專利名稱：直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)中用于獲取碼元鎖相的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)，具體地，涉及碼元鎖相的起始獲取。
在這樣的系統(tǒng)中，擴(kuò)頻發(fā)射機(jī)發(fā)送包含一個可能具有相當(dāng)長度的序列的代碼。尚未獲取時間同步的接收機(jī)對接收的信號進(jìn)行相關(guān)，直到發(fā)現(xiàn)能量超過門限值的時候?yàn)橹埂＿@些相關(guān)是對于多種多樣的碼元移相進(jìn)行的，通常這些移相包含全部數(shù)目的碼片(chip)，而且進(jìn)入信號通常每個碼片被采樣幾次。這就確保了當(dāng)碼元的各個不同相位被測試時，能找到相關(guān)函數(shù)的峰值或接近于該峰值的位置，避免了與遠(yuǎn)離相關(guān)峰值的碼元采樣有關(guān)的損失。
在現(xiàn)有系統(tǒng)中，發(fā)送的信號由每個碼片的矩形脈沖組成，這導(dǎo)致了該自相關(guān)函數(shù)在這種情況下是三角形。如果采樣偏離半個碼片的相位，則這會導(dǎo)致6dB的惡化。最近，對發(fā)射頻譜應(yīng)用了頻帶限制函數(shù)，典型地是提升的余弦脈沖，這時離開最佳點(diǎn)半個碼片處采樣造成的衰減減小為4.2dB。因而，可以考慮每個碼片一次的不那么頻繁地采樣的可能性，然而，4.2dB仍舊是無法接受的大的惡化。本發(fā)明的目的是大大減小在這種情況下的損耗。
按照本發(fā)明，提供了用于在直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)中獲取代碼鎖相的設(shè)備，它包括用于接收輸入信號的裝置，用于把接收的輸入信號變換成復(fù)數(shù)基帶信號的同相和正交分量的裝置，用于接收所述同相信號的第一相關(guān)器，以及用于接收所述正交基帶信號的第二相關(guān)器，用于對由所述相關(guān)器產(chǎn)生的輸出信號執(zhí)行模值平方函數(shù)的裝置，用于存儲所述模值平方函數(shù)的結(jié)果的存儲裝置，用于把輸入到所述存儲裝置的輸入和來自所述存儲裝置的代表在碼元相位上相隔一個碼片差的相關(guān)值的輸出相加在一起的加法裝置，用于把來自所述加法裝置的輸出與一個門限值相比較的比較裝置，以及用于控制所述相關(guān)器和所述存儲裝置的控制裝置。
本原理是把有效的插值應(yīng)用到相關(guān)器的輸出。這意味著，必須執(zhí)行的相關(guān)數(shù)并不增加，而每個碼片一次采樣基本上可達(dá)到減少百分之五十的復(fù)雜性的好處卻完全實(shí)現(xiàn)了，然而，有效的插值是以非常直接了當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行的，它包含提取成對的相鄰的相關(guān)樣本，把它們相加，并與修正的門限值進(jìn)行比較。分析表明，在最好的情況下，也就是說，在樣本出現(xiàn)在最佳位置的情況下，由該這個程序所造成的損失是0.5dB的量級。然而，在最壞的情況下，這個附加的損失仍存在，但是附帶有3dB的增益，這樣，原先的4.2dB的最壞情況被改善成4.2+0.5-3(dB)=1.7dB。因而，得到了非常顯著的改進(jìn)，對于每個碼片一次采樣的性能被改進(jìn)成比每個碼片兩次采樣僅變劣大約0.7dB。
現(xiàn)在將參照附圖(

圖1)描述本發(fā)明的實(shí)施例，圖上顯示了用于達(dá)到碼元鎖相的電路的方框圖。
參照圖1，信號由顯示為天線2的信號輸入裝置接收，該信號被變頻裝置4變換成復(fù)數(shù)基帶I和Q,I和Q信號在乘法器6,8中單獨(dú)地與來自本地發(fā)生器10的樣本相乘。這些乘法器的輸出被饋送到累加器12,14。這樣，乘法器6和累加器12，乘法器8和累加器14構(gòu)成了相關(guān)器。累加器12,14的輸出端分別被連接到乘法器16,18。乘法器16,18的輸出端被連接到加法器20，并且一起在相關(guān)器輸出端形成模值平方函數(shù)，這樣，加法器20的輸出相應(yīng)于所形成的相關(guān)值的能量量度。所得到的結(jié)果在相關(guān)的時間間隔上被存儲到存儲單元22，它被顯示為多D型觸發(fā)器。每個時鐘間隔的末端，在加法器24中把輸入到存儲裝置的輸入和來自所述存儲裝置的代表在碼元相位上相隔一個碼片差的相關(guān)值的輸出相加在一起，并通過使用比較裝置26把它和門限值比較。整個電路的運(yùn)行是在控制裝置28的控制下進(jìn)行的?？刂蒲b置28控制本地碼發(fā)生器的碼元相位，還控制累加器12、14的置位和復(fù)位。這樣，在固定的間隔下，即在后面稱之為相關(guān)間隔下，本地碼發(fā)生器相位被保持為常數(shù)，并在這個間隔的開始時，把累加器12、14復(fù)位為零，以允許累加。在這個間隔的末尾處進(jìn)行比較，并在此后的片刻所產(chǎn)生的代碼被移位一個碼片，累加器12、14被設(shè)置為零，并且把加法器20的輸出在時鐘脈沖的控制下送到存儲裝置22。過程被重復(fù)以便使本地碼發(fā)生器實(shí)施某些循環(huán)移位，直到超過該門限的這個時間為止。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會看到，屬于本發(fā)明范圍的各種不同的替換實(shí)現(xiàn)方案是可能的。例如，以上的說明涉及二相移位鍵控BPSK，但將會認(rèn)識到，通過把變頻器的輸出與復(fù)數(shù)代碼相乘，它可被用于四相移位鍵控QPSK。
另外，到變頻器的連接可以經(jīng)過電纜，而不經(jīng)過射頻天線。
權(quán)利要求
1．用于在直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)中獲取代碼鎖相的設(shè)備，包括用于接收輸入信號的裝置，用于把接收的輸入信號變換成復(fù)數(shù)基帶信號的同相和正交分量的裝置，用于接收所述同相信號的第一相關(guān)器，以及用于接收所述正交基帶信號的第二相關(guān)器，用于對由所述相關(guān)器產(chǎn)生的輸出信號執(zhí)行模值平方函數(shù)的裝置，用于存儲所述模值平方函數(shù)的結(jié)果的存儲裝置，用于把輸入到所述存儲裝置的輸入和來自所述存儲裝置的代表在碼元相位上相隔一個碼片差的相關(guān)值的輸出相加在一起的加法裝置，用于把來自所述加法裝置的輸出與一個門限值相比較的比較裝置，以及用于控制所述相關(guān)器和所述存儲裝置的控制裝置。
2．權(quán)利要求1中所要求的設(shè)備，其特征在于，其中每個相關(guān)器包括一個乘法器和一個累加器，每個乘法器被連接到代碼發(fā)生器，所述累加器和代碼發(fā)生器由所述控制裝置控制。
3．權(quán)利要求2中所要求的設(shè)備，其特征在于，其中用于執(zhí)行所述模值平方函數(shù)的所述裝置包括兩個乘法器，每個乘法器分別被連接到累加器的輸出端，并設(shè)計(jì)成能把所述輸出進(jìn)行平方，還包括一個加法器，用來把所述乘法器產(chǎn)生的輸出信號相加在一起。
4．權(quán)利要求3中所要求的設(shè)備，其特征在于，其中控制裝置控制本地碼發(fā)生器的碼元相位，以及控制累加器的設(shè)置和復(fù)位，使得在已知的間隔內(nèi)執(zhí)行以下步驟，本地碼發(fā)生器相位被保持為常數(shù)，并在所述間隔的開始時使累加器復(fù)位以允許累加，在所述間隔的結(jié)束時進(jìn)行所述比較，此后，所產(chǎn)生的代碼被移位一個碼片，累加器被設(shè)置，以及所述加法器的輸出在時鐘脈沖控制下送到所述存儲裝置，所述步驟被重復(fù)，直到所述比較表示該門限已被超過為止。
5．基本上如這里在以前參照附圖所描述的那樣的設(shè)備。
全文摘要
本設(shè)備通過天線或電纜(2)接收輸入信號,該信號被加到變頻器(4)。變頻器產(chǎn)生復(fù)數(shù)I、Q基帶信號,它們被加到各自的相關(guān)器,相關(guān)器由同相信號的乘法器(6)和累加器(12)以及90°相差信號的乘法器(8)和累加器(14)組成。相關(guān)器的輸出經(jīng)過模值平方函數(shù)的運(yùn)算,該函數(shù)由乘法器(16,18)和加法器(20)構(gòu)成。加法器(20)的輸出被加到存儲器(22),而存儲器的輸入和輸出則用于在加法器(24)中相加,其輸出在比較器(26)中被比較。
文檔編號H04B1/707GK1220062SQ9618031
公開日1999年6月16日 申請日期1996年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月28日
發(fā)明者A·P·胡伯特, D·P·錢德勒 申請人:羅克馬諾爾研究有限公司