CN1134118C - 无线电通信装置和方法以及其中所用的初始同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线电通信装置和方法。仅通过检测与短扩展码的相关性，指定码元102，仅用短扩展码扩展，并插入与长扩展码的同步。接着，指定另一个指示反向与正向链路转换的时序的短扩展码，该短扩展码在与检测到的码元的相同位置上进行多路复用。仅用这些扩展码扩展的码元的检测可以捕获长扩展码的同步、反向与正向链路转换的同步以及传输帧的同步。因而，可以减少捕获长扩展码的时间，便于基站定位，而不会降低频率利用率。

Description

无线电通信装置和方法以及其中所用的初始同步方法
本发明涉及一种CDMA/TDD无线电通信系统中的无线电通信装置和无线电通信方法，其中通过扩展频谱通信来进行多路访问，把信息用扩展码进行扩展，以扩展频带进行传输，并以时分方式分别通过反向链路和正向链路进行同一无线电频率的通信。
传统上，对于利用CDMA(码分多址)系统的无线电通信系统，已知美国标准IS-95。对于IS-95中的双工系统，利用了FDD(频分双工)。对于双工系统，也已知一种TDD(时分双工)。在TDD系统中，传送和接收是在同一频带下进行的，称为乒乓(Ping-Pong)系统，其中以同一无线电频率的通信是分别通过反向链路和正向链路以时分方式进行的。
多路访问系统是一种链接系统，其中，多个站在同一频带下同时进行通信。CDMA技术用于扩展频谱通信的多路连接，其中，信息信号用扩展码进行扩展，以在扩展频带中进行传输。
直接序列扩展频谱系统是一种信息信号在扩展时乘上扩展码的系统。在直接序列CDMA中，多个通信链路共用同一频率，因而，产生了这样一个问题(近远问题)，即必须在每个接收侧获得相同的通信电平，这是一个实现CDMA传输系统应当解决的问题。
这个近远问题在基站同时从多个位于离基站不同距离的移动站接收无线电波时更严重。因此，在移动站侧对应于每个传输通路的状态进行传输功率控制。
图1是基站控制通信区中的基站和移动站的示意图。图1示出了有三个基站的情况。
在图1中，基站1的通信区称为小区5，基站2的通信区称为小区6，基站3的通信区称为小区7。通信区的大小和形状随变化的环境而变化。
移动站4打开时捕获从基站1至3传输的扩展码同步。首先，移动站4从包括基站1至3的信号中取出基站1至3的信号，并开始扩展码的同步捕获。
参照图2来解释初始同步捕获得。图2是每个小区帧和长扩展码的时序图。在IS-95中，基站1至3彼此同步，并把相同的基本定时加到每个小区5至7的传输帧中。对于扩展码，把短扩展码与长扩展码相乘。短扩展码是例如64个子码，长扩展码为例如40,960个子码。
在正向链路中，共用一种长扩展码，在系统中只有一种。每个小区5至7通过移动相位(使该码首部的时序不同)来使用这种长扩展码。通常，小区5至7的基帧k，k+1和k+2的时序与长扩展码的时序不一致。因此，通过相移变化来识别每个小区。
该系统包括一些物理信道，其中，除了SYNC信道帧(同步帧)之外，通信信道帧(通信帧)的时序和控制信道帧(控制帧)的时序与基帧k，k+1和k+2是一致的。
只有SYNC信道帧(SYNC帧)k’，k’+1和k’+2的时序与基帧k，k+1和k+2不一致，但与长扩展码的时序一致。
SYNC信道中所用的一种短扩展码是共用的，在系统中只有一种。移动站4检测接收信号与SYNC信道的长扩展码与短扩展码相乘得到的扩展码的相关性。这种相关性检测是通过逐渐改变时序直到相关性电平超过阈值来进行的。
在上述方式中，移动站4检测小区5至7中每个小区的长扩展码的时序。由于SYNC信道帧k’，k’+1和k’+2的时序与长扩展码的时序一致，所以可以根据长扩展码地时序解调和解码SYNC信道信号。
SYNC信道通知基帧k，k+1，k+2与当前小区(在图1的结构中为小区5)的长扩展码之间的时序差与基帧k，k+1，k+2与邻近小区(在图1的结构中为小区6或7)的长扩展码之间的时序差。因而，移动站4能捕获基帧k，k+1和k+2的时序，从而可以使移动站4解调和解码不同的控制信道信号。
由于SYNC信道也通知邻近小区的长扩展码与基帧之间的时序差，所以移动站4能解调和解码邻近小区6或7的不同控制信道信号，把已检测到SYNC信道的小区5的接收电平与邻近小区的接收电平进行比较。然后移动站4选用一个具有较高接收电平的小区的控制信道进行接收。
然而，在上述的传统初始同步方法中，当假设长扩展码长度为例如32,768个子码(26.667ms)时，必须相对于32,768个时序重复进行相关性检测(比附加抽样时更多)。在这种情况下，如下所示，要花6.82秒重复检测短扩展码长度(例如256个子码)的相关性，32,678乘以(1/1.2288MHz)×(256/2)×32768＝6.82s。在计算平均值的情况下，要花一半的时间，即3～4秒。实际上，包括呼叫连接处理的处理时间规定最大为15秒，花了较长的时间来检测长扩展码的相关性。
此外，SYNC信道的传输功率是通信信道的一半。当假设一个小区中的相互连接的通信信道的数量是例如20个时，则减小了40分之一的频率利用率。因此，频率利用率由于SYNC信道而降低。
在FDD中，反向链路与正向链路之间的频带是不同的，在每条链路上连续进行通信。相反，在TDD中，在同一频带中的通信在反向链路与正向链路中交替进行。换句话说，在移动站接收正向信号的情况下，出现要接收的信号的区域和不出现要接收的信号的区域是交替转换的。在移动站与基站同步之前，反向链路与正向链路的转换时序对于移动站来说是不知道的。换句话说，在TDD中，移动站不必捕获反向和正向链路的转换时序。
而且，在反向链路与正向链路的转换时序与帧时序同步的情况下，长扩展码的时序受到这些帧中的反向和正向链路和一些转换时序的限制。换句话说，在TDD中，在使反向和正向链路的转换时序与帧时序同步的情况下，长扩展码时序受到限制。这种限制造成难以对基站进行定位。
本发明的目的在于提供一种CDMA/TDD无线电通信系统中的无线电通信装置和无线电通信方法，它们能缩短长扩展码同步捕获的时间，而不用降低频率利用率，并能有助于容易地对基站进行定位。
这一目的是这样实现的，即仅用系统中共用的短扩展码检测相关性，以检测高相关值的码元，其中，把检测到的码元仅用短扩展码进行扩展，并与一个周期的长扩展码有关地提供，然后检测另一个指示反向和正向链路的转换时序的短扩展码，它在检测到的码元中的同一位置中被多路复用，从而捕获了长扩展码同步，与正向和反向链路转换同步，以及与传输帧同步。
图1是基站控制通信区的基站与移动站的示意图；
图2是CDMA/TDD无线电通信系统中的传统初始同步方法的每个小区帧与长扩展码的时序图；
图3是用于解释根据本发明第一实施例的CDMA/TDD无线电通信系统中的初始同步方法的控制信道时隙的码元结构图；
图4是第一实施例的初始同步方法中每个小区和长扩展码的帧和时隙的时序图；
图5是第一实施例中初始同步方法的控制信道1的时隙的码元结构图；
图6是第一实施例中初始同步方法的控制信道2的时隙的码元结构图；
图7是解释根据本发明第二实施例的CDMA/TDD无线电通信系统中的初始同步方法的控制信道时隙的码元结构图；
图8是解释第二实施例中初始同步的控制信道时隙的另一种码元结构图；
图9A是把为八分之一帧的时隙在控制信道的导频码元的相位图形中分配给正向链路的情况下的图形结构图，用于解释根据本发明第三实施例的CDMA/TDD通信系统的初始同步；
图9B是把为十六分之一帧的时隙分配给正向链路的情况下的图形结构图；
图9C是把为三十二分之一帧的时隙分配给正向链路的情况下的图形结构图；
图10A是用于解释根据本发明第二实施例的CDMA/TDD无线电通信系统的控制信道时隙的另一种码元结构图；
图10B是一张描述了长扩展码的码形和首部的表格图；
图11是根据本发明第五实施例的CDMA/TDD无线电通信系统中发送和接收装置的初始同步部分的框图；
图12是根据本发明第六实施例的CDMA/TDD无线电通信系统中的发送和接收装置的初始同步部分的框图。
下面参照附图描述本发明的CDMA/TDD无线电通信系统中的无线电通信装置和无线电通信方法的实施例。
(第一实施例)
图3示出了控制信道时隙的码元结构图，用于解释根据本发明第一实施例的CDMA/TDD无线电通信系统中初始同步方法。此外，参照用于解释传统结构的图1解释CDMA/TDD无线电通信系统的结构。
即，在图1中，基站1的通信区为小区5，基站2的通信区为小区6，基站3的通信区为小区7。通信区的大小和形状随变化的环境而变化。
移动站4打开时捕获从基站1至3传输的扩展码的同步。首先，移动站4从包括基站1至3信号的信号中取出基站1至3的信号，开始扩展码同步的捕获。
现在参照图4描述初始同步的捕获。图4是每个小区帧与第扩展码的时序图。
在图4中，把基帧k划分成八个时隙，即时隙0至7。由于TDD，所以交替重复正向链路和反向链路。假设，偶数号时隙(时隙0、时隙2、时隙4和时隙6)为正向链路，奇数号时隙(时隙1、时隙3、时隙5和时隙7)为反向链路。
基站901至903是彼此同步的，小区905至910具有相同的传输帧时序。因此，时隙，即时隙0至时隙7的时序(反向链路与正向链路的转换时序)在任何小区5至7内都是一致的。
短扩展展码与长扩展码被相乘，用作扩展码。在正向链路中，在该系统中共用一种长扩展码。每个小区5至7通过移动相位(使该码的首部时序不同)来使用这种长扩展码码。因此，通过相移变化可以识别每个小区5至7。通常，小区5至7的基帧k-1、k和k+1的时序与长扩展码的时序是不一致的。
在图3的正向链路的信道结构的例子中，控制信道(控制ch)的数量为四个，通信信道(通信ch)的数量为6个。此外，由于提供了保护时间，所以每个信道的信号长度比每个时隙0至时隙7的时隙长度短一点。设置保护时间是为了防止正向链路信号与反向链路信号被延时的版本重叠。此外，在指示控制信道和通信信道的用矩形表示的码元中，白色部分101表示不传输信号的间隔，全部有斜线的部分102表示仅用短扩展码扩展的码元，一半有斜线的部分103表示用短扩展码和长扩展码相乘的码来扩展码元。
在通信信道信号中，所有码元都用短扩展码和长扩展码相乘的码来扩展。在控制信道信号1中，一些码元仅用短扩展码来扩展，余下的码元用短扩展码与长扩展码相乘的码元来扩展。在控制信道信号2中，每个时隙中的一个码元仅用短扩展码来的扩展，该时隙中余下的间隔上的码元不传输。长扩展码是共用的，短扩展码在每个信道之间是不同的。
图3示出了把长扩展码的首部偏移到时隙2的中间的例子，假设偏移到时间t1上的第j个码元。在控制信道信号1中，就在时隙2中的长扩展码(第j-1码元)的首部之前的一个码仅用短扩展码扩展。而且，控制信道信号1的时隙0、时隙4和时隙6中的第j-1个码元也仅用短扩展码来扩展。
图5是图3所示的控制信道信号1的时隙中的码元结构图。该情况示出了一个时隙由20个码元组成的例子。第一码元至第四码元这四个码元301为导频码元PL。在第五码元到第十九码元这15个码元中，除了第k个码元(在本例中，k＝9)303之外，从第五码元至第八码元的码元302以及从第十码元至第十九码元的码元304这14个码元为信息码元INFO。第二十码元305为不传输信号的保护时间。
PL301、INF302和INFO304用短扩展码和长扩展码相乘的码来扩展。码元303仅用短扩展码来扩展。控制信道信号1中所用的短扩展码在系统中是一预定的共用码。共用的短扩展码称作SC0。
把长扩展码的相移变化量设置成，在正向链路时隙(时隙0，时隙2，时隙4和时隙6)中的一个时隙中，使长扩展码的首部与第六码元至第二十码元这15个码元中的一个同步，而与导频码元(从第一码元至第四码元)和紧接在导频码元之后一个码元(第五码元)不同步。在这种情况下，相移变化量的数量为60。
图6是图3所示的控制信道信号2的时隙中的码元结构图。图6示出了一个时隙由20个码元组成的例子，组成方式与图5所示的相同。在从第一码元至第十九码元这19个码元中，除了第k个码元(在本例中，k＝9)之外，从第一码元至第八码元的码元401以及从第十码元至第十九码元的码元403这18个码元是空(NULL)码元。
在NULL 401、NULL 403以及GT404中，不传输信号。码元402仅用短扩展码进行扩展。对于k的值，可用5至19这15个整数。因此，对于控制信道2中所用的短扩展码，准备了15种码。假设这15种扩展码为SC1至SC15。根据k的值，从这15种码中选用SCk-4。例如，在图6中，由于k＝9，所以用SC5。
移动站4打开时不与基站1至3同步。因此，移动站4没有获得长扩展码的时序、该时隙的时序(反向链路和正向链路的转换时序)以及帧时序。后面进行的处理是检测长扩展码的时序、时隙时序和帧时序。
第一步，用短扩展码SC0对控制信道信号进行去扩展。在这种情况下，具有高相关值的码元每个出现40个码元(每2个时隙)。因此，认为长扩展码的首部的候选就是一帧长度(160个码元)中出现的具有高相关值的4个码元之后的码元。
接着，第二步，具有高相关值的短扩展码SC0的码元用短扩展码SC1至SC15中每个码进行去扩展。在该去扩展处理时，检测到具有一个码的相关值为高。根据具有高相关值的码的数量(SC1至SC15)确定k的值(5至9)。在这种方式中，确定用短扩展码扩展的码元为时隙中的第k个码元。换句话说，确定正向链路和反向链路的转换时序。因而，可以对不是仅用短码去扩展的码元进行去扩展。
接着，与第二步一样，在第三步，在正向链路间隔时，用短扩展码与长扩展码相乘的码对长扩展码的首部位置的每个候选码元去扩展。在这种方式中，决定四个候选中的哪个是长扩展码的首部。
最后，在第四部，根据异或方式把短扩展码以长扩展LC的时序乘以长扩展码LC，获得相乘码，用该相乘码对接收信号进行去扩展处理。确定长扩展码的首部的候选以判断帧时序。
根据上述的处理，移动站4获得了长扩展码的时序、转换时序以及反向和正向链路的帧时序。即，仅仅四个候选就足以在第一步获得长扩展码的时序，从而可以大大地减少对长扩展码进行同步捕获的时间。
此外，由于一个时隙的控制信道信号1和控制信道信号2中的两个码元用于对长扩展码的时序和时隙时序进行同步，所以与在SYNC信道中把所有20个码元都用于帧同步相比，把同步捕获的利用率减小到1/10。
此外，根据第二步，获得反向和正向链路的转换时序。而且，由于提供了控制信道信号2，时隙中从第六码元到第二十码元这15个码元可用作长扩展码的首部。
如上所述，根据第一实施例，在CDMA/TDD无线电通信系统中，把短扩展码和长扩展码相乘来使用，在某一间隔上提供仅用短扩展码扩展的码元，并检测仅用短扩展码扩展的码元。通过这种处理，捕获长扩展码的同步和转换反向和正向链路的同步，从而可以减小捕获同步的时间。
此外，上述实施例描述了这样的情况，即每个时隙中仅用短扩展码扩展的数量为1个，然而，在每个时隙中也可以提供多个码元，仅用短扩展码来扩展。
而且，上述实施例描述了仅用短扩展码扩展的码元为就在长扩展码首部前的一个码元，然而，当事先把仅用短扩展码扩展的码元与长扩展码的时序相关时，不必总是要准备就在长扩展码的首部前的码元。
此外，上述实施例描述了这样一种情况，控制信道信号2中第k个码元之外的其它码元不传输信号，然而，较佳地以与控制信道信号1相同的方式传输其它码元信息。
(第二实施例)
图7是控制信道时隙的码元结构图，用于解释根据本发明第二实施例的CDMA/TDD无线电通信系统中初始同步方法。此外，图7所示的第二实施例中对应于图3所示的第一实施例中的部分分配了与第一实施例相同的符号，以省略对它们的解释。
根据第一实施例所述的初始同步方法，移动站4获得长扩展码的同步和反向和正向链路的转换时序的同步。然而，此时，移动站4没有认出时隙号，没有捕获传输帧的同步。
第二实施例描述了一种方法，通过是否出现仅用短扩展码扩展的码元以及同相分量-正交分量平面中的相位捕获传输帧同步。
首先描述利用是否出现仅用短扩展码扩展的码元来捕获传输帧同步的方法。图7是控制信道信号1和控制信道信号2的帧结构图。控制信道信号1中时隙的码元结构与图5所示的第一实施例的解释中相同。在控制信道信号2中，如图7所示，在时隙0不传输信号。
移动站4根据第一实施例解释的初始同步方法获得长扩展码的同步与反向和正向链路的转换时序的同步，然后搜索在控制信道信号2中没有传输信号的时隙。
检测具有控制信道信号2中所用的每个扩展码SCm(m＝1至15)的相关值，检测到具有不高的相关值的时隙，确定时隙0。因此，由于把时隙1放置到该时隙的首部，把检测到的时隙的首部看作是传输帧的首部。
下面描述通过同相分量-正交分量平面中的相位捕获传输帧同步。图8是控制信道信号1和控制信道信号2的帧结构的另一个例子图。
这里，假设调制系统为QPSK(正交移相键控)。对于同相分量-正交分量平面(IQ平面)内每个码元的相位，当每个正分量用“0”表示，而每个负分量用“1”表示时，有四种类型“00，01，10和11”可用。
此外，控制信道信号1和控制信道信号2内的时隙的码元结构分别与图5和图6中的相同。例如，假设在控制信道1中仅用短扩展码SC0扩展的码元的相位为“00”。并且，例如假设在控制信道信号2中，在时隙0中仅用短扩展码SCm扩展的码元的相位为“11”。在时隙2、时隙4和时隙6中仅用短扩展码Scm扩展的码元的相位为“00”。
移动站根据第一实施例中解释的初始同步方法捕获长扩展码的同步和反向与正向链路转换时序的同步。移动站4检查在控制信道信号1和控制信道2中每个时隙内仅用短扩展码扩展的码元的I-Q平面内相位的时间序列图形。当移动站4检测到其图形为根据反相、同相、同相和同相的次序提供控制信道信号1和控制信道信号2的相同的时隙，则移动站4把该时隙的首部时隙看作第一时隙，然后把该时隙的首部识别成传输帧的首部。
根据上述方式，利用控制信道中用长扩展码和短扩展码相乘得到的在传输帧同步时没有从基站传输的信息的码扩展的码元，可以捕获传输帧的同步。
换句话说，除了初始捕获同步之外，通过提供在部分控制信道信号上仅用短扩展码扩展的码元来传输控制信息，可以捕获长扩展码同步，反向和正向链路转换时序的同步以及传输帧的同步，从而实现初始同步方法，抑制由于初始同步产生的频率利用率的降低。
如上所述，根据第二实施例，在利用短扩展码和长扩展码相乘的CDMA/TDD无线电通信系统中，在小区帧中在某一间隔上提供仅用短扩展码扩展的码元。通过检测仅用短扩展码扩展的码元，可以获得长扩展码的同步、反向和正向链路转换的同步以及传输帧的同步。因此，在CDMA/TDD无线电通信系统中，可以改善频率利用率。
(第三实施例)
图9是控制信道中导频码元的相位图形的结构图，用于解释根据本发明第三实施例的CDMA/TDD通信系统的初始同步方法。图9A示出了把一帧分成8个时隙，并把时隙0、2、4和6分配给正向链路的情况下的图形，图9B示出了把一帧分成16个时隙，并把时隙0、2、4、6、8、10、12和14分配给正向链路的情况的图形，图9C示出了把一帧分成32个时隙，并把时隙0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28和30分配给正向链路的情况下的图形。
此时，移动站4利用第一实施例解释的初始同步方法可以捕获长扩展码的同步以及反向和正向链路的转换时序的同步。然而，移动站4仍没有认出时隙号，没有捕获传输帧的同步。
本实施例描述一种捕获传输帧同步的方法，它利用由短扩展码和长扩展码相乘得到的码进行扩展的码之间的导频码元的I-Q平面内的相位图形。
假设，与第二实施例一样，调制系统为QPSK调制。对于I-Q平面内的每个码元的相位，当每个正分量用“0”表示并且每个负分量用“1”表示时，有四种类型“ 00，01，10和11”可用。控制信道信号1和控制信道信号2中的时隙的码元结构分别与图3和图4中的一样。
基站1至3根据图9A所示的图形在控制信道信号1的每个时隙内传输导频码元。移动站4根据第一实施例中解释的初始同步方法后获长扩展码的同步以及反向和正向链路转换时序的同步，然后用长扩展码与短扩展码相乘得到的码对控制信道信号1进行去扩展。
当导频码元的图形与图9A所示的相同时，移动站4把第一码元和第二码元的相位与第三码元和第四码元的相位进行比较，判断导频码元的图形。因此，把时隙识别成时隙0、时隙2、时隙4和时隙6。换句话说，可以获得传输帧的同步。
在图9B和图9C所示的图形的情况下，与把一帧分成8个时隙的情况一样，称动站4通过判断每个时隙的导频码元的图形，识别时隙号，可以捕获传输帧的同步。
本实施例解释了导频码元的第一码元和第二码元的相位图形都为“00”的情况。然而，较佳地，当每个时隙相位图形不同时，使用第一码元和第二码元任何的图形。此外，较佳地，把本实施例的方法与第二实施例描述的捕获传输帧同步的方法一起应用。
如上所述，由于在控制信道上用长扩展码和短扩展相乘得到的码扩展的码元中，导频码元的每个时隙都提供了不同的图形，所以可以通过检测一个时隙捕获传输帧的同步。而且，检测多个时隙可以改善初始同步捕获的可靠性。
如上所述，根据第三实施例，在使用短扩展码和长扩展码相乘的CDMA/TDD无线电通信系统中，在小区帧中在某一间隔上提供了仅用短扩展码扩展的码元。通过检测仅用短扩展码扩展的码元，可以捕获长扩展码的同步以及反向和正向链路转换的同步。而且，通过检测用长扩展码和短扩展码相乘得到的码扩展的码元，可以实现捕获帧同步的初始同步方法。因此，在该CDMA/TDD无线电通信系统中，改善了频率利用率。
(第四实施例)
第一实施例至第三实施例描述了棕样的情况，在一帧的时隙上，短扩展码扩展仅用短扩展码扩展的码元，把系统中共用的短扩展码SC0用于控制信道信号1，把短扩展码SC1至SC15用于控制信道信号2。本发明的第四实施例描述了这样的情况，根据预定图形提供了一帧中的短扩展码SC1至SC15的结构，短扩展码SC0至SC15也用于控制信道信号2中，以在该帧的时隙中扩展仅用短扩展码扩展的码元。
在检测长扩展码时序或时隙时序的情况下，与第一实施例至第三实施例相同，第一步，利用短扩展码SC0对控制信道信号1进行去扩展处理，检测具有高相关性的码元。把这些码元仅用短扩展码进行扩展，并认作长扩展码首部的候选码元。
接着，在第二步，利用短扩展码SC1至SC15对具有高相关性的码元进行去扩展处理，以检测相关值。把这些相关值存储在存储器中。在一帧中出现四个候选码元的情况下，在一帧中出现多个长扩展码的首部的候选码元。该帧中的四个候选码元的每个码元用相同或不同的短扩展码进行扩展。换句话说，该帧中的4个候选码元用根据基于预定图形的结构在该帧内提供的短扩展码进行扩展。
例如，在码形#1中，该帧中的短扩展码都是相同的SC1。这种码形#1的情况对应于第一实施例至第三实施例的情况。在码形#2中，该帧内的短扩展码为SC1(时隙0)、SC2(时隙2)、SC1(时隙4)和SC2(时隙6)。在码形#3中，该帧内的短扩展码为SC1(时隙0)、SC2(时隙2)、SC1(时隙4)和SC3(时隙6)。如图10A所示，在码形#4中，该帧内的短扩展码为SC1(时隙0)、SC2(时隙2)、SC3(时隙4)和SC1(时隙6)。
因而，对于该帧中的四个候选码元，计算每个码形的相关值之和，并把最大和值的码形识别为该帧的码形。换句话说，在码形#1中，把用SC1、SC1、SC1和SC1去扩展获得的相关值相加。在码形#2中，把用SC1、SC2、SC1和SC2去扩展获得的相关值相加。在码形#3中，把用SC1、SC2、SC1和SC3去扩展获得的相关值相加。在码形#4中，把用SC1、SC2、SC3和SC1去扩展获得的相关值相加。把在如此获得的和值中具有最大和值的码形识别成该帧的短码形。
在识别码形时，根据识别出的码形的号码决定k的值(5至9)。在这种情况下，使用图10B所示的表格。因而，确定仅用短扩展码扩展的码为第k个码元。如此获得转换反向链路和正向链路的时序。
这里，在码形#3和#4的情况下，由于在该帧中没有重复相同的码序列，所以可以根据上述两个步骤捕获帧时序同步。因此，不必进行下面第四步。
第三步，利用长扩展码与短扩展码相乘得到的码，对正向链路中的长扩展码的首部的候选码进行去扩展处理，以检测候选码元中长扩展码的首部码元。
最后，第四部，根据异或方式，在长扩展LC的时序上，把短扩展码乘以长扩展码LC，获得乘积码，用它对接收信号进行去扩展处理。对长扩展码的首部的候选进行解码，判断帧时序。
在上述方式中，利用一帧中的码形也可以使该装置获得长扩展码同步、反向与正向链路转换的同步以及传输帧时序的同步，从而可以减少获得同步的时间。
(第五实施例)
图11是根据本发明第五实施例的CDMA/TDD无线电通信系统中无线电通信装置的初始同步部分的框图。此外，本实施例中的无线电通信装置为移动站(通信终端装置)。并且，该CDMA无线电通信装置中设置的天线、无线电发送和接收部分、调制和解调部分以及其它装置与原来的无线电通信装置相同，因此，在图11中没有示出这些部件。
在图11中，接收信号801处于去扩展部分809，用扩展码产生部分802中产生的扩展码去扩展。扩展码产生部分802包括产生短扩展码SC1至SC15的第一码产生部分803、产生短扩展码SC0的第二码产生部分804、产生长扩展码LC的第三码扩展部分805以及产生短扩展码SC20以乘到长扩展码上去的第四码产生部分806。
异或部分807把每个候选时序的长扩展码乘以短扩展码。转换部分808转换扩展码产生部分产生的扩展码。去扩展部分809检测接收信号与扩展码的相关性。初始同步部分810利用在去扩展部分809中获得的相关值捕获初始同步。
在上述的结构中，假设基站1至3传输第一实施例至第三实施例中解释的控制信道信号1和控制信道信号2。
第一步，初始同步部分801指令转换部分808向去扩展部分809输出第二码产生部分804产生的短扩展码SC0。根据该指令，把短扩展码SC0输出到去扩展部分809。
去扩展部分809通过检测每个子码时序上时隙中的每个码元的相关性来用短扩展码SC0对接收信号801进行去扩展。用来获得已得到的相关值中的最大相关值的时序是仅用短扩展码SC0扩展的码元的首部位置。并且，紧接在该时隙的码元后的码元的首部位置为长扩展码的首部位置的候选。较佳地，对多个时隙的每个片码时序上的相关值进行积分，以在必须时获得积分值，这改善了检测首部码元位置的可靠性。
接着，第二步，初始同步部分810指令扩展码产生部分802在第一码产生部分803中以与仅用上述短扩展码SC0扩展的码元相同的时序，按序产生短码扩展码SC1和SC15。而且，初始同步部分810还指令转换部分808向去扩展部分809按序输出第一码产生部分803中产生的短扩展码SC1至SC15。根据该指令，把短扩展码SC1至SC15按序输出到去扩展部分809。
去扩展部分809按序检测仅用接收信号801中的短扩展码SC0扩展码的码元与每个短扩展码SC1至SC15的相关性。较佳地，对每个码的相关性积分多次，以在必要时获得积分值，这改善了检测短扩展码SCm的可靠性。把具有获得的相关值中最大相关值的扩展码检测成短扩展码SCm。如第一实施例中所解释的，仅用短扩展码SCm扩展的码元为该时隙中第m+4个码元，因而，判定了该时隙的首部位置。换句话说，可以获得反向和正向链路的转换时序的同步。从而可以对除了仅用短码去扩展的码元之外的码元进行去扩展。
接着，在第三步，初始同步部分810指令扩展码产生部分802，根据已获得的长扩展码的时序的候选位置，在第三码产生部分805中按序产生长扩展码LC。而且，初始同步部分810还指令转换部分808向去扩展部分809输出在异或部分807中把第三码产生部分805中产生的长扩展码LC乘以第四码产生部分806中产生的短扩展码SC20产生的信号。根据该指令，把长扩展码LC和短扩展码SC20输出到去扩展部分809。
去扩展部分809用候选时序的长码扩展LC和短扩展码SC20相乘得到的每个码对接收信号801去扩展，并按序检测相关性。较佳地，对每个候选时序的码的相关值积分多次，获得积分值，以改善候选时序检测的可靠性。用来捕获已得到的相关值中的最大相关值的候选时序被检测成长扩展码LC的时序，因此，获得了长扩展码LC时序的同步。
最后，在第四步，初始同步部分810指令扩展码产生部分802在第三码产生部分805中以长扩展码LC的时序产生长扩展码LC。而且，初始同步部分810指令转换部分808，向去扩展部分809输出异或部分807把第三码产分部分805中产生的长扩展码LC乘以第四码产生部分806中产生的短扩展码SC20而产生的信号。根据该指令，把长扩展码LC与短扩展码SC20相乘的信号通过转换部分808输出到去扩展部分809。
去扩展部分809用长扩展码LC和短扩展码SC20相乘得到的码对接收信号801去扩展，并检测相关性。去扩展部分809利用检测到的相关值获得I-Q平面的相位，并判断导频码元的相位图形。
较佳地，判断多帧的导频码元的相位，以改善判断的可靠性。当导频码元图形(与已知图形)一致时，确定时隙号，从而使它可以捕获传输帧时序的同步。
因此，可以用长扩展码LC与短扩展码SC20相乘得到的码对这两个码元去扩展，并仅用短扩展码SC20对码元进行扩展。
如上所述，根据第五实施例，在该CDMA/TDD无线电通信系统中，移动站装置包含用长扩展码与短扩展码相乘得到的码去扩展的处理部分以及用短扩展码去扩展的另一处理部分。而移动站装置根据第一实施例至第五实施例中的一个实施例的初始同步方法捕获初始同步。因此移动站装置减小了捕获初始同步的时间，从而使无线电通信系统具有高的频率利用率。
(第六实施例)
图12是根据本发明第六实施例的无线电通信装置的主要结构框图。此外，还假设本实施例中的无线电通信装置是基站。而且，CDMA无线电通信装置中设置的天线、无线电发送和接收部分、调制和解调部分以及其它装置都与原来的无线电通信装置中的一样，因此，在图12中没有示出这些装置。
在图12中，第一码产生部分901产生长扩展码LC。第二码产生部分902产生短扩展码SC20。第三码产生部分903产生短扩展码SC0。第四码产生部分904产生短扩展码SC5。第五码产生部分905产生短扩展码SC21。第六码产生部分906产生短扩展码SC22。
异或部分907把长扩展码LC乘以短扩展码SC20。异或部分908把长扩展码LC乘以短扩展码SC21。异或部分909把长扩展码LC乘以短扩展码SC22。
转换部分910转换控制信道1的扩展码。第一扩展部分911和第三扩展部分913扩展控制信道信号1。第二扩展部分912和第四扩展部分914扩展控制信道信号2。多路复用部分915使扩展信号综合起来。
在上述结构中，第一码产生部分901产生长扩展码LC，第二码产生部分902产生短扩展码20，在异或部分907中乘上长扩展码LC。把相乘的码输入到转换部分910中。
第三码产生部分903产生码元的短扩展码SC0，仅用该短扩展码进行扩展。转换部分910根据图7中的时隙结构的例子转换长扩展码LC与短扩展码SC20相乘得到的码，以输出到第一扩展部分911。
控制信息1’包括指示图9A所示的导频码元图形的导频码元，把该控制信息1’输入到第一扩展部分911。第一扩展部分911用经转换的扩展码扩展控制信息1’，输入到多路复用部分915中。
第四码产生部分904根据图8中的时隙结构产生短扩展码SC5，输入第二扩展部分912。在本例子中，由于目标码元为第九码元，所以第四码产生部分904产生短扩展码SC5。通常，当目标码元为第k码元时，第四码产生部分904产生短扩展码SCk-4。第二扩展部分912用短扩展码SC5扩展控制信息2’，输入到多路复用部分915中。
第五码产生部分905产生短扩展码SC21。异或部分908把短扩展码SC21乘以长扩展码LC，输入到第三扩展部分913。第三扩展部分913用短扩展码SC21与长扩展码LC相乘的码扩展通信信息1’，输入到多路复用部分915中。
第六码产生部分906产生短扩展码SC22。异或部分909把短扩展码SC22乘以长扩展码LC，输入到第四扩展部分914。第四扩展部分914用短扩展码SC22与长扩展码LC相乘的码扩展通信信息2’，输入到多路复用部分915中。
多路复用部分915多路复用控制信道1、控制信道2、通信信道1和通信信道2，产生传输信号。如此产生图3所示的信号序列。
上述处理可以减少长扩展码同步、反向与正向链路的转换时序同步以及传输帧的同步的捕获时间，从而使它可以抑制由于初始同步捕获而产生的频率利用率的下降。
如上所述，第六实施例在CDMA/TDD无线电通信系统中提供的基站装置包含传输根据第一实施例至第四实施例之一的初始同步方法，用长扩展码与短扩展码相乘的码扩展的码元和在某一间隔仅用短扩展码扩展的码元的处理部分，它使系统减少了捕获初始同步的时间，改善了频率利用率。
(第七实施例)
根据本发明第七实施例的CDMA/TDD无线电通信系统由诸如图12所示的在第六实施例作了解释的基站的无线电通信装置和诸如图11所示的在第五实施例中解释了的移动站的无线电通信装置组成。
换句话说，第七实施例的无线电通信系统进行长扩展码同步、反向与正向链路转换时序的同步以及传输帧的同步的捕获。
上述处理可以减少长扩展码同步、反向与正向链路转换时序同步以及传输帧同步捕获的时间，从而抑制由于初始同步捕获造成频率利用率的下降。
如上所述，第七实施例实现的无线电通信系统包含：包括了传输根据第一实施例至第四实施例之一的初始同步方式用长扩展码与短扩展码相乘的码扩展的码元和在某一间隔上仅用短扩展扩展的码元的处理部分；还包含：包括了利用长扩展码和短扩展码相乘的码去扩展的处理部分和用短扩展码去扩展的另一处理部分的CDMA/TDD无线电通信装置，以利用根据第一实施例至第四实施例之一的初始同步方法进行初始同步捕获。因而可以减少获得初始同步捕获的时间，并改善频率利用率。
显然，如上所述，通过提供仅用短扩展码扩展的码元并在使用短扩展码与长扩展码相乘的CDMA/TDD无线电通信系统中检测仅用短扩展码扩展码的码元，可以捕获长扩展码的同步、反向与正向链路转换的同步以及传输帧的同步。因而，可以减少初始同步的捕获时间，从而改善频率利用率。
本申请是基于1997年12月1日申请的日本专利申请No.HEI9-345820，其所有内容都特别引用在此，以用参考。

Claims (13)

1、一种无线电通信装置，包含：
扩展码产生装置，用于产生系统中共用的第一短扩展码、与仅用所述第一短扩展码扩展的码元相同时序的第二扩展码、长扩展码和长扩展码与短扩展码相乘的乘积码；
相关性装置，仅利用所述第一短扩展码检测相关性；
第一检测装置，通过检测高相关性值的码元检测仅用所述第一短扩展码扩展的所述码元；以及
第二检测装置，检测用于通知转换反向与正向链路时序的另一个短扩展码，所述短扩展码以与所述检测到的码元相同的位置被多路复用。
2、如权利要求1所述的无线电通信装置，其特征在于，所述装置在设置成接收信号的传输帧的首部时隙的无信号间隔期间，检测与仅用所述第一短扩展码扩展的所述码元相同时序的第二扩展码的相关性。
3、如权利要求1所述的无线电通信装置，其特征在于，所述装置检测第一码元与第二码元的QPSK调制得到的同相分量-正交分量的时间序列相位图形与预定图形一致的时隙，捕获传输帧的同步，在与传输帧的首部时隙同步的控制信道中提供每个仅用第一扩展码扩展的所述第一码元，所述第一码元具有QPSK调制的同相分量-正交分量的特定相位，在与传输帧的首部时隙同步的另一个控制信道中提供每个仅用第二扩展码扩展的所述第二码元。
4、如权利要求1所述的无线电通信装置，其特征在于，所述装置决定一时隙中导频码元的图形，所述图形在每个时隙不同，所述导频码元用相乘码扩展，并设置在与传输帧的首部时隙同步的控制信道中。
5、如权利要求1所述的无线电通信装置，其特征在于，根据预定码形，在传输帧中设置多个第二扩展码。
6、一种移动站装置，包含无线电通信装置，所述无线电通信装置具有：
扩展码产生装置，用于产生系统中共用的第一短扩展码、与仅用所述第一短扩展码扩展的码元相同时序的第二扩展码、长扩展码和长扩展码与短扩展码相乘的乘积码；
相关性装置，仅利用所述第一短扩展码检测相关性；
第一检测装置，通过检测高相关性值的码元检测仅用所述第一短扩展码扩展的所述码元；以及
第二检测装置，检测用于通知转换反向与正向链路时序的另一个短扩展码，所述短扩展码以与所述检测到的码元相同的位置被多路复用。
7、一种无线电通信装置，其特征在于，它包括：
用于产生长扩展码的装置；
用于产生短扩展码的装置；
第一扩展装置，用于相对于第一信道的信号，用多个小区公用的第一短扩展码扩展传输时隙中预定位置的码元，并且用长扩展码和短扩展码相乘的码扩展传输时隙中的其余码元；
第二扩展装置，用于相对于第二信道的信号，用第二短扩展码扩展与用第一短扩展码扩展的码元相同时序的码元；以及
多路复用装置，通过多路复用第一和第二扩展装置扩展的码元形成传输信号。
8、一种无线电通信方法，其特征在于，它包括以下步骤：
第一，用长扩展码和短扩展码相乘的码扩展码元；
第二，只使用多个小区公用的第一短扩展码以预定的时间间隔扩展码元；
第三，只使用第二短扩展码扩展不同信道中与用第一短扩展码扩展的码元相同时序的码元，所述第二短扩展码指示转换反向和正向链路的时序。
9、一种用于无线电通信的初始同步方法，其特征在于，它包含下列步骤：
仅利用系统内共用的短扩展码检测相关性；
通过检测具有高相关值的码元，检测仅用与长扩展码的周期同步的短扩展码扩展的码元；以及
检测用于通知转换反向与正向链路的时序的另一个短扩展码，所述短扩展码以与所述检测到的码元相同的位置被多路复用，以捕获所述长扩展码的同步以及转换反向与正向链路的所述时序的同步。
10、如权利要求9所述的初始同步方法，其特征在于，还包含下列步骤：
把无码元间隔作为传输帧的首部时隙，以捕获所述长扩展码的同步以及转换反向与正向链路的所述时序的同步；
检测低相关性，以检测所述无码元间隔；以及
利用所述检测步骤的结果获得所述传输帧的同步。
11、一种用于无线电通信的初始同步方法，其特征在于，它包含下列步骤：
在与传输帧的首部时隙同步的控制信道中提供每个仅用第一扩展码扩展的第一码元，所述码元具有QPSK调制的同相分量-正交分量的特定相位；
在与传输帧的首部时隙同步的控制信道中提供每个仅用第二扩展码扩展的第二码元；以及
通过检测由第一码元和第二码元的QPSK调制得到的同相分量-正交分量的时间序列相位图形与预定图形一致的时隙，捕获传输帧的同步。
12、一种用于无线电通信的初始同步方法，其特征在于，它包含下列步骤：
提供每个时隙图形不同的导频码元，所述导频码元处于用长扩展码和短扩展码相乘的乘积码扩展的码元中，并设置在与传输帧的首部时隙同步的控制信道中；以及
通过检测用乘积码扩展码的所述码元，捕获传输帧的同步。
13、一种无线电通信系统，其特征在于，它包括：
传输装置，用于传输用长扩展码与短扩展码相乘的码扩展的码元，和用短扩展码以预定时间间隔扩展的码元；以及
接收装置，用于用长扩展码和短扩展码相乘的码去扩展，并进一步用短扩展码去扩展。
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