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CN1586046A - 用于在无线通信系统中执行信号检测和分配的方法和装置 - Google Patents

用于在无线通信系统中执行信号检测和分配的方法和装置 Download PDF

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CN1586046A CN02822421.3A CN02822421A CN1586046A CN 1586046 A CN1586046 A CN 1586046A CN 02822421 A CN02822421 A CN 02822421A CN 1586046 A CN1586046 A CN 1586046A
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Abstract

在包含有效射线检测器(400)的无线通信系统中，一种用于检测和分配移动站信号的方法(500)包括：生成(504)多个搜索量度，多个搜索量度在对应的时间偏移上包括多个偏移能量值，以其对应偏移能量值的顺序对多个搜索量度进行排序(506)，计算(508)多个解码成功预测值，以及选择(510)具有最大值的解码成功预测值。该方法还包括：如果最大解码成功预测值具有大于零的值，则转发(530)声明检测到信号的确认消息至移动站。该方法进一步包括：如果最大解码成功预测值具有大于零的值，则把接收机解调分配(550)在与最大解码成功预测值相关联的时间偏移上。

Description

用于在无线通信系统中执行信号检测和分配的方法和装置
技术领域
本发明一般涉及无线通信系统，更具体地说，涉及一种用于在无线通信系统中执行信号检测和rake接收机耙指(finger)分配的方法和装置。
背景技术
使用编码通信信号的通信系统在本技术领域中已为大家所知。一种这样的系统是直接序列码分多址(DS-CDMA)蜂窝通信系统，例如在电信行业协会暂定标准2000(TIA IS-2000)中所设定的，其在下文中称为IS-2000。根据IS-2000，在DS-CDMA系统中所使用的编码通信信号包括在移动站(MS)与位于无线通信系统的基站(BS)中的基站收发机(BTS)之间的公共信道中(通常为1.25MHz带宽公共信道)传输的信号。其中，每个DS-CDMA信号包括与特定基站收发机相关联的伪随机噪声(PN)二进制码和与特定移动站相关联的PN序列。
另一种这样的系统是通用移动电信系统(UMTS)蜂窝通信系统，例如在IMT-2000中所定义的。与IS-2000系统一样，UMTS是一种基于DS-CDMA的技术，其在移动站与BTS之间的公共信道中传输信号。
在典型的无线通信中，移动站通信信号由与移动站正在移动的覆盖区域相关联的BTS支持。由于所传输的信号的多路径传播，这种移动通常导致移动通信信号衰减。众所周知，多路径传播是由于所传输的移动通信信号从诸如建筑物的附近散射体反射出而造成的。这些反射生成了复制信号(replicas)，其通常称为初始所传输的信号的多路复制信号。多路径复制信号或信号通常以一般低于初始所传输的移动通信信号的各种能级并且在各个时间到达BTS。各个到达时间被表示为相对于没有传播延迟的路径的时间上的偏移，因此称为时间偏移。此外，多路径复制信号有时被称为其在各个时间偏移上具有偏移射线能量的射线。
位于BTS中的多路径信号搜索器组件最初在时间偏移范围内搜索所接收的信号，以确定所传输的移动站通信信号是否具有足够的功率来进行后来由BTS RAKE接收机所进行的解调。一般而言，移动站发送出初始信号(例如前同步信号)来辅助初始信号搜索。此外，在发送消息信号(语音或数据)之前，移动站发送出信息来辅助基站进行呼叫建立或登记其位置，使得它可以得到有呼入呼叫的通知。例如，在UMTS系统中，移动站经由UMTS随机接入信道(RACH)发送始呼或登记消息至基站。当移动站准备发送该信息时，它把发送功率水平设置为初始值，然后发送前同步信号，该信号含有可以由基站中的多路径信号搜索器识别的4096码片码序列。
在收到移动站所发送的信息之后，多路径信号搜索器组件搜索前同步码序列。当检测到该码序列时，多路径信号搜索器组件中的现有技术的搜索引擎算法首先选择具有最高功率值的偏移射线能量，然后把该偏移射线能量与预定阈值进行比较。丢弃不具有最高功率值的偏移射线能量或具有最高功率但低于预定阈值的偏移能量。如果这些射线能量集的最大偏移射线能量高于预定阈值，则基站对移动站作出答复，在接入指示信道(AICH)上发送确认。在收到确认时，移动站发送其消息帧来作出答复。然后，多路径信号搜索器组件把时间偏移和频率信息转发至耙指管理器，以启动RAKE接收器耙指来进行移动站消息帧的解调。
但是，如果在收到码序列时多路径信号搜索器组件确定移动站的发送功率不足以支持可靠的消息发送，则其不发送确认。如果移动站在预定的时间段之后未收到确认，则它增大其发送功率并重发该前同步信号。该过程一直重复到移动站的发送功率增大到足以使多路径信号搜索器接收高于预定阈值的最大能量射线，或者前同步信号发送达到最大次数。
随着移动站增大其发送功率，上行信号干扰也跟着增大。这对于系统容量直接与信号干扰相关的无线通信系统(例如CDMA)特别有害。此外，基站所发送的错误确认会导致移动站后来不可靠的消息发送，这在后来要求移动站重新启动整个接入程序。这最终延迟了消息数据的接收，造成上行信道上的附加干扰，要求基站有额外的接入信道硬件资源，造成接入信道上的额外堵塞并且降低了移动电池的寿命。
现在存在两个与用于检测和解调的现有技术的搜索引擎算法相关联的问题。第一，由于基站接收机的灵敏度受多路径信号搜索器组件所使用的预定阈值的限制，所以没有跟踪和解码未超过预定阈值但含有足够信号功率的次要射线。第二，由于基站确认是在一个高功率射线超过预定阈值时才由其自己触发，所以即使次要或较低功率的射线的组合可以用于可靠的消息解码，移动站也经常不必要地继续增大其发送功率。
附图说明
图1描述了DS-CDMA无线通信系统。
图2是多路径信号搜索器组件的框图，其用于搜索在由于移动通信信号的传输而导致的多路径复制信号中的可解调时间偏移。
图3是RAKE的框图，其用于在由图2的多路径信号搜索器组件所选择的时间偏移上解调移动通信信号。
图4是用于移动通信信号的信号检测和分配的有效射线检测器的
实施例的框图。
图5是用于在无线通信系统中进行移动通信信号的信号检测和分配的方法的流程图。
具体实施方式
虽然本发明具有很多不同形式的实施例，其在附图中示出且将在其具体实施例中得到详细的描述，但是，应当理解，本公开只是作为本发明的原理的示例且不应当把本发明限定于所示出的具体实施例。
如上面所提到，仍然需要执行移动站信号检测和RAKE接收机耙指分配，其使用一个或多个多路径信号的最佳组合而不是只使用超过预定阈值的一个多路径信号。有线射线检测器与多路径信号搜索器和基站RAKE接收机通信，以检测并分配移动站信号。
根据本发明的实施例，用于检测和分配移动通信信号的方法和装置是在宽带码分多址无线通信系统中使用。偏移能量排序器以偏移能量值的顺序来接收具有对应多个偏移索引和对应多个偏移能量值的多个搜索量度(metrics)并对其进行排序。所得的多个已排序搜索量度具有对应的多个已排序偏移索引和对应的多个已排序偏移能量值。解码成功预测值(DSP)计算器计算出与已排序偏移能量值的多个组合对应的多个解码成功预测值，多个解码成功预测值表示成功的移动站信号解调的可能性。最大DSP选择器从多个解码成功预测值中选择具有最高数值的最大解码成功预测值。如果最大解码成功预测值具有大于零的值，则DSP阈值指示器转发最大解码成功预测值。基站收发机中的消息生成器发送确认消息至移动站，声明检测到信号。此外，成功偏移选择器选择与用于计算最大DSP的偏移能量值对应的偏移索引，然后把它们转发至RAKE接收机耙指管理器，以进行解调分配。
现在参考附图，其中，相同的数字表示相同的元件，图1描述了CDMA无线通信系统100，其可以根据本发明的优选实施例而改制。虽然可以使用多载波CDMA蜂窝通信系统，但是CDMA无线通信系统100可以是直接扩频码分多址(DS-CDMA)蜂窝通信系统。虽然CDMA无线通信系统可以包括多个基站，每个基站具有一个或多个BTS，但是结合图1所描述的CDMA无线通信系统100包括一个具有3个基站收发机的基站。
虽然只示出了一个移动站130，但是CDMA无线通信系统100包括分别向覆盖区域122、124和126提供服务的基站收发机102、104和106以及一个或多个移动站。其中，基站收发机102和106包括处理器140和存储器150。类似地，其中，基站收发机104包括处理器142和存储器152。基站收发机102包括经由天线108发送编码通信信号至移动站130并接收来自移动站130的编码通信信号的收发机(未示出)。接收机(优选地为收发机内的RAKE接收机)提供对来自移动站130的呼入多路径信号的跟踪和解调能力。类似地，移动站130包括发送编码信号至覆盖区域122内的基站收发机102并接收来自基站收发机102的编码信号的收发机。基站收发机102还包括多路径信号搜索器组件(结合图2所讨论)，其能够检测来自移动站130的高功率多路径信号且能够转发相关联的时间偏移和频率信息至耙指管理器，以由RAKE接收机耙指进行解调。
基站102、104和106连接至基站控制器(BSC)162，其中还包括处理器144和存储器154并且其接着连接到也包括处理器146和存储器156的移动交换中心(MSC)160。MSC 160连接至使用已知技术的公共交换电话网络(PSTN)164。
信号132经由射频(RF)信道在移动站130与基站102之间传送。RF信道包括反向链路(移动站130到基站102)和前向链路(基站102到移动站130)。信号132可以包括多种类型的消息，例如表示呼叫建立的前同步信号、数据或语音，以及包括与基站102相关联并由其分配的伪随机短码(pseudo-random short code)(未示出)和移动唯一伪随机长码掩码(mobile unique pseudo-random long code mask)(未示出)。包括入这些码给移动站130带来了移动唯一伪随机噪声序列(PN序列)，其可以由基站102中的RAKE接收机识别。
信号136和134是移动通信信号(例如由移动站130所发送的信号132)的多路径复制信号或射线且由信号132从诸如建筑物138的散射体反射出。多路径复制信号136和信号132以不同的时间(相对于参考时间的时间偏移，通常称为时间偏移)到达基站收发机102，。多路径信号的不同时间偏移是由那些信号所经过的距离的不同而造成的。
为了解调从特定移动站发送的信号，基站接收机必须首先把与特定移动站相关联的多路径信号与其它多路径信号以及与其它附近发射机相关联的简单噪声区分开。对特定移动站多路径信号(包括其参考时间偏移的位置)的识别从天线或多路径信号搜索开始。在DS-CDMA系统中，以称为伪随机噪声(PN)码片的时间增量来测量时间偏移。每个PN码片大约等于所占用带宽的倒数，例如对于1.2288MHz的系统为814纳秒(ns)，对于3.866MHz的系统为271ns。
图2是多路径信号搜索器组件200的框图，其用于搜索与由移动通信信号的传输而导致的多路径复制信号相关联的可解调时间偏移。多路径信号搜索器组件200包括：多路径信号搜索器240，用于识别与多路径复制信号相关联的偏移能量集；排序器250，用于对偏移能量集进行排序并从中选择；以及耙指管理器260，用于引导接收机解调在所选择的(一个或多个)偏移上发生。
多路径信号搜索器240包括用于前端信号处理的RF接收机前端块204，前端信号处理包括下变频、增益调节和模数转换。多路径信号搜索器240还包括一系列搜索器路径，例如搜索路径244和搜索路径246。搜索器路径系列中的每一路径与时间偏移范围中的一个时间偏移对应。时间偏移范围通过搜索窗口算法来确定。因此，多路径信号搜索器240可以包括一系列搜索器路径，每个搜索器路径与从0到N-1的时间偏移范围对应，例如从0到255码片间隔的256时间偏移范围。因此，虽然在图2中只示出了两个搜索器路径，但是在多路径信号搜索器240中通常存在N个搜索器路径。
多路径信号搜索器240的每个搜索器路径包括PN解扩频器220、导频信号沃尔什码解扩频器222和能量累加器230。能量累加器230进一步包括相干累加器234、幅度平方器236和非相干累加器238。来自非相干累加器238的输出是搜索能量241(下面将讨论)与来自多路径信号搜索器240的其它搜索器路径的输出组合，以形成后来由排序器250排序的搜索量度集243。
在诸如CDMA无线通信系统100的扇区化天线系统中，每个扇区一般有两个天线，虽然图2中只示出天线108。对于典型的时间分集解调过程，多路径信号搜索器240的搜索器路径计算出在时间偏移范围(以1/2 PN码片的级别递增)内所接收多路径信号的偏移能量，以生成天线集的偏移能量集，但没有解调或解码这些偏移上的信息。排序器250对偏移能量集进行排序，选择具有最高值的偏移能量，然后把其与预定能量阈值进行比较。超过预定能量阈值的所选择的偏移能量值表示在该特定时间偏移上已捕获到有效的移动站传输。因此，如果所选择的偏移能量超过预定阈值，则耙指管理器260引导RAKE接收机解调和解码(如结合图3所讨论)在与所选择的偏移能量值对应的时间偏移上发生。
参考图2，在发送消息信号(语音或数据)之前，诸如移动站130的移动站发送出信息来辅助基站进行呼叫建立或登记其位置，使得它可以得到呼入呼叫的通知。移动站130首先从把发送功率水平设置为初始值，然后发送出称为前同步信号的诸如信号132的已知信号。前同步信号由4096码片序列构成，其可以由诸如基站102的基站识别且可以由信号132携带。前同步信号是伪随机码(下面将讨论)和沃尔什码(下面将讨论)的积。多路径信号搜索器组件200经由天线108接收为多路径复制信号形式的信号132。诸如信号132的中频解调、模拟自动增益控制(AGC)和模数(A/D)转换的前端处理在RF接收机前端块204上执行。此外，RF接收机前端块204进一步把来自A/D转换器的数字信号输出转换为一组增益调节同相(I)和正交(Q)分量219。
增益调节同相(I)和正交(Q)分量组219由伪随机噪声(PN)解扩频器220解扩频，该解扩频器把在由移动站130发送之前添加到移动通信信号中的伪随机码去除。对于每个增益调节同相(I)和正交(Q)分量，PN解扩频器220在对应的时间偏移上生成对应的组合解扩频前同步信号同相(I)和正交(Q)分量221。组合解扩频前同步信号同相(I)和正交(Q)分量221可以包含前同步信号位、数据位或前同步信号与数据位的组合。
通过除去一系列沃尔什码零的方式在导频信号沃尔什码解扩频器222中进一步对组合解扩频前同步信号同相(I)和正交(Q)分量221进行解扩频，以生成解扩频前同步信号部分223。解扩频前同步信号部分223代表前同步信号和数据同相(I)和正交(Q)分量223的解扩频同相(I)和正交(Q)分量。解扩频前同步信号部分223由能量累加器230处理，以在其对应的时间偏移上生成关于信号132的搜索能量241。
能量累加器230包括相干(或复数)累加器234、幅度平方器236和非相干(或实数)累加器238。解扩频导频信号部分223在被能量累加器230收到之后被转发至相干累加器234。然后，相干累加器234在对应的时间偏移上相干累加解扩频导频信号部分223，以生成具有改善的信噪比的导频信号同相(I)和正交(Q)分量225。
接下来，导频信号同相(I)和正交(Q)分量225被输入到幅度平方器236，其计算出导频信号同相(I)和正交(Q)分量的能量，以生成表示导频信号强度的幅度。然后，非相干累加器238工作以在其对应时间偏移上生成表示偏移能量的搜索量度241。还生成数目与多路径信号搜索器240所搜索的时间偏移数目相等的附加偏移量度，以形成搜索量度集243。例如，作为搜索路径246的操作结果，在时间偏移0上生成搜索量度242。
排序器250接收搜索量度集243。每个搜索量度包括偏移能量值和对应的时间偏移或偏移索引。然后，排序器250选择具有最大偏移能量值的搜索量度并把该偏移能量值与预定阈值进行比较。如果具有最大偏移能量值的搜索量度超过预定阈值，则发送确认消息至移动站130。在收到确认消息时，移动站130通过发送其消息帧来作出答复。此外，与最大偏移能量245对应的时间偏移位置被转发至耙指管理器260，以用于分配RAKE接收机耙指解调。
但是，如果在收到信号132时，多路径信号搜索器组件200未检测到超过预定阈值的搜索量度，则不发送确认信息至移动站130。在固定的时间段之后，移动站130增大其发送功率并重发该前同步信号。该过程一直重复到移动站的发送功率增大到足以使偏移能量值超过多路径信号搜索器组件200的预定阈值，或者移动站前同步信号发送达到最大次数。
虽然所示的多路径信号搜索器240是RAKE接收机的一部分，但是，也可以使用专用集成电路(ASIC)或使用其它合适的装置来实现。
在本技术领域中已知，RAKE接收机首先搜索与移动通信信号相关联的可能可解调的时间偏移(上面结合图2所描述)，其次，在可能可解调的时间偏移上开始解调移动通信信号(下面结合图3所描述)。
图3是RAKE接收机300的部分框图，用于解调信号132以及在先前由如图2所示的多路径信号搜索器组件200所选择的时间偏移上的多路径复制信号。RAKE接收机300包括用于接收呼入信号的天线108和用于前端处理的RF接收机前端块204。RAKE接收机300进一步包括若干个接收机耙指解调器路径，通常为8个，虽然图中只详细示出两个耙指解调器路径310和370。每个RAKE接收机耙指解调器路径被分配来在由图2的多路径信号搜索器组件200确定为可能具有信号132的时间偏移上解调所接收的信号132。RAKE接收机300还包括用于对从接收机耙指解调器路径输出的接收机耙指信号流进行组合的组合器330以及解交织器340和解码器350。
RAKE接收机300经由天线108接收信号132。与在多路径搜索组件200中一样，诸如CDMA信号132的中频解调、模拟自动增益控制(AGC)和模数(A/D)转换的前端处理在RF接收机前端块204中通过已知的方法和电路来执行。此外，RF接收机前端块204进一步把从A/D转换器输出的数字信号转换为一组增益调节同相(I)和正交(Q)分量219。
在所分配的时间偏移上的增益调节同相(I)和正交(Q)分量组219被输入到接收机耙指解调路径310，以转换为接收机耙指信号流331。接收机耙指解调器路径310包括耙指PN解扩频器312、导频信号沃尔什码解扩频器314、数据信号沃尔什码解扩频器316和耙指数据信号解调器318。由接收机耙指解调器路径310所接收的增益调节同相(I)和正交(Q)分量组219由耙指PN解扩频器312进行解扩频，该解扩频器把在由移动站130发送之前添加到信号132中的伪随机码去除。对于每个增益调节同相(I)和正交(Q)分量，耙指PN解扩频器312在所分配的时间偏移上生成对应的组合耙指解扩频导频和数据同相(I)和正交(Q)分量323，所分配的时间偏移与由图2所示的多路径信号搜索器组件200所检测到的高于预定阈值的最大偏移能量对应。
耙指解扩频导频和数据同相(I)和正交(Q)分量323被转发至用于解扩频的导频信号沃尔什码解扩频器314，以生成耙指解扩频导频信号部分325。类似地，耙指解扩频导频和数据同相(I)和正交(Q)分量323被转发至用于解扩频的数据信号沃尔什码解扩频器316，以生成耙指解扩频数据信号部分327。然后，耙指解扩频导频信号部分325和耙指解扩频数据信号部分327在耙指数据信号解调器318中进行解调，以在所分配的时间偏移上生成接收机耙指信号流331。
耙指数据信号解调器318包括信道估计器322和复数乘法器324。由信道估计器322所接收的耙指解扩频导频信号部分325被用于估计与耙指解扩频导频信号部分325相关联的相角329。相角是与信号132相关联的传播延迟所造成的结果。所得相角329的共轭值在复数乘法器324中与耙指解扩频数据信号部分327相乘，以在所分配的时间偏移上生成接收机耙指信号流331。
然后，组合器330把接收机耙指信号流331与由分配来解调所接收的信号132的若干个RAKE接收机耙指解调器路径中的每一个所得到的附加接收机耙指信号流(例如接收机耙指信号流332)组合。因此，如果如图2所示的耙指管理器260把接收机耙指解调器路径310和接收机耙指解调器路径370都分配给时间偏移，则组合来自接收机耙指解调器路径310和接收机耙指解调器路径370的接收机耙指信号流。
由所发送的信道码元的估计所构成的组合信号码元流333由解交织器340接收。解交织器340以一顺序重新存储组合信号码元流333，以生成表示信号132的已解交织的所发送的信道码元序列。已解交织的所发送的信道码元序列被输入解码器350中，该解码器从已解交织的所发送的信道码元序列估计出信息位序列并输出表示信号132的已解码的信号380。RAKE接收机300可以使用专用集成电路(ASIC)或使用其它合适的装置来实现。
如先前结合图2所讨论，移动站可以在呼叫建立之前发送前同步信号至基站。在收到移动站所发送信号时，基站搜索表示该前同步信号的码序列。如果多路径搜索器组件200检测到该前同步信号，则基站声明检测到信号并发送接收确认至移动站。多路径信号搜索器组件200还引导RAKE接收机解调在确定为与最大偏移能量245相关联的时间偏移上发生。但是，如果基站未检测到由移动站130所发送的前同步信号，则不发送确认且移动站增大其发送功率。
图4是根据本发明的优选实施例的用于移动通信信号的信号检测和分配的有效射线检测器400的框图。有效射线检测器400包括偏移能量排序器410、解码成功预测值(DSP)计算器430、最大DSP选择器440、DSP阈值指示器442、成功偏移选择器444和消息生成器446。
有效射线检测器400具有作为其输入的从如图2所示的多路径信号搜索器240输出的搜索量度集243。如前面所描述，在收到从信号132生成的多路径信号时，多路径信号搜索器240生成搜索量度243。搜索量度243的输入集的集大小通过搜索窗口算法来确定。如结合图2所描述，搜索窗口算法可以选择将被搜索的时间偏移范围且每个时间偏移可以被表示为偏移能量。因此，搜索窗口可以被表示为一系列偏移能量，每个偏移能量具有偏移索引和对应的偏移能量值。
例如，x＝[x0，x1，x2，......xN-1，]
其中，搜索量度x0偏移索引为0和偏移能量值为5，搜索量度x1偏移索引为1和偏移能量值为4，搜索量度x2偏移索引为2和偏移能量值为6。
即，
    搜索量度     偏移索引     偏移能量值
    x0     0     5
    x1     1     4
    x2     2     6
由有效射线指示器400所接收的搜索量度集243可以由偏移能量排序器410排序，其以它们对应的偏移能量值的降序来对它们进行排序，以生成已排序搜索量度集411。由此，在上述的示例中，搜索量度x2偏移能量值为6，因此将位于排序的最顶部，后面接有偏移能量值为5的搜索量度x0，然后为偏移能量值为4的搜索量度x1。因此，具有初始偏移能量值和初始对应偏移索引的每个已排序搜索量度411分配有基于其初始偏移能量值的新的已排序搜索量度。因此，每个已排序搜索量度具有等于其初始偏移索引的已排序偏移索引，但是根据其对应的初始偏移能量值而排序。
例如，y＝[y0，y1，y2，......yN-1，]
其中，y0偏移索引为2和偏移能量值为6，y1偏移索引为0和偏移能量值为5，以及y2偏移索引为1和偏移能量值为4。
即，
  已排序搜索量度   已排序偏移索引   已排序偏移能量值
    y0     2     6
    y1     0     5
    y2     1     4
即，在上述的示例中，位于排序的最顶部上的偏移能量值为6的已排序搜索量度y0的排序偏移索引为2，其等于与其初始偏移能量值对应的初始偏移索引号。类似地，作为排序中的下一个的偏移能量值为5的搜索量度y1的已排序偏移索引为0，其等于与其初始偏移能量值对应的初始偏移索引号，等等。因此，每个已排序搜索量度集411可以被描述为已排序偏移索引和对应的已排序偏移能量值。
具有作为输入的已排序搜索量度集411的偏移能量值以及DSP参数集431或多路径组合罚值(penalty value)的解码成功预测值(DSP)计算器430计算出对应的DSP索引上的DSP值集415。DSP值集415中的每一个反映出在与用于计算DSP值的偏移能量值对应的偏移索引上进行成功的移动通信信号解调的可能性。
DSP值集415中的每一个通过向一个或多个偏移能量值添加多路径组合罚值的方式在DSP计算器430中算出。多路径组合罚值被根据用于计算每个特定DSP值的多路径射线的数目被预选出与总噪声成分对应。因此，当用于计算DSP的多路径射线的数目增大时，多路径组合罚值的负值也跟着增大。
最优地，DSP计算器430可以使用与已排序搜索量度y相关联的三个已排序偏移能量值来算出三个DSP值的集。三个DSP值的集中的第一DSP值与最大已排序偏移能量值和表示一个多路径射线的噪声成分的罚值之和对应。三个DSP值集中的第二DSP值与最大及第二大已排序偏移能量值和表示两个多路径射线的噪声成分的罚值之和对应。例如，DSP计算器430通过把与第一已排序搜索量度对应(与最大已排序偏移能量值对应)的偏移能量值与第一罚值相加来算出第一DSP值。第一DSP值具有1的DSP索引。类似地，第二DSP值通过把与第一已排序搜索量度对应的偏移能量值和与第二已排序搜索量度对应的偏移能量值以及第二罚值相加而算出，以形成第二DSP。第二DSP值DSP索引为2。类似地，第三DSP值通过把与第一已排序搜索量度对应的偏移能量值和与第二已排序搜索量度对应的偏移能量值以及与第三排序搜索量度对应的偏移能量值与第三罚值相加而算出，以形成第三DSP。第三DSP值DSP索引为3。因此，
DSP1＝y0+PV1＝6+(PV1)＝5
DSP2＝y0+y1+(PV2)＝11+(PV2)＝8
DSP3＝y0+y1+y2+(PV3)＝15+(PV3)＝7
其中，PV1＝-1，PV2＝-3，PV3＝-8，以及DSP1的DSP索引＝1，DSP2的DSP索引＝2，以及DSP3的DSP索引＝3。DSP2生成最高DSP值8。
三个DSP值在上述的示例中算出，但是，较大DSP值集可以根据所选择的搜索量度的数目而算出。
最大DSP选择器440从DSP值集415中选择具有最大值的DSP值。所选择的最大DSP值417具有等于用于计算其值的已排序搜索量度数目的对应DSP索引。然后，在DSP阈值指示器442中把最大DSP值417与预定阈值(例如0)进行比较。超过预定阈值的最大DSP值417表示存在与多路径射线相关联的信号能量。如果最大DSP值417超过阈值，则有效射线检测器400声明检测到信号132并在消息生成器块446上生成确认消息425。在收到确认消息425时，移动站130停止增大其发送功率且可以开始发送其消息信号。此外，成功偏移选择器444结合已排序搜索量度集411来使用最大DSP值417，以选择与用于计算最大DSP值417的偏移能量值对应的偏移索引423。然后，把与所选择的偏移索引423相关联的时间偏移位置转发给耙指管理器260，以进行RAKE接收机耙指分配和后来的消息解调和解码，如结合图3所描述。
因此，与结合图2所描述的排序器250不同，有效射线检测器400可以根据两个多路径信号的组合来进行信号检测，互相独立的两个多路径信号可以不包括将足以被RAKE接收机检测、解调和解码的信号能量。例如，确定为最大DSP的值为8和DSP索引为2的DSP2具有大于0的值。因此，位于偏移索引(与用于计算DSP2的偏移能量值对应)上的两个多路径信号的组合包含足以进行可靠的消息解码的信号能量。因此，可靠的移动通信消息解码可以通过使用次要多路径射线的组合而不是一个主要多路径射线来实现，从而增大了多路径信号搜索器的灵敏度，同时降低了移动站所需的发送功率。
在另一实施例中，DSP计算器430能够接收直接来自多路径信号搜索器240的搜索量度集243，而不是接收已排序搜索量度集411。在这种情况中，再次具有作为输入的DSP参数集431的DSP计算器430根据搜索量度集243的偏移能量值来算出DSP值的集。例如，DSP计算器430通过把最大偏移能量值与第一罚值相加来算出第一DSP值。与最大偏移能量值对应的偏移索引被标记出。类似地，第二DSP值通过把最大偏移能量值和第二大偏移能量值与第二罚值相加而算出，以形成第二DSP。与最大偏移能量值和第二大偏移能量值对应的偏移索引被标记出。在确定了具有大于0的值的最大DSP时，向移动站发送确认消息并且引导RAKE接收机耙指解调在与最大DSP相关联的时间偏移位置上发生。
图5是根据本发明的优选实施例的移动通信信号的信号检测和分配的方法的流程图500。由多路径信号搜索器所生成的搜索量度集可以由图4的有效射线检测器使用，以根据两个多路径信号的组合来进行信号检测和RAKE接收机耙指分配，其中，互相独立的两个多路径信号可以不包括足以被检测到的信号能量。该方法从开始步骤502开始，接收从移动通信信号所得到的多个多路径信号。在步骤504中，多路径信号搜索器(例如多路径信号搜索器240)从多个多路径信号生成对应的多个搜索量度，例如搜索量度集243。每个搜索量度在对应偏移位置上(在下文中成为偏移索引)包括偏移能量值。搜索量度在步骤506中由偏移能量排序器410以其偏移能量值的降序来排序，以生成多个已排序搜索量度。多个已排序搜索量度中的每一个具有对应的多个已排序偏移索引和对应的多个已排序偏移能量值。因此，多个已排序搜索量度中的第一个与具有最大初始偏移能量值的搜索量度对应，多个已排序搜索量度中的第二个与具有第二大初始偏移能量值的搜索量度对应，等等。
然后，在步骤508中，结合预定DSP参数来使用已排序偏移能量值，以算出多个解码成功预测值。预定的DSP参数表示一个或多个多路径信号的噪声总和，因此其称为罚值。因此，当用于计算DSP的多路径射线的数目增大时，罚值成分也跟着增大。由DSP计算器430在步骤508中算出的多个解码成功预测值(DSP)表示成功的移动站信号解码的可能性。可以算出三个DSP值的集，但是，也可以使用较大的集。例如，通过把与第一已排序搜索量度或具有最大偏移能量值的搜索量度对应的偏移能量值与第一罚值相加来算出第一DSP。第一罚值表示一个多路径射线的预定噪声总和。第二DSP通过把与第一已排序搜索量度对应的偏移能量值、与第二已排序搜索量度或具有第二大偏移能量值的搜索量度对应的偏移能量值与第二罚值相加而算出，以形成第二解码成功预测值。第二罚值表示两个多路径射线的预定噪声总和。类似地，第三DSP通过把与第一已排序搜索量度对应的偏移能量值、与第二已排序搜索量度对应的偏移能量值、与第三已排序搜索量度或具有第三大偏移能量值的搜索量度对应的偏移能量与第三罚值相加而算出，以形成第三解码成功预测值。第三罚值表示三个多路径射线的预定噪声总和。
在步骤510中选择具有最大值的DSP。最大DSP可以使用一个、两个或三个偏移能量值来算出，因此可以与一个、两个或三个偏移索引相关联。如果在步骤520中最大DSP具有大于0的值，其表示存在一个或多个多路径射线，则声明检测到移动站信号并且在步骤530中发送确认消息至移动站。如果在步骤520中最大DSP不具有大于0的值，其表示未检测到前同步信号，则该过程结束。
在检测到存在一个或多个多路径射线(由具有大于0的值的最大DSP指示)时，在步骤504中选择与用于计算最大DSP的偏移能量值对应的初始偏移索引。与用于计算最大DSP的偏移能量值对应的初始偏移索引表示可以发生最佳移动通信信号解调的一个或多个时间偏移。因此，在步骤550中，RAKE接收机耙指被引导在与用于计算最大DSP的偏移能量值对应的初始偏移索引上进行解调。
总之，本领域的普通技术人员应当理解，现提供了用于在无线通信系统中执行信号检测和RAKE接收机耙指分配的方法和装置。实现了在此所描述的教导的系统的用户应当注意，基站接收机对移动站前同步信号的灵敏度提高了。此外，由于基站接收机的灵敏度提高了，所以移动站无需在现有技术算法所需的较大功率水平上工作。
前面的描述只是作为说明和描述的目的而提出的。其不是详尽的且不应当把本发明限定于所公开的示例性实施例。可以根据上述讲解作出很多修改和变化。本发明的范围不应当由该详细的描述限定，而是由所附的权利要求书限定。

Claims (14)

1.一种在码分多址无线通信系统中用于检测移动站信号的方法，该系统包括天线、用于从移动站信号的多个多路径信号中生成多个搜索量度的基站多路径信号搜索器以及用于解调所述移动站信号的基站收发机，所述方法包含以下步骤：
接收所述多个搜索量度，所述多个搜索量度中的每一个具有偏移索引和偏移能量值，所述偏移索引对应于与所述移动站信号的多路径信号相关联的多个时间偏移中的一个；
根据所述偏移能量值的多个组合来计算多个解码成功预测值，所述多个解码成功预测值表示成功的移动站信号解调的可能性；
从所述多个解码成功预测值中选择最大解码成功预测值；和
如果所述最大解码成功预测值具有大于零的值，则通过所述基站收发机来确认检测到移动站信号。
2.如权利要求1所述的用于检测移动站信号的方法，其中，计算所述多个解码成功预测值的步骤包含以下步骤：
把所述多个偏移能量值中的最大偏移能量值与第一罚值相加，以形成第一解码成功预测值；和
把所述多个偏移能量值中的最大偏移能量值和所述多个偏移能量值中的第二大偏移能量值与第二罚值相加，以形成第二解码成功预测值。
3.如权利要求2所述的用于检测移动站信号的方法，其中，所述第一罚值表示所述多个多路径信号中的一个信号的预定噪声总和，并且其中，所述第二罚值表示所述多个多路径信号中的两个信号的预定噪声总和。
4.如权利要求1所述的用于检测移动站信号的方法，其中，确认检测到移动站信号的步骤进一步包含：发送确认消息至所述移动站，所述确认消息向所述移动站表示所述移动站信号在足够的功率水平上发送。
5.如权利要求1所述的用于检测移动站信号的方法，进一步包含以下步骤：
选择与用于计算最大解码成功预测值的偏移能量值的多个组合对应的所述偏多个移索引的子集，以形成偏移索引检测集；
把所述偏移索引检测集转发至所述基站收发机；和
把所述移动站信号的解调分配在所述偏移索引检测集上发生。
6.如权利要求1所述的用于检测移动站信号的方法，进一步包含步骤：以其偏移能量值的降序对所述多个搜索量度进行排序，以生成多个排序搜索量度，所述多个排序搜索量度中的每一个具有已排序偏移索引和已排序偏移能量值。
7.如权利要求6所述的用于检测移动站信号的方法，其中，计算所述多个解码成功预测值的步骤包含：
把与多个已排序搜索量度中的第一个对应的所述已排序偏移能量值与第一罚值相加，以形成第一解码成功预测值；和
把与多个已排序搜索量度中的第一个对应的所述已排序偏移能量值和与多个已排序搜索量度中的第二个对应的所述已排序偏移能量值与第二罚值相加，以形成第二解码成功预测值。
8.一种在码分多址无线通信系统中用于检测和分配移动通信信号的方法，所述系统包括天线、基站多路径信号搜索器和基站收发机，所述方法包含以下步骤：
在第一时间偏移上接收具有第一偏移能量的第一多路径信号，所述第一多路径信号从所述移动通信信号中产生；
在第二时间偏移上接收具有第二偏移能量的第二多路径信号，所述第二多路径信号从所述移动通信信号中产生；
在第三时间偏移上接收具有第三偏移能量的第三多路径信号，所述第三多路径信号从所述移动通信信号中产生；
生成第一搜索量度，所述第一搜索量度具有第一偏移索引和第一偏移能量值，所述第一偏移索引对应于所述第一时间偏移；
生成第二搜索量度，所述第二搜索量度具有第二偏移索引和第二偏移能量值，所述第二偏移索引对应于所述第二时间偏移；
生成第三搜索量度，所述第三搜索量度具有第三偏移索引和第三偏移能量值，所述第三偏移索引对应于所述第三时间偏移；
以其对应偏移能量值的降序对所述搜索量度进行排序，以生成排序搜索量度集，所述排序搜索量度集包括：
-与具有最大偏移能量值的搜索量度对应的第一排序搜索量度，所述第一排序搜索量度具有第一已排序偏移索引；
-与第二大偏移能量值对应的第二排序搜索量度，所述第二排序搜索量度具有第二已排序偏移索引；和
-与第三大偏移能量值对应的第三排序搜索量度，所述第三排序搜索量度具有第三已排序偏移索引；
把与所述第一排序搜索量度对应的偏移能量值与第一罚值相加，以形成第一解码成功预测值；
把与所述第一排序搜索量度对应的偏移能量值和与所述第二排序搜索量度对应的偏移能量值与第二罚值相加，以形成第二解码成功预测值；
把与所述第一排序搜索量度对应的偏移能量值和与所述第二排序搜索量度对应的偏移能量值以及与所述第三排序搜索量度对应的偏移能量值与第三罚值相加，以形成第三解码成功预测值；
选择最大解码成功预测值，所述最大解码成功预测值具有最高值；
如果所述最大解码成功预测值具有大于零的值，则引导所述基站收发机发送消息；
如果所述最大解码成功预测值具有大于零的值，则选择与用于计算所述最大解码成功预测值的偏移能量值对应的所述偏移索引，以形成偏移索引检测集；
把所述偏移索引检测集转发至所述基站收发机；和
把所述移动通信信号的解调分配在所述偏移索引检测集上发生。
9.如权利要求8所述的用于检测和分配移动站信号的方法，其中，所述第一罚值表示从所述移动通信信号中所产生的一个多路径信号的预定噪声成分，其中，所述第二罚值表示从所述移动通信信号中所产生的两个多路径信号的预定噪声成分，并且其中，所述第三罚值表示从所述移动通信信号中所产生的三个多路径信号的预定噪声成分。
10.如权利要求8所述的用于检测和分配移动站信号的方法，其中，所述消息是向所述移动站声明检测到信号的确认消息，所述确认消息向所述移动站表示所述移动站信号在足够的功率水平上发送。
11.一种在传送移动站信号的码分多址无线通信系统中使用的有效射线检测器，所述码分多址无线通信系统包括天线、用于从所述移动站信号中生成多个搜索量度的基站多路径信号搜索器以及用于解调所述移动站信号的基站收发机，所述有效射线检测器包含：
偏移能量排序器，其适用于对具有对应的多个所接收的偏移索引和对应的多个所接收的偏移能量值的多个所接收的搜索量度进行排序，以生成多个排序搜索量度，所述多个排序搜索量度具有对应的多个已排序偏移索引和对应的多个已排序偏移能量值，所述多个所接收的偏移索引与从所述移动站信号中产生的多个多路径信号的多个时间偏移对应；
解码成功预测值计算器，其适用于计算与所述已排序偏移能量值的多个组合对应的多个解码成功预测值，所述多个解码成功预测值表示成功的移动站信号解调的可能性；
最大解码成功预测值计算器，其适用于从所述多个解码成功预测值中选择最大解码成功预测值，所述最大解码成功预测值具有最高值；
解码成功预测值阈值指示器，如果所述最大解码成功预测值具有大于零的值，则转发所述最大解码成功预测值；和
成功偏移选择器，其适用于选择与用于计算所述最大解码成功预测值的所述已排序偏移能量值的多个组合对应的所述多个已排序偏移索引的子集，以形成偏移索引检测集。
12.如权利要求11所述的有效射线检测器，进一步包含消息生成器，其适用于引导所述基站接收机发送消息，所述消息向所述移动站表示所述移动站信号在足够的功率水平上发送。
13.如权利要求11所述的有效射线检测器，进一步包含基站接收机耙指管理器，其适用于把所述移动站信号的解调分配在所述偏移索引检测集上发生。
14.如权利要求11所述的有效射线检测器，其中，计算所述多个解码成功预测值包含：
把与所述多个排序搜索量度中的第一个对应的所述已排序偏移能量值与第一罚值相加，以形成第一解码成功预测值；和
把与所述多个排序搜索量度中的第一个对应的所述已排序偏移能量值和与所述多个排序搜索量度中的第二个对应的所述已排序偏移能量值与第二罚值相加，以形成第二解码成功预测值。
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