在移动通信系统中执行初始同步和帧同步的装置及其方法

摘要

本发明公开了一种用于在移动通信系统中执行初始同步和帧同步的装置及其方法。首先，公开了按照本发明一个实施例的用于在移动通信系统中使用在接收信号和用于相位的参考矢量之间的相关值来执行帧同步的方法和装置。其次，公开了一种按照本发明另一个实施例的用于通过考虑所有的相位调制可能性和频率偏移来执行帧同步的方法和装置。第三，公开了一种用于以由UE在小区搜索的过程中将从基站接收的至少一个子帧分解为至少二个区域，计算对于至少二个区域的每个的相关性，和使用每个区域计算的相关值的最大值的方式执行初始估算的方法和装置。

说明书

本申请要求于2005年10月31日申请的韩国专利申请No.P10-2005-0103509和2006年1月20日申请的韩国专利申请No.P10-2006-006428的权益，其被如在此处充分地阐述的那样作为参考资料组合在此。

技术领域

本发明涉及移动通信系统，尤其是，涉及一种用于在移动通信系统中执行初始同步和帧同步的装置及其方法。

背景技术

通常，在TD-SCDMA系统中由用户设备(在下文中，缩写为UE)进行的小区搜索过程是用于获得下行链路同步码(SYNC-DL)、基本训练序列码、扰频码、帧同步、BCH(广播信道)信息、码片定时信息等等的过程。并且，该小区搜索过程通常是通过以下的4个步骤执行的。

图1是按照相关技术的小区搜索过程的流程图。

1)初始同步搜索过程(搜索DwPTS)

首先，UE无需用于小区搜索的信息，在DwPTS(下行链路导频时隙)中使用三十二个可用的SYNC-DL码执行初始同步。通过这个步骤，UE将在三十二个可用的SYNC-DL码之中找到在小区中使用的SYNC-DL码和定时同步点。

2)基本训练序列和扰频码识别

由于通过以上的初始同步搜索过程找到的DwPTS码对应于一个具有四个基本训练序列的码组，UE从四个基本训练序列中搜索在小区内使用的基本训练序列。因为基本训练序列与扰频码有关，如果获得了基本训练序列，可以找到该扰频码。

3)帧同步捕获(控制多帧同步)

UE通过用于P_CCPCH训练序列的DwPTS的QPSK相位调制搜索BCH多帧的MIB(主要的信息块)。

4)BCH信息捕获(读取BCH)

UE通过使用搜索的MIB读取BCH来获得BCH信息。

下面详细地解释按照相关技术的帧同步捕获过程。

首先，由于在TD-SCDMA系统中BCH具有20ms传输时间间隔(在下文中，缩写为TTI)，UE必须知道是否BCH存在于下一个帧中，并且这里在20ms TTI的位置开始。

为了通知UE BCH的开始位置，基站在调制DwPCH的情况下基于第一时隙训练序列的相位执行相位调制。并且，在一个子帧期间相位调制的值被同样地维持。

在四个相连子帧期间获得的四相调制值被称作“四元相位(phasequadruple)”，并且存在二个类型的四元相位，S1和S2。表1示出二个类型的四元相位的含义。

[表1]

  例子四元相位  含义  S1135°，45°，225°，135° P-CCPCH存在于接下来的四个  子帧中  S2315°，225°，315°，45° P-CCPCH不存在于接下来的四  个子帧中

在表1中，P-CCPCH(主公共控制物理信道)是传输信道BCH被映射给其的物理信道。

在相关技术中，“四元相位”被在四个子帧期间检测，并且然后判断是否检测的四元相位对应于S1。如果其判断为S1，则判断存在来自下一个子帧的P-CCPCH。然后启动通过P-CCPCH传送的BCH的接收。

尤其是，用于检测四元相位的过程包括用于检测用于每个子帧的下行链路同步码的相位调制值的过程，其由以下的步骤组成。

首先，检测接收的训练序列码的相位值和下行链路同步码的相位值。

随后，获得在检测的二个码的相位值之间的相关性。通过对获得的相关性进行“arctangent(反正切)”，然后找到下行链路同步码的调制相位。

此后，将四元相位与在表1中的相位值S1或者S2相比，该四元相位是在以上述方式获得的四个子帧期间调制的相位值。

作为该比较结果，如果获得的四元相位对应于S1，在接下来的四个子帧中接收BCH。如果获得的四元相位不对应于S1，其判断BCH不存在于接下来的四个子帧中。因此，用于检测四元相位的过程被重复地执行。

但是，在使用按照相关技术的arctangent检测到下行链路同步码的调制相位值的情况下，该arctangent操作通常是通过使用供有效的实施的查找表格的图表映射来代替的。因此，由于足够量的表值需要存储在用于准确的操作规定的存储器中，将过度地增加存储器的容量。

并且，由于下行链路码的调制的相位值也可以由于频率偏移而失真，其很难通过现有技术的方法计算准确的相位调制值。

在小区搜索的过程中的初始同步搜索的第一过程可能对功率消耗、自动频率控制(AFC)、同步跟踪器性能等等有影响。此外，因为初始同步搜索应该被重复地执行多次，其需要满足过度的计算和存储器。

通常，由当前小区当前现在使用的下行链路同步码(SYNC-DL)被通过在从基站接收的信号和参考信号之间的相关性来检测。在3GPPTDD LCR(低码片速率)系统中，从接收的信号执行初始同步的方法包括以下的方案的一个。

首先，存在使用相关性最大值的方法。尤其是，初始同步是通过使用来自一个接收的子帧的相关性找到最大值执行的。因此，该方法可以容易地实现。

但是，由于接收信号的电平在具有低的SNR的多径衰落信道环境中迅速地变化，其很难改善时间相关的性能。此外，在降低接收信号的采样发生的情况下，时间误差增加。

其次，存在通过使用通过几个子帧累加相关值计算的平均值的另一种方法。尤其是，获得在从基站接收的信号和下行链路同步码(SYNC-DL)之间的相关性。该相关性被通过几个子帧累加，并且然后获得平均值。并且，初始化同步是通过搜索用于最大值的平均值执行的。

如果最大值是通过获得由通过几个子帧累加相关性产生的平均值找到的，其能够通过降低由于高衰落率的影响的接收信号的电平变化来获得可靠的时间相关性。但是，由于用于通过几个子帧接收的三十二个码的相关性应该被每次存储，存储器增加是不可避免的。并且，在过采样接收的信号，以及用于顺序地找到最大相关性的比较器被实现的情况下，比较和存储将重复地实施与[6400×32×过采样]一样多。

此外，由于其不能将子帧的数目设置为不定的数目，因此，其被限制在规定的数目。所以，如果采取平均值，尽管由于噪音失真可考虑的相关性的误差值被累加，性能的退化是不可避免的。

第三，存在使用跟踪具有高出现次数的同步码及其用于几个子帧的同步点的另一种方法。考虑到通过几个子帧判断的概率，在原始码中具有最大相关性的出现次数是高的。因此，使用出现频率移去错误相关，并且获得具有保持强的时间候选者的平均值。

如果对于一个子帧只有一个码的索引(index)具有最大的相关值，并且该相关值被存储，其能够显著地降低为一个子帧所必需的存储容量。但是，应该观察足够量的子帧，以便跟踪对于几个子帧具有高出现次数的码和同步点。如果观察到较少的子帧，准确度被降低。

此外，如果信道环境是差的，其不能找到准确的下行链路同步码。因此，需要观察更多的子帧。不然的话，准确度被显著地降低。

发明内容

据此，本发明提出了一种在移动通信系统中用于执行初始同步和帧同步的装置及其方法，其基础上消除了一个或多个由于相关技术的限制和缺点的问题。

本发明的一个目的是提供一种用于在移动通信系统中执行帧同步的装置及其方法，通过其无需增加过多的存储器，而可能实现帧同步。

本发明的另一个目的是提供一种用于执行帧同步的装置及其方法，通过其可以校正由于频率偏移产生的检测误差。

本发明的另一个目的是提供一种用于执行初始同步的装置及其方法，通过其存储器需要量可以被显著地降低。

本发明的另一个目的是提供一种用于执行初始同步的装置及其方法，通过其可以借助于由UE接收的很小数量的帧来执行具有高可靠性的初始同步。

首先，公开了按照本发明一个实施例的用于在移动通信系统中使用在接收信号和用于相位的参考矢量之间的相关值来执行帧同步的方法和装置。

其次，公开了一种按照本发明另一个实施例的用于通过考虑所有的相位调制可能性和频率偏移来执行帧同步的方法和装置。

第三，公开了一种用于以由UE在小区搜索的过程中将从基站接收的至少一个子帧分解为至少二个区域，计算对于至少二个区域的每个的相关性，和使用每个区域计算的相关值的最大值的方式执行初始同步的方法和装置。

在下面的描述中将在某种程度上阐述本发明的附加的优点、目的和特点，在参阅以下内容时或者可以从本发明的实践中获悉，在某种程度上对于那些本领域普通的技术人员将变得显而易见。通过尤其在所述的说明书和此处的权利要求以及所附的附图中指出的结构，可以实现和获得本发明的目的和其他的优点。

为了实现这些目的和其他的优点，和按照本发明的目的，如在此处实施和广泛地描述的，一种在按照本发明的移动通信系统的移动终端中执行下行链路帧同步的方法，包括步骤：获得在下行链路同步码和训练序列码之间的相移，下行链路同步码和训练序列码包括在从基站接收的相连子帧的M个数目的每个中，计算在表示M个数目的参考相位值的参考矢量和表示获得的M个数目的相移值的相位矢量之间的复数内积(complex inner product)，和使用计算的复数内积估算帧同步。

优选的，该方法进一步包括步骤：估算在基站和移动终端之间的频率偏移，其中计算的复数内积按照频率偏移被不同地使用。

在本发明的另一个方面中，一种用于在移动通信系统中执行帧同步的装置，包括：获得在包括在子帧中的下行链路同步码和训练序列码之间的相移的相位检测模块，计算在表示M个数目的参考相位值的参考矢量和表示M个数目的相移值的相位矢量之间的复数内积的内积计算模块，M个数目相移值是由相位检测模块对于M个数目的相连子帧的每个获得的，和使用计算的复数内积执行帧同步的帧同步检测模块。

优选的，该装置进一步包括检测在基站和移动终端之间的频率偏移的频率偏移检测模块，其中计算的复数内积按照检测的频率偏移被不同地使用。

在本发明的另一个方面中，一种在移动通信系统的移动终端中执行初始同步的方法，包括步骤：计算对于从具有多个同步码的基站接收的至少一个或多个子帧的每个区域的最大相关值，每个子帧被分成至少二个区域，和对于至少一个或多个子帧的每个的至少二个区域的每个使用计算的最大相关值来执行初始同步。

优选的，执行初始同步的步骤包括步骤：将用于每个区域和用于每个同步码的至少二个子帧的最大相关值组合，和通过选择在最大相关值的组合值之中具有最大值的区域，获得用于初始同步的同步码的索引和时间同步点。

在本发明的另一个方面中，一种在移动通信系统的移动终端中执行初始同步的方法，包括步骤：第一步骤，计算从具有多个同步码的基站接收的子帧的每个区域的最大相关值，该子帧被分成至少二个区域，第二步骤，通过对至少二个子帧重复地执行第一步骤来组合每个区域的最大相关值和每个下行链路同步码，和第三步骤，使用组合的值执行初始同步。

在本发明的另一个方面中，一种用于在移动通信系统中执行初始同步的装置，包括：用于计算对于从具有多个同步码的基站接收的至少一个或多个子帧的每个区域的最大相关值的装置，至少一个子帧的每个被分成至少二个区域，用于将每个区域的至少一个或多个子帧的最大相关值和每个同步码组合的装置，和用于使用组合的值来执行初始同步的装置。

优选的，该装置进一步包括用于存储每个区域和每个下行链路同步码的最大相关值的组合值，和具有每个子帧、每个区域或者每个下行链路同步码的最大相关值的点的索引的存储器装置。

应该明白，上文的概述和下面的本发明的详细说明是示范性和说明性的，并且作为权利要求意欲对本发明提供进一步的说明。

附图说明

该伴随的附图被包括以提供对本发明进一步的理解，并且被组合进和构成本申请书的一部分，其举例说明本发明的实施例，并且与该说明书一起可以起解释本发明原理的作用。在该附图中：

图1是按照相关技术的小区搜索过程的流程图；

图2是在3GPP TDD LCR系统中下行链路子帧的格式的示意图；

图3是按照本发明一个实施例的用于执行帧同步的装置的方框图；

图4和图5分别是在图3中示出的相位检测单元和内积计算单元的详细的方框图；

图6是复数平面的图形；

图7是按照本发明另一个优选实施例的执行初始同步方法的流程图；

图8是示范的用于SYNC-DL码的自相关和具有另一个码的互相关的示意图；

图9是按照本发明一个优选实施例的用于寻找用于每个区域的相关性最大值，具有该最大值的同步码和时间点的索引的过程的示意图；

图10是按照本发明一个优选实施例的用于检测时间同步点的例子的示意图；

图11是按照本发明一个优选实施例的用于执行初始同步装置的方框图；

图12是对于存在不同的信道和频率偏移的情况的模拟结果的图形；和

图13A至13D分别是按照对于不同的信道(PA3、PB3、VA30、VA120)的SNR的变化的初始同步直方图。

具体实施方式

现在将详细地描述本发明的优选实施例，其例子被在伴随的附图中举例说明。只要可能，贯穿该附图相同的参考数字将用于涉及相同的或者类似的部分。

首先，在以下的本发明的实施例中，本发明的技术特征被应用于3GPP TDD LCR(TD-SCDMA)系统。并且，以下的实施例仅仅是示范性的，并且本发明的技术特征同样适用于其他类型的移动通信系统。

图2是在3GPP TDD LCR系统中的下行链路子帧的格式的示意图。在3GPP TFF LCR系统中存在32个种类的下行链路同步码的参考信号SYNC-DL。并且，每个码的长度对应于64个码片。参考图2，P-CCPCH的训练序列码(MA)被包括在第一下行链路时隙Ts0中，并且下行链路同步码SYNC-DL被设置紧挨着子帧的第一下行链路时隙Ts0。“DwPTS”包括32个码片保护周期和64个码片SYNC-DL码。并且，该SYNC-DL码是通过对于每个小区选择32个类别的一个来使用的。

图3是按照本发明一个实施例的用于执行帧同步装置的方框图。

参考图3，一种按照本发明一个实施例的用于执行帧同步的装置，包括：相位检测单元10，其从基站传送的接收信号中使用参考信号获得包括在每个子帧中的训练序列码(MA)和下行链路同步码(SYNC-DL码)之间的相移；内积计算单元20，其计算作为由相位检测单元10对于四个相连子帧获得的相移的矢量表达式的相位矢量的复数内积，和帧同步检测单元30，其使用计算的内积值检测帧同步。

图4是相位检测单元10的详细方框图。

基于包括在从基站传送的每个子帧的第一下行链路时隙Ts0中的训练序列码(MA)的相位，用于找到下行链路同步码(SYNC-DL码)的相位调制值，即，在下行链路同步码和训练序列码之间的相移的过程将参考图4详细说明如下。

首先，如果在第n个子帧中的接收信号的下行链路同步码被表示为 $>>>r>s>>(>n>)>sup>>=>[>>r>>s>,>0>>>(>n>)>sup>>,>.>.>.>,>>r>>s>,>63>>>(>n>)>sup>>>]>T>>,>>>如果接收信号的训练序列码被表示为$ >>>r>m>>(>n>)>sup>>=>[>>r>>m>,>0>>>(>n>)>sup>>,>.>.>.>,>>r>>m>,>127>>>(>n>)>sup>>>]>T>>,>>>如果由UE预先地巳知的参考信号的下行链路同步信号被表示为s＝[s$$₀，...s₆₃]^T，和如果该参考信号的训练序列码被表示为m＝[m₀，...，m₁₂₇]^T，则接收信号的第i个下行链路同步码和训练序列码可以分别地通过等式1和等式2限定。

[等式1]

$>>>r>>s>,>i>>>(>n>)>sup>>=>>\Sigma >>i>=>0>>>L>->1>>>>h>i>>·>>s>>i>->l>>>·>>e>>j>>\phi >n>>>>+>>\eta >i>>>(>i>=>0>,>.>.>.>,>63>)>>>>$

[等式2]

$>>>r>>m>,>i>>>(>n>)>sup>>=>>\Sigma >>i>=>0>>>L>->1>>>>h>i>>·>>m>>i>->l>>>+>>\eta >i>>>(>i>=>0>,>.>.>.>,>127>)>>>>$

在这种情况下，“L”表示多径信道的长度(码片的单位)，“φ_n”表示第n个子帧的下行链路相位调制值，“η_i”表示噪声分量，和“h_i”表示指示信道分量的信道系数。

为了提取信道分量和相位调制分量，下行链路同步码相关值检测模块11和训练序列码相关值检测模块12分别地查找在接收信号r_s⁽ⁿ⁾，r_m⁽ⁿ⁾和参考信号s，m之间的自相关性。这是通过以下的等式3和等式4表示的。在这种情况下，“h₀”是当同步被正确地匹配的时候的信道分量。并且，按照s，m的自相关和互相关性能，可以分别地假设和是可忽视的很小的值。

[等式3]

$>>>c>s>>(>n>)>sup>>=>>1>64>>>>(>>r>s>>(>n>)>sup>>)>>T>>·>>s>*>>=>>1>64>>>\Sigma >>i>=>0>>63>>>r>>s>,>i>>>(>n>)>sup>>·>>s>i>*sup>>=>>1>64>>>\Sigma >>i>=>0>>63>>>(>>\Sigma >>l>=>0>>>L>->1>>>>h>i>>·>>s>>i>->l>>>·>>e>>j>>\phi >n>>>>+>>>\eta >>i>>)>>·>>s>i>*sup>>>>$

$>>=>>\Sigma >>i>=>0>>>L>->1>>>>h>i>>·>>e>>j>>\phi >n>>>>>(>>1>64>>>\Sigma >>i>=>0>>63>>>s>>i>->l>>>·>>s>i>*sup>>)>>+>>1>64>>>\Sigma >>i>=>0>>63>>>\eta >i>>·>>s>i>*sup>>>>$

$>>=>>h>0>>·>>e>>j>>\phi >n>>>>+>>\Sigma >>i>=>1>>>L>->1>>>>h>i>>·>>e>>j>>\phi >n>>>>>(>>1>64>>>\Sigma >>i>=>0>>63>>>s>>i>->l>>>·>>s>i>*sup>>)>>+>>1>64>>>\Sigma >>i>=>0>>63>>>\eta >i>>·>>s>i>*sup>>>>$

$>>=>>h>0>>·>>e>>j>>\phi >n>>>>+>ver>>N>~>>s>>>>$

[等式4]

$>>>c>m>>(>n>)>sup>>=>>1>128>>>>(>>r>m>>(>n>)>sup>>)>>T>>·>>m>*>>=>>h>0>>+>ver>>N>~>>m>>>>$

如果通过等式3和等式4找到的自相关值c_s⁽ⁿ⁾，c_m⁽ⁿ⁾被标准化，以除去改变每个子帧的信道分量，则生成等式5和等式6。

[等式5]

$>>ver>>c>~>>s>>(>n>)>sup>>=>>>c>s>>(>n>)>sup>>>|>>c>s>>(>n>)>sup>>|>>>>>$

[等式6]

$>>ver>>c>~>>m>>(>n>)>sup>>=>>>c>m>>(>n>)>sup>>>|>>c>m>>(>n>)>sup>>|>>>>>$

在这种情况下，对于c_s⁽ⁿ⁾，c_m⁽ⁿ⁾的标准化可以分别地由下行链路同步码相关值检测模块11和训练序列码相关值检测模块12，或者由下行链路同步码和训练序列码相关值检测模块13执行。作为选择，对于c_s⁽ⁿ⁾，c_m⁽ⁿ⁾的标准化可以由提供在下行链路同步码和训练序列码相关值检测模块13以及下行链路同步码相关值检测模块11和训练序列码相关值检测模块12之间的单独的标准化计算单元(在图中未示出)执行。

下行链路同步码和训练序列码相关值检测模块13根据等式7查找c_s⁽ⁿ⁾，c_m⁽ⁿ⁾的互相关，以获得在接收信号的下行链路同步码和训练序列码之间的相移。

[等式7]

$>>>p>n>>=>>>(>ver>>c>~>>s>>(>n>)>sup>>)>>T>>·>>>(>ver>>c>~>>m>>(>n>)>sup>>)>>*>>=>>(>>e>>j>>\phi >n>>>>+>ver>>N>~>>s>>)>>·>>(>1>+>ver>>N>~>>m>*sup>>)>>>>$

$>>=>>e>>j>>\phi >n>>>>+>>e>>j>>\phi >n>>>>·>ver>>N>~>>m>*sup>>+>ver>>N>~>>s>>+>ver>>N>~>>s>>·>ver>>N>~>>m>*sup>>>>$

假设和是可忽视的很小的值，其能够计算在接收信号的下行链路同步码和训练序列码之间的相移p_n。

按照以上的方案，相位检测单位10计算在包括在每个子帧中的下行链路同步码和训练序列码之间的相移，然后将计算的相移输出给内积计算单元20。

图5是内积计算单元20的详细方框图。

参考图5，该内积计算单元20查找q＝[q₀，...，q₃]^T＝[-1，1)，( 1，1)，(-1，1，)，(-1，1)]^T的复数内积，其是以“四元相位”S1(135°，45°，225°，135°)的矢量形式的坐标表示，并且P_n[P_n，...，P_n+3]^T，其是由相位估算单位10找到的四个相连子帧的相移的矢量表示。

如果由内积计算单元20找到的内积值被标准化，其能够获得等式8。

[等式8]

$>>>M>n>>=>>>>P>n>Tsup>>·>>q>*>>>>2>>>>>$

该帧同步检测单元30通过将计算的内积值与预置的阈值比较来执行帧同步。判断由帧同步检测单元30使用的阈值的方法详细说明如下。

首先，其能够考虑引起四元相位S1和S2的所有的情况。由于帧同步是未知的，假设存在S1和S2两者，可以对应于在表2中示出的总的14种情况对四个相连的相移设置许多的情形。

例如，“S1+S2”表示“S1”后面有“S2”的情况。并且，在表2中“偏移”表示子帧单位的帧同步误差。即，在“S1+S2”中“偏移”是1的情况下，其指的是四个相连的四元相位包括“S1”的第二四元(quadruple)至“S2”的第一四元(quadruple)。

这被转换到以具有(1，-1)的与每个类似前者“q”成分相同的相位的矢量形式坐标，查找和标准化矢量S1和复数内积。如果是这样的话，可以提供在表2中示出的值。

[表2]

  例子  偏移  四元相位  内积的  实部  内积的  虚部  内积的绝  对值                              匹配的帧同步  S1  0  135°，45°，225°，135°  4  0  4  S2  0  315°，225°，315°，45°  -2  0  2                               不匹配的帧同步  S1+S2  1  45°，225°，135°，315°  -2  -2  4  2  225°，135°，315°，225°  0  4  4  3  135°，315°，225°，315°    -  2  S2+S2  1  225°，315°，45°，315°  -2  0  2  2  315°，45°，315°，225°  0  2  2  3  45°，315°，225°，315°  0  -2  2  S1+S1  1  45°，225°，135°，135°  0  -2  2  2  225°，135°，135°，45°  0  0  0  3  135°，135°，45°，225°  0  2  2  S2+S1  1  225°，315°，45°，135°  0  0  0  2  315°，45°，135°，45°  0  -2  2  3  45°，135°，45°，225°  -    2

参考表2，在“S1”的情况下，该内积的实部具有4的最大的值。并且，第二个最大的值是。因此，其能够判断在和4之间存在的随机值作为一个阈值。尤其是，由于接收信号的电平大体上是根据噪声和衰落可变的，可以被通过最大似然检测判断为阈值。如果实部的大小等于或者大于其可以被认为是已经接收的S1。

在某些情况下，如果在3GPP TDD LCR系统中存在不同于四元相位(phase quadruple)S1或者S2的四元相位，其也能够使用内积的虚部去判断阈值。

同时，如果存在频率偏移，则不通过四元相位而是通过频率偏移，在下行链路同步码和训练序列码之间出现相移。在当AFC(自动频率控制)被激活频率偏移根据时间变化的情况下，在每个子帧中可以不同地出现检测的相移。在这种情况下，频率偏移指的是在基站和UE的本地振荡器之间的频率差，或者在信道等等中由多普勒频率效应产生的频率差。此外，由于频率偏移在UE中引起采样误差，或者通过按照时间累加显著地恶化接收性能，该UE通过AFC检测频率偏移来连续地补偿频率偏移。

因此，在帧同步检测单元30执行帧同步的情况下，优选的，阈值被按照存在或者不存在频率偏移或者频率偏移的量不同地设置，和/或计算的内积值被不同地应用于和设置的阈值的比较。

例如，如果由UE检测的频率偏移小于参考值，可以通过比较第一阈值与计算的内积值的实部来检测帧同步。如果检测的频率偏移大于该参考值，则可以通过比较第二阈值与计算的内积值的绝对值来检测帧同步。

在存在频率偏移的情况下，优选的，使用内积的绝对值，由于其不能按照以前的方法利用内积值的实部判断存在或者不存在S1的接收。这在下面详细解释。

参考表2，由于内积的绝对值是4，在那种情况下，S1被接收。否则，最大值是4。类似使用内积实部的情况，其能够通过最大似然检测将判断为一个阈值。因此，对于内积的绝对值等于或者大于的情况，其可以被认为是S1被接收。

但是，在类似3GPP TDD LCR系统存在四元相位S1和S2的情况下，即使和S1的同步不匹配，可以类似接收S1的情况产生内积的绝对值4。并且，在内积的绝对值是4的情况下，由于噪声和衰落其可能错误地判断S1被接收。在这种情况下，除了使用内积的绝对值之外，其能够更准确地以使用正好先前接收的相位值p_n-1，或者四元的相位值(例如，第一值的相移pn)的方式判断存在或者不存在S1的接收。

参考表2，对于接收S1的情况和错误地判断S1被接收的情况，如果内积的绝对值是4或者4，并且如果S1同步不匹配，正好先前接收的四元相位和当前接收的四元相位被解释如下。(1)接收S1的情况

S1继之以S1的情况：(135°，454°，225°，135°)，(135°，45°，225°，135°)

S2继之以S1的情况：(315°，225°，315°，45°)，(135°，45°，225°，135°)

(2)不与S1相配的同步的情况

S1+S2的情况，偏移1：(225°，315°，45°，135°)，(45°，225°，135°，315°)

S2+S2的情况，偏移2：(315°，45°，135°，45°)，(225°，135°，315°，225°)。

在S1被接收的情况下，可能发生S1或者S2被提前接收。在这种情况下，在正好在接收的相位值P_n-1之前和四元的第一值P_n之间的相移是0°或者90°。另一方面，在S1同步不匹配的情况下，相应的相移是-90°或者180°。如果相移被表示在图6中示出的复数平面中，一个用于判断接收S1的情况和未接收S1的情况的区域可以由表示为y＝-x的直线定义。因此，存在或者不存在S1的判定可以以下列方式执行。

[等式9]

$>>>M>n>\prime sup>>>(>>p>>n>->1>>>,>>p>n>>)>>=>Re>[>>p>n>>>p>>n>->1>>*sup>>]>+>Im>[>>p>n>>>p>>n>->1>>*sup>>]>>>$

如果等式9表示正数，情况是S1被接收。如果等式9表示负数，情况是S1同步不匹配。

以上解释的按照本发明一个实施例的帧同步估算装置可以在用户设备(UE)内实现。同时，如果频率偏移通过按照AFC对偏移补偿而临时地(temporally)变化。则在每个子帧中估算的相移可能被不同地恶化。优选的，通过在帧同步估算的过程中停止按照AFC的频率偏移补偿功能，可以防止该估算的相移被不同地在每个子帧中产生。

当帧同步检测单元30执行帧同步的时候，优选的，阈值被按照与计算的内积值相比的频率偏移不同的设置。尤其是，UE检测频率偏移。如果检测的频率偏移小于参考值，则通过比较第一阈值与计算的内积值的实部来检测帧同步。如果检测的频率偏移大于参考值，则通过比较第二阈值与计算的内积值的绝对值来检测帧同步。

图7是按照本发明另一个优选实施例的执行初始同步方法的流程图。

参考图7，UE将从基站接收的一个子帧分解为多个区域，对于多个区域的每个查找与32个下行链路同步码的相关性，然后计算对于每个区域的相关峰值(S71)。这个步骤在下面详细地解释。

首先，在3GPP TDD LCR系统中，SYNC-DL码被用作下行链路同步码，并且它们使用32个类型的序列。在初始小区搜索过程中，UE在图2中示出的子帧内搜索DwPTS，而无需用于要搜索的小区的信息和定时信息。

图8是示例的与SYNC-DL码的自相关和与另一个码的互相关的示意图。在图8中，峰值点对应于在接收信号中具有高相关性的部分。

通常，接收信号{r}＝(r₀，r₁，......)被在码片速率上以过采样的方式接收。第i个SYNC-DL码被表示为 $>>\{>>S>>(>l>)>>>=>>(>>s>0>>(>l>)>sup>>,>>s>1>>(>l>)>sup>>,>.>.>.>,>>s>63>>(>l>)>sup>>)>>\}>.>>>在这种情况下，“0\le 1＜32”是QPSK码元，并且是SYNC-DL码的索引。在接收信号和第i个SYNC-DL码之间的相关性可以由等式10定义。$

[等式10]

$>>>c>i>>(>l>)>sup>>=>|>>\Sigma >>j>=>0>>63>>>r>>i>+>j>>*sup>>·>>s>j>>(>l>)>sup>>|>>>$

因此，可以通过类似等式11的最大似然检测发现在每个区域中具有相关峰值的下行链路同步码和相应的位置信息

[等式11]

在等式11中，和分别地表示具有相关峰值的SYNC-DL码和在相应的区域中对于具有相关峰值点检测的值。并且，“R”表示区域的大小。以上的步骤被在一个子帧内重复以查找对于每个区域的相关性的最大值，具有最大值的同步码和时间点的索引在图9中示出。

优选的，步骤S71对于至少二个子帧被重复。对于在第二个之后的子帧，获得每个区域和每个同步码的相关峰值，并且然后将每个区域和每个同步码直至相应的子帧的相关峰值相加以组合在一起(S72)。在每个区域和每个同步码直至相应的子帧的相关峰值已经相加并且组合在一起之后，其检查是否满足规定的条件(S73)。

如果在由组合每个区域和每个同步码的相关峰值产生的值之中的最大的值和第二最大的值之间的差值等于或者大于预置的阈值，则满足规定的条件。换句话说，如果在相关峰值的组合值之中最大的值或者第二最大的值等于或者大于预置的阈值，在跟踪不正确的信息方面几乎不存在可能性。并且，无需再观察几个帧，在那个时间点上检测到初始同步(S76)。此外，其能够将规定的条件仅仅适用于第一个子帧。并且，其能够跳过该步骤S73。

如果不满足规定的条件，则UE存储每个区域和每个同步码直至相应的子帧的相关峰值的组合值，具有每个子帧和每个区域的相关峰值的同步码以及时间点的索引(S74)。

随后，其检查是否用于查找每个区域相关峰值的子帧的数目是预置值H(S75)。如果子帧的数目小于H，从步骤S71开始的步骤被对于下一个子帧重复。如果子帧的数目与H相配，使用迄今存储的该值执行初始同步(S76)。在这种情况下，“H”可以被选择在可以保证初始同步检测的准确度的范围内。

在接收H子帧的情况下，以前与前述的相关性有关的等式可以被重新定义为等式12。

[等式12]

$>>>c>>i>,>h>>>(>l>)>sup>>=>>\Sigma >>j>=>0>>63>>>r>>>(>i>+>hn>6400>)>>+>j>>*sup>>·>>s>j>>(>l>)>sup>>>>$

在这种情况下，假设0≤h＜H，0≤i＜6400，而且接收信号被过采样n次。

在一个区域中对于H个子帧的总的相关峰值可以定义为等式13。

[等式13]

如果在步骤S73规定的条件被满足，或者如果在步骤S75子帧的数目对应于H，初始同步被使用迄今每个区域和每个同步码的相关峰值的组合值估算(S76)。在这种情况下，初始同步估算指的是在UE所位于的小区中使用的下行链路同步码的索引和时间同步点的索引被估算。

对应于在每个区域和每个同步码的相关峰值的组合值之中最大值的同步码的索引被选择为下行链路同步码。时间同步点的索引可以通过以下的方法以多种方式在一个对应于在相关峰值的组合值之中最大的值的区域内检测。此外，该时间同步点也可以同样以其他的方法检测。

在第一个方法中，一个时间点的索引被判断为时间同步点的索引，在其上选择的同步码的相关峰值被在一个对应于在相关性峰值的组合值之中最大值的区域内被最频繁地输出。图10是解释第一个方法的示意图。由于点i是在其上相关峰值在对应于在相关性峰值的组合值之中最大值的区域内被最频繁地输出的点，该相应的点被检测为时间同步点。

在第二个方法中，找到在对应于在相关峰值的组合值之中最大值的区域内选择的同步码的相关峰值的时间点的索引的平均值。然后，该平均值被选择为时间同步点的索引。

在第三个方法中，通过对在对应于在相关峰值的组合值之中最大值的区域内选择的同步码的相关峰值的时间点索引赋予加权，找到加权的平均值。并且，该加权平均值被判断为该时间同步点的索引。

图11是按照本发明一个优选实施例的用于执行初始同步装置的方框图。由于本发明涉及在移动通信的用户设备中的初始同步，在图11中示出的装置可以大体上在用户设备内实现。

参考图11，一种按照本发明的优选实施例的用于执行初始同步的装置包括：将从基站接收的至少一个子帧分解为至少二个区域，并且借助于用于至少二个区域的每个的下行链路同步码计算相关峰值的相关峰值计算单元71，将每个区域和每个下行链路同步码的相关峰值组合在一起的相关峰值组合模块73，使用相关峰值的组合值执行初始同步的初始同步检测模块75，和存储每个区域和每个下行链路同步码的相关峰值的组合值，和具有每个区域和每个下行链路同步码的相关峰值的点索引的存储器模块77。

由于相应的模块的功能已经在上文的描述中解释，在下面的描述中其详细的解释被省略。并且，在图11示出的相应的成分的实施例通过软件、硬件或者软件和硬件的组合变得更为方便。

图12是对于存在在表3中示出的不同的信道和频率偏移的情况的模拟结果的图形。

参考图12，示出了按照不同的信道的SNR变化的SYNC-DL码检测误码率。PA3信道示出最好的性能，而VA120信道示出最坏的性能。

[表3]

  ITU步行者-A速度  3km/h(PA3)  ITU步行者-B速度  3km/h(PB3)  ITU车辆-A速度  30km/h(VA30)  ITU车辆-A速度  120km/h(VA120)  相对延迟  [ns]  相对平均功  率[dB]  相对延  迟[ns]  相对平均  功率[dB]  相对延迟  [ns]  相对平均  功率[dB]  相对延  迟[ns]  相对平均  功率[dB]  0  0  0  0  0  0  0  0  110  -9.7  200  -0.9  310  -1.0  310  -1.0  190  -19.2  800  -4.9  710  -9.0  710  -9.0  410  -22.8  1200  -8.0  1090  -10.0  1090  -10.0  2300  -7.8  1730  -15.0  1730  -15.0  3700  -23.9  2510  -20  2510  -20

图13A至13D分别地是类似表3按照对于不同的信道(PA3、PB3、VA30、VA120)的SNR的变化的初始同步直方图。参考图13A至13D，“0”表示找到准确的同步点的情况。并且，其判断在4个码片内误差是可接受的。在一个码片间隔内的值是通过过采样单位表示的。“＜-4”或者“4＜”表示同步点被在4个码片以外找到，并且其被判定为初始同步误差的情况。因此，可以看到，当SNR变得较低时，性能变得恶化。

检测的初始估算被用作时间跟踪器、AFC(自动频率控制)或者AGC(自动增益控制)以及帧同步的参考同步点，找到精确的初始同步是重要的。

因此，本发明提供以下的效果或者优点。首先，由于每个区域的相关峰值是对于几个子帧的总和，存储达到区域数目的相关值是足够的。因此，与存储在一个子帧内的所有相关值的方法相比，本发明能够防止存储器增加。其次，本发明能够借助于小于对于一个子帧存储一个相关峰值的方法的帧来获得具有高可靠性的初始同步。

对于那些本领域技术人员来说显而易见，无需脱离本发明的精神或者范围，可以在本发明中进行各种各样的修改和变化。因此，本发明意欲覆盖其归入所附的权利要求和其等效范围之内所提供的本发明的改进和变化。