[发明专利]一种无线扩频接收机精确同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线扩频接收机精确同步方法，主要用于无线通信系统中，例如扩频通信和码分多址(CDMA)系统中扩频码(PN码或伪码)的定时同步。

背景技术

扩频通信和码分多址(CDMA)系统中首要考虑的关键性问题就是扩频码(PN码或伪码)的定时同步。扩频码(PN码或伪码)定时同步一般在捕获PN码初始相位完成后采用延迟锁定环(Delay-locked loop)来完成。

在扩频通信系统中，为了能在有限的带宽里提供多种数据接入速率(视不同的信噪比条件和可靠性要求)，系统常常采用多种扩频因子，且常采用扰码式扩频。所谓扰码式扩频方式：生成一个很长的扩频序列M1；当扩频因子SF＝N时，先将数据流中每个数据重复SF＝N次，然后用M1进行扰码，这样扰码的同时完成了扩频；当扩频因子SF＝1时，即通常所说的扰码。为了降低系统干扰，节省功率，接收机通常工作在与所采用的扩频因子相对应的极限解调门限附近，即信噪比极低。

传统的延迟锁定环不支持多扩频因子(特别是扩频因子很小的情况)。当扩频因子SF很小时(如SF＝1或2)，采用传统的延迟锁定环不能得到定时误差S曲线或不能得到较好的S曲线，也就不能有效地闭环跟踪PN码。而且当信噪比很低时，传统延迟锁定环的噪声性能很差，容易失锁--特别是在扩频因子较小时。

诺基亚的申请号为20048000413.4的专利“无线电接收机延迟锁定环电路和相关方法”，电子与信息学报的论文“一种改进型PN码定时跟踪环，电子与信息学报，Vol.28，No.4，Apr.2006”，以及TI的专利号为US6373862的美国专利“Channel-aided，decision-directed delay-locked loop”，都利用了准时支路的输出，与超前、滞后支路的输出复乘，消除了频偏、相位、调制，获得了一定性能改善，但在低信噪比下的性能仍然受限，并且不能支持单倍或较小扩频因子等应用。

IEEE Transaction on Communications的期刊论文“R.D.Gaudenzi，M.Luise，Decision-directed coherent delay-lock tracking loop for DS-spread-spectrum signals，IEEE Transaction on Communications，Vol.39，No.5，May 1991”，采用了相干判决反馈，虽然消除了调制而获得了比非判决指向更好的跟踪性能，但是要实现判决要求载波和相位已经被消除，并且判决反馈抵消发生在超前、滞后支路的相关累加之后，也同样不能支持单倍扩频或较小扩频因子等情况。

中兴的申请号为99124412.5中国专利“一种宽带码分多址系统的PN码精确同步的方法及装置”，也利用了判决结果，并利用了信道估计的结果。但是要实现判决必须在完全消除载波和相位之后，并且判决抵消发生在超前、滞后支路的相关累加之后，也不能支持单倍扩频或较小扩频因子等情况。

也有一种可能的方法：采用Gardner的文献(F.M.Gardner，Interpolation in digital modems-Part I：Fundamentals，IEEE Trans.On Comunications，Vol.41，No.3，Mar.1993)中所提到的鉴相方法实现对单倍扩频的同步跟踪，超过单倍的扩频则采用传统延迟锁定环。这种方法不仅带来环路、鉴相方式等的切换，而且在低信噪比下性能相当差一特别是当扩频比较小时(比如扩频因子为2)。

综上所述，现有的方法没有统一的实现结构能实现对多扩频因子的同步跟踪，不支持单倍扩频和较小扩频的因子，且在低信噪比下性能差。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种无线扩频接收机精确同步方法，采用统一的结构实现各种扩频因子的同步，并且在极低信噪比下具有良好的跟踪性能。

本发明技术解决方案：一种无线扩频接收机精确同步的方法，构建超前、滞后、准时三个支路；利用准时支路的角度信息补偿超前、滞后支路；然后，对超前支路和滞后支路的补偿结果分别求和；超前支路、滞后支路的求和结果相减，相减结果作为环路误差；环路误差滤波后反馈到前端相乘闭环控制结构，完成精确同步。

所述形成闭环控制结构的实现方式为插值、采样点选择、调整PN码发生器相位。

所述构成超前、滞后、准时三个支路的的实现方式有插值后不同延迟、选择不同相位的采样点、利用不同的PN码相位。