CN1220061A - 直接序列扩频接收机中用于码元跟踪的设备 - Google Patents

Abstract

同相和正交信号被加到第一、第二和第三相关器,第一相关器被用来产生及时的信号,第二相关器被用来产生滞后的信号,第三相关器被用来产生提前的信号。来自第一相关器的输出被传送到估值装置,以及从估值装置产生的信号对于各自的信道与来自第一和第二相关器的输出相乘。从第二相关器和第三相关器产生的同相和正交信道信号被相加在一起,然后,信号的总和值被减去,以产生用于控制环路滤波器的信号,以及时钟产生装置控制模拟－数字转换器。

Description

直接序列扩频接收机中用于码元跟踪的设备

本发明涉及直接序列扩频的接收机，以及关系到接收设备的码元跟踪部分。

用于扩频的码元跟踪装置的通常实施方案包括所谓的提前、及时、滞后跟踪环，这涉及对相关波形的能量检测，这种相关波形是通常提前半个码片而提前执行的相关和通常滞后半个码片而滞后执行的码片的能量的相关的波形。然后通过从滞后值中减去提前值而产生定时鉴别曲线，这被用来闭合反馈环以便调整时间，从而使得该及时的值在正确的时间出现。

本发明的目的是取消提前和滞后的相关必须发生在半个码片之处的要求，更具体地，是要让它们发生在正或负一个码片处。这在通常的实施方案中会引起特别的困难，因为对于工作在标称的定时的电路来说在正或负一个码片处相关值降到零。因此，对信号的能量检测会变得有非常大的干扰，这样通常的实施方案会导致鉴别曲线本身就非常嘈杂，并会导致一个非常不稳定的定时环。

该设备使用了已进行Nyquist(奈奎斯特)滤波的扩频信号，因而，它使用其相关函数在通过零点时仍旧有良好斜度的信号，该基本问题是这样解决的，即不是对在这些间隔中所作的测量或所作的相关中进行能量检测，而是把它们对从及时的信号所得出的相位参考值进行协调补偿，藉此减小噪声的影响，因而能得出这样的鉴别信号，它具有与较传统的提前/滞后正或负半个码片的情况下所能得到的相同的信号噪声比。

按照本发明的一个实施例，提供了在直接序列扩频***中用于码元跟踪的设备，包括用于接收信号的装置，用于把接收的信号变换成同相和正交信号的装置，用于把同相和正交信号转换成数字信号的模拟-数字转换装置，用于处理及时的信号的第一相关器，用于处理滞后的信号的第二相关器，用于处理提前的信号的第三相关器，用于得出来自第一相关器的输出信号的估值的估值装置，用于把该估值分别与来自第二与第三相关器的输出信号相乘和把同相与正交信道相加在一起的第一和第二乘法和加法装置，用于减去来自所述第一与第二乘法装置的结果的减法装置，以及用来接收来自减法装置的输出信号和产生用于模拟-数字转换器装置的控制信号的控制装置。

按照本发明的另一个实施例，提供了在直接序列扩频接收机中用于码元跟踪的设备，它包括用于接收信号的装置，用于把接收的信号变换成同相和正交信号的转换装置，用于把同相和正交信号转换成数字信号的模拟-数字转换装置，用于处理及时的信号的第一复数相关器，用于处理滞后的信号的第二相关器，用于处理提前的信号的第三相关器，频率鉴相装置，它用于接收来自所述第一相关器的信号和产生一个用来以这样的方式控制所述转换装置的信号、即使得相干信号被包含在一个信号相位信道上，还包括用于减去来自所述第二与第三相关器的输出信号的减法器装置，以及被连接到所述减法器装置以便用来控制所述模拟-数字转换器装置的控制装置。

现在将参照附图描述本发明的各种不同实施例，其中：

图1显示了对于相关器的输出的典型相关函数，

图2显示了本发明的第一实施例的方框图，以及

图3显示了本发明的第二实施例的方框图。

参照图1，显示了相关器输出的典型相关函数，表示提前的、滞后的和及时的相关的正常标称位置，以及对于提前的和滞后的位置的新建议的位置，及时的位置显然是同一个位置。

参照图2，被显示为天线的信号输入产生装置2馈送信号给变频器装置4，后者产生出I和Q信号，它们被馈送给一对模拟-数字转换器6,8。这些转换器的输出馈送到三个半复数相关器。包括单元10、12、14、16的相关器是用于及时的位置的，因而转换器6的输出的I样本信号在乘法器10中与及时码相乘，并在累加器14中被累加，这一过程对用于Q信道的乘法器12和累加器14是同样的。及时信号的输出传送到技术人员所熟知的用于解调目的的其它电路。该输出也馈送到估值装置18,20，它们在本实施例中基本上用作为滤波器，以便增强这个位置的测量的信噪比。

在滞后相关器对中，执行类似的操作，该相关器对包含用于I信道的乘法器22和累加器26，以及用于Q信道的乘法器24和累加器28，然而，这些累加器的输出在乘法器30、32中与从及时的信道得出的估值相乘，并在加法器34中被相加在一起。

同样地，对于提前的信道，通过乘法器36和累加器40，乘法器38和累加器42，执行类似的操作。来自累加器40、42的输出也通过乘法器44、46与估值相乘，其输出由加法器48相加。然后加法器34、48的输出在减法装置50中相减。将会看到，这些操作可以以不同的次序执行，事实上，如果在进行乘法之前执行减法，则可省去两个乘法器，然而，这个实施例可较好地解释本原理。

减法器装置50的输出被馈送到环路滤波器装置52，它用来控制对转换器6、8进行采样的时钟发生器54，以便这样地提前或滞后采样的定时，使得及时信号与在相关函数的峰值处的相关值一致。将会看到，本发明的另外一些实施例也是可能的，例如，采样一开始以比每个码片采样一次更高的速率进行，以及在每个码片一次的采样时样本的产生可通过内插器装置形成，通过内插器装置产生的样本的定时可通过建立正确的内插系数来建立，这些系数的选择也可从滤波器装置52的输出来控制。也将看到，在某些环境下，如果估值装置18、20的输出这样地被控制以便把它们归一化，使得它们成为恒定的幅度且它们只体现该估值的相位信息，则将会是一个改进。

本地码发生器56通过能产生提前/滞后/及时信号的电路38来控制乘法器10、12、22、24、36、58。

图3显示了另一个实施方案。参照图3，信号产生装置60是一个天线。变频器62通过模拟-数字转换器64、66馈送到I和Q信道。正如前面所述，乘法器68和累加器72一起构成相关器，同样地，乘法器70和累加器74构成另一个相关器。来自相关器的输出被馈送到频率鉴相装置76，它以技术人员所熟知的方式产生频率控制信号，即该信号被反馈到变频器62，以便这样地控制变频的相位，使得相干信号全部被保持在I信道上。这样，对于提前的和滞后的信号，在Q信道上进行的相关就变成不必要的，因而，只要提供单个乘法器78和单个累加器80以产生提前的信号，同样地，对于滞后信号，可只提供乘法器82和累加器84。来自累加器80、84的输出在减法装置86中相减，其结果被馈送到环路滤波器88，用于控制时钟发生器装置90。

本地码发生器92通过用于控制乘法器68、70、78、82的电路94产生提前/滞后/及时信号。

本领域的技术人员将很容易看到，可替代的方案完全属于本发明范围。例如，到变频器的连接可以做成是通过电缆的。

Claims (10)

1．一种在直接序列扩频接收机中用于码元跟踪的设备，包括用于接收信号的装置，用于把接收的信号变换成同相和正交信号的装置，用于把同相和正交信号转换成数字信号的模拟-数字转换装置，用于处理及时的信号的第一相关器，用于处理滞后的信号的第二相关器，用于处理提前的信号的第三相关器，用于得出来自第一相关器的输出信号的估值的估值装置，用于把该估值分别与来自第二与第三相关器的输出信号相乘和把同相与正交信道相加在一起的第一和第二乘法和加法装置，用于减去来自所述第一与第二乘法装置的结果的减法装置，以及用来接收来自减法装置的输出信号和产生用于模拟-数字转换器装置的控制信号的控制装置。

2．权利要求1中所要求的设备，其特征在于，其中每个相关器包括用于处理同相信号的一个乘法器和一个累加器，以及用于处理正交信号的一个乘法器和一个累加器。

3．权利要求1或2中所要求的设备，其特征在于，其中控制装置包括环路滤波器和时钟发生器。

4．权利要求2或权利要求3中所要求的设备，其特征在于，其中在每个相关器中的乘法器由代码发生器与用于产生提前/滞后/及时信号代码的装置控制。

5．一种在直接序列扩频接收机中用于码元跟踪的设备，包括用于接收信号的装置，用于把接收的信号变换成同相和正交信号的转换装置，用于把同相和正交信号转换成数字信号的模拟-数字转换装置，用于处理及时的信号的第一复数相关器，它用于处理滞后的信号的第二相关器，用于处理提前的信号的第三相关器，频率鉴相装置，它用于接收来自所述第一相关器的信号和产生一个用来以这样的方式控制所述转换装置的信号、使得相干信号被包含在一个信号相位信道上，还包括用于减去来自所述第二与第三相关器的输出信号的减法器装置，以及被连接到所述减法器装置以便用来控制所述模拟-数字转换器的控制装置。

6．权利要求5中所要求的设备，其特征在于，其中第一相关器包括用于每个信号信道的一个乘法器和一个累加器。

7．权利要求6中所要求的设备，其特征在于，其中第二和第三相关器包括用于每个信号信道的一个乘法器和一个累加器。

8．前面的权利要求5到7中的任一项中所要求的设备，其特征在于，其中控制装置包括环路滤波器和时钟发生器。

9．权利要求7或权利要求8中所要求的设备，其特征在于，其中在每个相关器中的乘法器由代码发生器与用于产生提前/滞后/及时信号代码的装置所控制。

10．基本上如这里在以前参照图1、2和3所描述的那样的设备。

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