CN100399726C - 一种用于搜索广播中同步位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种搜索广播中同步位置的方法，用于移动终端在小区搜索过程中快速准确地确定广播中同步位置，与基站建立同步。该搜索包括：移动用户终端计算子帧TS0时隙中间码的信道冲激响应，将该信道冲激响应与基站所使用的下行导频码进行卷积，将卷积得到的序列与接收到的下行导频序列时隙数据序列共轭相乘并求和，根据该和求得下行导频码调制相位，将所述下行导频码调制相位作为所接收的每子帧下行导频序列时隙调制相位；移动用户终端对多个子帧的下行导频序列时隙调制相位的组合进行是否满足S1相位组合的搜索，将满足S1相位组合的连续4个子帧后面紧随的4个子帧位置确定为广播的同步位置。

Description

一种用于搜索广播中同步位置的方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术，更确切地说是涉及一种在时分双工-同步码分多址移动通信系统中，移动用户终端设备(UE)搜索并确定广播中同步位置的方法。

背景技术

移动用户终端设备在小区搜索(小区重选)过程中需要读取基站发送的广播信息，因此需要移动终端设备搜索并确定出广播中的同步位置，以便与基站建立同步。

广播中同步位置是指时分-同步码分多址(TD-SCDMA)协议中规定的通过下行导频序列时隙DwPTS信号相位组合信息指示的广播中含有系统帧信息的位置，即连续4子帧的DwPTS相位为S1组合时，紧随其后的连续4个子帧的位置。

图1为TD-SCDMA无线移动通信系统的子帧时隙结构图。每个子帧(5ms)包含TS0至TS6共7个正常时隙，和在TS0与TS1之间的下行导频序列时隙DwPTS(96码片)、保护时隙GP(96码片)、上行导频序列时隙UpPTS(160码片)共3个特殊时隙。

图2为TS0时隙的详细结构。包括144个码片的midamble码、位于中间(midamble)码两边的各352个码片的数据符号，和16个码片的保护时隙GP，144个码片的midamble码中的128个码片长度为伪随机序列码。

图3为下行导频序列时隙DwPTS结构，包括32个码片的保护时隙(GP)和64个码片的下行导频码SYNC_DL。

在TD-SCDMA移动通信系统中，广播信息是在TS0时隙发送的，终端设备要读取广播信息首先需要确定广播中同步位置。而如前所述，同步位置是由每个子帧(5ms)在下行导频序列时隙DwPTS发送的下行导频码SYNC_DL的相位组合信息决定的，即如果连续四个子帧发送的SYNC_DL码的相位组合构成S1(135，45，225，135)的相位组合，则表明紧接着它们的连续四个子帧TS0时隙广播中包含同步信息。但如果连续四个子帧发送的SYNC_DL码的相位构成S2(315，225，315，45)的相位组合，则表明紧接的它们的连续四个子帧TS0时隙广播中不包含同步信息。

搜索广播中同步位置可以有多种实现方法，但总的说来，由于搜索广播中同步位置是一个不断计算、不断验证的过程，若追求可靠性则算法相对复杂，若追求算法简单则可靠性相对较低，因此有各种各样的实现方法可供灵活选择。

发明内容

本发明的目的是设计一种用于搜索广播中同步位置的方法，能快速准确地搜索到广播中同步位置。

实现本发明目的的技术方案是这样的：一种用于搜索广播中同步位置的方法，用于移动用户终端在小区搜索过程中确定广播中同步位置，包括：

A.移动用户终端计算子帧TS0时隙中间码的信道冲激响应，将该信道冲激响应与基站所使用的下行导频码进行卷积，将卷积得到的序列与接收到的下行导频序列时隙数据序列共轭相乘并求和，根据该和求得下行导频码调制相位，将所述下行导频码调制相位作为所接收的每子帧下行导频序列时隙调制相位；

B.移动用户终端对多个子帧的下行导频序列时隙调制相位的组合进行是否满足S1相位组合的搜索，将满足S1相位组合的连续4个子帧后面紧随的4个子帧位置确定为广播的同步位置，结束搜索。

所述B中，移动用户终端对多个子帧的DwPTS调制相位的组合进行是否满足S1相位组合的搜索，包括：

B1.以X1个子帧的SYNC_DL调制相位组合为一组，从每一组中搜索满足S1或者S2的相位组合，如果搜索到满足S1或者S2的相位组合则继续执行B2，否则结束搜索，X1是大于等于4的正整数；

B2.从搜索到的满足S1或者S2相位组合的下一子帧开始，再以X2个子帧的SYNC_DL调制相位组合为一组，搜索满足S1或者S2的相位组合的K个组，如果搜索到满足S1或者S2的相位组合的K个组则继续执行B3，否则结束搜索，X2是大于等于4的正整数；

B3.搜索到满足S1或者S2相位组合的K个组后，继续以X3个子帧的SYNC_DL调制相位组合为一组，搜索满足S1相位组合的组，该满足S1相位组合的组为所述满足S1相位组合的连续子帧位置，X3是大于等于4的正整数。

所述B1中，所述的X1个子帧是连续或间隔的；所述B2中，所述的X2个子帧是连续或间隔的，所述满足S1或者S2组合的K个组是连续或间隔的；所述B3中，所述的X3个子帧是连续或间隔的。

所述B1中，所述的结束搜索，是当连续搜索N1组仍未搜索到满足S1或者S2相位组合的组时，判断为同步位置搜索失败。

所述B2中，所述的结束搜索，是当连续搜索N2组仍未搜索到满足S1或者S2相位组合的K个组时，判断为同步位置搜索失败。

所述B3中，当连续搜索N3组仍未搜索到满足S1相位组合的组时，判断为同步位置搜索失败，结束搜索。

应用本发明方法的无线移动通信系统，应包括至少一个基站和一个移动终端设备。

本发明给出了一种在TD-SCDMA无线移动通信系统中搜索广播中同步位置的方法，在准确计算DwPTS时隙调制相位的基础上快速准确的搜索广播中同步位置。

应用本发明方法可以准确地计算出DwPTS的调制相位信息，进而能快速准确地搜索出广播中同步位置。

与现有技术相比，本发明利用TS0时隙的Midamble码得到的信道冲激响应，准确地计算出DwPTS调制相位，通过对多个4子帧DwPTS调制相位组合中搜索S1和S2调制相位组合，进行统计判断，来确定相位组合搜索的可靠性，并最后确定一个S1组合，从而确定同步位置，提高了搜索的准确性，从而能快速准确地搜索到同步位置。

附图说明

图1是TD-SCDMA系统的子帧结构图；

图2是图1中TS0时隙结构图；

图3是图1中DwPTS时隙结构图；

图4是本发明方法搜索广播中同步位置步骤1流程框图；

图5是本发明方法搜索广播中同步位置步骤2流程框图；

图6是本发明方法搜索广播中同步位置步骤3流程框图。

具体实施方式

本发明给出了在TD-SCDMA移动通信系统中，移动终端设备中用于准确计算DwPTS调制相位并据此快速准确地搜索出广播中同步位置的方法。包括：利用接收的TS0时隙的Midamble码得到信道冲激响应，和基站所使用的下行导频码SYNC_DL卷积，然后与DwPTS信号(数据序列)进行共轭相乘，快速准确的计算出每子帧的DwPTS调制相位信息；然后对多个子帧的该调制相位信息组合进行搜索，得到DwPTS调制相位组合S1，从而快速准确地确定出同步位置。

使用本发明方法，需要移动终端检测(最好连续检测，当然也可以间隔检测)多个子帧的SYNC_DL调制相位，然后与S1和S2的相位组合进行比对，并对检测相位组合的正确性进行检测，然后通过搜索S1相位组合来确认同步位置。

本发明采用的计算SYNC_DL调制相位的方法如下：

移动终端首先将接收的时隙TS0的Midamble码的信道冲激响应与基站所用的SYNC_DL码进行卷积。

设基站使用的SYNC_DL码是一个复值序列，为s_k，k＝0，1，...63；设由时隙TS0的Midamble码估计的信道冲激响应为h_n，n＝0，1，...W-1，W为信道估计窗口长度。其中信道冲激响应可以通过将接收TS0信号的midamble部分与移动终端检测到的基站使用的本地midamble码进行相关或者匹配滤波操作得到。

设信道冲激响应与基站使用的SYNC_DL码的卷积为x_k，k＝0，1，...W+62，则有：

$x_k=\underset{n=0}{\overset{W-1}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{k-n}\·h_n,k=\mathrm{0,1},...,W+62---\left(1\right)$

然后将基站使用的SYNC_DL码与信道的冲激响应卷积得到的序列和接收到的DwPTS的信号序列共轭相乘，最终得到SYNC_DL的调制相位。设接收到的DwPTS的信号为r_k，k＝0，1，...W+62，则将r_k与卷积序列x_k对应数据共轭相乘并求和(即作点乘)，得到复数值S：

$S=\underset{k=0}{\overset{W+62}{\mathrm{\Σ}}}{r}_k\·{x_k}^{*}---\left(2\right)$

求S相位φ_s：

${\mathrm{\φ}}_s=\arctan \left(\frac{\mathrm{Im}\left(S\right)}{\mathrm{Re}\left(S\right)}\right)---\left(3\right)$

式中Im为S的虚部，Re为S的实部，进而可以求得SYNC_DL(即DwPTS)的调制相位φ：

上述给出的计算SYNC_DL调制相位的方法，各计算步骤都可以用通用的算法去完成。

下面结合附图4、5、6给出搜索同步位置的三个主要步骤。

参见图4，搜索同步位置的步骤1。本骤1完成的主要任务是：将接收的连续(或间隔，以连续为最佳，否则影响小区搜索时间)X1个、如8个子帧作为一组，依次计算该组中每个子帧SYNC_DL调制相位，将这8个子帧的调制相位与S1和S2的相位组合进行对比，寻找S1组合或者S2组合。如果连续(或间隔，以连续为最佳)搜索N1组都没有找到S1或者S2，则判断为搜索同步位置失败，否则转步骤2执行。

步骤41，令计数器C1＝1；

步骤42，计算连续8个子帧DwPTS时隙的SYNC_DL调制相位；

步骤43，判断该连续8个子帧SYNC_DL调制相位中有无S1(135，45，225，135)或者S2(315，225，315，45)相位组合，有则转步骤2(图5)执行，否则继续执行步骤44；

步骤44，判断C1是否大于或等于N1，是C1≥N1则执行步骤46，否则执行步骤45；

步骤45，对计数器C1作加1操作，C1＝C1+1，然后返回步骤42；

步骤46，当C1≥N1，即搜索了N1次仍未找到S1或者S2相位组合，说明同步位置搜索失败，则结束本步骤1。

本步骤1中的参数N1可以根据仿真结果确定。

参见图5，搜索同步位置的步骤2。本步骤2完成的主要任务是：从搜索到的S1或者S2组合的下一子帧开始，将连续(或间隔，以连续为最佳)的每X2个子帧，如4个子帧作为一组，计算每组中每个子帧的DwPTS调制相位。将每组的4个子帧的DwPTS调制相位信息与S1或者S2的相位组合进行对比。连续(或间隔，以连续为最佳)检测N2组，如果有K组或K(K小于等于N2)组以上的对比结果与S1或者S2的相位组合相符，则判断为DwPTS调制相位计算正确，转到步骤3(图6)，否则判断为搜索同步位置失败，并结束步骤2。

步骤51，令计数器C2＝1，令计数器k＝0；

步骤52，从搜索到的8个子帧中的S1或者S2组合的下一子帧开始，计算连续4个子帧DwPTS时隙的调制相位；

步骤53，判断连续4个子帧DwPTS时隙的调制相位有无S1(135，45，225，135)或者S2(315，225，315，45)相位组合，有则转步骤54执行，否则继续执行步骤55；

步骤54，对计数器k作加1操作，k＝k+1，然后执行步骤55。

步骤55，判断C2是否大于或等于N2，是C2≥N2则执行步骤57，否则执行步骤56；

步骤56，对计数器C2作加1操作，C2＝C2+1，然后返回步骤52；

步骤57，判断k是否大于或等于K，k≥K，是则转步骤3执行(图6)，否则执行步骤58；

步骤58，C2≥N2，即连续检测N2组，还没有找到K组或K(K小于等于N2)组以上的对比结果与S1或者S2的相位组合相符，则判断为DwPTS调制相位计算不正确，同步位置搜索失败，结束本步骤2。

本步骤2中的参数N2、K可以根据仿真结果确定，但K肯定小于N2。

参见图6，搜索同步位置的步骤3。本步骤3完成的主要任务是：确认K个或K个以上连续X2个子帧中每子帧的DwPTS调制相位计算正确之后，继续按连续(或间隔，以连续为最佳)X3个，如4个子帧为一组，计算每组中4个子帧DwPTS的调制相位，并与S1相位组合进行对比，即搜索S1相位组合，如果在连续(或间隔，以连续为最佳)N3个相位组合之内搜索到了符合S1的相位组合，则搜索同步位置成功，否则判断为搜索同步失败。通过所搜索到的符合S1相位组合的位置即可确定同步位置。

步骤61，令计数器C3＝1；

步骤62，计算连续4个子帧的DwPTS调制相位；

步骤63，判断连续4个子帧的DwPTS调制相位组合是否符合S1相位组合，符合则执行步骤68，否则继续执行步骤64；

步骤64，判断C3是否大于或等于N3，是C3≥N3则执行步骤66，否则执行步骤65；

步骤65，对计数器C3作加1操作，C3＝C3+1，并返回步骤62；

步骤66，C3≥N3，即连续检测N3组，还没有找到与S1相位组合相符的相位组合，则判断同步位置搜索失败，结束本步骤3。

步骤68，当步骤63中，在C3＜N3的情况下，找到了连续4个子帧的DwPTS调制相位组合符合S1相位组合，则同步位置搜索成功，通过该S1相位组合位置就可确定广播的同步位置。

本步骤3中的参数N3可以根据仿真结果确定。

上述X1、X2、X3可以是大于等于4的正整数。

本发明方案的技术关键点是通过搜索S1相位组合来确定同步位置，是一个计算与验证相结合的过程。其计算包括：利用TS0的Midamble码的信道冲激响应与基站所用的SYNC_DL码进行卷积，然后将卷积结果与接收的DwPTS信号进行共轭相乘，计算SYNC_DL的调制相位，和计算多个子帧的DwPTS调制相位；其验证包括：将计算得到的多个子帧的DwPTS调制相位与S1或S2相位组合进行比较；搜索一组或者多组S1或者S2相位组合；再通过从其后的N2组中搜索到K组(N2＞＝K)S1或者S2相位组合来判断相位组合搜索的正确性；最后再搜索其后的S1相位组合来确定S1相位组合位置；根据S1相位组合位置确定同步位置。

本发明利用TS0的Midamble码得到的信道冲激响应准确的计算出DwPTS调制相位，通过对多个子帧组合中搜索到的S1和S2相位组合个数进行统计判断来确定相位组合搜索的可靠性，因而提高了搜索的准确性，从而能快速准确的搜索到同步位置。

Claims (9)

1.一种用于搜索广播中同步位置的方法，用于移动用户终端在小区搜索过程中确定广播中同步位置，其特征在于包括：

A.移动用户终端计算子帧TS0时隙中间码的信道冲激响应，将该信道冲激响应与基站所使用的下行导频码进行卷积，将卷积得到的序列与接收到的下行导频序列时隙数据序列共轭相乘并求和，根据该和求得下行导频码调制相位，将所述下行导频码调制相位作为所接收的每子帧下行导频序列时隙调制相位；

B.移动用户终端对多个子帧的下行导频序列时隙调制相位的组合进行是否满足S1相位组合的搜索，将满足S1相位组合的连续4个子帧后面紧随的4个子帧位置确定为广播的同步位置，结束搜索。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述B中，移动用户终端对多个子帧的下行导频序列时隙调制相位的组合进行是否满足s1相位组合的搜索，包括：

B1.以X1个子帧的下行导频码调制相位组合为一组，从每一组中搜索满足S1或者S2的相位组合，如果搜索到满足S1或者S2的相位组合则继续执行B2，否则结束搜索，X1是大于等于4的正整数；

B2.从搜索到的满足S1或者S2相位组合的下一子帧开始，再以X2个子帧的下行导频码调制相位组合为一组，搜索满足S1或者S2的相位组合的K个组，如果搜索到满足S1或者S2的相位组合的K个组则继续执行B3，否则结束搜索，X2是大于等于4的正整数；

B3.搜索到满足S1或者S2相位组合的K个组后，继续以X3个子帧的下行导频码调制相位组合为一组，搜索满足S1相位组合的组，该满足S1相位组合的组为所述满足S1相位组合的连续子帧，X3是大于等于4的正整数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述B1中，所述的X1个子帧是连续或间隔的；所述B2中，所述的X2个子帧是连续或间隔的，所述满足S1或者S2相位组合的K个组是连续或间隔的；所述B3中，所述的X3个子帧是连续或间隔的。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述B1中，所述的结束搜索，是当连续搜索N1组仍未搜索到满足S1或者S2相位组合的组时，判断为同步位置搜索失败。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的N1是一根据经验确定的值。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述B2中，所述的结束搜索，是当连续搜索N2组仍未搜索到满足S1或者S2相位组合的K个组时，判断为同步位置搜索失败。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述的N2与K都是根据经验确定的值，但K≤N2。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述B3中，当连续搜索N3组仍未搜索到满足S1相位组合的组时，判断为同步位置搜索失败，结束搜索。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述的N3是一个根据经验确定的值。

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