CN1667989A - 一种宽带码分多址系统的信号多径解调方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽带码分多址(WCDMA)系统的信号多径解调方法，使用包含解调参数配置模块和多径解调模块的解调装置进行多径解调，该方法包括以下步骤：a.解调参数配置模块将固定的时钟周期分为一个以上的时间段，将各时间段的所有时钟周期分配给任意信道的任意径；并将当前时间段要解调的信道号及径号参数发送给多径解调模块；b.多径解调模块根据从解调参数配置模块接收的参数，读取该参数对应信道对应径的待解调信号数据，在该径被分配的时间段中对该信号数据进行解调；c.多径解调模块存储完成解调的数据。使用本发明可有效提高解调资源的利用率，使其达到100％。

Description

一种宽带码分多址系统的信号多径解调方法

技术领域

本发明涉及一种宽带码分多址(WCDMA)中的信号处理方法，具体涉及一种WCDMA系统的信号多径解调方法。

背景技术

电波在传播过程中，会遇到各种物体，经反射、散射、绕射到达接收天线时，已成为通过各个路径到达的合成波，各传播路径分量的幅度和相位互不相同，这种传播模式就是多径传播。由于不同多径在空间所经过的路径长短不同，在接收端就会产生时间上的延时，实际接收到的信号是相同信号经不同时延后的许多信号的叠加。所以，接收这些信号就需要时间上的分集接收。

现在，扩频通信系统使得时间上的分集接受成为可能。采用扩频技术，在天线之前的发射链路引入扩频码，这个过程称为扩频处理，能够将信息扩散到一个更宽的频带内。在接收链路中数据恢复之前移去相应扩频码称为解调，解调是在信号的原始带宽上重新构建信息。显然，在信息传输通路的两端需要预先知道扩频码。到达接收端的信号时间差通常只有几个微秒，根据扩频码自相关特性就可把多路延时信号中较强的几路信号找出来，这就是多径搜索。然后，根据多径搜索的结果来实现对每一径的解调，并对各个径的解调结果进行合并，恢复原来所传的信息。在实际情况中，由于信道环境的复杂多变，同一时刻的不同用户之间，以及同一用户的不同时刻之间，多径的个数都会有所不同。比如，在视距情况时，多径的个数会比较少；在障碍物较多时，多径的个数会比较多。

在WCDMA系统中，一般情况下，对于单个用户而言，可以搜索到有效多径的个数是2至16径，传统的做法是对每个用户分配固定的多径个数进行解调。参见图1，图1为现有技术多经解调装置的结构及原理示意图。其中，解调参数配置模块100一般由数字信号处理器(DSP)来实现，其具体工作是配置需要解调的相应信道和多径的参数，将当前需要解调的信道号及径号参数发送给多径解调模块110的数据读取控制器112。多径解调模块110则可以由现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)来实现。

如图1所示，该多经解调装置的解调过程包括以下步骤：

步骤1，基带天线数据在接收时分成两路：一路是I数据，即基带天线数据的实部；另一路是Q数据，即基带天线数据的虚部。这两路数据储存在数据存储器111中。

步骤2，数据读取控制器112收到解调参数配置模块100发送的当前需要解调的信道号及径号参数后，根据该参数从数据存储器111中读取数据，再将数据发送到复乘装置113。

步骤3，数据进入复乘装置113时，I数据和Q数据各自被分成两路，其中一路I数据和一路Q数据分别和DPDCH本地码字复乘，两路数据复乘后进入加法器将复乘结果相加，锁存于D触发器114中；

另一路I数据和另一路Q数据分别和DPCCH本地码字复乘，两路数据复乘后进入加法器将复乘结果相加，锁存于D触发器115中。

本操作中所乘的本地码字为发射信号时加入的扩频码的共轭复数。此时，被锁存于D触发器114和D触发器115中的基带天线数据就被移去了发射时所加的扩频码，并被分成了DPDCH数据和DPCCH数据。

步骤4，DPDCH数据和DPCCH数据都进入累加装置116各自进行累加，以提高信号的能量。

步骤5，累加后的DPDCH数据和DPCCH数据串行进入D触发器117锁存。

步骤6，D触发器117将不同类型两路数据串行发送到相应数据存储器中，即DPDCH数据存储于专用物理数据信道数据存储器118中；DPCCH数据存储于专用物理控制信道数据存储器119中。

在数据存储时，每8个时钟周期的完成解调DPDCH数据单独存储于专用物理数据信道数据存储器118的一个数据地址中；每8个时钟周期的完成解调DPCCH数据单独存储于专用物理控制信道数据存储器119的一个数据地址中。

在上述的数据解调过程中，每个信道的多径是按照时序串行处理的。目前，每次接收的要解调数据量为4个码片，因一个时钟周期能处理1/16个码片的数据，所以DSP每次都分配64个时钟周期用于数据解调。解调处理时序图如图2所示，图2为现有技术解调处理时序图。解调参数配置模块100，通常是DSP将连续的64个时钟周期分配给一个信道的多个径，因每个径的复乘和累加操作占用的时间段是8个时钟周期，所以每64个时钟周期被固定分配给一个信道，64个时钟周期的每8个时钟周期被固定分配给这个信道的多径中的一个径。

具体的数据解调时序为：在第一个8个时钟周期对某个信道的0号径的数据进行处理，并对其数据分别加入DPDCH本地码字和DPCCH本地码字，用以对数据解调，以后每次处理数据时，解调处理相同。在第二个8个时钟周期对这个信道的1号径的数据进行处理，如此继续，直到在第八个8个时钟周期对这个信道的7号径的数据进行处理。然后，下一个64个时钟周期的第一个8个时钟周期又对这个信道的0号径的后续未解调数据进行处理，这样周而复始，直到这个信道的数据处理完毕，该信道占据的64个时钟周期才被释放，供另一个信道的多径使用。

由于现有技术的解调装置每次处理数据时都固定给每个信道分配8径的时间资源进行解调，所以如果哪个信道用于解调的多径多于8径，那么就需要再分配了一个8径的时间资源进行解调，这就相当于又分配了64个时钟周期。但是事实上，多径数正好达到8径倍数的情况非常少，每个信道的有效径数一般是2至8径，平均在6径左右。这样，对于每个信道而言，如果多径小于8径，也只能用8径的解调资源去解调；或者多径数大于8径而不到16径，也只能用16径的资源进行解调。这样，被固定分配给某一信道的64个时钟周期的整数倍时间段中，必然有一定程度的时间闲置。因此，这种解调方法对于解调资源的利用率总是不高，有时甚至很低，造成了资源的严重浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种WCDMA系统的信号多径解调方法，使解调资源得到有效利用，提高系统工作效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种宽带码分多址系统的信号多径解调方法，使用包含解调参数配置模块和多径解调模块的解调装置进行多径解调，该方法包括以下步骤：

a.解调参数配置模块将固定的时钟周期分为一个以上的时间段，将各时间段的所有时钟周期分配给任意信道的任意径；并将当前时间段要解调的信道号及径号参数发送给多径解调模块；

b.多径解调模块根据从解调参数配置模块接收的参数，读取该参数对应信道对应径的待解调信号数据，在该径被分配的时间段中对该信号数据进行解调；

c.多径解调模块存储完成解调的数据。

步骤c中，每次存储完成解调的数据时，还可以在存入完成解调数据的相同地址中存入相应解调数据的信道号和径号。

进行步骤a时，可以将每64个时钟周期平均分成8份，每份的8个时钟周期配置给任意信道的任意径。

可见，本发明所提供的WCDMA系统的信号多径解调方法，将固定的时钟周期分配给任意信道的任意径进行分时处理，大大提高了解调资源的利用率。

附图说明

图1现有技术多经解调装置的结构及原理示意图；

图2为现有技术解调处理时序图；

图3为本发明一个较佳实施例的多经解调装置的结构及原理示意图；

图4为图3所示实施例的一种解调处理时序图。

具体实施方式

下面结合附图及两个具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明的这种信号多径解调方法，将固定的时钟周期分配给任意信道的任意径进行分时处理。

参见图3，图3为本发明解调多经解调装置的结构及原理示意图。本实施例中，解调参数配置模块300也由数字信号处理器(DSP)来实现，其具体工作是配置需要解调的相应信道和多径参数，将当前需要解调的信道号及径号参数发送给多径解调模块310的数据读取控制器312。多径解调模块310则可以由现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)来实现，本实施例的多径解调模块310中，数据读取控制器312增加了数据线分别连接到专用物理数据信道数据存储器317和专用物理控制信道数据存储器318。

本实施例中，首先解调参数配置模块300对数据及资源进行配置，它将64个时钟周期的可用资源分成8份，每份8个时钟周期，并对这8份资源分别进行编号，每份的8个时钟周期配置给任意信道的任意径进行数据处理。工作时，DSP根据需要解调的信道数和径数决定它所需要的资源，并根据资源利用情况对所需资源进行配置。

在实际应用中可以根据信道的具体情况来对数据及资源进行配置。例如：DSP将8份资源配置给8个信道，每个信道1条径。对应的信道编号为5、4、3、2、6、7、1、0，对应的径编号为0、2、3、3、7、3、9、0。则，DSP对资源的分配情况参见表一：

举例编号	举例说明	DSP对逻辑资源使用的编号	该逻辑资源解调的信道号	该逻辑资源解调的径号
					1	DSP配置给8份资源8个信道，每个信道1条径。对应的信道号为5、4、3、2、6、7、1、0，对应的径号为0、2、3、3、7、3、9、0。	0	5	0
1	4	2
			2	3			3
3	2	3
			4	6			7
5	7	3
			6	1			9
7	0	0

                                         表一

如表一所示，此时，0号资源，也就是第一个8个时钟周期被分配给5号信道的0号径；1号资源，也就是第二个8个时钟周期被分配给4号信道的2号径；2号资源，也就是第三个8个时钟周期被分配给3号信道的3号径；3号资源，也就是第四个8个时钟周期被分配给2号信道的3号径；4号资源，也就是第五个8个时钟周期被分配给6号信道的7号径；5号资源，也就是第六个8个时钟周期被分配给7号信道的3号径；6号资源，也就是第七个8个时钟周期被分配给1号信道的9号径；7号资源，也就是第八个8个时钟周期被分配给0号信道的0号径。

DSP对资源的分配也可如表二所示：

举例编号	举例说明	DSP对逻辑资源使用的编号	该逻辑资源解调的信道号	该逻辑资源解调的径号
					2	DSP配置给8份资源4个信道，各信道的多径数分别为1、2、2、3。对应的信道号为2、3、5、7；对应的径号分别为1，3、8，1、9，4、6、7。	0	2	1
1	3	3
			2	3			8
3	5	1
			4	5			9
5	7	4
			6	7			6
7	7	7

                                    表二

如表二所示，DSP也可以将8份资源配置给4个信道，各信道的多径数分别为1、2、2、3。对应的信道编号为2、3、5、7；对应的径编号分别为1，3、8，1、9，4、6、7。

此时，0号资源，也就是第一个8个时钟周期被分配给2号信道的1号径；1号及2号资源，也就是第二个和第三个8个时钟周期被分别分配给3号信道的3号径和8号径；3号及4号资源，也就是第四个和第五个8个时钟周期被分别分配给5号信道的1号径和9号径；5号、6号及7号资源，也就是第六个、第七个和第八个8个时钟周期被分别分配给7号信道的4号径、6号径和7号径。

资源配置好后，解调参数配置模块300将当前需要解调的信道号及径号参数发送给多径解调模块310的数据读取控制器312。如图3所示，该多经解调装置的解调过程包括以下步骤：

步骤1，基带天线数据在接收时分成两路：一路是I数据，即基带天线数据的实部；另一路是Q数据，即基带天线数据的虚部。这两路数据储存在数据存储器311中。

步骤2，数据读取控制器312收到解调参数配置模块300发送的当前需要解调的信道号及径号参数后，根据该参数从数据存储器311中读取数据，再将数据发送到复乘装置313。

步骤3，数据进入复乘装置313时，I数据和Q数据各自被分成两路，其中一路I数据和一路Q数据分别和DPDCH本地码字复乘，两路数据复乘后进入加法器将复乘结果相加，锁存于D触发器314中；

另一路I数据和另一路Q数据分别和DPCCH本地码字复乘，两路数据复乘后进入加法器将复乘结果相加，锁存于D触发器315中。

本操作中所乘的本地码字为发射信号时加入的扩频码的共轭复数。此时，被锁存于D触发器314和D触发器315中的基带天线数据就被移去了发射时所加的扩频码，并被分成了DPDCH数据和DPCCH数据。

步骤4，DPDCH数据和DPCCH数据都进入累加装置316各自进行累加，以提高信号的能量。

步骤5，累加后的DPDCH数据和DPCCH数据串行进入D触发器317锁存。

步骤6，D触发器317将不同类型两路数据串行发送到相应数据存储器中，即DPDCH数据存储于专用物理数据信道数据存储器318中；DPCCH数据存储于专用物理控制信道数据存储器319中。

步骤7，数据读取控制器312通过数据传输线，将刚刚完成数据解调的数据的信道号和径号分别与解调后的数据一起保存到专用物理数据信道数据存储器318和专用物理控制信道数据存储器319中。

在数据存储时，每8个时钟周期的完成解调DPDCH数据单独存储于专用物理数据信道数据存储器407的一个数据地址中，再将这8个时钟周期的完成解调DPDCH数据对应的信道号和径号通过数据传输线也存储于这一地址中；每8个时钟周期的完成解调DPCCH数据单独存储于专用物理控制信道数据存储器408的一个数据地址中，再将这8个时钟周期的完成解调DPCCH数据对应的信道号和径号通过数据传输线也存储于这一地址中。这是为了对相应解调数据所对应的信道号及径号进行指示，以便数据的后级处理。

在上述的数据解调过程中，每个信道的多径也是按照时序串行处理的，每64个时钟周期中的每8个时钟周期都相对独立地按时序对数据进行解调处理，处理时序图如图4所示，图4为图3所示实施例的一种解调处理时序图。

在DSP将8份资源配置给8个信道，每个信道1条径的情况下，对应的信道号为5、4、3、2、6、7、1、0，对应的径号为0、2、3、3、7、3、9、0。其具体的数据解调时序为：

在数据处理时，信道5的第0径就占据了信道a第A号径的8个时钟周期，也就是64个时钟周期中的第一个8个时钟周期，在这8个时钟周期中处理的数据分别被加入DPDCH本地码字和DPCCH本地码字，用以对数据解调，以后每次处理数据时，解调处理相同；信道4的第2径就占据了信道b第B号径的8个时钟周期，也就是64个时钟周期中的第二个8个时钟周期；接下来的第三个8个时钟周期被信道3的第3径占据；再接下来的第四个8个时钟周期被信道2的第3径占据。依次进行，64个时钟周期的最后8个时钟周期被信道0的第0径占据。从下一个64个时钟周期开始，信道5的第0径又占据了信道a第A号径的8个时钟周期——也就是下一个64个时钟周期的第一个8个时钟周期——用以处理后续的未解调数据，此过程周而复始，直到某个信道的某个径的数据完成解调处理，该信道该径占据的8个时钟周期就被释放，供另一个信道的径使用。

上述两个实施例都是将64个时钟周期平均分成8份，再将每份的8个时钟周期配置给任意信道的任意径。但是，在具体应用中，只要是将固定的时钟周期分为一个以上的时间段，将各时间段分配给任意信道的任意径进行分时处理，都是可行的。

由以上所述的实施例可以看出，本发明所提供的WCDMA系统的信号多径解调方法，使一个解调装置从只能处理单一信道固定多径到同一个解调装置可以分别处理任意信道的任意多径，使解调资源利用率达到100％。以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1、一种宽带码分多址系统的信号多径解调方法，使用包含解调参数配置模块和多径解调模块的解调装置进行多径解调，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a.解调参数配置模块将固定的时钟周期分为一个以上的时间段，将各时间段的所有时钟周期分配给任意信道的任意径；并将当前时间段要解调的信道号及径号参数发送给多径解调模块；

b.多径解调模块根据从解调参数配置模块接收的参数，读取该参数对应信道对应径的待解调信号数据，在该径被分配的时间段中对该信号数据进行解调；

c.多径解调模块存储完成解调的数据。

2、如权利要求1所述的信号多径解调方法，其特征在于：步骤c中，每次存储完成解调的数据时，还在存入完成解调数据的相同地址中存入相应解调数据的信道号和径号。

3、如权利要求1所述的信号多径解调方法，其特征在于：进行步骤a时，将每64个时钟周期平均分成8份，每份的8个时钟周期配置给任意信道的任意径。

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