TWI234376B - Node B, user equipment and method using primary and secondary synchronization codes during cell search - Google Patents

Description

1234376 V ^ Mm 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 技術領域 本發明係關於無線通訊領域。具體而言，本發明係關於 一分時雙工（Time Division Duplex ; TDD)系統之節點B中的蜂 巢搜尋。 先前技術 目前在TDD系統之節點B中的蜂巢搜尋係基於下行鏈路 同步時槽的使用。一個十（10)毫秒訊框包含兩個（2)子訊框， 每個子訊框均具有一個五（5)毫秒的持續時間。訊框中的兩 個子訊框都具有相同的整體結構。因為子訊框為一低碼片 率（low-chip rate ; LCR)TDD系統中基本的重複上行鏈路（111〇 及下行鏈路（DL)時間結構，所以原理上「訊框」在LCR TDD 中較無意義。 圖1顯示一子訊框結構。該子訊框包含一主要共同控制實 體頻道（Primary Common Control Physical Channel ; P-CCPCH)、 一下行鏈路引導時槽（Downlink Pilot Timeslot ; DwPTS)、一保 護時段（Guard Period ; GP)以及一上行鏈路弓丨導時槽（Uplink Pilot Timeslot ; UpPTS)。通常均將子訊框中的第一時槽用於 (DL)P-CCPCHs以載送廣播頻道（BCH)。DwPTS攔位係用作同 步信號並包含一 32碼片保護時段，其後緊接一 64碼片DL同 步碼。 因為TDD同步作業系統中擾碼（scrambling codes)與基本中 間碼（basic midamble codes)之間是一一對應的，所以使用者 信號可由N個擾碼的其中一個改變頻率，N個基本中間碼的 其\中一個則用於叢發（b u r s t)中的頻道估計。一般而言， — (2) 發明說明續頁 N等於128。此外，L個擾碼與基本中間碼屬於M個碼群組的 其中一個。因為M一般為32，且卜N/M,所以在本範例中Ε = 4ί 忒Μ個碼群組中的每個均由DwPTS攔位中的特定DL同步序 列表示。相鄰的節點B在其各自的DwpTS攔位中發送一不同 的DL同步序列。 蜂巢搜尋的任務為識別節點B所發射的dL同步碼，以使行 動或定點使用者設備（UE)建立與該節點B的通訊。例如，典 型的蜂巢搜尋必須藉由使五（5)毫秒子訊框中的64〇〇個碼片 位置的每個碼片位置與系統中32個可能的DL同步序列相關 而識別32個DL同步序列的其中一個。識別一特定的同步 序列後（因為已知P_CCPCH使用4個擾碼的其中一個，每個擾 碼搭配一特定基本中間碼），會藉由解調p_ccpCH並使用有 關其内容的臨限值及/或循環冗餘檢查碼檢查而測試四種 可能中的每種可能。 由DwPTS攔位中的正交移相鍵控（Quadrature phase shift Keying ; QPSK)相位調變圖案表示子訊框之DwPTS攔位前DL 時槽中P-CCPCH的存在及BCH交錯時段的開始。DL同步序列 係根據第一時槽（TSO)中的中間碼（m(i))所調變。DL同步序 列的四個連續相位（稱為四重相位）用以表示在後續的四個 子訊框中Ρ-CCPCH的存在。在顯示有一 p-CCPCH存在的情況 下’後績的下一子訊框即為交錯時段（interleaving period)的 第一子訊框。因為QPSK係用作DL同步序列的調變，所以會 使用相位45。、135。、225。及315。。不同的四重相位之總數為 2，各用於一個P-CCPCH(S1及S2)。在LCR TDD中，通常會將

發明說明續頁 BCH映射到2個實體頻道，其係對應於用作bcH資料之相同 時槽（TS)中的2個展頻碼（即在該DwPTS欄位前的DL時槽中 稱為S1的P-CCPCH 1及稱為S2的P-CCPCH 2)。其通常統稱為 「P-CCPCH」，即使很容易理解在LCR TDD的相同時槽中實 際上會包含兩（2)個實體頻道。四重相位通常以一偶數的系 統訊框號碼（system frame number ; SFN)開頭（（SFN mod 2) = 〇)。 表1為四重相位及其意義。 名稱 四重相位 意義 S1 135°?450,225°91350 在後續的4個子訊框中有一P-rcPCH S2 3150,2250,3150,450 在後縯的4個子訊框中；^有p_rrpcH 表1 每64個碼片DL同步序列組成一 QPSK符號。p_ccpcH上的 BCH在2個rfl框（20毫秒）上交錯。在該2個訊框中4個連續的 子訊框包含一 BCH段，其使用一可檢查的循環冗餘檢查碼 保護。該2個訊框内的4個DL同步序列組成4個qPSK符號，與 某一容易測量之參考碼（如PCCPCH中的中間碼）相比，每個 單一的QPSK付號獲侍一單獨的、不同的相位偏移。完整的 BCH段（20毫秒資料）在訊框中只能以偶數的系統訊框號碼 (SFN)開頭。右包含於訊框號碼η及號碼1中的j)L同步序列 上的QPSK調變序列S1表示P-CCPCH的存在，則在訊框號碼 n+2及n+3中可找到P-CCPCH。此外’該段會在訊框號碼n+2 中的第一'子訊框中開始。QPSK調變序列的製作方式使得uE 可清楚地判定其位於訊框號碼η及n+ 1的哪個子訊框内。 目鈾，DL同步序列的長度為64個碼片，其不提供很多展 1234376 7 發明說明續頁 γ Λ 頻增盈。UE通常無法在蜂巢邊界同步、丄 心〜N艾，14會導致蜂巢搜尋 效能相對較差。此外，UE會在重疊的眸門μ 且的^間從相鄰節點Β接收 相對較短的DL同步序列，這會在夾白 隹木自不同節點Β的DL同步 序列間引起顯著的交叉相關，並進一牛 < ν恶化偵測效能。 目前的蜂巢搜尋系統非常複雜。例如， J ^ 目W的32DL同步 序列據說為隨機選擇的序歹,卜其彼此的交又相關是最佳的。 該類序列的每個均要求完全相關(即長64個碼片”因此每次 蜂巢搜尋中相關的6400個碼片位置要求每個5毫秒子訊框 執行6400x32x6何3，107，次操作。此種處理要求十分麻煩。 發明内容 本發明揭示一種改善LCRTDD蜂巢搜尋之系統及方法其 包含具有主要同步碼（PSC)的子訊框，該主要同步碼（PM) 對該系統中所有節點B都是共同的，並用以表示一組次要同 步碼（SSC)的位置。這可極大地簡化蜂巢搜尋的過程並改善 蜂巢搜尋效能。在一項具體實施例中，在p_ccpcH中發送主 要同步碼（PSC) ’而在DwPTS時槽中則發送次要同步碼 (SSC) 〇 貫施方式 下文將參考圖式說明本發明，在整份說明書中相似的數 子代表相似的元件。下文將詳細說明，可藉由引進主要同 步碼（PSC)而改善在蜂巢搜尋過程中的偵測效能，該主要同 步碼（PSC)對系統中所有節點B都是相同的。該pSC表示一組 次要同步碼（SSC)的位置，該次要同步碼（SSC)對每個節點B 而言是唯一的。該SSC最好係在DwPTS時槽中發送並與目前 1234376 * . 7)夕夕（5) 發明說明續頁 的32個DL同步碼相同。 將該PSC引進節點B可降低偵測複雜性。在較佳具體實施 例中，該PSC為減少相關複雜性碼，如階層式高萊碼 (Hierarchical Golay code)，其相關複雜性為 〇(2*1〇ga))，而不 是 0(L)〇 參考圖2，其為根據本發明之子訊框1〇。該子訊框ι〇包含 一 P-CCPCH 12、一 DwPTS 14、一 GP 16、一 UpPTS 18以及複數 個之資料時槽20a至20η。根據本發明的此項具體實施例，該 P-CCPCH 12包含一 PSC 22。此點將於圖3中更詳細地說明。 雖然該PSC 22表不該SSC的位置，但是該Psc相關峰值並不 表示找到β SSC的單一精確之時間，而是表示可能的數量 (如16或32)，並與存在多少PSC 22之碼偏移呈函數關係。 如圖3所示，P-CCPCH 12包含長度為832個碼片的時槽，其 不包含保護時段。使用每個P-CCPCH同時發送該psc碼片序 列{C0，C1，C2，C3.，"C831}。如圖4之發射器69所示，在對應於 該P-CCPCH的第一時槽（T0)之時間間隔中，p_ccpCHs 1及2 之展頻序列70、72係沿著該PSC碼片序列74發送。藉由一加 法器76以碼片方向增加該類序列70、72、74以產生組合碼片 序列78。會有一控制器80將該組合序列78放入適當時槽（τ〇) 中’並將適當資訊放入其他時槽中，且會有一發射器82傳 送資料流，其包含所有時槽中的資訊。 參考圖5，一接收器90包含一資料流偵測器91及一資料恢 復裝置92。該資料流偵測器91接收已發射的資料流。該資 料恢復裝置92可恢復資料’其包含解耦前傳的該三個碼片 I234376 _ __* _, 卜 & (6) I發明說明續頁 序列70、72、74以供進一步處理。 為能夠可靠地接收彳4、、，， ^ 傳迗信號，接收器必須偵測信號中一 弋數！的能篁。因為能量為功率及持續時間的函數，所以 為將相同數量的能量發射至接收器，冑兩個基本的選擇： 在短時間内發射高功率的信號；或2)在長時間内傳送低功 率的指號。使用較長展頻碼會導致較高展頻增益（其對抵抗 j道變化極為有利）並給系統中的其他節點B或使用者設備 f來較少干擾。根據本發明的較佳具體實施例使用的該832 個碼片長度的序列為低功率、高展頻增益的序列。 因為當碰撞發生時，該類psc的相關峰值可能會相互抵 消，從而逐漸消失，所以應避免相鄰節點B所發送的psc之 碰揎。由於PSC的長度（832個碼片），來自不同節點B的psc 可在時域中區分。 參考圖6，不同蜂巢的節點6係藉由相位偏移該基本psc 序列而區分。例如，對於節點B1，該基本psc %序列為 {C0，C1，C2...C831}。節點 B2 的 PSC 28為{C26 C83i c〇 ci， C2，...C25}，除了 26個碼片發生偏移之外，其與節點⑴的psc 26相同。 應注意，雖然本發明選擇了 832個碼片的psc長度，但這 只是為了容易說明本文提出的範例。根據節點B的不同應用 及數量，可以使用更大或更小PSC長度以及更大或更小偏 移。此外，偏移的長度並非關鍵，其對每個節點6也不必相 同。 因 為CDMA接收器通常實施稱為超取樣 的功能以進行碼 -10· 1234376 ⑺ 發明說明續頁 :::追蹤’所以也有可能進行半碼片偏移。2的超取樣表 ^ η、11+1/2、n+1、η+3/2、η+2、··.處相關以進行碼片 。，、關係為：PSC序列的總長度可除以偏移長度以在該 =1」產生不同偏移的數量。如果該psc長度不能由該偏 、又均句地除盡，那麼其中一個偏移會較長或較短。因 此，，節點B2的PSC28序列為{C26 C831c〇 ci，C2项。因

此，由於其相關峰值會連續地出現，所以來自不同節點β 的PSC序列可輕易區分。如公式丨所示，存在足夠的時間（或 碼片）用於32個單元（N=32)之分離： 碼片分離=(PSC碼片長度）/N 公式1

在本範例中，如果PSC長度為832個碼片，單元的數量為 32，便會導致26個碼片的分離。該UE試圖藉由在滑動的gw 個碼片段上執行週期性相關而偵測該psc。每$毫秒可出現 一次PSC，其會將何處找到該DwPTS的不確定性減少至n==32 種了月b丨生使用本發明的此項具體實施例，保留由先前技 術系統目前指定的DwPTS，而目前在該DwPTS中的n=32Dl 同步序列則充當次要同步碼（ssc)。 參考圖7 ’執行節點b 1的相關性，並使用832個碼片的滑 動窗口以執行節點B2的相關性。在圖5之範例中，藉由一「時 間偏移」分離該類節點B，而其相關的發生間隔則為26個瑪 片。當然，額外的節點B在時域中的分離方式可與圖5的節 點B1及2相同。該PSC具有10xl〇g(832/64) = ll.l dB展頻增益， 其高於簡單的DL同步序列，由於其長度，交叉相關問題比 目前較短的DL同步序列較不容易出現。 -11 -

發明說明續頁

因此該PSC 因為必須執行該PSC之週期性（即繞回）相關 最好係設計以很好地週期性相關。 熟悉技術人士應明白，雖然本文中將參數N&M特別設置 為特定的值，但亦可根據特定應用所需予以修改。例如， 雖然N=16足以分離相鄰的節點B，但亦可根據所需將該值變 大或變小。 使用本發明，PSC的完全相關會導致每個5毫秒時段執行 6400乂832 + 32父32乂64=5’324’800 + 65,535 = 5,390,335次操作，其比 目前執行的每個5毫秒時段13,107,200次操作少2·5倍。如果允 許較不複雜的psc，如階層式碼，其可進一步減少16至32倍 的複雜性，根據本發明之蜂巢搜尋方法及系統的整體複雜 性可減少至每個5毫秒時段執行171,000至3505〇〇〇次操作。 參考圖8，其為根據本發明的第二項具體實施例之子訊框 50。該子訊框 50 包含一 P-CCPCH 52、一 DwPTS 54、一 GP 56、 一 UpPTS 58以及複數個資料時槽60a至60η。此項具體實施何 的子訊框50包含一 DwPTS 54，其已修改為包含該PSC 62。如 圖4所示，除了此種情況下的PSC可以較短（即只有64個石馬 片），該PSC 62以相同的方式包含於DwPTS 54中。然後一 ue 會接收該PSC 62及該DwPTS 54的DL同步序列（如該SSC)。因 為只有64個碼片可提供給此項具體實施例之DwPTS 54中的 pSC 62，所以此項具體實施例比較無效率。 雖然已根據較佳具體實施例對本發明進行了說明，但是 應明瞭，熟悉技術人士可進行其他修改，而不致脫離申請 專利範圍中所說明的本發明之範疇。 -12- 1234376 發明說明續頁 :n ): 圖式簡單說明 圖1為一子訊框之結構。 圖2為根據本發明的第一項具體實施例之子訊框結構。 圖3為DLP-CCPCH時槽，其長832個碼片並包含PSC碼片序 列。 圖4為發射器之方塊圖，其在發射前結合PSC序列與 P-CCPCH。

圖5為一接收器之方塊圖。 圖6在時域中區分兩個PSC偵測的節點B。 圖7為兩個節點B發射的基本PSC序列之UE的相關性。 圖8為根據本發明的第二項具體實施例之子訊框結構。 圖式代表符號說明

10 子訊框 12 主要共同控制實體頻道 14 下行鏈路引導時槽 16 保護時段 18 上行鏈路引導時槽 20a-20n 資料時槽 22 . 主要同步碼 69 發射器 70 展頻序列 72 展頻序列 74 PSC碼片序列 76 力口法器 \ -13- 1234376 發明說明續頁 (10) Π 3— (/

78 組 合 碼 片 序 列 80 控 制 器 82 發 射 器 90 接 收 器 91 資 料 流 偵 測 器 92 資 料 恢 復 裝 置 26 主 要 同 步 碼 28 主 要 同 步 碼 50 子 訊框 52 主 要 共 同 控 制 實 體頻道 54 下 行 鏈 路 引 導 時 槽 56 保 護 時 段 58 上 行 鏈 路 引 導 時 槽 60a-60n 資 料 時 槽 62 主 要 同 步 碼

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Claims (1)

1234376 °f\ > 拾、申請專利範圍 1. 一種在一具有複數個節點B的TDD系統中用於蜂巢搜尋 之方法，該方法包括： 搜尋一主要同步碼（PSC)並與其同步，該主要同步碼 (PSC)對所有的該等複數個節點B都是共同的； 使用該主要同步碼（PSC)查找一次要同步碼（SSC)，該次 要同步碼（SSC)對一特定節點B是唯一的；以及 使該次要同步碼（SSC)同步。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中係在一子訊框内發射 資料，該子訊框包含一主要共同控制實體頻道（P-CCPCH) 及一下行鏈路引導時槽（DwPTS)，且其中在該P-CCPCH中 發送該主要同步碼（PSC)並在該DwPTS中發送該次要同步 碼（SSC)。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該主要同步碼（PSC) 表示該次要同步碼（SSC)的位置。 4. 一種在一具有複數個節點B的TDD系統中用於蜂巢搜尋 之方法，該方法包括： 搜尋一主要同步碼（PSC)，該主要同步碼（PSC)對一 TDD 系統中的所有節點B是共同的； 當偵測到該主要同步碼（PSC)時，與該主要同步碼（PSC) 同步； 使用該主要同步碼（PSC)以減少一次要同步碼（SSC)之 搜尋參數，該次要同步碼（SSC)對一特定節點B是唯一的； 1234376 ' : 申請專利範圍續頁 p y (V - 偵測該次要同步碼（SSC);以及 與該偵測得的次要同步碼（SSC)同步。 5·如申請專利範圍第4項之方法，其中該主要同步碼（psc) 係位於一第一時槽中，而該次要同步碼（SSc)則係位於一 第二B寺槽中。 6·如申請專利範圍第5項之方法，其中該主要同步碼（psc) 及該次要同步碼（SSC)都位於相同的時槽中。 7·如申請專利範圍第4項之方法，其中在一子訊框内發射資 料，該子訊框包含一主要共同控制實體頻道（P-CCPCH) 及一下行鏈路引導時槽（DwPTS)，且其中在該P-CCPCH中 發送該主要同步碼（PSC)以及在該DwPTS中發送該次要同 步碼（SSC)。 8.如申請專利範圍第7項之方法，其中該主要同步碼（psc) 表示該次要同步碼（SSC)的位置。 9· 一種支援使用一無線時間劃分雙工/分碼多向近接 (TDD/CDMA)格式之蜂巢搜尋之使用者設備（UE)，該使用 者設備包括： 用以偵測所接收的一資料流之構件，該資料流包含一 具有一主要同步碼（PSC)及一次要同步碼（SSC)之攔位，該 SSC與該PSC有關；以及 一資料恢復裝置，其用以恢復該SSC。 10·如申請專利範圍第9項之UE，其中該主要同步碼（PSC)表 示該次要同步碼（SSC)的位置。 11·如申請專利範圍第10項之UE，其中該次要同步碼（ssc) -2- 1234376 ， 申請專利範圍續頁 γ y if 係位於該主要同步碼（PSC)之後。 12. 如申請專利範圍第9項之UE，其中該主要同步碼（PSC)係 位於一主要共同控制實體頻道（P-CCPCH)内。 13. 如申請專利範圍第9項之UE，其中該次要同步碼（SSC)係 位於一下行鏈路引導時槽（DwPTS)内。 14. 一種支援使用一無線時間劃分雙工/分碼多向近接 (TDD/CDMA)格式之蜂巢搜尋之使用者設備（UE)，該使用 者設備包括： 一資料流偵測器，用以偵測一接收的資料流，該資料 流包含一欄位，該欄位具有表示一第二碼之位置的一第 一碼；以及 一資料恢復裝置，用以處理該第一及第二碼。 15. —種藉由選擇並利用複數個可用時槽中的至少一時槽以 及複數個碼中的至少一碼而支援使用一無線時間劃分雙 工/分碼多向近接（TDD/CDMA)格式之通訊之使用者設備 (UE)，該使用者設備包括： 一資料流偵測器，用以偵測一接收的資料流，該資料 流包含一含有一主要同步碼（PSC)的主要共同控制實體 * 頻道（P-CCPCH)，以及一含有一次要同步碼（SSC)的下行鏈 路引導時槽（DwPTS)，該次要同步碼（SSC)與該主要同步 碼（PSC)有關；以及 一資.料恢復裝置，其用以處理該主要同步碼（PSC)及該 次要同步碼（SSC)。 1234376 9a ίο 1 5 2/3 cuoo

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