專利名稱：無線終端的粗同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及無線終端的粗同步技術(shù)。
背景技術(shù)：
在時分同步碼分多址(Time Division Synchronous Code DivisionMultiple Access，簡稱“TD-SCDMA”)，長期演進(jìn)(Long Term Evolution，簡稱“LTE”)等通訊系統(tǒng)中， 無線終端在開機(jī)后，需要進(jìn)行小區(qū)的檢測，并且檢測出小區(qū)的同步信息(如在TD-SCDMA中， 需要檢測出子幀的同步信息)。在一般的通訊系統(tǒng)中，都包含有自相關(guān)和互相關(guān)特性比較好的導(dǎo)頻序列，無線終 端可以通過對接收到的信息用導(dǎo)頻序列進(jìn)行相關(guān)，來檢測出小區(qū)的同步信息，但是由于在 一個周期內(nèi)(如TD-SCDMA中的1個子幀)進(jìn)行相關(guān)，需要耗費很大的運(yùn)算量，這會增加無 線終端的功耗和成本；所以我們需要尋求其它的方法來檢測出粗同步信息，比如可以通過 通訊系統(tǒng)的功率特征信息(如TD-SCDMA子幀中的功率特征信息)來檢測小區(qū)的粗同步信 息，并且在小范圍內(nèi)再通過相關(guān)等方法檢測其小區(qū)的精確同步信息和對應(yīng)的訓(xùn)練序列碼信 肩、οTD-SCDMA系統(tǒng)中，終端中普遍使用功率特征窗來檢測TD小區(qū)的粗同步信息， TD-SCDMA的子幀結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，在每個時隙(Time Slot，簡稱“TS”)的最后16個Chip (碼片)為Gap (空 隙)，在下行導(dǎo)頻時隙(Downlink Pilot Time Slot，簡稱“DwPTS”)的前 32 個 Chip 為 Gap， 且在Gap時間段中基站無信息發(fā)送，所以子幀的第2個Slot前的功率特征信息如圖2所示， 其中最后160chip上行導(dǎo)頻時隙(UplinkPilot Time Slot，簡稱“UpPTS”)為手機(jī)接入時
的發(fā)送信號，有可能無功率。TD-SCDMA系統(tǒng)中普遍采用的方法是利用64chip的Dwpts，以及其前面和后面32 個Chip的Gap來檢測粗同步信息，如圖3所示。在圖2和圖3的Gap中，雖然基站無發(fā)送信息，但是在接收端，由于噪聲的存在，所 以無線終端還會收到一定的信號功率，所以在圖2和圖3中，Gap中還畫上了一定的幅度。這樣，計算接收信號第η點開始的R (n)= bM) (公式 1)
J ( (")+。("))其中
32-1aj(η) = YjRxDataPowerin * NStepSize + /)(公式 2)
i=0 64-1bj(n) = YjRxDataPowerin * NStepSize + 32 + )(公式 3)
632-1Cj (n) = YjRxDataPowerin * NStepSize + 32 + 64 + i)(公式 4)
!=0其中RxDataPower (m)為無線終端收到的信號功率(步長為Chip)。在1個子幀內(nèi)， 以一定的步長(NSt印Size Chip)滑動 n，求 R」(n)，n = 0，1，2，3· · · N-I ；N^NStepSize 為一 個子幀包含的Chip數(shù)目。再求Rj(Ii)中的最大值及其位置Posj;并且對多個子幀求Posj, j = 0,1,2... J-I J為粗同步使用的子幀數(shù)，判決J個子幀中是否存在M(M <= J)個子幀 的同步點位置(Posj)偏差小于門限，如果是粗同步成功，并且得出其同步點位置FinPos。上述的粗同步檢測方法，不僅漏檢測性能不如人意，還會存在很大的誤檢測概率， 在實際網(wǎng)絡(luò)中會碰到如下問題首先，如果不是BCH載波(無Dwpts和UpPTS信號)，通過上面的方法計算Rj (η)， 會在時隙的邊上出現(xiàn)峰值，因而會誤解為BCH載波且粗同步成功。其次，若無線終端周邊有其他無線終端在發(fā)送信號，則本無線終端會接收到，且其 接收功率可能要比接收基站功率大(其他無線終端可能離本終端的距離比基站離本無線 終端的距離要近的多)。若此時本無線終端正在進(jìn)行粗同步檢測，則計算出的& (η)會在其 他無線終端發(fā)射的時隙邊上出現(xiàn)很強(qiáng)的峰，導(dǎo)致檢測出的同步位置不準(zhǔn)確。再次，計算出的Rj(Ii)在時隙邊上有可能存在很大的峰值，且常常會出現(xiàn)某些子幀 的在時隙邊上的Rj (η)會大于Dwpts位置的Rj (η)值，這樣在J個子幀中Posj值靠近的子 幀數(shù)常常會小于Μ,導(dǎo)致粗同步失敗，影響漏檢測性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無線終端的粗同步方法，可以大大降低粗同步的誤檢 測率，并且在實際情況中粗同步漏檢測性能可以提高3db。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種無線終端的粗同步方法，包 括以下步驟接收無線信號并進(jìn)行下采樣，根據(jù)采樣值在第j個功率特征窗周期中計算得到N 個功率值；在預(yù)先設(shè)定的依次排列的四個區(qū)域中，分別計算功率值之和，得到四個區(qū)域的功 率特征 a』(n)，bj (η)，Cj (η)，Clj(Ii)；對aj (η)，bj (η)，Cj (η)，d」(η)進(jìn)行歸一化，得到四個區(qū)域的歸一化功率特征norm_ aj (η)，norm_bj (η)，norn_Cj (η)，norm_dj (η)；計算歸一化功率特征norm_aj (η)和norm_Cj (η)中的最小值min_norm_aCj (η)，計 算歸一化功率特征norm_b」(n)和norm_dj (η)中的最大值max_norm_bdj (η)；計算 Rj (n) = (min_norm_aCj (η) + η) / (max_norm_bdj (η) + ε )；計算向量中的最大值及該最大值的位置；重復(fù)執(zhí)行上述各步驟，得到J個功率特征窗周期中向量中的最大值的位置， 并聯(lián)合判決得到粗同步的同步點位置；其中，11 = 0，1，2，...^1;」=0，1，2...了-1，η和ε是作為修正值的實數(shù)。本發(fā)明實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要效果在于有效地克服了在計算R(n)時在時隙邊上出現(xiàn)峰值的可能性，大大地降低了誤檢測率，并且提高了漏檢測性能，在實際情況中漏檢測性能可以提高3db。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中TD-SCDMA的子幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中TD-SCDMA的子幀的第2個Slot前的功率特征信息示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)中TD-SCDMA利用64chip的Dwpts，以及其前面和后面32個Chip 的Gap來檢測粗同步信息的示意圖；圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施方式中無線終端的粗同步方法流程示意圖；圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施方式中所使用的有4段功率特征信息的特征窗示意圖；圖6是本發(fā)明另一實施方式中所使用的帶有Gap的特征窗示意具體實施例方式在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化 和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施 方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明的技術(shù)方案可以應(yīng)用于TD-SCDMA和LTE等無線通信系統(tǒng)中。本發(fā)明各實 施方式中所稱的“功率特征窗周期”為系統(tǒng)的信號的發(fā)送周期。對于TD-SCDMA系統(tǒng)來說， 功率特征窗周期為子幀；對于LTE系統(tǒng)來說，功率特征窗周期為幀或者半幀。本發(fā)明的無線終端的粗同步方法的優(yōu)選實施方式的流程如圖4所示。在步驟401中，計算第j功率特征窗周期接收信號的功率，設(shè)收到的信號為 RxDataj (ρ), ρ = 0,1,2. . . Ρ-1，對于一般的通訊系統(tǒng)來說RxDataj (ρ)為復(fù)信號，包含I和Q 兩路信號；按照系統(tǒng)的精度要求，可以先對RxDataj(P)進(jìn)行下采樣，并且計算 RxDataPowj (q)；RxDataPowj (q) = RxDataj (q*DownSampRate+m) *conj (RxDataj (q氺DownSampRate+ m))(公式5)其中 DownSampRate 為下采樣率(可以為 1, 2，3. · · )，m 為 0，1. · · DownSampRate-I 中的任意值，con j (a)為對 a 求共軛；q 為 0，1，2. ..Q-I ； j = 0,1,2. ..J-I0此后進(jìn)入步驟402，對NStepSize個點的功率進(jìn)行求和
NstepSize-IRxDataPowStepj(k) = YjRxDataPowβ * NStepSize + s)；(公式 6)
s=0其中，k= 0，1· · · K-l。此后進(jìn)入步驟403，在預(yù)先設(shè)定的依次排列的四個區(qū)域中，分別計算功率值之和， 得到四個區(qū)域的功率特征a」(η)，bj (η)，Cj (η)，dj (η)。本發(fā)明的各實施方式中，計算a>)，b>)，c>)，d>)中說明的“依次排列”不 是指四個區(qū)域必須無縫連接，僅是指有先后順序，四個區(qū)域之間可以是無縫的，也可以有預(yù) 定長度的空隙。
現(xiàn)有技術(shù)的算法使用了功率特征的3段信息，計算aj (η)，bj (η)，Cj (η)，，如圖3所 示。本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)的算法進(jìn)行了改進(jìn)，共使用4段功率特征信息的特征窗，如圖5所示。在TD-SCDMA中，在同步點對上時，a區(qū)域為Subframe中TsO的部分或者全部的接 收信息，b區(qū)域?qū)?yīng)于48chip Gap部分或者全部的接收數(shù)據(jù)，c區(qū)域?qū)?yīng)于64Chip Dwpts 部分或者全部的接收數(shù)據(jù)，d區(qū)域?qū)?yīng)于96ChipGap的部分或者全部接收數(shù)據(jù)，對于其它通 訊系統(tǒng)，如LTE，可以對應(yīng)于其相應(yīng)的位置區(qū)域。
La-I計算。(η)二 YjRxDataPowStepj(η + )(公式 7)
(=0 Lb-I計算…(n)= YjRxDataPowStepj(η + La + )(公式 8)
(=0 Le-I計算cy(n)= YjRxDataPowStepj(η + La + Lb + )(公式 9)
(=0 Lrf-I計算尖(n)= YjRxDataPowStepj^ + La + Lb + Lc + i)(公式 10)
r=0其中，η= 0，1，2，. · · N-1。為了減少運(yùn)算量，可以對aj(n)，bjfc)，Cj (η), (Ij (η)的運(yùn)算進(jìn)行優(yōu)化，即先通過 公式 7 10 計算 a』(0)，bj (η)，Cj (η)，d』(0)；再計算 a』(η)，bj (η)，Cj (η)，d』(η)，η = 1， 2, . . .N-I0具體如下
權(quán)利要求
一種無線終端的粗同步方法，其特征在于，包括以下步驟接收無線信號并進(jìn)行下采樣，根據(jù)采樣值在第j個功率特征窗周期中計算得到N個功率值；在預(yù)先設(shè)定的依次排列的四個區(qū)域中，分別計算功率值之和，得到四個區(qū)域的功率特征aj(n)，bj(n)，cj(n)，dj(n)；對aj(n)，bj(n)，cj(n)，dj(n)進(jìn)行歸一化，得到四個區(qū)域的歸一化功率特征norm_aj(n)，norm_bj(n)，norm_cj(n)，norm_dj(n)；計算歸一化功率特征norm_aj(n)和norm_cj(n)中的最小值min_norm_acj(n)，并計算歸一化功率特征norm_bj(n)和norm_dj(n)中的最大值max_norm_bdj(n)；計算Rj(n)＝(min_norm_acj(n)+η)/(max_norm_bdj(n)+ε)；計算Rj(n)向量中的最大值及該最大值的位置；重復(fù)執(zhí)行上述各步驟，得到J個功率特征窗周期中Rj(n)向量中的最大值的位置Max_Posj，并聯(lián)合判決這J個功率特征窗周期中的Max_Posj值，得到粗同步的同步點位置；其中，n＝0，1，2，...N 1；j＝0，1，2...J 1，η和ε是作為修正值的實數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，該無線終端是時分同步 碼分多址系統(tǒng)的終端，所述功率特征窗周期是子幀。
3.如權(quán)利要求1所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，該無線終端是長期演進(jìn) 系統(tǒng)的終端，所述功率特征窗周期是幀或者半幀。
4.如權(quán)利要求1所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于， η = 0，ε =0。
5.如權(quán)利要求1所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，所述根據(jù)采樣值在第j個 功率特征窗周期中計算得到N個功率值的步驟包括以下子步驟計算采樣點的功率RxDataPowj (q)RxDataPowj (q) = RxDataj (q*DownSampRate+m) *con j (RxDataj (q*DownSampRate+m))； 對NStepSize個點的功率進(jìn)行求和NstepSize-IRxDataPowStepj(k) = ^RxDataPowj (k * NStepSize + s)；s=0其中，RxDataj (ρ)為收到的信號，DownSampRate為對RxDataj (ρ)進(jìn)行下采樣的下采樣 率，m為0，1. · · DownSampRate-I中的任意值，conj (a)為對a求共軛，NstepSize為粗同步 時域上的分辨率。
6.如權(quán)利要求1所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，所述根據(jù)采樣值在第j個 功率特征窗周期中計算得到N個功率值的步驟中，根據(jù)以下公式求得每個功率值NstepSize-IRxDataPowStepj(k) 二 Z|RxDataj((眾*NStepSize + 5)*DownSampRate-\-m)\2 ,s=0其中，RxDataj (ρ)為收到的信號，DownSampRate為對RxDataj (ρ)進(jìn)行下采樣的下采樣 率，m為0，1. . . DownSampRate-I中的任意值，NstepSize為粗同步時域上的分辨率。
7.如權(quán)利要求1所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，計算…(n)，Mn)，c>)， dj(n)的所述依次排列的四個區(qū)域是無縫地首尾連接的四個區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，通過以下方式計算
9.如權(quán)利要求7所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，通過以下方式計算
10.如權(quán)利要求1所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，計算 00，b^n)， Cj(n) ,Cij(η)的所述依次排列的四個區(qū)域中任意兩個相鄰區(qū)域之間有預(yù)定長度的空隙。
11.如權(quán)利要求10所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，通過以下方式計算
12.如權(quán)利要求10所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，通過以下方式計算 aj (η), bj (η), Cj (η), (Ij (η)
13.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，所述對 Bj (η)，bj (η)，Cj (η)，dj (η)進(jìn)行歸一化的步驟中，通過以下方式進(jìn)行歸一化norm_aj (η) = (η) /La norm—bj(n) = hs (η) /Lb norm—Cj(Ii) = Cj (η) /Lc norm—dj(n) = ds (n) /Ld其中，La為a區(qū)域的步長數(shù)，Lb為b區(qū)域的步長數(shù)，Lc為c區(qū)域的步長數(shù)，Ld為d區(qū) 域的步長數(shù)。
14.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，所述對 Bj (η)，bj (η)，Cj (η)，dj (η)進(jìn)行歸一化的步驟中，通過以下方式進(jìn)行歸一化norm—a』(η) = a』(η)，norm—b』(η) = hs (η) norm—Cj (η) = Cj (η)，norm—d』(η) = ds (η)。
15.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，所述對 Bj (η)，bj (η)，Cj (η)，dj (η)進(jìn)行歸一化的步驟中，通過以下方式進(jìn)行歸一化norm_aj (η) = a」· (η)水Lc/La，norm—bj (η) = hs (n) ^Ld/Lb, norm—Cj (n) = Cj (n)，norm—dj (n) = ds (n)其中，La為a區(qū)域的步長數(shù)，Lb為b區(qū)域的步長數(shù)，Lc為c區(qū)域的步長數(shù)，Ld為d區(qū) 域的步長數(shù)。
16.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，所述對 Bj (η)，bj (η)，Cj (η)，(Ij (η)進(jìn)行歸一化的步驟中，通過以下方式進(jìn)行歸一化norm—a』(η) = a』(η)，norm—b』(η) = hs (η)，norm_Cj (η) = Cj (η) ^La/Lc，norm—dj (η) = Cij (η) ^Lb/Ld其中，La為a區(qū)域的步長數(shù)，Lb為b區(qū)域的步長數(shù)，Lc為c區(qū)域的步長數(shù)，Ld為d區(qū) 域的步長數(shù)。
17.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，所述對 Bj (η)，bj (η)，Cj (η)，(Ij (η)進(jìn)行歸一化的步驟中，通過以下方式進(jìn)行歸一化norm—a」· (η) = a」· (η) ^Lc/La, norm—bj (n) = hs (n)， norm—Cj (Ii) = Cj (n)，norm—dj (n) =dj(n)禮b/Ld其中，La為a區(qū)域的步長數(shù)，Lb為b區(qū)域的步長數(shù)，Lc為c區(qū)域的步長數(shù)，Ld為d區(qū) 域的步長數(shù)。
18.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，所述對 Bj (η)，bj (η)，Cj (η)，(Ij (η)進(jìn)行歸一化的步驟中，通過以下方式進(jìn)行歸一化norm—a」· (η) = a」· (η)，norm—bj (η) = hs (η)禮d/Lb， norm—Cj (Ii) = Cj (η)禮a/Lc，norm—dj (η) =dj(n)其中，La為a區(qū)域的步長數(shù)，Lb為b區(qū)域的步長數(shù)，Lc為c區(qū)域的步長數(shù)，Ld為d區(qū) 域的步長數(shù)。
19.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，所述對 Bj (η)，bj (η)，Cj (η)，(Ij (η)進(jìn)行歸一化的步驟中，通過以下方式進(jìn)行歸一化norm—a』(η) = a』(η) ^ β norm—b』(η) = hs (η) * β 2， norm—Cj (η) = Cj (η) * β 3，norm—d』(η) = d』(η) * β 4其中，La為a區(qū)域的步長數(shù)，Lb為b區(qū)域的步長數(shù)，Lc為c區(qū)域的步長數(shù)，Ld為d區(qū) 域的步長數(shù)，β2，β 3' 34為和!^，讓，1^，1^1相關(guān)的參數(shù)。
20.如權(quán)利要求1所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，所述聯(lián)合判決的步驟 中，對粗同步成功判斷準(zhǔn)則為如有M個特征窗周期的MaX_Po~值之間偏差小于某個門限， 則認(rèn)為粗同步成功并且得出粗同步位置，其中M為小于等于J的預(yù)設(shè)門限。
21.如權(quán)利要求20中所述的無線終端的粗同步方法，其特征在于，所述聯(lián)合判決的步 驟中，如果在小于等于J個功率特征窗周期內(nèi)已經(jīng)找到M個特征窗周期的MaX_P0~值之間 偏差小于門限，則認(rèn)為粗同步成功，得出粗同步位置，并且提前結(jié)束粗同步過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，公開了一種無線終端的粗同步方法。本發(fā)明中，使用四個區(qū)域的特征窗，在a和c兩個區(qū)域的歸一化功率特征信息中取最小值，除以b和d兩個區(qū)域的歸一化功率特征信息的最大值，以得到R(n)，有效地克服了在計算R(n)時在時隙邊上出現(xiàn)峰值的可能性，大大的降低了誤檢測率，并且提高了漏檢測性能，在實際情況中粗同步漏檢測性能可以提高3db。
文檔編號H04B7/26GK101958746SQ20101013922
公開日2011年1月26日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者劉豐威, 劉利平, 曹強(qiáng), 沈旭強(qiáng) 申請人:展訊通信(上海)有限公司