专利名称：小区搜索装置和小区搜索方法
技术领域：
本发明涉及用于小区搜索的装置和方法，其用于W-CDMA/TDD模式的移动通信系统中。
背景技术：
在移动通信系统中，当电源打开时，通信终端装置搜索其所属的小区(即，初始小区搜索)，并且当其穿过小区时搜索小区(即，空闲期间小区搜索)。在下面，将描述在W-CDMA/TDD模式的移动通信系统中的小区搜索方法。
在移动通信系统中的每个小区都被分配了扰码和对应于扰码的码组(code group)。对于码组来说，有四种中置码(mid-amble)和分配的扰码的组合以便它们在邻近的小区之间不会被错误地识别。
此外，如
图1的控制信号帧结构图所示，使用帧中预定的时隙(图1中的#0和#8)，通过从时隙的起始点(top of a slot)偏移预定时间的时间(timing)toffset，基站装置同时发送第一同步信道(主同步信道Cp)和第二同步信道(次同步信道Cs)，其中，所述第一同步信道对于所有小区都是通用的，所述第二同步信道携带三个码以表示码组(code group)。对于第二同步信道来说，从17种类型中1选择3中给出了4913＝173种组合，在这些组合中，32个最小误差检测类型被用于表示码组。
此外，第二同步信道Csj(j＝1，2，3)受到相对于在传输中的第一同步信道Cp相位的90°×n的调制。在图1中的bj表示在每个第二同步信道中的相对于第一同步信道Cp相位的相位旋转量(phase rotation amount)。
对于小区来说，这些可以从使用帧(10毫秒)的一个部分(第k时隙)传输同步信道的情况1和使用帧的两个部分(第k和第k+8时隙)传输同步信道(k是从0到7的全部数量)的情况2中选择。。
当执行初始小区搜索时，对于第一步骤，通信终端装置执行第一同步信道的相关计算(correlation calculation)，并且检测提供最大相关值的定时(以后的“峰值定时”)作为时隙定时(slot timing)。
其次，对于第二步骤，通信终端装置执行第二同步信道的17种类型的相关计算并且识别从基站装置发送的第二同步信道的三种类型。当识别这些第二同步信道时，通信终端装置对于情况1使用4-帧信号，对于情况2使用2-帧信号。然后，根据在第二同步信道的被识别的三种类型的四帧中的相位旋转量和从时隙起始点开始的同步信道的时间偏移值toffset，通信终端装置识别分配给其小区的码组，并因此检测帧起始点(frame top)的定时。
最后，对于第三步骤，通信终端装置执行属于被识别的码组的中置码的四种类型的相关计算，并且识别分配给其小区的中置码和扰码。此外，为了改善中置码检测的特性，通信终端装置执行无线通信同时通过AFC(AutomaticFrequency Control，自动频率控制)与基站保持同步。
在W-CDMA/TDD模式的移动通信系统中，因此，通信终端装置在三个步骤中执行初始小区搜索(扰码识别)。
现在，在上述小区搜索中，通信终端装置并不与基站频率同步，因此在这些装置中的振荡器具有不同的振荡频率，从而不同地测量一帧的时间。
然而，由于传统小区搜索方法不考虑通信终端和基站装置测量的帧时间之间的差，所以在第二步骤，在偏离峰值定时的错误定时上执行相关计算。
例如，如果基站测量的一帧时间作为标准，并且与之相比，通信终端测量的一帧时间比上述基站测量的一帧时间要短α[s]，通信终端装置在第二步骤，对于每一帧都将与峰值定时的差扩大α[s]。如果在四帧上识别第二同步信道，则可以得出最大4α[s]的差值。在该误差变大(例如，大于1/2码片时间)的情况中，通信终端装置不能峰值检测和检测第二同步信道。
此外，如果在通信终端和基站装置中的振荡器的振荡频率之间的差变大，在第三步骤中AFC的早期阶段的定时检测的精度降低，从而使精确的中置码检测变得很困难。
发明的公开内容本发明的主要目的在于提供一种在W-CDMA/TDD模式的移动通信系统中使用的用于小区搜索的装置和方法，其也能精确识别第二同步信道和中置码，甚至是在基站提供不同的帧定时测量时。
上述目的可以通过在基于W-CDMA/TDD模式的小区搜索的第二步骤中，比较几个定时的相关计算结果和从对应于最大相关计算结果的定时中选择第二同步信道得到。
附图的简要说明图1是在基站装置上的控制信号的帧结构图；图2是表示根据本发明实施例的小区搜索装置的结构框图；和图3详细表示根据本发明实施例的小区搜索装置中的第二步骤。
实现发明的最佳方式以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
图2是表示根据本发明实施例的小区搜索装置的结构的框图。下面是有关帧(10毫秒)使用其中一部分(第k帧)发送同步信道的情况1的描述。
天线101接收从基站发送的载波频率信号。RF接收器102将由天线101接收的信号进行各种处理，包括下变频、放大和A/D转换，以便获得基带数字信号。
PSCH相关器103计算来自RF接收器102的输出信号和第一同步信道的相关性。峰值检测器104检测与第一同步信道相关性最大的定时(下文中的‘第一峰值定时’)并且向定时控制器105和频率校正器110输出检测结果。
在PSCH相关器103到峰值检测器104的处理是小区搜索的第一步骤。
根据在峰值检测器104检测到的第一峰值定时和将在以后描述的在SSCH识别器108检测的第二峰值定时，定时控制器105控制定时以从存储器107-1至107-n获得相关值。每个SSCH相关器106-1至106-n被分配给一个第二同步信道，并且在每(1/4)Ts的基础上计算分配的第二同步信道和来自RF接收器1 02的输出信号间的相关性。“Ts”表示一个码片(chip)的时间。存储器107-1至107-n存储从对应的SSCH相关器106-1至106-n输出的相关值的四个帧。
SSCH识别器108在定时控制器105指示的定时时从存储器107-1至107-n获得相关值，识别同一定时的三个第二同步信道，其对应于三个最大的相关值，并且将其输出到码组识别器109。此外，当第二峰值定时时，SSCH识别器108向定时控制器105和频率校正器110输出在识别的第二同步信道的相加值最大时的定时。根据在SSCH识别器108识别的与第一同步信道相关的三个第二同步信道的四帧中的相位旋转量，码组识别器109识别分配给其小区的码组，并因此检测帧起始点(frame top)的定时。
在定时控制器105到组识别器109的上述处理是小区搜索的第二步骤。将更详细描述在根据本发明实施例的小区搜索装置中的第二步骤。
根据第一峰值定时和第二峰值定时，频率校正器110计算关于在基站测量的帧时间的差值，并且将计算的差值转换为频率差。然后，频率校正器110以校正频率差的方式校正RF接收器102中的振荡器的频率。此外，将在后面描述在频率校正器110中的计算的详细例子。
中置码相关器111-1至111-m计算属于识别的码组的中置码和来自RF接收器102的输出信号之间的相关性，并且向中置码识别器112输出相关值。
中置码识别器112从这些对应于从中置码相关器111-1至111-n输出的最大相关值中识别中置码。此外，中置码和扰码在一对一的对(pairs)中，并且以此识别器112识别小区的扰码。
在频率校正器110到中置码识别器112的处理是小区搜索的第三步骤。图2的小区搜索装置通过执行上述第一到第三步骤完成初始小区搜索(即，扰码识别)。
然后，将参照图3详细描述在本发明实施例的小区搜索装置中的第二步骤。在图3中，帧F0表示其中检测到第一峰值定时Tf0的帧，并且帧F1是从帧F0开始的第i帧。
在定时控制器105的窗口宽度被预先设置为确定的宽度(图3中的Ts/2)。然后，定时控制器105在在第一峰值定时之后一帧时间的定时Tf1，和对应于中心在定时Tf1的窗口的前端和尾端的定时(Tf1-Ts/4)和(Tf1+Ts/4)时指示存储器107-1至107-n。
存储器107-1至107-n在定时Tf1、(Tf1-Ts/4)和(Tf1+Ts/4)向SSCH识别器108输出相关值。
使用帧F1，参考在Tf1从存储器107-1至107-n输出的相关值，SSCH识别器108识别三个最大的第二同步信道。此外，在定时Tf1、(Tf1-Ts/4)和(Tf1+Ts/4)，SSCH识别器108将三个识别的第二同步信道的相关值相加，检测提供最大的和的定时作为第二峰值定时，并且向定时控制器105和频率校正器输出第二峰值定时。在图3的情况中，在定时(Tf1+Ts/4)和为最大，并且在定时(Tf1+Ts/4)SSCH识别器108设置第二峰值定时。此外，由于相关值的相加可以降低噪声的影响，因此，通过将相关值相加检测最大定时并且使用其结果比使用一个相关值执行的检测更准确。
该相关值的和在定时(Tf1+Ts/4)最大，其表示在小区搜索装置中测量的帧时间小于基站测量的帧时间。
例如，如果在小区搜索装置中测量的帧时间比基站测量的帧时间短α[s]，在典型小区搜索装置的情况中，在帧F2中的相关计算的时间差变为2α[s]。反之，如果使用根据本发明的小区搜索装置，在帧F2中的相关计算的时间差变为(2α-Ts/4)[s]，因此与上述典型小区搜索装置相比差变小。
定时控制器105在定时Tf2、对应于中心在定时Tf2的窗口的前端和尾端的(Tf2-Ts/4)和(Tf2+Ts/4)指示存储器107-1至107-n。
存储器107-1至107-n在Tf2、(Tf2-Ts/4)和(Tf2+Ts/4)向SSCH识别器108输出相关值。
使用帧F2，参照在Tf2从存储器107-1至107-n输出的相关值，SSCH识别器108识别三个最大的第二同步信道。此外，在定时Tf2、(Tf2-Ts/4)和(Tf2+Ts/4)，SSCH识别器108将三个识别的第二同步信道相关值相加，并且向定时控制器105和频率校正器110输出提供了最大相加之和的定时作为另一个第二定时。在图3的情况中，在定时Tf2的和为最大，因此SSCH识别器108在定时Tf2设置另一个第二峰值定时。其后，使用帧F3、F4，小区搜索装置以与处理帧F2相同的方式识别第二同步信道。
在下述几个定时的相关值的比较使得可以避免(save)在给定范围内的相关计算上的时间差，以便可以确保执行了第二步骤中的峰值检测和第二同步信道识别，所述的几个定时包括标准定时和在提供最大相关值的定时上的新标准定时的设置。
此外，在上述描述中，窗口宽度设置于中心在第一或第二峰值定时之后一个帧时间的标准定时的位置上，并且对于包括标准定时和对应于窗口的前端和尾端的定时的三个定时，其相关值的和被比较。然而，本发明不限于上述描述并且相关值之和的比较可以在中心在标准定时的预定时间范围内的一些定时执行。
然后，将假设图3的情况描述在频率校正器110中的计算方法。
在图3中，在帧中的第二峰值定时分别为(Tf2-Ts/4)、Tf2、(Tf3+Ts/4)、和Tf4，表示在四帧中已经发生Ts/2的误差。其中一帧是10毫秒并且Ts是(1/3.84)×10-6毫秒，这就得出了每帧误差是(1/(4×2×3.84))×10-6毫秒。如果其被转换为频率差，使用ppm(10-6)作为频率差单位，结果将是(1/(4×2×3.84))ppm。上述操作在频率校正器110中执行，并且在RF接收器102中的振荡器的频率以校正频率差的方式被校正。此外，常常使用电压控制振荡器，频率校正器110向振荡器提供等价于频率差的电压。
通过校正获得的频率差并且设置AFC的初始电平，在AFC早期中的精确检测可以被改善，以便能够精确的中置码检测。
此外，参照第三步骤，接收不只是用于AFC的第二同步信道增加了功率消耗，反之，当第二同步信道在第三步骤的AFC期间成为不是必需的时，本实施例解决了上述问题，。
从上述描述中可知，根据本发明，在相关计算的定时之间的差可以在给定范围中连续消除，以便第二同步信道和中置码可以被精确识别。
本申请基于在2001年8月7日申请的，申请号为2001-239177的日本专利申请，全文引用与此，以资参考。
工业适用范围本发明适用于W-CDMA/TDD模式的移动通信系统中的无线通信终端装置。
权利要求
1.一种小区搜索装置，包括第一相关器，用于执行第一同步信道的相关计算；峰值检测器，用于根据在所述的第一相关器中的相关计算结果检测第一峰值定时；第二相关器，用于在预定的时间间隔执行第二同步信道的相关计算；第二同步信道识别器，用于比较在所述的第二相关器中的在多个定时的相关计算的结果并且从提供最大相关计算结果的定时中识别第二同步信道；及定时控制器，用于在多个定时指示所述的第二同步信道识别器来执行相关计算。
2.根据权利要求1所述的小区搜索装置，其中第二信道识别器检测第二峰值定时，所述的峰值定时是在多个定时中提供最大相关计算结果的定时；及其中，根据第一峰值定时和第二峰值定时，定时控制器设置所述的第二同步信道识别器在其上被指示的多个定时。
3.根据权利要求1所述的小区搜索装置，其中第二定时控制器在中心为标准定时的预定范围内的多个定时指示第二信道识别器，其中标准定时在第一或第二峰值定时之后的一帧时间。
4.根据权利要求1所述的小区搜索装置，其中第二同步信道识别器通过比较在定时控制器指示的定时上识别的多个第二同步信道的相关值之和检测第二峰值定时。
5.根据权利要求1所述的小区搜索装置，还包括频率校正器，其参照第一和第二峰值定时，计算由所述的小区搜索装置测量的帧时间与通信伙伴(communication partner)的基站装置测量的帧时间的差，将所述的差转换为频率差，并且以校正所述的频率差的方式改变振荡器的频率。
6.无线通信终端装置包括小区搜索装置，所述的小区搜索装置包括第一相关器，用于执行第一同步信道的相关计算；峰值检测器，用于根据在所述的第一相关器中的相关计算结果检测第一峰值定时；第二相关器，用于在预定的时间间隔执行第二同步信道的相关计算；第二同步信道识别器，用于比较在所述的第二相关器中的在多个定时的相关计算的结果并且从提供最大相关计算结果的定时中识别第二同步信道；及定时控制器，用于在多个定时指示所述的第二同步信道识别器来执行相关计算。
7.一种小区搜索方法包括第一步骤，其中执行第一同步信道的相关计算以便检测提供最大相关值的第一峰值定时作为时隙定时；第二步骤，其中执行所有第二同步信道的相关计算并且识别分配到执行该方法的设备所处小区的码组，以便检测帧起始点的定时；及第三步骤，其中执行属于识别的码组的中置码的相关计算，以便识别分配给装置所处小区的中置码和扰码，其中，在第二步骤中，比较在多个定时的相关计算的结果以便从对应于提供最大相关计算结果的信道中识别第二同步信道。
8.一种小区搜索方法，其中执行第三步骤以便计算帧时间与在通信伙伴的基站装置中测量的帧时间之间的差并且将其转换为频率差，并且以校正所述的频率差的方式校正振荡器频率。
全文摘要
峰值检测器104确定其中第一同步信道的相关值是最大的第一定时。SSCH识别器108通过将在多个定时的第二同步信道的相关值相加以识别第二同步信道，并且确定其中识别的第二同步信道相关值的和为最大的第二峰值定时。根据第一和第二峰值定时，定时控制器105向SSCH识别器108发送相关计算的定时。根据第一和第二峰值定时，频率校正器110计算相对于由基站计时的一帧时间的误差，和将误差转换成频率差并且以校正频率差的方式改变RF接收器112中的振荡器的频率。通过该方法，甚至在基站设备与小区搜索者之间存在一个帧时间计时的误差时，可以正确识别第二同步信道和中置码。
文档编号H04B1/707GK1473401SQ02802768
公开日2004年2月4日 申请日期2002年7月25日 优先权日2001年8月7日
发明者平松胜彦 申请人:松下电器产业株式会社