專(zhuān)利名稱(chēng)：時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于無(wú)線通信系統(tǒng)的，特別涉及一種應(yīng)用于時(shí)分同步碼分多址(Time Division Synchronous Code-Division Multiple Access，簡(jiǎn)稱(chēng)TD-SCDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)中，用戶(hù)終端設(shè)備進(jìn)行初始小區(qū)搜索(InitialCell Search)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
1946年，美國(guó)的貝爾實(shí)驗(yàn)室便提出了將移動(dòng)電話的服務(wù)區(qū)劃分成若干個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)設(shè)一個(gè)基站，構(gòu)成蜂窩狀系統(tǒng)的蜂窩(Cellular)移動(dòng)通信新概念。1978年，這種系統(tǒng)在美國(guó)芝加哥試驗(yàn)獲得成功，并于1983年正式投入商用。蜂窩系統(tǒng)的采用，使得相同的頻率可以重復(fù)使用，從而大大增加了移動(dòng)通信系統(tǒng)的容量，適應(yīng)了移動(dòng)通信用戶(hù)驟增的客觀需要。蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)從模擬網(wǎng)到數(shù)字網(wǎng)，從頻分多址(FDMA)到時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)的過(guò)程。
隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)通信的要求，包括對(duì)通信質(zhì)量和業(yè)務(wù)種類(lèi)等的要求，也越來(lái)越高。第三代(3G)移動(dòng)通信系統(tǒng)正是為了滿(mǎn)足該要求而被發(fā)展起來(lái)的。它是以全球通用、系統(tǒng)綜合作為基本出發(fā)點(diǎn)，并試圖建立一個(gè)全球的移動(dòng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，綜合蜂窩、無(wú)繩、尋呼、集群、移動(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)衛(wèi)星、空中和海上等各種移動(dòng)通信系統(tǒng)的功能，提供與固定電信網(wǎng)的業(yè)務(wù)兼容、質(zhì)量相當(dāng)?shù)亩喾N話音和非話音業(yè)務(wù)，進(jìn)行袖珍個(gè)人終端的全球漫游，從而實(shí)現(xiàn)人類(lèi)夢(mèng)寐以求的在任何地方、任何時(shí)間與任何人進(jìn)行通信的理想。
第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中最關(guān)鍵的是無(wú)線電傳輸技術(shù)(RTT)。1998年國(guó)際電信聯(lián)盟所征集的RTT候選提案除6個(gè)衛(wèi)星接口技術(shù)方案外，地面無(wú)線接口技術(shù)有10個(gè)方案，被分為兩大類(lèi)CDMA與TDMA，其中CDMA占主導(dǎo)地位。在CDMA技術(shù)中，國(guó)際電信聯(lián)盟目前共接受了3種標(biāo)準(zhǔn)，即歐洲和日本的W-CDMA、美國(guó)的CDMA 2000和中國(guó)的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)。
與其它第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)相比，TD-SCDMA采用了許多獨(dú)有的先進(jìn)技術(shù)，并且在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)兩方面都具有突出的優(yōu)勢(shì)。TD-SCDMA采用時(shí)分雙工(Time Division Duplex，TDD)、智能天線(Smart Antenna)、聯(lián)合檢測(cè)(JointDetection)等技術(shù)，頻譜利用率很高，能夠解決高人口密度地區(qū)頻率資源緊張的問(wèn)題，并在互聯(lián)網(wǎng)瀏覽等非對(duì)稱(chēng)移動(dòng)數(shù)據(jù)和視頻點(diǎn)播等多媒體業(yè)務(wù)方面具有潛在優(yōu)勢(shì)。
如圖1所示，為一個(gè)典型的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的例子。該系統(tǒng)是由多個(gè)小區(qū)101-10N(10)構(gòu)成的，其中每個(gè)小區(qū)內(nèi)各有一個(gè)基站(Base Station)111-11N(11)，同時(shí)在該小區(qū)服務(wù)范圍內(nèi)存在一定數(shù)量的用戶(hù)終端設(shè)備(UserEquipment，簡(jiǎn)寫(xiě)為UE)121-12N(12)。每一個(gè)用戶(hù)終端設(shè)備12通過(guò)與所屬服務(wù)小區(qū)10內(nèi)的基站11保持連接，來(lái)完成與其它通信設(shè)備之間的通信功能。
每次當(dāng)用戶(hù)終端設(shè)備12開(kāi)機(jī)后，一般并不知道其所處的位置、以及應(yīng)選擇哪個(gè)基站11(或者小區(qū)10)進(jìn)行有關(guān)上行接入(Uplink Access)操作。用戶(hù)終端設(shè)備選擇小區(qū)進(jìn)行接入的過(guò)程一般被稱(chēng)為“初始小區(qū)搜索”(InitialCell Search)過(guò)程。用戶(hù)終端設(shè)備12進(jìn)行初始小區(qū)搜索的目的是選擇合適的工作頻點(diǎn)，并在該頻點(diǎn)上取得與某個(gè)小區(qū)10內(nèi)的基站11的下行同步，同時(shí)解讀該基站11發(fā)送的有關(guān)系統(tǒng)廣播消息——依據(jù)這些信息，用戶(hù)終端設(shè)備12才能開(kāi)始有關(guān)的上行接入過(guò)程，并最終建立與該基站11之間的連接。
如圖2所示，為T(mén)D-SCDMA系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)示意圖。該結(jié)構(gòu)是根據(jù)3G合作項(xiàng)目(3GPP)規(guī)范TS 25.221(Release 4)中的低碼片速率時(shí)分雙工(LCR-TDD)模式(1.28 Mcps)，或者中國(guó)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)(CWTS)規(guī)范TSM 05.02(Release3)中給出的。TD-SCDMA系統(tǒng)的碼片速率為1.28Mcps，每一個(gè)無(wú)線幀(RadioFrame)200、201(20)的長(zhǎng)度為5ms，即6400個(gè)碼片(對(duì)于3GPP LCR-TDD系統(tǒng)，每個(gè)無(wú)線幀長(zhǎng)度為10ms，并可劃分為兩個(gè)長(zhǎng)度為5ms的子幀(subframe)，其中每個(gè)子幀包含6400個(gè)碼片)。其中，每個(gè)TD-SCDMA系統(tǒng)中的無(wú)線幀(或者LCR系統(tǒng)中的子幀)20又可以分為7個(gè)時(shí)隙(TS0～TS6)210-216(51)，以及兩個(gè)導(dǎo)頻時(shí)隙下行導(dǎo)頻時(shí)隙(DwPTS)22和上行導(dǎo)頻時(shí)隙(UpPTS)24，以及一個(gè)保護(hù)間隔(Guard)23。進(jìn)一步的，TS0時(shí)隙210被用來(lái)承載系統(tǒng)廣播信道以及其它可能的下行業(yè)務(wù)信道；而TS1～TS6時(shí)隙211-216則被用來(lái)承載上、下行業(yè)務(wù)信道。上行導(dǎo)頻時(shí)隙(UpPTS)24和下行導(dǎo)頻時(shí)隙DwPTS時(shí)隙22分別被用來(lái)建立初始的上、下行同步。TS0～TS6時(shí)隙210-216長(zhǎng)度均為0.675ms或864個(gè)碼片，其中包含兩段長(zhǎng)均為352碼片的數(shù)據(jù)段DATA1(27)和DATA2(29)，以及中間的一段長(zhǎng)為144碼片的訓(xùn)練序列——中導(dǎo)碼(Midamble)序列28。Midamble序列在TD-SCDMA有重要意義，包括小區(qū)標(biāo)識(shí)、信道估計(jì)和同步(包括頻率同步)等模塊都要用到它。DwPTS時(shí)隙22包含32碼片的保護(hù)間隔30、以及一個(gè)長(zhǎng)為64碼片的下行同步碼(SYNC-DL)碼字25，它的作用是小區(qū)標(biāo)識(shí)和建立初始同步；而UpPTS時(shí)隙包含一個(gè)長(zhǎng)為128碼片的上行同步碼(SYNC-UL)碼字26，用戶(hù)終端設(shè)備利用它進(jìn)行有關(guān)上行接入過(guò)程。
按照3GPP規(guī)范TS 25.224(Release 4)或者CWTS規(guī)范TSM 05.08(Release3)中的有關(guān)定義，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，當(dāng)完成初始頻點(diǎn)選擇后，在每個(gè)候選頻點(diǎn)上，初始小區(qū)搜索過(guò)程可分為以下四個(gè)步驟第一步驟，DwPTS搜索通過(guò)將總共32個(gè)SYNC-DL碼字25與接收信號(hào)序列進(jìn)行相關(guān)處理或者類(lèi)似處理后，得到DwPTS時(shí)隙的(粗略)同步信息，同時(shí)檢測(cè)出最有可能的SYNC-DL碼字；第二步驟，擾碼和Midamble碼字序列檢測(cè)得到DwPTS粗略位置信息后，根據(jù)TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)用戶(hù)終端可以接收位于TS0(210)上的P-CCPCH(主公共控制物理信道)信道上的Midamble部分接收信號(hào)28。由于每個(gè)SYNC-DL碼字25對(duì)應(yīng)一個(gè)碼組(Code Group)，包含了4個(gè)可能的Midamble碼字序列，因此通過(guò)將這4個(gè)可能的碼字與TS0上Midamble部分的接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理或者類(lèi)似處理后，可檢測(cè)出系統(tǒng)采用了其中哪個(gè)Midamble碼字序列；由于擾碼(Scrambling Code)和Midamble碼字存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以擾碼也可以檢測(cè)到Midamble碼字序列后同時(shí)獲得；第三步驟，控制復(fù)幀同步TD-SCDMA系統(tǒng)中通過(guò)對(duì)SYNC-DL碼25進(jìn)行QPSK(四相相移鍵控)調(diào)制、并根據(jù)連續(xù)四幀內(nèi)SYNC-DL碼字25上的調(diào)制相位圖案來(lái)確定控制復(fù)幀(Control Multi-frame)的開(kāi)始。用戶(hù)終端通過(guò)對(duì)接收SYNC-DL碼字信號(hào)上調(diào)制相位圖案的檢測(cè)來(lái)確定控制復(fù)幀同步；第四步驟，讀取BCCH(廣播信道)信息獲得控制復(fù)幀同步后，就可以知道哪些幀上有BCCH系統(tǒng)廣播消息存在；用戶(hù)終端對(duì)這些幀的P-CCPCH上的接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)(Demodulation)和解碼(Decoding)，然后進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)；如果校驗(yàn)通過(guò)，則該塊BCCH信息被認(rèn)為有效并被傳遞給高層，初始小區(qū)過(guò)程成功結(jié)束。
初始小區(qū)搜索的方法及其裝置設(shè)計(jì)，是TD-SCDMA系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要課題之一。一方面，由于用戶(hù)終端設(shè)備進(jìn)行初始小區(qū)搜索之前往往只有很少的(甚至沒(méi)有任何)系統(tǒng)信息，而且可能面臨較惡劣的信道環(huán)境(例如，當(dāng)用戶(hù)處于小區(qū)邊緣、或者處于陰影區(qū)時(shí))，因此要求所設(shè)計(jì)的初始小區(qū)搜索方法擁有優(yōu)良的性能，能夠在較短時(shí)間內(nèi)找到目標(biāo)小區(qū)，同時(shí)又要具有較好的魯棒性(robustness)，能適應(yīng)各種開(kāi)機(jī)環(huán)境；另一方面，又要求該設(shè)計(jì)具有合理的復(fù)雜度，避免由于軟/硬件資源消耗過(guò)多、或者功耗太大等帶來(lái)的一系列實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。
特別的，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，前述初始小區(qū)搜索第一步驟的設(shè)計(jì)對(duì)整體設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵因?yàn)榇藭r(shí)用戶(hù)終端設(shè)備還沒(méi)有任何定時(shí)信息，所以往往需要通過(guò)在整個(gè)無(wú)線幀內(nèi)進(jìn)行接收信號(hào)與一個(gè)或者多個(gè)(最多32個(gè))備選SYNC-DL碼字之間進(jìn)行一系列滑動(dòng)相關(guān)操作及后續(xù)處理后，才能確定有關(guān)的定時(shí)信息及功率最強(qiáng)的SYNC-DL碼字，然后開(kāi)始初始小區(qū)搜索第二步驟的有關(guān)處理。例如，在國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)WO03/028399，發(fā)明名稱(chēng)為“小區(qū)搜索方法和通信終端設(shè)備”(CELL SEARCH METHOD AND COMMUNICATION TERMINALAPPARATUS)中，主要公開(kāi)了一種在TD-SCDMA系統(tǒng)中執(zhí)行所述小區(qū)搜索第一步驟的方法和裝置，該方法中首先將各SYNC-DL碼與接收信號(hào)進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)，并找到相關(guān)值最大的SYNC-DL及其對(duì)應(yīng)位置作為輸出。
如圖3所示的現(xiàn)有技術(shù)，為一種應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的相關(guān)器裝置。首先，接收數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)首先采樣、模數(shù)轉(zhuǎn)換和基帶數(shù)字匹配濾波后，得到接收數(shù)據(jù)信號(hào)采樣流作為該相關(guān)器的輸入。其中，采樣速率一般可選為碼片速率的某個(gè)倍數(shù)，例如采用2倍過(guò)采樣，即每個(gè)碼片間隔內(nèi)進(jìn)行2個(gè)采樣；模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)用于將輸入模擬采樣值量化為對(duì)應(yīng)的數(shù)字值，提供給數(shù)字基帶單元進(jìn)行一系列處理；基帶數(shù)字匹配濾波器主要用于濾除帶外干擾和噪聲，其輸出數(shù)字信號(hào)的量化比特?cái)?shù)M的典型取值為6或者8。相關(guān)器接收數(shù)據(jù)采樣輸入后，首先通過(guò)反旋轉(zhuǎn)器31對(duì)輸入I/Q兩路采樣值an進(jìn)行反旋轉(zhuǎn)后得到bn。該操作是與發(fā)射機(jī)端的旋轉(zhuǎn)操作對(duì)應(yīng)的。具體而言，反旋轉(zhuǎn)操作可用下述公式表征
bn＝an*(-j)n(n＝0，1，2，…)其中，an和bn分別為反旋轉(zhuǎn)器31的輸入、輸出符號(hào)，下標(biāo)n為輸入采樣序號(hào)，而j為-1的單位根。事實(shí)上，用復(fù)數(shù)表示符號(hào)an和bn(其中實(shí)部對(duì)應(yīng)I路即同相分量，虛部對(duì)應(yīng)Q路即正交分量)an＝ain+j*aqn，bn＝bin+j*bqn，則下述公式成立bin＝ain，bqn＝aqn(n＝4k，k＝0，1，2，…)bin＝aqn，bqn＝-ain(n＝4k+1，k＝0，1，2，…)bin＝-ain，bqn＝-aqn(n＝4k+2，k＝0，1，2，…)bin＝-aqn，bqn＝ain(n＝4k+3，k＝0，1，2，…)因此，該反旋轉(zhuǎn)器可通過(guò)I/Q路交換、取反和計(jì)數(shù)單元等實(shí)現(xiàn)。反旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)采樣分為I和Q兩路，分別被移入兩組各含64個(gè)M比特寄存器的寄存器組321-64和341-64。如圖3所示在第N時(shí)刻，每次的新數(shù)據(jù)采樣分別被移入Q比特寄存器321和341，同時(shí)每個(gè)寄存器組內(nèi)的每個(gè)寄存器的值被移入右邊的寄存器。以I路為例，這意味著寄存器321原先的存儲(chǔ)值被移入寄存器32i+1內(nèi)，其中i＝1，2，…，63，而寄存器3264中原先的存儲(chǔ)值被丟棄。接下去，兩組寄存器組中的各寄存器的存儲(chǔ)值，根據(jù)候選SYNC-DL碼字中的對(duì)應(yīng)比特，分別通過(guò)一批“保持/取負(fù)”單元331-64和351-64。假設(shè)I路和Q路兩組寄存器組中的存儲(chǔ)值分別為{biN，biN-1，…，biN-63}和{bqN，bqN-1，…，bqN-63}；并假設(shè)候選SYNC-DL碼字為{s1，s2，…，s64}，其中sk的取值為0或1(k＝1，2，…，64)，則I路上的第k個(gè)“保持/取負(fù)”單元33k的輸入biN+1-k、sk和輸出uik關(guān)系可用如下公式表征uik＝biN+j-k如果sk＝1；uik＝-biN+1-k如果sk＝0(k＝1，2，…，64)類(lèi)似的，在Q路上的第k個(gè)“保持/取負(fù)”單元35k的輸入bqN+1-k、sk和輸出uqk關(guān)系可用如下公式表征uqk＝bqN+1-k如果sk＝1；uqk＝-bqN+1-k如果sk＝0(k＝1，2，…，64)然后，所得中間結(jié)果{ui1，ui2，…，ui64}和{uq1，uq2，…，uq64}分別被輸入兩個(gè)加法器361和362，得到兩個(gè)加法器輸出ci和cq，所述加法計(jì)算可用如下公式表征
ci＝ui1+ui2+…+ui64cq＝uq1+uq2+…+uq64最后，兩個(gè)加法器的輸出ci和cq被送入一個(gè)功率計(jì)算器37，輸出相關(guān)結(jié)果功率值pN可用如下公式表征pN＝ci2+cq2這樣，如圖3所示的相關(guān)器就完成了第N時(shí)刻的相關(guān)值計(jì)算。當(dāng)每次有一個(gè)新的采樣值輸入，該相關(guān)器經(jīng)過(guò)上述操作后，就可產(chǎn)生一個(gè)相關(guān)結(jié)果輸出；這樣隨著接收數(shù)據(jù)采樣流的不斷輸入，該相關(guān)器就產(chǎn)生了一系列相關(guān)輸出，從而完成了“滑動(dòng)”相關(guān)過(guò)程。接著，后續(xù)處理模塊將根據(jù)這些相關(guān)輸出經(jīng)過(guò)一系列處理后，完成有關(guān)的同步和檢測(cè)功能。
雖然該裝置雖然可達(dá)到理論上最優(yōu)的性能，但是其復(fù)雜度卻很高，這意味著將消耗很多的處理器資源以及更多的功耗。假設(shè)接收信號(hào)輸入采用2倍速數(shù)據(jù)采樣(即對(duì)應(yīng)每個(gè)碼片有兩個(gè)輸入采樣輸入)，且每個(gè)采樣采用6比特量化，由于SYNC-DL碼字長(zhǎng)度為64，對(duì)應(yīng)64個(gè)采樣的相關(guān)需要實(shí)/虛部各64個(gè)12-比特的加減法操作，這樣進(jìn)行每個(gè)SYNC-DL的相關(guān)處理需要64*2*6400*2＝1,638,400個(gè)12-比特加減法操作完成第一步驟。對(duì)于TD-SCDMA系統(tǒng)的初始小區(qū)搜索，由于可能要同時(shí)進(jìn)行32個(gè)SYNC-DL碼的搜索和同步過(guò)程，因此采用如圖3所示的相關(guān)器結(jié)構(gòu)將使整個(gè)處理過(guò)程更為復(fù)雜、或者耗時(shí)。因?yàn)槿绻瑫r(shí)進(jìn)行所有32個(gè)碼字的相關(guān)處理，則在5ms內(nèi)完成總共1,638,400*32＝52,428,800個(gè)12-比特加減法操作——這是目前的商用軟/硬件處理能力一般所難以達(dá)到的。因此，為了實(shí)現(xiàn)該裝置，往往只能在每個(gè)5ms內(nèi)只進(jìn)行一批若干個(gè)SYNC-DL碼字(例如2個(gè)或者4個(gè)碼字)的相關(guān)處理，并將所有備選SYNC-DL碼字分成多批來(lái)處理。這樣做的目的是降低對(duì)軟/硬件處理能力的要求，但所付出的代價(jià)是拉長(zhǎng)了執(zhí)行初始小區(qū)搜索第一步驟所花費(fèi)的時(shí)間。因此，如何降低該相關(guān)器的復(fù)雜度，同時(shí)又保證同步和檢測(cè)性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，是TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索過(guò)程設(shè)計(jì)中所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題之一。
為了避免整個(gè)幀內(nèi)進(jìn)行對(duì)所有SYNC-DL碼字進(jìn)行的滑動(dòng)相關(guān)處理，在國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)WO01/074103，發(fā)明名稱(chēng)為“一種碼分多址數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的小區(qū)初始方法”(METHOD OF CELL INITIAL SEARCH IN CDMA DIGITALMOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM)中，公開(kāi)了一種采用了所謂“特征窗”(Characteristic Window)的方法，進(jìn)行TD-SCDMA系統(tǒng)中進(jìn)行初始小區(qū)搜索中的第一步驟的方法。該方法的主要思想是，利用TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)中DwPTS部分所特有的功率包絡(luò)特性，先進(jìn)行粗略的DwPTS同步，然后在該同步點(diǎn)附近在進(jìn)行所有備選SYNC-DL碼字的滑動(dòng)相關(guān)處理。由于避免了在整個(gè)幀內(nèi)進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)，因此其處理復(fù)雜度與前述方案相比大大降低。該方案的性能很大程度上取決于其“特征窗”方法的有效性，但是由于僅采用了功率信息，導(dǎo)致這種基于DwPTS包絡(luò)特性的方法，在低信干噪比(SINR)條件下、特別是SINR＜0dB時(shí)，很難在短時(shí)間內(nèi)找到正確的DwPTS位置；另一方面，由于TDD信號(hào)特有的各時(shí)隙相對(duì)功率包絡(luò)起伏可能較大的特性，在接收整個(gè)幀的數(shù)據(jù)時(shí)，經(jīng)常要求采用分段的增益控制(AGC)的方法來(lái)調(diào)整輸入信號(hào)——在此AGC作用的情況下，DwPTS部分的功率包絡(luò)特性是否仍然能被保留、或者其特征是否依然明顯，仍有待進(jìn)一步的研究。綜上所述，盡管這種基于“特征窗”的方案可以有效的降低TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的處理復(fù)雜度，但其在實(shí)際工作環(huán)境的性能卻受了很多因素的制約，因而有待進(jìn)一步的實(shí)踐檢驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于時(shí)分同步碼分多址(TD-SCDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)中用戶(hù)終端設(shè)備的進(jìn)行初始小區(qū)搜索的方法和裝置，能夠在在較低信干噪比(SINR)條件下，在較短時(shí)間內(nèi)完成幀同步和同步碼字的檢測(cè)。
本發(fā)明首先提供一種應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)用戶(hù)設(shè)備接收機(jī)的、進(jìn)行初始小區(qū)搜索第一步驟中的“1比特”相關(guān)處理方法，所述方法包括以下步驟提取路符號(hào)步驟，分別提取輸入數(shù)據(jù)采樣流的同步(I)和正交(Q)支路上的符號(hào)比特；反旋轉(zhuǎn)步驟，將I/Q路的符號(hào)比特按一定規(guī)律進(jìn)行反旋轉(zhuǎn)操作，其中包括可能的I/Q路比特交換和比特取反操作；比特異或操作步驟，將I/Q路最近64個(gè)符號(hào)比特分別與候選SYNC-DL碼字進(jìn)行逐比特異或操作；
統(tǒng)計(jì)“1”個(gè)數(shù)步驟，分別統(tǒng)計(jì)I/Q路兩組異或輸出結(jié)果中“1”的個(gè)數(shù)；功率計(jì)算步驟，根據(jù)I/Q路的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，計(jì)算出相關(guān)功率。
與上述方法相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)用戶(hù)設(shè)備接收機(jī)的、進(jìn)行初始小區(qū)搜索第一步驟中的“1比特”相關(guān)裝置，所述裝置包含一個(gè)或者若干個(gè)“1比特”子相關(guān)裝置，用于根據(jù)輸入數(shù)據(jù)采樣流和候選同步碼字，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的一批相關(guān)結(jié)果輸出；其中，所述的每個(gè)“1比特”子相關(guān)裝置包括兩個(gè)符號(hào)位提取器，用于分別提取輸入數(shù)據(jù)采樣流的同步(I)和正交(Q)支路上的符號(hào)比特；一個(gè)反旋轉(zhuǎn)器，用于將I/Q路的符號(hào)比特按一定規(guī)律進(jìn)行反旋轉(zhuǎn)操作，其中包括可能的I/Q路比特交換和比特取反操作；兩個(gè)64比特移位寄存器，用于分別保存I/Q路當(dāng)前64個(gè)數(shù)據(jù)采樣比特，并將每次反旋轉(zhuǎn)后的I/Q路比特移入；兩批比特異或單元，用于將兩個(gè)64比特移位寄存器中的值分別與候選SYNC-DL碼字進(jìn)行逐比特異或操作；兩個(gè)“1”個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)器，用于分別統(tǒng)計(jì)I/Q路兩組異或輸出結(jié)果中“1”的個(gè)數(shù)；一個(gè)功率計(jì)算器，根據(jù)I/Q路的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，計(jì)算出相關(guān)功率。
進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)用戶(hù)設(shè)備接收機(jī)的、進(jìn)行初始小區(qū)搜索的、包含第一、第二步驟的串行迭代方法，所述方法包括以下步驟步驟一，對(duì)應(yīng)于初始小區(qū)搜索第一步驟，采用了所述的“1比特相關(guān)”同步裝置實(shí)現(xiàn)，用于檢測(cè)出一個(gè)或者多個(gè)SYNC-DL碼字及其同步位置；步驟二，對(duì)應(yīng)于初始小區(qū)搜索第二步驟，根據(jù)步驟一中的輸出，檢測(cè)所有相應(yīng)碼組中的Midamble碼字，并根據(jù)所檢測(cè)碼字的“可靠度”，產(chǎn)生“接受”或者“拒絕”標(biāo)志；步驟三，如果步驟二產(chǎn)生“接受”標(biāo)志，該方法終止，此時(shí)將繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)初始小區(qū)搜索步驟，例如初始小區(qū)搜索第三步驟；反之，如果在步驟二產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志，則執(zhí)行步驟四；步驟四，將初始小區(qū)搜索第二步驟產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志的次數(shù)增加一，并將該值與一個(gè)預(yù)設(shè)的門(mén)限C做比較(其中C為一個(gè)正整數(shù))，若“拒絕”次數(shù)不超過(guò)該門(mén)限，則返回步驟一，重新執(zhí)行初始小區(qū)第一步驟；反之，則終止本次小區(qū)搜索，進(jìn)行后續(xù)操作，例如在下一個(gè)頻點(diǎn)上重新開(kāi)始一次初始小區(qū)搜索過(guò)程。
本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)用戶(hù)設(shè)備接收機(jī)的、進(jìn)行初始小區(qū)搜索的、包含第一、第二步驟的并行迭代方法，所述方法包括以下步驟步驟一，對(duì)應(yīng)于初始小區(qū)搜索第一步驟，采用了所述的“1比特相關(guān)”同步裝置實(shí)現(xiàn)，用于檢測(cè)出一個(gè)或者多個(gè)SYNC-DL碼字及其同步位置；步驟二，對(duì)應(yīng)于初始小區(qū)搜索第一、二步驟的并行執(zhí)行，一方面，初始小區(qū)搜索第二步驟根據(jù)前一次初始小區(qū)搜索第一步驟中的輸出，檢測(cè)相應(yīng)碼組中的Midamble碼字，并根據(jù)所檢測(cè)碼字的“可靠度”，產(chǎn)生“接受”或者“拒絕”標(biāo)志；另一方面，初始小區(qū)搜索第一步驟重新運(yùn)行，產(chǎn)生另一組SYNC-DL碼字及其同步位置；步驟三，如果步驟二產(chǎn)生“接受”標(biāo)志，該方法終止，此時(shí)將繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)初始小區(qū)搜索步驟，例如初始小區(qū)搜索第三步驟；反之，如果在步驟二產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志，則執(zhí)行步驟四；步驟四，將初始小區(qū)搜索第二步驟產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志的次數(shù)增加一，并將該值與一個(gè)預(yù)設(shè)的門(mén)限C做比較(其中C為一個(gè)正整數(shù))，若“拒絕”次數(shù)不超過(guò)該門(mén)限，則返回步驟二，重新執(zhí)行初始小區(qū)第一、第二步驟(其中初始小區(qū)搜索第二步驟根據(jù)前一次迭代中初始小區(qū)搜索第一步驟的輸出進(jìn)行有關(guān)處理)；反之，則終止本次小區(qū)搜索，進(jìn)行后續(xù)操作，例如在下一個(gè)頻點(diǎn)上重新開(kāi)始一次初始小區(qū)搜索過(guò)程。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的用于TD-SCDMA系統(tǒng)中用戶(hù)終端設(shè)備的的進(jìn)行初始小區(qū)搜索的方法和裝置，具有相對(duì)較低的相關(guān)復(fù)雜度，并能夠在較惡劣的傳播條件下，達(dá)到較高的檢測(cè)概率，同時(shí)能夠有效地縮短TD-SCDMA系統(tǒng)中初始小區(qū)搜索時(shí)間。具體而言，本發(fā)明提供了一種復(fù)雜度相對(duì)較低的相關(guān)處理方法及其裝置，能夠較好的解決TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟相關(guān)處理計(jì)算量過(guò)大的問(wèn)題；雖然該應(yīng)用方法及其裝置會(huì)引入一定(約2dB)的性能損失，但是通過(guò)本發(fā)明提供的TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟和第二步驟的迭代處理方案，能夠較好的解決該問(wèn)題。
本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)以下對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)中初始小區(qū)搜索的方法和裝置的描述，將會(huì)變得越來(lái)越明顯。


圖1為一典型的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)單示意圖；圖2為T(mén)D-SCDMA系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為一種應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的屬于現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)裝置；圖4為根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的“1比特”相關(guān)方法的流程圖；圖5為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的“1比特”子相關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖6為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的、包含若干個(gè)“1比特”子相關(guān)裝置的“1比特”相關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖7為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的、包含“1比特”相關(guān)裝置的同步裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖8為在TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟中，應(yīng)用浮點(diǎn)相關(guān)算法和應(yīng)用本發(fā)明在相同條件下的仿真性能比較結(jié)果曲線圖；圖9為將本發(fā)明應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一、第二步驟中的一種串行迭代方法的流程圖；圖10為將本發(fā)明應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一、第二步驟中的一種串行迭代方法的一個(gè)例子的示意圖；圖11為將本發(fā)明應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一、第二步驟中的一種并行迭代方法的流程圖；圖12為將本發(fā)明應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一、第二步驟中的一種并行迭代方法的一個(gè)例子的示意圖；圖13為應(yīng)用本發(fā)明的串行迭代方法進(jìn)行TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一和第二步驟的性能曲線圖。
具體實(shí)施例方式
以下根據(jù)圖4～圖13，說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。
如圖4所示，為本發(fā)明提出的應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的“1比特”相關(guān)方法。該方法的核心思想是僅采用輸入數(shù)據(jù)采樣的符號(hào)位，即I/Q路各一個(gè)比特進(jìn)行處理，而不是采用如圖3所示的多比特相關(guān)處理，這樣做可以使一系列相應(yīng)的處理單元大大簡(jiǎn)化，降低軟/硬件的處理開(kāi)銷(xiāo)和功耗。以下結(jié)合圖4描述該“1比特”相關(guān)方法的流程。首先在步驟40中，根據(jù)接收數(shù)據(jù)I/Q路的采樣輸入，符號(hào)位提取器(如圖5中51)分別提取I/Q路數(shù)據(jù)的符號(hào)比特{ain，aqn}，其中下標(biāo)n為輸入采樣序號(hào)，而ain和aqn分別表示I和Q路上的符號(hào)比特。所述提取符號(hào)比特步驟可按如下關(guān)系進(jìn)行如果輸入＞＝0，則輸出＝1；反之，輸出＝0或者，如果輸入＞＝0，則輸出＝0；反之，輸出＝1然后，在步驟41中，反旋轉(zhuǎn)器(如圖5中52)對(duì)所得的I/Q路符號(hào)比特{ain，aqn}進(jìn)行反旋轉(zhuǎn)操作，得到{bin，bqn}，其中bin和bqn分別表示I和Q路上經(jīng)過(guò)反旋轉(zhuǎn)操作后的符號(hào)比特。其方法與前述背景技術(shù)中的圖3所述的反旋轉(zhuǎn)操作一致，但是由于這里僅涉及比特操作，所以原先的“取負(fù)”操作可用“比特取反”簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)，亦即bin＝ain，bqn＝aqn(n＝4k，k＝0，1，2，…)bin＝aqn，bqn＝~ain(n＝4k+1，k＝0，1，2，…)bin＝~ain，bqn＝~aqn(n＝4k+2，k＝0，1，2，…)bin＝~aqn，bqn＝ain(n＝4k+3，k＝0，1，2，…)其中，操作符~x表示對(duì)比特x的取反操作，亦即~0＝1、~1＝0。接下去，在步驟42中，在第N時(shí)刻，將I/Q路上的移位寄存器(圖5中的53、55)接收的兩組最近64個(gè)比特{biN，biN-1，…，biN-63}和{bqN，bqN-1，…，bqN-63}，通過(guò)兩批比特異或單元(圖5中的54和56)，分別與候選SYNC-DL碼字{s1，s2，…，s64}(其中sk的取值為0或1，下標(biāo)k＝1，2，…，64)的對(duì)應(yīng)比特進(jìn)行比特異或(bitexclusive OR)操作，得到I/Q路上的兩組異或輸出{ui1，ui2，…，ui64}和{uq1，uq2，…，uq64}。具體而言，在I路上，分別將biN+k-1和對(duì)應(yīng)的碼字比特sk進(jìn)行異或，得到輸出
uik＝biN+1-ksk(k＝1，2，…，64)其中，操作符表示異或操作，其輸入/輸出關(guān)系為00＝001＝110＝111＝0類(lèi)似的，在Q路上，分別將bqN+k-1和對(duì)應(yīng)的碼字比特sk進(jìn)行異或，得到輸出uqk＝bqN+1-ksk(k＝1，2，…，64)接著，在步驟43中，使用“1”個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)器(圖5中的57)分別統(tǒng)計(jì)I路和Q路上兩組異或操作結(jié)果{ui1，ui2，…，ui64}和{uq1，uq2，…，uq64}中“1”的個(gè)數(shù)，得到輸出ci和cq。該步驟用公式可表征為ci＝ui1+ui2+…+ui64cq＝uq1+uq2+…+uq64由于輸入uik和uqk均為一個(gè)比特，所以輸出ci和cq均取值在
范圍內(nèi)。最后，在步驟44中，根據(jù)輸入ci和cq值，由功率計(jì)算器(圖5中的58)計(jì)算得到第N時(shí)刻相關(guān)功率輸出pN，其中計(jì)算公式如下pN＝(32-ci)2+(32-cq)2這樣，如圖3所示的相關(guān)器就完成了第N時(shí)刻的相關(guān)值計(jì)算。當(dāng)每次有一個(gè)新的采樣值輸入，該相關(guān)器經(jīng)過(guò)上述操作后，就可產(chǎn)生一個(gè)相關(guān)結(jié)果輸出；這樣隨著接收數(shù)據(jù)采樣流的不斷輸入，該相關(guān)器就產(chǎn)生了一系列相關(guān)輸出，從而完成了“滑動(dòng)”相關(guān)過(guò)程。接著，后續(xù)處理模塊將根據(jù)這些相關(guān)輸出經(jīng)過(guò)一系列處理后，完成有關(guān)的同步和檢測(cè)功能。
如圖5所示，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的“1比特”子相關(guān)裝置5001的結(jié)構(gòu)框圖。該裝置實(shí)現(xiàn)了如圖4所示的“1比特”相關(guān)方法。該裝置接收數(shù)據(jù)采樣輸入后，首先通過(guò)兩個(gè)符號(hào)位提取器511和512，分別提取提取輸入數(shù)據(jù)采樣流的同步(I)和正交(Q)支路上的符號(hào)比特。然后，通過(guò)反旋轉(zhuǎn)器52對(duì)輸入I/Q兩路采樣值進(jìn)行反旋轉(zhuǎn)操作，由于反旋轉(zhuǎn)操作以4為周期，并且輸入I/Q路均為一個(gè)比特，所以可采用真值表等手段簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)。接著，將經(jīng)過(guò)反旋轉(zhuǎn)后的I/Q路比特分別被移入兩個(gè)64比特移位寄存器53和55。其中，每個(gè)64比特移位寄存器保存了最近的64個(gè)I或Q路數(shù)據(jù)采樣的符號(hào)比特，每次有新的數(shù)據(jù)采樣符號(hào)比特進(jìn)入時(shí)，進(jìn)行一次移位操作(將最老的符號(hào)比特移出丟棄)，并將新的數(shù)據(jù)采樣符號(hào)比特移入。然后，通過(guò)兩批比特異或單元541-64和561-64，用于將I/Q路兩個(gè)64比特移位寄存器中的比特值分別與候選SYNC-DL碼字進(jìn)行逐比特異或操作。接著，通過(guò)兩個(gè)“1”個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)器571和572，用于分別統(tǒng)計(jì)I/Q路兩組異或輸出結(jié)果中“1”的個(gè)數(shù)，該操作在某些數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)上可簡(jiǎn)單的用一條或者幾條指令實(shí)現(xiàn)，或者也可基于硬件采用采用一系列邏輯門(mén)電路的組合簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)。最后，通過(guò)功率計(jì)算器58，根據(jù)上述I/Q路的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，計(jì)算出相關(guān)功率。該功率計(jì)算已經(jīng)在前面給出，并可用兩個(gè)平方器和三個(gè)加/減法器實(shí)現(xiàn)；或者也可以采用查表法和一個(gè)加法器來(lái)降低復(fù)雜度。其中所述的查表邏輯單元用于實(shí)現(xiàn)函數(shù)f(x)＝(32-x)2，其中整數(shù)x的取值范圍為
。
如圖6所示，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的、包含若干個(gè)所述“1比特”子相關(guān)裝置的“1比特”相關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。該裝置包含了n(n＞＝1)個(gè)前述的“1比特”子相關(guān)裝置5001-n。其中，接收數(shù)據(jù)采樣流被送入這n個(gè)“1比特”子相關(guān)裝置；同時(shí)，每個(gè)“1比特”子相關(guān)裝置處理一個(gè)候選SYNC-DL碼字，并且各個(gè)“1比特”子相關(guān)裝置處理的SYNC-DL碼字各不相同。這樣，采用如圖6所示的相關(guān)裝置，就可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)完成對(duì)多個(gè)SYNC-DL碼字進(jìn)行“滑動(dòng)”相關(guān)的過(guò)程。注意到，由于所述“1比特”子相關(guān)器具有相對(duì)較低的復(fù)雜度，因此允許在每幀內(nèi)同時(shí)處理多個(gè)SYNC-DL碼字相關(guān)，并仍然保持合理的總復(fù)雜度。另一方面，如果時(shí)間允許，在下一幀數(shù)據(jù)到達(dá)前，采用如圖6所示的同一相關(guān)裝置，可以繼續(xù)處理另外一批或者幾批候選SYNC-DL碼字。這樣，采用如6所示的“1比特”相關(guān)裝置，就能夠以合理的復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)了在一幀內(nèi)進(jìn)行多個(gè)SYNC-DL碼字的相關(guān)處理。具體而言，根據(jù)軟/硬件資源等條件，設(shè)計(jì)人員可將待處理的所有N個(gè)候選SYNC-DL碼字分為B批，每批最多處理ceil(N/B)個(gè)候選SYNC-DL碼字，其中ceil(x)函數(shù)返回大于或者等于輸入變量x的最小整數(shù)；并且每次在連續(xù)的M(M＞＝1)幀中完成一批候選SYNC-DL碼字的相關(guān)處理、以及相應(yīng)的后續(xù)同步和檢測(cè)處理。這樣，在經(jīng)過(guò)至少M(fèi)*B幀的數(shù)據(jù)處理、并經(jīng)過(guò)最終的判決后，就可以完成TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的過(guò)程。
如圖7所示，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的、且包含“1比特”相關(guān)裝置的一種同步裝置的結(jié)構(gòu)框圖。該裝置圖體現(xiàn)了如何應(yīng)用本發(fā)明提供的“1比特”相關(guān)裝置，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的處理過(guò)程。首先，接收數(shù)據(jù)采樣經(jīng)過(guò)相關(guān)器70，根據(jù)當(dāng)前待處理的候選SYNC-DL碼字，在每一幀內(nèi)產(chǎn)生一批對(duì)應(yīng)的相關(guān)功率包絡(luò)結(jié)果輸出。這里所述的相關(guān)器即用本發(fā)明的低復(fù)雜度的“1比特”相關(guān)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。接著，相關(guān)值抽選器71，根據(jù)每幀內(nèi)所生成的相關(guān)功率包絡(luò)，按某種方法提取其中的部分相關(guān)值及其對(duì)應(yīng)的位置。例如，可以按照如國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)WO03/028399、發(fā)明名稱(chēng)為“小區(qū)搜索方法和通信終端設(shè)備”(CELL SEARCH METHOD AND COMMUNICATION TERMINAL APPARATUS)中所公開(kāi)的一種方法，將每個(gè)幀分為若干小段(例如，每段4個(gè)碼片長(zhǎng)度，共1600“小段”)，并逐段搜索最大相關(guān)值，并且只保留每段內(nèi)的最大值。這樣做的目的是為了達(dá)到節(jié)省存儲(chǔ)空間的目的。因?yàn)槿绻Ａ裘繋瑑?nèi)的所有相關(guān)功率包絡(luò)，假設(shè)采用2倍過(guò)采樣，則對(duì)應(yīng)每個(gè)SYNC-DL碼字總共需要6400*2＝12,800個(gè)存儲(chǔ)單元；因此，(特別是當(dāng)每幀內(nèi)處理多個(gè)SYNC-DL碼字的情況下)需要較多的存儲(chǔ)器開(kāi)銷(xiāo)，對(duì)實(shí)現(xiàn)造成較大的負(fù)擔(dān)。因此，在TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟中，該相關(guān)值抽選器71是有必要的。當(dāng)然，除了上述介紹的一種方法外，也可以采用其它抽選方法達(dá)到類(lèi)似的目的。接著，通過(guò)幀間合并器72，將連續(xù)多幀的、經(jīng)過(guò)相關(guān)值抽選器抽選后的相關(guān)功率包絡(luò)，按某種方式進(jìn)行合并。為了抑制干擾和噪聲的影響，提高正確檢測(cè)概率，有必要基于多個(gè)幀的相關(guān)功率輸出結(jié)果，來(lái)進(jìn)行判決；而這里所述的合并方法，是指將連續(xù)多幀內(nèi)的相關(guān)功率包絡(luò)輸出，根據(jù)相關(guān)值抽選器71的抽選方法，按一定方式將它們疊加在對(duì)應(yīng)于一個(gè)幀的范圍內(nèi)。例如，對(duì)應(yīng)前述所介紹的一種相關(guān)值抽選方法，可將所有幀內(nèi)的對(duì)應(yīng)同一段內(nèi)的抽選的相關(guān)功率值進(jìn)行相加，這樣就得到了對(duì)應(yīng)于一個(gè)幀范圍內(nèi)的一個(gè)疊加后的功率包絡(luò)，該功率包絡(luò)共含有1600個(gè)功率值(分別對(duì)應(yīng)了每個(gè)“小段”)。然后，對(duì)每個(gè)候選SYNC-DL碼字，功率包絡(luò)最大值搜索器73，根據(jù)幀間合并器的輸出的相應(yīng)的相關(guān)功率包絡(luò)，搜索功率值最大的一個(gè)相關(guān)峰，并記錄該相關(guān)峰的功率值及其對(duì)應(yīng)的同步位置。例如，對(duì)于前述介紹的一種抽選方法和對(duì)應(yīng)的幀間合并器，這意味著要在對(duì)應(yīng)每個(gè)SYNC-DL候選碼字的含1600個(gè)功率值的相關(guān)功率包絡(luò)中，搜索一個(gè)最大值，同時(shí)記錄其出現(xiàn)的位置(即“小段”在一幀中的序號(hào))。最后，得到所有候選SYNC-DL碼字的相關(guān)峰后，通過(guò)相關(guān)峰最大值搜索器74，搜索其中最大的一個(gè)或者多個(gè)相關(guān)峰功率值，并輸出它(們)的出現(xiàn)位置以及對(duì)應(yīng)的候選SYNC-DL碼字，這樣就完成了TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟的整個(gè)過(guò)程。需要指出的是，一般的，初始小區(qū)搜索只要找到一個(gè)信號(hào)最強(qiáng)的小區(qū)進(jìn)行接入即可，但相關(guān)峰最大值搜索器74可以被配置成能輸出多于一個(gè)同步位置及其SYNC-DL碼字，之所以這樣做，是因?yàn)?特別是當(dāng)用戶(hù)終端設(shè)備處于多個(gè)小區(qū)的邊緣時(shí))可能有多個(gè)候選SYNC-DL碼字的相關(guān)峰功率比較接近，這樣第一步驟就將它們都輸出，并由后續(xù)小區(qū)搜索步驟(例如初始小區(qū)搜索第二步驟)來(lái)做進(jìn)一步的判斷，從而達(dá)到提高正確檢測(cè)概率、以及縮短搜索時(shí)間的目的。
如圖8所示，為在TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟中，應(yīng)用浮點(diǎn)相關(guān)算法和應(yīng)用本發(fā)明，在相同條件下的仿真性能比較結(jié)果曲線圖。其中，其中的相關(guān)值抽選器和幀間合并方法采用了前文介紹的、國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)WO03/028399的發(fā)明中提供的方法。信道條件為高斯白噪聲信道(AWGN)。另外需要說(shuō)明的是，所謂“浮點(diǎn)算法”，是指對(duì)于接收信號(hào)不進(jìn)行M比特的量化處理，而所有處理模塊均采用浮點(diǎn)形式的接收數(shù)據(jù)采樣輸入——因此，所謂“浮點(diǎn)算法”的性能應(yīng)該是其它條件相同的前提下，進(jìn)行任何量化處理后的算法性能的上限；換言之，任何經(jīng)過(guò)量化處理的算法，在相同條件下的所達(dá)到性能，不可能好于對(duì)應(yīng)的“浮點(diǎn)算法”的性能。事實(shí)上，根據(jù)有關(guān)仿真結(jié)果和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中一般取M＝6~8比特量化處理的算法性能，已經(jīng)十分接近對(duì)應(yīng)的“浮點(diǎn)算法”的性能，這也是為什么現(xiàn)有大多數(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)工作在該量化比特?cái)?shù)范圍的原因。作為對(duì)比，本發(fā)明提出的“1比特”相關(guān)方案，由于僅對(duì)接收數(shù)據(jù)采樣的符號(hào)位進(jìn)行了處理(可看作是一種“1比特”量化方案)，可以使一系列相關(guān)處理裝置得以一定程度的簡(jiǎn)化，從而大大降低了TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一步驟中的相關(guān)處理的復(fù)雜度；并且由于用于表示輸出相關(guān)功率的比特?cái)?shù)也可以相應(yīng)的降低，因此也可一定程度上降低第一步驟中后續(xù)處理模塊的復(fù)雜度。但是，處理復(fù)雜度的降低，必然是以一定的性能犧牲為代價(jià)的如圖8中可見(jiàn)，為了達(dá)到90％的正確檢測(cè)概率，“浮點(diǎn)算法”需要約-7.5dB的信干噪比，而應(yīng)用本發(fā)明的方法則需要約-6.0dB的信干噪比；兩者相比，本發(fā)明提供的方法與理論最佳性能之間有約1.5dB左右的性能惡化，這可以看作是采用了本發(fā)明的低復(fù)雜度“1比特”相關(guān)裝置的性能損失代價(jià)。類(lèi)似的，在其它一系列信道傳播條件下，有關(guān)仿真結(jié)果(這里未提供)也表明了相似的性能惡化現(xiàn)象。必須說(shuō)明的是，應(yīng)用本發(fā)明提供的TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索的方法，盡管與理論最優(yōu)相比有少量惡化，但在多數(shù)條件下，其性能還是可以接受的，并能基本滿(mǎn)足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。事實(shí)上，通過(guò)本發(fā)明所進(jìn)一步提出的基于將TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一、第二步驟進(jìn)行迭代處理的方法和裝置，能夠較好的彌補(bǔ)該性能損失，這將在后文中對(duì)圖9～13的有關(guān)描述中得到體現(xiàn)。
如圖9所示，為將本發(fā)明應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一、第二步驟中的一種串行迭代方法的流程圖。首先，在步驟90中，執(zhí)行初始小區(qū)搜索第一步驟，采用了如圖7所示的同步裝置實(shí)現(xiàn)，該步驟檢測(cè)出一個(gè)或者多個(gè)SYNC-DL碼字及其同步位置。接著，在步驟91中，執(zhí)行初始小區(qū)搜索第二步驟，即根據(jù)步驟90中的輸出，檢測(cè)所有相應(yīng)碼組中的Midamble碼字，并根據(jù)所檢測(cè)碼字的“可靠度”，產(chǎn)生“接受”或者“拒絕”標(biāo)志。其中，所述的可產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志的初始小區(qū)搜索第二步驟，可基于如專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?3151479.0、名稱(chēng)為“時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中檢測(cè)中導(dǎo)碼序列的方法和裝置”(MIDAMBLE SEQUENCE DETECTION METHOD AND APPARATUS IN TD-SCDMASYSTEM)中所提供的方法和裝置的來(lái)實(shí)現(xiàn)該方法和裝置通過(guò)將最大似然Midamble碼字的相關(guān)輸出組內(nèi)其它候選Midamble碼字的相關(guān)輸出相比較，可量化計(jì)算出所檢測(cè)到Midamble碼字的“可靠度”，并通過(guò)將該值與一個(gè)預(yù)設(shè)的門(mén)限值做比較后，來(lái)產(chǎn)生“接受”或者“拒絕”標(biāo)志——亦即，如果所檢測(cè)到的Midamble碼字具有較高的“可靠度”，則初始小區(qū)搜索第二步驟產(chǎn)生一個(gè)“接受”標(biāo)志；反之，將產(chǎn)生一個(gè)“拒絕”標(biāo)志，這種情況意味著兩種典型情況(1)當(dāng)時(shí)的信道環(huán)境惡劣，信干噪比過(guò)比；或者(2)初始小區(qū)搜索第一步驟所檢測(cè)到的SYNC-DL碼字或者相應(yīng)的幀同步位置是錯(cuò)誤的。因此，該初始小區(qū)搜索第二步驟方法和裝置能夠判斷是否應(yīng)該繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)步驟，或者應(yīng)返回之前步驟重新執(zhí)行，或者由于信號(hào)質(zhì)量太差而應(yīng)放棄搜索。如圖9所示的一種串行迭代方法的流程圖正是反映了這一考慮。如圖所示，在步驟92中進(jìn)行判斷如果步驟91中的初始小區(qū)搜索第二步驟產(chǎn)生“接受”標(biāo)志，該方法終止，此時(shí)將繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)初始小區(qū)搜索步驟，例如初始小區(qū)搜索第三步驟；反之，如果步驟91中的初始小區(qū)搜索第二步驟產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志，則執(zhí)行下一步驟93。在步驟93中，將初始小區(qū)搜索第二步驟產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志的次數(shù)增加一，并將該值與一個(gè)預(yù)設(shè)的門(mén)限C做比較(其中C為一個(gè)正整數(shù))，若“拒絕”次數(shù)不超過(guò)該門(mén)限，則返回步驟90，重新執(zhí)行初始小區(qū)搜索第一步驟，產(chǎn)生另一批SYNC-DL碼字和相應(yīng)的幀同步位置供初始小區(qū)搜索第二步驟做檢測(cè)；反之，則終止本次小區(qū)搜索，進(jìn)行后續(xù)操作，例如在下一個(gè)頻點(diǎn)上重新開(kāi)始一次初始小區(qū)搜索過(guò)程。隨著初始小區(qū)搜索第一、第二步驟迭代執(zhí)行次數(shù)的增加，正確檢測(cè)的概率也會(huì)增加(見(jiàn)后文提供的仿真結(jié)果)；但是，也應(yīng)該控制迭代次數(shù)的上限，以避免在信號(hào)質(zhì)量差的頻點(diǎn)花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間進(jìn)行搜索。因此，門(mén)限值C的選擇，應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況和設(shè)計(jì)目標(biāo)綜合考慮；對(duì)于TD-SCDMA系統(tǒng)多頻點(diǎn)初始小區(qū)搜索方案，這里C的建議取值為1，亦即最多允許一次初始小區(qū)搜索第一、第二步驟的重復(fù)執(zhí)行處理。
如圖10所示，為將本發(fā)明應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一、第二步驟中的一種串行迭代方法的一個(gè)例子的示意圖。首先在步驟100中，執(zhí)行初始小區(qū)搜索第一步驟；然后，根據(jù)其提供的SYNC-DL碼字和幀同步結(jié)果，在步驟101中，執(zhí)行初始小區(qū)第二步驟。在所示例子中，這里的初始小區(qū)搜索第二步驟產(chǎn)生了“拒絕”信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的初始小區(qū)小區(qū)搜索第一、第二步驟的串行迭代方法，接下去在步驟102中重新執(zhí)行初始小區(qū)搜索第一步驟。然后在步驟103中，又根據(jù)在步驟102中重新產(chǎn)生SYNC-DL碼字檢測(cè)結(jié)果和對(duì)應(yīng)的幀同步輸出，再一次執(zhí)行初始小區(qū)搜索第二步驟——這次執(zhí)行的初始小區(qū)搜索第二步驟接受了所檢測(cè)到的Midamble碼字。在該例子中，進(jìn)行了一次初始小區(qū)搜索第一、第二步驟的迭代處理后，初始小區(qū)搜索第二步驟產(chǎn)生了“接受”標(biāo)志，于是迭代過(guò)程結(jié)束，將繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)初始小區(qū)步驟，例如初始小區(qū)搜索第三步驟，進(jìn)行有關(guān)復(fù)幀的同步。
如圖11所示，為將本發(fā)明應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一、第二步驟中的一種并行迭代方法的流程圖。與所述的應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一、第二步驟中的一種串行迭代方法相對(duì)應(yīng)，也可以在迭代過(guò)程中并行執(zhí)行初始小區(qū)搜索第一、第二步驟，以達(dá)到在較惡劣信道環(huán)境下縮短初始小區(qū)第一、第二步驟花費(fèi)時(shí)間的目的。如圖11所示首先，在步驟110中，執(zhí)行初始小區(qū)搜索第一步驟，采用了如圖7所示的同步裝置實(shí)現(xiàn)，該步驟檢測(cè)出一個(gè)或者多個(gè)SYNC-DL碼字及其同步位置。接著，在步驟111中，執(zhí)行初始小區(qū)搜索第二步驟，即根據(jù)本次迭代中第一步驟中的輸出，檢測(cè)所有相應(yīng)碼組中的Midamble碼字，并根據(jù)所檢測(cè)碼字的“可靠度”，產(chǎn)生“接受”或者“拒絕”標(biāo)志。同時(shí)，在該步驟111中，初始小區(qū)搜索第一步驟也同時(shí)重新運(yùn)行，產(chǎn)生另一組SYNC-DL碼字及其同步位置。接著，在步驟112中進(jìn)行判斷如果步驟111中的初始小區(qū)第二步驟產(chǎn)生“接受”標(biāo)志，該方法終止，此時(shí)將繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)初始小區(qū)搜索步驟，例如初始小區(qū)搜索第三步驟；反之，如果在步驟二產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志，則執(zhí)行下一步驟113。在步驟113中，將初始小區(qū)搜索第二步驟產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志的次數(shù)增加一，并將該值與一個(gè)預(yù)設(shè)的門(mén)限C做比較(其中C為一個(gè)正整數(shù))，若“拒絕”次數(shù)不超過(guò)該門(mén)限，則返回步驟111，重新執(zhí)行初始小區(qū)搜索第一、第二步驟——此時(shí)，初始小區(qū)搜索第二步驟應(yīng)根據(jù)前一次迭代中初始小區(qū)搜索第一步驟的輸出SYNC-DL碼字及相應(yīng)的幀同步位置進(jìn)行有關(guān)處理；反之，則終止本次小區(qū)搜索，將進(jìn)行后續(xù)操作，例如在下一個(gè)頻點(diǎn)上重新開(kāi)始一次初始小區(qū)搜索過(guò)程。為了提高并行效率，應(yīng)要求初始小區(qū)搜索第一、第二步驟所花費(fèi)的時(shí)間應(yīng)盡量接近例如，兩者均花費(fèi)F個(gè)幀，其中F為一個(gè)正整數(shù)。與前述一種串行迭代方法相比較，所述的并行迭代方法由于同時(shí)執(zhí)行初始小區(qū)第一、第二步驟，所以縮短了搜索時(shí)間，特別是在在較惡劣信道環(huán)境下，與串行迭代方法相比最多可節(jié)約約一般的搜索時(shí)間；當(dāng)然，其代價(jià)是對(duì)軟/硬件處理能力要求的提高，因?yàn)橛嘘P(guān)設(shè)計(jì)要提供同時(shí)執(zhí)行初始小區(qū)第一、第二步驟的能力。另外，所述并行迭代方法中門(mén)限值C的選擇，和前述一種串行迭代方法中的有關(guān)考慮是一致的。
如圖12所示，為將本發(fā)明應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一、第二步驟中的一種并行迭代方法的一個(gè)例子的示意圖。首先在步驟120中，執(zhí)行初始小區(qū)搜索第一步驟；然后，根據(jù)其提供的SYNC-DL碼字和幀同步結(jié)果，在步驟121中，重新執(zhí)行初始小區(qū)搜索第一步驟；同時(shí)，初始小區(qū)搜索第二步驟根據(jù)前一次迭代、即步驟121中初始小區(qū)搜索第一步驟的輸出SYNC-DL碼字及幀同步位置也并行執(zhí)行。在所示例子中，這里的初始小區(qū)搜索第二步驟產(chǎn)生了“拒絕”信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的初始小區(qū)小區(qū)搜索第一、第二步驟的并行迭代方法，接下去在步驟122中重新執(zhí)行初始小區(qū)搜索第一、第二步驟，其中初始小區(qū)搜索第二步驟根據(jù)前一次迭代步驟121中初始小區(qū)搜索第一步驟的輸出來(lái)執(zhí)行。在所示例子中，這里的初始小區(qū)搜索第二步驟再次產(chǎn)生了“拒絕”信號(hào)。由于C取值大于1，因此不退出仍執(zhí)行下一次迭代，亦即在步驟123中，重新執(zhí)行初始小區(qū)搜索第一、第二步驟，其中初始小區(qū)搜索第二步驟根據(jù)前一次迭代步驟122中初始小區(qū)搜索第一步驟的輸出來(lái)執(zhí)行。在所示例子中，這次初始小區(qū)搜索第二步驟終于產(chǎn)生了“接受”標(biāo)志，于是迭代過(guò)程結(jié)束，將繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)初始小區(qū)步驟，例如初始小區(qū)搜索第三步驟，進(jìn)行有關(guān)復(fù)幀的同步。
如圖13所示，為應(yīng)用本發(fā)明的串行迭代方法進(jìn)行TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一和第二步驟的性能曲線圖。其中，初始小區(qū)第一步驟中的相關(guān)處理采用了本發(fā)明的“1比特”相關(guān)方法；而初始小區(qū)第二步驟則是專(zhuān)利申請(qǐng)03151479.0中所提供的一種可產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志的初始小區(qū)搜索第二步驟。仿真結(jié)果給出了對(duì)應(yīng)1～4次迭代處理的仿真性能曲線。信道條件為高斯白噪聲信道(AWGN)。由圖13可見(jiàn)，隨著迭代次數(shù)的增加，所得的正確檢測(cè)概率指標(biāo)也得以不斷提高；其中，迭代次數(shù)在從1次到2次之間的性能提升幅度最大。特別，對(duì)應(yīng)2次迭代的仿真性能曲線，已經(jīng)接近于采用“浮點(diǎn)”相關(guān)方法時(shí)的性能(參考圖8)。因此，采用本發(fā)明提供的TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索第一和第二步驟的迭代方法，能夠有效地彌補(bǔ)由于采用了本發(fā)明提出的低復(fù)雜度的“1比特”相關(guān)處理所帶來(lái)的性能損失。
由上述針對(duì)圖3～圖13的有關(guān)說(shuō)明可見(jiàn)，據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的用于TD-SCDMA系統(tǒng)中用戶(hù)終端設(shè)備的的進(jìn)行初始小區(qū)搜索的方法和裝置，具有相對(duì)較低的相關(guān)復(fù)雜度以及良好的性能，并能夠在較惡劣的傳播條件下有效地縮短TD-SCDMA系統(tǒng)中初始小區(qū)搜索時(shí)間。
至此，已經(jīng)結(jié)合附圖詳細(xì)地描述了本發(fā)明的一種最佳實(shí)施方式。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該可以認(rèn)識(shí)到，這里用于描述本發(fā)明的各種邏輯單元、模塊、電路以及算法步驟等，可以采用電子硬件(electronic hardware)、計(jì)算機(jī)軟件(computer software)或者它們的組合來(lái)付諸實(shí)現(xiàn)。這里對(duì)各種元件、單元、模塊、電路和步驟通常都是按照他們的功能來(lái)描述的，實(shí)現(xiàn)時(shí)究竟采用硬件還是軟件，是由整個(gè)系統(tǒng)的具體應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束來(lái)決定的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該可以認(rèn)識(shí)到在特定情況下硬件和軟件的可互換性，并能針對(duì)具體應(yīng)用采用最佳方式來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所描述的一種應(yīng)用于TD-SCDMA系統(tǒng)初始小區(qū)搜索的方法和裝置。
例如，這里用于描述本發(fā)明的各種邏輯單元、模塊、電路以及算法步驟等，可采用以下方式或者它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、特殊用途集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)或者其它可編程邏輯器件、分離的(discrete)邏輯門(mén)(gate)或者晶體管(transistor)邏輯、分離的硬件元器件(例如寄存器和FIFO)、執(zhí)行一系列固件(firmware)指令的處理器、傳統(tǒng)的編程軟件(programmable software)和有關(guān)處理器(processor)等。其中，處理器可以是微處理器(microprocessor)，也可以是傳統(tǒng)的處理器、控制器(controller)、微控制器(microcontroller)或者狀態(tài)機(jī)(state machine)等；軟件模塊可存在于RAM存儲(chǔ)器、閃存(flashmemory)、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤(pán)、可移動(dòng)磁盤(pán)、CD-ROM、或者任何現(xiàn)有已知的存儲(chǔ)介質(zhì)中。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯然清楚并且理解，本發(fā)明所舉的最佳實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明，而并不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明所舉各實(shí)施例中的技術(shù)特征，可以任意組合，而并不脫離本發(fā)明的思想。根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一種應(yīng)用于TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索的方法和設(shè)備，可以有許多方式修改所公開(kāi)的發(fā)明，并且除了上述的具體給出的優(yōu)選方式外，本發(fā)明還可以有其它許多實(shí)施例。因此，凡屬依據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能得到的方法或改進(jìn)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。本發(fā)明的權(quán)利范圍由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索方法，其包含步驟1應(yīng)用于初始小區(qū)搜索第一步驟的“1比特”相關(guān)步驟，該步驟1包含1.1 提取路符號(hào)步驟根據(jù)接收數(shù)據(jù)同步I路和正交Q路的采樣輸入，符號(hào)位提取器單元分別提取I路和Q路數(shù)據(jù)的符號(hào)比特{ain，aqn}；其中下標(biāo)n為輸入采樣序號(hào)，而ain和aqn分別表示I和Q路上的符號(hào)比特；1.2 反旋轉(zhuǎn)步驟反旋轉(zhuǎn)器對(duì)所得的I路和Q路符號(hào)比特{ain，aqn}進(jìn)行反旋轉(zhuǎn)操作，得到{bin，bqn}；1.3 比特異或操作步驟在第N時(shí)刻，將I路和Q路上的移位寄存器單元接收到的兩組最近64個(gè)比特{biN，biN-1，…，biN-63}和{bqN，bqN-1，…，bqN-63}，通過(guò)兩批比特異或單元，分別與候選SYNC-DL碼字{s1，s2，…，s64}的對(duì)應(yīng)比特進(jìn)行比特異或操作，得到I路和Q路上的兩組異或輸出{ui1，ui2，…，ui64}和{uq1，uq2，…，uq64}；其中sk的取值為0或1，下標(biāo)k＝1，2，…，64；1.4 統(tǒng)計(jì)“1”個(gè)數(shù)步驟使用“1”個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)器分別統(tǒng)計(jì)I路和Q路上兩組異或操作結(jié)果{ui1，ui2，…，ui64}和{uq1，uq2，…，uq64}中“1”的個(gè)數(shù)，得到輸出ci和cq；1.5 功率計(jì)算步驟根據(jù)輸入ci和cq值，由功率計(jì)算器計(jì)算得到第N時(shí)刻相關(guān)功率輸出pN。
2.如權(quán)利要求1所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索方法，其特征在于，所述的步驟1.1中，提取符號(hào)比特按如下關(guān)系進(jìn)行如果輸入＞＝0，則輸出＝1；反之，輸出＝0；或者，如果輸入＞＝0，則輸出＝0；反之，輸出＝1。
3.如權(quán)利要求1或2所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索方法，其特征在于，所述的比特反旋轉(zhuǎn)操作，可以通過(guò)I/Q路交換和比特取反操作實(shí)現(xiàn)，亦即bin＝ain，bqn＝aqn(n＝4k，k＝0，1，2，…)bin＝aqn，bqn＝~ain(n＝4k+1，k＝0，1，2，…)bin＝~ain，bqn＝~aqn(n＝4k+2，k＝0，1，2，…)bin＝~aqn，bqn＝ain(n＝4k+3，k＝0，1，2，…)其中，操作符~x表示對(duì)比特x的取反操作。
4.如權(quán)利要求1或2所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索方法，其特征在于，步驟1.3中，所述的移位寄存器單元接收兩組最近64個(gè)比特{biN，biN-1，…，biN-63}和{bqN，bqN-1，…，bqN-63}，是指將經(jīng)過(guò)反旋轉(zhuǎn)后的I/Q路比特分別移入兩個(gè)64比特移位寄存器；其中，每個(gè)64比特移位寄存器保存了最近的64個(gè)I或Q路數(shù)據(jù)采樣的符號(hào)比特，每次有新的數(shù)據(jù)采樣符號(hào)比特進(jìn)入時(shí)，進(jìn)行一次移位操作，將最老的符號(hào)比特移出丟棄，并將新的數(shù)據(jù)采樣符號(hào)比特移入。
5.如權(quán)利要求1或2所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索方法，其特征在于，步驟1.3中，I路上的比特異或操作，表征為在I路上，分別將biN+k-1和對(duì)應(yīng)的碼字比特sk進(jìn)行異或，得到輸出uik＝biN+1-ksk(k＝1，2，…，64)，其中，表示異或操作。
6.如權(quán)利要求5所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索方法，其特征在于，步驟1.3中，Q路上的比特異或操作，表征為在Q路上，分別將bqN+k-1和對(duì)應(yīng)的碼字比特sk進(jìn)行異或，得到輸出uqk＝bqN+1-ksk(k＝1，2，…，64)。
7.如權(quán)利要求4所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索方法，其特征在于，步驟1.4用公式表征為ci＝ui1+ui2+ … +ui64cq＝uq1+uq2+ … +uq64。
8.如權(quán)利要求7所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索方法，其特征在于，ci和cq取值在
范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求5所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索方法，其特征在于，步驟1.5用公式表征為pN＝(32-ci)2+(32-cq)2。
10.如權(quán)利要求1所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索方法，其特征在于，還包含初始小區(qū)搜索第一步驟、第二步驟串行迭代步驟，該步驟包含2.1 對(duì)應(yīng)于初始小區(qū)搜索第一步驟，在進(jìn)行初始小區(qū)搜索第一步驟后，檢測(cè)出一個(gè)或者多個(gè)SYNC-DL碼字及其同步位置；2.2 對(duì)應(yīng)于初始小區(qū)搜索第二步驟，根據(jù)步驟2.1中的輸出，檢測(cè)所有相應(yīng)碼組中的中導(dǎo)碼碼字，并根據(jù)所檢測(cè)碼字的“可靠度”，產(chǎn)生“接受”或者“拒絕”標(biāo)志；2.3 如果步驟2.2產(chǎn)生“接受”標(biāo)志，則繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)初始小區(qū)搜索步驟，例如初始小區(qū)搜索第三步驟；反之，如果步驟2.2產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志，則執(zhí)行步驟2.4；2.4 將初始小區(qū)搜索第二步驟產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志的次數(shù)增加一，并將該與一個(gè)預(yù)設(shè)的門(mén)限C做比較，該C值為一個(gè)正整數(shù)，若“拒絕”次數(shù)不超過(guò)該門(mén)限，則返回步驟2.1，重新執(zhí)行初始小區(qū)第一步驟；反之，則終止本次小區(qū)搜索，進(jìn)行后續(xù)操作，例如在下一個(gè)頻點(diǎn)上重新開(kāi)始一次初始小區(qū)搜索過(guò)程。
11.如權(quán)利要求1所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索方法，其特征在于，還包含初始小區(qū)搜索第一步驟、第二步驟并行迭代步驟，該并行迭代步驟包含3.1 對(duì)應(yīng)于初始小區(qū)搜索第一步驟，在進(jìn)行初始小區(qū)搜索第一步驟后，檢測(cè)出一個(gè)或者多個(gè)SYNC-DL碼字及其同步位置；3.2 對(duì)應(yīng)于初始小區(qū)搜索第一、二步驟的并行執(zhí)行，一方面，初始小區(qū)搜索第二步驟根據(jù)前一次初始小區(qū)搜索第一步驟中的輸出，檢測(cè)相應(yīng)碼組中的中導(dǎo)碼碼字，并根據(jù)所檢測(cè)碼字的“可靠度”，產(chǎn)生“接受”或者“拒絕”標(biāo)志；另一方面，初始小區(qū)搜索第一步驟重新運(yùn)行，產(chǎn)生另一組SYNC-DL碼字及其同步位置；3.3 如果步驟3.2產(chǎn)生“接受”標(biāo)志，則繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)初始小區(qū)搜索步驟，例如初始小區(qū)搜索第三步驟；反之，如果步驟3.2產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志，則執(zhí)行步驟3.4；3.4 將初始小區(qū)搜索第二步驟產(chǎn)生“拒絕”標(biāo)志的次數(shù)增加一，并將該值與一個(gè)預(yù)設(shè)的門(mén)限C做比較，該C值為一個(gè)正整數(shù)，若“拒絕”次數(shù)不超過(guò)該門(mén)限，則返回步驟3.2，重新執(zhí)行初始小區(qū)第一、第二步驟；反之，則終止本次小區(qū)搜索，進(jìn)行后續(xù)操作，例如在下一個(gè)頻點(diǎn)上重新開(kāi)始一次初始小區(qū)搜索過(guò)程。
12.一種時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索裝置，其包含1個(gè)或若干“1比特”子相關(guān)裝置，該“1比特”子相關(guān)裝置的各自輸入端連接采樣數(shù)據(jù)輸出端，特征在于，該“1比特”子相關(guān)裝置包含符號(hào)位提取器電路單元，接收來(lái)自I支路、Q支路的采樣數(shù)據(jù)輸入，并提取I路和Q路數(shù)據(jù)的符號(hào)比特；和該符號(hào)位提取器電路單元信號(hào)連接的反旋轉(zhuǎn)器，其對(duì)所得的I路和Q路符號(hào)比特進(jìn)行反旋轉(zhuǎn)操作；和反旋轉(zhuǎn)器連接的移位寄存器電路單元，接收來(lái)自I路和Q路的最近64個(gè)比特；兩批比特異或單元，該兩批比特異或單元連接移位寄存器電路單元和候選SYNC-DL碼字接口，并將上述最近的64個(gè)比特分別與候選SYNC-DL碼字{s1，s2，…，s64}的對(duì)應(yīng)比特進(jìn)行比特異或操作；兩個(gè)“1”個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)器，該兩個(gè)“1”個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)器分別和上述兩批比特異或單元的輸出端口連接，分別統(tǒng)計(jì)I/Q路上兩組異或操作結(jié)果中“1”的個(gè)數(shù)，得到輸出ci和cq；和所述的兩個(gè)“1”個(gè)數(shù)統(tǒng)計(jì)器連接的功率計(jì)算器，其根據(jù)上述輸出計(jì)算得到第N時(shí)刻相關(guān)功率輸出pN。
13.如權(quán)利要求12所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索裝置，其特征在于，所述的符號(hào)位提取器電路單元包含2個(gè)并聯(lián)的符號(hào)提取器，分別提取I路、Q路數(shù)據(jù)的符號(hào)比特。
14.如權(quán)利要求12或13所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索裝置，其特征在于，所述的反旋轉(zhuǎn)器電路單元包含了I/Q路交換電路和比特取反電路。
15.如權(quán)利要求12或13所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索裝置，其特征在于，所述的移位寄存器電路單元包含2個(gè)并聯(lián)的移位寄存器，它們分別接收來(lái)自I路和Q路的最近64個(gè)比特。
16.如權(quán)利要求12或13所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索裝置，其特征在于，所述的移位寄存器電路單元接收兩組最近64個(gè)比特，是指將經(jīng)過(guò)反旋轉(zhuǎn)后的I路和Q路比特分別移入該兩個(gè)64比特移位寄存器電路單元；其中，每個(gè)64比特移位寄存器保存了最近的64個(gè)I或Q路數(shù)據(jù)采樣的符號(hào)比特，每次有新的數(shù)據(jù)采樣符號(hào)比特進(jìn)入時(shí)，進(jìn)行一次移位操作，將最老的符號(hào)比特移出丟棄，并將新的數(shù)據(jù)采樣符號(hào)比特移入。
17.如權(quán)利要求12或13所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索裝置，其特征在于，所述的功率計(jì)算器電路單元包含若干平方器和若干加/減法器。
18.如權(quán)利要求12或13所述的時(shí)分同步碼分多址系統(tǒng)中的初始小區(qū)搜索裝置，其特征在于，所述的功率計(jì)算器電路單元包含查表邏輯單元和加法器，其中所述的查表邏輯單元用于實(shí)現(xiàn)函數(shù)f(x)＝(32-x)2，其中整數(shù)x的取值范圍為
。
全文摘要
一種應(yīng)用于時(shí)分同步碼分多址(TD－SCDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)的進(jìn)行初始小區(qū)搜索的方法和裝置，包括應(yīng)用于初始小區(qū)搜索第一步驟的“1比特”相關(guān)方法和裝置、以及包含初始小區(qū)搜索第一、第二步驟的串行/并行迭代方法，具有相對(duì)較低的處理復(fù)雜度以及良好的性能，并能夠在較惡劣的傳播條件下有效地縮短TD－SCDMA系統(tǒng)中初始小區(qū)搜索時(shí)間。所述“1比特”相關(guān)方法包括提取路符號(hào)、反旋轉(zhuǎn)、比特異或、統(tǒng)計(jì)“1”個(gè)數(shù)和功率計(jì)算等步驟和模塊；而包含初始小區(qū)搜索第一和第二步驟的串行/并行迭代方法，能夠一定程度上彌補(bǔ)由于采用本發(fā)明的低復(fù)雜度的“1比特”相關(guān)方法和裝置所帶來(lái)的性能損失。
文檔編號(hào)H04W56/00GK1596022SQ20041002569
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者謝一寧, 冉曉龍 申請(qǐng)人:凱明信息科技股份有限公司