CN1953604A - 一种scdma系统中快速检测相邻基站信道质量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种SCDMA系统中快速检测相邻基站信道质量的方法，包括以下步骤：(1)终端接收邻频基站的同步头信号，并相对参考同步点左右偏移N个采样点接收邻频基站的同步头信号；(2)终端对采样点进行相关性解扩，计算得到同步头相关功率；(3)得到R个最大的相关峰值序列P′；(4)从P′中剔除无效功率，再剔除电磁干扰的异常相关功率，得到有效相关峰序列P″；(5)计算同步头噪声功率；(6)以P″中每个相关峰值作为同步头信号功率，分别计算同步头信噪比；(7)根据同步头信噪比判断能满足接入码道和业务码道正常工作的同频基站的个数，以确定切换的有效频点。应用本发明的方法，可以快速、准确地检测SCDMA系统中相邻基站信道质量。

Description

一种SCDMA系统中快速检测相邻基站信道质量的方法

技术领域

本发明涉及一种SCDMA系统中快速检测相邻基站信道质量的方法。

背景技术

移动终端在通话中跨越不同的基站覆盖区，需要保持通话并及时接入到新的基站。要实现这个过程，移动终端在通话状态下需要对邻近基站信号进行监视，并在基站覆盖边界快速进行接收频点的切换。由于基站交叠覆盖的网络比较复杂，因此，移动终端如何快速准确地选择一个信道质量最优的邻近基站进行切换，成为保证通话质量所必须解决的问题。

SCDMA系统终端原有的切换机制只是针对邻频基站的同步头(SYNC)信号功率进行监视，选择功率最大的基站进行切换。而这种方法存在两个问题：

1、SCDMA系统的下行是根据同步头(SYNC)的相关峰确定下行同步点解调信号，因此在SCDMA系统中同步头(SYNC)的发射功率要高于接入码道ACC、业务码道VCC的发射功率，由此可以知道同步头(SYNC)的功率不能够真实反映ACC、VCC的情况，切换过程中ACC、VCC信号质量情况是最为重要的。

2、同步头功率只能反映功率大小，无法真正反映此基站下行信号质量的好坏，这样造成的结果往往是终端所选择的基站虽然是功率最大的，却不是信号质量最好的，因此导致终端向该基站切换困难，继而掉话，或者虽然可以继续通话，但是语音质量严重下降。为了解决上述问题，我们急需调整根据同步头(SYNC)功率测量信道质量的策略，即根据同步头(SYNC)的信噪比估算信道质量，以保证终端选择切换目标基站的最优性。

此外，在每个无线通信系统中将无法避免的面临电磁干扰、同频干扰等问题，因此在根据同步头(SYNC)测量信道质量时需要剔除电磁干扰对于测量结果的影响；并且根据同步头(SYNC)测量结果确定同频干扰的情况。

获得信号信噪比的方法很多，但是大都需要接收足够多的数据进行计算，这就需要花费相当长的时间。对于SCDMA系统，发起邻频监视的终端需要锁定相邻基站的频率来接收数据，这样必然导致无法接收原基站频率的语音信息，造成语音的丢失。为了尽量减少对语音的影响，SCDMA系统的邻频监视过程希望能够在尽可能短的时间获得尽可能精确的信噪比估计，然后再及时锁回原基站频点继续接收和发送语音数据。

因此，需要一种快速、准确检测SCDMA系统中相邻基站信道质量的方法。

发明内容

本发明的目的通过一种快速、准确检测SCDMA系统中相邻基站信道质量的方法来实现，其包括以下步骤：

(1)终端接收临频基站的同步头信号，并相对参考同步点左右偏移N个采样点接收邻频基站的同步头信号；

(2)终端分别以起始的2N+1个采样点为起点进行相关性解扩，计算得到2N+1个同步头相关功率；

(3)从2N+1个同步头相关功率中得到R个最大的相关峰值序列P′；

(4)从P′中剔除无效功率，再剔除电磁干扰的异常相关功率，得到有效相关峰序列P″；

(5)在2N+1个同步头相关功率的序列中剔除异常相关功率、有效相关峰序列P″及有效相关峰左右各osr-1个点对应的相关功率后求均值，作为同步头噪声功率Noise；

(6)以有效相关峰序列P″的每个相关峰值作为同步头信号功率，分别计算同步头信噪比Snr；

(7)根据同步头信噪比Snr判断能满足接入码道和业务码道正常工作的同频基站的个数，以确定与同步头信噪比Snr对应的某频点是否可以作为有效频点进行切换；

其中，N为左右分别偏离参考同步点的采样点的个数，R为取决于同步头包含符号个数的正整数，Osr为终端的过采样率。

应用本发明的方法不仅可以快速检测SCDMA系统中相邻基站信道质量，而且还可以基本上消除电磁干扰、同频干扰等问题。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。附图中：

图1为本发明的一个优选实施方案的通过检测邻频基站同步头来计算相关功率来估计邻频基站信道质量的流程图。

具体实施方式

图1示出了本发明的一个优选实施方案的通过检测邻频基站同步头来计算相关功率来估计邻频基站信道质量的流程图。SCDMA系统终端的下行同步是根据基站同步头(SYNC)的相关峰位置来确定下行接收数据的起始位置。同步头(SYNC)的相关峰位置是在偏离参考同步点(参考同步点是在上一帧下行同步位置的基础上推后10ms得到的)的前后各N个采样点(共2N+1个采样点)范围内搜索相关峰得到的。终端将接收到基站下行的同步头(SYNC)的原始信号与同步头(SYNC)所对应的伪随机正交扩频序列做相关解扩，并计算其相关功率值，其中的最大相关功率值对应的点即为真正的接收同步点。

由于终端在接收同步头(SYNC)的原始信号时采用了过采样处理，因此同步头(SYNC)得到的相关峰是一个平滑的峰而不是一个大功率的跳变(通常电磁干扰会导致同步头(SYNC)相关功率的跳变)，根据这个特点可以剔除相关功率中电磁干扰的影响，准确测量信道质量。同频干扰会带来多个相关峰，可以检测相关功率多峰的情况判断同频干扰的情况，为信道质量的测量提供更多的信息。根据扩频序列的正交性和相关性，同步点对应的相关功率值可被视为同步头的信号功率，而其他点对应的相关功率值可被视为噪声功率，由此可计算同步头(SYNC)的信噪比，估计信道质量。

下面详细介绍对邻频基站同步头计算相关功率来估计邻频基站信道质量的实现步骤：

1.采样

终端接收SCDMA相邻基站下行的同步头(SYNC)原始信号，共M个采样点

M＝S*SF*Osr+2N

其中，S为同步头(SYNC)包含SYMBOL的个数，SF为同步头(SYNC)的扩频倍数，Osr为终端的过采样率；以上一帧下行同步位置的基础上推后10ms(毫秒)得到参考同步点，N为偏离参考同步点左右的采样点个数；2N为求相关功率多接收的采样点个数。

2.计算相关功率：

在偏离参考同步点的前后各N个采样点(共2N+1个采样点)范围内计算相关功率。终端将接收到基站下行的同步头(SYNC)的原始信号与同步头(SYNC)所对应的伪随机正交扩频序列做相关解扩得到相关功率值，第i(i＝1，2，......，2N+1)个采样点的相关功率：

$P_i={\left|\underset{j=0}{\overset{S*\mathrm{SF}-1}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Sample}(i+\mathrm{Osr}*j)*\mathrm{Sync}\_\mathrm{wpn})\right|}^2$

其中，S、SF、Osr定义与上相同，Sample(i+Osr*j)为第i+Osr*j个采样点的值，Sync_wpn为同步头(SYNC)所对应的伪随机正交扩频序列。

3.剔除电磁干扰的异常相关功率，得到有效相关峰：

根据P_i＞P_i±1从相关功率中得到R个最大的相关峰值序列P′，其中R是根据同步头(SYNC)的长度确定(通常S＝2时，R＝4)。将这R个最大的相关峰值点从相关功率序列中剔除，对于剩余的相关功率求均值

，当(其中p_i′∈P′，λ(λ为峰值判定系数)是根据同步头(SYNC)的长度确定(通常S＝2时，λ＝3))时可以认为该相关峰的功率p_i′为有效功率，不满足以上不等式的p_i′为无效功率，不做进一步处理。

再根据p_i±1≥μp_i′剔除电磁干扰的异常相关功率；

其中μ(电磁干扰判定系数)根据Osr决定，当Osr＝4时，μ∈[0.4，0.8])当p_i′不满足以上不等式时，则为异常功率值被剔除；

当p_i′满足以上不等式时，则为有效相关峰另保留为序列P″。当有效相关峰的个数为零时将不进行后面的处理，该频点视为无效频点，不列入可切换的频点范围。

4.同步头(SYNC)信噪比的计算

在相关功率序列中剔除异常相关功率、有效相关峰序列P″以及有效相关峰左右各Osr-1点对应的相关功率后求均值即噪声功率Noise。同步头(SYNC)信噪比：

$\mathrm{Snr}=101\mathrm{og}(p_i^{\″}/\mathrm{Noise})$

其中p_i″∈P″。

5.信道质量估计与同频干扰判断

当Snr-α≥SNR(其中α为SYNC信噪比向ACC、VCC信噪比折算时的加权值，SNR为保证ACC、VCC正常工作的最小信噪比)时，且满足以上不等式的有效相关峰的个数仅有一个时当前频点为有效频点，可以进行切换。当满足以上不等式的有效相关峰的个数超过一个时，当前频点将视为存在同频干扰，该频点作为无效频点处理。

以上所有操作均是针对同一频点所作，切换进行之前会对若干个频点分别完成上述的邻频监视过程，只一个频点为无效频点并不会影响最终的切换。

这种SCDMA系统终端快速检测相邻基站信号信噪比的方法，不需要接收大量的数据，直接利用了在同步搜索过程中计算得到的同步头相关功率值，从而在短时间内便可以估计出邻频基站的信道质量，同时可以及时锁回原基站频点继续接收和发送语音数据，减少了因相邻基站信道质量检测对语音造成的影响。

Claims (9)

1.一种SCDMA系统中快速检测相邻基站信道质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)终端接收临频基站的同步头信号，并相对参考同步点左右偏移N个采样点接收邻频基站的同步头信号；

(2)终端分别以起始的2N+1个采样点为起点进行相关性解扩，计算得到2N+1个同步头相关功率；

(3)从2N+1个同步头相关功率中得到R个最大的相关峰值序列P′；

(4)从P′中剔除无效功率，再剔除电磁干扰的异常相关功率，得到有效相关峰序列P′′；

(5)在2N+1个同步头相关功率的序列中剔除异常相关功率、有效相关峰序列P′′及有效相关峰左右各osr-1个点对应的相关功率后求均值，作为同步头噪声功率Noise；

(6)以有效相关峰序列P′′的每个相关峰值作为同步头信号功率，分别计算同步头信噪比Snr；

(7)根据同步头信噪比Snr判断能满足接入码道和业务码道正常工作的同频基站的个数，以确定与同步头信噪比Snr对应的某频点是否可以作为有效频点进行切换；

其中，N为左右分别偏离参考同步点的采样点的个数，R为取决于同步头包含符号个数的正整数，Osr为终端的过采样率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)参考同步点为上一帧下行同步位置的基础上退后10ms得到的采样点。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)相关功率的计算公式为：

$P_i={\left|\underset{i=0}{\overset{S*\mathrm{SF}-1}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Sample}(i+\mathrm{Osr}*j)*\mathrm{Sync}\_\mathrm{wpn})\right|}^2$

其中，P_i为第i(i＝1，2，......，2N+1)个采样点的相关功率，S为同步头包含符号的个数，SF为同步头的扩频倍数，Sample(i+Osr*j)为第i+Osr*j个采样点的幅度值，Sync_wpn为同步头所对应的伪随机正交扩频序列。

4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，同步头包含两个符号时，R值为4。

5.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，步骤(4)具体包括：

首先，将R个最大的相关峰值点从相关功率序列中剔除，得到剩余的相关功率并求均值为

；当 $p_i^{\text{'}}<\mathrm{\&lambda;}{\stackrel{-}{P}}_1$ 时，则认为该相关峰的功率p_i′为无效功率，从R个最大的相关峰功率序列P′中剔除该功率；其中，p_i′∈P′，λ为峰值判定系数，根据同步头的长度确定；

其次，当p_i′不满足公式p_i±1≥μp_i′时，则将p_i′作为电磁干扰异常功率值从相关峰功率序列P′中剔除，最终得到有效相关峰序列P′′；其中P_i±1为以p_i′对应点的左右两点计算得到的相关功率值，μ为电磁干扰判定系数，根据osr确定。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，同步头包含两个符号时，λ值为3。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，Osr=4时，μ∈[0.4，0.8]。

8.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，步骤(6)中同步头信噪比的计算公式为

$\mathrm{Snr}=10\log (p_i^{\&Prime;}/\mathrm{Noise})$

其中p_i″∈P″。

9.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，步骤(7)中的判断方法为：

当Snr-α≥SNR时，且满足以上不等式的有效相关峰的个数仅有一个时，当前频点为有效频点处理；

当满足以上不等式的有效相关峰的个数超过一个时，将视为有同频干扰，该频点作为无效频点处理；

其中α为同步头信噪比向接入码道ACC、业务码道VCC信噪比折算时的加权值，SNR为保证接入码道ACC、业务码道VCC正常工作的最小信噪比。