專利名稱：在蜂窩系統(tǒng)中生成下行鏈路信號的設(shè)備以及小區(qū)搜索方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在蜂窩系統(tǒng)中生成下行鏈路信號的方法和設(shè)備，并
更具體地，涉及一種用于在基于正交頻分復(fù)用(OFDM)的蜂窩系統(tǒng)中搜索 下行鏈路小區(qū)的方法。
背景技術(shù)：
在蜂窩系統(tǒng)中，對于初始同步，終端應(yīng)該基于從基站傳送的信號獲取定 時同步和頻率同步，并執(zhí)行小區(qū)搜索。在初始同步之后，終端應(yīng)該跟蹤定時 和頻率，并執(zhí)行相鄰小區(qū)之間的定時和頻率同步和小區(qū)搜索，以便進(jìn)行切換。
在同步蜂窩系統(tǒng)中，所有基站可使用來自外部系統(tǒng)的公共時間信息來執(zhí)
行幀同步。然而，已由3GPP (第三代伙伴計劃)開發(fā)的蜂窩系統(tǒng)是其中所 有基站的幀定時獨(dú)立的異步系統(tǒng)。與同步蜂窩系統(tǒng)不同，該異步蜂窩系統(tǒng)需 要執(zhí)行小區(qū)搜索處理。
因此，已經(jīng)提出了使用單獨(dú)的前同步碼獲取同步并搜索小區(qū)的方法。然 而，所述方法不能應(yīng)用到?jīng)]有前同步碼的系統(tǒng)。此外，已經(jīng)提出了使用布置 在子幀的開始和結(jié)束點(diǎn)的導(dǎo)頻碼元來獲取同步并搜索小區(qū)的方法。然而，所 述方法具有應(yīng)該使用大量導(dǎo)頻的問題
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
已經(jīng)努力作出本發(fā)明，以提供一種能夠在一幀中形成多個同步信道的小 區(qū)搜索方法和設(shè)備，從而在基于OFDM的蜂窩系統(tǒng)中有效地獲取同步并搜 索小區(qū)。
技術(shù)方案
為了實現(xiàn)所述目的，根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，提供了一種用于在基于 正交頻分復(fù)用(OFDM)的蜂窩系統(tǒng)中生成下行鏈路信號的設(shè)備。所述下行 鏈路信號生成設(shè)備包括圖案發(fā)生器和時間-頻率映射單元。所述圖案發(fā)生器
生成用于形成下行鏈路信號的一幀的多個同步塊的同步圖案，并且所述多個 同步塊中的每一個具有連續(xù)系列的子幀。該同步圖案包括小區(qū)群編號和關(guān)于 幀開始點(diǎn)的信息。所述時間-頻率映射單元將同步圖案映射到時間-頻率域以 生成下行鏈路信號。
根據(jù)本發(fā)明的又一示范實施例，提供了一種在基于正交頻分復(fù)用
(OFDM)的蜂窩系統(tǒng)中搜索包括終端的小區(qū)的設(shè)備。所述小區(qū)搜索設(shè)備包 括接收機(jī)和第一到第三估計器。所述接收機(jī)接收同步塊的一幀。每個同步塊 具有多個相鄰子幀，并且同步塊的多個OFDM碼元的每一個具有同步圖案， 該同步圖案包括用于標(biāo)識小區(qū)群的小區(qū)群標(biāo)識碼和用于指明幀開始點(diǎn)的幀 同步標(biāo)識碼的組合。所述小區(qū)群標(biāo)識碼和幀同步標(biāo)識碼的組合被稱為代碼組 合。第一估計器根據(jù)同步圖案估計同步塊的開始點(diǎn)。第二估計器使用同步塊 的開始點(diǎn)來估計幀開始點(diǎn)和包括終端的小區(qū)所屬的小區(qū)群的小區(qū)群編號。第 三估計器使用在幀的導(dǎo)頻碼元中包括的小區(qū)標(biāo)識擾碼來估計包括終端的小 區(qū)的小區(qū)編號。
根據(jù)本發(fā)明的又一示范實施例，提供了 一種在基于正交頻分復(fù)用 (OFDM)的蜂窩系統(tǒng)中搜索包括終端的小區(qū)的方法。首先，接收包括多個 同步塊的下行鏈路幀，每個同步塊具有同步圖案，該同步圖案包括用于標(biāo)識 包括終端的小區(qū)群的小區(qū)群標(biāo)識碼和用于指明幀的開始部分的幀同步標(biāo)識 碼的組合(代碼組合)，并且估計在接收的下行鏈路幀中的同步塊的開始點(diǎn)。 然后，根據(jù)所估計的同步塊的開始點(diǎn)和同步圖案來獲取小區(qū)群編號和幀同 步，并根據(jù)下行鏈路幀中包括的小區(qū)標(biāo)識擾碼來獲取小區(qū)編號。


圖1是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的用于在蜂窩系統(tǒng)中生成下 行鏈路信號的設(shè)備的框圖。
圖2是圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的蜂窩系統(tǒng)的下行鏈路幀的配置的圖。
圖3是圖示了圖2所示的下行鏈路幀的詳細(xì)配置的圖。 圖4是圖示了通過將圖3所示的下行鏈路幀轉(zhuǎn)換到時域獲得的信號波形 的圖。
圖5是圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的下行鏈路幀的帶寬可伸縮性的
圖。
圖6是圖示了根據(jù)本發(fā)明又一示范實施例的下行鏈路幀的帶寬可伸縮性 的圖。
圖7是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的小區(qū)搜索設(shè)備的框圖。 圖8是圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的小區(qū)搜索方法的流程圖。
圖9是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的同步估計器的配置的框圖。
圖10是圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的用于分配小區(qū)群標(biāo)識碼和幀同
步標(biāo)識碼的方法的圖。
圖11是圖示了根據(jù)本發(fā)明又一示范實施例的用于分配小區(qū)群標(biāo)識碼和 幀同步標(biāo)識碼的方法的圖。
圖12是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的小區(qū)群估計器的配置的 框圖。
具體實施例方式
在接下來的詳細(xì)描述中，已經(jīng)簡單通過圖示而僅示出并描述了本發(fā)明的 特定示范實施例。然而，本發(fā)明不限于接下來的示范實施例，而是可以進(jìn)行 本發(fā)明的各種修改和改變。因此，圖和描述本質(zhì)上被認(rèn)為是圖示性的而不是 限制性的。在說明書中，相同的附圖標(biāo)記始終指的是相同的元件。
將理解的是，當(dāng)在這個說明書中使用術(shù)語"包括(comprises)"和/或"包 括(comprising)時，所述術(shù)語指定存在所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、 元件和/或組件，但是不排除存在或添加一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、 操作、元件、組件和/或其集合。
下文中，將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明示范實施例的用于在蜂窩系統(tǒng) 中生成下行鏈路信號的方法和設(shè)備以及用于搜索小區(qū)的方法和設(shè)備。
圖1是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的用于在蜂窩系統(tǒng)中生成下 行鏈路信號的設(shè)備的框圖，以及圖2是圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的蜂窩 系統(tǒng)的下行鏈路幀結(jié)構(gòu)的圖。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明示范實施例的下行鏈路信號生成設(shè)備100包括 圖案發(fā)生器110、代碼發(fā)生器120、時間-頻率映射單元130、 OFDM發(fā)射機(jī) 141、和傳送天線142,并被提供在蜂窩系統(tǒng)的基站(未示出)中。如圖2
所示，根據(jù)本發(fā)明示范實施例的下行鏈路信號生成設(shè)備IOO所生成的下行鏈 路信號包括多個同步塊210,并且每個同步塊210包括多個子幀220。用于 識別小區(qū)群的信息和用于估計幀同步的信息被分配到每個同步塊210的第一 碼元持續(xù)時間230a和230b。此外，不同的幀同步標(biāo)識碼被分配到同步塊210。
圖案發(fā)生器IIO使用用于指明小區(qū)編號信息、小區(qū)群信息、和識別幀同 步的信息的一組正交碼，來生成下行鏈路信號的同步圖案和導(dǎo)頻圖案。圖案 發(fā)生器IIO將一串正交碼分配到用于標(biāo)識小區(qū)群的小區(qū)群編號，并使用這串 正交碼來識別幀開始點(diǎn)。下文中，為了更好理解和易于描述，將分配到小區(qū) 群編號的正交碼稱為"小區(qū)群標(biāo)識碼"，并且將用于識別幀開始點(diǎn)的正交碼 稱為"幀同步標(biāo)識碼"。圖案發(fā)生器120匹配小區(qū)群標(biāo)識碼和幀同步標(biāo)識碼 以生成一組代碼，并將該組代碼分配到下行鏈路信號的同步信道碼元持續(xù)時 間的頻域，以生成下行鏈路信號的同步圖案。圖案發(fā)生器IIO向?qū)ьl信道碼 元持續(xù)時間分配向每個小區(qū)分配的唯一擾碼，以便對蟲奪窩系統(tǒng)中的公共導(dǎo)頻 碼元和數(shù)據(jù)碼元進(jìn)行編碼，從而生成下行鏈路信號的導(dǎo)頻圖案。
代碼發(fā)生器120生成用作小區(qū)群標(biāo)識碼和幀同步標(biāo)識碼的正交碼組，并 將所生成的正交碼組傳送到圖案發(fā)生器110。然后，圖案發(fā)生器110使用正 交碼組來生成同步圖案和導(dǎo)頻圖案。
時間-頻率映射單元130使用由圖案發(fā)生器110生成的同步圖案信息和導(dǎo) 頻圖案信息、以及從外面?zhèn)魉蛠淼膸Y(jié)構(gòu)信息和傳送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，來將數(shù)據(jù)映 射到時間-頻率域，以形成下行鏈路信號的幀(圖2中的附圖標(biāo)記200)。
然后，OFDM發(fā)射機(jī)141從時間-頻率映射單元130接收下行鏈路信號， 并通過傳送天線142傳送信號。
參考圖2，根據(jù)本發(fā)明示范實施例的蜂窩系統(tǒng)中的下行鏈路信號的一幀 200包括N^c個同步塊210，并且每個同步塊210包括Nsub個子幀220。下 行鏈路信號的OFDM碼元持續(xù)時間230a使用其每一個具有頻率范圍Af的 Nt個副載波。在形成一個同步塊210的多個子幀220的報頭中形成在其中每 一個都具有導(dǎo)頻凝:據(jù)的導(dǎo)頻碼元持續(xù)時間240a到240e。同步塊210的第一 子幀具有同步碼元持續(xù)時間230a和230b，所述同步碼元持續(xù)時間230a和 230b的每一個具有包括排列在其中的小區(qū)群標(biāo)識碼和幀同步標(biāo)識碼的數(shù)據(jù)。 同步碼元持續(xù)時間230a和230b可布置在第一子幀的第一 OFDM碼元持續(xù) 時間中或布置在第一子幀的最后OFDM碼元持續(xù)時間中。每個同步碼元持
續(xù)時間230a和230b被劃分為頻域中的兩個頻帶250和260,并且頻帶250 和260的每一個具有插入到其中的小區(qū)群標(biāo)識碼和同步標(biāo)識碼。如圖2所示， 圖案發(fā)生器IIO沒有在碼元持續(xù)時間230a和230b的每一個的整個頻域中形 成同步圖案，而是將代碼僅分配到除DC副載波之外的頻率帶寬的中心部分， 以在中心部分形成同步圖案。在3GPP系統(tǒng)中，下行鏈路幀200包括20個 子幀220，并且一個子幀220對應(yīng)于0.5毫秒的時間。在單播傳送的情況下， 一個子幀220包括7個OFDM碼元持續(xù)時間，而在多播傳送的情況下，一 個子幀220包括6個OFDM碼元持續(xù)時間。在3GPP系統(tǒng)的下4亍鏈路幀中， 作為示例，同步塊210可包括5個子幀220。在這個情況下， 一幀包括四個 同步信道碼元持續(xù)時間。
接下來，將參考圖3和4詳細(xì)描述由圖1所示的圖案發(fā)生器110進(jìn)行的 同步圖案和導(dǎo)頻圖案的生成。
圖3是圖示了在其中形成同步圖案的同步信道碼元持續(xù)時間中的OFDM 碼元的圖，以及圖4是圖示了當(dāng)圖3所示的同步信道碼元持續(xù)時間被轉(zhuǎn)換到 時域時的信號波形的圖。
如圖3所示，圖案發(fā)生器110基于信道碼元持續(xù)時間230a的整個頻率 帶寬中的中心副載波，將預(yù)定的帶寬劃分為用于插入小區(qū)群標(biāo)識碼的頻帶 250和用于插入幀同步標(biāo)識碼的頻帶260，并依次將正交碼插入到所劃分的 頻帶中以形成同步圖案。
圖案發(fā)生器110向頻帶250和260分配在從代碼發(fā)生器120傳送的兩個
獨(dú)立正交碼組中的正交碼。參考圖3，圖案發(fā)生器110將 正交碼組C(k)=(Co(k)， d(k), C2(k)"..， C(Nk)。.,) 和正交碼組C(U)=(C。(U)， C，(u), C2(u)，..,， c(u
分別分配到用于標(biāo)識小區(qū)群的頻帶250和用于標(biāo)識幀同步的頻帶260，以形 成同步圖案。在這個情況下，"k，，指明小區(qū)群編號，"u"指明幀同步標(biāo)識碼 編號，"NG"指明小區(qū)群標(biāo)識碼的長度，以及"NF"指明幀同步標(biāo)識碼的長 度。根據(jù)本發(fā)明示范實施例的圖案發(fā)生器110可使用GCL (廣義線性調(diào)頻 generalized chirp-like )碼作為小區(qū)群標(biāo)識碼和幀同步標(biāo)識碼，并且這些代碼 可表達(dá)為接下來的等式1和2: (等式l)
和
(等式2)
<formula>formula see original document page 10</formula>
用等式1和等式2表達(dá)的正交碼被分配到圖3所示的位置，以生成同步 圖案。也就是說，圖案發(fā)生器110沒有依次將通過等式1和2獲得的正交碼 分配到相鄰副載波，而是分配到頻帶250和260中的偶數(shù)編號副載波或奇數(shù) 編號副載波。在被分配了正交碼的副載波之間的副載波被用作沒有被分配序 列的空副載波。因此，包括用于形成圖案的同步信道碼元持續(xù)時間中排列的 空載波的副載波實質(zhì)上占用了 2 x [(NG+NF)+NB](下文中，稱為Ns)個副載 波頻帶。在這個情況下，"NB"指明在保護(hù)頻帶中的副載波數(shù)目。
當(dāng)同步圖案被轉(zhuǎn)換到時域時，獲得圖4所示的信號波形。圖4示出了除 循環(huán)前綴之外的OFDM碼元的信號波形。如從圖4可看出的，由于兩類插 入的正交碼，所以在時域中生成兩個重復(fù)的圖案。
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明示范實施例的下行鏈路信號生成設(shè)備100形成 同步圖案，使得在其中分配了小區(qū)群標(biāo)識碼和同步標(biāo)識碼的同步信道碼元持 續(xù)時間的頻域上的序列所分配到的副載波之間存在一個空副載波，從而生成 信號。因此，所生成的信號具有圖4中所示的重復(fù)圖案，并且已經(jīng)收到下行 鏈路幀的終端使用圖4所示的信號圖案來獲取初始碼元同步并估計頻率偏 移。
插入到下行鏈路幀的每個同步信道碼元持續(xù)時間的小區(qū)群標(biāo)識碼和同 步標(biāo)識碼的長度No和NF可彼此不同，并且關(guān)于這些標(biāo)識碼的長度的信息和 關(guān)于其同步圖案的信息由終端和基站共享。
已經(jīng)收到具有圖3所示的同步圖案的下行鏈路幀200的終端解調(diào)每個同 步塊的這兩個頻帶250和260,以獲得關(guān)于小區(qū)群編號和幀開始點(diǎn)的信息， 這使得有可能迅速且有效地搜索小區(qū)。此外，信道碼元持續(xù)時間的頻域被劃 分為兩個頻帶，并且相同的序列或不同類型的序列被分配到所述兩個已劃分 的頻帶，這使得有可能防止由于頻率的選擇性衰落而導(dǎo)致降低相關(guān)性能。
在本發(fā)明的示范實施例中，在同步信道碼元持續(xù)時間的頻率軸上，在幀 同步標(biāo)識碼之前插入小區(qū)群標(biāo)識碼，但是本發(fā)明不限于此。例如，小區(qū)群標(biāo)
識碼可插入在幀同步標(biāo)識碼之后以形成同步圖案。此外，在本發(fā)明的示范實 施例中，相同類型的正交碼被用作小區(qū)群標(biāo)識碼和幀同步標(biāo)識碼，但是本發(fā) 明不限于此。例如，不同類型的正交碼可用作小區(qū)群標(biāo)識碼和幀同步標(biāo)識碼。
在這個情況下，諸如Hadamard碼、KAZAC碼、gold碼、Golay碼、和偽噪 聲(PN)碼之類的一般正交碼可用作標(biāo)識碼。
圖5是圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的下行鏈路幀的帶寬可伸縮性的 圖，以及圖6是圖示了根據(jù)本發(fā)明又一示范實施例的下行鏈路幀的帶寬可伸 縮性的圖。
圖5和6示出了在圖3所示的同步信道碼元持續(xù)時間的帶寬與蜂窩系統(tǒng) 所支持的整個帶寬之間的比較。如圖2和圖3所示，根據(jù)本發(fā)明示范實施例 的下行鏈路信號生成設(shè)備100將正交碼插入到頻率帶寬的中心，以生成同步 圖案。在蜂窩系統(tǒng)中，由于終端根據(jù)它們的等級而具有不同的可支持帶寬， 所以可能通過幀結(jié)構(gòu)支持終端的帶寬可伸縮性。圖5示出了分配到頻率帶寬 內(nèi)的1.25MHz頻帶的同步圖案。在信道碼元持續(xù)時間中沒有同步圖案的情 況下，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不能被分配到OFDM碼元并向其傳送。圖6示出了分配到 頻率帶寬內(nèi)的1.25MHz頻帶或5MHz頻帶的同步圖案。支持5MHz頻帶或 更高頻帶的終端可接收所傳送的所有同步圖案，但是支持1.25MHz頻帶和 5MHz頻帶的終端可接收在頻率帶寬的中心排列的一些同步圖案。根據(jù)本發(fā) 明的示范實施例，可能僅使用一些所接收的同步圖案而從下行鏈路幀提取小 區(qū)群編號和關(guān)于同步開始點(diǎn)的信息，并因此支持帶寬可伸縮性。
接下來，下面將參考圖7和圖8詳細(xì)描述允許終端使用下行鏈路信號搜 索小區(qū)的方法。
圖7是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的小區(qū)搜索設(shè)備的框圖，以 及圖8是圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的小區(qū)搜索方法的流程圖。
參考圖7，根據(jù)本發(fā)明示范實施例的小區(qū)搜索設(shè)備400包括接收機(jī)410、 碼元同步估計器420、傅立葉變換器430、小區(qū)群估計器440、和小區(qū)編號估 計器450。傅立葉變換器430可執(zhí)行快速傅立葉變換(FFT)。
如圖8所示，接收機(jī)410接收從基站傳送的信號。碼元同步估計器420 過濾在為同步信道分配的帶寬內(nèi)的接收的信號，去除保護(hù)間隔，執(zhí)行差分相 關(guān)以獲取碼元同步或子幀同步，并估計頻率偏移(SllO)。然后傅立葉變換 器430基于碼元同步估計器420所估計的碼元同步來對所接收的信號執(zhí)行傅
立葉變換(S120)。小區(qū)群估計器440根據(jù)在已經(jīng)經(jīng)受傅立葉變換的所接收 的信號中包括的同步信道碼元持續(xù)時間的序列來估計幀開始點(diǎn)，獲取幀同 步，并估計小區(qū)群編號(S130)。小區(qū)編號估計器440使用包括在導(dǎo)頻碼元 持續(xù)時間中的擾碼信息來估計小區(qū)編號(S140 )。
接下來，將參考圖9詳細(xì)描述由碼元同步估計器420進(jìn)行的子幀同步的 獲取和頻率偏移的估計。
圖9是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的碼元同步估計器420的結(jié) 構(gòu)的框圖。
參考圖9，根據(jù)本發(fā)明示范實施例的碼元同步估計器420包括濾波器 421、延遲單元422、相關(guān)器423、功率檢測器424、比較器425、和頻率偏 移檢測器426。
碼元同步估計器420根據(jù)在同步信道碼元持續(xù)時間中具有圖4所示的時 域信號波形的接收信號來估計子幀同步和頻率偏移。碼元同步估計器420可 估計形成同步圖案的子幀的最后OFDM碼元持續(xù)時間和在最后OFDM碼元 持續(xù)時間中的頻率偏移。
濾波器421過濾在為同步信道分配的帶寬內(nèi)的時域信號并去除保護(hù)間 隔，以提取在作為中心副載波頻帶的Ns個副載波頻帶中的信號y(n+l),其 中在與同步信道碼元持續(xù)時間對應(yīng)的整個頻帶中形成同步圖案。濾波器421 可執(zhí)行帶通濾波。從濾波器421輸出的信號y(n+l)的長度對應(yīng)于Ns。
延遲單元422將過濾的信號y(n+l)延遲與有效碼元長度Ns的一半對應(yīng) 的時間。相關(guān)器423在對應(yīng)于有效碼元長度的一半的取樣持續(xù)時間中，對延 遲單元422的輸入信號y(n+l)和輸出信號y(n+l + Ns/2)執(zhí)行差分相關(guān)。由相 關(guān)器423執(zhí)行的差分相關(guān)可用下面給出的等式3來表達(dá) (等式3)
<formula>formula see original document page 12</formula>已經(jīng)收到利用等式3計算的相關(guān)結(jié)果Y的功率檢測器424計算所接收的 信號的差分相關(guān)值，即，所接收的信號的功率。比較器425利用下面給出的 等式4選擇功率檢測器424輸出最大值的時間，并將所選擇的時間設(shè)置為初 始碼元同步時間。
(等式4)
<formula>formula see original document page 13</formula>
頻率偏移檢測器426估計初始頻率偏移。
在本發(fā)明的示范實施例中，僅僅對與一個同步信道碼元持續(xù)時間對應(yīng)的 時域信號執(zhí)行差分相關(guān)，以檢測初始碼元同步和頻率偏移，但是本發(fā)明不限 于此。例如，可累加在一個下行鏈路幀中的不同同步信道碼元持續(xù)時間中的 時域信號，并可以對所累加的信號執(zhí)行差分相關(guān)。此外，為了改善估計性能， 可累加^^多個幀的同步圖案獲得的數(shù)據(jù)，并且可對所累加的數(shù)據(jù)執(zhí)行差分相 關(guān)。
傅立葉變換器430基于由碼元同步估計器420估計的子幀同步，對所接 收的信號執(zhí)行傅立葉變換。
下面，將參考圖10到12詳細(xì)描述小區(qū)群估計器440根據(jù)已經(jīng)經(jīng)受傅立 葉變換的信號的同步圖案估計幀同步和小區(qū)群編號。首先，參考圖lO和ll， 將參考圖12描述生成下行鏈路幀的同步圖案并根據(jù)所生成的同步圖案估計 小區(qū)群編號和幀同步的方法。
圖IO和ll是圖示了分配圖3中所示的同步圖案的方法的圖。根據(jù)本發(fā) 明示范實施例的下行鏈路生成設(shè)備組合小區(qū)群標(biāo)識碼C^和幀同步標(biāo)識碼 C^以生成同步圖案。圖10和11示出了按照(k, u)的形式的小區(qū)群標(biāo)識 碼和幀同步標(biāo)識碼的組合(圖10中的A和圖11中的A')。在圖IO和11中， 假設(shè)下行鏈路信號的幀200包括4個同步塊210。
圖10示出了通過僅使用蜂窩系統(tǒng)中的所有小區(qū)群的公共幀同步標(biāo)識碼 C(1)、 C(2)、 C(3)、和<:(4)來組合正交碼而生成的同步圖案。在圖10中，第一 小區(qū)到第四小區(qū)形成第一小區(qū)群，第五小區(qū)到第八小區(qū)形成第二小區(qū)群，并 且第九小區(qū)到第十二小區(qū)形成第三小區(qū)群。圖IO示出了當(dāng)C(k) (k為小區(qū)群 編號，k=l， 2， 3，……)用作小區(qū)群標(biāo)識碼時的代碼組合。當(dāng)如圖10中 所示形成同步圖案時，從所有小區(qū)傳送相同的幀同步標(biāo)識碼。因此，可能獲 得宏分集增益。也就是說，已經(jīng)收到下行鏈路幀的終端對同步信道碼元持續(xù) 時間執(zhí)行相關(guān)以檢測幀同步標(biāo)識碼，以便獲取幀同步。在這個情況下，由于 對所有小區(qū)使用相同的代碼，所以改善了相關(guān)特性，并因此可改善幀同步獲 取性能。在這個情況下，可劃分的小區(qū)群數(shù)目可設(shè)置為等于為了標(biāo)識小區(qū)群 而設(shè)置的代碼的長度，并且?guī)綐?biāo)識碼的長度由于分集增益而可小于小區(qū) 群標(biāo)識碼的長度。
圖11示出了使用通過將不同的幀同步標(biāo)識碼分配到小區(qū)群形成的代碼
組合而進(jìn)行的下行鏈路信號的幀200的形成。在這個情況下，在蟲奪窩系統(tǒng)中 可用的幀同步標(biāo)識碼的數(shù)目等于代碼的長度。當(dāng)如圖11所示形成同步圖案 時，由于使用各種幀同步標(biāo)識碼，所以小區(qū)群編號和幀同步標(biāo)識碼的組合數(shù) 目增加。因此，與圖10中所示的同步圖案相比，可能增加可標(biāo)識的小區(qū)群 數(shù)目。
基站和終端共享關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的代碼組合的信息，并且 終端使用該信息搜索小區(qū)。
圖12是示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實施例的小區(qū)群估計器440的框圖。
如圖12所示，根據(jù)本發(fā)明示范實施例的小區(qū)群估計器440包括代碼存 儲單元441、相關(guān)器442、逆傅立葉變換器443和比較器444。
代碼存儲單元441存儲被用作向同步信道碼元持續(xù)時間分配的小區(qū)群標(biāo) 識碼和幀同步標(biāo)識碼的正交碼，并且還存儲關(guān)于形成該同步圖案的代碼組合 的信息。同時，當(dāng)事先知道有關(guān)其中包括終端的小區(qū)和周圍小區(qū)的信息(關(guān) 于小區(qū)編號和小區(qū)群的信息)時(即，當(dāng)終端忙或處于待令狀態(tài)時)，代碼 存儲單元441可提取候選的代碼組合，并使用所提取的代碼組合來搜索小區(qū)。
相關(guān)器442接收在同步信道碼元持續(xù)時間中已經(jīng)經(jīng)受傅立葉變換的信 號，并將已經(jīng)經(jīng)受傅立葉變換的信號和在代碼存儲單元441中存儲的代碼組 合中包括的正交碼的共軛相乘。
部分中的序列執(zhí)行共軛操作時，依次執(zhí)行用于識別小區(qū)群的操作和用于估計 幀同步的操作，這使得有可能縮短用以搜索小區(qū)的時間。
逆傅立葉變換器443對從相關(guān)器442輸出的信號之中的小區(qū)群標(biāo)識頻帶 和幀同步標(biāo)識頻帶執(zhí)行逆傅立葉變換，以生成時域信號。在這個情況下，逆 傅立葉變換器443可執(zhí)行快速逆傅立葉變換(IFFT )。比較器444從自逆傅 立葉變換器443輸出的時域信號中選擇最大值，并從代碼存儲單元441中提 取關(guān)于具有最大值的代碼組合的信息，從而標(biāo)識小區(qū)群編號和幀同步。如從 圖10可以看出的，作為示例，當(dāng)關(guān)于比較器444所提取的代碼組合的信息 是(l, 2)時，當(dāng)前小區(qū)屬于第一小區(qū)群，并且終端在下行鏈路幀的第二同 步塊中開始估計幀同步。以這個方式，可能估計幀開始點(diǎn)。
最后，終端使用包括在導(dǎo)頻碼元持續(xù)時間中的擾頻信息來估計小區(qū)編 號。由于終端知道小區(qū)群信息，所以終端基于屬于對應(yīng)小區(qū)群的小區(qū)的加擾 信息來估計小區(qū)編號。在這個情況下，可使用諸如使用導(dǎo)頻碼元的一組副載 波的功率和的方法之類的一般估計方法來估計小區(qū)編號，
在本發(fā)明的這個示范實施例中，根據(jù)導(dǎo)頻碼元持續(xù)時間的加擾信息來估 計小區(qū)編號，但是本發(fā)明不限于此。例如，可使用在包括基站的系統(tǒng)信息的 公共信道部分中的碼元來估計小區(qū)編號。
此外，在本發(fā)明的這個示范實施例中，小區(qū)群標(biāo)識碼被分配到同步圖案， 但是本發(fā)明不限于此。代替小區(qū)群標(biāo)識碼，可將小區(qū)標(biāo)識碼分配到同步碼元 持續(xù)時間的兩個頻帶之一以生成下行鏈路幀。在這個情況下，使用擾碼估計 小區(qū)編號可用以驗證從同步圖案獲得的小區(qū)編號信息。
少一個硬件組件來實現(xiàn)，諸如DSP (數(shù)字信號處理)處理器、控制器、ASIC (特定用途集成電路)、或FPGA (現(xiàn)場可編程門陣列)、其它電子設(shè)備、以 及其組合。此外，根據(jù)本發(fā)明示范實施例的功能或過程的至少一部分可通過 軟件來實行，并且軟件可記錄在記錄介質(zhì)上。此外，根據(jù)本發(fā)明示范實施例 的構(gòu)成元件、功能和過程可由硬件和軟件的組合來實現(xiàn)。
盡管已經(jīng)結(jié)合目前被認(rèn)為是實踐示范實施例的實施例描述了這個發(fā)明， 但要理解本發(fā)明不限于所公開的實施例，而是相反，本發(fā)明意欲覆蓋在所附 權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)包括的各種修改和等效安排。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，可能使用在一幀中形成的多個同 步圖案來搜索小區(qū)群并估計幀同步。此外，可能使用同步圖案來估計子幀同 步。
權(quán)利要求
1. 一種在基于正交頻分復(fù)用(OFDM)的蜂窩系統(tǒng)中生成下行鏈路信號的設(shè)備，包括圖案發(fā)生器，用于為形成下行鏈路信號的一幀的多個同步塊的每一個生成同步圖案，所述同步塊的每一個具有連續(xù)系列的子幀，并且該同步圖案包括小區(qū)群編號和關(guān)于幀開始點(diǎn)的信息；以及時間-頻率映射單元，用于將同步圖案映射到時間-頻率域以生成下行鏈路信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其中該圖案發(fā)生器使用作為代碼組合的、用于標(biāo)識小區(qū)群的小區(qū)群標(biāo)識 碼和用于指明幀開始點(diǎn)的幀同步標(biāo)識碼的組合來生成同步圖案；并將通過代碼的不同組合生成的同步圖案分配到所述多個同步塊的每一個。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其中該圖案發(fā)生器生成代碼組合，使得在 所述一個下行鏈路幀的所述多個同步塊中布置不同的幀同步標(biāo)識碼。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其中該圖案發(fā)生器使用以下代碼組合來生 成同步圖案，所述代碼組合是利用向所述多個小區(qū)群中的所有小區(qū)傳送的下 行鏈路幀的公共幀同步標(biāo)識碼生成的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的設(shè)備，其中所述小區(qū)群標(biāo)識碼和幀同步標(biāo)識碼的 每一個是一組正交碼。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，其中該圖案發(fā)生器生成同步圖案，使得它 們被布置在所述多個同步塊的同一 OFDM碼元持續(xù)時間中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的設(shè)備，其中該圖案發(fā)生器在該同步塊的第一 OFDM 碼元持續(xù)時間中生成同步圖案。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其中該圖案發(fā)生器在被分配到OFDM碼元 持續(xù)時間的副載波頻帶之中的預(yù)定帶寬中生成該同步圖案。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的設(shè)備，其中該圖案發(fā)生器將該預(yù)定帶寬劃分為兩 個頻帶，并將所述小區(qū)群標(biāo)識碼和幀同步標(biāo)識碼插入到所述兩個頻帶中以生 成該同步圖案。
10. —種在基于正交頻分復(fù)用(OFDM)的蜂窩系統(tǒng)中搜索包括終端的小區(qū)的設(shè)備，所述設(shè)備包括接收機(jī)，用于接收其每一個具有多個相鄰子幀的多個同步塊的一幀，所 述同步塊的多個OFDM碼元的每一個具有同步圖案，該同步圖案包括作為 代碼組合的、用于標(biāo)識小區(qū)群的小區(qū)群標(biāo)識碼和用于指明幀開始點(diǎn)的幀同步 標(biāo)識碼的組合；第 一估計器，用于根據(jù)該同步圖案估計同步塊的開始點(diǎn)；第二估計器，用于使用該同步塊的開始點(diǎn)來估計幀開始點(diǎn)和包括終端的小區(qū)所屬的小區(qū)群的小區(qū)群編號；以及第三估計器，用于使用在該幀的導(dǎo)頻碼元中包括的小區(qū)標(biāo)識擾碼來估計 包括終端的小區(qū)的小區(qū)編號。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的設(shè)備，所述在幀中形成的同步圖案包括多個正 交碼。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備， 其中該第一估計器包括濾波器，用于提取在接收的幀中具有同步圖案的信號；延遲單元，用于將所提取的信號延遲與該OFDM碼元持續(xù)時間的一半 對應(yīng)的時間，并輸出延遲的信號；相關(guān)器，用于對濾波器的輸出信號和被延遲單元延遲與該OFDM碼元 持續(xù)時間的 一半對應(yīng)的時間的輸出信號執(zhí)行相關(guān)；以及比較器，用于估計當(dāng)從相關(guān)器輸出的信號的絕對值的平方變成最大時的 定時作為同步塊的開始點(diǎn)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中該第二估計器存儲形成同步圖案的 代碼的組合，并將該同步圖案與所存儲的代碼的共軛相乘，以估計所接收的 幀的開始部分。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中該第二估計器對相乘的結(jié)果執(zhí)行逆傅立葉變換以選擇最大值，并提取與最大值對應(yīng)的代碼的組合，以估計幀的 開始點(diǎn)和小區(qū)群編號。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13的設(shè)備，其中，當(dāng)事先已知關(guān)于包括終端的當(dāng)前小區(qū)和周圍小區(qū)的信息時，提取 被估計為形成同步圖案的代碼的組合，并且所提取的代碼的組合用于估計幀 的開始點(diǎn)和小區(qū)群編號。
16. —種在基于正交頻分復(fù)用(OFDM)的蜂窩系統(tǒng)中搜索包括終端的 小區(qū)的方法，所述方法包括接收包括多個同步塊的下行鏈路幀，每個同步塊具有同步圖案，該同步 圖案包含作為代碼組合的、用于標(biāo)識包括終端的小區(qū)群的小區(qū)群標(biāo)識碼和用 于指明幀的開始部分的幀同步標(biāo)識碼的組合；估計在接收的下行鏈路幀中的同步塊的開始點(diǎn)；根據(jù)所估計的同步塊的開始點(diǎn)和同步圖案來獲取小區(qū)群編號和幀同步；以及根據(jù)下行鏈路幀中包括的小區(qū)標(biāo)識擾碼來獲取小區(qū)編號。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中該同步圖案形成在下行鏈路幀中的 同步塊的開始點(diǎn)處。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述估計同步塊的開始點(diǎn)的步驟包括計算在其每一個中形成同步圖案的多個副載波信號與通過將所述多個 副載波信號延遲預(yù)定時間量而獲得的信號之間的相關(guān)值；并估計當(dāng)相關(guān)值的絕對值的平方變成最大時的定時作為同步塊的開始點(diǎn)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的方法，其中該副載波信號的延遲時間是下行鏈 路幀的OFDM碼元的長度的一半。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述代碼組合包括多個正交碼。
21. 根據(jù)權(quán)利要求16的方法， 其中，所述獲取幀同步的步驟包括將所述同步圖案的副載波信號與包括在所述代碼組合中的正交碼的共 軛相乘；對相乘的結(jié)果執(zhí)行逆傅立葉變換以提取最大值；以及從與最大值對應(yīng)的代碼組合中獲取幀同步信息和小區(qū)群編號。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在基于OFDM的蜂窩系統(tǒng)中生成下行鏈路信號并基于所述下行鏈路信號搜索小區(qū)的方法。所述下行鏈路信號包括其每一個具有多個子幀的多個同步塊，并且在每個同步塊中生成包括用于標(biāo)識小區(qū)群的小區(qū)群標(biāo)識碼和用于指明幀開始點(diǎn)的幀同步標(biāo)識碼的組合的同步圖案。不同的幀同步標(biāo)識碼被分配到同步塊。
文檔編號H04L27/26GK101390358SQ200780006495
公開日2009年3月18日 申請日期2007年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月28日
發(fā)明者張甲石, 方承燦, 金一圭, 金永勛, 金男欥 申請人:韓國電子通信研究院