CN100483955C

CN100483955C - 每次搜索扫掠期间搜索扩频系统中所接收信号的搜索系统

Info

Publication number: CN100483955C
Application number: CNB028103246A
Authority: CN
Inventors: R·查拉; F·阿布里莎姆卡尔; I·费弗里尔; S·格拉茨科; W·S·李; C·帕特里克; G·西赫
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2009-04-29
Anticipated expiration: 2022-04-09
Also published as: CN101594624A; IL158849A0; WO2002095963A1; MXPA03010648A; CN1511379A; TWI230517B; CN101594624B; AR033902A1; HK1063892A1; MY134027A

Abstract

扩频无线设备(100)可以包括接收器(110)、搜索器(128)、搜索控制器(130)和其他部件。搜索控制器(130)有选择地生成控制信号，以控制搜索器(128)，该搜索器搜索扩频信号。在一个实施例中，搜索控制器(130)可以将搜索器(128)的结构动态地配置成：使用该信号的多个频率仓来对信号有选择地搜索多个信道。

Description

每次搜索扫掠期间搜索扩频系统中所接收信号的搜索系统

技术领域

本发明通常针对无线扩频设备，更具体地说，涉及一种用于获取无线扩频设备中所接收的信号的系统和方法。

背景技术

扩频调制(包括码分多址(CDMA)调制)是用于允许大量系统用户共享通信系统的几种技术之一。其他的多址技术包括时分多址(TDMA)系统和频分多址(FDMA)系统。还有基于模拟调频(FM)的无线通信系统，例如“高级移动电话系统”(AMPS)。此外，许多无线通信设备采用全球定位系统(GPS)技术。一些无线通信系统能够使用多种技术(例如，CDMA和GPS)或在不同的频带(例如，蜂窝状频带或“个人通信服务”(PCS)频带)上进行操作。

为了使讨论简单化，本发明的背景将着重于无线通信系统中的各种CDMA调制技术。但是，所讨论的各个原理通常可应用于任何扩频系统。1990年2月13日发布的标题为《使用卫星或陆地转发器的扩频多路访问通信系统》的第4,901,307号美国专利中揭示了各种CDMA调制技术，该美国专利被转让于本发明的受让人，其揭示通过引用被包括于此。以上所引用的专利揭示了被定义为“导频码片序列”或“导频信号”的相位相干和码片同步的码片序列的使用情况。可以使用该导频信号来提供相位与时间的获取和跟踪以及多径纠正。

以上所参考的专利和以下的专利中揭示了用于获取信号的各种方法。以下的专利是：(1)1998年7月14日发布的标题为《CDMA导频信号的功率高效率获取》的第5,781,543号美国专利；以及(2)1998年9月8日发布的标题为《用于在CDMA通信系统中执行搜索获取的方法和装置》的第5,805,648号美国专利。这两个美国专利被转让给本发明的受让人，其揭示通过引用被包括于此。

当首先为无线设备接通电源时，该设备必须从远程位置(例如，基站收发器系统(BTS))那里获取信号。无线CDMA通信设备通常将从多个BTS接收导频信号。无线设备将搜索来自这些BTS的信号，并将利用所选择的BTS来建立通信线路，以便允许在所建立的通信链路上接收和传输数据(例如，音频信号)。在该技术领域中，特定BTS的选择以及无线通信设备与所选择的BTS之间的实际通信众所周知，这里不需要对此加以详细的讨论。

如以上所引用的专利所述，在CDMA通信系统中，每个BTS广播相同的伪噪声(PN)代码导频信号，但具有不同的相位偏移量。该导频信号可以被认作是以下形式的旋转相量：

s(t)＝Ae^(-ωi+φ)

为了获取该信号，无线CDMA设备必须跟BTS所发送的信号的相位

和频率ω同步。无线设备中的“搜索器”过程的目的是要找到所接收的信号的相位

。该搜索器使用估计的频率ω。如果这个估计的频率不够接近导频的频率，则将不会获取所接收的信号。

常规的搜索模式使用一套假设的搜索参数，按顺序地对所有可能的PN相位偏移量进行搜索。这些搜索参数可以在下一个搜索序列或搜索扫掠之前改变。搜索参数可以包括搜索片段的大小或窗口、相干积分长度、非相干积分长度、推测的频率误差、Walsh和准正交函数(QQF)参数，以及其他的搜索参数。以上所引用的第5,805,648号美国专利中更加详细地讨论了搜索参数。常规的搜索方法在每次搜索扫掠期间能够只搜索单一导频信道。此外，常规的搜索方法在每次搜索扫掠期间能够只使用单一的推测的频率误差。

常规的搜索方法可相当好地用单个信道进行在近似1.25MHz的带宽上的各导频信号或1x信号的广播。当频率误差范围很小时，常规的搜索方法也可相当好地加以执行。最近，开发了几种CDMA技术(例如，3x直接扩频(3xDS)信号、3x多载波(3xMC)信号和正交发送分集(OTD)信号)，这些CDMA技术在更宽阔的频率范围上或在多个信道中广播导频信号。此外，较新的CDMA技术中的频率误差范围可能比1x信号中的更大。常规的搜索方法无法利用较新的CDMA广播技术。常规的搜索方法还具有其上将检测导频信号相位的有限的频率范围。

所以，可以理解，非常需要一种用于获取无线扩频设备中的信号的被改进的系统和方法。从以下详细的描述和附图中将会明白，本发明提供了这个优点和其他的优点。

发明内容

本发明在一种用于获取无线扩频设备中的信号的系统和方法中得到具体表现，与原先技术的获取结构相比，本发明提供了更大的灵活性。在一个实施例中，可以将本发明配置成：在每次搜索扫掠期间，在多个信道中搜索信号。在另一个实施例中，可以将本发明配置成：在每次搜索扫掠期间，使用多个推测的频率误差。在示范实施例中，可以将本发明配置成：在每次搜索扫掠期间，使用多个推测的频率误差来搜索多个信道。

本发明提供一种用于在每次搜索扫掠期间搜索扩频系统中所接收的信号的搜索器系统，包括：a)用于选择所接收的信号的路由的可重新配置的信号路由电路；b)多个旋转器，用于根据从搜索控制器接收的信号，调整所接收的信号的相位以补偿推测的频率误差，从而创建一个或多个频率仓；c)用于存储所述经相位调整的信号的多个搜索器数据缓冲器；d)用于生成伪噪声PN信号的发生器；e)用于存储所生成的PN信号的PN缓冲器；f)配对逻辑电路，用于根据创建的一个或多个频率仓，将所存储的经相位调整的信号与生成的PN信号进行配对；以及g)搜索控制器，用于生成控制信号，以控制所述信号路由电路、所述旋转器和所述配对逻辑电路的操作。

本发明还提供一种用于在每次搜索扫掠期间搜索扩频系统中的单个信道所接收信号的搜索器系统，所述搜索器包含：用于选择所接收信号的路由的信号路由电路；多个旋转器，用于根据从搜索器接收的信号，调整所接收的信号的相位以补偿推测的频率误差，从而创建一个或多个频率仓；用于存储所述多个经相位调整的信号的多个搜索器数据缓冲器；用于生成多个伪噪声PN信号的多个发生器；以及用于存储所述多个所生成的PN信号的多个PN缓冲器；其中，所述系统被动态地配置成：独立地采用所述多个旋转器中的每个旋转器进行相位调整，以独立地生成所述多个所生成的PN信号，并基于所创建的一个或多个频率仓独立地将所述多个搜索器数据缓冲器中所存储的相位调整信号与所述多个PN缓冲器中所存储的PN信号进行配对。

本发明又提供一种用于在每次扫掠期间搜索扩频系统中的多信道接所收的信号的搜索器系统，所述搜索器包含：用于选择所接收的信号的信道的路由的信号路由电路；多个旋转器，用于根据从搜索器接收的信号，调整所接收的信号的信道的相位以补偿推测的频率误差，从而创建一个或多个频率仓；用于存储所述多个经相位调整的信号的多个搜索器数据缓冲器；用于生成多个伪噪声PN信号的多个发生器；用于存储所述多个生成的PN信号的多个PN缓冲器；其中，所述系统被动态地配置成：独立地将所接收的信号的信道路由到所述多个旋转器中的任一旋转器，独立地采用所述多个旋转器中的每个旋转器进行相位调整，独立地生成所述多个所生成的PN信号，并基于所创建的一个或多个频率仓独立地将所述多个搜索器数据缓冲器中所存储的经相位调整的信号与所述多个PN缓冲器中所存储的PN信号进行配对。

附图说明

图1是执行本发明的CDMA通信设备的功能性框图。

图2展示了图1中的系统的操作，以建立与远程BTS的通信链路。

图3是导频信号的相位的图解表示。

图4是无线设备的原先技术的搜索器的功能性框图。

图5是实现本发明的搜索器和搜索控制器的功能性框图。

图6展示了使用四个频率仓的频率仓形成的概念。

图7展示了使用一个频率仓的频率仓形成的概念。

图8是执行本发明的搜索器和搜索控制器的功能性框图。

具体实施方式

本发明增加了在执行对扩频无线设备中的信号的搜索扫掠的过程中的灵活性。这样，允许用户手动或自动地将无线设备配置成：根据该设备的操作条件来搜索该信号。

虽然这里提出的例子是指CDMA无线电话系统，尤其是指一种用于获取CDMA无线电话系统中的导频信号的系统和方法，但是，本发明的各个原理可应用于任何扩频系统。

本发明在图1的功能性框图所展示的系统100中得到具体表现。系统100包括中央处理器(CPU)102，中央处理器102控制系统的操作。存储器104(可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM))将指令和数据提供给CPU102。存储器104的一个部分也可以包括非易失随机存取存储器。

系统100(通常在诸如CDMA电话的无线通信设备中得到具体表现)也包括外壳106，外壳106中包含发送器108和接收器110，以便允许在系统100与远程位置(例如，BTS 200)之间发送和接收数据(例如，音频通信)(见图2)。可以将发送器108和接收器110组合到收发器112中。天线114被连接到外壳106，并电气耦合到收发器112。在该技术领域中，发送器108、接收器110和天线114的操作众所周知，这里不需要对此加以描述。虽然图1将天线114示作从外壳106那里延伸，但是，一些设计可以包括完全被包含在外壳内的内部天线。但是，发送器108、接收器110和天线114按常规方式进行操作，而不管天线的位置如何。

数据输入/输出系统116用通讯联络的方式被连接到系统100，供用户按常规方式进行操作。数据输入/输出系统116提供了一种方便的方法，通过这种方法，可以输入目的电话号码、命令、数字数据、语音数据和其他数据。虽然图1将数据输入/输出系统116示作包括被包含在外壳106内的话筒118、小键盘120、数据输入/输出连接器122、扬声器124和显示器126，但是，也可以通过单独的和各种组合的其他输入设备(例如，接收器110)来为用户接收和再现数据。

系统100也包括搜索器128和搜索控制器130。搜索器128搜索从BTS接收的导频信号的相位；搜索控制器130控制搜索器128的操作。响应于来自搜索控制器130的控制信号，可以将搜索器128配置成：使用多个推测的频率误差来搜索多个信道。精通该技术领域的人将会认识到：搜索器128可以用各种方法来加以实现，包括作为单独的部件(例如，数字信号处理器(DSP)、应用专用集成电路(ASIC)或类似的部件)。

搜索控制器130被示作图1的功能性框图中的一个独立的方框，因为它执行特殊的功能，以下将对这些特殊的功能进行详细的描述。但是，精通该技术领域的人将会理解：搜索控制器130可以作为被放置在存储器104中的一系列软件指令来容易地加以执行，并可以由CPU 102来执行。这样，通过对现存的硬件进行较少的软件修改，将可以实现搜索控制器130。作为选择，搜索控制器130可以用独立的处理器(例如，DSP、ASIC或类似的处理器)来实现。以下将会更加详细地讨论：搜索控制器130可以有选择地生成控制信号，以控制搜索器128的操作。

该系统也可以包括其他类型的无线系统(例如，GPS系统132)，这些无线系统也可以采用本发明的搜索器128和搜索控制器130。

系统100的电部件从电池134接收电力，电池134被连接到外壳106并由外壳106支撑。在示范实施例中，电池134是可再充电的电池。在其他实施例中，系统100可以包括一个用于与外部电源连接的连接器(未示出)(外部电源例如，汽车电源适配器、AC电源适配器或类似的电源)。

系统100的各种部件由总线系统136耦合在一起，除了数据总线以外，总线系统136还可以包括电源总线、控制总线和状况信号总线。但是，为了清楚起见，各种总线在图1中被示作总线系统136。

图2展示了系统100和多个BTS 200-206。系统100将分别在通信线路208-214上搜索来自BTS 200-206的信号，并且将与所选择的BTS(例如，BTS200)建立一通信线路，以便允许在所建立的通信线路上传输和接收数据(例如，音频信号)。一旦发现来自BTS 200-206的信号，BTS的选择以及系统100与所选择的BTS之间的实际通信在该技术领域中就众所周知，这里不需要对此加以讨论。

如上所述，导频信号可以被认作是以下形式的旋转相量：

s(t)＝Ae^(-ωi+φ)

图3将导频信号的起动时间表示为时钟上的概念指针300-302。每个BTS广播相同的导频信号，但具有不同的相位，可以将其视作时钟上的指针300-302的不同的起动时间或位置。每个指针300-302表示由不同的BTS广播的导频信号。当用这种方式来看待时，1x信号通常始于32,768个码片中的任何一个码片，这些码片可以被视作时钟上的时间单位。可以将搜索器的目标视作：为几个BTS中的每个BTS所广播的导频信号找到起动时间或码片，并选择用于建立通信线路的特定的BTS。搜索器从信号或窗口304中收集数据的一个搜索片段，并将其与假设的PN数据集进行比较。精通该技术领域的人可以理解，术语“窗口”指所选择的码片的采样大小。例如，窗口304可以搜集一小组(举例来讲)64个码片的数据或更大的一组(举例来讲)256个码片的数据。如果窗口304信号数据与假设的PN数据集之间有充分的相关性，则可获取导频信号的相位。

图4是常规搜索器400的功能性框图。常规搜索器400在单个信道中搜索由多个BTS播送的导频信号(见图2)。旋转器462通过调整所接收的信号的相位，来补偿推测的频率误差。精通该技术领域的人将会认识到：可以使用各种电子部件来实现旋转器462。例如，可以使用DSP、复数乘法器、cordic旋转器或类似电子部件来实现旋转器462。作为选择，可以使用只读存储器中的查找表格，因为对给定的所接收信号的给定的相移的结果是已知的。

来自旋转器462的输出数据以码片速率被存储在搜索数据缓冲器470中，直到收集了一个窗口的数据为止。然后，将该数据与基于假设的PN导频信号而生成的数据集进行配对，该假设的PN导频信号由PN发生器479生成并被存储在PN缓冲器480中。如上所述，这个假设的PN导频信号是基于一组假设的搜索参数。然后，在现有的技术领域中已知：配对的数据信号由解扩展482解扩展，并由加法器484、相干累加器486、能量组合器488、非相干累加器490和峰值分类器/检测器492进行处理。当配对的采样信号数据与假设的PN导频信号数据之间存在充分的相关性时，在结果中的一定的码片处将存在峰值，指示了可导频信号相位的获取。然后，搜索器400确定峰值存在哪些码片处以及任何峰值的相对强度。所检测的峰值及其相对强度被存储在峰值列表(未示出)上，该峰值列表表示可能已为其获取导频信号相位的BTS。重复以上所描述的过程，直到来自几个BTS的导频信号已被定位和存储在泄漏列表中。然后，无线通信设备至少部分根据该峰值列表来选择BTS，用于建立通信链路。

该领域的技术人员将会认识到：当搜索器的操作速度达到在导频信号的每个周期期间可以搜集多个搜索窗口时，常规搜索器400可以使用多个PN发生器和缓冲器。例如，一些常规的搜索器可以按四倍于导频信号的周期速率的速率来进行操作。这样，通过将额外的窗口数据集与被存储在额外的PN缓冲器中的额外的假设数据集进行配对，搜索器400可以利用这个速度差。当被视作时钟时(见图3)，搜索器可能能够(例如)从1:00到2:00、从4:00到5:00、从7:00到8:00以及从10:00到11:00对数据进行采样。然后，将每次采样与被存储在不同的PN缓冲器中的不同的假设PN数据集进行比较。这样，可以每次执行一次以上的搜索扫掠。作为选择，可以按较高的速度来执行单一搜索扫掠。但是，每次搜索扫掠局限于一个信道和一个推测的频率误差。

本发明通过提高搜索器128的灵活性来改进数据获取。图5是系统100的一个实施例的功能性框图，系统100使用本发明的搜索器128来搜索3xMC输入信号的导频。接收器110(见图1)接收其中存在该导频信号的信号。该导频信号可能要么是单通道导频信号，要么是多通道导频信号。图5展示了3xMC输入信号的接收。在示范实施例中，通过使用自动增益控制(AGC)电路150，对信号强度进行归一化。AGC电路150(通常包括一个或多个可变的增益放大器和信号强度检测电路)在该技术领域中众所周知，这里不需要对此进行更详细的描述。

然后，所接收的信号由滤波器152进行处理，以便将该信号分成其三个组成信道。滤波器152可以包括两个旋转器和三个带通滤波器。通过带通滤波器来运行所接收的信号，以便取消侧信道。这提供了来自滤波器152的中心信道输出。来自这些侧信道之一的信号的频率被旋转器集中，该旋转器应用相移，从而将那个侧信道的频率带到中心信道频率。然后，该信号被传递通过带通滤波器。这提供了来自滤波器152的侧信道输出之一。对其他的侧信道重复该过程，从而产生其他的侧信道输出。如上所述，原先的技术领域中已知，滤波器152中的旋转器可以用任何数量的方法来加以执行。

将来自滤波器152的输出提供给信号路由电路160。搜索控制器130生成控制信号，以控制信号路由电路160的操作。根据这些控制信号，信号路由电路160将即将被搜索的信号发送到多个旋转器162-168中的一个或多个旋转器。该领域的技术人员将会认识到：可以用许多方法来执行信号路由电路160。例如，如图5所示，信号路由电路160可以包括多个多路复用器电路。当所接收的导频信号是多通道信号时，可以根据从搜索控制器130接收的控制信号将信号路由电路160配置成：将这些信道中的任何一个信道(例如，来自滤波器152的三个输出中的任何输出)发送到多个旋转器162-168中的任何一个或多个旋转器。

搜索控制器130也生成控制信号，以控制将要对导频信号搜索的那些信号的旋转器162-168所引入的相移。根据从搜索控制器130接收的控制信号，旋转器162-168平移所接收的信号的相位，以补偿推测的频率误差，该推测的频率误差是远程设备的频率与从BTS(例如，BTS 200)之一接收的信号之间的频率差的估计。推测的频率误差可能是零。当使用多个旋转器162-168时，可以将每个旋转器独立地配置成：引入不同的相移，以补偿不同的推测的频率误差。如上所述，原先的技术领域中已知，可以用任何数量的方法来执行旋转器162-168。

当旋转器(例如，旋转器162)根据推测的频率误差来平移信号的相位时，创建“频率仓”。频率仓是推测的频率误差周围的频率范围，其中，很可能出现对导频信号(如果存在的话)进行检测。图6展示了使用四个频率仓来搜索该导频信号。图7展示了使用单一频率仓来搜索具有推测的频率误差0的导频信号。最大的频率误差范围(对此范围很可能出现获取导频信号)由△F_max表示。假设其中很可能出现获取导频信号的频率误差范围对于所使用的每个频率仓而言是相同的，那么，与当如图7所示那样使用一个频率仓时比较，当如图6所示那样使用四个频率仓时，最大的频率误差范围△F_max将近似地大四倍。这样，当使用多个频率仓时，在频率误差可能较高时获取导频信号的可能性大大增加。当推测的频率误差范围较大时，这种多频率仓配置特别有利。

来自旋转器162-168的输出被存储在多个搜索器数据缓冲器170-176中，这些搜索器数据缓冲器可以作为输入数据移位寄存器来方便地加以执行。数据缓冲器170-176存储被包含在所接收的信号中的数据。在一个实施例中，使用单个输入数据移位寄存器来实现数据缓冲器170-176，该单一输入数据移位寄存器在逻辑上被分成对应于所需缓冲器数量的许多分数片段。在这个实施例中，搜索控制器130可以生成控制信号，以便将单个数据移位寄存器配置成适当数量的分数片段。在另一个实施例中，使用单独的各个数据移位寄存器来执行数据缓冲器170-176。数据缓冲器170-176的实施是设计选择的问题，它可以包括作为设计因素的再使用系统100的现存硬件的能力以及功率消耗考虑事宜。

配对逻辑电路178将数据缓冲器170-176中的数据与多个PN缓冲器180-186中的数据进行配对。下文将更加详细地讨论：这种配对基于所需的搜索扫掠配置。如上所述，根据一组搜索参数，PN缓冲器180-186中的数据对应于来自假设的PN导频信号的数据。搜索控制器130可以生成控制信号，以控制配对逻辑电路178。该领域的技术人员将会认识到：可以用许多方法来实现配对逻辑电路178。例如，配对逻辑电路178可以包括多个多路复用器电路。

然后，处理这些配对的数据集，以确定是否已获取导频信号的相位，如果已获取，则建立与来自特定BTS(例如，BTS 200)的信号的同步。如上所述，用于这些信号的处理的方法在原先的技术领域中众所周知，这里不需要对此加以详细的讨论。图4的原先技术框图中示出：可以将该过程简要地描述成：组合每个信号对的能量，以检测特定码片处的峰值存在与否。若峰值存在，则指出：已获取由BTS(例如，BTS 200)广播的导频信号的相位。搜索器128保持峰值列表，它从该峰值列表中选择BTS，系统100建立与该BTS的通信链路。

在将搜索器128配置成执行搜索扫掠方面，信号路由电路160和多个旋转器162-168的使用都虑及比原先技术更大的灵活性。当接收多通道信号时，改进的搜索器128可以每次为信号搜索一个以上的信道。此外，当频率误差范围可能较高时，通过使用多个频率仓，改进的搜索器128可以在比原先技术更宽广的频率范围上获取信号。

给定的实施例中的旋转器162-168、数据缓冲器170-178和PN缓冲器180-186的数量是设计选择的问题。增加特定部件的数量提供了更大的灵活性，但也会导致更多的成本和功率使用。如以下所讨论的例子所示，系统100不要求特定部件的一对一的对应，但每个部件的数量与可以配置的搜索器128的操作的模式有关。每个部件也可被选择来利用系统100的速度。例如，如果系统100的速度达到可以在导频信号的每个周期期间对四个窗口进行采样，可能需要具有四个旋转器162-168，以便利用该系统速度。每个PN窗口采样可以由旋转器162-168中的一个对应的旋转器来独立地进行处理，从而大大提高获取速度。

在示范实施例中，可以与系统100的其他部件(例如，GPS系统132)共享旋转器162-168和数据缓冲器170-178，并且，当不使用这些旋转器和数据缓冲器时，可以把它们断电。虽然GPS系统132独立于系统100而进行操作，但是，GPS系统132利用了大量的旋转器。在信号的最初获取期间，或者无论何时GPS系统没有正在使用其所有的旋转器，GPS系统132中的这些旋转器都可以被分配用作图5中的旋转器162-168。

可以将搜索控制器130配置成：生成控制信号，以便根据各种因素(例如，所接收的用户输入、所接收的信号类型、从远程位置接收的指令、先前搜索的成功率、用户和默认设置、与该远程位置的连接的质量、系统100的地理位置、推测的频率误差、可用的功率和类似的因素以及它们的各种组合)来控制搜索器128的操作。该领域的技术人员将会认识到：用户可以将系统100配置成生成控制信号；或者，在工厂，可以对系统100进行预置，来生成控制信号；或者，采用它们的某种组合。

在示范实施例中，搜索控制器130可以根据以上所讨论的各个参数，来单独启用各种部件(例如，旋转器162-168、数据缓冲器170-176和PN缓冲器180-186)中的每个部件。搜索控制器130没有启用的任何部件都可以被禁止使用，并可以进一步被断电，以减少电池134上的电流消耗(见图1)。

例如，在图5所示的实施例中，系统100可以被加以配置，用于可以被称作“模式1搜索”中的单个导频信道的操作。搜索控制器130生成控制信号，以便按被设计成利用这些条件的特定模式来运行系统100。这样，搜索控制器130可以生成控制信号，以便：(1)将单个导频信道信号路由到单个旋转器162；(2)启用单个旋转器162；(3)启用单个数据缓冲器170；以及(4)(通过利用搜索器128的更快的速度)将数据缓冲器170中的数据与PN缓冲器180-186中的每个PN缓冲器中的假设的PN导频数据进行配对。

系统100的优点是其通用的、可动态配置的结构，该结构允许用许多不同的操作模式来操作无线设备。以下的表格1概述了各种范例模式，通过这些范例模式，图5中所示的实施例的搜索控制器130可以生成控制信号，以操作搜索器128。该领域的技术人员将会认识到：可以使用额外的搜索模式。

表1

模式1-3利用单频道，但根据推测的频率误差范围，具有不同数量的频率仓。当将要搜索单频道并且假定频率误差范围较小时，可以实现以上例子中所讨论的模式1。在模式1中，利用单个频率仓来高速搜索单个信道。图7中所展示的频率仓覆盖整个频率范围△F_max，将在该频率范围上尝试获取信号相位

。

在模式2中，将要搜索单个信道，但假定频率误差较高。这样，可以使用四个频率仓，每个频率仓覆盖将要被搜索的频率范围△F_max的一个部分。模式2中的搜索速度比模式1中的低，这是因为使用同一组剩余的搜索参数(除推测的频率误差以外的搜索参数)来搜索每个频率仓。这样，当图5中所示的实施例被配置成按模式2进行操作时，搜索控制器130生成控制信号，以便：(1)将单个导频信道信号发送到旋转器162-168中的每个旋转器；(2)启用每个旋转器162-168，以应用不同的相位调整；(3)启用每个数据缓冲器170-176；(4)根据每个PN缓冲器180-186中的相同的假设参数组来存储数据；以及(5)将每个数据缓冲器170-176中的数据与PN缓冲器180-186中的假设的PN导频数据进行配对。

在模式3中，将利用推测的中等频率误差来搜索单通道。这样，可使用具有2个频率仓的中等的搜索速度。当图5中所示的实施例被配置成按模式3进行操作时，搜索控制器130生成控制信号，以便：(1)将单个导频信道信号路由到旋转器162-164中的两个旋转器；(2)启用两个旋转器162-164；(3)启用两个数据缓冲器170-172；以及(4)将每个数据缓冲器170-172中的数据与每个PN缓冲器180-182中的假设的PN导频数据进行配对，从而产生以下四个数据对：170/180、170/182、172/180和172/182。在表格1中，将要按模式1、2和3来加以搜索的信道被称作“信道0”。

如图5所示，搜索器128可以使用其可动态配置的结构来接收和处理多个信道(例如，由滤波器152处理的3xMC信号)。当将只搜索多信道信号的单个信道时，可使用模式4。系统100从各个用于搜索的信道中选择一个信道。该选择可以基于这些信道中的哪一个信道根据某种准则是“最佳的”。在表格1中，这个信道被称作“信道B”。例如，可以选择具有最高的接收功率的信道，用于搜索。这样，模式4可以被视作采用模式1、2或3的搜索，最佳的信道(即信道B)被视作“信道0”。在这种模式中，搜索控制器130生成控制信号，以便使信号路由电路160将所选择的信道(例如，信道B)路由到合适的旋转器162-168。

在模式5中，将要搜索多信道信号(例如，如图5所示那样由滤波器152处理的3xMC信号)的两个信道。这些所选择的信道在表格1中被指定为“信道B1”和“信道B2”。如在模式4中，系统100可以使用某种准则来确定将要搜索多通道信号的哪两个信道。在图5所示的实施例中可以执行模式5搜索，通过对每个信道或者单个频率仓(例如，模式5.2)，在这种情况下，可以使用两组搜索参数，或者对每个信道使用两个频率仓(例如，模式5.1)，在这种情况下，可以使用一组搜索参数。在模式5.1中，搜索控制器130生成控制信号，以便：(1)将第一个所选择的导频信道信号(例如，信道B1)路由到旋转器162-164；(2)将第二个所选择的导频信道信号(例如，信道B2)路由到旋转器166-168；(3)启用每个旋转器162-168；(4)启用每个数据缓冲器170-176；以及(5)将数据缓冲器170-176中的数据与PN缓冲器180-186中的假设的PN导频数据配对如下：170/180、172/182、174/184、176/186，其中，每个PN缓冲器180-186包含相同的假设PN导频数据。

在模式5.2中，搜索控制器130生成控制信号，以便：(1)将第一个所选择的导频信道信号(例如，信道B1)路由到旋转器162-164；(2)将第二个所选择的导频信道信号(例如，信道B2)路由到旋转器166-168；(3)启用每个旋转器162-168；(4)启用每个数据缓冲器170-176；以及(5)将数据缓冲器170-176中的数据与PN缓冲器180-186中的假设的PN导频数据配对如下：170/180、172/182、174/184、176/186，其中，PN缓冲器180和184包含一组假设的PN导频数据，PN缓冲器182和186包含另一组假设的PN导频数据。

在模式6中，将要搜索多信道信号(例如，3xMC信号)的三个信道。在图5所示的实施例中，使用单个频率仓，并使用单组搜索参数。这是因为每个信道为将要被搜索的每个频率仓要求一个旋转器(例如，旋转器162-168中的一个旋转器)，并且，图5所示的实施例中只有四个旋转器。该领域的技术人员将会认识到：系统100的可替换性实施例可以包括更多旋转器和/或其他部件(例如，数据缓冲器)。如前面所述，实际的设计实施是在搜索速度与增加尤其需要电力的附加电路部件的成本之间的折衷。系统100也可以使用这三个信号的后验能量组合。精通本领域的熟练技术人员也将会认识到：在图5所示的实施例中，可以将搜索器128配置成同时执行模式6搜索(例如，使用旋转器162-166)和模式1搜索(例如，使用旋转器168)。

在模式7中，将要搜索OTD信号。OTD信号广播送两个导频信号。搜索参数可能需要加以调整，以对应于OTD信号的参数。否则，模式7搜索可以被视作模式4或模式5搜索。在模式7.1中，将只在OTD导频信号之一中搜索导频，这样，模式7.1类似于模式4，并且，系统100可以如在模式1-3中那样被加以配置，假设的PN信号数据被修改成对应于适合假设的OTD导频信号的数据。

在模式7.2中，将在这两个OTD导频信号通道中搜索导频信号的相位，这样，模式7.2类似于模式5，并且，系统可以如在模式5.1和5.2中那样被加以配置，假设的PN信号数据被修改成对应于适合假设的OTD导频信号的数据。在模式7.3中，可以使用OTD导频信号的后验能量组合，如同可以按模式6来对3xMC导频信道所做的那样。

应该注意，为清楚起见，关于特殊的处理部件讨论了各种操作模式。例如，使用旋转器162-164和数据缓冲器170-172来描述模式3。但是，灵活的系统结构允许使用搜索器中的其他部件(例如，模式3中的旋转器166-168)。本发明既不局限于图5所示的特殊实施例，也不局限于为各种操作模式而加以描述的部件选择。

图8是本发明的搜索器128的选择性实施例的功能性框图，该实施例可以在任何无线扩频系统中方便地加以实现。图8中的实施例被设计成利用无线设备中的现有的硬件，尤其被设计成避免必须增加额外的硬件数据移位寄存器。图8中所示的实施例还被设计成利用搜索器128，该搜索器按四倍于信号周期的速度来进行操作。这个实施例将四个数据缓冲器172-176作为单个输入数据移位寄存器的分数部分来加以执行。同样，解扩展482、加法器484、相干累加器486、非相干累加器490和峰值分类器/检测器492在逻辑上被分成四个分数部件。配对逻辑电路178包括四个多路复用器M1-M4。PN缓冲器182-186作为四抽头(four-tap)缓冲器来实施。可以将每个PN发生器479独立地配置成：根据一组不同的搜索参数来生成假设的PN信号数据。

图8中所示的实施例还具有三个额外的能量组合器488和一个组合峰值检测器/分类器194。来自峰值检测器/分类器492的四个分数部分和组合峰值检测器/分类器194的各个输出允许系统100跟踪峰值位于其中的频率仓和信号通道。例如，如果使用单个频率仓来搜索单个信道信号，则组合峰值检测器/分类器194可以产生单个的组合峰值列表A。作为另一种选择，如图8所示，如果需要的话，组合峰值/检测器/分类器194可以产生多个峰值列表，例如，峰值列表A对应于第一单个信号通道和频率仓组合的峰值，峰值列表B对应于第二个信号信道和频率仓组合的峰值。

图8中的实施例也具有后验能量组合器196，该后验能量组合器可以用某种方式来组合来自多个信道信号(例如，3xMC或OTD信号)的每个信道的能量(如果需要的话)。

以下的表格2概述了各种范例模式，在这些范例模式中，图8中所示的实施例的搜索控制器130可以生成控制信号，以便对搜索器128进行操作。精通该技术领域的人将会认识到：可以使用额外的搜索模式。

表2

在模式1中，图8中所示的实施例被配置成：使用单个频率仓和四组假设的PN信号数据来搜索单个信道。这种模式利用了这个事实：搜索器128在信号的每个周期期间可以完成四个周期。搜索控制器130生成控制信号，以便：(1)启用能量组合器488；(2)禁止使用后验能量组合器196；(3)将即将被搜索的单个信道信号路由到四个旋转器162-168中的每个旋转器；(4)对每个旋转器162-168引入相同的相位偏移量；(5)生成独立的四组假设的PN信号数据；(6)在搜索器128的第一个周期期间，将数据缓冲器170-176中的数据与每个对应的PN缓冲器180-186的第一个抽头中的数据进行配对；(7)在搜索器128的第二个周期期间，将数据缓冲器170-176中的数据与每个对应的PN缓冲器180-186的第二个抽头中的数据进行配对；(8)在搜索器128的第三个周期期间，将数据缓冲器170-176中的数据与每个对应的PN缓冲器180-186的第三个抽头中的数据进行配对；以及(9)在搜索器128的第四个周期期间，将数据缓冲器170-176中的数据与每个对应的PN缓冲器180-186的第四个抽头中的数据进行配对。配对的数据由搜索器128进行处理，以产生峰值列表1-4和峰值列表A。

在模式2中，图8中所示的实施例被配置成：使用四个频率仓和一组假设的PN信号数据来搜索单通道。搜索控制器130生成控制信号，以便：(1)启用能量组合器488；(2)禁用后验能量组合器196；(3)将即将被搜索的单个信道信号路由到四个旋转器162-168中的每个旋转器；(4)对每个旋转器162-168引入不同的相位偏移量，从而创建四个不同的频率仓；(5)生成相同的四组假设的PN信号数据；(6)按顺序将数据缓冲器170-176中的数据与每个对应的PN缓冲器180-186的每个抽头中的数据进行配对。配对的数据由搜索器128进行处理，以产生峰值列表1-4以及峰值列表A和B。

在模式3中，图8中所示的实施例被配置成：使用两个频率仓和两组假设的PN信号数据来搜索单个信道。搜索控制器130生成控制信号，以便：(1)启用能量组合器488；(2)禁用后验能量组合器196；(3)将要被搜索的单个信道信号路由到四个旋转器162-168中的每个旋转器；(4)对旋转器162和164引入某个相位偏移量，并对旋转器166和168引入一个不同的相位偏移量，从而创建两个不同的频率仓；(5)生成独立的两组假设的PN信号数据，并将第一组假设的PN信号数据存储在PN缓冲器180和184中，将第二组假设的PN信号数据存储在PN缓冲器182和186中；(6)按顺序将数据缓冲器170-176中的数据与每个对应的PN缓冲器180-186的每个抽头中的数据进行配对。配对的数据由搜索器128进行处理，以产生峰值列表1-4以及峰值列表A和B。

精通该该技术领域的人将会认识到：图8中所示的实施例也可以被配置成按其他模式(例如，以上结合图5所讨论的模式4-7)来进行操作。当模式6和模式7.3中需要采用后验能量组合时，搜索控制器130生成控制信号，以便禁止使用能量组合器488并启用后验能量组合器196。

应该注意，为清楚起见，根据特殊的处理部件来讨论各种操作模式。例如，使用旋转器162-164的特定相移和旋转器166-168的不同的相移来描述模式3。但是，灵活的系统结构允许使用搜索器中的其他部件(例如，使用旋转器162和166的特定相移以及旋转器164和168的不同的相移)。本发明既不局限于图8中所示的特殊实施例，也不局限于为各种操作模式而加以描述的部件选择。

将会理解，即使前文已陈述了本发明的各种实施例和优点，以上的揭示也只是起说明性的作用，可以进行细节方面的修改，但这些修改保留在本发明的主要原理以内。所以，本发明将只受到所附权利要求书的限制。

Claims

1.一种用于在每次搜索扫掠期间搜索扩频通信系统中所接收的信号的搜索器系统，包括：

a)用于选择所接收的信号的路由的可重新配置的信号路由电路；

b)多个旋转器，用于根据从搜索控制器接收的信号，调整所接收的信号的相位以补偿推测的频率误差，从而创建一个或多个频率仓；

c)用于存储所述经相位调整的信号的多个搜索器数据缓冲器；

d)用于生成伪噪声PN信号的发生器；

e)用于存储所生成的PN信号的PN缓冲器；

f)配对逻辑电路，用于根据创建的一个或多个频率仓，将所存储的经相位调整的信号与生成的PN信号进行配对；以及

g)搜索控制器，用于生成控制信号，以控制所述信号路由电路、所述旋转器和所述配对逻辑电路的操作。

2.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所述搜索控制器还生成控制信号，以控制发生器的操作。

3.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所述搜索控制器进一步生成控制信号，以控制所述多个搜索器数据缓冲器的操作。

4.如权利要求3所述的搜索器系统，其特征在于，有选择地启用旋转器和搜索器数据缓冲器，并且所接收的信号是单个信道信号，并且所述搜索控制器生成控制信号，以便：

启用所述多个旋转器中的一个旋转器；

将所接收的信号路由到被启用的旋转器；

调整所接收的信号的相位；

启用搜索器数据缓冲器之一；

将相位调整信号存储在被启用的搜索器数据缓冲器中；以及

将被启用的搜索器数据缓冲器中所存储的相位调整信号与PN缓冲器中所存储的PN信号进行配对。

5.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，由所述多个旋转器中的一个旋转器进行的相位调整是零。

6.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所述多个旋转器中的每个旋转器对所接收的信号进行不同的相位调整。

7.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所述多个搜索器数据缓冲器由一个输入数据移位寄存器构成。

8.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所述多个搜索器数据缓冲器由多个输入数据移位寄存器构成。

9.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，还包含用于生成多个PN信号的多个发生器和用于存储这多个所生成的PN信号的多个PN缓冲器。

10.如权利要求9所述的搜索器，其特征在于，所述多个PN缓冲器中的每个PN缓冲器存储同一生成的PN信号。

11.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所接收的信号是多信道信号，而所述搜索控制器生成控制信号，以便将所述多信道信号的一个信道路由到所述多个旋转器中的一个旋转器。

12.如权利要求11所述的搜索器系统，其特征在于，所述搜索控制器生成控制信号，以便将所述多信道信号的另一个信道路由到所述多个旋转器中的另一个旋转器。

13.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，还包含用于将所接收的信号处理成多信道信号的滤波器，其中，所述搜索控制器生成控制信号，以便将所述多信道信号的一个信道路由到所述多个旋转器中的一个旋转器。

14.如权利要求13所述的搜索器系统，其特征在于，所述搜索控制器生成控制信号，以便将多个信道信号的另一个信道路由到所述多个旋转器中的另一个旋转器。

15.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所述扩频通信系统是码分多址系统。

16.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所述信号路由电路包括多个多路复用器电路。

17.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所述配对逻辑电路包含多个多路复用器电路。

18.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所述多个旋转器中的至少一个旋转器与所述系统中的另一个部件共享。

19.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所述多个搜索器数据缓冲器中的至少一个搜索器数据缓冲器与所述系统的另一个部件共享。

20.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所接收的信号是多信道信号，所述多信道信号的每个信道包含信号能量，并且还包含一个后验能量组合器，以便有选择地组合所述多信道信号的信道的能量。

21.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所接收的信号是导频信号。

22.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所接收的信号是一个多信道导频信号。

23.如权利要求1所述的搜索器系统，其特征在于，所接收的信号是全球定位系统信号。

24.一种用于在每次搜索扫掠期间搜索扩频系统中的单个信道所接收信号的搜索器系统，其特征在于，所述搜索器包含：

用于选择所接收信号的路由的信号路由电路；

多个旋转器，用于根据从搜索器接收的信号，调整所接收的信号的相位以补偿推测的频率误差，从而创建一个或多个频率仓；

用于存储所述多个经相位调整的信号的多个搜索器数据缓冲器；

用于生成多个伪噪声PN信号的多个发生器；以及

用于存储所述多个所生成的PN信号的多个PN缓冲器；

其中，所述系统被动态地配置成：独立地采用所述多个旋转器中的每个旋转器进行相位调整，以独立地生成所述多个所生成的PN信号，并基于所创建的一个或多个频率仓独立地将所述多个搜索器数据缓冲器中所存储的相位调整信号与所述多个PN缓冲器中所存储的PN信号进行配对。

25.一种用于在每次扫掠期间搜索扩频系统中的多信道所接收的信号的搜索器系统，其特征在于，所述搜索器包含：

用于选择所接收信号的信道路由的信号路由电路；

多个旋转器，用于根据从搜索器接收的信号，调整所接收信号的信道相位以补偿推测的频率误差，从而创建一个或多个频率仓；

用于生成多个伪噪声PN信号的多个发生器；

用于存储所述多个生成的PN信号的多个PN缓冲器；

其中，所述系统被动态地配置成：独立地将所接收信号的信道路由到所述多个旋转器中的任一旋转器，独立地采用所述多个旋转器中的每个旋转器进行相位调整，独立地生成所述多个所生成的PN信号，并基于所创建的一个或多个频率仓独立地将所述多个搜索器数据缓冲器中所存储的经相位调整的信号与所述多个PN缓冲器中所存储的PN信号进行配对。