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说明书10003 2002.

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1 多载波通信中基于 CAZAC 序列的小区搜索结构及其搜索方法 技术领域 本发明属于无线通信技术领域,特别涉及空中信号传输技术. 背景技术 在无线通信系统中,由于正交频分复用(OFDM)具有矩形频谱,以及采用快速傅立叶变 换(FFT)而带来的系统低集成度,它能够在较高频谱效率下有效提高下行链路的系统容量, 覆盖范围以及数据传输速度.OFDM 作为一种宽带数据通信技术,已经被广泛应用于各类无线 射频环境中,例如高速数字用户回路(HDSLs) ,非对称数字用户环路(ADSLs) ,以及数字广 播.OFDM 将完整的频带分为许多并行的子载波,用来发射并行的数据流.由于插入保护时隙, 符号发送时间相对延长,但能有效降低符号间的干扰(ISI) . 在OFDMA 系统下行链路中,小区搜索具有重要的地位,因为它是用户接入通信网络的初 始步骤.有效足够的小区信息是无线通信的基础.OFDM 系统传统的小区搜索方法分为以下三 个步骤:1)帧/片定时和频率同步.一般是采用公共的小区同步训练序列经过传统的同步方 法实现;

2)小区辨别.各小区都有唯一标识的小区识别号,接收端通过检测不同的小区识别 序列判断小区号;

3) 小区其他信息(如系统带宽,天线配置等)的捕获.这些信息的正确解 调是依赖于步骤 1)和2)的实现才能完成.对于小区的识别,它是小区搜索的关键.因为小 区的很多信息都是依赖于小区的正确识别的.最为传统且常用的小区识别方法是相关检测法, 由于它需要对估计到的序列和所有的小区特定序列进行互相关计算.一旦小区数目增大,实 现复杂度就变得越来越大.为了降低小区搜索的实现复杂度,摩托罗拉(Motorola)提出了 一个基于恒定幅度零自相关(CAZAC)序列的小区搜索方案,它利用差分算法和 DFT/IDFT 来 代替小区检测中的大量互相关操作,因此小区搜索的计算复杂度便大大降低了.然而,在Motorola 的方案中,不同小区/扇区之间的干扰没有仔细考虑.在多小区环境下,特别是当用 户在小区边缘,该方案下的小区间干扰会变得非常严重,从而不可避免地恶化了系统性能. OFDM 符号的小区搜索结构由 CAZAC 序列构成.CAZAC 序列表示如下:

2 exp(

2 /(2 )), ( ) exp(

2 ( 1) /(2 )) 0,1,2, ,

1 ;

0,1,2, ,

1 i i u u u i u u u i u j k u N N C k j k k u N N k N u N π π ? ? ? = ? ? + ? ? = ? = ? 为偶数 为奇数 (1) 说明书10003 2002.8

2 其中 k 是某一个特定 CAZAC 序列中的序号,u 用来生成特定的 CAZAC 序列, u N 表示 CAZAC 序列的长度. 蜂窝通信中的小区结构如图

1 所示.一般小区的基站会通过天线发射角度的不同将小区 分为

3 个扇区.Motorola 建议在小区内的所有扇区共享相同的子载波.如图

2 所示. 其中, 频域的数据子载波间隔排列是为了产生时域的周期性, 以及降低载波间干扰 (ICI) . 然而,当几个邻近的小区同时发送小区搜索符号,此方案带来的干扰迅速增大.当用户到达 邻接三个小区的边缘时,例如图

1 中的用户 A,情况变得更为严重,此时,即使是在高信噪比 下,来自小区间的干扰依然很大. Motorola 小区搜索序列的检测性能如图

3 所示.在没有噪声和多径信道的影响下,三个 小区 u1,u2 和u3 各自的检测峰值受到其他两个小区的干扰很大,几乎会导致检测错误.此时,如果系统在多径环境下,由于信道衰减的作用,情况变得更为严重. 发明内容 为降低小区间的干扰,本发明在 Motorola 方案的基础上,提出一种多载波通信中基于 CAZAC 序列的小区搜索结构及其搜索方法. 为达上述目的,本发明采用如下技术方案: 一种多载波通信中基于 CAZAC 序列的小区搜索结构,相邻三个小区邻接的三个扇区中至 少有两个扇区在频域上互相正交. 作为本发明技术方案的一种改进,所述相邻三个小区邻接的三个扇区在频域上互相正交. 作为本发明的一种优选方式,所述扇区的频谱分配为分布式分配.这里有两种不同的扇 区频谱分配方案:分布式分配和集中式分配.所谓分布式分配就是所分别的子载波是不连续 的,等间隔分布在整个频带内;