[发明专利]扩频接收机

说明书

本发明涉及一种扩频接收机，具有同步跟踪部，用于通过使用时间分割对相位超前的扩频信号和相位滞后的扩频信号进行相关，从而产生误差信号，来同步跟踪扩频信号；特别涉及一种扩频接收机，能够通过同步跟踪环定时的简化控制来进行可靠和高精度的同步跟踪和同步保持，并且使得系统设计具有高度的灵活性。

移动通信技术、尤其是采用扩频通信(以下常缩写为“SS通信”)系统或码分多址(即CDMA)通信系统的便携式蜂窝电话发生了迅速的进步。在这种通信系统中，用于从接收到的信号中提取和保持所需定时信号而进行的同步，是通过对扩频(SS)信号进行解调和解扩来正确地再现接收到的数据所不可或缺的。

和接收其他数字信号的情况一样，接收扩频信号需要对载波和数据进行同步。扩频信号的同步很关键，从而提出独特的问题。由于在扩频通信系统中使用扩频信号，其能量被扩展到很宽的频率范围，所以信噪比(S/N)相当低。特别是在CDMA通信系统中，其他信道的信号以与希望的信号相同的频率被发送，因此信干比(S/I)相当低。由于此原因，必须通过对接收到的扩频信号进行正确解扩，来改善S/N比或S/I比特性。作为对接收到的扩频信号进行正确解扩的结果，可以将对普通信号进行解调的传统技术用来对载波和数据进行同步。

由于这些原因，在扩频通信系统中，通过使用两个独立的电路装置来分两个步骤进行同步。一个步骤是“同步捕获”步骤，其中通过观察接收到的信号，定时信息被缩窄到预定的不确定性、例如大体等于一个码片持续时间的范围，并且接收机激活扩频系统所用的定时被匹配到接收到的信号的定时。另一个步骤是“同步跟踪”，用于更精确地保持通过同步捕获而获得的定时，以便防止接收机的扩频系统造成定时滞后。

为了正确进行同步跟踪，必须通过同步捕获将接收到的信号的定时误差限制在某个范围内。由于同步捕获要求高速特性，所以主要采用开环。与此形成对比，由于同步跟踪特别强调精度，所以必须在相对长的时段内进行观察，以便减少噪声的影响。由于此原因，主要使用闭环。

图4是RAKE(瑞克)接收机中的同步跟踪部的电路结构，它是传统扩频接收机的一个例子。τ抖动环(τ-dither loop)被用作RAKE接收机的同步跟踪部，并且该τ抖动环构成一个使用一组相关器(解扩部)的闭环。注意自相关函数在正确的同步点附近呈三角形，τ抖动环使得接收机产生的扩频信号(或伪噪声系统码)的相位略微超前同步点和略微滞后同步点，提取扩频信号相对于同步点的相位超前和滞后所造成的相关值的变化(即已解扩的信号的幅度的变化)，并且控制整个同步跟踪部的振荡相位，以便将变化减少到零。

在图4中，传统扩频接收机的同步跟踪部包括：采样部101、解扩部102、积分部103、超前/滞后相位电平差输出部409、伪噪声(PN)码发生器111、以及定时控制部412。

采样部101以定时控制部412输出的ELCLK信号的定时，对接收到的信号RxI[i-1∶0]、以及接收到的正交信号RxQ[i-1∶0]进行采样，信号RxI[i-1∶0]是通过未图示的天线而接收到的，并且与接收到的载波同相，而正交信号ExQ[i-1∶0]与载波相位相差90°。接收到的信号RxI和RxQ都具有i比特的持续时间。为了说明信号的比特结构，将接收到的信号表示为RxI[i-1∶0]和RxQ[i-1∶0]。

通过采样部101对接收到的信号RxI[i-1∶0]和RxQ[i-1∶0]进行采样而得到的信号ELI[i-1∶0]和ELQ[i-1∶0]，由解扩部102通过与伪噪声发生部111输出的作为扩频信号的PN系统码PnI和PnQ进行相关而被解扩。解扩部102向积分部103输出相关数据PELI[j-1∶0]和PELQ[j-1∶0]，每个相关数据组包括j比特。根据定时控制部412输出的、表示扩频信号处于超前相位还是滞后相位的信号PNc，PN码发生部111使用时间分割向解扩部102提供处于超前相位或滞后相位的PN系统码PnI和PnQ。