專利名稱：一種wcdma小區(qū)搜索時隙同步的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通訊領(lǐng)域的寬帶碼分多址(Wide-band Code Division Multiple Access,以下簡稱WCDMA)系統(tǒng)中的時隙同步的方法和系統(tǒng)， 特別涉及一種WCDMA小區(qū)搜索時隙同步的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在異步WCDMA系統(tǒng)中的小區(qū)搜索過程或同步過程與同步系統(tǒng)的區(qū) 別很大，由于異步UTRA WCDMA系統(tǒng)的各個小區(qū)使用不同的撓碼，并 且不只是采用不同的相位偏移，因此，就目前的終端技術(shù)而言，還不能在 不具備任何先驗信息的情況下，在10ms的時間內(nèi)完成對512個碼字的搜 索；如果要完成對512個碼字的搜索，將會進行多次小區(qū)搜索比較，從而 用戶從開機到接入網(wǎng)絡(luò)需要等待很長的時間。
因此，使用同步信道進行小區(qū)搜索(Cell Search, CSR)可以減少搜索 時間，縮短用戶從開機到接入網(wǎng)絡(luò)需要等待的時間。這個搜索過程主要分 為三步
第一步，時隙同步，從10x256xR (R為釆樣率)個候選相位中選出1 個作為時隙同步點；
第二步，幀同步和擾碼組識別，選出15個候選時隙中的1個，選出 64個擾碼組中的1個；
第三步，主擾碼識別，從8個候選主擾碼中選出l個。
在第一步時隙同步過程中，終端搜索具有256個碼片的主同步碼 (Primary Synchronization Codes,以下簡稱PSC)，所有小區(qū)具有相同的 PSC，由于在每個時隙具有相同的PSC,因此檢測到峰值的位置就對應(yīng)于 時隙邊界；PSC稱為總分層格雷序列(Generalised Hierarchical Golay
Sequence),具有很好的非周期自相關(guān)性，通過重復(fù)釆用格雷互補序列調(diào) 制的序列獲得。它的長度是256個碼片，如下表達式所述的16x16分層結(jié) 構(gòu)。所有小區(qū)的各個時隙PSC相同。I信號和Q信號使用相同的PSC進 行加擴，加擴碼用(O，l)表示，在實際系統(tǒng)中使用(l,-l)表示。
a =< O,O,O，O,O,O，l，l,O，l，O,l,O,l,l，O > x =< O,O,O，l，l,O，l,l,O,O,O，l,O,l,O,O > 少=a x x =< a,a,a，a,fl，a,Z7,Z7，a,a,a,5"，a,^"，a,a >
通過PSC與接收端輸入的I信號和Q信號進行相關(guān)計算可以找到小 區(qū)的時隙邊界。理論上，只要在終端使用一個性能較好的匹配濾波器，就 能找到時隙邊界，實現(xiàn)與基站小區(qū)的同步。
目前關(guān)于小區(qū)搜索中時隙同步的方法，大多是釆用閾值的方法來確定 小區(qū)的時隙邊界，這種方法不精確，而且只能識別一個小區(qū)和最多一條多 徑。如申請?zhí)枮镃N01134460、名稱為"自適應(yīng)門限W-CDMA時隙同步方
法與裝置"的中國專利中提出的時隙同步方法為在匹配濾波器給出的主 同步序列匹配結(jié)果中，該裝置選擇其中超過一定門限的相關(guān)峰值和相應(yīng)位 置進行記錄分析，若在同一位置重復(fù)出現(xiàn)要求次數(shù)的相關(guān)峰則判定為捕獲 到該同步序列，否則根據(jù)分析結(jié)果動態(tài)調(diào)整門限，進入下一次記錄分析過 程；如果在既定時間內(nèi)沒有捕獲到該同步序列則退出捕獲過程，并給出捕 獲失敗指示。這種方法捕獲概率不高，因為在實際應(yīng)用中，由于移動通訊 的環(huán)境惡劣，接收到的信號很復(fù)雜，各種衰落也比較嚴(yán)重，如果簡單地以 門限來判斷接收值，可能會造成捕獲失敗或者需要一個多次設(shè)置門限值的 反復(fù)過程。另外，由于所有基站都在發(fā)相同的基本同步信道，移動臺可能 接收到好幾個基站的信號；由于多徑的影響，也會造成接收匹配濾波器輸 出多個峰值。目前的方法并沒有對多個超過門限值的峰值進行處理，不能 滿足WCDMA終端小區(qū)搜索對多小區(qū)情況的處理要求，而且需要配置門 限值、累加次數(shù)、峰值出現(xiàn)次數(shù)等多個參數(shù)，在判決時比較麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種WCDMA系統(tǒng)中小區(qū)搜索的時
隙同步的方法和系統(tǒng)，此方法和系統(tǒng)不僅能夠提高時隙同步的捕獲概率，
使用戶設(shè)備(UserEquipment,以下簡稱UE)小區(qū)搜索進程精確找到小區(qū) 的時隙邊界，并可同時確定同一小區(qū)的多條多徑，和多個相鄰小區(qū)的時隙邊界。
為達上述目的，本發(fā)明提供一種WCDMA系統(tǒng)中小區(qū)搜索的時隙同 步的方法，包括以下步驟
步驟l,首先對參數(shù)進行初始化；
步驟2，對輸入的數(shù)字化的I路和Q路數(shù)據(jù)作頻偏預(yù)補償；
步驟3，對于一個時隙，設(shè)定任一個碼片的任一釆樣點都是一個假設(shè) 的時隙邊界，計算從上述時隙邊界開始的每個時隙對應(yīng)的256個碼片的I 數(shù)據(jù)和Q數(shù)據(jù)分別與主同步碼的相關(guān)值；
步驟4,對上述相關(guān)值進行功率計算，計算公式為
power = max(|ci|，|cq|) + 0.5xmin(|cii,l cqj)
其中，power為功率，lci,cql分別是I數(shù)據(jù)相關(guān)值的模和Q數(shù)據(jù)相關(guān) 值的模，max表示上述兩個模值中較大的一個，min表示上述兩個模值中 較小的一個；
步驟5，將上述計算結(jié)果的整數(shù)表示的功率值轉(zhuǎn)換成浮點數(shù)表示的功 率值；
步驟6，將上述浮點數(shù)表示的功率值與從存儲器中讀出的前一個時隙 累加功率值進行累加；
步驟7，重復(fù)步驟2至步驟6，直至完成M個時隙的疊加，其中M是 由DSP配置的要累加的時隙的數(shù)目；
步驟8，從步驟7中所得的所有相關(guān)功率累加值中找出N個最大峰值 及其對應(yīng)的時序位置，N屬于步驟l中的參數(shù)之一；
步驟9，向DSP申請中斷，等待下一次處理。
其中，步驟1中對參數(shù)進行的初始化由用戶設(shè)備中的專用DSP或者 上層軟件提供，其至少包括如下操作保存MRTR (Mobile Radio Timing
Reference,移動無線時鐘參考)的參考時間值，配置時隙同步過程的參數(shù)， 清除上一次的寄存器和存儲器中的值。在步驟2中的頻偏預(yù)補償采用分段 近似相位旋轉(zhuǎn)方法。步驟3中利用兩個刪除高效格雷碼相關(guān)器進行I數(shù)據(jù) 和Q數(shù)據(jù)的相關(guān)處理。步驟5中的浮點數(shù)是16位，該浮點數(shù)由連續(xù)6位 指數(shù)和連續(xù)10位尾數(shù)組成，其中指數(shù)是有符號數(shù)，尾數(shù)是無符號數(shù)，尾 數(shù)的最高位為1。
本發(fā)明還提供了一種WCDMA系統(tǒng)中的小區(qū)搜索的時隙同步系統(tǒng)， 其至少包括
頻偏預(yù)補償模塊，對接收的數(shù)字化的I路和Q路數(shù)據(jù)作頻偏預(yù)補償；
相關(guān)處理模塊，連接上述頻偏預(yù)補償模塊，計算I數(shù)據(jù)和Q數(shù)據(jù)與主 同步碼的相關(guān)值；
功率計算模塊，連接上述相關(guān)處理模塊，對上述相關(guān)值進行功率計算；
浮點轉(zhuǎn)換模塊，連接上述功率計算模塊，將上述計算結(jié)果的整數(shù)表示 的功率值轉(zhuǎn)換成浮點數(shù)表示的功率值；
功率累加模塊，連接上述浮點轉(zhuǎn)換模塊，將上述浮點數(shù)表示的功率值 與從存儲器中讀出的前一個時隙累加功率值進行累加；
功率存儲器，連接上述功率累加模塊，存儲累加后的功率值；
峰值搜索模塊，連接上述功率存儲器，在功率存儲器所存儲的功率值 中找出N個最大峰值及其對應(yīng)的時序位置并將其輸出到DSP，其中N屬
于預(yù)定參數(shù)之一。
其中，上述相關(guān)處理模塊可為一個或者多個刪除高效格雷碼相關(guān)器。 本發(fā)明提出的WCDMA系統(tǒng)中小區(qū)搜索時隙同步的方法和系統(tǒng)，采
用多時隙累加判決，可以精確地定位小區(qū)的時隙邊界，提高時隙同步的捕 獲概率，同時，可以使小區(qū)搜索進程根據(jù)小區(qū)的擾碼確定同一個小區(qū)的不 同多徑或不同擾碼的不同小區(qū)，有利于小區(qū)搜索三步搜索的并行流水處理。


圖1是本發(fā)明一較佳實施例的WCDMA系統(tǒng)中小區(qū)搜索時隙同步的
方法的流程圖2是本發(fā)明一較佳實施例的WCDMA系統(tǒng)中小區(qū)搜索時隙同步的 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明所述的一種WCDMA系統(tǒng)中小 區(qū)搜索的時隙同步的方法和系統(tǒng)作進一步的詳細說明。
本發(fā)明的時隙同步的方法，其核心思想是對輸入的I， Q數(shù)據(jù)與PSC 的相關(guān)功率進行多個時隙的累加，然后在一個時隙的所有累加后的采樣點 相關(guān)功率值中找出N個最大的峰值，其中最大的峰值對應(yīng)的位置即為最佳 接入小區(qū)的時隙邊界，后面的幾個次大值可能是同一小區(qū)的多徑或不同小 區(qū)的時隙邊界，這根據(jù)前述小區(qū)搜索的第二和第三步來確定。
圖1是本發(fā)明一較佳實施例的WCDMA系統(tǒng)中小區(qū)搜索的時隙同步 方法的流程圖，如圖1所示，該方法包括以下步驟
步驟101，進行初始化處理，如保存移動無線電發(fā)射與接收(Mobile radio transmit and receive,以下簡稱MRTR)的時間值，配置時隙同步過程
中所需的各種參數(shù)，清除上一次的寄存器和存儲器中的值等等。初始化操 作使能可以由UE中的專用DSP或者上層軟件提供。
步驟102，對數(shù)字化的兩路數(shù)據(jù)(I路和Q路)作頻偏預(yù)補償。其中， 本實施例的數(shù)字化釆用8位量化和4倍過釆樣，頻偏預(yù)補償釆用分段近似 相位旋轉(zhuǎn)補償方法。
步驟103，使用兩個相關(guān)器對旋轉(zhuǎn)補償后的I、 Q數(shù)據(jù)進行相關(guān)處理， 其中，該相關(guān)器可為刪除高效格雷碼相關(guān)器或其它相關(guān)器。
步驟104，把相關(guān)后的數(shù)據(jù)通過下面的功率估算公式計算得出相關(guān)功 率值
power = max(|ci|，|cq|) + 0.5xmin(|cil，| cq|) 其中，ci和cq分別是經(jīng)過相關(guān)后的I， Q數(shù)據(jù)，max是求這兩路數(shù)據(jù)
模的大值，min是求這兩路數(shù)據(jù)模的小值。
步驟105，把步驟104得出的整數(shù)表示的功率值，轉(zhuǎn)換成浮點表示的 功率值。浮點數(shù)據(jù)采用以下描述的格式 一種16位的浮點數(shù)據(jù)，其中高6 位為指數(shù)，低10位為尾數(shù)；尾數(shù)最高位為l，是一個無符號數(shù)，范圍從O 到(2'e-l);指數(shù)反映了規(guī)一化時需要移位的方向和位數(shù)，范圍從-32到
+31。
步驟106，完成當(dāng)前時隙的功率值和從存儲器讀出前一個時隙累加功 率值的累加。上述浮點格式數(shù)據(jù)的加法通過下面方式完成先比較指數(shù)， 然后將尾數(shù)調(diào)整到較大指數(shù)，也就是將具有較低指數(shù)的尾數(shù)右移幾個比 特，移的比特數(shù)等于大的和小的指數(shù)之間的差值，最后將兩個尾數(shù)相加。 如果第11比特相加后是O，那么就將尾數(shù)結(jié)果和較大指數(shù)組合成浮點相加
的結(jié)果；如果第11比特相加后是1，也就是相加后發(fā)生了溢出，那么將尾 數(shù)右移移位取10比特，但是指數(shù)就需要加1，同樣把處理后的尾數(shù)和指數(shù) 組合得到浮點相加的結(jié)果。
步驟107，完成指定的時隙數(shù)累加。這通過對步驟102到步驟106重 復(fù)m次后實現(xiàn)，其中，m為累加的時隙數(shù)目，由DSP配置。如步驟102 所述，本實施例的過釆樣率為4，則步驟107完成后可得到浮點格式表示 的相關(guān)功率值的數(shù)目如前所述10><256><4(釆樣率)=10240，累加的結(jié)果 存放在存儲器中。
步驟10S，從存儲器中存儲的10240個相關(guān)功率值中，找出N個最大 的峰值及其對應(yīng)的MRTR時序位置，則找到了 N個可用的時隙邊界位置， 完成多小區(qū)搜索的第一步，即時隙同步。
步驟109，向DSP申請中斷，等待下一次處理。
圖2是一較佳實施例的WCDMA系統(tǒng)中小區(qū)搜索時隙同步的系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)圖。操作開始后，I ， Q數(shù)據(jù)以4倍碼片速率輸入相位旋轉(zhuǎn)補償模塊 201 ，補償后的I數(shù)據(jù)和Q數(shù)據(jù)分別進入刪除高效格雷碼相關(guān)器202進行 相關(guān)處理，相關(guān)后的I數(shù)據(jù)和Q數(shù)據(jù)輸入功率計算模塊203，從功率計算 模塊203輸出的整數(shù)表示的功率值輸入浮點轉(zhuǎn)換模塊204，計算得到浮點 型功率值，該功率值輸入功率累加模塊205進行累加并存儲于功率存儲器
206中。在完成指定時隙的功率累加后，利用峰值搜索模塊207進行峰值 搜索，找出最大的N個峰值及其對應(yīng)的MRTR時序位置。最后，向DSP 申請中斷，等待下一次處理。
本發(fā)明的WCDMA系統(tǒng)中小區(qū)搜索的時隙同步的步驟給出了一種精 確定位小區(qū)時隙邊界的方法，該方法同時和小區(qū)搜索的第二步和第三步來 確定同一小區(qū)的不同多徑或不同小區(qū)的時隙邊界。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變 形，例如根據(jù)公知技術(shù)及對本發(fā)明的理解，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以輕 易地想到其他替換形式，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的 權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種WCDMA系統(tǒng)中小區(qū)搜索時隙同步的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1，首先對參數(shù)進行初始化；步驟2，對輸入的數(shù)字化的I路和Q路數(shù)據(jù)作頻偏預(yù)補償；步驟3，對于一個時隙，設(shè)定任一個碼片的任一采樣點都是一個假設(shè)的時隙邊界，計算從上述時隙邊界開始的每個時隙對應(yīng)的256個碼片的I數(shù)據(jù)和Q數(shù)據(jù)分別與主同步碼的相關(guān)值；步驟4，對上述相關(guān)值進行功率計算，計算公式為power＝max(|ci|，|cq|)+0.5×min(|ci|，|cq|)其中，power為功率，|ci|和|cq|分別是I數(shù)據(jù)相關(guān)值的模和Q數(shù)據(jù)相關(guān)值的模，max表示上述兩個模值中較大的一個，min表示上述兩個模值中較小的一個；步驟5，將上述計算結(jié)果的整數(shù)表示的功率值轉(zhuǎn)換成浮點數(shù)表示的功率值；步驟6，將上述浮點數(shù)表示的功率值與從存儲器中讀出的前一個時隙累加功率值進行累加；步驟7，重復(fù)步驟2至步驟6，直至完成M個時隙的疊加，其中M是由DSP配置的要累加的時隙的數(shù)目；步驟8，從步驟7中所得的所有相關(guān)功率累加值中找出N個最大峰值及其對應(yīng)的時序位置，N屬于步驟1中的參數(shù)之一；步驟9，向DSP申請中斷，等待下一次處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中對參數(shù)進行的 初始化由用戶設(shè)備中的專用DSP或者上層軟件提供，其至少包括如下操 作保存移動無線參考時鐘的時間值，配置時隙同步過程的參數(shù)，清除上 一次的寄存器和存儲器中的值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟2中的頻偏預(yù)補 償釆用分段近似相位旋轉(zhuǎn)方法。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟3中利用兩個刪 除高效格雷碼相關(guān)器進行I數(shù)據(jù)和Q數(shù)據(jù)的相關(guān)處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟5中的浮點數(shù)是 16位，該浮點數(shù)由連續(xù)6位指數(shù)和連續(xù)10位尾數(shù)組成，其中指數(shù)是有符 號數(shù)，尾數(shù)是無符號數(shù)，尾數(shù)的最高位為l。
6. —種WCDMA系統(tǒng)中小區(qū)搜索時隙同步的系統(tǒng)，其特征在于，至少包括頻偏預(yù)補償模塊，對接收的數(shù)字化的l路和Q路數(shù)據(jù)作頻偏預(yù)補償；相關(guān)處理模塊，連接上述頻偏預(yù)補償模塊，計算I數(shù)據(jù)和Q數(shù)據(jù)與主 同步碼的相關(guān)值；功率計算模塊，連接上述相關(guān)處理模塊，對上述相關(guān)值進行功率計算；浮點轉(zhuǎn)換模塊，連接上述功率計算模塊，將上述計算結(jié)果的整數(shù)表示 的功率值轉(zhuǎn)換成浮點數(shù)表示的功率值；功率累加模塊，連接上述浮點轉(zhuǎn)換模塊，將上述浮點數(shù)表示的功率值 與從存儲器中讀出的前一個時隙累加功率值進行累加；功率存儲器，連接上述功率累加模塊，存儲累加后的功率值；峰值搜索模塊，連接上述功率存儲器，在功率存儲器所存儲的功率值 中找出N個最大峰值及其對應(yīng)的時序位置并將其輸出到DSP，其中N屬 于預(yù)定參數(shù)之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，上述相關(guān)處理模塊可為一個或者多個刪除高效格雷碼相關(guān)器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種WCDMA系統(tǒng)中小區(qū)搜索時隙同步的方法和系統(tǒng)，該方法包括以下步驟對參數(shù)進行初始化；對輸入的數(shù)字化的I路和Q路數(shù)據(jù)作頻偏預(yù)補償；計算從一假定時隙邊界開始的每個時隙對應(yīng)的256個碼片的I數(shù)據(jù)和Q數(shù)據(jù)分別與主同步碼的相關(guān)值；對上述相關(guān)值進行功率計算，并將上述計算結(jié)果的整數(shù)表示的功率值轉(zhuǎn)換成浮點數(shù)表示的功率值；將上述浮點數(shù)表示的功率值與從存儲器中讀出的前一個時隙累加功率值進行累加；重復(fù)前述步驟，直至完成M個時隙的疊加；找出N個最大峰值及其對應(yīng)的時序位置；向DSP申請中斷，等待下一次處理。該方法和系統(tǒng)可以精確地定位小區(qū)的時隙邊界，確定同一個小區(qū)的不同多徑或不同擾碼的不同小區(qū)，有利于小區(qū)搜索。
文檔編號H04B1/707GK101174852SQ200610150499
公開日2008年5月7日 申請日期2006年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月2日
發(fā)明者王明虎, 黃舒懷 申請人:中興通訊股份有限公司