TW200924400A - Searcher for multiple orthogonal channels with known data-WCDMA step2 search - Google Patents

Description

200924400 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體係關於CDMA通信系統，且更特定言之，係 關於用於二階W-CDMA搜尋之改良之方法及裝置。 【先前技術】 - 無線通信系統提供諸如語音、資料、視訊等等之各種類 型之通信。此等系統係基於諸如分碼多重存取（CDMA)、 分時多重存取（TDMA)等之不同調變技術。CDMA系統提 f - 供優於其他類型之系統之某些優點，包括增大之系統容 量° CDMA系統可經設計以支援一或多個CDMA標準，諸 如：（1)”用於雙模寬頻帶展頻蜂巢式系統TIA/EIA-95-B行 動台-基地台相容性標準"（IS-95標準），（2)由名為”第三合 作夥伴計劃"（3GPP)之協會提供且實施於包括第3G TS 25.211號、第 3G TS 25.212號、第 3G TS 25.213號及第30 丁8 25.214號的文件之一組文件中之標準（界40河八標準）， 〇 (3)由名為”第三合作夥伴計劃2”（3GPP2)之協會提供且實施 於包括”用於cdma2000展頻系統之C.S0002-A實體層標準"、 ”用於cdma2000展頻系統之C.S0005-A上層（第3層）信號傳 輸標準"及"C.S0024 cdma2000高速率封包資料空中介面規 範"之一組文件中之標準（cdma2000標準），及（4) 一些其他 標準。 偽隨機雜訊（PN)序列通常使用於用於展布所傳輸資料 (包括所傳輸之導頻信號）之CDMA系統中。傳輸PN序列之 133807.doc 200924400 卓個值所需要的時間被稱為碼片’且碼片變化之速率被稱 為碼片速率。CDMA接收器通常使用耙型接收器。把型接 收器通常由用於定位來自一或多個基地台之直接及多路導 頻之一或多個搜尋器，及用於接收且组合來自彼等基地A 之資§fL彳§號之兩個或兩個以上多路解調變器（指）組成。 接收器必須將其PN序列與基地台之彼等pN序列對準之 要求係直接序列CDMA系統之設計中所固有的。一些系統 (諸如由W-CDMA標準界定之彼等系統）區分各自使用唯一

PN碼（稱為主要擾碼）之基地台。W_CDMA標準界定用於對 下行鏈路進行擾頻之兩個金氏碼序列，一個用於同相分量 (I)及另一用於正交（Q)。1及(）PN序列一起在未進行資料調 變的情況下遍及整個小區㈣。此廣播稱為共同導頻頻道 (CPICH)所產生之PN序列被截斷至38,400個碼片之長 度3 8’400個碼片之週期被稱為無線電訊框。每一無線電 訊框被分為15個相等的稱為時槽之部分。W-CDMA基地台 相對於彼此不同步地操作，因而_個基地台之訊框時序之 夫識不轉變為任何其他基地台之訊框時序之知識。為獲取 此知識’ W_CDMA系統需要同步頻道及小區搜尋技術。 現參看圖1 ’圖表說明利用於W-CDMA系統中以執行同 步之各種同步頻道。μ 此4頻道包括以主要同步碼（PSC)編 碼之主要同步頻谨「士 (主要SCH)。PSC之目的為提供時槽時 序。亦存在以每個姑 _ 母個時槽16個可能的次要同步碼（ssc)之一 者進行編碼之攻座ρη i 问步頻道（次要SCH)。長度15-SSC序列 識別碼群組及訊框時 ^吋序。亦存在以主要擾碼進行擾頻之共 133807.doc 200924400 同導頻頻道（CPICH)。利用CPICH來獲得主要擾碼。自圖i 可瞭解，主要SCH及次要SCH被分為編號為時槽〇至時槽14 之15個時槽，且每一時槽為256〇個碼片。psc及ssc兩者 長為256個碼片。在小區内亦存在主要共同控制實體頻道 (PCCPCH)，且其用以為使用者載運同步及廣播資訊。在 每一時槽之最初256個碼片期間不傳輸主要CCPCH。實情 為’在此週期期間傳輸主要SCH及次要Sch，剩餘部分使 用於廣播訊息。 針對512個主要碼之每一者，按逐個偏移（其之38,4〇〇個） 搜尋W-CDMA基地台係可能的。然而，此歸因於此種搜尋 將需要之過多時間量而係不實際的。實情為， 準要求基地台傳輸主要SCH及次要Sch，來協助行動終端 機有效地進行搜尋。結果，可以三個步驟執行W-CDMA小 區搜尋。 為初始之擷取，三步驟之W-CDMA搜尋技術比起為每一 擾碼搜尋整個P N空間之不實際選擇而言在減少之搜尋時間 方面提供顯著之效能提高。偵測之機率及搜尋時間為在判 定CDMA系統之品質上的重要之量度。減少之搜尋時間或 更向彳貞測之機率意味著可更快或更少地進行搜尋。因而， 用戶單元可使用更少功率來更快地或更可靠地定位且存取 取佳可用之小區，從而產生常常在基地台及用戶單元兩者 之減小之傳輸功率位準下之更好的信號傳輸及接收。此又 提向CDMA系統之容量（在支援增大數目之使用者之方面， 或者更高傳輪速率，或兩者）。此外，當用戶單元處於用 133807.doc 200924400 戶單元未在作用中傳輸或接收語音或資料，但週期性地監 視系統之閒置模式、低功率狀態中時，減少之搜尋時間亦 為有利的。減少之搜尋時間允許用戶單元花費更多時間於 低功率狀態中，因此減小功率消耗且增加待用時間。 在習知之二步驟小區搜尋技術中，僅使用ssc信號來執 行二階。一個此種小區搜尋技術描述於Ra〇等人之題為，,用 於二階W-CDMA搜尋之方法及裝置（Meth〇d an(1 apparatus for step two W-CDMA searching)"之美國專利 6,768,768 中，其以其全文引用的方式併入本文中且讓與給本申請案 之文讓人。768專利揭示若干用於改良第二搜尋步驟之實 施例。在768專利之一實施例中，使複數個碼或s Sc與所 接收之信號在複數個偏移處相關以產生對應於每一碼/時 槽邊界對之碼/時槽能量。獨立子集之碼/時槽能量經求和 以產生碼序列能量，其最大值指示經定位之碼序列及時槽 邊界。在'768專利之另一實施例中，藉由使所接收信號與 共同序列次相關且對結果執行快速哈達馬德變換（FHT)而 執行相關。在又一實施例中，可使用一個次相關器來同時 搜尋複數個峰值。 現參看圖2，方塊圖說明用於執行習知二階搜尋演算法 之一者之Rao '768專利之硬體。圖i描繪搜尋器43〇具有進 入相關器510之I及Q樣本之搜尋器430，其中I及q樣本與十 六個ssc之每一者相關。相關器510含有次相關器52〇、 FHT 530及能量計算器535。次相關器520產生供傳遞至 FHT 530之長度為16之次相關序列。相關器510之結果被儲 133807.doc 200924400 存於記憶體540中。多重訊框之能量結果可被累計且儲存 於記憶體540中。求和器550根據每一時槽假設之預定之 SSC序列自記憶體540讀取ssc/時槽能量值。“ο時槽能 量經相加以產生SSC序列能量。ssc序列能量被傳遞^最 大能量㈣11560進行最大能量之们則，該最大能量對應 於最可能之擾碼群組及訊框時序。求和器55〇及最大能量 偵測器560可被組合於一個電路中，或兩者之功能可在一 DSP中執行。 另一小區搜尋技術經摇述於γ·_ρ E Wang、τ 〇咖瞻之

題為”W-CDMA中之小區搜尋（CeU比w cdma广 (IEEE J〇urnal on Selected 八⑽ in c〇麵刪第 u 卷’第8期，2000年8月，第147〇_1482頁）之文章中其全 文併入本文中。在此技術中， 位來校正s S C相關之相位的相 使用PSC相關來估計隨機相位 位來相位校正ssc相關。 作者提議使用PSC相關之相 干债測方法。思想理念為可 A。隨後可使用此估計之相 經設計以減少搜尋時間之W-CDMA搜尋器將改良行動終 端機之速度及效能。然、，另外，實施之效率亦係重要的 以減小積體電路面積及功率消耗。上文描述之三步驟搜尋 方法之二階為複雜㈣，且因此在此項技射存在對可執 行二階W-CDMA搜尋之有效搜尋器之需要。 【發明内容】 本毛月之例不性實施例針對用於二階W-CDMA搜尋之系 統及方法。 μ 133807.doc 200924400 因此’本發明之實施例可包括用於搜尋 法，該方法包含··使主要同步頻道及次要 道碼之方 關；針對正確次要同步碼獲得為主要同步者相 頻道之函數之第一估計；及針對不 ^要同步 為主要同步頻道之函數之第二估計。人要8步碼獲得 另一實施例可包括用於在CDM^統中執行包括至少一 主要同步頻道及-次要时頻道之同步頻道的搜尋之電 路’其包含：執行則信號與主要同步碼及次要同步碼之 相關之相關器’·回應於相關器之輸出之能量計算器；及回 應於能量計算器之用於伯測次要同步碼之最可能的擾碼群 組之最大能量偵測器。 另一實施例可包括WCDMm中之行動終端機其包 含：用於接收！及（）信號之RF降頻轉換器；回應於1及卩信 號之搜尋器’該搜尋器包括：用於使⑽信號與主要同步 碼相關之第-相關器、用於使則信號與次要同步碼相關 之第一相關器、用於針對次要同步碼之每一者使來自第一 相關器及第二相關器之經相關信號〗及〇信號相加之第一加 法器、回應於第一加法器之輸出之能量計算器；及回應於 能量計算器用於偵測次要同步碼之最可能的擾碼群組之最 大能量偵測器。 另一實施例可包括用於在WCDMA系統中執行包括至少 一主要同步頻道及一次要同步頻道之同步頻道的搜尋之電 路’其包含：用於執行I及q信號與主要同步碼及次要同步 瑪之相關之相關器構件；用於回應於相關器構件之輸出執 133B07.doc 12 200924400 灯能量計算之構件；及用於偵測最大能量以判定次要同步 碼之最可能的擾碼群組之構件。 另一實施例可包括用於在WCDMA系統中執行包括至少

主要同步頻道及-次要同步頻道之同步頻道的搜尋之電 路，其包含：用於使主要同步碼與次要同步碼輸入相加之 構件’用於執行I及Q信號與經相加之主要同步碼及次要同 步碼輸人的相關之相構件；用於喊於相關器構件之 輸出執行能量計算之構件；及用㈣測最大能量以判定次 要同步碼之最可能的擾碼群組之構件。 【實施方式】 王現隨附圖式以協助本發明之實施例之描述，且僅為實 施例之說明而非對其進行限制而提供隨附圖式。 本發明之態樣揭示於針對本發明之特定實施例的以下插 述及相關圖式中。可在不背離本發明之㈣的情況下設； 替代實施例。另外，將不會詳細描述本發明之熟知元件， 或將省略該等元件，以免混淆本發明之相關細節。 詞語"例示性”在本文中用於表示"充當實例、例子或說 明"。本文中描述為"例示性”之任一實施例未必被解釋為 相對於其他實施例而言係較佳或有利的。同樣，術語”本 發明之實施例"並不要求本發明之所有實施例包括所論述 之特徵、優點或操作模式。 件之元件執行之動作序 ，可藉由特殊電路（例 藉由正由一或多個處理 另外，依據將由（例如）一計算 列來描述許多實施例。將認識到 如，特殊應用積體電路（ASIc))， 133807.doc 200924400 器執行之程式指令，或藉由兩者之組合來執行本文描述之 各種動作。另外，可認為本文中描述之動作的此等序列完 全實施於任何形式之電腦可讀儲存媒體内，該電腦可讀錯 存媒體中已儲存-對應組之電腦指令，該等指令在被執行 後即將使得相關聯之處理器執行本文甲描述之功能性。因 此，本發明之各種態樣可以若干不同形式來實施，已預期 所有該等形式皆在所主張之標的物之範疇内。另外，對於 本文中描述之實施例中之每一者而言，任何該等實施例之 對應形式在本文中可被描述為（例如經組態以執行所描述 的動作之邏輯"。 下文列舉本說明書中利用之縮寫字及符號之字彙： AWGN-加成性白高斯雜訊 bpg-區塊處理群組 CD-相干偵測 CDMA-分碼多重存取 conv-習知 CPICH-共同導頻頻道 CSIM-軟體模擬程式 dB -分貝 DSP-數位信號處理器 FHT-快速哈達馬德變換 fe-頻率誤差。 GHz-十億赫 H〇 -沒有彳§说之假設 133807.doc 200924400

Hr具有信號之假設及SSC群組i JPH-聯合相位及假設 k -時槽編號 kHz-千赫 km/h-千米每小時

Mat lab®-商用數學/模擬程式 m s -毫秒

Nc-以時槽為單位的累計長度 f ppm-百萬分之 PSC-主要同步碼 Re-實數部分 SCH-同步頻道 SSC-次要同步碼 一階-CDMA小區搜尋之步驟一 二階-CDMA小區搜尋之步驟二 三階-CDMA小區搜尋之步驟三 TDMA-分時多重存取 W-CDMA-寬頻帶分碼多重存取 頻道增益 么-隨機相位 σ2-雜訊功率 乂-i.i.d.複合AWGN雜訊向量 凡-時槽編號k中接收之最初256碼片信號 本發明之實施例包括用於WCDMA小區搜尋二階之演算 133807.doc •15- 200924400 法。若使用相同之累計長度’則新穎演算法勝過習知方 法。又’提供了理論分析以及模擬結果以表明效能增益。 二階搜尋時間可被自3Gms減少至2Gms且偵測機率甚至在 減少之搜尋時間之情形下被提高（例如，在_9 dB幾何 下提高10°/〇)。 、 現參看圖3，方塊圖說明用於執行本發明之新賴二階搜 尋演算法之行動終端機300。僅展示了行動終端機單元3〇〇 之組件之子集。信號在天線31〇處被接收，且傳遞至Μ降 頻轉換區塊320進行放大、降頻轉換及取樣。在此項技術 中已知用於將CDMA信號降頻轉換至基頻各種技術。认。 樣本被自RF降頻轉換區塊32〇傳遞至搜尋器33〇。搜尋器 330與數位信號處理器（1)讣）34〇進行通信。使用Dsp之替 代方案包括使用另-類型之通用處理器，或經設計用於執 行與新穎搜尋演算法相關之各種任務之專用硬體。 本發明之實施例假定衰減及相位在一個區塊處理群組 (下文稱為"bpg")(其為256個碼片）上為恆定的。假定信號 係存在的。下文描述假警報情形。指示八為在時槽編號k 中接收之最初256碼片信號。其可被寫為： h = (PSC + 5^，>淋+〜針對假設π ⑴ 其中α*為頻道增益之量值’么為歸因於頻率誤差、初始相 位偏移及頻道增益相位之隨機相位。為6 4 χ 1 5之假設（具 有1 5可能的訊框邊界之64個碼群組）之—者^及π。，為 用於假設i之時槽k中之複合同步碼。〜為具有2 5 6個元素之 U.d·複合AWGN雜訊向量。每一複合元素包括一之雜訊功 133807.doc 16 200924400 率。另外，7 = y2，.··，；^]經界定為Nc個時槽之信號向量， 其中Nc為累計長度。當前Nc被設定為45(3個訊框）。在y之 條件下，作出關於最可能之假設之判定。 若僅使用SSC來計算相關。偵測準則變為 //, -argmaxj^l^Q j； |2} (2) 可執行聯合相位及假設估計如下。界定ί = [H…，彡aJ為隨 機相位之向量。則當存在信號時條件機率 (3)。 (4) (5)。 πσ 方程式（3)可進一步簡化為 Ρ{γ\Ηι,φ) = {—ϊ) σ2 πσ 現清楚 (//,,¾ = argmax^a, Re((P5C + SSCk^yk)} 對於給定之打,，為最大化和内部之項，用於每一時槽k之么

必須選定為 ^ = -Z((P5C + 55CM)yP

Re((PSC + SSCkfi)eP^y*k) = \(PSC + SSCkyi)y*k\ 因此，

Hi = arg max{^； afc|(P5C + 55Cfeii)yJ|} (6)。 自方程式（6)，可執行輸入樣本與PSC及與SSC之相關之計 算，及每一時槽之兩個結果之相加。然而，頻道增益Α之 量值為未知的。可基於+ |(其對於正確假設而言 與〜成比例）估計頻道增益。因此，方程式（6)可被修改為

Hi = arg maxE + SSCk<i)y*k\2 (7) 133807.doc -17- 200924400 對於正確假設而言亦可認為方程式（7)具有另一解釋’ 五[八(尸•sc + sscy] = a4(|| II2 + II 。若忽略雜訊貝J 結果為 |(Ρ^ + 5^,)λ \2=ak(\\PSC\\2+\\SSCkJ \\2)eJ^(PSC + SSC)y； 對於不正確假設而言 五[h(PSC + π =〜(丨| PSC丨丨2)〆且若雜訊被忽略則 因此Λ(把本質上提供頻道增益及相位之估計。 此外，由於丨丨把c丨丨2=丨丨怒cll2，故對於正確假設而言其將頻道 Γ' 增益縮放了 2倍。因此’方程式（7)之演算法比上文描述之

Wang及Ottoson之相干偵測技術更好地執行。 注意在正確假設下JPH估計之預期值為PSC及SSC之函 數。 E\(PSC + SSCkl)y； \2 = a2k(\\PSC\\2 +\\SSCkJ ||2)2+(||/>5C||2 +||^Ct>( ||2)σ2 其中在不正確假設下JPH估計之預期值僅為PSC之函數： E | (PSC + SSCkJ)y； |2 = a2k (|| P5C ||2)2 + (|| PSC ||2)σ2 此與Wang及Ottoson之相干偵測技術係不同的’在Wang及 ^ f Ottoson之相干偵測技術中對於正確假設而言預期值為 E[Re((ykPSC*XSSCktiyl))] = a^||P5C||2||55CM||2 •且對於不正確假設而言預期值為 E[ReaykPSC*XSSCk)iy*k))] = E[ak(\\PSC\\2^+nkPSC*)(SSCkiint)] = 〇 此係因為SSC正交於PSC。 現參看圖4 A，方塊圖說明本申請案之聯合假設及相位演 算法的一般化實施。所接收之I/Q輸入被施加至使所接收 信號相關之PSC + SSC相關器412。PSC+SSC相關器412之輸 133807.doc • 18· 200924400 出被施加至進行能量計算之能量計算器4〇5，且最大能量 偵測器406伯測最可能之最大能量。圖說明替代演算 法，其中PSC及SSC I/Q輸入由加法器413相加於一起且在 被施加至能量計算器405之前在相關器41丨中進行相關。 本發明之例示性實施例可包括用於在CDMA系統中執行 包括至少一主要同步頻道及一次要同步頻道之同步頻道的 搜哥之電路。電路較佳包括執行I及Q信號與主要同步碼及 次要同步碼之相關之相關器412。能量計算器405回應相關 器之輸出。最大能量偵測器406回應於能量計算器405而偵 測次要同步碼之最可能之擾碼群組。 在本發明之具有混合加法器-相關器之另一例示性實施 例中，PSC輸入及SSC輸入藉由加法器413而相加於一起且 被施加至相關器4 11。能量計算器405回應相關器411之輸 出。最大能量偵測器406回應於能量計算器405而偵測次要 同步碼之最可能之擾碼群組。 現參看圖5，方塊圖說明用於執行新穎二階搜尋演算法 或聯合相位-假設演算法之硬體，聯合相位_假設演算法包 括由以下方程式表達之頻道增益估計： 為在二階引擎中實施聯合相位_假設演算法，需要psc相 關器401來執行（PSC y*)功能。psc相關器401包括乘法器 5〇1、502 ’其單獨地將所接收之I及q輸入乘psc信號a(i) 且將經相乘之信號施加至加法器5〇3、504及正反器505、 5〇6。同樣’ SSC相關器402執行（SSC y*)功能。SSC相關器 133807.doc -19- 200924400 402包括乘法器511、512，其單獨地將所接收之〗及卩輸入 乘ssc信號b(i)且將經相乘之信號施加至加法器5i3、514 及正反器515、516。來自正反器515、516之輸出經應用於 解展功能517及FHT 403。針對十六個SSC之每一者由加法 器518將PSC相關之加至ssc相關之。使用平方功 能521、522及加法器523計算p+y。來自加法器523之此 等值接著被儲存於包括非相干（nc〇h)RAM 524及能量矩陣 525之能量矩陣中。包括分類器526之二階演算法之其餘者 實質上與習知技術相同。 上文描述之演算法之效能已基於偵測之條件機率而進行 評估且比較，且在一階成功後進行調節。為清晰起見下文 列舉考慮到之演算法。 1. 習知（僅SSH): ^ = argmax{^|55<7fciiyi|2} ⑻ 2. 相干偵測（CD)

Hi = BrgmaxJ2ReaykPSC*XSSCk)iy*k)) 3 ·具有頻道增益估計之聯合相位-假設（jpH)

Hi = arg maxj： l(F5C + SSCkM\2 (1〇) 已在以下三個情形中評估上述三個演算法：不具有頻率 誤差之AWGN、具有-3.6kHZ頻率誤差之AWGN及具有350 km/h之速度且不具有頻率誤差之單路徑高速度衰減。使用 稱為CSIM之軟體程式產生輸入樣本。在Matlab⑧軟體程式 中實施次鼻法以讀取此專輸入樣本且執行一階及二階搜 尋。 133807.doc • 20· 200924400 圖6顯示在不具有頻率誤差之AWgnt之效能。可觀察 到’比起習知僅SSC之方法，相干制方法將效能改良了 1.5犯。比起CD方法，JpH演算法將效能改良了另一㈣ dB ’因此超出習知方法2 3犯增益。圖7顯示在具有以 kHz頻率决差之AWGN下之效能。已觀察到與圖6中相同之 性能。 圖8顯示在單路徑高速度衰減情形下之效能。jpH之效能 比習知方法好約2.2 dB且比相干偵測方法好約〇.8 dB。 圖9在不同Nf=3、2、1訊框的情況下比較jPHi效能。 (注意Nc=15*Nf)。可見，使用JPH方法，累計長度可減小 至20 ms(2個訊框），具有比習知方法更好之效能。圖1〇及 圖Π圖示在具有頻率誤差之AWGN&高速度衰減情形下之 效能°在此等兩個情形也可達到類似結論。 在上文描述之效能比較中，已展示即使當存在零犯之頻 道增益及無相位誤差時JPH方法比習知方法更好地執行。 此部分闡釋此效能增益。 可看到更簡單之情形。假定僅存在兩個SSC : SSC1及 SSC2。識別哪個SSc用於bpg係合意的。忽略沒有信號之 情形’對於單個bpg y~\(PSC + SSC2) + n,H2 (11) ° 可執行類似分析且可推導出 Hi = arg max{Re((PSC + SSC^y*)} (12)

RedPSC+SSC^y*) = fie(||PSC||2+|jSSCi||2+PSCn*+55Cxn*) (13) 假定A為正確假設。則 133807.doc 200924400 且 •Re((尸5(7+55(72)〆）=ile(||尸56·||2+Ρ56·η*+·55σ2η*) ( i 4) 注意PSC、SSC及η為1乘256列向量（複合）。現若將方程 式（13)與（14)進行比較，可認識到，ΙΙΡ*^Ι +PlSen對於兩個假 設而言係共同的。為偵測之目的，此可被忽略。（注意即 使PSCn*為AWGN雜訊。但將相同雜訊應用於兩個假設。） 則方程式（13)及（14)變為 V 1 d 7 (16) 判阳別2 + 5SC〆）=Ke(55Cl2/*) (q

Re(SSC2n*) = Re(SSC2y*) (17) 此等效於使用準則 Hi = arg max{He(55Cii/*)} 實際上，已執行模擬且在使用準則（12)及（17)時結果實 質上相同。現此可能產生錯誤之印象：應在相同AWGN頻 道下類似地執行JPH及習知方法。然而，注意，JPH及習 知方法中使用之準則與（12)及（17)不同。可針對如下之單 個bpg情形重寫其準則： 1. 習知（conv):

Hi = arg max{|55Cjy*|2} 2. 具有頻道增益估計之聯合相位-假設（JPH)

Hi = arg max{|(P5C + SSCi)y*\2} 與準則（12)及（17)相比，JPH及習知方法兩者在此設定中係 次最佳的。 現再次假定A為正確假設。若使用習知方法： 133807.doc -22- (18) 200924400 !55C13/*|2 = IllSSCilp-fSSCm*!2 = |512+55Cm*|2 = 1512+^+/1112 =5122 + 1024Hi + R^ + I^ \SSC2y*\2 = \SSC2n*\2 = \R2 + I2i\2 = ^ + (19)。

注意S S C之範數之平方為5 12。％、A、i?2及/2為s s Cn *之 實數及虛數部分。其為具有方差512cr2/2 = y3之AWGl^ 512 係歸因於S S C範數之平方。％係歸因於2個維度。注意s S C 之原始Ec/(Io-Ec)為2/σ2。吾人用以比較不同偵測演算法之 一個共用量度為兩個假設之間的預期距離與雜訊標準差 (雜訊方差之平方根）之比率。比率越大，偵測演算法越 好。現對於習知方法而言，預期距離為 |2-£|5SC2产|2 = 5〇2。對於正確假設（18)而言為方差作 貢獻之雜訊為1024昇+和+ β且對於不正確假設（19)而言為 β + G。對於（1 8)而言’此等兩個項之方差可進一步經計算 為1〇24Υ + 4θ，且對於（19)而言為哕2。 現若使用JPH方法： |(P5C+55C1)y*|2 = mPSC^+WSSC^+PSCn^+SS^n^ = |1024+^+^1+(/,,+^ )ΐ|2 =10242+2048^+2048¾(20) |(P5C + SSC2)y f nil PSCII2 +PSCn* +SSC2n* |JH 512 + + /?2 + (/p + /2)/ =5122 +1024' +1024/¾ +2〜Λ2 +/?X +/; +2/p/2 口 】）。 •^及^為PS Cn*之實數及虛數部分。其再次為具有方差々之 AWGN。比較（20)與（21) ’預期距離為3*512λ2 ,因此，增 大到3倍。 現吾人可判定方差是否提高到9倍。對於正確假設（20) 而言為方差作貢獻之雜訊為 133807.doc -23- 200924400 1024βρ + 2048圮+ +琦+疗+ 2JpJl 〇此係由於1〇24Λρ +碎+尽對於所 有假设而吕為共用的且不為用於偵測目的之方差作貢獻。 對於不正確假設（2 1 )而言為方差作貢獻之雜訊則為 1〇24办+ 2邮2 +碭+ /22 + 2沾。現對於（2〇)而言此等兩個項之方差可 經計算為5*10247 + 12；^，且對於（21)而言為1〇242/? + 12〆。現 對用於兩個方法之正確假設之兩個方差進行比較： 1〇24Y+Wconv)對 5*1〇24>+1¥2(JPH)。明顯的是，方差僅 提间到3倍至5倍。現對用於兩個方法之不正確假設之兩個 方差進行比較：4f(convM^ 1024Y+12々2(JPH)。此處為達到 提高到9倍以上，以4369〇·7。此意味著没物。注 意對於此種Ec/(Io-Ec)而言，對於圖！中展示之兩個方法而 言偵測機率大約為1。即使在此範圍下，歸因於在正確假 设方差中僅提咼到3倍至5倍，JPH方法仍然更好地執行。 研究饭警報效能亦係有用的。據信，在假警報方面，藉 由在相關之後觀察SNR，JPH將總是具有比之習知方法更 好之效能。 方程式（1)可經修改以包括假警報情形。僅針對一個匕卯 對其進行研究且假定其僅具有一個ssc。 户|«(况+ 5SC)e〜//八 U H0\ //〇及//,為不具有信號及具有信號之假設。現針對習知及 JPH方法將相關輸出界定為

Zconv = SSCy^ = ||55C||2e^^ + SSCn*

Zjph-I = (PSC+SSC)y* = (||Ρ50||2+||55σ||2)^+55^+Ρ5ση* 133807.doc -24- 200924400 現對於而言SNR為|丨5^丨丨2 /σ2 =512/σ2但對於丨而古 SNR 為（II怒c丨丨2+||jPjSC丨丨2)2/(||mC||2+丨丨观丨丨2)σ2=1〇24/σ2。jpH 方法 使SNR加倍，因此產生更好之假警報效能。 可使用各種不同技術及技藝_之任—者來表示資訊及信 號。舉例而言，可藉由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒 子、光％或光粒子或其任何組合來表示在以上描述中始終 參考之資料、指令 '命令、資訊、訊號、位元、符號及碼 片。 另外，將進一步瞭解，可將結合本文揭示之實施例所描 述之各種說明性邏輯塊、模組、電路及演算法步驟實施為 電子硬體、電腦軟體或兩者的組合》為清楚說明硬體與軟 體之此互換性，上文已大致在功能性方面描述了各種說明 性組件、區塊、模組、電路及步驟。該功能性係實施為硬 體還是軟體取決於特定應用及強加於整個系統之設計約 束。可以對於每一特定應用而言不同之方式實施所描述之 功能性，但此種實施決策不應被解釋為導致背離本發明之 範。 結合本文中揭示之實施例所描述的方法、序列及/或演 算法可直接實施於硬體、由處理器執行之軟體模組或兩者 之組合中。軟體模組可駐留在RAM記憶體、快閃記憶體、 R〇M記憶體、EPR〇M記憶體、EEPR0M記憶體、暫存器、 硬碟、抽取式碟片、CD-ROM或此項技術中已知的任何其 他形式之健存媒體中。例示性儲存媒體耦接至處理器，以 使得處理器可自儲存媒體讀取資訊且向儲存媒體寫入資 I33807.doc • 25· 200924400 訊。在替代實施例中，儲存媒體可整合至處理器。 —因此，本發明之實施例可包括實施用於執行二階搜尋演 算去的方法之電腦可唄媒體。因&，本發明不限於所說明 之實例且用於執行本文中所描述功能性之任何構件包括於 本發明之實施例中。 儘管前文之揭示内容展示本發明之說明性實施例，但應 注意，在不背離如附加申請專利範圍所界定之本發明之範 4的情形下’可在本文中作出各種改變及修改。無需以任 何特疋次序執行根據本文中描述之本發明之實施例的方法 項的功能、步驟及/或動作。此外，雖然可以單數描述或 主張本發明之元件，但除非明確陳述對於單數之限制，否 則亦預期複數。 【圖式簡單說明】 圖1為說明W-CDMA系統中各種同步頻道之圖表。 圖2為用於執行習知二階搜尋演算法之硬體之方塊圖。 圖3為用於執行新穎二階搜尋演算法之無線器件之方塊 圖。 圖4A為用於執行新穎二階搜尋演算法之一般化演算法之 方塊圖。 圖4B為用於執行新穎二階搜尋演算法之替代演算法之方 塊圖。 圖5為用於執行新穎二階搜尋演算法之硬體之方塊圖。 圖6為說明在沒有頻率誤差之"加成性白高斯雜訊 (AWGN)"下各種演算法的效能之圖表。 133807.doc -26- 200924400 ，圖7為說明在具有_3.6他之頻率誤差的八職下各種演 算法之效能之圖表。 圖8為4明在單路徑兩速度衰減情形中各種演算法之效 月色之圖表。 圖9為說明在與先前技術演算法不同的累計長度（3、2、 1個訊框）下在AWGN下新穎演算法的效能之圖表。 圖ίο為說明在具有頻率誤差之AWGN及可變累計長度下 各種演算法的效能之圖表。 圖11為說明在單路徑、高速度衰減及可變累計長度下各 種演算法之效能之圖表。 133807.doc 【主要元件符號說明】 300 行動終端機單元 310 天線 320 RF降頻轉換區塊 330 搜尋器 340 數位信號處理器（DSP) 401 PSC相關器 402 SSC相關器 403 快速哈達馬德變換（FHT) 405 能量計算器 406 最大能量偵測器 411 相關器 412 PSC+SSC相關器 413 加法器 C -27· 200924400 430 搜尋器 501 乘法器 502 乘法器 503 加法器 504 加法器 505 正反器 506 正反器 510 相關器 511 乘法器 512 乘法器 513 加法器 514 加法器 515 正反器 516 正反器 518 加法器 520 次相關器 521 平方函數 522 平方函數 523 加法器 524 非相干（ncoh)RAM 525 能量矩陣 526 分類器 530 快速哈達馬德變換（FHT) 535 能量計算器 133807.doc -28- 200924400 540 記憶體 550 求和器 560 最大能量偵測器 a⑴ PSC信號 CPICH I 共同導頻頻道 信號 JPH 聯合相位-假設 PCCPCH 主要共同控制實體頻道 PSC 主要同步碼 Q 信號 SCH 同步頻道 ssc〇 次要同步碼 ssc, 次要同步碼 ssc14 次要同步碼 133807.doc • 29·

Claims (1)

1. 200924400 十、申請專利範圍： 於搜尋—次要同步碼之方法，該方法包含： 要同步頻道與—次要同步頻道兩者相關； 尊^-正確次要同步碼獲得—為該主要同步頻道及該 1同步頻道之—函數之第一估計；及 .不正確入要同步碼獲得—為該主要同步頻道之 - 一函數之第二估計。 2 =二〇求項1之方法，其中給定該第—估計為： f ' C+%)·":丨2= α〗(|丨，丨2 +丨丨％丨丨2)2+㈣II2:、丨叫JV。 五法’其中給定該第二估計為： ^Ck,,)yk | = α^(|| pSC ff + (ii PSC|p)〇2 o 4 項1之方法，其中該第—估計與該主要同步頻道 要同步頻道之和乘以所接收信號之—共 之一平方成比例。 5. 之方法’其t該第二同步碼為一鳴 十八個可能的碼之一個。 I :;:;Ϊ項1之方法’其中該主要同步頻道及該次要同步 :刀為複數個時槽，且-預定數目之時槽包含一訊 在對預定數目之時槽之一搜尋之後判定該次 7. 頻：rrwcDMA系統中執行包括至少-主要同步 =·-人㈣步頻道之同步頻道的—搜尋之電路其 a · 一相關器，其執行則信號與主要同步碼及次要同步 I33807.doc 200924400 碼之相關； 一能量計算器，其回應該相關器之輸出；及 一最大能量偵測器，其回應於該能量計算器用於偵測 次要同步碼之最可能的擾碼群組。 8.如請求項7之電路，其中該相關器為一混合加法器-相關 器，其包括： 一第一相關器，其用於使I及Q信號與該等主要同步碼 相關； 一第二相關器，其用於使I及Q信號與該等次要同步碼 相關；及 一第—加法器，其用於針對該等次要同步碼之每一者 使來自該第一相關器及該第二相關器之該等經相關之信 號I及Q信號相加。 9·如請求項7之電路， 一第一相關器， 關；及 第一相關器， 關。 其中該相關器包括： 其用於使I及Q信號與一主要同步碼相 其用於使I及Q信號與一次要同步碼相 ι〇·如請求項8之電路，其中該 π用於對來 °玄第—加法器之1及Q輸出求平方之一第一承+ 第-巫士方電路及一 第—千方電路，及-用於使該第—平方電路及 方電路之輸出相加之第二加法器。 一平 n.如請求項ίο之電路，其中該第二加法 一記憶體中。 之輪出被儲存於 133807.doc 200924400 12.如叫求項8之電路’其中對該第二相關器之輸出執行一 快速哈達馬德變換（Fast Hadamard Transf〇rmati()I〇。 13·如請求項12之電路，其中該第二相關器之該輸出在該快 速哈達馬德變換之前經解展。 14. 如請求項7之電路，其中該電路解出由下列方程式界定 之演算法： Hi = arg max^ | (PSC + SSCk j )y* 2 〇 15. 如请求項7之電路，其中該主要同步頻道及該次要同步 頻道被分為複數個時槽，且一預定數目之時槽包含一訊 框，且其中該電路能夠在預定數目之時槽的一搜尋之後 判定次要同步碼。 16. 如請求項7之電路，其中該電路為一積體電路。 17. —種在一 WCDMA系統中之行動終端機，其包含： —RF降頻轉換器，其用於接收I及Q信號； 一搜尋器，其回應該等I及Q信號，其包括： 一第一相關器’其用於使I及Q信號與一主要同步碼 相關； ' 一第二相關器’其用於使丨及q信號與—次要同步瑪 相關； ％ 一第一加法器，其用於針對該等次要同步碼之每〜 者使來自該第一相關器及該第二相關器之該等經相關、 信號I及Q信號相加； 一能量計算器，其回應於該第一加法器之輸出.及 133807.doc 200924400 一最大能量偵測器，其回應於螻能县4 # w厲於忒旎量計算器用於偵 測次要同步碼之最可能的擾碼群組。 18.如請求項17之行動終端機，其中該搜尋器之至少一部分 實施於一 DSP中。 19. 一種用於在一 WCDMA系統中執行包括至少—主要同步 頻道及一次要同步頻道之同步頻道的一搜尋之電路，=

   用於執行I及Q信號與主要同步碼及次要 之相關器構件； 同步碼之相關 用於回應於該相關器構件之輸出執行—能量計 件；及 # 用於_最大能量以判定次㈣步碼之最可能 群組之構件。 2〇.如請求項19之電路，其中該相關器構件包括混合加法器. 相關器構件，該構件具有： Q 帛於使1 AQ信號與一主要同步碼相關之第-構件； 帛於使_信號與一次要同步碼相關之第二構件；及 用於針對該等次要同步石馬之每一者使來自該用於進行 相關之第-構件及制於進行相關之第二構件的該等經 -相關之信號I及Q信號相加之第一構件。 21·如請求項19之電路’其中該用於執行該能量計算之構件 包括用於對來自該第一加法構件之則輸出求平方之一 第一平方構件及-第二平方構件，及—用於使該第 方構件及該第二平方構件之輸出相加之第二加法構件。 133807.doc 200924400 22. 如請求項21之電路，其中該第二加法構件 别出經儲存 於一記憶體中。 子 23. 如請求項22之電路，其中對該第二相關構 輸出執 行一快速哈達馬德變換。 24. 如請求項20之電路，其中該用於進行相關 乐 件之^ 輸出在該快速哈達馬德變換之前經解展。 25. 如請求項19之電路，其中該相關器構件包括： 用於使I及Q信號與一主要同步碼相關之第—構件 26 用於使I及Q信號與一次要同步碼相關之 =，及 _ ^ —楫件。 一種用於在一 WCDMA系統中執行包括至小— =及一次要同步頻道之同步頻道的—搜尋之電= :於使主要同步碼及次要同步碼輸入相加之構件； 用於執行I及Q信號與該等經相 同步碼輪入的相關之相關器構件.主要同步碼及次要 件用Γ應於該相關器搆件之輪出執行1*計算之構 用於偵測最大能量以判定次I 群組之構件。 β步碼之最可能的擾碼 133807.doc