CN1266860C - 移动通信系统、信道同步建立方法以及移动站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通信系统，包括基站和移动站，其中所述基站利用多个用于向下信道的载波，将所述移动站已知的导频符号序列传送到所述移动站，并且在每个符号周期期间，在所述信道乘以具有与所述导频符号序列的频率方向相同的频率方向的多个扰码时，执行与所述移动站的通信，其中所述移动站包括边界检测装置，所述边界检测装置在从所述基站接收到的频率方向上的多个导频符号序列之间，根据这些扰码之间的相位差来计算互相关，从而检测无线电帧边界。

Description

移动通信系统、信道同步 建立方法以及移动站

技术领域

本发明涉及一种移动通信系统、一种信道同步建立方法以及一种移动站。

背景技术

近年来，利用诸如W-CDMA(宽带码分多址)系统的码分系统的移动通信系统已得到实际应用，以便提高用于无线电通信的频带利用效率。在这种移动通信系统中，公共频带用于多个小区，因此通过参考所述频带难以识别移动设备所位于的每个小区。因此，为识别每个小区，通常做法是以小区间不同的扰码(扩频码)乘向下信道(以下称为“下行链路信道”)。

在这种移动通信系统中，必须执行下述的小区搜索操作，以使移动站能够与想要的基站通信。具体地说，移动站首先检测与之相连的基站的下行链路信道的无线电帧边界(以下简称为“帧边界”)。移动站随后检测该基站使用的扰码。

另一方面，在正交频分和码分复用(OFCDM：正交频分与码分复用)系统是一种使用多个载波用于下行链路信道的典型复用系统的情况下，则以三步处理来执行所述小区搜索，以实施快速小区搜索。所述三步处理包括符号边界检测、帧边界检测以及扰码检测。第二步骤的帧边界检测过程还包括同时执行的将扰码划分为若干个组(以下称为“扰码组”)并检测扰码组的操作。这种操作降低了作为第三步骤内的候选对象的扰码数量，从而提高了第三步骤(扰码的检测过程)的速度。

图1是OFCDM系统所应用的常规帧体系结构。在图1所示的常规OFCDM基小区搜索中，执行下述处理以在第二步骤同时执行扰码组检测与帧边界检测。具体地说，为完成帧边界检测，基站发送以移动站已知的特殊符号序列形式传送的附加SCH(同步信道)101、102、103，而无需以扰码乘下行链路信道，而移动站则计算所接收信号与已知的SCH符号序列之间的互相关。为允许同时检测扰码组和检测帧边界，准备多个SCH符号序列，并且使扰码组对应相应的SCH符号序列。

发明内容

但是，上述现有技术具有下述问题。即，在移动通信系统中对于可分配给下行链路信道的发射功率存在限制，而且控制信道(CCH：控制信道)和通信信道(TCH：业务信道)必须在发射功率的有限范围内发送。为此，分配给CCH的发射功率越小，则分配给TCH的发射功率就越大；因此，增加系统内可容纳的移动站数量，即增加信道容量是可行的。

但是，在常规OFCDM基小区搜索中，如上所述发送附加SCH，这使得信道容量由SCH的发射功率的度量来降低。此外，TCH的质量因SCH对TCH的干扰而降低。降低SCH的传输功率以避免上述缺陷是可能的，但它降低了在第二步骤检测帧边界与扰码组的概率。因此，降低了小区搜索的精度。

考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种移动通信系统、一种信道同步建立方法以及一种移动站，使得在降低信道容量的减小以及因传输SCH干扰TCH的同时实现高精度小区搜索。

根据本发明的一个方面，提供了一种移动通信系统，包括基站和移动站，其中所述基站利用多个用于向下信道的载波，将所述移动站已知的导频符号序列传送到所述移动站，并且在每个符号周期期间，在所述信道乘以具有与所述导频符号序列的频率方向相同的频率方向的多个扰码时，执行与所述移动站的通信，

其中所述移动站包括边界检测装置，所述边界检测装置在从所述基站接收到的频率方向上的多个导频符号序列之间，根据这些扰码之间的相位差来计算互相关，从而检测无线电帧边界。

根据本发明的另一个方面，提供了一种移动通信系统中的信道同步建立方法，所述移动通信系统包括基站和移动站，其中所述基站利用多个用于向下信道的载波，将所述移动站已知的导频符号序列传送到所述移动站，并且在每个符号周期期间，在所述信道乘以具有与所述导频符号序列的频率方向相同的频率方向的多个扰码时，执行与所述移动站的通信，

所述信道同步建立方法包括：

边界检测步骤，其中在从所述基站接收到的频率方向上的多个导频符号序列之间，根据这些扰码之间的相位差来计算互相关，从而检测无线电帧边界。

根据本发明的再一个方面，提供了一种移动站，所述移动站利用从基站到所述移动站的多个用于向下信道的载波，从所述基站接收所述移动站已知的导频符号序列，并且在每个符号周期期间，在所述信道乘以具有与所述导频符号序列的频率方向相同的频率方向的多个扰码时，执行与所述基站的通信，

其中所述移动站包括边界检测装置，所述边界检测装置在从所述基站接收到的频率方向上的多个导频符号序列之间，根据这些扰码之间的相位差来计算互相关，从而检测无线电帧边界。

根据本发明的这些方面，所述移动站考虑扰码的相位差计算从基站接收的频率法则导频符号序列(PLCH的符号序列)之间的互相关，从而检测所述无线电帧边界。这允许从时分复用TCH的PLCH检测帧边界，而无需使用SCH，而在常规小区搜索中SCH是必不可少的。因此，分配给SCH所用的基站发射功率可以分配给PLCH或TCH。

尤其是，PLCH一般比SCH需要更高的发射功率，因为它们应用于各种用途，包括在接收TCH时的信道估计。由于较以前更高的传输功率可以分配给这种PLCH，因此提高检测帧边界与扰码组的概率是可行的。因此，提供能实现高精度小区搜索同时降低信道容量的减小以及因传输SCH对TCH的干扰的所述移动通信系统、移动站以及信道同步建立方法是切实可行的。

根据本发明的移动通信系统更优选配置成所述基站包括：控制信息发送装置，用于利用多个导频符号序列所乘的多个扰码的相位差，在一个无线电帧内发送所述多个导频符号序列以及发送控制信息至所述移动站。

根据本发明的信道同步建立方法更优选还包括控制信息发送步骤，其中所述基站利用多个导频符号序列所乘的多个扰码的相位差，在一个无线电帧内发送所述多个导频符号序列以及发送控制信息至所述移动站。

也就是说，如果在发送者的基站与接收者的移动站之间扰码的相位差(包括相位差序列)不一致，则在计时导频符号序列时将观察不到符号之间的相关峰值。相反，只有在发送者与接收者之间的相位差一致时，方能观察到相关峰值；因此，基站可以使用相位差发送控制信息至移动站。

在根据本发明的移动通信系统中，更优选所述控制信息是由基站使用的扰码组。

在根据本发明的信道同步建立方法中，更优选所述控制信息是由基站使用的扰码组。

也就是说，在通过使用相位差将控制信息从所述基站发送至所述移动站时准备多个相位差，而且使扰码组对应这些相位差。然后，所述移动站使用对应于基站内使用的扰码组的相位差执行相关检测，并选择符号之间的相关峰值变为最大所具有的相位差。通过以这种方式同时执行扰码组检测与帧边界检测，减少在小区搜索的第二步骤中作为检测对象的候选扰码数是可行的。因此，在第三步骤中实现快速和精确的扰码检测是可行的。

在根据本发明的移动通信系统中，所述相位差基于频率间隔，是一个落在相干带宽的范围内的值。

在根据本发明的信道同步建立方法中，所述相位差基于频率间隔，是一个落在相干带宽的范围内的值。

根据本发明的这些方面，所述多个导频符号序列所乘的扰码的相位差基于频率间隔，是一个落在相干带宽的范围内的值。这以等于所述相位差的数量大大降低了载波范围内的传播路径波动。因此阻止相关检测性能的降级是可行的。

在根据本发明的移动通信系统中，所述控制信息发送装置使用多种类型的导频符号序列发送控制信息。

在根据本发明的信道同步建立方法中，所述控制信息发送步骤将使用多种类型的导频符号序列发送控制信息。

也就是说，如果在信号发送者的基站和接收者的移动站之间导频符号序列的类型不一致，则在计时导频符号序列时将观察不到符号间的相关峰值。相反，只有在发送者与接收者之间的导频符号序列类型一致时，方能观察到相关峰值；因此，通过使用导频符号序列的类型将控制信息从基站发送至移动站成为可能。

在根据本发明的移动通信系统中，所述导频符号序列是伪随机序列。

在根据本发明的信道同步建立方法中，所述导频符号序列是伪随机序列。

也就是说，如果在通过使用多种类型的导频符号序列发送控制信息时，不同导频符号序列之间的互相关值很大，则错误接收信息的概率上升。根据本发明的这些方面，所述伪随机序列，作为提供小互相关值的序列，被用作导频符号序列，从而可减少信息的错误接收。

在根据本发明的移动通信系统中，所述控制信息是由基站使用的扰码组。

在根据本发明的信道同步建立方法中，所述控制信息是由基站使用的扰码组。

也就是说，在通过使用导频符号序列将控制信息从基站发送至移动站时，准备多种类型的导频符号序列，并使得所述扰码组对应这些类型的导频符号序列。然后，所述移动站利用对应于基站内所使用的扰码组的导频符号序列执行相关检测，并选择符号间的相关峰值变为最大所用的导频符号序列。通过以这种方法同时检测扰码组与帧边界，减少在小区搜索的第二步骤中作为检测对象的候选扰码数量成为可能。因此，在第三步骤中实现快速和精确的扰码检测是可行的。

根据本发明的所述移动通信系统更优选配置成移动站的边界检测装置使用从由导频符号序列的接收功率归一化的互相关值得出的值，计算从基站接收的频率法则导频符号序列之间的互相关，并检测无线电帧边界。

根据本发明的信道同步建立方法更优选配置成在边界检测步骤，所述移动站使用从由导频符号序列的接收功率归一化的互相关值得出的值，计算从基站接收的频率法则导频符号序列之间的互相关，并检测无线电帧边界。

根据本发明的移动站更优选配置成所述边界检测装置使用从由通过导频符号序列的接收功率归一化的互相关值得出的值，计算从基站接收的频率法则导频符号序列之间的互相关，并检测无线电帧边界。

根据本发明的这些方面，使用由导频符号序列的接收功率归一化的互相关值执行峰值检测，而不是每次直接使用互相关值执行峰值检测，从而使得以更高精度、更少错误执行相关检测成为可能。

根据本发明的移动通信系统更优选配置成所述边界检测装置计算通过FFT处理分隔的导频符号序列与通过以扰码相乘得出的导频符号序列之间的互相关，从而检测无线电帧边界，所述以扰码相乘得出的导频符号序列相对于通过FFT处理分隔的导频符号序列而言，具有一个符号周期的相位差延迟。

根据本发明的信道同步建立方法更优选配置成在所述边界检测步骤，移动站计算通过FFT处理分隔的导频符号序列与通过以扰码相乘得出的导频符号序列之间的互相关，从而检测无线电帧边界，所述以扰码相乘得出的导频符号序列相对于通过FFT处理分隔的导频符号序列而言，具有一个符号周期的相位差延迟。

根据本发明的移动站更优选配置成所述边界检测装置计算通过FFT处理分隔的导频符号序列与通过以扰码相乘得出的导频符号序列之间的互相关，从而检测无线电帧边界，所述以扰码相乘得出的导频符号序列相对于通过FFT处理分隔的导频符号序列而言，具有一个符号周期的相位差延迟。

根据本发明的这些方面，对于每个帧中两个符号的导频符号序列在头和尾被时分复用的帧而言，以及对于每个帧中一个符号的导频符号序列被时分复用的帧而言，实现高精度的帧边界检测成为可能。

此外，根据本发明的移动通信系统配置成所述边界检测装置计算通过FFT处理分隔的导频符号序列与通过以扰码相乘得出的导频符号序列之间的互相关，从而检测无线电帧边界，所述以扰码相乘得出的导频符号序列相对于通过FFT处理分隔的导频符号序列而言，具有预定符号周期的相位差延迟，以及控制信息发送装置发送对应于所述相位差的扰码组。

此外，根据本发明的信道同步建立方法配置成在所述边界检测步骤，所述移动站计算通过FFT处理分隔的导频符号序列与通过以扰码相乘得出的导频符号序列之间的互相关，从而检测无线电帧边界，所述以扰码相乘得出的导频符号序列相对于通过FFT处理分隔的导频符号序列而言，具有预定符号周期的相位差延迟，以及在所述控制信息发送步骤，基站发送对应于所述相位差的扰码组。

也就是说，在通过使用相位差将控制信息从基站发送至移动站时准备多种相位差，并使得所述扰码组对应于这些相位差。然后，所述移动站利用对应于基站内所使用的扰码组的相位差执行相关检测，并选择符号间相关峰值变为最大所用的相位差。通过以这种方法同时检测扰码组与帧边界，减少在小区搜索的第二步骤中作为检测对象的候选扰码数量成为可能。因此，在第三步骤中实现快速和精确的扰码检测成为可能。

通过下面给出的详细描述以及附图可以更为全面地理解本发明，所述附图是仅为了说明而给出的，因而不应当被视为限制本发明。

下文给出的详细描述将使得本发明的其它适用范围变得更为清楚。但应当理解的是，指示本发明优选实施例的具体描述与特定实例是仅为了说明而给出的，因为从这些具体描述中，本领域的技术人员将更清楚在本发明的精神与范围内的各种变化和修改。

附图说明

图1是通过使用现有技术的OFCDM系统发送与接收的接收信号的帧体系结构。

图2是在第一个实施例中移动通信系统的功能配置框图。

图3是通过使用本发明的OFCDM系统发送与接收的接收信号的帧体系结构。

图4是在第一个实施例中，每个帧所乘的扰码的相位状态，以及导频符号序列之间的互相关值的输出实例。

图5是在第二个实施例中移动通信系统的功能配置框图。

图6是在第二个实施例中，每个帧所乘的扰码的相位状态，以及导频符号序列之间的互相关值的输出实例。

具体实施方式

第一个实施例

以下将参照附图描述根据本发明的移动通信系统的第一个实施例。图2是在当前实施例中移动通信系统的功能配置框图。如图2所示，移动通信系统1至少包括移动站10以及基站30。移动通信系统1被配置为通过使用OFCDM(正交频分和码分复用)系统在移动站10与基站30之间实现信号的发送与接收，所述OFCDM系统是使用多个载波的频分和码分复用系统的典型实例。

移动站10具有以下配置，以便在小区搜索的第二步骤执行帧边界的检测过程。即，移动站10具有符号边界检测器11、S/P转换器12、FFT(快速傅立叶变换)处理器13、帧延迟设备14、相位差检测器15、相关器16以及峰值检测器17。

符号边界检测器11检测从基站30发射的接收信号40a的符号边界。S/P转换器12在符号边界检测器11检测到符号边界之后，执行接收信号40a的串-并转换。FFT处理器13在接收信号40a被S/P转换器12转换为并行信号之后采集接收信号40a，并将形成接收信号40a的每个帧分隔为符号序列。

帧延迟设备14将相对于由FFT处理器13分隔为符号序列的每个帧而言具有一个帧的延迟的频率法则符号序列输出到下述的相位差检测器15。所述相位差检测器15检测由FFT处理器13分隔为符号序列的帧与由帧延迟设备14延迟一个帧的帧之间的扰码相位差。

相关器16考虑相位差检测器15检测到的相位差计算上述分隔的帧与延迟一个帧的帧之间的互相关值。峰值检测器17(对应于边界检测装置)参考相关器16计算的互相关值，在检测到最大值(相关峰值)时，从导频符号序列检测接收信号40a的帧边界。

图3是使用OFCDM系统发送与接收的接收信号40a的帧体系结构。在图3中，沿t轴方向定义时刻，沿f轴方向定义频率，并沿p轴方向定义发射功率。如图3所示，接收信号40a由时分复用的TCH(业务信道)和PLCH(导频信道)组成。接收信号40a并不包括任何SCH(同步信道)作为组成部分，这与在现有技术中描述的帧体系结构不同。

以下将参照图4描述移动站10检测接收信号40a的帧边界的过程。图4示出了具有图3所示体系结构的帧所乘的扰码的相位状态，以及导频符号序列之间的互相关值的输出实例。

如图4所示，一个帧由M个载波组成，每个载波单位有N个符号。即，一个帧由N×M个符号组成。在当前实施例中，一个符号的PLCH在每个载波内位于每个帧的头部(例如，t(i-N+1))。每个频率法则符号序列在与所述符号序列相同频率方向上都乘扰码序列[c]＝[c₀，c₁，c₂，…，c_(M-1)]。假设在当前实施例中，扰码的相位在每个符号序列的每个周期内相等。

在上述情况下，在时刻i、在第j载波内的频率法则接收符号r_ij由下述Eq(1)表示。

r_ij＝f_ijs_ijc_j                             …(1)

在上述等式中，S_ij表示在时刻i、在第j载波内的频率法则发射符号，而f_ij表示在时刻i、在第j载波内的传播路径矢量。背景噪声分量将被忽略。

移动站10通过在小区搜索的第一步骤使用保护间隔等来检测符号边界，此后计算在每个时刻i的接收符号序列[r_ij]＝[r_i0，r_i1，r_i2，…，r_i(M-1)]，与在包含每个时刻i的所述接收符号序列的帧之前一个帧的接收符号序列[r_(i-N)j]＝[r_(i-N)0，r_(i-N)1，r_(i-N)2，…，r_(i-N)(M-1)]之间的互相关。在时刻i的互相关值y_i由以下的Eq(2)表示。

$y_i=\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{\mathrm{ij}}{r}_{(i-N)j}^{*}$

$=\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{f}_{\mathrm{ij}}{f}_{(i-N)j}^{*}{s}_{\mathrm{ij}}{s}_{(i-N)j}^{*}{c}_j{c}_j^{*}..\left(2\right)$

当传播路径的暂时波动可被假设为相对于一个帧时间(一个有N个符号的周期)而言足够缓慢时，以下关系成立：f_ijf^* _(i-N)j＝[f_ij]²。由于c_jc^* _j＝1，Eq(2)可改写为以下的Eq(3)。

$y_i=\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|f_{\mathrm{ij}}\right|}^2{s}_{\mathrm{ij}}{s}_{(i-N)j}^{*}...\left(3\right)$

由于TCH所发射的信号是那些经历信息调制的信号，且多个信道被复用，因此在时刻i所发送的符号序列[s_ij]＝[s_i0，s_i1，s_i2，…，s_i(M-1)]，与在包含时刻i的所述发送符号序列的帧之前一个帧发送的符号序列[s_(i-N)j]＝[s_(i-N)0，s_(i-N)1，s_(i-N)2，…，s_(i-N)(M-1)]之间无相关，而且因此y_i必须取一个足够小的值。与之相反，由于在每个帧中的PLCH内发射相同符号序列，在PLCH的情况下，s_ijs^* _(i-N)j＝1。因此可以得到以下等式。

$y_i=\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|f_{\mathrm{ij}}\right|}^2$

也就是说，y_i的实数部分在每个PLCH(图4内的t(i-N+1))时取最大值(相关峰值)，因此通过确定y_i的实数部分变为最大的时刻i可检测帧边界。

如上所述，在第一个实施例的移动通信系统1中，移动站10通过考虑频率法则相同的扰码的相位差计算从基站30接收的频率法则导频符号序列(PLCH的符号序列)之间的互相关来检测无线电帧边界。这允许从时分复用TCH的PLCH来检测帧边界，而无需使用在常规小区搜索中必不可少的SCH。因此，分配给SCH所用的基站的发射功率可以分配给PLCH或TCH。

尤其是，PLCH一般比SCH需要更大的发射功率，因为其被应用于各种用途，包括在接收TCH时的信道估计。由于比以前更大的发射功率可分配给这种PLCH，因此提高帧边界和扰码组检测的概率是可行的。因此，提供能实现高精度小区搜索，同时减小信道容量的降低以及因传输SCH对TCH的干扰的所述移动通信系统、信道同步建立方法以及移动站是切实可行的。

第二个实施例

以下将描述第二个实施例的移动通信系统，这是对第一个实施例的修改。图5是当前实施例的移动通信系统的功能配置框图。如图5所示，移动通信系统2至少包括移动站20以及基站30。移动通信系统2配置为通过使用OFCDM系统在移动站20与基站30之间执行信号的发送和接收。移动通信系统2与第一个实施例中的移动通信系统1的不同之处在于，它是在假设PLCH在每个帧的头和尾均时分复用一个符号的基础上配置的，即总共有两个符号在每个帧内时分复用。

移动站20具有以下配置，以便执行小区搜索第二步骤的帧边界检测过程。如图5所示，移动站20具有符号边界检测器21、S/P转换器22、FFT处理器23、导频符号序列乘法器28、帧延迟设备24、相位差检测器25、相关器26以及峰值检测器27。

符号边界检测器21检测从基站30发射的接收信号40b的符号边界。S/P转换器22在符号边界检测器21检测符号边界之后执行接收信号40b的串-并转换。FFT处理器23在接收信号40b被S/P转换器12转换为并行信号之后采集接收信号40b，并将形成接收信号40b的每个帧分隔为符号序列。导频符号序列乘法器28以导频符号序列的复共扼乘由FFT处理器23分隔的每个符号序列，并将每个接收符号序列输出到帧延迟设备24和相关器26。

帧延迟设备24将相对于从导频符号序列乘法器28输出的所述接收符号序列而言具有一个符号周期延迟的接收符号序列输出到下述的相位差检测器25。所述相位差检测器25检测从导频符号序列乘法器28输出的所述接收符号序列，与由帧延迟设备24延迟一个符号周期的接收符号序列之间的扰码相位差。

相关器26考虑相位差检测器25检测的相位差，计算上述输出的接收符号序列，与具有一个符号周期延迟的接收符号序列之间的互相关值。峰值检测器27(对应于边界检测装置)参考相关器26计算的互相关值，在检测到最大值(相关峰值)时，从导频符号序列检测接收信号40b的帧边界。

基站30具有控制信息发射机31。控制信息接收机31(对应于控制信息发射装置)将接收信号40b发送至移动站20。特别是，控制信息发射机31使用接收信号40b将多个导频符号序列在一个帧内发送，并使用所述多个导频符号序列所乘的多个扰码的相位差将控制信息发送至移动站20。

以下将参照图6描述移动站20检测接收信号40b的帧边界的过程。图6示出了每个帧所乘的扰码的相位状态，以及导频符号序列之间的互相关值的输出实例。

如图6所示，一个帧由M个载波组成，每个载波单位包括N个符号。即，一个帧由N×M个符号组成。在当前实施例中，在每个载波内，在每帧的头(例如t(i-N+1))和每帧的尾(例如t(i-1))PLCH均排列一个符号。每个频率法则符号序列在与所述符号序列相同的频率方向上都乘扰码{c’}(c’_j+kM＝c_j(k＝0，±1，±2，…))，而且每个符号周期的相位不同。在当前实施例中，为了便于解释，假设扰码序列的相位差是在每组相邻符号序列之间的L个符号。

在上述条件下，在时刻i、在第j载波内的接收符号r’_ij由以下的Eq(4)表示。

     r′_ij＝f_ijs_ijc′_(j-iL)              …(4)

移动站30通过在小区搜索的第一步骤使用保护间隔等来检测符号边界，此后首先以导频符号序列的复共轭{p^*}＝{p^* ₀，p^* ₁，p^* ₂，…，p^* _(M-1)}乘每个时刻i的接收符号序列。假设结果为{x_ij}＝{x_i0，x_i1，x_i2，…，x_i(M-1)}，x_ij由以下的Eq(5)表示。

$x_{\mathrm{ij}}=r_{\mathrm{ij}}{p}_j^{*}$

$=f_{\mathrm{ij}}{s}_{\mathrm{ij}}{c}_{(j-\mathrm{iL})}^{\′}{p}_j^{*}...\left(5\right)$

然后，移动站计算每个符号序列{x_ij}，与通过将此前一个符号周期的符号序列{x_(i-1)j}移动L个符号所得到的符号序列之间的互相关。在此时刻的互相关值y’_i由以下的Eq(6)表示。

${y^{\′}}_i=\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{\mathrm{ij}}{x}_{(i-l)(j-L)}^{*}$

$=\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{f}_{\mathrm{ij}}{f}_{(i-l)(j-L)}^{*}{s}_{\mathrm{ij}}{s}_{(i-l)(j-L)}^{*}{c_{(j-\mathrm{iL})}^{\′}c}_{(j-\mathrm{iL})}^{\′*}{p}_j^{*}{p}_{(j-L)}...\left(6\right)$

当在此可假设传播路径的暂时波动相对一个符号周期足够缓慢，而且传播路径的波动在L个载波的范围内足够小时，以下关系成立：f_ijf^* _(i-1)(j+L)＝[f_ij]²。由于c’_jc’^* _j＝1，所以Eq(6)可改写为以下的Eq(7)。

${y^{\′}}_i=\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|f_{\mathrm{ij}}\right|}^2{s}_{\mathrm{ij}}{s}_{(i-l)(j-L)}^{*}{p}_j^{*}{p}_{(j-L)}...\left(7\right)$

由于TCH所发射的信号是那些经历信息调制的信号，而且多个信道被复用，所以在{s_i}和{p}之间无相关，而且y’_i必须取小值(接近0的值)。与之相反，假设在PLCH的每个符号周期内发射相同序列，则在PLCH的情况下，s_ijp^* _j＝1。因此可以得到以下等式。

${y^{\′}}_i=\underset{j=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|f_{\mathrm{ij}}\right|}^2$

也就是说，由于y’_i的实数部分在计时PLCH(图6中的t(i-N+1)和t(i-1))时取最大相关峰值，因此通过确定y_i的实数部分变为最大的时刻i可检测帧边界。

如上所述，应假设传播路径的波动在L个载波的范围内足够小来确定相位差L。原因是传播路径的较大波动将使相关检测性能降级。为了避免这种情况，相位差L应当设置为，相位差L基于频率间隔落在小于相干带宽(1/δ[Hz]，其中δ[s]是传播路径的延迟扩展)的范围内。

参考Eq(7)，在计时PLCH时将无法检测到相关峰值，除非发送者的基站30与接收者的移动站20之间的相位差L(包括相位差序列)一致。相反，只有当发送者与接收者之间的相位差L一致时才能观察到相关峰值；因此，通过使用相位差L将控制信息从基站30发送至移动站20是可行的。

例如，在通过使用相位差将控制信息从基站30发送至移动站20时准备多个相位差，并使扰码组对应于各自的相位差。然后，移动站20使用对应于基站30内所使用的扰码组的相位差来执行相关检测，并选择相关峰值变为最大所用的相位差L。所述移动站以这种方式同时检测帧边界与扰码组。这种操作使得在小区搜索的第二步骤中减少作为检测对象的候选扰码数成为可能。因此，在第三步骤中实现快速和精确的扰码检测是可行的。

此外，在PLCH存在于一个帧的三个或更多个符号周期内的情况下，如在PLCH和TCH码分复用的情况下，PLCH之间的扰码相位差可提供作为序列。在这种情况下，控制信息可置于相位差序列，因此增加可发送的信息量是可能的。

从Eq(7)可看出，在计时PLCH时将无法检测到相关峰值，除非发送者的基站30与接收者的移动站20之间的导频符号序列{p}的类型一致。因此，通过准备多种类型的导频符号序列，使用它们将基站30内所使用的扰码组等控制信息从基站30发送至移动站20成为可能。在这种情况下，如果不同导频符号序列之间的互相关值较大，则错误接收信息的概率上升。为此，优选将提供尽可能小的互相关值的序列，如伪随机序列，用作导频符号序列。

除帧边界时刻之外的时刻所得到的互相关值取决于接收符号序列的功率；接收符号序列的功率越大，则互相关值变得越大。为此，在图3所示的帧体系结构的情况下，如果TCH的功率大于PLCH的功率，则在除帧边界时刻之外的时刻也将计算相对较大的互相关值，而且正确检测相关峰值的概率将降低。因此，移动站20利用从由接收符号序列的接收功率归一化的互相关值得出的值来执行峰值检测，而非每次都直接使用互相关值。这使得高精度和较少错误的相关检测成为可能。

根据本发明的以上描述，显然可以多种方式改变本发明的实施例。所述变化并不被视为背离本发明的精神和范围，且所有这些对于本领域技术人员而言显而易见的修改都包括在以下权利要求的范围内。

Claims (23)

1、一种移动通信系统，包括基站和移动站，其中所述基站利用多个用于向下信道的载波，将所述移动站已知的导频符号序列传送到所述移动站，并且在每个符号周期期间，在所述信道乘以具有与所述导频符号序列的频率方向相同的频率方向的多个扰码时，执行与所述移动站的通信，

其中所述移动站包括边界检测装置，所述边界检测装置在从所述基站接收到的频率方向上的多个导频符号序列之间，根据这些扰码之间的相位差来计算互相关，从而检测无线电帧边界。

2、根据权利要求1的移动通信系统，其中所述基站包括：

控制信息发送装置，用于利用多个导频符号序列所乘的多个扰码的相位差，将所述多个导频符号序列在一个无线电帧内发送，并将控制信息传送到所述移动站。

3、根据权利要求2的移动通信系统，其中所述控制信息是由所述基站使用的扰码组。

4、根据权利要求1的移动通信系统，其中所述相位差基于频率间隔，并且是落在相干带宽范围内的值。

5、根据权利要求2的移动通信系统，其中所述控制信息发送装置使用多种类型的导频符号序列来发送所述控制信息。

6、根据权利要求5的移动通信系统，其中所述导频符号序列是伪随机序列。

7、根据权利要求5的移动通信系统，其中所述控制信息是由所述基站使用的扰码组。

8、根据权利要求1的移动通信系统，其中移动站的边界检测装置利用从由导频符号序列的接收功率对互相关值归一化而得出的值，计算从所述基站接收的频率方向上的导频符号序列之间的互相关，并且检测无线电帧边界。

9、根据权利要求1的移动通信系统，其中所述边界检测装置计算通过FFT处理分隔的导频符号序列与通过与扰码相乘得出的导频符号序列之间的互相关，从而检测无线电帧边界，其中所述与扰码相乘得出的导频符号序列相对于所述通过FFT处理分隔的导频符号序列而言，具有一个符号周期的相位差延迟。

10、根据权利要求3的移动通信系统，其中所述边界检测装置计算通过FFT处理分隔的导频符号序列和通过与扰码相乘得出的导频符号序列之间的互相关，从而检测无线电帧边界，所述与扰码相乘得出的导频符号序列相对于所述通过FFT处理分隔的导频符号序列而言，具有预定符号周期的相位差延迟，以及

其中所述控制信息发送装置发送对应于所述相位差的扰码组。

11、一种移动通信系统中的信道同步建立方法，所述移动通信系统包括基站和移动站，其中所述基站利用多个用于向下信道的载波，将所述移动站已知的导频符号序列传送到所述移动站，并且在每个符号周期期间，在所述信道乘以具有与所述导频符号序列的频率方向相同的频率方向的多个扰码时，执行与所述移动站的通信，

所述信道同步建立方法包括：

边界检测步骤，其中在从所述基站接收到的频率方向上的多个导频符号序列之间，根据这些扰码之间的相位差来计算互相关，从而检测无线电帧边界。

12、根据权利要求11的信道同步建立方法，还包括控制信息发送步骤，其中所述基站利用多个导频符号序列所乘的多个扰码的相位差，将所述多个导频符号序列在一个无线电帧内发送，并且将控制信息发送到所述移动站。

13、根据权利要求12的信道同步建立方法，其中所述控制信息是由所述基站使用的扰码组。

14、根据权利要求11的信道同步建立方法，其中所述相位差基于频率间隔，并且是落在相干带宽范围内的值。

15、根据权利要求12的信道同步建立方法，其中所述控制信息发送步骤使用多种类型的导频符号序列发送控制信息。

16、根据权利要求15的信道同步建立方法，其中所述导频符号序列是伪随机序列。

17、根据权利要求15的信道同步建立方法，其中所述控制信息是由所述基站使用的扰码组。

18、根据权利要求11的信道同步建立方法，其中在所述边界检测步骤中，所述移动站利用从由导频符号序列的接收功率对互相关值归一化而得出的值，计算从所述基站接收的频率方向上的导频符号序列之间的互相关，并且检测无线电帧边界。

19、根据权利要求11的信道同步建立方法，其中在所述边界检测步骤中，所述移动站计算通过FFT处理分隔的导频符号序列和与扰码相乘得出的导频符号序列之间的互相关，从而检测无线电帧边界，其中所述与扰码相乘得出的导频符号序列相对于所述通过FFT处理分隔的导频符号序列而言，具有一个符号周期的相位差延迟。

20.根据权利要求13的信道同步建立方法，其中在所述边界检测步骤中，所述移动站计算通过FFT处理分隔的导频符号序列和与扰码相乘得出的导频符号序列之间的互相关，从而检测无线电帧边界，其中所述与扰码相乘得出的导频符号序列相对于所述通过FFT处理分隔的导频符号序列而言，具有预定符号周期的相位差延迟，以及

其中在所述控制信息发送步骤中，所述基站传送对应于所述相位差的扰码组。

21、一种移动站，所述移动站利用从基站到所述移动站的多个用于向下信道的载波，从所述基站接收所述移动站已知的导频符号序列，并且在每个符号周期期间，利用乘以具有与所述导频符号序列的频率方向相同的频率方向的多个扰码的信道，执行与所述基站的通信，

其中所述移动站包括边界检测装置，所述边界检测装置在从所述基站接收到的频率方向上的多个导频符号序列之间，根据这些扰码之间的相位差来计算互相关，从而检测无线电帧边界。

22、根据权利要求21的移动站，其中所述边界检测装置利用从由导频符号序列的接收功率对互相关值归一化而得出的值，计算从所述基站接收的频率方向上的导频符号序列之间的互相关，并且检测无线电帧边界。

23、根据权利要求21的移动站，其中所述边界检测装置计算通过FFT处理分隔的导频符号序列和与扰码相乘得出的导频符号序列之间的互相关，从而检测无线电帧边界，其中所述与扰码相乘得出的导频符号序列相对于所述通过FFT处理分隔的导频符号序列而言，具有一个符号周期的相位差延迟。

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