专利名称：信号锁定指示判定的实现方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种信号锁定指示判定的实现方法及其装置。
背景技术：
移动通信系统中，为了提高信号接收端接收信号的质量，在信号发射端采用了由多个发射天线组成的发射分集进行通信信号的发射。例如在WCDMA(宽带码分多址)通信系统的基站中便采用了发射分集技术，基站发射分集技术可以有效的抵抗多径衰落，它通过对来自多个发射天线的信号进行合并以提高接收信号质量。
在发射分集条件下，信号通过两条相互独立的路径到达用户端，用户端的信号接收端通常包括几个接收支路，每一个接收支路中均设置有一个锁定指示判定单元，所采用的锁定指示判定方法为分别计算出接收信号能量和噪声能量，具体的计算方法如图1所示，将接收信号进行解扩处理后，再进行求平方和处理，获得信号能量，同时将接收信号进行解扩处理后，再进行求平方和处理，获得噪声信号能量，并将噪声信号能量与噪声门限因子相乘获得噪声门限值；然后将该接收支路中接收信号的能量与噪声门限相比，如果信号能量小于噪声门限，则判定失锁，该接收支路输出的信号不参与接收信号的MRC(最大比合并)；如果信号能量大于噪声能量，则判定锁定，该接收支路输出的信号参与接收信号的MRC。
由上述现有技术方案可以看出，现有的锁定指示算法不能很好的利用两条传输路径的信息，因为现有的锁定指示算法只使用一路本地PN(伪随机)码序列与接收信号相关，因此在发射分集条件下另一条传输路径的信息就损失掉了，也因此降低了现有的信号锁定指示判定方法的可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种信号锁定指示判定的实现方法及其装置，充分利用发射分集中多个发射天线的增益，增加锁定指示判定的可靠性。
本发明的目的是这样实现的一种信号锁定指示判定的实现方法，是将接收信号分别与发射分集各发射天线的PN(伪随机)码序列相关解扩，计算出信号能量，并与噪声门限进行比较进行信号锁定指示判定。
所述的发射分集包含两个发射天线发射天线1和发射天线2。
该方法进一步包括a、将基带信号与发射天线1的PN码序列共轭相乘，并根据解扩后的数据得到信号能量1；b、将基带信号与发射天线2的PN码序列共轭相乘，并根据解扩后的数据得到信号能量2；c、计算出信号能量1与信号能量2之和作为总的信号能量；d、将总的信号能量与噪声门限比较进行信号锁定指示判定。
所述的步骤c还包括将总的信号能量作一阶FIR(有限长单位脉冲响应)滤波后，执行步骤d。
所述的步骤d包括d1、将基带信号延迟N个采样点后，与本地的PN码序列共轭相乘，并计算出I、Q两路解扩数据的平方和，作为基带信号的噪声信号能量；d2、将计算出的噪声信号能量作一阶FIR滤波后与噪声门限因子相乘，获得到噪声门限值；d3、将总的信号能量与噪声门限比较进行信号锁定指示判定，并输出锁定指示判定结果。
步骤d1所述的基带信号延迟采样点个数N的取值范围为20倍采样点数至800倍采样点数。
一种信号锁定指示判定的实现装置，包括信号能量计算模块接收基带信号，将其分别与发射分集中各个发射天线的PN码序列进行相关解扩处理，计算各个信号能量，并根据各个信号能量计算出总的信号能量，再输出给比较器；噪声门限值计算模块接收基带信号，计算其噪声信号能量，再根据噪声信号能量计算出噪声门限值，并输出给比较器；比较器分别接收信号能量计算模块输出的总的信号能量和噪声门限值计算模块输出的噪声门限值，并进行比较，确定锁定指示判定结果后输出。
所述的信号能量计算模块还包括
单路信号能量计算子模块接收基带信号，将其与发射分集中每一个发射天线的PN码序列进行相关解扩处理，计算每一路信号能量后输出给总的信号能量计算子模块；总的信号能量计算子模块接收各单路信号能量计算子模块输出的各路信号能量，并求其和，得到接收信号的总的信号能量后输出给一阶FIR滤波器；一阶FIR滤波器接收总的信号能量计算子模块输出的总的信号能量，并进行平滑滤波后输出给比较器。
所述的单路信号能量计算子模块的个数与天线的个数一致。
所述的噪声门限计算模块包括信号延迟子模块接收基带信号，并作延迟处理后输出；噪声信号能量计算子模块接收延迟后的基带信号，计算其噪声信号能量，并输出给一阶FIR滤波器；一阶FIR滤波器接收噪声能量计算子模块输出的噪声信号能量，并进行平滑滤波后输出给噪声门限值计算子模块；噪声门限值计算子模块接收一阶FIR滤波器输出的噪声信号能量，将其与噪声门限因子相乘，获得噪声门限值后输出给比较器。
由上述技术方案可以看出，本发明采用了将发射分集下多条传输路径信息与接收信号相关，进行信号能量的计算，并利用计算出的与各传输路径信息相关的信号能量之和进行信号锁定指示判定。因此，本发明充分利用了发射分集中多个发射天线的增益，提高了信号锁定指示判定的可靠性。
图1为现有信号锁定指示判定方法示意图；图2为本发明的应用示意图；图3为本发明所述的信号锁定指示判定方法及装置的示意图；图4为PN码序列示意图；图5为比较器锁定指示判定示意图。
具体实施例方式
本发明所提供的技术方案利用了发射分集下多个本地PN码序列与接收信号相关解扩，进行信号能量的计算，从而充分利用发射分集下多个天线的增益，增加了信号锁定指示判决的可靠性。现以发射分集下共有两了个发射天线为例对本发明作进一步说明，本发明所述的信号锁定指示判定方法及装置如图2、图3所示本发明所述的信号锁定指示判定的实现装置提供了一种新的锁定指示判定单元，其应用环境如图2所示，其结构如图3所示，包括单路信号能量计算子模块用于将接收信号与发射分集中单个发射天线的PN码序列相关解扩处理，计算该路信号能量；该模块共有两个，其结构进一步包括
信号解扩部分接收基带信号，将其分别与发射分集中各个发射天线的PN码序列共轭相乘，进行接收信号的解扩处理后输出给信号求平方和部分；信号求平方和部分接收信号解扩部分输出的解扩数据，并对解扩处理获得的I、Q两路数据进行求平方和处理，计算一路信号能量后输出给总的信号能量计算子模块；总的信号能量计算子模块接收单路信号能量计算子模块输出的各路信号能量，并通过求和部分对其进行求和，获得接收信号的总的信号能量后输出给比较器；一阶FIR(有限长单位脉冲响应)滤波器接收总的信号能量计算子模块输出的总的信号能量，并进行平滑滤波后输出给比较器；噪声门限计算模块用于根据接收信号计算噪声门限值，该模块进一步包括接收信号延迟子模块接收基带信号，并将其作延迟处理后输出给噪声信号能量计算子模块的信号解扩部分；噪声信号能量计算子模块接收延迟后的基带信号，并计算出噪声信号能量后输出一阶FIR波器；该子模块进一步包括信号解扩部分接收基带信号，将其与本地的PN码序列共轭相乘，进行接收信号的解扩处理后输出给信号求平方和部分；
信号求平方和部分接收信号解扩部分输出的解扩数据，并对解扩处理获得的I、Q两路数据进行求平方和处理，获得噪声信号能量后输出一阶FIR滤波器；一阶FIR滤波器接收噪声信号能量计算子模块输出的噪声信号能量，并进行平滑滤波后输出给噪声门限值计算子模块；噪声门限值计算子模块接收一阶FIR滤波器输出的噪声信号能量，并将其与噪声门限因子相乘，获得噪声门限值后输出给比较器；比较器接收信号能量计算模块输出的总的信号能量和噪声门限值计算模块输出的噪声门限值，并进行比较，确定锁定指示判定结果后输出给图2中的MRC模块。
本发明所述的信号锁定指示判定的实现方法包括以下步骤步骤1通常接收端由许多接收支路组成，每一个接收支路中都会有一个锁定指示判定模块；将天线接收到的信号经过射频和基带信号处理模块处理后，变为基带信号，并送到锁定指示判定单元进行锁定指示判定处理；步骤2基带信号首先与天线1的PN码序列共轭相乘，完成信号的解扩，即采用下述公式进行计算symbol1_i(k)+j*symbol1_q(k)]]>=Σk{chip_i(k)+j*chip_q(k)}*{PN1_i(k)-j*PN1_q(k)}]]>symbol1_i(k)=Σkchip_i(k)*PN1_i(k)+chip_q(k)*PN1_q(k)]]>symbol1_q(k)=Σkchip_q(k)*PN1_i(k)-chip_i(k)*PN1_q(k)]]>
其中chip_i(k)和chip_q(k)分别为接收信号I、Q两路数据；PN1_i(k)，PN1_q(k)为本地产生的天线1的PN码序列，如图4所示，其中天线1上的PN码序列在非分集情况下发射；而在发射分集情况下，天线1和天线2上的PN码序列同时发射；symbol1_i(k)和symbol1_q(k)分别为解扩后I、Q两路数据；步骤3计算利用天线1的PN码序列解扩后得到的I、Q两路数据的平方和，即计算出天线1的PN码序列对应的信号能量1；signal_pwr1＝symbol1_i2(k)+symbol1_q2(k)其中signal_pwr1表示信号能量1；步骤4将基带信号与天线2PN码序列共轭相乘，完成信号的解扩，即采用下述公式进行计算symbol2_i(k)+j*symbol2_q(k)]]>=Σk{chip_i(k)+j*chip_q(k)}*{PN2_i(k)-j*PN2_q(k)}]]>symbol2_i(k)=Σkchip_i(k)*PN2_i(k)+chip_q(k)*PN2_q(k)]]>symbol2_q(k)=Σkchip_q(k)*PN2_i(k)-chip_i(k)*PN2_q(k)]]>其中chip_i(k)和chip_q(k)分别为接收信号I、Q两路数据；PN2_i(k)、PN2_q(k)为本地产生的天线1的PN码序列；symbol2_i(k)和symbol2_q(k)为解扩后的I、Q两路数据；步骤5计算利用天线2的PN码序列解扩后得到的I、Q两路数据的平方和，即计算出天线2的PN码序列对应的信号能量2；signal_pwr2＝symbol2_i2(k)+symbol2_q2(k)
其中signal_pwr2表示信号能量2；步骤6计算总的信号能量signal_pwr(K)，即signal_pwr(k)＝signal_pwr1(k)+signal_pwr2(k)步骤7将总的信号能量作一阶FIR滤波处理out_pwr(0)＝signal_pwr(0)out_pwr(1)＝alfa*out_pwr(0)+(1-alfa)*signal_pwr(1)out_pwr(2)＝alfa*out_pwr(1)+(1-alfa)*signal_pwr(2)……其中alfa为一阶FIR滤波器系数，通常alfa取值在0.5到0.995之间；FIR滤波器的主要作用为平滑信号能量；步骤8将基带信号延迟N个采样点；N的取值范围一般在20倍采样点数到800倍采样点数之间；步骤9将延迟后的数据与本地的PN码序列共轭相乘，完成延迟后数据的解扩；步骤10计算解扩后的I、Q两路数据的平方和，以获得基带信号的噪声信号能量；步骤11将噪声信号能量作一阶FIR滤波处理，其中噪声信号能量作一阶FIR滤波的滤波器因子取值，与步骤7中对信号能量作一阶FIR滤波的滤波器因子取值相同；步骤12平滑后的噪声信号能量乘以噪声门限因子后作为噪声门限送入比较器；
步骤13比较器比较信号能量与噪声门限的大小；如图5所示，如果信号能量小于噪声门限，则判定失锁，比较器输出失锁指示信号“0”；如果信号能量大于噪声门限，则判定锁定，比较器输出锁定指示信号“1”。
至此，信号锁定指示判定的实现方法过程结束，并进入无线通信系统中其它相应的处理过程，如图2所示，包括以下步骤步骤14每一个接收支路的锁定指示状态，即比较器输出的锁定指示信号或失锁指示信号都被送入到MRC模块中；根据每一个接收支路的锁定指示状态，判断每一个接收支路的输出数据是否参与合并；如果接收支路的锁定指示状态为锁定，则此接收支路的输出数据参与合并；如果接收支路的锁定指示状态为失锁，则此接收支路的输出数据不参与合并；步骤15合并后的数据被送入数据提取模块中，提取出接收信号的数据比特；步骤16提取出的数据比特被送入译码模块；译码结束后，输出原始数据比特。
权利要求
1.一种信号锁定指示判定的实现方法，其特征在于将接收信号分别与发射分集各发射天线的PN(伪随机)码序列相关解扩，计算出信号能量，并与噪声门限值进行比较进行信号锁定指示判定。
2.根据权利要求1所述的信号锁定指示判定的实现方法，其特征在于所述的发射分集包含两个发射天线发射天线1和发射天线2。
3.根据权利要求2所述的信号锁定指示判定的实现方法，其特征在于该方法进一步包括a、将基带信号与发射天线1的PN码序列共轭相乘，并根据解扩后的数据得到信号能量1；b、将基带信号与发射天线2的PN码序列共轭相乘，并根据解扩后的数据得到信号能量2；c、将信号能量1与信号能量2之和作为总的信号能量；d、将总的信号能量与噪声门限值比较进行信号锁定指示判定。
4.根据权利要求3所述的信号锁定指示判定的实现方法，其特征在于所述的信号能量1和信号能量2分别为基带信号解扩后的I、Q两路数据的平方和。
5.根据权利要求3所述的信号锁定指示判定的实现方法，其特征在于所述的步骤c还包括将总的信号能量作一阶FIR(有限长单位脉冲响应)滤波后，执行步骤d。
6.根据权利要求3、4或5所述的信号锁定指示判定的实现方法，其特征在于所述的步骤d包括d1、将基带信号延迟N个采样点后，与本地的PN码序列共轭相乘，并确定解扩后的I、Q两路数据的平方和，作为基带信号的噪声信号能量；d2、将噪声信号能量作一阶FIR滤波后与噪声门限因子相乘，获得到噪声门限值；d3、将总的信号能量与噪声门限值比较进行信号锁定指示判定，并输出锁定指示判定结果。
7.根据权利要求6所述的信号锁定指示判定的实现方法，其特征在于步骤d1所述的基带信号延迟采样点个数N的取值范围为20倍采样点数至800倍采样点数。
8.一种信号锁定指示判定的实现装置，其特征在于包括信号能量计算模块接收基带信号，分别与发射分集中各个发射天线的PN码序列进行相关解扩处理，确定各信号能量，并根据各信号能量确定总的信号能量，并把总的信号能量输出给比较器；噪声门限值计算模块接收基带信号，计算出其噪声信号能量，再根据噪声信号能量确定噪声门限值，并将噪声门限值输出给比较器；比较器接收信号能量计算模块输出的总的信号能量和噪声门限值计算模块输出的噪声门限值，并进行比较，确定锁定指示判定结果后输出。
9.根据权利要求8所述的信号锁定指示判定的实现装置，其特征在于所述的信号能量计算模块还包括单路信号能量计算子模块接收基带信号，并将其与发射分集中每一个发射天线的PN码序列相关解扩处理，确定每一路路信号能量并输出给总的信号能量计算子模块；总的信号能量计算子模块接收各单路信号能量计算子模块输出的各路信号能量，并求其和，得到接收信号的总的信号能量后输出给一阶FIR滤波器；一阶FIR滤波器接收总的信号能量计算子模块输出的总的信号能量，并将其进行平滑滤波后输出给比较器。
10.根据权利要求9所述的信号锁定指示判定的实现装置，其特征在于所述的单路信号能量计算子模块的个数与天线的个数一致。
11.根据权利要求8所述的信号锁定指示判定的实现装置，其特征在于所述的噪声门限计算模块包括信号延迟子模块接收基带信号，并作延迟处理后输出；噪声信号能量计算子模块接收信号延迟子模块输出的延迟后的基带信号，通过解扩及求平方和处理以确定其噪声信号能量，并输出给一阶FIR滤波器；一阶FIR滤波器接收噪声信号能量计算子模块输出的噪声信号能量，并进行平滑滤波后输出给噪声门限值计算子模块；噪声门限值计算子模块接收一阶FIR滤波器输出的噪声信号能量，并将其与噪声门限因子相乘，获得噪声门限值并输出给比较器。
全文摘要
本发明涉及一种信号锁定指示判定的实现方法及其装置。所述的方法为将接收信号分别与发射分集各发射天线的PN码序列相关解扩计算出信号能量，并与噪声门限值比较进行信号锁定指示判定。所述的装置包括用于将接收信号分别与发射分集中各个发射天线的PN码序列相关解扩处理计算各个信号能量，并根据各个信号能量计算出总的信号能量的信号能量计算模块、噪声门限值计算模块和比较器。本发明充分利用了发射分集中多个发射天线的增益，提高了信号锁定指示判定的可靠性。
文档编号H04B7/26GK1490958SQ02144180
公开日2004年4月21日 申请日期2002年10月16日 优先权日2002年10月16日
发明者邵娟, 娟 邵 申请人:华为技术有限公司