CN1087575C - 检测导频信号和用户的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种导频信号检测方法，一种导频信号检测装置和一种用户，其中正确和有效地检测相邻基站的导频信号的定时，以便改善移动站的通信质量。在第一相关范围内获取任意基站的导频信号的部分相关。部分相关的结果已超过第一阈值的导频信号变成所检测的导频候选信号。然后在比第一相关范围宽的相关范围内获取导频候选信号的导频信号的部分相关。部分相关结果已超过第二阈值的导频信号变成导频检测信号。

Description

检测导频信号和用户的方法和装置
技术领域
本发明涉及在码分多址***的移动通信***中检测导频信号的方法和装置，在该***中接收从相应的基站发送的扩频信号并从所接收的扩频信号检测导频信号。本发明还涉及用于根据由该导频信号检测方法和装置检测的导频信号调制所接收的扩频信号的用户。
背景技术
在所使用的通信***中，当多个基站共同使用一个移动站通信时，则存在一个码分多址(CDMA)***。CDMA***是这样一种***：其中根据预置PN码对由载频调制的信号扩频并将其发送到例如一个移动站，其中接收机通过使用相同PN码通信的码同步解调该信号。在采用CDMA***的移动通信***中，用户(移动站的接收机)将基站发送的导频信号的定时分配给一个解调器，然后该解调器根据所分配的导频信号的定时解调来自基站发送的扩频信号。
采用CDMA***的移动通信***在美国已经被标准化。用户***标准规定了移动站的所有性能。包括解调特性，例如在来自多个基站的导频信号的信号强度根据规定的码型变化的情况下作为在用户的解调结果的消息差错率(MER)，或由移动站将在通信协议上发送的消息的可靠性作为相邻基站的识别结果。然而，不存在关于检测来自相邻基站导频信号定时方法的规定。
当检测相邻基站导频信号的定时时，如果永久地获取由该相邻基站发送的导频信号的相关并且所检测的来自相邻基站的导频信号不低于预置电平则可能会改善用户性能，发送在通信协议上规定的消息，与此同时将所检测的导频信号的定时立即分配给解调器。
然而，在用户检测导频信号的定时时如果将部分相关的范围设定为较大的值，部分相关所需要的时间与部分相关范围的尺度成比例地变大，改善了导频信号定时的检测精度。此外，除上述的导频信号的定时检测之外，用户必须执行处理目前接收的基站的导频信号的相关，向定时解调器分配导频信号，处理通信协议和话音编码/解码。因此，如果试图改善导频信号定时检测中的精度，将增加处理时间，其结果是不能改善用户的所有性能。
因此，希望开发一种准确和有效的方法用于在移动站检测相邻基站的导频信号的定时。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供准确和有效地检测相邻基站的导频信号的方法和装置，以便改善移动站和相应用户的通信质量。
本发明的一个方面是提供一种导频信号检测方法，其中从形成各自的接收的扩频信号的多个基站接收一个码分多址***中的扩频信号并且从自所述多个基站接收的扩频信号检测一个任意基站的导频信号，包括以下步骤：在一个第一相关范围内获取所述任意基站的导频信号的一个第一部分相关；根据所述第一部分相关的结果与一个第一阈值的比较结果选择所检测的一个导频候选信号；在一个比所述第一相关范围宽的第二相关范围内获取所检测的导频候选信号的一个第二部分相关；和，将根据所述第二部分相关的结果与一个第二阈值之间的比较结果选择的导频信号变成导频检测信号。
本发明的另一个方面是提供一种导频信号检测装置，其中从多个基站接收通过码分多址***扩频的信号并从自该多个基站接收的扩频信号检测任意基站的导频信号。该导频信号检测装置包括第一搜索装置，用于在第一相关范围内获取任意基站的导频信号的部分相关；和检测候选确定装置，用于根据来自第一搜索装置的部分相关的结果与第一阈值的比较选择所检测的导频候选信号。该装置还包括第二搜索装置，用于在比第一相关范围宽的第二相关范围内获取通过检测候选确定装置得到的所检测的导频候选信号的部分相关；和，检测确定装置，用于将根据来自第二搜索装置的部分相关的结果与第二阈值之间的比较所选择的导频信号设定作为导频检测信号。
本发明的再一个方面是提供用户，该用户包括接收装置，用于从多个基站接收通过码分多址***扩频的信号；和导频信号检测装置，用于从由所述接收装置接收的多个基站的扩频信号检测一个任意基站的导频信号。该用户还包括解调装置，用于根据由导频信号检测装置检测的导频信号解调由该接收装置接收的扩频信号。该导频信号检测装置包括第一搜索装置，用于在第一相关范围内获取任意基站的导频信号的部分相关；和检测候选确定装置，用于根据来自第一搜索装置的部分相关的结果与第一阈值的比较选择所检测的导频候选信号；第二搜索装置，用于在比第一相关范围宽的第二相关范围内获取通过检测候选确定装置得到的所检测的导频信号的部分相关；和，检测确定装置，用于将根据来自第二搜索装置的部分相关的结果与第二阈值之间的比较所选择的导频信号设定作为导频检测信号。
附图说明
图1是根据本发明的用户结构的方框图。
图2说明窄相关范围和宽相关范围导频信号的定时检测的处理。
图3说明窄相关范围导频信号的定时检测情况下定时和搜索结果之间关系。
图4说明宽相关范围导频信号的定时检测情况下定时和搜索结果之间关系。
图5说明为窄相关范围导频信号的定时检测设定的阈值。
图6说明为宽相关范围导频信号的定时检测设定的阈值。
图7是用户的定时检测器中导频信号定时检测的操作流程图。
实施例说明
参考附图，详细说明本发明的优选实施例。
如图1中的实例所示，根据本发明的导频信号检测方法是由设置在移动站(用户100)接收机中的定时检测器150执行的。该定时检测器150是根据本发明的导频信号检测装置。移动站200的发射机在将所传输的信号T扩展到预置频带的频谱上发送所传输的信号T。双工器20识别经天线10发送或接收的信号。
首先，用户100使用CDMA***并包括三个被从基站馈送接收数据RV的解调器120、130和140，一个定时检测器150，一个定时分配器180，定时检测器150的输出馈送到定时分配器180，和一个合成器170，解调器120、130和140的输出馈送到合成器170。
用户100还包括一个超时发生器160，其输出馈送到定时发生器150。分配器180的输出馈送到解调器120、130和140。
在上述用户100中，通过天线10接收从任意基站之一发送的扩频信号。经天线10接收的扩频信号经双工器20提供给基带信号形成电路30并由基带信号形成电路30输换成基带信号，用于产生数字数据。该数字数据作为接收数据RV馈送到解调器120、130和140以及定时检测器150。
超时发生器160以预置时间间隔为定时检测器150产生周期超时信号CT。将产生超时信号CT的周期预设为不小于解调器120、130和140对导频信号的可用信号分量(称为多通路分量)解调一次所需的时间总和的任意值，即将所接收的扩频信号的导频信号相关一次所需的时间，和向解调器120、130和140一次定时分配所需的时间。
在超时发生器160不产生超时信号CT期间，由信号处理电路(未示出)执行通信协议处理或话音编码/解码。
当超时发生器160产生超时信号CT时，定时检测器150根据来自超时发生器160的超时信号CT从向其提供的接收数据信道分隔导频信号，用于在相关范围内获取相关，以便检测导频信号的多通路分量CMP。获取相关在下文也称为搜索。定时检测器150将所检测的多通路分量CMP路由选择到定时分配器180。
下面将详细说明定时检测器150检测导频信号的操作。
定时分配180从来自定时检测器150的多通路分量CMP以递减的能量值顺序选择例三个多通路分量CMP的定时。定时分配器180将所选择的三个多通路分量作为三个定时控制信号CP1、CP2和CP3分别选择路由到解调器120、130和140。
解调器120根据来自定时分配器180的定时控制信号CP1对向其提供的接收数据RV解扩频，并信道分离解调的数据。解调器120将解调的接收数据选择路由到合成器170。
解调器130根据来自定时分配器180的定时控制信号CP2对向其提供的接收数据RV解扩频，并信道分离解调的数据。解调器130将解调的接收数据选择路由到合成器170。
解调器140根据来自定时分配器180的定时控制信号CP3对向其提供的接收数据RV解扩频，并信道分离解调的数据。解调器140将解调的接收数据选择路由到合成器170。
合成器170合成来自解调器120、130和140的解调数据RV1、RV2和RV3以形成作为接收数据R输出的合成数据。
然后，每当超时发生器160产生超时信号CT时执行上述解调操作。
现在具体说明由定时检测器150检测导频信号的操作。
图2示出在窄范围S1上的导频信号的定时检测方法，和在宽范围S2上
的导频信号定时检测方法。在该图中，PN码D表示从基站发送的PN码的定时，该基站的信号将由用户100接收。
PN码是指用于对发送的信号扩频和对所接收的扩频信号解扩频的1’和0’的伪随机码。
例如，在采用CDMA***的移动通信***中，使用带有周期为215的PN码。因此，定时检测器150在内部产生PN码并获取所产生的PN码与所接收的PN码之间的相关。然而，考虑到要增加硬件规模和增加搜索时间，定时检测器150不适合于获取215个代码的所有代码长度。
因此，如图2所示，如果将在窄相关范围S1内检测导频信号的定时，定时发生器160产生相关范围的PN码，即该PN码的D1部分，以便获取所产生的PN码的D1部分和从基站接收的PN码D中与该PN码的D1部分相同范围的代码之间的相关。
也就是说，定时发生器160首先确定将要搜索的定时的范围，例如，范围为TS的12个定时T1至T12，并在范围Ts内所确定的定时T1产生所生成的PN码的D1部分，如图2a所示。定时检测器150针对相关范围S1搜索所生成的PN码的D1部分。然后当定时检测器150将其产生PN码的D1部分的定时移到T2、T3、T4等等时重复如上所述的搜索。
对于在宽相关范围S2上的导频信号的定时检测，如图2b所示，当定时检测器150将其产生PN码的D2部分的定时移到T1、T2、T3、T4等等时针对宽相关范围重复搜索，如同如上所述在窄相关范围S1上检测导频定时的情况。
图3示出搜索结果和在窄相关范围S1上进行导频信号的定时检测情况下的定时之间的关系，图4示出搜索结果和在宽相关范围S2上进行导频信号的定时检测情况下的定时之间的关系。同时，图3和图4示出当相同PN码的相同定时T6位于横坐标中部时的搜索结果和定时。
参考上文，由于部分相关，存在具有与相关范围S1、S2对应的能量的多通路分量P1、P2，作为在PN码的相同定时T6的搜索结果。也就是说，在宽相关范围S2上的导频信号的定时检测比在窄相关范围上的导频信号的定时检测可获得具有更高能量的多通路分量P2。因此，从中看出相关范围越宽，搜索结果中的精度越高。
然而，所设定的相关范围越宽，为获取相关的代码长度越长，从而增加搜索所需的时间。
因此，定时检测器150分别针对窄相关范围和宽相关范围设定适当的值Tn和TW，分别如图5和6所示。
将为窄相关范围设定的阈值Tn设定为可检测相邻基站的导频信号Q0的电平值，如果在定时检测器150可检测相邻基站1的导频信号Q0的所需的最小窄相关范围中获取该相关。
也就是说，由于窄相关范围造成选择阈值Tn，以致不应由定时检测器检测的相邻基站的导频信号Q1可能被错误地检测，但应该由定时检测器150检测的相邻基站的导频信号Q0必须被检测。
另一方面，将为宽相关范围设定的阈值TW设定为这样一个电平：如果在针对不应由定时检测器150检测的相邻基站的导频信号Q1和Q2的宽范围上获取相关，则根本不检测相邻基站的导频信号Q1、Q2。
首先，如果用户100处在备用状态，用户100则通过从当前接收的基站接收控制信道来接收相邻基站的信息。即，采用CDMA***的用户100从控制信号捕获诸如相邻基站编号或相邻基站PN码定时之类的相邻基站的信息。从而将所捕获的相邻基站的信息发送到定时检测器150。定时检测器150开始检测相邻基站的导频信号。
当处在导频信号检测操作状态时，定时检测器150检查是否已搜索到所有相邻基站的导频信号。由于到该时刻为止仍未检查到所有相邻基站的导频信号，处理转入下一步骤S2。
在步骤S2，在同一导频信号的定时处所需的最小相关范围内搜索相邻基站的导频信号。步骤S2的处理在极短的时间内结束，如上所述。
然后，根据在步骤S2的搜索结果在步骤S3检查该搜索结果是否超过图5所示的阈值Tn。
如果在步骤S3发现搜索结果仍未超出阈值Tn，处理返回到步骤S1，以便对下一个相邻基站的导频信号执行步骤S1至S3的处理。
如果在步骤S3发现搜索结果已超过阈值Tn，则认为当前处理的相邻基站的导频信号是所检测的导频候选信号，并将多通路分量或类似的导频信号记录在存储器(未示出)中(步骤S4)。然后处理返回到步骤S1，以便对下一个相邻基站的导频信号执行步骤S1至S3的处理。
如果已知对由定时检测器150识别的所有相邻基站的导频信号执行了步骤S1至S4的处理并且在步骤S1发现已搜索到相邻基站的导频信号，处理则转入下一个步骤S5。
在步骤S5，检查是否已在宽相关范围上搜索到在步骤S4记录到存储器的所检测的导频候选信号。由于此刻仍未搜索到所检测的导频候选信号，处理转入下一个步骤S6。
在步骤S6，在这些导频信号的定时的宽相关范围上搜索已记录到存储器中并且对其的搜索仍未结束的所检测的导频候选信号。对记录在存储器中的所检测的导频候选信号执行步骤S6的处理并且其耗时与如上所述的相同。然而，该处理是精度极高的搜索操作。
接下来，在步骤S7检查在步骤S6的结果是否已超过图6中所示的阈值TW。
如果在步骤S7发现该搜索结果未超过阈值TW，处理返回到步骤S5，以便对下一个所检测的导频候选信号执行步骤S5至S7的处理。
如果在步骤S7发现该搜索结果已超过阈值TW，则认为当前考虑的所检测的导频候选信号是所检测的导频信号，并将多通路分量或类似的导频信号记录在存储器中。然后处理返回到步骤S5，以便对记录在存储器中的下一个所检测的导频候选信号执行步骤S5至S7的处理。
对记录在存储器中的所检测的所有导频候选信号执行如上所述的步骤S5到S8的处理。如果在步骤S5发现已搜索到所检测的导频候选信号，则终止本程序。
另外，如果未将所检测的导频候选信号记录在存储器中，则在步骤S5判断不会检测到导频信号并因此终止该程序。
将如上所述获得的所检测的导频信号多通路分量提供给定时分配器180。
如上所述，定时检测器150获取在所需最小相关范围内相邻基站导频信号的部分相关和已超过预设阈值的相邻基站的导频信号，认为该部分相关的结果作为所检测的导频候选信号。然后增加所检测的导频候选信号的相关范围并为正确和有效地检测相邻基站的导频信号的定时再次获取该信号的部分相关，以便改善移动站的通信质量。

Claims (3)

1.一种导频信号检测方法，其中从形成各自的接收的扩频信号的多个基站接收一个码分多址***中的扩频信号并且从自所述多个基站接收的扩频信号检测一个任意基站的导频信号，包括以下步骤：
    在一个第一相关范围内获取所述任意基站的导频信号的一个第一部分相关；
    根据所述第一部分相关的结果与一个第一阈值的比较结果选择所检测的一个导频候选信号；
    在一个比所述第一相关范围宽的第二相关范围内获取所检测的导频候选信号的一个第二部分相关；和
    将根据所述第二部分相关的结果与一个第二阈值之间的比较结果选择的导频信号变成导频检测信号。
2.一种导频信号检测装置，其中从多个基站接收通过码分多址***扩频的信号并从自该多个基站接收的扩频信号检测任意基站的导频信号，其特征在于包括：
    第一搜索装置，用于在第一相关范围内获取任意基站的导频信号的部分相关；
    检测候选确定装置，用于根据来自第一搜索装置的部分相关的结果与第一阈值的比较选择所检测的导频候选信号；
    第二搜索装置，用于在比第一相关范围宽的第二相关范围内获取通过检测候选确定装置得到的所检测的导频候选信号的部分相关；和
    检测确定装置，用于将根据来自第二搜索装置的部分相关的结果与第二阈值之间的比较所选择的导频信号设定作为导频检测信号。
3.一种用户，包括：
  接收装置，用于从多个基站接收通过码分多址***扩频的信号；
  导频信号检测装置，用于从由所述接收装置接收的多个基站的扩频信号检测一个任意基站的导频信号；和解调装置，用于根据由所述导频信号检测装置检测的导频信号解调由所述接收装置接收的扩频信号；
    所述导频信号检测装置包括：
    第一搜索装置，用于在第一相关范围内获取任意基站的导频信号的部分相关；
    检测候选确定装置，用于根据来自第一搜索装置的部分相关的结果与第一阈值的比较选择所检测的导频候选信号；
    第二搜索装置，用于在比第一相关范围宽的第二相关范围内获取通过检测候选确定装置得到的所检测的导频候选信号的部分相关；和
    检测确定装置，用于将根据来自第二搜索装置的部分相关的结果与第二阈值之间的比较所选择的导频信号设定作为导频检测信号。
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