用于td-scdma系统的小区搜索方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及TD-SCDMA系统，具体地涉及在TD-SCDMA系统进行小区搜索的方法和 设备。
【背景技术】
[0002] TD-SCDMA作为第三代移动通信的主要无线技术，已经得到广泛的应用。
[0003] 在TD-SCDMA系统中，TD-SCDMA帧以10ms为一个帧时间单位，且每个帧被划分成 两个5ms的子帧，每个子帧的帧结构是相同的，包含6400个码片。一个TD-SCDMA子帧分为 用于上行链路和下行链路的7个业务时隙（TS0~TS6)、1个下行链路导频时隙（DwPTS)、一 个上行链路导频时隙（UpPTS)和一个保护时段（GP)。用于上行链路和下行链路的时隙由切 换点分隔开。DwPTS专用于小区搜索，其包括32码片的GP和64码片的下行链路同步码序 列（SYNC-DL)，SYNC-DL被分配给不同的小区。
[0004] 在TD-SCDMA技术中，小区搜索是一个非常关键的过程，其使得用户设备（UE) 能够建立与基站（NodeB)之间的同步，以进行通信。小区搜索通常包括粗同步（coarse synchronization)阶段和精同步（finesynchronization)阶段。粗同步阶段用于在子中贞 中找到粗略的同步位置，而精同步阶段则用于找到码片级的精确的同步位置。
[0005]TD-SCDMA利用子帧结构设计了独特的DwPTS，使得SYNC-DL之前和之后各为32码 片的GP。SYNC-DL(64码片）以及之前和之后的各32码片的GP所构成的128码片数据被 称为特征窗（CW)。由于SYNC-DL之前和之后基本上没有信号（或者只有因卷积尾部而生成 的微弱信号)，所以在粗同步中，通常通过功率检测的办法来找到粗略的同步位置，比如，大 致确定特征窗的位置，即DwPTS的位置。
[0006] 在精同步中，会基于这个粗略同步位置去寻找码片级的精细的同步位置。在现有 技术中，精同步是使用通过粗同步获得的特征窗数据（128码片)来进行128点相关，以获得 SYNC-DL的精确位置。
[0007] 但是，无线信号可能将经历不同的信道环境，而这些信道环境可能导致例如接收 的信号具有低的I〇r/I〇C (有用信号谱密度与带限噪声信号谱密度)、经历快速衰落的信道 或者具有大的频偏。针对复杂的信道环境，现在采用的同步技术存在一些使同步性能降级 的问题。
[0008] 对于粗同步，由于其使用功率信息来判断DwPTS的位置，所以在某种信道衰落的 状况下或者某种低接收功率的情形（比如处于小区边缘）下，同步的检测性能将会较差。当 粗略同步位置检测失败时，小区搜索将会失败，因而会需要再次重复粗同步过程，从而延长 小区搜索时间。
[0009] 对于精同步，由于其使用相关检测，所以对频偏（frequencyoffset,F0)较为敏 感。当信道环境中存在大的频偏时，使用相关检测可能会出现同步检测失败或者在多小 区环境下相邻小区被漏检的情况。举例而言，已知当UE加电时，如果实施有数字补偿的晶 体振荡器（DCX0)，则在进行温度补偿后，频偏仍可能残留。对于特定的DCX0,频偏可达到 17ppm(34KHz)。在这种特定情况下，考虑到相关算法可以保证6KHz的性能，用于频偏补偿 的频偏间隔（frequencyoffsetgap)可以设置为12KHz，以考虑6KHz和34KHz之间的性能 折中。虽然通过进行频偏预处理，可容忍的接收信号的频偏范围将从3ppm扩大到17ppm，可 以基本满足DCX0的要求，但是频偏间隔12KHz仍将导致最多达6KHz的频偏误差，这对于多 小区情形而言是不利的。当频偏为6KHz且相邻小区的功率低于本地小区时，相邻小区会难 以检测和激活。对本地小区而言，这些未激活的相邻小区将被视为"噪声"。同时，频偏(例 如6KHz)也会影响本地小区激活的成功率。
[0010] 同步性能较差会连锁性地导致其它方面的性能变差，比如：基于准确的小区ID和 信道径位置的粗频偏估计的性能；基于联合检测（JD)(包括尽可能多的干扰小区）的广播 信道（BCH)检测的性能；以及测量的性能，其将因为在相邻小区未被激活时不能消除同频 (intra-frequency)干扰而变差。特别地，粗频偏估计很大程度上取决于初始频偏估计的精 度和准确的小区激活。举例而言，当用于粗频偏估计的最大频偏精度较差时，将导致较长的 频偏估计时间，进而影响整个小区搜索性能。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是提供改进的方法和设备，以减轻、缓解甚至消除上面提及的一个 或者多个问题。
[0012] 本发明是基于这样的认识，即：功率检测算法易于实现，但是其对于信号衰落或类 似的情形，伪检的概率较高。而且功率检测算法对检测信噪比SNR要求较高（Ior/Ioc应高 于或大约为3dB)，在低信噪比的情况下检测成功率会很低。与之相对比，相关检测算法是用 于同步位置检测的最大似然ML算法(理论最佳)，但是其对频偏较为敏感。鉴于此，发明人 认识到可以在粗同步中使用功率检测和相关检测的组合来应对可能出现的复杂信道环境。 同时在粗同步中相关检测的使用，还允许向精同步提供精度更高的频偏假设。
[0013] 按照本发明的第一实施例，提供了一种在TD-SCDMA系统中执行小区搜索的方法。 该方法包括：接收TD-SCDMA信号；以及执行用于小区搜索的粗同步和精同步。粗同步包括 以下步骤：利用粗频偏假设对所接收的信号执行相关检测；确定该相关检测是否成功；如 果该相关检测成功，则从该粗频偏假设得出第一频偏设置参数，且选择将通过执行所述相 关检测而确定的第一粗略同步位置连同该第一频偏设置参数作为粗同步的输出，否则，选 择将通过对所接收信号执行特征窗功率检测而确定的第二粗略同步位置连同相应的第二 频偏设置参数作为粗同步的输出。精同步包括以下步骤：接收来自粗同步的粗略同步位置 和频偏设置参数，以及基于该粗略同步位置且通过将该频偏设置参数用于设置精频偏假设 来执行精同步。
[0014] 按照本发明的实施例，提出了用以得到同步位置的新方法。通过在粗同步中使相 关检测与特征窗功率检测相结合，且向精同步提供精频偏假设，给出了更好的同步性能、更 好的多小区检测成功率以及极大地减少了频偏估计用时。
[0015] 优选地，执行相关检测的步骤还包括：对于所述粗频偏假设的每一个来执行相关 计算以获得相应的相关结果，并组合所获得的相关结果以确定该第一粗略同步位置。第一 频偏设置参数是基于相关结果而从该粗频偏假设得出的。第二频偏设置参数被设置为缺省 的粗频偏假设。
[0016] 优选地，执行相关检测的步骤包括：使用特征窗功率检测算法来在所接收的信号 中检测多个候选的特征窗位置；对于所检测出的每个候选的特征窗位置执行相关计算以获 得相应的相关结果；以及组合所获得的相关结果以确定该第一粗略同步位置。
[0017] 优选地，确定相关检测是否成功的步骤包括：通过判断所获得的相关结果是否满 足预定准则来确定该相关检测是否成功。
[0018] 优选地，精同步还包括提供精细频偏估计结果用于后续的粗频偏估计的步骤。由 于所用的初始频偏估计的精度得到改进，所以粗频偏估计时间可以极大地减少，这也将进 一步提高小区搜索速度。
[0019] 优选地，所接收的信号包括多个接连的TD-SCDMA子帧。执行相关检测的步骤包 括：对所述子帧中的每个子帧执行相关计算以获得相应的相关结果，以及组合所获得的相 关结果以确定该第一粗略同步位置。该方法还包括：在每个子帧中根据所获得的相关结果 确定相应的同步位置，且如果所确定的同步位置满足预定准则，则确定该相关检测成功。
[0020] 优选地，频偏设置参数用于设置精同步的初始频偏和频偏间隔，且经由第一频偏 设置参数设置的第一频偏间隔小于经由第二频偏设置参数设置的第二频偏间隔。由于当相 关检测成功时，可以向精同步提供更小粒度的频偏假设，所以将进一步改善同步性能，以及 小区激活性能。
[0021] 按照本发明的第二实施例，提供了一种TD-SCDMA系统中的设备。该设备包括：输 入单元，用于接收TD-SCDMA信号；以及用于小区搜索的粗同步级和精同步级。粗同步级包 括：相关检测器，被配置为利用粗频偏假设对所接收的信号执行相关检测以确定第一粗略 同步位置；特征窗功率检测器，被配置为对所接收的信号执行特征窗功率检测以确定第二 粗略同步位置；和控制单元，用于控制粗同步级的输出，其被配置为当该相关检测被确定为 成功时，选择将该第一粗略同步位置连同从该粗频偏假设得出的第一频偏设置参数作为输 出，否则，选择将该第