[发明专利]用于WCDMA系统数字基带中的多径跟踪方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及第三代移动通信系统中的多径跟踪方法，特别涉及一种用于WCDMA系统数字基带中的多径跟踪方法。

背景技术

与有线信道相比，无线信道环境较为恶劣，存在衰落、多径等诸多干扰，因此接收机将以不同的延时接收到衰落程度和相位不等的多条路径的传输信号。图1和图2分别示出了理想情况和实际情况下接收信号的延时功率谱，图中的横轴表示信号接收的时间，竖轴表示接收信号的能量或功率。在实际系统中，由于码长、码的非理想性、系统的非完全同步以及噪声等因素的综合影响，多径信号在延时功率谱上并非如图1所示的离散型竖线，而是如图2所示能量随时间变化的连续曲线。尽管实际接收的多径信号存在各种噪声干扰，但是仍然包含了可以利用的信息，因此在WCDMA接收机中一般采用rake接收技术。

WCDMA虽然是准同步系统，但是也需要进行精确的码同步后，接收端才能准确接收发送端的信息，通过“小区搜索”、“多径搜索”、“多径跟踪”等步骤实现码同步。其中小区搜索模块完成初始小区和临近小区的搜索功能，它通过时隙同步、帧同步、主扰码的识别、解调P-CCPCH信道(接收广播信道)等步骤得到可用小区的帧头时序信息、帧号、主扰码信息等。多径搜索模块在小区搜索得到的帧头位置的基础上进行搜索，获得大范围内的各条多径信号。对于得到的每条路径，多径跟踪模块再在小范围内进行动态跟踪，选择最合理的码片位置进行数据信道的解扰解扩处理。

多径跟踪的原理基于码相关函数关于多径位置的对称性质，即该函数为相对于多径位置的偶函数，图3分别给出了理想情况(没有偏移)和非理想情况下(向前偏移、向后偏移)经过解调处理得到的多径位置功率谱，图中横轴代表多径位置(早、中、迟)，纵轴代表多径的能量，在理想情况“没有偏移”情况：“中路位置”的能量最大，对称分布于中心解调位置两侧的“早路位置”、“迟路位置”的解调能量必定相等；在非理想“向前偏移”情况：“早路位置”的解调能量大于“迟路位置”的解调能量；在非理想“向后偏移”情况：“早路位置”的解调能量小于“迟路位置”的解调能量。

图4是传统上的早、中、晚跟踪环的一种实现方法，首先分别对由解调处理得到的早路位置信号、迟路位置信号以及中路位置信号进行能量计算，然后对早路位置减去迟路位置的能量差以及中路位置信号能量分别进行平滑滤波。平滑滤波单元的主要功能是抑制普遍存在的噪声，一般采用线性滤波器实现。门限判决单元一般采用的判决规则是，如果早路位置信号能量与迟路位置信号能量的能量之差小于0，则指示解调单元使中心解调位置前移，如果能量之差大于0，则解调位置后移，如果等于0，则不移动。

由于实际系统采样在时间上的离散性，即中心解调位置无法连续取值而只能取离散值，所以可能与多径位置重合的采样点，解调位置不可能无限接近多径位置而必定存在一个最小偏差，从而导致在多径信号最强的位置上，早路与迟路位置信号的能量差不可能为零。此外，由于码间干扰的存在，早路与迟路位置信号可能具有不同的直流基值，这导致在离散采样造成的能量差值上还叠加一个差值。在后续处理中，这种较小的能量差值可能会累积形成较大的能量差值，从而导致误判。由于噪声的存在，早路与迟路位置信号的能量差值和中路位置信号的能量值将出现随机涨落。因此传统上的早、中、晚跟踪环控制困难，判决基点易漂移，采用设定阈值及滤波等解决办法又易使硬件实现复杂化。

发明内容

本发明提供一种WCDMA系统数字基带中的多径跟踪方法，并提供用于实现该方法的装置，本发明无需复杂的跟踪算法，不仅硬件实现简单，而且易于控制。

本发明中的用于WCDMA系统数字基带中的多径跟踪方法，包括以下步骤：

(1)对各路解调处理后得到的符号，分别进行多个符号的累加；

(2)计算各路多个符号的累加结果的平均接收能量；

(3)对各路并行的平均接收能量，分别进行多个时隙的累加；

(4)将各路经过平滑处理的能量进行比较，能量最大的采样点位置就是最强径的位置。

上述步骤(2)计算各路多个符号的累加结果的平均接收能量，可以用下式

计算：

P_i＝Max(|I|，|Q|)+0.5Min(|I|，|Q|)，

其中，I为多个符号的累加结果的I路分量，Q为多个符号的累加结果的Q路分量。

上述方案中的采样的路数、累加符号的个数、累加时隙的个数通过仿真实验确定。