CN101197804A - 一种同步处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同步处理方法,用以解决现有技术中存在采用单个PSC时,P-SCH信道估计与实际单播信道不匹配而导致不支持相干检测的问题;以及采用多个PSC时无法增强多小区能量而导致同步检测困难等问题;该方法包括:将主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符号的子载波上,其中,每帧中第一部分P-SCH使用一个公共的PSC进行映射,第二部分P-SCH从多个PSC中选择一个PSC进行映射;根据每帧中的所有子载波形成时域的OFDM符号并发送。本发明同时公开一种基站、用户设备及通信系统。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种同步处理方法及系统。
背景技术
第四代无线移动通信系统中,主要的物理层技术OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing正交频分复用)是利用并行传输来提高通信数据率的一种移动通信技术。为了保证子载波之间的正交性,OFDM系统需要非常精确的时频同步,因此同步技术是OFDM系统的关键技术之一。在无线通信系统中,用户初始接入网络时主要通过同步信道(SCH,SynchronizationChannel)完成下行同步过程。
在OFDM系统中,SCH在频域上占用系统中心的部分带宽,时域上占用帧结构中的一个或多个OFDM符号(3GPP LTE中现采用2个)。OFDM系统通过SCH特有的结构可以实现下行时隙定时、帧定时、频偏估计和小区搜索的功能。当定时频偏功能和小区搜索功能由同一个SCH符号实现时,称为不分层的SCH(non-hierarchical SCH);当定时频偏功能和小区识别功能分别由不同的SCH符号实现时,称为分层的SCH(hierarchical SCH)。
3GPP LTE采用分层的SCH进行设计,其中P-SCH(primary SCH)用于定时频偏估计,S-SCH(secondary SCH)携带用于小区搜索的小区身份识别(cellID)信息。
P-SCH在时域上占用一个或多个OFDM符号来实现,含有P-SCH的OFDM符号前半部分与后半部分相同。UE接收到信号后,先通过差分相关实现粗定时频偏,再通过序列相关和匹配等处理实现精确同步。
P-SCH上使用序列的个数直接影响同步的时间和性能。现有技术中的一种实现方式是所有小区采用一个公共的P-SCH序列作为主同步信道,例如在异步系统(asynchronous system)WCDMA系统中,由于每个小区采用相同的PSC(P-SCH使用的序列),因此UE只需要使用1个序列去搜索同步信号,定时复杂度低。另外,在同步系统(synchronous system)中,各小区相同的PSC相当于多径分量,从而使能量得到增强,易于检测。
但是,当所有小区使用相同的P-SCH时,基于P-SCH的信道估计为多小区传播信道的叠加,这与实际单播信道会产生不匹配的问题,即无法表征本小区实际的信道情况,因此,该方案无法利用P-SCH进行相干检测以获取S-SCH的信息。尤其是在同步系统中,对于大尺寸小区边缘的UE,这种不匹配会使小区搜索性能严重恶化。LTE及基于TDD的通信系统有很多实现为同步系统,因此,这一不匹配的问题就亟待解决。
为了解决上述问题,现有技术中的另一种实现方式是采用多个PSC作为主同步信道,通过一组多个PSC区分邻近的小区。考虑到搜索时间,PSC的数目控制在较小的范围内。业界分析指出PSC数目范围为3到7,综合考虑计算复杂度和解决P-SCH与S-SCH信道不匹配的问题,选择PSC数目为3。
上述实现方式虽然改善了信道不匹配的问题,但是多个PSC无法达到多小区能量增强的效果,不利于检测同步信号,并且,PSC数目的增加也会带来同步检测的复杂度。
发明内容
本发明提供一种同步的方法及系统,以改善同步系统的定时同步性能和小区搜索性能。
本发明提供以下技术方案:
一种同步处理方法,该方法包括步骤:
将主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符号的子载波上,其中,每帧中第一部分P-SCH使用一个公共的PSC进行映射,第二部分P-SCH从多个PSC中选择一个PSC进行映射;
根据每帧中的所有子载波形成时域的OFDM符号并发送。
一种同步处理方法,该方法包括步骤:
接收多个OFDM符号,其中,每帧中部分OFDM符号携带使用一个公共的PSC进行映射的第一部分P-SCH,部分OFDM符号携带使用多个PSC中的一个PSC进行映射的第二部分P-SCH;
从接收到的OFDM符号中解调出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH;
利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH进行粗定时或帧定时,利用所述第一部分P-SCH进行定时频偏估计,利用所述第二部分P-SCH和解调出的S-SCH信息进行小区搜索。
一种基站,包括:
用于将主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符号的子载波上的单元,其中,每帧中第一部分P-SCH使用一个公共的PSC进行映射,第二部分P-SCH从多个PSC中选择一个PSC进行映射;
用于根据每帧中的所有子载波形成时域的OFDM符号的单元;
用于发送OFDM符号的单元。
一种用户设备,包括:
用于接收多个OFDM符号的单元,其中,每帧中部分OFDM符号携带使用一个公共的PSC进行映射的第一部分P-SCH,部分OFDM符号携带使用多个PSC中的一个PSC进行映射的第二部分P-SCH;
用于从接收到的OFDM符号中解调出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH的单元;
用于利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH进行粗定时或帧定时,利用所述第一部分P-SCH进行定时频偏估计,利用所述第二部分P-SCH和解调出的S-SCH信息进行小区搜索的单元。
一种通信系统,包括:
基站,用于将主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符号的子载波上,其中,每帧中第一部分P-SCH使用一个公共的PSC进行映射,第二部分P-SCH从多个PSC中选择一个PSC进行映射;以及,根据每帧中的所有子载波形成时域的OFDM符号并发送。
用户设备,用于从接收到的OFDM符号中解调出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH,利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH进行粗定时或帧定时,利用所述第一部分P-SCH进行定时频偏估计,利用所述第二部分P-SCH和解调出的S-SCH信息进行小区搜索。
本发明有益效果如下:
本发明在将PSC映射到OFDM符号的子载波时,每帧中第一部分P-SCH使用一个公共的PSC进行映射,第二部分P-SCH从多个PSC中选择一个PSC进行映射,保留了现有技术中采用一个公共的PSC进行映射时同步信号能量增益、序列复杂度低的优点,解决了现有技术中仅采用一个公共的PSC进行映射而导致P-SCH与S-SCH信道不匹配,无法进行相干检测S-SCH的问题,从而在不增加系统资源占用和检测复杂度的前提下,改善了同步系统的定时同步性能和小区搜索性能。
附图说明
图1为本发明实施例中通信系统的结构示意图;
图2为本发明实施例中第一部分P-SCH映射及转换的示意图;
图3为本发明实施例中第二部分P-SCH映射及转换的示意图;
图4为本发明实施例中分层SCH的时域结构示意图;
图5为本发明实施例中基站的结构示意图;
图6为本发明实施例中基站的同步处理流程图;
图7为本发明实施例中用户设备的结构示意图;
图8为本发明实施例中用户设备的同步处理流程图。
具体实施方式
本发明将每帧中的P-SCH分为两部分,第一部分P-SCH使用一个公共的PSC映射到OFDM符号的子载波上,第二部分P-SCH从多个PSC中选择一个PSC映射到OFDM符号的子载波上,进而转化形成时域的OFDM符号发送给用户设备处理,改善了同步系统的定时同步性能和小区搜索性能。
以下结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。
参阅图1所示,本实例中的一种通信系统包括:包括基站100和用户设备101。所述基站100位于通用陆地无线接入网E-UTRAN中,用于接收用户设备101发送的上行数据和向用户设备101发送下行数据。其中,所述基站100在向用户设备101发送下行数据时,将每帧中的主同步信道P-SCH分为两部分,第一部分P-SCH使用一个公共的PSC映射到OFDM符号的子载波上,第二部分P-SCH从多个PSC中选择一个PSC映射到OFDM符号的子载波上;以及,根据每帧中的所有子载波形成时域的OFDM符号并发送给用户设备101。所述用户设备101,用于接收基站100发来的下行数据和向基站100发送上行数据,其中,所述用户设备101接收基站100发来的OFDM符号,并从中解调出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH,利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH进行粗定时或帧定时,利用所述第一部分P-SCH进行定时频偏估计,利用所述第二部分P-SCH和解调出的S-SCH信息进行小区搜索。
参阅图2所示,所述第一部分P-SCH采用一个公共序列Pc,该公共序列Pc长为N个符号。频域中,在子载波0到子载波2N-1上,将Pc的各元素映射到序数为偶数的子载波上,序数为奇数的子载波为空子载波。以及,将每帧中的所有子载波经逆离散快速傅立叶变换IFFT,再加上循环前缀CP后形成时域上前后两部分特性完全相同的OFDM符号并发送。
参阅图3所示,所述第二部分P-SCH采用一组序列{PSi},i∈(1,M);系统根据小区分组及PSC的数目从M个序列中选择一个序列,作为本小区的所述第二部分P-SCH上发送的序列,将该序列的各元素映射到序数为偶数的子载波上,序数为奇数的子载波为空子载波。以及,将每帧中的所有子载波经逆离散快速傅立叶变换IFFT,再加上循环前缀CP后形成时域上前后两部分特性完全相同的OFDM符号并发送。
将PSC映射到子载波上时,将所述PSC的各元素映射到序数为偶数的子载波上,而序数为奇数的子载波为空子载波,这样处理是为了在时域上得到前后两部分特性完全相同的OFDM符号;当然,这里也可以将所述PSC的各元素映射到序数为奇数的子载波上,而使序数为偶数的子载波为空子载波,但这样得到的时域OFDM符号的前后两部分仅在取模后完全相同。
以10ms无线帧为例,P-SCH在一帧中重复两次,则本实施例中分层SCH的时域结构参阅图4所示,其中,多个携带PSC的OFDM符号中相邻两个OFDM符号之间的时隙间隔相同;并且,为了便于实现相干检测,携带次同步信道S-SCH信息或广播信道BCH信息的OFDM符号与携带所述第二部分P-SCH的OFDM符号在时域上相邻。
本实施例中基站100的一种结构如图5所示,包括:映射单元500、转换单元501、发送单元502;所述映射单元500,用于将主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符号的子载波上,其中,每帧中第一部分P-SCH使用一个公共的PSC进行映射,第二部分P-SCH从多个PSC中选择一个PSC进行映射;所述转换单元501,用于根据每帧中的所有子载波形成时域的OFDM符号的单元;所述发送单元502,用于发送OFDM符号。
参阅图6所示,基站的同步处理流程如下:
步骤600、将每帧中的主同步信道P-SCH分为两部分,第一部分P-SCH使用一个公共的PSC映射到OFDM符号的子载波上,第二部分P-SCH从多个PSC中选择一个PSC映射到OFDM符号的子载波上。
步骤601、将每帧中的所有子载波经逆离散快速傅立叶变换IFFT,再加上循环前缀CP后形成时域上前后两部分特性完全相同的OFDM符号。
步骤602、发送OFDM符号。
所述用户设备101从接收到的OFDM符号中解调出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH后,利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH进行粗定时。由于所述第一部分P-SCH和所述第二部分P-SCH均为重复结构,因此可采用差分相关的方式检测接收信号相关峰,这里也可以采用帧内平均(即将第一部分P-SCH和第二部分P-SCH的相关峰分别取模之后叠加)或多帧平均的方式来检测接收信号相关峰。
所述用户设备101利用解调出的所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH进行帧定时,在接收信号相关峰处用所述第一部分P-SCH对应的PSC进行匹配,在发现所述第一部分P-SCH位置时实现帧定时。
较佳的,当一帧中包含的携带P-SCH的OFDM符号的数目大于两个时,还可根据每帧中携带所述第一部分P-SCH的OFDM符号与携带所述第二部分P-SCH的OFDM符号的不同时序排列携带其他解调OFDM符号的相关信息,如指示CP符号长度或天线数目等。
较佳的,为了避免多个PSC匹配时检测的复杂度,并且利用小区间的增强效果,所述用户设备101利用解调出的所述第一部分P-SCH进行定时频偏估计。
进一步的,由于所述第二部分P-SCH采用多个PSC,因此还可携带部分小区身份识别信息以改善小区搜索功能。另外,由于所述第二部分P-SCH的序列检测不影响同步时间,因此可以适当多带信息(不仅限于现有技术中序列数最多取7)。
进一步的,由于所述第二部分P-SCH可以更好的对应目标小区的传播环境,因此时域上将携带S-SCH信息的OFDM符号与携带第二部分P-SCH的OFDM符号相邻,有利于S-SCH相干解调,即从S-SCH检测得出具体小区的身份识别信息。
进一步的,在利用分层SCH完成同步和小区搜索后,可读取BCH信息。
本实施例用户设备101的一种结构如图7所示,包括:接收单元700、解调单元701、处理单元702;所述接收单元700,用于接收多个OFDM符号,其中,每帧中部分OFDM符号携带使用一个公共的PSC进行映射的第一部分P-SCH,部分OFDM符号携带使用多个PSC中的一个PSC进行映射的第二部分P-SCH;所述解调单元701,用于从接收到的OFDM符号中解调出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH;所述处理单元702,用于利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH进行粗定时或帧定时,利用所述第一部分P-SCH进行定时频偏估计,利用所述第二部分P-SCH和解调出的S-SCH信息进行小区搜索的单元。
所述处理单元702还利用所述第二部分P-SCH进行相干检测。
参阅图8所示,用户设备的同步处理流程如下:
步骤800、接收多个OFDM符号,其中,每帧中部分OFDM符号携带使用一个公共的PSC进行映射的第一部分P-SCH,部分OFDM符号携带使用多个PSC中的一个PSC进行映射的第二部分P-SCH。
步骤801、从接收到的OFDM符号中解调出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH。
步骤802、利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH进行粗定时或帧定时,利用所述第一部分P-SCH进行定时频偏估计,利用所述第二部分P-SCH和解调出的S-SCH信息进行小区搜索。
步骤802中还可包括利用所述第二部分P-SCH进行相干检测。
从上述实施例可知,本发明在将PSC映射到OFDM符号的子载波时,每帧中第一部分P-SCH使用一个公共的PSC进行映射,第二部分P-SCH从多个PSC中选择一个PSC进行映射,保留了现有技术中采用一个公共的PSC进行映射时同步信号能量增益、序列复杂度低的优点,解决了现有技术中仅采用一个公共的PSC进行映射而导致P-SCH与S-SCH信道不匹配,无法进行相干检测S-SCH的问题,从而在不增加系统资源占用和检测复杂度的前提下,改善了同步系统的定时同步性能与小区搜索性能;进一步的,所述第二部分P-SCH携带部分小区身份识别信息,减小了小区间干扰,其分组作用比仅使用S-SCH携带小区身份识别信息更利于提高检测准确率和速度。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (20)
1.一种同步处理方法,其特征在于,该方法包括步骤:
将主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符号的子载波上,其中,每帧中第一部分P-SCH使用一个公共的PSC进行映射,第二部分P-SCH从多个PSC中选择一个PSC进行映射;
根据每帧中的所有子载波形成时域的OFDM符号并发送。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述P-SCH将其使用的PSC的各元素等间隔地映射到OFDM符号的子载波上。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述P-SCH将其使用的PSC的各元素映射到OFDM符号中为偶数的子载波上。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在时域上,多个携带PSC的OFDM符号中相邻两个OFDM符号之间的时隙间隔相同。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,携带次同步信道S-SCH信息或广播信道BCH信息的OFDM符号与携带第二部分P-SCH的OFDM符号在时域上相邻。
6.如权利要求1至5任一项所述的方法,其特征在于,还包括步骤:
接收端从接收的OFDM符号中解调出所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH;并利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH进行粗定时或帧定时,利用所述第一部分P-SCH进行定时频偏估计,利用所述第二部分P-SCH和解调出的S-SCH信息进行小区搜索。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,接收端还利用所述第二部分P-SCH进行相干检测。
8.一种同步处理方法,其特征在于,该方法包括步骤:
接收多个OFDM符号,其中,每帧中部分OFDM符号携带使用一个公共的PSC进行映射的第一部分P-SCH,部分OFDM符号携带使用多个PSC中的一个PSC进行映射的第二部分P-SCH;
从接收到的OFDM符号中解调出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH;
利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH进行粗定时或帧定时,利用所述第一部分P-SCH进行定时频偏估计,利用所述第二部分P-SCH和解调出的S-SCH信息进行小区搜索。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括步骤:
利用所述第二部分P-SCH进行相干检测。
10.如权利要求8所述的方法,其特征在于,利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH进行粗定时时,采用差分相关、帧内平均或多帧平均的方式检测接收信号相关峰。
11.如权利要求8所述的方法,其特征在于,利用所述第一部分P-SCH进行帧定时时,在接收信号相关峰处用所述第一部分P-SCH对应的PSC进行匹配。
12.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述第二部分P-SCH还携带小区身份识别信息。
13.如权利要求8所述的方法,其特征在于,每帧中携带所述第一部分P-SCH的OFDM符号与携带所述第二部分P-SCH的OFDM符号通过不同的时序排列指示解调OFDM符号的相关信息。
14.一种基站,其特征在于,包括:
用于将主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符号的子载波上的单元,其中,每帧中第一部分P-SCH使用一个公共的PSC进行映射,第二部分P-SCH从多个PSC中选择一个PSC进行映射;
用于根据每帧中的所有子载波形成时域的OFDM符号的单元;
用于发送OFDM符号的单元。
15.一种用户设备,其特征在于,包括:
用于接收多个OFDM符号的单元,其中,每帧中部分OFDM符号携带使用一个公共的PSC进行映射的第一部分P-SCH,部分OFDM符号携带使用多个PSC中的一个PSC进行映射的第二部分P-SCH;
用于从接收到的OFDM符号中解调出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH的单元;
用于利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH进行粗定时或帧定时,利用所述第一部分P-SCH进行定时频偏估计,利用所述第二部分P-SCH和解调出的S-SCH信息进行小区搜索的单元。
16.如权利要求15所述的用户设备,其特征在于,还包括:
利用所述第二部分P-SCH进行相干检测的单元。
17.一种通信系统,其特征在于,包括:
基站,用于将主同步信道P-SCH使用的序列PSC映射到OFDM符号的子载波上,其中,每帧中第一部分P-SCH使用一个公共的PSC进行映射,第二部分P-SCH从多个PSC中选择一个PSC进行映射;以及,根据每帧中的所有子载波形成时域的OFDM符号并发送;
用户设备,用于从接收到的OFDM符号中解调出所述第一部分P-SCH及第二部分P-SCH,并利用所述第一部分P-SCH和第二部分P-SCH进行粗定时或帧定时,利用所述第一部分P-SCH进行定时频偏估计,利用所述第二部分P-SCH和解调出的S-SCH信息进行小区搜索。
18.如权利要求17所述的系统,其特征在于,所述P-SCH将其使用的PSC的各元素映射到OFDM符号中为偶数的子载波上。
19.如权利要求17所述的系统,其特征在于,在时域上,多个携带PSC的OFDM符号中相邻两个OFDM符号之间的时隙间隔相同。
20.如权利要求17所述的系统,其特征在于,携带次同步信道S-SCH信息或广播信道BCH信息的OFDM符号与携带第二部分P-SCH的OFDM符号在时域上相邻。
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