专利名称：：码分多址移动通信系统中的小区搜索装置和方法
背景技术：
：方法
技术领域：
：本发明一般涉及移动通信系统，尤其涉及异步基站(BS)和移动台(MS)中的小区搜索装置和方法。2、相关技术的描述UMTS(通用移动电信系统)是异步的BS系统，其中BS间的操作异步地进行。在该系统中每个构成BS被指定一唯一的小区特定代码，用于识别。例如，如果UMTS包括512个小区(即，512个BS)，则512个小区特定代码被指定到各个512个BS。为了搜索其服务(serving)BS，MS应该通过检查其小区特定代码的相位来搜索512个BS，耗费了大量的时间。为了克服传统的小区搜索算法的低效率，已经探索了多步骤小区搜索算法。为了实现多步骤小区搜索算法，在UMTS中的BS被分为预定数目的组(例如，32或64组)，每个BS组被指定了不同的组特定代码。因此，对于512个基站，每个BS组包括16个BS。16个BS中的每个BS被指定了不同的广播信道(BCH)扩展代码(小区特定代码)，从而MS可以搜索其服务BS。该多步骤小区搜索算法包括以下步骤(1)从服务BS接收主同步信道(P-SCH)信号，并同步到以最高功率接收的时隙(slot)的时隙时间(slottime)；(2)在该MS被与时隙时间同步的同时，从该BS接收副同步信道(S-SCH)信号，并检测帧同步和该BS的组特定代码；和(3)基于帧同步和BS组特定代码，通过从BS接收的BCH，搜索该BS的小区特定代码。下面将参考图1、2和3详细描述多步骤小区搜索算法。图1示出了传统的UMTS信道结构。沿着由BS发送的信道信号的时间轴，一个UMTS时隙有2560个码片(chip)，16个时隙形成一帧。因此，一帧有40960个码片。在UMTS中对于每个BS，P-SCH是相同代码。其用同步代码#0，SC0发送，时间是每个时隙周期的十分之一，即256个码片。然后，MS接收P-SCH，与BS时隙时间同步(第一小区搜索步骤)。与P-SCH一起，BS在S-SCH上发送其BS组特定代码。该BS组特定代码是一16个符号码字。16个符号对应于从第1个到第17个同步代码SC1到SC17中选择的16个同步代码，每个符号映射到一帧的16时隙之一。时隙时间同步的MS从所接收的S-SCH获得服务BS的组特定代码和帧同步(第二小区搜索步骤)。与S-SCH一起发送的BCH消息信号包括每个时隙中的导频和数据符号。BCH消息信号用小区特定代码(BS特定代码)扩展，小区特定代码即32个扰频(小区特定代码)代码之一，其与16个符号码字映射，即同步代码SC1到SC16。MS用32个扰频代码解扩BCH信号，并选择具有最大相关的小区特定代码作为BS特定代码(第三小区搜索步骤)。下面参考图2详细描述第三小区搜索步骤。图2是实现第三小区搜索步骤的传统小区搜索装置的方框图。参考图2，在第二小区搜索步骤中与BS帧同步并被通知了BS组的MS，在小区搜索装置中的第1个到第32个相关器211到223接收BCH信号。在UMTS中的每个BS组有32个小区特定代码，BCH信号用32个扰频代码之一(小区特定代码)扩展，其与16个符号码字(即同步代码SC1到SC16)映射。那就是为什么MS有32个相关器(correlator)以解扩BCH信号。第1个相关器211以第1个小区特定代码(扰频代码)的自相关函数计算BCH信号的相关值，第2个BCH相关器215以第2个小区特定代码(扰频代码)的自相关函数计算BCH信号的相关值，第31个BCH相关器219以第31个小区特定代码(扰频代码)的自相关函数计算BCH信号的相关值，第32个BCH相关器223以第16个小区特定代码(扰频代码)的自相关函数计算BCH信号的相关值。这里，为了方便，未示出第3到30个BCH相关器，但每个未示出的相关器以第3到30个同步代码的自相关函数计算BCH信号的相关值。然后，在第1到32个BCH累加器213到225中，将这些相关值累加。即，第1个BCH累加器213累加从第1个BCH相关器211接收的相关值，第2个BCH累加器217累加从第2个BCH相关器215接收的相关值，第31个BCH累加器221累加从第31个BCH相关器219接收的相关值，第32个BCH累加器225累加从第32个BCH相关器223接收的相关值。尽管未示出，第3到30个累加器分别累加从第3到30个BCH相关器接收的相关值。最大BCH相关值检测器227检测从每个BCH累加器接收的BCH累加器输出的最大的，以确定BS特定代码。为检测其服务BS，如上所述，MS应该顺序地执行第一到第三小区搜索步骤。该小区搜索方法具有的特殊问题是(1)在多步骤小区搜索中涉及的复杂的加法耗费了大量的时间，尤其是检测16个副同步代码的256个码片序列的相关值所需要的16*256次的复杂计算需要很长的时间，增加了硬件负荷；(2)对于第三小区搜索步骤的对应于BS特定代码的32个相关器的需要增加了硬件复杂性；和(3)由相关器的同时并行操作所带来的许多计算导致了MS中的过量功率消耗。发明概述因此，本发明的一个目的是提供一种用于简化小区搜索步骤以便减少小区搜索时间的小区搜索装置和方法。本发明的另一个目的是提供一种小区搜索装置和方法，其能够减少硬件复杂性。通过提供一种在移动通信系统中的小区搜索装置和方法，可以实现这些和其他目的。通过在P-SCH帧的每个时隙中接收第一同步代码，该小区搜索装置被时隙时间同步，另外在S-SCH帧的时隙上接收表示基站组之一的基站组特定代码和表示基站组中的基站之一的基站特定代码。在该装置中，基站组特定代码检测单元检测在时隙同步状态下在S-SCH上接收的基站组特定代码，基站特定代码检测单元，通过检测接着所述基站组特定代码接收的基站特定代码检测发送基站。附图的简要说明通过结合附图的以下详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更加清楚，附图中图1是传统的UMTS信道结构；图2是用于第三小区搜索步骤的传统小区搜索装置的方框图；图3是无逗点代码表；图4是是根据本发明的实施例的BS中的用于小区搜索的发送器的方框图5A是根据本发明的UMTS信道结构的一个实施例；图5B是根据本发明的UMTS信道结构的另一个实施例；图6是根据本发明的实施例的在MS中的小区搜索装置的方框图；图7A是BS组特定代码相关值表；和图7B是从循环位移图7A所示的BS组特定代码相关值表得出的BS组特定代码相关值表。优选实施例的详细描述下面参考附图详细描述本发明的优选实施例。在下面的描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会在不必要的细节上模糊本发明。图3是无逗点代码表(commafreecodetable)，图4是根据本发明的实施例的BS中的用于小区搜索的发送器的方框图，图5A和5B是根据本发明的UMTS信道结构的实施例。参考图4，BS发送P-SCH信号以提供时隙时间同步。根据预定的控制信号，在每个时隙中，在P-SCH上发送同步代码的时间段(256个码片)，开关411被切换到逻辑高端，在非同步代码发送周期(2,304个码片)，开关411被切换到逻辑低端。在开关411被切换到逻辑高端时，混合器413将从开关411接收的P-SCH信号与同步代码SC0混合，同步代码SC0是指定到P-SCH的同步代码Cp。被混合的信号被供给加法器421。为了提供帧同步和BS组特定代码，BS发送S-SCH。在每个时隙中，在S-SCH发送周期，开关415被切换到逻辑高端，在非S-SCH发送周期，开关415被切换到逻辑低端。在开关415被切换到逻辑高端时，在S-SCH帧的每个时隙中，不同的特定代码被发送。在S-SCH上，BS特定代码跟着BS组特定代码。因为发送BS组特定代码和BS特定代码的周期每个是256个码片，所以在512个码片中，开关415被切换到逻辑高端。尽管在本发明的实施例中，BS特定代码跟着BS组特定代码，但是只要BS和MS都知道两者的代码发送周期，接续的发送并非必须的。现在，将给出在P-SCH和S-SCH上混合的同步代码的产生的描述。同步代码通过XOR(异或)选通(gating)(模相加)HDS(Hadamard(哈达码)序列)和HRS(Hierarchical(分级)序列)而产生。HRSy是由分别具有长度为n1和n2的序列x1和x2产生的。y(i)＝x2(imodn2)+x1(idivn1)对于i＝0，1，…，(n1*n2-1)且选择具有相同长度的x1和x2，且为LS(Linder(林德)序列)之一x1＝x2＝{0，0，1，1，1，1，0，1，0，0，1，0，0，0，1，0}作为如下递归构造的矩阵H8中的行，获得HDS。H0＝(1)Hk=Hk-1Hk-1Hk-2Hk-1,k≥1]]>从顶上0行开始，这些行被编号(所有这些序列)结果，将第n个HDS表示为从顶上编号的H8中的一行，n＝0，1，2，…，255。因此，让hm(i)和y(i)分别表示序列hm和y的第i个符号，其中i＝0，1，2，…，255，且i＝0对应于最左边的符号。通过XOR选通256个码片的HDShm(i)和HRSy(i)，则第k个同步代码被定义为Csc，k＝{hm(0)+y(0)，hm(1)+y(1)，hm(2)+y(2)，…，hm(255)+y(255)}，其中m＝8*k，k＝0，1，2，……，17，且在序列的最左面的码片对应于在时间上第一个发送的码片。然后，以上述方式产生的同步代码#0、SC0被指定到P-SCH，其中Cp＝Csc，0在S-SCH帧的各个时隙中，其他的同步代码、SC1到SC17被指定。Csi=Csc,i(i=1,2,3,...,17)]]>为了使用FHT(快速Hadamard变换)，必须选择特定的HDS。下面描述选择HDShm(i)的例程。如果BS可以指定的最大信道数目是M，每个信道对一个代码备用长度M的序列，则H(k，i)＝H(k+i)*L,(i＝0，1，2，…，P-1)其中，N在Hadamard矩阵HM的子Hadamard矩阵HN中的序列长度；M指定到实际信道的Hadamard矩阵中的序列长度；LM/N(片断(segment)的数目)，即，M序列是(L×N)序列；P信道的数目(最大信道数目M)；和k当选择在Hadamard矩阵HM中的序列时的初始值(0≤k≤L-1)。例如，M＝16，N＝4，L＝16/4＝4，P＝4，k＝2。则由基序列S组成的4个序列可以从具有系数16的Hadamard矩阵H16选择。行2＝(1-11-11-11-11-11-11-11-1)行6＝(1-11-1-11-111-11-1-11-11)行10＝(1-11-11-11-1-11-11-11-11)行14＝(1-11-1-11-11-11-111-11-1)或者行2＝(+S+S+S+S)行6＝(+S-S+S-S)行10＝(+S+S-S-S)行14＝(+S-S-S+S)其中基序列S＝(1-11-1)。同时，在开关415被切换到逻辑高端的周期，混合器417将S-SCH信号与从多路复用器(MUX)419接收的信号相混合，加法器421将P-SCH信号与混合器417的输出相加。MUX419根据BS控制信号，多路复用BS组特定代码的同步代码Cs和BS特定代码的同步代码CA。BS组特定代码由图3的无逗点代码表上的无逗点代码发送。每个无逗点代码包括16符号码字。每个符号表示同步代码，指示BS组。无逗点代码表的无逗点代码与UMTS的BS组一样多，即32个无逗点代码。每个无逗点代码是16符号码字，每个符号表示要在S-SCH上发送的BS组特定代码的同步代码号码。由于即使它们被循环移位后，码字也是相互正交的，所以可以通过检查在一帧的时隙中指定的代码，来检测BS帧同步和BS组。BS在各个时隙中的S-SCH上发送对应于作为其BS组特定代码的无逗点代码的同步代码。例如，如果BS属于第二组，则BS在S-SCH上映射在无逗点代码表中指示第二BS组的无逗点代码。无逗点代码的每个符号发送一个时隙的1/10，即256码片。第二组的BS在S-SCH上以该顺序映射SC1、SC2、SC9、SC3、SC10、SC11、SC13、SC13、SC11、SC10、SC3、SC9、SC2、SC1、SC16和SC16为无逗点代码的第1到第16个符号。接着BS组特定代码，BS也将其BS特定代码(例如，如果在其BS组中其具有第5个BS特定代码，则为SC5)插入第257到第512个码片中。该信道结构示于图5A。另一方面，还可以是，BS特定代码可以被插入预定的周期，例如，在每个时隙中BS组特定代码后的512个码片，如图5B所示。接着S-SCH的形成，BS构造BCH。为了这样做，混合器423用信道代码Cch，N扩展发送数据，然后混合器425混合混合器423的输出和BS特定代码Ccell-code(即，CA)，并将结果供给加法器427。最终，P-SCH和S-SCH与BCH相加。图6是根据本发明的实施例的在MS中的小区搜索装置的方框图，图7A是BS组特定代码相关值表，图7B是从循环位移图7A所示的BS组特定代码相关值表得出的BS组特定代码相关值表。下面参考图6、7A和7B描述本发明的MS第二步骤小区搜索装置。进行下面的描述所基于的假设是BS发送如图5A所示的信道结构。在最初的时隙同步后，MS应该用HRS解扩所接收的信号，由于同步代码是通过XOR选通HRS和HDS(Hadamard序列)而产生的。为了使用FHT(快速Hadamard变换器)，仅HRS分量必须被保留。这样，混合器613将输入信号与HRS混合。为了从输入信号(接收的信号)解调32个信道，混合器611和累加器615执行长度32的所解扩信号的连续子片断与长度8的BHDS(11111111)的8相关。累加器615被每8个时间间隔复位一次。以这种方式，产生了32个信道的32个相关点。混合器611的输出是扩展前的BS的原始发送信号。FHT(快速Hadamard变换)单元617包括5(log232)个FHT，对并行的32个输入产生32个相关值(累加器615输出＝32个相关值)，但32个相关值中仅17个(即，SC1到SC17)要使用。因为32个相关点是通过用长度8的BHDS解扩长度256的序列而产生的，然后被并行供给到FHT单元617，则FHT单元617的阶被延伸到32。结果是，复加法的数目是416(8×32+32×log232)。FHT单元617输出17个相关值到BS组特定代码相关值存储器619。总共16×17的相关值被存储在BS组特定代码相关值存储器619中，因为以帧为基础检测BS组特定代码且在一帧中为16个时隙的每个计算17个相关值。现在描述在BS组特定代码相关值存储器619中存储相关值的过程。在第二步骤小区搜索装置中的解扩器610接收S-SCH，在其上同步代码根据表示BS组特定代码的无逗点代码被映射。解扩器610产生HS，在混合器613将其与输入信号混合。混合器611将从混合器613接收的信号相关到8码片BHDS，加法器615累加从混合器611接收的8码片BHDS。这里，加法器615被每8个码片复位一次。由于输入S-SCH是256码片，所以产生32个正交片断。然后，从32个片断检测的32个相关点被供给到FHT单元617。FHT单元617根据自相关函数检测32个相关点的32相关值。然而，在32个相关值中仅对应于SC1到SC17的17个相关值被使用。在完成一个S-SCH帧的相关值的检测后，16×17的相关值被存储在BS组特定代码相关值存储器619中。图7A图示了在BS组特定代码相关值存储器619中具有16×17(列×行)的相关值的S-SCH相关值表。为了方便解释判决变量计算例程，假定一帧的相关值结果数组是s[17][16](相关值累加器619)，判决变量数组是Y[32][16](相关值累加器623)，无逗点代码表是C[32][16]。存储16×17个相关值的原因是，一帧有包括S-SCH的16个时隙。在输入帧的每时隙中的S-SCH的相关值被按列存储。即，在第一时隙中的S-SCH的相关值被安排在第一列中，s(1，1)，s(2，1)，…，s(16，1)，s(17，1)。在第2时隙中的S-SCH的相关值被安排在第二列中，s(1，2)，s(2，2)，…，s(2，16)，s(2，17)。最后，在第16时隙中的S-SCH的相关值被安排在第十六列中，s(16，1)，s(16，2)，…，s(16，16)，s(16，17)。当在输入帧的结尾16×17相关值被完全存储在BS组特定代码相关值存储器619中时，循环移位运算器621从其内部存储器读取无逗点代码表，将无逗点代码表中的无逗点代码与S-SCH相关值相比较，将所得的映射的相关值供给相关值累加器623(其中存储判决变量)。循环移位运算器621参考图7A所示的初始S-SCH相关值s(1，1)的无逗点代码表。在无逗点代码表中的第一码字将1作为其第一个符号，这意味着BS在发送前在S-SCH上映射对应于符号1的同步代码，即，第一同步代码SC1。因此，相关值累加器623在Y(1，1)中存储s(1，1)。以同样方式，映射到插入其他时隙中的第一码字的其他符号的其他相关值也按顺序累加到Y(1，1)中。对其他码字执行相同的例程。这样，0循环移位样式的累加值被存储在32×16判决变量存储器Y(累加器623)的第一行中。当循环移位运算器621循环移位S-SCH相关值15次时，如图7B所示，在上面描述的例程被执行。相关值累加器623累加地存储32×16判决变量。在完成相关值累加后，最大相关值检测器625检测相关值的最大值。在相关值存储器623内，最大相关值检测器625检测其第一个索引i对应于BS组特定代码的最大值(i，j)，第二个索引j确定帧同步，即在(16-j)％16时隙中下一帧的开始。因此，MS检测一偏移从而获得对BS的帧同步，找到BS组。如果对上面的判决变量的计算详细描述的话，计算的算法按如下方式进行for(i＝0；i＜32；i++)for(j＝0；j＜16；j++){Y[i][j]＝0；for(k＝0；k＜16；k++)Y[i][j]+＝s[C[i][(k+j)％16]][k]；}，执行这些计算的目的是总加各种结合得出的相关值(32×16＝512)。尽管如上所述是基于帧来检测BS组特定代码的，但是在一帧的所有时隙中反复地映射指示BS特定代码的同步代码，因此BS特定代码是基于时隙而检测的。如图5A中所示，在一帧的每个时隙中，BS特定代码被插入接着BS组特定代码的第257个码片到第512个码片。在解扩器610到FHT单元617中的处理过程与BS组特定代码的检测基本相同，除了在每个时隙中获得相同的相关值。每个时隙的相关值被存储在BS特定代码相关值累加器627中。在该帧终止后，总共1×16的相关值被累加在BS特定代码相关值累加器627中。然后，最大相关值检测器629检测累加的相关值的最大值，确定对应于最大值的同步代码为BS特定代码。尽管本发明的描述是考虑在所有时隙中与BS特定代码相同的码的情况给出的，但即使BS仅在某些时隙中发送BS特定代码且因为对所有时隙计算了相关值所以MS不知道它们是哪些时隙，该小区搜索方法也是有效的。上述的MS小区搜索装置能够同时从S-SCH检测BS组特定代码和BS特定代码，从而简化传统的三步小区搜索为两步，将复加法的数目从16×256减少到416(8×32+32×log232)因此，在第三小区搜索步骤中检测BS特定代码所需要的16个相关器被去掉，实现了简化的小区搜索装置。另外，复加法的减少减少了硬件负荷和小区搜索时间。尽管上面已经详细描述了本发明的优选实施例，应该清楚地理解，对本领域的技术人员而言，对本发明的基本概念的变化和改进仍然落入所附权利要求限定的本发明的精神和范围之中。权利要求1.一种在移动通信系统中的用于小区搜索的信号发送装置，包括主同步信道(P-SCH)发送器，用于将第一同步代码放在形成一个P-SCH帧的多个时隙的每个的开始以提供时隙同步，和用于发送该P-SCH；和副同步信道(S-SCH)发送器，用于在S-SCH帧中的每个时隙的开始发送基站组特定代码和在至少一个时隙中接着基站组特定代码发送基站特定代码，基站组特定代码表示基站组之一，基站特定代码表示基站组中的基站之一。2.如权利要求1所述的信号发送装置，还包括广播信道(BCH)发送器，用于在所述S-SCH上映射基站的系统信息，用于发送。3.如权利要求1所述的信号发送装置，其中所述S-SCH发送器将基站组特定代码的每个符号插入所述帧的每个时隙中。4.如权利要求1所述的信号发送装置，其中所述基站特定代码是表示基站BCH扩展代码的同步代码之一。5.一种在移动通信系统中的用于小区搜索的信号发送方法，包括以下步骤在形成一个P-SCH帧的多个时隙的每个的开始发送第一同步代码，以提供时隙同步，和发送该P-SCH；和在S-SCH帧中的每个时隙的开始发送基站组特定代码，该基站组特定代码表示基站组之一，和在至少一个时隙中接着基站组特定代码发送基站特定代码，该基站特定代码表示基站组中的基站之一。6.如权利要求5所述的信号发送方法，还包括用BCH在所述S-SCH上映射基站的系统信息和发送该BCH的步骤。7.如权利要求5所述的信号发送方法，其中在S-SCH发送步骤，基站组特定代码的每个符号被插入所述帧的每个时隙中。8.如权利要求5所述的信号发送方法，其中在S-SCH发送步骤，相同的同步代码被插入所述帧的每个时隙中以发送基站特定代码。9.一种在移动通信系统中的小区搜索装置，该系统通过在P-SCH帧的每个时隙中接收第一同步代码而被时隙时间同步，另外在S-SCH帧的时隙上接收表示基站组之一的基站组特定代码和表示基站组中的基站之一的基站特定代码，该装置包括基站组特定代码检测单元，在时隙同步状态下检测在S-SCH上接收的基站组特定代码；和基站特定代码检测单元，检测接收的基站特定代码，该接收的基站特定代码接着所述基站组特定代码。10.如权利要求9所述的小区搜索装置，其中所述基站组特定代码检测单元包括相关器，用于计算在所述S-SCH帧的每个时隙中接收的基站组特定代码的相关值；和基站组检测器，用于使用对应于从所述时隙检测的相关值的最大值的特定代码确定基站组。11.如权利要求10所述的小区搜索装置，其中所述基站组检测器包括循环移位运算器，用于循环移位所述相关值和比较所述循环移位的相关值和无逗点代码表；和最大相关值检测器，用于检测对应于最大的循环移位运算的相关值的同步代码。12.如权利要求11所述的小区搜索装置，其中所述基站特定代码检测单元包括相关器，用于计算在所述S-SCH帧的每个时隙中接收的基站特定代码的相关值；和基站检测器，用于使用对应于从所述时隙检测的相关值的最大值的特定代码确定基站。13.如权利要求12所述的小区搜索装置，其中所述相关器通过Hadamard变换对预定数目的同步代码计算相关值。14.一种在移动通信系统中的小区搜索方法，该系统通过在P-SCH帧的每个时隙中接收第一同步代码而被时隙时间同步，另外在S-SCH帧的时隙上接收表示基站组之一的基站组特定代码和表示基站组中的基站之一的基站特定代码，该方法包括以下步骤在时隙同步状态下检测在S-SCH上接收的基站组特定代码；和通过检测所接收的基站特定代码检测发送基站，该接收的基站特定代码接着所述基站组特定代码。15.如权利要求14所述的小区搜索方法，其中所述基站组特定代码检测步骤包括以下步骤计算在所述S-SCH帧的每个时隙中接收的基站组特定代码的相关值；和使用对应于从所述时隙检测的相关值的最大值的特定代码确定基站组。16.如权利要求15所述的小区搜索方法，其中所述基站组检测步骤包括以下步骤对所述相关值进行循环移位运算，和比较所述循环移位的相关值和无逗点代码表；和检测对应于循环移位运算的相关值的最大值的同步代码。17.如权利要求14所述的小区搜索方法，其中所述基站特定代码检测步骤包括以下步骤计算在所述S-SCH帧的至少一个时隙中插入的基站特定代码的相关值；和累加相关值，使用对应于所累加的相关值的最大值的特定代码确定基站。18.如权利要求17所述的小区搜索方法，其中通过Hadamard变换对预定数目的同步代码计算所述相关值。全文摘要提供了一种在移动通信系统中的小区搜索装置和方法。通过在P－SCH帧的每个时隙中接收第一同步代码,该小区搜索装置被时隙时间同步,另外在S－SCH帧的时隙上接收表示基站组之一的基站组特定代码和表示基站组中的基站之一的基站特定代码。在该装置中,基站组特定代码检测单元测在时隙同步状态下检在S－SCH上接收的基站组特定代码,基站特定代码检测单元通过检测接收的接着所述基站组特定代码的基站特定代码检测发送基站。文档编号H04Q7/38GK1348636SQ00806632公开日2002年5月8日申请日期2000年4月24日优先权日1999年4月24日发明者林采万申请人:三星电子株式会社