CN1798003B - 码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法 - Google Patents

码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法,该系统中各基站严格同步,共有L+1个两两相互正交的下行同步扩频码码字,下行同步帧的前P/2个时隙对于所有小区使用相同的码字进行时隙同步,然后在后P/2个时隙加上一个半径时延的范围内利用L个码字进行小区码字的搜索和小区选择同时完成小区的帧同步。本发明可以有效降低上下行业务信道对下行同步捕获的干扰,快速实现TDD模式下的下行链路的初始帧同步,同时实现小区选择。同步精度高,计算量小,方法简单,易于实现。

Description

码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法
技术领域
本发明涉及一种码分多址(CDMA)通信系统小区搜索中的初始同步方法,尤其涉及一种TDD(时分双工)方式的码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法,属于无线通信技术领域。
背景技术
CDMA系统的同步包括帧同步、时隙同步、码同步等,不管哪种同步都要求接收机的本地伪随机码与接收到的PN码在结构、频率和相位上完全一致,否则就不能正常接收所发送的信息,接收到的只是一片噪声。即只要完成码同步,其它同步都可迎刃而解。
CDMA系统中的PN码同步过程分为PN码捕获(粗同步)和PN码跟踪(细同步)两部分。PN码捕获是快速捕捉本地PN码的相位,使本地产生的PN码与接收到的PN码间定时误差小于1个码片间隔,PN码捕获可采用基于滑动相关的串行捕获方案或基于时延估计问题的并行捕获方案。PN码跟踪则自动调整本地码相位,进一步缩小定时误差,使定时误差小于一个码片间隔的几分之一,达到本地码与接收PN码频率和相位精确同步。
WCDMA TDD系统的初始同步,通过“三步捕获法”进行,第一步:时隙同步,通过同步信道的基本同步码来获取一个小区的时隙同步,采用一个与基本同步码匹配的匹配滤波器,这里的同步码对于所有小区都是相同的,通过检测匹配滤波器输出的峰值来获得时隙同步。第二步,帧同步和码组指示,UE采用同步信道的辅助同步码来获得帧同步并且确定在第一步中发现的所有小区的码组,需要将接收信号与所有可能的辅助同步信道的不同扩频码进行相干运算,并确定最大相关值,确定帧同步和扰码组号。第三步,扰码识别。第二步基站所属的扰码码组确定后,需要进一步确定基站的身份码-下行扰码,通过对可能的扰码进行穷举搜索,建立扰码同步。
TD-SCDMA系统的小区搜索和初始同步分为四步,第一步:下行导频时隙DwPTS搜索,在TD-SCDMA的下行信道中包含下行导频时隙,移动台使用一个匹配滤波器搜索下行信道,通过接收匹配滤波器的输出找到信号最强的基站发射的下行导频时隙,从而找到SYNC识别号(ID),而一个SYNC ID对应一个扰码和训练序列的码组,每一个码组含有八个扰码。第二步,扰码和基本训练序列码识别。该步骤的主要目的是找到该小区所使用的基本训练序列码和与其对应的扰码。因第一步已找到了该训练序列码所在的码组,所以这一步移动台只需要通过分别使用四个基本训练序列码进行符号到符号的相关性判断,就可以确定该训练序列是四个码中的哪一个,而每个扰码是和特定的基本训练序列码相对应的,进而就可以确定扰码。第三步,实现复帧同步。复帧头的具体位置是由n个连续的导频信道QPSK相位编码确定的,而下行导频信道采用QPSK(四相移相键控)调制,因此其包含QPSK相位编码信息,移动台通过解出该编码信息就可以搜索到复帧头。第四步:读广播信道(BCH)。移动台利用前几步已经识别出的扰码,基本训练序列码,复帧头读取BCH广播信道信息,从而得到小区的配置等公共信息。TD-SCDMA的初始同步过程和WCDMA TDD的初始同步过程的第一步都进行了时隙同步,在时隙同步的基础上就可以快速的实现帧同步。WCDMATDD的时隙同步是通过所有小区采用相同的同步码字完成的,而TD-SCDMA的时隙同步是通过所有小区使用不同的同步码字完成,从节省资源的角度WCDMA TDD优于TD-SCDMA。但是TD-SCDMA的帧同步比WCDMA TDD更加快捷。
另外,WCDMA TDD系统通过检测匹配滤波器输出的峰值来获得时隙同步,计算量大,时间长,增加了小区搜索的时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种更精确、操作简单、快速的用于码分多址通信系统小区搜索的初始同步方法,尤其适用于TDD方式码分多址无线传输系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法,该CDMA通信系统中各基站严格同步,在同一小区中的下行同步信道有P个等间隔或不等间隔的时隙,在其中多数个时隙,所有小区采用相同的扩频码字,用来时隙同步,其余时隙各个小区采用不同的码字,共有L个两两相互正交的扩频码码字分配给一个蜂窝中的L个小区,并且每两个码字两两互相关的副峰和每个扩频码自相关主峰之比小于等于M分之一,M大于等于8,其特征在于该方法至少包括以下步骤:
1)利用所有小区采用相同的扩频码字的多数个时隙,采用傅里叶变换和反变换进行接收序列和扩频码字的滑动相关运算,实现时隙同步;
2)检测小区扩频码字和帧同步。
其中,步骤1)中采用傅里叶变换和反变换进行接收序列和扩频码字的滑动相关运算,包括构建一个与该接收序列长度相同的扩频码字,再利用构建后的扩频码字的傅里叶变换与接收序列的傅里叶变换进行点乘,然后进行反傅里叶变换。
较优地,步骤1)中构建一个与该接收序列长度相同的扩频码字,包括对扩频码字取共轭并逆序排列,末尾补零成为N点的数得到构建的扩频码字。
较优地,步骤1)中进一步包括在进行反傅里叶变换之前先进行低通滤波。
较优地,步骤1)中进一步包括对多数帧的反傅里叶变换的结果进行对应位置值的累加,然后再进行多数个时隙的滑动累积,该多数个时隙的长度等于所有小区采用相同的扩频码字的多数个时隙的长度,最后再找出一帧中滑动累加最大值的位置作为第一个时隙的起始位置。
较优地,步骤1)对多数帧的反傅里叶变换的结果进行对应位置值的累加,进一步包括对反傅里叶变换后的结果的实部和虚部的平方和除以接收信号经过模数变换后的平方和,得到的结果,再对每一个下行同步时隙取其结果的极大值,如果这个极大值不等于0,则置为1,否则置为0,得到二进制序列;进行多数个时隙的滑动累积时,是对二进制序列多帧累加后的多数个时隙的滑动累积。
较优地,检测小区的扩频码字包括以下步骤:
2a)在步骤1)中时隙同步可以得到所有小区采用相同扩频码字的多数个时隙的最后一个时隙的末尾的位置,从这一位置开始到一帧的最后一个时隙的末尾的范围内以轮询的方式搜索所有小区其余时隙使用的码字,检测所有码字和接收信号的相关峰值,和相关峰值的位置;
2b)所有码字和接收信号的相关峰值和相应的相关峰值的位置组成集合,并且按相关峰值的大小进行排序;
2c)取相关峰值最大的码字对应的小区作为服务小区。
进一步地,帧同步应至少通过以下步骤完成:
2d)通过检测小区的码字,完成小区选择,得到相关峰值最大的码字对应的峰值位置是下行同步帧的最后一个时隙的末尾;
2e)对前述步骤中检测到的下行同步帧的最后一个时隙末尾的位置,减去一个下行同步帧的长度,即为帧边界的位置,即完成了帧同步。
一种码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法的实现电路,其特征在于,包括时隙同步电路和选择服务小区电路,其中时隙同步电路包括采用傅里叶变换和反变换进行接收序列与扩频码的滑动相关运算电路,连接滑动累加电路与多时隙滑动累积电路以及计算一帧中多时隙滑动累积值最大值位置的电路。
进一步地,该接收序列与扩频码的滑动相关运算电路包括相互连接的扩频码构建电路和傅立叶变换电路,产生设定长度的频域扩频码,接收信号经过数模转换和下变频得到基带信号,再经傅立叶变换得到频域接收序列;频域扩频码和频域接收序列经过乘法电路后进行反傅立叶变换,得到接收序列与扩频码的滑动相关运算结果。
进一步地,反傅里叶变换后的滑动相关运算结果的实部和虚部输入到取平方和电路,再输出到除法器;基带接收信号输入到取平方和电路,经过滑动累加器之后,再输出到除法器,得到滑动相关运算结果实部和虚部的平方和除以接收信号经过模数变换后的平方和的结果。
本发明使用FFT/IFFT代替匹配滤波器或滑动相关器做接收序列与本地扩频码字的互相关,和匹配滤波器相比计算量至少降低一个量级,通过IFFT之后的模的平方除以FFT之前的模的平方,可以有效的降低上下行业务信道对下行同步捕获的干扰,快速实现TDD模式下的下行链路的初始帧同步同时实现小区选择。同步精度高,方法简单,易于实现。
附图说明
下面通过附图及具体实施例对本发明进行详细阐述。
图1是一个蜂窝的小区示意图。
图2是本发明小区搜索流程图。
图3是本发明移动站下行同步信道接收机的结构示意图。
图4是本发明滑动累加器示意图。
图5是本发明多帧累加器示意图。
图6是本发明多个时隙滑动累加器示意图。
图7显示了某个蜂窝中的L个基站的一种码字分配方式。
具体实施方式
如图1所示,本发明所述的CDMA通信系统中,移动台共有L个两两相互正交的下行同步信道扩频码分配给L个两两相邻的小区,L个小区构成一个蜂窝,在此假定1号小区、2号小区、3号小区、4号小区……L号小区是相邻小区。每个小区被分配一个下行同步扩频码,并且每两个扩频码两两互相关的副峰和每个扩频码自相关主峰之比小于等于M分之一,M大于等于8。
CDMA通信系统中各基站的时钟,定时严格同步,所有小区的帧结构相同,在同一小区中的下行同步信道和下行业务信道采用时分方式成帧。下行同步帧包括P个等间隔或不等间隔的时隙,其中所有小区的前P/2个时隙使用相同的扩频码字,后P/2个时隙使用不同的下行同步扩频码字,共有L个两两相互正交的下行同步扩频码码字分别分配给L个两两相邻的小区的下行同步帧的后P/2个时隙。其中,P大于等于1并且是2的整数倍。每两个码字两两互相关的副峰和主峰之比小于等于M分之一,M越大,则下行同步捕获性能越好。并且,下行同步信道的每个时隙不发送信息或者说发送信息是一常数。
对于TDD系统,下行同步信道和上下行业务信道采用时分的方式,其它用户的上下行业务数据对本用户的下行同步捕获造成干扰,尤其对于在小区边缘的用户,其它用户的上行业务数据对相邻用户的下行同步的干扰非常强,有可能造成下行同步捕获一直无法成功。利用本发明的小区搜索的初始同步方法就可以快速获得下行同步,其具体步骤如下:
1)利用下行同步帧的使用相同扩频码的前P/2个时隙完成时隙同步;
2)检测小区的扩频码;
3)实现帧同步。
结合图2,下面具体讲解步骤1)利用下行同步帧的前P/2个时隙完成时隙同步。可以理解,如果所有小区的Q个时隙使用相同的扩频码字,其中Q小于N但是不等于P/2,则本发明也可以利于这Q个时隙进行时隙同步,其原理与利用前P/2个时隙实现时隙同步是相同的,在此不累述。
11)接收机收到起始时间为Δ的接收信号,首先进行模数变换和下变频,使得接收信号变成基带信号,即基带接收序列。然后,对长度为N的基带接收序列{r}Δ,N=(rΔ,rΔ+1,...,rΔ+N-1)进行快速傅利叶变换(FFT),得到频域接收序列{R}N=(R0,R1,....,RN-1)=FFT[{r}Δ,N],其中N为FFT的长度,N的取值为2的整数次幂;
12)利用本地扩频码字构建与频域接收序列相同长度N的扩频码字。对本地扩频码字
Figure B2004101024067D00061
序列取共轭,变成逆序后再补零,构成长度为N的序列
Figure B2004101024067D00062
其中i表示第i个扩频码,1表示第1个码字。每个小区分配一个码字,补零的个数为N-I,I为扩频码长。对其进行FFT变换,得到
Figure B2004101024067D00063
13)将步骤11)中得到的接收信号的共轭的FFT变换和步骤12)中得到的本地序列的FFT变换值对位相乘得到N点的值。
步骤13)可以进一步优化为计算
Figure B2004101024067D00064
这一步可以认为是对两个N点的序列
Figure B2004101024067D00065
相乘后进行频域上的低通滤波或者时域上的下采样的结果。其中M的选取至关重要,若M与N相差不大,则计算复杂度减小太少;若M与N相差很大,则导致下一步IFFT频域的点数太少,变换之后时域分辨率不够,估计的峰值位置与真实的位置会有偏差,M越小,偏差越大。考虑采用IFFT,M为2的幂次。
14)将步骤13)中得到的N点的值进行IFFT变换,IFFT变换结果还是N点的值。
步骤11)-14)的实质是利用傅里叶变换和反变换进行接收序列和扩频码字的滑动相关运算。时域上的接收序列和本地扩频序列的滑动相关由接收序列和本地扩频序列各自傅立叶变换的乘积再进行反傅立叶变换代替,是因为频域上的两个序列的乘积的反傅立叶变换相当于两个序列在时域上的卷积。接收序列的FFT和本地扩频序列的FFT的复数乘积的结果通过一个理想低通滤波器,然后再进行IFFT变换。相当于在时域上做了抽取,IFFT的点数减少到抽取因子分之一,虽然损失了时隙同步精度,但是由于时隙同步只需要给出下行同步时隙的粗略位置,后面的帧同步的精度至少精确到一个码片以内。
15)对多个长度为N的接收序列的滑动相关运算结果进行累加。由于长度N可以等于帧长,所以,将多个长度为N的接收序列的滑动相关运算结果进行的累加简单称为多帧累加。由于多个长度为N的接收序列进行对应位置值的累加,结果还是长度为N的值,所以多个长度为N的接收序列的滑动相关运算结果经过累加后得到的还是N点的值。多帧累加的目的是消除噪声和上下行业务数据对下行同步干扰的影响。
对于TDD方式,如果用户刚开机,而邻近该用户的其它用户的上行业务会对其下行同步初始捕获有很大的干扰,可以采用IFFT后的能量值
Figure B2004101024067D00071
除以FFT前的滑动累加能量值作为去掉幅度影响的本地码字和接收码字的相关值Ri(步骤5A)。FFT前的滑动累加能量窗的窗口宽度定为一个下行同步时隙的长度,假设下行同步时隙的长度是Nchips,那么滑动能量窗口的宽度是Nchips,如果FFT变换前的数据记作ri,发送端的扩频码字为Ci,发送端的数据符号是qi,接收信号的幅度是αi,那么ri=αiCiqi;如果本地接收序列的码字为IFFT之后的能量值
Figure B2004101024067D00074
FFT之前的滑动能量值
Figure B2004101024067D00075
如果码字都是正负1,并且发送数据是一常数qi=Q,假设在一个下行同步时隙的长度内αi不变,则
Figure B2004101024067D00076
这样下行同步子帧的数据通过上述操作得到的是本地扩频序列和发送扩频序列的相关值,其它非下行同步帧数据,例如业务数据,采用的调制方式不确定,发送的是随机的数据,在一个下行同步时隙的长度内αi不总是恒定的,这样上式就不是业务码字和同步码字的互相关,但是经过上式的处理,业务信道对下行同步信道的干扰同样可以有效的消除。如果采用FDD方式,步骤5A中用IFFT后的能量值
Figure B2004101024067D00077
除以FFT前的滑动累加能量值
Figure B2004101024067D00078
作为去掉幅度影响的本地码字和接收码字的相关值Ri,这一步骤可以省略。
对于TDD方式,为了更好的去除业务信道对下行同步信道的干扰,利用下行同步时隙的等间隔特点,在步骤5A中用IFFT后的能量值
Figure B2004101024067D00079
除以FFT前的滑动累加能量值
Figure B2004101024067D000710
作为去掉幅度影响的本地码字和接收码字的相关值Ri这一步骤中已经求出滑动相关后的发送码字和本地码字的互相关值,然后在一帧的数据内,在每一个下行同步时隙的长度找一个最大值,这一时隙的其它值置为零,如果这一时隙的最大值不等于0,把这一时隙的最大值置为1,否则置为0,为了抵抗瑞利衰落,各种噪声和业务信道干扰的影响,在一帧的长度内进行多帧数据的对应位置的累加,累加的帧数是可变参数,这里进行多帧累加的数据是01序列,可以大大节省接收机的存储空间。
16)在一帧的数据里对经过步骤14或15)操作得到的滑动相关运算的数据进行P/2个时隙的滑动累加。一个下行同步帧共有P个时隙,前P/2个时隙用来完成时隙同步。所有小区在前P/2个时隙采用的扩频码字相同,后P/2个时隙采用的扩频码字不同,所以只用前P/2个时隙进行时隙同步。
17)在步骤16)得到的滑动累加值的结果中找出滑动累加值为最大值的位置作为下行同步帧的第一个时隙的起始位置,即完成了时隙同步TSlot。步骤7)的结果是01序列多帧累积后的多个时隙的滑动累加。
参见图3,下行同步接收机将接收信号11通过模数变换单元(A/D)12和下变频单元13得到基带信号,这两个单元顺序可以颠倒。下变频电路13的输出I路、Q路值进行复数N点傅里叶变换FFT14运算,下变频13的输出I路、Q路值同时进行平方和24运算,本实施例中,本地扩频序列16(假设本地扩频序列长度是I),首先取共轭和逆序排列17,然后在其末尾补上N-I个零18,再进行N点傅里叶变换FFT19运算,经过傅里叶变换FFT19的输出I路、Q路值进入低通滤波器20,低通滤波器20主要是在频域完成理想低通的功能,具体是保留傅里叶变换FFT19的输出I路、Q路N个值的前后M/2个值,去掉中间的N-M个值,这里M必须是能被N整除的数。若M与N相差不大,则计算复杂度减小太少;若M与N相差很大,则导致下一步IFFT频域的点数太少,变换之后时域分辨率不够,估计的峰值位置与真实的位置会有偏差,M越小,偏差越大。考虑采用IFFT,M最好为2的幂次。这里假设K=N/M,K是整数,K越大,时域上的抽取系数越大。傅里叶变换FFT14的输出I路、Q路N个值进入低通滤波器15,低通滤波器15主要是在频域完成理想低通的功能,具体是保留前后M/2个值,去掉中间的N-M个值,低通滤波器15输出的I路和Q路值和低通滤波器20输出的I路、Q路值进行复数乘法运算21,复数乘法运算21输出的I路、Q路值进行IFFT运算22,经过IFFT运算22的I、Q路值进行平方和运算23,算出能量,平方和24运算后的能量经过滑动累加器25,滑动累加器25如图4所示,滑动累加器的长度是一个下行同步时隙的长度,假设一个下行同步时隙有T个样值。平方和23的输出和滑动累加器25的输出分别作为除法器26的被除数和除数,除法器26的输出信号首先按每个时隙的长度选择一个最大值31,进入判决单元32,判决单元32把能量值变成01序列,如果这个值不等于零,令这个值为1,这个时隙的其它值置为0。经过判决单元32后的值进行多帧累积33,多帧累积的作用是低通滤波,减少噪声和衰落对帧边界位置的影响。多帧累加器,是本领域公知技术,在此不累述,图5只是给出一个示意性的结构图。多帧累加器33输出的连续N_Frame帧累加的值,N_Frame的选择主要考虑多径和信道衰落的影响。多帧累加器33的输出进入多个时隙的滑动累加器34,如图6所示。多时隙滑动累加器,是本领域公知技术,在此不累述,图6只是给出一个示意性的结构图。多个时隙的滑动累加器的长度是P/2个时隙的长度,多个时隙滑动累加器的输出是一个时隙的长度的值。假设一个时隙共有T个样值,多个时隙的滑动累加34的输出进入寻找一帧数据的最大值的位置单元35,寻找一帧的最大值位置单元35主要完成寻找这一帧的最大值位置的功能。这一帧的最大值位置将作为这个小区的下行同步时隙的起始位置。寻找最大值位置单元35的输出进入选择服务小区单元36。
选择服务小区单元36主要通过步骤2检测小区的扩频码完成小区选择并完成检测到的小区的帧同步(步骤3)。假设共有L个扩频码分配给一个蜂窝中的L个基站。如图7所示,图7中是某个蜂窝中的L个基站的码字分配方式之一,其它蜂窝的基站可以重复使用这些码字进行码字复用。同一基站使用同一个下行同步扩频码字作为FFT19的系数,其中,L个基站使用的下行同步码字两两相互正交,可以看出,只要检测到L个码字中的某一个,就可以识别该码字对应的小区。根据附图7,每个小区使用的码字是固定的,当检测到一帧的相关峰值的最大值对应的码字序号,根据这一码字序号所对应的小区号就能确定所在的服务小区。具体步骤如下:
步骤301:初始化每个码字各帧的相关峰值能量集合和峰值能量位置集合。
步骤302:形成每个码字各帧的相关峰值能量集合和峰值能量位置集合。
如果使用第l号码(l=1,2,...L,L是所要轮询的所有码字的个数,)作为本地扩频码字,轮询到第l号码的最大能量值(峰值)记作Vl,对应的最大值的位置记作Pl;轮询所有的码字以后,得到Vl,Pl,(l=1,2,...L)。
步骤303:形成每个码字相关峰值能量按从大到小排序的集合和对应的峰值能量位置集合。
步骤304:选择相关峰值能量平均值Vl最大的码字对应的小区作为服务小区
步骤305:通过下行同步帧的P个时隙的后P/2个时隙完成帧同步,获取服务小区的帧边界
Pl的值是一帧的最后一个时隙的最后一个码片的位置,如果知道一帧的最后一个时隙的最后一个码片的位置,即实现了该小区的帧同步。接收机采用轮询的方式,利用L个小区的后P/2个时隙的码字进行步骤11)-17)的操作,搜索码字的区域不再是一帧的长度,而是和小区半径有关。假设小区半径是Rkm,那么码字的搜索区域是从TSlot
Figure B2004101024067D00101
如果小区半径R=3公里,那么搜索小区的码字的范围是从TSlot到2TSlot+12chips,得到所有小区的帧边界位置。即在TSlot+12chips的范围内而不是一帧的范围内就可以搜索到小区的码字,同时实现帧同步。
步骤306:获取广播信道的信息
步骤307:CRC校验
如果CRC校验成功,则小区搜索和选择成功,否则重新进行时隙同步。
上面虽然通过实施例描绘了本发明,但本领域普通技术人员知道,本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神,所附的权利要求将包括这些变形和变化。

Claims (11)

1.一种码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法,该CDMA通信系统中各基站严格同步,在同一小区中的下行同步信道有P个等间隔或不等间隔的时隙,在其中多数个时隙,所有小区采用相同的扩频码字,用来时隙同步,其余时隙各个小区采用不同的码字,共有L个两两相互正交的扩频码码字分配给一个蜂窝中的L个小区,并且每两个码字两两互相关的副峰和每个扩频码自相关主峰之比小于等于M分之一,M大于等于8,其特征在于该方法至少包括以下步骤:
1)利用所有小区采用相同的扩频码字的多数个时隙,采用傅里叶变换和反变换进行接收序列和扩频码字的滑动相关运算,实现时隙同步;
2)检测小区扩频码字和帧同步。
2.如权利要求1所述码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法,其特征在于,步骤1)中采用傅里叶变换和反变换进行接收序列和扩频码字的滑动相关运算,包括构建一个与该接收序列长度相同的扩频码字,再利用构建后的扩频码字的傅里叶变换与接收序列的傅里叶变换进行点乘,然后进行反傅里叶变换。
3.如权利要求2所述码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法,其特征在于:
步骤1)中构建一个与该接收序列长度相同的扩频码字,包括对扩频码字取共轭并逆序排列,末尾补零成为N点的数得到构建的扩频码字。
4.如权利要求2所述码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法,其特征在于:
步骤1)中进一步包括在进行反傅里叶变换之前先进行低通滤波。
5.如权利要求2所述码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法,其特征在于:
步骤1)中进一步包括对多数帧的反傅里叶变换的结果进行对应位置值的累加,然后再进行多数个时隙的滑动累积,该多数个时隙的长度等于所有小区采用相同的扩频码字的多数个时隙的长度,最后再找出一帧中滑动累加最大值的位置作为第一个时隙的起始位置。
6.如权利要求5所述码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法,其特征在于:
步骤1)对多数帧的反傅里叶变换的结果进行对应位置值的累加,进一步包括对反傅里叶变换后的结果的实部和虚部的平方和除以接收信号经过模数变换后的平方和,得到的结果,再对每一个下行同步时隙取其结果的极大值,如果这个极大值不等于0,则置为1,否则置为0,得到二进制序列;进行多数个时隙的滑动累积时,是对二进制序列多帧累加后的多数个时隙的滑动累积。
7.如权利要求1所述码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法,其特征在于:
检测小区的扩频码字包括以下步骤:
2a)在步骤1)中时隙同步可以得到所有小区采用相同扩频码字的多数个时隙的最后一个时隙的末尾的位置,从这一位置开始到一帧的最后一个时隙的末尾的范围内以轮询的方式搜索所有小区其余时隙使用的码字,检测所有码字和接收信号的相关峰值,和相关峰值的位置;
2b)所有码字和接收信号的相关峰值和相应的相关峰值的位置组成集合,并且按相关峰值的大小进行排序;
2c)取相关峰值最大的码字对应的小区作为服务小区。
8.如权利要求7所述码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法,其特征在于:
帧同步应至少通过以下步骤完成:
2d)通过检测小区的码字,完成小区选择,得到相关峰值最大的码字对应的峰值位置是下行同步帧的最后一个时隙的末尾;
2e)对前述步骤中检测到的下行同步帧的最后一个时隙末尾的位置,减去一个下行同步帧的长度,即为帧边界的位置,即完成了帧同步。
9.一种码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法的实现电路,其特征在于:
它包括时隙同步电路和选择服务小区电路,其中时隙同步电路包括采用傅里叶变换和反变换进行接收序列与扩频码的滑动相关运算电路,连接滑动累加电路与多时隙滑动累积电路以及计算一帧中多时隙滑动累积值最大值位置的电路。
10.如权利要求9所述的码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法的实现电路,其特征在于:
该接收序列与扩频码的滑动相关运算电路包括相互连接的扩频码构建电路和傅立叶变换电路,产生设定长度的频域扩频码,接收信号经过数模转换和下变频得到基带信号,再经傅立叶变换得到频域接收序列;频域扩频码和频域接收序列经过乘法电路后进行反傅立叶变换,得到接收序列与扩频码的滑动相关运算结果。
11.如权利要求10所述的码分多址通信系统小区搜索中的初始同步方法的实现电路,其特征在于:
反傅里叶变换后的滑动相关运算结果的实部和虚部输入到取平方和电路,再输出到除法器;基带接收信号输入到取平方和电路,经过滑动累加器之后,再输出到除法器,得到滑动相关运算结果实部和虚部的平方和除以接收信号经过模数变换后的平方和的结果。
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