專利名稱：一種快速小區(qū)搜索方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，具體涉及一種d、區(qū)快速搜索方法及裝置。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，地理覆蓋區(qū)域被分成許多小區(qū)，每個(gè)小區(qū)由基站(BS) 服務(wù)。每個(gè)小區(qū)還可以被進(jìn)一步分成許多扇區(qū)。當(dāng)移動(dòng)站(MS)被加電時(shí)，它 需要搜索BS以進(jìn)行注冊(cè)。而且，當(dāng)MS發(fā)現(xiàn)來自當(dāng)前小區(qū)的信號(hào)變?nèi)鯐r(shí)，它 應(yīng)準(zhǔn)備到其它小區(qū)/扇區(qū)。由于這一點(diǎn)，要求MS搜索良好的BS以進(jìn)行通信， 其中候選列表由當(dāng)前服務(wù)小區(qū)提供?？焖僮R(shí)別BS以進(jìn)行初始注冊(cè)或切換的能 力對(duì)于減小復(fù)雜性和降低功率消耗來說是重要的。
可以周期性發(fā)射小區(qū)特定參考信號(hào)(或同步信號(hào))來執(zhí)行小區(qū)搜索功能， 通過試圖檢測(cè)每個(gè)參考信號(hào)進(jìn)行窮盡搜索，并且隨后確定最佳BS。由于移動(dòng)站 將接收來自其它扇區(qū)或小區(qū)發(fā)送的信號(hào)，因此，確定小區(qū)或扇區(qū)的參考信號(hào)時(shí)， 參考信號(hào)之間的良好互相關(guān)性是重要的。與自相關(guān)性類似，兩個(gè)序列之間的互 相關(guān)性是對(duì)應(yīng)于不同相對(duì)移位的序列自身。更4青確地，在移位d處的互相關(guān)性 被定義為在一個(gè)序列與另一個(gè)序列的逐個(gè)元素相乘之后在全部項(xiàng)上求和的結(jié) 果，該另一序列是相對(duì)于第一個(gè)序列共軛的并且移位了 d項(xiàng)。
正交頻分復(fù)用 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 簡(jiǎn)稱 "OFDM")是一種多載波調(diào)制(Multi-Carrier Modulation,筒稱"MCM"),它 采用多個(gè)載波，將要傳送的數(shù)據(jù)流分解成多個(gè)低速的比特流，用這些低速的比 特流分別去調(diào)制多個(gè)載波。即^f更是頻i普相互混疊也能保持相互正交的波形。這 樣就避免了信號(hào)波形之間的干擾，同時(shí)還提高了頻譜利用率。在0FDM系統(tǒng)中， 輸出為N個(gè)獨(dú)立調(diào)制載波的輸出之和。當(dāng)這些載波加在一起時(shí)，可能出現(xiàn)一個(gè)4艮高的峰值。這將導(dǎo)致一個(gè)很高的功率峰均比(Peak Average Power Ratio, 筒稱"PAPR，，)問題。在使用DFT實(shí)現(xiàn)的OFDM系統(tǒng)中， 一個(gè)OFDM符號(hào)s (n), n=0， 1, ...， N-1，的PAPR以分貝為單位的計(jì)算公式如下
<formula>formula see original document page 5</formula>
其中，DN是DFT的大小，D是過采樣因子。參考信號(hào)的低PAPR性質(zhì)^吏得參 考信道電路發(fā)射具有高于數(shù)據(jù)功率的參考信號(hào)，以便于改善其它通信單元接收 的參考信號(hào)上的信噪比/信干比，由此提供改善的信道估計(jì)、同步等。而如果參 考信號(hào)的PAPR值很高，則需要發(fā)射機(jī)的功放以低能效操作在一個(gè)很大的線性區(qū) 域并需要D/A (數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器和A/D (模/數(shù))轉(zhuǎn)換器具有很大的動(dòng)態(tài)范圍，從 而提高系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的開銷，并因此成為0FDM的主要缺點(diǎn)。當(dāng)前導(dǎo)(Preamble)序 列的PAPR值高于功放的線性范圍，信號(hào)會(huì)被削波(限幅削波)。造成的失真將 導(dǎo)致信道估計(jì)或者同步的不準(zhǔn)確，并導(dǎo)致系統(tǒng)性能的劣化。
在現(xiàn)有協(xié)議里面，具有〗氐峰均功率比的序列用作前導(dǎo)(Preamble)以啦文同步 及信道估計(jì)之功能。其中一種比較常用的Preamble序列是二元PN序列。 IEEE802. 16e標(biāo)準(zhǔn)里所用的就是二元PN序列，其PAPR值達(dá)到4 dB以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種快速小區(qū)搜索方法，及基于該搜索方法的發(fā)射端裝置 和接收端裝置。
一種快速小區(qū)搜索方法，包括構(gòu)造基于序列類別索引的基本序列；將序 列索引映射到基站標(biāo)識(shí)；對(duì)所述基本序列進(jìn)行離散傅立葉變換DFT或離散傅立 葉逆變換IDFT,將變換后的序列作為參考序列；發(fā)送參考序列。 一種快速小區(qū) 搜索方法，包括接收包括基于基本序列的參考序列；確定所述參考序列的序 列類別索引；將所述序列類別索引映射到基站標(biāo)識(shí)。一種發(fā)射端裝置包括原始序列構(gòu)造模塊、序列分配模塊、參考序列生成模 塊，其中
基本序列構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造基本序列；
序列分配模塊，用于唯一地將序列類別索引映射到多個(gè)或單個(gè)基站標(biāo)識(shí)；
參考序列生成模塊，用于將分配給各基站的基本序列進(jìn)行DFT或IDFT，得到 的序列作為參考序列。
一種接收端裝置，包括參考序列接收模塊、序列索引確定模塊、基站 標(biāo)識(shí)識(shí)別模塊，其中
參考序列接收模塊，用于接收包括基于基本序列的參考序列；
序列索引確定模塊，用于確定接收到的參考序列的序列類別索引；
基站標(biāo)識(shí)識(shí)別模塊，用于將確定的序列類別索引映射到基站標(biāo)識(shí)。
本發(fā)明實(shí)施例提供的參考序列具有低的PAPR值(接近0dB),并且基 于此特定的參考序列可以提供良好的小區(qū)檢測(cè)性能。另外，基于本發(fā)明實(shí)施 例的小區(qū)檢測(cè)算法簡(jiǎn)單，沒有給系統(tǒng)帶來任何復(fù)雜性增加，有利于快速小區(qū) 檢測(cè)，小區(qū)切換等。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)送端處理流程圖2為本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)送端可選處理流程圖一;
圖3為本發(fā)明實(shí)施例的接收端處理流程圖4為本發(fā)明實(shí)施例的接收端可選處理流程圖一;
圖5為本發(fā)明實(shí)施例的接收端可選處理流程圖二;
圖6為本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)送端可選處理流程圖二;
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明實(shí)施例提供一種快速小區(qū)搜索方法，通過構(gòu)造特殊參考序列實(shí)現(xiàn)小 區(qū)的快速搜索。本發(fā)明實(shí)施例還提供了 一種用于小區(qū)搜索的發(fā)射端裝置和接收 端裝置，以下分別進(jìn)行詳細(xì)說明。 實(shí)施例一
A、構(gòu)造參考序列，參考序列的構(gòu)造取決于至少兩個(gè)因素，即網(wǎng)絡(luò)中參考序 列數(shù)目K和所需的序列長(zhǎng)度Np。本實(shí)施例時(shí)域參考符號(hào)是OFDM符號(hào)，該符 號(hào)基于N點(diǎn)離散傅立葉逆變換IDFT。
首先構(gòu)造基本序列
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中，〃=0,1,…，N(j-l對(duì)應(yīng)序列的"類別"， k = 0, 1，…，NG-l是序列中項(xiàng)的索引，
b, c為任意實(shí)數(shù)，且"0。為滿足網(wǎng)絡(luò)中參考序列數(shù)目的要求，只需要 滿足Ng〉 K。
取決于對(duì)b, c的特定選擇，每個(gè)基本序列類別可以具有無限的序列數(shù)目，
但是每個(gè)類別中僅有一個(gè)序列用于構(gòu)造一個(gè)參考序列。每個(gè)類別索引 在每個(gè)參考序列上產(chǎn)生了不同的相位斜坡特性。為表述方便，以下均以b二l，
c二0作為示例，不代表b， c的取值〗又限于此。
然后對(duì)Ne個(gè)上述構(gòu)造的基本序列分別進(jìn)行T點(diǎn)(1^~ ) DFT,得到的 序列可以表示為
= Z)Fr(x(Q) = § x(A) exp(力'2;r(^ + ^)" (2)
其中，A: = wG,.,.,r-l時(shí)，x(k)=0。 當(dāng)f+ 7 = 1時(shí)，X(m)出現(xiàn)峰值。也可以對(duì)構(gòu)造的N(j個(gè)基本序列進(jìn)行T點(diǎn)(r^iVe ) IDFT (逆DFT)，得 到的序列可以表示為
,)=艦r(x帥=Z , ，()2< -》) (3) 其中，/: = 7^，,..，7-1時(shí)，x(k)=0。 當(dāng)# =;時(shí)，X(m)出現(xiàn)峰值。
將上述經(jīng)過DFT或IDFT變換后得到的長(zhǎng)度為T的序列的集合作為頻域 參考序列集合。對(duì)于T等于Np的情況，生成頻域參考序列不需要再附加其 他操作，參見圖1;對(duì)于T不等于Np的情況，可以對(duì)長(zhǎng)度為T的序列集合 進(jìn)行修改，以生成所需長(zhǎng)度的頻域參考序列集合，參見圖2,其中修改包括， 對(duì)原序列插值，或是截?cái)嗟剿栊蛄虚L(zhǎng)度Np等搡作。選擇合適的DFT/IDFT 點(diǎn)數(shù)，可以使得，在所有參考子載波上只有一個(gè)子載波上的數(shù)據(jù)為非零值， 其它子載波上數(shù)據(jù)均為O,即頻域序列可以看作為一沖擊函數(shù)序列，故此頻 域參考序列集合具有最優(yōu)的互相關(guān)性。
按照預(yù)先規(guī)定的映射方式，將序列項(xiàng)分配到頻域N個(gè)子載波中的Np個(gè) 參考子載波集合上(N為OFDM符號(hào)基于的離散傅立葉變換DFT的點(diǎn)數(shù)，Np 即為上述提到的所需序列長(zhǎng)度，所需序列長(zhǎng)度等于頻域參考子載波的個(gè)數(shù))。 經(jīng)過N點(diǎn)IDFT,將上述OFDM符號(hào)頻域數(shù)據(jù)變換到時(shí)域，作為發(fā)送序列， 表達(dá)式為
■sO) = /D^T(X'(m'))m' = 0,l,L ,iV —1
H ，
=^ ')eXp(-)2;r^) (4)
其中，Z'(m')為完成子載波映射后的頻域序列，m'為子載波序號(hào)。
時(shí)域中發(fā)射的最終參考序列可以是循環(huán)擴(kuò)展的，其中循環(huán)擴(kuò)展長(zhǎng)度典型 地長(zhǎng)于所期望的信道最大延遲擴(kuò)展(LD)。在這種情況下，所發(fā)送的最終 序列的長(zhǎng)度等于N與循環(huán)擴(kuò)展長(zhǎng)度Lcp之和。循環(huán)擴(kuò)展可以包括前綴、后綴或前綴與后綴的組合。循環(huán)擴(kuò)展是OFDM通信系統(tǒng)的固有部分?？梢詉正明，
時(shí)域參考序列仍然具有最優(yōu)互相關(guān)性。
B、 進(jìn)行參考序列的分配，即唯一地將序列類別索引映射到多個(gè)基站/單 個(gè)基站標(biāo)識(shí)。每個(gè)基站可以在任何傳輸間隔、以任何次數(shù)地使用一個(gè)或多個(gè) 基本序列。此外，可以給每個(gè)基站分配來自K個(gè)基本序列集合的不同基本序 列，由該K個(gè)基本序列進(jìn)后續(xù)處理后得到的參考序列集合被設(shè)計(jì)為具有最優(yōu) 的互相關(guān)性質(zhì)。實(shí)際信號(hào)可以是所分配序列的不同函數(shù)的結(jié)果。例如，所應(yīng) 用的函數(shù)是序列的循環(huán)移位。
也可以直接將圖1中步驟103得到的N(j個(gè)長(zhǎng)度為Np的頻域參考序列組 成的集合中的K個(gè)序列，分別分配給多個(gè)基站/單個(gè)基站，并分別唯一地將基 本序列類別索引映射到多個(gè)基站/單個(gè)基站標(biāo)識(shí)，則每個(gè)基站只需進(jìn)行子載波 映射、頻時(shí)變換以及循環(huán)擴(kuò)展操作。
C、 接下來進(jìn)行基于上述操作的小區(qū)搜索。
假設(shè)已經(jīng)完成了 OFDM符號(hào)的定時(shí)和頻率偏移估計(jì)和校正，從校正的定 時(shí)點(diǎn)，通過DFT將所接收的時(shí)域數(shù)據(jù)變換到頻域，基于發(fā)射端規(guī)定的子載波 映射方式進(jìn)行子載波解映射。
將子載波解映射后的頻域數(shù)據(jù)表示為Y (m),其中m (從O到Np-l )是 參考子載波的索引。由前面的討論知道，頻域數(shù)據(jù)的峰值位置由^值決定， 由Y (m)的峰值位置可以計(jì)算出A值。也即，類別索引(或序列索引)信 息被承載在Y(m)的峰值位置中，通過分析Y(m)的峰值位置，可 以檢測(cè)到對(duì)應(yīng)于參考序列索引的"〃"。Y(m)的峰值位置"皿與對(duì)應(yīng)的發(fā) 射序列類別索引A的映射關(guān)系被確定為
〃 =ATc(i—，)，(對(duì)應(yīng)于x(附^DFr(4Q))
或// = ~，，(對(duì)應(yīng)于X(m卜/DFr(x(A;》)，其中"墜為Y ( m )的峰值位置。由以上公式計(jì)算出的^不一定是整數(shù)，針對(duì)這種情況，取最接近于以 上計(jì)算結(jié)果的整數(shù)值作為 〃 的值。
由此可以得到所識(shí)別的峰值位置與序列類別索引之間的映射關(guān)系。序列 類別索引對(duì)應(yīng)于發(fā)送參考序列的源基站標(biāo)識(shí)。這樣接收端根據(jù)接收到的信號(hào) 峰值的位置，可以計(jì)算出源基站標(biāo)識(shí)，進(jìn)而完成小區(qū)搜索。參見圖3。
可以使用常規(guī)的峰值檢測(cè)方法，如將樣本的幅度同閾值進(jìn)行比較，或直 接峰值檢測(cè)等等。如果存在多個(gè)接收序列，則將顯示多個(gè)峰值。
也可以將所識(shí)別的^映射到附加的可能發(fā)射序列索引集合中，該發(fā)射序
列索引集合對(duì)應(yīng)于所識(shí)別的A附近。參見圖4。當(dāng)在系統(tǒng)中使用的一些值"A "
緊密間隔時(shí)，噪聲或干擾可以使峰值出現(xiàn)在接近但不是位于期望用于索引 "〃"的相同位置處。通過在峰值附近進(jìn)行搜索，可以識(shí)別多于一個(gè)候選序 列索引用于進(jìn)一步檢查(如在多個(gè)參考信號(hào)傳輸周期中)。例如，對(duì)多個(gè)參 考信號(hào)傳輸周期上的結(jié)果進(jìn)行組合、比較、多數(shù)表決等等，以幫助識(shí)別所接 收的"/""的一個(gè)值或多個(gè)值?？傊?，我們可以將所識(shí)別的A映射到附加的 可能發(fā)射序列索引中，該發(fā)射序列索引對(duì)應(yīng)于所識(shí)別的A附近。
在檢測(cè)到多個(gè)序列的情況下，可以使用抵消的方法，以改善檢測(cè)弱序列
的可能性。參見圖5，可以首先識(shí)別第一參考序列，估計(jì)涉及已知參考序列 的信道響應(yīng)，重新構(gòu)造由第一已知序列及其信道響應(yīng)貢獻(xiàn)的接收信號(hào)部分， 從接收信號(hào)中移除該部分，并且隨后執(zhí)行類似于在第 一序列檢測(cè)中所需的步 驟以獲得第二序列索引。通過該過程可以繼續(xù)，直到檢測(cè)到全部序列。
在接收端，還可以通過先對(duì)參考符號(hào)進(jìn)行信道均衡，去除信道影響后， 再進(jìn)行峰值檢測(cè)等操作。
實(shí)施例二
本實(shí)施例提供的小區(qū)搜索方法與實(shí)施例一類似。構(gòu)造基本序列方法同實(shí) 施例一，只是直接對(duì)基本NG長(zhǎng)度的序列進(jìn)行修改，使其序列長(zhǎng)度等于Np,然后再進(jìn)行實(shí)施例一中的中DFT或IDFT操作，此時(shí)DFT/IDFT的點(diǎn)數(shù)為Np， 后續(xù)操作與實(shí)施例一相同。參見圖6
接收端的處理方法同實(shí)施例 一 ，只是A與"^之間的關(guān)系式變?yōu)?A = Wc (1 - ^),(對(duì)應(yīng)于=i)Fr(x(A:)))
或 ^ ，(對(duì)應(yīng)于I(附)"^^W"))，其中"鵬為Y (m)的峰值位 置。序列類別索引對(duì)應(yīng)于發(fā)送參考序列的源基站標(biāo)識(shí)。這樣接收端#>據(jù)接收 到信號(hào)的峰值位置，可以計(jì)算出源基站標(biāo)識(shí)，進(jìn)而完成小區(qū)搜索。
相應(yīng)于上面描述的小區(qū)搜索方法，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種發(fā)射端設(shè)備 和接收端設(shè)備。
發(fā)射端設(shè)備包括基本序列構(gòu)造模塊、序列分配模塊、參考序列生成模塊。 其中，
基本序列構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造基本序列；
序列分配模塊，用于唯一地將序列類別索引映射到多個(gè)或單個(gè)基站標(biāo)識(shí)；
參考序列生成模塊，用于將分配給各基站的基本序列進(jìn)行DFT或IDFT，得到 的序列作為參考序列。
這里，基本序列構(gòu)造模塊基于式(1)構(gòu)造包含特定類別索引；/的基本 序列。
接收端設(shè)備包括、參考序列接收模塊、序列索引確定模塊、基站標(biāo)識(shí)識(shí) 別模塊。其中，
參考序列接收模塊，用于接收包括基于基本序列的參考序列； 序列索引確定模塊，用于確定接收到的參考序列的序列類別索引； 基站標(biāo)識(shí)識(shí)別模塊，用于將確定的序列類別索引映射到基站標(biāo)識(shí)。
本發(fā)明實(shí)施例提供的參考序列具有低的PAPR值(接近0dB),并且基于此特定的參考序列可以提供良好的小區(qū)檢測(cè)性能。另外，基于本發(fā)明實(shí)施例 的小區(qū)檢測(cè)算法簡(jiǎn)單，沒有給系統(tǒng)帶來任何復(fù)雜性增加，有利于快速小區(qū)檢 測(cè)，小區(qū)切換等。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實(shí)施例的各種方法中的全部或部分 步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲(chǔ)于 一計(jì)算機(jī)
可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括ROM、 RAM、；茲盤或光盤等。
例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域 的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有 改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1、一種快速小區(qū)搜索方法，其特征在于，包括構(gòu)造基于序列類別索引的基本序列；將序列類別索引映射到基站標(biāo)識(shí)；對(duì)所述基本序列進(jìn)行離散傅立葉變換DFT或離散傅立葉逆變換IDFT，將變換后的序列作為參考序列；發(fā)送參考序列。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的小區(qū)搜索方法，其特征在于，所述基本序列表達(dá)式為<formula>formula see original document page 2</formula>其中，^表示所述序列類別索引，k表示序列中項(xiàng)的索引，b, c為任意 實(shí)數(shù)，且6#0， ^由實(shí)際所需參考序列數(shù)目決定。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小區(qū)搜索方法，其特征在于，所述對(duì)所述基本序 列進(jìn)行離散傅立葉變換DFT或離散傅立葉逆變換IDFT之后，進(jìn)一步包括對(duì)變 換后的序列進(jìn)行修改，所述修改包括插值或截?cái)唷?br> 4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小區(qū)搜索方法，其特征在于，所述構(gòu)造基于序列 類別索引的基本序列之后，進(jìn)一步包括對(duì)基本序列進(jìn)行修改，所述修改包括 插值或截?cái)唷?br> 5、 一種快速小區(qū)搜索方法，其特征在于，包括接收包括基于基本序列的參考序列；確定所述參考序列的序列類別索引； 將所述序列類別索引映射到基站標(biāo)識(shí)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的小區(qū)搜索方法，其特征在于，所述確定序列類別 索弓1包括接收端根據(jù)接收到信號(hào)的峰值位置，計(jì)算出序列類別索引。
7、 一種發(fā)射端裝置，用于快速小區(qū)搜索，其特征在于，包括原始序列構(gòu) 造模塊、序列分配模塊、參考序列生成模塊，其中，基本序列構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造基本序列；序列分配模塊，用于唯一地將序列類別索引映射到多個(gè)或單個(gè)基站標(biāo)識(shí)；參考序列生成模塊，用于將分配給各基站的基本序列進(jìn)行DFT或IDFT,得到 的序列作為參考序列。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)射端裝置，其特征在于，所述基本序列基于序 列類別索引。
9、 一種接收端裝置，用于快速小區(qū)搜索，其特征在于，包括參考序 列接收模塊、序列索引確定模塊、基站標(biāo)識(shí)識(shí)別模塊，其中，參考序列接收模塊，用于接收包括基于基本序列的參考序列；序列索引確定模塊，用于確定接收到的參考序列的序列類別索引；基站標(biāo)識(shí)識(shí)別模塊，用于將確定的序列類別索引映射到基站標(biāo)識(shí)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收端裝置，其特征在于，所述序列索引確 定模塊根據(jù)接收到的信號(hào)峰值的位置，計(jì)算出序列類別索引。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種快速小區(qū)搜索方法，包括構(gòu)造基于序列類別索引的基本序列；將序列索引映射到基站標(biāo)識(shí)；對(duì)所述基本序列進(jìn)行離散傅立葉變換DFT或離散傅立葉逆變換IDFT，將變換后的序列作為參考序列發(fā)送。接收端通過接收處理參考序列，快速完成小區(qū)搜索。本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種用于快速小區(qū)搜索的發(fā)射端裝置和接收端裝置。該小區(qū)搜索方法簡(jiǎn)單，不增加系統(tǒng)復(fù)雜性，有利于快速小區(qū)檢測(cè)，小區(qū)切換等。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101534539SQ200810065540
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者孫銘揚(yáng), 顧雪芹 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司