CN101099300A

CN101099300A - 用于码分多址的基于随机存取存储器的扰码生成器

Info

Publication number: CN101099300A
Application number: CN200580046238.7A
Authority: CN
Inventors: 奥尔顿·S·基尔; 路易斯·R·利特文; 佐兰·科斯蒂克
Original assignee: Thomson Licensing SAS
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 2005-01-14
Filing date: 2005-01-14
Publication date: 2008-01-02
Also published as: EP1836776A1; BRPI0519364A2; US20080137846A1; JP2008527912A; WO2006078233A1

Abstract

一种接收机，包括用于存储扰码值的存储器以及多个耙指，其中每个耙指根据所存储的扰码值的至少一部分来处理所接收的多径信号，以提供与所接收的多径信号的路径相关联的码元。

Description

用于码分多址的基于随机存取存储器的扰码生成器

技术领域

本发明总体涉及通过码分多址(CDMA)和扩展频谱无线网络来使用的接收器构造。

背景技术

CDMA是指在所谓第二代(2G)和第三代(3G)无线通信中使用的几种协议中的一种。CDMA是多路复用的形式，其允许多个信号(信道)占据单个物理传输信道，由此优化带宽。使用相同的频带来发射这些信号，并且通过使用不同扩频码发射每个信号，来区分这些信号。

使用扩频码来分离从给定基站发射的各个信号。因为扩频码是相互正交的，所以分离的信号可同时发射，并在接收机上分开处理。通过对于给定的扩频码来关联(correlate)所接收的信号，从而处理信号。相反，扰码允许相互区分来自不同基站的信号。使用扰码来对从给定基站发射的所有信号加扰。因此，使用相同的扰码来对从特定基站发射的所有信号加扰。例如，在全球移动电信系统(UMTS)中，扰码覆盖UMTS帧(38400个码片)并且包括38400个码片值。

在实践中，多个延迟版本(version)的所发射的信号到达CDMA接收机。例如，一个版本的信号可通过从基站到CDMA接收机的直接路径传送而到达，而另一版本的信号可由于信号在其到达前被建筑物反射而稍后到达。这样，所接收的信号也已知为多径信号，并且包含多个延迟版本的所发射的信号。每个版本的所发射的信号已知为一个路径。

图1是图解传统的CDMA接收机100的示意图。在功能层上，CDMA接收机对于不同的延迟版本的扰码来关联所接收的样本(101)，并且对该关联的输出进行时间同步。如所示的，CDMA接收机包括耙指(finger)105和125、扰码生成器110和130、数值控制振荡器(NCO)115和135、以及余量生成器120和140。CDMA接收机还包括多个延迟145和150、最大比合并器(MRC)144、以及搜索器160。

在解码期间，CDMA接收机处理所接收的多径信号(101)，以识别其中包含的各个路径。由搜索器160执行此功能。搜索器160通过对于扰码的不同偏移来关联所接收的样本，从而识别多径信号的各个路径。应注意，预先由CDMA接收机从所接收的多径信号中识别出扰码(例如，在已知的小区搜索操作期间)。执行关联的相关器或处理器可对扩展频谱信号解调，并且/或测量输入的信号相对于参考信号的相似性。

通过调整用于关联的扰码的偏移，搜索器160以不同的时间延迟来执行关联，以确定存在有效路径的特定延迟。搜索器160生成简档(profile)，其是不同时间延迟的关联输出的向量。检查此简档，以确定各个路径所位于的多径信号的延迟。

可将耙指105和125实现为基带相关器。每个耙指105和125处理来自不同时间延迟的多径信号的数据。即，每个耙指105和125处理由搜索器160确定的、位于特定延迟的多径信号的路径。为例示的目的，在图1中仅仅示出了两个耙指。然而，应意识到，CDMA接收机经常包括多于两个的耙指，例如六个。

传统地，每个耙指从其自身的扰码生成器所接收扰码的相应部分，扰码生成器动态地生成扰码的相应部分。这样，耙指105和125分别与扰码生成器110和130相关联。经常地，使用线性反馈移位寄存器(LFSR)构造来实现每个扰码生成器。因此，扰码生成器110和130分别需要余量生成器120和140，以计算每个LFSR的初始条件。每个扰码生成器还必须与NCO相链接，以处理时钟延迟的提前/推迟，从而通过扰码实现子码片分解(resolution)。由此，扰码生成器110和130分别与NCO 115和135相链接。

每个耙指105和125提供码元输出，该码元输出必须是在MRC 155中组合之前调准(align)的时间或相位。如在此所使用的，码元是指一般包括实部和虚部的值。生成码元，作为从对于扩展码来关联所接收的信号而得到的输出。为了时间调准码元，将来自耙指105和125的输出分别连接到延迟145和150。来自延迟145和150的、经时间调准的输出被提供给MRC 155。MRC 155使用对应于每个码元的导频(pilot)来对码元进行相位调准。然后，MRC 155组合经相位调准的码元，以提供用于后续处理的输出信号156。

如从上述讨论清楚的，需要大量的硬件来实现CDMA接收机的耙指。具体地，每个耙指需要扰码生成器、余量生成器以及NCO。当使用更多的耙指时，所需要的硬件的数量显著增加。另外，因为每个耙指的输出未与其它耙指的输出进行时间调准，所以每个耙指必须具有相应的延迟块。

提供克服上述缺点的CDMA接收机的硬件高效的设计将会是有益的。

发明内容

根据本发明的原则，接收机包括：用于存储扰码值的存储器；以及多个耙指，其中每个耙指根据所存储的扰码值的至少一部分来处理所接收的多径信号，以提供与所接收的多径信号的路径相关联的码元。

在例示性实施例中，接收机包括子码片间隔延迟线、多个耙指、存储器和最大比合并器。子码片间隔延迟线提供不同延迟版本的所接收的多径信号的样本。子码片间隔延迟线包括至少两个抽头。通过每个抽头，向多个耙指中的一个提供不同延迟版本的样本中的一个。注意到，当被从子码片间隔延迟线的所述抽头提供时，不同延迟版本的样本是时间调准的。每个耙指使用对给定码片具有相同偏移的扰码值来处理所述延迟版本的样本，其中由存储器提供扰码值。例如，存储器存储完整周期的扰码值。最大比合并器组合与特定信道相关联的、从多个耙指输出的那些码元。

本发明的另一方面包括用于在接收机中处理所接收的多径信号的路径的方法。该方法包括：在存储器中存储扰码值，以在处理所接收的多径信号时使用；以及向多个耙指提供所存储的扰码值的至少一部分，以在提供与所接收的多径信号的不同路径相关联的码元时使用。

附图说明

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例，附图中：

图1是图解现有技术的接收机构造的各个方面的示意图；

图2是图解根据在此公开的发明配置的接收机的一个实施例的示意图；

图3进一步图解了根据本发明的原理的图2的扰码存储器230；以及

图4是图解根据本发明的另一实施例的、在接收机内处理多径信号的路径的方法的流程图。

具体实施方式

除了发明构思之外，附图中示出的元件是公知的，并且将不会详细描述。而且，假设熟悉基于UMTS的无线通信系统，并且在此不详细描述。例如，除了发明构思之外，扩展频谱发射和接收、小区(基站)、用户设备(UE)、下行链路信道、上行链路信道、搜索器、合并器和RAKE接收机是公知的，并且在此不描述。此外，可使用传统的编程技术来实现本发明构思，这样将不会在此描述。最后，附图中相同的附图标记代表相似的元件。

根据在此公开的发明配置，提供接收机构造，其利用存储器，以存储在例如在CDMA系统(如上述UMTS)中使用的扰码。在存储器中存储扰码，这减少了实现接收机所需的硬件的数量，由此减少了其复杂度和成本。

还可在接收机中包括子码片间隔延迟线，其缓冲所接收的多径信号的接收样本。这进一步降低复杂度和成本，但不是实践本发明所必需的。看得出，子码片间隔延迟线(在此也称为分段延迟线)的使用避免了对执行传统接收机设计中需要的时间调准的需要。在传统设计中，在每个耙指中，对于不同延迟版本的扰码，关联相同的接收样本。因为耙指同时接收相同的样本，所以必须适当地延迟各个耙指的输出，使得所有耙指的输出可以是时间调准的。

根据在此公开的发明配置，每个耙指接收从分段延迟线获得的不同样本。因为每个耙指接收不同的样本，所以耙指的输出是已经时间调准的，并且不再需要面向延迟的处理。子码片间隔延迟线可包括两个或更多个抽头，通过抽头，可提供不同延迟版本的样本中的每一个，从而，每个抽头可向多个耙指之一提供样本。

图2是图解根据在此公开的发明配置的接收机的一个实施例的示意图。如图2所示，接收机包括分段延迟线205、由耙指210和215代表的两个或更多个耙指、最大比合并器(MRC)155、搜索器225、扰码存储器230以及处理235。

分段延迟线205是子码片间隔延迟线。分段延迟线205包括以小于一个码片的延迟或时间间隔开的寄存器，由此，被称为是子码片间隔的。这样，分段延迟线205能够提供多个样本，作为用于单个码片的输出。因为由分段延迟线205提供的各个输出以小于一个码片的间隔隔开，所以可由该接收机实现子码片分解。

分段延迟线205接收多径信号(101)的样本，并且提供其不同的延迟版本。分段延迟线205的输出(称为抽头)向搜索器225以及耙指210和215的每一个馈送样本。每个抽头提供样本，作为用于不同延迟版本的多径信号中特定的一个的输出。作为使用分段延迟线205的结果，耙指210和215的输出将是时间调准的。

如本领域中已知的，搜索器225对多径信号执行关联操作，以确定存在有效路径的特定延迟。搜索器225生成多径信号的简档。向处理器235提供简档。处理器235可以是各种微处理器、控制器、或其它嵌入式和/或可编程处理器中的任一种。因此，处理器235可被编程为分析多径信号的简档，以确定在解调各个路径时使用的具体扰码值和偏移。如本领域中已知的，在小区搜索操作期间确定扰码值。已识别出扰码值和偏移的处理器235将此信息提供给耙指210和215。

然而，根据本发明的原理，在扰码存储器230中存储扰码值，而不是使用LFR来生成扰码值的相应部分。例如，扰码存储器230为单存储器结构，如随机存取存储器(RAM)等。在一个实施例中，扰码存储器230可与接收机的其它组件区分开。在另一实施例中，可在诸如处理器235的处理器内包括或嵌入扰码存储器。例如，图2的扰码存储器是基于码片的，并且存储一个完整周期的扰码(例如，一个UMTS帧横跨38400个码片)。应注意，每个扰码值还可包括同相(I)和正交(Q)分量。由此，在此例中，存储扰码值所需的存储量等于：(38400×2)比特。

在任何情况下，根据本发明的原理，扰码存储器230存储大部分扰码值，使得其具体值始终可供接收机的耙指使用。换言之，不是动态地生成扰码值的各部分，这样，不必使用LFSR。通过将扰码存储器230实现为码片间隔的，即，存储单个周期的扰码，大小可保持相对小。尽管是码片间隔存储器，由于包括了分段延迟线205，也可实现接收机内的子码片分解。在任何情况下，可以以多种不同大小中的任一个来实现扰码存储器230。这样，本发明不应限于特定大小的扰码存储器230。

可将接收机的耙指210和215实现为基带相关器。执行关联的相关器或处理器可解调扩展频谱信号和/或测量输入信号相对于参考信号的相似性。尽管在图2中仅仅示出两个耙指，但应意识到，可根据接收机的具体设计而包括附加的耙指。这样，本发明不限于具有或使用特定数目的耙指。

耙指210和215访问扰码存储器230，以获得具有给定偏移的扰码值，以在处理多径信号时使用。通过此信息，可将每个耙指210和215分配给或指派给多径信号的特定有效路径。当每个耙指210和215从分段延迟线205的不同抽头接收到样本时，每个耙指210和215对于不同延迟版本的所接收的样本进行关联。如所注意到的，每个耙指210和215还访问扰码存储器230，以获得具有与分配了特定耙指的路径的位置相对应的偏移的扰码的值。扰码值在码片的持续期间保持常数，但可为后续码片更新。

因为在扰码存储器230中存储由每个耙指210和215使用的扰码，所以，例如，由处理器235一次生成并存储扰码。因此，消除了对用于每个耙指的分离的扰码生成器、余量生成器、以及数值控制振荡器硬件的需要，由此降低了门计数和功耗。在图3中进一步图解了这一点，图3示出了例示性的基于码片的扰码存储器230。后者包括38400个存储位置231，每个存储位置存储扰码值的I和Q值。简单索引或指针提供扰码值中的所需的偏移，以提供各个耙指所需的扰码的那一部分。例如，索引233指向由耙指210使用的扰码码片值；而索引234指向由耙指215使用的扰码码片值。这样，当耙指需要不同的扰码码片值时，简单地改变该耙指的索引值-从而指向不同的扰码码片值。

因为耙指210和215从分段延迟线205的不同抽头接收它们各自的样本，所以从每个耙指210和215输出的码元是时间调准的。这样，从每个耙指210和215输出的码元可直接提供给MRC 155。由此，消除了在每个耙指210和215的输出处包括昂贵的延迟硬件、以对来自耙指210和215的码元相互时间调准的需要。

从每个耙指210和215输出的码元直接提供给MRC 155。然后，MRC 155为各个信道有组织地组合从每个耙指210和215输出的码元。更具体地，对于特定信道，将来自每个耙指210和215的码元相加。MRC 155经由信号156，将结果传递给接收机内的一个或多个其它组件和/或系统。

图4是图解根据本发明的另一实施例的在接收机内处理多径信号的路径的方法的流程图。所述方法例如从步骤305开始，在此接收多径信号的样本，例如通过分段延迟线(例如，图2的元件205)。在步骤310中，由分段延迟线的特定输出或抽头提供每一个不同延迟版本的多径信号样本。应注意，由不同抽头提供的不同延迟版本的多径信号样本是相互时间调准的，并且被提供给不同的耙指以进行处理。即，每个耙指能够可通信地链接到其自身的分段延迟线的抽头。

在步骤315中，从存储器中的位置检索扰码值。即，接收机中的每个耙指从单个且相同的存储器对于适当偏移获得扰码值。应注意，在存储器中存储完整的、或几乎完整的一个周期的扰码值。在步骤320中，处理不同延迟版本的样本。具体地，每个耙指处理特定延迟版本的多径信号样本，以提取有效路径。

在步骤325，组合由接收机的各个耙指提取的路径(例如，通过图2的元件155)。如所注意到的，因为各个延迟版本的多径信号已经相互时间调准，所以在耙指的操作之后不需要延迟处理。由此，可将所确定的码元从每个耙指直接提供给MRC。在步骤330中，更新其中布置了合适逻辑的扰码存储器或存储器块，以向每个耙指提供不同偏移的扰码，例如，改变图3所示的上述索引值的一个或多个。可在每个码片的基础上执行该更新，使得对于每个后续码片，使用不同偏移的扰码。例如，可将偏移调整特定和预定的量。由此，每个耙指在每个码片的基础上接收不同的扰码，尽管由每个耙指为任何给定码片使用的扰码是相同的。

前述内容仅仅例示了本发明的原理，由此将理解，本领域技术人员将能够导出将本发明的原理具体化并且在本发明的精神和范围内的多种替代配置，尽管在此未明确描述这些替代配置。例如，尽管在分离的功能元件的上下文中进行例示，但可在一个或多个集成电路(IC)上和/或在一个或多个存储程序控制处理器(例如，微处理器或数字信号处理器(DSP))中包含这些功能元件。类似地，尽管在基于UMTS的系统的上下文中进行例示，但本发明构思可应用于其它通信系统。因而，应理解，可对例示性实施例进行多种修改，并且可导出其它配置，而不会脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims

1、一种接收机，包括：

存储器，用于存储扰码值；以及

多个耙指，其中，每个耙指根据所存储的扰码值的至少一部分，来处理所接收的多径信号，以提供与所接收的多径信号的路径相关联的码元。

2、如权利要求1所述的接收机，还包括最大比合并器，用于组合与特定信道相关联的、来自所述多个耙指的那些码元。

3、如权利要求1所述的接收机，还包括子码片间隔延迟线，用于向所述多个耙指的每一个提供所接收的多径信号的不同延迟版本。

4、如权利要求3所述的接收机，其中所述子码片间隔延迟线具有至少两个抽头，并且其中通过每个抽头来提供每一个不同延迟版本的所接收的多径信号。

5、如权利要求4所述的接收机，其中，当被从子码片间隔延迟线的所述抽头提供时，不同延迟版本的所接收的多径信号是时间调准的。

6、如权利要求1所述的接收机，其中所述存储器包括完整周期的所述扰码值。

7、如权利要求1所述的接收机，其中所述存储器存储基于码片的所述扰码值。

8、如权利要求1所述的接收机，其中在每个码片的基础上更新所存储的扰码值的至少一部分。

9、如权利要求1所述的接收机，还包括搜索器，用于识别所接收的多径信号内的有效路径，并且用于向其分配多个耙指中的每一个。

10、一种在接收机中使用的方法，所述方法包括：

在存储器中存储扰码值，以在处理所接收的多径信号时使用；以及

向多个耙指提供所存储的扰码值的至少一部分，以在提供与所接收的多径信号的不同路径相关联的码元时使用。

11、如权利要求10所述的方法，还包括如下步骤：组合关联于不同路径的那些码元，其中所述不同路径关联于特定信道。

12、如权利要求10所述的方法，其中，所述提供步骤包括如下步骤：在每个码片的基础上，使用所存储的扰码值的不同偏移来获得所存储的扰码值的所述至少一部分，其中在给定码片中向每个耙指提供的、所存储的扰码值的所述至少一部分是相同的。

13、如权利要求10所述的方法，其中所存储的扰码值代表完整周期的所述扰码。

14、如权利要求10所述的方法，其中所存储的扰码值是基于码片的。

15、一种接收机，包括：

处理器，用于从所接收的多径信号确定扰码值；以及

存储器，用于存储所述扰码值。

16、如权利要求15所述的接收机，还包括

多个耙指，其中每个耙指根据所存储的扰码值的至少一部分，处理所接收的多径信号，以提供与所接收的多径信号的路径相关联的码元。

17、如权利要求16所述的接收机，其中在每个码片的基础上更新所存储的扰码值的至少一部分。

18、如权利要求16所述的接收机，还包括搜索器，用于识别所接收的多径信号内的有效路径，并且用于向其分配所述多个耙指中的每一个。

19、如权利要求16所述的接收机，还包括最大比合并器，用于组合与特定信道相关联的、来自所述多个耙指的那些码元。

20、如权利要求16所述的接收机，还包括子码片间隔延迟线，用于向所述多个耙指的每一个提供不同延迟版本的所接收的多径信号。

21、如权利要求20所述的接收机，其中所述子码片间隔延迟线具有至少两个抽头，并且其中通过每个所述抽头来提供每一个不同延迟版本的所接收的多径信号。

22、如权利要求21所述的接收机，其中，当被从子码片间隔延迟线的所述抽头提供时，所接收的多径信号的不同延迟版本是时间调准的。

23、如权利要求15所述的接收机，其中所述存储器包括完整周期的所述扰码值。

24、如权利要求15所述的接收机，其中所述存储器存储基于码片的所述扰码值。

25、一种在接收机中使用的方法，所述方法包括：

处理所接收的多径信号，以从所述多径信号确定扰码值；以及

在存储器中存储所述扰码值，以在所接收的多径信号的后续处理中使用。

26、如权利要求25所述的方法，还包括如下步骤

27、如权利要求26所述的方法，还包括如下步骤：组合关联于不同路径的那些码元，其中所述不同路径关联于特定信道。

28、如权利要求26所述的方法，其中，所述提供步骤包括如下步骤：在每个码片的基础上，使用所存储的扰码值的不同偏移来获得所存储的扰码值的所述至少一部分，其中在给定码片中向每个耙指提供的、所存储的扰码值的所述至少一部分是相同的。

29、如权利要求25所述的方法，其中所存储的扰码值代表完整周期的所述扰码。

30、如权利要求25所述的方法，其中所存储的扰码值是基于码片的。