在码分多址通信系统中分派 追踪单元的系统与方法 技术领域
本发明涉及一种关于无线接收器的多个追踪单元的分派系统及方法，特别是关于一种分派耙状接收器的多个耙指追踪单元的系统及方法。
背景技术
近几年来，扩频(spread spectrum)码分多址(CDMA)通信系统非常的热门，应用于该系统的接收器的技术也较以往相对成熟许多。其中耙状接收器是扩频码分多址通信系统中，用来处理外界多路径信号(multipath signal)最佳的选择。图1为熟知的耙状接收器10的系统结构示意图，耙状接收器10包含一搜寻器(Searcher)14、多个耙指追踪单元(RAKE finger tracking units，RFTU)12a、12b、12c、一耙指管理器(RAKE Finger Management，RFM)16以及一最大比率合并器(Maximum Ratio Combiner，MRC)18。为了方便说明，以下皆以三个耙指追踪单元12a、12b、12c为例。
当耙状接收器10自天线11从外界接收到一多路径信号S1之后，搜寻器14会根据一预定的第一解析度，例如，0.5码片时间(chip time)，来搜寻此一多路径信号13中各个路径信号(path)15、17、19相对应的搜寻时间坐标。由于搜寻器14是对整个多路径信号13进行搜寻的动作，目地是搜寻路径信号15、17、19是否存在，因此上述的第一解析度不需要太过精细，只要符合可以搜寻到路径信号15、17、19此一标准即可，如果第一解析度做得过于精细，反而会造成耙状接收器10的整体体积过大，而且会非常耗电。为了达到体积小、省电又能正确找到路径信号15、17、19的位置，搜寻器14与耙指追踪单元12就必须互相配合。同样为了说明方便，此处的多个路径信号也以三个为例。
每一个耙指追踪单元12a、12b、12c的目的是获得相对应所追踪的路径信号的正确位置，而且是针对单一路径信号进行追踪。因此每一耙指追踪单元12都具有一预定追踪时间坐标，并根据比第一解析度更精细的第二解析度，例如，0.125码片时间，来追踪此预定时间坐标附近的路径信号的位置所在。进而得到关于该路径信号的追踪时间坐标，该路径信号的追踪时间坐标会比搜寻时间坐标精准地标示出路径信号的位置所在。
在最后，所有的耙指追踪单元12a、12b、12c会经由最大比值整合器18将对应的路径信号15、17、19互相整合，并因此获得该多路径信号13所代表的信号S2，此信号S2经过上述处理可拥有最大的信噪比(signal-noiseratio)。
但是外界传来的多路径信号不断地在改变，因此预定的追踪时间坐标可能会发生没有正确对应到任何路径信号15、17、19，或是多个预定追踪时间坐标同时对应到同一路径信号的情形。换句话说，即有可能产生了闲置的耙指追踪单元，或是多个耙指追踪单元同时追踪某一个路径信号的情形产生，这都会造成CDMA通信系统中资源的闲置与浪费。
因此，除了上述三个主要部分之外，耙指管理器16在耙状接收器中也扮演非常重要的角色。耙指管理器16的主要工作是分派和管理耙指追踪单元12a、12b、12c，由于耙状接收器在同一时间会接收多个多路径信号，但是耙状接收器中的耙指追踪单元的数量有限，因此如何在有限的资源下发挥耙状接收器最大的效能，及如何有效处理最多数量的多路径信号，便成为一个当前务必解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对于耙指追踪单元进行分派的系统与方法，以使得耙状接收器的系统资源可以得到最有效的利用。
本发明是一种分派系统与方法，用以分派一无线接收器的多个追踪单元。此无线接收器应用于一无线通信系统中，以于一段时间内持续接收外部传来的多个多路径信号，并据以重建出多个多路径信号所代表的原始信号。多个追踪单元根据相对应的多个预定追踪时间坐标，来追踪每一多路径信号中的多个路径信号。本发明的分派系统包含一搜寻器、一范围计算器以及一分派管理器。
搜寻器用以搜寻外部传来的多个多路径信号，并于搜寻到一多路径信号时，依据一预定的第一解析度，例如0.5码片时间，来搜寻此多路径信号的多个路径信号，而得出相对应的多个搜寻时间坐标。范围计算器用以将多个搜寻时间坐标及第一解析度经由一预定的范围计算程序加以计算，而得出多个搜寻时间坐标相对应的多个追踪范围。分派管理器用以将多个搜寻时间坐标中的每一个目标搜寻时间坐标相对应的追踪范围与多个预定追踪时间坐标作比对，以对多个追踪单元进行分派。
其中如有一个以上的预定追踪时间坐标落于该追踪范围内时，则分派管理器会从中任择一预定追踪时间坐标相对应的追踪单元来对该目标搜寻时间坐标相对应的路径信号进行追踪；如仅有一个预定追踪时间坐标落于该追踪范围内时，则分派管理器便分派该预定追踪时间坐标相对应的追踪单元来对该目标搜寻时间坐标相对应的路径信号进行追踪；如没有任何预定追踪时间坐标落于该追踪范围内时，则分派器便分派一闲置的追踪单元并根据该追踪范围相对应的目标搜寻时间坐标，来对该目标搜寻时间坐标相对应的路径信号进行追踪。
由此，本发明可使得一个路径信号仅有一耙指追踪单元对其进行追踪，不会产生系统资源的浪费，进一步可提高整体耙状接收器的效能。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的详细描述及附图得到进一步的了解。
附图说明
图1是现有技术的耙状接收器的系统结构示意图；
图2是本发明较佳具体实施例的系统结构示意图；
图3是本发明的范围计算程序的流程图；
图4是本发明的追踪范围的示意图；
图5是本发明的分派方法的流程图。
在附图中，10表示耙状接收器；11表示天线；12a、12b、12c表示耙指追踪单元；14表示搜寻器；16表示耙指管理器；18表示最大比率合并器；S1表示多个多路径信号；13表示多路径信号；15、17、19表示路径信号；S2表示输出信号；20表示分派系统；21表示天线；22表示无线接收器；24a、24b、24c表示追踪单元；S3表示多个多路径信号；S4表示原始信号；202表示搜寻器；204表示范围计算器；206表示分派管理器；23表示多路径信号；25、27、29表示多个路径信号；P0、P1、P2表示多个搜寻时间坐标；S30～S41表示范围计算程序；S50～S60表示分派方法的流程。
具体实施方式
由于无线通信系统对于系统中的各元件都有小型化的要求，因此无线接收器也必须尽量做到体积小但功能完善的境界，而使得无线接收器的硬件资源必须做到最有效的利用。本发明便是针对此一要求，提出一种分派系统，可将无线接收器的追踪单元作最有效的利用，而不会产生资源的浪费，接下来将对本发明做一个详细的描述。
请参见图2，图2为本发明较佳具体实施例的系统结构示意图。本发明是一种分派系统20，用以分派一无线接收器22的多个追踪单元24a、24b、24c。无线接收器22应用于一无线通信系统中，以利用一天线21于一段时间内持续接收外部传来的多个多路径信号S3，并据以重建出该多个多路径信号所代表的原始信号S4。为了说明方便，多个追踪单元将以三个为例，但在实际应用则不以此为限。
在另一个较佳具体实施例中，无线通信系统为一码分多址(CDMA)通信系统，无线接收器则为一耙状接收器(RAKE receiver)，而追踪单元则为一耙指追踪单元。
本发明的分派系统20包含一搜寻器202、一范围计算器204以及一分派管理器206。搜寻器202用以搜寻外部传来的多个多路径信号，并在搜寻到一多路径信号23时，依据一预定的第一解析度，例如0.5码片时间(chiptime)，来搜寻此一多路径信号23的多个路径信号25、27、29，而得出相对应的多个搜寻时间坐标P0、P1、P2。为了说明方便，多个路径信号将对应多个追踪单元，同样以三个为例，但在实际应用中则不以此为限。
其中，码片时间的定义，是由于每次耙状接收器接收信号以10毫秒(ms)为一时间段落(frame)，每个时间段落可再分为15个时隙(time slot)，每一个时隙可再分为2560个码片时间(chip time)，因此，每一秒将可切割成3.84百万个码片时间(M chip times)。上述码片时间的定义将因系统不同而有所改变，但所指的都是时间的切割。上述的搜寻器则以0.5码片时间做为搜寻路径信号的解析度。
多个追踪单元24a、24b、24c根据相对应的多个预定追踪时间坐标及一高于该第一解析度的第二解析度，通常是0.125码片时间(chip time)，以便更精确追踪该多路径信号23中的多个路径信号25、27、29的时间位置。而分派系统20另外也包含一最大比率合并器26(Maximum Ratio Combiner，MRC)，用以对所搜寻到的多路径信号23的多个路径信号25、27、29进行整合，而重建出其所对应的原始信号S4。
其中，搜寻器202与追踪单元24同时对多路径信号23进行追踪。搜寻器的目的是搜寻路径信号是否存在，因此对整个多路径信号23进行搜寻；而追踪单元的目的是获得该路径信号的正确位置，因此针对多路径信号23中某个单一路径信号进行追踪。
上述搜寻器与追踪单元的工作分配，主要是考虑到整体无线接收器的设计必须符合小而完善的原则，因此不能将搜寻器的解析度做得太高，因为越高的解析度代表越大的体积及耗电量。但为了获得路径信号的位置所在，以获得最佳的信号强度，便必须搭配追踪单元来对单一的路径信号进行追踪。也由于这个原因，追踪单元虽然可以有较高的解析度，但却只能进行对预定追踪时间坐标附近的单一路径信号进行追踪，因此如果当路径信号内有两个预定追踪时间坐标时，则会造成两个耙指追踪单元追踪同一个路径信号的情形，而造成资源的浪费。
本发明的分派系统解决上述问题的作法及程序，是针对搜寻器所搜寻到的每一个路径信号定义一个追踪范围，并对每一个追踪范围分派一个耙指追踪单元。这些作法及程序，则通过本发明分派系统中的范围计算器204和分派管理器206来加以执行。
范围计算器204，用以将上述的多个搜寻时间坐标及第一解析度经由一预定的范围计算程序加以计算，而得出多个搜寻时间坐标相对应的多个追踪范围，其中整个范围计算程序将在下文做更详细的介绍。分派管理器206，则用以将该多个搜寻时间坐标中的一目标搜寻时间坐标相对应的追踪范围与该多个预定追踪时间坐标作比对，以对该多个追踪单元进行分派。
其中如有一个以上的预定追踪时间坐标落于该追踪范围内时，则分派管理器206会从中任择一预定追踪时间坐标相对应的追踪单元来对该目标搜寻时间坐标相对应的路径信号进行追踪；如仅有一个预定追踪时间坐标落于该追踪范围内时，则该分派管理器便分派该预定追踪时间坐标相对应的追踪单元来对该目标搜寻时间坐标相对应的路径信号进行追踪；如没有任何预定追踪时间坐标落于该追踪范围内时，则该分派器便分派一闲置的追踪单元并根据该追踪范围相对应的目标搜寻时间坐标，来对该目标搜寻时间坐标相对应的路径信号进行追踪。
接下来将说明上述的范围计算程序。请参见图3及图4，图3为本发明的范围计算程序的流程图，图4为本发明的追踪范围示意图。本发明的分派系统针对搜寻器所搜到的每一个路径信号定义一个追踪范围的程序，即上述预定的范围计算程序，以下列步骤得到该目标搜寻时间坐标P1相对应的追踪范围。
步骤S30：选择该目标搜寻时间坐标P1，接着进行步骤S31和步骤S36。
步骤S31：选取与该目标搜寻时间坐标相邻的上一个搜寻时间坐标P0，如果该上一个搜寻时间坐标存在，则进行步骤S32，如果该上一个搜寻时间坐标不存在，则进行步骤S35。
步骤S32：将该目标搜寻时间坐标P1、该上一个搜寻时间坐标P0以及该第一解析度经由一上界坐标计算法加以计算，即进行步骤S33。
步骤S33：将该目标搜寻时间坐标P1与该上一个搜寻时间坐标P0相加，之后再除以二，而得出该追踪范围的上界坐标R0，并接着进行步骤S34。
步骤S34：判断该目标搜寻时间坐标P1减去该上界坐标P0是否大于该第一解析度，是的话则进行步骤S35，否的话则进行步骤S41。
步骤S35：重新定义该上界坐标R0为该目标搜寻时间坐标P1减去该第一解析度，并进行步骤S41。
步骤S36：选取与该目标搜寻时间坐标相邻的下一个搜寻时间坐标P0，如果该下一个搜寻时间坐标存在，则进行步骤S37，如果该下一个搜寻时间坐标不存在，则进行步骤S40。
步骤S37：将该目标搜寻时间坐标P1、该下一个搜寻时间坐标P2以及该第一解析度经由一下界坐标计算法加以计算，即进行步骤S38。
步骤S38：将该目标搜寻时间坐标P1与该下一个搜寻时间坐标P2相加，之后再除以二，而得出该下界坐标R2，并接着进行步骤S39。
步骤S39：判断该目标搜寻时间坐标P1减去该上界坐标P0是否大于该第一解析度。是的话则进行步骤S40，否的话则进行步骤S41。
步骤S40：重新定义该下界坐标R2为该目标搜寻时间坐标P1加上该第一解析度，并接着进行步骤S41。
步骤S41：将该目标搜寻时间坐标相对应的追踪范围定义于该上界坐标R0与该下界坐标R2之间。
以上为本发明的分派系统的完整介绍，接下来将对本发明的分派方法的流程做一个详细说明。请参见图5，图5为本发明的分派方法的流程图。本发明的分派方法包含下列步骤：
步骤S50：依据第一解析度来搜寻一多路径信号的多个路径信号，而得到相对应的多个搜寻时间坐标，并接着进行步骤S52；
步骤S52：将该多个搜寻时间坐标及该第一解析度经由图4的范围计算程序加以计算，而得出该多个搜寻时间坐标相对应的多个追踪范围，至步骤S54；
步骤S54：将该多个搜寻时间坐标中的一目标搜寻时间坐标相对应的追踪范围与该多个预定追踪时间坐标作比对；
步骤S55：判断预定追踪时间坐标落于该追踪范围内的数量，若有一个以上，则进行步骤S56；若只有一个，则进行步骤S58；若没有预定追踪时间坐标落于该追踪范围内，则进行步骤S60。
步骤S56：任择一预定追踪时间坐标所相对应的追踪单元来对该目标搜寻时间坐标相对应的路径信号进行追踪；
步骤S58：分派该预定追踪时间坐标相对应的追踪单元来对该目标搜寻时间坐标相对应的路径信号进行追踪；以及
步骤S60：分派一闲置的追踪单元至该追踪范围相对应的目标搜寻时间坐标，来对该目标搜寻时间坐标相对应的路径信号进行追踪。
在此，将本发明的分派系统与方法再做一简单的回顾。本发明乃利用分派系统，通过本发明的分派方法，针对一多路径信号中的每一路径信号，计算出每一路径信号的追踪范围。并根据此追踪范围和耙指追踪单元相对应的预定追踪时间坐标做比对，判断落于该追踪范围内的预定追踪时间坐标的数量，并将其控制在一个追踪范围内只有一个预定追踪时间坐标。
由此，本发明可有效的分派无线接收器中的耙指追踪单元，不会造成硬件资源的浪费，进一步可使得无线接收器同时在多个路径信号的环境下仍有良好的表现。
以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围内。因此，本发明所申请的专利范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及其相等性的安排。