[发明专利]一种自适应门限伪随机码捕获与证实方法

说明书

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及在扩频通信中能获取时间同步的一种自适应门限伪随机码捕获与证实方法。

在扩频通信中，接收机首先要获取时间同步，也就是使本地的扩频序列与发送的扩频序列相位对齐，这是由接收机的捕获完成。

在CDMA(码分多址)蜂窝移动通信的前向链路(从基站到移动台)中，为了便于移动台的相干检测和chip(码片级)级的同步，在系统设计(包括IS-95、CDMA2000、WCDMA)中往往都采用连续导频的信道。这样移动台就可以在公共导频信道上做PN码(伪随机码)捕获。

根据基站扩频结构的不同，移动台的PN码捕获结构也相应有所变化。在第三代移动通信中(包括WCDMA和CDMA2000)，都采用复扩频的结构。

如图1、2所示，其中，图1是复扩频的结构示意图，图2是移动台在导频信道上的捕获结构示意图。

对应导频信道来说，数据I＝1，Q＝0，(见图1、2)，这样，移动台在导频信道上的捕获结构如图2所示。将接收到的信号与本地PN_I和PN_Q进行复相关运算，在经过相干累加、平方和取能量、非相干累加后，得到某个相位1所对应的能量z₁，然后将z₁与一个判决门限进行比较，比较的结果送到搜索控制模块中进行判决，本地PN(伪随机)序列就在搜索控制模块的作用下，不断改变本地PN序列的相位，直到认为扩频序列已经同步。

对于接收机来说，捕获时间和捕获概率是两个衡量捕获性能的重要指标。而较低的信噪比、多普勒频移、信道衰落等都是影响移动台接收性能的重要因素。在这种情况下，目前常用的捕获策略有：

(1).最大似然法

最大似然法是克服信道衰落、提高捕获性能的最好方法。它在整个PN码相位上进行搜索，然后选择最大相关值所对应的相位作为候选相位。这种方法由于需要对所有的PN码相位进行搜索，这样捕获时间就与PN码长成正比，当PN码较长时(如CDMA2000)，捕获时间就不能满足系统的要求。如果采用多相关器并行捕获结构，可以缩短捕获时间，但是相应的硬件资源增加，系统将十分复杂而不可接受。

(2).串行搜索、门限判决法

这是一种在捕获时间和捕获概率两方面取得平衡的方法。它将当前的相关值z₁与判决门限进行比较，如果z₁超过判决门限，就认为当前的相位为候选相位，采用这种方法时，门限的设定对性能的影响很大。

通常有两种门限设定法：固定门限和自适应门限。固定门限的方法在实际应用中不能满足信噪比动态变化的需要，因此性能较差；自适应门限法的关键是准确地估计当前的噪声能量，从而得到相应的判决门限。采用参考相关器估计噪声能量，可以得到较准确的判决门限，但是这种方法要求在本地产生与接收信号所用扩频码相正交的PN码，寻求这样的码字增加了接收机的设计复杂度。

(3).捕获证实

在实际应用中，为了降低捕获的虚警概率，减少捕获时间。对超过判决门限的可能相位需要作进一步的证实。传统的证实策略大概可以分为两种：对相关值进行多次判决和双停顿(多停顿)证实。

对相关值进行多次判决证实是指对超过判决门限的可能的候选相位再进行N_max次的相关运算，其结果再与自适应门限进行比较，等到比较模块送出的超过判决门限的次数累加到N_min次后，才认为候选相位为同步相位，从而进入跟踪状态，N_max和N_min是系统预先设置好的参数。

双停顿(多停顿)证实是指对可能的候选相位在更长的时间上再进行进行N次的相关运算，如果这N次的相关结果都超过了各自的判决门限，才认为候选相位为同步相位。

这两种传统证实策略的共同特点都是仅仅利用了自适应的门限信息，这样整个系统的捕获性能就与判决门限的准确性、参数N_max和N_min的选择以及停顿次数N有很大的关系，这时在不同的条件下所得到的性能改善往往就有较大的差别。

本发明的目的在于提供一种自适应门限伪随机码捕获与证实方法，它能适用于发射端采用复扩频，并且具有连续导频信道的CDMA系统。

本发明的目的是这样实现的：

一种自适应门限伪随机码捕获与证实方法，它应用于扩频通讯中，包括步骤：

(1).将发射端的I、Q数据经过复扰码转换后送达到接收端；

其特特点是，还包括以下步骤：