CN1458757A - 用于分码多任务接取系统的蜂窝搜寻的初级同步检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种初级同步检测装置，应用于分码多任务接取系统的蜂窝搜寻的初级同步码检测。包含：一补偿单元，用于该进入信号的相位偏移补偿与取样频率偏移补偿；一第一交换接口，连接于该补偿单元，具有数个交换端口，用于将该进入信号输出至数个次要检测单元；数个次要检测单元，连接于该交换接口，用于检测该进入信号的一初级同步码；一第二交换接口，连接于该数个次要检测单元，具有数个交换端口，用于将该进入信号输出；以及一选择单元，连接于该第二交换接口，用于在该数个次要检测单元的输出中挑选出数个可能的时槽边界作为数个候选者。本发明可有效降低系统中取样频率偏移效应的影响，并且不增加装置的复杂度与功率消耗。
Description
发明领域
本发明有关于一种用于分码多任务接取(code division multipleaccess，CDMA)系统的蜂窝搜寻的初级同步检测装置，更特别有关于一种用于宽频分码多任务接取(wideband code division multipleaccess，W-CDMA)系统的蜂窝搜寻的初级同步检测装置，该检测器采用全补偿架构(fully-compensated)或部分补偿架构(partial-compensated)能有效地减低频率偏移效应对蜂窝搜寻的不良影响。
背景技术
使用一直接序列型展频分码多任务接取(direct sequence spreadspectrum code division multiple access)技术的分码多任务接取蜂窝式系统(cellular systems)大幅地增加信道容量。该系统于最近的移动通讯系统研究中吸引相当的注意。一般而言，由于频率的再利用(frequencyreuse)性质，分码多任务接取系统的频宽效率(bandwidth efficiency)比起其它多任务接取系统(如分频多任务接取与分时多任务接取)更加优越。此外，蜂窝规划(cell planning)在分码多任务接取系统相当简单。因此，分码多任务接取蜂窝系统将是未来的主流。特别是第三代合作计划(Third generation partnership project，3GPP)宽频分码多任务接取/分频双工(W-CDMA/FDD)系统已被采用于一种用于IMT-2000第三代系统的标准之一。
在一分码多任务接取的蜂窝式系统中，被用户装置(userequipment，UE)作为搜寻最佳蜂窝的方法被称为“蜂窝搜寻”(cellsearch)。快速的蜂窝搜寻非常重要，为了减少该用户装置开机延迟时间(switched-on delay)(初始搜寻)、增加待机(standby time)(闲置状态搜寻)及在换手(handover)(动作状态搜寻，active mode search)保持良好的通讯连结品质。
现请参考图1，该图将有助于了解一第三代合作计划(3GPP)宽频分码多任务接取/分频多任务系统的帧结构(frame structure)。首先，在第三代合作计划(3GPP)的宽频分码多任务接取/分频多任务系统中，蜂窝搜寻一般而言通过三个阶段(three stages)来完成，该三阶段包含两个特别设计的同步信道(synchronization channel，SCH)及一个共同引导信道(common pilot channel，CPICH)。在第一阶段110中，初级同步信道(primary synchronization channel，PSCH)111用于时槽(slot)同步。该初级同步信道111包含有初级同步码(primary synchronizationcode，PSC)定义为acp，其中“a”(＝±1)依赖于基地台的多样性传送(diversity transmission)存在与否而定。在第二阶段120中，次级同步信道(secondary synchronization channel，SSCH)121用于帧/码群(frame/code group)辨识。该次级同步信道121包含有次级同步码(secondary synchronization code，SSCs)定义为acs，其中系数a等同于初级同步信道的系数。在第三阶段130中，该共同引导信道131用于下传扰乱码(downlink scrambling code slot)的决定。如图所示，在10毫秒(ms)帧(radio frame)中包含了15个时槽，并且因为在该系统中使用每秒3.84百万码片(Mchips/sec)的速度。因此，每一帧中包含38400个码片，也就是每一时槽中包含2560个码片。此外，该初级同步信道与该次级同步信道长度包含256个码片且仅在该时槽边界的开端传输。
近年来，用于分码多任务接取的蜂窝式系统的快速蜂窝搜寻(cellsearch)方法被揭示。见于颁给Nystrom等人的美国专利号码第6,185,244号，其标题为“蜂窝搜寻于分码多任务接取通讯系统”(Cellsearching in a CDMA communications system)，揭示于蜂窝搜寻于分码多任务接取通讯系统期间，更有效率的编码计划需要一长码及帧时程。一个具有MQ列(MQ-ary)码元长度的码集合，其中该码元包含来自一Q短码的集合，该码集合定义至特定的特性。该被满足的初始特性为该码元无循环性飘移因而产生一有效的码元；其它的被满足的特性为于长码信号与有效之码元之间，具有一对一应称(mapping)，且该编码器将可发现出现在干扰与噪声的随机移动(因而发现帧时程)与该传输的码元(也就是，相关于长码表示信号(long code indicationmessage)，具有某些程度上的精确与合理的复杂度。
其它的蜂窝搜寻方法尚有：
见于颁给Kim等人的美国专利号码第6,289,007号，其标题为“一个在异步分码多任务接取移动通讯系统的获得搜寻蜂窝基地台的方法”(Method for Acquiring A Cell Site Station in Asynchronous CDMACellular Communication Systems)；以及
见于颁给Shou等人的美国专利号码第6,038,250号，其标题为“初始化同步方法及直接序列型的分码多任务接取中继台异步蜂窝系统的接收器”(Initial Synchronization Method And Receiver for DS-CDMAInter Base Station Asynchronous Cellular System)。
然而，一般使用于第三代合作计划宽频分码多任务接取/分频多任务的蜂窝搜寻的先前技术中有两个基本假设。第一，在码片-匹配滤波器(chip-matched filter)输出的取样完美的(理想取样(idealsampling))。然而，实际上，在码片-匹配滤波器输出的取样不是完美的(即非理想取样(non-ideal sampling))。第二，在发射机的码片时间对接收机已精确知道(即是没有取样频率偏移(clock offset))，也就是，该进入信号载波频率皆设定没有频率的偏移。实际上，频率偏移(frequency offset)来自于用户装置的晶体震荡器的频率不稳定，对用户装置而言，该进入信号载波频率可能会具有频率的偏移量，因此造成载波频率的不确定范围。频率偏移在基频带造成两项效应，(1)相位偏移(phase rotation)(2)取样频率偏移(clock offset)。其中取样频率偏移的部分，在先前技术中尚未被考虑到。在过去，由频率偏移所造成的相位偏移效应可通过一非同调组合结构(non-coherent combined structure)的初级同步码匹配滤波器(primary synchronization code matched filter)来消除。该项技术可见于Y.P.E.Wang and T.Ottosson，“Initialfrequency acquisition in W-CDMA，”IEEE Proc.VTC’99，Vol.2，pp.1013-1017，Sept.1999。
表1在一30毫秒的试验中在不同频率飘移所造成的码片取样点飘移
| 频率飘移(kHz) | 取样点飘移(Tc) | ||
| 10ms | 20ms | 30ms | |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 6 | 0.1152 | 0.2304 | 0.3456 |
| 8 | 0.1536 | 0.3072 | 0.4608 |
| 12 | 0.2304 | 0.4608 | 0.6912 |
| 24 | 0.4608 | 0.9216 | 1.3824 |
然而，该频率偏移造成的码片取样频率偏移存在于基地台与用户装置之间，却是先前技术所未考虑。现请参考表1，该表显示在不同频率偏移的状况下所产生的取样点飘移(clock drift)与时间的关系，举例来说，在12kHz频率偏移的出现下，在一个30毫秒帧中取样点会有0.69倍码片时间的偏移，相当于6ppm的取样频率偏移。因此将造成误差信息及增加蜂窝搜寻时间。图2a与图2b并非先前技术，但发明人在考虑频率偏移造成的取样点飘移效应下在初级码匹配滤波器输出的观察图。如图显示，由于频率偏移所造成的码片取样频率偏移效应下，信号位准降低与码片间干扰增加的结果。本发明的发明人曾提出数种方法以解决该频率偏移效应。但随着频率偏移量持续增大，频率偏移的补偿无法避免。因此，便有需要提出一种新的蜂窝搜寻装置，用于有效解决该频率偏移效应。
发明内容
本发明的主要目的提供一种蜂窝搜寻的初级同步检测装置，用于分码多任务接取系统，更特别用于宽频分码多任务接取系统，可以降低系统中取样频率偏移效应对蜂窝搜寻特性劣化的影响，并快速完成蜂窝搜寻。
本发明的次要目的提供一种蜂窝搜寻的初级同步检测装置，用于分码多任务接取系统的三阶段处理的蜂窝搜寻，可以降低系统中取样频率偏移效应对蜂窝搜寻特性劣化的影响，并且不增加装置的复杂度与功率消耗。
为达上述的主要目的，本发明提供一种初级同步检测装置，应用于分码多任务接取系统的蜂窝搜寻的初级同步码检测，检测来自基地台的一进入信号，该进入信号因频率偏移而具有一载波频率不确定范围，该初级同步检测装置包含：一补偿单元(compensation unit)，用于该进入信号的频率补偿与决定该进入信号的取样点的选择方式；一第一交换接口，连接于该补偿单元，具有数个交换端口，用于将该进入信号输出至数个次要检测单元；复数个次要检测单元，连接于该交换接口，用于检测该进入信号的一初级同步码，其中该码用于分辨该进入信号的时槽边界；其中将该进入信号的载波频率不确定范围分成复数个小区域(cell)，每个区域中有一次要载波(sub-carrier)频率，该复数个次要载波频率作为该复数个次要检测单元的参考频率，且切分频率不确定范围为该复数个小区域(cell)称为一分柜过程；一第二交换接口，连接于该复数个次要检测单元，具有复数个交换端口，用于将该进入信号输出；以及一选择单元，连接于该第二交换接口，用于在该复数个次要检测单元的输出中挑选出复数个(N1)个可能的时槽边界作为复数个(N1)候选者。
根据本发明的一特征，其中该补偿单元包含：一频率补偿单元，用于该进入信号的相位偏移(phase rotation compensation)补偿与取样频率偏移(clock offset compensation)补偿；以及一取样点扰乱器，用于决定该进入信号的取样点的选择方式；其中该取样点扰乱器在该进入信号的数字形式中随机地选择一取样点，或该取样点扰乱器在该进入信号的数字形式中选择一最佳取样点，其中该最佳取样点在该进入信号的数字形式中具有最大取样值。
为达上述的次要目的，本发明提供一种初级同步检测装置，应用于分码多任务接取系统的蜂窝搜寻的初级同步码同步检测，检测来自基地台的一进入信号，该进入信号因频率偏移而具有一载波频率不确定范围，该初级同步检测装置包含：一频率补偿单元(frequencycompensation unit)，用于该进入信号的相位补偿；一初级同步码匹配滤波器，用于匹配并检测该初级同步码；其中该初级同步码匹配滤波器同调或非同调，且分为复数个区段，每一区段的输出以其绝对值合并；一取样频率偏移补偿单元(clock compensated unit)，用于该进入信号的取样频率偏移补偿；一第一交换接口，连接于该取样频率偏移补偿单元，具有复数个交换端口，用于将该进入信号输出至复数个循环缓冲器；复数个循环缓冲器(circular buffer)，连接于该第一交换接口，用于储存来自该初级同步码检测器的检测结果，并继续判断该进入信号较佳的时槽边界；其中将该进入信号的载波频率不确定范围分成复数个小区域(cell)，每个区域中有一次要载波(sub-carrier)频率，该复数个次要载波频率作为该复数个循环缓冲器的参考频率，且切分频率不确定范围为该复数个小区域(cell)称为一分柜过程；一第二交换接口，连接于该复数个次要检测单元，具有复数个交换端口，用于将该进入信号输出；一选择单元，连接于该第二交换接口，用于在该复数个次要检测单元的输出中挑选出复数个(N1)个可能的时槽边界作为复数个(N1)候选者。
根据本发明的一特征，其中该取样点扰乱器在该进入信号的数字形式中随机地选择一取样点，或该取样点扰乱器在该进入信号的数字形式中选择一最佳取样点，其中该最佳取样点在该进入信号的数字形式中具有最大取样值。
本发明具有下列优点：
(1)本发明的初级同步检测装置能降低系统中取样频率偏移效应对蜂窝搜寻特性劣化的影响。
(2)本发明的初级同步检测装置能针对不同程度的频率偏移程度，做出不同的频率补偿结构，即全补偿结构及部分补偿结构。
(3)本发明的初级同步检测装置能配合不同的蜂窝搜寻方法，在装置的设计上极具弹性。
(4)在实际应用上，本发明的初级同步检测装置能以硬件方式来实现，特别是以芯片的方式来实现，以嵌入在蜂窝搜寻电路上。
本发明的其它特征与优点将从下文详细的描述、所附图标和所界定的权利要求范围而显而易见。
附图说明
图1显示一用于第三代合作计划(3GPP)的宽频分码多任务接取/分频多任务系统的帧结构图。
图2a与图2b显示，频率偏移造成的取样点飘移效应下，信号位准降低与码片间干扰增加的结果。
图3显示根据本发明第一实施例的一种初级同步检测装置的结构图，该初级同步检测装置使用全补偿结构(fully compensatedstructure)。
图4显示图3的次要检测单元的一实施例的结构图。
图5显示根据本发明第二实施例的一种初级同步检测装置的结构图，该初级同步检测装置使用部分补偿结构(partially compensatedstructure)。
图6显示图3与图5的初级同步检测装置的前端结构图。
图7a显示根据本发明实施例的一种分柜方法的示意图。
图7b显示根据本发明实施例的一种分柜方法的示意图。
图8显示在频率偏移效应fΔ＝24kHz下，不同分柜数下的蜂窝搜寻方法的特性图。(几何因子(Geometry Factor)G＝6dB)
图9显示在频率偏移效应fΔ＝24kHz下，比较不同候选者数目的蜂窝搜寻方法的特性图。标号说明：
111初级同步信道 121次级同步信道
131共同引导信道 190信号
300初级同步检测装置 310补偿单元
320第一交换接口 331、332复数个次要检测单元
340第二交换接口 350选择单元
500初级同步检测装置 510取样点扰乱器
520初级同步码匹配滤波器 530取样频率偏移补偿单元
540第一交换接口 551、552复数个循环缓冲器
560第二交换接口 570选择单元
610模拟数字转换单元 620码片匹配滤波单元
具体实施方式
频率偏移在基频带造成两项效应，(1)相位偏移(phase rotation)(2)取样频率偏移(clock offset)。其中取样频率偏移的部分，在先前技术中尚未被考虑到。
图3显示根据本发明第一实施例的一种初级同步检测装置的结构图，该初级同步检测装置使用全补偿结构(fully compensatedstructure)。该初级同步检测装置300同时补偿了(1)相位偏移(phaserotation)(2)取样频率偏移(clock offset)，其包含一补偿单元310、一第一交换接口320、数个次要检测单元331、332、一第二交换接口340以及一选择单元350。
由于本发明的初级同步检测装置300，用于分码多任务接取系统的蜂窝搜寻，特别用在具有三阶段处理的蜂窝搜寻的第一阶段处理。并着重于在第一阶段处理时能降低系统中取样频率偏移效应对蜂窝搜寻特性劣化的影响，并快速完成蜂窝搜寻。因此配合图6说明本发明的实施方式，图6显示图3的初级同步检测装置的前端结构图。该初级同步检测装置300的前端更包含：一模拟数字转换单元610与一码片匹配滤波单元620。
现请参考图3与图6，说明本发明的第一实施例如何应用于蜂窝搜寻。来自基地台的一进入信号，经过该模拟数字转换单元610，信号会由模拟形式转换成数字形式，也就是说，该模拟数字转换单元610可以是一具有取样功能的单元。该码片匹配滤波单元620，连接于该模拟数字转换单元610，用于匹配该进入信号，并将该进入信号送入该初级同步检测装置300。该补偿单元310，用于该进入信号的频率补偿与决定该进入信号的取样点的选择方式。其中该补偿单元310包含一频率补偿单元311，用于该进入信号的相位偏移(phase rotationcompensation)补偿与取样频率偏移(clock offset compensation)补偿；以及一取样点扰乱器312，用于决定该进入信号的取样点的选择方式。举例来说，当该进入信号因为频率偏移而有很大取样频率偏移效应时，该频率补偿单元311会决定以将该进入信号的频率不确定范围分成复数个小区域(cell)，每个区域中有一次要载波(sub-carrier)频率；其中该次要载波频率作为该复数个次要检测单元331、332处理该进入信号时的参考频率。该复数个次要检测单元331、332的数目依赖该进入信号的频率不确定范围分成复数个小区域(cell)的数目，或说是，一分柜数目。现请配合图7，该图将说明复数个次要检测单元331、332的数目如何选择及使用复数个次要检测单元的优点。
图7a显示一种分柜方法的示意图。该进入信号载波频率为fO，受限于客户端的晶体震荡器的精确度，该进入信号的载波频率与客户端晶体震荡器的频率有一误差，其误差范围分布于fH以及fL之间；意即以客户端为基准观之，进入信号的载波频率介于fH以及fL之间。该区间在此称之为载波不确定范围。根据本发明的发明人所提出的分柜方法，将该载波频率不确定范围分成复数个小区域，每个区域中有一次要载波频率；其中该次要载波频率作为该复数个次要检测单元331、332处理该进入信号时的参考频率，且该复数个小区域(cell)称为柜(bin)。该数个小区域(cell)以相同的间隔或不等的间隔来切分该载波频率不确定范围。如图7a所示，该复数个小区域以不等的间隔来切分该载波频率不确定范围，其中该次要载波频率位于该复数个小区域的中间。然而较佳当该复数个小区域(cell)以相同的间隔来等分该载波频率不确定范围。参照图7b，该图显示另一分柜方法的示意图。该复数个小区域以相等的间隔来切分该载波频率不确定范围，其中该次要载波频率位于该数个小区域的中间。设该载波频率不确定范围分成N个柜，则该第n个次要载波频率表示为fn，其中n大于等于1且小于等于N，而第n个次要载波频率fn如图7b中所示。此种分柜方法的好处该载波频率不确定范围被切分，因此该复数个次要载波频率能更接近该进入信号的载波频率，因此减少该进入信号的载波频率与用作为该复数个次要检测单元331、332的参考频率的偏移量，因此能有效降低频率偏移的效应下蜂窝搜寻的不良特性。该分柜过程特别使用于该蜂窝搜寻的第一阶段处理。基本上，该分柜的数目愈多愈能减少该进入信号的载波频率与用作为该复数个次要检测单元331、332的参考频率的偏移量，然而愈多的分柜数目也表示需愈多的次要检测单元，如此会造成装置的成本。因此在本发明中，更采用该取样点扰乱器312，用于决定该进入信号的取样点的选择方式。其中该取样点扰乱器312在该进入信号的数字形式中随机地选择一取样点。或者该取样点扰乱器312在该进入信号的数字形式中选择一最佳取样点，其中该最佳取样点在该进入信号的数字形式中具有最大取样值。该取样点扰乱器312所决定该进入信号的取样点的选择方式也能有效的解决该进入信号的取样频率偏移效应对蜂窝搜寻的不良影响。由于该频率补偿单元311与该取样点扰乱器312的配合，分柜的数目可以大量的减少，而不需要大量的次要检测单元。该第一交换接口320，连接于该补偿单元，具有数个交换端口，用于将该进入信号在分柜后输出至数个次要检测单元。该复数个次要检测单元331、332，连接于该第一交换接口，用于检测该进入信号的一初级同步码，其中该码用于分辨该进入信号的时槽边界。现配合图4，图4显示图3的次要检测单元的一实施例的结构图，其包含一初级同步码匹配滤波器410与一循环缓冲器(circularbuffer)420。该初级同步码匹配滤波器410，用于匹配并检测该初级同步码。其中该初级同步码匹配滤波器将该初级同步码的复数个码片分为复数个区段，每一区段的输出以其绝对值合并。该循环缓冲器(circular buffer)420，连接于该初级同步码匹配滤波器，用于储存来自该初级同步码检测器的检测结果，并将结果经过路径421回授并与下一结果累加，以判断该进入信号较佳的时槽边界。该第二交换接口340，连接于该复数个次要检测单元331、332，具有复数个交换端口，用于将该进入信号输出。根据本发明的该初级同步检测装置300，其最后尚有该选择单元350，连接于该第二交换接口340，用于在该复数个次要检测单元331、332的输出中挑选出复数个(N1)个可能的时槽边界作为复数个(N1)候选者，以作为蜂窝搜寻的下一阶段处理。
图5显示根据本发明第二实施例的一种初级同步检测装置的结构图，该初级同步检测装置使用部分补偿结构(partially compensatedstructure)。不同于根据本发明第一实施例的初级同步检测装置，第二实施例的该初级同步检测装置只补偿了取样频率偏移(clock offset)，而将相位偏移(phase rotation)的消除工作交由一码片匹配滤波器。该初级同步检测装置500其包含一取样点扰乱器510、一初级同步码匹配滤波器520、一取样频率偏移补偿单元530、一第一交换接口540、复数个循环缓冲器551、552，一第二交换接口560、一选择单元570。
现请参考图6与图5说明本发明的第二实施例如何应用于蜂窝搜寻，图6亦为图5的初级同步检测装置的前端结构图。来自基地台的一进入信号，经过该模拟数字转换单元610，信号会由模拟形式转换成数字形式，也就是说，该模拟数字转换单元610可以是一具有取样功能的单元。该码片匹配滤波单元620，连接于该模拟数字转换单元610，用于匹配该进入信号，并将该进入信号送入该初级同步检测装置500。该取样点扰乱器510，用于决定该进入信号的取样点的选择方式。由于此时该进入信号数字形式，该取样点扰乱器510，在该进入信号的数字形式中随机地选择一取样点。或者该取样点扰乱器510在该进入信号的数字形式中选择一最佳取样点，其中该最佳取样点在该进入信号的数字形式中具有最大取样值。该取样点扰乱器510所决定该进入信号的取样点的选择方式也能有效的解低该进入信号的取样频率偏移效应对蜂窝搜寻的不良影响。该初级同步码匹配滤波器520，用于匹配并检测该初级同步码，其中该初级同步码匹配滤波器将该初级同步码的复数个码片分为复数个区段，每一区段的输出以其绝对值合并。该取样频率偏移补偿单元530，用于该进入信号的取样频率偏移补偿。举例来说，当该进入信号因为频率偏移而有很大取样频率偏移效应时，该频率补偿单元530会决定以将该进入信号的频率不确定范围分成复数个小区域(cell)，每个区域中有一次要载波(sub-carrier)频率；其中该次要载波频率作为该复数个循环缓冲器551、552处理该进入信号时的参考频率。此时，该复数个循环缓冲器551、552系依赖该进入信号的频率不确定范围分成复数个小区域(cell)的数目，如前所述。该第一交换接口540，连接于该取样频率偏移补偿单元，具有复数个交换端口，用于将该进入信号输出至复数个循环缓冲器。该复数个循环缓冲器551、552，连接于该第一交换接口540，用于储存来自该初级同步码检测器的检测结果，并将结果经过路径541回授并与下一结果累加，并继续判断该进入信号较佳的时槽边界。该第二交换接口560，连接于该复数个循环缓冲器551、552，具有复数个交换端口，用于将该进入信号输出。该选择单元570，连接于该第二交换接口560，用于在该复数个次要循环缓冲器的输出中挑选出复数个(N1)个可能的时槽边界作为复数个(N1)候选者。以作为蜂窝搜寻的下一阶段处理。
在实际应用上，本发明的第一实施例与第二实施例的初级同步检测装置，由于各方块的功能明确，因此能以软件配合硬件方式来实现，特别是以芯片的方式来实现，以嵌入在蜂窝搜寻电路上。
由于本发明的初级同步检测装置，用于分码多任务接取系统的蜂窝搜寻，特别用在具有三阶段处理的蜂窝搜寻的第一阶段处理。并着重于在第一阶段处理时能降低系统中取样频率偏移效应对蜂窝搜寻特性劣化的影响，并快速完成蜂窝搜寻。在其它条件相同下(如蜂窝搜寻的第二阶段处理与第三阶段处理的条件)，更进一步的计算机仿真用于探讨本发明的实施例的蜂窝搜寻装置，即全补偿结构下与部分补偿结构下的检测装置的操作特性比较。
图8显示在频率偏移效应fΔ＝24kHz下及不同分柜数下，使用全补偿结构与部分补偿结构的蜂窝搜寻装置的特性图。该特性在该第一阶段处理采用具有复数个分柜来进行处理。如图所示，当分柜数一个时，衡量蜂窝搜寻的指针，即搜寻时间的累积密度函数特性明显的劣化。当分柜数增加至3个时，搜寻时间的累积密度函数特性明显提升。分柜数增加至4个时，在即搜寻时间的累积密度函数特性并没有更好表现。因此分柜数并非越多越好，而是分柜的数目应尽可能减少至维持正确蜂窝搜寻时所能忍受的最低效能。而第一实施例的初级同步检测装置的操作特性优于第二实施例的初级同步检测装置的操作特性。
图9显示在频率偏移效应fΔ＝24kHz下，比较不同候选者数目的蜂窝搜寻方法的特性图。该图在第一阶段处理时采用3个分柜。该第一阶段处理中，在该初级同步码中，选择复数个该码的时槽边界作为复数个候选者，并将该复数个候选送至该第二阶段处理。如图所示，10个候选者送至该第二阶段处理较佳的结果。而第一实施例的初级同步检测装置的操作特性亦优于第二实施例的初级同步检测装置的操作特性。
如前几图所示，分柜的数目应尽可能减少至维持正确蜂窝搜寻时所能忍受的最低效能。另外，而第一实施例的初级同步检测装置的操作特性优于第二实施例的初级同步检测装置的操作特性。然而，第一实施例的全补偿结构下的初级同步检测装置比起第二实施例的部分补偿结构下的初级同步检测装置有着更高的功率消耗与运算复杂度，因此使用全补偿结构下的检测装置或是部分补偿结构下的检测装置需作一衡量。
因此，根据本发明用于分码多任务接取系统的该初级同步检测装置，能在此分码多任务接取系统有效地降低频率偏移所造成的效应及快速达到初始同步。
根据本发明用于分码多任务接取系统的该初级同步检测装置，能在频率偏移所造成的码片取样频率偏移效应下有效提升系统效能；而且，在基于相同分柜数下不明显增加该硬件的复杂度。根据本发明的方法与装置可用于移动装置与无线个人数字化助理(PDA)系统。
虽然本发明已以前述较佳实施例公开，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定为准。
Claims (20)
1.一种初级同步检测装置，应用于分码多任务接取系统的蜂窝搜寻的初级同步码检测，检测来自基地台的一进入信号，该进入信号因频率偏移而具有一载波频率不确定范围，其特征在于：该初级同步检测装置包含：
一补偿单元(compensation unit)，用于该进入信号的频率补偿与决定该进入信号的取样点的选择方式；
一第一交换接口，连接于该补偿单元，具有数个交换端口，用于将该进入信号输出至数个次要检测单元；
数个次要检测单元，连接于该第一交换接口，用于检测该进入信号的一初级同步码，其中该初级同步码用于分辨该进入信号的时槽边界；
其中将该进入信号的载波频率不确定范围分成数个小区域(cell)，每个区域中有一次要载波(sub-carrier)频率，该复数个次要载波频率作为该复数个次要检测单元的参考频率，且切分频率不确定范围为该数个小区域(cell)称为一分柜过程；
一第二交换接口，连接于该数个次要检测单元，具有复数个交换端口，用于将该进入信号输出；
一选择单元，连接于该第二交换接口，用于在该复数个次要检测单元的输出中挑选出复数个(N1)个可能的时槽边界作为复数个(N1)候选。
2.如权利要求1所述的初级同步检测装置，其特征在于：其中该补偿单元包含：
一频率补偿单元，用于该进入信号的相位偏移(phase rotationcompensation)补偿与取样频率偏移(clock offset compensation)补偿；
一取样点扰乱器，用于决定该进入信号的取样点的选择方式。
3.如权利要求1所述的初级同步检测装置，其特征在于：其中该次要检测单元还包含：
一初级同步码匹配滤波器，用于匹配并检测该初级同步码；
一循环缓冲器(circular buffer)，连接于该初级同步码匹配滤波器，用于储存来自该初级同步码检测器的检测结果，并继续判断该进入信号较佳的时槽边界；
4.如权利要求1所述的初级同步检测装置，其特征在于：其中该初级同步检测装置的前端更包含：
一模拟数字转换单元，用于对一进入信号由模拟形式转换成数字形式；
一码片匹配滤波单元，连接于该模拟数字转换单元，用于匹配该进入信号，并将该进入信号送入该初级同步检测装置。
5.如权利要求2所述的初级同步检测装置，其特征在于：其中该取样点扰乱器在该进入信号的数字形式中随机地选择一取样点。
6.如权利要求2所述的初级同步检测装置，其特征在于：其中该取样点扰乱器在该进入信号的数字形式中选择一最佳取样点，其中该最佳取样点在该进入信号的数字形式中具有最大取样值。
7.如权利要求1所述的初级同步检测装置，其特征在于：其中该进入信号的载波频率不确定范围指，由该进入信号的最大可能频率与最小可能频率之间，其中该载波频率不确定范围由于用户装置的晶体震荡器的频率不稳定所造成。
8.如权利要求4所述的蜂窝搜寻方法，其特征在于：其中该数个小区域(cell)以相同的间隔等分该进入信号的载波频率不确定范围。
9.如权利要求5所述的蜂窝搜寻方法，其特征在于：其中该次要载波频率位于该数个小区域(cell)的中间。
10.如权利要求1所述的蜂窝搜寻装置，其特征在于：其中该数个初级同步码检测器的数目由该进入信号的载波频率不确定范围所切分的数个小区域的数目来决定。
11.一种初级同步检测装置，应用于分码多任务接取系统的蜂窝搜寻的初级同步码同步检测，检测来自基地台的一进入信号，该进入信号因频率偏移而具有一载波频率不确定范围，其特征在于：该初级同步检测装置包含：
一取样点扰乱器，用于决定该进入信号的取样点的选择方式；
一初级同步码匹配滤波器，用于匹配并检测该初级同步码；
一取样频率偏移补偿单元(clock compensated unit)，用于该进入信号的取样频率偏移补偿；
一第一交换接口，连接于该取样频率偏移补偿单元，具有复数个交换端口，用于将该进入信号输出至复数个循环缓冲器；
复数个循环缓冲器(circular buffer)，连接于该第一交换接口，用于储存来自该初级同步码检测器的检测结果，并继续判断该进入信号较佳的时槽边界；
其中将该进入信号的载波频率不确定范围分成复数个小区域(cell)，每个区域中有一次要载波(sub-carrier)频率，该复数个次要载波频率作为该复数个循环缓冲器的参考频率，且切分频率不确定范围为该复数个小区域(cell)称为一分柜过程；
一第二交换接口，连接于该复数个循环缓冲器，具有复数个交换端口，用于将该进入信号输出；
一选择单元，连接于该第二交换接口，用于在该复数个循环缓冲器的输出中挑选出复数个(N1)个可能的时槽边界作为复数个(N1)候选者。
12.如权利要求11所述的初级同步检测装置，其特征在于：其中该初级同步检测装置的前端更包含：
一模拟数字转换单元，用于对一进入的模拟信号转换成数字信号；
一码片匹配滤波单元，连接于该模拟数字转换单元，用于匹配该进入信号，并将该进入信号送入该初级同步检测装置。
13.如权利要求11所述的初级同步检测装置，其特征在于：其中该取样点扰乱器在该进入信号的数字形式中随机地选择一取样点。
14.如权利要求11所述的初级同步检测装置，其特征在于：其中该取样点扰乱器在该进入信号的数字形式中选择一最佳取样点，其中该最佳取样点在该进入信号的数字形式中具有最大取样值。
15.如权利要求11所述的初级同步检测装置，其特征在于：其中该进入信号的载波频率不确定范围指由该进入信号的最大可能频率与最小可能频率之间，其中该载波频率不确定范围由于用户装置的晶体震荡器的频率不稳定所造成。
16.如权利要求15所述的蜂窝搜寻方法，其特征在于：其中数个小区域(cell)以相同的间隔等分该进入信号的载波频率不确定范围。
17.如权利要求16所述的蜂窝搜寻方法，其特征在于：其中该次要载波频率位于该数个小区域(cell)的中间。
18.如权利要求11所述的蜂窝搜寻装置，其特征在于：其中该数个循环缓冲器的数目由该进入信号的载波频率不确定范围所切分的复数个小区域的数目来决定。
19.如权利要求1与11所述的初级同步检测装置，其特征在于：其中该初级同步检测装置使用于宽频分码多任务接取/分频双工系统。
20.如权利要求1与11所述的初级同步检测装置，其特征在于：其中该初级同步检测装置使用于移动装置与无线个人数字化助理(PDA)系统。
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| CNB021202613A CN1234212C (zh) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | 用于码分多址系统的小区搜索的初级同步检测装置 |
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| CN1327720C (zh) * | 2003-12-12 | 2007-07-18 | 西门子通信技术（北京）有限公司 | 一种时分同步码分多址接入系统中同步码调制相位簇的检测方法 |
| CN100405866C (zh) * | 2004-01-12 | 2008-07-23 | 大唐移动通信设备有限公司 | 小区初始搜索的快速频率扫描方法 |
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- 2002-05-17 CN CNB021202613A patent/CN1234212C/zh not_active Expired - Fee Related
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