CN101536336B - 用于快速小区搜索的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在此提供了一种用于发射主和辅同步信道的方法和装置。在操作期间，发射机将发射在子帧中的主同步信道(P-SCH)和在子帧中的辅同步信道(S-SCH)。由复指数波来调制并用扰码来加扰S-SCH。在本发明的某些实施例中，P-SCH包括GCL序列或Zadoff-Chu序列，并且扰码是基于P-SCH的GCL序列索引。

Description

用于快速小区搜索的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2006年11月6日提交的标题为“METHOD ANDAPPARATUS FOR FAST CELL SEARCH(用于快速小区搜索的方法和装置)”的美国专利申请第60/864456号的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及快速小区搜索，并且特别地涉及一种用于在初始或周期性接入期间快速识别服务小区或扇区或在移动通信系统中切换的方法和装置。

背景技术

在移动蜂窝网络中，地理覆盖区被划分成许多小区，每个小区由基站(BS)来提供服务。每个小区还可以进一步划分成许多扇区。当移动站(MS)被加电时，其需要搜索要注册的BS。而且，当MS发现来自当前服务小区的信号变弱时，它应当准备切换到另一小区/扇区。因此，需要MS可能在由当前服务小区提供的候选列表之中搜索要通信的良好BS。迅速识别要初始注册或切换的BS的能力对降低处理复杂度并因此而降低功率消耗来说是重要的。

常常基于周期性地发射的小区特定参考信号(或前同步码)来执行小区搜索功能。一种直接方法是通过设法检测每个参考信号并然后确定最好的BS来进行穷举搜索。当确定小区或扇区的参考序列时，存在两个重要准则。首先，参考序列应当允许其服务区域内的所有用户进行良好的信道估计，这常常在参考期望小区的情况下通过相关处理来获得。另外，由于移动装置将接收从其它扇区或小区发送的信号，所以在参考信号之间的良好的互相关对于最小化对期望小区的信道估计的干扰影响来说是重要的。

正如自相关一样，在两个序列之间的互相关是本身与不同相对移位相对应的序列。确切地说，在移位d处的互相关被定义为在序列与被取共轭并相对于第一序列而偏移d个条目(entry)的另一序列之间进行逐元素相乘之后对所有条目求和的结果。“良好的”互相关意指所有移位处的互相关值尽可能均匀，以便在与期望参考序列相关之后，可以使干扰均匀分布并因此可以更可靠地估计期望信道。当最大互相关值全部相等时达到的在所有移位处最大互相关值的最小化被称为“最佳”互相关。因此，需要一种用于快速小区搜索技术的方法和装置，所述快速小区搜索技术利用具有良好互相关和良好自相关的参考序列。

附图说明

图1是通信系统的框图。

图2图示了图1的通信系统的参考信号传输。

图3是示出图1的通信系统的参考序列分配的流程图。

图4是示出根据本发明的实施例的快速识别小区特定参考的处理的流程图。

图5是示出识别多个序列索引的的流程图。

图6是示出多重序列索引的接收和使用取消来改善可靠性的流程图。

图7示出了显示将相位斜波特性映射到特定发射机所需的步骤的流程图。

图8是根据本发明的远程单元的框图。

图9图示了多个同步信道的传输。

图10是用于发射P-SCH和S-SCH两者的发射机的框图。

图11是接收S-SCH的接收机的框图。

具体实施方式

为了解决上述需要，在此公开了一种用于基于线性调频参考信号传输进行快速小区搜索的方法和装置。特别地，根据具有最佳循环互相关性质的不同“类(class)”的GCL序列来构造参考序列。所公开的快速小区搜索方法用简单的处理来检测“类索引”。在将某些类指数的序列唯一地映射到某些小区/小区ID的系统部署中，序列指数的标识将因此提供小区ID的标识。

在一些情况下，通信系统可以利用多个同步信道。在这种情况期间，同步信道中的一个将包括由复指数波调制的GCL序列。在发射该GCL序列之前，将基于P-SCH序列索引而用扰码对序列加扰以进行小区搜索。

现在转到附图，在附图中相同的附图标记表示相同的组件，图1是利用参考传输的通信系统100的框图。通信系统利用正交频分复用(OFDM)协议；然而，在替代实施例中，通信系统100可以利用其它数字蜂窝通信系统协议，诸如码分多址(CDMA)系统协议、频分多址(FDMA)系统协议、空分多址(SDMA)系统协议或时分多址(TDMA)系统协议，或其各种组合。

如图所示，通信系统100包括基础单元(base unit)101和102以及远程单元103。基础单元或远程单元还可以更一般地被称为通信单元。远程单元还可以被称为移动单元。基础单元包括为扇区内的许多远程单元提供服务的发射和接收单元。如本领域所已知的，由通信网络提供服务的整个物理区域可以被划分为小区，并且每个小区可以包括一个或多个扇区。当使用多个天线来为每个扇区提供服务以提供各种高级通信模式(例如，自适应波束形成、发射分集、发射SDMA以及多个流传输等)时，可以部署多个基础单元。扇区内的这些基础单元可以被高度集成并且可以共享各种硬件和软件组件。例如，同地协作以为小区提供服务的所有基础单元可以构成传统上所称的基站。基础单元101和102在至少一部分相同的资源(时间、频率或两者)上向提供服务的远程单元发射下行链路通信信号104和105。远程单元103经由上行链路通信信号106与一个或多个基础单元101和102通信。正在发射的通信单元可以被称为源通信单元。正在接收的通信单元可以被称为目的地或目标通信单元。

应当注意，虽然图1中仅图示了两个基础单元和一个远程单元，但是本领域的技术人员将认识到，典型的通信系统包括与许多远程单元同时通信的许多基础单元。还应当注意，虽然为简单起见而主要针对从多个基础单元到多个远程单元的下行链路传输的情况描述了本发明，但是本发明还可适用于从多个远程单元到多个基础单元的上行链路传输。可以预期，用处理器、存储器、指令集等以众所周知的方式来配置通信系统100内的网络元素，所述处理器、存储器、指令集等以任何适当的方式运行以执行在此阐述的功能。

如上所述，常用参考辅助调制来帮助诸如信道估计和小区标识的许多功能。为此，基础单元101和102以已知的时间间隔发射参考序列作为其下行链路传输的一部分。知道不同小区可以使用的序列集和时间间隔，远程单元103在小区搜索和信道估计中利用该信息。图2图示了这样的参考传输方案。如图所示，来自基础单元101和102的下行链路传输200通常包括后面是剩余传输202的参考序列201。相同或不同的序列可以在剩余传输202期间出现一次或多次。因此，在通信系统100内的每个基础单元包括发射一个或多个参考序列的参考信道电路107以及发射数据的数据信道电路108。

应当注意，虽然图2示出了在传输开始时存在的参考序列201，但在本发明的各种实施例中，参考信道电路可以包括在下行链路传输200内的任何位置处的参考序列201，并且另外可以在单独的信道上发射。剩余传输202通常包括这样的传输，诸如但不限于发送接收机在执行解调/解码之前需要知道的信息(所谓的控制信息)和针对用户的实际信息(用户数据)。

如上所讨论的，对于任何参考序列来说，重要的是具有最佳互相关。为此，通信系统100利用根据具有最佳循环互相关的不同“类”的线性调频序列所构造的参考序列。下面描述这样的参考序列的构造。在本发明的优选实施例中，用于快速小区搜索的方法基于这样的参考序列。

构造在通信系统内使用的一组参考序列

在一个实施例中，时域参考信号是基于N点FFT的正交频分复用(OFDM)符号。将一组长度N_p的序列分配到在通信系统100中的基础单元作为频域参考序列(即，将序列的条目分配到频域内的一组N_p(N_p＜＝N)参考子载波上)。这些参考子载波的间距优选地相等(例如，子载波中的0、1、2等)。可以使在时域中发射的最后参考序列循环扩展，其中循环扩展通常比信道的预期最大延迟扩展(L_D)长。在这种情况下，发送的最后序列具有等于N与循环扩展长度L_CP的和的长度。所述循环扩展可以包括前缀、后缀或前缀与后缀的组合。所述循环扩展是OFDM通信系统的固有部分。插入的循环前缀使得普通的自相关或互相关在从0至LCP范围内的任何移位处表现为循环相关。如果没有插入循环前缀，则当移位比参考序列长度小得多时普通相关近似等于该循环相关。

频域参考序列的构造取决于至少两个因素，即，网络中需要的参考序列的期望数目(K)和期望参考长度(N_p)。事实上，具有最佳循环互相关的可用参考序列的数目是P-1，其中P是将N_p因子分解为包括“1”在内的两个或多个素数的乘积之后除“1”之外的最小素因数。例如，当N_p是素数时，P可以取的最大值是N_p-1。但是当N_p不是素数时，参考序列的数目将常常小于期望数目K。为了获得最大数目的序列，将通过以其长度N_G是素数的序列开始并且然后执行修改来构造参考序列。在优选实施例中，使用了以下两种修改中的一个：

1.将N_G选择为大于N_p的最小素数并生成序列集。将集合中的序列舍位至N_p；或者

2.将N_G选择为小于N_p的最大素数并生成序列集。重复集合中的每个序列的开始元素以在结尾处附加至达到期望的长度N_p。

需要N_G为素数的以上设计将提供具有理想自相关和最佳互相关的一组N_G-1序列。然而，如果只需要较少数目的序列，则不需要N_G为素数，只要N_G的除“1”之外的最小素因数大于K。

当使用诸如舍位或插入的修改时，互相关将不再是精确地最佳的。然而，自相关和互相关性质仍是可接受的。还可以对舍位/扩展序列应用进一步修改，诸如对其应用酉变换。

还应当注意，虽然上文只描述了序列舍位和循环扩展，但是在本发明的替代实施例中，存在修改GCL序列以获得期望长度的最终序列的其它方法。这样的修改包括但不限于用任意符号扩展、通过删余来缩短等。再次，还可以对扩展/删余序列应用进一步修改，诸如对其应用酉变换。

如上所讨论的，在本发明的优选实施例中，利用广义线性调频(GCL)序列来构造参考序列。存在许多“类”的GCL序列，并且如果谨慎地选择类(参见下文的GCL性质)，具有所选择类的序列将具有最佳互相关和理想的自相关。长度N_G的u类GCL序列(S)被定义为：

S_u＝(a_u(0)b，a_u(1)b，...，a_u(N_G-1)b)，(1)

其中，b可以是单位幅角的任何复标量，以及

$a_u\left(k\right)=\exp (-j2\mathrm{\πu}\frac{k(k+1)/2+\mathrm{qk}}{N_G}),---\left(2\right)$

其中

u＝1，...N_G-1被称为GCL序列的“类”

k＝0，1，...N_G-1是序列中的条目的索引，

q＝任何整数.

GCL序列的每个类可以根据q和b的特定选择具有无数个序列，但是仅每个类中的一个序列被用于构造一个参考序列。注意到，每个类索引“u”对序列的元素(即，对“k”值)产生不同的相位斜波特性。

还应当注意，如果对每个GCL序列取N_G点DFT(离散傅里叶变换)或IDFT(逆DFT)，则新集合的成员序列也具有最佳的循环互相关和期望的自相关，无论新集合是否可以以(1)和(2)的形式来表示。事实上，通过对GCL序列应用矩阵变换而形成的序列也具有最佳的循环互相关和理想的自相关，只要矩阵变换是酉的。例如，N_G点DFT/IDFT运算等于大小为N_G的矩阵变换，其中矩阵是N_G乘N_G酉矩阵。结果，基于对GCL序列执行的酉变换而形成的序列仍然落入本发明的范围内，因为最终序列仍然根据GCL序列构造。也就是说，最终序列基本上是基于(但不一定等于)GCL序列。

如果N_G是素数，则不同“类”的任何两个序列之间的互相关是最佳的，并且集合中将存在N_G-1个序列(“类”)(参见下文的性质)。当使用了诸如舍位或插入的修改时，修改的参考序列可以被称为根据GCL序列构造的近似最佳参考序列。

原始GCL序列具有以下互相关性质：

性质：当|u₁-u₂|、u₁和u₂与N_G互素时，在任何两个GCL序列之间的循环互相关函数的绝对值是常数并且等于

参考序列具有比也由通信单元发射的数据信号的峰值均值比(PAPR)更低的PAPR。参考信号的低PAPR性质使得参考信道电路107能够以比数据更高的功率来发射参考信号，以便在由另一通信单元接收到的参考信号上提供改善的信噪/干扰比，从而提供改善的信道估计、同步等。

通信系统内的参考序列的分配

每个通信单元可以在任何传输间隔中将一个或多个参考序列使用任何次数，或者通信单元可以在传输帧中在不同的时间使用不同的序列。另外，可以从被设计成具有近似最佳自相关和互相关性质的K个参考序列的集合中为每个通信单元分配不同的参考序列。一个或多个通信单元还可以同时使用一个参考序列。例如，在对多个天线使用多个通信单元的情况下，可以对从每个天线发射的每个信号使用相同的序列。然而，实际信号可以是分配的相同序列的不同功能的结果。应用的功能的示例是序列的循环移位、使序列元素的相位旋转等。

图3是示出向通信系统100内的各种基础单元分配参考代码的流程图。逻辑流程在步骤301开始，在步骤301中，确定所需参考的数目(K)、每个参考序列的期望参考长度(N_p)和候选长度(N_G)。基于N_p和N_G来计算参考序列(步骤303)。如上所讨论的，在如等式(1)所示地定义每个GCL序列的情况下，根据长度N_p的广义线性调频(GCL)序列来构造参考序列。最后，在步骤305，将参考序列分配到在通信系统100内的基础单元。应当注意，每个基础单元可以接收来自K个可用参考序列的一个以上的参考序列。然而，至少向第一基础单元分配从一组GCL序列中所取的第一参考序列，而向第二基础单元分配来自该组GCL序列的不同参考序列。替代地，如果第一和第二基础单元使用序列的子载波的正交集，则可以将相同的参考序列分配给第二基础单元(然后，可以通过组合所使用的序列索引和子载波偏移来识别小区)。在操作期间，在每个基础单元内的参考信道电路将发射参考序列作为相干解调的总体策略的一部分。特别地，与基础单元通信的每个远程单元将接收参考序列并且将参考序列用于许多功能，诸如作为接收到的信号的相干解调策略的一部分的信道估计。

基于GCL的参考设计所允许的快速小区搜索：

本节展示了小区搜索可以如何受益于上述参考序列设计。虽然详细说明使用了将序列的元素映射到OFDM子载波上用于传输的OFDM系统，但是本发明还适用于其它配置，诸如单载波系统，在单载波系统中，在时域中将序列的元素映射到不同的符号周期或码片周期(chipperiods)上。

首先，假设已经估计并修正了OFDM定时和频率偏移，即使本发明对于定时和频率误差的鲁棒性好。首先通过使用下行链路信号的其它已知特性(例如，特殊同步符号、特殊符号对称性等)或现有技术同步方法来获取粗略定时和频率通常更有效率。根据正确或粗定时点，优选地通过FFT将N接收到的时域数据的块变换到频域。将频率数据表示为Y(m)，其中m(1至N_p)是参考子载波，S_G(m)是在那些参考子载波处使用的舍位/扩展GCL序列，然后基于参考子载波对来计算多个“基于微分的”值。方便地将这些值集中并表示为向量格式(例如，基于微分的向量)。基于微分的向量的一个示例是

Z(m)＝Y(m)*conj(Y(m+1))，m＝1，...，N_p-1，(3)

其中“conj()”表示共轭；

Z(m)是根据第m个和第(1+m)个参考子载波计算的“基于微分的”值；

Y(m)是在第m个参考子载波处计算的频域数据；

m是参考子载波的索引；以及

N_p是参考序列的长度。

这个等式的形式与微分型检测器的形式类似，因此将其输出视为基于微分的值。获取“基于微分”的向量的其它方法可以包括但不限于：

Z(m)＝Y(m)/Y(m+1)，m＝1，...，N_p-1，(4)

或者

Z(m)＝Y(m)/Y(m+1)/abs(Y(m)/Y(m+1))，m＝1，...，N_p-1，(5)

其中“abs()”表示绝对值。用于获得基于微分的值的这些示例方法中的每一个示例方法提供了关于输入值之间的相位差的信息，并且有些还提供信号振幅信息，这在衰落信道条件下可能有用。

假设在两个相邻参考子载波之间的信道不发生剧烈变化，这通常是可以满足的，只要参考子载波的间距不是太大，Y(m+1)/Y(m)近似等于

$Y(m+1)/Y\left(m\right)\≈S_G(m+1)/S_G\left(m\right)=\exp \{-j2\mathrm{\πu}\frac{k+1+q}{N_G}\},m=1,\·\·\·,N_p-1.---\left(6\right)$

因此，在基于微分的向量中携带类索引(或序列索引)信息“u”。通过分析/处理基于微分的值，可以检测与参考序列的索引相对应的显著的频率分量“u”。为了获得那些频域分量，常用的工具是FFT。因此，在一个实施例中，对{Z(m)}取IFFT(即T点，T＞＝N_p-1)以得到

{z(n)}＝IFFT_T({Z(m)})，m＝1，...，N_p-1，n＝1，...，T.(7)

{z(n)}的峰值位置(即n_max)提供关于u的信息，即，将在n_max处所识别的显著频率分量到相应的发射序列索引之间的映射确定为

$\frac{u}{N_G}=\frac{n_{\max }}{T}.---\left(8\right)$

这个等式体现了在所识别的显著频率分量与序列索引之间的已知预定映射方案。序列索引基于所发射的序列索引与作为所接收到的参考序列的来源的小区的小区ID相对应。本发明对于定时和频率误差的鲁棒性好，因为特定的定时或频率误差将不改变该基于微分向量的频率分量。

如上所强调的，在一些实施例中，参考序列出现在OFDM信号的一组子载波上，并在不同的子载波对之间计算每个基于微分的值。在一些实施例中，分析/处理基于微分的值以识别显著的频率分量包括取至少基于微分的值的前向/逆向离散傅立叶变换以及识别变换的输出中的峰值。

可以通过在FFT输出的幅度中峰值的位置来识别所述显著频率分量。可以使用常规的峰值检测方法，诸如将FFT中的样本的幅度与阈值相比较。如果存在接收到的多个序列，则将出现多个峰值。

在另一实施例中，我们可以将所识别的显著频率分量映射到与所识别的显著频率分量附近相对应的其它可能发射的序列索引。当在系统中使用的某些值“u”间距很小(例如，相邻)时，噪声或干扰可能使得峰值出现靠近而不是与对索引“u”所预期的位置相同的位置。通过在峰值附近搜索，我们可以识别一个以上的候选序列索引以进一步检查(诸如在多个参考信号传输周期内)。例如，可以将在多个参考信号传输周期内的结果组合、比较、多数投票表决等以帮助识别正在接收的“u”的值。概括地说，我们可以将所识别的显著频率分量映射到与所识别的显著频率分量附近相对应的其它可能发射的序列索引。

在检测多个序列的情况下，我们可以使用取消的方法来改善检测弱序列的索引的可靠性。在这样的实施例中，我们首先识别最好的序列，估计与已知参考序列有关的信道响应，重新构造由第一已知序列及其信道响应所贡献的那部分接收信号，从接收信号中移除那一部分，并且然后执行与在第一序列检测中所需的那些步骤类似的步骤以获得第二序列索引。该过程可以继续直到所有序列均被检测为止。

在本发明的优选实施例中，GCL序列的基于微分的向量携带可以容易地从基于微分的向量的频率分量检测到的类索引信息(参考(6))。根据如何使用参考序列，可以设计快速小区搜索的其它变体。例如，还可以从两个发射的OFDM符号获得基于微分的向量，其中每个OFDM符号包括频率中的多个参考子载波。在第一符号中，在参考子载波上发射序列{S_G(m)}。在第二符号中，可以在相同组子载波上应用相同序列{S_G(m)}的移位形式(例如，移动一个位置表示为{S_G(m+1)})。然后，对于每个参考子载波，可以根据这两个符号处的频率数据对来导出微分向量。假设信道在两个OFDM符号时间内不改变，可以同样地通过(6)来近似微分向量。

当然，在第二符号中的移位序列可以占用作为第一符号所使用的子载波的邻居的子载波，而不一定准确地是相同的子载波。而且，这两个符号不必相互邻近。本质上，只要在两个频率-时间位置之间的信道变化不太快地改变，微分向量就可以相当好地近似序列的微分。然后，可以容易地检测类索引。

虽然移位一个位置是优选的实现，但是也可以使用移位两个位置，注意以下事实

$S_G(m+j)/S_G\left(m\right)=\exp \{-j2\mathrm{\πu}\frac{\mathrm{jk}+m(m+1)/2+\mathrm{qj}}{N_G}\},m=1,\·\·\·,N_p-1.---\left(9\right)$

图4示出了在通信单元103内的快速小区搜索方法(基站标识)的流程图。逻辑流程在步骤401开始，在步骤401中，接收参考序列，并且计算在所接收到的信号的多个元素对中的每一对之间的基于微分的值。如上所讨论的，所计算的基于微分的向量近似于(6)中所示的相位斜波信息。在步骤402，分析/处理基于微分的向量以识别一个或多个显著频率分量。最后，所识别的频率分量的位置将被映射到所发射序列的相应索引(步骤403)和相应基站标识。特别地，序列索引与作为所接收到的信号的来源的小区ID相对应。

图5是示出通过识别多个序列索引进行基站识别的流程图。步骤501计算多个基于微分的值。步骤502分析基于微分的值并且识别多个显著的频率分量，并且步骤503(通过预定等式或其它映射形式)将显著的频率分量映射或转换到相应的发射序列索引。如所讨论的，所发射的序列索引映射到作为所接收到的信号的来源的特定基站。

图6示出了使用取消的方法来检测多个序列以改善检测弱序列索引的可靠性的情况的流程图。步骤601估计与第一已知参考序列有关的信道响应(例如，对于第一已知参考序列，可以使用导频来估计信道，或者可以使用其它已知导频来进行信道估计)。步骤603由于第一已知序列和估计的信道响应而重新构造并移除那部分接收信号以提供经修改的接收参考序列(例如，可以计算并减去由于第一参考信号而引起的那部分接收信号)。步骤605计算在经修改的接收参考序列的多个元素对中的每一对之间的基于微分的值。步骤607分析/处理基于微分的值以识别显著的频率分量。步骤609基于该显著的频率分量来识别第二参考序列的索引。

图7示出了本发明的另外的实施例的流程图。在步骤701中，通信单元(诸如移动单元)接收由源通信单元(诸如BS)发射的参考序列，其中，由源通信单元发射的序列具有与源通信单元所使用的序列索引相对应的相位斜波特性(例如，可以从等式2导出特定索引的基于GCL的参考信号的相位斜波特性)。在步骤703中，分析/处理所接收到的参考序列以提取其相位斜波特性，并且在步骤705中，所提取的相位斜波特性被用作用于确定序列索引以及因此的信号的发射机的基础。例如，等式2中的每个序列索引“u”具有其本身的相位斜波特性。

图8是远程单元的框图。如图所示，该远程单元包括用于计算在参考序列的多个元素对中的每一对之间的基于微分值的基于微分值计算电路801。包括用于分析/处理基于微分的值以识别显著频率分量的分析/处理电路802。最后，该远程单元包括映射电路803，用于基于预定的映射方案将所识别的显著频率分量映射到一个或多个相应的发射序列索引。另外，映射电路803基于所发射的序列索引来识别基站。

对于图7的实施例，省略了图8的基于微分值计算电路，并且利用分析/处理电路来分析/处理接收到的参考信号以提取其相位斜波特性，并且映射电路803使用所提取的相位斜波特性作为用于确定序列索引的基础。

在一些情况下，通信系统可以利用多个同步信道。例如，3GPP RANWG1正在讨论用于演进UTRA OFDM下行链路的小区搜索。目前，对具有主(P-SCH)和辅(S-SCH)同步信道的分级同步信道(SCH)结构取得了一致意见。图9图示了这样的同步信道。

如图9所示，无线帧901包括多个子帧903。特别地，在无线帧中的一个或多个子帧包含S-SCH 905和P-SCH 907。P-SCH和S-SCH被时分复用，并且P-SCH符号位于包含SCH的子帧内的最后一个OFDM符号中，并且S-SCH位于与P-SCH相邻的OFDM符号中。在该分级同步信道(SCH)结构中，在操作期间，利用P-SCH进行OFDM符号定时估计、频率偏移估计和信道估计等。如上所讨论的，将GCL序列用于P-SCH。这样的GCL序列可以简单地包括“Zadoff-Chu”序列(GCL序列的特定实现)。也可以利用序列的其它形式(GCL或非GCL)。此外，在系统中存在多个(少量)P-SCH序列以便改善使用P-SCH的信道估计结果的精度。

在操作期间，S-SCH被用于提供诸如小区ID的小区特定信息。为了在不增加SCH开销的情况下经由S-SCH来增加小区特定信息的量，采用了由复指数波调制的双层S-SCH序列设计(例如，GCL序列)。

由复指数波调制的GCL序列可以包括由DFT序列调制的GCL序列、由相位旋转正交序列调制的GCL序列或时域循环移位GCL序列。u类GCL序列调制的复指数波(索引v)被定义为：

$X_{u,v}\left(l\right)=S_u\left(l\right)*r_v\left(l\right)=\exp \{-j2\mathrm{\πu}\frac{l(l+1)}{2N_G}\}*\exp \left\{j2\mathrm{\πv}\frac{l}{N_P}\right\}=\exp \{-j2\mathrm{\πu}\frac{l(l+F)}{2N_G}\}---\left(10\right)$

其中，

S_u：q＝0，b＝0且为u类的GCL序列，

r_v：具有索引v的复指数波，

N_G：素数，

N_P：在S-SCH上使用的子载波的数目，

u＝1，...N_G-1被称为GCL序列的“类”(即，GCL序列索引)

v＝0，1，...N_P-1是复指数波的索引，

1＝0，1，...N_P-1是序列中的条目的索引，

$F=1-\frac{v}{u}*\frac{2N_G}{N_P}$ (F：有理数)

GCL序列索引和复指数波索引充当完整的小区ID或部分小区ID或其它小区特定信息。因此，用户设备(UE)可以通过用如上所述的“基于微分的”处理来检测GCL序列索引而简单地识别完整的小区ID或部分小区ID。此外，使用P-SCH符号的信道估计结果来检测复指数波索引。然而，在同步网络的情况下，对于用“基于微分的”处理进行GCL序列索引检测存在以下两个问题。

·相邻小区之间的同步S-SCH上的小区间干扰：当将不同的GCL序列索引分配到相邻小区(或扇区)时，用“基于微分的”处理进行的GCL序列索引检测遭受小区间干扰。

·由于通过小区特定复指数波来调制GCL序列而引起的GCL索引的错误检测：当将相同的GCL序列索引和不同的复指数波索引分配到相邻小区(或扇区)时，发生GCL序列索引的错误检测。

为了解决上述问题，将用扰码来加扰S-SCH。该扰码可以基于用于小区搜索的P-SCH序列索引。特别地，加扰了S-SCH序列(无论S-SCH-GCL上使用哪种序列/CAZAC只是示例)，其中从一组可能的加扰序列中选择加扰序列。每个加扰序列可以与系统中的可能的P-SCH序列中的一个相对应。例如，如果在系统中存在3个可能的P-SCH序列，则可以存在三个可以被应用于S-SCH的可能的扰码。如果基站使用第一P-SCH序列，则它可以通过第一扰码来加扰S-SCH序列等。

在本发明的优选实施例中：

·用于S-SCH的扰码是诸如PN序列的伪随机序列。

·可以基于P-SCH序列索引来确定用于S-SCH的扰码索引。

·扰码的数目与P-SCH序列的数目相同。

·系统中的S-SCH扰码的重新使用计划也与系统中的P-SCH序列的重新使用计划相同。

即使在系统中只存在一个P-SCH序列，也可以在相邻的小区之间用不同的扰码来加扰S-SCH，其中从一组加扰序列中选择加扰序列。在这种情况下，可以通过接收机中的假设测试来实现S-SCH的解扰。

在本发明的优选实施例中，当如上所讨论地将“由复指数波调制的GCL”用于S-SCH序列时，被加扰的S-SCH序列被定义为

Q_u，v，z(l)＝S_u(l)*r_v(l)*c_z(l)(11)

其中，

S_u：q＝0，b＝0且为u类的GCL序列，

r_v：具有索引v的复指数波，

c_z：具有代码索引z的扰码

上述技术可以在相邻小区之间的同步SCH的情况下使由于用于GCL索引检测的“基于微分的”处理而引起的小区间干扰随机化。因此，GCL序列索引检测将不会遭受来自相邻小区的小区间干扰。这将减轻对S-SCH的GCL索引分配的限制。另外，上述技术使由于微分处理而引起的GCL索引的错误检测最小化。

图10图示了用于发射P-SCH和S-SCH两者的发射机1000。显然，该发射机包括将其各自的信道输出到多路复用器1021的S-SCH 1001和P-SCH 1017两者。然后，所述输出经由多路复用器1021被多路复用并在传输之前由CP电路1023添加了循环前缀。在操作期间，P-SCH序列由序列生成电路1015生成，并且然后被传递到IFFT 1019。P-SCH序列生成器1015利用具有第一索引(z)的GCL序列。第一索引被传递到S-SCH电路1001，并且特别传递到扰码生成电路1013，在扰码生成电路1013中，扰码电路基于第一索引生成适当的扰码。

GCL序列生成电路1003生成具有第二索引(u)的第二GCL序列，并且将第二GCL序列输出到NP点乘法电路1005，在NP点乘法电路1005中，将GCL序列与具有索引(v)的复指数波相乘。经由电路1011生成了复指数波。然后，经由乘法电路1007来加扰结果信号。所述加扰通过基于第一索引用适当的扰码进行加扰而实现。结果信号(S-SCH序列)被传递到IFFT电路1009并输出到多路复用器1021。如图9所示，该多路复用器多路复用S-SCH和P-SCH信道。

图11是接收S-SCH和P-SCH的接收电路1100的框图。在操作期间，接收机1121接收P-SCH和S-SCH两者。P-SCH索引检测器1101检测P-SCH的索引并将该索引传递到扰码生成器1103。扰码生成器1103基于该索引而生成适当的扰码，并将该扰码输出到解扰电路1105，在解扰电路1105中，基于所述索引而将接收到的S-SCH解扰。然后，结果已解扰信号被输出到GCL序列索引检测器，在GCL序列索引检测器中，进行差分调制(经由调制器1107)、IFFT处理(经由IFFT 1109)以及峰位搜索(经由搜索器1111)。然后，从峰位搜索器1111输出GCL索引。所检测的GCL索引和估计的信道响应连同已解扰信号一起被输出到复指数波索引检测器。在均衡之后(经由均衡器1113)，经由电路1115从信号中移除GCL序列。IFFT经由IFFT电路1117而进行，并且经由电路1119来确定峰位。然后，输出复指数波索引。

图12是示出图10的发射机的操作的流程图。逻辑流程在步骤1201开始，在步骤1201中，P-SCH电路1017生成P-SCH序列。如以上所讨论的，P-SCH序列可以包括GCL序列或Zadoff-Chu序列。另外，整个系统可以利用一个序列，或者替代地，P-SCH序列可以包括来自一组可能序列的序列。

在步骤1203，S-SCH电路1001输出与复指数波相乘并且用扰码加扰的S-SCH序列。如以上所讨论的，S-SCH提供诸如小区ID的小区特定信息。另外，扰码可以是基于P-SCH的GCL序列索引。另外，S-SCH序列可以包括GCL序列或Zadoff-Chu序列，其中GCL序列索引或Zadoff-Chu序列索引和复指数波索引充当完整的小区ID或部分小区ID或其它小区特定信息。

另外，如以上所讨论的，可以从一组可能的扰码之中选择扰码，并且每个扰码可以与系统中的可能的P-SCH序列中的一个相对应。在系统仅发射用于P-SCH的一个序列的情况下，扰码可以是基于小区标识，每个小区或扇区基于小区或扇区标识而用序列来加扰S-SCH，允许每个小区或扇区可以利用不同的扰码。

接着，在步骤1205，发射机1025发射子帧中的P-SCH和该子帧中的S-SCH。

图13是示出接收电路1100的操作的流程图。逻辑流程在步骤1301开始，在步骤1301中，接收机1121接收P-SCH和S-SCH。如以上所讨论的，P-SCH可以包括GCL序列或Zadoff-Chu序列。另外，整个系统可以利用单个序列，或者替代地，P-SCH序列可以包括来自一组可能序列的一个序列。

在步骤1303，扰码生成器1103生成用于将S-SCH解扰的扰码。如以上所讨论的，扰码可以是基于P-SCH的GCL序列索引。另外，如以上所讨论的，可以从一组可能的扰码之中选择扰码，并且每个扰码可以与系统中的可能的P-SCH序列中的一个相对应。在系统只发射用于P-SCH的一个序列的情况下，扰码可以是基于小区标识，每个小区或扇区基于小区或扇区标识而用序列来加扰S-SCH，允许每个小区或扇区可以利用不同的扰码。

在步骤1305，P-SCH索引检测器1101检测P-SCH的索引，并且在步骤1307，GCL序列索引检测器检测S-SCH的GCL索引。最后，在步骤1309，复指数波索引检测器确定S-SCH的指数波索引。

虽然已参照本发明的特定实施例而特别地示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以在本发明中进行形式和细节方面的各种改变。

Claims (8)

1.一种用于快速小区搜索的方法，所述方法包括步骤：

在子帧中通过主同步信道(P-SCH)发射GCL序列，其中所述GCL序列具有GCL序列索引值；

在子帧中通过辅同步信道(S-SCH)发射第二GCL序列，其中，用扰码来加扰包含所述第二GCL序列的所述S-SCH，其中，用于加扰所述S-SCH的扰码基于通过所述P-SCH发射的所述GCL序列的GCL序列索引。

2.根据权利要求1的方法，其中，所述S-SCH提供诸如小区ID的小区特定信息。

3.根据权利要求1的方法，其中，发射S-SCH的步骤包括发射由复指数波调制并用扰码来加扰的GCL序列的步骤。

4.根据权利要求3的方法，其中，GCL序列索引和复指数波索引充当完整的小区ID或部分小区ID或其它小区特定信息。

5.根据权利要求1的方法，其中，通过所述P-SCH发射所述GCL序列的步骤包括发射来自一组可能序列的序列的步骤，并且其中，从一组可能的扰码中选择了扰码，并且其中，每个扰码与系统中的可能的P-SCH序列中的一个相对应。

6.一种用于快速小区搜索的方法，所述方法包括步骤：

在子帧中接收通过主同步信道(P-SCH)发射的GCL序列，其中所述序列具有GCL序列索引值；

在子帧中通过辅同步信道(S-SCH)接收第二GCL序列，其中，用扰码来加扰包含所述第二GCL序列的所述S-SCH，其中，用于加扰所述S-SCH的扰码基于通过所述P-SCH发射的所述序列的GCL序列索引。

7.一种用于快速小区搜索的装置，所述装置包括：

发射机，用于在子帧中通过主同步信道(P-SCH)发射GCL序列，其中所述GCL序列具有GCL序列索引值；以及

发射机，用于在子帧中通过辅同步信道(S-SCH)发射第二GCL序列，其中，用扰码来加扰包含所述第二GCL序列的所述S-SCH，其中，用于加扰所述S-SCH的扰码基于通过所述P-SCH发射的所述GCL序列的GCL序列索引。

8.一种用于快速小区搜索的装置，所述装置包括：

接收机，用于在子帧中通过主同步信道(P-SCH)接收GCL序列，其中所述序列具有GCL序列索引值；

接收机，用于在子帧中通过辅同步信道(S-SCH)接收第二GCL序列，其中，用扰码来加扰包含所述第二GCL序列的所述S-SCH，其中，用于加扰所述S-SCH的扰码基于通过所述P-SCH发射的所述序列的GCL序列索引。

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