CN1885745A - 移动通信***中强干扰下的同步实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种时分同步码分多址移动通信***中强干扰下的同步实现方法，包括如下步骤：(1)将接收到的连续两帧信号与本地只读存储器中的下行同步码候选码进行复相关运算，求出复相关运算的结果；(2)对上述相关运算的结果取模平方；(3)对取模平方所得结果进行局部峰均比计算；(4)用比较器搜索局部峰均比中的最大值，以该值确定下行同步码的码号以及下行导频时隙的位置。与现有技术相比，即使终端或者中继设备在其它时隙发射功率远远大于下行导频时隙发射功率的情况下，本发明仍然能够有效地进行同步，且增加的计算成本需求较少，利于用可编程门阵列实现。

Description

移动通信***中强干扰下的同步实现方法

【技术领域】

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种在小区初搜和小区重选时采用的时分同步码分多址移动通信***中强干扰下的同步实现方法。

【技术背景】

时分双工的移动通信***的终端设备或者中继设备在上电进行小区初搜或者小区重选时，都必须进行下行同步。

如图1所示，对于TD-SCDMA移动通信***，每个5ms的子帧由3个特殊时隙和7个常规时隙(TS0～TS6)组成。常规时隙用作传输用户数据或控制信息。在这7个常规时隙中，TS0总是固定地用作下行时隙来发送***广播信息，而TS1总是固定地用作上行时隙。其他的常规时隙可以根据需要灵活地配置成上行或下行，以实现不对称业务的传输。3个特殊时隙包括下行导频时隙(DwPTS：Downlink Pilot Time Slot)、上行导频时隙(UpPTS：Uplink Pilot Time Slot)和保护间隔(GP：Guard Period)。

下行同步的一个关键过程是确定下行同步码SYNC-DL(SynchronizationCode-Downlink)。根据3GPP规定的TD-SCDMA***所使用的下行同步码具有很好的自相关和互相关特性，因此搜索下行同步码一般使用匹配滤波器(相关器)来实现。具体来说，也就是通过搜索一帧接收数据与SYNC-DL码的相关值的最大峰值的位置，从而确定DwPTS时隙的位置进行同步。现有算法在各时隙发射功率相差不大，或者DwPTS时隙发射功率大于其它时隙时，是非常有效的。但是当其它时隙的发射功率远远超过DwPTS时隙的发射功率时，DwPTS时隙接收数据与发送SYNC-DL码相关值的峰值要远远小于其它时隙与发送SYNC-DL码相关值，差距达到几个数量级，此时现有同步算法失效，同步出错。值得注意的是，在实际中是确实存在其它时隙的发射功率远远超过DwPTS时隙的发射功率的情况。例如，当正在进行小区初搜或小区重选的终端或者中继设备离基站较远，且其附近存在进行上行接入的终端设备时，接收到的下行导频时隙的功率将会远远小于上行时隙的功率。

【发明内容】

本发明的目的就是要克服上述不足，提供一种时分同步码分多址移动通信***中强干扰下的同步实现方法，使终端或者中继设备在其它时隙发射功率远远大于下行导频时隙发射功率的情况下，仍然能够有效的进行同步，且增加的计算成本需求较少，利于用可编程门阵列(FPGA)实现。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

该移动通信***中强干扰下的同步实现方法，包括如下步骤：

(1)将接收到的连续两帧信号与本地只读存储器中的下行同步码候选码进行复相关运算，求出复相关运算的结果；

(2)对上述相关运算的结果取模平方；

(3)对取模平方所得结果进行局部峰均比计算；

(4)用比较器搜索局部峰均比中的最大值，以该值确定下行同步码的码号以及下行导频时隙的位置。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：即使终端或者中继设备在其它时隙发射功率远远大于下行导频时隙发射功率的情况下，本发明仍然能够有效地进行同步，且增加的计算成本需求较少，利于用可编程门阵列实现。

【附图说明】

图1为TD-SCDMA子帧结构示意图；

图2为本发明实现流程示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：

请参阅图2，本发明移动通信***中强干扰下的同步实现方法，包括如下步骤：

(1)终端或中继设备开始搜索下行同步码号，保存连续两帧的接收数据e，设定起始计算的下行同步码号i＝0，将所述连续两帧数据的信号与本地只读存储器中的下行同步码候选码进行复相关运算，求出复相关运算的结果c，复相关运算用乘法器和加法器实现；

(2)对上述相关运算的结果c取模平方，取模平方运算用乘法器和加法器实现；

(3)采用除法或求对数的方式对取模平方所得结果进行局部峰均比pr计算；

(4)用比较器搜索局部峰均比pr⁽ⁱ⁾，i＝0，1，L 31中的最大值，以该值确定下行同步码的码号以及下行导频时隙的位置。

根据上述步骤，本发明进一步可参照如下公式及过程实现：

假设两帧接收数据为：e＝{e₀，e₂，L e₁₂₇₉₉}；

下行同步码的候选码为： $s^{\left(i\right)}=\left\{\begin{array}{cc}{s}_0^{\left(i\right)},s_2^{\left(i\right)},L& s_{63}^{\left(i\right)}\end{array}\right\},i=\begin{array}{cc}\mathrm{0,1},L& 31\end{array}$ 表示候选码的码号；

则：

步骤(1)中按如下公式进行复相关运算：

$c^{\left(i\right)}=\left\{\begin{array}{cc}{c}_0^{\left(i\right)},c_2^{\left(i\right)},L& c_{12736}^{\left(i\right)}\end{array}\right\},i=\begin{array}{cc}\mathrm{0,1},L& 31,\end{array}$

其中： $c_k^{\left(i\right)}=\underset{j=0}{\overset{63}{\mathrm{\Σ}}}{s}_j^{{\left(i\right)}^{*}}{\·e}_{k+j};$

步骤(2)中按如下公式取模：

$d^{\left(i\right)}=\left\{\begin{array}{cc}{d}_0^{\left(i\right)},d_2^{\left(i\right)},L& d_{12736}^{\left(i\right)}\end{array}\right\}=\left\{\begin{array}{cc}{\left|\right|c_0^{\left(i\right)}\left|\right|}^2,{\left|\right|c_2^{\left(i\right)}\left|\right|}^2,L& {\left|\right|c_{12736}^{\left(i\right)}\left|\right|}^2\end{array}\right\},i=\begin{array}{cc}\mathrm{0,1},L& 31;\end{array}$

步骤(3)中按如下公式进行局部峰均比的计算：

${\mathrm{pr}}^{\left(i\right)}=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{pr}}_0^{\left(i\right)},{\mathrm{pr}}_2^{\left(i\right)},L& {\mathrm{pr}}_{12736-x-y}^{\left(i\right)}\end{array}\right\},i=\begin{array}{cc}\mathrm{0,1},L& 31,\end{array}$

即，

${\mathrm{pr}}_m^{\left(i\right)}=\frac{d_{m+x}^{\left(i\right)}}{\left(\underset{n=m,n\≠m+x}{\overset{m+x+y}{\mathrm{\Σ}}}{d}_n^{\left(i\right)}\right)}m=\mathrm{0,1,12736}-x-y,i=\begin{array}{cc}\mathrm{0,1},L& 31,\end{array}$

根据DwPTS时隙与前后GP所形成功率窗的特征，参照图1所示；步骤(4)中按如下公式求局部峰均比的最大值：

${\mathrm{pr}}_M^I=\mathrm{MAX}\left({\mathrm{pr}}_m^{\left(i\right)}\right),m=\mathrm{0,1,12736}-x-y---i=\begin{array}{cc}\mathrm{0,1},L& 31,\end{array}$

其中I即为当前小区的下行同步码号，M代表下行导频时隙DwPTS在接收连续两帧数据e中偏离的采样个数。

在上述公式及过程处理中，步骤(3)采用除法运算求局部峰均比，而除法运算需要耗费大量的FPGA资源，不利于FPGA的实现，因此为了减少计算需求，在步骤(3)中也可应用如下公式求解局部峰均比：

${\mathrm{pr}}_m^{\left(i\right)}=10*\lg \left(\frac{d_{m+x}^{\left(i\right)}}{\left(\underset{n=m,n\≠m+x}{\overset{m+x+y}{\mathrm{\Σ}}}{d}_n^{\left(i\right)}\right)}\right)=10*\lg \left(d_{m+x}^{\left(i\right)}\right)-10*\lg \left(\underset{n=m,n\≠m+x}{\overset{m+x+y}{\mathrm{\Σ}}}{d}_n^{\left(i\right)}\right)m=\mathrm{0,1,12736}-x-y,i=\left[\begin{array}{cc}\mathrm{0,1},L& 31\end{array}\right]$

利用对数的操作可以方便地用一定比特宽度的查找表来实现，这样可以显著地降低所需的FPGA容量，减少FPGA门的开销。

由此可见，本发明大大降低了计算需求，适于用FPGA实现，能够发挥优越的同步功能。

Claims (6)

1、一种移动通信***中强干扰下的同步实现方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将接收到的连续两帧信号与本地只读存储器中的下行同步码候选码进行复相关运算，求出复相关运算的结果；

(2)对上述相关运算的结果取模平方；

(3)对取模平方所得结果进行局部峰均比计算；

(4)用比较器搜索局部峰均比中的最大值，以该值确定下行同步码的码号以及下行导频时隙的位置。

2、根据权利要求1所述的移动通信***中强干扰下的同步实现方法，其特征在于按照如下公式及过程处理：

假设两帧信号为：e＝{e₀，e₂，L e₁₂₇₉₉}；

候选码为： $s^{\left(i\right)}=\{s_0^{\left(i\right)},s_2^{\left(i\right)},L,s_{63}^{\left(i\right)}\},i=\mathrm{0,1},L,31$ 表示候选码的码号；

则：

步骤(1)中按如下公式进行复相关运算：

$c^{\left(i\right)}=\{c_0^{\left(i\right)},c_2^{\left(i\right)},L,c_{12736}^{\left(i\right)}\},i=\mathrm{0,1},L,31,$

其中： $c_k^{\left(i\right)}=\underset{j=0}{\overset{63}{\mathrm{\Σ}}}{s}_j^{{\left(i\right)}^{*}}\·e_{k+j};$

步骤(2)中按如下公式取模：

$d^{\left(i\right)}=\{d_0^{\left(i\right)},d_2^{\left(i\right)},L,d_{12736}^{\left(i\right)}\}=\{{\left|\right|c_0^{\left(i\right)}\left|\right|}^2,{\left|\right|c_2^{\left(i\right)}\left|\right|}^2,L,{\left|\right|c_{12736}^{\left(i\right)}\left|\right|}^2\},i=\mathrm{0,1},L,31;$

步骤(3)中按如下公式进行局部峰均比的计算：

${\mathrm{pr}}^{\left(i\right)}=\{{\mathrm{pr}}_0^{\left(i\right)},{\mathrm{pr}}_2^{\left(i\right)},L,{\mathrm{pr}}_{12736-x-y}^{\left(i\right)}\},i=\mathrm{0,1},L,31,$

即，

${\mathrm{pr}}_m^{\left(i\right)}=\left(\frac{d_{m+x}^{\left(i\right)}}{\left(\underset{n=m,n\≠m+x}{\overset{m+x+y}{\mathrm{\Σ}}}{d}_n^{\left(i\right)}\right)}\right)m=\mathrm{0,1,12736}-x-y,i=\mathrm{0,1},L,31$

步骤(4)中按如下公式求局部峰均比的最大值：

${\mathrm{pr}}_M^I=\mathrm{MAX}\left({\mathrm{pr}}_m^{\left(i\right)}\right),m=\mathrm{0,1,12736}-x-y,i=\mathrm{0,1},L,31,$

其中I即为当前小区的下行同步码号，M代表下行导频时隙DwPTS在接收连续两帧数据e中偏离的采样个数。

3、根据权利要求1所述的移动通信***中强干扰下的同步实现方法，其特征在于按照如下公式及过程处理：

假设两帧信号为：e＝{e₀，e₂，L e₁₂₇₉₉}；

候选码为： $s^{\left(i\right)}=\{s_0^{\left(i\right)},s_2^{\left(i\right)},L,s_{63}^{\left(i\right)}\},i=\mathrm{0,1},L,31;$

则：

步骤(1)中按如下公式进行复相关运算：

$c^{\left(i\right)}=\{c_0^{\left(i\right)},c_2^{\left(i\right)},L,c_{12736}^{\left(i\right)}\},i=\mathrm{0,1},L,31,$

其中： $c_k^{\left(i\right)}=\underset{j=0}{\overset{63}{\mathrm{\Σ}}}{s}_j^{{\left(i\right)}^{*}}\·e_{k+j};$

步骤(2)中按如下公式取模：

$d^{\left(i\right)}=\{d_0^{\left(i\right)},d_2^{\left(i\right)},L,d_{12736}^{\left(i\right)}\}=\{{\left|\right|c_0^{\left(i\right)}\left|\right|}^2,{\left|\right|c_2^{\left(i\right)}\left|\right|}^2,L,{\left|\right|c_{12736}^{\left(i\right)}\left|\right|}^2\},i=\mathrm{0,1},L,31;$

步骤(3)中按如下公式进行局部峰均比的计算：

${\mathrm{pr}}_m^{\left(i\right)}=10*\lg \left(\frac{d_{m+x}^{\left(i\right)}}{\left(\underset{n=m,n\≠m+x}{\overset{m+x+y}{\mathrm{\Σ}}}{d}_n^{\left(i\right)}\right)}\right)=10*1g\left(d_{m+x}^{\left(i\right)}\right)-10*1g\left(\underset{n=m,n\≠m+x}{\overset{m+x+y}{\mathrm{\Σ}}}{d}_n^{\left(i\right)}\right)m=\mathrm{0,1,12736}-x-y,i=\mathrm{0,1},L,31$

步骤(4)中按如下公式求局部峰均比的最大值：

${\mathrm{pr}}_M^I=\mathrm{MAX}\left({\mathrm{pr}}_m^{\left(i\right)}\right),m=\mathrm{0,1,12736}-x-y,i=\mathrm{0,1},L,31,$

其中I即为当前小区的下行同步码号，M代表下行导频时隙DwPTS在接收连续两帧数据e中偏离的采样个数。

4、根据权利要求1至3中任意一项所述的移动通信***中强干扰下的同步实现方法，其特征在于步骤(1)中的复相关运算用乘法器和加法器实现。

5、根据权利要求1至3中任意一项所述的移动通信***中强干扰下的同步实现方法，其特征在于步骤(2)中的取模平方运算用乘法器和加法器实现。

6、根据权利要求3所述的移动通信***中强干扰下的同步实现方法，其特征在于步骤(3)中的除法求比值利用取对数查表实现。

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