TW522664B - Rake receiver - Google Patents

Description

522664 A7 ___ B7 五、發明説明(7~) ~ ^~^--- 技術範圍 本發明關於一耙式接收器，其具有特別，但不排除應用 於直接順序CDMA(分碼多路存取）接收器，適於使用於π% 及第三代（3GPP)電話。 背景拮藝 耗式接收器係揭示於由R· price&p E. Green所寫之”供多 路頻道之通信技巧”，刊於1958之IRE會刊，555巧7〇頁。簡 言之，耙式接收器結構，可在多路頻道傳播條件下，提供 一對符號間干擾（ISI)效應之免疫，多路傳播條件使同一信 號，在許多時間間隔被天線重複收到。收到之信號接收後 被降頻轉換，降頻轉換之信號被加在複數個信號路徑，通 常稱為耙式指，每一具有一不同時間延遲。每一信號路徑 包括一相關器，其產生其版式之接收信號。此版式加以組 合並在一符號期間統合。 在較早版式耙式接收器中，延遲由一延遲線提供，該延 遲線具有許多抽頭，連續抽頭由實際上相等之時間延遲所 ^刀隔。僅有少數信號路徑分配能量至接收之符號，此等路 徑之相對延遲隨時間之變化極慢。 揭示之乾式接收器之最現代版式具有較少之抽頭，但每 有可麦之延遲。每一抽頭之最佳延遲由延遲鎖住迴路維 一待。典型延遲鎖住迴路揭示於J.J· Spilker，Jr所寫之，，雙態信 號之延遲鎖住追蹤，，，刊於1963 IEEE太空電子與遙測交易 ，9(1963)，1-8頁。在直接順序cDMA接收器中使用之延遲 資住迴路之貫施中’發射信號包括一導引碼，及乾式接收

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線 522664 A7 B7 五、發明説明（3 ) ----- 以恢復自組合輸出之符號，接收器尚含碼產生裝置，以產 生濾波之導引碼，及每一信號路徑之信號處理裝置包含可 變延遲裝置，以將該路徑之信號延遲一希望量，及裝置以 將延遲之信號與濾波之導引信號相關聯。 衣 本發明係基於一認知，即，自帶外信號之干擾僅因導引 碼而發生，其含+；[及]值順序，具有發生於信號帶寬外之 諧波。將導引信號濾波，此濾波之實施係將以士丨值開始之 導引碼信號内插，此濾波可提供一多位元代表，並較以較 高級濾波器將接收之信號濾波，如晶片率所證明者為容易。 本發明一實施例中，信號處理裝置包括，一耦合至碼產 生裝置之輸出及耦合至可變延遲裝置之信號獲得裝置，以 獲付k號路徑之早-遲時序誤差信號，該時序誤差信號供應 至一裝置，以調整可變延遲裝置之可變時間延遲，及獲得 各信號路徑中接收信號強度之指示，及一裝置用以將自可 變延遲裝置之延遲信號，乘以強度指示之複共軛，並將此 結果供應至組合裝置。 在本發明之另一實施例中，碼產生裝置包括固定延遲裝 置’信號獲得裝置包含第一，第二及第三相關器，每一第 一，第二及第三相關器有一第一及第二輸入，第一相關器 之第一輸入合至可變延遲裝置之輸出，第一及第二差動延 —遲裝置之輸入合至可變延遲裝置之輸出，輸出則分別合至 第一及第二相關器之第一輸入，第一差動延遲裝置延遲可 變延遲裝置之輸出晶片期間之半，第二差動延遲裝置延遲 可麦延遲裝置之輸出一晶片期間，第一，第二及第三相關 -6 - I紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱） 一 一" " —

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一差動電路之輸 及早-遲時序誤差 以供在信號路徑 器之第二輸入合至碼產生裝置之一輸出 入分別連接至第一及第三相關器之輸出 信號之輸出，及第二相關器具有一輸出 中接收信號之強度指示。 圖式簡略說明 本發明將以舉例方式，並伴隨圖式加以說明，其中： 圖1具有數位化接收之信號之高階濾波之耙式接收器之 方塊圖， 圖2為本發明把式接收器之第一實施例之方塊圖， 圖3為適用於圖2中之接收器之信號路徑（或耙式指）之實 施例之方塊圖， 圖4為適用於圖2之接收器之信號路徑（或耙式指）之另一 實施例之方塊圖，及 圖5為適用於圖2之接收器之信號路徑（或耙式指）之有一 實施例之方塊圖。 各圖式中’相同參考號碼用以指示對應特性。 實施本發明之模次 圖1所示之耙式接收器包含一耦合至一正交降頻轉換級 12之天線10 ,轉換級提供正交相關輸出j , Q。此等輸出在 滿比至數位轉換器（ADC) 14被數位化。數位化之I及q信號 加至高階數位濾波器16，其必須處理接收之信號之動態範 圍。數位濾波器16之輸出家至一信號分路器18，其將信號 分路為複數個N並聯信號路徑，即耙式指RF1，RF2，RFN。 每一N信號路徑與其他路徑相同，為方便計，僅詳細說明 本^纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) ' ---一— 522664 A7 ___— B7 五、發明説明（5 ) ^ 5虎路棱RF 1。邏輯控制加至耙式指RF1，RF2，RFN，俾 …、一 _巴式‘追縱同一信號路徑，邏輯控制並將再分配指路 徑’以便在任何一信號路徑衰落時，另一信號路徑可以形 自k號分路器18之信號加至可變延遲元件2〇。可變延遲 元件20之延遲調整後以使信號路徑RF1中處理之信號為最佳 。可變延遲元件2〇提供三信號輸出，即，較早，準時，較 晚信號’分別耦合至三相關器CRi，CR2及CR3之第一輸入22 ，24及26 。 一碼產生裝置300包含一耦合至固定延遲級32之導引碼源 3〇 ’該級提供一輸出36，該輸出連接至相關器CRI，CR2及 CR3之地二輸入23，25及27。 每一三相關器CRI，CR2，CR3均含一相乘器40，將各別 第一及第二輸入及一級42之信號相乘，以決定自相乘器40 之信號之波幅a，及向位φ。自相關器cri，CR3之早及遲輸 出供應至差動級44，自該級，耙式指rF丨之早-遲時序誤差 被決定，並加至級46，由該級決定可變延遲元件20之延遲 是否需要更新，如是，其在線47上發出一信號。時序誤差 通常與一閾值相比，如超過閾值，延遲應予調整，如否， 則保留。可變延遲元件20與線47上回輸信號之產生之結和 ，建立一延遲鎖住迴路。 相關器CR2之準時輸出加至相乘器48，其亦自延遲元件 20接收一信號。此信號在延遲基50延遲一量，以補償相關 器CR2中之信號處理。在相乘器48中，自延遲級50之信號， -8 · 本紙張尺度適用中@國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱)"

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與自相關器CR2獲得之相關之複共扼相乘，以提供一最佳 版式之信號。此最佳信號與自撷式指RF2，RFN之最佳信號 ，在相加級52中組合，信號壺供應至獨立級卩。鎖得之信^ 號加至一集成及轉儲級56，符號在其中恢復。 在使用圖1中之電路供3GPP電話時，為自一路徑獲得最 多能量，指延遲應控制在一晶片之一部份，典型為晶片之 1/4,俾ADC14之取樣率至少須為晶片率之四倍，以提供每 晶片四個取樣。信號帶寬為晶片率之半。A防止相鄰頻道 干擾耙式接收器RF1，RF2，RFN之作業，自aDC 14之信號必 須較在濾波器16所需之取樣率多四次。利用高層次濾波器 係資源浪費。此種濾波器需要較大集成時間常數，以便在 ADC 16中類比至數位轉換前作類比濾波，及/或大量之抽頭 作超取樣ADCs之數位濾波。出該濾波需要相當大之積體電 路面積外，亦消耗大量功率，其更負面影話之通話時 間/準備時間。 圖2顯示本發明耙式接收器之之一實施例。與圖1比較， 說明之耙式接收器包括一數位濾波器6〇，以便在其加至固 疋延遲級32之珂，自導引碼30之源内插導引碼。一濾波器 62可選擇性連接至相加級52之輸出，與除擴展級科之間， 以便除去ADC 14輸出中出現之諧波。或者，濾波可暗藏在 —除擴展級54。除擴展信號之濾波可能不太嚴重，因為擴展 碼θ較少之諧波能量。高階數位濾波器16(圖丨）被取銷，雖 然類比濾波可在接收器12&ADC 14_實施。可變延遲元件 2〇之輸出供應至相關器CR1，CR2及CR3之第一輸入22 ,以及 -9- I紙張尺度適用中S 8家標準(CNS) A4規格(210X297公着)· ------ 522664 A7 五、發明説明(~~V) ' ----— 26。固疋延遲級32具有早，準時’遲輸出μ，％及％，供應 f各相關器CIU，CR2及CR3之第二輸入。為簡便計，圖^ 家說明，因其與圖1相似。

口。操作時，ADC 14以四倍晶片率重複取樣信號，相關 态Ciu’ CR2及CR3亦以晶片錄操作以避免混淆。自可變延 遲/C件20之輸出以晶片率，自相關器CR2i輸出提供導引 仏市之波幅a，向位φ值。特別是，相關器CR2之級42集成 及轉儲所加之信號，並選擇性將輸出内插，以提供較晶片 率為低，並可能低於符號率之信號。 圖2係根據一認知，即自帶外信號之干擾之發生，僅因 為導引碼源30之導引碼產生，該碼為一順序之+ i及·丨值而 具有發生在信號帶寬以外之諧波。將導引碼以數位式内插 於數位濾波裝置60中，該導引碼被賦予多位元代表，帶外 谐波即被消除。因為導引以+ 1及_丨順序開始，内插較容易 ’及較以南階濾波器如濾波器16(圖1)濾波接收之信號，使 用較少之資源。對接收信號之濾波程度與對導引碼濾波程 度間，有一折衷。此一折衷中必須考慮之因數包括，信號 路瓜中’慮波為之複雜性’與導引碼之内插之增加程度，因 可導致大量之位元，因而使相關器CRi，CR2及CR3中複雜 之乘法。作為一導引，信號路徑之濾波程度需加以調整， _以防止混淆，濾波需求之平衡亦可由内插導引碼達成。 由於自數位濾波器60内臣之導引碼不再為+ 1及-1，相關 器CRI，CR2，CR3内之乘法變為以取樣率之真乘法，而非 加法或減法。可實施簡化以降低信號處理，因為内插之導 • 10- I紙張尺度適财a國1標準(CNS) A4規格(21GX297公釐) ' 522664 A7 —___ B7 __ 五、發明説明（8 ) 引值數目甚小。 相關器CR1，CR2，CR3之級42包括集成及轉儲各級，其 可提供信號之絕對之濾波。 圖3說明耙式RF1如圖2所示。此變體與加至可變延遲元 件20之早-遲信號決定之方法有關。固定之延遲級32之早遲 輸出34及38分別加至差動級70之輸入72及74。級70之輸出76 及自可變延遲元件20之延遲之接收信號加至相關器CR4，其 含相乘器40及向位φ，波幅a決定級42。級42之輸出轉合至 級46 〇 圖4顯示耗式指RF 1之另一變體，如圖2所示。此實施例 中，固定延遲級32之早及遲輸出34及38供應至相關器CR1， CR3，其輸出之差由差動裝置44產生，由級46所使用，以產 生供延遲元件20之延遲調整信號。準時關聯由早及遲關聯 在相加級80中相加而獲得，該級之輸出構成準時關聯之複 合軛。延遲之接收信號以相乘器48之複合軛相乘。 圖5說明耙式指RF 1之另一變體，如圖2所示。此實施例 中’自固定延遲級32之信號輸出36，加至相關器CR.1，CR2 ’ CR3之相乘|§40之輸入23 ’ 25，27。可變延遲元件2〇之輸 出加至時間延遲級82，84，其輸出分別連接至相關器CR2 , CR3之相乘器40之輸入24 ’ 26。延遲級82將延遲元件20之輸 ，出延遲2取樣（或晶片期間之半），延遲級84將延遲元件2〇之 輸出延遲4取樣（或一晶片期間）。延遲元件2〇之輸出直接連 接至相關益CR1中之相乘^§ 40之輸入22，俾無信號延遲。或 者，延遲級80，如虛線所示，如需要時可製備，但由延遲 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）—----；---- 522664 A7 B7 五、發明説明（9 ) 關器CR1 關器CR3 級82及84引入之相對延遲期間被保持。操作時， 提供一早指示，相關器CR2提供一準時指示，及 提供一遲指示。信號處理此後與圖2所述相同。 工業應用性 無線電接收裝置 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

1. 522664 A8 B8 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 " 1 . 一種耙式接收器，包含一無線電信號接收級、一耦合至 接收級之類比至數位轉換器（ADC)，ADC之輸出轉合至複 數個信號路徑之一輸入，每一信號路徑包括信號處理裝 置、組合裝置以組合自信號路徑之輸出、及裝置以自組 合之輸出接收符號，該接收器尚含碼產生裝置、以產生 濾波之導引碼、及在每一信號路徑之信號處理裝置，其 包含一可變延遲裝置，以延遲一路徑中之信號一希望量 及一裝置，以將延遲之信號與濾波之導引碼相關聯。 2 ·如申請專利範圍第1項之耙式接收器，其中之該信行處 理裝置包含’信號獲得裝置，其耦合至碼產生裝置之一 輸出及至可變延遲裝置以獲得信號路徑之早-遲時序誤 差信號，該時序誤差信號供應至一裝置，以調整可變延 遲元件之可變時間延遲，及獲得一在每一信號路徑之接 收之#唬強度之指示，及一裝置，將自可變延遲裝置之 延遲信號乘以其強度指示之複合軛，並供應此結果至組 合裝置。 3 .如申請專利範圍第2項之耙式接收器，其特徵為該碼產 生裝置包含渡波之導引碼之早準時及遲輸出及信號獲得 裝置’ S包含第-、第二及第三相關器，每一第一、第 二及第三相關器具有第一及第二輸入，第一輸入搞合至 _可變延遲裝置之一輸出，第二輸入分別連接至碼產生裝 ’ ^之早準時及遲輸出，—差動電路將其輸人分別連接至 帛及第二相關态之輸出，及_輸出供早·遲時間誤差 信號之用，及第二相關哭右一^山 相關為有輸出以指示信號路徑中接 -13- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公董)----—--- >22664

   收信號之強度。 .如申凊專利範圍第2項之耙式接收器，纟特徵為該碼產 ^裝置包含濾料引碼之早料及遲輸出，及信號獲得 裝置包含差動裝置，#輸入連接至碼產生裝置之早及遲 :出：-及第二相關器，每一第一及第二相關器具有第 :及第二輸入’第一輸入耦合至可變延遲裝置之輸出， 第二輸入分別連接至碼產生裝置之準時輸出，及至差動 $置之輸出，第一相關器具有一輸入供信號路徑中接收 信號之強度，第二相關器有一輸出供早_遲時間誤差信 號之用。 •如申請專利範圍第2項之耙式接收器，其特徵為碼產生 衣置包含濾波之導引碼之早及遲輸出，信號獲得裝置包 各第一及第二相關器，每一第一及第二相關器具有第一 及第二輸入，第一輸入耦合至可變延遲裝置之輸出，第 二輪入分別連接至碼產生裝置之早及遲輸出，差動裝置 具有一輸入分別耦合至第一及第二相關器之輸出，及一 輪出供早•遲時間誤差信號，及一組合裝置將其輸入分 別轉合至第一及第二相關器之輸出，及一輸出以指示信 號路徑中接收信號之強度。 •如申凊專利範圍第2項之耙式接收器，其特徵為碼產生 裝置包含固定延遲裝置及信號獲得裝置，其包含第一， 第二及第三相關器，每一第一、第二及第三相關器有一 第及弟二輸入，弟一相關器之第一輸入搞合至可變延 遲裝置之輸出’第一及第二差動延遲裝置將其輸入耦合 • 14- 中國國家樣準(CNS) A4规格⑽x 297公爱) ABCD 522664

   至可笈延遲裝置之輸出，而將其輸出分別耦合 第三相關器之第一輸入，第一差動延遲裝置將可變：遲 裝置之輸出延遲半個晶片期間，第二差動延遲 變延遲裝置之輸出延遲—個晶片期間，第一、第二及： 三相關器之第二輸入耦合至碼產生裝置之一輪出 裝置有-輸人連接至第—及第三相關器之輸出及 出供早·遲時間誤差信號，第二相關器有一輸出供指^ 信號路徑中接收信號之強度。 7·如申請專利範圍第3或6項之耙式接收器，其特徵為每一 第一、第二及第三相關器包括一集成及轉儲級。 8·如申咕專利範圍第4或5項之把式接收器，其特徵為每一 第一及第二相關器包括一集成及轉儲級。 9.如申請專利範圍第2、3、4、5及ό項中任何一頊之耙式 接收器’其特徵為自組合裝置之信號路徑中之濾波裝 置。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇X 297公釐)