專利名稱：在ofdm移動通信系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)時間同步的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種OFDM (正交頻分復用)或者OFDMA (正交頻 分多址)無線通信系統(tǒng)，更具體地說，本發(fā)明涉及一種獲取時間同步 的方法及其支持方法。盡管本發(fā)明可以應用于非常寬的應用范圍，但 是它尤其適合，在接收端使其時間同步調(diào)諧到發(fā)射端的時間同步，或 者測量OFDM或者OFDMA無線通信系統(tǒng)內(nèi)的信號強度的情況下，通 過解決讀取以均勻間隔插入的當前前同步信號存在的占用時間問題， 而使得接收端與位于先前級的發(fā)射端同步。
背景技術：
最近，對適合在有線/無線信道內(nèi)進行快速數(shù)據(jù)傳送的OFDM(A) 系統(tǒng)進行研究和開發(fā)付出了許多努力。在OFDM (A)系統(tǒng)中，利用互 相正交的多個載波提高頻率使用率。在發(fā)射端/接收端調(diào)制/解調(diào)多個載 波的過程產(chǎn)生與執(zhí)行IDF (離散傅立葉反變換)/DFT (離散傅里葉變 換)相同的結果，從而利用IFFT (快速傅立葉反變換)/FFT (快速傅 里葉變換)快速實現(xiàn)。
PFDM的原理是，利用以將快速數(shù)據(jù)流劃分為多個慢速數(shù)據(jù)流， 且同時通過多個子載波發(fā)送慢速數(shù)據(jù)流，以提高碼元持續(xù)時間的方式 散布的多徑延遲，在時域內(nèi)減小相對分散。因此，以傳輸碼元為單位 執(zhí)行根據(jù)OFDM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸。
由于利用DFT (離散傅里葉變換)可以對所有子載波集中處理 OFDM系統(tǒng)中的調(diào)制/解調(diào)，所以不需要對每個單獨子載波設計調(diào)制器/ 解調(diào)器。
圖1是OFDM調(diào)制器/解調(diào)器的原理圖。
參考圖l，將串行輸入的數(shù)據(jù)流轉換為其數(shù)量等于子載波數(shù)量的并 行數(shù)據(jù)流，然后，利用離散傅立葉反變換，變換每個并行數(shù)據(jù)流。此 外，利用IFFT (快速傅立葉反變換)進行快速數(shù)據(jù)處理。再將經(jīng)歷了 離散傅立葉反變換的數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)，然后，通過進行頻率轉換 發(fā)送該串行數(shù)據(jù)。并且，接收端接收相應信號，且然后以相反過程解 調(diào)收到的信號。
利用周期性插入數(shù)據(jù)幀內(nèi)的前同步信號的方式，現(xiàn)有技術的 OFDM無線通信系統(tǒng)使基站的時間同步和頻率同步調(diào)諧到用戶設備的 時間同步和頻率同步。
圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術的OFDMA無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)幀的示意 圖，其中水平軸對應于碼元單位的時間軸，而垂直軸對應于子信道單 位的頻率軸。此外，子信道指多個子載波的子載波束。
參考圖2，對要調(diào)制的前同步信號分配所有子載波。并且，以均勻 間隔插入該前同步信號，以作為所有時間的基準點。由于通過以該前 同步信號作為基準插入在基準與用戶設備之間發(fā)送/接收的所有信號， 所以對于互相的數(shù)據(jù)通信，獲取該前同步信號是最基本和最重要的工 作。例如，如果用戶設備嘗試使其時間同步調(diào)諧到基站的時間同步的 瞬時對應于圖1所示的第(k+13)個碼元，則直到第(k+30)碼元， 用戶設備不能使其時間同步調(diào)諧到基站的時間同步。用戶設備在第 (k+30)碼元獲取前同步信號，然后，調(diào)諧其時間同步。由于一次嘗 試通常不能滿意地調(diào)諧時間同步，所以該用戶設備等待下一個前同步 信號，以更精確調(diào)諧時間同步，然后，重復該處理過程，直到滿足規(guī) 定條件。
然而，由于以均勻間隔插入該前同步信號，所以在讀取前同步信
號之前，用戶設備花費長時間調(diào)諧時間同步。由于通過一次獲取前同 步信號難以調(diào)諧時間同步，所以需要多次重復相應處理過程。因此， 獲取該前同步信號花費大量時間。此外，如果調(diào)諧時間同步花費大量 時間，則使通信準備被延遲，而且浪費了用戶設備的功耗，延長了在 引起切換中連接到鄰近目標基站的連接延遲，以致降低了通信質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種獲取時間同步的方法及其支持方法，它們 基本上克服了因為現(xiàn)有技術的局限性和缺陷而存在的一個或者多個問題。
本發(fā)明的目的是提供一種獲取時間同步的方法及其支持方法，利 用該方法，可以縮短在發(fā)射端與接收端調(diào)諧時間同步所需的時間，而 且利用該方法，以減少在獲取前同步信號之前執(zhí)行的不必要碼元搜索 的方式可以減少用戶設備的功率消耗。
在下面的描述中將在某種程度上對本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點進行 說明，而且在某種程度上，根據(jù)下面的內(nèi)容，本發(fā)明的其他特征和優(yōu) 點顯而易見，或者通過實施本發(fā)明，可以得知本發(fā)明的其他特征和優(yōu) 點。利用本發(fā)明的書面說明及其權利要求和附圖特別指出的結構，可 以實現(xiàn)和達到本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點，而且根據(jù)本發(fā)明用途，
正如在此所實現(xiàn)和廣泛描述的那樣，在OFDM (正交頻分復用)或者 OFDMA (正交頻分多址)無線通信系統(tǒng)中，根據(jù)本發(fā)明時間同步獲取 支持方法包括步驟利用全部子載波的一部分調(diào)制多個基準信號以在 接收端獲取時間同步；以及在至少一個碼元時間期間將利用全部子載 波的一部分調(diào)制的至少一個基準信號連續(xù)發(fā)送到接收端。
為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點，而且根據(jù)本發(fā)明
用途，在OFDM (正交頻分復用)或者OFDMA (正交頻分多址)無線
通信系統(tǒng)中，根據(jù)本發(fā)明的時間同步獲取方法的特征在于，發(fā)射端對 包括表示碼元時間的信息的基準信號分配全部子載波的至少其中之 一，并進行調(diào)制以發(fā)送該基準信號，而且其特征還在于接收端接收該 調(diào)制的信號以根據(jù)基準信號獲取時間同步。
為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點，而且根據(jù)本發(fā)明 用途，在OFDM (正交頻分復用)或者OFDMA (正交頻分多址)無線
通信系統(tǒng)中，時間同步獲取支持方法包括步驟利用全部子載波調(diào)制 前同步信號，喝將該調(diào)制的前同步信號發(fā)送到接收端；利用全部子載 波的一部分調(diào)制多個基準信號以在接收端獲取時間同步；以及在沒有 對其分配前同步信號的至少一個碼元時間期間將利用全部子載波的一 部分調(diào)制的多個基準信號連續(xù)發(fā)送到接收端。為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點，而且根據(jù)本發(fā)明 用途，在OFDM (正交頻分復用)或者OFDMA (正交頻分多址)無線 通信系統(tǒng)中， 一種時間同步獲取方法包括步驟在至少一個碼元時間 期間從發(fā)射端連續(xù)接收利用全部子載波的一部分調(diào)制的多個基準信 號；以及根據(jù)至少一個基準信號與發(fā)射端實現(xiàn)時間同步。
顯然，上面對本發(fā)明所做的一般說明和下面對本發(fā)明所做的詳細 說明是典型性的和說明性的，而且它們意在進一步解釋所要求的本發(fā)明。


所包括的附圖有助于進一步理解本發(fā)明，而且附圖引入本說明書、 構成本說明書的一部分，它示出本發(fā)明實施例，而且它與說明一起用 于解釋本發(fā)明原理。
附圖中圖1是OFDM調(diào)制器/解調(diào)器的原理圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術的OFDMA無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)幀的示意
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的OFDMA無線通信系統(tǒng)中的數(shù) 據(jù)幀的示意圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的OFDMA無線通信系統(tǒng)中的 數(shù)據(jù)幀的示意圖5是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的OFDMA無線通信系統(tǒng)中的 數(shù)據(jù)幀的示意圖6A和圖6B是根據(jù)本發(fā)明包括基準信號的碼元時間配置的典型 示意圖；以及
圖7是根據(jù)本發(fā)明的分配基準信號的例子的示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，附圖示出其例子。
首先，下面將參考

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例可應用于 OFDM或者OFDMA無線通信系統(tǒng)的時間同步獲取方法。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的OFDMA無線通信系統(tǒng)中的數(shù) 據(jù)幀的示意圖。特別是，圖3示出根據(jù)OFDMA調(diào)制，利用IFFT變換 數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)幀的配置，其中水平軸對應于碼元單位的時間軸，而垂 直軸對應于子信道單位的子載波軸。
參考圖3， FCH (幀控制報頭)是報頭。DL-AMP是包括關于以下 行鏈路傳送數(shù)據(jù)(DL短脈沖串)的調(diào)制方法等的信息的消息。UL-MAP 是包括關于要以上行鏈路傳送數(shù)據(jù)(UL短脈沖串)的信息的消息。TTG (發(fā)送/接收過渡時隙)是從下行鏈路數(shù)據(jù)發(fā)送轉變?yōu)樯闲墟溌窋?shù)據(jù)發(fā) 送的時隙。此外，RTG (接收/發(fā)送時隙)是從上行鏈路數(shù)據(jù)發(fā)送轉變 為下行鏈路數(shù)據(jù)發(fā)送的時隙。
圖3所示本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的特征在于，OFDMA系統(tǒng)可用 的子信道(在圖3中，屬于(s+L) -1和(s+l)子信道的子載波)部 分用于分配新基準信號。該基準信號包括用于表示相應碼元對應于傳 輸幀內(nèi)的哪個順序碼元的信息。盡管以在其間留下均勻間隔的方式插 入現(xiàn)有技術的OFDMA系統(tǒng)的前同步信號，但是在本發(fā)明的優(yōu)選實施 例中，在下行鏈路的預定時間內(nèi)，對于幾個碼元時間(第(k+l)碼元 至第(k+15)碼元)插入新基準信號。
在這種情況下，在至少一個碼元時間期間，可以以通過至少一個 子載波承載的方式傳送該基準信號。
假定在下行鏈路數(shù)據(jù)幀中不包括前同步信號的碼元數(shù)是"Ndls"， 則可以利用滿足"Ndls《2m"的最小比特M表示相應碼元的索引?？?以利用M個子載波表示M個比特。如果將"R"定義為編碼率，或者 重復計數(shù)，則可以對該基準信號分配R*M個子載波。存在一個基準信 號(即使可以重復承載該基準信號，也意味著僅重復一個基準信號)。 利用鄰近子載波或者分散的子載波可以傳送該基準信號。
因此，利用表示碼元序列O-ndls的索引構成該基準信號，由此根
據(jù)前同步信號得知預定碼元對應于哪個順序碼元。在這種情況下，表 示碼元號的任意排列(permuutaion)可以用作索引。例如，可以原樣 使用數(shù)字O-Ndls，也可以使用PN代碼等。
利用預定級數(shù)確定該基準信號，以表示整個時間內(nèi)的碼元時間。 例如，可以將序列l(wèi)， 2， 3，...賦予前同步信號后面的碼元。
為了使用戶設備與基站同步，利用作為OFDM碼元的主要特征的 循環(huán)前綴將同步調(diào)諧下行鏈路中的隨機碼元。循環(huán)前綴指將空信號或 者相應碼元的后部的一部分附加到位于相應碼元前面的一個碼元上。
優(yōu)選地，事先在基站與用戶設備之間確定基準信號在子信道軸上 的位置。如果在時間同步碼元讀取其內(nèi)插入了基準信號的子信道，則 根據(jù)特定基準點，可以得知相應碼元對應于哪個順序碼元，因為該子 信道包括表示相應碼元對應于傳輸幀內(nèi)的哪個順序碼元的信息。因此， 可以調(diào)諧時間同步。為了實現(xiàn)更精確的時間同步，優(yōu)選地將碼元同步 獲取過程重復幾次。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的OFDMA無線通信系統(tǒng)中的 數(shù)據(jù)幀的示意圖。如圖3所示，可以對鄰近子信道分配該基準信號。 作為選擇地，如圖4所示，可以劃分該基準信號，以分別插入互相遠 離的子信道。此外，可以對該基準信號分配多個子信道。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的OFDMA無線通信系統(tǒng)中的 數(shù)據(jù)幀的示意圖。
參考圖5，如果因為某些原因，g卩， 一個基站支持多個扇區(qū)的原因， 整個頻帶被劃分使用，則可以將該基準信號分別插入各劃分的頻帶。 在這樣做時，在每個劃分頻帶中，插入位置可以不同。根據(jù)碼元數(shù)軸 或者子信道軸，可以改變該基準信號的插入位置，而且它在每幀內(nèi)也 不同。
該基準信號應該含有表示碼元位置的信息。如圖6A所示，該信息 表示從隨機基準時間開始的絕對累計碼元時間。如圖6B所示，該信息 可以表示每幀的單獨碼元時間。
圖7是根據(jù)本發(fā)明分配基準信號的基本實現(xiàn)過程的示意圖。
參考圖7，在具有20MHz信道帶寬和5ms幀段的環(huán)境下，將2,048 個子載波中用于基準信號的子載波編組為36個6子載波組，以被分配
為141-146、 147-152、 153-158、 18卯-1895、 1896-1901以及1902-1907。
利用每組的6個子載波，該基準信號可以使用BPSK調(diào)制，而且順序 表示二進制000000-111111。因此，所有組重復使用該值。
工業(yè)應用
因此，可以應用于OFDM或者OFDMA無線通信系統(tǒng)的本發(fā)明保
證下面的效果或者優(yōu)點。
首先，可以縮短用戶設備與基站之間實現(xiàn)時間同步所需的時間。
其次，通過在獲取前同步信號之前縮短不必要碼元搜索時間，可 以減少用戶設備的功率消耗。
再次，縮短了實現(xiàn)時間同步以及獲取進行諸如引起切換等工作所 需鄰近基站的參數(shù)所需的時間。
最后，由于將新基準信號插入現(xiàn)有系統(tǒng)中不使用的保護頻帶等， 所以可以防止現(xiàn)有系統(tǒng)的配置和形式受到影響。
盡管在此參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述和說明， 在不脫離本發(fā)明實質(zhì)范圍的情況下，對本發(fā)明進行各種修改和變更， 對于本技術領域內(nèi)的技術人員是顯而易見的。因此，本發(fā)明意在包括 落入所附權利要求及其等同的實質(zhì)范圍內(nèi)的本發(fā)明的各種修改和變更。
權利要求
1.一種在OFDM(正交頻分復用)或者OFDMA(正交頻分多址)無線通信系統(tǒng)中支持時間同步獲取的方法，該方法包括步驟利用全部子載波的一部分調(diào)制多個基準信號以在接收端獲取時間同步；以及在至少一個碼元時間期間將利用全部子載波的一部分調(diào)制的至少一個基準信號連續(xù)發(fā)送到接收端。
2. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其中，如果利用多個子載波調(diào)制 基準信號，則該多個子載波彼此相鄰。
3. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其中，如果利用多個子載波調(diào)制 基準信號，則該多個子載波互相分離。
4. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其中，事先在接收端與發(fā)射端之 間定義對基準信號分配的全部子載波的一部分。
5. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其中，該多個基準信號的每一個 包括承載相應基準信號的碼元的位置信息。
6. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，該碼元的位置信息是來自 基準時間的絕對累計碼元時間信息，作為表示相應碼元對應于傳輸幀 上的哪個順序碼元的信息。
7. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其中碼元的位置信息是每個傳輸 幀的單獨碼元時間信息，作為用于表示相應碼元對應于傳輸幀上的哪個順序碼元的信息。
8. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其中，如果發(fā)射端劃分發(fā)送頻帶供使用，則將該基準信號插入每個劃分的頻帶中。
9. 一種在OFDM (正交頻分復用)或者OFDMA (正交頻分多址) 無線通信系統(tǒng)中支持時間同步獲取的方法，該方法包括步驟利用全部子載波調(diào)制前同步信號，并將該調(diào)制的前同步信號發(fā)送 到接收端；利用全部子載波的一部分調(diào)制多個基準信號以在接收端獲取時間 同步；以及在沒有對其分配前同步信號的至少一個碼元時間期間，將利用全 部子載波的一部分調(diào)制的多個基準信號連續(xù)發(fā)送到接收端。
10. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，如果利用多個子載波調(diào) 制基準信號，則該多個子載波互相相鄰。
11. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，如果利用多個子載波調(diào) 制基準信號，則該多個子載波互相分離。
12. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，事先在接收端與發(fā)射端 之間定義對多個基準信號分配的全部子載波的一部分。
13. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，該多個基準信號的每一 個包括承載相應基準信號的碼元的位置信息。
14. 根據(jù)權利要求13所述的方法，其中，該碼元的位置信息是來 自基準時間的絕對累計碼元時間信息，作為表示相應碼元對應于傳輸 幀上的哪個順序碼元的信息。
15. 根據(jù)權利要求13所述的方法，其中，該碼元的位置信息是每 個傳輸幀的獨立碼元時間信息，作為表示相應碼元對應于傳輸幀上的 哪個順序碼元的信息。
16. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，如果發(fā)射端劃分發(fā)送頻 帶供使用，則將多個基準信號單獨插入每個劃分的頻帶中。
17. —種在OFDM (正交頻分復用)或者OFDMA (正交頻分多址) 無線通信系統(tǒng)中獲取時間同步的方法，該方法包括步驟-在至少一個碼元時間期間，從發(fā)射端連續(xù)接收利用全部子載波的一部分調(diào)制的至少一個基準信號；以及根據(jù)該至少一個基準信號與發(fā)射端實現(xiàn)時間同步。
18. 根據(jù)權利要求17所述的方法，其中，事先在接收端與發(fā)射端 之間定義對至少一個基準信號分配的全部子載波的一部分。
19. 根據(jù)權利要求17所述的方法，其中，該至少一個基準信號包 括承載相應基準信號的碼元的位置信息。
20. 根據(jù)權利要求19所述的方法，其中，該碼元的位置信息是從 隨機基準時間開始的絕對累計碼元時間信息，作為表示相應碼元對應 于傳輸幀上的哪個順序碼元的信息。
21. 根據(jù)權利要求17所述的方法，其中，該碼元的位置信息是每 個傳輸幀的獨立碼元時間信息，作為表示相應碼元對應于傳輸幀上的 哪個順序碼元的信息。
22. 根據(jù)權利要求17所述的方法，其中，如果發(fā)射端劃分發(fā)送頻 帶供使用，則將基準信號插入每個劃分的頻帶中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于獲取時間同步的方法及其支持方法。本發(fā)明適于，在接收端使其時間同步調(diào)諧到發(fā)射端的時間同步，或者測量OFDM或者OFDMA無線通信系統(tǒng)內(nèi)的信號強度的情況下，通過解決讀取以均勻間隔插入的當前前同步信號存在的占用時間問題，接收端與位于先前級的發(fā)射端同步。在OFDM(正交頻分復用)或者OFDMA(正交頻分多址)無線通信系統(tǒng)中，本發(fā)明包括步驟利用至少一個子載波調(diào)制多個基準信號，以在接收端實現(xiàn)時間同步；以及在至少一個碼元時間期間，將利用至少一個子載波調(diào)制的至少一個基準信號連續(xù)發(fā)送到接收端。
文檔編號H04J11/00GK101099361SQ200580018379
公開日2008年1月2日 申請日期2005年6月10日 優(yōu)先權日2004年6月10日
發(fā)明者任彬哲, 千珍英 申請人:Lg電子株式會社