一種無線通訊系統中實現幀同步的方法
2023-08-04 14:38:16
專利名稱：一種無線通訊系統中實現幀同步的方法
技術領域：
本發明涉及數字通信領域，特別是涉及一種無線通訊系統的實現幀同步的方法，適用於基於OFDM(Orthogonal frequency division multiplexing，正交頻分復用)技術的LTE(long term evolution，長期演進)系統，CDMA2000系統，WCDMA系統。
背景技術：
當移動臺初始接入系統或者在小區間進行切換時，移動臺取得和系統的幀同步往往是一個必不可少的步驟。這裡，幀同步定義為移動臺獲得接收數據的幀起始位置。在幀同步過程中，一般涉及兩種信道同步信道(SCH，synchronizationchannel)和廣播信道(BCH，broadcast channel)。SCH信道一般提供系統幀同步的幾個可能位置，而BCH則提供和特定小區相關的一些系統信息。
當SCH(或者BCH)一幀只發送一次時，一個通常的做法是在一幀的固定位置發送SCH(或者BCH)信號，移動臺捕獲SCH(或者BCH)信號後，移動臺和系統的幀同步也就同時確定了。但是，當幀長比較長時(比如一幀長度為10ms)，如果SCH一幀只發送一次，移動臺要捕獲SCH往往需要很長的時間，無法滿足實際系統的需要。因此，通常的做法是在一幀時間內多次發送SCH信號。當一幀時間包括多個SCH信號時，申請人以往提出了該情況下的同步信號發送方法，但是該方法僅適用於一幀內SCH信號非均勻發送的情況。當一幀內多次發送SCH信號，並且SCH信號均勻發送時，前面所述的幀同步方法無法直接應用。由於SCH是移動臺需要最先捕獲的信號，當SCH信號在一幀內均勻發送時，移動臺可以很容易對捕獲的多個SCH信號進行平均，具有實現複雜度低，SCH信號容易捕獲等優點，因此，提出一種針對這種SCH發送方式的幀同步方法是非常必要的。
目前，現有技術中還沒有適用於在一幀內均勻發送SCH信號時的幀同步方法。
發明內容
本發明目的在於提供一種實現幀同步的方法，使得當一幀包括多個SCH信號和BCH信號，且SCH信號在一幀內均勻發送方式時，實現幀同步。
為實現本發明目的，本發明方法具體包括如下步驟設一幀的時間長度為L，一幀內發送同步信道信號的數目為N，一幀內發送廣播信道信號的數目為K。
在發射端同步信道信號和廣播信道信號按照時分復用的方式發送；且每一個廣播信道信號緊鄰著一個同步信道信號，超前或者滯後鄰近同步信道信號一定的時間間隔；第k個廣播信道信號相對其鄰近的同步信道信號定時為t[k]，其中k＝1，2…K，t[k]大於0表示廣播信道信號超前臨近的同步信道信號，t[k]小於0表示廣播信道信號滯後鄰近的同步信道信號；t[k]同時滿足如下要求a、abs{t[k]}＜L/2N；b、向量T[1]＝(t[1]，t[2]……t[K])的循環移位p位後，其中p＝2…K，對應的向量為T[p]＝(t[p]，t[p+1]…t[K]，t[1]，t[2]…t[p-1])；設T[p]和T[1]對應元素相同的數目為S[p]，則K-Max{S[p]}Max{S[p]}>Thres;]]>其中，Thres是一個大於1的常數，abs{t[k]}表示t[k]的絕對值，Max{S[p]}表示s[p]的最大值。
通過上述實現幀同步的方法，綜合了SCH信號和BCH信號所包括的信息，具有準確度高，實現簡單等優點。
圖1包含本發明一種BCH和SCH信號發送定時示意圖；圖2包含本發明另外一種BCH和SCH信號發送定時示意圖；圖3包含本發明實施例接收端實現幀同步的流程圖。
具體實施例方式
為了更好的理解本發明，下面結合附圖和具體實施例來詳細介紹。
為說明方便，設一幀的時間長度為L，一幀內發送SCH信號的數目為N，一幀內BCH信號的數目為K，一般來講N大於K。圖1、圖2以基於OFDM技術的LTE系統為例，取幀長為10ms，一幀中BCH和SCH信號發送的次數為2次。其中，SCH信號在圖中用包含豎線的矩形框表示，標號1，3分別表示一幀中的第1和第2個SCH符號；標號5表示下一幀第1個SCH信號。另外，在該實施例中，SCH信號是均勻發送的，SCH信號發送的間隔是5ms；BCH信號在圖中用包含橫線的矩形框表示。標號2，4分別表示一幀中的第1和第2個BCH符號；標號6表示下一幀第1個BCH信號。
本發明提供的實現幀同步方法，在發射端發送幀信息時，需滿足如下條件SCH和BCH信號按照時分復用的方式發送，每一個BCH一定是緊鄰著一個SCH，且超前或者滯後鄰近SCH一定的時間間隔。當一幀內BCH發送數目為兩個時，一個超前，一個滯後是比較優選的，如附圖1、2所示。當然，BCH相對SCH的定時並不要求一定一個超前，一個滯後，交替出現。
第k(k＝1，2…K)個BCH信號相對其鄰近的SCH信號定時為t[k]，t[k]大於0表示BCH超前臨近的SCH信號，t[k]小於0表示BCH滯後鄰近的SCH信號。
t[k]同時滿足如下要求(1)、abs{t[k]}＜L/2N；(2)、向量T[1]＝(t[1]，t[2]……t[K])的循環移位p(p＝2…K)位後，對應的向量為T[p]＝(t[p]，t[p+1]…t[K]，t[1]，t[2]…t[p-1])。設T[p]和T[1]對應元素相同的數目為S[p]，則K-Max{S[p]}Max{S[p]}>Thres.]]>Thres是一個大於1的常數。
其中，abs{t[k]}表示t[k]的絕對值。Max{S[p]}表示S[p]的最大值，p＝2…K。
從圖1中可以看出，SCH信號和BCH信號是時分復用的，並且每幀第1個BCH相對鄰近SCH信號的定時為t[1]＝-τms；每幀第2個BCH相對鄰近SCH信號的定時為t[2]＝τms。這裡τ為正數且小於2.5ms(10/(2*2))。
圖2給出了另外一種包含本發明的BCH和SCH信號發送定時示意圖。與附圖1不同之處在於圖2中每幀第1個BCH相對鄰近SCH信號的定時為t[1]＝τms；
圖1中每幀第1個BCH相對鄰近SCH信號的定時為t[2]＝-τms。
圖3給出了接收端的移動臺實現幀同步的方法流程圖。
步驟301移動臺利用接收信號中的SCH信號捕獲SCH信號定時。SCH信號通常對於移動臺是已知的，這裡SCH信號一幀內會發送多次，因此，SCH信號的定時比較容易捕獲。需要說明的是，這裡不限定捕獲SCH信號定時方法，現有技術中的方法，如接收信號和本地參考SCH信號匹配或者其它方法都可以應用。
步驟302初始化循環變量m，m可以取[1，K]之間的一個值作為初始值為k，即m＝k，本實施例中m＝1；步驟303根據BCH相對SCH的定時向量T[m]，提取接收BCH信號。以附圖1為例，T[1]＝(t[1]，t[2])＝(-τ，τ)；T[2]＝[τ，-τ]。設移動臺收到的連續兩個SCH信號為SCH信號3和SCH信號5，移動臺可以根據BCH相對SCH的定時向量T[1]提取數據即相對SCH信號3延時τms提取接收數據；相對SCH信號5超前τms提取數據。
步驟304對接收信號進行解調解碼，並對解碼結果正確性進行判斷。
這裡簡單說明，本發明中提到的編碼、解碼屬於現有技術，接收機的採用的編碼方法和發射機採用的編碼方法對應，比如發射機採用Turbo編碼，接收機則採用Turbo解碼，當然，Turbo解碼的方法也有很多種，可以根據成本、性能等選擇合適的編碼、解碼方法。
判斷解碼結果是否正確有很多方法，比如檢測解碼結果是否能通過CRC檢測如果能通過，說明解碼正確；否則，說明解碼錯誤。
步驟305如果解碼正確，則幀同步完成，即實現了和T[m]中第一個元素t[m]對應的SCH信號是一幀中的第m個SCH信號。
步驟306如果解碼錯誤，則判斷m是否小於K(一幀中BCH信號的發送次數)如果m不小於K，說明當前信道惡劣，幀同步檢測失敗。移動臺利用新接收的數據重新執行步驟檢測302～306，即轉到步驟302。如果m小於K，執行步驟307。
步驟307把m在原先的基礎上加1。重新執行步驟303～306，即轉到步驟303。
如果步驟302中，m的取值不是1，那麼，解碼結果不正確時，判斷m是否等於k-1如果不等，m＝(m+1)Mod K，其中Mod表示求模操作，然後轉到步驟303；如果等於，初始化m＝k，然後轉到步驟302。
簡單的講，就是當m初始取值不為1時，步驟306增加一個求模操作，而當m初始取值等於1時，這個操作實際上可以省略。
熟悉本技術領域的人員應理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非用來限定本發明的實施範圍；凡是依本發明作等效變化與修改，都被本發明的範圍所涵蓋。
權利要求
1.一種無線通訊系統中實現幀同步的方法，設一幀的時間長度為L，一幀內發送同步信道信號的數目為N，一幀內發送廣播信道信號的數目為K，其特徵在於，在發射端同步信道信號和廣播信道信號按照時分復用的方式發送；且每一個廣播信道信號緊鄰著一個同步信道信號，超前或者滯後鄰近同步信道信號一定的時間間隔；第k個廣播信道信號相對其鄰近的同步信道信號定時為t[k]，其中k＝1，2…K，t[k]大於0表示廣播信道信號超前臨近的同步信道信號，t[k]小於0表示廣播信道信號滯後鄰近的同步信道信號；t[k]同時滿足如下要求a、abs{t[k]}＜L/2N；b、向量T[1]＝(t[1]，t[2]……t[K])的循環移位p位後，其中p＝2…K，對應的向量為T[p]＝(t[p]，t[p+1]…t[K]，t[1]，t[2]…t[p-1])；設T[p]和T[1]對應元素相同的數目為S[p]，則K-Max{S[p]}Max{S[p]}>Thres;]]>其中，Thres是一個大於1的常數，abs{t[k]}表示t[k]的絕對值，Max{S[p]}表示S[p]的最大值。
2.如權利要求1所述的實現幀同步的方法，其特徵在於，當一幀內發送兩個廣播信道信號時，其中一個廣播信道信號超前同步信道信號，另一個廣播信道信號滯後同步信道信號。
3.如權利要求1或2所述的實現幀同步的方法，其特徵在於，在接收端還包括如下步驟步驟1、移動臺從接收的數據中捕獲同步信道信號，獲得同步信道信號的定時；步驟2、設接收的廣播信道信號相對同步信道信號的定時為T[m]，m＝k，k為[1，K]之間的任一個值；步驟3、根據同步信道信號定時和廣播信道相對接收的同步信道信號的定時向量T[m]，提取接收的廣播信道信號；步驟4、對接收的廣播信道信號進行解調解碼，判斷解碼的結果是否正確，如果正確，幀同步完成；否則，轉到步驟5；步驟5、判斷m是否等於k-1如果不等，令m＝(m+1)Mod K，轉到步驟3，其中Mod表示求模操作；否則，轉到步驟2。
4.如權利要求1或2所述的實現幀同步的方法，其特徵在於，在接收端還包括如下步驟步驟1、移動臺從接收的數據中捕獲同步信道信號，獲得同步信道信號的定時；步驟2、設接收的廣播信道信號相對同步信道信號的定時為T[m]，m＝1；步驟3、根據同步信道信號定時和廣播信道相對接收的同步信道信號的定時向量T[m]，提取接收的廣播信道信號；步驟4、對接收的廣播信道信號進行解調解碼，判斷解碼的結果是否正確，如果正確，幀同步完成；否則，轉到步驟5；步驟5、判斷m是否小於K如果m小於K，令m＝m+1，轉到步驟3；如果m不小於K，轉到步驟2。
5.如權利要求3所述的幀同步的方法，其特徵在於，所述步驟4中，檢測解碼結果是否能通過CRC檢測能通過，則解碼正確；不能通過，則解碼錯誤。
6.如權利要求4所述的幀同步的方法，其特徵在於，所述步驟4中，檢測解碼結果是否能通過CRC檢測能通過，則解碼正確；不能通過，則解碼錯誤。
全文摘要
本發明公開了一種無線通訊系統中實現幀同步的方法，適用於在一幀內均勻發送SCH信號的發送方式，在發射端，同步信道信號和廣播信道信號按照時分復用的方式發送；且每一個廣播信道信號緊鄰著一個同步信道信號，超前或者滯後鄰近同步信道信號一定的時間間隔。本發明綜合了SCH信號和BCH信號所包括的信息，具有準確度高，實現簡單等優點。
文檔編號H04J11/00GK101068127SQ20061006065
公開日2007年11月7日 申請日期2006年5月1日 優先權日2006年5月1日
發明者夏樹強, 李永 申請人:中興通訊股份有限公司