TWI300661B - Apparatus for digital timing adjustment of rake receiver and method thereof - Google Patents

Description

1300661 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 數位同步器’且特別有關有效執行被用於 【先前技術】 備，輸1妾收單元(WTRU)係包含但不受限於使用者設 動呼叫器或可操作於無線環境中 受限於地人，^11； R /胃/歩及到基地台時’其係包含但不 互連裝i。 控制器’存取點或無線環境中之其他 益線彳時雙4™)通料財，基地台及 向通min?接收訊號間之定時同步對促進雙 振盪了士 Ϊ消基地台局部振蘯器及無線傳輪/接收單 巧二間之疋％差’若接收器無多路徑處理 傳 ===：:墙刪 ^ % :」而，由於多路徑訊號效應，盔線通>[古系统 號之裝置減U及可«被傳輸訊 == _近較。料各路徑具有唯—定時位置， 局部振盪11來㈣碼定時並不歸正多路徑頻道環境 用間多路徑問題’除了控制局部振盈器，碼追縱器可使 衝塑應關數位定時同步。為了有效執行間插器，有限脈 方i 二用取有限脈衝響應間插器具有不同已知 早方法係使賴取Slne函數當财限脈衝響應間插 1300661 =相較下，最小誤差IS差 ^ίί：^ 獲得自多路峨之‘ 器做======== 之發送 及被選自與預定間插哭雜、加t間插可經由整數碼轉移， 以定時誤差估計反方向來產1僂十之間插器控制器係可 器，^可產生片段延遲估計，藉至碼產生 =疋粍圍内而被控制。具有與被量 估=遲估计 =ίί-^ 遲估計相關之係數。 ^ 〇〇可處理被量化片段延 【實=】可從叮靖施_㈣詳細了解。 1300661 雖然本實施例係說明使用分時雙工模式之第三代合作計 (3GPP)寬頻分碼多重存取(W-CDMA)系統，但本實施例係可應用至 任何混合分碼多重存取(CDMA)/分時多重存取(tdma)通信系統。此 外’本貫施例係可應用至通常如弟三代合作計劃之提議分願静 (FDD)之分碼多重存取(CDMA)系統。 — ' 第1圖顯示碼追蹤器10之較佳實施例塊狀圖，包含頻道估 器11，後處理單元12，碼產生器13，間插器η，下採集器15， ♦定時誤差估計器16，迴路濾波器π，間插器控制器化器 19及功率量測20。被接收訊號21成為對頻道估計器n及間插器 14之輸入訊號。碼追踉器1〇可執行接收器至對應無線發送器之^ 位疋同步。例如’第二代合作計劃類似系統中，碼追縱哭1 無線傳輸/接收料接收器内以與基地台發送器做數位 疋日守同步。 頻道估計器11可粗估輸入訊號21之啟 11之採集期間應低於或等於2Tc，其中Tc ίί 1 糾誤差可能超出範圍且演算益 間可被使用。藉由使用具有低於2Tc 區 π，=位5中之啟始誤差係被限制為頻道估計器 成德後二^70以可對雜關櫪估計訊號及雜訊功率。後處理士 及時強路識。這些 具有被璉擇最強路徑例子中 _i4l 如 1300661 器’，具有被各路徑專用之-碼追縱器10。然而，該例中 估計器11及後處理單元12對所有被使用之 用 ”處理單元12施加單路徑之触路徑相位 13，定時同步即開始。 ’座生 針對耙式⑽Ε)狀接收器之各碼追縱器、1〇，碼產生 生當做時脈之基核時參考碼。啟始路徑相位22可僅藉由及 先或延遲該被產生之參考碼來織複數晶片中之碼 之啟 始定時偏移。啟始修正完成後，碼產生器13僅勤來自^插哭^ 制器18之碼轉移指令28來控制。啟始路徑相位&僅於兩情$ 巧用：接收器首次被啟動，及訊號辨掉落雜訊門植以下任^ 日守間。碼轉移28係為被間插器控制器18於領先或延遲方向產^ 之-曰，片辦齡。啟絲正完錢’最較時誤差估計例係被 限制為-Tc至Tc之區間範圍。 包含間插器14，下採集器15，定時誤差估計·，迴路遽波 W7及間插器控制器18之碼追蹤器1G之間插回授迴路％現在 將詳細被解釋。間插回授迴路35可驅動定時誤差估計訊號24至 接近零之值，及驅動延遲估計25朝向實際延遲存續期間。 間插裔14可以相等於被接收自被量化片段延遲估計之 ，時數學轉移該被接收職。來自理糾插器之輸纽號係被方 程式1表示為·· 00 方程式1 y{n) = χ{η + ά) = [ χ{η - m)Sinc{m +α) sin(瓜:） 其中η為整數時間指標，χ(η)為過度採集被接收訊號2卜 被量化片段延遲估計29，而Sine函數被定義為：

Sinc(x) 方程式2 /針對經由間插回授迴路35之啟始迭代，被量化片段延遲估計 29係被重設為零，導致通過間插器14之被接收訊號未被修正。 於操作間插器14及製作被量化片段延遲估計29(也就是^值），將 參考間插回授迴路35之第二及以上迭代做進一步詳細說明。 1300661 降低被接&訊號21 過度採集因子L來 10可被施加至以大於或等於1之L任何整數碼追蹤器 接收器。碼追蹤器1G可執行定時 =^迷:率操作之 編储纖砸 二下；，515之為速==，_TS 15之輸出可被z(n)表示如下：千^化。因此，下採集器 z(n)-y(Lon+k) 其中k為代表下採集器15之基點26之整 f式^ 集速率因子L=4之過度採集訊號，下採华 :隹十對具有採 =:sa，/l，/4，而下採集後，其為之以率區間 變ί將稍後參考方程式^做:基點26 處理之時間修正輸出為接:器進一步 位置給多路徑頻道之輸入。針對定時改進近似 ^經由碼魏n 10之_賴迴路35至，H 5輪出23 定； 施例可運用早晚閘同步器。 计次-·末刼作。較佳實 接著，迴路濾波器17可接收定時誤差估 迴路咖17類型之選擇係視頻道情況而定ίΐ延2 月並不文限於被使用之特殊迴輯波器。較佳是，迴路濾波& !300661 丄;;迴：波$,7波:麩例,,知比例積分器(ρί)濾波器可 當作迴路濾^器;°可曰代是’第—階自迴歸⑽濾波器可被 器濾::：貝^^:^:^^置’包含第二階比例積分 輪入，其被分割於比t 定時誤差估計24 24輪入係被積分哭510之輪入處。定時誤差估計 平行輪出係被加、、^哭ςς積刀’而被乘上平行積分器51之常數b。 比例積分器遽波器^出係^產/哭比^積^器濾、波器輸出。接著， 法器57處理。乘法哭ς7、Λ累1；° 56累積且被具有常數—C之乘 正以補償^^卢中中之#數c相反符號可產生反向定時修 或甚至更高階可包含第…第二 ，慮波t之輸出延遲估計25係被Td表示如下：

Td=- t(le) 3 T)e為為線 = 運差二計器16之定時誤差估計^式4而 器18做進—步^°。。延遲估計25係被傳送至間插器控制 圍及==二可，:主要功能:管制延遲估糊 10之速率操作範圍内數=範估計25於碼追縱器 選擇而定。例如，針對早略Ρϋ係視疋化誤差估計器16之特殊 作範__、被=^^型^時誤差估計器16，該操 16工作範圍限她號變Tc 對定時誤差估計器 估計25等比例轉移下操隹哭。之方式百先此可藉由及時與延遲 應改變整個接收器之框。然而，此係對 收器。然而，多路徑環产中，理解疋否僅有一傳輸路徑至接 卫 < 兄中，較佺轉移路徑專用之碼追蹤器10之 10 1300661 碼產it3於延遲估計25反方@。 計24係^對之定時誤差估 是Tc。因ΐ益Γ延量係等於晶片存續期間，也就 較佳，于碼轉=8遲料25何時變成Td>T，Td<-Te/2， 之路徑二^ ^時無^^接收單元接收器間 首先，行触線傳輸而發生。 f ί係::有第一階改變。第二個原因係基地台及行動朗二 5早兀接收器間之局部震盪器頻差。此亦導致傳！/接 P白改變。這些效應係累積。然而 ^ 弟- 改變。針對具有况碼改變之碼追跪父並不限於第-階 器18可遵循N-1階改變，並可於任何H需^鐘=插器控制 比(s=落低訊號雜訊 28 4 ^ Tc/2-f Δ，S^ZwT!^ 行以補償遞增延遲估計25。相反地，第3β 以負向執 計25係被正碼，移28補償。雖然延遲估計圖2『之估 轉二二=_改變均可行。碼 、W絲生於兩方向。如第3A圖及第3B圖 / . 11 1300661 振&行如0· 05Tc)之任意小值係被用於避免碼轉移25點附近之 25 28發生後’被間插器控制器18使用之新延遲估計值 、寸找如下： SSn[^/] 方程式5a ]表示碼轉移28之方向（也就是正，負或兩者皆非）且被

\Jd>Tc/2 + A 方程式5b sgn(〇<|〇,一 7；/2 - Δ<7；<7；/2 + Α 一 W -TJ1 一& 實控繼18最小化餘之第二函數，具有限大小之 係數係;而广可貫施。有限大小間插器之最佳間插器 間插片段延遲估計27而被進一步降低。因此， 可被^ 被配縣達成此。碼轉移處理後之延遲估計25 方程式6a

Td=k.Ts+a，Ts 其中k被定義如下： 方程式6b k: 運算元[X]代表χ之最大整數。k 存續期間數。因此，,·⑼由相耸=^於中之過度採集樣本 訊號之簡單轉移。轉移；應過度採集輸入 下採集器之基點26來達成.。^；26^3所示之整數k轉移 成縫26轉移後，剩餘時間轉移係等 12 1300661 於 T d = Td-k，T，a，Ts 因為間插器14被標準化為Ts，所以 転式7 (二是二 差此範圍限制讀延遲 為了描緣間插器控制界之强女 過遽定時誤差估計25為Td=0 64TC且二2下例子。假設被 ^ ^ Ts=Tc/L=Tc/4* L=4 ° 0 係為所需，所以碼轉移延遲_ H方^及5b，碼轉移28 從方程式6b，基點ί 256HL 27為η 44 6為k= ―1 ’而從方程式6a，片段延遲估計 估之編餘階段。片段延遲 更新之計曾復⑼。ϋ插錢數以避免延遲估計25每次被 遲估計值Ϊ關之預奏C益19包含可儲存與一組可用量化片段延 間插======之查找表。此查找表可降低 定時精°量化器19可決定基於所需 < α <1範圍之為Q十對過度採集速率L，此對應—1 整所需之定時精確例如，針對Q=32及L=4 ’定時調 接著，依據上例，為τ 16，而量化器19具有Q/L=8位準。 遲可從自量化哭右片段延遲估計27為α =-0.44，則被量化延 位準8量化器4以中m選白擇最近相等值來決定。因為此為 ~〇.75，-(Μ，用值係來自下組量化片段延遲估計：[一1， 生間插所以利皮使用。’ =^5,75 ’ 1](值0因為完全不產 口為-〇·44隶接近一〇· 5，所以被選擇量化片 13 1300661 段延遲估計29接著〜π 遵循間插回授迴路3「· 5，其被傳送至間插器14。 被重複以i|jE蚊時誤差之改^迭代’延遲估§丨及卩物操作繼續 回到間插器14，方鞀彳j 14處理㈣之量化片有限’將被_，包含間插器 接收訊號21時。如方“ i所=里器14最初處理被 ^ Q ^ ^ -、 私式1之無限加總必須被. 私式8a係顯不此輸出之有限表示如下··肩被執仃。以下方 方程式 8a 心⑻代表間插裔係數，被導出如下·· ha(n) = Sinc(m + a) 方程守从 有限長度濾波H之理論間插器之鮮響應係=下： ^,αΓ^) = lTseJ〇)aTs^/2n\ <\/{2Ts) ... l otherwise 万程式 9 係被定義為理論間插器輸出及間插器之有限表 二 ^Ε(ά) = χ(η + ά)- χ^η + ^ 方程气1〇 最適有严脈衝響應間插器之係數物係藉;最小化 ϋίΐΐ^於量化1 段延遲估計29之所有可能確。被使t 之取適方法為取小均方差方法。因為孽息之頻 l/(2Ts)，施加parsevai關係至方程式1〇產生：、 ; jcoaTs 一 2lh&(n)e -jcoaTs άω 方程式Π 方程式11係代表有限脈衝響應濾波器之最小 插器14之間插器較佳類型。方程式η具有若 f，/、為間

Fletcher-PQWell綠可被絲賴絲式u。雜=本=實 14 1300661

IpHSSiS c(w + a)： Λ/-1 :m) 方程式12 一所) m^-hf 如熟練技術人士所知，間插器係數係為對稱4 5，其可被寫為 當不可即時解出絲式n，方程式 匕3 值，且預定係數係被儲存於量化 无解出所有了月匕《 ((Q/⑽之實數切。此導致大小Μ . 闵糸=π办八一找表其中Q/L4i化器位準數。然而， 主、—70王^生間插，所以其被排除於量化器19之杳找 表。猎由使用方程式13之對蘊蛀μ： ^ 、 一找 ,^χ5 *令低了曰代疋，視被貫施間插器結構而定， 夕^式，插^查找表可藉由即時計算來刪除及取代。 例如貫擔之間插誤差喊，w具有2M係數〜⑻。 狀分頻雙功容行動無線傳輸/接收單元接 mm器濾、波器之第二階迴路滤波器，產生μ或 q^) m^ri?5 °Tc/16 y 所使用之1化态位準數為8。 有效明之間插’不管是否使用係數限制數， =式(_)狀接收器做說明，但其不受限於這些 ι〇之替代實施例係包含但不受限於具有下 及夕項式有限脈衝響應間插器，線性間插器， 15 1300661 【圖式簡單說明】 第1圖顯不具有最佳間插之碼追蹤器塊狀圖。 第2圖顯示迴路濾波器塊狀圖。 ，3A圖，第3B圖顯示碼追蹤器之 【主要元件符號說明】 獅讲圖。 1〇碼追縱器11頻道估計器12後處理單元 14間插H 15下採集器 17迴路濾波器 13碼產生器 16定時誤差估計器 19量化器 22啟始路徑相位 25延遲估計值 28碼轉移指令 Ϊ8間插器控制器

20功率量測單元21被接收訊號 23時間修正輸出訊號24定時誤差估計訊號 26基點 27片段延遲估計 35間插回授迴路 29量化片段延遲估計 5〇比例積分器濾波器51積分器 53、56累積器 55加去為 52、54、57乘法器a、b常數 16

Claims (1)

1300661 们年6月s日修正本 十、申請專利範圍： 1· 一種用來做耙式(RAKE)接收器之數位定時調整之裝置，其係配 ^用來同步化在一多路徑衰減環境中之無線通信 <系統^發送 器，其中一接收訊號具有複數路徑，各該路徑具有一關於參考 碼之定時誤差，其包含：、 ^ 一頻道估計器，其係配置用估計該所接收訊號之一啟始碼 相位；以及 複數碼追蹤器，各該碼追蹤器係用於具有一高於預定的雜 訊門檻強度位準之路徑，各該碼追蹤器包含： 一碼產生器，其係配置用來產生可藉由整數增量調整 之定時參考碼；以及 一間插回授電路，其係配置用來間插及修正該定時誤 差，藉此該間插可藉由整數碼轉移加上選自量化片段延遲估計 值^查找表^量化#段延遲估計與其相關預定間麵係數來達 成最佳化，藉此產生出該被接收訊號之時間修正版本。 2·如申清專利|&圍第1項之裝置，其中該間插回授電路更包含： 、、-標準化採集速率之，其聽置絲藉由一片段延 遲或領先以及時轉移該被接收訊號； 二一定時誤差估計器，其係根據介於該間插回授電路之輸出 訊號與該定’參考碼間之間的時縣來決定定時誤差估計； —Iff該定時誤差估計之_器控制11，其_以在該定 =、相ϋ向產生並且傳送—整數碼轉移訊號至該碼產 ’以於預定㈣内產生出—片段延遲估計以蚊間插 以及 數 間插器係數與預定量化片段延遲估計值相關之 k二^化S ’其係配置用來從該查找表中選出在數值上最 係遲估計之—量化諸延遲估計值，其中該係數值 3.如申請專利範圍第2項之裝置，其中各該間插回授電路更包含 17 1300661 一過濾該定時誤差估計之過濾器，以產生一與定時誤差估計值 付號相反之延遲估計值，藉此該間插控制器調整該延遲估計值 於一與該定時誤差估計組態之預定的操作範圍内。 4·如申晴專利範圍第3項之裝置，其中各該間插回授電路更包含 一回應該間插器控制器之下採集器，其係配置用來藉由一過度 採集因子以及依據該接收訊號之採集速率與該延遲^計之比 相關之一基點來降低該接收訊號之該採集速率。 5·如申請專利範圍帛2項之裝置，其中各該間插器係為一丽犯 最佳化的FIR間插器。 6.如申請專利範圍第丨項之裝置，其中各該間插回授電路更包含 一後處理單元’其係配置用來處理該估計的啟始碼相位以及估 S十跨越一雜訊門播的訊號與雜訊功率，因而製造一啟始碼相位 至該碼產生器以發展該相關碼。 7·如申凊專利範圍第1項之裝置，其中該片段延遲估計之預定範 圍係介於(-1)到（1)之間。 8·如申請專利範圍第1項之裝置，其中各該路徑之該接收訊號係 因一L因子而過度取樣，以及該量化片段調整值之預定數目係 為Q/L之量化程度，其係根據定時調整之所要求的定時準確度 T/Q來決定，其中T表示取樣期間，Q表示一正整數，而L表 示一正整數。 9·如申請專利範圍第1項之裝置，其係配置來做為一用於無線接 收/發送單元之接收器。 ίο· —種藉由複數碼追縱器來同步化在多路徑衰減環境中之無線 通信系統發送器之耙式(RAKE)接收器之數位定時調整^方 法，其中一碼追蹤器係指定給高於一預定的雜訊門檻之各路 徑’而且一接收訊號具有複數路徑，各該路徑具有一關於一參 考碼之定時誤差，其包含： ’ 估計該接收訊號之一啟始碼相位；以及 對各該碼追蹤器 18 1300661 產生-可藉由整數增量調 ，上 r量: m專概圍第Π)奴方法，其中制插及紅步驟進一 iii片段延遲或領先及時轉移該接收訊號； 間的版本與該定時參考碼之 ^生一ίΐ定時誤差估計反向之整數碼轉移訊號； 遲估3查找表選擇最接近該片段延遲估計之—量化片段延 12. 如t請士專利範圍第11項之方法，其中該間插步驟更包含過渡 ΐΐίΐί估Λ以f生—與該定時誤差料值的符號相反之 值-—與該定時誤差估計組態 13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該間插步驟更包含藉由 -過度採制子，依據該-與接收訊號的採集速率與該延^估 計之採集速率相關之基點來降低該接收訊號之該採集速率。 14· ?申請專利範圍第1〇項之方法，其中該間插步驟更包含處理 ，估=啟始碼相位以及估計一跨越雜訊門檻之訊號與雜訊功 率，藉此產生一啟始碼相位至該碼產生器以發展該參考碼。 15·如專利申請範圍第u項之方法，其中該片段延遲估預定 範圍係介於(-1)到（1)之間。 、