TW200849851A - Code modification circuits, methods for recovering time multiplexed pilot signals and rake receivers - Google Patents

Description

200849851 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種犁靶式接收器（Rake Receiver)，特別是有關於一種具有減少相關器（Correlator) 數量之犁耙式接收器。 【先前技術】 無線通訊糸統係使用分碼多工存取（code division ( multiple access, CDMA)技術在同一頻帶中同時傳送數個 通道信號。 如第1圖所示，要被傳送之基頻信號2被調變器6 使用如正父相移調變（Quaternary phase shift keying， QPSK)或正父振幅调變（quadrature amplitude modulation， QAM)等調變技術調變，因此定義出一連串待傳送的符號 (symbol)，其中基頻信號2在此包括經由處理器4處理過 用以壓縮之數位信號。 這些符號具有貫部與虛部兩種成分，並且具有一符 c 號速率（symbolrate)。這些符號在調變器6之後會被分成 兩處理路徑用以在被傳送前接受進一步處理。 這些符號會乘上展頻碼8以對各符號中的資料執行 展頻（spreading)。展頻資料接著會乘上擾亂碼1〇，其中 擾亂碼ίο為行動通訊裝置或基地台所操作之蜂巢（cell) 所特定的擾亂碼。這些程序係用以產生碎片（chips)，並且 接著會由升頻恭12升頻至所需的傳送頻率。 這些展頻碼係被選擇使得符號可彼此正交。當所有 碎片（chips)為時間校準（time alignment，其在傳送端可輕 易達成）日寸，可應用這個條件，但在傳送器與接收器之間 0758-A33517TWF;ADII-〇8-1〇3 5 200849851 傳播，所產生的多重傳送路徑可能造成相同 版= ί生具有不同時間延遲與不同振幅的 式接ί機中Γ種可用以復原傳送信號的方法係使用-苹耗 第3圖係顯示—種犁耙式接收器，其包括了複數 处理通道3(M、3G_2、3_，通常稱為指狀分枝 mger。各指狀分枝允許調整接收信號與解展頻碼 目解擾亂碼(de-S_bling eGde)之間的 十：間杈準。如此允許復原各個傳送通道的信號功 率，並且在結合器端復原時間校準。 將接接中’各指狀分枝中的相關器係用以 =馬的相關運算，用以比對出傳送端所使㈣了 各指狀分枝中具有數個相關器。 ，，、、、 在具有時間多工導頻信號之傳送模式分集系绩中 在至少一個犁耗式接收器之指狀分枝中改變相關'ί，用 括兩個相關器用以對於天線Α與天 ^ , (chips)^ 第4圖係顯示一種用於犁耙式指狀分枝之 徑（數個相關路徑之一者）拓撲。值得注 係對於較早、及時、以及較晚版本的通、狀分枝 ΐ關^算’f且也對於數個可能的資料串intmZ #。因此，第4圖所示的排列可視為在一指 單-處理通道，並且在犁耙式接收器的任何一：指狀分 0758-Α33517TWF;ADII-08-103 6 200849851 枝中可具有複數個類似的通道。此通道包括三個相 3〇、”與34,各相關器具有相同的結構，並/工 相同的行為模式，用以形成將輸入信號心適當地乘上解 ，亂碼Sdescramble、解展頻碼Sdespread、或時間多工導頻解 方疋轉碼STMP-A_der()tate、sTMP_B-der()tate的加總結果，並且對 應於各碼輸出超過各符號長度之加總結果。 ^ S在實際應用上，兩個時間多工導頻相關器32與34 係提供於犁耙式接收器的一單一通道。另一個犁耙式接 收f的通道不需要處理時間多工導頻解旋轉，因此可直 1 接藉由省略相關器32與34而簡化。 【發明内容】 根據本發明之第一實施例，一種碼修改電路用以於 弟對輸入端接收一解擾亂/解展頻碼，以及於第二對輸 入端接收一導頻解旋轉碼，並且結合解擾亂碼、解展^ 碼以及導頻解旋轉碼，以形成一結合碼用以供應至一相 關器，使得相關器自一輸入序列復原一資料或一導頻作 ί 號。 。 根據本發明之第二實施例，一種時間多工導頻信號 之復原方法，包括根據一導頻碼結合一解展頻碼與一解 擾亂碼，以產生適用於一單一相關器之一結合碼，用以 自一資料串中復原一導頻信號。 根據本發明之第三實施例，一種犁耙式接收器，包 括碼修改電路用以將一解擾亂碼與一時間多工導頻復 原碼結合，以產生適用於單一相關器之一結合碼，用以 0758-Α33517TWF;ADII-08-l 03 7 200849851 復原一導頻信號。 根據本發明之第四實施例’一種犁粑式接收器，包 括一解擾亂碼產生器用以產生一結合竭，上述^士 >馬名士 合一展頻碼與一擾亂碼成為使用於一相關哭、< _才目_ 碼，使得相關器同時對展頻碼與擾亂碼執行相。 【實施方式】 為使本發明之製造'操作方法、目標和優點能更明 ()顯易懂，下文特舉幾個較佳實施例，並配合所附圖式， 作詳細說明如下： 實施例： 根據本發明之實施例’所有相關運算，即解展頻 (de-spread)、解擾亂（de-scramble)以及時間多工導頻（TMp) 之相關運算可於單一相關器中被執行。在_第_纟士合步 驟中’ 一單一資料相關器可對於解展頻碼（de_spread 與解擾亂碼（de-scramble code)執行相關運算，如同結合碼 ( 為複數二進位擾亂碼與實部二進位展頻碼0^&1111)的互 斥或（exclusive OR，X0R)之運算結果。復原符號通常稱為 解旋轉（de-rotating)碎片（chips): derotate = Spread ㊉ Scrami j · Spread ㊉ Scramq = (±i + j) 其中㊉代表互斥或（XOR)運算，Spread為複數二進位 擾亂碼，Scrami為實部二進位展頻碼、Scramq為虛部二 進位展頻碼，並且。 0758-A33517TWF;ADII-08-103 8 200849851 結合的擾亂碼與展頻碼之應用會造成一弧度為 (-3π/4)、（π/4)、（-π/4)、（π/4)之一者之解旋轉（de-rotation)。 若一固定弧度（-π/4 (1-j))之旋轉如同一部分相同運 算也被應用，則解旋轉弧度變成（-π/2)、π、〇或（π/2)。 這可由符號反相（sign negation)以及實部與虛部交換達 成。 使用此非正統對應的原因為執行解旋轉需要解擾亂 碼的共軛複數：

correlate = (±1 + j) · (1 - j) · RxIQ 或詳細來說： 若解旋轉=00 ’ 則代表 correlate= - (j .Rx iq); 若解旋轉=01 ’ 則代表 correlate=-(Rx IQ); 若解旋轉=10 ’則代表correlate= Rx IQ ; 右解旋轉=11 ’ 則代表 correlate= (j iq); 相關裔可接者於專用的硬體中被建立。 解展頻碼與解擾亂竭的結合可由如第5圖所示的互 斥或閘（XOR gate)50與52所產生，其中互斥或問%〇 = 收解展頻碼之貫部Sdespread I與解擾亂碼，互 或閘52接收解展頻碼之虛冑之反相信:與^擾 亂碼Sdescramble，其中反相的動作可由喪入於行動、雨“ · 置内之展頻碼產生器所執行，藉由於互斥或閘的=矾^ 實施一反相器完成，或如第5圖所示，藉由於屏端 部供應至互斥或閘52的路徑上提供一分離的反相器1虛 這樣的設計可減少犁耙式接收器中此部分的相° 075 8-A33517TWF; ADII-08-103 200849851 數目，並且假設犁耙式接收器可具有約8至16個指狀分 枝，則被節省的相關器數量為各指狀分枝上所節省的相 關器數量乘上指狀分枝數，因此可顯著地節省矽晶粒使 用空間。 相關器100包括兩通道，其中J通道用以處理自射 頻前端之一正交偵測器所接收之同相信號RJ，Q通道用 以處理自正交偵測器接收之正交信號RXQ。這些通道彼 此相等，因此為簡化起見，以下僅詳細討論其中之一者。 參考到第6圖，相關器1 〇〇的I通道包括第一多工 器150，其具有第一輸入端152用以接收同相信號工， 以及第一輸入端154用以接收正交信號rxq。 第一多工器150的輸出端156係透過反相器158供 應至弟一多工态162之第一輸入端160,並且直接供應至 第一多工162之第二輸入端164。第二多工器ι62的輸 出端供應至加法器170的第一輸入端172。加法器17〇的 第三（載入）輸入端174耦接至相關器1〇〇之輸入端 Der〇tate一 I用以接收信號心咖⑻“。信號心咖⑻卜〗也供應 至第二多工器162之控制端點166，用以決定將哪個輸入 信號傳送至輸出端。元件158與162以及加法器170的 輸入端174可達到將第一多工器150的輸出端156作反 相運算。這些元件也可由一算術反相電路取代。信號 Sderotate-i也會提供至互斥或閘180之第一輸入端，其具有 一第二輸入端用以自相關器之輸入端Derotate_Q接收信 號Sderotate_Q。互斥或閘18〇的輸出端係耦接至多工器wo 0758-A33517TWF; ADII-08-103 10 200849851 之輪入遠擇端用以決定將哪個輸入信號選擇至輸出 , 、、 万虎 Sderotate-I、Sderotate-Q 包含用以

執订解展頻與解擾亂的碼序列，以及選擇性包含執行時 間多工導頻復原的碼序列。 T 加法器170的輪出端供應至記憶體182用以儲存加 法=輸出。在記憶體182中的數值（其為具有複數位元 之字元）可於相關盗之相關序列末端供應作為相關哭之 整合式輸出，但也可供應作為相關序列之總合。記憶°體， 例如-隨機存取記憶體，之輸出供應至第三多工器⑽ 一輸入端192’而第三多工器之第二輸入端194 耦接^零(zero)。第三多工器19〇之輸入選擇端輕接一槽 閃控k唬Sslot—str〇be，用以根據此信號選擇第二輸入端 194° 一般而言’第三多工器⑽用以將儲存於記憶體182 ^數值回傳至加法器17G的第三輸人端。Q通道與I通道 以’如第6圖所示，Q通道之架構為j通道架構之鏡像。 第7圖係顯示用以形成修改過的解擾亂/解旋轉碼之 碼修改電路195。資料/時間多工導頻TMP A與TMP B 的相關器電路相同’因此以下僅介紹其中一者的電路。 在各碼修改電路中包含兩個通道，—個用以產生传 :;u ’另一個用以產生信號s“tate-Q。這兩個通道 非吊相似，因此為簡化起見以下僅詳細介紹其一者。 ^ 一多工器200具有第一輸入端2〇2麵接用以接收 =互斥或閑50產生之信號Sd_mbie ，以及第二 輸入端20"馬接用以接收由互斥或閑52輸出之信號 〇758-A33517TWF;ADII-〇8-l〇3 11 200849851

Sdescramble /SdeSpread-Q 0 多工器200之輸出端206透過反相 器212供應至第二多工器21〇之輸入端2〇8。輸出端2〇6 也直接供應至第二多工器21〇之輸入端214。第二多工器 21 〇之輸出信號代表信號。 此電路也接收時間多工導頻TMP A之解旋轉信號 STMP-A-derotate-I 與 STMP_A-derc)tate-Q。信號 STMP_A_derc>tate-Q 供應 至多工器210之輸入選擇端。信號STMpiderotatw與 STMP-A-der_e-Q皆提供作為互斥或閘220之輸入信號，其 ( 中互斥或閘220具有一輸出端耦接至第一多工器2〇〇之 輸入選擇端。 弟^一通道與弟一通道類似’但信號Stmp -A-derotate-I 應至多工器210’之信號選擇端，並且與第一通道相比， 反相與非反相之輸入端被對換。 此額外電路係提供在對於時間多工導頻信號執行相 關運算時的一額外項。此結合的/相關解旋轉為： correlate = (±l + j).(l + j).(±iq：j).(1^j).IUIQ = |-(±1±j)e(1+(±1-^ I 其中方括派中的内容係為碼修改電路丨95所提供。 此架構可達成與先前技術所安排之相同功能，但使用了 較少的相關器’因此節省了矽面積（silic〇n foot print)與功 率。 本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限 定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發 明之精神和範圍内，當可做些許的更動與潤飾，因此本 發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為 075 8-A3 3517TWF; ADII-08-1 〇3 12 200849851 準。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示在—CDMA系統的解碍步 第2圖係顯示傳播信號經由多路徑衰減所產生的結 第3圖係顯示-犁耙式接收器架構。 第4圖係顯示傳統如❹ 用以復原時間多卫導頻之㈣式接收器架構木核式 弟5圖係顯示根據本發明之—實施例所述結合一對 相關益之Γ解擾IU|/解展頻碼/時間多卫導頻解旋轉碼 之碼結合器。 第6圖係顯示根據本發明之—實施例所述之相關器 詳細電路。 第7圖係顯示根據本發明之一實施例所述之碼結合 器詳細電路。 【主要元件符號說明】 2〜基頻信號； 6〜調變器； 1〇〜擾亂碼； 4〜處理器； 8〜展頻碼； 12〜升頻器； 30、32、34、100〜相關器； 30-1、30-2、30-3、30-N〜通道； 50、52、180、220〜互斥或閘； 54、158、212〜反相器； 0758-A33517TWF; ADII-08-103 13 200849851 150、162、190、200、210、210’〜多工器； 152 、 154 、 160 、 164 、 172 、 174 、 192 、 194 、 202 、 204、208、214、Derotate__I、Derotate_Q〜輸入端； 156、206〜輸出端； 166〜控制端點； 170〜加法器； 182〜記憶體； 195〜碼修改電路； Sdescramble〜解擾亂碼；

Sdespread、Sdespread-I、Sdespread-Q^^^^>^ 步貝石馬，

>TMP-A-derotate-I

Rx、Rxl、RxQ、Sderotate-I、Sderotate-Q、Ssi〇t—str〇be〜 信號； ^TMP-A-derotate 、 SiMP-B-derotate 、 Sr ^TMP-A-derotate-Q N ^TMP-B-derotate-I Λ ^TMP-B-derotate-Q 〜時間多工 導頻解旋轉碼； TMP A、TMP B〜時間多工導頻。 0758-A33517TWF;ADII-08-103 14

Claims (1)

1. 200849851 十、申請專利範圍： 1. 一種碼修改電路，包括一第一對輸入端用以接收 一解擾亂碼（de-scrambling code)/解展頻碼（de-spreading code)以及一第二對輸入端用以接收一導頻解旋轉碼 (pilot de-rotation code)，並且結合上述解擾亂碼、上述解 展頻碼以及上述導頻解旋轉碼，以形成一結合碼並供應 至一相關器（correlator)，使得上述相關器由供應至上述相 關器之一輸入序列復原一資料或一導頻信號。 f 2.如申請專利範圍第1項所述之碼修改電路，更包 % 括一電路用以增加一弧度為（-π/4χ(1-」·)）之旋轉，用以簡 化所有解旋轉操作。 3.如申請專利範圍第1項所述之碼修改電路，其中 上述第一對輸入端適用於接收一解擾亂碼/解展頻碼實部 (I)信號以及一解擾亂碼/解展頻碼虛部（Q)信號，並且上述 第二對輸入端適用於接收一導頻解旋轉實部（I)信號以及 一導頻解旋轉虛部（Q)信號。 ； 4.如申請專利範圍第3項所述之碼修改電路，其中 當上述導頻解旋轉實部（I)信號與上述導頻解旋轉虛部（Q) 信號具有相同瞬間值時，上述解擾亂碼/解展頻碼實部（I) 信號與上述解擾亂碼/解展頻碼虛部（Q)信號之一者係被 選擇用以作為一輸出信號，並且當上述導頻解旋轉實部（I) 信號與上述導頻解旋轉虛部（Q)信號具有不同瞬間值 時，上述解擾亂碼/解展頻碼實部（I)信號與上述解擾亂碼/ 解展頻碼虛部（Q)信號之另一者被選擇用以作為上述輸 0758-A33517TWF;ADII-08-103 15 200849851 出信號。 上、請專利範圍第4項所述之郷改電路，其中 处輸出k號係如上述導頻一 “ 反向（nivened)或無效（negated)。 擇為 6·如巾睛專利範圍第丨項所述之碼修改電路 合一相關器。 1糸、、、σ

   導時間多工導頻信狀制方法，包括根據― V頻碼結合一解展頻碼與一解擾亂碼，以產生—级入 碼，其中上述結合碼適用於一單一相關器以自一資：： 中復原一導頻信號。 、甲 ,8.如申請專利範圍第7項所述之時間多I導頻信號 之復原方法’更包括形成一相關 . 9.-種犁耙式接收器，包㈣以將—解擾亂碼與— 時間多工導頻復原碼結合之一碼修改電路，以產生適用 於用來復原-導頻信號之—單__相關器之—結合碼。 /〇.—種犁耙式接收器，包括用以產生一結合碼之一 解擾亂碼產生器，上述結合碼結合一展頻碼與一擾亂碼 成為使用於一相關器之一相關碼，使得上述相關器同時 對上述展頻碼與上述擾亂碼執行相關運算。 、 11·如申請專利範圍第1〇項所述之犁耙式接收器， 更包括一碼修改器，用以修改上述相關碼，使得其=括 %間多工導頻碼之資訊，使得一單一相關器同時對上 述展頻碼、上述擾亂碼與上述時間多工導頻碼執行相關 0758-A33517TWF;ADII-08-l 03 16 200849851 運算。

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