TWI285483B - System and method using primary and secondary synchronization codes during cell search - Google Patents

Description

⑴ ^285483 故、發明謀明 (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 〜分時雙工（Time Division Duplex ; TDD)系統之節點B中的單 元搜尋。 先前技術

目前在TDD系統之節點B中的單元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（UL) 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)以及一上行鏈路引導時槽（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襴位係用作同 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（burst)中的頻道估計。一般而言， 1285483 (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Μ個碼群組的 其中一個。因為Μ—般為32，且L = N/M，所以在本範例中L = 4。 該Μ個碼群組中的每個均由DwPTS欄位中的特定DL同步序 列表示。相鄰的節點B在其各自的DwPTS欄位中發送一不同 的DL同步序列。 單元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 型的單元搜尋必須藉由使五（5)毫秒子訊框中的6400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DL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欄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欄位前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（TS0)中的中間碼（m(l))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P-CCPCH的存在。在顯示有一 P-CCPCH存在的情況 下，後續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 1285483 (3) 發明說明續頁 名稱 四重相位 意義 S1 1350,450,2250，135。 在後續的4個子訊框中有一p-cCPCH S2 315°，225°，315°，45° 在後續的4個子訊框中沒有P-CCPCH 表1 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) = 0)。 表1為四重相位及其意義。 _ 每64個碼片DL同步序列組成一 QPSK符號。p-CCPCH上的 BCH在2個訊框（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符號獲得一單-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。若包含於訊框號碼η及號石馬η+ 1中的DL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 M2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1的哪個子訊框内。’ 目前，DL同步序列的長度為64個碼片，其不提供很多展 1285483 (4) 發明說明續頁 頻增益。UE通常無法在單元邊界同步，這會導致單元搜尋 效能相對較差。此外，UE會在重疊的時間從相鄰節點B接收 相對較短的DL同步序列，這會在來自不同節點B的DL同步 序列間引起顯著的交叉相關，並進一步惡化偵測效能。 目前的單元搜尋系統非常複雜。例如，目前的32DL同步 序列據說為隨機選擇的序列，其彼此的交叉相關是最佳的。 該類序列的每個均要求完全相關（即長64個碼片）。因此每次 單元搜尋中相關的6400個碼片位置要求每個5毫秒子訊框 執行6400x32x64=13，107,200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LCR TDD單元搜尋之系統及方法，其 包含具有主要同步碼（PSC)的子訊框，該主要同步碼（PSC) 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。這可極大地簡化單元搜尋的過程並改善 單元搜尋效能。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)。 實施方式 下文將參考圖式說明本發明，在整份說明書中相似的數 字代表相似的元件。下文將詳細說明，可藉由引進主要同 步碼（PSC)而改善在單元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 1285483 (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 0(2* log(L))，而不 是 〇(L) 〇 參考圖2，其為根據本發明之子訊框10。該子訊框1 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表示該SSC的位置，但是該PSC相關峰值並不 表示找到該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（TO)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（T0) 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9 1及一資料恢 復裝置92。該資料流偵測器9 1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 1285483 ⑼ ί^ϊ 序列7〇、71、72以供進一步處理。 為能夠可靠地接收傳送信冑，接&器必須偵測信號中一 定數量的能量。因為能以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·· 1)在短時間内發射高功率的信號；或2)在長時間内傳送低功 率的信號。使用較長展頻碼會導致較高展頻增益（其對抵抗 點Β或使用者設備 頻道變化極為有利）並給系統中的其他節 帶來較少干擾。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Β所發送的psc之 碰撞。由於PSC的長度（832個碼片），來自不同節點β的PSC 可在時域中區分。 參.考圖6 ’不同單元的節點B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 26序列為 {C0，C1，C2...C831}。節點 B2 的 PSC 28 為{C26...C831,C0，C1， C2，〜C25}，除了 4個碼片發生偏移之外，其與節點則的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B也不必相 同0 因為CDMA接收器通常實施稱為超取樣的功能以進行碼 -10 - 發明說明績頁 1285483 ⑺ 片時脈追蹤，所以也有可能進行半碼片偏移。2的超取樣表 示在碼片η、n+1/2、n+1、n+3/2、n+2、…處相關以進行碼片 追蹤。其關係為·· PSC序列的總長度可除以偏移長度以在該 系統中」產生不同偏移的數量。如果該PSC長度不能由該偏 移長度均勻地除盡，那麼其中一個偏移會較長或較短。因 此，節點 B2的 PSC 28序列為{C26.,.C831，C0，C1，C2...C25}。因 此，由於其相關峰值會連續地出現，所以來自不同節點B 的PSC序列可輕易區分。如公式1所示，存在足夠的時間（或 碼片）用於32個單元（N= 3 2)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832 個碼片段上執行週期性相關而偵測該psc。每5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 種可能性。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（$ $ C)。 參考圖7，執行喊點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個螞 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1〇xl〇g(832/64)==u丨犯展頻增益， 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。 1285483 r—~~—, (8) 發明說明續頁 因為必須執行該PSC之週期性（即繞回）相關，因此該PSC 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及Μ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Ν= 16足以分離相鄰的節點Β，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 6400x832 + 32x32x64=5,324,800+65,535 = 5,390,335^ # ^，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，根據本發明之單元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350,000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。此項具體實施例 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個碼 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- 發明說明續頁 1285483 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 〇 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 2 0 a- 2 0 η 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 加法器 -13- 1285483 (10) 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 發明說明續頁 -14-

Claims (1)

1285483 __ 申請專利範圍續頁 拾、申請專利範圍 1 ·種在具有提供無線服務給用戶台之複數個基地台之通 4吕系統中用於單元搜尋之方法，該方法包括·· 由每一基地台傳輸一共同主要同步碼（psc )，使得該 PSC透過每一該基地台以一不同的時間偏移被傳輸； 由母一基地台傳輸一次要同步碼（SSC)，該SSc對每 一基地台是唯一的且實質上短於該PSC; 由一行動台偵測從各節點B之一節點所傳輸之一 p s c ; 由該行動台利用該偵測的P S C偵測一 S S C ;以及 使用該偵測的S S C使該行動台與該節點B同步。 2 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該通信系統係一時間 劃分雙工/分碼多向接近（TDD/CDMA )通信系統，且該 P S C指示在一系统時間框中該s s C之一位置。 3 ·如申請專利範圍第2項之方法，其中該p s c經由一主要共 同控制實體頻道（P-CCPCH)傳輸，而該SSC經由一下 行鏈路引導時槽（DwPTS )傳瀚。 4 ·如申請專利範圍第2項之方法，該p s c與該s s c兩者經由 相同的頻道傳輸。 5 ·如申請專利範圍第2項之方法，其中該p s c係一階層式高 來碼。 6 · —種用於行動台單元的通信系統，包括： 複數個基地台，每一基地台包含： 傳輸一共同主要同步碼（PSC)之裝置，使得該PSC -15- 1285483 __ 申請專利範圍續頁 由每一基地台以一不同的時間偏移傳輸；以及 傳輸一次要同步碼（SSC)之裝置，該SSC對每一 基地台是唯一的且實質上短於該PSC;以及 一行動台，包括·· 偵測由基地台所傳輸的pscs之裝置； 使用一偵測的p s C以偵測一 s S C之裝置；以及 使用一領測的s S C使與基地台同步之裝置。 7 ·如申請專利範圍第6項之系統，其中該通信系統係一時間 劃分雙工/分碼多向接近（TDD/CDMA)通信系統，且該 P S C係表示該s s C之一位置。 8 ·如申清專利範圍第7項之系統，其中每一基地台設置為該 PSC經由一主要共同控制實體頻道（p-ccpcH)傳輪， 而該SSC經由一下行鏈路引導時槽（DwPTS )傳輸。 9·如申請專利範圍第7項之系統，其中每一基地台設置為該 P S C與该S S C兩者經由相同的頻道傳輸。 1 0 ·如申响專利範圍第7項之系統，其中基地台設置為該p s c 係一階層式高萊碼。 1 1 · 一種於一通#系統中支援一單元搜尋之行動台，該通信 系統具有複數個基地台，其中每一基地台在一不同的時 間偏移傳輸一共同主要同步螞（psc)，以及傳輸對每一 基地台係唯一且實質上短於該PSC之一次要同步碼 (SSC )，該行動台包括： 偵測由該基地台所傳輸的PSCS之裝置； 使用積測的P s C以偵測一 s s C之裝置；以及 -16 - 申請專利範圍續頁 1285483 使用一偵測的S S C來與基地台同步之裝置。 1 2 ·如申請專利範圍第11項所述之行動台，係用於一時間劃 分雙工/分碼多向接近（TDD/CDMA )通信系統，其中該 P S C係表示在一系統時間框中該S S C之一位置。 1 3 . —種設置以在一通信系統中支援一單元搜尋之基地 台，該通信系統具有複數個基地台，其中每一基地台提 供無線服務給用戶台，該基地台包括： 傳輸一共同主要同步碼（PSC )之一裝置，使得該 P S C由每一基地台以一不同的時間偏移傳輸；以及 傳輸一次要同步碼（S S C )之一裝置，該S S C對每 一基地台是唯一的且實質上短於該PSC。 14. 如申請專利範圍第13項所述之基地台，係用於一時間劃 分雙工/分碼多向接近（TDD/CDMA )通信系統之基地 台，其中該PSC經由一主要共同控制實體頻道（P-CCPCH) 傳輸，而該SSC經由一下行鏈路引導時槽（DwPTS )傳輸。 15. 如申請專利範圍第13項之基地台，係用於一時間劃分雙 工/分碼多向接近（TDD/CDMA )通信系統，而該PSC與 該S S C兩者經由相同的頻道傳輸。 16·如申請專利範圍第13項之基地台，係用於一時間劃分雙 工/分碼多向接近（TDD/CDMA )通信系統，而該PSC係 一階層式高萊碼。 -17-