TWI364180B - Spread spectrum receiver and channel compensation method thereof - Google Patents

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1364180 索號 096110118 100 年 10 月 25 日 修正頁 九、發明說明： ♦月邛修iE替換頁 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於頻道補償，尤指展頻接收器和其頻道補償 方法。 【先前技術】 展頻系統與利用在展頻發射機内窄頻帶資料和寬頻擬亂 碼雜訊（Pseudo Noise, PN)編碼的乘積消除多路徑干涉 (multipath interference)，用以產生寬頻的傳送訊號， 寬頻的傳送訊號幾乎和擬亂碼雜訊編碼的頻譜寬度相同。展頻 系統運用在在分碼多重進接（c〇de Divisi〇n Multiple

Access' CD腿），以及符合通用行動通訊服務/國際行動通 訊 2000 (Universal M〇Mle Telec〇mmunicati〇n

System/internati0nal M〇bile Telec⑽师nicati〇ns, UMTS/IMT-2000)規格的寬頻 CDMA(wideband cd_ 系 統通系個展頻系統’譬如WCDMA系統，使用正交展頻碼 將在偏好頻譜内的資料符號解展頻，以及減碼雜訊的擾亂瑪 分離不同的基地台（cell)的下載（d_iink)傳輸和用戶的 上傳（upl.ink)傳輪。展頻碼，亦稱為正交通道碼 (channelizatoin c〇de)，在資料傳輸之前將資料符號變 ，成:定數量的晶片（chip)作為傳播頻譜訊號。展頻接收器 接收器（raker吻贿〉，常使用在隱系統中 盖或者解展頻接收的展頻訊號，減少訊號多路徑接收， 以及改善接收品質。展相 、\頻和解展頻的編碼可以是金氏碼（Gold C 、沃_什料⑽1处c〇de)、正交可變展頻係數 VIT06-0049/0608-A40812-TWDF1 6 1364180 _ : 〜年a月邱修正替換頁 (Orthogonal Variable Spreading Factor, OVSF) 通道碼、或者等致編瑪序列。 .引導頻道通常使用於頻道估計，用以控制接收時所接收之 展頻訊號的各種參數，以及補倾殊傳輸頻道⑽各種頻道狀 況。在無線通信中，頻道狀況隨著時間和頻率變化，因而在無 線通信系統内，譬如展頻通⑽、統，必須對被接㈣展頻職 估計並且補償頻道狀關變化。在·wc職下載傳輸時，弓々 頻迢指共通引導頻道（Common Pil〇t channei, 因為共通引導頻道内的引導符號在使用比其他運㈣傳輪頻 道更大的功率傳送，因此會產生較佳的接收結果，藉此可以準 確地估計頻道狀況。 所以需要另外一種展頻接收器和其頻道補償方法，用 以為展頻訊號正確估計頻道狀況。 【發明内容】 有鑑於此，本發明提出一種頻道補償的方法，用於展 頻接收β (Spread Spectrum Receiver)接收引導頻、首 和資料頻道，包括對從上述引導頻道來的引導符號解展= (spreading) ’利用引導樣式的共輛數值和上述解展頻的' 引導符號相乘，用以提供頻道估計值，對上述頻道估計值 進行濾波，對從上述資料頻道來的資料符號解展频，對上 述解展頻的資料符號，延遲一相對應於上述濾波步驟的時 間，以及利用上述濾、波後的頻道估計值，對上述延遲的資 料符號進行補償；其中上述時間和該引導頻道對該資料^ 道之展頻因子之一比值成正比。 、 VIT06-0049/0608-A40812-TWDF1 7

卜本發明另提出一種#願接你哭—_ 料頻模:括器、:_、:ί 姑計值濾波。兮；：萌、]、攸上述乘法益來的上述頻道 仃展頻。該延遲模_ 的貝枓付號進 、，、〕貝锊付唬延遲一相對應於上述濾 、 =償器，接到上述濾波器和延遲模組了用 後的頻道估舛佶，與、+、 ^ W用上述濾波 广估汁叙，對上述延遲的資料符號 上述％•間和該引導頻道對該資 、’/、中 成正比。 貫㈣道之展頻因子之一比值 為使本發明之該目的、特徵 =實·一㈣，作=二 在此必須說明的是，於下揭露内容 施例或範例，係用以說明本發明所揭示之同實 其所据述之待定範例或㈣係料簡化 ， 限定本發明。此外，在不同實施例或範财重》2以 相同之參考數字輿符號，此等重覆使用之參考= 吏用 係用以說明本發明所揭示之内容，而非用以 =號 例或範例間之關係。 x不同T施 範圍可以包括，但是不限制於運用分喝多重進接 (Code Division Multiple 遵接 ss' CDMA)、 VTT06-0049/0608-A40812-TWDF] δ 1364180 厂一 — 1 1 ； 心年Θ月>1曰修正替換頁 TD-S-CDMA、CDMA-2000 和寬頻 ΓΠΚΛΤ t · J 見两 CDMA、（Wideband CDMA, WCDMA)來接收展頻訊號的行動電話接收器。 第1圖.顯示習知展頻接收器1的部份方塊圖，包括資 料頻道相關ϋ 1G、頻道估計器12、頻道補償器14、^擾 亂碼產生器16。祕碼產生器16_接到資料頻道相關器 10，資料頻道相關！ 10與頻道估計器12絲到補償器 14。頻逞估計益' 12包括引導頻道相關器12〇、乘法器 122、濾波器U3、擾亂碼產生器121和⑶工⑶引導樣二 的共轭數值I24。引導頻道相關器咖輕接到編碍產生器 121和乘法器122。在WCDMA環境；|里， 通引導頻道（Common Pilot Channel 引導頻道可以是共 ，CPICH)，並且 CPICH引導樣式的共輛數值12々產生特定的cpi⑶引導 樣式。熟習此技藝者會瞭解，料縣不限制在共通引導 頻道這也表示引導訊號的特徵不會由隐標準的共通 引導頻道所限制。 在一些實施例中，展頻接收器1為wCDMA接收器，包 括幾個資料頻道相_ 1Q以及引導頻道相關g 120。資 料頻道相關器10對資料符號Dr!，Q執行關聯 (correlating)動作，引導頻道相關器 120對引導符號

Pri ’ Q執行關聯動作。資料符號如，⑽由相對應的下 載物理頻道（D0wnlink physicai channei, ⑴ Ϊ ^ °引導^ Pj：I ’ Q經由相對應的共通引導頻道傳送。 貝料頻道相關器1Q對資料符號Dri，Q使雜|U|產生器 16產生的展頻的編魏行展頻或者解祕。引導頻道相關 VIT06-0049/0608-A408I2-TWDF1 9

1JG41SU

器120對引莫这％ 或者瞻。二:厂使用已知的展頻序列執行展頻 弓丨導付旒prI，Q具有固定2 . 龙且為都是! = ==估計。_引導符號和共二： 成性白色‘=用以產生頻這估計值’用來姑計因為加 ™)«；,：：；r；tlVeWhiteGaUSSi--3e, =頻道估計值―的雜訊。觸波後的 =^傳送到頻道補償器14和資料符號如^=

Jin，產生頻道補償的輸出資料 % 虞^生 〇〇 1 6 和 1 2 1 ^51" τν 4 t ί 似咖如dback Sh.ft 反饋移位暫存器 性反铲妒衍蘄六 Registers, LFSR)，^ 佳反饋f位暫存器符合3啦^義的標準。 但是’當習知的頻道補償器14得到過遽的頻道估計值 Η ’ Q和關聯的資料符號DrI，Q執行頻道 J波器⑵的關係，和關聯的資料符號…比較口 ： =的頻道估汁值CrI ’ Q將會產生有限的群組延遲值叫。 的益1 4使用延遲的頻道估計值Cr 1，Q對關聯 的貧枓付唬DrI，Q執行頻道補償。 弟2圖顯示訊號準位對於時間的表示圖，使用第工圖 斗 '頻接收器’包括真正的資料頻道2〇和過濾的頻道估 =22 \頻道估計值經過濾波器123用以移除不想要的 ”訊#干,步以及產生過渡的頻道估計值22。將會可以觀 VIT06-.0049/0608-A40812-TWDF1 10 1364180

察到在真正的資料頻道2 右丧έ日驻馮η 愿自0頻迫估計值22之間呈 有〒组延過Dg。既然關聯的資料符號 ： 料頻道20是同時出現 L具正的貝 道估計值22之間合有時門2的貝DrI ’ Q和.過濾的頻 用延遲的頻道估計值22對要關聯的 頻道補償時，會導致不精確的頻道補償/ Q進订 第3圖顯示本發明實施例中之展頻接收 包括資料頻道相關器3〇、頻道# ' ° 編碼產生器36、和補償延=，32、頻道補償器3心 貝延遲38。編碼產生器36 _到資 4頻道相關态30、補償延遲38、 、 開關補償器3[頻道估計器十/ 32輕接到 320、擾擾亂碼產生器321 ^頻道相關益 .^ ,r ^ 人去。17 322、濾波器 323、 320禎接到擾擾碼產生器321和乘法哭％2 資料頻道相關器30使用由編碼產：哭％ 解展頻或是解擾亂碼，資料頻| \ ρ 寸馮遏對展頻或是解擾亂。在實 —中，展頻接收器是咖_接收器，而每個資 目 關器3 0使用編碼彦生器3 6 ^ $ 、’、、 道的㈣1 η Τ 的展細對下载實體頻 ,付…工展頻或者解擾亂。展頻資料符號

DrI:Q可以包括下載物理頻道帶有的同相（In_phal :正^Quadrat ure)部分。展頻因子可以根據傳輸資料 =二一)而決定，展頻因子可以的範圍從4 或更多。下載物理頻道（DpcH)可以是下載物理資 W頻返（Downlink昨加如时3㈤咖丄， VIT06-0049/060S-A408I2-TWDF] 冷和曰修正♦換頁

DpDCH)，或下裁物理控制頻道（D〇wniink

Control channel, DPCCH)。 次‘第.4圖顯示WCDMA資科格式的實施例，包括DpD(^ 貧科頻道4 00和4 06，和DPCCH控制頻道4〇2、彻、和 彻。在WCD涵的下載物理頻道（DpDcH/Dpc㈤中，在 每個資料槽（Sl〇t)中都會傳送引導符號（符號2到8)以 $制符號。每個WCDMA資料框具有15個資料槽，各個 貝〜框長度是1〇ms’並且有38彻塊晶片（3._⑽。 資料速率可以由的不同的展頻因子達成。在μ

^，、，，展頻因子的範圍在4到2 5 6之間，對應到9 6 S 到15kbps的資料速率。 優用圖，頻道枯計器32内的引導頻道相關器320 頻石4 ’對引導頻道解展頻或者解擾亂，同時 貝W紅相_ 3。也對資料符號㈣’㈣展頻或者解擾 在貫施例中，展頻接收器是w⑶ma接收器，各引導頻 使用固定的展頻瑪以及展頻因子⑸，對共 引導符號PrI ’ Q解展頻或者解 =子可_定在256 °引導頻道相關器320利 #ρ^，、、’、碼和展頻因子256解展頻或者解擾高L引導符 -r ’Q’因此產生解展頻的引導 解展頻的引導符號和和epiCH以道择4 2將 得到頻道料值CrI，HP ¥樣式的共減值相乘 崎H +本 /慮波态323將頻道估計值過濾 過濾的頻道估計值…到頻道職 ，人。Cri，Q具有群組延遲叫。遽波器奶 VJ7O6-0049/0608-A408I2-TWDF】 12

1364180 可以是使用無限脈衝響應（Infinite impuise Response ’ IIR)的濾波器。 補償延遲38接收關聯的資料符號DrI，Q，並且對資 料符號如⑴延遲時間…延遲時_對應於濾波器奶 產生的群組延遲Dg。如此，被延遲的資料把，q和過遽 的頻道估計值crI，Q會_到達頻道補償器Μ。時間n 由以下式子所決定：

N = Dg ^SFpil0I (F1) 其中N衣不上述時間； ^表不對應上述濾波器的群組延遲（group delay)； SFpilot表示上述引導符號的展頻因子；以及 SFdata表示上述資料符號的展頻因子。 ^㈣器34包括餘計算器34〇和乘法器⑷。 計算過遽的頻道估計值以工，〇之 的相、亚且乘法益342將延遲的資料符號DrI，Q和 出資料Dot。w Q 輛數值相乘，輸出補償的輸 叶值CrI 〇θ ,遲的資料此1’#過遽的頻道估 對資料符。卢π 頻道補償器34可以在精確的時間 D◦工I /心工’ Q執行頻道補償’產生準確的補償結果 a第5圖顯示訊號準位對於時 的展頻接收器，包"用弟3圖 的貝斜頻道5〇以及過濾的頻道

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诂计值52。頻道估計值CrT 雜訊和干涉’產生過遽的頻道^過濾波器奶用以移除 遲資料之真正的資料辆5 〇和^ 5 2。參考第5圖，延 j> ,, 和過遽的頻道估# 5 2 #同 步的，因而頻道補償器34能 1估指52疋〇 道估計值52對延遲#科執行的時間，以過遽的頻 補償。 谓仃頻逼補償，產生準柄頻道 :始：之後’展頻接收器3同時從CP 唬prl，Q以及從幾個Dpch 在步驟㈣2中，引導頻 讀DrI，Q。 石馬，導符號PrX，Q)|^相=32〇用已知的展頻 並且在步驟S603中，乘法器2展頻因子固定在256。 CPICH引導樣式的止赫崖。將引導符號Prl，Q與 頻^ 、/、 324相乘來解展頻，並且產生

。在步驟_ I遽波器323接收 以及過_道估計值CrI，Q 過濾的頻道估計值Cri，Q到門闢插亦；U擾，產生 以工，Q具有群組延遲叫/開_員器&頻道估計值 步驟s606和步驟S6〇2 3〇使用編喝產士哭36產决沾尸广订胃科頻道相關為 Q解届嘴少—生的展頻碼，對資料符號此工， 2 ^ A系統中，_子_可_到 256 其-人，在步驟S608中，鍤庐w 料符號DrI，Q延遲時門延遲38 _展頻的資 的群B (遲蚪間N對應於濾波器323 ^邱。所以延遲的解展頻資料符號DrI，Q和過 VIT06-0049/0608-A4〇812-T WDF1 14 136418〇

=的頻退L 4值CrI，Q到達在頻道補償器％ 群組延遲％的時間。時間N可以由式子fi:定门㈣ 在女"雜 S6l〇 中,jts -y.:.. ^，Q補償延遲的資料34以過濾的頻道估計值 過遽的頻道料值如H1 ’ Q。補償動作包括計算 和延遲的資料符號Dr輕數值，然後將共減值 i上 1 Q相乘。既然延遲的資料DrI , η

和過濾的頻道估計值Cr 貝科DrI ’ Q Q都延遲了相同時間N，頻道 補u32可以產生準確的補償輪出資料咖十 士本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並 範圍内，當可做此刊纟不脫離本發明之精神和 圍當視後附之申請專利範圍所界定者 /月之保瘦乾 【圖式簡單說明】 f1圖顯示W知展頻接收器1的部份方塊圖。 第2圖顯示訊號準位對於時間的表示圖 的展頻接收器。 便用弟1圖 第3圖顯示本發明實_中之展雜㈣ 第4圖顯示wc難資料格式的實施例。 ㈤ 第5圖顯示訊號準位對於時間的表示圖 的展頻接收器。 便用弟3圖 第6圖顯示本發明實施例中頻道補償方法 使用第3圖的展頻接收器。 的々丨圖， 【主要元件符號說明】 工〇 -資料頻道相關器；

VrT06-0049/0608-A40812-TWDFl 1364180 〆♦。月义8料替換頁 12 -頻道估計器； 120 -引導頻道相關器； 121 -擾亂碼產生器；· 12 3 -濾、波器； 124 - CPICH引導樣式的共軛數值； 14 -頻道補償器； 140 -共軛數計算器； 16 -擾亂碼產生器； 32 ~頻道估計器； 320 -引導頻道相關器； 321 -擾亂碼產生器； 323 -濾波器； 324 - CPICH引導樣式的共軛數值； 34 -頻道補償器； 34 0 -共輛數計算器； 16 -擾亂碼產生器； 38 -補償延遲Z_N。 VIT06-0049/060B-A40812-TWDF1 16

Claims (1)

1. 案號096】】0ns 100年10月25 曰 修正本 十、申謗專利範圍： 卜，曰修王替換頁丨 SP二二補償的方法’用於展頻接收器（S_d 對 、ecelver)接收引導頻道和資料頻道’包括： 利“2_料_導符號解展頻（展頻）； 乘I 樣式的共軛數值和上述解展頻的引導 乘，用以提供頻道估計值； ¥付唬相 對上述頻道估計值進行濾波； 對從上述資料頻道來的資料符號解展頻； 對上稍展细#料符號，㈣-相對 步驟的時間；以及 …、上述濾波 利m、波翻頻㉞計值，對 號進行補償’其中上述時間和：的貝科付 展艄ra工, 刀斧頻道對該資料頻道之 展頻因子一_ng factors)之一比值成正比。l之 2·如申請專利範圍第丄項所述之頻· ，、中該引導符號的解展頻步驟包括 (SCrambling c〇de)對上 j用擾此碼 (⑶^relating)動作。 ？丨W號執行相關 3·如申請專觀㈣！項_ 其中上述時間為： k則貝的方法， ZWF N. pilot SF— 其中N表示上述時間； 〇g表示對應上述濾波步驟的群 delay) ； ^ (group SFpilot表示上述引導 夺付唬的展頻因子 VIT06-0049/0608-A40812-TWDF1 Ι3ΰ4180 —年々月乂日修it替撝頁 (spreading fact〇r);以及 SFdate表示上述資科符號的展頻因子。 4.如中請專利範圍第2 其中該遽波步驟包括使用無限脈二：方法， -Pulse Hesp〇nSe，IIR)^Sw；4'( — 5·如申請專利範圍第2 其中上述補償步驟包括： 斤、之頻逼補償的方法， 獲传^濾波後頻道料值之共減值，·以及 將上地延遲的資料符號和上述;彳乡 輛數值相乘。 H皮麵㈣計值之共 6. 、如申請專利範圍第工項所述之頻道補償 ，、中上述時間和上述濾波步驟所需的時間成正比。 7. Μ請柄卿第：項所叙頻 其中上述時間和上述引莫# m 值成正比。 、引導付號和資料符號的展頻因子之比 8. —種展頻接收器（Sp_d Spectr⑽ 版=叫，在一通訊系統中執行頻道補償的方法，包括. 相乘頻的晴號和引導樣式的共輛數值 相果用以知供頻道估計值； 一遽波器，對從上述乘法器來的上述頻道估計值濾波. 一資料頻道㈣器’對㈣頻道㈣料符 -延遲模組，耦接到均:闕麟㈣|f| 頻’ 頻的資料符號延遲—相對應於上述濾波器的時間’·以及、 一頻道補償盗’輕接到上述濾波器和延遲模組，利用 V JT06-0049/0608-A40812-T WDF ] 18

   ^述遽波後的頻道料值，對上述延遲的資料符號進行補 之一 間和該引導頻道對該資料頻道之展頻因子 該解導圍第8項所述之展頻接收器，其中 號執行相關 上二：，請專利範圍第8項所述之展頻接收器，其， J\r ~ D g x SF— SF^ 其中N表示上述時間； Dg表不對應上述濾波步驟的群組延遲 delay) ; ^ SFpil〇t表示上述引導符號的展頻因子 (spreading fact〇r);以及 SFdata表示上述資料符號的展頻因子。 11·如申請專·圍第8項所述之展頻接收器，其中 該二、波益疋無限脈衝響應（工nfinite lmpulse Response，IIR)的濾波器。 12·、如申請專利範圍第8項所述之展頻接收器，其中 上述頻道補償ϋ獲得上述濾波後頻道估計值之共輛數值， 以及將上述延遲的資料符號和上述濾、波後頻道估計值之共 幸厄數值相乘。 13.如中請專利範圍第8項所述之展頻接收器，其中 VTT06-004 9/0608-Α40812-TWDF1 19 1364180 /斗-胪曰修正替楼頁 上述時間和上述濾波器所需的時間成正比。 14.如申請專利範圍第8項所述之展頻接收器，其中 上述時間和上述引導符號和資料符號的展頻因子之比值成 正比0 VIT06-0049/0608-A40812-TWDF1 20