專利名稱：Ofdm系統(tǒng)的優(yōu)化的定時和頻率捕獲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明技術(shù)一般涉及通信系統(tǒng)和方法，且更具體地，涉及通過應(yīng) 用匹配的濾波函數(shù)檢測接收到的導(dǎo)頻符號來確定OFDM系統(tǒng)中的定時 與頻率信息(timing and frequency information )的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
空中接口規(guī)格定義FLO (單一前向鏈路Forward Link Only)技術(shù)， 該技術(shù)由業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的無線提供商開發(fā)。FLOTM傳輸?shù)幕拘盘枂卧?正交頻分復(fù)用(OFDM)符號，該符號由4642個被稱為OFDM碼片的 時域基帶樣本組成。在這些OFDM碼片當(dāng)中，是4096個數(shù)據(jù)碼片。 數(shù)據(jù)碼片在每側(cè)循環(huán)擴展，其中529個循環(huán)擴展碼片在數(shù)據(jù)部分之前， 17個在數(shù)據(jù)部分之后。為了減小OFDM信號帶外能量，OFDM符號中 前17個碼片和最后17個碼片具有上升余弦包絡(luò)(raised cosine envelope)。 OFDM符號的前17個碼片與前一個OFDM符號的最后17 個碼片相交疊。結(jié)果，每個OFDM符號的持續(xù)時間為4625個碼片長。
在發(fā)射之前，F(xiàn)LO數(shù)據(jù)通常被組織到超幀中。每個超幀具有一秒 的持續(xù)時間。超幀通常由1200個符號(或基于所用帶寬的可變數(shù)目個 OFDM符號)組成，這些符號是以4096個子載波進行OFDM調(diào)制的。 在超幀的1200個OFDM符號中，有兩個TDM導(dǎo)頻符號(TDMl， TDM2); —個廣域識別信道和一個局域識別信道(WIC和LIC)符號； 十四個OIS信道符號，包括四個過渡導(dǎo)頻信道(TPC Transitional Pilot Channel)符號；2個，6個，10個或14個數(shù)目可變的PPC符號，其用
于輔助定位；和四個數(shù)據(jù)幀。
時分復(fù)用(TDM)導(dǎo)頻符號1 (TDM1)是每個超幀的第一OFDM 符號，這里TDM1是周期性的并具有128個OFDM碼片周期。接收機 使用TDM1供幀同步，及初始時間(歷程定時(course timing))和頻 率捕獲。在TDM1后面是兩個分別攜帶廣域ID和局域ID的符號。接 收機使用該信息并利用相應(yīng)的PN序列來執(zhí)行適當(dāng)?shù)慕鈹_操作。時分復(fù) 用導(dǎo)頻符號2 (TDM2)在廣域和局域ID符號之后，這里TDM2是周 期性的，具有2048個OFDM碼片周期，并含有兩個周期和一個分數(shù) 周期(fractionperiod)。當(dāng)為解調(diào)確定精確定時，接收機使用TDM2。
在TDM2之后是 一個廣域TPC (WTPC)符號；五個廣域OIS 符號；另一個WTPC; —個局域TPC (LTPC)符號；五個局域OIS符 號；另一個LTPC;和在上述前18個OFDM符號之后的四個數(shù)據(jù)幀。 數(shù)據(jù)幀被細分成廣域數(shù)據(jù)部分和局域數(shù)據(jù)部分。廣域數(shù)據(jù)可預(yù)掛和附 加以廣域TPC， 一端一個。該結(jié)構(gòu)也用于局域數(shù)據(jù)部分。 一個重要的 方面是超幀信息的初始處理以便判斷新的超幀開始，從而同步化并判 斷進一歩的幀信息。
有幾個問題與傳統(tǒng)基于純延遲自相關(guān)的定時和頻率捕獲系統(tǒng)相關(guān) 聯(lián)。 一個問題涉及這樣的事實，即定時捕獲直接對延遲的相關(guān)估計應(yīng) 用固定閾值來檢測自相關(guān)估計的上升緣和尾緣，該延遲的自相關(guān)估計 是根據(jù)假設(shè)的TDM導(dǎo)頻1波形直接計算出的。該方法對如由副載波干 擾引起的噪聲/干擾水平的變化敏感?；诩冏韵嚓P(guān)的方法的其它變化 具有類似的限制。另一個問題是當(dāng)前頻率捕獲算法更新歷程定時捕獲 周期中頻率偏移，該問題會導(dǎo)致至少兩個缺點首先，削弱用于定時 捕獲的相關(guān)性；其次，提供的頻率估計較差，該較差頻率估計會導(dǎo)致 捕獲失敗。另一個問題涉及傳統(tǒng)系統(tǒng)的較大檢測延遲，其會導(dǎo)致對下 一個OFDM符號的誤處理。

發(fā)明內(nèi)容
下面給出多種實施例的簡化總結(jié)以便對實施例的某些方面提供基 本理解。該總結(jié)不是全面總結(jié)。其目的是為了標(biāo)識重要/關(guān)鍵元素或勾 畫出這里揭示實施例的范圍。唯一目的是以簡化的形式提供某些概念
作為后面給出的更詳細描述的前言。
提供了在正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中判斷定時和頻率信息的 系統(tǒng)和方法。采用匹配濾波器以相關(guān)函數(shù)處理無線接收機中延遲的相 關(guān)器輸出信號?？砂凑諑追N方法監(jiān)視和處理來自匹配濾波器的輸出以
確定來自接收的導(dǎo)頻OFDM符號的定時和頻率信息。在一個方面，邊 緣模板(edgetemplate)被用作相關(guān)函數(shù)并被用于匹配濾波器中的延遲 相關(guān)器輸出。峰值檢測器監(jiān)視來自濾波器的輸出并根據(jù)檢測到的來自 匹配濾波器的信號最高峰值開始接收機中的定時和頻率計算。如果檢 測到隨后的峰值具有更高的信號振幅，則可重新開始定時和頻率捕獲。 以該方式，能比應(yīng)用到延遲的相關(guān)器輸出自身的預(yù)定閾值方法更可靠 地檢測到在其中接收到OFDM信息的幀的真正開頭，因為最高峰值具 有最高的作為幀開始的概率，且因此不可能是系統(tǒng)噪聲的指示。 一方 面，提供了無線網(wǎng)絡(luò)中定時捕獲的方法。該方法包括經(jīng)相關(guān)函數(shù)濾波 TDM導(dǎo)頻的相關(guān)輸出并利用相關(guān)輸出來確定無線網(wǎng)絡(luò)中的定時或頻 率。
另一方面，1)采用與接收的TDM導(dǎo)頻1波形的理想相關(guān)函數(shù)匹 配的函數(shù)，從而在整個超幀周期(如l秒)上與估計的相關(guān)數(shù)據(jù)相關(guān)， 這里最大相關(guān)相應(yīng)于TDM導(dǎo)頻1的位置。 一種簡化形式是使用邊緣模 板與估計的相關(guān)數(shù)據(jù)相關(guān)。當(dāng)匹配濾波器的輸出超過預(yù)定閾值時，檢 測到TDM導(dǎo)頻符號的開頭，這里TDM導(dǎo)頻符號周期的自動頻率控制
(AFC)的累積過程開始。在該時間段中，如果檢測到更大的輸出， 則頻率累積器可被清除，從而重新開始累積過程。在該時間段結(jié)束時， 宣告TDM導(dǎo)頻1檢測(因此定時得以捕獲)且累積的數(shù)據(jù)被用來計算 頻率偏移并被用于更新無線接收機中的系統(tǒng)頻率。
為了實現(xiàn)前面和相關(guān)的目的，某些說明性的實施例將結(jié)合下面的 說明和附圖進行描述。這些方面是多種實施例可實施的方式的代表， 都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。


圖1是說明無線接收機中定時和頻率處理部件的示意性方框圖。 圖2示出示例的相關(guān)處理系統(tǒng)。
圖3示出示例的邊緣相關(guān)函數(shù)。
圖4示出邊緣相關(guān)處理系統(tǒng)的示例性定時圖。
圖5示出可替換的相關(guān)處理系統(tǒng)。
圖6示出可替換的相關(guān)處理系統(tǒng)的時序圖。
圖7是流程圖，其示出時域復(fù)用導(dǎo)頻信號的示例性處理。
圖8是說明無線系統(tǒng)中示例性用戶設(shè)備的示圖。
圖9是說明無線系統(tǒng)中示例性基站的示圖。
圖10是說明無線系統(tǒng)中示例性收發(fā)信機的示圖。
具體實施例方式
提供了用于處理時域復(fù)用導(dǎo)頻符號的系統(tǒng)和方法，與直接對延遲 相關(guān)器輸出應(yīng)用固定的閾值相反，該方法和系統(tǒng)利用匹配濾波器部件 來處理延遲的相關(guān)器輸出。在實施例中，提供了在無線網(wǎng)絡(luò)中定時捕 獲的方法。該方法包括經(jīng)邊緣模板對TDM導(dǎo)頻的相關(guān)輸出進行濾波和 利用相關(guān)輸出確定無線網(wǎng)絡(luò)中的定時或頻率。 一般地，從導(dǎo)頻符號獲 得的振幅信息被用來確定系統(tǒng)定時信息(同步本地接收機時鐘到發(fā)射 機時鐘)，這里從導(dǎo)頻符號獲得的相位信息被用來確定系統(tǒng)頻率信息。
用在本申請中的術(shù)語"部件"，"網(wǎng)絡(luò)"，"系統(tǒng)"等用來指計算機 相關(guān)的實體，要么硬件，硬件和軟件的組合，軟件，或執(zhí)行的軟件。 例如，部件可以是但不局限于在處理器上運行的過程，處理器，對象， 可執(zhí)行程序，執(zhí)行線程，程序，和/或計算機。在說明中，在通信設(shè)備 上運行的應(yīng)用程序和設(shè)備都可以是部件。 一個或多個部件可以駐存在 過程和/或執(zhí)行線程中，且部件可以局限在一個計算機中和/或分布在兩 個或多個計算機之間。而且，這些部件可以從多種計算機可讀介質(zhì)中 執(zhí)行，這些介質(zhì)中存儲有多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。部件可以與本地和/或遠程過 程通信，如按照具有一個或多個數(shù)據(jù)分組的信號(如，來自與本地系 統(tǒng)、分布式系統(tǒng)和/或跨有線或無線網(wǎng)絡(luò)如因特網(wǎng)的另一個部件相交互 的一個部件的數(shù)據(jù))。
圖1示出無線系統(tǒng)100的定時和頻率處理部件。系統(tǒng)100包括一 個或多個發(fā)射機110，其經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)與一個或多個接收機120通信。接 收機120可基本上包括任意類型通信設(shè)備，如蜂窩電話，計算機，個
人數(shù)字助理，手持或膝上型設(shè)備，等等。接收機120的某些部分被用
來解碼和處理超幀130以及其他數(shù)據(jù)，如多媒體數(shù)據(jù)。超幀130通常 是在正交頻分復(fù)用(OFDM)網(wǎng)絡(luò)中發(fā)射的，該OFDM網(wǎng)絡(luò)也可利用 多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯我磺跋蜴溌?FLO)協(xié)議。超幀130通常包括用 于接收機120中的定時和頻率捕獲的時分復(fù)用導(dǎo)頻1符號(未示出)。 接收機120中延遲的相關(guān)器部件140處理超幀130，并在碰到TDM1 OFDM符號時產(chǎn)生斜波輸出信號(ramp output signal) 150，注意這里 TDM1和TDM導(dǎo)頻1是等價的。
根據(jù)斜波輸出信號150，匹配濾波器160被用來以相關(guān)函數(shù)170 處理接收機120中的延遲的相關(guān)器輸出信號150。來自匹配濾波器160 的輸出可被監(jiān)視，并按照幾種方法來處理以確定超幀130中的來自接 收的導(dǎo)頻OFDM符號的定時和頻率信息。 一方面，邊緣模板可用作相 關(guān)函數(shù)170并應(yīng)用到匹配濾波器160中延遲的相關(guān)器輸出150，這里匹 配濾波器通常對延遲的相關(guān)器輸出應(yīng)用微分法(differentiation),以便 輸出對噪聲/干擾水平具有較小的依賴性。峰值檢測器180監(jiān)視來自匹 配濾波器160的輸出184，并基于檢測到的來自匹配濾波器160的最高 信號峰值經(jīng)部件190啟動接收機120中的定時和頻率計算。如果隨后 在184檢測到的峰值具有更高的信號振幅，則可在190重新開始定時 和頻率捕獲。
如下面更詳細討論的那樣，有幾種方法可用來處理延遲的相關(guān)器 輸出150。在優(yōu)化方法中，可在170采用模板，其匹配TDM導(dǎo)頻1波 形150的理想延遲相關(guān)函數(shù)從而在整個超幀130的周期(如1秒)上 與估計的相關(guān)數(shù)據(jù)相關(guān)，這里最大相關(guān)相應(yīng)于TDM導(dǎo)頻1的位置。該 方法是相對圖5和6描述的。對于較低的復(fù)雜度和較小的延遲，可釆 用可替換的邊緣檢測算法，如參考圖2—4的描述。注意，在開始之前， 峰值檢測器180幾乎可采用任意方法檢測來自匹配的濾波器160的最 高接收輸出。這可采用公知的峰值檢測器電路或采用可變閾值，這里 每次檢測到或形成新最高峰值時都建立新閾值。而且， 一個以上的樣 本可用來判斷是否已經(jīng)獲得最高峰值，如用來判斷平均最高峰值的樣 本子集。另一方面，可執(zhí)行多重或嵌套相關(guān)從而檢測TDM1。例如， 184的輸出可應(yīng)用至隨后的相關(guān)函數(shù)，然后對其檢測和處理以便獲得定
時和頻率信息。
一個方面，提供部件來在無線網(wǎng)絡(luò)中確定定時或頻率
數(shù)據(jù)。部件(接收機120)包括用于分析超幀130從而確定延遲的輸出
信號的裝置(標(biāo)識號140);用于產(chǎn)生相關(guān)函數(shù)的裝置(標(biāo)識號170);
和用于對延遲的輸出信號進行濾波的裝置(標(biāo)識號160)和相關(guān)函數(shù) 170從而確定OFDM數(shù)據(jù)包的開頭。
圖2示出示例性的系統(tǒng)200和相關(guān)函數(shù)210。在簡化的過程中，采 用邊緣模板210，其為TDM導(dǎo)頻1符號230匹配理想的自相關(guān)函數(shù)220 的前面部分。類似于上面的圖l，延遲的相關(guān)器部件240從TDM1 230 產(chǎn)生自相關(guān)函數(shù)220。在實施例中，邊緣模板210可具有長度TE
(-A-A-A…-A B B B B…B)，其匹配理想的自相關(guān)函數(shù)的前面部分， 這里示例函數(shù)300在圖3中示出，從而與估計的相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)圖2所示 的匹配濾波器250相關(guān)。該操作消除了相關(guān)器輸出230對噪聲/干擾水 平的依賴關(guān)系，艮口
f勤*
當(dāng)圖2中匹配濾波器250的輸出超過預(yù)定閾值時，可檢測到TDM 導(dǎo)頻符號的開頭。然后該檢測為TDM導(dǎo)頻符號周期開始自動頻率控制
(AFC)的累積過程。在該周期中，如果確定或檢測到較大的輸出， 對AFC累積器(未示出)執(zhí)行清除操作，AFC累積器重新啟動累積過 程。在檢測周期結(jié)束時，宣告TDM導(dǎo)頻1檢測(因此獲得定時)且累 積的數(shù)據(jù)被用來計算頻率偏移和更新系統(tǒng)頻率。
一般地，邊緣模板210的使用可引入延遲，這里延遲可以等于TE/2， 如圖3中310所示，TE/2約等于模板長度的一半。圖2中邊緣模板210 的長度通常小于或等于TDM導(dǎo)頻1符號的持續(xù)時間，該持續(xù)時間以 Ts表示。邊緣模板210的長度越大，檢測性能越好，但延遲越長。為 了減小由于TDM導(dǎo)頻符號240的結(jié)束邊界的檢測而導(dǎo)致的延遲，可替 換實施例消除了 TDM1結(jié)束邊界的檢測，且假定TDM導(dǎo)頻1的結(jié)束 邊界距離邊界開始TS秒。因此可無延遲地檢測到TDM導(dǎo)頻1的結(jié)束 邊界或下一 OFDM符號的開頭。
圖4示出示例的波形400，其可按照上面參考圖2和3描述的過程 檢測到。如圖所示，在上述匹配濾波器的輸出端檢測到三角信號410。信號410在420開始頻率累積過程并在頻率累積周期430繼續(xù)累積。 如上面所述，可對信號410應(yīng)用閾值440從而檢測頻率累積開始周期 420。如果檢測到的隨后的信號高于前面的閾值，或新峰值建立，則可 重置累積并重新開始捕獲周期430。如圖所示，可在450檢測尾緣，然 而為了減小延遲，可從已知的超幀參數(shù)，如下一TDM1的時間間隔， 確定邊緣450，該時間間隔可以是從信號410開始時接收的已知時間段 (如1秒)。
圖5和圖6示出可替換實施例，這里相關(guān)是在超幀周期上確定的。 類似于上面的圖2，系統(tǒng)500包括應(yīng)用到匹配濾波器530的相關(guān)函數(shù) 510和延遲的相關(guān)器輸出520。如圖所示，TDM1導(dǎo)頻540由延遲的相 關(guān)器部件550處理從而產(chǎn)生延遲的相關(guān)器輸出520，該輸出520被提供 給匹配濾波器530。在560，定時和頻率部件采用頻率累積器570 (或 累積器)和定時器580，從而確定無線接收機的定時和頻率估計，這里 圖6示出系統(tǒng)500的示例性定時圖600。在510采用模板從而對TDM 導(dǎo)頻1 540的相關(guān)輸出進行濾波。延遲的累積器輸出530經(jīng)累積器570 緩沖TE/2長度(如圖3所示)。當(dāng)匹配濾波器530輸出超過預(yù)定的閾值 時，累積器570開始累積相關(guān)器輸出520，且定時器580開始計時。如 果匹配濾波器530輸出超過前面檢測的值，累積器570和定時器580 重置并重新開始。當(dāng)定時器580最終期滿(expire),頻率累積器570 停止。然后根據(jù)累積器570中的值計算頻率估計并應(yīng)用該頻率估計來 校正無線接收機中的頻率偏移。也可為下一 OFDM符號處理確定 OFDM符號邊界。
簡單參考圖6，標(biāo)識號610指示TDM1導(dǎo)頻符號的開頭。在620， 示出了相關(guān)器輸出延遲TC，在630示出邊緣濾波延遲TE。在640，指 示頻率累積的開頭并在頻率捕獲周期中持續(xù)，頻率捕獲周期通常是 TDM1導(dǎo)頻符號周期。如上面指出，這里揭示的實施例可采用匹配的 邊緣檢測器，該檢測器抽樣TDM導(dǎo)頻1波形相關(guān)數(shù)據(jù)的輸出而非直接 對TDM導(dǎo)頻1波形相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)用固定的閾值，因此提供更高的抗噪聲 和抗干擾性和提高的精度。提高的定時精度也改善頻率捕獲精度。一 個方面，接收機中AFC環(huán)可在TDM導(dǎo)頻1檢測周期中打開(只累積 無校正)。這減弱了對校正估計的擾動，并極大地提高了頻率估計精度。
圖7示出從時分復(fù)用導(dǎo)頻信號確定頻率和定時的示例過程700。同 時，為了簡化解釋的目的，方法被顯示并描述為一系列或大量的操作， 可以理解，這里揭示的過程不受操作的順序的限制，某些操作可以不 同的順序發(fā)生和/或與這里所示和描述的其他操作同時發(fā)生。例如，本 領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，該方法可替換地表示為一系列交織的狀態(tài)和 事件，如狀態(tài)圖。而且按照這里揭示的主題方法，不是所有示出的操 作都要求執(zhí)行。
進行到710，在無線接收機處接收到超幀。超幀基本可包括采用 TDM1導(dǎo)頻符號的任意類型的OFDM數(shù)據(jù)包，從而允許在接收機校正 定時和頻率。在720，從710的超幀確定延遲的相關(guān)器輸出。如上所述， 這樣的輸出是一般矩形結(jié)構(gòu)。在前面的系統(tǒng)中，這樣的延遲相關(guān)器輸 出直接與閾值比較，該輸出在閾值或閾值附近有噪聲問題。在這里揭 示的實施例中，在730確定相關(guān)函數(shù)，這里相關(guān)函數(shù)和延遲的相關(guān)器 輸出在740應(yīng)用到濾波器。濾波器的輸出可呈現(xiàn)為三角波形，該三角 波形可用于峰值檢測從而確定TDM1的開頭。這樣的峰值檢測可包括 對濾波輸出應(yīng)用閾值，然而，峰值檢測電路或部件也可采用。在750， 在檢測到TDM1開始后，濾波輸出被用來與發(fā)射機同步定時并確定接 收機的頻率考慮。該頻率可在給定TDM1的開始和另一個接收的超幀 中隨后TDM1之間被確定。如上所述，通過如從濾波器輸出確定的那 樣從檢測的TDM1的開頭執(zhí)行己知的定時和頻率計算，超幀結(jié)構(gòu)的知 識可用來減小超幀周期結(jié)束時處理中的延遲。
圖8是按照這里描述的一個或多個方面用在無線通信環(huán)境中的用 戶裝置800的示圖。用戶裝置800包括接收機802，其例如從接收天線 (未示出)接收信號并對接收的信號執(zhí)行典型的操作(如濾波、放大、 下變換，等)和將調(diào)節(jié)的信號數(shù)字化從而獲得樣本。接收機802可以 是非線性接收機。解調(diào)器804可解調(diào)接收的導(dǎo)頻符號并將其提供給處 理器806以供信道估計。FLO信道部件810被提供來處理FLO信號。 除了其他處理，這可包括數(shù)字流處理和/或定位計算。處理器806可以 是專用于分析接收機802接收的信息和/或產(chǎn)生供發(fā)射機816發(fā)射的信 息的處理器，控制用戶裝置800 —個或多個部件的處理器，和/或既分 析接收機802接收的信息，產(chǎn)生供發(fā)射機816發(fā)射的信息，還控制用
戶裝置800 —個或多個部件的處理器。也可提供存儲器從而方便處理 器執(zhí)行。注意，裝置800在本質(zhì)上是示例性的，其用來執(zhí)行通用功能。 對于單一前向鏈路(FLO)功能，F(xiàn)LO流可與無線設(shè)備如電話共存， 但基本與標(biāo)準(zhǔn)裝置發(fā)射和接收操作無關(guān)。因此，F(xiàn)LO信道將不采用發(fā) 射機816。
可以理解，這里描述的數(shù)據(jù)存儲(如存儲器)部件可以是易失性 存儲器或非易失性存儲器，或可包括易失性和非易失性存儲器。通過 示例，但不局限于這些示例，非易失性存儲器可包括只讀存儲器 (ROM)、可編程ROM (PROM)、可電編程ROM (EPROM)、可電 擦除ROM (EEPROM)，或閃存。易失性存儲器可包括隨機存取存儲 器(RAM),其用作外部緩存。通過示例但不局限于這些示例，RAM 可以許多形式利用，如同步RAM (SRAM)、動態(tài)RAM (DRAM)、 同步DRAM (SDRAM)、雙數(shù)據(jù)速率SDRAM (DDRSDRAM)、增強 型SDRAM (ESDRAM)、同步鏈路DRAM (SLDRAM)，和直接隨機 RAM (DRRAM)。主題系統(tǒng)和方法的存儲器808包括這些和其他合適 類型的存儲器，但不局限于這些。用戶裝置800進一步包括用于處理 FLO數(shù)據(jù)的背景監(jiān)視器814，符號調(diào)制器814和發(fā)射調(diào)制信號的發(fā)射 機816。
注意，單一前向鏈路(FLO)空中接口覆蓋相應(yīng)于OSI6的協(xié)議和 業(yè)務(wù)，OSI6具有層l (物理層)和層2 (數(shù)據(jù)鏈路層)。數(shù)據(jù)鏈路層進 一步被細分為兩個子層，也就是，介質(zhì)存取(MAC)子層，流子層。 上層可包括多媒體內(nèi)容的壓縮，多媒體存取控制，和控制信息的內(nèi)容 與格式化。
FLO空中接口規(guī)范通常不規(guī)定上層從而允許設(shè)計支持多種應(yīng)用和 業(yè)務(wù)的靈活性。所示這些層提供文中的環(huán)境。流層包括將最多3個上 層流復(fù)用到一個邏輯信道中，上層數(shù)據(jù)包捆綁到每個邏輯信道流，并 提供分組和殘余差錯操縱功能。介質(zhì)存取控制(MAC)層的特征包括 控制對物理層的存取，執(zhí)行邏輯信道和物理信道之間的映射，為物理 信道上的發(fā)射復(fù)用邏輯信道，在移動裝置處去復(fù)用邏輯信道，和/或增 強服務(wù)質(zhì)量(QOS)要求。物理層特征包括為前向鏈路提供信道結(jié)構(gòu)， 并定義頻率、調(diào)制，和編碼要求。
FL0物理層使用4K模式(mode)(產(chǎn)生4096個子載波的變換大 小)，與8K模相比，提供優(yōu)越的移動性能，同時保留足夠長的保護間 隔(guard interval),其在相當(dāng)大的SFN小區(qū)中有用。快速信道捕獲可 通過優(yōu)化的導(dǎo)頻和交織器結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)。包括在FLO空中接口中的交 織方案促進時間多樣性。導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)和交織器設(shè)計優(yōu)化信道利用而用戶 無需長捕獲時間。 一般地，F(xiàn)LO發(fā)射的信號被組織到超幀中。每個超 幀包括四個數(shù)據(jù)幀，包括TDM導(dǎo)頻(時分復(fù)用的)，幵銷信息符號(OIS) 和含廣域及局域數(shù)據(jù)的幀。提供TDM導(dǎo)頻從而允許快速捕獲OIS。 OIS 描述超幀中每個媒體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的位置。
通常，每個超幀由200個OFDM符號每MHz分配的帶寬(6 MHz 1200個符號)組成，每個符號含有效子載波的7個交織。每個交織在 頻率中均勻分布，使得其在可用帶寬內(nèi)實現(xiàn)完全頻率多樣性。這些交 織被分配給持續(xù)時間段和實際所用交織的數(shù)目可改變的邏輯信道。這 提供了可由任意給定數(shù)據(jù)源實現(xiàn)時間多樣性的靈活度。較低數(shù)據(jù)率信 道可分配較少交織從而改善時間多樣性，而較高數(shù)據(jù)率信道利用更多 交織從而最小化無線電工作時間(radio' son-time)并減小功率消耗。 低數(shù)據(jù)率和高數(shù)據(jù)率的捕獲時間通常是相同的。因此，可保持頻 率和時間多樣性而無需兼顧捕獲時間。FLO邏輯信道常常用來以可變 速率攜帶實時(實時流(live streaming))內(nèi)容從而以可變數(shù)據(jù)率編碼
獲得可能的統(tǒng)計復(fù)用增益(壓縮器和解壓縮器二合一)。每個邏輯信道 可具有不同編碼速率和調(diào)制從而支持不同應(yīng)用要求的多種可靠性及服 務(wù)質(zhì)量。FLO復(fù)用方案使得裝置接收機能夠解調(diào)單個邏輯信道的內(nèi)容， 該邏輯信道內(nèi)容對最小化功率消耗有用。移動裝置可解調(diào)多個邏輯信 道，它們能同時使視頻和相關(guān)音頻在不同信道上發(fā)送。
圖9是示例性系統(tǒng)900的示圖，其包括具有接收機910和發(fā)射機 924的基站902，接收機910通過多個接收天線906接收來自一個或多 個用戶裝置904的信號，發(fā)射機通過發(fā)射天線908將信號發(fā)射到一個 或多個用戶裝置904。接收機910可接收來自接收天線906的信息并可 操作地與解調(diào)接收信息的解調(diào)器912關(guān)聯(lián)。解調(diào)符號由類似于處理器 的處理器914分析，處理器914耦合到存儲關(guān)于用戶等級信息，與其 相關(guān)的查詢表和/或其他與執(zhí)行這里給出的多種操作和功能相關(guān)的合適
信息的存儲器916。處理器914進一步耦合到FLO信道918部件，該 部件便于將FLO信息發(fā)送給一個或多個用戶裝置904。調(diào)制器922可 復(fù)用發(fā)射機924通過發(fā)射天線卯8發(fā)射到用戶設(shè)備904的信號。
圖IO示出示例性的無線通信系統(tǒng)1000。為了簡單起見，無線通信 系統(tǒng)1000描繪一個基站和一個終端。然而，可以理解，該系統(tǒng)可包括 多于一個的基站和/或多于一個的終端，其中額外的基站和/或終端可基 本類似于或不同于這里描述的示例性基站和終端。
現(xiàn)參考圖10，在下行鏈路上，在接入點1005，發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處 理器1010接收、格式化、編碼、交織和調(diào)制(或符號映射)流量數(shù)據(jù)， 并提供調(diào)制符號("數(shù)據(jù)符號")。符號調(diào)制器1015接收和處理數(shù)據(jù)符 號和導(dǎo)頻符號，并提供符號流。符號調(diào)制器1020復(fù)用數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻符號 并將它們提供給發(fā)射機單元(TMTR) 1020。每個發(fā)射符號可以是數(shù)據(jù) 符號、導(dǎo)頻符號，或零信號值。導(dǎo)頻符號可在每個符號周期中連續(xù)發(fā) 送。導(dǎo)頻符號可以是頻分復(fù)用的(FDM)、正交頻分復(fù)用的(OFDM)、 時分復(fù)用的(TDM)、頻分復(fù)用的(FDM)，或碼分復(fù)用的(CDM)。 TMTR 1020接收符號流并將符號流轉(zhuǎn)換為一個或多個模擬信號， 并進一步調(diào)節(jié)(如放大、濾波，和頻率上變換)模擬信號，從而產(chǎn)生 適于在無線信道上發(fā)射的下行鏈路信號。然后下行鏈路信號通過天線 1025發(fā)射到終端。在終端1030，天線1035接收下行鏈路信號并將接 收到的信號提供給接收機單元(RCVR) 1040。接收機單元1040調(diào)節(jié) (如濾波、放大，和頻率下變換)接收到的信號并數(shù)字化經(jīng)調(diào)節(jié)的信 號從而獲得樣本。符號解調(diào)器1045將接收到的導(dǎo)頻符號解調(diào)和提供給 處理器1050供信道估計。符號解調(diào)器1045進一步接收來自處理器1050 的下行鏈路的頻率響應(yīng)估計，對接收到的數(shù)據(jù)符號執(zhí)行數(shù)據(jù)解調(diào)從而 獲得數(shù)據(jù)符號估計(其為發(fā)射的數(shù)據(jù)符號的估計)，并將數(shù)據(jù)符號估計 提供給RX數(shù)據(jù)處理器1055，該處理器解調(diào)(即，符號去映射)、去交 織，和解碼數(shù)據(jù)符號估計，從而恢復(fù)發(fā)射的流量數(shù)據(jù)。符號解調(diào)器1045 和RX數(shù)據(jù)處理器1055的處理對于接入點1005處的符號調(diào)制器1015 和TX數(shù)據(jù)處理器1010的處理是互補的。
處理器1090和1050分別指導(dǎo)(例如，控制、協(xié)調(diào)、管理等)接 入點1005和終端1030處的操作。各處理器1090和1050可與存儲程
序代碼和數(shù)據(jù)的存儲器單元(未示出)相關(guān)聯(lián)。處理器1090和1050 也可執(zhí)行計算從而分別獲得上行鏈路和下行鏈路的頻率和脈沖響應(yīng)估 計。
這里所述的系統(tǒng)和設(shè)備可以硬件、軟件，或它們的組合實施。對 于硬件實施，用于信道估計的處理單元可在一個或多個專用集成電路 (ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、數(shù)字信號處理設(shè)備(DSPD)、可 編程邏輯設(shè)備(PLD)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGS)、處理器、控制器、 微控制器、微處理器、設(shè)計來執(zhí)行這里所述功能的其他電子單元，或 它們的組合中實施。對于軟件，可通過執(zhí)行這里所述功能的模塊(如， 過程、函數(shù)等)實施。軟件代碼可存儲在存儲器單元中并由處理器1090 和1050執(zhí)行。
對于軟件實施，這里所述技術(shù)可用執(zhí)行這里所述功能的模塊(如， 過程、函數(shù)等)實施。軟件代碼可存儲在存儲器單元中并由處理器執(zhí) 行。存儲器單元可以在處理器內(nèi)部或外部實施，在處理器外部的情形 中，存儲器單元可經(jīng)本領(lǐng)域公知的多種裝置可通信地耦合到處理器。
上面所述的內(nèi)容包括示例性實施例。當(dāng)然，不可能為描述實施例 而說明每一個設(shè)想到的部件和方法的組合，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認 識到許多進一步的組合和變化都是可能的。因此，這些實施例可包括 所有落在權(quán)利要求范圍內(nèi)的這些改變、修改和變體。而且，詳細說明 或權(quán)利要求中所用的術(shù)語"包含"是攬括性的，類似于權(quán)利要求中所 采用的"包括"。
權(quán)利要求
1.一種在無線網(wǎng)絡(luò)中捕獲定時的方法，其包括經(jīng)相關(guān)函數(shù)對TDM導(dǎo)頻的相關(guān)輸出進行濾波；以及采用所述相關(guān)輸出來確定無線網(wǎng)絡(luò)中的頻率。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括為所述相關(guān)函數(shù)采用邊緣 模板。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括從所述相關(guān)函數(shù)確定定時息。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，進-一步包括處理超幀從而確定所述相 關(guān)輸出。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，所述超幀是在正交頻分復(fù)用(OFDM) 網(wǎng)絡(luò)中發(fā)射的。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，所述超幀是作為單一前向鏈路(FLO) 廣播的一部分發(fā)射的。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括為所述相關(guān)器輸出產(chǎn)生斜 波輸出信號。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，進一步包括組合所述斜波輸出信號和 濾波器中的相關(guān)函數(shù)。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括經(jīng)峰值檢測器部件測量來 自所述濾波器的輸出。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括經(jīng)至少一個閾值測量來自 所述濾波器的輸出。
11. 如權(quán)利要求io所述的方法，
12. 如權(quán)利要求8所述的方法， 應(yīng)用來自所述濾波器的輸出。
13. 如權(quán)利要求8所述的方法， 和相關(guān)函數(shù)之間的差別。所述閾值是可調(diào)整的。 進一步包括對至少一個其他相關(guān)部件進一步包括應(yīng)用經(jīng)延遲的相關(guān)器輸出
14. 如權(quán)利要求8所述的方法，進一步包括采用來自經(jīng)延遲的相關(guān)器 輸出的樣本子集來確定峰值輸出。
15. —種用于無線網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)器模塊，其包括時分相關(guān)器，其處理超幀字段從而確定經(jīng)延遲的相關(guān)器輸出； 將要與所述經(jīng)延遲的相關(guān)器輸出一起被處理的相關(guān)函數(shù)；和 濾波器，其組合所述經(jīng)延遲的相關(guān)器輸出和所述相關(guān)函數(shù)從而確 定所述超幀的起始點。
16. 如權(quán)利要求15所述的模塊，進一步包括邊緣模板，其匹配TDM 導(dǎo)頻1符號的理想自相關(guān)函數(shù)的前端部分。
17. 如權(quán)利要求16所述的模塊，經(jīng)延遲的相關(guān)器部件產(chǎn)生自相關(guān)函數(shù)。
18. 如權(quán)利要求16所述的模塊，所述邊緣模板的長度為TE (-A-A-A… -ABBBB—B)，其匹配所述理想自相關(guān)函數(shù)的前端部分。
19. 如權(quán)利要求16所述的模塊，進一步包括累積器，其在TDM導(dǎo)頻 符號周期中為自動頻率控制(AFC)部件的頻率累積處理收集數(shù)據(jù)。
20. 如權(quán)利要求19所述的模塊，進一步包括定時器，其與所述累積器 一起采用從而促進所述頻率捕獲處理。
21. 如權(quán)利要求19所述的模塊，進一步包括在濾波器輸出端處檢測到更大的信號輸出時重置所述定時器和所述累積器的部件。
22. 如權(quán)利要求19所述的模塊，進一步包括采用已知的超幀參數(shù)來確 定頻率捕獲停止時間的部件。
23. 如權(quán)利要求19所述的模塊，進一步包括緩沖器，其被應(yīng)用于經(jīng)延 遲的相關(guān)器輸出。
24. 如權(quán)利要求23所述的模塊，進一步包括檢測定時器何時期滿并停 止頻率累積器的部件。
25. 如權(quán)利要求19所述的模塊，其具有機器可讀介質(zhì)，所述機器可讀 介質(zhì)具有存儲在其上的機器可執(zhí)行指令，從而實現(xiàn)所述時分相關(guān)器， 所述相關(guān)函數(shù)，或所述濾波器。
26. —種用于確定無線網(wǎng)絡(luò)中的定時或頻率數(shù)據(jù)的部件，其包括 用于分析超幀從而確定經(jīng)延遲的輸出信號的裝置； 用于產(chǎn)生相關(guān)函數(shù)的裝置；以及用于對所述經(jīng)延遲的輸出信號和所述相關(guān)函數(shù)進行濾波從而確定 OFDM分組的開始的裝置。
27. —種機器可讀介質(zhì)，其具有存儲在其上的機器可執(zhí)行指令，包括 處理OFDM分組從而確定經(jīng)延遲的相關(guān)器輸出信號；和 對所述經(jīng)延遲的相關(guān)器輸出信號應(yīng)用相關(guān)函數(shù)，從而確定OFDM數(shù)據(jù)分組的開始時間。
28. 如權(quán)利要求27所述的機器可讀介質(zhì)，進一步包括對濾波器應(yīng)用所 述相關(guān)函數(shù)和所述經(jīng)延遲的相關(guān)器輸出信號。
29. 如權(quán)利要求28所述的機器可讀介質(zhì)，進一步包括從所述濾波器的 輸出確定頻率估計。
30. —種機器可讀介質(zhì)，其具有存儲在其上的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括 存儲來自O(shè)FDM廣播分組的經(jīng)延遲的相關(guān)器值的數(shù)據(jù)字段； 存儲所述OFDM廣播分組的相關(guān)函數(shù)的數(shù)據(jù)字段；和 濾波器字段，用于部分基于所述經(jīng)延遲的相關(guān)器值和所述相關(guān)函數(shù)確定所述OFDM廣播分組的起始序列。
31. —種無線通信設(shè)備，其包括存儲器，其包括從接收到的OFDM廣播確定經(jīng)延遲的時分相關(guān)器 值的部件；以及處理器，其通過比較所述經(jīng)延遲的時分相關(guān)器值和相關(guān)函數(shù)來確 定所述OFDM廣播起始時間。
32. —種執(zhí)行用于為無線通信環(huán)境確定定時信息的指令的處理器，所 述指令包括接收OFDM廣播分組；為所述OFDM廣播分組確定經(jīng)延遲的時域相關(guān)；以及 部分基于所述時域相關(guān)和至少一個相關(guān)函數(shù)為無線接收機確定起 始時間的同步化。
33.如權(quán)利要求32所述的處理器，進一步包括為所述無線接收機確定 頻率信息的指令。
全文摘要
與直接對經(jīng)延遲的相關(guān)器輸出應(yīng)用固定閾值不同，本發(fā)明提供了通過采用匹配濾波部件處理經(jīng)延遲的相關(guān)器輸出，從而處理時域復(fù)用導(dǎo)頻符號的系統(tǒng)和方法。在實施例中，提供了無線網(wǎng)絡(luò)中定時捕獲的方法。該方法包括經(jīng)邊緣模板對TDM導(dǎo)頻的相關(guān)輸出進行濾波，并采用該相關(guān)輸出來確定無線網(wǎng)絡(luò)中的定時和頻率。
文檔編號H04L7/04GK101185279SQ200680018749
公開日2008年5月21日 申請日期2006年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月28日
發(fā)明者A·K·古普塔, M·M·王 申請人:高通股份有限公司