專利名稱：展頻接收器中部分碼片相關性計算裝置及方法
展頻接收器中部分碼片相關性計算裝置及方法
技術領域：
本發明涉及展頻信號接收器，特別是涉及展頻信號接收器中的部分碼片相 關性計算裝置及方法。
背景技術：
在展頻通信系統中，接收信號的輸入數據流是以串行展頻碼而加以調制。
例如，在GPS全球定位系統中，使用C/A碼來調制信號。在接收展頻信號的接 收器中，必須產生復制碼(local code replica)以及對復制碼與所接收的信號進4亍相 關性計算，用以將信號解展頻。
為了以足夠的效率、分辨率和準確性來獲取及追蹤衛星，常利用部分碼片 相關性計算(fractional chip correlation )。在部分碼片相關性計算中，復制碼的延 遲版本與所接收的信號進行相關性計算，通過對延遲版本與原始版本分別與所 接收的碼進行相關性計算而決定其中的哪一個版本是最準確的版本，以使本地 碼與衛星所接收的碼同步。在實踐中，用于部分碼片相關性計算的延遲碼片間 隔(Delayed chip space)在獲得才莫式中至多為1/2個碼片間隔。在追蹤才莫式 (acquisition mode)中，部分碼片間隔應該更小，例如，為1/4個碼片或者甚至1/8 個碼片以提供足夠的準確性，這是因為在定位時一個碼片表示為300米的范圍。 圖1是現有技術中接收器中部分碼片相關性計算裝置的結構示意圖，在圖 中，碼片間隔為1/4碼片。圖2是圖1中在部分碼片相關性計算裝置的各部件中 顯示的波形圖。為了以1/4碼片的碼片間隔來實行部分碼片相關性計算，相關器 必須以取樣速率fs的四倍的速度操作。將通過接收器所接收的信號降轉換 (down-converted)并將其數字化成IF (中頻)信號，中頻信號在高取樣速率fs 下進4亍取樣，例如，fs = 8fc (fd良頻系統的碼片率)。然后，通過閂鎖器ll 將中頻信號鎖定，通過積分單元12降取樣信號。將P爭取樣信號的取樣頻率fs降 低至4fc。如圖2所示，經降取樣的信號的樣本不如輸入信號密集。然后將降取 樣的信號傳輸到四個相關器140、142、144和146用以與復制碼及復制碼的 延遲版本進行相關性計算，復制碼是由復制碼產生器16所產生，復制碼的延遲 版本分別經過延遲單元202、 204和206所延遲。明確而言，相關器140計算 信號與無延遲的復制碼之間的相關性；相關器142計算信號與來自于延遲單元 202的延遲1/4碼片的復制碼的相關性；相關器144計算信號與延遲1/2碼片的 復制碼的相關性；相關器146計算信號與延遲3/4碼片的復制碼的相關性。各種 版本的復制碼的波形圖顯示在圖2中。
在上述實例中，為了跟上(keepupwith)部分碼片的碼傳輸，相關性計算在高 取樣速率下執行，在本例中其取樣速率為4fc。高操作速度導致較大功率消耗， 其對于碼分多址(Code-Division Multiple Access, CDMA)接收器來說是一個關鍵 問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種用于展頻接收器中的部分碼片相關性計算裝置， 接收器用于接收以展頻碼調制的信號，本發明還揭示一種用來對展頻接收器所 接收的展頻信號進行部分碼片相關性計算的方法。通過使用依據本發明的部分 碼片相關性計算，可以顯著降低接收器的功率消耗。
依據本發明，部分碼片相關性計算裝置包括第一閂鎖器，接收輸入信號并 輸出該輸入信號與該輸入信號的至少一個延遲版本；多個積分單元，分別積分 該輸入信號和該輸入信號的至少一個延遲版本以P爭取樣該多個信號；多個第二 閂鎖器，分別連接到積分單元以對齊(aligning)該多個降取樣的信號；以及多 個相關器，分別連接到該多個第二閂鎖器用以計算該多個信號與復制碼的相關 性。該輸入信號的至少一個延遲版本具有以所需碼片間隔或者以該碼片間隔的 倍數為勤出的一段延遲。此外，除了計算該輸入信號與復制碼的相關性，該多 個相關器還計算該輸入信號與復制碼的延遲版本的相關性。依據本發明，該方 法用以對展頻信號進行部分碼片相關性計算，該方法包括接收信號；閂鎖該信 號用以輸出該信號及其至少一個延遲版本；積分該信號及其至少一個延遲版本 以降取樣該多個信號；閂鎖該多個降取樣的信號以使該多個信號互相對齊；以 及分別計算該多個降取樣的信號與復制碼的相關性。該輸入信號的延遲版本是 延遲以所需碼片間隔或該碼片間隔的倍數為基礎的一段延遲。除了計算該輸入 信號和其至少一個延遲版本與本地碼復制碼的相關性，該方法還包括計算該多 個信號與本地碼復制碼的延遲版本的相關性。
對比上述現有技術，依據本發明的部分碼片相關性計算裝置中的相關器以
極低的速度操作，即依據本發明的部分碼片相關性計算裝置中的相關器的計算 量不致如此繁重，故可以將功率消耗控制在一較低程度，進而符合基于碼分多 址技術的展頻接收器的需求。
圖1是現有技術中接收器中部分碼片相關性計算裝置的結構示意圖。
圖2是圖1中在部分碼片相關性計算裝置的各部件中顯示的波形圖。 圖3是本發明一實施例提供的接收器中部分碼片相關性計算裝置的結構圖。 圖4顯示圖3中在部分碼片相關性計算裝置中的各部件的波形圖。 圖5是根據本發明另一實施例提供接收器中部分碼片相關性計算裝置的結 構示意圖。
圖6是圖5中在部分碼片相關性計算裝置的各部件中顯示的波形圖。
具體實施方式
圖3是本發明一實施例提供的接收器中部分碼片相關性計算裝置的結構圖。 在依據本發明一實施例提供的接收器(例如GPS全球定位系統接收器等的 CDMA碼分多址接收器)中的部分碼片相關性計算裝置中，先將由接收器所接 收的輸入信號降轉換為中頻信號，然后傳給閂鎖器31用以將信號在適當的時間 傳輸到后續部件。例如，將具有取樣速率fs = 8fc的輸入信號傳給四個積分單元 320、 322、 324和326。積分單元320進行積分以在沒有任何延遲的情況下降取 樣信號，積分單元322、 324和326以不同的延遲來積分收到的樣本用以降取樣 信號。圖4顯示圖3中在部分碼片相關性計算裝置中的各部件的波形圖。在本 實施例中，積分單元322對信號進行積分以1/4碼片的延遲降取樣信號；積分單 元324對信號進行積分以1/2碼片的延遲P爭取樣信號；積分單元326對信號進行 積分以3/4碼片的延遲降取樣信號。以上各種延遲是由閂鎖器31來控制。在圖 4中顯示這些降取樣信號的波形。部分碼片相關性計算裝置尚具有分別與積分單 元320、 322、 324和326相連接的四個閂鎖器330、 332、 334、 336,用以對齊 具有不同延遲的各個信號的降取樣的樣本，其波形圖顯示在圖4中。然后，這 些經閂鎖而具有不同延遲的降取樣的信號通過相關器340、 342、 344和346 分別與由復制碼產生器36所產生的復制碼(local code replica)進行相關性計算。 利用本架構，相關器340、 342、 344和346以取樣率fs = fc的速度操作。對 比上述的現有技術，依據本發明的部分碼片相關性計算裝置中的相關器以極低 的速度操作，即，依據本發明提供的部分碼片相關性計算裝置中的相關器的計 算量不致如此繁重，可以將其功率消耗控制在一較低程度。
圖5是根據本發明另一實施例提供接收器中部分碼片相關性計算裝置的結 構示意圖。此外，圖6是圖5中在部分碼片相關性計算裝置的各部件中顯示的 波形圖。在上述實施例中，輸入信號延遲為不同的延遲版本，而復制碼則保持 相同的延遲。而在本實施例中，輸入信號與復制碼都被延遲。本實施例中相關 性計算裝置包括有閂鎖器51用以確保將已收到的中頻信號在適當的時間傳輸到 后續部件，其中，已收到的中頻信號是通過接收器所接收的輸入信號降轉換而 成。例如，所接收的中頻信號擁有fs = 8fc的取樣速率。然后，通過積分單元 520和525分別以無延遲和以1/2碼片延遲將信號降取樣。由閂鎖器51來控制 延遲，在圖6中顯示相應的波形圖。將沒有延遲的和以1/2碼片延遲的降取樣的 信號分別傳給閂鎖器530和535以便獲得如圖6中所示的互相對齊。將來自閂 鎖器530的信號傳輸給相關器540和542用以分別與由復制碼產生器56所產生 的復制碼和復制碼的延遲版本分別進行相關性計算。復制碼的延遲版本通過使 用延遲單元602而產生，用于以1/4碼片來延遲復制碼。另 一方面，將來自于閂 鎖器535的信號傳輸到相關器544和546用以分別與復制碼和復制碼的延遲版 本進行相關性計算。如上所述，通過延遲單元602以1/4碼片延遲復制碼的延遲 版本，這些相應波形圖是顯示在圖6中。在本實施例中，通過積分單元520和 522降取樣高取樣速率fs = 8fc的信號之后，用于隨后組件的操作取樣率將降低 至2fc，因此，四個相關器540、 542、 544與546也以取才羊率fs = 2fc的速度 操作，進而可以顯著降低其功率消耗。
按照本發明，由接收器所接收的輸入信號而降轉換的中頻信號以不同的延 遲(例如1/4碼片、1/2碼片、3/4碼片)而延遲用以產生輸入信號的至少一個延 遲版本。然后將輸入信號和輸入信號的延遲版本降取樣用以降低取樣速率。將 這些降取樣的信號通過各個閂鎖器來閂鎖用以確保互相對齊，然后，通過各自 的相關器對已對齊的信號與復制碼進行相關性計算。相對應的，對于已對齊的 信號與復制碼和其至少一個延遲版本是通過各個的相關器分別進行相關性計 算。例如，將復制碼的延遲版本通過延遲單元以1/4碼片而延遲。需要說明的是， 如上述實施例所描述的1/4碼片或1/2碼片等碼片間隔僅為方便說明本發明而 使用的范例，本發明不應受此限制。
通過使用輸入信號的至少一個延遲版本，以及計算輸入信號本身和輸入信 號的延遲版本與復制碼的相關性，或者也可計算輸入信號本身與復制碼和復制 碼中至少一個延遲版本的相關性，可以顯著降低部分碼片相關性計算裝置中相 關器的操作速度。即，與現有技術相比可以減少各相關器的運算量，故可以降
低其功率消耗，例如，此技術方案對于如CDMA接收器等展頻接收器來說是非 常需要的。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限制本發 明，任何熟習該技術者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種更動與 潤飾，因此本發明的保護范圍應當以權利要求書所要求的范圍為準。
權利要求
1. 一種用于展頻接收器中的部分碼片相關性計算裝置，該展頻接收器用于接收展頻碼調制信號，該裝置包括第一閂鎖器，接收輸入信號并輸出該輸入信號以及該輸入信號的至少一個延遲版本；多個積分單元，分別對該輸入信號和該輸入信號的至少一個延遲版本進行積分以降取樣該多個信號；多個第二閂鎖器，分別連接到該多個積分單元以對齊該多個降取樣信號；以及多個相關器，分別連接到該多個第二閂鎖器，用以計算該多個信號與復制碼的相關性。
2、 如權利要求1所述的裝置，其特征在于該輸入信號的至少一個延遲版 本具有以所需碼片間隔為基礎的一段延遲。
3、 如權利要求2所述的裝置，其特征在于該第一閂鎖器輸出該輸入信號 和該輸入信號的多個延遲版本，該多個延遲版本是通過依據該所需碼片間隔所 決定的增量而漸進地延遲，該多個延遲版本的數量是依據該所需碼片間隔決定。
4、 如權利要求3所述的裝置，其特征在于該多個積分單元、第二閂鎖器 及相關器的數量分別與該輸入信號及其延遲版本的總和相對應。
5、 如權利要求1所述的裝置，其特征在于該輸入信號的至少一個延遲版 本具有以所需碼片間隔的倍數為基礎的一段延遲，且該多個相關器中的第一組 相關器計算該輸入信號及其至少一個延遲版本與復制碼的相關性，而第二組相 關器計算該輸入信號及其至少一個延遲版本與復制碼的延遲版本的相關性。
6、 如權利要求5所述的裝置，其特征在于該復制碼的延遲版本以所需碼 片間隔為勤出而延遲。
7、 如權利要求6所述的裝置，其特征在于:還包括延遲單元，該延遲單元 是用于延遲該復制碼以及輸出該復制碼的延遲版本。
8、 如權利要求5所述的裝置，其特征在于該第一閂鎖器輸出該輸入信號 和該輸入信號的多個延遲版本，該多個延遲版本是通過依據所需碼片間隔的倍 數所決定的增量而漸進地延遲，該多個延遲版本的數量是依據所需碼片間隔的 倍數而決定。
9、 如權利要求3所述的裝置，其特征在于該多個積分單元及該第二閂鎖 器的數量與該輸入信號及其延遲版本的總和相對應，該多個相關器的數量與該 輸入信號及其以倍數相乘的延遲版本相對應。
10、 如權利要求1所述的裝置，其特征在于還包括復制碼產生器，用于 產生該復制碼。
11、 一種用以對展頻信號進行部分碼片相關性計算的方法，該方法包括步驟接收輸入信號；閂鎖該輸入信號用以輸出該輸入信號及該輸入信號的至少一個延遲版本； 積分該輸入信號及該輸入信號的至少 一個延遲版本以降取樣該多個信號； 閂鎖該多個降取樣的信號以使該多個信號互相對齊；以及 分別計算該多個降取樣的信號與復制碼的相關性。
12、 如權利要求11所述的方法，其特征在于該輸入信號的至少一個延遲 版本是以所需碼片間隔為基礎的延遲而延遲。
13、 如權利要求12所述的方法，其特征在于輸出該輸入信號的多個延遲 版本，該多個延遲版本是通過依據所需碼片間隔所決定的增量而漸進地延遲， 該延遲版本的數量是依據所需的碼片間隔而決定。
14、 如權利要求11所述的方法，其特征在于該輸入信號的至少一個延遲 版本是以所需碼片間隔的倍數為基礎的延遲而延遲。
15、 如權利要求14所述的方法，其特征在于還包括計算該輸入信號及其 至少一個延遲版本與該復制碼的延遲版本的相關性。
16、 如權利要求15所述的方法，其特征在于該復制碼的延遲版本是以所 需碼片間隔為lJf出而延遲。
17、 如權利要求14所述的方法，其特征在于輸出該輸入信號的多個延遲 版本，該多個延遲版本是通過依據所需碼片間隔的倍數所決定的增量而漸進地 延遲，該多個延遲版本的數量是依據所需的碼片間隔的倍數而決定。
全文摘要
本發明揭示一種展頻接收器中部分碼片相關性計算裝置，接收器用于接收展頻碼調制信號，同時揭示一種用以對展頻信號進行部分碼片相關性計算的方法。在本發明中，產生輸入信號的至少一延遲版本以與復制碼(local code replica)進行相關性計算以完成部分碼片相關性計算。通過如此操作，相關器可以低速操作，進而可以顯著降低接收器的功率消耗。
文檔編號H04J13/04GK101207402SQ20071010926
公開日2008年6月25日 申請日期2007年5月25日 優先權日2006年12月22日
發明者陳駿楠, 魏睿民 申請人:聯發科技股份有限公司