专利名称：一种用于时分多址系统的下行同步方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，特别涉及一种用于时分多址系统的 下行同步方法和装置。
背景技术：
典型的时分多址系统包括时分同步码分多址(TD-SCDMA)系 统和微波存取全球互通(Wimax)系统。其中，TD-SCDMA系统具有上下行链路可以不对称、频谱利用率高和发射功率低等优点，非 常适合存在大量非对称数据业务的应用场合，并可以提供较高的系 统容量。在TD-SCDMA系统中，当用户终端接入网络或者用户使用扫 频仪进行测试时，都需要进行初始小区搜索。参照3GPP TS 25.224 协议，初始小区搜索分为下行同步(即下行导频时隙DwPTS搜索)、 计算中间码和扰码、控制复帧同步、BCH译码以及读取BCH系统 消息等步骤。上述协议作为参考文献，以全文引用的方式包含在本 说明书中。在初始小区搜索过程中，下行同步是关键步骤，其运算 量较大，且需要快速和准确的做到同步。从原理上讲，用下行同步码字(即SYNCL—DL码字)匹配相关的 方法即可实现下行同步，但该方法存在准确度不高，易受到其他业 务时隙以及上行强功率的干扰，从而造成误判。其它常用的下行同步方法之一是功率特征窗匹配方法，该方法 基于TD-SCDMA特殊的帧结构。按照该帧结构，下行同步码的左边 有32码片的保护间隔，右边为96码片的保护间隔，下行同步码本 身为64码片。由于保护间隔的功率很小，因此码片的接收功率在时 间分布上是不均匀的，即，下行码片段的接收功率要大于保护间隔 的接收功率。由此根据上述时间分布上的特点，可判断出下行码字
的大致位置。该方法虽然计算简单，但性能不稳定，容易受到其他 用户或者临近基站干扰。北京北方烽火科技有限公司于2006年9月15日提交的题为 "TD-SCDMA系统中下行同步码判决和位置跟踪方法"的专利申请 200610113123.1揭示了一种下行同步方法，该方法首先进行下行同 步码识别计算，找到能量最大值对应的下行同步及其位置；然后根 据下行同步码识别的结果，对可能的四个中间码进行相关计算，得 到每个可能中间码的最大能量及其对应位置；接着计算四个候选中 间码位置和下行同步码的位置差，根据差值为544码片、能量最大 原则判断下行同步是否成功，否则则继续上述过程。该方法在一定 程度上可减少相关计算判决的误判率，但计算量大，准确度也有待 进一步的提高。由上可见，需要提供一种能兼顾计算量和准确度的小区下行同 步方法和装置。发明内容本发明的一个目标是提供一种用于时分多址系统的下行同步方法，其可有效提高下行同步码识别的准确度。 本发明的上述目的通过下列技术方案实现 一种用于时分多址系统的下行同步方法，包含以下步骤.-确定一个或多个帧内多个码片窗的功率，每个所述码片窗由连续多个码片组成并且其功率为所述连续多个码片的功率和；对于每个所述帧，确定多个相关计算值组，其中，每个所述相关计算值组与一个下行码字对应，并且通过将所述码片窗内设定位置上的码片与所述下行码字进行相关计算来得到该相关计算值组中的相关计算值；对于每个所述帧，利用所述码片窗的功率对所述相关计算值进 行归一化处理；以及利用所述归一化处理后的相关计算值识别匹配的下行同步码。 优选地，在上述下行同步方法中，所述时分多址系统为TD —SCDMA系统或Winmax系统。本发明的另一个目标是提供一种用于时分多址系统的下行同步 装置，其可有效提高下行同步码识别的准确度。本发明的上述目的通过下列技术方案实现-一种用于时分多址系统的下行同步装置，包含功率确定单元，用于确定一个或多个帧内多个码片窗的功率， 每个所述码片窗由连续多个码片组成并且其功率为所述连续多个码 片的功率和；相关计算值单元，用于对于每个所述帧，确定多个相关计算值 组，其中，每个所述相关计算值组与一个下行码字对应，并且通过 将所述码片窗内设定位置上的码片与所述下行码字进行相关计算来 得到该相关计算值组中的相关计算值；归一化处理单元，用于对于每个所述帧，利用所述码片窗的功 率对所述相关计算值进行归一化处理；以及识别单元，用于利用所述归一化处理后的相关计算值识别匹配 的下行同步码。根据本发明的较佳实施例，在一般的下行同步码字相关计算判 决方法的基础上，引入码片功率对相关计算值进行归一化处理，因 此提高了下行码字的识别精度。此外，本发明还具有计算量不大和 算法实现简单等优点。附图简述以下借助较佳实施例和附图对本发明作更为充分的阐述，其中.-
图1为一个典型的TD-SCDMA帧结构的示意图。图2示出了按照本发明的一个较佳实施例的下行同步方法的流 程图。图3示出了按照本发明的另一个较佳实施例的下行同步装置的 示意图。
具体实施方式
以下皆以TD-SCDMA系统为例描述本发明的实施例，但是这 并不意味着本发明仅局限于于该种通信系统，相反，本发明还可推 广至其它利用导频时隙或导频码同步的时分多址系统，例如包括但 不限于Winmax系统等。以下借助附图描述将本发明的具体实施例。图1为一个典型的TD-SCDMA帧结构示意图。如图1所示，1 个无线帧的时间间隔为10毫秒，由2个子帧组成，每个子帧包含6400 个码片。在每个子帧中都设置有下行导频时隙，其由32码片的保护 间隔和64码片的下行同步码组成，并与时隙1有96码片的保护间 隔。本实施例的下行同步方法利用了图1所示的下行导频时隙特殊 的码片结构。图2示出了按照本发明的一个较佳实施例的下行同步方法的流 程图。在步骤S210，用户终端按照设定的子帧级定时以接收子帧的数 据。 一般情况下，该子帧定时此时并不一定和空口数据对齐，艮P， 用户终端在接入小区时并不一定与基站同步，因此需要通过下行同 步来重新调整该定时。对于本实施例的TD—SCDMA系统，先接收 1个子帧的数据，也即6400个码片的数据。接着进入步骤S220，根据预先设定的码片窗长，计算该子帧内 多个码片窗的功率，每个码片窗的功率等于该码片窗内各个码片的 功率之和。以下描述一种计算码片窗功率的具体实例，这里假设码 片窗的长度La为192，但是实际上，La也可以取其它的值，例如128 或218等。首先，将接收到的6400个码片的尾部La窗长个码片的数据复 制到子帧的头部，从而得到(6400+La)个数据码片。这样，通过依 次向后位移1个码片，即可得到6400个长度等于La的码片窗。接着，按照下式(1)来计算每个长度等于La的码片窗的码片 功率之和。 <formula>formula see original document page 9</formula>(1)这里，i代表码片窗的序号，\表示第i个码片窗内各个码片的功率 之和，k代表码片序号，mk表示码片数据，*表示共轭复乘运算。对 于每个码片的功率计算，也可以采用其它方法，例如包括但不限于 计算虚部和实部的平方和等。接着进入步骤S230，利用多个下行码字对(6400+La)个码片 数据进行下行同步码相关计算从而得到多个相关计算值组，其中， 每个相关计算值组对应一个下行码字，并且通过将码片窗内设定位 置上的码片与下行码字进行相关计算来得到相关计算值组中的相关 计算值。以下描述一种相关计算的具体实例，这里假设下行同步码 字的长度为L2个码片，共有32个下行码字，并且相关计算从 (6400+La)个码片数据的偏移Ll个码片处开始进行。对于第i个 码片窗，其与第j个下行码字的相关计算值&按照下式(2)计算气，％ <formula>formula see original document page 9</formula> (2)这里，i为码片窗的序号，k代表码片序号，mk表示码片数据，j为下行码字的序号，Cj表示下行码字。接着进入步骤S240，根据步骤220得到的码片窗功率对步骤S230 计算的相关结果进行归一化处理。为了简化计算，优选地，可以采 用下式(3)对相关计算值进行归一化处理<formula>formula see original document page 9</formula> (3)这里，i为所述帧内码片窗的序号，j为下行码字的序号，！^为在对 应于第j个下行码字的相关计算值组内，属于第i个码片窗的相关计 算值，p"为相应的归一化处理后的相关计算值，《为第i个码片窗的功率。接着进入步骤S250，对归一化处理后的码片功率和进行处理。 具体而言，对于一个下行码字，总共可得到6400个经过归一化处理 的码片窗功率，将其中的最大值挑选出来，这样，32个下行码字即 得到32个最大值。在步骤S250中，将对应于32下行码字的32个 最大值中的最大值与一个设定的门限值进行比较，如果大于该门限 值，则满足门限判决条件，进入步骤S260，否则，则返回步骤S210。值得指出的是，门限值可以是一个预先设定的固定值，也可以 是一个动态值，例如可以通过将对应于32个下行码字的32个最大 值累加然后加权得到。在步骤S260，累计大于门限的最大值所对应的下行码字的次数。 例如，如果步骤S250中大于门限的最大值所对应的是第j个下行码 字，则在该下行码字的累计次数上加一。接着进入步骤S270，判断计数值是否大于一个预设值N，该计 数值表示按照上述步骤S210—S250处理过的子帧的数量。如果计数 值大于预设值N，则将计数值清零并进入步骤S280，否则，则将计 数值累加l并返回步骤S210。在步骤S280，判断是否存在满足门限判决条件的下行码字，如 果存在，则进入步骤S290，否则，则返回步骤S210。在步骤S2卯，将满足门限判决条件次数最多的下行码字对应的 小区确定为最强的小区以完成下行同步码的搜索。或者，在步骤S290 中，也可以将满足门限判决条件次数大于一个预设值的下行码字加 入下行同步码列表。为了提高搜索的准确性，可以将计数值N设定得大一些，以根 据更多的子帧来搜索下行同步码。但是为了快速完成下行同步码的 识别，也可以采用单帧的方式，即将N取为1。图3示出了按照本发明的另一个较佳实施例的下行同步装置的 示意图。如图3所示，下行同步装置300包括功率确定单元310、相关计 算值单元320、归一化处理单元330和识别单元340。 上面步骤S220所述的方式，计算接收的 一个帧内的多个码片窗的功率。相关计算值单元320与功率确定单元310相连，其按照上面步 骤S230所述的方式确定多个相关计算值组，即，每个相关计算值组 与一个下行码字对应，并且通过将码片窗内设定位置上的码片与下 行码字进行相关计算来得到该相关计算值组中的相关计算值。归一化处理单元330与功率确定单元310和相关计算值单元320 相连，其按照上面步骤S240所述的方式，利用码片窗的功率对相关 计算值进行归一化处理。识别单元340与归一化处理单元330相连，其按照上面步骤S250 一290所述的方式，利用归一化处理后的相关计算值识别匹配的下行 同步码。值得指出的是，可以有多种方式实现上述下行同步装置，例如 可以借助通用计算机系统和可在该通用计算机系统上运行的执行上 述各步骤的应用程序的组合来实现，这里的通用计算机系统包括但 不限于个人计算机系统和嵌入式计算机系统等；也可以由固化了执 行上述各步骤的程序的电路系统实现，这里的电路系统包括但不限 于数字信号处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)等。还需指出的是，上述方法和装置可应用于各种时分多址系统， 包括但不限于TD—SCDMA系统、WiMax系统和WCDMA-TDD系统。在阅读上述披露内容之后，其它修改对于本领域内的技术人员 来说将是显而易见的。这种修改可能涉及到无线通信系统及其部件 单元内已经公知的特征，并且这些特征可以代替这里已经描述的特 征或者以添加的方式应用。
权利要求
1、一种用于时分多址系统的下行同步方法，其特征在于，包含以下步骤确定一个或多个帧内多个码片窗的功率，每个所述码片窗由连续多个码片组成并且其功率为所述连续多个码片的功率和；对于每个所述帧，确定多个相关计算值组，其中，每个所述相关计算值组与一个下行码字对应，并且通过将所述码片窗内设定位置上的码片与所述下行码字进行相关计算来得到该相关计算值组中的相关计算值；对于每个所述帧，利用所述码片窗的功率对所述相关计算值进行归一化处理；以及利用所述归一化处理后的相关计算值识别匹配的下行同步码。
2、 如权利要求1所述的下行同步方法，其中，所述时分多址系 统为TD—SCDMA系统。
3、 如权利要求1所述的下行同步方法，其中，所述时分多址系 统为Winmax系统。
4、 如权利要求2所述的下行同步方法，其中，所述码片窗的码 片数量取值为128、 192或218，并且通过码片共轭复乘或计算虚部实部平方和获得所述连续多个码片中每一个的功率。
5、 如权利要求2所述的下行同步方法，其中，按照下列方式确定一个所述码片窗的功率《<formula>formula see original document page 2</formula>这里，i为所述帧内码片窗的序号，附A表示码片，k为所述帧内码片的序号，丄fl为所述码片窗内码片的数量，w为所述帧内码片的总数。
6、 如权利要求2所述的下行同步方法，其中，按照下列方式确 定所述相关计算值<formula>formula see original document page 2</formula>这里，i为所述帧内码片窗的序号，附,表示码片，k为所述帧内码片 的序号，17和12为正整数，Ci表示下行码字，j为下行码字的序号， n为所述帧内码片的总数，n，为下行码字的总数。
7、 如权利要求2所述的下行同步方法，其中，所述归一化处理 按照下列方式进行p,、广^x(1/《,》(i-l,2，…，n; j-l，2,…,n，)这里，i为所述帧内码片窗的序号，j为下行码字的序号，n为所述帧 内码片的总数，n'为下行码字的总数，！^为在对应于第J个下行码字 的相关计算值组内，属于第i个码片窗的相关计算值，p"为相应的归 一化处理后的相关计算值，《为第i个码片窗的功率。
8、 如权利要求1所述的下行同步方法，其中，利用一个帧的所 述归一化处理后的相关计算值识别匹配的下行同步码。
9、 如权利要求1所述的下行同步方法，其中，利用多个帧的所 述归一化处理后的相关计算值识别匹配的下行同步码。
10、 如权利要求8所述的下行同步方法，其中，按照下列方式 识别匹配的下行同步码确定一个所述帧的每个所述相关计算值组内的最大的相关计算值；根据所述最大的相关计算值确定门限值；以及 如果所述最大的相关计算值大于所述门限值，则将其所属相关 计算值组对应的下行码字加入下行同步码列表。
11、 如权利要求8所述的下行同步方法，其中，按照下列方式 识别匹配的下行同步码确定一个所述帧的每个所述相关计算值组内的最大的相关计算 值；以及如果所述最大的相关计算值大于预设门限值，则将其所属相关 计算值组对应的下行码字加入下行同步码列表。
12、 如权利要求9所述的下行同步方法，其中，按照下列方式 识别匹配的下行同步码对于每个所述帧，确定该帧的每个所述相关计算值组内的最大 的相关计算值；根据该帧的每个所述相关计算值组内的最大的相关计算值确定 该帧的门限值；以及 如果所述最大的相关计算值大于所述门限值的次数大于一个预 设值，则将其所属相关计算值组对应的下行码字加入下行同步码列 表。
13、 如权利要求9所述的下行同步方法，其中，按照下列方式 识别匹配的下行同步码-对于每个所述帧，确定该帧的每个所述相关计算值组内的最大 的相关计算值；以及如果所述最大的相关计算值大于预设门限值的次数大于一个预 设值，则将其所属相关计算值组对应的下行码字加入下行同步码列 表。
14、 一种用于时分多址系统的下行同步装置，其特征在于，包含..功率确定单元，用于确定一个或多个帧内多个码片窗的功率， 每个所述码片窗由连续多个码片组成并且其功率为所述连续多个码 片的功率和；相关计算值单元，用于对于每个所述帧，确定多个相关计算值 组，其中，每个所述相关计算值组与一个下行码字对应，并且通过 将所述码片窗内设定位置上的码片与所述下行码字进行相关计算来 得到该相关计算值组中的相关计算值；归一化处理单元，用于对于每个所述帧，利用所述码片窗的功 率对所述相关计算值进行归一化处理；以及识别单元，用于利用所述归一化处理后的相关计算值识别匹配 的下行同步码。
全文摘要
本发明涉及一种用于时分多址系统的下行同步方法。按照本发明，下行同步方法包含以下步骤接收数据并对所接收数据进行处理；计算所接收到数据的各个码片功率和，并对所接收到的数据进行下行同步码相关计算；对码片功率和以及相关计算结果进行归一化处理；进行下行同步码的判决；完成小区下行同步其他过程。与现有技术相比，本发明的方法过程简单，增加的计算量不大，具备抗上行功率干扰以及其他时隙功率干扰的能力，同时提高了下行同步码识别准确度。
文档编号H04J13/02GK101127565SQ20071016270
公开日2008年2月20日 申请日期2007年9月26日 优先权日2007年9月26日
发明者朱近康, 许井泉, 单 邓, 玲 邱, 明 陈 申请人:Ut斯达康通讯有限公司