CN1248445C

CN1248445C - 具有被接收的无线信号的时隙结构的移动无线接收机的同步化方法和装置

Info

Publication number: CN1248445C
Application number: CNB008174237A
Authority: CN
Inventors: B·贝克; P·荣格; J·普莱钦格; M·施奈德; M·多伊奇; T·凯拉; P·施米特
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 2000-12-18
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2020-12-18
Also published as: WO2001047140A2; ATE290276T1; DE19961557A1; JP2003518811A; EP1240739B1; US20020196772A1; WO2001047140A3; EP1240739A2; CN1411639A; US7133424B2; DE50009675D1

Abstract

本发明涉及到移动无线接收机与无线信号时隙结构同步化的方法。按照上述方法，将被接收的时隙同步化编码系列的第一个部分段(A1)，在第一个时隙持续时间(T1)期间已经检测了上述部分段，和将被接收的时隙同步化编码序列的第二个部分段(A3)，在第二个时隙持续时间(T2)期间已经检测了上述部分段，与已经从基站发送的已知的时隙同步化编码序列相关。时隙的临时位置是从已经得到的相关结果的两次移动决定的。

Description

具有被接收的无线信号的时隙结构的移动无线接收机的同步化方法和装置

技术领域

本发明涉及到具有从基站得到无线信号时隙结构的移动无线接收机的同步化方法以及移动无线接收机时隙同步化装置。

背景技术

为了运行移动无线系统要求基站与移动站之间的时间同步化。其中区分两种同步化形式：频率同步和时隙同步。本发明只涉及到时隙同步。时隙同步是在下行路段上进行的，也就是说从基站(发送机)到移动站(接收机)。时隙同步意味着，移动站认识在基站上使用的被接收的无线信号中被发送数据流的时间分配(也就是说时间准确地测量)，从而不仅使被接收的有用数据以时间为基础进行处理成为可能而且使在移动站上时间准确地(也就是说与基站同步化)产生准备发送的无线信号成为可能。

从书“数字移动无线系统的分析和设计”P.Jung，斯图加特，B.G.Teubner，1997，236-237页中已知，借助于所谓的“同步化脉冲”进行移动站的时隙同步化，同步化脉冲是由基站有规则地重复发送的。

在CDMA-(码分多址)系统中已经建议过，为了达到时隙同步的目的使用一个同步化信道。基站将每个时隙的准确的时隙同步化编码序列连续重复地发送到同步化信道上。时隙期间以及从基站发送的时隙同步化编码序列对于移动站是已知的。移动站得到被基站使用的时隙结构的时间位置，如果时隙结构从任意一个开始时间点开始经过一个时隙期间被检测的(改造的)被发送的时隙同步化编码序列的数据元素与这个时隙同步化编码序列的所有循环移位是相关的和其中(必要时循环移位)确定时隙同步化编码序列具有最大的相关。被找到最大相关序列的循环移位在移动站上使时隙同步化成为可能。

上述时隙同步化是在一个时隙期间内进行的。然而这种方法的缺点是存储需求大。在每个时隙期间中每个同相位分支上或者90°相位差分支上具有字宽为8比特的5632次扫描必须对于每个时隙临时存储5632×8×2比特。为此所需要的存储量大于5k×16比特在移动无线应用中代表了重要的成本系数。

发明内容

以下任务以本发明为基准，规定一个移动站与一个基站时隙同步化的一种方法，这种方法有小的存储位置需求。此外本发明的目标是创建用于移动站与基站时隙同步化存储位置需求小的一种装置。

此任务是通过以下技术方案解决的。

按照本发明的从基站得到无线信号的时隙结构的移动无线接收机的同步化方法，其中，基站每个时隙发送一个在移动无线接收机上已知的由预先规定的数据元素序列构成的时隙同步化编码；和，在移动无线接收机上，将被接收的时隙同步化编码序列中于第一时隙期间被检测的至少一个第一个部分段(A1)与已知的时隙同步化编码序列相关；将被接收的时隙同步化编码序列中于以后的时隙期间被检测的至少一个第二个部分段与已知的时隙同步化编码序列相关；和，从相关得到的相关结果确定在移动无线接收机上的时隙时间位置。

为了相关计算各自只考虑被检测的时隙同步化编码序列的部分段(和不是整个被检测的时隙同步化编码序列)，因此对于每个相关计算必须也只将这个部分段存放在存储器中。因此减少了对存储位置的需求，然而同时将确定被接收的时隙时间位置所需要的“测量时间”延长为多个(至少两个)时隙期间。

总之适合于，存储位置需求越小，测量时间越长，以单个相关计算为基础的被接收的时隙同步化编码序列(当每个时隙期间中被扫描的部分段数目恒定时)的被检测的部分段越短。

按照本发明方法优异措施的特征是，在第一个和后面的时隙期间中将各自多个被检测的时隙同步化编码序列的部分段与在接收机中已知的时隙同步化编码序列相关。

考虑存储器位置经济观点的情况下也适合于，将涉及到时隙期间被检测的时隙同步化编码序列的多个部分段各自存放在写在存储器内容下的同一个数据存储器中。这个的先决条件是，在被检测的时隙同步化编码序列的一个部分段基础上的相关计算写在具有下一个部分段被检测的时隙同步化编码序列的存储器内容的时间点上已经结束。

当按照本发明的分段扫描方法和相关计算方法时按照k时隙期间的递推期间是考虑整个被检测的时隙同步化编码序列。优异方法的一个变型的特征是，涉及到同一个部分段将经过多个递推期间得到的相关结果进行积分。通过使用积分结果在确定时隙时间位置时不扩大存储器位置需求可以继续提高上述确定的精度-有损于测量时间-。

按照本发明其他优异变型的特征是，压缩相关结果数据，和使用被压缩的相关结果数据情况下确定时隙时间的位置。在数据压缩时显著地压缩了用于表示单个相关结果(从被检测的时隙同步化编码序列唯一的部分段与已知的时隙同步化编码序列相关中计算出的)所需要的数据量。

按照本发明的从基站得到无线信号的时隙结构的移动无线接收机的同步化装置，其中，基站每个时隙发送在移动无线接收机上已知的由预先规定的数据元素序列构成的时隙同步化编码；具有：一个数据存储器，将被接收的时隙同步化编码序列的被检测的部分段存储在其中，一个相关器，借助于该相关器将被检测的时隙同步化编码序列的单个被存储的部分段与已知的时隙同步化编码序列相关，和，一个时隙时间位置计算装置，其从涉及到单个的部分段中得到的相关结果在移动无线接收机上求出从确定的基站得到的无线信号的时隙结构的时间位置。

在上述同步化装置中，数据存储器有一个存储量，该存储量原则上相当于包括在部分段中的数据量。

按照本发明的装置按照上述方法同样只是将被接收的时隙同步化编码序列的被检测的部分段和不是整个被检测的时隙同步化编码序列与在接收机上已知的时隙同步化编码序列相关。因此将数据存储器的存储范围减少到，数据存储器可以只存储被检测的时隙同步化编码序列的单个部分段的数据量。

附图说明

下面借助于一个实施例在附图基础上叙述本发明；在附图上表示：

附图1具有一个移动站和多个基站的移动无线系统的空气接口简图；

附图2a在移动无线系统中使用的帧数据结构简图，这个帧在N个时隙期间上面延伸；

附图2b同步化信道简图，在其中将发送的时隙同步化编码序列在基站当地纪录在时间t上面；和

附图3同步化信道简图，在其上将被接收的时隙同步化编码序列的扫描值以及扫描的时间间隔纪录在时间t上面。

具体实施方式

附图1用简图表示蜂窝式移动无线系统的一个空气接口。属于唯一用户的移动站MS位于多个基站BS1，BS2，...，BSX，...，的无线区域，这些是与一个共同的无线通信网络连接的。在基站BS1，BS2，...，BSX，...和移动站MS之间的通信连接K1，K2，...，KX，..受到多路径传播。

每个基站BS1，BS2，...，BSX，...是与很多其他移动站(没有表示)连接的。所有的基站经过通信连接K1，K2，...，KX，..发送的无线信号F有一个系统内容的，也就是说结构相同的帧结构。

附图2a表示了无线信号F的这种帧结构的一个例子。

无线信号(有用信号)F是由单个的数据符号(比特)d的序列构成的。将数据块B1；B2；..；BN由系统标准规定的数据符号d数目(在这里例如352数据符号)构成的。将每个数据块B1；B2；..；BN在一个时隙内发送(也就是说对应于将时间划分为时隙将数据划分为数据块)。由系统标准规定的数据块B1，B2，..，BN数目N构成为一个帧R。例如一个帧R可以由N＝16数据块B1，B2，..，B16构成和于是在上述例子中包括5632个数据符号。

在附图2a表示的例子是以CDMA-无线信号F为基础的，这意味着，每个数据符号d是用用户专用的扩展编码进行扩展编码的。扩展编码包括每个数据符号d例如8个码片e1，e2，...，e8。

在附图2a上整个表示的无线信号F的帧/块/数据符号/码片-结构以及相应的帧/块/数据符号/码片-期间是系统专门预先规定的和对于所有的基站BSi，i＝1，2，...发送的无线信号F是同样的。

如果与通话接收或通话转接(移交)联系在一起在移动站MS和一个确定的基站BSX(一般来说是在移动站MS上具有最大接收信号强度的基站)之间应该建立双向通信连接，必须将这个移动站MS在这之前与被确定的基站BSX得到的无线信号F的时隙结构同步化，也就是说移动站MS必须有能力识别被得到的数据块B1，B2，...，BN的开始和结束。

为了达到时隙同步化目的，使用对于所有的基站BSi共同的同步化信道SK(见附图2b)。

在同步化信道SK上每个基站BSi在每个基站专门的时隙的开始发送一个同步化编码序列c(BSi)。在附图2b上表示了被基站BSX发送的同步化编码序列和被称为c(BSX)。第一个时隙S1从t1延伸到t2，...，和第n个时隙SN从tN延伸到t(N+1)。

在这里叙述的例子中假设时隙同步化编码序列c(BSX)包括2560数据元素(码片)。

下面借助于附图3详细叙述按照本发明的专门的实施例。

当检测接收机MS上的时隙同步化编码序列c(BSX)时将在同步化信道SK中被接收的循环用两次过扫描(也就是说每个时隙期间有5632扫描值)和每个I-或者Q-分支产生字宽为8比特的扫描数据信号。

在考虑两个接收分支情况下为了存储整个的时隙同步化编码序列c(BSX)要求存储器大于5k×16比特。

按照附图3表示的例子将对应于时隙同步化编码序列的期间分成为十个时间间隔。因此每个时间间隔对应于时隙同步化编码序列c(BSX)的256码片。

现在按照本发明只将时隙同步化编码序列c(BSX)检测时得到的扫描值的一部分存储在存储器中和考虑与接收机MS已知的时隙同步化编码序列c(BSX)进行相关。附图3说明了数据接受或者数据存储的时间样板。在任意一个时间点t＝0时开始，在第一个时间间隔中首先将512扫描值(每个I/Q分支)进行存储和因此纪录了被接收的时隙同步化编码序列c(BSX)的第一个部分段A1。在时隙同步化编码序列内的这个部分段的位置首先当然是不知道的。将在随后四个时间间隔中得到的扫描值放弃。将在第五个时间间隔中得到的扫描值作为时隙同步化编码序列c(BSX)的部分段A2进行存储和将在时间间隔6至10中得到的扫描值还是放弃。

将在第二个和第六个时间间隔中得到的扫描值作为(下一个)时隙同步化编码序列c(BSX)的部分段A3和A4存储在下一个时隙期间T2中，而将在其余时间间隔中得到的扫描值放弃。如同附图3表示的将这个样板在时隙期间T3至T5中继续，也就是说将在第n个和第n+5个时间间隔中得到的扫描值存储在第n个时隙期间Tn，n＝1，2...，5中。

在五个时隙期间T1至T5之后将整个的时隙同步化编码序列c(BSX)分段地完全扫描。

在得到一个部分段(例如A1)扫描值开始时直接进行这个扫描值与移动无线接收机MS中已知的时隙同步化编码序列c(BSX)进行相关计算。在计算期间tproc内结束相关计算。附图3表示的例子计算期间为tproc＝288毫微秒和因此比五个间隔期间短。因此涉及到第一个部分段A1扫描值的第一个相关结果的计算在得到第二个部分段A2的扫描值时已经结束。因此可以将第一个部分段A1的扫描值通过第二个部分段A2的扫描值写上。类似地适合于在其他部分段A3，A4，...，A10中得到的扫描值。

因为每次存储时可以将前面部分段中得到的扫描值用新的扫描值写上和每个部分段包括一个新数目512的扫描值，存储量略微大于0.5k×16比特就足够了。因此输入数据存储器的大小与必须将时隙同步化编码序列c(BSX)的所有扫描值存储在这个输入数据存储器中减少了10倍。

在时隙期间T6中不进行扫描值的存储。而T6进行涉及到部分段A10的相关计算。

借助于附图3叙述的处理例子将唯一的时隙同步化编码序列c(BSX)的扫描值的相关经过时隙期间T1至T6扩展。因此整个相关的精度(统计的)对应于只有在六个时隙期间T1至T6之后的精度，将使用所有的扫描值的这六个时隙期间在第一个时隙期间T1中有可能已经可以得到。然而有益的是-如已经叙述的-按照本发明处理过程中显著地减小了存储器需求。

应该指出的是对于本发明没有必要要求，tproc小于在检测第一个部分段A1的扫描值的第一个时间间隔开始和检测直接跟随在后面的部分段A2的下一个时间间隔开始之间的期间。如果不能满足这个条件必须将下一个部分段(A2)的扫描值写在其他的存储器区域。在计算时间tproc过程之后可以写在第一个存储器区域，然后在以后的时间点上，例如通过再下一个部分段(A3)的扫描值写在第一个存储区域。

用原本已知的方法借助于一个相关器进行单个部分段A1，A2，...与时隙同步化编码序列c(BSX)的相关结果的计算。相关器“比较”被检测的部分段得到的512扫描值与同样长度的时隙同步化编码序列c(BSX)各自移位一个数据元素(码片)的序列的所有循环。明确地说由512得到的扫描值构成的被检测的部分段在时隙同步化编码序列c(BSX)上面移位，一直到在其中将具有相似的(忽略传输误差，检测误差和解码误差理论上是一样的)数值序列的一个“适合的”序列在时隙同步化编码序列c(BSX)中找到。这个相关的数值序列的位置在已知的时隙同步化编码序列c(BSX)中确定在t＝0(也就是说在附图3上叙述的得到扫描值的下一个任意的开始时间点)和在接收机上出现被接收的无线信号F的时隙的时间位置之间的时间距离。按照附图2b简图后者相当于(移位信号运行时间)时隙S1，S2，...SN的开始时间点t1，t2，...，tN。

知道这个时间距离使移动站MS与基站BSX的时隙同步化成为可能。人们可以清楚地看出同步化是这样出现的，通过任意的扫描开始时间点t＝0移位被求出的时间距离将保证，新的扫描开始时间点t＝0落在一个时隙的开始。

从附图3中看出在这里表示的例子中各自在k＝6时隙期间之后重复测量过程。在期间之后重复测量过程，将这个期间称为递推时间Trek。为了改善相关统计可以将涉及到在相互对应的部分段An，A′n，A″n，n＝1，2，...，10中得到的相关结果经过测量过程的多次递推求积分或者取平均值。然后借助于积分的(取平均值的)相关结果确定时隙位置，也就是说最早在2Trek之后进行。

一个另外优异的可能性在于，将在单个部分段A1，A2，...基础上得到的相关结果数据在继续处理之前(特别是前面说过的求积分/取平均值)进行压缩。从而可以将单个相关结果的数据量显著地(例如系数为32)减少。

还应该指出的是，帧的期间TR(在这里N＝16时隙长)不必须是与递推期间Trek(在这里：k＝6时隙长)可约的。

Claims

1.从基站(BSX)得到无线信号的时隙结构的移动无线接收机的同步化方法，

其中

-基站(BSX)每个时隙(S1，S2，...，SN)发送一个在移动无线接收机(MS)上已知的由预先规定的数据元素序列构成的时隙同步化编码(c(BSX))；和

-在移动无线接收机(MS)上

--将被接收的时隙同步化编码序列c(BSX)中于第一时隙期间(T1)被检测的至少一个第一个部分段(A1)与已知的时隙同步化编码序列c(BSX)相关；

--将被接收的时隙同步化编码序列c(BSX)中于以后的时隙期间(T2)被检测的至少一个第二个部分段(A3)与已知的时隙同步化编码序列c(BSX)相关；和

--从相关得到的相关结果确定在移动无线接收机(MS)上的时隙时间位置(t1，t2，...，tN)。

2.按照权利要求1的方法，

其特征为，

-在第一个和以后的时隙期间(T1，T2)中将被接收的时隙同步化编码序列c(BSX)的各个多个被检测的部分段(A1，A2；A3，A4)与在移动无线接收机(MS)中已知的时隙同步化编码序列c(BSX)相关。

3.按照权利要求2的方法，

其特征为，

-将涉及到时隙期间(T1；T2；...；T5)被检测的时隙同步化编码序列c(BSX)的多个部分段(A1，A2；A3，A4；...；A8，A9)在写入存储内容的情况下存放在同样的数据存储器中。

4.按照上述权利要求之一的方法，

其特征为，

-在k时隙期间(T1，T2，...，T6)的一个递推期间(Trek)之后重新将被检测的时隙同步化编码序列c(BSX)同样的第一个和第二个部分段(A1，A′1；A2，A′2)与在移动无线接收机(MS)中已知的时隙同步化编码序列c(BSX)相关，

-涉及到同一个部分段(A1，A′1；A2，A′2)将被得到的相关结果经过多次递推期间(Trek)进行积分；和

-使用积分结果确定时隙的时间位置(t1，t2，...，tN)。

5.按照权利要求1、2或3的方法，

其特征为，

-将相关结果数据压缩；和

-使用被压缩的相关结果数据情况下确定时隙的时间位置(t1，t2，...，tN)。

6.从基站(BSX)得到无线信号的时隙结构的移动无线接收机的同步化装置，

其中

-基站(BSX)每个时隙(S1，S2，...，SN)发送在移动无线接收机(MS)上已知的由预先规定的数据元素序列构成的时隙同步化编码(c(BSX))；

具有：

-一个数据存储器，将被接收的时隙同步化编码序列c(BSX)的被检测的部分段(A1，A2，...，A10)在储在其中，

-一个相关器，借助于该相关器将被检测的时隙同步化编码序列c(BSX)的单个被存储的部分段(A1，A2，...，A10)与已知的时隙同步化编码序列c(BSX)相关，和

-一个时隙时间位置计算装置，其从涉及到单个的部分段(A1，A2，...，A10)中得到的相关结果在移动无线接收机(MS)上求出从确定的基站(BSX)得到的无线信号(F)的时隙结构的时间位置(t1，t2，...，tN)。

7.按照权利要求6的装置，

其特征为，

-数据存储器有一个存储量，该存储量原则上相当于包括在部分段(A1；A2；...；A10)中的数据量。