專利名稱:一種信道同步方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通信系統(tǒng)的信息傳輸領域，特別是一種采用正交頻分復用技術實現(xiàn)LTE系統(tǒng)的時間同步、載波偏移的信道同步方法。
背景技術：
目前，作為一種多載波傳輸模式，正交頻分復用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)通過將一高速傳輸?shù)臄?shù)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。循環(huán)前綴(CP)的引入，又進一步增強了系統(tǒng)抗符號間干擾(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在無線通信流域的應用越來越廣。
OFDM技術已經(jīng)成功地應用于許多通信系統(tǒng)中，例如，由歐洲電信標準化組織ETSI制定的數(shù)字廣播(DAB)和數(shù)字電視(DVB)采用OFDM技術為空中接口的無線傳輸標準，此外無線局域網(wǎng)標準IEEE802.11和無線城域網(wǎng)標準IEEE802.16也都采用了OFDM技術。OFDM技術的有效使用，需要收發(fā)雙方能嚴格時間同步和載波同步。
OFDM符號由多個子載波信號疊加構成，各個子載波之間利用正交性來區(qū)分，因此確保這種正交性對于OFDM系統(tǒng)來說是至關重要的，所以OFDM系統(tǒng)對同步的要求也就相對嚴格。同步位置檢側(cè)和頻偏檢測是OFDM系統(tǒng)中非常重要的一步，只有找到了正確的同步位置才能對數(shù)據(jù)進行正確的接收，從而進行下一步的處理。
請參考圖1至圖4。在現(xiàn)有的OFDM系統(tǒng)中，有一同步方法，就是基于在發(fā)送端數(shù)據(jù)流上加入一個具有重復特性的符號，在接受端檢測符合該重復特征的位置作為符號定時的位置。還利用該符號頻域上已知的發(fā)送碼的相關特性來確定收發(fā)端之間的頻率偏差。該方法一般采用如圖1格式構造一個符號，首先將全部子載波按奇偶序分為奇子載波與偶子載波兩類兩類，只利用其中的一類，如全部奇子載波或全部偶子載波放置調(diào)制數(shù)據(jù)，而另一類子載波空閑不傳任何數(shù)據(jù)，其時域表現(xiàn)為圖2。圖2上面部分是利用偶子載波產(chǎn)生的結(jié)構，有兩個相同子部分A，圖2下面部分是利用奇子載波產(chǎn)生的結(jié)構，后一個部分AI是前一個部分A的相反值。。
在接收端進行如下時域處理cn=Σk=0L-1rn+kr*n+k+D---(1)]]>pn=Σk=0L-1|rn+k+D|2---(2)]]>mn=|cn|2(pn)2---(3)]]>r代表接收到的時域符號采樣值，D是不包含循環(huán)前綴(CP)部分的OFDM符號長度的一半。利用符號之間的相關性，可以根據(jù)mn的幅度大小來判斷出分組數(shù)據(jù)的起始位置。
由于只有該OFDM符號空閑了偶(奇)載波沒用，即僅利用奇子載波或僅利用偶子載波，而其他數(shù)據(jù)符號一般都是占據(jù)了所有可用子載波，所以在時域上只有該符號處形成了特殊的重復結(jié)構(如圖2)，對于形成的判決值Mn將會形成一個最高值的平臺，對應于符號的CP部分中的無多徑干擾部分，判決的同步位置應當位于這個區(qū)域內(nèi)。
當確定了同步位置后，利用下式可以初步估算收發(fā)機的頻率誤差Φ＝angle(cn) 當采用偶子載波Φ＝angle(cn)-π 當采用奇子載波同時有Φ＝πTΔf+2nπ
所以Δf=ΦπT+2nT]]>因此通過檢測Cn的相位，上式的第一部分頻率誤差可以被檢測出來，并進行補償，一般稱為小數(shù)頻偏補償。
但是由于n可能有不同的值，無法確定頻率誤差的范圍是否超出n＝0的情況，因此將利用符號從同步位置從數(shù)據(jù)流中提取出OFDM符號并將CP部分去掉后進行FFT變換，解出符號，和已知的發(fā)送序列進行移位相關，找到對應的最大的相關峰值，此時對應的移位值就是對應的n值，從而完成整數(shù)頻偏補償。
“3GPP，TR25.814 v0.41“Physical Layer Aspects for Evolved UTRA(release 7)”，給出了W-CDMA以后長期演進(Long Term Evolution，LTE)的各種技術方案。其中，基于OFDM技術方案最為引人矚目。其幀結(jié)構如圖3所示，每幀為10ms，一幀包含20個0.5ms長的子幀。根據(jù)CP長度的不同，每個子幀包括6個長CP或7個短CP個符號。每個子幀的第一個或者第二個符號是放置參考符號的位置，參考符號的作用是進行信道質(zhì)量測量，信道估計并可以輔助小區(qū)搜索和同步。圖4給出了一個參考符號的例子。
一般地，需要在系統(tǒng)中添加專有的同步符號來完成小區(qū)搜索，時間同步和頻率同步。如何把現(xiàn)有的同步方法應用到LTE系統(tǒng)中，從而既能實現(xiàn)好的同步，頻偏捕獲性能同時又能保證系統(tǒng)開銷小是需要研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用正交頻分復用技術實現(xiàn)LTE系統(tǒng)的時間同步、載波偏移的信道同步方法，利用該同步方法可以同時保證同步，頻偏捕獲具有好的性能并且開銷小。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種信道同步方法，應用于LTE系統(tǒng)中，所述LTE系統(tǒng)的子幀結(jié)構中包括一同步符號和若干參考符號，所述同步方法包括以下步驟將參考符號位于每個子幀的第二個符號，同步符號位于第一子幀的第一個符號，參考符號與同步符號均位于第一子幀中，參考符號與同步符號位于相鄰的位置，在參考符號與同步符號的交界處形成在時域上的連續(xù)重復結(jié)構。
其中，同步符號和參考符號的全部子載波按奇偶序分為奇子載波與偶子載波兩類，只利用其中的一類全部子載波放置調(diào)制數(shù)據(jù)，而另一類子載波空閑不傳任何數(shù)據(jù)。
其中，參考符號和同步符號僅在奇子載波位置調(diào)制數(shù)據(jù)，剩下的子載波空閑不傳任何數(shù)據(jù)。
其中，參考符號和同步符號僅在偶子載波位置調(diào)制數(shù)據(jù)，剩下的子載波空閑不傳任何數(shù)據(jù)。
其中，形成重復連續(xù)結(jié)構的參考符號傳遞的參考符號內(nèi)容可以和其他參考符號相同。
其中，同步符號傳輸?shù)念l率根據(jù)系統(tǒng)的具體要求來設定。
本發(fā)明與以前的技術相比，具有以下優(yōu)點將參考符號與同步符號放置在一起傳輸而且同時具有時域重復的特性，其他數(shù)據(jù)符號占據(jù)了所有可用子載波，在時域上只有在該處形成特殊的連續(xù)重復結(jié)構，由于兩個符號同時滿足時域的重復結(jié)構，增強了同步和頻偏的捕獲能力，從而可以很容易的找到子幀的起始位置。此外，參考符號總是需要傳輸?shù)?，直接利用參考符號輔助了同步的過程，不再需要添加額外的同步符號從而達到好的性能，減少了同步信道的開銷。

圖1是一種傳統(tǒng)的同步方案采用的符號結(jié)構。
圖2是采用圖1所述的符號結(jié)構在時域的表現(xiàn)結(jié)構示意圖。
圖3是LTE系統(tǒng)中正交頻分復用幀結(jié)構的示意圖。
圖4是LTE系統(tǒng)中一個子幀中的參考符號的示意圖。
圖5是本發(fā)明同步信道的同步設計方法。
具體實施方式
本發(fā)明的核心思路就是將LTE系統(tǒng)中的參考符號和同步符號設計結(jié)合起來進行同步和頻偏的捕獲。其中，同步符號的作用是進行初始的時間同步和頻率同步。將同步符號放在某個參考符號的相鄰位置進行傳輸，此時同步符號和參考符號的全部子載波會按奇偶序分為奇子載波與偶子載波兩類，只利用其中的一類，如全部奇子載波或全部偶子載波放置調(diào)制數(shù)據(jù)，而另一類子載波空閑不傳任何數(shù)據(jù)。其中，在該位置的參考符號傳遞的參考符號內(nèi)容可以和其他參考符號相同，不受影響。只是需要將原來用來傳遞數(shù)據(jù)的位置置空，這樣增加的開銷不大。同步符號傳輸?shù)念l率則根據(jù)系統(tǒng)的具體要求來設定。將兩種符號放置在一起傳輸而且同時具有時域重復的特性，其他數(shù)據(jù)符號一般都是占據(jù)了所有可用子載波，所以在時域上只有在該處形成了特殊的連續(xù)重復結(jié)構。由于兩個符號同時滿足時域的重復結(jié)構，增強了同步和頻偏的捕獲能力，從而可以很容易的找到子幀的起始位置。另外，參考符號總是需要傳輸?shù)?，直接利用參考符號輔助了同步的過程，不再需要添加額外的同步符號從而達到好的性能，減少了同步信道的開銷。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術內(nèi)容作進一步的詳細描述。
如圖5所示，該圖是本發(fā)明同步信道的同步設計方法。在LTE系統(tǒng)中，在10ms的幀200中，包括20個0.5ms的子幀，分別為第一子幀1、第二子幀2、......、第十九子幀19、第二十子幀20，每個子幀又包括若干符號。
根據(jù)本發(fā)明的信道同步方法，在LTE系統(tǒng)中，同步符號和參考符號的全部子載波按奇偶序分為奇子載波與偶子載波兩類。參考符號42位于每個子幀的第二個符號，同步符號50位于第一子幀1的第一個符號，這樣，參考符號42與同步符號50都在第一子幀1中，參考符號42與同步符號50位于相鄰的位置，并且第一子幀1內(nèi)的參考符號42和同步符號50僅在奇子載波位置調(diào)制數(shù)據(jù)，或者僅在偶子載波位置調(diào)制數(shù)據(jù)，剩下的子載波空閑不傳任何數(shù)據(jù)。這樣在每幀的起始處，參考符號42與同步符號50在時域都具有如圖2所示的重復結(jié)構。根據(jù)這種重復結(jié)構可以獲得定時同步以及小數(shù)頻偏，而且由于存在兩個重復結(jié)構會使得判決的結(jié)果可靠性增加。同時，參考符號42與同步符號50的位置處于幀的起始處，所以該結(jié)構也可以同時得到幀定時和子幀定時。由于參考符號42與同步符號50同時滿足時域的重復結(jié)構，增強了同步和頻偏的捕獲能力，從而可以很容易的找到子幀的起始位置。此外，參考符號總是需要傳輸?shù)?，直接利用參考符號輔助了同步的過程，不再需要添加額外的同步符號從而達到好的性能，減少了同步信道的開銷。
以上所述僅為本發(fā)明的最佳實例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種信道同步方法，應用于LTE系統(tǒng)中，所述LTE系統(tǒng)的子幀結(jié)構中包括一同步符號和若干參考符號，所述同步方法包括以下步驟將參考符號位于每個子幀的第二個符號，同步符號位于第一子幀的第一個符號，參考符號與同步符號均位于第一子幀中，參考符號與同步符號位于相鄰的位置，在參考符號與同步符號的交界處形成在時域上的連續(xù)重復結(jié)構。
2.如權利要求
1所述的信道同步方法，其中，同步符號和參考符號的全部子載波按奇偶序分為奇子載波與偶子載波兩類，只利用其中的一類全部子載波放置調(diào)制數(shù)據(jù)，而另一類子載波空閑不傳任何數(shù)據(jù)。
3.如權利要求
2所述的信道同步方法，其中，參考符號和同步符號僅在奇子載波位置調(diào)制數(shù)據(jù)，剩下的子載波空閑不傳任何數(shù)據(jù)。
4.如權利要求
2所述的信道同步方法，其中，參考符號和同步符號僅在偶子載波位置調(diào)制數(shù)據(jù)，剩下的子載波空閑不傳任何數(shù)據(jù)。
5.如權利要求
1所述的信道同步方法，其中，形成重復連續(xù)結(jié)構的參考符號傳遞的參考符號內(nèi)容可以和其他參考符號相同。
6.如權利要求
1所述的信道同步方法，其中，同步符號傳輸?shù)念l率根據(jù)系統(tǒng)的具體要求來設定。
專利摘要
本發(fā)明給出了一種信道同步方法，應用于LTE系統(tǒng)中，所述LTE系統(tǒng)的子幀結(jié)構中包括一同步符號和若干參考符號，所述同步方法包括以下步驟將參考符號位于每個子幀的第二個符號，同步符號位于第一子幀的第一個符號，參考符號與同步符號均位于第一子幀中，參考符號與同步符號位于相鄰的位置，在參考符號與同步符號的交界處形成在時域上的連續(xù)重復結(jié)構。通過這種方法，增強了同步和頻偏的捕獲能力，從而可以很容易的找到子幀的起始位置。此外，直接利用參考符號輔助了同步的過程，不再需要添加額外的同步符號從而達到好的性能，減少了同步信道的開銷。
文檔編號H04L27/26GK1992693SQ200510121355
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月27日
發(fā)明者夏樹強, 趙盟, 左志松, 胡留軍 申請人:中興通訊股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan