专利名称：一种在多径搜索中使用自适应门限的方法
所属领域本发明涉及一种在多径搜索中使用自适应门限的方法，确切地说，涉及一种在CDMA2000、WCDMA等技术的扩频通信领域的多径搜索中，使用自适应门限，以提高检测效率，降低虚警概率的方法；属于扩频通信技术领域。
在多径搜索中，接收序列与本地序列相关以后，要与一个门限进行比较，以获取同步。目前使用的设备基本上使用的都是固定门限。这种方法存在以下几个问题(1)在移动通讯中，接收机接收的信号能量与距离的N次方成反比，即s(t)∝1LN,]]>N一般取3或4。因此接收信号的能量是不断变化的。(2)同时，接收信号的能量还受到衰落信道的影响，所以能量也是不断变化的。由于上述原因，接收信号的能量随时间、地点不断变化，因此采用固定门限不可避免地会提高虚警概率。
发明内容
本发明的目的是提供一种在多径搜索中使用自适应门限的方法，该方法是将恒虚警率(CFAR，Constant False Alarm Rate)中的一种方法——筛选平均法用于多径搜索中计算门限；与固定门限的算法相比，该方法能够提高检测概率和降低虚警概率。
本发明的目的是这样实现的一种在多径搜索中使用自适应门限的方法，其特征在于该方法是在多径搜索中采用基于筛选平均的恒虚警率(CFAR，Constant False Alarm Rate)方法来计算门限，以使该门限能够随接收机接收信号的能量变化而作相应的自适应调整，从而提高检测概率和降低虚警概率。
所述的采用基于筛选平均的恒虚警率(CFAR，Constant False Alarm Rate)方法来计算门限的方法，包括有以下操作步骤(1)将输入信号与本地伪随机(PN，Pseudo Noise)码进行相关，并计算每个相关值能量的大小；(2)从上述所有的相关能量值中选出其中N个最大的能量值作为被检测单元；(3)对去除N个最大能量值之后剩下的所有能量值计算其能量和，再求其平均值，并将该平均值作为噪声功率；(4)将该噪声功率乘以一个设定的门限因子所得到的值作为该次多径搜索的噪声门限；(5)将上述的被检测单元与该噪声门限进行比较，如果比较的结果是前者大于门限，就将该被检测单元作为多径信息向外输出；否则，认为该被检测单元信息无效而进入第(6)操作步骤；(6)判断已经被检测单元的个数是否已为N个，如果未达到N个，则返回第(5)操作步骤，继续进行被检测单元与该噪声门限的比较；如果已达到N个，则返回第(1)操作步骤，进行下一组接收数据的比较判断。
所述的从所有的相关能量值中选出N个最大能量值中的N的数值大小是由是由多径衰落环境的最大多径时延和伪随机码的时间分辨率所决定的。
本发明的特点是将自适应门限用于WCDMA系统的多径搜索算法中，并利用恒虚警率(CFAR，Constant False Alarm Rate)中的一种方法——筛选平均法用于多径搜索中计算门限，使该多径搜索的噪声门限能够随着接收机接收信号的能量变化而作相应的自适应调整；与固定门限的算法相比，在多径衰落信道条件下，本发明的方法能够提高检测概率和降低虚警概率。
图2是在WCDMA系统中多径搜索方法的信号处理流程及本发明的方法在该信号处理流程中的应用位置图。
参见
图1，该采用恒虚警率中的筛选平均法来计算门限的方法包括有以下操作步骤(1)将输入信号与本地伪随机(PN，Pseudo Noise)码进行相关，并计算每个相关值能量的大小；(2)从上述所有的相关能量值中选出其中N个最大的能量值作为被检测单元；该N个最大能量值中的N的数值大小是由多径衰落环境的最大多径时延和伪随机码的时间分辨率所决定的。
(3)对去除N个最大能量值之后剩下的所有能量值计算其能量和，再求其平均值，并将该平均值作为噪声功率；
(4)将该噪声功率乘以一个设定的门限因子所得到的值作为该次多径搜索的噪声门限；(5)将上述的被检测单元与该噪声门限进行比较，如果比较的结果是前者大于门限，就将该被检测单元作为多径信息向外输出；否则，认为该被检测单元信息无效而进入第(6)操作步骤；(6)判断已经被检测单元的个数是否已为N个，如果未达到N个，则返回第(5)操作步骤，继续进行被检测单元与该噪声门限的比较；如果已达到N个，则返回第(1)操作步骤，进行下一组接收数据的比较判断。
本发明的方法已经运用于WCDMA系统中多径搜索的信息处理过程中进行实施试验，参见图2所示的该信号处理过程的一实施例流程图；同时该图也说明了本发明的方法在该信号处理流程中的应用位置。
首先，天线将接收到的信号送到射频和基带模块处理模块进行处理，变为4倍采样的基带信号，再经过降采样处理，变为2倍采样信号，送入多径搜索的相关器。同时，本地伪随机(PN)码产生器产生的PN码序列也送入该多径搜索相关器。接收信号与本地伪随机码信号相关后，共得到180个相位点的相关值。然后，分别求180个点的平方和(即能量)，接着将这180个能量值送入筛选平均检测器。在该筛选平均检测器中从上述180个能量值中选出4个最大径作为被检测单元，然后将这4个最大值剔除，并对剔除最大值后的数据求平均作为噪声功率。其具体运算的公式如下Z‾=Σi=1180z(i)-Σi=14zmax(i)180-4]]>其中zmax(i)是被检测单元，i的取值范围是1到4，180为相关值的个数，Z为噪声功率。
最后比较上述挑选出来的4个最大值与噪声门限的大小，具体做法见下列公式Zmax><H0H1Z‾·T]]>
其中T为门限因子，一般取1或2。H0判决如果被检测单元大于门限值，则该被检测单元为真径，将作为多径搜索信息而输出；H1判决如果被检测单元小于或等于门限值，则该被检测单元为假径，放弃该信息而继续进行下一次检测。
本发明已经在申请人研制的COSSAP仿真链路上进行了实施试验。试验的结果证明，与固定噪声门限的多径搜索算法相比，提高检测概率达5％，实现了发明目的。
权利要求
1.一种在多径搜索中使用自适应门限的方法，其特征在于该方法是在多径搜索中采用基于筛选平均的恒虚警率(CFAR，Constant False Alarm Rate)方法来计算门限。
2.根据权利要求1所述的在多径搜索中使用自适应门限的方法，其特征在于所述的采用基于筛选平均的恒虚警率(CFAR，Constant False Alarm Rate)方法来计算门限的方法，包括有以下具体操作步骤(1)将输入信号与本地伪随机(PN，Pseudo Noise)码进行相关，并计算每个相关值能量的大小；(2)从上述所有的相关能量值中选出其中N个最大的能量值作为被检测单元；(3)对去除N个最大能量值之后剩下的所有能量值计算其能量和，再求其平均值，并将该平均值作为噪声功率；(4)将该噪声功率乘以一个设定的门限因子所得到的值作为该次多径搜索的噪声门限；(5)将上述的被检测单元与该噪声门限进行比较，如果比较的结果是前者大于门限，就将该被检测单元作为多径信息向外输出；否则，认为该被检测单元信息无效而进入第(6)操作步骤；(6)判断已经被检测单元的个数是否已为N个，如果未达到N个，则返回第(5)操作步骤，继续进行被检测单元与该噪声门限的比较；如果已达到N个，则返回第(1)操作步骤，进行下一组接收数据的比较判断。
3.根据权利要求2所述的在多径搜索中使用自适应门限的方法，其特征在于所述的从所有的相关能量值中选出N个最大能量值中的N的数值大小是由多径衰落环境的最大多径时延和伪随机码的时间分辨率所决定的。
全文摘要
一种在多径搜索中使用自适应门限的方法，该方法是在多径搜索中采用基于筛选平均的恒虚警率(CFAR，Constant False Alarm Rate)方法来计算门限，以使该门限能够随接收机接收信号的能量变化而作相应的自适应调整，与固定门限的算法相比，该方法能够提高检测概率和降低虚警概率。本发明的方法已经运用于WCDMA系统中多径搜索的信息处理过程中进行实施试验，取得了预期效果。
文档编号H04B1/707GK1437343SQ02103918
公开日2003年8月20日 申请日期2002年2月7日 优先权日2002年2月7日
发明者邵娟 申请人:华为技术有限公司