CN108207025B - 同步信号发送方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种同步信号发送方法和装置。其中，方法包括：获取初始同步序列；其中，所述初始同步序列对应的频谱宽度大于同步信道的带宽，且小于所述同步信道的带宽与系统保护带宽之和；将所述初始同步序列分割成N个子同步序列；将所述N个子同步序列承载在N个时域符号上；将所述N个时域符号发送给接收装置。本发明实施例提供的同步信号发送方法，降低了同步信号的带宽损失，提升了系统同步带宽的利用率和同步性能。

Description

同步信号发送方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种同步信号发送方法和装置。
背景技术
同步技术是无线通信系统的关键技术之一。发送端在发送信号中插入特定的同步信息，接收端利用同步算法获取接收信号中的同步信息，从而达到与发送端同步的状态。
其中，窄带通信系统是无线通信系统的一个重要分支。窄带通信系统是带宽受限的通信系统。一个时域符号中包含的频域子载波的数量有限。为了获得较好的同步性能，发送端通常将多个连续发送的时域符号合并在一起，用来传递同步信息。多符号可以在频域上承载长度较长的同步序列，从而提高同步序列的自相关特性。
目前，窄带通信系统在生成同步序列时，同步序列对应的频谱宽度不会超过系统同步信道的带宽。但是，时域符号的结构中通常包括冗余。例如：正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)符号包括循环前缀(Cyclic Prefix，CP)，或者，发送端需要在时域符号中加入冗余信息，或者，频域上限制同步信号带宽等。同步信号经过冗余扣除和限制带宽等操作后，将会导致同步信号的带宽损失，同步信号的相关特性下降，导致同步性能亏损。
发明内容
本发明实施例提供一种同步信号发送方法和装置，降低了同步信号的带宽损失，提升了系统同步带宽的利用率和同步性能。
第一方面，本发明实施例提供一种同步信号发送方法。该方法包括：获取初始同步序列；将初始同步序列分割成N个子同步序列；将N个子同步序列承载在N个时域符号上，其中，每个子同步序列由一个时域符号承载；将N个时域符号发送给接收装置。
通过第一方面提供的同步信号发送方法，充分利用了系统同步带宽和系统保护带宽，使得初始同步序列的长度增长，相关性更好。在经过冗余扣除和限制带宽等操作后，可以降低同步信号的带宽损失，提升了系统同步带宽的利用率和同步性能。
在第一方面的一种可能的实施方式中，初始同步序列的长度L满足：(BWsync+M·BWsubcarrier)·Tsync>L>BWsync·Tsync。其中，BWsync为同步信道的带宽，BWsubcarrier为子载波带宽，Tsync为同步信号持续时间，M＝BWprotect/BWsubcarrier，BWprotect为系统保护带宽。
通过该可能的实施方式提供的同步信号发送方法，具体提供了初始同步序列的长度的一种取值范围。在该长度范围内选择初始同步序列，可以充分利用系统同步带宽和系统保护带宽，降低同步信号的带宽损失，提升系统同步带宽的利用率和同步性能。
在第一方面的一种可能的实施方式中，初始同步序列的长度L满足：
Figure BDA0001184150900000021
通过该可能的实施方式提供的同步信号发送方法，具体提供了初始同步序列的长度的另一种取值范围。在该长度范围内选择初始同步序列，可以充分利用系统同步带宽和系统保护带宽，降低同步信号的带宽损失，提升系统同步带宽的利用率和同步性能。
在第一方面的一种可能的实施方式中，M的最大值为2。
在第一方面的一种可能的实施方式中，在将初始同步序列分割成N个子同步序列之前，方法还可以包括：对初始同步序列进行上采样。
第二方面，本发明实施例提供一种同步信号发送装置。同步信号发送装置根据不同的通信系统而有所不同。例如：同步信号发送装置可以为：演进型基站、基站、微基站、无线路由器、地面站，等等。该装置包括：处理模块和收发模块。处理模块，用于获取初始同步序列；将初始同步序列分割成N个子同步序列；将N个子同步序列承载在N个时域符号上，其中，每个子同步序列由一个时域符号承载。收发模块，用于将N个时域符号发送给接收装置。
在第二方面的一种可能的实施方式中，初始同步序列的长度L满足：(BWsync+M·BWsubcarrier)·Tsync>L>BWsync·Tsync。其中，BWsync为同步信道的带宽，BWsubcarrier为子载波带宽，Tsync为同步信号持续时间，M＝BWprotect/BWsubcarrier，BWprotect为系统保护带宽。
在第二方面的一种可能的实施方式中，初始同步序列的长度L满足：
Figure BDA0001184150900000031
在第二方面的一种可能的实施方式中，M的最大值为2。
在第二方面的一种可能的实施方式中，处理模块还用于：对初始同步序列进行上采样。
第三方面，本发明实施例提供一种同步信号发送装置。同步信号发送装置根据不同的通信系统而有所不同。例如：同步信号发送装置可以为：演进型基站、基站、微基站、无线路由器、地面站，等等。该装置包括：处理器和收发器。处理器，用于获取初始同步序列；将初始同步序列分割成N个子同步序列；将N个子同步序列承载在N个时域符号上，其中，每个子同步序列由一个时域符号承载。收发器，用于将N个时域符号发送给接收装置。
在第三方面的一种可能的实施方式中，初始同步序列的长度L满足：(BWsync+M·BWsubcarrier)·Tsync>L>BWsync·Tsync。其中，BWsync为同步信道的带宽，BWsubcarrier为子载波带宽，Tsync为同步信号持续时间，M＝BWprotect/BWsubcarrier，BWprotect为系统保护带宽。
在第三方面的一种可能的实施方式中，初始同步序列的长度L满足：
Figure BDA0001184150900000032
在第三方面的一种可能的实施方式中，M的最大值为2。
在第三方面的一种可能的实施方式中，处理器还用于：对初始同步序列进行上采样。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当同步信号发送装置的至少一个处理器执行该计算机执行指令时，同步信号发送装置执行上述第一方面或者第一方面的各种可能设计提供的同步信号发送方法。
第五方面，本发明实施例提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机执行指令，该计算机执行指令存储在计算机可读存储介质中。同步信号发送装置的至少一个处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机执行指令，至少一个处理器执行该计算机执行指令使得同步信号发送装置实施第一方面或者第一方面的的各种可能设计提供的同步信号发送方法。
第六方面，本发明实施例提供一种通信系统，包括第二方面或者第二方面的各种可能设计提供的同步信号发送装置以及接收装置，或者，包括第三方面或者第三方面的各种可能设计提供的同步信号发送装置以及接收装置。
结合上述第一方面以及第一方面的各可能的实施方式、第二方面以及第二方面的各可能的实施方式，第三方面以及第三方面的各可能的实施方式、第四方面以及第四方面的各可能的实施方式、第五方面以及第五方面的各可能的实施方式、第六方面以及第六方面的各可能的实施方式，其中，初始同步序列对应的频谱宽度大于同步信道的带宽，且小于同步信道的带宽与系统保护带宽之和。N为同步信号占用的时域符号的数目，N为大于1的整数。
本发明实施例提供一种同步信号发送方法和装置。其中，方法包括：获取初始同步序列；其中，初始同步序列对应的频谱宽度大于同步信道的带宽，且小于同步信道的带宽与系统保护带宽之和；将初始同步序列分割成N个子同步序列；将N个子同步序列承载在N个时域符号上；将N个时域符号发送给接收装置。本发明实施例提供的同步信号发送方法，降低了同步信号的带宽损失，提升了系统同步带宽的利用率和同步性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的同步信号发送方法的系统架构图；
图2为本发明实施例提供的同步信号发送方法的实施例一的流程图；
图3为本发明实施例提供的同步信号发送方法的实施例一中eIoT系统同步信号的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的同步信号发送方法的实施例一中不同长度同步序列对应的频谱宽度比对图；
图5为本发明实施例提供的同步信号发送方法的实施例一中不同长度同步序列的相关性能比对图；
图6为本发明实施例提供的同步信号发送装置的实施例一的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的同步信号发送装置的实施例二的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的通信系统的实施例一的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明实施例提供的同步信号发送方法的系统架构图。本发明实施例提供的同步信号发送方法，可以适用于发送端和接收端需要进行同步的通信系统中。如图1所示，典型的通信系统包括：卫星通信系统、无线通信系统和无线局域网。
卫星通信系统通常由卫星端和地面端组成。卫星端在空中起中继站的作用，把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站。地面站是卫星与地面公众网的接口。
无线通信系统通常由发送设备、接收设备和无线信道三部分组成。根据不同的无线通信系统，其包括的设备有所不同。例如：对于长期演进(Long Term Evolution，LTE)通信系统，系统中的设备包括：演进型基站(eNodeB)和终端。对于工业物联网(EnterpriseInternet of Things，eIoT)通信系统，系统中的设备包括：基站和终端。
无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)是使用电磁波取代双绞铜线所构成的局域网络。在无线局域网中，设备包括：无线路由器和终端。
本发明实施例涉及的终端，可以是手机、平板电脑等无线终端，该无线终端包括向用户提供语音和/或数据服务的设备，终端还可以是具有无线连接功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备，以及各种形式的用户设备UE、移动台(Mobile Station，MS)及终端(terminal)，本发明实施例并不限定。
本发明实施例涉及的基站和无线路由器，可以为任一具有管理无线网络资源的设备，本发明实施例并不限定。
本发明实施例所涉及的同步信号发送方法，主要应用于窄带通信系统中通过多符号承载同步信号的场景，旨在解决目前现有技术中同步信号经过冗余扣除和限制带宽操作后导致的同步带宽利用不充分、同步性能亏损的技术问题。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案以及本发明的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
图2为本发明实施例提供的同步信号发送方法的实施例一的流程图。本发明实施例提供的同步信号发送方法，执行主体可以为同步信号发送装置。同步信号发送装置根据不同的通信系统而有所不同。例如：同步信号发送装置可以为：演进型基站、基站、微基站、无线路由器、地面站，等等。如图2所示，本发明实施例提供的同步信号发送方法，可以包括：
步骤101、获取初始同步序列。
其中，初始同步序列对应的频谱宽度大于同步信道的带宽，且小于同步信道的带宽与系统保护带宽之和。
其中，本发明实施例对于获取初始同步序列的具体实现方式不做特别限制，根据不同的通信系统可以采用现有的方法实现。例如：对于LTE通信系统或者eIoT通信系统，同步信号发送装置可以在预先设置的同步序列候选集合中选取初始同步序列。
步骤102、将初始同步序列分割成N个子同步序列。
其中，N为同步信号占用的时域符号的数目，N为大于1的整数；
步骤103、将N个子同步序列承载在N个时域符号上。
其中，每个子同步序列由一个时域符号承载。
步骤104、将N个时域符号发送给接收装置。
在本发明实施例中，初始同步序列对应的频谱宽度大于同步信道的带宽，且小于同步信道的带宽与系统保护带宽的和。在系统同步带宽的基础上，为同步信号的冗余扣除预留了余量。相比于现有技术，本发明实施例提供的初始同步序列，充分利用了系统同步带宽和系统保护带宽，使得初始同步序列的长度增长，相关性更好。在经过冗余扣除和限制带宽等操作后，可以降低同步信号的带宽损失，提升了系统同步带宽的利用率和同步性能。
需要说明的是，本发明实施例对于同步信道的带宽和系统保护带宽并不做具体限定，根据不同的通信系统而有所不同。
需要说明的是，本发明实施例对于步骤103中，将N个子同步序列承载在N个时域符号上的具体实现方式不做特别限制，根据不同的通信系统而有所不同，可以采用现有的不同通信系统中的信号处理方法。
需要说明的是，本发明实施例对于同步序列的具体实现方式不做特别限制，根据需要进行设置。例如：同步序列可以为ZC序列。
可选的，在步骤102，将初始同步序列分割成N个子同步序列之前，本发明实施例提供的方法，还可以包括：
对初始同步序列进行上采样。
可选的，作为一种具体的实现方式，初始同步序列的长度L可以满足：(BWsync+M·BWsubcarrier)·Tsync>L>BWsync·Tsync。
其中，BWsync为同步信道的带宽，BWsubcarrier为子载波带宽；Tsync为同步信号持续时间；M＝BWprotect/BWsubcarrier；BWprotect为系统保护带宽。
可选的，作为另一种具体的实现方式，初始同步序列的长度L可以满足：
Figure BDA0001184150900000071
可选的，M的最大值可以为2。
下面以具体的通信系统为例进行详细说明。
假设通信系统为eIoT系统。图3为本发明实施例提供的同步信号发送方法的实施例一中eIoT系统同步信号的结构示意图。如图3所示，eIoT系统使用的时域符号为OFDM符号。系统信道总带宽为180kHz，同步信道的带宽为60kHz，子载波带宽为15kHz。系统包含12个子载波。系统使用信道中间位置的4个子载波承载同步信息。连续的14个OFDM符号构成一个同步信号，同步信号持续时间为1ms。系统保护带宽为30kHz。
可见，在eIoT系统中，BWsync＝60kHz，BWsubcarrier＝15kHz，BWprotect＝30kHz，N＝14，Tsync＝1ms，M＝BWprotect/BWsubcarrier＝30kHz/15kHz＝2。
在eIoT系统中，将初始同步序列进行上采样后，分割成14个子同步序列，顺序映射到14个OFDM符号上。每个子同步序列先进行快速傅里叶变换(Fast FourierTransformation，FFT)，再进行快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)IFFT，并按照OFDM符号的要求，在频域上只保留同步信道频点F上的信息，扣除CP位置上的数据并替换成CP数据。基站将通过信号处理后的14个子同步序列重新合并，构成待发送的同步信号。
现有的eIoT系统，采用的初始同步序列为长度59的ZC序列。
本发明实施例提供的同步信号发送方法，在一种实现方式中，初始同步序列的长度L可以满足90>L>60。在另一种实现方式中，初始同步序列的长度L可以满足84>L>56。
假设，本发明实施例中采用第一种实现方式，初始同步序列为长度79的ZC序列。
图4为本发明实施例提供的同步信号发送方法的实施例一中不同长度同步序列对应的频谱宽度比对图。图5为本发明实施例提供的同步信号发送方法的实施例一中不同长度同步序列的相关性能比对图。
如图4～图5所示，现有技术中采用长度为59的ZC序列，生成的同步信号实际对应的同步带宽为51kHz，并没有充分利用系统提供的同步信道带宽60kHz。而本发明实施例采用长度为79的ZC序列，生成的同步信号实际对应的同步带宽接近60kHz(981kHz-922kHz＝59kHz)，提高了系统同步带宽的利用率。而且，根据图5，长度为79的ZC序列相比于长度为59的ZC序列，具有更好的自相关性能，因此提升了系统的同步性能。
本发明实施例提供了一种同步信号发送方法，包括：获取初始同步序列，将初始同步序列分割成N个子同步序列，将N个子同步序列承载在N个时域符号上，将N个时域符号发送给接收装置。本发明实施例提供的同步信号发送方法，充分利用了系统同步带宽和系统保护带宽，使得初始同步序列的长度增长，相关性更好。在经过冗余扣除和限制带宽等操作后，可以降低同步信号的带宽损失，提升了系统同步带宽的利用率和同步性能。
图6为本发明实施例提供的同步信号发送装置的实施例一的结构示意图。本发明实施例提供的同步信号发送装置，根据不同的通信系统而有所不同。例如：同步信号发送装置可以为：演进型基站、基站、微基站、无线路由器、地面站，等等，可以执行图2～图5所示实施例提供的同步信号发送方法。如图6所示，本发明实施例提供的同步信号发送装置，可以包括：
处理模块12，用于获取初始同步序列。其中，初始同步序列对应的频谱宽度大于同步信道的带宽，且小于同步信道的带宽与系统保护带宽之和。将初始同步序列分割成N个子同步序列。其中，N为同步信号占用的时域符号的数目，N为大于1的整数。将N个子同步序列承载在N个时域符号上。其中，每个子同步序列由一个时域符号承载。
收发模块11，用于将N个时域符号发送给接收装置。
可选的，初始同步序列的长度L满足：(BWsync+M·BWsubcarrier)·Tsync>L>BWsync·Tsync。
其中，BWsync为同步信道的带宽，BWsubcarrier为子载波带宽，Tsync为同步信号持续时间，M＝BWprotect/BWsubcarrier，BWprotect为系统保护带宽。
可选的，初始同步序列的长度L满足：
Figure BDA0001184150900000091
可选的，M的最大值为2。
可选的，处理模块12还用于：在将初始同步序列分割成N个子同步序列之前，对初始同步序列进行上采样。
本发明实施例提供的同步信号发送装置，用于执行图2～图5所示方法实施例提供的同步信号发送方法，其技术原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图7为本发明实施例提供的同步信号发送装置的实施例二的结构示意图。本发明实施例提供的同步信号发送装置，根据不同的通信系统而有所不同。例如：同步信号发送装置可以为：演进型基站、基站、微基站、无线路由器、地面站，等等，可以执行图2～图5所示实施例提供的同步信号发送方法。如图7所示，本发明实施例提供的同步信号发送装置，可以包括：
处理器22，用于获取初始同步序列。其中，初始同步序列对应的频谱宽度大于同步信道的带宽，且小于同步信道的带宽与系统保护带宽之和。将初始同步序列分割成N个子同步序列。其中，N为同步信号占用的时域符号的数目，N为大于1的整数。将N个子同步序列承载在N个时域符号上。其中，每个子同步序列由一个时域符号承载。
收发器21，用于将N个时域符号发送给接收装置。
可选的，初始同步序列的长度L满足：(BWsync+M·BWsubcarrier)·Tsync>L>BWsync·Tsync。
其中，BWsync为同步信道的带宽，BWsubcarrier为子载波带宽，Tsync为同步信号持续时间，M＝BWprotect/BWsubcarrier，BWprotect为系统保护带宽。
可选的，初始同步序列的长度L满足：
Figure BDA0001184150900000092
可选的，M的最大值为2。
可选的，处理器22还用于：在将初始同步序列分割成N个子同步序列之前，对初始同步序列进行上采样。
本实施例提供的同步信号发送装置，用于执行图2～图5所示方法实施例提供的同步信号发送方法，其技术原理和技术效果类似，此处不再赘述。
作为本发明的又一实施例，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令。当同步信号发送装置的至少一个处理器执行该计算机执行指令时，同步信号发送装置执行图2～图5所示方法实施例提供的同步信号发送方法。
作为本发明的又一实施例，本发明实施例提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机执行指令，该计算机执行指令存储在计算机可读存储介质中。同步信号发送装置的至少一个处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机执行指令，至少一个处理器执行该计算机执行指令使得同步信号发送装置执行图2～图5所示方法实施例提供的同步信号发送方法。
图8为本发明实施例提供的通信系统的实施例一的结构示意图。如图8所示，本发明实施例提供的通信系统，可以包括：图6所示实施例提供的同步信号发送装置31以及接收装置32。或者，图7所示实施例提供的同步信号发送装置31以及接收装置32。
其中，同步信号发送装置31和接收装置32，根据不同的通信系统而有所不同。例如：同步信号发送装置31可以为：演进型基站、基站、微基站、无线路由器、地面站，等等，相应的，接收装置32可以为：终端、卫星端，等等。
本实施例提供的通信系统，其中的同步信号发送装置用于执行图2～图5所示方法实施例提供的同步信号发送方法，其技术原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本领域技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种同步信号发送方法，其特征在于，包括：
获取初始同步序列，其中，所述初始同步序列对应的频谱宽度大于同步信道的带宽，且小于所述同步信道的带宽与系统保护带宽之和；
将所述初始同步序列分割成N个子同步序列，其中，N为同步信号占用的时域符号的数目，N为大于1的整数；
将所述N个子同步序列承载在N个时域符号上，其中，每个所述子同步序列由一个所述时域符号承载；
将所述N个时域符号发送给接收装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始同步序列的长度L满足：(BWsync+M·BWsubcarrier)·Tsync＞L＞BWsync·Tsync；
其中，BWsync为所述同步信道的带宽，BWsubcarrier为子载波带宽，Tsync为同步信号持续时间，M＝BWprotect/BWsubcarrier，BWprotect为所述系统保护带宽。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始同步序列的长度L满足：
Figure FDA0002604019330000011
其中，BWsyn为所述同步信道的带宽，BWsubcarrier为子载波带宽，M＝BWprotect/BWsubcarrier，BWprotect为所述系统保护带宽。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，M的最大值为2。
5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，在所述将所述初始同步序列分割成N个子同步序列之前，所述方法还包括：
对所述初始同步序列进行上采样。
6.一种同步信号发送装置，其特征在于，包括：
处理模块，用于获取初始同步序列，其中，所述初始同步序列对应的频谱宽度大于同步信道的带宽，且小于所述同步信道的带宽与系统保护带宽之和；将所述初始同步序列分割成N个子同步序列，其中，N为同步信号占用的时域符号的数目，N为大于1的整数；将所述N个子同步序列承载在N个时域符号上，其中，每个所述子同步序列由一个所述时域符号承载；
收发模块，用于将所述N个时域符号发送给接收装置。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述初始同步序列的长度L满足：(BWsync+M·BWsubcarrier)·Tsync＞L＞BWsync·Tsync；
其中，BWsync为所述同步信道的带宽，BWsubcarrier为子载波带宽，Tsync为同步信号持续时间，M＝BWprotect/BWsubcarrier，BWprotect为所述系统保护带宽。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述初始同步序列的长度L满足：
Figure FDA0002604019330000021
其中，BWsyn为所述同步信道的带宽，BWsubcarrier为子载波带宽，M＝BWprotect/BWsubcarrier，BWprotect为所述系统保护带宽。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，M的最大值为2。
10.根据权利要求6至8任一项所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于：
对所述初始同步序列进行上采样。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机执行指令，当所述计算机执行指令在计算机上运行时，权利要求1-5任一所述的方法被执行。
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