FR2816142A1 - Procede et appareil d'identification d'un groupe de codes et de synchronisation pour un systeme ds-cdma - Google Patents
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Abstract
La présente invention met à disposition un procédé de synchronisation de trame dans un système de communication à accès multiple à répartition par les codes (CDMA), à séquence directe (DS). Le système DS-CDMA comprend une station de base qui transmet régulièrement une séquence de codes de synchronisation secondaires spécifique, qui appartient à l'une des différentes séquences de codes de synchronisation secondaires. Chaque séquence de codes de synchronisation secondaires a une longueur de L codes et correspond à un groupe de codes.
Description
La présente invention concerne d'une manière générale un appareil et un
procédé d'identification d'un groupe de codes et de synchronisation de trames utilisés dans des systèmes de communication à accès multiple à répartition par les codes, à séquence directe (DS-CDMA), tels que les systèmes CDMA à large bande et le système 3GPP (projet de
partenariat de troisième génération).
Actuellement, les systèmes cellulaires DS-CDMA sont classés comme des systèmes synchrones intercellulaires ayant une synchronisation intercellulaire, et des systèmes asynchrones n'en ayant pas. Pour des systèmes synchrones intercellulaires, un même long code est attribué à chaque station de base, mais avec un décalage temporel différent. La recherche de cellule initiale peut être exécutée par une acquisition temporelle du long code. La recherche d'une cellule périphérique sur des transferts intercellulaires peut être effectuée rapidement du fait que la station mobile peut recevoir les informations de décalage du long code concernant la station de base périphérique, depuis la station de base actuelle. Cependant, chaque station de base nécessite un appareil à base de temps précise, tel que le système de positionnement par satellite (GPS) et les oscillateurs au rubidium. Cependant, il est difficile de déployer le système GPS dans des sous-sols ou autres endroits o les signaux RF ne peuvent pas être facilement atteints. Dans les systèmes asynchrones tels que les systèmes CDMA à large bande et 3GPP, chaque station de base adopte deux canaux de synchronisation, tel que présenté sur la figure 1, de telle sorte qu'un terminal mobile puisse établir la liaison et ne perde pas la connexion lors de transferts, en recueillant les codes de synchronisation transmis sur des canaux de synchronisation. Le premier canal de synchronisation (canal de synchronisation principal, ci-après appelé canal PSCH) est constitué d'un code de synchronisation principal non modulé (désigné par Cpsc), ayant une longueur de 256 éléments, transmis une fois par intervalle de temps. Le Cpsc est le même pour toutes les stations de base. Ce code est régulièrement transmis, de telle sorte qu'il soit synchronisé avec la frontière de l'intervalle de temps des canaux descendants, tel qu'illustré
sur la figure 1. Le canal de synchronisation secondaire (ci-
après appelé canal SSCH) est constitué d'une séquence de codes de synchronisation secondaires non modulés (Csscio à Cssci'14), transmis de manière répétitive en parallèle avec le code Cpsc du canal PSCH. Les 15 codes de synchronisation secondaires sont transmis de manière séquentielle, une fois par trame. Chaque code de synchronisation secondaire est choisi dans un ensemble de 16 codes orthogonaux différents, d'une longueur de 256 éléments. Cette séquence sur le canal SSCH correspond à l'un des 64 groupes de codes différents auquel appartient le code de brouillage descendant de la station de base. L'attribution de codes pour une station de base est présentée sur la figure 2. Ces 64 séquences sont construites de telle sorte que leurs décalages cycliques soient uniques. En d'autres termes, si le compte de décalages cycliques est de 0 à 14, les 960 (= 64 x 15) séquences possibles générées par décalage cyclique des 64 séquences sont toutes différentes les unes des autres. En partant de cette propriété, il est possible de mettre au point des algorithmes de recherche de cellule permettant de déterminer sans ambiguïté le groupe de codes ainsi que la
synchronisation de trame.
Pendant la recherche de cellule initiale pour le système CDMA à large bande proposé par le 3GPP, une station mobile recherche la station de base vers laquelle elle a le plus faible affaiblissement sur la voie. Elle détermine ensuite le code de brouillage descendant et la synchronisation de trame de la station de base. Cette recherche de cellule initiale est
typiquement effectuée en trois étapes.
Etape 1: synchronisation d'intervalle de temps Pendant la première étape de la procédure de recherche de cellule initiale, la station mobile recherche la station de base vers laquelle elle a le plus faible affaiblissement sur la voie par l'intermédiaire du code de synchronisation principal transmis sur le canal PSCH. Cette recherche est typiquement effectuée à l'aide d'un seul filtre adapté correspondant au code de synchronisation principal. Du fait que le code de synchronisation principal est commun à toutes les stations de base, la puissance du signal de sortie du filtre adapté doit présenter des crêtes pour chaque rayon provenant de chaque station de base à une portée recevable. La crête la plus élevée correspond à la station de base à la plus stable pour la liaison. La détection de la position de la plus haute crête donne la synchronisation et la longueur de l'intervalle de temps de modulation de la station de base la plus forte. Plus précisément, cette procédure amène la station mobile à acquérir une synchronisation d'intervalle de temps auprès de
la station de base la plus forte.
Etape 2: Synchronisation de trame et identification du groupe de codes Pendant la deuxième étape de la procédure de recherche de cellule, la station mobile utilise le code de synchronisation secondaire dans le canal SSCH, pour trouver la synchronisation de trame et le groupe de codes de la cellule trouvée à la première étape. Du fait que le code de synchronisation secondaire est transmis en parallèle au code de synchronisation principal, les positions du code de synchronisation secondaire peuvent également être trouvées pendant la première étape. Le signal reçu aux positions du code de synchronisation secondaire est donc corrélé avec tous les codes de synchronisation secondaires possibles pour identifier les codes. Les 15 codes consécutifs reçus et identifiés dans une trame forment une séquence reçue. Du fait que les décalages cycliques des 64 séquences correspondant aux 64 groupes de code sont uniques, en corrélant la séquence reçue avec les 960 séquences possibles, il est possible de déterminer le groupe de codes de la station de base synchronisée ainsi que la
synchronisation de trame.
Etape 3: Identification du code de brouillage Pendant la dernière étape de la procédure de recherche de cellule, le terminal mobile détermine le code de brouillage principal exact utilisé par la station de base trouvée. Le code de brouillage principal est typiquement identifié par une corrélation, symbole à symbole, sur le canal pilote commun (ci-après appelé canal CPICH), avec tous les codes du groupe de codes identifié dans la deuxième étape. Après I'identification du code de brouillage principal, le canal physique de commande commun principal (ci-après appelé canal PCCPCH) peut être détecté. Puis les informations
spécifiques au système ou à la cellule peuvent être lues.
En résumé, les tâches principales de la procédure de recherche de cellule initiale consistent à: (1) rechercher la cellule ayant la plus forte puissance reçue, (2) déterminer la synchronisation de trame et le groupe de codes, et (3)
déterminer le code de brouillage principal descendant.
Un objet de la présente invention consiste à mettre à disposition un procédé et un appareil puissants et économiques pour la synchronisation des frontières de trame
et l'identification des groupes de codes.
Le procédé de la présente invention est utilisé pour trouver un groupe de codes spécifique utilisé par une station de base et la synchronisation de trame avec la station de base. Le procédé comprend les étapes suivantes qui consistent à: (a) établir une pluralité de séquences de codes de synchronisation secondaires (SSCS), chaque séquence SSCS ayant une longueur de L codes et correspondant à un groupe de codes spécifique; (b) détecter et échantillonner des signaux provenant de la station de base, pour former une séquence de codes de référence (RCS) dont la longueur est inférieure à L codes; (c) comparer la séquence RCS avec toutes les séquences de codes possibles, pour trouver un groupe de codes candidat et une frontière de trame correspondante, chacune des séquences de codes possibles étant générée par échantillonnage de codes adjacents d'une séquence SSCS décalée cycliquement et ayant une longueur identique à celle de la séquence RCS, et le groupe de codes candidat et la frontière de trame correspondante correspondant à celle des séquences de codes possibles, qui a la plus haute ressemblance avec la séquence RCS; (d) lorsque le groupe de codes candidat n'est pas unique, compléter la séquence RCS en ajoutant, à la fin de celle-ci, un code reçu de la station de base, puis répéter l'étape (c); et (e) lorsque le groupe de codes candidat est unique, émettre le groupe de codes candidat et la frontière de trame
correspondante pour effectuer la synchronisation.
L'appareil de la présente invention comprend une mémoire, un décodeur, un premier échantillonneur et une pluralité de processeurs. La mémoire stocke une pluralité de séquences de codes de synchronisation secondaires (SSCS) qui correspondent à des groupes de codes. Le décodeur reçoit et échantillonne des signaux provenant d'une station de base, afin de former une séquence entrante. Le premier échantillonneur échantillonne en outre plusieurs codes adjacents de la séquence entrante, afin de former une séquence de codes de référence. Chaque processeur correspond à une SSCS correspondante et comprend un deuxième échantillonneur et un analyseur. Chaque processeur comprend en outre des moyens servant à décaler de manière cyclique les séquences SSCS correspondantes, afin d'obtenir des séquences de codes décalées cycliquement. Le deuxième échantillonneur échantillonne des codes adjacents dans les séquences de codes décalées cycliquement, afin de former des séquences de codes échantillonnées, chaque séquence de codes échantillonnée ayant une longueur de code identique à la première séquence de codes de référence. L'analyseur compare la séquence de codes de référence avec les séquences de codes échantillonnées pour émettre des coefficients de ressemblance, et trouve le coefficient de ressemblance le
plus élevé ainsi qu'une frontière de trame correspondante.
L'appareil comprend en outre des moyens servant à trouver un groupe de codes candidat parmi les groupes de codes, en élisant le coefficient de ressemblance le plus grand parmi les plus grands coefficients de ressemblance; émettre, lorsque le groupe de codes candidat est unique, le groupe de codes candidat et une frontière de trame trouvée, correspondant au groupe de codes candidat; et, lorsque le groupe de codes candidat n'est pas unique, commander le premier échantillonneur de telle sorte qu'il échantillonne un code adjacent supplémentaire dans la séquence entrante, pour
compléter la séquence de codes de référence.
Le premier avantage de la présente invention est l'économie d'énergie. Du fait que la séquence de codes de référence n'a pas besoin d'avoir la même longueur de séquence que les séquences de codes de synchronisation secondaires. Par exemple, dans le système 3GPP, la longueur de la séquence de codes de synchronisation secondaires est égale à 15. Cependant, la séquence de codes de référence d'une longueur égale à 4 est théoriquement suffisante pour la détermination de la frontière de trame et l'identification du groupe de codes à l'aide de la présente invention. Le nombre d'opérations nécessaire pour effectuer la corrélation, la comparaison et le calcul est donc
réduit, ce qui réduit également la consommation d'énergie.
La présente invention étant fondamentalement un analyseur parallèle, I'identification du numéro de groupe de codes ainsi que la détermination de la frontière de trame pourraient être effectuées simultanément. En conséquence, le temps nécessaire pour la recherche de cellule pourrait être grandement raccourci, par comparaison à un analyseur séquentiel. C'est le deuxième avantage de la présente invention. Le troisième avantage de la présente invention réside dans l'aptitude à l'immunité aux erreurs. Même si plusieurs codes de la séquence de codes de référence ne sont pas reçus correctement, le numéro de groupe de codes et sa frontière de trame correspondante peuvent encore être trouvés avec exactitude. La raison en est que la présente invention utilise la caractéristique de ressemblance plutôt
que l'exactitude.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture
de la description détaillée ci-après, prise conjointement avec
les exemples et les références aux dessins ci-joints, dans lesquels: la figure 1 illustre la relation entre le canal de synchronisation principal et le canal de synchronisation secondaire; la figure 2 présente l'attribution de codes pour une station de base; la figure 3 est l'architecture générique de la présente invention; la figure 4 présente l'organigramme du procédé de détermination du groupe de codes et la synchronisation de trame selon la présente invention; la figure 5 illustre le concept de base de l'algorithme servant à trouver la séquence de codes la plus ressemblante la figure 6 présente l'organigramme de l'algorithme de recherche présenté sur la figure 5; la figure 7 illustre le concept d'utilisation d'une puce DSP pour mettre en oeuvre l'algorithme de recherche de la présente invention; la figure 8 illustre une implémentation matérielle possible utilisant des logiques combinatoires pour mettre en oeuvre l'algorithme de recherche pour le groupe de codes i et les figures 9A et 9B illustrent les implémentations des contrôleurs de taille de fenêtre respectifs 82 et 85, présentés
sur la figure 8.
Par nature, la présente invention utilise une partie de la séquence (SSCS) de 15 codes de synchronisation secondaires reçus consécutivement d'une station de base pour effectuer une corrélation avec toutes les parties possibles des 64 séquences SSCS correspondant aux 64 groupes de codes. Il est donc possible de trouver le groupe de code le plus ressemblant et la frontière de trame la plus ressemblante. Comme on le voit sur la figure 2, les 64 séquences SSCS, ayant chacune une longueur de 15 codes et correspondant aux 64 groupes de codes, sont uniques, tout comme leurs décalages cycliques. C'est le point clé de la conception des 64 séquences SSCS. Néanmoins, après une observation attentive, n'importe quelle séquence de codes de synchronisation secondaires consécutifs, ayant une longueur supérieure à 3 codes, est également unique dans le tableau de la figure 2. Par exemple, la séquence de codes de (1, 1, 2, 8) peut être trouvée uniquement par la combinaison des quatre premiers codes de synchronisation secondaires du Groupe de Code 1, et aucune autre séquence de quatre codes consécutifs de la figure 2 ne peut construire (1, 1, 2, 8) . Par conséquent, si un terminal mobile reçoit une séquence de codes consécutifs de (1, 1, 2, 8), il peut immédiatement déterminer que le groupe de codes utilisé par la station de base est le Groupe de Codes 1 et que la frontière de trame est l'intervalle de temps (ou slot) #1. En d'autres termes, le groupe de codes et la frontière de trame peuvent être déterminés par une partie, et non la totalité, de la séquence SSCS transmise par une station de base à l'intérieur d'une trame. La présente invention utilise précisément cette particularité pour l'identification du groupe
de codes et de la synchronisation de trame.
La figure 3 représente l'architecture générique de la présente invention. Du fait que, dans le système 3GPP, le code SSC est constitué de 16 mots de code différents, une
banque de corrélateurs, constituée de 16 corrélateurs 3101-
3116, est utilisée pour l'identification de la corrélation entre les signaux d'entrée actuels Ri(m) et Rq(m) avec les 16 mots de code orthogonaux CS0o, CS02,..., CS16, intervalle de temps par intervalle de temps, o m désigne le numéro de l'intervalle de temps (N de slot) de la séquence de codes SSC reçus, i signifie en phase, et q signifie en quadrature de phase. Chaque corrélateur 31, (n = 1-16) est suivi d'une banque de niveaux de corrélation 32n servant à stocker les niveaux de corrélation émis par le corrélateur 31n dans une trame. La banque de niveaux de corrélation 32n accumule en outre les niveaux de corrélation au même intervalle de temps de différentes trames, pour réaliser une immunité au bruit. Le sélecteur de maximum 34 détermine la sortie maximale parmi les 16 sorties des 16 banques de niveaux de corrélation 3201-3216, puis émet un numéro de code actuel, qui devrait être transmis par la station de base dans l'intervalle de temps actuel. Après une période de N intervalles de temps, N numéros de codes sont stockés dans un enregistreur 36, pour former une séquence entrante. A partir de la séquence entrante, un analyseur 38 peut déterminer le numéro du groupe de codes et la frontière de
trame utilisés par la station de base synchronisée.
La figure 4 présente l'organigramme du procédé de détermination du groupe de codes et de synchronisation de trame selon la présente invention. Tout d'abord, une séquence de codes entrante ayant une longueur de N codes
est préparée (bloc 40 de l'organigramme).
Ensuite, les N-K premiers codes sont extraits de la séquence de codes entrante en tant que séquence de codes de référence (bloc 42 de l'organigramme), o K est un entier supérieur à 0. Pendant ce temps, les corrélateurs 3101-3116, les banques de corrélations 3201-3216, le sélecteur de maximum 34 et l'enregistreur continuent à travailler pour reconnaître et enregistrer les signaux provenant de la station de base synchronisée (bloc 44 de l'organigramme). Puis, la séquence de codes la plus ressemblante est trouvée par comparaison, code par code, de la séquence de codes de référence avec les 64 séquences SSCS et leurs décalages cycliques (bloc 46 de l'organigramme). Si la séquence de codes la plus ressemblante n'est pas unique (réponse Oui au bloc 48 de l'organigramme), la séquence de codes de référence est complétée par extraction de P codes supplémentaires de la séquence de codes entrante (bloc 50 de l'organigramme), o P est un entier supérieur à 0, et une autre séquence de codes la plus ressemblante est trouvée en fonction de la séquence de codes de référence étendue (bloc 52 de l'organigramme). Cette boucle de complétion et recherche continue jusqu'à ce que la séquence de codes la plus ressemblante soit unique (réponse Non au bloc 48 de l'organigramme). Pour éviter une boucle sans fin due à un environnement dans lequel le rapport signal sur bruit (S/B) est peu élevé, une limite de compte de boucle est insérée dans la boucle pour pouvoir sortir de la boucle. Lorsque le compte de boucle est supérieur à un nombre entier prédéterminé A (réponse Oui au bloc 54 de l'organigramme), la séquence de codes entrante actuelle est abandonnée et une nouvelle collecte de séquence de codes entrante pour I'identification du groupe de codes et la synchronisation de trame est effectuée. Néanmoins, si la séquence de codes la plus ressemblante est unique (réponse Non au bloc 48 de l'organigramme), L opérations de collecte d'une séquence de codes entrante et de recherche de la séquence de codes la plus ressemblante sont effectuées. L séquences de codes les plus ressemblantes sont générées en tant que L candidats (réponse Oui au bloc 56 de l'organigramme), puis un groupe de codes final et la frontière de trame peuvent être
déterminés par vote à la majorité entre eux.
La figure 5 illustre le concept de base de l'algorithme de
recherche de la séquence de codes la plus ressemblante.
Pour des questions de commodité, on utilise une fenêtre glissante pour chaque groupe, pour rechercher la séquence de codes la plus ressemblante. La taille de la fenêtre glissante est égale à celle de la séquence de codes de référence. Seuls les éléments délimités par la fenêtre glissante sont utilisés pour la comparaison avec les éléments de la séquence de codes de référence, lorsque la fenêtre glisse de l'intervalle de temps (ou slot) #0 à l'intervalle de temps (ou slot) #14, par étapes d'un seul numéro d'intervalle de temps à la fois. Chaque étape donne un seul résultat correspondant, par exemple V(i, m) indique le résultat correspondant au groupe de codes i à l'étape de glissement m. Supposons par exemple que la séquence de codes de référence soit {10, 15, 9, 10, 10, 2}, alors la taille de la fenêtre glissante doit être de 6 codes. Dans la première étape, la fenêtre glissante du Groupe de Codes 1 encadre les 6 premiers codes secondaires du Groupe de Codes 1, et une séquence de codes échantillonnée de {1, 1, 2, 8, 9, 10} est générée. Les éléments de la séquence de codes de référence sont tous différents des éléments correspondants dans la séquence de codes échantillonnée, en conséquence V(1, 1) est égal à 0. Dans la deuxième étape, la fenêtre glissante est décalée d'un intervalle de temps et une autre séquence de codes échantillonnée de {1, 2, 8, 9, 10, 15} est générée. Il y a seulement un élément (le cinquième élément) de la séquence de codes de référence qui est identique à l'élément à la même position dans la séquence de codes échantillonnée, par conséquent V(1, 2) est égal à 1. Et ainsi de suite. Il y a, au total, 15 résultats pour chaque groupe de codes. Parmi ces résultats, c'est le résultat maximum, V(1, 6) dans l'exemple décrit, qui est sélectionné, et la séquence de codes échantillonnée correspondante est utilisée en tant que séquence candidate pour la séquence de codes la plus ressemblante. Chaque groupe de codes utilise le même algorithme de recherche et les 64 algorithmes de recherche s'exécutent simultanément. Par conséquent, il y a 64 candidats pour la séquence la plus ressemblante. Parmi eux, la séquence échantillonnée correspondant au V(k, m) maximum est sélectionnée comme la séquence de codes la plus ressemblante. Cela signifie que la station de base synchronisée utilise le Groupe de Code k et que le décalage de la frontière de trame entre la station de base synchronisée
et le station mobile est de m intervalles de temps.
La figure 6 présente l'organigramme de l'algorithme de recherche décrit dans le paragraphe précédent. Du fait que les 64 groupes de codes utilisent tous le même algorithme de recherche, on utilisera, pour des questions de commodité, le Groupe de Code i comme exemple pour décrire la manière dont s'exécute l'algorithme de recherche. Lorsque I'algorithme démarre, il exécute les opérations suivantes: 1. Réglage de la valeur m à 1, m indiquant la mième
étape de glissement (c'est-à-dire la mième fenêtre).
2. Comparaison de la séquence de codes échantillonnée avec la séquence de codes de référence, élément par élément, jusqu'à ce que tous les éléments aient été comparés. La valeur de V(i, m) augmente de 1 à chaque fois
qu'un élément correspond.
3. Incrémentation de la valeur de m de 1, si m est
inférieur à 15, et retour à l'étape 2.
4. Si m est égal à 15, recherche du plus grand des V(i, m) obtenus, o m = 1-15, et utilisation de la séquence de codes échantillonnée correspondante en tant que séquence candidate pour la séquence de codes la plus ressemblante
pour le Groupe de Code i.
5. Récupération, de nouveau, du V(k, m) maximal parmi les 64 candidats obtenus des 64 groupes de codes, et utilisation de la séquence de codes échantillonnée correspondante en tant que séquence de codes la plus ressemblante.
6. Arrêt de l'algorithme.
L'algorithme de recherche de la présente invention peut être mis en oeuvre par des techniques utilisant une puce de traitement numérique de signaux (DSP) ou des logiques combinatoires. La figure 7 illustre le concept d'utilisation d'une puce DSP pour mettre en oeuvre l'algorithme de recherche de la présente invention. La séquence de codes entrante, obtenue par le sélecteur de maximum 34, est tout d'abord enregistrée au moyen d'une mémoire premier entré- premier sorti (PEPS) 71, et les 64 séquences de codes de synchronisation secondaires correspondant aux 64 groupes de codes sont enregistrées dans une table de recherche (LUT) 73. Lorsque le système est initialisé, le programme de lI'algorithme de recherche (en langage C ou assembleur), les 64 séquences SSCS et la séquence de codes entrante sont chargés simultanément dans la puce DSP 72. Le programme de l'algorithme de recherche comprend principalement 64 sous-programmes similaires, chaque sous-programme étant destiné à trouver la séquence de codes la plus ressemblante pour un groupe de codes. Ces 64 sous-programmes sont tous exécutés en parallèle dans la puce DSP 72. D'après l'algorithme de recherche décrit dans le paragraphe précédent, la puce DSP 72 identifie le numéro de groupe de
codes souhaité et la frontière de trame souhaitée.
La figure 8 illustre une implémentation matérielle possible, utilisant des logiques combinatoires pour mettre en
ceuvre l'algorithme de recherche pour le groupe de codes i.
Après que le sélecteur de maximum 34 a émis N numéros de code, pour former une séquence de codes entrante, stockée dans une banque de registres à décalage 81, plusieurs éléments de la séquence de codes entrante et de la séquence de codes de synchronisation secondaires du groupe de codes i sont envoyés en parallèle aux banques de registres à décalage, 83 et 84, par l'intermédiaire des contrôleurs de taille de fenêtre 82 et 85. Les contrôleurs de taille de fenêtre 82 et 85 sont utilisés pour commander le nombre d'éléments
écrits dans les banques de registres à décalage 82 et 84.
Chaque banque de registres à décalage (81, 83, 84 et 86) est constituée de SN registres à décalage d'une taille de Be bits, o Be et SN représentent le nombre minimal de bits nécessaire pour représenter respectivement un élément et un numéro d'intervalle de temps par trame. Par exemple, dans le système 3GPP, SN est égal à 15 et Be est égal à 4, du fait
qu'il y a 16 codes de synchronisation secondaires au total.
Les sorties des banques de registres à décalage 83 et 84 sont envoyées en parallèle au comparateur d'éléments 87, pour y subir une comparaison élément par élément. De plus, la banque de registres à décalage 83 effectue un décalage circulaire, élément par élément. Chaque banque de registres à décalages (81, 83, 84 et 86) peut, sans aucun doute, être remplacée par un registre à décalage d'une taille de Be x Sn bits. Pour une implantation de ce type, les bits de sortie des registres à décalage 83 et 84 sont envoyés en série au comparateur d'éléments 87, et une comparaison est effectuée pour chacun des Be bits. Lorsque les deux éléments comparés sont égaux, la sortie du comparateur d'éléments 87 devient égale à 1. Les circuits "intégration et vidage" 8a qui suivent sont utilisés pour calculer le nombre d'éléments égaux. L'utilisation du compteur à base SN 88 permet d'effectuer l'opération de comparaison à fenêtre glissante illustrée sur la figure 5. Le compteur à base SN 88 est utilisé pour compter le nombre d'éléments qui ont été comparés dans la banque de registres à décalage 84. Lorsque les SN éléments ont tous été comparés, le compteur à base SN 88 émet une impulsion qui le réinitialise et qui génère un décalage circulaire d'un élément dans la banque de registres à décalage 86. De plus, ce signal d'impulsion est également utilisé pour déclencher les circuits "intégration et vidage" 8a, de telle sorte qu'ils envoient la valeur de ressemblance calculée au registre àdécalage 8b, puis réinitialiser la valeur du circuit "intégration et vidage" 8a. En même temps, le
registre à décalage 83 revient également à son état initial.
Ensuite, la séquence SSCS décalée du groupe de codes i est écrite dans la banque de registres à décalage 84, ayant la même taille, commandée par le contrôleur de taille de fenêtre , et la comparaison par fenêtre glissante passe à la fenêtre
glissante suivante.
Chaque séquence de codes de synchronisation secondaires encadrée par la fenêtre est dotée d'une valeur de ressemblance après avoir été comparée. Tel qu'illustré dans le registre à décalage 8b, les valeurs V(1), V(2) et V(SN) correspondent respectivement à la valeur de ressemblance de la première, de la deuxième et de la SNième fenêtre glissante. A partir de ces valeurs de ressemblance obtenues, des circuits de sélection de valeur maximale choisissent la valeur maximale en tant que candidat pour la séquence de codes la plus ressemblante pour le groupe de codes i. Un compteur à base SN 89 est utilisé pour compter
le nombre de fenêtres glissantes qui ont déjà été comparées.
Lorsque les SN fenêtres glissantes ont toutes été comparées, il génère une impulsion qui le réinitialise et qui déclenche les circuits de sélection de valeur maximale 8c de telle sorte
qu'ils envoient la valeur choisie.
Les figures 9A et 9B illustrent les implémentations des contrôleurs de taille de fenêtre respectifs 82 et 85. Comme on le voit sur la figure 8, ces deux composants sont contrôlés par le mot de commande de taille de fenêtre. Le mot de commande de taille de fenêtre est constitué de SN x Be bits de commande, qui sont utilisés pour commander la sélection des signaux d'entrée ou de la valeur pré-mémorisée. Des valeurs prémémorisées différentes sont utilisées dans les contrôleurs de taille de fenêtre 82 et 85: "1" pour 82 et "O" pour 85. De cette manière, ces éléments de sortie décalés à la valeur pré-mémorisée n'ont aucune contribution sur la sortie du comparateur d'éléments 87. Ce qui permet de commander la taille de la séquence de codes de référence et celle de la séquence de codes échantillonnée. En ce qui concerne le problème de la taille correcte de la séquence de codes de référence au démarrage du système
selon l'invention, cela dépend des résultats expérimentaux.
Théoriquement, une taille de 4 codes est suffisante pour I'identification du groupe de codes. Cependant, plus la taille de la séquence de codes de référence est grande au démarrage, plus l'immunité au bruit de la présente invention
est élevée.
Les avantages de la présente invention comprennent 1. L'économie d'énergie: Seules des parties de la séquence de codes entrante sont prises en compte pour la comparaison, ce qui réduit le nombre de commutations d'opérations pendant la comparaison entre la séquence de codes de référence et la séquence de codes échantillonnée, de sorte que la consommation d'énergie du terminal mobile est également réduite. Il est très important de réduire la consommation d'énergie en fonctionnement d'un terminal mobile. 2. L'immunité aux erreurs: C'est le groupe de codes le plus ressemblant, et pas exactement le même groupe de codes, qui est déterminé. En conséquence, dans un environnement à bruit élevé, même si la séquence de codes de référence comprend certaines erreurs de codes, il est encore possible de déterminer le groupe de codes le plus ressemblant et la frontière de trame correspondante. Par exemple, si la séquence de codes de référence est {1, 1, 4, 8, 9}, le groupe de codes le plus ressemblant et la frontière de trame correspondante seront trouvés sous la forme, respectivement, du groupe de codes 1 et de l'intervalle de temps (ou slot) #1, même si le troisième élément de la séquence de codes de référence est le code erroné "4" à la
place du code correct "2".
3. La simultanéité - Le groupe de codes le plus ressemblant et la frontière de trame correspondante sont
trouvés simultanément, et non de manière séquentielle. En conséquence, le temps nécessaire pour l'identification du numéro du groupe de codes et pour la détermination de lao10 frontière de trame peut être grandement raccourci.
Finalement, bien que l'invention ait été décrite au moyen d'exemples et de la forme de réalisation préférée, on comprendra que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites. Au contraire, elle est destinée à couvrir différentes modifications et des agencements similaires, qui sembleront évidents à l'homme du métier. Par conséquent, le
cadre des revendications jointes doit être considéré dans
l'interprétation la plus large, de façon à englober toutes ces
modifications et tous ces agencements similaires.
Claims (18)
1. Procédé de recherche d'un groupe de codes spécifique utilisé par une station de base et de synchronisation avec la station de base, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à (a) établir une pluralité de séquences de codes de synchronisation secondaires (SSCSs) , chaque SSCS ayant une longueur de L codes et correspondant à un groupe de codes spécifique; (b) détecter et échantillonner des signaux provenant de la station de base, pour former une séquence de codes de référence (RCS) dont la longueur est inférieure à L codes (c) comparer la RCS avec toutes les séquences de codes possibles, pour trouver un groupe de codes candidat et une frontière de trame correspondante, chacune des séquences de codes possibles étant générée par échantillonnage de codes adjacents d'une SSCS décalée cycliquement et ayant une longueur identique à celle de la RCS, et le groupe de codes candidat et la frontière de trame correspondante correspondant à l'une des séquences de codes possibles, qui a la plus haute ressemblance avec la RCS; (d) lorsque le groupe de codes candidat n'est pas unique, compléter la RCS en ajoutant, à la fin de celle-ci, un code reçu de la station de base, puis répéter l'étape (c); et (e) lorsque le groupe de codes candidat est unique, émettre le groupe de codes candidat et la frontière de trame
correspondante pour effectuer la synchronisation.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que
les décalages cycliques des SSCSs sont uniques.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes qui consistent à: (f) répéter les étapes (b) à (e), pour obtenir une pluralité de groupes de codes candidats et une pluralité de frontières de trames correspondantes; et (g) élire, par vote à la majorité, puis émettre l'un des groupes de codes candidats en tant que groupe de codes le plus ressemblant, et l'une des frontières de trames correspondantes en tant que frontière de trame la plus ressemblante.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est exécuté dans une puce de traitement numérique des
signaux (DSP).
5. Appareil de recherche de groupes de codes et de synchronisation de trames, caractérisé en ce qu'il comprend - une mémoire pour stocker une pluralité de séquences de codes de synchronisation secondaires (SSCSs) qui correspondent à des groupes de codes; - un décodeur pour recevoir et échantillonner des signaux provenant d'une station de base, afin de former une séquence entrante; - un premier échantillonneur pour échantillonner des codes adjacents de la séquence entrante, afin de former une séquence de codes de référence; - une pluralité de processeurs, chacun des processeurs correspondant à une SSCS spécifique et comprenant: - des moyens pour décaler de manière cyclique les SSCS correspondantes, afin d'obtenir des séquences de codes décalées cycliquement; - un deuxième échantillonneur pour échantillonner des codes adjacents dans les séquences de codes décalées cycliquement, afin de former des séquences de codes échantillonnées, chaque séquence de codes échantillonnée ayant une longueur de code identique à la première séquence de codes de référence; et - un dispositif de recherche pour comparer la séquence de codes de référence avec les séquences de codes échantillonnées, émettre des coefficients de ressemblance et trouver le coefficient de ressemblance le plus élevé ainsi qu'une frontière de trame correspondante; et - des moyens pour trouver un groupe de codes candidat parmi les groupes de codes, en élisant le coefficient de ressemblance le plus élevé parmi les coefficients de ressemblance les plus élevés; émettre, lorsque le groupe de codes candidat est unique, le groupe de codes candidat et une frontière de trame trouvée, correspondant au groupe de codes candidat; et, lorsque le groupe de codes candidat n'est pas unique, commander le premier échantillonneur de telle sorte qu'il échantillonne un code adjacent supplémentaire dans la séquence entrante, pour
compléter la séquence de codes de référence.
6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en, ce qu'il comprend en outre un sélecteur destiné à redémarrer le décodeur, le premier échantillonneur et les processeurs, à stocker de manière répétitive les groupes de codes les plus ressemblants émis, ainsi que les frontières de trames trouvées, et à émettre un groupe de codes final, élu par un vote à la majorité parmi les groupes de codes les plus ressemblants émis, ainsi qu'un frontière de trame finale élue,
correspondant au groupe de codes final.
7. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le décodeur comprend une pluralité de corrélateurs, chaque corrélateur étant utilisé pour corréler des signaux reçus depuis la station de base avec l'un des codes orthogonaux prédéterminés, pour émettre un niveau de corrélation par
intervalle de temps.
8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en que le décodeur comprend en outre une pluralité d'accumulateurs de trames, chaque accumulateur de trames correspondant à un corrélateur spécifique et augmentant le niveau de corrélation d'un niveau de corrélation précédant, une tranche de temps
avant l'émission d'un résultat accumulé.
9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le décodeur comprend en outre une banque de registres de décalage constituée d'une pluralité de registres de décalage, chaque registre de décalage stockant le résultat accumulé correspondant à un intervalle de temps d'une tranche de temps.
10. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le décodeur comprend en outre un dispositif de recherche de valeur maximale destiné à trouver le résultat accumulé maximal parmi les résultats accumulés émis par les accumulateurs de trames, pour générer un numéro de codes
correspondant pour chaque intervalle de temps.
11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que le décodeur comprend en outre un enregistreur destiné à stocker, à la suite les uns des autres, les numéros de codes
émis par le dispositif de recherche de valeur maximale.
12. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les séquences de codes échantillonnées sont générées une
par une.
13. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de recherche comprend: un comparateur de similitude destiné à comparer la séquence de codes de référence avec l'une des séquences de codes échantillonnées et émettre un coefficient de ressemblance et une banque de registres de décalage destinée à stocker le coefficient de ressemblance et à déclencher le deuxième échantillonneur pour générer une autre des séquences de
codes échantillonnées.
14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que le comparateur de similitude comprend: un comparateur destiné à comparer, code par code, les codes situés aux mêmes endroits dans la séquence de codes de référence, et à comparer et échantillonner la séquence de codes puis émettre un signal d'équivalence si les codes sont identiques; et une unité de sommation destinée à compter les occurrences
du signal d'équivalence.
15. Procédé de synchronisation de trames dans un système de communication à accès multiple par répartitions de codes (CDMA), à séquences directes (DS), le système DS-CDMA comprenant une station de base transmettant régulièrement une séquence de codes de synchronisation secondaire spécifique, la séquence de codes de synchronisation secondaire spécifique appartenant à l'une des séquences de codes de synchronisation secondaires, -chaque séquence de codes de synchronisation secondaire ayant une longueur de L codes et correspondant à un groupe de codes, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes qui consistent à: (a) détecter et échantillonner la séquence de codes de synchronisation secondaire spécifique reçue de la station de base, pour former une séquence de codes de référence (RCS) dont la longueur est inférieure à L codes; (b) comparer la RCS avec toutes les séquences de codes possibles pour trouver un groupe de codes candidat et une frontière de trame correspondante, chacune des séquences de codes possibles étant générée par échantillonnage de codes adjacents d'une SSCS décalée cycliquement et ayant une longueur identique à celle de la RCS, et le groupe de codes candidat et la frontière de trame correspondante correspondant à l'une des séquences de codes possibles, qui a la plus haute ressemblance avec la RCS (c) lorsque le groupe de codes candidat n'est pas unique, compléter la RCS en ajoutant, à la fin de celle-ci, un code reçu de la station de base, et répéter l'étape (b); et (d) lorsque le groupe de codes candidat est unique, émettre le groupe de codes candidat et la frontière de trame
correspondante pour effectuer la synchronisation.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que les séquences de codes de synchronisation secondaires sont construites de telle sorte que leurs décalages cycliques
soient uniques.
17. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes (e) répéter les étapes (a) à (d) pour obtenir une pluralité de groupes de codes candidats et une pluralité de frontières de trames correspondantes; et (f) élire, par vote à la majorité, puis émettre l'un des groupes de codes candidats en tant que groupe de codes le plus ressemblant, et l'une des frontières de trames correspondantes en tant que frontière de trame la plus ressemblante.
18. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il est exécuté dans une puce de traitement numérique des
signaux (DSP).
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