CN1777061A - 时分双工系统中小区搜索第一和第二步骤的串行迭代方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种时分双工系统中小区搜索第一和第二步骤的串行迭代方法，该方法包括：在执行初始小区搜索第二步骤后进行判断，如果不满足一定的条件，则返回重新执行初始小区搜索第一步骤，产生另一批SYNC－DL码字和相应的帧同步位置供初始小区搜索第二步骤做检测，该方法能够在较低信干噪比(SINR)条件下，通过初始小区第一步骤和第二步骤的串行迭代，以较高的成功概率完成帧同步和同步码字的检测，同时具有很低的误检概率。

Description

时分双工系统中小区搜索第一和第二步骤的串行迭代方法

技术领域

本发明涉及一种应用于时分双工(Time Division Duplex)通信系统中，用户终端设备进行初始小区搜索(Initial Cell Search)的方法，尤其涉及一种小区搜索第一和第二步骤的串行迭代方法。

背景技术

1946年，美国的贝尔实验室便提出了将移动电话的服务区划分成若干个小区，每个小区设一个基站，构成蜂窝状系统的蜂窝(Cellular)移动通信新概念。1978年，这种系统在美国芝加哥试验获得成功，并于1983年正式投入商用。蜂窝系统的采用，使得相同的频率可以重复使用，从而大大增加了移动通信系统的容量，适应了移动通信用户骤增的客观需要。蜂窝移动通信系统的发展经历了一个从模拟网到数字网，从频分多址(FDMA)到时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)的过程。

随着时代的发展，人们对通信的要求，包括对通信质量和业务种类等的要求，也越来越高。第三代(3G)移动通信系统正是为了满足该要求而被发展起来的。它是以全球通用、系统综合作为基本出发点，并试图建立一个全球的移动综合业务数字网，综合蜂窝、无绳、寻呼、集群、移动数据、移动卫星、空中和海上等各种移动通信系统的功能，提供与固定电信网的业务兼容、质量相当的多种话音和非话音业务，进行袖珍个人终端的全球漫游，从而实现人类梦寐以求的在任何地方、任何时间与任何人进行通信的理想。

第三代移动通信系统中最关键的是无线电传输技术(RTT)。1998年国际电信联盟所征集的RTT候选提案：除6个卫星接口技术方案外，地面无线接口技术有10个方案，被分为两大类：CDMA与TDMA，其中CDMA占主导地位。在CDMA技术中，国际电信联盟目前共接受了3种标准，即欧洲和日本的W-CDMA、美国的CDMA 2000和中国的TD-SCDMA标准。

与其它第三代移动通信标准相比，时分同步码分多址(Time DivisionSynchronous Code-Division Multiple Access，简称TD-SCDMA)系统采用了许多独有的先进技术，并且在技术、经济两方面都具有突出的优势。TD-SCDMA采用时分双工(Time Division Duplex，TDD)、智能天线(SmartAntenna)、联合检测(Joint Detection)等技术，频谱利用率很高，能够解决高人口密度地区频率资源紧张的问题，并在互联网浏览等非对称移动数据和视频点播等多媒体业务方面具有潜在优势。

如图1所示，为一个典型的蜂窝移动通信系统的例子。该系统是由多个小区10₁-10_N(10)构成的，其中每个小区内各有一个基站(Base Station)11₁-11_N(11)，同时在该小区服务范围内存在一定数量的用户终端设备(UserEquipment，简写为UE)12₁-12_N(12)。每一个用户终端设备12通过与所属服务小区10内的基站11保持连接，来完成与其它通信设备之间的通信功能。

每次当用户终端设备12开机后，一般并不知道其所处的位置、以及应选择哪个基站11(或者小区10)进行有关上行接入(Uplink Access)操作。用户终端设备选择小区进行接入的过程一般被称为“初始小区搜索”(InitialCell Search)过程。用户终端设备12进行初始小区搜索的目的是选择合适的工作频点，并在该频点上取得与某个小区10内的基站11的下行同步，同时解读该基站11发送的有关系统广播消息——依据这些信息，用户终端设备12才能开始有关的上行接入过程，并最终建立与该基站11之间的连接。

如图2所示，为TD-SCDMA系统的帧结构示意图。该结构是根据3G合作项目(3GPP)规范TS 25.221(Release 4)中的低码片速率时分双工(LCR-TDD)模式(1.28Mcps)，或者中国无线通信标准(CWTS)规范TSM 05.02(Release3)中给出的。TD-SCDMA系统的码片速率为1.28Mcps，每一个无线帧(RadioFrame)200、201(20)的长度为5ms，即6400个码片(对于3GPP LCR-TDD系统，每个无线帧长度为10ms，并可划分为两个长度为5ms的子帧(subframe)，其中每个子帧包含6400个码片)。其中，每个TD-SCDMA系统中的无线帧(或者LCR系统中的子帧)20又可以分为7个时隙(TS0～TS6)21₀-21₆(51)，以及两个导频时隙：下行导频时隙(DwPTS)22和上行导频时隙(UpPTS)24，以及一个保护间隔(Guard)23。进一步的，TS0时隙210被用来承载系统广播信道以及其它可能的下行业务信道；而TS1～TS6时隙21₁-21₆则被用来承载上、下行业务信道。上行导频时隙(UpPTS)24和下行导频时隙DwPTS时隙22分别被用来建立初始的上、下行同步。TS0～TS6时隙21₀-21₆长度均为0.675ms或864个码片，其中包含两段长均为352码片的数据段DATA1(27)和DATA2(29)，以及中间的一段长为144码片的训练序列——中导码(Midamble)序列28。Midamble序列在TD-SCDMA有重要意义，包括小区标识、信道估计和同步(包括频率同步)等模块都要用到它。DwPTS时隙22包含32码片的保护间隔30、以及一个长为64码片的下行同步码(SYNC-DL)码字25，它的作用是小区标识和建立初始同步；而UpPTS时隙包含一个长为128码片的上行同步码(SYNC-UL)码字26，用户终端设备利用它进行有关上行接入过程。

按照3GPP规范TS 25.224(Release 4)或者CWTS规范TSM05.08(Release3)中的有关定义，在TD-SCDMA系统中，当完成初始频点选择后，在每个候选频点上，初始小区搜索过程可分为以下四个步骤：

第一步骤，DwPTS搜索：通过将总共32个SYNC-DL码字25与接收信号序列进行相关处理或者类似处理后，得到DwPTS时隙的(粗略)同步信息，同时检测出最有可能的SYNC-DL码字；

第二步骤，扰码和Midamble码字序列检测：得到DwPTS粗略位置信息后，根据TD-SCDMA帧结构用户终端可以接收位于TS0(21₀)上的P-CCPCH(主公共控制物理信道)信道上的Midamble部分接收信号28。由于每个SYNC-DL码字25对应一个码组(Code Group)，包含了4个可能的Midamble码字序列，因此通过将这4个可能的码字与TS0上Midamble部分的接收信号进行相关处理或者类似处理后，可检测出系统采用了其中哪个Midamble码字序列；由于扰码(Scrambl ing Code)和Midamble码字存在一一对应关系，所以扰码也可以检测到Midamble码字序列后同时获得；

第三步骤，控制复帧同步：TD-SCDMA系统中通过对SYNC-DL码25进行QPSK(四相相移键控)调制、并根据连续四帧内SYNC-DL码字25上的调制相位图案来确定控制复帧(Control Multi-frame)的开始。用户终端通过对接收SYNC-DL码字信号上调制相位图案的检测来确定控制复帧同步；

第四步骤，读取BCCH(广播信道)信息：获得控制复帧同步后，就可以知道哪些帧上有BCCH系统广播消息存在；用户终端对这些帧的P-CCPCH上的接收数据进行解调(Demodulation)和解码(Decoding)，然后进行循环冗余校验(CRC)；如果校验通过，则该块BCCH信息被认为有效并被传递给高层，初始小区过程成功结束。

初始小区搜索的方法及其装置设计，是TD-SCDMA系统设计中的重要课题之一。一方面，由于用户终端设备进行初始小区搜索之前往往只有很少的(甚至没有任何)系统信息，而且可能面临较恶劣的信道环境(例如，当用户处于小区边缘、或者处于阴影区时)，因此要求所设计的初始小区搜索方法拥有优良的性能，能够在较短时间内找到目标小区，同时又要具有较好的鲁棒性(robustness)，能适应各种开机环境；另一方面，又要求该设计具有合理的复杂度，避免由于软/硬件资源消耗过多、或者功耗太大等带来的一系列实现问题。

特别的，在TD-SCDMA系统中，前述初始小区搜索第一步骤的设计对整体设计尤为关键：因为此时用户终端设备还没有任何定时信息，所以往往需要通过在整个无线帧内进行接收信号与一个或者多个(最多32个)侯选SYNC-DL码字之间进行一系列滑动相关操作及后续处理后，才能确定有关的定时信息及功率最强的SYNC-DL码字，然后开始初始小区搜索第二步骤的有关处理。例如，在国际专利申请公开号WO03/028399，发明名称为“小区搜索方法和通信终端设备”(CELL SEARCH METHOD AND COMMUNICATION TERMINALAPPARATUS)中，主要公开了一种在TD-SCDMA系统中执行所述小区搜索第一步骤的方法和装置，该方法中首先将所有SYNC-DL码与接收信号分别进行滑动相关，并找到相关值最大的SYNC-DL码字及其对应位置作为输出。

初始小区第一步骤的设计目标之一是使检测到正确的SYNC-DL码字及其出现位置的成功概率尽可能高，因为仅当该检测结果正确时，后续初始小区搜索第二步骤至第四步骤才有机会进一步的正确检测其它小区信息。另一方面，同时又要求初始小区搜索第一步骤检测到错误SYNC-DL码字或者同步信息的概率(亦即误检概率)尽可能低，因为基于错误的SYNC-DL码字或者错误的帧同步定时，后续初始小区搜索第二步骤至第四步骤将肯定不能正确获取有关小区信息，并将导致搜索时间的加长。此外，如果输入的搜索频点本身就是错误的，也要求初始小区搜索第一至第四步骤能够尽早判断出错误情况，并尽快切换到下一个侯选频点上继续进行有关搜索。

但是，提高正确检测概率和降低误检概率的目标往往是矛盾的。一般的，初始小区搜索第一步骤可以简单的选取相关功率峰值最高的一个或者几个SYNC-DL码字作为检测输出。进一步的，为了降低误检概率，可以设置一个门限值来对检测结果“可靠度”的进行判断：当且仅当某个SYNC-DL码字的相关功率峰值超过该门限后，才认为检测到了该SYNC-DL码字并将其输出到后续初始小区搜索步骤；否则，若低于该门限，则将其丢弃而不作为输出传递给后续初始小区搜索步骤。但是，在信道传播条件较恶劣的情况下，该门限值的应用也会不可避免的“滤除”某些原本是正确的SYNC-DL码字检测结果，而导致正确检测概率的降低。对于初始小区搜索第一步骤而言，由于要对最多32个侯选SYNC-DL码字进行相关比较，并且SYNC-DL码字的长度仅为64，所以相对来说，初始小区搜索第一步骤是所有四步初始小区搜索步骤中的“性能瓶颈”；因此，必须通过尽可能的提高其正确检测概率来确保整个初始小区搜索过程具有良好的性能。所以，出于以上考虑，一般的在初始小区搜索第一步骤中并不采用某个门限值或类似方法来对检测结果“可靠度”的进行判断，而是直接选取相关功率峰值最高的一个或者几个SYNC-DL码字作为输出，以尽可能的提高该第一步骤的正确检测概率。

这样，为了降低由于初始小区搜索第一步骤可能输出的错误检测结果而带来的不利影响，要求后续初始小区搜索步骤能够尽快的发现该错误，从而可以退回之前小区搜索步骤重新进行有关检测，或者放弃该频点上的小区搜索过程。事实上，由于初始小区搜索第二步骤仅需在一个码组的四个Midamble码字中进行选择，而且Midamble码字长为144，所以与初始小区搜索第一步骤相比，其正确检测性能有很大提高。这样，就可以在初始小区搜索第二步骤引入某个门限来进行“可靠度”检测，排除那些错误的检测结构，同时又基本不影响整体的搜索性能。在中国专利申请号为03151479.0、名称为“时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法和装置”(MIDAMBLESEQUENCE DETECTION METHOD AND APPARATUS IN TD-SCDMA SYSTEM)中，提供了一种方法和装置：该方法和装置通过将最大似然Midamble码字的相关输出组内其它候选Midamble码字的相关输出相比较，可量化计算出所检测到Midamble码字的“可靠度”。并且，仅当该“可靠度”超过一个预设的门限值后，才认为检测到的Midamble码字有效并输出；否则，认为某种“错误”情况发生。这里所谓的“错误”情况，包含(1)初始小区搜索第一步骤所检测到的SYNC-DL码字或者相应的帧同步位置是错误的；(2)信道环境太恶劣，即信干噪比太低；(3)输入频点上没有TD-SCDMA信号载波，或者TD-SCDMA信号太弱。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种应用于时分双工通信系统中用户终端设备的进行初始小区搜索的方法，能够在较低信干噪比(SINR)条件下，通过初始小区第一步骤和第二步骤的串行迭代，能以较高的成功概率完成帧同步和同步码字的检测，同时具有很低的误检概率。

本发明提供一种应用于时分双工通信系统用户设备接收机的、包含初始小区搜索第一步骤和第二步骤的一种串行迭代方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一，将迭代次数计数器设置为零；

步骤二，对应于初始小区搜索第一步骤，用于通过将候选SYNC-DL码字与接收信号做相关、并比较相关功率峰值后，检测出一个或者多个SYNC-DL码字及其同步位置；

步骤三，对应于初始小区搜索第二步骤，用于根据步骤一中初始小区搜索第一步骤的输出，通过将候选Midamble码字与接收信号的相应部分做相关、并比较相关结果后，依次分别检测出各码组中的Midamble码字，并计算各码组中所检测Midamble码字的“可靠度”；其中，所述“可靠度”是用来估计所检测Midamble码字的正确概率的一个指标；

步骤四，如果步骤三中至少有一个码组内中所检测Midamble码字的“可靠度”超过一个门限参数T1，则终止本次迭代过程，将所有“可靠度”超过门限参数T1的Midamble码字作为初始小区搜索第二步骤的输出检测结果，并继续执行后续初始小区搜索步骤，例如初始小区搜索第三步骤；否则，则继续执行步骤五；

步骤五，如果步骤三中所有码组内中所检测Midamble码字的“可靠度”均低于一个门限参数T2，则终止本次迭代过程，并进行后续操作，例如在下一个频点上重新开始一次初始小区搜索过程；否则，则继续执行步骤六；

步骤六，将迭代次数计数器的值增加一；

步骤七，将迭代次数计数器的值与一个预设的门限T3做比较(其中T3为一个正整数)，若迭代次数不超过该门限，则返回步骤二，重新执行初始小区第一步骤；反之，则终止本次迭代过程，并进行后续操作，例如在下一个频点上重新开始一次初始小区搜索过程。

附图说明

图1为一典型的蜂窝移动通信系统的简单示意图；

图2为TD-SCDMA系统的帧结构示意图；

图3为将本发明应用于TD-SCDMA系统初始小区搜索第一、第二步骤中的一种串行迭代方法的流程图；

图4为将本发明应用于TD-SCDMA系统初始小区搜索第一、第二步骤中的一种串行迭代方法的一个例子的示意图；

图5为应用本发明的串行迭代方法进行TD-SCDMA系统初始小区搜索第一和第二步骤的性能曲线图。

具体实施方式

以下根据图3～图5，说明本发明的较佳实施方式。

如图3所示，为将本发明应用于TD-SCDMA系统初始小区搜索第一、第二步骤中的一种串行迭代方法的流程图。

首先，在步骤31中，将迭代次数计数器设置为零。所述串行迭代过程中维护一个迭代次数计数器，用于统计已经进行的迭代次数，因此需要在迭代方法开始时将其清为零值。

接着，由步骤32和33完成一次迭代处理，并分别执行初始小区搜索第一步骤和初始小区搜索第二步骤。其中，在步骤32中，执行初始小区搜索第一步骤，用于检测出一个或者多个SYNC-DL码字及其同步位置。所述的初始小区搜索第一步骤，包括将接收信号分别与各候选SYNC-DL码字进行相关，以及通过对各候选SYNC-DL码字相关结果的做进一步处理和比较后，从中选取出相关功率峰值最高的一个或者多个SYNC-DL码字、以及它们分别对应的同步位置作为该步骤的输出。例如，可选取以下几种方案中的一种方法来实现所述的步骤32的初始小区搜索第一步骤中的所需处理：

(1)在国际专利申请公开号WO03/028399，发明名称为“小区搜索方法和通信终端设备”(CELL SEARCH METHOD AND COMMUNICATION TERMINALAPPARATUS)中，主要公开了一种在TD-SCDMA系统中执行所述小区搜索第一步骤的方法和装置，该方法中首先将所有SYNC-DL码与接收信号分别进行滑动相关，并找到相关值最大的SYNC-DL码字及其对应的同步位置作为输出。

(2)在国际专利申请公开号WO01/074103，发明名称为“一种码分多址数字移动通信系统的小区初始方法”(METHOD OF CELL INITIAL SEARCH INCDMA DIGITAL MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM)中，公开了一种采用了所谓“特征窗”(Characteristic Window)的方法，即利用TD-SCDMA帧结构中DwPTS部分所特有的功率包络特性，先进行粗略的DwPTS同步，然后在该同步点附近再进行所有侯选SYNC-DL码字的滑动相关处理，并找到相关值最大的SYNC-DL码字及其对应的同步位置作为输出，从而避免了在整个帧的长度内进行复杂的相关处理。

(3)在中国专利申请号为200410025693.6，发明名称为“时分同步码分多址系统中的初始小区搜索方法和装置”(INITIAL CELL SEARCH METHODAND APPARATUS IN TD-SCDMA SYSTEM)中，公开了一种采用了“1比特”相关的方法和装置，即采用输入信号的符号位来进行低复杂度的相关处理，并找到相关值最大的一个或者多个SYNC-DL码字及其对应的同步位置作为输出。

当然，所述步骤32也可以采用其它实现初始小区搜索第一步骤的方法，而不改变其输入、输出特征。

在步骤33中，执行初始小区搜索第二步骤，用于根据步骤32中初始小区搜索第一步骤的输出，通过将候选Midamble码字与接收信号的相应部分做相关、并进行比较后，依次分别检测出各码组中的Midamble码字，并计算各码组中所检测Midamble码字的“可靠度”(Reliability)。所述的初始小区第二步骤，可采用如中国专利申请号为03151479.0、名称为“时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法和装置”(MIDAMBLE SEQUENCE DETECTIONMETHOD AND APPARATUS IN TD-SCDMA SYSTEM)中所提供的方法和装置的来实现。该方法和装置首先将候选Midamble码字与接收信号的相应部分进行相关以及有关处理后，通过比较找到每个码组内相关功率值最大的Midamble码字，亦即该码组内的最大似然(Maximum Likelihood)Midamble码字。然后，通过将最大似然Midamble码字的相关输出组内其它候选Midamble码字的相关输出相比较，可量化计算出所检测到Midamble码字的“可靠度”。一般的，“可靠度”越高，意味着所检测到的Midamble码字的相关功率相对于码组内其它Midamble码字更高，将该检测到的Midamble码字作为该码组内的Midamble码字检测输出的正确概率也就越高。因此，“可靠度”是用来估计所检测Midamble码字的正确概率的一个指标。

接下去，根据步骤33中所计算的所有检测Midamble码字的“可靠度”，在步骤34、35和37中将通过一系列的比较来控制迭代流程的走向。在步骤34中，将步骤33中检测到的所有Midamble码字的“可靠度”分别与一个门限参数T1作比较。其中门限参数T1一般为一个正实数。如果其中至少有一个所检测Midamble码字的“可靠度”超过该门限T1，则终止本次迭代过程并进行后续操作；反之，即若步骤33中初始小区搜索第二步骤所检测到的所有Midamble码字的“可靠度”均不超过门限参数T1，则继续执行步骤35。如果所检测Midamble码字的“可靠度”超过该门限参数T1，说明该检测Midamble码字具有很高的正确检测概率，因此认为步骤33中初始小区搜索第二步骤检测成功，这样就可以结束当前的迭代过程；进一步的，将所有“可靠度”超过门限参数T1的Midamble码字检测结果作为初始小区搜索第二步骤的输出检测结果，提供给后续初始小区搜索步骤，用于进行进一步获取小区信息的有关操作。例如，后续初始小区搜索第三步骤，基于初始小区搜索第一步骤和第二步骤所分别检测到的SYNC-DL码字和Midamble码字结果，可进一步搜索P-CCPCH块，来完成复帧同步。

在步骤35中，将步骤33中检测到Midamble码字的“可靠度”分别与另一个门限T参数2作比较。其中门限参数T2一般为一个正实数，并且满足T2＜T1。如果所有检测到的Midamble码字的“可靠度”均低于该门限参数T2，则终止本次迭代过程并执行后续操作；反之，即若步骤33中初始小区搜索第二步骤所检测到的Midamble码字中至少有一个的“可靠度”均不低于门限参数T2，则继续执行步骤36。造成所有检测到Midamble码字的“可靠度”都很低的状况，很有可能是因为搜索频点本身有问题(没有TD-SCDMA载波信号)，或者由于信道传播条件恶劣而导致该频点上的TD-SCDMA信号太弱，在这些情况下，应当及时终止当前迭代过程(即不再回到初始小区搜索第一步骤进行下一次迭代)，可以避免在那些“伪”频点或者信号质量差的频点上浪费过多的时间，而造成初始小区搜索时间过长以及消耗过多的处理功率。终止迭代过程后，可进行后续操作，例如在下一个频点上重新开始一次初始小区搜索过程。

在步骤34和35中，门限参数T1和T2的选取，对所述的初始小区搜索第一步骤和第二步骤的串行迭代方法的性能着重要的影响。当门限参数的取值越大，意味着门限越严格，从而初始小区搜索第一步骤和第二步骤的误检概率就越低，同时排除错误事件的能力也越强，但是此时正确检测概率也会受一定程度的影响，并可能一定程度上延长搜索时间。另一方面，当门限参数的取值越小，意味着门限越宽松，此时虽然正确检测概率会提高，但是误检概率也会同时增加，并且对错误事件的排除能力也减弱了。而把未检出的错误传递给后续步骤(例如初始小区搜索第三步骤和第四步骤)，可能会大大增加搜索时间，并无谓消耗更多的处理功率。综上所述，针对具体的应用环境和实现考虑，应该仔细选择门限参数T1和T2，在各设计指标之间进行反复折衷后，使所述初始小区搜索第一步骤和第二步骤的串行迭代方法的整体性能达到最优。

一般的，可通过计算机仿真的办法，在不同的信道传播环境下(例如3GPP所定义的几种信道传播环境)、以及不同的SINR条件下，对本发明所述的串行迭代方法进行仿真后，得到对应于不同门限参数T1的多组性能参考曲线。为了在低SINR条件下(例如当DwPTS_Ec/NO低于-8.0dB时)，仍然有较高(例如高于95％)的正确检测率，T1的取值不宜太大；但同时又要确保误检概率足够低(例如低于1％)，因此T1的取值又不可过小。一般的，对应在初始小区第二步骤中采用全相关(full correlation)处理的情况，推荐的T1取值可在区间[2.0，4.0]中根据具体设计指标来进行优选；而对应在初始小区第二步骤中采用部分相关(partial correlation)处理、来克服频率偏移(frequencyoffset)影响的情况，T1的取值一般要相对更大些，例如当将Midamble分两段进行部分相关时，推荐的T1取值可在区间[3.0，6.0]中根据具体设计指标来进行优选。

另一方面，门限参数T2则是针对输入搜索频点可能有误或者信号太弱的情况来设计的。一般的，T2的取值应当避免过大，以免在那些信号不太好(但是通过多次迭代后仍可能成功完成搜索)的搜索频点上过早的放弃搜索迭代过程。推荐的T2取值，可根据计算机仿真，对本发明所述的串行迭代方法进行仿真后，在区间[1.0，4.0]中来进行优选。当然，如果对输入搜索频点的可靠性有较大把握，也可以将T2设置为1.0，由于初始小区搜索第二步骤计算得到的“可靠度”总是不低于1.0，因此这样的T2设置将使本发明所述的串行迭代方法的步骤五中的判决结果总是“否”，并继续执行步骤六。

在步骤36中，将迭代次数计数器的值增加一。在步骤36后，迭代次数计数器中的储存值，记录了已经进行了初始小区搜索第一步骤和第二步骤的迭代次数。

在步骤37中，将迭代次数计数器的值与一个预设的门限参数T3做比较。其中T3为一个非负整数。若迭代次数不超过该门限，则返回步骤32，重新执行初始小区第一步骤；反之，则终止本次迭代过程，并进行后续操作，例如在下一个频点上重新开始一次初始小区搜索过程。随着初始小区搜索第一、第二步骤迭代执行次数的增加，正确检测的概率也会增加(见后文提供的仿真结果)；但是，也应该控制迭代次数的上限，以避免在信号质量差的频点花费过多的时间进行搜索。因此，门限值T3的选择，应根据实际应用情况和设计目标予以综合考虑。一般的，可通过计算机仿真的办法，在不同的信道传播环境下(例如3GPP所定义的几种信道传播环境)、以及不同的SINR条件下，对本发明所述的串行迭代方法进行仿真后，得到为了达到某个性能指标而在多数情况下(例如以高于90％的概率)所需的迭代次数，不妨假设其为K。然后，门限参数T3的值就可以设置为等于(K-1)，这样可以保证本发明所述的串行迭代方法最多进行K次迭代后必然终止。

如图4所示，为将本发明应用于TD-SCDMA系统初始小区搜索第一、第二步骤中的一种串行迭代方法的一个例子的示意图。首先在步骤401中，执行初始小区搜索第一步骤；然后，根据其提供的SYNC-DL码字(亦即码组信息)和帧同步结果，在步骤402中，执行初始小区搜索第二步骤。然后，在所示例子中，经过比较后发现所有检测到的Midamble码字的“可靠度”均低于门限参数T1(但不都低于门限参数T2)，因此初始小区搜索第二步骤检测失败。根据本发明所述的初始小区小区搜索第一、第二步骤的串行迭代方法，要进行另一次迭代，所以接下去在步骤403和步骤404中分别重新执行初始小区搜索第一步骤和第二步骤。这一次迭代后，通过比较后发现至少有一个检测到的Midamble码字“可靠度”超过了门限参数T1，因此初始小区搜索第二步骤检测成功。接下去，根据这次迭代中初始小区搜索第一步骤和第二步骤所分别检测到的SYNC-DL码字和Midamble码字等信息，继续执行初始小区搜索第三步骤405，进一步搜索P-CCPCH块，来进行有关复帧的同步。

如图5所示，为应用本发明的串行迭代方法进行TD-SCDMA系统初始小区搜索第一和第二步骤的性能曲线图。其中，初始小区第一步骤中的相关处理采用了在中国专利申请号为200410025693.6，发明名称为“时分同步码分多址系统中的初始小区搜索方法和装置”(INITIAL CELL SEARCH METHOD ANDAPPARATUS IN TD-SCDMA SYSTEM)中，公开的一种采用了“1比特”相关的同步方法；而初始小区第二步骤则是中国专利专利申请号为03151479.0，名称为“时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法和装置”(MIDAMBLESEQUENCE DETECTION METHOD AND APPARATUS IN TD-SCDMA SYSTEM)中，公开的一种包含了提供所检测Midamble码字的“可靠度”的方法。仿真中，假设初始频偏为3ppm，并且初始小区搜索第二步骤采用了部分相关的方法来克服该频偏带来的影响。同时，所选门限参数值的取值为：T1＝4.0、T2＝1.0、T3＝4。仿真结果给出了对应1～4次迭代处理的仿真性能曲线。信道条件为高斯白噪声信道(AWGN)。由图5可见，随着迭代次数的增加，所得的正确检测概率指标也得以不断提高；其中，迭代次数在从1次到2次之间的性能提升幅度最大。此外，该方法的误检概率几乎为零(未画在所示的性能曲线图上)。一般的，当信道传播环境较好，亦即信干噪比较高的条件下(例如当DwPTS Ec/NO高于-2.5dB时)，一般只需要运行初始小区搜索第一步骤和第二步骤各一次，就可以成功检测出SYNC-DL码字和Midamble码字等信息。而当信道传播环境较恶劣，亦即信干噪比较低的条件下(例如当DwPTS_Ec/NO处于-7.5dB至-2.5dB之间时)，则能够通过迭代次数的增加，亦即搜索时间的自适应的加长，来达到正确检测概率较好(例如高于90％)的搜索性能。

由上述针对图3~5的有关说明可见，采用本发明提供的TD-SCDMA系统初始小区搜索第一和第二步骤的串行迭代方法，能够在较低信干噪比(SINR)条件下，通过初始小区第一步骤和第二步骤的串行迭代，能以较高的成功概率完成帧同步和同步码字的检测，同时具有很低的误检概率。

至此，已经结合附图详细地描述了本发明的一种最佳实施方式。本领域的普通技术人员应该可以认识到，这里用于描述本发明的各种逻辑单元、模块、电路以及算法步骤等，可以采用电子硬件(electronic hardware)、计算机软件(computer software)或者它们的组合来付诸实现。这里对各种元件、单元、模块、电路和步骤通常都是按照他们的功能来描述的，实现时究竟采用硬件还是软件，是由整个系统的具体应用和设计约束来决定的。本领域的普通技术人员应该可以认识到在特定情况下硬件和软件的可互换性，并能针对具体应用采用最佳方式来实现本发明所描述的一种应用于TD-SCDMA系统初始小区搜索的方法和装置。

例如，这里用于描述本发明的各种逻辑单元、模块、电路以及算法步骤等，可采用以下方式或者它们的组合来实现，包括：数字信号处理器(DSP)、特殊用途集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分离的(discrete)逻辑门(gate)或者晶体管(transistor)逻辑、分离的硬件元器件(例如寄存器和FIFO)、执行一系列固件(firmware)指令的处理器、传统的编程软件(programmable software)和有关处理器(processor)等。其中，处理器可以是微处理器(microprocessor)，也可以是传统的处理器、控制器(controller)、微控制器(microcontroller)或者状态机(state machine)等；软件模块可存在于RAM存储器、闪存(flashmemory)、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或者任何现有已知的存储介质中。

本领域的普通技术人员显然清楚并且理解，本发明所举的最佳实施例仅用以说明本发明，而并不用于限制本发明，本发明所举各实施例中的技术特征，可以任意组合，而并不脱离本发明的思想。根据本发明公开的一种应用于时分通信系统中的小区搜索第一步骤和第二步骤的串行迭代方法，可以有许多方式修改所公开的发明，并且除了上述的具体给出的优选方式外，本发明还可以有其它许多实施例。因此，凡属依据本发明构思所能得到的方法或改进，均应包含在本发明的权利范围之内。本发明的权利范围由所附权利要求限定。

Claims (6)

1、一种时分双工系统中小区搜索第一和第二步骤的串行迭代方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，将迭代次数计数器设置为零；

步骤二，对应于初始小区搜索第一步骤，用于通过将候选SYNC-DL码字与接收信号做相关、并比较相关功率峰值后，检测出一个或者多个SYNC-DL码字及其同步位置；

步骤三，对应于初始小区搜索第二步骤，用于根据步骤一中初始小区搜索第一步骤的输出，通过将候选Midamble码字与接收信号的相应部分做相关、并比较相关结果后，依次分别检测出各码组中的Midamble码字，并计算各码组中所检测Midamble码字的“可靠度”，所述“可靠度”是用来估计所检测Midamble码字的正确概率的一个指标；

步骤四，如果步骤三中至少有一个码组内中所检测Midamble码字的“可靠度”超过一个门限参数T1，则终止本次迭代过程，将所有“可靠度”超过门限参数T1的Midamble码字作为初始小区搜索第二步骤的输出检测结果，并继续执行后续初始小区搜索步骤；否则，则继续执行步骤五；

步骤五，如果步骤三中所有码组内中所检测Midamble码字的“可靠度”均低于一个门限参数T2，则终止本次迭代过程，并进行后续操作；否则，则继续执行步骤六；

步骤六，将迭代次数计数器的值增加一；

步骤七，将迭代次数计数器的值与一个预设的门限参数T3做比较，若迭代次数不超过该门限，则返回步骤二，重新执行初始小区第一步骤；反之，则终止本次迭代过程，并进行后续操作，例如在下一个频点上重新开始一次初始小区搜索过程。

2、根据权利要求1所述的时分双工系统中小区搜索第一和第二步骤的串行迭代方法，其特征在于，所述的初始小区搜索第一步骤包括：将所有SYNC-DL码与接收信号分别进行滑动相关，并找到相关值最大的SYNC-DL码字及其对应的同步位置作为输出。

3、根据权利要求1所述的时分双工系统中小区搜索第一和第二步骤的串行迭代方法，其特征在于，所述的小区搜索第一步骤包括：利用TD-SCDMA帧结构中DwPTS部分所特有的功率包络特性，先进行粗略的DwPTS同步，然后在该同步点附近再进行所有侯选SYNC-DL码字的滑动相关处理，并找到相关值最大的SYNC-DL码字及其对应的同步位置作为输出，从而避免了在整个帧的长度内进行复杂的相关处理。

4、根据权利要求1所述的时分双工系统中小区搜索第一和第二步骤的串行迭代方法，其特征在于，所述的小区搜索第一步骤包括：采用输入信号的符号位来进行低复杂度的相关处理，并找到相关值最大的一个或者多个SYNC-DL码字及其对应的同步位置作为输出。

5、根据权利要求1所述的时分双工系统中小区搜索第一和第二步骤的串行迭代方法，其特征在于，所述的门限参数T1、T2均为正实数，而T3为一个非负整数。

6、根据权利要求5所述的时分双工系统中小区搜索第一和第二步骤的串行迭代方法，其特征在于，所述的门限参数T2＜T1。

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