[发明专利]实现存在大初始频率误差的宽带CDMA系统中时隙同步的系统和方法

说明书

发明领域

本发明涉及宽带CDMA系统中的同步过程，更具体而言，涉及利用一种具有缩减的相干窗和循环滑动积分器的匹配滤波器实现在存在大初始频率误差的宽带CDMA系统中的时隙同步。

发明背景

在利用宽带码分多址(W-CDMA)协议的蜂窝通信系统中，在每个时隙中发送256片长的第一搜索码(FSC)。通过同步到接收信号的FSC，移动站可以识别下行信号的时隙边界。典型情况下，将一种FSC匹配滤波器用于同步FSC。通过识别FSC匹配滤波器输出的峰值完成FSC的同步。然而，因为在移动站中所用的振荡器的精度，典型情况下，在(2.5到15)×10^-6(ppm)的范围内，通常必须在存在大频率误差的情况下实现该FSC同步。

对于振荡器精度的工作假定是10ppm。因为对于当前的W-CDMA系统的工作频率，例如，IMT-2000系统，是1.9-2.0GHZ，利用一个10ppm的振荡器导致初始频率误差最高达20kHZ。因为一个FSC符号的持续时间为0.0625毫秒，20kHZ频率误差对每个周期性的信道符号引起最高达450°的相位旋转，从而严重地损害了该FSC匹配滤波器的性能。由于该频率误差损害该匹配滤波器的性能，故在每片的相位旋转以前，当前的匹配滤波器能够容忍频率误差最高为5kHZ。因此，移动站需要假定振荡器的频率误差并依据每个假定调节它的振荡器频率，使得对于最好的假定的实际频率误差小于5kHZ。这需要移动站在找出时隙边界以前完成最多4次频率误差假定，通过检查CRC码检验每个频率假定，从而大大地增加功率消耗和同步时间。

因为所有的小区和扇区使用相同的FSC，并且发生在每个时隙的相同位置中，将该FSC用于找出时隙边界的位置。一种累加器在所规定的时隙数目内将FSC匹配滤波器的输出累加，因为由于FSC引起的能量峰值比由于噪声引起的能量峰值累加得快，从而克服了在该接收信号中的噪声。然而，由于振荡器的不精确和多径干扰，峰值出现的位置逐渐改变，导致由累加器累加的能量峰值在多个时间标志上是发散的。

另外，在该接收信号中的噪声，甚至在累加以后，可能导致在FSC匹配滤波器输出中的能量峰值大于由于FSC引起的峰值。这就增加了错误的时间标志将被发送到同步的下一级的概率，从而导致时隙的边界的错误识别。

本发明针对以一种新型的简单的方式克服一个或多个以上讨论的问题。

发明概述

依据本发明，一种接收机利用具有缩减的相干窗的第一搜索码(FSC)匹配滤波器以减少由于振荡器误差引起的接收信号的相位旋转。另外，该接收机利用一种循环滑动积分器将在累加过程期间作为振荡器误差和多径干扰的结果而被发散的能量组合起来。而且，一种分类器从该循环滑动积分器的输出确定预先规定的最大能量峰值数，消除由该循环滑动积分器引起的那些能量峰值，从而增加了表示时隙边界的时间标志发送到同步过程的下一级的概率。

概括地说，在此公开了一种接收机，通过克服振荡器误差和多径干扰，改进在宽带码分多址(W-CDMA)通信系统中时隙同步，该接收机具有一种用于接收包含FSC的信号的匹配滤波器，在其中，该匹配滤波器利用一种缩减的干扰窗来减少由于振荡器误差产生的载波相位旋转引起的符号的降质。该接收机还包括一个连到该匹配滤波器的累加器，用于在时隙的累加窗内将匹配滤波器的输出累加。一种循环滑动积分器被连到该累加器，用于将积分窗内从累加器输出的发散能量组合起来。另外，一种分类器被连到该循环滑动积分器，用于利用循环滑动积分器的输出为时隙边界确定所规定的优选的时间标志的数目。

本发明的一个特征是该匹配滤波器是FSC匹配滤波器。

本发明的另一个特征是该相干窗的尺寸是利用相干窗内所希望的相位旋转，片持续时间和由于振荡器的实际频率误差而确定的。

本发明的另一个特征是该匹配滤波器包括一个移位寄存器，具有的单元数小于组成符号的片数，用于保持一部分接收信号。该匹配滤波器还包括一个连到该移位寄存器的乘-积分处理电路，用于将在移位寄存器中的接收信号部分与该FSC部分相乘，并将这些乘积积分。此外，该匹配滤波器包括一个连到该乘-积分处理电路的相位消除电路，用于将相位信息从由乘-积分处理电路产生的结果中除去。