DE69930036T2

DE69930036T2 - Rahmensynchronisierung mittels Erfassung der Konstellationsgrösse

Info

Publication number: DE69930036T2
Application number: DE1999630036
Authority: DE
Inventors: Soichi Minato-ku Tsumura
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: DE69930036D1; EP0991235A2; KR20000023506A; JP2000115023A; KR100342628B1; EP0991235A3; JP2993500B1; US6754257B1; EP0991235B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rahmentakt-Synchronisationsverfahren zum Herstellen einer Rahmensynchronisation in einem CDMA-Kommunikationssystem (Codemultiplex-Vielfachzugriff-Kommunikationssystem).
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Im Allgemeinen wird Kommunikation unter Verwendung eines Formats ausgeführt, das zwischen der sendenden und der empfangenden Seite vorbestimmt ist. Um Informationen richtig zu empfangen, ist es notwendig, auf der empfangenden Seite die Rahmengrenzen in einem Empfangssignal zu ermitteln, d. h. eine Rahmensynchronisation herzustellen.
In einem CDMA-Kommunikationssystem, das kürzlich Aufmerksamkeit erlangt hat, gibt es im Allgemeinen eine bekannte zeitliche Beziehung zwischen einer Rahmengrenze und einem Spreizcode. Die empfangende Seite kann Informationen nicht decodieren, ohne einen Spreizcode und seinen Takt zu kennen. Dies erschwert es, auf der empfangenden Seite eine Rahmensynchronisation herzustellen.
Im W-CDMA (Breitband-CDMA), der durch die ARIB (Association of Radio Industries and Businesses) genormt wird, werden als Spreizcodes in einer Vorwärtsverbindung, d. h. in einem Kanal von einer Basisstation zu einer Endgerätstation, Langcodes und Kurzcodes verwendet. Der Langcode ist ein Code mit der gleichen Periode wie ein Rahmen. Der Kurzcode ist ein Code, der eine kürzere Periode als der Langcode hat und dazu verwendet wird, den Kanal orthogonal in Bezug auf einen weiteren physikalischen Vorwärtskanal zu machen, der von derselben Basisstation übertragen wird. Eine Vorwärtsverbindung von der Basisstation zu der Endgerätstation wird durch das Produkt von Lang- und Kurzcodes gespreizt.
Um das Herstellen einer Rahmensynchronisation bei der Endgerätstation zu ermöglichen, wird eines der Symbole eines Schlitzes nicht zyklisch durch einen Langcode gespreizt, sondern nur durch einen bekannten Kurzcode gespreizt. Dieses nur durch den bekannten Kurzcode gespreizte Symbol wird ein Langcode-Maskensymbol genannt. Der zum Spreizen des Langcode-Maskensymbols verwendete Kurzcode braucht nicht gleich einem Kurzcode zu sein, der zum Spreizen anderer Symbolabschnitte verwendet wird, und braucht lediglich bekannt zu sein. Die Endgerätstation stellt die Rahmensynchronisation unter Verwendung dieses Langcode-Maskensymbols und des bekannten Kurzcodes her.
In diesem Fall werden die folgenden Prozeduren ausgeführt, um schließlich die Synchronisation mit einem Spreizcode herzustellen.

(1) Das Entspreizen wird sequentiell in Einheiten von Chips unter Verwendung eines bekannten Kurzcodes ausgeführt. Daraufhin wird durch Suchen nach einem Startpunkt, bei dem ein großer Korrelationswert erhalten wird, die Position eines Langcode-Maskensymbols erfasst.
(2) Anhand des erfassten Langcode-Maskensymbols werden ein Langcodetyp und ein Rahmentakt (eine Langcode-Startphase) erfasst.

7 zeigt ein Beispiel des Formats eines Rahmens in einer Vorwärtskommunikationsverbindung. Wie in 7 gezeigt ist, ist ein Rahmen = N Schlitze, ein Schlitz = M Symbole und ein Symbol = P Chips. Lediglich M – 1 Symbole eines Schlitzes werden durch Lang- und Kurzcodes gespreizt, während das verbleibende eine Symbol nur durch einen Kurzcode gespreizt wird. Falls als Ganzes G Typen von Spreizcodes (Langcodes·Kurzcodes) verwendet werden und der Empfangsüberabtastungszählwert S (Abtastwerte/Chip) ist, muss zum Herstellen der Rahmensynchronisation eine Unsicherheit beseitigt werden, die G·N·M·P·S entspricht. Das heißt, es sind G·N·M·P·S Korrelationsberechnungen erforderlich.
Gemäß den Prozeduren zum Herstellen der Spreizcodesynchronisation wird die Unsicherheit im Stand der Technik nicht dadurch verringert, dass alle G·N·M·P·S geprüft werden, sondern, indem sie wie folgt schrittweise geprüft werden: G·N·M·P·S → G·N (1) G·N → 1 (2)
In der Praxis wird ein Rahmenformat in Schritt (2) ebenfalls so konstruiert, dass es die Verwendung eines Verfahrens zur schrittweisen Beseitigung der Unsicherheit ermöglicht. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht direkt dieser Technik zugeordnet, so dass ihre Beschreibung weggelassen wird.
Allerdings sind in Schritt (1) M·P·S Korrelationsberechnungen erforderlich, was zur Zunahme der Hardware-Größe und des Stromverbrauchs führt. Da im Fall des W-CDMA N = 16, M = 10 und P = 256 ist, sind in Schritt (1) selbst für S = 1 2560 Korrelationsberechnungen erforderlich.
Wie oben beschrieben wurde, ist in dem herkömmlichen Rahmentakt-Synchronisationsverfahren eine große Berechnungsmenge erforderlich, um die Rahmentaktsynchronisation herzustellen.
Aus FR-A-2758031 ist ein Rahmensynchronisationsverfahren zur Verwendung in einem digitalen Kommunikationssystem bekannt, das die folgenden Schritte umfasst: Berechnen von Phasenwerten von Übertragungsparametersignalisierungs-Piloten (TPS-Piloten) in einem Symbol gemäß In-Phase- und Quadraturphase-Kanalsignalen, die von einer sendenden Seite empfangen werden, Berechnen von Phasendifferenzen aus den Phasenwerten der TPS-Piloten eines vorangegangenen Symbols und den jeweils berechneten Phasenwerten der TPS-Piloten des momentanen Symbols, Ausführen einer digitalen binären Phasenumtastungsdemodulation der berechneten Phasendifferenzen, Bestimmen, ob alle demodulierten TPS-Piloten zueinander gleich sind und Ausgeben eines repräsentativen TPS-Piloten eines Symbols, wenn bestimmt worden ist, dass alle demodulierten TPS-Piloten zueinander gleich sind, Bestimmen, ob eine momentane Position einer Synchronisationswort-Position entspricht, durch Vergleichen des repräsentativen TPS-Piloten eines Symbols, das einem vorangegangenen Rahmen entspricht, mit dem repräsentativen TPS-Piloten eines Symbols, das dem momentanen Rahmen entspricht, Zählen der Symbole, wenn eine momentane Position der Synchronisationswortposition entspricht, und Erzeugen eines Rahmensignals gemäß dem Zählwert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der obigen Situation im Stand der Technik gemacht, wobei es ihre Aufgabe ist, ein Rahmentakt-Synchronisationsverfahren zu schaffen, das die zum Herstellen der Rahmentaktsynchronisation be nötigte Berechnungsmenge verringern kann.
Zur Lösung der obigen Aufgabe wird gemäß dem Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung ein Rahmentakt-Synchronisationsverfahren zum Herstellen einer Rahmensynchronisation geschaffen, wenn ein Empfangsrahmen gebildet ist durch einen Abschnitt, der durch BPSK (binäre Phasenumtastung) moduliert (gespreizt) ist, und durch einen Abschnitt, der durch mehrstufige PSK (Phasenumtastung) moduliert (gespreizt) ist, wobei eine Phase an einem Signalpunkt nach der Modulation (Spreizung) Phasen an zwei Punkten übersteigt und relative Positionen des durch BPSK modulierten (gespreizten) Abschnitts und eines Abschnitts, der durch ein von BPSK verschiedenes Schema moduliert (gespreizt) worden ist, in dem Empfangsrahmen bekannt sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Mehrmaliges Erhalten eines Integrationsergebnisses durch Integrieren des Quadrats eines komplexen Empfangsabtastwerts für mehrere Abtastwertperioden ausgehend von einem beliebigen Integrationsstartpunkt, während ein Integrationsstartabtastwert in vorgegebenen Intervallen verschoben wird;
Ausführen einer Suche nach dem maximalen Integrationsergebnis in den mehreren Integrationsergebnissen;
Demodulieren (Entspreizen) komplexer Empfangsabtastwerte einschließlich eines vorgegebenen Bereichs mit einem Integrationsstartpunkt als ein Zentrum, das dem maximalen Integrationsergebnis entspricht, während die jeweiligen Abtastwerte als Demodulationsstartpunkte (Entspreizungsstartpunkte) gesetzt werden; und
Herstellen einer Rahmensynchronisation durch Erfassen des durch BPSK modulierten (gespreizten) Abschnitts aus den erhaltenen Demodulationsergebnissen (Entspreizungsergebnissen).
Wie aus dem Hauptaspekt offensichtlich ist, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein komplexer Einzelsymbol-Empfangsabtastwert quadriert und ein Startpunkt erfasst, bei dem das maximale Integrationsergebnis ist, wodurch näherungsweise ein Abschnitt, der durch BPSK moduliert (gespreizt) ist, und ein Abschnitt, der durch mehrstufige PSK moduliert (gespreizt) ist, bestimmt werden, wobei die Phase an einem Signalpunkt nach der Modulation (Spreizung) durch QPSK oder dergleichen die Phasen an zwei Punkten übersteigt. Daraufhin wird durch sequentielles Demodulieren (Entspreizen) nur eines Integrationsergebnisses, das als ein Integrationsergebnis bestimmt wird, das einen durch BPSK modulierten (gespreizten) Abschnitt enthält, die Rahmensynchronisation hergestellt.
Somit kann im Vergleich zum Stand der Technik, in dem alle Empfangsrahmen sequentiell demoduliert (entspreizt) werden, um die Rahmensynchronisation herzustellen, die Berechnungsmenge stark verringert werden.
Außerdem besitzt die vorliegende Erfindung die folgenden Zusatzaspekte.
Der durch BPSK gespreizte Abschnitt in dem Hauptaspekt ist ein Suchkanal-Symbol (SCH-Symbol) im W-CDMA-System, das durch ein 3^rd Generation Partnership Project (3GPP) spezifiziert ist.
Die mehrstufige PSK in dem Hauptaspekt ist QPSK.
Der Schritt des Quadrierens des komplexen Empfangsabtastwerts in dem Hauptaspekt ist unter Verwendung einer Tabelle, in der Ergebnisse im Voraus gespeichert sind, die durch Quadrieren komplexer Empfangsabtastwerte erhalten werden, implementiert.
Ferner umfasst der Hauptaspekt den Schritt des mehrmaligen Wiederholens des Schritts des mehrmaligen Erhaltens eines Integrationsergebnisses durch Quadrieren und Integrieren des komplexen Empfangsabtastwerts, während ein Integrationsbereich um vorgegebene Intervalle verschoben wird, und des Akkumulierens mehrerer Integrationsergebnisse.
In der vorliegenden Erfindung ist die Zuverlässigkeit eines Integrationsergebnisses durch wiederholtes Erhalten eines Integrationsergebnisses und Akkumulieren der resultierenden Werte verbessert.
Ferner umfasst der Hauptaspekt den Schritt des Herstellens einer Rahmensynchronisation durch sequentielles Demodulieren (Entspreizen) eines Empfangsrahmens in Einheiten von Chips, wenn die Rahmensynchronisation durch den Schritt des Ausführens einer Demodulation (Entspreizung) an Startpunkten innerhalb eines vorgegebenen Demodulationsstartpunkt-Bereichs (Entspreizungsstartpunkt-Bereichs), der auf einen Integrationsstartpunkt zentriert ist, bei dem ein maximales Integrationsergebnis erhalten wird, nicht hergestellt werden kann.
Die Demodulationsergebnisse (Entspreizungsergebnisse), die an Startpunkten innerhalb eines Demodulationsstartpunkt-Bereichs (Entspreizungsstartpunkt-Bereichs) erhalten werden, werden in dem Schritt des Herstellens einer Rahmensynchronisation durch sequentielles Demodulieren (Entspreizen) eines Empfangsrahmens in Einheiten von Chips verwendet.
Wenn wegen eines niedrigen C/N-Verhältnisses (Träger/Rausch-Verhältnisses) oder dergleichen eine Rahmensynchronisation durch Demodulation (Entspreizung) an Startpunkten in einem vorgegebenen Demodulationsstartpunkt-Bereich (Entspreizungsstartpunkt-Bereich), der auf einen Integrationsstartpunkt zentriert ist, an dem das maximale Integrationsergebnis erhalten wird, nicht hergestellt werden kann und Korrelationsberechnungen durch das herkömmliche Rahmentakt-Synchronisationsverfahren ausgeführt werden, kann, wie aus den obigen Zusatzaspekten gemäß der vorliegenden Erfindung sichtbar ist, die Berechnungsmenge unter Verwendung von Korrelationsberechnungsergebnissen innerhalb des Demodulationsstartpunkt-Bereichs (Entspreizungsstartpunkt-Bereichs), in dem die Korrelationsberechnungen ausgeführt worden sind, verringert werden.
Die obigen und viele weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann auf dem Gebiet mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung und auf die beigefügte Zeichnung offenkundig, in denen durch veranschaulichende Beispiele bevorzugte Ausführungsformen gezeigt sind, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung enthalten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Zeitablaufplan zur Erläuterung eines Rahmentakt-Synchronisationsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Ablaufplan, der eine Prozedur für das Rahmentakt-Synchronisationsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ist ein Diagramm zur Erläuterung des durch Quadrieren eines komplexen BPSK-Empfangsabtastwerts erhaltenen Ergebnisses;
4 ist ein Diagramm zur Erläuterung des durch Quadrieren eines komplexen QPSK-Empfangsabtastwerts erhaltenen Ergebnisses;
5 ist ein Zeitablaufplan zur Erläuterung eines Rahmentakt-Synchronisationsverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Q = 2;
6 ist ein Zeitablaufplan zur Erläuterung des Rahmentakt-Synchronisationsverfahrens gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Q = 4; und
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel des Formats eines Rahmens in einer Vorwärtskommunikationsverbindung in einem CDMA-Kommunikationssystem zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnung einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zunächst wird anhand der 1 und 2 die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In der obigen W-CDMA wird BPSK (binäre Phasenumtastung) als ein Modulationsschema für einen Spreizcode, der einem Langcode-Maskensymbolabschnitt entspricht, verwendet, wobei ein Informationssymbol festgesetzt ist. Außerdem wird als ein Modulationsschema sowohl für einen Spreizcode als auch für ein von einem Langcodesymbol verschiedenes Informationssymbol die QPSK (Quadraturphasenumtastung) verwendet.
Im Folgenden wird ein Rahmentakt-Synchronisationsverfahren dieser Ausführungsform beschrieben. Für eine einfache Beschreibung wird angenommen, dass ein Überabtastungszählwert S (Abtastwerte/Chip) 1 ist und dass ein durch BPSK gespreizter Abschnitt ein Symbol ist.
Zuallererst wird das Quadrat eines komplexen Empfangsabtastwerts (P Chips), der einem Symbol entspricht, M-mal sequentiell integriert, während der Integrationsbereich in Einheiten von Symbolen verschoben wird, wodurch M Integrationsergebnisse erhalten werden (Schritt 101).
Die Verarbeitung in Schritt 101 wird anhand von 1 beschrieben. Jeder Kreis repräsentiert einen Integrationspunkt, wobei ein 1-Symbol-Intervall von jedem Integrationsstartpunkt ein Integrationsbereich ist. Da die jeweiligen Integrationsbereiche um ein Symbol gegeneinander verschoben sind, überlappen sich die angrenzenden Integrationsbereiche nicht, wobei die jeweiligen Integrationsbereiche lückenlos sind.
Im Folgenden wird anhand der 3 und 4 die Wirkung beschrieben, die durch Quadrieren eines Empfangsabtastwerts erhalten wird.
3 und 4 zeigen jeweils Phasenpunkte eines durch BPSK modulierten Signals und Signalpunkte eines durch QPSK modulierten Signals zusammen mit Signalpunkten des quadrierten Signals. Die Amplitude jedes Signals ist auf "1" normiert.
3 zeigt den Fall, in dem das Signal durch BPSK moduliert ist, wobei die empfangenen Signalpunkte durch α und β repräsentiert sind. Die Phase bei dem Signalpunkt α ist durch θ repräsentiert. Das Quadrat dieser Phase ist durch 2θ repräsentiert. Die Phase bei dem anderen Signalpunkt β ist von der Phase α um π verschoben und somit durch θ + π repräsentiert. Das Quadrat dieser Phase ist durch 2(θ + π), d. h. durch 2θ, repräsentiert.
Wie oben beschrieben wurde, konvergieren die resultierenden Phasen im Fall des BPSK zu einem Punkt ε, wen das Empfangssignal quadriert wird. Somit beläuft sich ihr Akkumulieren auf eine In-Phase-Addition.
Falls im Fall der in 4 gezeigten QPSK die empfangenen Signalpunkte α und β vorhanden sind, ist das durch Quadrieren der Phasen erhaltene Ergebnis durch ε repräsentiert. Falls die empfangenen Signalpunkte γ und δ vorhanden sind, ist das durch Quadrieren der Phasen erhaltene Ergebnis durch ζ repräsentiert. Falls die Wahrscheinlichkeiten aller Signalpunkte dieselben sind, sind die Wahrscheinlichkeiten des Auftretens von ε und ζ als die Quadrate der Phasen an den Signalpunkten ebenfalls dieselben. Da es in diesem Fall zwischen ε und ζ eine Phasendifferenz π gibt, ist der durch ihr Akkumulieren erhaltene erwartete Wert 0.
Dies ermöglicht, einen durch BPSK modulierten Abschnitt von einem durch QPSK modulierten Abschnitt zu unterscheiden, ohne sie tatsächlich zu demodulieren.
Obgleich dies hier nicht ausführlich beschrieben wird, kann dann, wenn BPSK- und QPSK-Signale nebeneinander bestehen, der BPSK-Abschnitt durch dieselbe Verarbeitung wie oben erfasst werden, da erwartet werden kann, dass die Korrelation zwischen dem BPSK- und dem QPSK-Signal 0 ist.
Es wird eine Suche nach dem Maximalen der M Integrationsergebnisse ausgeführt (Schritt 102). Anhand von 1 ist der n-te Kreis, der durch Schraffieren angegeben ist, der Integrationsstartpunkt, bei dem das maximale Integrationsergebnis erhalten wird.
Ein Entspreizungsstartpunkt-Bereich ist durch insgesamt (P – 1) + (2·Spielraum) Punkte definiert, was (P – 1)/2 + Spielraumabschnitten vor und nach dem in Schritt 102 ermittelten Integrationsstartpunkt, bei dem das maximale Integrationsergebnis erhalten wird, entspricht, wobei die Entspreizung unter Verwendung eines bekannten Kurzcodes für ein Langcode-Maskensymbol ausgeführt wird, um die Position eines Langcode-Maskensymbols zu erfassen (Schritt 103). Da der Spielraumabschnitt anhand von 1 0 ist, wird die Entspreizung insgesamt (P – 1)-mal ausgeführt. 1 zeigt, dass ein durch BPSK moduliertes Symbol in diesem Entspreizungsstartpunkt-Bereich enthalten ist.
Schließlich werden durch ein ähnliches Verfahren wie das, das im Stand der Technik verwendet wird, anhand des erfassten Langcode-Maskensymbols ein Langcodetyp und ein Rahmentakt (eine Langcode-Startphase) erfasst (Schritt 104).
Durch die Prozeduren des Herstellens einer Spreizcodesynchronisation wird in dieser Ausführungsform die Unsicherheit wie folgt verringert: G·N·M·P·S → G·N·(P/Q – 1 + (2·Spielraum))·S: Schritte 101 und 102 (1) G·N·(P/Q – 1 + (2·Spielraum))·S → G·N: Schritt 103 (2) G·N → 1: Schritt 104. (3)
Das heißt, die Prozeduren im Stand der Technik werden stärker schrittweise ausgeführt.
Das Quadrieren an den Signalpunkten in Schritt 101 wird in dieser Ausführungsform als R² = (R_i ² – R_q ²) + j(2·R_i·R_q) ausgedrückt, sofern der komplexe Empfangsabsatzwert durch R = R_i + jR_q repräsentiert ist. Diese Berechnung kann durch Bezugnahme auf eine vorbereitete Tabelle realisiert werden. In diesem Fall wird somit als eine Berechnung für die Integration lediglich eine Addition ausgeführt. Außerdem kann die Maximalwerterfassung in Schritt 104 sequentiell jedes Mal ausgeführt werden, wenn ein Integrationsergebnis ausgegeben wird, und somit als Operation betrachtet werden, die mit einer verhältnismäßig kleinen Menge an Berechnung ausgeführt werden kann. Unter der Annahme, dass die Integration in Schritt 101 in dieser Ausführungsform fast gleich der Berechnungsmenge für die Entspreizung ist, wird die Gesamtberechnungsanzahl in dieser Ausführungsform mit der im Stand der Technik verglichen.
Gemäß dieser Ausführungsform ergibt sich die Gesamtberechnungsanzahl als die Summe einer Berechnungsanzahl M·Q in der Prozedur (1) und einer Korrelationsberechnungsanzahl (P/Q – 1 + (2·Spielraum)) in Prozedur (2), wie sie durch M·Q + (P/Q – 1 + (2·Spielraum)) (1)gegeben ist.
Falls der Spielraum 0 ist, ist die Berechnungsanzahl in diesem Fall durch M·Q + P/Q – 1 (2)gegeben.
Wenn Q = (P/M)^1/2 ist, wird die minimale Berechnungsanzahl in Ausdruck (2) als 2·(M·P)^1/2 – 1 erhalten.
Im Stand der Technik sind M·P Korrelationsberechnungen erforderlich. Somit verringert das Rahmentaktverfahren dieser Ausführungsform die Berechnungsmenge, die zum Herstellen der Rahmentaktsynchronisation erforderlich ist, im Vergleich zum Stand der Technik unter der Bedingung (M·P)^1/2 ≫ 1 auf etwa 2/(M·P)^1/2). Im oben beschriebenen Fall des W-CDMA ist z. B. M = 10 und P = 256. Somit ist im Gegensatz zu einer Berechnungsanzahl von 100 in der ersten Ausführungsform die Berechnungsanzahl im Stand der Technik 2560. Das heißt, die Berechnungsmenge in der Ausführungsform ist unter der äußersten Bedingung eines Spielraums von 0 etwa 3,9 % derer im Stand der Technik.
Nachfolgend wird anhand der 5 und 6 ein Rahmentakt-Synchronisationsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In der ersten Ausführungsform werden die jeweiligen Integrationsbereiche in Schritt 101 um ein Symbol gegeneinander verschoben. Allerdings kann dieser Integrationsbereichs-Verschiebungsbetrag auf irgendeinen konstanten Wert gesetzt werden. In der zweiten Ausführungsform werden die jeweiligen Integrationsbereiche um k/Q Symbol gegeneinander verschoben. In diesem Fall ist Q eine ganze Zahl gleich oder größer als 1 und 0 ≤ k < Q. Wenn Q = 1 ist, ist der Verschiebungsbetrag gleich dem in der ersten Ausführungsform.
5 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Rahmentakt-Synchronisationsverfahrens mit Q = 2 und k = 1. 6 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Rahmentakt-Synchronisationsverfahrens mit Q = 4 und k = 1.
Anhand des Ablaufplans aus 2 wird eine Prozedur beschrieben, die auszuführen ist, wenn die jeweiligen Integrationsbereiche um k/Q Symbol gegeneinander verschoben werden.
Das Quadrat eines komplexen Empfangsabtastwerts (P Chips), das einem Symbol entspricht, wird sequentiell M·Q/k-mal integriert, während der Integrationsbereich in Einheiten von Symbolen verschoben wird, wodurch M·Q/k Integrationsergebnisse erhalten werden (Schritt 101). Zur einfachen Erläuterung wird angenommen, dass k = 1 ist.
Es wird eine Suche nach dem Maximalen der M·Q Integrationsergebnisse ausgeführt (Schritt 102).
Als die Entspreizungsstartpunkte werden insgesamt (P/Q – 1) + (2·Spielraum) Punkte, die (P/Q – 1)/2 + Spielraum Abschnitten vor und nach dem in Schritt 102 ermittelten Integrationsstartpunkt entsprechen, bei dem das maximale Integrationsergebnis erhalten wird, eingestellt, wobei die Entspreizung unter Verwendung eines bekannten Kurzcodes für ein Langmaskensymbol ausgeführt wird, wodurch die Position eines Langcodesymbols erfasst wird. Da der Spielraum anhand von 1 bei Q = 2 und bei Q = 4 0 ist, wird die Entspreizung in den jeweiligen Fällen (P/2 – 1)-mal und (P/4 – 1)-mal ausgeführ.
Anhand des erfassten Langcodesymbols werden durch das gleiche Verfahren wie im Stand der Technik ein Langcodetyp und ein Rahmentakt (eine Langcode-Startphase) erfasst (Schritt 104).
Um durch die in der ersten und in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Verfahren eine Rahmensynchronisation herzustellen, ist ein Empfangs-C/N erforderlich, das höher als das ist, das durch die herkömmliche Rahmentaktsynchronisation für die Rahmensynchronisation verwendet wird. Somit wird die Rahmentaktsynchronisation durch die Rahmentakt-Synchronisationsverfahren der ersten und der zweiten Ausführungsform möglicherweise nicht hergestellt, falls das Empfangs-C/N niedrig ist. Selbst in diesem Fall kann die Rahmentaktsynchronisation durch das herkömmliche Rahmentakt-Synchronisationsverfahren hergestellt werden. Aus diesem Grund kann die Rahmensynchronisation durch das herkömmliche Rahmentakt-Synchronisationsverfahren hergestellt werden, falls die Rahmensynchronisation durch die Rahmentakt-Synchronisationsverfahren der ersten und der zweiten Ausführungsform nicht hergestellt werden kann. Außerdem kann die Berechnungsmenge in diesem Fall verringert werden, falls durch das herkömmliche Rahmentakt-Synchronisationsverfahren das durch die anhand von Schritt 104 in 2 beschriebene Prozedur erhaltene Korrelationsberechnungsergebnis für die Rahmensynchronisations-Herstellungsverarbeitung verwendet wird.
In der ersten und in der zweiten Ausführungsform können die M·Q Integrationsergebnisse dadurch akkumuliert werden, dass die Prozedur in Schritt 101 in 2 mehrmals ausgeführt wird. Dies ermöglicht, die Zuverlässigkeit jedes Integrationsergebnisses zu erhöhen.
In der ersten und in der zweiten Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung unter Verwendung eines Spreizspektrum-Schemas auf die CDMA-Kommunikationssysteme angewendet. Allerdings ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auf andere Kommunikationsschemata wie etwa TDMA und FDMA angewendet werden, in denen eine Rahmensynchronisation hergestellt werden muss.

Claims

Rahmentakt-Synchronisationsverfahren zum Herstellen einer Rahmensynchronisation, wenn ein Empfangsrahmen gebildet ist durch einen Abschnitt, der durch eine binäre Phasenumtastung, die im Folgenden mit BPSK (Binary Phase Shift Keying) bezeichnet wird, moduliert ist, und durch einen Abschnitt, der durch eine mehrstufige Phasenumtastung, die im Folgenden mit PSK (Phase Shift Keying) bezeichnet wird, moduliert ist, wobei eine Phase an einem Signalpunkt nach der Modulation Phasen an zwei Punkten übersteigt und relative Positionen des durch BPSK modulierten Abschnitts und eines Abschnitts, der durch ein von BPSK verschiedenes Schema moduliert ist, in dem Empfangsrahmen bekannt sind, gekennzeichnet durch: Erhalten mehrerer Integrationsergebnisse durch Integrieren (110) des Quadrats eines komplexen Empfangsabtastwerts für mehrere Abtastwerte ausgehend von einem beliebigen Integrationsstartpunkt und dann Verschieben des Integrationsstartpunkts um ein vorgegebenes Intervall; Ausführen einer Suche (102) nach dem maximalen Integrationsergebnis in den mehreren Integrationsergebnissen; Demodulieren komplexer Empfangsabtastwerte einschließlich eines vorgegebenen Bereichs um ein Zentrum, wobei das Zentrum durch den zu dem maximalen Integrationsergebnis gehörenden Integrationsstartpunkt gegeben ist, während die entsprechenden Abtastwerte als Demodulationsstartpunkte gesetzt werden, und Herstellen einer Rahmensynchronisation durch Erfassen des durch BPSK modulierten Abschnitts aus den erhaltenen Demodulationsergebnissen.
Rahmentakt-Synchronisationsverfahren für ein Direktfolgen-Spreizspektrum-System zum Herstellen einer Rahmensynchronisation, wenn ein Empfangsrahmen gebildet ist durch einen durch BPSK gespreizten Abschnitt und durch einen durch mehrstufige PSK gespreizten Abschnitt, wobei eine Phase an einem Signalpunkt nach der Modulation mit dem Spreizspektrum-System Phasen an zwei Punkten übersteigt und relative Positionen des durch BPSK gespreizten Abschnitts und eines Abschnitts, der durch ein von BPSK verschiedenes Schema gespreizt ist, in dem Empfangsrahmen bekannt sind, gekennzeichnet durch Erhalten mehrerer Integrationsergebnisse durch Integrieren (101) des Quadrats eines komplexen Empfangsabtastwerts für wenigstens ein Symbol beginnend bei einem beliebigen Integrationsstartpunkt und anschließend Verschieben des Integrationsstartpunkts um ein vorgegebenes Intervall; Ausführen einer Suche (102) nach einem maximalen Integrationsergebnis in den mehreren Integrationsergebnissen; Entspreizen komplexer Empfangsabtastwerte, die in einem vorgegebenen Bereich um ein Zentrum enthalten sind, wobei das Zentrum durch den zu dem maximalen Integrationsergebnis gehörenden Integrationsstartpunkt gegeben ist, während die jeweiligen Abtastwerte als Entspreizungs-Startpunkte gesetzt werden; und Herstellen einer Rahmensynchronisation durch Erfassen des durch BPSK gespreizten Abschnitts aus den erhaltenen Entspreizungsergebnissen.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der durch BPSK gespreizte Abschnitt ein Suchkanal-Symbol (SCH-Symbol) in einem W-CDMA-System ist, das durch ein 3^rd Generation Partnership Project (3GPP) spezifiziert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die mehrstufige PSK eine QPSK ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Schritt des Quadrierens des komplexen Einzelsymbol-Empfangsabtastwerts durch Verwenden einer Tabelle, in der Ergebnisse im Voraus gespeichert sind, die durch Quadrieren komplexer Empfangsabtastwerte erhalten werden, implementiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner gekennzeichnet durch Wiederholen des Schrittes des Erhaltens eines Integrationsergebnisses durch Quadrieren und Integrieren des komplexen Einzelsymbol-Empfangsabtastwerts, während der Integrationsbereich um ein vorgegebenes Intervall verschoben wird, und Akkumulieren der mehreren Integrationsergebnisse.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt des Herstellens einer Rahmensynchronisation durch sequentielles Demodulieren eines Empfangsrahmens in Einheiten von Chips umfasst, wenn die Rahmensynchronisation durch den Schritt des Ausführens einer Demodulation an Startpunkten innerhalb eines vorgegebenen Demodulationsstartpunkt-Bereichs, der um den Integrationsstartpunkt zentriert ist, bei dem ein maximales Integrationsergebnis erhalten wird, nicht hergestellt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 7, das ferner den Schritt des Verwendens von Demodulationsergebnissen, die in dem Schritt des Herstellens einer Rahmensynchronisation an Startpunkten innerhalb eines Demodulationsstartpunkt-Bereichs erhalten werden, durch sequentielles Demodulieren eines Empfangsrahmens in Einheiten von Chips umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, das ferner den Schritt des Herstellens einer Rahmensynchronisation durch sequentielles Entspreizen eines Empfangsrahmens in Einheiten von Chips umfasst, wenn eine Rahmensynchronisation durch den Schritt des Ausführens einer Entspreizung an Startpunkten innerhalb eines vorgegebenen Entspreizungsstartpunkt-Bereichs, der auf einen Integrationspunkt zentriert ist, bei dem ein maximales Integrationsergebnis erhalten wird, nicht hergestellt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 9, das ferner in dem Schritt des Herstellens einer Rahmensynchronisation durch sequentielles Entspreizen eines Empfangsrahmens in Einheiten von Chips den Schritt des Verwendens von Entspreizungsergebnissen, die an Startpunkten innerhalb eines Entspreizungsstartpunkt-Bereichs erhalten werden, umfasst.