《對 WCDMA 系統(tǒng)小區(qū)搜索的研究》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《對 WCDMA 系統(tǒng)小區(qū)搜索的研究（13頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、精品論文 對 WCDMA 系統(tǒng)小區(qū)搜索的研究 萬磊 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院，北京（100876） E-mail：pires810@ 摘 要：在 CDMA 蜂窩系統(tǒng)中，移動臺尋找小區(qū)并且與小區(qū)的下行擾碼獲得碼片和時間同 步的過程被稱為小區(qū)搜索。小區(qū)搜索性能對于整個通信系統(tǒng)的性能有著極其重要的影響，因 為它是移動臺對基站信息進(jìn)行解碼的基礎(chǔ)。只有正確的小區(qū)搜索結(jié)果，才能保證移動臺的正 確同步進(jìn)而實(shí)現(xiàn)正常的通信。在 WCDMA 系統(tǒng)中，移動臺要通過三步小區(qū)搜索的過程來實(shí) 現(xiàn)與基站的同步。這三步同步分別是時隙同步，幀同步以及擾碼識別。這三步同步分別利用 了 WCDMA 系統(tǒng)

2、主同步碼、輔同步碼以及擾碼的特性。前兩步基本原則是利用碼子相關(guān)性 進(jìn)行搜索。而在擾碼識別部分，引入了門限值來判斷搜索結(jié)果的正確性。本文將對這些內(nèi)容 加以說明，并且對同步過程進(jìn)行仿真，給出仿真結(jié)果。 關(guān)鍵詞：同步碼同步；擾碼同步；虛警；漏檢 中圖分類號： TN92 1. 引 言 第三代移動通信系統(tǒng)（IMT-2000），在第二代移動通信技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步演進(jìn)的以寬 帶 CDMA 技術(shù)為主,并能同時提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動通信系統(tǒng) 亦即未來移動通信系統(tǒng)， 是一代有能力徹底解決第一、二代移動通信系統(tǒng)主要弊端的最選進(jìn)的移動通信系統(tǒng)。 W-CDMA 是一種由 3GPP（第三代合作伙伴計劃）

3、具體制定的，基于 GSM MAP 核心 網(wǎng)，UTRAN（UMTS 陸地?zé)o線接入網(wǎng)）為無線接口的第三代移動通信系統(tǒng)。目前 WCDMA 有 Release 99、Release 4、Release 5、Release 6 等版本。W-CDMA（寬帶碼分多址）是一個 ITU(國際電信聯(lián)盟)標(biāo)準(zhǔn)，它是從碼分多址（CDMA）演變來的，在官方上被認(rèn)為是 IMT-2000 的直接擴(kuò)展，與現(xiàn)在市場上通常提供的技術(shù)相比，它能夠為移動和手提無線設(shè)備提供更高的 數(shù)據(jù)速率。WCDMA 采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址（DS-CDMA）、頻分雙工（FDD）方式， 碼片速率為 3.84Mcps，載波帶寬為 5MHz?；?Rel

4、ease 99/ Release 4 版本，可在 5MHz 的 帶寬內(nèi)，提供最高 384kbps 的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。W-CDMA 能夠支持移動/手提設(shè)備之間的 語音、圖像、數(shù)據(jù)以及視頻通信，速率可達(dá) 2Mb/s（對于局域網(wǎng)而言）或者 384Kb/s（對于 寬帶網(wǎng)而言）。 WCDMA 系統(tǒng)的小區(qū)搜索一直是備受研究的一個課題。本文對 WCDMA 系統(tǒng)的小區(qū)搜 索算法進(jìn)行研究，并且進(jìn)行了相應(yīng)性能仿真。 2. WCDMA 系統(tǒng)相關(guān)的幀結(jié)構(gòu) WCDMA 系統(tǒng)的信道可以分為物理信道，傳輸信道和邏輯信道。其中，物理信道是以 物理承載特性定義的，如占用頻帶，時隙，碼資源等。在小區(qū)搜索中，用到

5、的只有物理信道。 因此本文對只對物理信道加以說明。 WCDMA 系統(tǒng)的物理信道又包含著許多信道。它們可以被最基本的分為上行物理信道 和下行物理信道，而無論是上行物理信道還是下行物理信道，都可以進(jìn)一步分為公共信道和 專用信道。舉例說明：上行公共信道有 PRACH（隨機(jī)接入信道）等，上行專用信道有 DPCCH （專用物理層控制信道）和 DPDCH（專用物理層數(shù)據(jù)信道）等，下行公共信道有 CPICH（公 共導(dǎo)頻信道）等，下行專用信道有 DPCH（下行專用物理信道）等。 - 4 - 雖然各種信道名目繁多，但它們都有著相同的基本結(jié)構(gòu)——幀結(jié)構(gòu)，這其中又包含超幀 和無線幀。一個超幀包

6、含有 72 個無線幀，而一個無線幀長 10ms，又含有 15 個時隙，每個 時隙含有 2560 個碼元（chip）。因而一個無線幀含有 38400 個碼元。各不同的信道有著不 同的組幀方式，一個無線幀內(nèi)含有的信息比特也各不相同。下面以小區(qū)搜索中要用到的信道 為例加以說明[6]。 2.1 SCH（同步信道）的幀結(jié)構(gòu) SCH（同步信道）包含有 P-SCH（主同步信道）和 S-SCH（輔同步信道）。其基本的 幀結(jié)構(gòu)如圖 1 所示： 圖 1 同步信道的幀結(jié)構(gòu) 2.1.1 主同步碼（PSC）的產(chǎn)生方法 其中 P-SC

7、H（主同步信道）的 256 的碼片在每個時隙的發(fā)送內(nèi)容都是相同的。這 256 個碼片被稱為主同步碼，它們的定義如下[1]： 定義兩個 16 比特的序列 a=<1, 1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, 1> v=<1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, -1, 1, -1, 1, 1> 則主同步碼 Cpsc= a ? v，這里 ? 代表 Kronecker 乘積。 2.1.2 輔同步碼（SSC）的產(chǎn)生方法 SSC（輔同步碼）共有 16 組。其定義如下[1]：

8、定義 16 長度序列：u=<1, 1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, -1> 定義 16 長度序列：b=<1, 1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, -1, -1> 定義 256 長度序列：z=u ? b, 此處 ? 仍然代表 Kronecker 乘積。 定義 256 長度序列：H k 是 256 階哈達(dá)馬矩陣（Hadamard）的第 k 行元素（k=1, 2, 3...256）。 哈達(dá)馬矩陣可以通過迭代得到，其規(guī)則是： H 0 = (1)

9、 ? H H k = ? k ?1 H k ?1 ? ?, k ≥ 1 ? H k ?1 ? H k ?1 ? 則輔同步碼 Cssc,k=< H m (0) × z(0), H m (1) × z(1), H m (2) × z(2), …, H m (255) × z(255)> 其中 m=16×(k – 1), k = 1, 2, 3, …, 16 以上是 16 組輔同步碼的算法。具體在一幀中的各個時隙使用哪一組輔同步碼，3GPP 有著如下表的規(guī)定： 表 1

10、 輔同步碼分配表[1] Scrambling Code Group slot number #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 Group 0 1 1 2 8 9 10 15 8 10 16 2 7 15 7 16 Group 1 1 1 5 16 7 3 14 16 3 10 5 12 14 12 10 Group 2 1 2 1 15 5 5 12 16 6 11 2 16 11 15 12

11、 Group 3 1 2 3 1 8 6 5 2 5 8 4 4 6 3 7 Group 4 1 2 16 6 6 11 15 5 12 1 15 12 16 11 2 Group 5 1 3 4 7 4 1 5 5 3 6 2 8 7 6 8 Group 6 1 4 11 3 4 10 9 2 11 2 10 12 12 9 3 Group 7 1 5 6 6 14 9 10 2 13 9 2 5 14 1 13 Group 8

12、1 6 10 10 4 11 7 13 16 11 13 6 4 1 16 Group 9 1 6 13 2 14 2 6 5 5 13 10 9 1 14 10 Group 10 1 7 8 5 7 2 4 3 8 3 2 6 6 4 5 Group 11 1 7 10 9 16 7 9 15 1 8 16 8 15 2 2 Group 12 1 8 12 9 9 4 13 16 5 1 13 5 12 4 8 Group 13 1

13、 8 14 10 14 1 15 15 8 5 11 4 10 5 4 Group 14 1 9 2 15 15 16 10 7 8 1 10 8 2 16 9 Group 15 1 9 15 6 16 2 13 14 10 11 7 4 5 12 3 Group 16 1 10 9 11 15 7 6 4 16 5 2 12 13 3 14 Group 17 1 11 14 4 13 2 9 10 12 16 8 5 3 15 6 Gro

14、up 18 1 12 12 13 14 7 2 8 14 2 1 13 11 8 11 Group 19 1 12 15 5 4 14 3 16 7 8 6 2 10 11 13 Group 20 1 15 4 3 7 6 10 13 12 5 14 16 8 2 11 Group 21 1 16 3 12 11 9 13 5 8 2 14 7 4 10 15 Group 22 2 2 5 10 16 11 3 10 11 8 5 13 3

15、 13 8 Group 23 2 2 12 3 15 5 8 3 5 14 12 9 8 9 14 Group 24 2 3 6 16 12 16 3 13 13 6 7 9 2 12 7 Group 25 2 3 8 2 9 15 14 3 14 9 5 5 15 8 12 Group 26 2 4 7 9 5 4 9 11 2 14 5 14 11 16 16 Group 27 2 4 13 12 12 7 15 10 5 2 15 5

16、 13 7 4 Group 28 2 5 9 9 3 12 8 14 15 12 14 5 3 2 15 Group 29 2 5 11 7 2 11 9 4 16 7 16 9 14 14 4 Group 30 2 6 2 13 3 3 12 9 7 16 6 9 16 13 12 Group 31 2 6 9 7 7 16 13 3 12 2 13 12 9 16 6 Group 32 2 7 12 15 2 12 4 10 13 15

17、 13 4 5 5 10 Group 33 2 7 14 16 5 9 2 9 16 11 11 5 7 4 14 Group 34 2 8 5 12 5 2 14 14 8 15 3 9 12 15 9 Group 35 2 9 13 4 2 13 8 11 6 4 6 8 15 15 11 Group 36 2 10 3 2 13 16 8 10 8 13 11 11 16 3 5 Group 37 2 11 15 3 11 6 14

18、10 15 10 6 7 7 14 3 Group 38 2 16 4 5 16 14 7 11 4 11 14 9 9 7 5 Group 39 3 3 4 6 11 12 13 6 12 14 4 5 13 5 14 Group 40 3 3 6 5 16 9 15 5 9 10 6 4 15 4 10 Group 41 3 4 5 14 4 6 12 13 5 13 6 11 11 12 14 Group 42 3 4 9 16 10

19、 4 16 15 3 5 10 5 15 6 6 Group 43 3 4 16 10 5 10 4 9 9 16 15 6 3 5 15 Group 44 3 5 12 11 14 5 11 13 3 6 14 6 13 4 4 Group 45 3 6 4 10 6 5 9 15 4 15 5 16 16 9 10 Group 46 3 7 8 8 16 11 12 4 15 11 4 7 16 3 15 Group 47 3 7 16

20、 11 4 15 3 15 11 12 12 4 7 8 16 Group 48 3 8 7 15 4 8 15 12 3 16 4 16 12 11 11 Scrambling Code Group slot number #0 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #11 #12 #13 #14 Group 49 3 8 15 4 16 4 8 7 7 15 12 11 3 16 12 Group 50 3 10 10 15

21、16 5 4 6 16 4 3 15 9 6 9 Group 51 3 13 11 5 4 12 4 11 6 6 5 3 14 13 12 Group 52 3 14 7 9 14 10 13 8 7 8 10 4 4 13 9 Group 53 5 5 8 14 16 13 6 14 13 7 8 15 6 15 7 Group 54 5 6 11 7 10 8 5 8 7 12 12 10 6 9 11 Group 55 5 6 13

22、 8 13 5 7 7 6 16 14 15 8 16 15 Group 56 5 7 9 10 7 11 6 12 9 12 11 8 8 6 10 Group 57 5 9 6 8 10 9 8 12 5 11 10 11 12 7 7 Group 58 5 10 10 12 8 11 9 7 8 9 5 12 6 7 6 Group 59 5 10 12 6 5 12 8 9 7 6 7 8 11 11 9 Group 60 5 1

23、3 15 15 14 8 6 7 16 8 7 13 14 5 16 Group 61 9 10 13 10 11 15 15 9 16 12 14 13 16 14 11 Group 62 9 11 12 15 12 9 13 13 11 14 10 16 15 14 16 Group 63 9 12 10 15 13 14 9 14 15 11 11 13 12 16 10 上表中列出了所有的 64 種輔同步碼分布情況。需要說明的是輔同步碼的分布情況有以 下特點(diǎn)

24、：64 組序列的循環(huán)移位是惟一的，也就是說其中的任何一個序列的大于 0 小于 15 次 的循環(huán)移位與其他的任何一個序列都不相同，并且也與他自己不同。64 組輔 SCH 序列由以 上定義 16 個輔同步碼 Cssc,k 組合而成。 輔同步碼分布表中還隱含了主要碼組分布的情況。W-CDMA 系統(tǒng)中總共使用了 512 個 主擾碼，它們被分為了 64 組，每個擾碼組包含 8 個主擾碼。這 64 個主同步碼組分別對應(yīng)于 64 個輔同步碼分布序列，也就是說一旦輔同步碼分布序列確定下來，同時也確定的主同步 碼組。關(guān)于擾碼的具體定義后面再講述，需要說明的是，由輔同步碼分布確定了擾碼組可以 在小區(qū)搜索時大大

25、節(jié)省時間，這樣在擾碼識別時，就只需要從 8 個主擾碼中找出正確的一個。 2.2 CPICH（公共導(dǎo)頻信道）的幀結(jié)構(gòu) 在 WCDMA 系統(tǒng)的小區(qū)搜索過程中，另一個需要用到的信道就是 CPICH（公共導(dǎo)頻信 道）。公共導(dǎo)頻信道在分為 I，Q 兩路擴(kuò)頻之前每幀中包含有 300 個符號 1。而由于其所采 用的擴(kuò)頻碼又是第 0 號擴(kuò)頻碼（即 256 個 1），所以 CPICH 信道在擴(kuò)頻之后的 I，Q 兩路都 是 38400 個 1。 2.3 下行擾碼 UMTS 下行物理信道擾碼采用 GOLD 序列，總共可以產(chǎn)生 218 ? 1=262143 個擾碼，但 實(shí)際并沒有全部使用。只定

26、義和使用其中的 8192 個。8192 個下行擾碼分為 512 集，每集 16 個，其中 1 個為主擾碼。其余 15 個為輔擾碼。512 個主擾碼又被分為 64 個主擾碼組，如上 文所講。 下行擾碼序列是由兩個實(shí)序列組成的復(fù)序列。而每個實(shí)序列都是由兩個擁有 18 階的生 成多項式的 m 序列的移位模 2 加之和所組成的。因此擾碼結(jié)果是一個 Gold 序列。在這里假 x 7 + x18 - 6 - 設(shè) x, y 為上述所述的兩個 m 序列。x 序列的移位多項式是 1+ ，y 序列的移位多項式 是1 + x 5 + x 7 + x10 + x18 。假設(shè)依賴

27、于所選擾碼號的中間結(jié)果序列為 zn ，而最終對應(yīng)于某 一擾碼號的擾碼序列為 Sdl,n，則具體的下行擾碼生成過程如下所述[1]： x,y 序列的迭代生成過程： - x(i+18) =x(i+7) + x(i) modulo 2, i=0,…, 218 ? 20 . - y(i+18) = y(i+10)+y(i+7)+y(i+5)+y(i) modulo 2, i=0,…, 218 ? 20 . 第 n 個 Gold 碼序列 zn , n=0,1,2,…, 218 ? 2 , 的定義是， - zn (i) = x((i+n)

28、 modulo ( 218 ? 1)) + y(i) modulo 2, i=0,…, 218 ? 2 . 二進(jìn)制比特通過以下方法映射為實(shí)值序列 Z n ， ?+ 1 Z n (i) = ?  if zn (i) = 0  for i = 0,1,…,218 ? 2. ?? 1 if z n (i) = 1 最終，復(fù)值的擾碼序列由以下方式得到， - Sdl,n(i) = Z n (i) + j Z n ((i+131072) modulo ( 218 ? 1)), i=0,1,…,38399.

29、 圖 2 給出了幾個下行物理信道之間的定時關(guān)系，可以看出一旦確定了同步信道以及導(dǎo)頻 信道的幀頭信息，就可以確定主公共控制信道 P-CCPCH 信道的定時信息。 圖 2 同 4 個下行物理信道定時關(guān)系 3. WCDMA 系統(tǒng)小區(qū)搜索的具體算法 WCDMA 系統(tǒng)小區(qū)一般采用的是經(jīng)典三步同步的算法，該算法利用了上文提到的主同 步碼、輔同步碼、公共導(dǎo)頻信道和下行擾碼等。它分別利用上述各個碼子的特性，來獲得關(guān) 于定時同步的一些有用信息，從而最終取得小區(qū)幀頭以及擾碼信息。以下將分別對這三部同 步進(jìn)行

30、介紹。 3.1 主同步（PSC）碼同步的算法 小區(qū)搜索中第一步時隙同步利用的是主同步碼( PSC )。其最基本的思想是把接收到的數(shù) 據(jù)的頭 2560 個碼片分別作為起點(diǎn)與長為 256 個碼片的本地主同步碼( PSC )做按位的相乘并 累加 256 個乘積的結(jié)果，然后對結(jié)果的實(shí)部虛部取模。而后面再接收的數(shù)據(jù)同樣按時隙（2560 個碼片）與本地的 PSC 進(jìn)行相關(guān)，相關(guān)之后的結(jié)果對應(yīng)累加到前面的 2560 個結(jié)果之中。頭 2560 個碼片中使得模值取到最大者即判別為時隙頭。 3.2 輔同步（SSC）碼同步的算法 小區(qū)搜索中的第二步幀同步的實(shí)現(xiàn)利用的是輔同步碼( SSC )

31、。其基本思想與時隙同步類 似。即通過將接收到的數(shù)據(jù)移動不同的時隙再與 64 個輔同步碼組以碼片為單位進(jìn)行按位相 乘并累加結(jié)果。這樣得到的使得結(jié)果最大的時隙頭以及輔同步碼組就是要找的結(jié)果。這一步 得出兩個結(jié)果，一是找到頭時隙的位置，這樣加上上一步同步得到的時隙頭，就得到了幀頭； 二是確定了擾碼組，這樣為第三步同步做好了準(zhǔn)備。 該步同步中，若使用原始的方法，即對每一個數(shù)據(jù)的時隙滑動，對每一組輔同步碼組均 按碼片相乘得出結(jié)果。則勢必增加了不必要的計算量，造成運(yùn)算緩慢的結(jié)果。在實(shí)際實(shí)驗中， 采用的是先計算得到的數(shù)據(jù)的不同時隙與不同輔同步碼的相關(guān)值，將結(jié)果存在一個 15 乘 16 的表格，然

32、后在與 64 個輔同步碼組的移動時隙的相關(guān)過程之中，只需查表格即可，減少了 運(yùn)算量。 3.3 擾碼同步的算法 第三步擾碼識別利用第二步的結(jié)果，已知的一個擾碼組中的 8 個主擾碼的共軛來對接收 到的序列進(jìn)行按位的復(fù)數(shù)乘，并累加結(jié)果。使得到的最大的最終結(jié)果與一預(yù)先設(shè)定的門限進(jìn) 行比較，若大于該門限，則得到最大結(jié)果的那個主擾碼即為待求的擾碼。至此，小區(qū)搜索也 就全部完成。 3.4 對抗頻偏的算法 在此，需要說明的是，在小區(qū)搜索過程中，需要考慮到晶振頻率偏差所帶來的影響[2]， 一般情況下考慮晶振的誤差為 3-13 ppm，那么當(dāng)工作在 2GHz 時，頻率的不確定性就會達(dá)到

33、6-26kHz，所以 WCDMA 系統(tǒng)的小區(qū)搜索過程，需要考慮 0-20kHz 的頻率偏差。這樣就要求 采用特殊的算法，與以上述的理想的小區(qū)搜索算法就有所差異。 在該實(shí)驗中，為了對抗頻偏，在三步同步中均采用了每做完 256 個碼片的相關(guān)，就將實(shí) 部和虛部的值取平方和，然后再進(jìn)行累加或者其它操作。 4. 進(jìn)行仿真相關(guān)內(nèi)容 以下將簡要介紹一些仿真所采用的信源和信道的相關(guān)內(nèi)容。 4.1 仿真信號源的制作 為了對實(shí)驗的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確有效的估計，該實(shí)驗按照 3GPP-25.141 協(xié)議中 WCDMA 系 統(tǒng)的測試模式一（test model 1）的規(guī)定制作了數(shù)據(jù)源。該協(xié)議對各個

34、信道的比例以及具體數(shù) 據(jù)構(gòu)成都有詳細(xì)的規(guī)定。如表 2 和表 3。 表 2 測試模式一信道分布情況[3] Type Number of Channels Fraction of Power (%) Level setting (dB) Channelization Code Timing offset (x256Tchip) P-CCPCH+SCH 1 10 -10 1 0 Primary CPICH 1 10 -10 0 0 PICH 1 1.6 -18 16 120 S-CCPCH containing PCH (

35、SF=256) 1 1.6 -18 3 0 DPCH (SF=128) 16/32/64 76.8 in total 見表3 見表3 見表3 精品論文 表 3 測試模式 1 下 DPCH 信道擴(kuò)頻碼，延遲時間，以及功率分配[3] Code Timing offset (x256Tchip) Level settings (dB) (16 codes) Level settings (dB) (32 codes) Level settings (dB) (64 codes) 2 86 -10 -13 -16 1

36、1 134 -12 -13 -16 17 52 -12 -14 -16 23 45 -14 -15 -17 2 86 -10 -13 -16 11 134 -12 -13 -16 17 52 -12 -14 -16 23 45 -14 -15 -17 31 143 -11 -17 -18 38 112 -13 -14 -20 47 59 -17 -16 -16 55 23 -16 -18 -17 62 1 -13 -16 -16 69 88 -15 -19 -19

37、78 30 -14 -17 -22 85 18 -18 -15 -20 94 30 -19 -17 -16 102 61 -17 -22 -17 113 128 -15 -20 -19 119 143 -9 -24 -21 7 83 -20 -19 13 25 -18 -21 20 103 -14 -18 27 97 -14 -20 35 56 -16 -24 41 104 -19 -24 51 51 -18 -22 58 26 -17 -2

38、1 64 137 -22 -18 74 65 -19 -20 82 37 -19 -17 88 125 -16 -18 97 149 -18 -19 108 123 -15 -23 117 83 -17 -22 125 5 -12 -21 4 91 -17 9 7 -18 12 32 -20 14 21 -17 19 29 -19 22 59 -21 26 22 -19 28 138 -2

39、3 34 31 -22 36 17 -19 40 9 -24 44 69 -23 49 49 -22 - 12 - 精品論文 Code Timing offset (x256Tchip) Level settings (dB) (16 codes) Level settings (dB) (32 codes) Level settings (dB) (64 codes) 53 20 -19 56 57 -22 61 121 -21 63 127

40、 -18 66 114 -19 71 100 -22 76 76 -21 80 141 -19 84 82 -21 87 64 -19 91 149 -21 95 87 -20 99 98 -25 105 46 -25 110 37 -25 116 87 -24 118 149 -22 122 85 -20 126 69 -15 在該實(shí)驗中，按照協(xié)議規(guī)定的做法[3]，除了 S

41、CH（同步信道）、CPICH（公共導(dǎo)頻信道） 以及一些 TPC、PILOT 等比特按協(xié)議有著固定的數(shù)值，其它比特大部分由 PN9（9 位移位寄 x9 + x4 + 1 存器序列）填充（如圖 3），其生成特征多項式為： MSB 8 7 6  5 4 3 2  LSB 1 0 圖 3 生成 PN 9 碼的移位寄存器 關(guān)于更詳細(xì)的具體信號源各比特的數(shù)值，請參閱 25.141 協(xié)議，在此不贅述。 4.2 仿真信道的使用 在制作出信號源之后，為了充分考察小區(qū)搜索的性能，更加真實(shí)的對性能進(jìn)行考察。在 該仿真中，使用的是 ITU

42、-R M1225 中規(guī)定的 pedestrian channel B[5]，該模型是一個 6 徑模型， 每徑相互獨(dú)立地經(jīng)歷時變?nèi)鹄ヂ湫诺?。?shí)際程序生成使用的是著名的 jakes 模型。 5. 仿真結(jié)果及討論 首先給出未經(jīng)歷多徑信道，只受高斯白噪影響的小區(qū)搜索的結(jié)果，該情況下加上了 20Hz 的頻偏，使用了抗頻偏算法，仿真結(jié)果分別如圖 3 所示，可以看出，高斯白噪情況下，隨著 信噪比的增大，當(dāng) SCH 信道的信噪比達(dá)到-22dB 時，小區(qū)搜索的成功率就幾乎是 100%。 接下來，如圖 4 和 5 所示，分別顯示出經(jīng)過瑞利衰落多徑信道后，小區(qū)搜索成功的情況 以及漏捕的情況?？梢钥闯鋈鹄?/p>

43、衰落多徑信道對小區(qū)搜索的性能產(chǎn)生了極惡劣的影響。從圖 4 和 5 可以看出，在信噪比高到一定的情況下，小區(qū)搜索的性能不再改變。而在此之前，小 區(qū)搜索的性能隨著信噪比的提高而提高，漏捕的概率也隨著信噪比的提高而提高。由于在此 情況下第三步搜索(擾碼識別)時采用的仍然是固定門限（理論可達(dá)最大相關(guān)值的一半），所 以推測可能是因為門限值定的不太合理，尤其在較高信噪比時顯得過高，導(dǎo)致了多次搜索過 不了門限，造成漏捕的情況。 針對以上問題，對門限值的設(shè)置作了改變，采用可變門限值，將其定為前一幀最大相關(guān) 值的 0.7 倍，旨在根據(jù)信道衰落特性的不同而改變門限值。這樣改動后小區(qū)搜索的結(jié)果如下

44、圖 6，7 和 8 所示。由這些圖可以看出，修改門限后在較高信噪比時小區(qū)搜索性能有了明顯 的改善。 20Hz頻偏下小區(qū)搜索結(jié)果 0 10 -1 10 -2 正確捕獲的概率 10 -3 10 -29 -28 -27 -26 -25 -24 -23 -22 -21 -20 SCH信道信噪比 dB 圖 3 高斯白噪聲下小區(qū)搜索的結(jié)果曲線 20Hz頻偏下小區(qū)搜索結(jié)果 0 10 -1 10 -2 正確捕獲的概率 10

45、 -3 10 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 SCH信道信噪比 dB 圖 4 經(jīng)過瑞利衰落的多徑信道后小區(qū)搜索成功的結(jié)果曲線（固定門限） 20Hz頻偏下小區(qū)搜索漏捕的結(jié)果 0 10 -1 10 漏捕的概率 -2 10 -3 10 -4 10 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 SCH信道信噪比 dB 圖 5 經(jīng)過瑞利衰落的多徑信道后小區(qū)搜索漏捕的結(jié)果曲線（固定門限）

46、 20Hz頻偏下小區(qū)搜索的結(jié)果 0 10 -1 10 -2 正確捕獲的概率 10 -3 10 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 SCH信道信噪比 dB 圖 6 經(jīng)過瑞利衰落的多徑信道后小區(qū)搜索正確捕獲的曲線（浮動門限） 20Hz頻偏下小區(qū)搜索的結(jié)果 -1 10 -2 漏捕的概率 10 -3 10 -4 10 -26 -24 -22 -20 -18

47、-16 -14 -12 SCH信道信噪比 dB 圖 7 經(jīng)過瑞利衰落的多徑信道后小區(qū)搜索漏捕情況的曲線（浮動門限） 20Hz頻偏下小區(qū)搜索的結(jié)果 0 10 -1 10 -2 錯捕（虛警）的概率 10 -3 10 -4 10 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 SCH信道信噪比 dB 圖 8 經(jīng)過瑞利衰落的多徑信道后小區(qū)搜索錯捕（虛警）情況的曲線（浮動門限） 參考文獻(xiàn) [1] 3rd Generation Pa

48、rtnership Project, “Spreading and modulation (FDD),” 3GPP Tech. Spec., TS25.213, V6.5.0 [S], Mar. 2006. [2] Yi-Pin Eric Wang and Tony Ottosson. Cell Search in W-CDMA [C]. IEEE Journal on selected areas in communications, August 2000, VOL. 18, NO. 8: 1470-1482. [3] 3rd Generation Partnership P

49、roject, “Base station (BS) conformance testing (FDD),” 3GPP Tech. Spec., TS25.141, V7.5.0 [S], Oct. 2006. [4] 3rd Generation Partnership Project, “Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD),” 3GPP Tech. Spec., TS25.211, V6.7.0 [S], Dec. 2

50、005. [5] 3rd Generation Partnership Project, “Spatial channel model for Multiple Input Multiple Output (MIMO) simulations,” 3GPP Tech. Spec., TS25.996.0, V7.0 [S], Jun. 2007 [6] [芬] Harri Holma，Antti Toskala 著，陳澤強(qiáng)，周華等 譯．WCDMA 技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計 [M]. 北京：機(jī)械工 業(yè)出版社，2005. [7] 鄭君里等 著. 信號與系統(tǒng) [M].

51、北京：高等教育出版社，1981. [8] 吳偉陵，牛凱 著. 移動通信原理 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2005. [9] 王洪波，周常柱，宋向陽 著. WCDMA 的小區(qū)搜索及其實(shí)現(xiàn)算法 [J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)，2004. Research on Cell Search in WCDMA system Wan Lei Beijing University of Posts and Telecommunication, Beijing (100876) Abstract In a CDMA cellular system, the

52、 process of the mobile station searching for a cell and achieving code and time synchronization to its downlink scrambling code is referred to as cell search. The performance of Cell Search has vital impact on the performance of the whole communication system, because it is the foundation of mobile

53、 station’s decoding of base station information. Only with the correct Cell Search result, mobile station can have the right synchronization information and carry out normal communication. In WCDMA system, mobile stations need to finish a three-step synchronization process to synchronize

54、with macro-cells. There three steps are slot synchronization, frame synchronization, and scrambling code synchronization. Primary synchronization code (PSC), secondary synchronization code (SSC) and scrambling code is employed respectively in these three steps. For the first two steps, code correlat

55、ion performance is employed. While in scrambling code identification step, a threshold is introduced to judge the correctness of the search result. This paper will give more details on these points, and also give out the simulation result of Cell Search. Keywords: synchronization code synchronization, scrambling code synchronization, false alarm, fail alarm