CN101330488A - 同步检测 - Google Patents

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CN101330488A
CN101330488A CNA2008101252451A CN200810125245A CN101330488A CN 101330488 A CN101330488 A CN 101330488A CN A2008101252451 A CNA2008101252451 A CN A2008101252451A CN 200810125245 A CN200810125245 A CN 200810125245A CN 101330488 A CN101330488 A CN 101330488A
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Abstract

本发明公开了一种通信系统、接收器和同步检测方法。该通信系统包含一种用于发送同步信号以建立同步的发送器，以及一种通过检测所述同步信号来建立同步的接收器，并且所述接收器试图在多个离散频带中从有效频率存在概率较高的频率到有效频率存在概率较低的频率依次检测所述同步信号。

Description

同步检测
技术领域
本发明涉及用于从多个候选频率中检测用于发送和接收信息的有效频率的通信系统、接收器和同步检测方法。
背景技术
通常，在具有诸如移动终端之类的移动台的通信系统中，多个频率被定义为用于从基站向移动台发送的下行信号的频率。从这多个频率中选择一个或多个频率，并使用所选的多个频率来发送下行信号。
例如，在作为W-CDMA(宽带码分多址)规范的3GPP(第三代合作伙伴项目)中，如图1A所示，被称为光栅(Raster)的276个频率在从2110MHz到2170MHz两侧各去掉2.5MHz的频率区域内以200kHz的间隔被设置。从设置的频率中选择有效频率，并使用中心为所选有效频率的发送频带发送下行信号。同时，Raster被定义为在系统的发送频带中分配中心频率的最小单位。
当打开电源或进行范围以外的检测时，移动台从候选频率中检测有效频率并建立移动台和基站之间的同步。这一用于检测有效频率的处理被称为频带搜索处理。被称为同步信号的公知信号可用来检测有效频率。作为加速频带搜索处理的方法，日本专利早期公开第2003-244083号公开了用于阻塞多个相邻频率的方法。
在3GPP的Release 7中，如[3GPP TR 25.814 V1.1.1(2006-2)PhysicalLayer Aspects for Evolved UTRA(Release 7)Chapter 7.1.1]中所描述，研究了这样一种方法，其中从窄带到宽带的多个传送带宽(1.25、2.5、5、10、15、20MHz)可以在运营商拥有的频带内设置。
考虑其中可以设置这样多个带宽的系统，[3GPP R1-060311 SCHStructure and Cell Search Method for E-UTRA DownLink]公开了这样一种方法，其中令多个带宽的中心频率相同并且是Raster的整数倍，并且其中同步信号(SCH：同步信道)在中心频带中被分配。
作为一般方法，在某些系统中，将优先级附加到用于通信的频率上。日本专利第2814782号和日本专利早期公开第1988-158926号公开了这样一种方法，其中通过设法从优先级较高的频率依次检测有效频率来加速有效频率检测，因为优先级较高的频率是用于检测有效频率的概率较大的频率。
另一方面，像3GPP的Release 7、3GPP长期演进(LTE)、WiMAX一样，近年来，多径容错(multi-pass tolerance)优秀的OFDM(正交频分复用)/OFDMA(正交频分复用接入)趋向于用于移动通信。此时，由于诸如子载波间隔之类的参数被设定，考虑到衰落容差(fadingtolerance)，子载波间隔可能不是Raster的整数倍，并且简化频带搜索处理和同步处理变得困难。
在3GPP的Release 7和LTE的[3GPP TR 25.104.V7.6.0(2007-3)BaseStation(BS)radio transmission and reception(FDD)(Release 7)Chapter 5]中，定义了很多作为离散频带的信道带。这是因为可以提供业务的信道依国家类型而不同。以下是一个问题。在国际漫游中，终端有必要对这样的多个信道带进行频带搜索(搜索该频带)，所以计算时间和功耗增加。
如图1B所示，在现有方法对多个信道带的频带搜索中，首先以200kHz的间隔对信道带l的搜索带进行频带搜索，并且当未检测到有效频率时，以200kHz的间隔对信道带2的搜索带进行频带搜索。
但是，以下是上述方法中的一个问题。由于有效频率的存在是针对很多设置的候选频率依次检测的，因此执行用于检测有效频率的频带搜索处理所需的时间变长。
以下是一个问题。为了针对很多频率依次搜索有效波的存在，大量计算是必要的。另外，当OFDM被用作转接方案时，若子载波间隔不是Raster的整数倍，则中间结果等在针对每个候选频率的计算中不能被相互引用，所以计算量无法减少，从而执行频带搜索处理所需的电功率消耗变大。
发明内容
本发明的目的是提供一种当检测多个信道带时也能快速实现有效的频率检测处理的通信系统、接收器和同步检测方法。
在用于实现上述目的的本发明中，在包含用于发送同步信号以建立同步的发送器的通信系统中，以及在通过检测同步信号来建立同步的接收器中，接收器试图在多个离散频带中从有效频率存在概率较高的频率到有效频率存在概率较低的频率依次检测同步信号。
如上所述，在本发明中，当试着从多个离散频带中检测同步信号时，在接收器中，用于从多个离散频带中检测有效频率的处理可以通过以下方式来迅速实现，即在针对试图从中检测出同步信号的多个频率的多个频带的每一个中，在检测有效频率存在概率较高的频率的同步信号之后，再检测有效频率存在概率较低的频率的同步信号。
本发明的上述和其他目的、特征及优点通过参考附图的以下描述将变得明显，所述附图图示了本发明的示例。
附图说明
图1A是模拟用于描述频带搜索的频率区域的图示，所述频带搜索是普通的频率区域搜索；
图1B是图示了普通方法对多个信道带进行的频带搜索的示例的图示；
图2是图示了本发明的通信系统的示例性实施例的图示；
图3A是描述对于图2所示的示例性实施例中的同步信道的并行频带搜索的流程图；
图3B是图示了图3A的应用的流程图；
图4A是模拟用于描述对于图2所示的示例性实施例中的同步信道的分阶段搜索的第一阶段的频率区域的图示；
图4B是模拟用于描述对于图2所示的示例性实施例中的同步信道的分阶段搜索的第二阶段的频率区域的图示；
图4C是模拟用于描述对于图2所示的示例性实施例中的同步信道的分阶段搜索的第三阶段的频率区域的图示；
图5是描述图2所示通信系统的接收器中的分阶段频带搜索方法中的同步检测方法的流程图；
图6是通过进一步具体化图5所示的流程图而获得的流程图；
图7A是模拟使用图6所示流程图描述的分阶段频带搜索处理的第一阶段处理的图示；
图7B是模拟使用图6所示流程图描述的分阶段频带搜索处理的第二阶段处理的图示；
图7C是模拟使用图6所示流程图描述的分阶段频带搜索处理的第三阶段处理的图示；
图7D是模拟使用图6所示流程图描述的分阶段频带搜索处理的第五阶段处理的图示；
图8A是描述在图3A所示的流程图中使用分阶段频带搜索方法的情况的流程图；
图8B是图示了图8A的应用的流程图；
图9是描述在图2所示通信系统的发送器中的分阶段频带搜索方法中用于确定同步信号的发送频率的过程的流程图；
图10是描述在图2所示通信系统的发送器中的分阶段频带搜索方法中用于确定同步信号的发送频率的过程的另一种确定方法的流程图；
图11A是模拟分阶段频带搜索方法的同步信号在在如下系统的频率区域内的分配的图示，所述系统中发送频带为TBW_s1＝5MHz，并且利用301个子载波形成的OFDM信号被发送；
图11B是模拟分阶段频带搜索方法的同步信号在在如下系统的频率区域内的分配的图示，所述系统中发送频带为TBW_s1＝1.25MHz，并且利用705个子载波形成的OFDM信号被发送；
图12是模拟3GPP的LTE中的一般子载波的时间区域和频率区域的图示；
图13是模拟分阶段频带搜索方法中的子载波的时间区域和频率区域的图示；
图14是模拟当分阶段频带搜索方法在没必要提供DC子载波的系统中使用时，子载波的时间区域和频率区域的图示；
图15是模拟当同步信号在提供了DC子载波的系统中被发送时，频率轴上的子载波的图示；
图16是模拟当同步信号在没必要提供DC子载波的系统中被发送时，频率轴上的子载波的图示；
图17是图示了当分阶段频带搜索方法的通信系统被应用于使用无线通信方案的无线通信系统时的示例性实施例的图示；
图18A是图示了当另一配置被用于图17所示示例性实施例中由虚线示出的部分时的第一示例性实施例的图示；以及
图18B是图示了当另一配置被用于图17所示示例性实施例中由虚线示出的部分时的第二示例性实施例的图示。
具体实施方式
图2图示了配置有作为发送器的发送器1和作为与发送器1通信的接收器的接收器2的通信系统的示例性实施例。发送器1配置有同步信号发生器3和同步信号发送器4。接收器2配置有同步信号检测器5和频率控制器6。同步信号发生器3生成用于在发送器1和接收器2之间同步的同步信号。同步信号发送器4发送由同步信号发生器3生成的同步信号。频率控制器6将用于检测从发送器1发送的同步信号的频率输出到同步信号检测器5。同步信号检测器5使用从频率控制器6输出的频率来检测同步信号，并将检测结果通知给频率控制器6。
下面参考图3A来描述图2所示的示例性实施例的同步信道的并行频带搜索。
它是这样的示例性实施例，即当优先级次序为1到I的频率基于有效频率存在的概率被设定时，对作为多个离散频带的信道带1至H进行频带搜索。这种情况下，虽然优先级次序为1到I的频率是基于有效频率存在的概率来设定的，但是每个信道带中优先级次序为1到I的频率的总数等于其中每个信道带的有效频率可以存在的所有频率的数目。
首先，在步骤51中，参数i被设为初始值“0”，在步骤52中，参数h被设为初始值“0”。在步骤53中，对信道带1中优先级次序为1的频率进行频带搜索(同步检测尝试)。当检测到有效频率时，处理完成，但是作为附加功能，也可在步骤64中指定信道带(h+1)。
另一方面，当在步骤53中未检测到有效频率时，在步骤54中确定对于所有H个信道带，对优先级次序为1的频率的频带搜索是否已完成。当频带搜索未完成时，处理在步骤55中移到下一信道带，且在上述步骤53中对信道带2中优先级次序为1的频率进行频带搜索。
另一方面，若在步骤54中确定对于所有H个信道带，对优先级次序为1的频率的频带搜索已完成，则在步骤56中确定对所有I个优先级次序的有效频率的频带搜索是否已完成。若确定对所有I个优先级次序的有效频率的频带搜索尚未完成，则处理在步骤57中移到下一优先级次序，并且在上述步骤52中，参数h被设为初始值“0”，并且在步骤53中，对信道带1中优先级次序为2的频率进行频带搜索。
另一方面，若在步骤56中确定对所有I个优先级次序的频率的频带搜索已完成，则得出所有信道带中不存在有效频率的结论。
通过采用在步骤64中指定的信道带信息，在固定信道带中，还可以对所有优先级次序的频率进行更详细的频带搜索，并通过以前存储的信道带信息和区域信息之间的关系来指定国家的区域信息等。
将通过参考图3B来描述图3A的应用。
步骤51至55和步骤64的操作与图3A的那些相同。
若在步骤54中确定对于所有H个信道带的优先级次序为1的频率的频带搜索已完成，则在步骤56中确定对所有I个优先级次序的有效频率的频带搜索是否已完成。若确定尚未完成对所有I个优先级次序的有效频率的频带搜索，则处理在步骤58中移到下一优先级次序2。这种情况下，由于h＝H-1，因此在步骤59中对信道带H中优先级次序2的频率进行频带搜索。当检测到有效频率时，在步骤65中指定信道带(h+1)，且处理完成。
另一方面，当在步骤59中未检测到有效频率时，在步骤60中确定对所有H个信道带中优先级次序2的频率的频带搜索是否已完成。当确定所有H个信道带中优先级次序2的频率的频带搜索尚未完成时，在步骤61中对h减一，处理移到下一信道带，且在步骤59中，对信道带H-1的优先级次序2的频率进行频带搜索。
另一方面，若在步骤60中确定对所有H个信道带中优先级次序2的频率的频带搜索已完成，则在步骤62中确定对所有I个优先级次序的有效频率的频带搜索是否已完成。当确定对所有I个优先级次序的有效频率的频带搜索尚未完成时，在步骤63中处理移到优先级次序3。这种情况下，由于h＝“0”，因此在步骤53中，对信道带1中优先级次序3的频率进行频带搜索。
另一方面，若在步骤62中确定对所有I个优先级次序的频率的频带搜索已完成，则确定所有信道带中不存在有效频率。
以下是本方法的优点。与图3A相比，h在图3B中不被频繁地初始化，所以尝试检测的信道带不那么频繁改变。
通过采用在步骤64或步骤65中指定的信道带信息，在固定信道带中，还可以对所有优先级次序的频率进行更详细的频带搜索，并通过以前存储的信道带信息和区域信息之间的关系来指定国家的区域信息等。
如图4所示，接收器2的频率控制器6随着在信道带1和信道带2之间依次逐渐从粗略疏化(roughly thinned)的频率转向未疏化的频率来输出用于检测同步信号的候选频率，并且不对信道带1和信道带2之间的频率间隙进行频带搜索。这种情况下，分阶段频带搜索方法被用作包含优先级次序的频带搜索的示例性实施例。
图4A图示了优先级次序高的候选频率，对于这些候选频率，已在第一阶段尝试了同步检测；在下文中，图4B图示了第二阶段的候选频率，且图4C图示了第三阶段的候选频率。随着阶段的推进和优先级次序变低，候选频率的间隔变窄。
不对信道带1和信道带2之间的频率间隙进行频带搜索。
在发送器1中，设置同步信号发送器4的发送频率使得同步信号被添加到由接收器2的频率控制器6输出的频率的早期阶段。因此，早期阶段的有效频率存在概率增加。
由发送器1的同步信号发生器3生成的同步信号是通过在时间轴上重复同一模式而获得的信号或者在发送器和接收器之间公知的信号，这样就足够了。当同步信号以同一模式在时间轴上重复时，接收器2的同步信号检测器5通过使用延时波检测来检测同一模式；当同步信号是公知的模式时，检测器5通过使用同步波检测来检测同步信号。同步信号及其检测器的配置不限制本发明的效果，并且可以不被任何原因限制。
如日本专利早期公开第2003-244083号所公开的那样，对通过分割搜索频带而获得的多个块的每一个检测电功率的使用，并且限于如下频带的频带搜索处理可以根据本发明的方法来执行，所述频带的电功率消耗已被检测。
下面将参考图5来描述图2所示的通信系统中的同步检测方法。
将描述信道带1和信道带2被并行搜索的示例性实施例。这种情况下，分阶段频带搜索方法被用作包含优先级次序的频带搜索的示例性实施例。
这里，BSS_UE(k)被指定为第(k+1)个阶段的频带搜索中接收方的频率改变量(频带搜索步长)，并按表1所示来定义。
[表1]
表1
  k   0   1   2   3   4
  BSS_UE(k)   3.2MHz   1.6MHz   800kHz   400kHz   200kHz
首先，在步骤1中，参数k被设为初始值“0”，并且在信道带1中，在步骤2中执行对于优先级次序高且宽度为BSS_UE(0)的接收方候选频率的同步检测。在步骤3中确定是否已检测到有效频率，并且当检测到有效频率时，处理完成。
另一方面，当未检测到有效频率时，在步骤4中确定通过BSS_UE(0)宽度的频带搜索的下一接收方候选频率是否存在于信道带1中。即，将具体描述简单的示例性实施例。当执行有效频率的同步检测的搜索频带为2000MHz至2005MHz时，若对其首次执行同步检测的候选频率为2003.2MHz，则因为BSS_UE(0)宽度为3.2MHz，所以下一候选频率变成超越频带界限的2006.4MHz，且下一候选频率停止继续存在。同时，在此处描述的示例性实施例中，所设置的值是为了描述方便而使用的，而不是专用值。
在步骤4中，当确定通过BSS_UE(0)宽度的频带搜索的下一候选频率存在时，在步骤5中设置下一候选频率，并在步骤2中执行同步检测。
在步骤4中，当确定通过BSS_UE(0)宽度的频带搜索的下一候选频率不存在时，即当确定通过BSS_UE(0)宽度的频带搜索来执行的有效频率检测已完成时，处理接下来移到信道带2。
在信道带2中，在步骤6中执行对于BSS_UE(0)宽度的接收方候选频率的同步检测。接着，在步骤7中确定是否已检测到有效频率，当检测到有效频率时，处理完成。
另一方面，当未检测到有效频率时，在步骤8中确定通过BSS_UE(0)宽度的频带搜索的下一接收方候选频率是否存在于信道带2中。
当在步骤8中确定通过BSS_UE(0)宽度的频带搜索的下一候选频率存在时，在步骤9中设置下一候选频率，且在步骤6中执行同步检测。
当在步骤8中确定通过BSS_UE(0)宽度的频带搜索的下一候选频率不存在时，即当确定通过BSS_UE(0)宽度的频带搜索的有效频率检测已在信道带2中完成时，因为所有信道带中第一阶段的频带搜索已完成，所以BSS_UE(0)的值与Raster的值在步骤10中被比较，以确定是否已完成所有阶段的频带搜索。这里，假设Raster的值为200kHz。并且，BSS_UE(k)的值是Raster值的整数倍。
由于BSS_UE(0)的值大于Raster的值，所以在步骤11中k＝k+1，并且对于作为下一阶段的BSS_UE(1)，执行与BSS_UE(0)的处理相同的处理。
只要在BSS_UE(k)的任何一个中未检测到有效频率，就执行步骤2至9的处理，直到BSS_UE(k)的值变为小于等于Raster的值。如图4A至C所描述，当接收方频率改变量从大值转变为小值时，即，当候选频率在预定频带中依次逐渐从粗略疏化的候选频率转变为未疏化的候选频率时，在信道带1和信道带2中执行同步检测。当即使BSS_UE(k)的值变为小于等于Raster的值也未检测到有效频率时，确定有效频率不存在。
将参考图6来更具体地描述由图5所示流程图的虚线示出的每个信道带的第k个阶段的频带搜索。
这里，假设同步信号的带宽为SCH_BW。并且，假设检测有效频率的每个信道带的搜索频带的下限频率为f_L，上限频率为f_H。图6中示出的F、G和J在信道带1的情况下分别对应于图5中示出的箭头A、B和C，在信道带2的情况下分别对应于箭头C、D和E。
首先，在图5的步骤1(图6中不包括该步骤)中，如公式1所示，参数k被设为初始值“0”，且同步检测从最大频带搜索步长BSS_UE(0)开始。
k＝0....(公式1)
每个信道带的第(k+1)个阶段的频带搜索从F开始，且使用公式2在步骤22中计算Ntmp。这里，假设[]中值的小数部分被省略。
Ntmp＝[(f_L+SCH_BW/2)/BSS_UE(k)]...(公式2)
在步骤23中，根据公式3比较(f_L+SCH_BW/2)和(Ntmp×BSS_UE(k))。
f_L+SCH_BW/2：Ntmp×BSS_UE(k)...(公式3)
当在步骤23中确定(f_L+SCH_BW/2)和(Ntmp×BSS_UE(k))互不相等时，在步骤24中计算公式4。
Ntmp＝Ntmp+1...(公式4)
作为公式2、公式3和公式4的计算结果，当公式2的[]中存在小数部分的值时，执行向上舍入运算。
接着，通过公式5比较(f_H-SCH_BW/2)和(Ntmp×BSS_UE(k))，且在步骤25中确定将进行频带搜索的候选频率是否小于等于对f_H包含SCH_BW/2容差(allowance)的值。
f_H-SCH_BW/2：Ntmp×BSS_UE(k)|...(公式5)
当在步骤23中确定(f_L+SCH_BW/2)和(Ntmp×BSS_UE(k))彼此相等时，不执行步骤24的处理，但执行步骤25的处理。
当在步骤25中确定(Ntmp×BSS_UE(k))小于等于(f_H-SCH_BW/2)时，在步骤26中根据公式6来计算候选频率f(k，Ntmp)。
f(k，Ntmp)＝BSS_UE(k)×Ntmp|...(公式6)
接着，在步骤27中执行对于根据公式6计算得到的候选频率f(k，Ntmp)的同步检测，且在步骤28中确定是否已检测到同步；当检测到同步时，频带搜索处理完成。
另一方面，当在步骤28中未检测到同步时，在步骤29中根据公式7将Ntmp的值增加“1”，且再次执行步骤25的处理。
Ntmp＝Ntmp+1...(公式7)
当在步骤25中确定(Ntmp×BSS_UE(k))大于(f_H-SCH_BW/2)时，处理通过J移到下一信道带或图5的步骤10。在步骤11中更新k的值，且再次执行步骤22的处理。
将参考图7A至D来描述使用图6所示流程图描述的分阶段频带搜索处理。这里，为了简单起见，对检测一个信道带的搜索频带的情况做详细描述。
如图7A所示，在第一阶段，检测候选频率f(0，0)和f(0，1)的同步，所述候选频率存在于在搜索频带(f_L到f_H)的上限和下限处分别包含SCH_BW/2的容差的区域中。这种情况下，f(0，0)和f(0，1)之差为BSS_UE(0)。
如图7B所示，在第二阶段，虽然搜索频带包括四个候选频率f(1，0)至f(1，3)且候选频率由BSS_UE(1)分隔，但是在第一阶段已经尝试了检测由虚线箭头示出的f(1，1)和f(1，3)的同步而未检测到同步，所以不再尝试执行检测f(1，1)和f(1，3)的同步的操作。
如图7C所示，在第三阶段，虽然搜索频带包括八个候选频率f(2，0)至f(2，7)且候选频率由BSS_UE(2)分隔，但是在第一阶段和第二阶段已经尝试了检测由虚线箭头示出的f(2，0)、f(2，2)、f(2，4)和f(2，6)的同步而未检测到同步，所以不再尝试执行检测f(2，0)、f(2，2)、f(2，4)和f(2，6)的同步的操作。
如图7D所示，在第五阶段，由于BSS_UE(4)等于Raster，因此每个频带搜索可以像在一般情况中一样以Raster的精度来执行。
为了简单起见，对检测一个信道带的搜索频带的情况加以描述。当对于多个信道带检测到同步时，如图4A至C所示，在针对第一阶段的信道带1中的候选频率(#1和#2)的同步检测被执行之后，执行针对第一阶段的信道带2中的候选频率(#3和#4)的同步检测。接着，在针对第二阶段的信道带1中的候选频率(#5和#6)的同步检测被执行之后，执行针对第二阶段的信道带2中的候选频率(#7和#8)的同步检测。然后，在针对第三阶段的信道带1中的候选频率(#9、#10、#11和#12)的同步检测被执行之后，执行针对第三阶段的信道带2中的候选频率(#13、#14、#15和#16)的同步检测。
在分阶段频带搜索方法中，由于有效频率存在的概率在早期频带搜索中较高，因此若图3A的优先级次序i被阶段k取代，则处理等效。图8A是对信道带1至H进行频带搜索的这样一个示例性实施例。
首先，参数k在步骤71中被设为初始值“0”，且参数h在步骤52中被设为初始值“0”。在步骤72中执行信道带1中第一阶段的频带搜索。当检测到有效频率时，在步骤64中指定信道带(h+1)，且处理完成。
这里，步骤72的详细内容与图6的相同。图6所示的F、G和J对应于图8A所示的箭头L、M和N。
另一方面，当未检测到有效频率时，在步骤54中确定是否已在所有H个信道带中完成第一阶段的频带搜索。当确定尚未在所有H个信道带中完成第一阶段的频带搜索时，处理在步骤55中移到下一信道带，且在步骤72中执行信道带2的第一阶段频带搜索。
另一方面，若在步骤54中确定已完成所有H个信道带中第一阶段的频带搜索，则在步骤73中确定是否已完成作为最大阶段数目的所有K个阶段的频带搜索。当确定尚未完成所有K个阶段的频带搜索时，处理在步骤74中移到下一阶段。接着，参数h在步骤52中被设为初始值“0”，且在步骤72中执行信道带1中第二阶段的频带搜索。最大的阶段数目K在表1的示例中例如为“5”。
另一方面，若在步骤73中确定已完成所有K个阶段的频带搜索，则确定所有信道带中不存在有效频率。
通过采用在图3B中描述的步骤65中指定的信道带信息，可更详细地搜索所有阶段的频带，并通过以前存储的信道带信息和区域信息之间的关系来指定国家的区域信息等等。
将参考图8B来描述图8A的应用。
步骤71、步骤52、步骤72、步骤64、步骤54和步骤55与图8A的那些步骤相同。图6所示的F、G和J对应于图8B所示的箭头P、Q和R。
在步骤73中确定是否已完成作为最大阶段数目的所有K个阶段的频带搜索。当确定尚未完成所有K个阶段的频带搜索时，处理在步骤76中移到第二阶段。这里，由于h＝H-1，因此在步骤77中执行信道带H中第二阶段的频带搜索。这里，当检测到有效频率时，在步骤65中指定信道带(h+1)，且处理完成。
这里，步骤77的详细内容与图6的相同。图6所示F、G和J对应于图8B所示箭头T、U和W。
另一方面，当尚未检测到有效频率时，在步骤60中确定是否已完成所有H个信道带中第二阶段的频带搜索。当确定尚未完成所有H个信道带中第二阶段的频带搜索时，在步骤61中从h中减“1”，处理移到下一频带，且在步骤77中，执行信道带H-1的第二阶段的频带搜索。
另一方面，当在步骤60中确定已完成所有H个信道带的第二阶段的频带搜索时，在步骤78中确定是否已完成作为最大阶段数目的所有K个阶段的频带搜索。当确定尚未完成所有K个阶段的频带搜索时，处理在步骤79中移到下一阶段。这种情况下，由于h＝0，因此在步骤72中执行信道带1中第三阶段的频带搜索。
另一方面，若在步骤78中确定已完成所有K个阶段的频带搜索，则确定所有信道带中不存在有效频率。
下面是本方法的优点。h在图8B中不被频繁地初始化，所以尝试检测的信道带不那么频繁改变。
通过采用在步骤64或步骤65中指定的信道带信息，在固定信道带中，还可以更详细地对所有阶段进行频带搜索，并通过以前存储的信道带信息和区域信息之间的关系来指定国家的区域信息等。
将通过参考图9来描述这样的过程，在图9中根据图2所示通信系统的发送器1中的分阶段频带搜索方法来确定同步信号的发送频率。
假设做出这样的决定，即努力检测同步信号的频率的步长大小逐渐改变。另一方面，发送器1确定发送同步信号的频率fp_s1，使得频带搜索步长在多个频带搜索步长中成为最大的，以在系统的发送频带(fL_s1至fH_s1)中保证同步信号的频带(SCH_BW)。
首先，在步骤31中设置最大频带搜索步长，最大频带搜索步长处于频率被最粗略地疏化的情况下。计算同步信号频率作为发送方候选频率，所述同步信号频率使用所设置的频带搜索步长按规定规则(prescribedformula)来插入同步信号。在步骤32中确定同步信号是否可以通过计算出的发送方候选频率(即存在于系统频带中的发送方候选频率)被发送。
当在步骤33中确定同步信号不能被发送时，依次逐渐将频带搜索步长设为较小值，即频带搜索步长变为频率未被疏化的频带搜索步长。使用改变的频带搜索步长再次计算发送方候选频率。确定同步信号是否可以通过计算出的发送方候选频率被发送，并且当在步骤34中确定可以发送同步信号时，发送方候选频率被确定为同步信号频率。
如上所述，通过将发送方的同步信号频率设为尽可能大的频带搜索步长的整数倍，有效频率存在的概率增加，并且可以令同步信号频率为优先级次序高的频率，所述有效频率是BSS_BS(k)的整数倍的频率，其中k很小。
将通过参考图10来描述对于如下过程的另一种确定方法，在所述过程中，在图2所示通信系统的发送器1中的分阶段搜索频带方法中确定同步信号的发送频率。
这里，定义BSS_tmp为用于获得作为最大发送方频率改变量的最大频带搜索步长BSS_s1的参数。
首先，设置频带搜索步长的最小值。即，在步骤41中根据公式8来将作为Raster的值的Raster设为频带搜索步长的初始值。
BSS_tmp＝Raster...(公式8)
这种情况下，当未定义Raster时，设置先前设置的频带搜索步长最小值。
在步骤42中，使用公式9来计算NL_tmp。这里，假设[]中值的小数部分被省略。
NL_tmp＝[(fL_s1+SCH_BW/2)/BSS_tmp]...(公式9)
在步骤43中，通过公式10比较(fL_s1)和(NL_tmp×BSS_tmp)。
fL_s1：NL_tmp×BSS_rmp|...(公式10)
当在步骤43中确定(fL_s1)和(NL_tmp×BSS_tmp)互不相等时，在步骤44中执行公式11的计算。
NL_tmp＝NL_tmp+1...(公式11)
这里，作为公式9、公式10和公式11的计算结果，当公式9的[]的除法中存在小数部分的值时，执行向上舍入该值的操作。
在步骤45中，根据公式12来计算参数NH_tmp。当在步骤43中确定(fL_s1)和(NL_tmp×BSS_tmp)彼此相等时，不执行步骤44的处理而执行步骤45的处理。
NH_tmp＝[(fH_s1+SCH_BW/2)/BSS_tmp]...(公式12)
之后，在步骤46中，通过公式13来比较NL_tmp和NH_tmp。
NL_tmp：NH_tmp...(公式13)
当确定NL_tmp和NH_tmp互不相等时，由于BSS_tmp未达到最大值，因此在步骤47中，根据公式14来计算频带搜索步长BSS_tmp的值作为最大值。接着，再次执行步骤42至45的处理。
BSS_tmp＝BSS_tmp×2...(公式14)
另一方面，当确定NL_tmp和NH_tmp彼此相等时，由于BSS_tmp达到最大值，因此在步骤48中根据公式15、公式16和公式17来确定用于发送同步信号的频率fp_s1。
Ns1＝NL_tmp...(公式15)
BSS_s1＝BSS_tmp...(公式16)
fp_s1＝Ns1×BSS_s1...(公式17)
如上所述，即使频带搜索步长从较大值变为较小值或从较小值变为较大值，也可以在发送方确定用于发送同步信号的频率。
在图11A中，假设系统的发送频带TBW_s1＝5MHz，且利用301个子载波形成的OFDM信号被发送。并且，fc_s1为系统s1的中心频率。假设同步信号SCH的频带SCH_BW为1.25MHz，且同步信号的中心频率fp_s1可以独立于系统的中心频率fc_s1来设置。这里，假设是OFDM信号。
这种情况下，由于TBW_s1大于SCH_BW，因此当Raster是足够小的值时，可以在使用图9或图10的流程图描述的处理中选择大的BSS_s1。
下面描述具体值的示范性示例。
假设如下的具体示范性示例：fL_s1＝2130.9MHz、fc_s1＝2133.4MHz、fH_s1＝2135.9MHz、Raster＝200kHz、频带搜索步长的最大值为6.4MHz且子载波间隔Δf＝15kHz。这里，根据图9所示的流程图，将描述用来确定用于发送同步信号的频率的这样一个过程，作为依次令频带搜索步长从频带搜索步长的最大值变小的方法。
首先，在最大频带搜索步长6.4MHz中，确定从2131.25MHz到2135.275MH的频带内是否存在作为频带搜索步长6.4MHz的整数倍的同步信号频率，所述频带在发送频带中保证了SCH_BW的容差。这里，作为频带搜索步长6.4MHz的整数倍的同步信号频率不存在。
因此，令下一阶段的频带搜索步长为3.2MHz，并且确定从2131.25MHz到2135.275MHz的频带内是否存在作为频带搜索步长3.2MHz的整数倍的同步信号频率。这种情况下，存在2134.4MHz作为候选。
但是，2134.4MHz和fc_s1之差为1MHz，且2134.4MHz无法被作为Δf的15kHz整除。由于这意味着该频率不是子载波频率，因此分配了同步信号的子载波不与系统的子载波频率相对应，所以确定将2134.4MHz设置给fp_s1不合适，且令下一阶段的频带搜索步长为1.6MHz。存在2132.8MHz和2134.4MHz这两个候选作为同步信号频率，所述同步信号频率在从2131.525MHz到2135.275MHz之间是频带搜索步长1.6MHz的整数倍。
这里，2132.8MHz与fc_s1之差为600kHz，且2132.8MHz可以被Δf整除，所以确定分配了同步信号的子载波对应于系统的子载波频率，且令fc_s1为2132.8MHz。这种情况下，fp_s1为111号子载波。
接下来，在图11B中，假设系统的发送频带为TBW_s2＝1.25MHz，且利用75个子载波形成的OFDM信号被发送。并且fc_s2为系统s2的中心频率。假设同步信号SCH的频带SCH_BW为1.25MHz。这里，假设是OFDM信号。
例如，在使用图10所示的流程图来描述的处理中，由于TBW_s2＝SCH_BW，因此BSS_s2＝Raster，且fp_s2＝fc_s2。
在上面的描述中，虽然在公式6和公式17中同步的频率是频带搜索步长的整数倍，但是可以通过向频带搜索步长的整数倍添加偏移量，根据公式18和公式19来计算同步的频率。
fp_s1_offse1＝foffset+Ns1×BSS_s1...(公式18)
foffset(k，Ntmp)＝foffset+BSS_UK(k)×Ntmp...(公式19)
与公式18和公式19一起，使用图6所示的流程图来描述的处理中的公式2被公式20取代，公式3被公式21取代，公式5被公式22取代，且公式6被公式19取代。
Ntmp＝[(f_L-foffset+SCH_BW/2)/BSS_UK(k)...(公式20)
f_L-foffset+SCH_BW/2：Ntmp×BSS_UK(k)...(公式21)
f_H-foffset-SCH_BW/2：Ntmp×BSS_UK(k)...(公式22)
如图12所示，在3GPP的LTE中，由于配置是接收器的DC(直流)分量被剪掉的简单配置，因此与正常的子载波不同的DC子载波被定义为系统频带的中心频率的子载波。在所定义的子载波中，不发送数据。系统s3配置有正常的数据发送子载波133、135、139和141，以及不发送系统频带TBW_s3的中心频率fc_s3的数据的DC子载波134和140。频带SCH_BW的同步信号的子载波130、132、136、138以规定的同步信号插入周期被插入，且中心频率区域131和137变为不发送同步信号的区域。
如图13所示，系统s4配置有正常的数据发送子载波145、147、151和153，以及不发送系统频带TBW_s4的中心频率fc_s4的数据的DC子载波146和152。从中心频率fc_s4移开的同步信号的子载波142、144、148、150以规定的同步信号插入周期被插入，且作为中心频率fp_s4的中心频率区域143和149的子载波像DC子载波146和152一样不发送同步信号。
通过子载波间隔和接收器之间的关系，在不需要提供DC子载波的系统中，可以通过将中心频率fc设为子载波之间的频率来实现在系统的中心频率fc处不包含数据的配置。
如图14所示，系统s5配置有正常的数据发送子载波157、159、163和165，且系统频带TBW s5的中心频率fc_s5位于数据通信子载波157和163与数据通信子载波159和165之间的频率区域158和164中。从中心频率fc_s5移开的同步信号的子载波154、156、160和162以规定的同步信号插入周期被插入，且中心频率fc_s5位于分别在同步信号的子载波154和160与同步信号的子载波156和162之间的频率区域155和161中。
如图15所示，同步信号配置有包含同步信号的子载波170和172，以及DC子载波171。DC子载波171被分配在同步信号的中心频率fp处，且不包含同步信号。
在不需要提供DC子载波的系统中，可以通过将同步信号的中心频率fp设为包含同步信号的子载波之间的频率，来实现在fp处不包含同步信号的配置。
如图16所示，同步信号配置有包含同步信号的子载波173和174。同步信号的中心频率fp被设置以便成为包含同步信号的子载波173和包含同步信号的子载波174之间的频率。
如图17所示，通信系统配置有基站101和移动台112。图17图示了这样的通信系统的示例性实施例，其中电波111在基站101和移动台112之间被发送和接收并实现通信。
另外，基站101配置有网络通信器102、无线调制器103、同步信号插入器104、同步信号发生器105、基站无线单元109和基站天线110。
移动台112配置有有移动台天线113、移动台无线单元114、频带搜索步长发生器115、频带搜索步长改变器116、同步信号频率候选计算器117、同步检测器118、无线解调器119、解码器120和输出单元121。
网络通信器102接收从网络收到的信号。无线调制器103执行诸如IFFT(逆快速傅立叶变换)或FFT(快速傅立叶变换)之类的调制，以便执行例如用于由网络通信器102接收的信号的OFDM通信。同步信号发生器105生成在时间轴上重复同一模式以和移动台112同步的延时波可检测信号，或者生成作为公知的同步波可检测信号的同步信号。同步信号插入器104通过将如下频率用作中心来插入由同步信号发生器105生成的同步信号，在所述频率中移动台112可以按尽可能大的频带搜索步长来检测同步信号。基站无线单元109包括发送器和放大器，并通过基站天线110将同步信号插入器104的输出信号作为电波111来发送。
移动台无线单元114包括接收器和放大器，并经由移动台天线113接收从基站天线110发送的电波111。频带搜索步长发生器115存储或生成多个频带搜索步长。频带搜索步长改变器116从多个频带搜索步长中选择一个频带搜索步长。这种情况下，频带搜索步长改变器116最初选择一个大值，并依次逐渐选择较小值。同步信号频率候选计算器117使用规定规则根据频带搜索步长改变器116选择的频带搜索步长计算同步信号的候选频率。同步检测器118通过使用延时波检测或同步波检测来检测候选频率是否包含同步信号。无线解调器119通过使用同步检测器118检测到同步的定时来执行用于OFDM解调的FFT、IFFT等。解码器120对由无线解调器119解调的信号解码。输出单元121显示由解码器120解码的信号或将该信号输出为来自扬声器的声音。
这里，若同步检测器118处的同步检测失败，则同步信号频率候选计算器117根据规定规则由与前一步长相同的频带搜索步长指定下一候选频率，并且同步检测器118再次执行同步检测。
若搜索频带中候选频率停止继续存在(所述候选频率是通过由相同频带搜索步长计算来指定的)，则频带搜索步长改变器116选择下一频带搜索步长，同步信号频率候选计算器117根据规定规则由新的频带搜索步长指定候选频率，并且同步检测器118再次执行同步检测。
在图17所示的示例性实施例中，无线调制器103和无线解调器119还可使用不同于OFDM的诸如MC-CDMA(多载波码分多址)和FDMA(频分多址)之类的通信方案。通信方案还可以是不同于无线通信方案的有线通信方案。
如图18A所示，在本示例性实施例中，移动台无线单元122、同步信号频率候选计算器123和同步检测器126的配置与图17所示的示例性实施例中由虚线示出的部分相比不同。
同步信号频率候选计算器123控制移动台无线单元122的振荡器，并控制将被输入到同步检测器126、作为基带频率(＝0Hz)或作为某一中间频率的同步信号候选频率，所述振荡器是利用超外差和直流转换(directconversion)来配置的。
即，若第n个阶段的同步信号候选频率为fpch_c(n)并且若该定时的无线单元频率为fradio(n)(所述无线单元频率是通过移动台无线单元122中的降频转换(down conversion)来配置的)，则fpch_c(n)由公式23表示。但是，这种情况下，从移动台无线单元122到同步检测器126的数据延时没有意义。
fpch_c(n)＝fradio(n)...(公式23)
利用图7A至D示出的函数f(k，Ntmp)的关系式由公式24、公式25、公式26和公式27表示。
fpch_c(0)＝f(0，0)...(公式24)
fpch_c(1)＝f(0，1)...(公式25)
fpch_c(2)＝f(1，0)...(公式26)
fpch_c(3)＝f(1，2)...(公式27)
因此，像f(k，Ntmp)一样，中心为fpch_c(n)的信号被输入到同步检测器126。同步检测器26通过总是将同一“0”Hz或中间频率用作中心来执行同步检测。
如图18B所示，在本示例性实施例中，移动台无线单元124的配置与图17所示的示例性实施例中由虚线示出的部分相比不同。
在移动台无线单元124中，若通过定时n处频率的降频转换来指定的无线单元频率为fradio(n)，并且若由同步检测器118数字指定的数字频率为fdig(n)，则fradio(n)和fdig(n)之间的关系由公式28表示。但是，这种情况下，从移动台无线单元124到同步检测器118的数据延时没有意义。
fpch_c(n)＝fradio(n)+fdig(n)...(公式28)
由于在移动台无线单元124中指定的无线单元频率fradio(n)是模拟的，因此若无线单元频率fradio(n)改变，则必须需要一些时间来稳定该频率，所以若频率经常改变，则需要很多时间。
另一方面，数字频率fdig(n)由同步检测器118指定的这种指定方法通常是接收信号被正弦或余弦信号相乘的方法。当使用延时波检测时，可以使用这样的方法，其中允许接收信号通过的滤波器被改变。当使用副本(replica)信号来执行同步波检测时，存在一种当在副本生成过程中从频率轴向时间轴转换(IFFT和FFT)时通过在频率轴上平移和转换信号来检测对应关系的方法。这种情况下的同步检测检测与公知信号的对应关系，或者检测与如下副本信号的对应关系，所述副本信号是通过使用IFFT、FFT等从公知信号中计算副本信号而获得的。通过在频率轴上平移的多个信号生成多个副本信号，并且生成的副本信号可以被存储和使用。
这种情况下，若同步检测是通过使用先前计算并存储的多个副本来执行的，则存储容量成为问题。
因此，若同步检测可以通过只改变数字频率来执行的区域为Δfdig，则当计算出的fpch_c(n)满足公式29时，频率是通过只控制同步检测器来指定的。当计算出的fpch_c(n)不满足公式29时，可以使用这样的方法，其中频率是通过控制移动台无线单元124，或者通过控制移动台无线单元124和同步检测器118二者来指定的。
fradio(n-1)-fdig/2＜fpch_c(n)＜fradio(n-1)+fdig/2...(公式29)
如上所述，在本发明中，当试图从多个离散频带(被称为多个信道带)中检测同步信号时，在发送器发送同步信号来同步系统频带之后，并且在接收器在针对进行了检测尝试的多个频率的多个信道带的每一个中检测优先级次序较高的同步信号之后，在多个信道带中有效的频率检测处理可以通过依次检测多个频率中优先级次序较低的同步信号来加速。
虽然在特定方面描述了本发明的示例性实施例，但是这种描述只用于说明目的，并且应该理解，在不脱离所附权利要求和范围的前提下，可以做出多种修改和变更。
本申请基于2007年6月22日递交的第2007-165057号日本专利申请并要求其优先权，该申请的内容通过引用结合于此。

Claims (14)

1.一种通信系统，包括：
用于发送同步信号以建立同步的发送器；以及
通过检测所述同步信号来建立同步的接收器，
其中所述接收器试图在多个离散频带中依次从有效频率存在概率较高的频率到有效频率存在概率较低的频率检测所述同步信号。
2.根据权利要求1所述的通信系统，
其中所述接收器在多个离散频带中从粗略疏化的一个间隔到未疏化的一个间隔依次转换间隔，在所述间隔处尝试进行所述同步信号的检测，并且
所述发送器设置所述同步信号在由所述接收器粗略疏化的间隔处被发送。
3.根据权利要求1或2所述的通信系统，
其中所述同步是频率同步，并且所述用于建立同步的处理是用于检测有效通信频率的处理，
所述接收器依次逐渐从较大值向较小值转换频率改变量，基于所述频率改变量来计算用于检测所述同步信号的接收方候选频率，并通过使用所计算出的接收方候选频率来检测所述同步信号，并且
所述发送器基于尽可能大的频率改变量来计算成为用于发送所述同步信号的频率候选的发送方候选频率，并且当所述发送方候选频率在系统的发送频带中存在时，将所述发送方候选频率确定为用于发送所述同步信号的同步信号频率。
4.根据权利要求1至3中任意一个所述的通信系统，
其中所述接收器向所述接收方频率改变量的整数倍添加偏移量来生成所述接收方候选频率，并且
所述发送器向所述发送方频率改变量的整数倍添加偏移量来生成所述发送方候选频率。
5.根据权利要求4所述的通信系统，
其中所述接收器令所述偏移量为“0”，且所述发送器令所述偏移量为“0”。
6.根据权利要求1至5中任意一个所述的通信系统，
其中所述发送器发送公知信号作为所述同步信号，并且
所述接收器检测所述接收方候选频率信号和所述公知信号之间的对应关系，或者检测所述接收方候选频率信号和副本信号之间的对应关系，所述副本信号是通过使用IFFT或FFT从所述公知信号中计算所述副本信号并存储所述副本信号而获得的。
7.根据权利要求1至5中任意一个所述的通信系统，
其中所述发送器发送其中同一信号被重复的信号作为所述同步信号，并且
所述接收器通过使用延时波检测来检测所述同步信号。
8.根据权利要求1至7中任意一个所述的通信系统，
其中所述发送器将所述发送方频率改变量设置为系统频带的中心频率的最小分配单元的整数倍。
9.根据权利要求1至8中任意一个所述的通信系统，
其中所述接收器将所述接收方频率改变量设置为所述系统频带的中心频率的最小分配单元的整数倍。
10.一种接收器，
依次逐渐在多个离散频带中从较大值向较小值转换先前设置的接收方频率改变量，
基于发送方频率改变量来计算用于检测从发送器发送的同步信号的接收方候选频率，并且
在所计算出的接收方候选频率处检测所述同步信号。
11.根据权利要求10所述的接收器，
向所述接收方频率改变量的整数倍添加偏移量；并且
生成所述接收方候选频率。
12.根据权利要求11所述的接收器，
其中令所述偏移量为“0”。
13.一种用于在通信系统中检测同步的方法，所述通信系统包括用于发送同步信号以在系统频带中建立同步的发送器和用于在所述系统频带中检测所述同步信号的接收器，
其中所述接收器在多个离散频带中从粗略疏化的一个间隔到未疏化的一个间隔依次转换间隔，在所述间隔处尝试进行所述同步信号的检测，并且
所述发送器设置所述同步信号在由所述接收器粗略疏化的间隔处被检测。
14.根据权利要求13所述的方法，
其中所述接收器依次逐渐在多个离散频带中从较大值向较小值转换先前设置的频率改变量，
所述接收器基于接收方频率改变量来计算用于检测所述同步信号的接收方候选频率，
所述接收器通过使用所计算出的接收方候选频率来检测所述同步信号，
所述发送器基于尽可能大的频率改变量来计算成为用于发送所述同步信号的频率候选的发送方候选频率，所述频率改变量是基于同步信号的带宽来计算的，
当所述发送方候选频率在所述系统频带中存在时，所述发送器将所述发送方候选频率确定为用于发送所述同步信号的同步信号频率，并且
所述发送器通过使用所述同步信号频率来向所述接收器发送所述同步信号。
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