專利名稱:一種寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)下行同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)下行同步方法。
背景技術(shù)：
TD-SCDMA是第三代移動通信系統(tǒng)的三種大國際標(biāo)準(zhǔn)中唯一采用時分雙工(TDD)方式，支持上下行非對稱業(yè)務(wù)傳輸，在頻譜利用上具有較大的靈活性。該系統(tǒng)綜合采用了智能天線、上行同步、聯(lián)合檢測和軟件無線電等無線通信中的先進技術(shù)，使系統(tǒng)具有較高的性能和頻譜利用率。隨著社會的發(fā)展以及技術(shù)的進步，人們對移動通信的要求不斷提高，希望系統(tǒng)能夠提供大容量、高速率、低時延的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。為了滿足這種日益增長的需求，TD-SCDMA系統(tǒng)同樣需要不斷演進和提高性能。
在TD-SCDMA的演進方案中，為了得到高速率大容量的服務(wù)，需要占用更寬的帶寬，我們可以稱之為寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)。在寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)部分的傳輸可以采用OFDM(正交頻分復(fù)用)方式。OFDM方式已經(jīng)在寬帶無線局域網(wǎng)中得到了應(yīng)用，在蜂窩移動通信中的應(yīng)用還需要解決一系列的問題。為了實現(xiàn)在OFDM方式下的下行同步，需要在寬帶系統(tǒng)的條件下引入新的下行同步信道(Synchronization Channel，SCH)來實現(xiàn)下行同步的方法，并需要在新的情況下設(shè)計信號結(jié)構(gòu)和工作方式。而在已有的寬帶無線局域網(wǎng)中同步方法不能滿足時分雙工蜂窩系統(tǒng)多小區(qū)工作的要求，在多小區(qū)工作時難以快速進行小區(qū)搜索和建立上下行鏈路的同步。

發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供一種寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)下行同步方法，該方法采用OFDM符號建立小區(qū)下行同步信道，使得UE可以通過該信道實現(xiàn)小區(qū)初搜和同步建立。
為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)下行同步方法，包括a.在幀結(jié)構(gòu)中的下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)設(shè)置一個OFDM符號；
b.用下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)的一個OFDM符號構(gòu)造下行同步信道；c.UE從接收到的OFDM符號中獲取下行同步信息。
所述下行同步信道由下行業(yè)務(wù)時隙TS0的一個或幾個OFDM符號和下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)的OFDM符號構(gòu)造。
所述OFDM符號采用的子載波間隔與下行業(yè)務(wù)時隙中傳輸數(shù)據(jù)采用的OFDM相同。
每個構(gòu)造下行同步信道的OFDM符號子載波是部分子載波頻帶或整個當(dāng)所述下行同步信道的帶寬采用OFDM部分子載波構(gòu)造時，不同小區(qū)或扇區(qū)用于構(gòu)造下行同步信道的子載波位置相同或不同。
本發(fā)明提供的另一種寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)下行同步方法，包括a.在幀結(jié)構(gòu)中的下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)設(shè)置兩個OFDM符號；b.用下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)的兩個OFDM符號構(gòu)造下行同步信道；c.UE從接收到的OFDM符號中獲取下行同步信息。
每個OFDM符號的長度與下行業(yè)務(wù)時隙中OFDM符號的長度相同或不同。
每個構(gòu)造下行同步信道的OFDM符號子載波是部分子載波頻帶或整個OFDM子載波頻帶。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明針對寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)的需求，提出了基于OFDM符號的下行同步信道的設(shè)計方法和系統(tǒng)同步工作方式，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的有效工作。當(dāng)下行導(dǎo)頻時隙(DwPTS)內(nèi)放置一個OFDM符號時，構(gòu)造下行同步信道(SCH信道)的OFDM與下行業(yè)務(wù)時隙的OFDM符號的參數(shù)相似，便于實現(xiàn)。當(dāng)DwPTS時隙內(nèi)放置兩個OFDM符號時，可以使得設(shè)計更為靈活，下行導(dǎo)頻時隙占用的資源較少，且可提高同步性能。
圖1為TD-SCDMA系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)形式示意圖；圖2為本發(fā)明下行同步方法的下行同步信道采用部分OFDM符號的帶寬構(gòu)造的示意圖；圖3為本發(fā)明下行同步方法的下行同步信道采用整個OFDM符號的帶寬構(gòu)造的示意圖；圖4為本發(fā)明下行同步方法的不同小區(qū)的SCH信道采用不同位置的子載波頻帶的示意圖；圖5為本發(fā)明下行同步方法中一個TSOOFDM符號和DwPTS信道的OFDM符號構(gòu)造的下行同步信道的示意圖；圖6為本發(fā)明下行同步方法中的DwPTS信道內(nèi)放置兩個短OFDM符號來構(gòu)造下行同步信道的示意圖；圖7為本發(fā)明下行同步方法中的DwPTS信道內(nèi)放置兩個OFDM符號來構(gòu)造下行同步信道的示意圖。
具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細說明。
本發(fā)明的寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)下行同步方法當(dāng)TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)的業(yè)務(wù)時隙TS0～TS6的數(shù)據(jù)傳輸部分采用OFDM方式時，在TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)中的下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)設(shè)置一個OFDM符號；用下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)的一個OFDM符號構(gòu)造下行同步信道；或用下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)的兩個OFDM符號構(gòu)造下行同步信道；UE將接收到的OFDM符號的時域接收信號進行差分相關(guān)方法獲取下行同步信息。
為了更好地說明本發(fā)明，首先對TD-SCDMA的幀結(jié)構(gòu)進行簡要說明。圖1為TD-SCDMA系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)形式示意圖。如圖1所示，TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)在物理層擁有獨特的幀結(jié)構(gòu)，每個無線子幀由7個業(yè)務(wù)時隙(TS0～TS6)和三個特殊時隙構(gòu)成。每幀有兩個上、下行轉(zhuǎn)換點，Ts0為下行時隙、Ts1為上行時隙，并有GP、Dwpts、Uppts三個特殊的時隙。業(yè)務(wù)時隙用來傳送數(shù)據(jù)，三個特殊時隙分別為DwPTS(下行導(dǎo)頻信道，用于系統(tǒng)的下行同步信息的發(fā)送)，UpPTS(上行導(dǎo)頻信道，用于用戶接入的上行同步信息發(fā)送)，GP(轉(zhuǎn)換保護時隙，用于提供下行發(fā)送時隙向上行發(fā)送時隙轉(zhuǎn)換的時間間隔)。TD-SCDMA將每個無線幀分為兩個5ms的子幀。一子幀中的業(yè)務(wù)時隙總共為7個，除時隙Ts0必須用于下行、時隙Ts1必須用于上行方向外，其余時隙的方向可以變化。TD-SCMDA系統(tǒng)是一個碼片速率為1.28Mcps，帶寬為1.6MHz的系統(tǒng)。其數(shù)據(jù)部分和上下行的導(dǎo)頻部分采用同樣的信號格式。在TD-SCDMA演進方案中，帶寬可以到20MHz以上，同時可以支持不同帶寬1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz和20MHz工作。當(dāng)下行業(yè)務(wù)時隙數(shù)據(jù)傳輸部分采用OFDM方式，則相應(yīng)下行導(dǎo)頻特殊時隙部分的信號設(shè)計可以采用單載波的信號方式，或者采用多個窄帶并行傳輸?shù)腛FDM工作方式。本發(fā)明給出了在下行導(dǎo)頻特殊時隙中采用OFDM符號來構(gòu)造下行同步信道的方法。
根據(jù)TD-SCDMA的幀結(jié)構(gòu)特點，為了使得TD-SCDMA演進系統(tǒng)能夠與現(xiàn)有的TD-SCDMA(1.6MHz)系統(tǒng)之間實現(xiàn)鄰頻共站址部署，相互之間不造成干擾，DwPTS的時隙長度是受到限制。即TD-SCDMA演進系統(tǒng)的GP時隙的中心位置必須與現(xiàn)有TD-SCDMA系統(tǒng)的對齊，這樣才能保證不會造成鄰頻干擾。同時，GP時隙的長度與系統(tǒng)設(shè)計的小區(qū)最大覆蓋范圍與聯(lián)系，必須保證一定的長度，從而使得DwPTS時隙長度受限制。在下行導(dǎo)頻特殊時隙的時間長度有限的情況下，為了用于OFDM的下行同步信道，可以在該特殊時隙內(nèi)設(shè)置一個或兩個OFDM符號。
當(dāng)在下行導(dǎo)頻特殊時隙內(nèi)放置一個OFDM符號時，可以用下行導(dǎo)頻特殊時隙內(nèi)的單個OFDM符號來構(gòu)造SCH，也可以用下行導(dǎo)頻特殊時隙內(nèi)的單個OFDM符號和下行業(yè)務(wù)時隙TS0中的一個或多個符號聯(lián)合組成SCH。
圖2為本發(fā)明下行同步方法的下行同步信道采用部分OFDM符號的帶寬構(gòu)造的示意圖。當(dāng)下行導(dǎo)頻特殊時隙內(nèi)放置一個OFDM符號，則該OFDM符號采用的子載波間隔與下行業(yè)務(wù)時隙中傳輸數(shù)據(jù)采用的OFDM相同。該OFDM符號的CP長度可以與下行業(yè)務(wù)時隙中OFDM符號的CP長度相同或不同。用下行導(dǎo)頻特殊時隙內(nèi)的單個OFDM符號來構(gòu)造SCH；在這種方法中，當(dāng)系統(tǒng)采用的帶寬比較大的情況下(如20MHz)，則用于下行同步信道SCH的帶寬，可以采用整個OFDM帶寬的一部分，如1.25MHz、5MHz等；也可以采用整個OFDM符號的帶寬。如圖2所示，下行同步信道采用了部分OFDM符號的帶寬構(gòu)造。除了用于下行同步信道的OFDM部分帶寬外，其他子載波可以用于傳輸數(shù)據(jù)或不發(fā)數(shù)據(jù)。
圖3為本發(fā)明下行同步方法的下行同步信道采用整個OFDM符號的帶寬構(gòu)造的示意圖。如圖3所示，下行同步信道采用了整個OFDM符號構(gòu)造下行同步信道。除了用于下行同步信道的OFDM部分帶寬外，其他子載波可以用于傳輸數(shù)據(jù)或不發(fā)數(shù)據(jù)。
圖4為本發(fā)明下行同步方法的不同小區(qū)的SCH信道采用不同位置的子載波頻帶的示意圖。如圖4所示，當(dāng)采用OFDM部分子載波構(gòu)造SCH信道時，不同小區(qū)或扇區(qū)用于構(gòu)造SCH信道的子載波位置可以不同，這樣可以減少不同小區(qū)或扇區(qū)間的干擾。如圖3所示，有A、B、C三個小區(qū)，其用于構(gòu)造小區(qū)SCH信道的子載波間隔不同。
在這個方案中，UE可以將接收到的OFDM符號的時域接收信號進行差分相關(guān)方法獲取下行同步信息。如通過對同步信號中子載波的頻域信號設(shè)計，使得通過IFFT后在一個OFDM符號的時域上呈現(xiàn)出兩個對稱信號波形，這樣可以通過差分相關(guān)進行同步處理。
圖5為本發(fā)明下行同步方法中一個TS0時隙的OFDM符號和DwPTS信道的OFDM符號構(gòu)造的下行同步信道的示意圖。如果采用多個OFDM構(gòu)造SCH信道，則可以將下行業(yè)務(wù)時隙TS0的一個或幾個OFDM符號與下行導(dǎo)頻特殊時隙內(nèi)的OFDM符號組成一個SCH信道，如圖5所示，在圖5中給出了一個采用一個TS0時隙的OFDM符號和DwPTS信道的OFDM符號構(gòu)造SCH信道的例子。當(dāng)DwPTS時隙內(nèi)的一個OFDM符號與下行業(yè)務(wù)時隙內(nèi)多個OFDM共同構(gòu)造SCH信道時，可以考慮DwPTS時隙內(nèi)的一個OFDM符號與下行業(yè)務(wù)時隙內(nèi)的導(dǎo)頻符號共同構(gòu)造SCH信道的方法。由于每個下行業(yè)務(wù)時隙內(nèi)都有用于進行信道估計的導(dǎo)頻符號，這些導(dǎo)頻符號是已知，且一般發(fā)射功率較高，能夠提高下行同步和頻偏估計的準(zhǔn)確性，以及小區(qū)初搜的性能。
圖5是一個TS0時隙的OFDM符號和DwPTS信道的OFDM符號構(gòu)造的SCH信道，同樣，每個OFDM符號可以采用如圖2或圖3一樣的部分OFDM子載波帶寬或整個OFDM符號子載波帶寬來構(gòu)造SCH信道。
當(dāng)下行導(dǎo)頻特殊時隙內(nèi)放置兩個OFDM符號時，有兩種情況，一種是在下行導(dǎo)頻特殊時隙內(nèi)OFDM符號的子載波間隔是其他下行業(yè)務(wù)時隙OFDM符號子載波間隔的兩倍，另一種是在下行導(dǎo)頻特殊時隙內(nèi)OFDM符號的子載波間隔與其他下行業(yè)務(wù)時隙OFDM符號子載波相同。
圖6為本發(fā)明下行同步方法中的DwPTS信道內(nèi)放置兩個短OFDM符號來構(gòu)造下行同步信道的示意圖。為了和現(xiàn)有TD-SCDMA系統(tǒng)實現(xiàn)鄰頻共站址部署，TD-SCDMA演進系統(tǒng)的DwPTS的長度受到限制，如果在DwPTS時隙中放置兩個OFDM符號，則有利于系統(tǒng)構(gòu)造同步信道，實現(xiàn)快速同步。如圖6所示，在DwPTS時隙內(nèi)放置了兩個OFDM符號。由于時隙長度有限，每個OFDM符號的長度(不含CP)是下行業(yè)務(wù)時隙的OFDM符號(不含CP)的一半。也就是說，這兩個OFDM符號的子載波間隔是下行業(yè)務(wù)時隙的OFDM符號子載波間隔的兩倍。這兩個OFDM符號的CP長度可以與下行業(yè)務(wù)時隙OFDM符號的CP長度一致或不一致。在圖6中，DwPTS時隙內(nèi)的兩個OFDM符號可用于構(gòu)造SCH信道。
圖7為本發(fā)明下行同步方法中的DwPTS信道內(nèi)放置兩個OFDM符號來構(gòu)造下行同步信道的示意圖。如圖6所示，在下行導(dǎo)頻特殊時隙內(nèi)放置兩個OFDM符號，每個OFDM符號的子載波間隔與其他下行業(yè)務(wù)時隙的OFDM符號子載波間隔相同。DwPTS時隙OFDM符號的的CP與其他下行業(yè)務(wù)時隙OFDM符號CP長度可以相同，也可以不同。
由于DwPTS內(nèi)放置了兩個與下行業(yè)務(wù)時隙相同的OFDM符號，則圖7的DwPTS時隙的長度將比圖6的要長。在圖7中，DwPTS時隙內(nèi)的兩個OFDM符號可用于構(gòu)造SCH信道。同樣，在圖6和圖7中，DwPTS時隙中的兩個OFDM符號可以采用部分OFDM子載波或整個OFDM子載波來構(gòu)造SCH信道。UE通過接收到SCH信道中的兩個OFDM符號的子載波，進行相應(yīng)的處理，可以實現(xiàn)小區(qū)下行同步。
本發(fā)明的寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)下行同步方法提出基于OFDM符號的寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)的上下行同步信道，為寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)實現(xiàn)系統(tǒng)同步和小區(qū)初步搜索提供了有效的解決方案。本發(fā)明方法提出了在時分雙工OFDM系統(tǒng)中，TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)中的下行同步特殊時隙可以設(shè)置一個或兩個OFDM符號。當(dāng)DwPTS時隙置一個OFDM符號時，SCH信道可以采用該時隙內(nèi)一個OFDM符號來構(gòu)造SCH信道，或采用DwPTS內(nèi)的OFDM符號和一個或幾個TS0時隙內(nèi)的OFDM一起構(gòu)造SCH信道；同時，每個構(gòu)造SCH的OFDM符號子載波可以是部分子載波頻帶或整個OFDM子載波頻帶；當(dāng)DwPTS時隙置一個OFDM符號，SCH信道采用該OFDM符號與TS0時隙內(nèi)的一個或幾個OFDM一起構(gòu)造SCH信道。TS0時隙內(nèi)的符號可采用導(dǎo)頻符號，用于提高同步和小區(qū)初搜性能。
當(dāng)DwPTS時隙置兩個OFDM符號時，每個OFDM符號(不包含CP)的長度是下行業(yè)務(wù)時隙的OFDM符號(不包含CP)長度的一半，且CP長度可以不相同；SCH信道可以采用該時隙內(nèi)兩個OFDM進行構(gòu)造，且每個OFDM符號可以采用部分或全部子載波來構(gòu)造SCH信道；當(dāng)DwPTS時隙內(nèi)置兩個OFDM符號來構(gòu)造SCH信道，每個OFDM符號(不包含CP)與下行業(yè)務(wù)時隙的OFDM符號(不包含CP)長度相同；DwPTS時隙內(nèi)OFDM符號的CP與下行業(yè)務(wù)時隙的OFDM符號的CP長度可以相同或不同；且每個OFDM符號可以采用部分或全部子載波來構(gòu)造SCH信道；當(dāng)OFDM部分子載波構(gòu)造SCH信道時，不同小區(qū)或扇區(qū)用于構(gòu)造SCH信道的子載波位置可以不同，這樣可以減少不同小區(qū)或扇區(qū)間的干擾。
雖然通過實施例描繪了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本發(fā)明有許多變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神，希望所附的權(quán)利要求
包括這些變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)下行同步方法，包括a.在幀結(jié)構(gòu)中的下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)設(shè)置一個OFDM符號；b.用下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)的一個OFDM符號構(gòu)造下行同步信道；c.UE從接收到的OFDM符號中獲取下行同步信息。
2.如權(quán)利要求
1所述的下行同步方法，其特征在于所述下行同步信道由下行業(yè)務(wù)時隙TS0的一個或幾個OFDM符號和下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)的OFDM符號構(gòu)造。
3.如權(quán)利要求
2所述的下行同步方法，其特征在于所述OFDM符號采用的子載波間隔與下行業(yè)務(wù)時隙中傳輸數(shù)據(jù)采用的OFDM相同。
4.如權(quán)利要求
2所述的下行同步方法，其特征在于每個構(gòu)造下行同步信道的OFDM符號子載波是部分子載波頻帶或整個OFDM子載波頻帶。
5.如權(quán)利要求
4所述的下行同步信道，其特征在于當(dāng)所述下行同步信道的帶寬采用OFDM部分子載波構(gòu)造時，不同小區(qū)或扇區(qū)用于構(gòu)造下行同步信道的子載波位置相同或不同。
6.一種寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)下行同步方法，包括a.在幀結(jié)構(gòu)中的下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)設(shè)置兩個OFDM符號；b.用下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)的兩個OFDM符號構(gòu)造下行同步信道；c.UE從接收到的OFDM符號中獲取下行同步信息。
7.如權(quán)利要求
6所述的下行同步方法，其特征在于每個OFDM符號的長度與下行業(yè)務(wù)時隙中OFDM符號的長度相同或不同。
8.如權(quán)利要求
6所述的下行同步方法，其特征在于每個構(gòu)造下行同步信道的OFDM符號子載波是部分子載波頻帶或整個OFDM子載波頻帶。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種寬帶時分雙工蜂窩系統(tǒng)下行同步方法，包括在幀結(jié)構(gòu)中的下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)設(shè)置一個OFDM符號；用下行同步導(dǎo)頻時隙內(nèi)的一個OFDM符號構(gòu)造下行同步信道；或用下行導(dǎo)頻時隙內(nèi)的兩個OFDM符號構(gòu)造下行同步信道；UE從接收到的OFDM符號中獲取下行同步信息。本發(fā)明有利于提高系統(tǒng)的同步性能。
文檔編號H04L27/26GK1996791SQ200610005301
公開日2007年7月11日 申請日期2006年1月6日
發(fā)明者王映民, 孫韶輝, 于洋, 索士強 申請人:上海原動力通信科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan