CN1787392A - 定时跟踪和捕捉装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定时跟踪和捕捉装置，包括：一个信道估计装置；一个信道估计滤波装置；一个路径搜索装置；一个定时跟踪点计算装置；一个检测和调整装置。本发明可以显著地克服由于信道衰落造成的定时调整的准确性，有利于获得准确的定时调整，根据信道的情况和系统的最大的接收窗的情况长度，确定最优定时的起点的位置，以获得最优的对抗前后两个方向定时偏移的能力，提高接收系统性能。

Description

定时跟踪和捕捉装置

技术领域

本发明是一种码分多址(CDMA)通讯系统中定时跟踪系统的定时跟踪和捕捉装置。

背景技术

在CDMA的接收装置中，为了能获得好的接收效果，必须获得准确的码片定时和符号定时。由于接收装置处于不断的移动的过程中，信道情况将不断的发生变化，需要接收装置的定时跟踪系统不断的跟踪系统时延的变化。定时跟踪系统将检测的无线信道的变化，并不断的跟踪信道的变化，为接收机提供准确的定时调整指令，以满足接收装置的要求。

在定时的跟踪和调整过程中，为了能够兼顾接收机的性能和定时调整的稳定性，定时系统的调整速度是非常缓慢的，因此需要对信道估计进行一定方式的滤波，用以对抗无线信道的衰落。使用常规的滤波器其滤波算法在对应的位置上对齐的滤波方法，在定时出现调整的时候容易出现时延谱展宽的情况，将影响路径的搜索的精度，会造成定时调整精度降低。

所以在衰落环境中，准确可靠的检测系统接收定时变化，判断有效到达的多条路径的准确时延，并准确的计算有关的路径时延，是决定一个定时系统性能好坏的关键。一般的检测系统的定时的变化的功能由路径搜索模块完成，好的算法可以及时有效的检测接收定时的变化，并能相应的产生定时的调整命令，以克服由于定时偏差造成接收性能下降，甚至有可能导致无线链路的连接失败的现象。

在TD-SCDMA系统中系统估计窗的长度是有限的，因此接收系统必须有效的利用系统分配的估计窗，才能保证接收系统的接收性能。接收系统将根据该定时起点调整接收定时，在无线环境下，尤其是在衰落信道下，信道的变化非常剧烈，因此为了获得较好的接收效果，必须对接收定时进行合理的控制，尤其是在系统内的接收窗的长度有限的时候，定时调整系统必须准确的判断接收定时的起点，并将接收定时落在合适的位置上，必须对定时的控制起点进行合理的控制，因此需要对系统的。

常规的算法将定时起点跟踪在系统估计窗的起始位置，或者相对与定时估计窗的起始点于的事先确定的固定偏移的地方，这样可以使接收系统可以利用的估计窗最长。但是这种情况下，并不是总是路径的时延都是很大，但是接收的定时会不断的发生变化，这样当定时发生向前移动的时候，系统的定时很容易飘离本用户的估计窗。由于系统的目前的跟踪策略，而当时延向后面移动时候，由于系统的定时固定在某个考前位置，这个时系统的接收性能不会因为定时向后漂移而损失。因此，原来的定时策略将由于跟踪点一直固定在估计窗的前侧而造成跟踪系统抗不同方向的定时的漂移的能力和不一致，而导致系统的接受性能在不同方向的漂移的情况的损失不一致。

在定时的跟踪和调整过程中，为了能够兼顾接收机的性能和定时调整的稳定性，定时系统的调整速度是非常缓慢的。但是这样定时调整的暂态的调整过程中，会出现在某些时刻系统接收的性能降低的现象，即出现定时调整的过程中，由于定时调整的速度缓慢，会的在调整过程中的连续的定时错误，其有可能会造成连接失败或者接收性能降低的情况。尤其在当前仅有单条路径存在时，而且这条路径位于跟踪的采样点前面时，根据当前设定的接收点的位置，将导致接收定时错误，同时这类定时错误也会造成移位系列的检测错误和导致路径搜索的错误。由于定时调整速度很慢，当需要调整的定时偏差很大的时候，定时跟踪系统需要较久的时间调节才能获得正确的定时，这样在这个定时的调节过程中，这种持续的长时间的定时的错误，会造成接收性能的严重下降，甚至有可能导致无线链路的连接失败。为了避免这种情况下的定时的跟踪造成的接收的失效，需要对定时的偏差加以补偿，以维持无线链路的正常通讯。

在TD-SCDMA系统中系统估计窗的长度是有限的，因此接收系统必须有效的利用系统分配的估计窗，才能保证接收系统的接收性能。接收系统将根据该定时起点调整接收定时，在无线环境下，尤其是在衰落信道下，信道的变化非常剧烈，接收系统经常处于很低的信噪比的环境下，由于信号比较差，定时系统产生的调整命令将变得不可信，因此有可能受到比较严重的干扰而发生误动作，造成定时抖动和甚至造成定时系统的捕捉系统的定时跟踪失败，而造成系统的连接失败。

因此接收系统经常处于比较严重的衰落的环境下，因此必须对定时系统进行合理的控制，以防止定时系统发生因为信号严重衰落而造成的定时系统误动作甚至是连接失败。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种码分多址(CDMA)通讯系统中定时跟踪系统的定时跟踪和捕捉装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种定时跟踪和捕捉装置，包括：

一个用于对接收信道的信道情况进行估计的信道估计装置；

一个用于对信道估计进行滤波的信道估计滤波装置；

一个用于搜索有效路径的路径搜索装置；

一个用于计算定时跟踪点的定时跟踪点计算装置；

一个用于定时补偿检测和定时调整的检测和调整装置。

该信道估计装置包括一个计算信道估计的信道估计计算装置，其中，利用如下方法计算该信道估计h(k)：

$h\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}e(k+i*R)\×s{\left(i\right)}^{*};$

式中：N为训练序列的相关长度。R是信道估计的过采样倍数，k＝0，2，3...，K-1，K是事先设定的该定时捕捉系统信道估计的捕捉长度，s(i)^*是对本地训练序列s(i)的共轭，s(i)为本地产生的训练序列，e(i)为接收信号。

该信道估计装置还包括一个用于计算该信道估计的模的第一计算单元，其利用如下方法进行计算，p(k)＝‖h(k)‖；或者包括一个用于计算该信道估计的功率的第二计算单元，其利用如下方法进行计算，p(k)＝‖h(k)‖²。

该信道估计滤波装置包括：

一个用于判断上一帧是否发生定时调整的第一判断装置；

一个用于计算序列的移位值的移位值计算装置；

一个用于判断是否需要启动信道估计替代的第二判断装置；

一个用于进行信道估计替代操作的信道估计替代操作装置；

一个用于进行信道估计滤波的信道估计滤波装置。

该移位值计算装置利用如下方法计算序列的移位值：累积的调整量为Δ₀，令序列的移位值Δ，Δ＝mod(Δ₀，K)，式中K为由通讯系统的设计所决定的并且考虑了系统过采样的定时系统的信道估计窗的长度。

该第二判断装置根据一个信道替换标志判断是否进行信道替换操作，通过如下方法设置该信道替换标志：当定时Δ₀增加时，即Δ₀(n)＝Δ₀(n-1)+1，式中n为滤波的帧号n，当某条路径的路径位置k满足：Δ₀(n-1)-Q′＜k＜Δ₀(n-1)+Q′时，且至少存在一个路径满足路径搜索的门限，式中Q′为事先的设定有效到达路径的检测范围，此时置位信道估计替代标志有效，同时设置回绕点为Δ₀(n-1)；当定时Δ₀减小时，即Δ₀(n)＝Δ₀(n-1)-1，同时k满足：Δ₀(n-1)-Q′＜k＜Δ₀(n-1)+Q′，至少存在一个路径满足路径搜索的门限，此时置位信道估计替代标志有效，同时置回绕点为Δ₀(n)，式中Q′的意义同前述的Q′相同；当Δ₀(n-1)-Q′＜0或者Δ₀(n-1)+Q′＞K时，使用k＝mod(Δ₀(n-1)±Q′，K)，而继续检测q(k)的位置上的数据是否满足门限。

该信道估计替代操作装置根据有关的上一帧定时移动方向，在信道估计的滤波过程中，使用噪声的均值替换回绕点的原始滤波数据。

该信道估计滤波装置根据如下方法得到q_n+1(k)：

$q_{n+1}\left(k\right)=\left\{\begin{array}{c}{q}_n\left(k\right)\&times;\mathrm{\&alpha;}+p(K-\mathrm{\&Delta;}+k)\&times;(1-\mathrm{\&alpha;}),0\&le;k<\mathrm{\&Delta;}\\ q_n\left(k\right)\&times;\mathrm{\&alpha;}+p(k-\mathrm{\&Delta;})\&times;(1-\mathrm{\&alpha;}),\mathrm{\&Delta;}\&le;k\&le;K-1\end{array}\right.,$

式中，α为滤波器系数，即遗忘因子

所述的遗忘因子根据下面的方法取值：

$\mathrm{\&alpha;}=\left\{\begin{array}{c}1,n=0\\ 1/n,0<n<N\\ {\mathrm{\&alpha;}}_0,n\&GreaterEqual;N\end{array}\right.$

式中：α₀是稳定跟踪时的遗忘因子，当定时跟踪器首次启动或者经过特定的睡眠周期时n被清零，即n＝0，N为一个预设的系数调整的设定值，超过这个值以后系统将按照稳定α₀的值，而不再发生变化。

该信道估计滤波装置还可根据如下方法得到q_n+1(k)：

$q_{n+1}(H\&times;k+i)=\left\{\begin{array}{c}{q}_n(H\&times;k+i)\&times;\mathrm{\&alpha;}+p(K-\mathrm{\&Delta;}+k)\&times;(1-\mathrm{\&alpha;}),0\&le;k<\mathrm{\&Delta;}\\ q_n(H\&times;k+i)\&times;\mathrm{\&alpha;}+p(k-\mathrm{\&Delta;})\&times;(1-\mathrm{\&alpha;}),\mathrm{\&Delta;}\&le;k\&le;K-1\end{array}\right.,$

式中i为采样的相位，i＝0，...H-1，式中H为采样倍速的变化。

该路径搜索装置包括：

一个用于计算判决门限Th的门限计算装置；

一个用于判断各个路径是否超过该判决门限Th的路径判断装置；

一个用于分离各条有效达到路径并计算各个有效到达路径的准确位置的局部峰值搜索装置。

该门限计算装置包括：

一个计算平均噪声P_Noise的噪声计算装置，计算噪声的平均值将利用到历史的噪声路径的位置信息，通过对有关噪声路径上的时延谱求平均得到；

一个计算噪声门限Th_Noise的噪声门限计算装置，其将所述平均噪声P_Noise偏移事先设定的倍数K_Noise，即通过Th_Noise＝P_Noise*K_Noise得到，式中K_Noise为事先设定的噪声相对门限的偏移值；

一个计算最大值门限Th_max的最大值门限计算装置，在滤波后的时延谱计中搜索最大值P_max，并由该最大值P_max偏移事先设定的倍数，即Th_Max＝P_Max*K_Max，式中K_Max为最大值的相对门限的偏移值，从而得到最大值门限Th_max；

一个选择装置，其选取该噪声门限Th_Noise和最大值门限Th_max的较大者作为该判决门限Th。

该路径判断装置根据所述的路径判决门限Th，判断在滤波后的时延谱中大于该门限的路径，即被识别为有效到达路径，没有超过的值被认为是噪声路径，并丢弃该路径，并记录该噪声和其所对应的位置信息为下一次计算噪声门限Th_Noise所使用。

该局部峰值搜索装置利用如下方法进行局部峰值搜索：

在所有的有效的路径的范围内搜索最大值，设定为局部最大的路径位置，并记录该位置信息；

将最大值周围的设定范围S的路径全部认为是旁径而删除，S为一事先设定的有效的路径的扩展范围；

判断是否所有的有效到达路径全部被删除，如果否，则重复上一步骤，如果是，则结束。

该定时跟踪点计算装置包括：

一个第一计算装置，用于计算最大时延扩展R，根据各个有效到达路径的时延信息，计算此时的信道时延扩展R，设首条有效到达路径的到达的时间为P₀、最后一条有效到达路径到达时间为P₁，则R＝P₁-P₀；

一个第二计算装置，用于计算系统估计窗的长度，根据接收系统的配置，计算当前的系统估计窗的最大值W；

一个第一判断单元，当计算得到的时延扩展大于等于或者接近系统估计窗的值W时，启动该第三计算装置，否则启动第二判断单元；

一个第三计算装置，计算定时跟踪点位置；

一个第二判断单元，判断是否需要进行滞回控制，如果需要，其启动滞回控制装置，如果不需要，则启动第一装置；

一个第一装置，其将当前的定时跟踪点设置为缺省定时跟踪点，并启动第二装置；

一个滞回控制装置，根据当前的路径的时延R，以及前次调整的定时跟踪点Q的位置，确定新的定时跟踪点；

一个第二装置，根据定时跟踪点位置，确定当前帧的定时调整方向，其按照上述步骤4.8所述的方法确定定时调整方向。

该第三计算装置根据如下理论计算公式计算定时跟踪点Q：

Q＝u₀+k×(W-R)/2，式中W为该接收系统的定时估计窗的长度，该长度由系统设计和接收系统的系统资源决定，u₀为预先设定的定时系统的捕捉窗的前提量，k为斜率调整系数。

该滞回控制装置利用分段近似函数计算定时跟踪点Q，该分段近似函数可通过如下方法得到：选择所述理论计算公式附近的某几个特征的路径时延点T₁，T₂，T₃，...T_n，其对应的路径时延为R₁，R₂，R₃，...R_n，跟踪点的位置为：Q₁，Q₂，Q₃，...Q_n，其中R_i和Q_i是一一对应的。

该滞回控制装置通过以下方法进行滞回控制：

设某个滞回点对应的路径时延的变化点为R₁和R₂，其对应的定时起点为Q₁和Q₂，当当前的跟踪点为Q₁时，当路径时延超过R₂时，定时起点由Q₁跳转成Q₂，此后维持在Q₂点的稳定，直到当路径时延低于R₁时，当当前的跟踪点为Q₂时，当路径时延低于R₁时，定时起点由Q₂跳转成Q₁，此后维持在Q₁点的稳定，直到当路径时延超过R₂时，当定时跟踪点位于R₁和R₂之间的时候，此时的跟踪点不发生变化。

该检测和调整装置包括：

一个第一判断模块，判断第一条件是否成立，如果成立，则设置定时补偿标志为有效，该第一条件包括：1)是否仅有一条有效到达路径存在并且该路径落在定时跟踪点之前；2)是否有多条有效到达路径存在，该路径落在定时跟踪点前面的路径的功率小于落在估计窗之内的路径的功率和的某个预先设定的倍数以内；

一个第二判断模块，判断第二条件是否成立，即T＞T₀+W是否成立，其中T₀是跟踪点位置，T为首条路径有效到达位置或者等效到达位置，W为系统所能支持的最大的估计窗长度，如果成立，则设置定时补偿标志为有效，如果不成立，则设置定时补偿标志为无效；

一个定时补偿判断模块，判断该定时补偿标志是否有效，如果有效，则启动补偿时间输出模块，如果否，则关闭该检测和调整装置；

一个补偿时间计算模块，其计算定时误差补偿时间T_Off，T_Off＝T-Q，T为首径的到达的时间，Q为定时跟踪点位置；

一个定时调整命令输出模块，其输出的定时调整命令，将根据实际的定时的调整补偿的步长而变化，实际的定时调整输出T_Adj，将满足0≤T_Adj≤T_Off，调整的方向为定时误差所指明的方向，所输出的定时调整的命令，限制在某个事先设定的容许的范围内。

该定时跟踪和捕捉装置还包括一个维持装置，用于维持定时捕捉系统的稳定，包括：

一个第一计算模块，其计算计算接收信号的信噪比或者接收信号的信号功率；

一个门限判断模块，当上述第一计算模块的计算结果低于预先设定的第一门限时，启动路径判断模块，如果否，则启动第二计算模块；

一个第二计算模块，其计算接收信号的时延谱的路径搜索的第二门限；

一个路径判断模块，判断接收信号的时延谱的路径是否有超过第二门限者，判断接收信号的时延谱的路径是否有超过第二门限者，如果有，则启动第二设置模块，如果没有，则启动第一设置模块；

一个第一设置模块，设置系统为恶劣工作状态，进行定时调整操作，并记录当前的工作状态；

一个第二设置模块，设置系统为正常工作状态，记录当前的工作状态。

其中，该第二计算模块利用如下方法计算第二门限：

首先计算平均噪声P_Noise：计算噪声的平均值将利用到历史的噪声路径的位置信息，通过对有关噪声路径上的时延谱求平均得到；

计算噪声门限Th_Noise：通过将步骤6.3.1所述平均噪声P_Noise偏移事先设定的倍数K_Noise，即通过Th_Noise＝P_Noise*K_Noise得到，式中K_Noise为预先设定的噪声相对门限的偏移值；

计算最大值门限Th_max：首先在滤波后的时延谱计中搜索最大值P_max，并由该最大值P_max偏移事先设定的倍数，即Th_Max＝P_Max*K_Max，式中K_Max为最大值的相对门限的偏移值，从而得到最大值门限Th_Max；

选取路径判决门限Th，其为选取噪声门限Th_Noise和最大值门限Th_Max中的大者为第二门限。

该第一设置单元更新定时调整装置的时延谱滤波器的滤波器系数，和/或更新定时调整装置的定时调整周期，和/或暂时关闭调整装置的定时调整。

该第二设置单元根据如下方法进行设置：如果当系统为恶劣状态时，系统记录恶劣定时工作状态；如果当系统当前处于非恶劣信号工作状态时，并连续超过预先设定的非恶劣工作状态的次数，此时系统退出恶劣工作状态，同时恢复原始的定时跟踪调整参数，否则系统维持原来的状态。

本发明的积极进步效果在于：可以显著的克服由于信道衰落造成的定时调整的准确性，有利于获得准确的定时调整，根据信道的情况和系统的最大的接收窗的情况长度，确定最优定时的起点的位置，以获得最优的对抗前后两个方向定时偏移的能力，提高接收系统性能。

附图说明

图1为本发明实施例1的模块图。

图2为本发明实施例1的信道估计示意图。

图3为本发明实施例1的信道估计滤波装置的模块图。

图4为本发明实施例1的信道估计滤波的数据对齐的模式示意图。

图5为本发明实施例1的路径搜索装置的模块图。

图6为本发明实施例1的路径搜索示意图。

图7为本发明实施例1的路径搜索中局部峰值搜索示意图。

图8为本发明实施例1的定时跟踪点计算装置的模块图。

图9为本发明实施例1的虚拟估计窗位置与路径时延扩展及系统估计窗的长度关系示意图。

图10为本发明实施例1的使用跟踪点近似方法过程示意图。

图11为本发明实施例1的滞回控制的过程示意图。

图12为本发明实施例1的检测和调整装置的模块图。

图13为本发明实施例1的定时偏差补偿检测中第一条件示意图。

图14为本发明实施例1的定时偏差补偿检测中第二条件示意图。

图15为本发明实施例1的维持装置的模块图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，一种定时跟踪和捕捉装置，包括：

一个用于对接收信道的信道情况进行估计的信道估计装置1；

一个用于对信道估计进行滤波的信道估计滤波装置2；

一个用于搜索有效路径的路径搜索装置3；

一个用于计算定时跟踪点的定时跟踪点计算装置4；

一个用于定时补偿检测和定时调整的检测和调整装置5；

一个用于维持定时捕捉系统的稳定的维持装置6。

其中，该信道估计装置1包括一个计算信道估计的信道估计计算装置。

一般在无线通讯系统中，发射机会根据有关协议发送训练序列，接收系统可以根据发送的训练序列对信道进行信道估计，获得有关传播环境的信息，具体的训练序列的信息为相关的通讯协议的规范所规定。

在接收系统中，首先接收系统要根据特定的训练序列进行信道估计：

设接收信号为e(i)，该接收信号是经过接收滤波器的信号，设本地产生的训练序列为s(i)，该训练序列与发送装置使用的训练序列的码字一致，它由接收装置内部产生。

如图2所示，信道估计通过如下的相关运算过程得到：

$h\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}e(k+i*R)\&times;s{\left(i\right)}^{*}$

式中：N为训练序列的相关长度。R是信道估计的过采样倍数。其中k＝0，2，3...，K-1，K是事先设定的该定时捕捉系统信道估计的捕捉长度，K的选取与系统所要捕获的定时偏移的长度有关，其中捕获得长度包括在前方的捕获长度和后方向的捕获长度，K选取得越大，该定时系统的捕获范围越大，定时系统的捕获性能越好，但是运算量也会同时增大，因此通过合理选择K的值，而兼顾定时系统运算量和捕捉能力。s(i)^*是对本地训练序列s(i)的共轭，s(i)实现已经根据协议的有关规定计算得到。

该信道估计装置1还包括一个用于计算该信道估计的模的第一计算单元，其利用如下方法进行计算，p(k)＝‖h(k)‖；

或者包括一个用于计算该信道估计的功率的第二计算单元，其利用如下方法进行计算，p(k)＝‖h(k)‖²。

在完成了信道估计以后，为了对抗无线信道的中存在的噪声和衰落，在求出瞬时信道估计以后，需要对信道估计进行滤波，定时系统使用滤波后的信道估计，可以获得较好的定时估计效果。在通过信道估计和计算得到信道的时延功率以后，将时延谱进行滤波，滤掉时延谱的高频部分，即对应信道快衰落的部分，得到对信道路径相对准确的估计。为了防止由于信道变化造成的信道估计的变化，而造成的时延谱展宽的缺点，对信道的路径的时延谱进行移位对齐，即循环移位的滤波方法，这样防止时延谱的展宽，从而确保后续的路径的搜索的正确性。由于移位滤波器工作时会造成的时延谱的翻转，也就是路径的收尾会发生混淆，特别是当有效的路径的位置会发生变化，因此系统将根据系统的时延的移位的情况，对信道估计会进行修正，以防止出现错误的定时调整命令。

如图3所示，该信道估计滤波装置2包括：

一个用于判断上一帧是否发生定时调整的第一判断装置21，判断上一帧是否发生定时调整，当没有出现定时调整的时候，启动该信道估计率波装置25，当发生定时调整的时候，则启动该移位值计算装置22；；

一个用于计算序列移位值Δ的移位值计算装置22；

一个用于判断是否需要启动信道估计替代的第二判断装置23，根据信道估计替代标志，判断是否启动信道估计替代，如果是则启动该信道估计替代操作装置24，如果不启动信道估计替代，启动该信道估计滤波装置25；

一个用于进行信道估计替代操作的信道估计替代操作装置24；

一个用于进行信道估计滤波的信道估计滤波装置25。

该移位值计算装置22根据上一帧的调整的方向，和上一帧的移位值，当接收定时出现调整的时候，输出新的Δ值，计算累积的调整量为Δ₀，令平均序列的移位值Δ，Δ＝mod(Δ₀，K)，式中K为由通讯系统的设计所决定的并且考虑了系统过采样的定时系统的信道估计窗的长度。

可根据上一帧的定时调整信息设置信道估计替代标志，步骤为：当定时Δ₀增加时，即Δ₀(n)＝Δ₀(n-1)+1，式中n为滤波的帧号，n为本帧的帧号，n-1为前一次调整的帧号，当某条路径的路径位置k满足：Δ₀(n-1)-Q′＜k＜Δ₀(n-1)+Q′时，且至少存在一个路径满足路径搜索的门限，式中Q′为事先的设定有效到达路径的检测范围，Q′和有关的采样的倍速有关，此时置位信道估计替代标志有效，同时设置回绕点为Δ₀(n-1)，所谓回绕点就是指原来的滤波后信道估计的头部数据经反卷后成为尾部的点，或者原来的为尾部由于定时调整而反卷而到首部的点；当定时Δ₀减小时，即Δ₀(n)＝Δ₀(n-1)-1，同时k满足：Δ₀(n-1)-Q′＜k＜Δ₀(n-1)+Q′，至少存在一个路径满足路径搜索的门限，此时置位信道估计替代标志有效，同时置回绕点为Δ₀(n)，式中Q′的意义同上；当Δ₀(n-1)-Q′＜0或者Δ₀(n-1)+Q′＞K时，使用k＝mod(Δ₀(n-1)±Q′，K)，而继续检测q(k)的位置上的数据是否满足门限。

该信道估计替代操作装置24中，当信道估计替代标志有效的时候，根据上一帧的定时移动的方向，在信道估计的滤波过程中，将使用噪声的均值替换回绕点的原始滤波数据，信道估计替代标志及回绕点位置的值由路径搜索步骤检测计算得到即为移位值计算装置22所计算得到的Δ₀(n-1)或者Δ₀(n)。

该信道估计滤波装置25根据计算得到的移位值Δ，设累积的调整量为Δ₀则，使用以下的方法得到q_n+1(k)：

$q_{n+1}\left(k\right)=\left\{\begin{array}{c}{q}_n\left(k\right)\&times;\mathrm{\&alpha;}+p(K-\mathrm{\&Delta;}+k)\&times;(1-\mathrm{\&alpha;}),0\&le;k<\mathrm{\&Delta;}\\ q_n\left(k\right)\&times;\mathrm{\&alpha;}+p(k-\mathrm{\&Delta;})\&times;(1-\mathrm{\&alpha;}),\mathrm{\&Delta;}\&le;k\&le;K-1\end{array}\right.$

数据对齐的方法如图4所示，式中α为滤波器系数，即遗忘因子。如图所示Δ＞0，此时p(0)的元素与q(Δ)的元素进行滤波，同理此时p(1)的元素与q(Δ+1)的元素进行滤波，而q(0)元素与p(K-Δ)的元素进行滤波，依此类推可以得到有关的滤波后的信道估计q，此时q的序列起点移动到Δ处，即q(Δ)为实际的信道估计的起点，q(1+Δ)为第二个元素，q(Δ-1)为最后一个元素。即，经过上述滤波后的信道估计中，实际的序列的起点为Δ，而不总是以零点为起点；

当滤波过程同时提高采样倍速的时候，方法如下：

$q_{n+1}(H\&times;k+i)=\left\{\begin{array}{c}{q}_n(H\&times;k+i)\&times;\mathrm{\&alpha;}+p(K-\mathrm{\&Delta;}+k)\&times;(1-\mathrm{\&alpha;}),0\&le;k<\mathrm{\&Delta;}\\ q_n(H\&times;k+i)\&times;\mathrm{\&alpha;}+p(k-\mathrm{\&Delta;})\&times;(1-\mathrm{\&alpha;}),\mathrm{\&Delta;}\&le;k\&le;K-1\end{array}\right.,$ 式中i为采样的相位，i＝0，...H-1，式中H为采样倍速的变化，例如，当采样由2倍速变为4倍速时i∈{0，1}，H＝2。

如图5、6所示，该路径搜索装置3包括：

一个用于计算判决门限的门限计算装置31；

一个用于判断各个路径是否超过该判决门限的路径判断装置32；

一个用于分离各条有效达到路径并计算各个有效到达路径的准确位置的局部峰值搜索装置33。

其中，该门限计算装置31包括：

一个计算平均噪声P_Noise的噪声计算装置311，计算噪声的平均值将利用到历史的噪声路径的位置信息，通过对有关噪声路径上的时延谱求平均得到；

一个计算噪声门限Th_Noise的噪声门限计算装置312，通过将所述平均噪声P_Noise偏移事先设定的倍数K_Noise，即通过Th_Noise＝P_Noise*K_Noise得到，式中K_Noise为事先设定的噪声相对门限的偏移值；

一个计算最大值门限Th_max的最大值门限计算装置313，首先在滤波后的时延谱计中搜索最大值P_max，并由该最大值P_max偏移事先设定的倍数，即Th_Mox＝P_Max*K_Max，式中K_Max为最大值的相对门限的偏移值，从而得到最大值门限Th_max；

一个选择装置314，其选取该噪声门限Th_Noise和最大值门限Th_max的较大者作为该判决门限。

该路径判断装置32根据所述的路径判决门限Th，判断在滤波后的时延谱中大于该门限的路径，即被识别为有效到达路径；没有超过的值被认为是噪声路径，该噪声和其所对应的位置信息，即为计算噪声门限所对应的噪声位置信息，该噪声的位置信息在本帧中被更新，并为下一帧的的噪声的门限Th_Noise所使用。

该局部峰值搜索装置33利用如下方法进行局部峰值搜索：通过在所有的有效的路径的范围内搜索最大值，并认为这是局部最大的路径位置，并记录该位置信息，然后将最大值周围的设定范围S的路径全部认为是旁径而删除，这样该条路径的及其该经附近的路径已经全部被删除，然后重复这个过程直到所有的有效到达路径全部被删除掉，此过程中记录的局部最大的路径位置就是路径的位置信息。如图7所示，图中P10为局部的最大的路径，在该路径的两侧的Q范围的路径全部作为旁径而删除，S用于控制有关峰值两侧的删除的路径的删除范围，该值在预先设定。在此范围内，不管是否超过门限均被认为是旁径而被消除，即图中P7，P8，P9，P11，P12，P13，P14均作为旁径而被消除，而P10是作为局部峰值而被删除，但P10的位置和功率被记录下来。经过上述步骤后的得到已经删除完旁径的有效到达路径，即为分立的有效达到径的信息，根据此信息，可以准确的确定有效达到的路径的时延和功率。

定时调整系统必须准确的判断接收定时的起点，并根据该定时起点调整接收定时，但是在无线环境下，尤其是在衰落信道下，信道的变化非常剧烈，因此为了获得较好的接收效果，必须对接收定时进行合理的控制，尤其是在系统内的接收窗的长度有限的时候。在TD-SCDMA系统中系统估计窗的长度是有限的，当时延扩展比较严重的时候，尤其是当时延扩展大于系统能支持的最大的时延长度的时候，定时系统必须对所有的有效的信息进行取舍。

本实施例中，在计算出准确的分立的路径信息后，根据有关的路径信息获得信道的时延扩展范围，并利用系统的配置信息中得到接收系统的最大估计窗的长度。如果当前的有效的路径时延扩展范围小于系统最大估计窗的长度时，则此时就可以根据本算法确定最优的跟踪点的位置，以提高系统抵抗两个方向漂移的能力。当系统的到达的时延扩展范围超过最大估计窗的长度时，停止运行本装置。

为了防止由于路径时延的快速变化，而造成定时起点的快速变化，导致系统定时稳定性降低，在定时起点和路径时延的变化中使用滞回控制，限制定时起点的快速变化。同时，定时起点的选择也可以使用简单的分段函数计算得到。

如图8、9所示，该定时跟踪点计算装置4包括：

一个第一计算装置41，用于计算最大时延扩展R，根据各个有效到达路径的时延信息，计算此时的信道时延扩展，设首条有效到达路径的到达的时间为P₀、最后一条有效到达路径的到达时间为P₁，则R＝P₁-P₀；

一个第二计算装置42，用于计算系统估计窗的长度，根据接收系统的配置，计算当前的系统的估计窗的最大值W；

一个第一判断单元43，当计算得到的时延扩展大于等于或者接近系统估计窗的值时，启动该第三计算装置44，否则启动第二判断单元45；

一个第三计算装置44，计算定时跟踪点位置，即，定时起点Q＝u₀+k×(W-R)/2，式中W为该接收系统的定时估计窗的长度，该长度由系统设计和接收系统的系统资源决定，u₀为预先设定的定时系统的捕捉窗的前提量，k为斜率调整系数，在实际中，该理论的定时起点的计算也可以使用近似方法加以简化，近似简化的方法将在下文中详细说明；

一个第二判断单元45，判断是否需要进行滞回控制，如果需要，其启动滞回控制装置47，如果不需要，则启动第一装置46；

一个第一装置46，其将当前的定时跟踪点设置为缺省定时跟踪点，并启动第二装置48；

一个滞回控制装置47，根据当前的路径的时延R，以及前次调整的定时跟踪点Q的位置，确定新的定时跟踪点，所述滞回点的个数可以根据实际的系统需要，设定一个或者多个；

一个第二装置48，根据定时跟踪点位置，确定当前帧的定时调整方向，当P₀＜Q时，系统定时需要向后拖延，反之当P₀＞Q则系统定时需要向前提前，当P₀＝Q时，定时系统维持先前的定时不变。

关于定时跟踪点的理论的计算公式，该公式可能带定时跟踪点随着路径时延的快速的变化，这样会造成定时的不稳，因此在实际中可以使用近似的方法，一个可用的近似的方法为：使用分段函数近似该理论曲线，选择理论计算计算公式附近的某几个特征的路径时延点T₁，T₂，T₃，...T_n，其对应的路径时延为R₁，R₂，R₃，...R_n，跟踪点的位置为：Q₁，Q₂，Q₃，...Q_n，其中R_i和Q_i是一一对应的，通过这种方法即可得到分段近似函数。如图10所示，选择其中连接从Q_n到Q₁的任意一条单调的实线段就构成了某一个近似函数。

一般情况下，分段近似需要使用滞回控制，通过选取通过两个点的上部和下部的两条实折线，依这方法连接所以的点n个点，即可得到使用滞回控制的分段近似函数。这样对应一个路径的时延为Y时，对应的跟踪点可以为Q₂或者Q₃的两个值，确定跟踪点为Q₂或Q₃的值，将依赖于当前的跟踪点的位置。

如图11所示，所述的滞回控制，为随路径时延和定时起点的变化关系。令某个滞回点(所述滞回点，是指系统定时发生调整是的特殊点)的路径时延的变化点为R₁和R₂，他们对应的定时起点为Q₁和Q₂，当当前跟踪点为Q₁时，当路径时延超过R₂时，定时起点由Q₁跳转成Q₂，此后维持在Q₂点的稳定，直到当路径时延低于R₁时；当当前跟踪点为Q₂时，当路径时延低于R₁时，定时起点由Q₂跳转成Q₁，此后维持在Q₁点的稳定，直到当路径时延超过R₂时。

当系统的定时偏差很大的时候，定时跟踪系统需要较长的时间的调整才能恢复有关的定时精度，因此在整个系统定时调整的过程中，需要对定时偏差补偿检测，即，为了避免在调整的过程中，当影响性能的定时的调整的误差出现的时候，由定时调整系统输出定时误差矢量，接收装置使用该误差矢量预调整系统的接收定时，以维持接收系统的性能，克服在定时调整的暂态过程中由定时误差而造成的系统性能损失及无线链路连接失败的现象。

如图12、13、14所示，该检测和调整装置5包括：

一个第一判断模块51，判断第一条件是否成立，包括：1)仅有一条有效到达路径存在并且该路径落在定时跟踪点之前；2)有多条有效到达路径存在，该路径落在定时跟踪点前面的路径的功率小于落在估计窗之内的路径的功率和的某个预先设定的倍数以内时，如果上述两个条件中有任何一个成立时，设置定时补偿标志有效，也即，检测是否满足T＜T₀，其中T₀是跟踪点位置，T为首条路径到达位置或者等效到达位置，而且比较自T起的长度为W的窗内的，没有其他有效到达的多经，或者有其他有效多经到达，且满足所有其他的有效到达的有效到达路径功率之和和的某个预先设定的倍数以内时，置位定时补偿标志为有效；

一个第二判断模块52，判断第二条件是否成立，即T＞T₀+W是否成立，其中T₀是跟踪点位置，T为首条路径有效到达位置或者等效到达位置，W为系统所能支持的最大的估计窗长度，如果该条件成立，并置位定时补偿标志为有效；如果该条件不成立，设置定位补偿标志为无效，此时也可关闭该检测和调整装置；

一个定时补偿判断模块53，判断该定时补偿标志是否有效，如果有效，则启动补偿时间输出模块54，如果否，则关闭该检测和调整装置；

一个补偿时间计算模块54，其计算定时误差补偿时间T_Off，T_Off＝T-Q，T为首径的到达的时间，Q为定时跟踪点位置；

一个定时调整命令输出模块55，其输出定时调整命令。

接收装置将根据T_Off决定接收的定时补偿量，定时调整系统将输出定时偏差量并由该定时调整的偏差决定接收的采样时刻，用以补偿解接收定时。

为了防止由于定时调整的步长过大，造成的定时调整的不稳定，定时调整命令输出模块55输出的定时调整命令，将根据实际的定时的调整补偿的步长而变化，实际的定时调整输出T_Adj，将满足0≤T_Adj≤T_Off，调整的方向为定时误差所指明的方向，同时为了避免定时调整步长过大，定时系统将输出的定时调整的命令，限制在某个事先设定可容许的范围内。

在接收环境非常恶劣的时候，为了获得较好的接收效果，定时跟踪系统必须对接收定时的稳定性进行合理的控制。定时调整系统必须准确的判断接收环境的变化，及时调整以应对传播环境的变化，避免由于环境恶劣造成定时系统的定时跟踪的失败。

通过对接收信号的信道质量和定时系统的内部参数进行估计，主要依据接收信号的信噪比和定时系统内部的滤波的时延谱的特征，当系统接收信道的信噪比或者时延谱低于一定的门限的时候，即认为接收信号的质量低于一定的门限，此时的定时跟踪系统处于低信号的情况下工作，而由这种比较低的信号质量而产生的调整命令将被认为是非可靠的调整命令，由定时系统根据一定的准则进行处理或者丢弃。使系统在恶劣的传播环境情况的系统定时跟踪性能维持稳定。

当定时系统检测到信号质量变差，即系统处于恶劣信号的运行的条件下，将定时调整的速度和时延功率谱的滤波器系数，或者关闭定时调整，以使定时系统不会由于信号不可靠而稳定性变差。

如图15所示，该维持装置6包括：

一个第一计算模块61，其计算计算接收信号的信噪比或者接收信号的信号功率；

一个门限判断模块62，当上述第一计算模块61的计算结果低于预先设定的第一门限时，启动第一设置装置65，如果否，则启动第二计算模块63；

一个第二计算模块63，其计算接收信号的时延谱的路径搜索的第二门限；

一个路径判断模块64，判断接收信号的时延谱的路径是否有超过第二门限者，如果有则启动第二设置模块，如果没有，则启动第一设置模块；

一个第一设置模块65，设置系统为恶劣工作状态，进行定时调整操作，并记录当前的工作状态；

一个第二设置模块66，设置系统为正常工作状态，记录当前的工作状态。

该第二计算模块按照如下方法计算第二门限：

首先计算平均噪声P_Niose：计算噪声的平均值将利用到历史的噪声路径的位置信息，通过对有关噪声路径上的时延谱求平均得到；

计算噪声门限Th_Noise：通过将步骤6.3.1所述平均噪声P_Noise偏移事先设定的倍数K_Noise，即通过Th_Noise＝P_Noise*K_Noise得到，式中K_Noise为预先设定的噪声相对门限的偏移值；

计算最大值门限Th_max：首先在滤波后的时延谱计中搜索最大值P_max，并由该最大值P_max偏移事先设定的倍数，即Th_Max＝P_Max*K_Max，式中K_Max为最大值的相对门限的偏移值，从而得到最大值门限Th_Max；

选取路径判决门限Th，其为选取噪声门限Th_Noise和最大值门限Th_Max中的大者为第二门限。

该第一设置单元65更新定时调整装置的时延谱滤波器的滤波器系数，和/或更新定时调整装置的定时调整周期，和/或暂时关闭调整装置的定时调整。

该第二设置单元66根据如下方法进行设置：如果当系统为恶劣状态时，系统记录恶劣定时工作状态；如果当系统当前处于非恶劣信号工作状态时，并连续超过预先设定的非恶劣工作状态的次数，此时系统退出恶劣工作状态，同时恢复原始的定时跟踪调整参数，否则系统维持原来的状态。

Claims (23)

1、一种定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，其包括：

一个用于对接收信道的信道情况进行估计的信道估计装置；

一个用于对信道估计进行滤波的信道估计滤波装置；

一个用于搜索有效路径的路径搜索装置；

一个用于计算定时跟踪点的定时跟踪点计算装置；

一个用于定时补偿检测和定时调整的检测和调整装置。

2、根据权利要求1所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该信道估计装置包括一个计算信道估计的信道估计计算装置，其中，利用如下方法计算该信道估计h(k)：

$h\left(k\right)=\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}e(k+i*R)\&times;s{\left(i\right)}^{*};$

式中：N为训练序列的相关长度。R是信道估计的过采样倍数，k＝0，2，3...，K-1，K是事先设定的该定时捕捉系统信道估计的捕捉长度，s(i)^*是对本地训练序列s(i)的共轭，s(i)为本地产生的训练序列，e(i)为接收信号。

3、根据权利要求2所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该信道估计装置还包括一个用于计算该信道估计的模的第一计算单元，其利用如下方法进行计算，p(k)＝‖h(k)‖；或者包括一个用于计算该信道估计的功率的第二计算单元，其利用如下方法进行计算，p(k)＝‖h(k)‖²。

4、根据权利要求1所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该信道估计滤波装置包括：

一个用于判断上一帧是否发生定时调整的第一判断装置；

一个用于计算序列的移位值的移位值计算装置；

一个用于判断是否需要启动信道估计替代的第二判断装置；

一个用于进行信道估计替代操作的信道估计替代操作装置；

一个用于进行信道估计滤波的信道估计滤波装置。

5、根据权利要求4所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该移位值计算装置利用如下方法计算序列的移位值：累积的调整量为Δ₀，令序列的移位值Δ，Δ＝mod(Δ₀，K)，式中K为由通讯系统的设计所决定的并且考虑了系统过采样的定时系统的信道估计窗的长度。

6、根据权利要求5所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该第二判断装置根据一个信道替换标志判断是否进行信道替换操作，通过如下方法设置该信道替换标志：当定时Δ₀增加时，即Δ₀(n)＝Δ₀(n-1)+1，式中n为滤波的帧号n，当某条路径的路径位置k满足：Δ₀(n-1)-Q′＜k＜Δ₀(n-1)+Q′时，且至少存在一个路径满足路径搜索的门限，式中Q′为事先的设定有效到达路径的检测范围，此时置位信道估计替代标志有效，同时设置回绕点为Δ₀(n-1)；当定时Δ₀减小时，即Δ₀(n)＝Δ₀(n-1)-1，同时k满足：Δ₀(n-1)-Q′＜k＜Δ₀(n-1)+Q′，至少存在一个路径满足路径搜索的门限，此时置位信道估计替代标志有效，同时置回绕点为Δ₀(n)，式中Q′的意义同前述的Q′相同；当Δ₀(n-1)-Q′＜0或者Δ₀(n-1)+Q′＞K时，使用k＝mod(Δ₀(n-1)±Q′，K)，而继续检测q(k)的位置上的数据是否满足门限。

7、根据权利要求6所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该信道估计替代操作装置根据有关的上一帧定时移动方向，在信道估计的滤波过程中，使用噪声的均值替换回绕点的原始滤波数据。

8、根据权利要求7所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该信道估计滤波装置根据如下方法得到q_n+1(k)：

$q_{n+1}\left(k\right)=\left\{\begin{array}{cc}{q}_n\left(k\right)\&times;\mathrm{\&alpha;}+p(K-\mathrm{\&Delta;}+k)\&times;(1-\mathrm{\&alpha;}),0\&le;k<\mathrm{\&Delta;}& \\ q_n\left(k\right)\&times;\mathrm{\&alpha;}+p(k-\mathrm{\&Delta;})\&times;(1-\mathrm{\&alpha;}),\mathrm{\&Delta;}\&le;k\&le;K-1& \end{array},\right.$

式中，α为滤波器系数，即遗忘因子

9、根据权利要求8所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，所述的遗忘因子根据下面的方法取值：

$\mathrm{\&alpha;}=\left\{\begin{array}{cc}1& ,n=0\\ 1/n& ,0<n<N\\ {\mathrm{\&alpha;}}_0& ,n\&GreaterEqual;N\end{array}\right.$

式中：α₀是稳定跟踪时的遗忘因子，当定时跟踪器首次启动或者经过特定的睡眠周期时n被清零，即n＝0，N为一个预设的系数调整的设定值，超过这个值以后系统将按照稳定α₀的值，而不再发生变化。

10、根据权利要求7所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该信道估计滤波装置根据如下方法得到q_n+1(k)：

$q_{n+1}(H\&times;k+i)=\left\{\begin{array}{c}{q}_n(H\&times;k+i)\&times;\mathrm{\&alpha;}+p(K-\mathrm{\&Delta;}+k)\&times;(1-\mathrm{\&alpha;}),0\&le;k<\mathrm{\&Delta;}\\ q_n(H\&times;k+i)\&times;\mathrm{\&alpha;}+p(k-\mathrm{\&Delta;})\&times;(1-\mathrm{\&alpha;}),\mathrm{\&Delta;}\&le;k\&le;K-1\end{array}\right.,$

式中i为采样的相位，i＝0，...H-1，式中H为采样倍速的变化。

11、根据权利要求1所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该路径搜索装置包括：

一个用于计算判决门限Th的门限计算装置；

一个用于判断各个路径是否超过该判决门限Th的路径判断装置；

一个用于分离各条有效达到路径并计算各个有效到达路径的准确位置的局部峰值搜索装置。

12、根据权利要求11所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该门限计算装置包括：

一个计算平均噪声P_Noise的噪声计算装置，计算噪声的平均值将利用到历史的噪声路径的位置信息，通过对有关噪声路径上的时延谱求平均得到；

一个计算噪声门限Th_Noise的噪声门限计算装置，其将所述平均噪声P_Noise偏移事先设定的倍数K_Noise，即通过Th_Noise＝P_Noise*K_Noise得到，式中K_Noise为事先设定的噪声相对门限的偏移值；

一个计算最大值门限Th_max的最大值门限计算装置，在滤波后的时延谱计中搜索最大值P_max，并由该最大值P_max偏移事先设定的倍数，即Th_Max＝P_Max*K_Max，式中K_Max为最大值的相对门限的偏移值，从而得到最大值门限Th_max；

一个选择装置，其选取该噪声门限Th_max和最大值门限Th_max的较大者作为该判决门限Th。

13、根据权利要求12所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该路径判断装置根据所述的路径判决门限Th，判断在滤波后的时延谱中大于该门限的路径，即被识别为有效到达路径，没有超过的值被认为是噪声路径，并丢弃该路径，并记录该噪声和其所对应的位置信息为下一次计算噪声门限Th_Noise所使用。

14、根据权利要求13所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该局部峰值搜索装置利用如下方法进行局部峰值搜索：

在所有的有效的路径的范围内搜索最大值，设定为局部最大的路径位置，并记录该位置信息；

将最大值周围的设定范围S的路径全部认为是旁径而删除，S为一事先设定的有效的路径的扩展范围；

判断是否所有的有效到达路径全部被删除，如果否，则重复上一步骤，如果是，则结束。

15、根据权利要求1所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该定时跟踪点计算装置包括：

一个第一计算装置，用于计算最大时延扩展R，根据各个有效到达路径的时延信息，计算此时的信道时延扩展R，设首条有效到达路径的到达的时间为P₀、最后一条有效到达路径到达时间为P_t，则R＝P_t-P₀；

一个第二计算装置，用于计算系统估计窗的长度，根据接收系统的配置，计算当前的系统估计窗的最大值W；

一个第一判断单元，当计算得到的时延扩展大于等于或者接近系统估计窗的值W时，启动该第三计算装置，否则启动第二判断单元；

一个第三计算装置，计算定时跟踪点位置；

一个第二判断单元，判断是否需要进行滞回控制，如果需要，其启动滞回控制装置，如果不需要，则启动第一装置；

一个第一装置，其将当前的定时跟踪点设置为缺省定时跟踪点，并启动第二装置；

一个滞回控制装置，根据当前的路径的时延R，以及前次调整的定时跟踪点Q的位置，确定新的定时跟踪点；

一个第二装置，根据定时跟踪点位置，确定当前帧的定时调整方向，其按照上述步骤4.8所述的方法确定定时调整方向。

16、根据权利要求15所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该第三计算装置根据如下理论计算公式计算定时跟踪点Q：

Q＝u₀+k×(W-R)/2，式中W为该接收系统的定时估计窗的长度，该长度由系统设计和接收系统的系统资源决定，u₀为预先设定的定时系统的捕捉窗的前提量，k为斜率调整系数。

17、根据权利要求16所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该滞回控制装置利用分段近似函数计算定时跟踪点Q，该分段近似函数可通过如下方法得到：选择所述理论计算公式附近的某几个特征的路径时延点T₁，T₂，T₃，...T_n，其对应的路径时延为R₁，R₂，R₃，...R_n，跟踪点的位置为：Q₁，Q₂，Q₃，...Q_n，其中R_i和Q_i是一一对应的。

18、根据权利要求17所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该滞回控制装置通过以下方法进行滞回控制：

设某个滞回点对应的路径时延的变化点为R₁和R₂，其对应的定时起点为Q₁和Q₂，当当前的跟踪点为Q₁时，当路径时延超过R₂时，定时起点由Q₁跳转成Q₂，此后维持在Q₂点的稳定，直到当路径时延低于R₁时，当当前的跟踪点为Q₂时，当路径时延低于R₁时，定时起点由Q₂跳转成Q₁，此后维持在Q₁点的稳定，直到当路径时延超过R₂时，当定时跟踪点位于R₁和R₂之间的时候，此时的跟踪点不发生变化。

19、根据权利要求1所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该检测和调整装置包括：

一个第一判断模块，判断第一条件是否成立，如果成立，则设置定时补偿标志为有效，该第一条件包括：1)是否仅有一条有效到达路径存在并且该路径落在定时跟踪点之前；2)是否有多条有效到达路径存在，该路径落在定时跟踪点前面的路径的功率小于落在估计窗之内的路径的功率和的某个预先设定的倍数以内；

一个第二判断模块，判断第二条件是否成立，即T＞T₀+W是否成立，其中T₀是跟踪点位置，T为首条路径有效到达位置或者等效到达位置，W为系统所能支持的最大的估计窗长度，如果成立，则设置定时补偿标志为有效，如果不成立，则设置定时补偿标志为无效；

一个定时补偿判断模块，判断该定时补偿标志是否有效，如果有效，则启动补偿时间输出模块，如果否，则关闭该检测和调整装置；

一个补偿时间计算模块，其计算定时误差补偿时间T_Off，T_Off＝T-Q，T为首径的到达的时间，Q为定时跟踪点位置；

一个定时调整命令输出模块，其输出的定时调整命令，将根据实际的定时的调整补偿的步长而变化，实际的定时调整输出T_Adj，将满足0≤T_Adj≤T_Off，调整的方向为定时误差所指明的方向，所输出的定时调整的命令，限制在某个事先设定的容许的范围内。

20、根据权利要求1所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该定时跟踪和捕捉装置还包括一个维持装置，用于维持定时捕捉系统的稳定，包括：

一个第一计算模块，其计算计算接收信号的信噪比或者接收信号的信号功率；

一个门限判断模块，当上述第一计算模块的计算结果低于预先设定的第一门限时，启动路径判断模块，如果否，则启动第二计算模块；

一个第二计算模块，其计算接收信号的时延谱的路径搜索的第二门限；

一个路径判断模块，判断接收信号的时延谱的路径是否有超过第二门限者，判断接收信号的时延谱的路径是否有超过第二门限者，如果有，则启动第二设置模块，如果没有，则启动第一设置模块；

一个第一设置模块，设置系统为恶劣工作状态，进行定时调整操作，并记录当前的工作状态；

一个第二设置模块，设置系统为正常工作状态，记录当前的工作状态。

21、根据权利要求20所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该第二计算模块利用如下方法计算第二门限：

首先计算平均噪声P_Noise：计算噪声的平均值将利用到历史的噪声路径的位置信息，通过对有关噪声路径上的时延谱求平均得到；

计算噪声门限Th_Noise：通过将步骤6.3.1所述平均噪声P_Noise偏移事先设定的倍数K_Noise，即通过Th_Noise＝P_Noise*K_Noise得到，式中K_Noise为预先设定的噪声相对门限的偏移值；

计算最大值门限Th_max：首先在滤波后的时延谱计中搜索最大值P_max，并由该最大值P_max偏移事先设定的倍数，即Yh_Max＝P_Max*K_Max，式中K_Max为最大值的相对门限的偏移值，从而得到最大值门限Th_Max；

选取路径判决门限Th，其为选取噪声门限Th_Noise和最大值门限Th_Max中的大者为第二门限。

22、根据权利要求21所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该第一设置单元更新定时调整装置的时延谱滤波器的滤波器系数，和/或更新定时调整装置的定时调整周期，和/或暂时关闭调整装置的定时调整。

23、根据权利要求22所述的定时跟踪和捕捉装置，其特征在于，该第二设置单元根据如下方法进行设置：如果当系统为恶劣状态时，系统记录恶劣定时工作状态；如果当系统当前处于非恶劣信号工作状态时，并连续超过预先设定的非恶劣工作状态的次数，此时系统退出恶劣工作状态，同时恢复原始的定时跟踪调整参数，否则系统维持原来的状态。

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