CN103763295B - 全域覆盖多波束卫星lte的辅助同步信道传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全域覆盖多波束卫星LTE的辅助同步信道传输方法，包括S‑SCH的时频结构及频域SSS序列的子载波映射方式；在时域，所述的S‑SCH位于第0号和第10号时隙的第6和第7个OFDM符号；在频域，所述的S‑SCH位于系统下行发送带宽的中心位置72个子载波，DC子载波除外。本发明避免了全域覆盖多波束卫星LTE系统中不同卫星S‑SCH之间的干扰，从而提高小区搜索的性能，实现快速小区搜索。同时，利用本发明的S‑SCH传输方案，便于实现残余频偏的估计。

Description

全域覆盖多波束卫星LTE的辅助同步信道传输方法

技术领域

本发明涉及一种全域覆盖多波束卫星LTE的辅助同步信道传输方法，属于宽带无线通信技术领域。

背景技术

卫星移动通信是实现在任何地点进行通信的必要手段之一。近年来，第四代（TheFourth Generation Mobile Communication Systems,4G）陆地蜂窝移动通信发展日趋成熟，以正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）、多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）和同频组网等作为关键技术的第三代合作伙伴计划长期演进技术（The3^rd Generation Partnership Project Long Term Evolution,3GPP-LTE）已经陆续投入商用。将具有高速率、大容量、高频谱效率、高功率效率等特点的陆地LTE（Terrestrial LTE,T-LTE）应用到卫星移动通信中，建立同频组网的多波束卫星LTE（Satellite LTE,S-LTE）移动通信系统是当前卫星移动通信领域研究的热点和难点。多波束S-LTE采用多颗卫星（可能是不同类型的卫星）共同组网，从而实现全域覆盖。

为使用户设备（User Equipment,UE）更好地实现小区搜索，T-LTE系统定义了同步信道（Synchronization Channel,SCH）。SCH分为主同步信道（Primary SynchronizationChannel,P-SCH）和辅助同步信道（Secondary Synchronization Channel,S-SCH），其中，P-SCH传输主同步信号（Primary Synchronization Signal,PSS），S-SCH传输辅助同步信号（Secondary Synchronization Signal,SSS）。

T-LTE系统中定义了3条频域PSS序列，由长度为N_zc＝63的标准ZC序列按照如下公式生成

其中，u＝25,29,34为标准ZC序列的根序号。

频域SSS序列由两条长度为31的二进制序列和按下式级联而成：

其中，

m₀＝m′mod31

和是长度为31的m序列分别循环移位m₀和m₁得到的序列，可表示为

其中，x(i)定义如下式所示

其中，初始条件为：x(0)＝0,x(1)＝0,x(2)＝0,x(3)＝0,x(4)＝1。

c₀(n)和c₁(n)为与PSS序列有关的加扰序列，可表示为

其中，x(i)定义如下式所示

其中，初始条件为：x(0)＝0,x(1)＝0,x(2)＝0,x(3)＝0,x(4)＝1。

和是分别与m₀和m₁有关的加扰序列，可表示为

其中，x(i)定义如下式所示

其中，x(i)的初始条件均为：x(0)＝0,x(1)＝0,x(2)＝0,x(3)＝0,x(4)＝1。

图1给出了T-LTE系统FDD帧结构下SCH的时频结构。在时域，P-SCH和S-SCH采用时分复用，在一个10ms无线帧内发送两次，每隔5ms发送一次。P-SCH位于第0号和第10号时隙的最后一个OFDM符号。S-SCH位于P-SCH所在OFDM符号的前一个OFDM符号中。在频域，SCH位于系统下行发送带宽的中心位置72个子载波（DC子载波除外）。

图2为T-LTE系统频域PSS序列的子载波映射图，长度为62的频域PSS序列从左到右依次映射到DC子载波两边，DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护，共占用了系统中心位置72个子载波（DC子载波除外）。图3为T-LTE系统频域SSS序列的子载波映射图，与频域PSS序列的子载波映射相似，两条长度为31的序列加扰后交错地映射到DC子载波两边62个子载波上，DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护，共占用了系统中心位置72个子载波（DC子载波除外）。

同频组网的多波束S-LTE系统采用多颗卫星（可能是不同类型的卫星）共同组网，从而实现全域覆盖。同频组网的多波束S-LTE系统在卫星上采用大型天线阵列产生多个波束，到达地面后形成多个小区，不同轨道上卫星的小区可能互相交叠，若其采用与T-LTE系统完全相同的S-SCH时频结构及其子载波映射方式，则不同轨道卫星的S-SCH之间将相互干扰，无法成功实现小区搜索。因此，必须为全域覆盖多波束S-LTE系统重新设计S-SCH传输方案。

发明内容

发明目的：针对全域覆盖多波束S-LTE需要新的S-SCH传输方案这一需求，本发明提供了一种全域覆盖多波束卫星LTE的S-SCH传输方法，避免了不同卫星S-SCH之间的干扰，从而提高小区搜索的性能，实现快速小区搜索。

技术方案：一种全域覆盖多波束卫星LTE的辅助同步信道传输方法，包括S-SCH的时频结构及频域SSS序列的子载波映射方式。

在时域，S-SCH位于第0号和第10号时隙的第6和第7个OFDM符号；在频域，所述的S-SCH位于系统下行发送带宽的中心位置72个子载波（DC子载波除外）。

62点频域SSS序列的子载波映射规则如下：卫星1的62点频域SSS序列的偶序列d(2n)映射到第0号和第10号时隙的第6个OFDM符号的中心62个子载波（DC子载波除外）中的偶数号子载波，奇数号子载波和DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护，奇数序列d(2n+1)映射到第0号和第10号时隙的第7个OFDM符号的中心62个子载波（DC子载波除外）中的偶数号子载波，奇数号子载波和DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护；卫星2的62点频域SSS序列的偶序列d(2n)映射到第0号和第10号时隙的第6个OFDM符号的中心62个子载波（DC子载波除外）中的奇数号子载波，偶数号子载波和DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护，奇数序列d(2n+1)映射到第0号和第10号时隙的第7个OFDM符号的中心62个子载波（DC子载波除外）中的奇数号子载波，偶数号子载波和DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护。

所述的利用S-SCH进行残余频偏估计公式为：

其中，表示估计得的归一化残余频偏；R(k)表示频域接收SSS序列；N表示系统FFT点数；N_CP表示循环前缀长度；∠{·}表示求相角。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供的全域覆盖多波束卫星LTE的辅助同步信道传输方法具有如下优点：第一，避免了全域覆盖多波束卫星LTE系统中不同卫星S-SCH之间的干扰，从而提高小区搜索的性能，实现快速小区搜索；第二，利用本发明的S-SCH传输方案，可以实现残余频偏的估计。

附图说明

图1是T-LTE系统FDD帧结构SCH时频结构图。

图2是T-LTE系统频域PSS序列子载波映射图。

图3是T-LTE系统频域SSS序列子载波映射图。

图4是本发明方法的S-SCH时频结构及频域SSS序列的子载波映射图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

全域覆盖多波束卫星LTE的辅助同步信道传输方法，包括S-SCH的时频结构及频域SSS序列的子载波映射方式。

以0号时隙为例，首先，根据频域SSS序列的生成公式分别生成卫星1和卫星2的62点频域SSS序列d₁(n)和d₂(n)。

然后，根据本发明所提供的S-SCH的时频结构及频域SSS序列的子载波映射方式，将卫星1的62点频域SSS偶序列d₁(2n)映射到第0号时隙的第6个OFDM符号的中心62个子载波（DC子载波除外）中的偶数号子载波，奇数号子载波和DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护，奇数序列d₁(2n+1)映射到第0号时隙的第7个OFDM符号的中心62个子载波（DC子载波除外）中的偶数号子载波，奇数号子载波和DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护；卫星2的62点频域SSS偶序列d₂(2n)映射到第0号时隙的第6个OFDM符号的中心62个子载波（DC子载波除外）中的奇数号子载波，偶数号子载波和DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护，奇数序列d₂(2n+1)映射到第0号时隙的第7个OFDM符号的中心62个子载波（DC子载波除外）中的奇数号子载波，偶数号子载波和DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护。

利用S-SCH进行残余频偏估计公式为：

其中，表示估计得的归一化残余频偏；R(k)表示频域接收SSS序列；N表示系统FFT点数；N_CP表示循环前缀长度；∠{·}表示求相角。

最后，通过离散傅立叶逆变换（Inverse Discrete Fourier Transform,IDFT）并加上循环前缀（Cyclic Prefix,CP）得到时域辅助同步信号，经过发送滤波器等处理后通过卫星移动通信S-eNodeB的发射装置在S-SCH上发送出去。

Claims (2)

1.一种全域覆盖多波束卫星LTE的辅助同步信道传输方法，其特征在于：包括S-SCH的时频结构及频域SSS序列的子载波映射方式；

在时域，所述的S-SCH位于第0号和第10号时隙的第6和第7个OFDM符号；在频域，所述的S-SCH位于系统下行发送带宽的中心位置72个子载波，DC子载波除外；

根据频域SSS序列的生成公式分别生成卫星1和卫星2的62点频域SSS序列，62点频域SSS序列的子载波映射规则如下：卫星1的62点频域SSS序列的偶序列d(2n)映射到第0号和第10号时隙的第6个OFDM符号的中心62个子载波中的偶数号子载波，DC子载波除外，奇数号子载波和DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护，奇数序列d(2n+1)映射到第0号和第10号时隙的第7个OFDM符号的中心62个子载波中的偶数号子载波，DC子载波除外，奇数号子载波和DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护；卫星2的62点频域SSS序列的偶序列d(2n)映射到第0号和第10号时隙的第6个OFDM符号的中心62个子载波中的奇数号子载波，DC子载波除外，偶数号子载波和DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护，奇数序列d(2n+1)映射到第0号和第10号时隙的第7个OFDM符号的中心62个子载波中的奇数号子载波，DC子载波除外，偶数号子载波和DC子载波不传输信号，左右各空闲5个子载波用于提供干扰保护。

2.根据权利要求1所述的全域覆盖多波束卫星LTE的辅助同步信道传输方法，其特征在于：利用S-SCH进行残余频偏估计公式为：

$\widehat{\mathrm{\ϵ}}=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\frac{N}{N+N_{CP}}\∠\left\{\underset{k=0}{\overset{30}{\mathrm{\Σ}}}R(2k+1)d^{*}(2k+1){\[R\left(2k\right)d^{*}\left(2k\right)\]}^{*}\right\}$

其中，表示估计得的归一化残余频偏；R(k)表示频域接收SSS序列；N表示系统FFT点数；N_CP表示循环前缀长度；∠{·}表示求相角。