WO2009086659A1

WO2009086659A1 - 大带宽无线通信系统中终端的同步方法及帧结构

Info

Publication number: WO2009086659A1
Application number: PCT/CN2007/003925
Authority: WO
Inventors: Xiaojiang Han; Feng Li
Original assignee: Zte Corporation
Priority date: 2007-12-29
Filing date: 2007-12-29
Publication date: 2009-07-16

Description

大带宽无线通信系统中终端的同歩方法及帧结构

技术领域

本发明涉及无线通信系统领域，尤其涉及一种大带宽无线通信系统中终端的同步方法及帧结构。

背景技术

4G无线通信系统比第三代移动通信系统具有更高的频谱效率，其目标是 2010年前使移动用户数据传输速率达到 100Mbit/s,静止用户数据传输速率达到 lGbit/s。由于移动通信系统平滑演进的需要，为了保护运营商的利益，第 4 代移动通信系统与第三代移动通信系统（如时分-同步码分多址 TD-SCDMA系统或 802.16E系统等）将会在一定的时间内兼容或共存。

4G无线通信系统的带宽可高达 100MHz, 且带宽可变，以使其全网可以才居业务需求灵活地设置各个小区的系统带宽。现有确定终端带宽的方法是：根据系统带宽，终端带宽取最大的系统带宽，以达到对于不同系统带宽的兼容。这种方法对于终端的要求很高，需要设定能力较大的终端。采用此方法有很多不利因素:

1 )电池能量损耗大。过于追求终端的大带宽，将导致运算复杂程度高，电池能量损耗大等问题。而对于终端来讲，既要追求传输速率，同时也要考虑终端节能。因此， IMT-Advanced (高级国际移动通信）系统应该支持小能力终端的使用；

2 ) 终端成本过高。对于大带宽的处理和接收，需要使用较高级的、高成本的芯片。因此会导致终端成本过高；

3 ) 用户业务带宽需求不大。对于终端本身来讲，小带宽在一定程度就已经满足了一些用户的需求，因此这些终端带宽不需要随着系统的带宽不断的增大，不需要与系统带宽保持一致；

4 )处理芯片工艺受限。终端某些处理芯片能力目前达不到更大带宽数据处理的要求。因此，新一代的移动通信系统 B3G (如 Advanced International Mobile Telecommunications, IMT-Advanced ) /4G应该支持小带宽终端的使用，则大带宽系统中小带宽终端的接入非常关键，其中如何实现小带宽终端接入时的同步目前还未有公开的解决方案。

发明内容

本发明要解决的技术是提供一种大带宽无线通信系统中终端的同步方法及帧结构，可以有效地实现小带宽终端在大带宽系统接入时的同步。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种大带宽无线通信系统中终端的同步方法，包括以下步驟：

a、将系统带宽分为多个工作频段，各工作频段分别设置同步信道，且在以系统中心频点为中心的一个单位带宽的范围内设置了至少一组同步信道、广播信道和随机接入信道；

； b、终端搜索网絡，通过以系统中心频点为中心的一个单位带宽范围内的同步信道上完成初始同步后，继续完成小区搜索和在网络侧的注册，网络侧为所述终端分配工作频段；

c、所述终端收到网络侧为其分配的工作频段信息后，如需调整工作频段，再通过分配的所述工作频段的同步信道完成同步。

) 进一步地，上述方法还可具有以下特征：步骤 a中，是以系统支持的最小带宽终端的带宽为单位带宽，将系统带宽等分为多个工作频段。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：步骤 a中，将所述一组同步信道、广播信道和随机接入信道设置在系统中心频点处，如系统带宽被等分为奇数倍，该组信道同时也作为所在工作频段的信道。

5 进一步地，上述方法还可具有以下特征：步骤 c中，所述终端收到网络侧为其分配的工作频段信息后，如分配的不是其当前所在工作频段，则需要将频率调整到所分配的工作频段，然后在该工作频段上作同步调整，否则无需调整。进一步地，上述方法还可具有以下特征：步骤 b终端进行下行同步时，对于带宽为单位带宽倍数的终端，通过滤波器滤出终端带宽范围内所有的同步信道来进行下行同步。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：步骤 c所述终端在工作频段 #支同步调整或连续同步时，如果发生失步，则首先在工作频段连续做同步，如果达到设定时延没有完成同步，则判定网络中没有此工作频段，跳回中心频点重新搜索网络，进行初始同步。

进一步地，上述方法还可具有以下特征：步骤 a中，所述系统带宽内的多个同步信道位于同一时域。

I 进一步地，上述方法还可具有以下特征：步骤 a中，所述系统带宽内的多个同步信道以时分的方式分布在不同的时域上。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种系统帧结构，所述帧结构的系统带宽等分为多个频段，在各个频段中分别设置有同步信道，且在以系统中心频点为中心的一个单位带宽的范围内设有相匹配的至少一組同步信道、；广播信道和随机接入信道，所述单位带宽是系统支持的最小带宽终端的带。

进一步地，上述帧结构还可具有以下特征：所述各工作频段的同步信道设置在相应工作频段的中心位置处，所述系统带宽内的多个同步信道位于同一时域或者分布在不同的时域上，占用一个或多个 OFDM符号。

) 进一步地，上述帧结构还可具有以下特征：所述一组同步信道、广播信道和随机接入信道设置在系统中心频点处，如系统带宽被等分为奇数倍，该组信道同时也作为所在工作频段的信道。

本发明的同步方法中，在系统大带宽下，终端先通过中心频点可附近的 5 同步信道进行初始同步，在进行工作频段的调整后，再在工作频段进行同步调整。此方法保证了同步性能同时解决大带宽小终端的同步。本发明提出的帧结构以及方法，使得网络侧可配置多种带宽，同时支持终端可配置多种带宽能力。进一步地，可以通过将不同工作频带的同步信道时分，来解决过大覆盖的问题。附图概述

图 1是本发明系统带宽划分及同步信道设置的第一示例的示意图； ) 图 2是本发明系统带宽划分及同步信道设置的第二示例的示意图；图 3是本发明系统带宽划分及同步信道设置的第三示例的示意图；图 4是本发明系统带宽划分及同步信道设置的第四示例的示意图；图 5是本发明实施例终端与大带宽无线通信系统同步的流程图。

) 本发明的较佳实施方式

本发明提出了大带宽系统下终端的一种同步方法。本方法中，首先将大带宽系统的系统带宽划分成多个工作频段，然后终端搜索网络，先通过中心频点或附件的同步信道完成同步，完成注册后，网络侧为终端分配相应的工作频段，终端根据分配调整到工作频段并完成同步调整或重新同步。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

系统帧结构中，先划分系统带宽，划分原则是以支持最小带宽终端的带宽为单位等分系统带宽后形成多个工作频段。在各个工作频段的中心位置 (或其它规定位置）处设置一个同步信道（SCH ) , 并在各个工作频段分别 ) 设置广播信道（BCH )和随机接入信道（RACH ) , 与同步信道相匹配。系统带宽被等分为偶数倍时，在中心频点处加设有一组 SCH、 BCH和 RACH 信道。系统带宽被等分为奇数倍时，在中心频点处同样有一组 SCH、 BCH 和 RACH信道，该组 SCH、 BCH和 RACH信道同时还作为所在工作频段的相应信道。

5 但是，用于初始接入的一组 SCH、 BCH和 RACH信道并不一定要设置在系统的中心频点处，而是可以设置在系统中心频点为中心的一个单位带宽的范围内，该单位带宽即为系统支持的最小带宽终端的带宽。下面举两个划分系统带宽的示例。第一示例如图 1 所示，系统带宽为 60M, 系统中最小能力（即带宽最小）的终端的带宽为 20M, 以 20M为单位将系统带宽等分成三个工作频段。在每个工作频段中设置同步信道 1、广播信道 2和随机接入信道 3 (广播信道 2和随机接入信道 3均在图中略去，

；图 2~4亦如此）。图 1中示出的同步信道 SCH占用一个 OFDM符号的情况，在其它实施例中，同步信道 SCH还可占用多个 OFDM符号。第二示例如图 2所示，系统带宽为 40M, 系统中最小能力的终端的带宽为 20M, 于是以 20M为单位将系统带宽等分成两个工作频段,在每个工作频段中设置同步信道 1、广播信道 2和随机接入信道 3。由于系统带宽被偶数倍等分，在中心

) 频点处加设了一组同步信道、广播信道和随机接入信道。

图 3所示的第三示例的带宽划分与第一示例相同，但是各个工作频段上的同步信道在时域上错开，分布在不同的 OFDM符号上。图 4所示的第四示例的带宽划分与第二示例相同，但是各个工作频段上的同步信道在时域上错开，分布在不同的 OFDM符号上。图 3和图 4中的每个工作频段的 SCH 5 位置为示意图，其可以在各个频段的任何位置。

以上几种结构各有特点。图 1和 2提供的结构可以在占用比较少的符号情况下，完成同步。相对来讲，比较节省资源的。图 3和 4提供的结构可以解决过大覆盖的问题。

) 如图 5所示，基于以上帧结构，本实施例终端初始同步的流程包括以下步骤：

步骤 501 : 终端开机或者由其它位置转入本小区后，搜索网络，通过中心频点处的同步信道完成初始的下行同步，并获取广播信道信息；

终端搜索网络时，以中心频点为参考点，在终端带宽内按一定间隔（帧 5 结构中确定）滤波同步信道时域数据，完成同步。对于带宽为多倍单位带宽的大带宽终端来讲，其带宽内有多个同步信道，因此可以通过滤波器滤出所有同步信道进行下行同步，这样，其同步有比较好的性能。

步骤 502: 终端解析广播信道信息，完成小区搜索；步骤 503: 终端监测到网络后，进行上行随机接入，完成终端在网络侧的注册；

对于带宽为多倍单位带宽的大带宽终端，由于其带宽范围内有多个随机接入，因此可以在多个随机接入信道中竟争资源作随机接入，因此随机接入的性能也比较好。

步骤 504: 网络侧的基站分析各个工作频段的负载情况，进行负载衡量后为终端分配工作频段，并将分配信息下发给终端；

基站可以通过控制信道、数据共享信道或者新增信道将工作频段分配信息下发给终端。所述新增信道可以是在中心频点处增加的一个工作频段分配 I 信道，和中心频点处的同步信道、广播信道和随机接入信道一起组成一组初始接入所使用的信道。基站为终端分配的工作频段可以有一个或多个。

步骤 505: 终端接收到基站下发的工作频段分配信息后，如分配的不是当前所在工作频段，则进行工作频段调整；

进行工作频段调整时，终端将其频率调整或微调到分配的工作频段上。；如分配的是当前所在工作频段则不需要再调整。

步骤 506: 终端在工作频段上作同步调整或同步；

终端进行工作频段调整后，因为频段调整可能造成时延，需要在新的工作频段上根据同步信道进行同步调整，如频段调整造成失步，则需要在新的工作频段上重新进行同步。

) 之后，当在终端失步时，终端首选从工作频段连续做同步，如果达到设定的时延没有完成同步，则认定网络中没有了此工作频段，跳回中心频点按上述流程重新搜索网络。

应该说明的是，上述实施例的方案还可以有一些变化的方式，例如，各个工作频段的同步信道、广播信道和随机接入信道也可以不设置在该工作频 ) 段的中心位置，也是可以在该频段的任意位置。

又如，在系统带宽被等分为偶数时，也不一定要在中心频点处插入所述一组同步信道、广播信道和随机接入信道，但须保证在以系统中心频点为中心的一个单位带宽的范围内设置了至少一组同步信道、广播信道和随机接入信道。

工业实用， i

本发明提供了一种大带宽无线通信系统中终端的同步方法及帧结构，可以有效地实现小带宽终端在大带宽系统接入时的同步。

Claims

权利要求书

1、一种大带宽无线通信系统中终端的同步方法，其特征在于，包括以下步驟：

b、终端搜索网络，通过以系统中心频点为中心的一个单位带宽范围内的同步信道上完成初始同步后，继续完成小区搜索和在网络侧的注册，网络侧为所述终端分配工作频段；

2、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，

步驟 a中，是以系统支持的最小带宽终端的带宽为单位带宽，将系统带宽等分为多个工作频段。

3、如权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于，

步骤 a中，将所述一组同步信道、广播信道和随机接入信道设置在系统中心频点处，如系统带宽被等分为奇数倍，该组信道同时也作为所在工作频段的信道。

4、如权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于，

步 c中，所述终端收到网絡侧为其分配的工作频段信息后，如分配的不是其当前所在工作频段，则需要将频率调整到所分配的工作频段，然后在该工作频段上作同步调整，否则无需调整。

5、如权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于，

步骤 b终端进行下行同步时，对于带宽为单位带宽倍数的终端，通过滤波器滤出终端带宽范围内所有的同步信道来进行下行同步。

6、如权利要求 4所述的方法，其特征在于，

步骤 c所述终端在工作频段做同步调整或连续同步时，如果发生失步，则首先在工作频段连续做同步，如果达到设定时延没有完成同步，则判定网絡中没有此工作频段，跳回中心频点重新搜索网络，进行初始同步。

7、如权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于，

步骤 a中，所述系统带宽内的多个同步信道位于同一时域。

8、如权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于，

步骤 a中，所述系统带宽内的多个同步信道以时分的方式分布在不同的时域上。

I 9、一种系统帧结构，其特征在于，

所述帧结构的系统带宽等分为多个频段，在各个频段中分别设置有同步信道，且在以系统中心频点为中心的一个单位带宽的范围内设有相匹配的至少一组同步信道、广播信道和随机接入信道，所述单位带宽是系统支持的最小带宽终端的带宽。

；

10、如权利要求 9所述的系统帧结构，其特征在于，

所述各工作频段的同步信道设置在相应工作频段的中心位置处，所述系统带宽内的多个同步信道位于同一时域或者分布在不同的时域上，占用一个或多个 OFDM符号。

11、如权利要求 9所述的系统帧结构，其特征在于，

) 所述一组同步信道、广播信道和随机接入信道设置在系统中心频点处，如系统带宽被等分为奇数倍，该组信道同时也作为所在工作频段的信道。