专利名称：扩展频谱接收设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用来接收包含扩展频谱数据和导频信号的无线电波信号的扩展频谱接收设备。
用来接收包含扩展频谱数据和导频信号的无线电波信号的扩展频谱接收设备是公知的。在北美地区被标准化的蜂窝电话系统的码分多址方法(IS-95)中，将不被数据调制的导频信号从基站向移动式电台发射，导频信号和数字信号多路复用。移动式电台用接收到的导频信号补偿由于衰落引起的失真。而且，在日本专利申请临时公报中第8-8780号揭示了一个用于扩频通讯的相关器它能够减小衰落的影响。
本发明的一个目的是提供一种改进过的扩频接收设备。
根据本发明提供第一种接收设备，它包含一个用来接收包括分别频谱扩展的导频信号和数据信号的无线电波信号，并将接收到的无线电波信号变换成基带信号的接收线路；一个多普勒频率预测部分，用于预测由于衰落引起的多普勒频率；一个相关检测器，用于在导频信号的每一数据长度检测，对于基带信号的导频信号的相关；一个相关长度变化部分，用于输出检测得的相关部分，而检测得的相关部分的长度相关的部分随多普勒频率预测部分的多普勒频率变化；和一个解调器，用于解调基带信号，以检波和输出数据信号，并根据检测得的相关部分来补偿数据信号由于衰落而造成的失真。
根据本发明提供第二种接收设备包含一个包含天线的接收线路，用来接收包括分别频谱扩展的导频信号和数据信号，并将接收到的无线电波信号转变成基带信号；一个多普勒频率预测部分，用来从基带信号预测由于衰落引起的多普勒频率；一个相关检测部分，用于相对于基带信号中的导频信号，对于每导频信号的每一数据长度检测相关(correlation)；一个滤波线路，用于根据来自多普勒频率预测部分的多普勒频率通过对检测得的相关加权来滤去检测的相关；还有一个解调器，用于解调基带信号，以检波和输出数据信号，并按照加权相关来补偿数据信号有一由于衰落引起的失真。
根据本发明提供的第三个接收设备，包含一个包含天线接收线路，用于接收包括导频信号和数据信号的无线电波信号，并将接收到的无线电波信号转变成基带信号；一个多普勒频率预测部分，用于从基带信号预测由于衰落而对无线电波信号产生的多普勒频率；一个第一相关检测部分，它包含一个用于检测基带信号中的导频信号和来自于导频信号PN(PN)码发生部分的导频信号PN码之间每一导频信号数据长度的相关的导频信号PN码发生部分；一个相关长度变化部分，用于输出检测得的相关的一部分，此检测得的相关的一部分的长度随来自多普勒频率预测部分的多普勒频率变化；一个第二相关检测部分，它包含用于检测包含在数据信号中的PN码和来自PN码发生器的PN码之间的相关性的PN码发生器；一个衰落补偿部分，用于根据相关长度变化部分的输出补偿第二相关检测部分的输出；还有一个检波部分用于检波和输出来自衰落补偿部分的输出的数据信号。
根据本发明提供第四种接收设备，包含一个包含天线的接收部分，用于接收包含导频信号和数据信号的无线电波信号，且将接收到的无线电波信号转变成基带信号；一个多普勒频率预测部分，用于从基带信号预测由地衰落引起的多普勒频率；一个第一相关检测器，包含一个导频信号PN码发生部分，用于检测基带信号中的导频信号和来自导频信号PN码发生部分的导频信号之间在每一导频信号数据长度的相关；一个滤波线路，用于根据来自多普勒频率预测部分的多普勒频率通过对检测到相关加权来滤去检测到的相关；一个第二相关检测部分，它包含一PN码发生器，用于检测基带信号的数据信号中包含的PN码和来自PN码发生器的PN码之间的相关。一个衰落补偿部分，用于根据加权相关补偿第二相关检测部分的输出；还有一个检波部分，用于检波和输出来自衰落补偿部分的输出的数据。
在第一和第三种接收设备中，当来自多普勒频率预测部分的多普勒频率较高时，检测得的相关部分的长度较短。另一方面，当来自多普勒频率预测部分的多普勒频率较低时，检测的相关部分的长度较长。
在第二和第四种接收设备中，按照来自多普勒频率预测部分的多普勒频率对检测得的相关进行加权，这样，当来自多普勒频率预测部分的多普勒频率较高时，使检测得的相关部分的长度较短。另一方面，当来自多普勒频率预测部分的多普勒频率较低时，根据来自多普勒频率预测部分的多普勒频率对检测得的相关进行加权，这样，使检测得的相关部分的长度较长。
从下面结合图的详细描述，本发明的目的和优点将变得更为明显，其中
图1是本发明的第一实施例的扩展频谱接收设备的方框图；图2是图1所示的相关检测器和多普勒频率预测部分的方框图；图3是本发明的第二实施例的扩展频谱接收设备的方框图；图4是图3所述的相关检测器和多普勒频率预测部分的方框图；图5是本发明的图1和图3所示的多普勒频率预测部分的方框图；以及图6是用于解释图5中多普勒频率预测部分的工作的曲线图。
图中相同或相应的元件或部件由相同的标号标出。
<第一实施例>
图1是第一实施例的扩展频谱接收设备的方框图。
第一实施例的扩展频谱接收设备包含一个包括天线10和a/d变换器11a的接收线路11，用于接收包含扩展频谱数据和一扩展频谱导频信号的扩展频谱无线电波信号，并且用于将接收到的扩展频谱无线电波信号转换成由a/d变换器11a的取样的基带信号，一个多普勒频率预测部分104；用于接收到的导频信号预测多普勒频率；一个相关检测器108，用于在要被检测的相关结果数据的长度变化的情况下，向导频信号提供接收到的导频信号和产生的PN码之间的部分相关结果，一个PN码发生器103，用于产生独立分配到CDMA(码分多址)接收设备的PN码；一个相关检测器102，用于特别地检测基带信号和数据信号分量之间的相关，一个衰落补偿部分106，用于按照来自相关检测器108的部分相关结果，补偿来自相关检测器102的数据信号的检测得的相关，还有一个检波器107，用于从衰落补偿部分106的输出检测接收到的数据，并输出接收到的数据。
相关检测器108包含一个PN码发生器101，用于为导频信号产生PN码；一个乘法器100，用于把来自PN码发生器101的PN码(特别地导频信号的一个分量)对基带信号相乘以输出导频信号的相关结果；还有一个相关长度变化部分105，用于根据预测的多普勒频率，改变要被检测的相关结果的数据长度，以提供导频信号的部分相关结果。
图2是图1所述的相关长度变化部分105和多普勒频率预测部分的方框图。
相关长度变化部分包含一个缓冲器200，在每一码时间间隔，由用于导频信号的PN码一个周期的数据长度，存储来自乘法器100的相关结果；一个包括一开关控制电路201a和开关201-1到201-N的开关电路201，用于根据来自多普勒频率预测部分104的预测的多普勒频率，有选择地输出存储在缓冲器200中的相关结果不同的数据部分；还有一个加法器202，用于将开关201-1到201-N的输出相加，并输出一合成的部分相关结果。
图5是图1所示的本发明的多普勒频率预测部分104的方框图，该部分还将用在下面的第二实施例中。图6是用于解释图5所示的多普勒频率预测部分的工作的曲线图。
多普勒频率预测部分104包含一个PN码发生器601，用于为导频信号产生PN码，一个相关检测器600，用于检测来自PN码发生器601的PN码和基带信号中的导频信号的分量之间的相关；一个缓冲器602；和一个次数检测器603，用于在一个预定的时间间隔内，检测相关值的变化越过接收到的扩展频谱无线电波信号的电功率的中心值的次数，并且将此次数作为预测的多普勒频率输出。缓冲器602在相关检测器600和次数检测器603之间提供了一个缓冲作用。
下面将叙述第一实施例的工作。
接收电路11通过天线10接收扩展频谱无线电波信号，并将接收到的扩展频谱无线电波信号变换成由a/d变换器11a的取样的基带信号。多普勒频率预测部分104从接收到的导频信号预测多普勒频率。然而，也可以从数据信号预测多普勒频率。
相关检测器108在要被检测的相关结果的数据长度变化的情况下，提供部分相关运算。就是说，PN码发生器101为导频信号产生与导频信号同相的PN码。乘法器100把为导频信号(特别是，导频信号的分量)产生的PN码与基带信号相乘，以在每一导频信号的片码时间间隔输出。相关长度变化部分105将导频信号中的部分相关结果作为相位信息输出，其中，根据预测的多普勒频率改变要被输出的相关结果的部分的数据长度。
另一方面，相关检测器102通过使用来自PN码发生器103的PN码(PN码的相位受到控制)，在基带信号中检测基带信号，(特别是数据信号的分量，)和被分配给扩展频谱无线电波信号接收机的PN码的相关。就是说，经扩展频谱调制的无线电波信号被来自PN码发生器103的PN码反频谱扩展(inverse-spectrum-spread)。衰落补偿部分106根据来自相关检测器108的相位信息对来自相关检测器102的检测得的相关进行补偿。就是说，根据衰落补偿部分106中的相位信息补偿数据信号中由衰落产生相位变化而引起的失真。检测器107检测来自衰落补偿部分106的输出的接收到的数据，并将其输出。
缓冲器200在每一片码时间间隔由为导频信号的PN码的一个数据长度为导频信号接收并存储来自乘法器100的相关结果。开关电路201根据来自多普勒频率预测部分104的预测的多普勒频率有选择地输出存储在缓冲器200中的相关结果的不同的数据部分200-1到200-N。就是说，开关电路201中的开关201-1到201-N由开关控制电路201a分别地控制，从而根据检测得的多普勒频率控制相关结果的部分的数据长度。
当衰落的变化较快时，即，多普勒频率较高时，要输出的相关结果的部分的长度缩短以提供衰落的相位信息，从而阻止了当相关结果被全部输出时发生的把相位变化平均掉的情形。另一方面，当衰落的变化较慢时，即，多普勒频率较低时，要输出的相关结果的部分的长度拉长，以提供衰落的相位信息，从而，就阻止了当输出相关结果的很短部分时产生的相位变化中的噪声。
多普勒频率预测部分104中的PN码发生器601为导频信号产生与在接收到的无线电波信号中的导频信号相同的PN码。相关检测器600检测来自PN码发生器601的PN码和接收到的信号中的导频信号分量之间的相关。缓冲器602通过循环地存储来自相关检测器600的相关值，在相关检测器600和次数检测器603之间提供缓冲运作。次数检测器603在预定的间隔内检测，相关值的变化702越过作为阈值的、接收到的信号的电功率的中心值701的次数700，并将次数作为预测的多普勒频率进行输出。
多普勒频率可以用其他方法来预测。例如，如果设备安装在车辆上，则由车辆的速度和接收到的无线电波信号的频率能够预测多普勒频率。
<第二实施例>
图3是本发明第二实施例的扩展频谱接收设备的方框图。
第二实施例的扩展频谱接收设备包含一个包括天线10和a/d变换器11a的接收电路11，用于接收包含扩展频谱数据和扩展频谱导频信号的扩展频谱无线电波信号，并将接收到的扩展频谱无线电波信号变换成基带信号；一个多普勒频率预测部分304，用于从基带信号预测多普勒频率；一个相关检测器308，用于在相关结果的数据长度变化的情况下，提供部分的相关结果，一个PN码发生器303，用于产生独立地分配给接收机的PN码；一个相关检测器302，用于检测基带信号(特别是数据信号分量)和用于数据信号的PN码之间的相关，一个衰落补偿部分306，用于根据来自相关检测器308的部分相关结果，对来自相关检测器302的检测得的相关进行补偿；还有一个检波器307，用于检波接收到的来自衰落补偿部分306的输出的数据，并输出接收到的信号。
相关检测器308包含一个PN码发生器301，用于为导频信号产生一PN码；一个作为相关检测器的乘法器300，用于检测基带信号中的导频信号分量和用于导频信号的来自PN码发生器301的PN码之间的相关；还有一个滤波电路305，用于在相关结果的数据长度根据预测的多普勒频率，通过加权运算而变化的情况下，对从相关检测器300来的相关结果进行滤波。
图4是图3所示的滤波器305和多普勒频率预测部分304的方框图。
滤波器305包含一个缓冲器400，用于在每个片码时间间隔由用于导频信号的PN码的一个周期的数据长度，存储来自相关检测器300的相关结果；一个有一系数发生器401a和乘法器401-1到401-N的加权电路401，用于输出存储在缓冲器400中、根据来自多普勒频率预测部分304的预测的多普勒频率分别加权的相关结果的401-1到401-N的不同数据部分；还有一个加法器402，用于将乘法器401-1到401-N的输出加起来，并将部分相关结果作为相位预测结果输出。
多普勒频率预测部分304具有和第一实施例相同的结构和工作方式。
接收电路11接收一包含扩展频谱数据和扩展频谱导频信号的扩展频谱无线电波信号，并将接收到的信号变换成由a/d变换器取的样基带信号。多普勒频率预测部分304从基带信号预测多普勒频率。相关检测器308在相关结果的数据长度通过加权运算而变化的情况下，提供部分相关结果。就是说，系数发生器的系数根据预测的多普勒频率产生用于乘法器401-1到401-N的系数。乘法器401-1到401-N输出部分相关结果。加法器402将乘法器401-1到401-N的输出加起来，以提供一合成的部分相关结果。
PN码发生器303产生一PN码，把它独立地分配给码分多址通信的接收设备。相关检测器302检测基带信号(特别是数据信号分量)和用于数据信号的PN码之间的相关，以提供反频谱扩展。衰落补偿部分306根据来自相关检测器308的合成的部分相关结果对来自相关检测器302的测得的相关结果进行补偿。检波器307从衰落补偿部分306的输出对接收到的数据检波，并输出接收到的数据。
如上面所提及的，根据第二实施例，还提供了用于预测多普勒频率的多普勒频率预测部分304、用于通过加权提供部分相关结果的滤波电路305，以及用于补偿来自相关检测器302的相关结果的衰落补偿部分306，从而可更加准确地检测用于解调器的导频信号，并提供优良的接收性能。
在此实施例中，滤波器305是有限脉冲响应(FIR)型滤波器。然而，也可能使用无限脉冲响应(IIR)型滤波器。
权利要求
1.一种接收设备，其特征在于包括一个包含天线的接收电路，用于接收包含分别频谱扩展的导频信号和数据信号的无线电波信号，并将接收到的信号变换成基带信号；多普勒频率预测装置，用于从基带信号预测由于对所述无线电波信号的衰落引起的多普勒频率；包含导频信号PN码发生器的相关检测装置，用于在所述导频信号的每一数据长度检测相对于在所述基带信号中的所述导频信号的相关；相关长度变化装置，用于在所述检测得的相关的所述部分长度变化的情况下，根据来自所述多普勒频率预测装置的多普勒频率，输出所述检测得的相关的一部分；以及解调装置，用于解调所述基带信号，以检测和输出所述数据信号，并根据所述检测得的相关的所述部分使所述数据信号由于所述衰落引起的失真得到补偿。
2.一种接收设备，其特征在于包括一个包含天线的接收电路，用于接收包含分别频谱扩展的导频信号和数据信号的无线电波信号，并将接收到的无线电波信号变换成基带信号；多普勒频率预测装置，用于从基带信号预测由衰落而引起的多普勒频率；包含导频信号PN码发生器的相关检测装置，用于在所述导频信号的每一数据长度检测相对于导频信号的相关；滤波装置，用于根据来自多普勒频率预测装置的多普勒频率，通过对所述检测的相关加权对所述检测得的相关进行滤波；以及解调装置，用于解调所述基带信号，以检测和输出所述数据信号，而根据加权的相关使所述数据信号的由于所述衰落引起的失真得到补偿。
3.一种接收设备，其特征在于包括一个包含天线的接收部分，用于接收包含分别频谱扩展的导频信号和数据信号的无线电波信号，并将接收到的无线电波信号变换成基带信号；多普勒频率预测装置，用于从基带信号预测由于对所述无线电波信号的衰落引起的多普勒频率；包含导频信号PN码发生器的第一相关检测装置，用于在所述导频信号的每一数据长度检测所述基带信号中的导频信号和来自所述导频信号PN码发生装置的导频信号PN码之间的相关；相关长度变化装置，用于在所述被检测得的相关部分的长度变化的情况下，根据来自所述多普勒频率预测装置的多普勒频率，输出所述检测得的相关的一部分；包含PN码发生器的第二相关检测装置，用于检测数据信号中的PN码和来自所述PN码发生器的PN码的之间相关；衰落补偿装置，用于根据所述相关长度变化装置的输出，对所述第二相关检测装置的输出进行补偿；以及检波装置，用于检波和输出来自所述衰落补偿装置的输出的所述数据信号。
4.一种接收设备，其特征在于包括一个包含天线的接收部分，用于接收包含分别频谱扩展的导频信号和数据信号的无线电波信号，并将接收到的无线电波信号变换成基带信号；多普勒频率预测装置，用于从基带信号预测由于衰落而引起的多普勒频率；包含导频信号PN码发生装置的第一相关检测装置，由于在所述导频信号的每一数据长度检测所述基带信号中的导频信号和来自所述导频信号PN码发生装置的导频信号PN码之间的相关；滤波装置，用于根据来自所述多普勒频率预测装置的多普勒频率，通过对检测得的相关加权，对所述检测得的相关进行滤波；包含PN码发生器的第二相关检测装置，用于检测所述基带信号的数据信号中的PN码和来自所述PN码发生器的PN码之间的相关；衰落补偿装置，用于根据加权的相关，对所述第二相关检测装置的输出进行补偿；以及检波装置，用于检波和输出来自所述衰落补偿装置的输出的所述数据。
5.如权利要求1所述的接收设备，其特征在于，当来自多普勒频率预测部分的多普勒频率较高时，所述检测得的相关部分的长度较短，而当来自所述多普勒频率预测部分的多普勒频率较低时，所述被检测得的相关部分长度较长。
6.如权利要求2所述的接收设备，其特征在于，根据来自所述多普勒频率预测部分的多普勒频率对所述检测得的相关加权，从而当来自所述多普勒频率预测部分的多普勒频率较高时，使所述检测得的相关部分的长度较短，而当来自所述多普勒频率预测部分的多普勒频率较低时，使所述检测得的相关部分的长度较长。
7.如权利要求3所述的接收设备，其特征在于，当来自所述多普勒频率预测部分的多普勒频率较高时，所述检测得的相关长度较短，而当来自所述多普勒频率预测部分的多普勒频率较低时，所述检测得的相关长度较长。
8.如权利要求4所述的接收设备，其特征在于，根据来自所述多普勒频率预测部分的多普勒频率对所述检测得的相关加权，从而，当来自所述多普勒频率预测部分的多普勒频率较高时，所述检测的的相关部分的长度较短，而当来自所述多普勒频率预测部分的多普勒频率较低时，所述检测得的相关部分的长度较长。
全文摘要
一种接收设备,包含:用于接收包含分别频谱扩展的导频信号和数据信号的无线电波信号并将该信号变换成基带信号的接收电路;一个用于预测多普勒频率的多普勒频率预测部分;一个包含导频信号PN码发生电路的相关检测器,一个相关长度变化部分、输出检测得的相关的一部分;还有一个以检波和输出数据信号的解调器,用一个开关电路或一个加权电路来改变检测得的相关部分的长度。
文档编号H04B1/707GK1176542SQ97116130
公开日1998年3月18日 申请日期1997年7月30日 优先权日1996年7月30日
发明者北出崇, 宫和行 申请人:松下电器产业株式会社