CN1138428C - 移动通信同步系统的同步码选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动通信同步系统的同步码选择方法，是选择具有零相关窗特性的二进制码作为移动通信同步系统的同步码，即循环自相关和循环互相关存在零相关窗特性的二进制码，或者补零自相关和补零互相关存在零相关窗特性的二进制码，前者同步码的发射可采用循环连续发射方式，后者同步码的发射可以采用加入保护时段的方式发射。同步码零相关窗宽度的确定原则是不小于多径信号的时延扩展。使用本发明方法所选择的同步码可以更为准确地实现同步。

Description

移动通信同步系统的同步码选择方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更确切地说是涉及移动通信技术领域内同步系统的同步码的设置选择方法。

背景技术

同步是移动通信系统中的一项关键技术，在利用同步码进行同步搜索时采用相关等方法寻找最大相关峰，从而实现用户信号的同步或者找到最适合用户接入的基站。现有移动通信同步系统中选用的同步码是伪随机码。由于这些伪随机码在时延为零附近的自相关和互相关数值不为零，因而会带来相互的干扰。

码分多址技术是一项干扰受限的技术，在利用同步码进行系统同步时，同步的准确性和精度会受干扰的影响，这些干扰包括由同步信号自身多径传播造成的干扰，以及由其它用户的同步信号造成的干扰等等。

为了消除这些干扰的影响，目前常用的一种方法是采用多用户检测技术或者其它自适应信号处理方法，但是多用户检测技术以及现有的各种自适应信号处理方法都有计算复杂度高、实现困难的缺点。因此，采用现有的同步码，在不增加系统复杂度的前提下是不容易实现低干扰和高同步准确性与高精度的性能的。

在公开号为CN1264964A、公开日为2000年8月30日、名称为“无干扰准同步码分多址通信系统扩频序列码组设计方法”的专利申请文件中，为使码分多址通信系统在一定条件下实现无干扰传输，从而减小系统对功率控制和同步的要求，设计了一种无干扰准同步码分多址通信系统的扩频序列码组设计方法。该方法分两步构造扩频序列码组：先通过计算机搜索方法或用递归方法生成一组正交非周期互补序列集CS(2ⁿM，2ⁿL，M＞2)；再通过采用同一行序列顺序连接(n0)或连接后对半切分(1)的方法，由该非周期互补序列集构造出扩频序列码组。而系统的扩频调制信号则由每个码元与对应的扩频序列码的乘积及首尾两端的附加保护码片组成。

发明内容

本发明的目的是设计一种移动通信同步系统的同步码选择方法，利用本发明方法所选择的同步系统的同步码，在不需要提高同步系统复杂性的前提下，可提高同步精度。

为更好地说明本发明的技术方案，先引入下面的定义。

定义1：

假设a和b为两个长度均为N的二进制码，a＝[a₀…a₁a_N-1]，b＝[b₀b₁…b_N-1]，

其中，a_i，b_i∈{-1，1}，i＝0，1，…N-1。 $r_a\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{1}{N}\underset{t=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{a}_t{a}_{(t+\mathrm{\τ})\%N}........\left(1\right)$ $r_a^{\left(l\right)}=\frac{1}{N}\underset{t=0}{\overset{N-1-\mathrm{\τ}}{\mathrm{\Σ}}}{a}_t{a}_{t+\mathrm{\τ}}...........\left(2\right)$

τ＝0，1，…，N-1，称(1)和(2)分别为码a的循环自相关和补零自相关； $r_{\mathrm{ab}}\left(\mathrm{\τ}\right)=\frac{1}{N}\underset{t=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{a}_t{b}_{(t+\mathrm{\τ})\%N}.......\left(3\right)$ $r_{\mathrm{ab}}^{\left(l\right)}=\frac{1}{N}\underset{t=0}{\overset{N-1-\mathrm{\τ}}{\mathrm{\Σ}}}{a}_t{b}_{t+\mathrm{\τ}}........\left(4\right)$

τ＝0，1，…，N-1，％为取余运算符号，称(3)和(4)分别为码a和b的循环互相关和补零互相关。

定义2：长度为N的扩频码m₁，m₂，…，m_p，如果同时满足：

a.循环自相关

           r_mi(τ)＝0

或补零自相关 $r_{\mathrm{mi}}^{\left(l\right)}\left(\mathrm{\τ}\right)=0,$ i＝1，2，…，P，τ∈[-L，L]]，L＜N；

b.循环互相关 $r_{m_i{m}_j}\left(\mathrm{\τ}\right)=0$

或补零互相关 $r_{m_i{m}_j}^{\left(l\right)}\left(\mathrm{\τ}\right)=0,$ i，j＝1，2，…，P，i≠j，τ∈[-L，L]，L＜N，

则称二进制码的这种相关为零的特性为码的零相关窗。

实现本发明目的的技术方案是这样的：一种移动通信同步系统的同步码选择方法，其特征在于：是选择具有零相关窗特性的二进制码作为移动通信同步系统的同步码。

所述的具有零相关窗特性的二进制码是循环自相关和循环互相关存在零相关窗特性的二进制码，或者补零自相关和补零互相关存在零相关窗特性的二进制码。

所述同步码的零相关窗宽度按照大于多径信号的时延扩展确定。

在所述同步码的循环自相关和循环互相关存在零相关窗特性时，采用循环连续发射方式发射同步码。

所述的连续发射所选择的同步码是重复所选择的同步码填满96码片的同步时段。

在所述同步码的补零自相关和补零互相关存在零相关特性时，采用加入保护时段的方式发射同步码。

所述的采用加入保护时段的方式发射同步码，是在包括32码片长度的保护时段和64码片长度的同步时段中，将64码片长度的同步时段部分替换为补零自相关和补零互相关存在零相关窗的码。

所述的同步码在同步搜索时是按相关方法进行同步调整的。

本发明所选择的同步码的相关窗宽度根据实际系统的需求确定，该实际系统需求包括但不限于以下方面：移动通信小区内无线通信信号的多径时延扩展；移动通信系统内码片所采用的速率等。

利用本发明的方法所选择的同步码在实际应用中，仍然采用原相关方法进行同步调整。

本发明方法的有益效果是：由于所选同步码的良好自相关特性，同步码自身由于多径传播产生的多径信号不会产生干扰；同时，由于不同的同步码相互之间的互相关也存在零相关窗，因而其它用户的同步码也不会给期望用户的同步带来干扰。因此，在不需要采用多用户检测技术或其它自适应信号处理方法的情况下，本发明的方法就可以做到很好的相关检测，从而更为准确地实现同步。

如果所选择的同步码的循环自相关和循环互相关存在零相关窗特性，则同步码的发射可以采用循环连续发射方式；如果所选择的同步码的补零自相关和补零互相关存在零相关特性，则同步码的发射可以采用加入保护时段的方式发射。这两种方式都可以保证上述效果的实现。

附图说明

图1是按本发明方法所选择的同步码的一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图进一步说明本发明的技术方案。

参见图1，图中所示同步码长度为75us，其中保护时段GP的长度为32码片(chips)，同步(SYNC)时段的长度为64码片(chips)。由于所采用的是补零自相关和补零互相关存在零相关特性的同步码，因此需要加入保护时段GP。

在时分同步码分多址(TD-SCDMA)移动通信系统中，参照参考文献TSC104，Spreading and modulation中的要求，在图1所示同步码结构中，将SYNC部分替换为码的补零自相关和补零互相关存在零相关窗的码，从而达到减少同步码互相干扰的效果。

也可以采用由文献Deng Xinmin and Fan Pingzhi，Spreading sequence setswith zero correlation zone.Electronics Letters，2000，36(11)：993～994给出的循环自相关和循环互相关存在零相关窗特性的二进制码作为同步码，如表示为(5)式：

a₁＝(----+-+--+--+++-+--+++--)

a₂＝(--+--+++++-+++---+---+-+)

a₃＝(+-+---+---++-+-----++-++)

a₄(--+++--+-+++++-++-+-++++)

其中，-代表-1，+代表+1。同步码发射时选定一个码，例如a₁，由于图1同步码结构中共有96个码片，因此同步码a₁需重复发射四次，即a₁ a₁ a₁ a₁，以填满该同步时段。

式(5)中的码具有窗宽为3个码片的零相关窗，按照式(1)和式(3)计算的循环自相关和循环互相关满足：

    r_ai(τ)＝0，i＝1，2，3，4，τ＝1，2，3且 $r_{a_i{a}_j}\left(\mathrm{\τ}\right)=0,$ i，j＝1，2，3，4，j≠j，τ＝0，1，2，3。

假设基站接收到的多径信号以第一径到达时间为参考，其它各径相对时延最大为τ_max，系统码片周期为Tc，则当τ_max＜3Tc时，式(5)的码可以作为该系统的同步码使用，否则，需要考虑采用具有更宽的零相关窗的码作为系统的同步码。

当多径信号的信号能量相对很弱时，如小于-20dB时，其对系统的影响也较小，此时，上述各径最大相对时延τ_max可以弱化为具有足够信号能量的多径相对最大时延。

Claims (8)

1.一种移动通信同步系统的同步码选择方法，其特征在于：是选择具有零相关窗特性的二进制码作为移动通信同步系统的同步码。

2.根据权利要求1所述的一种移动通信同步系统的同步码选择方法，其特征在于：所述的具有零相关窗特性的二进制码是循环自相关和循环互相关存在零相关窗特性的二进制码，或者补零自相关和补零互相关存在零相关窗特性的二进制码。

3.根据权利要求1所述的一种移动通信同步系统的同步码选择方法，其特征在于：所述同步码的零相关窗宽度按照大于多径信号的时延扩展确定。

4.根据权利要求1或2所述的一种移动通信同步系统的同步码选择方法，其特征在于：在所述同步码的循环自相关和循环互相关存在零相关窗特性时，采用循环连续发射方式发射同步码。

5.根据权利要求4所述的一种移动通信同步系统的同步码选择方法，其特征在于：所述的连续发射所选择的同步码是重复所选择的同步码填满96码片的同步时段。

6.根据权利要求1或2所述的一种移动通信同步系统的同步码选择方法，其特征在于：在所述同步码的补零自相关和补零互相关存在零相关特性时，采用加入保护时段的方式发射同步码。

7.根据权利要求6所述的一种移动通信同步系统的同步码选择方法，其特征在于：所述的采用加入保护时段的方式发射同步码，是在包括32码片长度的保护时段和64码片长度的同步时段中，将64码片长度的同步时段部分替换为补零自相关和补零互相关存在零相关窗的码。

8.根据权利要求1所述的一种移动通信同步系统的同步码选择方法，其特征在于：所述的同步码在同步搜索时是按相关方法进行同步调整的。

Images