专利名称：用于多路径联合时间跟踪的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及到用于跟踪信道路径延迟的系统和方法，特别涉及到对多路径(多路径分量)时间延迟的联合跟踪。
背景技术：
近年来，直接序列(DS)码分多址(CDMA)扩展频谱通信系统和方法已经逐渐在引起世界的关注。在1996年二月27日文章TIA/EIA/IS-95-A，“MobileStation-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode WidebandSpread Spectrum Cellular System”中描述的IS-95蜂窝通信标准就是DS-CDMA通信的一个应用实例。其它应用还包括第三代蜂窝系统，无线多媒体系统，个人卫星移动系统等等。
在DS-CDMA通信中，为每个用户分配一个通常被称为伪噪声(PN)序列的不同扩展码。(被称为片的)扩展码位被用来调制用户数据。被用来调制一个数据符号的片的数量被称为系统的扩展系数，并且它与(未调制的)用户数据和CDMA信号之间的带宽的扩展有关。按照这种最简单的方式，发射CDMA信号按照片速率1/Tc采样的基带等效是 其中的Tc是片持续时间，[x]代表x的整数部分，SF是扩展系数， 和PNi[n]分别是数据符号和第i个用户的扩展码，而K是开机用户的数量。按照用SF片调制每个数据符号的上述定义，按照[x]的定义， 对于SF连续的片是固定的。
DS-CDMA系统的一个重要特征在于它提供了一种通过单独分析时间上独立的多径分量并且将它们加以最佳组合而极好地抵抗多径衰落的可能性。正如现有技术中所知，实现这一目的的通用方案是采用一种“分离多径(rake)”接收机。这种接收机将解扩展相关器分配给每一个主多径分量，并且按最大解扩展功率使它们同步。对于每一个分离多径“指针”评估对应信道的多径分量的相位和振幅，并且用来在组合之前提供振幅加权和相位对准。试验证明，多径分量的加权和的衰落比任何独立分量都要小得多，这样就能实现理想的分集。
正如现有技术中所知，分离多径接收机的一个严格要求是它的指针与信道的多径分量要在时间上对准(同步)。这就需要对多径延迟进行评估，并且通常是按照简单的早-晚时间跟踪机制来实现的。这种早-晚机制实际上是一种延迟-锁定-环，用来在当前采样阶段之前(提前)和之后(滞后)测量能量。这些提前和滞后的能量测量被用来锁定采样信号能量最大的采样阶段。当它出现时，这些最大能量采样阶段在多数情况下能够使分离多径指针与信道多径分量达到理想的同步。然而，例如是在密集城区环境中遇到的某些信道是由大量密集间隔的多径分量构成的。这样往往会使多径群集器的间隔距离小于Tc。常规的早-晚时间跟踪机制往往不能跟踪到与这些密集间隔的多径群集器有关的延迟，因为它们的提前和延迟测量是与若干相邻群集器有关的能量的一种重叠。在这种情况下，分离多径指针在时间上不能准确地对准多径群集器，从而会导致接收机性能恶化。
因而就需要有一种改进的时间跟踪机制来进一步加强现有的密集间隔多径分量。
在密集间隔多径环境中还需要为指针分配提供一种改进的判据。
近年来已经开发了几种在DS-CDMA通信系统中用来组合密集间隔多径分量的方法。在Ross等人的美国专利US5,692,006，Kostic等人的US5,648,983和Hulbert等人的US5,793,796中提出的建议是避免对路径延迟的直接评估。代之以利用一组密集间隔的指针来有效地覆盖一个预先规定的延迟窗口。这样来代替对多径延迟的实际评估，检查窗口中所有可能的延迟，并且按照一定的质量测量判据来加权。在US5,692,006中是采用一种常规的LMS算法自适应地评估最佳的指针加权，而在US5,648,983中采用一种加权的最小平方解法来分配指针加权。
其它解法还可以参见Hulbert的EP专利申请公开704985A2；Hulbert等人的美国专利US5,764,688；L.Dumont等人的“Super-resolution of Multipath Channels in aSpread Spectrum Location System”，ElectronicsLetters，Vol.30，No，19，Sept.15，1994；以及
Makoto Takeuchi等人的“A Delay Lock Loop Using Delay PathCancellation for Mobile Communications”，Electronics andCommunication in Japan，Partl，Vol.79，No.4，1996。
发明概述本发明提供了一种改进的时间跟踪机制，能够进一步加强现有的密集间隔多径分量。
本发明还在密集间隔的多径环境中为指针分配提供了一种判据。
按照本发明的一个最佳实施例提供了在具有构成一个指针块的至少两个指针的接收机中使用的一种方法，用指针块跟踪多径信道中的至少一条路径。该方法包括以下步骤，为指针块的指针中每一组可能的联合运动方向产生方向矩阵，按照预定的判据选择一个方向矩阵，以及在选定的方向矩阵所指的方向上移动指针块的指针。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，选定的方向矩阵是最大方向矩阵。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，移动步骤仅仅在选定的方向矩阵是最大方向矩阵并且比一个比较方向矩阵超过至少一个预定阈值时才调整指针块的指针。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，该方法进一步包括在移动步骤之后重新定义指针块的步骤。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针块是由两个指针构成的。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，为联合运动中的五个，六个或九个不同方向产生方向矩阵。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针块是由两个密集间隔的指针构成的。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，密集间隔的指针是7/8片间距。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针块是由三个密集间隔的指针构成的。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针之间的延迟被设置在不小于7/8片间距。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，产生步骤中包括通过对连续的方向矩阵求和而对方向矩阵取时间平均的步骤。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，时间平均步骤采用一个忽略系数。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，方向矩阵的基础是功率评估。
按照本发明的一个最佳实施例还提供了一种在接收机中停用构成一个指针块的至少两个指针当中选定的一个指针的方法，该方法包括以下步骤，测量指针块中的指针的功率，计算指针块中的指针彼此间的相关性，当功率和相关性的一个函数满足一个预定判据时停用选定的指针。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针块中有两个指针。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，上述函数是FingerCost＝α*min(PowerCenter1，PowerCenter2)-ρ*C，其中的α是零和一之间的一个值，PowerCenter1和PowerCenter2是指针块中的指针的功率，C是一个预定值，而ρ是算出的一个相关性。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，ρ是ρ=ReΣk=1N(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))Σk=1N|(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))|]]>或者ρ=|Σk=1NchFinger1(k)·chFinger2*(k)|Σk=1N|chFinger1(k)|2·Σk=1n|chFinger2*(k)|2]]>另外，按照本发明的一个最佳实施例，计算步骤采用一个忽略系数。
按照本发明的一个最佳实施例还提供了一种方法，用于在还有多个有效指针的接收机中为至少一个无效指针当中的一个候选指针分配一个新的路径。该方法包括以下步骤，测量新路径的功率，并且计算候选指针与时间延迟最接近这一候选指针的时间延迟的那一个有效指针的相关性。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，该方法进一步包括以下步骤，如果候选指针的复合指针功率满足一个预定判据，就将候选指针分配给这一新的路径。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，计算步骤中采用的相关性函数被定义为ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>或者ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>另外，按照本发明的一个最佳实施例，计算步骤中采用一个忽略系数。
按照本发明的最佳实施例还提供了一种方法，用于在接收机中将多个有效指针当中的一个候选指针重新分配给一个新的路径。该方法包括以下步骤，测量新路径的功率，并且计算候选指针与时间延迟最接近这一候选指针的时间延迟的那一个有效指针的相关性。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，该方法进一步包括以下步骤，如果候选指针的复合指针功率超过了所有有效指针的最小复合指针功率，就将候选指针重新分配给这一新的路径。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，计算步骤中采用的相关性函数被定义为ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>或者ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>另外，按照本发明的一个最佳实施例，计算步骤中采用一个忽略系数。
按照本发明的一个最佳实施例还提供了具有构成一个指针块的至少两个指针的一种接收机，用指针块跟踪多径信道中的至少一条路径。该接收机包括一个方向矩阵判定器，一个矩阵选择器和一个指针调整器。方向矩阵判定器为指针块的指针中每一组可能的联合运动的方向产生方向矩阵。矩阵选择器按照预定的判据选择一个方向矩阵。指针调整器在选定的方向矩阵所指的方向上移动指针块的指针。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，选定的方向矩阵是最大方向矩阵。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针调整器仅仅在选定的方向矩阵是最大方向矩阵并且比一个比较方向矩阵超过至少一个预定阈值时才移动指针块的指针。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针调整器包括在移动完指针之后重新定义指针块的一个重新定义器。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针块是由两个指针构成的。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，判定器为联合运动中的五个，六个或九个不同方向产生方向矩阵。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针块是由两个密集间隔的指针构成的。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，密集间隔的指针是7/8片间距。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针块是由三个密集间隔的指针构成的。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针之间的延迟被设置在不小于7/8片间距。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，方向矩阵的基础是功率评估。
按照本发明的一个最佳实施例还提供了一种在接收机中停用构成一个指针块的至少两个指针当中选定的一个指针的指针停用器。这一指针停用器包括用于测量指针块中的指针的功率的指针功率测量单元，用来计算指针块中的指针彼此间的相关性的相关计算器，以及用于在功率和相关性的一个函数满足一个预定判据时停用选定的指针一个停用单元。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针块中有两个指针，并且上述函数是FingerCost＝α*min(PowerCenter1，PowerCenter2)-ρ*C其中的α是零和一之间的一个值，PowerCenter1和PowerCenter2是指针块中的指针的功率，C是一个预定值，而ρ是算出的一个相关性。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，ρ是ρ=ReΣk=1N(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))Σk=1N|(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))|]]>或者ρ=|Σk=1NchFinger1(k)·chFinger2*(k)|Σk=1N|chFinger1(k)|2·Σk=1n|chFinger2*(k)|2]]>另外，按照本发明的一个最佳实施例，相关计算器采用一个忽略系数。
按照本发明的一个最佳实施例，还在具有多个有效指针和至少一个无效指针的接收机中提供了一种指针分配器。这一指针分配器可用来将作为至少一个无效指针之一的一个候选指针分配给一个新的路径。指针分配器包括一个功率测量单元，用来测量新路径的功率，还有一个相关计算器，用来计算候选指针与时间延迟最接近这一候选指针的时间延迟的那一个有效指针的相关性。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针分配器进一步包括一个分配单元，如果候选指针的复合指针功率满足一个预定判据，就将候选指针分配给这一新的路径。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，相关计算器采用的相关性函数被定义为ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>或者ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>另外，按照本发明的一个最佳实施例，相关计算器采用一个忽略系数。
按照本发明的一个最佳实施例，还在具有多个有效指针的接收机中提供了一种指针分配器。这一指针分配器可用来将作为多个有效指针之一的一个候选指针分配给一个新的路径。该指针分配器包括一个功率测量单元，用来测量上述新路径的功率，以及一个相关计算器，用来计算这一候选指针与时间延迟最接近这一候选指针的时间延迟的那一个有效指针的相关性。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，指针分配器进一步包括一个分配单元，如果候选指针的复合指针功率超过了所有有效指针的最小复合指针功率，就将这一候选指针重新分配给新的路径。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，相关计算器采用的相关性函数被定义为ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>或者ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>另外，按照本发明的一个最佳实施例，相关计算器采用一个忽略系数。
按照本发明的一个最佳实施例，还提供了在具有至少两个指针的接收机中使用的一种方法，用指针跟踪多径信道中的至少一条路径。该方法包括以下步骤，用至少两个指针中的至少两个形成一个指针块，并且联合跟踪指针块中的指针。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，联合跟踪步骤中包括以下步骤，为指针块的指针中每一组可能的联合运动方向产生方向矩阵，按照预定的判据选择一个方向矩阵，并且在选定的方向矩阵所指的方向上移动指针块的指针。
附图简介根据以下参照附图的详细描述能够更加充分地理解本发明，在附图中
图1是两个指针的九种可能的联合运动的一个示意图；图2A-2C是三个指针的二十七种可能的联合运动的示意图；图3是按照本发明的一个最佳实施例构成和工作的联合时间跟踪多重路径的一种通用方法的流程图；图4是在仅仅考虑密集间隔指针时采用的六种可能的联合运动的示意图；图5按照本发明的另一个最佳实施例构成并且按照图4的联合运动来工作的一种二指针指针块的操作流程图；图6的流程图表示一种重新定义指针块的方法，它是图5所示方法中的一部分；图7是在执行图3的联合跟踪方法的分离多径接收机中采用的一种指针添加和指针替换机制的方法流程图；以及图8是在执行图5的联合跟踪方法的分离多径接收机中采用的一种关闭联合跟踪的方法的流程图。
发明的详细说明本发明可以联合跟踪多重路径或者是多径群集器的定时。在本文中将联合跟踪多重路径的任何一组指针称为一个“指针块”。指针块是专指那些所跟踪的路径“密集”相邻的指针，但是也可以用于不是特别密集的路径。
“密集路径”的定义可以是任何需要的路径，但是主要限于彼此间有干扰的路径。例如，两个密集路径可以是那些时间间隔小于1.5Tc的路径，Tc是片持续时间。一个指针块中的“密集指针”是指这一块中与其相邻的延迟处在一定范围RANGE之内的那些指针，例如是处在一片到半片之间的那些指针。这样，对于两个指针的指针块来说，指针1和指针2彼此都处在RANGE之内。对于四个指针的指针块来说，指针按照其采样点的次序分成指针1，指针2，指针3和指针4，在相邻指针(指针1到指针2，指针2到指针3以及指针3到指针4)之间的RANGE之内有一个延迟。
参见图1，它表示具有两个指针的一个指针块面临的可能性，每个指针用一个箭头来表示。因为被跟踪路径是随时间而变化的，为了移动有关的指针，接收机必须要确定路径是如何移动的。
如图1所示，可能的九种运动是两个都延迟(方向1)，两个都提前(方向2)，两个都停留不动(方向3)，第二个延迟(方向4)或提前(方向9)，第一个延迟(方向6)或提前(方向5)，以及二者相向运动(方向8)或相互远离(方向7)。
以下简单地说明图2A-2C，它表示三个指针的一个指针块的可能性。指针的运动总共有27种可能性，在执行联合跟踪操作时都可以单独考虑。根据以上的说明自然就能解释图2A-2C，在此无需进一步讨论。
为了测量可能的运动，在每个指针的规定(或中心)采样时刻检查这一指针，并且加上或是减去一或多个固定的延迟。由延迟来限定距中心采样时间的可能的运动“方向”。例如，单一延迟Tc/4会产生“中心”，“提前”和“延迟”三个方向的运动。延迟的信号被用来确定实际发生的可能的运动，并且相应地移动采样点。
按照本发明，通过测量指针块中指针数据的延迟形态为每一个可能的移动方向分配方向矩阵，并且用一个判定树根据方向矩阵来确定所发生的运动。典型的指针是稍有提前和稍有延迟，因此要检查每个指针的提前，延迟和中心(也就是没有延迟)。然而本发明同时也考虑到了可能有其它类型和数量的延迟。
参见图3，它是用来解释本发明的一个流程图。在最初的步10为每一种可能的联合运动方向分配一个方向矩阵。在步12中选择具有最强矩阵的方向。如果不需要移动指针(例如图1中的方向3)，就再次执行步10到12。如果需要移动指针(例如除方向3以外的所有方向)，就在步14将需要移动的各个指针移动到它的新位置。最后，在步16中，如果步14的指针运动使新的指针进入彼此间的RANGE之内，或者是当密集间隔的指针彼此间的距离不再处于RANGE之内时，就重新定义指针块。
在一个最佳实施例中执行的步10是为每一个可能的联合运动方向矩阵按功率分配矩阵。按照图1，为9种可能的联合方向分配方向矩阵 式中的PowerEarlyi，PowerCenteri，和PowerLatei分别是为指针i估算的提前，中心和延迟功率。
在另一个最佳实施例中可以限制方向6，8和9，这样，如果指针之间的延迟小于一个预定的阈值(例如是7/8Tc)，对应的方向矩阵就是零。这样就能保证在步12不会选择这些方向，并且防止指针间隔出现过于密集的情况。
与此类似，在3-指针块中，按照图2A-2C为所有可能的联合运动方向分配方向矩阵。
在另一个最佳实施例中，为了减少方向矩阵的统计量，可以对每一个方向矩阵采用带或不带忽略系数(这是现有技术)的时间平均值。在一个最佳实施例中，将公式(1)改成 其中的α∈
是忽略系数。
另外，按照本发明的一个最佳实施例，为所有可能的方向分配矩阵的步骤还可以包括公式(1)或公式(2B)中的最强矩阵与次最强矩阵或是其它某些矩阵的比较。如果比较的差小于某一个预定的阈值“Metric Threshold”，就为Direcrion3_Metric分配一个大值。这样就能确保在这种情况下在步12中选择Direction3_Metric，并且不会有指针移动(参见图1)。这样，只有在最强方向矩阵比比较矩阵大过Metric_Threshold以上时才会发生指针移动。
在另外一个最佳实施例中，在发生步14的指针移动之后，公式(2A)中的所有平滑的方向矩阵都清零，从而放弃与先前的指针位置有关的所有测量值。
也可以根据信道分支估算量，接收质量，及其与指针功率测量的组合来分配各种其它方向矩阵，这对于本领域的技术人员是显而易见的。
如果在步14中移动了一或多个指针，被跟踪的所有指针的关系就改变了。有可能一个指针移到了足够远，使其不再是这一块中的一部分，或者是先前不属于这一块的一个指针现在却靠近了这一块的指针，因而必须被纳入这一块中。在步16中执行这些工作，并且在必要时重新定义指针块。
本发明的指针块中可以采用任意数量的指针，并且能任意地定义一个指针块。定义的一个例子是一个指针块有两个指针，并且RANGE采纳单一的值RANGE＝7/8Tc。这样，指针块中的两个指针就会严格地相距7/8Tc并且不允许靠得更近。这样就能放弃方向6，8和9。如图4所示，这样能将可能的运动数量从九个减少到六个。这两个指针可以是延迟(方向1)，提前(方向2)或者是停留在准确的采样时刻(方向3)。这三种运动不会改变块中的指针之间的定时关系。还要考虑到会造成指针块分离的三种其它运动方向，也就是延迟的迟到指针(方向4)，提前的提前指针(方向5)，或者是提前的指针提前而迟到的指针延迟(方向7)。
按照本发明的一个最佳实施例，可以将可能的运动数量进一步减少到五个，在图4中，这五个方向是方向1-5。
图5表示按照图4所示运动的两个指针的指针块的联合跟踪方法。图5是图3的通用流程图的一个特例。只有那些彼此靠近的指针是联合跟踪的。其它指针按照常规的方法单独跟踪。本文中不讨论单独跟踪的问题，因为这属于公知的现有技术。
在步30分别获得各个指针的提前，延迟和中心功率值PowerEarlyi，PowerLatei和PowerCenteri(i是指针的数量)。
在步32按照公式2A和2B确定与图4的六种可能的运动有关的方向矩阵。根据个别的提前，延迟和中心功率的相关的成对组合来形成方向矩阵。这些对有都提前(PowerEarly1，PowerEarly2)，都延迟(PowerLate1，PowerLate2)，都在中心(PowerCenter1，PowerCenter2)，提前-中心PowerEarly1，PowerCenter2)，中心-延迟(PowerCenter1，PowerLate2)，以及提前-延迟(PowerEarly1，PowerLate2)，计算公式如下
Smoothed_E1_E2＝(1-α)Smoothed_E1_E2+α(PowerEarly1+PowerEarly2)Smoothed_L1_L2＝(1-α)Smoothed_L1_L2+α(PowerLate1+PowerLate2)Smoothed_E1_C2＝(1-α)Smoothed_E1_C2+α(PowerEarly1+PowerCenter2)(3) Smoothed_C1_L2＝(1-α)smoothed_C1_L2+α(PowerCenter1+PowerLate2)Smoothed_C1_C2＝(1-α)Smoothed_C1_C2+α(PowerCenter1+PowerCenter2)Smoothed_E1_L2＝(1-α)Smoothed_E1_L2+α(PowerEarly1+PowerLate2)在步34选择最大方向矩阵，并且在步36核查最大方向矩阵中是否有指针运动。如果最大方向矩阵是中心矩阵Smoothed_C1_C2，就没有指针运动。否则就在步38核查这一最大矩阵是否比另外一个矩阵大出一个预定的阈值例如是16。如果最大矩阵足够大，就在步40中调整有关的指针，将矩阵清零，并且在指针间的距离超过RANGE时关闭联合跟踪。最后是重新定义指针块(步42)。
步38的阈值核查是将最大矩阵与另一个矩阵相比较。如果最大矩阵是双重提前矩阵Smoothed_E1_E2，就说明两个指针都提前了(图4的方向2)，就将它与双重延迟矩阵Smoothed_L1_L2相比较。如果Smoothed_E1_E2-Smoothed_L1_L2的差比阈值大，步40的指针调整就是提前指针_1和指针_2。因为指针被移动了，就要根据指针的新的延迟来定义新的指针块。
如果最大矩阵是双重延迟矩阵Smoothed_L1_L2，就表明两个指针都延迟了(图4的方向1)，就将它与双重提前矩阵Smoothed_E1_E2相比较。如果Smoothed_L1_L2-Smoothed_E1_E2的差比阈值大，步40的指针调整就是延迟指针_1和指针_2。因为指针被移动了，就要根据指针的新的延迟来定义新的指针块。
如果最大矩阵是混合矩阵Smoothed_E1_C2，就表明第一指针提前了(图4的方向5)，就要将它与中心矩阵Smoothed_C1_C2相比较。如果Smoothed_E1_C2-Smoothed_C1_C2的差比阈值大，步40的指针调整就是提前指针_1。因为指针_1被移远了，两个指针已经相隔足够远，就要关闭联合跟踪。因为指针被移动了，要根据指针的新的延迟来定义新的指针块。
同样，如果最大矩阵是混合矩阵Smoothed_C1_L2，就表明第二指针延迟了(图4的方向4)，就要将它与中心矩阵Smoothed_C1_C2相比较。如果Smoothed_C1_L2-Smoothed_C1_C2的差比阈值大，步40的指针调整就是延迟指针_2。因为指针_2被移远了，两个指针已经相隔足够远，就要关闭联合跟踪。因为指针被移动了，要根据指针的新的延迟来定义新的指针块。
如果最大矩阵是混合矩阵Smoothed_E1_L2，就表明第一指针提前了而第二指针延迟了(图4的方向7)，就要将它与中心矩阵Smoothed_C1_C2相比较。如果Smoothed_E1_L2-Smoothed_C1_C2的差比阈值大，步40的指针调整就是提前指针_1并且延迟指针_2。因为指针被移开了，两个指针已经相隔足够远，就要关闭联合跟踪。因为指针被移动了，要根据指针的新的延迟来定义新的指针块。
参见图6，图中描述了步42(重新定义指针块)的操作。回顾每一个已经移动的指针FINGER_X，考虑它是否靠近了其它指针。在步60中确定FINGER_X与那些和FINGER_X不属于同一指针块的所有其它指针之间的延迟，并且在步62为最靠近FINGER_X的一个指针做标记FINGER_Y。用MinDelay表示FINGER_X与FINGER_Y之间的延迟。
然后将这一延迟MinDelay与最小允许阈值延迟例如是7/8Tc相比较。如果延迟MinDelay大于这一阈值等级，就认为该指针与其它需要独立跟踪的指针相距足够远。因此就应该对它执行常规的早-晚时间跟踪(步64)。否则，FINGER_X与FINGER_Y就彼此靠得太近了，必须移动其中之一，或者是将二者都作为一个指针块的一部分来跟踪。
在步65中核查FINGER_X和FINGER_Y它们是不是一个指针块的组成部分。如果FINGER_X和FINGER_Y不是一个指针块的组成部分，就用FINGER_X和FINGER_Y形成一个指针块(步69)。否则就在步66中核查FINGER_X是哪一个指针块的一部分。如果FINGER_X是该块的一部分，就在步67关闭FINGER_Y(不再将它作为一个指针)。否则就在步68关闭FINGER_X。由此可以看出，如果关闭的指针是具有一对指针的一个块的一部分，联合跟踪也被关闭了。
由此可以看出，指针块的存在会影响接收机的各种其它因素，为了包括采用指针块的操作，所有这些因素都需要稍加修改。以下参见图7和8，图中表示了用于密集路径检测，指针替换及指针消除的这些修改操作。
参见图7，它说明决定是否应该为分离多径增加一个新的候选路径作为一个新指针的方法。产生新的候选路径的方法是公知的现有技术，因而不用在本文中描述。在步70为所有有效的分离多径指针计算出CompositeFingerPower，此处的CompositeFingerPower＝F(PowerCenteri，ρ，Δ)
式中的ρ是在分离多径接收机中的一个指针与其最接近的邻居之间，或者是该指针和一个比其它分离多径指针靠得更近的新的候选指针之间的相关性，Δ是与最近一个指针的延迟，i是指针号，而F(.，.，.)是一个任意函数。例如，如果Δ＞＝Tc，就可以将F(PowerCenteri，ρ，Δ)设置在等于PowerCenteri也就是(4)F(PowerCenteri，ρ，Δ)＝PowerCenteri在这种情况下，图7的方法可以使仅仅根据指针的相对功率来分配指针的常规指针分配方法得以简化。
相关性ρ可以是下述的一种(5)----ρ=ReΣk=1N(chFingeri(k)·chFingerj*(k))Σk=1N|(chFingeri(k)·chFingerj*(k))|]]>或是(6)----ρ=|Σk=1NchFingeri(k)·chFingerj*(k)|Σk=1N|chFingeri(k)|2·Σk=1n|chFingerj*(k)|2]]>式中的 是Fingeri的信道估值，Fingerj是最靠近Fingeri的指针，(.)*代表加括号表达式的复数共轭，而和是在整个预定长度的时间上求和。
如果Δ＜Tc，就可以将F(PowerCenteri，ρ，Δ)定义为(7)F(PowerCenteri，ρ，Δ)＝PowerCenteri*f(ρ)
其中的f(ρ)是任意函数，例如
在步72对新候选指针执行类似的计算，并且计算出CompositeFingerCandidatePower。可以看出，函数F(.，.，.)和ρ的计算在步70和步72中可以是不同的，并且还可以选择其它函数，例如可以结合一个指数忽略系数来计算ρ。
在步73中检查两个不同的分支。如果当前使用的指针数量等于允许的最大数量(也就是所有分离多径指针都有效)，就必须执行第一分支。在这一分支中将CompositeFingerCandidatePower与所有CompositeFingerPower当中最小的一个相比较(步77)。如果它比这一最小功率大，就将与最小CompositeFingerPower相联系的指针移动(步78)到新候选指针的位置(定时)。最后在步79中重新定义指针块。如果CompositeFingerCandidatePower小于这一最小功率，就不用移动指针。
如果当前使用的指针数量小于允许的最大数量，就将CompositeFingerCandidatePower与一个阈值NewFingerThreshold相比较(步74)。如果它大于这一阈值，就增加一个新指针(步75)并且重新定义指针块(步76)。否则就不用为分离多径接收机增加新的候选指针。
图8表示从两个指针构成的一个指针块中消除一个现有指针的方法，它可以周期性地执行。周期性执行图8的方法来消除指针。关闭一个指针的常规方法是在指针功率值相对于其它指针降低时关闭这一指针。这种判据对于从一个指针块中消除一个指针是无效的。本发明采用以下的FingerCost函数来估算是否应该关闭一个指针块中的一个指针(8)FingerCost＝α*min(PowerCenter1，PowerCenter2)-ρ*C式中的α是零和一之间的任意值，PowerCenter1和PowerCenter2是指针块中的指针的功率，C是一个预定的常数，而ρ是公式(5)和公式(6)中的定义，i＝1，而j＝2。
如图8所示，最初要确定(步80)两个指针Finger_1和Finger_2的相关性，然后计算(步82)FingerCost的值并且将其与一个阈值相比较(步84)。
如果结果小于该阈值，就消除具有最小平均功率的指针(步86)并且停止联合跟踪操作(因为在指针块中只剩下了一个指针)。否则就不用消除指针。对具有三个以上指针的指针块可以采用类似的指针消除机制。
本领域的技术人员应该能意识到本发明并非仅限于上文所述的内容，本发明的范围是由附带的权利要求书来限定的。
权利要求
1.在具有构成一个指针块的至少两个指针的接收机中使用的一种方法，用指针块跟踪多径信道中的至少一条路径，该方法包括以下步骤为上述指针块的指针中每一组可能的联合运动方向产生方向矩阵；按照预定的判据选择一个上述方向矩阵；以及在上述选定的方向矩阵所指的方向上移动上述指针块的指针。
2.按照权利要求1的方法，其特征是上述选定的方向矩阵是最大方向矩阵。
3.按照权利要求1的方法，其特征是上述移动步骤仅仅在上述选定的方向矩阵是最大方向矩阵并且比一个比较方向矩阵超过至少一个预定阈值时才调整上述指针块的指针。
4.按照权利要求1的方法，其特征是该方法进一步包括在上述移动步骤之后重新定义指针块的步骤。
5.按照权利要求1的方法，其特征在于上述指针块由两个指针构成。
6.按照权利要求5的方法，其特征是为联合运动中的五个不同方向产生上述方向矩阵。
7.按照权利要求5的方法，其特征是为联合运动中的六个不同方向产生上述方向矩阵。
8.按照权利要求5的方法，其特征是为联合运动中的九个不同方向产生上述方向矩阵。
9.按照权利要求1的方法，其特征是上述指针块是由两个密集间隔的指针构成的。
10.按照权利要求9的方法，其特征是上述密集间隔的指针是7/8片间距。
11.按照权利要求1的方法，其特征是上述指针块是由三个指针构成的。
12.按照权利要求1的方法，其特征是指针之间的延迟被设置在不小于7/8片间距。
13.按照权利要求1的方法，其特征是上述产生步骤中包括通过对连续的方向矩阵求和而对上述方向矩阵取时间平均的步骤。
14.按照权利要求13的方法，其特征是上述时间平均步骤采用一个忽略系数。
15.按照权利要求1的方法，其特征是上述方向矩阵的基础是功率评估。
16.在接收机中停用构成一个指针块的至少两个指针当中选定的一个上述指针的一种方法，该方法包括以下步骤测量上述指针块中的指针的功率；计算上述指针块中的指针彼此间的相关性；以及当上述功率和上述相关性的一个函数满足一个预定判据时停用上述选定的指针。
17.按照权利要求16的方法，其特征是上述指针块中有两个指针。
18.按照权利要求17的方法，其特征是上述函数是FingerCost＝α*min(PowerCenter1，PowerCenter2)-p*C其中的α是零和一之间的一个值，PowerCenter1和PowerCenter2是上述指针块中的指针的功率，C是一个预定值，而ρ是算出的一个相关性。
19.按照权利要求18的方法，其特征在于ρ是ρ=ReΣk=1N(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))Σk=1N|(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))|]]>
20.按照权利要求18的方法，其特征在于ρ是ρ=|Σk=1NchFinger1(k)·chFinger2*(k)|Σk=1N|chFinger1(k)|2·Σk=1n|chFinger2*(k)|2]]>
21.按照权利要求16的方法，其特征是上述计算步骤采用一个忽略系数。
22.在具有多个有效指针和至少一个无效指针的接收机中为上述至少一个无效指针当中的一个候选指针分配一个新的路径的方法，该方法包括以下步骤测量上述新路径的功率；并且计算上述候选指针与时间延迟最接近这一候选指针的时间延迟的那一个上述有效指针的相关性。
23.按照权利要求22的方法，其特征是该方法进一步包括以下步骤，如果上述候选指针的复合指针功率满足一个预定判据，就将上述候选指针分配给上述新的路径。
24.按照权利要求22的方法，其特征是上述计算步骤中采用的相关性函数被定义为ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>
25.按照权利要求22的方法，其特征是上述计算步骤中采用的相关性函数被定义为ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>
26.按照权利要求22的方法，其特征是上述计算步骤采用一个忽略系数。
27.在具有多个有效指针的接收机中将上述有效指针当中的一个候选指针重新分配给一个新路径的一种方法，该方法包括以下步骤测量上述新路径的功率；并且计算上述候选指针与时间延迟最接近这一候选指针的时间延迟的那一个上述有效指针的相关性。
28.按照权利要求27的方法，其特征是该方法进一步包括以下步骤，如果上述候选指针的复合指针功率超过了所有上述有效指针的最小复合指针功率，就将上述候选指针重新分配给上述新的路径。
29.按照权利要求27的方法，其特征是上述计算步骤中采用的相关性函数被定义为ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>
30.按照权利要求27的方法，其特征是上述计算步骤中采用的相关性函数被定义为ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>
31.按照权利要求27的方法，其特征是上述计算步骤中采用一个忽略系数。
32.具有构成一个指针块的至少两个指针的一种接收机，用指针块跟踪多径信道中的至少一条路径，该接收机包括一个方向矩阵判定器，为上述指针块的指针中每一组可能的联合运动的方向产生方向矩阵；一个矩阵选择器，按照预定的判据选择一个上述方向矩阵；以及一个指针调整器，在上述选定的方向矩阵所指的方向上移动上述指针块的指针。
33.按照权利要求32的接收机，其特征在于上述选定的方向矩阵是最大方向矩阵。
34.按照权利要求32的接收机，其特征是上述指针调整器仅仅在上述选定的方向矩阵是最大方向矩阵并且比一个比较方向矩阵超过至少一个预定阈值时才移动上述指针块的指针。
35.按照权利要求32的接收机，其特征是上述指针调整器包括在移动完上述指针之后重新定义指针块的一个重新定义器。
36.按照权利要求32的接收机，其特征在于上述指针块是由两个指针构成的。
37.按照权利要求36的接收机，其特征是上述判定器为联合运动中的五个不同方向产生上述方向矩阵。
38.按照权利要求36的接收机，其特征是上述判定器为联合运动中的六个不同方向产生上述方向矩阵。
39.按照权利要求36的接收机，其特征是上述判定器为联合运动中的九个不同方向产生上述方向矩阵。
40.按照权利要求32的接收机，其特征是上述指针块是由两个密集间隔的指针构成的。
41.按照权利要求32的接收机，其特征在于上述密集间隔的指针是7/8片间距。
42.按照权利要求32的接收机，其特征是上述指针块是由三个指针构成的。
43.按照权利要求32的接收机，其特征是指针之间的延迟被设置在不小于7/8片间距。
44.按照权利要求32的接收机，其特征是上述方向矩阵的基础是功率评估。
45.在接收机中停用构成一个指针块的至少两个指针当中选定的一个指针的一种指针停用器，这一指针停用器包括用于测量上述指针块中的指针的功率的指针功率测量单元；用来计算上述指针块中的指针彼此间的相关性的相关计算器；以及用于在上述功率和上述相关性的一个函数满足一个预定判据时停用上述选定的指针一个停用单元。
46.按照权利要求45的指针停用器，其特征是上述指针块中有两个指针，并且上述函数是FingerCost＝a*min(PowerCenter1，PowerCenter2)-ρ*C其中的α是零和一之间的一个值，PowerCenter1和PowerCenter2是上述指针块中的指针的功率，C是一个预定值，而ρ是算出的一个相关性。
47.按照权利要求46的指针停用器，其特征在于ρ是ρ=ReΣk=1N(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))Σk=1N|(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))|]]>
48.按照权利要求46的指针停用器，其特征在于ρ是ρ=|Σk=1NchFinger1(k)·chFinger2*(k)|Σk=1N|chFinger1(k)|2·Σk=1n|chFinger2*(k)|2]]>
49.按照权利要求45的指针停用器，其特征在于相关计算器采用一个忽略系数。
50.在具有多个有效指针和至少一个无效指针的接收机中的一种指针分配器，上述指针分配器可用来将作为至少一个无效指针之一的一个候选指针分配给一个新的路径，该指针分配器包括一个功率测量单元，用来测量上述新路径的功率；以及一个相关计算器，用来计算上述候选指针与时间延迟最接近上述候选指针的时间延迟的那一个上述有效指针的相关性。
51.按照权利要求50的指针分配器，其特征是指针分配器进一步包括一个分配单元，如果上述候选指针的复合指针功率满足一个预定判据，就将上述候选指针分配给上述新的路径。
52.按照权利要求50的指针分配器，其特征是上述相关计算器采用的相关性函数被定义为ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>
53.按照权利要求50的指针分配器，其特征是上述相关计算器采用的相关性函数被定义为ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>
54.按照权利要求50的指针分配器，其特征是上述相关计算器采用一个忽略系数。
55.在具有多个有效指针的接收机中的一种指针分配器，上述指针分配器可用来将作为上述有效指针之一的一个候选指针分配给一个新的路径，该指针分配器包括一个功率测量单元，用来测量上述新路径的功率；以及一个相关计算器，用来计算上述候选指针与时间延迟最接近上述候选指针的时间延迟的那一个上述有效指针的相关性。
56.按照权利要求55的指针分配器，其特征是指针分配器进一步包括一个分配单元，如果上述候选指针的复合指针功率超过了所有上述有效指针的最小复合指针功率，就将上述候选指针重新分配给上述新的路径。
57.按照权利要求55的指针分配器，其特征是上述相关计算器采用的相关性函数被定义为ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>
58.按照权利要求55的指针分配器，其特征是上述相关计算器采用的相关性函数被定义为ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>
59.按照权利要求55的指针分配器，其特征是上述相关计算器采用一个忽略系数。
60.在具有至少两个指针的接收机中使用的一种方法，用指针跟踪多径信道中的至少一条路径，该方法包括以下步骤用上述至少两个指针中的至少两个形成一个指针块；以及联合跟踪上述指针块的指针。
61.按照权利要求60的方法，其特征是联合跟踪步骤中包括以下步骤为上述指针块的指针中每一组可能的联合运动方向产生方向矩阵；按照预定的判据选择一个上述方向矩阵；以及在上述选定的方向矩阵所指的方向上移动上述指针块的指针。
全文摘要
在具有至少两个指针的接收机中，用指针跟踪多路径信道中的至少一条信道的方法包括以下步骤，由两个指针中的至少两个构成一个指针块，并且联合跟踪上述指针块的指针。联合跟踪的步骤中包括以下步骤，为指针块的指针中每一组可能的联合运动(16)的方向产生方向矩阵(12)，按照预定的判据选择一个方向矩阵(12)，以及在选定的方向矩阵所指的方向上移动指针块的指针。
文档编号H04B1/707GK1415158SQ00806849
公开日2003年4月30日 申请日期2000年4月18日 优先权日1999年4月28日
发明者勒夫·斯茂亚, 丹尼尔·叶林, 多让·瑞尼诗 申请人:D.S.P.C.科技有限公司