专利名称：Cdma接收装置中同步定时的检测的制作方法
技术领域：
本发明涉及CDMA(码分多址)接收装置，以及一种在CDMA接收装置中检测同步定时的方法。
背景技术：
根据CDMA通信标准的CDMA接收装置根据接收到的信号与已知码序列的相关值计算指示时间方向上的相对功率值分布的延时分布图，通过检测计算出的延时分布图上的峰值作为通道来选择接收到的信号的同步定时，并且用选中的同步定时解调接收到的信号(参见例如JP-A-10-336072和JP-A-2003-78448，以下分别将其称为“文献1、2”)在下文中，上述类型的传统CDMA接收装置的配置将参考图1和2来详细描述。
图1中所示的CDMA接收装置是文献2中公开的一种CDMA接收装置。此CDMA接收装置包括天线300、无线电接收器单元302、相关功率计算单元304、通道检测器单元306、通道电平阈值处理单元308、耙指分配通道选择器单元310、耙指分配单元312和解调处理单元314。
无线电接收器单元302将由天线300接收到的模拟无线电信号301转换成数字基带信号303。
相关功率计算器304计算数字基带信号303的相关值，并且通过把相关值转换成功率值来进一步计算延时分布图305。
通道检测器单元306检测延时分布图305上的N个峰值作为通道，并且生成指示与N个检测到的通道中的每一个相关的通道定时和通道电平的定时/电平信息307-1-307-N。
通道电平阈值处理单元308确定N个检测到的通道中的每一个是否等于或高于通道电平阈值，选择等于或高于通道电平阈值的M个通道，并且生成M条通道定时/电平信息309-1-309-M。
耙指分配通道选择器单元310从M个等于或高于通道电平阈值的候选通道中从电平最高的通道开始顺序选择分配给耙指的通道(耙指分配通道)，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中排除先前设置的以每个选中的通道为中心的相同通道检测时间范围内的通道。此外，耙指分配通道选择器单元310还生成关于由前述处理选中的K个耙指分配通道的K条定时/电平信息311-1-311-K。
耙指分配单元312将K个耙指分配通道的通道定时分配给J个耙指作为同步定时，并且生成J条通道定时信息313-1-313-J。
解调处理单元314利用被耙指分配单元312分配给J个耙指的同步定时来执行解调处理，例如解展频、RAKE合并、解码等等。
在图1所示的CDMA接收装置中，通道电平阈值处理单元308选择具有等于或高于延时分布图305上的通道电平阈值的电平的检测到的通道，耙指分配通道选择器单元310选择等于或高于通道电平阈值的检测到的通道作为耙指分配通道，解调处理单元314利用耙指分配通道的通道定时作为同步定时来解调接收到的信号。相同通道检测时间范围已经被预先设置在耙指分配通道选择器单元310中。因此，耙指分配通道选择单元310把落入先前设置的相同通道检测时间范围内并且具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道视为与先前选中的耙指分配通道相同的通道，并且从下次选择开始将这种通道从耙指分配通道的候选者中排除。
CDMA通信标准中的通信信号彼此不相关，如果它们的通道定时间隔1个码片或更多的话。由于此原因，相同通道检测时间范围一般被设置在以检测到的通道的通道定时为中心±0.5码片的范围内。
因此，耙指分配通道选择器310把在距先前选中的耙指分配通道±0.5码片内发现的通道视为与该耙指分配通道相同的通道，并且从下次选择开始把这些通道从耙指分配通道的候选者中排除，不论它们具有怎样的通道电平。这样可防止耙指分配通道选择器单元310误将在以耙指分配通道的通道定时为中心±0.5码片内发现的通道检测为另一个耙指分配通道。但是，另一方面，如果通道以集中方式同时到达，则许多通道无法被检测为耙指分配通道。
由Aoyama、Yoshida和Ushirokawa所著的文章“CDMA Path-searchMethod Using a Combined Delay Profile of Diversity Antennas”(TheInstitute of Electronics，Information and Communication Engineers，TechnicalReport，RCS99-67，1999)显示在城市区域中，在无线电波传播环境下，许多通道以约两个码片的间隔按集中方式到达。当在该环境下相同通道检测时间范围被设为±0.5码片时，许多通道无法被检测到。
因此，唯一设置的相同通道检测时间范围会引起依赖于特定无线电波传播环境的较低的通道可检测性因子，从而导致RAKE合并中的较低的解调精确度以及降低的接收质量。
另一方面，图2中所示的CDMA接收装置采用包括多个天线元件的阵列天线。此CDMA接收装置不仅计算指示时间方向上的相关功率电平分布的延时分布图，还计算指示角度方向上的相关功率电平分布的角度分布图，以便分别设置时间方向和角度方向上的相同通道检测时间范围和相同通道检测角度范围。此CDMA接收装置包括多个天线400-1-400D，无线电接收器单元402、相关值计算单元404、波束形成器单元406、通道检测器单元408、通道电平阈值处理单元410、耙指分配通道选择器单元412、耙指分配单元414和解调处理单元416。
无线电接收器单元402把分别由天线400-1-400-D接收到的模拟无线电信号401-1-401-D分别转换成数字基带信号403-1-403-D。
相关值计算单元404为数字基带信号403-1-403-D计算相关值，并且生成相关值405-1-405-D。
波束形成器单元406用天线权重乘以相关值405-1-405-D，计算所有天线上的乘积之和，并且进一步把产生的和转换成功率值以计算二维分布图407，该二维分布图是延时分布图与角度分布图的结合。
通道检测器单元408检测二维分布图407上的N个峰值作为通道，并且生成指示N个检测到的通道中的每一个的通道定时、到达方向和通道电平的定时/到达方向/电平信息409-1-409-N。
通道电平阈值处理单元410确定N个检测到的通道中的每一个是否等于或高于通道电平阈值，选择M个等于或高于通道电平阈值的通道，并且生成M条通道定时/到达方向/电平信息411-1-411-M。
耙指分配通道选择器单元412从M个等于或高于通道电平阈值的候选通道中从电平最高的通道开始按顺序选择耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中排除先前设置的以每个选中的通道为中心的相同通道检测时间范围和相同通道检测角度范围内的通道。此外，耙指分配通道选择器单元412还生成关于由前述处理选中的K个耙指分配通道的定时/到达方向/电平信息413-1-413-K。
耙指分配单元414把K个耙指分配通道的通道定时和到达方向分配给J个耙指，分别作为同步定时和到达方向，并且生成J条通道定时/到达方向信息415-1-415-J。
解调处理单元416利用分配给J个耙指的同步定时和到达方向对数字基带信号403-1-403-D执行解调处理，包括解展频、波束形成、RAKE合并、解码等等。
在图2所示的CDMA接收装置中，波束形成器单元406通过用天线权重乘以相关值405-1-405-D并计算所有天线上的乘积之和，除可生成时间方向上的延时分布图外还可生成角度方向上的角度分布图。此外，通道检测器单元408通过从二维分布图407中检测通道，除可估计接收到的信号的同步定时外还可估计接收到的信号的到达方向。
但是，由于时间方向上的相同通道检测时间范围在延时分布图上是唯一设置的，因此调解精确度在依赖于某些无线电波传播环境的RAKE合并中变得较低，从而导致降低的接收质量，正如图1中所示的CDMA接收装置的情况那样。此外，角度方向上的相同通道检测角度范围在角度分布图上是唯一设置的，从而导致通道检测率的恶化、精确查找接收到的信号的到达方向中的失败以及接收质量的降低。
如上所述，传统CDMA接收装置经历了接收质量降低的问题，该问题是由于不考虑无线电波传播环境而唯一设置相同通道检测时间范围而引起的。
发明内容
因此本发明的一个目标是提供一种CDMA接收装置，该装置不管无线电波传播环境如何，都能够保持接收质量，并且提供了一种在CDMA接收装置中检测同步定时的方法。
根据本发明的第一方面，一种CDMA接收装置包括天线、计算装置、通道检测装置、通道电平阈值处理装置、延时散布计算装置、相同通道检测时间范围计算装置、耙指分配通道选择装置和解调处理装置。
计算装置计算指示由天线接收到的信号的时间方向上的相关功率值分布的延时散布。通道检测装置检测延时分布图上的峰值作为通道。通道电平阈值处理装置确定每个检测到的通道是否具有等于或高于通道电平阈值的通道电平。
延时散布计算装置根据被确定为具有等于或高于通道电平阈值的通道电平的通道的通道定时和通道电平来计算延时散布。相同通道检测时间范围计算装置根据延时散布计算相同通道检测时间范围。
耙指分配通道选择装置从被确定为具有等于或高于通道电平阈值的通道电平的那些通道中，从电平最高的那个通道开始按顺序选择耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中排除以每个选中的通道为中心的相同通道检测时间范围内的通道。
解调处理装置利用耙指分配通道的通道定时作为同步定时来解调接收到的信号。
根据第一方面，相同通道检测时间范围是通过根据通道的通道定时和通道电平计算延时散布而根据特定无线电波传播环境来选择的，并且使用相同通道检测时间范围来选择分配给耙指的通道。因此有可能改善检测接收到的信号的同步定时的精确度，以及改善CDMA接收装置的接收质量。
根据本发明的第二方面，一种CDMA接收装置包括多个天线、计算装置、通道检测装置、通道电平阈值处理装置、延时散布计算装置、相同通道检测时间范围计算装置、角度散布计算装置、相同通道检测角度范围计算装置、耙指分配通道选择装置和解调处理装置。
计算装置计算指示由多个天线接收到的信号的时间方向上的相关功率值分布的延时分布图以及指示接收到的信号的角度方向上的相关功率值分布的角度分布图，并且将延时分布图与角度分布图相结合以计算二维分布图。通道检测装置检测二维分布图上的峰值作为通道。通道电平阈值处理装置确定每个检测到的通道是否具有等于或高于通道电平阈值的通道电平。
延时散布计算装置根据被确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的通道定时和通道电平来计算延时散布。相同通道检测时间范围计算装置根据延时散布计算相同通道检测时间范围。
角度散布计算装置根据被确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的到达方向和通道电平来计算角度散布。相同通道检测角度范围计算装置根据角度散布计算相同通道检测角度范围。
耙指分配通道选择装置从被确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道中，从电平最高的通道开始按顺序选择耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中排除以每个选中的通道为中心的相同通道检测时间范围和相同通道检测角度范围内的通道。
解调处理装置利用耙指分配通道的通道定时作为同步定时，并且利用耙指分配通道的到达方向作为接收到的信号的到达方向，来解调接收到的信号。
根据第二方面，延时散布是根据通道的通道定时和通道电平来计算的，并且角度散布是根据通道的到达方向和通道电平来计算的，以便根据特定无线电波传播环境选择相同通道检测时间范围和相同通道检测角度范围，并且利用相同通道检测时间范围和相同通道检测角度范围来选择分配给耙指的通道。因此有可能改善检测接收到的信号的同步定时的精确度，精确找出接收到的信号的到达方向以及改善CDMA接收装置的接收质量。
本发明的以上和其他目标、特征和优点将从以下参考附图的说明中变得显而易见，这些附图示出了本发明的示例。
图1是示出传统CDMA接收装置的一种示例性配置的框图；图2是示出传统CDMA接收装置的另一种示例性配置的框图；图3是示出根据本发明的第一实施例的CDMA接收装置的配置的框图；图4是示出第一通道检测示例的图，该示例例示了由图3中所示的CDMA接收装置检测到的通道；图5是示出第二通道检测示例的图，该示例例示了由图3中所示的CDMA接收装置检测到的通道；图6是示出根据本发明的第二实施例的CDMA接收装置的配置的框图；图7是示出第三通道检测示例的图，该示例例示了由图6中所示的CDMA接收装置检测到的通道；以及图8是示出第四通道检测示例的图，该示例例示了由图6中所示的CDMA接收装置检测到的通道的另一示例。
具体实施例方式
第一实施例参见图3，第一实施例的CDMA接收装置包括天线100、无线电接收器单元102、相关功率计算单元104、通道检测器单元106、通道电平阈值处理单元108、延时散布计算单元110、相同通道检测时间范围计算单元112、耙指分配通道选择器单元114、耙指分配单元116和解调处理单元118。
无线电接收器单元102将由天线100接收到的模拟无线电信号101转换成数字基带信号103。
相关功率计算单元104计算数字基带信号103的相关值，并且把相关值转换成功率值以生成延时分布图105。
通道检测器单元106检测延时分布图105上的N个峰值作为通道，并且生成各自指示与N个检测到的通道中的每一个相关的通道定时和通道电平的定时/电平信息107-1-107-N。
通道电平阈值处理单元108确定N个检测到的通道中的每一个是否等于或高于通道电平阈值，选择等于或高于通道电平阈值的M个通道，并且生成M条通道定时/电平信息109-1-109-M。
延时散布计算单元110根据等于或高于通道电平阈值的M个通道的通道定时和通道电平计算延时散布111。
相同通道检测时间范围计算单元112根据延时散布111计算相同通道检测时间范围113。
耙指分配通道选择器单元114从M个等于或高于通道电平阈值的候选通道中从电平最高的通道开始按顺序选择出耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中同时排除以每个选中的通道为中心的相同通道检测时间范围113内的通道。此外，耙指分配通道选择器单元114生成关于由前述处理选中的K个耙指分配通道的K条定时/电平信息115-1-115-K。
耙指分配单元116将K个耙指分配通道的通道定时分配给J个耙指作为同步定时，并且生成J条通道定时信息117-1-117-J。
解调处理单元118利用被耙指分配单元116分配给J个耙指的同步定时，通过执行解展频、RAKE合并、解码等等来解调数字基带信号103。
现将详细描述本发明的特征。
延时散布计算单元110根据关于以下M个通道的通道定时/电平信息109-1-109-M计算延时散布111，该M个通道的通道电平正如通道电平阈值处理单元108所确定的那样，等于或高于通道电平阈值。延时散布111是指示延时分布图105上的通道的时间分布的指标，它是根据每个通道的定时和电平来计算的，并且由以下方程1计算στ=1Σi=1NPi·Σi=1N(τi-τave)2Pi]]>(方程1)其中i代表通道号；N是通道数目；Pi是第i通道的通道电平；τi是第i通道的通道定时；τave是由以下方程2计算的平均通道定时
τave=1Σi=1NPi·Σi=1NτiPi]]>(方程2)这样，由延时散布计算单元110所计算出的延时散布111在具有相似电平的通道的位置彼此远离时较大，并且在具有相似电平的通道集中时较小。
相同通道检测时间范围计算单元112根据先前设置的参考表确定对应于由延时散布计算单元110计算出的延时散布111的相同通道检测时间范围113并且把确定出的相同通道检测时间范围113应用到耙指分配通道选择器单元114，其中在该参考表中延时散布对应于相同通道检测时间范围。在这种情况下，由于通道被假定为在延时散布111较大时以分散的方式到达，因此相同通道检测时间范围计算单元112选择较大的相同通道检测时间范围113。这样，随后可防止耙指分配通道选择器单元114将靠近先前选中的耙指分配通道的通道视为另一条通道，并且误将此通道检测为另一个耙指分配通道。另一方面，由于通道被假定为在延时散布111较小时集中在一起到达，因此相同通道检测时间范围计算单元112选择较小的相同通道检测时间范围113。这样，随后可防止耙指分配通道选择器单元114将靠近先前选中的耙指分配通道的通道视为相同的通道并且不将此通道检测为另一个耙指分配通道。
考虑例如分别由图4和5中所示的延时分布图所代表的检测到的通道的两个示例。在下文中，图4中所示的检测到的通道的示例被称为“第一通道检测示例”，图5中所示的检测到的通道的示例被称为“第二通道检测示例”。对两个通道检测示例的比较显示，在第一通道检测示例中电平相似的多个通道以时间上分散的方式到达，而在第二通道检测示例中多个通道在较小时间范围内大量集中在一起到达。表1显示了第一通道检测示例中的每个通道的通道定时和通道电平值，表2显示了第二通道检测示例中的每个通道的通道定时和通道电平值。
表1
表2
在第一通道检测示例中，通道A-D和通道a-j具有等于或高于通道电平阈值的电平。从而延时散布计算单元110利用这些通道的通道定时和通道电平计算延时散布111。具体来说，延时散布计算单元110用表1中的值替换方程1中的值，以计算出第一通道检测示例的延时散布111为2.13码片。另一方面，在第二通道检测示例中，通道A-D和通道a-h具有等于或高于通道电平阈值的电平。从而延时散布计算单元110利用这些通道的通道定时和通道电平计算延时散布111。具体来说，延时散布计算单元110用表2中的值替换方程1中的值，以计算出第二通道检测示例的延时散布111为0.84码片。
相同通道检测时间范围计算单元112采用参考表，该参考表例如在延时散布111等于或大于一个码片时为相同通道检测时间范围113选择0.75码片，在延时散布111小于一个码片时为相同通道检测时间范围113选择0.25码片。当这种参考表被使用时，相同通道检测时间范围计算单元112选择0.75码片作为第一通道检测示例的相同通道检测时间范围113，选择0.25码片作为第二通道检测示例的相同通道检测时间范围113。
因此，在第一通道检测示例中，随后的耙指分配通道选择器单元114将以先前选中的耙指分配通道的通道定时为中心±0.75码片范围之外的通道视为其他通道。反过来在第二通道检测示例中，随后的耙指分配通道选择器单元114将以先前选中的耙指分配通道的通道定时为中心±0.25码片范围之外的通道视为其他通道。
耙指分配通道选择器单元114从等于或高于通道电平阈值的那些通道中从电平最高的那个通道开始按顺序选择耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中同时排除以每个选中的通道为中心的相同通道检测时间范围113内的所有通道。在这种情况下，当存在电平相同的通道时，耙指分配通道选择器单元114优先选择通道定时较早的那个。
具体来说，在第一通道检测示例中，耙指分配通道选择器单元114首先选择通道A作为耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中同时排除在以通道A为中心±0.75码片范围内发现的通道，以使得从下次选择开始通道a-c将永远不会被选择。然后耙指分配通道选择器单元114对通道D执行类似的处理。通过重复前述序列，耙指分配通道选择器单元114总共选择四个通道A-D。反过来在第二通道检测示例中，耙指分配通道选择器单元114首先选择通道D作为耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中同时排除在以通道D为中心±0.25码片范围内发现的通道，以使得从下次选择开始通道g-h将永远不会被选择。然后耙指分配通道选择器单元114对通道B执行类似的处理。通过重复前述序列，耙指分配通道选择器单元114总共选择四个通道A-D。
相应地，在通道检测时间范围被唯一设置为例如0.25码片的传统CDMA接收装置中，当通道A-D实际上以第一通道检测示例的方式到达时，靠近通道A的通道c、靠近通道B的通道d和靠近通道C的通道g被误选为其他耙指分配通道。另一方面，在通道检测时间范围被唯一设置为例如0.75码片的传统CDMA接收装置中，当通道A-D实际上以第二通道检测示例的方式到达时，只有通道B、D被选为其他耙指分配通道。
在上述第一实施例中，相同通道检测时间范围113是以延时散布111来自适应地确定的，并且通道是利用此相同通道检测时间范围113来选择以便分配给耙指的。这样，在接收到的信号的同步定时的检测中精确度增大了，以使得对于CDMA接收装置的接收质量可有所改善。
在下文中，将参考图3描述根据第一实施例的CDMA接收装置的操作。
由天线100接收到的模拟无线电信号101被无线电接收器单元102转换成数字基带信号103，并且数字基带信号103被递送到相关功率计算单元104和解调处理单元118。
相关功率计算单元104用已知码序列乘以数字基带信号103以计算相关值，并且进一步将相关值转换成功率值以计算延时分布图105。
通道检测器单元106从电平最高的那个开始按顺序检测延时分布图105上的N个峰值，并且将指示每个检测到的通道的通道定时和通道电平的定时/电平信息107-1-107-N递送到通道电平阈值处理单元108。
通道电平阈值处理单元108从由通道检测器单元106检测到的N个通道中选择M个具有等于或高于先前设置的通道电平阈值的电平的通道。在此情况下，通道电平阈值可通过用先前设置的系数乘以延时分布图105的平均值或通过用先前设置的等于或小于1的系数乘以最大通道电平来计算，但是如何设置通道电平阈值在这里不是特别要紧。
关于M个具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的M条定时/电平信息109-1-109-M被从通道电平阈值处理单元108递送到延时散布计算单元110和耙指分配通道选择器单元114。
延时散布计算单元110根据定时/电平信息109-1-109-M用由通道电平阈值处理单元108选中的M个通道的通道定时和通道电平值替换方程1中的值以计算延时散布111，然后该延时散布被递送到相同通道检测时间范围计算单元112。
相同通道检测时间范围计算单元112利用先前设置的参考表根据延时散布111选择相同通道检测时间范围113，并且将选中的相同通道检测时间范围113递送到耙指分配通道选择器单元114。
耙指分配通道选择器单元114根据定时/电平信息109-1-109-M和相同通道检测时间范围113，从由通道电平阈值处理单元108选中的M个通道中从电平最高的那个通道开始按顺序选出耙指分配通道，并且把在选中的通道的相同通道检测时间范围113内发现的那些通道同时视为相同通道，以便从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中排除这些通道。通过重复前述序列，耙指分配通道选择器单元114选择K个通道作为耙指分配通道。然后，耙指分配通道选择器单元114将关于K个通道的K条定时/电平信息115-1-115-K递送到耙指分配单元116。
耙指分配单元116根据定时/电平信息115-1-115-K，利用K个耙指分配通道的通道定时作为同步定时，把K个耙指分配通道分配给J个耙指。在此情况下，耙指可由以下方法来分配。第一方法在J小于K时从电平最高的那个开始按顺序选择通道以用于分配，这是由于与CDMA接收装置相关的硬件能力上的限制等等。第二方法在K小于J时使(J-K)个耙指无效，以使得它们不被用在RAKE合并中。第三方法优先把在以前已被分配给某个耙指的通道的通道定时的一定范围中发现的那些通道分配给与以前那个相同的耙指。但是假定如何分配耙指不是特别要紧。然后，耙指分配单元116将关于分配给J个耙指的通道的定时信息117-1-117-J递送到解调处理单元118，作为接收到的信号的同步定时。
解调处理单元118用分配给J个耙指的定时信息117-1-117-J作为同步定时，通过执行解展频、RAKE合并、解码等等来解调接收到的信号的数字基带信号103。
第二实施例第二实施例的CDMA接收装置采用包括多个天线元件的阵列天线。此实施例的CDMA接收装置不仅计算指示时间方向上的相关功率值分布的延时分布图，还计算指示角度方向上的相关功率值分布的角度分布图，并且分别计算时间和角度方向上的相同通道检测时间范围和相同通道检测角度范围。这样，CDMA接收装置可精确检测接收到的信号的同步定时和到达方向。
参见图6，此实施例的CDMA接收装置包括包括天线元件的天线200-1-200-D、无线电接收器单元202、相关值计算单元204、波束形成器单元206、通道检测器单元208、通道电平阈值处理单元210、延时散布计算单元212、相同通道检测时间范围计算单元214、角度散布计算单元216、相同通道检测角度范围计算单元218、耙指分配通道选择器单元220、耙指分配单元222和解调处理单元224。
无线电接收器202将分别由天线200-1-200-D接收到的模拟无线电信号201-1-201-D分别转换成数字基带信号203-1-203-D。
相关值计算单元204计算数字基带信号203-1-203-D的相关值205-1-205-D，并且递送相关值205-1-205-D。
波束形成器单元206用天线权重乘以每个相关值205-1-205-D，计算所有天线上的乘积之和，并且进一步将产生的和转换成功率值，以计算二维分布图207，该二维分布图是延时分布图和角度分布图的结合。
通道检测器单元208检测二维分布图207上的N个峰值作为通道，并且生成N条各自指示N个检测到的通道中的每一个的通道定时、到达方向和通道电平的定时/到达方向/电平信息209-1-209-N。
通道电平阈值处理单元210确定N个检测到的通道是否等于或高于通道电平阈值，选择等于或高于通道电平阈值的M个通道，并且生成关于M个通道的M段通道定时/到达方向/电平信息211-1-211-M。
延时散布计算单元212根据等于或高于通道电平阈值的M个通道的通道定时和通道电平计算延时散布213。
相同通道检测时间范围计算单元214根据延时散布213计算相同通道检测时间范围215。
角度散布计算单元216根据等于或高于通道电平阈值的M个通道的到达方向和通道电平计算角度散布217。
相同通道检测角度范围计算单元218根据角度散布217计算相同通道检测角度范围219。
耙指分配通道选择器单元220从M个等于或高于通道电平阈值的通道中从电平最高的那个通道开始按顺序选择耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中同时排除在以每个选中的通道为中心的相同通道检测时间范围215和相同通道检测角度范围219内发现的那些通道。然后，耙指分配通道选择器单元220生成关于由前述处理选中的K个耙指分配通道的K条定时/到达方向/电平信息221-1-221-K。
耙指分配单元222将K个耙指分配通道的通道定时和到达方向分配给J个耙指，分别作为同步定时和到达方向，并且生成关于J个通道的J条定时/到达方向信息223-1-223-J。
解调处理单元224利用被耙指分配单元222分配给J个耙指的同步定时和到达方向，通过执行解展频、波束形成、RAKE合并、解码等等来解调数字基带信号203-1-203D。
具体来说，第二实施例与图3中所示的第一实施例的不同之处在于前者额外包括了波束形成器单元206和角度散布计算单元216，前者额外包括相同通道检测角度范围计算单元218，天线200-1-200-D包括多个天线元件，以及相关功率计算单元104被相关计算单元204所取代。
现将详细描述第二实施例的特征。以下描述将主要集中于与相同通道检测角度范围219的计算相关的配置。
角度散布计算单元216根据以下M个通道的通道定时/到达方向/电平信息211-1-211-M计算角度散布217，所述M个通道的通道电平正如通道电平阈值处理单元210所确定的那样，等于或高于通道电平阈值。角度散布217是指示角度分布图上的通道的空间分布的指标，它是根据每个通道的到达方向和通道电平来计算的，并且由以下方程3计算σθ=1Σi=1NPi·Σi=1N(θi-θave)2Pi]]>(方程3)其中i代表通道号；N是通道数目；P1是第i通道的通道电平；θi是第i通道的到达方向；θave是由以下方程4计算的通道的平均到达方向θave=1Σi=1NPi·Σi=1NθiPi]]>(方程4)这样，由角度散布计算单元216所计算出的角度散布111在具有相似电平的通道在空间上彼此远离地到达时较大，并且在通道以相似角度集中在一起到达时较小。
相同通道检测角度范围计算单元218根据先前设置的参考表确定对应于由角度散布计算单元216计算出的角度散布217的相同通道检测角度范围219，并且把确定出的相同通道检测角度范围219应用到耙指分配通道选择器单元220，其中在所述参考表中，角度散布对应于相同通道检测角度范围。在这种情况下，由于通道被假定为在角度散布217较大时以空间上分散的方式到达，因此相同通道检测角度范围计算单元218选择较大的相同通道检测角度范围219。这样，随后可防止耙指分配通道选择器单元220将靠近先前选中的耙指分配通道的通道视为另一条通道，并且误将此通道检测为另一条耙指分配通道。另一方面，由于通道被假定为在角度散布217较小时以基本相同角度集中到达，因此相同通道检测角度范围计算单元218选择较小的相同通道检测角度范围219。这样，可防止随后的耙指分配通道选择器单元220将靠近先前选中的耙指分配通道的通道视为相同的通道并且不将此通道检测为另一条耙指分配通道。
考虑例如由图7和8中所示的延时分布图所代表的检测到的通道的两个示例。在下文中，图7中所示的检测到的通道的示例被称为“第三通道检测示例”，图8中所示的检测到的通道的示例被称为“第四通道检测示例”。对两个通道检测示例的比较显示，在第三通道检测示例中，电平相似的多个通道以空间上分散的方式到达，而在第四通道检测示例中，多个通道在小角度范围内基本集中在一起到达。表3显示了第三通道检测示例中的每个通道的到达方向和通道电平值，表2显示了第四通道检测示例中的每个通道的到达方向和通道电平值。
表3
表4
在第三通道检测示例中，通道A-D和通道a-i具有等于或高于通道电平阈值的电平。从而角度散布计算单元216利用这些通道的到达方向和通道电平计算角度散布217。具体来说，角度散布计算单元216用表3中的值替换方程3中的值，以计算出第三通道检测示例的角度散布217为21.64度。另一方面，在第四通道检测示例中，通道A-E和通道a-i具有等于或高于通道电平阈值的电平。从而，角度散布计算单元216利用这些通道的到达方向和通道电平计算角度散布217。具体来说，角度散布计算单元216用表4中的值替换方程3中的值，以计算出第四通道检测示例的角度散布217为8.07度。
相同通道检测角度范围计算单元218采用参考表，该参考表例如在角度散布217等于或大于10度时选择6度作为相同通道检测角度范围219，在角度散布217小于10度时选择2度作为相同通道检测角度范围219。当这种参考表被使用时，相同通道检测角度范围计算单元218选择6度作为第三通道检测示例的相同通道检测角度范围219，选择2度作为第四通道检测示例的相同通道角度时间范围219。
因此，在第三通道检测示例中，耙指分配通道选择器单元220随后将以先前选中的耙指分配通道的到达方向为中心士6度范围之外的通道视为其他通道。反过来在第四通道检测示例中，耙指分配通道选择器单元220随后将以先前选中的耙指分配通道的到达方向为中心±2度范围之外的通道视为其他通道。
耙指分配通道选择器单元220从等于或高于通道电平阈值的通道中从电平最高的那个通道开始按顺序选择耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中同时排除以每个选中的通道为中心的相同通道检测角度范围219内的所有通道。在这种情况下，当存在电平相同的通道时，耙指分配通道选择器单元220优先选择到达方向较小的那个通道。
具体来说，在第三通道检测示例中，耙指分配通道选择器单元220首先选择通道A作为耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中同时排除在以通道A为中心±6度范围内发现的通道，以使得从下次开始通道a-c将永远不会被选择。然后耙指分配通道选择器单元220对通道D执行类似的处理。通过重复前述序列，耙指分配通道选择器单元220总共选择四个通道A-D。反过来在第四通道检测示例中，耙指分配通道选择器单元220首先选择通道B作为耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中同时排除在以通道B为中心±2度范围内发现的通道，以使得从下次开始通道b-c将永远不会被选择。然后，耙指分配通道选择器单元220对通道C执行类似的处理。通过重复前述序列，耙指分配通道选择器单元114总共选择五个通道A-E。
相应地，在通道检测角度范围被唯一设置为例如2度的传统CDMA接收装置中，当通道A-D实际上以第三通道检测示例的方式到达时，靠近通道A的通道c被误选为其他耙指分配通道。另一方面，在通道检测角度范围被唯一设置为例如6度的传统CDMA接收装置中，当通道A-E实际上以第四通道检测示例的方式到达时，只有通道B、D和i被选为其他耙指分配通道，因为通道A、C、a-d被视为与通道B相同的通道，且因为通道E、e-h被视为与通道D相同的通道，而通道i被错误地选中。
在上述第二实施例中，相同通道检测角度范围219是以角度散布217来自适应地确定的，并且利用此相同通道检测角度范围219来选择分配给耙指的通道，从而使得有可能增加接收到的信号的到达方向的检测的精确度，并且因此改善CDMA接收装置的接收质量。
在下文中，将参考图6描述根据第二实施例的CDMA接收装置的操作。
由天线200-1-200-D接收到的模拟无线电信号201-1-201-D被无线电接收器202分别转换成数字基带信号203-1-203-D，并且数字基带信号203-1-203-D被递送到相关值计算单元204和解调处理单元224。
相关值计算单元204用已知码序列乘以数字基带信号203-1-203-D以计算相关值205-1-205-D，这些相关值被递送到波束形成器单元206。直到此阶段之前的处理是独立于每个天线元件执行的。
波束形成器单元206用天线权重乘以每个天线元件的相关值205-1-205-D，计算所有天线上的乘积之和，并且进一步将产生的和转换成功率值以计算二维分布图207。二维分布图207可以通过用相关值乘以对应于每个角度分辨率的到达方向的天线权重以形成多个波束来计算，从而计算二维分布图207，但是如何计算二维分布图207并不是特别要紧。此外，可添加校准循环来补偿接收到的信号在接收装置中的相位和幅度变化，以使得找到校准系数以便校正天线权重，但是这里不特别考虑校准处理。
通道检测器单元208从电平最高的那个开始选择二维分布图207上的N个峰值以作为通道。通道检测器单元208进一步将各自指示N个检测到的通道中的每一个的通道定时、到达方向和通道电平的N条定时/到达方向/电平信息209-1-209-N递送到通道电平阈值处理单元210。
通道电平阈值处理单元210根据定时/到达方向/电平信息209-1-209-N从由通道检测器单元208检测到的N个通道中选择具有等于或高于先前设置的通道电平阈值的电平的通道。在此情况下，通道电平阈值可通过用先前设置的系数乘以二维分布图的平均值或通过用先前设置的等于或小于1的系数乘以最大通道电平来计算，但是如何设置通道电平阈值在这里不是特别要紧。
关于M个具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的M条定时/到达方向/电平信息211-1-211-M被从通道电平阈值处理单元210递送到延时散布计算单元212和耙指分配通道选择器单元220。
延时散布计算单元212根据定时/到达方向/电平信息211-1-211-N，用由通道电平阈值处理单元210选中的M个通道的通道定时和通道电平值替换方程1中的值，以计算延时散布213，然后该延时散布被递送到相同通道检测时间范围计算单元214。
相同通道检测时间范围计算单元214利用先前设置的参考表，根据延时散布213选择相同通道检测时间范围215，并且将选中的相同通道检测时间范围215递送到耙指分配通道选择器单元220。
角度散布计算单元216根据定时/到达方向/电平信息211-1-211-M，用由通道电平阈值处理单元210选中的M个通道中的每一个的到达方向和通道电平值替换方程3中的值，以计算角度散布217，然后该角度散布被递送到相同通道检测角度范围计算单元218。
相同通道检测时间范围计算单元218利用先前设置的参考表，根据角度散布217选择相同通道检测角度范围219，并且将选中的相同通道检测角度范围219递送到耙指分配通道选择器单元220。
耙指分配通道选择器单元220根据定时/到达方向/电平信息211-1-211-M、相同通道检测时间范围215和相同通道检测角度范围219，从由通道电平阈值处理单元210选中的M个通道中从电平最高的那个开始按顺序选择耙指分配通道，并且把在每个选中的通道的相同通道检测时间范围215和相同通道检测角度范围219内发现的那些通道同时视为相同通道，以便从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中排除这些通道。通过重复前述序列，耙指分配通道选择器单元220选择K个通道作为耙指分配通道。然后，耙指分配通道选择器单元220将关于K个通道的K条定时/到达方向/电平信息221-1-221-K递送到耙指分配单元222。虽然这里假定相同通道检测时间范围215和相同通道检测角度范围219被独立应用到耙指分配通道选择，但是相同通道检测时间范围和相同通道检测角度范围可以是用两种信息二维确定的。
耙指分配单元222根据定时/到达方向/电平信息221-1-221-K，把K个耙指分配通道的通道定时和到达方向分配给J个耙指作为同步定时和到达方向。在此情况下，耙指可由以下方法来分配。第一方法在J小于K时从电平最高的那个通道开始按顺序选择通道以用于分配，这是由于在CDMA接收装置的硬件等能力上的限制。第二方法在K小于J时使(J-K)个耙指无效，以使得它们不被用在RAKE合并中。第三方法优先把在以前已被分配给耙指的通道的通道定时和到达方向的一定范围中发现的那些通道分配给与以前那个相同的耙指。但是，假定如何分配耙指不是特别要紧。然后，耙指分配单元222将指示分配给J个耙指的通道的通道定时和到达方向的定时/到达方向信息223-1-223-J递送到解调处理单元224，作为接收到的信号的同步定时和到达方向。
解调处理单元224用分配给J个耙指的定时/到达方向信息223-1-223-J作为同步定时和到达方向，通过执行解展频、波束形成、RAKE合并、解码等等来解调与各个天线元件相关的接收到的信号的数字基带信号203-1-203-D，其中波束形成涉及用对应于到达方向的天线权重乘以解展频后的信号以及天线求和。
虽然本发明的优选实施例已经用特定术语来描述，但是这种描述只用于说明用途，将会理解可在不背离所附权利要求书的精神和范围的情况下做出更改和变动。
权利要求
1.一种CDMA接收装置，用于利用分配给耙指的耙指分配通道的通道定时作为同步定时来解调接收到的信号，所述接收器装置包括天线；计算装置，用于计算指示由所述天线接收到的信号的时间方向上的相关功率电平分布的延时分布图；通道检测装置，用于检测由所述计算装置计算出的延时分布图上的峰值以作为通道；通道电平阈值处理装置，用于确定由所述通道检测装置检测到的每个所述通道的通道电平是否等于或高于通道电平阈值；延时散布计算装置，用于根据被所述通道电平阈值处理装置确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的每个通道的通道定时和通道电平来计算延时散布；相同通道检测时间范围计算装置，用于根据由所述延时散布计算装置计算出的延时散布计算相同通道检测时间范围；耙指分配通道选择装置，用于从被所述通道电平阈值处理装置确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道中，从电平最高的通道开始按顺序选择出耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中排除以每个选中的通道为中心的相同通道检测时间范围内的通道；以及解调处理装置，用于利用由所述耙指分配通道选择装置选中的耙指分配通道的通道定时作为同步定时来解调由所述天线接收到的信号。
2.根据权利要求1所述的CDMA接收装置，其中所述延时散布计算装置通过以下方程计算延时散布στστ=1Σi=1NPi·Σi=1N(τi-τave)2Pi]]>τave=1Σi=1NPi·Σi=1NτiPi]]>其中N＝被所述通道电平阈值处理装置确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的数目；i＝每个通道的通道号；Pi＝第i通道的通道电平；τi＝第i通道的通道定时；以及τave＝平均通道定时。
3.一种CDMA接收装置，用于利用分配给耙指的耙指分配通道的通道定时作为同步定时，并且利用耙指分配通道的到达方向作为接收到的信号的到达方向来解调接收到的信号，所述接收装置包括多个天线；计算装置，用于计算指示由所述多个天线接收到的信号的时间方向上的相关功率值分布的延时分布图和用于计算指示接收到的信号的角度方向上的相关功率值分布的角度分布图，并且将延时分布图与角度分布图相结合以计算二维分布图；通道检测装置，用于检测由所述计算装置计算出的二维分布图上的峰值以作为通道；通道电平阈值处理装置，用于确定由所述通道检测装置检测到的每个通道是否具有等于或高于通道电平阈值的通道电平；延时散布计算装置，用于根据被所述通道电平阈值处理装置确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的通道定时和通道电平来计算延时散布；相同通道检测时间范围计算装置，用于根据由所述延时散布计算装置计算出的延时散布计算相同通道检测时间范围；角度散布计算装置，用于根据被所述通道电平阈值处理装置确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的到达方向和通道电平计算角度散布；相同通道检测角度范围计算装置，用于根据由所述角度散布计算装置计算出的角度散布计算相同通道检测角度范围；耙指分配通道选择装置，用于从被所述通道电平阈值处理装置确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道中，从电平最高的通道开始按顺序选择耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中排除以每个选中的通道为中心的相同通道检测时间范围和相同通道检测角度范围内的通道；以及解调处理装置，用于利用由所述耙指分配通道选择装置选中的耙指分配通道的通道定时作为同步定时，并且利用耙指分配通道的到达方向作为接收到的信号的到达方向，来解调由所述多个天线接收到的信号。
4.根据权利要求3所述的CDMA接收装置，其中所述延时散布计算装置通过以下方程计算延时散布στστ=1Σi=1NPi·Σi=1N(τi-τave)2Pi]]>τave=1Σi=1NPi·Σi=1NτiPi]]>其中N＝被所述通道电平阈值处理装置确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的数目；i＝每个通道的通道号；Pi＝第i通道的通道电平；τi＝第i通道的通道定时；以及τave＝平均通道定时；并且所述角度散布计算装置通过以下方程计算角度散布σθσθ=1Σi=1NPi·Σi=1N(θi-θave)2Pi]]>θave=1Σi=1NPi·ΣiNθiPi]]>其中N＝被所述通道电平阈值处理装置确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的数目；i＝每个通道的通道号；Pi＝第i通道的通道电平；θi＝第i通道的到达方向；以及θave＝通道的平均到达方向。
5.一种由CDMA接收装置检测同步定时的方法，其中所述CDMA接收装置利用分配给耙指的通道的通道定时作为同步定时来解调接收到的信号，所述方法包括以下步骤(a)计算指示由天线接收到的信号的时间方向上的相关功率电平分布的延时分布图；(b)检测延时分布图上的峰值以作为通道；(c)确定被检测为延时分布图上的峰值的每个所述通道的通道电平是否等于或高于通道电平阈值；(d)根据被确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的每个通道的通道定时和通道电平来计算延时散布；(e)根据延时散布计算相同通道检测时间范围；(f)从被确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道中，从电平最高的通道开始按顺序选择耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中排除以每个选中的通道为中心的相同通道检测时间范围内的通道；以及(g)利用选中的耙指分配通道的通道定时作为同步定时来解调接收到的信号。
6.根据权利要求5所述的同步定时检测方法，其中所述步骤(d)包括通过以下方程计算延时散布στστ=1Σi=1NPi·Σi=1N(τi-τave)2Pi]]>τave=1Σi=1NPi·Σi=1NτiPi]]>其中N＝被确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的数目；i＝每个通道的通道号；Pi＝第i通道的通道电平；τi＝第i通道的通道定时；以及τave＝平均通道定时。
7.一种由CDMA接收装置检测同步定时的方法，其中所述CDMA装置利用分配给耙指的耙指分配通道的通道定时作为同步定时，并且利用耙指分配通道的到达方向作为接收到的信号的到达方向来解调接收到的信号，所述方法包括以下步骤(a)计算指示由多个天线接收到的信号的时间方向上的相关功率值分布的延时分布图和计算指示接收到的信号的角度方向上的相关功率值分布的角度分布图，并且将延时分布图与角度分布图相结合以计算二维分布图；(b)检测二维分布图上的峰值以作为通道；(c)确定被检测为二维分布图上的峰值的每个所述通道的通道电平是否等于或高于通道电平阈值；(d)根据被确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的通道定时和通道电平计算延时散布；(e)根据延时散布计算相同通道检测时间范围；(f)根据被确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的到达方向和通道电平计算角度散布；(e)根据角度散布计算相同通道检测角度范围；(g)从被确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道中，从电平最高的通道开始按顺序选择耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中排除以每个选中的通道为中心的相同通道检测时间范围和相同通道检测角度范围内的通道；以及(i)利用被选中的耙指分配通道的通道定时作为同步定时，并且利用耙指分配通道的到达方向作为接收到的信号的到达方向，来解调接收到的信号。
8.根据权利要求7所述的同步定时检测方法，其中所述步骤(d)包括通过以下方程计算延时散布στστ=1Σi=1NPi·Σi=1N(τi-τave)2Pi]]>τave=1Σi=1NPi·Σi=1NτiPi]]>其中N＝被确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的数目；i＝每个通道的通道号；Pi＝第i通道的通道电平；τi＝第i通道的通道定时；以及τave＝平均通道定时；并且所述步骤(f)包括通过以下方程计算角度散布σθσθ=1Σi=1NPi·Σi=1N(θi-θave)2Pi]]>θave=1Σi=1NPi·Σi=1NθiPi]]>其中N＝被确定为具有等于或高于通道电平阈值的电平的通道的数目；i＝每个通道的通道号；Pi＝第i通道的通道电平；θi＝第i通道的到达方向；以及θave＝通道的平均到达方向。
全文摘要
本发明公开了一种CDMA接收装置，其中，延时散布计算单元根据等于或高于通道电平阈值的通道的定时和电平计算延时散布，并且相同通道检测时间范围计算单元根据延时散布计算相同通道检测时间范围。耙指分配通道选择器单元从等于或高于通道电平阈值的通道中，从电平最高的那个通道开始按顺序选择耙指分配通道，并且从下次选择开始，从耙指分配通道的候选者中排除以每个选中的通道为中心的相同通道检测时间范围内的通道。然后，解调处理单元利用耙指分配通道的通道定时作为同步定时来解调接收到的信号。
文档编号H04J13/02GK1722625SQ200510084280
公开日2006年1月18日 申请日期2005年7月15日 优先权日2004年7月16日
发明者大浦聪, 丸田靖 申请人:日本电气株式会社