ИДЕНТИФИКАЦИЯ РАЗНЕСЕНИЯ ПОДНЕСУЩИХ Российский патент 2012 года по МПК H04L27/26 H04W4/00 

Предшествующий уровень техники

Изобретение относится к разнесению поднесущих в системах мобильной связи, которые используют OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением) и, более конкретно, к способам, обеспечивающим работу абонентского оборудования в подобной системе для обнаружения, какие из множества возможных разнесений поднесущих в данный момент используются для связи.

В предстоящей эволюции стандартов мобильной сотовой связи, таких как GSM (Глобальная система мобильной связи) и WCDMA (Широкополосный множественный доступ с кодовым разделением), возможно, появятся новые методы передачи, подобные OFDM. Кроме того, для того чтобы иметь сглаженный переход от существующих сотовых систем к новой системе с высокой производительностью с высокой скоростью передачи данных в существующем радиоспектре, новая система должна иметь возможность действовать в динамически изменяемой ширине полосы. Предложением для подобной новой гибкой сотовой системы является 3G LTE (Долговременная эволюция 3G, где "3G" обозначает "третье поколение"), которое можно рассматривать как эволюцию стандарта 3G WCDMA. OFDM будет использоваться в этой системе в методе, называемом OFDM множественным доступом (OFDMA), чтобы позволить многочисленным пользователям совместно использовать доступ к радиоспектру в нисходящей линии связи. Система может работать в полосах шириной от 1,25 до 20 МГц. Кроме того, скорости передачи данных до 100 Мбит/с поддерживаются на максимальной ширине полосы.

Другим важным аспектом LTE является эффективная поддержка для широковещательной передачи и мультимедийной услуги широковещательной/групповой передачи (MBMS). В LTE предусмотрена так называемая операция "одночастотной сети" (SFN), в которой базовые станции синхронизированы. В данном документе контент MBMS передается от нескольких базовых станций с использованием тех же самых физических ресурсов. Сигналы от этих многочисленных передач автоматически "комбинируются в эфире", поэтому не требуется никаких дополнительных ресурсов приемника для этой цели. Для того чтобы это "комбинирование в эфире" работало, все участвующие базовые станции должны быть синхронизированы - как в частотной области, так и во временной области - вплоть до величины доли длины циклического префикса. Для того чтобы облегчить требования к синхронизации по времени, предпочтительным является длинный циклический префикс. Однако увеличение циклического префикса без увеличения длительности символа OFDM увеличивает непроизводительную нагрузку и, таким образом, не привлекательно. Одним возможным решением является использование меньшего разнесения поднесущих (и соответствующей ширины полосы), таким образом, увеличивая длительность символа OFDM (длительность символа OFDM обратно пропорциональна разнесению поднесущих). Например, уменьшение вдвое разнесения поднесущих приводит к символам OFDM, которые в два раза длиннее, тем самым, допуская циклический префикс, который в два раза длиннее. Таким образом, величина непроизводительной нагрузки сохраняется постоянной. Поэтому, в дополнение к поддержке разнесения поднесущих на 15 кГц, LTE также поддерживает использование разнесения поднесущих на 7,5 кГц для операции SFN.

Физический уровень системы 3G LTE включает в себя исходный радиокадр, который имеет длительность 10 мс. Фиг.1 иллюстрирует один подобный кадр 100. Каждый кадр имеет 20 интервалов (слотов), пронумерованных от 0 до 19, каждый интервал имеет длительность 0,5 мс. Подкадр выполнен из двух смежных интервалов и, следовательно, имеет длительность 1 мс.

Одним важным аспектом LTE является функция мобильности. Следовательно, символы синхронизации и процедуры поиска соты являются наиболее важными для абонентского оборудования (UE) для обнаружения и синхронизации с другими сотами. Для облегчения процедур поиска соты и синхронизации, определенные сигналы включают в себя сигналы первичной и вторичной синхронизации (P-SyS и, соответственно, S-SyS), которые передаются по каналу первичной синхронизации (P-SCH) и, соответственно, каналу вторичной синхронизации (S-SCH). Каждый из P-SyS и S-SyS широковещательно передается дважды на кадр: один раз в подкадре 0 и снова в подкадре 5, как показано на фиг.1.

UE должно определять как можно скорее, соединяется ли оно с сотой с 7,5 кГц поднесущей или с сотой с 15 кГц поднесущей, так как последующие процедуры могут быть различными для двух случаев. Одной возможностью, естественно, является иметь две полностью отличающиеся схемы синхронизации сигнала, каждая из которых уникально ассоциирована с одной из величин разнесения поднесущих. Однако в этом случае от UE потребовалось бы иметь реализованными обе схемы синхронизации сигнала, и в этом случае оно должно выполнять алгоритмы поиска для обоих сигналов синхронизации либо параллельно - таким образом увеличивая сложность, либо последовательно - таким образом увеличивая время поиска соты.

Следовательно, желательно иметь метод, который позволит UE обнаруживать, каким является разнесение поднесущих, без необходимости иметь две различные схемы синхронизации сигналов.

Сущность изобретения

Следует подчеркнуть, что термины "содержать" и "содержащий" при использовании в этом описании применяются для определения наличия указываемых признаков, целых частей, этапов или компонентов; но использование этих терминов не препятствует наличию или добавлению одного или более других признаков, целых частей, этапов, компонентов или их групп.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, вышеуказанная и другие цели достигаются в устройствах и способах, которые указывают, какое из первого разнесения поднесущих (например, 15 кГц) и второго разнесения поднесущих (например, 7,5 кГц) в текущее время используется в системе сотовой связи. Это включает в себя формирование первого типа сигнала синхронизации в ответ на первое разнесение поднесущих, используемое в данный момент, и формирование второго типа сигнала синхронизации в ответ на второе разнесение поднесущих, используемое в данный момент. Любой из сформированных первого типа сигнала синхронизации или второго типа сигнала синхронизации передается. Представление временной области второго типа сигнала синхронизации включает в себя множество экземпляров первого типа сигнала синхронизации.

В другом аспекте радиоинтерфейс системы сотовой связи использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM), формирование первого типа сигнала синхронизации содержит преобразование набора S_k символов синхронизации (0≤k≤N-l) в непрерывный набор из N поднесущих; каждая из N поднесущих имеет первое разнесение поднесущих; и формирование второго типа сигнала синхронизации содержит преобразование набора S_k символов синхронизации в набор из n·N поднесущих (n>1), так что каждая n-ая из n·N поднесущих переносит один из N символов синхронизации и остальные из n·N поднесущих переносят нулевые значения, при этом каждая из n·N поднесущих имеет второе разнесение поднесущих.

В еще одном аспекте представление временной области второго типа сигнала синхронизации состоит из двух экземпляров первого типа сигнала синхронизации.

В другом аспекте соответствующих изобретению вариантов осуществления устройства и способы определяют, какое из первого разнесения поднесущих (например, 15 кГц) и второго разнесения поднесущих (например, 7,5 кГц) в текущее время используется в системе сотовой связи. Это включает в себя обработку принятого сигнала для извлечения из него сигнала синхронизации. Затем определятся, содержит ли представление временной области сигнала синхронизации только один экземпляр первого типа сигнала синхронизации. Если представление временной области сигнала синхронизации содержит только один экземпляр первого типа сигнала синхронизации, то первое разнесение поднесущих используется в одной или более последующих операциях связи. Иначе, если представление временной области сигнала синхронизации содержит более чем один экземпляр первого типа сигнала синхронизации, то второе разнесение поднесущих используется в одной или более последующих операциях связи.

В некоторых вариантах осуществления определение того, содержит ли представление временной области сигнала синхронизации только один экземпляр первого типа сигнала синхронизации, содержит формирование результатов корреляции путем коррелирования принятого сигнала с первым типом сигнала синхронизации и определение, включают ли результаты корреляции отдельные максимумы, разделенные во времени заранее определенной величиной.

В альтернативных вариантах осуществления определение того, содержит ли представление временной области сигнала синхронизации только один экземпляр первого типа сигнала синхронизации, содержит формирование результатов корреляции путем коррелирования принятого сигнала с задержанной копией принятого сигнала, при этом величина задержки, используемая для формирования задержанной копии принятого сигнала, соответствует временному периоду первого типа сигнала синхронизации; и определение, включают ли результаты корреляции отдельный максимум.

В других альтернативных вариантах осуществления указание того, какое из первого разнесения поднесущих и второго разнесения поднесущих используется в данный момент в системе сотовой связи, включает в себя формирование первого типа сигнала синхронизации в ответ на первое разнесение поднесущих, используемое в данный момент, и формирование второго типа сигнала синхронизации в ответ на второе разнесение поднесущих, используемое в данный момент. Любой из сформированного первого типа сигнала синхронизации и второго типа сигнала синхронизации затем передается. В подобных вариантах осуществления представление временной области первого типа сигнала синхронизации включает в себя первое множество экземпляров базовой волновой формы; представление временной области второго типа сигнала синхронизации включает в себя второе множество экземпляров базовой волновой формы; и первое множество не равно второму множеству.

В других вариантах осуществления определение того, какое из первого разнесения поднесущих и второго разнесения поднесущих используется в данный момент в системе сотой связи, включает в себя обработку принятого сигнала для извлечения из него сигнала синхронизации и определение того, сколько экземпляров базовой волновой формы включено в представление временной области сигнала синхронизации. Если представление временной области сигнала синхронизации содержит первое множество экземпляров основной волновой формы, то первое разнесение поднесущих используется в одной или более последующих операциях связи. Если представление временной области сигнала синхронизации содержит второе множество экземпляров основной волновой формы, то второе разнесение поднесущих используется в одной или более последующих операциях связи, при этом первое множество не равно второму множеству.

Краткое описание чертежей

Цели и преимущества изобретения поясняются в последующем подробном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых:

фиг.1 является временной диаграммой исходного радиокадра, используемого с LTE-системе;

фиг.2А является диаграммой, иллюстрирующей первый тип сигнала синхронизации, который используется, когда разнесение поднесущих является большим из двух возможных размеров;

фиг.2В является диаграммой, иллюстрирующей второй тип сигнала синхронизации, который используется, когда разнесение поднесущих является меньшим из двух возможных размеров;

фиг.3А является частотно-временной диаграммой, которая показывает отображение сигнала P-SyS_MODE1, в котором все N символов S_k модуляции отображаются на смежные поднесущие;

фиг.3В является частотно-временной диаграммой, которая показывает примерное отображение сигнала P-SyS_MODE2, в котором те же самые N символов модуляции, S_k, отображаются на каждую другую из группы 2N поднесущих, с остальными поднесущими, установленными в нуль согласно аспекту изобретения;

фиг.4А иллюстрирует примерную волновую форму результатов корреляции, когда принятый сигнал включает в себя P-SyS_MODE1;

фиг.4В иллюстрирует примерную волновую форму результатов корреляции, когда принятый сигнал включает в себя P-SyS_MODE2 согласно аспекту изобретения;

фиг.5 является блок-схемой релевантных компонентов в передатчике для формирования сигнала P-SyS согласно аспектам изобретения;

фиг.6 является блок-схемой релевантных компонентов примерного приемника канала синхронизации в UE, который обеспечивает возможность определения указания разнесения поднесущих согласно другому аспекту вариантов осуществления, соответствующих изобретению;

фиг.7 является блок-схемой примерных этапов, которые могут осуществляться с помощью схемы в UE, которая обнаруживает указание разнесения поднесущих согласно другому аспекту вариантов осуществления, соответствующих изобретению.

Подробное описание

Различные признаки изобретения теперь описываются со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые части идентифицируются с помощью тех же самых ссылочных позиций.

Различные аспекты изобретения теперь описываются более подробно в связи с множеством примерных вариантов осуществления. Для облегчения понимания изобретения, многие аспекты изобретения описываются в терминах последовательностей осуществляемых действий с помощью элементов компьютерной системы или другого аппаратного обеспечения, обеспечивающего возможность выполнения запрограммированных команд. Понятно, что в каждом из вариантов осуществления различные действия могут осуществляться с помощью специализированных схем (например, дискретных логических схем, взаимосвязанных для осуществления специализированной функции), с помощью программных команд, выполняемых одним или более процессорами или с помощью комбинации указанных средств. Более того, изобретение может дополнительно рассматриваться как реализованное полностью на любой форме машиночитаемого носителя, например твердотельном запоминающем устройстве, магнитном диске, оптическом диске, содержащем соответствующий набор компьютерных инструкций, которые вызывают выполнение процессором методов, описанных в данном документе. Таким образом, различные аспекты изобретения могут быть реализованы во многих различных формах и предполагается, что все подобные формы находятся в пределах объема изобретения. Для каждого из различных аспектов изобретения, любая подобная форма вариантов осуществления может упоминаться в данном документе как "логика, конфигурируемая для" осуществления описанного действия или альтернативно как "логика, которая" осуществляет описанное действие.

В аспекте вариантов осуществления, соответствующих изобретению, предусмотрена первичная SyS ("P-SyS"), используемая в системе связи, при этом первый тип сигнала синхронизации, в данном документе обозначенный P-SyS_MODE1, используется, когда разнесение поднесущих является большим из двух возможных разнесений (например, 15 кГц на каждую поднесущую), и второй тип сигнала синхронизации, обозначенный P-SyS_MODE2, используется, когда разнесение поднесущей является меньшим из двух возможных разнесений (например, 7,5 кГц на каждую проднесущую), при этом второй тип сигнала синхронизации формируется как функция первого типа сигнала синхронизации. В более конкретном варианте осуществления второй тип сигнала синхронизации содержит два или более экземпляров первого типа синхронизации в непосредственной последовательности.

В другом аспекте вариантов осуществления, соответствующих изобретению, при использовании, если обнаруженный сигнал синхронизации содержит два или более первого типа сигналов синхронизации в непосредственной последовательности, то устанавливается, что обнаруженная сота имеет разнесение поднесущих, ассоциированное с меньшим из двух разнесений (например, 7,5 кГц), в то время как если не обнаружено повторений, то устанавливается, что обнаруженная сота имеет разнесение поднесущих, ассоциированное с большим из двух разнесений (например, 15 кГц).

Эти и другие аспекты описаны более подробно ниже.

Последующее описание изложено в контексте LTE-системы. Однако это сделано просто для облегчения понимания различных аспектов (например, путем использования терминологии, которая легко понятна специалистам в данной области техники). Использование терминологии LTE, способов и устройств для иллюстрации различных аспектов изобретения не должно толковаться как ограничение объема изобретения или предположение каким-либо образом, что изобретение ограничено только вариантами осуществления LTE. Напротив, различные аспекты вариантов осуществления, соответствующих изобретению, равным образом применимы для многочисленных других систем, которые совместно используют релевантные характеристики с LTE-системами (например, использование сигнала синхронизации для, например, осуществления первоначального определения параметров, таких как синхронизация сигналов), но в других аспектах отличаются.

P-SyS в LTE формируется путем отображения последовательности S_k, k=0,l,...,N-1 на поднесующую, используемую для синхронизации сигнала. После обработки обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) это приводит к получению сигнала временной области

, n=0,1,...,N-1 (1)

где n - номер выборки и N - число поднесущих.

Некоторые из значений S_k могут быть действительно установлены в нуль, чтобы ограничить сигнал временной области s(n) по его ширине полосы. Это включение нулей может также быть необходимым, чтобы избежать искажения DC.

В примерном варианте осуществления представлены два режима работы, каждый имеет свое собственное разнесение поднесущих: первый режим, который не включает SFN (например, одноадресные передачи), и второй режим, который включает SFN. В аспекте изобретения, P-SyS для второго типа разнесения поднесущих (P-SyS_MODE2) создается так, что во временной области она являлась копией P-SyS, используемой в первом режиме работы (например, без использования SFN) (P-SyS_MODE1), плюс одно или более непосредственных повторений этого сигнала. Фиг.2А и 2В являются диаграммами сигнала временной области, которые иллюстрируют это. Конкретно, каждая из фиг.2А и 2В является графиком амплитуды передаваемых сигналов, представленных на графике как функция времени. Формы различных проиллюстрированных сигналов предназначены для простого представления наличия сигналов и не предназначены для представления действительных волновых форм.

Фиг.2А иллюстрирует первый тип сигнала 201 синхронизации, который используется, когда разнесение поднесущих является большим из двух возможных размеров (здесь иллюстрируется как P-SyS_MODE1). Длительность первого типа сигнала 201 синхронизации здесь обозначена t_MODE1. Первый тип сигнала 201 синхронизации формируется согласно уравнению (1), причем символы S_k отображаются на N смежных поднесущих. В вариантах осуществления, например, LTE, одна из поднесущих является DC и по этой причине прокалывается. Соответственно, в подобных вариантах осуществления S_DC должно устанавливаться в нуль.

Фиг.2В является диаграммой, иллюстрирующей второй тип сигнала 203 синхронизации, который используется, когда разнесение поднесущих является меньшим из двух возможных размеров (здесь иллюстрируется как P-SyS_MODE2). Второй тип сигнала 203 синхронизации содержит два (или в других вариантах осуществления более чем два) компонента (в этом примере обозначен первый компонент 203а и второй компонент 203b), передаваемых в непосредственной последовательности во время двух (или в других вариантах осуществления более чем в двух) смежных временных интервалах при полной длительности t_MODE2. Во временной области волновая форма каждого из первого и второго компонентов 203a, 203b второго типа сигнала 203 синхронизации идентична форме первого типа сигнала 201 синхронизации. Следовательно, каждый из первых и вторых компонентов 203a, 203b имеет длительность, равную t_MODE1, и может рассматриваться как экземпляр первого типа сигнала 201 синхронизации.

P-SyS_MODE2, который имеет это свойство, легко создается путем использования последовательности S_k, ассоциированной с P-SyS_MODE1 (т.е. P-SyS большего из двух возможных размеров), и его отображения на каждую n-ую из n·N поднесущих (где n>1). Остальные поднесущие в ширине полосы, выделенной для P-SyS, затем заполняются нулями. (Поднесущие вне ширины полосы P-SyS должны приниматься как нули, но это может достигаться фильтрацией на стороне приемника, так что действительное заполнение нулями не существенно на практике.) Результирующая волновая форма P-SyS_MODE2 временной области имеет волновую форму, содержащую n смежных экземпляров волновой формы P-SyS_MODE1. В случае когда разнесение для SFN-операции является половиной исходного разнесения поднесущих, исходная последовательность P-SyS предпочтительно отображается на каждую вторую поднесущую (т.е. n=2), что приводит к двум смежным (и последовательным) экземплярам волновой формы P-SyS_MODE1 во временной области. Это проиллюстрировано на фиг.3А и 3В, при этом фиг.3А является частотно-временной диаграммой, которая показывает отображение сигнала P-SyS_MODE1 (все N символов модуляции, S_k, отображаются на смежные поднесущие) и фиг.3В является частотно-временной схемой, которая показывает примерное отображение сигнала P-SyS_MODE2 (те же самые N символов модуляции, S_k, в этом случае отображаются на каждую другую одну из группы поднесущих 2N, причем остальные поднесущие установлены в нуль).

Более обобщенно, отображение должно быть в соответствии с коэффициентом "исходного" разнесения поднесущих, соотнесенного с новым (меньшим) разнесением поднесущих. Например, если разнесение поднесущих было только на одну треть от величины "исходного" разнесения поднесущих, N символов S_k модуляции отображаются на каждую третью из группы 3N поднесущих с остальными поднесущими, установленными в нуль.

При отображении на каждую другую одну из группы 2N поднесущих, как описано выше, размер IFFT, необходимый для преобразования P-SyS_MODE2, в два больше (т.е. 2N вместо N), поэтому число сформированных выборок временной области также в два раза больше: 2N. Предположим, что последовательность, представляющая P-SyS_MODE2, задана с помощью:

(2)

где S_k/2 является последовательностью для P-SyS_MODE1. Затем сигнал временной области, полученный из примерного P-SyS_MODE2, после обработки IFFT имеет вид

, n=0,1,...,2N-1 (3)

Теперь, подстановкой k->2k' и при k', изменяющемся от 0 до N-1 (тогда k изменяется от 0 до 2N-1, заполняя только четные значения), получаем:

, n=0,1,...,2N-1 (4)

При =S_k (так как равен S_k, см. уравнение (2)), получаем:

n=0,1,...,2N-1 (5)

которые точно являются двумя экземплярами исходного сигнала (т.е. P-SyS_MODE1), сформированными в непрерывной последовательности.

При этой структуре P-SyS присутствие или отсутствие множества экземпляров волновой формы P-SyS указывает на то, какое из разнесений поднесущих используется: только один экземпляр означает, что разнесение поднесущих равно 15 кГц, два (или в других вариантах осуществления больше) экземпляра означают, что разнесение поднесущей равно 7,5 кГц. Так как волновая форма P-SyS для случая 7,5 кГц является той же самой, как и волновая форма P-SyS для случая 15 кГц, но передается многократно (предпочтительно два раза), та же самая схема синхронизации в UE имеет возможность обнаружения P-SyS для обоих разнесений поднесущих: в случае разнесения поднесущих 15 кГц метрика синхронизации имеет один максимум, а в случае разнесения поднесущих 7,5 кГц метрика синхронизации имеет множество максимумов.

На практике максимумы метрики синхронизации типично образованы из множества кластеризованных максимумов, ввиду расширения задержки радиоканала (т.е. кластеризованные максимумы соответствуют полному профилю задержки по мощности - "PDP"). Однако в типичной LTE-системе расширение задержки составляет порядка нескольких микросекунд (например, худший случай до 15-20 микросекунд), поэтому волновая форма P-SyS_MODE1 может быть обнаружена. Примерная волновая форма 401 результатов корреляции, полученная, когда принятый сигнал, содержащий P-SyS_MODE1, коррелируется в отношении известного P-SyS_MODE1, проиллюстрирована на фиг.4А. В противоположность этому, множество максимумов, которые возникают, когда принятый сигнал, содержащий P-SySS_MODE2, коррелируется в отношении известного P-SyS_MODE1 (т.е. результаты корреляции, полученные в случае 7,5 кГц разнесения поднесущих), разделены временным промежутком, который равен порядка 65-70 микросекунд (соответственно одному символу OFDM в случае 15кГц разнесения поднесущих). Результаты 403 корреляции, полученные для случая 7,5 кГц разнесения поднесущих, проиллюстрированы на фиг.4В. Из-за относительно большого разнесения между множеством максимумов, ассоциированных с 7,5 кГц разнесением поднесущих, они легко различимы от многочисленных максимумов, ассоциированных с типичным расширением задержки.

Фиг.5 является блок-схемой релевантных компонентов 500 в передатчике для формирования сигнала P-SyS согласно аспектам изобретения. В этом примерном варианте осуществления предполагается, что n=2 (т.е. для указания меньшего (например, 7,5 кГц) разнесения поднесущих, элементы последовательности сигнала синхронизации отображаются на каждую другую поднесущую, с нулями, отображенными между ними). Генератор 501 сигнала синхронизации формирует последовательность S_k и предоставляет их на вход переключателя. Переключатель 503 управляется сигналом 505, который указывает, является ли разнесение поднесущих меньшим (например, 7,5 кГц) или большим (например, 15 кГц) из двух возможных значений. Когда меньшее из двух возможных разнесений указывается сигналом 505, переключатель 503 направляет последовательность S_k в логику 507, которая вставляет нули между символами S_k. В этом примере вставляется только один нуль между двумя символами S_k, но в других вариантах осуществления логика 507, которая вставляет нули между символами S_k, может вставлять более одного нуля между символами S_k, в зависимости от того, желательно ли формировать более двух экземпляров базовой волновой формы P-SyS. Выход логики 507, которая вставляет нули между символами S_k, предоставляется на входы обратного быстрого преобразования 509 Фурье (IFFT), ассоциированного с P-SyS.

Если сигнал 505 указывает, что действует большее из двух возможных разнесений поднесущих, то переключатель 503 вызывает направление S_k символов непосредственно на соответствующие входы IFFT 509, логика 507, которая вставляет нули между Sk символами, в этом примере опущена.

Модуль 511 данных формирует другие данные, которые подаются на другие входы IFFT 509. Сигнал 505 подается на вход управления каждого из модуля 511 данных и IFFT 509 для управления, в случае модуля 511 данных, тем, сколько символов формируется, и в случае IFFT 509, тем, сколько символов ввода будет обрабатываться, и эффективным размером IFFT 509.

Выходом IFFT 509 является OFDM-модулированный сигнал, который передается в течение времени OFDM-символа, ассоциированного с P-SyS.

Фиг.6 является блок-схемой релевантных компонентов примерного приемника 600 канала синхронизации в UE, который имеет возможность обнаружения указания разнесения поднесущей согласно другому аспекту вариантов осуществления, соответствующих изобретению. Предполагается, что предоставляемый сигнал Y_t предоставляется фильтром, который главным образом исключает частотные компоненты, находящиеся вне выделенного разнесения P-SyS. Приемник 600 канала синхронизации включает в себя согласованный фильтр 601 (коррелятор), который согласован с одним периодом P-SyS. Выход (D_t) согласованного фильтра 601 подается на управляющий модуль 603, который анализирует сигнал выхода согласованного фильтра и формирует из него информацию 5 мс синхронизации и сигнал, который указывает, использует ли обнаруженная сота 7,5 кГц или 15 кГц разнесение поднесущих. Как описано ранее, управляющий модуль 603 в этом примере основывает это решение на том, был ли обнаружен только одиночный отклик P-SyS (т.е. P-SyS_MODE1) или были обнаружены многочисленные (например, два) профили задержки мощности P-SyS (т.е. P-SyS_MODE2).

Фиг.7 является блок-схемой примерных этапов, которые могут осуществляться с помощью схемы (например, управляющим модулем 603) в UE, которая обнаруживает указание разнесения поднесущих согласно другому аспекту вариантов осуществления, соответствующих изобретению. Сигнал принимается (этап 701) и обрабатывается согласованным фильтром, который коррелирует принятый сигнал с известным P-SYS_MODE1 (этап 703). Результаты этой обработки затем анализируются, например, управляющим модулем, который проверяет, включает ли результат корреляции отдельные максимумы, разделенные расстоянием, большим, чем ожидаемое расширение задержки, ассоциируемое с радиоканалом (PDP_max) (решающий блок 705). Значение PDP_max может, например, быть равно 20 микросекунд. Если отдельные максимумы не обнаружены (путь "НЕТ" от решающего блока 705), то определяется 15 кГц разнесение поднесущих и обработка продолжается соответственно (этап 707). В противном случае (путь "ДА" от решающего блока 705) определяется 7,5 кГц разнесение поднесущих и обработка продолжается соответственно (этап 709).

Могут быть также реализованы альтернативные алгоритмы обнаружения разнесения поднесущих для использования в UE. В одном подобном примере дифференциальный коррелятор коррелирует принятый сигнал с задержанной копией его самого. В этом случае задержка соответствует временному периоду P-SyS для большего разнесения поднесущих (т.е. P-SyS_MODE1) (например, 1/15 кГц=66 мкс) и время интегрирования может быть любой длительности, большей, чем самый длинный циклический префикс, и до временного периода исходного P-SyS - например, 1/15 кГц. Когда представление временной области сигнала синхронизации содержит более одного экземпляра P-SyS_MODE1, результаты коррелятора будут включать в себя отдельный максимум. Подобный детектор аналогичен блоку слепой оценки циклического префикса, и, следовательно, наименьшее время интегрирования должно быть большим, чем самый длинный циклический префикс, в противном случае может быть обнаружен скорее циклический префикс, чем повторение.

Предложенная структура P-SyS допускает очень простую структуру и метод для обнаружения разнесения поднесущих. Не нужно никакой дополнительной схемы обнаружения синхронизации каналов для меньшего (например, 7,5 кГц) разнесения поднесущих, так как схема обнаружения синхронизации каналов, согласованная с большим (например, 15 кГц) разнесением поднесущих, также автоматически обнаруживает P-SyS, когда используются 7,5 кГц разнесения поднесущих.

Изобретение описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления. Однако специалистам в данной области техники будет очевидно, что возможно реализовать изобретение в конкретных формах, отличных от тех, которые описаны в варианте осуществления выше.

Например, примерные варианты осуществления, описанные выше, предполагали, что только два различных разнесения поднесущих необходимо указывать и обнаруживать. Однако могут быть спроектированы альтернативные варианты осуществления с использованием принципов, описанных выше, в которых указываются и обнаруживаются более двух различных разнесений поднесущих. В подобных случаях каждое из возможных разнесений поднесущих может уникально ассоциироваться с различным числом экземпляров "исходной" волновой формы P-SyS, например одним экземпляром волновой формы для указания использования первого разнесения поднесущих, двумя экземплярами волновой формы для указания использования второго разнесения поднесущих, тремя экземплярами волновой формы для указания использования третьего разнесения поднесущих и так далее.

Кроме того, примерные варианты осуществления, описанные выше, предполагали, что одно из разнесений поднесущих (например, 15 кГц) ассоциировалось с возникновением только одного экземпляра "исходной" волновой формы P-SyS. Однако это не является существенным для изобретения. Напротив, изобретение может быть определено, в общем, как включающее ряд различных разнесений поднесущих, при этом каждое уникально ассоциируется с одним аналогичным числом возможных волновых форм P-SyS, каждая из возможных волновых форм P-SyS имеет различное число экземпляров "основной" волновой формы, таким образом, делая их различимыми друг от друга. Например, в варианте осуществления, который включает в себя два возможных разнесения поднесущих (например, 15 кГц и 7,5 кГц), первое из этих разнесений поднесущих может быть указано двумя появлениями "основной" волновой формы, и второе из этих разнесений поднесущих может быть указано четырьмя появлениями "основной" волновой формы. Это может быть реализовано, например, отображением S_k символов на каждую другую поднесущую (с нулями, вставленными между ними) для первого из разнесений поднесущих и отображения S_k символов на каждую четвертую поднесущую (с нулями, вставленными между ними) для второго из разнесений поднесущих.

В еще одном варианте осуществления, который включает в себя два возможных разнесения поднесущих (например, 15 кГц и 10 кГц), первое из этих разнесений поднесущих может быть указано двумя появлениями "основной" волновой формы, а второе из этих разнесений поднесущих может быть указано тремя появлениями "основной" волновой формы. Для осуществления этого S_k символов отображаются на каждую вторую поднесущую (с нулями, вставленными между ними) для случая 15 кГц разнесения поднесущих и отображаются на каждую третью поднесущую (с нулями, вставленными между ними) для случая 10 кГц. Это получается, так как в режиме 15 кГц разнесения поднесущих длина OFDM-символа равна 1/15 кГц=66,67 мкс. Когда S_k символов размещаются на каждой второй поднесущей, "эффективное" разнесение поднесущих равно 2×15=30 кГц и длительность "основной" волновой формы P-SyS равна 1/30 кГц= 33,33 мкс. Следовательно, в одном OFDM-символе (=66.67 мкс) содержатся две основные волновые формы.

Для режима 10 кГц разнесения поднесущих длина OFDM-символа равна 1/10 кГц=100 мкс. Когда S_k символов размещаются на каждой третьей поднесущей (с нулями, вставленными между ними), "эффективное" разнесение поднесущих равно 3×10=30 кГц и длительность "основной" волновой формы P-SyS равна 1/30 кГц=33,33 мкс. Следовательно, в одном OFDM-символе (=100 мкс) содержатся три основные волновые формы. То, что эти три экземпляра основной волновой формы создаются размещением S_k символов на каждой третьей поднесущей, может быть показано с помощью уравнений, аналогичных уравнениям 2-5.

Соответственно, описанные варианты осуществления являются просто иллюстративными и не должны рассматриваться ограничительными каким-либо образом. Объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения, а не предшествующим описанием, и подразумевается, что все варианты и эквиваленты, которые попадают в объем пунктов формулы изобретения, охватываются ими.

Изобретение относится к разнесению поднесущих в системах мобильной связи, которые используют мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM). Технический результат - уменьшение времени поиска соты. Для этого система сотовой связи, которая использует OFDM в своем радиоинтерфейсе, имеет возможность использования либо первого разнесения поднесущих, либо второго разнесения поднесущих. То, какое из них используется в данный момент, указывается с помощью формирования первого типа сигнала синхронизации в ответ на используемое в данный момент первое разнесение поднесущих и формирования второго типа сигнала синхронизации в ответ на используемое в данный момент второе разнесение поднесущих. Любой из сформированных первого типа сигнала синхронизации и второго типа сигнала синхронизации передается. Для различения между первым и вторым типами сигналов синхронизации представление временной области второго типа сигнала синхронизации включает в себя множество экземпляров первого типа сигнала синхронизации. 8 н. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ указания, какое из первого разнесения поднесущих и второго разнесения поднесущих используется в данный момент в системе сотовой связи, причем способ содержит
в ответ на первое разнесение поднесущих используемое в данный момент формирование первого типа сигнала синхронизации;
в ответ на второе разнесение поднесущих используемое в данный момент формирование второго типа сигнала синхронизации; и
передачу любого из сформированного первого типа сигнала синхронизации и второго типа сигнала синхронизации,
при этом представление временной области второго типа сигнала синхронизации включает в себя множество экземпляров первого типа сигнала синхронизации, при этом упомянутое множество равно отношению n между первым разнесением поднесущих и вторым разнесением поднесущих.

2. Способ по п.1, в котором
радиоинтерфейс системы сотовой связи использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM);
формирование первого типа сигнала синхронизации содержит отображение набора символов синхронизации, S_k, 0≤k≤N-1, на непрерывный набор из N поднесущих, причем каждая из N поднесущих имеет первое разнесение поднесущих; и
формирование второго типа сигнала синхронизации содержит отображение набора символов синхронизации, S_k, на набор поднесущих, n>1, так что каждая n-я из n·N поднесущих переносит один из N символов синхронизации, а остальные из n·N поднесущих переносят нулевые значения, при этом каждая из n·N поднесущих имеет второе разнесение поднесущих.

3. Способ по п.2, в котором n=2.

4. Способ по п.1, в котором представление временной области второго типа сигнала синхронизации состоит из двух экземпляров первого типа сигнала синхронизации.

5. Способ по п.1, в котором
первое разнесение поднесущих равно 15 кГц; и
второе разнесение поднесущих равно 7,5 кГц.

6. Способ обнаружения, какое из первого разнесения поднесущих и второго разнесения поднесущих используется в данный момент в системе сотовой связи, причем способ содержит
обработку принятого сигнала для извлечения из него сигнала синхронизации;
обнаружение, содержит ли представление временной области сигнала синхронизации только один экземпляр или множество экземпляров первого типа сигнала синхронизации; и
если представление временной области сигнала синхронизации содержит только один экземпляр первого типа сигнала синхронизации, то использование первого разнесения поднесущих в одной или более последующих операциях связи;
если представление временной области сигнала синхронизации содержит более одного экземпляра первого типа сигнала синхронизации, то использование второго разнесения поднесущих в одной или более последующих операциях связи, при этом отношение n между первым разнесением поднесущих и вторым разнесением поднесущих равно упомянутому множеству экземпляров.

7. Способ по п.6, в котором обнаружение, содержит ли представление временной области сигнала синхронизации только один экземпляр первого типа сигнала синхронизации, содержит
формирование результатов корреляции путем коррелирования принятого сигнала с первым типом сигнала синхронизации; и
определение, включают ли результаты корреляции отдельные максимумы, разделенные во времени заранее определенной величиной.

8. Способ по п.6, в котором обнаружение, содержит ли представление временной области сигнала синхронизации только один экземпляр первого типа сигнала синхронизации, содержит
формирование результатов корреляции путем коррелирования принятого сигнала с задержанной копией принятого сигнала, при этом величина задержки, используемая для формирования задержанной копии принятого сигнала, соответствует временному периоду первого типа сигнала синхронизации; и
определение, включают ли результаты корреляции отдельный максимум.

9. Способ по п.6, в котором
первое разнесение поднесущих равно 15 кГц; и
второе разнесение поднесущих равно 7,5 кГц.

10. Устройство для указания, какое из первого разнесения поднесущих и второго разнесения поднесущих используется в данный момент в системе сотовой связи, причем способ содержит
логику, которая реагирует на первое разнесение поднесущих, используемое в данный момент, путем формирования первого типа сигнала синхронизации;
логику, которая реагирует на второе разнесение поднесущих, используемое в данный момент, путем формирования второго типа сигнала синхронизации; и
логику, которая передает любой из сформированных первого типа сигнала синхронизации и второго типа сигнала синхронизации,
при этом представление временной области второго типа сигнала синхронизации включает в себя множество экземпляров первого типа сигнала синхронизации, при этом упомянутое множество равно отношению n между первым разнесением поднесущих и вторым разнесением поднесущих.

11. Устройство по п.10, в котором радиоинтерфейс системы сотовой связи использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM);
логика, которая формирует первый тип сигнала синхронизации, содержит логику, которая отображает набор S_k символов синхронизации, 0≤k≤N-1, на непрерывный набор N поднесущих, причем каждая из N поднесущих имеет первое разнесение поднесущих; и
логику, которая формирует второй тип сигнала синхронизации, содержит логику, которая отображает набор S_k символов синхронизации, на набор из n·N поднесущих, n>1, так что каждая n-я из n·N поднесущих переносит один из N символов синхронизации, а остальные из n·N поднесущих переносят нулевые значения, при этом каждая из n·N поднесущих имеет второе разнесение поднесущих.

12. Устройство по п.11, в котором n=2.

13. Устройство по п.10, в котором представление временной области второго типа сигнала синхронизации состоит из двух экземпляров первого типа сигнала синхронизации.

14. Устройство по п.10, в котором
первое разнесение поднесущих равно 15 кГц; и
второе разнесение поднесущих равно 7,5 кГц.

15. Устройство для обнаружения, какое из первого разнесения поднесущих и второго разнесения поднесущих используется в данный момент в системе сотовой связи, причем способ содержит
логику, которая обрабатывает принятый сигнал для извлечения из него сигнала синхронизации;
логику, которая обнаруживает, содержит ли представление временной области сигнала синхронизации только один экземпляр или множество экземпляров первого типа сигнала синхронизации; и
логику, которая использует первое разнесение поднесущих в одной или более последующих операциях связи, если представление временной области сигнала синхронизации содержит только один экземпляр первого типа сигнала синхронизации; и
логику, которая использует второе разнесение поднесущих в одной или более последующих операциях связи, если представление временной области сигнала синхронизации содержит более чем один экземпляр первого типа сигнала синхронизации, при этом отношение n между первым разнесением поднесущих и вторым разнесением поднесущих равно упомянутому множеству эземпляров.

16. Устройство по п.15, в котором логика, которая обнаруживает, содержит ли представление временной области сигнала синхронизации только один экземпляр первого типа сигнала синхронизации, содержит
логику, которая формирует результаты корреляции путем коррелирования принятого сигнала с первым типом сигнала синхронизации; и
логику, которая определяет, включают ли результаты корреляции отдельные максимумы, разделенные во времени заранее определенной величиной.

17. Устройство по п.15, в котором логика, которая обнаруживает, содержит ли представление временной области сигнала синхронизации только один экземпляр первого типа сигнала синхронизации, содержит логику, которая формирует результаты корреляции путем коррелирования принятого сигнала с задержанной копией принятого сигнала, при этом величина задержки, используемая для формирования задержанной копии принятого сигнала, соответствует временному периоду первого типа сигнала синхронизации; и
логику, которая определяет, включают ли результаты корреляции отдельный максимум.

18. Устройство по п.15, в котором
первое разнесение поднесущих равно 15 кГц; и
второе разнесение поднесущих равно 7,5 кГц.

19. Способ указания, какое из первого разнесения поднесущих и второго разнесения поднесущих используется в данный момент в системе сотовой связи, причем способ содержит
в ответ на первое разнесение поднесущих, используемое в данный момент, формирование первого типа сигнала синхронизации;
в ответ на второе разнесение поднесущих, используемое в данный момент, формирование второго типа сигнала синхронизации; и
передачу любого из сформированных первого типа сигнала синхронизации и второго типа сигнала синхронизации,
при этом представление временной области первого типа сигнала синхронизации включает в себя первое множество экземпляров основной волновой формы;
представление временной области второго типа сигнала синхронизации включает в себя второе множество экземпляров основной волновой формы; и
первое множество не равно второму множеству.

20. Устройство для указания, какое из первого разнесения поднесущих и второго разнесения поднесущих используется в данный момент в системе сотовой связи, причем устройство содержит
логику, сконфигурированную для формирования первого типа сигнала синхронизации в ответ на первое разнесение поднесущих, используемое в данный момент;
логику, сконфигурированную для формирования второго типа сигнала синхронизации в ответ на второе разнесение поднесущих, используемое в данный момент; и
логику, сконфигурированную для передачи любого из сформированных первого типа сигнала синхронизации и второго типа сигнала синхронизации,
при этом представление временной области первого типа сигнала синхронизации включает в себя первое множество экземпляров основной волновой формы; и
представление временной области второго типа сигнала синхронизации включает в себя второе множество экземпляров основной волновой формы; и
первое множество не равно второму множеству.

21. Способ обнаружения, какое из первого разнесения поднесущих и второго разнесения поднесущих используется в данный момент в системе сотовой связи, причем способ содержит
обработку принятого сигнала для извлечения из него сигнала синхронизации;
определение, сколько экземпляров основной волновой формы включено в представление временной области сигнала синхронизации; и
если представление временной области сигнала синхронизации содержит первое множество экземпляров основной волновой формы, то использование первого разнесения поднесущих в одной или более последующих операциях связи; и
если представление временной области сигнала синхронизации содержит второе множество экземпляров основной волновой формы, то использование второго разнесения поднесущих в одной или более последующих операциях связи,
при этом первое множество не равно второму множеству.

22. Устройство для обнаружения, какое из первого разнесения поднесущих и второго разнесения поднесущих используется в данный момент в системе сотовой связи, причем устройство содержит
логику, сконфигурированную для обработки принятого сигнала для извлечения из нее сигнала синхронизации;
логику, сконфигурированную для определения, сколько экземпляров основной волновой формы включено в представление временной области сигнала синхронизации; и
логику, сконфигурированную для использования первого разнесения поднесущих в одной или более последующих операциях связи, если представление временной области сигнала синхронизации содержит первое множество экземпляров основной волновой формы; и
логику, сконфигурированную для использования второго разнесения поднесущих в одной или более последующих операциях связи, если представление временной области сигнала синхронизации содержит второе множество экземпляров основной волновой формы,
при этом первое множество не равно второму множеству.