CN1180541C - 采用能量修正的瑞克接收机多径搜索装置及多径搜索方法 - Google Patents

Abstract

本发明采用相关能量修正的Rake(瑞克)接收机多径搜索装置及其多径搜索方法，装置包括：导频相关单元：整形IIR(无限冲激响应)滤波器：相关能量波形峰值位置求取单元和能量修正单元：其方法是，用于相关能量的修正。对峰值位置前后一个chip(码片)以内的各延迟相关能量进行修正，可避免由于能量大的多径峰值掩盖掉能量相对较小的多径峰值而在多径搜索时引起的漏检。从而增加了多径合并的增益，减少由于衰落产生的失真，降低了Rake接收机的误码率。

Description

采用能量修正的瑞克接收机多径搜索装置及多径搜索方法

技术领域

本发明涉及无线扩频通信系统Rake(瑞克)接收机的多径搜索装置及多径搜索方法。

背景技术

扩频通信技术是一种通信方法，在发射端，要发射的信号与频带宽度是其几倍至几万倍的扩频码相乘，然后以宽带信号发送。在接收端产生一个与发射端用于扩频的扩频码同步的解扩码，接收到的信号与解扩码相乘恢复出窄带信息。

在多路径传播中，发射机和接收机之间的无线传播路径既存在直视路径，也存在被房屋建筑或树林所阻挡的情况。经过物体的多次反射，电磁波以不同的传播路径到达接收机，根据每一个多径信号到达接收机的相位，相加后的信号要么叠加增强，要么抵消减弱，移动信道就会产生信号衰落。然而多径信号的起伏是各自独立的，因此适当地组合多径信号就可以得到路径分集效应。

多径延迟的分布规律符合平均分布规律，衰落符合瑞利衰落规律，由于移动台和周围物体的相对运动，造成在不同的时刻多径的分布和幅度也发生变化。

图1为现有技术无线扩频通信系统Rake接收机的结构图，以及示出了本发明有关的Rake接收机多径搜索装置在整个Rake接收机中的位置。Rake接收机包括信道估计器1、多径搜索器2、和最大比合并器3。

图2为现有技术不采用相关能量修正的无线扩频通信系统Rake接收机多径搜索装置的主要结构。该多径搜索装置包括顺序连接的导频相关单元21、整形滤波器22、相关能量波形峰值求取单元23。

多径搜索的目的是搜索信号可能存在的多径，并进行筛选，给最大比合并器和信道估计器提供信号最强的几条径的延时信息。在无线扩频通信系统通信系统中，上下行链路都在专用物理信道中插入了导频符号，并且，在下行链路中还有一个公用导频信道连续发射导频信号，从而可以利用导频信号来进行相关接收多径搜索和信道估计。多径搜索的步骤一般是：在一定延时时间范围内，先利用匹配滤波器或滑动相关器组对接收信号与扩扰码做相关处理，即解扰解扩出输入导频信号。对输入导频信号与已知导频符号进行相关处理，取模得到各延迟位置上的相关能量。然后利用一阶IIR(无限冲激响应)滤波器对其进行长期整形后得到平滑相关能量波形。侦测一定延时时间范围内的相关能量的信息，一般认为能量较高的延时位置上覆盖了大多数的多径存在的延时位置。寻找多个具有最大峰值相关能量的延迟位置，并将这些互不相关的多径延时信息送入信道估计器和最大比合并器中进行处理。

经查询，已公开的关于码分多址通信系统多径搜索方法及其装置的专利申请有：

00111563.4  码分多址通信系统多径搜索的方法与装置；

00115307.2  天线分集接收条件下的码分多址系统多径搜索方法及装置；

00115314.5  码分多址通信系统的多径搜索方法及其装置；

00119528.X  一种新的码分多址系统多径搜索及分配方法。

在现有的这些技术中，对接收导频信号的相关值都没有再进行进一步的处理，就直接进行多径搜索，而所有上述多径搜索方都是针对多径搜索的。而没有对接收导频信号相关以后的能量处理。

由于在实际情况中，两个径很可能挨得很近，当两径相距两个chip(码片)以内时，能量大的径就可能掩盖掉另一径的峰值，多径搜索时就会漏掉能量小的那一个径，从而引起漏检。为避免这一种情况，本发明在多径搜索器中进行了一种能量修正处理。首先找出具有最大能量的峰值位置，对该位置前后一个chip以内的各延迟相关能量进行修正，即分别减去峰值相关能量在其周围各位置的能量贡献。一条径所形成的相关峰一般只在径的位置两侧各一个chip的范围内有值，因此其余位置可以认为是0。在修正能量后再去找第二个峰值位置。以此类推，直到找出所需的多径个数。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的多径搜索装置中对导频相关值不进行处理的不足，而提供一种具有对接收导频信号的相关值进行搜索前能量修正功能的无线扩频通信系统接收机的多径搜索装置及其多径搜索方法。

本发明的目的是这样实现的：

采用相关能量修正的瑞克接收机多径搜索装置，包括顺序连接的导频相关单元、整形IIR(无限冲激响应)滤波器和相关能量波形峰值位置求取单元；其中：

导频相关单元完成接收导频信号与已知导频符号的相关处理，获取各延迟位置的相关能量；

整形无限冲激响应滤波器对相关能量进行长期整形得到平滑的相关能量波形；

相关能量波形峰值位置求取单元用于多径的搜索，在经无限冲激响应滤波器后的相关能量波形中，找出具有最大能量的峰值位置；

其特点是，还包括一能量修正单元，该能量修正单元的输入端与相关能量波形峰值位置求取单元的输出端连接，其输出端与相关能量波形峰值位置求取单元输入端连接；该能量修正单元用于对相关能量波形峰值位置求取单元输出的相关能量进行修正，其修正值又反馈到相关能量波形峰值位置求取单元的输入端。

一种采用相关能量修正的瑞克接收机多径搜索装置进行相关能量修正的方法，其特点是，包括以下步骤：

(1)首先，对输入的基带信号在一定的延迟范围内的每一个延迟位置，解扰解扩出输入导频符号，对经解扰解扩后的输入导频符号与已知导频符号在导频相关单元里进行相关处理，获得对应每一个延迟位置的相关能量；

(2)把每一个延迟位置的相关能量输入到整形无限冲激响应滤波器，与前一个时隙内的相关能量进行长期整形滤波，得到各延迟位置的平滑的相关能量波形；

(3)把相关能量波形输入到相关能量波形峰值位置求取单元，进行多径位置的搜索，找出具有最大能量的峰值位置；

(4)把该位置与相关能量波形一起输入到能量修正单元，去掉峰值位置处的相关能量，对峰值位置前后一个chip(码片)内的各延迟相关能量进行修正；

(5)回到步骤(3)，把经修正后的能量波形输入到相关能量波形峰值位置求取单元，进行下一个多径位置的搜索，如此循环，直到找出所需的多径数。

上述采用相关能量修正的瑞克接收机多径搜索装置进行相关能量修正的方法，其中，步骤(1)中所述的在一定的延迟范围内的每一个延迟位置是指每一个抽样位置。

上述采用相关能量修正的瑞克接收机多径搜索装置进行相关能量修正的方法，其中，步骤(4)所述的对峰值位置前后一个码片内的各延迟相关能量进行修正是指从相关能量波形峰值位置求取单元获得的相关能量中分别减去峰值能量在各延迟位置的能量贡献。

由于本发明采用了以上的技术方案，在接收机中增加一能量修正单元，经过能量修正处理后的多径搜索可以有效的搜索出相距比较近的两个多径，避免由于能量大的多径峰值掩盖掉能量相对较小的多径峰值而在多径搜索时引起的漏检。从而增加了多径合并的增益，减少由于衰落产生的失真，降低了Rake接收机的误码率。

附图说明

本发明的具体特征、性能由以下的实施例及其附图进一步说明。

图1为现有技术整个无线扩频通信系统Rake接收机的结构图。

图2为现有技术中不采用相关能量修正的无线扩频通信系统Rake接收机多径搜索装置的主要结构。

图3为本发明采用相关能量修正的无线扩频通信系统Rake接收机多径搜索装置的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图3。本发明采用相关能量修正的无线扩频通信系统Rake接收机多径搜索装置，包括顺序连接的导频相关单元31、整形IIR(无限冲激响应)滤波器32和相关能量波形峰值位置求取单元33；其中：导频相关单元完成接收导频信号与已知导频符号的相关处理，获取各延迟位置的相关能量；整形IIR滤波器对相关能量进行长期整形得到平滑的相关能量波形；相关能量波形峰值位置求取单元用于多径的搜索，在经IIR滤波器后的相关能量波形中，找出具有最大能量的峰值位置；还包括一能量修正单元34，该能量修正单元的输入端与相关能量波形峰值位置求取单元的输出端连接，其输出端与能量修正单元的输入端的输入端连接；该能量修正单元用于对能量修正单元输出的相关能量进行修正，其修正值又反馈到能量修正单元的输入端。

本发明采用相关能量修正的无线扩频通信系统Rake接收机多径搜索的装置进行多径搜索的方法主要有以下步骤：

(1)首先，在一定的延迟范围内的每一个延迟位置(如每一个抽样位置)，解扰解扩出输入导频符号，对经解扰解扩后的输入导频符号与已知导频符号在导频相关单元里进行相关处理，并取模获得对应每一个延迟位置的相关能量。

(2)把每一个延迟位置的相关能量输入到整形IIR(无限冲激响应)滤波器，与前一个时隙内的相关能量进行长期整形滤波，得到各延迟位置的平滑的相关能量波形。

(3)把相关能量波形输入到相关能量波形峰值位置求取单元，进行多径位置的搜索，找出具有最大能量的峰值位置。

(4)把该位置与相关能量波形一起输入到能量修正单元，去掉峰值位置处的相关能量，对峰值位置前后一个chip(码片)以内的各延迟相关能量进行修正，即分别减去峰值相关能量在其周围各位置的能量贡献。

(5)回到步骤(3)，把经修正后的能量波形输入到相关能量波形峰值位置求取单元，进行下一个多径位置的搜索，如此循环，直到找出所需的多径数。

根据扰码的相关特性，一条径所形成的相关峰只在径的位置两侧各一个chip(码片)的范围内有值，其余位置可以认为是0。

对峰值位置前后一个chip以内的各延迟相关能量进行修正，执行的代码如下：

energy[k]-＝energy[p]*coefficient[abs(p-k)]；

其中energy[k]为在各个延迟位置的相关能量，energy[p]为搜索到的具有最大能量的径位置能量，系数coefficient[x]的定义就按照余弦函数，其取值如下：

coefficient[x]＝cos[x*/NS]

式中NS为每个chip的采样数。

因为幅度小、相位不确定的较小的径，其对大径的判决不会造成很大影响。而能量大的径对小径的影响就很大。通过本发明对峰值位置前后一个chip以内的各延迟相关能量进行修正，消除一个能量较大的径对其它径的影响，然后再去找第二个、第三个……第n个所需的径，可避免由于能量大的多径峰值掩盖掉能量相对较小的多径峰值而在多径搜索时引起的漏检。从而增加了多径合并的增益，减少由于衰落产生的失真，降低了Rake接收机的误码率。

Claims (4)

1、一种采用相关能量修正的瑞克接收机多径搜索装置，包括顺序连接的导频相关单元、整形无限冲激响应滤波器和相关能量波形峰值位置求取单元；其中：

导频相关单元完成接收导频信号与已知导频符号的相关处理，获取各延迟位置的相关能量；

整形无限冲激响应滤波器对相关能量进行长期整形得到平滑的相关能量波形；

相关能量波形峰值位置求取单元用于多径的搜索，在经无限冲激响应滤波器后的相关能量波形中，找出具有最大能量的峰值位置；

其特征在于，还包括一能量修正单元，该能量修正单元的输入端与相关能量波形峰值位置求取单元的输出端连接，其输出端与相关能量波形峰值位置求取单元输入端连接；该能量修正单元用于对相关能量波形峰值位置求取单元输出的相关能量进行修正，其修正值又反馈到相关能量波形峰值位置求取单元的输入端。

2、一种采用相关能量修正的瑞克接收机多径搜索装置进行相关能量修正的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)首先，对输入的基带信号在一定的延迟范围内的每一个延迟位置，解扰解扩出输入导频符号，对经解扰解扩后的输入导频符号与已知导频符号在导频相关单元里进行相关处理，获得对应每一个延迟位置的相关能量；

(2)把每一个延迟位置的相关能量输入到整形无限冲激响应滤波器，与前一个时隙内的相关能量进行长期整形滤波，得到各延迟位置的平滑的相关能量波形；

(3)把相关能量波形输入到相关能量波形峰值位置求取单元，进行多径位置的搜索，找出具有最大能量的峰值位置；

(4)把该位置与相关能量波形一起输入到能量修正单元，去掉峰值位置处的相关能量，对峰值位置前后一个码片内的各延迟相关能量进行修正；

(5)回到步骤(3)，把经修正后的能量波形输入到相关能量波形峰值位置求取单元，进行下一个多径位置的搜索，如此循环，直到找出所需的多径数。

3、根据权利要求2所述的一种采用相关能量修正的瑞克接收机多径搜索装置进行相关能量修正的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的在一定的延迟范围内的每一个延迟位置是指每一个抽样位置。

4、根据权利要求2所述的一种采用相关能量修正的瑞克接收机多径搜索装置进行相关能量修正的方法，其特征在于，步骤(4)所述的对峰值位置前后一个码片内的各延迟相关能量进行修正是指从相关能量波形峰值位置求取单元获得的相关能量中分别减去峰值能量在各延迟位置的能量贡献。

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