CN101022287A - 码分多址通信系统中的多径检测方法及接收机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种码分多址通信系统中的多径检测方法，该方法包括：A.对当前搜索区间内的所有样点进行多径初始检测，得到峰值检测样点；B.检测当前读取的非0值样点P_i和P_i+3是否均为局部峰值点，如果是，则进行局部双峰值检测，否则进行局部单峰值检测；C.缓存经过峰值检测后得到的非0值样点P_i对应的延时信息；D.判断峰值检测是否结束，如果结束，则输出缓存的延时和对应的功率信息；否则，读取下一非0值样点作为新的P_i和P_i+3，返回步骤B。本发明还同时公开了一种码分多址接收机，采用本发明的多径检测方法和接收机能在减轻多径跟踪环节负担的同时，有效减小短延时条件下的虚警和漏警概率。

Description

码分多址通信系统中的多径检测方法及接收机

技术领域

本发明涉及多径检测技术，特别是指一种码分多址(CDMA)通信系统中的多径检测方法及CDMA接收机。

背景技术

CDMA技术具有大容量、多用户、软容量以及具有抑制系统带内噪声的优点，相对于传统的频分多址(FDMA)和时分多址(TDMA)技术具有明显的优势。正因如此，以CDMA技术为基础的第三代(3G)移动通信系统成为当前大力推进的主流无线移动通信商用系统。

在采用码分多址的无线通信系统中，无线信号在空中传播时一方面要受到障碍物、电离层等的阻挡、折射、反射和散射的影响，另一方面有限带宽的信号在空中传播时还会在频域上发生偏移和扩展，因此，接收机收到的信号已经不是直达的一路信号，而是从不同方向经不同路径来的多路信号，该多路信号中所传输的原始数据都一样，但具有不同的延时，是相互独立的发送信号复本的叠加，一般将这种从不同路径来的同一数据源信号称为多径信号。

在直接序列码分多址(DS-CDMA)系统中，由于数据符号被长的伪随机(PN)序列所扩展，因此每个码片(chip)的持续时间很短，这样，通过不同路径传到接收机的信号，就能在码片上被有效地分离。那么，如果能在码片级准确地跟踪到各路信号，之后再对每路信号用具有多个接收分支(finger)的瑞克(RAKE)接收机来分别处理、合并，就可以将多径混叠带来的干扰转化为多径经RAKE合并后的分集增益。这里，所述跟踪到各路信号的操作称为多径搜索。可见，要想减少多径混叠带来的干扰，多径搜索的主要作用就在于尽可能准确、不遗漏地检测到最主要的多径分量，精确度至少应为1/2chip。

通常，根据多径时延将相距只有1～2个chip的多径称为短延时多径，相距超过2个chip的多径称为长延时多径。目前，在城区环境中主要的多径分布在3个微秒以内，郊区在0.5个微秒以内，建筑物内则在0.2微秒以内；在3GPP给出的多径衰减传输条件的信道环境下，更有连续4径相距只有1个chip的情况。显然，对于3G标准而言，短延时多径在实际中会经常出现。

对于短延时多径而言，由于信号在时域上旁瓣的存在，在实际应用中将会对彼此产生较大的串扰。具体来说就是：由于无线信号都有一定的带宽限制，所以信号在发送之前都必须经过码片成形滤波器进行滤波，以将信号带宽限定在设计的范围之内。同时，根据傅立叶变换可知，有限带宽的信号在时域上不可能无限的窄。图1示出了滚降因子为0.22时的升余弦滤波器的脉冲响应图，从图中可以看出，脉冲响应的旁瓣对前后相邻2个chip内的信号有较明显的残余影响，而对前后相邻1个chip内的影响很大，甚至可与信号本身的大小相当。显然，在实际中多径的峰值必然会受到短延时多径串扰的影响。

图2A给出了单径功率响应的脉冲示意图，图2B至图2D分别给出了时间上相隔1、1.5、2个码片的双径干扰叠加示意图。图2A至图2D的横坐标为时延，单位为码片，纵坐标为归一化功率。图2A中，实线表示的曲线为单脉冲响应，P_i为当前检测到的峰值，P_i-1和P_i+1分别为峰值P_i两侧相邻的旁瓣。图2B为相隔1码片时双径信号的干扰叠加，其中，实线表示的曲线为接收到的信号功率响应P_y(t)，点划线表示的曲线为实际的一个信号功率响应P₁(t)，虚线表示的曲线为实际的另一个信号功率响应P₂(t)。如图2B所示，当两径相距1码片时，接收到的信号的功率响应P_y(t)已经与实际的信号响应P₁(t)和P₂(t)明显不同，P₁(t)与P₂(t)叠加成的峰值P_y(t)高于真实多径响应P₁(t)和P₂(t)的峰值。现有技术中都是检测局部最大峰值样点，因此，若按现有技术来检测，就会将P_y(t)保留，而将P₁(t)与P₂(t)去掉，这样就会发生检测错误和检测遗漏的情况，此时多径错误检测的偏差为1/2码片。其中，检测错误也称为虚警；检测遗漏也称为漏警。图2C、图2D在相隔1.5和2个码片时，也存在同样的问题，在此不再详述。

当然，对于图2B～2D出现的问题，也可以通过对发生偏差的多径用多径跟踪环节来校正，比如：常用的延迟锁相环(DLL)。但这样一来，就必然增加多径跟踪环节的负担，而且并不一定能完全的校正过来，原因是：通常的多径跟踪方法都要花费较长的时间才能达到收敛，且当多径相距较近时，多径之间的相互串扰通常会导致跟踪位置不能正确的收敛。如图2B所示情形，若P₁(t)和P₂(t)的峰值被去掉，P_y(t)的峰值被保留，即使在多径跟踪理想工作的情况，也只能锁定到P₁(t)或P₂(t)中的一条径，另一条必然会被漏掉。因此，按现有技术进行检测，系统性能将受到较大的损失。

根据上述分析可知，在短延时条件下，多径之间几乎不可必免的会因旁瓣串扰而变形，但现有技术不能对局部峰值的真假进行有效地检测和区分，那么，在短延时条件下检测错误就会大量产生，导致虚警和漏警概率都大大升高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种CDMA系统中的多径检测方法，能在减轻多径跟踪环节负担的同时，有效减小短延时条件下的虚警和漏警概率。

本发明的另一目的在于提供一种CDMA接收机，能同时降低虚警概率和漏警概率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种码分多址通信系统中的多径检测方法，该方法包括：

A、对当前搜索区间内的所有样点进行多径初始检测，得到峰值检测样点；

B、检测当前读取的非0值样点P_i和P_i+3是否均为局部峰值点，如果是，则进行局部双峰值检测，否则进行局部单峰值检测；

C、缓存经过峰值检测后得到的非0值样点P_i对应的延时信息；

D、判断峰值检测是否结束，如果结束，则输出缓存的延时和功率信息；否则，读取下一非0值样点作为新的P_i和P_i+3，返回步骤B。

步骤A和B之间该方法还包括：将步骤A得到的样点按延时信息的先后次序排列，并按顺序读取非0值样点P_i和P_i+3，其中i的初始值为1。

上述方案中，所述多径初始检测进一步包括：

A1、从当前搜索区间内所有样点的功率值中，找出第L个最大的功率值P_L，对功率值小于P_L的样点功率进行累加，之后求累加值的平均值S；

A2、计算初始检测门限值，将所有低于初始检测门限值的样点功率值置为0，之后将置0后的功率样点和未置0的功率样点作为峰值检测的样点。

其中，所述初始检测门限值为平均值S与参数λ的乘积，其中，λ为[1，100]内的实数。

上述方案中，步骤A1具体包括：

A11、将搜索区间内的各样点功率值按延时先后顺序进行排列，设置循环变量S和M的初始值为0，从所有样点功率中找出第L个最大的功率值P_L；其中，所述L的值根据所采用的过采样倍数和瑞克接收机接收分支数来决定；

A12、比较P_M与P_L，如果P_M＜P_L，则将P_M值累加到S中，执行步骤A13，否则执行步骤A14；

A13、判断是否读完所有样点，如果是，则执行步骤A15；否则，执行步骤A14；

A14、将M加1，返回步骤A12；

A15、计算并输出S的平均值。

上述方案中，步骤B中所述检测当前读取的非0值样点P_i和P_i+3是否均为局部峰值点具体为：

B11、判断P_i＞0且P_i＞P_i-1且P_i＞P_i+1是否成立，如果不成立，则P_i不是局部峰值，结束当前判断流程；如果成立，则执行步骤B12；

B12、判断P_i+3＞0且P_i+3＞P_i+2且P_i+3＞P_i+4是否成立，如果成立，则P_i和P_i+3均为局部峰值点，如果不成立，则P_i+3不是局部峰值。

相应的，步骤B所述局部双峰值检测具体为：将P_i和P_i+3各自前后相邻的样点功率值置0；步骤B所述局部单峰值检测具体为：

B21、判断P_i-1＜SinglePath_Th·P_i且P_i+1＜SinglePath_Th·P_i是否成立，如果成立，则执行步骤B23，如果不成立，则执行步骤B22；其中，SinglePath_Th为单径门限；

B22、判断MAX(P_i-1，P_i+1)＞ShortDelay_Th1·P_i且MIN(P_i-1，P_i+1)＞ShortDelay_Th2·P_i是否成立，如果成立，则执行步骤B24，如果不成立，则执行步骤B23；其中，ShortDelay_Th1和ShortDelay_Th2分别为短延时门限一和短延时门限二；

B23、将P_i-1、P_i+1分别置0，执行步骤B25；

B24、将假峰值P_i及两个真多径峰值的旁径P_i-2、P_i+2置0，执行步骤B25；

B25、输出检测后的功率值。

其中，所述单径门限SinglePath_Th为P(T_c/2)+δ，其中，δ为噪声余量，δ∈(0，0.03)；所述短延时门限一ShortDelay_Th1为 $\frac{1}{{\left(2\mathrm{\γ}\right)}^2}+{\mathrm{\δ}}_1,$ 短延时门限二ShortDelay_Th2为 ${(\frac{1}{\mathrm{\γ}}-1)}^2+{\mathrm{\δ}}_2,$ δ₁和δ₂为噪声余量，δ₁∈(0，0.2)、δ₂∈(0，0.08)。

上述方案中，步骤B与步骤C之间进一步包括相邻样值检测的步骤，具体为：

B31、读取局部峰值检测后存储的延时功率值P_i，其中i的初始值为0；

B32、检测P_i＞0且P_i+1＞0是否成立，如果成立，再判断P_i＞P_i+1是否成立，如果是，则将P_i+1置0，否则将P_i置0；如果不成立，则执行步骤B33；

B33、判断相邻样值检测是否结束，如果结束，则执行步骤C；如果未结束，将i加1，返回步骤B31。

本发明还提供了一种码分多址接收机，包括射频前端、N倍过采样器、瑞克接收处理器，该接收机还包括：

接收滤波器，用于完成对N倍过采样器过采样后的信号进行接收匹配滤波，并将匹配滤波后信号分别送至多径搜索器、多径跟踪器和瑞克接收处理器；

多径搜索器，用于粗略地搜索各多径信号的时延位置，并将搜索到的多径时延位置送至多径管理器；

多径管理器，用于管理、协调、分配搜索到的多径延时信息，并将多径延时位置提供给多径跟踪器；

多径跟踪器，用于跟踪多径管理器提供的多径延时位置并进行精同步，将精确的多径位置信息送到瑞克接收处理器，并同时反馈给多径管理器。

其中，所述多径搜索器进一步包括：

2倍基带速率抽取器，用于实现对N倍采样数据的2倍基带速率抽取；

相关器，用于计算样点的相关值；

延时功率谱生成器，用于计算样点相关值的功率谱；

初始检测器，用于实现对样点功率谱的初始检测；

峰值检测器，用来实现对样点功率谱的峰值检测；

经过接收滤波器处理后的数据，经2倍基带速率抽取器抽取后，获得2倍过采样的数据信息，所获得的数据与本地伪随机码在相关器中计算各个采样点的相关值，各相关值经延时功率谱生成器后再依次通过初始检测器和峰值检测器进行相关功率的检测。

上述方案中，所述峰值检测器进一步包括：

功率排序单元，用于将经过初始检测得到的样点功率值P_i按延时先后顺序排列，并将排序后的样点功率值依次送至局部峰值判决单元；

局部峰值判决单元，用于确定P_i、P_i+3是否为局部峰值，并在确定至少P_i为局部峰值时触发局部峰值检测单元完成局部峰值检测；

局部峰值检测单元，用于实现局部单峰值或双峰值检测，并在完成峰值检测后触发相邻样值检测单元；

循环变量处理单元，用于初始化循环变量或控制循环变量递加；

相邻样值检测单元，用于将均大于0的相邻峰值中功率较小的样点的功率值置0，并控制完成所有相邻样值的检测；

延时信息处理单元，缓存并输出经过相邻样值检测的所有峰值中大于0的峰值功率信息P_i和对应的延时信息C_i。

本发明提供的CDMA系统中的多径检测方法及接收机，通过设定三个不同的门限，不仅能有效地区分长、短延时多径，而且能有效地对短延时条件下局部峰值的真假做出准确的判断，避免了现有技术中存在的不能有效区分长延时多径和短延时多径、以及短延时多径情况下两个多径相互叠加产生的假峰值比两个多径真峰值高的问题，本发明能同时降低虚警概率和漏警概率，且实现方法简单，有效地减轻了多径跟踪环节的负担。

附图说明

图1为升余弦滤波器的脉冲响应示意图；

图2A为单径功率响应的脉冲示意图；

图2B为相隔1个码片时双径干扰叠加示意图；

图2C为相隔1.5个码片时双径干扰叠加示意图；

图2D为相隔2个码片时双径干扰叠加示意图；

图3为本发明多径检测方法的实现流程示意图；

图4为本发明初始检测平均值计算方法的流程示意图；

图5为本发明初始检测结果的示意图；

图6为本发明多径峰值检测的具体实现流程图；

图7为本发明的局部单峰值检测流程示意图；

图8为本发明CDMA系统接收机的组成结构示意图；

图9为本发明多径搜索器的组成结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：对通过初始检测后的多径峰值进行检测，检测时将多径峰值分为局部双峰值和局部单峰值，对于局部双峰值，保留两个最大的双峰值；对于局部单峰值，能同时通过长延时单径门限和两个短延时双径门限的去掉该局部单峰值，同时保留其两侧与其相邻1/2码片处的多径峰值，否则保留此时的局部单峰值。

这里，保留局部单峰值的情况有两种：一种是不能通过长延时单径门限的保留此时的局部单峰值，另一种是能通过长延时单径门限但不能同时通过两个短延时双径门限的保留此时的局部单峰值。

图3为本发明中多径检测的实现流程示意图，如图3所示，本发明的多径检测方法包括以下步骤：

步骤300：对当前搜索区间内的所有样点进行多径初始检测，得到进行峰值检测的样点；

步骤301：将多径初始检测后得到的样点按延时信息的先后次序排列，初始化循环变量i＝1，之后按顺序读取非0值样点P_i和P_i+3；这里，所述延时信息也就是多径的位置；

步骤302～304：检测当前读取的非0值样点P_i和P_i+3是否均为局部峰值点，如果否，则进行局部单峰值检测，如果是，则进行局部双峰值检测；这里，所述如果否是指P_i是局部峰值点而P_i+3不是局部峰值点的情况，因为数据放入存储器之后是按地址大小顺序读取的；

步骤305：缓存经过单径或双径峰值检测后得到的非0值样点P_i对应的延时信息；

步骤306～308：判断峰值检测是否结束，如果结束，则输出缓存的多径功率信息和延时信息即位置值进行后续处理，否则，按顺序读取P_i和P_i+3下一相邻的非0值样点P_i+1和P_i+4，将所读取的非0值样点P_i+1和P_i+4作为新的P_i和P_i+3，返回步骤302。

图3所示流程中，步骤301中所述的排序主要是为了操作方便、避免遗漏应该处理的数据，因此在实际应用中也可以省略，只要能保证所有非0值样点都处理到即可。相应的，如果不排序，步骤308中所述的P_i+1和P_i+4就不一定是P_i和P_i+3相邻的下一非0值样点，只要是未处理过的非0值样点即可。

从图3的流程可以看出，本发明是先进行多径初始检测，再进行峰值检测。其中，多径初始检测的过程包括以下步骤：

步骤401：从当前搜索区间内所有样点的功率值中，找出第L个最大的功率值P_L，对功率值小于P_L的样点功率进行累加，然后求累加值的平均值S。

本步骤中，所述计算样点平均值的具体做法如图4所示，包括：

步骤401a：将搜索区间内的各样点功率值按延时先后顺序进行排列；

步骤401b：设置循环变量的初始值S＝0、M＝0；

步骤401c：从所有样点功率中找出第L个最大的功率值P_L，其中，L的值由采用的过采样倍数和RAKE接收机的finger数来决定，本发明中，L等于接收机中的finger数，通常不超过8。

步骤401d～401e：将当前读取的样值功率P_M与P_L进行比较，如果P_M＜P_L，则将P_M值累加到S中，即S＝S+P_M，执行步骤401f；否则，执行步骤401g，读取下一个P_M值，直到读完所有的功率样点。

步骤401f：判断是否读完所有样点，如果是，则执行步骤401h；否则，执行步骤401g；

步骤401g：对循环变量M做累加，即M＝M+1，返回步骤401d。

步骤401h：计算并输出S的平均值。

上述步骤中，步骤401a～401c可以同时进行，执行没有先后顺序。

步骤402：计算初始检测门限值Intial_Th＝λ*S，其中，λ为[1，100]内的实数。图5给出了经过初始检测的结果曲线，即：用平均后得到的S值与参数λ相乘，计算出初始检测门限Initial_Th。

步骤403：将所有低于初始检测门限值的样点功率值置为0，其它高于Initial_Th的功率样点保留，之后将置0后的功率样点和未置0的功率样点作为进行峰值检测的样点。

对于峰值检测部分，具体处理流程如图6所示，包括以下步骤：

步骤601：将经过初始检测得到的样点功率值P_i按延时的先后顺序依次排列，初始化循环变量i＝1。

步骤602～603：检测P_i是否为局部峰值，即：判断P_i＞0且P_i＞P_i-1且P_i＞P_i+1是否成立，如果不成立，则将循环变量i加1，之后返回步骤602，再检测下一个样点功率是否为局部峰值；如果成立，则执行步骤604。

步骤604～606：检测P_i+3是否为局部峰值，即：判断P_i+3＞0且P_i+3＞P_i+2且P_i+3＞P_i+4是否成立，如果成立，如图2C所示情形，此时P_i与P_i+3均为真峰值，则将P_i-1、P_i+1、P_i+2、P_i+4置0；如果不成立，则对P_i进行局部单峰值检测。

步骤607～609：判断局部峰值检测是否结束，如果结束，则将循环变量i的值置为0，读取局部峰值检测后存储的延时功率值P_i；如果没结束，则返回步骤603。这里，所述判断是指：判断所有的样点功率值在局部峰值检测中是否都读完，也就是判断循环变量i是否已指到存储器的最后。

步骤610～613：检测P_i＞0且P_i+1＞0是否成立，如果成立，再判断P_i＞P_i+1是否成立，如果是，则将P_i+1置0，否则将P_i置0；如果不成立，则执行步骤614。

步骤614～615：判断相邻样值检测是否结束，如果结束，则执行步骤616；如果未结束，将i加1，返回步骤609。

步骤616～617：计算所有大于0的峰值功率信息P_i对应的延时信息C，并缓存P_i、P_i，将缓存的功率信息P_i和延时信息C_i输出进行后续处理，比如对多径信息进行管理、协调和分配等。

在步骤606中提到进行局部单峰值检测，具体的检测过程如图7所示，包括以下步骤：

步骤701：判断P_i是否为长延时单径产生的峰值，如图2A所示，当两径间延时的距离超过2chips时，可将P_i看作是单径峰值，此时只需判断P_i-1＜SinglePath_Th·P_i且P_i+1＜SinglePath_Th·P_i是否成立，如果成立，表明此时是如图2A所示的长延时单径峰值，则执行步骤703；如果不成立，则说明存在短延时双径叠加，此时P_i为相邻双径叠加成的假峰值，如图2B所示，执行步骤702。

本步骤中，SinglePath_Th为单径门限，SinglePath_Th的值可以通过以下方法计算：

假设滤波器的单位脉冲响应为h(t)，响应的功率谱为P(t)＝h²(t)，如图2A所示。那么，单径门限SinglePath_Th＝P(T_c/2)+δ，其中，δ为设置的噪声余量，δ与系统设计的最低工作信噪比(SNR)和计算相关的长度有关，可以通过系统仿真来确定，通常取δ∈(0，0.03)。对于滚降系统a＝0.22的升余弦滤波器，p(T_c/2)＝0.3962，此时SinglePath_Th∈(0.3962，0.4262)。

步骤702：对P_i进行短延时峰值检测，即：判断MAX(P_i-1，P_i+1)＞ShortDelay_Th1·P_i且MIN(P_i-1，P_i+1)＞ShortDelay_Th2·P_i是否成立，如果成立，则执行步骤704；如果不成立，则说明虽然当前的峰值P_i受到相邻多径叠加的影响，但两径的叠加结果并没有超过两个真实径的峰值，如图2D所示，此时检测到的峰值是多径的真实峰值，因此执行步骤703。

本步骤中，ShortDelay_Th1和ShortDelay_Th2分别为两个短延时单径的门限：短延时门限一和短延时门限二，ShortDelay_Th1和ShortDelay_Th2的值可以通过以下方法计算：

假设两个短延时单径的单位脉冲响应分别为h₁(t)＝h(t)，h₂(t)＝β·h(t-T_c)，0＜β≤1，则实际接收到的脉冲响应h_y(t)＝h(t)+β·h(t-T_c)。如图2B所示，用P_i-1、P_i+1、P_i分别表示两个单径的功率峰值和这两个单径正中间叠加在一起的实际响应的功率峰值，因此有P_i＝[h(T_c/2)+β·h(-T_c/2)]²、P_i-1＝h²(0)、P_i+1＝β²·h²(0)。求叠加出来的值超过两个真实多径峰值的条件，即：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_i>P_{i-1}\\ P_i>P_{i+1}\end{array}\right.\&DoubleRightArrow;\left\{\begin{array}{c}{(\mathrm{\&gamma;}+\mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\mathrm{\&gamma;})}^2>1\\ {(\mathrm{\&gamma;}+\mathrm{\&beta;}\&CenterDot;\mathrm{\&gamma;})}^2>{\mathrm{\&beta;}}^2\end{array}\right.,$ $(\mathrm{\&gamma;}=\frac{h(T_c/2)}{h\left(0\right)},0<\mathrm{\&beta;}\&le;1)$

解一元二次不等式组可得1/γ-1＜β≤1，进一步有：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{\mathrm{MAX}(P_{i-1},P_{i+1})}{P_i}=\frac{1}{{(\mathrm{\&gamma;}+\mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;\mathrm{\&beta;})}^2}\&Element;[\frac{1}{{\left(2\mathrm{\&gamma;}\right)}^2},1)\\ \frac{\mathrm{MIN}(P_{i-1},P_{i+1})}{P_i}=\frac{{\mathrm{\&beta;}}^2}{{(\mathrm{\&gamma;}+\mathrm{\&gamma;}\&CenterDot;\mathrm{\&beta;})}^2}\&Element;({(\frac{1}{\mathrm{\&gamma;}}-1)}^2,\frac{1}{{\left(2\mathrm{\&gamma;}\right)}^2}]\end{array}\right.$

设置短延时门限一和短延时门限二分别为 $\mathrm{ShortDelay}\_\mathrm{Th}1=\frac{1}{{\left(2\mathrm{\&gamma;}\right)}^2}+{\mathrm{\&delta;}}_1,$ $\mathrm{ShortDelay}\_\mathrm{Th}2={(\frac{1}{\mathrm{\&gamma;}}-1)}^2+{\mathrm{\&delta;}}_2,$ δ₁和δ₂为设置的噪声余量，与系统设计的最低工作SNR和计算相关的长度有关，可以通过系统仿真来确定，通常取δ₁∈(0，0.2)，δ₂∈(0，0.08)。对于滚降系数α＝0.22的升余弦滤波器有γ＝0.6294，此时，得到两个短延时单径的门限为ShortDelay_Th1∈(0.632，0.832)、ShortDelay_Th2∈(0.347，0.427)。

步骤703：将P_i-1、P_i+1分别置0，之后执行步骤705；

步骤704：将假峰值P_i及两个真多径峰值的旁径P_i-2、P_i+2置0后，执行步骤705；

步骤705：输出检测后的功率值。

为了实现本发明的多径检测方法，本发明提出一种CDMA接收机的结构，如图8所示，本发明的CDMA接收机包括射频前端800、N倍过采样器802、接收滤波器804、多径搜索器806、多径跟踪器810、多径管理器808以及RAKE接收处理器812。其中，射频前端800用以完成接收射频部分的处理，即：完成数据从电磁信号到基带信号的转换，处理后的信号通过N倍过采样器802再送到接收滤波器804。N倍过采样器802用于实现对基带信号的N倍过采样，其中N应不小于2。接收滤波器804用以完成对N倍过采样器802过采样后的信号进行接收匹配滤波，若发送端用的是根升余弦(RRC)滤波器，那么在接收端也会用RRC滤波器来接收，并且滤波后的信号等效于发送信号被升余弦滤波器滤波。多径搜索器806用于粗略地搜索各多径信号的时延位置，并将搜索到的多径时延位置送至多径管理器，通常精度不低于1/2chip；多径管理器808用来管理、协调、分配搜索到的多径延时信息，并将多径延时位置提供给多径跟踪器810；多径跟踪器810用来跟踪多径管理器808提供的多径延时位置并进行精同步，将跟踪到的各径精确的多径延时信息提供给RAKE接收处理器812并反馈给多径管理器808，其精度通常不低于1/8chip；RAKE接收处理器812用来实现数据的解调与合并。

由N倍过采样器802过采样后的信号经过接收滤波器804匹配滤波后，分成三路：一路经多径搜索器806、多径管理器808处理后，获得粗略的多径位置信息；一路在多径管理器808的控制下，经多径跟踪器810的处理后，获得各径延时信息的准确值，这里是将同一路基带数据传送给多径搜索器806和多径跟踪器810，作为输入数据；另一路将经接收滤波器804处理后的数据传到RAKE接收处理器812中，在多径跟踪器810输出的延时信息地控制下完成对基带数据的解调，RAKE接收处理器812解调后的数据最后送到信道解码器中解码，以恢复发送的数据。

在本发明给出的CDMA接收机中，多径搜索器806具有本发明特殊的组成结构，与现有技术不同。图9为本发明多径搜索器的组成结构示意图，如图9所示，本发明的多径搜索器包括：2倍基带速率抽取器900、相关器902、延时功率谱生成器904、初始检测器906以及峰值检测器908。其中，2倍基带速率抽取器900用以实现对N倍采样数据的2倍基带速率抽取，2倍基带速率抽取成倍地减少了待处理样点的数目，从而减少了系统的消耗；相关器902和延时功率谱生成器904分别用以计算样点的相关值和相关值的功率谱；初始检测器906和峰值检测器908分别用来实现对样点功率谱进行初始检测和峰值检测。

经过接收滤波器804处理后的数据，经2倍基带速率抽取器900抽取后，获得2倍过采样的数据信息，所获得的数据与本地PN码在相关器902中计算各个采样点的相关值，各相关值经延时功率谱生成器904后再依次通过初始检测器906和峰值检测器908进行相关功率的检测。其中，峰值检测器908完成峰值检测的过程就是图6所示的过程。

所述峰值检测器908从其完成的逻辑功能来看，包括：功率排序单元、局部峰值判决单元、局部峰值检测单元、循环变量处理单元、相邻样值检测单元、延时信息处理单元。其中，功率排序单元，用于将经过初始检测得到的样点功率值P_i按延时先后顺序排列，并将排序后的样点功率值依次送至局部峰值判决单元；局部峰值判决单元，用于确定P_i、P_i+3是否为局部峰值，并在确定至少P_i为局部峰值时触发局部峰值检测单元完成局部峰值检测；局部峰值检测单元，用于实现局部单峰值或双峰值检测，并在完成峰值检测后触发相邻样值检测单元；循环变量处理单元，用于初始化循环变量或控制循环变量递加；相邻样值检测单元，用于检测局部相邻峰值是否均大于0，将均大于0的相邻峰值中功率较小的样点的功率值置0，并控制完成所有相邻样值的检测；延时信息处理单元，缓存并输出经过相邻样值检测的所有峰值中大于0的峰值功率信息P_i及其对应的延时信息C_i。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (17)

1、一种码分多址通信系统中的多径检测方法，其特征在于，该方法包括：

A、对当前搜索区间内的所有样点进行多径初始检测，得到峰值检测样点；

B、检测当前读取的非0值样点P_i和P_i+3是否均为局部峰值点，如果是，则进行局部双峰值检测，否则进行局部单峰值检测；

C、缓存经过峰值检测后得到的非0值样点P_i对应的延时信息；

D、判断峰值检测是否结束，如果结束，则输出缓存的延时和功率信息；否则，读取下一非0值样点作为新的P_i和P_i+3，返回步骤B。

2、根据权利要求1所述的多径检测方法，其特征在于，步骤A和B之间该方法还包括：将步骤A得到的样点按延时信息的先后次序排列，并按顺序读取非0值样点P_i和P_i+3，其中i的初始值为1。

3、根据权利要求1或2所述的多径检测方法，其特征在于，所述多径初始检测进一步包括：

A1、从当前搜索区间内所有样点的功率值中，找出第L个最大的功率值P_L，对功率值小于P_L的样点功率进行累加，之后求累加值的平均值S；

A2、计算初始检测门限值，将所有低于初始检测门限值的样点功率值置为0，之后将置0后的功率样点和未置0的功率样点作为峰值检测的样点。

4、根据权利要求3所述的多径检测方法，其特征在于，所述初始检测门限值为平均值S与参数λ的乘积，其中，λ为[1,100]内的实数。

5、根据权利要求3所述的多径检测方法，其特征在于，步骤A1具体包括：

A11、将搜索区间内的各样点功率值按延时先后顺序进行排列，设置循环变量S和M的初始值为0，从所有样点功率中找出第L个最大的功率值P_L；

A12、比较P_M与P_L，如果P_M＜P_L，则将P_M值累加到S中，执行步骤A13，否则执行步骤A14；

A13、判断是否读完所有样点，如果是，则执行步骤A15；否则，执行步骤A14；

A14、将M加1，返回步骤A12；

A15、计算并输出S的平均值。

6、根据权利要求5所述的多径检测方法，其特征在于，所述L的值根据所采用的过采样倍数和瑞克接收机接收分支数来决定。

7、根据权利要求2所述的多径检测方法，其特征在于，步骤B中所述检测当前读取的非0值样点P_i和P_i+3是否均为局部峰值点具体为：

B11、判断P_i＞0且P_i＞P_i-1且P_i＞P_i+1是否成立，如果不成立，则P_i不是局部峰值，结束当前判断流程；如果成立，则执行步骤B12；

B12、判断P_i+3＞0且P_i+3＞P_i+2且P_i+3＞P_i+4是否成立，如果成立，则P_i和P_i+3均为局部峰值点，如果不成立，则P_i+3不是局部峰值。

8、根据权利要求7所述的多径检测方法，其特征在于，步骤B所述局部单峰值检测具体为：

B21、判断P_i-1＜SinglePath_Th·P_i且P_i+1＜SinglePath_Th·P_i是否成立，如果成立，则执行步骤B23，如果不成立，则执行步骤B22；其中，SinglePath_Th为单径门限；

B22、判断MAX(P_i-1，P_i+1)＞ShortDelay_Th1·P_i且MIN(P_i-1，P_i+1)＞ShortDelay_Th2·P_i是否成立，如果成立，则执行步骤B24，如果不成立，则执行步骤B23；其中，ShortDelay_Th1和ShortDelay_Th2分别为短延时门限一和短延时门限二；

B23、将P_i-1、P_i+1分别置0，执行步骤B25；

B24、将假峰值P_i及两个真多径峰值的旁径P_i-2、P_i+2置0，执行步骤B25；

B25、输出检测后的功率值。

9、根据权利要求8所述的多径检测方法，其特征在于，所述单径门限SinglePath_Th为p(T_c/2)+δ，其中，δ为噪声余量，δ∈(0，0.03)。

10、根据权利要求8所述的多径检测方法，其特征在于，所述短延时门限一ShortDelay_Th1为

短延时门限二ShortDelay_Th2为

δ₁和δ₂为噪声余量，δ₁∈(0，0.2)、δ₂∈(0，0.08)。

11、根据权利要求7所述的多径检测方法，其特征在于，步骤B所述局部双峰值检测具体为：将P_i和P_i+3各自前后相邻的样点功率值置0。

12、根据权利要求8至11任一项所述的多径检测方法，其特征在于，步骤B与步骤C之间进一步包括相邻样值检测的步骤，具体为：

B31、读取局部峰值检测后存储的延时功率值P_i，其中i的初始值为0；

B32、检测P_i＞0且P_i+1＞0是否成立，如果成立，再判断P_i＞P_i+1是否成立，如果是，则将P_i+1置0，否则将P_i置0；如果不成立，则执行步骤B33；

B33、判断相邻样值检测是否结束，如果结束，则执行步骤C；如果未结束，将i加1，返回步骤B31。

13、根据权利要求12所述的多径检测方法，其特征在于，所述多径初始检测进一步包括：

A1、从当前搜索区间内所有样点的功率值中，找出第L个最大的功率值P_L，对功率值小于P_L的样点功率进行累加，之后求累加值的平均值S；

A2、计算初始检测门限值，将所有低于初始检测门限值的样点功率值置为0，之后将置0后的功率样点和未置0的功率样点作为峰值检测的样点。

14、根据权利要求13所述的多径检测方法，其特征在于，步骤A1具体包括：

A11、将搜索区间内的各样点功率值按延时先后顺序进行排列，设置循环变量S和M的初始值为0，从所有样点功率中找出第L个最大的功率值P_L；

A12、比较P_M与P_L，如果P_M＜P_L，则将P_M值累加到S中，执行步骤A13，否则执行步骤A14；

A13、判断是否读完所有样点，如果是，则执行步骤A15；否则，执行步骤A14；

A14、将M加1，返回步骤A12；

A15、计算并输出S的平均值。

15、一种码分多址接收机，包括射频前端、N倍过采样器、瑞克接收处理器，其特征在于，该接收机还包括：

接收滤波器，用于完成对N倍过采样器过采样后的信号进行接收匹配滤波，并将匹配滤波后信号分别送至多径搜索器、多径跟踪器和瑞克接收处理器；

多径搜索器，用于粗略地搜索各多径信号的时延位置，并将搜索到的多径时延位置送至多径管理器；

多径管理器，用于管理、协调、分配搜索到的多径延时信息，并将多径延时位置提供给多径跟踪器；

多径跟踪器，用于跟踪多径管理器提供的多径延时位置并进行精同步，将精确的多径位置信息送到瑞克接收处理器，并同时反馈给多径管理器。

16、根据权利要求15所述的码分多址接收机，其特征在于，所述多径搜索器进一步包括：

2倍基带速率抽取器，用于实现对N倍采样数据的2倍基带速率抽取；

相关器，用于计算样点的相关值；

延时功率谱生成器，用于计算样点相关值的功率谱；

初始检测器，用于实现对样点功率谱的初始检测；

峰值检测器，用来实现对样点功率谱的峰值检测；

经过接收滤波器处理后的数据，经2倍基带速率抽取器抽取后，获得2倍过采样的数据信息，所获得的数据与本地伪随机码在相关器中计算各个采样点的相关值，各相关值经延时功率谱生成器后再依次通过初始检测器和峰值检测器进行相关功率的检测。

17、根据权利要求16所述的码分多址接收机，其特征在于，所述峰值检测器进一步包括：

功率排序单元，用于将经过初始检测得到的样点功率值P_i按延时先后顺序排列，并将排序后的样点功率值依次送至局部峰值判决单元；

局部峰值判决单元，用于确定P_i、P_i+3是否为局部峰值，并在确定至少P_i为局部峰值时触发局部峰值检测单元完成局部峰值检测；

局部峰值检测单元，用于实现局部单峰值或双峰值检测，并在完成峰值检测后触发相邻样值检测单元；

循环变量处理单元，用于初始化循环变量或控制循环变量递加；

相邻样值检测单元，用于将均大于0的相邻峰值中功率较小的样点的功率值置0，并控制完成所有相邻样值的检测；

延时信息处理单元，缓存并输出经过相邻样值检测的所有峰值中大于0的峰值功率信息P_i和对应的延时信息C_i。

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