CN101714890B - 一种利用两帧数据提高sync码搜索准确率的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的方法及装置，该方法及装置使用两帧数据，通过进行相位旋转，使两帧数据的相位同相，得到若干组新数据，然后在这些新数据的基础上，搜索SYNC码。本发明所提供的搜索方法及装置，能够在信噪比较低时或者在同频环境下，更为有效地检测出正确的SYNC码或一组正确的SYNC码组，能大大提高找SYNC码的准确率，缩短小区搜索的时间。

Description

一种利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的方法及装置

技术领域

本发明关于一种TD-SCDMA移动通信技术，尤指一种能提高在小区搜索过程中的找SYNC码准确率的方法。

背景技术

在移动通信系统应用中，包括在TD-SCDMA移动通信系统中，终端只有在登录到小区后才能使用网络的服务，因此用户终端(UE)开机后必须尽快搜索到一个合适的小区，然后获取本小区更详细的信息或邻近小区的信息。

目前TD-SCDMA的小区搜索过程中找SYNC码过程，如图1所示，于步骤S11，获得一帧下行导频时隙数据，即DwPTS数据；于步骤S12，依次将32个SYNC码与接收到的数据进行相关；以及，于步骤S13，从32个相关结果中找出N个最大值，根据该N个值所对应的SYNC码，搜索到合适的小区。现有的搜索过程都是基于一帧数据，先对小区搜索进行粗同步得到DwPTS窗的粗略位置，然后再根据DwPTS窗的粗略位置得到DwPTS时隙数据，根据该DwPTS时隙数据，依次将32个SYNC码与这组数据进行相关，从32个相关结果中找出一个或几个最大的值，将该值所对应的SYNC码，作为需要搜索的小区。现有搜索过程的详细流程示意图如图2所示，于步骤S101，开始。于步骤S102，初始化，设置i＝1。于步骤S103，判断i是否等于33，若判断结果为否，则转入步骤S104，计算一帧时隙数据与第i个SYNC码的相关功率，获得功率最大值。于步骤S105，将i加1，之后，返回步骤S103。于步骤S103，若判断结果为是，则转入步骤S106，于步骤S106，从32个相关结果中找出最大的N个值，根据该N个值所对应的小区标识码，搜索到合适的小区。于步骤S107，结束。

现有的找SYNC码都是在一帧数据上进行，在存在较大频偏或信噪比较低时，即使不存在同频干扰，找SYNC码的准确率也比较差。如果在同频环境中存在一个或多个同频干扰情况下，找SYNC码的准确率不高，经常会出现漏检或错检的情况。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种搜索SYNC码的方法，用于提高搜索SYNC码的准确率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的方法，该方法包括以下步骤：

获得两帧下行导频时隙数据，分别为前帧下行导频时隙数据和本帧下行导频时隙数据；

将前帧下行导频时隙数据中的每个前帧数组与第一加权因子相乘，并将所有加权乘积相加，获得一组第一加权因子乘积后的数据；

将本帧下行导频时隙数据中的每个本帧数组与若干个第二加权因子中的每个第二加权因子相乘，获得若干组与第二加权因子乘积后的数据；

将第一加权乘积后的一组数据与每组第二加权乘积后的数据相加，得到若干组新数据；

将32个小区标识码依次取出小区标识码中的一组与若干组新数据的每组进行相关，得到若干组相关功率组，在这些功率组中找出功率最大的一个。根据上述操作对于32个小区标识码会存在32个功率最大值。

获得32个功率值中的N个最大值，N大于等于1，该N个最大值所对应的N个小区，即同频小区搜索中需要搜索的N个小区。

所述两帧下行导频时隙数据为连续的两帧下行导频时隙数据。

所述第二加权因子的个数为4个，该4个第二加权因子所组成的集合为{1，j，-1，-j}，该些第二加权因子是根据两帧下行导频时隙数据之间的相位差得到的。

所述将本帧下行导频时隙数据中的每个本帧数组与若干个第二加权因子中的每个第二加权因子相乘的步骤，目的在于使两帧下行导频时隙数据同相。

本发明同时提供一种利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的装置，该装置包含：数据接收模块，用于接收两帧下行导频时隙数据，分别为本帧下行导频时隙数据和前帧下行导频时隙数据；新数据产生模块，用于根据接收到的两帧下行导频时隙数据，以及预先定义的一个第一加权因子和若干个第二加权因子，生成一组新下行导频时隙数据；第一相关值计算模块，用于将所述新下行导频时隙数据依次与所有SYNC码相关，生成32个相关值；第一最值检测模块，用于从所述相关值中找出一个最大值，并找出该最大值所对应的第二加权因子；第二相关值计算模块，用于将该第二加权因子所对应的新下行导频时隙数据与所有SYNC码相关，生成32个相关值；以及，小区检测模块，用于从第二相关值计算模块计算得到的32个相关值中，得到N个最大值，该N个值所对应的小区标识码，即需要搜索的小区的标识码。

所述两帧下行导频时隙数据为连续的两帧下行导频时隙数据。所述第二加权因子的个数为4个，所组成的集合为{1，j，-1，-j}。所述第二加权因子是根据两帧下行导频时隙数据之间的相位差得到的。所述第一加权因子的值为1。

所述新数据产生模块包含：第一移相器，用于将前帧下行导频时隙数据中的每个前帧数据与第一加权因子相乘，得到一组与第一加权因子乘积后的前帧数据；第一存储器，用于存储所述第一加权因子乘积后的前帧数据；第二移相器，用于将本帧下行导频时隙数据与若干个第二加权因子中的每个第二加权因子相乘，得到若干组与第二加权因子乘积后的本帧数据；第二存储器，用于存储所述第二加权乘积后的本帧数据；以及新数据产生器，用于将与第一加权因子乘积后的前帧数据和与第二加权乘积后的本帧数据相加，生成一组新下行导频时隙数据。

所述第一加权乘积和第二加权乘积具有相同的相位。本发明通过将本帧下行导频时隙数据与第二加权因子相乘，对本帧数据进行合理的相位旋转，使两帧数据的相位同相，提高了在信噪比较低时或者在同频环境下，找SYNC码的准确率。

本发明通过将本帧下行导频时隙数据与第二加权因子相乘，对本帧数据进行合理的相位旋转，使两帧数据的相位同相，能在存在较大频偏的情况下，或信噪比较低时，提高找SYNC码的准确率。

本发明所提供的搜索方法可以更为有效地检测出正确的SYNC码或一组正确的SYNC码组，能大大提高找SYNC码的准确率，缩短小区搜索的时间。

附图说明

图1显示现有技术对TD-SCDMA的小区进行搜索的过程；

图2显示现有技术对TD-SCDMA的小区进行搜索的搜索过程的流程示意图；

图3显示依据本发明的对TD-SCDMA的小区进行搜索的过程；

图4A显示TD-SCDMA系统的帧结构示意图；

图4B显示图4A中的三个特殊时隙的结构示意图；

图5A～图5H显示本发明的向量组的结构示意图；

图6显示依据本发明的对TD-SCDMA的小区进行搜索的搜索过程的流程示意图；

图7显示依据本发明的对TD-SCDMA的小区进行搜索的搜索装置的结构示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点能更明显易懂，配合所附图式，作详细说明如下：

请参阅图3，该案的实施过程如下：于步骤S21，获得两帧下行导频时隙数据；于步骤S22，将前帧下行导频时隙数据中的每个前帧数组与第一加权相乘，获得一组第一加权因子乘积后的前帧数据；于步骤S23，将本帧下行导频时隙数据中的每个本帧数组与若干个第二加权因子中的每个第二加权因子相乘，获得若干组第二加权因子乘积后的本帧数据；于步骤S24，将与第一加权因子乘积后的前帧数据及每组与第二加权因子乘积后的本帧数据相加，得到若干组新数据；于步骤S25，将32个小区标识码中的一个与每组新数据进行相关，得到若干组相关功率组，在这些相关功率组中找出功率最大的一个，对32个小区标识码重复上述操作，得到32个功率最大值；以及于步骤S26，获得32个功率值中的N个最大值，该N个最大值所对应的N个小区，即同频小区搜索中需要搜索的N个小区。

为清楚起见，此处以连续的两帧数据为范例，对本发明的具体实施方式及其优点进行了阐释，请参阅图4至图6。图4A和图4B显示TD-SCDMA系统的帧结构，图5和图6显示本发明对小区进行搜索的详细过程。

如图4A所示，TD-SCDMA系统的帧结构包括10个时隙，该10个时隙由7个常规时隙和3个特殊时隙构成。7个常规时隙为Ts0～Ts6，3个特殊时隙为DwPTS、GP和UpPTS。该三个特殊时隙的结构示意图如图4B所示，下行导频时隙DwPTS包含开始的32个码片的保护间隔，以及后面96个码片中的32个码片的保护间隔，共有128个时隙码片，据此，请同时参阅图5A至图5H，为了下文叙述的方便，进行如下数组定义：

SYNC：定义为SYNC数据，或用于存储SYNC数据的数组；SYNC(j)，0≤j≤31：定义为SYNC数据中的第j个值；

DwPTSF：定义为前帧数据，或用于存储前帧数据的数组；DwPTSF(k)，0≤k≤127：定义为前帧数组中的第k个值；

DwPTSC：定义为本帧数据，或用于存储本帧数据的数组；DwPTSC(k)，0≤k≤127：定义为本帧数据中的第k个数据；

W，定义为第二加权因子，或用于存储第二加权因子的数组；W，数组长度为4，W(z)表示第z个数据，0≤z≤3：W为4个第二加权因子中的第z个；

AddF：定义为新数据，或用于存储新数据的数组；AddF(k)，0≤k≤127：定义为新数据中的第k个数据；

P：定义为功率数据，或用于存储功率数据的数组；P(j)，0≤j≤31：定义为功率数据中的第j个值；

CorrN：定义为SYNC码与新数据AddF进行相关所得到的相关结果，或用于存储该相关结果的数组；CorrN(j)，0≤j≤64：定义为SYNC码与新数据AddF进行相关所得到的相关结果中的第j个数据；

MaxC：表示SYNC码与若干个新数据数组AddF进行相关后得到的相关结果的功率最大值，或用于存储该功率最大值的数组；MaxC(j)，0≤j≤31：表示第j个SYNC码组与若干个新数据AddF进行相关后得到的相关结果的功率最大值。

需要注意的是，第二加权因子是根据目前连续两帧下行导频时隙数据之间的相位差得到的。由于根据目前连续两帧下行导频时隙数据之间的相位差，可以将连续两帧下行导频时隙数据之间的相位差所组成的集合，写为{0，90，180，270}，因此在实现时可以设置第一帧数据的数据加权因子为1，第二帧的数据加权因子在上述四个相位中选择，由相位到加权因子的转化可得到加权因子集合为{1，j，-1，-j}，其中j为-1的平方根，因此本实施例中第二加权因子Wz的集合即为{1，j，-1，-j}。当然，在实际使用中，也可考虑更多的相位差，从而得到更多的加权因子；并且两帧数据也不仅限于两帧连续的下行导频时隙数据。

进一步参阅图6，于步骤S201，开始小区搜索找SYNC码过程；

于步骤S202，进行初始化设置：设置z＝0，j＝0；分别获得小区标识码SYNC、前帧数据DwPTSF、本帧数据DwPTSC，以及第二加权因子W，并分别将这些数据存储于图5A所示的数组SYNC、图5B所示的数组DwPTSF、图5C所示的数组DwPTSC，和图5D所示的第二加权因子数组W中；并且设置图5E所示的数组AddF、图5F所示的数组CorrN，和图5G所示的数组MaxC；

于步骤S203，判断j是否等于32，若判断结果为否，则转入步骤S204，否则，转入步骤S211；

于步骤S204，根据j得到相应的SYNC码。

于步骤S205，判断z是否等于3，若判断结果为否，则转入步骤S206，否则，转入步骤S210；

于步骤S206，将前帧下行时隙数据中的每个前帧数据DwPTSF与1相乘，并与DwPTSC数据和W(z)相乘得到的数据相加，得到新数据ADDF，并将该新数据写入数组ADDF；

于步骤S207，将第j个SYNC码SYNC(j)与新数据AddF进行相关，得到相关结果CorrN，并根据CorrN的结果计算得到功率数据P，并将该功率数据写入数组P；

于步骤S208，在P中找出最大功率值，并将最大功率值与MaxC(j)进行比较，如大于MaxC(j)，则将最大功率值填入到MaxC(j)；

于步骤S209，z＝z+1，并转入步骤S205；

于步骤S210，对z进行赋值，赋值为0，j＝j+1，并转入步骤S203；

于步骤S211，获得MaxCj中的N个最大值，根据该N个最大值所对应的SYNC码，获得需要搜索的N个小区，N大于等于1；

于步骤S212，结束搜索过程。

本发明同时提供一种利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的装置，如图7所示，该装置包含：数据接收模块21，用于接收两帧下行导频时隙数据，分别为本帧下行导频时隙数据和前帧下行导频时隙数据；新数据产生模块22，用于根据接收到的两帧下行导频时隙数据，以及预先定义的一个第一加权因子和若干个第二加权因子，生成一组新下行导频时隙数据；第一相关值计算模块23，用于将所述新下行导频时隙数据依次与所有SYNC码相关，生成32个相关值；第一最值检测模块24，用于从所述相关值中找出一个最大值，并找出该最大值所对应的第二加权因子；第二相关值计算模块25，用于将该第二加权因子所对应的新下行导频时隙数据与所有SYNC码相关，生成32个相关值；以及，小区检测模块26，用于从第二相关值计算模块25计算得到的32个相关值中，得到N个最大值，该N个值所对应的小区标识码，即需要搜索的小区的标识码。

所述新数据产生模块22包含：第一移相器221，用于将前帧下行导频时隙数据中的每个前帧数组与第一加权因子相乘，得到若干个第一加权乘积；第一混频器222，用于将第一移相器所得到的第一加权乘积相加，得到一第一加权乘积和；第二移相器223，用于将本帧下行导频时隙数据中的每个本帧数组与若干个第二加权因子中的每个第二加权因子相乘，得到若干个第二加权乘积；第二混频器224，用于将第二移相器所得到的第二加权乘积相加，得到一第二加权乘积和；以及，新数据产生器225，用于将第一加权乘积和与第二加权乘积和相加，生成一组新下行导频时隙数据。

进行小区搜索时，首先利用数据接收模块21接收两帧下行导频时隙数据，分别定义为为本帧下行导频时隙数据和前帧下行导频时隙数据，该两帧数据可以连续，也可以不连续；

接着，将接收到的两帧下行导频时隙数据，以及预先定义的一个第一加权因子和若干个第二加权因子，在新数据产生模块22中，生成一组新下行导频时隙数据。所述第一加权因子的值为1；所述第二加权因子是根据两帧下行导频时隙数据之间的相位差得到的，此处，该若干个第二加权因子的个数为4个，所组成的集合为{1，j，-1，-j}，其详细过程如下：在第一移相器221中，将前帧下行导频时隙数据中的每个前帧数据与第一加权因子相乘，得到一组与第一加权因子乘积后的前帧数据，并将其存储于第一存储器222中；在第二移相器223中，将本帧下行导频时隙数据中的每个本帧数据与若干个第二加权因子中的每个第二加权因子相乘，得到若干组第二加权因子乘积后的本帧数据，并将其存储于第二存储器224中；进而，在新数据产生器225中，将第一加权因子乘积后的前帧数据与第二加权因子乘积后的本帧数据相加，生成一组新下行导频时隙数据，该第一加权乘积和第二加权乘积具有相同的相位；

接着，在第一相关值计算模块23中，将所述新下行导频时隙数据依次与所有SYNC码相关，生成32个相关值；

进而，利用第一最值检测模块24，从所述32个相关值中找出一个最大值，并找出该最大值所对应的第二加权因子；

利用第二相关值计算模块25，将该第二加权因子所对应的新下行导频时隙数据与所有SYNC码相关，生成32个相关值；

最后，利用小区检测模块26，从第二相关值计算模块25计算得到的32个相关值中，得到N个最大值，该N个值所对应的小区标识码，即需要搜索的小区的标识码。

对于加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise；AWGN)和多径环境，由于连续两帧的多径信息不同，多径会对连续两帧数据的相位产生影响，如果只考虑已知的相位差而不考虑多径对信号产生的相位差，两帧数据的合并有可能会导致信噪比变得比原来差很多。需要使用四个相位差进行，并在这四个中找最好的一个。

当然，在实际使用中，也可考虑更多的相位差，从而得到更多的加权因子，并且，两帧数据也不仅限于连续的两帧数据。

因此，本发明所提供的方法并不仅限于两帧连续的下行导频时隙数据，并且所述第二加权因子的个数也并非仅限于4个。非连续的两帧下行导频时隙数据，以及第二加权因子的个数为其他值时，本发明所提供的方法仍然适用。本领域技术人员根据上述提供的范例，即可清楚地知道其实施方式，因此，本发明在此不再予以赘述。

本发明通过相位调整使两帧数据的相位基本同相，既能提高在较大频偏的情况下，或信噪比较低时，找SYNC码的准确率。也能提高在同频环境下找SYNC码的准确率。

本发明所提供的搜索方法可以更为有效地检测出正确的SYNC码或一组正确的SYNC码组，能大大提高找SYNC码的准确率，缩短小区搜索的时间。

基于此目的，本发明的基本构思是，对于下行DwPTS的时隙，由于连续两次的DwPTS数据发送相同，但两帧的DwPTS数据按照规范，添加了不同的相位进行发送。若使用两帧经过无线传输后GP和数据部分都会受到噪声影响，由于噪声是随机的，连续两帧数据的噪声经过相加后功率约是原来的两倍，而DwPTS数据使用两次完全同相的数据相加后数据功率最高可达到原来功率的四倍。而其它时隙的数据可以认为是随机的噪声处理功率大约增加两倍，因此通过合理的相位旋转后，使两帧数据的相位同相，这时利用相关值时相关功率是原来的4倍，这样对两帧中经过相位加权后的数据进行找SYNC码，可以使相关后的功率是原来的四倍，即使在存在同频环境下，由于传播环境的不同，信道特征不相同，对于经过相位加权后在不同的相位加权时会导致不同的SYNC码加权后的效果不同，因此有助于找出一组SYNC码。提高小区搜索中找SYNC码成功概率。

因此，本发明的实施方式，并不局限于上述公开的实施例结构，凡基于上述基本思路，做出的无需创造性劳动的替换或改进，都属于本发明所公开的范围。

Claims (12)

1.一种利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获得两帧下行导频时隙数据，分别为前帧下行导频时隙数据和本帧下行导频时隙数据；

将前帧下行导频时隙数据中的每个前帧数组与第一加权因子相乘，获得一组与第一加权因子乘积后的前帧数据；

将本帧下行导频时隙数据中的每个本帧数组与若干个第二加权因子中的每个第二加权因子相乘，获得若干组与第二加权因子乘积后的本帧数据；

将与第一加权因子乘积后的前帧数据及与每组第二加权因子乘积后的本帧数据相加，得到若干组新数据；

将32个小区标识码中的一个与每组新数据进行相关，得到若干组相关功率组，在这些功率组中找出功率最大的一个，对32个小区标识码重复上述操作，得到32个功率最大值；

获得32个功率值中的N个最大值，N大于等于1，该N个最大值所对应的N个小区，即同频小区搜索中需要搜索的N个小区；

其中所述第二加权因子是根据两帧下行导频时隙数据之间的相位差得到的。

2.根据权利要求1所述的利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的方法，其特征在于，所述两帧下行导频时隙数据为连续的两帧下行导频时隙数据。

3.根据权利要求2所述的利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的方法，其特征在于，所述第二加权因子的个数为4个。

4.根据权利要求3所述的利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的方法，其特征在于，所述第二加权因子的集合为{1，j，-1，-j}。

5.根据权利要求1所述的利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的方法，其特征在于，所述将本帧下行导频时隙数据中的每个本帧数组与若干个第二加权因子中的每个第二加权因子相乘的步骤，目的在于使两帧下行导频时隙数据同相。

6.一种利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的装置，其特征在于，该装置包含：

数据接收模块，用于接收两帧下行导频时隙数据，分别为本帧下行导频时隙数据和前帧下行导频时隙数据；

新数据产生模块，用于根据接收到的两帧下行导频时隙数据，以及预先定义的一个第一加权因子和若干个第二加权因子，生成一组新下行导频时隙数据；

第一相关值计算模块，用于将所述新下行导频时隙数据依次与所有SYNC码相关，生成32个相关值；

第一最值检测模块，用于从所述相关值中找出一个最大值，并找出该最大值所对应的第二加权因子；

第二相关值计算模块，用于将该第二加权因子所对应的新下行导频时隙数据与所有SYNC码相关，生成32个相关值；以及

小区检测模块，用于从第二相关值计算模块计算得到的32个相关值中，得到N个最大值，该N个值所对应的小区标识码，即需要搜索的小区的标识码；

所述新数据产生模块包含：

第一移相器，用于将前帧下行导频时隙数据中的每个前帧数据与第一加权因子相乘，得到一组与第一加权因子乘积后的前帧数据；

第二移相器，用于将本帧下行导频时隙数据与若干个第二加权因子中的每个第二加权因子相乘，得到若干组与第二加权因子乘积后的本帧数据；以及

新数据产生器，用于将与第一加权因子乘积后的前帧数据和与第二加权因子乘积后的本帧数据相加，生成一组新下行导频时隙数据；

其中所述第二加权因子是根据两帧下行导频时隙数据之间的相位差得到的。

7.根据权利要求6所述的利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的装置，其特征在于，所述两帧下行导频时隙数据为连续的两帧下行导频时隙数据。

8.根据权利要求6所述的利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的装置，其特征在于，所述第二加权因子的个数为4个。

9.根据权利要求8所述的利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的装置，其特征在于，所述第二加权因子所组成的集合为{1，j，-1，-j}。

10.根据权利要求6所述的利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的装置，其特征在于，所述第一加权因子的值为1。

11.根据权利要求6所述的利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的装置，其特征在于，所述新数据产生模块还包含：

第一存储器，用于存储所述第一加权因子乘积后的前帧数据；

第二存储器，用于存储所述第二加权因子乘积后的本帧数据。

12.根据权利要求11所述的利用两帧数据提高SYNC码搜索准确率的装置，其特征在于，所述第一加权因子乘积和第二加权因子乘积具有相同的相位。

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