[發(fā)明專利]用M－陣列的正交沃爾什調(diào)制對(duì)通信信號(hào)進(jìn)行的頻率跟蹤

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 97190269.0
• 申請(qǐng)日: 1997-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN1185873A
• 公開（公告）日: 1998-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿夫尼希·阿格拉瓦爾;拉吉夫·維賈沿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 夸爾柯姆股份有限公司
• 主分類號(hào): H04B1/707
• 分類號(hào): H04B1/707
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 李家麟

?????????????????發(fā)明背景I.發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及通信系統(tǒng)中使用的頻率跟蹤環(huán)路，尤其涉及采用正交沃爾什調(diào)制的通信系統(tǒng)中使用的頻率跟蹤環(huán)路。II.相關(guān)技術(shù)的描述

在采用調(diào)制通信信號(hào)的每一個(gè)通信系統(tǒng)中，必須配備某種機(jī)構(gòu)對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。另外，為了確保準(zhǔn)確的解調(diào)，解調(diào)器必須能夠補(bǔ)償接收信號(hào)載頻中的變化或平移。

在通信系統(tǒng)解調(diào)器中實(shí)現(xiàn)這種載波平移跟蹤的一種傳統(tǒng)技術(shù)是采用“鎖相環(huán)路(PLL)”。這種類型的解調(diào)器在用傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制時(shí)工作良好，并且可以在寬頻帶響應(yīng)或高精度方面合理地最佳化。然而當(dāng)采用更先進(jìn)的調(diào)制方案時(shí)，這些調(diào)制方案的某些特性會(huì)使傳統(tǒng)的技術(shù)的用處變小。

在采用M-陣列的正交沃爾什編碼調(diào)制的數(shù)字?jǐn)U展譜型通信系統(tǒng)中尤其是這樣。作為這樣一種技術(shù)的一部分，將要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)符號(hào)組映射成被發(fā)送的沃爾什函數(shù)或沃爾什函數(shù)碼。相當(dāng)于一組該沃爾什碼組解調(diào)接收的信號(hào)，以確定哪一個(gè)碼被發(fā)送的可能性，從而確定什么數(shù)據(jù)碼元被轉(zhuǎn)發(fā)。然而，跟蹤這種信號(hào)中的頻率誤差(特別是在有噪聲時(shí))大大降低了區(qū)分接收的是哪一個(gè)沃爾什碼的能力，并且它將很快成為保持頻率跟蹤的傳統(tǒng)跟蹤技術(shù)的問題。

所以，需要一種設(shè)計(jì)頻率跟蹤環(huán)路，這種頻率跟蹤環(huán)路利用與M陣列的正交沃爾什調(diào)制相關(guān)的某種性能優(yōu)點(diǎn)，來提高跟蹤能力。這樣一種裝置和跟蹤方法在構(gòu)筑有效通信信號(hào)解調(diào)器中是有用的。

????????????????????????發(fā)明概述

本發(fā)明包含跟蹤采用M-陣列的正交調(diào)制的通信系統(tǒng)中使用的載頻的裝置和方法。本發(fā)明可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，或者作為更大的解調(diào)系統(tǒng)的一部分。本發(fā)明一種較佳實(shí)施例工作在如采用M-陣列的正交沃爾什調(diào)制的無線擴(kuò)展譜通信系統(tǒng)環(huán)境或系統(tǒng)中。在該實(shí)施例中，本發(fā)明包括一個(gè)頻率跟蹤環(huán)路，該環(huán)路包含一旋轉(zhuǎn)器或旋轉(zhuǎn)裝置、一相關(guān)器或相關(guān)裝置、一鑒別器或鑒別裝置以及一濾波器或?yàn)V波裝置。

旋轉(zhuǎn)裝置接收輸入信號(hào)和頻率偏移估算，并產(chǎn)生一頻移輸入信號(hào)，而頻移正比于頻率偏移估算。相關(guān)裝置確定沃爾什函數(shù)組和頻移輸入信號(hào)之間的相關(guān)性，并產(chǎn)生一相關(guān)矢量。相關(guān)器輸出也可以用作數(shù)據(jù)輸出。鑒別裝置接收相關(guān)矢量，并產(chǎn)生一頻率誤差信號(hào)(“當(dāng)前誤差”)。濾波裝置累加合成的頻率誤差信號(hào)，以產(chǎn)生由旋轉(zhuǎn)裝置使用的頻率偏移估算(“剩余誤差”)。

相關(guān)器或相關(guān)裝置產(chǎn)生的相關(guān)矢量包括多個(gè)相關(guān)結(jié)果，每一相關(guān)結(jié)果是經(jīng)頻移的輸入信號(hào)和單個(gè)沃爾什函數(shù)之間相關(guān)的結(jié)果。每一相關(guān)結(jié)果具有一個(gè)可以用二進(jìn)制記號(hào)來表示的指數(shù)值，每一指數(shù)值對(duì)應(yīng)于一個(gè)特定的沃爾什函數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，鑒別裝置確定頻率跟蹤環(huán)路的當(dāng)前環(huán)路如下所述。首先，確定具有相關(guān)矢量中包含的最高信號(hào)能量的相關(guān)結(jié)果的沃爾什指數(shù)。該值被選擇成發(fā)送可能性最大的沃爾什函數(shù)或代碼，并且包含發(fā)送信號(hào)分量的最大量。接著使與該相關(guān)結(jié)果相關(guān)的沃爾什指數(shù)的二進(jìn)制表述的一個(gè)位反相，以產(chǎn)生另一個(gè)沃爾什函數(shù)的沃爾什指數(shù)。選擇來自相關(guān)裝置并具有該第二指數(shù)的相關(guān)結(jié)果，并在該第二結(jié)果和第一選擇結(jié)果之間形成一叉積(cross?product)。即，接著確定具有最高能級(jí)的相關(guān)結(jié)果和與第一結(jié)果的一位反相的指數(shù)相應(yīng)的第二相關(guān)結(jié)果的復(fù)共軛之間積的虛部。由這一過程確定的合成叉積值與頻率跟蹤環(huán)路的當(dāng)前誤差成正比。

通常，與從相關(guān)器輸出的最高能量相關(guān)的沃爾什指數(shù)的二進(jìn)制表述的最有效位(MSB)是被反相的位。通過使第一MSB反相而選擇的沃爾什指數(shù)的相關(guān)裝置輸出當(dāng)存在頻率跟蹤誤差時(shí)被預(yù)測(cè)為含有第二最大信號(hào)分量。

在另一個(gè)實(shí)施例中，通過將與沃爾什指數(shù)其他位反相所對(duì)應(yīng)的相關(guān)結(jié)果代入叉積計(jì)算，鑒別器確定頻率跟蹤環(huán)路的當(dāng)前誤差。與使第二MSB反相對(duì)應(yīng)的相關(guān)裝置輸出被預(yù)測(cè)為提供第三最大發(fā)送信號(hào)分量，使第三MSB反相的相關(guān)裝置輸出被預(yù)測(cè)為提供第四最大信號(hào)分量，等等。所以，根據(jù)所要求或預(yù)測(cè)的信號(hào)能量及其相對(duì)的輸出偏移選擇每一特定指數(shù)位，進(jìn)行反相，用以確定頻率跟蹤環(huán)路的當(dāng)前誤差。選擇較高階的有效位通常給出較好的穩(wěn)態(tài)環(huán)路特性，而較低階的位給出較高的牽引范圍(pull-in?range)。

在又一種實(shí)施例中，通過對(duì)相關(guān)結(jié)果的各種組合取平均(每一相關(guān)結(jié)果是通過如上所述的位運(yùn)算或反相確定的)鑒別器確定了當(dāng)前誤差。當(dāng)需要更高的精度時(shí)，可以產(chǎn)生如上所述從不同處理(叉積)類型得到的兩個(gè)或更多個(gè)結(jié)果的平均。

下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明各種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。

???????????????????????????附圖簡述