CN1167377A - 导频信号检测方法、导频信号检测装置和接收机 - Google Patents

Abstract

在导频信号检测方法、导频信号检测装置和接收机中，在由于导频信号的接收电平降低而容易发生失锁的环境中，能够避免通信质量的降低。当解调器随着指定给它的定时出现失锁时，在相应解调器中使用的定时被从将要重新指定给处于失锁状态解调器的定时候选中排除，以便从其余的定时候选中选择能够对所接收信号解调的导频信号的定时。由于从将要重新指定的定时候选中排除了接收机中相应解调器当前使用的定时，从而避免第二次失锁，并因此避免了接收机陷入对导频信号的重复检测。

Description

导频信号检测方法、导频信号检测装置和接收机

本发明涉及到一种导频信号检测方法、多种导频信号检测装置和一种接收机，特别是涉及到适用于使用码分复用访问方案的移动通信系统的导频信号检测方法、导频检测装置和接收机。

在码分复用访问(CDMA)方案中，指定给每个线路的一个特定代码(此后称之为伪随机噪声序列(PN)码)被用于在比它原来的频带更宽的频带上扩展处在同一个载频上的调制波(这种技术被称之为“扩频”)，并且，相应的扩频调制波被多路复用以便进行传输。所接收的扩频信号与经过载有需要被解调信号的一个线路提供的PN码彼此同步，借此以仅识别一个所希望的线路。

特别是，传输方为多个线路中的每个线路指定一个互不相同的PN码。这里，所述PN码包括一系列的伪随机码。然后，传输方将需要经过所述线路传输的相应调制波乘以相应的PN码以扩展所述调制波。在这方面，在进行扩频处理之前，相应的调制波必须进行预定的调制处理。被如此扩展的调制波然后被多路复用，以便进行传输。

另一方面，在接收方，在保持所接收码和所述PN码同步的同时，从传输方传输并被接收的信号被一个与指定给载有需要解调目标信号的一个线路的PN码相同的PN码多路复用。在这种方式下，只有经过所述目标线路传输的调制波被解调。

如上所述，只有在传输方和接收方两方之中都设置有相同PN码的条件下，每当生成一个呼叫时，CDMA方案才允许传输方和接收方彼此直接通信。再有，由于CDMA方案使用与相应线路相关的不同PN码扩展调制波，接收方只能对经过载有需要解调信号的目标线路传输给它的扩频信号解调。另外，由于PN码包括一系列伪随机码，因此可以说CDMA方案是一种保密性极好的方案。

在采用CDMA方案的移动通信系统中，在传输方的基地站反复传输一个PN码，以使移动站获得和保持同步，并恢复来自所述基地站的一个时钟(此后，这个PN码被称之为“导频信号”)。在接收方的移动站检测由多个基地站传输的相应导频信号，以便将每个检测定时指定给它的解调器。移动站在所述解调器中产生PN码。所述解调器多路复用由在指定定时处的PN码从目标基地站传输给它的扩频信号，以便对来自所述目标基地站的需要信号解调。

换一种说法，在采用CDMA方案的移动通信系统中，每个基地站在彼此互不相同的定时处传输一个PN码。移动站检测由目标基地站提供的导频信号的定时并使在它的解调器中产生的PN信号与被检测导频信号的定时同步，借此，可以正确地对从所述目标基地站传输的扩频信号解调。

注意，虽然如上所述，相应的基地站在彼此互不相同的定时处传输它们自己的PN码，但是，所述PN码本身包括相同的代码模式。换言之，相应基地站之间在PN码定时方面的差异特别对应于在它们PN码中的差异。

如上所述的导频信号由于移动站的移动在其接收定时方面具有一个偏差，并且会根据正在接收导频信号的外部环境而变化。在接收定时方面的偏差导致在指定给一个解调器的PN码定时和所述导频信号定时之间同步的偏差。通常，可以通过改变在所述解调器中产生的PN码定时以保持对偏离定时的跟踪来消除定时方面的偏差。

但是，如果由于偏差在定时中引起的波动大于所述解调器的消除能力，利用偏离定时就不能够对所接收的信号进行正确的解调(所谓的失锁)。在这种情况下，所述移动站将一个新的定时指定给处于失调状态的解调器。在这个事件中，一个作为新定时的具有较高接收电平的导频信号的定时被指定给所述解调器。由此，就更可能再次指定在已经出现失锁的解调器中使用的导频信号的定时。如果相同的定时被再次指定给所述解调器并且假定所述移动站处于备用状态，那么，在重复多次定时指定的同时，能够捕获到被指定的导频信号。

但是，当所述被检测的导频信号的接收电平变得(becomes to low to bedetected)很低时，可能会发生失锁。例如，当从靠近一个基站覆盖范围边界处的移动站上生成一个呼叫时就会出现这种情况。在这种情况下，即使是所述导频信号的同一个定时被指定给利用该定时曾经出现过失锁的解调器，接收电平本身也将被减少，除非围绕所述移动站的外部环境已经得到改善。因此，在所述解调器中很容易再次发生类似的失锁。结果是所述移动站将陷入所谓的乒乓(ping-pong)状态，在该状态下，所述移动站重复失锁的处理、导频信号的检测和向所述解调器的定时再指定。

由于所述移动站被装入导频信号处理的极大负载，因此产生导致通信质量降低的问题。

为了避免上述问题以便保持在呼叫期间的通信质量，需要将一个呈现稳定幅值电平的导频信号的定时直接指定给处于失锁状态的解调器，以便使所述解调器能够利用指定的定时对所接收的信号解调。

根据前述，本发明的一个目的就是要提供一种导频信号检测方法，一种导频信号检测装置和一个接收机，在该接收机中，即便是在由于导频信号接收电平降低而可能出现失锁的环境中也可以避免通信质量的恶化。

本发明的上述和其它目的是通过提供一个导频信号检测方法、一个导频信号检测装置和一个接收机实现的，当存在一个由于指定给它的定时而引起失锁的解调器时，可以被用于对一个信号解调的导频信号的定时被指定给处于失锁状态并进行定时候选的解调器，所述候选定时不包括在这个解调器和其余解调器中使用的定时。

由于当前正在接收机相应解调器中使用的定时被排除在将被新指定的候选定时之外，由此从其余的候选定时中选择一个能够被用于对信号解调的新定时，并将这个新定时指定给所述处于失锁状态的解调器，这样就可以避免第二次失锁，并因此而避免了所述接收机错误地陷入导频信号的重复检测和向处于失锁状态的解调器的重复定时指定。

通过结合附图的下述详细描述，本发明的特性、原理和和效果将变得更加明显。在附图中，利用相同的标号或字符指定相同的部分。

在所述附图中：

图1的方框图示出了根据本发明一个移动终端装置的结构；

图2的方框图示出了在接收机和定时控制器中的结构；

图3的流程图用于解释根据一个实施例的检测导频信号定时的过程。

下面，参照附图对本发明的最佳实施例进行描述。

参看图1，通常用标号1指定的一个移动终端装置接收从多个基地站使用码分复用访问(CDMA)方案传输的多个信号。特别是，相应的基地站将需要被传输的一个信号乘以一个彼此具有不同定时的伪随机序列(PN)码，以便产生扩频传输数据，然后该数据被从中传输出去。移动终端装置1接收由多个相应基地站传输的所述传输数据，并使用包括在所述接收信号中的导频信号定时对接收信号解调。在这种方式下，移动终端装置1只能解调从一个基地站接收的所希望的目标信号。所述导频信号是一个由传输方相应基地站传输并彼此具有不同定时的重复PN码形成的模式信号，并被移动站用于捕获和保持同步以及恢复一个时钟。

移动终端装置1通过信号S1，信号S1是由天线路2接收的，并经过天线路开关3、高频放大器4和正交检波器电路5以如下顺序将所接收的信号S1转换成基带信号S2，利用一个A/D转换器(未示出)对生成的基带信号S2进行模拟-数字(A/D)转换，和将数字基带信号S2提供给接收机6。在接收机6中，所提供的基带信号S2输入给解调器7、8和9以及定时控制器10。定时控制器10检测从一个基地站传输并来自所述基带信号S2的一个导频信号。定时控制器10还将在被如此检测的导频信号基础上的一个定时指定给解调器7、8和9(未示出)中的每一个。解调器7、8和9在分别指定给它的定时处解调基带信号S2，并将生成的解调后信号分别传送给组合器11。

特别是，解调器7、8和9中的每一个产生一个PN码，并通过在前述定时处将基带信号S2乘以所述PN码对基带信号S2解调。每个基地站在对于该基地站是唯一的一个定时处传输一个PN码。因此，通过使所述PN码和由所述导频信号指出的定时相互同步和使用已经同步的PN码解调基带信号S2，可以选择性地只解调由目标基地站所传输的信号。将如上所述使解调器中产生的PN码和由导频信号指出的定时彼此同步称之为“锁定”。

解调器7、8和9在彼此不同的定时处使用多个PN码对提供给它的基带信号解调。即，不仅可以简单的地经过固定传播路径长度的传输路径、而且可以经过由于诸如建筑物等障碍物对所述信号的反射而引起的具有不同路径长度的传输路径接收由基地站传输的信号。经过这种多个传输路径接收的多个反射波被称之为“多路径”。实际上，由于多路径通常是存在的，接收机6被提供有多个解调器7、8和9，这些解调器根据路径的数量或能够接收来自接收机6信号的基地站的数量工作。在这个实施例中，分别利用解调器7、8和9对通过三个不同传输路径(即：在不同的定时处)接收的信号解调。

组合器11接收已经由如上所述多路径产生的解调后信号S3、S4和S5并加以组合。在这个事件中，由于解调后信号S3、S4和S5是在彼此不同的定时处被解调的，所以，组合器11预先将解调后信号S3、S4和S5的定时同步以便组合这些解调后信号S3、S4和S5。组合器11能够如上所述地组合解调后信号S3、S4和S5，以便产生具有大信噪比和大信号-干扰比的接收数据S6，和输出如此产生的接收数据S6。

在这方面，移动终端装置1还有一个用于传输的电路，在该电路中，传输数据S7被提供给调制单元12，该调制单元12根据传输数据S7执行扩频处理和正交相移键控(QPSK)处理。然后，移动终端装置1利用高频放大器13放大由调制单元12如此产生的调制后信号S8，并经过天线路开关3和天线路2按顺序辐射性地发射调制后信号S8。

参看图2，其中，与图1对应的部分使用相同的标号，该图示出了接收机6和定时控制器10。

如图1所示，移动终端装置1所接收的接收信号S1顺序通过天线路开关3、高频放大器4和正交检测器电路5被转换成基带信号S2，基带信号S2被进行A/D转换并提供给接收机6。在接收机6中，所提供的基带信号S2输入给解调器7、8和9以及定时控制器10。

如图2所示，输入给定时控制器10的基带信号S2首先被提供给定时检测器14。定时检测器14检测被多路复用并包括在基带信号S2中的导频信号，并获得一个与被检测导频信号相应的定时。在这个事件中，定时检测器14被用于检测具有高得足以用于对接收信号S1解调的接收电平的多个导频信号的定时。接着，定时检测器14将表示多个检测后定时的定时信息S9提供给定时选择器15并在其中累积定时信息S9。在这种方式下，定时选择器15累积多个定时候选。

接着，定时指定器16读出在定时选择器15中累积的第十信息S9，并从多个定时候选中按照相对于能够解调的解调器7、8、和9的较高接收电平的顺序指定若干定时。这里，组合器11对通过被相应接收机接收的信号进行解调所获得的解调后信号S3、S4和S5加以组合以产生作为如上所述移动终端装置1输出的接收数据6。这样，由于相应解调器被指定有在解调过程中使用的不同定时，所以，只要不是所有的解调器同时出现失锁，就能够连续产生接收数据6。

另外，被如上所述指定了定时的解调器7、8和9被分别提供有一个锁定检测器7A、8A和9A，用于检测各自的失锁状态。解调器7、8和9在指定给它的定时的基础上解调基带信号S2，以便产生解调后信号S3、S4和S5。解调器7、8和9还在每个预定时间处利用锁定检测器7A、8A和9A检测它们被指定的定时是否处于失锁状态。由此，如果检测结果是处于失锁状态，解调器7、8或9产生一个检测信号S10，该信号S10被通知给定时选择器15和组合器11。

现在来考虑所述特殊结构，相应的锁定检测器7A、8A和9A具有预先设置在其中的预定接收电平。由此，设计相应的锁定检测器7A、8A和9A，使其能够确定当检测器7A、8A和9A在“失锁发生”时是否检测到一个包括在提供给它的基带信号S2中的一个导频信号电平，并确定该被检测到的接收电平是等于还是大于它们的相应设置值。

定时控制器15强迫定时指定器16再次读读出定时信息，以响应来自锁定检测器7A、8A和9A的通知。定时指定器16将一个从定时候选中选择并由读出定时信息S9表示的新定时指定给处于失锁状态的解调器。

在这个事件中，当移动终端装置1正在从多个基地站中接收接收信号S1时，定时指定器16将一个新定时指定给解调器7、8或9中任何一个处于失锁状态的解调器，所述新定时是从定时候选中选择的，该定时候选不仅不包括在处于失锁状态下的解调器7、8或9中使用的定时候选，也不包括除了处于失锁状态下以外当前正在任何一个解调器中使用的定时。

另外，当组合器11被来自锁定检测器7A、8A和9A的所述通知通知任何一个解调器处于失锁状态时，组合器11组合从除失锁解调器外的其余解调器输出的解调后信号，以便产生接收信号S6。

如上所述，当解调器7、8或9处于失锁状态时，移动终端装置1和接收机6指令定时控制器10将一个新定时直接指定给处于失锁状态的解调器，借此，可以对所接收的数据进行连续的解调。另外，由于所述新定时是从不包括在失锁解调器和所有其它解调器中使用的定时的定时候选中选择并重新指定给处于失锁状态解调器的，所以，保持了稳定的通信质量。

在前述的结构中，移动终端装置1和接收机6执行下述过程，以便检测指定给解调器7、8或9中任何一个解调器的失锁定时，并选择一个新定时以便指定给处于失锁状态的解调器。注意，没有处于失锁状态的解调器继续进行解调。另外，每重复一次下面将要描述的过程，就接收一个帧。

如图3所示，所述过程始于步骤SP1，在步骤SP2，首先确定解调器7、8或9是否处于失锁状态。如果所有的解调器7、8和9都没有处于失锁状态，所述过程转移到步骤SP7并结束。如果所述解调器中的任何一个被确定处于失锁状态，所述过程进到下一个步骤，即：步骤SP3，在该步骤SP3，确定处于失锁状态的解调器是否正在解调一个不同的定时。

特别是，当移动终端装置1接收靠近基地站边界处、即在所述移动终端装置1能够接收从另一个基地站发射的信号的区域(所谓的软切换区(in a so-called soft-off regine))中的信号时，移动终端装置1接收从相应基地站发射的信号，并在相应基地站导频信号基础上的不同定时处对相应的接收信号解调。在步骤SP3，检查移动终端装置1是否接收了处于这种状态的接收信号。

如果移动终端装置1正在对从一个基地站发射的信号解调，所述过程转移到步骤SP5，如果移动终端装置1正在对从多个基地站发射的信号解调，所述过程转移到步骤SP4。

接着，在步骤SP4，从将被重新指定给失锁解调器的定时候选中删除在失锁解调器中使用的定时。特别是，由于当移动终端装置1位于软切换区时导频信号的接收电平通常很低，所以，即使是在曾经出现过失锁的解调器中使用的定时被再次指定，也很可能会出现类似的失锁。为此，在失锁解调器中使用的定时被排除在将被重新指定给它的定时候选之外，借此，可以避免重复的失锁。

接着，在步骤SP5，在除处于失锁状态解调器以外的解调器中使用的定时被从将被重新指定的定时候选中排除。例如，如果解调器7处于失锁状态，在解调器8和9中使用的定时被从将被指定的定时候选中排除。这是由于如果这些解调器使用相同的定时进行解调，它们将同时陷入失锁状态。因此，通过从将被重新指定的定时候选中排除在除了处于失锁状态解调器以外的解调器中使用的定时，可以避免在多个解调器中同时发生失锁。

接着，在步骤SP6，从其余的定时候选中选择一个新定时并指定给处于失锁状态的解调器。在这个事件中，从所述定时候选中选择一个呈最高接收电平的定时并指定给所述解调器。当一个新定时的指定完成时，所述过程在步骤SP7结束。

如上所述，当解调器7、8或9在软切换区中接收期间出现失锁时，移动终端装置1和接收机6从除在相应解调器7、8和9中当前使用的定时以外的定时候选中选择一个能够被用于对接收信号解调的导频信号定时，并将所选择的定时指定给处于失锁状态的解调器。由此，可以避免第二次失锁，并因此而避免接收机陷入对导频信号的重复检测和对处于失锁状态解调器定时的重复指定。

根据前述结构，当利用一个指定定时检测出解调器7、8或9出现失锁时，与在相应多个解调器中使用的导频信号相对应的定时被排除在将被重新指定给所述处于失锁状态解调器的定时候选之外，并且，一个从将被指定的定时候选中选择并被用于对信号解调的导频信号定时被指定给处于失锁状态的解调器。借此，可以避免第二次失锁，并因此而避免接收机陷入导频信号的重复检测和对处于失锁状态的解调器的重复定时指定。由此，可以实现在诸如软切换区的由于导频信号接收电平的降低而使失锁容易发生的环境下避免通信质量降低的移动终端装置1和接收机6。

注意，虽然在前述实施例中接收机6和移动终端装置1具有三个解调器7、8和9，但是，本发明并不受此限制，并且可以使用具有五个解调器的接收机和移动终端装置。换言之，只要接收机和移动终端装置利用多个以CDMA方案为基础的解调器对所接收的信号解调，本发明可以不考虑解调器的数量。

另外，虽然在前述实施例中本发明被应用于既具有接收功能又具有发射功能的移动终端装置，但是，本发明并不受此限制，并且可以应用于只具有接收功能的移动终端装置。

再有，虽然在前述实施例中接收机6和移动终端装置1具有分别插入有锁定检测器7A、8A和9A的解调器7、8和9，但是，本发明并不受此限制，并且可以被应用于具有外部锁定检测器的接收机和移动终端装置。

根据如上所述的本发明，当一个解调器在指定的定时处出现失锁时，在这个失锁解调器和其余解调器中使用的定时被排除在将被重新指定给所述失锁解调器的定时候选之外，并从所述定时候选中选择一个用于对接收信号解调的导频信号的定时，并将该定时指定给处于失锁的解调器。借此，可以避免第二次失锁，并因此避免接收机陷入对导频信号的重复检测和对处于失锁状态解调器定时的重复指定。由此，可以实现在由于导频信号的接收电平减少而容易产生失锁的环境下能够避免通信质量降低的导频信号检测方法、导频信号检测装置和接收机。在结合本发明最佳实施例进行了描述的情况下，很明显，本专业技术领域内的普通技术人员可以导出各种变化和改进，因此，在所附权利要求中覆盖了落入本发明实质精神和范围之内的所有这些变化和改进。

Claims (3)

1，一种导频信号检测方法，用于接收从多个基地站使用码分多路复用访问方法发射的扩频信号，检测由所述基地站传送并来自所述被接收扩频信号的导频信号，和把与所述被检测导频信号相对应的定时指定给多个解调器中的每一个解调器，所述方法包括如下步骤：

当所述多个解调器中的任何一个解调器在指定给它的定时处出现失锁时，从将被重新指定给处于失锁状态解调器的定时候选中删除与在所述解调器中使用的所述导频信号相对应的定时和与在除了所述解调器以外的其余解调器中使用的所述导频信号相应的定时；和

将来自所述定时候选并能够用于对接收信号解调的所述导频信号的定时指定给处于失锁的解调器，在所述定时候选中，删除了与在所述解调器中使用的所述导频信号相对应的定时和与在除了所述解调器以外的其余解调器中使用的所述导频信号相对应的定时。

2，一种导频信号检测装置，用于接收从多个基地站使用码分多路复用访问方法发射的扩频信号，检测从所述多个基地站传送并来自所接收扩频信号的导频信号，和将与所述被检测导频信号相对应的定时指定给多个解调器，所述装置包括：

锁定检测装置，用于检测在多个解调器中是否存在有任何一个解调器在指定给它的定时处出现失锁；

导频信号选择装置，用于从将被重新指定给所述处于失锁状态解调器的定时候选中排除在所述处于失锁状态解调器中使用的定时和在除了在所述处于失效状态解调器以外的其它解调器中使用的定时，并用于从所述定时候选中选择所述能够对接收信号解调的导频信号；和

定时指定装置，用于将与所选择的导频信号相对应的一个定时指定给所述处于失锁状态的解调器。

3，一种接收机，包括用于接收从多个基地站以码分多路复用方法发射的扩频信号的接收装置，用于检测由所述基地站传送并来自由所述接收装置接收的扩频信号的导频信号的导频信号检测装置，和用于在所述被检测导频信号的基础上对所接收的扩频信号连续解调的解调装置，其中

所述的导频信号检测装置包括：

锁定检测装置，用于检测在所述多个解调器中的任一解调器是否由于提供给它的所述定时而出现了失锁状态；

导频信号选择装置，用于从将被重新指定给所述处于失锁状态解调器的定时候选中排除在所述处于失锁状态解调器中使用的定时和在除了所述处于失锁状态解调器以外的其它解调器中使用的定时，并用于从所述定时候选中选择能够被用于对所接收信号解调的所述导频信号；和定时指定装置，用于将与所选择导频信号相对应的一个定时指定给所述处于失锁状态的解调器。

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