CN101645733B - 一种硬件瑞克接收装置及其接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬件瑞克接收装置及其接收方法，以减小缓存RAM的容量，其中该装置包括信道估计模块，还包括采样点缓存模块、解扰解扩模块、信道补偿模块，采样点缓存模块用于接收采样点输入输出数据并进行缓存；解扰解扩模块用于接收未经采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据以及经过采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据，对所接收的两路数据完成信道的解扰解扩；信道补偿模块用于根据信道估计模块输出的信道估计值对经过采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据进行信道补偿。本发明把数据缓存前提，取代了按路径进行数据储存的结构，极大地节省了缓存RAM的容量，适用于无线系统数字基带下行链路的瑞克接收处理中。

Description

一种硬件瑞克接收装置及其接收方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体地说，是涉及一种硬件瑞克(rake)接收装置及其接收方法。

背景技术

宽带分码多工存取(WCDMA)中数字基带下行链路接收系统如图1所示，包括两两相连的搜索单元110、瑞克接收装置120和数字信号处理(DSP)单元130组成，其中搜索单元110用于用以完成小区搜索功能和路径搜索功能，小区搜索功能用于得到瑞克接收装置120需要的扰码信息，路径搜索功能用于得到瑞克接收装置120需要的路径信息，这些扰码信息和路径信息通过DSP单元130配置到瑞克接收装置120模块中。

下行链路的硬件瑞克接收装置如图2所示，以n个路径中的路径1为例，该硬件瑞克接收装置其包括解扰解扩模块210、信道估计模块220、数据缓存模块230、信道补偿模块240及合并模块250，其中：

解扰解扩模块210，用于接收抽样输入输出(sample I/Q)信号，根据搜索单元25所进行的路径搜索得到的路径信息，完成信道的解扰解扩过程；

信道估计模块220，与解扰解扩模块210相连，用于计算信道估计值；为了滤除噪声的影响，需要对计算得到的信道估计值进行滤波处理，以及内插和/或抽取处理，使得输出的信道估计值速率与数据信道数据速率保持一致；

数据缓存模块230，与解扰解扩模块210相连，用于对解扰解扩后的数据进行缓存；

信道补偿模块240，与信道估计模块220及数据缓存模块230相连，在数据缓存模块230中的数据的信道估计值计算出来后，用该信道估计值对数据信道符号进行信道补充；

合并模块250，用于对信道补偿后的各个路径上的数据符号进行合并。

在图2所示的此种瑞克接收硬件结构中，每条径上的主公共导频信道(Primary Common Pilot Channel，缩写为P-CPICH)数据进行信道估计需要花一定的时间，最少也需要512码片，即一对P-CPICH符号的宽度，这是进行信道估计所需要最少的时间。如果加上一些性能优化的处理，处理时间会更长，因此需要对每条径的所有信道数据进行缓存。如果瑞克接收机所支持的径越多，支持的信道越多，则所需要的随机存储器(RAM)会越大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在于需要提供一种硬件瑞克接收装置及其接收方法，以减小缓存RAM的容量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种硬件瑞克接收装置，包括信道估计模块，还包括采样点缓存模块、解扰解扩模块、信道补偿模块，其中：

所述采样点缓存模块，用于接收采样点输入输出数据并进行缓存；

所述解扰解扩模块，与所述采样点缓存模块相连，用于接收未经所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据以及经过所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据，对所接收的两路数据完成信道的解扰解扩；及

所述信道补偿模块，与所述解扰解扩模块及信道估计模块相连，用于根据所述信道估计模块输出的信道估计值对经过所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据进行信道补偿。

如上所述的装置中，所述采样点缓存模块的缓存随机存储器的容量可以对应于所述信道估计模块进行信道估计所需要的时间，所述时间越长，所述存储空间越大。

如上所述的装置中，所述解扰解扩模块可以对未经所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据进行主公共导频信道的解扰解扩，可以对经过所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据进行数据信道的解扰解扩。

如上所述的装置中，所述装置中超过一个路径时，各路径的采样点输入输出数据可以通过一个采样点缓存模块进行缓存。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种硬件瑞克接收方法，包括步骤：

进行小区搜索及路径搜索，分别得到相应的扰码、扩频码信息及路径信息后，对采样点输入输出数据进行缓存；

根据所述扰码、扩频码信息及路径信息，对经过所述缓存的采样点输入输出数据以及未经过所述缓存的采样点输入输出数据进行解扰解扩；

对解扰解扩后的未经过所述缓存的采样点输入输出数据进行信道估计值计算，获得信道估计值；

使用所述信道估计值，对解扰解扩后的经过所述缓存的采样点输入输出数据进行信道补偿；及

对所述信道补偿后的数据进行合并并存储。

如上所述的方法中，对采样点输入输出数据进行缓存时，所需要的存储空间可以对应于进行所述信道估计所需要的时间，所述时间越长，所述存储空间越大。

如上所述的方法中，对经过所述缓存的采样点输入输出数据以及未经过所述缓存的采样点输入输出数据进行解扰解扩的步骤，可以包括对对未经所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据进行主公共导频信道的解扰解扩，对经过所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据进行数据信道的解扰解扩。

与现有技术相比，本发明所提的瑞克接收装置完全由硬件实现，把数据缓存前提，取代了按路径进行数据储存的结构，极大地节省了缓存RAM的容量，节省了硬件资源，降低了硬件成本和功耗。

附图说明

图1是WCDMA中数字基带下行链路接收系统示意图。

图2是传统的下行链路硬件瑞克接收装置结构示意图。

图3是本发明提出的硬件瑞克接收装置原理示意图。

图4是WCDMA的UE下行瑞克接收系统示意图。

图5是本发明提出的硬件瑞克接收方法实施例的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

如图3所示，本发明提出的一种硬件瑞克接收装置，并以n个路径中的路径1为例进行说明，该硬件瑞克接收装置包括采样点缓存模块310、解扰解扩模块320、信道估计模块330、信道补偿模块340及合并模块350，其中：

采样点缓存模块310，用于接收采样点输入输出(I/Q)数据并进行缓存，缓存RAM的存储空间对应于信道估计模块330进行信道估计所需要的时间，如果信道估计所需要的时间越长，则缓存RAM的存储空间就越大；在信道估计模块330计算获得信道估计值后，再进行后续数据信道的处理；

解扰解扩模块320，与采样点缓存模块310相连，同时接收未经缓存的采样点输入输出数据以及经过采样点缓存模块310缓存后的采样点输入输出数据，完成信道的解扰解扩过程；对两路I/Q数据流进行同时处理，不缓存的I/Q数据流需要进行P-CPICH信道解扰解扩，缓存的I/Q数据要进行数据信道的解扰解扩；根据搜索单元35所进行的路径搜索得到的路径信息，以及协议栈软件配置的信道的扰码和扩频码，完成对应信道的解扰解扩过程；

解扰解扩模块320包括扰码产生器，扩频码产生器和解扰解扩器三部分，其中扰码产生器和扩频码产生器根据协议实现，解扰解扩器用于根据扰码产生器产生的扰码和扩频码产生器产生的扩频码对上述两路数据进行解扰解扩；

信道估计模块330，与解扰解扩模块320相连，用于计算解扰解扩后的无采样点延时(即解扰解扩之前经过采样点缓存模块310缓存处理)的P-CPICH信道估计值，为了滤除噪声的影响，需要对计算得到的信道估计值进行滤波处理和内插和/或抽取处理，使得输出的信道估计值速率与数据信道数据速率保持一致；

信道补偿模块340，与解扰解扩模块320及信道估计模块330相连，用于对数据信道符号进行信道补偿；在瑞克接收过程中，需要对数据进行缓存，等待与它同时刻的信道估计值计算出来后，信道数据使用与它同时刻的信道估计值进行信道补偿处理，这样得到的补偿后的信道值会更准确，因此在瑞克接收装置的最前面，经过采样点缓存模块310对采样点数据进行缓存，这样的硬件结构避免了按照路径对信道数据进行缓存，节省了大约70％的RAM。

合并模块350，对补偿后的各个路径上的数据符号进行合并，比如采用最大比合并(MRC)进行数据符号的合并。

以WCDMA用户设备(UE)下行数字基带处理为例，详细说明本发明改进的硬件瑞克接收装置。WCDMA的UE下行瑞克接收系统如图4所示，由搜索单元35、硬件瑞克接收装置及DSP单元45组成，其中的瑞克接收装置30中总共有6个路径的处理电路。以下结合图5示出的WCDMA的UE下行瑞克接收方法实施例的流程图，理解图4所示的瑞克接收系统。图5示出的方法实施例，包括如下步骤：

步骤510，DSP单元45指示搜索单元35发起小区搜索和路径搜索过程；

步骤520，搜索单元35进行小区搜索，得到了当前小区的扰码和扩频码等信息并反馈给DSP单元45；同时进行路径搜索，把搜索得到的路径信息发送给硬件瑞克接收装置；

步骤530，DSP单元45给硬件瑞克接收装置配置P-CPICH信道和数据信道对应的扰码、扩频码信息；

步骤540，硬件瑞克接收装置接收到路径搜索单元35发送过来的路径信息后，对采样点输入输出数据进行缓存；

步骤550，根据得到的路径信息及相应的扰码、扩频码信息，对经过采样点缓存模块310缓存处理的采样点输入输出数据，以及未经缓存处理的采样点输入输出数据进行解扰解扩；

本步骤得到6个路径的两路数据流，一路是解扰解扩后的无采样点延时的P-CPICH信道数据，这部分数据输入到信道估计模块330，另一路是经过采样点延时的数据信道数据，这部分数据输出到信道补偿模块340；

步骤560，信道估计模块330使用6个路径的P-CPICH信道，对解扰解扩处理后的未经采样点缓存模块310缓存处理的采样点输入输出数据进行信道估计值计算，然后对信道估计值进行滤波处理，以及内插和/或抽取处理，得到6个路径的信道估计值，输出到信道补偿模块340；

步骤570，对解扰解扩处理后的经过采样点缓存模块310缓存处理的数据信道数据，在与它同时刻的未经缓存处理的采样点输入输出数据的信道估计值计算出来后，由信道补偿模块340使用该信道估计值进行信道补偿处理，6个路径分别输出6路补偿后的数据信道符号；

步骤580，瑞克合并模块350对6个路径补偿后的数据信道符号进行最大比合并，并将合并后的数据存放到RAM 360中；

步骤590，RAM 360中的数据由后续模块读走，以进行后续处理。

本发明完全用硬件来实现一种改进的瑞克接收装置，节省了大量的RAM资源，基本不占用DSP资源，同时减小了硬件的规模和功耗。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种硬件瑞克接收装置，包括信道估计模块，其特征在于，还包括采样点缓存模块、解扰解扩模块、信道补偿模块，其中：

所述采样点缓存模块，用于接收采样点输入输出数据并进行缓存；

所述解扰解扩模块，与所述采样点缓存模块相连，用于接收未经所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据以及经过所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据，对所接收的两路数据完成信道的解扰解扩；及

所述信道补偿模块，与所述解扰解扩模块及信道估计模块相连，用于根据所述信道估计模块输出的P-CPICH信道估计值对经过所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据进行信道补偿；

所述解扰解扩模块对未经所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据进行主公共导频信道的解扰解扩，对经过所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据进行数据信道的解扰解扩。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述采样点缓存模块的缓存随机存储器的容量对应于所述信道估计模块进行信道估计所需要的时间，所述时间越长，所述存储空间越大。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述装置中超过一个路径时，各路径的采样点输入输出数据通过一个采样点缓存模块进行缓存。

4.一种硬件瑞克接收方法，其特征在于，包括步骤：

进行小区搜索及路径搜索，分别得到相应的扰码、扩频码信息及路径信息后，对采样点输入输出数据进行缓存；

根据所述扰码、扩频码信息及路径信息，对经过所述缓存的采样点输入输出数据以及未经过所述缓存的采样点输入输出数据进行解扰解扩；

对解扰解扩后的未经过所述缓存的采样点输入输出数据进行P-CPICH信道估计值计算，获得P-CPICH信道估计值；

使用所述P-CPICH信道估计值，对解扰解扩后的经过所述缓存的采样点输入输出数据进行信道补偿；及

对所述信道补偿后的数据进行合并并存储；

对经过所述缓存的采样点输入输出数据以及未经过所述缓存的采样点输入输出数据进行解扰解扩的步骤，包括对对未经所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据进行主公共导频信道的解扰解扩，对经过所述采样点缓存模块缓存的采样点输入输出数据进行数据信道的解扰解扩。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

对采样点输入输出数据进行缓存时，所需要的存储空间对应于进行所述信道估计所需要的时间，所述时间越长，所述存储空间越大。

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