CN102037658A - 码空间搜索中的多相关处理 - Google Patents

Abstract

本文中描述了用于在无线通信设备中进行码相处理的方法和装置。无线设备对在无线信道上收到的伪随机码扩展信号执行码相搜索。相关器在多个频率假言中的每一个中将收到信号与多个码相相关。从相关结果中确定最大峰值和第二峰值。对最大峰值执行互相关处理并基于互相关的结果丢弃该最大峰值以偏向第二峰值进行定位处理。

Description

码空间搜索中的多相关处理

背景

许多无线通信利用直接序列扩频来传达信息。用于扩展信号的码通常是伪随机码。接收机通常通过将扩展码域本地生成的码相关来恢复潜藏信息。

接收机常常可利用与这些码相关联的时间偏移量来建立可用来执行定位的时基参考。基于根据伪随机扩展信号建立的时基的定位在各种定位系统中执行。

全球定位系统(GPS)导航系统采用位于环地轨道中的卫星。在地球上任何地方的任何GPS用户可推导包括3维位置、速率和一天中的时间的精确导航信息。GPS系统包括部署在关于赤道倾斜55°并且彼此间距60°的6个平面中半径为26,600千米的中间环地轨道中的至少24个卫星。这6条轨道路径中的每一条之内的4个卫星是等间距的。使用GPS的位置测量是基于对GPS信号从环地轨道卫星广播至GPS接收机的传播延迟时间的测量的。通常，进行4个维度(纬度、经度、海拔和时间)上的精确定位要求接收来自4个卫星的信号。一旦接收机已测量出相应的信号传播延迟，就通过将每一个延迟乘以光速来计算至每一个卫星的距离。随后通过求解包含这些测得距离和卫星的已知位置的有4个未知数的一组4个方程来找出位置和时间。GPS系统的精确能力借助于用于每一个卫星的机载原子时钟以及借助于持续地监视和校正卫星时钟和轨道参数的地面跟踪站来维持。

每一个GPS卫星在L带中的多个载波上发射若干直接序列编码的扩频信号。L1信号位于1.57542GHz的载波频率上，L2信号位于1.2276GHz上，L3信号位于1.38105GHz上，L4信号位于1.379913GHz上，以及L5信号位于1.17645GHz上。在定位和导航的上下文中最感兴趣的是在L1、L2和L5频率上发射的民用可获得信号。

L1信号包括相位正交地调制的两个相移键控(PSK)扩频信号。P码信号(P代表精确)、以及C/A码信号(C/A代表粗略/捕获)。L2信号既包含P码信号又包含L2C民用可获得信号。P码和C/A码是被调制到这些载波上的比特(也称为“码片”)的重复伪随机序列。L2C信号包含两个全异的PRN序列。称为CM信号(代表民用适度长度码)的第一信号的长度为10,230比特，其每20毫秒重复。CL(代表民用长长度码)为767,250比特，其每1500毫秒重复。

这些码的类时钟特质被接收机用来进行时延测量。用于每个卫星的码是唯一的，从而使得接收机能区别哪个卫星发射了给定码，即使这些码全部在相同的载波频率上亦然。还被调制到每一个C/A载波上的是包含关于导航计算需要的系统状态和卫星轨道参数的信息的50比特/秒数据流。CM信号用带有前向纠错的25比特/秒的导航消息来调制，而CL信号是非数据序列。P码信号被加密，并且不是对商业和私人用户通用的。C/A信号是对所有用户可用的。

GPS接收机中执行的操作对应任何直接序列扩频接收机中执行的那些操作中典型的大部分。在称为解扩展的过程中，必须通过将每一个信号乘以伪随机码的时间对准的、本地生成的副本来从每一个信号中移除伪随机码调制的扩展效应。由于恰适的时间对准或码延迟在接收机启动时不大可能是已知的，因此必须通过在GPS接收机的操作的初始“捕获”阶段期间进行搜索来确定。一旦被确定，就在GPS接收机操作的“跟踪”阶段期间维持恰当的码时间对准。

一旦收到C/A信号被解扩展，每一个信号就包含中间载波频率上的50比特/秒PSK信号。由于卫星与终端单元之间的相对移动导致的多普勒效应以及由于本地接收机GPS时钟基准误差，该信号的确切频率是不确定的。在初始信号捕获期间，还必须搜索此多普勒频率，因为其在捕获之前通常是未知的。一旦大致确定了多普勒频率，载波解调就继续。

在载波解调之后，通过比特同步循环来推导数据比特时基，并且最终检测出数据流。一旦已捕获和锁定到来自4个卫星的信号、已作出必要的时延和多普勒测量、并且已收到充分数目的数据比特(足以确定GPS时间基准和轨道参数)，就可着手导航计算。

GPS系统进行定位的一个缺点在于初始信号捕获阶段所需要的时间较长。如以上提及的，在能跟踪到4个卫星信号之前，必须在二维搜索“空间”中对它们进行搜索，其中该空间的维度是码相延迟和多普勒频移。通常，如果缺乏对信号在此搜索空间内的位置的预先知识(在接收机“冷启动”之后就是这样的情形)，就必须针对要捕获和跟踪的每个卫星搜索大量码延迟(约2000个)和多普勒频率(约15个)。由此，对于每一个信号，必须检查搜索空间中最多达30,000个位置。通常顺序地每次一个地检查这些位置，其过程可能花费5到10分钟。如果接收天线视线内的4个卫星的身份(即PN码)是未知的，则捕获时间可能被进一步加长。

在GPS接收机已捕获到这些卫星信号并且随后进入跟踪模式的情形中，定位过程实质上是瞬时的。然而，在无线终端的常规使用中，用户开启电源并很快开始操作。在期望进行紧急通信时可能就是这种情形。在这种境况中，与GPS/无线终端单元在位置锁定前的5到10分钟GPS卫星信号捕获冷启动相关联的时延限制了系统的响应时间。

由此，仍需要用于减少捕获GPS卫星信号并使得能在GPS/无线终端单元中进行位置锁定所需的时间的系统和方法。

简要概述

本文中描述了用于在无线通信设备中进行码相处理的方法和装置。无线设备对在无线信道上收到的伪随机码扩展信号执行码相搜索。相关器在多个频率假言中的每一个中将收到信号与多个码相相关。从相关结果中确定最大峰值和第二峰值。对最大峰值执行互相关处理并基于互相关的结果丢弃该最大峰值以偏向第二峰值进行定位处理。

本发明的一方面包括一种在无线通信设备中进行码相处理的方法。该方法包括接收无线信道上的伪噪声扩展信号；针对多个频率假言中的每一个将伪噪声扩展信号与本地伪噪声序列的多个延迟版本相关以生成多个相关结果；从多个相关结果中确定最大峰值；从多个相关结果中确定第二峰值；以及输出与第一码相和第一频率假言相对应的最大峰值以及与第二码相和第二频率假言相对应的第二峰值。

本发明的一方面包括一种在无线通信设备中进行码相处理的方法。该方法包括将收到信号与伪随机码相关以生成多个相关结果；从相关结果中确定最大峰值和最佳第二峰值；以及确定最大峰值与至少一个不同伪随机码的互相关性。

本发明的一方面包括一种在无线通信设备中进行码相处理的方法。该方法包括跨多个频率假言中的每一个将收到信号与伪随机码的多个相位中的每一个相关以生成多个相关结果；从多个相关结果中确定大于预定噪声阈值的最大峰值；基于从相关结果的第一子集确定的早期峰值或从相关结果的第二子集确定的最佳其他峰值之一确定第二峰值；确定最大峰值与基于不同伪随机码确定的至少一个附加最大峰值的互相关性；以及基于根据互相关性的最大峰值或第二峰值之一确定伪距。

本发明的一方面包括一种用于在无线通信设备中进行码相处理的装置。该装置包括峰值搜索器，其被配置成针对多个频率假言中的每一个将收到伪随机噪声扩展信号与本地伪随机噪声序列的多个延迟版本相关以生成多个相关结果；以及后处理器，其耦合至峰值搜索器并被配置成从多个相关结果中确定最大峰值和第二峰值以进行定位处理。

附图简述

结合附图理解以下阐述的详细描述，本公开的实施例的特征、目标和优点将变得更加明显，在附图中相同的要素具有相同的附图标记。

图1是定位系统的实施例的简化系统示图。

图2是接收机的实施例的简化功能框图。

图3是码相搜索器的实施例的简化功能框图。

图4是码空间搜索中多相关峰值处理的方法的实施例的简化流程图。

图5是最佳早期峰值处理的方法的实施例的简化流程图。

图6是最佳其他峰值处理的方法的实施例的简化流程图。

图7是图解受限码空间搜索区域的示例的简化示图。

图8是图解受限码空间搜索区域的示例的简化示图。

发明实施例详细描述

配置成执行码相处理例如以进行定位的无线接收机可被配置成确定被搜索的每一个伪随机码的最大峰值和最佳第二峰值或者一些其他数目的附加峰值。来自每一个码相搜索器的最大峰值可对照针对其他伪随机码确定的其他最大峰值来处理，以确定结果中是否有任何一些代表互相关峰值。

标识出的互相关峰值可被丢弃以偏向码相搜索器所确定的这一个或多个附加峰值。尽管本文中提供的描述关注码相搜索器确定和利用第二最佳峰值，但是可标识和存储任何数目的最佳附加峰值以便可能用作标识出的互相关峰值的替换。例如，可从码相搜索中提取任何数目(N)个最佳峰值，并且这些最佳峰值可出于源自互相关的峰值的可能性而各自被处理。标识成互相关峰值的每一个峰值可被丢弃以偏向下一个最佳峰值，直至标识出并非互相关产物的峰值或者全部N个峰值都已被处理。

标识最佳第二峰值使得在最大峰值被标识为互相关产物的场合下定位处理器能继续从码相搜索器得到结果。在存在互相关的情况下用最佳第二峰值继续定位处理提供了附加码空间搜索结果，而无需执行附加码相搜索。

使用最佳第二峰值继续定位处理的能力可准许进行更快的初始位置锁定并且可准许在有限卫星可见的场合下进行成功的位置锁定。确定和标识最佳第二峰值的所费精力基本上少于重新执行码相搜索的所费精力。由此，最佳第二峰值处理节约了无线设备内的处理和功耗。

图1是定位系统100的简化功能框图。定位系统100包括多个卫星130-1到130-n，其中每一个卫星发射由不同伪随机噪声码扩展的信号，伪随机噪声码也被称为伪随机码、伪噪声码、PRN码、PN码、或某种其他类似术语。

定位系统100还包括多个地面站，它们例如可为无线通信系统中的基站120-1到120-k。例如120-1等每一个基站也发射由伪噪声码扩展的信号。来自基站120-1到120-k的传输可与来自卫星130-1到130-n的传输协调。或者，基站120-1到120-k可与卫星130-1到130-n基本上独立地操作。在典型的混合卫星定位系统(SPS)中，卫星130-1到130-n所使用的PN码与地面基站120-1到120-k所使用的PN码无关。

启用了定位的移动终端110可通过接收无线信道上来自卫星130和/或基站120的组合的伪噪声扩展信号来确定其位置。移动终端110可将收到伪噪声扩展信号的相位与本地生成的伪噪声码相关并且基于相位偏移量来确定伪距。

如上所述，移动终端110可能需要针对每一个可能的伪噪声码跨相位和频率的维度进行搜索才能捕获或以其他方式确定发射源的身份，以使得能进行进一步处理。捕获过程因移动终端唯一地标识各种伪噪声码的能力而复杂化。

例如130-1等卫星用来扩展其信号的伪噪声码中的每一个可能是唯一的，并且可与例如130-2到130-n等其他卫星所使用的其他伪噪声码基本正交。伪噪声信号并非真正是正交的，并且任何两个伪噪声码之间可能存在一些互相关性质。作为示例，GPS卫星定位系统中所使用的伪噪声C/A Gold码表现出21dB数量级上的互相关抑制。即，由第一PN码扩展的第一SPS信号和由第二不同PN码扩展的第二SPS信号在这两个信号的收到功率相差大约21dB的情况下可能相关。影响由不同卫星飞行器向接收机发射的信号的不同信道特性导致接收机接收到在超过C/AGold码的互相关抑制能力的动态范围上变化的卫星信号。

由于各种因素，移动终端110可能经历来自各种SPS源的接收功率的广泛变化。例如，比如130-1等卫星在空中的位置可能影响在移动终端110处收到的信号质量和信号功率。来自例如130-1等卫星的信号在卫星130-1接近地平线时与卫星130-1直接在移动终端110头顶上方时相比可能经历更大的路径损耗。此外，遮挡或其他物理因素可能影响无线信道和在该无线信道上收到的信号的质量。移动终端110可能靠近建筑物，并且该建筑物可能基本上遮蔽了移动终端110从而不能看见卫星130中的一个或多个。被遮挡的信号在抵达移动终端110之前可能经历了相当的降级。在一些情形中，从例如130-1等卫星行进到移动终端110的信号可能经过多条路径，包括直接和反射路径。

移动终端110可被配置成执行互相关处理并且可被配置成在定位处理之前补偿互相关。移动终端110可执行将收到信号与多个伪噪声码中的每一个相关，并且为每一种伪噪声码确定和存储两个最佳相关峰值。移动终端110可对来自每一种伪噪声码的这些最大峰值执行互相关处理。如果标识出互相关结果，则移动终端110可利用来自其最大峰值被标识为互相关结果的伪噪声码的相关结果的最佳第二峰值。互相关结果可被丢弃并且定位处理可用最佳第二峰值继续进行。以此方式，移动终端110不会因处理了互相关信号的相关结果而招致实质的不利结果。

以下是在移动终端110处理GPS信号的上下文中描述的示例。本文中描述的方法和装置并不限于SPS也不限于GPS，而是可应用于其中利用伪噪声码进行伪距测量的实质上任何定位系统。

为了诸如在通电之际生成第一锁定，配置成处理GPS卫星信号的移动终端110中的接收机需要跨所有卫星PN码序列、所有PN码相位假言、以及所有多普勒频率偏移量假言搜索才能捕获必需的卫星信号。在第一锁定时，移动终端110可在24个卫星、预定范围的多普勒频率、以及1023个码假言(其通常被实现为2046次离散的半码片码移位和计算)上搜索。在确定初始位置锁定之后，移动终端110可将被搜索的频率和码相的数目限定为基于用来确定初始位置锁定的卫星信号的子集。移动终端110可将被搜索的离散卫星PN码序列的数目从24个限定为实际可见的卫星集合，其通常为8个，但也可能少至4个。

作为示例，移动终端110可接收来自卫星130-1、130-2和130-n的SPS信号。出于讨论的目的，假定移动终端110处接收自例如130-1和130-2等两个卫星的信号电平至少相差伪噪声码的互相关抑制值。

移动终端110通过将收到信号与伪噪声码的本地生成版本相关来处理收到信号。移动终端110将收到信号与本地生成的第一伪噪声码相关，后者可对应于第一卫星130-1用来扩展这些信号的伪噪声码。

移动终端110可被配置成例如通过生成伪噪声码序列的延迟版本来生成第一伪噪声码的多个相位偏移量。可将收到信号与伪噪声序列的本地生成版本中的每一个相关。移动终端110可生成对应每一码相的相关结果。移动终端可对多个频率假言中的每一个重复该相关过程，其中每一个频率假言可代表多普勒导致的与标称中心频率的频率偏移量。

移动终端110随后从相关结果中确定或标识最大峰值。并非丢弃其余相关结果，移动终端还可确定或以其他方式从相关结果中标识最佳第二峰值。

移动终端110可对每一种伪噪声码重复相关处理，包括确定最大峰值和最佳第二峰值。在该示例中，移动终端110可为与第一、第二和第n卫星130-1、130-2和130-n相对应的伪噪声码标识非噪声相关结果。

移动终端110由此产生与第一伪噪声码、第二伪噪声码和第n伪噪声码中每一个相对应的最大峰值和最佳第二峰值。移动终端110对这些最大峰值执行互相关处理。如果移动终端110确定这些峰值之一为互相关结果，例如第二伪噪声码的最大峰值，则移动终端110从相关结果中丢弃该最大峰值并将最佳第二峰值选为该伪噪声码的相关峰值。移动终端110可使用所选峰值继续进行定位处理。例如，移动终端110可针对所选峰值中的每一个确定伪距并基于伪距测量来确定定位解。

图2是接收机200的实施例的简化功能框图，接收机200可以是例如图1的移动终端110内的定位接收机。接收机200包括耦合至数据缓冲器220的数据捕捉模块210。数据缓冲器220耦合至分片器232，后者耦合至多个搜索器230-1到230-j。来自搜索器230-1到230-j的输出被耦合至互相关处理器240。来自互相关处理器240的输出被耦合至定位处理器250。

接收机200可被配置成搜索和处理诸如GPS卫星飞行器信号等PN编码信号以进行定位。接收机200还可被配置成针对被搜索的每一个PN码提取多个峰值，从而促进高效地标识并非互相关产物的相关峰值。

一般而言，接收机200接收可包含来自多个卫星飞行器的信号的复合信号，其中每一个信号是用不同PN码编码的。搜索器230-1到230-j搜索每一个卫星，具体是搜索接收机200视线中的每一个卫星。搜索器230-1到230-j各自可被配置成维护从每一次搜索提取的N个最佳分序峰值的列表。从搜索提取的峰值列表可根据任何数目的准则来分类和排序。例如，比如230-1等每一个搜索器可将每一个检测出的峰值与噪声或检测阈值进行比较并确定峰值是否为扰乱或干扰的结果。由搜索器230-1到230-j执行的处理和排序可被称为卫星内峰值处理。

一旦所有卫星搜索完成并且各个搜索器230-1到230-j各自已确立N个最佳峰值的排序列表，接收机200就可对来自每一个搜索器的最佳峰值执行后续处理。例如，互相关处理器240可被配置为成对地将来自每一个卫星的最佳峰值与来自其他卫星的最佳峰值进行比较，并选择并非由互相关导致的最强峰值来确定该卫星的伪距测量。每一个被标识为互相关峰值的峰值都可被丢弃，以偏向提供了该互相关峰值的搜索器所标识出的下一个最佳峰值。

接收机200，具体而言是每一个搜索器230可提取任何数目的最佳峰值。出于简明和清楚的目的，对接收机200的描述一般被局限于仅提取两个最佳峰值。可如何执行对附加峰值的处理将从对处理这两个最佳峰值的描述变得明显。

数据捕捉模块210可包括与接收和处理收到信号相关的那些接收机200部分。数据捕捉模块210可包括例如RF前端，后者包括被配置成接收由各种SPS源在无线信道上发射的伪噪声码扩展信号的无线接收机。无线接收机可将收到信号进行滤波、放大以及变频到基带信号，并且可采样基带信号以及将其转换成数字表示。

数据捕捉模块210可被配置成将数字化采样存储在数据缓冲器220中。数据缓冲器220可被配置成存储预定或可变数目的采样。在一个实施例中，数据缓冲器220可具有固定数目的其中可存储采样的位置。在另一个实施例中，数据缓冲器220可以是循环缓冲器，并且循环缓冲器中的存储位置数目可例如基于搜索器230的合需积分长度而动态地变化。

分片器232可被配置成基于搜索器230的配置将这些采样分发给各个搜索器230。每一个搜索器230可被配置成将缓冲器220中所存储并由分片器232分发的采样与本地生成的伪噪声码相关。这些搜索器230可被配置成对来自缓冲器220的相同采样进行操作或者可被配置成对来自缓冲器220的不同采样进行操作。在一个实施例中，搜索器230中的每一个被配置成对来自缓冲器220的相同采样范围进行操作，但每一个搜索器230被配置成执行与不同伪噪声码的相关。在另一个实施例中，多个搜索器230可被配置成对来自缓冲器220的采样的不同子集进行操作，但可被配置成搜索相同的伪噪声码。

每一个搜索器250可具有类似的实现。每一个搜索器230包括峰值搜索器234，后者被配置成将分片器232所分发的采样与本地生成的伪噪声码相关。峰值搜索器234可被配置成针对多个频率假言中的每一个和针对多个码相中的每一个生成相关结果。

峰值搜索器234将相关结果中的每一个耦合至后处理器236。后处理器236可被配置成例如从相关结果中确定最大峰值和最佳第二峰值。后处理器236可被配置成将代表码相和频率偏移量组合的搜索槽标识为有效相关结果、噪声结果、或扰乱结果。后处理器236可例如基于将相关值与阈值进行比较来作出噪声确定。后处理器236可例如通过检查紧邻的码相和频率偏移量槽的阵列来作出扰乱确定。将来自该阵列中每一个槽的相关结果与阈值进行比较，并且如果所有槽都超过阈值，则可将该阵列中的这些槽标记为扰乱。

后处理器236可从既未被标记成噪声槽也未被标记成扰乱槽的那些槽中确定最大峰值和最佳第二峰值。此外，后处理器236可被配置成基于最大峰值的位置来确定最佳第二峰值。

后处理器236可被配置成确定是否存在早期到达峰值，并且可确定最佳其他峰值，其中术语“其他”是指除早期到达峰值以外的峰值。早期到达峰值可在例如最大峰值对应于复合收到信号的较晚到达多径分量的场合下出现。后处理器236可被配置成将对早期到达峰值的搜索限定于来自最可能包含早期到达峰值的相关结果的那些槽。

后处理器236可例如通过检查最大峰值周围的预定可允许区域内未被标识成扰乱槽的槽来确定早期到达峰值。该可允许区域可以是例如图7的码空间搜索区域700中指出的可允许区域。可允许区域可例如出现在比最大峰值的槽早2个到4个码相码片内，以及可出现在最大峰值的4个频率假言槽内。图7的码空间搜索区域700的时间维度通过整个码片的递增来示出，但并不限于整个码片，并且相关结果可通过部分码片偏移量的递增来确定。

图7图解具有被表示为最大峰值702的槽的码空间搜索区域700。可允许区域的时间维度可被配置成比最大峰值702早2到4个码相码片710出现。此外，可允许区域的频率维度可被配置成出现在最大峰值702的4个频率假言720内，即加或减4个频率假言。当然，可允许区域的实际维度可被配置成某个其他值，并且甚至无需在码片递增的情况下出现。

此外，后处理器236在将相关结果标识为早期到达峰值之前可将候选相关结果与预定阈值进行比较。在一个实施例中，后处理器236可被配置成将候选相关结果与基于最大峰值的值确定的阈值进行比较，其中最大峰值的值可以是例如最大峰值处的相关结果的能量值、幅值等或其某种组合。例如，来自可允许区域的候选相关结果可能需要落在最大峰值的6dB以内才能被认为是有效早期到达峰值。后处理器236可在满足早期到达峰值的准则的情况下标识早期到达峰值的存在。

后处理器236可与早期到达峰值无关地确定最佳第二峰值，或者可在无早期到达峰值的条件下确定最佳第二峰值的存在。最佳第二峰值可对应于最大峰值之后并非扰乱槽或出现在禁止区域以外的下一个最佳峰值。禁止区域可例如基于最大峰值的位置来确定，以排除频率旁瓣、自相关毛刺、或最大峰值的较晚到达路径。后处理器236可被配置成例如定义如图8的码空间搜索区域800中所示的禁止区域。

码空间搜索区域800图解最大峰值802和禁止区域，其中禁止区域包括最大峰值802的一个频率假言820内的相关结果。禁止区域还可包括作为最大峰值802的一个码相假言810内与4个频率假言830内的组合的相关结果。图8的码空间搜索区域800的时间维度通过整个码片的递增来示出，但并不限于整个码片，并且相关结果可通过部分码片偏移量的递增来确定。

后处理器236当然可不止报告最佳第二峰值，并且可报告任何数目的峰值。例如，后处理器236可标识和报告最佳第三峰值、最佳第四峰值、或任何数目的峰值。

在一个实施例中，后处理器236可被配置成在早期到达峰值存在的情况下抑制最佳第二峰值处理。在另一个实施例中，后处理器236可被配置成在早期到达峰值存在的情况下将早期到达峰值选为第二峰值，并且可丢弃或以其他方式忽略最佳第二峰值。

互相关处理器240可被配置成确定来自多个搜索器230的每一对最大峰值之间的互相关。互相关处理器240可被配置成基于例如通过比较与最大峰值相关联的参数来确定最大峰值的互相关，这些参数包括但不限于多普勒偏移量、载波干扰比、信号强度、以及其他参数或某种参数组合。或者，互相关处理器可以用与用来确定最大峰值不同的伪噪声码来对每一个收到信号执行互相关，从而标识互相关的可能性。如果互相关处理器240将最大峰值标识为互相关，则互相关处理器丢弃被标识为互相关结果的最大峰值。互相关处理器240可选择来自具有该互相关结果的搜索器230的最佳第二峰值。互相关处理器240可以但并非必须使用最佳第二峰值执行互相关处理。

定位处理器250可对所选峰值进行操作。例如，定位处理器250可被配置成确定与所选峰值中每一个相对应的伪距测量值。

通过利用多峰值处理，接收机200能够基于搜索器230的单遍处理确定多个不同相关结果，同时允许并且校正潜在互相关结果的效应。

图3是码相搜索器230的实施例的简化功能框图。图3的码相搜索器230是可在图2的接收机中使用的替换实施例。

码相搜索器230包括被配置成接收例如来自分片器的输入采样的相关器310。相关器310还接收本地生成的伪噪声码的版本。相关器310将收到信号与本地生成的伪噪声码相关并且将相关结果耦合至峰值检测器320。

峰值检测器320被配置成在控制器340的控制下操作以确定最大峰值或最佳第二峰值。来自峰值检测器320的结果被存储在结果缓冲器330中。控制器340可被配置成控制峰值检测器320确定最大峰值。例如，控制器340可确定峰值检测器中的当前峰值是否为最大峰值，并且可在结果为最大峰值的情况下控制峰值检测器将该结果存储在结果缓冲器330中。类似地，控制器320可基于对最大峰值的当前确定来确定峰值检测器320中的或者先前存储在结果缓冲器330中的峰值是否为最佳第二峰值，其可为早期到达峰值或最佳其他峰值。

控制器340执行存储在诸如存储器342等计算机可读介质中的一条或多条计算机可读指令。控制器340在执行这些指令时可执行本文中描述的码相处理方法。

码生成器360可被配置成生成伪噪声码。码生成器360的输出被耦合至码相移位器350，后者操作以改变伪噪声码的相位。码相移位器350可被配置成通过递增整个伪噪声码片或伪噪声码片的分数来改变码相。耦合至码相移位器350的频率移位器352可操作以通过递增码相假言来偏移信号的频率。控制器340可控制码相移位器350和频率移位器352，以使得能够进行跨预定范围的码相(时间)维度和频率维度的码相搜索。

图4是码空间搜索中多相关峰值处理的方法400的实施例的简化流程图。方法400可由例如图2的接收机在处理在如图1的系统中描绘的无线信道上收到的伪噪声扩展信号时执行。

方法400始于框410，其中接收机将诸如由图3的频率移位器提供的频率偏移量配置成预定偏移量频率。接收机前进至框420并初始化正搜索的特定伪噪声码的码相。

接收机前进至框430并确定收到信号与在该特定频率偏移量下本地生成且经相移的伪噪声码的相关性。接收机可例如确定与该相关性相关联的能量或指示相关性的某个其他值。接收机前进至判定框434并确定与特定码相偏移量和频率偏移量相对应的槽的相关结果是否超过预定噪声阈值。

如果在判定框434处接收机确定相关结果大于噪声阈值，则接收机前进至框436并存储该槽的峰值。接收机从框436前进至判定框440。如果代替地在判定框434处接收机确定相关结果不大于噪声阈值，则接收机前进至框438并将该槽标记或以其他方式标识为噪声槽。接收机从框438前进至判定框440。

在判定框440处，接收机确定是否已搜索该伪噪声码的所有合需码相。若否，则接收机前进至框442，在此接收机递增码相偏移量。接收机自框442返回框430以计算下一个相关结果。

如果在判定框440处接收机确定已搜索了所有合需码相，则接收机前进至判定框450以确定是否已搜索了整个频率空间。若否，则接收机自判定框450前进至框452并递增频率偏移量。接收机自框452返回框420以重新初始化码相偏移量并产生相关结果。

如果在判定框450处接收机确定已搜索了所有频率，则接收机前进至框460并执行峰值搜索，其中接收机从相关结果中确定最大峰值，忽略被标识为扰乱的任何槽。扰乱标识在以上进行了描述，并且可实现为峰值搜索过程的一部分或者可在峰值搜索过程之前且与其不同地实现。

在标识出最大峰值之后，接收机前进至框470并确定最佳早期峰值。在标识出最佳早期峰值之后，接收机前进至框480以确定最佳其他峰值。接收机可返回多个峰值以进行定位处理，这多个峰值包括最大峰值、以及最佳早期峰值和最佳其他峰值中的一个或多个。

图5是可例如由接收机在处理图4的方法时执行的最佳早期峰值处理方法470的实施例的简化流程图。

方法470始于框510，在此接收机标识最大峰值的槽。接收机前进至框520并且屏蔽或以其他方式不考虑被标识为扰乱槽的那些槽。接收机前进至框530并且对槽进行屏蔽以便仅包括与可允许区域内的槽相对应的那些相关结果。可允许区域可例如如图7中所示。作为示例，可允许区域可比最大峰值早2到4个码相码片出现。此外，可允许区域的频率维度可被配置成出现在最大峰值的4个频率假言内。

在标识出可允许区域之后，接收机前进至框540并选择可允许区域中的最高非扰乱值。接收机前进至判定框544并确定该峰值是否超过预定阈值。该预定阈值可以是基于最大峰值的值的。例如，该预定阈值可落在最大峰值的相关能量的6dB以内。

如果早期到达峰值超过该阈值，则其为有效结果。接收机前进至框550并且存储该有效的早期到达峰值结果。接收机还可将早期到达峰值存在指示符置位或者清除不存在指示符。接收机自框550前进至框560并完成。

如果在判定框544处接收机确定该峰值不超过阈值，则接收机前进至框546，在此接收机指示不存在早期到达峰值。接收机自框546前进至框560并完成。

图6是最佳其他峰值处理的方法480的实施例的简化流程图。方法480可例如由接收机在处理图4的方法时执行。

方法480始于框610，在此接收机从码空间搜索区域中标识最大峰值。接收机前进至框620并且不考虑扰乱槽。接收机前进至框630并且基于禁止区域来屏蔽相关结果。禁止区域可包括例如落在最大峰值的一个频率假言内的相关结果。禁止区域还可包括作为最大峰值的一个码相假言内与4个频率假言内的组合的相关结果。

接收机前进至框640并且从禁止区域以外的区域中选择或以其他方式确定最大峰值。接收机将该值标识为最佳其他峰值。接收机前进至框650并完成。

本文中描述了在无线设备中进行多峰值处理以解决与码相搜索结果的可能互相关有关的问题的方法和装置。报告多个峰值并基于互相关处理选择这多个峰值之一可简化和改进码相搜索处理以进行定位处理。

如本文中所使用的，使用术语耦合或连接不仅指直接耦合或连接也指间接耦合。在两个或多个块、模块、设备、或装置被耦合的场合，在这两个耦合的块之间可能有一个或以上居间块。

结合本文所公开的实施例描述的各个说明性逻辑框、模块、以及电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文中描述的功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或更多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文所公开的实施例描述的方法、过程或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。方法或过程中的各个步骤或动作可以所示次序执行，或者可以另一次序执行。此外，一个或以上过程或方法步骤可被省略，或者一个或以上过程或方法步骤可被添加到这些方法和过程中。附加步骤、框、或动作可被添加在这些方法和过程的开始、结束、或居于现有要素之间。

提供了以上对所公开的实施例的描述是为了使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对这些实施例的各种修改对于本领域普通技术人员而言将是明显的，并且本文中所定义的普适原理可被应用于其他实施例而不会脱离本公开的精神或范围。因而，本公开并非意在被限定于本文中所示出的实施例，而是应当被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。

Claims (22)

1.一种在无线通信设备中进行码相处理的方法，所述方法包括：

接收无线信道上的伪噪声扩展信号；

针对多个频率假言中的每一个将所述伪噪声扩展信号与本地伪噪声序列的多个延迟版本相关以生成多个相关结果；

从所述多个相关结果中确定最大峰值；

从所述多个相关结果中确定第二峰值；以及

输出与第一码相和第一频率假言相对应的所述最大峰值以及与第二码相和第二频率假言相对应的所述第二峰值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

确定所述最大峰值与对应于第二伪随机噪声序列的第二相关的峰值的互相关性；以及

基于所述互相关选择所述最大峰值或第二峰值之一进行定位处理。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述多个相关结果中确定所述第二峰值包括基于所述第一相位和第一频率确定早期到达峰值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述早期到达峰值包括：

标识比所述最大峰值早2到4个码片假言到达的槽；

从所述标识出的槽中确定最大值；

将来自所述标识出的槽的所述最大值与预定阈值进行比较；以及

如果所述最大值超过所述预定阈值则标识所述早期到达峰值的存在。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述多个相关结果中确定所述第二峰值包括从除所述最大峰值的一个频率假言内的结果以外的所述多个相关结果中确定最佳其他峰值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述多个相关结果中确定所述第二峰值包括从除所述最大峰值的一个码相假言内和4个频率假言内的结果以外的所述多个相关结果中确定最佳其他峰值。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述多个相关结果中确定所述第二峰值包括从除所述最大峰值的频率旁瓣以外的所述多个相关结果中确定最佳其他峰值。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述多个相关结果中确定所述第二峰值包括：

确定早期到达峰值的存在性；

在所述早期到达峰值不存在的情况下确定最佳其他峰值；以及

基于所述早期到达峰值的存在性确定所述第二峰值为所述早期到达峰值或所述最佳其他峰值之一。

9.一种在无线通信设备中进行码相处理的方法，所述方法包括：

将收到信号与伪随机码相关以生成多个相关结果；

从所述相关结果中确定最大峰值和最佳第二峰值；以及

确定所述最大峰值与至少一个不同伪随机码的互相关性。

10.一种在无线通信设备中进行码相处理的方法，所述方法包括：

跨多个频率假言中的每一个将收到信号与伪随机码的多个相位中的每一个相关以生成多个相关结果；

从所述多个相关结果中确定大于预定噪声阈值的最大峰值；

基于从所述相关结果的第一子集确定的早期峰值或从所述相关结果的第二子集确定的最佳其他峰值之一确定第二峰值；

确定所述最大峰值与基于不同伪随机码确定的至少一个附加最大峰值的互相关性；以及

基于根据所述互相关性的所述最大峰值或所述第二峰值之一确定伪距。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，确定所述早期峰值包括：

确定所述相关结果的所述第一子集包括落在与比所述最大峰值的码相早2到4个码片假言的码相相对应的结果内的相关结果；

从所述第一子集中确定最大值；

将来自所述第一子集的所述最大值与预定阈值进行比较；以及

如果所述最大值超过所述预定阈值则将所述最大值标识为所述早期峰值并且指示所述早期峰值的存在。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述预定阈值包括落在所述最大峰值的值的6dB以内的阈值。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，确定所述最佳其他峰值包括：

确定所述相关结果的所述第二子集包括落在所述最大峰值的一个频率假言内的结果内的相关结果以及落在所述最大峰值的一个码相假言和4个频率假言内的相关结果；以及

确定所述第二子集中的最大相关为所述最佳其他峰值。

14.一种用于在无线通信设备中进行码相处理的装置，所述装置包括：

峰值搜索器，配置成针对多个频率假言中的每一个将收到伪随机噪声扩展信号与本地伪随机噪声序列的多个延迟版本相关以生成多个相关结果；以及

后处理器，耦合至所述峰值搜索器并被配置成从所述多个相关结果中确定最大峰值和第二峰值以进行定位处理。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括互相关处理器，其耦合至所述后处理器并被配置成确定所述最大峰值与对应附加伪随机噪声序列的至少一个附加最大峰值的互相关性，并且被进一步配置成输出所选峰值集。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述互相关处理器被配置成基于所述互相关选择所述所选集的所述最大峰值或所述第二峰值之一。

17.如权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括定位处理器，其耦合至所述互相关处理器并被配置成针对所述所选峰值集中的多个峰值确定伪距。

18.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述后处理器被配置成从除所述最大峰值的一个频率假言内的结果以外的所述多个相关结果中确定所述第二峰值。

19.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述后处理器被配置成从除所述最大峰值的一个码相假言内和4个频率假言内的结果以外的所述多个相关结果中确定所述第二峰值。

20.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述后处理器被配置成通过确定早期到达峰值的存在性、在所述早期到达峰值不存在的情况下确定最佳其他峰值、以及基于所述早期到达峰值的存在性确定所述第二峰值为所述早期到达峰值或所述最佳其他峰值之一来确定所述第二峰值。

21.一种用于在无线通信设备中进行码相处理的装置，所述装置包括：

用于接收无线信道上的伪随机噪声扩展信号的装置；

用于针对多个频率假言中的每一个将所述伪随机噪声扩展信号与本地伪随机噪声序列的多个延迟版本相关以生成多个相关结果的装置；

用于从所述多个相关结果中确定最大峰值的装置；

用于从所述多个相关结果中确定第二峰值的装置；以及

用于输出与第一码相和第一频率假言相对应的所述最大峰值以及与第二码相和第二频率假言相对应的所述第二峰值的装置。

22.一种编码有一条或多条计算机可读指令的计算机可读介质，所述指令在由所述计算机执行时使所述计算机执行以下动作：

跨多个频率假言中的每一个将收到信号与伪随机码的多个相位中的每一个相关以生成多个相关结果；

从所述多个相关结果中确定大于预定噪声阈值的最大峰值；

基于从所述相关结果的第一子集确定的早期峰值或从所述相关结果的第二子集确定的最佳其他峰值之一确定第二峰值；

确定所述最大峰值与基于不同伪随机码确定的至少一个附加最大峰值的互相关性；以及

基于根据所述互相关性的所述最大峰值或所述第二峰值之一确定伪距。

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