CN1863408B - 一种td-scdma系统中进行同频测量的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种TD-SCDMA系统中进行同频测量的方法及系统，其中，该方法包括步骤A，获取初步定位后的下行导频时隙信号的相关功率值；步骤B，根据所述相关功率值获取对应的信道轮廓窗，并从所述信道轮廓窗中从大到小依次选择一组功率值，并记录位置；步骤C，根据所述相关功率值和选择的一组功率值检测所述信道轮廓窗内的有效路径和噪声功率；步骤D，根据所述信道轮廓窗内的有效路径和噪声功率计算同频测量项目的值。本发明有效地避免了多用户干扰带来的测量误差，提高了同频测量的精度，因此相应也提高了同频小区切换的性能。

Description

一种TD-SCDMA系统中进行同频测量的方法及系统

技术领域

本发明涉及移动通信系统中的测量，特别是TD-SCDMA系统中进行同频测量的方法和系统，减弱多用户干扰，提高同频测量的精度。

背景技术

TD-SCDMA系统中，同频间小区切换的能力对系统通信质量有很大的影响，而同频小区间的切换依赖于同频测量的结果，如何能够提高同频测量的性能直接关系到系统通信的质量。

TD-SCDMA系统中，同频间的测量和小区的切换主要依赖于同频RSCP测量、同频ISCP测量和OTD测量等参数，而同频间小区的切换性能则跟同频RSCP测量值直接相关。现有的TD-SCDMA系统中同频RSCP测量是利用时隙#0中的中间码(midamble)完成的。

然而，在同一时隙中，工作在同频段同小区用户的信号所采用的中间码是由一个基本中间码经过循环移位而产生的。因此，同小区同时隙内不同用户的中间码不能满足很好的正交特性，带来了多用户之间的干扰，使得同频RSCP测量有较大的误差。

发明内容

为解决现有技术中由于多用户干扰带来的同频测量误差大的问题，本发明的目的在于提供一种TD-SCDMA系统中进行同频测量的方法及系统，减弱多用户干扰，提高同频测量的精度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种TD-SCDMA系统中进行同频测量的方法，包括如下步骤：步骤A，获取初步定位后的下行导频时隙信号的相关功率值；步骤B，根据所述相关功率值获取对应的信道轮廓窗，并从所述信道轮廓窗中从大到小依次选择两组功率值，并记录位置；步骤B1，根据选择的两组功率值选择有效采样序列；步骤C，根据有效采样序列的相关功率值和有效采样序列的一组功率值检测所述信道轮廓窗内的有效路径和噪声功率；步骤D，根据所述信道轮廓窗内的有效路径和噪声功率计算同频测量项目的值；

所述步骤C具体包括：获取有效采样序列的相关功率值和有效采样序列的一组功率值；计算出有效采样序列所对应的相关功率值的总和P_all；通过如下的判决准则，从有效采样序列选择的一组功率值中找出P个信号路径，如下所示：

P_{S_1}＝max(P₁，P₂，…P_K)

P_{S_2}＞P_{S_1}×path₂

P_{S_3}＞(P_{S_1}+P_{S_2})×path₃

$P_{S\_P}>\underset{k=1}{\overset{P-1}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{S\_k}\×{\mathrm{path}}_P$

其中，max表示求最大值，K为有效采样序列的一组功率值中功率值的个数，Path₂，Path₃，...，Path_P为系统预先设定的判决参数；

根据找到的信号路径和P_all求出噪声功率

对信道轮廓窗内所有小于判决门限的功率值置0。

本发明还提供了一种TD-SCDMA系统中进行同频测量的系统，包括：

相关功率值计算模块，用于获取初步定位后的下行导频时隙信号的相关功率值；功率值筛选模块，用于根据所述相关功率值获取对应的信道轮廓窗，并从所述信道轮廓窗中从大到小依次选择两组功率值，并记录位置；有效采样序列选择模块，用于根据选择的两组功率值选择有效采样序列；噪声功率计算及有效径选择模块，用于根据有效采样序列的所述相关功率值和有效采样序列对应的的一组功率值检测所述信道轮廓窗内的有效路径和噪声功率；同频测量模块，用于根据所述信道轮廓窗内的有效路径和噪声功率计算同频测量项目的值；

所述噪声功率计算及有效径选择模块根据如下流程进行处理：

获取有效采样序列的相关功率值和有效采样序列的一组功率值；计算出有效采样序列所对应的相关功率值的总和P_all；通过如下的判决准则，从有效采样序列选择的一组功率值中找出P个信号路径，如下所示：

P_{S_1}＝max(P₁，P₂，…P_K)

P_{S_2}＞P_{S_1}×path₂

P_{S_3}＞(P_{S_1}+P_{S_2})×path₃

$P_{S\_P}>\underset{k=1}{\overset{P-1}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{S\_k}\×{\mathrm{path}}_P$

其中，max表示求最大值，K为有效采样序列的一组功率值中功率值的个数，Path₂，Path₃，...，Path_P为系统预先设定的判决参数；

根据找到的信号路径和P_all求出噪声功率

对信道轮廓窗内所有小于判决门限的功率值置0。

本发明的TD-SCDMA系统中进行同频测量的方法及系统通过利用下行导频时隙进行同频测量，获取DwPTS信号的相关功率值后，对其进行降噪处理和有效路径的选择，最后对降噪处理后的有效路径进行相应的同频测量，有效地避免了多用户干扰带来的测量误差，提高了同频测量的精度，因此相应也提高了同频小区切换的性能。

附图说明

图1为TD-SCDMA系统中无线子帧的结构示意图；

图2为下行导频时隙DwPTS的结构图；

图3为本发明系统的第一种实现结构示意图；

图4为本发明系统的第二种实现结构示意图。

具体实施方式

为方便描述，在此首先对本发明涉及到的一些概念进行说明，以便于更加清楚的了解本发明.

TD-SCDMA系统中以10ms为一个帧的时间单位，但由于TD-SCDMA系统使用智能天线技术，需要随时(每5ms)掌握用户终端的位置，因此TD-SCDMA进一步将每一个帧分为了两个5ms的子帧，从而缩短了每一次上下行周期的时间，能在尽量短的时间内完成对用户的定位。

图1为TD-SCDMA系统中无线子帧的结构示意图，如图1所示，5ms无线子帧数据长度为6400码片，其中包括TS0～TS6共7个864码片的数据传输时隙，一个96码片的下行导频时隙(DwPTS)，一个160码片的上行导频时隙(UpPTS)和一个96码片的上下行导频保护间隔(GP)。

其中，每个无线子帧中的下行导频时隙DwPTS是为下行导频和同步而设计的，图2为下行导频时隙DwPTS的结构图，如图2所示，其包括长度为64码片的下行同步码SYNC-DL和32个码片的保护周期GP，其中SYCN是一组伪随机码PN，分配给不同的小区，用于小区的搜索和下行同步。

本发明TD-SCDMA系统中进行同频测量的方法基于DwPTS的信号实现RSCP(Received Signal Code Power，接收信号码功率)的测量，并基于计算出的RSCP计算其他的同频测量项目。

下面进一步对本发明进行详细说明。

本发明的TD-SCDMA系统中进行同频测量的方法主要包括以下步骤：

步骤S1，根据初步定位的DwPTS采样序列和本地参考DwPTS序列获取DwPTS采样序列对应的相关功率值；

结合图1和图2所示，DwPTS时隙的两端各有一个零功率区，即TS0时隙的拖尾保护、DwPTS自身的保护区以及上行保护，而DwPTS每帧都以恒定功率发送，这样，根据DwPTS时隙的功率特征就可以初步确定其位置，再根据匹配滤波来确定小区使用的SYNC-DL码和其准确位置。

步骤S1通过将DwPTS采样序列和本地参考DwPTS序列进行移位相关计算，并通过功率估计获取相关功率值。

步骤S2，根据DwPTS采样序列对应的相关功率值获取DwPTS采样序列对应的信道轮廓窗(包含所有功率的窗)，并从对应的信道轮廓窗中分别从大到小依次选择两组功率值(功率值的个数可变)，并记录位置；该信道轮廓窗的长度可变，与估计的信道的最大延迟有关；

步骤S3，根据从DwPTS采样序列对应的信道轮廓窗中从大到小依次选择的两组功率值选择有效采样序列；

步骤S4，根据有效采样序列的相关功率值、选择的有效采样序列对应的多个功率值、判决门限检测出信道轮廓窗内的有效径，并计算噪声功率；

步骤S5，根据有效径和噪声功率进行同频测量。

上述步骤S5中的同频测量包括RSCP测量及基于RSCP测量值进行的其他测量，如ISCP(Interference Signal Code Power，干扰信号码功率)，其等于RSSI(Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示)与RSCP的差值。

本发明的TD-SCDMA系统中进行同频测量的系统如图3所示，具体包括：

相关功率值计算模块，用于根据初步定位的DwPTS采样序列和本地参考DwPTS序列获取相关功率值；

功率值筛选模块，用于根据DwPTS采样序列对应的相关功率值获取DwPTS采样序列对应的信道轮廓窗，并从对应的信道轮廓窗中从大到小依次选择多个功率值构成一组功率值，并记录位置；

有效采样序列选择模块，用于根据选择的DwPTS采样序列对应的若干个功率值从DwPTS采样序列中选择有效采样序列；

噪声功率计算及有效径选择模块，用于从相关功率值计算模块获取有效采样序列的相关功率值，用于从功率值筛选模块有效采样序列的多个功率值及其位置，并结合判决参数计算噪声功率，并根据噪声功率、判决门限从信道轮廓窗中总选择有效径；

同频测量模块，根据有效径和噪声功率进行同频测量。

图3只是一种TD-SCDMA系统中进行同频测量的系统的实现方式，相关功率值计算模块和功率值筛选模块根据有效采样序列选择模块的选择结果将有效采样序列对应的相关功率值、有效采样序列对应的多个功率值及其位置发送给噪声功率计算及有效径选择模块。

TD-SCDMA系统中进行同频测量的系统的另一种实现方式如图4所示，其区别在于，相关功率值计算模块和功率值筛选模块将所有采样序列的相关功率值、所有采样序列的对应的多个功率值及其位置都发送给噪声功率计算及有效径选择模块，由噪声功率计算及有效径选择模块根据有效采样序列选择模块的选择结果选择有效采样序列对应的相关功率值、有效采样序列对应的多个功率值及其位置进行噪声功率的计算和有效径的选择。

下面以RSCP测量为例结合上述的方法和系统对本发明进行进一步详细的说明。

相关功率值计算模块包括一相关器，一参考信号发生器和一功率计算器，步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S11，参考信号发生器根据需要搜索的SYNC码的序号产生相应的本地参考DwPTS序列；

步骤S12，相关器对DwPTS采样序列S₁和S₂和本地参考DwPTS序列进行移位相关计算，并输出移位相关计算的复相关结果(为方便描述，假设复相关结果的长度为N)；在此，采样序列可以为单倍采样序列，也可以是双倍采样序列；

步骤S13，功率计算器对相关器输出的复相关结果分别进行求模平方(模)运算获取采样序列对应的相关功率值，该值的大小反应出各个径强度的强弱。

功率值筛选模块包括一信道轮廓窗检测器和一功率组选择模块，步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21，采样序列对应的相关功率值在此为实数值，由信道轮廓窗检测器用相关功率(为方便描述，假设长度为W)在两组采样序列对应的相关功率值范围内移动，得到M(M＝(N-W)/S+1)个窗，其中S为移动步长，N为复相关结果的长度；

步骤S22，信道轮廓窗检测器将M个窗中相关功率累加和最大的窗作为信道轮廓窗；

步骤S23，功率组选择模块从DwPTS采样序列对应的信道轮廓窗中分别从大到小对应选取两组功率值(为方便描述，在此假设为K个)，并将两组DwPTS采样序列对应的K个功率值中的最大值输出到有效采样序列选择模块.假设一组DwPTS采样序列对应的K个功率值分别为a1、a2...aK，其中aK为a1、a2...aK中的最大值，另外一组DwPTS采样序列对应的K个功率值分别为b1、b2...bK，其中bK为b1、b2...bK中的最大值，则将aK和bK发送给有效采样序列选择模块.

步骤S3中，有效采样序列选择模块选择两组功率值中最大值较大的序列作为有效采样序列。

当然，也可以由信道轮廓窗检测器将选取的两组功率值发送给有效采样序列选择模块，由有效采样序列选择模块选择二者的最大值，并选择最大值较大的采样序列作为有效采样序列。

步骤S4具体包括以下步骤：

步骤S41，噪声功率计算及有效径选择模块接收相关功率计算值模块输出的有效采样序列的相关功率值，并接收功率值选择模块输出的有效采样序列的K个功率值；

步骤S42，噪声功率计算及有效径选择模块根据有效采样序列的相关功率值、有效采样序列的K个功率值、判决参数计算噪声功率；

步骤S43，噪声功率计算及有效径选择模块根据噪声功率和判决门限计算有效径的功率。

当然，如前所述，步骤S41中也可以由相关功率值计算模块和功率值筛选模块将所有采样序列的相关功率值、所有采样序列的对应的多个功率值及其位置都发送给噪声功率计算及有效径选择模块，由噪声功率计算及有效径选择模块根据有效采样序列选择模块的选择结果选择有效采样序列对应的相关功率值、有效采样序列对应的多个功率值及其位置。

下面对步骤S42和S43进行进一步详细的描述。

首先计算出有效采样序列所对应的相关功率值的总和，其中表达式如下：

$P_{\mathrm{all}}=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{P}_n,n=\mathrm{0,1},\·\·\·,N-1$

其中，由于相关结果的长度与有效序列的相关功率值的长度相同，因此在此以N表示有效采样序列的相关功率值的长度；

其次从有效采样序列选择的K个功率值中通过一定的判决准则找出P个信号路径(P_{S_1}，P_{S_2}，...，P_{S_P})，选择条件如下所示：

P_{S_1}＝max(P₁，P₂，…P_K)

P_{S_2}＞P_{S_1}×path₂

P_{S_3}＞(P_{S_1}+P_{S_2})×path₃

$P_{S\_P}>\underset{k=1}{\overset{P-1}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{S\_k}\×{\mathrm{path}}_P$

其中，Path₂，Path₃，...，Path_P为系统预先设定的判决参数，用于找出有效的信号路径；

根据找到的信号路径和计算出的总功率P_all求出噪声功率P_noise：

$P_{\mathrm{noise}}=P_{\mathrm{all}}-\underset{n=1}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{S\_n}$

最后求出判决门限(噪声门限由系统给定，这里以噪声门限12dB为例)，输入的信道窗内所有小于该判决门限的功率值都置为零，其中具体的处理方法如下：

这里系数16是由噪声门限值12dB换算的功率值。

最后，步骤S5中，同频测量模块根据噪声功率和有效径进行相应的运算，获取期望的RSCP值，具体的计算公式如下：

$P_{\mathrm{RSCP}}=P_s-S\×\frac{P_{\mathrm{noise}}}{(N-K)}$

其中，P_s表示经过降噪处理器后非零功率的功率和，S表示经过降噪处理器后非零功率的路径数目。

当然，本发明的方法和系统还可以用于对其他同频测量项目进行测量，如ISCP，其等于RSSI与RSCP的差值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种TD-SCDMA系统中进行同频测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A，获取初步定位后的下行导频时隙信号的相关功率值；

步骤B，根据所述相关功率值获取对应的信道轮廓窗，并从所述信道轮廓窗中从大到小依次选择两组功率值，并记录位置；

步骤C，根据选择的两组功率值选择有效采样序列；

步骤D，根据有效采样序列的相关功率值和有效采样序列的一组功率值检测所述信道轮廓窗内的有效路径和噪声功率；

步骤E，根据所述信道轮廓窗内的有效路径和噪声功率计算同频测量项目的值；

所述步骤D具体包括：

获取有效采样序列的相关功率值和有效采样序列的一组功率值；

计算出有效采样序列所对应的相关功率值的总和P_all；

通过如下的判决准则，从有效采样序列选择的一组功率值中找出P个信号路径，如下所示：

P_{S_1}＝max(P₁，P₂，…P_K)

P_{S_2}＞P_{S_1}×path₂

P_{S_3}＞(P_{S_1}+P_{S_2})×path₃

.

.

.

$P_{S\_P}>\underset{k=1}{\overset{P-1}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{S\_k}\×{\mathrm{path}}_P$

其中，max表示求最大值，K为有效采样序列的一组功率值中功率值的个数，Path₂，Path₃，...，Path_P为系统预先设定的判决参数；

根据找到的信号路径和P_all求出噪声功率

对信道轮廓窗内所有小于判决门限的功率值置0，所述判决门限为16P_noise/(N-K)，所述N为有效采样序列的相关功率值的长度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤E中的同频测量项目包括接收信号码功率测量和干扰信号码功率测量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：

步骤A1，根据需要搜索的SYNC码的序号产生相应的本地参考下行导频时隙序列；

步骤A2，对下行导频时隙采样序列和本地参考下行导频时隙序列进行移位相关计算，并输出移位相关计算的复相关结果；

步骤A3，对复相关结果分别进行求模平方运算或求模运算获取采样序列对应的相关功率值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

步骤B1，用相关功率在采样序列的相关功率值范围内移动，得到多个窗；

步骤B2，将多个窗中相关功率累加和最大的窗作为信道轮廓窗；

步骤B3，从采样序列对应的信道轮廓窗中分别从大到小对应选取两组功率值。

5.一种TD-SCDMA系统中进行同频测量的系统，其特征在于，包括：

相关功率值计算模块，用于获取初步定位后的下行导频时隙信号的相关功率值；

功率值筛选模块，用于根据所述相关功率值获取对应的信道轮廓窗，并从所述信道轮廓窗中从大到小依次选择两组功率值，并记录位置；

有效采样序列选择模块，用于根据选择的两组功率值选择有效采样序列；

噪声功率计算及有效径选择模块，用于根据有效采样序列的所述相关功率值和有效采样序列对应的的一组功率值检测所述信道轮廓窗内的有效路径和噪声功率；

同频测量模块，用于根据所述信道轮廓窗内的有效路径和噪声功率计算同频测量项目的值；

所述噪声功率计算及有效径选择模块根据如下流程进行处理：

获取有效采样序列的相关功率值和有效采样序列的一组功率值；

计算出有效采样序列所对应的相关功率值的总和P_all；

通过如下的判决准则，从有效采样序列选择的一组功率值中找出P个信号路径，如下所示：

P_{S_1}＝max(P₁，P₂，…P_K)

P_{S_2}＞P_{S_1}×path₂

P_{S_3}＞(P_{S_1}+P_{S_2})×path₃

.

.

.

$P_{S\_P}>\underset{k=1}{\overset{P-1}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{S\_k}\×{\mathrm{path}}_P$

其中，max表示求最大值，K为有效采样序列的一组功率值中功率值的个数，Path₂，Path₃，...，Path_P为系统预先设定的判决参数；

根据找到的信号路径和P_all求出噪声功率

对信道轮廓窗内所有小于判决门限的功率值置0，所述判决门限为16P_noise/(N-K)，所述N为有效采样序列的相关功率值的长度。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述同频测量项目包括接收信号码功率测量和干扰信号码功率测量。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述相关功率值计算模块具体包括：

参考信号发生器，用于根据需要搜索的SYNC码的序号产生相应的本地参考下行导频时隙序列；

相关器，用于对下行导频时隙采样序列和本地参考下行导频时隙序列进行移位相关计算，并输出移位相关计算的复相关结果；

功率计算器，用于对复相关结果分别进行求模平方运算或求模运算获取采样序列对应的相关功率值。

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