[发明专利]基于机器学习的WCDMA小区搜索方法

说明书

本发明提供一种基于机器学习的WCDMA小区搜索方法，在训练阶段时，产生不含辅同步码的WCDMA下行链路信号来制作训练数据集，摆脱主扰码与辅同步码的依赖关系；测试阶段时，在时隙同步后的信号的基础上，根据帧头可能出现的15个位置制作对应的待识别预测数据进行主扰码识别，得到该组15个待识别预测数据的主扰码分类结果以及对应的概率，最后通过搜索15个预测概率最大值，得到帧头位置以及该信号使用的主扰码。本发明无需已知主扰码对应的辅同步码和花样表，通过机器学习的方式就达到快速帧同步与512个扰码的分类识别，从而更灵活地完成小区搜索。

技术领域

本发明涉及WCDMA通信技术，特别涉及WCDMA信号扰码识别技术。

背景技术

WCDMA一帧为38400个码片chips，分为15个时隙，每个时隙包含2560 个码片。在主同步过程可以确定某个时隙所在的位置，接下来就是确定一个无线帧帧头的位置。辅同步过程可以确定帧头也就是第0号时隙的位置以及扰码组编号。下行链路的主扰码为512个，每8个一组，分成64组。每个小区仅分配一个主扰码。

辅同步信道S-SCH信道的结构设计如图1所示。S-SCH信道的结构与主同步信道P-SCH信道结构很相似，一个时隙的前256chips用来存放辅同步码(SSC 码)。在S-SCH信道中的辅助同步码一共有16种，在一个物理帧数据里的15个时隙按协议规定的规律分布，如图2所示。

在信号发送的过程，每个无线帧重复地发送占据15个时隙的经过调制的辅同步码，辅同步码在协议中规定的是16种，辅同步码的长度为256chips，经过排列组合，取出64种分布方式，每种分布方式可以称为花样，花样有64种，如下表，扰码组号共64组，每一组使用8种辅同步码：

表1 WCDMA辅同步码序列与扰码组号对应表

辅同步码(SSC码)的分配：64个备用的SCH码序列的循环移位是唯一的，也就是说，64个码序列中任一个非0的小于15的循环移位不等于其它64个序列的循环移位，并且任一个非0的小于15的循环移位不等于它自己的其他小于 15的循环移位。

辅同步码的花样和扰码码组的编号是一一对应的，因此帧同步的过程就是通过检测辅同步码在帧中的排列序列顺序来确定帧头开始的位置以及扰码码组。

辅同步码的生成式如下：

先定义两个向量b与z：

b＝(1,1,1,1,1,1,-1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,1,-1)

z＝(b,b,b,-b,b,b,-b,-b,b,-b,b,-b,-b,-b,-b,-b)

再产生256阶哈达玛Hadamard矩阵：

H₀＝(1)

p表示矩阵阶数，将256阶哈德曼矩阵从顶部开始按行编号，第n行序列为h_n， k＝0,1,2,...,255，将序列h_n和序列z的第i个符号记为h_n(i)和z(i),i＝0,1,2,...,255，第m个SSC码C_ssc,k,k＝0,1,2,...,15：

C_ssc,k＝(1+j)*(h_n(0)*z(0),h_n(1)*z(1),...,h_n(255)*z(255))

其中，m＝16*k,k＝0,1,...,15，h_n也就是Hadamard矩阵的第m行。以上即为16个辅同步码的生成方式。