DE60015521T2

DE60015521T2 - Zellsuchvorrichtung und -verfahren in einem CDMA-Mobilkommunikationssystem

Info

Publication number: DE60015521T2
Application number: DE2000615521
Authority: DE
Inventors: Chae-Man Lim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1999-04-24
Filing date: 2000-04-24
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2020-04-25
Also published as: CA2371205C; KR20000067168A; EP1173931A4; EP1173931A1; KR100290678B1; AU764417B2; US7289483B1; CN100359814C; CN1348636A; CA2371205A1; JP2002543659A; DE60015521D1; EP1173931B1; AU4150500A; WO2000065736A1; JP3730125B2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Mobiltelekommunikationssystem und insbesondere eine Zellsuchvorrichtung und -verfahren in einer asynchronen Basisstation (BS) und einer Mobilstation (MS).
2. Beschreibung verwandter Techniken
Das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System, universales Mobiltelekommunikationssystem) ist ein asynchrones BS-System, in dem ein inter-BS-Betrieb asynchron durchgeführt wird. Jeder konstituierenden BS in dem System wird ein eindeutiger zellspezifischer Code zur Identifikation zugeordnet. Wenn das UMTS beispielsweise 512 Zellen (d. h. 512 BSen) enthält, werden den 512 BSen 512 entsprechende zellspezifische Codes zugeordnet. Um ihre bedienende BS zu suchen, sollte eine MS die 512 BSen durch Checken der Phasen ihrer zellspezifischen Codes suchen, was viel Zeit braucht. Um die Ineffizienz des konventionellen Zellsuchalgorithmus zu beheben, wurde ein Multischrittzellsuchalgorithmus untersucht. Zur Implementierung des Multischrittzellsuchalgorithmus werden die BSen in dem UMTS in eine vorbestimmte Anzahl von Gruppen (z. B. 32 oder 64 Gruppen) eingeteilt, wobei jeder BS-Gruppe ein unterschiedlicher gruppenspezifischer Code zugeordnet wird. Somit ist für 512 Basisstationen jede BS-Gruppe aus 16 BSen zusammengesetzt. Jeder der 16 BSen ist ein unterschiedlicher Rundfunkkanal- (BCH, Broadcasting Channel) Spreizcode (zellspezifischer Code) zugeordnet, so dass die MS ihre bedienende BS suchen kann. Der Multischrittzellsuchalgorithmus enthält die Schritte des (1) Empfangens eines primären Synchronisationskanal- (P-SCH) Signals von einer bedienenden BS und des Synchronisierens auf die Slot- (Schlitz-) Zeit eines mit der höchsten Leistung empfangenen Slots; (2) des Empfangens eines sekundären Synchronisationskanal- (S-SCH) Signals von der BS, während die MS mit der Slotzeit synchronisiert wird, und des Detektierens einer Rahmensynchronisation und des gruppenspezifischen Codes der BS; und
(3) des Suchens des zellspezifischen Codes der BS mittels eines BCH, der von der BS basierend auf der Rahmensynchronisation empfangen wird, und des BS-gruppenspezifischen Codes.
Der Multischrittzellsuchalgorithmus wird im Detail mit Bezug auf die 1, 2 und 3 beschrieben werden.
1 verdeutlicht eine konventionelle UMTS-Kanalstruktur. Entlang der Zeitachse eines Kanalsignals, das durch eine BS übertragen wird, hat ein UMTS Slot 2560 Chips und 16 Slots bilden einen Rahmen. Somit hat ein Rahmen 40960 Chips.
Ein P-SCH ist derselbe Code für jede BS in dem UMTS. Er wird mit einem Synchronisationscode #0, SC0 während eines Zehntels jeder Slotdauer, d. h. während 256 Chips, übertragen. Dann empfängt eine MS den P-SCH und synchronisiert mit einer BS-Slotzeit (der erste Zellsuchschritt).
Zusammen mit dem P-SCH überträgt die BS ihren BS-gruppenspezifischen Code auf einem S-SCH. Der BS-gruppenspezifische Code ist ein 16-Symbol-Codewort. Die 16 Symbole entsprechen 16 Synchronisationscodes, die aus dem 1. bis 17. Synchronisationscode SC1 bis SC17 ausgewählt werden, und jedes Symbol wird in einem der 16 Slots eines Rahmens abgebildet. Die Slotzeit-synchronisierte MS erhält den gruppenspezifischen Code und Rahmensynchronisation der bedienenden BS von dem empfangenen S-SCH (der zweite Zellsuchschritt).
Ein BCH-Nachrichtensignal, das zusammen mit dem S-SCH-Signal übertragen wird, setzt sich aus Anzeige- (Pilot) und Datensymbolen in jedem Slot zusammen. Das BCH-Nachrichtensignal wird mit einem zellspezifischen Code (einem BS-spezifischen Code), einem der 32 Verschlüsselungscodes (zellspezifischen Code), der sich mit dem 16-Symbol-Codewort deckt, Synchronisationscodes SC1 bis SC16 gespreizt. Die MS entspreizt das BCH-Signal mit den 32 Verschlüsselungscodes und wählt einen zellspezifischen Code mit einer Maximalkorrelation als den BS-spezifischen Code aus (der dritte Zellsuchschritt).
Der dritte Zellsuchschritt wird im Detail unter Bezugnahme auf 2 beschrieben werden.
2 ist ein Blockdiagramm einer konventionellen Zellsuchvorrichtung zur Implementierung des dritten Zellsuchschritts. Bezug nehmend auf 2 empfängt die MS, rahmensynchronisiert mit der BS und informiert über die BS-Gruppe in dem zweiten Zellsuchschritt, das BCH-Signal an 1. bis 32. Korrelatonen 211, 215, 219, 223 in der Zellsuchvorrichtung. Jede BS-Gruppe in dem UMTS hat 32 zellspezifische Codes und ein BCH-Signal wird mit einem der 32 Verschlüsselungscodes (zellspezifischer Code), der sich mit dem 16-Symbolcodewort deckt, Synchronisationscodes SC1 bis SC16 gespreizt. Das ist der Grund, warum die MS 32 Korrelatonen hat, um das BCH-Signal zu entspreizen. Der 1. Korrelator 211 berechnet eine Korrelation des BCH-Signals in einer Autokorrelationsfunktion für einen 1. zellspezifischen Code (Verschlüsselungscode) und ein 2. BCH-Korreaator 215 berechnet eine Korrelation des BCH-Signals in einer Autokorrelationsfunktion für einen 2. zellspezifischen Code (Verschlüsselungscode), ein 31. BCH-Korrelator 219 berechnet eine Korrelation des BCH-Signals in einer Autokorrelationsfunktion für einen 31. zellspezifischen Code (Verschlüsselungcode) und ein 32. BCH-Korrelator 223 berechnet eine Korrelation des BCH-Signals in einer Autokorrelationsfunktion für einen 16. zellspezifischen Code (Verschlüsselungscode). Hier sind der Einfachheit halber 3. bis 30. BCH-Korreaatoren nicht gezeigt, aber jeder ungezeigte Korrelator berechnet eine Korrelation des BCH-Signals in einer Autokorrelationsfunktion für den 3. bis 30. Synchronisationscode. Dann werden die Korrelationen in 1. bis 32. BCH-Akkumulatoren 213, 217, 221, 225 akkumuliert. D. h. der 1. BCH-Akkumulator 213 akkumuliert die Korrelation, die von dem 1. BCH-Korreaator 211 empfangen wird, der 2. BCH-Akkumulator 217 die Korrelation die von dem 2. BCH-Korrelator 211 empfangen wird, der 31. BCH-Akkumulator 221 die Korrelation, die von dem 31. BCH-Korrelator 219 empfangen wird, und der 32. BCH-Akkumulator 225 die Korrelation, die von dem 32. BCH-Korrelator 223 empfangen wird. Obwohl nicht gezeigt, akkumulieren 3. bis 30. BCH-Akkumulatoren die Korrelationen, die jeweils von den 3. bis 30. BCH-Korrelatoren empfangen werden. Ein Maximal-BCH-Korrelationsdetektor 227 detektiert ein Maximum der BCH-Akkumulatorausgaben, die von jedem BCH-Akkumulator empfangen werden, um den BS-spezifischen Code zu bestimmen.
Um ihre bedienende BS zu detektieren, sollte die MS, wie oben beschrieben, den ersten bis dritten Zellsuchschritt sequenziell durchführen. Dieses Zellsuchverfahren hat die ausgeprägten Probleme, dass (1) komplexe Additionen, die in die Multischrittzellsuche involviert sind, viel Zeit brauchen und insbesondere 16 × 256 komplexe Berechnungen, die zum Detektieren von Korrelationen einer 256-Chip-Folge mit Bezug auf 16 zweite Synchronisationscodes erforderlich sind, eine lange Zeit brauchen und Hardwarelast erhöhen; (2) das Erfordernis von 32 Korrelatoren entsprechend den BS-spezifischen Codes für den dritten Zellsuchschritt Hardwarekomplexität erhöht; und (3) viele Berechnungen (computations), die durch simultanen Parallelbetrieb der Korrelatoren verursacht werden, zu übermäßigem Leistungsverbrauch in einer MS führen.
WO-A-9912273 betrifft Synchronisation auf eine Baissstation und Codeaquisition in einem Spreizspektrumkommunikationssystem. Jeder Übertragungsrahmen in einem Spreizspektrumkommunikationssystem, das Synchronisationscodeübertragung betrifft, wird in eine Vielzahl von Slots unterteilt. Jeder der Slots enthält einen primären (Anzeige-) Synchronisationscode c _p und einen sekundären (kombinierten) Synchronisationscode c _s/lci (auch als der kombinierte Code bezeichnet), der sowohl Rahmensynchronisation (s) als auch Verschlüsselungs- oder langcodeanzeigende (lci) Information enthält. Ein basisstationseindeutiger Verschlüsselungscode wird oft als der „Langcode" bezeichnet, da er meistens länger ist als der Spreizcode. Die Information betreffend Rahmentiming und Die Information betreffend Rahmentiming und Verschlüsselungscode kann in dem kombinierten Code c _s/lci selbst, wie auch in den Modulationswerten der Folgen mehrerer kombinierter Codes in dem Rahmen codiert sein. Alternativ wird die Information in die Folge mehrerer kombinierter Codes c _s/lci, die in jedem Rahmen übertragen werden, wie auch in den modulierten Werten der Folgen mehrerer kombinierter Codes in einem Rahmen codiert. Als eine weitere Alternative wird die Information in dem Timing der Übertragung des kombinierten Codes c _s/lci in jedem Slot des Rahmens relativ zu seinem assoziierten primären Code c _p codiert. Überdies kann eine Mobilstation zuerst Anzeigecodetiming identifizieren, indem sie einen c _p abgeglichenen Filter auf ein empfangenes Signal anwendet und Peaks (Scheitelpunkte) identifiziert. Ausgehend von diesen Peaks kann eine Timingreferenz bezüglich der Slots gefunden werden.
In „Comparison of Cell Search Methods for Asynchronous Wideband CDMA Cellular Systems", ICUPC '98, vol. 2, S.783–787, 5. bis 9. Oktober 1998 wird anfängliche Zellsuche diskutiert, wobei die Mobilstation nach dem Anschalten nach der Zelle sucht, mit der sie den geringsten Pfadverlust hat. Das Terminal synchronisiert zuerst auf die Slotgrenzen durch Filtern der empfangenen Folge mit einem Filter, der auf den primären Synchronisationskanal abgeglichen ist. Die Ausgabepeaks, die so erhalten werden, geben die Existenz und relative Empfangsstärke der Basisstationen in der Nachbarschaft des Terminals an. Des Weiteren identifizieren die Peaks die Slotgrenzen für eine spezifische Zelle. Als nächstes bestimmt das Terminal die Codegruppen durch Korrelieren mit den machbaren sekundären Synchronisationskanalfolgen. Dann werden die Rahmengrenzen bestimmt und schließlich, indem die Rahmen- und Slotgrenzen bekannt sind, wird der benutzte Verschlüsselungscode durch probeweises Entschlüsseln der empfangenen Folge unter Benutzung aller Kandidatencodes in der Gruppe bestimmt.
Übersicht über die Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zellsuchvorrichtung und -verfahren zum Vereinfachen von Zellsuchschritten bereitzustellen, um eine Zellsuchzeit zu reduzieren.
Des Weiteren ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, eine Zellsuchvorrichtung und -verfahren bereitzustellen, die Hardwarekomplexität reduzieren können.
Die vorliegende Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche definiert. Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die abhängigen Ansprüche definiert.
Die Aufgabe und weitere Vorteile können erreicht werden, indem eine Zellsuchvorrichtung und -verfahren in einem Mobilkommunikationssystem bereitgestellt werden. Die Zellsuchvorrichtung wird Slozeit-synchronisiert durch Empfangen eines ersten Synchronisationscodes in jedem Slot eines P-SCH-Rahmens und empfängt einen basisstationsgruppenspezifischen Code, der eine der Basisstationsgruppen repräsentiert, und einen basisstationsspezifischen Code, der eine der Basisstationen in der Basisstationsgruppe repräsentiert, über die Slots eines S-SCH-Rahmens. In der Zellsuchvorrichtung detektiert eine Basisstationsgruppenspezifischen-Code-Detektionseinheit den basisstationsgruppenspezifischen Code, der auf dem S-SCH empfangen wird, nach dem Slot-synchronisierten Zustand und eine Basisstationsspezifischen-Code-Detektionseinheit detektiert den basisstationsspezifischen Code, der dem basisstationsgruppenspezifischen Code folgend empfangen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die obigen und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen wird, in denen:
1 eine konventionelle UMTS-Kanalstruktur ist;
2 ein Blockdiagramm einer konventionellen Zellsuchvorrichtung für den dritten Zellsuchschritt ist;
3 eine kommafreie Codetabelle ist;
4 ein Blockdiagramm eines Senders zur Zellsuche in einer BS entsprechend einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist;
5A eine Ausgestaltung einer UMTS-Kanalstruktur entsprechend der vorliegenden Erfindung ist;
5B eine weitere Ausgestaltung der UMTS-Kanalstruktur entsprechend der vorliegenden Erfindung ist;
6 ein Blockdiagramm einer Zellsuchvorrichtung in einer MS entsprechend der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist;
7A eine Tabelle BS-gruppenspezifischer Codekorrelationen ist; und
7B eine Tabelle BS-gruppenspezifischer Codekorrelationen ist, die aus zyklischem Verschieben der BS-gruppenspezifischen Codekorrelationen, die in 7a gezeigt sind, resultieren.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausgestaltungen
Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In der folgenden Beschreibung sind wohlbekannte Funktionen oder Konstruktionen nicht im Detail beschrieben, da sie die Erfindung in unnötigem Detail verschleiern würden.
3 ist eine kommafreie Codetabelle, 4 ist ein Blockdiagramm eines Senders zur Zellsuche in einer BS entsprechend einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung und 5A und 5B sind Ausgestaltungen einer UMTS-Kanalstruktur entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Bezug nehmend auf 4 überträgt die BS ein P-SCH-Signal, um Slotzeitsynchronisation bereitzustellen. Ein Schalter 411 wird während einer Zeitdauer (256 Chips) des Übertragens eines Synchronisationscodes auf dem P-SCH auf ein Logisch-hoch-Terminal geschaltet und während einer Nicht-Synchronisationscodeübertragungsdauer (2304 Chips) in jedem Slot entsprechend einem vorbestimmten Steuersignal auf ein Logisch-niedrig-Terminal geschaltet. Während der Schalter 411 auf das Logisch-hoch-Terminal geschaltet ist, mischt ein Mischer 413 das P-SCH-Signal, das von dem Schalter 411 empfangen wird, mit einem Synchronisationscode SC0, der der Synchronisationscode C_P, der dem P-SCH zugeordnet ist, ist. Das gemischte Signal wird einem Addierer 421 zugeführt.
Um Rahmensynchronisation und einen BS-gruppenspezifischen Code bereitzustellen, überträgt die BS einen S-SCH. Ein Schalter 415 wird in jedem Slot während einer S-SCH-Übertragungsdauer auf ein Logisch-hoch-Terminal und während einer Nicht-S-SCH-Übertragungsdauer auf ein Logisch-niedrig-Terminal geschaltet. Während der Schalter 415 auf den Logisch-hoch-Terminal geschaltet ist, wird in jedem Slot eines S-SCH-Rahmens ein unterschiedlicher spezifischer Code übertragen. Ein BS-spezifischer Code folgt dem BS-gruppenspezifischen Code auf dem S-SCH.
Da die Dauern der Übertragung des BS-gruppenspezifischen Codes und des BS-spezifischen Codes jeweils 256 Chips sind, wird der Schalter 415 für 512 Chips auf das Logisch-hoch-Terminal geschaltet. Während der BS-spezifische Code in der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung dem BS-gruppenspezifischen Code nachfolgt, ist die sukzessive Übertragung nicht erforderlich, solange sowohl die BS als auch die MS beide Codeübertragungsdauern kennen.
Nun wird eine Beschreibung der Erzeugung von Synchronisationscodes, die auf den P-SCH und dem S-SCH gemischt werden, gegeben werden. Ein Synchronisationscode wird durch XOR-Gattern (Modolo addieren von) einer HDF (Hadamard-Folge) mit einer HRS (hierarchischen Folge) erzeugt. Die HRS y wird aus Folgen x₁ und x₂ mit Längen n₁ bzw. n₂ erzeugt. y(i)=x2(i mod n2)+x1(i div n1) für i=0,1, ...,(n,xn2-1)und x₁ und x₂ derselben Länge werden ausgewählt und eine von LS (Linder-Folge): x1 = x2 = {0,0,1,1,1,1,0,1,0,0,1,0,0,0,1,0}
Die HDSen werden als die Zeilen in einer Matrix H₈ erhalten, die rekursiv konstruiert wird durch: H0=(1)
Die Zeilen werden von oben beginnend mit Zeile 0 (die Nur-Einsen-Folge) nummeriert. Die nte HDS wird in der Folge als eine Zeile von H₈, die von oben nummeriert ist, mit n=0,1,2, ...,255, bezeichnet.
Daher lasse h_m (i) und y (i) das ite Symbol der Sequenz h_m bzw. y bezeichnen, wobei i=0,1,2, ...,255 und i=0 entspricht dem am weitesten linken Symbol.
Durch XOR-Gattern einer 256-Chip-HDS h_m (i) mit der HRS y (i) wird dann ein kter Synchronisationscode definiert als Csc,k= {hm (0) + y(0), hm (1) + y(1), hm (2) + y(2), ...,hm (255) + y(225)},wobei m=8 × k , k=0,1,2, ...17 und der am weitesten linke Chip in der Folge entspricht dem zuerst in der Zeit übertragenen Chip.
Dann wird Synchronisationscode #0,SC0, der in obiger Weise erzeugt wird, dem P-SCH zugeordnet, wobei CP = CSC,0
Die anderen Synchronisationscodes SC1 bis SC17 werden in den entsprechenden Slots eines S-SCH-Rahmens zugeordnet. Cs i = CSC,i (i=1,2,3...,17)
Um FHT (Fast Hadamard Transform, schnelle Hadamard-Transformation) zu benutzen, müssen die spezifischen HDSen ausgewählt werden. Ein Ablauf zur Auswahl der HDS h_m (i) wird im Folgenden beschrieben werden. Wenn die maximale Zahl von Kanälen, die eine BS zuordnen kann, M ist und jeder Kanal eine Folge der Länge M für einen Code übriglässt, H(k,i) = H(k+i)·L, (i =0,1,2..., P-1)wobei N: Länge von Folgen in einer Sub-Hadamard-Matrix H_N einer Hadamard-Matrix H_M;

M: Länge von Folgen in einer Hadamardmatrix, die einem aktuellen Kanal zugeordnet ist;
L: M/N (Anzahl von Segmenten), d. h. M Folgen sind (L × N) Folgen;
P: Anzahl von Kanälen (maximale Kanalzahl: M); und
k: Anfangswert wenn eine Folge in der Hadamard-Matrix H_M ausgewählt wird (0 ≤ k ≤ L-1 ).

Zum Beispiel sind M=16, N=4, L=16/4=4, P=4, und k=2. Dann können vier Folgen, die durch Basissequenz S zusammengesetzt sind, von einer Hadamard-Matrix H₁₆ mit einem Koeffizienten 16 ausgewählt werden.

Zeile 2 = (1 –1 1 –1 1 –1 1 –1 1 –1 1 –1 1 –1 1 –1)
Zeile 6 = (1 –1 1 –1 –1 1 –1 1 1 –1 1 –1 –1 1 –1 1)
Zeile 10 = (1 –1 1 –1 1 –1 1 –1 –1 1 –1 1 –1 1 –1 1)
Zeile 14 = (1 –1 1 –1 –1 1 –1 1 –1 1 –1 1 1 –1 1 –1) oder
Zeile 2 = ( +S +S +S +S)
Zeile 6 = ( +S –S +S –S)
Zeile 10 = ( +S +S S –S)
Zeile 14 = ( +S –S –S +S)

In der Zwischenzeit, für die Dauer, wenn der Schalter 415 auf den Logischhoch-Terminal geschaltet ist, mischt ein Mischer 417 das S-SCH-Signal mit einem Signal, das von einem Multiplexer (MUX) 419 empfangen wird, und der Addierer 421 addiert das P-SCH-Signal mit der Ausgabe des Mischers 417. Der MUX 419 multipliziert einen Synchronisationscode C_S des BS-gruppenspezifischen Codes mit einem Synchronisationscode C_A des BS- spezifischen Codes entsprechend einem BS-Steuersignal. Der BS-gruppenspezifische Code wird durch einen kommafreien Code auf der kommafreien Codetabelle der 3 übertragen. Jeder kommafreie Code enthält ein 16-Symbol-Codewort. Jedes Symbol repräsentiert Synchronisationscode, der eine BS-Gruppe angibt. Die kommafreie Codetabelle hat so viele kommafreie Codes, wie die BS-Gruppen des UMTS, d. h. 32 kommafreie Codes. Jeder kommafreier Code ist ein 16-Symbol-Codewort und jedes Symbol repräsentiert eine Synchronisationscodezahl für einen BS-gruppenspezifischen Code, der auf einem S-SCH übertragen werden soll. Da die Codewörter wechselseitig orthogonal sind, selbst nachdem sie zyklisch verschoben wurden, können BS-Rahmensynchronisation und eine BS-Gruppe durch Checken von Codes, die in den Slots eines Rahmens zugeordnet sind, detektiert werden. Die BS überträgt Synchronisationscodes entsprechend einem kommafreien Code, der ihr BS-gruppenspezifischer Code ist, auf dem S-SCH in den entsprechenden Slots. Z. B. wenn die BS zu einer zweiten Gruppe gehört, bildet die BS einen kommafreien Code in der kommafreien Codetabelle, der die zweite BS-Gruppe angibt, auf dem S-SCH ab. Jedes Symbol des kommafreien Codes überträgt während 1/10 eines Slots, d. h. 256 Chips. Die BS der zweiten Gruppe bildet SC1, SC2, SC9, SC3, SC10, SC11, SC13, SC13, SC11, SC10, SC3, SC9, SC2, SC1, SC16 und SC16 in dieser Reihenfolge als die 1. bis 16. Symbole des kommafreien Codes auf dem S-SCH ab. Die BS fügt auch ihren BS-spezifischen Code, z. B. SC5 wenn sie einen 5. BS-spezifischen Code in ihrer BS-Gruppe hat, in den 257. bis 512. Chip ab, folgend dem BS-gruppenspezifischen Code. Diese Kanalstruktur ist in 5A gezeigt.
Andererseits kann weiterhin bedacht werden, dass der BS-spezifische Code eine vorbestimmte Dauer, z. B. 512 Chips, nach dem BS-gruppenspezifischen Code in jedem Slot eingefügt werden kann, wie in 5B gezeigt.
Folgend der Bildung des S-SCH konstruiert die BS einen BCH. Zu diesem Zweck spreizt ein Mischer 423 Übertragungsdaten mit einem Kanalcode C_ch,N und dann mischt ein Mischer 425 die Ausgabe des Mischers 423 mit dem BS-spezifischen Code C_Zellencode (d.h. C_A) und führt das Ergebnis einem Addierer 427 zu. Eventuell werden der P-SCH und der S-SCH mit dem BCH addiert.
6 ist ein Blockdiagramm einer Zellsuchvorrichtung in einer MS entsprechend der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, 7A ist eine Tabelle BS-gruppenspezifischer Codekorrelationen und 7B ist eine Tabelle BS-gruppenspezifischer Codekorrelationen, die aus zyklischem Verschieben der BS-gruppenspezifischen Codekorrelationen, die in 7A gezeigt sind, resultieren.
Die MS-2. Schritt-Zellsuchvorrihtung der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf 6, 7A und 7B beschrieben werden.
Die folgende Beschreibung wird auf der Annahme geführt, dass eine BS einen Kanal der Struktur, die in 5A gezeigt ist, überträgt. Nach anfänglicher Slot-Synchronisation sollte die MS ein empfangenes Signal mit HRS entspreizen, da der Synchronisationscode durch XOR-Gattern einer HRS und einer HDS (Hadamard-Folge) erzeugt wird. Um FHT (Fast Hadamard Transformer, schneller Hadamard-Transformierer) zu benutzen, muss nur die HRS Komponente behalten werden. Somit mischt ein Mischer 613 das Eingabesignal mit der HRS. Um 32 Kanäle von einem Eingabesignal (empfangenen Signal) zu demodulieren, führen ein Mischer 611 und ein Akkumulator 612 8 Korrelationen der Länge 32 konsekutiver Subsegmente des entspreizten Signals mit Länge 8 BHDS (11111111) durch. Der Akkumulator 615 wird alle 8 Zeitintervalle zurückgestellt. Auf diese Weise werden 32 Korrelationspunkte für die 32 Kanäle erzeugt.
Die Ausgabe des Mischers 611 ist ein originales Übertragungssignal der BS vor dem Spreizen. Eine FHT- (Fast Hadamard Transform, schnelle Hadamard-Transformations-) Einheit 617, die 5 (log₂32) FHTs enthält, erzeugt 32 Korrelationswerte an den parallelen 32 Eingängen (die Ausgabe des Akkumulators 615 = 32 Korrelationswerte), aber nur 17 (d. h. SC1 bis SC17) unter den 32 Korrelationen sollen benutzt werden.
Da die 32 Korrelationspunkte durch Entspreizen einer Folge der Länge 256 mit einer BHDS der Länge 8 erzeugt werden und dann parallel der FHT-Einheit 617 zugeführt werden, wird die Ordnung der FHT-Einheit 617 auf 32 erweitert. Als Ergebnis ist die Anzahl von komplexen Additionen 416 (8×32+32×log₂32) Die FHT-Einheit 617 gibt 17 Korrelationen an einen BS-gruppenspezifischen-Code-Korrelationsspeicher 619 aus. Insgesamt 16 × 17 Korrelationen werden in dem BS-gruppenspezifischen-Code-Korrelationsspeicher 619 gespeichert, da der BS-gruppenspezifische Code auf einer Rahmenbasis detektiert wird und 17 Korrelationen für jeden von 16 Slots in einem Rahmen berechnet werden. Der Ablauf des Speicherns der Korrelationen in dem BS-gruppenspezifischen-Code-Korrelationsspeicher 619 wird jetzt beschrieben werden.
Ein Entspreizer 610 in der Zweiten-Schritt-Zellsuchvorrichtung empfängt einen S-SCH, auf den Synchronisationscodes entsprechend einem kommfreien Code, der für einen BS-gruppenspezifischen Code repräsentativ ist, abgebildet sind. Der Entspreizer 610 erzeugt eine HS und mischt sie mit dem Eingabesignal bei dem Mischer 613. Der Mischer 611 korreliert das Signal, das er von dem Mischer 613 empfängt, mit einer 8-Chip-BHDS und der Addierer 615 akkumuliert eine 8-Chip-Korrelation, die er von dem Mischer 611 empfängt. Hier wird der Addierer 615 alle 8 Chips zurückgestellt. Da der eingegebene S-SCH 256 Chips ist, werden 32 orthogonale Segmente erzeugt. Dann werden 32 Korrelationspunkte, die von den 32 Segmenten detektiert werden, der FHT-Einheit 617 zugeführt. Die FHT-Einheit 617 detektiert 32 Korrelationen von den 32 Korrelationspunkten, entsprechend Autokorrelationsfunktionen. Jedoch werden nur 17 Korrelationen entsprechend SC1 bis SC17 unter den 32 Korrelationen benutzt. Nach vollständiger Detektion von Korrelationen eines S-SCH-Rahmens werden 16 × 17 Korrelationen in dem BS-gruppenspezifischen-Code-Korrelationsspeicher 619 gespeichert.
7A verdeutlicht eine S-SCH-Korrelationstabelle mit 16 × 17 (Spalte × Zeile) Korrelationen in den BS-gruppenspezifischen-Code-Korrelationsspeicher 619.
Um eine zweckmäßige Erklärung des Entscheidungsvariablenberechnungsablaufs zu geben, wird angenommen, dass das Korrelationsergebnis-Array eines Rahmens s[17][16] ist (der Korrelationsakkumulator 619), das Entscheidungsvariablen-Array Y[32][16] ist (der Korrelationsakkumulator 623) und das kommafreie Codetabellen-Array C[32][16] ist.
Der Grund für das Speichern der 16 × 17 Korrelationen ist, dass ein Rahmen 16 Zeitslots einschließlich dem S-SCH hat. Die Korrelationswerte des SCH in jedem Slot des Eingaberahmens werden Spalte für Spalte gespeichert. D. h. Korrelationswerte des S-SCH in dem ersten Slot werden in einer ersten Spalte s(1,1), s(2,1), ..., s(16,1), s(17,1) angeordnet. Korrelationswerte des S-SCH in dem zweiten Slot werden in einer zweiten Spalte s(1,2), s(2,2), ..., s(2,16), s(2,17) angeordnet. Schließlich werden Korrelationswerte des S-SCH in dem 16. Slot in einer 16. Spalte s(16,1), s(16,2), ..., s(16,16), s(16,17) angeordnet. Wenn die 16 × 17 Korrelationswerte vollständig am Ende des Eingaberahmens in dem BS-gruppenspezifischen-Code-Korrelationsspeicher 619 gespeichert sind, liest ein zyklischer Schiebeoperator 621 eine kommafreie Codetabelle aus seinem internen Speicher aus, vergleicht die S-SCH-Korrelationen mit kommafreien Codes in der kommafreien Codetabelle und führt die resultierenden abgebildeten Korrelationswerte einem Korrelationsakkumulator 623 zu (in dem Entscheidungsvariablen gespeichert sind). Der zyklische Schiebeoperator 621 bezieht sich auf die kommafreie Codetabelle für den anfänglichen S-SCH-Korrelationswert s(1,1), der in 7A gezeigt ist. Ein erstes Codewort in der kommafreien Codetabelle hat 1 als ihr erstes Symbol, was impliziert, dass die BS einen Synchronisationscode entsprechend dem Symbol 1 abgebildet hat, d. h. den ersten Synchronisationscode SC1 auf dem S-SCH vor der Übertragung. Somit speichert der Korrelationsakkumulator 623 s(1,1) in Y(1,1). In derselben Weise werden die anderen Korrelationswerte, die auf andere Symbole des ersten Codeworts, das an die anderen Slots angefügt ist, abgebildet sind, sequenziell in Y(1,1) akkumuliert. Dieselben Abläufe werden für die anderen Codewörter durchgeführt. Somit werden die akkumulierten Werte der O-Zyklischen-Schiebeversion in der ersten Zeile des 32 × 16-Entscheidungsvariablenspeichers Y gespeichert (Akkumulator 623).
Während der zyklische Schiebeoperator 621 S-SCH Korrelationswerte 15 mal zyklisch verschiebt, wie in 7B gezeigt, wird der Ablauf, der oben beschrieben wurde, durchgeführt. Der Korrelationsakkumulator 623 speichert akkumulativ 23 × 16 Entscheidungsvariablen. Nach Abschluss der Korrelationswertakkumulation detektiert ein Maximalkorrelationsdetektor 625 ein Maximum der Korrelationswerte. In dem Korrelationswertspeicher 623 detektiert ein Maximalkorrelationswertdetektor 625 den Maximalwert (i,j), dessen erster Index i dem BS-gruppenspezifischen Code entspricht, und der zweite Index j Rahmensynchronisation bestimmt, d. h. den Beginn des nächsten Rahmens in (16 – j) % 16 Slots. Daher detektiert die MS einen Offset, um damit Rahmensynchronisation auf die BS zu erreichen und die BS-Gruppe herauszufinden.
Wenn die obige detaillierte Beschreibung der Berechnung der Entscheidungsvarialbe in der Spitze gemacht wird, wird der Berechnungsalgorithmus auf folgende Weise ausgeführt:
Diese Kalkulationen werden mit dem Zweck der Summation von Korrelationsergebnissen in verschiedenen Kombinationen (32 × 16 = 512) durchgeführt.
Während der BS-gruppenspezifische Code auf einer Rahmenbasis wie oben beschrieben detektiert wird, wird ein Synchronisationscode, der einen BS- spezifischen Code angibt, wiederholt in allen Slots eines Rahmens abgebildet und somit wird der BS-spezifische Code auf einer Slotbasis detektiert.
Wie in 5A gezeigt, wird der BS-spezifische Code in den 257. Chip bis 512. Chip in jeden Slot eines Rahmens dem BS-gruppenspezifischen Code folgend eingefügt. Der Prozess in dem Entspreizer 610 bis zur FHT-Einheit 617 ist derselbe wie die Detektion des BS-gruppenspezifischen Codes mit Ausnahme dessen, dass in jedem Slot derselbe Korrelationscode erhalten wird. Die Korrelation jedes Slots wird in einem BS-spezifischen-Code-Korrelationsakkumulator 627 gespeichert. Nach Beendigung des Rahmens werden insgesamt 1 × 16 Korrelationen in dem BS-spezifischen-Code-Korrelationsakkumulator 627 akkumuliert. Dann detektiert ein Maximalkorrelationsdetektor 629 ein Maximum der akkumulierten Korrelationen und bestimmt einen Synchronisationscode entsprechend dem Maximalwert als BS-spezifischen Code. Obwohl die Beschreibung der vorliegenden Erfindung im Kontext desselben Codes als BS-spezifischem Code in allen Slots gegeben wurde, ist das Zellsuchverfahren selbst dann gültig, wenn die BS den BS-spezifischen Code nur in bestimmten Slots überträgt und die MS nicht weiß, welche Slots dies sind, weil Korrelationen für alle Slots berechnet werden.
Die obige MS-Zellsuchvorrichtung ist in der Lage, den BS-gruppenspezifischen Code und den BS-spezifischen Code gleichzeitig von dem S-SCH zu detektieren, und vereinfacht dabei die konventionelle Dreischrittzellsuche auf zwei Schritte und reduziert die Anzahl komplexer Additionen von 16 × 256 auf 416 (8 × 32 + 32 × log₂32).
In Konsequenz wird das Erfordernis von 16 Korrelatoren, um einen BS-spezifischen Code in dem dritten Zellsuchschritt zu detektieren, umgangen, was es erlaubt, eine vereinfachte Zellsuchvorrichtung zu erreichen. Des Weiteren verringert die Verringerung komplexer Additionen Hardwarelast und eine Zellsuchzeit.

Claims

Signalübertragungsvorrichtung zur Zellsuche in einem Mobilkommunikationssystem umfassend: einen primären Synchronisationskanalsender (411, 413) zum Platzieren eines ersten Synchronisationscodes (C_P) am Beginn jedes einer Vielzahl von Slots (Abschnitten), die einen primären Synchronisationskanalrahmen bildet, um Slotsynchronisation bereit zu stellen und zum Übertragen des primären Synchronisationskanals und einen sekundären Synchronisationskanalsender zum Übertragen eines basisstationsgruppenspezifischen Codes (C_S) am Beginn jedes Slots in einem sekundären Synchronisationskanalrahmen und dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre Synchronisationskanalsender (415, 417, 419) zum Übertragen eines basisstationsspezifischen Codes (C_A) angepasst ist, der dem basisstationsgruppenspezifischen Code (C_S) in wenigstens einem Slot folgt, wobei der basisstationsgruppenspezifische Code (C_S) eine der Basisstationsgruppen repräsentiert und der basisstationsspezifische Code (C_A) eine der Basisstationen in der Basisstationsgruppe repräsentiert.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 weiterhin umfassend einen Rundfunk- („broadcast") Kanalsender (423, 425) zum Abbilden von Systeminformation der Basisstation auf den sekundären Synchronisationskanal zur Übertragung.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der sekundäre Synchronisationskanalsender (415, 417, 419) jedes Symbol des basisstationsgruppenspezifischen Codes in jeden Slot des Rahmens einfügt.
Signalübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der basisstationsspezifische Code (C_A) einer der Synchronisationscodes ist, die den Basisstationsrundfunkkanalspreizcode repräsentieren.
Signalübertragungsverfahren zur Zellsuche in einem Mobilkommunikationssystem umfassend die Schritte: Übertragen eines ersten Synchronisationscodes (C_P) am Beginn jedes einer Vielzahl von Slots, die einen primären Synchronisationskanalrahmen bildet, zum Bereitstellen von Slotsynchronisation und zum Übertragen des primären Synchronisationskanals, Übertragen eines basisstationsgruppenspezifischen Codes (C_S) am Beginn jedes Slots in einem sekundären Synchronisationskanalrahmen, wobei der basisstationsgruppenspezifische Code (C_S) eine der Basisstationsgruppen repräsentiert, und dadurch gekennzeichnet, dass das Signalübertragungsverfahren weiterhin den Schritt des Übertragens eines basisstationsspezifischen Codes (C_A), der dem basisstationsgruppenspezifischen Code (C_S) in wenigstens einem Slot folgt, wobei der basisstationsspezifische Code (C_A) eine der Basisstationen in der Basisstationsgruppe repräsentiert.
Signalübertragungsverfahren nach Anspruch 5 weiterhin umfassend den Schritt des Abbildens von Systeminformation der Basisstation auf dem sekundären Synchronisationskanal mit einem Rundfunkkanal und Übertragen des Rundfunkkanals.
Signalübertragungsverfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei jedes Symbol (C^i,1 _S–C^i,16 _S) des basisstationsgruppenspezifischen Codes (C_S) in dem sekundären Synchronisationskanalübertragungsschritt in jeden Slot des Rahmens eingefügt wird.
Signalübertragungsverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei in jeden Slot des Rahmens derselbe Synchronisationscode eingefügt wird, um den basisstationsspezifischen Code (C_A) in dem sekundären Synchronisationskanalübertragungsschritt zu übertragen.
Zellsuchvorrichtung in einem Mobilkommunikationssystem, welches durch Empfangen eines ersten Synchronisationscodes (C_P) in jedem Slot eines primären Synchronisationskanalrahmens Slotzeitsynchronisiert wird, zum Empfangen eines basisstationsgruppenspezifischen Codes (C_S), der eine der Basisstationsgruppen repräsentiert, über die Slots eines sekundären Synchronisationskanalrahmens und dadurch gekennzeichnet, dass die Zellsuchvorrichtung zum Empfangen eines basisstationsspezifischen Codes (C_A), der eine der Basisstationen in der Basisstationsgruppe repräsentiert, über die Slots des sekundären Synchronisationskanalrahmens angepasst ist; wobei die Zellsuchvorrichtung umfasst: eine basisstationsgruppenspezifischen-Codedetektionseinheit (619, 621, 623, 625), die den basisstationsgruppenspezifischen Code (C_S), der auf dem sekundären Synchronisationskanal im Slotsynchronisierten Zustand empfangen wird, detektiert; und eine basisstationsspezifischen-Codedetektionseinheit (627, 629), die den empfangenen basisstationsspezifischen Code (C_A) detektiert, wobei der basisstationsspezifische Code (C_A) dem basisstationsgruppenspezifischen Code (C_S) folgend empfangen wird.
Zellsuchvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die basisstationsgruppenspezifischen-Codedetektionseinheit (619, 621, 623, 625) umfasst: einen Korrelator (619) zum Berechnen einer Korrelation des basisstationsgruppenspezifischen Codes (C_S), der in jedem Slot des sekundären Synchronisationskanalrahmens empfangen wird; und einen Basisstationsgruppendetektor (621, 623, 625) zum Bestimmen der Basisstationsgruppe unter Benutzung spezifischer Codes, die Maxima von Korrelationen entsprechen, die aus den Slots detektiert wurden.
Zellsuchvorrichtung nach Ansprach 10, wobei der Basisstationsgruppendetektor (621, 623, 625) umfasst: einen zyklischen Verschiebungsoperator (621), um die Korrelationen zyklisch zu verschieben und die zyklisch verschobenen Korrelationswerte mit einer kommafreien Codetabelle zu vergleichen; und einen Maximalkorrelationsdetektor (625) zum Detektieren eines Synchronisationscodes, der einem Maximum der zyklisch verschobenen Korrelationen entspricht.
Zellsuchvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die basisstationsspezifischen-Codedetektionseinheit (627, 629) umfasst: einen Korrelator (627) zum Berechnen einer Korrelation des basisstationsspezifischen Codes (C_A), der in jedem Slot des sekundären Synchronisationskanalrahmens empfangen wird; und einen Basisstationsdetektor (629) zum Bestimmen der Basisstation unter Benutzung eines spezifischen Codes, der einem Maximum von Korrelationen, detektiert aus den Slots, entspricht.
Zellsuchvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Korrelator die Korrelationen durch Hadamard Transformation bezüglich einer vorbestimmten Anzahl von Synchronisationscodes berechnet.
Zellsuchverfahren in einem Mobilkommunikationssystem, das durch Empfangen eines ersten Synchronisationscodes (C_P) in jedem Slot eines primären Synchronisationskanalrahmens Slotzeit-synchronisiert wird, umfassend den Schritt des Empfangens eines basisstationsgruppenspezifischen Codes (Cs), der eine der Basisstationsgruppen repräsentiert, über die Slots eines sekundären Synchronisationskanalrahmens und dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin folgende Schritte umfasst: Empfangen eines basisstationsspezifischen Codes (C_A), der eine der Basisstationen in der Basisstationsgruppe repräsentiert, über die Slots des sekundären Synchronisationskanalrahmens; Detektieren des basisstationsgruppenspezifischen Codes (C_S), der im Slot-synchronisierten Zustand auf dem sekundären Synchronisationskanalempfangen wird; und Detektieren einer übertragenden Basisstation durch Detektieren des empfangenen basisstationsspezifischen Codes (C_A), wobei der basisstationsspezifische Code (C_A) dem basisstationsgruppenspezifischen Code (C_S) folgend empfangen wird.
Zellsuchverfahren nach Anspruch 14, wobei der basisstationsgruppenspezifischen Codedetektionsschritt folgende Schritte umfasst: Berechnen einer Korrelation des basisstationsgruppenspezifischen Codes (C_S), der in jedem Slot des sekundären Synchronisationskanalrahmens empfangen wird; und Bestimmen der Basisstationsgruppe unter Benutzung spezifischer Codes, die Maxima von Korrelationen, detektiert aus den Slots, entsprechen.
Zellsuchverfahren nach Anspruch 15, wobei der Basisstationsgruppenbestimmungsschritt folgende Schritte umfasst: zyklisches Verschieben der Korrelationen und Vergleichen der zyklisch verschobenen Korrelationswerte mit einer kommafreien Codetabelle; und Detektieren eines Synchronisationscodes, der einem Maximum der zyklisch verschobenen Korrelationen entspricht.
Zellsuchverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der basisstationsspezifischen-Codedetektionsschritt folgende Schritte umfasst: Berechnen eine Korrelation des basisstationsspezifischen Codes (C_A), der in wenigstens einen Slot des sekundären Synchronisationskanalrahmens eingefügt ist; und Akkumulieren von Korrelationen und Bestimmen der Basisstation unter Benutzung eines spezifischen Codes, der einem Maximum der akkumulierten Korrelationen entspricht.
Zellsuchverfahren nach Anspruch 17, wobei die Korrelationen durch Hadamard-Transformation bezüglich einer vorbestimmten Anzahl von Synchronisationscodes berechnet werden.