CN101895307A - 用于td-scdma系统中频率扫描的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，属于电通信技术领域。其特点是：首先确定频率扫频步长、自动增益控制的参考功率及初始增益，随后从任意时刻开始进行初始增益，然后形成特征窗，确定下行导频时隙的位置，接着判断是否按步长切换到下一个频点，最后，根据记录的下行导频时隙的功率值，获取主载频与主载波。本发明通过采用滑窗方式快速确定主载频，减小了硬件存储的开销，能够很好地解决辅载波对扫频结果的干扰。这种自动增益控制结合参考功率动态调整的方法，能够保证特征窗不畸变，精确确定主载波。

Description

用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法

技术领域

本发明涉及一种频率扫描的方法，尤其涉及一种用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，属于电通信技术领域。

背景技术

频率扫描的目的是找到功率较强的主载频，缩短小区初搜的时间。在TD-SCDMA系统中，主载频上帧结构的时隙0(TS0)以及下行导频时隙(DwPTS)承载有主公共控制物理信道(PCCPCH)及下行同步码，这就为频率扫描提供了可能。

然而，实际系统中由于辅载频上可能有其他用户的存在，给单纯依靠功率信息来确定正确的主载频方式带来了不可避免的偏差。因此，采用现有的频率扫描的方法得到的数据均存有偏差，无法得到推广应用。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，其包括以下步骤：步骤①确定频率扫频步长、自动增益控制(AGC)的参考功率及初始增益；

步骤②从任意时刻开始，在某个载频上以一定的增益值来接收子帧信号数据，进行第一次初始增益；

步骤③对于接收下来的子帧信号数据，利用TD-SCDMA系统主载频的下行导频时隙及两边的保护间隔(GP)形成的特征窗，确定下行导频时隙的位置；

步骤④判断是否按步长切换到下一个频点——若下行导频时隙满足特征窗的条件，则保存其下行导频时隙的功率值，按频率步长调整频率；若下行导频时隙不满足特征窗的条件，则根据一个子帧中64个码片数据的最大功率值，与步骤①确定的自动增益控制参考功率的差值，做增益量的调整，重试至少两次步骤②、③，重试完成后切换到下一个频点；

步骤⑤按频率步长对该次频率扫描的范围进行遍历，根据记录的下行导频时隙的功率值，按功率的从强到弱，对每个频点进行排序，获取主载频与主载波。

上述的用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，其中：所述步骤①中自动增益控制的参考功率是根据A/D的输入动态范围-25dbm～-108dbm得出。

进一步地，上述的用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，其中：所述步骤①中的初始增益为TD-SCDMA系统终端最常接收到的信号强度，范围为-55dbm～-85dbm。

更进一步地，上述的用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，其中：所述步骤②中的子帧信号至少为K个子帧构成，K为预设的累加子帧数。

更进一步地，上述的用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，其中：所述步骤③中若有满足特征窗条件的，则记录该特征窗所属中间窗的64个码片(CHIP)数据的功率值；否则记录该子帧连续64个码片数据的最大功率值。

再进一步地，上述的用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，其中：所述步骤④中增益量的调整是根据子帧数据中64个码片的最大功率值结合参考功率动态计算得出，即将该64个码片的最大功率值与参考功率相减。

本发明技术方案的突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：可充分利用TD-SCMDA主载频上保护间隔与下行导频时隙构成的特征窗。同时，配合自动增益控制动态调整，采用滑窗方式快速确定主载频，同时多个码片采样数据累加后存储一个点，减小了硬件存储的开销。更为重要的是，本发明能够很好解决辅载波对扫频结果的干扰，自动增益控制结合参考功率动态调整能够保证特征窗不畸变，这样特征窗在一个子帧内滑动就能精确确定主载波。

附图说明

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。这些附图当中，

图1是TD-SCDMA系统的子帧结构示意图(箭头指向为下行导频时隙在虚帧中的位置)；

图2是用于扫频的特征窗示意图；

图3是滑窗检测过程工作示意图；

图4是扫频流程图。

具体实施方式

本发明提供一种用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，如图1～4所示，包括以下过程——

首先，确定频率扫频步长、自动增益控制(AGC)的参考功率及初始增益。具体来说，其自动增益控制的参考功率是根据A/D的输入动态范围得出，保证A/D输入控制合适。并且，可以让初始增益的设定满足-55dbm至-85dbm的动态范围，令自动增益不至于饱和或过弱，引起特征窗的失真。同时，初始增益为TD-SCDMA系统终端最常接收到的信号强度。

随后，从任意时刻开始，在某个载频上以一定的增益值来接收子帧信号数据，进行第一次初始增益。具体来说，子帧信号至少为K个子帧构成，K为预设的累加子帧数，常取1～8个。

进一步来看，实际系统的采样率高于码片速率：例如，当两倍过采样时，长度为6400个码片的子帧存储同相(I)路12800个采样点、正交(Q)路12800个采样点，为了减小存储器的开销，每4个码片(CHIP)的I、Q数据按式(1)累加：

$P_k=\left(\underset{i=8k}{\overset{8k+7}{\mathrm{\Σ}}}(\max \left(\right|I_i|,|Q_i\left|\right)+\frac{1}{2}\min \left(\right|I_i|,|Q_i\left|\right))\right)>>3(k=0......1599)---\left(1\right)$

这样就能够锁存1600个数据，供后续特征窗检测。

然后，对于接收下来的子帧信号数据，利用TD-SCDMA系统主载频的下行导频时隙及两边的保护间隔(GP)形成的特征窗，确定下行导频时隙的位置。在此期间，若有满足特征窗条件的，则记录该特征窗所属中间窗的64个码片数据的功率值；否则记录该子帧连续64个码片数据的最大功率值。

进一步来看，形成特征窗后，按照如图2所示的滑窗方式检测下行导频时隙的位置。在此期间，计算左边窗功率

中间窗功率

右边窗功率

设定满足特征窗的条件为P_M功率比P_L+P_R功率高X dbm。同时，P_L与P_R功率差小于Ydbm。同时，需要记录检测到满足功率窗条件的最大中间窗功率，还需要记录子帧数据中连续64个码片的最大功率。

接着，判断是否按步长切换到下一个频点——若下行导频时隙满足特征窗的条件，则保存其下行导频时隙的功率值，按频率步长调整频率；若下行导频时隙不满足特征窗的条件，则根据一个子帧中64个码片数据的最大功率值，与之前确定的自动增益控制参考功率的差值做增益量的调整。之后，按照预先设定的次数重试上述步骤，在重试完成后切换到下一个频点。并且，增益量的调整是根据子帧数据中64个码片的最大功率值，结合参考功率动态计算得出。

最后，按频率步长对该次频率扫描的范围进行遍历，根据记录的下行导频时隙的功率值，按功率的从强到弱，对每个频点进行排序，获取主载频与主载波。换句话说，下行导频时隙最强的频点即为主载频。

进一步结合本发明的实际应用来看，如图1所示：每一个TD-SCDMA的5毫秒(ms)子帧分为七个普通时隙(TS0～TS6)和三个特殊时隙。其中，三个特殊时隙包括：一个下行导频时隙(DwPTS)、一个上行导频时隙(UpPTS)和一个保护间隔(GP)。每一个5毫秒的子帧均由6400个码片组成。在TD-SCDMA系统内，Node B在其主载波的下行导频时隙中，以较大的功率发送特定的下行同步码(SYNC-DL)。同时，在位于附近位置的小区使用不同的下行同步码。由此可见，一个虚拟子帧长度为6400个码片，每4个码片的同相(I)、正交(Q)累加输出一个点，这样只需要保存1600个数据。

结合图2来看，本发明充分利用帧结构中下行导频时隙和其两边的保护间隔构成的特征窗来完成扫频。就特征窗来说，其主要包括特征窗左边窗功率P_L、中间窗功率P_M，以及右边窗功率P_R的计算。由于上下行导频两边的保护间隔不承载任何数据，且上下行导频码片长度为64个码片。因此，分别取上下行导频两边长度为32个码片的保护间隔来计算功率，这样构成的特征窗可按一定门限来检测主载波。

再进一步结合图3来看，按步长将4个码片滑动特征窗，不断地以下通式按式(2)、(3)来比较特征窗的条件是否满足，同时更新最大功率。

P_M＞P_L+P_R+Xdbm             ---(2)

ABS(P_L-P_R)＜Ydbm    -------(3)

如果一个子帧扫描完后，没有满足上述式(2)、(3)条件的特征窗，则根据最大功率与参考功率差值调整自动增益控制，重试至少两次。如果有满足式(2)、(3)条件的特征窗，则记录中间窗P_M的功率，确定该功率为下行导频时隙的接收信号强度指示(RSSI)。

最后如图4所示，整个频率扫描程大致简化如下——首先：通过自动调整增益来保证特征窗不畸变，由此来提高特征窗检测成功率。随后：按频率步长依次调整频点，确定各个频点上是否有满足特征窗的下行导频时隙，从而判断出该频点是否是主载频。最后：根据各频点的接收信号强度指示值，选择最强接收信号强度指示所对应的频点作为主载波。

通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本发明后，可充分利用TD-SCMDA主载频上保护间隔与下行导频时隙构成的特征窗。同时，配合自动增益控制动态调整，采用滑窗方式快速确定主载频。同时多个码片采样数据累加后存储一个点，减小了硬件存储的开销。更为重要的是，本发明能够很好解决辅载波对扫频结果的干扰，自动增益控制结合参考功率动态调整能够保证特征窗不畸变，这样特征窗在一个子帧内滑动就能精确确定主载波。

Claims (5)

1.用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤①，确定频率扫频步长、自动增益控制的参考功率及初始增益；

步骤②，从任意时刻开始，在某个载频上增益接收子帧信号数据，进行第一次初始增益；

步骤③，对于接收到的子帧信号数据，利用TD-SCDMA系统主载频的下行导频时隙及两边的保护间隔形成的特征窗，确定下行导频时隙的位置；

步骤④，判断是否按步长切换到下一个频点——若下行导频时隙满足特征窗的条件，则保存其下行导频时隙的功率值，按频率步长调整频率；若下行导频时隙不满足特征窗的条件，则根据一个子帧中64个码片数据的最大功率值，与步骤①确定的自动增益控制参考功率的差值，做增益量的调整，重试至少两次步骤②、③，重试完成后切换到下一个频点；

步骤⑤，按频率步长对该次频率扫描的范围进行遍历，根据记录的下行导频时隙的功率值，按功率的从强到弱，对每个频点进行排序，获取主载频与主载波。

2.根据权利要求1所述的用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，其特征在于：所述步骤①中自动增益控制的参考功率是根据A/D的输入动态范围-25dbm～-108dbm得出。

3.根据权利要求1所述的用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，其特征在于：所述步骤①中的初始增益为TD-SCDMA系统终端最常接收到的信号强度，范围为-55dbm～-85dbm。

4.根据权利要求1所述的用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，其特征在于：所述步骤②中的子帧信号至少为K个子帧构成，K为预设的累加子帧数，范围为1～8个。

5.根据权利要求1所述的用于TD-SCDMA系统中频率扫描的方法，其特征在于：所述步骤④中增益量的调整是根据子帧数据中64个码片的最大功率值结合参考功率动态，将该64个码片的最大功率值与参考功率相减。

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