专利名称：正交频分复用系统控制信息的传输方法
技术领域：
本发明涉及OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)系统的小区搜索技术，具体地说，是涉及正交频分复用系统控制信息的传输方法。
背景技术：
作为一种多载波传输模式，正交频分复用通过将一高速传输的数据流转换为一组低速并行传输的数据流，使系统对多径衰落信道频率选择性的敏感度大大降低，循环前缀的引入，又进一步增强了系统抗符号间干扰的能力。除此之外，带宽利用率高、实现简单等特点使OFDM在无线通信流域的应用越来越广。比如，WLAN(Wireless Local Area Network，无线局域网)系统，WiMAX(wide Inter-operability Microwave Acces)系统等。即使在未来的第四代移动通讯系统中，OFDM技术也是最重要的备选技术。
当移动台初始接入系统时，首先要与系统内某一个小区的信号取得时序同步。这种从无联系到时序同步的过程就是移动台的小区搜索过程。在OFDM系统的小区搜索中，一般涉及两种信道同步信道(SynchronizationChannel，SCH)和广播信道(Broadcast Channel，BCH)。
通常，SCH在时域和/或频域具有一定的相关性，移动台利用接收的SCH信号可以与基站实现初始的时间同步和频率同步。BCH信号则包括和特定小区相关联的系统信息，比如系统带宽信息，小区识别号信息，循环前缀长度信息等。因此，BCH所包含的控制信息对于移动台，特别是已经利用SCH获得初始的时间同步和频率同步的移动台、还需要进一步接入系统或者切换的移动台来说，是至关重要的。
因此，基站与移动台之间如何合理的传输BCH信号，对于小区搜索的性能，以及设备实现的复杂度都具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种正交频分复用系统控制信息的传输方法，以提高小区搜索的性能，以及降低设备实现的复杂度。
为解决上述技术问题，本发明提供一种正交频分复用系统控制信息的传输方法，基站通过发送携带有同步信道信息和广播信道信息的数据帧，为用户设备提供小区搜索控制信息，其特征在于，所述基站发送广播信道信息的时刻，相对于发送同步信道信息的时刻，具有一个固定的间隔。
进一步的，本发明所述基站发送广播信道信息的时刻，临近于所述基站发送可用于信道估计的参考符号的时刻。
其中，所述的参考符号为可用于信道估计的导频，或可用于信道估计的同步符号。
本发明中，在接收端，可以通过如下步骤提取控制信息由用户设备设置一个时间常量，该常量等于所述基站发送广播信道信息的时刻与发送同步信道信息的时刻之间的固定间隔；用户设备在获得同步信道的定时后，根据所述设置的时间常量，获得广播信道的定时；用户设备根据所述获得的广播信道的定时，提取出广播信道信息。
本发明所述固定的间隔，可以是一个固定的提前量或延迟量。
其中，所述固定的间隔，可以通过以下步骤确定基站对所有发送同步信道信息的数据子帧都采用相同长度的循环前缀，并在该子帧中确定用于发送同步信道信息的正交频分复用符号的固定位置；基站在除该子帧外的任意子帧中的最后一个正交频分复用符号的位置上发送广播信道信息。
本发明所述固定的间隔，也可以通过以下步骤确定基站对所有发送同步信道信息的数据子帧都采用相同长度的循环前缀，并在该子帧中确定用于发送同步信道信息的正交频分复用符号的固定位置；基站在该子帧中除了所述用于发送同步信道信息的正交频分复用符号外的任意正交频分复用符号的位置中，固定选择一个位置用来发送广播信道信息。
本发明所述固定的间隔，也可以通过以下步骤确定基站在任意子帧中的最后一个正交频分复用符号的位置上发送同步信道信息；基站在除了所述用于发送同步信道信息的数据子帧外的任意子帧中的最后一个正交频分复用符号的位置上发送广播信道信息。
其中，所述任意子帧为紧邻所述发送同步信道信息的数据子帧。
本发明采用固定间隔发送同步信道信息与广播信道信息，简化了发射端的实现，在接收端，用户设备利用同步信道的定时和所述的固定间隔，可以直接获得广播信道的定时，提取广播信道数据更加容易快捷，进而提高了小区搜索的速度，并降低了小区搜索的设备实现复杂度。另外，由于基站总是在发送可用于信道估计的参考符号附近发送控制信息，这就保证了广播信道信息在恶劣信道(如高速移动信道、大延迟扩展信道等)下的解调性能。
图1为本发明实施例所述帧结构示意图；图2为本发明实施例所述对应于基站在子帧中间的若干个OFDM符号上发送SCH信息的情形时，发送BCH信息的示意图；图3为本发明实施例所述对应于基站在子帧开始的若干个OFDM符号上发送SCH的情形时，发送BCH信息的示意图；图4为本发明实施例所述对应于基站在子帧末尾的若干个OFDM符号上发送SCH的情形时，发送BCH信息的示意图；图5为本发明实施例所述对应于基站在子帧的最后1个OFDM符号上发送SCH的情形时，发送BCH信息的示意图；
图6为本发明实施例所述对应于基站在子帧中的不连续的OFDM上发送SCH的情形时，发送BCH信息的示意图；图7为本发明实施例所述对应于基站在子帧中的不连续的OFDM上发送SCH的情形时，发送BCH信息的示意图；图8为本发明实施例所述的对应于图2的在非相邻子帧中发送BCH信息的示意图。
具体实施例方式
为了更好的理解本发明，下面首先给出一个应用本发明的OFDM系统。如图1所示，在该OFDM系统中，一无线帧的时间长度为10ms，一帧包括20个子帧，子帧0、子帧1、......子帧19，每个子帧长度为0.5ms。0.5ms子帧所采用的循环前缀长度可以有两种长循环前缀和短循环前缀。
通常，当基站发送对信道延迟扩展敏感的业务时会选择采用长循环前缀长度子帧；当基站发送对信道延迟扩展不敏感的业务时会选择采用短循环前缀长度子帧。由于业务类型的不确定性，基站选择采用的子帧类型对于接收机来说也时不确定的。
短循环前缀子帧如附图1中的子帧1所示，每个子帧包括7个OFDM符号；长循环前缀子帧如附图1中的子帧2所示，每个子帧包括6个OFDM符号。在附图1中，有斜划线的矩形框表示子帧的循环前缀长度，较窄的斜划线矩形框1表示短循环前缀；较宽的斜划线矩形框2表示长循环前缀。另外，导频位于每个子帧的第一个OFDM符号和倒数第三个OFDM符号的部分载波上，如图1中标号3指向的区域。
现有技术中，由于发送BCH与SCH的时刻之间的间隔是一个依赖于循环前缀长度变化的参数，因此，所述两时刻之间的间隔是一个随循环前缀长度变化的量。
由于在现有技术中没有“采用固定间隔”这一理念，因此，在发射端，基站需要根据选用的循环前缀长度、SCH的发送时刻，才能确定BCH的发送时刻，增加了发射机实现的复杂度。在接收端，移动台即使在获得SCH的定时后，要获得BCH的定时也比较困难，进而增加了接收机实现的复杂度，降低了接收机获取BCH信息的速度，并降低了小区搜索的速度。而且，在现有技术中，由于发送间隔之间跨过的循环前缀的类型(长或短)不同，也导致无法固定总长度。
而本发明的核心思路在于“采用固定的提前量或延迟量”，并使这个量成为一个不依赖循环前缀长度变化的常数。
为了使发送BCH的时刻相对于发送SCH的时刻具有一个固定的间隔，基站可以采用多种方式来设置固定间隔，例如，可以通过以下步骤设置基站对所有发送同步信道信息的数据子帧都采用相同长度的循环前缀，并在该子帧中确定用于发送同步信道信息的正交频分复用符号的固定位置；基站在除该子帧外的任意子帧中的最后一个正交频分复用符号的位置上发送广播信道信息。
或者，也可以通过以下步骤设置基站对所有发送同步信道信息的数据子帧都采用相同长度的循环前缀，并在该子帧中确定用于发送同步信道信息的正交频分复用符号的固定位置；基站在该子帧中除了所述用于发送同步信道信息的正交频分复用符号外的任意正交频分复用符号的位置中，固定选择一个位置用来发送广播信道信息。
或者，也可以通过以下步骤设置基站在任意子帧中的最后一个正交频分复用符号的位置上发送同步信道信息；基站在除了所述用于发送同步信道信息的数据子帧外的任意子帧中的最后一个正交频分复用符号的位置上发送广播信道信息。
下面，本发明提供几个具体实施例来对此分别进行说明。
第一实施例如图2所示，给出了根据本发明实施例所述的一种BCH信息发送示意图。它对应于基站在子帧中间的若干个OFDM符号上发送SCH信息的情形。在图2中，SCH信息位于有固定循环前缀长度子帧中倒数第3个和倒数第2个OFDM符号上(这里固定循环前缀长度的含义是所有发送SCH信息的子帧，总是采用固定不变的循环前缀长度，即采用相同长度的循环前缀)。
在这样的情况下，基站可以在区间[SCH所在子帧的前一个子帧的最后一个符号，SCH所在子帧的倒数第4个符号]中的任意一个子区间上发送BCH。这里，需要说明的是，图中的SCH信息所包括的OFDM符号数目只是示意说明，比如，SCH还可以只位于有固定循环前缀长度子帧中倒数第3个OFDM符号上。
以基站在SCH所在子帧的第二个OFDM符号上发送BCH信息为例，基站发送的BCH信息相对于发送SCH信息有一个固定的提前量，该提前量是一个不依赖循环前缀长度变化的时间量，固定提前量常数＝1个长循环前缀长度的OFDM符号长度+1个长循环前缀长度。
利用这个性质，在接收端，移动台利用SCH信息获得符号定时后，以SCH的定时为基准，再提前一个预设时间量，即，1个长循环前缀长度的OFDM符号长度+1个长循环前缀长度，就可以获得BCH的定时，利用该定时，可以直接提取出接收的BCH数据。
需要说明的是，前面提及的常数1个长循环前缀长度的OFDM符号长度+1个长循环前缀长度，只是示例说明，实际上该常数可以等于M个OFDM符号长度(可以是长循环前缀OFDM符号，也可以是短OFDM符号，也可以是两者的混合)+1个循环前缀长度(可以是长循环前缀，也可以是短循环前缀)，其中，M是任意整数。
通常，该常数不应该超过一帧，即10ms；当SCH具有信道估计作用时，该常数不应该超过一个子帧，即0.5ms。
另外，由于导频位于每个子帧的第一个OFDM符号和倒数第三个OFDM符号的部分载波上，当基站在SCH所在子帧的第二个OFDM符号上发送BCH时，发送的BCH位于靠近导频的位置，接收机利用简单的信道估计方法就可以保证BCH信息在恶劣信道(如高速移动信道，大延迟扩展信道等)下的解调性能。
第二实施例如图3所示，给出了根据本发明所述的另一种BCH信息发送示意图。它对应于基站在子帧开始的若干个OFDM符号上发送SCH的情形。在图3中，SCH信息位于有固定循环前缀长度子帧中第1个和第2个OFDM符号上，为保证基站发送的BCH信息和发送的SCH信息有一个固定的延迟或者提前量，基站可以在SCH信息所在子帧的上一个子帧的最后一个符号上发送BCH信息，或者在区间[SCH所在子帧的倒数第4个OFDM符号，SCH所在子帧的倒数2个OFDM符号]中的任意子区间发送BCH信息。
第三实施例如图4所示，给出了根据本发明实施例所述的另一种BCH信息发送示意图。它对应于基站在子帧末尾的若干个OFDM符号上发送SCH的情形。在图4中，SCH位于有固定循环前缀长度子帧中倒数第1个和倒数第2个OFDM符号上。在这样的情况下，基站可以在区间[SCH所在子帧的前一个子帧的最后一个符号，SCH所在子帧的倒数第3个符号]中的任意子区间发送BCH。
第四实施例如图5所示，给出了根据本发明所述的另一种BCH信息发送示意图。它对应于基站在子帧的最后1个OFDM符号上发送SCH的情形，并且，SCH可以位于任意循环前缀长度的子帧中，在这样的情况下，基站在另外一个子帧(不发送SCH的子帧)的最后一个符号上发送BCH，BCH所在子帧采用的循环前缀的长度也可以是不固定的。
第五实施例
当一个子帧中SCH所包括的OFDM符号不连续时，也可以应用本发明，如图6，图7所示，基站在SCH位于有固定循环前缀长度子帧中倒数第2个和倒数第4个OFDM符号上，为保证基站发送的BCH和发送的SCH有一个固定的延迟或者提前量，基站可以在区间[SCH所在子帧的前一个子帧的最后一个符号，SCH所在子帧的倒数第5个符号]中的任意一个子区间上发送BCH(如图6所示)，或者在SCH所在子帧的倒数第三个符号上发送BCH(如图7所示)。
第六实施例对应于图2，BCH可以位于和SCH相同的子帧的其它OFDM符号中，也可以位于SCH所在子帧的前一个子帧的最后一个符号上。实际上，BCH也可以位于其它子帧的最后一个符号。如图8所示，为本发明实施例所述在非相邻子帧中发送BCH信息的示意图。需要注意的是，每个子帧的时间长度都是相同的，尽管其中的符号数目可以不同。这样，当BCH位于其他子帧(与发送SCH的子帧不相邻的子帧)的最后一个符号时，由于BCH与SCH之间的发送间隔所跨过的每个子帧的时间长度是相同的，因此，尽管这些子帧使用的循环前缀的类型可能不同，但只需要计算它经过的子帧个数就可以了。
权利要求
1.一种正交频分复用系统控制信息的传输方法，基站通过发送携带有同步信道信息和广播信道信息的数据帧，为用户设备提供小区搜索控制信息，其特征在于，所述基站发送广播信道信息的时刻，相对于发送同步信道信息的时刻，具有一个固定的间隔。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站发送广播信道信息的时刻，紧邻于所述基站发送可用于信道估计的参考符号的时刻。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的参考符号为可用于信道估计的导频，或可用于信道估计的同步符号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括由用户设备设置一个时间常量，该常量等于所述基站发送广播信道信息的时刻与发送同步信道信息的时刻之间的固定间隔；用户设备在获得同步信道的定时后，根据所述设置的时间常量，获得广播信道的定时；用户设备根据所述获得的广播信道的定时，提取出广播信道信息。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定的间隔，为一个固定的提前量或延迟量。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定的间隔，通过以下步骤确定基站对所有发送同步信道信息的数据子帧都采用相同长度的循环前缀，并在该子帧中确定用于发送同步信道信息的正交频分复用符号的固定位置；基站在除该子帧外的任意子帧中的最后一个正交频分复用符号的位置上发送广播信道信息。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定的间隔，通过以下步骤确定基站对所有发送同步信道信息的数据子帧都采用相同长度的循环前缀，并在该子帧中确定用于发送同步信道信息的正交频分复用符号的固定位置；基站在该子帧中除了所述用于发送同步信道信息的正交频分复用符号外的任意正交频分复用符号的位置中，固定选择一个位置用来发送广播信道信息。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定的间隔，通过以下步骤确定基站在任意子帧中的最后一个正交频分复用符号的位置上发送同步信道信息；基站在除了所述用于发送同步信道信息的数据子帧外的任意子帧中的最后一个正交频分复用符号的位置上发送广播信道信息。
9.如权利要求6或8所述的方法，其特征在于，所述任意子帧为紧邻所述发送同步信道信息的数据子帧。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固定间隔，不超过一帧。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述同步信道信息具有信道估计作用时，所述固定间隔不超过一个子帧。
全文摘要
本发明公开了一种正交频分复用系统控制信息的传输方法，基站通过发送携带有同步信道信息和广播信道信息的数据帧，为用户设备提供小区搜索控制信息，其特征在于，所述基站发送广播信道信息的时刻，相对于发送同步信道信息的时刻，具有一个固定的间隔。进一步的，所述基站发送广播信道信息的时刻，紧邻于所述基站发送可用于信道估计的参考符号的时刻。在接收端，用户设备在获得同步信道的定时后，再根据所述固定的间隔，直接获得广播信道的定时，然后就可以提取出广播信道信息。本发明提高了小区搜索的速度、降低了小区搜索的实现复杂性，保证了BCH信息在恶劣信道下的解调性能。
文档编号H04L27/26GK101043255SQ200610065690
公开日2007年9月26日 申请日期2006年3月21日 优先权日2006年3月21日
发明者夏树强, 李永 申请人:中兴通讯股份有限公司