[发明专利]用于搜索网孔的装置和获得每个网孔唯一代码的方法

说明书

本发明涉及在异步宽带直接序列码分多址(DS/CDMA)接收机中用于搜索网孔的装置和获得每个网孔唯一代码的方法。

异步宽带DS/CDMA系统是国际移动电信(IMT)-2000标准推荐之一并且希望在下一代移动通信中起重要作用。在DS/CDMA系统中存在有同步和异步系统。同步系统利用外部的定时源诸如全球定位系统来同步网孔。而另一方面异步系统不去同步网孔。

在DS/CDMA系统中，利用扩展码来彼此区别网孔。在能够控制网孔同步的同步系统中，为每个网孔分配具有不同相位的扩展码。换句话说，使用单一的独特扩展码。另一方面，不利用时间信息的异步系统为每个网孔分配不同的扩展码。

在DS/CDMA系统中，网孔搜索表示一个过程，在该过程中当移动站MS和基站BS之间的通信开始时，移动站MS搜索最佳网孔，并且获得分配给网孔的扩展码以及码的同步。通常在异步系统比在同步系统中更加困难和花费更多时间来搜索网孔。在同步系统中，所有网孔被分配了相同的扩展码，需要做的事情只是要获得码的相位。在异步系统中，应当获得扩展码的相位和码序列。因此，在一异步宽带CDMA系统中网孔搜索非常困难和重要。

在宽带CDMA系统中，区分网孔的扩展码被称为扰码。有512种扰码。在网孔搜索期间如果要搜索所有的512种扰码，则将花费很多时间和处理。为克服此问题，把码组概念和同步信道(SCH)应用到宽带CDMA系统中。一个码组是扰码被划分为组的其中之一。每个网孔被分配了唯一的码组结果，能够减少MS要搜索的扰码数量。在宽带CDMA系统中，存在有64个码组。每个码组分配有8个扰码。从而，在网孔搜索期间一旦一个码组被检测到，那么要搜索的扰码数量就会减少为8个。分配给每个网孔的码组由SCH来确定。

SCH是用于网孔搜索的下行物理信道，它与基本公共控制物理信道(p-CCPCH)进行时间复用并在每个时隙发送。SCH是一种控制信道并由主同步码(PSC)和次同步码(SSC)组成。PSC和SSC在每个时隙被同时发送。

图1(a)到图1(c)说明分级结构中的SCH。图1(a)展示由72帧组成的一个超帧。单个超帧的间隔是720ms。图1(b)展示由15个时隙组成的一个帧。单个的时长是10ms。图1(c)展示由9个码源构成的p-CCPCH和每个由一个码源构成PSC C_p和SSC C_Sⁱ组成的单个时隙。单个时隙的时长是0.667ms，一个码源由256个时间片构成。

每个PSC和SSC是由256个时间片组成的码序列。在宽带CDMA系统中，每个网孔共同具有单一的独特PSC和每帧中的15个时隙有16个不同的SSC。此外，PSC与SSC正交。利用SCH执行网孔搜索。通过时隙同步找到时隙边界，根据SSC和接收信号之间的相关性识别码组。一旦码组被识别到，则检测分配给每个网孔的扰码。

从而，有必要准确地检测通过每个时隙的SCH发送的SSC以便识别一个码组在理想环境下，对于15个接收时隙的每个时隙来说，接收时隙的SCH信号与16个SSC相关，检测出给定最大相关值的SSC。然而，在实际条件下，由于各种因素造成性能下降。性能下降的主要因素是噪声、由于MS移动造成的信道变化、由于发送机和接收机之间的振荡器不匹配造成的频率误差等。

在上述因素中，由于通信系统中设备的物理特性和系统性能显著的降级导致频率误差是不可避免的现象。特别在宽带DS/CDMA系统中，通过把接收信号与多个代码相关来执行网孔搜索，频率误差在相关特性上产生不良影响。结果，网孔搜索的可能性降低并且网孔搜索的时间增加了。

为减小由于上述因素造成的性能下降，则在整个多个帧中把接收信号和SSC之间相关的结果进行彼此组合。组合方法包括相干组合方法和非相干组合方法。相干组合方法对噪声很有效但当信道状态严重改变或出现频率误差时，性能下降得更严重。另一方面，非相干组合方法对信道状态变化和频率误差有效但当由于更多的噪声造成信噪比(SNR)降低时，性能严重下降。在没有频率误差的理想附加的高斯白噪声(AWGN)信道情况下，相干组合方法的性能优于非相干组合方法性能大约3dB。从而，最好从接收信号中去掉频率误差和信道的影响并使用相干组合方法。

为解决上述问题，本发明的一个目的是提供搜索网孔的装置和获得每个网孔唯一代码的方法，通过频率误差和信道估算，利用估算值补偿接收信号，从而在异步宽带直接序列码分多址(DS/CDMA)接收机中相干地组合补尝信号和次同步码(SSC)之间的相关结果。