CN1178411C - 用于cdma接收机的导频强度测量与多径延迟搜索器 - Google Patents

Abstract

公开了用于在扩频通信系统内评估移动站上接收的信道的信号强度的一种方法与设备。如果此移动站上的接收机接收到一个扩频信号，第一抽样装置将接收的信号变换为作为第一抽样的第一样值流。第二抽样装置以不同于第一抽样率的第二抽样率将第一样值流变换为第二样值流。根据第一与第二样值流测量导频信道的信号强度。

Description

用于CDMA接收机的导频强度测量与多径延迟搜索器

技术领域

本发明涉及使用扩频调制的蜂窝通信系统中电信数据的传输，并且更具体地涉及用于为蜂窝通信系统中的码分多址信道测量导频信号强度和搜索多径延迟的方法与设备。

背景技术

扩频通信技术自二次世界大战以来开始在军队通信中使用，主要用于两个目的：克服某一频率上的人为强干扰的影响和阻止未授权接入信号。通过“扩展”信号频谱以使之实际上与背景噪声难以区分开来(因此称为扩频调制)就能实现这些目的。

码分多址或CDMA是一种数字蜂窝扩频多址方法。在公知的CDMA系统中，多个基站一般位于一个服务区内。每个基站使用一个或多个CDMA信道与位于同一服务区内的一个或多个移动站通信。基站-移动站传输方向称为正向链路或下行链路，而移动站-基站方向称为反向或上行链路。

在CDMA系统中，要发送的信息数据流利用具有高得多的数据速率的称为“签名序列(signature sequence)”的数据序列进行调制。此签名序列的每个元素一般表示一个二进制逻辑符号(“0”或“1”)。此签名序列通常包括N个比特，其中这N个比特之中的每个比特被表示为“码片”。生成这样的一个签名序列的一种方式是通过使用伪随机信号的周期二进制序列来调制周期T_C(也称为“码片时长”)的周期性脉冲流。此伪随机信号的序列也称为伪噪声(PN)序列，之所以这样称呼是因为它看来是随机的但能利用授权的接收机进行复制。

此信息数据流与高比特率签名序列通过首先将二进制逻辑信号(“0”或“1”)变换为实值(“+1”或“-1”)然后将这两个比特流相乘来进行组合。较低比特率信息数据流与较高比特率签名序列的组合产生出类似噪声的宽带信号。这种技术称为对信息数据流的“编码”或“扩展”并且是本领域公知的。

在传统的蜂窝通信系统中，由于频谱复用而引起的信道之间的同信道干扰是实现高系统容量的一个主要限制因数。CDMA技术的一个最显著的特性是普遍的频率复用，这意味着CDMA系统内的所有用户占用一个通用频谱分配，这通过给不同的信道分配不同的代码来实现。在下行链路上，每个基站发送一个唯一的未调制的扩展码，(被表示为导频码、导频信道或“导频”)。此导频一般由码片序列组成，每个码片具有码片时长T_C。每个导频是通用复序列的一个不同的移位。因此，在正向链路上，每个基站发送一个唯一的未调制的导频信道并且可以另外发送同步信道、寻呼信道和业务信道。术语“CDMA信道组”所指的是由基站发送的一组信道。

CDMA系统中的每个移动站搜索导频码以检测基站信号的存在和测量其强度。对于本发明的公开说明，包含分配给此移动站的一个或多个业务信道的正向CDMA信道组称为“有效信道”，并且这样的有效信道的导频信号称为“有效导频”。相反地，未包含分配给此移动站的业务信道的CDMA信道组称为“无效信道”，并且这样的无效信道的导频信号称为“无效导频”。由于在无效信道上没有业务信息从基站发送给此移动站，所以无需解调这些信道。因而，此移动站只须能解调有效CDMA信道组。

特别在地面环境中对所有公知无线多址接入系统共同的一个公知降级源被称为“多径衰落”。在多径环境中，发送的信号一般由于此信号在到达接收机之前在一个或多个物体上反射的结果而沿着不同的传播路径从发射机传送至接收机。由于此发送信号的各条传播路径具有不等的长度，所以此发送信号的几个拷贝将具有不同的时间延迟而到达此接收机。在多径衰落信道中，此发送信号的不同传播路径之间的相位干扰可以引起严重的衰落并导致信号丢失或抵销。

CDMA系统中的移动站一般具有用于解调有效信道和补偿多径延迟的接收机，如上所述。此接收机一般表示为RAKE接收机，这是因为它把所有的多径贡献“搜集(rake)”到一起。一个RAKE接收机由许多处理单元或RAKE分支(finger)组成。在解调多径衰落信道时，此RAKE接收机的每个分支必须与此信道的不同传播路径之一同步。包括L个分支的RAKE接收机能至多检测此发送信号的L个拷贝，这些拷贝受到时间延迟校正并被相干地进行相加、(同相与换算)。所得到的信号将因此包括此发送信号的所有时间延迟的拷贝的集合。

如前所述，由于多径传播，此发送信号将在不同的时间到达此移动站并因此在此接收机上得到此发送信号的多个时间延迟的拷贝。必须确定此发送信号的接收拷贝的相对时间延迟，以使这些信号的各条传播路径与RAKE接收机的相应分支同步。不幸地，这些时间延迟的数量与大小可以随此移动站的移动(即，对于运动中的用户而言相对此发射基站的可变距离与速度)而变化。此移动站的移动也可以引起新的信道路径出现和旧的信道路径消失。因此，此移动站必须连续监视沿有效信道的所有传播路径接收的信号以便去搜索新的更强的信道路径。为了有效地执行此监视作用，必须以快速而准确的方式基本上连续地测量或估算这些多径时间延迟。

在符合TIA/EIA/IS-95“用于双模式宽带扩频蜂窝系统的移动站-基站兼容性标准”标准、ANSI J-STD-008“用于1.8-2.0GHz码分多址(CDMA)个人通信系统的个人站-基站兼容性要求”标准或其他类似标准的蜂窝系统中，移动站必须能在第二基站提供更强的信号给此移动站时将连接从第一基站转换到第二基站，即一个称为“切换”的程序。如这些标准文件中所述的，可以通过“硬”切换或“软”切换来完成此切换。

在硬或传统的切换中，至不同基站的连接使用不同的频率，这表示在建立至新基站的连接之前断开至旧基站的连接。然而，由于CDMA系统中通用的频率复用，有可能在离开旧基站之前建立至新基站的连接，即一个称为软切换的程序。根据上述标准，此移动站必须连续测量所有接收导频的信号强度以确定是否要求切换(硬切换或软切换)。

刚才描述的两种功能(即，使用时间延迟估算来搜索有效信道更强的路径和连续地测量接收信道的导频信号强度)一般利用此移动站中通常被表示为“搜索器”的电路来执行。此搜索器为每个接收的导频信号指定一个也被称为搜索窗的相关窗。此搜索窗由预定数量的连续码片组成，在这些码片之中发现相应信道的可用多径分量的概率是高的。为了给一个特定导频指定此搜索窗，这个特定导频的本地生成的拷贝(本地导频)被用于与接收的导频进行相关。此搜索窗以此导频中最早到达的可用多径分量(相关峰值)为中心，所述分量出现在接收的导频与本地生成的导频匹配之时。此搜索窗还在此中心的任何一侧上采用W码片的一个搜索范围，其中W是上述的标准TIA/EIA/IS-95或ANSI J-STD-008中规定的预定数字。

用于执行上述的相关的常规技术使用“积分与转储”相关器，此相关器对给定时间周期期间内的接收信号进行积分并随后复位它自己。检测每个搜索窗的相关峰值，并且这些结果用于计算相应导频的导频强度。也根据这些相关结果来计算要进行解调的有效信道的估算的多径延迟。这些估算的多径延迟用于如前所述地使RAKE接收机的每个分支与有效信道的传播路径之一同步。

现有技术的搜索器一般对于每个搜索窗中每个单独的多径延迟采用积分与转储相关。这样的方法计算量很大，这使搜索处理相对较慢。结果，浪费了能用于提高搜索结果的准确度的宝贵的时间。

因此，在本领域中需要一种改进的方法与设备来在连续测量所有接收的CDMA信道的导频信号强度的同时搜索对有效的CDMA信道更强的路径。本发明使用新技术来生成与处理此系统中用于每个导频的搜索窗，从而得到更快与更准确的测量。

发明内容

本发明利用一种用于在扩频通信系统中评估移动站上接收的CDMA信道的信号强度的方法与设备来克服上述与其他的问题。此移动站上的接收机接收所评估的信道的导频信号，此导频信号在第一抽样装置中被变换为具有第一抽样率的第一样值流，此第一样值流接下来在第二抽样装置中变换为具有不同于第一抽样率的第二抽样率的第二样值流。根据第一与第二样值流来测量此信道的信号强度。

测量此信道的信号强度的处理包括利用可变相关器通过将此导频信号的本地部分与此导频信号的第二部分相乘来为第一样值流生成一个搜索窗，以获得一个相关值的序列，并使此搜索窗以这些相关值之中最早检测到的相关峰值为中心。使用此搜索窗测量第二样值流的信号强度。所生成的搜索窗甚至可以使用此导频信号先前生成的搜索窗的输出样值来进行平均，并且可以使用此导频信号先前生成的样值利用一个平滑因数来改善此搜索窗生成的样值。

附图说明

为了更全面理解本发明，参见下面结合附图的具体描述，其中：

图1表示常规的CDMA接收机；

图2表示图1所示的CDMA接收机中用于处理复基带信号的基带处理器；

图3表示根据本发明的用于处理有效导频信道的基带处理器；

图4表示根据本发明的用于处理无效导频信道的基带处理器；

图5表示根据本发明的用于测量导频信号强度的具有复平方律包络输出的可变相关器；

图6是表示根据本发明的搜索器的功能的流程图；和

图7表示用于相应的多个导频信号的多个搜索窗的组合的一个示例。

具体实施方式

现在参见附图，并且更特别地参见图1，在图1中表示常规CDMA接收机100的简化方框图。导频信号108利用天线102接收并在RF部分104中变换为由“实”或同相分量和“虚”或正交相位分量组成的复基带信号110。根据IS-95标准，CDMA系统中的所有导频信号必须具有近似遵循被定义为Sinc(y)＝(siny)/y的Sinc函数的码片波形。特别地，此码片波形近似为Sinc(πt/T_C)。结果，此复基带信号110的码片波形也将近似遵循Sinc函数。将此复基带信号110馈送给基带处理器106，以便如下所述进行进一步处理。

图2表示图1的基带处理器106的内部结构。接收的信号110利用解调单元250进行编码，从而产生软比特值260与导频强度测量261。软值260还在解码器270中进行处理，此解码器执行正向纠错解码与检错以产生已处理的比特280。可选择地，解调单元250可以只产生硬比特而不产生软比特260和导频强度测量值261。

本发明涉及图2中的解调单元250。根据本发明的解调单元250表示在图3中。复基带信号110馈送到抽样器302中，此抽样器以特定速率对基带信号110进行抽样并生成样值流312。例如，能以每码片8次对此基带信号110进行抽样。将此样值流312提供给RAKE接收机304以便进行数据检测，也将此样值流提供给延迟跟踪器310和下抽样器306。下抽样器306提供分样的样值给搜索器308。此搜索器308对接收的信号执行信号强度测量，此搜索器308也提供测量值给分支位置控制器340，正如延迟跟踪器310所做的一样。分支位置控制器340估算要进行解调的有效信道的多径延迟。多径延迟估算值316被分支位置控制器340馈送给延迟跟踪器310和RAKE接收机304。此RAKE接收机304使用已调整的延迟估算值316来最佳地分配样值流312的样值给每个相应的分支。

图3的延迟跟踪器310也监视延迟估算值316以便调整相对发射机的距离与速度的变化，即一般称为“跟踪“的处理。在将延迟测量值321馈送给分支位置控制器340之后，延迟跟踪器310继续跟踪这些延迟值。利用延迟跟踪器310改善与跟踪延迟估算值的一种方法被描述在1995年12月IEEE Trans.on Comm.第43卷第12期上的W.Sheen与G.Stuber的题为“A new tracking loop for directsequence spread spectrum systems on frequency selective fadingchannels(一种用于直序扩频系统的对选频衰落信道的新型跟踪环)”的文章中，此文章引入在此作为参考。

根据本发明的一个方面，不是每码片一次而是每码片两次使用图3的下抽样器306对图1的复基带信号110进行抽样。此下抽样器306以低于抽样器302的抽样率的速率对样值信号312进行抽样，从而得到要馈送给搜索器308的已分样的样值信号318。此处理一般称为“下抽样”。如本领域技术人员将易于认识到的，下抽样此抽样信号312可以有益地减少搜索器308的硬件复杂性。

然而，在测量抽样的导频信号的信号强度时，如果一个样值位于码片波形的峰值上(即，位于Sinc函数的峰值上)是有益的。为了说明，抽样信号312具有每码片8个样值的抽样率，并且分样的样值信号318具有每码片2个样值的抽样率。利用每码片8个样值的抽样率，可以按照高概率假定这8个样值之一将会位于或靠近码片波形的峰值。然而，在从每码片8个样值下降到每码片2个样值来对此信号进行下抽样时，如上所述，这两个样值之一位于码片波形的峰值上的概率将显著降低。因此，应以这样一种方式来选择分样的样值信号318的每码片两个样值，以使这两个样值之一将有可能位于相应导频的码片波形的峰值上，这种类型的下抽样称为”最佳下抽样”。另外，将进行下抽样的第一样值的位置称为下抽样相位。

根据本发明的一个方面，现在将结合有效导频与无效导频描述用于选择下抽样相位的一种方法。应明白：常规组成部分与电路的结构、控制与安排大部分已利用可容易理解的方框表示与示意图表示在附图中，这些附图只表示与本发明有关的那些特定细节。采用这些方框表示与示意图的目的是，不会使那些对于本文描述的相关技术领域中的技术人员显而易见的结构细节妨碍本发明的公开。

返回参见图3，将复基带信号110馈送给抽样器302，此抽样器以特定速率对此基带信号110进行抽样。为了说明，假定以每码片8个样值的速率对此基带信号110进行抽样。将样值流312提供给根据本发明的RAKE接收机304、延迟跟踪器310和下抽样器306。馈送给下抽样器306的每码片8样值组中的每个样值被表示为s_i ^j，其中i是码片数量，而j是具有1-8值的一个码片内的样值数量。下抽样器306以下面的顺序接收样值信号312中的样值：

……，s₁ ⁱ，s² _i，s³ _i……s_i ⁸，s_i+1 ¹，s_i+1 ²，……s_i+1 ⁸，s_i+1 ²，……

现在，假定在样值信号312的码片i的波形的峰值上取样值s_i ¹。当以每码片8样值将样值信号312下抽样为每码片两个样值的已分样的样值信号318时，此已分样的样值信号318将包括此样值信号312的每个第四样值。因此，在如上所述地下抽样此样值信号312之后，此已分样的样值信号318对于每个码片将由两个样值s_i ^j与s_i ^j+4构成，其中j表示下抽样相位或位置。

根据本发明的一个方面，复基带信号110与有效的CDMA信道相关。除了使用相关技术测量接收信号的导频强度之外，搜索器308将根据相关结果计算此已分样的样值信号318的估算的多径延迟。此搜索器308给分支位置控制器340提供用于此已分样的样值信号318的多径延迟估算值314。此分支位置控制器340将至多保持数量为L的延迟估算值316，其中数量L是RAKE接收机304中的分支数量。为了说明，假定延迟跟踪器310跟踪L个有效信道。由于下抽样器306每码片两次下抽样此样值信号312，所以延迟估算值314的准确度限制在码片时长的一半或T_C/2内。延迟跟踪器310使用在1995年12月IEEE Trans.on Comm.第43卷第12期上W.Sheen与G.Stuber的题为“A new tracking loop for direct sequence spread spectrumsystems on frequency selective fading channels(一种用于直序扩频系统的对选频衰落信道的新型跟踪环)”的文章中所述的公知算术方法提高延迟估算值316的准确度，并将新的更准确的延迟估算值321馈送给分支位置控制器390。根据本发明的一个方面，分支位置控制器340也给下抽样控制器360提供由此延迟跟踪器310跟踪的最强信道路径的下抽样相位。根据本发明的另一方面，分支位置控制器340给下抽样控制器360提供由延迟跟踪器310跟踪的第一信道路径的下抽样相位。因此，根据本发明，搜索器308将会给分支位置控制器340提供准确增加的有效信道的信道延迟的估算值。

根据本发明的另一方面，如图4所示，复基带信号110与无效CDMA信道相关。由于在无效信道上不发送业务信息，所以不需要解调基带信号110。结果，搜索器308对无效信道不执行多径延迟估算。如图4所示，与无效CDMA信道相关的复基带信号110如前所述利用抽样器302进行抽样并利用下抽样器306进行下抽样。由于用于搜索图3所示的有效导频的最佳下抽样相位的方法牵涉延迟跟踪器310，所以此方法不可应用于无效导频。因此，对于无效CDMA信道的导频而言，最佳下抽样相位是不知道的。如果搜索器308使用无效导频的一个任意抽样位置，则在测量此无效导频的信号强度时可能导致一个未知的差错。

为了根据本发明的一个方面减少差错，在测量无效信道时顺序地在许多连续样值上改变下抽样相位。在起初接收到无效信道的一个特定导频时，下抽样器306可以在样值s_i ^j与s_i ^j+4上对接收的样值流312进行下抽样，其中i是码片数量，而j是一个任意的样值号，如前所述。为了说明，可以顺序地在四个连续样值范围改变下抽样相位。在同一导频的后续搜索窗上，下抽样相位顺序改变为j+1、j+2、j+3、j+1、j+2等。

在使用后续搜索窗的不同的下抽样相位时，测量一个特定导频的信号强度，所得到的差错是由于所有可能的下抽样相位而引起的所有差错的平均值。随着下抽样从每码片8个样值降至2个样值，具有四个可能的下抽样相位。对于Sinc码片波形，使用公知的算术方法能利用下式计算平均差错：

这得到-0.34dB。因此，利用根据本发明的顺序下抽样，平均差错变成一个已知因数，并且在这种情况中为0.34dB的偏移值能被附加到所得到的无效导频的信号强度上，这避免由于无效信道的非最佳下抽样引起的未知差错的问题。如下面将更全面讨论的，在图4的偏移差错补偿方框402中将此偏移值附加到此导频信号强度上。

一旦选择最佳下抽样相位，必须为每个特定导频指定一个搜索窗，这通过在本地生成用于与接收的导频相关的特定导频的拷贝来实现。根据本发明的一个方面，可变相关器被用于执行相关。图5表示位于图3的方框308中的常规复可变相关器500的方框图。此可变相关器500具有用于使已分样的样值信号318的实与虚分量相关的相关单元502a、502b、502c与502d和两个加法器510。相应的平方设备504a与504b对相关单元502a与502d和相关单元502b与502c的各自相加的输出进行平方。

每个相关单元502a、502b、502c与502d包括延迟抽头506、相乘抽头508和加法器512。已分样的样值信号318被提供给延迟抽头506。串联的延迟抽头506有效地作为先入先出(FIFO)寄存器或队列起作用。由于每码片具有两个样值，所以这些样值以两倍的码片速率从一个延迟抽头移动到下一个延迟抽头。把出现在延迟抽头506中的样值提供给相乘抽头508，在抽头508中这些样值与对应于此导频码的特定部分的样值的抽头系数相乘。此导频码的每个特定部分被表示为一个本地部分。例如，图5所示的相乘抽头508的数量为128，表示为C_i-C_i+127，这一起构成一个本地部分。为了减少复杂性，优选使用在待审查的美国申请系列号08/829204的“Flexible SlidingCorrelator for Direct Sequence Spread Spectrum Systems(用于直序扩频系统的，灵活的可变相关器)”(代理人卷号27575-087)中所述的灵活的可变相关器。

根据本发明的一个方面，搜索器308包括能顺序装载此接收导频码的任意本地部分的可变相关器。此可变相关器的用途是执行对此系统中任何导频的相关。不对应于此系统中任何导频的一部分随机选择的码片也能装载在此可变相关器中以便测量总的接收频谱密度I₀，如果需要的话。图6是更具体描述搜索器308的功能的流程图600。

为了说明，可以假定CDMA系统中的每个移动站具有要测量的导频的一个列表。也假定要测量的导频是对于特定移动站要进行测量的所有导频的该表上的导频号n，并且搜索窗大小是W码片。如图6所示，在步骤602导频号n的本地部分被生成并被存储在存储器中。在步骤604，将此导频的本地部分馈送到可变相关器的相乘抽头中。优选地，至少在要对导频号n进行相关之前的WT_C/2秒将此本地部分装载到此可变相关器中。

为了为特定导频生成一个搜索窗，在步骤606将接收的信号装载到此可变相关器的延迟抽头中。可以一直固定地装载样值或可以接通与关断装载以便节省功率。在此可变相关器的输出端上，在步骤608收集到2*W+1个输出样值并将这些样值存储在存储器中。这些输出样值被表示为Uⁿ(m)，其中n是上述的导频号，而m对应于此搜索窗中距离峰值相关的一个特定延迟值并具有一个处在范围-W-W中的值。如对于本领域技术人员将是显而易见的，Uⁿ(m)因而是由于具有距离峰值相关m个样值的延迟(m/2码片)的导频号n引起的可变相关器输出。M＝0的延迟将表示接收的样值匹配此可变相关器中的本地部分。

根据相关结果，在步骤610中生成用于此特定导频的搜索窗并将其存储在存储器中。在使用第一导频的本地部分来与第一导频进行相关之后，将第二导频的本地部分装载到此可变相关器中以便与第二导频相关。这些本地部分可以利用包括随机选择的码片序列的随机部分来替代，将这些部分装载到此相关器中以生成总的接收频谱密度I₀测量值的窗。如下所述处理每个导频的搜索窗和I₀测量的窗。

对应于单个导频的搜索窗的输出样值在步骤612利用同一导频的先前的搜索窗来进行平均。此处理返回到图6的步骤602，在步骤602将对应于下一导频的新的本地部分装载到此相关器中。生成和平均同一导频的搜索窗的过程可以执行任意的次数。为了说明，对于此示例，特定导频的处理执行V次，V＝2(图7)。

此后，将新的第二导频的本地部分装载到此可变相关器的相乘抽头中。此新的本地部分对应于要进行测量的第二导频，此处理可以重复V次。对应于第二导频的搜索窗的此可变相关器的输出样值也在步骤612进行收集、平均和存储。此处理继续下去，直至测量此表中的所有导频，并生成与存储相应的搜索窗。也装载随机本地部分和平均可变相关器样值。连续重复此循环，即，再次测量第一导频窗，等等。

在步骤614，对应于具有相等延迟估算值的导频号n的可变相关器的输出样值利用平滑因数p连续地进行平滑。因此，一旦测量同一导频的新的平均搜索窗，则使用下式利用“新”样值来平滑“旧”样值：

$u_{\mathrm{smooth}}^n\left(m\right)=p^{*}{u}_{\mathrm{old}}^n\left(m\right)+{(1-p)}^{*}{u}_{\mathrm{new}}^n\left(m\right)$

其中，如前所述，u_old ⁿ(m)是具有m个样值延迟(m/2码片)的导频号n的“旧”输出样值，uⁿ _ewn(m)是相应的“新”样值，而p是平滑因数。也对从此随机本地部分中得到的窗进行这种平滑。因此，在任何时间在存储器中存储由于用于每个导频的可变相关器的输出Uⁿ(m)引起的平均与平滑的窗、和由于随机本地部分引起的平均与平滑的窗。在优选实施例中，平滑因数近似为p＝0.99或p＝0.96。

为了示意，图7表示具有三个导频和具有7个样值的时长(W＝3)的搜索窗的一个示例。根据本发明对用于每个导频的两个搜索窗(V＝2)进行平均和平滑。在图7中，假定具有三个导频(#1，#2，#3)并将执行对总的接收功率频谱密度(i₀)的测量。还假定此搜索窗大小是W＝3码片并且将对用于同一导频的两个搜索窗进行平均(V＝2)。将对应于导频#1的本地部分装载到复可变相关器500中以生成用于导频#1的第一搜索窗，此搜索窗如步骤610所示地进行存储。对应于导频#1的另一部分被装载到复可变相关器500中以便生成用于导频#1的第二搜索窗。第二搜索窗在步骤612期间利用导频#1的先前的搜索窗逐个样值地进行平均。由于V＝2，所以只平均两个搜索窗。

同样地，两个其他的部分被用于生成导频#2的两个相连续的搜索窗。也对这两个搜索窗进行平均。对于导频#3和两个其他的随机部分重复此同一程序。连续重复此同一程序并生成输出样值701(在平均之前)和702(在平均之后)。对应于同一导频的搜索窗根据前面讨论的平滑公式利用平滑因数P来进行平滑。因此，与用于随机部分的一个搜索窗一起为每个导频生成一个搜索窗。

根据本发明的另一方面，将平滑因数p设置为等于以禁止平滑。如本领域技术人员将容易意识到的，将平滑因数p设置为等于可以有益地减少实施本发明所要求的存储器存储量。在这种情况中，一旦对一个导频的结果进行了平均，则可以完全地分析此搜索窗。在平均一个导频的结果之后，从存储器中删除对应于此导频的搜索窗，因此可将此存储器用于下一导频。

在平均与平滑了窗之后，在步骤616使用每个导频的搜索窗的峰值来选择L个信道路径。对于有效信道，在步骤620将这些峰值馈送给分支位置控制器340。对于所有导频，这些峰值也用于如下所述的导频强度测量。因此，所有搜索窗的L个最强样值在步骤624中被用于导频强度测量。现在将更具体描述此程序。

为了示意，导频的信号强度利用u来表示。通过计算每码片接收的导频能量E_C与至多L个可用多径分量的总的接收频谱密度I₀的比值来测量导频的信号强度u，随后将每个多径分量的这些比值进行相加。因此，利用下式给出导频的信号强度u：

其中E_C，l表示由导频信道路径号l引起的功率频谱密度。

在本发明的一个方面中，通过对利用随机本地部分生成的搜索窗中的所有样值进行平均，可以求出总的接收频谱密度I₀，这可以通过在步骤622中将窗样值相加并除以样值的总数来实现。在本发明的另一方面中，I₀不必进行测量，因为存在自动增益控制(AGC)，它可以归一化接收的样值。在这种情况中，I₀是公知的，并能容易地变换为对应于E_C，l的单元。

为了测量此导频的信号强度u，要使用可变相关器的平均与平滑的输出样值u_smooth ⁿ(m)，即存储在存储器中的平均与平滑的搜索窗。为了生成诸如导频号n的特定导频的信号强度u测量值，查找所有u_smooth ⁿ(m)的最强的L个样值。这些样值之中每一个样值的信号强度被表示为P_l，其中l是具有1与L之间的一个值的路径号。这些样值对应于最强的信道路径。由于样值延迟估算值具有被限制在码片时长一半或T_C/2内的准确度，所以至少相互隔开一个码片来选择样值，即非连续样值。

信号强度值P_l必须利用所有其他CDMA信道的作用进行归一化。为了归一化仅仅由于导频n引起的导频强度，以下面的方式执行步骤626。将总的接收功率频谱密度I₀的测量值和L个测量的信号强度值P_l提供给方框626。总的接收功率频谱密度I₀能被建模为：

I₀＝E_c，l+ξ_l

其中ξ_l表示除被测量的导频信道路径号l之外的总的接收功率频谱密度。应注意：此总的接收功率频谱密度I₀不是路径号l的函数。在可变相关器与一个导频的路径匹配时，每个输出峰值{P_l}在多个测量值范围内进行平均与平滑之后能被建模为：

P_l＝M*E_c，l+ξ_l

其中M是以码片为单位的可变相关器的长度。为了说明，将M设置为等于图5中的128。组合上面的三个等式，利用下式给出除去干扰之后估算的导频强度：

$u=\frac{l}{(m-1)I_0}\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}(P_l-I_0)$

将此导频的估算的信号强度u馈送给方框402。对于所有无效的导频，附加上一个偏移值。为了说明，根据图4附加上0.34dB的偏移(假定为Sinc码片波形)。如前所述，此偏移是在为无效导频生成搜索窗时顺序改变抽样位置的结果。对于有效导频的导频强度，从步骤626中接收的信号强度值保持不变。

虽然本发明的方法与设备的优选实施例已在附图中示出并在前面的具体描述中进行描述了，但应明白本发明不限于所公开的实施例，并能进行许多重新安排、修改与替换，而不脱离下面的权利要求书所提出与定义的本发明。

Claims (11)

1.用于评估移动站上的导频信号强度的一种方法，包括以下步骤：

接收导频信号；

根据第一抽样率将接收的信号变换为第一样值流；

根据第二抽样率将第一样值流变换为第二样值流，其中第二抽样率低于第二抽样率；

为第二样值流选择最佳下抽样相位；

使用可变相关器为第二样值流生成一个搜索窗；

使用此搜索窗测量第二样值流的信号强度。

2.根据权利要求1的方法，其中此生成步骤包括以下步骤：

将此信道的信号的一个任意本地部分馈送到此可变相关器的一个延迟部分中；和

将此接收信号的一部分馈送到此可变相关器的乘法部分中；和

将这些部分相互顺序地相乘以获得一个相关值的序列。

3.根据权利要求2的方法，其中此生成步骤还包括以下步骤：

使用此导频信号先前生成的搜索窗的输出样值来平均此搜索窗；和

使用先前生成的样值利用平滑因数来平滑此搜索窗生成的样值。

4.根据权利要求3的方法，其中此平滑因数为0.96。

5.根据权利要求3的方法，其中此平滑因数为0.99。

6.根据权利要求1的方法，其中此选择步骤包括以下步骤：

从跟踪此导频信号的跟踪单元中提取最佳下抽样相位。

7.根据权利要求1的方法，其中此选择步骤包括以下步骤：

选择对于每个测量顺序地变化的一个任意抽样相位。

8.根据权利要求7的方法，其中在四个连续抽样相位范围内顺序改变此任意抽样相位。

9.根据权利要求1的方法，其中变换第一样值流的步骤包括以下步骤：

以每码片两个样值的速率抽样第一样值流。

10.根据权利要求2的方法，还包括以下步骤：

围绕着这些相关值之中最早检测到的相关峰值来设定搜索窗的中心。

11.用于在扩频通信系统中评估移动站上的导频信号强度的一种设备，包括：

接收机，用于接收导频信号(110)；

第一抽样装置(302)，用于根据第一抽样率将接收的信号(110)变换为第一样值流(312)；

第二抽样装置(306)，用于根据第二抽样率将第一样值流(312)变换为第二样值流(318)，其中第二抽样率低于第一抽样率，为第二样值流选择最佳下抽样相位；

搜索器(308)，用于根据第一与第二样值流测量此信道的信号强度；和

可变相关器(500)，用于为第二样值流生成一个搜索窗，使用此搜索窗测量第二样值流的信号强度。

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