CN1315090A - 宽带码分多址通信系统中产生同步字和发送与接收该同步字的设备和方法 - Google Patents

宽带码分多址通信系统中产生同步字和发送与接收该同步字的设备和方法 Download PDF

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姜熙原
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Abstract

提供了一种使接收的同步帧与参考同步帧同步的方法。每个接收的同步帧和参考同步帧具有一个同步字,并且被分成预确定数量的时隙,而每个时隙又被分成多个位。在这种方法中,当参考同步帧与接收的同步帧同步时,帧同步字被提供第一个相关值,而当接收的同步字是参考同步字的移位形式,移位数量为两个特定数量时隙之一,如5或10时,帧同步字被提供不同于第一个相关值的第二个相关值。

Description

宽带码分多址通信系统中产生同步字和 发送与接收该同步字的设备和方法
本发明背景
1、发明领域
本发明总体涉及在CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)通信系统中产生同步字和校验帧同步字的设备与方法，特别涉及在异步CDMA(W-CDMA)通信系统中产生同步字和校验该同步字的设备与方法。
2、相关技术说明
因为第三代位移通信系统正在标准化过程中，所以人们正在向着世界范围内移动通信系统集成的方向努力。
特别是北美的同步CDMA(CDMA 2000)与欧洲的W-CDMA(全球移动陆地系统)加速协调。在此过程中，W-CDMA中4.096Mcps的码片率(chip rate)希望减少到3.84Mcps。因此，W-CDMA系统应部分地按一定方式重新构造以使该系统能以减少到原有码片率4.096Mcps的15/16(3.84Mcps/4.096Mcps)的码片率运行。也就是说，尽管在常规的W-CDMA通信系统中一帧包括16个时隙，但在集成的W-CDMA通信系统中一帧包括15个时隙。因此，设计集成W-CDMA系统的最好方法是考虑将每帧16个时隙减少到每帧15个时隙，而不对时隙结构作任何更改。
用于协调CDMA 2000与W-CDMA之间的每帧时隙数量的改变是通过设计修正帧同步校验中使用的引导信号(pilot signal)同步字模式来完成的。
象1999年5月提出的3GPP(3rd Generation Partnership Project，第3代伙伴计划)，在该计划中，正在开发的W-CDMA无线通信标准，即常规的W-CDMA通信系统技术之一，它涉及利用同步字进行帧同步校验。常规技术中的同步字是在一帧有16个时隙的假设下设计的。现在，适合每帧15个时隙结构的新的同步字正在开发之中。由于每帧有15个时隙，所以基于每帧16个时隙结构的常规的同步校验方法是不能应用于W-CDMA系统中的。因此，要求有一种新的同步校验方法来适合每帧15个时隙的结构。
本发明总结
本发明的第一个目的是提供一种在W-CDMA通信系统中用于产生同步字的设备和方法。
本发明的第二个目的是提供一种在W-CDMA通信系统中用于产生帧同步字的设备和方法，在W-CDMA通信系统中一帧有15个时隙，而每个时隙包括多个同步位。
本发明的第三个目的是提供一种在W-CDMA通信系统中用于产生同步字的设备和方法，该同步字在帧同步时具有第一个相关值，在一个帧周期的至少两个时隙位置上具有第二个相关值，其中各帧以特定的时隙成为异步的。
本发明的第四个目的是提供一种在W-CDMA通信系统中用于产生同步字的设备和方法，该同步字在帧同步时具有第一个相关值作为最高的相关值，在一个帧周期的至少两个时隙位置上具有第二个相关值作为最小相关值，其中各帧以特定的时隙成为异步的，以及在不同于上述两个条件的条件下，当帧异步时具有第三个相关值。
本发明的第五个目的是提供一种在W-CDMA通信系统中用于产生同步字的设备和方法，该同步字由长度为2P-1(P是一个正整数)并由同步字产生器产生的至少两个序列组成，并且在帧同步时具有第一个相关值作为最高的相关值，在一个帧周期的至少两个时隙位置上具有第二个相关值作为最小相关值，其中各帧以特定的时隙成为异步的，以及在不同于帧周期的任何其它时隙位置上具有第三个相关值，其中帧是异步的。
本发明的第六个目的是提供一种在W-CDMA通信系统中用于产生和发送同步字的设备和方法，该同步字由至少两个序列组成，并且当两个序列在相同点开始时具有第一个相关值作为最高的相关值，在两个预确定偏移位置上具有第二个相关值作为最小相关值，以及在任何其它偏移位置上具有第一个和第二个相关值之间的第三个相关值。
本发明的第七个目的是提供一种在W-CDMA通信系统中的设备和方法，该设备和方法由发送机发送同步字，通过接收机使用该同步字而获得帧同步，该同步字在相同开始点上具有第一个相关值作为最高相关值，在两个预确定偏移位置上具有第二个相关值作为最小相关值，以及在任何其它偏移位置上具有第一个和第二个相关值之间的第三个相关值。
简要地说，这些目的和其它的目的可以通过使包括在接收帧中的同步字位置的位与参考同步字相关，并通过提供校验接收帧同步的方法来实现。每个接收的帧具有一个同步字，并且被分成预确定数量的时隙，而每个时隙有包括同步位的多个位。在该方法中，当参考同步字与接收的同步字同步时，帧同步字被提供第一个相关值，当接收的同步字是将参考同步字移位两个特定数量的时隙之一，例如5或10时，该帧同步字被提供不同于第一个相关值的第二个相关值。
          附图的简要说明
结合附图考虑，从下面详细说明中，本发明的上述目的和其他目的、特点及优点就会更加明显。
图1A、1B和1C表示W-CDMA通信系统中帧同步的概念；
图2A至2D表示在W-CDMA通信系统中每个信道的时隙结构；
图3A至3H表示在W-CDMA通信系统中每个信道的引导信号结构；
图4A、4B和4C表示在W-CDMA通信系统中同步字结构；
图5是结合图1至图4C表示帧、时隙、引导信号和同步字间的关系；
图6表示依据本发明实施例在W-CDMA通信系统中使用的同步字结构；
图7是依据本发明实施例表示同步字产生过程的流程图；
图8是表示图6所示构成的同步字的相关特性图；
图9是依据本发明实施例，在W-CDMA通信系统中发送设备的方框图；
图10是依据本发明实施例，在W-CDMA通信系统中接收设备的方框图；
图11是表示在图10所示的接收设备中同步字产生器的一个实施例；
图12是表示在图10所示的接收设备中同步字产生器的另一个实施例；
图13A和13B是在图10所示的接收设备中帧同步校验器的方框图；以及
图14是表示在如图10所示的接收设备中同步校验程序的流程图。
            优选实施例的详细说明
下面将参考附图对本发明的优选实施例进行详细说明。在以下的说明中，熟知的功能和结构不作详细说明，因为不必要的细节会使本发明不清晰。
依据本发明特点的同步字模式校验和同步字同步校验可应用于CDMA移动通信系统，特别是W-CDMA通信系统中。本发明特别涉及使用同步字进行同步校验。这里，该同步字是发送机和接收机都知道的特定模式的位序列。虽然，该同步字格式常常是预确定的，并且保存在发送机和接收机中，但它是在实际运行过程中和发送机与接收机之间通信过程中产生的。
考虑三种方式的同步：PN码片同步、时隙同步和帧同步，这意味着通过提供在PN码片单位、时隙单位或帧单位内由发送机发送的信号，接收机与发送机同步超时(over time)运行。本发明的一个实施例是提供一种设备和方法，产生一个用在帧(基本发送单位)同步校验中的同步字。在获得PN码片、时隙(帧段)和帧同步之后执行该帧的同步校验。为此，在一帧时隙中发送机发送一个同步位，而接收机计算自治(autonomously)产生的同步字和位于该同步字中校验帧同步的接收位之间的相关值。如果帧不同步，则重复该同步获得过程。另一方面，如果帧同步，则解调和解码接收的帧以获得信息。这将在后面参考图14说明。
下面将给出帧同步的说明。图1A、1B和1C表示W-CDMA通信系统中帧同步的概念。在这些附图中，时隙编号为1至15，意味着一帧有15个时隙。
参考图1A、1B和1C，上部的每个帧提供在接收帧中同步字的时间，下部的每个帧提供在接收机中自治产生的参考同步字的时间。图1A表示这种情况，即从发送机接收帧同步字的时间等于自治产生参考同步字的时间；这两个帧是同步的。图1B和1C表示这种情况，即从发送机接收帧同步字的时间不等于自治产生的参考同步字的时间；这两个帧是不同步的。这里，如图1B和1C所表示的，假设时隙是同步的，尽管帧是异步的。当帧异步一个时隙的倍数时，如图1B和1C所示，这些时隙的序号就定义为偏移量。例如，在图1A、1B和1C中这些偏移量分别是0,+1和-5。一个偏移量是15或15的倍数时，该偏移量等效为0。一个带有负号(-)的偏移量与一个带有正号(+)的偏移量相关。例如，偏移量-5可以与偏移量+10相关。
图2A至2D是表示依据正在开发的3GPP W-CDMA无线标准，在每个信道的一个时隙中一个引导信号的位置和位的数量。每个信道的引导信号是非调制的扩频信号，该信号提供信道估计使用的一致解调的基础。
图2A表示在每个时隙的开始部分有5到8位引导信号的上行链路专用物理控制信道(dedicated physical control channel,DPCCH)时隙结构。在图2B中，引导信号在每个时隙的后部，在下行链路专用物理信道(dedicated physicalchannel,DPCH)上占用4、8或16位。图2C表示下行链路主公共控制物理信道(primary common control physical channel,PCCPCH)的时隙结构。这里，引导信号在每个时隙的后部，占用8位。如图2D所示，在下行辅助公共控制物理信道(secondary common control physical channel,SCCPCH)上，引导信号是每个时隙后部的8或16位。
在如图2A至2D所示的时隙结构中，引导信号位部分可用于形成一个同步字。在用于组成一个同步字的各个位中，一个时隙中的一些位定义为一个同步符号(多个同步位)。一个时隙中的多个同步位组成一个同步符号，而在一个帧的多个时隙中，多个同步符号组成一个同步字。
图3A至3H表示由3GPP W-CDMA无线标准提供，在每个信道的一个特定时隙的多个引导信号位中的同步位。在图3A至3H中的空白位是在所有时隙中具有相同值的引导信号位，也就是说，这些位不是同步位。这些引导信号位也称为典型的引导信号位。黑色标记位是在不同时隙中具有特定值的同步位，用于校验帧同步。这些引导信号位是全部或部分地用于信道估计。
在图3A至3D中，在上行链路DPCCH上的一个时隙中的第5到8位引导信号共四个(4)引导信号用作同步位。在图3E至3F中，在下行链路DPCH上，在一个时隙的4个引导信号位中的其中2个和4个不同位中的2个用作同步位。图3G表示下行链路DPCH、PCCPCH或SCCPCH上，一个时隙中具有4个同步位的一个8位引导信号。在图3H中，下行链路DPCH或SCCPCH上的一个时隙中，16个引导信号位之中的8个用作同步位。
为更好地理解本发明实施例，在图2A至2D和图3A至3H中以举例的方式表示了在一帧中的同步位的位置和数量。因此显而易见，其它时隙结构和位的安排可以在本发明的精神范围内考虑。
如上所述，本发明实施例提供了在W-CDMA通信系统中一般应用的同步字模式，以及产生该同步字模式的方法与设备，在该通信系统中一帧包括15或2P-1(P是一个正整数)个时隙。为了说明清楚起见，本发明实施例的以下说明均假定一帧包括15个时隙。
图4A、4B和4C表示由一帧时隙中的多个同步位形成不同的同步字。
在图4A中，一个同步符号是2位，而一个同步字包括30位(=2×15)。图4B表示一个4位的同步符号，于是一个同步字具有60位(=4×15)。在图4C中，一个同步符号是8位，所以同步字具有120位(=8×15)。图4A、4B和4C中表示的同步字在每帧中重复出现。
图5表示使用如图3B所示6位引导信号、在上行链路DPCCH上的一帧、多个时隙、多个引导信号和一个同步字之间的关系。参考图5，一帧有15个时隙(参看图1)，一个时隙包括一个引导信号和信息数据(参看图2)，该引导信号具有一些同步位和典型引导信号位(参看图3)，而一个同步字由一帧中的多个同步位组成(参看图4)。
图6表示依据本发明实施例的一个60位同步字的同步字模式。
参考图6，令同步符号中位的数量是N，并且同步字周期(同步字长度)是15N。如果N为4，则该同步字长度为60位。
如图6所示，一个同步字由具有周期15的N个序列组成。每个序列由在一帧的时隙中在相同位置上的同步位组成，于是其周期为15(即时隙的数量)。
如果N个序列中第n个序列的第个i元素是Sn(i)，则在15个时隙中的同步符号列表如下：(表1)
    在第1个时隙中的同步符号     S1(1),S2(1),…,SN(1)
    在第2个时隙中的同步符号     S1(2),S2(2),…,SN(2)
    在第3个时隙中的同步符号     S1(3),S2(3),…,SN(3)
    在第4个时隙中的同步符号     S1(4),S2(4),…,SN(4)
    在第5个时隙中的同步符号     S1(5),S2(5),…,SN(5)
    在第6个时隙中的同步符号     S1(6),S2(6),…,SN(6)
    在第7个时隙中的同步符号     S1(7),S2(7),…,SN(7)
    在第8个时隙中的同步符号     S1(8),S2(8),…,SN(8)
    在第9个时隙中的同步符号     S1(9),S2(9),…,SN(9)
    在第10个时隙中的同步符号     S1(10),S2(10),…,SN(10)
    在第11个时隙中的同步符号     S1(11),S2(11),…,SN(11)
    在第12个时隙中的同步符号     S1(12),S2(12),…,SN(12)
    在第13个时隙中的同步符号     S1(13),S2(13),…,SN(13)
    在第14个时隙中的同步符号     S1(14),S2(14),…,SN(14)
    在第15个时隙中的同步符号     S1(15),S2(15),…,SN(15)
在图5中对于N=4的情况，该同步字如表2描述。
                         (表2)
    在第1个时隙中的同步符号     S1(1),S2(1),S3(1),S4(1)
    在第2个时隙中的同步符号     S1(2),S2(2),S3(2),S4(2)
    在第3个时隙中的同步符号     S1(3),S2(3),S3(3),S4(3)
    在第4个时隙中的同步符号     S1(4),S2(4),S3(4),S4(4)
    在第5个时隙中的同步符号     S1(5),S2(5),S3(5),S4(5)
    在第6个时隙中的同步符号     S1(6),S2(6),S3(6),S4(6)
    在第7个时隙中的同步符号     S1(7),S2(7),S3(7),S4(7)
    在第8个时隙中的同步符号     S1(8),S2(8),S3(8),S4(8)
    在第9个时隙中的同步符号     S1(9),S2(9),S3(9),S4(9)
    在第10个时隙中的同步符号     S1(10),S2(10),S3(10),S4(10)
    在第11个时隙中的同步符号     S1(11),S2(11),S3(11),S4(11)
    在第12个时隙中的同步符号     S1(12),S2(12),S3(12),S4(12)
    在第13个时隙中的同步符号     S1(13),S2(13),S3(13),S4(13)
    在第14个时隙中的同步符号     S1(14),S2(14),S3(14),S4(14)
    在第15个时隙中的同步符号     S1(15),S2(15),S3(15),S4(15)
上述的同步字是按下述方法产生的。
步骤1：对时隙序号从i=1到15，重复步骤2，；
步骤2：对于一个时隙中位序号从n=1到N，重复步骤3；
步骤3：输出同步位Sn(i)。
同步字产生方法如图7中流程图所示。
参考图7，为产生同步字，在步骤711中将时隙索引i设置为1，并在步骤713中将#1时隙中的同步索引n设置为1。在步骤715中输出同步位Sn(i)，并在步骤717中将同步索引n加1。如果n小于等于4，则程序将返回步骤715中。如果在步骤719中n大于4，则在步骤721中时隙索引i加1。如果时隙索引i大于15，则将时隙索引i设置为初始值1，返回步骤711，并重复上述程序。如果时隙索引i小于等于15，则将同步索引n设置为初始值1，返回步骤713以便产生下一个时隙的同步位，并重复上述程序。
可以按上述方式组合多个序列或作为一个整体序列来产生该同步字。该同步字具有相关特性以利于同步检测。
在图7所示操作中产生的同步字表现出一种自相关特性，如图8所示。
参考图8，如果帧是同步的，也就是说，时隙偏移量是0或15的倍数，此时同步字的自相关值具有最高值15N。这称为第一个相关值811。如果帧是异步的，也就是说，时隙偏移量不是0或15的倍数，此时同步字的自相关值是第三个相关值813，在最高值15N与最低值-P或第二个相关值812-P之间。这里，P是一个大于0的值。该相关值是-P，它在代表可能偏移量为15的坐标轴的两个位置上。在本发明实施例中，同步字的相关值对于偏移量5和10为-P。
表示上述相关特性的同步字序列由下述方式产生。
所有序列长度为15，也就是说，按照自相关特性要检测32768个序列，并且获得572个相关类型。从这572个相关类型中产生出所有可能的相关类型对。在每个偏移量上，每个相关类型对的序列的相关值是相加的。选择具有最少数量最低点的相关类型对，并且这些相关类型对在非最小相关值的偏移量上具有较小的相关值的绝对值。表3列出了长度为15的序列和它们的相关值，这些序列是用上述程序所选择的这样的相关类型对。由于单个相关类型的可能序列的数量很大，所以表3仅列出4个序列。(表3)
    序列     相关类型(偏移量从0到14)
    S1     110110110000000     15,3,-1,7,-1,-5,-1,-5,-5,-1,-5,-1,7,-1,3
    011011011000000
    001101101100000
    000110110110000
    000011011011000
    S2     111010101110000     15,-1,3,-9,-1,-5,3,3,3,3,-5,-1,-9,3,-1
    111100010101000
    011101010111000
    101010001111000
    011110001010100
    S3     111010011000000     15,3,-1,-1,-1,-5,-1,3,3,-1,-5,-1,-1,-1,3
    110010111000000
    011101001100000
    011001011100000
    001110100110000
    S4     101011011001000     15,-5,-1,3,3,-5,-1,-1,-1,-1,-1,3,3,-1,-5
    100110110101000
    110110101000100
    110111010100100
    010101101100100
在表3中，序列S1与S2和序列S3与S4是按上述方法选择的相关类型对。S1与S2在这些偏移量上的相关类型分别是[15,3,-1,7,-1,-5,-1,-5,-5,-1,-5,-1,7,-1,3]和[15,-1,3,-9,-1,-5,3,3,3,3,-5,-1,-9,3,-1]。在每个偏移量上这些序列的相关值相加以产生结果[30,2,2,-2,-2,-10,2,-2,-2,2,-10,-2,-2,2,2]上。如图8所说明的，第一个相关值为最高值30，是在偏移量为0或15的倍数上，第二个相关值为最低值-10，是在偏移量为5或10上，第三个相关值2或-2具有很小绝对值，是在其它偏移量上。
在这些偏移量上，S3与S4的相关类型分别是[15,3,-1,-1,-1,-5,-1,3,3,-1,-5,-1,-1,-1,3]和[15,-5,-1,3,3,-5,-1,-1,-1,-1,-1,3,3,-1,-5]。在每个偏移量上这些序列的相关值相加以产生结果[30,-2,-2,2,2,-10,-2,2,2,-2,-10,2,2,-2,-2]上。这种情况下，最低相关值-10也在偏移量为5或10上，很小绝对值2或-2的相关值也在其它偏移量上。
按照上述说明方式，从多个所选的相关类型对中，选择两个相关类型对，并且在每个偏移量上将它们的相关值相加。然后，获得表示相关特性的一个帧代码字如图8所示。当一个帧同步字由表3所示的序列S1和S2,S3和S4形成时，则在具有15个时隙的一帧周期中，最高的相关值(第一个相关值30)出现在时隙偏移量为0上，最低相关值(第二个相关值-10)出现在时隙偏移量为5或10上，其它的相关值(第三个相关值2或-2)出现在其它时隙偏移量上。
在这些偏移量上，序列S1与S2和列S3与S4的相关类型分别是[30,2,2,-2,-2,-10,2,-2,-2,2,-10,-2,-2,2,2]和[30,-2,-2,2,2,-10,-2,2,2,-2,-10,2,2,-2,-2]。在每个偏移量上这些相关值相加，于是就表示出上述的相关特性。也就是说，一个具有如图8所示相关特性，长度为60的同步字是通过交替地逐位输出表3中的四个序列而形成的。
当通过示例方式描述一个在每个时隙具有四个位的同步字时，每个时隙的同步位可以是2,4或8位，如图3所示的。如果同步字在每个时隙具有2位，则选择使用S1与S2中的一个序列或S3与S4中的一个序列。如果同步字在每个时隙具有4位，则从每个序列S1、S2、S3和S4中选择一个序列，或从每对序列S1与S2和S3与S4中选择两个序列。如果同步字在每个时隙具有8位，则可从每个序列S1、S2、S3和S4中选择出两个序列，或从每对序列S1与S2和S3与S4中选择出两对四个序列。
如图8所示，可以通过将表3中的序列延时同样的位单位获得相同的相关特性。也就是说，当将序列S1与S2延时同样的位单位或将序列S3与S4延时同样的单位时，在相应序列的偏移量上表示相同的相关特性。因此，具有如图8所示相关特性的同步字可以通过延时相关类型对的序列S1与S2和S3与S4产生，满足前面说明的在同步字产生器1023的输出端上的条件，如图10所示。
因此，当使用如表3所示结构的同步字时，在接收设备中一个自治产生的参考同步字与图1A(时隙偏移量是0或15的倍数)所示一个被接收帧的同步字是帧同步的，这些同步字的相关值是第一个值15N，如图8中的811所示。如果如图1B和1C所示帧是不同步的，则得不到第一个相关值。在此情况下，当一个时隙偏移量既不是0也不是15的倍数时，如图1B所示，则这些同步字的相关值是第三个相关值0，如图8中的813所示。如果时隙偏移量不是0而是5的倍数(不是15或它的倍数)时，这些同步字的相关值是第二个相关值-P，如图8中812所示。也就是说，由于帧的异步，根据时隙偏移量获得了不同的相关值。
帧同步是在接收设备中通过计算和分析一个相关值来校验的。如果所计算的相关值是第一个相关值811，则可断定这些帧是同步的。如果所计算的相关值是第三个相关值813，则移位一个时隙，并在下一个时隙计算相关值。接着，如果检测到第二个相关值812，则执行帧同步校验操作，同时每次移位五个时隙直到检测出第一个相关值811。因此，使用具有这种相关特性的同步字提高了帧同步校验的可靠性，并且当帧是异步时，可以利用第一个和第二个相关值之间的关系快速实现同步。
以下是依据本发明实施例，对W-CDMA通信系统中的发送和接收同步字的发送设备和接收设备的结构与操作的说明。
图9是依据本发明实施例，在基站或移动站上产生同步字和接收该同步字的数据信道发送设备的方框图。
参考图9一个同步字产生器911，将在下面相关的图12和图13中详细说明，在每个时隙产生N个同步位的同步符号，以产生一个同步字即具有15N个同步位的同步字。控制器921产生第一个选择信号sell以选择从同步产生器911接收的同步位和在每个时隙的引导信号周期中的典型的引导信号位；控制器921还产生第二个选择信号sel2以在每个时隙中选择引导信号和其它数据。由于在不同的上行链路和下行链路信道上引导信号周期是不同的，如图3A至3H所示，控制器921依据如图3A至3H所示的一个同步位和典型引导信号位模式，产生第一个选择信号sel1用于选择同步位和典型引导信号位，而典型引导信号位将要插入到相应信道每个时隙引导信号周期中。控制器921依据如图2A至2D所示的一个引导信号信息定位模式，产生第二个选择信号sel2，用于在相应信道的每个时隙中选择引导信号信息的位置。根据图2A至2D所示上行链路和下行链路信道的不同，所选择的引导信号信息插入时隙的不同位置。第一个选择器913依据如图3A至3H所示一个相应的模式，多路复用从同步字产生器911接收的同步位和典型的引导信号位，以响应第一个选择信号sel1。第二个选择器915依据如图2A至2D所示一个相应的模式，多路复用从第一个选择器913接收的引导信号和其它数据，以响应第二个选择信号sel2。第一个选择器913和第二个选择器915可以是多路复用器。扩展器917扩展从第二个选择器915接收的时隙信息。
基站(BS)中的发送设备还有一个同步信道发送机，将在后面将说明。同步信息通过主和辅助同步信道(P-SCH和S-SCH)或只通过P-SCH发送。同步信道发送机的结构和操作在韩国申请号为99-15332和申请号为99-18921的专利中说明。
图10是依据本发明实施例，在基站或移动站中接收同步字的接收设备的方框图。图10中的同步字产生器1023与图9的同步字产生器911在结构上相同，并且产生具有相同特性的同步字。
在图10中，同步器1013从接收信号中获得PN码片、时隙和帧同步。同步器1013在韩国申请号为99-15332和申请号为99-18921的专利中说明。移动站或基站可以提供该同步器。依据本发明实施例，同步器1013按照所获得的同步向同步字产生器1023提供时序控制信号和有关同步字状态的信息。该时隙控制信号控制同步字产生器1023的输出时间点。同步字状态信息指示特定时间点上从同步字产生器1023输出的同步字的位置。
参考图10，同步字产生器1023从同步器1013接收时序控制信号和同步字状态信息，并在同步字发生控制器1021的控制下产生具有图8所示特性的同步字。由同步字产生器1023产生的同步字与在接收帧中的同步字比较，而比较结果用作帧同步的信息。
图11和12是依据本发明实施例，同步字产生器1023和其它外围设备的方框图，并表示了它们之间的关系。从同步字产生器1023产生的同步字序列具有15个时隙的周期，即一个帧，这样在一个帧周期内输出15N个同步位。因此，同步字具有图8所示相关特性并按图6所示模式输出。
图11表示同步字产生器1023，它包括存储器1100，用于保存同步字。参考图11，同步字产生器1023从同步字产生控制器1021中接收同步字大小的信息，并根据同步字大小的信息在每个时隙存取N位而在一帧中存取15N位，并且将它们作为一个同步字输出。同步字产生器1023从同步器1013中接收时序控制信号和同步字状态信息，并在给定时间点和给定位置输出同步字的同步位。
图12表示同步字产生器1023的另一个实施例。同步字产生器1023当需要时，是用于保存同步字和输出同步字的存储器。
在图10中，解扩器1011根据从同步器1013接收的同步信息解扩展接收信道信号。多路复用(MUX)控制器1015产生控制信号，以在如图2A至2D所示结构的时隙信号中，从相应的信道分离和选择引导信号与其它数据。多路分解器(DEMUX)1017在解扩展时隙中，在图3A至3H所示同步位模式的引导信号中，多路分解相应信道的引导信号和其它数据，以响应从控制器1015接收的选择信号。这里，多路分解器1017执行图9所示第二个选择器916操作的相反操作。同步字提取器1019从每个时隙的引导信号中提取出同步位。也就是说，同步字提取器1019在图3A至3H所示的引导信号位中提取出标记为黑色的同步位。同步字提取器1019执行图9所示的第一个选择器913操作的相反操作。同步字提取器1019的操作可以在控制器1015的控制下执行。
帧同步校验器1025从同步字提取器1019接收同步位，从同步字产生器1023中接收同步字，并校验帧同步。图13A是帧同步校验器1025的方框图。本发明实施例列举使用了两个阈值TH1和TH2。在此情况下，帧同步校验器1025计算一个相关值，将该相关值与TH1和TH2(TH1＞TH2)比较，并以两位输出比较结果。这里，TH1用作检测图8所示第一个相关值811的参考数据，而TH2用作检测图8所示第二个相关值812的参考数据。
图13A是依据本发明实施例，帧同步校验器1025的方框图。帧同步校验器1025从同步字提取器1019和同步字产生器1023接收同步字，逐位将同步字相乘，累积一帧所得的结果值，并计算两个同步字的相关值。在帧同步校验器1025中的决定器1315从该相关值中决定各帧是否已经同步和特定偏移量是否已出现。决定器1315可以包括如图13B所示的多个确定器1351和1353(多个阈值设备)。然后，决定器1315决定该相关值是大于TH1(帧同步)、还是既不大于TH1也不小于TH2(非同步和时隙偏移量不是5的倍数)、还是小于TH2(非同步和时隙偏移量是5的倍数)。
参考图13A，帧同步校验器1025从同步字提取器1019和同步字产生器1023接收同步字，并产生帧同步校验信号。乘法器1311将这些同步字逐位相乘。累积器1313将乘法器1311的输出结果逐帧累积，并计算这些同步字两两间的相关值。决定器1315从该相关值中决定各帧是否已经同步。图13B说明了决定器1315的一个实例。决定器1315将累积器1313的输出与TH1和TH2比较，从而决定是否已经获得帧同步。
参考图13B，第一个阈值TH1小于第一个相关值811，而大于第三个相关值813。第二个阈值TH2小于第三个相关值813，而大于第二个相关值812。第一个比较器1351将从累积器1313接收的相关值与第一个阈值TH1比较。如果该相关值大于第一个阈值TH1，则第一个比较器1351产生一个真信号，确定出已经检测到第一个相关值811。如果该相关值小于第一个阈值TH1，则第一个比较器1351产生一个假信号。第二个比较器1353将该相关值与第二个阈值TH2比较。如果该相关值小于第二个阈值TH2，则第二个比较器1353产生一个真信号，确定出已经检测到第二个相关值812。如果该相关值大于第二个阈值TH2，则第二个比较器1353产生一个假信号。并行到串行转换器(parallel-to-serial converter,PSC)1355输出从比较器1351和1353接收的信号，一次两位。这里，当在第一个比较器1351中产生真信号时，决定器1315就输出第一个决定信号，表明已经检测到第一个相关值811。当在第二个比较器1353产生真信号时，决定器1315输出第二个决定信号，表明已经检测到第二个相关值812。当在第一个比较器1351和第二个比较器1353中都产生假信号时，决定器1315输出第三个决定信号，表明已经检测到第三个相关值813。
因此，如果从累积器1313输出的相关值大于第一个阈值TH1，则决定器1315产生决定信号表明帧同步。如果相关值不大于第一个阈值TH1也不小于第二个阈值TH2，则产生决定信号表明还没有获得帧同步，并且时隙偏移量不是5的倍数。如果相关值小于第二个阈值TH2，则产生决定信号表明还没有获得帧同步，并且时隙偏移量是5的倍数。
帧同步校验器1025向同步器1013输出决定信号以控制帧同步的获得。
在获得帧同步情况下，在执行一次帧同步校验后，上述同步获得方法就可以结束，也可以以预确定的间隔重复。
图14是依据本发明实施例，说明同步校验和恢复过程的流程图。在步骤1411中，接收机使用同步器从接收的信号中首先获得同步，在步骤1413中，计算从接收信号中获得的同步字和自治产生的同步字之间的相关值。然后，在步骤1415，接收机将该相关值与第一个阈值TH1比较。如果该相关值大于第一个阈值TH1，则在步骤1417中该接收机解调和解码接收的帧，确定出帧已同步。如果该相关值不大于第一个阈值TH1，则在步骤1419该接收机将该相关值与第二个阈值TH2(TH1＞TH2)比较。如果该相关值小于第二个阈值TH2，则在步骤1421接收机从自治产生的帧同步信号移位5个时隙，然后返回步骤1413。如果该相关值不小于第二个阈值TH2，则接收机将自治产生的帧同步字移位一个时隙，并返回步骤1413中。这里，依据从帧同步校验器1025接收的控制信号，通过改变从同步字产生器1023接收的同步字状态信息，同步器1023将自治产生的帧同步字移位。同步字状态信息提供将要在特定时间点输出的同步字序列的位置。例如，该同步字状态信息包括涉及自治产生的同步字应该被放置的偏移量位置的信息。
参考图14，当在步骤1411获得同步时，则在步骤1413中计算同步字之间的相关值并校验获得的帧同步。如果该相关值大于第一个阈值TH1，则该接收机确定出已经检测到第一个相关值，也就是说，在步骤1415确定帧同步，并在步骤1417解调和解码接收的帧数据。
在另一方面，如果该相关值小于第一个阈值TH1，则在步骤1419接收机将该相关值与第二个阈值TH2比较。如果该相关值不小于第二个阈值TH2，则该相关值是第三个相关值813，且时隙偏移量不是5的倍数。在此情况下，在步骤1423中，帧同步校验器1025向同步器1013发送第三个决定信号。然后，同步器1013将自治产生的同步字移位一个时隙，并且程序返回步骤1413中。如果在步骤1419中，该相关值小于第二个阈值TH2，则该相关值是第二个相关值812，并且时隙偏移量是一个帧周期中的第5或第10时隙。在此情况下，在步骤1421中，帧同步校验器1025向同步器1013发送第二个决定信号，并且同步器1013将该自治产生的同步字移位5个时隙。然后，该程序返回步骤1413。
依据本发明实施例，使用一个表示图8所示相关特性的同步字，接收设备结构如图10所示，并且按图14的程序校验帧同步。
在图14的程序中，在步骤1411中，图10的接收机通过同步器1013从输入信号获得同步。在这里假设，同步器1013已获得PN码片和时隙同步用于基本解扩展。在成功获得同步的情况下，帧获得同步。
在步骤1413，接收机计算从输入信号获得的同步字与通过帧同步校验器1025自治产生的同步字之间的相关值(相关值包括乘法器与求和设备)。
在步骤1415中，接收机利用帧同步校验器1025中决定器的第一个比较器，比较该相关值与第一个阈值TH1。如图8所示，如果帧是同步的，这隐含着偏移量是0，并且已经检测到第一个相关值811。如果该相关值大于第一个阈值TH1，则帧同步校验器1025的决定器确定出帧是同步的，并且向同步器1013发送同步确认信号(第一个决定信号)。在步骤1417中，接收机解调和解码接收的帧。也就是说，接收机从图9输出的其它数据中获得信息。如果该相关值不大于第一个阈值TH1，则接收机返回步骤1419中。
在步骤1419中，接收机利用帧同步校验器1025中决定器的第二个比较器，比较该相关值与第二个阈值TH2(TH2＜TH1)。如果帧异步5个或10个时隙，则隐含着偏移量是5或10，并且第二个相关值812即最低相关值已被检测到(参看图8)。如果该相关值小于第二个阈值TH2，则帧同步校验器1025的决定器确定出帧异步5或10个时隙，并向同步器1013发送第一个同步修正信号(第二个决定信号)。然后，在步骤1421中，接收机将接收机帧同步字移位5个时隙，再返回步骤1413。如果该相关值不小于第二个阈值TH2，则决定器决定该相关值既不是最高点也不是最低点，即第三个相关值813，而偏移量不是0、5和10(5的倍数)，并向同步器1013发送第二个同步确认信号(第三个决定信号)。接收机通过使用同步器1013将自治产生的同步字移位一个时隙，并返回步骤1413。
虽然两个最低的相关点在图8中表示在偏移量为5或10处，但可以获得同步字，该同步字在不同位置具有最低相关点但具有相似的相关特性。利用该同步字，在本发明精神的范围内可以校验和恢复同步。
如上所述的依据本发明产生的同步字，由于同步字中序列的特性，表现出如图8所示的这样的相关特点。在帧同步(即偏移量是0或15的倍数)时，该同步字的自相关值是15N。由于帧异步，并且偏移量不是0或15的倍数，该同步字的自相关值是0。如果帧在偏移量为5的倍数时异步，则该自相关值是特定的负值-P。通过使用该同步字，可以非常可靠地校验帧同步。例如，如果相关值大于第一个阈值，就确定出帧是同步的并且解调和解码接收的帧。如果相关值小于第二个阈值(第二个阈值＜第一个阈值)，就确定出时隙偏移量是5的倍数，并且在移位5个时隙后再校验同步。如果相关值在第一个阈值与第二个阈值之间，则在移位一个时隙后重新校验同步。通过上述程序产生的七个值中的最大值就可以获得帧同步。
虽然参考其中特定的优选实施例对本发明进行了表示和说明，但是，本领域的普通技术人员将会理解，在不脱离由本发明的权利要求所定义的精神和范围的情况下，可以对本发明进行许多形式和细节上的改变。

Claims (24)

1．一种通过计算参考同步字与包括在接收帧中的接收同步字的相关值，来校验接收帧同步的方法，所述方法包括：
当所述相关值超过第一个预确定阈值，即参考同步字与接收的同步字同步时，确定同步的步骤；以及
当所述相关值超过第二个预确定阈值时，确定两个被移位的同步之一的步骤。
2、一种在码分多址(CDMA)通信系统中的同步字产生设备，在所述系统中每个帧被分成多个时隙，每个时隙具有多个同步符号，并且一个帧同步字是由多个时隙的同步符号组成的，所述设备包括：
多个序列产生器，用于产生至少两个同步符号序列，当参考帧与接收的帧同步时，所述同步符号序列具有第一个相关值，当接收帧的第一个时隙位于至少两个时隙分离点中的每个上，而这些分离点是在多个时隙上以预确定距离间隔开时，所述同步符号序列具有不同于第一个相关值的第二个相关值；以及
一个选择器，用于多路复用从序列产生器接收的同步符号，并为每个时隙选择相应多路复用的同步符号。
3、如权利要求2的同步字产生设备，其中每个帧包括15个时隙，并且两个时隙分离点是第5个和第10个时隙。
4、如权利要求3的同步字产生设备，其中当接收帧的第一个时隙位于不是5的倍数的时隙分离点时，所述同步字具有在第一个相关值与第二个相关值之间的第三个相关值。
5、如权利要求4的同步字产生设备，其中所述同步字在每个时隙具有第一个和第二个同步符号，并且所述设备还包括用于产生第一个和第二个同步符号的第一个和第二个序列产生器，第一个产生器产生第一个序列S1，第二个产生器产生第二个序列S2，其中S1与S2定义如下：     序列     S1     110110110000000     011011011000000
    001101101100000     000110110110000     000011011011000     S2     111010101110000     111100010101000     011101010111000     101010001111000     011110001010100
6、如权利要求4的同步字产生设备，其中所述同步字在每个时隙具有第一个和第二个同步符号，并且所述设备还包括用于产生第一个和第二个同步符号的第一个和第二个序列产生器，第一个产生器产生第一个序列S1，第二个产生器产生第二个序列S2，其中S1与S2定义如下：     序列     S1     111010011000000     110010111000000     011101001100000     011001011100000     001110100110000     S2     101011011001000     100110110101000     110110101000100     110111010100100     010101101100100
7、如权利要求5的同步字产生设备，其中所述同步字用于下行链路专用物理信道(DPCH)。
8、如权利要求6的同步字产生设备，其中所述同步字用于下行链路DPCH。
9、如权利要求4的同步字产生设备，其中所述同步字在每个时隙具有第一个到第四个同步符号，并且所述设备还包括产生第一个与第二个同步符号的第一个序列产生器，以及产生第三个与第四个同步符号的第二个序列产生器，第一个产生器从第一个序列S1产生两个序列，而第二个产生器产生第二个序列S2，其中S1与S2定义如下：     序列     S1     110110110000000     011011011000000     001101101100000     000110110110000     000011011011000     S2     111010101110000     111100010101000     011101010111000     101010001111000     011110001010100
10、如权利要求4的同步字产生设备，其中所述同步字在每个时隙具有第一个到第四个同步符号，并且所述设备还包括产生第一个与第二个同步符号的第一个序列产生器，以及产生第三个与第四个同步符号的第二个序列产生器，第一个产生器从第一个序列S1产生两个序列，而第二个产生器产生第二个序列S2，其中S1与S2定义如下：     序列     S1     111010011000000     110010111000000     011101001100000     011001011100000     001110100110000
    S2     101011011001000     100110110101000     110110101000100     110111010100100     010101101100100
11、如权利要求4的同步字产生设备，其中所述同步字在每个时隙具有第一个到第四个同步符号，并且所述设备还包括产生第一个与第二个同步符号的至少两个序列产生器，所述序列产生器产生第一个序列S1到第四个序列S4，其中S1、S2、S3与S4定义如下：     序列     S1     110110110000000     011011011000000     001101101100000     000110110110000     000011011011000     S2     111010101110000     111100010101000     011101010111000     101010001111000     011110001010100     S3     111010011000000     110010111000000     011101001100000     011001011100000     001110100110000     S4     101011011001000     100110110101000     110110101000100
    110111010100100     010101101100100
12、如权利要求9、10或11的同步字产生设备，其中所述同步字用于上行链路专用物理控制信道(DPCCH)。
13、如权利要求9、10或11的同步字产生设备，其中所述同步字用于下行链路DPCH。
14、如权利要求9、10或11的同步字产生设备，其中所述同步字用于下行链路主公共控制物理信道(PCCPCH)。
15、如权利要求9、10或11的同步字产生设备，其中所述同步字用于下行链路辅助公共控制物理信道(SCCPCH)。
16、如权利要求4的同步字产生设备，其中所述同步字在每个时隙具有第一个到第八个同步符号，并且所述设备还包括产生第一个到第四个同步符号的第一个序列产生器，以及产生第五个到第八个同步符号的第二个序列产生器，第一个产生器从第一个序列S1中产生四个序列，第二个产生器从第二个序列S2中产生四个序列，其中S1和S2定义如下：     序列     S1     110110110000000     011011011000000     001101101100000     000110110110000     000011011011000     S2     111010101110000     111100010101000     011101010111000     101010001111000     011110001010100
17、如权利要求4的同步字产生设备，其中所述同步字在每个时隙具有第一个到第八个同步符号，并且所述设备还包括产生第一个到第四个同步符号的第一个序列产生器，以及产生第五个到第八个同步符号的第二个序列产生器，第一个产生器从第一个序列S1中产生四个序列，第二个产生器从第二个序列S2中产生四个序列，其中S1和S2定义如下：     序列     S1     111010011000000     110010111000000     011101001100000     011001011100000     001110100110000     S2     101011011001000     100110110101000     110110101000100     110111010100100     010101101100100
18、如权利要求4的同步字产生设备，其中所述同步字在每个时隙具有第一个到第八个同步符号，并且所述设备还包括产生第一个与第二个同步符号的第一个序列产生器，用于产生第三个与第四个同步符号的第二个序列产生器，用于产生第五个与第六个同步符号的第三个序列产生器，以及用于产生第七个与第八个同步符号的第四个序列产生器，第一个到第四个序列产生器中的每一个从第一个序列S1到第四个序列S4中分别产生两个序列，其中S1、S2、S3与S4定义如下：     序列     S1     110110110000000     011011011000000     001101101100000     000110110110000
    000011011011000     S2     111010101110000     111100010101000     011101010111000     101010001111000     011110001010100     S3     111010011000000     110010111000000     011101001100000     011001011100000     001110100110000     S4     101011011001000     100110110101000     110110101000100     110111010100100     010101101100100
19、如权利要求16、17或18的同步字产生设备，其中所述同步字用于下行链路DPCH。
20、如权利要求16、17或18的同步字产生设备，其中所述同步字用于下行链路SCCPCH。
21、一种在CDMA通信系统中的信道发送设备，在所述通信系统中每个帧被分成多个时隙，每个时隙有多个同步符号，并且一个帧同步字由多个时隙的同步符号组成，所述设备包括：
一个同步字产生器，具有多个序列产生器，用于产生至少两个同步符号序列，当参考帧与接收的帧同步时，所述同步符号序列具有第一个相关值，当接收帧的第一个时隙位于至少两个时隙分离点中的每个上，而这些分离点是在多个时隙上以预确定距离间隔开时，所述同步符号序列具有不同于第一个相关值的第二个相关值；
第一个选择器，用于多路复用从同步字产生器接收的同步位和不用于所述同步字的引导信号位，并且将被多路复用的位插在每个时隙中引导信号周期的预确定位置上；以及
第二个选择器，用于产生信道数据，所述信道数据是从由第一个选择器接收来的引导信号位以及其它数据产生的。
22、一种将接收的同步帧与参考同步帧同步的方法，每个接收的同步帧和参考同步帧具有一个同步字，并且被分成预确定数量的时隙，每个时隙被分成多个位，所述方法包括产生帧同步字的步骤，当参考同步帧与接收的同步帧同步时，所述帧同步字具有第一个相关值，当每个接收帧从至少两个时隙分离点开始，而这些分离点是在每个相应参考同步帧的多个时隙上以预确定距离间隔开时，所述帧同步字具有不同于第一个相关值的第二个相关值。
23、一种在CDMA通信系统中的帧同步校验设备，在所述通信系统中，每个接收的同步帧和参考同步帧被分成预确定数量的时隙并且具有一个同步字，而每个时隙被分成多个位，所述设备包括：
一个同步字产生器，用于产生帧同步字，当参考同步帧分别与接收的同步帧同步时，所述帧同步字具有第一个相关值，当每个接收帧从至少两个时隙分离点开始，而这些分离点是在每个相应参考同步帧的多个时隙上以预确定距离间隔开时，所述帧同步字具有不同于第一个相关值的第二个相关值。
一个同步字提取器，用于从接收的同步帧中提取帧同步字；以及
一个帧同步校验器，通过计算从接收的同步帧中提取的帧同步字与产生的所述同步帧字的相关值来校验帧同步。
24、一种在CDMA通信系统中的帧同步校验方法，在所述通信系统中，每个接收的同步帧和参考同步帧被分成预确定数量的时隙，并且具有一个同步字，而每个时隙被分成多个位，并且所述系统具有用于产生帧同步字的同步字产生器，当参考同步帧与接收的同步帧同步时，所述帧同步字具有第一个相关值，当每个接收帧从至少两个时隙分离点开始，而这些分离点是在每个相应参考同步帧的多个时隙上以预确定距离间隔开时，所述帧同步字具有不同于第一个相关值的第二个相关值，所述方法包括步骤：
从接收的同步帧中提取出帧同步字；
确定出所述提取出的帧同步字与所述产生的同步字之间的相关值是不是第一个相关值和第二个相关值中的一个；
如果确定出是第一个相关值，则确定已经获得帧同步；
如果确定出是第二个相关值，则将所产生的帧同步字移位预确定数量的时隙，并返回相关值计算步骤；以及
如果确定出既不是第一个相关值又不是第二个相关值，则将所产生的帧同步字移位一个时隙，并返回相关值计算步骤中。
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