專利名稱：基于正交頻分復用的擴頻多址系統(tǒng)中的基站識別的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)，尤其涉及基于正交頻分復用(OFDM)的擴頻多址(SSMA)系統(tǒng)。
無線通信系統(tǒng)能使充分服務的用戶數(shù)達到最大，并且如果提供數(shù)據(jù)業(yè)務的話，能使數(shù)據(jù)傳輸率達到最大，這是很重要的。無線通信系統(tǒng)一般地為共用媒體系統(tǒng)，即，存在一個為該無線系統(tǒng)內所有用戶共用的固定可用帶寬。這種無線通信系統(tǒng)常被實現(xiàn)為所謂的“蜂窩”通信系統(tǒng)，其中系統(tǒng)覆蓋的區(qū)域被分成獨立的小區(qū)，而且每個小區(qū)由一個基站服務。
在這種系統(tǒng)中，移動用戶設備能快速識別和同步發(fā)送最強信號的基站的下行鏈路很重要?，F(xiàn)有裝置為移動用戶設備周期性發(fā)送訓練符號，以檢測和同步相關的基站下行鏈路。在這種裝置中，識別發(fā)送最強信號的基站發(fā)生時延的概率很大，這是因為訓練符號一般地在一幀的開始傳輸。從不同基站發(fā)送的訓練符號有可能相互之間干擾。事實上業(yè)已知道，一旦訓練符號之間相互干擾，它們將繼續(xù)干擾。因此，如果訓練符號出錯，那么數(shù)據(jù)也將出錯，從而使得傳輸效率降低。
與試圖識別具有最強下行鏈路信號的基站的現(xiàn)有移動用戶設備有關的問題和/或限制通過利用一個基站發(fā)送的導頻音(pilot tone)跳頻序列來解決。具體來說，基站識別是通過確定接收的最強導頻信號，即具有最大能量的接收導頻信號的斜率來實現(xiàn)的。
在本發(fā)明的一個實施例中，導頻音跳頻序列基于Latin Squares序列。利用基于Latin Squares的導頻音跳頻序列，所有移動用戶設備需要做的只是定位某個時刻導頻音的頻率，因為后續(xù)時刻的導頻音位置可根據(jù)Latin Squares導頻音跳頻序列的唯一斜率確定。具有最強接收功率的導頻音跳頻序列的斜率和初始頻移可通過應用一個唯一的最大能量檢測器確定。接著最好應用導頻音跳頻序列的這個唯一斜率來識別具有最強下行鏈路信號的基站。
在一個實施例中，具有最強接收功率的導頻信號的斜率和初始頻移，可通過尋找具有最大接收能量的導頻音位置的一個預測集合的斜率和初始頻移來確定。
在另一實施例中，具有最強，即最大接收功率的導頻信號的頻偏在每個時刻“t”估計。這些頻偏根據(jù)一個指定關系來應用，以確定導頻信號的未知斜率和初始頻移。
利用導頻音跳頻序列來識別具有最強下行鏈路信號的基站的技術優(yōu)勢在于，不存在因利用訓練符號序列而導致的固有等待時間。


圖1示意了頻域表示，其中在一個指定帶寬內生成指定的多個單音(tone)；圖2示意了單音fi的時域表示；圖3為包括一個導頻跳頻序列的時間-頻率柵格的圖形表示；圖4為Latin Squares跳頻序列的圖形表示；圖5以簡化的方框圖形式示出了具有Latin Squares導頻的OFDM-SSMA蜂窩系統(tǒng)；圖6以簡化的方框圖形式示出了移動用戶設備的結構，在這種移動用戶設備中可以有利地采用本發(fā)明的一個實施例；圖7以簡化的方框圖形式示出了可應用于圖6的移動用戶設備的一個最大能量檢測器實施例的結構；圖8以簡化的方框圖形式示出了可應用于圖6的移動用戶設備的另一個最大能量檢測器實施例的結構；以及圖9為示意可應用于圖8的斜率-頻移解算器的過程中的步驟流程圖。
圖1示意了一個頻域表示，其中在一個指定帶寬內生成指定的多個單音。在這個例子中，帶寬W用來生成總共N個單音，即，i=1,…N。這些單音間隔Δf=1/Ts，其中Ts為一個OFDM符號的持續(xù)時間。應注意的是，在本發(fā)明的這個實施例中應用的單音的產(chǎn)生不同于窄帶系統(tǒng)生成的單音。具體來說，在窄帶系統(tǒng)中，每個單音的能量嚴格限制到以該音頻為中心的一個窄帶，而在屬于寬帶系統(tǒng)的正交頻分復用(OFDM)系統(tǒng)中，特定單音處的能量允許滲透到整個帶寬W，但其排列合理，因此各個單音之間不同互相干擾。
圖2示意了單音fi在符號間隙Ts內的時域表示。再次注意到在每個符號間隙Ts內，數(shù)據(jù)可同時在每個單音上傳輸。
圖3為從一個基站到多個移動用戶設備(即，接收機)的一個示例性OFDM信道的圖形表示。該OFDM信道表示為時間-頻率柵格，即平面。該柵格的每列表示一個OFDM符號間隙的時隙，而每個OFDM符號包括多個單音。在這個例子中，每個符號間隙內有N=5個單音。這些單音沿頻率軸編號，而符號間隙，即，周期沿時間軸編號。如果圖3中單音之間的間距為Δf，那么單音0對應f，單音1對應f+Δf，單音2對應f+2Δf，單音3對應f+3Δf，單音4對應f+4Δf，類似地，如果一個符號間隙的持續(xù)時間為Ts，那么時間0對應t0；時間1對應t0+Ts；時間2對應t0+2Ts；時間3對應t0+3Ts；時間4對應t0+4Ts；時間5對應t0+5Ts；時間6對應t0+6Ts。
一般來說，一個導頻信號包括從一個基站發(fā)送的已知波形，這樣移動用戶設備(即，接收機)能識別該基站并估計各種信道參數(shù)。在基于正交頻分復用的擴頻多址(OFDM-SSMA)系統(tǒng)中，根據(jù)本發(fā)明一個方面，導頻信號包括在指定符號間隔期間的指定單音上傳輸?shù)囊阎?。在一個給定的符號間隔，用于導頻信號的單音稱為“導頻音”，而作為時間函數(shù)的導頻音分配稱為“導頻跳頻序列”。再次注意到，當利用導頻音跳頻序列來識別具有最強下行鏈路信號的基站時，因使用符號的訓練序列而導致的固有時延將不會出現(xiàn)。
由于OFDM-SSMA的物理層基于導頻信號，因此導頻音上的符號傳輸功率高于非導頻音上的符號。導頻音的功率也提高，以便它們可在整個小區(qū)內接收。因此，為識別起見，可通過導頻音上的接收能量高于非導頻音上的能量這個事實來區(qū)分導頻信號。
在圖3中，一個示例性導頻音集合由時間-頻率柵格(grid)中畫陰影線的方格指示。在這個例子中，基站在每個OFDM符號間隔發(fā)送一個導頻音。在符號間隔(0)期間，單音(1)用作一個導頻音；符號間隔(1)期間，單音(3)用作一個導頻音；符號間隔(2)期間，單音(0)用作一個導頻音；符號間隔(3)期間，單音(2)用作一個導頻音；符號間隔(4)期間，單音(4)用作一個導頻音；符號間隔(5)期間，單音(1)用作一個導頻音；等等。
圖4示出了Latin Squares導頻跳頻序列的一個例子。對應一個Latin Squares導頻跳頻序列的導頻信號將稱為“Latin Squares導頻信號”，或簡單地稱為“Latin Squares導頻”。在一個Latin Squares導頻跳頻序列中，單音數(shù)N為一個質數(shù)，而導頻信號在每個OFDM符號間隔的N個單音中的固定Np個單音上傳輸。在第t個符號間隔的第j個導頻音的單音號由下式給出σs(j,t)=st+nj(modN),j=1,…,Np，(1)其中s和nj為整數(shù)。公式(1)形式的Latin Squares導頻信號可視為在一個指定的時間-頻率柵格(即，平面)，Np個平行、周期性旋轉的直線集合。參數(shù)s為直線的斜率，而參數(shù)nj為頻偏。在圖4的LatinSquares導頻音跳頻例子中，N=11,Np=2,ni=1,n2=5以及s=2。
頻偏和斜率為Latin Squares導頻信號的設計參數(shù)。為進行信道估計，應選擇頻偏和斜率，以便導頻音在時間-頻率平面接近于均勻分布。均勻分布使得信道估計中最壞情況下的內插誤差最小?？赏ㄟ^特定的信道估計器和信道條件下的數(shù)值模擬來測試特定的頻偏和斜率值。
圖5描繪了利用Latin Squares導頻的一種OFDM-SSMA蜂窩系統(tǒng)。該圖示出了蜂窩系統(tǒng)中分別標記為BSl和BS2的兩個基站501和502。每個基站501、502在蜂窩系統(tǒng)中發(fā)送一個Latin Squares導頻。標記為MS的移動用戶設備503接收導頻信號以及來自蜂窩系統(tǒng)中一個或多個基站的其它傳輸。由所有基站501、502發(fā)送的Latin Squares導頻使用相同總數(shù)的單音，N，每OFDM符號相同數(shù)量的導頻音，Np，以及相同頻偏，nj。然而，每個導頻信號的斜率s局部是唯一的，意思是說沒有兩個相鄰基站使用相同斜率。每個斜率s取自某一集合S {0,1,…,N-1}。使用局部唯一的斜率使得來自相鄰基站的導頻信號之間的沖突最小。另外，該斜率為每個基站提供了一個唯一識別。在圖6中，來自基站BSl(501)的導頻信號斜率標記為s1，而來自BS2(502)的導引信號的斜率標記為s2。
基站識別的問題是為移動用戶設備503估計接收的最強導頻信號的斜率s∈S。為進行這種識別，移動用戶設備503可利用公用導頻信號參數(shù)N，Np和nj以及可能的斜率集合S來預編程。
一般來說，基站識別的進行先于下行鏈路和載波同步。由此，移動用戶設備503可接收具有未知頻率和定時誤差的導頻信號，而移動用戶設備必須能在存在這種誤差時執(zhí)行基站識別。并且，在識別完最強基站的導頻跳頻序列后，移動用戶設備必須同步其定時和載波，以便能確定后續(xù)導頻音的位置。
為更精確地定義此同步問題，令Δt表示在多個OFDM符號間隔中基站和移動用戶設備之間的定時誤差，而Δn表示多個單音的頻率誤差．暫時假定Δt和Δn都為整數(shù)誤差。小數(shù)誤差將在之后考慮。在整數(shù)的時間和頻率誤差Δt和Δn的情況下，如果基站發(fā)送一個由公式(1)給定的導頻序列，那么在移動設備的第t個符號間隔，第j個導頻音將出現(xiàn)于下式給出的單音號σs(j,t+Δt)+Δn=b(t)+nj，(2)其中
b(t)=s(+Δt)+Δn,(3)而且其中b(t)為時刻t的導頻頻移。公式(2)表示如果已知頻移b(t)，那么也可知道在時刻t的導頻音位置。而且如果在任意一個時刻確定了頻移，如b(0)，那么另一時刻的頻移可根據(jù)b(t)=b(0)+st確定。因此，為同步，足以估計任一時刻的頻移。值b(0)稱為初始頻移。
為同步只要求估計初始頻移的這個事實是Latin Squares導頻跳頻序列的一個特別而有用的特征。一般來說，同步涉及時間和頻率誤差的估計，因此要求搜索兩個參數(shù)。然而，對于在此考慮的Latin Squares序列的同步，只要求估計一個參數(shù)。
總之，在OFDM-SSMA蜂窩系統(tǒng)中，每個基站發(fā)送一個具有局部唯一斜率的Latin Squares導頻信號。移動用戶設備通過估計接收的最強導頻信號的斜率來進行基站識別。另外，移動用戶設備通過估計其初始頻移可同步導頻信號。
圖6以簡化方框圖的形式示出了移動用戶設備600的結構，它包括本發(fā)明提出的用于基站識別的最大能量檢測器。一個輸入信號通過天線601提供給下變頻設備602。該輸入信號包括來自一個或多個基站的導頻信號。下變頻設備602根據(jù)移動用戶設備600接收的信號產(chǎn)生基帶信號r(t)。接收的信號r(t)提供給快速傅立葉變換(FFT)設備603，該設備在每個OFDM符號間隔期間對其進行FFT以產(chǎn)生Y(t,n)。在本例中，Y(t,n)表示在第t符號間隔的第n個單音上接收的復合值，并提供給最大能量檢測器604和接收機605。最大能量檢測器604利用來自Nsy個連續(xù)OFDM符號的FFT數(shù)據(jù)Y(t,n)估計具有最大接收強度的導頻信號的斜率和初始頻移。如上所述，用于基站識別的FFT符號表示為Y(t,n),t=0,…,Nsy-1以及n=0,…,N-1，而接收的最強導頻信號的斜率和初始頻移估計分別表示為 和0。導頻斜率 和初始頻移0估計提供給接收機605，并用于同步接收機605與輸入載波，以及用于定位導頻信號中的后續(xù)符號。
圖7以簡化方框圖形式示出了可用于圖6的移動用戶設備600的最大能量檢測器604實施例的結構。從中可看出，對于Latin Squares導頻音，每個候選斜率s和初始頻移b0=b(0)對應一個預測的導頻音位置集合(t,n)，其中n=st+b0+nj,j=1,…,Np,t=0,…,Nsy-1(4)這些導頻音上的符號的接收功率應高于非導頻音上的符號。即，能量｜Y(t,n)｜2平均值在具有最強接收信號強度的導頻信號的導頻音中是最高的。因此，估計最強導頻信號的斜率和頻率偏移的自然方式是，尋找在公式(4)的導頻音位置的預測集合中具有最大接收能量的斜率和頻率偏移。圖6的最大能量檢測器604的輸入為FFT數(shù)據(jù)Y(t,n),t=0,…,Nsy-1以及n=0,…,Ⅳ-1。斜率-頻移累積器701沿每個可能斜率s和初始頻移b0累積能量。累積能量可由下述信號給出J0(s,b0)=Σt=0Nsy-1|Y(t,st+b0(modN))|2----(5)]]>接著，頻移累加器702沿導頻頻移累積能量，即J(s,b0)=Σj=1NpJ0(s,b0+nj)----(6)]]>最大值檢測器703估計最大能量的導頻信號的斜率和頻率偏移作為對應最大累積導頻能量的斜率和頻率偏移，即s^,b^0=argmaxs,b0J(s,b0)-----(7)]]>其中最大值取自s∈S，而且b0=0,…,N-1。
遺憾的是，在某些應用中，上述的公式(5)、(6)和(7)的計算很難在移動用戶設備600的可用處理能力下于合理時間內執(zhí)行。由此，注意到，為在一個單點(s,b0)計算公式(5)中的J0(s,b0)，要求Nsy，次加法。因此，為在所有(s,b0)計算J0(s,b0)要求NNslNsy次加法，其中Nsl為斜率集合S中的斜率數(shù)。類似地，計算公式(6)中的J(s,b0)要求NNslNp次加法。因此，整個能量檢測器需要進行O(NNsl(Np+Nsy))次基本運算。因此，對于N=400,Nsl=200,Np=10以及Nsy=20的典型值，整個能量檢測器將要求240萬次運算。這使移動用戶設備600難于在適當?shù)臅r間內進行這種計算。
圖8以簡化方框圖形式示出了可應用于圖6的移動用戶設備的另一最大能量檢測器實施例的結構。符號偏移檢測器801在每個時刻t估計具有最強接收強度的導頻信號的頻移。具體來說，該功能塊計算[E(t),n(t)]=maxnΣj=1Np|Y(t,n+nj(modN))|2---(8)]]>其中E(t)為最大能量值，而n(t)為該最大值的自變量。為理解公式(8)的計算目的，假定最強能量的導頻信號的單音出現(xiàn)在公式(4)給出的位置(t,n)。由于接收能量｜Y(t,n)｜2在這些導頻位置通常最大，因此公式(9)的最大化將一般地導致n(t)=st+b0(modN)(9)而且E(t)一般地為導頻信號在時刻t的能量。公式(9)中的值n(t)為導頻信號在時刻t的精確的頻移估計。注意，有時稱n(t)為符號頻移估計。
斜率-頻移解算器802利用公式(9)和頻偏估計n(t)的關系確定未知斜率s和初始頻移b0。由于導頻信號僅僅是平均功率高于非導頻音，因此公式(9)中的關系不能在所有時間點t保持。因此，斜率-頻移解算器802必須足夠健壯以解決某些不滿足公式(9)的數(shù)據(jù)點n(t)。為了這種健壯性，值E(t)可用作數(shù)據(jù)n(t)的可靠性測量。E(t)值較大暗示在頻移估計n(t)捕獲了大量能量，而且，由此可認為這種值n(t)更為可靠。
實現(xiàn)健壯的斜率-頻移解算器802的一種可能方式稱為差分方法。這種方法利用事實如果n(t)和n(t-1)都滿足公式(10)，那么n(t)-n(t-1)=s。因此，斜率s可通過下式估計s^=argmaxs∈SΣt=0Nsy-1E(t)1{n(t)-n(t-1)=s}---(10)]]>其中1為指示函數(shù)。公式(10)所定義的估計器尋找斜率s，在該斜率上，在滿足n(t)-n(t-1)=s的時間點t，接收的總導頻能量E(t)最大。估計該斜率后，初始頻移可由下式估計b^0=argmaxb0=0,…,N-1Σt=0Nsy-1E(t)1{n(t)=st+b0}---(11)]]>該差分方法為公式(10)和(11)給出的過程。
實現(xiàn)斜率-頻移解算器802的第二種可能方法稱為重復測試方法。圖9為示意重復測試解算器的步驟的流程圖。·步驟901開始過程。·步驟902初始化T={0,…,Nsy-1，且Emax=0?！げ襟E903計算t0=argmaxt∈TE(t)]]>[E0,s0]=maxs∈SΣt∈TE(t)1{n(t)=n(t0)+s(t-t0)}---(12)]]>T0={t∈Tn(t)=n(t0)+s0(t-t0)}T=T\T0其中E0為最大值，即，最強值，而s0為最大值的自變量?！げ襟E904如果E0>Emax，轉到步驟905?！げ襟E905設置Emax=E0,s^=s0,----(13)]]>b0=n(t0)-s0t0接著，轉到步驟906?！げ襟E904如果E0≤Emax，轉到步驟906。·步驟906如果T未空，返回步驟903，否則通過步驟907結束。
步驟905中的值 和0為最強導頻信號的斜率和初始頻移的最后估計值。
該重復測試方法中的邏輯如下。集合T為時間集合，并在步驟902被初始化為所有Nsy，個時間點。步驟903接著尋找時間t0∈T以及斜率s0∈S，以便直線n(t)=n(t0)+s0(t-t0)上的時間t集合具有最大總導頻信號能量。接著從T中清除這條線上的點。在步驟904，如果該候選直線上的總能量大于任何一條前續(xù)候選直線，那么在步驟905，斜率和頻率偏移估計刷新為該候選直線的斜率和頻率偏移。重復步驟903到906直到使用了候選直線中的所有點。
差分方法和重復測試方法需要的計算資源遠少于完全最大能量檢測器。在這兩種方法中，計算量集中于公式(8)的初始符號偏移檢測?？勺C明的是，為在所有Nsy個時間點進行這種最大化需要NsyNNp次運算。因此，對于值N=400,Np=10以及Nsy=20，簡化的最大能量檢測器將需要8萬次運算，這比完全能量檢測器所需的240萬次大為減少。
上述的基站識別方法可通過首先量化FFT數(shù)據(jù)Y(t,n)進一步簡化。例如，在每一時刻t，可通過下式計算量化值Y(t,n)Yq(t,n)={0else1if|Y(t,n)|2>qμ(t)----(15)]]>其中q＞1為一個可調整的量化門限，而μ(t)為在時間t的平均接收能量。μ(t)=1NΣn=0N-1|Y(t,n)|2---(16)]]>量化值Yq(t,n)可用于替代上述基站識別過程中的｜Y(t,n)｜2。如果參數(shù)q設置得足夠高，那么Yq(t,n)在大部分值n將為0，因此公式(8)的計算可得到簡化。
在上述的討論中，假定基站和移動設備之間的時間誤差為OFDM符號間隔的整數(shù)倍，而頻率誤差為音頻的整數(shù)倍。然而，一般來說時間和頻率誤差也將有小數(shù)分量。小數(shù)誤差導致導頻音在兩個時間符號之間分割，并造成頻率擴展。這種分割減小了主時間-頻率點上的導頻功率，使得導頻更難于識別。其間，沒有正確的下行鏈路同步，來自基站的數(shù)據(jù)信號的接收不與導頻信號正交，由此造成除相鄰基站產(chǎn)生的干擾之外的附加干擾。總之，小數(shù)時間和頻率誤差由此能大大降低基站識別能力。尤其是很難執(zhí)行最強能量檢測過程。
為避免這種小數(shù)問題，上述的識別過程應在幾個小數(shù)偏置上運行。具體來說，對于一個給定的接收信號r(t)，移動用戶設備可沿時間軸滑動FFT窗口Nfr,t次，每次包含一個不同的頻率采樣向量集合?；瑒覨FT窗口的步幅大小應為符號間隔的1/Nfr,t。類似地，移動用戶設備可間隔一個單音的1/Nfr,t沿頻率軸滑動FFT窗口Nfr,t次。該識別過程可在從每個小數(shù)時間和頻偏得到的頻率采樣上運行。這個過程產(chǎn)生Nfr,tNfr,t個候選斜率和頻率偏移。
為確定使用Nfr,tNfr,t個候選斜率和頻率偏移中的哪一個，移動用戶可選擇對應最強導頻能量的斜率和頻移。對一個給定的候選(s,b0)，導頻能量由公式(6)的J(s,b0)給出。如果使用差分方法，對導頻能量的近似可由公式(11)中得到的最強值給出。值Emax可應用于重復測試方法。
當然，上述的實施例僅僅是示意了本發(fā)明的原理。實際上本領域的技術人員可設計各種其它方法和裝置而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1．一種用于基于正交頻分復用(OFDM)的擴頻多址無線系統(tǒng)中的移動用戶設備的裝置，包括一個接收機，用于接收一個或多個均包含導頻音的導頻音跳頻序列，所述導頻音均在指定時間-頻率柵格的指定頻率和時刻生成，以及；一個檢測器，響應所述一個或多個接收的導頻音跳頻序列，用于檢測接收的最強功率的導頻音跳頻序列。
2．根據(jù)權利要求1定義的裝置，其中所述一個或多個導頻跳頻序列均為基于Latin Squares的導頻跳頻序列。
3．根據(jù)權利要求1定義的裝置，其中所述接收機產(chǎn)生接收信號的基帶版本，并且還包括一個用于產(chǎn)生所述基帶信號的快速傅立葉變換版本的設備，而且其中向所述檢測器提供所述基帶信號的所述快速傅立葉變換版本，以確定一個具有最強接收功率的導頻序列。
4．根據(jù)權利要求3定義的裝置，其中所述接收機還包括一個量化器，用于量化所述快速傅立葉變換的結果。
5．根據(jù)權利要求3定義的裝置，其中所述檢測器為最大能量檢測器。
6．根據(jù)權利要求5定義的裝置，其中所述最大能量檢測器確定在一個檢測到具有最強功率的導頻音跳頻序列中導頻音的斜率和初始頻移。
7．根據(jù)權利要求6定義的裝置，其中所述最大能量檢測器包括一個斜率-偏移累積器，用于沿所述一個或多個接收導頻跳頻序列的每個可能斜率和初始頻移來累加能量，并產(chǎn)生一個累積的能量信號；一個頻移累積器，提供給它所述累積的能量信號，用于沿所述一個或多個接收導頻跳頻序列的導頻頻移來累積能量；以及一個最大能量檢測器，提供給它所述頻移累積器的輸出，用于估計接收的最強導頻跳頻序列的斜率和初始頻移，以作為對應于最強累積能量的斜率和初始頻移。
8．根據(jù)權利要求7定義的裝置，其中所述累積能量由信號J0(s,b0)表示，J0(s,b0)=Σt=0Nsy-1|Y(t,ST+b0(modN))|2]]>，而s為導頻信號的斜率，b0為導頻信號的初始頻移，Y(t,n)為快速傅立葉變換數(shù)據(jù)，t=0,…,Nsy-1,n=st+b0(modN)以及n=0,…,N-1。
9．根據(jù)權利要求7定義的裝置，其中所述頻移累積器根據(jù)J(s,b0)=Σj=1NpJ0(s,b0+nj),]]>沿所述一個或多個接收的導頻跳頻序列的導頻頻移來累積能量，其中s為導頻信號的斜率，b0為導頻信號的初始頻移，而nj為頻偏。
10．根據(jù)權利要求7定義的裝置，其中所述最大能量檢測器根據(jù)s^,b^0=argmaxs,b0J(s,b0),]]>估計接收的最強導頻跳頻序列的所述斜率和初始頻移，其中 為斜率估計，0為初始頻移估計，而且其中最大值取自s∈S,且b0=0,…,N-1。
11．根據(jù)權利要求6定義的裝置，其中所述最大能量檢測器包括一個頻移檢測器，用于在給定時間估計接收能量最強的導頻跳頻序列的頻移和一個估計的最大能量值；以及一個斜率和頻率偏移解算器，響應于所述估計的頻移和所述估計的最大能量值，用于生成接收的最強導頻信號的估計斜率和估計初始頻移的估計值。
12．根據(jù)權利要求11定義的裝置，其中在時刻t的所述估計頻移是根據(jù)n=st+b0(modN)得到的，其中s為導頻信號斜率，t為一個符號時間，而n(t)為頻移估計。
13．根據(jù)權利要求12定義的裝置，其中所述估計的最大能量值是根據(jù)[E(t),n(t)]=maxnΣj=1Np|Y(t,n+nj(modN))|2]]>得到的，其中E(t)為最大能量值，Y(t,n)為快速傅立葉變換數(shù)據(jù)，j=1,…,Np，而nj為頻偏。14．根據(jù)權利要求13定義的裝置，其中所述斜率是根據(jù)s^=argmaxs∈SΣt=0Nsy-1E(t)1{n(t)-n(t-1)=s}]]>估計的，其中n(t)和n(t-1)滿足n=st+b0(modN)。
15．根據(jù)權利要求13定義的裝置，其中所述頻移是根據(jù)b^0=argmaxb0=0,…N-1Σt=0Nsy-1E(t)1{n(t)=st+b0}]]>估計的。
16．根據(jù)權利要求11定義的裝置，其中所述最大能量檢測器根據(jù)確定時間t0∈T，以及斜率s0∈S檢測所述斜率，以便直線n(t)=n(t0)+s0(t-t0)上的時間t集合具有最大總導頻信號能量。
17．一種用于基于正交頻分復用(OFDM)的擴頻多址無線系統(tǒng)的移動用戶設備的方法，包括步驟接收一個或多個均包含導頻音的導頻音跳頻序列，所述導頻音均在指定時間-頻率柵格的指定頻率和時刻生成，以及；響應所述一個或多個導頻音跳頻序列，檢測接收功率最強的導頻音跳頻序列。
18．根據(jù)權利要求17定義的方法，其中所述一個或多個導頻音跳頻序列均為基于Latin Squares的導頻跳頻序列。
19．根據(jù)權利要求17定義的方法，其中所述接收步驟產(chǎn)生接收信號的基帶版本，并且還包括產(chǎn)生所述基帶信號的快速傅立葉變換版本的步驟，而且其中所述檢測步驟響應所述基帶信號的所述快速傅立葉變換版本，用于確定具有最強接收功率的導頻序列。
20．根據(jù)權利要求19定義的方法，其中所述接收步驟還包括量化所述快速傅立葉變換結果的步驟。
21．根據(jù)權利要求19定義的方法，其中所述檢測步驟檢測一個最大能量。
22．根據(jù)權利要求21定義的方法，其中所述檢測所述最大能量的步驟包括步驟確定在檢測到的、具有最強功率的導頻音跳頻序列中導頻音的斜率和初始頻移。
23．根據(jù)權利要求22定義的方法，其中所述檢測所述最大能量的步驟包括步驟沿所述一個或多個接收導頻跳頻序列的每個可能斜率和初始頻移來累積能量，并生成一個累積的能量信號；響應所述累積的能量信號，沿所述一個或多個接收導頻跳頻序列的導頻頻移來累積能量；以及響應所述頻移累積步驟的輸出，估計接收的最強導頻跳頻序列的斜率和初始頻移，以作為對應最強累積能量的斜率和初始頻移。
24．根據(jù)權利要求23定義的方法，其中所述累積能量由信號J0(s,b0)表示，J0(s,b0)=Σt=0Nsy-1|Y(t,st+b0(modN))|2]]>，而s為導頻信號的斜率，b0為導頻信號的初始頻移，Y(t,n)為快速傅立葉變換數(shù)據(jù)，t=0,…,Nsy-1,n=st+b0(modN)以及n=0,…,N-1。
25．根據(jù)權利要求23定義的方法，其中所述頻移累積步驟包括步驟根據(jù)J(s,b0)=Σj=1NpJ0(s,b0+nj),]]>沿所述一個或多個接收的導頻跳頻序列的導頻頻移累積能量，其中s為導頻信號的斜率，b0為導頻信號的初始頻移，而nj為頻率偏置。
26．根據(jù)權利要求23定義的方法，其中所述最大能量檢測步驟包括步驟根據(jù)s^,b^0=argmaxs,b0J(s,b0)]]>估計接收的最強導頻跳頻序列的所述斜率和初始頻移，其中 為斜率估計，；0為初始頻移估計，而且其中最大值取自s∈S，且b0=0,…,N-1。
27．根據(jù)權利要求22定義的方法，其中所述最大能量檢測步驟包括步驟在給定時刻估計具有最強接收能量的導頻跳頻序列的頻移，并估計一個最大能量值，以及響應所述估計的頻移和所述估計的最大能量值，生成接收的最強導頻信號的估計斜率和估計初始頻移的估計值。
28．根據(jù)權利要求27定義的方法，其中在時刻t的所述估計頻移是根據(jù)n=st+b0(modN)得到的，其中s為導頻信號斜率，t為一個符號時間，而n(t)為頻移估計。
29．根據(jù)權利要求28定義的方法，其中所述估計的最大能量值是根據(jù)[E(t),n(t)]=maxnΣj=1Np|Y(t,n+nj(modN))|2]]>得到的，其中E(t)為最大能量值，Y(t,n)為快速傅立葉變換數(shù)據(jù)，j=1,…,Np，而nj為頻偏。
30．根據(jù)權利要求29定義的方法，其中所述斜率是根據(jù)s^=argmaxs∈SΣt=0Nsy-1E(t)1{n(t)-n(t-1)=s}]]>估計的，其中n(t)和n(t-1)滿足n=st+b0(modN)。
31．根據(jù)權利要求29定義的方法，其中所述頻移是根據(jù)b^0=argmaxb0=0,…,N-1Σt=0Nsy-1E(t)1{n(t)=st+b0}]]>估計的。
32．根據(jù)權利要求27定義的方法，其中所述最大能量檢測步驟包括步驟尋找時間t0∈T，以及斜率s0∈S，以便直線n(t)=n(t0)+s0(t-t0)上的時間t集合具有最大總導頻信號能量。
33．一種用于基于正交頻分復用(OFDM)的擴頻多址無線系統(tǒng)中的移動用戶設備的裝置，包括用于接收一個或多個均包含導頻音的導頻音跳頻序列的裝置，所述導頻音均在指定時間-頻率柵格的指定頻率和時刻生成，以及；響應所述一個或多個接收的導頻音跳頻序列，用于檢測接收的具有最強功率的導頻音跳頻序列的裝置。
34．根據(jù)權利要求33定義的裝置，其中所述一個或多個導頻跳頻序列均為基于Latin Squares的導頻跳頻序列。
35．根據(jù)權利要求33定義的裝置，其中所述接收裝置產(chǎn)生接收信號的基帶版本，并且還包括一個用于生成所述基帶信號的快速傅立葉變換版本的裝置，而且其中所述檢測裝置響應所述基帶信號的所述快速傅立葉變換版本，以確定一個具有最強接收功率的導頻序列。
36．根據(jù)權利要求35定義的裝置，其中所述產(chǎn)生所述快速傅立葉變換的裝置包括用于量化所述快速傅立葉變換結果的裝置。
37．根據(jù)權利要求35定義的裝置，其中檢測裝置檢測一個最大能量。
38．根據(jù)權利要求37定義的裝置，其中所述檢測所述最大能量的裝置包括用于確定在一個檢測到具有最強功率的導頻音跳頻序列中，導頻音的斜率和初始頻移的裝置。
39．根據(jù)權利要求38定義的裝置，其中所述檢測所述最大能量的裝置包括用于沿所述一個或多個接收導頻跳頻序列的每個可能斜率和初始頻移來累加能量的裝置，產(chǎn)生一個累積的能量信號的裝置，響應所述累積的能量信號，用于沿所述一個或多個接收導頻跳頻序列的導頻頻移來累積能量的裝置，以及響應所述頻移累積裝置的輸出，用于估計接收的最強導頻跳頻序列的斜率和初始頻移，以作為對應最強累積能量的斜率和初始頻移的裝置。
40．根據(jù)權利要求39定義的裝置，其中所述累積能量由信號J0(s,b0)表示，J0(s,b0)=Σt=0Nsy-1|Y(t,st+b0(modN))|2]]>，而s為導頻信號的斜率，b0為導頻信號的初始頻移，y(t,n)為快速傅立葉變換數(shù)據(jù)，t=0,…,Nsy-1,n=st+b0(modN)以及n=0,…,N-1。
41．根據(jù)權利要求39定義的裝置，其中所述頻移累積裝置包括根據(jù)J(s,b0)=Σj=1NpJ0(s,b0+nj),]]>沿所述一個或多個接收的導頻跳頻序列的導頻頻移累積能量的裝置，其中s為導頻信號的斜率，b0為導頻信號的初始頻移，而nj為頻偏。
42．根據(jù)權利要求39定義的裝置，其中所述最大能量檢測裝置包括根據(jù)s^,b^0=argmaxs,b0J(s,b0),]]>估計接收的最強導頻跳頻序列的所述斜率和初始頻移的裝置，其中 為斜率估計，0為初始頻移估計，而且其中最大值取自s∈S，且b0=0,…,N-1。
43．根據(jù)權利要求37定義的裝置，其中所述最大能量檢測裝置包括用于在給定時間估計接收能量最強的導頻跳頻序列的頻移并且估計最大能量值的裝置；以及響應所述估計的頻移和所述估計的最大能量值，用于生成接收的最強導頻信號的估計斜率和估計初始頻移的估計。
44．根據(jù)權利要求43定義的裝置，其中在時刻t的所述估計頻移是根據(jù)n=st+b0(modN)得到的，其中s為導頻信號斜率，t為一個符號時間，而n(t)為頻移估計。
45．根據(jù)權利要求44定義的裝置，其中所述估計的最大能量值是根據(jù)[E(t),n(t)]=maxnΣj=1Np|Y(t,n+nj(modN))|2]]>得到的，其中E(t)為最大能量值，Y(t,n)為快速傅立葉變換數(shù)據(jù)，j=1,…,Np，而nj為頻偏。
46．根據(jù)權利要求45定義的裝置，其中所述斜率是根據(jù)s^=argmaxs∈SΣt=0Nsy-1E(t)1{n(t)-n(t-1)=s}]]>估計的，其中n(t)和n(t-1)都滿足n=st+b0(modN)。
47．根據(jù)權利要求45定義的裝置，其中所述頻移是根據(jù)b^0=argmaxb0=0,…,N-1Σt=0Nsy-1E(t)1{n(t)=st+b0}]]>估計的。
48．根據(jù)權利要求43定義的裝置，其中所述檢測最大能量的裝置包括尋找時間t0∈T，以及斜率s0∈S，以便直線n(t)=n(t0)+s0(t-t0)上的時間t集合具有最大總導頻信號能量的裝置。
全文摘要
具有最強下行鏈路信號的基站是通過利用基站發(fā)送的一個導頻跳頻序列的唯一斜率來識別的。利用基于Latin Squares的導頻跳頻序列,所有移動用戶設備需要做的只是定位導頻音在某個時刻的頻率,因為后續(xù)時刻的導頻位置可根據(jù)Latin Squares導頻音跳頻序列的斜率確定。具有最強接收功率的導頻信號的斜率和初始頻移,可通過尋找具有最大接收能量的導頻位置的一個預測集合的斜率和初始頻移來確定。
文檔編號H04B7/26GK1318916SQ0111681
公開日2001年10月24日 申請日期2001年4月17日 優(yōu)先權日2000年4月18日
發(fā)明者樂基夫·拉勒亞, 厲鐫懌, 桑蒂普·朗安, 普拉莫德·維思瓦納斯 申請人:朗迅科技公司