專利名稱：使用智能天線的碼分多址系統(tǒng)中下行業(yè)務碼道的同步方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種碼分多址通信系統(tǒng)，更確切地說是涉及使用智能天線技術的碼分多址無線通信系統(tǒng)(CDMA)的下行業(yè)務碼道的同步方法。
背景技術：
發(fā)明名稱為“同步碼分多址通信鏈路的建立和保持方法”的第97118934.X號中國專利公開了一種建立和保持同步碼分多址通信系統(tǒng)(SCDMA)鏈路的方法，其中包括為實現(xiàn)同步、終端所采用的對下行信號的處理方法。該方法完全依賴對同步頭的檢測來實現(xiàn)下行業(yè)務碼道的同步。在建筑物較稀疏的電磁傳播環(huán)境下，或者在基站與終端之間存在視線傳播(LOS)的固定無線接入的應用中，這種SCDMA無線通信系統(tǒng)的下行業(yè)務碼道(碼道)同步方法基本滿足語音通信的要求。但是，在建筑物較密集的城市環(huán)境中，普遍存在著非視線(NLOS)傳播和多徑(Multipath)傳播現(xiàn)象。為克服多徑現(xiàn)象所造成的對信號的衰落與干擾、進而造成通信質量降低、系統(tǒng)容量降低等損害，在同步碼分多址通信系統(tǒng)中引入了智能天線以大大減少總干擾。這種情況下，第97118934.X號中國專利所公開的完全依賴對同步頭的檢測來實現(xiàn)下行業(yè)務碼道的同步方法所存在的缺陷便凸顯出來。這是因為在使用智能天線的SCDMA系統(tǒng)中，下行業(yè)務碼道是由基站智能天線進行方向性波束賦形后發(fā)出的，而同步頭卻是要求覆蓋整個小區(qū)的非方向性信號，因此同步頭與下行業(yè)務碼道所經(jīng)過的空間信道實際上是不同的，二者的衰落特征、同步特征等存在著差異，多徑越嚴重，其差異越大。因此在多徑條件下，這種下行業(yè)務碼道的同步方法會導致信噪比降低，誤碼率提高，通信質量下降，掉話率升高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種簡單有效的碼分多址無線通信系統(tǒng)中下行業(yè)務碼道的同步方法，從而克服了上述缺陷。
本發(fā)明的方法包括以下步驟(1)在同步頭中設計一個固定的已知序列作為同步訓練序列；(2)基站向所有移動終端發(fā)射同步頭，移動終端將接收到的已經(jīng)過過采樣得到的信號測量值與本地產(chǎn)生的同步訓練序列進行相關計算，初步判定業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)起始點A；(3)以步驟(2)中得到的數(shù)據(jù)起始點A為基準點，取左右偏離的n個采樣點，進行滑動相關計算，求相關功率和，并選擇其中功率和的最大值所對應的采樣點為業(yè)務碼道數(shù)據(jù)的起始點A’；(4)以步驟(3)所求得的業(yè)務碼道數(shù)據(jù)起始點A’作為下行同步點解擴業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)，得到業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)結果R1；以步驟(2)解得的業(yè)務碼道數(shù)據(jù)起始點A作為下行同步點解擴業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)，得到業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)結果R2；(5)比較結果R1、R2的信噪比，選擇信噪比大的作為業(yè)務碼道的輸出，由此實現(xiàn)業(yè)務碼道的同步。
優(yōu)選地，步驟(2)中相關計算解得的最大相關峰的位置即為依據(jù)同步頭得到的下行同步點，根據(jù)該下行同步點的位置和SCDMA系統(tǒng)的信令格式，初步判定業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)起始點A。
優(yōu)選地，步驟(3)中取得n個采樣點后，利用相關窗的原理，在2n+1的窗口內(nèi)對于接收到以碼片速率抽樣得到的m1個信號測量值與本地以碼片速率產(chǎn)生的m2長的正交擴頻序列進行滑動相關。
由上可知，本發(fā)明首先根據(jù)同步頭解得下行同步位置。由于同步訓練序列下行發(fā)射與智能天線發(fā)射空間鏈路的不同，所以多徑嚴重的情況下，所確定的業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)起始位置并不準確。而另一方面，SCDMA業(yè)務碼道信號具有以下特性當本地產(chǎn)生的用戶業(yè)務碼道正交擴頻序列與接收到的基站下發(fā)的用戶業(yè)務碼道信息序列對齊(即同步)時，將得到最大的相關功率。本發(fā)明正是在解調(diào)同步訓練序列的基礎之上，利用SCDMA業(yè)務碼道信號自身的特質，對于得到的同步位置進行修正，利用了通過尋找最大相關功率點的方法修正業(yè)務碼道的下行同步從而得到更高的同步準確性，提高系統(tǒng)解調(diào)后的信噪比。因此，本發(fā)明所提供的方法不需要增加訓練序列，而是利用信號本身的特性，提高了系統(tǒng)下行的同步準確性，大大提高了系統(tǒng)在多徑環(huán)境中業(yè)務碼道的通信質量。


下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的說明。附圖中圖1為時分雙工(TDD)碼分多址(CDMA)的智能天線系統(tǒng)中下行業(yè)務碼道與同步頭不同傳輸路徑的示意圖；圖2為業(yè)務碼道下行同步的處理流程圖。
具體實施例方式
圖1說明了時分雙工(TDD)碼分多址(CDMA)的智能天線系統(tǒng)下行業(yè)務碼道與同步頭不同傳輸路徑，其中虛線表示同步頭發(fā)射所經(jīng)過的路徑，實線是小區(qū)中智能天線發(fā)射的某一用戶信號的傳播路徑?？梢悦黠@看到同步頭和用戶經(jīng)歷的路徑存在明顯的差異，這個路徑的差異直接導致用戶接收的同步頭和用戶信號之間的時延。本發(fā)明就是利用CDMA的用戶信號與本地產(chǎn)生的相應正交擴頻序列同步時相關功率最大這一特征消除這個時延差的影響，提升系統(tǒng)性能。
以下結合圖2描述本發(fā)明具體實施方式
的智能天線系統(tǒng)中業(yè)務碼道的下行同步方法。
首先，在同步頭SYNC中設計一個固定的已知序列DOWN_SYNC作為同步訓練序列。同步訓練序列的主要目的是接收端已經(jīng)知道同步訓練序列的內(nèi)容，可以根據(jù)接收同步訓練序列的情況獲得同步定時信息。已知序列DOWN_SYNC，例如可為一段固定長度的全“1”或者“0”的序列。其中，同步訓練序列可在偽隨機序列和沃爾什碼的乘積中選取已知固定長度的碼序列。此外，同步頭中僅含有同步訓練序列。
其次，基站BS向所有移動終端發(fā)射同步頭，移動終端將已經(jīng)過過采樣得到的信號測量值與本地產(chǎn)生的同步訓練序列(此同步訓練序列與基站下行的必須完全相同)進行相關計算，解得的最大相關峰的位置即為依據(jù)同步頭得到的下行同步點，根據(jù)該下行同步點的位置和SCDMA系統(tǒng)的信令格式，初步判定業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)起始點A；下一步，以步驟(2)中得到的A點為基準點，取左右偏離的n個采樣點，n的取值根據(jù)無線信道中的多徑時延散布決定，根據(jù)不同的傳播環(huán)境多徑的時延散步不同，需要定義不同的n值?？梢愿鶕?jù)下式確定n值n＝終端的過采樣率*多徑最大相對時延差/碼片的寬度其中，過采樣率為碼片速率的n倍，n是大于等于2的整數(shù)。
利用相關窗的原理，在2n+1的窗口內(nèi)對于接收到的m1個采樣點。其中，m1＝2n+1+m2，m2為同步訓練序列的長度。m1個采樣點是根據(jù)下行同步點為基準點向左取n個采樣點，向右取n+m2個采樣點。m1個采樣點與本地產(chǎn)生的同步訓練序列(m2長的正交擴頻序列)進行滑動相關，求相關功率和，選擇其中功率和的最大值所對應的采樣點為業(yè)務碼道數(shù)據(jù)的起始點A’；下一步，以步驟(3)所求得的業(yè)務碼道數(shù)據(jù)起始點A’作為下行同步點解擴業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)，得到業(yè)務碼道數(shù)據(jù)結果R1；以步驟(2)解得的同步點作為下行同步點解擴業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)，得到業(yè)務碼道數(shù)據(jù)結果R2；最后，比較結果R1、R2的信噪比SNR，選擇信噪比大的作為業(yè)務碼道的輸出，由此實現(xiàn)業(yè)務碼道的更精確的同步。
權利要求
1.一種使用智能天線的碼分多址系統(tǒng)中的下行業(yè)務碼道的同步方法，其特征在于它包括以下步驟(1)在同步頭中設計一個固定的已知序列作為同步訓練序列；(2)基站向所有移動終端發(fā)射同步頭，移動終端將接收到的已經(jīng)過過采樣得到的信號測量值與本地產(chǎn)生的同步訓練序列進行相關計算，初步判定業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)起始點A；(3)以步驟(2)中得到的數(shù)據(jù)起始點A為基準點，取左右偏離的n個采樣點，進行滑動相關計算，求相關功率和，并選擇其中功率和的最大值所對應的采樣點為業(yè)務碼道數(shù)據(jù)的起始點A’；(4)以步驟(3)所求得的業(yè)務碼道數(shù)據(jù)起始點A’作為下行同步點解擴業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)，得到業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)結果R1；以步驟(2)解得的業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)起始點A作為下行同步點解擴業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)，得到業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)結果R2；(5)比較結果R1、R2的信噪比，選擇信噪比大的作為業(yè)務碼道的輸出，由此實現(xiàn)業(yè)務碼道的同步。
2.如權利要求1所述的同步方法，其特征在于步驟(1)所述的已知序列是在偽隨機序列和沃爾什碼的乘積中選取的已知固定長度的碼序列。
3.如權利要求1所述的同步方法，其特征在于步驟(2)中相關計算所解得的最大相關峰的位置即為依據(jù)同步頭得到的下行同步點，根據(jù)該下行同步點的位置和SCDMA系統(tǒng)的信令格式，初步判定業(yè)務碼道的數(shù)據(jù)起始點A。
4.如權利要求1所述的同步方法，其特征在于步驟(3)中取得n個采樣點后，利用相關窗的原理，在2n+1的窗口內(nèi)對于接收到以碼片速率抽樣得到的m1個信號測量值與本地以碼片速率產(chǎn)生的m2長的正交擴頻序列進行滑動相關。
5.如權利要求4所述的同步方法，其特征在于步驟(3)所述的n的取值可以根據(jù)下式確定n＝終端的過采樣率×多徑最大相對時延差/碼片的寬度
6.如權利要求5所述的同步方法，其特征在于步驟(3)中，m1＝2n+1+m2，m2為同步訓練序列的長度，m1個采樣點是根據(jù)下行同步點為基準點向左取n個采樣點，向右取n+m2個采樣點獲得的。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種簡單有效的碼分多址通信系統(tǒng)的同步方法，尤其是使用智能天線技術的碼分多址無線通信系統(tǒng)(CDMA)的下行業(yè)務碼道的同步方法。本發(fā)明方法首先根據(jù)同步頭初步解得下行同步位置。在解調(diào)同步訓練序列的基礎之上，利用了通過尋找最大相關功率點的方法修正業(yè)務碼道的下行同步從而得到更高的同步準確性，提高系統(tǒng)解調(diào)后的信噪比。因此，本發(fā)明所提供的方法不需要增加訓練序列，而是利用信號本身的特性，提高了系統(tǒng)下行的同步準確性，大大提高了系統(tǒng)在多徑環(huán)境中業(yè)務碼道的通信質量。
文檔編號H04B7/26GK1697345SQ20041003476
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月12日 優(yōu)先權日2004年5月12日
發(fā)明者李一鳴, 丁勇, 謝海燕 申請人:北京信威通信技術股份有限公司