CN101523838A - 有效地传输同步信道的方法和为同步信道分配传输功率的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于有效地分配传输功率的方法和一种用于传输SCH的方法。在这种情况下，增加了对于用户设备的初始小区搜索而言重要的SCH的传输功率，但是不将其分配到在一个OFDM符号中的预定频率区域，以获得所增加的传输功率，由此最小化对于在一个OFDM符号中的其它信道的传输的影响。

Description

有效地传输同步信道的方法和为同步信道分配传输功率的方法
技术领域
本发明涉及一种在多载波移动通信系统中的同步信道(SCH)，并且更具体地，涉及一种用于有效地传输同步信道(SCH)的方法和一种用于为同步信道分配传输功率的方法。
背景技术
首先，将描述通常的同步信道(SCH)。
在例如正交频分复用(OFDM)通信系统的多载波移动通信系统中，用户设备(UE)接收同步信道(SCH)以初始地访问基站。在这种情况下，用户设备可以获取从基站传输的信号的时间同步和频率同步。然后，用户设备通过经广播信道(BCH)和基准符号(如果必要的话)以及前述同步信道获取小区信息和/或系统信息而与基站建立通信。
同时，前述同步信道(SCH)可以根据它的功能而被分类成主要同步信道P_SCH和次要同步信道S_SCH。例如，由于在每一个小区中同等地使用主要同步信道P_SCH的代码序列，所以即使在用户设备并不知道用户设备所属于的小区的情况下，用户设备也可以执行从特定小区传输的信号的时间检测和频率校正。次要同步信道S_SCH的代码序列取决于小区的信息(例如，小区ID、CP长度等)以允许用户设备在获取时间之后获得用户设备所连接的小区或者相邻小区的信息。
图1是图示用于通过使用同步信道(SCH)执行初始小区搜索的方法的流程图。
首先，在步骤S101和S102中，用户设备启动并且通过使用SCH而获取初始OFDM符号时间和频率同步。然后，在步骤S103中，用户设备通过使用所获取的时间和频率同步而获取帧同步。同时，在步骤S104中，用户设备获取诸如小区ID的小区相关信息，并且在步骤S105中完成用于访问基站的初始过程。
如上所述，即使在一个系统中存在几个系统频带的情况下(即，在支持可伸缩带宽的情况下)，也应当接收对于用户设备的初始小区搜索而言重要的同步信道(SCH)，而与用户设备希望访问的小区的系统频带无关。例如，在目前正被讨论的3GPP LTE系统中，10Mhz、5Mhz和1.25Mhz的几个系统带宽可以存在于一个系统中。
图2图示了在可伸缩带宽中SCH所位于的带宽。
具体地，图2图示了一种用于如上所述在10Mhz、5Mhz和1.25Mhz的三个传输带宽存在于一个系统中的情况下在频带中定位SCH的方法。如图2所示，目前的3GPP LTE系统是基于将SCH分配到在系统可以支持的10Mhz、5Mhz和1.25Mhz带宽中最小的1.25Mhz带宽，以便无论用户设备使用任何带宽，用户设备均可以接收SCH。
为了有效地传输对于用户设备的初始小区搜索而言重要的SCH，优选的是，传输侧向SCH分配比其它信道的传输功率更多的传输功率，由此增加接收侧的检测可能性。然而，如果有限的功率资源首先被分配到特定信道，则这可以影响到其它信道的传输功率资源的分配。
发明内容
因此，本发明针对一种用于有效地传输同步信道(SCH)的方法和一种用于为同步信道分配传输功率的方法，它们基本上消除了由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或者多个问题。
本发明的一个目的在于提供一种用于有效地传输同步信道(SCH)的方法和一种用于为同步信道分配传输功率的方法，它们增加了同步信道(SCH)的传输功率同时最小化了对于其它信道的影响。
为了实现如在此体现和广义描述的这些目的和其它优点并且根据本发明的目的，一种用于传输同步信道(SCH)的方法包括将SCH的传输功率增加预定量，并且传输其传输功率已增加的SCH，其中不向包括SCH的OFDM符号中的预定频带分配传输功率，以便获得与所增加的SCH的传输功率相对应的传输功率。
在这种情况下，没有分配传输功率的预定频带分布式地位于一个或者多个子载波的单元中。没有分配传输功率的预定频带可以位于连续的子载波区域中。而且，没有分配传输功率的预定频带可以位于与SCH所位于的频带毗邻的子载波区域中。
此外，在先地确定没有分配传输功率的预定频带。没有分配传输功率的预定频带可以可变地由SCH的传输侧确定。在这种情况下，传输侧在先地向接收侧传送预定频带的位置信息。
此外，SCH可以包括存在于一个OFDM符号中的多个信道，增加SCH的传输功率的步骤包括增加所述多个同步信道中的每一个的传输功率，并且在包括所述多个同步信道的所述一个OFDM符号中，可以不向预定频带分配传输功率，以获得与所述多个同步信道的所增加的传输功率相对应的传输功率。
此外，SCH在OFDM符号的单元中可以包括多个信道，增加SCH的传输功率的步骤包括对于每一个OFDM符号增加所述多个同步信道中的每一个的传输功率，并且在包括所述多个同步信道的每一个OFDM符号中，可以不向预定频带分配传输功率，以对于每一个OFDM符号获得与所述多个同步信道的所增加的传输功率相对应的传输功率。
在本发明的另一个方面中，一种用于分配传输功率的方法包括通过增加与预定量一样多的传输功率而分配SCH的传输功率，并且在包括SCH的OFDM符号中，不向预定频带分配传输功率，以获得与SCH的所增加的传输功率相对应的传输功率。
根据本发明的优选实施例，提供了一种用于有效地分配传输功率的方法和一种用于传输SCH的方法以最小化对于在一个OFDM符号中的其它信道传输的影响。在这种情况下，增加了对于用户设备的初始小区搜索而言重要的SCH的传输功率，但是不将其分配到所述一个OFDM符号中的预定频率区域以获得所增加的传输功率。
另外，没有分配传输功率的区域的位置可以被不同地设置以匹配通信系统的其它方面。
附图说明
图1是图示用于通过使用同步信道(SCH)执行初始小区搜索的方法的流程图；
图2图示了在可伸缩带宽中SCH所位于的带宽；
图3A到图3C图示了根据本发明的优选实施例的用于分布式地定位没有分配传输功率的频带的各种方法；
图4图示了根据本发明的优选实施例的用于将没有分配传输功率的频带设置为与SCH毗邻的子载波区域的方法；
图5图示了根据本发明的优选实施例的用于局部地定位没有分配传输功率的频带的方法；
图6图示了根据本发明的优选实施例的用于当在一个OFDM符号中包括多个SCH时分配传输功率的方法；以及
图7A和图7B图示了当通过多个OFDM符号传输多个SCH时根据本发明的优选实施例用于传输SCH的方法的实例。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。应当理解，将与附图一起公开的详细描述旨在描述本发明的示例性实施例，而非旨在描述可以执行本发明的唯一实施例。
在下文中，该详细描述包括详细方面以提供对本发明的充分理解。然而，本领域技术人员显而易见的是，可以不利用所述详细方面而执行本发明。为了防止本发明的概念模糊不清，已知技术的结构和装置将省略，或者将基于每个结构和装置的主要功能以框图的形式示出。而且，尽可能地，在全部附图和说明书中将使用相同的附图标记表示相同或者相似的部分。
同时，为了方便描述，虽然在本发明的详细描述中将描述3GPPLTE系统的实例，但是本领域技术人员显而易见的是，本发明旨在使用用于用户设备(UE)的同步获取的同步信道(SCH)并且可以被应用于其可用传输功率在特定时间内受限的随机OFDM通信系统。
在下文中，为了根据本发明的优选实施例描述一种用于传输SCH的方法和用于向其分配传输功率的方法，首先，将描述通常的OFDM系统。
OFDM的基本原理是通过具有低数据传输速率的多个数据流划分具有高数据传输速率的数据流，并且通过使用多个载波而同时地传输所述数据流。在这种情况下，所述多个载波中的每一个均被称作子载波。
同时，由于在OFDM的所述多个载波间存在正交性，所以即使各自的频率成分在OFDM系统中相互重叠，接收侧也可以检测载波的频率成分。
下面将描述一种用于在OFDM系统中顺序地传输信号的方法。
换言之，通过串并转换器将具有高数据传输速率的数据流转换成具有低数据传输速率的多个数据流。经转换的数据流与每一个子载波相乘，并且互相增加各自的数据流，由此所得到的数据流被传输到接收侧。通过离散傅里叶逆变换(IDFT)，可以利用多个子载波传输由串并转换器所产生的多个并行数据流。可以使用快速傅里叶逆变换(IFFT)有效率地实现IDFT。
在前述OFDM系统中，由于相比于与具有更高数据传输速率的数据流映射的子载波的符号持续时间，与具有较低数据传输速率的数据流映射的子载波的符号持续时间增加了，这是有利的，因为降低了由多路径延迟扩展所产生的暂时相对信号频散。
包括前述OFDM系统的所述通常的通信系统在特定时间内用于信号传输的可用传输功率受限。具体地，如果在前述OFDM系统中增加向其传输SCH的子载波的传输功率以便增加在一个OFDM符号中的SCH的检测可能性，则在相同的OFDM符号中向其传输除了SCH之外的信道的子载波的传输功率资源可能不足。由于用于一个OFDM传输的可用传输功率有限，所以OFDM系统可能引起不同于其它通信系统的问题。
因此，根据本发明的优选实施例，提出了一种方法，该方法用于增加SCH的传输功率，但是使得向其传输在相同的OFDM符号中除了SCH之外的信道的一些子载波频带为空位，而没有分配传输功率。下面将描述根据本发明优选实施例的这种方法。
作为一种用于在向其传输SCH的OFDM符号中分配SCH的传输功率的方法，可以考虑两种类型的方法，其中SCH的传输功率比在相同的OFDM符号中的其它信道的传输功率更高。
第一种方法是将相应的子载波区域的传输功率设置为0，并且向SCH分配剩余的功率资源，而不向与在除了SCH之外的信道中要求的频率区域相对应的子载波区域传输其它信道。而且，第二种方法是降低除了SCH之外的信道的功率，并且因此向SCH分配剩余的功率资源。
为了更详细地描述第一种方法，当在3GPP LTE系统的10MHz的系统带宽中存在1.25MHz的SCH带宽时，将描述相应的SCH的平均功率高于10MHz的平均功率多达3dB的情况。
在3GPP LTE系统中，考虑到10MHz的子载波的数目大约为601并且1.25MHz的子载波的数目大约为76，并且假设向所有的子载波分配1瓦特的相同传输功率(即，10MHz的平均传输功率为1瓦特)。
在这种情况下，在总共601个子载波中，如果没有向已分配到SCH的76个子载波分配传输功率，而是向SCH分配相应的功率，则可以向使用76个子载波的SCH分配76瓦特(用于SCH传输的76个子载波的基本功率)+76瓦特(当如上所述没有向除了SCH之外的76个子载波分配功率时的可用功率)＝152瓦特。因此，SCH可以具有152(瓦特)/76＝2瓦特的平均传输功率以便获得比1瓦特高两倍的平均功率(即，3dB)，其中1瓦特是10MHz的系统带宽的平均功率。
同时，将参考第一种方法的实例描述第二种方法。为了使在10MHz带宽中的总共601个子载波中已分配到SCH的76个子载波的传输功率增加多达3dB，均匀地降低已分配到SCH的除76个子载波之外的525个子载波的传输功率并且将其分配到SCH。
换言之，如果向用于SCH传输的76个子载波中的每一个分配1瓦特的传输功率(总共76瓦特)，则已分配到SCH的除76个子载波之外的525个子载波的传输功率被降低了76/525瓦特＝约0.1448瓦特，以便另外地分配76瓦特。结果，76瓦特(用于SCH传输的76个子载波的基本功率)+76瓦特(通过从没有分配SCH的525个子载波将传输功率降低大约0.1448瓦特而获得的功率)＝约152瓦特可以被分配作为用于SCH传输的76个子载波的传输功率。因此，SCH可以具有152/76瓦特＝约2瓦特的平均功率，以便获得比在10MHz的系统带宽中的1瓦特的平均功率高两倍的平均功率(即，3dB)。
前述的第二种方法可能具有几个问题。
换言之，如果通过16QAM(或者64QAM)调制除了SCH之外的信道，则通常的接收侧测量所接收到的16QAM(或者64QAM)符号的平均接收振幅，以通过使用作为基准值的平均接收振幅估计所接收到的QAM符号中的每一个的实际星座。
此时，如果以与前述第二种方法相同的方式大大降低通过向其传输SCH的OFDM符号传输的除了SCH之外的信道(例如，数据信道)的传输功率，则在向其传输SCH的OFDM符号和没有传输SCH的OFDM符号之间发生数据信道的传输功率的大的差异。在这种情况下，接收侧应当相对于通过向其传输SCH的OFDM符号接收到的QAM信号和通过没有传输SCH的OFDM符号接收到的QAM信号而分别地测量QAM符号的平均接收振幅，并且将所测量到的平均接收振幅用于QAM符号解调。由于这种行为降低了可以采取平均值以估计接收振幅的OFDM符号的数目，所以可以使接收侧的QAM接收性能大大地降低。
因此，在本发明的优选实施例中，当以与第一种方法相同的方式向SCH分配高传输功率时，提出了一种方法，所述方法用于向SCH分配剩余功率资源，而不向相应的子载波区域分配传输功率，并且将另一信道传输到在向其传输SCH的OFDM符号中除了SCH之外的信道所要求的频率区域。
同时，根据如上所述的本发明的优选实施例，没有分配传输功率以获得将被另外地分配到SCH的传输功率的频率区域的位置(在下文中，被称作“空位(null)”)可以分布于整个系统带宽内或者可以局限于连续的子载波区域中。而且，如果分布了空位，则各自的区域可以被分布在子载波单元中，或者可以在块中指定几个子载波以在块单元中分布各自的区域。而且，可以使用以上方法的组合。
图3A到图3C图示了根据本发明的优选实施例的用于分布式地定位没有分配传输功率的频带(空位)的各种方法。
具体地，图3A到图3C图示了用于在具有10MHz的系统带宽的3GPP LTE系统中分布式地分配具有1.25MHz的带宽的SCH的可能映射和空位频带的方法的各种实例。而且，参考图3A到图3C，SCH位于系统频带的中心处。图3A图示了在子载波水平中分布的空位的实例，并且图3B图示了在在块中设置的几个子载波的块单元中分布的空位的实例。图3C图示了用于在子载波单元中分布空位的方法和用于在几个子载波的组单元中分布空位的方法的组合的实例。
虽然图3A到图3C图示了以恒定间隔布置空位子载波和/或空位块的实例，但是可以以不均匀的间隔布置空位子载波和/或空位块。
同时，图4图示了根据本发明的优选实施例的用于将没有分配传输功率的频带设置为与SCH毗邻的子载波区域的方法。
通常，当用户设备(UE)与基站建立初始通信时，用户设备使用适用于SCH的传输频带的频带受限滤波器以接收SCH。例如，在图4的实例中，用户设备通过使用1.25MHz的频带受限滤波器在接收信号中接收SCH。此时，如果由于频带受限滤波器的性能限制而造成与SCH的毗邻的子载波的值在相应的频带中，则在接收SCH时，该值可以起干扰作用。
因此，在本发明的优选实施例中，如图4所示，提出了一种方法，所述方法用于通过在与SCH毗邻的子载波区域中定位空位而大大地放松在接收侧中的滤波器要求。这种方法可以对应于在图3A到图3C中所图示方法的应用实例。
同时，根据本发明的优选实施例，空位区域没有如图3A到图4所示分布式地分配，而是可以被局部地分配，这将在下面描述。
图5图示了根据本发明的优选实施例的用于局部地定位没有分配传输功率的频带的方法。
具体地，在根据如图5所示的本发明的优选实施例的方法中，设置将相应的连续子载波的传输功率设置为0的空位区域，而不向除了SCH之外的信道要求的频率区域传输其它信道，以便向SCH分配剩余功率资源。
不同于分布式地分配空位区域的情况，可以与以当特定频带具有不良信道状态时将该特定频带设置为空位区域的方式调度传输侧时序一起使用局部地分配空位区域的情况。
同时，当用户设备执行到另一小区的切换时以及当用户设备在一个小区内执行初始小区搜索时，发生用户设备接收SCH以对该用户设备所属于的小区的基站执行初始通信访问的通信建立状态。换言之，用户设备在切换期间接收目标小区的SCH以执行目标小区与基站的通信建立过程。在这种切换状态下，考虑到在使用不同系统带宽的小区之间的切换，可以使用一个或者多个SCH。
图6图示了根据本发明的优选实施例的当在一个OFDM符号中包括多个SCH时用于分配传输功率的方法。
换言之，图6图示了一种设计，所述设计用于当在3GPP LTE系统中具有10MHz频带的接收性能的用户设备试图切换到具有20MHz带宽的小区时接收SCH。在这种情况下，在图6中，使用三个SCH以便具有10MHz的接收性能的用户设备接收一个或者多个SCH，无论用户设备的接收频带在任何具有20MHz的系统带宽中如何定位。
在本发明的优选实施例中，如图6所示，在使用几个SCH的情况下，除了SCH之外的信道所要求的频率区域被设置为空位区域，而不分配传输功率，以便向SCH分配剩余功率资源。在这种情况下，空位区域可以如参考图3A到图3C所述分布式地分配，或者可以如图4所示被设置在与SCH毗邻的子载波区域中。而且，可以如图5所示在特定区域中局部地分配空位区域。此外，在图6中，通过使用图4所示的方法，将与几个SCH中的每一个毗邻的子载波区域设置为空位区域。
同时，在3GPP LTE系统中，根据它们的功能可以使用多个SCH。而且，根据SCH检测和通过SCH传输的信息，可以在一个帧中使用多个SCH。在这种情况下，下面将描述根据本发明的优选实施例的方法的应用实例。
图7A和图7B图示了当通过多个OFDM符号传输多个SCH时根据本发明的优选实施例用于传输SCH的方法的实例。
特别地，参考图7A，根据它的功能，SCH被划分成P-SCH和S-SCH，并且在TDM模式中，P-SCH和S-SCH与BCH一起被分配到一个或者多个OFDM符号。
同时，图7B图示了多个SCH被传输到包括OFDM符号的一个子帧中的情况。在目前正被讨论的3GPP LTE系统中，考虑如上所述的SCH检测和通过SCH传输的信息(例如，小区ID)，考虑到在一个帧可以存在一个、两个或者四个SCH。特别地，图7B图示了在一个子帧中包括两个SCH的情况。
根据本发明的优选实施例，在根据通信系统的要求在OFDM符号单元中传输几个SCH(或者P-SCH和/或S-SCH)的情况下，提出了一种方法，所述方法用于使得相应的子载波和/或子载波块的传输功率为空位值0，并且将剩余功率资源分配到SCH而不向在向其传输SCH的OFDM符号的每一个中除了SCH之外的信道所要求的频率区域传输另一信道。在这种情况下，可以通过如上所述的分布分配、局部分配或者分布分配和局部分配的组合布置空位区域。而且，空位区域可以被设置为与SCH毗邻的区域。
同时，在根据本发明的优选实施例的用于传输SCH的方法和用于分配传输功率的方法中，下面将描述一种用于向接收侧报告空位区域的位置的方法。
根据本发明的优选实施例，特定OFDM符号的子载波中的一些被分配到SCH和空位区域，并且在其它区域中可以用作用于另一目的的信道。在这种情况下，优选的是，接收在向其传输SCH的OFDM符号中除了SCH之外的信道的用户设备知道符号的哪个区域已被用作空位区域。
因此，本发明的优选实施例提出了一种用于当空位区域的位置固定时，在用户设备中识别空位区域在OFDM符号中的位置而不用获取另外的信息的方法，以及一种用于在传输侧中可变地设置空位区域的位置并且通过单独的信令将空位区域的设置位置报告到用户设备的方法。
特别地，在当空位区域的位置固定时用于在用户设备中识别空位区域的位置而不用另外的信息的方法中，该系统在先地将在向其传输SCH的OFDM符号中的空位区域的位置设置为如图3A到图3C所示的分布分配样式、如图4所示的与SCH毗邻的区域和如图5所示的局部分配样式。因此，在接收侧(用户设备)知道空位区域的位置而不用另外的信令时，传输侧通过分配功率而传输SCH。在这种情况下，这是有利的，因为降低了用于报告空位区域位置的信令开销。
此外，传输侧可以可变地设置空位区域的位置，并且用户设备可以传输用于报告空位区域的设置位置的信令。在这种情况下，如图3A到图5所示，在先地设置可以被传输侧设置为空位区域位置的可能样式。通过使用一种用于信令根据以上可能样式中的哪一种传输SCH的更简化的方法，可以降低信令开销。例如，在如图3A到图3C所示的分布分配的情况下，空位区域的样式被在先地设置为用于所设置的空位区域的频率区域的大小(或者子载波的数目)。在这种情况下，能够以这样的方式执行信令：根据SCH的功率增加水平仅报告空位区域所要求的频率区域的大小(或者子载波的数目)。
此外，如果传输侧可以可变地使用如上的空位区域，则在图4所示的局部分配方式中，可以根据接收信道的状态而在具有不良信道的子载波区域中局部地布置空位区域。此时，传输侧可以以这样的方式使用空位区域：空位区域的大小被固定并且它的位置仅根据接收信道的状态而改变。而且，在本发明的优选实施例中，用户设备可以知道在通过上述任何手段传输SCH的OFDM符号中空位区域的位置。并且用户设备可以将知道不含有数据的空位区域的位置应用于解码数据。
对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以以其它特定形式体现而不背离本发明的精神和本质特征。因此，以上实施例在所有方面均被视为是示意性的而非限制性的。应当通过对所附权利要求的合理解释而确定本发明的范围，并且在本发明等同物范围中的所有改变均被包括在本发明的范围中。
工业适用性
根据本发明的优选实施例，提供了一种用于有效地分配传输功率的方法和一种用于传输SCH的方法以最小化对于在一个OFDM符号中的其它信道传输的影响。在这种情况下，增加了对于用户设备的初始小区搜索而言重要的SCH的传输功率，但是不将其分配到在所述一个OFDM符号中的预定频率区域，以获得所增加的传输功率。
另外，没有分配传输功率的区域的位置可以被不同地设置以匹配通信系统的其它方面。

Claims (9)

1.一种用于传输同步信道(SCH)的方法，所述方法包括：
将所述SCH的传输功率增加预定量；以及
传输其传输功率已增加的所述SCH，
其中不向包括所述SCH的OFDM符号中的预定频带分配所述传输功率，以便获得与所增加的所述SCH的传输功率相对应的传输功率。
2.根据权利要求1的方法，其中没有分配所述传输功率的所述预定频带分布式地位于一个或者多个子载波的单元中。
3.根据权利要求1的方法，其中没有分配所述传输功率的所述预定频带位于连续的子载波区域中。
4.根据权利要求1的方法，其中没有分配所述传输功率的所述预定频带位于与所述SCH所位于的所述频带毗邻的子载波区域中。
5.根据权利要求1到4中任何一项的方法，其中在先地确定没有分配所述传输功率的所述预定频带。
6.根据权利要求1到4中任何一项的方法，其中没有分配所述传输功率的所述预定频带由所述SCH的传输侧可变地确定，并且所述传输侧在先地向接收侧传送所述预定频带的位置信息。
7.根据权利要求1的方法，其中所述SCH包括存在于一个OFDM符号中的多个信道，增加所述SCH的传输功率的所述步骤包括增加所述多个同步信道中的每一个的传输功率，并且在包括所述多个同步信道的所述一个OFDM符号中，不向预定频带分配传输功率，以获得与所述多个同步信道的所增加的传输功率相对应的传输功率。
8.根据权利要求1的方法，其中所述SCH在OFDM符号的单元中包括多个信道，增加所述SCH的传输功率的所述步骤包括对于每一个OFDM符号增加所述多个同步信道中的每一个的传输功率，并且在包括所述多个同步信道的每一个OFDM符号中，不向预定频带分配传输功率，以对于每一个OFDM符号获得与所述多个同步信道的所增加的传输功率对应的传输功率。
9.一种用于分配传输功率的方法，所述方法包括：
通过增加与预定量一样多的传输功率而分配SCH的传输功率；以及
在包括所述SCH的OFDM符号中，不向预定频带分配传输功率，以获得与所述SCH的所增加的传输功率相对应的传输功率。
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