專利名稱：用于超3g的同步信道方案的制作方法
用于超3G的同步信it^案在諸如^S動通信系統(GSM)和寬帶石盼多址(WCDMA)之類的移 動蜂窩標準的織中，可能執行像正交頻分飾(OFDM)的新雕岐術。OFDM 中循環前綴的引入使得它強^i也E^傳播并且iSt更高的f^S率。 OFDM可以 被看作調制禾哆址方案的結合，其以這樣的方式分割通信信道，SP很多用戶可以 分享它。然而TDMA片段是依照時間并且CDMA片段^M擴展碼的，OFDM 片段是^M頻率的。這是將頻譜劃分為許多等間隔的音調(tone)的一種技術。接 著OFDM在^ht調上攜^^P分用戶信息。音調可以被看作唯一頻率，在其中 每一^ht調都與其他^W調正交。FDM典型地要求在頻率之間，頻率耐戶頻 帶以使它們之間不相互干擾。OEDM允許^W調的頻譜相互，，并且由于它 們是正交的，它們可以不相互干擾。ffi)l允許音調之間的魏，所要求的頻譜的 鄉總體MM^。在OFDM中，信I、^M51調節音調的相位，振幅^&們二 者被調制到音調。OFDM系繊^^流并且將它分成N個平行的娜流，每一 個都有I^I率的1/N的速率。然后，每一娜流以唯一頻率被鵬到音調并且使 用快速傅立f^l^變換(IFFT)結合在1以產生將1^1的0 0為了平穩她以現有的職頻譜將現有的蜂窩系^i移至噺的高容量高娜 速率系統， 一個新的系^1、須肖^^作在靈活的BW上。關于這種新的靈活蜂窩 系統的建議，3G (S3G)，被稱為3GPP長期演進(3GPPLTE)，其可被看作 3G WCDMA標準的演進。S3G可育^f頓OFDM并且育^^j乍^A人1.25MHz到 20MHz之間的帶寬(BW)上。另夕卜，S3G也應該育,在^[圣;^勺為10米的微小 區中，以及^[5大約10-100千米的宏小區中工作。高達100Mb/s的f^t率頓 能在高寬帶(BW)微小區系統瞎況中。為了超娜^I率，可預見的是不同的循 環前纟I^割每在S3G中實現。可以是具有一個很大的延遲擴展的宏小區所用的一 錯循環前綴，因此增加了飛肖并且斷氐了最大i^il率，并且可以是在小的小 區中所使用的一個短循環前綴，具有小的多徑分量，從而M^飛肖并且增加最大S3G系統的靈活'斷于移動終瓛用戶設備(UE)設計將引Aif的挑戰。例如，可變BW以及不同的循環前綴將對小區，嫁和移動!4Mf呈的同步信道施加新的需求。在現有的蜂窩系統，如WCDMA和GSM，使用固定的BW。在這種系 統中蜂窩 過程按照如下執行1. 對于^^波頻率，接收和下對媳號到具有BW的S^信號上(等同 于蜂窩系統的BW (200KHZGSM/5MHZWCDMA)并_§3151 蜂窩系統的特 殊同步信itt^l行小區搜索(GSM: FCH， SCH脈沖；以及WCDMA: P-SCH， S-SCH信道))；2. 如果小區被找到，M載波頻率(如果初始小區搜索以及移動終^/UE 本i鵬蕩器沒有被鎖定到蜂窩系統)；并且3. 檢測小區的ID并且讀KT衝言道(BCH)以及，如果該移動終^/UE是 被允許的，貝條留在該小區上(在空閑模式)赫包括鄰i^且中的小區(如果活 躍模式)。為了掛共關于所用的載波頻率的先徵PI諷Jl^第一階段的搜索時間可以通 逝頓歷史列表(初始化小區，嫁)^t鄰近列表(在活跟空閑模式的小區搜索) 被^K前述的過程在由申請人的受讓人共同擁有的美國專禾呻請序列號 No.l0/315,710.中被討論。用于具有固定帶寬和固定循環前綴長度的OFDM系統 (像WLAN)的常規同步(小區J嫁)過程如下1. 對于^^波頻率，接收禾嚇變換信號到具有相應于OFDM系統BW的 BW和時隙間隔的基帶信號(也就是SCH信道)；2. 執棚微員^IE;3. 執4彌致的頻率同步(例如4頓循環前綴長度的知識)；4. 檢測小區ID并且讀,播；以及5. 停留在小區上。用于固定BW的OFDM系統的小區搜索過程的深入討論可以在Minn等人 的"A Robust Timing and Frequency Synchronization for OFDM Systems", IEEE Transactions on Communications, VOL.2 No.4^2003年7月('^Minn")中找到。這些 常規的小區搜索解決方法不育^a接地teffl到S3G，因為S3G具有W^BW禾口循 環前綴。期望的是，用于具W^I變BW的蜂窩OFDM系統的快速和精確小區搜索 過程。概要
本發明中的方法和設備允許SCH以及BCH信號(SCH禾P/或BCH)在蜂窩 電信系統的使用，4OT等于系統最小可能BW的BW，比如L25MHZ。為了公開 目的，SCH和BCH ^f頓的BW共同地并且^^魁頓爾為BWB。 SCH禾n/或BCH信 號裕S^^系統BW中的至^^些部分重復。這種重復將在相同的OFDM符號或 在交錯的形式中執行。1.25MHZBWSCH信號可以是相同的，包括小區組和小區 ID信1、，鰣一些SCH信號標小區組，—些SCH信號標小區ID 。財卜， 禾胸1.25MHZBWSCH信號稱或BCH信號，UE僅僅需^^贖特定的1.25MHZ SCH信號，然后讀取包括必^f言息的1.25MHZ BCH信號以便停留/連接到小區， 而不管系統BW。這^il呈增加了初始化小區，嫁的皿。財卜，如果系^JE 中禾,更大的BW，這種重割^T能執行更決的小區檢測。當本發明鄉到高 BW系統中，UE可操作地來確定是否在低蹄高BW上執行小區，嫁以獲得充足 小區檢測性能。#1^仔，如果高速，t魏小區檢測^^、需的，那么需要多個SCH 的關聯。本發明使得育,在UE中蜂窩小區，嫁過程有效。
在下面的部分中，參考在附圖中船兌明的典型實施例描述本發明，其中 圖l (A) -1 (B)是說明SCH禾n/或BCH如何^^窩OFDM系統中^lj的 ,圖表；圖2示出了根據本發明操作的包括兩個^|#幾和一個接收機的系統；以及 圖3 (A) -3 (B)是說明了根據本發明的SCH信號的,圖表。、 一夢^t參照這些附圖，圖l (A) -1 (B)說明了SCH以及BCH信號如何在蜂 窩OFDM系統中傳輸。圖表100A和100B中看到的系統BW是BWA， SCH禾0/ 或BCHBW是BWb。如圖中戶膽到的，SCH禾n/或BCH在頻域中重復。在圖1A 和1B中，BWA=3*BWB，因此SCH禾口/或BCH^t^號將在中心頻率上重復三iW i 『次，在這種情況下<formula>formula see original document page 9</formula>。下文中，^v這種SCH禾n/或BGH 信號被禾翁主出來(fi; BWB)。如在圖1 (A)中可見的鵬交錯的形式中，如在圖l (B)中可見的，SCH禾P/或BCH肯,在相同OFDM符號中重復。SCH和 減BCH以規則的模式(典型地10ms)進^在,中重復，并且BCH以很好 定義的時間間隔方爐在SCH之后(如圖l (A)和l (B)可見的2個OFDM信 號)。例如，根據在Mrai中所描述的過程產生SCH信號的娜。圖2示出了根據本發明操作的包括兩個鄉機201A， 201B和一個接收機202 的系統。接收機202imt也包括移動終mJE的接糊幾部分。正如所看到的，接 收機202與發射機A 201A同步的并艦Mm一個糊機，發射饑A 201A發射的 繊執行娜檢測。同時，接收機202fflil尋找新的小區，在這種情況下至少一 個第二個Mim， MimB201B^l行小區，嫁，ffi31使接收到的5Sfil^本的信 號互相關聯以i^AMtmB201B中找到SCH信號。^^]mA和B， 201A^201B 中，SCH禾n/或BCH信號分別在OFDM調偉iJ^203A， 203B中時間/頻率飾，這 種調偉'JH適M執行產生OFDM調制H言號所必需的常規步驟。在頻域中重復的 SCH禾口/或BCH信號的i(a取決于系統BWBWA。然后，OFDM調制寬帶信號將 分別在M^t幾(FETX) 204A， 204B中轉換為職電信號，并E3151^IW幾 ，205A， 205B傳輸。接i(^幾202在，206接收BWBWa的信號(其可以包 括多^h^線)，包括來自發射機A和B， 201A， 201B的信號并且在M^收機 (FeRX)207^l維號下對奐到具有BWBWA的基帶信號。謝言號后mi'JOFDM 檢測器208，該OFDM檢測器208檢測和解石棘自鄉機A201A的信號。同時， 接收到的信勁繊'J小區，嫁單元209上，該小區，贖單元209禾,中心頻萄帶 寬(S;BWb)輕少一個SCH信號BW上處理接收到的信號。在其上執行小區搜 索的SCHBW的ffi將由控制單元210 (CU)確定。這個確定是其中基于移動終 mJEBW的容量，基于關于j柳^l]mA201A鄉的導頻f轉獲得的鎌比 (SNR)和多普勒觀糧，系統BWBWa的信息，以及基于關于^M^I^幾A201A 接收的相鄰小區上的BW的信息。Mil^例性并且非限制，如果SNR低藏多普勒高，很頓育鏃動終^UE很決將離開小區的鶴區域到它然后目前戶; ^接的區域，因此^t尋找新的小區是非常重要的。在這種情況下，CU210確定以在多 個BWb上(例如，如果參考圖1A-1B，則ft^有3個SCH信號101上)關^^)f 接收的信號。另一方面，如果多普劍氐并且SNR高，貝倒新小區的切換可能不是 必需的，因此，小區 嫁可能在常規"働嫁"模式中進行，其中移動終mjE僅在一個SCH信號BW (fl;BWB)上關聯賺收的信號。如果該SCH卿Wb) 關i^l確定的閾值，貝撥現新MJflB204B的定時。然后，小區E)必須被 檢測到。根據本發明，小區ID的檢測可以M31兩種不同的方式實現。鄉一種方 法中，如圖3 (A)所貼啲，SCH信號進一步被分裂為子序列A和B，其中子 序列A與小區組相關并且子序列B給出小區ID。當發現定時時，移動終mJE ^ff接收的信號與特定A子序列關聯以發現小區組。然后，UE〗妙;f接收的信號 與特定B子序列關聯以發現小區ID。之后，檢測到在相應中心頻率(§;BWB) 上的BCH。
作中，本發明的OFDM蜂窩電信系統包括具有至少第一M)m 的移動終^/用戶設備(UE)，該系統可操作在BW， BWa上，該系統具有同步 信道(SCH)和廣Jfft道(BCH) ， SCH和BCH中^^可操作在確定的BW上 (這樣的SCH和BCHBW共同地并且^^魁頓爾為BWB)，其中SCH禾n/或BCH 信號定位在BWA寬帶系統BW中并且SCH和BCH在BWA寬帶系統BW中至少 重復兩次。J頓等于該系統的最小可能BW的BW， fflil在頻域中對于^h系統 BW的至A一些部分重復SCH和/或BCH信號，j:^設備適合用于允許SCH禾P/ 或BCH。在第二種方法中，在不同中心頻率上的SCH信號不需要是相同的。而是， 一些SCHf^^樣小區組(僅僅子序列A)，以及一些小區ID (僅僅子序列B)， 如在圖3 (B)中所見的。在這種方法中，所有的SCH信號者阿以用于發J贓時， 而不管4頓子序列A還是子序列B。因此， 一些SCH信號給出小區組并且另外的 SCH信號給出小區ID。移動終^/UE {妙萬接收的信號與特定的A子序列相關聯以 找到小區組。然后，移動終^/UE^^接收的信號與特定的B子序歹湘關聯以找 到小區ID。之后，檢測到在相應中心頻率(S;BWB)上的BCH。正如本領域的技術人員所意i贈啲，育 泛的卿范圍上修改和改變在 本申請中所描述的創新性捐膽。因此，所要求專利^尉戶的主題的范圍不應該限于 ，的^if可t寺定典型教導，而是由下面的t又利要求所限定。
權利要求
1.OFDM蜂窩電信系統，包括移動終端/用戶設備(UE)；至少一個第一發射機，該系統操作在帶寬(BW)，BWA上；該系統具有同步信道(SCH)和廣播信道(BCH)，SCH和BCH中每個可操作在確定的BW上(這樣的SCH和BCH BW共同地并且單獨地稱為BWB)；其中SCH和/或BCH信號定位在BWA寬帶系統BW中并且SCH和BCH在BWA寬帶系統BW中至少重復兩次。
2. 根據權利要求1戶，的OFDM!^窩電信系統，其中SCH柳^BCH^BWa 的頻域中的重復是在相同的OFDM符號中進行的。
3. 根據權利要求1戶腦的OFDM^窩電信系統，其中SCH稱趣CH在頻域 中的重復是在交錯的形式中進行的。
4. 根據權利要求1戶脫的OFD娜窩電信系統，其中所有的SCH信號是相同 的并且IBt—步包括多個重復的子序列。
5. 根據權利要求4戶服的OFD贈窩電信系統，其中戶;MS復的子序列是符 號反向的。
6. 根據權利要求1戶脫的OFDM^窩電信系統，其中SCH信號的至少一作 括第一^腫復的子序列并且SCH信號的至A"怖括第二iffl復的子序列。
7. 根據權利要求6戶腿的OFDM^窩電信系統，其中第一組子序列是符號反 向的。
8. 根據權利要求6戶服的OFDM!tt窩電信系統，其中第二組子序列是符號反 向的。
9. 用于在OFDM^窩電信系統中操作的移動終端傭戶設備(UE)，所述移動 終端可操作來接收和關聯同步信道(SCH)信號和廣，tft道(BCH)信號，* SCH禾nBCH具有確定的帶寬(BW)，(這樣的SCH禾陽CH共同地并且m^魁頓爾為 具郁Wb);其中SCH和/^BCH信號定位^BWA寬帶系細W中并且SCH禾昭CH^BWA 寬帶系鄉J5BW中至少重復兩次。
10. 根據禾又利要求9戶;M的移動終mJE，其適合為確定的SCH信號確定同步
11. 根據權利要求io戶服的移動終^/uE，其中如果戶;MM高于予跌確定 的閾值，貝IJ發J見新小區的定時。
12. 根據權利要求11戶腿的移動終^/UE，其中移動終^UE可操作ifel^吏 所接收的序列與子序歹IJA相關聯以發現小區組；移動終^/UE可操作J4^f妙; 接收的信號與子序歹ijB相關聯以檢測小區ID;以及其中移動終端/UE在至少一個BCH中心頻^/BW (fi， BWB)上檢測該小區 BCH。
13. 根據權利要求11戶腿的移動終mjE，其中移動終mjE可操作地每所接收的具有一^hT序列的序列直接關嗨lJ小ElD，并且超A"個BCH中心頻率 /BW (fi， BWB)上檢測該小區的BCH。
14. 根據權利要求10戶腿的移動終^/UE，其中由移動終^/Um頓的小區 搜索關聯的BW繊于系統的BW、多普勒測量，或{識比中的一個。
15.用于〗細等于系統的最小可旨跑W的帶寬(BW)允許同步信道和廣謝言道 (SCH稱細CH)的設備，該設備包括在蜂窩電信系統中可操作的移動終微用戶設備(UE)，朋述移動終端傭戶 設備具有接收機部分；所述接收機部分可操作地與蜂窩電信系統的第一Mt機同步，并_§^來自蜂 窩電信系統的第一 ]^幾的 執行 檢測；所述接收機都分iM:s^蜂窩電信系統中的至d^個第二個Mim^同0m 行小區搜索，通過使接收到的Eis^本的信號互相關聯以iiAAs少第二^jm中找到同步信道(SCH)信號；以及其中第一和至少第二^m可操作地^頓調偉螺時間和頻率翻scH和廣播信道(SCH和/郝CH)信號，戶做調銅J^g舒輸出正交頻分調制(OFDM)符 號。
16.根據權利要求15臓的設備，其與第一娜幾和至少第二細鵬合， 齡這樣的劃寸機具有各自的OFDM調審滕，{頓它們各自的OFDM調審幡可操 作地時間和頻率OTSCH稱，CH信號。
17. 根據權利要求16戶腐的設備，其中第一^1#1和至少一個第二^1#1可 操作地在頻域中重彭CH柳郝CH信號。
18. 根據權利要求17所述的設備，其中由第一激付幾和至^^個第二^1#1 中的^t重復SCH和/，CH信號的次數,于系^W BWA。
19. 根據權利要求18戶做的設備，第一^|#幾和至^^個第二鄉機中的每 個都具有前端鄉機以^Wl纖，織一娜腳至少一個第二娜幾可操 作±贓它們各自的 ^1#幾(FeTX)中轉^OFDM調制驟信號為職電信號并5JM:娜幾湖繊腿職電信號。
20. 根據權利要求19戶腿的設備，進一步包括具有至少一個接收機M的f^收機，i娃il^個接收機^^給到iM 端接收機的輸鳩；與MT驢收機的第^J出孝給的OFDM檢測器；與W^ 接收機的第二輸出耦合的小區搜索單元；以及與該小區，，單譜禹合的控制單元 (CU);該fr^接收m3i^T在i,^^個接收機，iJAm—^]mf瞎^^個第二^I#幾接收具^B^VA的信號；fr^概幾的接收機部分，其可操作鵬言號下變換到具郁WA的基帶信號;i繊鏃收機可操作地^ft^tiUO畫檢測器；i知應檢測器適舒檢測和解碼源于第一細幾的信號；iM^接收+腿舒同時將所接收的信^mf'J小區，嫁單元； 該小區，贖單^S舒在具有中心頻^/BW (fi， BWB)的至^"個SCH信號 BW上處S^f接收的信號；以及CU適舒確定在其上執行小區J嫁的SCHBW的數目。
21. 根據^^i」要求20戶做的設備，其中該CU^操作地基于以下之一確定在 其上執行小區鶴的SCHBW的數目移動終mJEBW容量、關于娜Am—發 射豐;imt的導頻符號獲得的f誠比(SNR)和多普勒觀糧的信息、系細WBWa、以及關于在相鄰小區j^A^—mim接收的Bw的信息。
22. 根據權利要求21戶脫的設備，其中，如^SNR為低蹄多普勒測量為高， 則i敘適舒^1WA上關麟收到的信號。
23. 根據權利要求21戶做的設備，其中如果多普勒觀糧為低并且SNR為高， CU使小區鶴在"慢麟"模式中進行，其中移動終^/UE僅在一個SCH信號BW(fl;BWB)上關聯雁收的信號c
24. 根據權利要求21戶腐的設備，其中如果該SCH (S;BWb)關^fM51確 定的閾值，貝撥現^M少第二MJm的定時并且檢測小ElDo
25. 根據權利要求24戶做的設備，其中iMJESCH信號分裂為子序歹ljA禾PB 由移動終mJE執行小區ID的檢測，其中子序歹IJA與小區組相關并且子序歹OB給出小師；其中當發現定時時，移動終^/um妙; 接收的信號與特^A子序列關聯以發現小區組；其中移動終端/UE然后可操作地^^f接收的信號與特^B子序列關聯以發現 小EID;以及其中之后檢測到在相應中心頻率(S;bwb)上的bch。
26. 根據權利要求24所述的設備，其中當在不同的中心頻率上的SCH信號不 相同時，移動終^/UE適舒檢測小ElDo
27. 根據權利要求26戶腿的設備，進一步包 Sf多動終^/UE可操作地4妙;f接 收的信號與特^A子序列關聯以發現小區組；以及移動終端/UE進一步可操作地使所接收的信號與特^B子序列關聯以發現小 區ID，并且之后在相應中心頻率(S;BWb)上檢觀婦CH。
28. f柳等于系統的最小可^BW的帶寬(BW)允許同步信道禾曠Sft道 (SCH和/郝CH)的方法，包括在頻域中對于齡系細W的至少一些部分重復 SCH和働CH信號。
29. 根據權利要求28所述的方法，進一步包括執行在相同OFDM符號上的重 復步驟。
30. 根據權利要求28戶腿的方法，進一步包括執行在交錯形式上的重復步驟。
31. 根據權利要求28戶/M的方法，其中SCH信號的BW為1.25MHz。
32. 根據權利要求31戶腿的方法，其中包括小區組和小EID^息的SCH信號相同。
33. 根據權利要求31戶腿的方法，其中一些SCH信號標小區組以及另夕卜一 些SCH信號標小EID。
34. 根據權利要求28戶，的方法，，移動終^/用戶設備(UE)中實現。
35. 根據權利要求34戶脫的方法，其中移動終mJE可操作iik^嫁特定的SCH信號并且然后讀取包括必簡言息的BCH信號以便停留/雜到小區，而不管系 細W。
36. 根據權利要求35戶腿的方法，其中SCH和/郝CH信號的BW為1.25MHz。
37. 根據權利要求28所述的方法，其由敲W系統中的移動終微用戶設備 (UE)實現c
38. 根據權利要求37戶，的方法，其中移動終^/UE可操作:fefe^確定是否在低或高的帶寬上執行小區搜索以獲得艦小區檢測性能。
39. 根據權利要求38戶腿的方法，其中，如果高速，十魏小區檢測^^、需的， 貝WOT多個SCH關聯。
40. 根據權利要求28戶腿的方法，其中SCH和/郝CH信號在頻域中IM復多次。
41. 根據權利要求40所述的方法，其中SCH柳^BCH信號的^ft號, 中心頻率上驢復三次。
全文摘要
一種設備和方法可操作地允許同步信道(SCH)和廣播信道(BCH)信號的使用，其具有等于系統的最小可能BW的帶寬(BW)，例如1.25MHz。本發明增加了初始小區的搜索速度。另外，在頻域中信號的重復使得在這樣一種情形中執行更快小區檢測成為可能，即系統/移動終端/UE正在使用更大的BW。當本發明在一個高BW系統中使用時，移動終端/UE可操作地來確定是否在低或者高BW上執行小區搜索以獲得充足小區檢測性能。
文檔編號H04L27/26GK101283564SQ200680037795
公開日2008年10月8日 申請日期2006年10月3日 優先權日2005年10月11日
發明者B·林多夫, K·詹吉, R·巴爾德梅爾, S·帕克瓦爾 申請人:艾利森電話股份有限公司