CN101018221B

CN101018221B - 正交频分复用系统发送信号的方法及小区搜索的方法

Info

Publication number: CN101018221B
Application number: CN 200610033603
Authority: CN
Inventors: 夏树强; 左志松
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2026-02-10
Also published as: CN101018221A

Abstract

本发明公开了一种正交频分复用系统发射端发送信号的方法以及移动台端小区搜索的方法，其中：发送信号方法中，发射端在一个或多个子帧中的最后一个正交频分复用符号上发送系统信息；小区搜索方法，包括同步步骤、小区识别信号提取与最优小区识别步骤、系统信息解调与正交频分复用符号同步步骤。通过本发明的信号发送方法及小区搜索方法，移动台不用检测循环前缀长度就可以从接收的数据中提取出系统信息，同时由于系统信息在靠近导频符号的位置上，提高了系统信息解调的性能，节省了小区搜索时间。

Description

正交频分复用系统发送信号的方法及小区搜索的方法

技术领域

本发明涉及数字通信领域，特别是涉及一种基于OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplex，正交频分复用)技术的发射端发送信号的方法，以及对应的移动台端小区搜索的方法。

背景技术

作为一种多载波传输模式，正交频分复用通过将一高速传输的数据流转换为一组低速并行传输的数据流，使系统对多径衰落信道频率选择性的敏感度大大降低，而循环前缀的引入，又进一步增强了系统抗符号间干扰(Inter-symbol Interference，ISI)的能力，除此之外的带宽利用率高、实现简单等特点使OFDM在无线通信流域的应用越来越广，比如，WLAN系统，基于正交频分复用多址的WiMax系统等都是基于OFDM技术的系统。

“3GPP，TR25.814“Physical Layer Aspects for Evolved UTRA(release 7)”给出了W-CDMA以后长期演进(LTE)的各种技术方案，其中，基于OFDM技术的下行链路方案也是最为引人瞩目的方案。

对于一般的OFDM系统，每个OFDM符号都包括两部分：循环前缀和有用符号部分，其中，循环前缀部分通常是有用符号部分后面一段数据的重复。为了应用于不同的信道环境，基于OFDM技术的通讯系统的循环前缀长度通常都有多个选项。比如在采用OFDM技术的LTE系统中，对于超远覆盖或者多播、广播信息传送的应用场景，系统会选用长循环前缀的符号；对于一般的应用，系统会选用短循环前缀的符号。

当移动台初始接入系统时，首先要与系统内某一个小区的信号取得时序同步，这种从无联系到时序同步的过程就是移动台的小区搜索过程。但是，循环前缀长度的多样性给移动台的小区搜索带来了很大麻烦：移动台还没有和小区取得联系，自然不会知道小区选用的循环前缀长度。而按照现有的技术方案，移动台必须先知道小区选用的循环前缀长度，才有可能正确接收小区发送的信息。

如何对付循环前缀长度的多样性给小区搜索造成的影响是一个具有挑战性的问题，一个通用的方案是移动台尝试所有小区可能采用的循环前缀长度，依据某种原则确定小区采用的循环前缀长度。但是，小区选择的循环前缀长度是随着应用场景不同而变化的，采用这种方法会显著增加移动台的小区搜索时间和实现复杂度，无法满足当代通讯系统的要求。

发明内容

为解决现有的循环前缀长度的多样性给小区搜索带来的时间长、实现复杂的问题，本发明的目的在于提供一种正交频分复用系统发射端子帧处理方法及小区搜索方法，使小区搜索实现简单、搜索时间短。

为了实现上述目的，本发明提供了一种正交频分复用系统发射端发送信号的方法，发射端在一个或多个子帧中的最后一个正交频分复用符号上发送系统信息，其中，所述系统信息是用于指示子帧循环前缀长度的信息、或资源分配信息，或寻呼信息，或链路连接信息。

上述方法中，发射端在有固定循环前缀的子帧上发送小区标识信号。

上述方法中，对于相干解调系统，在靠近发送系统信息的正交频分复用符号上发送导频信号，或者在发送系统信息的正交频分复用符号上发送导频信号。

为了更好的实现上述目的，本发明还提供了一种正交频分复用系统中移动台端的小区搜索方法，其中，包括如下步骤：

同步步骤，从接收的数据中提取子帧同步信号，获得子帧同步和/或帧同步；

小区识别信号提取与最优小区识别步骤，移动台利用子帧同步信息和已知的循环前缀信息，获得包含小区识别信号子帧的每个正交频分复用符号的定时，根据符号定时执行离散傅立叶变换，进而可以提取出用于标示小区的小区标识信号，并利用所述小区标识信号和本地参考信号进行匹配，获得最优小区采用的小区标识信号；

系统信息解调与正交频分复用符号同步步骤，移动台提取系统信息，通过解调系统信息获得符号定时，利用该符号定时，移动台解调任意子帧任意符号内的广播信息或其它控制信息，完成小区搜索。

本发明的正交频分复用系统发射端信号发送方法及小区搜索方法，系统信息在子帧的最后一个OFDM符号上发送，移动台不用检测循环前缀长度就可以从接收的数据中提取出系统信息。由于系统信息在靠近导频符号的位置上，因此，只利用系统信息最临近的导频符号就可以解调系统信息，即提高了系统信息解调的性能，又节省了小区搜索时间。

附图说明

图1为OFDM符号示意图；

图2为不同循环前缀长度的子帧示意图；

图3为本发明的小区搜索方法的流程示意图。

具体实施方式

在OFDM系统中，一帧分为若干个子帧，子帧的长度是个事先确定值，由于应用场景的不同，系统从多种循环前缀长度中为每个子帧选择一种循环前缀长度。

图1为OFDM符号示意图，图1中矩形框中填充左斜线的部分为OFDM符号的循环前缀。矩形框中没有填充内容的为OFDM符号的有用符号部分，循环前缀部分通常是有用符号部分后面一段数据的重复。在接收机端，接收机解调OFDM信号时，循环前缀部分的内容通常都会被接收机丢弃，因此，在解调前，接收机必须事先获得OFDM符号的有用符号部分的位置。

由于应用场景的不同，系统从多种循环前缀长度中为每个子帧选择一种循环前缀长度，图2为不同循环前缀长度的子帧示意图，如图2所示，子帧的长度是个确定值。

图2(a)标识的是一个采用长循环前缀的子帧，其中，矩形框中填充左斜线的部分为OFDM符号的循环前缀，矩形框中没有填充内容的为OFDM符号的有用符号部分；图2(b)标识的是一个采用短循环前缀的子帧，其中，矩形框中填充右斜线的部分为OFDM符号的循环前缀，矩形框中没有填充内容的为OFDM符号的有用符号部分。

如图2所示，由于循环前缀长度的差异，采用长循环前缀的子帧内有6个OFDM符号，采用短循环前缀的子帧内有7个OFDM符号。基于OFDM技术的LTE系统就采用了和图2类似的帧结构。对于超远覆盖或者多播、广播信息传送的应用场景，系统会选用长循环前缀的子帧，此时，每个子帧有6个符号，可以减小接收信号的符号间干扰；对于一般的应用，系统会选用短循环前缀的子帧，此时，每个子帧有7个符号，可以提高系统的吞吐量。

如图2所示，不管子帧采用的是循环前缀长度是多少，子帧的最后一个符号的有用符号部分在时间上是对齐的，这说明，解调每个子帧的最后一个符号，只要获得子帧同步即可，并不需要确定该符号的循环前缀长度，而子帧同步可以通过在发送端发送一个子帧同步信号实现，属于非常成熟的技术。

因此，本发明的正交频分复用系统发射端发送信号的方法，在发射端，每帧中都包括有一个或者多个子帧(或者帧)同步信号，根据应用场景，系统从多种循环前缀长度中为每个子帧选择一种循环前缀长度，并且，每帧中都包括有一个或者多个子帧(或者帧)同步信号。

本发明在子帧的最后一个OFDM符号上发送系统信息，该系统信息是用于指示子帧循环前缀长度的信息、或者资源分配信息、或者寻呼信息，或者链路连接信息等。另外，对于相干解调系统，导频信号可以在靠近系统信息的OFDM符号上发送，也可以在和系统信息相同的OFDM符号上发送。比如，导频可以位于每个子帧的第一个和(或者)第二个和(或者)最后一个OFDM符号上。

当然，导频符号仅仅在相干解调系统才有，在非相干解调系统中不存在导频符号。导频符号是OFDM符号频域上划分的，但是靠近导频符号的位置可以是时域上靠近，也可以是频域上靠近，或者兼而有之。

本发明中，在移动台端不用检测循环前缀长度就可以解调系统信息。

本发明中，对应上述发射端发送信号方法，在移动台端，移动台的小区搜索过程包括如下步骤：

同步步骤，从接收数据中提取子帧同步信号，获得子帧同步(和/或帧同步，利用子帧同步信号肯定可以获得子帧同步，但在某些情况下，还可以获得帧同步)，子帧同步属于成熟技术，在此不作赘述。子帧同步信号通常具有某种特性：如良好的时域自相关性，时域对称性等特点，非常容易提取；

小区识别信号提取与最优小区识别步骤，由于发送小区标识信号的子帧的循环前缀对移动台来说是已知的，因此，在获得子帧同步后，移动台利用子帧同步信息和已知的循环前缀信息，可以获得包含小区识别信号子帧的每个OFDM符号的定时，根据符号定时执行离散傅立叶变换，进而可以提取出用于标示小区的小区标识信号，并利用提取的标示小区的小区标识信号和本地参考信号进行匹配，获得最优小区采用的小区标识信号。

对于相干解调系统，小区识别步骤中，移动台在确定最优小区采用的小区标识信号的同时，还可以确定最优小区采用的导频信号。正交频分复用符号同步步骤中，还包括移动台提取最优小区的导频信号；此外，还包括一个信道估计步骤，利用小区识别步骤中获得的最优小区采用的导频信号和接收的最优小区的导频信号完成信道估计。

系统信息解调与OFDM符号同步步骤，通过解调系统消息，移动台可以获得准确的符号定时，利用该符号定时，移动台已经可以解调任意子帧任意符号内的广播信息或其它控制信息，小区搜索完成。

对于相干解调系统，若发射端在靠近发送系统信息的正交频分复用符号上发送导频信号，则所述系统信息解调步骤中，移动台利用靠近系统信息的导频符号解调系统信息。此外，还可以包括一个帧同步确认步骤，解调系统信息后进一步获取帧同步，对子帧同步步骤获得的子帧同步和/或帧同步进行确认。

另外，由于系统消息在子帧的最后一个OFDM符号上，移动台不用检测循环前缀长度就可以从接收的数据中提取出系统信息。另外，由于系统信息在靠近导频符号的位置上，因此，只利用系统信息最临近的导频符号就可以解调系统信息，即提高了系统信息解调的性能，又节省了小区搜索时间。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种正交频分复用系统发射端发送信号的方法，其特征在于，发射端在一个或多个子帧中的最后一个正交频分复用符号上发送系统信息，在有固定循环前缀的子帧上发送小区标识信号，其中，所述系统信息是用于指示子帧循环前缀长度的信息、或资源分配信息，或寻呼信息，或链路连接信息。

2.根据权利要求1所述的正交频分复用系统发射端发送信号的方法，其特征在于，对于相干解调系统，在靠近发送系统信息的正交频分复用符号上发送导频信号。

3.根据权利要求1所述的正交频分复用系统发射端发送信号的方法，其特征在于，对于相干解调系统，在发送系统信息的正交频分复用符号上发送导频信号。

4.一种正交频分复用系统中移动台端的小区搜索方法，其特征在于，包括如下步骤：

小区识别信号提取与最优小区识别步骤，移动台利用子帧同步信息和已知的循环前缀信息，获得包含小区识别信号子帧的每个正交频分复用符号的定时，根据符号定时执行离散傅立叶变换，进而提取出用于标示小区的小区标识信号，并利用所述小区标识信号和本地参考信号进行匹配，获得最优小区采用的小区标识信号；

系统信息解调与正交频分复用符号同步步骤，移动台提取系统信息，通过解调系统信息获得符号定时，利用该符号定时，移动台解调任意子帧任意符号内的广播信息或其它控制信息，完成小区搜索；

发射端在一个或多个子帧中的最后一个正交频分复用符号上发送系统信息，在有固定循环前缀的子帧上发送小区标识信号，其中，所述系统信息是用于指示子帧循环前缀长度的信息、或资源分配信息，或寻呼信息，或链路连接信息。

5.根据权利要求4所述的正交频分复用系统中移动台端的小区搜索方法，其特征在于，对于相干解调系统，若发射端在靠近发送系统信息的正交频分复用符号上发送导频信号，则所述系统信息解调与正交频分复用符号同步步骤中，移动台利用靠近系统信息的导频符号解调系统信息。

6.根据权利要求5所述的正交频分复用系统中移动台端的小区搜索方法，其特征在于，还包括一帧同步确认步骤，解调系统信息后进一步获取帧同步，对同步步骤获得的子帧同步和/或帧同步进行确认。

7.根据权利要求5所述的正交频分复用系统中移动台端的小区搜索方法，其特征在于，对于相干解调系统，所述小区识别信号提取与最优小区识别步骤，还包括利用小区标识信号和本地参考信号匹配获取最优小区采用导频信号；所述正交频分复用符号同步步骤，还包括移动台提取最优小区的导频信号；此外，还包括一信道估计步骤，利用小区识别信号提取与最优小区识别步骤中获得的最优小区采用的导频信号和接收的最优小区的导频信号完成信道估计。