CN100568759C

CN100568759C - 一种wcdma系统中峰值搜索的方法

Info

Publication number: CN100568759C
Application number: CNB2005100987014A
Authority: CN
Inventors: 王明虎
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: Sanechips Technology Co Ltd
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2025-09-05
Also published as: CN1929322A

Abstract

本发明公开了一种WCDMA系统中峰值搜索的方法，其包括以下步骤：在搜索本地峰值的过程中，采用搜索、回溯、屏蔽和继续搜索的过程，在一个时隙的候选相位对应的相关功率值里搜索出所有的本地峰值；从搜索到的本地峰值中搜索出最大峰值，采用折半查找的算法，完成最大峰值的查找和排序。本发明方法通过搜索、屏蔽、回溯，再搜索的方法搜索本地峰值，这种搜索本地峰值的方法在算法上只需要2个时隙的时间；在对本地峰值进行比较排序时，在算法上采用折半查找的方法，在硬件设计上采用寄存组和RAM相结合的存储方法，减少了完成这部分功能所占用的时间资源，同时节约了大量的硬件资源。

Description

一种WCDMA系统中峰值搜索的方法

技术领域

本发明涉及一种通讯领域的宽带码分多址WCDMA(Wide Code MultipleAccess)系统中的峰值搜索方法，特别涉及的是一种在宽带多址通信终端小区搜索的时隙同步探测过程中的峰值搜索和排序的方法。

背景技术

在异步WCDMA系统中的小区搜索过程或同步过程与同步系统的区别很大，由于异步UTRA WCDMA系统的各个小区使用不同的扰码，并且不只是采用不同的相位偏移，因此，就目前的终端技术而言，还不能在不具备任何先验信息的情况下，在10ms的时间内完成对512个码字的搜索；如果要完成对512个码字的搜索，将会进行多次小区搜索比较，从而用户从开机到接入网络需要等待很长的时间。

因此，使用同步信道进行小区搜索可以减少搜索时间，缩短了用户从开机到接入网络需要等待的时间。这个搜索过程(CSR)主要分为三步：

第一步时隙同步，从10x256x4个候选相位中选出1个做为时隙同步点；

第二步帧同步和扰码组识别，从15个候选时隙中选出1个，64个扰码组中选出1个；

第三步主扰码识别，从8个候选主绕码中选出1个。

在第一步时隙同步过程中，终端搜索具有256个码片的主同步码，所有小区具有相同的主同步码，由于在每个时隙具有相同的主同步码，因此检测到峰值的位置就对应于时隙边界；主同步码(PSC)称为总分层格雷序列(Generalised Hierarchical Golay Sequence)，具有很好的非周期自相关性，通过重复采用格雷互补序列调制的序列获得。它的长度是256个码片，如下表达式所述的16X16分层结构。所有小区的各个时隙PSC相同。I和Q信号使用相同的PSC进行加扩，加扩码用(01)表示，在实际系统中使用(1-1)表示。

a＝<0，0，0，0，0，0，1，1，0，1，0，1，0，1，1，0>

x＝<0，0，0，1，1，0，1，1，0，0，0，1，0，1，0，0>

通过PSC与接收端输入的I和Q信号进行相关计算可以找到小区的时隙边界。使用PSC码解扩所有的侯选同步序列码片，计算各自的相关功率，形成时间轴上的相关功率值，将多个时隙的功率累积起来，形成时间轴上的多个时隙的相关功率值，从所有相关功率值中选出峰值，就可以认为探测出最强的侯选同步序列码片。

但目前还没有关于WCDMA系统中峰值搜索的方法技术的公开。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种WCDMA系统中峰值搜索的方法，在WCDMA系统小区搜索过程中的第一步时隙同步时，用既快又节省硬件资源的方法找到最大的60个峰值和对应的相位。

本发明的技术方案如下：

一种WCDMA系统中峰值搜索的方法，其包括以下步骤：

A0，在搜索本地峰值的过程中，采用搜索、回溯、屏蔽和继续搜索的过程，在一个时隙的候选相位对应的相关功率值里搜索出所有的本地峰值；

B0，从搜索到的本地峰值中搜索出最大峰值，采用折半查找的算法，完成最大峰值的查找和排序。

其中，步骤A0具体包括以下步骤：

从一个时隙的所有功率值中找出最大的峰值；

把最大峰值周围的点屏蔽；以右边的屏蔽点为下一个本地峰值搜索的起点位置往后搜索，以本地峰值的条件搜索下一个本地峰值；

每搜索到一个本地峰值便把这个本地峰值周围的点屏蔽，并从搜索到的当前本地峰值左边的屏蔽点往后回溯搜索，直到搜索到上一个本地峰值右侧的屏蔽点完成回溯过程；

从当前本地峰值点右侧的屏蔽点往后继续搜索；

当搜索到时隙最大相位后，回到时隙的起始位置往前继续搜索，直到搜索到最大值左边的屏蔽相位为止，完成整个时隙的所有本地峰值搜索。

所述的方法，其中，所述本地峰值被定义为其相关功率值大于依本地峰值搜索窗口的大小参数的前后数个点的功率相关值的极大峰值点；

步骤B0具体包括，从60个寄存器组中以折半查找的方法给出RAM的地址，并读出对应地址中以前搜索到的峰值，把当前的本地峰值和读出的峰值进行比较，确定当前本地峰值的排序位置，把当前的本地峰值写入寄存器组插入点对应地址的RAM中，并从寄存器组的插入点位置把后面的寄存器中的数据按顺序往后搬移，完成一次峰值比较排序过程。

所述的方法，其中，所述步骤A0可通过一次多过程峰值搜索过程找到该最大值，该多过程峰值搜索过程包括步骤：

A1、设置一最大值寄存器被用来比较存储在一单口RAM中的相关功率值，进行浮点比较；在每个峰值搜索之前对该最大值寄存器进行清零，所有的相关功率值和最大值寄存器相继地进行比较，较大的值被存储在所述最大值寄存器中，同时该单口RAM的地址存储在一地址寄存器中；

A2、经过比较，所述地址寄存器和最大值寄存器都被写到在一双口RAM中的峰值表中；

A3、屏蔽最大峰值周围的加减数个采样点，并清除所述最大值寄存器开始搜索下一个峰值，直到60个最强的峰值被发现后搜索过程完成。

本发明提出了一种WCDMA系统中峰值搜索的方法，通过搜索、屏蔽、回溯，再搜索的方法搜索本地峰值，这种搜索本地峰值的方法在算法上只需要2个时隙的时间；在对本地峰值进行比较排序时，在算法上采用折半查找的方法，在硬件设计上采用寄存器组和RAM相结合的存储方法，减少了完成这部分功能所占用的时间资源，同时节约了大量的硬件资源。

附图说明

图1为本发明方法的小区A和小区B两个相关功率峰值的识别过程图；

图2为本发明方法的本地峰值搜索的方法流程图；

图3为本发明方法的一种折半查找的原理图；

图4为本发明方法的峰值搜索排序的流程图。

具体实施方式

以下结合附图，将对本发明方法的较佳实施例进行较为详细的描述。

本发明的WCDMA系统中峰值搜索的方法，其核心思想是：在搜索本地峰值搜索过程中，采用搜索、回溯、屏蔽和继续搜索的方法，在一个时隙10240个候选相位对应的相关功率值里搜索出所有的本地峰值；再从本地峰值中搜索出60个最大峰值，采用折半查找的算法，使用较少的硬件资源完成60个最大峰值的查找和排序。

本发明方法的WCDMA系统中小区搜索的时隙同步搜索60个最大峰值并排序的过程包括以下步骤：

1)从一个时隙的10240个功率值中找出最大的峰值；

2)把最大峰值周围的点屏蔽；

3)从最大峰值即本地峰值右边的屏蔽点位置开始往后搜索，以本地峰值的条件找到第一个本地峰值；

4)把当前的本地峰值屏蔽；

5)以折半查找算法读出寄存器组中对应地址的RAM数据和当前本地峰值进行比较，找到插入点；

6)把当前本地峰值写入到对应的RAM地址中，并把寄存器组按对应地址中峰值的大小进行排序；

7)以当前本地峰值左边的屏蔽点位置为起点向前回溯，以本地峰值的判决条件搜索本地峰值。

8)在回溯过程中若找到本地峰值，把本地峰值屏蔽，把搜索到的峰值与前面搜索到的峰值进行比较排序。

9)以当前的本地峰值的左边的屏蔽点为起点继续回溯，直到回溯到前一峰值的右边的屏蔽点完成一次回溯。

10)回到回溯前的本地峰值右边的屏蔽点，重复步骤3)至9)继续搜索，直到搜索到最大峰值左边的屏蔽点为止，完成整个峰值搜索排序过程。

通过本发明方法可以调整本地峰值搜索窗口来满足在WCDMA系统小区搜索(CSR)中以占用尽可能少的时间找到时隙同步点，以及在占用硬件资源和时间利用上达到很好平衡的一种60个峰值的查找和排序的算法。

如图1所示给出了本发明方法的一具体实施例中小区A和小区B两个相关功率峰值的识别过程，在时隙同步过程中，从累积的相关功率值(10x256x4个相关功率值，存储于Work RAM中)中选出60个最大的峰值形成峰值表，相关功率峰值按降序排列，每个峰值需要报告峰值相位偏移和相关功率值。

为了找到最大的峰值，一个最大值寄存器被用来比较存储在Work RAM(单口RAM)中的相关功率值，进行浮点比较。在每个峰值搜索之前对最大值寄存器进行清零，所有的相关功率值和最大值寄存器相继地进行比较，较大的值被存储在最大值寄存器中，同时Work RAM的地址也被存储在地址寄存器中，经过10240次比较，地址寄存器和最大值寄存器都被写到在DP_RAM(双口RAM)中的峰值表中，接着屏蔽最大峰值周围的+-M(参数值，屏蔽窗口大小)采样点，然后清除最大值寄存器开始搜索下一个峰值，直到60个最强的峰值被发现后搜索过程完成。这种方法为带着峰值屏蔽的多过程产生的峰值检测，在算法上大约需要60个时隙的时间。

如图2所示是本发明方法的本地峰值搜索过程：首先通过上面介绍的一次多过程产生的峰值的方法找到时隙的最大值，并把最大值周围的+-M个点屏蔽，然后以右边的屏蔽点为下一个本地峰值搜索的起点位置往后搜索，以本地峰值搜索窗口为搜索本地峰值的条件搜索下一个本地峰值，每搜索到一个本地峰值便把这个本地峰值周围的+-M个相位屏蔽，并从搜索到的当前本地峰值左边的屏蔽点往后回溯搜索，直到搜索到上一个本地峰值右侧的屏蔽点完成回溯过程。接着从当前本地峰值点右侧的屏蔽点往后继续搜索。当搜索到时隙最大相位后，回到时隙的起始位置往前继续搜索，直到搜索到最大值左边的屏蔽相位为止，完成整个时隙的所有本地峰值搜索。这种方法在算法上只需要2个时隙的搜索时间，比上一种方法有很大的优势。

如图3所示给出了本发明方法的寄存器组和RAM硬件结合折半查找排序的方法，RAM块用来存放排序后的数据和其相位，用60个6位宽的寄存器存储在RAM块中数据从大到小排列的RAM地址。两者的对应关系是：左边的寄存器组用来存放右边RAM的地址，左边寄存器中的RAM地址与右边RAM中的数据形成一一映射的关系，在折半查找的过程中，读出寄存器中的RAM地址对应的数据进行比较，并把比较的数据写入右边对应的RAM的地址中，同时把左边寄存器组中的地址按其对应的数据重新排序。这样每次折半查找过程是对左边的寄存器组来操作，然后从右边的RAM中读出数据进行比较，在确定插入点的位置以后，只要把左边寄存器组从插入点往下相互交换数据(一个时钟周期完成)，而右边RAM中的数据排列不需要改变。整个排序完成以后，左边寄存器组里对应的地址就是右边RAM中数据由大到小排列的顺序。

如图4所示给出了本发明详细的峰值搜索和排序过程：

第一步，首先通过前面介绍的一次多过程峰值搜索方法找到一个时隙内10240个相关功率值中的最大值；

第二步，把这个最大值(或本地峰值)周围点按照屏蔽窗口的大小进行屏蔽，屏蔽区域定义为峰值点周围的+/-M个点，屏蔽区域内的点做为零处理；

第三步，从最大值右边的屏蔽区的边界点往后搜索，找到满足本地峰值条件的第一个本地峰值，本地峰值被定义为其相关功率值大于前N(参数值，本地峰值搜索窗口的大小)个点和后N个点的功率相关值的极大峰值点；

第四步，把这个本地峰值周围屏蔽区域的点屏蔽，屏蔽区域内的点做为零处理；

第五步，从60个寄存器组中以折半查找的方法给出RAM的地址，并读出对应地址中以前搜索到的峰值，把当前的本地峰值和读出的峰值进行比较，确定当前本地峰值的排序位置，把当前的本地峰值写入寄存器组插入点对应地址的RAM中，并从寄存器组的插入点位置把后面的寄存器中的数据按顺序往后搬移，完成一次峰值比较排序过程。

第六步，从当前的本地峰值左边的屏蔽区的边界点往回进行回溯搜索本地峰值，若搜索到本地峰值，则重复第四和第五步过程，直到回溯搜索到上一个本地峰值右边的屏蔽边界点为止，完成一次回溯过程。

第七步，重复第三步至第六步的搜索排列过程，直到搜索到最大峰值左边的屏蔽边界点为止，完成整个搜索排序过程。

本发明的上述WCDMA系统中小区搜索的时隙同步中搜索60个最大峰值的步骤给出了一种快速的搜索本地峰值的方法和峰值查找排序的方法，该方法省时且节省硬件资源。

应当理解的是，上述针对本发明具体实施例的描述较为详细，但不能因此而理解为对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1、一种WCDMA系统中峰值搜索的方法，其包括以下步骤：

B0，从搜索到的本地峰值中搜索出最大峰值，采用折半查找的算法，完成最大峰值的查找和排序；

其中，步骤A0具体包括以下步骤：

从一个时隙的所有功率值中找出最大的峰值；

从当前本地峰值点右侧的屏蔽点往后继续搜索；

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，可通过一次多过程峰值搜索过程找到所述最大的峰值，该多过程峰值搜索过程包括步骤：

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述步骤B0具体包括，从60个寄存器组中以折半查找的方法给出RAM的地址，并读出对应地址中以前搜索到的峰值，把当前的本地峰值和读出的峰值进行比较，确定当前本地峰值的排序位置，把当前的本地峰值写入寄存器组插入点对应地址的RAM中，并从寄存器组的插入点位置把后面的寄存器中的数据按顺序往后搬移，完成一次峰值比较排序过程。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，寄存器组用来存放RAM中对应浮点数据的地址，并和存入在RAM中的浮点数据一一对应；折半查找算法是针对寄存器组的，每次插入排序是对寄存器组的操作来完成的，RAM中只改变寄存器组插入点寄存器中的值对应RAM地址中的数据。