在码分多址系统中捕获多用户信号同步的装置和方法

摘要

公开了用于在CDMA系统中捕获多用户信号同步的装置和方法。在优选实施例中,使用不同的PN籽数产生导频信号,并调整所产生的导频信号以在多个CDMA发射机中在距离时间同步点的预定时间内发送。使用多个CDMA发射机中使用的PN籽数在帧周期中以规定间隔改变分接系数,并捕获从多个CDMA发射机发送的信号的同步。因此该装置的结构被简化,并且在一个帧时间内捕获多用户信号同步,实现了最短时间的捕获。

说明书

本发明涉及码分多址(CDMA)系统，具体涉及在CDMA系统中捕获多用户信号同步的装置和方法。

通常，使用CDMA模式的基站或终端的接收机被设计为与用于异步信号传输的代码相关。这种CDMA系统采用匹配滤波器接收机，并需要严格的功率控制以避免诸如由相同小区中多个用户引起的干扰的潜在问题。

匹配滤波器是一种线性滤波器。因此，相对于其中相关噪声与期望的信号码元重叠的输入，信号码元的均方和噪声码元的均方之间的差在输出的特定点达到最大值。此外，籽数(seed)是用作伪随机数发生器的初始值的一个常数。这意味着初始随机数的籽数产生下一个结果，所产生的结果作为籽数。

图1显示在现有技术CDMA系统中用于捕获多用户信号同步的装置的方框结构的一个例子。

如图所示，该装置包括多个用户单元1～N，用于使用不同的伪噪声(PN)籽数发送导频信号。其还包括多个匹配滤波器11～(10+N)，用于使用由PN籽数产生的与每个用户单元1～N的系数相同的系数捕获每个用户单元1～N的信号同步。最后，其还包括多个解调器21～(20+N)，用于根据从相应匹配滤波器11～(10+N)捕获的同步解调相应用户单元的信号。

在操作过程中，当有N个用户时，该N个用户中的每一个具有不同的PN籽数。因此，该N个用户单元1～N使用相关的PN籽数发送导频信号。CDMA接收机具有N个匹配滤波器11～(10+N)，这些匹配滤波器对应于该N个用户单元1～N。相应的匹配滤波器接收来自每个用户单元1～N的导频信号。

即，该N个匹配滤波器11～(10+N)的每一个具有与该N个用户单元1～N中的相应一个中使用的PN籽数相同的PN籽数。当从一给定用户单元1～N接收到导频信号时，操作对应于该用户单元的PN籽数的匹配滤波器，从而捕获同步。

现有技术系统有很多问题。例如，当有很多用户时，现有技术用于在CDMA系统中捕获多用户信号同步的装置需要与用户数量成比例的增加数量的匹配滤波器。因此，所存在的问题是CDMA接收机的尺寸和体积增大，并且成本也增加。

上述引入的参考内容用于对附加或替代细节，特征和／或技术背景进行适当说明。

本发明的一个目的是提供一种用于在CDMA系统中捕获多用户信号同步的系统和方法，其实质性地消除了现有技术的缺陷造成的问题。

本发明的另一个目的是提供一种用于在CDMA系统中捕获多用户信号同步的系统和方法，其使用单个匹配滤波器在由多个不同用户使用的不同PN籽数产生系数，以提供系统同步。

本发明的另一个目的是提供一种用于在CDMA系统中捕获多用户信号同步的系统和方法，其能够在一个帧时间内捕获多用户信号同步。

本发明的另一个目的是提供一种用于在CDMA系统中捕获多用户信号同步的装置和方法，其能够通过周期性地更新使用由多个用户(多用户)使用的不同PN籽数的单个匹配滤波器的分接系数(tapcoefficient)，在一个帧内捕获多用户信号同步。

为了整体或部分地至少实现上述目的，提供一种用于在CDMA系统中捕获多用户信号同步的装置，其包括：多个CDMA发射机，用于使用不同PN籽数产生导频信号，并调整所产生的导频信号，从而在距离时间同步点的预定时间内发送导频信号；具有单个匹配滤波器的CDMA接收机，用于通过在帧周期中以一定间隔改变分接系数，在一个帧周期内捕获从多个CDMA发射机发送的信号的同步；和多个解调器，用于解调每个在匹配滤波器中同步的多个CDMA发射机的信号。

为了进一步整体或部分地至少实现上述目的，提供一种用于在CDMA系统中捕获多用户信号同步的方法，其包括以下步骤：在多个CDMA发射机中使用不同PN籽数产生导频信号，并调整所产生的导频信号，从而在距离时间同步点的预定时间内发送导频信号；通过在帧周期中以一定间隔改变分接系数，在一个帧周期内捕获从多个CDMA发射机发送的信号的同步。

此外，为了整体或部分地至少实现上述目的，提供一种用于在CDMA系统中捕获多用户信号同步的方法，其包括以下步骤：第一步骤，存储与多个CDMA发射机中使用的PN籽数相同的PN籽数；第二步骤，产生对应于多个存储的PN籽数的分接系数，并在帧周期中以一定间隔更新分接系数；第三步骤，通过使用来自CDMA发射机的信号和更新后的分接系数进行匹配滤波，在一个帧内捕获多个CDMA发射机的信号同步。

本发明的附加优点，目的和特性将部分地在下面的说明书中给出，并且可以部分地由本领域技术人员在审看了以下内容后了解或通过本发明的实践掌握。本发明的目的和优点由所附权利要求中所特别指出的方式实现和获得。

下面将参照附图对本发明进行详细说明，附图中相似标号表示相似单元，其中：

图1是表示用于在CDMA系统中捕获多用户信号同步的现有技术装置的结构的方框图；

图2是表示根据本发明优选实施例用于在CDMA系统中捕获多用户信号同步的装置的结构的方框图；

图3是表示图2中单个匹配滤波器的结构的方框图；

图4是表示根据本发明优选实施例的多用户信号的帧结构的示意图；

图5是表示根据本发明优选实施例用于在单个匹配滤波器中捕获多用户信号同步的方法的流程图。

图2是表示根据本发明优选实施例用于在CDMA系统中捕获多用户信号同步的系统的方框图。如图所示，该装置包括用于使用不同PN籽数产生导频信号的多个用户单元101～(100+N)。用户单元101～(100+N)调整所产生的导频信号，以在距离时间同步点的预定时间内发送该导频信号。系统还包括具有匹配滤波器200的CDMA接收机，用于在一个帧周期中捕获从多个CDMA发射机101～(100+N)发送的信号的同步。其是通过在帧周期中以一定间隔改变分接系数来完成上述捕获的。最后，该系统包括多个解调器301～(300+N)，用于解调单个匹配滤波器200中同步的多个用户单元100～(100+N)的信号。

如图3所示，匹配滤波器200最好包括多个分接头220，用于将从多个用户单元101～(100+N)发送的导频信号延迟一时间周期并输出。匹配滤波器还包括系数发生器210，用于产生对应于多个用户单元101～(100+N)中使用的PN籽数的系数。系数发生器在帧周期中以一定间隔输出该系数。而且，匹配滤波器200包括多个乘法器230～(230+(K-1))，用于将从多个分接头200输出的信号与在帧周期中以一定间隔从系数发生器210输出的多个系数中的相应一个相乘。最后，还包括加法器240，用于将多个乘法器230～(230+(K-1))的输出相加并输出该相加值作为相关值。

下面将对用于在码分多址系统中捕获多用户信号同步的装置和方法的优选实施例进行说明。

在基站和移动站中同时提供有用于发送CDMA信号的CDMA发射机，并且在基站和移动站中也同时提供有用于接收CDMA信号的CDMA接收机。为了在该例子中的说明，移动站发送CDMA信号，基站接收该信号。

开始时，多个CDMA发射机(例如多个用户单元101～(100+N))中的每一个最好使用不同PN籽数产生导频信号。然后其调整所产生的导频信号，并最好在距离时间同步点的一定时间周期内发送导频信号。最好提前定义该时间周期。

相对于导频信号的调整的时间点，当有N个用户时，每个用户具有不同的PN籽数。当使用相应导频籽数发送导频信号时，它们以帧的形式发送。一个帧最好具有M毫秒的长度。

具有与帧相同的长度的时间的参考点被称为时间同步点。该时间同步点是CDMA发射机和CDMA接收机已知的。

但是，由于在导频信号传输期间系统的实际性能差异，用户单元101～(100+N)无法精确匹配时间同步点。因此，用户单元在偏离时间同步点的时间点发送信号。该偏移时间点最好在距离时间同步点L毫秒内。换句话说，每个用户单元101～(100+N)必须调整导频信号并在距离时间同步点L毫秒内发送导频信号。CDMA接收机接收这些导频信号，从而同步该系统。

这些导频信号的调整时间点最好在0＜L＜(M／N-T)的范围内，其中T是将所接收信号装载到匹配滤波器的所有分接头220需要的时间。T的测量单位是毫秒，并且T应该小于M／N毫秒。此外，M毫秒是一个帧的周期，N是CDMA发射机的数量，M／N毫秒是匹配滤波器200的分接系数更新周期。

因此，具有不同PN籽数的用户单元101～(100+N)在一定范围内调整导频信号并发送该导频信号。然后，CDMA接收机中包含的单个匹配滤波器200在一个帧周期内以一定间隔更新分接系数，并在一个帧内捕获从多个用户单元101～(100+N)发送的每个信号的同步。

图5是显示用于在该匹配滤波器200中捕获多用户信号同步的方法的流程图。如图所示，该方法包括以下步骤：存储多个用户单元101～(100+N)的每个PN籽数并设置时间M／N毫秒，该时间是通过将M毫秒，即一个帧的周期，除以N，即用户单元(101-100+N)的数量，得到的，该时间作为分接系数更新时间，如图中步骤ST11和ST12所示。接着，产生对应于多个存储的PN籽数的系数，并以随机顺序在每个M／N毫秒装载系数，如图中步骤ST3所示。

然后捕获相应用户单元的同步。如果在从N个用户单元101～(100+N)接收的数据中来自一个用户单元的数据与所装载的系数相同，则设置同步偏移位置并输出到相应解调器301～(300+N)，如图中步骤ST14和ST15所示。

下面将对用于在上述单个匹配滤波器200中捕获多用户信号同步的方法进行说明。首先，将等于用户单元101～(100+N)的多个PN籽数的多个PN籽数存储在匹配滤波器200的系数更新装置210中，如图中步骤ST11所示。接着，设置分接系数更新时间，如图中步骤ST12所示。分接系数时间是时间M／N毫秒，其是通过将M毫秒(一个帧的长度)除以N(用户单元(101～100+N)的数量)得到的。

当时间同步点开始时，装载对应于多个所存储的PN籽数中一个的系数。然后，在下一个M／N毫秒装载对应于另一个PN籽数的系数。对于剩余的每个PN籽数进行该系数装载操作，并且以随机顺序进行，该系数每M／N毫秒更新。此外，必须在每个M／N毫秒给予PN籽数和装载时间一样多的定时偏移，如步骤ST13所示。

因此，当第一用户101发送导频信号时，匹配滤波器200捕获第一用户101的信号同步。如果该用户使用的PN籽数等于从时间同步点装载的第一系数，那么将其位置发送到相应解调器301，如图中步骤ST14和ST15所示。此时，该位置是一个没有考虑距离时间同步点的偏移的值。

此外，当第二用户102发送导频信号时，匹配滤波器200捕获第二用户102的信号同步。如果第二用户102使用的PN籽数等于在时间点M／N毫秒装载的系数，那么其向相应解调器302输出其中考虑了距离时间同步点的偏移的位置。其中，该偏移是装载相应系数所需的时间。即，在通过使用在2M／N毫秒时间点装载的系数捕获同步的情况下，在该时间的偏移变成M／N毫秒。当通过使用在3M／N毫秒时间点装载的系数捕获同步时，在该时间的偏移变成2M／N毫秒。因此，在其中使用从时间同步点装载的第一系数捕获同步的位置，不考虑偏移。以此方式，由相应解调器对在单个匹配滤波器200中同步的用户信号进行解调。

如所广义说明的，用于在码分多址系统中捕获多用户信号同步的装置和方法具有很多优点。例如，在单个匹配滤波器中产生系数以对应于不同用户使用的不同PN籽数。在一个帧中在每个系数更新时间点以随机顺序装载系数。因此有可能相对于使用不同PN籽数的多用户信号，在一个帧中捕获同步。而且，即使在用户数量增加的情况下，也仅需要单个匹配滤波器。因此装置的结构被简化，并且可以实现在一个帧内捕获多用户信号同步。

上述实施例和优点仅是示例性的，并不应理解为对本发明的限制。本发明可以容易地应用于其它类型的装置。本发明的描述是说明性的，并不限制权利要求的范围。本领域技术人员可以对其进行多种替换，修改和变型。在权利要求中，装置加功能的语句用于覆盖此处描述的执行所述功能的结构，不仅包括结构的等同而且包括等同的结构。