本發(fā)明關(guān)于一種小區(qū)搜尋的方法，尤指透過實體標識符的假設機制與輔助同步信號相關(guān)運算輸出的判斷機制，以提升小區(qū)搜尋成功率的小區(qū)搜尋方法。

背景技術(shù)：

在無線通信系統(tǒng)中，當客戶端(userequipment)試圖進行網(wǎng)絡存取時，首先需進行小區(qū)搜尋程序以取得小區(qū)標識符，接著再與小區(qū)進行同步程序?？蛻舳嗽谛^(qū)搜尋程序中應盡快取得小區(qū)標識符，以與小區(qū)獲得同步，降低時間與頻率誤差。

在長期演進系統(tǒng)(longtermevolution，lte)中，定義有504個實體小區(qū)標識符(physical-layercellidentity)，其由168個實體小區(qū)群組(physical-layercell-identitygroup)，每個群組有3個實體標識符(physical-layeridentity)所組成。的范圍為0～167，的范圍為0～2，可以表示成實體小區(qū)標識符由主同步信號(primarysynchronizationsignal，pss)與輔助同步信號(secondarysynchronizationsignal，sss)所攜帶，因此欲解得實體小區(qū)標識符，便需對同步信號做偵測。

長期演進系統(tǒng)具有分頻多任務(frequencydivisionduplexing，fdd)及分時多任務(timedivisionduplexing，tdd)模式。pss信號和sss信號均以半個無線幀(frame)為周期重復，即周期為5ms。小區(qū)搜尋就是客戶端利用pss信號和sss信號的相關(guān)性，以5ms為周期檢測小區(qū)信號，獲取下行時域及頻域同步的過程，并分成pss檢測和sss檢測。

詳細來說，pss信號由長度63的zadoff-chu序列所組成，對應到頻域上dc子載波左右兩邊各31個子載波(subcarrier)，pss序列du(n)可表示如下：

簡單來說，pss序列du(n)是根據(jù)根指數(shù)u產(chǎn)生。參見圖1，其列出實體標識符與根指數(shù)u的對應關(guān)系。由圖1可知，實體標識符0、1、2分別對應zadoff-chu序列的根指數(shù)u：25、29、34。因此，pss序列包含有三種序列，以根指數(shù)u作區(qū)分。

另外，sss序列是由兩個長度為31的二位序列交錯組成，并對應到頻域上dc子載波左右兩邊各31個子載波。這兩個序列的產(chǎn)生首先會經(jīng)過擾亂序列(scramblesequence)的擾亂動作，而此擾亂序列的產(chǎn)生方法與實體標識符有關(guān)，故一般在接收端需先偵測pss信號得到實體標識符并利用實體標識符所產(chǎn)生的擾亂序列來進一步偵測sss信號。sss信號的傳送時間是在子幀(subframe)0和5，sss序列可表示如下：

其中，0≤n≤30。上述公式的四項參數(shù)分別為指標參數(shù)m、序列s、擾亂序列c及序列z，說明如下：

指標m0與m1可由實體小區(qū)群組推導得到：

m0＝m'mod31

序列與由m序列(m-sequence)給定不同循環(huán)位移(cyclicshift)m0與m1所構(gòu)成：

與有關(guān)的擾亂序列c0(n)和c1(n)由m序列組成：

而序列與由m序列組成：

參見圖2，小區(qū)搜尋程序中，需先對pss信號做偵測，再依偵測到的pss型別(三種根指數(shù)u)偵測sss信號。首先，因pss與sss信號為在lte頻帶中心的1.4mhz，僅需1.92mhz的取樣頻率，故先用降頻濾波器將不同頻率(30.72mhz、23.04mhz…、1.92mhz)的接收信號降頻到1.92mhz，客戶端在接收端依三個根指數(shù)u(對應)產(chǎn)生三個時域上128點的pss信號，分別與降頻后的接收信號做相關(guān)運算(correlation)。pss信號的相關(guān)運算結(jié)果輸出到非相干結(jié)合緩存器(non-coherent-combiningbuffer)，藉以將多個半個無線幀(5ms)的相關(guān)運算結(jié)果做結(jié)合進而降低背景噪聲的干擾。非相干結(jié)合緩存器的容量，以pss信號的傳送周期5ms來算，至少需儲存28.8k個取樣點(即3組非相干結(jié)合緩存器x9600取樣點/組)。峰值搜尋程序(peaksearch)針對每個接收時間點，于三組緩存器中找出最大值，將其最大值與預設的閾做比較，來判斷是否有偵測到pss信號，若判斷成立，則將其對應的與主同步信號的接收時間點送到sss偵測程序作運算。sss偵測程序可采用相干或非相干方式進行偵測：利用峰值搜尋程序取得的pss信號接收時間點與實體辨識碼，將時域上的接收信號透過快速傅利葉轉(zhuǎn)換到頻域，于頻域上與168個實體小區(qū)群組對應的sss序列做相關(guān)運算，在168個相關(guān)運算結(jié)果中，取其最大輸出值所對應的實體小區(qū)群組即可根據(jù)實體辨識碼及實體小區(qū)群組計算出實體小區(qū)標識符

然而，傳統(tǒng)小區(qū)搜尋機制對于幀同步未嚴格要求的系統(tǒng)，如分頻多任務的fdd-lte模式尚可成立，但對于幀同步嚴格要求的系統(tǒng)，如分時多任務tdd-lte模式，則無法符合小區(qū)搜尋的時間需求。舉例來說，tdd-lte模式對于小小區(qū)幀同步的要求為3us，以ofdm符號長度為66.67us來說，這表示不同小區(qū)所傳送出去的同步信號(pss信號及sss信號)，在接收端(客戶端)會重迭在一起，造成同步信號間彼此的干擾。換句話說，信號強的同步信號將嚴重影響信號弱的同步信號被成功偵測到的機率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明即在解決幀同步下同步信號彼此相互干擾所造成小區(qū)搜尋成功率降低的問題。

本發(fā)明揭露一種小區(qū)搜尋的方法，用于一無線通信系統(tǒng)的一移動裝置中，方法包含：進行主同步信號接收時間偵測程序，用來取得主同步信號的可能接收時間點；進行主同步信號假設程序，用來根據(jù)第一、第二及第三實體標識符分別對應的三個根指數(shù)，在頻域上產(chǎn)生第一、第二及第三頻域主同步序列；以及進行輔助同步信號相干偵測程序，用來根據(jù)可能接收時間點分別與第一、第二及第三頻域主同步序列計算出輔助同步信號，并取得對應的實體小區(qū)群組。

附圖說明

圖1為實體標識符與zadoff-chu根指數(shù)的對應關(guān)系表。

圖2為小區(qū)搜尋的流程圖。

圖3為本發(fā)明實施例一通訊裝置的示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例一流程的示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例一小區(qū)搜尋的流程圖。

圖6為本發(fā)明實施例一主同步信號接收時間偵測程序。

圖7為本發(fā)明實施例一小區(qū)搜尋的流程圖。

圖8為本發(fā)明實施例一連續(xù)干擾消除程序。

具體實施方式

圖3為本發(fā)明實施例一通訊裝置30之示意圖。通訊裝置30可為客戶端，其包含處理裝置300、儲存單元310及通訊接口單元320。處理裝置300可為微處理器或特定應用集成電路(asic)。儲存單元310可為任一種類的數(shù)據(jù)儲存裝置，用來儲存程序代碼314，并透過處理裝置300讀取及執(zhí)行程序代碼314。通訊接口單元320可為一無線收發(fā)器，其根據(jù)處理裝置300的處理結(jié)果與網(wǎng)絡端(如基地臺)交換無線信號。

圖4為本發(fā)明實施例一流程40之流程圖。流程40可用于通訊裝置30，用來降低小區(qū)搜尋的時間及提升成功機率。流程40可被編譯為程序代碼314，儲存于儲存單元310中，其包含以下步驟：

步驟400：開始。

步驟410：進行一主同步信號接收時間偵測程序，用來取得一主同步信號可能出現(xiàn)的至少一接收時間點。

步驟420：進行一主同步信號假設程序，用來根據(jù)一第一、第二及第三實體標識符分別對應的三個根指數(shù)，在一頻域上產(chǎn)生一第一、第二及第三頻域主同步序列。

步驟430：進行一輔助同步信號相干偵測程序，用來根據(jù)該至少一接收時間點中的每一個接收時間點與該第一、第二及第三頻域主同步序列，運算出一輔助同步信號，并取得對應的一實體小區(qū)群組。

步驟440：結(jié)束。

根據(jù)流程40，在主同步信號接收時間偵測程序，僅找出pss信號可能出現(xiàn)的接收時間點，對于pss信號的實體標識符則先不做判斷，獲得pss信號的接收時間點后，再將三種可能的實體標識符與接收時間點輸入輔助同步信號相干偵測程序作配對偵測，以偵測出sss信號及實體小區(qū)群組

參見圖5，本發(fā)明提出的小區(qū)搜尋的流程包含有主同步信號接收時間偵測程序、主同步信號假設程序及輔助同步信號相干偵測程序。以下針對各個程序做詳細說明：

1.主同步信號接收時間偵測程序：

參見圖6，其為本發(fā)明實施例一主同步信號接收時間偵測程序60的示意圖?？蛻舳嗽诮邮招盘柡?，將接收信號降頻至1.92mhz(步驟601)，再與時域上的三個pss序列(根據(jù)三個根指數(shù)u：25、29、34分別產(chǎn)生)做相關(guān)運算(步驟602)。在每個接收時間點(即9600個取樣點)，從三組相關(guān)運算結(jié)果中選擇最大者(步驟603)輸出到非相干結(jié)合緩存器作多個半個無線幀的結(jié)合(步驟604)。接著，根據(jù)此半個無線幀5ms容量的緩存器，將其儲存值與預設閾做比較以便找出pss信號可能出現(xiàn)的接收時間點ni(步驟605)，最后將這些可能的接收時間點ni輸出至輔助同步信號相干偵測程序。值得注意的是，主同步信號接收時間偵測程序60未對實體標識符進行判斷，因此僅需一組非相干結(jié)合緩存器(即9600個取樣點)，并省下2/3的緩存器容量(參見上述，習知的小區(qū)搜尋過程中，需3組非相干結(jié)合緩存器儲存28.8k個取樣點)。

2.主同步信號假設程序及輔助同步信號相干偵測程序：

參見圖7，其為本發(fā)明實施例一小區(qū)搜尋的流程圖。在從主同步信號接收時間偵測程60序得到接收時間點ni(0≤ni＜9600)之后，主同步信號假設程序70a將三種可能的實體標識符依序輸入輔助同步信號相干偵測程序70b做偵測。此外，如圖7所示，在接收時間點ni時，一參數(shù)initial將會被設定成1，使得在主同步信號假設程序70a時會初始為0。

值得注意的是，為了消除同步信號間的干擾，本發(fā)明提出全頻域連續(xù)干擾消除程序(successiveinterferencecancel，sic)。如圖7所示，首先，客戶端判斷在接收時間點ni是否曾偵測到小區(qū)(即取得實體小區(qū)標識符)，若有，先進行連續(xù)干擾消除程序70c，再進行輔助同步信號相干偵測程序70b；否則，直接進行輔助同步信號相干偵測程序70b。若客戶端在接收時間點ni未偵測到小區(qū)時，進行輔助同步信號相干偵測程序70b。

信號相干偵測程序70b詳述如下：客戶端根據(jù)主同步信號接收時間偵測程60提供的主同步信號接收時間點ni，取時域上128取樣點做快速傅利葉轉(zhuǎn)換到頻域：

于頻域上dc左右各取31子載波得到：

ypss(k),k＝-31,-30,...,-1,1,2,...,31

根據(jù)主同步信號接收時間偵測程60提供的pss信號接收時間點ni，依tdd-lte模式，sss信號領(lǐng)先pss信號兩個ofdm符號時間，計算sss信號接收時間點n′i，取時域上128samples做快速傅利葉轉(zhuǎn)換到頻域：

于頻域上dc左右各取31子載波得到：

ysss(k),k＝-31,-30,...,-1,1,2,...,31

根據(jù)主同步信號假設程序70a的實體標識符假設值產(chǎn)生頻域上的pss序列：

做pss信號的信道估測：

套用pss信號的信道估測結(jié)果與ysss做相干結(jié)合運算，得到：

其中，re{.}系指取實數(shù)部分，n表示時間軸上的標記，則是相干結(jié)合緩存器，容量為3x62取樣點。將相干結(jié)合運算的結(jié)果與sss序列做相關(guān)運算：

表示給定實體小區(qū)群組與實體標識符后，sss信號在頻域的序列：

由于sss序列是m-序列所組成，sss序列的相關(guān)運算結(jié)合可透過快速哈達瑪變換(fast-hardmardtransform，fht)來計算，以降低硬件實現(xiàn)的復雜度。

由于本發(fā)明僅在時域上找出pss信號可能出現(xiàn)的時間，而未針對pss序列的型別做判斷，因此本發(fā)明實施例提出一檢測程序70d來確認sss序列的相關(guān)運算結(jié)果是否有偵測到小區(qū)。取sss序列的相關(guān)運算結(jié)果中的最大值作為依據(jù)：

定義檢測閾值q為：

其中q為能量總和：

q應該滿足q≤1，如果q大于預定的閾，例如0.8，則判斷偵測到新的小區(qū)，計算。緊接著將參數(shù)initial設為1，意即在主同步信號假設程序70a將實體標識符的假設值歸零，依偵測到的進行連續(xù)干擾消除程序的步驟，再執(zhí)行輔助同步信號相干偵測程序70b。否則，放棄此假設的實體標識符的假設值，將參數(shù)initial設為0，使得在主同步信號假設程序70a中亦即嘗試下一個實體標識符的假設值(如此次假設嘗試)，并重新執(zhí)行輔助同步信號相干偵測程序70b。如果，三種可能的實體標識符均執(zhí)行過輔助同步信號相干偵測程序70b且未再偵測到新的小區(qū)，則結(jié)束此次主同步信號接收時間點的偵測，并在下一個接收時間點執(zhí)行主同步信號假設程序70a及輔助同步信號相干偵測程序70b。

另一方面，若有偵測到小區(qū)(即取得實體小區(qū)標識符)，客戶端進行連續(xù)干擾消除程序70c。參見圖8，其為本發(fā)明實施例一連續(xù)干擾消除程序80的流程圖?？蛻舳烁鶕?jù)偵測到的實體小區(qū)群組與實體標識符分別產(chǎn)生頻域上的pss序列xpss與sss序列xsss。接著進行sss信號的信道估測：

利用sss信號的信道估測重建pss與sss的接收信號：

將所接收到的pss與sss信號分別去除相對應的重建信號：

將執(zhí)行連續(xù)干擾消除程序后的pss與sss信號y′pss、y′sss取代原本的pss與sss接收信號ypss、ysss，輸入輔助同步信號相干偵測程序70b做偵測。以上整個連續(xù)干擾消除程序的動作完全在頻域上完成，無需轉(zhuǎn)換到時域上重新偵測較弱pss信號的存在以節(jié)省小區(qū)搜尋的時間。值得注意的是，傳統(tǒng)小區(qū)搜尋程序為了消除多個同步信號間彼此的干擾，客戶端在偵測到小區(qū)并取得實體小區(qū)標識符之后，會切換至時域上再進行連續(xù)干擾消除程序。然而，此方式會造成客戶端無法在偵測到小區(qū)的當下的幀中，進行連續(xù)干擾消除程序，而必需在下一個幀中才能進行連續(xù)干擾消除程序，造成客戶端與小區(qū)同步的時間延遲。

上述所有步驟，可透過硬件、固件(即硬件裝置與計算機指令的組合，硬件裝置中的數(shù)據(jù)為只讀軟件數(shù)據(jù))或電子系統(tǒng)等方式實現(xiàn)。硬件可包含模擬、數(shù)字及混合電路(即微電路、微芯片或硅芯片)。電子系統(tǒng)可包含系統(tǒng)單芯片(systemonchip，soc)、系統(tǒng)封裝(systeminpackage，sip)、計算機模塊(computeronmodule，com)及通訊裝置30。

綜上所述，本發(fā)明提出的小區(qū)搜尋流程，可解決當幀同步系統(tǒng)在時域上有多個主同步信號同時存在時，彼此的同步干擾無法透過非相干結(jié)合運算降低，因此，較弱的主同步信號將無法被偵測到。本發(fā)明藉由主同步信號假設程序與頻域上輔助同步信號相關(guān)運算結(jié)果的檢測機制，可確認是否有小區(qū)存在，進一步采用全頻域連續(xù)干擾消除程序?qū)⑤^強小區(qū)的干擾予以消除并結(jié)合不同訊框之間的同步結(jié)合，因此能大幅提升較弱信號小區(qū)被偵測到的機率。

以上所述僅為本發(fā)明之優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明之涵蓋范圍。

符號說明

實體標識符

實體小區(qū)群組

實體小區(qū)標識符

u根指數(shù)

ni接收時間點

30通訊裝置

300處理裝置

310儲存單元

320通訊接口單元

314程序代碼

40流程

400～440、601～605步驟

60主同步信號接收時間偵測程序

70a主同步信號假設程序

70b輔助同步信號相干偵測程序

70c、80連續(xù)干擾消除程序

70d檢測程序。