具体实施方式
下面根据图3和图4给出本发明的二个较好实施例,进一步说明本发明的技术特征和功能特色,使能更好地说明本发明,但不是用来限制本发明的保护范围。
参见图3,它是一个获取特定信息位置的装置方块图,该装置可以运用于利用一组N长度的相对相位调制信息来反映特定信息位置的TDD通信系统。如图3所示,本发明的时分同步码分多址移动通信系统终端获取广播信息位置的装置,包括依次成电路联结的基准序列生成器1、信道估计器2、多径合并装置3、调制相位估计器5、以及作为判决相位调制序列的第一判决器6、和动态调节判决门限单元7,该单元7包括依次成电路联结的计算装置71、第二判决器72、和门限调节器73;该调制相位估计器5的输入端与一相位调制承载序列生成器4的输出端连接;该信道估计器2和多径合并装置3分别接受来自移动通信系统的相对调制相位序列信号。
所述的信道估计器2利用基准序列生成器1生成的基准序列(如midamble,训练序列等,其作用是在信道估计中起到参考作用)和接收信号进行信道估计和信道估计后处理,在实施过程中可以运用路径跟踪器或者路径搜索器来指定多径参数;所述的多径合并装置3采用信道估计器2的信息对输入信号中的相位调制承载序列部分(如SYNC-DL)进行多径合并;调制相位估计器5根据多径合并装置3和所述的相位调制承载序列生成器4的输入信息进行一帧(子帧)的调制相位估计,输出结果可以为硬判决值或者软判决值;第一判决器6对处理的帧(子帧)数进行统计,并决定是否转入计算装置71,实际上也起到了一个开关作用;计算装置71则计算出最近N帧(子帧)调制相位估计值与既定N长度相位模式之间的“相似程度”,这里所述的“相似程度”可采用两者之间的“距离”或者“相关性”等方式来表示;第二判决器72依据判决门限对计算装置71的输出结果进行判决,以便确定特定信息(如BCCH数据)的位置;如果尚未找到特定信息的位置,该门限调节器73将依据一定的条件动态调节第二判决器72的判决门限,其原则是依照不同位置上出现特定N相位的不同概率而设计不同的门限值,对于出现特定N相位概率大的地方放松门限要求,反之则加大门限要求。
参见图4,它是根据本发明以TSM移动通信系统为例,说明对图3所示装置的一种算法实现步骤。
图4是应用于TSM移动通信系统获取广播信息位置的程序流程图,其运行图3所示的本发明的时分同步码分多址移动通信系统中获取广播信息位置的装置,步骤11初始化四个门限,令帧数据K=0,步骤12,接收下一帧数据K=K+1,和步骤13,利用进行信道估计并进行后处理midamble此三个步骤是运行所述的基准序列生成器1和信道估计器2,以获得接收信号的多径参数;其中,步骤13是通过所述的信道估计器2来实现的;
步骤14是对SYNC-DL部分多径信息合并,其运行所述的多径合并装置3,采用信道估计器2的信息对输入信号中的相位调制承载序列部分进行多径合并;步骤14是通过所述的多径合并装置3来实现的;
步骤15是估计单帧SYNC-DL的调制相位,其运行所述的相位调制承载序列生成器4和调制相位估计器5,进行一帧(子帧)的相位估计。步骤15是通过所述的调制相位估计器5来实现的;
步骤16是判断总帧数是否大于3?如果大于3,执行步骤17,如果不大于3,则返回步骤12,其运行所述的第一判决器6,实施对处理的帧(子帧)数进行统计,若大于3,则送计算装置71,否则继续处理下一帧数据;步骤16是通过所述的第一判决器6来实现的;
步骤17是计算最近四个调制相位与既定四个相位间的相似程度,其运行所述的计算装置71,从而令计算装置71计算出最近N帧(子帧)调制相位估计值与已知N长度相位间的“距离”或“相关性”;步骤17是通过所述的计算装置71来实现的;
步骤18是判断判断Ds2(K-3)是否满足特定门限的要求?若满足要求,则认为找到了S2相位模式,便执行步骤19,获取BCCH数据块的位置;否则执行步骤20,
步骤18和19是通过所述的第二判决器72来实现的,该第二判决器72依据计算装置71的输出进行判决,以便确定特定信息的位置;
步骤20是判断(K-3)是否为4的倍数?如果是4的倍数则执行步骤21;如果不是4的倍数,则返回步骤12,即运行信道估计器2,步骤20和21是通过所述的门限调节器73来实现的,即门限调节器73依据一定条件来动态调节第二判决器72的判决门限,包括一组N个门限值。下面给出二个实施例。
实施例一
步骤11,设定四个初始门限Threshold(1)到Threshold(4)为区间(2.5,4.5)中的某一值,例如3.5,,原则上四个初始门限设置为相同,也可以有所差别;同时,在接收一帧(子帧)数据开始之前需设置帧(子帧)数K=0,
步骤12,接收下一帧数据K=K+1,
步骤13,首先利用TS0时隙中的midamble部分进行信道估计,具体实施时可以由路径跟踪器或者路径搜索器来指定多径参数,并采用相关或者快速傅立叶变换(FFT)的方法,同时可以利用过采样的技术来进一步提高整个发明的性能;然后要对信道估计的结果进行后处理,具体实施时可取第一径、功率最大的若干径、或者采用最大径和(或)噪声设置门限来获取最终的信道估计值等。
步骤14,利用上述获取径的冲击响应对SYNC-DL部分进行相位旋转和多径信息合并,从而得出SYNC-DL部分的估计值rn′,具体实施时可采用最大比合并、等增益合并等。
步骤15,利用合并后的SYNC-DL信息进行调制相位的估计,具体实施时可先采用式(1)的算法获取一调制相位相关序列tn,
其中n=1,2,…64,rn′是接收端SYNC-DL部分的估计值,cn *是未经相位调制的SYNC-DL部分原始序列,并取共扼。由于tn是一长度为64的序列,因而必须获取一个单一的SYNC-DL调制相位值的估计值,具体实施时可采用软判决或者硬判决的方法,例如公式(2)所示的一种软判决方法,
其中,符号“|.|”表示对一个复数进行的求模值运算。
步骤16,判断总帧数是否大于3?如果不大于3,返回执行步骤12;如果总帧数大于3,则执行步骤17,
步骤17,这一步骤的目的是为步骤18的判决和步骤21的动态门限调整做准备,其实现方式可以是多样的,只要能够反映检测四相位与既定四相位间的相似程度即可。例如,可以计算出最近4帧(子帧)SYNC-DL调制相位的估计值与S1和S2之间的2范数距离的平方Ds1(K-3)和Ds2(K-3)。根据表1的信息,可将S1和S2用复数表示如下:
利用公式(5)和公式(6)分别求出Ds1(K-3)和Ds2(K-3):
步骤18,对于TSM移动通信系统,利用第N个门限对Ds2(K-3)进行判决,其中N等于K除以4的余数再加1,即判决不等式(7)是否成立:
Ds2(K-3)<Threshold(K mod(4)+1) (7)
实际上,门限值Threshold(i)(i=1,2,3,4)的四个初始值是非常重要的,在步骤17所示方法的前提下,四个初始门限的值可为区间(2.5,4.5)中的某一值,例如3.5。
步骤19,如果判决不等式(7)成立,则认为找到了S2相位模式,根据规范定义,在下一帧(子帧)的TS0时隙将存在BCCH数据。
步骤20,判断(K-3)是否为4的倍数?如果是4的倍数,执行步骤21;否则返回步骤12接收下一帧数据K=K+1,
步骤21,对于TSM移动通信系统,当K-3为4的倍数时,利用了Ds1(K-6)至Ds1(K-3)的信息分别调节第1至4个门限的值。该步骤是本发明的关键之一。具体实施时可以有多种实现方式。例如在TSM移动通信系统中:
实现方式一为将Ds1(K-6)至Ds1(K-3)分别与一固定值比较,依照各自的大小关系调节相应的门限,如公式(8)所述,其中Threshold为一门限值,例如3.5;α为一调整值,例如0.3。
实现方式二为寻找Ds1(K-6)至Ds1(K-3)中的最小值的位置,并且只将与最小值位置相对应的门限增加,而将其它的门限减小。
实现方式三为利用公式(9)所述的无限冲击响应滤波器调节相应的门限,其中λ(i)为无限冲击响应滤波器的遗忘因子,为了简化实施方案,一般情况下λ(i)均取为相同的固定值,例如0.1或者0.2等等。
Threshold(i)=(1+λ(K+i-7))*Threshold(i)-λ(K+i-7)·Ds1(K+i-7) (9)
(i=1,2,3,4)
此外,在实施过程当中还可以限制Threshold(i)的取值范围,例如可以将Threshold(i)限制在(2.0,5.0)的区间。
对于所有的实施方案,还可以比较与S1最相似的四相位出现的位置是否存在着周期性,以便决定门限调整方案。
实施例二
这里介绍另一种在TSM移动通信系统中获取广播信息位置的另一个实施例。
对于TSM移动通信系统,步骤11-16与上述优选实施例一中基本相同,只是在步骤11中,初始化四个门限值为区间(0.0,4.0)中的某一值,例如,2.0,和在步骤15中,计算所得的调制相位估计并不进行归一化处理,而是直接按公式(10)来计算:
步骤17中,检测四相位与既定四相位间的相似程度采用相关(correlation)的方法获得,即按如下公式(11)和(12)分别计算最近连续四个检测相位与S1和S2之间的相关值PS1(K-3)和PS2(K-3):
然后,利用公式(13),计算最近连续四个检测相位的功率值和Pavg(K-3):
并分别按如下公式(14)和(15),将PS1(K-3)和PS2(K-3)按Pavg(K-3)进行归一化处理后得到另两个变量PS1,norm(K-3)和PS2,norm(K-3):
同时,按如下公式(16),计算针对S2的判决变量DS2(K-3):
其中,函数arg(.)表示对一个复数进行提取相位操作,函数cos(.)表示求余弦运算,函数Re(.)表示对一个复数进行取实部操作。
而针对S1的判决变量DS1(K-3)可直接取为PS1,norm(K-3);或者,也可与DS2(K-3)类似地按如下公式(17)来计算:
步骤18,判断以下不等式(18)是否成立:
DS2(K-3)>Threshold(K mod(4)+1) (18)
其中,这里门限值Threshold(i)(i=1,2,3,4)的四个初始值门限值的取值应在[0.0,4.0]之间的一个实数,推荐的取值为均设为2.0。
步骤19,如果判决不等式(18)成立,则认为找到了S2相位模式,根据规范定义,在下一帧(子帧)的TS0时隙将存在BCCH数据。
步骤20与上述实施例一相同。
步骤21,当K-3为4的倍数时,利用PS1,norm(K-6)至PS1,norm(K-3)的信息分别调节第1至4个门限的值。例如,可按以下公式(19)和(20)进行门限值的更新:
S1_pattern(i)=(1-λ(K+i-7))*S1_pattern(i)+λ(K+i-7)*DS1(K+i-7) (19)
Threshold(i)=C-S1_pattern(i) (20)
(i=1,2,3,4)
其中,遗忘因子λ(K+i-7)的取值为[0.0,1.0]之间的一个实数,推荐取值为所有λ(K+i-7)均取为0.90;数组{S1_pattern(i)}(i=1,2,3,4)的推荐初始取值为均取为2.0(亦即对应了门限值Threshold(i)的初始取值也均为2.0);而式(18)中的常数C则用于进行S1_pattern(i)与门限Threshold(i)之间的转换,推荐取值为C=4.0。
通过本发明的实施,TSM移动通信系统中终端设备UE在进行小区搜索时能够在较短的时间内准确地获取BCCH的位置。