專利名稱：用于估計(jì)附著于蜂窩終端的多個(gè)往返延遲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于由在上行鏈路業(yè)務(wù)多路復(fù)用幀上所復(fù)用的專用時(shí)隙內(nèi)接收的RACH信號(hào)估計(jì)附著于蜂窩終端的多個(gè)往返延遲的方法。
背景技術(shù)：
在像UMTS這樣的包括從一組終端(T)到基站(BS)的上行鏈路(UL)和從基站(BS)到該組的每個(gè)終端(T)的下行鏈路(DL)的蜂窩通信系統(tǒng)中，眾所周知在時(shí)域中提供了隨機(jī)接入信道(RACH)，RACH和上行鏈路(UL)業(yè)務(wù)進(jìn)行時(shí)間復(fù)用。
在上行鏈路中，隨機(jī)接入通常與預(yù)定的業(yè)務(wù)量形成對(duì)照，其中利用定時(shí)提前機(jī)制來(lái)使業(yè)務(wù)信道緊密同步。
的確，當(dāng)沒(méi)有上行鏈路資源(在時(shí)間，編碼和/或頻率方面)通過(guò)基站(BS)分配給終端時(shí)，該終端就使用隨機(jī)接入。例如，當(dāng)終端被接通時(shí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始訪問(wèn)。
在一些通信系統(tǒng)中(如，利用正交頻分復(fù)用)，在基站處上行鏈路的同步對(duì)于增強(qiáng)性能是有益的，甚至是操作所需的。
這是利用定時(shí)提前方法獲得的，由此基站測(cè)量每個(gè)終端的往返延遲(RTD)，該往返延遲依賴于基站(BS)和終端(T)之間的距離，并且基站發(fā)送終端特定定時(shí)提前信息給每個(gè)終端，以便該終端移動(dòng)其上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸以將其數(shù)據(jù)與基站(BS)處的其它上行鏈路終端的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)。
一種公知的用于測(cè)量往返延遲的方法包括以下步驟。首先，終端(T)執(zhí)行下行鏈路(DL)同步，包括數(shù)據(jù)定時(shí)，幀和頻率同步。接著，正好在接收預(yù)定符號(hào)結(jié)束之后(如，在下行鏈路(DL)幀的第一同步子幀結(jié)束之后)，終端發(fā)送其自身關(guān)聯(lián)的RACH，該RACH至少包括也被稱為簽名的前導(dǎo)和可能的消息。最后，基站(BS)檢測(cè)RACH簽名并確定往返延遲RTD作為預(yù)定符號(hào)的下行鏈路發(fā)送結(jié)束和最后在終端級(jí)的預(yù)定處理持續(xù)時(shí)間之后的上行鏈路RACH接收開始之間的延遲。
眾所周知，RACH簽名大致同步，在基站的上行鏈路中，需要小心地捕捉簽名接收時(shí)隙，以避免任何不希望有的對(duì)同步預(yù)定業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的干擾。
在通常情況下，需要空閑周期作為業(yè)務(wù)復(fù)用和/或發(fā)送/接收雙工的考慮類型，以避免這種應(yīng)該被最小化的干擾。
當(dāng)在時(shí)域中采用通常的相關(guān)性處理時(shí)，簽名接收時(shí)隙的尺寸不能被最小化，同時(shí)需要限制由于滑動(dòng)相關(guān)性窗或梳狀相關(guān)性結(jié)構(gòu)由相關(guān)性處理所產(chǎn)生的自噪聲。
當(dāng)利用固定的相關(guān)性窗對(duì)時(shí)隙尺寸進(jìn)行最小化時(shí)，增加了由相關(guān)性處理所產(chǎn)生的自噪聲。
目前的問(wèn)題在于，當(dāng)采用固定相關(guān)性窗來(lái)最小化簽名接收時(shí)隙的尺寸時(shí)，由相關(guān)性處理所產(chǎn)生的自噪聲增加，并且往返延遲RTD估計(jì)精確度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于利用尺寸優(yōu)化的簽名接收時(shí)隙在時(shí)域中提供RTD估計(jì)方法，該方法提高了RTD估計(jì)的精確度。
因此本發(fā)明涉及[權(quán)利要求1]。
根據(jù)特定實(shí)施例，用于估計(jì)傳播往返延遲的方法包括一個(gè)或多個(gè)以下特征[從屬權(quán)利要求2至15]。
本發(fā)明還涉及通信系統(tǒng)[權(quán)利要求16]。
根據(jù)特定實(shí)施例，該通信系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)以下特征[從屬權(quán)利要求17至18]。


通過(guò)閱讀以下參考附圖僅作為實(shí)例給出的描述將能夠更好的理解本發(fā)明，其中圖1是采用單個(gè)終端的移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
圖2是在基站級(jí)具有上行鏈路和下行鏈路幀的放大視圖的通信流程圖。
圖3是簽名序列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
圖4是具有定位在三個(gè)不同位置的與同一終端相對(duì)應(yīng)的三個(gè)疊加簽名的簽名接收時(shí)隙的詳細(xì)視圖。
圖5是用于估計(jì)在單終端移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站級(jí)的往返延遲的方法的第一實(shí)施例流程圖。
圖6是用于估計(jì)在單終端移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站級(jí)的往返延遲的方法的第二實(shí)施例流程圖。
圖7是示出利用圖5或6所示的方法獲得的相關(guān)性幅度與時(shí)間的關(guān)系的圖。
圖8，9和10是采用三個(gè)終端的移動(dòng)通信系統(tǒng)的三個(gè)結(jié)構(gòu)圖。
圖11是在基站級(jí)具有上行鏈路和下行鏈路幀的放大視圖的三個(gè)疊加結(jié)構(gòu)的通信流程圖。
圖12是示出建立三個(gè)簽名序列的方式的示意圖。
圖13，14，15是三個(gè)簽名序列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
圖16是簽名接收時(shí)隙的放大的詳細(xì)視圖，其中所有接收的三個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簽名被疊加。
圖17是在使用三個(gè)終端的系統(tǒng)中，用于一起估計(jì)每個(gè)往返延遲和終端標(biāo)識(shí)碼的方法的第一實(shí)施例流程圖。
圖18是在使用三個(gè)終端的系統(tǒng)中，用于一起估計(jì)每個(gè)往返延遲和終端標(biāo)識(shí)碼的方法的第二實(shí)施例流程圖。
圖19是示出利用圖17或18所示的方法獲得的相關(guān)性幅度與時(shí)間的關(guān)系的圖。
圖20是示出針對(duì)采用非同步和同步終端的系統(tǒng)的利用圖17或18所示的方法獲得的相關(guān)性幅度與時(shí)間的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，示出了單終端移動(dòng)通信系統(tǒng)2的三個(gè)結(jié)構(gòu)。單終端移動(dòng)通信系統(tǒng)2包括表示為T1的用戶終端4和表示為BS的基站6。在第一結(jié)構(gòu)中，終端4定位在表示為P1的第一位置處。在第二結(jié)構(gòu)中，終端4定位在表示為P2的第二位置處。在第三結(jié)構(gòu)中，終端4定位在表示為P3的第三位置處。由于P1靠近BS，所以P2離BS較遠(yuǎn)，并且P3離BS最遠(yuǎn)。
在每個(gè)位置P1，P2，P3處，終端4能夠接收從BS發(fā)送的相同下行鏈路信號(hào)8，但是具有不同的傳播路徑延遲。
在每個(gè)位置P1，P2，P3處，終端能夠發(fā)送相應(yīng)的上行鏈路信號(hào)10，12和14。
對(duì)于基站6向移動(dòng)4發(fā)送數(shù)據(jù)以及在終端4接收到時(shí)馬上重發(fā)后基站6又接收相同數(shù)據(jù)所需的時(shí)間依賴于兩條路徑的距離，并且被表示為往返延遲RTD。
與P1，P2，P3相對(duì)應(yīng)的往返延遲分別表示為往返延遲RTD1，RTD2和RTD3，且RTD1＜RTD2＜RTD3。
這里由位置P3限定的最大覆蓋范圍限定了由基站6提供服務(wù)的小區(qū)16，并且可以由往返延遲RTD3來(lái)表征。
在圖2中，示出了下行鏈路18和上行鏈路20的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中附著于橫坐標(biāo)軸的時(shí)間是從左流向右的。下行鏈路幀18是幾個(gè)業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)脈沖22和均勻間隔的同步脈沖的時(shí)間復(fù)用，這里僅示出了一個(gè)同步脈沖24。在基站8層級(jí)處的上行鏈路幀20是預(yù)定業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)26和均勻間隔的RACH(隨機(jī)接入信道)接收時(shí)隙28的時(shí)間復(fù)用。由于作為考慮的同步特性的RACH的有用部分是其前導(dǎo)，也稱為簽名，因此從這里起將僅對(duì)簽名進(jìn)行描述。
為了使得終端4能夠在上行鏈路中與基站6同步，在傳播從BS發(fā)送的同步脈沖24的結(jié)束信號(hào)30以后并在接收時(shí)，有可能在預(yù)定持續(xù)時(shí)間之后，終端4針對(duì)其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)送表示為SGN1的簽名，所述簽名根據(jù)終端P1，P2和P3的傳送位置分別表示為32，36和40。根據(jù)終端位置，對(duì)在簽名接收時(shí)隙28內(nèi)接收的簽名SGN1進(jìn)行不同定位，并且當(dāng)從位于P1，P2和P3處的終端發(fā)出時(shí)，所述簽名SGN1被分別表示為34，38和42?？赡茉诮K端級(jí)的預(yù)定持續(xù)時(shí)間之后，同步脈沖24的起始命令時(shí)間30和在基站6級(jí)處的簽名SGN1的接收結(jié)束之間的時(shí)間差等于終端4的往返延遲。分別對(duì)應(yīng)于接收簽名34(用實(shí)線框表示)，38(用點(diǎn)線框表示)和42(用雙點(diǎn)劃線框表示)的往返延遲為往返延遲RTD1，RTD2和RTD3。在圖2中，在距離基站的軸架距離與時(shí)間的關(guān)系曲線中，用粗體線示出了簽名末端的傳播路徑。
在圖3中，示出了簽名SGN1的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)44。簽名SGN1包括一組數(shù)據(jù)46，該組數(shù)據(jù)可以分成表示為SEQB1的基準(zhǔn)序列48和表示為SGN1-T的循環(huán)擴(kuò)展52，其可被認(rèn)為是簽名SGN1的尾部。
基準(zhǔn)序列SEQB1是一組從a1到aN的連續(xù)數(shù)據(jù)，N為基準(zhǔn)序列44的長(zhǎng)度。當(dāng)由終端發(fā)送時(shí)，SGN1的第一發(fā)送數(shù)據(jù)是a1。
基準(zhǔn)序列SEQB1的頭部50是從a1到aK的數(shù)據(jù)序列，循環(huán)擴(kuò)展SGN1-T具有與頭部SGN1-H相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在變型中，循環(huán)擴(kuò)展可以位于簽名的頭部并與該序列的尾部具有相同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
這里，該序列為CAZAC(恒定幅度零自相關(guān))序列，更具體地說(shuō)是ZadoffChu序列，定義為a(k)=WNk2/2+qk]]>如果N為偶數(shù)，k＝0，1，...N-1，q是任意整數(shù)a(k)=WNk(k+1)/2+qk]]>如果N為奇數(shù)，k＝0，1，...N-1，q是任意整數(shù)并且WN＝exp(-j2πr/N)，其中r與N互質(zhì)。
CAZAC序列具有周期自相關(guān)函數(shù)，其是單位脈沖函數(shù)(Dirac function)。當(dāng)需要高功率傳輸時(shí)，恒定幅度能夠?qū)崿F(xiàn)良好的保護(hù)以避免非線性。
作為變型，也可采用序列ZAC(零自相關(guān))。
在圖4中，示出了簽名接收時(shí)隙28，其具有位于三個(gè)不同位置P1，P2和P3的對(duì)應(yīng)于同一終端T1的三個(gè)疊加簽名34，36和38。對(duì)簽名接收時(shí)隙28進(jìn)行設(shè)置以便整體上包括所有接收的簽名34，36和38，由此覆蓋整個(gè)往返延遲范圍。簽名接收時(shí)隙28包括在時(shí)間上固定的相關(guān)性時(shí)間窗54，其長(zhǎng)度等于基準(zhǔn)序列長(zhǎng)度N，并且其中執(zhí)行循環(huán)相關(guān)處理。該相關(guān)處理的開始時(shí)間56對(duì)應(yīng)于圖4中的相關(guān)性時(shí)間窗的右端。分配給終端4的簽名34的接收起始時(shí)間58對(duì)應(yīng)于簽名接收時(shí)隙28的右端，所述終端4位于離基站很近的位置處。由時(shí)間56和58所界定的時(shí)間間隔限定了n空閑周期60。空閑周期60可能是必需的以避免簽名或RACH對(duì)預(yù)定業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)的干擾。
序列SEQB1的循環(huán)擴(kuò)展52確保對(duì)于包含在相關(guān)性時(shí)間窗54內(nèi)的任何接收的簽名34，36，38，接收一組循環(huán)完整的基準(zhǔn)序列數(shù)據(jù)。
因此，包含在相關(guān)性窗54內(nèi)的任何接收的簽名數(shù)據(jù)是從SEQB1獲得的循環(huán)移位基準(zhǔn)序列。
確定循環(huán)移位基準(zhǔn)序列相對(duì)于基準(zhǔn)序列SEQB1的循環(huán)移位提供了由終端T1經(jīng)歷的相應(yīng)往返延遲。
如可以在圖4中看到的，簽名38的最大往返延遲RTD3等于循環(huán)擴(kuò)展52的長(zhǎng)度，其也是包含在相關(guān)性時(shí)間窗內(nèi)的簽名數(shù)據(jù)的循環(huán)移位。
圖5的流程圖示出了用于估計(jì)在單終端移動(dòng)通信系統(tǒng)2的基站BS級(jí)處的往返延遲的方法62的第一實(shí)施例。
在第一步64中，在簽名接收時(shí)隙28內(nèi)接收完整的簽名SGN1之后，在步驟65中，去除位于相關(guān)性時(shí)間窗54之外的所接收的簽名SGN1的采樣。
接著，在以下步驟66中，對(duì)剩余的采樣進(jìn)行循環(huán)相關(guān)，剩余的采樣作為初始零移位濾波接收的序列被輸入到環(huán)形移位寄存器中。
步驟66包括步驟67，68，69，70，71和72。
在步驟67中，首先通過(guò)將移位計(jì)數(shù)器ic值設(shè)置為1來(lái)初始化移位計(jì)數(shù)器ic。接著，在步驟68中，對(duì)ic-1移位濾波接收的序列和唯一基準(zhǔn)序列SEQB1執(zhí)行采樣乘采樣的乘積的求和。通過(guò)步驟69，由步驟68得到的乘積之和P時(shí)間(ic)被存儲(chǔ)在下標(biāo)為ic-1的從1到N-1標(biāo)記的陣列中。步驟69之后是步驟70，其中將實(shí)際計(jì)數(shù)器值ic與N進(jìn)行比較。
如果ic不等于N，在步驟71中計(jì)數(shù)器值ic增加1，并且在環(huán)形寄存器中的實(shí)際移位接收的序列被移位一個(gè)采樣周期。接著，再次執(zhí)行步驟68，69和70。
如果ic等于N，繼續(xù)執(zhí)行步驟74，檢測(cè)相關(guān)性峰值作為乘積之和陣列P時(shí)間(ic)的最大值。在步驟76中，在乘積之和P時(shí)間(ic)為最大值時(shí)的icmax的值被確定為接收的簽名SGN1的估計(jì)的往返延遲，其被表示為t(SGN1)。
在第二實(shí)施例中，圖6的流程圖中所示的方法62包括相同順序的步驟64，65，66，74和76，除了步驟66以外，其它步驟都相同，其中連續(xù)執(zhí)行步驟77，78和80。在步驟77中，第一FFT(快速傅里葉變換)將從步驟65得到的時(shí)域采樣變換成在頻域接收的采樣。接著在步驟78中，頻域變換采樣乘以由步驟80獲得的基準(zhǔn)序列SEQB1的相應(yīng)頻域采樣。在步驟80中，在通過(guò)步驟80在時(shí)域中輸入基準(zhǔn)序列SEQB1之后，通過(guò)步驟84執(zhí)行第二FFT。在將兩個(gè)FFT結(jié)果相乘之后，接著通過(guò)步驟80執(zhí)行IFFT(快速傅里葉反變換)。
在圖7的圖86中，描述了圖1中的三個(gè)結(jié)構(gòu)的相關(guān)性幅度與時(shí)間的關(guān)系。
實(shí)線88，點(diǎn)線90頂點(diǎn)和雙點(diǎn)劃線92相對(duì)于t開始30在時(shí)間軸上的相應(yīng)位置確定了第一，第二和第三往返延遲RTD1，RTD2和RTD3。
圖8，9和10示出了使用三個(gè)不同終端4，94和98的移動(dòng)通信系統(tǒng)的三個(gè)結(jié)構(gòu)，所述終端4，94和98被表示為T1，T2和T3，分別用實(shí)線，點(diǎn)線和雙點(diǎn)劃線正方形圍住。
在圖8所示的第一結(jié)構(gòu)93中，終端4(T1)位于P1處，而終端94(T2)和終端96(T3)分別位于P2和P3處。分配給T1，T2和T3的相應(yīng)上行鏈路表示為98，100和102。在第一結(jié)構(gòu)93中，對(duì)應(yīng)于終端T1，T2和T3的往返延遲分別是往返延遲RTD1，RTD2和RTD3。
在圖9所示的第二結(jié)構(gòu)103中，終端4(T1)位于P3處，而終端94(T2)和終端96(T3)分別位于P1和P2處。分配給T1，T2和T3的相應(yīng)上行鏈路表示為108，104和106。在第二結(jié)構(gòu)103中，對(duì)應(yīng)于終端T1，T2和T3的往返延遲分別是往返延遲RTD3，RTD1和RTD2。
在圖10所示的第三結(jié)構(gòu)110中，終端4(T1)位于P2處，而終端94(T2)和終端96(T3)分別位于P3和P1處。分配給T1，T2和T3的相應(yīng)上行鏈路表示為114，116和112。在第三結(jié)構(gòu)110中，對(duì)應(yīng)于終端T1，T2和T3的往返延遲分別是往返延遲RTD2，RTD3和RTD1。
在圖11中，以與圖2相同的方式示出了下行鏈路18和上行鏈路20數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
關(guān)于第一結(jié)構(gòu)93，為了能夠使終端4，94，96在上行鏈路中與基站6同步，在將從BS發(fā)送的同步脈沖24的起始命令信號(hào)30傳播以后并在接收起始命令30時(shí)，有可能在預(yù)定持續(xù)時(shí)間之后，每一個(gè)終端4，94和96發(fā)送相關(guān)聯(lián)的簽名，所述簽名針對(duì)其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被表示為SGN1，SGN2和SGN3，針對(duì)其終端的相應(yīng)位置(即P1，P2和P3)被表示為118，122和126。每個(gè)簽名SGN1，SGN2和SGN3在簽名接收時(shí)隙28內(nèi)被接收，根據(jù)終端位置被不同地定位，并且當(dāng)從分別位于P1，P2和P3處的每個(gè)終端4，94和95發(fā)出時(shí)，簽名SGN1，SGN2和SGN3被分別表示為120，124和128?？赡茉诮K端級(jí)的預(yù)定持續(xù)時(shí)間之后，在基站級(jí)的同步脈沖24的起始命令時(shí)間30和每個(gè)簽名SGN1，SGN2和SGN3的接收結(jié)束之間的時(shí)間差分別等于終端4，94和96的往返延遲。分別對(duì)應(yīng)于接收的簽名120，124和128的往返延遲是往返延遲RTD1，RTD2和RTD3。在圖11中，在兩個(gè)軸架內(nèi)用粗體線示出了簽名末端的傳播路徑，縱軸表示距離基站的距離，橫軸表示時(shí)間。
這里，在簽名接收時(shí)隙28內(nèi)僅示出了第一結(jié)構(gòu)93的接收的簽名120，124和128。
關(guān)于第二結(jié)構(gòu)103，僅示出了發(fā)送的簽名130，132和134，其分別表示為SGN2，SGN3和SGN1，分別由T2，T3和T1從P1，P2和P3發(fā)出。
關(guān)于第三結(jié)構(gòu)110，僅示出了發(fā)送的簽名136，138和140，其分別表示為SGN3，SGN1和SGN2，分別由T3，T1和T2從P1，P2和P3發(fā)出。
圖12示出了建立從基準(zhǔn)序列SEQB1獲得的三個(gè)簽名序列的方式?；鶞?zhǔn)序列SEQB1順時(shí)針地設(shè)置在基準(zhǔn)環(huán)142上。基準(zhǔn)序列SEQB1被等分成表示為SB1，SB2和SB3的三個(gè)連續(xù)子序列146，148和150，假設(shè)N是3的整數(shù)倍。
SB1包括范圍從a1到aN/3的一組數(shù)據(jù)。SB2是范圍從a(N/3)+1到a2N/3的一組數(shù)據(jù)。SB3是范圍從a(2N/3)+1到aN的一組數(shù)據(jù)。
第一簽名序列SEQB1是基準(zhǔn)序列，并能夠被描述為一組連續(xù)的子序列SB1，SB2和SB3。
表示為SEQB2的第二簽名序列152被定義為一組連續(xù)的子序列SB2，SB3和SB1。
表示為SEQB3第三簽名序列154被定義為一組連續(xù)的子序列SB3，SB1和SB2。
在圖13，14和15中分別描述了線性展開的序列SEQB1，SEQB2和SEQB3。所有序列都是相互正交的。
以上描述了簽名SGN1的建立。以與SGN1的上述相同的方式建立SGN2和SGN3。
在圖16中，示出了簽名接收時(shí)隙28，其中對(duì)三個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的所有接收的簽名118，138，134，130，122，140，136，132，126進(jìn)行了疊加。在以實(shí)線為界的長(zhǎng)方形內(nèi)圍住了第一結(jié)構(gòu)93的簽名。在以點(diǎn)線為界的長(zhǎng)方形中圍住了第二結(jié)構(gòu)的簽名。在以雙點(diǎn)劃線為界的長(zhǎng)方形中圍住了第三結(jié)構(gòu)的簽名。
實(shí)際接收應(yīng)被看作是圍住簽名的同類型的線。例如，在第一結(jié)構(gòu)的情況下，在實(shí)際接收內(nèi)將僅示出118，122和126。
簽名循環(huán)擴(kuò)展52，156和158分別是每個(gè)簽名SGN1，SGN2和SGN3的簽名尾部。所有的簽名擴(kuò)展具有相同的長(zhǎng)度。
在變型中，簽名循環(huán)擴(kuò)展可以分別是每個(gè)簽名SGN1，SGN2和SGN3的簽名頭部。
圖17的流程圖示出了用于在使用三個(gè)終端的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，在基站級(jí)聯(lián)合估計(jì)每個(gè)往返延遲和終端標(biāo)識(shí)碼的方法的第一實(shí)施例。
在第一步162中，在接收到簽名接收隙28中的所有簽名的總和SGN1+SGN2+SGN3之后，在步驟164中，去除位于相關(guān)性時(shí)間窗54之外的接收的簽名總和SGN1+SGN2+SGN3的采樣。
接著，在以下步驟166中，對(duì)剩余的采樣進(jìn)行循環(huán)相關(guān)，剩余的采樣作為初始零移位濾波接收的信號(hào)被輸入到環(huán)形移位寄存器中。
在步驟166中，首先，在步驟168中通過(guò)將移位計(jì)數(shù)器ic值設(shè)為1來(lái)設(shè)置該移位計(jì)數(shù)器ic。接著，在步驟170中，對(duì)ic-1移位接收的序列和基準(zhǔn)序列SEQB1執(zhí)行采樣乘采樣的乘積的求和。通過(guò)步驟172，由步驟170得到的乘積之和P時(shí)間(ic)被存儲(chǔ)在下標(biāo)為ic-1的從1到N-1標(biāo)記的陣列中。步驟172之后是步驟180，其中將實(shí)際計(jì)數(shù)器值ic與N進(jìn)行比較。
如果ic不等于N，在步驟182中計(jì)數(shù)器值ic增加1，并且環(huán)形寄存器中的實(shí)際移位接收的信號(hào)被移位一個(gè)采樣周期。接著，再次執(zhí)行步驟170，172和180。
如果ic等于N，繼續(xù)執(zhí)行步驟186，檢測(cè)三個(gè)相關(guān)性峰值作為相關(guān)性乘積之和陣列P時(shí)間(ic)的三個(gè)最高值，每個(gè)峰值對(duì)應(yīng)一個(gè)簽名。這個(gè)簽名是分配給每個(gè)終端的終端標(biāo)識(shí)碼。在步驟188中，乘積之和是最大值時(shí)的ic的三個(gè)值被確定為屬于與簽名相關(guān)的三個(gè)時(shí)間間隔之一，并且對(duì)于每個(gè)檢測(cè)到的簽名，將往返延遲確定為簽名峰值的時(shí)間下標(biāo)(time index)和沒(méi)有往返延遲的同一簽名的期望下標(biāo)之間的時(shí)間差。
圖18是用于在使用三個(gè)不同終端的移動(dòng)通信系統(tǒng)中檢測(cè)終端標(biāo)識(shí)碼和往返延遲的方法的第二實(shí)施例。
在這個(gè)實(shí)施例中，方法160包括除了步驟166之外，與第一實(shí)施例相同順序的步驟162，164，186和188，其中連續(xù)執(zhí)行不同的步驟190，192和194。在步驟190中，第一FFT(快速傅里葉變換)將從步驟164獲得的時(shí)域采樣變換成頻域接收的采樣。接著在步驟192中，頻域中接收的采樣乘以通過(guò)步驟196獲得的頻域中的基準(zhǔn)序列SEQB1的相應(yīng)采樣。在步驟196中，在通過(guò)步驟198在時(shí)域中輸入基準(zhǔn)序列SEQB1之后，通過(guò)步驟200執(zhí)行第二FFT。在將兩個(gè)FFT結(jié)果相乘之后，接著通過(guò)步驟194對(duì)所得到的采樣執(zhí)行IFFT(快速傅里葉反變換)。
圖19示出了被疊加的三個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所用的三個(gè)終端的簽名的相關(guān)性幅度與時(shí)間的關(guān)系。在圖19的圖中，實(shí)線，點(diǎn)線和雙點(diǎn)劃線分別描述了第一，第二和第三結(jié)構(gòu)的相關(guān)性峰值。線220，222和224分別描述了用于第一結(jié)構(gòu)的第一，第二和第三簽名的時(shí)間相關(guān)性。線226，228和230分別描述了用于第二結(jié)構(gòu)的第一，第二和第三簽名的時(shí)間相關(guān)性。線232，234和236分別描述了用于第三結(jié)構(gòu)的第一，第二和第三簽名的時(shí)間相關(guān)性?？梢钥闯?，可以分別限定分配給簽名的時(shí)間間隔。因此，這里[a1，a(n/3)-1]被分配給SGN1，[aN/3，a(2N/3)-1]被分配給SGN2，[a(2N/3)-1，aN-1]被分配給SGN3。為每個(gè)接收的簽名測(cè)量的往返延遲等于接收的簽名的時(shí)間下標(biāo)減去不具有任何延遲的相同簽名的期望的時(shí)間下標(biāo)，其對(duì)于SGN1來(lái)說(shuō)為1，對(duì)于SGN2來(lái)說(shuō)為N/3，對(duì)于SGN3來(lái)說(shuō)為2N/3。
在實(shí)際操作中，將僅示出同類型的三條線。作為實(shí)例，在第一結(jié)構(gòu)的情況下，相關(guān)性峰值線220表示RTD1的往返延遲，而線222和224分別表示RTD2和RTD3的往返延遲。
為了避免在循環(huán)相鄰簽名的檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)任何重疊，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)非常的注意，至少利用通信系統(tǒng)所預(yù)期的最大往返延遲將兩個(gè)相鄰的簽名間隔開。在上述系統(tǒng)中，這種間距將大于往返延遲RTD3。
圖20示出了遵循用于包括上行鏈路同步終端和上行鏈路非同步終端的系統(tǒng)的上述方法的相關(guān)性幅度與時(shí)間的關(guān)系。
這里，將兩個(gè)非同步簽名分配給兩個(gè)非同步終端，設(shè)置第一終端來(lái)顯示往返延遲RTD1，設(shè)置第二終端來(lái)顯示往返延遲RTD2。非同步簽名意味著發(fā)送該簽名用于初始接入。
將一組同步簽名分配給一組上行鏈路同步終端。同步簽名意味著當(dāng)終端一直與上行鏈路中的基站時(shí)間同步時(shí)發(fā)送該簽名，即，定時(shí)提前值在該終端已經(jīng)可用。
這里，將作為同步終端的第一同步簽名的構(gòu)建核心的簽名序列相對(duì)于第一非同步簽名的生成序列移位2N/3。任何同步終端的隨后簽名具有相對(duì)于基準(zhǔn)序列被移位了包括在范圍[2N/3，N-1]內(nèi)的值的生成序列。
第一和第二非同步簽名均提供時(shí)間延遲和終端標(biāo)識(shí)。
在圖20中，該圖描述了對(duì)應(yīng)于具有往返延遲RTD1的第一非同步簽名的第一相關(guān)性峰值線240。
該圖還描述了對(duì)應(yīng)于具有往返延遲RTD2的第二非同步簽名的第二相關(guān)性峰值線244。
該圖還描述了對(duì)應(yīng)于一組沒(méi)有往返延遲RTD的同步簽名的一組相關(guān)性峰值線244(第一線246，最后一條線260)。
在兩個(gè)不同過(guò)程中分離簽名(同步或不同步)的重要性在于，對(duì)于同步的情況，由于不再考慮任何往返延遲，因此可以將不同簽名的循環(huán)移位更接近地合并。
在這種情況下，除了較低循環(huán)移位步驟之外，還可以采用較低循環(huán)擴(kuò)展持續(xù)時(shí)間，并且可以抑制空閑周期。為了對(duì)信道的最大路徑延遲，定時(shí)提前誤差和濾波效果進(jìn)行處理，應(yīng)對(duì)循環(huán)擴(kuò)展持續(xù)時(shí)間進(jìn)行選擇。
采用幾個(gè)選定的CAZAC基準(zhǔn)序列來(lái)獲得相互之間的低循環(huán)交叉相關(guān)性也是有利的。因此，將可用簽名的數(shù)目與基準(zhǔn)序列的數(shù)目相乘會(huì)帶來(lái)序列之間的干擾并增加接收機(jī)的復(fù)雜度。后者是由于當(dāng)僅使用一個(gè)基準(zhǔn)序列時(shí)在基站需要多個(gè)相關(guān)器(每個(gè)基準(zhǔn)CAZAC序列一個(gè))而不是單個(gè)相關(guān)器引起的。
這種具有良好的循環(huán)交叉相關(guān)性能的基本序列組的好的例子是由原始的Zadoff Chu序列推斷出的順時(shí)針和逆時(shí)針相位旋轉(zhuǎn)序列對(duì)。
a1(k)=WMk2/2+qk]]>如果N為偶數(shù)，k＝0，1，...N-1，q是任意整數(shù)a1(k)=WNk(k+1)/2+qk]]>如果N為奇數(shù)，k＝0，1，...N-1，q是任意整數(shù)a2(k)=WN-(k2/2+qk)]]>如果N為偶數(shù)，k＝0，1，...N-1，q是任意整數(shù)a2(k)=Wn-[k(k+1)/2+qk]]]>如果N為奇數(shù)，k＝0，1，...N-1，q是任意整數(shù)并且WN＝exp(-j2πr/N)，其中r與N互質(zhì)。
由于第二基準(zhǔn)序列是由第一基準(zhǔn)序列得到的，因此該例子需要基準(zhǔn)序列的有限存儲(chǔ)。因此保留了基準(zhǔn)的特定唯一性。
權(quán)利要求
1.用于估計(jì)存在于基站(6)和終端(4)之間并被包含在預(yù)定往返延遲范圍之內(nèi)的傳播往返延遲的方法，該方法包括以下步驟在下行鏈路上將來(lái)自基站(6)的起始命令信號(hào)(24)發(fā)送給終端(4)，在終端(4)接收到起始命令信號(hào)的末端(30)之后，在上行鏈路上將來(lái)自終端(4)的簽名信號(hào)(32，36，40)發(fā)送至基站(6)，在基站(6)處在簽名接收時(shí)隙(28)內(nèi)接收簽名信號(hào)(34，38，42)，在基站(6)處對(duì)接收的簽名信號(hào)(34，38，42)進(jìn)行處理(62)以提供往返延遲信息，其特征在于處理步驟(62)包括通過(guò)利用唯一基準(zhǔn)序列(48)在固定的相關(guān)性時(shí)間窗(54)內(nèi)執(zhí)行的用于計(jì)算簽名信號(hào)(32，36，40)的循環(huán)相關(guān)步驟(66)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于估計(jì)傳播往返延遲的方法，其特征在于循環(huán)相關(guān)步驟(66)包括至少兩個(gè)步驟，每個(gè)步驟在時(shí)域中處理采樣。
3.如權(quán)利要求1到2的任何一個(gè)所述的用于估計(jì)傳播往返延遲的方法，其特征在于將簽名接收時(shí)隙(28)的長(zhǎng)度最小化以使得往返延遲的估計(jì)值超過(guò)預(yù)定范圍的往返延遲RTD3。
4.如權(quán)利要求1到3的任何一個(gè)所述的用于估計(jì)傳播往返延遲的方法，其特征在于簽名接收時(shí)隙(28)包括空閑周期(60)，所述空閑周期(60)的長(zhǎng)度等于將要估計(jì)的往返延遲的范圍RTD3。
5.如權(quán)利要求1到4的任何一個(gè)所述的用于估計(jì)傳播往返延遲的方法，其特征在于該唯一基準(zhǔn)序列(48)為零自相關(guān)(ZAC)序列。
6.如權(quán)利要求1到5的任何一個(gè)所述的用于估計(jì)傳播往返延遲的方法，其特征在于該唯一基準(zhǔn)序列(48)為恒定幅度零自相關(guān)(CAZAC)序列。
7.如權(quán)利要求1到6的任何一個(gè)所述的用于估計(jì)傳播往返延遲的方法，其特征在于該唯一基準(zhǔn)序列(48)為Zadoff-Chu序列。
8.如權(quán)利要求1到7的任何一個(gè)所述的用于估計(jì)傳播往返延遲的方法，其特征在于簽名(34，38，42，44)包括該唯一基準(zhǔn)序列(48)和分別串接在該唯一基準(zhǔn)序列(48)的尾部或頭部的循環(huán)擴(kuò)展(52)，該循環(huán)擴(kuò)展(52)分別是該唯一基準(zhǔn)序列(48)的頭部(50)或尾部。
9.如權(quán)利要求1到8的任何一個(gè)所述的用于估計(jì)傳播往返延遲的方法，其特征在于處理步驟(62)包括以下步驟順序在簽名接收時(shí)隙中接收(64)一組采樣，將在相關(guān)性時(shí)間窗以外接收的采樣去除(65)，在環(huán)形移位寄存器中存儲(chǔ)該組剩余的采樣作為第一有用序列，對(duì)涉及該唯一基準(zhǔn)序列(48)和來(lái)自第一有用序列(48)的連續(xù)移位序列的時(shí)域采樣乘采樣的乘積進(jìn)行一組求和(68)，把由時(shí)域采樣乘采樣的乘積的求和(68)獲得的乘積之和存儲(chǔ)(64)到陣列中，該陣列的長(zhǎng)度等于基準(zhǔn)序列的長(zhǎng)度N減1，在該陣列中檢測(cè)(74)時(shí)域中相關(guān)性的最大峰值，根據(jù)與檢測(cè)到的相關(guān)性峰值相對(duì)應(yīng)的時(shí)間確定(76)終端的往返延遲。
10.如權(quán)利要求1，3到8的任何一個(gè)所述的用于估計(jì)傳播往返延遲的方法，其特征在于處理步驟(62)包括以下步驟順序在簽名接收時(shí)隙中接收(64)一組采樣，將在相關(guān)性時(shí)間窗以外接收的采樣去除(65)，對(duì)在相關(guān)性時(shí)間窗內(nèi)接收的采樣執(zhí)行(77)第一快速傅里葉變換(FFT)，將獲得的頻域采樣與由第二快速傅里葉變換(FFT)(84)獲得的唯一基準(zhǔn)序列(48)的頻域采樣相乘(78)，對(duì)在乘法步驟中獲得的采樣進(jìn)行(80)快速傅里葉反變換(IFFT)，檢測(cè)(74)時(shí)域中相關(guān)性的最大峰值，根據(jù)與檢測(cè)到的相關(guān)性峰值相對(duì)應(yīng)的時(shí)間確定(76)終端的往返延遲。
11.如權(quán)利要求1到7的任何一個(gè)所述的方法，包括在與至少兩個(gè)終端(4，94，96)(T1，T2，T3)相關(guān)的至少兩個(gè)終端碼中確定與所述終端(4)(T1)相關(guān)的終端標(biāo)識(shí)碼，在一個(gè)上行鏈路上將不同的簽名信號(hào)(118，122，126)從每個(gè)終端(4，94，96)發(fā)送至基站(6)，接收的簽名信號(hào)(120，124，128)形成與處理步驟(160)同時(shí)被處理的信號(hào)的時(shí)間總和，所述處理步驟(160)包括在固定的相關(guān)性時(shí)間窗(54)內(nèi)并利用該唯一基準(zhǔn)序列(48)執(zhí)行的普通循環(huán)相關(guān)步驟(166)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于每個(gè)簽名(118，122，126)包括簽名序列(48，152，154)和分別串接在該簽名序列(48，152，154)的尾部或頭部的簽名循環(huán)擴(kuò)展(52，156，158)，該簽名序列(48，152，154)是該唯一基準(zhǔn)序列(48)的循環(huán)移位，該簽名循環(huán)擴(kuò)展(52，156，158)分別是簽名序列(48)的頭部(50)或尾部。
13.如權(quán)利要求11到12的任何一個(gè)所述的方法，其特征在于處理步驟(160)包括以下步驟順序在簽名接收時(shí)隙(28)中接收(162)一組采樣，從接收的簽名信號(hào)采樣的時(shí)間總和中去除(164)在相關(guān)性時(shí)間窗(54)以外接收的采樣，在環(huán)形移位寄存器中存儲(chǔ)該組剩余的采樣作為第一濾波接收的信號(hào)，對(duì)涉及該唯一基準(zhǔn)序列(48)和來(lái)自該第一濾波接收的信號(hào)的連續(xù)移位接收的序列的時(shí)域采樣乘采樣的乘積進(jìn)行一組求和(170)，把由時(shí)域采樣乘采樣的乘積的求和(170)獲得的乘積之和存儲(chǔ)(172)到陣列中，該陣列的長(zhǎng)度等于基準(zhǔn)序列的長(zhǎng)度N減1，在該陣列中檢測(cè)(186)時(shí)域中相關(guān)性的一組最大峰值，為每個(gè)檢測(cè)到的最大峰值確定標(biāo)識(shí)碼，其是與時(shí)域相關(guān)性周期的一個(gè)預(yù)定間隔相關(guān)的唯一代碼，根據(jù)與檢測(cè)到的相關(guān)性峰值相對(duì)應(yīng)的時(shí)間和與該標(biāo)識(shí)碼相關(guān)的間隔的開始時(shí)間之間的時(shí)間差，為每個(gè)檢測(cè)到的最大峰值確定(188)由該相關(guān)的標(biāo)識(shí)碼標(biāo)識(shí)的終端的相應(yīng)往返延遲。
14.如權(quán)利要求1，3到7的任何一個(gè)所述的方法，其特征在于其包括在與至少兩個(gè)終端(4，94，96)(T1，T2，T3)相關(guān)的至少兩個(gè)終端碼中確定與所述終端(4)(T1)相關(guān)的終端標(biāo)識(shí)碼，在一個(gè)上行鏈路上將不同的簽名信號(hào)(118，122，126)從每個(gè)終端(4，94，96)發(fā)送至基站(6)，接收的簽名信號(hào)(120，124，128)形成與處理步驟(160)同時(shí)被處理的信號(hào)的時(shí)間總和，所述處理步驟(160)包括在固定的相關(guān)性時(shí)間窗(54)內(nèi)并利用該唯一基準(zhǔn)序列(48)執(zhí)行的普通循環(huán)相關(guān)步驟(166)，并且其特征在于該處理步驟(160)進(jìn)一步包括以下步驟順序在簽名接收時(shí)隙(28)中接收(162)一組采樣，從接收的簽名信號(hào)采樣的時(shí)間總和中去除(164)在相關(guān)性時(shí)間窗(54)以外接收的采樣，對(duì)在相關(guān)性時(shí)間窗(54)內(nèi)接收的采樣執(zhí)行(190)第一快速傅里葉變換(FFT)，將獲得的頻域采樣與由第二快速傅里葉變換(FFT)(200)獲得的唯一基準(zhǔn)序列(48)的頻域采樣相乘(192)，對(duì)在乘法步驟(192)中獲得的采樣進(jìn)行(194)快速傅里葉反變換，在長(zhǎng)度等于基準(zhǔn)序列的長(zhǎng)度N減1的陣列中存儲(chǔ)由步驟(194)得到的時(shí)域采樣，檢測(cè)(186)時(shí)域相關(guān)性周期中相關(guān)性的一組最大峰值，為每個(gè)最大峰值確定標(biāo)識(shí)碼，其是與時(shí)域相關(guān)性周期的一個(gè)間隔相關(guān)的唯一代碼，根據(jù)與檢測(cè)到的相關(guān)性峰值相對(duì)應(yīng)的時(shí)間和與該標(biāo)識(shí)碼相關(guān)的間隔的開始時(shí)間之間的時(shí)間差，為每個(gè)最大峰值確定(188)由該相關(guān)的標(biāo)識(shí)碼標(biāo)識(shí)的終端的往返延遲。
15.如權(quán)利要求11到13的任何一個(gè)所述的方法，其特征在于在上行鏈路中至少兩個(gè)終端是同步的，為每個(gè)終端分配不同的簽名，每個(gè)簽名是該唯一基準(zhǔn)序列的循環(huán)移位，分配給上行鏈路同步終端的該組簽名形成壓縮組。
16.包括基站(6)，終端(4)的通信系統(tǒng)，該終端包括接收裝置，用于接收起始命令信號(hào)(24)的末端(30)，發(fā)送裝置，用于在接收到起始命令信號(hào)(24)的末端(30)之后，在上行鏈路上將簽名信號(hào)(32，36，40)發(fā)送給基站(6)，該基站包括發(fā)送裝置，用于在下行鏈路上將起始命令信號(hào)(24)發(fā)送給終端(4)，用于在簽名接收時(shí)隙(28)內(nèi)接收接收的簽名信號(hào)(34，38，42)的裝置，用于在基站(6)處對(duì)接收的簽名信號(hào)(34，38，42)進(jìn)行處理以提供往返延遲信息的裝置，其特征在于該用于處理的裝置能夠執(zhí)行通過(guò)采用唯一基準(zhǔn)序列(48)在固定的相關(guān)性時(shí)間窗(54)內(nèi)執(zhí)行的用于計(jì)算該簽名信號(hào)(32，36，40)的循環(huán)相關(guān)步驟(66)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的通信系統(tǒng)，其特征在于其包括至少兩個(gè)終端(4，94，96)，并且該用于處理的裝置可以在與至少兩個(gè)終端(4，94，96)(T1，T2，T3)相關(guān)的至少兩個(gè)終端碼中確定與所述終端(4)(T1)相關(guān)的終端標(biāo)識(shí)碼，在一個(gè)上行鏈路上將不同的簽名信號(hào)(118，122，126)從每個(gè)終端(4，94，96)發(fā)送給基站(6)，接收的簽名信號(hào)(120，124，128)形成與處理步驟(160)同時(shí)被處理的信號(hào)的時(shí)間總和，所述處理步驟(160)包括在固定的相關(guān)性時(shí)間窗(54)內(nèi)并利用該唯一基準(zhǔn)序列(48)執(zhí)行的普通循環(huán)相關(guān)步驟(166)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的通信系統(tǒng)，其特征在于至少一個(gè)第一終端利用第一Zadoff Chu序列作為第一唯一基準(zhǔn)序列(48)，至少一個(gè)第二終端利用第二Zadoff Chu作為第二唯一基準(zhǔn)序列，并且第二Zadoff Chu是第一Zadoff Chu序列的逆序列。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于估計(jì)附著于蜂窩終端的多個(gè)往返延遲的方法。用于估計(jì)存在于基站和終端之間并被包含在預(yù)定往返延遲范圍之內(nèi)的傳播往返延遲的方法包括以下步驟在下行鏈路上將來(lái)自基站的起始命令信號(hào)(30)發(fā)送給終端；在終端接收到起始命令信號(hào)的末端之后，在上行鏈路上將來(lái)自終端的簽名信號(hào)發(fā)送至基站；在基站處在簽名接收時(shí)隙(28)內(nèi)接收簽名信號(hào)(34，38，42)；在基站處對(duì)接收的簽名信號(hào)進(jìn)行處理以提供往返延遲信息。所述處理步驟包括通過(guò)利用唯一基準(zhǔn)序列(48)在固定的相關(guān)性時(shí)間窗(54)內(nèi)執(zhí)行的循環(huán)相關(guān)步驟。
文檔編號(hào)H04B1/707GK101072448SQ200710128858
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月4日
發(fā)明者L·布魯尼爾, B·杰喬克斯 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社