專利名稱：用于多路徑聯合時間跟蹤的系統和方法
技術領域：
本發明一般涉及到用于跟蹤信道路徑延遲的系統和方法，特別涉及到對多路徑(多路徑分量)時間延遲的聯合跟蹤。
背景技術：
近年來，直接序列(DS)碼分多址(CDMA)擴展頻譜通信系統和方法已經逐漸在引起世界的關注。在1996年二月27日文章TIA/EIA/IS-95-A，“MobileStation-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode WidebandSpread Spectrum Cellular System”中描述的IS-95蜂窩通信標準就是DS-CDMA通信的一個應用實例。其它應用還包括第三代蜂窩系統，無線多媒體系統，個人衛星移動系統等等。
在DS-CDMA通信中，為每個用戶分配一個通常被稱為偽噪聲(PN)序列的不同擴展碼。(被稱為片的)擴展碼位被用來調制用戶數據。被用來調制一個數據符號的片的數量被稱為系統的擴展系數，并且它與(未調制的)用戶數據和CDMA信號之間的帶寬的擴展有關。按照這種最簡單的方式，發射CDMA信號按照片速率1/Tc采樣的基帶等效是 其中的Tc是片持續時間，[x]代表x的整數部分，SF是擴展系數， 和PNi[n]分別是數據符號和第i個用戶的擴展碼，而K是開機用戶的數量。按照用SF片調制每個數據符號的上述定義，按照[x]的定義， 對于SF連續的片是固定的。
DS-CDMA系統的一個重要特征在于它提供了一種通過單獨分析時間上獨立的多徑分量并且將它們加以最佳組合而極好地抵抗多徑衰落的可能性。正如現有技術中所知，實現這一目的的通用方案是采用一種“分離多徑(rake)”接收機。這種接收機將解擴展相關器分配給每一個主多徑分量，并且按最大解擴展功率使它們同步。對于每一個分離多徑“指針”評估對應信道的多徑分量的相位和振幅，并且用來在組合之前提供振幅加權和相位對準。試驗證明，多徑分量的加權和的衰落比任何獨立分量都要小得多，這樣就能實現理想的分集。
正如現有技術中所知，分離多徑接收機的一個嚴格要求是它的指針與信道的多徑分量要在時間上對準(同步)。這就需要對多徑延遲進行評估，并且通常是按照簡單的早-晚時間跟蹤機制來實現的。這種早-晚機制實際上是一種延遲-鎖定-環，用來在當前采樣階段之前(提前)和之后(滯后)測量能量。這些提前和滯后的能量測量被用來鎖定采樣信號能量最大的采樣階段。當它出現時，這些最大能量采樣階段在多數情況下能夠使分離多徑指針與信道多徑分量達到理想的同步。然而，例如是在密集城區環境中遇到的某些信道是由大量密集間隔的多徑分量構成的。這樣往往會使多徑群集器的間隔距離小于Tc。常規的早-晚時間跟蹤機制往往不能跟蹤到與這些密集間隔的多徑群集器有關的延遲，因為它們的提前和延遲測量是與若干相鄰群集器有關的能量的一種重疊。在這種情況下，分離多徑指針在時間上不能準確地對準多徑群集器，從而會導致接收機性能惡化。
因而就需要有一種改進的時間跟蹤機制來進一步加強現有的密集間隔多徑分量。
在密集間隔多徑環境中還需要為指針分配提供一種改進的判據。
近年來已經開發了幾種在DS-CDMA通信系統中用來組合密集間隔多徑分量的方法。在Ross等人的美國專利US5,692,006，Kostic等人的US5,648,983和Hulbert等人的US5,793,796中提出的建議是避免對路徑延遲的直接評估。代之以利用一組密集間隔的指針來有效地覆蓋一個預先規定的延遲窗口。這樣來代替對多徑延遲的實際評估，檢查窗口中所有可能的延遲，并且按照一定的質量測量判據來加權。在US5,692,006中是采用一種常規的LMS算法自適應地評估最佳的指針加權，而在US5,648,983中采用一種加權的最小平方解法來分配指針加權。
其它解法還可以參見Hulbert的EP專利申請公開704985A2；Hulbert等人的美國專利US5,764,688；L.Dumont等人的“Super-resolution of Multipath Channels in aSpread Spectrum Location System”，ElectronicsLetters，Vol.30，No，19，Sept.15，1994；以及
Makoto Takeuchi等人的“A Delay Lock Loop Using Delay PathCancellation for Mobile Communications”，Electronics andCommunication in Japan，Partl，Vol.79，No.4，1996。
發明概述本發明提供了一種改進的時間跟蹤機制，能夠進一步加強現有的密集間隔多徑分量。
本發明還在密集間隔的多徑環境中為指針分配提供了一種判據。
按照本發明的一個最佳實施例提供了在具有構成一個指針塊的至少兩個指針的接收機中使用的一種方法，用指針塊跟蹤多徑信道中的至少一條路徑。該方法包括以下步驟，為指針塊的指針中每一組可能的聯合運動方向產生方向矩陣，按照預定的判據選擇一個方向矩陣，以及在選定的方向矩陣所指的方向上移動指針塊的指針。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，選定的方向矩陣是最大方向矩陣。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，移動步驟僅僅在選定的方向矩陣是最大方向矩陣并且比一個比較方向矩陣超過至少一個預定閾值時才調整指針塊的指針。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，該方法進一步包括在移動步驟之后重新定義指針塊的步驟。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針塊是由兩個指針構成的。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，為聯合運動中的五個，六個或九個不同方向產生方向矩陣。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針塊是由兩個密集間隔的指針構成的。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，密集間隔的指針是7/8片間距。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針塊是由三個密集間隔的指針構成的。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針之間的延遲被設置在不小于7/8片間距。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，產生步驟中包括通過對連續的方向矩陣求和而對方向矩陣取時間平均的步驟。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，時間平均步驟采用一個忽略系數。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，方向矩陣的基礎是功率評估。
按照本發明的一個最佳實施例還提供了一種在接收機中停用構成一個指針塊的至少兩個指針當中選定的一個指針的方法，該方法包括以下步驟，測量指針塊中的指針的功率，計算指針塊中的指針彼此間的相關性，當功率和相關性的一個函數滿足一個預定判據時停用選定的指針。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針塊中有兩個指針。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，上述函數是FingerCost＝α*min(PowerCenter1，PowerCenter2)-ρ*C，其中的α是零和一之間的一個值，PowerCenter1和PowerCenter2是指針塊中的指針的功率，C是一個預定值，而ρ是算出的一個相關性。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，ρ是ρ=ReΣk=1N(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))Σk=1N|(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))|]]>或者ρ=|Σk=1NchFinger1(k)·chFinger2*(k)|Σk=1N|chFinger1(k)|2·Σk=1n|chFinger2*(k)|2]]>另外，按照本發明的一個最佳實施例，計算步驟采用一個忽略系數。
按照本發明的一個最佳實施例還提供了一種方法，用于在還有多個有效指針的接收機中為至少一個無效指針當中的一個候選指針分配一個新的路徑。該方法包括以下步驟，測量新路徑的功率，并且計算候選指針與時間延遲最接近這一候選指針的時間延遲的那一個有效指針的相關性。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，該方法進一步包括以下步驟，如果候選指針的復合指針功率滿足一個預定判據，就將候選指針分配給這一新的路徑。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，計算步驟中采用的相關性函數被定義為ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>或者ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>另外，按照本發明的一個最佳實施例，計算步驟中采用一個忽略系數。
按照本發明的最佳實施例還提供了一種方法，用于在接收機中將多個有效指針當中的一個候選指針重新分配給一個新的路徑。該方法包括以下步驟，測量新路徑的功率，并且計算候選指針與時間延遲最接近這一候選指針的時間延遲的那一個有效指針的相關性。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，該方法進一步包括以下步驟，如果候選指針的復合指針功率超過了所有有效指針的最小復合指針功率，就將候選指針重新分配給這一新的路徑。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，計算步驟中采用的相關性函數被定義為ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>或者ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>另外，按照本發明的一個最佳實施例，計算步驟中采用一個忽略系數。
按照本發明的一個最佳實施例還提供了具有構成一個指針塊的至少兩個指針的一種接收機，用指針塊跟蹤多徑信道中的至少一條路徑。該接收機包括一個方向矩陣判定器，一個矩陣選擇器和一個指針調整器。方向矩陣判定器為指針塊的指針中每一組可能的聯合運動的方向產生方向矩陣。矩陣選擇器按照預定的判據選擇一個方向矩陣。指針調整器在選定的方向矩陣所指的方向上移動指針塊的指針。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，選定的方向矩陣是最大方向矩陣。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針調整器僅僅在選定的方向矩陣是最大方向矩陣并且比一個比較方向矩陣超過至少一個預定閾值時才移動指針塊的指針。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針調整器包括在移動完指針之后重新定義指針塊的一個重新定義器。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針塊是由兩個指針構成的。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，判定器為聯合運動中的五個，六個或九個不同方向產生方向矩陣。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針塊是由兩個密集間隔的指針構成的。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，密集間隔的指針是7/8片間距。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針塊是由三個密集間隔的指針構成的。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針之間的延遲被設置在不小于7/8片間距。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，方向矩陣的基礎是功率評估。
按照本發明的一個最佳實施例還提供了一種在接收機中停用構成一個指針塊的至少兩個指針當中選定的一個指針的指針停用器。這一指針停用器包括用于測量指針塊中的指針的功率的指針功率測量單元，用來計算指針塊中的指針彼此間的相關性的相關計算器，以及用于在功率和相關性的一個函數滿足一個預定判據時停用選定的指針一個停用單元。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針塊中有兩個指針，并且上述函數是FingerCost＝α*min(PowerCenter1，PowerCenter2)-ρ*C其中的α是零和一之間的一個值，PowerCenter1和PowerCenter2是指針塊中的指針的功率，C是一個預定值，而ρ是算出的一個相關性。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，ρ是ρ=ReΣk=1N(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))Σk=1N|(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))|]]>或者ρ=|Σk=1NchFinger1(k)·chFinger2*(k)|Σk=1N|chFinger1(k)|2·Σk=1n|chFinger2*(k)|2]]>另外，按照本發明的一個最佳實施例，相關計算器采用一個忽略系數。
按照本發明的一個最佳實施例，還在具有多個有效指針和至少一個無效指針的接收機中提供了一種指針分配器。這一指針分配器可用來將作為至少一個無效指針之一的一個候選指針分配給一個新的路徑。指針分配器包括一個功率測量單元，用來測量新路徑的功率，還有一個相關計算器，用來計算候選指針與時間延遲最接近這一候選指針的時間延遲的那一個有效指針的相關性。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針分配器進一步包括一個分配單元，如果候選指針的復合指針功率滿足一個預定判據，就將候選指針分配給這一新的路徑。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，相關計算器采用的相關性函數被定義為ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>或者ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>另外，按照本發明的一個最佳實施例，相關計算器采用一個忽略系數。
按照本發明的一個最佳實施例，還在具有多個有效指針的接收機中提供了一種指針分配器。這一指針分配器可用來將作為多個有效指針之一的一個候選指針分配給一個新的路徑。該指針分配器包括一個功率測量單元，用來測量上述新路徑的功率，以及一個相關計算器，用來計算這一候選指針與時間延遲最接近這一候選指針的時間延遲的那一個有效指針的相關性。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，指針分配器進一步包括一個分配單元，如果候選指針的復合指針功率超過了所有有效指針的最小復合指針功率，就將這一候選指針重新分配給新的路徑。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，相關計算器采用的相關性函數被定義為ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>或者ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>另外，按照本發明的一個最佳實施例，相關計算器采用一個忽略系數。
按照本發明的一個最佳實施例，還提供了在具有至少兩個指針的接收機中使用的一種方法，用指針跟蹤多徑信道中的至少一條路徑。該方法包括以下步驟，用至少兩個指針中的至少兩個形成一個指針塊，并且聯合跟蹤指針塊中的指針。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，聯合跟蹤步驟中包括以下步驟，為指針塊的指針中每一組可能的聯合運動方向產生方向矩陣，按照預定的判據選擇一個方向矩陣，并且在選定的方向矩陣所指的方向上移動指針塊的指針。
附圖簡介根據以下參照附圖的詳細描述能夠更加充分地理解本發明，在附圖中
圖1是兩個指針的九種可能的聯合運動的一個示意圖；圖2A-2C是三個指針的二十七種可能的聯合運動的示意圖；圖3是按照本發明的一個最佳實施例構成和工作的聯合時間跟蹤多重路徑的一種通用方法的流程圖；圖4是在僅僅考慮密集間隔指針時采用的六種可能的聯合運動的示意圖；圖5按照本發明的另一個最佳實施例構成并且按照圖4的聯合運動來工作的一種二指針指針塊的操作流程圖；圖6的流程圖表示一種重新定義指針塊的方法，它是圖5所示方法中的一部分；圖7是在執行圖3的聯合跟蹤方法的分離多徑接收機中采用的一種指針添加和指針替換機制的方法流程圖；以及圖8是在執行圖5的聯合跟蹤方法的分離多徑接收機中采用的一種關閉聯合跟蹤的方法的流程圖。
發明的詳細說明本發明可以聯合跟蹤多重路徑或者是多徑群集器的定時。在本文中將聯合跟蹤多重路徑的任何一組指針稱為一個“指針塊”。指針塊是專指那些所跟蹤的路徑“密集”相鄰的指針，但是也可以用于不是特別密集的路徑。
“密集路徑”的定義可以是任何需要的路徑，但是主要限于彼此間有干擾的路徑。例如，兩個密集路徑可以是那些時間間隔小于1.5Tc的路徑，Tc是片持續時間。一個指針塊中的“密集指針”是指這一塊中與其相鄰的延遲處在一定范圍RANGE之內的那些指針，例如是處在一片到半片之間的那些指針。這樣，對于兩個指針的指針塊來說，指針1和指針2彼此都處在RANGE之內。對于四個指針的指針塊來說，指針按照其采樣點的次序分成指針1，指針2，指針3和指針4，在相鄰指針(指針1到指針2，指針2到指針3以及指針3到指針4)之間的RANGE之內有一個延遲。
參見圖1，它表示具有兩個指針的一個指針塊面臨的可能性，每個指針用一個箭頭來表示。因為被跟蹤路徑是隨時間而變化的，為了移動有關的指針，接收機必須要確定路徑是如何移動的。
如圖1所示，可能的九種運動是兩個都延遲(方向1)，兩個都提前(方向2)，兩個都停留不動(方向3)，第二個延遲(方向4)或提前(方向9)，第一個延遲(方向6)或提前(方向5)，以及二者相向運動(方向8)或相互遠離(方向7)。
以下簡單地說明圖2A-2C，它表示三個指針的一個指針塊的可能性。指針的運動總共有27種可能性，在執行聯合跟蹤操作時都可以單獨考慮。根據以上的說明自然就能解釋圖2A-2C，在此無需進一步討論。
為了測量可能的運動，在每個指針的規定(或中心)采樣時刻檢查這一指針，并且加上或是減去一或多個固定的延遲。由延遲來限定距中心采樣時間的可能的運動“方向”。例如，單一延遲Tc/4會產生“中心”，“提前”和“延遲”三個方向的運動。延遲的信號被用來確定實際發生的可能的運動，并且相應地移動采樣點。
按照本發明，通過測量指針塊中指針數據的延遲形態為每一個可能的移動方向分配方向矩陣，并且用一個判定樹根據方向矩陣來確定所發生的運動。典型的指針是稍有提前和稍有延遲，因此要檢查每個指針的提前，延遲和中心(也就是沒有延遲)。然而本發明同時也考慮到了可能有其它類型和數量的延遲。
參見圖3，它是用來解釋本發明的一個流程圖。在最初的步10為每一種可能的聯合運動方向分配一個方向矩陣。在步12中選擇具有最強矩陣的方向。如果不需要移動指針(例如圖1中的方向3)，就再次執行步10到12。如果需要移動指針(例如除方向3以外的所有方向)，就在步14將需要移動的各個指針移動到它的新位置。最后，在步16中，如果步14的指針運動使新的指針進入彼此間的RANGE之內，或者是當密集間隔的指針彼此間的距離不再處于RANGE之內時，就重新定義指針塊。
在一個最佳實施例中執行的步10是為每一個可能的聯合運動方向矩陣按功率分配矩陣。按照圖1，為9種可能的聯合方向分配方向矩陣 式中的PowerEarlyi，PowerCenteri，和PowerLatei分別是為指針i估算的提前，中心和延遲功率。
在另一個最佳實施例中可以限制方向6，8和9，這樣，如果指針之間的延遲小于一個預定的閾值(例如是7/8Tc)，對應的方向矩陣就是零。這樣就能保證在步12不會選擇這些方向，并且防止指針間隔出現過于密集的情況。
與此類似，在3-指針塊中，按照圖2A-2C為所有可能的聯合運動方向分配方向矩陣。
在另一個最佳實施例中，為了減少方向矩陣的統計量，可以對每一個方向矩陣采用帶或不帶忽略系數(這是現有技術)的時間平均值。在一個最佳實施例中，將公式(1)改成 其中的α∈
是忽略系數。
另外，按照本發明的一個最佳實施例，為所有可能的方向分配矩陣的步驟還可以包括公式(1)或公式(2B)中的最強矩陣與次最強矩陣或是其它某些矩陣的比較。如果比較的差小于某一個預定的閾值“Metric Threshold”，就為Direcrion3_Metric分配一個大值。這樣就能確保在這種情況下在步12中選擇Direction3_Metric，并且不會有指針移動(參見圖1)。這樣，只有在最強方向矩陣比比較矩陣大過Metric_Threshold以上時才會發生指針移動。
在另外一個最佳實施例中，在發生步14的指針移動之后，公式(2A)中的所有平滑的方向矩陣都清零，從而放棄與先前的指針位置有關的所有測量值。
也可以根據信道分支估算量，接收質量，及其與指針功率測量的組合來分配各種其它方向矩陣，這對于本領域的技術人員是顯而易見的。
如果在步14中移動了一或多個指針，被跟蹤的所有指針的關系就改變了。有可能一個指針移到了足夠遠，使其不再是這一塊中的一部分，或者是先前不屬于這一塊的一個指針現在卻靠近了這一塊的指針，因而必須被納入這一塊中。在步16中執行這些工作，并且在必要時重新定義指針塊。
本發明的指針塊中可以采用任意數量的指針，并且能任意地定義一個指針塊。定義的一個例子是一個指針塊有兩個指針，并且RANGE采納單一的值RANGE＝7/8Tc。這樣，指針塊中的兩個指針就會嚴格地相距7/8Tc并且不允許靠得更近。這樣就能放棄方向6，8和9。如圖4所示，這樣能將可能的運動數量從九個減少到六個。這兩個指針可以是延遲(方向1)，提前(方向2)或者是停留在準確的采樣時刻(方向3)。這三種運動不會改變塊中的指針之間的定時關系。還要考慮到會造成指針塊分離的三種其它運動方向，也就是延遲的遲到指針(方向4)，提前的提前指針(方向5)，或者是提前的指針提前而遲到的指針延遲(方向7)。
按照本發明的一個最佳實施例，可以將可能的運動數量進一步減少到五個，在圖4中，這五個方向是方向1-5。
圖5表示按照圖4所示運動的兩個指針的指針塊的聯合跟蹤方法。圖5是圖3的通用流程圖的一個特例。只有那些彼此靠近的指針是聯合跟蹤的。其它指針按照常規的方法單獨跟蹤。本文中不討論單獨跟蹤的問題，因為這屬于公知的現有技術。
在步30分別獲得各個指針的提前，延遲和中心功率值PowerEarlyi，PowerLatei和PowerCenteri(i是指針的數量)。
在步32按照公式2A和2B確定與圖4的六種可能的運動有關的方向矩陣。根據個別的提前，延遲和中心功率的相關的成對組合來形成方向矩陣。這些對有都提前(PowerEarly1，PowerEarly2)，都延遲(PowerLate1，PowerLate2)，都在中心(PowerCenter1，PowerCenter2)，提前-中心PowerEarly1，PowerCenter2)，中心-延遲(PowerCenter1，PowerLate2)，以及提前-延遲(PowerEarly1，PowerLate2)，計算公式如下
Smoothed_E1_E2＝(1-α)Smoothed_E1_E2+α(PowerEarly1+PowerEarly2)Smoothed_L1_L2＝(1-α)Smoothed_L1_L2+α(PowerLate1+PowerLate2)Smoothed_E1_C2＝(1-α)Smoothed_E1_C2+α(PowerEarly1+PowerCenter2)(3) Smoothed_C1_L2＝(1-α)smoothed_C1_L2+α(PowerCenter1+PowerLate2)Smoothed_C1_C2＝(1-α)Smoothed_C1_C2+α(PowerCenter1+PowerCenter2)Smoothed_E1_L2＝(1-α)Smoothed_E1_L2+α(PowerEarly1+PowerLate2)在步34選擇最大方向矩陣，并且在步36核查最大方向矩陣中是否有指針運動。如果最大方向矩陣是中心矩陣Smoothed_C1_C2，就沒有指針運動。否則就在步38核查這一最大矩陣是否比另外一個矩陣大出一個預定的閾值例如是16。如果最大矩陣足夠大，就在步40中調整有關的指針，將矩陣清零，并且在指針間的距離超過RANGE時關閉聯合跟蹤。最后是重新定義指針塊(步42)。
步38的閾值核查是將最大矩陣與另一個矩陣相比較。如果最大矩陣是雙重提前矩陣Smoothed_E1_E2，就說明兩個指針都提前了(圖4的方向2)，就將它與雙重延遲矩陣Smoothed_L1_L2相比較。如果Smoothed_E1_E2-Smoothed_L1_L2的差比閾值大，步40的指針調整就是提前指針_1和指針_2。因為指針被移動了，就要根據指針的新的延遲來定義新的指針塊。
如果最大矩陣是雙重延遲矩陣Smoothed_L1_L2，就表明兩個指針都延遲了(圖4的方向1)，就將它與雙重提前矩陣Smoothed_E1_E2相比較。如果Smoothed_L1_L2-Smoothed_E1_E2的差比閾值大，步40的指針調整就是延遲指針_1和指針_2。因為指針被移動了，就要根據指針的新的延遲來定義新的指針塊。
如果最大矩陣是混合矩陣Smoothed_E1_C2，就表明第一指針提前了(圖4的方向5)，就要將它與中心矩陣Smoothed_C1_C2相比較。如果Smoothed_E1_C2-Smoothed_C1_C2的差比閾值大，步40的指針調整就是提前指針_1。因為指針_1被移遠了，兩個指針已經相隔足夠遠，就要關閉聯合跟蹤。因為指針被移動了，要根據指針的新的延遲來定義新的指針塊。
同樣，如果最大矩陣是混合矩陣Smoothed_C1_L2，就表明第二指針延遲了(圖4的方向4)，就要將它與中心矩陣Smoothed_C1_C2相比較。如果Smoothed_C1_L2-Smoothed_C1_C2的差比閾值大，步40的指針調整就是延遲指針_2。因為指針_2被移遠了，兩個指針已經相隔足夠遠，就要關閉聯合跟蹤。因為指針被移動了，要根據指針的新的延遲來定義新的指針塊。
如果最大矩陣是混合矩陣Smoothed_E1_L2，就表明第一指針提前了而第二指針延遲了(圖4的方向7)，就要將它與中心矩陣Smoothed_C1_C2相比較。如果Smoothed_E1_L2-Smoothed_C1_C2的差比閾值大，步40的指針調整就是提前指針_1并且延遲指針_2。因為指針被移開了，兩個指針已經相隔足夠遠，就要關閉聯合跟蹤。因為指針被移動了，要根據指針的新的延遲來定義新的指針塊。
參見圖6，圖中描述了步42(重新定義指針塊)的操作。回顧每一個已經移動的指針FINGER_X，考慮它是否靠近了其它指針。在步60中確定FINGER_X與那些和FINGER_X不屬于同一指針塊的所有其它指針之間的延遲，并且在步62為最靠近FINGER_X的一個指針做標記FINGER_Y。用MinDelay表示FINGER_X與FINGER_Y之間的延遲。
然后將這一延遲MinDelay與最小允許閾值延遲例如是7/8Tc相比較。如果延遲MinDelay大于這一閾值等級，就認為該指針與其它需要獨立跟蹤的指針相距足夠遠。因此就應該對它執行常規的早-晚時間跟蹤(步64)。否則，FINGER_X與FINGER_Y就彼此靠得太近了，必須移動其中之一，或者是將二者都作為一個指針塊的一部分來跟蹤。
在步65中核查FINGER_X和FINGER_Y它們是不是一個指針塊的組成部分。如果FINGER_X和FINGER_Y不是一個指針塊的組成部分，就用FINGER_X和FINGER_Y形成一個指針塊(步69)。否則就在步66中核查FINGER_X是哪一個指針塊的一部分。如果FINGER_X是該塊的一部分，就在步67關閉FINGER_Y(不再將它作為一個指針)。否則就在步68關閉FINGER_X。由此可以看出，如果關閉的指針是具有一對指針的一個塊的一部分，聯合跟蹤也被關閉了。
由此可以看出，指針塊的存在會影響接收機的各種其它因素，為了包括采用指針塊的操作，所有這些因素都需要稍加修改。以下參見圖7和8，圖中表示了用于密集路徑檢測，指針替換及指針消除的這些修改操作。
參見圖7，它說明決定是否應該為分離多徑增加一個新的候選路徑作為一個新指針的方法。產生新的候選路徑的方法是公知的現有技術，因而不用在本文中描述。在步70為所有有效的分離多徑指針計算出CompositeFingerPower，此處的CompositeFingerPower＝F(PowerCenteri，ρ，Δ)
式中的ρ是在分離多徑接收機中的一個指針與其最接近的鄰居之間，或者是該指針和一個比其它分離多徑指針靠得更近的新的候選指針之間的相關性，Δ是與最近一個指針的延遲，i是指針號，而F(.，.，.)是一個任意函數。例如，如果Δ＞＝Tc，就可以將F(PowerCenteri，ρ，Δ)設置在等于PowerCenteri也就是(4)F(PowerCenteri，ρ，Δ)＝PowerCenteri在這種情況下，圖7的方法可以使僅僅根據指針的相對功率來分配指針的常規指針分配方法得以簡化。
相關性ρ可以是下述的一種(5)----ρ=ReΣk=1N(chFingeri(k)·chFingerj*(k))Σk=1N|(chFingeri(k)·chFingerj*(k))|]]>或是(6)----ρ=|Σk=1NchFingeri(k)·chFingerj*(k)|Σk=1N|chFingeri(k)|2·Σk=1n|chFingerj*(k)|2]]>式中的 是Fingeri的信道估值，Fingerj是最靠近Fingeri的指針，(.)*代表加括號表達式的復數共軛，而和是在整個預定長度的時間上求和。
如果Δ＜Tc，就可以將F(PowerCenteri，ρ，Δ)定義為(7)F(PowerCenteri，ρ，Δ)＝PowerCenteri*f(ρ)
其中的f(ρ)是任意函數，例如
在步72對新候選指針執行類似的計算，并且計算出CompositeFingerCandidatePower。可以看出，函數F(.，.，.)和ρ的計算在步70和步72中可以是不同的，并且還可以選擇其它函數，例如可以結合一個指數忽略系數來計算ρ。
在步73中檢查兩個不同的分支。如果當前使用的指針數量等于允許的最大數量(也就是所有分離多徑指針都有效)，就必須執行第一分支。在這一分支中將CompositeFingerCandidatePower與所有CompositeFingerPower當中最小的一個相比較(步77)。如果它比這一最小功率大，就將與最小CompositeFingerPower相聯系的指針移動(步78)到新候選指針的位置(定時)。最后在步79中重新定義指針塊。如果CompositeFingerCandidatePower小于這一最小功率，就不用移動指針。
如果當前使用的指針數量小于允許的最大數量，就將CompositeFingerCandidatePower與一個閾值NewFingerThreshold相比較(步74)。如果它大于這一閾值，就增加一個新指針(步75)并且重新定義指針塊(步76)。否則就不用為分離多徑接收機增加新的候選指針。
圖8表示從兩個指針構成的一個指針塊中消除一個現有指針的方法，它可以周期性地執行。周期性執行圖8的方法來消除指針。關閉一個指針的常規方法是在指針功率值相對于其它指針降低時關閉這一指針。這種判據對于從一個指針塊中消除一個指針是無效的。本發明采用以下的FingerCost函數來估算是否應該關閉一個指針塊中的一個指針(8)FingerCost＝α*min(PowerCenter1，PowerCenter2)-ρ*C式中的α是零和一之間的任意值，PowerCenter1和PowerCenter2是指針塊中的指針的功率，C是一個預定的常數，而ρ是公式(5)和公式(6)中的定義，i＝1，而j＝2。
如圖8所示，最初要確定(步80)兩個指針Finger_1和Finger_2的相關性，然后計算(步82)FingerCost的值并且將其與一個閾值相比較(步84)。
如果結果小于該閾值，就消除具有最小平均功率的指針(步86)并且停止聯合跟蹤操作(因為在指針塊中只剩下了一個指針)。否則就不用消除指針。對具有三個以上指針的指針塊可以采用類似的指針消除機制。
本領域的技術人員應該能意識到本發明并非僅限于上文所述的內容，本發明的范圍是由附帶的權利要求書來限定的。
權利要求
1.在具有構成一個指針塊的至少兩個指針的接收機中使用的一種方法，用指針塊跟蹤多徑信道中的至少一條路徑，該方法包括以下步驟為上述指針塊的指針中每一組可能的聯合運動方向產生方向矩陣；按照預定的判據選擇一個上述方向矩陣；以及在上述選定的方向矩陣所指的方向上移動上述指針塊的指針。
2.按照權利要求1的方法，其特征是上述選定的方向矩陣是最大方向矩陣。
3.按照權利要求1的方法，其特征是上述移動步驟僅僅在上述選定的方向矩陣是最大方向矩陣并且比一個比較方向矩陣超過至少一個預定閾值時才調整上述指針塊的指針。
4.按照權利要求1的方法，其特征是該方法進一步包括在上述移動步驟之后重新定義指針塊的步驟。
5.按照權利要求1的方法，其特征在于上述指針塊由兩個指針構成。
6.按照權利要求5的方法，其特征是為聯合運動中的五個不同方向產生上述方向矩陣。
7.按照權利要求5的方法，其特征是為聯合運動中的六個不同方向產生上述方向矩陣。
8.按照權利要求5的方法，其特征是為聯合運動中的九個不同方向產生上述方向矩陣。
9.按照權利要求1的方法，其特征是上述指針塊是由兩個密集間隔的指針構成的。
10.按照權利要求9的方法，其特征是上述密集間隔的指針是7/8片間距。
11.按照權利要求1的方法，其特征是上述指針塊是由三個指針構成的。
12.按照權利要求1的方法，其特征是指針之間的延遲被設置在不小于7/8片間距。
13.按照權利要求1的方法，其特征是上述產生步驟中包括通過對連續的方向矩陣求和而對上述方向矩陣取時間平均的步驟。
14.按照權利要求13的方法，其特征是上述時間平均步驟采用一個忽略系數。
15.按照權利要求1的方法，其特征是上述方向矩陣的基礎是功率評估。
16.在接收機中停用構成一個指針塊的至少兩個指針當中選定的一個上述指針的一種方法，該方法包括以下步驟測量上述指針塊中的指針的功率；計算上述指針塊中的指針彼此間的相關性；以及當上述功率和上述相關性的一個函數滿足一個預定判據時停用上述選定的指針。
17.按照權利要求16的方法，其特征是上述指針塊中有兩個指針。
18.按照權利要求17的方法，其特征是上述函數是FingerCost＝α*min(PowerCenter1，PowerCenter2)-p*C其中的α是零和一之間的一個值，PowerCenter1和PowerCenter2是上述指針塊中的指針的功率，C是一個預定值，而ρ是算出的一個相關性。
19.按照權利要求18的方法，其特征在于ρ是ρ=ReΣk=1N(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))Σk=1N|(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))|]]>
20.按照權利要求18的方法，其特征在于ρ是ρ=|Σk=1NchFinger1(k)·chFinger2*(k)|Σk=1N|chFinger1(k)|2·Σk=1n|chFinger2*(k)|2]]>
21.按照權利要求16的方法，其特征是上述計算步驟采用一個忽略系數。
22.在具有多個有效指針和至少一個無效指針的接收機中為上述至少一個無效指針當中的一個候選指針分配一個新的路徑的方法，該方法包括以下步驟測量上述新路徑的功率；并且計算上述候選指針與時間延遲最接近這一候選指針的時間延遲的那一個上述有效指針的相關性。
23.按照權利要求22的方法，其特征是該方法進一步包括以下步驟，如果上述候選指針的復合指針功率滿足一個預定判據，就將上述候選指針分配給上述新的路徑。
24.按照權利要求22的方法，其特征是上述計算步驟中采用的相關性函數被定義為ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>
25.按照權利要求22的方法，其特征是上述計算步驟中采用的相關性函數被定義為ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>
26.按照權利要求22的方法，其特征是上述計算步驟采用一個忽略系數。
27.在具有多個有效指針的接收機中將上述有效指針當中的一個候選指針重新分配給一個新路徑的一種方法，該方法包括以下步驟測量上述新路徑的功率；并且計算上述候選指針與時間延遲最接近這一候選指針的時間延遲的那一個上述有效指針的相關性。
28.按照權利要求27的方法，其特征是該方法進一步包括以下步驟，如果上述候選指針的復合指針功率超過了所有上述有效指針的最小復合指針功率，就將上述候選指針重新分配給上述新的路徑。
29.按照權利要求27的方法，其特征是上述計算步驟中采用的相關性函數被定義為ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>
30.按照權利要求27的方法，其特征是上述計算步驟中采用的相關性函數被定義為ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>
31.按照權利要求27的方法，其特征是上述計算步驟中采用一個忽略系數。
32.具有構成一個指針塊的至少兩個指針的一種接收機，用指針塊跟蹤多徑信道中的至少一條路徑，該接收機包括一個方向矩陣判定器，為上述指針塊的指針中每一組可能的聯合運動的方向產生方向矩陣；一個矩陣選擇器，按照預定的判據選擇一個上述方向矩陣；以及一個指針調整器，在上述選定的方向矩陣所指的方向上移動上述指針塊的指針。
33.按照權利要求32的接收機，其特征在于上述選定的方向矩陣是最大方向矩陣。
34.按照權利要求32的接收機，其特征是上述指針調整器僅僅在上述選定的方向矩陣是最大方向矩陣并且比一個比較方向矩陣超過至少一個預定閾值時才移動上述指針塊的指針。
35.按照權利要求32的接收機，其特征是上述指針調整器包括在移動完上述指針之后重新定義指針塊的一個重新定義器。
36.按照權利要求32的接收機，其特征在于上述指針塊是由兩個指針構成的。
37.按照權利要求36的接收機，其特征是上述判定器為聯合運動中的五個不同方向產生上述方向矩陣。
38.按照權利要求36的接收機，其特征是上述判定器為聯合運動中的六個不同方向產生上述方向矩陣。
39.按照權利要求36的接收機，其特征是上述判定器為聯合運動中的九個不同方向產生上述方向矩陣。
40.按照權利要求32的接收機，其特征是上述指針塊是由兩個密集間隔的指針構成的。
41.按照權利要求32的接收機，其特征在于上述密集間隔的指針是7/8片間距。
42.按照權利要求32的接收機，其特征是上述指針塊是由三個指針構成的。
43.按照權利要求32的接收機，其特征是指針之間的延遲被設置在不小于7/8片間距。
44.按照權利要求32的接收機，其特征是上述方向矩陣的基礎是功率評估。
45.在接收機中停用構成一個指針塊的至少兩個指針當中選定的一個指針的一種指針停用器，這一指針停用器包括用于測量上述指針塊中的指針的功率的指針功率測量單元；用來計算上述指針塊中的指針彼此間的相關性的相關計算器；以及用于在上述功率和上述相關性的一個函數滿足一個預定判據時停用上述選定的指針一個停用單元。
46.按照權利要求45的指針停用器，其特征是上述指針塊中有兩個指針，并且上述函數是FingerCost＝a*min(PowerCenter1，PowerCenter2)-ρ*C其中的α是零和一之間的一個值，PowerCenter1和PowerCenter2是上述指針塊中的指針的功率，C是一個預定值，而ρ是算出的一個相關性。
47.按照權利要求46的指針停用器，其特征在于ρ是ρ=ReΣk=1N(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))Σk=1N|(chFinger1(k)·ch*Finger2(k))|]]>
48.按照權利要求46的指針停用器，其特征在于ρ是ρ=|Σk=1NchFinger1(k)·chFinger2*(k)|Σk=1N|chFinger1(k)|2·Σk=1n|chFinger2*(k)|2]]>
49.按照權利要求45的指針停用器，其特征在于相關計算器采用一個忽略系數。
50.在具有多個有效指針和至少一個無效指針的接收機中的一種指針分配器，上述指針分配器可用來將作為至少一個無效指針之一的一個候選指針分配給一個新的路徑，該指針分配器包括一個功率測量單元，用來測量上述新路徑的功率；以及一個相關計算器，用來計算上述候選指針與時間延遲最接近上述候選指針的時間延遲的那一個上述有效指針的相關性。
51.按照權利要求50的指針分配器，其特征是指針分配器進一步包括一個分配單元，如果上述候選指針的復合指針功率滿足一個預定判據，就將上述候選指針分配給上述新的路徑。
52.按照權利要求50的指針分配器，其特征是上述相關計算器采用的相關性函數被定義為ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>
53.按照權利要求50的指針分配器，其特征是上述相關計算器采用的相關性函數被定義為ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>
54.按照權利要求50的指針分配器，其特征是上述相關計算器采用一個忽略系數。
55.在具有多個有效指針的接收機中的一種指針分配器，上述指針分配器可用來將作為上述有效指針之一的一個候選指針分配給一個新的路徑，該指針分配器包括一個功率測量單元，用來測量上述新路徑的功率；以及一個相關計算器，用來計算上述候選指針與時間延遲最接近上述候選指針的時間延遲的那一個上述有效指針的相關性。
56.按照權利要求55的指針分配器，其特征是指針分配器進一步包括一個分配單元，如果上述候選指針的復合指針功率超過了所有上述有效指針的最小復合指針功率，就將上述候選指針重新分配給上述新的路徑。
57.按照權利要求55的指針分配器，其特征是上述相關計算器采用的相關性函數被定義為ρ=ReΣk=1N(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))Σk=1N|(chFingerCandidate(k)·ch*ClosestFinger(k))|]]>
58.按照權利要求55的指針分配器，其特征是上述相關計算器采用的相關性函數被定義為ρ=|Σk=1NchFingerCandidate(k)·chClosestFinger*(k)|Σk=1N|chFingerCandidate(k)|2·Σk=1n|chClosestFinger*(k)|2]]>
59.按照權利要求55的指針分配器，其特征是上述相關計算器采用一個忽略系數。
60.在具有至少兩個指針的接收機中使用的一種方法，用指針跟蹤多徑信道中的至少一條路徑，該方法包括以下步驟用上述至少兩個指針中的至少兩個形成一個指針塊；以及聯合跟蹤上述指針塊的指針。
61.按照權利要求60的方法，其特征是聯合跟蹤步驟中包括以下步驟為上述指針塊的指針中每一組可能的聯合運動方向產生方向矩陣；按照預定的判據選擇一個上述方向矩陣；以及在上述選定的方向矩陣所指的方向上移動上述指針塊的指針。
全文摘要
在具有至少兩個指針的接收機中，用指針跟蹤多路徑信道中的至少一條信道的方法包括以下步驟，由兩個指針中的至少兩個構成一個指針塊，并且聯合跟蹤上述指針塊的指針。聯合跟蹤的步驟中包括以下步驟，為指針塊的指針中每一組可能的聯合運動(16)的方向產生方向矩陣(12)，按照預定的判據選擇一個方向矩陣(12)，以及在選定的方向矩陣所指的方向上移動指針塊的指針。
文檔編號H04B1/707GK1415158SQ00806849
公開日2003年4月30日 申請日期2000年4月18日 優先權日1999年4月28日
發明者勒夫·斯茂亞, 丹尼爾·葉林, 多讓·瑞尼詩 申請人:D.S.P.C.科技有限公司