專利名稱：異步寬帶碼分多址系統(tǒng)中的小區(qū)搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小區(qū)搜索方法，尤其涉及一種在以異步模式在基站之間運行的碼分多址(CDMA)中在移動臺上使用前向鏈路的同步信道結(jié)構(gòu)來快速搜索小區(qū)的方法。
背景技術(shù)：
在過渡標準(IS)-95CDMA系統(tǒng)中，所有基站根據(jù)外部時間如全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機采用各基站之間的幀同步來運行。在已在歐洲或日本提議作為國際移動電信系統(tǒng)-2000無線發(fā)送技術(shù)的寬帶CDMA系統(tǒng)中，所有移動臺可在無基站間的幀同步下運行，這與IS-95CDMA系統(tǒng)的情況不同。在同步IS-95CDMA系統(tǒng)中，移動臺根據(jù)相對于一個碼序列的絕對時間的相位差來鑒別每個基站。另一方面，在已在歐洲和日本提出的異步寬帶CDMA系統(tǒng)中，移動臺根據(jù)不同的碼序列來鑒別每個基站。由于異步寬帶CDMA系統(tǒng)不需要GPS接收機，因此，在初始呼叫設(shè)置和越區(qū)切換時移動臺的小區(qū)搜索時間加長。為了在異步寬帶CDMA系統(tǒng)中減小小區(qū)搜索時間，前向鏈路中使用兩個同步信道。
美國專利No.5,765,111(1998年6月9日授予Kyou-Woong Kim)公開了一種方法和裝置，用于通過僅在從登錄到專用基站的多個移動臺中選擇的移動臺上產(chǎn)生振鈴信號，而有選擇地呼叫移動臺。
圖1表示傳統(tǒng)同步寬帶CDMA系統(tǒng)使用的前向鏈路的同步信道結(jié)構(gòu)。前向鏈路的同步信道(SCH)包括基本SCH(C)和輔助SCH(Ci1，Ci2，...Ci15，Ci16)?；維CH(C)由具有256個未被調(diào)制的碼片的二進制碼組成?；維CH(C)的每個碼在時隙邊界以每個時隙發(fā)送。該時隙的長度為0.625msec(毫秒)?；維CH(C)的一幀的時間間隔為10msec。如上所述，在每個時隙中發(fā)送基本SCH(C)的每個碼，即在每幀中重復發(fā)送基本SCH(C)的16個碼。在同步寬帶CDMA系統(tǒng)中，所有基站使用與基本SCH(C)相同的碼?；維CH(C)用于在每一幀搜索16個時隙的開始位置。
輔助SCH(Ci1，Ci2，...Ci15，Ci16)由尚未調(diào)制的正交二進制金(gold)碼的16個碼序列組成。16個碼序列中的每個對應(yīng)于每個基本SCH(C)。從各具有17個元素的正交二進制碼組(C1，C2，...C16，C17)選擇輔助SCH(Ci1，Ci2，...Ci15，Ci16)的每個元素。亦即，Cit∈{C1，C2，...C16，C17}。輔助SCH(Ci1，Ci2，...Ci15，Ci16)表示長碼所屬的碼組(組i)。當前基站使用長碼。系統(tǒng)中使用512個不同的長碼，這些長碼被分成32個長碼組。根據(jù)輔助SCH(Ci1，Ci2，...Ci15，Ci16)來鑒別32個長碼組中的每個。亦即，該系統(tǒng)中存在32個不同的輔助SCH。輔助SCH使用諸如里德-索羅門(Reed-Solomon)碼的跳碼。輔助SCH的字母尺寸和長度分別是17和16。輔助SCH(Ci1，Ci2，...Ci15，Ci16)的32個可能的序列相對于循環(huán)移位是唯一的。例如，其碼序列長度小于16并且不等于0的任意循環(huán)移位始終與該任意循環(huán)移位以外的其碼序列長度小于16的循環(huán)不同。移動臺使用輔助SCH的這種特性來唯一地確定長碼組和10msec幀的開始點。
下面將參照圖1和2來描述移動臺的初始同步獲得方法。圖2表示移動臺的初始同步獲得方法。
在步驟S201，移動臺(未示出)以匹配的濾波器(未示出)采用基本SCH(C)搜索時隙相對于具有最小循環(huán)損耗的基站(未示出)的預定開始點。
在步驟S202，移動臺獲得10msec的長碼組信息和幀同步信息。該10msec的長碼組信息和幀同步信息是通過在時隙位置將17個輔助SCH(Ci1，Ci2，...Ci15，Ci16)相對于移動臺接收信號相關(guān)而獲得的。下面將詳細描述步驟S202。移動臺計算相對于512個序列的判決變量，這些序列包括32個可能的序列及16個循環(huán)移位，每個循環(huán)移位可具有32個可能的序列。該判決變量是通過在16個輔助同步信道位置中的每個上相對于對應(yīng)的判決變量的序列非相干地相加17個相關(guān)器輸出而獲得的。移動臺通過從512個判決變量中選擇最大值來獲得長碼組信息和幀同步信息。
在步驟S203，移動臺根據(jù)長碼組信息和幀同步信息(即，在步驟S202獲得的幀位置信息(幀邊界))判斷什么類型的碼是長碼。亦即，執(zhí)行相對于在步驟S202中獲得的長碼組中包括的16個長碼的相關(guān)運算，以獲得相關(guān)結(jié)果。當相關(guān)結(jié)果的最大值等于所設(shè)置的閾值時，移動臺則判斷具有最大值的長碼是對當前基站使用的前向鏈路進行頻帶擴展的碼。
但是，傳統(tǒng)的小區(qū)搜索方法滿足前向同步信道和業(yè)務(wù)信道之間的正交特征。出現(xiàn)相對于經(jīng)相同的小區(qū)的相同路徑接受到的信號的同步信道和業(yè)務(wù)信道之間的干擾。該干擾使前向鏈路容量降低，并增加移動臺搜索時間。傳統(tǒng)的小區(qū)搜索方法需要兩個同步信道，并且移動臺需要17個并行相關(guān)器，以便使其具有復雜結(jié)構(gòu)。由于在呼叫建立之后應(yīng)使用17個并行相關(guān)器來連續(xù)搜索用于切換的相鄰小區(qū)，因此，功耗增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種小區(qū)搜索方法，其根據(jù)所計算出的(NGROUP×L×S)個判決變量，來提供長碼組信息和幀同步信息。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種異步寬帶碼分多址系統(tǒng)中的小區(qū)搜索方法，該方法包括如下步驟(i)相對于同步信道碼根據(jù)匹配濾波器的輸出每時隙選擇一個最大值，即每幀選擇L(其中L是大于1的每幀時隙數(shù))個最大值，并且從L個最大值中選擇S(2≤S≤L)個值；(ii)相對于與S個所選擇的最大值對應(yīng)的每個位置，計算對應(yīng)于多個偽跳時碼序列中的每個的(NGROUP×L×S)個判決變量；(iii)根據(jù)所計算出的(NGROUP×L×S)個判決變量，來獲得長碼組和幀同步信息；和(iv)根據(jù)在步驟(iii)中獲得的長碼組和幀同步信息，來檢測長碼，其中該長碼被當前基站用來對前向鏈路進行頻帶擴展。


參照附圖對本發(fā)明的如下詳細描述，本發(fā)明的其他目的和進一步的特征將更清楚。
參照附圖對本發(fā)明的如下描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將更清楚，附圖中圖1是表示用于傳統(tǒng)異步寬帶碼分多址系統(tǒng)的前向鏈路同步信道結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是表示傳統(tǒng)的移動臺初始同步獲取方法的流程圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的異步寬帶碼分多址系統(tǒng)使用的前向鏈路同步信道結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的異步寬帶碼分多址中快速小區(qū)搜索方法的流程圖；圖5是表示圖4中所示獲取長碼組信息和幀同步信息的各步驟的示意圖；圖6是表示可用于圖4中所示的快速小區(qū)搜索方法的跳時碼一示例的示意圖；圖7是表示本發(fā)明第二實施例的異步寬帶碼分多址中快速小區(qū)搜索方法的流程圖；圖8是表示圖7中所述的小區(qū)搜索方法原理的示意圖；圖9是本發(fā)明第二實施例的異步寬帶碼分多址中快速小區(qū)搜索方法的流程圖；以及圖10是表示圖7中所示小區(qū)搜索方法原理的示意圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖來詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的異步寬帶碼分多址系統(tǒng)使用的前向鏈路同步信道結(jié)構(gòu)的示意圖。
同步信道碼302由二進制碼構(gòu)成，該二進制碼具有未被調(diào)制的N(其中N是正整數(shù))個碼片。在時隙邊界處，每個時隙發(fā)送各同步信道碼中的每個碼。Tframe表示幀長。一個幀被分成L(L是正整數(shù))個時隙。時隙被分成多個小時隙。小時隙的長度是δ×Tc，其中δ是正整數(shù)，并且Tc表示用于該系統(tǒng)的碼片寬度。
在本發(fā)明的第一實施例中，每個時隙的同步信道碼位置具有一值，該值與跳時碼的每個碼元素相符，該跳時碼對應(yīng)于當前基站所屬的長碼組。用于本發(fā)明的跳時碼的長度等于每幀的時隙數(shù)L。每個跳時碼的字母尺寸M的值等于或小于時隙數(shù)。用于本發(fā)明的跳時碼數(shù)等于長碼組的數(shù)，并被表示為NGROUP。
根據(jù)本發(fā)明的跳時碼序列應(yīng)相對于碼的循環(huán)移位唯一指定。亦即，已執(zhí)行一次循環(huán)移位或L次循環(huán)移位之外的多次循環(huán)移位的任意碼序列與執(zhí)行的循環(huán)移位少于L次循環(huán)移位的另一碼序列不同。該特性使得移動臺在搜索小區(qū)的同時唯一地確定長碼組信息和幀同步信息。
此后，將參照附圖4來描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的異步寬帶碼分多址中快速小區(qū)搜索方法。圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的異步寬帶碼分多址中快速小區(qū)搜索方法的流程圖。
在步驟S401，移動臺(未示出)相對于具有最小信道損耗的基站(未示出)獲得一幀中的多個同步信道碼位置中的小時隙的預定開始點。
在步驟S402，移動臺在當前小時隙的開始點之后的一幀上、在每個小時隙時鐘位置(即每δ個碼片)上、通過匹配濾波器的輸出獲得10mse幀的長碼組信息和開始點信息，即幀同步信息。下面將詳細描述步驟S402。移動臺具有跳時碼序列的所有可能循環(huán)移位信息，即Nx×L的移位信息。移動臺在每個小時隙時鐘位置使用NGROUP×L的移位信息和匹配濾波器的輸出來獲得長碼組和幀同步信息。亦即，移動臺計算對應(yīng)于NGROUP×L個序列中的每個序列的一幀的判決變量。每個判決變量是通過在對應(yīng)于相應(yīng)碼序列的每個元素的相對位置上非相干地相加匹配濾波器的輸出而獲得的。該相對位置是通過每個跳時碼序列的第一元素值而獲得的。亦即，每個判決變量是在每個時隙選擇的匹配濾波器的16個輸出之和。移動臺通過從NGROUP×L(512)個判決變量中選擇最大值而獲得長碼組和幀同步信息。
圖5是表示圖4中所示步驟S402的示意圖。圖5中，長碼組數(shù)為2。Tframe表示幀長。一幀被分成4個時隙。時隙被分成5個小時隙。每個時隙的小時隙數(shù)為5，并且跳時碼的字母尺寸等于每個時隙的小時隙數(shù)。第一組的跳時碼是(1334)，而第二組的跳時碼是(4021)。
總循環(huán)移位(1334)(4133)(3413)(3341)(4021)(1402)(2140)(0214)時間偏移(時隙) 0 1 2 3圖6是表示可用于圖4中所示的快速小區(qū)搜索方法的跳時碼一示例的示意圖。跳時碼是Reed-Solomon碼字的子集，該碼字的字母尺寸為17，其長度為16。每個碼字的所有16個循環(huán)移位是唯一的，并且各碼字之間的最小Hamming(漢明)距是14。跳時碼可用來對32個長碼組進行編碼，并提供完整的幀定時信息。任意最小時隙方式(slot wise)(128)時間偏移的任意兩個序列之間的最大跳變(hitting)數(shù)是4，即使每個時隙(0.625)的小時隙數(shù)為20(由于跳碼的字母尺寸為17，不使用最后的13個小時隙)仍是如此。
在步驟S403中，移動臺使用在步驟S402中獲得的長碼組和幀同步信息來檢測長碼。從在步驟S402中獲得的幀的開始點執(zhí)行相對于與在步驟S402中獲得的長碼組對應(yīng)的長碼的相關(guān)運算，以獲得相關(guān)結(jié)果。當各相關(guān)結(jié)果中的最大值大于所設(shè)置的閾值時，移動臺判斷具有最大值的長碼被當前基站用來進行前向鏈路的頻帶擴展。
在步驟S404，移動臺判斷是否檢測到長碼。當步驟S404的判斷結(jié)果為未檢測到長碼時，例程返回到步驟S401。相反，如果在步驟S404判斷檢測到長碼，則整個操作結(jié)束。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，為了獲得同步信道和業(yè)務(wù)信道之間的正交特性，相對于長碼在同步信道碼位置插入同步信道碼。該長碼被用來對業(yè)務(wù)信道進行直接序列頻帶擴展。此時，由于不產(chǎn)生在同步信道碼位置處通過同步信道碼接收到的業(yè)務(wù)信道的干擾，因此，增加同步信道碼匹配濾波器的檢測概率，以降低移動臺的初始同步獲取時間。在傳統(tǒng)方法中，將兩個同步信道碼中的一個插入到長碼中，而保持另一個同步信道碼，使其不滿足正交特性。由于對每個時隙同步信道碼的插入位置相同，因此，當時隙開始點與序列基站相符時可降低業(yè)務(wù)信道的容量。相反，在本發(fā)明的第一實施例中，具有好的相關(guān)和自相關(guān)特性的二進制跳碼被用來對同步信道碼的位置進行調(diào)制，這可解決傳統(tǒng)方法的缺點。
下面，將參照附圖7和8來描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的異步寬帶碼分多址系統(tǒng)中的快速小區(qū)搜索方法。圖7是表示本發(fā)明第二實施例的異步寬帶碼分多址中快速小區(qū)搜索方法的流程圖。圖8是表示圖7中所述的小區(qū)搜索方法原理的示意圖。
在步驟701，本發(fā)明的接收機(未示出)在L個時隙上每個時隙從2560個樣本值中選擇一個最大值，即每幀L個最大值。最好，在本發(fā)明的實施例中，L為16。
在步驟S702，接收機從最大值開始按順序每幀從L個最大值中選擇S個最大值(其中，2≤S≤L)，并且相對于與S個所選擇的最大值對應(yīng)的每個位置計算(NGROUP×L×S)個判決變量，這些判決變量對應(yīng)于多個偽跳時碼序列中的每個。NGROUP表示該系統(tǒng)中使用的長碼組數(shù)。最好，在本發(fā)明的實施例中，NGROUP是32。每個判決變量是通過在相對位置非相干地相加匹配濾波器的輸出而獲得的，該相對位置對應(yīng)于相應(yīng)的碼序列中的每個元素。該相對位置是通過每個跳時碼序列的第一元素來確定的。亦即，每個判決變量是其中每個順序選擇一個變量的匹配濾波器的16個輸出之和。
在步驟S703，移動臺(未示出)通過從在步驟S702中計算的(NGROUP×L×S)個判決變量中選擇最大值來獲得長碼組和幀同步信息。幀同步信息表示相對于幀的開始點的信息。
在步驟S704，移動臺使用在步驟S703中檢測到的長碼組和幀同步信息來檢測被當前基站用來對前向鏈路進行頻帶擴展的長碼。從在步驟S703獲得的幀的開始點執(zhí)行相對于與在步驟S402中獲得的長碼組對應(yīng)的長碼的相關(guān)運算，以獲得相關(guān)結(jié)果。當各相關(guān)結(jié)果中的最大值大于所設(shè)置的閾值時，移動臺判斷具有最大值的長碼被當前基站用來進行前向鏈路的頻帶擴展。
下面，將參照附圖9和10來描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的異步寬帶碼分多址中的快速小區(qū)搜索方法。圖9是本發(fā)明第二實施例的異步寬帶碼分多址中快速小區(qū)搜索方法的流程圖。圖10是表示圖7中所示小區(qū)搜索方法原理的示意圖。
在步驟S901，本發(fā)明的接收機(未示出)一幀內(nèi)在L個時隙每個時隙從2560個樣本值中選擇K(其中K是大于1的整數(shù))個最大值，即每幀(L×K)個最大值。最好，在本發(fā)明的實施例中，L為16。
在步驟S902，接收機相對于與(K×L)個所選擇的最大值對應(yīng)的每個位置計算與多個偽跳時碼序列中的每個對應(yīng)的(NNEIGHBORD×L×S)個判決變量。NNEIGHBORD表示該系統(tǒng)應(yīng)在移動臺空閑或激活狀態(tài)中搜索的相鄰小區(qū)的組數(shù)。最好，在本發(fā)明的實施例中，1≤NNEIGHBORD≤NGROUP是32。每個判決變量是通過在相對位置非相干地相加匹配濾波器的輸出而獲得的，該相對位置對應(yīng)于相應(yīng)的碼序列中的每個元素。該相對位置是通過每個跳時碼序列的第一元素來確定的。
在步驟S903，移動臺(未示出)通過從在步驟S702中計算的(NNEIGHBORD×L×K×L)個判決變量中選擇最大值來獲得長碼組和幀同步信息。
在步驟S904，移動臺使用在步驟S903中檢測到的長碼組和幀同步信息來檢測被當前基站用來對前向鏈路進行頻帶擴展的長碼。從在步驟S903獲得的幀的開始點執(zhí)行相對于與在步驟S903中獲得的長碼組對應(yīng)的長碼的相關(guān)運算，以獲得相關(guān)結(jié)果。當各相關(guān)結(jié)果中的最大值大于所設(shè)置的閾值時，移動臺判斷具有最大值的長碼被當前基站用來進行前向鏈路的頻帶擴展。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在異步寬帶CDMA系統(tǒng)中，可由一個同步信道來執(zhí)行小區(qū)搜索操作，并且用于獲得10msec的長碼組信息和幀同步信息的并行相關(guān)器不是必要的?？杀３智跋蜴溌返耐叫诺篮蜆I(yè)務(wù)信道之間的正交特性。因此，與傳統(tǒng)的小區(qū)搜索方法相比，本發(fā)明降低了初始同步獲取時間。不降低前向信道的容量，并可降低移動臺的復雜程度。由于在獲取長碼組和幀同步信息的同時產(chǎn)生的差錯減少，因此，小區(qū)搜索時間減少，從而提高的搜索性能。這就提高了在信噪比方面的性能，從而以采用小能量的同步信道來實現(xiàn)小區(qū)搜索所需的性能。本發(fā)明在第二步驟中使用在第一步驟中獲得的匹配濾波器的輸出，因此不需要另外的硬件，并且采用極少的計算便可改善小區(qū)搜索性能。
本發(fā)明可在不背離其宗旨和基本特征的情況下體現(xiàn)為其他具體形式。因此，本發(fā)明的各實施例僅視為示意性的而不作限定，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是前述說明來指示，因此，將包括各權(quán)利要求的等效涵義及范圍內(nèi)的所有變化。
權(quán)利要求
1.一種異步寬帶碼分多址系統(tǒng)中的小區(qū)搜索方法，所述方法包括如下步驟(i)相對于同步信道碼根據(jù)匹配濾波器的輸出每時隙選擇一個最大值，即每幀選擇L(其中L是大于1的每幀時隙數(shù))個最大值，并且從L個最大值中選擇S(2≤S≤L)個值；(ii)相對于與S個所選擇的最大值對應(yīng)的每個位置，計算對應(yīng)于多個偽跳時碼序列中的每個的(NGROUP×L×S)個判決變量；(iii)根據(jù)所計算出的(NGROUP×L×S)個判決變量，來獲得長碼組和幀同步信息；和(iv)根據(jù)在步驟(iii)中獲得的長碼組和幀同步信息，來檢測長碼，其中該長碼被當前基站用來對前向鏈路進行頻帶擴展。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(ii)中的每個判決變量是通過在與對應(yīng)碼序列中的每個元素對應(yīng)的相對位置上非相干地相加匹配濾波器的輸出而獲得的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中長碼組和幀同步信息是通過從在步驟(iii)中計算出的(NGROUP×L×S)個判決變量中選擇最大值而獲得的。
全文摘要
一種在碼分多址系統(tǒng)中在移動臺使用前向鏈路的同步信道結(jié)構(gòu)快速搜索小區(qū)的方法，該系統(tǒng)在各基站之間以異步模式操作。在該方法中，相對于同步信道碼根據(jù)匹配濾波器的輸出每時隙選擇一個最大值，即每幀選擇L(其中L是大于1的每幀時隙數(shù))個最大值，并且從L個最大值中選擇S(2≤S≤L)個值。相對于與S個所選擇的最大值對應(yīng)的每個位置，計算對應(yīng)于多個偽跳時碼序列中的每個的(N
文檔編號H04B7/204GK1551667SQ200310122380
公開日2004年12月1日 申請日期1999年10月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月26日
發(fā)明者金一奎, 河相旭, 林炳愚, 李相吉 申請人:Sk泰力康姆株式會社