Td-scdma系统中下行同步码判决和位置跟踪方法

文档序号:7966857阅读:178来源:国知局
专利名称:Td-scdma系统中下行同步码判决和位置跟踪方法
技术领域
本发明涉及一种应用于时分同步码分多址(Time Division Synchronous Code-DivisionMultiple Access,简称TD-SCDMA)移动通信中,判决下行同步码序列搜索结果和跟踪下行同步码序列位置的方法。
背景技术
TD-SCDMA是我国提出的3G标准,它采用了许多独特的技术,具有一定的优势,将在3G市场占据一定的份额。
在TD-SCDMA系统中,用户终端接入网络或者用户用扫频仪进行测试,需要进行初始小区搜索;此外,对于采用基带解调方式的TD-SCDMA直放站,不但要进行初始小区搜索,而且要跟踪下行同步码序列的位置变化,以便更精确地控制射频开关。
参照3GPP TS 25.224协议,初始小区搜索分为下行同步码搜索(也叫做下行导频时隙DwPTS搜索/下行同步码识别)、计算中导码Midamble和扰码、控制多帧同步、BCH译码和读取BCH系统消息这四步。其中,下行同步码搜索是初始小区搜索的基础,运算量比较大,目前有大量专利和文章集中这个上面。从原理上而言,用匹配相关的方法就能实现下行同步码序列的识别工作,目前有时域全搜索全比较法、频域全搜索全比较法、特征窗法等。下行同步码识别的有效性,在初始小区搜索第一步一般无法得到有效判决,需要和初始小区搜索的第二步联合确定。一旦通过初始小区搜索的第二步确定了识别的有效性,就能得到下行同步码序列的有效位置。
对于下行同步码序列识别的有效性判决,专利“时分同步码分多址系统中检测中导码序列的方法和装置”提供了一种方法,即采用“可信度”的方法,把可信度计算结果和一个预设的固定门限进行比较,根据比较的结果来确定识别的有效性。该方法在实际应用过程中,发现了一些问题,主要体现在固定门限不容易设定。门限设置太高,则搜索灵敏度下降;门限设置太低,在有噪声的情况下,第二步容易搜索出来错误的下行中导码。
下行同步码序列识别的有效性,无法直接从初始小区搜索第一步得到,而是需要借助于初始小区搜索第二步联合判定。如果下行同步码判决方法不当,可能导致下行同步码序列位置跟踪错误和初始小区后续操作执行失败,增加初始小区搜索时间,降低整体性能。
因此,对于类似TD-SCDMA用户终端、扫频仪、采用基带解调方法的TD-SCDMA直放站之类的设备而言,需要一种更有效的方法,判决下行同步码序列识别的有效性和正确跟踪下行同步码序列的位置。

发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种TD-SCDMA系统中下行同步码序列的判决方法以及位置跟踪方法。
本发明利用TD-SCDMA 5ms子帧中下行同步码序列和时隙0中导码之间的544个码片固定位置差来判定下行同步码序列识别的有效性,本方法包括如下步骤步骤一,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码及其位置。具体可以根据情况采用时域全搜索/全比较法、频域全搜索/全比较法或特征窗法;步骤二,根据下行同步码识别的结果,得到时隙0中导码的位置,然后左移TS_L码片的距离,对可能的四个中导码做长度为搜索窗长为TS_L+TS_R码片的搜索,得到每个可能中导码的最大能量及其对应位置;步骤三,计算四个候选中导码的最大能量位置和下行同步码序列的位置差,寻找值为544码片、能量最大的下行中导码。如果此下行中导码存在,则继续步骤四,否则转到步骤一重新计算;步骤四,计算满足要求的中导码能量和其余三个候选中导码能量平均值的比值,如果比值超过设定的门限,说明本次下行同步码序列识别有效;如果比值小于设定的门限,说明本次下行同步码序列识别无效,转到步骤一重新进行计算。
其中,为了保证搜索的可靠性和提高灵敏度,可以一次接收Nframe1帧(Nframe1>1)进行计算。
用类似的思路,可以跟踪下行同步码序列的位置,具体包括如下步骤步骤一,初始小区搜索,得到下行同步码序列及其准确位置、时隙0基本中导码及其准确位置,进入下行同步码序列位置跟踪状态;步骤二,根据时隙0中导码位置左移一定码片的距离,对可能的四个中导码做设定搜索窗长度的搜索,得到每个可能中导码的最大能量及其对应位置;步骤三,对每一帧数据的每一个候选中导码,得到对应下行同步码序列位置,并左移TS_L码片的距离,做搜索窗长度为TS_L+TS_R码片的搜索,得到下行同步码序列能量最大值所在的位置;
步骤四,计算四个候选中导码的最大能量位置和下行同步码序列的位置差,寻找值为544码片、能量最大的下行中导码,如果此下行中导码不存在,本次下行同步码序列位置跟踪失败,继续步骤五;否则计算可信度,即满足要求的中导码能量和其余三个候选中导码能量平均值的比值,如果可信度超过设定的门限,本次下行同步码序列位置跟踪有效,转入步骤六,否则本次下行同步码序列位置跟踪失败继续步骤五;步骤五,如果本次下行同步码跟踪失败,累加判决失败计数器,如连续N次判决中失败次数大于设定的门限,回到步骤一,否则回到步骤二;步骤六,如果本次下行同步码跟踪成功,更新下行同步码的最新位置,转到步骤二进行下一轮位置跟踪计算。
其中步骤一就是前面描述的下行同步码判决流程。
其中,步骤二和步骤三中搜索窗摆动的长度、整个搜索窗的大小和所在装置的时钟锁定状态,即所在装置和信号源的同步状态有关。如果时钟锁定,即所在装置的本地时钟和信号源在协议要求的范围内同步,摆动的长度和搜索窗尺寸可以小一点,否则应该大一点。


图1是TD-SCDMA的帧结构示意图;图2是本发明下行同步码序列的有效识别流程图;图3是本发明下行同步码序列位置跟踪流程图。
具体实施例方式
下面结合

,详细说明本发明的具体实施方式

如图2下行同步码序列判决流程图所示。先收满Nframe1帧,然后对收到的任一5ms子帧数据i进行下行同步码序列搜索,得到码字Synci、对应的能量eiSync和位置piSync(单位是码片),这样对每一帧数据,可能的中导码码字是Synci*4+m(m=0、1、2、3),对应的位置是(piSync-544)mod 6400。因为下行同步码搜索比较费时,搜索的精度可以是1/2码片。
接着进行候选中导码搜索。具体方法为对每一帧数据、每一个候选中导码,从(piSync-544-TS_L)mod 6400位置开始,进行长度为TS_L+TS_R的搜索,找到相关峰值所在的位置pi,mts和能量ei,mts。其中TS_L是搜索窗相对中导码位置左移的距离,TS_R是搜索窗相对中导码位置右移的距离,单位是码片。此时运算量相对下行同步码搜索小,为了保证精度,可以对所有样点数据进行运算。
然后进行合法性判定。对于连续Nframe1个5ms子帧,码字、位置都相同的相关能量值累加做平均,得到elSync=(Σi=0K-1eiSync)/Nframe1]]>和el,mts=(Σi=0Nframe1-1ei,mts)/Nframe1,]]>其中K≤Nframe1;接着按照平均后相关能量值从大到小的顺序对其位置排序,得到位置序列pSync=(p0Sync,p1Sync,...pSyncL-1)和pmts=(p0,mts,p,m1ts,...ptsL-1,m),]]>其中L为按位置平均后的能量个数,L≤Nframe1;之后生成位置序列pm=(p0,m,p,m1,...pL-1,m),]]>其中 搜索pm(m=0,1,2,3),看能否找到取值544码片长的成员。如果没有找到,说明本次操作失败,重新进行搜索;如果找到,取el,mts最大的位置为对应基准位置,对应的中导码为拟接受的中导码。经过仿真和实测,采用这种方法后,只要存在满足要求的下行TD-SCDMA信号,都能进行正确判定;但是在没有任何信号的时候,可能存在少量的虚警,判定为下行同步码序列搜索成功,把错误带入初始小区搜索的下一步。为了解决这个问题,可以加大搜索窗TS_L+TS_R,同时采用可信度的方法进一步的判决工作。设通过以上方法得到中导码最大相关峰值所在的帧号为I,对应的m为M,则可信度为R=el,Mtsmeanm≠M{el,mts},]]>可见R越大,可信度越高,当R大于设定的门限,整个判决成功可以结束进行后续工作,否则重新开始初始小区搜索工作。
如图3下行同步码跟踪流程图所示。首先需要通过前面的方法得到下行同步码、基本中导码及其准确位置,然后收满Nframe2帧。
接着进行候选中导码验证搜索。具体方法为对每一帧数据、每一个候选中导码,从(pSync-544-TS_L‘)mod 6400位置开始,进行长度为TS_L‘+TS_R‘的搜索,找到相关峰值所在的位置pi,mts和能量ei,mts。其中pSync是通过上一次搜索得到的下行同步码准确位置,TS_L‘是搜索窗相对中导码位置左移的距离,TS_R‘是搜索窗相对中导码位置右移的距离。TS_L‘、TS_R‘的选取和所在系统时钟同步状态有关。如果时钟尚处于同步调整状态,值可以大一点;如果时钟已同步,值可以小一点。比如,当时钟处于快捕阶段的时候,TS_L‘=TS_R‘=64码片;当时钟处于已同步的时候,TS_L‘=TS_R‘=8码片。同样,为了保证精度,此时可以对所有采样数据进行运算。
然后反过来进行下行同步码验证搜索操作。具体方法为对每一帧数据、每一个候选中导码,从(pi,mts+544-TS_L)mod 6400位置开始,进行长度为TS_L+TS_R的搜索,找到相关峰值所在的位置pi,mSync和能量ei,mSync。
然后进行合法性判定。对于连续Nframe2个5ms子帧,位置相同的相关能量值做平均,得到el,mSync=(Σi=0K-1ei,mSync)/Nframe2]]>和el,mts=(Σi=0K-1ei,mts)/Nframe2,]]>其中K≤Nframe2;接着按照平均后的峰值从大到小的顺序对其位置排序,得到位置序列pmSync=(p0,mSync,p1,mSync,...pSyncL-1,m)]]>和pmts=(p0,mts,pl,mts,...ptsL-1,m),]]>其中L为按位置平均后的能量个数,L≤Nframe1;之后生成位置序列pm=(p0,m,pm,1,...pL-1,m),]]>其中 搜索pm(m=0,1,2,3),看能否找到取值544码片长的成员。如果没有找到,说明本次判决失败,直接进行后续处理;如果找到,取中导码相关幅度值最大的位置为对应的基准位置,对应的中导码为拟接受的中导码,进行进一步的判决工作。设通过以上方法得到中导码最大相关峰值所在的帧号为I,对应的m为M,则可信度为R=el,Mtsmeanm≠M{el,mts},]]>可见R越大,可信度越高,当R大于设定的门限,判决通过,否则判决失败。
接着进行判决后续处理。如果本次判决成功,更新位置pSync;否则失败计数器累加,如果连续N次判决中不通过次数超过设定的门限,说明位置跟踪彻底失败,需要从头进行初始小区搜索。
通过上述方法进行下行同步码序列的有效识别和位置跟踪,能同时增大灵敏度和精度,同时减少搜索虚警的概率,因而能用在用户终端、TD-SCDMA直放站等多种TD-SCDMA设备中。
权利要求
1.一种应用于TD-SCDMA系统中下行同步码序列的判决方法,包括步骤一,收满多帧,对每一帧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码及其位置;步骤二,根据下行同步码识别结果,得到时隙0中导码的位置,然后左移TS_L码片的距离,对可能的四个候选中导码做搜索窗长度为TS_L+TS_R码片的精细搜索,得到每个候选中导码的最大能量及其对应位置;步骤三,计算四个候选中导码的最大能量位置和下行同步码序列的位置差,寻找值为544码片、能量最大的下行中导码。如果此下行中导码存在,则继续步骤四,否则转到步骤一重新计算;步骤四,计算可信度,即满足要求的中导码能量和其余三个候选中导码能量平均值的比值,如果可信度超过设定的门限,说明本次下行同步码序列识别有效;如果可信度小于设定的门限,说明本次下行同步码序列识别无效,转到步骤一重新进行计算。
2.根据权利要求1所述的判决方法,其特征在于接收多帧数据,根据下行同步码序列和TS0中导码相差544个码片的特殊位置关系,结合可信度计算方法判决下行同步码搜索和位置跟踪的有效性。
3.一种应用于TD-SCDMA系统中的下行同步码序列的有效跟踪方法,包括步骤一,初始小区搜索,得到下行同步码序列及其准确位置、时隙0中导码及其准确位置;步骤二,收满多帧,对每一帧,根据时隙0中导码位置左移一定数量码片的距离,对可能的四个中导码做设定搜索窗长度的搜索,得到每个可能中导码的最大能量及其对应位置;步骤三,对每一帧数据的每一个候选中导码,得到对应下行同步码序列位置,并左移TS_L码片的距离,做搜索窗长度为TS_L+TS_R码片的搜索,得到下行同步码序列能量最大值所在的位置;步骤四,计算四个候选中导码的最大能量位置和下行同步码序列的位置差,寻找值为544码片、能量最大的下行中导码,如果此下行中导码不存在,本次下行同步码序列位置跟踪失败,继续步骤五;否则计算可信度,即满足要求的中导码能量和其余三个候选中导码能量平均值的比值,如果可信度超过设定的门限,本次下行同步码序列位置跟踪有效,转入步骤六,否则本次下行同步码序列位置跟踪失败,转入步骤五;步骤五,如果本次下行同步码跟踪失败,累加判决失败计数器,如连续N次判决中失败次数大于设定的门限,回到步骤一,否则回到步骤二;步骤六,如果本次下行同步码跟踪成功,更新下行同步码的最新位置,转到步骤二进行下一轮位置跟踪计算。
4.根据权利要求3所述的跟踪方法,其特征在于接收多帧数据,根据下行同步码序列和TS0中导码相差544个码片的特殊位置关系,结合可信度计算方法判决下行同步码搜索和位置跟踪的有效性。
5.根据权利要求3所述的跟踪方法,其中所述的基于同步码序列和TS0中导码位置差计算方法是,先根据上一次计算结果重新进行候选中导码序列搜索,然后对每一帧的候选中导码进行下行同步码序列的验证搜索。
全文摘要
本发明涉及一种应用于TD-SCDMA移动通信中,利用下行同步码序列和时隙0中导码位置的固定关系,判决下行同步码序列搜索结果和跟踪下行同步码序列位置的方法。本方法能用在用户终端和基带解调直放站中,提高初始小区搜索的成功率和下行同步码序列位置跟踪的准确性。
文档编号H04J13/00GK1925375SQ20061011312
公开日2007年3月7日 申请日期2006年9月15日 优先权日2006年9月15日
发明者付永魁, 吴萍, 吴恒媛 申请人:北京北方烽火科技有限公司
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