專利名稱：Ds－cdma接收機(jī)的自適應(yīng)路徑選擇閾值設(shè)置的制作方法
背景技術(shù)：
在蜂窩無(wú)線電系統(tǒng)里，瑞克(Rake)接收機(jī)被用于解決直接序列碼分多址(DS-CDMA)系統(tǒng)中的多徑傳播問(wèn)題。通過(guò)將多個(gè)并列的解調(diào)器(在本技術(shù)領(lǐng)域里常常叫作瑞克“分支”)分配給從收到到的多徑信號(hào)中選擇出來(lái)的最強(qiáng)分量，瑞克接收機(jī)應(yīng)該能夠捕獲收到的信號(hào)的大部分能量。進(jìn)行了相應(yīng)的延遲補(bǔ)償以后，合并所有分支的輸出。這些分支的分配和時(shí)間同步是在信道響應(yīng)估計(jì)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的。多徑延遲搜索處理器(在這一領(lǐng)域里常常叫作“搜索器”)估計(jì)信道延遲分布(channel delay profile)，確定延遲分布內(nèi)的路徑，并跟蹤傳播狀態(tài)變化引起的延遲變化。
為了便于從DS-CDMA無(wú)線電系統(tǒng)發(fā)射信號(hào)中解調(diào)出數(shù)據(jù)，必須在接收方一側(cè)知道接收到的重現(xiàn)的發(fā)射信號(hào)的正確的碼相位。正確的碼相位常常是通過(guò)接收機(jī)將收到的信號(hào)跟發(fā)射機(jī)使用的相同或者至少部分相同的已知擴(kuò)頻序列進(jìn)行相關(guān)來(lái)提取的。然后，將通過(guò)這一操作獲得的互相關(guān)模式相對(duì)于這一模式中求得的最大值相對(duì)延遲進(jìn)行評(píng)估。
除了對(duì)應(yīng)于不同傳播延遲的互相關(guān)值所需要的疊加以外，接收機(jī)計(jì)算出來(lái)的互相關(guān)模式包括不同類型的不需要的信號(hào)能量。這種不需要的信號(hào)能量源于傳輸信道中出現(xiàn)的噪聲和衰落、以及所用擴(kuò)頻序列固有的非理想互相關(guān)特性。這些情況會(huì)使互相關(guān)峰的檢測(cè)過(guò)程變得困難，因?yàn)榉逯禉z測(cè)器會(huì)找出錯(cuò)誤的相關(guān)峰(這里常常叫作“虛告警”)，或者會(huì)錯(cuò)過(guò)存在的互相關(guān)峰(這里叫做“漏檢”)。
已經(jīng)討論過(guò)通過(guò)檢測(cè)互相關(guān)峰來(lái)找出并提取碼相位信息的問(wèn)題。在這里，經(jīng)常使用，用于產(chǎn)生恒虛告警率的一個(gè)方法，叫做恒虛告警率(CFAR)檢測(cè)。CFAR檢測(cè)的原理是提供一個(gè)用于路徑選擇的路徑選擇閾值，以便將互相關(guān)模式中大于這一路徑選擇閾值的值當(dāng)作候選路徑。如果這些值降到路徑選擇閾值以下，就拒絕接收這些信號(hào)并將它們看成噪聲。根據(jù)所賦閾值的不同，會(huì)獲得特定的假路徑檢測(cè)概率，也就是虛告警率。將測(cè)量得到的當(dāng)前噪聲電平乘上一個(gè)預(yù)定的恒定閾值系數(shù)，會(huì)產(chǎn)生這樣一個(gè)路徑選擇閾值，它可以用于在一個(gè)路徑選擇單元中獲得理想的已知恒虛告警率。用于這一傳統(tǒng)檢測(cè)器中的恒定閾值系數(shù)可以針對(duì)給定的系統(tǒng)操作參數(shù)和條件集進(jìn)行優(yōu)化。
沒(méi)能檢測(cè)出存在的互相關(guān)峰的概率(也就是漏檢率)跟閾值系數(shù)的選擇和對(duì)應(yīng)的虛告警檢測(cè)概率是密切相關(guān)的。如果路徑選擇閾值設(shè)置在一個(gè)相對(duì)較高的水平上，虛告警次數(shù)就會(huì)減少，而漏檢次數(shù)就會(huì)增加。相反，如果路徑選擇閾值設(shè)置在相對(duì)較低的水平上，虛告警次數(shù)就會(huì)增加，而漏檢次數(shù)就會(huì)減少。因?yàn)閷⒙z和虛告警概率同時(shí)減到最小對(duì)于接收機(jī)的整體性能而言是需要的，而使這些概率最小化會(huì)對(duì)檢測(cè)器路徑選擇閾值的設(shè)置提出相互抵觸的要求，因此，仔細(xì)地設(shè)置這一路徑選擇閾值，對(duì)于采用這種方法進(jìn)行路徑搜索的所有系統(tǒng)而言，都是非常重要的。


圖1A和1B從概念上說(shuō)明為了同時(shí)降低虛告警概率和漏檢概率而設(shè)置路徑選擇閾值，在某些情況下是如何互相抵觸的。圖1A說(shuō)明具有很高信噪比(SNA)的情況下的假路徑檢測(cè)概率和有效路徑漏檢概率。從圖1A可見，用恒虛告警率路徑選擇閾值(thCFAR)進(jìn)行峰值檢測(cè)的時(shí)候，雖然漏檢概率為0，但是CFAR檢測(cè)單元有某些固定、恒定的虛告警率。此外，圖1A還說(shuō)明在這些SNR條件下，將這一閾值移到thadaptive這一點(diǎn)上，就不會(huì)有任何假路徑檢測(cè)和有效路徑的漏檢。
圖1B說(shuō)明在低SNR情況下，假路徑的檢測(cè)概率和有效路徑的漏檢概率。在這個(gè)圖中，可以看出，采用恒定的路徑選擇閾值，在低信噪比的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致漏檢概率增大，而虛告警概率基本維持不變。此外，圖1B說(shuō)明在這樣的SNR情況下，將閾值移到左邊會(huì)以增大虛告警率為代價(jià)最大程度地降低漏檢概，如同自適應(yīng)閾值thadaptive所示，漏檢和虛告警之間的折中是必需的。
圖1A和1B只是純概念性的，它可用于指出本發(fā)明的申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的以下事實(shí)將平均噪聲電平跟一個(gè)恒定閾值系數(shù)相乘來(lái)獲得一個(gè)在峰值檢測(cè)器中應(yīng)用的路徑選擇閾值的傳統(tǒng)算法，不能獲得最佳的接收機(jī)整體性能。雖然用于確定路徑選擇閾值所采用的恒定閾值系數(shù)對(duì)于給定的工作參數(shù)和條件而言可能是最佳的，但是這一恒定閾值系數(shù)對(duì)于其它參數(shù)和條件卻不是最佳的。這樣，對(duì)于良好的傳輸狀態(tài)(例如高信噪比(SNR))，傳統(tǒng)算法會(huì)檢測(cè)出虛假的相關(guān)峰，從而降低整體性能。對(duì)于很差的傳輸條件(例如低信噪比)，傳統(tǒng)算法比較保守(也就是閾值太高)，會(huì)漏過(guò)潛在的相關(guān)峰，從而降低接收機(jī)的整體性能。這樣，這些觀察結(jié)果表明，選擇的所有恒定閾值系數(shù)都不能使接收機(jī)的整體性能最佳，因而不能優(yōu)化系統(tǒng)的容量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案，該系統(tǒng)連續(xù)地估計(jì)信道的SNR，以便設(shè)置路徑選擇閾值。這一SNR是通過(guò)利用迭代過(guò)程確定信號(hào)中的噪聲電平來(lái)估計(jì)的。這一迭代過(guò)程包括通過(guò)去掉預(yù)定數(shù)量的峰并評(píng)估殘余信號(hào)來(lái)確定噪聲電平的粗略估計(jì)的步驟。然后，利用這一初始噪聲電平估值來(lái)精確地確定在計(jì)算噪聲電平以前應(yīng)當(dāng)去掉的峰的個(gè)數(shù)，就能夠改進(jìn)噪聲估值。在由測(cè)量而得到的SNR的基礎(chǔ)之上，用一個(gè)閾值變換單元來(lái)設(shè)置路徑選擇閾值，以便將DPP中的有效峰跟噪聲分離開來(lái)。這一閾值變換函數(shù)可以通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)事先的模擬并確定虛告警和漏檢之間所需要的折衷來(lái)確定。
發(fā)明詳述在以下描述中，為了進(jìn)行說(shuō)明而不是進(jìn)行限制，給出了具體細(xì)節(jié)，比方說(shuō)特定的電路、電路元件、技術(shù)等等，以便讓讀者完整地了解本發(fā)明。然而，對(duì)于本領(lǐng)域里的技術(shù)人員而言顯而易見，本發(fā)明可以用不同于這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施方案來(lái)實(shí)施。在其它情形里，省去了眾所周知的方法、裝置和電路，以免干擾本發(fā)明的重要內(nèi)容描述。
圖2說(shuō)明能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)示例性搜索和跟蹤單元100的一個(gè)框圖。注意，圖2中給出的這一特定結(jié)構(gòu)，例如天線信號(hào)和扇區(qū)的個(gè)數(shù)，純粹是示例性的。扇區(qū)11～扇區(qū)16代表跟接收機(jī)有關(guān)的不同天線扇區(qū)。在扇區(qū)11～16里收到的復(fù)合DS-CDMA信號(hào)最初由選擇器單元3中的搜索和跟蹤單元100處理。對(duì)于每一個(gè)天線信號(hào)，選擇器單元3包括一個(gè)導(dǎo)頻多路分離器和一個(gè)緩沖器(沒(méi)有畫出)。這些多路分離器從數(shù)據(jù)流中取出導(dǎo)頻碼元和其它樣本。經(jīng)過(guò)了多路分離和緩沖的信號(hào)被有選擇地分配給搜索器51～5L。
搜索器51～5L用適當(dāng)?shù)木幋a(例如短金碼和長(zhǎng)金碼)對(duì)經(jīng)過(guò)了選擇器單元3的多路分離/緩沖后的信號(hào)進(jìn)行復(fù)相關(guān)，在天線扇區(qū)11～16中的工作扇區(qū)收到的復(fù)信號(hào)里“搜索”所需要的信號(hào)。這些相關(guān)是在給定的時(shí)間或者搜索窗口里進(jìn)行的。作為結(jié)果，搜索器51～5L為每一個(gè)天線信號(hào)發(fā)出一個(gè)DPP給路徑選擇單元7。雖然在本描述中沒(méi)有直接涉及DPP計(jì)算的細(xì)節(jié)，但是感興趣的讀者可以參考1998年5月29日提交的德國(guó)申請(qǐng)DE-19824218.2，其標(biāo)題為“具有周期性插入導(dǎo)頻碼元的DS-CDMA系統(tǒng)的多徑搜索和跟蹤程序”，這里將這一申請(qǐng)的內(nèi)容引入作為參考。路徑選擇單元7將干擾估值考慮在內(nèi)，從來(lái)自搜索器的DPP中提取信號(hào)最強(qiáng)的N條路徑d1’、……、dN’。另外，路徑選擇單元7還產(chǎn)生選擇信息s1’、……、sN’，它們表明已被選擇的工作扇區(qū)和天線信號(hào)。信號(hào)d1’、……、dN’和s1’、……、sN’被輸入跟蹤和控制單元9。
跟蹤和控制單元9完成兩個(gè)主要功能。第一個(gè)功能是使搜索器的定時(shí)適應(yīng)移動(dòng)臺(tái)和基站之間的距離變化。第二個(gè)功能是根據(jù)搜索窗口的調(diào)整情況來(lái)調(diào)整提供的延遲路徑d1’、……、dN’，并且選擇一定數(shù)量的最終延遲值和對(duì)應(yīng)的天線/扇區(qū)信息。
為了當(dāng)前討論的目的，我們將注意力返回到路徑選擇單元7。圖3給出了路徑選擇單元7更詳細(xì)的框圖，這個(gè)單元7可以利用前面描述的傳統(tǒng)的恒定閾值系數(shù)技術(shù)來(lái)提供延遲值d1’、……、dN’和選擇信息s1’、……、sN’。其中，來(lái)自都位于工作扇區(qū)1中的天線1和天線2的DPP被傳遞給加法器201。加法器201將來(lái)自這兩個(gè)天線的DPP相加起來(lái)。為了簡(jiǎn)單起見，只畫出了一個(gè)扇區(qū)和兩個(gè)工作天線，但是本領(lǐng)域里的技術(shù)人員會(huì)明白，路徑選擇單元7的輸入可以包括一個(gè)以上的工作扇區(qū)，以及對(duì)于每一個(gè)工作扇區(qū)，具有任意數(shù)量的天線。加法器201計(jì)算出來(lái)的和值被輸入峰值檢測(cè)和去除單元203，該單元搜索各個(gè)和信號(hào)的最大值。然后，將最大值和對(duì)應(yīng)的延遲值儲(chǔ)存起來(lái)。這個(gè)最大值和在該最大值(也就是脈沖擴(kuò)展)每一側(cè)的特定數(shù)量(例如3)的樣本被去除掉，或者等價(jià)地設(shè)置成0。傳統(tǒng)上將這一過(guò)程重復(fù)N次，這里的N是某個(gè)固定的預(yù)定常數(shù)(例如8)，這樣就給出了一組N個(gè)候選延遲值和對(duì)應(yīng)的峰值。
去掉了峰和脈沖擴(kuò)展以后，將剩余的延遲分布看成干擾(噪聲)。噪聲估計(jì)單元207用這一剩余延遲分布計(jì)算平均值，作為有效噪聲電平。在峰值檢測(cè)和去除以后，通過(guò)對(duì)延遲分布中的剩余樣本的信號(hào)功率求和以及將這個(gè)和值除以延遲分布中的剩余樣本的總數(shù)，可以計(jì)算出平均值。乘法單元208將噪聲估計(jì)單元207的輸出以及恒定閾值系數(shù)215相乘起來(lái)。如上所述，恒定閾值系數(shù)215是一個(gè)固定值，其作用是用來(lái)得到對(duì)于給定參數(shù)(例如相關(guān)長(zhǎng)度、相干積累次數(shù)和非相干積累次數(shù))的恒虛告警率，這些參數(shù)在DPP計(jì)算中是固有的。
加法器201還將一個(gè)信號(hào)輸出給路徑估計(jì)單元205。路徑估計(jì)單元205進(jìn)行初步的路徑選擇，它把候選峰值跟由有效噪聲電平和恒定閾值系數(shù)的乘積給出的路徑選擇閾值進(jìn)行比較，上述乘積是從乘法單元208獲得的。只有超過(guò)路徑選擇閾值的峰值和相應(yīng)延遲才被傳遞給路徑核實(shí)單元209和211。
路徑核實(shí)單元209和211從相應(yīng)的天線獲取DPP，并在候選延遲位置將這一DPP信號(hào)跟從乘法單元208中獲得的路徑選擇閾值進(jìn)行比較。由于這一示例性的系統(tǒng)有兩個(gè)天線分集，就將這一乘法單元的輸出乘以一個(gè)分集系數(shù)1/2。當(dāng)然，如果每一扇區(qū)采用不同數(shù)目的天線，那么分集系數(shù)的分母就按照所用天線數(shù)而改變。只有在同一延遲位置上的和信號(hào)跟兩個(gè)天線信號(hào)中的任意一個(gè)同時(shí)超過(guò)路徑選擇閾值的情況下，路徑核實(shí)單元209和211才能得到由路徑估計(jì)單元205給出的一條候選路徑。最大值檢測(cè)單元213比較這些剩下來(lái)的路徑，選擇N條信號(hào)最強(qiáng)的路徑并按照它們的功率的下降順序?qū)λ鼈兣判?。產(chǎn)生所選路徑的延遲d1’、……、dN’，以便作為跟蹤和控制單元9的輸入信號(hào)。產(chǎn)生表明所選扇區(qū)和天線信號(hào)的選擇信息s1’、……、sN’，以便作為瑞克接收機(jī)的控制信號(hào)。如果路徑數(shù)小于解調(diào)分支數(shù)，這一瑞克接收機(jī)就會(huì)認(rèn)識(shí)到必須關(guān)斷某些分支。
如同發(fā)明背景和圖1A所描述的那樣，在良好的傳輸條件下使用恒定路徑選擇閾值，會(huì)得到比最佳值稍差一些的假路徑檢測(cè)概率。此外，如圖1B所示，在很差的傳輸條件下，恒定路徑選擇閾值所能得到的有效路徑漏檢率要比最佳值差。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，最好是采用一個(gè)動(dòng)態(tài)的可變閾值系數(shù)，從而最好地兼顧到虛告警率和漏檢率。具體而言，本發(fā)明的發(fā)明人提出這樣一個(gè)閾值系數(shù)，它隨著SNR狀況的變化而變化。由于這一閾值系數(shù)是作為SNR的函數(shù)而變化的，例如線性地變化或者非線性地變化，因此準(zhǔn)確地估計(jì)這個(gè)量非常重要。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果去掉了正確數(shù)量的峰，這一SNR估值、特別是噪聲電平估值就更加精確。
因此，圖4和圖5給出了本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案，通過(guò)以迭代方式確定最佳的峰的數(shù)目，它能夠改進(jìn)噪聲電平估計(jì)過(guò)程。然后將這一改進(jìn)了的噪聲計(jì)算結(jié)果用于確定SNR估值以及路徑選擇單元的可變路徑選擇閾值。
圖4說(shuō)明本發(fā)明的路徑選擇過(guò)程中的自適應(yīng)閾值設(shè)置方法。單元301、303和305的功能將參考圖5中的流程圖來(lái)說(shuō)明。在步驟401里，峰值檢測(cè)和去除單元301估計(jì)DPP信號(hào)中的最大峰的信號(hào)功率。然后，在步驟403里，峰值檢測(cè)和去除單元301從DPP信號(hào)中減去最高的峰以及對(duì)應(yīng)的脈沖擴(kuò)展。在步驟404里，判斷檢測(cè)到的峰的個(gè)數(shù)i是不是等于要檢測(cè)的峰的最大個(gè)數(shù)Lmax。Lmax是可以去除掉的峰的某個(gè)預(yù)定最大個(gè)數(shù)，該數(shù)字受到瑞克接收機(jī)的分支數(shù)的限制。如果i不等于Lmax，在塊405中就將峰的個(gè)數(shù)增加1，并重復(fù)步驟401和403。當(dāng)i等于Lmax時(shí)，這一過(guò)程轉(zhuǎn)到步驟406。
在步驟406里，單元303利用去除掉Lmax個(gè)峰以后剩下的DPP計(jì)算噪聲電平Nraw的一個(gè)粗略估值。噪聲電平的粗略估值是通過(guò)將剩余DPP中樣本的信號(hào)強(qiáng)度求和來(lái)得到的。然后將這個(gè)和除以參與所述求和的樣本數(shù)。在步驟407里，峰值檢測(cè)和去除單元301利用i=1,2,3,……直到i=Lmax=例如12(或者更多)個(gè)峰來(lái)估計(jì)累加信號(hào)功率Si，其中的功率值按升序S1≤S2≤S3≤……≤SLmax排列。Si=Σl=1iPeakl]]>在步驟408里，單元303計(jì)算信號(hào)功率Si的差，也就是S2-S1,S3-S2,S4-S3,……,Si-Si-l。單元303將峰總數(shù)Lmax跟初始噪聲電平估值Nraw相乘，并將乘積從最大功率值SLmax的信號(hào)功率中減去。接下來(lái)，單元303用上述差SLmax-Lmax*Nraw。除信號(hào)功率差Si-Si-1。步驟408的計(jì)算用以下公式說(shuō)明Si-Si-lSLmax-Nraw·Lmax]]>這個(gè)式子的結(jié)果表明每一個(gè)峰值相對(duì)于總功率上的增加量，這個(gè)值可以用于說(shuō)明每個(gè)峰是否應(yīng)當(dāng)在確定初始噪聲電平之前從DPP中去掉。
為了獲得改進(jìn)了的噪聲電平估值，進(jìn)行另一次噪聲電平迭代計(jì)算，其中那些不應(yīng)當(dāng)去掉的峰被包括在要當(dāng)作噪聲的信號(hào)能量中。具體而言，步驟409中的峰值檢測(cè)和去除單元301選擇有效峰的個(gè)數(shù)npeak，其中npeak僅僅代表這樣一些峰，這些峰在步驟407中的相對(duì)增量大于某些閾值，(例如，大5％)。在步驟411里，峰值檢測(cè)和去除單元301只從DPP信號(hào)中去掉有效的峰以及跟它們對(duì)應(yīng)的脈沖擴(kuò)展。在步驟413中，單元305計(jì)算Nimp。按照與初始噪聲電平估值相似的方式來(lái)計(jì)算噪聲電平估值Nimp，其中在峰和脈沖擴(kuò)展被去掉以后所剩下的樣本被相加起來(lái)，然后將這個(gè)和值除以剩余樣本總數(shù)。最后，在步驟415里，單元305用例如以下公式計(jì)算信道SNR的估值
SNR=1npeak·Σl=1npeakPeaklNimp]]>閾值變換單元307輸出一個(gè)閾值系數(shù)，該系數(shù)隨著信號(hào)的SNR估值而改變，并在塊309中與改進(jìn)了的噪聲電平估值相乘。單元307進(jìn)行的閾值變換可以按照以下方式來(lái)確定。
首先，可以針對(duì)一定范圍的不同SNR值來(lái)模擬漏檢概率和虛告警概率，并且給出特定的一組系統(tǒng)參數(shù)，這些系統(tǒng)參數(shù)是在DPP產(chǎn)生過(guò)程中所固有的，例如擴(kuò)頻系數(shù)、非相干積累。然后針對(duì)任何給定的SNR來(lái)確定閾值系數(shù)，以便優(yōu)化漏檢概率和虛告警概率。這樣，這兩個(gè)概率都會(huì)隨時(shí)間而變。圖6說(shuō)明針對(duì)從-10到4分貝的Ebc/N0的加性白高斯噪聲(AWGN)信道來(lái)對(duì)虛告警率和漏檢率進(jìn)行示例性模擬。其中，實(shí)線表示正確峰的漏檢概率，虛線表示所有峰的漏檢概率，點(diǎn)劃線表示虛告警概率。從圖中可以看出，Ebc/N0(SNR)越大，虛告警率曲線和漏檢率曲線之間的距離就越大。這意味著用水平橫坐標(biāo)表示的路徑選擇閾值可以隨著SNR的提高而更快地增加。但是，本領(lǐng)域里的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，路徑選擇閾值還可以隨著SNR增加而線性地增長(zhǎng)。此外，圖6還說(shuō)明虛告警概率曲線的擴(kuò)展很小，這意味著虛告警概率基本上依賴于歸一化噪聲背景。
給定這一組模擬值，下面將參考圖7和8來(lái)描述在模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上用于單元307的特定的、但純粹是說(shuō)明性的變換函數(shù)的選擇。
圖7說(shuō)明閾值系數(shù)隨估計(jì)的平均SNR的變化，它利用模擬結(jié)果提供關(guān)于如何執(zhí)行閾值變換的信息給系統(tǒng)設(shè)計(jì)員。具體地說(shuō)，圖7中下面兩條基本上重疊的曲線說(shuō)明對(duì)于以下無(wú)線電信道傳播情形，可以設(shè)置閾值系數(shù)以獲得(理想的)1％的恒定虛告警率，這兩種情形是(1)兩條獨(dú)立的傳播路徑(通過(guò)各個(gè)“x”點(diǎn)的曲線)，和(2)一條傳播路徑(通過(guò)各個(gè)“+”點(diǎn)的曲線)。
如果對(duì)于以下無(wú)線電信道傳播情形，需要同時(shí)使漏檢率和虛告警率最小，那么圖7中上面兩條基本上重疊的曲線代表可以用于單元307的變換，這兩種情形是(1)在DPP中有兩個(gè)獨(dú)立的峰(用通過(guò)各個(gè)“o”點(diǎn)的函數(shù)表示)，和(2)DPP中只有一個(gè)峰(用通過(guò)各個(gè)“*”點(diǎn)的函數(shù)表示)。圖7還(用點(diǎn)劃線)說(shuō)明單元307的閾值變換函數(shù)的一個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)方法，它被選擇為位于恒定虛告警率兩個(gè)極值和最小虛告警率/漏檢率之間。雖然在圖7中說(shuō)明了閾值變換單元的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方法，但是本領(lǐng)域里的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，閾值變換單元可以使用各種函數(shù)，以使得閾值能處于恒虛告警率和最小虛告警率/漏檢率之間。
圖8說(shuō)明閾值系數(shù)相對(duì)于估計(jì)的平均SNR的曲線，它類似于圖7給出的信息，除了采用了擴(kuò)頻系數(shù)、天線分集和非相干積累的不同組合以外。在這里，這一示例性的實(shí)現(xiàn)用一條實(shí)線表示，并用圖左上側(cè)那組函數(shù)來(lái)說(shuō)明。
再回到圖3，一旦按照上述方法選定一個(gè)閾值變換函數(shù)，單元307就根據(jù)按照以上方法計(jì)算出來(lái)的SNR來(lái)計(jì)算可變的閾值系數(shù)。在圖7所示的示例性實(shí)現(xiàn)方法里，如果估計(jì)的SNR≤2.5，就將閾值系數(shù)設(shè)置成1.9。但是，如果估計(jì)的SNR＞2.5，就按照以下公式設(shè)置閾值系數(shù)閾值系數(shù)=0.1822*SNR+1.444由于在收到的信號(hào)中一幀與下一幀的SNR不一樣，所以，可以以幀為基礎(chǔ)來(lái)調(diào)整閾值系數(shù)。
乘法器單元309利用單元307設(shè)置的閾值系數(shù)跟從單元305獲得的改進(jìn)噪聲電平估計(jì)的乘積來(lái)產(chǎn)生路徑選擇閾值。最后，路徑估計(jì)單元311利用DPP信號(hào)和來(lái)自乘法器單元309的路徑選擇閾值判斷選擇哪些路徑。路徑核實(shí)過(guò)程跟前面參考圖3所介紹的方式相似，其中利用了路徑核實(shí)單元313和315，并考慮了從圖4所示結(jié)構(gòu)獲得的改進(jìn)了的噪聲電平估計(jì)。
除了前面描述過(guò)的噪聲估計(jì)過(guò)程以外，至少還有兩個(gè)信息源可以用于這里描述的迭代過(guò)程的一部分，從而產(chǎn)生調(diào)整過(guò)的噪聲電平估值。這兩個(gè)源在圖4中用虛線320和322來(lái)說(shuō)明。上面那條虛線320從最大值檢測(cè)單元317反饋信息，以供峰值檢測(cè)單元301用于為Nraw’和Nimp’產(chǎn)生新的噪聲電平估值。下面的那條線322表示從數(shù)據(jù)解調(diào)器319獲得的軟信息值，在計(jì)算出新的Nraw’和Nimp’以后，這些軟信息值也可以同樣用作峰值檢測(cè)和去除單元301的輸入。此外，圖4的系統(tǒng)可以為更加改進(jìn)過(guò)的噪聲電平估計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)上面的虛線和下面的虛線表示的反饋環(huán)路。
此外，雖然只在參考圖4所示的自適應(yīng)閾值系數(shù)的情況下介紹了如何產(chǎn)生Nraw’和Nimp’，但是利用圖3所示的恒定閾值系數(shù)和參考圖4所描述的迭代噪聲電平估計(jì)仍然屬于本領(lǐng)域里技術(shù)人員的知識(shí)范圍之內(nèi)。為了實(shí)施圖4中的這一實(shí)施方案，可以省略閾值變換單元307，或者讓它輸出常數(shù)并且可以把Nimp305的噪聲信號(hào)輸出直接傳遞給乘法器309。乘法器309將計(jì)算出改進(jìn)了的噪聲電平估計(jì)跟恒定閾值系數(shù)的乘積。
盡管利用以上示例性的實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域里的技術(shù)人員會(huì)明白，本發(fā)明還可以用其它方式來(lái)實(shí)施。因此，本領(lǐng)域里的技術(shù)人員可以想出以上方法的變型和組合，而不會(huì)偏離如后面的權(quán)利要求所描述的一樣本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1．在擴(kuò)頻接收機(jī)中的一種傳播路徑選擇方法，包括以下步驟估計(jì)與接收到的復(fù)信號(hào)有關(guān)的信噪比；在這個(gè)信噪比的基礎(chǔ)之上計(jì)算閾值系數(shù)；將與這個(gè)信噪比有關(guān)的一個(gè)噪聲電平跟所述閾值系數(shù)相乘，得到一個(gè)路徑選擇閾值；將所述傳播路徑特性與所述路徑選擇閾值進(jìn)行比較；和當(dāng)所述特性超過(guò)所述路徑選擇閾值時(shí)，選擇所述傳播路徑。
2．權(quán)利要求1的方法，其中估計(jì)信噪比的步驟還包括以下步驟對(duì)接收到的復(fù)信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)操作，產(chǎn)生具有多個(gè)峰的一個(gè)相關(guān)信號(hào)；從所述相關(guān)信號(hào)中去掉第一數(shù)目的多個(gè)峰，形成第一個(gè)殘余信號(hào)；根據(jù)第一個(gè)殘余信號(hào)確定所述噪聲電平的第一個(gè)估值；根據(jù)第一個(gè)估值確認(rèn)第一數(shù)目的多個(gè)峰；從所述相關(guān)信號(hào)去掉在所述確認(rèn)步驟中確認(rèn)過(guò)的第二數(shù)目的多個(gè)峰，從而產(chǎn)生第二個(gè)殘余信號(hào)；和在為第二個(gè)殘余信號(hào)中的噪聲電平確定第二個(gè)估值。
3．權(quán)利要求2的方法，其中確認(rèn)第一數(shù)目的多個(gè)峰的步驟還包括以下步驟確定第一數(shù)目的峰中每一個(gè)的功率相對(duì)于所述信號(hào)總功率的一個(gè)增量；和確認(rèn)功率增量大于預(yù)定增量的那些峰。
4．權(quán)利要求3的方法，其中的預(yù)定增量是5％。
5．權(quán)利要求2的方法，其中為所述噪聲電平確定第一個(gè)估值的步驟還包括以下步驟從所述相關(guān)信號(hào)中去掉第一數(shù)目的多個(gè)峰，以及在第一數(shù)目的多個(gè)峰中每一個(gè)周圍的樣本的脈沖擴(kuò)展；對(duì)第一個(gè)殘余信號(hào)中的剩余樣本信號(hào)功率求和；和將所述和值除以第一個(gè)殘余信號(hào)中剩余樣本總數(shù)。
6．權(quán)利要求5的方法，其中為所述噪聲電平確定第二個(gè)估值的步驟還包括以下步驟從所述相關(guān)信號(hào)去掉第二數(shù)目的多個(gè)峰，以及在第二數(shù)目的多個(gè)峰中每一個(gè)周圍的樣本的脈沖擴(kuò)展；對(duì)第二個(gè)殘余信號(hào)中剩余樣本的信號(hào)功率求和；和將所述和值除以第二個(gè)殘余信號(hào)中剩余樣本的總數(shù)。
7．權(quán)利要求1的方法，其中確定閾值系數(shù)的步驟還包括以下步驟如果估計(jì)的信噪比小于第一個(gè)值，就根據(jù)第一個(gè)函數(shù)選擇所述閾值系數(shù)，否則就根據(jù)第二個(gè)函數(shù)選擇所述閾值系數(shù)。
8．權(quán)利要求7的方法，其中第一個(gè)函數(shù)輸出一個(gè)恒定閾值系數(shù)。
9．權(quán)利要求8的方法，其中第二個(gè)函數(shù)輸出一個(gè)恒定閾值系數(shù)。
10．權(quán)利要求8的方法，其中第二個(gè)函數(shù)使所述閾值系數(shù)作為信噪比的函數(shù)而線性地變化。
11．權(quán)利要求8的方法，其中第二個(gè)函數(shù)使所述閾值系數(shù)作為信噪比的函數(shù)而非線性地變化。
12．權(quán)利要求1的方法，其中的閾值系數(shù)作為信噪比的函數(shù)線性地變化。
13．權(quán)利要求1的方法，其中的閾值系數(shù)作為信噪比的函數(shù)非線性地變化。
14．在擴(kuò)頻接收機(jī)中進(jìn)行傳播路徑選擇的一種裝置，包括用于估計(jì)與收到的復(fù)信號(hào)有關(guān)的信噪比的裝置；用于在所述信噪比的基礎(chǔ)之上確定閾值系數(shù)的裝置；用于將與所述信噪比有關(guān)的噪聲電平與所述閾值系數(shù)相乘、以產(chǎn)生一個(gè)路徑選擇閾值的裝置；用于將一個(gè)傳播路徑特性與所述路徑選擇閾值進(jìn)行比較的裝置；和當(dāng)所述特性超過(guò)所述路徑選擇閾值時(shí)、用于選擇所述傳播路徑的裝置。
15．權(quán)利要求14的裝置，其中用于估計(jì)信噪比的裝置還包括用于對(duì)收到的復(fù)信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)操作、以產(chǎn)生具有多個(gè)峰的一個(gè)相關(guān)信號(hào)的裝置；用于從所述相關(guān)信號(hào)中去掉第一數(shù)目的多個(gè)峰、以形成第一個(gè)殘余信號(hào)的裝置；用于根據(jù)第一個(gè)殘余信號(hào)確定所述噪聲電平的第一個(gè)估值的裝置；用于根據(jù)第一個(gè)估值確認(rèn)第一數(shù)目的多個(gè)峰的裝置；用于從所述相關(guān)信號(hào)中去掉在所述確認(rèn)裝置中確認(rèn)過(guò)的第二組多個(gè)峰、以產(chǎn)生第二個(gè)殘余信號(hào)的裝置；和用于為第二個(gè)殘余信號(hào)中的噪聲電平確定第二個(gè)估值的裝置。
16．權(quán)利要求15的裝置，其中用于確認(rèn)第一數(shù)目的多個(gè)峰的裝置還包括用于確定第一數(shù)目的峰中每一個(gè)的功率相對(duì)于所述信號(hào)總功率有一個(gè)增量的裝置；和用于確認(rèn)功率增量大于預(yù)定增量的那些峰的裝置。
17．權(quán)利要求16的裝置，其中的預(yù)定增量是5％。
18．權(quán)利要求15的裝置，其中為所述噪聲電平確定第一個(gè)估值的裝置還包括用于從所述相關(guān)信號(hào)中去掉第一組多個(gè)峰、以及在第一組多個(gè)峰中每一個(gè)周圍的樣本的一個(gè)脈沖擴(kuò)展的裝置；用于對(duì)將第一個(gè)殘余信號(hào)中的剩余樣本信號(hào)功率求和的裝置；和將所述和值除以第一個(gè)殘余信號(hào)中剩余樣本總數(shù)的裝置。
19．權(quán)利要求18的裝置，其中用于為所述噪聲電平確定第二個(gè)估值的裝置還包括用于從所述相關(guān)信號(hào)去掉第二數(shù)目的多個(gè)峰以及在第二數(shù)目的多個(gè)峰中每一個(gè)周圍的樣本的一個(gè)脈沖擴(kuò)展的裝置；用于對(duì)所述相關(guān)信號(hào)中剩余樣本的信號(hào)功率求和的裝置；和用于將所述和值除以所述相關(guān)信號(hào)中所述剩余樣本總數(shù)的裝置。
20．權(quán)利要求14的裝置，其中確定閾值系數(shù)的裝置還包括用于當(dāng)估計(jì)的信噪比小于第一個(gè)值就根據(jù)第一個(gè)函數(shù)選擇閾值系數(shù)、否則就根據(jù)第二個(gè)函數(shù)選擇閾值系數(shù)的裝置。
21．權(quán)利要求20的裝置，其中第一個(gè)函數(shù)輸出一個(gè)恒定閾值系數(shù)。
22．權(quán)利要求21的裝置，其中第二個(gè)函數(shù)輸出一個(gè)恒定閾值系數(shù)。
23．權(quán)利要求21的裝置，其中第二個(gè)函數(shù)使所述閾值系數(shù)作為信噪比的函數(shù)而線性地變化。
24．權(quán)利要求21的裝置，其中第二個(gè)函數(shù)使所述閾值系數(shù)作為信噪比的函數(shù)而非線性地變化。
25．權(quán)利要求14的裝置，其中閾值系數(shù)作為信噪比的函數(shù)線性地變化。
26．權(quán)利要求14的裝置，其中的閾值系數(shù)作為信噪比的函數(shù)非線性地變化。
27．在擴(kuò)頻接收機(jī)中進(jìn)行傳播路徑選擇的一種方法，包括以下步驟確定收到的復(fù)合信號(hào)的第一個(gè)噪聲估值；改進(jìn)噪聲的第一個(gè)估值以產(chǎn)生改進(jìn)的噪聲估值；將所述改進(jìn)的噪聲估值與一個(gè)閾值系數(shù)相乘，以產(chǎn)生一個(gè)路徑選擇閾值；將所述傳播路徑的特性與所述路徑選擇閾值進(jìn)行比較；和當(dāng)所述特性超過(guò)所述路徑選擇閾值時(shí)，選擇所述傳播路徑。
28．權(quán)利要求27的方法，其中的閾值系數(shù)是一個(gè)常數(shù)值。
29．權(quán)利要求27的方法，其中的閾值系數(shù)作為信噪比的函數(shù)來(lái)變化。
30．權(quán)利要求27的方法，其中確定噪聲的第一個(gè)估值的步驟還包括以下步驟對(duì)接收到的復(fù)信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)操作、以產(chǎn)生有多個(gè)峰的一個(gè)相關(guān)信號(hào)；從所述相關(guān)信號(hào)中去掉第一數(shù)目的多個(gè)峰、以產(chǎn)生第一個(gè)殘余信號(hào)；和用第一個(gè)殘余信號(hào)計(jì)算噪聲的第一個(gè)估值。
31．權(quán)利要求30的方法，其中改進(jìn)噪聲的第一個(gè)估值的步驟還包括以下步驟根據(jù)第一個(gè)估值確認(rèn)第一組多個(gè)峰；從所述相關(guān)信號(hào)中去掉已經(jīng)在確認(rèn)步驟中確認(rèn)過(guò)的第二數(shù)目的多個(gè)峰，以產(chǎn)生第二個(gè)殘余信號(hào)；和為第二個(gè)殘余信號(hào)中的噪聲電平確定第二個(gè)估值。
32．權(quán)利要求31的方法，其中確認(rèn)第一數(shù)目的多個(gè)峰的步驟還包括以下步驟確定第一數(shù)目的多個(gè)峰中每一個(gè)的功率相對(duì)于所述信號(hào)總功率的一個(gè)增量；和確認(rèn)功率增量比預(yù)定增量大的那些峰。
33．權(quán)利要求30的方法，其中為所述噪聲電平計(jì)算第一個(gè)估值的步驟還包括以下步驟從所述相關(guān)信號(hào)去掉第一數(shù)目的多個(gè)峰以及第一數(shù)目的多個(gè)峰中每一個(gè)周圍的樣本的脈沖擴(kuò)展；對(duì)第一個(gè)殘余信號(hào)中剩余樣本的信號(hào)功率求和；和將所述和值除以第一個(gè)殘余信號(hào)中剩余樣本總數(shù)。
34．權(quán)利要求33的方法，其中為所述噪聲電平計(jì)算第二個(gè)估值的步驟還包括以下步驟從所述相關(guān)信號(hào)去掉第二數(shù)目的多個(gè)峰以及在第二數(shù)目的多個(gè)峰中每一個(gè)周圍的樣本的脈沖擴(kuò)展；對(duì)第二個(gè)殘余信號(hào)中剩余樣本的信號(hào)功率求和；和將所述和值除以第二個(gè)殘余信號(hào)中所述剩余樣本總數(shù)。
全文摘要
在延遲功率分布(DPP)信號(hào)中檢測(cè)和選擇峰的一種系統(tǒng)和方法。用一種自適應(yīng)方法來(lái)確定DPP信號(hào)中的有效路徑。通過(guò)測(cè)量DPP信號(hào)的信噪比并設(shè)置所述閾值來(lái)確定這一自適應(yīng)閾值,從而將路徑估值中的漏檢概率和虛告警概率降到最小。為了確定這一信噪比,該系統(tǒng)采用一種迭代過(guò)程,其中對(duì)噪聲進(jìn)行了一個(gè)粗略估值和一個(gè)改進(jìn)估值。
文檔編號(hào)H04B7/02GK1309843SQ99808700
公開日2001年8月22日 申請(qǐng)日期1999年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月16日
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