[发明专利]自适应时隙同步检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及自适应时隙同步检测方法和装置。

背景技术

宽带码分多址（Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”）系统中，移动终端需要通过三步小区搜索实现与基站的同步：第一步实现时隙同步，由主同步信道（P-SCH）辅助完成，确定接收信号的时隙头；第二步实现帧同步，由辅同步信道（S-SCH）辅助完成，确定接收信号的帧头和小区使用的主扰码所在的扰码组号；第三步实现导频同步，由主导频信道（P-CPICH）辅助完成，确定出小区的主扰码号；最后通过主公共控制信道（P-CCPCH）信道读出小区的系统消息。

传统的时隙同步方法为：首先，利用主同步码（PSC）的自相关特性和接收码片进行相关；然后，对多个时隙的相关值进行累加；最后，根据累加相关值判决时隙边界。以下详细介绍主同步信道、主同步码的生成和主同步过程。

主同步信道（P-SCH）中包含主同步码（PSC），占据每个时隙（共2560个码片）中的前256个码片，在时隙的其余时间，P-SCH不发送任何信号。一个无线帧的15个时隙中PSC是相同的，信道结构如图1所示，如果码片速率为3.84Mcps，那么一帧有38400个码片。PSC的作用是提供给WCDMA系统一个快速正确的指示，作为小区搜索的第一部分，通过搜索P-SCH可以完成时隙的同步。

主同步码（PSC）记为C_psc，称为总分层格雷码序列，具有很好的非周期性自相关特性。

定义：a=<x₁,x₂,...,x₁₆>=<1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,1> (1)

序列PSC是通过重复经过格雷码互补序列调制的序列a完成的。PSC序列是一个具有相同实部和虚部的复数序列，定义如下：

C_psc=(1+j)×<a,a,a,-a,-a,a,-a,-a,a,a,a,-a,a,-a,a,a> (2)

在进行时隙同步时，对于接收系统而言，共有2560个码片位置可能是潜在小区的时隙边界。探测时隙边界的工作原理是借助于P-SCH信道上承载的PSC码进行检测，利用PSC序列良好的相关性进行PSC检测。主同步过程的实质是对接收到的数据与本地生成的PSC码进行相关，其中相关值最大的位置说明接收到的数据与本地PSC匹配程度最高，即该相关值所对应的位置就是时隙头的位置。

在实现时隙同步的过程中，可以用滑动窗方法搜索整个时隙的2560个码片，如图2所示：PSC长度为256，那么进行一次相关的长度为256，则相关窗的宽度为256；需要选取在一个时隙中的每一个位置作为起始位置与本地的PSC进行相关，则相关窗的滑动速度是每次滑动一个位置；每个时隙中包括2560个码片，则得到时隙头位置需要滑动2560次。

现有技术中，PSC检测结构如图3所示，主要包含三个部分：

1.匹配滤波：接收2560+255个连续的码片，对一个时隙内每个位置进行PSC码相关运算：

其中，r(i+n)为接收到的码片序列，C_psc(i)是序列长度为256的PSC序列码片值。η_t(n)为对应于第t时隙内码片位置为n的相关值，n遍历了一个时隙长度的连续的码片位置。

2.非相干累加：由于频率偏差的存在，接收序列中会存在相位旋转，因此采用非相干检测方法，即对于每个位置的相关结果取模平方；对N_t个时隙的非相干检测结果进行累加，用来平均掉衰落的影响，同时减小干扰的影响。

3.判决：对累加相关值按照一定的规则，比如：输出大于门限值的位置或者输出最大值的位置，图中简称门限/择大，判决出时隙起始位置。

虽然非相干检测可以对抗相位旋转，但是理论上，在一定时间内，如果接收信号相关性较高，仍然采用非相干检测方法，其检测性能不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应同步检测方法和装置，使得在时隙同步中，根据接收信号的相关性自适应选择相干检测或非相干检测，从而提升检测性能。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种自适应时隙同步检测方法，包含以下步骤：

S1.判断接收信号的相关性高低；