一种应用于OFDMA蜂窝系统的小区识别的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种应用于ＯＦＤＭＡ蜂窝系统的小区识别的方法，属于通信技术领域。本发明专利技术在每帧中在每帧中仅需要１个ＯＦＤＭ符号作为同步信道数据，具有同步信道数据开销低的优势，并且该符号的峰均功率比很低，另外，运用级联的小区识别过程，通过不同的子载波加载数据的模式图样，区别不同的小区号码组；再通过相邻的已加载数据子载波上的频域差分序列，区别不同的小区号码，达到识别大规模数量蜂窝小区的目的，为了提高本发明专利技术的估计性能，采用多符号判决的方法。本发明专利技术具有识别小区数量大，计算复杂度较低，且估计错误率较低的优点，在ＯＦＤＭ系统中具有很高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于OFDMA蜂窝系统的小区识别的方法
本专利技术涉及一种通信
的识别的方法，具体是一种应用于OFDMA(正交频分复用多址)蜂窝系统的小区识别的方法。
技术介绍
OFDM(正交频分复用)技术在越来越多的有线、无线通信领域得到应用，这主要由于OFDM技术具有许多优势：有效对抗多径干扰和窄带干扰，频谱利用率高，数据传输速率高等。目前，OFDM技术已被3GPP组织(第三代移动通信伙伴计划)国际组织确定为EUTRA(演进的通用移动通信系统及陆基无线电接入)和EUTRAN(演进的通用移动通信系统网及陆基无线电接入网)(或者称为Super 3G：超三代移动通信系统)中下行链路的首选技术。在基于OFDMA技术的蜂窝系统中，用户终端在加电时，在待机或通话时，和W-CDMA技术的蜂窝系统一样，必须进行搜索其所属的小区搜索。OFDMA技术的蜂窝系统的小区搜索方案中，除了由于数据调制方式与W-CDMA不同，需要FFT(Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换)窗同步用来恢复被调制的数据外，其他方面与W-CDMA三步小区搜索方案类似，所以其包含以下三个步骤：载波频率同步和FFT时间窗同步，帧同步，小区识别。经对现有技术的文件查新，发现绝大部分技术只解决了帧同步及载波频率同步，而没有涉及OFDMA蜂窝系统的小区识别问题。在仅有的一些文献中，针对EUTRA要求的OFDMA蜂窝系统，有三种方法可用于OFDMA小区识别：(1)在每一帧中确定1个OFDM符号作为同步信道符号，在频域加载特殊的序列，通过直接识别这一频域序列，达到小区识别的目的。参见文献：3GPP，R1-051329，“Cell Search and Initial Acquisition for OFDM Downlink”，Motorola。(3GPP文档，编号：R1-051329，Motorola公司，“OFDM下行链路的小区搜索和初始同步”)(2)在每一帧中确定n个(n一般为大于等于4的自然数)OFDM符号作为-->同步信道符号，在频域上加载特殊的序列。每一种频域序列对应一个码字，n个码字的特定组合对应一个小区号码组(或称为小区扰码号组)，共有xG个小区号码组，然后通过类似于WCDMA中的CPICH(公共导频信道)获得小区号码(或称为小区扰码号)，共有xI个小区号码。于是，该方法共可以识别xGxI个不同的小区。参见文献：3GPP，R1-060072，ETRI，“Cell Search Scheme for EUTRA&TP”。(3GPP文档，编号：R1-060072，ETRI公司，“应用于EUTRA的小区搜索方案与文字建议”)(3)在每一帧中确定n个(n一般为大于等于5的自然数)OFDM符号作为同步信道符号，在频域上加载经过信道编码的数据序列，通过解调和解码该数据，达到小区识别的目的。参见文献：3GPP，R1-051057，“DownlinkSynchronization Channel Schemes for E-UTRA”，Texas Instruments。(3GPP文档，编号：R1-051057，TI公司，“EUTRA的下行同步信道”)可是，方法(1)有同步信道结构简单的特点，但存在着小区识别数量少的缺点。方法(2)和方法(3)存在着计算复杂度高，同步信道符号开销大的缺点。因此，上述三种方法在实际应用中遇到较大困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术中计算复杂度高，同步信道符号开销大或小区识别数量少的问题，提供一种应用于OFDMA蜂窝系统的小区识别的方法。本专利技术在每帧中仅需要1个OFDM符号作为同步信道数据，通过在不同模式图样的子载波上加载数据，区别不同的小区大号码，再通过相邻的已加载数据的子载波上的频域差分序列，区别不同的小区小号码，最终由小区大号码和小区小号码联合识别小区，达到识别大规模数量蜂窝小区的目的，同时使本专利技术保持较低的计算复杂度。本专利技术通过以下技术方案实现，具体包括如下步骤：步骤一：发送端生成含有小区大号码和小区小号码信息的OFDM同步信道符号，在频域上，该同步信道符号中参与小区识别过程的子载波按是否加载数据，分为两类：必有载荷子载波和可有载荷子载波，其中，必有载荷子载波和可有载荷子载波中确实加载数据的子载波合称为启用子载波，不同小区大号码的小区具有不同的可有载荷子载波模式图样，具有不同小区小号码的小区在相邻的启用子-->载波上加载不同的频域差分序列；步骤二：接收端根据利用现有技术，获得帧同步与载波频率同步，并提取出同步信道符号，去除循环前缀，经过频偏补偿，再作FFT(快速傅里叶变换)，得到同步信道符号的频域序列；步骤三：识别接收的可有载荷子载波的能量序列模式图样，获得小区大号码，即计算步骤二所得频域同步信道符号的可有载荷子载波的能量序列，作为收到的可有载荷子载波模式图样，将其与事先定义的可有载荷子载波的模式图样集合进行匹配搜索，找到具有最大相关性的图样，进而识别出该图样代表的小区大号码；步骤四：识别已加载数据的子载波上加载的频域差分序列，获得小区小号码，即先由步骤三确定的可有载荷子载波图样，以及已知的必有载荷子载波集合，得到启用子载波中相邻子载波的序号集合，然后，差分解调该序号集合所对应的频域同步信道序列，获得用于识别小区小号码的频域差分序列，再通过识别该序列，达到识别小区小号码的目的。最终由小区大号码和小区小号码联合识别小区。完成步骤四后还可以进入多符号判决算法，即考察多个同步信道符号，运用不同的判决合并方法及不同的判决策略，进行小区识别，从而得到比单次判决更可靠的小区大号码和小区小号码判决值。以下对本专利技术作进一步说明：(1)生成含有小区大号码和小区小号码信息的OFDM同步信道符号OFDM是一种多载波调制系统，每个子载波上都可以承载QAM符号或PSK符号，其调制解调过程可以用IDFT(离散傅里叶反变换)和DFT(离散傅里叶变换)来表示。设N表示OFDM子载波的数目，由于IDFT和DFT的对称性，N也表示OFDM符号的有效部分点数，T表示OFDM符号的有效宽度，子载波间隔为fo＝1/T。设a(k)表示发送端在同步信道符号的第k个子载波上加载的频域数据；b(l)表示同步信道符号中，第l个采样点的基带时域数据。对a(k)作b(l)点IDFT，得：b(l)=1NΣk=-Nu1Nu2a(k)exp(j2πklN),(l=-Ng,...,0,1,...,N-1)---(1)]]>式中，Nu1表示基带负频谱区域的可用子载波的数目，Nu2表示基带正频谱区域的可用子载波的数目，Nu1+Nu2＝Nu表示可用子载波的总数目，Ng是循环-->前缀的点数。考虑将小区大号码的信息反映到不同的子载波加载数据的模式图样上，依据子载波加载数据，定义子载波序号集合如下：可用子载波S，含有(C(S)＝Nu)个元素：S＝{S(i)|1≤i≤C(S)，S(i)＜S(i+1)，-Nu1≤S(i)≤Nu2，S(i)≠0}    (2)参与小区识别过程的子载波Scell，一般由相关协议标准唯一确定，其含有C(Scell)个元素：Scell＝{Sc(i)|1≤i≤C(Scell)，Sc(i)＜Sc(i+1)，S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于ＯＦＤＭＡ蜂窝系统的小区识别的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：发送端生成含有小区大号码和小区小号码信息的ＯＦＤＭ同步信道符号，与每个小区大号码对应的是可有载荷子载波上加载数据的模式图样，与每个小区小号码对应的是在相 邻的启用子载波上加载频域差分序列；步骤二：接收端获得帧同步与载波频率同步，并提取出同步信道符号，去除循环前缀，经过频偏补偿，再作ＦＦＴ，得到同步信道符号的频域序列；步骤三：识别接收的可有载荷子载波的能量序列模式图样，获得小区 大号码；步骤四：识别启用子载波上加载的差分频域序列，获得小区小号码。

【技术特征摘要】
1、一种应用于OFDMA蜂窝系统的小区识别的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：发送端生成含有小区大号码和小区小号码信息的OFDM同步信道符号，与每个小区大号码对应的是可有载荷子载波上加载数据的模式图样，与每个小区小号码对应的是在相邻的启用子载波上加载频域差分序列；步骤二：接收端获得帧同步与载波频率同步，并提取出同步信道符号，去除循环前缀，经过频偏补偿，再作FFT，得到同步信道符号的频域序列；步骤三：识别接收的可有载荷子载波的能量序列模式图样，获得小区大号码；步骤四：识别启用子载波上加载的差分频域序列，获得小区小号码。2、根据权利要求1所述的应用于OFDMA蜂窝系统的小区识别的方法，其特征是，所述的步骤三，计算频域同步信道符号的可有载荷子载波的能量序列，作为收到的可有载荷子载波模式图样，将其与事先定义的可有载荷子载波的模式图样集合进行匹配搜索，找到具有最大相关性的图样，进而识别出该图样代表的小区大号码。3、根据权利要求1所述的应用于OFDMA蜂窝...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁铭，罗汉文，张际，吴赟，张海滨，
申请(专利权)人：上海交通大学，夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]