CN1954513B - 多径搜索方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于更新已在接收信号中定位了一个或多个多径分量波峰的多径搜索的方法，该方法包括使用从最晚的波峰开始向后延伸或从最早的波峰开始向前延伸的延迟扩散窗口来重复搜索。
Description
本发明涉及更新用于多径搜索的搜索时间窗的方法及装置。
在移动无线电的电信领域中，广泛理解的是无线信号经常经由数种路径在发射器与接收器之间传播。经由不同路径到达接收器的分量通常被称为多径分量，而且它们会在接收器处彼此互相干扰而导致接收器的性能下降。
存在各种方案来解决多径传播的问题。通常，这些技术依赖于多径分量之间的相对时间偏移量的确定，或者换言之，依赖于对沿不同路径行进的信号的传播时间上的差异的测量。通常，确定经由不同路径到达接收器的信号分量以及这些信号分量之间的时间偏移量的过程被称为多径搜索。一般而言，这些分量的数目以及它们之间的相对延迟会随着时间而改变，每一个这样的分量的振幅与相位也随着时间而改变。
本发明的一个目的是提供一种用于更新多径搜索的方案。
根据一方面，本发明提供一种更新多径搜索的方法，该多径搜索已经通过在接收信号与已知信号之间各个时间偏移处将这两个信号相关而在该接收信号中定位了一个或多个多径分量波峰，其中每一波峰出现在各自的时间偏移处，且该方法包括通过一时间偏移的范围内将已知信号与接收信号相关来对信号中的多径分量波峰执行更新搜索，其中该范围或者以从在要更新的搜索中产生波峰的最小时间偏移开始向时间偏移递增的方向的第一方式延伸，或者以从在要更新的搜索中产生波峰的最大时间偏移开始向时间偏移递减的方向的第二方式延伸。
本发明还包括一种用于更新多径搜索的装置，该多径搜索已通过在接收信号与已知信号之间各个时间偏移处将这两个信号相关而在该接收信号中定位了一个或多个多径分量波峰，其中该每一波峰出现在各自的时间偏移处，且该装置包括用于通过在一时间偏移的范围内将已知信号与接收信号相关来对信号中的多径分量波峰执行更新搜索的处理装置，其中该范围或者以从在要更新的搜索中产生波峰的最小时间偏移开始向时间偏移递增的方向的第一方式延伸，或者以从在要更新的搜索中产生波峰的最大时间偏移开始向时间偏移递减的方向的第二方式延伸。
根据另一方面，本发明提供一种用于更新已在接收信号中定位了一个或多个多径分量波峰的多径搜索的方法，该方法包括使用一从最晚的波峰开始向后延伸或从最早的波峰开始向前延伸的延迟扩展窗口来重复搜索。
本发明还包括一种用于更新已在接收信号中定位了一个或多个多径分量波峰的多径搜索的装置，该装置包括用于使用从最晚的波峰开始向后延伸或者从最早的波峰开始向前延伸的延迟扩展窗口来重复搜索的处理装置。
在一较佳实施例中，几个这样的更新搜索是以一系列的方式执行的。较佳的是，以反向的观念来执行这一系列中的连续搜索。即，对于此该系列中的任一对更新搜索，其中一个是以从最晚的已知多径分量波峰开始向后延伸的方式执行的，而另一个则是以从最早的已知多径分量波峰开始向前执行的。就延迟扩展而言，搜索的范围可以在该系列中的各个搜索之间不同。
本发明较佳地在诸如移动电话等无线通信网络的参与者中使用。本发明也可被实现为由适当的数据处理设备执行的软件，或是被实现为硬件与软件的组合。
仅作为示例，现在将参考附图来描述本发明的一个实施例，附图中：
图1是移动电话的框图。
图2示出了图1的电话中执行的多径搜索的结果；
图3示出了图1的电话中执行的多径搜索的结果；
图4示出了图1的电话中执行的多径搜索的结果；
图5示出了图1的电话中执行的多径搜索的结果；
图6示出了图1的电话中执行的多径搜索的结果；以及
图7示出了图1的电话中执行的多径搜索的结果。
图1示出了用于UMTS网络的移动电话10的一些基本元件。图1仅示出电话10中对于描述本发明最有用的元件；本领域的技术人员可以明白，移动电话的构造实际上要复杂得多。如图1所示，电话10包括天线12、RF部分14、RAKE接收机16、比特率处理器(BRP)18以及多径搜索器(MPS)20。
电话10通过天线12接收信号。接收信号由RF部分14降频转换以产生一基带信号。该基带信号接着同时通过RAKE接收机16以及多径搜索器20。多径搜索器20标识出该基带信号中最强的多径分量组，并将RAKE接收机16的耙指分配给这些分量中的每一个分量。RAKE接收机16并行地解调所分配的多径分量，并以时间对齐的方式来组合那些结果。由RAKE接收机16提供的解调信号接着被提供给BRP18以供进一步的处理。在语音呼叫的示例中，由BRP18执行的进一步处理包括从接收信号中提取语音信息以及通过声音变换器将其最终转换成用于呈现的模拟信号。将不给出有关RF部分、RAKE接收机16或是BRP18的进一步细节，因为这些单元工作的方式很容易被本领域技术人员理解。然而，现在将更详细描述MPS20的操作。
在与基站交互的过程中，电话10监视由基站在电话10所参与的UMTS网络的公共导频信道(CPICH)中送出的信号。由基站在CPICH中发送的信号使用扰频码来编码，且该扰频码对于电话10为已知或可由其推断出。MPS20对在CPICH中从基站获取的信号进行测量，以标识来自该基站的多径分量。
MPS20对于由电话10从基站获取的CPICH信号执行一组相关计算。每一相关计算涉及将扰频码与来自基站的CPICH信号进行相关以产生一相关值。然而，每一相关计算使用了扰频码与来自基站的CPICH信号之间的不同的时间偏移。如果绘出相关值与其时间偏移值的关系，则所得的曲线会显示出多个波峰，对由基站在CPICH中发送的信号的每一多径分量有一个波峰。(实际上，只有最强的多径分量对于固有噪声电平是能辨识的)。波峰的高度指示存在的多径分量的相对功率电平，而波峰之间的间隔则指示各个多径分量之间的相对延迟。鉴于此原因，通常将这一曲线图称为功率与延迟的关系概图。
在第一次检测到来自基站的CPICH传输时，MPS20执行一组粗略的相关计算，该相关计算足以提供其中可辨识出最强多径分量波峰的功率与延迟的关系概图。这一曲线图示于图2中。MPS20每隔一段时间会重复执行此粗略估算。或者，粗略的路径位置也可通过诸如与同步码(对UMTS而言，同步码为P-SCH与S-SCH)相关等其它手段来获得。然而，若是电话10例如作为移交的结果开始积极地使用基站，则MPS20执行一组较精细的相关计算以产生功率与延迟的关系概图的更详细版本。
UMTS标准当前规定多径分量必须至少在被积极使用的基站的功率与延迟的关系概图中的20μs的窗口或延迟扩展上监视。因此，MPS20将粗略搜索的最后一次迭代中找到的最强波峰的位置指定为延迟轴上的零点，并且在延迟轴上的0μs到20μs的区间上执行建立详细的功率与延迟的关系概图所需的相关计算，如由图2的延迟轴下方的箭号所示。
在本示例中，该详细搜索在延迟轴上的+9μs与+17μs的延迟处找到额外的多径分量，如图3所示。基于电话10周围的多径环境会不时改变的假设，要求MPS20周期性地重复该详细的20μs搜索。然而，在该详细搜索的下一次迭代处，将20μs窗口链接到位于前一搜索中的最晚波峰(在此情况下为+17μs处的波峰)，并在延迟递减的方向上延伸，如图4的延迟轴下方的箭头所示。因此，现在在延迟轴上的+17μs到-3μs的区间上执行搜索。在本示例中，新的搜索再一次找出位于0、+9以及+17μs处的波峰，而且还定位了位于-2μs处的一额外波峰，如图5所示。
当时间到达执行该详细搜索中的下一迭代处时，将20μs窗口链接至延迟轴上的最早波峰，并在递增延迟的方向上往前延伸，如图6中延迟轴下方的箭头所示。在本示例中，该搜索的新迭代找出-2、0以及+17μs处的波峰，但是+9μs处的波峰不再存在。
只要电话10继续积极地使用所述的基站，就周期性地重复该详细的20μs搜索。该搜索的连续迭代继续以反向的观念来延伸，即朝向延迟递增或是延迟递减延伸。在延迟递减的方向上延伸的每一迭代始于由该搜索的前一迭代找出的最晚波峰，而在延迟递增的方向上延伸的每一迭代始于该搜索的前一迭代找出的最早波峰。因此，在功率与延迟的关系概图中的20μs范围以就需要执行的相关计算的数目而言对电话的数据处理资源施加相对较轻的负担的方式来监视。在要更新的搜索仅包含单个多径波峰的情况下，MPS20提供了这样一个特定的好处，即相隔多达20μs之远的路径可被定位，而不会有必须在该搜索的单次迭代中搜索40μs时间窗口的损失。
Claims (15)
1.一种对接收信号定位了一个或多个多径分量波峰的多径搜索的方法，其中每一波峰出现在各自的时间偏移处，且所述方法包括对已知信号与所述接收信号相关来对所述接收信号中的多径分量波峰执行一固定的时间偏移的范围的本次更新搜索，其中所述固定的时间偏移的范围或者以从前次更新搜索中产生波峰的最早时间偏移开始向时间偏移递增的方向的第一方式延伸所述固定的时间偏移的范围，或者以从前次更新搜索中产生波峰的最晚时间偏移开始向时间偏移递减的方向的第二方式延伸所述固定的时间偏移的范围。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过在一固定的时间偏移的范围内将所述接收信号与所述已知信号相关来对所述接收信号中的多径分量波峰再执行至少一次更新搜索，其中所述范围以所述第一方式或所述第二方式中的任一种延伸，且至少一对连续搜索以所述第一方式和第二方式中的不同方式延伸。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第一次更新搜索之前所进行的原始搜索是仅定位了最强波峰，并以所述最强波峰开始向前或向后搜索，以定位一个或多个多径分量波峰。
4.一种用于更新已在接收信号中定位了一个或多个多径分量波峰的多径搜索的方法，所述方法包括使用前次更新搜索中最晚的波峰开始反向延伸或从最早的波峰开始前向延伸一固定的时间偏移的范围的延迟扩展窗口来执行本次更新搜索。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括周期性执行一固定的时间偏移的范围的更新搜索，使用从最晚的波峰开始反向延伸或从最早的波峰开始前向延伸的延迟扩展窗口再重复所述搜索，且至少一对连续搜索使用在相反的方向上延伸的延迟扩展窗口。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述延迟扩展窗口的范围可以在所述搜索的连续迭代之间变化。
7.如权利要求4、5或6中的任一项所述的方法，其特征在于，在第一次更新搜索之前所进行的原始搜索是仅定位了最强波峰，并以所述最强波峰开始向前或向后搜索，以定位一个或多个多径分量波峰。
8.一种对接收信号中定位了一个或多个多径分量波峰的多径搜索的装置，其中每一波峰出现在各自的时间偏移处，且所述装置包括用于对已知信号与所述接收信号相关来对所述接收信号中的多径分量波峰执行一固定的时间偏移的范围的本次更新搜索的处理装置，其中所述固定的时间偏移的范围或者以从前次更新搜索中产生波峰的最早时间偏移开始向时间偏移递增的方向的第一方式延伸所述固定的时间偏移的范围，或者以从前次更新搜索中产生波峰的最晚时间偏移开始向时间偏移递减的方向的第二方式延伸所述固定的时间偏移的范围。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理装置还被安排成通过一固定的时间偏移的范围内将所述接收信号与所述已知信号相关来对所述接收信号中的多径分量波峰再执行至少一次更新搜索，其中所述范围以所述第一方式或所述第二方式中的任一种延伸，且至少一对连续搜索以所述第一方式和所述第二方式中的不同方式延伸。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，在第一次更新搜索之前所进行的原始搜索是仅定位了最强波峰，并以所述最强波峰开始向前或向后搜索，以定位一个或多个多径分量波峰。
11.一种用于更新已在接收信号中定位了一个或多个多径分量波峰的多径搜索的装置，所述装置包括使用前次更新搜索中最晚的波峰开始反向延伸或从最早的波峰开始前向延伸一固定的时间偏移的范围的延迟扩展窗口来执行本次更新搜索的处理装置。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理装置被安排成再重复至少一次所述搜索，且在所述搜索的至少一对连续迭代中，所述延迟扩展窗口在相反的方向上延伸。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述范围的程度在所述搜索的连续迭代之间变化。
14.如权利要求11、12或13中任一项所述的装置，其特征在于，在第一次更新搜索之前由所述处理装置进行的原始搜索是仅定位了最强波峰，并以所述最强波峰开始向前或向后搜索，以定位一个或多个多径分量波峰。
15.一种包括如权利要求8到14中任一项所述的装置的无线电电信设备。
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