ПЕРЕДАТЧИК, ПРИЕМНИК, СИСТЕМА МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ И СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ КАНАЛА СИНХРОНИЗАЦИИ
TRANSMITTER, RECEIVER, MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND SYNCHRONISATION CHANNEL TRANSMISSION METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к передатчику, приемнику, системе мобильной связи и способу передачи канала синхронизации.
Уровень техники
В технологиях передачи на множестве несущих частот, таких как технология многостанционного доступа с кодовым разделением с передачей на множестве несущих (Multi Carrier Code Division Multiple Access, MC-CDMA) и технологии модуляции при мультиплексировании с ортогональным делением частот (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) на стороне передачи производится модуляция информационного сигнала с множеством вспомогательных несущих частот (поднесущих) и осуществляется внедрение защитного интервала в передаваемый сигнал с целью снижения искажений формы сигнала, вызванных задержками при многолучевом распространении радиоволн.
В качестве одного из способов обнаружения синхросигнала для алгоритма быстрого преобразования Фурье (FFT, Fast Fourier Transform) в технологии передачи с множеством несущих, в которой используется модуляция OFDM, известен способ обнаружения синхросигнала посредством корреляции защитного интервала, внедряемого для каждого символа. Также известен способ обнаружения синхросигнала FFT путем повторной передачи того же самого сигнала в качестве сигнала определения синхронизации и корреляции двух символов на стороне приемника.
Между тем известен передатчик для мультиплексирования и передачи сигнала синхронизации в определенные моменты времени. (Например, см. патентный документ 1). В указанном передатчике передача сигнала синхронизации осуществляется на всех поднесущих в виде пакета сигналов. Например, если в передатчике время начала одиночного кода скремблирования скоординировать с моментом передачи сигнала синхронизации, то сигнал синхронизации можно было бы передать дважды за интервал τ повторения указанного одиночного кода скремблирования.
Однако вышеупомянутым существующим техническим решениям присущи некоторые проблемы, о которых будет сказано ниже.
К OFDM-сигналу во временной области добавляются различные сигналы поднесущих. Таким образом, требуется, чтобы эти сигналы в усилителе передатчика были усилены и переданы в эфир. Однако в усилителе передатчика трудно получить линейное усиление сигнала в некоторой полосе частот. В этом случае, чтобы избежать появления искажений, можно уменьшать среднюю мощность и выполнять некоторую обработку сигнала такую, как ограничение.
Однако такая обработка может приводить к искажению данных и снижению точности обнаружения каналов синхронизации (SCH, Synchronization Channel).
Кроме того, канал синхронизации (как канал служебных сигналов) порождает в системе непроизводительные затраты. Чтобы предотвратить снижение эффективности системы, недопустимо выделять все радиоресурсы для канала синхронизации, то есть каналу синхронизации может быть выделена только часть времени и частот. В таком случае, если мощность передатчика по каналу синхронизации регулировать невозможно, то можно было бы соответственно снижать мощность сигнала, подаваемого в канал сигнализации, что приводило бы к увеличению времени поиска соты мобильными станциями.
Патентный документ 1: Выложенная патентная заявка Японии 2003-152681.
Непатентный документ 1: R.L.Frank and S.A.Zadoff, "Phase shift pulse codes with good periodic correlation properties" («Импульсные коды с фазовым сдвигом с хорошими периодическими корреляционными свойствами»), IRE Trans. Inform. Theory, vol.IT-8, pp.381-382, 1962.
Непатентный документ 2: D. С.Chu, "Polyphase codes with good periodic correlation properties" («Полифазные коды с хорошими периодическими корреляционными свойствами»), IEEE Trans. Inform. Theory, vol.IT-18, pp.531-532, July 1972.
Непатентный документ 3: A.Milewski, "Periodic sequences with optimal properties for channel estimation and fast start-up equalization" («Периодические последовательности с оптимальными свойствами для оценивания канала связи и быстрой начальной компенсации »), IBMJ. Res. Develop., vol.27, No.5, pp.426-431, 1983.
Непатентный документ 4: В. М. Popovic, "Generalized chirp-like polyphase sequence with optimum correlation properties" («Обобщенная полифазная последовательность ЛЧМ типа с оптимальными корреляционными свойствами»), IEEE Trans. Inform. Theory, vol.38, pp.1406-1409, July 1992.
Непатентный документ 5: N. Suehiro and М. Hatori, "Modulatable orthogonal sequences and their application to SSMA systems" («Модулируемые ортогональные последовательности и их применение в системах SSMA»), IEEE Trans. Inform. Theory, vol.34, pp.93-100, Jan. 1998.
Непатентный документ 6: 3GPP TS25.213 Расширение спектра и модуляция (FDD)
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение направлено на устранение вышеупомянутой проблемы, и его задачей является создание передатчика, приемника, системы мобильной связи и способа передачи канала синхронизации, которые позволят добиться увеличения точности обнаружения каналов синхронизации.
Чтобы решить эту проблему, согласно одному из аспектов настоящего изобретения передатчик включает в себя блок регулирования амплитуды, который выполнен с возможностью умножения последовательности регулирования амплитуды, предназначенной для регулирования амплитуды, на канал синхронизации.
При таком построении передачу канала синхронизации можно производить с более высокой мощностью, чем данные.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения приемник содержит блок формирования копии ожидаемого сигнала синхронизации, выполненный с возможностью формирования копии ожидаемого сигнала канала синхронизации, аппроксимированного целым числом; и корреляционный блок, выполненный с возможностью обнаружения корреляции между принимаемым многочастотным сигналом и копией ожидаемого сигнала канала синхронизации и с возможностью определения корреляционного значения, указывающего пик, и связанного с этим пиком момента синхронизации, на основе обнаруженной корреляции,
При таком построении становится возможным сократить объем вычислений, связанный с операциями корреляции в приемнике.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения система мобильной связи включает в себя передатчик и приемник, при этом передатчик содержит блок регулирования амплитуды, выполненный с возможностью умножения последовательности регулирования амплитуды, предназначенной для регулирования амплитуды, на канал синхронизации, передаваемый с базовой станции для установления синхронизации с мобильной станцией, а приемник содержит блок формирования копии ожидаемого сигнала синхронизации, выполненный с возможностью формирования копии ожидаемого сигнала канала синхронизации, аппроксимированного целым числом, и корреляционный блок, выполненный с возможностью обнаружения корреляции между принимаемым многочастотным сигналом и копией ожидаемого сигнала канала синхронизации и с возможностью определения корреляционного значения, указывающего пик, и связанного с этим пиком момента синхронизации, на основе обнаруженной корреляции.
При таком построении передатчик может передавать канал синхронизации с более высокой мощностью, чем данные, а приемник может выполнять операции корреляции с меньшим объемом вычислений.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения способ передачи канала синхронизации содержит следующие этапы: умножение последовательности регулирования амплитуды, предназначенной для регулирования амплитуды, на канал синхронизации; и объединение канала синхронизации, умноженного на последовательность регулирования амплитуды, с последовательностью символа данных.
При таком построении передачу канала синхронизации можно производить при большей мощности, чем передачу данных, что приводит к увеличению точности обнаружения кадра в приемнике.
Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения возможно создание передатчика, приемника, системы мобильной связи и способа передачи канала синхронизации, которые позволяют добиться увеличения точности обнаружения каналов синхронизации.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой блок-схему передатчика, соответствующего одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2А представляет собой диаграмму повторяющегося сигнала во временной области.
Фиг.2В представляет собой диаграмму пилообразного сигнала в частотной области.
Фиг.3 изображает пример таблицы соответствия между номерами кодов канала синхронизации и номерами групп кодов скремблирования.
Фиг.4А представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример способа формирования изменяющегося во времени сигнала канала синхронизации.
Фиг.4В представляет собой диаграмму, иллюстрирующую форму сигнала канала P-SCH, полученного путем повторения и инверсии кода фундаментального сигнала.
Фиг.4С представляет собой блок-схему, изображающую пример формирования сигнала канала P-SCH в базовой станции.
Фиг.5А представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения канала синхронизации.
Фиг.5В представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения канала синхронизации.
Фиг.5С представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения канала синхронизации.
Фиг.5D представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения канала синхронизации.
Фиг.6А представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения канала синхронизации.
Фиг.6В представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения канала синхронизации.
Фиг.7 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения канала синхронизации.
Фиг.8 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения канала синхронизации.
Фиг.9 представляет собой схему, изображающую пример формы сигнала канала синхронизации.
Фиг.10А представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример организации канала синхронизации.
Фиг.10В представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример сигнала для использования в канале S-SCH.
Фиг.10С представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример сигнала для использования в канале S-SCH.
Фиг.11А представляет собой схему, изображающую канал синхронизации типа pf.
Фиг.11В представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример схемы мультиплексирования каналов P-SCH и S-SCH.
Фиг.12 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения основного канала синхронизации.
Фиг.13А представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения вспомогательного канала синхронизации.
Фиг.13В представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример размещения вспомогательного канала синхронизации.
Фиг.13С представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения вспомогательного канала синхронизации.
Фиг.13D представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения вспомогательного канала синхронизации.
Фиг.13Е представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример схемы мультиплексирования каналов P-SCH и S-SCH.
Фиг.13F представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения вспомогательного канала синхронизации.
Фиг.13G представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример схемы мультиплексирования каналов P-SCH и S-SCH.
Фиг.13Н представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример схемы мультиплексирования каналов P-SCH и S-SCH.
Фиг.14 представляет собой таблицу, иллюстрирующую пример соответствия между номерами кодов канала синхронизации и длительностями СР.
Фиг.15 представляет собой таблицу, иллюстрирующую пример соответствия между номерами кодов канала синхронизации, номерами кодов скремблирования и длительностями СР.
Фиг.16 представляет собой таблицу, иллюстрирующую пример соответствия между номерами кодов канала синхронизации и номерами кодов скремблирования.
Фиг.17А представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример размещения канала синхронизации.
Фиг.17В представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример размещения канала синхронизации.
Фиг.18А представляет собой блок-схему приемника, соответствующего одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.18В представляет собой блок-схему приемника, соответствующего одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.19А представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример обнаружения синхросигнала кадров.
Фиг.19В представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример обнаружения синхросигнала кадров.
Фиг.19С представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример обнаружения синхросигнала кадров.
Фиг.20 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения канала синхронизации.
Фиг.21 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример построения субкадра.
Фиг.22 представляет собой блок-схему передатчика, соответствующего одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.23 представляет собой схему, иллюстрирующую процесс корреляционных вычислений.
Фиг.24А представляет собой блок-схему приемника, соответствующего одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.24В представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример обнаружения синхросигнала в канале S-SCH, в приемнике, соответствующем одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.24С представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример обнаружения синхросигнала в канале S-SCH, в приемнике, соответствующем одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.24D представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример обнаружения синхросигнала в канале S-SCH, в приемнике, соответствующем одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.25А представляет собой пример графика зависимости между величиной SNR и вероятностью обнаружения для усредненного вспомогательного канала синхронизации.
Фиг.25В представляет собой пример графика зависимости между величиной SNR и вероятностью обнаружения для усредненного вспомогательного канала синхронизации.
Фиг.26 представляет собой блок-схему приемника, соответствующего одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.27А представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример конфигурации канала синхронизации и общего пилотного канала.
Фиг.27В представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример схемы передачи канала SCH для нескольких передающих антенн, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.27С представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример схемы передачи канала SCH для нескольких передающих антенн, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг.28 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример работы передатчика, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.29А представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример работы приемника, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.29В представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример работы приемника, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.29С представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример обнаружения идентификатора соты по опорному сигналу.
Фиг.29D представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример обнаружения идентификатора соты по опорному сигналу.
Фиг.29Е представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример работы приемника, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.29F представляет собой блок-схему, иллюстрирующую пример работы приемника, соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.30 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую пример схемы передачи канала синхронизации в каждом секторе.
Перечень ссылочных обозначений
10: передатчик
20: приемник
Осуществление изобретения
Далее будут рассмотрены варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Во всех чертежах элементы, выполняющие одинаковые функции, обозначены одинаковыми индексами, а соответствующее описание дважды не повторяется.
Будет рассмотрена система мобильной связи, соответствующая варианту осуществления настоящего изобретения.
В данном варианте осуществления система мобильной связи включает в себя передатчик 10 и приемник 20.
Далее согласно фиг.1 будет описан передатчик 10, соответствующий рассматриваемому варианту осуществления изобретения.
Передатчик 10 производит передачу канала синхронизации. Приемник 20 использует канал синхронизации для обнаружения сигнала синхронизации символа и сигнала синхронизации кадра. Затем приемник 20 использует канал синхронизации для обнаружения управляющей информации по кодам скремблирования, группам кодов скремблирования и для обнаружения других данных.
Передатчик 10 относится к оборудованию базовой станции и служит для передачи радиосигналов. Передатчик 10 содержит несколько формирователей 100.1-100.x канала данных. В каждом формирователе 100 канала данных последовательность передаваемых данных, поступающих от генератора 101 передаваемых данных, подвергается кодированию в кодере 102 канала передачи, а полученные данные подвергаются модуляции в модуляторе 103 данных. В мультиплексоре 104 последовательность модулированных данных объединяется с пилотным символом, а в блоке 105 последовательно-параллельного преобразования результирующие данные из последовательной формы преобразуются в параллельную форму - в N/SF последовательностей информационного символа, распределенных в частотной области. В блоке 106 копирования производится копирование каждого информационного символа из указанных N/SF преобразованных последовательностей, при этом длина каждого из SF символов равна длине последовательности короткого кода расширения, а результирующие последовательности информационного символа распределены в области частот. В перемножителе 108 короткий код расширения, сформированный генератором 107 короткого кода расширения, умножается на N последовательностей информационного символа, распределенных в частотной области.
В первом блоке 109 объединения осуществляется объединение последовательностей символа, имеющих длину N и умноженных на соответствующие короткие коды расширения, которые поступают от соответствующих формирователей 100 канала данных. В каждом из N перемножителей 111 код скремблирования, поступающий из генератора 110 кода скремблирования, умножается на мультиплексированные последовательности символа с длиной последовательности N в частотной области. В каждом из N перемножителей 118 последовательности символа, ранее умноженные на код скремблирования, умножаются на некоторую последовательность регулирования амплитуды, вырабатываемую в блоке 115 регулирования амплитуды, после чего результирующие последовательности символа подаются на второй блок 112 объединения. Во втором блоке 112 объединения осуществляется объединение последовательностей символа, обладающих длиной N и подвергнутых умножению на последовательность регулирования амплитуды и код скремблирования, с сигналом синхронизации, сформированным генератором 120 сигнала синхронизации, причем указанное объединение производится на определенных поднесущих частотах из числа N поднесущих частот.
Устройство 133 (IFFT, Inverse Fast Fourier Transform) обратного Фурье-преобразования осуществляет преобразование N символов в сигнал, содержащий множество ортогональных частот. Блок 114 добавления циклического префикса (CP, Cyclic Prefix) производит внедрение циклического префикса, выбранного блоком 117 выбора CP, в многочастотный сигнал в моменты времени, определяемые требованиями Фурье-преобразования. Затем передатчик 10 передает многочастотный сигнал, сформированный в блоке 114 добавления CP, в эфир в качестве радиосигнала.
Хотя на фиг.1 в передатчике в целях иллюстрации показано применение технологии мультиплексирования с частотно-кодовым разделением (OFCDM, Orthogonal Frequency Code Division Multiplexing), в нем также можно было бы применить и технологию OFDM.
В этом случае из схемы OFCDM следует убрать элементы, связанные с расширением спектра. Точнее, нужно опустить формирователи 100.2-100.x канала данных, блок 106 копирования, генератор 107 короткого кода расширения, перемножитель 108 и блок 109 объединения. Тогда N последовательностей информационного символа будут поступать от блока 105 последовательно-параллельного преобразования. Другими словами, N последовательностей информационного символа, поступающих от блока 105 последовательно-параллельного преобразования, будут подвергаться умножению в перемножителе 111.
Далее рассматривается пример формирования сигнала синхронизации генератором 120 сигнала синхронизации.
Генератор 121 данных формирует коды для каналов синхронизации. Например, генератор 121 данных может сформировать общий код, такой как «1», для всех сот. Подобным образом, приемник 20 может легко определить сигнал синхронизации независимо от того, в какой соте находится, путем установления корреляции принимаемых сигналов с некоторым изменяющимся во времени сигналом общего канала синхронизации.
Как показано на фиг.2А, генератор 120 сигнала синхронизации может формировать некоторый изменяющийся во времени повторяющийся сигнал. Например, генератор 121 данных может циклически формировать некоторый фундаментальный (базовый) сигнал произвольной формы. В этом случае в приемнике можно выполнять вычисление корреляционного значения для участка, отстоящего на определенное число периодов повторения. При синхронизации с передачей повторяющегося во времени сигнала происходит передача сигнала одной и той же формы, что дает более высокое корреляционное значение. В этом случае приемнику не обязательно знать форму повторяющегося во времени сигнала, передаваемого по каналу синхронизации (SCH, Synchronization Channel); приемник устанавливает тождество двух отдельных частей сигнала, вычисляя корреляцию этих двух отдельных частей.
Таким же образом, при помощи повторяющегося во времени сигнала произвольной формы в приемнике в момент обнаружения сигнала синхронизации достигается компенсация ухода частоты и собственно выделение синхросигнала способом автокорреляции. Например, поскольку производится повторная передача одного и того же сигнала, приемник может выполнять измерение и сравнение его фазы. Измеряя автокорреляционную функцию принимаемого сигнала, приемник может на основе сдвига фазы обеспечивать обнаружение синхросигнала и ухода частоты. Таким образом, сложность вычислений может быть уменьшена за счет обнаружения синхросигнала и ухода частоты путем автокорреляции принимаемых сигналов по сравнению с вычислением корреляции с копией ожидаемого сигнала (опорным сигналом).
Как показано на фиг.2В, частотное преобразование изменяющегося во времени повторяющегося сигнала дает в частотной области сигнал пилообразной формы. Генератор 120 сигнала синхронизации может формировать сигнал пилообразной формы в этой частотной области. В этом случае также можно получить достоинства, аналогичные упомянутым выше.
Как вариант, число повторений сигнала на определенном отрезке времени и/или промежуток между зубцами пилообразного сигнала в определенном интервале частот могут быть более 2.
С другой стороны, генератор данных 121 может формировать коды канала синхронизации, которые определены для соответствующей управляющей информации, например, коды скремблирования и группы кодов скремблирования. В этом случае, как показано на фиг.3, канал синхронизации определяют для соответствующей управляющей информации, такой как код скремблирования и группы кодов скремблирования. Другими словами, номер канала синхронизации, являющийся признаком этого канала, связывается с управляющей информацией, такой как код скремблирования и группа кодов скремблирования. В этом случае приемник 20 может вести обнаружение управляющей информации и синхросигнала кадра, вычисляя корреляцию между всеми установленными изменяющимися во времени сигналами канала синхронизации и принимаемыми сигналами, что приводит к снижению времени поиска соты. Таким образом, становится возможным снизить мощность, потребляемую приемником.
Блок 122 модуляции данных производит модуляцию данных сигнала синхронизации, а блок 125 последовательно-параллельного преобразования осуществляет указанное преобразование модулированных данных, чтобы сформировать N последовательностей символа в частотной области. Каждый перемножитель 126 производит умножение соответствующего сигнала последовательности символа на код расширения сигнала синхронизации, сформированный в генераторе 123 кода расширения сигналов синхронизации, в области частот, чтобы получить N параллельных сигналов синхронизации.
Например, генератор 123 кодов расширения сигналов синхронизации может подавать на перемножение код скремблирования, входящий в состав группы кодов скремблирования, с номером, соответствующим номеру кода канала синхронизации согласно соответствию между номерами кода канала и номерами групп кодов скремблирования, которое представлено на фиг.3.
Перемножители 126 формируют N параллельных сигналов синхронизации и подают их на N перемножителей 119. Каждый из N перемножителей 119 умножает соответствующий сигнал синхронизации из группы параллельных сигналов на последовательность регулирования амплитуды, поступающую от блока 116 регулирования амплитуды, и подает результирующий сигнал на второй блок 112 объединения.
Далее, будет подробно рассмотрен пример работы блоков 115 и 116 регулирования амплитуды в передатчике 10, соответствующем данному варианту осуществления изобретения.
Блоки 115 и 116 регулирования амплитуды для осуществления указанного регулирования производят умножение каналов синхронизации на некоторую последовательность регулирования амплитуды. Например, блоки 115 и 116 регулирования амплитуды используют сигнал, который на определенном временном отрезке имеет достаточно низкий пик-фактор (PAPR, Peak-to-Average Power Ratio) с целью осуществления некоторой операции по снижению пик-фактора сигнала канала синхронизации.
В усилителе передатчика данные подаются в канал данных случайным образом, что приводит к повышению пик-фактора и случайным изменениям формы изменяющегося во времени сигнала, как это показано на фиг.4А. На фиг.4А вертикальная ось и горизонтальная ось представляют соответственно мощность передачи базовой станции и время.
С другой стороны, поскольку у канала синхронизации структура опорного сигнала фиксирована, то, задавая соответствующую структуру, можно выбрать сигнал с пониженным пик-фактором.
Согласно фиг.4А, если верхний достижимый уровень мощности передатчика соответствует уровню, показанному пунктирной линией, то задается снижение мощности, чтобы получить уровень ниже среднего с учетом запаса на флуктуацию сигнала.
Предположим, что в качестве канала синхронизации можно сформировать изменяющийся во времени сигнал с пик-фактором, равным нулю, то есть сигнал без нарастающего пика; тогда соответственно можно будет передавать выходной сигнал больший, чем средний выходной сигнал по каналам данных. Тем самым становится возможным увеличить точность обнаружения каналов синхронизации в приемнике 20.
Блоки 115 и 116 регулирования амплитуды выдают на перемножители 118 и 119 некоторую последовательность регулирования амплитуды с целью формирования сигнала с низким пик-фактором. Указанная последовательность регулирования амплитуды обладает некоторыми свойствами, которые приведены ниже.
(a) В своей основе последовательность регулирования амплитуды имеет постоянную амплитуду на определенном отрезке времени и в определенной области частот. Например, соответствующие составляющие сигнала последовательности имеют вид exp(jθ), где j - мнимая единица.
(b) Рассматриваемая последовательность регулирования амплитуды обладает идеальными периодическими автокорреляционными характеристиками. Например, значение ее автокорреляционной функции равно нулю, кроме случая нулевого сдвига.
Типичной последовательностью, обладающей такими свойствами, является последовательность CAZAC (Constant Amplitude Zero Autocorrelation). Например, см. непатентные документы 1, 2 и 3. Таким образом, при использовании последовательности CAZAC (кода CAZAC) реализуются лучшие автокорреляционные характеристики, и может быть увеличена точность обнаружения синхросигнала коррелятором с опорным информационным сигналом (копией ожидаемого сигнала).
Кроме того, могут быть использованы последовательности, которые дополнительно к вышеупомянутым характеристикам обладают нижеприведенными свойствами.
(c) Даже после ее умножения как произвольного ряда комплексных чисел указанная последовательность по-прежнему обладает вышеописанными характеристиками (а) и (b).
(d) Последовательность обладает оптимальными свойствами взаимной корреляции. Например, для последовательности, имеющей длину N, значение (абсолютное значение) взаимной корреляционной функции ограничено величиной .
Типичными последовательностями, которые обладают вышеупомянутыми свойствами, является обобщенная последовательность GCL (Generalized Chirp-Like) (см. непатентный документ 4) и обобщенная последовательность Франка (см. непатентный документ 5).
Как вариант, можно использовать код Голея (см. непатентный документ 6). Поскольку код Голея обладает улучшенными автокорреляционными характеристиками, точность обнаружения синхросигнала в приемнике по корреляции с копией сигнала может также быть улучшена. Кроме того, свойства этого кода могут упростить корреляционную обработку.
С другой стороны, могут быть использованы сигналы, полученные путем преобразования псевдошумовых (PN, Pseudo Noise) кодовых последовательностей, сформированных в частотной области, в полосе частот канала SCH синхронизации, в кодовые последовательности во временной области в блоке быстрого обратного преобразования Фурье (IFFT). Поскольку такие сигналы обладают улучшенными автокорреляционными характеристиками, то может быть улучшена и точность обнаружения синхросигнала в приемнике по корреляции с копией сигнала.
Помимо того, любой из трех вышеупомянутых сигналов можно выбрать в качестве фундаментального сигнала и затем производить его многократную передачу. В этом случае процедуры обработки при приеме в приемнике могут быть упрощены. Например, приемник может содержать только один коррелятор, соответствующий указанному фундаментальному сигналу, и производить суммирование некоторых выходных сигналов этого коррелятора.
Также в случае многократной передачи фундаментального сигнала могут быть включены обратные коды. В этом случае могут быть улучшены автокорреляционные характеристики и, таким образом, точность обнаружения синхросигнала в приемнике может также быть улучшена.
Кроме того, приняв за основу принцип многократной передачи фундаментального сигнала, можно произвести выбор подхода для обнаружения синхросигнала в приемнике: на основе автокорреляции или на основе корреляции с опорным сигналом (копией ожидаемого сигнала). Например, если более предпочтительно повышение пропускной способности, то есть если необходимо снизить объем обработки сигналов, обнаружение синхросигнала выполняют на основе автокорреляции. С другой стороны, если приоритет отдается повышению точности обнаружения, то обнаружение синхросигнала выполняют по корреляции с копией сигнала.
Например, фундаментальный сигнал, обладающий улучшенными автокорреляционными свойствами, может быть проинвертирован и далее использоваться инвертированный повторяющийся сигнал.
Например, можно использовать фундаментальный сигнал, имеющий длительность, составляющую 1/N от длительности L одного символа OFDM. В этом случае в качестве фундаментального сигнала может быть использован некоторый код, обладающий улучшенными автокорреляционными характеристиками, например, код Голея, код Голда и ортогональный код Голда. Как показано на фиг.4 В, коды, обладающие улучшенными автокорреляционными характеристиками, даже для всего сигнала могут быть сформированы путем N-кратного повторения инвертированного фундаментального сигнала. На фиг.4 В горизонтальная ось представляет время (t). Например, можно N раз повторить инвертированный фундаментальный сигнал «А». На фиг.4 В инвертированный фундаментальный сигнал обозначен «-А».
Если все оставить, как есть, то возможно появление некоторых составляющих, связанных полосой частот сигнала. Так, сигнал основного канала Р-SCH (Primaty-SCH) синхронизации окончательно формируется путем пропускания через полосовой фильтр с требуемой полосой пропускания.
Например, что касается передатчика 10, представленного на фиг.1, то генератор 123 кода расширения сигнала синхронизации построен так, что включает в себя генератор 123-1 фундаментального сигнала, блок 123-2 повторения и инвертирования кода, который принимает сигналы с выхода генератора 123-1 фундаментального сигнала, а также фильтр 123-3 с ограниченной полосой пропускания, принимающий сигналы с выхода блока 123-2 повторения и инвертирования кода.
Генератор 123-1 фундаментального сигнала формирует фундаментальный сигнал, имеющий длину кода L/N. Блок 123-2 повторения и инвертирования кода производит повторение и инвертирование фундаментального кодового сигнала, имеющего длительность кода L/N. Например, блок 123-2 повторения и инвертирования кода N раз выполняет повторение и инвертирование фундаментального сигнала, обладающего длительностью кода L/N, приводя к получению результирующего кода длительностью L.
Фильтр 123-3 с ограниченной полосой пропускания окончательно формирует сигнал P-SCH за счет пропускания полученного сигнала через полосовой фильтр с требуемой частотной характеристикой.
Что касается требуемой полосы сигнала, то можно рассмотреть два случая.
(1) Может быть использована полоса, предусмотренная для вспомогательного канала S-SCH (Secondary-SCH) синхронизации. В этом случае становится возможным исключить влияние на другие каналы, лежащие за пределами полосы SCH.
(2) Может быть использована ширина полосы частот системы. В этом случае, хотя и имеется небольшое влияние на другие каналы, находящиеся за пределами полосы SCH, форма сигнала SCH имеет меньшие искажения, что приводит к более высокой точности обнаружения в мобильной станции.
В мобильной станции производится подготовка коррелятора, соответствующего фундаментальному сигналу, при этом на выходе коррелятора осуществляется кодовая инверсия и сложение сигналов. Таким образом, при корреляции с опорным информационным сигналом (копией ожидаемого сигнала) может быть реализована высокая точность обнаружения при небольшом объеме вычислений.
Далее будет более подробно рассмотрено действие блока 112 объединения передатчика 10, соответствующего данному варианту осуществления изобретения.
Как показано на фиг.5А, блок 112 объединения внедряет канал синхронизации в интервал кадра. В случае периодического внедрения канала синхронизации в кадр блок 112 объединения может, например, осуществлять временное мультиплексирование канала синхронизации, то есть запоминать и передавать канал синхронизации внутри символа OFDM некоторого слота. В этом случае кадр, например, можно построить так, чтобы он составлял целое кратное длительности слота. Один кадр можно построить так, чтобы он включал несколько слотов, например 15 слотов, а слот, в свою очередь, можно построить так, чтобы он включал несколько OFDM символов, например 7 OFDM символов.
При таком построении управление слотами, содержащими канал синхронизации, можно осуществлять с обратной связью, например, путем повторной передачи без информированности передатчика 10. Другими словами, время прохождения сигнала в прямом и обратном направлениях может оставаться неизменным. В приемнике 20, с другой стороны, момент времени приема канала синхронизации можно определять по корреляции принимаемого сигнала с копией ожидаемого сигнала канала синхронизации во временной области, и, таким образом, можно производить одновременное обнаружение синхросигнала символа и синхросигнала кадра. Как вариант, приемник 20 может определять момент времени приема канала синхронизации по корреляции принимаемого сигнала с копией ожидаемого сигнала канала синхронизации в частотной области. В этом случае для обнаружения кода скремблирования в приемнике 20 использовался бы общий пилотный канал, прошедший кодирование кодами скремблирования.
Если для канала синхронизации предусматривать только один кадр, то при обнаружении канала синхронизации можно также выявлять и границу кадра. Кроме того, по сравнению со случаем, когда предусмотрено множество кадров, несущих канал синхронизации, в рассматриваемом случае для канала синхронизации можно получить более высокую мощность передачи, что приводит к увеличению точности обнаружения канала.
С другой стороны, в приемнике 20 может быть использован общий пилотный канал, подвергшийся кодированию кодами скремблирования с целью выявления кода скремблирования после обнаружения кадра и выявления группы кодов скремблирования.
Традиционно, например в технологии W-CDMA, канал синхронизации внедряют в каждый временной интервал, то есть в каждый слот. В результате вначале происходит обнаружение синхронизации символа, а затем синхронизации кадра. Другими словами, синхронизацию кадра определяют за два этапа. В соответствии с этим методом, хотя синхросигнал слота и может быть обнаружен через канал синхронизации, соответствующую часть кадра опознать невозможно. Таким образом, опознавание соответствующей части кадра производится после обнаружения синхросигнала слота. В соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления изобретения, когда происходит обнаружение канала синхронизации, можно сразу опознать синхросигналы кадра и символа. В результате синхронизация кадра и синхронизация символа может быть обнаружена одновременно.
До сих пор в рамках данного варианта осуществления изобретения говорилось о внедрении канала синхронизации только в один участок блока (интервала) кадра. Однако канал синхронизации можно внедрить в несколько участков блока или интервала кадра. Другими словами, канал синхронизации должен быть внедрен, по меньшей мере, в один участок блока (интервала) кадра.
Например, как показано на фиг.5B, канал синхронизации может быть внедрен так, что для каждого кадра будут образованы два интервала. Также согласно фиг.5С канал синхронизации может быть внедрен так, что для каждого кадра будут образованы четыре интервала.
Приемник 20 определяет момент времени приема канала синхронизации, вычисляя корреляцию принимаемого сигнала с копией ожидаемого сигнал (опорным сигналом) канала синхронизации. В этом случае производится усреднение корреляции по множеству кадров. Например, если внутри одного кадра делается 10000 выборок, то производится вычисление корреляции для этих 10000 выборок, и обнаружение выборки, имеющей максимальную корреляцию. В данном случае, если производится усреднение по множеству кадров, то должна быть подготовлена память для временного хранения указанных 10000 корреляционных значений. Затем производится вычисление корреляционных значений для 10000 выборок в следующем кадре и осуществляется сложение корреляционных значений соответствующих выборок для улучшения отношения сигнал/шум (S/N, Signal-to-Noise). Таким образом, приходится предусматривать дополнительную память.
В случае, когда предусматриваются несколько каналов синхронизации, и если производится вышеупомянутое усреднение по множеству кадров, то потребуется иметь память меньшей емкости. Например, когда для каждого кадра используются два интервала внедрения канала синхронизации, емкость памяти можно сократить до 1/2. Когда для каждого кадра используются четыре интервала внедрения канала синхронизации, емкость памяти можно сократить до 1/4.
И так далее, чем больше каналов синхронизации предусматривать для каждого кадра, тем сильнее можно сократить емкость памяти.
В случае применения нескольких каналов синхронизации, каналы можно разместить равномерно. Другими словами, каналы синхронизации в интервале кадра распределяются равномерно. При такой организации можно легко производить операцию усреднения по множеству кадров.
Как вариант, в случае применения нескольких каналов синхронизации, каналы можно распределять неравномерно. При такой организации можно легко определять границу кадра.
Кроме того, в случае внедрения в кадр нескольких каналов синхронизации может быть получен эффект разнесения во времени за счет объединения полученных корреляционных значений от указанных нескольких каналов синхронизации в приемнике. В результате можно увеличить точность определения синхронизации.
Также, как показано на фиг.5D, в случае, когда на интервале кадра канал синхронизации подвергается временному мультиплексированию, блок 112 объединения может предоставить независимый слот и внедрить в него канал синхронизации. В этом случае кадр можно построить так, чтобы в пределах своей длительности он содержал целое число интервалов слотов + интервал канала синхронизации. При таком построении внутренняя структура слотов может быть сделана одинаковой для всех слотов, что приведет к более простой структуре интерфейсного оборудования. Другими словами, процедуры передачи и приема могут быть сделаны более простыми.
Далее будет подробно рассмотрен пример построения канала синхронизации.
Как показано на фиг.6А, в технологии W-CDMA канал синхронизации размещается в головной части слота, где кроме канала синхронизации размещается и канал данных. Другими словами, кодовому мультиплексированию подвергается канал синхронизации и определенный другой канал, и производится их передача. При такой конфигурации построение этого другого канала может производиться без учета канала синхронизации, а для канала синхронизации может лишь выделяться некоторая часть общей мощности передачи. В результате, чтобы обнаружить канал синхронизации, приемник 20 должен производить операции усреднения в течение более продолжительного времени. На фиг.6А вертикальная и горизонтальная оси соответственно представляют уровень мощности передачи (кода) и время.
В соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления, например, согласно фиг.6В, за каналом синхронизации на определенное время закрепляется символ OFDM. В результате, вся мощность передачи может быть предоставлена каналу синхронизации. При таком построении приемник 20 может заканчивать операции приема за более короткое время и выполнять обнаружение синхросигналов символа и кадра. За каналом синхронизации закрепляется один OFDM символ. На фиг.6В, вертикальная и горизонтальная оси соответственно представляют уровень мощности передачи (кода) и время.
При технологии W-CDMA сигнал синхронизации не может быть обнаружен на основе только одного слота, и поэтому используется тип канала синхронизации, обладающий большей продолжительностью, например, с частотным мультиплексированием. При технологии W-CDMA для обнаружения сигнала синхронизации используются множество слотов, и вычисляется их корреляция. Другими словами, для обнаружения сигнала синхронизации требуется достаточное количество выборок, что может приводить к увеличению продолжительности приема и большему объему вычислений в приемнике 20.
В соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления изобретения, поскольку в передатчике 10 каналу синхронизации может быть отдана вся мощность передачи, то можно предоставлять мощность повышенного уровня. В результате передачу канала синхронизации можно производить в течение более короткого времени в интервале слота. Например, в то время как при технологии W-CDMA для передачи канала синхронизации может потребоваться приблизительно 10% времени одного кадра, в рассматриваемом варианте осуществления изобретения может потребоваться только около 1% времени.
Кроме того, в приемнике 20 проведение корреляционных вычислений для кадров можно быть обеспечено за более короткое время, что приведет к сокращению объема вычислений. Помимо этого, поскольку выделение синхросигналов символа и кадра может быть выполнено посредством только одного канала синхронизации, то можно сократить необходимый объем буферирования и снизить потребляемую мощность.
Также в случае временного мультиплексирования канала синхронизации, как это показано на фиг.7, блок 112 объединения может закреплять канал синхронизации за некоторыми поднесущими одного символа OFDM. Например, блок 112 объединения может закрепить канал синхронизации за некоторыми поднесущими одного символа OFDM с равномерными интервалами. Также закрепление канала синхронизации может быть сделано с неравномерными интервалами, чтобы увеличить точность обнаружения при корреляционных вычислениях с копией ожидаемого сигнала. На фиг.7, на вертикальной и горизонтальной осях представлены соответственно частота и время.
В технологии OFDM число поднесущих и длительность символа OFDM увеличивают, чтобы повысить устойчивость к последствиям многолучевого распространения волн. В результате, если к сигналу синхронизации прикрепляется один целый символ OFDM, это может привести к увеличению непроизводительных затрат.
В данном случае блок 112 объединения закрепляет канал синхронизации за некоторыми поднесущими, а другой канал - за оставшейся частью канала. В соответствии с таким закреплением становится возможным снизить непроизводительные затраты по каналу синхронизации.
Также в случае фиксированной общей мощности передачи мощность передачи канала синхронизации можно регулировать путем изменения соотношения мощности передачи, назначаемой каналу синхронизации, и мощности, назначаемой мультиплексированному каналу. Далее можно также регулировать и мощность передачи мультиплексированного канала. Мощность передачи канала синхронизации может регулировать оператор связи, например, в процессе планирования сот.
Дополнительно блок 112 может использовать, по меньшей мере, часть выделенной полосы частот, чтобы закреплять канал синхронизации дискретно (FDM с ортогональным мультиплексированием), как показано на фиг.8. В соответствии с таким закреплением канала можно получить эффект разнесения по частотам.
Помимо этого, блок 112 объединения может закреплять канал синхронизации, обеспечивая мультиплексирование с временным разделением за счет наложения канала синхронизации, по меньшей мере, на одну часть канала данных (TDM с неортогональным мультиплексированием), как показано на фиг.8. В этом случае механизм передачи канала синхронизации такой, что канал накладывается, по меньшей мере, на часть символа OFDM и подвергается мультиплексированию с временным разделением.
Кроме того, блок 112 объединения может осуществлять закрепление канала синхронизации, обеспечивая его наложение, по меньшей мере, на одну часть канала данных с равномерными интервалами, и мультиплексирование с частотным разделением (FDM с неортогональным мультиплексированием), как показано на фиг.8. При такой конфигурации можно получить эффект разнесения по частотам.
Также блок 112 объединения может осуществлять закрепление канала синхронизации, осуществляя его мультиплексирование с кодовым разделением, по меньшей мере, с одной частью канала данных (CDM с неортогональным мультиплексированием), как показано на фиг.8.
k
k
k
grp
В результате, как показано на фиг.9, коды канала синхронизации р(1), р(2), …, p(2n), (k=1, 2…, k), принадлежащие группе (grp) кодов скремблирования, закрепляются за поднесущими. Коды канала синхронизации, назначенные поднесущим, подаются на блок 113 (IFFT) обратного преобразования Фурье. Далее коды канала синхронизации преобразуются в ортогональный многочастотный сигнал и этот преобразованный сигнал подается на блок 114 добавления циклического префикса (CP, Cyclic Prefix). Блок 114 добавления CP производит внедрение циклического префикса, выбранного блоком 117 выбора CP, в многочастотный сигнал в моменты времени, определяемые требованиями Фурье-преобразования. Затем в виде радиосигнала передатчик 10 производит передачу в эфир многочастотного сигнала, поступающего от блока 114 добавления циклического префикса, то есть передачу изменяющегося во времени сигнала канала SCH. Форма сигнала SCH обеспечивается путем задания числа изменяющихся во времени сигналов SCH, соответствующего числу групп.
Также очередность каналов синхронизации можно задавать путем дифференциального кодирования между поднесущими частотами.
В этом случае приемник выявляет очередность каналов синхронизации, извлекая информацию о разности фаз путем вычисления корреляции между поднесущими с обнаружением задержки.
При непосредственном умножении поднесущих на последовательность синхронизации, если в каком-то частотном интервале имеют место флуктуации из-за замираний (частотно-селективные замирания), то в частотной области на большом интервале нельзя выполнять никакого синфазного сложения.
При использовании разности фаз между поднесущими (дифференциальном кодировании) для умножения последовательности канала синхронизации, даже если в определенном частотном интервале возникают флуктуации по причине замираний, то для небольших флуктуаций между соседними поднесущими можно выполнять синфазное сложение за счет извлечения разности фаз между поднесущими при вычислении корреляции с обнаружением задержки. В результате, даже если возникают флуктуации, связанные с замираниями, может быть достигнута высокая точность обнаружения синхросигнала.
Также, поскольку можно использовать вычисление корреляции на длинной последовательности, можно предусмотреть большое число последовательностей. Другими словами, канал синхронизации можно использовать для передачи большого объема информации.
В этом случае, как показано на фиг.10А, размещение последовательности канала синхронизации не ограничивается ее размещением на соседних поднесущих, и канал синхронизации можно выдавать через каждые две поднесущие. Также увеличенный объем управляющей информации можно передавать, обеспечивая два типа последовательностей и размещая их в двух уровнях.
Например, если два типа последовательностей содержат по 16 кодовых комбинаций, то можно передать 256(=16×16) видов информации. В этом случае канал синхронизации может быть использован для передачи такой информации, как 16 идентификаторов (ID) сот, 2 синхросигналов кадра, двух структур секторов, двух структур антенн MIMO и двух длительностей СР. При этом указанные две последовательности можно организовать поочередно, например, как последовательность 1 и последовательность 2. Кроме того, может быть применена последовательность GCL, последовательность Уолша и другие виды последовательностей. Например, в случае последовательностей GCL последовательность 1 состоит из G1(1), G1(2), G1(3), …, а последовательность 2 состоит из G2(1), G2(2), G2(3)….
Как будет описано ниже, вместо кода GCL и кода Уолша в качестве кода вспомогательного канала синхронизации может быть использован любой из следующих кодов: (1) ортогональный код, (2) квазиортогональный код или (3) код, имеющий хорошие автокорреляционные и взаимно корреляционные свойства на некотором интервале частот.
Точнее, может быть использован ортогональный код, сдвиг фазы которого в частотной области изменяется с постоянной скоростью.
При таком коде можно сформировать ортогональный код для последовательности произвольной длины и улучшить точность обнаружения синхросигнала на втором этапе.
Кроме того, вышеупомянутый код может быть подвергнут скремблированию в частотной области некоторым способом, какой заранее определен в системе. В этом случае для различных сот используется общая схема скремблирования, а не различные схемы. При вышеупомянутом коде фаза изменяется в частотной области с постоянной скоростью. В результате во временной области этот код имеет форму импульса, что нежелательно с точки зрения кпд усилителей передатчика. Таким образом, данный код подвергают скремблированию в частотной области с целью разупорядочения, чтобы исключить проблему эффективности усилителя передатчика. Поскольку мобильной станции код скремблирования известен заранее, корреляционное обнаружение может быть легко осуществлено путем дескремблирования и вычисления корреляции данного кода до выполнения корреляционного обнаружения вспомогательного канала синхронизации.
k
k
k
Здесь коды p(1), p(2), р(2n) канала синхронизации, принадлежащие группе кодов скремблирования, можно разделить на коды для обнаружения синхросигнала кадров и коды для обнаружения управляющей информации, например группы кодов скремблирования. Например, канал синхронизации для синхросигнала кадров используется в качестве основного (первичного) канала синхронизации (Primary-SCH), а канал синхронизации для обнаружения группы используется в качестве вспомогательного (вторичного) канала синхронизации (Secondary-SCH). При этом Primary-SCH используется в качестве сигнала, общего для всех сот. Канал Secondary-SCH содержит сигнал, определенный для каждой группы кодов скремблирования. Каналы Primary-SCH и Secondary-SCH комбинируются с последовательностью символа данных.
Другими словами, обнаружение синхросигнала при приеме осуществляется в канале Primary-SCH, а обнаружение кадра при приеме и информации, относящейся к кодам скремблирования, осуществляется в канале Secondary-SCH. Например, синхросигнал символа (синхронизация FFT) передается в канале Primary-SCH. Также в канале Primary-SCH может передаваться и синхросигнал кадра путем задания интервала внедрения канала Primary-SCH в одном кадре. Поскольку синхросигнал символа и синхросигнал кадра могут быть обнаружены в канале Primary-SCH, синхросигнал кадра не обязательно передавать в канале Secondary-SCH.
Также, например, обнаружение группы кодов скремблирования может осуществляться в канале Secondary-SCH. Кроме того, далее могут быть выделены коды скремблирования, входящие в группу кодов скремблирования. Такое дальнейшее выделение кодов скремблирования позволяет осуществить немедленную демодуляцию. Например, некоторый код может быть задан в качестве вспомогательного канала, а другие кодовые комбинации могут быть связаны с соответствующим группами кодов скремблирования. Например, для 64 типов кодовых групп можно создать 64 вида кодовых комбинаций. Для 512 типов кодов скремблирования создаются 512 видов кодовых комбинаций. Таким образом, осуществляется корреляция с каналом синхронизации. Традиционно для выделения кода скремблирования из группы кодов скремблирования используется пилотный канал.
Также информация, передаваемая во вспомогательном канале синхронизации, может содержать только данные о группе кодов скремблирования. При такой конфигурации становится возможным снизить загруженность при операциях приема и улучшить точность обнаружения.
Также информацию, указывающую группу кодов скремблирования, можно передавать посредством кодовой комбинации в общем пилотном канале (CPICH, Common Pilot Channel). Передача кодовой комбинации через CPICH позволяет для сообщения о группе кодов скремблирования использовать физический канал, то есть вспомогательный канал синхронизации становится ненужным.
К тому же во вспомогательном канале синхронизации можно передавать информацию, указывающую полосу частот системы. Если полоса частот передачи канала синхронизации составляет 1,25 МГц или 5 МГц, то мобильной станции на этапе поиска соты не обязательно знать полосу частот системы. Кроме того, поскольку радиочастотные ресурсы, закрепленные за каналом синхронизации, могут приводить к увеличению непроизводительных затрат, желательно использовать как можно меньшее количество ресурсов.
Также во вспомогательном канале синхронизации можно передавать информацию, указывающую полосу частот широковещательного канала. Например, информация о полосе частот широковещательного канала может быть извлечена из вспомогательного канала синхронизации на стороне приема за счет использования различных сигналов вспомогательного канала синхронизации для различных частотных полос широковещательного канала.
Также во вспомогательном канале синхронизации можно передавать информацию, указывающую число передающих антенн. Например, максимальное число каналов синхронизации и CPICH может быть задано равным 2. При такой конфигурации на этапе поиска соты знать число передающих антенн не обязательно.
Также во вспомогательном канале синхронизации можно передавать информацию, касающуюся сотовой структуры, например числа секторов. Например, информация о сотовой структуре может быть извлечена из вспомогательного канала синхронизации на стороне приема за счет использования различных сигналов вспомогательного канала синхронизации в зависимости от числа секторов в соте.
Также во вспомогательном канале синхронизации можно передавать информацию, касающуюся числа антенн базовой станции. Например, информация о числе передающих антенн может быть извлечена из вспомогательного канала синхронизации на стороне приема за счет использования различных сигналов вспомогательного канала синхронизации в зависимости от числа передающих антенн.
Также во вспомогательном канале синхронизации можно передавать информацию, касающуюся длительности СР. Например, информация о длительности CP может быть извлечена из вспомогательного канала синхронизации на стороне приема за счет использования различных сигналов вспомогательного канала синхронизации в зависимости от длительности СР.
В качестве сигналов для использования в канале S-SCH могут быть взяты, например, коды, обладающими хорошими взаимно корреляционными свойствами при их синхронном использовании.
В канале S-SCH путем передачи различных кодов можно сообщать такую управляющую информацию, как группы идентификаторов (ID) сот. В этом случае для упрощения опознавания различной управляющей информации можно использовать корреляцию между различными кодами, например, кодами с хорошими взаимно корреляционными свойствами. В канале S-SCH организация кодов в частотной области отличается от W-CDMA. Так, не обязательно учитывать какие-либо сдвиги в частотной области, и может быть использован любой код, обладающий хорошими взаимно корреляционными характеристиками при синхронном использовании, то есть при условиях, когда отсутствует какой-либо сдвиг в частотной области. Исходя из этого подходящими кодами являются код Уолша и код CAZAC, поскольку при синхронной работе они являются ортогональными. Например, если код 1 (с1, с2, с3, с4, с5, …, сn-1, сn), обладающий хорошими свойствами взаимной корреляции при синхронном действии, и код 2 (d1, d2, d3, d4, d5, …, dn-1, dn) используются, как показано на фиг.10В, посредством указанных кодов 1 и 2 может быть соответственно передана информация А и В. На фиг.10В горизонтальная ось представляет частоту.
Также, например, в качестве сигнала в канале S-SCH может быть использован некоторый код, имеющий хорошие автокорреляционные и/или взаимно корреляционные характеристики, включая также временной сдвиг. Например, путем сдвига в частотной области можно сформировать различные временные метки синхронизации.
Если используется некоторый код, который кроме своих взаимно корреляционных свойств, обладает хорошими автокорреляционными и/или взаимно корреляционными характеристиками, включая временной сдвиг, то помимо кодов информация может передаваться с помощью временного сдвига, например, посредством фазы кода. В результате может быть передан больший объем управляющей информации. Например, объем передаваемой информации может быть увеличен соответственно произведению: числа кодов х число фазовых сдвигов. В качестве кодов, обладающих такими характеристиками, могут быть применены, например, код Голда и ортогональный код Голда. Например, если используется код 1 (с1, с2, с3, с4, с5, …, сn-1, сn), обладающий хорошими свойствами взаимной корреляции при синхронном действии, и код 1 (сдвинутый по фазе код 1) (с2, с3, с4, с5, с6, …, сn-2, сn1), полученный из кода 1 путем его сдвига по фазе на определенную величину, например, на величину фазового сдвига, равную 1, как показано на фиг.10С, то посредством кода 1 и кода 1 (сдвинутого по фазе кода 1) можно передать соответственно информацию А и В. На фиг.10С горизонтальная ось представляет частоту.
Каналы Primary-SCH и Secondary-SCH подвергаются мультиплексированию и передаются в эфир. Например, как показано на фиг.7, канал Primary-SCH может быть закреплен за некоторыми поднесущими одного символа OFDM, а канал Secondary-SCH может быть закреплен за остальными поднесущими. В этом случае, как показано на фиг.11 А, основной канал (Primary-SCH) P(k) (k=1, 3, …, 2n-1) и вспомогательный канал (Secondary-SCH) S(k) (k=2, 4, …, 2n) может быть закреплен за некоторыми поднесущими одного символа OFDM.
Как вариант, каналы Primary-SCH и Secondary-SCH могут быть закреплены за различными слотами и переданы в эфир. Также, как показано на фиг.8, каналы Primary-SCH и Secondary-SCH могут быть закреплены дискретно путем использования, по меньшей мере, части выделенной полосы частот (FDM с ортогональным мультиплексированием). При таком закреплении можно получить эффект разнесения по частотам.
Также каналы Primary-SCH и Secondary-SCH могут быть закреплены с выполнением их наложения, по меньшей мере, на часть канала данных и мультиплексирования с временным разделением (TDM с неортогональным мультиплексированием). В этом случае производится наложение каналов Primary-SCH и Secondary-SCH, по меньшей мере, на часть символа OFDM и мультиплексирование с временным разделением. Полученные каналы Primary-SCH и Secondary-SCH передаются в эфир.
Также каналы Primary-SCH и Secondary-SCH могут быть закреплены с выполнением их наложения с равномерными интервалами, по меньшей мере, на часть канала данных и мультиплексирования с частотным разделением (FDM с неортогональным мультиплексированием). При таком закреплении можно получить эффект разнесения по частотам.
Также каналы Primary-SCH и Secondary-SCH могут быть закреплены путем их мультиплексирования с кодовым разделением, по меньшей мере, с частью канала данных (CDM с неортогональным мультиплексированием).
Если канал синхронизации разделяют и передают в виде каналов Primary-SCH и Secondary-SCH, то приемник 20 выполняет обнаружение синхросигнала кадров в канале Primary-SCH, а канал Secondary-SCH приемник использует для выделения канала кода скремблирования исходя из обнаруженного синхросигнала кадра.
При таком построении в момент обнаружения синхросигнала кадра придется производить вычисления только по одному типу сигнала канала синхронизации, то есть придется выполнять корреляционные вычисления только между каналом Primary-SCH и принимаемым сигналом. Кроме того, после того как синхросигнал кадра будет обнаружен, вычисления по сигналу канала синхронизации в момент действия синхросигнала кадра придется осуществлять только на основе канала Secondary-SCH и принимаемого сигнала. В результате объем вычислений в приемнике 20 может быть сокращен по сравнению с конфигурацией, при которой для всех персональных вызовов согласно числу кодовых групп определены различные типы сигналов канала синхронизации.
Также, когда информация, указывающая группы кодов скремблирования, передается в канале S-SCH, согласно числу групп заранее устанавливаются различные типы сигналов, и эти типы сигналов могут быть использованы для сообщений. При таком построении становится возможным снизить загруженность на операциях приема и увеличить точность обнаружения для небольшого числа групп.
Также, когда информация, указывающая группы кодов скремблирования, передается в канале S-SCH, эту информацию можно передавать в форме управляющих битов, получающихся в результате применения канального кодирования. При такой конфигурации, в частности, если имеется большое число групп, или если в канале S-SCH передается информация иная, нежели информация, указывающая коды скремблирования, становится возможным сократить загруженность на операциях приема и улучшить точность обнаружения синхросигналов. Кроме того, поскольку возможно применение контроля с использованием циклического избыточного кода (CRC), то становится возможным и увеличение надежности обнаружения.
Также, как показано на фиг.11В, при FDM мультиплексирование каналов Р-SCH и S-SCH можно производить на одном и том же символе OFDM. На фиг.11В вертикальная и горизонтальная оси представляют соответственно частоту и время.
При такой конфигурации, по сравнению с мультиплексированием TDM, если число символов, назначенных SCH, остается одним и тем же, то и канал P-SCH и канал S-SCH могут быть закреплены за большим числом OFDM символов, например, путем распределения на время. В результате можно получить эффект увеличенного разнесения по времени.
Также, поскольку каналы P-SCH и S-SCH размещаются в одном и том же символе OFDM, обнаружение синхросигнала может быть обеспечено в момент обнаружения канала S-SCH, если канал P-SCH использовать в качестве опорного. Поскольку оценивание канала можно осуществлять в тот же момент времени, когда действует синхросигнал, выделенный при приеме S-SCH, обнаружение сигналов синхронизации может осуществляться эффективно.
В FDM существуют две схемы размещения каналов P-SCH и S-SCH, которые рассматриваются ниже.
(1) При равномерном (регулярном) размещении каналы P-SCH и S-SCH следуют поочередно, через одну поднесущую. При таком построении может быть получен больший эффект разнесения по частотам.
Для любой из поднесущих канала S-SCH, при обнаружении синхросигнала по каналу S-SCH, каналы P-SCH всегда располагаются в частотной области с обеих сторон, равномерно. Таким образом, оценивание канала может быть выполнено с высокой точностью, при использовании канала P-SCH в качестве опорного (reference). Для FDM между каналами P-SCH и S-SCH не возникает никаких помех.
(2) Каналы P-SCH и S-SCH в частотной области чередуются неравномерно (нерегулярно). В данном случае такое построение определяется системой. В соответствии с вариантом (1), если в частотной области канал P-SCH закреплен через одну поднесущую, то во временной области появляется сигнал с двукратным повторением. В результате при обнаружении синхросигнала возникают несколько пиков, которые могут ухудшить точность обнаружения. Чтобы преодолеть эту трудность, выполняют неравномерное закрепление канала P-SCH в частотной области.
Например, каналы P-SCH и S-SCH размещают в двух или четырех символах OFDM, внутри кадра длительностью 10 мс. Такое расположение может создать эффект разнесения во времени.
Если каналы P-SCH и S-SCH разместить на двух или четырех символах OFDM и если предположить, что служебные сигналы SCH синхронизации в W-CDMA забирают, например, 10% мощности передачи, затраты на SCH можно ограничить на уровне ниже 1%. Например, если передача канала SCH с шириной полосы 1,25 МГц происходит в системе, ширина полосы которой более 5 МГц, затраты на служебные сигналы синхронизации по каналу SCH могут быть сокращены.
Также, поскольку каналы SCH можно организовывать внезапно и на время, то может быть осуществлен более быстрый поиск сот при меньших затратах на служебные сигналы по каналу SCH синхронизации, чем в случае технологии W-CDMA.
Далее, со ссылками на фиг.12, будут рассмотрены примеры передачи и приема основного канала синхронизации.
Передатчик 10 может вести передачу основного канала синхронизации на дискретных поднесущих. Например, передача основного канала синхронизации может производиться на каждой второй поднесущей. Например, основной канал синхронизации можно передавать в первом, третьем, пятом и седьмом субкадрах от определенной поднесущей в виде псевдослучайной кодовой комбинации, общей для всех сот. В этом случае передаваемый основной канал синхронизации является общим для всех субкадров. В результате во времени сигнал становится повторяющимся сигналом, соответствующим длительности интервала несущей. Другими словами, аналогичную (во времени) форму сигнала повторяют дважды за эффективный период существования данных. Подобным же образом, если передачу основного канала синхронизации производят на каждой третьей поднесущей, то аналогичную (во времени) форму сигнала повторяют трижды за эффективный период существования данных. Другими словами, если передачу основного канала синхронизации производят так, чтобы иметь промежуток между поднесущими, тогда тот же самый сигнал повторяют и передают.
При таком построении мобильная станция (приемник) может синхронизироваться по частоте путем сравнения повторно передаваемого основного канала синхронизации и вычисления величины сдвига фазы за период.
Приемник определяет взаимную корреляцию между принимаемыми сигналами во временной области. В этом случае желательно, чтобы канал синхронизации был устроен так, чтобы существовал интервал, равный одной несущей частоте или больший. В таком случае из величины сдвига фазы корреляционного значения можно находить величину ухода частоты.
Кроме того, производится измерение корреляции на определенном временном интервале между принимаемым сигналом и основным каналом синхронизации. В этом случае величину ухода частоты можно находить, исходя из величины фазового сдвига частичной корреляции в пределах OFDM символа.
Далее, со ссылками на фиг.13А и 13В, будут рассмотрены примеры передачи и приема вспомогательного канала синхронизации. Если в кадре организуется множество вспомогательных каналов синхронизации, то могут быть построены различные вспомогательные каналы синхронизации. Другими словами, в кадре для различных каналов синхронизации используются различные кодовые комбинации. Например, в зависимости от расположения групп кодов скремблирования и субкадров используются различные схемы модуляции.
Далее будет рассмотрен пример операций приема, соответствующий данному случаю.
В схемах обнаружения вспомогательных каналов синхронизации выполняются операции в частотной области и операции во временной области.
Что касается операций в частотной области, то, как показано на фиг.13А, обнаружение синхросигнала символа осуществляется в основном канале синхронизации, и, таким образом, производится обнаружение положения синхросигнала, которое зависит от работы алгоритма быстрого преобразования Фурье FFT. Таким образом, операции в частотной области имеют место после работы алгоритма FFT. Если используется абсолютная величина фазы, то производится измерение корреляции между принимаемыми сигналами и вспомогательным каналом синхронизации. В этом случае некоторые характеристики могут быть ухудшены из-за фазового сдвига, вызванного замираниями. Если используется абсолютная величина фазы относительно соседнего основного канала синхронизации, то происходит отслеживание фазового сдвига, вызванного замираниями. Другими словами, основной канал синхронизации считается пилотным каналом, а фаза вспомогательного канала синхронизации восстанавливается. После этого производится вычисление корреляционной величины.
Операции во временной области осуществляются до FFT с целью выявления корреляции между принимаемым сигналом и вспомогательным каналом синхронизации. В этом случае, если вспомогательный канал синхронизации расположен с промежутком, равным двум несущим частотам или большим, чем две несущие, между принимаемыми сигналами может возникнуть взаимная корреляция.
1
2
3
N/2
k,1
k,2
k,3
k,N/2
Также основной канал синхронизации и вспомогательный канал синхронизации организуют на одном и том же символе, как показано на фиг.13В. При такой конфигурации становится возможным снизить влияние замираний в случае оценивания канала в основном канале синхронизации. Например, в случае, если основной канал синхронизации и вспомогательный канал синхронизации располагают в местах разных символов, то, в частности, во время быстрого перемещения вариации замираний могут оказывать большее влияние. Например, основной канал синхронизации р р, р, …, p и вспомогательный канал синхронизации s', s', s', …, s' (где k - индекс группы кодов скремблирования, а N - номер поднесущей) расположены в местах разных символов. Основной канал синхронизации является общим для всех сот, а вспомогательный канал синхронизации включает в себя служебный бит кода (кода скремблирования), являющийся указателем кода скремблирования.
Также каналы P-SCH и S-SCH могут и не быть мультиплексированы с одним и тем же символом OFDM, то есть каналы P-SCH и S-SCH могут не располагаться, чередуясь, как показано на фиг.13В. Напротив, каналы P-SCH и S-SCH могут быть расположены последовательно, как представлено на фиг.13С. Также, как это показано на фиг.13D, каналы P-SCH и S-SCH могут быть мультиплексированы с одним и тем же OFDM в соответствии с CDM, то есть каналы P-SCH и S-SCH могут быть наложены друг на друга.
Если каналы P-SCH и S-SCH подвергнуты кодовому мультиплексированию на одном и том же символе OFDM, как показано на фиг.13Е, то канал P-SCH в области частот располагается в последовательном порядке в отличие от случая мультиплексирования, соответствующего FDM. В результате здесь может и не возникать проблемы ухудшения точности обнаружения синхросигнала, вызванной закреплением канала P-SCH за каждой второй поднесущей.
Также, поскольку число поднесущих для канала S-SCH, т.е. длину кода в частотной области можно увеличивать, то можно передавать и больший объем управляющей информации, например, группу идентификаторов (ID) сот.
При обнаружении сигнала синхронизации канала S-SCH, канал P-SCH подвергается мультиплексированию в частотной области на тех же поднесущих, что и S-SCH, и, таким образом, может быть выполнено оценивание канала с использованием канала P-SCH в качестве опорного.
Например, каналы P-SCH и S-SCH можно разместить на двух символах OFDM или четырех символах OFDM в пределах кадра длительностью 10 мс.
При таком размещении каналов P-SCH и S-SCH внутри 10 мс кадра можно получить эффект разнесения во времени.
Если каналы P-SCH и S-SCH разместить на двух или четырех символах OFDM и если предположить, что служебные сигналы SCH синхронизации в W-CDMA забирают, например, 10% мощности передачи, затраты на SCH можно ограничить на уровне ниже 1%. Например, если передача канала SCH с шириной полосы 1,25 МГц происходит в системе, ширина полосы которой более 5 МГц, затраты на служебные сигналы синхронизации по каналу SCH могут быть сокращены. Поскольку каналы SCH можно организовывать внезапно и на время, то может быть осуществлен более быстрый поиск сот при меньших затратах на служебные сигналы по каналу SCH синхронизации, чем в случае технологии W-CDMA.
Также, как показано на фиг.13F, в соответствии с принципами TDM каналы P-SCH и S-SCH могут быть мультиплексированы на разных символах OFDM.
Например, такое мультиплексирование каналов P-SCH и S-SCH на разных символах OFDM в соответствии с TDM показано на фиг.13G. При такой конфигурации канал P-SCH располагается последовательным образом в частотной области, в отличие от случая мультиплексирования в соответствии с FDM. В результате здесь может и не возникать проблемы ухудшения точности обнаружения синхросигнала, вызванной закреплением канала P-SCH за каждой второй поднесущей.
Также, поскольку число поднесущих для канала S-SCH, т.е. длину кода в частотной области можно увеличивать, то можно передавать и больший объем управляющей информации, например, группу идентификаторов (ID) сот.
Существуют два типа размещения каналов P-SCH и S-SCH, которые рассмотрены ниже.
(1) В соответствии с фиг.13G каналы P-SCH и S-SCH разнесены на определенное число кадров. При таком размещении, например, если каналы P-SCH и S-SCH разнесены на 5 мс, то полученные 5 мс блоки можно конфигурировать так, чтобы они имели одинаковую структуру.
(2) В соответствии с фиг.13Н каналы P-SCH и S-SCH во временной области расположены по соседству друг с другом. В случае такого размещения при обнаружении канала S-SCH выделение синхросигнала можно производить, используя канал P-SCH в качестве опорного (reference).
Точнее, каналы P-SCH и S-SCH можно разместить на двух символах OFDM или четырех символах OFDM в пределах кадра длительностью 10 мс.
При таком размещении каналов P-SCH и S-SCH внутри 10 мс кадра можно получить эффект разнесения во времени.
Если каналы P-SCH и S-SCH разместить на двух или четырех символах OFDM и если предположить, что служебные сигналы SCH синхронизации в W-CDMA забирают, например, 10% мощности передачи, затраты на SCH можно ограничить на уровне ниже 1%. Например, если передача канала SCH с шириной полосы 1,25 МГц происходит в системе, ширина полосы которой более 5 МГц, затраты на служебные сигналы синхронизации по каналу SCH могут быть сокращены.
Кроме того, поскольку каналы SCH можно организовывать внезапно и на время, то может быть осуществлен более быстрый поиск сот при меньших затратах на служебные сигналы по каналу SCH синхронизации, чем в случае технологии W-CDMA.
Далее будет подробно рассмотрен пример работы блока 114 добавления циклического префикса CP в передатчике 10, соответствующем данному варианту осуществления изобретения.
Блок 114 добавления CP производит внедрение циклического префикса, выбранного блоком 117 выбора CP, в многочастотный сигнал в моменты времени, определяемые требованиями Фурье-преобразования.
Циклический префикс CP предусматривается для снижения влияния на обработку сигналов эффектов поступления сигналов в различное время, связанных с задержкой распространения радиоволн. Фактически системы производят измерение трасс многолучевого распространения и устанавливают CP по результатам этих измерений. В таком случае, поскольку можно определить задержку распространения сигнала от одной базовой станции, установление CP производится на основе данных этой задержки.
Однако в случае многоадресной передачи, когда происходит смешение различных сигналов от множества базовых станций, запаздывание при передаче может быть вызвано передачей сигналов от множества базовых станций вдобавок к уширению синхросигнала при приеме из-за простого многолучевого распространения. Другим словами, добавляется фактор различия запаздываний при передаче, и, таким образом, уширение принимаемого синхросигнала может быть увеличено по сравнению со случаем приема сигнала от одной базовой станции. Таким образом, величина запаздывания при многоадресной передаче может отличаться от запаздывания при обычной связи, например, при одноадресной передаче.
Таким образом, в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения предусматривается несколько типов кадров для радиосвязи, например, два типа кадров. Точнее, предусматривается несколько типов CP, имеющих различную длительность, например, два типа циклических префиксов. Один тип CP, имеющий сравнительно большую длительность, используется при многоадресной передаче, а другой тип CP, имеющий сравнительно меньшую длительность, используется при одноадресной передаче. При одноадресной передаче, если используется CP, имеющий относительно большую длительность, эффективность передачи может снизиться. Таким образом, более продолжительный CP используется при многоадресной передаче.
Как показано на фиг.14, блок 117 выбора CP в целях хранения величин может связать номер кода канала синхронизации с длительностью СР. Основываясь на такой связи, блок 117 выбора CP производит выбор длительности СР.
Также, как показано на фиг.15, блок 117 выбора CP может связать номер кода канала синхронизации с номером группы кодов скремблирования и длительностью CP и далее хранить в памяти эту связь. На фиг.15 представлены два типа CP разной длительности.
Также блок 117 выбора CP может, например, связать номер кода канала синхронизации с номером группы кодов скремблирования для последующего сохранения, как показано на фиг.16.
В данном варианте осуществления изобретения будут рассмотрены два типа CP, имеющие различную длительность.
Как говорилось выше, более продолжительный CP (в дальнейшем «длинный СР») используется в случае многоадресной передачи, когда множество базовых станций осуществляют передачу сходных друг с другом сигналов. При таком использовании циклического префикса становится возможным «поглотить» запаздывания передачи от базовых станций.
Более короткий CP (в дальнейшем «короткий СР») используется в случаях связи, иных, нежели многоадресная передача, например, в случае одноадресной передачи.
Блок 114 добавления СР производит внедрение циклического префикса, выбранного блоком 117 выбора СР, в многочастотный сигнал, поступающий с операции быстрого обратного преобразования Фурье (IFFT).
Например, как показано на фиг.17А и 17В, блок 114 добавления СР внедряет циклический префикс таким образом, что канал синхронизации может быть добавлен либо к началу, либо к концу кадра. Фиг.17А иллюстрирует пример короткого СР, то есть случай, когда кадр включает в себя сравнительно большое число символов OFDM. С другой стороны, фиг.17 В иллюстрирует пример длинного СР, то есть случай, когда кадр включает в себя сравнительно небольшое число символов OFDM. В случае, когда в одной и той же системе используются СР различной длительности, и, когда интервал между поднесущими выдерживается постоянным, кадр может включать в себя различное число символов OFDM, и таким образом, положение канала синхронизации относительно границы кадра может варьировать. Поскольку в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения внедрение СР производится так, что канал синхронизации может быть размещен либо в начале, либо в конце кадра, положение границы кадра относительно положения канала синхронизации может быть постоянным, независимо от длительности СР. В результате в приемнике 20 может быть легко реализовано обнаружение границы кадра (синхросигнала кадра).
Далее, со ссылками на фиг.18А, будет описан пример приемника 20, соответствующего рассматриваемому варианту осуществления изобретения.
В соответствии с данным вариантом осуществления приемник 20 включает в себя схему 200 обнаружения синхросигнала кода скремблирования.
Схема 200 обнаружения синхросигнала кода скремблирования производит прием многочастотного сигнала от антенны и выделяет синхросигнал кода скремблирования, а также синхросигнал для быстрого преобразования Фурье FFT.
Более конкретно, схема 200 обнаружения синхросигнала кода скремблирования направляет принимаемый многочастотный сигнал в коррелятор 201. С другой стороны, генератор 202 опорного сигнала синхронизации формирует заранее определенный опорный сигнал синхронизации (копию ожидаемого сигнала синхронизации), и последовательно выдает его в коррелятор 201. Коррелятор 201 измеряет корреляцию между принимаемым многочастотным сигналом и копией ожидаемого сигнала синхронизации, при этом измеренное корреляционное значение, характерное для каждого пика, и соответствующая метка времени сохраняются в памяти 203. Схема 204 выделения синхросигнала выбирает среди корреляционных значений и меток времени, сохраненных в памяти 203, максимальное корреляционное значение и связанную с ним метку времени и запоминает эти величины в памяти 205 в качестве синхросигнала для приема кода скремблирования. Синхросигнал для FFT выдается из памяти 205 в схему удаления СР, а синхросигнал кода скремблирования подается в схему идентификации кода скремблирования и в схему демодуляции.
Например, если в качестве сигнала канала P-SCH используется сигнал, полученный путем инвертирования кода и повторения фундаментального сигнала, обладающего хорошими автокорреляционными характеристиками, то приемник 20 строится так, показано на фиг.18В.
Другими словами, коррелятор 201 приемника 20, который был описан в связи с фиг.18А, строится так, что содержит коррелятор 201-1 для фундаментального сигнала, инвертор 201-2 кода, на который подается сигнал с выхода коррелятора 201-1, и коррелятор 201-3 для кода верхнего уровня, на который подается сигнал с выхода инвертора 201-2 кода.
Коррелятор 201-1 выполняет обнаружение корреляции между многочастотным сигналом и фундаментальным сигналом. В данном варианте осуществления длина кода устанавливается равной L/N. Инвертор 201-2 кода осуществляет инвертирование выходного сигнала коррелятора 201-1. Коррелятор 201-3 определяет корреляцию между выходным сигналом инвертора 201-2 кода и кодом верхнего уровня, после чего направляет корреляционное значение канала Р-SCH в память 203. В данном варианте осуществления длина кода устанавливается равной N. При такой установке длинное значение кода (длины L) при корреляции может быть опущено.
Далее, со ссылками на фиг.19А, 19В, 19С и 20, будет рассмотрен пример работы коррелятора 201.
Коррелятор 201 измеряет корреляцию между копией ожидаемого сигнала канала синхронизации, имеющим СР минимальной длительности, и принимаемым сигналом. Благодаря такому способу при помощи одиночной схемы поиска можно проводить обнаружение синхросигнала кадра.
Например, как показано на фиг.19А, коррелятор 201 устанавливает копию ожидаемого сигнала канала синхронизации, включая эффективные символы S1, S2,
S3 и S4 (при этом символ S4 служит в качестве СР), в качестве канала синхронизации, используемого в приемнике 20 для вычисления корреляции. Например, используется канал SCH, имеющий короткий СР. Другими словами, часть символа S4 копируется в качестве СР. Копия ожидаемого сигнала канала синхронизации содержит СР, обладающий минимальной длительностью.
В данном варианте осуществления, если с передатчика 10 производится передача какого-либо сигнала, содержащего СР сравнительно небольшой длительности, то корреляционный пик может быть обнаружен на участке символа S4 (фиг.19В). С другой стороны, если с передатчика 10 производится передача какого-либо сигнала, содержащего сравнительно продолжительный СР, то корреляционный пик также обнаруживается на участке символа S4 (фиг.19С).
В любом случае передачи с передатчика 10: сигнала, содержащего короткий СР, или сигнала, содержащего длинный СР, корреляционный пик обнаруживается на участке символа S4. Поскольку длительность опорного сигнала канала синхронизации известна, то может быть найдено окончание символа OFDM, и, таким образом, найден момент времени обнаружения сигнала при корреляции.
Также, если канал синхронизации размещен в конце кадра, то может быть легко обнаружена граница кадра.
Как вариант, канал синхронизации можно разместить в конце какого-либо субкадра из множества субкадров, образованных в результате деления одного кадра, то есть в последнем символе OFDM этого субкадра, как показано на фиг.20. Внутри субкадра предусматривается символ OFDM и защитный интервал. Устанавливаются защитные интервалы (циклические префиксы) различной длительности, например, имеющие две различные длительности. Длительность может быть различной для соответствующих субкадров. Так, длительность защитного интервала может быть определена в зависимости от схемы передачи, например, одноадресной передачи или многоадресной передачи.
В рассматриваемом случае в зависимости от числа символов могут существовать два типа субкадров. Например, одним типом может быть субкадр многоадресной передачи, а другим - субкадр одноадресной передачи. Другими словами, число символов в соответствующих субкадрах может быть переменным. Эффективная длина символа и короткий защитный интервал одинаковы для этих субкадров.
Основной канал синхронизации размещается в конце субкадра, а в мобильной станции производится вычисление корреляции между символом основного канала синхронизации, имеющего короткий СР, и принимаемым сигналом. В это время в случае любого субкадра (с коротким СР или с длинным СР) корреляционный пик наблюдается в момент времени, предшествующий окончанию субкадра, и отстоящий от него на величину длительности основного канала синхронизации, имеющего короткий СР. Другими словами, суммарная продолжительность эффективного символа данных плюс короткого СР является одинаковой и для субкадра с коротким СР и для субкадра с длинным СР, и, таким образом, абонентская станция может выполнять обнаружение несущей частоты и строба синхронизации, не принимая во внимание длительность СР. Таким образом, поскольку время передачи канала синхронизации (положение канала) является неизменным, мобильная станция может вычислять корреляционные значения, не обладая информацией о длительности СР, осуществлять поиск канала синхронизации и опознавать синхросигнал кадра без учета длительности СР для использования в субкадре, то есть выполнять вышеперечисленные действия независимо от длительности СР. Также время передачи канала синхронизации (положение канала) является неизменным при усреднении по множеству субкадров, что может облегчать усреднение.
С другой стороны, если канал синхронизации разместить не в конце субкадра, то обнаружение корреляционного пика можно выполнять, если предусмотреть синхронизацию, соответствующую длинному СР, и синхронизацию, соответствующую короткому СР.
Также если канал синхронизации разместить не в конце субкадра, то можно сообщать данные длительности СР. Например, длительность СР можно указывать для каждого кадра заранее. Информация, касающаяся длительности СР, предназначенного для использования в канале синхронизации, может быть сохранена в памяти.
Аналогичным образом в конце субкадра может быть помещен общий пилотный канал.
Кроме того, определенные субкадры, оговоренные в системе (например, первый субкадр), всегда используются при одноадресной передаче. Другими словами, первый субкадр в многоадресной передаче не используется.
Поскольку субкадры для многоадресной передачи в целях обеспечения мягкого объединения (soft-combining) сот содержат код скремблирования, единый для различных сот, общий пилотный канал для субкадров для многоадресной передачи нельзя использовать для обнаружения кода скремблирования при поиске соты.
По этой причине, чтобы преодолеть вышеуказанные трудности, первый субкадр всегда используют для одноадресной передачи (умножают на специфичный для соты код скремблирования), и, таким образом, общий пилотный канал может быть использован для обнаружения кода скремблирования при поиске соты.
Также, поскольку системная информация, специфичная для сот, передается в широковещательном канале ВСН и передается при одноадресной передаче, кадры можно эффективно организовать так, чтобы первый субкадр был специально выделен для одноадресной передачи.
Далее, со ссылкой на фиг.21, будет рассмотрен пример, в котором для каждого кадра длительностью 10 мс передаются два канала синхронизации. Первый субкадр всегда используется для одноадресной передачи, при этом используется пилотный канал, умноженный на код скремблирования, специфичный для соты. Последующие субкадры могут быть использованы для одноадресной передачи или службы мультимедийного широковещания (MBMS, Broadcast Mutimedia Service). При одноадресной передаче применяется пилотный канал, умноженный на код скремблирования, специфичный для соты, и короткий СР, в то время как при многоадресной передаче применяется пилотный канал, умноженный на код скремблирования, общий для всех сот, и длинный СР.
Также после канала синхронизации на определенной временной дистанции размещается широковещательный канал (ВСН, Broadcast Channel). Таким образом, сразу после того как мобильная станция воспользуется каналом синхронизации для выполнения поиска соты, она сможет принять канал ВСН, при этом потребуется меньше времени для завершения приема канала ВСН.
Далее будет приведен пример, в котором производится обнаружение идентификатора (ID) соты в опорном (reference) сигнале, имеющем различные длительности СР.
В данном примере система может задавать длительность СР определенного субкадра.
Например, можно условиться, чтобы в первом субкадре кадра всегда использовался длинный СР или короткий СР. При поиске соты для обнаружения идентификаторов сот используется опорный сигнал для указанного субкадра. Также наряду с обнаружением идентификаторов сот этот опорный сигнал может быть использован для обнаружения другой информации, такой как идентификаторы секторов.
В этом случае данные длительности СР для каждого субкадра внутри кадра передаются в канале S-SCH. Например, может быть передано сообщение о длительности СР для всех субкадров. При такой организации, хотя в канале S-SCH передается увеличенный объем информации, при поиске соты может быть использованы ссылки для всех субкадров, что приведет к более быстрому обнаружению идентификаторов сот.
Помимо прочего, по каналу S-SCH могут передаваться данные длительности СР только некоторых субкадров. Поскольку при поиске сот необязательно использовать большое количество субкадров, по каналу S-SCH передается только необходимый объем информации. Мобильная станция использует опорный сигнал только для субкадров, по которым была передана необходимая информация.
Кроме того, длительность СР каждого субкадра, предназначенного для использования в системе, может иметь произвольное значение, и, таким образом, мобильная станция может определять длительность СР вслепую. В этом случае мобильная станция производит обнаружение опорного сигнала, соответствующего обеим длительностям СР, и использует большее корреляционное значение.
Далее будет описан пример полосы частот опорного сигнала.
Несмотря на то что передача канала SCH производится в фиксированной полосе частот 1,25 МГц, на этапе поиска соты полоса частот опорного сигнала неизвестна. Полоса частот опорного сигнала может быть определена по нижеприведенной методике.
(1) Информация о полосе опорного сигнала передается по каналу S-SCH. При таком построении, несмотря на то что в канале S-SCH передается увеличенный объем информации, можно использовать всю полосу частот опорного сигнала, что может обеспечить быстрый поиск сот.
(2) Используется опорный сигнал с такой же полосой частот, что и полоса канала ВСН, информация о которой передается по каналу S-SCH. В случае передачи данных о полосе канала ВСН по каналу S-SCH, поскольку передача опорного сигнала производится в полосе, по меньшей мере, более широкой или равной полосе ВСН, при поиске сот используется опорный сигнал с такой же шириной полосы, что и ВСН. При таком построении можно использовать опорный сигнал с увеличенной шириной полосы без увеличения объема информации, передаваемого по каналу S-SCH.
Далее будет рассмотрен пример схемы передатчика 10 для случая размещения общего пилотного канала в конце субкадра. Как показано на фиг.22, передатчик 10 содержит генератор 130 пилотного сигнала, связанный с блоком 109 объединения.
На фиг.22, в случае использования технологии OFDM, часть схемы, которая относится к расширению спектра, применяемому в технологии OFCDM, следует удалить. Точнее, опускаются следующие устройства: формирователи 100.2-100.x канала данных, блок 106 копирования, формирователь 107 короткого кода расширения, перемножитель 108 и блок 109 объединения. Также от блока 105 последовательно-параллельного преобразования производится подача N информационных символов. Другими словами, N информационных символов, подаваемых от блока 105 последовательно-параллельного преобразования, умножаются на код скремблирования в перемножителе 111.
Также при передаче канала синхронизации от передатчика 10 к приемнику 20 должна быть передана и информация, касающаяся длительности присоединяемого СР. Например, передача этой информации производится через канал управления. В этом случае информация, касающаяся длительности присоединяемого СР, должна быть передана в канал управления. Приемник 20 может опознать канал управления, заранее задав признак присоединения длинного СР.
Также передатчик 10 может передавать в канале управления информацию, касающуюся длительности присоединяемого СР, для предыдущего кадра. Как вариант приемник 20 может опознавать эту информацию, вычисляя корреляцию на нижнем уровне.
Кроме того, хотя приемник 20 и вычисляет корреляцию между принимаемым сигналом и опорным сигналом синхронизации, для проведения таких корреляционных вычислений в принципе требуется выполнение операций с вещественными (комплексными) числами.
В данном случае коррелятор 201 аппроксимирует опорный сигнал канала синхронизации некоторыми целыми числами, например ±1, как показано на фиг.23. При таком построении приемник 20 может выполнять операции корреляционных вычислений путем сложения или вычитания выборок принимаемого сигнала. Коррелятор предусматривает операции корреляционных вычислений и осуществляет представление изменяющегося во времени сигнала канала синхронизации, аппроксимируя его целыми числами, такими как±1. Например, приемник мобильной станции вычисляет корреляцию между этим сигналом и принимаемым сигналом. В этом случае корреляционные вычисления могут быть реализованы операциями сложения и/или вычитания. При таком построении становится возможным сократить объем вычислений и величину потребляемой мощности приемником 20.
Далее, со ссылкой на фиг.24, будет рассмотрен пример приемника, предназначенного для работы в некоторой области частот.
Приемник 30 содержит блок 302 FFT быстрого преобразования Фурье, который принимает входные сигналы, демультиплексор 304, соединенный с блоком 302 FFT, блок 306 оценивания канала, связанный с демультиплексером 304, блок 308 демодуляции, связанный с демультиплексером 304 и блоком 306 оценивания канала, корреляционный блок 310 вспомогательного канала синхронизации, связанный с блоком 308 демодуляции, блок 312 обнаружения пика, связанный с корреляционным блоком 310 вспомогательного канала синхронизации.
Блок 302 FFT принимает синхросигнал FFT, выделенный блоком обнаружения синхросигнала FFT в основном канале синхронизации.
Блок 302 FFT производит некоторые операции быстрого преобразования Фурье и передает результат в демультиплексор 304.
Демультиплексор 304 распределяет мультиплексированный сигнал между основным каналом синхронизации (P-SCH) и вспомогательным каналом синхронизации (S-SCH).
Например, если каналы P-SCH и S-SCH подвергаются мультиплексированию в соответствии с FDM, блок 306 оценивания канала выполняет оценивание канала связи, используя N каналов P-SCH, расположенных с обеих сторон поднесущей канала S-SCH, которая была выделена при обнаружении синхросигнала канала S-SCH, и играет роль опорной (пилотной) частоты. В этом случае код канала P-SCH известен.
Чем больше N, чем сильнее эффект подавления шумовых помех. Однако, если задать N слишком большой величины, может несколько возрасти влияние частотно-селективных замираний. Таким образом, N допустимо задавать величиной от 1 до 3. Также, чем больше расстояние от выделенной поднесущей канала S-SCH, тем меньший весовой коэффициент может быть использован.
Например, при выделении s2, как показано на фиг.24В, для оценивания канала можно использовать р2 и р3. Кроме этого, для оценивания канала, вместе с р2 и р3 можно использовать р1 и р4. Исходя из этого для оценивания канала желательно в канале P-SCH использовать код с низкой амплитудой, такой как CAZAC.
Также, например, если каналы P-SCH и S-SCH подвергаются мультиплексированию в соответствии с TDM, блок 306 оценивания канала может выполнять оценивание канала связи, используя N каналов P-SCH, расположенных на той же самой поднесущей, а также с обеих сторон от выделенного канала S-SCH, который играет роль опорного (пилотного). В этом случае код канала P-SCH известен.
Чем больше N, чем сильнее эффект подавления шумовых помех. Однако, если задать N слишком большой величины, может несколько возрасти влияние частотно-селективных замираний. Таким образом, N допустимо задавать в интервале от 1 до 6. Также, чем больше расстояние от выделенной поднесущей канала S-SCH, тем на меньший весовой коэффициент может производиться умножение.
Например, если выделена s4, как показано на фиг.24С, то для оценивания канала используется р4. Также для оценивания канала могут быть дополнительно использованы р3 и р5.
Также, например, если каналы P-SCH и S-SCH подвергаются мультиплексированию в соответствии с CDM, блок 306 оценивания канала может выполнять оценивание канала связи, используя N каналов P-SCH, расположенных на той же самой поднесущей, а также с обеих сторон от выделенного канала S-SCH, который играет роль опорного (пилотного). В этом случае код канала P-SCH известен.
Чем больше N, чем сильнее эффект подавления шумовых помех. Однако, если задать N слишком большой величины, может несколько возрасти влияние частотно селективных замираний. Таким образом, N допустимо задавать в интервале от 1 до 6. Также, чем больше расстояние от выделенной поднесущей канала S-SCH, тем меньший весовой коэффициент может быть использован.
Например, если выделена s4, как показано на фиг.24D, то для оценивания канала используется р4. Также для оценивания канала могут быть дополнительно использованы р3 и р5.
Основной канал синхронизации подается на блок 306 оценивания канала, а вспомогательный канал синхронизации подается на блок 308 демодуляции.
Блок 306 оценивания канала выполняет оценивание канала связи и передает результат на блок 308 демодуляции.
Блок 308 демодуляции выполняет некоторые операции демодуляции. В данном варианте осуществления изобретения производится фазовая и амплитудная компенсация. Например, блок 308 демодуляции может осуществлять демодуляцию, используя основной канал синхронизации для поднесущих, которые расположены по соседству с поднесущей для демодулированного вспомогательного канала синхронизации, с обеих сторон от нее в интервале, в котором замирания могут оказывать незначительное влияние.
Корреляционный блок 310 вспомогательного канала синхронизации вычисляет корреляцию вспомогательного канала синхронизации.
Блок 312 обнаружения пика извлекает управляющую информацию, такую как коды скремблирования и положение строба синхронизации кадра, для осуществления обнаружения пика.
Далее будет описан пример операции усреднения основного канала синхронизации в частотной области при корреляционной обработке вспомогательного канала синхронизации.
На фиг.25А показан пример зависимости между величиной SNR и вероятностью обнаружения при движении со скоростью пешехода.
На фиг.25А горизонтальная и вертикальная оси представляют соответственно SNR и вероятность обнаружения. Величина Nref представляет число поднесущих в основном канале синхронизации.
D
На фиг.25А, для f=5,55 Гц, величина Nref=2 указывает на случай, когда с обеих сторон опорной частоты имеется по 1 поднесущей, Nref=4 указывает на случай, когда с обеих сторон опорной частоты имеются по 2 поднесущие, и Nref=6 указывает на случай, когда с обеих сторон опорной частоты имеются по 3 поднесущие.
Как видно из фиг.25А, чем больше используется поднесущих, тем выше вероятность обнаружения. Однако с дальнейшим увеличением числа поднесущих влияние замираний может становиться больше.
На фиг.25В показан пример зависимости между величиной SNR и вероятностью обнаружения при движении со скоростью автомобиля.
На фиг.25В горизонтальная и вертикальная оси представляют соответственно SNR и вероятность обнаружения. Величина Nref представляет число поднесущих в основном канале синхронизации.
D
На фиг.25В, для f=55,5 Гц, величина Nref=2 указывает на случай, когда с обеих сторон опорной частоты имеется по 1 поднесущей, Nref=4 указывает на случай, когда с обеих сторон опорной частоты имеются по 2 поднесущие, и Nref=6 указывает на случай, когда с обеих сторон опорной частоты имеются по 3 поднесущие.
Как видно из фиг.25В, чем больше используется поднесущих, тем выше вероятность обнаружения. Однако с дальнейшим увеличением числа поднесущих влияние замираний может становиться больше.
Далее, со ссылкой на фиг.26 будет рассмотрен пример приемника 20 для обнаружения синхросигнала на основе автокорреляции и для компенсации ухода частоты.
В соответствии с данным вариантом осуществления приемник 20 включает в себя схему 200 обнаружения сигнала синхронизации кода скремблирования.
Схема 200 обнаружения сигнала синхронизации кода скремблирования принимает многочастотный сигнал от антенны и осуществляет выделение синхросигнала кода скремблирования и синхросигнала FFT.
Точнее, схема 200 обнаружения сигнала синхронизации кода скремблирования осуществляет задержку многочастотного сигнала, передаваемого с периодом повторения Т через антенну, на величину Т в блоке 206 задержки, суммирует задержанный сигнал с основным многочастотным сигналом в суммирующем устройстве 207, выполняет интегрирование результирующего сигнала на интервале периода повторения Т в интеграторе 208 и направляет результирующий сигнал в блок 209 обнаружения пика. Блок 209 обнаружения пика, используя поступающий сигнал, определяет момент синхронизации. При таком построении становится возможным осуществлять компенсацию ухода частоты и обнаружение синхросигнала по автокорреляции.
Кроме того, передатчик 10 может передавать канал синхронизации (SCH), применяя разнесение сигналов при передаче.
Например, канал синхронизации может быть передан с применением способа разнесения при передаче, подходящего для поиска сот по каналу SCH. Поскольку контур управления между базовой станцией и мобильной станцией не установлен, в отличие от передачи и приема обычных каналов данных, при поиске сот при передаче используется разнесение с разомкнутым контуром. Также, поскольку приемник 20 при поиске сот выполняет вычисление корреляции, при передаче может оказаться подходящим разнесение с переключением (switched type diversity) или разнесение с задержкой (delay diversity). Например, в качестве разнесения при передаче пригодным может быть любой из следующих способов: разнесение при передаче с переключением во времени (TSTD, Time Switched Transmit Diversity), разнесение при передаче с переключением частот (FSTD, Frequency Switched Transmit Diversity) и разнесение с циклической задержкой (CDD, Cyclic Delay Diversity).
Также передача канала синхронизации может выполняться с одной определенной антенны из нескольких антенн при технологии с множественными антеннами, MIMO. Также передача канала синхронизации может производиться с разнесением TSTD. Кроме того, канал синхронизации можно передавать синхронно, чтобы получить разнесение с задержкой. Например, если используется передатчик, имеющий четыре антенны, передачу канала синхронизации можно вести со всех четырех передающих антенн при уровне мощности 1/4. Также в этом случае передачу канала синхронизации можно производить в различные моменты времени. При такой конфигурации в приемнике можно получить более выраженный эффект разнесения трасс распространения радиоволн.
Также, если предусмотрены несколько антенн, то передачу каналов SCH и CPICH можно производить только через две антенны. В ином варианте канал SCH можно передавать через все антенны, в то время как канал CPICH передавать только через две антенны.
Если передача канала CPICH производится через четыре антенны, то CPICH можно передавать, например, таким образом, чтобы он обладал ортогональностью в частотной области. В приемнике оценивание канала связи выполняется на основе передаваемого общего пилотного сигнала, а канал управления подвергается демодуляции. В случае передачи канала CPICH через четыре антенны общий пилотный сигнал должен использоваться для протяженного участка в частотной области, и точность оценивания канала может ухудшаться. Таким образом, желательно, чтобы интервал между пилотными сигналами в частотной области был меньше. Чтобы добиться этого, канал CPICH можно передавать с двух антенн. При таком построении, поскольку ортогональному мультиплексированию должны подвергаться только два канала CPICH, можно достичь более высокой степени ортогональности. В результате становится возможным улучшить точность оценивания канала связи, используя канал CPICH, и поднять качество приема каналов L1/L2 управления и других каналов.
В этом случае мобильная станция может выполнять некоторые действия в предположении, что, при поиске соты, передача канала CPICH может производиться только с двух антенн максимум. В результате можно упростить операции приема, а также интерфейсы радиоаппаратуры.
На фиг.27А представлен пример построения канала синхронизации и общего пилотного канала в случае четырех передающих антенн. В этом примере канал синхронизации передается с четырех передающих антенн, а общий пилотный канал передается только с двух передающих антенн.
Далее будет описан пример сочетания двух антенн для передачи каналов SCH и CPICH в случае четырех передающих антенн.
Две антенны для передачи каналов SCH и CPICH могут быть фиксированы. Например, если, как показано на фиг.27В, предусмотрены передающие антенны #1 - #4, то антенны #1 и #2 всегда служат для передачи каналов SCH и CPICH. На фиг.27 В вертикальная и горизонтальная оси представляют соответственно передающие антенны и время.
Также такие две антенны для передачи каналов SCH и CPICH могут быть определены в системе заранее. В этом случае можно упростить операции передачи и приема.
Также сочетание двух антенн, предназначенных для передачи каналов SCH и CPICH, можно менять во времени. Другими словами, число сочетаний из двух антенн для передачи каналов SCH и CPICH может быть определено заранее, и затем может производиться переключение этих сочетаний во времени.
Например, если, как показано на фиг.27С, предусмотрены передающие антенны #1-#4, то антенны #1 и #2 используются на временном отрезке 4n (где n - натуральное число), антенны #2 и #3 используются на временном отрезке 4n+1, антенны #3 и #4 используются на временном отрезке 4n+2, а антенны #4 и #1 используются на временном отрезке 4n+3. В этом случае система может определить заранее, как переключать указанные сочетания. При таком построении, хотя операции передачи и приема могут оказаться слегка усложненными, можно получить эффект разнесения (разупорядочения).
Также разнесение при передаче может быть применено к каналу SCH, передаваемому с двух антенн. Применение этого принципа только к двум антеннам позволяет упростить операции передачи и приема, а также интерфейсы радиоаппаратуры, и тем самым получить преимущества разнесения при передаче. В этом случае в качестве способа разнесения при передаче для канала SCH применим любой из следующих способов: TSTD, FSTD и CDD. С другой стороны, в качестве способа разнесения при передаче для канала CPICH можно применить либо FDM, либо CDM. Более того, способ разнесения при передаче для канала SCH может сочетаться со способом разнесения при передаче для канала CPICH.
Далее, со ссылкой на фиг.28, будет рассмотрен пример работы передатчика 10, соответствующего данному варианту осуществления изобретения.
Передатчик 10 использует формирователь 121 данных сигнала синхронизации для выбора номера кода канала синхронизации на основе кода скремблирования и схемы передачи канала синхронизации (например, одноадресной передачи или многоадресной передачи) (этап S1602).
Затем передатчик 10 производит умножение символа сигнала синхронизации на код скремблирования, номер которого в группе кодов скремблирования соответствует коду канала синхронизации (этап S1604).
Далее, передатчик 10 производит умножение сигнала синхронизации на последовательность регулирования амплитуды (этап S1606).
И наконец, передатчик 10 добавляет СР, соответствующий номеру кода канала синхронизации к сигналу синхронизации, прошедшему умножение, и передает сигнал синхронизации вместе с СР (этап S1608).
Далее будет рассмотрен пример работы приемника 20, соответствующего данному варианту осуществления изобретения, в двух случаях: когда код скремблирования подвергается классификации и когда указанный код не классифицируется.
Сначала согласно фиг.29А будет рассмотрен случай, когда код скремблирования не классифицируется.
Схема 204 обнаружения синхросигнала выполняет обнаружение синхросигнала символа и кадра для канала синхронизации (этап S1702).
Схема 204 обнаружения синхросигнала выполняет обнаружение кода скремблирования (или идентификатора соты) для общего пилотного сигнала (этап S1704).
А теперь согласно фиг.29В будет рассмотрен случай, когда код скремблирования подвергается классификации.
Схема 204 обнаружения синхросигнала выполняет обнаружение синхросигнала символа и кадра для канала синхронизации (этап S1706).
Схема 204 обнаружения синхросигнала выполняет обнаружение группы кодов скремблирования (или группу идентификаторов сот) для канала синхронизации (этап S1708).
Схема 204 обнаружения синхросигнала выполняет обнаружение кода скремблирования для общего пилотного сигнала (этап S1710).
Например, схема 204 обнаружения синхросигнала обнаруживает корреляцию между опорными сигналами путем интегрирования разности фаз между указанными опорными сигналами. Поскольку интервал между поднесущими опорных сигналов велик, обнаружение кода скремблирования осуществляется путем интегрирования разности фаз между поднесущими.
Также в зависимости от установленной кодовой комбинации скремблирования может выполняться интегрирование разности фаз инвертированного кода. В этом случае, когда имеет место совпадение кода скремблирования, можно получить большее корреляционное значение.
Например, в канале S-SCH произведено обнаружение структуры соты, и, если структурно сота содержит 1 сектор, то для обнаружения используется вышеупомянутая схема корреляции.
Как показано на фиг.29С, код скремблирования может быть обнаружен путем интегрирования разности фаз между поднесущими одного и того же субкадра. Кроме того, как показано пунктирными линиями, код скремблирования может быть обнаружен интегрированием разности фаз между поднесущими в различных субкадрах.
Также в случае, когда применяется межсекторный ортогональный пилотный сигнал, например, если в результате обнаружения структуры соты по каналу S-SCH установлена 3-секторная структура, ортогональная схема строится на трех соседних поднесущих. Таким образом, опорный сигнал для предполагаемого сектора извлекается путем когерентного сложения в зависимости от структуры ортогонального пилотного сигнала в трех соседних поднесущих, как показано на фиг.29D. В результате с1, с2, с3, … могут быть извлечены в качестве опорных сигналов.
Затем для опорных сигналов с1, с2, с3, … производится обнаружение кода скремблирования путем интегрирования разности фаз между соседними блоками в зависимости от структуры кода скремблирования.
Как показано на фиг.29D, опорный сигнал для предполагаемого сектора может быть извлечен путем когерентного сложения в трех соседних поднесущих в одном и том же субкадре в зависимости от структуры ортогонального пилотного сигнала. С другой стороны, как показано пунктирными линиями, опорный сигнал для предполагаемого сектора может быть извлечен путем когерентного сложения на трех соседних поднесущих в различных кадрах, в зависимости от структуры ортогонального пилотного сигнала.
Далее согласно фиг.29Е будет рассмотрен пример процедуры поиска соты.
При поиске соты производится обнаружение следующих величин и сигналов: частоты несущей, на которой предстоит установить соединение, синхросигналов приема для соты, с которой предстоит установить соединение, таких как синхросигнал FFT и синхросигнал кадра, и кода скремблирования для соты, с которой предстоит установить соединение.
Обнаружение синхросигналов приема может производиться даже в защитном интервале. Однако точность обнаружения синхросигнала при поиске целевой соты при хэндовере может ухудшаться. Кроме того, точное и синхронное определение несущей частоты в защитном интервале выполнено быть не может. При уходе частоты может быть обнаружено большое корреляционное значение. По этой причине обнаружение синхросигнала желательно выполнять в канале синхронизации.
Схема 204 обнаружения синхросигнала производит определение частоты несущей (этап S2502).
Схема 204 обнаружения синхросигнала производит обнаружение синхросигнала приема (уровень символов) (этап S2504).
В данном случае этапы S2502 и S2504 можно выполнять одновременно. При этом можно использовать основной канал синхронизации. Также, поскольку работа FFT в частотной области отличается большой сложностью, предпочтительны операции во временной области. Кроме того, объем операций может быть сокращен за счет предварительного обнаружения путем измерения корреляции на защитном интервале.
Схема 204 обнаружения синхросигнала производит обнаружение синхросигнала кадров (этап S2506). Например, если канал синхронизации разместить на одном участке каждого кадра, то выполняется обнаружение не только синхросигнала приема, но также и принимаемого кадра.
С другой стороны, если канал синхронизации разместить на нескольких участках каждого кадра, то обнаружение принимаемого кадра следует производить после обнаружения синхросигнала приема. Для обнаружения принимаемого кадра можно использовать вспомогательный канал синхронизации.
Далее, схема 204 обнаружения синхросигнала производит опознавание группы кодов скремблирования (этап S2508).
Здесь этапы S2506 и S2508 можно выполнять одновременно. В этом случае, если длительность передачи канала синхронизации равна длительности кадра, обнаружение синхросигнала кадра может быть необязательным. Также при этих операциях можно использовать вспомогательный канал синхронизации. Кроме того, указанные операции можно выполнять в частотной области или во временной области.
Затем производится опознавание кода скремблирования (этап S2510).
Что касается процедуры поиска соты, то, как показано на фиг.29F, может быть произведено обнаружение частоты синхронизации и синхросигнала символа, затем синхросигнала кадра, группы идентификаторов сот (группы кодов скремблирования), затем обнаружение сектора, числа передающих антенн, полосы передачи канала ВСН и длительности СР. После этого могут быть обнаружены идентификатор соты (группа кодов скремблирования) и сектор.
При указанных операциях можно использовать общий пилотный канал. Кроме того, эти операции можно выполнять в частотной области или во временной области.
Далее, со ссылкой на фиг.30, будет рассмотрен пример распределения канала синхронизации между различными секторами.
Например, если сота, захватывающая одну базовую станцию, состоит из трех секторов, синхронизация кадров по указанным секторам может быть сделана единообразной.
В технологии W-CDMA синхронизация по секторам неодинакова, и коды скремблирования для разных секторов могут быть разными. Таким образом, вспомогательный канал синхронизации также не может передаваться по секторам единым образом.
В данном варианте осуществления изобретения основной канал синхронизации по разным секторам имеет одинаковую синхронизацию кадров. Поскольку синхронизация кадров для указанных секторов единая, обнаружение кадрового синхросигнала можно выполнять эффективно, без помех со стороны основного канала синхронизации на остальные сектора.
Также в данном варианте осуществления изобретения вспомогательный канал синхронизации определен в каждой группе кодов скремблирования. Таким образом, на одной базовой станции используется один и тот же код скремблирования, а в структуре пилотного сигнала также устанавливается одна и та же группа кодов скремблирования. Таким образом, вспомогательный канал синхронизации по разным секторам также имеет одинаковую синхронизацию кадров.
Данная международная патентная заявка основывается на приоритетных заявках Японии 2005-174391, 2005-241901, 2006-010500 и 2006-077821, поданных в патентное ведомство Японии, соответственно, 14 июня 2005 года, 23 августа 2005 года, 18 января 2006 года и 20 марта 2006 года, содержание которых целиком включено в состав настоящего изобретения посредством ссылки.
Промышленная применимость
Передатчик, приемник, система мобильной связи и способ передачи канала синхронизации, соответствующие настоящему изобретению, могут найти применение в системах радиосвязи.