專利名稱：無(wú)線通信系統(tǒng)中的幀同步與擾碼識(shí)別及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)主要涉及無(wú)線通信，特別是如第三代通用移動(dòng)電信系統(tǒng)(UMTS)通信系統(tǒng)中的碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)中的幀同步和擾碼確定，包括移動(dòng)通信設(shè)備及其方法。
背景技術(shù)：
在3G UMTS通信系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)(或用戶設(shè)備)需要大量時(shí)間從鄰區(qū)列表信息中搜索鄰區(qū)導(dǎo)頻信號(hào)，鄰區(qū)列表信息由網(wǎng)絡(luò)基站在系統(tǒng)信息廣播或類似消息中提供。
目前，當(dāng)搜索鄰區(qū)導(dǎo)頻信號(hào)時(shí)，UMTS幀同步和擾碼識(shí)別過(guò)程在不同的信號(hào)處理階段進(jìn)行，這通常需要射頻(RF)接收機(jī)的工作來(lái)擴(kuò)展時(shí)間周期，包括待機(jī)期間的工作，這會(huì)導(dǎo)致為數(shù)不少的電池消耗。
在信號(hào)處理階段1，確定接收到的鄰區(qū)信號(hào)的基本同步信道(PSCH)的時(shí)隙邊界。接著，在處理階段2，通過(guò)將第二同步信道(SSCH)的幾個(gè)時(shí)隙和16個(gè)第二同步碼(SSC)中的每一個(gè)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算來(lái)進(jìn)行幀同步，從而允許幀邊界確定和碼組(Group Code)識(shí)別，并可由此確定相應(yīng)的擾碼組。理論上，若假設(shè)沒(méi)有噪聲或衰落，幀同步需要在至少三個(gè)時(shí)隙上進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，但在實(shí)踐中，相關(guān)運(yùn)算可能在15個(gè)或更多的時(shí)隙上進(jìn)行。必須對(duì)每個(gè)在處理階段1識(shí)別的時(shí)隙邊界進(jìn)行幀同步。在處理階段3，基于在階段2識(shí)別的擾碼，進(jìn)行基站選擇。
現(xiàn)有的幀同步過(guò)程會(huì)產(chǎn)生很多錯(cuò)誤結(jié)果，且檢測(cè)概率低，部分原因是SSCH信道信號(hào)弱。同時(shí)，由于SSCH信道可只在每時(shí)隙256個(gè)碼片(chips)上相關(guān)，因此，通常需要在多個(gè)時(shí)隙上進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，從而延長(zhǎng)了RF接收機(jī)必須工作的時(shí)間。所以，現(xiàn)有的幀同步過(guò)程相對(duì)低效，特別是在待機(jī)工作模式，此時(shí)，RF接收機(jī)需要停止工作。
仔細(xì)考慮隨后的詳細(xì)說(shuō)明和下述附圖，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)更加明白本公開(kāi)的各個(gè)方面、特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1為示例通信系統(tǒng)，包括網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和用戶設(shè)備。
圖2為示例幀同步過(guò)程流程圖。
圖3說(shuō)明無(wú)線下行鏈路物理信道的無(wú)線幀與接入時(shí)隙定時(shí)。
圖4為時(shí)隙邊界和擾碼信息的圖解說(shuō)明。
圖5為無(wú)線RF接收機(jī)和信號(hào)處理電路的部分圖解框圖。
圖6為信號(hào)搜索器的部分圖解框圖。
圖7為可供替換的幀同步過(guò)程流程圖。
具體實(shí)施例方式
本公開(kāi)主要涉及用于工作于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中的移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備的幀同步與擾碼識(shí)別方法，該方法可用于如在CDMA通信網(wǎng)絡(luò)中通信的移動(dòng)用戶設(shè)備。
圖1說(shuō)明了一種無(wú)線通信系統(tǒng)100，包括CDMA蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)，例如第三代(3G)通用無(wú)線電信系統(tǒng)(UMTS)通信系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)一般包括多個(gè)具有相應(yīng)重疊蜂窩區(qū)域的基站收發(fā)器110，用于支持網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)無(wú)線通信用戶設(shè)備，或用戶設(shè)備(UE)120間的通信。該通信網(wǎng)絡(luò)還包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的其他網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，如圖1中方框130所示。
圖1中，通信網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)用戶設(shè)備，如UE 120，從每個(gè)相鄰基站收發(fā)器110接收導(dǎo)頻與同步信道信息。每個(gè)基站具有唯一的導(dǎo)頻信號(hào)，該導(dǎo)頻信號(hào)可通過(guò)其擾碼，如長(zhǎng)擾碼，與其他導(dǎo)頻信號(hào)區(qū)分。通常，用戶設(shè)備必須識(shí)別相鄰基站的導(dǎo)頻信號(hào)，用戶設(shè)備用這些導(dǎo)頻信號(hào)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)的存在，進(jìn)行系統(tǒng)捕獲，同步、尋呼與業(yè)務(wù)信道的解調(diào)，和切換。
本公開(kāi)主要涉及確定幀邊界信息和/或識(shí)別與特定小區(qū)關(guān)聯(lián)的長(zhǎng)擾碼的方法。下面將更深入地討論本公開(kāi)的這些和其他方面。
如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所知，基于擴(kuò)頻的用戶設(shè)備，如UMTS UE，通常能夠生成擾碼信息，或在其上存儲(chǔ)擾碼信息，用于幀同步。例如，該擾碼信息對(duì)應(yīng)于與相應(yīng)相鄰小區(qū)關(guān)聯(lián)的長(zhǎng)擾碼。在UMTS網(wǎng)絡(luò)中，由廣播信道(BCH)的系統(tǒng)信息塊(SIB)中提供的列表向用戶設(shè)備提供相鄰小區(qū)信息。
在一些網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)營(yíng)商可選地提供服務(wù)小區(qū)與相鄰小區(qū)公共導(dǎo)頻信道(CPICH)間的參考時(shí)間差(RTD)信息。該信息可在如UMTS通信網(wǎng)絡(luò)中的廣播信道的系統(tǒng)信息塊中提供。該(RTD)信息可用于延長(zhǎng)用戶設(shè)備的電池壽命。從而，在幀同步期間，用戶設(shè)備通?？梢灾?，也可以不知道幀定時(shí)信息。
圖2為用戶設(shè)備進(jìn)行相鄰小區(qū)幀同步的示例處理流程圖。圖2中，在方框210，用戶設(shè)備從相鄰基站接收信號(hào)。圖3說(shuō)明下行鏈路物理信道的示例無(wú)線幀定時(shí)和示例接入時(shí)隙定時(shí)，該信息由示例UMTS網(wǎng)絡(luò)基站發(fā)送。UMTS信號(hào)具有10ms的幀結(jié)構(gòu)。每一幀包含15個(gè)時(shí)隙，如圖3中時(shí)隙0～時(shí)隙14所示。示例UMTS信號(hào)包括基本同步信道(PSCH)，第二同步信道(SSCH)，公共導(dǎo)頻信道(CPICH)和專用信道(DCH)，所有這些信道都在圖3中圖解示出。
圖2中，在方框220，用戶設(shè)備確定接收信號(hào)的時(shí)隙邊界信息。時(shí)隙邊界信息通常包括至少一個(gè)時(shí)隙邊界標(biāo)識(shí)，更通常地是標(biāo)識(shí)多個(gè)時(shí)隙邊界。時(shí)隙邊界信息實(shí)質(zhì)上就是定時(shí)信息。每個(gè)相鄰小區(qū)通常具有對(duì)應(yīng)的時(shí)隙邊界，盡管多徑效應(yīng)可對(duì)特定小區(qū)產(chǎn)生多個(gè)時(shí)隙邊界。由于對(duì)應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度低于指定的門(mén)限值，其他小區(qū)的時(shí)隙邊界信息可不存在。在一種工作模式中，可通過(guò)例如傳統(tǒng)的信號(hào)處理階段1，從接收的相鄰小區(qū)信號(hào)的基本同步信道(PSCH)中確定時(shí)隙邊界信息。
圖4說(shuō)明在信號(hào)處理階段1中識(shí)別的時(shí)隙邊界。為每個(gè)時(shí)隙至少標(biāo)識(shí)出一個(gè)，通常是多個(gè)時(shí)隙邊界。圖4中，每個(gè)時(shí)隙的時(shí)隙邊界組標(biāo)識(shí)為410，420，...等，分別對(duì)應(yīng)于時(shí)隙1..時(shí)隙14。通常，對(duì)應(yīng)于時(shí)隙邊界的信號(hào)幅度變化，取決于信號(hào)強(qiáng)度，只有那些幅度高于指定門(mén)限的時(shí)隙邊界才被考慮用于幀邊界和/或擾碼確定。圖4中，每一時(shí)隙邊界通常對(duì)應(yīng)于相鄰小區(qū)，并具有相應(yīng)的時(shí)間偏移，該時(shí)間偏移基于它在時(shí)間軸上的位置。
圖5為移動(dòng)通信設(shè)備RF接收機(jī)和信號(hào)處理電路500的部分圖解框圖，一般包括向搜索器520和基帶處理器530提供基帶信號(hào)的射頻下變頻電路510。下變頻電路通過(guò)濾波與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接至天線540，這通常已知，但并沒(méi)有示出。圖6為示例搜索器電路600的圖解框圖，一般包括階段1搜索器610，用于執(zhí)行上述信號(hào)處理階段1的功能。
圖2中，在方框230，基于在方框220確定的時(shí)隙邊界信息，通過(guò)信號(hào)和擾碼信息的相關(guān)運(yùn)算，可確定幀邊界信息和/或特定擾碼。特定擾碼例如為與特定對(duì)應(yīng)小區(qū)關(guān)聯(lián)的擾碼。
進(jìn)行相關(guān)處理需要在對(duì)信號(hào)與擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算前，基于時(shí)隙邊界信息，對(duì)齊擾碼信息與接收信號(hào)。更特別的是，時(shí)隙邊界信息包括用于相關(guān)處理的時(shí)間偏移信息，該時(shí)間偏移信息用于對(duì)齊擾碼和接收信號(hào)或部分接收信號(hào)，如下面的詳細(xì)描述。對(duì)于每個(gè)時(shí)隙邊界，在可能的多個(gè)幀邊界的每一個(gè)處，執(zhí)行接收信號(hào)和擾碼間的相關(guān)運(yùn)算。
圖4為示例相關(guān)處理的圖解說(shuō)明。對(duì)于每個(gè)時(shí)隙邊界，相鄰小區(qū)擾碼，碼字1-N中的每一個(gè)都在幾個(gè)可能的幀邊界的每一個(gè)處對(duì)齊接收信號(hào)，并與接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，以確定所需的幀邊界信息和/或識(shí)別特定擾碼。圖4中，對(duì)于每個(gè)時(shí)隙邊界，都要在15個(gè)可能的幀邊界中的每一處執(zhí)行接收信號(hào)與擾碼的相關(guān)運(yùn)算。在確定擾碼前，不必使用或首先確定幀邊界信息和/或擾碼組信息。相關(guān)處理幾乎同時(shí)生成幀邊界信息和特定擾碼信息。
圖6中，階段1搜索器向控制器620提供在處理階段1期間確定的時(shí)隙邊界信息。如上所述，基于上述階段1搜索器確定的時(shí)隙邊界信息，該控制器向相關(guān)電路640提供碼字發(fā)生器630產(chǎn)生的擾碼信息，例如長(zhǎng)擾碼。如上所述，相關(guān)電路640通過(guò)對(duì)接收信號(hào)和擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，確定幀邊界信息和/或擾碼信息。如同所注意到的，不用幀邊界信息或擾碼組信息也可識(shí)別擾碼。
在一個(gè)實(shí)施例中，擾碼信息與連續(xù)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)。盡管其他信號(hào)可用于其他實(shí)施例，但在示例UMTS實(shí)施例中，擾碼信息和圖3中所示的公共導(dǎo)頻信道(CPICH)進(jìn)行相關(guān)。
在一些工作模式中，用戶設(shè)備存儲(chǔ)接收信號(hào)的一部分，如公共導(dǎo)頻信道(CPICH)部分，然后斷開(kāi)RF接收機(jī)，于是，可利用存儲(chǔ)的部分信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，而無(wú)需持續(xù)運(yùn)行無(wú)線接收機(jī)。
圖6表示了輸入緩沖650，用于存儲(chǔ)接收信號(hào)的一部分，信號(hào)被提供至相關(guān)電路，以便與擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。在圖5的圖示中，一旦緩沖接收并存儲(chǔ)部分信號(hào)，搜索器就會(huì)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)將RF接收機(jī)斷開(kāi)。圖6中，控制器620斷開(kāi)RF接收機(jī)電路。
在一些實(shí)施例中，在緩沖中存儲(chǔ)不足一個(gè)完整幀的信息，例如不足圖3所示的示例UMTS信號(hào)的一個(gè)10ms幀。在一個(gè)實(shí)施例中，在緩沖中存儲(chǔ)單個(gè)時(shí)隙的信息或略微超過(guò)幀中單個(gè)時(shí)隙的信息。在其他一些實(shí)施例中，所存儲(chǔ)的接收信號(hào)的一部分包括用于用戶設(shè)備搜索導(dǎo)頻信號(hào)的尋呼指示信息。
圖7的幀同步過(guò)程流程圖700中，在方框710接收信號(hào)，在方框720確定階段1時(shí)隙邊界信息。在方框730，將接收信號(hào)的一部分，如連續(xù)的公共導(dǎo)頻信道(CPICH)信號(hào)，捕獲至存儲(chǔ)器，以便隨后與擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。在一些實(shí)施例中，將不足一個(gè)完整幀的信息存儲(chǔ)于緩沖中，在另外一些實(shí)施例中，將單個(gè)時(shí)隙的信息存儲(chǔ)于緩沖中。時(shí)隙邊界信息可從存儲(chǔ)的部分信號(hào)獲得，而在另外一些實(shí)施例中，處理階段1期間，時(shí)隙邊界的確定在存儲(chǔ)部分信號(hào)之前發(fā)生，或在某種程度上與信號(hào)存儲(chǔ)操作同時(shí)發(fā)生。
在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)的部分信號(hào)包括用于用戶設(shè)備的尋呼信息，因此，不需要重新啟動(dòng)接收機(jī)來(lái)獲得尋呼指示信息。
在方框740，在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)接收到的部分信號(hào)后，斷開(kāi)射頻電路，從而在相關(guān)處理期間降低了與RF接收機(jī)工作關(guān)聯(lián)的不必要的功率消耗。如上所述，通過(guò)在方框750對(duì)存儲(chǔ)的部分信號(hào)和擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，確定幀邊界信息和/或特定擾碼信息，同時(shí)，射頻電路斷開(kāi)。
當(dāng)采用上述同步過(guò)程時(shí)，如果在傳統(tǒng)信號(hào)處理階段1期間確定時(shí)隙邊界信息后，將略微超過(guò)單個(gè)時(shí)隙的信號(hào)信息捕獲或存儲(chǔ)于緩沖中，射頻電路接通的時(shí)間可從10ms的數(shù)量級(jí)(傳統(tǒng)處理階段2和階段3所需)降低至少于1ms，充分地降低了電池的電量消耗。
圖7中，在方框760，對(duì)于每一次相關(guān)運(yùn)算，只要是確定幀邊界和/或擾碼信息需要，優(yōu)選地，就要對(duì)相關(guān)的信息進(jìn)行積分。在示例UMTS同步應(yīng)用中，公共導(dǎo)頻信道(CPICH)和擾碼的相關(guān)運(yùn)算允許這種積分。
盡管以構(gòu)成發(fā)明者擁有本發(fā)明和以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以制造和使用本發(fā)明的方式描述了本公開(kāi)和目前被認(rèn)為是本發(fā)明的最好模式，應(yīng)該理解并意識(shí)到，這里所公開(kāi)的示例實(shí)施例存在很多等效物，并可對(duì)其進(jìn)行許多修改與變化而不脫離本發(fā)明的范圍和精神，本發(fā)明并不是通過(guò)示例實(shí)施例，而是通過(guò)所附權(quán)利要求進(jìn)行限定的。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線通信設(shè)備中的方法，所述方法包括接收信號(hào)；確定信號(hào)的時(shí)隙邊界信息；基于時(shí)隙邊界信息，通過(guò)對(duì)信號(hào)和多個(gè)擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，確定信號(hào)的幀邊界信息。
2.權(quán)利要求1所述的方法，基于時(shí)隙邊界信息，對(duì)信號(hào)和擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算包括在進(jìn)行信號(hào)與擾碼的相關(guān)運(yùn)算前，基于時(shí)隙邊界信息，對(duì)齊擾碼與信號(hào)。
3.權(quán)利要求2所述的方法，在多個(gè)可能的幀邊界的每個(gè)處對(duì)信號(hào)和擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
4.權(quán)利要求1所述的方法，所述信號(hào)為連續(xù)信號(hào)，將所述連續(xù)信號(hào)和每個(gè)擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
5.權(quán)利要求1所述的方法，所述信號(hào)為公共導(dǎo)頻信道，將所述公共導(dǎo)頻信道和每個(gè)擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
6.權(quán)利要求1所述的方法，所述時(shí)隙邊界信息包括時(shí)間偏移信息；基于時(shí)間偏移信息，將信號(hào)和擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
7.權(quán)利要求1所述的方法，對(duì)于每次相關(guān)運(yùn)算，需使用積分以確定幀邊界信息。
8.權(quán)利要求1所述的方法，在確定幀邊界信息的同時(shí)識(shí)別特定擾碼。
9.一種無(wú)線通信設(shè)備中的方法，所述方法包括接收信號(hào)；存儲(chǔ)一部分信號(hào)；確定存儲(chǔ)的部分信號(hào)的時(shí)隙邊界信息；基于時(shí)隙邊界信息，通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)的部分信號(hào)和多個(gè)擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，確定存儲(chǔ)的部分信號(hào)的幀邊界信息。
10.權(quán)利要求9所述的方法，確定時(shí)隙邊界信息包括識(shí)別多個(gè)時(shí)隙邊界；在多個(gè)時(shí)隙邊界的每個(gè)邊界，將存儲(chǔ)的部分信號(hào)與多個(gè)擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
11.權(quán)利要求9所述的方法，所述信號(hào)由多個(gè)幀構(gòu)成，通過(guò)存儲(chǔ)不完整幀來(lái)存儲(chǔ)一部分信號(hào)。
12.權(quán)利要求9所述的方法，基于時(shí)隙邊界信息，將信號(hào)和擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算包括在將信號(hào)與擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算前，基于時(shí)隙邊界信息，對(duì)齊擾碼和信號(hào)。
13.權(quán)利要求9所述的方法，所述信號(hào)為連續(xù)信號(hào)，將所述連續(xù)信號(hào)和每個(gè)擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
14.權(quán)利要求9所述的方法，所述信號(hào)為公共導(dǎo)頻信道，將所述公共導(dǎo)頻信道和每個(gè)擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。
15.權(quán)利要求9所述的方法，存儲(chǔ)所述一部分信號(hào)后，斷開(kāi)無(wú)線通信設(shè)備的無(wú)線接收機(jī)。
16.權(quán)利要求9所述的方法，當(dāng)存儲(chǔ)所述一部分信號(hào)時(shí)，存儲(chǔ)用于無(wú)線通信設(shè)備的尋呼指示信息。
17.權(quán)利要求9所述的方法，通過(guò)基于時(shí)隙邊界信息，將信號(hào)和擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，識(shí)別特定擾碼。
18.權(quán)利要求17所述的方法，在確定幀邊界信息的同時(shí)識(shí)別特定擾碼。
19.一種無(wú)線通信設(shè)備中的方法，所述方法包括接收信號(hào)；確定信號(hào)的至少一個(gè)時(shí)隙邊界；基于至少一個(gè)時(shí)隙邊界，不采用擾碼組信息，通過(guò)將信號(hào)和多個(gè)擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，識(shí)別與至少一個(gè)時(shí)隙邊界關(guān)聯(lián)的特定擾碼。
20.一種無(wú)線通信設(shè)備中的方法，該方法包括接收信號(hào)；確定信號(hào)的至少一個(gè)時(shí)隙邊界；基于至少一個(gè)時(shí)隙邊界，不采用幀邊界信息，通過(guò)將信號(hào)和多個(gè)擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，識(shí)別與至少一個(gè)時(shí)隙邊界關(guān)聯(lián)的特定擾碼。
21.權(quán)利要求20所述的方法，在識(shí)別特定擾碼的同時(shí)確定幀邊界信息。
22.權(quán)利要求20所述的方法，對(duì)于每次相關(guān)運(yùn)算，需使用積分以識(shí)別特定擾碼。
23.權(quán)利要求20所述的方法，存儲(chǔ)一部分接收信號(hào)；基于至少一個(gè)時(shí)隙邊界，不采用幀邊界信息，通過(guò)將存儲(chǔ)的部分信號(hào)和多個(gè)擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，識(shí)別特定擾碼。
24.權(quán)利要求23所述的方法，存儲(chǔ)所述一部分信號(hào)后斷開(kāi)無(wú)線通信設(shè)備的無(wú)線接收機(jī)。
全文摘要
一種移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備及其方法，包括接收信號(hào)(710)，存儲(chǔ)一部分接收信號(hào)(730)，通過(guò)確定存儲(chǔ)的部分信號(hào)的時(shí)隙邊界信息(720)識(shí)別所有可能的導(dǎo)頻信號(hào)，基于時(shí)隙邊界信息，通過(guò)將存儲(chǔ)的部分信號(hào)和擾碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，確定存儲(chǔ)的部分信號(hào)的幀邊界信息和/或擾碼信息(760)。在其他一些實(shí)施例中，以實(shí)時(shí)方式進(jìn)行搜索，而不存儲(chǔ)信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1751490SQ200480004370
公開(kāi)日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2004年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者布雷恩·斯托姆, 郭強(qiáng), 談明德, 周緒平, 朱芒 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司