[发明专利]搜索监听声的方法

说明书

本发明涉及通常搜索监听声的方法。监听声是任意信号中已知频率的正弦振荡。

在通信系统中，尤其在移动无线通信系统中，人们经常干的任务是搜索监听声。例如，在按GSM/DCS 1800/PCS 1900标准进行工作的数字移动无线通信系统中，要通过管理信道管理通信往来。一台经固定站想与网络进行通信的移动站，首先要对这个管理信道进行检测和查找。搜索确定的脉冲序列即属此项工作。在上述的系统中，为此采用所谓“frequency correction bursts(FCB)(频率校正脉冲串)”，这里所说的是148个0的脉冲序列。

这里论及的系统中，为了传输采用所谓GSMK-调制法(GaussianMinimum Shift Keying，高斯最小频移键控)。这时，载频FT(例如，900MHz)用应传输的信号(这里也用专门的令人感兴趣的FCB信号)进行调制。所产生的频率为FT+67.71kHz，这就是说，比载频高67.7kHz。因此148个0的FCB脉冲序列转换成纯正弦信号，如果我们从在位节拍(270.83kHz)出发，则在基带意味着，相邻扫描值的相差处于理想状态没有信道畸变和噪声)，为90°。

从现有技术水平来看，有各种各样的FCB搜索方法。例如，PK1技术通报143-49页中公布的G.Frank和W.Koch的文章“D-网络中移动站的起始同步”中介绍了一种FCB搜索法。在此方法中，FCB寻找通过接收信号的全部(I，Q)采样值与exp(-jkπ/2)相乘以频率漂移开始。k时刻的每一采样值Z可以在复数平面上表示的Z(k)＝I(k)+jQ(k)。这就是说，接收的信号向下偏移67、71kHz，因此在频率偏移之后其中心频率为OHz。接着进行信号的低通滤波。如果处理的是FCB-信号，则这个信号通过滤波器，而其它信号则相反，由于其带宽大而大大受到抑制。接着进行已滤波信号的数值形成，在理想的情况下，这产生一个FCBs持续时间的近似方波的脉冲。相反，在其余时间内，由于用随机的数据位进行调制，产生一个类似噪声的信号。一个最佳的分离滤波器用于类似方波的脉冲。它相当于在一个FCB持续时间中一个浮动的平均值形成。如果已滤波信号的最大值超过了预先确定的阈值，则看作一个FCB已经找到了。最大值的位置标志已检测的FCBs的结束。

这篇文章介绍的方法的缺点是，已滤波信号的最大值与瞬时信号振幅有关，因此受到很强的信号衰落波动。因此，为了实现可靠的FCB-搜索，适配的振幅调节是必要的。低通也必须具有高品质因素Q，其实现因此也是昂贵的。另外，这种方法对移动站和基地站之间的频率失调也很灵敏。因此，在实际上需要在多次观察间隔时间内的最大值取平均。

另外一种方法见诸H.Neuner、H.Bilitza、S.Grtner在频率47(1993)3-4第66-72页所写的文章“GSM-系统DMCS900(D-网)内一台移动站的同步”。在这个方法中，对接收信号每隔三个采样值的差进行分析。该方法是根据观察：在理想的情况下，在一个FCBs持续时间这种相位差为0。如上所述，因为二个相邻的采样值之间的相位差为90度，所以四个采样值之间的相位差为4×90＝360度或为零度。通过对每个相位差新计算的有效范围对干扰(衰减)加以考虑。如果出现足够多的数目可以忽略的小相位差，则看作一个FCB已经找到了。

采用这种方法所存在的问题是FCBs的定位，因为只是每隔三个的采样值才求值。因为这里介绍的方法需要确定采样值之间的相位差，以便从已采样的接收信号的正文分量中计算采样值之间的相位差，就必须使用反正切函数，但在几乎所有的信号处理器中对比都没有硬件支撑，因此计算必须通过费力的级数展开处理，这需要花相应的计算时间。

现行技术的第三种方法从EP 0 387获悉的已实现的方法，此方法与Frank和Koch提出的方法类似。此方法采用二个选频的梳状滤波器，其中一个滤波器可使带有67.71kHz频率的FCB信号自由通过，另一个滤波器则完全阻止FCB信号。两种被滤波的信号形成和值然后形成浮动的平均值。接着形成二个平均值的比值，然后与原先确定的阈值进行比较，如果比值低于阈值，则看作一个FCB找到了比值最小值的位置标志FCB的结束。