CN104244395B

CN104244395B - Wcdma小区搜索帧同步的判决方法及判决***

Info

Publication number: CN104244395B
Application number: CN201310245118.6A
Authority: CN
Inventors: 徐兵; 李丹妮; 山珊
Original assignee: Leadcore Technology Co Ltd
Current assignee: Leadcore Technology Co Ltd
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2019-02-01
Anticipated expiration: 2033-06-19
Also published as: CN104244395A

Abstract

本发明提供了一种WCDMA小区搜索帧同步的判决方法及判决***，其中，所述WCDMA小区搜索帧同步的判决方法包括：提供一向量C，所述向量C的大小为15*16，所述向量C中的值均为零；接收多个时隙的数据，将每个时隙的数据与16个SSC码字做相关，并将得到的相关值累加存放在所述向量C中；根据下式对所述向量C中的相关值合并：根据下式确定小区所在的扰码组号和帧头位置：(X,Y)＝index(max(R(x,y)))其中，X为该小区的主扰码组号，Y为该小区的帧头位置。通过本发明提供的WCDMA小区搜索帧同步的判决方法及判决***，降低了帧同步判决所需要的时间和数据。

Description

WCDMA小区搜索帧同步的判决方法及判决***

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种WCDMA小区搜索帧同步的判决方法及判决***。

背景技术

WCDMA（宽带码分多址，Wideband Code Division Multiple Access）***需要通过三步小区搜索实现与基站的同步：第一步实现时隙同步，由主同步信道（P-SCH）辅助完成，确定接收信号的时隙头；第二步实现帧同步，由辅同步信道（S-SCH）辅助完成，确定接收信号的帧头和小区使用的主扰码所在的扰码组号；第三步实现导频同步，由主导频信道（P-CPICH）辅助完成，确定出小区的主扰码号；最后通过主公共控制信道（P-CCPCH）读出小区的***消息。

传统的帧同步过程为：首先，将一帧15个时隙的接收数据分别与16个可能的SSC码做相关，得到15×16个相关值（为提高判决的可信度，可进行多帧合并）；然后，根据3GPP协议定义的64×15的码表（如下表1所示）合并相关值，得到64×15个相关值；最后，找到最大值所在位置，即可确定该小区所在的扰码组号和帧头位置。

表1 辅同步码分配表

下面详细介绍辅同步信道的帧结构、辅同步码的生成和帧同步过程：

1、辅同步信道的帧结构

S-SCH中包含辅同步码（SSC），其占据每个时隙（共2560个码片）中的前256个码片，S-SCH的一帧由15个2560个码片的编码序列组成，这些编码序列映射了小区所属的扰码组，并以帧为周期重复发送，信道结构如图1所示。

在实际进行无线传输时，主同步信道和辅同步信道是叠加在一起进行传输的，即每个时隙中的前256个码片位置上SSC与PSC是码分复用的，如图2所示。其中ac_p表示PSC，表示SSC，i＝0,1,2,…63为扰码组组号，k＝0,1,2,…14为时隙号。SSC共有16种码字，每一帧（15个时隙）的S-SCH从16种SSC码中依照辅同步码分配表选择一种组合方式，共有64种组合方式。每一种组合循环移位后，都与其它63组不同。因此，通过S-SCH的编码序列可以确定小区的扰码组的同时，还可以获得帧头位置。

2、辅同步码的生成

16个辅同步码序列C_ssc,1,C_ssc,2,...,C_ssc,16是16个具有相同实部和虚部的复数序列，是由哈达马序列和z序列通过按位相乘后得到。

z序列定义为：

z＝＜b,b,b,-b,b,b,-b,-b,b,-b,b,-b,-b,-b,-b,-b＞（1.1）

其中：

b＝＜x₁,x₂,x₃,x₄,x₅,x₆,x₇,x₈,-x₉,-x₁₀,-x₁₁,-x₁₂,-x₁₃,-x₁₄,-x₁₅,-x₁₆＞

＜x₁,x₂,...,x₁₆＞＝＜1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,1＞

哈达马序列是由哈达马矩阵H8的首行0开始，每16行选出一个序列，序号为m的哈达马序列表示为h_m。H_k是2^k阶哈达马矩阵：

H₀＝(1)

第k个辅同步码可以表示为：

C_ssc,k＝(1+j)×＜h_m(0)×z(0),h_m(1)×z(1),...,h_m(255)×z(255)＞（1.3）

其中，k＝1,2,...,16，m＝16×(k-1)。

3、帧同步过程

首先，将一帧15个时隙的接收数据分别与16个可能的SSC码做相关，得到15×16个相关值（本申请以非相干方式为例说明）：

其中，l为相关帧号；m为时隙号，其取值范围为0～14；k为SSC码号，其取值范围为1～16。

为提高判决的可信度，可进行多帧合并：

其中，length为累加帧数。

然后，根据3GPP协议定义的64×15的码表（表1）合并相关值，得到64×15个相关值。假设A(x)(j)为表1中所表示的矩阵元素，其中x表示所在的组号，取值范围是0～63；j表示时隙位置，取值范围是0～14；那么，对于第x组的帧头位置在第y个时隙的SSC码组合的相关值为：

最后，找到最大值所在位置，即可确定该小区所在的扰码组号和帧头位置：

(X,Y)＝index(max(R(x,y))) （1.7）

其中，X为该小区的主扰码组号，Y为该小区的帧头位置。

其中，帧同步过程可参见图3。

该判决方法理解容易，实现简单，但是存在一个明显的缺点，即：每一次判决以帧为处理单位（至少需要1帧的数据），在信道环境比较好的时候可能并不需要如此多的时间和数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种WCDMA小区搜索帧同步的判决方法及判决***，以解决现有的帧同步判决所需要的时间和数据较多的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种WCDMA小区搜索帧同步的判决方法，所述WCDMA小区搜索帧同步的判决方法包括：

提供一向量C，所述向量C的大小为15*16，所述向量C中的值均为零；

接收多个时隙的数据，将每个时隙的数据与16个SSC码字做相关，并将得到的相关值累加存放在所述向量C中；

根据下式对所述向量C中的相关值合并：

根据下式确定小区所在的扰码组号和帧头位置：

(X,Y)＝index(max(R(x,y)))

其中，X为该小区的主扰码组号，Y为该小区的帧头位置。

可选的，在所述的WCDMA小区搜索帧同步的判决方法中，接收3～24个时隙的数据。

可选的，在所述的WCDMA小区搜索帧同步的判决方法中，接收24个时隙的数据。

可选的，在所述的WCDMA小区搜索帧同步的判决方法中，通过如下方法将得到的相关值累加存放在所述向量C中：

步骤1：设接收时隙索引n_ssc，接收时隙索引n_ssc的初始值为0；

步骤2：将一个时隙的相关值累加存放到向量C中元素(16n_ssc)%240到元素(16n_ssc+15)%240，并更新n_ssc＝n_ssc+1；

步骤3：重复执行步骤2直至将接收的多个时隙的相关值均累加存放完毕。

本发明还提供一种WCDMA小区搜索帧同步的判决***，所述WCDMA小区搜索帧同步的判决***包括：

相关值获取模块，所述相关值获取模块用以提供一向量C，所述向量C的大小为15*16，所述向量C中的值均为零；接收多个时隙的数据，将每个时隙的数据与16个SSC码字做相关，并将得到的相关值累加存放在所述向量C中；

相关值合并模块，所述相关值合并模块用以根据下式对所述向量C中的相关值合并：

判决模块，所述判决模块用以根据下式确定小区所在的扰码组号和帧头位置：

(X,Y)＝index(max(R(x,y)))

其中，X为该小区的主扰码组号，Y为该小区的帧头位置。

可选的，在所述的WCDMA小区搜索帧同步的判决***中，所述相关值获取模块接收3～24个时隙的数据。

可选的，在所述的WCDMA小区搜索帧同步的判决***中，所述相关值获取模块接收24个时隙的数据。

可选的，在所述的WCDMA小区搜索帧同步的判决***中，所述相关值获取模块通过如下方法将得到的相关值累加存放在所述向量C中：

在本发明提供的WCDMA小区搜索帧同步的判决方法及判决***中，不同于传统判决方式中的以帧为处理单位，代以时隙为处理单位，由此判决方式更为灵活，降低帧同步判决所需要的时间和数据。

附图说明

图1是S-SCH帧结构示意图；

图2是同步信道结构示意图；

图3是帧同步过程示意图；

图4是本发明实施例的WCDMA小区搜索帧同步的判决方法的流程示意图；

图5是本发明实施例的WCDMA小区搜索帧同步的判决***的框结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的WCDMA小区搜索帧同步的判决方法及判决***作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本申请的核心思想在于，将传统判决方式中的以帧为处理单位，代以时隙为处理单位，由此判决方式更为灵活，降低帧同步判决所需要的时间和数据。

具体的，请参考图4，其为本发明实施例的WCDMA小区搜索帧同步的判决方法的流程示意图。如图4所示，所述WCDMA小区搜索帧同步的判决方法包括：

步骤S40：提供一向量C，所述向量C的大小为15*16，所述向量C中的值均为零；

步骤S41：接收多个时隙的数据，将每个时隙的数据与16个SSC码字做相关，并将得到的相关值累加存放在所述向量C中；

步骤S42：根据下式对所述向量C中的相关值合并：

步骤S43：根据下式确定小区所在的扰码组号和帧头位置：

(X,Y)＝index(max(R(x,y)))

其中，X为该小区的主扰码组号，Y为该小区的帧头位置。

相应的，本实施例还提供一种WCDMA小区搜索帧同步的判决***，所述WCDMA小区搜索帧同步的判决***5包括：

相关值获取模块50，所述相关值获取模块用以提供一向量C，所述向量C的大小为15*16，所述向量C中的值均为零；接收多个时隙的数据，将每个时隙的数据与16个SSC码字做相关，并将得到的相关值累加存放在所述向量C中；

相关值合并模块51，所述相关值合并模块用以根据下式对所述向量C中的相关值合并：

判决模块52，所述判决模块用以根据下式确定小区所在的扰码组号和帧头位置：

(X,Y)＝index(max(R(x,y)))

其中，X为该小区的主扰码组号，Y为该小区的帧头位置。

具体的，接收3～24个时隙的数据，根据仿真（例如CCSS仿真）结果可以得到：当信道质量较好时，接收的时隙的个数大于等于3个时，所获取的主扰码组号及帧头位置就已非常可靠；而当信道质量非常差时，当接收的时隙的个数为24个时，也能够保证所获取的主扰码组号及帧头位置的正确性。因此，在本实施例中，优选的，接收时隙的个数为3～24个。

其中，初始提供的向量C，即所述向量C中的值均为零时的初始向量C可通过如下数学公式予以表示：

C＝[c_0,1,c_0,2,…,c_0,16,c_1,1,c_1,2,…,c_1,16,…,c_14,1,c_14,2,…,c_14,16]^T

或C＝[(0₁₆)^T,(0₁₆)^T…,(0₁₆)^T]^T （1.8）

其中，0₁₆表示大小为16×1的零向量。

在本实施例中，对于得到的相关值在向量C中的累加存放方法主要通过如下方式予以实现：

执行步骤1：设接收时隙索引n_ssc，接收时隙索引n_ssc的初始值为0；

执行步骤2：将一个时隙的相关值累加存放到向量C中元素(16n_ssc)%240到元素(16n_ssc+15)%240，并更新n_ssc＝n_ssc+1；

执行步骤3：重复执行步骤2直至将接收的多个时隙的相关值均累加存放完毕。

其中，所述“累加存放”指当向量C中元素上已有相关值（其中，初始值均为零时，也可认为向量C中元素上已有相关值，其值为零）时，新产生的相关值与原值相累加，然后将累加值存放到相应的向量C中的元素上。例如，当接收到第16个时隙是，元素c_0,1,c_0,2,…,c_0,16上已有接收第1个时隙所产生的相关值，则此时，先将第16个时隙所产生的相关值与第1个时隙所产生的相关值累加；接着，将累加的结果存放到c_0,1,c_0,2,…,c_0,16上，即为累加存放。

具体的，可每接收一个时隙，将接收的时隙的数据与16个SSC码字做相关，并通过上述方法将相关值累加存放到向量C之后，再接收下一个时隙。而在接收下一个时隙之前，可先对已接收的时隙数进行判断，是否已达到预设的接收时隙数N，若已经达到，则停止接收；若尚未达到，则继续接收并与16个SSC码字做相关，将得到的相关值累加存放在所述向量C中。

在接收了预设数目的时隙并将由此产生的相关值累加存放到向量C中之后，接着可按照下式进行相关值的合并：

其中，_{A(x,(t+y)%15)}与式1.6中的A(x)((y+m)mod15)的意思相同，均表示表1中的矩阵元素。

根据式1.9便可将接收多个时隙所得到的相关值予以合并。

相关值合并完成之后，接着便可按照下式（也即式1.7）：

(X,Y)＝index(max(R(x,y)))

进行判决，从而确定小区所在的扰码组号和帧头位置。

通过上述WCDMA小区搜索帧同步的判决方法及判决***可知，本申请提供的WCDMA小区搜索帧同步的判决方法及判决***最少可用3个时隙便可确定小区所在的扰码组号和帧头位置。相对于现有技术中最少需要用一帧（即15个时隙）才能确定小区所在的扰码组号和帧头位置，本申请提供的WCDMA小区搜索帧同步的判决方法及判决***降低了帧同步判决所需要的时间和数据。此外，即使为了最大化的保证所确定的小区所在的扰码组号和帧头位置的正确性需要使用24个时隙，相对于现有技术中为了保证所确定的小区所在的扰码组号和帧头位置的正确性需要使用多帧，同样降低了帧同步判决所需要的时间和数据。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种WCDMA小区搜索帧同步的判决方法，其特征在于，包括：

根据下式对所述向量C中的相关值合并：

其中，x表示所在的组号，y为小区的帧头位置所对应的时隙位置，t为临时变量，A表示矩阵元素；

根据下式确定小区所在的扰码组号和帧头位置：

(X,Y)＝index(max(R(x,y)))

其中，X为该小区的主扰码组号，Y为该小区的帧头位置；

通过如下方法将得到的相关值累加存放在所述向量C中：

步骤2：将一个时隙的相关值累加存放到向量C中元素(16n_ssc)％240到元素(16n_ssc+15)％240，并更新n_ssc＝n_ssc+1；

步骤3：重复执行步骤2直至将接收的多个时隙的相关值均累加存放完毕；

其中，接收3～14或者16～24个时隙的数据。

2.如权利要求1所述的WCDMA小区搜索帧同步的判决方法，其特征在于，接收24个时隙的数据。

3.一种WCDMA小区搜索帧同步的判决***，其特征在于，包括：

(X,Y)＝index(max(R(x,y)))

其中，X为该小区的主扰码组号，Y为该小区的帧头位置；

所述相关值获取模块通过如下方法将得到的相关值累加存放在所述向量C中：

其中，所述相关值获取模块接收3～14或者16～24个时隙的数据。

4.如权利要求3所述的WCDMA小区搜索帧同步的判决***，其特征在于，所述相关值获取模块接收24个时隙的数据。