基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法

專利名稱：基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種時分同步碼分多址通訊(TD-SCDMA)系統(tǒng)中基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法。具體的說，就是涉及在同頻接收環(huán)境下的基于串行干擾消除的定時同步的獲取和跟蹤方法。
背景技術(shù)：
在時分同步碼分多址系統(tǒng)(TD-SCDMA)的接收裝置中，為了能獲得好的接收效果，必須獲得準確的碼片定時和符號定時。由于接收裝置處于不斷的移動的過程中，無線信道情況在不斷的發(fā)生變化，需要接收裝置的定時跟蹤系統(tǒng)不斷的跟蹤系統(tǒng)接收定時的變化。定時跟蹤系統(tǒng)將檢測的無線信道的變化，并不斷的跟蹤信道的變化，為接收機提供準確的定時調(diào)整指令，以滿足接收裝置的要求。
所以在衰落環(huán)境中，準確可靠的檢測系統(tǒng)接收定時變化，判斷有效到達的多條路徑的準確時延，并準確的計算有關(guān)的路徑時延，是決定一個定時系統(tǒng)性能好壞的關(guān)鍵。一般檢測系統(tǒng)的定時變化功能由路徑搜索模塊完成，好的算法可以及時有效的檢測接收定時的變化，并能相應(yīng)的產(chǎn)生定時的調(diào)整命令，以克服由于定時偏差造成接收性能下降，甚至有可能導致無線鏈路的連接失敗的現(xiàn)象。
在同頻環(huán)境下，由于存在固定的同頻率的信號的干擾，這種固定模式的干擾將與小區(qū)的時延，所用的同步碼字都有關(guān)系，如果小區(qū)信號中無法準確的識別這種同頻干擾，將對系統(tǒng)導致同步系統(tǒng)的干擾，嚴重時將導致小區(qū)同步的失敗，造成通訊失敗。
因此在同頻的環(huán)境下，由于接收系統(tǒng)經(jīng)常處于比較嚴重的固定干擾中，在無線環(huán)境，尤其是在衰落環(huán)境下，接收機定時將面臨嚴重問題，因此必須對接收定時系統(tǒng)進行合理的控制，以防止定時系統(tǒng)發(fā)生因為信號嚴重衰落而造成的定時系統(tǒng)誤動作甚至是連接失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的一種基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)在同頻環(huán)境下干擾大，定時捕捉容易失敗的缺陷。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種時分同步碼分多址通訊系統(tǒng)中基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其包括以下步驟步驟1、基于串行干擾消除的多小區(qū)信道估計利用訓練序列對接收信道的信道情況進行估計，并求出信道估計的模p(k)；步驟2、多小區(qū)信道估計濾波；步驟3、多小區(qū)有效的路徑搜索；步驟4、多小區(qū)(虛擬)定時估計窗計算；步驟5、定時跟蹤點計算；步驟6、多小區(qū)聯(lián)合定時調(diào)整命令輸出；步驟7、定時跟蹤穩(wěn)定性判斷。
所述的步驟1可采用串行干擾消除裝置，以串行的方式進行干擾消除，獲得信道估計；所述的串行干擾消除裝置包含若干串行的基本干擾消除模塊；所述的基本串行干擾消除模塊對信號進行干擾消除，包含以下步驟步驟1.1、干擾重建干擾重建模塊對經(jīng)過干擾消除的信號進行重建，即e′＝din+dinst；其中din是殘量信號或者輸入信號，所述的殘量信號是指經(jīng)過上一級基本干擾消除模塊進行干擾消除以后的殘差信號，當基本干擾消除模塊處于第一級時，殘量信號就是輸入信號；dinst是上一級基本干擾消除模塊中重構(gòu)的干擾信號，當基本干擾消除模塊處于第一級時，干擾信號為零；步驟1.2、信號相關(guān)步驟1.2.1、相關(guān)器對各個干擾小區(qū)的接收信號或者重構(gòu)信號進行滑動相關(guān)，獲得各個小區(qū)在某個信道估計窗中的信道估計h，即h(i)=Σk=0N-1e'(t0+i+k)*s(k)*,i=1,2,3,...lest]]>其中e′(i)表示接收信號，或者是經(jīng)過干擾消除和重構(gòu)的信號；
s(k)是本地產(chǎn)生的訓練序列；s(k)*是對本地訓練序列s(k)的共軛；t0是接收信號的初始位置，該點的值依賴于信道估計窗的起始點以及相應(yīng)的接收定時；lest是相關(guān)窗的長度；N是相關(guān)計算長度；步驟1.2.2、求出各個小區(qū)的信道估計的幅度值，即信道估計的模dp(k)為dp(k)＝‖h(k)‖p；其中‖h(k)‖p是指對h(k)取p范數(shù)；p＝1時，對h(k)取模，p＝2時，對h(k)取功率；步驟1.3、有效路徑檢測步驟1.3.1、計算門限ThFTICThFTIC＝max(ThFTIC_X，ThFTIC_Y)；ThFTIC_X=maxi(dp(i))*Kmax;]]>ThFTIC_Y＝PNoise*KNoise；式中ThFTIC_X為最大值門限；Kmax為一個事先設(shè)定的門限偏移量；ThFTIC_Y為噪聲門限；KNoise為一個事先設(shè)定的偏移量，PNoise是噪聲功率，通過對當前的dp上的噪聲路徑進行平均計算得到，可以對所有的噪聲樣點都取平均獲得平均噪聲值，也可以通過對特定數(shù)目的噪聲徑的功率求平均，然后右移相應(yīng)位數(shù)得到噪聲平均功率Pnoise；步驟1.3.2、有效路徑檢測模塊從相關(guān)器中獲得的時延譜dp中，判斷由上一次路徑調(diào)整周期中所標識的有效路徑位置集合ψ上的路徑dp(i)是否超過門限ThFTIC，如果滿足dp(i)＞ThFTIC，則認為該路經(jīng)有效，所有的有效路徑的集合記為Φ，繼續(xù)執(zhí)行步驟1.4和1.5；否則，該路徑不參與步驟1.4的干擾重建和步驟1.5的消除運算；當判斷得到所有的路徑都不超過門限ThFTIC的時候，干擾重構(gòu)的信息為0，即此時不對這個小區(qū)進行信道估計和干擾消除；
步驟1.4、信號重構(gòu)信號重構(gòu)模塊(Signal Regenerator)根據(jù)步驟1.3中判斷得到的有效路徑檢測中超過門限ThFTIC的信道估計h(k)和基本訓練序列信號s，重構(gòu)用于干擾消除的干擾信號Dreg(k)=h'*s=Σd=1Nh'(d)×(s(k-d));]]>其中*代表卷積運算；h′(i)為相關(guān)器獲得信道估計的值，這些信道估計的有效性由有效路徑檢測模塊的結(jié)果標識 s(i)是本地產(chǎn)生的訓練序列；步驟1.5、干擾消除干擾消除模塊在接收信號(或者先前的重構(gòu)信號)中，減掉重構(gòu)的干擾信號Dout(t)＝e′(t)-k*Dreg(t)；其中，Dreg(t)為信號重構(gòu)模塊的輸出；k為一個干擾消除系數(shù)，k值為介于0～1之間的實數(shù)；所述的基本串行干擾消除模塊的輸出包括步驟1.2的輸出h或dp，步驟1.4的輸出Dreg，步驟1.5的輸出Dout，其作為各個基本干擾消除模塊的輸出，并作為下一個基本干擾消除模塊的輸入；整個干擾消除裝置中最后一級的干擾消除模塊的輸出作為整個干擾消除裝置的輸出。
所述的步驟2包含以下步驟步驟2.1、獲取根據(jù)步驟1得到的經(jīng)過干擾消除的各個小區(qū)信道估計時延譜dp(k)；步驟2.2、判斷本幀與上一幀之間是否發(fā)生定時調(diào)整，如果沒有發(fā)生定時調(diào)整，則執(zhí)行步驟2.6；如果發(fā)生定時調(diào)整，則進行步驟2.3；步驟2.3、計算序列的移位值Δ，輸出新的Δ值；累積的調(diào)整量為Δ0，令序列的移位值Δ＝mod(Δ0，K)，式中K為由通訊系統(tǒng)的設(shè)計所決定的接收系統(tǒng)的信道估計窗的長度；如果當某個移位序列估計窗長度不等于2的整次冪的時候，無法使用Δ＝mod(Δ0，K)求移位序列的偏移值，而需要使用Δ(n)＝Δ(n-1)+Φ(n-1)，式中腳標表示第n-1次調(diào)整，計算出新的Δ(n)以后，需要將Δ(n)限制在
的范圍內(nèi)，L為估計窗的長度；Δ(0)需要一次初始化操作，初始化的值可以是一個隨機數(shù)，或者采用Δ(0)＝mod(Δ0，K)的方法得到；步驟2.4、根據(jù)信道估計替代標志，判斷是否啟動信道估計替代，如果信道估計替代標志為無效，則進行步驟2.5，如果信道估計替代標志有效，則不啟動信道估計替代，進行步驟2.6；所述信道估計替代標志通過如下方法置為有效當定時Δ0增加時，即Δ0(n)＝Δ0(n-1)+1，式中n為平均的幀號n，同時設(shè)置回繞點為Δ0(n-1)；所述信道估計替代標志通過如下方法置為無效當定時Δ0減小時，即Δ0(n)＝Δ0(n-1)-1，啟動定時調(diào)整替代；步驟2.5、多小區(qū)信道估計替代操作；定時系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)的定時移動方向，在信道估計的濾波過程中，使用噪聲的均值替換回繞點的原始濾波數(shù)據(jù)；步驟2.6、多小區(qū)信道估計濾波；可根據(jù)如下方法得到qn+1(k)qn+1(k)=qn(k)×α+p(K-Δ+k)×(1-α),0≤k<Δqn(k)×α+p(k-Δ)×(1-α),Δ≤k≤K-1;]]>式中，α為濾波器系數(shù)，即遺忘因子；還可根據(jù)如下方法得到qn+1(k)qn+1(H×k+i)=qn(H×k+i)×α+p(K-Δ+k)×(1-α),0≤k<Δqn(H×k+i)×α+p(k-Δ)×(1-α),Δ≤k≤K-1;]]>式中，i為采樣相位，i＝0，...H-1，H為過采樣倍速的變化。
所述的步驟3對各個小區(qū)的有效路徑進行搜索，以獲得下一次干擾消除所需要的路徑信息和定時調(diào)整信息，包含以下步驟，各個步驟需要對于各個小區(qū)獨立運行步驟3.1、門限計算其計算路徑搜索的門限，該門限主要從時延譜的噪聲和所有到達的最大值信息門限得到，并在基于噪聲和最大值的兩個門限中選取較大值作為最終的有效路徑的判決門限Th，該判決門限用于步驟3.2的路徑判斷；步驟3.1.1、首先計算平均噪聲PNoise計算平均噪聲的值要利用到歷史的噪聲路徑的位置信息，通過對有關(guān)噪聲路徑上的時延譜求平均得到PNoise=1FΣi∈ψ-q(i);]]>步驟3.1.2、計算噪聲門限ThNoise通過將步驟3.1.1所述的平均噪聲PNoise偏移事先設(shè)定的倍數(shù)KNoise得到ThNoise，即ThNoise＝PNoise*KNoise；式中，KNoise為事先設(shè)定的噪聲相對門限的偏移值；步驟3.1.3、計算最大值門限Thmax在濾波后的時延譜q中搜索最大值Pmax，并由該最大值Pmax偏移事先設(shè)定的倍數(shù)KMax，從而得到最大值門限Thmax，即ThMax＝PMax*KMax，式中，KMax為事先設(shè)定的最大值的相對門限的偏移值；步驟3.1.4、選取路徑判決門限Th，其為噪聲門限ThNoise和最大值門限Thmax中的較大者，即Th＝max(ThNoise，Thmax)；步驟3.2、路徑判斷逐個判斷時延功率譜是否超過步驟3.1得到的門限Th，超過門限者，即被識別為有效路徑，沒有超過的，則被認為是噪聲路徑，并丟棄該路徑，同時記錄該噪聲和其所對應(yīng)的位置信息，形成有效路徑位置集合ψ；步驟3.3、局部峰值搜索分離各條有效路徑，并計算各個有效路徑的準確位置，保留各個分離的有效路徑的位置和功率；步驟3.3.1、在所有的有效的路徑的范圍內(nèi)搜索最大值，設(shè)定為局部最大的路徑位置，并記錄該位置信息；步驟3.3.2、將最大值周圍的設(shè)定范圍S內(nèi)的路徑全部認為是旁徑，并刪除該旁徑和相應(yīng)的最大徑；步驟3.3.3、判斷是否所有的有效路徑全部被刪除，如果否，則進行步驟3.3.2，如果是，則結(jié)束步驟3.3。
所述的步驟4根據(jù)多個小區(qū)的有效路徑的位置和功率，計算當前的定時調(diào)整命令，包含以下步驟步驟4.1、根據(jù)各個有效到達的路徑的時延信息，計算此時的信道時延擴展R設(shè)首條路徑到達的時間為P0、最后一條有效路徑到達時間為Pt，則R＝Pt-P0；
步驟4.2、根據(jù)接收系統(tǒng)的配置，計算當前的系統(tǒng)支持的估計窗長度的最大值WW＝floor(LChe/KCell)，式中，LChe是系統(tǒng)的初級窗長度，KCell是系統(tǒng)消息配置參數(shù)，函數(shù)floor(x)是指對x取整數(shù)部分；步驟4.3、當系統(tǒng)的時延擴展大于系統(tǒng)的估計窗長度，即R＞W(wǎng)時，進行步驟4.4；否則結(jié)束步驟4的虛擬估計窗檢測，輸出當前的估計窗首徑位置T，即得到T＝P0；步驟4.4、確定各個虛擬估計窗的位置，根據(jù)分離的有效路徑的位置和系統(tǒng)支持的估計窗的長度W，確定此時各個虛擬估計窗的可能的位置；根據(jù)如下方法確定各個虛擬估計窗的位置自第一條到達的有效路徑算起，向后長W的窗為第一個虛擬估計窗，然后是自第二條有效到達的路徑向后長W的窗為對應(yīng)的第二個虛擬估計窗，依次類推，直到獲取最后一個虛擬估計窗為止，當選取的某個虛擬估計窗中，落在該虛擬估計窗中的最后一條路徑為尾徑的時候，此時以尾徑的位置開始算起、向前取W的長度為實際該虛擬估計窗的位置；步驟4.5、計算各個虛擬估計窗的功率值；w(k)=Σi=0W-1ϵ1p1(k+i)+...ϵ2p2(k+i)+...+ϵnpn(k+i);]]>式中，pn(i)為第n個小區(qū)的有效路徑功率，可以是步驟3.2或者步驟3.3獲得的有效徑，當對應(yīng)的pn(i)在步驟3.2或者3.3中為無效時，則pn(i)＝0；εi為第i個小區(qū)的功率計算權(quán)重，滿足ε1+ε2+...+εn＝1，εi≥0，其中服務(wù)小區(qū)的權(quán)重可以比其他干擾小區(qū)的權(quán)重大，也可以各個小區(qū)全部一致，或者一個極端的例子為服務(wù)小區(qū)的權(quán)重為1而其他小區(qū)的權(quán)重為O，這樣定時估計窗將僅僅考慮服務(wù)小區(qū)的定時；步驟4.6、選取最大的權(quán)值w(k)所對應(yīng)的虛擬估計窗為最優(yōu)虛擬估計窗；步驟4.7、輸出最優(yōu)虛擬估計窗w(k)的起始值，即為虛擬首徑的位置T。
所述的步驟5包括以下步驟步驟5.1、當系統(tǒng)的時延擴展R大于等于系統(tǒng)的估計窗的值W時，執(zhí)行步驟5.3；否則執(zhí)行步驟5.2；步驟5.2、計算定時跟蹤點位置QQ＝Δ0+k×(W-R)/2；
其中，Δ0為預先設(shè)定的定時系統(tǒng)的捕捉窗的前提量，k為斜率調(diào)整系數(shù)；步驟5.3、判斷當前系統(tǒng)是否配置為使用滯回控制，配置為當使用滯回控制時，執(zhí)行步驟5.5，如果配置為不使用滯回控制時，執(zhí)行步驟5.4；步驟5.4、使用缺省定時跟蹤點作為當前的定時跟蹤點，令Q＝Q0，式中Q0為缺省的定時跟蹤點位置，Q0＝Δ0；并結(jié)束步驟5；步驟5.5、跟蹤點的滯回控制，根據(jù)當前的路徑的時延R，以及前次調(diào)整的定時跟蹤點Q的位置，確定新的定時跟蹤點，即計算新的Q設(shè)某個滯回點，所述的滯回點為系統(tǒng)定時發(fā)生調(diào)整的特殊點，設(shè)某個滯回點對應(yīng)的路徑時延的變化點為R1和R2，其對應(yīng)的定時起點為Q1和Q2，當前的跟蹤點為Q1時，當路徑時延超過R2時，定時起點由Q1跳轉(zhuǎn)成Q2，此后維持在Q2點的穩(wěn)定；直到當路徑時延低于R1且當前的跟蹤點為Q2時，定時起點由Q2跳轉(zhuǎn)成Q1，此后維持在Q1點的穩(wěn)定；當路徑時延超過R2時，而定時跟蹤點位于R1和R2之間的時候，此時的跟蹤點不發(fā)生變化。
所述的步驟6包括以下步驟步驟6.1、確定定時調(diào)整方向根據(jù)所獲得的定時跟蹤點的位置Q，確定當前幀需要調(diào)整的方向，當T＜Q時，系統(tǒng)定時需要向后拖延，反之當T＞Q則系統(tǒng)定時需要向前提前，當T＝Q時，定時系統(tǒng)維持先前的定時不變；步驟6.2、輸出定時誤差補償時間TOff＝T-Q；步驟6.3、當TOff大于定時最小調(diào)整步長TMaxAdj，需要根據(jù)當前的定時偏差情況，對TOff進行限幅，以防止定時調(diào)整過大。TMaxAdj為一個事先設(shè)定的調(diào)整量，也可以根據(jù)接收裝置的狀態(tài)動態(tài)變化。
所述的步驟7包含以下步驟步驟7.1、計算接收信號的信噪比或者接收信號的信號功率；步驟7.2、當接收信號功率或者接收信號的信噪比低于某個預先設(shè)定的門限時，執(zhí)行步驟7.5，否則執(zhí)行步驟7.3；步驟7.3、計算接收信號的時延譜的路徑搜索門限；步驟7.3.1、首先計算平均噪聲PNoise計算噪聲的平均值將利用到歷史的噪聲路徑的位置信息，通過對有關(guān)噪聲路徑上的時延譜求平均得到
PNoise=1FΣiϵψ-q(i);]]>步驟7.3.2、計算噪聲門限ThNoise通過將步驟7.3.1所述平均噪聲PNoise偏移事先設(shè)定的倍數(shù)KNoise得到噪聲門限ThNoise，即ThNoise＝PNoise*KNoise，式中，KNoise為預先設(shè)定的噪聲相對門限的偏移值；步驟7.3.3、計算最大值門限Thmax在濾波后的時延譜計中搜索最大值Pmax，并由該最大值Pmax偏移事先設(shè)定的倍數(shù)KMax，得到最大值門限ThMax，即ThMax＝PMax*KMax，式中，KMax為最大值的相對門限的偏移值；步驟7.3.4、選取路徑判決門限Th，其為噪聲門限ThNoise和最大值門限Thmax中的較大者，即Th＝max(ThNoise，Thmax)；步驟7.4、判斷接收信號的時延譜的路徑是否有超過門限者，如果沒有一個超過門限的有效路徑的出現(xiàn)，繼續(xù)步驟7.5；步驟7.5、不穩(wěn)定狀態(tài)保護更新定時調(diào)整裝置的時延譜濾波器的濾波器系數(shù)，和/或更新定時調(diào)整裝置的定時調(diào)整周期，和/或暫時關(guān)閉調(diào)整裝置的定時調(diào)整。
本發(fā)明提供的一種基于串行干擾消除的定時跟蹤和捕捉方法，可以顯著的克服同頻接收環(huán)境下的干擾，以及提高信道衰落造成的定時調(diào)整的準確性，有利于獲得準確的多小區(qū)的合理定時，提高接收系統(tǒng)性能。


圖1是本發(fā)明提供的基于串行干擾消除的定時跟蹤和捕捉方法的流程圖；圖2是本發(fā)明方法的步驟1中的基本串行干擾消除模塊對信號進行干擾消除的示意圖；圖3是本發(fā)明方法的步驟1中基于串行干擾消除的信道估計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)連接圖；圖4是本發(fā)明方法的步驟2多小區(qū)信道估計濾波的流程圖；圖5是本發(fā)明方法的步驟3多小區(qū)有效的路徑搜索的流程圖；
圖6是本發(fā)明方法的步驟3.2有效路徑判斷的示意圖；圖7是本發(fā)明方法的步驟3.3局部峰值搜索的示意圖；圖8是本發(fā)明方法的步驟4多小區(qū)(虛擬)定時估計窗計算的流程圖；圖9是本發(fā)明方法的步驟4.4確定各個虛擬估計窗的位置的示意圖；圖10是本發(fā)明方法的步驟5定時跟蹤點計算的流程圖；圖11是本發(fā)明方法的步驟5.5跟蹤點的滯回控制的示意圖；圖12是本發(fā)明方法的步驟7定時跟蹤穩(wěn)定性判斷的流程圖。
具體實施例方式
以下根據(jù)圖1～圖12具體說明本發(fā)明的一種較佳實施方式如圖1所示，為本發(fā)明提供的時分同步碼分多址通訊系統(tǒng)中基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法的流程圖，其包括以下步驟步驟1、基于串行干擾消除的多小區(qū)信道估計利用訓練序列對接收信道的信道情況進行估計，并求出信道估計的模p(k)；步驟2、多小區(qū)信道估計濾波；步驟3、多小區(qū)有效的路徑搜索；步驟4、多小區(qū)(虛擬)定時估計窗計算；步驟5、定時跟蹤點計算；步驟6、多小區(qū)聯(lián)合定時調(diào)整命令輸出；步驟7、定時跟蹤穩(wěn)定性判斷。
如圖3所示，所述的步驟1可采用串行干擾消除裝置，以串行的方式進行干擾消除，獲得信道估計，圖3中示意了一個兩級的串行干擾消除器，一個實際系統(tǒng)將按照性能的要求選擇干擾消除器的級數(shù)；所述的串行干擾消除裝置包含若干串聯(lián)的基本干擾消除模塊；如圖2所示，所述的基本干擾消除模塊對信號進行干擾消除，包含以下步驟步驟1.1、干擾重建干擾重建模塊對經(jīng)過干擾消除的信號進行重建，即e′＝din+dinst；其中din是殘量信號或者輸入信號，所述的殘量信號是指經(jīng)過上一級基本干擾消除模塊進行干擾消除以后的殘差信號，當基本干擾消除模塊處于第一級時，殘量信號就是輸入信號；dinst是上一級基本干擾消除模塊中重構(gòu)的干擾信號，當基本干擾消除模塊處于第一級時，干擾信號為零；步驟1.2、信號相關(guān)步驟1.2.1、相關(guān)器對各個干擾小區(qū)的接收信號或者重構(gòu)信號進行滑動相關(guān)，獲得各個小區(qū)在某個信道估計窗中的信道估計h，即h(i)=Σk=0N-1e'(t0+i+k)*s(k)*,i=1,2,3,...lest]]>其中e′(i)表示接收信號，或者是經(jīng)過干擾消除和重構(gòu)的信號；s(k)是本地產(chǎn)生的訓練序列；s(k)*是對本地訓練序列s(k)的共軛；t0是接收信號的初始位置，該點的值依賴于信道估計窗的起始點以及相應(yīng)的接收定時；lest是相關(guān)窗的長度；N是相關(guān)計算長度；步驟1.2.2、求出各個小區(qū)的信道估計的幅度值，即信道估計的模中dp(k)為dp(k)＝‖h(k)‖p；其中‖h(k)‖p是指對h(k)取p范數(shù)；p＝1時，對h(k)取模，p＝2時，對h(k)取功率；步驟1.3、有效路徑檢測步驟1.3.1、計算門限ThFTICThFTIC＝max(ThFTIC_X，ThFTIC_Y)；ThFTIC_X=maxi(dp(i))*Kmax;]]>ThFTIC_Y＝PNoise*KNoise；式中ThFTIC_X為最大值門限；Kmax為一個事先設(shè)定的門限偏移量；ThFTIC_Y為噪聲門限；KNoise為一個事先設(shè)定的偏移量，PNoise是噪聲功率，通過對當前的dp上的噪聲路徑進行平均計算得到，可以對所有的噪聲樣點都取平均獲得平均噪聲值，也可以通過對特定數(shù)目的噪聲徑的功率求平均，然后右移相應(yīng)位數(shù)得到噪聲平均功率Pnoise；步驟1.3.2、有效路徑檢測模塊從相關(guān)器中獲得的時延譜dp中，判斷由上一次路徑調(diào)整周期中所標識的有效路徑位置集合ψ上的路徑dp(i)是否超過門限ThFTIC，如果滿足dp(i)＞ThFTIC，則認為該路經(jīng)有效，所有的有效路徑的集合記為Φ，繼續(xù)執(zhí)行步驟1.4和1.5；否則，該路徑不參與步驟1.4的干擾重建和步驟1.5的消除運算；當判斷得到所有的路徑都不超過門限ThFTIC的時候，干擾重構(gòu)的信息為0，即此時不對這個小區(qū)進行信道估計和干擾消除；步驟1.4、信號重構(gòu)信號重構(gòu)模塊(Signal Regenerator)根據(jù)步驟1.3中判斷得到的有效路徑檢測中超過門限ThFTIC的信道估計h(k)和基本訓練序列信號s，重構(gòu)用于干擾消除的干擾信號Dreg(k)=h'*s=Σd=1Nh'(d)×(s(k-d));]]>其中*代表卷積運算；h′(i)為相關(guān)器獲得信道估計的值，這些信道估計的有效性由有效路徑檢測模塊的結(jié)果標識 s(i)是本地產(chǎn)生的訓練序列；步驟1.5、干擾消除干擾消除模塊在接收信號(或者先前的重構(gòu)信號)中，減掉重構(gòu)的干擾信號Dout(t)＝e′(t)-k*Dreg(t)；其中，Dreg(t)為信號重構(gòu)模塊的輸出；k為一個干擾消除系數(shù)，k值為介于0～1之間的實數(shù)；所述的基本干擾消除模塊的輸出包括步驟1.2的輸出h或dp，步驟1.4的輸出Dreg，步驟1.5的輸出Dout，其作為各個基本干擾消除模塊的輸出，并作為下一個基本干擾消除模塊的輸入；整個干擾消除裝置中最后一級的干擾消除模塊的輸出作為整個干擾消除裝置的輸出。
如圖4所示，所述的步驟2包含以下步驟步驟2.1、獲取根據(jù)步驟1得到的經(jīng)過干擾消除的各個小區(qū)信道估計時延譜dp(k)；步驟2.2、判斷本幀與上一幀之間是否發(fā)生定時調(diào)整，如果沒有發(fā)生定時調(diào)整，則執(zhí)行步驟2.6；如果發(fā)生定時調(diào)整，則進行步驟2.3；步驟2.3、計算序列的移位值Δ，輸出新的Δ值；累積的調(diào)整量為Δ0，令序列的移位值Δ＝mod(Δ0，K)，式中K為由通訊系統(tǒng)的設(shè)計所決定的接收系統(tǒng)的信道估計窗的長度；如果當某個移位序列估計窗長度不等于2的整次冪的時候，無法使用Δ＝mod(Δ0，K)求移位序列的偏移值，而需要使用Δ(n)＝Δ(n-1)+Φ(n-1)，式中腳標表示第n-1次調(diào)整，計算出新的Δ(n)以后，需要將Δ(n)限制在
的范圍內(nèi)，L為估計窗的長度；Δ(0)需要一次初始化操作，初始化的值可以是一個隨機數(shù)，或者采用Δ(0)＝mod(Δ0，K)的方法得到；步驟2.4、根據(jù)信道估計替代標志，判斷是否啟動信道估計替代，如果信道估計替代標志為無效，則進行步驟2.5，如果信道估計替代標志有效，則不啟動信道估計替代，進行步驟2.6；所述信道估計替代標志通過如下方法置為有效當定時Δ0增加時，即Δ0(n)＝Δ0(n-1)+1，式中n為平均的幀號n，同時設(shè)置回繞點為Δ0(n-1)；所述信道估計替代標志通過如下方法置為無效當定時Δ0減小時，即Δ0(n)＝Δ0(n-1)-1，啟動定時調(diào)整替代；步驟2.5、多小區(qū)信道估計替代操作；定時系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)的定時移動方向，在信道估計的濾波過程中，使用噪聲的均值替換回繞點的原始濾波數(shù)據(jù)；步驟2.6、多小區(qū)信道估計濾波；可根據(jù)如下方法得到qn+1(k)qn+1(k)=qn(k)×α+p(K-Δ+k)×(1-α),0≤k<Δqn(k)×α+p(k-Δ)×(1-α),Δ≤k≤K-1;]]>式中，α為濾波器系數(shù)，即遺忘因子；還可根據(jù)如下方法得到qn+1(k)qn+1(H×k+i)=qn(H×k+i)×α+(K-Δ+k)×(1-α),0≤k<Δqn(H×k+i)×α+p(k-Δ)×(1-α),Δ≤k≤K-1;]]>式中，i為采樣相位，i＝0，...H-1，H為過采樣倍速的變化。
如圖5所示，所述的步驟3對各個小區(qū)的有效路徑進行搜索，以獲得下一次干擾消除所需要的路徑信息和定時調(diào)整信息，包含以下步驟，各個步驟需要對于各個小區(qū)獨立運行步驟3.1、門限計算其計算路徑搜索的門限，該門限主要從時延譜的噪聲和所有到達的最大值信息門限得到，并在基于噪聲和最大值的兩個門限中選取較大值作為最終的有效路徑的判決門限Th，該判決門限用于步驟3.2的路徑判斷；步驟3.1.1、首先計算平均噪聲PNoise計算平均噪聲的值要利用到歷史的噪聲路徑的位置信息，通過對有關(guān)噪聲路徑上的時延譜求平均得到；PNoise=1FΣiϵψ-q(i);]]>步驟3.1.2、計算噪聲門限ThNoise通過將步驟3.1.1所述的平均噪聲PNoise偏移事先設(shè)定的倍數(shù)KNoise得到ThNoise，即ThNoise＝PNoise*KNoise；式中，KNoise為事先設(shè)定的噪聲相對門限的偏移值；步驟3.1.3、計算最大值門限Thmax在濾波后的時延譜中搜索最大值Pmax，并由該最大值Pmax偏移事先設(shè)定的倍數(shù)KMax，從而得到最大值門限Thmax，即ThMax＝PMax*KMax，式中，KMax為事先設(shè)定的最大值的相對門限的偏移值；步驟3.1.4、選取路徑判決門限Th，其為噪聲門限ThNoise和最大值門限Thmax中的較大者，即Th＝max(ThNoise，Thmax)；步驟3.2、有效路徑判斷如圖6所示，逐個判斷時延功率譜是否超過步驟3.1得到的門限Th，超過門限者，即被識別為有效路徑，沒有超過的，則被認為是噪聲路徑，并丟棄該路徑，同時記錄該噪聲和其所對應(yīng)的位置信息，形成有效路徑位置集合ψ；步驟3.3、局部峰值搜索如圖7所示，分離各條有效路徑，并計算各個有效路徑的準確位置，保留各個分離的有效路徑的位置和功率；步驟3.3.1、在所有的有效的路徑的范圍內(nèi)搜索最大值P10，設(shè)定為局部最大的路徑位置，并記錄該位置信息；步驟3.3.2、將最大值周圍的設(shè)定范圍S內(nèi)的路徑全部認為是旁徑，并刪除該旁徑和相應(yīng)的最大徑；步驟3.3.3、判斷是否所有的有效路徑全部被刪除，如果否，則進行步驟3.3.2，如果是，則結(jié)束步驟3.3；如圖8所示，所述的步驟4根據(jù)多個小區(qū)的有效路徑的位置和功率，計算當前的定時調(diào)整命令，包含以下步驟步驟4.1、根據(jù)各個有效到達的路徑的時延信息，計算此時的信道時延擴展R，設(shè)首條路徑到達的時間為P0、最后一條有效路徑到達時間為Pt，則R＝Pt-P0；步驟4.2、根據(jù)接收系統(tǒng)的配置，計算當前的系統(tǒng)支持的估計窗長度的最大值WW＝floor(LChe/KCell)，式中，LChe是系統(tǒng)的初級窗長度，KCell是系統(tǒng)消息配置參數(shù)，函數(shù)floor(x)是指對x取整數(shù)部分；步驟4.3、當系統(tǒng)的時延擴展大于系統(tǒng)的估計窗長度，即R＞W(wǎng)進行步驟4.4，否則結(jié)束步驟4的虛擬估計窗檢測，輸出當前得估計窗首徑位置T，即得到T＝P0；步驟4.4、確定各個虛擬估計窗的位置，根據(jù)分離的有效路徑的位置和系統(tǒng)支持的估計窗的長度W，確定此時各個虛擬估計窗的可能的位置；如圖9所示，根據(jù)如下方法確定各個虛擬估計窗的位置自第一條有效到達的路徑P1算起，向后長W的窗為第一個虛擬估計窗W1’，然后是自第二條有效到達的路徑P2向后長W的窗為對應(yīng)的第二個虛擬估計窗W2’，依次類推，直到獲取最后一個虛擬估計窗為止，當選取的第二個虛擬估計窗W2’中，落在該虛擬估計窗中W2’的最后一條路徑P4為尾徑的時候，此時以尾徑P4的位置開始算起、向前取W的長度為實際該虛擬估計窗W2的位置；步驟4.5、計算各個虛擬估計窗的功率值；w(k)=Σi=0W-1ϵ1p1(k+i)+...ϵ2p2(k+i)+...+ϵnpn(k+i);]]>式中，Pn(i)為第n個小區(qū)的有效路徑功率，可以是步驟3.2或者步驟3.3獲得的有效徑，當對應(yīng)的Pn(i)在步驟3.2或者3.3中為無效時，則Pn(i)＝0；
εi為第i個小區(qū)的功率計算權(quán)重，滿足ε1+ε2+...+εn＝1，εi≥0，其中服務(wù)小區(qū)的權(quán)重可以比其他干擾小區(qū)的權(quán)重大，也可以各個小區(qū)全部一致，或者一個極端的例子為服務(wù)小區(qū)的權(quán)重為1而其他小區(qū)的權(quán)重為O，這樣定時估計窗將僅僅考慮服務(wù)小區(qū)的定時；步驟4.6、選取最大的權(quán)值w(k)所對應(yīng)的虛擬估計窗為最優(yōu)虛擬估計窗；步驟4.7、輸出最優(yōu)虛擬估計窗w(k)的起始值，即為虛擬首徑的位置T。
如圖10所示，所述的步驟5包括以下步驟步驟5.1、當系統(tǒng)的時延擴展R大于等于系統(tǒng)的估計窗的值W時，執(zhí)行步驟5.3；否則執(zhí)行步驟5.2；步驟5.2、計算定時跟蹤點位置QQ＝Δ0+k×(W-R)/2；其中，Δ0為預先設(shè)定的定時系統(tǒng)的捕捉窗的前提量，k為斜率調(diào)整系數(shù)；步驟5.3、判斷當前系統(tǒng)是否配置為使用滯回控制，配置為當使用滯回控制時，執(zhí)行步驟5.5，如果配置為不使用滯回控制時，執(zhí)行步驟5.4；步驟5.4、使用缺省定時跟蹤點作為當前的定時跟蹤點，令Q＝Q0，式中Q0為缺省的定時跟蹤點位置，Q0＝Δ0；并結(jié)束步驟5；步驟5.5、跟蹤點的滯回控制，根據(jù)當前的路徑的時延R，以及前次調(diào)整的定時跟蹤點Q的位置，確定新的定時跟蹤點，即計算新的Q如圖11所示，設(shè)某個滯回點，所述的滯回點為系統(tǒng)定時發(fā)生調(diào)整的特殊點，設(shè)某個滯回點對應(yīng)的路徑時延的變化點為R1和R2，其對應(yīng)的定時起點為Q1和Q2，當前的跟蹤點為Q1時，當路徑時延超過R2時，定時起點由Q1跳轉(zhuǎn)成Q2，此后維持在Q2點的穩(wěn)定；直到當路徑時延低于R1且當前的跟蹤點為Q2時，定時起點由Q2跳轉(zhuǎn)成Q1，此后維持在Q1點的穩(wěn)定；當路徑時延超過R2時，而定時跟蹤點位于R1和R2之間的時候，此時的跟蹤點不發(fā)生變化。
所述的步驟6包括以下步驟步驟6.1、確定定時調(diào)整方向根據(jù)所獲得的定時跟蹤點的位置Q，確定當前幀需要調(diào)整的方向，當T＜Q時，系統(tǒng)定時需要向后拖延，反之當T＞Q則系統(tǒng)定時需要向前提前，當T＝Q時，定時系統(tǒng)維持先前的定時不變；步驟6.2、輸出定時誤差補償時間TOff＝T-Q；步驟6.3、當TOff大于定時最小調(diào)整步長TMaxAdj，需要根據(jù)當前的定時偏差情況，對TOff進行限幅，以防止定時調(diào)整過大。TMaxAdj為一個事先設(shè)定的調(diào)整量，也可以根據(jù)接收裝置的狀態(tài)動態(tài)變化。
如圖12所示，所述的步驟7包含以下步驟步驟7.1、計算接收信號的信噪比或者接收信號的信號功率；步驟7.2、當接收信號功率或者接收信號的信噪比低于某個預先設(shè)定的門限時，執(zhí)行步驟7.5，否則執(zhí)行步驟7.3；步驟7.3、計算接收信號的時延譜的路徑搜索門限；步驟7.3.1、首先計算平均噪聲Noise計算噪聲的平均值將利用到歷史的噪聲路徑的位置信息，通過對有關(guān)噪聲路徑上的時延譜求平均得到PNoise=1FΣiϵψ-q(i);]]>步驟7.3.2、計算噪聲門限ThNoise通過將步驟7.3.1所述平均噪聲PNoise偏移事先設(shè)定的倍數(shù)KNoise得到噪聲門限ThNoise，即ThNoise＝PNoise*KNoise，式中，KNoise為預先設(shè)定的噪聲相對門限的偏移值；步驟7.3.3、計算最大值門限Thmax在濾波后的時延譜計中搜索最大值Pmax，并由該最大值Pmax偏移事先設(shè)定的倍數(shù)KMax，得到最大值門限ThMax，即ThMax＝PMax*KMax，式中，KMax為最大值的相對門限的偏移值；步驟7.3.4、選取路徑判決門限Th，其為噪聲門限ThNoise和最大值門限Thmax中的較大者，即Th＝max(ThNoise，Thmax)；步驟7.4、判斷接收信號的時延譜的路徑是否有超過門限者，如果沒有一個超過門限的有效路徑的出現(xiàn)，繼續(xù)步驟7.5；步驟7.5、不穩(wěn)定狀態(tài)保護更新定時調(diào)整裝置的時延譜濾波器的濾波器系數(shù)，和/或更新定時調(diào)整裝置的定時調(diào)整周期，和/或暫時關(guān)閉調(diào)整裝置的定時調(diào)整。
本發(fā)明提供的一種基于串行干擾消除的定時跟蹤和捕捉方法，可以顯著的克服同頻接收環(huán)境下的干擾，以及提高信道衰落造成的定時調(diào)整的準確性，有利于獲得準確的多小區(qū)的合理定時，提高接收系統(tǒng)性能。
權(quán)利要求
1.一種基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1、基于串行干擾消除的多小區(qū)信道估計利用訓練序列對接收信道的信道情況進行估計，并求出信道估計的模p(k)；步驟2、多小區(qū)信道估計濾波；步驟3、多小區(qū)有效的路徑搜索；步驟4、多小區(qū)(虛擬)定時估計窗計算；步驟5、定時跟蹤點計算；步驟6、多小區(qū)聯(lián)合定時調(diào)整命令輸出；步驟7、定時跟蹤穩(wěn)定性判斷。
2.如權(quán)利要求1所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟1采用串行干擾消除裝置，以串行的方式進行干擾消除，獲得信道估計。
3.如權(quán)利要求2所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的串行干擾消除裝置包含若干串行的基本干擾消除模塊；所述的基本干擾消除模塊對信號進行干擾消除，包含以下步驟步驟1.1、干擾重建干擾重建模塊對經(jīng)過干擾消除的信號進行重建e′＝din+dinst；其中din是殘量信號或者輸入信號，所述的殘量信號是指經(jīng)過上一級基本干擾消除模塊進行干擾消除以后的殘差信號，當基本干擾消除模塊處于第一級時，殘量信號就是輸入信號；dinst是上一級基本干擾消除模塊中重構(gòu)的干擾信號，當基本干擾消除模塊處于第一級時，干擾信號為零；步驟1.2、信號相關(guān)；步驟1.3、有效路徑檢測；步驟1.4、信號重構(gòu)信號重構(gòu)模塊根據(jù)步驟1.3中判斷得到的有效路徑檢測中超過門限ThFTIC的信道估計h(k)和基本訓練序列信號s，重構(gòu)用于干擾消除的干擾信號Dreg(k)=h′*s=Σd=1Nh′(d)×(s(k-d));]]>其中*代表卷積運算；h′(i)為相關(guān)器獲得信道估計的值，這些信道估計的有效性由有效路徑檢測模塊的結(jié)果標識 s(i)是本地產(chǎn)生的訓練序列；步驟1.5、干擾消除干擾消除模塊在接收信號(或者先前的重構(gòu)信號)中，減掉重構(gòu)的干擾信號Dout(t)＝e′(t)-k*Dreg(t)；其中，Dreg(t)為信號重構(gòu)模塊的輸出；k為一個干擾消除系數(shù)，k值為介于0～1之間的實數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟1.2信號相關(guān)包含以下步驟步驟1.2.1、相關(guān)器對各個干擾小區(qū)的接收信號或者重構(gòu)信號進行滑動相關(guān)，獲得各個小區(qū)在某個信道估計窗中的信道估計h，即h(i)=Σk=0N-1e′(t0+i+k)*s(k)*,i=1,2,3,...lest]]>其中e′(i)表示接收信號，或者是經(jīng)過干擾消除和重構(gòu)的信號；s(k)是本地產(chǎn)生的訓練序列；s(k)*是對本地訓練序列s(k)的共軛；t0是接收信號的初始位置，該點的值依賴于信道估計窗的起始點以及相應(yīng)的接收定時；lest是相關(guān)窗的長度；N是相關(guān)計算長度；步驟1.2.2、求出各個小區(qū)的信道估計的幅度值，即信道估計的模dp(k)為dp(k)＝||h(k)||p；其中||h(k)||p是指對h(k)取p范數(shù)；p＝1時，對h(k)取模，p＝2時，對h(k)取功率。
5.如權(quán)利要求3所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟1.3有效路徑檢測包含以下步驟步驟1.3.1、計算門限ThFTICThFTIC＝max(ThFTIC_X，ThFTIC_Y)；ThFTIC_X=maxi(dp(i))*Kmax;]]>ThFTIC_Y＝PNoise*KNoise；式中ThFTIC_X為最大值門限；Kmax為一個事先設(shè)定的門限偏移量；ThFTIC_Y為噪聲門限；KNoise為一個事先設(shè)定的偏移量；PNoise是噪聲功率，通過對當前的dp上的噪聲路徑進行平均計算得到，可以對所有的噪聲樣點都取平均獲得平均噪聲值，也可以通過對特定數(shù)目的噪聲徑的功率求平均，然后右移相應(yīng)位數(shù)得到噪聲平均功率Pnoise；步驟1.3.2、有效路徑檢測模塊從相關(guān)器中獲得的時延譜dp中，判斷由上一次路徑調(diào)整周期中所標識的有效路徑位置集合Ψ上的路徑dp(i)是否超過門限ThFTIC，如果滿足dp(i)＞ThFTIC，則認為該路經(jīng)有效，所有的有效路徑的集合記為Φ，繼續(xù)執(zhí)行步驟1.4和1.5；否則，該路徑不參與步驟1.4的干擾重建和步驟1.5的消除運算。
6.如權(quán)利要求5所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟1.3.2中，當判斷得到所有的路徑都不超過門限ThFTIC的時候，干擾重構(gòu)的信息為0，即此時不對這個小區(qū)進行信道估計和干擾消除。
7.如權(quán)利要求1所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟2包括以下步驟步驟2.1、獲取根據(jù)步驟1得到的經(jīng)過干擾消除的各個小區(qū)信道估計時延譜dp(k)；步驟2.2、判斷本幀與上一幀之間是否發(fā)生定時調(diào)整，如果沒有發(fā)生定時調(diào)整，則執(zhí)行步驟2.6；如果發(fā)生定時調(diào)整，則進行步驟2.3；步驟2.3、計算序列的移位值Δ，輸出新的Δ值；累積的調(diào)整量為Δ0，令序列的移位值Δ＝mod(Δ0，K)，式中K為由通訊系統(tǒng)的設(shè)計所決定的接收系統(tǒng)的信道估計窗的長度；步驟2.4、根據(jù)信道估計替代標志，判斷是否啟動信道估計替代，如果信道估計替代標志為無效，則進行步驟2.5，如果信道估計替代標志有效，則不啟動信道估計替代，進行步驟2.6；步驟2.5、多小區(qū)信道估計替代操作；定時系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)的定時移動方向，在信道估計的濾波過程中，使用噪聲的均值替換回繞點的原始濾波數(shù)據(jù)；步驟2.6、多小區(qū)信道估計濾波。
8.如權(quán)利要求7所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟2.3中，如果當某個移位序列估計窗長度不等于2的整次冪的時候，使用Δ(n)＝Δ(n-1)+Φ(n-1)求移位序列的偏移值，式中，腳標表示第n-1次調(diào)整，計算出新的Δ(n)以后，需要將Δ(n)限制在
的范圍內(nèi)，L為估計窗的長度；Δ(0)需要一次初始化操作，初始化的值可以是一個隨機數(shù)，或者采用Δ(0)＝mod(Δ0，K)的方法得到。
9.如權(quán)利要求7所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，步驟2.4中，所述信道估計替代標志通過如下方法置為有效當定時Δ0增加時，即Δ0(n)＝Δ0(n-1)+1，式中n為平均的幀號n，同時設(shè)置回繞點為Δ0(n-1)。
10.如權(quán)利要求7所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，步驟2.4中，所述信道估計替代標志通過如下方法置為無效當定時Δ0減小時，即Δ0(n)＝Δ0(n-1)-1，啟動定時調(diào)整替代。
11.如權(quán)利要求7所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，步驟2.6中，可根據(jù)如下方法進行多小區(qū)信道估計濾波，得到qn+1(k)qn+1(k)=qn(k)×α+p(k-Δ+k)×(1-α),0≤k<Δqn(k)×α+p(k-Δ)×(1-α),Δ≤k≤K-1;]]>式中，α為濾波器系數(shù)，即遺忘因子。
12.如權(quán)利要求7所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，步驟2.6中，可根據(jù)如下方法進行多小區(qū)信道估計濾波，得到qn+1(k)qn+1(H×k+1)=qn(H×k+i)×α+p(K-Δ+k)×(1-α),0≤k<0qn(H×k+i)×α+p(k-Δ)×(1-α),Δ≤k≤K-1;]]>式中，i為采樣相位，i=0，...H-1，H為過采樣倍速的變化。
13.如權(quán)利要求1所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟3對各個小區(qū)的有效路徑進行搜索，以獲得下一次干擾消除所需要的路徑信息和定時調(diào)整信息，包含以下步驟，各個步驟需要對于各個小區(qū)獨立運行步驟3.1、門限計算計算路徑搜索的門限，該門限從時延譜的噪聲和所有到達的最大值信息門限得到，并在基于噪聲和最大值的兩個門限中選取較大值作為最終的有效路徑的判決門限Th，該判決門限用于步驟3.2的路徑判斷；步驟3.2、路徑判斷逐個判斷時延功率譜是否超過步驟3.1得到的門限Th，超過門限者，即被識別為有效路徑，沒有超過的，則被認為是噪聲路徑，并丟棄該路徑，同時記錄該噪聲和其所對應(yīng)的位置信息，形成有效路徑位置集合Ψ；步驟3.3、局部峰值搜索分離各條有效路徑，并計算各個有效路徑的準確位置，保留各個分離的有效路徑的位置和功率。
14.如權(quán)利要求13所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟3.1包含以下步驟步驟3.1.1、計算平均噪聲PNoise計算平均噪聲的值要利用到歷史的噪聲路徑的位置信息，通過對有關(guān)噪聲路徑上的時延譜求平均得到PNoise=1FΣi∈Ψ-q(i);]]>步驟3.1.2、計算噪聲門限ThNoise通過將步驟3.1.1所述的平均噪聲PNoise偏移事先設(shè)定的倍數(shù)KNoise得到ThNoise，即ThNoise＝PNoise*KNoise；式中，KNoise為事先設(shè)定的噪聲相對門限的偏移值；步驟3.1.3、計算最大值門限Thmax在濾波后的時延譜q中搜索最大值Pmax，并由該最大值P偏移事先設(shè)定的倍數(shù)KMax，從而得到最大值門限Thmax，即ThMax＝PMax*KMax，式中，KMax為事先設(shè)定的最大值的相對門限的偏移值；步驟3.1.4、選取路徑判決門限Th，其為噪聲門限ThNoise和最大值門限Thmax中的較大者，即Th＝max(ThNoise，Thmax)。
15.如權(quán)利要求13所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟3.3包含以下步驟步驟3.3.1、在所有的有效的路徑的范圍內(nèi)搜索最大值，設(shè)定為局部最大的路徑位置，并記錄該位置信息；步驟3.3.2、將最大值周圍的設(shè)定范圍S內(nèi)的路徑全部認為是旁徑，并刪除該旁徑和相應(yīng)的最大徑；步驟3.3.3、判斷是否所有的有效路徑全部被刪除，如果否，則進行步驟3.3.2，如果是，則結(jié)束步驟3.3。
16.如權(quán)利要求1所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟4根據(jù)多個小區(qū)的有效路徑的位置和功率，計算當前的定時調(diào)整命令，包含以下步驟步驟4.1、根據(jù)各個有效到達的路徑的時延信息，計算此時的信道時延擴展R設(shè)首條路徑到達的時間為P0、最后一條有效路徑到達時間為Pt，則R＝Pt-P0；步驟4.2、根據(jù)接收系統(tǒng)的配置，計算當前的系統(tǒng)支持的估計窗長度的最大值W∶W＝floor(LChe/KCell)，式中，LChe是系統(tǒng)的初級窗長度，KCell是系統(tǒng)消息配置參數(shù)，函數(shù)floor(x)是指對x取整數(shù)部分；步驟4.3、當系統(tǒng)的時延擴展大于系統(tǒng)的估計窗長度，即R＞W(wǎng)時，進行步驟4.4；否則結(jié)束步驟4的虛擬估計窗檢測，輸出當前的估計窗首徑位置T，即得到T＝P0；步驟4.4、確定各個虛擬估計窗的位置，根據(jù)分離的有效路徑的位置和系統(tǒng)支持的估計窗的長度W，確定此時各個虛擬估計窗的可能的位置；步驟4.5、計算各個虛擬估計窗的功率值；w(k)=Σi=0W-1ϵ1p1(k+i)+...ϵ2p2(k+i)+...+ϵnpn(k+i);]]>式中，Pn(i)為第n個小區(qū)的有效路徑功率，可以是步驟3.2或者步驟3.3獲得的有效徑，當對應(yīng)的pn(i)在步驟3.2或者3.3中為無效時，則pn(i)＝0；εi為第i個小區(qū)的功率計算權(quán)重，滿足ε1+ε2+...+εn＝1，ε1≥0，其中服務(wù)小區(qū)的權(quán)重可以比其他干擾小區(qū)的權(quán)重大，也可以各個小區(qū)全部一致，或者服務(wù)小區(qū)的權(quán)重為1而其他小區(qū)的權(quán)重為0；步驟4.6、選取最大的權(quán)值w(k)所對應(yīng)的虛擬估計窗為最優(yōu)虛擬估計窗；步驟4.7、輸出最優(yōu)虛擬估計窗w(k)的起始值，即為虛擬首徑的位置T。
17.如權(quán)利要求16所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟4.4中，根據(jù)如下方法確定各個虛擬估計窗的位置自第一條到達的有效路徑算起，向后長W的窗為第一個虛擬估計窗，然后是自第二條有效到達的路徑向后長W的窗為對應(yīng)的第二個虛擬估計窗，依次類推，直到獲取最后一個虛擬估計窗為止，當選取的某個虛擬估計窗中，落在該虛擬估計窗中的最后一條路徑為尾徑的時候，此時以尾徑的位置開始算起、向前取W的長度為實際該虛擬估計窗的位置。
18.如權(quán)利要求1所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟5包括以下步驟步驟5.1、當系統(tǒng)的時延擴展R大于等于系統(tǒng)的估計窗的值W時，執(zhí)行步驟5.3；否則執(zhí)行步驟5.2；步驟5.2、計算定時跟蹤點位置QQ＝Δ0+k×(W-R)/2；其中，Δ0為預先設(shè)定的定時系統(tǒng)的捕捉窗的前提量，k為斜率調(diào)整系數(shù)；步驟5.3、判斷當前系統(tǒng)是否配置為使用滯回控制，配置為當使用滯回控制時，執(zhí)行步驟5.5，如果配置為不使用滯回控制時，執(zhí)行步驟5.4；步驟5.4、使用缺省定時跟蹤點作為當前的定時跟蹤點，令Q＝Q0，式中Q0為缺省的定時跟蹤點位置，Q0＝Δ0；并結(jié)束步驟5；步驟5.5、跟蹤點的滯回控制，根據(jù)當前的路徑的時延R，以及前次調(diào)整的定時跟蹤點Q的位置，確定新的定時跟蹤點，即計算新的Q。
19.如權(quán)利要求18所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟5.5跟蹤點的滯回控制的過程為設(shè)某個滯回點，所述的滯回點為系統(tǒng)定時發(fā)生調(diào)整的特殊點，設(shè)某個滯回點對應(yīng)的路徑時延的變化點為R1和R2，其對應(yīng)的定時起點為Q1和Q2，當前的跟蹤點為Q1時，當路徑時延超過R2時，定時起點由Q1跳轉(zhuǎn)成Q2，此后維持在Q2點的穩(wěn)定；直到當路徑時延低于R1且當前的跟蹤點為Q2時，定時起點由Q2跳轉(zhuǎn)成Q1，此后維持在Q1點的穩(wěn)定；當路徑時延超過R2時，而定時跟蹤點位于R1和R2之間的時候，此時的跟蹤點不發(fā)生變化。
20.如權(quán)利要求1所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟6包括以下步驟步驟6.1、確定定時調(diào)整方向根據(jù)所獲得的定時跟蹤點的位置Q，確定當前幀需要調(diào)整的方向，當T＜Q時，系統(tǒng)定時需要向后拖延，反之當T＞Q則系統(tǒng)定時需要向前提前，當T＝Q時，定時系統(tǒng)維持先前的定時不變；步驟6.2、輸出定時誤差補償時間TOff＝T-Q；步驟6.3、當TOff大于定時最小調(diào)整步長TMaxAdj，需要根據(jù)當前的定時偏差情況，對TOff進行限幅；TMaxAdj為一個事先設(shè)定的調(diào)整量，也可以根據(jù)接收裝置的狀態(tài)動態(tài)變化。
21.如權(quán)利要求1所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟7包括以下步驟步驟7.1、計算接收信號的信噪比或者接收信號的信號功率；步驟7.2、當接收信號功率或者接收信號的信噪比低于某個預先設(shè)定的門限時，執(zhí)行步驟7.5，否則執(zhí)行步驟7.3；步驟7.3、計算接收信號的時延譜的路徑搜索門限；步驟7.4、判斷接收信號的時延譜的路徑是否有超過門限者，如果沒有一個超過門限的有效路徑的出現(xiàn)，繼續(xù)步驟7.5；步驟7.5、不穩(wěn)定狀態(tài)保護更新定時調(diào)整裝置的時延譜濾波器的濾波器系數(shù)，和/或更新定時調(diào)整裝置的定時調(diào)整周期，和/或暫時關(guān)閉調(diào)整裝置的定時調(diào)整。
22.如權(quán)利要求21所述的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉方法，其特征在于，所述的步驟7.3包括以下步驟步驟7.3.1、首先計算平均噪聲PNoise計算噪聲的平均值將利用到歷史的噪聲路徑的位置信息，通過對有關(guān)噪聲路徑上的時延譜求平均得到PNoise=1FΣi∈ψ-(i);]]>步驟7.3.2、計算噪聲門限ThNoise通過將步驟7.3.1所述平均噪聲PNoise偏移事先設(shè)定的倍數(shù)KNoise得到噪聲門限ThNoise，即ThNoise＝PNoise*KNoise式中，KNoise為預先設(shè)定的噪聲相對門限的偏移值；步驟7.3.3、計算最大值門限Thmax在濾波后的時延譜計中搜索最大值Pmax，并由該最大值Pmax偏移事先設(shè)定的倍數(shù)KMax，得到最大值門限ThMax，即ThMax＝PMax*KMax，式中，KMax為最大值的相對門限的偏移值；步驟7.3.4、選取路徑判決門限Th，其為噪聲門限ThNoise和最大值門限Thmax中的較大者，即Th＝max(ThNoise，Thmax)。
全文摘要
一種基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉的方法，包括以下步驟步驟1基于串行干擾消除的多小區(qū)信道估計；步驟2多小區(qū)信道估計濾波；步驟3多小區(qū)有效的路徑搜索；步驟4多小區(qū)(虛擬)定時估計窗計算；步驟5定時跟蹤點計算；步驟6多小區(qū)聯(lián)合定時調(diào)整命令輸出；步驟7定時跟蹤穩(wěn)定性判斷。本發(fā)明提供的基于串行干擾消除的定時跟蹤系統(tǒng)的定時跟蹤和捕捉的方法，可以顯著地克服同頻接收環(huán)境下的干擾，以及提高信道衰落造成的定時調(diào)整的準確性，有利于獲得準確的多小區(qū)的合理定時，提高接收系統(tǒng)性能。
文檔編號H04B7/26GK1953360SQ20061011701
公開日2007年4月25日 申請日期2006年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月11日
發(fā)明者王炳立, 謝一寧 申請人:凱明信息科技股份有限公司