《對(duì) WCDMA 系統(tǒng)小區(qū)搜索的研究》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《對(duì) WCDMA 系統(tǒng)小區(qū)搜索的研究（13頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、精品論文 對(duì) WCDMA 系統(tǒng)小區(qū)搜索的研究 萬(wàn)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(dòng)臺(tái)尋找小區(qū)并且與小區(qū)的下行擾碼獲得碼片和時(shí)間同 步的過(guò)程被稱為小區(qū)搜索。小區(qū)搜索性能對(duì)于整個(gè)通信系統(tǒng)的性能有著極其重要的影響，因 為它是移動(dòng)臺(tái)對(duì)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(dòng)臺(tái)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(dòng)臺(tái)要通過(guò)三步小區(qū)搜索的過(guò)程來(lái)實(shí) 現(xiàn)與基站的同步。這三步同步分別是時(shí)隙同步，幀同步以及擾碼識(shí)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(shí)別部分，引入了門(mén)限值來(lái)判斷搜索結(jié)果的正確性。本文將對(duì)這些內(nèi)容 加以說(shuō)明，并且對(duì)同步過(guò)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(hào)： TN92 1. 引 言 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（IMT-2000），在第二代移動(dòng)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(shí)提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動(dòng)通信系統(tǒng) 亦即未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)， 是一代有能力徹底解決第一、二代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要弊端的最選進(jìn)的移動(dòng)通信系統(tǒng)。 W-CDMA 是一種由 3GPP（第三代合作伙伴計(jì)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(wú)線接口的第三代移動(dòng)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(gè) ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)標(biāo)準(zhǔn)，它是從碼分多址（CDMA）演變來(lái)的，在官方上被認(rèn)為是 IMT-2000 的直接擴(kuò)展，與現(xiàn)在市場(chǎng)上通常提供的技術(shù)相比，它能夠?yàn)橐苿?dòng)和手提無(wú)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(dòng)/手提設(shè)備之間的 語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)以及視頻通信，速率可達(dá) 2Mb/s（對(duì)于局域網(wǎng)而言）或者 384Kb/s（對(duì)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(gè)課題。本文對(duì) 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(shí)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(duì)只對(duì)物理信道加以說(shuō)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(wú)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(shuō)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(wú)線幀。一個(gè)超幀包

6、含有 72 個(gè)無(wú)線幀，而一個(gè)無(wú)線幀長(zhǎng) 10ms，又含有 15 個(gè)時(shí)隙，每個(gè) 時(shí)隙含有 2560 個(gè)碼元（chip）。因而一個(gè)無(wú)線幀含有 38400 個(gè)碼元。各不同的信道有著不 同的組幀方式，一個(gè)無(wú)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(shuō)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(gè)時(shí)隙的發(fā)送內(nèi)容都是相同的。這 256 個(gè)碼片被稱為主同步碼，它們的定義如下[1]： 定義兩個(gè) 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]： 定義 16 長(zhǎng)度序列：u

8、=<1, 1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, -1> 定義 16 長(zhǎng)度序列：b=<1, 1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, -1, -1> 定義 256 長(zhǎng)度序列：z=u ? b, 此處 ? 仍然代表 Kronecker 乘積。 定義 256 長(zhǎng)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(guò)迭代得到，其規(guī)則是： H 0 = (1) ? H H k = ? k

9、 ?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(gè)時(shí)隙使用哪一組輔同步碼，3GPP 有著如下表的規(guī)定： 表 1 輔同步碼分配表[1] Scrambling Code Group slot number #0 #1

10、 #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 Group 3 1 2 3 1 8 6 5 2 5 8 4 4 6 3 7 Grou

11、p 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 1 6 10 10 4 11 7 13 16 11 13 6 4 1 16 Group 9

12、 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 8 14 10 14 1 15 15 8 5 11 4 10 5 4 Group 14

13、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 Group 18 1 12 12 13 14 7 2 8 14 2 1 13 11 8 11

14、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 13 8 Group 23 2 2 12 3 15 5 8 3 5 14 12 9 8

15、 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 13 7 4 Group 28 2 5 9 9 3 12 8 14 15 12 14

16、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 13 4 5 5 10 Group 33 2 7 14 16 5 9 2 9 16 1

17、1 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 10 15 10 6 7 7 14 3 Group 38 2 16 4 5 16 14 7

18、 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 4 16 15 3 5 10 5 15 6 6 Group 43 3 4 16 10 5

19、 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 11 4 15 3 15 11 12 12 4 7 8 16 Group 48 3 8

20、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 16 5 4 6 16 4 3 15 9 6 9 Group 51 3 13 11 5

21、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 8 13 5 7 7 6 16 14 15 8 16 15 Group 56 5 7

22、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 13 15 15 14 8 6 7 16 8 7 13 14 5 16 Group 61 9

23、 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(shuō)明的是輔同步碼的分布情況有以 下特點(diǎn)：64 組序列的循環(huán)移位是惟一的，也就是說(shuō)其中的任何一個(gè)序列的大于 0 小于 15 次 的循環(huán)移位與其他的任何一個(gè)序列都

24、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(gè)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(gè) 主擾碼，它們被分為了 64 組，每個(gè)擾碼組包含 8 個(gè)主擾碼。這 64 個(gè)主同步碼組分別對(duì)應(yīng)于 64 個(gè)輔同步碼分布序列，也就是說(shuō)一旦輔同步碼分布序列確定下來(lái)，同時(shí)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(shuō)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(shí)大大節(jié)省時(shí)間，這樣在擾碼識(shí)別時(shí)，就只需要從 8 個(gè)主擾碼中找出正確的一個(gè)。 2.2 CPICH（公共導(dǎo)頻信道）的幀結(jié)構(gòu)

25、 在 WCDMA 系統(tǒng)的小區(qū)搜索過(guò)程中，另一個(gè)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(gè)符號(hào) 1。而由于其所采 用的擴(kuò)頻碼又是第 0 號(hào)擴(kuò)頻碼（即 256 個(gè) 1），所以 CPICH 信道在擴(kuò)頻之后的 I，Q 兩路都 是 38400 個(gè) 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(gè)擾碼，但 實(shí)際并沒(méi)有全部使用。只定義和使用其中的 8192 個(gè)。8192 個(gè)下行擾碼分為 512 集，每集 16 個(gè)，其中 1 個(gè)為主擾碼。其余 15

26、個(gè)為輔擾碼。512 個(gè)主擾碼又被分為 64 個(gè)主擾碼組，如上 文所講。 下行擾碼序列是由兩個(gè)實(shí)序列組成的復(fù)序列。而每個(gè)實(shí)序列都是由兩個(gè)擁有 18 階的生 成多項(xiàng)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(gè) Gold 序列。在這里假 x 7 + x18 - 6 - 設(shè) x, y 為上述所述的兩個(gè) m 序列。x 序列的移位多項(xiàng)式是 1+ ，y 序列的移位多項(xiàng)式 是1 + x 5 + x 7 + x10 + x18 。假設(shè)依賴于所選擾碼號(hào)的中間結(jié)果序列為 zn ，而最終對(duì)應(yīng)于某 一擾碼號(hào)的擾碼序列為 Sdl,n，則具體的下行擾碼生成過(guò)程如下

27、所述[1]： x,y 序列的迭代生成過(guò)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(gè) Gold 碼序列 zn , n=0,1,2,…, 218 ? 2 , 的定義是， - zn (i) = x((i+n) modulo ( 218 ? 1)) + y(i) modulo 2, i=0,…, 218 ? 2 .

28、 二進(jìn)制比特通過(guò)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. 圖 2 給出了幾個(gè)下行物理信道之間的定時(shí)關(guān)系，可以看出一旦確定了同步信道以

29、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(shí)信息。 圖 2 同 4 個(gè)下行物理信道定時(shí)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(gè)碼子的特性，來(lái)獲得關(guān) 于定時(shí)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(duì)這三部同 步進(jìn)行介紹。 3.1 主同步（PSC）碼同步的算法 小區(qū)搜索中第一步時(shí)隙同步利用的是主同步碼( PSC )。其最基

30、本的思想是把接收到的數(shù) 據(jù)的頭 2560 個(gè)碼片分別作為起點(diǎn)與長(zhǎng)為 256 個(gè)碼片的本地主同步碼( PSC )做按位的相乘并 累加 256 個(gè)乘積的結(jié)果，然后對(duì)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(shí)隙（2560 個(gè)碼片）與本地的 PSC 進(jìn)行相關(guān)，相關(guān)之后的結(jié)果對(duì)應(yīng)累加到前面的 2560 個(gè)結(jié)果之中。頭 2560 個(gè)碼片中使得模值取到最大者即判別為時(shí)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 )。其基本思想與時(shí)隙同步類 似。即通過(guò)將接收到的數(shù)據(jù)移動(dòng)不同的時(shí)隙再與 64 個(gè)輔同步碼組以碼片為單位進(jìn)行按位相 乘并累加

31、結(jié)果。這樣得到的使得結(jié)果最大的時(shí)隙頭以及輔同步碼組就是要找的結(jié)果。這一步 得出兩個(gè)結(jié)果，一是找到頭時(shí)隙的位置，這樣加上上一步同步得到的時(shí)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(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)的時(shí)隙滑動(dòng)，對(duì)每一組輔同步碼組均 按碼片相乘得出結(jié)果。則勢(shì)必增加了不必要的計(jì)算量，造成運(yùn)算緩慢的結(jié)果。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中， 采用的是先計(jì)算得到的數(shù)據(jù)的不同時(shí)隙與不同輔同步碼的相關(guān)值，將結(jié)果存在一個(gè) 15 乘 16 的表格，然后在與 64 個(gè)輔同步碼組的移動(dòng)時(shí)隙的相關(guān)過(guò)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

32、 第三步擾碼識(shí)別利用第二步的結(jié)果，已知的一個(gè)擾碼組中的 8 個(gè)主擾碼的共軛來(lái)對(duì)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(mén)限進(jìn) 行比較，若大于該門(mén)限，則得到最大結(jié)果的那個(gè)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(duì)抗頻偏的算法 在此，需要說(shuō)明的是，在小區(qū)搜索過(guò)程中，需要考慮到晶振頻率偏差所帶來(lái)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(shí)，頻率的不確定性就會(huì)達(dá)到 6-26kHz，所以 WCDMA 系統(tǒng)的小區(qū)搜索過(guò)程，需要考慮 0-20kHz 的頻率偏差。這樣就要求 采用特殊的算法

33、，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(yàn)中，為了對(duì)抗頻偏，在三步同步中均采用了每做完 256 個(gè)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(jiǎn)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(hào)源的制作 為了對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確有效的估計(jì)，該實(shí)驗(yàn)按照 3GPP-25.141 協(xié)議中 WCDMA 系 統(tǒng)的測(cè)試模式一（test model 1）的規(guī)定制作了數(shù)據(jù)源。該協(xié)議對(duì)各個(gè)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(cè)試模式一信道分布情況[3] T

34、ype 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 (SF=256) 1 1.6 -18 3 0 DPCH (SF=128) 16/32/64 76.8 i

35、n total 見(jiàn)表3 見(jiàn)表3 見(jiàn)表3 精品論文 表 3 測(cè)試模式 1 下 DPCH 信道擴(kuò)頻碼，延遲時(shí)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 11 134 -12 -13 -16 17 52 -12 -14 -16 23 45 -14 -

36、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 78 30 -14 -17 -22 85 18 -18 -15 -20 94 30 -19 -

37、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 -21 64 137 -22 -18 74 65 -19 -20 82 37 -19 -

38、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 -23 34 31 -22 36 17 -19 40 9 -24 44 69

39、 -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 -18 66 114 -19 71 100 -22 76 76 -21

40、 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(yàn)中，按照協(xié)議規(guī)定的做法[3]，除了 SCH（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

41、 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(xiàng)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(hào)源各比特的數(shù)值，請(qǐng)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(hào)源之后，為了充分考察小區(qū)搜索的性能，更加真實(shí)的對(duì)性能進(jìn)行考察。在 該仿真中，使用的是 ITU-R M1225 中規(guī)定的 pedestrian channel B[5]，該模型是一個(gè) 6 徑模型， 每徑相互獨(dú)立地經(jīng)

42、歷時(shí)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(shí)，小區(qū)搜索的成功率就幾乎是 100%。 接下來(lái)，如圖 4 和 5 所示，分別顯示出經(jīng)過(guò)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ヂ涠鄰叫诺缹?duì)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

43、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(shí)別)時(shí)采用的仍然是固定門(mén)限（理論可達(dá)最大相關(guān)值的一半），所 以推測(cè)可能是因?yàn)殚T(mén)限值定的不太合理，尤其在較高信噪比時(shí)顯得過(guò)高，導(dǎo)致了多次搜索過(guò) 不了門(mén)限，造成漏捕的情況。 針對(duì)以上問(wèn)題，對(duì)門(mén)限值的設(shè)置作了改變，采用可變門(mén)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(mén)限值。這樣改動(dòng)后小區(qū)搜索的結(jié)果如下 圖 6，7 和 8 所示。由這些圖可以看出，修改門(mén)限后在較高信噪比時(shí)小區(qū)搜索性能有了明顯 的改善。 20Hz頻偏下小區(qū)

44、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 -3 10 -28 -26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12

45、 SCH信道信噪比 dB 圖 4 經(jīng)過(guò)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(mén)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(guò)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(mén)限） 20Hz頻偏下小區(qū)搜索的結(jié)果 0 10 -1 10 -2

46、 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(guò)瑞利衰落的多徑信道后小區(qū)搜索正確捕獲的曲線（浮動(dòng)門(mén)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 -16 -14 -12 SCH信道信噪比 dB 圖 7 經(jīng)過(guò)瑞利衰落的多徑信道后小區(qū)搜索漏捕情況的曲線（浮

47、動(dòng)門(mén)限） 20Hz頻偏下小區(qū)搜索的結(jié)果 0 10 -1 10 -2 錯(cuò)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(guò)瑞利衰落的多徑信道后小區(qū)搜索錯(cuò)捕（虛警）情況的曲線（浮動(dòng)門(mén)限） 參考文獻(xiàn) [1] 3rd Generation Partnership Project, “Spreading and modulation (FDD),” 3GPP Te

48、ch. 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 Project, “Base station (BS) conformance testing (FDD),”

49、 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. 2005. [5] 3rd Generation Partnership Project, “Spatial

50、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(jì) [M]. 北京：機(jī)械工 業(yè)出版社，2005. [7] 鄭君里等 著. 信號(hào)與系統(tǒng) [M]. 北京：高等教育出版社，1981. [8] 吳偉陵，牛凱 著. 移動(dòng)通信原理 [M]. 北京：電子工業(yè)出版社，20

51、05. [9] 王洪波，周常柱，宋向陽(yáng) 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 process of the mobile station searching for a cell and achi

52、eving 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 station’s decoding of base station information. Only with t

53、he 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 with macro-cells. There three steps are slot synchronization

54、, 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 correlation performance is employed. While in scrambling code identi

55、fication 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