[发明专利]一种小区搜索粗同步的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及移动通信系统中的一种小区搜索粗同步的方法和装置。

背景技术

TD-SCDMA技术(时分同步码分多址接入，Time Division Synchronous Code Division Multiple Access)是第三代移动通信技术(3G)的三大主流标准之一，具有广泛的应用前景。在TD-SCDMA系统中，用户设备(UE，User Equipment)在初始上电后需要搜寻可能存在的小区，并选择合适的小区登录。只有在UE登录到小区后，才能够获取本小区更详细的信息并获取邻近小区的信息，也只有在登录到小区后，才可以监听寻呼或发起呼叫。通常把从开机搜索到登录到合适小区的过程定义为小区初始搜索过程，简称ICS(Initial Cell Search)。

TD-SCDMA系统的小区初始搜索过程，首先需要获知同步码的粗略位置，也就是进行子帧同步，简称为粗同步。现有技术中，粗同步的实现方法包括两种：一种是根据TD-SCDMA子帧功率分布特性搜索的能量窗法；另一种是在整个子帧范围内与32个Sync-DL码(下行同步码)作相关的相关法。其中，相关法由于运算量巨大且在多径和同频小区干扰的环境中性能明显退化，缺乏实用价值。

如图1所示，在TD-SCDMA的帧结构中，下行同步码(Sync-DL)的左边有32码片(chips)的保护间隔GP(Guard Period)，右边有96码片的保护间隔GP，Sync-DL本身为64码片。应用能量窗法时，由于GP的功率很小，因此从接收功率的时间分布上看，与GP相比Sync-DL段的功率较大。当用Sync-DL段功率之和除以两边的64码片(两边各32码片)功率之和时，可以得到较大的估计因子。用此方法可判断出下行导频时隙(DwPTS)的大致位置。因此，可以利用接收信号的功率形状建立功率“特征窗”的方法来搜索DwPTS的大致位置。

由于在进行小区搜索粗同步过程时，子帧同步尚未建立，自动增益控制(AGC)无法进入同步模式，且受到邻近移动台的影响，上下行时隙之间的功率可能存在着巨大的差异。为了在数字基带上获取合理量化的下行同步码信号及其附近的GP，现有技术尝试多种可能的AGC增益，并在每种AGC增益场景下，都进行特征窗搜索，以所有AGC增益场景下获取的特征窗最优值作为子帧同步码位置的估计位置。

此外，直流分量对现有小区搜索粗同步具有较大的影响。近年来射频器件从整体解决方案的成本和稳定性考虑，大都采用基于零中频方案的设计，直流分量是零中频射频方案引入的一个固有问题。为了减少残余直流分量对基带接收性能的影响，一般射频器件中的VGA(可编程增益放大器)等模块的内部配置有用于直流残余补偿的装置。但是，由于小区搜索粗同步过程尚未确定子帧定时，不能按照时隙独立进行AGC增益控制，致使小区搜索粗同步过程中，射频器件中的基带信号时常处于饱和限幅状态，直流分量补偿误差较大不能有效工作。此时启用射频芯片的直流分量补偿，常导致特定应用场景下出现直流输出残余过大，信号附带毛刺等副作用。

现有技术中的小区搜索粗同步中，利用下行同步码功率较前后信号的功率高的特征窗方法完成下行同步码位置的判断。较小残余直流分量的引入，会使得下行同步码和空隙位置的功率同等数值上升，会降低下行同步码较空隙位置特征值计算的比值。当残余直流分量增大到致使部分信号饱和限幅后，由于和直流分量同相的信号限幅比例大于和直流反向的信号限幅比例，非对称限幅致使信号的功率计算有所减小，进一步降低了下行同步码较空隙位置的特征值计算比值。当残余直流非常严重，与直流分量同相的信号大都被限幅时，下行同步码信号部分的功率计算值甚至会小于仅仅是直流部分的功率计算值，导致基于特征窗进行的小区搜索粗同步方法完全失效。

图2给出了不同信噪比情况下，直流分量对下行同步码定时位置特征值计算结果的影响。其中，下行同步码信号幅度为1，横坐标为信号功率和噪声功率的比值(SNR)，纵坐标是下行同步码位置处的特征值计算结果，限幅幅度为1。图2中，所示的四根曲线分别对应了无直流分量和直流分量幅度相对于满幅度0.2～0.6时的特征值。可见，当不存在直流分量时，随着信噪比的提高，特征值计算结果逐渐增大，在较高信噪比情况下，可以计算出非常明显的特征值。存在直流分量后，特征值计算结果都较无直流分量时的计算结果偏小，尤其是在直流分量较大的场景下，即便是信噪比很高的情况下，也几乎无法计算出有效的特征值，致使基于特征窗的小区搜索粗同步方法失效。

因此，如何实现小区搜索粗同步，成为需要解决的技术问题。