[发明专利]一种TD-SCDMA终端初始下行同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种时分同步码分多址 (TD-SCDMA)移动通信系统中，用户终端小区初始搜索下行同步方法。

背景技术

在数字蜂窝移动通信系统中，当终端设备(UE，User Equipment)在无 线网络系统中开机后，首先要进行的是小区初搜阶段。UE需要在小区初搜阶 段获得基站下行信号的定时位置，让终端设备能够尽快接入网络，监听广播 信道，接收小区信息，继而执行后续的通信过程。

因此下行同步是小区初搜过程的重要步骤，在TD-SCDMA系统中，该过程 是通过搜索下行导频信号(SYNC_DL)完成的。由于传输过程中会有噪声和其 它信号对下行导频信号产生干扰，影响下行导频信号的正确检测，所以选择 快速、准确和可靠的下行同步方法对于终端设备至关重要。可以采用的下行 同步方法有：一种是特征窗法，另一种是直接相关法。

对于移动通信TD-SCDMA系统的帧结构形式如图1所示。图中，每个无线 子帧由7个普通时隙(TS0～TS6)和三个特殊时隙构成。其中，普通时隙用来 传送数据，三个特殊时隙分别为DwPTS(下行导频时隙，用于系统的下行同步 信息的发送)，UpPTS(上行导频时隙，用于用户接入的上行同步信息发送)， GP(转换保护时隙，用于提供下行发送时隙向上行发送时隙转换的时间间隔)。 DwPTS时隙由32chip的GP和64chip的SYNC_DL组成，GP时隙没有发射功率。

任何码分多址蜂窝移动通信系统中同步的完成都要进行相关运算，目前 TD-SCDMA系统小区初搜若采用特征窗的方法，是利用DwTPS特殊时隙的结构 特征寻找下行导频信号的位置，在整帧接收数据上按符号级别滑动，在每个 位置按码片计算功率特征窗值。用特征窗中间64chip的功率与其前后各 32chip功率和之比获得特征窗位置信息，寻找最大的特征窗功率比值并且和 阈值门限比较判决，可以在一到五个连续子帧准确获得特征窗的位置，在确 定特征窗的位置之后，在特征窗位置处再接收128chip数据分别与32个 SYNC_DL码分别相关，根据最大的相关功率值确认本小区所使用的下行导频 码。其计算量小，便于基带处理在DSP芯片上实现，对上行强干扰信号有很 好的抑制作用，但特征窗法的限制使得信噪比必须大于0dB，才能获得很好的 正确检测概率，从而影响到DwPTS的接收灵敏度。

相对于特征窗法的局限性，直接相关法有其自身的优势。传统实现下行 同步的直接相关法，首先，锁定在一个工作频点上，然后相关是在整帧数据 上以每个码片(chip)甚至以几分之一个码片的量级为基础滑动进行的，将 UE接收的信号与32组SYNC码中的每一组做相关，每组SYNC_DL码都得到6400 个相关结果，在32组结果中寻找一个最大相关峰值，并把相关峰值与预先设 定的门限值做比较，如果大于预先设定的门限值就记录它的位置和对应的 SYNC_DL的ID。采用直接相关法，接收灵敏度相对特征窗法可以提高到4-6dB。

在TD-SCDMA系统中，基站和终端均以标称的载波频率进行发送和接 收。由于器件水平的限制，实际的发送和接收频率与标称频率之间总会有一 定的偏差。在基站端，由于温度、体积、功耗、成本等的限制较小，振荡器 的频率精度可以满足标准的要求。TD-SCDMA系统要求的基站的载波频率误 差小于±0.05ppm。而在用户端，受温度、体积、功耗、成本等的限制较大， 所选用的振荡器的频率精度通常不满足标准要求。TD-SCDMA系统要求的用 户终端的载波频率误差小于±0.1ppm。这样，用户终端就需要利用基站发送 的已知的下行导频信号进行载波频偏估计，并且利用载波频偏估计值进行自 动频率控制(AFC)，使用户终端的载波频率误差满足系统要求。

终端接收信号表达式如下：