CN1606835A - 使用尖峰品质因子的小区检索 - Google Patents

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Abstract

本发明的码分多址通信系统具有多个基站。各基站传送一主要同步信道(PSCH)中的一主要同步码(PSC)。一用户设备监看PSCH并使PSCH与PSC相关。利用该PSC相关的一结果，识别具有一PSC尖峰的PSCH位置。对于所识别的各PSCH位置，可确定包含与该位置的PSC尖峰相关的一形状因子的一品质因子。对每一识别的PSCH位置，该识别的PSCH位置及该品质因子皆已储存。所述PSCH位置和品质因子经过若干帧的累积后，使用逻辑算法进行处理以产生一可靠的PSC侦测。

Description

使用尖峰品质因子的小区检索
技术领域
本发明一般是关于无线移动通信系统。具体而言，本发明是关于这些系统中的小区检索。
背景技术
图1显示一无线移动通信系统。该通信系统具有多个基站121至12n(12)。各基站12与其作业区域或小区161至16n(16)内的用户设备(UE)141至14n(14)通信。当一UE14第一次激活时，其并不知道其位置及与哪一个基站12(或小区16)通信。UE14判定与之通信的小区16的程序称作「小区检索」。
在典型的码分多址(CDMA)通信系统中，小区检索使用一多步骤程序。步骤I中，各基站12传送一主要同步信道(PSCH)18中相同的主要同步码(PSC)。在一使用CDMA的分频双工(FDD)通信系统中，PSCH18是一帧的所有时隙，例如图2所显示的十五(15)时隙。各基站传送的PSC在所有时隙皆发送。
在一使用CDMA的分时双工(TDD)通信系统中，对于第I类小区检索(如图3a所示)，PSCH是十五个时隙之一，例如时隙0，或一般而言时隙K，其中0≤K≤14；对于第II类小区检索(如图3b所示)，PSCH是十五个时隙之二，例如时隙0和8，或一般而言时隙K和K+8，其中0≤K≤6。各基站在PSCH时隙传送相同的PSC。为减小步骤二所使用的第二同步码(SSC)之间的干扰，各PSC以一不同时间偏移传送。PSC偏移是一设定数目的数据码片处。
对于FDD/CDMA及TDD/CDMA二者，UE14皆藉由对接收的PSC检索PSCH来判定基站12以与之同步，例如利用一匹配的筛检器。图4显示TDD系统中该检索的结果的一例，可以看到，尖峰261至262出现在PSCH中有高PSC相关处。通常，检索结果需经过多帧的累积以更精确。利用累积结果，PSC尖峰位置在PSCH中得到判定。
与各基站传送的PSC一起，对于FDD及TDD的第I、II型，各基站12亦同时传送第二同步码(SSC)。各基站12发送的SSC是用于识别某些小区参数，例如小区所使用的码组和PSC时间偏移。UE14通常利用一相关器在步骤I识别的各PSC尖峰处侦测SSC和调制于其上的数据。步骤III中，UE14利用步骤I、II收集的信息完成与侦测的基站12中之一的同步。对于FDD，通常在步骤III中UE14匹配筛检掉一般导航信道(CPICH)以识别特定小区的扰码，从而允许UE14读取广播控制用信道(BCCH)。对于TDD第I、II型，通常在步骤III中UE14侦测特定小区的中导码，其用于广播信道中，然后读取广播信道。
使用该方法进行小区检索有以下缺点：缺点之一是所需要的用于储存一帧的多的输入信号及PSC相关值的内存。储存所有所述数据点会占用宝贵内存资源。另一缺点为处理一帧之多的数据需要相当长的处理时间。最后，仅储存尖峰位置会忽略相关期间收集的其它有用信息，例如尖峰形状。
因此，需要采用替代方法进行小区检索。
发明内容
码分多址通信系统具有多个基站，各基站传送一主要同步信道(PSCH)中的一主要同步码(PSC)。一用户设备监看PSCH并使PSCH与PSC相关。利用该PSC相关的一结果，识别具有一PSC尖峰的PSCH位置。对于各识别的PSCH位置，一包含一与该位置的PSC尖峰相关联的形状因子的品质因子得到确定，储存该识别的PSCH位置及品质因子。PSCH位置和品质因子经过若干帧的累积后，使用逻辑算法进行处理以产生一可靠PSC侦测。
附图说明
图1显示一无线通信系统。
图2显示一FDD/CDMA系统中的一PSCH。
图3a及3b显示一TDD/CDMA系统中各PSC的时间偏移。
图4显示一PSCH中的尖峰。
图5为一基站简化图，用于使用品质因子的小区检索。
图6为一UE简化图，用于使用品质因子的小区检索。
图7为一使用品质因子的小区检索的步骤I的流程图。
图8显示一宽尖峰和陡尖峰。
图9显示一列高PSC接受的能量等级。
图10为一使用品质因子的小区检索的步骤II的流程图。
图11为一基站的简化方块图，用于FDD小区检索的步骤III。
图12为一UE的简化方块图，用于FDD使用品质因子的小区检索的步骤III。
图13为一基站的简化方块图，用于TDD小区检索的步骤III。
图14为一UE的简化方块图，用于TDD使用品质因子的小区检索的步骤III。
图15为一使用品质因子侦测一周期信号的流程图。
具体实施方式
图5、6分别显示一基站12和一UE14，其中小区检索是利用品质因子进行。虽然本发明结合一FDD/CDMA或TDD/CDMA系统来阐明小区检索，但同样的原则亦适用于其它系统，例如其它混合分时多任务接取(TDMA)/CDMA通信系统。并且，所述小区检索程序可应用于其它需侦测一周期信号场合。
基站12具有一PSC产生器28，其在时隙中(对一FDD/CDMA系统而言)或在适当时隙/时间偏移组合中(对一TDD/CDMA系统而言)为该基站12产生PSC。多个SSC产生器301至30n，例如三SSC产生器，及相应的数据调制器321至32n产生SSC，其调制有与该基站的小区信息相关联的数据。所述SSC在时间上是与产生的PSC同步。一合并器34将产生的PSC及SSC合并。该合并信号经调制，例如藉由一混频器36，藉由一天线38或天线数组辐射出去。
经由无线电信道传播后，该合并信号以及其它基站的合并信号由UE12的天线40或天线数组接收，如图6所示。该接收信号经解调至基频，例如藉由一混频器42。该基频信号经过一PSC匹配的筛检器44，当然亦可用其它码相关装置。PSC匹配的筛检器44与PSC码进行匹配，产生如图式的一输出。
该PSC匹配的筛检器输出藉由一PSC评估装置48处理。PSC评估装置48的操作将结合图7阐明。因开始时UE12不具有时序信息，其将对PSC检索整个帧。一帧的累积数据在时间上划分成若干子帧56，例如划分成四(4)或八(8)个子帧。然而，利用品质因子进行小区检索可不划分一帧的数据。在以下描述中，若没有进行帧划分，则整个帧的数据可当作一单一子帧。
对尖峰分析每一子帧的累积数据，57、60。在一尖峰分析方法中，对数据进行评估以选择一固定数目(例如四)的相关值，其含有最高幅度。选择的固定数目尖峰随选择的子帧数目变化而变化。另一方法中利用到一特定临界值，超过该临界值的相关值，例如噪声底的二或三倍，将选择为尖峰。确定噪声底的一方法是取非尖峰数据点值的平均值。
另外，亦可利用一混合方法。对超过临界值的数据点的数目，识别的尖峰数目是局限于一最大特定数目，例如四，其具有最高幅度。反言的，若没有数据点超过临界值，则选择一最小特定数目，例如二，其具有最高幅度。对于各判定的尖峰，子帧内数据码片位置是储存在与评估装置相关联的内存48中。对于所有所述尖峰识别方法，若一列数据点82、84、86具有一高值，则选择一局部最大值84为尖峰，而非所有数据点82、84、86，如图9所示。
与各尖峰的位置一道，亦储存一尖峰品质因子，58。一尖峰品质因子可包含该尖峰的幅度的一表示。一幅度表示是一与噪声底相关的值，例如噪声底的倍数。另一幅度表示是尖峰的数据点的原始幅度。
另一品质因子可包含一形状因子。形状因子表示该尖峰的一形状。如图8所示，通常一宽尖峰70表示伪噪声的可能性比一陡尖峰72大。一量化形状的方法是量测与尖峰相邻的数据点的变化或标准差。一较小变化或标准差表示一宽尖峰70。
另一方法是比较周围数据点的算术平均值与几何平均值。若算术平均值比几何平均值高，则表示一较陡尖峰72。进行该模拟较的一方法是根据方程式1。
Figure A0282558300121
    方程式1
利用方程式1求解一形状因子，若其值大于一(1)，则表示一较陡尖峰。
另一品质因子可包含一可信因子。可信因子表示该尖峰是关联于一邻近基站12而非一较远基站12或噪声的可能性。一可信因子是形状因子与幅度之间的关系。一具有一大幅度的陡尖峰表示侦测的一基站是在邻近并对该侦测结果有很大可信。一具有一小幅度的宽尖峰表示对侦测成功的可信很小。可信因子亦可表示一尖峰的幅度和形状与该子帧或整个帧的其它尖峰或与后续帧中同一或邻近位置的相应尖峰的关系。举例而言，若一尖峰具有比其它尖峰高得多的幅度和陡度，则其很可能是一正确侦测。将整个帧中各尖峰进行比较，其优点之一为：在一子帧内具有较高幅度和较大陡度的尖峰与另一子帧内的一尖峰或多尖峰比较，其幅度和陡度可能较小。因此，一尖峰在其所在子帧内相对于其它尖峰可能具有较高可信因子，但相对于其它子帧内的尖峰其可信因子可能较小。
可信因子亦可反映先前小区检索尝试的信息。一UE14通常可用于一或几个小区，例如在其家庭网络内。因而，在所述小区的帧位置的一侦测到的一尖峰表示UE14预期见到的一小区。UE的PSC评估装置可利用一算法逻辑或模糊逻辑来产生可信因子，其反映先前成功小区检索尝试所得到的数据。
帧数据经评估之后，储存各尖峰的位置和品质因子，(59)。储存的品质因子可表示可信因子、幅度因子和形状因子三者之一或三者的组合。因为仅储存各子帧中的尖峰位置和品质因子，所以储存一帧的数据所需内存减小。因而，UE的内存48的使用效率得到提高。
随后的帧的数据类似地得到评估，61。为简化随后的帧评估，所述评估可局限于先前侦测的尖峰的位置。从一帧到另一帧，若尖峰在一给定位置消失，则其很可能起因于伪噪声。因此，最好将所述尖峰筛检掉并且在随后的帧中不予考虑，66。筛检掉伪尖峰将使PSC侦测程序更精确。
TDD中，伪噪声为一特别问题。开始时，UE14不具有时序参考。TDDUES14在不同时隙传送并接收同一频谱内的上行链路和下行链路通信。因而，一执行小区检索的UE14可能将一邻近UE的上行链路通信误认为一PSC。然而，一邻近UE的上行链路通信不大可能具有跨越帧的较高码相关度。筛检可降低该类伪侦测的几率。
随后的帧的尖峰数据亦储存在内存中。虽然可储存一帧中各尖峰的可信因子，但可信因子可为一累积值。举例说明，若一帧中一具有较大可信因子的尖峰在随后的帧中重复侦测到具有较高幅度和较大陡度，则其可信因子增加。比较而言，若其幅度较小和/或其较宽，则其可信因子减小。利用一累积可信因子，一旦一尖峰位置超过一特定可信临界值，随后帧数据的累积可停止。若一尖峰或一组尖峰具有高于临界值的可信因子，并且其或其等的可信因子比任何其它尖峰的可信因子高得多，例如藉由一比率试验判定，则累积甚至可在第一帧后即停止。
处理每一帧之后，评估装置46评估储存的数据以判定可能的邻近基站的PSC尖峰，63。评估装置46最好利用一基于规则的决定程序来评估数据。在一实施例中，评估装置46在内存48中累积经过一特定数目的帧的结果。利用从特定数目帧得到的结果，评估装置46选择可能的邻近基站的PSC尖峰。选择一固定数目尖峰，或者使用超过一评估临界值的若干PSC尖峰。一该种临界值评估是根据方程式2。
Σ i = 1 n W 1 M i + W 2 S i + W 3 C i > T     方程式2
n为叠代数。W1、W2及W3为重量因子。对一帧i累积的数据，Mi为幅度，Si为形状因子，Ci为可信因子。T为临界值。若步骤I中选定一特定数目或一单一PSC位置，则选定方程式2中具有最大值的位置。
另一用于一不利用可信因子的系统的方程式为方程式3。
Σ i = 1 n W 1 M i + W 2 S i > T     方程式3
另一实施例中，评估装置46持续累积帧数据，直到一PSC位置或特定数目的位置超过一临界值，例如使用方程式2、方程式3或累积可信因子。评估装置46可利用其它基于规则的方法。
使用该方法进行小区检索，可利用一品质因子、一可信因子以及先前成功小区检索结果，因而小区同步程序的判定得到改善。而且，藉由使用该额外信息，可能更快发现一正确侦测，减少处理的帧数目及小区检索的总处理复杂度。
利用步骤I选定的PSC尖峰位置，其最好为一单一位置，UE14执行步骤II。对于每一选定的PSC位置，一SSC相关器50将在该位置接收的信号与每一潜在SSC相关，(74)。对各帧，各SSC相关的结果传递至一小区身份判定装置52。
对各PSC位置，以帧为单位，将SSC相关结果储存于与小区身份判定装置52相关联的一内存48中。图中显示PSC评估装置46与小区身份判定装置52共享一内存48，但二者可分别使用不同的内存。储存的各SSC相关值是表示相关SSC接收的能量级。最好使用品质因子储存各帧的SSC相关值，以允许传递更多信息至小区身份判定装置52。小区身份判定装置52根据储存的信息，其以包含品质因子和允许的SSC合并为较佳，判定最大可能SSC。
各帧的SSC相关值累积起来，直到利用一基于规则的方法判定出一可信等级，(74)。可信等级判定需考虑的因子为接收的各SSC的幅度和形状因子、帧之间各接收的SSC的幅度和形状的变化及允许的SSC合并。另外可包含从先前成功小区同步得到的信息，75。先前信息可包含一给定帧位置处先前侦测的SSC。若在与先前成功同步相关联的一位置侦测到SSC码，则SSC侦测可信提高。
对侦测的SSC，在达到一可信等级之后，利用各位置处侦测的SSC和调制于其上的数据判定小区特定信息，(76)。该信息用于步骤III以完成同步程序。
某些系统中，可能不许可一UE14在某些小区16中作业。对一具体UE14，可「剔除」或「不推荐使用」所述小区16。此一系统中，处理完一起始帧之后，侦测程序中若侦测到「剔除」或「不推荐使用」小区，则将其筛检掉。举例说明，开始时一UE14对PSC分析一帧的数据。步骤II中利用到一或多初步PSC位置，同时步骤I分析后续帧的数据以提高侦测可信。步骤II分析初步位置期间，位置之一可能属于一「剔除」或「不推荐使用」小区。因此，在步骤I后续分析期间剔除该位置。
图11、12、13及14是用于FDD和TDD中进行小区检索步骤III的一简化基站12和UE 14的方块图。对于FDD，如图11显示的基站12，一CPICH信号藉由一CPICH产生器78产生。同样，一携带数据的BCCH信号藉由一BCCH产生器80使用BCCH信道化码和基站的扰码产生。CPICH信号和BCCH信号藉由一合并器82合并，并藉由一调制器84调制至无线电频率。无线电频率信号藉由基站12的一天线86或天线数组辐射出去。
辐射信号由UE天线88接收，如图12所示。该接收信号藉由一解调器90解调至基频。一CPICH扰码相关器92将基频信号与众多候选基站扰码相关。一CPICH扰码评估装置96储存扰码相关结果于一内存17中。最好为使用品质因子，例如幅度、形状和可信因子，储存扰码相关值。判定一扰码中的一可信等级之后，一BCCH接收器94利用判定的扰码恢复设置在BCCH上的数据。
对于TDD，如图13所示的基站12，一BCH产生器98产生一BCH通信丛发(burst)时间，其在BCH时隙中多任务化并具有与BCH信道化码相关联的一中导码。该BCH丛发(burst)藉由一调制器100调制至无线电频率，并藉由一天线102或天线数组辐射出去。
辐射信号由UE天线104接收，如图14所示。该接收信号藉由一解调器106解调产生一基频信号。一BCH中导码侦测装置108将基频信号与所有潜在中导码顺序相关。一BCH中导码评估装置110储存中导码顺序相关结果。最好为使用品质因子储存中导码顺序相关值。判定中导码顺序中的一可信等级之后，一BCCH接收器112利用判定的中导码顺序和与其相关联的信道化码恢复BCCH数据。
虽然尖峰品质因子是在小区检索背景下讨论，但同样的原则亦适用于任何周期重复信号的相关。重复信号之间的周期长度是当作一帧。图15为使用品质因子相关一周期信号的一流程图。
周期信号在传送之间具有一特别周期长度。与该信号的相关系在该周期长度执行，120。虽然非必要，但最好将相关周期划分成多个子时长，121。分析子时长以选定尖峰，122。判定各尖峰的一品质因子，123。对各尖峰，储存尖峰位置及其品质因子，124。对各子时长，重复该程序，125，然后在多个帧重复该程序，126。从储存的数据中剔除伪尖峰，127。利用累积尖峰数据，判定周期信号位置，128。

Claims (36)

1.一种用于一用户设备以储存用于一码分多址通信系统中小区检索的信息的方法，该系统具有多个基站，各基站传送一主要同步信道(PSCH)中的一主要同步码(PSC)，该方法包括：
一用户设备监看该PSCH并使该PSCH与该PSC相关；
利用该PSC相关的一结果，识别具有一PSC尖峰的PSCH位置；
对于所识别的各PSCH位置，确定一品质因子，其包含与该位置的PSC尖峰相关联的一形状因子，以及
对于所识别的各PSCH位置，储存所识别的该PSCH位置及该品质因子。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该PSCH是划分成重复的帧，并且对应各帧的时间周期，所识别的各PSCH位置为一帧时间周期内的一位置。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该帧时间周期划分成若干子帧，且所识别的所述PSCH位置及与其相关联的子帧是一起储存。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该品质因子包括一幅度。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该形状因子是部分基于该尖峰位置的一相关值与其相邻位置的相关值的一变化。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该形状因子是部分基于该尖峰位置的一相关值与其相邻位置的相关值的一标准差。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该形状因子是部分基于相对于该尖峰位置的其相邻位置的相关值的一算术平均值除以该相关值的一几何平均值。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述品质因子是经过多个所述帧时间周期的累积。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，未出现于多个帧中的尖峰将从所储存的PSCH位置信息中筛检掉。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述品质因子是经过固定数目的所述帧时间周期的累积。
11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述品质因子是经累积，直到累积达到一可信等级。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，各品质因子包含一可信因子，其代表对该尖峰为一真正PSC位置的一可信度。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该可信因子是部分基于从先前小区检索尝试得到的结果。
14.如权利要求1所述的方法，其进一步包含利用所储存的品质因子判定一最大可能PSC位置，其用于小区检索的步骤II。
15.如权利要求14所述的方法，其进一步包括藉由储存一品质因子来执行小区检索的步骤II，对各潜在第二同步码，该品质因子包含一形状因子。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该码分多址系统使用分频双工，且该方法进一步包括藉由储存一品质因子来执行小区检索的步骤III，对一广播共享控制信道的各潜在扰码，该品质因子包含一形状因子。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该码分多址系统使用分时双工，且该方法进一步包括藉由储存一品质因子来执行小区检索的步骤III，对一广播信道的各潜在中导码，该品质因子包含一形状因子。
18.一种在一码分多址通信系统中执行小区检索的用户设备(UE)，该系统具有多个基站，各基站传送一主要同步信道(PSCH)中的一主要同步码(PSC)，该UE包含：
一PSC匹配过滤器，其用于将该PSCH与该PSC相关；
一PSC评估装置，其利用该PSC相关的一结果识别具有一PSC尖峰的PSCH位置，对于所识别的各PSCH位置，该装置确定一品质因子，其包含与该位置的PSC尖峰相关联的一形状因子；以及
一内存，其用于对所识别的各PSCH位置储存所识别的该PSCH位置及该品质因子。
19.如权利要求18所述的用户设备，其特征在于，该帧时间周期是划分成若干子帧，且所识别的该PSCH位置及与其相关联的子帧是一起储存。
20.如权利要求18所述的用户设备，其特征在于，该品质因子包括一幅度。
21.如权利要求18所述的用户设备，其特征在于，该形状因子是部分基于该尖峰位置的一相关值与其相邻位置的相关值的变化。
22.如权利要求18所述的用户设备，其特征在于，该形状因子是部分基于该尖峰位置的一相关值与其相邻位置的相关值的一标准差。
23.如权利要求18所述的用户设备，其特征在于，该形状因子是部分基于其相对于该尖峰位置的相邻位置相关值的一算术平均值除以该相关值的一几何平均值。
24.如权利要求18所述的用户设备，其特征在于，所述品质因子是经过多个所述帧时间周期的累积，且未出现于多个帧中的尖峰将从所储存的PSCH位置信息中筛检掉。
25.一种在一码分多址通信系统中执行小区检索的用户设备(UE)，该系统具有多个基站，各基站传送一主要同步信道(PSCH)中的一主要同步码(PSC)，该UE包括：
用于将该PSCH与该PSC相关的装置；
利用该PSC相关的一结果，识别具有一PSC尖峰的PSCH位置的装置；
对于所识别的各PSCH位置确定一的装置，该品质因子包括与该位置的PSC尖峰相关联的一形状因子；以及
用于对所识别的各PSCH位置储存所识别的该PSCH位置及该品质因子的装置。
26.如权利要求25所述的用户设备，其特征在于，该帧时间周期是划分成若干子帧，且所识别的该PSCH位置及与其相关联的子帧是一起储存。
27.如权利要求25所述的用户设备，其特征在于，该品质因子包括一幅度。
28.如权利要求25所述的用户设备，其特征在于，该形状因子是部分基于该尖峰位置的一相关值与其相邻位置的相关值的变化。
29.如权利要求25所述的用户设备，其特征在于，该形状因子是部分基于该尖峰位置的一相关值与其相邻位置的相关值的一标准差。
30.如权利要求25所述的用户设备，其特征在于，所述品质因子是经过多个所述帧时间周期的累积，且未出现于多个帧中的尖峰将从所储存的PSCH位置信息中筛检掉。
31.如权利要求25所述的用户设备，其特征在于，该PSCH是利用一天线接收。
32.如权利要求25所述的用户设备，其特征在于，该PSCH是利用一天线数组接收。
33.一种用于在一具有一相关周期的周期信号中侦测一时间位置的方法，该方法包括：
监看该周期信号周期的一时间周期长度，并将其与该周期信号相关；
识别该时间周期中具有与该周期信号的一相关尖峰的时间位置；
对于所识别的各尖峰，确定一品质因子，其包括与该尖峰相关联的一形状因子；
对于所识别的各尖峰，储存所识别的该尖峰时间位置及该品质因子；以及
对于所识别的各尖峰，利用所储存的该识别尖峰位置及品质因子判定该周期信号的时间位置。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，该形状因子是部分基于该尖峰位置的一相关值与其相邻位置的相关值的变化。
35.如权利要求33所述的方法，其特征在于，该形状因子是部分基于该尖峰位置的一相关值与其相邻位置的相关值的一标准差。
36.如权利要求33所述的方法，其特征在于，该形状因子是部分基于相对于该尖峰位置的其相邻位置的相关值的一算术平均值除以该相关值的一算术平均值。
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