CN1145288C - 用于码分多址系统的接收终端和信息接收方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种能够接收从多个信号传播信道发出的接收信号的CDMA系统的接收终端。在此接收终端中，判断各信号传播信道所发出的接收信号的电场电平，并且提供给可接收从一低电场电平信号传播信道所发出的信号的电路系统的操作控制时钟在一预定时间段内暂停以用于节省功耗。

Description

用于码分多址系统的接收终端和信息接收方法
技术领域
本发明涉及一种用于CDMA(码分多址)系统的接收终端，更具体地说，它涉及用于能够减少功耗的CDMA系统的接收终端。
背景技术
图8的框图显示了现有技术中所使用的CDMA系统的接收终端。该CDMA系统的接收终端包括：天线110，无线电电路120，含有多个指针电路单元(图例中为6个)的指针电路130，含有合成电路和电平测量电路的瑞克(Rake)电路140，定时电路150，维特比(Viterbi)电路160，编码解码电路170，扬声器180以及晶体振荡器190。
指针电路130含有6个指针电路单元(1)-(6)，每个指针电路单元都能获得由无线电电路120提供的接收信号与一已知信号之间的相关值，并能将接收信号的相关值结果提供给瑞克电路140。定时电路150可确定用于在指针电路130中获取相关值的时间。各指针电路单元(1)-(6)都在一个脉冲信号的控制下获取相关值，该脉冲信号每隔10毫秒从作为触发器的定时电路150中发出一次。瑞克电路140可执行对接收信号相关值的合成以及电平的测量。维特比电路160可对瑞克电路140所提供的经合成的接收信号进行错误校正。编码解码电路170将经校正的由瑞克电路140所提供的接收信号转换成语音信号，并将其提供给扬声器180以输出语音。晶体振荡器190产生用于控制各个单元操作的时钟信号。
但是，在上述现有技术中，指针电路130和定时电路150的操作与接收信号的电平无关。而这将导致其功耗增加或变高的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能够减少功耗的CDMA接收终端。
本发明的另一个目的是提供一种用于CDMA系统的接受方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于CDMA系统的接收终端，包括：由多个指针电路单元组成的指针电路，用于获取由和天线相连的无线电电路所提供的接收信号与已知信号之间的相关，并输出相关后的接收信号；以及瑞克电路，用于将指针电路的多个输出信号合成起来并执行电平测量，其特征在于所述瑞克电路包括：主合成电路，合成所述指针电路的各指针电路单元的所有接收信号的电平；子合成电路，只合成所述指针电路的部分指针电路单元的接收信号的电平，这些接收信号的电平比其它接收信号的电平至少高一恒定的值；电平判断电路，通过计算所述主合成电路的输出和子合成电路的输出的差值执行电场判断，如果所述差值在一预定阈值的范围之内，就暂停向其输出未被所述子合成电路所合成的指针电路单元提供操作控制时钟，这些指针电路的输出电平不比其它电平高所述恒定的值。
根据电平判断电路中的电平判断结果，向指针电路提供操作控制时钟的操作将被暂停以减小功耗。根据电平判断电路的电平判断结果，提供给指针电路内定时电路的操作控制时钟也被暂停。在经过一预定时间段之后，暂停提供操作控制时钟。在经过预定时间段之后，重新恢复向指针电路或其中的定时电路提供操作控制时钟。
上述阈值被预设在一存储器中。该存储器为一个E2PROM，其中的阈值数据在CPU的控制下被提供给瑞克电路。指针电路获取无线电电路所提供的接收信号与已知信号之间的相关，将所述相关解调成码元数据，并将所述解调的码元数据提供给瑞克电路。电平测量是通过对一帧内每个时隙的导频码元部分的功率值进行计算并将一帧内的所有计算结果相加在一起而实现的。指针电路含有多个指针电路单元，每个单元都能获取最大电平与电场电平中一相应电平之间的差值并可对此差值和阈值进行比较。
根据本发明另一个方面，提供一种用于CDMA系统的信息接收方法，包括以下步骤：利用由多个指针电路单元组成的指针电路获取由和天线相连的无线电电路所提供的接收信号与已知信号之间的相关，并输出相关后的接收信号；利用瑞克电路将所述指针电路的多个输出信号合成起来并执行电平测量；所述将指针电路的多个输出信号合成起来并执行电平测量的步骤还包括以下步骤：主合成步骤，合成所述指针电路的各指针电路单元的所有接收信号的电平；子合成步骤，只合成所述指针电路的部分指针电路单元的接收信号的电平，这些接收信号的电平比其它接收信号的电平至少高一恒定的值；计算所述主合成步骤的输出和子合成步骤的输出的差值来执行电场判断，如果所述差值在一预定阈值的范围之内，就暂停向其输出未被所述子合成电路所合成的指针电路单元提供操作控制时钟，这些指针电路的输出电平不比其它电平高所述恒定的值。
通过以下的文字说明并参考附图，本发明的其它目的和特征将变得清晰易懂。
附图说明
图1的框图显示了根据本发明的用于CDMA系统接收终端的一个优选实施例；
图2的框图显示了图1所示瑞克电路40的详细结构；
图3示意性地显示了图1所示指针电路30中的相关过程；
图4显示了指针电路30的操作过程。
图5A和5B的流程图显示了根据本发明的CDMA接收终端的操作过程；
图6显示出了一帧中的导频码元部分和数据部分的结构；
图7显示了图1所示CDMA接收终端的信道选择实例；
图8的框图显示的是根据现有技术的用于CDMA系统的接收终端。
具体实施方式
现在将参考附图对本发明的优选实施例进行说明。
在根据本发明的用于CDMA系统的接收终端中，当接收到从多个信号传播信道发出的信号之后，瑞克电路(具体来说，是其中的电平判断电路)将对从各个信号传播信道中接收到的信号的电场电平进行判断。利用此电平判断结果，向接收了从具有低电场电平的传播信道发出的信号的电路提供操作时钟的工作将被停止一段恒定的时间，从而减少了功耗。
如图1所示，除了包括天线10、无线电电路20、具有多个指针电路单元(1)-(6)的指状(finger)电路30、瑞克电路40、定时电路50、维特比电路60、编码解码电路70、扬声器80和晶体振荡器90以外，这种用于CDMA系统的接收终端还含有CPU 52和存储器(E2PROM)54。
如图2所示，瑞克电路40含有：主合成电路41，子合成电路42，电平测量电路43，路径电平判断电路44，电平判断电路45以及路径选择电路46。指针电路30中的各个指针电路单元都含有一个用于将接收信号与已知数据相乘的乘法器31、一缓冲器(或存储器)33以及一用于将乘法器31和缓冲器33的输出相加的加法器。
指针电路30中的各指针电路单元(1)-(6)都与瑞克电路40、无线电电路20以及定时电路50相连接。每个单元都能在作为触发器的定时电路50所发出的定时脉冲信号的控制下接收从无线电电路20提供的接收信号。然后，各单元将接收到的信号输入与已知数据进行相关，并把相关结果通知给瑞克电路40。定时电路50与指针电路30相连接，它每隔10毫秒为指针电路30中的各个单元(1)-(6)提供一个定时脉冲信号。CPU 52也与瑞克电路40相连，它可将从存储器(即E2PROM)54读出的阈值数据提供给瑞克电路40。
维特比电路60可对从瑞克电路40输出的经合成的接收信号执行错误校正。编码解码电路70将维特比电路60输出的经校正的接收信号转换成一语音信号，并将其提供给扬声器80以输出语音。晶体振荡器90为各个电路单元提供一操作控制时钟。存储器(或E2PROM)54是一个可编程只读存储器，它用于保留(或保存)在瑞克电路40中设定的阈值数据，并能对保存的数据进行电擦除。
以下将对图2所示的瑞克电路40进行说明。主合成电路41将指针电路30输出的所有相关结果进行合成。电平测量电路43从指针电路30所输出的相关结果中计算出电场电平。当电平测量电路43中计算出来的电场电平超过一阈值电平时，路径电平判断电路44将指示路径选择电路46不要从与子合成电路42相关的指针电路单元中发出接收信号。路径选择电路46可根据由路径电平判断电路44所指定的一个控制信号，将由指针电路30的各个单元(1)-(6)所提供的接收信号输出至子合成电路42。
子合成电路42对路径选择电路46所提供的各个路径执行合成，并将合成结果输出给电平判断电路45。电平判断电路45对主合成电路41和子合成电路42的输出进行比较。这样，当出现超过某个固定数值的差值时，电路45将产生一个控制信号以中断提供给指针电路30的操作控制时钟。
通常情况下，当通过多个信号传播路径接收到信号之后，指针电路30将根据信号传播路径的数目以及各信号传播路径中的接收信号电平来执行操作。此时，指针电路30获取从无线电电路20所提供的各个信号与一已知信号之间的相关，并将接收信号的相关值提供给瑞克电路40。瑞克电路40将指针电路30中的单元(1)-(6)所提供的接收信号的所有相关值进行合成以得到一个合成信号，该信号被提供给维特比电路60以进行错误校正，然后，经校正的信号被提供给编码解码电路70以转换成语音信号，供扬声器80的声音输出。瑞克电路40可对由指针电路30中的单元(1)-(6)提供并经相关后的接收信号的电平进行测量，并且根据测量结果向其它电路输出一控制信号。
在根据本发明的用于CDMA系统的接收终端中，瑞克电路40含有一个电平判断电路45。此电平判断电路45可对由指针电路30中的单元(1)-(6)提供并经相关后的接收信号的电平与一阈值进行比较。当经相关后的接收信号的电平高于上述阈值时，电路45将产生一个控制信号以在一段预定时间段内暂停向指针电路30中相关的单元提供时钟。当经过此预定时间段之后，指针电路30中被暂停提供时钟的单元将复原以再次提供电平判断功能。
指针电路30获取无线电电路20的各个输出信号与已知信号之间的相关，并输出接收信号的相关值(图5中的步骤S1)。图4显示出了指针电路30的操作。指针电路30在定时电路50每隔10毫秒(图4中的T0)而提供的脉冲信号的控制下接收各个接收信号。此时，电路30取出已知数据和接收数据之间的相关值(图4、5中的T1)，然后将得到的相关数据解调成码元单位数据，并将此码元单位数据提供给瑞克电路(图4中的T2)。另外，如图3的示意图所示，指针电路30中的乘法器31以61纳秒为单位将已知数据和接收数据相乘。码元加法器32将指针电路30所产生的数据和缓冲器33中的数据相加在一起。这个相加过程在一个码元单位内执行，以计算I和Q信号的功率值。
电平测量电路43通过利用正常传输的数据部分(导频码元)来执行电平测量。图6显示了一帧(10毫秒)内的导频码元部分和数据部分的结构。导频码元部分是执行功率(电平)计算的对象。各个导频码元部分和数据码元部分构成了一个0.625毫秒的时隙单元。电平测量电路43对指针电路30中的各单元(1)-(6)每个时隙的导频码元部分的功率值进行计算。电平测量电路43将一帧内的所有计算结果相加在一起，并将求和结果提供给路径电平判断电路44(图5中的步骤S2)。
路径电平判断电路44可获取最大电平与作为指针电路30的单元(1)-(6)中的电场电平的各其它电平之间的差值，并将此差值与阈值TP进行比较(图5中的步骤S3)。图7显示出了比较的方式。当上述差值大于阈值时，路径电平判断电路44将控制路径选择电路46，以使得没有接收信号从有关的指针电路提供给子合成电路42(图5中的步骤S4)。换句话说，子合成电路只将高于其它电平一个恒定数值的所有路径合成起来，并将结果合成数据提供给电平判断电路45(图5A中的步骤S5)。
图7显示出了在操作控制时钟被提供给指针电路30的各单元(1)-(6)的情况下，路径电平测量电路43中路径电平测量结果的一个实例。图中，纵轴代表信号电平，横轴则代表时间。如该图例所示，只有路径3和路径6相对于最大电平路径4处于阈值TP的范围之内。因此，在这种情况下，路径3、4和6就成为子合成电路42中进行合成的对象。
主合成电路41将指针电路30的各单元(1)-(6)中的所有接收信号的电平合成起来。电平判断电路45计算出主合成电路41的结果输出与子合成电路42的结果输出之间的差值(图5中的步骤S7)。电平判断电路45判断此差值是否处于阈值TP的范围之内(图5中的步骤S8)。如果该差值是处于阈值TP的范围之内(是)，则路径电平判断电路45确定暂停向与路径电平判断电路44所选择的路径相对应的指针电路提供操作控制时钟不会对接收质量造成不良影响，并产生一个控制信号以暂停向指针电路中相应的单元提供操作控制时钟。(图5中的步骤S9)。
在适当条件下，电平判断电路45还可激活指针电路30的一个已被暂停提供操作控制时钟的单元(图5中的步骤S10)。如果有任何单元未得到操作控制时钟，则电路45将检查在操作控制时钟被暂停提供给该单元之后，是否已经过了预定的时间段(10×n毫秒)(图5中的步骤S11)。当从暂停开始已经过预定的时间段时(是)，电路45将重新或恢复向指针电路中相关的单元提供操作控制时钟(图5中的步骤S12)。当步骤S10和S11产生“否”的判断结果时以及在步骤S12之后，程序将返回至步骤S1。
之后，主合成电路41将指针电路30中单元(1)-(6)所提供的经相关后的接收信号合成起来，并将合成信号提供给维特比电路60。维特比电路60对经合成的接收信号执行错误校正，并将经校正的接收信号提供给编码解码电路70。编码解码电路70将接收信号转换成语音信号以用于从扬声器80输出语音。
在图1所示的实施例中，指针电路30中的单元(1)-(6)是在作为触发器的定时电路50所发出的一个定时控制信号的控制下执行操作的。因此，当指针电路30的单元(1)-(6)所提供的相关结果高于阈值时，就可以在一段时间周期内暂停向指针电路30中的有关单元提供操作控制时钟。
从上述说明可以看出，通过利用根据本发明所述的用于CDMA系统的接收终端，就可在实际应用中获得以下的显著效果。
首先，与现有技术中所使用的CDMA系统的接收终端相比，本发明可以减少功耗。这是因为，在当指针电路的各单元所提供的接收信号的相关值高于阈值的情况下，它将暂停向该单元提供操作控制时钟。
其次，只需通过在现有技术的CDMA系统接收终端所使用的瑞克电路中增加用来暂停提供操作控制时钟的电平判断电路，就可以获得根据本发明所述的CDMA系统的接收终端。这种结构十分简单，也是能以低成本来实现的。
本领域技术人员可对上述结构进行各种改动，但是，形式各异的各种修改和实施例都不会脱离本发明的范围。上述的文字说明和附图仅起到了说明性的作用。因此，应将上述说明的意图理解为是说明性的而不是限制性的。

Claims (12)

1.一种用于CDMA系统的接收终端，包括：由多个指针电路单元组成的指针电路，用于获取由和天线相连的无线电电路所提供的接收信号与已知信号之间的相关，并输出相关后的接收信号；以及瑞克电路，用于将指针电路的多个输出信号合成起来并执行电平测量，其特征在于所述瑞克电路包括：
主合成电路，合成所述指针电路的各指针电路单元的所有接收信号的电平；
子合成电路，只合成所述指针电路的部分指针电路单元的接收信号的电平，这些接收信号的电平比其它接收信号的电平至少高一恒定的值；
电平判断电路，通过计算所述主合成电路的输出和子合成电路的输出的差值执行电场判断，如果所述差值在一预定阈值的范围之内，就暂停向其输出未被所述子合成电路所合成的指针电路单元提供操作控制时钟，这些指针电路的输出电平不比其它电平高所述恒定的值。
2.如权利要求1所述的用于CDMA系统的接收终端，在暂停提供操作控制时钟一段预定时间之后，恢复向所述其输出未被所述子合成电路所合成的指针电路单元提供操作控制时钟。
3.如权利要求1所述的用于CDMA系统的接收终端，所述预定阈值被预先存储在存储器之中。
4.如权利要求3所述的用于CDMA系统的接收终端，所述存储器为电可擦可编程只读存储器，它把其所存储的所述预定阈值提供给所述瑞克电路。
5.如权利要求1所述的用于CDMA系统的接收终端，其中所述指针电路获取无线电电路所提供的接收信号与已知信号之间的相关，将所述相关数据解调成码元数据，并将所述解调的码元数据提供给瑞克电路。
6.如权利要求1所述的用于CDMA系统的接收终端，其中所述电平的计算是通过对一帧内每个时隙上的导频码元部分的功率值进行计算、并将一帧内的所有计算结果相加在一起来完成的。
7.一种用于CDMA系统的信息接收方法，包括以下步骤：
利用由多个指针电路单元组成的指针电路获取由和天线相连的无线电电路所提供的接收信号与已知信号之间的相关，并输出相关后的接收信号；
利用瑞克电路将所述指针电路的多个输出信号合成起来并执行电平测量；所述将指针电路的多个输出信号合成起来并执行电平测量的步骤还包括以下步骤：
主合成步骤，合成所述指针电路的各指针电路单元的所有接收信号的电平；
子合成步骤，只合成所述指针电路的部分指针电路单元的接收信号的电平，这些接收信号的电平比其它接收信号的电平至少高一恒定的值；
计算所述主合成步骤的输出和子合成步骤的输出的差值来执行电场判断，如果所述差值在一预定阈值的范围之内，就暂停向其输出未被所述子合成电路所合成的指针电路单元提供操作控制时钟，这些指针电路的输出电平不比其它电平高所述恒定的值。
8.如权利要求7所述的用于CDMA系统的信息接收方法，其中在暂停提供操作控制时钟一段预定时间之后，恢复向所述其输出未被所述子合成电路所合成的指针电路单元提供操作控制时钟。
9.如权利要求7所述的用于CDMA系统的信息接收方法，其中所述预定阈值被预先存储在存储器之中。
10.如权利要求9所述的用于CDMA系统的信息接收方法，其中所述存储器为电可擦可编程只读存储器，它把其所存储的所述预定阈值提供给所述瑞克电路。
11.如权利要求7所述的用于CDMA系统的信息接收方法，其中利用所述指针电路获取无线电电路所提供的接收信号与已知信号之间的相关，将所述相关数据解调成码元数据，并将所述解调的码元数据提供给瑞克电路。
12.如权利要求7所述的用于CDMA系统的信息接收方法，其中所述电平的计算是通过对一帧内每个时隙上的导频码元部分的功率值进行计算、并将一帧内的所有计算结果相加在一起来完成的。
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