CN1218513C - 同步已接收的cdma信号的方法 - Google Patents

Abstract

一种同步一个CDMA接收机信号的方法，其中按几个连续步骤确定包含在所述CDMA接收机信号中的一个同步序列(SCH)。在每个步骤中，在时隙/搜索区域内将CDMA接收机信号与存储的同步辨别序列进行相关，形成相关值(KW)，并且作为具有较高搜索精度的估算的相关值的一个函数，缩减后续搜索步骤的时隙/搜索区域。

Description

同步已接收的CDMA信号的方法

背景技术

本发明涉及一种特别是用于移动通信系统的同步已接收的CDMA信号的方法。

背景技术

CDMA(码分多址)是一种特别是在蜂窝移动无线系统中的信道接入方法。在该方法中，允许所有用户在同一时间使用整个可利用的系统带宽，结果是，用户之间只有几乎不需要协调。所以没有冲突，然而，各个信号具有在所有情况下都不相同的并且允许明确地指定信号的码序列。在这种安排下，借助一种代码将一个窄带信号扩展成宽带信号。这是通过一种要发送的数字数据流实现的，该数字数据流不是作为比特值0和1的一个序列发送，而是作为由一个N序列所代表的有用数据的数字值发送的，该N序列也是二进制码元，是所谓的码片或者子比特。随后经过信道发送码片的整个序列。在实际使用的系统中，出现大约在10至1000之间的扩频因子。扩频是借助于与要发送的数据无关的代码进行的。接收机与发射机的码序列同步地操作，并且在数据信号的实际编码完成之前，再次删除来自发射端的扩频。

因此，在接收机中，必须进行与已接收的CDMA信号的同步。CDMA信号是按时隙发送的，该时隙在各种情况下都包含特定数目的码片。为了同步目的，已接收的CDMA信号的每个时隙都具有一个包含同步码片序列的同步信道SCH。该同步码片序列被存储在接收机中，接收机借助非相干相关器将其存储的同步检测码片序列与接收并抽样的接收CDMA信号的码片进行相关处理。一个CDMA时隙包含2560个码片，必须至少用抽样因子2对这些码片抽样。这样就提供了至少5120个样本，这些样本在每种情况下必须被数字地存储为，例如，由16个比特组成的抽样数据。时隙同步过程延续多个时隙，需要8至16个时隙用于可靠地检测该时隙内的同步信号。抽样和相关的码片的值作为数字相关值存储在RAM存储器中，用于进一步估算。在同步已接收的CDMA信号的上述方法中，同步码片序列的搜索是在不限制已接收的CDMA时隙的整个长度上的搜索字段的情况下进行的，其中，已接受的CDMA时隙没有进行任何相关码片样本的压缩。因此，执行同步所需的存储空间非常大。用于同步所需的该存储空间不能供接收机中必需执行的其它处理任务使用。因此，特别是在移动无线接收机中，使存储空间是有限的并且不能被任意扩展。

发明内容

本发明的目的是提供一种同步已接收的CDMA信号的方法，该方法允许以最小存储空间需求可靠地同步已接收的信号。

根据本发明，该目的是通过具有权利要求1所指定特征的方法实现的。

本发明提供了一种同步已接收的CDMA信号的方法，在该方法中，根据多个连续搜索步骤确定包含在已接收的CDMA信号中的一个同步序列，其中将已接收的CDMA信号与被存储的同步检测序列进行相关，用于在每个搜索步骤中在一个时隙搜索字段内形成相关值，并且根据估算的相关值缩减后续搜索步骤的时隙搜索字段，以便增加搜索精度。

在每个搜索步骤中，最好估算时隙组的多个连续时隙的相关值。

在一个优选实施例中，在用于一个时隙组的每个时隙的每个搜索步骤中，根据时隙搜索字段抽取已接收的CDMA信号中包含的一定数目的码片，并且将该码片与同步序列相关，以生成相关值。

在根据本发明方法的进一步的有利改进中，按组组合时隙的已生成的相关值，以形成累积的相关值。

在根据本发明方法的进一步的有利改进中，将一个时隙组内的时隙的相应的累积相关值加在一起，以形成集合的相关值。

后续搜索步骤中的搜索字段最好位于在前时隙组的最大集合相关值被确定的时隙的位置附近。

后续搜索步骤的搜索字段的缩减程度最好是可调整的。

一个时隙组内联合估算的时隙的数目最好在每个搜索步骤中进行不同地调整。

在一种有利的改进中，最后搜索步骤中所确定的最大集合相关值被用来同步已接收的CDMA信号。

在根据本发明方法的优选实施例中，在每个搜索步骤的时隙搜索字段的区域中，用可调整的抽样频率来抽取包含在已接收的CDMA信号中的时隙的码片。

抽样的码片最好与同步检测序列相关，以形成相关值。

抽样最好用至少为2的抽样因子完成。

在一个优选实施例中，每个CDMA时隙包括在第一搜索步骤中抽样的2560个码片，以形成5120个码片样值。

在一个优选实施例中，借助非相干相关器相关码片样值，以形成相关值。

最好是按组累积相关值，每组包括被组合的一定数目的连续相关值。

计算的集合相关值最好被暂时存储在一个存储器中。

在根据本发明方法的一个优选实施例中，提供了两个搜索步骤，第一搜索步骤中的搜索字段包括一个CDMA时隙的所有5120个码片样值，第二搜索步骤中的搜索字段包括一个CDMA时隙的约500个码片样值。

在根据本发明方法的一个特别优选实施例中，联合处理的时隙组包括第一搜索步骤中的约8个时隙和第二搜索步骤中的约4个时隙。

在第一搜索步骤中，最好在所有情况下组合时隙的相关值，以形成512个累积的相关值，该512个累积的相关值与相同时隙组内的剩余时隙的对应的512个累积的相关值相加，以形成512个集合相关值。

在一个优选实施例中，在第二搜索步骤中，把从500个码片样值中形成的相关值与时隙组的剩余时隙的对应的相关值相加，以形成没有在前累积的时隙组的500个集合相关值。

在下文中，将参照用于解释本发明的基本特点的附图说明根据本发明用于同步已接收的CDMA信号的方法的优选实施例。

在附图中：

图1表示用于解释根据本发明的方法的搜索步骤的流程图；

图2表示根据本发明的方法的优选实施例的流程图，具有两个搜索步骤；

图3表示用于解释根据本发明的方法中集合相关值的格式的一个示意图。正如可以从图1中看出的那样，根据本发明的方法的搜索步骤基本上包括六个子步骤。

具体实施方式

在步骤S1中，根据估算的在前搜索步骤的相关值定义已接收的CDMA时隙内的搜索字段，在上下文中，根据本发明方法的第一搜索步骤中的搜索字段包括已接收CDMA时隙的整个宽度，即，所有2560个码片。为了增加搜索精度，借助每个搜索步骤缩减一个搜索步骤的时隙搜索字段。

在步骤S2，读入抽样的码片值。至少用2的抽样因子对该码片值进行抽样，以便利用每个时隙2560个码片值在第一搜索步骤中获得5120个样值。随着搜索精度增加，读入的码片样值的数目在搜索步骤中变得越来越小。

在步骤S3，相关器用接收机中存储的同步检测序列对读入的码片样值进行相关，以便在第一搜索步骤中每个时隙获得5120个相关值。

在步骤S4，按组组合所获得的相关值，以形成累积的相关值。例如，在每个情况下组合十个连续的相关值，以形成一个累积的相关值并且暂时存储该相关值。在第一搜索步骤中，将512个累积的相关值暂时存储在接收机的存储器中。

在步骤S5中，将一个时隙组内的所有时隙的对应的累积相关值加在一起，以形成集合相关值。在第一搜索步骤中，计算512个集合相关值。如果第一搜索步骤的时隙组包括，例如，8个连续时隙，则在每个情况下将8个第一累积相关值加在一起，然后相加8个第二累积相关值等，最后将8个第五百一十二累积相关值相加。

依据如此形成的集合的相关值，即，依据第一搜索步骤中的512个集合相关值，在步骤S6中确定集合累积相关值的最大集合值，其结果可以是第三百一十七个集合累积相关值呈现最大值。最大值最好借助峰值检测器确定。如此确定的最大集合相关值的地址被用作下一个搜索步骤的经过时间的信息。在下一个搜索步骤中，根据确定的最大集合相关值定义目标搜索字段。在该上下文中，后续搜索步骤的搜索字段被定位在在前搜索步骤中确定最大集合相关值的时隙的位置附近。后续搜索步骤的搜索字段的宽度则小于在前搜索步骤的宽度，并且搜索字段缩减程度是可以调节的。在后续搜索步骤中，执行具有增加了精度的搜索。该精度是分别通过省略所确定的多个相关值的逐组组合，或者通过形成更小的组来增加的，以便在后续搜索步骤中形成累积相关值。

图2表示根据本发明同步已接收的CDMA信号的方法的特别优选实施例的一个流程图，仅包括两个搜索步骤。第一搜索步骤包括子步骤S11至S16，第二搜索步骤包括搜索步骤S21值S26。

在第一搜索步骤中，搜索字段包括CDMA时隙的整个长度，例如2560个码片。相对地，在第一搜索步骤的步骤S11中将时隙搜索字段定义为CDMA时隙的整个长度。此后，通过为第一搜索步骤计数第一时隙组内处理的时隙的数量来初始化计数器i。在步骤S12，抽取已接收的码片并读入抽取的码片值。抽取码片数据的抽样速率至少是2。所以在步骤S12读入5120个码片样值。

在步骤S13，相关器将时隙组内的时隙的读入码片样值与存储的同步检测序列进行相关，以形成5120个相关值。

在步骤S14，按组组合相关值。例如，组合10个连续的各相关值，以形成一个累积的或压缩的相关值，并且暂时存储该相关值。该步骤所需的存储器仅需要512个存储器单元，该存储单元在每种情况下存储具有，例如16比特分辨率的一个累积相关值。

在步骤S15，将一个时隙组内的时隙的对应累积相关值相加在一起，以形成时隙组的集合相关值。如果在第一搜索步骤中将待估算的时隙数目定义为8，则在每种情况下将8个累积的相关值相加，以形成一个集合相关值。因而，为每个时隙组获得512个集合相关值。如果发现一个时隙组内的所有时隙已经被估算，则在步骤S16中，由一个峰值检测器确定最大的暂时存储的集合相关值。最大的集合相关值的地址被用作第二搜索步骤中用于搜索的定时信息。存在这样的一个高可能性，即，已接收的CDMA信号的同步序列位于最大集合相关值已经被确定的位置的附近。

  在第二搜索步骤的第一子步骤S21中，以位于最大集合相关值的位置附近这样一种方式相应地定义时隙搜索字段。第二搜索步骤中的搜索字段的缩减程度是可以自由调节的，最好抽取约250个码片值，以便在第二搜索步骤中估算总共500个码片样值。第二搜索步骤中估算的连续时隙数目也是可调节的，在一个优选实施例中，该数目是4个连续时隙。在步骤S22中，初始化一个相应的计数器，并读入该时隙的抽样码片值。

在步骤S23中，将读入的值再次与存储的同步检测序列进行相关。在第二搜索步骤中，不组合或者相关已确定的相关值，以增加搜索精度。

在步骤S24中，在接收机的内部存储器中无数据压缩第存储相关值。在步骤S25中，将暂时存储的相关值在第二时隙组的所有时隙上相加在一起。在第二搜索步骤中，连续时隙的第二时隙组最好包括四个时隙。在步骤S26，依据相加在一起相关值，借助峰值检测器确定相加在一起的最大相关值的地址。为最大相关值确定的地址索引被用于时间帧同步。

此外，如此获得的定时信息可以被利用于其它同步处理，即，用于时间帧同步和延迟估算。

峰值检测器的最大值的估算可以由DSP处理器输出的预定阈值来支持。

接收机的内部RAM内的同步所需的存储需求仅包括512个存储单元，其每个存储单元例如是16比特。与在前的同步方法相比较，根据本发明同步已接收的CDMA信号的方法的存储需求非常小。通过根据本发明的具有多个搜索步骤的同步方法，将内部RAM的容量从近似5k×16比特减小到低于1k×16比特的值。

图3用图表显示了在根据本发明的方法的第一搜索步骤中集合相关值SAKW的格式。CDMA时隙TS包括2560个码片，已接收的CDMA信号的每个时隙包含一个同步码序列SCH。已接收的码片用2的抽样因子来抽取，以形成5120个码片。该5120个码片与存储的同步检测序列相关，以形成5120个相关值KW。在每种情况下将10个连续相关值组合为一组，以形成一个累积的或组合的相关值AKW。这为每个时隙TS提供了512累积的相关值AKW。暂时存储该512个累积的相关值，使其占据512个存储单元。在每个存储单元中，例如包括8个时隙的时隙组的后续时隙TS的累积的相关值，在512个存储单元的每个中通过执行例如7个加法运算相加在一起。如此相加在一起的累积相关值形成时隙组SAKW的集合相关值。最大相关值S_max指定定位已接收的CDMA信号SCH的同步序列的区域。以第一搜索步骤中执行的粗搜索为基础，在下一步的搜索步骤中根据发现的最大集合相关值的地址调节搜索字段，同时增加分辨率。该分辨率是通过形成相关值的组增加的，相关值逐组地组合，以形成一个累积相关值，该组越来越小直至在最后的搜索步骤中没有相关值的累积可以被执行。因而搜索精度在最后的搜索步骤中最高。

Claims (17)

1.一种同步已接收的CDMA信号的方法，在多个连续步骤中确定包含在已接收的CDMA信号中的同步序列(SCH)，其中将已接收的CDMA信号与存储的同步检测序列进行相关，以便在每个步骤中的一个时隙搜索字段内生成相关值KW，并且根据具有增加的搜索精度的估算相关值KW缩减后续搜索步骤的时隙搜索字段，其中逐组组合时隙TS的已生成相关值KW组合，以形成累积的相关值AKW。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每个搜索步骤中，估算时隙组的多个连续时隙TS的相关值KW。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在每个搜索步骤中，对于一个时隙组的每个时隙TS，抽取包含在已接收的CDMA信号中的特定数目的码片，并且将该码片与同步检测序列相关，以生成相关值KW。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将一个时隙组内的时隙的对应累积相关值AKW加在一起，以形成集合相关值SAKW。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，后续搜索步骤的搜索字段位于在前时搜索步骤的最大集合相关值SAKW被确定的时隙TS的位置附近。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，搜索字段的缩减程度是可调整的。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，一个时隙组内联合估算的时隙TS的数目在每个搜索步骤中可以被不同地进行调整。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在最后搜索步骤中，所确定的最大集合相关值SAKW S_max被用于同步已接收的CDMA信号。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在每个搜索步骤中，在已调整的时隙搜索字段的区域中，以可调整的抽样频率来抽取包含在已接收的CDMA信号中的一个时隙TS的码片。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，形成抽样频率的抽样因子至少为2。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，每个CDMA时隙包括在第一搜索步骤中抽样的2560个码片，以形成5120个码片样值。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，逐组累积相关值，在每种情况下组合特定数目的连续相关值KW，以形成累积的相关值AKW。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，暂时存储集合相关值SAKW。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法展示两个搜索步骤，第一搜索步骤中的搜索字段包括一个时隙TS的所有5120个码片样值，第二搜索步骤中的搜索字段包括一个时隙TS的约500个码片样值。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，联合估算的时隙组包括第一搜索步骤中的8个连续CDMA时隙和第二搜索步骤中的4个连续CDMA时隙。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在第一搜索步骤中，一个时隙TS内的相关值KW在每种情况下被组合，以形成512个累积的相关值AKW，该512个累积的相关值与相同时隙组的剩余时隙TS的对应的512个累积的相关值AKW相加，以形成512个集合相关值SAKW。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在第二搜索步骤中，将从约500个码片样值中形成的相关值KW与相同时隙组的剩余时隙TS的对应的相关值KW相加，以便没有在前累积地形成时隙组的500个集合相关值SAKW。