帧同步和获取小区组信息的方法及系统的制作方法
专利名称：帧同步和获取小区组信息的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统中的同步检测技术，特别涉及帧同步和获取小 区组信息的方法、实现帧同步和小区组信息获取的系统、小区搜索中的编码 方法、用于小区搜索的编码设备、小区搜索中的解码方法和用于小区搜索的 解码设备。
背景技术：
在移动通信系统中，作为信号接收方的用户终端(User Equipment)通 过小区搜索的过程，实现与网络侧的信号发送方在时间和频率上的同步，同 时获取小区身份标识(Identity, ID)。图1为现有小区搜索过程的流程示 意图。如图1所示，小区搜索过程通常包括以下步骤步骤IOI，利用主同步信道(Primary-Synchronization Channel, P-SCH ) 完成符号定时同步和频偏估计，从而实现了时间上符号级同步和频率同步。步骤102，利用次同步信道(Secondary-Synchronization Channel, S-SCH ) 完成帧定时同步，并通过从S-SCH符号中解码获得小区组ID。在一些移动通信系统中，例如基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术的长期演进(LTE )系统，每个无线帧 里面包括多个S-SCH符号。因此，本步骤中，用于实现帧同步并获取小区 组ID的S-SCH符号为多个OFDM符号，即利用多个S-SCH符号完成帧同 步和小区组信息的检测。其中，每个无线帧内包括的多个S-SCH符号相同，但同一个无线帧内 的多个S-SCH符号承载的具体内容可能互不不同。步骤1(B,利用参考信号即导频包含的信息，最终确定小区ID,完成小区搜索。然而，在某些情况下，在上述流程的步骤102中，会存在以下问题 以LTE系统为例，该系统需要与其他移动通信系统(如GSM系统)进 行异系统(Inter-RAT)切换，Inter-RAT切换的具体需求及实现过程参见 "Siemens, "Interworking between LTE and GSM - Monitoring LTE from GSM"， 3GPP Tdoc RANI, Rl-070081, Sorrento, Italy, 15-19 Jan" 2007."。但两 个系统中的信号帧长度可能不同，因此，就无法保证在实现Inter-RAT切换 后实现帧同步。例如，LTE系统中的帧长可以为lOms(每一个无线帧内存在2个S-SCH 符号，即每两个S-SCH符号之间的间隔为5ms),而GSM系统中一个帧的 帧长较短，此时，按照前参考文献中提到的需求需要保证LTE系统必需在 5ms内完成步骤102的全部过程。而如果在一个无线帧中使用两个完全相同 的S-SCH符号，在接收端就无法判断哪个5ms内的S-SCH符号才是真正的 帧起始时间。这种情况下，由于现有采用多个S-SCH符号进行帧同步检测的方式不 能保证Inter-RAT切换的实现，因而可行较低。而且，采用多个S-SCH进行 帧同步和获取小区组信息需要耗费较长的时间，检测效率不高，从而使得小 区搜索需要耗费较多的时间，搜索效率较低。发明内容有鉴于此，本发明的一个主要目的在于，提供一种帧同步和获取小区组 信息的方法，能够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的另 一个主要目的在于，提供另 一种帧同步和获取小区组信息的 方法，能够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的再一个主要目的在于，提供一种实现帧同步和小区组信息获取 的系统，能够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的又一个主要目的在于，提供一种小区搜索中的编码方法，能够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的再一个主要目的在于，提供一种用于小区搜索的编码设备，能 够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的还一个主要目的在于，提供一种小区搜索中的解码方法，能够 縮短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的又一个主要目的在于，提供另一种小区搜索中的解码方法，能 够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的再一个主要目的在于，提供一种用于小区搜索的解码设备，能 够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。根据上述的一个主要目的，本发明实施方式提供了一种帧同步和获取小 区组信息的方法，包括根据预先设置的元素排列规则，设置至少一组码字，每组中的各个码字 包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同；发送方从所述至少一组码字中选择一组发送给接收方；接收方对接收到的码字进行检测，并根据检测结果和所述预先设置的元 素排列规则，将连续接收到的码字进行分集合并，将分集合并后的码字与所 述设置的至少 一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际取 值，获得帧同步信息和小区组的信息。根据上述的另一个主要目的，本发明实施方式提供了另一种帧同步和获 取小区组信息的方法，包括根据预先设置的元素排列规则，设置至少一组码字，每组中的各个码字包 括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码 字包括的元素至少有一个不相同；发送方从所述至少 一组码字中选择一组发送给接收方；接收方对接收到的码字进行检测，并将检测结果与所述设置的至少一组 码字进行比较，确定检测结果的实际取值，获得帧同步信息和小区组的信息。根据上述的再一个主要目的，本发明实施方式提供了一种实现帧同步和小区组信息获取的系统，包括发送方和接收方，其中，所迷发送方，用于存储至少一组码字，每组中的各个码字包括相同的元 素但具有不同的元素排列顺序，每組码字中包括的元素与其他组码字包括的 元素至少有一个不相同；从存储的至少一组码字中选择一組发送给所迷接收 方；所述接收方，用于存储与所述发送方中相同的至少一組码字和所述码字 的元素排列规則；对接收到的码字进行检测，并根据检测结果和存储的元素 排列规则，将连续接收到的码字进行分集合并，将分集合并后的码字与存储 的至少一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际取值，获得 帧同步信息和小区組的信息。根据上述的又一个主要目的，本发明实施方式提供了一种小区搜索中的 编码方法，包括设置至少一个包含有多个元素的元素组；按照预先设置的元素排列规则对所述设置的元素组进行编码，每个元素 组的所有编码结果组成一组码字，每组中的各个码字包括相同元素但具有不 同的元素排列顺序。根据上述的再一个主要目的，本发明实施方式提供了一种用于小区搜索 的编码设备，包括元素信息单无和编码运算单元，其中，所述元素信息单元，用于存储元素排列规则和至少一个包含有多个元素 的元素组；将存储的元素排列规则和至少一个元素组提供给所述编码运算单 元；所述编码运算单元，用于按照预先设置的元素排列规则对所述至少一组 元素组进行编码，每个元素组的所有编码结果组成一组码字，每组中的各个 码字包括相同元素但具有不同的元素排列顺序。根据上述的还一个主要目的，本发明实施方式提供了一种小区搜索中的 解码方法，包括根据预先设置的元素排列规则设置与发送方相同的至少一組码字，每组 中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同；对接收到的与所述设置的码字包括相同元素个数的码字进行检测，并根 据检测结果和预先设置的的元素排列规则，将连续接收到的码字进行分集合 并，将分集合并后的码字与设置的至少一组码字进行比较，确定分集合并后 的码字中元素的实际取值，获得帧同步信息和小区组的信息。根据上述的又一个主要目的，本发明实施方式提供了另 一种小区搜索中 的解码方法，包括才艮据预先设置的元素排列规则设置与发送方相同的至少一组码字，每组中 的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同；对接收到的与所述设置的码字包括相同元素个数的码字进行检测，并将 检测结果与设置的至少一组码字进行比较，确定检测结果的实际取值，获得 帧同步信息和小区组的信息。根据上述的再一个主要目的，本发明实施方式提供了一种用于小区搜索 的解码设备，包括解码信息单元、分集合并单元和解码运算单元，其中，所述解码信息单元，用于存储与码字发送方中相同的存储预先设置的存 储至少一组码字，每组中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列 顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同； 将存储的至少一组码字提供给解码运算单元；将存储的元素排列规则提供给 分集合并单元和解码运算单元；所述分集合并单元，用于对接收到的与所述存储的码字包括相同数量元 素的码字进行检测，并根据检测结果和解码信息单元提供的元素排列规则，将连续接收到的码字进行分集合并；将分集合并后的码字提供给解码运算单 元；所述解码运算单元，用于将分集合并单元提供的分集合并后的码字与解码信息单元提供的至少一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的 实际取值，根据存储的元素排列规则，获得帧同步信息和小区组的信息。由此可见，本发明实施方式的技术方案具有如下有益效果 通过对包括与不同SSC ( Secondary Synchronization Code,次同步码或 者S-SCH序列)对应的多个元素的组合进行编码，得到具有相同元素但不 同排列顺序的码字，从而实现了将多个SSC复用在一个S-SCH符号内；接同时获得分集增益。从而本发明实施方式的技术方案提高了帧同步和小区组 信息获取的效率，并使得帧同步和小区組信息获取的方案具有较高的可行 性，进而缩短小区搜索的时间并提高了小区搜索的可行性。而且，本发明实 施方式提供的编码方法，还提高了小区搜索过程中可能实现检测的小区组和 小区的个数，进一步提高了小区搜索的可行性。
图1为现有小区搜索过程的流程示意图。图2为本发明实施方式中编码方法的示例性流程图。图3为本发明实施方式中解码方法的示例性流程图。图.4为本发明实施方式中实现帧同步和小区组信息获取的系统结构图。图5为本发明实施方式中帧同步和获取小区组信息的方法流程图。图6为本发明实施方式中小区搜索过程的效果示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举 实施例，对本发明进一步详细说明。本发明实施方式的基本思想是将多个SSC复用在一个S-SCH符号内 进行帧同步和小区組信息获取；同时，采用分集合并的方式使得在帧同步和 小区组信息获取过程中获得分集增益。具体来说，就是设置M个分別与M个SSC对应的互不相同的元素，即 元素集合仏2，…，A^,将M个元素中的多个元素复用在一个S-SCH符号中， 并通过重新排列多个元素的方式在一个S-SCH符号中传输代表帧同步信息 和小区組信息的SSC集合。其中，M为正整数；每个SSC为独特的序列，即每个SSC与其他SSC 互不相同；对于复用在第n个S-SCH符号(n-l，…,N,其中N为一个无线 帧内S-SCH符号的数量)中的多个(K个，K为小于M的正整数)元素， 可以表示为如下的码字C(") = (c,(")，c2(")，...,q("))，C,(") e {1,2,…，M}。上述码字中包括的元素取值集合及元素的排列顺序分别表示小区组信 息和帧同步信息。包括不同元素的码字对应互不相同的，即独特的小区组的信息，例如小 区组ID等能够唯一标识小区组的信息，取值为g(l^gSG)的小区组ID， 对应与第n个S-SCH符号内的码字q(")， q(/0可以表示为Cg (") = (c,(g) (")， 4s)("),…，eg) (")),。(s) (") e {1，2,…，M}即由元素cf"(w)、 cf、n)、...、 ^>)构成的码字表示取值为g的小区组ID。这样， 一个无线帧内的S-SCH符号即可通过复用在其内部的元素的取 值表示小区组ID，通过复用在其内部的元素排列顺序表示帧同步信息。对于G个小区组ID，需要G种元素组合；对于每一个小区组ID,即每 一种元素组合，又需要N个码字来分配给N个S-SCH符号。所以，编码后 可能得到的码字总共有N x G个。其中，G和N为正整数。在解码时，可对接收到的码字内部的元素进行检测，例如将接收到的码 字信号与所有可能的元素排列组合进行相关计算。本实施方式中，只需保证多个码字(通过多个S-SCH符号承载)的相 应位置会出现相同的元素，即可实现分集合并。从而可以将从多个S-SCH符号内，即从多个码字中获得的相同元素的相关数值合并以提高检测性能。当然，在一个无线帧中的多个S-SCH符号内不能单純地重复一个码字，以免产生多个帧同步点，无法完成帧同步。本实施方式中实现分集合并的前提条件至少包括 码字q(") (n>l)由码字q(l)中的元素重新排列获得；所有的码字互不 相同，以确保完成帧同步。且重新排列的构造必须确保对于所有的n， Cs(")是不同的；在所有N个符号上都传输相同的一个与SSC对应的元素，以确 保时间分集合并，和/或多个与SSC对应的元素在不同的频率位置上传输， 以确保频率分集合并。下面，对本实施方式中实现帧同步和小区组信息获取的系统、帧同步和 获取小区組信息的方法进行概括性说明。本实施方式中实现帧同步和小区组信息获取的系统包括发送方和接收方。发送方，存储G组码字，每一组包括N个码字且每个码字中包括的K 个元素与其他组码字中的K个元素不全相同，同组的N个码字包括相同元 素但元素排列顺序互不相同；从存储的G组码字中选择一组发送给接收方。接收方，存储与发送方中相同的G组码字和码字的元素排列规则；对 接收到的码字进行检测，并根据检测结果和存储的元素排列规则，将接收到 的连续码字进行分集合并；将分集合并后的码字与存储的G组码字进行比 较，根据存储的元素排列规则确定分集合并后的码字中元素的实际取值，获 得帧同步信息和小区组的信息。上述系统中，G组个码字中的每一组对应一个小区組的信息，例如小区 组ID;每组中码字包括的每一个元素对应一个SSC;接收方对接收到的码 字进行解码，实现了分集合并，使得在取得帧同步和获得小区组信息的同时， 还获得了分集合并增益。上述系统中，存储于发送方和接收方的NxG个码字，是通过本实施方式中的编码方法获得的。实际应用中，接收方也可以不进行分集合并，而是直接将检测结果与存 储的G组码字进行比较，获得帧同步信息和小区组的信息。但相对于分集 合并的方式，此方案无法获得分集增益。图2为本发明实施方式中编码方法的示例性流程图。如图2所示，本实 施方式中的编码方法包括以下步骤步骤201，设置G个元素組，每个元素组中包括K个元素，且与其他 元素组中的元素不全相同；本步骤中，每一个码字中的K个元素是从预先设置M (M>K)个互不 相同的元素中选择的；G个元素组中的每一个对应一个小区组的信息，例如 小区组ID等能够唯一标识小区组的信息；M个元素中的每一个元素对应一 个SSC,即按照M个独特的SSC i殳置M个元素；步骤202,按照预先设置的元素排列规则对设置的G个元素组进行编码， 得到G组码字，每一组包括N个码字，同组的N个码字包括相同元素《旦元 素排列顺序互不相同；本步骤中，每组码字中的N个码字分别用于在一个无线帧内的N个时 隙传输，N个时隙可以是连续的时隙、等间隔的时隙或非等间隔的时隙；元 素排列规则为保证编码后的N个码字中的元素排列顺序互不相同的任意规 则。在编码之后，将编码得到的Nx G个码字分别设置于发送方和接收方。 由发送方根据业务信道当前发送的业务数据所属小区的小区组ID，选择一 组码字作为发送给接收方；接收方再根据存储的编码后得到的码字和元素排 列规则对接收到的码字进行解码，从而实现帧同步和小区组信息的检测。图3为本发明实施方式中解码方法的示例性流程图。如图3所示，本实 施方式中的解码方法包括以下步骤步骤301，设置与发送方相同的G组码字，每一组包括N个码字且每 个码字中包括的K个元素与其他组码字中的K个元素不全相同，同组的N个码字'包括相同元素但元素排列顺序互不相同；步骤302，对接收到的包括K个元素的码字进行检测，并根据检测结果 和预先设置的G组码字的元素排列规则，将接收到的连续码字进行分集合 并；本步骤中，连续的码字是指连续的S-SCH符号中的码字，即连续几次 接收到的码字，而不是指接收到的码字一定是在时间上的连续；预先设置的 元素排列规则与编码时使用的元素排列规则相同；步骤303,将分集合并后的码字与设置的NxG个码字进行比较，根据 预先设定的元素排列规则，确定分集合并后的码字中元素的实际取值，获得 帧同步信息和小区组的信息。本步骤中，根据预先设定的元素排列规则和码字中确定了实际取值的元 素排列顺序确定帧同步信息；根据码字中包括的元素的实际取值，确定小区 组的信息，例如小区组ID等能够唯一标识小区组的信息。实际应用中，在步骤302~步骤303中，也可以不进行分集合并，而是 直接将检测结果与设置的G组码字进行比较，获得帧同步信息和小区組的 信息。但相对于分集合并的方式，此方案无法获得分集增益。下面，对本实施方式中的帧同步检测系统和方法进行详细说明。图4为本发明实施方式中实现帧同步和小区组信息获取的系统结构图。 如图4所示，本实施方式中实现帧同步和小区组信息获取的系统包括发送 方和接J)丈方。发送方包括码字存储单元、主控单元和信号发射单元。 码字存储单元，存储预先设置的G组码字，每一组包括N个码字且每 个码字中包括的K个元素与其他组码字中的K个元素不全相同，同组的N 个码字包括相同元素但元素排列顺序互不相同；将存储的G组码字提供给 主控单元。主控单元，根据业务信道当前发送的业务数据所属小区的小区组ID, 从码字存储单元存储的G组码字中选择一组提供给信号发射单元。信号发射单元，将来自主控单元的码字映射到S-SCH的子栽波上向接 收方发送。具体来说，信号发射单元可以将来自主控单元的码字中的元素，映射到S-SCH中连续的子载波上，以便于接收方在非相千检测时获得更好的效果； 也可以映射到S-SCH中等间隔的子载波上，以便于接收方在相干检测时获 得更好的效果。本实施方式中，发送方可以包括一个或者多个天线，这样，信号发射单 元可以通过天线，并采用时间切换发射分集(Time switched transmit diversity, TSTD)方式进行发送，即S-SCH符号在不同时隙上可以使用不 同的天线进行发射传输，但是在每个时隙上只使用一个发射天线；也可以采 用频率切换发射分集(Frequency switched transmit diversity, FSTD)方式进 行发送，即S-SCH符号的不同部分使用不同的天线进行发射传输，每个时 隙上可以使用多个天线在频率上复用。接收方为一个具有解码功能的设备，包括解码信息单元、信号接收单 元、分集合并单元、解码运算单元。解码信息单元，存储与发送方相同的G个元素组和元素排列规则；将 存储的G个元素组提供给解码运算单元；将存储的元素排列规则提供给分 集合并单元和解码运算单元。信号接收单元，接收S-SCH子栽波上的码字，并提供给分集合并单元。 分集合并单元，对来自信号接收单元的码字进行检测，并根据检测结果 和解码信息单元提供的元素排列规则，将接收到的连续码字进行分集合并；将分集合并后的码字提供给解码运算单元。解码运算单元，将分集合并单元提供的分集合并后的码字与解码信息单元提供的G个元素组进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际取值； 根据存储的元素排列规则和确定了元素实际取值的码字，获得帧同步信息和 小区組的信息。实际应用中，上述系统中还可以包括编码设备，用于生成G组码字，并提供给发送方和接收方。编码设备包括元素信息单元、编码运算单元和信号发射单元。元素信息单元，存储元素排列规则和G个包括K个元素的元素組，且 每个元素組中包括的K个元素不全相同；将存储的元素排列规則和所述G 个元素组提供给所述编码运算单元。其中，每一个元素对应一个独特的SSC。所述编码运算单元，按照元素信息单元提供的元素排列规则，对元素信 息单元提供的所述G个元素组进行编码，得到G组码字，每一组包括N个 码字，同组的N个包括相同元素但元素排列顺序互不相同；将得到的所述G 组码字提供给所述发送方的码字存储单元和接收方的解码信息单元。其中，G个元素组中的每一个对应一个小区组的信息，例如小区组ID， 因此，是按照相应的小区组ID从生成的G个元素组中进行选择。本实施方式的帧同步检测系统中，发送方和接收方的内部功能单元只是 一个较佳实现方式，也可以通过其他的功能单元组合来实现；天线可以为一 个物理天线，或者是由一个固定预编码矢量矩阵(预编码矢量切换分集)获 得的 一 个虛拟天线；编码设备也可以作为发送方和/或接收方内部的 一 个功 能单元。以上，是对本实施方式中实现帧同步和小区组信息获取的系统的详细说 明，下'面，对本实施方式中帧同步和获取小区组信息的方法进行详细说明。图5为本发明实施方式中帧同步和获取小区组信息的方法流程图。如图 5所示，本实施方式中的帧同步和获取小区组信息的方法包括以下步骤步骤501，设置M个的互不相同的元素和元素排列规则。本步骤中，设置的M个元素分别对应于M个SSC。本实施方式中，元素排列规则可以为<formula>formula see original document page 21</formula> 这种元素排列规则，即元素排列规则1,能够确保在帧同步检测过程中的分集合并，不管这时的时隙顺序n是什么，接收方都可以将连续两个符号中的相同元素进行合并，从而提高检测性能。将上述公式(1.1)进行合并得到c',(")-c,(n + 2)，即表示码字的重复周期为2。在采用元素排列规则1进 行编码的情况下，假设在任何时隙n+l，该码字中的某一元素q("十l)在前一 个时隙n的位置是已知的，所以当接收方检测到某时隙某一完整的码字时， 即可通过已知的元素排列规则1知道前后时隙中相同元素的位置进行分集 合并，进一步可以以此推断出该无线帧的帧头位置。本实施方式中，元素排列规则还可以表示为一个排列矩阵，即元素排列 规则2:"=/尸"-/，lS"<Wj_C(>2 + l)r = C(")r (12) 其中，T代表矩阵的转置变换，I为单位阵。元素排列规则2也能够确保在帧同步检测过程中的分集合。即接收方可 以在检测到某时隙某一完整的码字时，即可通过已知的元素排列规则2知道 前后时隙中相同元素的位置并进行分集合并，进一步可以以此推断出该无线 帧的帧头4立置。步骤502，根据M个互不相同的元素，设置G个包括K个元素的元素 组，分别对应G个小区组ID,且每个元素组中包括的K个元素与其他元素 组中的K (K<M)个元素不全相同。步骤503，按照设置的元素排列规则对G个元素组进行编码，每个元素 组编码后得到N个码字，即总共得到NxG个码字。同组中的N个码字包 括相同元素但元素排列顺序互不相同。本实施方式中，可以在步骤502之后，将设置的G个元素组以及步骤 501中设置的元素排列规则同时存储于发送方和接收方，由发送方和接收方 同时生成相同'的NxG个码字；也可以在步骤503之后，直接将获取的Nx G个码字同时存储于发送方和接收方。这样，发送方可以根据不同的小区组 ID选择相应的一组码字发送给接收方；接收方即可在检测到某时隙某一完整的码字时，根据元素排列规则获知前后时隙中相同元素的位置，并进行分 集合并，进一步可以以此推断出该无线帧的帧头位置，并将NxG个码字与 接收到的码字进行相关运算，实现检测。上述步骤502-503中，为了实现帧同步检测的分集合并，必须保证对于 一个特定的小区組ID,在一个无线帧中传输的对应码字必须包括相同的元 素cf'(")。编码实例1:设定M-32，即元素集合{1，2，...,32}(设定与32个SSC), K = 2 (从32个SSC中选取2个，复用在一个S-SCH符号中)，N - 2 (每 个无线帧存在2个S-SCH符号)。由于必须保证每个元素组和编码后的码 字中的元素都是独特，即互不相同的，因此，在K-2的情况下，可以在设置元素组时排除以下的所有组合(1， 1 ) 、 (2,2)、 (3， 3)........ (32,32),剩余的元素组合个数为(32 x 32-32 ) /2 = 496，即G-496,可以通 过一个S-SCH符号完成496个小区组ID和帧同步的检测。假设一个特定的 小区组ID对应的元素组包括5和21，则利用预先设置的元素排列规则对该 元素组进行编码。如果采用本实施方式的元素排列规则1,则编码过程可以 为设定一个无线帧中的第一个S-SCH符号对应的码字为C( 1 ) = (21, 5)， 然后重新排列这个码字，得到C (2) = (5, 21)。这样，任何一个包括5 和21的码字对应一个特定的小区组ID,其中帧同步(例如编号n)可以由 接收检测到的码字中5和21的顺序来决定。编码实例2:设定M-16,即元素集合{1，2，...,16}(设定与16个SSC — 一对应)，K = 4 (从16个SSC中选取4个，复用在一个S-SCH符号中)， N-2 (每个无线帧存在2个S-SCH符号)。由于必须保证每个元素组和编 码后的码字中的元素都是独特，即互不相同的，因此，在K-4的情况下， 可能得到的元素组合个数为1820，即G- 1820，可以通过一个S-SCH符号 完成1820个小区组ID和帧同步的检测。假设一个特定的小区组ID对应的 元素组包括2、 5、 11、 15，则利用预先设置的元素排列规则对该元素组进行编码。如杲采用本实施方式的元素排列规则2，则编码过程可以为假设 我们使用设定一个无线帧中的第一个S-SCH符号对应的码字为C( 1 )=(11, 2， 15, 5),然后重新排列这个码字C(2)7 =PC(1)7,得到C(2)-(15, 5， 11, 2)。其中，<formula>formula see original document page 24</formula>由上述编码实例可见，假定一个无线帧中的第一个S-SCH符号对应的 码字为Cg(l)，当n>l时，码字q(")可以根据不同的排列来获得。N个码字 中的第一个码字(l《g《G:Cg(l",可以通过某些特定的设计准则来设定，例如最大化所有码字之间的最小距离。而且，上述编码实例能够实现更多的小 区组ID数量，远远多于现有小区搜索中所要求的170个，使得本实施方式 的技术方案能够实现对更多的小区组和小区的检测，具有较高的可行性。其中，最大化所有码字之间的最小距离是指使得每个小区组ID对应 的码字Cg,(I)中的每个元素，相对于其他小区组ID对应的码字C")中相应位 置的每个元素，实际取值的差异最大化。即尽可能使得 (1) _々)(1)|的值最大。这样，就能够保证不同小区组ID对应的码字在元素实际取值上有较大 区别，码字在传输过程中即便受到干扰，接收方也能够比较容易且准确地区 分出与不同小区组ID对应的不同码字。步骤504，发送方根据业务信道当前发送的业务数据所属小区的小区组 ID,从设置的G組码字中选择一组，并通过天线发送给接收方。本步骤中， 一个码字中的多个元素对应多个SSC,这些元素需要被复用到一个S-SCH符号上进行传输。根据SSC映射到子载波的不同方式，不同 排列方式可以荻得不同程度的频率分集，例如将SSC对应的元素映射到 S-SCH中连续的子栽波上，或者将SSC对应的元素映射到S-SCH中等间隔K个的子栽波上。当进行非相干检测时，映射到连续子栽波上的方式能够取得更大的有益效果；当进行相干检测时，映射到等间隔K个子载波上的方 式能够取得更大的有益效果。另外，相对于时间频率分集，在传输的过程中利用不同天线上的全部 S-SCH符号或者部分S-SCH符号，还能够获得天线分集，本实施方式中的 天线是指 一个物理天线或者由一个固定预编码矢量矩阵(预编码矢量切换 分集)获得的一个虛拟天线，天线分集方式可以包括时间切换发射分集(Time switched transmit diversity, TSTD )，即S-SCH 符号在不同时隙上可以使用同天线上进行发射传输，但是在每个时隙上只使 用一个发射天线。频率切换发射分集(Frequency switched transmit diversity, FSTD )，即 S-SCH符号的不同部分使用不同的天线进行发射传输，每个时隙上可以使用 多个天线在频率上复用。对于步骤502 步骤503中的编码实例1，可以使用TSTD的2个发射 天线，例如天线1用于所有奇数时隙，天线2用于所有偶数时隙；也可以用 FSTD的2个发射天线，传输一个S-SCH符号可以同时使用2个天线，但 是每个天线上置传输一部分的S-SCH符号，如果在一个S-SCH符号中存在 S个子载波，每个天线上只使用该S-SCH符号中的一半子载波即S/2个子载 波进4于传输。步骤505，接收方对接收到的码字进行检测，并根椐检测结果和所述预 先设置的元素排列规则，将接收到的连续码字进行分集合并。其中，连续的码字是指连续的S-SCH符号中的码字，而不是指两个 码字一定是在时间上的连续。在步骤504之后，本步骤之前，接收方可以按照如图l所示的现有小区搜索中步骤101中的操作，获得符号同步和频率同步。由于发送方在S-SCH中重复使用一个元素组编码得到的码字，即发送 方发送的码字为……，C ( 1 )，……，C (N) ， C ( 1 ) ， C (2)，……，C(N),……，这就保证了码字出现的周期与S-SCH符号的重复周期即一 个无线帧的帧长相同。这就使得接收方能够保证在未取得帧同步时，在一个 S-SCH符号的重复周期内接收到一个小区组ID对应的所有码字，即C ( 1 ) C ( N )。本步骤中，接收方的检测过程可以为将所有的备选序列，即设置的N xG个码字，与接收到的码字进行相关计算，得到第n个时隙接收到的第i 个码字中包括某个码字(设置的NxG个码字中的一个)中的元素k的相关值。这样，可以避免由于码字在传输过程中受到干扰，使得最终解码得到的 码字中的元素组合不为设置的G个元素组中的任意一个，从而避免了接收 方无法获取小区组ID的情况。本步骤中，采用的检测方式可以为相干检测，也可以为非相干检测。 接收方接收的第j个子载波的频域信号(即对应某个码字中的一个元素)为-.^喝^ +乂.，其中，/^为信道响应，A为发送的原始信息符号(即发送方发送的码 字中的元素)，iV,为噪声。本实施方式中，假设传输的码字长度为P，第i个码字的实际取值可以 表示为X, (") = Of (")，("),…,4')("))。而且，接收方已获知表示不同小区组信息的G组码字以及元素的排列 规则，所以能够将接收到的信号依次与所有NxG个码字进行相关计算，从 而实现检测。当采用相干检测时，元素k在时隙n相对于第i个序列即第i个元素的 相关值，可以通过如下过程来获得<formula>formula see original document page 27</formula> 其中，A(/t)为作为检测结果的相关值<formula>formula see original document page 27</formula>,为A的信道估计值，信道估计用于消除衰落信道对传输数据的影响；l《i<P， P为接收方在 一个周期内接收到的码字长度。当采用非相干检测时，元素k在时隙n相对于第i个序列即第i个元素 的相关值，可以通过如下过程来获得加其中，A(n)为作为检测结果的相关值；1《KP, P为接收方在一个周 期内接收到的码字长度。由上述检测方式可见，接收方将接收到的码字，分别与设置的所有Nx G个码字进行对应位置的元素的相关计算，并将所有对应位置的元素相关值 累加，从而获得了接收到的码字与所有NxG个码字的相关值。基于上述检测方式，对于步骤502 步骤503中的编码实例1,根据元素排列规则和检测结果进行分集合并的过程可以为Ai(")-Ai(") + A2("-1)= A2(") + Ai("-i) (1.4)基于上述检测方式，对于步骤502~步骤503中的编码实例2，根据元素排列规则和检测结果进行分集合并的过程可以为/ ,"") +P" ("-1) A2(") = A2(") + P"("-1)》"(")=(") + "2 (" - (1.5)其中，A(")为分集合并之后的相关矩阵。这种分集合并方式还可以扩展，例如在一个无线帧内包括更多的S-SCH 符号，即更多个S-SCH符号可以用做相关值累计时，对于步骤5似 步骤503中的编码实例l，该过程可以为<formula>formula see original document page 28</formula>对于步骤502~步骤503中的编码实例2，该过程可以为<formula>formula see original document page 28</formula>步骤506，接收方将分集合并后的码字与预先设置的所有码字进行比较， 确定分集合并后的码字中元素的实际取值。本步骤可以为 一 个极大似然估计的解码过程，表示为(c')entf (1.8) 其中，C'(")为确定了元素实际取值的码字；集合Q中包括了NxG个码字。这样，即可将最大相关峰值对应的码字确定为C'(n)。步骤507,根据预先设定的元素排列规则和确定了元素实际^M直的码字， 获得帧同步信息和小区组的信息。本步骤中，根据C'(")中的元素取值确定小区组信息，例如小区组ID， 根据C'(")中的元素排列顺序确定帧同步信息。至此，本流程结束。图6为本发明实施方式中的帧同步检测方法效果示意图。如图6所示， 将本实施方式的帧同步检测方案用于小区搜索，并以170个小区组ID、 SSC 为经过格雷(Golay)互补序列调制的哈德马(Hadamard)序列、M=32、 K=2、在信噪比(SNR) = 10dB时的小区搜索时间为例，采用本实施方式的 分集合并后的小区搜索过程，相对于没有采用分集合并的的方案来说，明显 缩短了小区搜索的时间。实施方式对包括了与不同SSC对应的元素的组合进行编码，得到具有不同元素排列顺序的码字，从而实现了将多个SSC复用在一个S-SCH符号 内；接收方根据元素排列顺序和元素组合能够获得帧同步和小区组信息，同 时获得分集增益。同时，上述实施方式的技术方案还进一步缩短了小区搜索 的时间，提高了小区搜索的效率和可行性。而且，本发明实施方式提供的编 码方法，还提高了小区搜索过程中可能实现检测的小区或小区组的个数，进 一步提高了小区搜索的可行性。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范 围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，包括以下步骤根据预先设置的元素排列规则，设置至少一组码字，每组中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同；发送方从所述至少一组码字中选择一组发送给接收方；接收方对接收到的码字进行检测，并根据检测结果和所述预先设置的元素排列规则，将连续接收到的码字进行分集合并，将分集合并后的码字与所述设置的至少一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际取值，获得帧同步信息和小区组的信息。
2、 如权利要求1所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，所 述设置至少一组码字为^没置至少一个包含有多个元素的元素组；按照预先设置的元素排列规则对所述设置的元素组进行编码，每个元素组 的所有编码结果组成一组码字，每组中的各个码字包括相同元素但具有不同的 元素排列顺序。
3、 如权利要求2所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，设 小区组个数为G,所述设置至少一个元素组为根据小区组的个数，分别设定 与每个小区组的信息对应的G个元素组；其中，G为正整数。
4、 如权利要求3所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，所 述小区组的信息为小区组身份标识ID。
5、 如权利要求2所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，所 述元素组中的每一个元素分别对应一个互不相同的序列。
6、 如权利要求3至5中任意一项所述的帧同步和获取小区组信息的方法， 其特征在于，设每組中的码字个数为N， N为正整数，所述每组码字中的N个 码字分别用于在一个无线帧内的N个时隙传输；所述按照预先设置的元素排列规则对设置的G个元素组进行编码为N个 时隙的第n+l个时隙传输的码字由第n个时隙传输的码字按照元素排列规则重 新排列获得；其中，n为大于等于l且小于N的正整数。
7、 如权利要求6所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，所 述元素排列规则为第n个时隙传输的码字中的第k个元素，与第n+l个时隙 传输的码字中的第i个元素相同，且第n个时隙传输的码字中的第i个元素与第 n+l个时隙传输的码字中的第k个元素相同；i和k为大于等于1且小于等于每个码字中元素数量的正整数，i和k互不 相同。
8、 如权利要求6所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，所 述元素排列规则为第n个时隙传输的码字的转置矩阵与预先设置的排列的乘 积，与第n+l个时隙传输的码字的转置矩阵相同；所述排列矩阵的N次方为单位矩阵,且排列矩阵的n次方不等于单位矩阵； 其中，n为大于等于l且小于N的正整数。
9、 如权利要求6所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，所 述发送方将码字发送给接收方为在不同时隙使用不同的天线进行传输，且同 一个时隙只使用 一个天线。
10、 如权利要求6所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于， 所述发送方将码字发送给接收方为在一个时隙分别使用不同的天线进行传输。
11、 如权利要求9或10所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在 于，所述一个天线为 一个物理天线、或者由一个固定预编码矢量矩阵或预编 码矢量切换分集获得的虛拟天线。
12、 如权利要求6所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于， 所述接收方对接收到的码字进行检测为将第n个时隙接收到的码字中的元素， 分别与设塞的NxG个码字中的元素进行相关计算，得到的所迷码字与NxG 个码字的相关值，将所述得到的相关值作为检测结果。
13、 如权利要求12所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于， 所述根据检测结果和预先设置的元素排列规则，将接收到的连续码字进行分集 合并为根据预先设置的元素排列规则，将第n个时隙传输的码字中相应位置 元素计算获得的相关值，与该码字连续的码字中相应位置的元素对应的相关值 进行合并。
14、 如权利要求12所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于， 所述将分集合并后的码字与预先设置的与发送方相同的Nx G个码字进行比较 为采用极大似然方式，将合并得到的所有相关值中数值最高的一个所对应的 码字，确定为所述接收到的码字。
15、 一种帧同步和获取小区組信息的方法，其特征在于，包括以下步骤 根据预先设置的元素排列规则，设置至少一组码字，每组中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码 字包括的元素至少有一个不相同；发送方从所述至少一组码字中选择一组发送给接收方；接收方对接收到的码字进行检测，并将检测结果与所述设置的至少一组码字进行比较，确定检测结杲的实际取值，获得帧同步信息和小区組的信息。
16、 一种实现帧同步和小区信息获取的系统，其特征在于，包括发送方 和接收方，其中，所述发送方，用于存储至少一组码字，每组中的各个码字包括相同的元素 但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素 至少有一个不相同；从存储的至少一组码字中选择一组发送给所述接收方；所述接收方，用于存储与所述发送方中相同的至少一组码字和所述码字的 元素排列规则；对接收到的码字进行检测，并根据检测结果和存储的元素排列 规则，将连续接收到的码字进行分集合并，将分集合并后的码字与存储的至少 一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际取值，获得帧同步信 息和小区組的信息。
17、 如权利要求16所述的系统，其特征在于，所迷发送方包括码字存储单元、主控单元和信号发射单元，其中，所述码字存储单元，用于存储预先设置的存储至少一组码字，每组中的各 个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每組码字中包括的元素与其他組码字包括的元素至少有一个不相同；将存储的至少一组码字提供给主控单元；所述主控单元，用于从码字存储单元存储的至少一组码字中逸择一组提供 给信号发射单元；所述信号发射单元，用于将来自主控单元的码字向接收方发送。
18、 如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述发送方进一步包括多 于一个天线；所迷信号发射单元进一步用于在每个时隙通过一个天线发送，在不同时隙 通过不同的天线发送；或者在每个时隙，将所述编码后的码字中的多个元素通 过不同天线发送。
19、 如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述接收方包括解码信息 单元、信号接收单元、分集合并单元和解码运算单元，其中，所述解码信息单元，用于存储与编码设备中相同的至少一组码字和元素排 列规则；将存储的至少一组码字提供给解码运算单元；将存储的元素排列规则 提供给分集合并单元和解码运算单元；所述信号接收单元，用于接收次同步信道S-SCH子载波上的码字，并提供 给所述分集合并单元；所述分集合并单元，用于对接收到的码字进行检测，并根据检测结果和解 码信息单元提供的元素排列规则，将接收到的连续码字进行分集合并；将分集 合并后的码字提供给解码运算单元；所述解码运算单元，用于将分集合并单元提供的分集合并后的码字与解码 信息单元提供的至少一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际 取值；根櫪存储的元素排列规则和确定了元素实际取值的码字，获得帧同步信 息和小区组的信息。
20、 如权利要求16所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括编码设备， 用于存储元素排列规则和至少一个包含有多个元素的元素组；按照预先设置的 元素排列规则对所述至少一组元素组进行编码，每个元素组的所有编码结果组 成一组码字，每组中的各个码字包括相同元素但具有不同的元素排列顺序；将 得到的所述至少 一组码字提供给所述发送方和接收方。
21、 如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述编码设备包括元素信 息单元和编码运算单元，其中，所述元素信息单元，用于存储元素排列规则和至少一个包含有多个元素的 元素组；将存储的元素排列规则和至少一个元素组提供给所述编码运算单元；所述编码运算单元，用于按照预先设置的元素排列规则对所述至少一组元 素组进行编码，每个元素组的所有编码结果组成一组码字，每组中的各个码字 包括相同元素但具有不同的元素排列顺序；将得到的至少一组码字提供给所述 发送方和接收方。
22、 一种小区搜索中的编码方法，其特征在于，包括以下步骤 设置至少一个包含有多个元素的元素组；按照预先设置的元素排列规则对所述设置的元素组进行编码，每个元素组 的所有编码结果组成一组码字，每组中的各个码字包括相同元素但具有不同的元素排列顺序。
23、 如权利要求22所述的编码方法，其特征在于，设小区组个数为G，所 述设置至少一个元素组为根据小区组的个数，分别设定与每个小区组的信息 对应的G个元素组；其中，G为正整数。
24、 如权利要求23所述的编码方法，其特征在于，所述小区組的信息为小 区组身份标识ID。
25、 如权利要求22所述的编码方法，其特征在于，所述元素组中的每一个 元素分别对应一个互不相同的序列。
26、 如权利要求23至25中任意一项所述的编码方法，其特征在于，设每 组中的码字个数为N, N为正整数，所述每组码字中的N个码字分别用于在一个无线帧内的N个时隙传榆；所述按照预先设置的元素排列规则对设置的G个元素组进行编码为N个 时隙的第n+l个时隙传输的码字由第n个时隙传输的码字按照元素排列规則重 新排列获得；其中，n为大于等于1且小于N的正整数。
27、 如权利要求26所述的编码方法，其特征在于，所述元素排列规则为 第n个时隙传输的码字中的第k个元素，与第n+l个时隙传输的码字中的第i 个元素相同，且第n个时隙传输的码字中的第i个元素与第n+l个时隙传输的 码字中的第k个元素相同；i和k为大于等于l且小于等于每个码字中元素数量的正整数，i和k互不 相同。
28、 如权利要求26所述的编码方法，其特征在于，所述元素排列规则为 第n个时隙传输的码字的转置矩阵与预先设置的排列的乘积，与第n+l个时隙 传输的码字的转置矩阵相同；所述排列矩阵的N次方为单位矩阵，且排列矩阵的n次方不等于单位矩阵； 其中，n为大于等于1且小于N的正整数。
29、 如权利要求26所述的编码方法，其特征在于，所述用于在第1个时隙 传输的码字是按照最大化各码字之间的最小距离的准贝'J确定的。
30、 一种用于小区搜索的编码设备，其特征在于，包括元素信息单元和 编码运算单元，其中，所述元素信息单元，用于存储元素排列规则和至少一个包含有多个元素的 元素组；将存储的元素排列规则和至少一个元素组提供给所述编码运算单元；所述编码运算单元，用于按照预先设置的元素排列规则对所迷至少一组元 素组进行编码，每个元素組的所有编码结果组成一组码字，每组中的各个码字 包括相同元素但具有不同的元素排列顺序。
31、 一种小区搜索中的解码方法，其特征在于，包括以下步骤 根据预先设置的元素排列规则设置与发送方相同的至少一组码字，每组中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他組码字包括的元素至少有一个不相同；对接收到的与所述设置的码字包括相同元素个数的码字进行检测，并根据 检测结果和预先设置的的元素排列规则，将连续接收到的码字进行分集合并， 将分集合并后的码字与设置的至少一组码字进行比较，确定分集合并后的码字 中元素的实际取值，获得帧同步信息和小区组的信息。
32、 如权利要求31所述的解码方法，其特征在于，设每组中的码字个数为 N， N为正整数，所述对接收到的码字进行检测为将第n个时隙接收到的码 字中的元素，分别与设置的至少一组码字中的元素进行相关计算，得到的所述 码字与所述至少一组码字的相关值，将得到的相关值作为检测结果。
33、 如权利要求32所述的解码方法，其特征在于，所述根据检测结果和预 先设置的元素排列规则，将接收到的连续码字进行分集合并为根据预先设置 的元素排列规则，将第n个时隙传输的码字中相应位置元素计算获得的相关值， 与和该码字连续的码字中相应位置元素计算获得的相关值进行合并。
34、 如权利要求32所述的解码方法，其特征在于，所述将分集合并后的码 字与预先设置的与发送方相同的NxG个码字进行比较为采用极大似然方式， 将合并得到的所有相关值中数值最高的一个所对应的码字，确定为所述接收到 的码字。
35、 一种小区搜索中的解码方法，其特征在于，包括以下步骤 根据预先设置的元素排列规则设置与发送方相同的至少 一组码字，每组中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同；对接收到的与所述设置的码字包括相同元素个数的码字进行检测，并将检 测结果与设置的至少一组码字进行比较，确定检测结果的实际取值，获得帧同步信息和小区组的信息。
36、 一种用于小区搜索的解码设备，其特征在于，包括解码信息单元、 分集合并单元和解码运算单元，其中，所述解码信息单元，用于存储与码字发送方中相同的存储预先设置的存储 至少 一組码字，每组中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同；将存储的 至少一組码字提供给解码运算单元；将存储的元素排列规则提供给分集合并单 元和解码运算单元；所述分集合并单元，用于对接收到的与所述存储的码字包括相同数量元素 的码字进行检测，并根据检测结果和解码信息单元提供的元素排列规则，将连 续接收到的码字进行分集合并；将分集合并后的码字提供给解码运算单元；所述解码运算单元，用于将分集合并单元提供的分集合并后的码字与解码 信息单元提供的至少一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际 取值，根据存储的元素排列规则，获得帧同步信息和小区组的信息。
37、如权利要求36所述的解码设备，其特征在于，该设备进一步包括信 号接收单元，用于接收次同步信道S-SCH子载波上的码字，并提供给所述分集 合并单元。
全文摘要
本发明公开了一种帧同步和获取小区组信息的方法、另一种帧同步和获取小区组信息的方法、一种实现帧同步和小区组信息获取的系统、一种小区搜索中的编码方法、一种用于小区搜索的编码设备、一种小区搜索中的解码方法、另一种小区搜索中的解码方法和一种用于小区搜索的解码设备。本发明对包括与不同SSC对应的多个元素的组合进行编码，得到具有不同元素排列顺序的码字，从而实现了将多个SSC复用在一个S-SCH符号内；接收方根据元素排列顺序和元素组合中的元素取值能够获得帧同步和小区组信息，同时获得分集增益，从而缩短了小区搜索的时间并提高了小区搜索的可行性。而且，本发明的技术方案还提高了小区搜索过程中可能实现检测的小区组和小区的个数。
文档编号H04B1/707GK101237271SQ200710003279
公开日2008年8月6日 申请日期2007年2月2日 优先权日2007年2月2日
发明者富兰崛克·伯根 申请人:华为技术有限公司
技术领域：
本发明涉及移动通信系统中的同步检测技术，特别涉及帧同步和获取小 区组信息的方法、实现帧同步和小区组信息获取的系统、小区搜索中的编码 方法、用于小区搜索的编码设备、小区搜索中的解码方法和用于小区搜索的 解码设备。
背景技术：
在移动通信系统中，作为信号接收方的用户终端(User Equipment)通 过小区搜索的过程，实现与网络侧的信号发送方在时间和频率上的同步，同 时获取小区身份标识(Identity, ID)。图1为现有小区搜索过程的流程示 意图。如图1所示，小区搜索过程通常包括以下步骤步骤IOI，利用主同步信道(Primary-Synchronization Channel, P-SCH ) 完成符号定时同步和频偏估计，从而实现了时间上符号级同步和频率同步。步骤102，利用次同步信道(Secondary-Synchronization Channel, S-SCH ) 完成帧定时同步，并通过从S-SCH符号中解码获得小区组ID。在一些移动通信系统中，例如基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术的长期演进(LTE )系统，每个无线帧 里面包括多个S-SCH符号。因此，本步骤中，用于实现帧同步并获取小区 组ID的S-SCH符号为多个OFDM符号，即利用多个S-SCH符号完成帧同 步和小区组信息的检测。其中，每个无线帧内包括的多个S-SCH符号相同，但同一个无线帧内 的多个S-SCH符号承载的具体内容可能互不不同。步骤1(B,利用参考信号即导频包含的信息，最终确定小区ID,完成小区搜索。然而，在某些情况下，在上述流程的步骤102中，会存在以下问题 以LTE系统为例，该系统需要与其他移动通信系统(如GSM系统)进 行异系统(Inter-RAT)切换，Inter-RAT切换的具体需求及实现过程参见 "Siemens, "Interworking between LTE and GSM - Monitoring LTE from GSM"， 3GPP Tdoc RANI, Rl-070081, Sorrento, Italy, 15-19 Jan" 2007."。但两 个系统中的信号帧长度可能不同，因此，就无法保证在实现Inter-RAT切换 后实现帧同步。例如，LTE系统中的帧长可以为lOms(每一个无线帧内存在2个S-SCH 符号，即每两个S-SCH符号之间的间隔为5ms),而GSM系统中一个帧的 帧长较短，此时，按照前参考文献中提到的需求需要保证LTE系统必需在 5ms内完成步骤102的全部过程。而如果在一个无线帧中使用两个完全相同 的S-SCH符号，在接收端就无法判断哪个5ms内的S-SCH符号才是真正的 帧起始时间。这种情况下，由于现有采用多个S-SCH符号进行帧同步检测的方式不 能保证Inter-RAT切换的实现，因而可行较低。而且，采用多个S-SCH进行 帧同步和获取小区组信息需要耗费较长的时间，检测效率不高，从而使得小 区搜索需要耗费较多的时间，搜索效率较低。发明内容有鉴于此，本发明的一个主要目的在于，提供一种帧同步和获取小区组 信息的方法，能够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的另 一个主要目的在于，提供另 一种帧同步和获取小区组信息的 方法，能够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的再一个主要目的在于，提供一种实现帧同步和小区组信息获取 的系统，能够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的又一个主要目的在于，提供一种小区搜索中的编码方法，能够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的再一个主要目的在于，提供一种用于小区搜索的编码设备，能 够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的还一个主要目的在于，提供一种小区搜索中的解码方法，能够 縮短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的又一个主要目的在于，提供另一种小区搜索中的解码方法，能 够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。本发明的再一个主要目的在于，提供一种用于小区搜索的解码设备，能 够缩短小区搜索的时间并提高小区搜索的可行性。根据上述的一个主要目的，本发明实施方式提供了一种帧同步和获取小 区组信息的方法，包括根据预先设置的元素排列规则，设置至少一组码字，每组中的各个码字 包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同；发送方从所述至少一组码字中选择一组发送给接收方；接收方对接收到的码字进行检测，并根据检测结果和所述预先设置的元 素排列规则，将连续接收到的码字进行分集合并，将分集合并后的码字与所 述设置的至少 一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际取 值，获得帧同步信息和小区组的信息。根据上述的另一个主要目的，本发明实施方式提供了另一种帧同步和获 取小区组信息的方法，包括根据预先设置的元素排列规则，设置至少一组码字，每组中的各个码字包 括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码 字包括的元素至少有一个不相同；发送方从所述至少 一组码字中选择一组发送给接收方；接收方对接收到的码字进行检测，并将检测结果与所述设置的至少一组 码字进行比较，确定检测结果的实际取值，获得帧同步信息和小区组的信息。根据上述的再一个主要目的，本发明实施方式提供了一种实现帧同步和小区组信息获取的系统，包括发送方和接收方，其中，所迷发送方，用于存储至少一组码字，每组中的各个码字包括相同的元 素但具有不同的元素排列顺序，每組码字中包括的元素与其他组码字包括的 元素至少有一个不相同；从存储的至少一组码字中选择一組发送给所迷接收 方；所述接收方，用于存储与所述发送方中相同的至少一組码字和所述码字 的元素排列规則；对接收到的码字进行检测，并根据检测结果和存储的元素 排列规则，将连续接收到的码字进行分集合并，将分集合并后的码字与存储 的至少一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际取值，获得 帧同步信息和小区組的信息。根据上述的又一个主要目的，本发明实施方式提供了一种小区搜索中的 编码方法，包括设置至少一个包含有多个元素的元素组；按照预先设置的元素排列规则对所述设置的元素组进行编码，每个元素 组的所有编码结果组成一组码字，每组中的各个码字包括相同元素但具有不 同的元素排列顺序。根据上述的再一个主要目的，本发明实施方式提供了一种用于小区搜索 的编码设备，包括元素信息单无和编码运算单元，其中，所述元素信息单元，用于存储元素排列规则和至少一个包含有多个元素 的元素组；将存储的元素排列规则和至少一个元素组提供给所述编码运算单 元；所述编码运算单元，用于按照预先设置的元素排列规则对所述至少一组 元素组进行编码，每个元素组的所有编码结果组成一组码字，每组中的各个 码字包括相同元素但具有不同的元素排列顺序。根据上述的还一个主要目的，本发明实施方式提供了一种小区搜索中的 解码方法，包括根据预先设置的元素排列规则设置与发送方相同的至少一組码字，每组 中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同；对接收到的与所述设置的码字包括相同元素个数的码字进行检测，并根 据检测结果和预先设置的的元素排列规则，将连续接收到的码字进行分集合 并，将分集合并后的码字与设置的至少一组码字进行比较，确定分集合并后 的码字中元素的实际取值，获得帧同步信息和小区组的信息。根据上述的又一个主要目的，本发明实施方式提供了另 一种小区搜索中 的解码方法，包括才艮据预先设置的元素排列规则设置与发送方相同的至少一组码字，每组中 的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同；对接收到的与所述设置的码字包括相同元素个数的码字进行检测，并将 检测结果与设置的至少一组码字进行比较，确定检测结果的实际取值，获得 帧同步信息和小区组的信息。根据上述的再一个主要目的，本发明实施方式提供了一种用于小区搜索 的解码设备，包括解码信息单元、分集合并单元和解码运算单元，其中，所述解码信息单元，用于存储与码字发送方中相同的存储预先设置的存 储至少一组码字，每组中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列 顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同； 将存储的至少一组码字提供给解码运算单元；将存储的元素排列规则提供给 分集合并单元和解码运算单元；所述分集合并单元，用于对接收到的与所述存储的码字包括相同数量元 素的码字进行检测，并根据检测结果和解码信息单元提供的元素排列规则，将连续接收到的码字进行分集合并；将分集合并后的码字提供给解码运算单 元；所述解码运算单元，用于将分集合并单元提供的分集合并后的码字与解码信息单元提供的至少一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的 实际取值，根据存储的元素排列规则，获得帧同步信息和小区组的信息。由此可见，本发明实施方式的技术方案具有如下有益效果 通过对包括与不同SSC ( Secondary Synchronization Code,次同步码或 者S-SCH序列)对应的多个元素的组合进行编码，得到具有相同元素但不 同排列顺序的码字，从而实现了将多个SSC复用在一个S-SCH符号内；接同时获得分集增益。从而本发明实施方式的技术方案提高了帧同步和小区组 信息获取的效率，并使得帧同步和小区組信息获取的方案具有较高的可行 性，进而缩短小区搜索的时间并提高了小区搜索的可行性。而且，本发明实 施方式提供的编码方法，还提高了小区搜索过程中可能实现检测的小区组和 小区的个数，进一步提高了小区搜索的可行性。
图1为现有小区搜索过程的流程示意图。图2为本发明实施方式中编码方法的示例性流程图。图3为本发明实施方式中解码方法的示例性流程图。图.4为本发明实施方式中实现帧同步和小区组信息获取的系统结构图。图5为本发明实施方式中帧同步和获取小区组信息的方法流程图。图6为本发明实施方式中小区搜索过程的效果示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举 实施例，对本发明进一步详细说明。本发明实施方式的基本思想是将多个SSC复用在一个S-SCH符号内 进行帧同步和小区組信息获取；同时，采用分集合并的方式使得在帧同步和 小区组信息获取过程中获得分集增益。具体来说，就是设置M个分別与M个SSC对应的互不相同的元素，即 元素集合仏2，…，A^,将M个元素中的多个元素复用在一个S-SCH符号中， 并通过重新排列多个元素的方式在一个S-SCH符号中传输代表帧同步信息 和小区組信息的SSC集合。其中，M为正整数；每个SSC为独特的序列，即每个SSC与其他SSC 互不相同；对于复用在第n个S-SCH符号(n-l，…,N,其中N为一个无线 帧内S-SCH符号的数量)中的多个(K个，K为小于M的正整数)元素， 可以表示为如下的码字C(") = (c,(")，c2(")，...,q("))，C,(") e {1,2,…，M}。上述码字中包括的元素取值集合及元素的排列顺序分别表示小区组信 息和帧同步信息。包括不同元素的码字对应互不相同的，即独特的小区组的信息，例如小 区组ID等能够唯一标识小区组的信息，取值为g(l^gSG)的小区组ID， 对应与第n个S-SCH符号内的码字q(")， q(/0可以表示为Cg (") = (c,(g) (")， 4s)("),…，eg) (")),。(s) (") e {1，2,…，M}即由元素cf"(w)、 cf、n)、...、 ^>)构成的码字表示取值为g的小区组ID。这样， 一个无线帧内的S-SCH符号即可通过复用在其内部的元素的取 值表示小区组ID，通过复用在其内部的元素排列顺序表示帧同步信息。对于G个小区组ID，需要G种元素组合；对于每一个小区组ID,即每 一种元素组合，又需要N个码字来分配给N个S-SCH符号。所以，编码后 可能得到的码字总共有N x G个。其中，G和N为正整数。在解码时，可对接收到的码字内部的元素进行检测，例如将接收到的码 字信号与所有可能的元素排列组合进行相关计算。本实施方式中，只需保证多个码字(通过多个S-SCH符号承载)的相 应位置会出现相同的元素，即可实现分集合并。从而可以将从多个S-SCH符号内，即从多个码字中获得的相同元素的相关数值合并以提高检测性能。当然，在一个无线帧中的多个S-SCH符号内不能单純地重复一个码字，以免产生多个帧同步点，无法完成帧同步。本实施方式中实现分集合并的前提条件至少包括 码字q(") (n>l)由码字q(l)中的元素重新排列获得；所有的码字互不 相同，以确保完成帧同步。且重新排列的构造必须确保对于所有的n， Cs(")是不同的；在所有N个符号上都传输相同的一个与SSC对应的元素，以确 保时间分集合并，和/或多个与SSC对应的元素在不同的频率位置上传输， 以确保频率分集合并。下面，对本实施方式中实现帧同步和小区组信息获取的系统、帧同步和 获取小区組信息的方法进行概括性说明。本实施方式中实现帧同步和小区组信息获取的系统包括发送方和接收方。发送方，存储G组码字，每一组包括N个码字且每个码字中包括的K 个元素与其他组码字中的K个元素不全相同，同组的N个码字包括相同元 素但元素排列顺序互不相同；从存储的G组码字中选择一组发送给接收方。接收方，存储与发送方中相同的G组码字和码字的元素排列规则；对 接收到的码字进行检测，并根据检测结果和存储的元素排列规则，将接收到 的连续码字进行分集合并；将分集合并后的码字与存储的G组码字进行比 较，根据存储的元素排列规则确定分集合并后的码字中元素的实际取值，获 得帧同步信息和小区组的信息。上述系统中，G组个码字中的每一组对应一个小区組的信息，例如小区 组ID;每组中码字包括的每一个元素对应一个SSC;接收方对接收到的码 字进行解码，实现了分集合并，使得在取得帧同步和获得小区组信息的同时， 还获得了分集合并增益。上述系统中，存储于发送方和接收方的NxG个码字，是通过本实施方式中的编码方法获得的。实际应用中，接收方也可以不进行分集合并，而是直接将检测结果与存 储的G组码字进行比较，获得帧同步信息和小区组的信息。但相对于分集 合并的方式，此方案无法获得分集增益。图2为本发明实施方式中编码方法的示例性流程图。如图2所示，本实 施方式中的编码方法包括以下步骤步骤201，设置G个元素組，每个元素组中包括K个元素，且与其他 元素组中的元素不全相同；本步骤中，每一个码字中的K个元素是从预先设置M (M>K)个互不 相同的元素中选择的；G个元素组中的每一个对应一个小区组的信息，例如 小区组ID等能够唯一标识小区组的信息；M个元素中的每一个元素对应一 个SSC,即按照M个独特的SSC i殳置M个元素；步骤202,按照预先设置的元素排列规则对设置的G个元素组进行编码， 得到G组码字，每一组包括N个码字，同组的N个码字包括相同元素《旦元 素排列顺序互不相同；本步骤中，每组码字中的N个码字分别用于在一个无线帧内的N个时 隙传输，N个时隙可以是连续的时隙、等间隔的时隙或非等间隔的时隙；元 素排列规则为保证编码后的N个码字中的元素排列顺序互不相同的任意规 则。在编码之后，将编码得到的Nx G个码字分别设置于发送方和接收方。 由发送方根据业务信道当前发送的业务数据所属小区的小区组ID，选择一 组码字作为发送给接收方；接收方再根据存储的编码后得到的码字和元素排 列规则对接收到的码字进行解码，从而实现帧同步和小区组信息的检测。图3为本发明实施方式中解码方法的示例性流程图。如图3所示，本实 施方式中的解码方法包括以下步骤步骤301，设置与发送方相同的G组码字，每一组包括N个码字且每 个码字中包括的K个元素与其他组码字中的K个元素不全相同，同组的N个码字'包括相同元素但元素排列顺序互不相同；步骤302，对接收到的包括K个元素的码字进行检测，并根据检测结果 和预先设置的G组码字的元素排列规则，将接收到的连续码字进行分集合 并；本步骤中，连续的码字是指连续的S-SCH符号中的码字，即连续几次 接收到的码字，而不是指接收到的码字一定是在时间上的连续；预先设置的 元素排列规则与编码时使用的元素排列规则相同；步骤303,将分集合并后的码字与设置的NxG个码字进行比较，根据 预先设定的元素排列规则，确定分集合并后的码字中元素的实际取值，获得 帧同步信息和小区组的信息。本步骤中，根据预先设定的元素排列规则和码字中确定了实际取值的元 素排列顺序确定帧同步信息；根据码字中包括的元素的实际取值，确定小区 组的信息，例如小区组ID等能够唯一标识小区组的信息。实际应用中，在步骤302~步骤303中，也可以不进行分集合并，而是 直接将检测结果与设置的G组码字进行比较，获得帧同步信息和小区組的 信息。但相对于分集合并的方式，此方案无法获得分集增益。下面，对本实施方式中的帧同步检测系统和方法进行详细说明。图4为本发明实施方式中实现帧同步和小区组信息获取的系统结构图。 如图4所示，本实施方式中实现帧同步和小区组信息获取的系统包括发送 方和接J)丈方。发送方包括码字存储单元、主控单元和信号发射单元。 码字存储单元，存储预先设置的G组码字，每一组包括N个码字且每 个码字中包括的K个元素与其他组码字中的K个元素不全相同，同组的N 个码字包括相同元素但元素排列顺序互不相同；将存储的G组码字提供给 主控单元。主控单元，根据业务信道当前发送的业务数据所属小区的小区组ID, 从码字存储单元存储的G组码字中选择一组提供给信号发射单元。信号发射单元，将来自主控单元的码字映射到S-SCH的子栽波上向接 收方发送。具体来说，信号发射单元可以将来自主控单元的码字中的元素，映射到S-SCH中连续的子载波上，以便于接收方在非相千检测时获得更好的效果； 也可以映射到S-SCH中等间隔的子载波上，以便于接收方在相干检测时获 得更好的效果。本实施方式中，发送方可以包括一个或者多个天线，这样，信号发射单 元可以通过天线，并采用时间切换发射分集(Time switched transmit diversity, TSTD)方式进行发送，即S-SCH符号在不同时隙上可以使用不 同的天线进行发射传输，但是在每个时隙上只使用一个发射天线；也可以采 用频率切换发射分集(Frequency switched transmit diversity, FSTD)方式进 行发送，即S-SCH符号的不同部分使用不同的天线进行发射传输，每个时 隙上可以使用多个天线在频率上复用。接收方为一个具有解码功能的设备，包括解码信息单元、信号接收单 元、分集合并单元、解码运算单元。解码信息单元，存储与发送方相同的G个元素组和元素排列规则；将 存储的G个元素组提供给解码运算单元；将存储的元素排列规则提供给分 集合并单元和解码运算单元。信号接收单元，接收S-SCH子栽波上的码字，并提供给分集合并单元。 分集合并单元，对来自信号接收单元的码字进行检测，并根据检测结果 和解码信息单元提供的元素排列规则，将接收到的连续码字进行分集合并；将分集合并后的码字提供给解码运算单元。解码运算单元，将分集合并单元提供的分集合并后的码字与解码信息单元提供的G个元素组进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际取值； 根据存储的元素排列规则和确定了元素实际取值的码字，获得帧同步信息和 小区組的信息。实际应用中，上述系统中还可以包括编码设备，用于生成G组码字，并提供给发送方和接收方。编码设备包括元素信息单元、编码运算单元和信号发射单元。元素信息单元，存储元素排列规则和G个包括K个元素的元素組，且 每个元素組中包括的K个元素不全相同；将存储的元素排列规則和所述G 个元素组提供给所述编码运算单元。其中，每一个元素对应一个独特的SSC。所述编码运算单元，按照元素信息单元提供的元素排列规则，对元素信 息单元提供的所述G个元素组进行编码，得到G组码字，每一组包括N个 码字，同组的N个包括相同元素但元素排列顺序互不相同；将得到的所述G 组码字提供给所述发送方的码字存储单元和接收方的解码信息单元。其中，G个元素组中的每一个对应一个小区组的信息，例如小区组ID， 因此，是按照相应的小区组ID从生成的G个元素组中进行选择。本实施方式的帧同步检测系统中，发送方和接收方的内部功能单元只是 一个较佳实现方式，也可以通过其他的功能单元组合来实现；天线可以为一 个物理天线，或者是由一个固定预编码矢量矩阵(预编码矢量切换分集)获 得的 一 个虛拟天线；编码设备也可以作为发送方和/或接收方内部的 一 个功 能单元。以上，是对本实施方式中实现帧同步和小区组信息获取的系统的详细说 明，下'面，对本实施方式中帧同步和获取小区组信息的方法进行详细说明。图5为本发明实施方式中帧同步和获取小区组信息的方法流程图。如图 5所示，本实施方式中的帧同步和获取小区组信息的方法包括以下步骤步骤501，设置M个的互不相同的元素和元素排列规则。本步骤中，设置的M个元素分别对应于M个SSC。本实施方式中，元素排列规则可以为<formula>formula see original document page 21</formula> 这种元素排列规则，即元素排列规则1,能够确保在帧同步检测过程中的分集合并，不管这时的时隙顺序n是什么，接收方都可以将连续两个符号中的相同元素进行合并，从而提高检测性能。将上述公式(1.1)进行合并得到c',(")-c,(n + 2)，即表示码字的重复周期为2。在采用元素排列规则1进 行编码的情况下，假设在任何时隙n+l，该码字中的某一元素q("十l)在前一 个时隙n的位置是已知的，所以当接收方检测到某时隙某一完整的码字时， 即可通过已知的元素排列规则1知道前后时隙中相同元素的位置进行分集 合并，进一步可以以此推断出该无线帧的帧头位置。本实施方式中，元素排列规则还可以表示为一个排列矩阵，即元素排列 规则2:"=/尸"-/，lS"<Wj_C(>2 + l)r = C(")r (12) 其中，T代表矩阵的转置变换，I为单位阵。元素排列规则2也能够确保在帧同步检测过程中的分集合。即接收方可 以在检测到某时隙某一完整的码字时，即可通过已知的元素排列规则2知道 前后时隙中相同元素的位置并进行分集合并，进一步可以以此推断出该无线 帧的帧头4立置。步骤502，根据M个互不相同的元素，设置G个包括K个元素的元素 组，分别对应G个小区组ID,且每个元素组中包括的K个元素与其他元素 组中的K (K<M)个元素不全相同。步骤503，按照设置的元素排列规则对G个元素组进行编码，每个元素 组编码后得到N个码字，即总共得到NxG个码字。同组中的N个码字包 括相同元素但元素排列顺序互不相同。本实施方式中，可以在步骤502之后，将设置的G个元素组以及步骤 501中设置的元素排列规则同时存储于发送方和接收方，由发送方和接收方 同时生成相同'的NxG个码字；也可以在步骤503之后，直接将获取的Nx G个码字同时存储于发送方和接收方。这样，发送方可以根据不同的小区组 ID选择相应的一组码字发送给接收方；接收方即可在检测到某时隙某一完整的码字时，根据元素排列规则获知前后时隙中相同元素的位置，并进行分 集合并，进一步可以以此推断出该无线帧的帧头位置，并将NxG个码字与 接收到的码字进行相关运算，实现检测。上述步骤502-503中，为了实现帧同步检测的分集合并，必须保证对于 一个特定的小区組ID,在一个无线帧中传输的对应码字必须包括相同的元 素cf'(")。编码实例1:设定M-32，即元素集合{1，2，...,32}(设定与32个SSC), K = 2 (从32个SSC中选取2个，复用在一个S-SCH符号中)，N - 2 (每 个无线帧存在2个S-SCH符号)。由于必须保证每个元素组和编码后的码 字中的元素都是独特，即互不相同的，因此，在K-2的情况下，可以在设置元素组时排除以下的所有组合(1， 1 ) 、 (2,2)、 (3， 3)........ (32,32),剩余的元素组合个数为(32 x 32-32 ) /2 = 496，即G-496,可以通 过一个S-SCH符号完成496个小区组ID和帧同步的检测。假设一个特定的 小区组ID对应的元素组包括5和21，则利用预先设置的元素排列规则对该 元素组进行编码。如果采用本实施方式的元素排列规则1,则编码过程可以 为设定一个无线帧中的第一个S-SCH符号对应的码字为C( 1 ) = (21, 5)， 然后重新排列这个码字，得到C (2) = (5, 21)。这样，任何一个包括5 和21的码字对应一个特定的小区组ID,其中帧同步(例如编号n)可以由 接收检测到的码字中5和21的顺序来决定。编码实例2:设定M-16,即元素集合{1，2，...,16}(设定与16个SSC — 一对应)，K = 4 (从16个SSC中选取4个，复用在一个S-SCH符号中)， N-2 (每个无线帧存在2个S-SCH符号)。由于必须保证每个元素组和编 码后的码字中的元素都是独特，即互不相同的，因此，在K-4的情况下， 可能得到的元素组合个数为1820，即G- 1820，可以通过一个S-SCH符号 完成1820个小区组ID和帧同步的检测。假设一个特定的小区组ID对应的 元素组包括2、 5、 11、 15，则利用预先设置的元素排列规则对该元素组进行编码。如杲采用本实施方式的元素排列规则2，则编码过程可以为假设 我们使用设定一个无线帧中的第一个S-SCH符号对应的码字为C( 1 )=(11, 2， 15, 5),然后重新排列这个码字C(2)7 =PC(1)7,得到C(2)-(15, 5， 11, 2)。其中，<formula>formula see original document page 24</formula>由上述编码实例可见，假定一个无线帧中的第一个S-SCH符号对应的 码字为Cg(l)，当n>l时，码字q(")可以根据不同的排列来获得。N个码字 中的第一个码字(l《g《G:Cg(l",可以通过某些特定的设计准则来设定，例如最大化所有码字之间的最小距离。而且，上述编码实例能够实现更多的小 区组ID数量，远远多于现有小区搜索中所要求的170个，使得本实施方式 的技术方案能够实现对更多的小区组和小区的检测，具有较高的可行性。其中，最大化所有码字之间的最小距离是指使得每个小区组ID对应 的码字Cg,(I)中的每个元素，相对于其他小区组ID对应的码字C")中相应位 置的每个元素，实际取值的差异最大化。即尽可能使得 (1) _々)(1)|的值最大。这样，就能够保证不同小区组ID对应的码字在元素实际取值上有较大 区别，码字在传输过程中即便受到干扰，接收方也能够比较容易且准确地区 分出与不同小区组ID对应的不同码字。步骤504，发送方根据业务信道当前发送的业务数据所属小区的小区组 ID,从设置的G組码字中选择一组，并通过天线发送给接收方。本步骤中， 一个码字中的多个元素对应多个SSC,这些元素需要被复用到一个S-SCH符号上进行传输。根据SSC映射到子载波的不同方式，不同 排列方式可以荻得不同程度的频率分集，例如将SSC对应的元素映射到 S-SCH中连续的子栽波上，或者将SSC对应的元素映射到S-SCH中等间隔K个的子栽波上。当进行非相干检测时，映射到连续子栽波上的方式能够取得更大的有益效果；当进行相干检测时，映射到等间隔K个子载波上的方 式能够取得更大的有益效果。另外，相对于时间频率分集，在传输的过程中利用不同天线上的全部 S-SCH符号或者部分S-SCH符号，还能够获得天线分集，本实施方式中的 天线是指 一个物理天线或者由一个固定预编码矢量矩阵(预编码矢量切换 分集)获得的一个虛拟天线，天线分集方式可以包括时间切换发射分集(Time switched transmit diversity, TSTD )，即S-SCH 符号在不同时隙上可以使用同天线上进行发射传输，但是在每个时隙上只使 用一个发射天线。频率切换发射分集(Frequency switched transmit diversity, FSTD )，即 S-SCH符号的不同部分使用不同的天线进行发射传输，每个时隙上可以使用 多个天线在频率上复用。对于步骤502 步骤503中的编码实例1，可以使用TSTD的2个发射 天线，例如天线1用于所有奇数时隙，天线2用于所有偶数时隙；也可以用 FSTD的2个发射天线，传输一个S-SCH符号可以同时使用2个天线，但 是每个天线上置传输一部分的S-SCH符号，如果在一个S-SCH符号中存在 S个子载波，每个天线上只使用该S-SCH符号中的一半子载波即S/2个子载 波进4于传输。步骤505，接收方对接收到的码字进行检测，并根椐检测结果和所述预 先设置的元素排列规则，将接收到的连续码字进行分集合并。其中，连续的码字是指连续的S-SCH符号中的码字，而不是指两个 码字一定是在时间上的连续。在步骤504之后，本步骤之前，接收方可以按照如图l所示的现有小区搜索中步骤101中的操作，获得符号同步和频率同步。由于发送方在S-SCH中重复使用一个元素组编码得到的码字，即发送 方发送的码字为……，C ( 1 )，……，C (N) ， C ( 1 ) ， C (2)，……，C(N),……，这就保证了码字出现的周期与S-SCH符号的重复周期即一 个无线帧的帧长相同。这就使得接收方能够保证在未取得帧同步时，在一个 S-SCH符号的重复周期内接收到一个小区组ID对应的所有码字，即C ( 1 ) C ( N )。本步骤中，接收方的检测过程可以为将所有的备选序列，即设置的N xG个码字，与接收到的码字进行相关计算，得到第n个时隙接收到的第i 个码字中包括某个码字(设置的NxG个码字中的一个)中的元素k的相关值。这样，可以避免由于码字在传输过程中受到干扰，使得最终解码得到的 码字中的元素组合不为设置的G个元素组中的任意一个，从而避免了接收 方无法获取小区组ID的情况。本步骤中，采用的检测方式可以为相干检测，也可以为非相干检测。 接收方接收的第j个子载波的频域信号(即对应某个码字中的一个元素)为-.^喝^ +乂.，其中，/^为信道响应，A为发送的原始信息符号(即发送方发送的码 字中的元素)，iV,为噪声。本实施方式中，假设传输的码字长度为P，第i个码字的实际取值可以 表示为X, (") = Of (")，("),…,4')("))。而且，接收方已获知表示不同小区组信息的G组码字以及元素的排列 规则，所以能够将接收到的信号依次与所有NxG个码字进行相关计算，从 而实现检测。当采用相干检测时，元素k在时隙n相对于第i个序列即第i个元素的 相关值，可以通过如下过程来获得<formula>formula see original document page 27</formula> 其中，A(/t)为作为检测结果的相关值<formula>formula see original document page 27</formula>,为A的信道估计值，信道估计用于消除衰落信道对传输数据的影响；l《i<P， P为接收方在 一个周期内接收到的码字长度。当采用非相干检测时，元素k在时隙n相对于第i个序列即第i个元素 的相关值，可以通过如下过程来获得加其中，A(n)为作为检测结果的相关值；1《KP, P为接收方在一个周 期内接收到的码字长度。由上述检测方式可见，接收方将接收到的码字，分别与设置的所有Nx G个码字进行对应位置的元素的相关计算，并将所有对应位置的元素相关值 累加，从而获得了接收到的码字与所有NxG个码字的相关值。基于上述检测方式，对于步骤502 步骤503中的编码实例1,根据元素排列规则和检测结果进行分集合并的过程可以为Ai(")-Ai(") + A2("-1)= A2(") + Ai("-i) (1.4)基于上述检测方式，对于步骤502~步骤503中的编码实例2，根据元素排列规则和检测结果进行分集合并的过程可以为/ ,"") +P" ("-1) A2(") = A2(") + P"("-1)》"(")=(") + "2 (" - (1.5)其中，A(")为分集合并之后的相关矩阵。这种分集合并方式还可以扩展，例如在一个无线帧内包括更多的S-SCH 符号，即更多个S-SCH符号可以用做相关值累计时，对于步骤5似 步骤503中的编码实例l，该过程可以为<formula>formula see original document page 28</formula>对于步骤502~步骤503中的编码实例2，该过程可以为<formula>formula see original document page 28</formula>步骤506，接收方将分集合并后的码字与预先设置的所有码字进行比较， 确定分集合并后的码字中元素的实际取值。本步骤可以为 一 个极大似然估计的解码过程，表示为(c')entf (1.8) 其中，C'(")为确定了元素实际取值的码字；集合Q中包括了NxG个码字。这样，即可将最大相关峰值对应的码字确定为C'(n)。步骤507,根据预先设定的元素排列规则和确定了元素实际^M直的码字， 获得帧同步信息和小区组的信息。本步骤中，根据C'(")中的元素取值确定小区组信息，例如小区组ID， 根据C'(")中的元素排列顺序确定帧同步信息。至此，本流程结束。图6为本发明实施方式中的帧同步检测方法效果示意图。如图6所示， 将本实施方式的帧同步检测方案用于小区搜索，并以170个小区组ID、 SSC 为经过格雷(Golay)互补序列调制的哈德马(Hadamard)序列、M=32、 K=2、在信噪比(SNR) = 10dB时的小区搜索时间为例，采用本实施方式的 分集合并后的小区搜索过程，相对于没有采用分集合并的的方案来说，明显 缩短了小区搜索的时间。实施方式对包括了与不同SSC对应的元素的组合进行编码，得到具有不同元素排列顺序的码字，从而实现了将多个SSC复用在一个S-SCH符号 内；接收方根据元素排列顺序和元素组合能够获得帧同步和小区组信息，同 时获得分集增益。同时，上述实施方式的技术方案还进一步缩短了小区搜索 的时间，提高了小区搜索的效率和可行性。而且，本发明实施方式提供的编 码方法，还提高了小区搜索过程中可能实现检测的小区或小区组的个数，进 一步提高了小区搜索的可行性。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范 围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，包括以下步骤根据预先设置的元素排列规则，设置至少一组码字，每组中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同；发送方从所述至少一组码字中选择一组发送给接收方；接收方对接收到的码字进行检测，并根据检测结果和所述预先设置的元素排列规则，将连续接收到的码字进行分集合并，将分集合并后的码字与所述设置的至少一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际取值，获得帧同步信息和小区组的信息。
2、 如权利要求1所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，所 述设置至少一组码字为^没置至少一个包含有多个元素的元素组；按照预先设置的元素排列规则对所述设置的元素组进行编码，每个元素组 的所有编码结果组成一组码字，每组中的各个码字包括相同元素但具有不同的 元素排列顺序。
3、 如权利要求2所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，设 小区组个数为G,所述设置至少一个元素组为根据小区组的个数，分别设定 与每个小区组的信息对应的G个元素组；其中，G为正整数。
4、 如权利要求3所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，所 述小区组的信息为小区组身份标识ID。
5、 如权利要求2所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，所 述元素组中的每一个元素分别对应一个互不相同的序列。
6、 如权利要求3至5中任意一项所述的帧同步和获取小区组信息的方法， 其特征在于，设每組中的码字个数为N， N为正整数，所述每组码字中的N个 码字分别用于在一个无线帧内的N个时隙传输；所述按照预先设置的元素排列规则对设置的G个元素组进行编码为N个 时隙的第n+l个时隙传输的码字由第n个时隙传输的码字按照元素排列规则重 新排列获得；其中，n为大于等于l且小于N的正整数。
7、 如权利要求6所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，所 述元素排列规则为第n个时隙传输的码字中的第k个元素，与第n+l个时隙 传输的码字中的第i个元素相同，且第n个时隙传输的码字中的第i个元素与第 n+l个时隙传输的码字中的第k个元素相同；i和k为大于等于1且小于等于每个码字中元素数量的正整数，i和k互不 相同。
8、 如权利要求6所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，所 述元素排列规则为第n个时隙传输的码字的转置矩阵与预先设置的排列的乘 积，与第n+l个时隙传输的码字的转置矩阵相同；所述排列矩阵的N次方为单位矩阵,且排列矩阵的n次方不等于单位矩阵； 其中，n为大于等于l且小于N的正整数。
9、 如权利要求6所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于，所 述发送方将码字发送给接收方为在不同时隙使用不同的天线进行传输，且同 一个时隙只使用 一个天线。
10、 如权利要求6所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于， 所述发送方将码字发送给接收方为在一个时隙分别使用不同的天线进行传输。
11、 如权利要求9或10所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在 于，所述一个天线为 一个物理天线、或者由一个固定预编码矢量矩阵或预编 码矢量切换分集获得的虛拟天线。
12、 如权利要求6所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于， 所述接收方对接收到的码字进行检测为将第n个时隙接收到的码字中的元素， 分别与设塞的NxG个码字中的元素进行相关计算，得到的所迷码字与NxG 个码字的相关值，将所述得到的相关值作为检测结果。
13、 如权利要求12所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于， 所述根据检测结果和预先设置的元素排列规则，将接收到的连续码字进行分集 合并为根据预先设置的元素排列规则，将第n个时隙传输的码字中相应位置 元素计算获得的相关值，与该码字连续的码字中相应位置的元素对应的相关值 进行合并。
14、 如权利要求12所述的帧同步和获取小区组信息的方法，其特征在于， 所述将分集合并后的码字与预先设置的与发送方相同的Nx G个码字进行比较 为采用极大似然方式，将合并得到的所有相关值中数值最高的一个所对应的 码字，确定为所述接收到的码字。
15、 一种帧同步和获取小区組信息的方法，其特征在于，包括以下步骤 根据预先设置的元素排列规则，设置至少一组码字，每组中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码 字包括的元素至少有一个不相同；发送方从所述至少一组码字中选择一组发送给接收方；接收方对接收到的码字进行检测，并将检测结果与所述设置的至少一组码字进行比较，确定检测结杲的实际取值，获得帧同步信息和小区組的信息。
16、 一种实现帧同步和小区信息获取的系统，其特征在于，包括发送方 和接收方，其中，所述发送方，用于存储至少一组码字，每组中的各个码字包括相同的元素 但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素 至少有一个不相同；从存储的至少一组码字中选择一组发送给所述接收方；所述接收方，用于存储与所述发送方中相同的至少一组码字和所述码字的 元素排列规则；对接收到的码字进行检测，并根据检测结果和存储的元素排列 规则，将连续接收到的码字进行分集合并，将分集合并后的码字与存储的至少 一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际取值，获得帧同步信 息和小区組的信息。
17、 如权利要求16所述的系统，其特征在于，所迷发送方包括码字存储单元、主控单元和信号发射单元，其中，所述码字存储单元，用于存储预先设置的存储至少一组码字，每组中的各 个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每組码字中包括的元素与其他組码字包括的元素至少有一个不相同；将存储的至少一组码字提供给主控单元；所述主控单元，用于从码字存储单元存储的至少一组码字中逸择一组提供 给信号发射单元；所述信号发射单元，用于将来自主控单元的码字向接收方发送。
18、 如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述发送方进一步包括多 于一个天线；所迷信号发射单元进一步用于在每个时隙通过一个天线发送，在不同时隙 通过不同的天线发送；或者在每个时隙，将所述编码后的码字中的多个元素通 过不同天线发送。
19、 如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述接收方包括解码信息 单元、信号接收单元、分集合并单元和解码运算单元，其中，所述解码信息单元，用于存储与编码设备中相同的至少一组码字和元素排 列规则；将存储的至少一组码字提供给解码运算单元；将存储的元素排列规则 提供给分集合并单元和解码运算单元；所述信号接收单元，用于接收次同步信道S-SCH子载波上的码字，并提供 给所述分集合并单元；所述分集合并单元，用于对接收到的码字进行检测，并根据检测结果和解 码信息单元提供的元素排列规则，将接收到的连续码字进行分集合并；将分集 合并后的码字提供给解码运算单元；所述解码运算单元，用于将分集合并单元提供的分集合并后的码字与解码 信息单元提供的至少一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际 取值；根櫪存储的元素排列规则和确定了元素实际取值的码字，获得帧同步信 息和小区组的信息。
20、 如权利要求16所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括编码设备， 用于存储元素排列规则和至少一个包含有多个元素的元素组；按照预先设置的 元素排列规则对所述至少一组元素组进行编码，每个元素组的所有编码结果组 成一组码字，每组中的各个码字包括相同元素但具有不同的元素排列顺序；将 得到的所述至少 一组码字提供给所述发送方和接收方。
21、 如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述编码设备包括元素信 息单元和编码运算单元，其中，所述元素信息单元，用于存储元素排列规则和至少一个包含有多个元素的 元素组；将存储的元素排列规则和至少一个元素组提供给所述编码运算单元；所述编码运算单元，用于按照预先设置的元素排列规则对所述至少一组元 素组进行编码，每个元素组的所有编码结果组成一组码字，每组中的各个码字 包括相同元素但具有不同的元素排列顺序；将得到的至少一组码字提供给所述 发送方和接收方。
22、 一种小区搜索中的编码方法，其特征在于，包括以下步骤 设置至少一个包含有多个元素的元素组；按照预先设置的元素排列规则对所述设置的元素组进行编码，每个元素组 的所有编码结果组成一组码字，每组中的各个码字包括相同元素但具有不同的元素排列顺序。
23、 如权利要求22所述的编码方法，其特征在于，设小区组个数为G，所 述设置至少一个元素组为根据小区组的个数，分别设定与每个小区组的信息 对应的G个元素组；其中，G为正整数。
24、 如权利要求23所述的编码方法，其特征在于，所述小区組的信息为小 区组身份标识ID。
25、 如权利要求22所述的编码方法，其特征在于，所述元素组中的每一个 元素分别对应一个互不相同的序列。
26、 如权利要求23至25中任意一项所述的编码方法，其特征在于，设每 组中的码字个数为N, N为正整数，所述每组码字中的N个码字分别用于在一个无线帧内的N个时隙传榆；所述按照预先设置的元素排列规则对设置的G个元素组进行编码为N个 时隙的第n+l个时隙传输的码字由第n个时隙传输的码字按照元素排列规則重 新排列获得；其中，n为大于等于1且小于N的正整数。
27、 如权利要求26所述的编码方法，其特征在于，所述元素排列规则为 第n个时隙传输的码字中的第k个元素，与第n+l个时隙传输的码字中的第i 个元素相同，且第n个时隙传输的码字中的第i个元素与第n+l个时隙传输的 码字中的第k个元素相同；i和k为大于等于l且小于等于每个码字中元素数量的正整数，i和k互不 相同。
28、 如权利要求26所述的编码方法，其特征在于，所述元素排列规则为 第n个时隙传输的码字的转置矩阵与预先设置的排列的乘积，与第n+l个时隙 传输的码字的转置矩阵相同；所述排列矩阵的N次方为单位矩阵，且排列矩阵的n次方不等于单位矩阵； 其中，n为大于等于1且小于N的正整数。
29、 如权利要求26所述的编码方法，其特征在于，所述用于在第1个时隙 传输的码字是按照最大化各码字之间的最小距离的准贝'J确定的。
30、 一种用于小区搜索的编码设备，其特征在于，包括元素信息单元和 编码运算单元，其中，所述元素信息单元，用于存储元素排列规则和至少一个包含有多个元素的 元素组；将存储的元素排列规则和至少一个元素组提供给所述编码运算单元；所述编码运算单元，用于按照预先设置的元素排列规则对所迷至少一组元 素组进行编码，每个元素組的所有编码结果组成一组码字，每组中的各个码字 包括相同元素但具有不同的元素排列顺序。
31、 一种小区搜索中的解码方法，其特征在于，包括以下步骤 根据预先设置的元素排列规则设置与发送方相同的至少一组码字，每组中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他組码字包括的元素至少有一个不相同；对接收到的与所述设置的码字包括相同元素个数的码字进行检测，并根据 检测结果和预先设置的的元素排列规则，将连续接收到的码字进行分集合并， 将分集合并后的码字与设置的至少一组码字进行比较，确定分集合并后的码字 中元素的实际取值，获得帧同步信息和小区组的信息。
32、 如权利要求31所述的解码方法，其特征在于，设每组中的码字个数为 N， N为正整数，所述对接收到的码字进行检测为将第n个时隙接收到的码 字中的元素，分别与设置的至少一组码字中的元素进行相关计算，得到的所述 码字与所述至少一组码字的相关值，将得到的相关值作为检测结果。
33、 如权利要求32所述的解码方法，其特征在于，所述根据检测结果和预 先设置的元素排列规则，将接收到的连续码字进行分集合并为根据预先设置 的元素排列规则，将第n个时隙传输的码字中相应位置元素计算获得的相关值， 与和该码字连续的码字中相应位置元素计算获得的相关值进行合并。
34、 如权利要求32所述的解码方法，其特征在于，所述将分集合并后的码 字与预先设置的与发送方相同的NxG个码字进行比较为采用极大似然方式， 将合并得到的所有相关值中数值最高的一个所对应的码字，确定为所述接收到 的码字。
35、 一种小区搜索中的解码方法，其特征在于，包括以下步骤 根据预先设置的元素排列规则设置与发送方相同的至少 一组码字，每组中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同；对接收到的与所述设置的码字包括相同元素个数的码字进行检测，并将检 测结果与设置的至少一组码字进行比较，确定检测结果的实际取值，获得帧同步信息和小区组的信息。
36、 一种用于小区搜索的解码设备，其特征在于，包括解码信息单元、 分集合并单元和解码运算单元，其中，所述解码信息单元，用于存储与码字发送方中相同的存储预先设置的存储 至少 一組码字，每组中的各个码字包括相同的元素但具有不同的元素排列顺序，每组码字中包括的元素与其他组码字包括的元素至少有一个不相同；将存储的 至少一組码字提供给解码运算单元；将存储的元素排列规则提供给分集合并单 元和解码运算单元；所述分集合并单元，用于对接收到的与所述存储的码字包括相同数量元素 的码字进行检测，并根据检测结果和解码信息单元提供的元素排列规则，将连 续接收到的码字进行分集合并；将分集合并后的码字提供给解码运算单元；所述解码运算单元，用于将分集合并单元提供的分集合并后的码字与解码 信息单元提供的至少一组码字进行比较，确定分集合并后的码字中元素的实际 取值，根据存储的元素排列规则，获得帧同步信息和小区组的信息。
37、如权利要求36所述的解码设备，其特征在于，该设备进一步包括信 号接收单元，用于接收次同步信道S-SCH子载波上的码字，并提供给所述分集 合并单元。
全文摘要
本发明公开了一种帧同步和获取小区组信息的方法、另一种帧同步和获取小区组信息的方法、一种实现帧同步和小区组信息获取的系统、一种小区搜索中的编码方法、一种用于小区搜索的编码设备、一种小区搜索中的解码方法、另一种小区搜索中的解码方法和一种用于小区搜索的解码设备。本发明对包括与不同SSC对应的多个元素的组合进行编码，得到具有不同元素排列顺序的码字，从而实现了将多个SSC复用在一个S-SCH符号内；接收方根据元素排列顺序和元素组合中的元素取值能够获得帧同步和小区组信息，同时获得分集增益，从而缩短了小区搜索的时间并提高了小区搜索的可行性。而且，本发明的技术方案还提高了小区搜索过程中可能实现检测的小区组和小区的个数。
文档编号H04B1/707GK101237271SQ200710003279
公开日2008年8月6日 申请日期2007年2月2日 优先权日2007年2月2日
发明者富兰崛克·伯根 申请人:华为技术有限公司
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