CN101162916B

CN101162916B - 瑞克接收机的能量计算和搜索多径装置、使用该装置的瑞克接收机及其方法

Info

Publication number: CN101162916B
Application number: CN2006101169544A
Authority: CN
Inventors: 吴明森; 何洪路; 朱明华; 全源源; 邱云周
Original assignee: JIAXING WIRELESS SENSOR NETWORKS ENGINEERING CT CAS
Current assignee: JIAXING WIRELESS SENSOR NETWORKS ENGINEERING CT CAS; Microsystem Branch of Jiaxing Center of CAS
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2026-10-10
Also published as: CN101162916A

Abstract

本发明涉及到瑞克接收机的能量计算和搜索多径装置、使用该装置的瑞克接收机及其方法。传统技术中需要使用大量的平方相加器，消耗资源较大。本发明利用资源复用技术，提供一种用于瑞克接收机的能量计算和搜索多径装置，包括：多个多路选择器，每个多路选择器与瑞克接收机中的多个瑞克手指相连，从多个瑞克手指中选择一路信号输出；多个平方相加单元，分别与所述多个多路选择器之一相连；多个分路器，分别与所述平方相加单元相连；多个能量寄存器，分别与多个分路器相连，用于存储经平方相加后的信号；以及比较器，与所述多个能量寄存器相连，从所述能量寄存器中选择数路能量值最大的径信号输出。与已有技术相比，平方相加单元可以大大减少。

Description

瑞克接收机的能量计算和搜索多径装置、使用该装置的瑞克接收机及其方法

技术领域

本发明涉及一种瑞克接收机，尤其涉及其中的能量计算和搜索多径装置。本发明主要涉及在能量计算和搜索多径时进行资源复用的技术。

背景技术

已有技术中，瑞克接收机在许多场合下都有应用。瑞克接收机典型的结构如图1所示，它包括模数转换器10、第一延迟线20、瑞克手指30、本地扩频码产生器40、能量计算和搜索多径单元50、控制单元60、第二延迟线70以及解扩单元80。瑞克接收机是一个多时钟系统，它还包括一个比特时钟发生器81、一个扩频码时钟发生器82和一个采样点时钟发生器83。比特时钟发生器81产生比特时钟信号CLK_bit；扩频码时钟发生器82产生扩频码时钟信号CLK_chip；采样点时钟发生器83产生采样点时钟信号CLK_sample。这些时钟发生器产生这些时钟信号分别输入到瑞克接收机的其它各个单元。

在上述的瑞克接收机中，能量计算和搜索多径单元50的作用是从与之相连的瑞克手指30输出的信号中选出数径(例如3径)能量最大的径信号。其进一步结构如图2所示，包括多个平方相加单元501A-501M和比较器502，多个平方相加单元的每个分别与一个瑞克手指30相连。每个平方相加单元501A包括两个平方器5011和5012和一个加法器5013。平方器5011接收瑞克单元30输出的I路累加值；平方器5012接收瑞克单元30输出的Q路累加值，在加法器5013中将该两路平方值相加后，输出给比较器502。比较器502接收到每个平方相加单元501A-501M输出的平方相加值之后，进行比较，从中选择中数径(例如3径)能量值最大的径信号输出。

从上述的例子中可以看出，对于一个具有16个瑞克手指的瑞克接收机来说，能理计算和搜索多径单元要有32个平方器，16个相加单元。平方器是一个非常耗资源的模块。根据目前的集成电路技术来说，需要耗用大约60万门的FPGA资源或者大约20万门的IC资源。

发明内容

本发明的目的就在于利用复用技术，在不降低效率的情况下，简化瑞克接收机中的能量计算和搜索多径单元的结构。

根据上述目的，本发明提供一种用于瑞克接收机的能量计算和搜索多径装置，包括：

多个多路选择器，每个多路选择器与瑞克接收机中的多个瑞克手指相连，从多个瑞克手指中选择一路信号输出；

多个平方相加单元，分别与所述多个多路选择器之一相连；

多个分路器，分别与所述平方相加单元相连；

多个能量寄存器，分别与多个分路器相连，用于存储经平方相加后的信号；以及

比较器，与所述多个能量寄存器相连，从所述能量寄存器中选择数路能量值最大的径信号输出。

在上述的能量计算和搜索多径装置中，所述多路选择器根据采样点时钟、扩频码时钟和比特时钟，从多个瑞克手指中选择一路信号输出。

在上述的能量计算和搜索多径装置中，所述平方相加单元包括2个平方器和一个加法器。

本发明还提供一种瑞克接收机，包括模数转换器、第一延迟线、多个瑞克手指、能量计算和搜索多径单元、控制单元、第二延迟线、解扩单元以及扩频码时钟发生器、比特时钟发生器和采样点时钟发生器，其特征在于，所述能量计算和搜索多径装置，包括：

多个多路选择器，每个多路选择器与所述多个瑞克手指中的一组相连，从多个瑞克手指出选择一路信号输出；

多个平方相加单元，分别与所述多个多路选择器之一相连；多个分路器，分别与所述平方相加单元相连；

在上述的瑞克接收机中，所述多路选择器与所述采样点时钟发生器、扩频码时钟发生器和比特时钟发生器相连，根据采样点时钟、扩频码时钟和比特时钟，从多个瑞克手指出选择一路信号输出。

在上述的瑞克接收机中，所述瑞克手指为16个，所述多路选择器为4个，所述一个多路选择器与四个一组的瑞克手指相连。

在上述的瑞克接收机中，所述平方相加单元包括2个平方器和一个加法器。

本发明还提供一种瑞克接收机中能量计算和搜索多径方法，包括如下步骤：

准备多个多路选择器，每个多路选择器分别接收多个瑞克手指输出的信号；

每个多路选择器从多个瑞克手指中选出一路信号输出；

把每个多路选择器输出的信号进行平方相加运算；

从各个经平方相加运算后的信号选出数路能量值最大的径信号输出。

在上述的能量计算和搜索多径方法中，所述多路选择器根据采样点时钟、扩频码时钟和比特时钟，从多个瑞克手指出选择一路信号输出。

由于瑞克接收机中有很多簇发式操作，这些操作并未占满一个比特时间内的所有运算时钟，因此，本发明就是针对这一现象对这些操作进行资源复用，即将一些操作提前或延迟，使它们相互之间在时间上错开，从而可以重复利用硬件资源。如上所述的本发明中，通过多路选择器，使一个平方相加单元可以供多个瑞克手使用，故在时间上复用了平方相加单元，使能量计算和搜索多径装置的结构简化，节省了硬件资源，同时又不提高内部的时钟频率。

附图说明

图1是传统瑞克接收机的整体结构框图；

图2是传统的能量计算和搜索多径单元的内部结构；

图3是本发明的能量计算和搜索多径装置的内部结构；

图4示出了本发明的平方相加单元的时间复用原理。

具体实施方式

下面将结合上述附图详细描述本发明的一个较佳实施例。

本发明改进的关键点在于能量计算和搜索多径单元，故对于瑞克接收机整体的结构和工作原理与传统技术相类似，为清楚起见，在此不再详细论述，相信本领域技术人员完全可以根据公知技术得以了解和实现。

请参见图3，图3示出了应用于16个手指的瑞克接收机的能量计算和搜索多径单元的结构示意图。如图3所示，它包括四个多路选择器M1-M4，每个多路选择器与四个瑞克手指F1-F16相连。例如第一多路选择器M1与第一至第四瑞克手指F1-F4相连；第二多路选择器M2与第五至第八瑞克手指F5-F8相连，以此类推。

每个多路选择器M1-M4还分别与瑞克接收机中的比特时钟发生器81、扩码码时钟发生器82和采样点时钟发生器83(参见图1所示)相连，在扩频码时钟、比特时钟和采样点时钟的控制下工作，根据扩频码时钟、比特时钟和采样点时钟从四个瑞克手指中选择一路信号输出，并在一个采样点时钟内完成计算，所有4组数据分在4个扩频码时钟内完成。

四个多路选择器M1-M4的输出分别连接到四个平方相加单元A1-A4，每个平方相加单元把每路瑞克手指中的I路累加值和Q路累加值分别平方运算后再相加，输出径搜索能量信号，然后，四个平方相加单元A1-A4把径搜索能量信号提供给后续的分路器D1-D4。通过分路器D1-D4，把经平方相加运算后的信号分别存储到能量寄存器R1-R16中。在分路器D1-D4的控制下，每个能量寄存器R1R16分别存储对应于瑞克手指F1-F16的平方相加后的信号。最后，从能量寄存器R1R16中，最后，把信号输出给比较器C，在比较器C中，从径搜索能量信号中选择出三路能量值最大的径信号输出。

图4示出了本发明的平方相加单元的时间复用的原理。如图4所示，图4左侧示出了复用前的情况，假设瑞克接收机的搜索精度为x，因此，经过1比特的时间之后，每个瑞克手指上共有x路累加值存储，手指在x个采样点时钟的上升沿分别输出这x路累加值。在复用之前，这16路手指的输出在同一个采样点上同时进行平方相加运算，因此，需要16个平方相加运算单元来支持。根据本发明对平方相加单元进行复用之后，如图4右侧所示，在一个比特时钟内，分在四个扩频码时钟内分别完成四路输入的平方相加运算，例如，在第127个比特时钟的上升沿选择瑞克手指R1的两路累加值输出进行平方相加运算，在第1个比特时钟的上升沿选择瑞克手指R2的两路累加值输出进行平方相加运算，在第2个比特时钟的上升沿选择瑞克手指R3的两路累加值输出进行平方相加运算，在第3个比特时钟的上升沿选择瑞克手指R4的两路累加值输出进行平方相加运算，其它各路依此类推。

在上面的实施例中，是以16个瑞克手指和4个多路选择器为例进行描述，但应当理解，这里的这些具体数值只是为方便说明所举的一个例子，并非是对本发明实现的限制。本发明中，瑞克手指的数量、多路选择器的个数以及复用的数量，在本发明最基本的时间复用平方相加器的构思下，可以根据实际情况，由本领域技术人员进行选择确定，而无需付出创造性的劳动。因此，本发明的保护范围当由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种用于瑞克接收机的能量计算和搜索多径装置，所述瑞克接收机包括多组瑞克手指，每组瑞克手指包括多个瑞克手指，所述能量计算和搜索多径装置包括：

多个多路选择器，每个多路选择器与一组瑞克手指相连，从所述一组瑞克手指的输出信号中选择并输出一个瑞克手指的输出信号；

多个平方相加单元，每个平方相加单元与一个多路选择器相连，所述平方相加单元输出径搜索能量信号；

多个分路器，每个分路器与一个平方相加单元相连；

多组能量寄存器，每组能量寄存器包括多个能量寄存器，所述每组能量寄存器包括的能量寄存器的个数与所述每组瑞克手指包括的瑞克手指的个数相同，每组能量寄存器与一个分路器相连，用于存储一组瑞克手指的输出信号经平方相加后的径搜索能量信号的能量值；以及

一个比较器，与所述多组能量寄存器相连，根据所有的能量寄存器所存储的径搜索能量信号的能量值，选择多路能量值最大的径信号输出；

所述多路选择器的个数、所述平方相加单元的个数、所述分路器的个数、所述能量寄存器的组数、所述瑞克手指的组数相同。

2.如权利要求1所述的能量计算和搜索多径装置，其特征在于，所述多路选择器根据采样点时钟、扩频码时钟和比特时钟，从多个瑞克手指中选择一路信号输出。

3.如权利要求1所述的能量计算和搜索多径装置，其特征在于，所述多路选择器为4个。

4.如权利要求1所述的能量计算和搜索多径装置，其特征在于，所述平方相加单元包括2个平方器和一个加法器。

5.一种瑞克接收机，包括模数转换器、第一延迟线、能量计算和搜索多径单元、控制单元、第二延迟线、解扩单元以及扩频码时钟发生器、比特时钟发生器和采样点时钟发生器，其特征在于，所述瑞克接收机还包括多组瑞克手指，每组瑞克手指包括多个瑞克手指，所述能量计算和搜索多径装置包括：

多个分路器，每个分路器与一个平方相加单元相连；

6.如权利要求5所述的瑞克接收机，其特征在于，所述多路选择器与所述采样点时钟发生器、扩频码时钟发生器和比特时钟发生器相连，根据采样点时钟、扩频码时钟和比特时钟，从多个瑞克手指中选择一路信号输出。

7.如权利要求5所述的瑞克接收机，其特征在于，所述瑞克手指为16个，所述多路选择器为4个，一个所述多路选择器与4个一组的瑞克手指相连。

8.如权利要求5所述的瑞克接收机，其特征在于，所述平方相加单元包括2个平方器和一个加法器。

9.一种瑞克接收机中能量计算和搜索多径方法，包括如下步骤：

每个多路选择器从多个瑞克手指中选出一路信号输出；

把每个多路选择器输出的信号进行平方相加运算；

从各个经平方相加运算后的信号中选出数路能量值最大的径信号输出。

10.如权利要求9所述的能量计算和搜索多径方法，其特征在于，所述多路选择器根据采样点时钟、扩频码时钟和比特时钟，从多个瑞克手指中选择一路信号输出。

11.如权利要求9所述的能量计算和搜索多径方法，其特征在于，每个多路选择器接收4个瑞克手指输出的信号。

12.如权利要求9所述的能量计算和搜索多径方法，其特征在于，在进行平方相加运算之后，还包括寄存步骤，寄存经平方相加后得到的信号。