CN100337508C - 移动通信系统中搜索下行同步信号位置的方法 - Google Patents

移动通信系统中搜索下行同步信号位置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种移动通信系统中搜索下行同步信号位置的方法,包括:调整接收机自动增益,使接收机饱和,并在接收机饱和的情况下执行以下步骤;在某一个频点上用特征窗判定法搜索多个子帧数据中每一子帧数据的下行同步信号的大致位置,获得多个下行同步信号的大致位置;从多个下行同步信号的大致位置中找出最大可能的下行同步信号的大致位置;搜索成功,根据该最大可能的下行同步信号的大致位置进行下行同步信号位置的精确调整。由于在初始搜索开始便使接收信号饱和来完成下行同步,因而是一种采用饱和法搜索同步信号位置的方法。接收信号饱和,同步头特征明显,可有效避免大功率信号干扰,方便、准确、有效地快速完成小区初始搜索。

Description

移动通信系统中搜索下行同步信号位置的方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术,更确切的说是涉及移动通信系统如时分-同步码分多址(TD-SCDMA)移动通信系统中,通过搜索下行同步信号位置从而快速完成小区初始搜索的方法。
背景技术
小区初始搜索是指移动终端(UE)从开机搜索到登录到合适小区的过程,简称ICS。如在TD-SCDMA系统中,UE在上电后,需要搜寻可能存在的小区,然后选择合适的小区登录,UE只有在登录到小区后,才能够获取邻近小区的信息,和获取本小区更详细的信息,并进一步监听网络上的寻呼或发起呼叫建立连接。
图1中示出TD-SCDMA的一个5ms的子帧结构,在时隙TS0与TS1之间的下行导引时隙(DwPTS)中,同步信号(SYNC)段的长度为4个符号(symbol)共64个码片,该SYNC段左边的GP有3个符号共48个码片,该SYNC段右边的GP有6个符号共96个码片。由于SYNC信号是全功率发射的,故接收到的SYNC段信号功率很大,而接收到的GP段信号功率很小,故从功率谱的角度看,SYNC段与两边GP段的接收功率相比会出现峰值(同步头特征)。图中SYNC1是上行导引时隙(UpPTS)。
图2中示出一个扩频系数(SF)为16的特征窗结构,可以取8个符号长度的特征窗,如图中所示,由中间4个符号的SYNC段和其两边各2个符号的GP组成。当用两边各2个符号(共4个符号)的功率之和除以SYNC段4个符号的功率之和时,得到的比值应当很小。在5ms子帧结构未知的情况下,遍历整个接收数据(以两边各2个符号的功率之和除以中间4个符号的功率之和),比值最小的位置即是DwPTS的位置,由此亦可判断出SYNC段的大致位置。这就是同步信号位置的特征窗判定法。
根据上述特征窗判定法,目前的小区初始搜索过程如图3所示,包括:
步骤301,首先将终端接收机置于适当增益的条件下,终端接收机于某一频点在该适当增益下接收并记录基站发射的多个子帧的数据;
步骤302,用特征窗判定法搜索多个子帧数据中下行导引时隙(DwPTS)的位置;
步骤303,判定能否获得DwPTS的大致位置,能获得DwPTS的大致位置时执行步骤305,否则执行步骤304;
步骤305,继续执行小区初始搜索中的其它步骤,如进一步确定DwPTS的准确位置等(细调);
步骤304,不能获得DwPTS的大致位置时进一步判定接收机是否饱和,若接收机饱和执行步骤306,否则执行步骤307;
步骤306,接收机饱和则大步长降低接收机的当前增益,并返回步骤301,继续接收与记录基站发射的多个子帧的数据,此时将重复执行上述的小区初始搜索过程,直至接收机不饱和,若接收机不饱和,执行步骤307;
步骤307,判定当前载波频率下没有可以工作的基站。可以选择另一个频点继续接收并记录基站发射的多个子帧的数据。
目前,ICS采用的算法是先将接收机增益调整到适当值,然后用特征窗判定法寻找同步信号(SYNC)的位置,搜索多个频点(预先按接收功率进行频点排序,并从功率最大的频点开始搜索),每个频点上搜索多次(如五次)。该搜索方法的最大缺点是由于没有考虑终端接收机周围有大信号干扰时对其搜索的影响问题,因而小区初搜成功率较低,也即在移动终端接收机周围存在大信号干扰,如旁边有移动用户在打电话的情况下,可能搜索到的是该移动用户的信号,使小区初搜不易成功。
发明内容
本发明的目的是设计一种移动通信系统中搜索下行同步信号位置的方法,不仅可以快速完成小区初始搜索而且可避免大信号干扰,提高初始搜索的成功率。
本发明方法是一种用饱和法搜寻同步信号(DwPTS)大致位置的方法。
本发明目的是通过以下技术方案实现的:
一种移动通信系统中搜索下行同步信号位置的方法,包括:A.在某一个频点上用特征窗判定法搜索多个子帧数据中每一子帧数据的下行同步信号的大致位置,获得多个下行同步信号的大致位置;B.从多个下行同步信号的大致位置中找出最大可能的下行同步信号的大致位置;C.搜索成功,根据该最大可能的下行同步信号的大致位置进行下行同步信号位置的精确调整,其特征在于:在执行所述的步骤A前,调整接收机自动增益,使接收机饱和,并在接收机饱和的情况下执行所述的步骤A。
所述的使接收机饱和进一步包括:
a.将接收机自动增益控制按大小设置为几档;
b.先将接收机自动增益控制设置在最小档;
c.判断接收机是否饱和,接收机饱和时直接执行所述的步骤A,否则将接收机自动增益控制提高一档后继续执行本步骤,直至接收机饱和后再执行步骤A。
所述的步骤A,进一步包括:
A1.在某一个频点上接收一个子帧完整的数据;
A2.计算该子帧数据每个符号每个码片的功率;
A3.在该子帧数据每个码片位置建立特征窗,用特征窗判定法计算每一个码片位置上的特征窗功率比值;
A4.从该子帧数据全部功率比值中选出最小值,该最小值所对应的码片位置即为该子帧数据下行同步信号的大致位置;
A5.判断是否对该频点多个子帧的数据都选出了它们的下行同步信号的大致位置,是则执行所述的步骤B,否则返回步骤A1执行。
本发明在初始搜索开始便使接收信号饱和来完成下行同步,因而是一种采用饱和法搜索同步信号位置的方法,由于接收信号饱和,同步头的特征明显,而其它时隙上信号虽然也很大,但不具有同步头特征,所以不会影响搜索,可有效避免大功率信号干扰。通过本发明,可以较方便、准确、有效地快速完成小区初搜,提高小区初搜的效率和准确性。
附图说明
图1是扩频系数为16时的5ms子帧结构图;
图2是扩频系数为16时的特征窗结构;
图3是现有的终端接收机进行小区初始搜索的流程框图;
图4是本发明的饱和法搜索同步信号位置的流程框图;
图5是接收信号饱和时,时隙TS0和下行导引时隙DwPTS的波形图。
具体实施方式
本发明通过饱和特征窗法搜索DwPTS的大致位置,完成下行同步。其主要步骤包括:
先将频点锁定在要同步的频点上(预先对各频点按接收功率从小到大的原则进行排序,从功率最大的频点开始);然后通过自动增益控制使终端接收机饱和;在接收机饱和的情况下,连续取接收机接收的由基站发射的若干帧数据,采用特征窗法搜索同步头,确定DwPTS的大致位置;用相关码做相关操作,确定DwPTS的准确位置。
下面结合实施例附图进一步说明本发明的技术。
参见图4,通过饱和特征窗法搜索DwPTS的大致位置,完成下行同步。
步骤401,调整终端接收机的增益(自动增益控制AGC),使接收机饱和。通常终端接收机的自动增益控制分为几档,可先将增益放在最小档,判断接收机是否饱和,若没有饱和则将增益提高一档,如此直至接收机饱和。判断接收机是否饱和就是判断接收机处理信号的能力极限,如果接收的信号强度达到极限,则认为接收机已经饱和。信号饱和,但不影响同步头的特征,如图5中所示,接收信号虽然饱和,但同步头的特征依然很明显(DwPTS SYNC段上的信号功率明显高于其两边的信号功率),时隙TS0上的信号虽然也很大,但是不具备同步头的特征,因此不会影响搜索。接收机饱和后继续执行下述步骤。
步骤402,接收一帧完整的数据,长度为400个符号;
步骤403,计算每个符号每个码片(chip)的功率Pc;
步骤404,在每个码片位置建立特征窗,计算其特征窗功率比值Ri,i表示其中任一个码片;
步骤405,调用Log10float模块对特征窗功率比值Ri做求对数(Log10)运算,即将Ri用dBm来表现,并输入find most模块;
步骤406,find most模块从全部Ri中选出最小值minimun(Ri),该最小值minimun(Ri)所对应的码片位置即为下行同步信号DwPTS的大致位置sync_pos,精度可达到±1个符号;
步骤407,判断是否对N帧接收数据都用饱和特征窗法判定了下行同步信号DwPTS的大致位置sync_pos。为避免同步头被分段,应连续取多帧数据,假定N等于5,若已做完5帧接收数据则执行步骤408,否则返回步骤402,继续取下一帧数据。
上述步骤402至407,完成了用特征窗法搜索同步头的任务,确定了多个(本例中等于5个)DwPTS的大致位置。
步骤408,调用find most模块从该多个(本例中等于5个)DwPTS的大致位置中找出最大可能性的位置。前述步骤中,使用特征窗法搜索同步头,找出每一帧数据的Ri最小值,并记录其所在的位置i。比较后一帧数据与前一帧数据所获得的i的大小,在本实施例中,当DwPTS的大致位置有5个时,如果两个i的位置相差在3个码片之内(包括3个码片),就认为这两个子帧数据有同一个最小值,两个子帧数据中下行同步信号的位置是相同的(即认为是同一个位置);如果两个i的位置相差在3个码片之外,就认为这两个子帧数据中下行同步信号的位置是不相同的。对于具有相同下行同步信号位置的子帧数目进行计数,对于具有不相同下行同步信号位置的子帧数目也要进行计数,在连续做完全部5个子帧数据位置i的比较后,最后判断具有相同下行同步信号位置的子帧数目是否大于2,即判断如果有某一个下行同步信号位置的计数值大于2时就意味着搜索成功,并将计数值大于2所对应的下行同步信号位置判定为最大可能的下行同步信号的大致位置,如果没有任何一个下行同步信号位置的计数值大于2,就意味搜索失败。
例如第一次比较第2子帧数据与第1子帧数据的i,相差3个码片,则将具有相同下行同步信号位置的子帧数目计为2;第二次比较第3子帧数据与第2子帧数据的i,相差4个码片,则将具有不相同下行同步信号位置的子帧数目计为1;第三次比较第4子帧数据与第3子帧数据的i,相差3个码片,则将具有相同下行同步信号位置的子帧数目计为2;第四次比较第5子帧数据与第4子帧数据的i,相差3个码片,则将具有相同下行同步信号位置的子帧数目计为3(大于2)。最后判断第3、4、5子帧具有相同的下行同步信号位置,计数值大于2,搜索成功,该位置即为最大可能的下行同步信号的大致位置。
上述实例中,如果第三次比较第4子帧数据与第3子帧数据的i,相差4个码片,则将具有相同下行同步信号位置的子帧数计为1;第四次比较第5子帧数据与第4子帧数据的i,相差4个码片,则将具有相同下行同步信号位置的子帧数计为1,最后判断第1、2子帧具有相同的下行同步信号位置,计数值不大于2,搜索失败。
以上的判断是在find most模块中进行的,find most模块还对搜索成功或失败作出标记。
步骤409,判断成功或失败标记Icsfailflag是否等于0,等于0则搜索成功执行步骤410,否则搜索失败执行步骤411;
步骤410,搜索成功找到DwPTS,将对应的频点保存在表格中,用于小区搜索的后续步骤,进一步通过用相关码做相关的操作进行DwPTS位置精调,确定DwPTS的精确位置;
步骤411,如果没有找到满足条件的同步头、登录失败,即搜索失败,则过滤掉此频点,可选择下一个次大功率频点,搜索下一个功率较大频点,重复执行本流程(从步骤401开始),直到找到同步头并登录成功。
传统的做法是在进行下行同步信号位置搜索时,让接收机工作在适当增益下,因为一旦接收机饱和,则会给接收信号造成影响,使波形失真、解调信号不完整。而本发明的方法则利用接收信号饱和来完成下行同步(完成下行同步后再让接收机工作在适当增益下),可避免大功率信号干扰,通过实现本发明方法,可方便、准确、有效地完成小区初始搜索,提高小区初始搜索的效率和准确性。

Claims (6)

1.一种移动通信系统中搜索下行同步信号位置的方法,包括:
A.在某一个频点上用特征窗判定法搜索多个子帧数据中每一子帧数据的下行同步信号的大致位置,获得多个下行同步信号的大致位置;
B.从多个下行同步信号的大致位置中找出最大可能的下行同步信号的大致位置;
C.搜索成功,根据该最大可能的下行同步信号的大致位置进行下行同步信号位置的精确调整,其特征在于:
在执行所述的步骤A前,调整接收机自动增益,使接收机饱和,并在接收机饱和的情况下执行所述的步骤A。
2.根据权利要求1所述的移动通信系统中搜索下行同步信号位置的方法,其特征在于所述的使接收机饱和进一步包括:
a.将接收机自动增益控制按大小设置为几档;
b.先将接收机自动增益控制设置在最小档;
c.判断接收机是否饱和,接收机饱和时直接执行所述的步骤A,否则将接收机自动增益控制提高一档后继续执行本步骤,直至接收机饱和后再执行步骤A。
3.根据权利要求1所述的移动通信系统中搜索下行同步信号位置的方法,其特征在于所述的步骤A,进一步包括:
A1.在某一个频点上接收一个子帧完整的数据;
A2.计算该子帧数据每个符号每个码片的功率;
A3.在该子帧数据每个码片位置建立特征窗,用特征窗判定法计算每一个码片位置上的特征窗功率比值;
A4.从该子帧数据全部功率比值中选出最小值,该最小值所对应的码片位置即为该子帧数据下行同步信号的大致位置;
A5.判断是否对该频点多个子帧的数据都选出了它们的下行同步信号的大致位置,是则执行所述的步骤B,否则返回步骤A1执行。
4.根据权利要求3所述的移动通信系统中搜索下行同步信号位置的方法,其特征在于:所述的多个取为5个。
5.根据权利要求1所述的移动通信系统中搜索下行同步信号位置的方法,其特征在于:所述步骤A中的某一频点,是对多个频点按接收功率从小到大的原则进行排序,并从功率最大的频点开始所述的搜索。
6.根据权利要求4所述的移动通信系统中搜索下行同步信号位置的方法,其特征在于所述的步骤B进一步包括:
B1.记录5个子帧数据的下行同步信号的功率比值的最小值,及该最小值对应的下行同步信号的大致位置;
B2.比较后一子帧数据与前一子帧数据的下行同步信号大致位置;
B3.大致位置相差在3个码片之内,判定该两个子帧数据中的下行同步信号是同一个位置,大致位置相差在3个码片之外,判定该两个子帧数据中的下行同步信号不是同一个位置,分别记录具有相同下行同步信号位置的子帧数和具有不相同下行同步信号位置的子帧数;
B4.反复执行步骤B2、B3,直至全部比较完5个子帧数据;
B5.最后判断具有相同下行同步信号位置的子帧数是否大于2,大于2则搜索成功,并判定计数值大于2所对应的下行同步信号位置为所述的最大可能的下行同步信号的大致位置,不大于2则搜索失败。
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