CN1797992A - 一种用于搜索广播中同步位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种搜索广播中同步位置的方法，用于移动终端在小区搜索过程中快速准确地确定广播中同步位置，与基站建立同步。包括：计算所接收的每子帧下行导频序列时隙DwPTS调制相位；对多个子帧的DwPTS(SYNC_DL)调制相位的组合进行是否满足S1组合的搜索。该搜索包括：以X1个子帧的调制相位组合为一组，从每一组中搜索满足S1或S2的组合；从搜索到的满足S1或者S2组合的下一子帧开始，再以X2个子帧的SYNC_DL调制相位组合为一组，搜索满足S1或S2组合的K个组；搜索到满足S1或者S2组合的K个组后，继续以X3个子帧的SYNC_DL调制相位组合为一组，搜索满足S1组合的组(X1、X2、X3是大于等于4的正整数)，将满足S1相位组合的连续4个子帧后面紧随的4个子帧位置确定为广播的同步位置。

Description

一种用于搜索广播中同步位置的方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术，更确切地说是涉及一种在时分双工-同步码分多址移动通信系统中，移动用户终端设备(UE)搜索并确定广播中同步位置的方法。

背景技术

移动用户终端设备在小区搜索(小区重选)过程中需要读取基站发送的广播信息，因此需要移动终端设备搜索并确定出广播中的同步位置，以便与基站建立同步。

广播中同步位置是指时分-同步码分多址(TD-SCDMA)协议中规定的通过下行导频序列时隙DwPTS信号相位组合信息指示的广播中含有系统帧信息的位置，即连续4子帧的DwPTS相位为S1组合时，紧随其后的连续4个子帧的位置。

图1为TD-SCDMA无线移动通信系统的子帧时隙结构图。每个子帧(5ms)包含TS0至TS6共7个正常时隙，和在TS0与TS1之间的下行导频序列时隙DwPTS(96码片)、保护时隙GP(96码片)、上行导频序列时隙UpPTS(160码片)共3个特殊时隙。

图2为TS0时隙的详细结构。包括144个码片的midamble码、位于中间(midamble)码两边的各352个码片的数据符号，和16个码片的保护时隙GP，144个码片的midamble码中的128个码片长度为伪随机序列码。

图3为下行导频序列时隙DwPTS结构，包括32个码片的保护时隙(GP)和64个码片的下行导频码SYNC_DL。

在TD-SCDMA移动通信系统中，广播信息是在TS0时隙发送的，终端设备要读取广播信息首先需要确定广播中同步位置。而如前所述，同步位置是由每个子帧(5ms)在下行导频序列时隙DwPTS发送的下行导频码SYNC_DL的相位组合信息决定的，即如果连续四个子帧发送的SYNC_DL码的相位组合构成S1(135，45，225，135)的相位组合，则表明紧接着它们的连续四个子帧TS0时隙广播中包含同步信息。但如果连续四个子帧发送的SYNC_DL码的相位构成S2(315，225，315，45)的相位组合，则表明紧接的它们的连续四个子帧TS0时隙广播中不包含同步信息。

搜索广播中同步位置可以有多种实现方法，但总的说来，由于搜索广播中同步位置是一个不断计算、不断验证的过程，若追求可靠性则算法相对复杂，若追求算法简单则可靠性相对较低，因此有各种各样的实现方法可供灵活选择。

发明内容

本发明的目的是设计一种用于搜索广播中同步位置的方法，能快速准确地搜索到广播中同步位置。

实现本发明目的的技术方案是这样的：一种用于搜索广播中同步位置的方法，用于移动用户终端在小区搜索过程中确定广播中同步位置，包括：

A.移动用户终端计算所接收的每子帧下行导频序列时隙DwPTS调制相位；

B.移动用户终端对多个子帧的DwPTS调制相位的组合进行是否满足S1相位组合的搜索，将满足S1相位组合的连续4个子帧后面紧随的4个子帧位置确定为广播的同步位置，结束搜索。

所述A中的计算每子帧下行导频序列时隙DwPTS调制相位，包括：

A1.计算子帧TS0时隙中间midamble码的信道冲激响应；

A2.将该信道冲激响应与基站所使用的下行导频码SYNC_DL进行卷积；

A3.将卷积得到的序列与接收到的DwPTS数据序列共轭相乘并求和；

A4.根据该和数求相位；

A5.根据该相位求得SYNC_DL调制相位，为所述的下行导频序列时隙DwPTS调制相位。

所述B中，移动用户终端对多个子帧的DwPTS调制相位的组合进行是否满足S1相位组合的搜索，包括：

B1.以X1个子帧的SYNC_DL调制相位组合为一组，从每一组中搜索满足S1或者S2的组合，搜索到继续执行B2，否则结束搜索；

B2.从搜索到的满足S1或者S2组合的下一子帧开始，再以X2个子帧的SYNC_DL调制相位组合为一组，搜索满足S1或者S2组合的K个组，搜索到继续执行B3，否则结束搜索；

B3.搜索到满足S1或者S2组合的K个组后，继续以X3个子帧的SYNC_DL调制相位组合为一组，搜索满足S1相位组合的组，该满足S1相位组合的组为所述的满足S1相位组合的连续子帧位置，X1、X2、X3是大于等于4的正整数。

所述B1中，所述的X1个子帧是连续或间隔的；所述B2中，所述的X2个子帧是连续或间隔的，所述的K个组是连续或间隔满足S1或者S2组合的；所述B3中，所述的X3个子帧是连续或间隔的。

所述B1中，所述的结束搜索，是当连续搜索N1组仍未搜索到满足S1或者S2组合的组时，判断为同步位置搜索失败。

所述B2中，所述的结束搜索，是当连续搜索N2组仍未搜索到满足S1或者S2组合的K个组时，判断为同步位置搜索失败。

所述B3中，当连续搜索N3组仍未搜索到满足S1组合的组时，判断为同步位置搜索失败，结束搜索。

应用本发明方法的无线移动通信系统，应包括至少一个基站和一个移动终端设备。

本发明给出了一种在TD-SCDMA无线移动通信系统中搜索广播中同步位置的方法，在准确计算DwPTS时隙调制相位的基础上快速准确的搜索广播中同步位置。

应用本发明方法可以准确地计算出DwPTS的调制相位信息，进而能快速准确地搜索出广播中同步位置。

与现有技术相比，本发明利用TS0时隙的Midamble码得到的信道冲激响应，准确地计算出DwPTS调制相位，通过对多个4子帧DwPTS调制相位组合中搜索S1和S2调制相位组合，进行统计判断，来确定相位组合搜索的可靠性，并最后确定一个S1组合，从而确定同步位置，提高了搜索的准确性，从而能快速准确地搜索到同步位置。

附图说明

图1是TD-SCDMA系统的子帧结构图；

图2是图1中TS0时隙结构图；

图3是图1中DwPTS时隙结构图；

图4是本发明方法搜索广播中同步位置步骤1流程框图；

图5是本发明方法搜索广播中同步位置步骤2流程框图；

图6是本发明方法搜索广播中同步位置步骤3流程框图。

具体实施方式

本发明给出了在TD-SCDMA移动通信系统中，移动终端设备中用于准确计算DwPTS调制相位并据此快速准确地搜索出广播中同步位置的方法。包括：利用接收的TS0时隙的Midamble码得到信道冲激响应，和基站所使用的下行导频码SYNC_DL卷积，然后与DwPTS信号(数据序列)进行共轭相乘，快速准确的计算出每子帧的DwPTS调制相位信息；然后对多个子帧的该调制相位信息组合进行搜索，得到DwPTS调制相位组合S1，从而快速准确地确定出同步位置。

使用本发明方法，需要移动终端检测(最好连续检测，当然也可以间隔检测)多个子帧的SYNC_DL调制相位，然后与S1和S2的相位组合进行比对，并对检测相位组合的正确性进行检测，然后通过搜索S1相位组合来确认同步位置。

本发明采用的计算SYNC_DL调制相位的方法如下：

移动终端首先将接收的时隙TS0的Midamble码的信道冲激响应与基站所用的SYNC_DL码进行卷积。

设基站使用的SYNC_DL码是一个复值序列，为s_k，k＝0，1，...，63；设由时隙TS0的Midamble码估计的信道冲激响应为h_n，n＝0，1，...，W-1，W为信道估计窗口长度。其中信道冲激响应可以通过将接收TS0信号的midamble部分与移动终端检测到的基站使用的本地midamble码进行相关或者匹配滤波操作得到。

设信道冲激响应与基站使用的SYNC_DL码的卷积为x_k，k＝0，1，...，W+62，则有：

$x_k=\underset{n=0}{\overset{W-1}{\mathrm{\Σ}}}{s}_{k-n}\·h_n,k=\mathrm{0,1},...,W+62---\left(1\right)$

然后将基站使用的SYNC_DL码与信道的冲激响应卷积得到的序列和接收到的DwPTS的信号序列共轭相乘，最终得到SYNC_DL的调制相位。设接收到的DwPTS的信号为r_k，k＝0，1，...，W+62，则将r_k与卷积序列x_k对应数据共轭相乘并求和(即作点乘)，得到复数值S：

$S=\underset{k=0}{\overset{W+62}{\mathrm{\Σ}}}{r}_k\·{x_k}^{*}---\left(2\right)$

求S相位φ_s：

${\mathrm{\φ}}_s=\arctan \left(\frac{\mathrm{Im}\left(S\right)}{\mathrm{Re}\left(S\right)}\right)---\left(3\right)$

式中Im为S的虚部，Re为S的实部，进而可以求得SYNC_DL(即DwPTS)的调制相位φ：

上述给出的计算SYNC_DL调制相位的方法，各计算步骤都可以用通用的算法去完成。

下面结合附图4、5、6给出搜索同步位置的三个主要步骤。

参见图4，搜索同步位置的步骤1。本骤1完成的主要任务是：将接收的连续(或间隔，以连续为最佳，否则影响小区搜索时间)X1个、如8个子帧作为一组，依次计算该组中每个子帧SYNC_DL调制相位，将这8个子帧的调制相位与S1和S2的相位组合进行对比，寻找S1组合或者S2组合。如果连续(或间隔，以连续为最佳)搜索N1组都没有找到S1或者S2，则判断为搜索同步位置失败，否则转步骤2执行。

步骤41，令计数器C1＝1；

步骤42，计算连续8个子帧DwPTS时隙的SYNC_DL调制相位；

步骤43，判断该连续8个子帧SYNC_DL调制相位中有无S1(135，45，225，135)或者S2(315，225，315，45)相位组合，有则转步骤2(图5)执行，否则继续执行步骤44；

步骤44，判断C1是否大于或等于N1，是C1≥N1则执行步骤46，否则执行步骤45；

步骤45，对计数器C1作加1操作，C1＝C1+1，然后返回步骤42；

步骤46，当C1≥N1，即搜索了N1次仍未找到S1或者S2相位组合，说明同步位置搜索失败，则结束本步骤1。

本步骤1中的参数N1可以根据仿真结果确定。

参见图5，搜索同步位置的步骤2。本步骤2完成的主要任务是：从搜索到的S1或者S2组合的下一子帧开始，将连续(或间隔，以连续为最佳)的每X2个子帧，如4个子帧作为一组，计算每组中每个子帧的DwPTS调制相位。将每组的4个子帧的DwPTS调制相位信息与S1或者S2的相位组合进行对比。连续(或间隔，以连续为最佳)检测N2组，如果有K组或K(K小于等于N2)组以上的对比结果与S1或者S2的相位组合相符，则判断为DwPTS调制相位计算正确，转到步骤3(图6)，否则判断为搜索同步位置失败，并结束步骤2。

步骤51，令计数器C2＝1，令计数器k＝0；

步骤52，从搜索到的8个子帧中的S1或者S2组合的下一子帧开始，计算连续4个子帧DwPTS时隙的调制相位；

步骤53，判断连续4个子帧DwPTS时隙的调制相位有无S1(135，45，225，135)或者S2(315，225，315，45)相位组合，有则转步骤54执行，否则继续执行步骤55；

步骤54，对计数器k作加1操作，k＝k+1，然后执行步骤55。

步骤55，判断C2是否大于或等于N2，是C2≥N2则执行步骤57，否则执行步骤56；

步骤56，对计数器C2作加1操作，C2＝C2+1，然后返回步骤52；

步骤57，判断k是否大于或等于K，k≥K，是则转步骤3执行(图6)，否则执行步骤58；

步骤58，C2≥N2，即连续检测N2组，还没有找到K组或K(K小于等于N2)组以上的对比结果与S1或者S2的相位组合相符，则判断为DwPTS调制相位计算不正确，同步位置搜索失败，结束本步骤2。

本步骤2中的参数N2、K可以根据仿真结果确定，但K肯定小于N2。

参见图6，搜索同步位置的步骤3。本步骤3完成的主要任务是：确认K个或K个以上连续X2个子帧中每子帧的DwPTS调制相位计算正确之后，继续按连续(或间隔，以连续为最佳)X3个，如4个子帧为一组，计算每组中4个子帧DwPTS的调制相位，并与S1相位组合进行对比，即搜索S1相位组合，如果在连续(或间隔，以连续为最佳)N3个相位组合之内搜索到了符合S1的相位组合，则搜索同步位置成功，否则判断为搜索同步失败。通过所搜索到的符合S1相位组合的位置即可确定同步位置。

步骤61，令计数器C3＝1；

步骤62，计算连续4个子帧的DwPTS调制相位；

步骤63，判断连续4个子帧的DwPTS调制相位组合是否符合S1相位组合，符合则执行步骤68，否则继续执行步骤64；

步骤64，判断C3是否大于或等于N3，是C3≥N3则执行步骤66，否则执行步骤65；

步骤65，对计数器C3作加1操作，C3＝C3+1，并返回步骤62；

步骤66，C3≥N3，即连续检测N3组，还没有找到与S1相位组合相符的相位组合，则判断同步位置搜索失败，结束本步骤3。

步骤68，当步骤63中，在C3＜N3的情况下，找到了连续4个子帧的DwPTS调制相位组合符合S1相位组合，则同步位置搜索成功，通过该S1相位组合位置就可确定广播的同步位置。

本步骤3中的参数N3可以根据仿真结果确定。

上述X1、X2、X3可以是大于等于4的正整数。

本发明方案的技术关键点是通过搜索S1相位组合来确定同步位置，是一个计算与验证相结合的过程。其计算包括：利用TS0的Midamble码的信道冲激响应与基站所用的SYNC_DL码进行卷积，然后将卷积结果与接收的DwPTS信号进行共轭相乘，计算SYNC_DL的调制相位，和计算多个子帧的DwPTS调制相位；其验证包括：将计算得到的多个子帧的DwPTS调制相位与S1或S2相位组合进行比较；搜索一组或者多组S1或者S2相位组合；再通过从其后的N2组中搜索到K组(N2＞＝K)S1或者S2相位组合来判断相位组合搜索的正确性；最后再搜索其后的S1相位组合来确定S1相位组合位置；根据S1相位组合位置确定同步位置。

本发明利用TS0的Midamble码得到的信道冲激响应准确的计算出DwPTS调制相位，通过对多个子帧组合中搜索到的S1和S2相位组合个数进行统计判断来确定相位组合搜索的可靠性，因而提高了搜索的准确性，从而能快速准确的搜索到同步位置。

Claims (10)

1.一种用于搜索广播中同步位置的方法，用于移动用户终端在小区搜索过程中确定广播中同步位置，其特征在于包括：

A.移动用户终端计算所接收的每子帧下行导频序列时隙DwPTS调制相位；

B.移动用户终端对多个子帧的DwPTS调制相位的组合进行是否满足S1相位组合的搜索，将满足S1相位组合的连续4个子帧后面紧随的4个子帧位置确定为广播的同步位置，结束搜索。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述A中的计算每子帧下行导频序列时隙DwPTS调制相位，包括：

A1.计算子帧TS0时隙中间midamble码的信道冲激响应；

A2.将该信道冲激响应与基站所使用的下行导频码SYNC-DL进行卷积；

A3.将卷积得到的序列与接收到的DwPTS数据序列共轭相乘并求和；

A4.根据该和数求相位；

A5.根据该相位求得SYNC-DL调制相位，为所述的下行导频序列时隙DwPTS调制相位。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述B中，移动用户终端对多个子帧的DwPTS调制相位的组合进行是否满足S1相位组合的搜索，包括：

B1.以X1个子帧的SYNC-DL调制相位组合为一组，从每一组中搜索满足S1或者S2的组合，搜索到继续执行B2，否则结束搜索；

B2.从搜索到的满足S1或者S2组合的下一子帧开始，再以X2个子帧的SYNC-DL调制相位组合为一组，搜索满足S1或者S2组合的K个组，搜索到继续执行B3，否则结束搜索；

B3.搜索到满足S1或者S2组合的K个组后，继续以X3个子帧的SYNC-DL调制相位组合为一组，搜索满足S1相位组合的组，该满足S1相位组合的组为所述的满足S1相位组合的连续子帧位置，X1、X2、X3是大于等于4的正整数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述B1中，所述的X1个子帧是连续或间隔的；所述B2中，所述的X2个子帧是连续或间隔的，所述的K个组是连续或间隔满足S1或者S2组合的；所述B3中，所述的X3个子帧是连续或间隔的。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述B1中，所述的结束搜索，是当连续搜索N1组仍未搜索到满足S1或者S2组合的组时，判断为同步位置搜索失败。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的N1是一根据经验确定的值。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述B2中，所述的结束搜索，是当连续搜索N2组仍未搜索到满足S1或者S2组合的K个组时，判断为同步位置搜索失败。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的N2与K都是根据经验确定的值，但K≤N2。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述B3中，当连续搜索N3组仍未搜索到满足S1组合的组时，判断为同步位置搜索失败，结束搜索。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述的N3是一个根据经验确定的值。

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