应用于WCDMA系统同频多小区弱功率基站的同步方法

摘要

本发明提供一种应用于WCDMA系统同频多小区弱功率基站同步方法，是指第n帧的数据通过时间同步模块输出候选基站集An；第n-1帧的数据通过参数测量模块，进行PCIPCH信道Ec/Io的测量，根据Ec/Io进行判决得到激活基站集Bn-1；Bn-1先经过延时一帧模块延时，再经过候选集合并模块与An进行合并得到待测量集Cn；参数测量模块对Cn中的元素进行PCIPCH信道Ec/Io的测量，根据Ec/Io进行判决得到激活基站集Bn；从而完成第n帧数据的多小区同步。本发明采用反馈机制，提高了弱功率基站跟踪的稳定度，可用于用户终端、路测设备、智能直放站等下行接收机，并适用于单小区跟踪弱功率基站的情况。

权利要求

1.应用于WCDMA系统同频多小区弱功率基站同步方法，其特征在于：第n帧的数据通过时间同步模块，进行包括时隙同步、帧同步及码组确定、扰码确定的操作，由时间同步模块输出候选基站集，用An表示；第n-1帧的数据通过参数测量模块，进行PCIPCH信道Ec/Io的测量，根据Ec/Io进行判决得到激活基站集，用Bn-1表示；第n-1帧的激活基站集Bn-1先经过延时一帧模块进行一帧的延时，再经过候选集合并模块与第n帧的候选基站集An一起进行候选集的合并，即对An和Bn-1取并集，合并的结果即为待测量集，用Cn表示，Cn＝An∪Bn-1；

参数测量模块对Cn中的元素进行PCIPCH信道Ec/Io的测量，根据Ec/Io进行判决得到激活基站集Bn，从而完成第n帧数据的多小区同步；其中，所述An中的元素包括候选基站的扰码码号、帧起始位置；Bn-1、Bn中的元素包括候选基站的扰码码号、帧起始位置；Cn中的元素包括待测量基站的扰码码号、帧起始位置；

所述候选集的合并包括以下步骤：

(1)将An中的所有元素都赋给Cn；

(2)依次遍历Bn-1中的元素，如果该元素与An中所有的元素都不相同，则赋给Cn，相同则不操作。

2.根据权利要求1所述应用于WCDMA系统同频多小区弱功率基站同步方法，其特征在于：所述候选集合并模块由一个或一个以上的比较器来实现。

3.根据权利要求1所述应用于WCDMA系统同频多小区弱功率基站同步方法，其特征在于：所述延时一帧模块由相互连接的寄存器、计数器来实现，其中寄存器、计数器分别为一个或一个以上。

说明书

应用于WCDMA系统同频多小区弱功率基站的同步方法

技术领域

[0001] 本发明涉及WCDMA系统的小区同步技术，具体是指应用于WCDMA系统同频多小区弱功率基站同步方法。

背景技术

[0002] 移动通信系统中，用户设备在初始接入时，需要通过同步搜索过程，与某个小区取得时间同步和频率同步。WCDMA系统小区搜索采用异步操作。在小区搜索过程中，用户设备搜索一个小区并确定下行链路扰码、此小区的帧同步和频率同步。

[0003] 与WCDMA下行同步相关的物理信道有主同步信道PSCH、辅助同步信道SSCH和下行公共导频信道PCPICH。同步信道SCH包括正交的主同步信道PSCH和辅助同步信道SSCH，PSCH和SSCH在10ms一帧中的结构如图1所示。

[0004] 参见图1，同步信道SCH在每个时隙Slot的前256chips周期发送。主步信道PSCH中传送的信息称为主同步码PSC，用Cpsc表示；辅助同步信道SSCH中传送的信息称为辅助同步码SSC，用Cssc表示。图1中，Cpsc为主同步码，WCDMA标准中定义主同步码的长度为256chips，并且在所有的小区所有的时隙都是相同的。通过对主同步码的识别，可以确定时隙定时。

[0005] 主同步码PSC，标准中称为广义分层次Golay码，它通过一个16bits的码a，通过如下方式调制生成256bits的PSC，生成方式如下：

[0006] a＝＝<1，1，1，1，1，1，-1，-1，1，-1，1，-1，1，-1，-1，1> [0007] Cpsc＝(1+j)×； [0008] 系统中还定义了16个长度为256的辅助同步码。图中Cssci，k为16个辅助同步码中的一个，i＝1~64是辅助同步码的码组号，由基站决定，而k是所在时隙的顺序号，k＝0~14。这样，(Cssci，0，Cssci，1，...，Cssci，14)就表示了第i个码组的辅助同步码在各个时隙的输出。通过对辅助同步码的识别，一方面可以找到帧边界，另一方面可以识别出所在小区正在使用的扰码的码组号。

[0009] SSC序列为分层次Golay码与hardmard序列的乘积，它通过如下方式生成。 [0010] b＝

[0011] z＝

[0012] Cssc，k ＝ (1+j)×；

[0013] 其中hm(n)为序号为16(k-1)的Hardmard序列。

[0014] 下行公共导频信道PCPICH是由周期为38400chips长码(1ong code)构成。Long code通过图2所示的两个18阶的移位寄存器生成的M序列构成截断的GOLD序列。

[0015] 步骤1：时隙同步

[0016] 在小区搜索过程中的第一步是用户设备利用主同步信道PSCH的主同步码PSC来获得与小区(基站)的时隙同步。典型的做法是通过一个和基本同步码相匹配的匹配滤波器或相关器来实现。通过检测匹配滤波器输出的峰值就可以得到此小区的时隙定时。 [0017] 步骤2：帧同步和码组确定

[0018] 在小区搜索过程中的第二步，用户设备使用辅同步信道SSCH的辅助同步码SSC来找到帧同步并确定第一步中所找到的小区的码组。实现方法是：把接收信号和所有可能的辅助同步码序列做相关，确定最大相关值。因为序列的循环移位是唯一的，因此可以确定码组以及帧偏移量，此时便已经获得了帧的同步。

[0019] 步骤3：扰码确定

[0020] 在小区搜索过程中的第三步，用户设备确定搜索到的小区所使用的精确的基本扰码。确定基本扰码的典型做法是：在主公共导频信道PCPICH上和在第二步中确定的码组中的所有码进行逐码片的相关，选择出一个最可能的扰码。在确定了基本扰码后，就可以检测主公共控制信道PCCPCH。特定系统和小区的BCH信息就可以得到解读。

[0021] 现有的典型的小区搜索方法经过上述三个步骤即得到了时间同步之后的候选基站集。但是在实际应用中，由于加性高斯白噪声的影响，候选基站集中的发射功率较弱基站的元素随着时间的变化而时有时无，使得用户设备无法稳 定跟踪发射功率较弱的基站。 发明内容

[0022] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种应用于WCDMA系统同频多小区弱功率基站同步方法，其采用反馈机制，能够稳定跟踪发射功率较弱基站。 [0023] 本发明的目的通过下述技术方案实现：本应用于WCDMA系统同频多小区弱功率基站同步方法，以第n帧的数据为例，是指第n帧的数据通过时间同步模块，进行时隙同步、帧同步及码组确定、扰码确定等操作，由时间同步模块输出候选基站集，用An表示；第n-1帧的数据通过参数测量模块，进行PCIPCH信道Ec/Io的测量，根据Ec/Io进行判决得到激活基站集，用Bn-1表示；第n-1帧的激活基站集Bn-1先经过延时一帧模块进行一帧的延时，再经过候选集合并模块与第n帧的候选基站集An一起进行候选集的合并，即对An和Bn-1取并集，合并的结果即为待测量集，用Cn表示，Cn＝An∪Bn-1；参数测量模块对Cn中的元素进行PCIPCH信道Ec/Io的测量，根据Ec/Io进行判决得到激活基站集Bn，从而完成第n帧数据的多小区同步。其中，所述An中的元素包括候选基站的扰码码号、帧起始位置等方面的信息；Bn-1、Bn中的元素包括候选基站的扰码码号、帧起始位置等方面的信息；Cn中的元素包括待测量基站的扰码码号、帧起始位置等方面的信息。

[0024] 为更好地实现本发明，所述候选集的合并包括以下步骤：

[0025] (1)将An中的所有元素都赋给Cn；

[0026] (2)依次遍历Bn-1中的元素，如果该元素与An中所有的元素都不相同，则赋给Cn，相同则不操作。

[0027] 上述模块中，时间同步模块和参数测量模块都是应用现有技术实现的。 [0028] 所述候选集合并模块可以由一个或一个以上的比较器来实现。

[0029] 所述延时一帧模块可以由相互连接的寄存器、计数器来实现，其中寄存器、计数器分别可以为一个或一个以上。

[0030] 上述的累加器、加法器、乘法器、比较器、寄存器、计数器都可以在一片或多片FPGA或DSP芯片上实现。

[0031] 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

[0032] (1)本发明采用反馈机制，前一帧的激活基站集通过一帧的延时，反馈给候选集合并模块。这样就可以使得弱功率基站只要成功检测一次，即可以稳 定的跟踪，克服了AWGN对弱功率基站检测的影响，提高了弱功率基站跟踪的稳定度，弱功率基站一旦被检测到，即可以稳定跟踪。使用本发明所述的方法，可在信噪比为3dB、基站间的功率差为12dB的情况，对弱功率基站进行稳定地跟踪；

[0033] (2)本发明比以往的传统技术更适用于WCDMA系统同频多小区对多基站(包括了弱功率基站)进行同步跟踪的情况。需要指出的是，本发明同样适用于单小区跟踪弱功率基站的情况。

[0034] (3)本发明可以应用于用户终端、路测设备、智能直放站等下行接收机的具体应用形式。

[0035] 附图说明

[0036] 图1为WCDMA系统下行SCH信道的帧结构示意图。

[0037] 图2为下行扰码生成原理的示意图。

[0038] 图3为本发明应用于WCDMA系统同频多小区弱功率基站的同步方法的工作流程示意图。

[0039] 具体实施方式

[0040] 下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此实施例。

[0041] 如图3所示，本应用于WCDMA系统同频多小区弱功率基站同步方法的具体实现过程是这样的：

[0042] 以第n帧的数据为例，是指第n帧的数据通过时间同步模块301，进行时隙同步、帧同步及码组确定、扰码确定等操作，由时间同步模块输出候选基站集，用An表示；第n-1帧的数据通过参数测量模块302，进行PCIPCH信道Ec/Io(Ec指的是导频信道的码片能量；Io指的是干扰功率谱密度，包括热噪声；Ec/Io是码片能量与干扰功率谱密度之比，表示导频信道的接收信号质量。)的测量，根据Ec/Io进行判决得到激活基站集，用Bn-1表示；第n-1帧的激活基站集Bn-1先经过延时一帧模块303进行一帧的延时，再经过候选集合并模块304与第n帧的候选基站集An一起进行候选集的合并，即对An和Bn-1取并集，合并的结果即为待测量集，用Cn表示，Cn＝An∪Bn-1；参数测量模块302对Cn中的元素进行PCIPCH信道Ec/Io的测量，根据Ec/Io进行判决得到激活基站集Bn，从而完成第n帧数据的多小区同步。其中，所述An中的元素包括候选基站的扰码码号、帧起始位置等方面的信息；Bn-1、Bn中的元素包括候选基站的扰 码码号、帧起始位置等方面的信息；Cn中的元素包括待测量基站的扰码码号、帧起始位置等方面的信息。

[0043] 上述候选集的合并包括以下步骤：

[0044] (1)将An中的所有元素都赋给Cn；

[0045] (2)依次遍历Bn-1中的元素，如果该元素与An中所有的元素都不相同，则赋给Cn，相同则不操作。

[0046] 所述时间同步模块301可以由累加器、加法器、乘法器、比较器的组合来实现；其中累加器、加法器、乘法器、比较器分别可以为一个或一个以上。

[0047] 所述参数测量模块302可以由累加器、加法器、乘法器、比较器、除法器的组合来实现，或者由累加器、加法器、乘法器、比较器、查找表的组合来实现，其中累加器、加法器、乘法器、比较器、除法器、查找表分别可以为一个或一个以上。

[0048] 所述延时一帧模块303可以由寄存器、计数器的组合来实现，其中寄存器、计数器分别可以为一个或一个以上。

[0049] 所述候选集合并模块304可以由一个或一个以上的比较器来实现。

[0050] 上述的累加器、加法器、乘法器、比较器、寄存器、计数器都可以在一片或多片FPGA或DSP芯片上实现。

[0051] 使用本发明所述的方法，可在信噪比为3dB、基站间的功率差为12dB的情况，对弱功率基站进行稳定地跟踪。

[0052] 如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。