一種同步處理方法及系統的製作方法
2023-05-08 23:59:21
專利名稱：一種同步處理方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種同步處理方法及系統。
背景技術：
第四代無線移動通信系統中，主要的物理層技術OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing正交頻分復用)是利用並行傳輸來提高通信數據率的一種移動通信技術。為了保證子載波之間的正交性，OFDM系統需要非常精確的時頻同步，因此同步技術是OFDM系統的關鍵技術之一。在無線通信系統中，用戶初始接入網絡時主要通過同步信道(SCH，SynchronizationChannel)完成下行同步過程。
在OFDM系統中，SCH在頻域上佔用系統中心的部分帶寬，時域上佔用幀結構中的一個或多個OFDM符號(3GPP LTE中現採用2個)。OFDM系統通過SCH特有的結構可以實現下行時隙定時、幀定時、頻偏估計和小區搜索的功能。當定時頻偏功能和小區搜索功能由同一個SCH符號實現時，稱為不分層的SCH(non-hierarchical SCH)；當定時頻偏功能和小區識別功能分別由不同的SCH符號實現時，稱為分層的SCH(hierarchical SCH)。
3GPP LTE採用分層的SCH進行設計，其中P-SCH(primary SCH)用於定時頻偏估計，S-SCH(secondary SCH)攜帶用於小區搜索的小區身份識別(cellID)信息。
P-SCH在時域上佔用一個或多個OFDM符號來實現，含有P-SCH的OFDM符號前半部分與後半部分相同。UE接收到信號後，先通過差分相關實現粗定時頻偏，再通過序列相關和匹配等處理實現精確同步。
P-SCH上使用序列的個數直接影響同步的時間和性能。現有技術中的一種實現方式是所有小區採用一個公共的P-SCH序列作為主同步信道，例如在異步系統(asynchronous system)WCDMA系統中，由於每個小區採用相同的PSC(P-SCH使用的序列)，因此UE只需要使用1個序列去搜索同步信號，定時複雜度低。另外，在同步系統(synchronous system)中，各小區相同的PSC相當於多徑分量，從而使能量得到增強，易於檢測。
但是，當所有小區使用相同的P-SCH時，基於P-SCH的信道估計為多小區傳播信道的疊加，這與實際單播信道會產生不匹配的問題，即無法表徵本小區實際的信道情況，因此，該方案無法利用P-SCH進行相干檢測以獲取S-SCH的信息。尤其是在同步系統中，對於大尺寸小區邊緣的UE，這種不匹配會使小區搜索性能嚴重惡化。LTE及基於TDD的通信系統有很多實現為同步系統，因此，這一不匹配的問題就亟待解決。
為了解決上述問題，現有技術中的另一種實現方式是採用多個PSC作為主同步信道，通過一組多個PSC區分鄰近的小區。考慮到搜索時間，PSC的數目控制在較小的範圍內。業界分析指出PSC數目範圍為3到7，綜合考慮計算複雜度和解決P-SCH與S-SCH信道不匹配的問題，選擇PSC數目為3。
上述實現方式雖然改善了信道不匹配的問題，但是多個PSC無法達到多小區能量增強的效果，不利於檢測同步信號，並且，PSC數目的增加也會帶來同步檢測的複雜度。
發明內容
本發明提供一種同步的方法及系統，以改善同步系統的定時同步性能和小區搜索性能。
本發明提供以下技術方案 一種同步處理方法，該方法包括步驟 將主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符號的子載波上，其中，每幀中第一部分P-SCH使用一個公共的PSC進行映射，第二部分P-SCH從多個PSC中選擇一個PSC進行映射； 根據每幀中的所有子載波形成時域的OFDM符號並發送。
一種同步處理方法，該方法包括步驟 接收多個OFDM符號，其中，每幀中部分OFDM符號攜帶使用一個公共的PSC進行映射的第一部分P-SCH，部分OFDM符號攜帶使用多個PSC中的一個PSC進行映射的第二部分P-SCH； 從接收到的OFDM符號中解調出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH； 利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH進行粗定時或幀定時，利用所述第一部分P-SCH進行定時頻偏估計，利用所述第二部分P-SCH和解調出的S-SCH信息進行小區搜索。
一種基站，包括 用於將主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符號的子載波上的單元，其中，每幀中第一部分P-SCH使用一個公共的PSC進行映射，第二部分P-SCH從多個PSC中選擇一個PSC進行映射； 用於根據每幀中的所有子載波形成時域的OFDM符號的單元； 用於發送OFDM符號的單元。
一種用戶設備，包括 用於接收多個OFDM符號的單元，其中，每幀中部分OFDM符號攜帶使用一個公共的PSC進行映射的第一部分P-SCH，部分OFDM符號攜帶使用多個PSC中的一個PSC進行映射的第二部分P-SCH； 用於從接收到的OFDM符號中解調出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH的單元； 用於利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH進行粗定時或幀定時，利用所述第一部分P-SCH進行定時頻偏估計，利用所述第二部分P-SCH和解調出的S-SCH信息進行小區搜索的單元。
一種通信系統，包括 基站，用於將主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符號的子載波上，其中，每幀中第一部分P-SCH使用一個公共的PSC進行映射，第二部分P-SCH從多個PSC中選擇一個PSC進行映射；以及，根據每幀中的所有子載波形成時域的OFDM符號並發送。
用戶設備，用於從接收到的OFDM符號中解調出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH，利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH進行粗定時或幀定時，利用所述第一部分P-SCH進行定時頻偏估計，利用所述第二部分P-SCH和解調出的S-SCH信息進行小區搜索。
本發明有益效果如下 本發明在將PSC映射到OFDM符號的子載波時，每幀中第一部分P-SCH使用一個公共的PSC進行映射，第二部分P-SCH從多個PSC中選擇一個PSC進行映射，保留了現有技術中採用一個公共的PSC進行映射時同步信號能量增益、序列複雜度低的優點，解決了現有技術中僅採用一個公共的PSC進行映射而導致P-SCH與S-SCH信道不匹配，無法進行相干檢測S-SCH的問題，從而在不增加系統資源佔用和檢測複雜度的前提下，改善了同步系統的定時同步性能和小區搜索性能。
圖1為本發明實施例中通信系統的結構示意圖； 圖2為本發明實施例中第一部分P-SCH映射及轉換的示意圖； 圖3為本發明實施例中第二部分P-SCH映射及轉換的示意圖； 圖4為本發明實施例中分層SCH的時域結構示意圖； 圖5為本發明實施例中基站的結構示意圖； 圖6為本發明實施例中基站的同步處理流程圖； 圖7為本發明實施例中用戶設備的結構示意圖； 圖8為本發明實施例中用戶設備的同步處理流程圖。
具體實施例方式 本發明將每幀中的P-SCH分為兩部分，第一部分P-SCH使用一個公共的PSC映射到OFDM符號的子載波上，第二部分P-SCH從多個PSC中選擇一個PSC映射到OFDM符號的子載波上，進而轉化形成時域的OFDM符號發送給用戶設備處理，改善了同步系統的定時同步性能和小區搜索性能。
以下結合附圖對本發明優選的實施方式進行詳細說明。
參閱圖1所示，本實例中的一種通信系統包括包括基站100和用戶設備101。所述基站100位於通用陸地無線接入網E-UTRAN中，用於接收用戶設備101發送的上行數據和向用戶設備101發送下行數據。其中，所述基站100在向用戶設備101發送下行數據時，將每幀中的主同步信道P-SCH分為兩部分，第一部分P-SCH使用一個公共的PSC映射到OFDM符號的子載波上，第二部分P-SCH從多個PSC中選擇一個PSC映射到OFDM符號的子載波上；以及，根據每幀中的所有子載波形成時域的OFDM符號並發送給用戶設備101。所述用戶設備101，用於接收基站100發來的下行數據和向基站100發送上行數據，其中，所述用戶設備101接收基站100發來的OFDM符號，並從中解調出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH，利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH進行粗定時或幀定時，利用所述第一部分P-SCH進行定時頻偏估計，利用所述第二部分P-SCH和解調出的S-SCH信息進行小區搜索。
參閱圖2所示，所述第一部分P-SCH採用一個公共序列Pc，該公共序列Pc長為N個符號。頻域中，在子載波0到子載波2N-1上，將Pc的各元素映射到序數為偶數的子載波上，序數為奇數的子載波為空子載波。以及，將每幀中的所有子載波經逆離散快速傅立葉變換IFFT，再加上循環前綴CP後形成時域上前後兩部分特性完全相同的OFDM符號並發送。
參閱圖3所示，所述第二部分P-SCH採用一組序列{PSi}，i∈(1，M)；系統根據小區分組及PSC的數目從M個序列中選擇一個序列，作為本小區的所述第二部分P-SCH上發送的序列，將該序列的各元素映射到序數為偶數的子載波上，序數為奇數的子載波為空子載波。以及，將每幀中的所有子載波經逆離散快速傅立葉變換IFFT，再加上循環前綴CP後形成時域上前後兩部分特性完全相同的OFDM符號並發送。
將PSC映射到子載波上時，將所述PSC的各元素映射到序數為偶數的子載波上，而序數為奇數的子載波為空子載波，這樣處理是為了在時域上得到前後兩部分特性完全相同的OFDM符號；當然，這裡也可以將所述PSC的各元素映射到序數為奇數的子載波上，而使序數為偶數的子載波為空子載波，但這樣得到的時域OFDM符號的前後兩部分僅在取模後完全相同。
以10ms無線幀為例，P-SCH在一幀中重複兩次，則本實施例中分層SCH的時域結構參閱圖4所示，其中，多個攜帶PSC的OFDM符號中相鄰兩個OFDM符號之間的時隙間隔相同；並且，為了便於實現相干檢測，攜帶次同步信道S-SCH信息或廣播信道BCH信息的OFDM符號與攜帶所述第二部分P-SCH的OFDM符號在時域上相鄰。
本實施例中基站100的一種結構如圖5所示，包括映射單元500、轉換單元501、發送單元502；所述映射單元500，用於將主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符號的子載波上，其中，每幀中第一部分P-SCH使用一個公共的PSC進行映射，第二部分P-SCH從多個PSC中選擇一個PSC進行映射；所述轉換單元501，用於根據每幀中的所有子載波形成時域的OFDM符號的單元；所述發送單元502，用於發送OFDM符號。
參閱圖6所示，基站的同步處理流程如下 步驟600、將每幀中的主同步信道P-SCH分為兩部分，第一部分P-SCH使用一個公共的PSC映射到OFDM符號的子載波上，第二部分P-SCH從多個PSC中選擇一個PSC映射到OFDM符號的子載波上。
步驟601、將每幀中的所有子載波經逆離散快速傅立葉變換IFFT，再加上循環前綴CP後形成時域上前後兩部分特性完全相同的OFDM符號。
步驟602、發送OFDM符號。
所述用戶設備101從接收到的OFDM符號中解調出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH後，利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH進行粗定時。由於所述第一部分P-SCH和所述第二部分P-SCH均為重複結構，因此可採用差分相關的方式檢測接收信號相關峰，這裡也可以採用幀內平均(即將第一部分P-SCH和第二部分P-SCH的相關峰分別取模之後疊加)或多幀平均的方式來檢測接收信號相關峰。
所述用戶設備101利用解調出的所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH進行幀定時，在接收信號相關峰處用所述第一部分P-SCH對應的PSC進行匹配，在發現所述第一部分P-SCH位置時實現幀定時。
較佳的，當一幀中包含的攜帶P-SCH的OFDM符號的數目大於兩個時，還可根據每幀中攜帶所述第一部分P-SCH的OFDM符號與攜帶所述第二部分P-SCH的OFDM符號的不同時序排列攜帶其他解調OFDM符號的相關信息，如指示CP符號長度或天線數目等。
較佳的，為了避免多個PSC匹配時檢測的複雜度，並且利用小區間的增強效果，所述用戶設備101利用解調出的所述第一部分P-SCH進行定時頻偏估計。
進一步的，由於所述第二部分P-SCH採用多個PSC，因此還可攜帶部分小區身份識別信息以改善小區搜索功能。另外，由於所述第二部分P-SCH的序列檢測不影響同步時間，因此可以適當多帶信息(不僅限於現有技術中序列數最多取7)。
進一步的，由於所述第二部分P-SCH可以更好的對應目標小區的傳播環境，因此時域上將攜帶S-SCH信息的OFDM符號與攜帶第二部分P-SCH的OFDM符號相鄰，有利於S-SCH相干解調，即從S-SCH檢測得出具體小區的身份識別信息。
進一步的，在利用分層SCH完成同步和小區搜索後，可讀取BCH信息。
本實施例用戶設備101的一種結構如圖7所示，包括接收單元700、解調單元701、處理單元702；所述接收單元700，用於接收多個OFDM符號，其中，每幀中部分OFDM符號攜帶使用一個公共的PSC進行映射的第一部分P-SCH，部分OFDM符號攜帶使用多個PSC中的一個PSC進行映射的第二部分P-SCH；所述解調單元701，用於從接收到的OFDM符號中解調出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH；所述處理單元702，用於利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH進行粗定時或幀定時，利用所述第一部分P-SCH進行定時頻偏估計，利用所述第二部分P-SCH和解調出的S-SCH信息進行小區搜索的單元。
所述處理單元702還利用所述第二部分P-SCH進行相干檢測。
參閱圖8所示，用戶設備的同步處理流程如下 步驟800、接收多個OFDM符號，其中，每幀中部分OFDM符號攜帶使用一個公共的PSC進行映射的第一部分P-SCH，部分OFDM符號攜帶使用多個PSC中的一個PSC進行映射的第二部分P-SCH。
步驟801、從接收到的OFDM符號中解調出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH。
步驟802、利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH進行粗定時或幀定時，利用所述第一部分P-SCH進行定時頻偏估計，利用所述第二部分P-SCH和解調出的S-SCH信息進行小區搜索。
步驟802中還可包括利用所述第二部分P-SCH進行相干檢測。
從上述實施例可知，本發明在將PSC映射到OFDM符號的子載波時，每幀中第一部分P-SCH使用一個公共的PSC進行映射，第二部分P-SCH從多個PSC中選擇一個PSC進行映射，保留了現有技術中採用一個公共的PSC進行映射時同步信號能量增益、序列複雜度低的優點，解決了現有技術中僅採用一個公共的PSC進行映射而導致P-SCH與S-SCH信道不匹配，無法進行相干檢測S-SCH的問題，從而在不增加系統資源佔用和檢測複雜度的前提下，改善了同步系統的定時同步性能與小區搜索性能；進一步的，所述第二部分P-SCH攜帶部分小區身份識別信息，減小了小區間幹擾，其分組作用比僅使用S-SCH攜帶小區身份識別信息更利於提高檢測準確率和速度。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若對本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種同步處理方法，其特徵在於，該方法包括步驟
將主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符號的子載波上，其中，每幀中第一部分P-SCH使用一個公共的PSC進行映射，第二部分P-SCH從多個PSC中選擇一個PSC進行映射；
根據每幀中的所有子載波形成時域的OFDM符號並發送。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述P-SCH將其使用的PSC的各元素等間隔地映射到OFDM符號的子載波上。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述P-SCH將其使用的PSC的各元素映射到OFDM符號中為偶數的子載波上。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在時域上，多個攜帶PSC的OFDM符號中相鄰兩個OFDM符號之間的時隙間隔相同。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，攜帶次同步信道S-SCH信息或廣播信道BCH信息的OFDM符號與攜帶第二部分P-SCH的OFDM符號在時域上相鄰。
6.如權利要求1至5任一項所述的方法，其特徵在於，還包括步驟
接收端從接收的OFDM符號中解調出所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH；並利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH進行粗定時或幀定時，利用所述第一部分P-SCH進行定時頻偏估計，利用所述第二部分P-SCH和解調出的S-SCH信息進行小區搜索。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，接收端還利用所述第二部分P-SCH進行相干檢測。
8.一種同步處理方法，其特徵在於，該方法包括步驟
接收多個OFDM符號，其中，每幀中部分OFDM符號攜帶使用一個公共的PSC進行映射的第一部分P-SCH，部分OFDM符號攜帶使用多個PSC中的一個PSC進行映射的第二部分P-SCH；
從接收到的OFDM符號中解調出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH；
利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH進行粗定時或幀定時，利用所述第一部分P-SCH進行定時頻偏估計，利用所述第二部分P-SCH和解調出的S-SCH信息進行小區搜索。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，還包括步驟
利用所述第二部分P-SCH進行相干檢測。
10.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH進行粗定時時，採用差分相關、幀內平均或多幀平均的方式檢測接收信號相關峰。
11.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，利用所述第一部分P-SCH進行幀定時時，在接收信號相關峰處用所述第一部分P-SCH對應的PSC進行匹配。
12.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述第二部分P-SCH還攜帶小區身份識別信息。
13.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，每幀中攜帶所述第一部分P-SCH的OFDM符號與攜帶所述第二部分P-SCH的OFDM符號通過不同的時序排列指示解調OFDM符號的相關信息。
14.一種基站，其特徵在於，包括
用於將主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符號的子載波上的單元，其中，每幀中第一部分P-SCH使用一個公共的PSC進行映射，第二部分P-SCH從多個PSC中選擇一個PSC進行映射；
用於根據每幀中的所有子載波形成時域的OFDM符號的單元；
用於發送OFDM符號的單元。
15.一種用戶設備，其特徵在於，包括
用於接收多個OFDM符號的單元，其中，每幀中部分OFDM符號攜帶使用一個公共的PSC進行映射的第一部分P-SCH，部分OFDM符號攜帶使用多個PSC中的一個PSC進行映射的第二部分P-SCH；
用於從接收到的OFDM符號中解調出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH的單元；
用於利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH進行粗定時或幀定時，利用所述第一部分P-SCH進行定時頻偏估計，利用所述第二部分P-SCH和解調出的S-SCH信息進行小區搜索的單元。
16.如權利要求15所述的用戶設備，其特徵在於，還包括
利用所述第二部分P-SCH進行相干檢測的單元。
17.一種通信系統，其特徵在於，包括
基站，用於將主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符號的子載波上，其中，每幀中第一部分P-SCH使用一個公共的PSC進行映射，第二部分P-SCH從多個PSC中選擇一個PSC進行映射；以及，根據每幀中的所有子載波形成時域的OFDM符號並發送；
用戶設備，用於從接收到的OFDM符號中解調出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH，並利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH進行粗定時或幀定時，利用所述第一部分P-SCH進行定時頻偏估計，利用所述第二部分P-SCH和解調出的S-SCH信息進行小區搜索。
18.如權利要求17所述的系統，其特徵在於，所述P-SCH將其使用的PSC的各元素映射到OFDM符號中為偶數的子載波上。
19.如權利要求17所述的系統，其特徵在於，在時域上，多個攜帶PSC的OFDM符號中相鄰兩個OFDM符號之間的時隙間隔相同。
20.如權利要求17所述的系統，其特徵在於，攜帶次同步信道S-SCH信息或廣播信道BCH信息的OFDM符號與攜帶第二部分P-SCH的OFDM符號在時域上相鄰。
全文摘要
本發明公開了一種同步處理方法，用以解決現有技術中存在採用單個PSC時，P-SCH信道估計與實際單播信道不匹配而導致不支持相干檢測的問題；以及採用多個PSC時無法增強多小區能量而導致同步檢測困難等問題；該方法包括將主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符號的子載波上，其中，每幀中第一部分P-SCH使用一個公共的PSC進行映射，第二部分P-SCH從多個PSC中選擇一個PSC進行映射；根據每幀中的所有子載波形成時域的OFDM符號並發送。本發明同時公開一種基站、用戶設備及通信系統。
文檔編號H04L27/26GK101197804SQ200610160680
公開日2008年6月11日 申請日期2006年12月4日 優先權日2006年12月4日
發明者胡正磊 申請人:華為技術有限公司