TWI542233B - 應用於行動通訊網路之細胞搜尋與同步方法及裝置 - Google Patents

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Description

應用於行動通訊網路之細胞搜尋與同步方法及裝置
本發明係相關於無線通訊，尤其是相關於一種在長期演進系統用戶端之細胞搜尋與同步方法及裝置。在長期演進系統中基地台會在每一個訊框中傳送特定的主要同步訊號，以做為用戶端偵測長期演進系統細胞配置，並藉此建立系統同步。本發明所提出之方法可以準確且有效率地偵測不同基地台所使用不同的主要同步訊號，並且可以同時完成系統同步與整數載波頻率飄移偵測動作。
現已開發出能夠提供相對高的資料率以支援高品質服務的多種通信標準，諸如演進的UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)陸面無線接入(Evolved Universal Terrestrial Radio Access，E-UTRA)，也稱為長期演進(Long Term Evolution，LTE)。長期演進為第三代合作夥伴計畫(3rd Generation Partnership Project，3GPP)標準，可提供高達50Mbps的上行鍊路(Uplink)速率，以及高達100Mbps的下行鍊路(Downlink)速率。LTE/E-UTRA標準代表了蜂窩技術的重大發展。LTE/E-UTRA標準可滿足目前乃至未來對於高速率資料和媒體傳輸以及高容量語音支援的載波需求。LTE/E-UTRA標準為蜂窩網路帶來了諸多技術優勢，其中包括正交分頻多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)和多入多出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)資料通信所提供的優勢。
正交分頻多工系統具備高頻譜使用效率 (Spectrum Efficiency)、可抵抗頻率選擇衰退(Frequency Selective Fading)、可抵抗多重路徑衰退(Multipath Fading)、可抵抗符元間干擾(Inter-Symbol Interference，ISI)、可使用簡單的頻率領域等化器(Frequency Domain Equalizer，FDE)、可使適應性傳輸機制、簡化接收機的設計等諸多優點。另外，在長期演進系統中下行鍊路(DL)和上行鏈路(UL)上分別採用正交分頻多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)和單載波分頻多址(SC-FDMA)。
移動管理(mobility management)是LTE/E-UTRA 標準的一個重要方面。當移動設備(在LTE/E-UTRA標準中也稱作用戶終端(UE))，在LTE/E-UTRA覆蓋區域內移動時，同步訊號的傳送及細胞搜尋過程為移動設備或UE探測各個社區(Cell)及與各個社區同步提供了的基礎。為了與特定社區通信，相關LTE/E-UTRA覆蓋區域內的移動設備需要確定一個或多個社區特定的傳輸參數諸如符號定時(symbol timing)、無線幀定時(radio frame timing)、和社區ID。在LTE/E-UTRA標準中，特定社區資訊由參考和同步訊號所承載。後者構成了相關LTE/E-UTRA覆蓋區域內的移動設備下行鏈路(DL)同步和社區特定資訊識別的基礎。稱為主要同步訊號(PSS)和次要同步訊號(SSS)的兩個下行鏈路(DL)同步訊號，用於允許移動設備與特定社區的傳輸同步，並且從而獲取社區特定資訊。
先前傳統的長期演進系統同步技術在偵測主要 同步訊號是與整數載波飄移進行聯合偵測整數載波頻率飄移與主要同步訊號所對應的唯一識別。傳統的計算方式複雜度高且耗費大量硬體資源。此外，傳統的偵測技術對於無線通道造成的頻率選擇性衰退的強健性(robustness)不佳，降低偵測的準確性而破壞通訊品質。
由此可見，上述傳統方式仍有諸多缺失，實非一 良善之設計，而亟待加以改良。
本案發明人鑑於上述傳統方式所衍生的缺點，乃 亟思加以改良創新，成功研發完成本件應用於長期演進系統用戶端之細胞搜尋與同步方法及裝置。
有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的即在於一種針對長期演進系統用戶端之細胞搜尋與同步方法及裝置，係在用戶端欲進接長期演進系統時，由用戶端偵測基地台在每一個訊框中所傳送的特定的主要同步訊號，以獲得正確的長期演進系統時脈，使得後續基地台與用戶端之間的控制訊號與資料傳輸可以順利進行。
本發明之次一目的係在於提供一種在尚未知主要同步訊號所使用的唯一識別下，仍可以偵測到接收訊號所受到整數載波飄移的方法及裝置。此一方法及裝置可利用主要同步訊號之中心對稱的特性去估計接收訊號所受到整數載波飄移，而後在以估計出的整數載波飄移為基礎，判斷主要同步訊號的唯一辨識，形成序列式偵測(sequential detection)。該序列式偵測可避免傳統方法採用聯合偵測唯一辨識與整數仔頻率偏移的高複雜度缺失，有效降低硬體資源的耗費，並可以提高長期演進系統的通訊品質。
本發明之再一目的係在於提供一個正規化(normalization)的程序，使得發明的偵測方法可有效的移除頻率選擇性衰退的不良效應，提升偵測的準確性，可以提高長期演進系統的通訊品質。
達成上述發明目的之應用於長期演進系統用戶端之細胞搜尋與同步方法及裝置，係在用戶端偵測由基地台發射出來主要同步訊號。根據長期演進標準，在長期演進系統中定義了3種不同的主要同步訊號。因此，用戶端必須能夠偵測目前所在細胞或扇形區域所使用的主要同步訊號，才進行後續與細胞之間的資料傳輸。根據本發明，當用戶端接 收訊號時會先進行符元邊界偵測。當找到符元邊界之後，由於在正交分頻多工系統中符元之間會有保護區間，將之去除即可得知每一個符元的位置。之後，經過快速傅利葉轉換之後，便可以進行整數載波飄移偵測與主要同步訊號的比對。 根據本發明，主要同步訊號的比對是根據輸入訊號與不同主要同步訊號之間的相關性而決定的，相關性最大的那一種將被選為用戶端所在區域使用的主要同步訊號。
本發明提出之應用於長期演進系統用戶端之細 胞搜尋與同步方法及裝置包括六大單元；(一)類比數位轉換單元、(二)能量偵測器、(三)符元邊界偵測器、(四)快速傅利葉轉換單元、(五)整數載波頻率飄移偵測器、(六)主要同步訊號偵測器。當用戶端開機欲接取長期演進系統時，首先利用類比數位轉換單元將訊號由類比轉成數位訊號降低之後訊號處理的複雜度。接下來，在能量偵測器中，偵測接收到的訊號在一段時間內累積的能量，以做為後續單元作正規化參考值。在符元邊界偵測器中，利用正交分頻多工符元所具有的循環區間(Cyclic Prefix，CP)進行符元邊界偵測。接下來，利用快速傅利葉轉換單元將同步的訊號由時間領域轉換到頻率領域。將頻率訊號送到整數載波頻率飄移偵測器之中。根據本發明，此一單元的原理乃是利用主要同步訊號序列的中央對稱(Central Symmetry)特性去得到整數載波頻率飄移估計值。利用整數載波漂移估計值進行頻率領域訊號補償之後，接續使用主要同步訊號偵測器偵測用戶端所在的區域，以利進行後續與細胞之間的資料傳輸。同時，在整數載波頻率飄移偵測器與主要同步訊號偵測器中，都加入了正規化程序，有效提升偵測的準確性以及對於通道衰減的強健性。
本發明前述各方面及其它方面依據下述的非限 制性具體實施例詳細說明以及參閱附隨的圖式將更趨於明瞭。
1‧‧‧類比數位轉換單元
10‧‧‧數位訊號
2‧‧‧能量偵測器
20‧‧‧正規化參考值
21‧‧‧第一複數乘法器
22‧‧‧第一共軛複數處理器
23‧‧‧第一暫存器
24‧‧‧第一複數加法器
25‧‧‧第一延遲器
26‧‧‧第二複數加法器
27‧‧‧第一跨符元累加器
211‧‧‧第一乘積訊號
221‧‧‧第一共軛複數訊號
231‧‧‧第一暫存訊號
241‧‧‧第一總合訊號
251‧‧‧第一延遲訊號
261‧‧‧第二總合訊號
3‧‧‧符元邊界偵測器
30‧‧‧偵測結果
31‧‧‧第二延遲器
32‧‧‧第二共軛複數處理器
33‧‧‧第二複數乘法器
34‧‧‧第二暫存器
35‧‧‧第三複數加法器
36‧‧‧第四複數加法器
37‧‧‧第三延遲器
38‧‧‧第二跨符元累加器
39‧‧‧絕對值處理器
310‧‧‧除法器
311‧‧‧數值比較器
312‧‧‧第二延遲訊號
313‧‧‧除法訊號
322‧‧‧第二共軛複數訊號
332‧‧‧第二乘積訊號
342‧‧‧第二暫存訊號
352‧‧‧第三總合訊號
362‧‧‧第四總合訊號
372‧‧‧第三延遲訊號
382‧‧‧跨符元累加訊號
392‧‧‧絕對值訊號
4‧‧‧快速傅利葉轉換單元
40‧‧‧主要同步訊號
5‧‧‧整數載波頻率飄移偵測器
50‧‧‧整數載波頻率飄移訊號
51‧‧‧第一座標運算器
52‧‧‧第一正弦\餘弦產生器
53‧‧‧第四延遲器
54‧‧‧第三共軛複數處理器
55‧‧‧第三複數乘法器
56‧‧‧分路器
57‧‧‧第三暫存器
58‧‧‧第四暫存器
59‧‧‧第一控制單元
510‧‧‧第四複數乘法器
511‧‧‧第一累加器
512‧‧‧整數載波飄移決策單元
513‧‧‧第一數位訊號角度
514‧‧‧第四乘積訊號
515‧‧‧第一累加訊號
523‧‧‧第一正規化訊號
533‧‧‧第四延遲訊號
543‧‧‧第三共軛複數訊號
553‧‧‧第三乘積訊號
563‧‧‧第一分配訊號
564‧‧‧第二分配訊號
573‧‧‧第三暫存訊號
583‧‧‧第四暫存訊號
593‧‧‧第一控制訊號
594‧‧‧第二控制訊號
6‧‧‧主要同步訊號偵測器
60‧‧‧唯一識別
61‧‧‧第二座標運算器
62‧‧‧第二正弦\餘弦產生器
63‧‧‧第五延遲器
64‧‧‧第四共軛複數處理器
65‧‧‧第五複數乘法器
66‧‧‧第五暫存器
67‧‧‧第二控制單元
68‧‧‧主要同步訊號儲存單元
69‧‧‧第六複數乘法器
610‧‧‧第二累加器
611‧‧‧唯一識別決策單元
612‧‧‧第二數位訊號角度
613‧‧‧第二累加訊號
622‧‧‧第二正規化訊號
632‧‧‧第五延遲訊號
642‧‧‧第四共軛複數訊號
652‧‧‧第五乘積訊號
662‧‧‧第五暫存訊號
672‧‧‧第三控制訊號
673‧‧‧第四控制訊號
682‧‧‧主要同步訊號儲存訊號
692‧‧‧第六乘積訊號
7‧‧‧類比訊號
71‧‧‧傳統方法模擬結果
72‧‧‧本發明模擬結果
81‧‧‧傳統方法模擬結果
82‧‧‧本發明模擬結果
第一圖係本發明應用於長期演進系統所設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之系統架構圖。
第二圖係本發明應用於長期演進系統所設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之能量偵測器方塊圖。
第三圖係本發明應用於長期演進系統所設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之符元邊界偵測器方塊圖。
第四圖係主要同步訊號序列擺放在所對應的符元時間之頻率領域的資源單位。
第五圖係本發明應用於長期演進系統所設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之整數載波頻率飄移偵測器方塊圖。
第六圖係本發明應用於長期演進系統所設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之主要同步訊號偵測器方塊圖。
第七圖係本發明應用於長期演進系統所設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之整數載波頻率飄移偵測結果與傳統方法模擬比較圖。
第八圖係本發明應用於長期演進系統所設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之主要同步訊號所對應的唯一識別偵測結果與傳統方法模擬比較圖。
以下舉出具體實施例以詳細說明本案之內容，並以圖式作為輔助說明。說明中提及之符號係參照圖式符號。值得注意的是，說明中提及之「包含」係為一開放式的用語，應解釋成「包含但不限定於」。此外，所屬領域中具有通常知 識者應了解，同一元件/產品常具有不同之稱呼方式，例如「延遲器」或「延遲計數器」，因此與本說明中所提及之同領域且功能相似之元件/產品應當然被包含於本說明書範圍之中。
本發明係一種針對長期演進系統所設計之細胞 搜尋與同步方法及裝置，係在用戶端偵測由基地台發射出來主要同步訊號序列，俾使後續基地台與用戶端之間的控制訊號與資料傳輸能在正確的時脈進行。同時，用戶端也可以利用此主要同步訊號序列去估計接收訊號所收到的整數載波頻率飄移，以提供後續訊號處理補償之參考。本發明提供一種可靠並且低複雜度的細胞搜尋與同步方法，可偵測不同基地台所使用不同之主要同步訊號序列。
請參閱第一圖，係本發明應用於長期演進系統所 設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之系統架構圖，包含：一類比數位轉換單元1，該類比數位轉換單元1接收基地台傳輸之類比訊號7，對該類比訊號7進行類比數位轉換處理，輸出一數位訊號10，在轉換過程中所使用的取樣頻率根據系統所使用的頻寬而定；一能量偵測器2，接收該數位訊號10，該能量偵測器2偵測接收到的訊號在一段時間內的累積能量，得到偵測結果，輸出一正規化參考值20；一符元邊界偵測器3，接收該數位訊號10與該正規化參考值20，利用保護區間的循環特性，偵測系統傳輸的符元邊界位置。該符元邊界偵測器3接收該正規化參考值20並且作為相關值正規化的依據，決定最終保護區間出現的位置，輸出一偵測結果30；一快速傅利葉轉換單元4，接收該偵測結果30，去掉保護區間的取樣點(samples)，接著將數位訊號由時間領域轉換到頻率領域。在系統規格中會根據不同頻寬選用不同長度的快速傅利葉轉換單元。系統規格所規定的快速傅利葉轉換單元的長度可為128、256、512、1024、1536以及2048， 輸出一主要同步訊號40；一整數載波頻率飄移偵測器5，接收該主要同步訊號40，利用該主要同步訊號40所具有中央對稱特性去得到整數載波頻率飄移估計值，輸出一整數載波頻率飄移訊號50；以及一主要同步訊號偵測器6，接收該主要同步訊號40與該整數載波頻率飄移訊號50，計算與不同主要同步訊號之間的相關性，決定最終用戶端收到主要同步訊號時所對應的唯一識別，輸出一唯一識別60。
請參閱第二圖，係為本發明應用於長期演進系統所設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之能量偵測器方塊圖。該能量偵測器2包含：一第一複數乘法器21、一第一共軛複數處理器22、一第一暫存器23、一第一複數加法器24、一第一延遲器25、一第二複數加法器26以及一第一跨符元累加器27。該第一共軛複數處理器22接收該數位訊號10進行共軛複數處理，輸出一第一共軛複數訊號221。該第一複數乘法器21接收該數位訊號10與該第一共軛複數訊號221，進行相乘處理，輸出一第一乘積訊號211，如式(1)所示：Y 1(n)=r(n)＊ r．(n) (1)
該第一暫存器23接收該第一乘積訊號211，進行儲存處理，該第一暫存器23的長度G等於保護區間的長度，屬於先進先出(First-In First-Out，FIFO)的暫存器，在時間為n的時候輸出時間為(n-G)的一第一暫存訊號231。在時間為n的時間時，該第一延遲器25的輸出為前G個時間內該第一複數乘法器21輸出累加的結果，如式(2)所示：
其中，i代表取樣時間。P(n-1)代表在時間為n 的時候該第一延遲器25輸出的一第一延遲訊號251。該第一複數加法器24接收該第一乘積訊號211與該第一延遲訊號251，進行相加處理，輸出一第一總合訊號241，結果如式(3)所示：Q(n)=Y 1(n)+P(n-1) (3)
該第二複數加法器26，接收該第一總合訊號241與該第一暫存訊號231，對該第一總合訊號241與該第一暫存訊號231進行相減處理，輸出一第二總合訊號261，此該第二總合訊號261即為在時間為n時，從時間為n-G+1到時間為n之間數位訊號能量累加結果，如式(4)所示：P(n)=Q(n)-r(n-G)＊ r．(n-G) (4)
該第一跨符元累加器27，接收該第二總合訊號261，對該第二總合訊號261亦即為過去I個正交分頻多工符元(包括現在)內計算所得(4)式的結果，進行跨符元間能量的累加處理，輸出該正規化參考值20。使用該第一跨符元累加器27的目地在於對抗由基地台傳輸的訊號經過通道之後受到雜訊的影並且降低雜訊的干擾。I的設定可以隨著使用者所在的環境做設定，若是當使用者處在於一個收訊品質相對較差的接收位置，可以將I調大用以降低雜訊的干擾。當使用者處在於一個收訊品質相對較好的接收位置，可以將I調小以降低計算複雜度，I最小可設定為1。
請參閱第三圖，係本發明應用於長期演進系統所設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之符元邊界偵測器方塊圖。該符元邊界偵測器3包含：一第二延遲器31、一第二共軛複數處理器32、一第二複數乘法器33、一第二暫存器34、一第三複數加法器35、一第四複數加法器36、一第三延遲器37、一第二跨符元累加器38、一絕對值處理器39、一除法器310和一數值比較器311。該第二共軛複數處理器32，接收該 數位訊號10，對該數位訊號10進行共軛複數處理，輸出一第二共軛複數訊號322。該第二延遲器31，接收該數位訊號10，對該數位訊號10進行延遲N個取樣時間的處理，輸出一第二延遲訊號312，N為在特定頻寬之下系統規格所規定的快速傅利葉轉換單元的長度。該第二複數乘法器33，接收該第二共軛複數訊號322與該第二延遲訊號312，對該第二共軛複數訊號322與該第二延遲訊號312進行相乘處理，輸出一第二乘積訊號332，該第二乘積訊號為計算該第二共軛複數訊號322與該第二延遲訊號312兩者之間的相關性，當該第二複數乘法器33接收的訊號為在循環區間相對應的位置時，將會得到高度的正相關性。在時間為n時如(5)式所示：X 1(n)=r(n-N)＊r*(n) (5)
其中，X 1(n)係在時間為n時該第二乘積訊號332。該第二暫存器34接收該第二乘積訊號332進行儲存處理，輸出一第二暫存訊號342。暫存器34的長度G等於保護區間的長度，屬於先進先出的暫存器，在時間為n的時候輸出時間為(n-G)該第二複數乘法器33的運算結果。該第三複數加法器35接收該該第二乘積訊號332與一第三延遲訊號372，對該第二乘積訊號332與一第三延遲訊號372進行相加處理，輸出一第三總合訊號352。在時間為n的時間時，該第三延遲器37輸出該第三延遲訊號372，該第三延遲訊號372為前G個時間內該第二複數乘法器33輸出累加的結果，其中G為保護區間內取樣點數，如式(6)所示：
其中，i代表取樣時間。Φ(n-1)係時間為n的時候延遲1取樣時間單元該第三延遲器37的輸出。該第三複數加法器35，接收該第二乘積訊號332與第三延遲訊號372，對該第二乘積訊號332與該第三延遲訊號372進行相加處 理，輸出該第三總合訊號352，該第三總合訊號352如式(7)所示：K(n)=X 1(n)+Φ(n-1) (7)
其中，K(n)係該第三總合訊號352。該第四複數加法器36，接收該第三總合訊號352與該第二暫存訊號342，對該第三總合訊號352與該第二暫存訊號342進行相減處理，輸出一第四總合訊號362，該第四總合訊號362係在時間為n時，從時間為n-G+1到時間為n之間相關值累加結果，如式(8)所示：Φ(n)=K(n)-r(n-G-N)＊ r．(n-G) (8)
其中，Φ(n)為將過去I個正交分頻多工符元(包括現在)內計算所得的該第四總合訊號362。該第二跨符元累加器38，接收該第四總合訊號362，對該第四總合訊號362進行跨符元間相關值的累加處理，輸出一跨符元累加訊號382。該絕對值處理器39，接收該跨符元累加訊號382，對該跨符元累加訊號382進行絕對值處理，輸出一絕對值訊號392。該除法器310，接收該絕對值訊號392與該正規化參考值20，對該絕對值訊號392與該正規化參考值20進行除法處理，輸出一除法訊號313。在符元邊界偵測器3中需要對於符元能量做正規化(Normalization)的目的在於考慮到由於每一個取樣點其能量不同，直接利用相關值累加做為判斷依據會容易受到取樣點本身大小影響。該除法訊號313如式(9)表示：
該數值比較器311接收該除法訊號313，搜尋在N+G點中該除法訊號313的最大值並且記錄其所對應的時間n，輸出該偵測結果30。其中，N為在特定頻寬之下系統規格 所規定的快速傅利葉轉換單元的長度，G為保護區間內取樣點數。一個正交分頻多工的符元取樣點數為特定頻寬之下系統規格所規定的快速傅利葉轉換單元的長度加上保護區間內取樣點數。在該數值比較器311中，為了避免在沒有資料點傳輸時與受到雜訊干擾，設定Γ(n)的臨界參考值為0.05。當該數值比較器311在N+G點中判斷的最大值大於臨界參考值，則判斷最大值所對應的時間n即為符元邊界所對應的位置，並且輸出該偵測結果30至該快速傅利葉轉換單元4中處理。反之，繼續重複上述動作計算符元邊界所對應的取樣點位置。
當符元邊界偵測成功之後，便可以取得主要同步 訊號所對應的符元並且將訊號送入到該快速傅利葉轉換單元4，將主要同步訊號由時間領域轉換到頻率領域。接下來，利用該整數載波頻率飄移偵測器5及該主要同步訊號偵測器6去偵測整數載波頻率飄移的估計值與用戶端收到主要同步訊號所對應的唯一識別。
在長期演進系統中，由基地台發射出來主要同步 訊號為Zadoff-Chu序列，序列的長度為62。基地台會根據不同使用者所在不同區域會有不同的唯一識別。不同的唯一識別會對應到不同的根指數(root index)進而產生不同的主要同步訊號序列。在長期演進系統規格中，總共有三種不同的唯一識別為0、1與2分別對應到三種不同的根指數25、29與34。主要同步訊號序列表示式為(10)式：
如(10)式所示，其中u為根指數，d u (n)為產生的主要同步訊號序列。主要同步訊號序列有幾點特色：
1.每一個主要同步訊號序列的元素的絕對值大小皆為常 數1。
2.主要同步訊號序列具有中央對稱的特性，即位置為0的元素之值等於位置為61的元素之值，其他位置以此類推。
3.根指數為29與根指數為34的兩序列為共軛序列，代表的是在兩序列相同位置的元素互為共軛複數。
基地台發射出主要同步訊號序列時會先將主要同步訊號序列把放到主要同步訊號所對應的符元時間之頻率領域的資源單位(resource element，RE)上。請參閱第四圖，主要同步訊號序列會擺放在中心頻率的子載波(sub-carrier)左右兩側各31個子載波上，其中，中心頻率的子載波是不放資料的。D u (n)表示最後傳輸的主要同步訊號序列。接收端收到的主要同步訊號序列會受到通道與雜訊影響，最終接收到主要同步訊號序列為Z(n)。
由於基地台與用戶端所使用的震盪頻率有可能會不一致，用戶端收到的訊號子載波之間的正交會被破壞進而造成載波間干擾(Inter-Carrier Interference，ICI)，用戶端所收到的資料所在的頻率領域子載波位置可能會偏移到其他子載波位置上。在長期演進系統中所使用的頻段為2GHz，基地台與用戶端所使用的震盪器不匹配的範圍為±20ppm，以及系統子載波的間距為15kHz。因此，子載波頻率飄移的範圍最多為±3個子載波的間距。在用戶端做訊號處理必須要先估計出子載波頻率飄移才可以在頻率領域正確的資源單位位置得到所需的資料。基於上述理由，在使用該快速傅利葉轉換單元4將主要同步訊號由由時間領域轉換到頻率領域之後必須先去偵測整數載波頻率飄移得到主要同步訊號序列正確的位置。因此，將該快速傅利葉轉換單元4輸出的結果送入至該整數載波頻率飄移偵測器5。
請參閱第五圖，係本發明應用於長期演進系統所 設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之整數載波頻率飄移偵測器方塊圖。該整數載波頻率飄移偵測器5包含：一第一座標運算器51、一第一正弦\餘弦產生器52、一第四延遲器53、一第三共軛複數處理器54、一第三複數乘法器55、一分路器56、一第三暫存器57、一第四暫存器58、一第一控制單元59、一第四複數乘法器510、一第一累加器511和一整數載波飄移決策單元512。由於整數載波飄移的範圍為±3個子載波的間距，在這個方塊圖中依序輸入中心頻率兩側共69個資源單位的資料，為Z(-34)~Z(34)。該第一座標運算器51，接收該主要同步訊號40，對該主要同步訊號40進行角度計算，輸出一第一數位訊號角度513。該第一正弦\餘弦產生器52，接收該第一數位訊號角度513，對該第一數位訊號角度513進行正規化處理，輸出一第一正規化訊號523，如(11)式所示：
該第三共軛複數處理器54，接收該第一正規化訊號523，對該第一正規化訊號523進行共軛複數處理，輸出一第三共軛複數訊號543。該第四延遲器53，接收該第一正規化訊號523，對該第一正規化訊號523延遲1個取樣時間進行延遲處理，輸出一第四延遲訊號533。該第三複數乘法器55，接收該第四延遲訊號533與該第三共軛複數訊號543，對該第四延遲訊號533與該第三共軛複數訊號543進行相乘處理，輸出一第三乘積訊號553，如(12)式所示：J(i)=Z n *(i)＊ Z n (i-1) (12)
其中，J(i)為第i個資源單位輸入之後該第三乘積訊號553。將第i個資源單位上的資料的共軛複數乘上鄰近資源單位上的資料的目的是為了消除主要同步訊號序列經過通道之後所受到的通道效應。該分路器56，接收該第三乘積訊號553，對該第三乘積訊號553進行分配處理，輸出一第一 分配訊號563與一第二分配訊號564。
。由於在此整數載波頻率飄移偵測器方塊圖中總共會輸入69個資源單位上的資料，該第三乘積訊號553總共有68組。透過該分路器56，將該第三乘積訊號553的第1到第36筆資料依序儲存在該第三暫存器57，該第三乘積訊號553的第33到第68筆資料依序儲存在該第四暫存器58。該第三暫存器57與該第四暫存器58的長度皆為36。該第三暫存器57內儲存的資料如(13)式所示：S 1(i+34)=J(i),i=-33~2 (13)
其中，S 1代表該第三暫存器57內儲存的資料序列。該第四暫存器58內儲存的資料如(14)式所示：S 2(i+34)=J(i),i=-1~34 (14)
其中，S 2代表該第四暫存器58內儲存的資料序列。由於主要同步訊號序列具有中央對稱的特性，在估計不同的整數載波頻率飄移取其對稱的去計算其相關性並且做累加。該第一控制單元59依據當下要估計不同的整數載波頻率飄移的相關性輸出一第一控制訊號593與第二控制訊號594。該第三暫存器57與該第四暫存器58分別接收該第一控制訊號593與該第二控制訊號594，輸出對應的資料位置分別為一第三暫存訊號573與一第四暫存訊號583。假定要計算整數載波頻率飄移為0時第一組對稱資料的相關性，該第一控制單元59會取出該第三暫存器57第4筆資料與該第四暫存器58第4筆資料並且分別輸出這兩組資料為該第三暫存訊號573與該第四暫存訊號583。該第四複數乘法器510，接收該第三暫存訊號573與該第四暫存訊號583，對該第三暫存訊號573與該第四暫存訊號583進行相乘處理，輸出一第四乘積訊號514，如(15)式所示： M 1(1)=S 1(4)＊ S 2(4) (15)
其中M 1(1)為該第四乘積訊號514。之後，第一控制單元59會取出第二組對稱資料在該第三暫存器57與該第四暫存器58所對應的位置的資料，分別輸出為該第三暫存訊號573與該第四暫存訊號583。該第四複數乘法器510，接收該第三暫存訊號573與該第四暫存訊號583，對該第三暫存訊號573與該第四暫存訊號583進行相乘處理，輸出一第四乘積訊號514，該第一控制單元59會重複此動作取出30組對稱資料。該第一累加器511，接收該第四乘積訊號514，對該第四乘積訊號514累加30組進行累加處理，輸出一第一累加訊號515。該整數載波飄移決策單元512接收該第一累加訊號515，由於整數載波頻率飄移的範圍為±3個子載波的間距，共有七種可能性。該第一控制單元59會去取出七次整數載波頻率飄移所對應的對稱資料，每次皆有30組。該第一累加器511會分別去累加這七次整數載波頻率飄移相關值的結果。該第一累加器511總共會有7次輸出。該第一累加器511的輸出對應不同的整數載波頻率飄移估計計算為該第一累加訊號515，如(16)式所示：
其中，v表示對應不同整數載波頻率飄移估計，其值範圍為±3。Ω(v)表示在不同整數載波頻率飄移估計時所對應的該第一累加訊號515。該第一累加器511的七組輸出會被送到該整數載波飄移決策單元512。該整數載波飄移決策單元512接收該第一累加訊號515，輸出該整數載波頻率飄移訊號50，該整數載波頻率飄移訊號50為計算七組該第一累加器511的複數值與點(30+0i)的距離，並且取其距離值最小所對應的整數載波頻率飄移值做為系統的整數載波頻率飄移最終的估計值，輸出該整數載波頻率飄移訊號50。計算如(17)式所 示：
其中，為該整數載波頻率飄移訊號50，亦即該整數載波頻率飄移偵測器5最後估計出系統所受到整數載波頻率飄移的結果。
當利用該整數載波頻率飄移偵測器5得知整數載波頻率飄移的大小，即可得知主要同步訊號序列資料在率領域的資源單位的位置。將該快速傅利葉轉換單元4輸出的接收主要同步訊號資料送入該主要同步訊號偵測器6，以決定使用者所在區域由基地台所發送的唯一識別，匹配結果最大者將被選取出來。
請參閱第六圖，係本發明應用於長期演進系統所設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之主要同步訊號偵測器方塊圖。該主要同步訊號偵測器6包含：一第二座標運算器61、一第二正弦\餘弦產生器62、一第五延遲器63、一第四共軛複數處理器64、一第五複數乘法器65、一第五暫存器66、一第二控制單元67、一主要同步訊號儲存單元68、一第六複數乘法器69、一第二累加器610以及一唯一識別決策單元611。由於整數載波飄移的範圍為±3個子載波的間距，在此主要同步訊號偵測器方塊圖圖中依序輸入中心頻率兩側共69個資源單位的資料，為Z(-34)~Z(34)。該第二座標運算器61，接收該主要同步訊號40，對該主要同步訊號40進行角度計算，輸出一第二數位訊號角度612。該第二正弦\餘弦產生器62，接收該第二數位訊號角度612，對該第二數位訊號角度612進行正規化處理，輸出一第二正規化訊號622。該第二正規化訊號622之值，如(18)式所示：
該第四共軛複數處理器64，接收該第二正規化 訊號622，對該第二正規化訊號622進行共軛複數處理，輸出一第四共軛複數訊號642。該第五延遲器63，接收該第二正規化訊號622，對該第二正規化訊號622延遲1取樣時間進行延遲處理，輸出一第五延遲訊號632。該第五複數乘法器65，接收該第五延遲訊號632與該第四共軛複數訊號642，對該第五延遲訊號632與該第四共軛複數訊號642進行相乘處理，輸出一第五乘積訊號652，如(19)式所示：H(i)=Z n *(i)＊ Z n (i-1) (19)
其中，H(i)為第i個資源單位輸入之後，輸出之該第五乘積訊號652。將第i個資源單位上的資料的共軛複數乘上鄰近資源單位上的資料的目的是為了消除主要同步訊號序列經過通道之後所受到的通道效應。參考第五圖與第六圖，該第一座標運算器51、該第一正弦\餘弦產生器52、該第四延遲器53、該第三共軛複數處理器54、該第三複數乘法器55分別與該第二座標運算器61、該第二正弦\餘弦產生器62、該第五延遲器63、該第四共軛複數處理器64、該第五複數乘法器65的功能是相同的，因此在一實施例中，共用此部分之硬體資源。該第五暫存器66，依序接收該第五乘積訊號652，對該第五乘積訊號652依序做儲存處理。該第五暫存器66內儲存的資料如(20)式所示：S 3(i+34)=H(i),i=-33~34 (20)
其中，S 3代表該第五暫存器66內儲存的資料序列。該第五暫存器66的長度為68。在此主要同步訊號偵測器方塊圖中，該主要同步訊號偵測器6會接收該整數載波頻率飄移偵測器5的輸出。
在已知整數載波頻率飄移的情形下，該第二控制單元67輸出之一第三控制訊號672與一第四控制訊號673分別送入該第五暫存器66與該主要同步訊號儲存單元68內， 透過該第二控制單元67輸出之該第三控制訊號672，取出該第五暫存器66中所對應接收資料受到載波頻率飄移影響後之正確的資料位置。以整數載波頻率飄移為0為例，此時該主要同步訊號40經過處理之後儲存在該第五暫存器66中的正確位置為S 3(4)~S 3(65)。在該主要同步訊號儲存單元68中儲存的是基地台發射所有可能的主要同步訊號序列其中元素與旁邊元素共軛複數相乘的可能結果。
由於主要同步訊號序列具有中央對稱的特性以及根指數為29與根指數為34的兩序列為共軛序列，在該主要同步訊號儲存單元68使需要去儲存根指數為25與根指數為29兩序列在左半邊元素與旁邊元素共軛複數相乘的結果。估計基地台所傳送的唯一識別的方法是將已知的三種不同根指數的主要同步訊號與接收到的主要同步訊號進行相關性計算並且累加。接下來，匹配結果最大者將被選取出來作為唯一識別的偵測值。由於有三種不同的唯一識別並且對應到三種根指數。當計算根指數為25時的相關值時，該第五暫存器66與該主要同步訊號儲存單元68分別接收該第三控制訊號672與該第四控制訊號673，並分別輸出一第五暫存訊號662與一主要同步訊號儲存訊號682。該第六複數乘法器69，接收該第五暫存訊號662與該主要同步訊號儲存訊號682，在第一次對應的資料時，此時假定整數載波頻率飄移偵測結果為0，輸出為一第六乘積訊號692，如(21)式所示：
其中M 2(1)為該第六乘積訊號692。該第二控制單元67會取出第二次對稱資料在該第五暫存器66與該主要同步訊號儲存單元68所對應的資料，輸出至該第六複數乘法器69。該第二控制單元67會重複此動作取出60組對稱資料。該第二累加器610，接收該第六乘積訊號692，對該第六乘積訊號692進行累加處理，亦即累加60組對稱資料經由該第六 複數乘法器69計算之後的相關值，輸出一第二累加訊號613。該唯一識別決策單元611接收該第二累加訊號613，在有三種不同的根指數與七種不同由該整數載波頻率飄移偵測器5偵測出的整數載波頻率飄移結果。該第二累加訊號613對應不同的根指數計算如(22)式所示：
Λ(u)表示在不同的根指數時所對應的該第二累加訊號613。該唯一識別決策單元611接收三組該第二累加訊號613。該唯一識別決策單元611會去計算三組該第二累加訊號613的大小，並且取其大小最大所對應的根指數其所對應的唯一識別做為系統唯一識別最終的估計值，輸出該唯一識別60。計算如(23)式所示：
在(23)式中，為該主要同步訊號偵測器6最後估計出系統唯一識別的結果。該主要同步訊號偵測器6輸出該唯一識別60，結束長期演進系統所設計之細胞搜尋與同步方法。
所有上述的功能可根據用於執行該功能等功能的軟體或程式碼由一處理器執行，例如一微處理器、一控制器、一微控制器、及一特定應用積體電路(Application specific integrated circuit，ASIC)。在手機用戶端一般是採用特定應用積體電路。在實作方面，在實現複數乘法器需要3個實數複數乘法器與5個實數加法器。實現複數加法器需要2個實數加法器。在下表一，整理了本發明與傳統技術所需要的計算量，以及本發明為傳統發明計算量的百分比。
請參閱第七圖，係本發明應用於長期演進系統所 設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之整數載波頻率飄移偵測結果與傳統方法模擬比較圖，包含兩種模擬結果：傳統方法模擬結果71以及本發明模擬結果72。其中模擬的次數為50萬次，接收端受到的整數載波飄移是隨機產生。由第七圖得知，本發明整數載波頻率飄移偵測結果優於傳統方法的效能，計算量降低為傳統方法31%。
請參閱第八圖，係本發明應用於長期演進系統所 設計之細胞搜尋與同步方法及裝置之主要同步訊號所對應的唯一識別偵測結果與傳統方法模擬比較圖，包含兩種模擬結果：傳統方法模擬結果81以及本發明模擬結果82。其中模擬的次數為50萬次，發射端所發射出來的主要同步訊號序列是隨機產生的。由第八圖得知，本發明唯一識別偵測結果與傳統方法的效能差距不大，計算量降低為傳統方法31%。
綜上所述，本發明所提出針對長期演進系統所設計之細胞搜尋與同步方法及裝置，與昔知技術比較，具備以下功效：1.本發明利用簡單的訊號檢測技巧，在做細胞搜尋與同步時先偵測出正交分頻多工符元的所在位置，可降低後續計算的複雜度和增加其準確性；2.本發明利用數位訊號的能量做為正交分頻多工符元搜尋邊界做正規化的依據，在找尋正交分頻多工符元邊界的結果不容易受到訊號所經過通到增益以及取樣點大小的影響，可準確的偵測出正交分頻多工符元邊界位置； 3.本發明在偵測整數載波頻率飄移與主要同步訊號所對應的唯一識別時先利用主要同步訊號具有中央對稱的特性可以準確且有效率的偵測出系統受到整數載波頻率飄移影響；4.本發明可以偵測基地台所使用的不同的主要同步訊號序列，當得知整數載波頻率飄移大小，即可在資源單位的正確位置得到接收的主要同步訊號序列。藉由比對不同的主要同步訊號序列，找出用戶端所在基地台使用的要同步訊號所對應的唯一識別；以及5.本發明針對期演進系統所設計之細胞搜尋與同步方法及裝置比起傳統方法在計算量減少了69%。其在偵測整數載波頻率飄移與主要同步訊號所對應的唯一識別的結果的效能與傳統方法相比優於或是幾乎是沒有損失的。
當本發明已經參閱其範例性具體實例進行特定的顯示及描述之後，熟知該項技藝者將可以瞭解到可在其中進行形式及細節上的多種變化，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，皆應包含於本案之專利範圍中。
至此，本發明之應用於行動通訊網路之細胞搜尋與同步方法及裝置的較佳實施例，已經由上述說明以及圖式加以說明。在本說明書中所揭露的所有特徵都可能與其他方法結合，本說明書中所揭露的每一個特徵都可能選擇性的以相同、相等或相似目的特徵所取代，因此，除了特別顯著的特徵之外，所有的本說明書所揭露的特徵僅是相等或相似特徵中的一個例子。經過本發明較佳實施例之描述後，熟悉此一技術領域人員應可瞭解到，本發明實為一新穎、進步且具產業實用性之發明，深具發展價值。本發明得由熟悉技藝之人任施匠思而為諸般修飾，然不脫如附申請範圍所欲保護者。
1‧‧‧類比數位轉換單元
2‧‧‧能量偵測器
3‧‧‧符元邊界偵測器
4‧‧‧快速傅利葉轉換單元
5‧‧‧整數載波頻率飄移偵測器
6‧‧‧主要同步訊號偵測器
7‧‧‧類比訊號
10‧‧‧數位訊號
20‧‧‧正規化參考值
30‧‧‧偵測結果
40‧‧‧主要同步訊號序列
50‧‧‧整數載波頻率飄移訊號
60‧‧‧主要同步訊號偵測器

Claims (12)

  1. 一種應用於長期演進系統用戶端之細胞搜尋與同步裝置，係在用戶端初次進接長期演進系統時，利用系統在每個訊框中的主要同步碼的主要同步訊號與系統建立同步，俾使後續基地台與用戶端之間的控制訊號與資料傳輸能在正確的時脈進行，包含：一整數載波頻率飄移偵測器，接收一主要同步訊號，對該主要同步訊號進行整數載波頻率飄移計算，於尚未知該主要同步訊號所使用的唯一識別情況下輸出一整數載波頻率飄移訊號；以及一主要同步訊號偵測器，接收該主要同步訊號及該整數載波頻率飄移訊號，對該主要同步訊號進行相關性計算，輸出該主要同步訊號所對應之一唯一識別。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之細胞搜尋與同步裝置，其中該整數載波頻率飄移偵測器包含：一第一座標運算器，接收該主要同步訊號，對該主要同步訊號進行角度計算，輸出一第一數位訊號角度；一第一正弦\餘弦產生器，接收該第一數位訊號角度，對該第一數位訊號角度進行正規化，輸出一第一正規化訊號；一第四延遲器，接收該第一正規化訊號，對該第一正規化訊號進行延遲處理，輸出一第四延遲訊號； 一第三共軛複數處理器，接收該第一正規化訊號，對該第一正規化訊號進行共軛複數處理，輸出一第三共軛複數訊號；一第三複數乘法器，接收該第四延遲訊號與該第三共軛複數訊號，對該第四延遲訊號與該第三共軛複數訊號進行相乘處理，輸出一第三乘積訊號；一分路器，接收該第三乘積訊號，對該第三乘積訊號進行分配處理，輸出一第一分配訊號與一第二分配訊號；一第一控制單元，對一第三暫存器與一第四暫存器進行控制處理，分別輸出一第一控制訊號與第二控制訊號；該第三暫存器，接收該第一分配訊號與該第一控制訊號，對該第一分配訊號進行儲存與輸出處理，輸出一第三暫存訊號；該第四暫存器，接收該第二分配訊號與該第二控制訊號，對該第二分配訊號進行儲存處理與輸出處理，輸出一第四暫存訊號；一第四複數乘法器，接收該第三暫存訊號與該第四暫存訊號，對該第三暫存訊號與該第四暫存訊號進行相乘處理，輸出一第四乘積訊號；一第一累加器，接收該第四乘積訊號，對該第四乘積訊號進行累加處理，輸出一第一累加訊號；以及一整數載波飄移決策單元，接收該第一累加訊號，對該第一累加訊號進行整數載波飄移計算，輸出該整數載波頻率飄移訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之細胞搜尋與同步裝置，其中該第一累加訊號為：
  4. 如申請專利範圍第2項所述之細胞搜尋與同步裝置，其中該整數載波飄移訊號為：
  5. 如申請專利範圍第1項所述之細胞搜尋與同步裝置，其中該主要同步訊號偵測器包含：一第二座標運算器，接收該主要同步訊號，對該主要同步訊號進行角度計算，輸出一第二數位訊號角度；一第二正弦\餘弦產生器，接收該第二數位訊號角度，對該第二數位訊號角度進行正規化處理，輸出一第二正規化訊號；一第五延遲器，接收該第二正規化訊號，對該第二正規化訊號進行延遲處理，輸出一第五延遲訊號；一第四共軛複數處理器，接收該第二正規化訊號，對該第二正規化訊號進行共軛複數處理，輸出一第四共軛複數訊號；一第五複數乘法器，接收該第五延遲訊號與該第四共軛複數訊號，對該第五延遲訊號與該第四共軛複數訊號進行相乘處理，輸出一第五乘積訊號； 一第二控制單元，接收該整數載波頻率飄移訊號，對一第五暫存器與一主要同步訊號儲存單元進行控制處理，分別輸出一第三控制訊號與一第四控制訊號；該第五暫存器，接收該第五乘積訊號與該第三控制訊號，對該第五乘積訊號進行儲存與輸出處理，輸出一第五暫存訊號；該主要同步訊號儲存單元，接收該主要同步訊號與該第四控制訊號，對該主要同步訊號進行儲存處理與輸出處理，輸出一主要同步訊號儲存訊號；一第六複數乘法器，接收該第五暫存訊號與該主要同步訊號儲存訊號，對該第五暫存訊號與該主要同步訊號儲存訊號進行相乘處理，輸出一第六乘積訊號；一第二累加器，接收該第六乘積訊號，對該第六乘積訊號進行累加處理，輸出一第二累加訊號；以及一唯一識別決策單元，接收該第二累加訊號，對該第二累加訊號進行唯一識別估計處理，輸出該唯一識別訊號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之細胞搜尋與同步裝置，其中該第二累加訊號為： 其中該唯一識別訊號為：
  7. 一種應用於長期演進系統用戶端之細胞搜尋與同步方法，其特徵在於利用系統在每個訊框中的主要同步碼的主要同步訊號與系統建立同步，以獲得正確的長期演進系統時脈及基地台所發送的唯一識別，其步驟包含：透過一整數載波頻率飄移偵測器，接收一主要同步訊號，對該主要同步訊號進行整數載波頻率飄移計算，於尚未知該主要同訊號所使用的唯一識別情況下輸出一整數載波頻率飄移訊號；以及透過一主要同步訊號偵測器，接收該主要同步訊號及該整數載波頻率飄移訊號，對該主要同步訊號進行相關性計算，輸出該主要同步訊號所對應之該唯一識別。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之細胞搜尋與同步方法，其中利用該整數載波頻率飄移偵測器偵測載波頻率飄移之方法，其步驟包含：透過一第一座標運算器，接收該主要同步訊號，對該主要同步訊號進行角度計算，輸出一第一數位訊號角度；透過一第一正弦\餘弦產生器，接收該第一數位訊號角度，對該第一數位訊號角度進行正規化，輸出一第一正規化訊號；透過一第四延遲器，接收該第一正規化訊號，對該第一正規化訊號進行延遲處理，輸出一第四延遲訊號；透過一第三共軛複數處理器，接收該第一正規化訊號，對該第一正規化訊號進行共軛複數處理，輸出一第三共軛複數訊號； 透過一第三複數乘法器，接收該第四延遲訊號與該第三共軛複數訊號，對該第四延遲訊號與該第三共軛複數訊號進行相乘處理，輸出一第三乘積訊號；透過一分路器，接收該第三乘積訊號，對該第三乘積訊號進行分配處理，輸出一第一分配訊號與一第二分配訊號；透過一第一控制單元，對一第三暫存器與一第四暫存器進行控制處理，分別輸出一第一控制訊號與第二控制訊號；透過該第三暫存器，接收該第一分配訊號與該第一控制訊號，對該第一分配訊號進行儲存與輸出處理，輸出一第三暫存訊號；透過該第四暫存器，接收該第二分配訊號與該第二控制訊號，對該第二分配訊號進行儲存處理與輸出處理，輸出一第四暫存訊號；透過一第四複數乘法器，接收該第三暫存訊號與該第四暫存訊號，對該第三暫存訊號與該第四暫存訊號進行相乘處理，輸出一第四乘積訊號；透過一第一累加器，接收該第四乘積訊號，對該第四乘積訊號進行累加處理，輸出一第一累加訊號；以及透過一整數載波飄移決策單元，接收該第一累加訊號，對該第一累加訊號進行整數載波飄移計算，輸出該整數載波頻率飄移訊號。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之細胞搜尋與同步方法，其中該第一累加訊號為：
  10. 如申請專利範圍第8項所述之細胞搜尋與同步方法，其中該整數載波頻率飄移訊號為：
  11. 如申請專利範圍第7項所述之細胞搜尋與同步方法，其中利用該主要同步訊號偵測器之唯一識別估計方法，其步驟包含：透過一第二座標運算器，接收該主要同步訊號，對該主要同步訊號進行角度計算，輸出一第二數位訊號角度；透過一第二正弦\餘弦產生器，接收該第二數位訊號角度，對該第二數位訊號角度進行正規化處理，輸出一第二正規化訊號；透過一第五延遲器，接收該第二正規化訊號，對該第二正規化訊號進行延遲處理，輸出一第五延遲訊號；透過一第四共軛複數處理器，接收該第二正規化訊號，進行共軛複數處理，輸出一第四共軛複數訊號；透過一第五複數乘法器，接收該第五延遲訊號與該第四共軛複數訊號，對該第五延遲訊號與該第四共軛複數訊號進行相乘處理，輸出一第五乘積訊號； 透過一第二控制單元，接收該整數載波頻率飄移訊號，對一第五暫存器與一主要同步訊號儲存單元進行控制處理，分別輸出一第三控制訊號與一第四控制訊號；透過該第五暫存器，接收該第五乘積訊號與該第三控制訊號，對該第五乘積訊號進行儲存與輸出處理，輸出一第五暫存訊號；透過該主要同步訊號儲存單元，接收該主要同步訊號與該第四控制訊號，對該主要同步訊號進行儲存處理與輸出處理，輸出一主要同步訊號儲存訊號；透過一第六複數乘法器，接收該第五暫存訊號與該主要同步訊號儲存訊號，對該第五暫存訊號與該主要同步訊號儲存訊號進行相乘處理，輸出一第六乘積訊號；透過一第二累加器，接收該第六乘積訊號，對該第六乘積訊號進行累加處理，輸出一第二累加訊號；以及透過一唯一識別決策單元，接收該第二累加訊號，對該第二累加訊號進行唯一識別估計處理，輸出該唯一識別訊號。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之細胞搜尋與同步方法，其中該第二累加訊號為： 其中該唯一識別訊號為：
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