CN101083485B - 一种移动通信下行同步系统中同步序列的交织映射方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通信下行同步系统中同步序列的交织映射方法，辅同步信道短码的长度N等于2ⁿ或2^n-1时，其特征在于，(1)在基站侧生成一条2N长的伪随机交织映射序列；(2)在基站侧所述辅同步信道运用步骤(1)中生成的伪随机交织映射序列进行交织映射，生成不同的辅同步信道序列。通过本发明减少小区之间的辅同步信道碰撞问题。

Description

一种移动通信下行同步系统中同步序列的交织映射方法

技术领域

本发明涉及移动通信的下行同步系统，具体地涉及到下行同步系统中同步序列的交织映射方法。

背景技术

移动通信的下行同步系统主要作用是执行小区搜索的功能，其目的是为了取得定时以及其他相关的小区信息。常用的小区搜索方法是将同步信道划分为两部分：主同步信道(Primary Synchronization Channel简称PSCH)和辅同步信道(Secondary Synchronization Channel简称SSCH)，然后通过对这两条信道所使用的序列进行分别检测来实现小区搜索。

主同步信道序列一般承载着小区ID信息，即主同步信道序列和小区是一一对应的关系，它主要用来进行定时，频偏估计等。

辅同步信道一般由两条N长度的二进制序列在频域级联而成，承载着小区组ID信息，帧定时以及天线配置信息等。

小区搜索的过程一般是移动台首先在时域检测出PSCH序列的准确定时位置，然后提取出时域的SSCH序列通过DFT变换到频域，再检测出SSCH序列所携带的信息。

由于移动通信系统所涉及的信道一般情况下都会存在多径效应，对发送信号造成频率选择性衰落。通常SSCH序列常使用频域二进制正交序列，在经过频率选择性衰落后SSCH序列的正交性往往会恶化，从而降低了小区搜索的性能。为了抵抗多径衰落，SSCH所使用的两条二进制短码往往会使用交织的映射方式来获得频率分集增益。

假设SSCH需要携带的信息共有X个小区组信息，Y个帧定时信息以及Z个天线配置信息，则一共需要携带X*Y*Z条信息，也就是说，我们需要在所有可能的SSCH序列中选出X*Y*Z条来携带信息。当X*Y*Z大于N时，SSCH使用的两条短码中的一条肯定会被不同的小区重复使用，这样，相邻小区发送的SSCH序列就有可能发生碰撞，从而恶化小区搜索的性能。例如，目标小区使用的SSCH序列由2条二进制序列S₁和S₂组成，相邻有2个干扰小区分别使用S₁、S₃和S₂、S₃作为SSCH序列，则在SSCH检测时接收的SSCH序列是3个小区的叠加，S₁和S₃的能量最强，则目标小区的SSCH被检测为S₁和S₃，检测失败。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种移动通信下行同步系统中同步序列的交织映射方法，以减少小区之间的SSCH碰撞问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种移动通信下行同步系统中同步序列的交织映射方法，辅同步信道短码的长度N等于2ⁿ或2ⁿ-1时，其特征在于，

在基站侧生成一条2N长的M型或RS型伪随机序列；

所述M型伪随机序列分别循环移位a和b位后，生成另外两条M型伪随机序列，其中a，b∈[1，L-1]，a≠b，L＝2^m-1，m＝n+1；

将所述辅同步信道短码的一条映射在所述三条M型伪随机序列中元素为1(或-1)的位置上，所述辅同步序列信道短码的另一条映射在所述三条M型伪随机序列中同一条伪随机序列中元素为-1(或1)的位置上，生成三种不同交织方式映射的辅同步信道序列；

或者，

在所述RS型伪随机序列中各元素分别加上p或q，然后取模L，生成另外两条RS伪随机序列，其中，p，q∈[1，2^m-2]，p≠q，L＝2^m-1，m＝n+1；

将所述三条RS伪随机序列分别等分成前后两部分序列，将所述辅同步信道短码的一条分别按照所述三条RS伪随机序列的前一部分序列中元素的值依次映射到辅同步信道序列上，所述辅同步信道短码的另一条分别按照所述三条RS伪随机序列中同一条RS伪随机序列的后一部分序列中元素的值依次映射到辅同步信道序列上，生成三种不同交织方式映射的辅同步信道序列。

本发明所述的方法，其中，进一步包括在移动台侧：

(1)在移动台侧进行所述主同步信道序列检测，获得定时信息和小区ID信息；

(2)利用所述定时信息获得时域辅同步信道序列；

(3)利用步骤(1)所述小区ID信息获得本小区的交织映射序列；

(4)根据步骤(3)所述交织映射序列对辅同步信道序列解交织；

(5)对步骤(4)解交织后的序列进行相关解码，从而获得辅同步信道序列所携带的信息。

上述方法，其中，所述步骤(2)为利用上一步所得到的定时信息，前移一个符号提取出时域辅同步信道序列；

其中，所述定时信息，为定时位置。

其中，所述M型伪随机交织映射序列，为V＝{c₁，c₂，...c_2N}，c_k＝±1，k∈[1，2N]。

其中，所述RS型伪随机交织映射序列，为R＝{r₁，r₂，...r_2N}，r_n∈[1，2N]，n∈[1，2N]。

利用上述方法对同步序列进行交织映射，可以大大降低与相邻小区的碰撞概率，相比使用扰码来降低碰撞概率的方法在流程上也要简单；由于使用的交织映射序列信息与PSCH序列一一对应，可以由小区搜索的第一步PSCH序列的检测结果直接获得，不必增加其他的开销和额外的检测步骤；而且，本发明的交织映射方法由于使用的都是伪随机序列，交织后的SSCH短码都能映射在较大的带宽上，可以获得较好的频率分集增益；另外，使用本发明还具有容易实现，降低对小区规划的要求等优点。

附图说明

图1是本发明实施例所述的一种下行同步信道的帧结构示意图；

图2是本发明实施例所述的一种SSCH序列按照M型序列交织映射方法的示意图；

图3是本发明实施例所述的一种SSCH序列按照RS型序列交织映射方法的示意图；

图4是本发明实施例所述的在UE侧检测同步信号的检测流程图。

具体实施方式

为了减少SSCH的碰撞，常用对SSCH序列进行加扰的方法。本发明在这里提供了一种通过对SSCH序列使用不同的交织映射的方法来降低SSCH序列碰撞的概率，同时还能获得频率分集的增益。这在下行同步系统中，是非常有意义的。以下对具体实施方式进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明其基本原理是首先生成一条2N长的伪随机序列，然后基于这条伪随机序列按照一定的规则将SSCH所使用的两条N长度的短码进行交织映射；本发明提供两种伪随机序列来进行SSCH序列交织的方法，第一种是使用M型序列作为伪随机序列，第二种是使用RS型序列作为伪随机序列。这里有个前提，短码的长度N等于2ⁿ或2ⁿ-1，因为无论M序列还是RS序列，其生成长度都是2ⁿ-1；由于存在很多二进制正交码的码长都满足上述前提，所以本发明不失其一般性。下面将对两种伪随机序列实现方法做出说明。

第一种，使用M型序列生成伪随机交织映射序列：

首先生成一条2N长度的M序列V＝{c₁，c₂，...c_2N}，c_k＝±1，k∈[1，2N]。然后利用M序列循环移位的性质，将V分别循环移位m位和n位生成序列V′和V″，m，n∈[1，L-1]，m≠n。这里构造的V，V′和V″中元素为1和-1的数量相等，都是N个；

由于一个小区组包含三个小区，分别对应着三条PSCH序列。为了避免SSCH的碰撞，我们可以令一个小区组的SSCH根据其所在小区PSCH序列的不同而使用不同的交织映射方式。令三个小区分别使用V，V′和V″作为随机交织映射序列。将第一条短码映射在交织序列V(V′和V″)中元素为1(或-1)的位置，将第二条短码映射在序列V(V′和V″)中元素为-1(或1)的位置，这样就生成了三种不同交织方式映射的SSCH序列；

第二种，使用RS型序列作为伪随机交织映射序列：

首先生成一条长度为2N的RS序列R＝{r₁，r₂，...r_2N}，r_n∈[1，2N]，n∈[1，2N]。这里R实际上为1到2N之间所有元素的一种随机排列。利用RS序列的性质，在R中各元素上分别都加上p和q然后取模生成序列R′和R″；

同上所述，一个小区组内的3条PSCH序列对应着三种不同交织方式映射的SSCH序列。将R等分成前后两条序列R₁＝{r₁，r₂，...，r_N}和R₂＝{r_N+1，r_N+2，...，r_2N}。将SSCH序列使用使用的第一条短码按照R₁中元素的值依次映射在SSCH序列上，而第二条短码按照R₂中元素的值依次映射在SSCH序列上，这样就得到了按照随机序列R交织映射的SSCH序列。同理可得按照R₁和R₂两条随机序列交织映射的另外2条SSCH序列。

以上交织映射都是在基站侧完成的；在移动台侧进行的下行同步过程可以描述为：

1.PSCH序列检测，获得定时信息和小区ID信息；

2.利用定时信息获得时域SSCH序列；

3.利用小区ID信息获得本小区的交织映射序列；

4.对频域SSCH序列解交织；

5.对解交织后的序列进行相关解码，从而获得SSCH序列所携带的信息，同步完成。

进一步的如图1所示，为一种下行同步信道的帧结构示意图，PSCH序列和SSCH序列每5ms发送一次，分别位于第一个子帧的第7个和第6个符号。由于PSCH序列和SSCH序列的位置都是固定的，PSCH序列定时检测完成的时候，我们可以很方便的从前一个符号提取出SSCH序列。

如图2所示，是一种按照M型序列交织映射方法的示意图；

首先说明2N长度的M序列的生成方法。先利用本原多项式生成L＝2^m-1长的M序列C＝{c₁，c₂，...c_L}，c_k＝±1，k∈[1，L]，这里m＝n+1。当N＝2ⁿ-1时，将序列C中的-1打孔掉一位，该-1的位置为C中连-1最多时，其中的任意一个。这样剩余的L-1＝2N个值构成序列V＝{c₁，c₂，...c_2N}。当N＝2ⁿ时，在序列C的最后一位补一位1组成V＝{c₁，c₂，...c_2N}。由于M序列具有序列中-1的个数比1的个数多一个的性质，所以以上两种情况生成的序列V中1和-1的个数都是相等的。将V循环移位任意k位后生成序列V′＝{c_2N-m，c_2N-m+1，...c_2N，c₁，...c_2N-m-1}，V″＝{c_2N-n，c_2N-n+1，...c_2N，c₁，...c_2N-n-1}，同样也是M序列，这里m，n∈[1，2N-1]，m≠n。

该例子中SSCH由2条32长的短码组成，则生成的M序列长度为63。使用常用的本原多项式p(x)＝x⁶+x+1生成的M序列为V＝{-1，1，-1，-1，1，-1，1，1，1，-1...-1，-1，1，-1，1}。然后将第一条短码映射在V中元素为-1的位置上，第二条短码映射在V中元素为1的位置上。这样就可以得到一条交织后的SSCH序列。

如图3所示，是一种按照RS型序列交织映射方法的示意图；

这里RS序列使用的是RS码的概念，利用定义在GF(2^m)上选取一性质比较好的本原元素β顺次生成GF(2^m)中的所有元素所组成的L＝2^m-1的序列U＝{β，β²，β³，...β^L}，m＝n+1。根据RS码的性质，U就是[1，2^m-1]之间共L个元素乱序排列形成的一条序列。当N＝2ⁿ-1时，去掉U中的值为2^m-1的元素，然后剩余的2^m-2个元素组成序列R，然后将R按前后顺序等分成r₁＝{β，β²，...，β^N}和r₂＝{β^N+1，β^N+2，...，β^2N}两个序列。当N＝2ⁿ时，在U的末尾添加值为2^m的元素，将构成的新序列R按前后顺序等分成r₁＝{β，β²，...，β^N}和r₂＝{β^N+1，β^N+2，...，β^2N}两个序列。

将U中每一个元素分别加上[1，2^m-2]之间任意两个数，然后进行模2^m-1运算，生成的新序列U’和U”同样也是RS序列。利用U’和U”，采用之前的方法就可以获得不同的伪随机交织映射序列R′和R″。

该例子中SSCH也是由2条32长度的短码组成，则生成的RS序列是定义在GF(2⁶)，其长度也是63。使用常用的本原多项式p(β)＝β⁶+β+1，其中本原元素β使用的是β＝α⁵+α+1，α的系数代表了二进制β值对应位的值，化成10进制的本原元素β＝35。生成的R序列为R＝{35，53，18，...，44，13，61，...，1，64}，对应的r₁＝{35，53，...，44}，r₂＝{13，61，...，64}。然后将第一条短码S₁按照r₁进行映射，即S₁的第一个元素S₁(1)映射在SSCH的第35个位置，第二个元素S₁(2)映射在SSCH的第53个位置上，以此类推。同理，第二条短码按照r₂进行映射。由此就可以得到交织后的SSCH序列。

在UE(user equipment，用户设备)侧，检测同步信号的步骤如图4所示：

在步骤401，利用本地的3条PSCH副本序列与接收信号在时域滑动相关，滑动窗内相关值最大时，可以得到PSCH定时位置，以及该UE所在小区发送的是哪条PSCH序列，进而得到小区ID。

在步骤402，根据上一步所得到的定时位置，前移一个符号则可以提取出时域SSCH序列。

在步骤403，根据步骤401所得到的小区ID，可以获得该小区使用的交织序列。

在步骤404，根据上个步骤得到的交织映射序列，对SSCH序列进行解交织。解交织的过程是交织过程的逆向操作，当得知交织序列以后，按其相应的规则把指定位置上的两条短码分别抽出来。

在步骤405，对上一步骤取得的解交织后的SSCH序列，使用本地的SSCH副本序列与之相关，根据最大相关值判决出使用的2条短码，然后可以提取出携带的信息。整个下行同步过程结束。

熟悉本技术领域的人员应理解，以上所述仅为本发明的简单实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明作等效变化与修改，都被本发明的专利范围所涵盖。

当然，本发明还可有其他多种实施例，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 (6)

1.一种移动通信下行同步系统中同步序列的交织映射方法，辅同步

信道短码的长度N等于2ⁿ或2ⁿ-1时，其特征在于，

在基站侧生成一条2N长的M型或RS型伪随机序列；

所述伪随机序列为M型，所述M型伪随机序列分别循环移位a和b位后，生成另外两条M型伪随机序列，其中a，b∈[1，L-1]，a≠b，L＝2^m-1，m＝n+1；将所述辅同步信道的第一条短码映射在生成的三条M型伪随机序列的任意一条序列中元素为1或-1的位置上，所述辅同步信道的第二条短码映射在上述任意一条序列中元素为-1或1的位置上，分别利用所述三条M伪随机序列执行上述第一条短码映射和上述第二条短码映射的操作，生成三种不同交织方式映射的辅同步信道序列；

或者，所述伪随机序列为RS型，在所述RS型伪随机序列中各元素分别加上p或q，然后取模L，生成另外两条RS伪随机序列，其中，p，q∈[1，2^m-2]，p≠q，L＝2^m-1，m＝n+1；将生成的三条RS伪随机序列分别等分成前后两部分序列，将所述辅同步信道的第一条短码按照所述三条RS伪随机序列中任意一条序列的前一部分序列中元素的值依次映射到辅同步信道序列上，所述辅同步信道的第二条短码按照所述三条RS伪随机序列中上述任意一条序列的后一部分序列中元素的值依次映射到辅同步信道序列上，分别按照所述三条RS型伪随机序列执行上述前一部分序列中元素的值的映射和上述后一部分序列中元素的值的映射的操作，生成三种不同交织方式映射的辅同步信道序列。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在移动台侧：

(1)进行主同步信道序列检测，获得定时信息和小区ID信息；

(2)利用所述定时信息获得时域辅同步信道序列；

(3)利用步骤(1)所述小区ID信息获得本小区的交织映射序列；

(4)根据步骤(3)所述交织映射序列对频域辅同步信道序列解交织；

(5)对步骤(4)解交织后的序列进行相关解码，从而获得辅同步信道序列所携带的信息。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)为利用上一步所得到的定时信息，前移一个符号提取出时域辅同步信道序列。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述定时信息，为定时位置。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M型伪随机交织映射序列，为V＝{c₁，c₂，...c_2N}，c_k＝±1，k∈[1，2N]。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RS型伪随机交织映射序列，为R＝{r₁，r₂，...r_2N}，r_n∈[1，2N]，n∈[1，2N]。

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