СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПЕРВИЧНЫХ И ВТОРИЧНЫХ СИГНАЛОВ СИНХРОНИЗАЦИИ ДЛЯ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2012 года по МПК H04B1/707 H04W56/00 

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной патентной заявки США № 60/828,055, озаглавленной «Способ и устройство для P-SCH и S-SCH последовательностей для Е-UTRA», поданной 3 октября 2007, переуступленной правопреемнику настоящей заявки и включенной в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники

Настоящее раскрытие относится, в общем, к связи, более конкретно, к способам синхронизации для беспроводной связи.

Уровень техники

Системы беспроводной связи широко используются для предоставления различного коммуникационного контента, такого как голос, видео, пакетные данные, передача сообщений, широковещание и т.д. Эти беспроводные системы могут быть системами множественного доступа, способными поддерживать множество пользователей путем совместного использования доступных ресурсов системы. Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением (FDMA), системы ортогонального FDMA (OFDMA) и системы FDMA с одной несущей (SC-FDMA).

Система беспроводной связи может включать в себя любое число базовых станций, которые могут поддерживать коммуникацию для любого количества единиц пользовательского оборудования (UE). UE (например, сотовый телефон) может находиться в пределах зоны покрытия связью ни одной, одной или множества базовых станций в любой данный момент. UE мог быть только что включен или мог потерять покрытие связью и, таким образом, может не знать, какие базовые станции могут приниматься. UE может выполнить поиск ячейки, чтобы обнаружить базовые станции и получить информацию временных характеристик (хронирования) и другую информацию для обнаруженных базовых станций.

Каждая базовая станция может передать сигналы синхронизации, чтобы помочь UE выполнять поиск ячейки. Вообще, сигнал синхронизации может быть любым сигналом, который позволяет приемнику обнаруживать передатчик и получать временные характеристики и/или другую информацию. Сигналы синхронизации представляют непроизводительные затраты и должны передаваться с максимально возможной эффективностью. Кроме того, сигналы синхронизации должны позволить UE выполнять поиск ячейки максимально быстро и эффективно.

Сущность изобретения

Описаны способы обеспечения поиска ячейки посредством UE в системе беспроводной связи. В одном аспекте последовательность первичного кода синхронизации (PSC) может генерироваться на основе последовательности Frank и последовательности постоянной амплитуды, которая повторяется многократно. Последовательность Frank может обеспечить хороший показатель по сдвигу частоты и оценке канала. Последовательность постоянной амплитуды может обеспечить хороший показатель по частичной корреляции. Последовательность постоянной амплитуды может быть основана на последовательности Golay, М-последовательности, псевдослучайной (PN) последовательности и т.д. В одном варианте, повторяемая последовательность постоянной амплитуды длины N² может быть получена путем повторения N раз последовательности постоянной амплитуды длины N. Последовательность PSC длины N² может генерироваться на основе последовательности Frank длины N² и повторяемой последовательности постоянной амплитуды длины N².

В другом аспекте набор последовательностей PSC может генерироваться на основе комплементарных последовательностей, имеющих хорошие апериодические свойства корреляции и эффективные реализации. В одном варианте последовательности PSC A+B и B+A могут быть сформированы на основе комплементарных последовательностей Golay A и B, где "+" обозначает конкатенацию. Обнаружение последовательностей PSC A+B и B+A может быть эффективно выполнено с намного меньшим количеством арифметических операций, чем для других типов последовательностей PSC.

В еще одном аспекте набор последовательностей вторичного кода синхронизации (SSC) может генерироваться на основе набора базовых последовательностей и различных символов модуляции для схемы модуляции. Базовые последовательности могут быть последовательностями CAZAC (постоянной амплитуды с нулевой автокорреляцией), PN-последовательностями, комплементарными последовательностями и т.д. Каждая базовая последовательность может модулироваться каждым из М возможных символов модуляции для схемы модуляции, чтобы получить М различных последовательностей SSC. UE может получить оценку канала, основанную на обнаруженной PSC, и может выполнить когерентное обнаружение с оценкой канала, чтобы определить символ модуляции, посланный в базовой последовательности.

Различные аспекты и признаки раскрытия описаны ниже детально.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - система беспроводной связи.

Фиг.2 - приведенная в качестве примера передача PSC и SSC.

Фиг.3 - коррелятор комплементарной последовательности Golay.

Фиг.4 - блок-схема узла B и UE.

Фиг.5 - блок-схема процессора данных передачи (ТХ) в узле В.

Фиг.6A и 6B - блок-схемы двух генераторов сигнала PSC.

Фиг.6C - блок-схема генератора сигнала SSC.

Фиг.7 - блок-схема процессора синхронизации в UE.

Фиг.8-19 - процессы и устройства для генерации сигналов PSC и SSC узлом B и для обнаружения сигналов PSC и SSC посредством UE.

Детальное описание

Методы, описанные здесь, могут использоваться для различных систем беспроводной связи, таких как CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA и другие системы. Термины "система" и "сеть" часто используются взаимозаменяемым образом. Система CDMA может реализовывать такую технологию радиосвязи, как Универсальный наземный радио-доступ (UTRA), cdma2000 и т.д. UTRA включает в себя широкополосный-CDMA (W-CDMA) и LCR (Низкая скорость элементарных посылок). Технология cdma2000 включает в себя стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. Система TDMA может реализовывать такую технологию радиосвязи, как Глобальная система мобильной связи (GSM). Система OFDMA может реализовывать такую технологию радиосвязи, как Е-UTRA (Развитый UTRA), UMB (Ультра широкополосная мобильная технология), IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, Flash-OFDM®, и т.д. UTRA, E-UTRA и GSM являются частью Универсальной Мобильной Телекоммуникационной Системы (UMTS). 3GPP LTE (Долгосрочное развитие стандарта 3GPP) является планируемым выпуском UMTS, который использует Е-UTRA, применяющий OFDMA в нисходящей линии и SC-FDMA в восходящей линии. UTRA, Е-UTRA, GSM, UMTS и LTE, описаны в документах организации 3GPP ("Проект партнерства третьего поколения"). cdma2000 и UMB описаны в документах организации 3GPP2 ("Проект 2 партнерства третьего поколения"). Эти различные технологии радиосвязи и стандарты известны в технике.

Фиг.1 показывает систему беспроводной связи 100 с множеством узлов В 110. Узел B может быть неподвижной станцией, используемой для связи с UE, и может также упоминаться как усовершенствованный узел B (eNB), базовая станция, пункт доступа и т.д. Каждый узел B 110 обеспечивает покрытие связью для конкретной географической области. Полная зона покрытия каждого узла B 100 может быть разделена на множество (например, три) меньших областей. В 3GPP термин "ячейка" может относиться к наименьшей зоне покрытия узла B и/или подсистемы узла B, обслуживающей эту зону покрытия. В других системах термин "сектор" может относиться к наименьшей зоне покрытия и/или подсистеме, обслуживающей эту зону покрытия. Для ясности, в нижеследующем описании используется 3GPP концепция ячеек.

UE 120 могут быть рассредоточены по системе. UE может быть стационарным или мобильным и может также упоминаться как мобильная станция, терминал, терминал доступа, абонентский блок, станция и т.д. UE может быть сотовым телефоном, персональным цифровым помощником (PDA), беспроводным модемом, устройством беспроводной связи, переносным устройством, ноутбуком, беспроводным телефоном и т.д. UE может осуществлять связь с одним или более узлами В посредством передач по нисходящей линии и восходящей линии. Передача информации по нисходящей линии (или по прямой линии связи) относится к линии связи от узлов к UE, а восходящая линия (или обратная линия связи) относится к линии связи от UE к узлам В. На фиг.1 сплошная линия с двойными стрелками указывает на связь между узлом B и UE. Прерывистая линия с единственной стрелкой указывает UE, принимающее сигнал нисходящей линии от узла B. UE может выполнить поиск ячейки, основываясь на сигналах нисходящей линии, переданных узлами В.

В системе 100 узлы В 110 могут периодически передавать сигналы синхронизации, чтобы позволить UE 120 обнаруживать узлы В и получать информацию, такую как временные характеристики (хронирование), сдвиг частоты, идентификатор (ИД) ячейки и т.д. Сигналы синхронизации могут генерироваться и передаваться по-разному. В одном варианте, который описан подробно ниже, каждый узел B периодически передает сигнал PSC и сигнал SSC. Сигнал PSC может генерироваться на основе последовательности PSC и посылаться на первичном канале синхронизации (P-SCH). Сигнал SSC может генерироваться на основе последовательности SSC и посылаться на вторичном канале синхронизации (S-SCH). PSC и SSC могут также упоминаться под другими названиями, такими как первичная и вторичная последовательности синхронизации.

На фиг.2 показана приведенная в качестве примера передача PSC и SSC в соответствии с одной схемой. График времени передачи для нисходящей линии может быть разделен на блоки радиокадров. Каждый радиокадр может иметь предопределенную продолжительность, например, 10 миллисекунд (мс). В схеме, показанной на фиг.2, PSC посылается вблизи начала и середины радиокадра, а SSC посылается непосредственно перед PSC. Вообще, PSC может посылаться с любой частотой, например, любое количество раз в каждом радиокадре. SSC может также посылаться с любой частотой, которая может быть той же самой или отличающейся от частоты посылки PSC. SSC может посылаться рядом с PSC (например, или непосредственно перед или после PSC) так, чтобы оценка канала, полученная из PSC, могла использоваться для когерентного обнаружения SSC, как описано ниже.

В одной схеме все ячейки могут передавать ту же самую последовательность PSC, чтобы позволить UE обнаруживать эти ячейки. Различные ячейки могут передавать различные последовательности SSC, чтобы позволить UE идентифицировать эти ячейки и, возможно, получать дополнительную информацию из ячеек. Число последовательностей SSC может зависеть от числа поддерживаемых идентификаторов (ИД) ячеек и/или другой информации, посылаемой в SSC.

UE может выполнять поиск ячейки (например, при включении питания) с использованием двухэтапного процесса обнаружения. В одной схеме двухэтапный процесс обнаружения может включать:

1. Стадия обнаружения PSC -

a. Обнаружить ячейки, основываясь на PSC, переданном ячейками,

b. Получить временные характеристики символа и, возможно, временные характеристики для каждой обнаруженной ячейки, и

c. Оценить сдвиг частоты и отклик канала для каждой обнаруженной ячейки; и

2. Стадия обнаружения SSC -

a. Идентифицировать каждую обнаруженную ячейку, основываясь на SSC, переданном ячейкой, и

b. Получить временные характеристики кадра, если не обеспечено стадией обнаружения PSC.

UE может также получить другую информацию (например, информацию циклического префикса, информацию передающей антенны и т.д.), основываясь на PSC и SSC.

Поиск ячейки может быть относительно сложным и может потреблять значительную мощность питания от батареи для переносного устройства. Для стадии обнаружения PSC временные характеристики символа/кадра могут быть неизвестными, так что UE может коррелировать принятый сигнал с локально генерированной последовательностью PSC при различных гипотезах временных характеристик (или смещений времени), чтобы обнаружить последовательность PSC, переданную ячейкой. Для стадии обнаружения SSC временные характеристики символа/кадра могут быть известными из стадии обнаружения PSC, но может иметься множество гипотез SSC (например, ИД ячейки) для проверки. UE может коррелировать принятый сигнал с различными последовательностями-кандидатами SSC, чтобы обнаружить последовательность SSC, переданную ячейкой. Последовательности PSC и SSC могут быть разработаны, чтобы уменьшить сложность обнаружения PSC и SSC посредством UE.

Низкая сложность и высокая эффективность обнаружения желательны как для PSC, так и для SSC. Для повышения эффективности обнаружения SSC, UE может выполнять когерентное обнаружение SSC для каждой обнаруживаемой ячейки, основываясь на оценке канала, полученной из PSC для той ячейки. PSC может, таким образом, разрабатываться так, чтобы иметь хорошие свойства автокорреляции, обеспечивать хорошие характеристики по сдвигу частоты и оценке канала и иметь низкую сложность обнаружения.

Последовательность CAZAC может использоваться для PSC. Некоторые примерные последовательности CAZAC включают в себя последовательность Frank, последовательность Chu, обобщенную ЛЧМ-подобную последовательность (GCL) и т.д. Последовательность CAZAC может обеспечить нулевую автокорреляцию, которая имеет большое значение для корреляции последовательности CAZAC с самой собой при нулевом сдвиге и нулевые значения для всех сдвигов. Свойство нулевой автокорреляции выгодно для того, чтобы точно оценить отклик канала и уменьшить время поиска временных характеристик. Однако последовательности GCL и Chu имеют неоднозначность между сдвигом времени и сдвигом частоты, что означает, что ошибка хронирования в приемнике вызывает соответствующее линейное изменение фазы во временной области или эквивалентный сдвиг частоты в частотной области. Таким образом, эффективность оценки сдвига частоты может быть ухудшена, так как не было бы известно, обусловлен ли обнаруженный сдвиг частоты в приемнике ошибкой частоты или ошибкой хронирования в приемнике. Последовательность Frank ухудшила эффективность частичной корреляции. Частичная корреляция относится к корреляции принятого сигнала с частью последовательности вместо всей последовательности. Частичная корреляция может обеспечить повышенную эффективность обнаружения по полной корреляции (которая является корреляцией по всей последовательности), когда большой сдвиг частоты присутствует в приемнике. Частичная корреляция может быть выполнена по подходящей продолжительности времени, которая может быть определена на основе максимального ожидаемого сдвига частоты в приемнике. Однако пик автокорреляции для последовательности Frank может быть широким для частичной корреляции. Для хороших показателей работы PSC должен обеспечить хорошую способность оценки канала без потенциальной проблемы в оценке сдвига частоты и в отсутствие проблем с частичной корреляцией.

В одном аспекте последовательность PSC может генерироваться на основе последовательности Frank и последовательности постоянной амплитуды, которая повторяется многократно. Последовательность Frank может обеспечить высокую эффективность по сдвигу частоты и оценке канала. Последовательность постоянной амплитуды может обеспечить высокую эффективность по частичной корреляции.

Последовательность Frank f (n) может быть выражена как:

где N и p могут быть любыми положительными целочисленными значениями, относительно простыми друг к другу, и N² - длина последовательности Frank.

В уравнении (1), p - индекс последовательности для последовательности Frank. Различные последовательности Frank могут генерироваться с различными значениями р.

Последовательность постоянной амплитуды может быть любой последовательностью, имеющей постоянную амплитуду и хорошие свойства автокорреляции. Например, последовательность постоянной амплитуды может быть основана на последовательности Golay, комплементарной последовательности Golay, М-последовательности максимальной длины, PN-последовательности и т.д. Последовательности Golay и комплементарные последовательности Golay различных длин могут генерироваться способом, известным в технике. М-последовательность является PN-последовательностью максимальной длины 2^L - 1 и генерируется на основе примитивного полинома, где L может быть любым целочисленным значением. Последовательность постоянной амплитуды длины 2^L может быть получена из М-последовательности длины 2^L - 1, добавляя или +1 или -1 к М-последовательности так, чтобы количество «+1» было равно количеству «-1». Вообще, длина последовательности постоянной амплитуды может быть любым целочисленным делителем N², так чтобы длина последовательности Frank была целым кратным длины последовательности постоянной амплитуды.

В одной схеме последовательность постоянной амплитуды длины N повторена N раз, чтобы получить повторяющуюся последовательность постоянной амплитуды длины N², следующим образом:

где c_i(n) является i-ой копией последовательности постоянной амплитуды, для i = 0,…, N-1,

при с₀(n) = c₁(n) =… = c_i(n) =… = c_N-1(n), и

c(n) - повторяющаяся последовательность постоянной амплитуды длины N².

Последовательность PSC может тогда генерироваться следующим образом:

p(n) = f(n)·c(n), для n=0,…, N²-1, (3)

где p(n) является последовательностью PSC длины N².

В одной иллюстративной схеме последовательность PSC длины 64 может генерироваться умножением последовательности Frank длины 64 на повторяющуюся последовательность постоянной амплитуды длины 64. Повторяющаяся последовательность постоянной амплитуды может быть получена повторением комплементарной последовательности Golay длины 8 {1, 1, 1, -1, 1, 1, -1, 1} восемь раз.

Произведение последовательности Frank длины N² и повторяющейся последовательности постоянной амплитуды (например, генерированной N повторениями последовательности постоянной амплитуды длины N с хорошим свойством автокорреляции) может улучшить частичную корреляцию и эффективность объединения энергии. Повторяющаяся последовательность постоянной амплитуды может подавить помехи многолучевого распространения, что может способствовать повышению эффективности частичной корреляции. После коррекции сдвига временных характеристик и частоты, точная оценка канала (из-за свойства CAZAC последовательности Frank) может быть получена путем удаления последовательности PSC, как описано ниже.

В другом аспекте ряд последовательностей PSC может генерироваться на основе комплементарных последовательностей, имеющих хорошие апериодические свойства корреляции и эффективные реализации. Пара комплементарных последовательностей A и B может быть выражена как:

A=[a₀ a₁ … a_N-1] и (4)

В=[b₀ b₁ … b_N-1],

где a_n и b_n являются n-ым элементом комплементарных последовательностей A и B соответственно.

Апериодическая функция автокорреляции R_A(k) для последовательности A и апериодическая функция автокорреляции R_B(k) для последовательности B могут быть выражены как:

Для комплементарных последовательностей A и B, сумма их апериодических функций корреляции равна нулю для всех положений, кроме положения при нулевой задержке, следующим образом:

Последовательности PSC могут генерироваться на основе различных типов комплементарных последовательностей, таких как комплементарные последовательности Golay (GCS), иерархические комплементарные последовательности Golay и т.д. Комплементарные последовательности Golay имеют хорошие апериодические свойства корреляции, как показано в уравнениях (5) и (6). Кроме того, для бинарных комплементарных последовательностей Golay длины N, коррелятор GCS может быть эффективно реализован с использованием только 2log₂(N) комплексных сложений, как описано ниже.

Комплементарные последовательности Golay различных длин могут генерироваться по-разному. Прямой способ конструирования для генерации различных пар комплементарных последовательностей Golay любой длины N описан Marcel J.E. Golay в статье: "Complementary Series," IRE Trans. Inform. Theory, IT-7:82-87, 1961. N различных пар комплементарных последовательностей Golay длины N могут также быть получены умножением пары комплементарных последовательностей Golay длины N на N×N матрицу Адамара.

Последовательности PSC могут генерироваться на основе комплементарных последовательностей A и B различными способами. В одной схеме пара последовательностей PSC PSC₁ и PSC₂ длины 2N может генерироваться следующим образом:

PSC₁ = A + B, и (7)

PSC₂ = B + A.

В схеме, показанной в уравнении (7), PSC₁ генерируется конкатенацией комплементарной последовательности А с комплементарной последовательностью B, и PSC₂ генерируется конкатенацией комплементарной последовательности В с комплементарной последовательностью А. Например, последовательности PSC длины 64 могут генерироваться конкатенацией комплементарных последовательностей A и B длины 32.

В другой схеме пара последовательностей PSC длины N может генерироваться следующим образом:

PSC₁ = A, и (8)

PSC₂ = B.

В схеме, показанной в уравнении (8), последовательности PSC длины 64 могут генерироваться на основе комплементарных последовательностей A и B длины 64. Использование более длинных комплементарных последовательностей A и B для PSC может уменьшить сложность обнаружения. Более длинные комплементарные последовательности длиной 64 могут также иметь более низкий уровень бокового лепестка, чем у комплементарных последовательностей длиной 32, используемых для схемы согласно уравнению (7).

Другие последовательности PSC могут также генерироваться, например, PSC₁=А+A и PSC₂=B+B. В любом случае, для последовательностей PSC, генерированных на основе комплементарных последовательностей Golay A и B, коррелятор GCS может быть эффективно реализован с использованием свойств комплементарных последовательностей Golay.

Фиг.3 показывает схему коррелятора GCS 300, который может использоваться, чтобы выполнить скользящую корреляцию для комплементарных последовательностей Golay A и B. Коррелятор GCS 300 включает в себя S секций, где S = log₂(N) и N является длиной комплементарных последовательностей Golay. Например, S=5 секций могут использоваться для корреляции комплементарных последовательностей Golay длины N = 32.

Первая секция принимает входные выборки r(n). Каждая последующая секция s, для s=2,…,S, принимает результаты частичной корреляции a_s-1(n) и b_s-1(n) от предшествующей секции и предоставляет результаты частичной корреляции a_s(n) и b_s(n) на следующую секцию. Последняя секция S предоставляет результаты корреляции А(n) и B(n) для комплементарных последовательностей Golay A и B, соответственно.

Каждая секция включает в себя блок задержки 322, умножитель 324 и сумматоры 326 и 328. Для секции s, блок задержки 322 принимает a_s-1(n) от предшествующей секции s-l и обеспечивает задержку D_s выборок. Умножитель 324 принимает b_s-1(n) от предшествующей секции s-l и умножает b_s-1(n) на вес W*_s. Сумматор 326 суммирует выходы блока задержки 322 и умножителя 324 и предоставляет a_s(n) в следующую секцию. Сумматор 328 вычитает выход умножителя 324 из выхода блока задержки 322 и предоставляет b_s(n) в следующую секцию.

После начальной задержки N-1 элементарных посылок, последняя секция S предоставляет одну пару результатов корреляции А(n) и B(n) для каждой входной выборки r(n). Сумматор 326 в последней секции S обеспечивает результат корреляции А(n) для корреляции N самых последних входных выборок с комплементарной последовательностью Golay, A. Сумматор 328 в последней секции S обеспечивает результат корреляции B(n) для корреляции N самых последних входных выборок с комплементарной последовательностью Golay B.

Задержки от D₁ до D_S и веса от W₁ до W_S для S секций могут быть определены на основе определенных комплементарных последовательностей Golay A и B, выбранных для использования. В одной схеме задержки от D₁ до D_S для S секций могут быть такими, что D₁=N/2 для первой секции и D_s=D_s-1/2 для каждой последующей секции. Веса от W₁ до W_S для S секций могут быть такими, что W_s ∈ {+1,-1} для бинарных комплементарных последовательностей Golay. Различные задержки от D₁ до D_S и веса от W₁ до W_S могут использоваться для различных пар комплементарных последовательностей Golay A и B.

Выходная секция включает в себя блоки задержки 332 и 334 и сумматоры 336 и 338. Блоки задержки 332 и 334 задерживают результаты корреляции А(n) и B(n), соответственно, на N периодов выборок. Сумматор 336 суммирует результат корреляции А(n) с сумматора 326 с задержанным результатом корреляции В(n-N) c блока задержки 334 и обеспечивает заключительный результат корреляции для PSC₁=А+B. Сумматор 338 суммирует результат корреляции В(n) с сумматора 328 с задержанным результатом корреляции А(n-N) c блока задержки 332 и обеспечивает заключительный результат корреляции для PSC₂ =В+А.

Для схемы, соответствующей уравнению (7), коррелятор GCS 300 может выполнить корреляцию для каждой половины PSC, чтобы получить результаты частичной корреляции А(n) и B(n) для этой половины PSC. Поскольку веса от W₁ до W_S равны +1 или -1, сложность корреляции определяется числом комплексных сложений/вычитаний. Для каждой половины PSC с N = 32, коррелятор GCS 300 может выполнить корреляцию для обеих комплементарных последовательностей A и для B с только 2log₂(32)=10 комплексными сложениями. Два результата частичной корреляции А(n) и B(n) могут быть получены для второй половины PSC для данной гипотезы n хронирования. Два результата частичной корреляции А(n-N) и B(n-N) могут быть получены для первой половины PSC для той же самой гипотезы хронирования в предшествующий период n-N выборки и сохранены в блоках задержки 332 и 334. Еще одно суммирование может тогда быть выполнено сумматором 336, чтобы объединить два результата частичной корреляции А(n) и B(n-N), чтобы получить заключительный результат корреляции для PSC₁=А+B. Еще одно суммирование может быть выполнено сумматором 338, чтобы объединить два результата корреляции B(n) и А(n-N), чтобы получить заключительный результат корреляции для PSC₂=В+А.

Для схемы, показанной в уравнении (7), частичная корреляция может быть выполнена для каждой половины PSC, чтобы противодействовать большому сдвигу частоты в приемнике. Сложность для получения грубого хронирования может быть уменьшена с использованием результатов частичной корреляции. Для каждой гипотезы хронирования результаты частичной корреляции определяются для последовательностей A+0 и 0+B и могут использоваться, чтобы исключить многих кандидатов. Например, если результаты частичной корреляции ниже порога, то полная корреляция для последовательностей A+B и A+B может быть пропущена. Те же самые методы обнаружения могут также использоваться для схемы A+A и B+B.

Результаты частичной корреляции для каждой половины PSC являются комплексными значениями и могут использоваться, чтобы оценить сдвиг частоты. Сдвиг фазы θ(n) может быть оценен на основе результатов частичной корреляции, следующим образом:

где "*" обозначает комплексное сопряжение. Уравнение (9a) может использоваться, если обнаруживается A+B, а уравнение (9b) может использоваться, если обнаруживается B+A.

Оценка сдвига частоты может быть получена на основе оценки сдвига фазы, следующим образом:

где T_GCS - длительность комплементарных последовательностей Golay в секундах.

Сложность обнаружения последовательностей PSC A+B и B+A, по существу, та же самая. Один информационный бит может быть передан путем передачи A+B или B+A. Например, A+B может быть передано для передачи битового значения '1', и B+A может быть передано для передачи битового значения '0'. Информационный бит может указать одну из двух возможных длин циклического префикса или может передать другую информацию. С еще двумя суммированиями могут быть проверены обе гипотезы A+B и B+A, и информационный бит может быть восстановлен из успешной гипотезы. Если PSC передается многократно в радиокадре, то может передаваться более одного информационного бита путем передачи различных комбинаций последовательностей PSC в одном радиокадре.

Для схемы последовательностей PSC A и B, соответствующей уравнению (8), один информационный бит может быть передан путем передачи A или B. Например, PSC может передаваться дважды в одном радиокадре, А с последующим B может передаваться для передачи битового значения '1', и B с последующим A может передаваться для передачи битового значения '0'. Один информационный бит может также быть включен для схемы с PSC=C+A при PSC, передаваемом один или два раза в одном кадре.

Можно показать, что N·log₂(N)! различных пар комплементарных последовательностей Golay длины N могут генерироваться для данного N. Если одна пара комплементарных последовательностей Golay используется для всех ячеек, то эта пара GCS может быть выбрана так, чтобы иметь (i) низкий уровень бокового лепестка в апериодических автокорреляциях, или низкие R_A(k) и R_B(k) для k=1,…,N-1, (ii) низкую взаимную корреляцию между двумя комплементарными последовательностями Golay, и (iii) низкие вариации в частотной характеристике, чтобы обеспечить хороший показатель оценки канала.

Множество пар комплементарных последовательностей Golay могут также использоваться для генерации большего количества последовательностей PSC. Например, две пары комплементарных последовательностей Golay (A₁, В₁) и (A₂, B₂) могут использоваться для генерации четырех последовательностей PSC, от PSC₁ до PSC₄, следующим образом:

С четырьмя последовательностями PSC ячейки в системе могут быть разделены на четыре группы 1-4, причем каждая ячейка принадлежит только одной группе. Группы 1-4 могут быть связаны с PSC₁-PSC₄ соответственно. Ячейки в каждой группе могут использовать последовательность PSC для той группы. Сложность обнаружения может быть уменьшена путем повторного использования результатов частичной корреляции, чтобы получить заключительные результаты корреляции для различных PSC. Например, результат частичной корреляции A₁(n) для комплементарной последовательности Golay А₁ для более поздней половины PSC₁ может быть повторно использован как результат частичной корреляции A₁(n-N) для комплементарной последовательности Golay А₁ для более ранней половины PSC₃.

Вообще, ячейки могут быть разделены в любое число групп, и достаточное число последовательностей PSC может генерироваться для этих групп. Разделение ячеек во множество групп может позволить UE получать более точную оценку канала, так как оценка канала, полученная для данной последовательности PSC, будет испытывать помехи только от ячеек, использующих эту PSC (вместо всех ячеек, если только одна PSC будет использоваться всеми ячейками).

Последовательности PSC, генерируемые на основе комплементарных последовательностей Golay, могут иметь намного более низкую сложность обнаружения, чем последовательности PSC, генерированные на основе PN-последовательностей или комплексных последовательностей. Для каждой гипотезы хронирования полная корреляция для последовательности PSC длиной 64 может быть выполнена с (i) 12 комплексными сложениями для комплементарных последовательностей Golay (ii) 63 комплексными сложениями для PN-последовательности, или (iii) 64 комплексными умножениями и 63 комплексными сложениями для комплексной последовательности.

Для всех последовательностей PSC, описанных выше, множество последовательностей PSC могут передаваться в одном радиокадре и могут неравномерно размещаться в радиокадре. Например, одна последовательность PSC может быть передана в начале или вблизи начала радиокадра длительностью 10 миллисекунд, а другая последовательность PSC может быть передана приблизительно спустя 4,5 миллисекунды от начала радиокадра. В этом случае, UE может выполнять параллельный поиск шаблона и может выполнять поиск по всем возможным комбинациям неравномерно разнесенных шаблонов и выбирать лучшего кандидата на каждую гипотезу.

SSC может использоваться для передачи ИД ячейки и/или другой информации. Большой набор последовательностей SSC может быть определен, и соседним ячейкам могут назначаться различные последовательности SSC, которые могут использоваться, чтобы отличить эти ячейки. Например, большой набор ортогональных или псевдоортогональных последовательностей может использоваться для последовательностей SSC. Эти ортогональные или псевдоортогональные последовательности могут генерироваться на основе последовательности Chu или GCL с различными индексами последовательности, PN-последовательностей частотной области и т.д. Различные сдвиги времени могут также использоваться, чтобы генерировать множество псевдоортогональных последовательностей. Набор ортогональных или псевдоортогональных последовательностей должен быть выбран на основе корреляционных свойств и сложности. В любом случае, независимо от конкретного типа ортогональных или псевдоортогональных последовательностей, выбранных для использования, сложность обнаружения может быть высокой для большого размера набора, так как сложность пропорциональна числу последовательностей в наборе. Сложность обнаружения может быть уменьшена при использовании малого размера набора, но это может не обеспечить достаточное число ИД ячеек.

В еще одном аспекте модулированные по фазе последовательности могут использоваться, чтобы получить больший размер набора и/или уменьшить сложность обнаружения для SSC. Набор базовых последовательностей может генерироваться на основе последовательности CAZAC с различными индексами последовательности, различных PN-последовательностей, различных комплементарных последовательностей и т.д. Последовательность CAZAC может быть последовательностью Chu, последовательностью Frank, последовательностью GCL и т.д. Каждая базовая последовательность может модулироваться различными возможными символами модуляции из выбранной схемы модуляции, чтобы получить различные возможные последовательности SSC. Если используется двоичная фазовая манипуляция (BPSK), то каждая базовая последовательность может модулироваться двумя возможными символами BPSK (например, +1 и -1), чтобы получить две последовательности SSC. Если используется квадратурная фазовая манипуляция (QPSK), то каждая базовая последовательность может модулироваться четырьмя возможными символами QPSK (например, 1+j, -1+j, 1-j и -1-j), чтобы получить четыре последовательности SSC. Число последовательностей SSC может, таким образом, быть увеличено в М раз, где М - число символов модуляции для выбранной схемы модуляции.

Для стадии обнаружения SSC, UE может сначала коррелировать принятый сигнал с различными возможными базовыми последовательностями. Сложность обнаружения может быть уменьшена в 1/М, так как число базовых последовательностей равно 1/М, умноженному на число последовательностей SSC. Альтернативно, больший набор последовательностей SSC может поддерживаться для данной сложности обнаружения. В любом случае, после обнаружения конкретной базовой последовательности из корреляции с различными возможными базовыми последовательностями, когерентное обнаружение может быть выполнено для обнаруженной базовой последовательности с оценкой канала, полученной из PSC, чтобы определить, какая из М возможных последовательностей SSC была послана. Это когерентное обнаружение или идентификация на основе модулированной фазы могут быть выполнены с минимальными дополнительными операциями.

Набор из Q модулированных по фазе последовательностей SSC может иметь показатели, подобные соответствующим показателям набора из Q ортогональных или псевдоортогональных последовательностей. Однако сложность обнаружения может быть уменьшена в 1/М (например, 1/4 для QPSK или 1/2 для BPSK), или может быть разрешено в М раз больше гипотез. Более высокий порядок модуляции (например, 8-PSK, 16-QAM и т.д.) может также использоваться, чтобы дополнительно уменьшить сложность обнаружения или дополнительно увеличить число последовательностей SSC.

Фиг.4 показывает блок-схему узла B 110 и UE 120, которые являются одним из узлов В и одним из UE по фиг.1. В этой схеме узел B 110 оборудован Т антеннами 424a - 424t, и UE 120 оборудовано R антеннами 452a - 452r, где, в общем, T≥ 1 и R≥ 1.

В узле B 110 процессор 414 передаваемых (ТХ) данных может получить данные для одного или более UE из источника 412 данных. Процессор 414 ТХ данных может обрабатывать (например, форматировать, кодировать и перемежать) данные трафика для каждого UE на основе одной или более схем кодирования, выбранных для данного UE, чтобы получить кодированные данные. Процессор 414 ТХ данных может затем модулировать (или отображать на символы) кодированные данные для каждого UE на основе одной или более схем модуляции (например, BPSK, QSPK, PSK или QAM), выбранных для данного UE, чтобы получить символы модуляции.

TX MIMO процессор 420 может мультиплексировать символы модуляции для всех UE с пилотными символами, используя любую схему мультиплексирования. Пилот-сигнал обычно представляет собой известные данные, которые обрабатываются известным способом и могут использоваться приемником для оценки канала и других целей. TX MIMO процессор 420 может обрабатывать (например, предварительно кодировать) мультиплексированные символы модуляции и пилотные символы и обеспечить Т выходных потоков символов на T передатчиков (TMTR) 422a - 422t. В определенных схемах, TX MIMO процессор 420 может применить веса формирования луча диаграммы направленности к символам модуляции, чтобы пространственно управлять этими символами. Каждый передатчик 422 может обрабатывать соответствующий выходной поток символов, например, для мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM), чтобы получить выходной поток элементарных посылок. Каждый передатчик 422 может далее обрабатывать (например, преобразовывать в аналоговую форму, усиливать, фильтровать и преобразовать с повышением частоты) выходной поток элементарных посылок, чтобы получить сигнал нисходящей линии. T сигналов нисходящей линии от передатчиков 422a - 422t могут передаваться через Т антенн 424a - 424t соответственно.

В UE 120 антенны 452a - 452r могут принимать сигналы нисходящей линии от узла B 110 и предоставлять принятые сигналы приемникам (RCVR) 454a - 454r соответственно. Каждый приемник 454 может преобразовывать (например, фильтровать, усиливать, преобразовывать с понижением частоты и преобразовывать в цифровую форму) соответствующий принятый сигнал для получения входных выборок, и может далее обрабатывать входные выборки (например, для OFDM) для получения принятых символов. MIMO детектор 460 может принимать и обрабатывать принятые символы от всех R приемников 454a - 454r на основе метода обработки MIMO приемника, чтобы получить обнаруженные символы, которые являются оценками символов модуляции, переданных узлом B 110. Процессор 462 принимаемых (RX) данных может затем обрабатывать (например, демодулировать, выполнять обращенное перемежение и декодировать) обнаруженные символы и предоставлять декодированные данные для UE 120 к приемнику 464 данных. Вообще, обработка MIMO 460 детектора и процессора 462 RX данных комплементарна обработке TX MIMO процессора 420 и процессора 414 ТХ данных в узле B 110.

В восходящей линии, в UE 120, данные трафика от источника 476 данных и сигнализация могут обрабатываться процессором 478 ТХ данных, далее обрабатываться модулятором 480, преобразовываться передатчиками 454a - 454r и передаваться к узлу B 110. В узле B 110 сигналы восходящей линии от UE 120 могут приниматься антеннами 424, преобразовываться приемниками 422, демодулироваться демодулятором 440 и обрабатываться процессором 442 RX данных, чтобы получить данные трафика и сигнализацию, переданные посредством UE 120.

Контроллеры/процессоры 430 и 470 могут управлять работой узла B 110 и UE 120 соответственно. ЗУ 432 и 472 могут хранить данные и коды программы для узла B 110 и UE 120 соответственно. Процессор 474 синхронизации может выполнять поиск ячейки, основываясь на входных выборках, и предоставлять обнаруженные узлы В и их хронирование. Планировщик 434 может планировать UE для передачи нисходящей линии и/или восходящей линии и может обеспечить назначения ресурсов для запланированных UE.

Фиг.5 показывает блок-схему процессора TX 414 в узле B 110. В процессоре 414 TX данных генератор 510 генерирует сигнал PSC на основе одного из методов, описанных здесь. Генератор 520 генерирует сигнал SSC, как описано ниже. Процессор 530 данных обрабатывает данные трафика и обеспечивает символы модуляции для данных. Процессор 540 сигнализации обрабатывает сигнализацию и обеспечивает символы модуляции для сигнализации. Объединитель 550 получает и комбинирует выходы генераторов 510 и 520 и процессоров 530 и 540 с использованием мультиплексирования с кодовым разделением (CDM), мультиплексирования с временным разделением (TDM), мультиплексирования с частотным разделением (FDM), OFDM и/или некоторой другой схемы мультиплексирования. Например, сигналы PSC и SSC могут посылаться на назначенном наборе поднесущих в назначенный период символа.

На фиг.6A показана блок-схема генератора 510а сигнала PSC, который является одним вариантом генератора 510 сигнала PSC по фиг.5. В генераторе 510а сигнала PSC, генератор 610 генерирует последовательность Frank длины N², например, как показано в уравнении (1). Генератор 612 генерирует последовательность постоянной амплитуды, которая может быть сегментом Golay последовательности, PN-последовательностью и т.д. Блок 614 повторения повторяет последовательность постоянной амплитуды многократно и обеспечивает повторяющуюся последовательность постоянной амплитуды длины N². Умножитель 616 умножает последовательность Frank на повторяющуюся последовательность постоянной амплитуды поэлементно и обеспечивает последовательность PSC.

Генератор 618 сигнала генерирует сигнал PSC, основанный на последовательности PSC. В одном варианте, для обработки во временной области, генератор 618 может интерполировать последовательность PSC длины N², чтобы получить сигнал PSC временной области длины K, который может быть послан в K периодах элементарных посылок. В одном варианте для обработки в частотной области, генератор 618 может отобразить N² выборок последовательности PSC на N² последовательных (или равномерно разнесенных) поднесущих, отобразить нулевые значения на остальные поднесущие и выполнить обратное дискретное преобразование Фурье (IDFT) на отображенных значениях, чтобы получить сигнал PSC временной области длины K. Как для обработки временной области, так и для обработки частотной области генератор 618 сигнала может присоединить циклический префикс длины L, где L может быть выбрано на основе ожидаемого расширения задержки в системе. L может быть постоянным значением или конфигурируемым значением. Генератор 618 сигнала может также генерировать сигнал PSC другим способом.

Фиг.6B показывает блок-схему генератора 510b сигнала PSC, который является другим вариантом генератора 510 сигнала PSC по фиг.5. В генераторе 510b сигнала PSC, генератор 620 генерирует комплементарные последовательности Golay A и B длины N. Блок 622 может конкатенировать комплементарные последовательности A и B как A+B, B+A, A+A или B+B. Альтернативно, блок 622 может просто обеспечить одну из комплементарных последовательностей A и B. Генератор сигнала 624 генерирует сигнал PSC на основе последовательности PSC, как описано выше для фиг.6А.

На фиг.6C показана блок-схема генератора 520 сигнала SSC по фиг.5. ИД ячейки и/или другая информация могут быть предоставлены генератору 630 и селектору 632. Генератор 630 может выбрать или генерировать базовую последовательность на основе полученной информации, и селектор 632 может выбрать символ модуляции на основе полученной информации. Базовая последовательность может быть последовательностью CAZAC, PN-последовательностью, последовательностью Golay и т.д. и может быть выбрана из ряда базовых последовательностей, доступных для использования. Умножитель 634 умножает каждый элемент базовой последовательности на комплексное значение для выбранного символа модуляции и обеспечивает последовательность SSC. Генератор 636 сигнала генерирует сигнал SSC на основе последовательности SSC, например, используя обработку временной области или обработку частотной области, описанную выше для фиг.6A.

Фиг.7 показывает блок-схему процессора 474 синхронизации в UE 120 по фиг.4. Процессор 474 синхронизации включает в себя детектор PSC 710 и детектор SSC 730. Детектор PSC 710 может обнаружить каждую из возможных последовательностей PSC в каждой гипотезе хронирования, например, каждом периоде выборки. Для ясности ниже описано обнаружение PSC для одной последовательности PSC для одной гипотезы хронирования (например, текущий период n выборки). Буфер 708 выборок получает и хранит входные выборки и предоставляет соответствующие входные выборки детектору PSC 710 и детектору SSC 730.

В детекторе PSC 710, частичный коррелятор PSC 712 выполняет частичную корреляцию на входных выборках с сегментами последовательности PSC и обеспечивает результаты частичной корреляции для сегментов PSC для оцениваемой гипотезы хронирования. Для последовательности PSC, генерированной на основе последовательности Frank и повторяющейся последовательности постоянной амплитуды, результат частичной корреляции для одного сегмента PSC длины N может быть получен (i) умножением N входных выборок на N элементов сегмента PSC и (ii) когерентным накоплением N результатов умножения. Когерентное накопление относится к накоплению комплексных значений, тогда как некогерентное накопление относится к накоплению по амплитуде или мощности. Частичная корреляция может также быть выполнена по сегментам PSC других длин, которые являются целым кратным N, например, N²/2. Для последовательности PSC, генерированной на основе комплементарных последовательностей Golay, частичный коррелятор PSC 712 может быть реализован с коррелятором GCS 300 по фиг.3 и может обеспечить результаты корреляции для двух половин последовательности PSC для оцениваемой гипотезы хронирования. Сумматор 714 некогерентно накапливает результаты частичной корреляции для всех сегментов PSC и обеспечивает заключительный результат корреляции для гипотезы хронирования. Пиковый детектор 716 определяет, была ли последовательность PSC обнаружена для гипотезы хронирования, например, сравнивая заключительный результат корреляции с порогом. Если PSC обнаружена, то детектор 716 выдает признак обнаруженной PSC и ее хронирование символов.

Если последовательность PSC обнаружена, то блок 718 может оценить сдвиг частоты на основе результатов частичной корреляции из блока 712, например, как показано в уравнениях (9) и (10). Блок 722 получает входные выборки для обнаруженной PSC и удаляет оцененный сдвиг частоты из этих выборок. Блок DFT 724 преобразует скорректированные по частоте выборки от блока 722 и предоставляет символы частотной области. Оценщик 726 канала удаляет обнаруженную последовательность PSC из символов частотной области и предоставляет усиления канала для различных поднесущих.

Детектор SSC 730 обнаруживает SSC всякий раз, когда обнаружена PSC. В детекторе SSC 730, блоки 732 и 734 обрабатывают входные выборки для потенциальной SSC подобно блокам 722 и 724 соответственно. Когерентный детектор 736 выполняет когерентное обнаружение символов частотной области с блока 734 с усилениями каналов с блока 726 и обеспечивает обнаруженные символы. Коррелятор 738 базовой последовательности коррелирует обнаруженные символы с каждой из базовых последовательностей-кандидатов (после DFT) и обеспечивает результат корреляции для каждой базовой последовательности. Детектор 740 базовой последовательности получает результаты корреляции для всех базовых последовательностей-кандидатов и определяет, была ли обнаружена какая-нибудь базовая последовательность. Если базовая последовательность была обнаружена, то блок 742 определяет, какой символ модуляции был послан на базовой последовательности. Блок 744 затем определяет, какая последовательность SSC была принята, основываясь на обнаруженной базовой последовательности и обнаруженном символе модуляции, и предоставляет ИД ячейки, соответствующий этой последовательности SSC. Блок 744 может также предоставить обнаруженное хронирование кадра.

Фиг.7 показывает конкретные схемы детектора PSC 710 и детектора SSC 730. Обнаружение PSC и обнаружение SSC могут также быть выполнены другими способами. Например, для обнаружения SSC, блок 738 может коррелировать обнаруженные символы с каждой из возможных модулированных по фазе базовых последовательностей, и блок 742 может быть опущен. Оценка канала и когерентное обнаружение могут быть выполнены в частотной области (как показано на фиг.7) или во временной области.

На фиг.8 показан вариант процесса 800 для генерации сигнала PSC. Процесс 800 может быть выполнен узлом B или некоторым другим передатчиком. Узел B может получить последовательность PSC, генерированную на основе последовательности Frank и повторяющейся последовательности постоянной амплитуды, полученной многократным повторением последовательности постоянной амплитуды (блок 812). Последовательность постоянной амплитуды может быть основана на последовательности Golay, М-последовательности, PN-последовательности и т.д. В одном варианте, повторяющаяся последовательность постоянной амплитуды длины N² может быть получена повторением N раз последовательности постоянной амплитуды длины N. Последовательность PSC длины N² может быть генерирована на основе последовательности Frank длины N² и повторяющейся последовательности постоянной амплитуды длины N².

Узел B может генерировать сигнал PSC на основе последовательности PSC (блок 814). Сигнал PSC может генерироваться интерполяцией последовательности PSC и присоединением циклического префикса. Альтернативно, сигнал PSC может генерироваться отображением элементов последовательности PSC на набор поднесущих, отображением нулевых значений на остальные поднесущие, преобразованием отображенных элементов и нулевых значений, чтобы получить последовательность выборок временной области, и присоединением циклического префикса к последовательности выборок временной области.

Фиг.9 показывает схему устройства 900 для генерации сигнала PSC. Устройство 900 включает в себя средства для получения последовательности PSC, генерированной на основе последовательности Frank и повторяющейся последовательности постоянной амплитуды, полученной многократным повторением последовательности постоянной амплитуды (модуль 912), и средства для генерации сигнала PSC на основе последовательности PSC (модуль 914).

На фиг.10 показана схема процесса 1000 для обнаружения сигнала PSC. Процесс 1000 может быть выполнен UE или некоторым другим приемником. UE может получить последовательность PSC, генерированную на основе последовательности Frank и повторяющейся последовательности постоянной амплитуды, полученной многократным повторением последовательности постоянной амплитуды (блок 1012). UE может коррелировать полученный сигнал с последовательностью PSC, чтобы обнаружить ячейки (блок 1014). Для блока 1014 UE может выполнить частичную корреляцию принятого сигнала с множеством сегментов последовательности PSC, с каждым сегментом, покрывающим, по меньшей мере, одно повторение последовательности постоянной амплитуды. UE может некогерентно накапливать результаты частичной корреляции для множества сегментов последовательности PSC, чтобы получить результат полной корреляции. UE может затем обнаружить последовательность PSC в полученном сигнале, основываясь на результате полной корреляции.

UE может получить первый и второй результаты частичной корреляции для первой и второй частей (например, половины) последовательности PSC и может оценить сдвиг частоты на основе этих результатов частичной корреляции. UE может получить оценку канала, основываясь на принятом сигнале и последовательности PSC (блок 1016). UE может обнаружить последовательность SSC в принятом сигнале, основываясь на оценке канала (блок 1018).

Фиг.11 показывает схему устройства 1100 для обнаружения сигнала PSC. Устройство 1100 включает в себя средства для приема последовательности PSC, генерированной на основе последовательности Frank и повторяющейся последовательности постоянной амплитуды, полученной многократным повторением последовательности постоянной амплитуды (модуль 1112), средства для коррелирования принятого сигнала с последовательностью PSC для обнаружения ячеек (модуль 1114), средства для получения оценки канала на основе принятого сигнала и последовательности PSC (модуль 1116), и средства для обнаружения последовательности SSC в принятом сигнале, основываясь на оценке канала (модуль 1118).

На фиг.12 показана схема процесса 1200 для генерации сигнала PSC. Процесс 1200 может быть выполнен узлом B или некоторым другим передатчиком. Узел B может получить последовательность PSC из множества последовательностей PSC, генерированных на основе, по меньшей мере, одной пары комплементарных последовательностей, например, комплементарных последовательностей Golay (блок 1212). По меньшей мере, одна пара комплементарных последовательностей может включать в себя комплементарные последовательности A и B, и множество последовательностей PSC могут включать в себя первую последовательность PSC A+B и вторую последовательность PSC B+A.

Узел B может генерировать сигнал PSC на основе последовательности PSC (блок 1214). Узел B может генерировать последовательность выборок временной области или временной области и частотной области, основываясь на последовательности PSC. Узел B может затем генерировать сигнал PSC, присоединяя циклический префикс к последовательности выборок временной области.

На фиг.13 показана схема устройства 1300 для генерации сигнала PSC. Устройство 1300 включает в себя средства для получения последовательности PSC из множества последовательностей PSC, генерированных на основе, по меньшей мере, одной пары комплементарных последовательностей (модуль 1312), и средства для генерации сигнала PSC на основе последовательности PSC (модуль 1314).

На фиг.14 показана схема процесса 1400 для обнаружения сигнала PSC. Процесс 1400 может выполняться UE или некоторым другим приемником. UE может получить последовательность PSC из множества последовательностей PSC, генерированных на основе, по меньшей мере, одной пары комплементарных последовательностей (блок 1412). UE может коррелировать принятый сигнал с последовательностью PSC, чтобы обнаружить ячейки (блок 1414). По меньшей мере, одна пара комплементарных последовательностей может включать в себя комплементарные последовательности A и B, и множество последовательностей PSC могут включать в себя первую последовательность PSC A+B и вторую последовательность PSC B+A. UE может получить первый и второй результаты корреляции для корреляции первой части принятого сигнала с комплементарными последовательностями A и B соответственно. UE может получить третий и четвертый результаты корреляции для корреляции второй части принятого сигнала с комплементарными последовательностями A и B соответственно. UE может обнаружить первую и вторую последовательность PSC в принятом сигнале, основываясь на первом, втором, третьем и четвертом результатах корреляции.

UE может получить оценку сдвига частоты, основываясь на первом и четвертом результатах корреляции или втором и третьем результатах корреляции. UE может получить оценку канала, основываясь на принятом сигнале и последовательности PSC (блок 1416). UE может затем обнаружить последовательность SSC в принятом сигнале, основываясь на оценке канала (блок 1418).

На фиг.15 показана схема устройства 1500 для обнаружения сигнала PSC. Устройство 1500 включает в себя средства для получения последовательности PSC из множества последовательностей PSC, генерированных на основе, по меньшей мере, одной пары комплементарных последовательностей (модуль 1512), средства для коррелирования принятого сигнала с последовательностью PSC для обнаружения ячеек (модуль 1514), средства для получения оценки канала, основываясь на принятом сигнале и последовательности PSC (модуль 1516), и средства для обнаружения последовательности SSC в принятом сигнале, основываясь на оценке канала (модуль 1518).

На фиг.16 показана схема процесса 1600 для генерации сигналов SSC и PSC. Процесс 1600 может быть выполнен узлом B или некоторым другим передатчиком. Узел B может генерировать сигнал PSC на основе последовательности PSC (блок 1612). Узел B может получить последовательность SSC, генерируемую на основе базовой последовательности и символа модуляции из схемы модуляции (блок 1614). Последовательность SSC может генерироваться умножением каждого элемента базовой последовательности на комплексное значение для символа модуляции. Базовая последовательность и символ модуляции могут быть выбраны на основе ИД ячейки и/или другой информации.

Узел B может генерировать сигнал SSC, основанный на последовательности SSC, например, во временной области или частотной области, как описано выше (блок 1616). Узел B может передать сигнал SSC вслед за сигналом PSC (блок 1618).

На фиг.17 показана схема устройства 1700 для генерации сигналов SSC и PSC. Устройство 1700 содержит средства для генерации сигнала PSC, основанного на последовательности PSC (модуль 1712), средства для получения последовательности SSC, генерированной на основе базовой последовательности и символа модуляции из схемы модуляции (модуль 1714), средства для генерации сигнала SSC, основанного на последовательности SSC (модуль 1716), и средства для передачи сигнала SSC вслед за сигналом PSC (модуль 1718).

На фиг.18 показана схема процесса 1800 для обнаружения сигналов SSC и PSC. Процесс 1800 может быть выполнен UE или некоторым другим приемником. UE может обнаружить последовательность PSC, переданную ячейкой (блок 1812). UE может коррелировать принятый сигнал с набором базовых последовательностей, чтобы обнаружить базовую последовательность, переданную ячейкой (блок 1814). UE может обнаружить символ модуляции, переданный в обнаруженной базовой последовательности (блок 1816). UE может затем обнаружить последовательность SSC, переданную ячейкой, основываясь на обнаруженной базовой последовательности и обнаруженном символе модуляции (блок 1818).

UE может получить оценку канала, основанную на обнаруженной последовательности PSC, и может обнаружить символ модуляции, основываясь на оценке канала. В одном варианте блоков 1814 и 1816, UE может получить усиление канала для множества поднесущих, основываясь на обнаруженной последовательности PSC, оценить сдвиг частоты, основываясь на обнаруженной последовательности PSC, удалить оцененный сдвиг частоты из входных выборок, чтобы получить скорректированные по частоте выборки, преобразовать скорректированные по частоте выборки, чтобы получить символы частотной области, выполнить когерентное обнаружение символов частотной области с усилениями каналов, чтобы получить обнаруженные символы, и обнаружить базовую последовательность и символ модуляции, основываясь на обнаруженных символах, как описано выше для фиг.7. UE может определить ИД ячейки и/или другую информацию, основываясь на обнаруженной базовой последовательности и обнаруженном символе модуляции (блок 1820).

На фиг.19 показана схема устройства 1900 для обнаружения сигналов PSC и SSC. Устройство 1900 включает в себя средства для обнаружения последовательности PSC, переданной ячейкой (модуль 1912), средства для коррелирования принятого сигнала с набором базовых последовательностей, чтобы обнаружить базовую последовательность, переданную ячейкой (модуль 1914), средства для обнаружения символа модуляции, переданного в обнаруженной базовой последовательности (модуль 1916), средства для обнаружения последовательности SSC, переданной ячейкой, основываясь на обнаруженной базовой последовательности и обнаруженном символе модуляции (модуль 1918), и средства для определения ИД ячейки и/или другой информации, основываясь на обнаруженной базовой последовательности и обнаруженном символе модуляции (модуль 1920).

Модули на фиг.9, 11, 13, 15, 17 и 19 могут содержать процессоры, электронные устройства, устройства аппаратных средств, электронные компоненты, логические схемы, ЗУ или комбинации указанного.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что информация и сигналы могут быть представлены с использованием любых из множества различных технологий и методов. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и кодовые элементы, которые могут упоминаться в вышеприведенном описании, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами или любой комбинацией указанных средств.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритмов, описанные в связи с раскрытыми вариантами осуществления, могут быть реализованы электронными аппаратными средствами, компьютерным программным обеспечением или комбинацией указанных средств. Для ясной иллюстрации этой взаимозаменяемости аппаратных средств и программного обеспечения различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы описаны выше в терминах их функциональных возможностей. То, реализованы ли такие функциональные возможности как аппаратные средства или программное обеспечение, зависит от конкретного применения и ограничений при проектировании, накладываемых на систему в целом. Специалист в данной области техники может реализовать требуемую функциональность различными путями для каждого конкретного применения, но такие решения по реализации не должны интерпретироваться как обуславливающие отклонение от объема настоящего изобретения.

Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в связи с раскрытыми вариантами осуществления, могут быть реализованы или выполнены с использованием универсального процессора, цифрового процессора сигналов (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, дискретной логической схемы или транзисторной логики, дискретных компонентов аппаратных средств или каких-либо их комбинаций, предназначенных для выполнения функций, описанных здесь. Универсальный процессор может быть микропроцессором, но в альтернативном варианте процессор может представлять собой обычный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор может быть также реализован как комбинация вычислительных устройств, например как комбинация DSP и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров во взаимосвязи с ядром DSP или любая другая такая конфигурация.

Этапы способа или алгоритма, описанные в связи с раскрытыми вариантами осуществления, могут быть реализованы непосредственно в аппаратных средствах, в модуле программного обеспечения, исполняемом процессором, или в комбинации обоих этих средств. Модуль программного обеспечения может находиться в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ), флэш-памяти, постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), электронно-программируемом ПЗУ (ЭППЗУ), электронно-стираемом программируемом ПЗУ (ЭСППЗУ), регистрах, на жестком диске, съемном диске, ПЗУ на компакт-диске (CD-ROM) или любом другом носителе для хранения данных, известном в технике. Приведенный для примера носитель записи связан с процессором, так что процессор может считывать информацию с носителя записи и записывать информацию на носитель записи. В альтернативном варианте носитель записи может быть встроен в процессор. Процессор и носитель записи могут находиться на ASIC. ASIC может находится в пользовательском терминале. В альтернативном варианте процессор и носитель записи могут находиться на дискретных компонентах в пользовательском терминале.

В одном или более примерных вариантах описанные функции могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении, программируемом оборудовании или любой комбинации указанного. При реализации в программном обеспечении, функции могут быть сохранены или переданы как одна или более инструкций или код на машиночитаемом носителе. Машиночитаемые носители включают в себя как компьютерные носители данных, так и коммуникационную среду, включая любую среду, которая обеспечивает передачу компьютерной программы из одного места в другое. Носители данных могут быть любыми доступными носителями, к которым могут получить доступ универсальный компьютер или специализированный компьютер. В качестве примера, но не ограничения, такие машиночитаемые носители могут включать в себя ОЗУ (RAM), ПЗУ (ROM), электронно-стираемое программируемое ПЗУ (EEPROM), ПЗУ на компакт-диске (CD-ROM) или другие хранилища на оптическом диске, на магнитном диске или другие магнитные устройства памяти, или любые другие носители, которые могут использоваться для переноса или хранения желательных средств программных кодов в форме инструкций или структур данных, и к которым может получить доступ специализированный или универсальный компьютер или специализированный или универсальный процессор. Кроме того, любое соединение надлежащим образом определяется как считываемая компьютером среда (носитель). Например, если программное обеспечение передается с вебсайта, сервера или другого удаленного источника, использующего коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витую пару, цифровую абонентскую линию (DSL) или беспроводные технологии, такие как инфракрасная, радио и микроволновая, то коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витая пара, DSL, или беспроводные технологии, такие как инфракрасная, радио и микроволновая, включаются в определение носителя (среды). Термин «диск», как используется здесь, включает в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой универсальный диск (DVD), дискету и blu-ray диск, причем одни диски (disks) обычно воспроизводят данные магнитным способом, в то время как другие диски (discs) воспроизводят данные оптическим способом с помощью лазеров. Комбинации вышеупомянутого также должны быть включены в объем машиночитаемых носителей.

Предыдущее описание раскрытых вариантов осуществления предназначено для того, чтобы обеспечить возможность специалистам в данной области техники реализовать или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов осуществления изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники, и общие раскрытые принципы могут быть применены к другим вариантам осуществления без отклонения от сущности или объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не предназначается для ограничения раскрытыми вариантами осуществления, а должно соответствовать самому широкому объему, совместимому с раскрытыми принципами и новыми признаками.

Изобретение относится к беспроводной связи и может быть использовано для синхронизации в беспроводной связи. Технический результат - повышение точности синхронизации. Описаны способы обеспечения поиска ячейки посредством пользовательских устройств (UE) в системе беспроводной связи. В одном аспекте последовательность первичного кода синхронизации (PSC) может генерироваться на основе последовательности Frank и последовательности постоянной амплитуды, которая повторяется многократно. В другом аспекте набор последовательностей PSC может генерироваться на основе комплементарных последовательностей, имеющих хорошие апериодические свойства корреляции и эффективные реализации. В одном варианте последовательности PSC A+B и В+А могут быть сформированы на основе комплементарных последовательностей Golay А, и В, где "+" обозначает конкатенацию. В еще одном аспекте набор последовательностей вторичного кода синхронизации (SSC) может генерироваться на основе набора базовых последовательностей и различных символов модуляции для схемы модуляции. Каждая базовая последовательность может модулироваться каждым из М возможных символов модуляции для схемы модуляции, чтобы получить М различных последовательностей SSC. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 21 ил.

1. Устройство для синхронизации сигналов в беспроводной связи, содержащее:
по меньшей мере, один процессор, конфигурированный для получения последовательности вторичного кода синхронизации (SSC), генерированной на основе базовой последовательности и символа модуляции из схемы модуляции, и генерации сигнала SSC на основе последовательности SSC; и
запоминающее устройство, соединенное с, по меньшей мере, одним процессором.

2. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор конфигурирован для генерации последовательности SSC умножением каждого элемента базовой последовательности на комплексное значение для символа модуляции.

3. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор конфигурирован для генерации сигнала первичного кода синхронизации (PSC) на основе последовательности PSC и передачи сигнала SSC вслед за сигналом PSC.

4. Устройство по п.1, в котором схема модуляции представляет собой двоичную фазовую манипуляцию (BPSK), причем символ модуляции выбран из двух возможных символов модуляции для BPSK.

5. Устройство по п.1, в котором схема модуляции представляет собой квадратурную фазовую манипуляцию (QPSK), причем символ модуляции выбран из четырех возможных символов модуляции для QPSK.

6. Устройство по п.1, в котором базовая последовательность основана на, по меньшей мере, одной из последовательности CAZAC (нулевой автокорреляции постоянной амплитуды), псевдослучайной (PN) последовательности и последовательности Golay.

7. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор конфигурирован для выбора базовой последовательности и символа модуляции на основе идентификатора (ИД) ячейки.

8. Способ для синхронизации сигналов в беспроводной связи, содержащий:
получение последовательности вторичного кода синхронизации (SSC), генерированной на основе базовой последовательности и символа модуляции из схемы модуляции; и
генерацию сигнала SSC на основе последовательности SSC.

9. Способ по п.8, дополнительно содержащий:
генерацию сигнала первичного кода синхронизации (PSC) на основе последовательности PSC и
передачу сигнала SSC вслед за сигналом PSC.

10. Способ по п.8, дополнительно содержащий:
выбор базовой последовательности и символа модуляции на основе идентификатора (ИД) ячейки.

11. Устройство для синхронизации сигналов в беспроводной связи, содержащее:
по меньшей мере, один процессор, конфигурированный для коррелирования принятого сигнала с набором базовых последовательностей для обнаружения базовой последовательности, переданной ячейкой, обнаружения символа модуляции, переданного в обнаруженной базовой последовательности, и обнаружения последовательности вторичного кода синхронизации (SSC), переданной ячейкой, на основе обнаруженной базовой последовательности и обнаруженного символа модуляции; и
запоминающее устройство, соединенное, по меньшей мере, с одним процессором.

12. Устройство по п.11, в котором, по меньшей мере, один процессор конфигурирован для обнаружения последовательности первичного кода синхронизации (PSC), переданной ячейкой, получения оценки канала на основе обнаруженной последовательности PSC и обнаружения символа модуляции на основе оценки канала.

13. Устройство по п.12, в котором, по меньшей мере, один процессор конфигурирован для получения усилений канала для множества поднесущих на основе обнаруженной последовательности PSC, оценивания сдвига частоты на основе обнаруженной последовательности PSC, удаления оцененного сдвига частоты из входных выборок для получения скорректированных по частоте выборок, преобразования скорректированных по частоте выборок для получения символов частотной области, выполнения когерентного обнаружения символов частотной области с усилениями каналов для получения обнаруженных символов и обнаружения базовой последовательности и символа модуляции на основе обнаруженных символов.

14. Устройство по п.11, в котором, по меньшей мере, один процессор конфигурирован для определения идентификатора (ИД) ячейки на основе обнаруженной базовой последовательности и обнаруженного символа модуляции.

15. Способ синхронизации сигналов в беспроводной связи, содержащий:
коррелирование принятого сигнала с набором базовых последовательностей для обнаружения базовой последовательности, переданной ячейкой;
обнаружение символа модуляции, переданного в обнаруженной базовой последовательности; и
обнаружение последовательности вторичного кода синхронизации (SSC), переданной ячейкой, на основе обнаруженной базовой последовательности и обнаруженного символа модуляции.

16. Способ по п.15, дополнительно содержащий:
обнаружение последовательности первичного кода синхронизации (PSC), переданной ячейкой; и
получение оценки канала на основе обнаруженной последовательности PSC, причем символ модуляции обнаруживается на основе оценки канала.

17. Способ по п.15, дополнительно содержащий:
определение идентификатора (ИД) ячейки на основе обнаруженной базовой последовательности и обнаруженного символа модуляции.