專利名稱：系統(tǒng)前導碼的增強方法及802.16m系統(tǒng)終端的初始接入處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信領(lǐng)域，特別是涉及一種系統(tǒng)前導碼的增強
方法及基于正交步貞分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiplex Access, OFDMA)才支術(shù)的802.16m系統(tǒng)的終端的初始接: 入處理方法。
背景技術(shù)：
4乍為 一 種多載波4專#T才莫式，OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復用)通過將一高速傳llr的凄t據(jù)流 轉(zhuǎn)換為 一組低速并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，使系統(tǒng)對多徑衰落信道頻率選 擇性的敏感度大大降低，而CP (循環(huán)前綴)的引入，又進一步增強 了系統(tǒng)抗符號間干4尤(Inter-symbol Interference, ISI)的能力，除此 之外的帶寬利用率高、實現(xiàn)簡單等特點使OFDM在無線通信領(lǐng)域的 應用越來越廣，比如，WLAN系統(tǒng)，基于OFDMA的WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access,微波接入全球互 通)系統(tǒng)以及下一代移動通信系統(tǒng)等都是基于OFDM技術(shù)的系統(tǒng)。
用戶端在接收時，要先做同步，因此要傳送兩端都已知的信號， 稱為preamble (前導碼)，提供用戶端做粗同步、cell ID (小區(qū))和 Segment (扇區(qū))檢測、頻偏估計、帶寬信息、采樣時刻估計等等。 目前802.16e (IEEE802.16e)無線通信系統(tǒng)的幀前導存在如下 的問題
1、 強制型的采用功率4企測，Preamble功率比FCH功率大9dB， FCH只可以用4交〗氐的功率發(fā)送；
2、 Preamble 4是供IDCdl、 Sengment和帶寬信息，4旦是要從4 組各為114個的序列中匹配這些信息，計算量非常大；
3、 基站發(fā)送的Preamble在頻域具有良好的PN碼性質(zhì)，但是 變換到時域后，這種良好的PN性質(zhì)受到了破壞，因此利用同一個 Preamble既，文粗同步又侮3青同步是十分復雜的；
4 、每種帶寬都有114種Preamble碼，帶寬不同，Preamble碼
的長度也不同。按照此種設計，移動終端為了獲得系統(tǒng)帶寬，需要 非常大的計算量；
5、 WiMAX系統(tǒng)設計利用CP估計的頻率偏置范圍太小，只有 A//2，其中A/為OFDM系統(tǒng)的子載波寬度，而且頻率偏置估計的性 能也不夠好。
為了滿足802.16e無線通信系統(tǒng)向802.16m (IEEE802.16m )無 線通信系統(tǒng)的演進需求，需要對802.16e無線通信系統(tǒng)的前導碼重 新設計，或者進行增強。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于4是供一種系統(tǒng)前導碼的 增強方法及802.16m系統(tǒng)終端的初始4妄入處理方法，其在802.16e 無線通信系統(tǒng)前導碼的基礎(chǔ)上，設計802.16m無線通信系統(tǒng)前導碼， 以解決802.16e無線通信系統(tǒng)向802.16m無線通信系統(tǒng)演進時所存 在的問題。具體i也能夠解決802.16m系統(tǒng)的終端4刀始^妄入802.16e 系統(tǒng)所帶來的計算量大、4妾入時間長、頻偏適應范圍小、Cell匹配 范圍過大的問題，使得802.16m無線通信系統(tǒng)的終端即使在高速移 動的情況下也能快速的4妄入802.16e系統(tǒng)的網(wǎng)絡。
才艮據(jù)本發(fā)明的第 一方面的系統(tǒng)前導碼的增強方法，用于802.16e 系統(tǒng)向802.16m系統(tǒng)的演進，包括以下步驟步驟SllO,利用放置 在802.16e系統(tǒng)的下4亍鏈路的下4亍子幀的第一個符號中的802.16m 系統(tǒng)的前導碼以及力文置在下行子幀的第二個符號上的802.16e系統(tǒng) 的前導碼，使802.16m系統(tǒng)的終端接入802.16e系統(tǒng)；步驟S120， 當802.16m系統(tǒng)的終端4妄入802.16e系統(tǒng)成功時，802.16m系統(tǒng)取消 802.16m系統(tǒng)的前導碼。
在上述的系統(tǒng)前導碼的增強方法中，在第一個符號中放置 802.16m系統(tǒng)的前導碼包括以下過程步驟S202，生成M個組標識 號序列，其中，M為大于等于l的整ft;步驟S204,生成N個帶 寬號序列，其中，N為大于等于l的整凄t;步驟S206,將生成的M 個組標識號序列和生成的N個帶寬號序列插入到第 一個符號中。
在上述的系統(tǒng)前導碼的增強方法中，步驟S202中，每個組標 識號序列代表一個組，每個組中包含M1個小區(qū)(蜂窩小區(qū))，各個 組標識號序列具有互相關(guān)和自相關(guān)特性，每一個組中的小區(qū)相鄰， 同 一個組中的所有小區(qū)發(fā)射相同的組標識號序列以便產(chǎn)生發(fā)射分 集，其中，Ml為大于等于l的整數(shù)。
在上述的系統(tǒng)前導碼的增強方法中，在步-驟S204中，每個帶 寬號序列代表一個系統(tǒng)帶寬，每個帶寬中包含N1個小區(qū)，各個帶 寬號序列具有4艮好的互相關(guān)及自相關(guān)特性，相同系統(tǒng)帶寬的所有小 區(qū)發(fā)射相同的帶寬號序列以便產(chǎn)生發(fā)射分集。
在上述的系統(tǒng)前導碼的增強方法中，在步驟S206中，把第一 個符號的所有子栽波分為奇數(shù)子載波和偶數(shù)子載波，組標識號序列 和帶寬號序列全部插入奇數(shù)子載波或偶數(shù)子載波。
在上述的系統(tǒng)前導碼的增強方法中，依據(jù)802.16e協(xié)議將 802.16e系統(tǒng)的前導碼;改置在第二個符號上。
在上述的系統(tǒng)前導石馬的增強方法中，802.16m的前導石馬在頻i或 結(jié)構(gòu)方面，組標識號序列及帶寬號序列#皮置于小區(qū)系統(tǒng)帶寬的兩邊， 總共占據(jù)IOM的帶寬。
在上述的系統(tǒng)前導石馬的增強方法中，802.16m的前導石馬在時域^ 結(jié)構(gòu)方面，在一個符號的周期內(nèi)，由前后重復的兩部分組成。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的802.16m系統(tǒng)的終端的初始接入處理方 法，利用上述所述的系統(tǒng)前導石馬的增強方法4吏802.16m系統(tǒng)鄉(xiāng)冬端初 始4妄入到802.16e系統(tǒng)，包4舌以下步驟步驟S610,進4亍時間、頻 率同步；步驟S620，解讀組信息和帶寬信息，獲得802.16e系統(tǒng)終 端所在基站的組信息和帶寬信息；步驟S630，解讀小區(qū)信息和扇區(qū) 信息，利用步驟S620中解讀出來的組信息和帶寬信息選擇對應的 802.16e協(xié)議中的序列作為本地序列與第二符號中的信息進行匹配， 以獲取802.16m終端所在的小區(qū)信息和扇區(qū)信息。
在上述的802.16m系統(tǒng)的終端的初始接入處理方法中，在步驟 S620中，對巴802.16e系統(tǒng)的下4亍子幀的第一個符號轉(zhuǎn)換到頻率，利 用M個組標識號序列及N個帶寬號序列通過在頻域?qū)D(zhuǎn)換過來的 第一個符號里的信息進行匹配，得出802.16m系統(tǒng)終端所在基站使 用的組標識號序列及帶寬號序列，從而獲得802.16e系統(tǒng)終端所在 基站的組標識號信息和帶寬信息。
才艮據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)前導碼的增強方法及802.16m系統(tǒng)終端的初 始4妄入處理方法，能夠解決802.16m系統(tǒng)的終端初始4妄入802.16e 系統(tǒng)所帶來的計算量大、接入時間長、頻偏適應范圍小、Cell匹配 范圍過大的問題。而且，通過在原前導碼所在符號的前一個符號設 置新的增強前導碼，同時設計時域?qū)ΨQ的具有PN序列的前導碼， 提高了前導碼的檢測概率，提高了系統(tǒng)對頻率偏移的適應范圍。通 過小區(qū)分組消息和帶寬信息的引入，使得系統(tǒng)支持的高速移動情況 下的快速接入。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部 分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā) 明的目的和其4也優(yōu)點可通過在所寫的i兌明書、纟又利要求書、以及附 圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。


附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部 分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的 限制。在附圖中
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)前導石馬的增強方法的第一實施例的流禾呈
圖2為在第一個符號中》文置802.16m系統(tǒng)的前導碼的流^i圖3為802.16e無線通信系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)示意圖4為采用了增強方法的802.16m無線通信系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)示意
圖5 (a)為802.16m無線通信系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)中前導碼的頻域特性 示意圖；圖5 (b)為802.16m無線通信系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)中前導碼的時域 特性示意圖6為802.16m系統(tǒng)的終端的初始4妄入處理方法的一個實施例 的流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此 處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本 發(fā)明。
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)前導碼的增強方法的第一實施例的流程 圖，如圖1所示，在本實施例中包括步驟SllO，利用力文置在802.16e 系統(tǒng)的下行鏈路的下行子幀的第一個符號中的802.16m系統(tǒng)的前導 碼以及放置在下行子幀的第二個符號上的802.16e系統(tǒng)的前導碼， 4吏802.16m系統(tǒng)的終端4妄入802.16e系統(tǒng)；步艱《SI20,當802.16m 系統(tǒng)的終端"l姿入802.16e系統(tǒng)成功時，802.16m系統(tǒng)耳又消802.16m系 統(tǒng)的前導碼。
圖2為在第一個符號中方文置802.16m系統(tǒng)的前導碼的流程圖， 如圖2所示，包括以下過程步驟S202,生成M個組標識號序列， 其中，M為大于等于l的整數(shù)；步驟S204,生成N個帶寬號序列， 其中，N為大于等于l的整凄t;步-驟S206， ^!夸生成的M個組標識 號序列和生成的N個帶寬號序列插入到第一個符號中。
其中，在生成M個Group—ID(組標識號)序列的步驟S202中， 每個序列^表了一個Group,每個Group中可以包含M1個Cell(小 區(qū)，蜂窩小區(qū))，要求這些Group—ID序列具有很好的互相關(guān)及自相
關(guān)特性，同時要求在一個Group中的Cell應當相鄰，并且同個Group 中的所有Cell發(fā)射相同的Group—ID序列以便產(chǎn)生發(fā)射分集。
在生成N個BW—ID (帶寬號)序列的步驟S204中，每個序列 代表了 一個系統(tǒng)帶寬，每個帶寬中包含Nl個cell,要求這些BW一ID (帶寬號)序列具有很好的互相關(guān)及自相關(guān)特性，所有系統(tǒng)帶寬相 同的Nl個Cell發(fā)射相同的BW一ID序列以Y更產(chǎn)生發(fā)射分集。
4巴步艱《202和步艱《204中所生成的M個Group—ID序列及N個 的BWjD序列，插入到下行鏈路下行子幀的第一個符號(OFDMA 符號，正交頻分多址符號)中。把第一個符號的所有子載波分為奇 數(shù)子載波和偶數(shù)子載波，上述的序列全部插入奇數(shù)子載波或全部插 入偶數(shù)子載波，不能部分插入奇數(shù)子載波，部分插入偶#:子載波。
把802.16e無線通信系統(tǒng)的前導碼放置在下行鏈路第二個符號 上，放置的個數(shù)及插入方法依據(jù)802.16e協(xié)議中的相關(guān)內(nèi)容。
圖3為802.16e無線通信系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)示意圖，其中，下行子幀 包含三個部分Preamble(前導碼)，廣播控制信息(FCH、 DL-MAP、 UL-MAP)以及下行數(shù)據(jù)突發(fā)。
Preamble位于無線幀的第 一 個OFDM符號，也是下行子幀的起 始。利用Preamble的共輒對稱性或者preable的高功率特性沖企測出 preamble的位置，進而獲得幀的起始位置。
利用OFDM的CP (循環(huán)前纟炎)與后面教:才居的重復特性;險測頻 率偏置，然后利用檢測的頻率偏置對接收信號進行補償。
對巴接收的Preamble信號變換到頻域，和本地參考Preamble信 號互相關(guān)，獲4尋cel1—ID、 Segment及帶寬信息。
圖4為采用了增強方法的802.16m無線通信系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)示意 圖，如圖4所示，原前導碼和新增加的前導碼在無線幀中的位置固 定，其中，無線幀結(jié)構(gòu)中第一個符號是新增加的16m前導碼，第二 個符號是原802.16e的前導碼。
其中，圖5(a)和圖5(b)分別為前導碼在頻域和時域的結(jié)構(gòu)。 在頻域結(jié)構(gòu)方面，Group—ID序列及BW_ID序列被置于小區(qū)系統(tǒng)帶 寬的兩邊，總共占據(jù)10M的帶寬，但是Group—ID序列占據(jù)從86 到256號之間的偶凄t子載波，BW—ID序列占據(jù)乂人682到938的偶數(shù) 子載波，Group—ID序列及BW—ID序列的長度都為128 bit,原前導 碼序列在第二個符號按照802.16e協(xié)議進行放置。
在時i^結(jié)構(gòu)方面，在一個OFDM符號的周期內(nèi)，由前后重復的 兩部分組成。
本實施例中產(chǎn)生了 8個GroupjD序列用來4巴802.16e中的32 個ID—Cell等分成8個Group,每個Group中包含4個相鄰的IDCell。
本實施例中產(chǎn)生了 4個BWjD序列用來代表802.16e中不同的 FFT點凄丈(128、 512、 1024、 2048)。
上面所產(chǎn)生的序列具有很好的互相關(guān)及自相關(guān)特性。
802.16m無線通信系統(tǒng)的基站按照自己的IDCell、系統(tǒng)帶寬、 所在的Group及Segment信息，4要照上述方法組成前導符號。
圖6為802.16m系鄉(xiāng)充的鄉(xiāng)冬端的4刀始4妄入處J里方法的一個實施例 的流程圖。如圖6所示，移動終端在接收到信號后估丈如下處理
步驟S610，進行時間、頻率同步由于下行幀的第一個符號所 有的數(shù)據(jù)都在偶數(shù)子載波，所以轉(zhuǎn)化到時域后具有重復特性，可以 利用這個重復特性進行時間、頻率同步。
步驟S620，解讀Group和BW信息時間、頻率同步后，利用 1024點的FFT^巴第一個符號轉(zhuǎn)換到頻率，利用8個本地的Group_ID 序列及4個本地的BW_ID序列與轉(zhuǎn)換過來第一個符號里的信息進 -f亍匹配得出終端所在基站4吏用的Group_ID序列及BW_ID序列，乂人 而獲取終端所在基站的Group和BW信息。
步驟S630,解讀IDCell和Segment信息利用解出的Group 信息及BW信息依據(jù)分類算法選擇對應的802.16e協(xié)議中12個序列 作為本地序列與第二個符號中的信息進行匹配，從而獲取終端所在 的IDCell及Segment的信息。
終端初始4妄入的方法有許多種，本專利并不限定終端解讀本專 利所i殳計的前導的解讀方法。
綜上所述，才艮據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)前導碼的增強方法及802.16m系 統(tǒng)鄉(xiāng)冬端的初始4妄入處理方法，能夠解決802.16m系統(tǒng)的終端初始才妄 入802.16e系統(tǒng)所帶來的計算量大、4妄入時間長、頻偏適應范圍小、 Cell匹配范圍過大的問題。而且，通過在原前導碼所在符號的前一 個符號i殳置新的增強前導碼，同時i殳計時域?qū)ΨQ的具有PN序列的 前導碼，提高了前導碼的檢測概率，提高了系統(tǒng)對頻率偏移的適應 范圍。通過小區(qū)分組消息和帶寬信息的引入，使得系統(tǒng)支持的高速 移動情況下的快速4妾入。
本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)改變和變形，〗旦這些相應的改變和變形諸卩應屬于本發(fā)明所附的^又利 要求的保護范圍。
以上所述^f又為本發(fā)明的伊匸選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 對于本領(lǐng)i或的:J支術(shù)人員來i兌，本發(fā)明可以有各種更改和變^匕。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等， 均應包含在本發(fā)明的4呆護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)前導碼的增強方法，用于802.16e系統(tǒng)向802.16m系統(tǒng)的演進，其特征在于，包括以下步驟步驟S110，利用放置在所述802.16e系統(tǒng)的下行鏈路的下行子幀的第一個符號中的所述802.16m系統(tǒng)的前導碼以及放置在所述下行子幀的第二個符號上的所述802.16e系統(tǒng)的前導碼，使所述802.16m系統(tǒng)的終端接入所述802.16e系統(tǒng)；步驟S120，當所述802.16m系統(tǒng)的終端成功接入所述802.16e系統(tǒng)時，所述802.16m系統(tǒng)取消所述802.16m系統(tǒng)的前導碼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)前導碼的增強方法，其特征在于在所述第一個符號中方丈置所述802.16m系統(tǒng)的前導碼包 4舌以下過詳呈步-銀S202，生成M個組標識號序列，其中，M為大于等 于1的整數(shù)；步驟S204，生成N個帶寬號序列，其中，N為大于等于 1的整凄史；步驟S206，將生成的M個所述組標識號序列和生成的N 個所述帶寬號序列插入到所述第 一個符號中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)前導碼的增強方法，其特征在于在所述步驟S202中，每個所述組標識號序列代表一個組， 每個所述組中包含M1個小區(qū)，各個所述組標識號序列具有互 相關(guān)和自相關(guān)特性，每一個組中的小區(qū)相鄰，同一個組中的所有小區(qū)發(fā)射相同的組標識號序列以便產(chǎn)生發(fā)射分集，其中，Ml為大于等于1的整H
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)前導碼的增強方法，其特征在于在所述步驟S204中，每個所述帶寬號序列代表一個系統(tǒng) 帶寬，每個所述帶寬中包含N1個小區(qū)，各個所述帶寬號序列 具有4艮好的互相關(guān)及自相關(guān)特性，相同系統(tǒng)帶寬的所有小區(qū)發(fā) 射相同的帶寬號序列以便產(chǎn)生發(fā)射分集。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)前導碼的增強方法，其特征在于在所述步驟S206中，把所述第一個符號的所有子載波分 為奇數(shù)子載波和偶數(shù)子載波，所述組標識號序列和所述帶寬號 序列全部插入所述奇凄t子載波或所述偶數(shù)子載波。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的系統(tǒng)前導碼的增強方法， 其特征在于依據(jù)802.16e協(xié)議將所述802.16e系統(tǒng)的前導碼放置在所 述第二個符號上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的系統(tǒng)前導碼的增強方法， 其特征在于所述802.16m的前導碼在頻域結(jié)構(gòu)方面，所述組標識號序 列及所述帶寬號序列被置于小區(qū)系統(tǒng)帶寬的兩邊，總共占據(jù) 10M的帶寬。
8. 根據(jù)4又利要求1至5中任一項所述的系統(tǒng)前導碼的增強方法， 其特征在于所述802.16m的前導碼在時域結(jié)構(gòu)方面，在 一個符號的周 期內(nèi)，由前后重復的兩部分《且成。
9. 一種802,16m系統(tǒng)終端的初始4妄入處理方法，利用4又利要求1 至8中任一項所述的系統(tǒng)前導碼的增強方法^使所述802.16m系 統(tǒng)終端初始接入到802.16e系統(tǒng)，其特4正在于，包括以下步驟步艱《S610，進4亍時間、頻率同步；步驟S620，解讀組信息和帶寬信息，獲得所述802.16e 系統(tǒng)終端所在基站的組信息和帶寬信息；步驟S630，解讀小區(qū)信息和扇區(qū)信息，利用在所述步驟 S620中解讀出來的所述組信息和所述帶寬信息選4奪對應的 802.16e協(xié)議中的序列作為本地序列與第二符號中的信息進行 匹酉己，以獲取所述802.16m終端所在的所述小區(qū)信息和所述扇 區(qū)4言息。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的802.16m系統(tǒng)終端的初始接入處理方 法，其特征在于在所述步艱《S620中，4巴所述802.16e系統(tǒng)的下4亍子幀的 第一個符號轉(zhuǎn)換到頻率，利用M個組標識號序列及N個帶寬 號序列通過在頻域?qū)D(zhuǎn)換過來的所述第一個符號里的信息進 行匹配，得出所述802.16m系統(tǒng)終端所在基站使用的組標識號 序列及帶寬號序列，從而獲得所述802.16e系統(tǒng)終端所在基站 的組信息和帶寬信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種系統(tǒng)前導碼的增強方法及802.16m系統(tǒng)終端的初始接入處理方法，該增強方法用于802.16e系統(tǒng)向802.16m系統(tǒng)的演進，包括以下步驟步驟S110，利用放置在802.16e系統(tǒng)的下行鏈路的下行子幀的第一個符號中的802.16m系統(tǒng)的前導碼以及放置在所述下行子幀的第二個符號上的802.16e系統(tǒng)的前導碼，使802.16m系統(tǒng)的終端接入所述802.16e系統(tǒng)；步驟S120，當802.16m系統(tǒng)的終端成功接入802.16e系統(tǒng)時，802.16m系統(tǒng)取消802.16m系統(tǒng)的前導碼。根據(jù)本發(fā)明，能夠解決802.16m系統(tǒng)的終端初始接入802.16e系統(tǒng)所帶來的計算量大、接入時間長、頻偏適應范圍小、Cell匹配范圍過大的問題，使得802.16m系統(tǒng)的終端即使在高速移動的情況下也能快速地接入802.16e系統(tǒng)的網(wǎng)絡。
文檔編號H04B7/26GK101188454SQ200710301560
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者余秋星, 孫長印, 庚 李 申請人:中興通訊股份有限公司