專利名稱：在寬帶無線通信系統中發送/接收次同步信道的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及寬帶無線通信系統的同步信道(SCH)。更具體地，本發明涉及一種在電氣和電子工程師協會(IEEE)802. 16m無線通信系統中發送/接收用于區分小區標識 (IDcell)的次同步SCH(S-SCH)的裝置和方法。
背景技術：
許多無線通信技術已經被提出作為高速移動通信的候選。在其中，正交頻分復用 (OFDM)技術現在被當作主要的下一代無線通信技術。在將來，期望OFDM技術將在大多數無線通信技術中使用。目前，即便稱為3.5代(3. 5G)技術的IEEE 802. 16無線城域網(WMAN) 也采用OFDM技術作為其標準。OFDM方案是使用多載波發送數據的方案。也即，OFDM方案是多載波調制(MCM)方案的類型，其并行轉換以串行輸入的碼元流并且將每個碼元流調制為具有交叉正交性的多個子載波(也即，多個子信道)以用于傳輸。在使用OFDM方案的系統中，用于定時同步和BS區分的目的，基站(BS)向移動臺 (MS)發送SCH。因此，MS可以使用SCH區分該MS所屬的BS。SCH被發送的位置在發送器和接收器之間預先定義。結果，SCH作為一種參考信號而操作。可以使用各種方法來作為SCH的設計方法，但是目前最受關注的方法是，在頻域按預定間隔在子載波上加載和發送源自于(native to)BS的偽隨機(PR)序列的方法。在按照預定間隔映射序列而不在全部子載波上加載和發送序列的情況下，對于逆快速傅里葉逆變換(IFFT)運算之后的時域信號，能夠識別在OFDM碼元中發生恒定模式(pattern)的重復。這里，重復計數取決于頻域的序列映射間隔而改變。下面描述在相關技術的IEEE 802. 16e系統中使用的SCH。圖1是示出根據相關技術的SCH的頻域信號的圖。參考圖1，在相關技術的SCH中，在頻域中按每三個子載波的間隔來分配序列值。在圖2中示出對應于圖1的SCH的時域信號。圖2是示出根據相關技術的SCH的時域信號的圖。參考圖2，相關技術的SCH具有這樣的格式，其中同一信號在時域中重復3次。MS 使用SCH的重復模式獲得定時同步。此時，IFFT的尺寸等于“2”的冪，但是“3”(重復計數)不等于IFFT尺寸的除數，因此，三次重復模式不是完整的重復模式而是不完整的重復模式。因此，在MS位于BS的小區邊界或小區邊緣的情況下，可能出現問題，因為相鄰小區的SCH構成干擾，三次重復模式被破壞，因此在執行定時同步中造成困難。同樣，相關技術的SCH使用與分配給一個SCH的子載波的數量相同的長度的序列。 相關技術的IEEE 802. 16e系統使用114個序列來區分總共114個BS。例如，當IFFT的長度等于“1024”時，每個序列的長度等于“284”，這是分配給一個SCH的子載波的數量。此時，MS確定在接收的SCH信號和先前處理的114個序列之間的相關值，并且獲得小區ID。
從相關技術的IEEE 802. 16e系統演進的系統、即IEEE 802. 16m系統比相關技術的IEEE 802. 16e系統要求更多的小區ID以支持豪微微小區(Femto cell)。同樣，甚至用于發送小區ID的SCH碼元的序列的數量也與小區ID的數量成比例地增加。此時，通常， 在序列之間的相關特征惡化以及由此小區ID檢測性能惡化，同樣，序列的峰值平均功率比 (PAPR)增加且由此能夠提升SCH的發送功率的裕量(margin)減少。同樣，IEEE 802. 16m系統能夠要求SCH包括除小區ID信息之外的補充信息用于傳輸。補充信息的示例可以是BS類型、扇區或分段信息、快速傅里葉變換(FFT)尺寸、系統帶寬等。與相關技術的IEEE 802. 16e系統比較，IEEE 802. 16m系統使用兩種不同類型的不同碼元(也即，主SCH(P-SCH)和S-SCH)來滿足增加數量的小區ID和補充信息傳輸等的額外要求。此時，IEEE 802.16m P-SCH和S-SCH必須劃分和執行IEEE 802. 16e SCH的功能和IEEE 802. 16m SCH要求的新功能。因此，需要定義要由IEEE 802. 16m P-SCH和S-SCH 的每個執行的新功能。同樣，需要定義用于在IEEE 802. 16m P-SCH和S-SCH的每個的序列與子載波之間進行映射的方法。
發明內容
本發明的一方面是解決至少以上的問題和/或不足并且提供至少以下的優點。因此，本發明的一方面是提供在寬帶無線通信系統中用于發送/接收次同步信道(S-SCH)以使得小區標識(ID)區分成為可能的裝置和方法。本發明的另一方面提供在電氣和電子工程師協會(IEEE)802. 16m無線通信系統中用于在S-SCH的序列和子載波之間進行映射的方法。本發明的再一方面提供一種在IEEE 802. 16m無線通信系統中的裝置和方法，其用于在發送器中，產生取決于小區ID的序列并且產生和發送S-SCH ；并且在接收器中，接收S-SCH并且檢測該序列。本發明的再一方面提供一種在IEEE 802. 16m無線通信系統中的裝置和方法，其用于基于快速傅里葉變換(FFT)尺寸和分段ID確定包括要與序列映射的子載波的子載波
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朱口 ο通過提供一種在寬帶無線通信系統中用于發送/接收S-SCH的裝置和方法來解決以上各方面。根據本發明的一方面，提供一種在通信系統中由發送器發送S-SCH的方法。該方法包括產生取決于小區ID的序列；基于FFT尺寸和分段ID確定包括用于映射產生的序列的子載波的子載波集合；以及將產生的序列映射到確定的子載波集合的子載波。根據本發明的另一方面，提供一種在通信系統中發送S-SCH的發送器。該發送器包括序列產生器，用于產生取決于小區ID的序列；和子載波映射器，用于基于FFT尺寸和分段ID確定包括用于映射產生的序列的子載波的子載波集合；以及將產生的序列映射到確定的子載波集合的子載波。根據本發明的再一方面，提供一種在通信系統中由接收器接收S-SCH的方法。該方法包括從接收的信號中提取對應于分段ID的子載波集合的信號，基于FFT尺寸和分段 ID確定該子載波集合；并且解調提取的子載波集合的信號并且檢測取決于小區ID的序列。
根據本發明的再一方面，提供一種在通信系統中接收S-SCH的接收器。該接收器包括子載波提取器，用于從接收的信號中提取對應于分段ID的子載波集合的信號，基于 FFT尺寸和分段ID確定該子載波集合；和解調器，用于解調提取的子載波集合的信號并且檢測取決于小區ID的序列。通過結合附圖的以下詳細描述，本發明的其他方面、優點和顯著特征對本領域技術人員將變得明了，在附圖中公開了本發明的示范實施例。
通過結合附圖的以下描述，本發明的具體示范實施例的以上和其他方面、特征和優點將變得明了，其中圖1是示出根據相關技術的同步信道(SCH)的頻域信號的圖；圖2是示出根據相關技術的SCH的時域信號的圖；圖3是示出根據本發明的示范實施例的電氣和電子工程師協會(IEEE) 802. 16m無線通信系統的基站(BS)和移動臺(MS)的圖；圖4是示出根據本發明的示范實施例的IEEE 802. 16m幀結構中主SCH(P-SCH)和次SCH(S-SCH)的位置的圖；圖5是示出根據本發明的示范實施例的按照512快速傅里葉變換(FFT)尺寸的子載波集合的圖；圖6是示出根據本發明的示范實施例的按照10MFFT尺寸的子載波集合的圖；圖7是示出根據本發明的示范實施例的按照2048FFT尺寸的子載波集合的圖；圖8是示出根據本發明的示范實施例的取決于FFT尺寸的頻域中的每個序列塊的排列的圖；圖9是示出根據本發明的示范實施例的按照每個FFT尺寸對應于小區標識(ID) 的S-SCH信號的PAI3R的圖；圖10是示出根據本發明的示范實施例的在IEEE S-SCH的發送器的結構的框圖；圖11是示出根據本發明的示范實施例的在IEEE S-SCH的接收器的結構的框圖；圖12是示出根據本發明的示范實施例的在IEEE S-SCH的過程的流程圖；以及圖13是示出根據本發明的示范實施例的在IEEE S-SCH的過程的流程圖。貫穿附圖，相同的參考數字將被理解為指代相同的部分、組件和結構。
具體實施例方式提供參考附圖的以下說明以助于完整理解由權利要求及其等價物定義的本發明的示范實施例。它包括了各種特定的細節以助于該理解，但是這些僅被看成是示范性的。因此，本領域的普通技術人員將認識到在不背離本發明的范圍和精神的情況下，可以對這里所述的實施例做出各種改變和修改。此外，出于清楚和簡潔之故，公知的功能和結構的說明
802. 16m無線通信系統中發送 802. 16m無線通信系統中接收 802. 16m無線通信系統中發送 802. 16m無線通信系統中接收被省去。在以下說明和權利要求書中使用的術語和單詞不局限于文獻的意思，而是僅由發明人用來使得本發明的理解清楚和一致。因此，對本領域的普通技術人員顯然的是本發明的示范實施例的以下說明是提供用于說明的目的而不是限制本發明的目的，本發明由所附權利要求及其等價物定義。應該理解，單數形式“一”、“一個”、和“該”同樣包含復數形式，除非上下文清楚地另有指明。因此，例如，引用“組件表面”包括對一個或多個此類表面的引用。對于術語“基本上”，它意味著所述的特征、參數，或值不需要精確地獲得，而是可以在數量上出現偏差或變化，這包括例如公差、測量誤差、測量精度限制和本領域技術人員公知的其他因素，而這些不會妨礙意圖提供的效果和特征。下面提出根據本發明的示范實施例的、在使用正交頻分多址(OFDMA)方案的電氣和電子工程師協會(IEEE)802. 16m無線通信系統中產生和發送/接收用于區分小區標識 (ID)的S-SCH的方法。下面描述IEEE 802. 16m無線通信系統的示范結構和S-SCH的功能。圖3是示出根據本發明的示范實施例的IEEE 802. 16m無線通信系統的基站(BS) 和移動臺(MS)的圖。參考圖3，為了 IEEE 802.16m MS 300 和 IEEE 802.16m BS 310 執行通信，IEEE 802. 16m MS 300 必須通過由 IEEE 802. 16m BS 310 發送的 S-SCH 信號獲得 IEEE 802. 16m BS 310的小區ID。這里，小區ID包括分段ID。圖4是示出根據本發明的示范實施例的IEEE 802. 16m幀結構中主SCH(P-SCH)和次SCH(S-SCH)的位置的圖。參考圖4，在IEEE 802. 16m幀結構中，超幀具有20msec的時間間隔，并且包括每個具有5msec的時間間隔的四個幀。在示范實施例中，一個P-SCH碼元和三個S-SCH碼元可以在一個超幀內按5msec的間隔安置。P-SCH碼元位于超幀報頭(SFH)中。這里，即使P-SCH 碼元和S-SCH碼元在數量和位置上變化，但是無疑本發明的示范實施例的建議基本同樣適用。下面描述根據本發明的示范實施例的確定對應于每個分段ID的子載波集合的方法。在本發明的示范實施例中，S-SCH的序列的長度(Nssqi)取決于FFT的尺寸而變化。 S-SCH的序列的長度(Nssqi)分別等于按512-FFT尺寸的“144”、按10M-FFT尺寸的“288” 和按2048-FFT尺寸的“576”。按如下公式1確定對應于每個分段ID的子載波集合
‘2-k
SSCHCarrie rSet” =^ + 3.^ + 40 NSSCH
N SSCH
⑴
144 在公式1中，"SSCHCarriedetn”表示第η個子載波集合，而“η”表示對應于分段ID的子載波集合的索引并且具有“0”、“1”或“2”的值。假設存在全部三個分段并且每個分段被表示為“分段0”、“分段1”或“分段2”，則“分段0”使用子載波集合 (SSCHCarrierktJ，“分段1”使用子載波集合(SSCHCarriei^et1)，而“分段2”使用子載波集合(SSCHCarriei^et2)。“k”表示取決于FFT尺寸而具有“0”到"Nssch-I，，的值的運行索引(running index)。在子載波集合中直流(DC)子載波的位置分別等于按512-FFT尺寸的 “256”、按 1024-FFT 尺寸的 “512” 和按 2048-FFT 尺寸的 “ΙΟΜ”。圖5、圖6和圖7的每個是示出根據本發明的示范實施例的每個對應于按512-FFT 尺寸、按IOM-FFT尺寸和按2048-FFT尺寸的分段ID的子載波集合的圖。如圖5、圖6和圖7所示，在以DC子載波為中心的左邊和右邊區域，每個對應于分段的子載波集合由每個具有三個間隔的子載波組成。靠近DC子載波，子載波集合由每個具有四個間隔的子載波組成。下面通過參考圖5以示例的方式詳細地做出說明。按 521-FFT尺寸，在“分段O”中使用的子載波集合(SSCHCarriedet。)具有“40”、“43”、“46”、 “49”、· · ·、“247”、“250”、“253”、“257”、“260”、“263”、· · ·、“464”、“467” 和 “470” 的子載波索引。也即，在以“256”的DC子載波索引為中心的左邊和右邊區域的每個中，子載波集合(SSCHCarrierktJ由其索引按“3”增加的子載波組成。在靠近DC子載波的子載波索弓I “ 253，，和“ 257，，之間的間隔等于“4”。如果如上確定子載波集合，則不在時域中出現相關技術的IEEE 802. 16eSCH的三次重復模式。該特征的有利之處在于，在其中IEEE 802. 16m BS支持全部IEEE 802. 16e MS 和IEEE 802.16m MS的共存模式中，僅存在其中在時域中出現三次重復模式的一種類型的碼元，因此，每個MS容易獲得定時同步。下面描述根據本發明的示范實施例的用于確定對應于小區ID的序列的方法。本發明的示范實施例提出使用全部768個小區ID (IDcell)。小區ID的值具有“O” 到“767”的范圍，并且如在以下公式2中通過分段ID(n)和運行索引(Idx)來確定。這里， 分段ID(n)具有“0”、“1”或“2”的值，并且運行索引(Idx)具有“O”到“255”的值。IDcell = 256 · n+Idx...................(2)使用八個序列塊(Stl, S1, ...，S7)來配置以上通過公式2確定的對應于小區ID的 S-SCH序列。在每個序列塊(Stl, S1, ...，S7)中包括的序列的長度等于“72”。圖8是示出根據本發明的示范實施例的取決于FFT尺寸的頻域中的每個序列塊的排列的圖。參考圖8，在512-FFT尺寸的情況下，從序列塊&和S1中順序選擇對應于運行索引 (Idx)的序列，并且順序選擇的序列被調制為功率提升BPSK信號且被順序映射到對應于分段ID (η)的子載波集合。在IOM-FFT尺寸的情況下，從序列塊(S2, S0, S1和。中順序選擇對應于運行索引(Idx)的序列，并且順序選擇的序列被調制為功率提升BPSK信號且被順序映射到對應于分段ID (η)的子載波集合。在2048-FFT尺寸的情況下，從序列塊(S4、S5、 &、&、S”S3Af^PS7)中順序選擇對應于運行索引(Idx)的序列，并且順序選擇的序列被調制為功率提升BPSK信號且被順序映射到對應于分段ID (η)的子載波集合。其中S-SCH信號取決于頻域帶寬而重疊的圖8的結構被稱為分級結構。這樣，S-SCH信號由針對各種FFT 尺寸具有可分級的特征的序列組成，因此，存在這樣的優點，S-SCH可支持每個支持不同帶寬的各種MS。以下表1是對應于序列塊的運行索引(Idx)的序列的示例的十六進制表達式。每個序列的長度等于“72”。表 權利要求
1.一種在通信系統中由發送器發送次同步信道(S-SCH)的方法，該方法包括產生取決于小區標識(ID)的序列；基于快速傅里葉變換(FFT)尺寸和分段ID來確定包括用于映射產生的序列的子載波的子載波集合；以及將產生的序列映射到確定的子載波集合的子載波。
2.如權利要求1所述的方法，其中，使用如下公式確定該子載波集合
3.如權利要求1所述的方法，還包括調制產生的序列。
4.如權利要求1所述的方法，還包括正交頻分復用(OFDM)-調制經子載波映射的序列，并且產生S-SCH碼元；以及發送產生的S-SCH碼元到接收器。
5.如權利要求1所述的方法，其中，在包括在子載波集合的子載波中，介于直流(DC)子載波之間的兩個子載波具有四個索引間隔，而剩余的子載波每個與相鄰的子載波具有三個索引間隔。
6.一種在通信系統中發送次同步信道(S-SCH)的發送器，該發送器包括序列產生器，用于產生取決于小區標識(ID)的序列；和子載波映射器，用于基于快速傅里葉變換(FFT)尺寸和分段ID來確定包括用于映射產生的序列的子載波的子載波集合，以及將產生的序列映射到確定的子載波集合的子載波。
7.如權利要求6所述的發送器，其中，子載波映射器使用如下公式確定該子載波集合
8.如權利要求6所述的發送器，還包括用于調制產生的序列的調制器。
9.如權利要求6所述的發送器，還包括正交頻分復用(OFDM)調制器，用于OFDM-調制經子載波映射的序列并且產生S-SCH碼元；和射頻(RF)發送器，用于發送產生的S-SCH碼元到接收器。
10.如權利要求6所述的發送器，其中，在包括在子載波集合的子載波中，介于直流 (DC)子載波之間的兩個子載波具有四個索引間隔，而剩余的子載波每個與相鄰的子載波具有三個索引間隔。
全文摘要
提供一種在電氣和電子工程師協會(IEEE)802.16m無線通信系統中發送/接收S-SCH的裝置和方法。一種在通信系統中由發送器發送次同步信道(S-SCH)的方法包括產生取決于小區標識(ID)的序列；基于快速傅里葉變換(FFT)尺寸和分段ID倆確定包括用于映射產生的序列的子載波的子載波集合；以及將產生的序列映射到確定的子載波集合的子載波。
文檔編號H04L27/26GK102273163SQ201080004077
公開日2011年12月7日 申請日期2010年1月7日 優先權日2009年1月7日
發明者崔承勛, 樸圣恩, 林治雨, 洪松男, 趙在源 申請人:三星電子株式會社