通信系統(tǒng)的零相關(guān)區(qū)序列的制作方法
【專利摘要】本公開提供對零相關(guān)區(qū)(ZCZ)連接互補對(CCP)序列的集合的構(gòu)建和使用，其中所述零相關(guān)區(qū)(ZCZ)連接互補對(CCP)序列具有大于1的零相關(guān)區(qū)范圍，或者具有等于1的零相關(guān)區(qū)范圍且序列集合大小大于2。選擇互補對序列A和B；以及針對ZCZ?CCP序列集合的每個成員，將正負號序列PA和pB與所述互補對序列進行組合，以形成所述集合的成員ZCZ?CCP序列。被通過通信信道的傳播改變的ZCZ?CCP序列可以通過與所述集合的ZCZ?CCP序列的互相關(guān)來標識。正負號序列的集合可以通過從初始集合進行遞歸擴展來構(gòu)建或者通過計算機搜索來找到。所述序列可以用在便攜式電子設(shè)備或者其他通信設(shè)備中的收發(fā)機中。
【專利說明】通信系統(tǒng)的零相關(guān)區(qū)序列
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請與本申請同日提交的、代理號為44473-US_PAT[2]的、共同待審的美國專利申請N0.13/537，429相關(guān)，在此通過引用將其全文并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003]訓練序列在有線和無線通信系統(tǒng)中廣泛使用，訓練序列具有為發(fā)射機和接收機雙方已知的、適當設(shè)計的序列或波形的形式。訓練序列(TS)主要用于信道估計的目的，并且還可以攜帶在接收機側(cè)能夠檢測(通常是盲檢測)的其他信息(例如，信令或用戶信息等)。TS的設(shè)計的最終目的是:針對給定約束集合(例如，信道延遲擴展條件、攜帶的信息類型、期望操作信噪比、以及發(fā)射機/接收機復雜度等)，優(yōu)化接收機中的信道估計和信號檢測性能。IEEE 802.1lad規(guī)范提供針對新興的在60GHz頻帶的WLAN/WPAN的標準，其定義了稱為信道估計字段(CEF)的訓練信號。圖1示出了在IEEE 802.1lad規(guī)范中定義的物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(ProU)IOO的幀結(jié)構(gòu)。該幀結(jié)構(gòu)包括短訓練字段(STF) 102、信道估計字段(CEF) 104、首部106、數(shù)據(jù)分組108以及波束成形接收機/發(fā)射機訓練(TRN-R/T)字段110。還可以包括自動增益控制(AGC)字段。信道估計字段(CEF) 104用于信道估計和當首部和數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡(luò)的物理層上傳輸時檢測首部和數(shù)據(jù)分組中使用的調(diào)制類型。例如，調(diào)制類型可以是正交頻分復用(OFDM)或單載波(SC)。調(diào)制類型與物理層(PHY)類型相關(guān)聯(lián)。
[0004]圖2示出了在IEEE 802.1lad規(guī)范中定義的針對無線局域網(wǎng)的CEF序列。圖2A示出了針對單載波(SC)調(diào)制的序列，而圖2B示出了針對正交頻分復用(OFDM)調(diào)制的序列。針對SC調(diào)制的CEF序列包括前綴序列200，其是STF 102的一部分，后面跟著八個連接、交替的128比特的Golay互補序列202、204、206、208、210、212、214和216，以及后綴序列218。序列Gal28和Gbl28形成Golay互補對。每個序列通過正負號(sign，+或-)的序列來調(diào)制。前綴和后綴序列(示出為圖中的陰影塊)是這八個連接序列的循環(huán)擴展。類似地，針對OFDM調(diào)制的CEF序列(如圖2B中所示)包括前綴序列200'，其也是STF102的一部分，后面跟著八個連接、交替的128比特的Golay互補序列202'、204'、206'、208'、210'、212'、214'和216'，以及后綴序列218'。
[0005]圖3示出了 IEEE 802.1lad規(guī)范中規(guī)定的CEF序列的周期性自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)的圖。圖3A示出了第一(SC)序列的周期性自相關(guān)函數(shù)Rn。由于圖2中示出的CEF格式，用于評估自相關(guān)和互相關(guān)的時間滯后的范圍限于-128到128。對于范圍-128到128 (由圖中的虛線垂直柱之間的區(qū)域指示)內(nèi)的時間滯后，除時間滯后O之外，自相關(guān)是零。圖3B示出了第一(SC)序列與第二序列(OFDM)之間的周期性互相關(guān)函數(shù)C12。除了單個零滯后之外，互相關(guān)是非零的。類似地，圖3C示出了第二序列與第一序列之間的周期性互相關(guān)函數(shù)C21,圖3D示出了第二序列的周期性自相關(guān)函數(shù)R22。
[0006]IEEE 802.1lad規(guī)范中的CEF格式是針對高效的信道估計設(shè)計的，但是該格式對于檢測網(wǎng)絡(luò)的物理層的PHY類型而言不是高效的，因為圖3B和圖3C中示出的互相關(guān)沒有大于單個延遲的零區(qū)。[0007]提供改進的針對信道估計和PHY類型檢測二者都高效的訓練序列是有用的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下文將參考所包括的附圖來描述本公開的示例性實施例，其中類似的參考標號表示類似的要素，以及在附圖中:
[0009]圖1示出了在IEEE 802.1lad規(guī)范中定義的物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PI3DU)的幀結(jié)構(gòu)；
[0010]圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的已知的信道估計字段(CEF)；
[0011]圖3示出了已知CEF序列的周期性自相關(guān)函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)的示圖；
[0012]圖4示出了根據(jù)本公開的一些實施例的一對示例性的零相關(guān)區(qū)(ZCZ)連接互補對(CCP)序列的不例性的周期性自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)的不圖；
[0013]圖5是根據(jù)本公開的示例性實施例的ZCZ CCP序列生成器的框圖；
[0014]圖6是根據(jù)本公開的示例性實施例的另一 ZCZ CCP序列生成器的框圖；
[0015]圖7是根據(jù)本公開的示例性實施例的ZCZ CCP序列的示意表示；
[0016]圖8是根據(jù)本公開的示例性實施例的用于構(gòu)建ZCZ CCP序列的集合的方法的流程圖；
[0017]圖9是根據(jù)本公開的示例性實施例的通信系統(tǒng)的框圖；
[0018]圖10示出了根據(jù)本公開的示例性實施例，針對示例性的傳播路徑，接收的訓練序列和已知CCP序列之間的互相關(guān)的繪圖；
[0019]圖11示出了根據(jù)本公開的示例性實施例，針對示例性的傳播路徑，接收的訓練序列和ZCZ CCP序列之間的互相關(guān)的繪圖；
[0020]圖12示出了根據(jù)本公開的示例性實施例的包含ZCZ CCP序列的CEF字段；
[0021]圖13是根據(jù)本公開的示例性實施例的通信系統(tǒng)的框圖；
[0022]圖14是根據(jù)本公開的示例性實施例的用于構(gòu)建零相關(guān)區(qū)(ZCZ)連接互補對(CCP)序列的集合的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]為了說明的簡單和清楚，在各圖中參考標號可被重復，以指示對應(yīng)的或類似的要素。闡述了眾多細節(jié)，以提供對本文所描述的說明性實施例的理解。所述實施例可以在無這些細節(jié)的情況下實施。在其他實例中，沒有詳細描述公知的方法、過程和組件，以避免模糊所公開的實施例。不應(yīng)該認為本說明書限于本文所示和所描述的實施例的范圍。
[0024]本公開涉及對零相關(guān)區(qū)(ZCZ)連接互補對(CCP)序列的集合的構(gòu)建和使用，其中所述零相關(guān)區(qū)(ZCZ)連接互補對(CCP)序列具有大于I的零相關(guān)區(qū)，或者具有等于I的零相關(guān)區(qū)且集合大小大于2。這樣的序列在通信系統(tǒng)中具有作為用于估計信道響應(yīng)的訓練信號或者作為信息信號的應(yīng)用。
[0025]如果對于在擴展超過一個滯后的范圍內(nèi)的時間滯后，序列的自相關(guān)為0，并且對于在擴展超過一個滯后的范圍內(nèi)的時間滯后，集合中任何兩個序列之間的互相關(guān)為0，則序列集合具有大于I的ZCZ。
[0026]本公開的一個方面涉及移動電子設(shè)備，用于標識訓練序列集合中在通過通信信道傳播的信號幀中的訓練序列字段中傳輸?shù)挠柧毿蛄?。該移動電子設(shè)備包括:接收機，用于接收傳播的訓練序列。還包括:第一零相關(guān)區(qū)(ZCZ)連接互補對(CCP)序列生成器，用于生成第一 ZCZ CCP序列；至少一個第二 ZCZ CCP序列生成器，每個用于生成第二 ZCZ CCP序列；第一相關(guān)器，用于產(chǎn)生第一 ZCZ CCP序列與傳播的訓練序列之間的第一互相關(guān)；至少一個第二相關(guān)器，每個用于產(chǎn)生至少一個第二 ZCZ CCP序列中的序列與傳播的訓練序列之間的第二互相關(guān)。接收機還包括:比較器，用于通過比較所述第一互相關(guān)和所述至少一個第二互相關(guān)來標識傳輸?shù)挠柧毿蛄小?br> [0027]在一個實施例中，所述第一和第二 ZCZ CCP序列是從具有大于I的零相關(guān)區(qū)的序列的集合中選擇的。
[0028]在又一實施例中，所述第一和第二序列是從由多于兩個ZCZ CCP序列構(gòu)成的集合中選擇的。在該實施例中，所述序列可以具有等于I的零相關(guān)區(qū)。
[0029]本公開的又一方面涉及移動電子設(shè)備，用于在通過通信信道傳播的信號幀中的訓練序列字段中傳輸訓練序列集合中的訓練序列。所述移動電子設(shè)備包括發(fā)射機和零相關(guān)區(qū)(ZCZ)連接互補對(CCP)序列生成器。
[0030]在一個實施例中，ZCZ CCP序列是從具有大于I的零相關(guān)區(qū)的序列的集合中選擇的。
[0031]在又一實施例中，所述第一和第二序列是從由多于兩個ZCZ CCP序列構(gòu)成的集合中選擇的。在該實施例中，所述序列可以具有等于I的零相關(guān)區(qū)。
[0032]提出了用于構(gòu)建具有期望特性的ZCZ CCP序列的各種方法。
[0033]圖4示出了根據(jù)本公開的一對示例性的零相關(guān)區(qū)(ZCZ)連接互補對(CCP)序列的周期性自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)的示圖。圖4A示出了第一序列的周期性自相關(guān)函數(shù)Rn。對于范圍-128到128(由該圖中的虛線垂直柱之間的區(qū)域指示)內(nèi)的時間滯后，除了時間滯后O之外，該自相關(guān)是零。圖4B示出了第一序列與第二序列之間的周期性互相關(guān)函數(shù)C12。與現(xiàn)有技術(shù)方案相反，對于范圍-128到128(由該圖中的虛線垂直柱之間的區(qū)域指示)內(nèi)的時遲，該互相關(guān)是零。類似地，圖4C示出了第二序列與第一序列之間的周期性互相關(guān)函數(shù)C21,以及圖4D示出了第二序列的周期性自相關(guān)函數(shù)R22。
[0034]在圖4示出的示例中，第一和第二序列均具有長度1024，均包括8個連接的長度為128的塊。然而，可以使用具有各種長度的其他序列，產(chǎn)生各種大小的零相關(guān)區(qū)。下面描述用于生成ZCZ序列的示例技術(shù)。
[0035]圖5是根據(jù)本公開的示例性實施例的ZCZ CCP序列生成器500的框圖。該ZCZ CCP序列生成器500包括:第一循環(huán)緩沖器502，包含兩個互補對序列504和506的連接；以及第二緩沖器508。該第二緩沖器508包含正負號序列，該正負號序列具有單元510?；パa對序列中的每個序列504和506的長度由N來標示。在操作中，以第一速率順序地訪問第一緩沖器502，以產(chǎn)生互補對序列512。以慢N倍的速率訪問第二緩沖器508，并且將所訪問的值傳給上采樣器514，在上采樣器514中，所訪問的值以第一速率進行重復以產(chǎn)生調(diào)制信號516。在調(diào)制器518中，調(diào)制信號516用于調(diào)制互補對序列512，并且產(chǎn)生最終的零相關(guān)區(qū)(ZCZ)序列520。下面描述該調(diào)制過程。可選地，ZCZ序列520可被存儲在存儲器522中供將來使用。
[0036]再次參考圖5，該緩沖器508中存儲的正負號序列是由兩個或更多個正負號序列構(gòu)成的集合中的一個序列。該集合中的每個正負號序列產(chǎn)生對應(yīng)的ZCZ CCP序列。例如，正負號序列
【權(quán)利要求】
1.一種構(gòu)建在通信系統(tǒng)的收發(fā)機中使用的序列的集合的方法，所述方法包括: 選擇形成互補對的長度為N的序列A和B ;以及 針對序列的集合的每個成員1: 選擇一對長度為L/2的正負號序列‘和Pi，以及 將正負號序列對P〗和分別與互補對序列A和B進行組合，以形成成員i序列；以及 選擇所述序列的集合中的一個或多個序列，以在所述通信系統(tǒng)的收發(fā)機中使用， 其中，正負號序列對P ,和P;被選擇為使得所述序列的集合包括零相關(guān)區(qū)ZCZ連接互補對CCP序列的集合，其中所述ZCZ CCP序列的長度為LXN且具有大于I的零相關(guān)區(qū)范圍，并且所述ZCZ CCP序列便于通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，正負號序列對被選擇為使得:針對所述ZCZCCP序列的集合中的每個成員i和成員j，正負號序列h和Pi之間的互相關(guān)在滯后=O處以及在滯后=I和滯后=-1中的至少一個處為O。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中: 針對所述序列的集合中的集合成員i，正負號序列對|^和|^滿足以下第一條件: 所述正負號序列P〗與所述正負號序列Pi在滯后=O處和在滯后=-1處不相關(guān)；以及 針對集合成員I和不同的集合成員j，正負號序列Pi和Pi滿足以下第二條件: 所述正負號序列Pl,與所述正負號序列P:(的互相關(guān)在滯后=O處為O， 所述正負號序列P丨與所述正負號序列Pi的互相關(guān)在滯后=O處為O， 所述正負號序列h與所述正負號序列Pi的互相關(guān)在滯后=O和滯后=-1處為O，以及 所述正負號序列P;與所述正負號序列P〗的互相關(guān)在滯后=O和滯后=I處為O。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，選擇正負號序列‘和‘包括: 搜索長度為L/2的多個正負號序列；以及 標識滿足以下條件的正負號序列的集合: 針對所述序列的集合中的每個集合成員i，正負號序列對<和P;滿足所述第一條件；以及 針對每一對集合成員i和j，i Φ j，正負號序列P、P、P:1!和Pi滿足所述第二條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述正負號序列與所述互補對序列A和B進行組合包括: 形成第一 Kronecker張量積P:,?美和第二 Kronecker張量積?B;以及 對所述第一 Kronecker張量積和所述第二 Kronecker張量積進行長度N的塊的交織。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述正負號序列P〗和P;與所述互補對序列A和B進行組合包括: 針對所述正負號序列Pj1中的每個正負號，利用所述正負號序列P1..中的正負號對序列A進行調(diào)制； 針對所述正負號序列P〗中的每個正負號，利用所述正負號序列P;中的正負號對序列B進行調(diào)制；以及將正負號調(diào)制后的序列A與正負號調(diào)制后的序列B以長度為N的塊進行交織。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述正負號序列P:^Pri與所述互補對序列A和B進行組合包括: 交替地連接利用所述正負號序列Pa中的正負號調(diào)制的互補對序列A和利用所述正負號序列Pa中的正負號調(diào)制的互補對序列B。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述序列A和B是二進制Golay互補序列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述收發(fā)機包括移動電子設(shè)備的發(fā)射機，所述方法還包括: 從所述移動電子設(shè)備的發(fā)射機發(fā)送所述一個或多個序列。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述收發(fā)機包括移動電子設(shè)備的接收機，所述方法還包括: 在所述移動電子設(shè)備的接收機中接收通過通信信道傳輸?shù)男蛄?；以? 將所接收的序列與所述一個或多個序列進行相關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括:在所述收發(fā)機的存儲器中存儲所述一個或多個序列。
12.—種在訓練序列中通過通信信道傳輸信息的方法，所述訓練序列用于估計所述通信信道的特性，所述方法包括:` 選擇形成互補對的序列A和B ; 根據(jù)要傳輸?shù)男畔?，從正負號序列對的集合中選擇正負號序列對P纟和Ps j 將正負號序列P:,和P;分別與互補對序列A和B進行組合，以形成零相關(guān)區(qū)ZCZ連接互補對CCP序列；以及 將ZCZ CCP序列作為所述訓練序列進行傳輸， 其中，所述正負號序列對被配置為使其與互補對序列A和B的組合形成便于通信的ZCZCCP序列的集合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述正負號序列對的集合包括多于兩個正負號序列對。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，針對集合成員i和不同的集合成員j的正負號序列，正負號序列Pi與正負號序列Pi的互相關(guān)和正負號序列P〗與正負號序列pj的互相關(guān)的和在滯后=O處為O。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，零相關(guān)區(qū)范圍大于I。
16.一種無線通信系統(tǒng)的接收機，用于標識訓練序列集合中在通過通信信道傳播的信號幀中的訓練序列字段中傳輸?shù)挠柧毿蛄?，所述接收機包括: 第一零相關(guān)區(qū)ZCZ連接互補對CCP序列生成器，用于生成具有大于I的零相關(guān)區(qū)的序列的集合中的第一 ZCZ CCP序列； 第二 ZCZ CCP序列生成器，用于生成所述具有大于I的零相關(guān)區(qū)的序列的集合中的第二 ZCZ CCP 序列； 第一相關(guān)器，用于產(chǎn)生所述第一 ZCZ CCP序列與傳播的信號幀之間的第一互相關(guān)； 第二相關(guān)器，用于產(chǎn)生所述第二 ZCZ CCP序列與傳播的信號幀之間的第二互相關(guān)；以及 比較器，用于通過比較所述第一互相關(guān)和所述第二互相關(guān)來標識傳輸?shù)挠柧毿蛄校? 其中，傳輸?shù)挠柧毿蛄斜阌谕ㄐ拧?br> 17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的接收機，還包括:存儲器，用于存儲所述第一ZCZ CCP序列和第二 ZCZ CCP序列。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的接收機，其中: 所述第一序列包括:多個連接的子序列，每個子序列是互補對中利用第一正負號序列的正負號調(diào)制的序列A和所述互補對中利用第二正負號序列pf中的正負號調(diào)制的序列B的連接；以及 所述第二序列包括多個連接的子序列，每個子序列是所述互補對中利用第三正負號序列Pif中的正負號調(diào)制的序列A和所述互補對中利用第四正負號序列丨中的正負號調(diào)制的序列B的連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的接收機，其中 所述第一、第二、第三和第四正負號序列滿足以下第一條件: 所述第一正負號序列py與所述第二正負號序列p(i》在滯后=ο處和在滯后=-1處不相關(guān)；以及 所述第三正負號序列Pif與所述第四正負號序列Pif在滯后=O處和在滯后=-1處不相關(guān)；以及 所述第一、第二、第三和第四正負號序列滿足以下第二條件: 所述第一正負號序列PtP與所述`第三正負號序列pff在滯后=O處不相關(guān)； 所述第二正負號序列py與所述第四正負號序列Pf在滯后=O處不相關(guān)； 所述第一正負號序列P(.卩與所述第四正負號序列Pf的互相關(guān)在滯后=O處和滯后=-1處為O ;以及 所述第二正負號序列Pif與所述第三正負號序列丨》^的互相關(guān)在滯后=O和滯后=I處為O。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的接收機，其中，所述互補對序列A和B包括Golay序列。
21.一種非臨時性計算機可讀介質(zhì)，具有計算機可執(zhí)行指令，所述指令在由處理器執(zhí)行時使得所述處理器: 接收包含訓練序列的信號幀； 生成第一 ZCZ CCP序列，所述第一 ZCZ CCP序列包括多個連接的子序列，每個子序列是互補對中利用第一正負號序列P1中的正負號調(diào)制的序列A和所述互補對中利用第二正負號序列中的正負號調(diào)制的序列B的交替連接； 生成第二 ZCZ CCP序列，所述第二 ZCZ CCP序列包括多個連接的子序列，每個子序列是所述互補對中利用第三正負號序列Pf中的正負號調(diào)制的序列A和所述互補對中利用第四正負號序列Pf中的正負號調(diào)制的互補對的序列B的連接； 產(chǎn)生所述第一 ZCZ CCP序列與所述訓練序列之間的第一互相關(guān)； 產(chǎn)生所述第二 ZCZ CCP序列與所述訓練序列之間的第二互相關(guān)；以及通過比較所述第一互相關(guān)和所述第二互相關(guān)來標識所述訓練序列。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的非臨時性計算機可讀介質(zhì)，其中: 所述第一、第二、第三和第四正負號序列滿足以下第一條件: 所述第一正負號序列與所述第二正負號序列在滯后=O處和在滯后=-1處不相關(guān)；以及 所述第三正負號序列Pp與所述第四正負號序列Pp在滯后=O處和在滯后=-1處不相關(guān)；以及 所述第一、第二、第三和第四正負號序列滿足以下第二條件: 所述第一正負號序列與所述第三正負號序列在滯后=O處不相關(guān)；以及 所述第二正負號序列Pf與所述第四正負號序列Pp在滯后=O處不相關(guān)； 所述第一正負號序列與所述第四正負號序列Pp的互相關(guān)在滯后=O處和滯后=-1處為O ;以及 所述第二正負號序列Pf與所述第三正負號序列Pf的互相關(guān)在滯后=O和滯后=-1處為O。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的非臨時性計算機可讀介質(zhì)，其中，在由處理器執(zhí)行時使得所述處理器生成第一 ZCZ CCP序列的計算機可執(zhí)行指令包括:用以訪問存儲器中存儲的第一 ZCZ CCP序列的計算機可執(zhí)行指令。`
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的非臨時性計算機可讀介質(zhì)，其中，在由處理器執(zhí)行時使得所述處理器生成第一ZCZ CCP序列的計算機可執(zhí)行指令包括用以執(zhí)行以下操作的計算機可執(zhí)行指令: 訪問互補對序列A和B，所述第一正負號序列和所述第二正負號序列存儲在存儲器中；以及 交替地將互補對序列A與所述第一正負號序列丨^組合以及將互補對序列B與所述第二正負號序列組合，以生成所述第一 ZCZCCP序列。
【文檔編號】H04J13/14GK103532655SQ201310269185
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】辛巖, 賈永康, 吳歡, 曲守鑫, 阿諾德·辛曼 申請人:捷訊研究有限公司