专利名称：带有动态可变积分时间的参数估计器的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用相关分析的参数估计领域，尤其涉及参数估计器，它使用相关分析用于估计受到由诸如多径之类因素引起的失真的信号的参数。
相关技术全球定位系统(GPS)是每个环绕地球表面精确轨道的卫星集合。每个卫星发送用对该卫星唯一的伪随机(PN)码调制的信号。每个PN码包括预定数量的码片。GPS接收机接收复合信号，包括对于接收机可见的每个卫星的信号的混合。接收机内的信号检测器检测来自特定卫星的传输，这通过确定接收到的信号和该卫星的PN码的移位形式间的相关程度实现。如果检测到相关值内对于一个移位偏移有足够质量的峰值，则接收机被认为检测到了来自卫星的传输。
接收机通过检测来自至少四个卫星的传输估计其位置。对于每个检测到的传输，接收机使用PN码内的移位以估计传输时间和到达时间间的延时(单位为码片或码片分数)。给定已知的传输速度，接收机估计本身和卫星间的距离。该估计的距离定义于卫星周围的一个球面。接收机知道每个卫星的准确轨道和位置，并继续接收这些轨道和位置的更新。从该信息接收机能从四个卫星的球面相交点确定其位置。
FCC规定在无线通信系统内的订户站，包括但不限于移动站，能估计其位置以实现对911的快速响应和其它紧急呼叫。根据该规定，目前正在努力使得订户站能有估计其离开GPS卫星传输距离的装置。而且，由于无线通信系统内的基站或扇区发送用唯一PN码调制的导频信号，这些努力还包括允许订户站估计其离开多个基站或扇区或基站或扇区和GPS卫星的组合的传输的位置。
GPS接收机内的信号检测器试图检测来自卫星的传输，这通过将接收到的信号(这一般是包括来自多个卫星的传输的混合的复合信号)乘以该卫星的PN码的移位形式而导出的函数的峰值实现的，然后，对于每个移位的PN码，在预定积分时间上把相乘的值相加以获得代表接收到的信号和移位的PN码间的相关程度的值。
然而，该种检测器一般对于检测来自多个基站或扇区的传输不是很有效，因为，不同于来自GPS卫星的传输，来自基站或扇区的信号一般由于失真引起质量很大变化，这些失真是由诸如多径、缺少直视路径、网络布局(一般指只有一个基站或扇区在某时刻对基站可见)以及动态的网络条件引起的。因此，检测器一般会在试图检测最高质量信号时饱和(如果积分时间被设定地过长)，超过可用的搜索时间限制(同样如果积分时间被设定过长)，或不能检测最低质量信号(如果积分时间被设定的过短)。
例如考虑一检测器，试图检测40个不同基站或扇区信号并评估每个基站或扇区信号的400个不同PN码偏移。如果检测器使用相对较长的积分时间，例如26.67毫秒，则它可以检测到最弱信号，即使假设它能同时评估16个偏移，检测器会需要26.67秒以完成该搜索，这在一般时间限制为2到4秒情况下是非常过分的。
相关申请本申请与待决美国专利申请序列号高通文档号010375、010376和010378相关，提交于在此相同日期，被为受让人公有。这些申请每个通过引用被完全引入于此，完全如提交的那样。
概述本发明提供一参数估计器，用于通过使用动态可变积分时间的相关分析而估计信号的一个或多个参数。为了揭示，动态可变积分时间是随各个信号不同的，或对于特定信号每次估计尝试都不同，或基于与信号相关的先验信息，或可以根据对信号实现的预先分析而改变或是以上的组合。信号可以是独立信号或包括多个信号的复合信号一部分。可以估计的参数的示例包括但不限于到达时间(TOA)、TOA估计的均方根误差(RMSE)、每码片的能量(Ec)除以干扰噪声密度(I0)等。
估计器包括相关逻辑和分析逻辑。相关逻辑确定信号与选定的标识码的相关函数，在一实施例中该标识码为PN码。相关函数标识信号和标识码的移位形式间的相关。分析逻辑分析信号的相关函数且据此估计信号的一个或多个参数。
有各种操作该估计器的方法。在一实施例中，估计器使用第一积分时间估计第一信号的一个或多个参数，然后使用可能不同于第一个的第二积分时间估计第二信号的一个或多个参数。如果第二信号比第一信号强，则第二积分时间可以小于第一积分。如果第二信号弱于第一信号，则第二积分时间可以大于第一积分时间。
在第二实施例中，估计器首先试图使用第一积分时间估计信号的一个或多个参数。在一实施例中，该第一积分时间被选定使得最强的信号记录接近估计器的动态范围的上限。如果成功，则估计器可以记录一个或多个参数。如果不成功，则估计器试图使用可能不同于第一积分时间的第二积分时间估计一个或多个参数。如果由于信号太弱，第一次尝试失败，或估计器不能以足够置信度估计参数，第二积分时间可以大于第一积分时间。如果由于估计器饱和，第一次尝试失败，则第二积分时间可以短于第一积分时间。
在第三实施例中，估计器首先进行信号的预先分析，并据此确定信号的积分时间。估计器然后试图使用该积分时间估计信号的一个或多个参数。
当这些实施例的任何一个表示的技术在一个搜索周期内被应用于信号组，与GPS接收机的信号检测器相比性能被改善，因为最强信号不需要用成功检测较弱信号所需的更长的积分时间。因此，搜索周期时间和饱和几率减少。
本技术可以被扩展到涉及多于两个积分时间、多个两个信号以及对一特定信号的搜索周期内的多于两次循环的情况。
本发明的其它系统、方法、特征和优势对于本领域的技术人员在阅读了附图和详细描述后会变得明显。所有该种附加系统、方法、特征和优势会包括在该描述内、在发明的范围内并由所附权利要求书保护。
附图的详细描述图内的元素不一定是给出比例和强调，而是为了说明本发明的原理。在图内，相同的参考号指明不同视图内的对应部分。
图1是根据本发明的参数估计器的示例应用；图2A是根据本发明的参数估计器的一实施例的简化框图2B是根据本发明的参数估计器的一实现的简化框图；图3A-3C是根据本发明的方法的实施例流程图，该方法使用动态可变积分时间估计信号的一个或多个参数；图4是总体高级前向链路三边测量(AFLT)过程的实施例的高层流程图；图5是根据本发明的方法的一示例流程图，该方法使用动态可变积分时间估计CDMA导频信号的到达时间(TOA)参数；图6是说明在图5的示例内使用的阀值的图例；图7是根据本发明方法的第二示例流程图，该方法使用动态可变积分时间估计CDMA导频信号的TOA参数；图8A是CDMA导频信号的相关函数示例的时域表示；图8B说明图8A的函数的直接视线路径和反射呈现；图8C说明在订户站处由于多径导频信号直接和非直接的到达；以及图9是说明图7的示例内使用的阀值图例。
详细描述示例应用参考图1，说明根据本发明的参数估计器的示例应用。在该示例应用中，参数估计器在订户站100内用于确定其位置。订户站100是无线通信系统的组件，无线通信系统诸如但不限于蜂窝、固定无线、PCS和卫星通信系统。而且，无线通信系统可以根据CDMA、TDMA、FDMA或GSM多址接入协议或其组合提供多址接入。
一个或多个基站或扇区102a、102b和102c用于无线通信系统。每个基站或扇区102a、102b、102c发送导频信号，该信号用唯一标识该基站或扇区的重复伪随机噪声(PN)码进行调制。对于使用CDMA系统的IS-95，PN码是每26.67毫秒重复的32768码片序列。
一个或多个GPS卫星106a、106b还可以对于订户站100或位置确定实体(PDE)104可见。每个GPS卫星还发送信号，该信号用唯一标识该卫星的重复PN码调制。在当前GPS系统内，PN码是每一毫秒重复的1023个码片。
订户站100内的参数估计器用于估计从基站或扇区102a、102b和102c发送而来的导频信号以及/或从GPS卫星106a、106b发送而来的信号的不同参数。该种参数可以包括TOA、传输时间、每码片能量除以干扰功率密度(Ec/I0)、与TOA估计相关的均方根误差(RMSE)。
这些参数，一旦被估计，被提供给PDE 104，它据此估计订户站100的位置。(PDE 104可以是计算机网络内的服务器，包括诸如因特网或其它TCP/IP网络的公共网络或专用网络的服务器)。一旦经估计，则订户站100的位置被下载到其上，使得它在911时间或其它紧急呼叫事件内可从订户站100供使用。
PDE 104可以从与基站或扇区102a、102b和102c相关的测量估计订户站的位置，为了增加准确性，可以从一个或多个的基站或扇区102a、102b、102c和一个或多个GPS卫星106a、106b的组合测量而估计位置。
PDE 104可以提供其它形式的帮助给订户站100。例如，PDE 104可以继续跟踪GPS卫星，并提供给订户站100帮助以定位来自GPS卫星106a、106b的信号。这避免了让订户站100进行耗时的“冷启动”过程以在它加电开启时定位卫星。
要理解的是，本发明的参数估计器的许多其它应用是可能的，所以该示例不应被认为是限制性的。
本发明的实施例参考图2A，说明根据本发明的参数估计器的一实施例的框图。信号输入到相关逻辑216。信号可以是独立信号或包括多个信号的复合信号的部分。在一应用中，信号是来自无线通信系统内的基站或扇区的导频信号，且是表示来自多个基站或扇区的传输的复合信号的一部分。来自每个基站或扇区的信号用标识码调制，该标识码在一示例中为PN码。标识码可以在一次或重复基础上被调制到信号上。
相关逻辑216用于使用动态可变积分时间确定信号和标识码移位形式间的相关。显然，如果为相关逻辑216使用的标识码与调制到信号上的标识码匹配，则会显示最大的相关性。相关逻辑216输出相关函数，它表示信号和标识码的移位形式间的相关。该相关函数输入到分析逻辑218。分析逻辑218分析该相关函数并据此估计与信号相关的一个或多个参数。
为了术揭示的目的，“逻辑”一词指硬件、软件或硬件和软件的组合，短语“动态可变积分时间”是可以随每个信号而不同，或对于特定信号随每次估计试图而不同、或基于关于信号的先验信息，或可以根据对信号实施的预先分析或以上的组合而变化。
参考图2B，说明根据本发明的参数估计器的第二实施例的框图。信号S并行输入R个相关器202(1)、202(2)，…，202(R)的每个，其中R是一个或多个信号线208上的一个或多个整数。同样，信号S可以是独立信号或复合信号的一部分。在一实现示例中，R为16。在第二实现示例中，R为256。R个相关器的每个使用动态可变积分时间并行确定相关值，该值表示在选定的PN码的移位形式和信号之间的相关程度。在一实施例中，R个相关器的每个使用同一PN码的一个移位形式进行操作，每个相关器被分配以不同的移位值。
在一示例中，信号S的每个采样是带有同相(I)和正交(Q)分量的复数。在一实现中，相关值C取决于PN码和使用的PN码内的移位S，该值是相干的，即保留了相位信息，且是可以表示如下的复数C(PN,s)=Σi=k+0k+N-1PN(i-s)·S(i)---(1)]]>其中N是码片为单位的动态可变(相干)积分时间，S(i)是接收到的信号的采样，k是任意的起始数。
在第二实现中，相关值C是非相干地导出的实数，非相干即不保留相位信息，M连续相干积分，每个在N个码片上进行。在该实现中，N和M可以是动态可变积分时间参数。在该实现中，相关值C可以表示为如下C(PN,s)=Σi=1MΣi=k+(j-1)Nk+jN-1|PN(i-s)·S(i)|---(2)]]>需要被测试的移位s的范围可以被称为搜索窗口W。如果相关器的数目R小于期望的窗口大小W，可以由R个相关器实现附加迭代直到获得W个相关值。由相关器输出的W个值C(PN，s)一起形成相关函数F(PN，s)，它表示在期望的搜索窗口W上信号和PN码的移位间的相关程度(其中，移位s以码片为单位)。在PN码经重复地调制到信号上的情况下，相关函数F(PN，s)会是周期性的。
图8A说明CDMA无线通信系统内的导频信号的周期相关函数F(PN，s)的一个周期的示例。在该例中，窗口大小(以码片为单位)为8，且窗口被假设在原点806处为中心。横轴802表示PN码的移位(以码片为单位)，纵轴804表示相关函数F(PN，s)(以能量(dB)表示)。如说明的，该示例中的信号在原点806处达到峰值。
参考图2B，一旦确定，函数F(PN，s)在一个或多个信号线210上输出并存储在存储器206内。以相同方式，其它PN码的函数F(PN，s)可以由相关器202(1)、202(2)，…，202(R)确定，并存储在存储器206内。
处理器204用于从存储器206在一个或多个信号线212上检索函数F(PN，s)，并试图由此估计从其导出的信号相关的一个或多个参数。在一实现中，处理器204试图估计信号的到达时间(TOA)、TOA估计的均方根误差(RMSE)以及每码片能量除以总干扰功率密度(Ec/I0)。如果尝试不成功，则处理器204可以指导R个相关器202(1)、202(2)，…，202(R)以使用不同的积分时间重新确定相关函数F(PN，s)。该过程可以迭代一到多次，直到一个或多个参数可以从相关函数中估计出，或确定参数不可以被估计。如果一个或多个参数可以被估计且被估计，则处理器204可以被配置为将其在一个或多个信号线214上输出。
在一实现内，处理器204用于从导频信号导出的函数F(PN，s)的峰值估计基站导频信号的到达时间的估计。参考图8A，到达时间一般可以由对应相关函数F(PN，s)的主峰值808的偏移表示，该主峰值正好是图8A示例的原点806，除非由于多径，存在时间上更早(且更弱)的独立到达，它可与主峰值的旁瓣相区别。在后者中，参考图8B，较弱的独立到达用附图内带有虚线的函数表示。在该情况下，对应该时间上提早到达的峰值812的偏移810表示对应的导频的到达时间，与对应较强但时间上较后到达的峰值808的偏移806对比。因此，为了准确估计到达时间参数，处理器204应检测不是旁瓣的相关函数F(PN，s)的最早峰值。
峰值808、812的能量直接与用于导出相关函数的积分时间成比例。如果积分时间过低，则峰值808、812的一个或两个可能不能区别于噪声和/或其它到的旁瓣。如果在另一方面，积分时间被设定得过高，则峰值808、812的一个或两个可能引起估计器的饱和。在两种情况下，到达时间都不能被准确估计。然而如果积分时间的设定使得峰值808、812可能区别于噪声和/或其它到的旁瓣并且引起估计器饱和，则到达时间可以被准确估计。
图8C描述一种情况，可能存在独立但较弱的时间上的早到达。如说明的，基站或扇区102和订户站100间的直接视线路径为障碍物814堵住(例如一棵树)，它减弱但仍允许导频信号通过。同时，由于多径，相同的导频信号可以在其它的障碍物816(例如大楼)上反射且为订户站100接收，其衰减小于直接视线路径到达。导频的到达时间能从导频的较弱的直接视线路径到达(通过障碍物814)而不是从障碍物816反射的较强的到达而被确定。对于处理的附加信息，即用于区别时间上较早到达的峰值和较晚到达信号的旁瓣，请参见待定美国专利申请序列号，高通文档号010376，提交于相同日期，在此完全引入作为参考，就如同在此完全列出。
参考图2B，处理器204可以是任何能执行一系列指令的设备，这些指令体现处理，包括但不限于计算机、微处理器、ASIC、有限状态机、DSP或一些其它机制。
另外，存储器206可以是任何由处理器可读且能存储一系列指令的设备，这些指令体现了一个处理，包括但不限于RAM、ROM、EPROM、EEPROM、PROM、盘(硬盘或软盘)、CD-ROM、DVD、闪存等。
参考图3A，说明使用动态可变积分时间估计信号的一个或多个参数的方法的一实施例流程图。该方法开始于步骤302，这包括使用从第一积分时间导出的相关函数来估计第一信号的一个或多个参数。该方法进行到步骤304，这包括使用从不同于第一积分时间的第二积分时间导出的相关函数来估计第二信号的一个或多个参数。第二积分时间可以小于第一积分时间，如果例如从第二信号导出的相关函数的峰值能量大于从第一信号导出的相关函数的峰值能量，因此需要较小的积分时间以避免估计器的饱和。或者，第二积分时间可以大于第一积分时间，如果例如，从第二信号导出的相关函数的峰值能量弱于从第一信号导出的相关函数的峰值能量，因此需要较大的积分时间以能检测信号。
回到图3B，说明了方法的第二实施例，使用动态可变积分时间估计信号的一个或多个参数。该实施例开始于步骤312，它包括试图从使用第一积分时间导出的相关函数估计信号的一个或多个参数。在一实施例中，该第一积分时间的选择使得最强信号记录向着参数估计器的动态范围的上限靠近。
步骤312后为步骤314。在步骤314，确定估计尝试312是否成功。如果是，则一个或多个参数可以如任选步骤318指明的被记录在存储器内。如果没有，则实现步骤316。在步骤316内，进行第二尝试以从使用可能不同于第一个积分时间的第二积分时间导出的相关函数估计一个或多个参数。
例如，如果因为使用第一积分时间从信号导出的相关函数的峰值能量太弱而不能进行一个或多个参数的估计或不能进行带有足够高的置可信度的一个或多个参数估计，则第一尝试不成功，第二积分时间可能大于第一积分时间。但是，如果第一尝试不成功是因为使用第一积分时间从信号导出相关函数的峰值能量强到使得估计器饱和，则第二积分时间可以短于第一积分时间。
从步骤316，方法可以继续迭代，直到估计了一个或多个参数，或直到它确定这些参数不能从信号中估计出。
回到图3C，说明了使用动态可变积分时间估计信号的一个或多个参数的方法的第三实施例。该方法开始于步骤306，这包括进行信号的预先分析，以确定合适的积分时间。在一实现内，该步骤包括使用缺省积分时间确定从信号导出的相关函数的最强峰值的能量。
方法进行到步骤308，这包括根据在步骤306实现的分析而确定信号的积分时间。在一实现中，该步骤包括如果步骤306指明使用缺省积分时间导出的相关函数的最强峰值导致估计器饱和，选择小于缺省值的积分时间，或者如果步骤306指明使用缺省积分时间导出的相关函数的最强峰值不能区别于噪声，或太小了以至于不能准确地估计期望的参数，则选择大于缺省值的积分时间。
然后实现步骤310。在步骤310，尝试使用在步骤308确定的积分时间估计信号的一个或多个参数。在一实现中，该步骤可以涉及进行比在步骤306进行的从信号导出的相关函数更广泛分析。例如，为了估计到达时间，该步骤可能涉及调查所有从信号导出的相关函数的峰值以确定不是旁瓣的最早峰值位置的粗估计，而步骤306可以涉及确定在步骤306内标识到的峰值位置的更准确估计。
从步骤310，方法可以迭代一到多次直到一个或多个参数被估计，或确定它们不能从信号中被估计。
当上述任何实施例表示的技术被应用于一组信号，与GPS检测方法相比，性能大大得到改善。特别是，减少了搜索时间和饱和几率，由于最强信号不受到适用于较弱信号的更大积分时间时间的影响。
现在描述CDMA无线通信系统内在总体高级前向链路三边测量(AFLT)过程环境下，使用动态可变积分时间进行信号的一个或多个参数估计的方法的例子和实现。
回到图4，说明总体AFLT过程的流程图。在步骤402内，AFLT过程被初始化。控制然后传送到步骤404，其中订户站从活动基站(即当前注册所在的基站)获得邻居基站列表。步骤406然后被实现。在步骤406，订户站进行一搜索周期，即它实现对列出基站的导频的搜索(以及活动基站的导频)。搜索周期的输出为搜索的导频列表，且对于每个该种导频，或是指明导频不可检测，或估计与导频相关的一个或多个参数，包括但不限于到达时间(TOA)、TOA估计内的置信度测量，诸如均方根误差(RMSE)、每码片能量除以总干扰功率密度(Ec/I0)，或上述的任何组合。步骤408接着步骤406。在步骤408，搜索周期的结果存储在数据库。
然后实现步骤410。在步骤410，确定与订户站通信的PDE是否请求最终结果。如果没有，则方法继续通过循环回到步骤404进行迭代。为了保存存储器空间，通过这些附加迭代获得的搜索周期的结果可以覆盖早先记录的结果。
如果请求最终结果，则方法进行到步骤412，其中确定是否获得足够的测量以使得能估计订户站的位置。在一实现中，当从至少四个基站或扇区获得带有较高置信度的TOA测量时可以确定。在另一实现中，当完成固定数量的搜索循环时可以确定。如果获得不充分测量，则方法继续通过循环回到步骤404继续迭代。如果已获得充分测量，则方法进行到步骤414。在步骤414，为每个PN获得表示数据库内的测量集合的单个测量，并提供给PDE。在一实现中，该步骤通过选择测量集合内的较早测量进行，并在最早测量的固定时间量内平均所有测量。
控制然后进行到步骤416，其中PDE向订户站指明是否仍需要AFLT。如果不需要，则控制进行到步骤418，且处理中止。如果这样，则控制进行到步骤404，用于该方法的另一迭代。
参考图5，说明实现图4内的搜索周期步骤406的方法的示例流程图。如说明的，方法开始于步骤504，其中每个列出的导频使用S1搜索参数被“搜索”，即使用规定为S1搜索参数的一部分的积分时间为每个列出的邻居和活动PN码获得相关函数F(PN，s)。在一实现中，S1搜索参数规定1024个码片的相干积分时间，以及4个连续相干积分时间要被非相干地组合。(然而，其它示例也是可能的，所以该示例不应被视为是限制性的)。这意味着相关函数F(PN，s)的每个值由在每个1024个复数采样的四个连续组上相干(即保留相位信息)积分而确定，然后为四个组不相干地(即不保留相位信息)组合结果。例如，如果I1、Q1表示从在第一1024个采样上相干积分而产生的相干值的实部和虚部，I2、Q2表示从在接着1024个采样上相干积分而产生的相干值的实部和虚部等，从不相干地组合这些相干积分结果产生的相干值可以表示为Σi=14(Ii2+Qi2).]]>然后实现步骤506。该步骤包括为第一导频获得相干函数F(PN，s)。控制然后到步骤508，这包括为导频测试关于阀值T1h的相关函数的最强峰值的能量E(im)，该阀值被设定以指明何时初始积分时间足以准确地估计期望的参数。(图6，要进一步讨论，说明该阀值的示例设定)。
如果最强峰值的能量E(im)超过阀值T1h，实现步骤510。步骤510内，记录不是旁瓣的最强峰值的预定间隔内的最早峰值位置。(该步骤返回最强峰值的位置，如果没有检测到不同于旁瓣的最强峰值的预定间隔内的更早峰值)。导出并记录对应的导频的到达时间、RMSE、和Ec/I0测量。
如果最强峰值的能量E(im)不超过阀值T1h，控制然后进行到步骤512。在步骤512，最强峰值E(im)的能量相对于阀值T1h被测试，该阀值使用S1搜索参数被设定在参数估计器的动态范围的较低限处。
如果最强峰值E(im)的能量超过阀值T1n，控制进行到步骤514，其中导频被加入“深(deep)”组，即有S2搜索参数规定的较大积分时间的一组，还指示导频的搜索窗口缩短(由于已经获得导频的最强峰值的位置固定)。
如果最强峰值的能量E(im)不超过阀值T1n，控制进行到步骤516。在步骤516，导频被加入深组，但原始窗口大小被保留，由于导频的最强峰值以后不可能被检测。
从步骤510、514、516，控制进行到步骤520。在步骤520，确定是否剩余要测试的附加导频。如果是，则控制回到步骤522，其中选择一个剩余导频。控制然后回到步骤508进行另一迭代。如果没有剩余要测试的导频，控制回到步骤522。
在步骤522内，使用S2搜索参数“搜索”被加入深组的一个或多个导频，即使用S2搜索参数规定的积分时间为深组内的一个或多个导频获得相关函数F(PN，s)。在一实施例中，S2搜索参数规定2048个码片的相干积分，以及为16的非相干积分时间。(然而，其它示例是可能的，所以该示例不能被认为是限制性的)。这意味着相干函数F(PN，s)每个值的确定是通过由在十六个每个有2048个复数采样的连续组上相干积分(即保留相位信息)，然后为十六个组非相干地(即不保留相位信息)组合。例如，如果I1、Q1表示从在第一2048个采样上相干积分而产生的相干值的实部和虚部，I2、Q2表示从在接着2048个采样上相干积分而产生的相干值的实部和虚部等，从非相干地组合这些相干积分结果产生的相干值可以表示为Σi=116(Ii2+Qi2).]]>值得注意的是步骤522不需要对深组内的所有导频实现。在一实现中，步骤522只对以下导频实现这些在步骤514被加入深组并被标为用缩短的搜索窗口要再次搜索的导频以及在步骤516内被加入保留的原始窗口大小的深组内的那些导频的子集。
从步骤522，控制进行到步骤524。在步骤524，选择在先前步骤内搜索的一个导频。控制然后进行到步骤526。在步骤526，已选择的导频的最强峰值能量(Eim)与两个阀值T2m和T2h相比较，其中T2m表示使用S2搜索参数的参数估计器动态范围的上限，T2h是被设定的阀值以指明何时使用现存的结果以准确地估计期望的参数(图6要进一步经讨论，说明这些阀值的示例设置)。
如果能量E(im)小于T2m并大于T2h，则控制进行到步骤528。在步骤528，记录不是旁瓣的最强峰值的预定间隔内最早峰值的位置。(该步骤返回最强峰值的位置，如果不能检测到不同于旁瓣的最强峰值的预定间隔内的更早峰值)。还导出并记录对应的导频的到达时间、RMSE、和Ec/I0测量。
如果能量E(im)不在T2m和T2h之间，则控制进行到步骤530，其中能量E(im)相对于两个阀值T2h和T2n进行测试。T2h先前被描述了，T2n被设定在使用S2搜索参数的参数估计器的动态范围的较低限处。(同样，图6要进一步被讨论，说明这些阀值的示例设定)。
如果能量E(im)不在这两个阀值间，控制进行到步骤532，其中重新搜索导频，即使用S2搜索参数规定的积分时间重新确定的导频的相关函数。
然后实现步骤540。在步骤540，从重新搜索产生的最强峰值的能量E(im)关于阀值T2m和T2n而被进行测试(两个阀值表示从S2搜索参数产生的参数估计器的动态范围的上限和下限)。(图6要进一步讨论，说明这些阀值的示例设定)。
如果能量E(im)位于两个阀值之间，且从旧搜索到新搜索最强峰值的位置改变(即值|P(im)-P(imold)|小于预定窗口Wr(在一个非限制示例内为4码片)，控制回到步骤528，其中记录不是旁瓣的最强峰值的预定间隔内的最早峰值的位置。(同样，该步骤返回最强峰值的位置，如果不能检测到不同于旁瓣的最强峰值的预定间隔内的更早峰值。)如果在步骤540不满足规定的条件，则控制回到步骤532，其中记录不能找到峰值的指示。
从步骤528到532，控制进行到步骤534。在步骤534，确定是否在步骤522内搜索的任何导频余下要评估。如果是，则控制进行到步骤536，其中选择一个这样的导频。控制然后循环回到步骤526，以进行另一迭代。如果没有剩余导频，则控制进行到步骤542，其中搜索周期中止。
参考图6，说明阀值T1h、T1n、T2m、T2h和T2n的示例设定。阀值T1h被设定为指明合适使用S1搜索参数进行期望参数的准确估计；阀值T1n被设定在使用S1搜索参数的估计器的动态范围的较低限处；阀值T2m和T2n分别为使用S2搜索参数的估计器的动态范围的较高和较低限；以及阀值T2h被设定为指明合适进行使用S2搜索参数的期望参数的准确估计。
特别是，S1搜索参数的参数估计器的动态范围从上限0dB到下限-26.1dB，而对于S2搜索参数的参数估计器的动态范围从上限-7.4dB到下限-32.0dB。阀值T1h，用602标识，被设定为-16.2dB，而阀值T1n，用604标识，被设定为-26.1dB，使用S1搜索参数的参数估计器的动态范围的较低限。另外，阀值T2m，用606标识，被设定为-7.4dB，使用S2搜索参数的参数估计器的动态范围的较高限。阀值T2h，用608标识，被设定为-30.3dB，而阀值T2n，用610标识，被设定为一32.0dB，使用S2搜索参数的参数估计器的动态范围的较低限。许多其它示例是可能的，所以该示例不应视为限制性。
参考图7，说明图4的方法内实现搜索循环步骤406的方法的第二示例流程图。在步骤702内，进行对包括邻居列表加上活动PN(即订户站当前正被注册并与之通信的导频)的组内的一个PN的“正常”搜索。“正常”搜索是对于导频的所有峰值的搜索，以确定不是最强峰值的旁瓣的最早峰值的粗到达时间(如果没有检测到不同于最强峰值的旁瓣的更早峰值，则这是最强峰值)，并与“侧翼”搜索(即对从“正常”搜索确定的特定更早峰值的准确到达时间的搜索)成对比。使用由Ncm1搜索参数规定的积分时间实现该正常搜索。在一实现中，Ncm1搜索参数规定768个码片的相干积分时间和8的非相干积分时间，但应理解其它示例也是可能的。
控制然后继续到步骤704，其中搜索结果被用于将导频归类为四个组，高(H)组、中(M)组、低(L)组和深(D)组。在一实现中，如果在步骤702内检测到的导频的峰值使得估计器饱和，则导频被列为H组，如果从步骤702来的峰值在阀值T1之上且不使得估计器饱和，则导频被归入M组，如果步骤702来的峰值在阀值T2之上但在阀值T1之下，则导频被归类为L组；且所有其它的导频被归入D组。(图9在以下将描述，说明这些阀值的示例设定)。
在步骤704后，控制进行到步骤706，其中在步骤702内被识别的导频的峰值经测试以确定它是否归类在M组内。如果是，则控制进行到步骤708，其中使用Ncm1搜索参数规定的积分时间进行侧翼搜索。
从步骤708，控制进行到步骤710。在步骤710，对在步骤708内进行的搜索的结果进行评估以确定它们是否引起估计器的饱和。如果是，控制进行到步骤718(在以后进行讨论)。如果不是，控制进行到步骤712。
在步骤712，从步骤708产生的峰值经测试以确定它是否在阀值T2以上。(图9，以下进一步描述，说明该阀值的示例设定)。
如果从步骤708产生的峰值在阀值T2之上，则控制继续到步骤714，其中在步骤708检测到的峰值位置连同对应的测量，诸如TOA、RMSE和Ec/I0一起经记录。如果从步骤708产生的峰值不在阀值T2上，控制进行到步骤752，其中记录没有找到峰值的指示。
回到步骤706，如果步骤702内的导频检测到的峰值不归入M组，则控制进行到步骤716，其中确定峰值是否归入H组。如果是，控制进行到步骤718，其中使用Ncm3搜索参数规定的积分时间进行正常导频搜索。在一实施例中，Ncm3搜索参数规定512个码片的相干积分时间以及为2的非相干积分时间。然而，可以理解其它示例也是可能的，所以该示例不应被视为限制性的。
从步骤718起，控制进行到步骤720。在步骤720，从步骤718产生的峰值经测试以确定它是否导致估计器的饱和或在阀值T4之下。(图9进一步经描述，说明该阀值的示例设置)。
如果从步骤718产生的峰值使得估计器饱和或位于阀值T4之下，控制进行到步骤752，其中记录不能找到峰值的指示。否则，控制进行到步骤722，其中使用由Ncm3搜索参数规定的积分时间进行导频的侧翼搜索。
控制然后进行到步骤724，其中从步骤722产生的峰值经测试以确定它是否使得估计器饱和，或在T4阀值之下。如果满足任何一个这些条件，控制进行到步骤752，其中记录未找到峰值的指示。如果两者都不满足，则控制进行到步骤726，其中在步骤722内找到的峰值的位置连同相应的TOA、RMSE和Ec/I0测量一起被记录。
回到步骤716，如果在步骤702内为导频标识的峰值不归入H组，则控制进行到步骤728，其中确定它是否被归入L组。如果是，则控制进行到步骤730，其中使用Ncm2搜索参数内规定的积分时间实现导频的正常搜索。在一实现中，Ncm2搜索参数规定1024个码片的相干积分时间以及为16的非相干积分时间，但可以理解的是其它示例也是可能的，该示例不应视为是限制性的。
从步骤730起，控制进行到步骤732。在步骤732，从步骤730产生的峰值经分析以确定它是否导致估计器的饱和或在阀值T3之下。在一实现中，阀值T3是-29dB，但可以理解的是其它示例也是可能的，所以该示例不应视为限制性的。
如果步骤730产生的峰值导致估计器的饱和或在T3阀值之下，则控制进行到步骤752，其中记录未找到峰值的指示。如果不满足任何这些条件，则控制进行到步骤734，其中使用Ncm2搜索参数规定的积分时间进行导频的侧翼搜索。
然后实现步骤736。在步骤736，确定从步骤734产生的峰值是否导致估计器的饱和或是否在阀值T3之下。如果是，则控制进行到步骤752，其中记录未找到峰值的指示。如果不是，则控制进行到步骤738，其中在步骤736内找到的峰值的位置连同相应的TOA、RMSE和Ec/I0测量一起被记录。
回到步骤728，如果从步骤702进行的搜索产生的峰值不归入L组，则控制进行到步骤740。在步骤740，确定是否在当前搜索周期内仍有时间。如果不是，则控制进行到步骤752，其中记录不能找到峰值的指示。
该步骤认识到由于位于D组的导频需要的长停留时间，不太可能在当前搜索周期内进行该组内所有导频的搜索。因此，该步骤检查当前搜索周期内剩余的时间以确定它是否能容纳导频搜索。如果没有足够时间可用，则为导频记录未找到峰值的指示，而如果有足够时间剩余，则导频被搜索。在该步骤的另一方案中，为了允许对搜索周期的长度进行限制，只有预定数量例如4个D组内的导频在搜索周期期间内被搜索。
假设在搜索周期内仍有时间或导频是D组的一个成员，它在当前搜索周期中被选为被搜索，控制进行到步骤742。在此，使用Ncm4搜索参数规定的积分时间进行导频的正常搜索。在一实现中，Ncm4搜索参数规定2048个码片的相干积分时间以及为16的非相干积分时间，可以理解其它示例是可能的，所以该示例不应被视为是限制性的。
从步骤742起，控制进行到步骤744，其中确定从步骤742产生的峰值是否导致估计器的饱和或在阀值T5之下。(图9进一步经描述，说明该阀值的示例设置)。如果满足任何一个这些条件，控制进行到步骤752，其中记录未找到峰值的指示。如果两者都不满足，则控制进行到步骤746，其中使用Ncm4搜索参数规定的积分时间实现导频的侧翼搜索。
从步骤746起，实现步骤748。在步骤748，确定从步骤748产生的峰值导致估计器的饱和或在T5阀值以下。如果满足任何一个条件，则控制继续到步骤752，其中记录未找到峰值的指示。如果两个都不满足，则记录从步骤748产生的峰值的位置，以及对应的TOA、RMSE和Ec/I0测量。
图7的过程可以为包括邻居列表和活动导频的组内的每个导频继续迭代。
回到图9，说明了阀值T1、T2、T3、T4和T5。阀值T1标识为902，标记L和M组间的边界；阀值T2，标识为904，标记L和D组间的边界，并被设定以指明使用Ncm1搜索参数何时参数估计是准确的；阀值T3，标识为906，被设定以指明使用Ncm2搜索参数何时参数估计是准确的；阀值T4，标识为908，被设定以指明使用Ncm3搜索参数何时参数估计是准确的；阀值T5，标识为910，被设定以指明使用Ncm4搜索参数何时参数估计是准确的；特别是，在说明的示例中，阀值T1被设定为-20.6dB；阀值T2被设定为-26.6dB；阀值T3被设定为-29dB；阀值T4被设定为-19.8dB；阀值T5被设定为-32dB。然而，可以理解的是其它示例也是可能的，所以该示例不应视为限制性的。
比较图5和7的方法，可以知道图5的方法涉及通过使用合适的设定阀值限制虚警概率，而图7的方法使用阀值以及双检测准则，其中导频受到正常和侧翼搜索以避免虚警。
以上任何方法可以用各种形式体现，包括但不限于，存储在处理器可读介质或计算机网络(诸如因特网)内的服务器上体现该方法的一系列指令，其中该方法体现为合成逻辑，或其中该方法体现为计算机程序产品，即代码段或模块。
虽然描述了本发明的各个实施例，但对于领域内的普通技术人员很清楚的是在本发明范围内的还有许多实施例和实现也是可能的。
权利要求
1.一参数估计器，其特征在于相关逻辑，用于使用动态可变积分时间确定相关函数，表示信号和一个或多个标识码移位形式间的相关；以及分析逻辑，用于分析相关函数并根据相关函数对与信号相关的一个或多个参数进行估计。
2.如权利要求1所述的参数估计器，其特征在于用于首先试图估计一个或多个来自相关函数的参数，所述相关函数使用第一积分时间导出，且如果不成功，估计来自相关函数的一个或多个参数，所述相关函数使用可能不同于第一个的第二积分时间导出。
3.如权利要求2所述的参数估计器，其特征在于第二积分时间具有的持续期比第一积分时间短。
4.如权利要求2所述的参数估计器，其特征在于第二积分时间具有的持续期长于第一积分时间。
5.如权利要求1所述的参数估计器，其特征在于被配置为使用缺省积分时间从信号导出的相关函数的分析确定积分时间。
6.如权利要求1所述的参数估计器，其特征在于用于从使用第一积分时间从第一信号导出的相关函数估计与第一信号相关的一个或多个参数，并从使用不同于第一个的第二积分时间从第二信号导出的相关函数估计与第二信号相关的一个或多个参数。
7.一参数估计器，其特征在于包括相关装置，用于使用动态可变积分时间确定一相关函数，所述相关函数表示信号和标识码的一个或多个移位形式间的相关；以及分析装置，用于分析相关函数并根据相关函数对与信号相关的一个或多个参数进行估计。
8.使用动态可变积分时间估计信号的一个或多个参数的方法，其特征在于包括使用第一积分时间，确定第一相关函数，所述函数表示第一信号和第一标识码的一个或多个移位形式间的相关；根据第一相关函数估计一个或多个与第一信号相关的参数；使用可能不同于第一积分时间的第二积分时间确定第二相关函数，所述函数表示第二信号和第二标识码的一个或多个移位形式间的相关；以及根据第二相关函数，估计一个或多个与第二信号相关的参数。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于第一和第二信号为导频信号。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于第一和第二标识码为PN码。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于第二积分时间具有的持续期短于第一积分时间。
12.如权利要求8所述的方法，其特征在于第二积分时间具有的持续期长于第一积分时间。
13.如权利要求8所述的方法，其特征在于一个或多个与任何一个信号相关的参数包括到达时间(TOA)参数。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于一个或多个任何一个信号的参数包括TOA参数的均方根误差(RMSE)。
15.如权利要求8所述的方法，其特征在于一或多个任何一个信号的参数包括Ec/I0参数。
16.一种使用动态可变积分时间估计一个信号的一个或多个参数的方法，其特征在于包括使用第一积分时间确定第一相关函数，所述相关函数表示信号和标识码的一个或多个移位形式间的相关；以及试图根据第一相关函数对与信号相关的一个或多个参数进行估计；以及如果该试图不成功使用可能不同于第一积分时间的第二积分时间确定第二相关函数，所述函数表示信号和标识码的一个或多个移位形式间的相关；以及试图根据第二相关函数估计与信号相关的一个或多个参数。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于信号为导频信号。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于标识码为PN码。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于第二积分时间具有的持续期短于第一积分时间。
20.如权利要求16所述的方法，其特征在于第二积分时间具有的持续期长于第一积分时间。
2 1.如权利要求16所述的方法，其特征在于一个或多个参数包括信号的到达时间(TOA)参数。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于一个或多个参数包括TOA参数的均方根误差(RMSE)。
23.如权利要求16所述的方法，其特征在于一或多个参数包括与该信号相关的Ec/I0参数。
24.如权利要求16所述的方法，其特征在于还包括迭代直到估计了一个或多个参数，或直到确定一个或多个参数不能从该信号中被估计。
25.一种使用动态可变积分时间估计与信号相关的一个或多个参数的方法，其特征在于包括使用第一积分时间确定第一相关函数，所述函数表示信号与标识码间的相关；根据第一相关函数确定可能不同于第一积分时间的第二积分时间；使用第二积分时间确定第二相关函数，所述函数表示信号和标识码间的相关；以及根据第二相关函数，试图估计一个或多个与信号相关的参数。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于信号是导频信号。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于标识码为PN码。
28.如权利要求25所述的方法，其特征在于第二积分时间具有的持续期短于第一积分时间。
29.如权利要求25所述的方法，其特征在于第二积分时间具有的持续期长于第一积分时间。
30.如权利要求25所述的方法，其特征在于一个或多个参数包括到达时间(TOA)参数。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于一个或多个参数包括TOA参数的均方根误差(RMSE)。
32.如权利要求25所述的方法，其特征在于一或多个参数包括Ec/I0参数。
33.如权利要求25所述的方法，其特征在于还包括迭代直到估计了一个或多个参数，或直到确定一个或多个参数不能从该信号中被估计。
34.一种使用动态可变积分时间估计信号的一个或多个参数的方法，其特征在于包括一步骤，使用第一积分时间确定第一相关函数，所述函数表示第一信号与第一标识码的一个或多个移位形式间的相关；一步骤，根据第一相关函数，估计一个或多个与第一信号相关的参数；一步骤，使用不同于第一积分时间的第二积分时间确定第二相关函数，所述函数表示第二信号和第二标识码的一个或多个移位形式间的相关；以及一步骤，根据第二相关函数，估计一个或多个与该第二信号相关的参数。
35.一种使用动态可变积分时间估计一个或多个信号的参数的方法，其特征在于包括一步骤，用于使用第一积分时间确定第一相关函数，所述相关函数表示信号和标识码的一个或多个移位形式间的相关；以及一步骤，试图根据第一相关函数对与信号相关的一个或多个参数进行估计；以及如果试图不成功一步骤，用于使用可能不同于第一积分时间的第二积分时间确定第二相关函数，所述函数表示信号和标识码的一个或多个移位形式间的相关；以及一步骤，试图根据第二相关函数估计与信号相关的一个或多个参数。
36.一种使用动态可变积分时间估计与信号相关的一个或多个参数的方法，其特征在于包括一步骤，使用第一积分时间确定第一相关函数，所述函数表示信号与标识码间的相关；一步骤，根据第一相关函数确定可能不同于第一积分时间的第二积分时间；一步骤，使用第二积分时间确定第二相关函数，所述函数表示信号和标识码间的相关；以及一步骤，根据第二相关函数，试图估计一个或多个与信号相关的参数。
37.如权利要求8、16、25、34、35或36所述的任何方法，可有形地体现在处理器可读介质内存储的一系列指令上。
38.如权利要求8、16、25、34、35或36所述的任何方法，可有形地体现在服务器内存储的一系列指令上。
39.如权利要求8、16、25、34、35或36所述的任何方法，可有形地体现为综合逻辑。
全文摘要
描述了一参数估计器，用于使用动态可变积分时间从信号导出的相关函数估计一个或多个参数。该参数估计器可以用于无线通信系统内的订户站以估计一个或多个基站或扇区的导频信号的到达时间。该信息可以用于总体高级前向链路三边测量(AFLT)过程中以估计订户站的位置。
文档编号G01S1/00GK1610839SQ02826397
公开日2005年4月27日 申请日期2002年10月29日 优先权日2001年10月29日
发明者J·M·斯坦恩, I·弗南德兹-科巴顿, R·R·里克, B·里斯提克, A·巴蒂亚, M·阿莫加 申请人:高通股份有限公司