專利名稱：無(wú)線通信系統(tǒng)的隨機(jī)接入前同步碼和接收方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信系統(tǒng)，尤其涉及用于無(wú)線通信系統(tǒng)中的前 同步碼和接收方案。
背景技術(shù)：
移動(dòng)蜂窩電話系統(tǒng)通過(guò)將空間覆蓋范圍分成多個(gè)單元(cell)來(lái) 重復(fù)使用頻譜，每個(gè)單元重復(fù)使用相同的頻譜。圖1以簡(jiǎn)單方式說(shuō)明 了這種情況，以基站(BS) 104和用戶裝備(UE) 106A、 106B和 106C示出單元102。實(shí)際上，UE是使用蜂窩電話技術(shù)的通信裝置， 比如蜂窩電話，或者是具有無(wú)線卡的計(jì)算機(jī)。UE可以是固定的，也 可以在移動(dòng)交通工具中。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，在單元102中只示出三個(gè)UE， 但實(shí)際上在任意單個(gè)單元之內(nèi)會(huì)有更多這類裝置。
可以采用各種信令方案使多個(gè)UE共用一個(gè)單元來(lái)與該單元中 的BS通信。例子包括TDMA (時(shí)分多址)、FDMA (頻分多址)、 CDMA (碼分多址)、禾nOFDMA (正交頻分多址)等等。 一些系統(tǒng) 可使用一個(gè)用于下行鏈路通信的信令方案(BS到UE)，和另一個(gè)用 于上行鏈路通信的信令方案(UE到BS)。此外，系統(tǒng)可根據(jù)UE與 BS之間交換的信息來(lái)使用不同的信令方案。例如，在UE與BS之間 建立呼叫可使用與已經(jīng)建立呼叫并且語(yǔ)音或數(shù)據(jù)內(nèi)容正處于交換過(guò) 程中的情況不同的信令方案。
當(dāng)前和未來(lái)設(shè)想的蜂窩電話系統(tǒng)使用隨機(jī)接入信道(RACH)。 RACH是競(jìng)爭(zhēng)式通信信道，用來(lái)承載隨機(jī)接入傳送。對(duì)于一些蜂窩系 統(tǒng)，RACH信道可使用ALOHA協(xié)議。然而，也可使用其它競(jìng)爭(zhēng)式協(xié)議。RACH信道在物理層(PHY)層面討論時(shí)可稱為PRACH (物理 隨機(jī)接入信道)。
當(dāng)UE希望與BS建立連接以進(jìn)行呼出通話時(shí)可使用RACH信 道。RACH信道可用于各種信號(hào)處理目的，比如定時(shí)調(diào)整(同步)、 功率調(diào)整、和資源請(qǐng)求，等等。作為一個(gè)特殊示例，功率調(diào)整可使用 所謂的開環(huán)功率控制協(xié)議。在該協(xié)議中，UE向BS傳送一個(gè)前同步 碼，并且如果BS不確認(rèn)該前同步碼，則UE再次以更高功率來(lái)傳送 該前同步碼。這個(gè)過(guò)程一直繼續(xù)到BS處的接收信號(hào)強(qiáng)度對(duì)于接收足 夠大，在該處BS向UE發(fā)送確認(rèn)。未來(lái)的RACH信道可使用用于功 率調(diào)整的其它協(xié)議。
PRACH突發(fā)脈沖串包括隨機(jī)接入(RA)前同步碼來(lái)識(shí)別隨機(jī) 試接入。RA前同步碼包括一個(gè)特征碼和一個(gè)循環(huán)前綴，其中循環(huán)前 綴附在特征碼上以減輕ICI (信道間干擾)和ISI (符號(hào)間干擾)。 UE可根據(jù)競(jìng)爭(zhēng)式協(xié)議選擇具體的RA前同步碼。在3GPP LTE (第 三代合作伙伴計(jì)劃長(zhǎng)期演進(jìn))規(guī)范中已經(jīng)提出要把Zadoff-Chu (ZC) 序列用于RA特征碼。3GPP是為了建立3G (第三代)移動(dòng)電話系統(tǒng) 的規(guī)范而在1998年12月建立的合作協(xié)定。3GPP LTE是3GPP內(nèi)用 以改進(jìn)UMTS (通用移動(dòng)通信系統(tǒng))移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)劃。參見(jiàn) http:〃www. 3 gpp.org。
移動(dòng)UE在相對(duì)于BS移動(dòng)時(shí)會(huì)受到多普勒頻移(DFO)。對(duì)于 高移動(dòng)性UE，發(fā)生的DFO會(huì)導(dǎo)致在解碼ZC序列時(shí)的不可接受的檢 測(cè)誤差，引起高虛警率。為提高檢測(cè)性能已經(jīng)提出一些重復(fù)方案，但 這些方案被認(rèn)為不能完全解決DFO問(wèn)題，尤其是在相對(duì)嚴(yán)重的DFO 情況下。

發(fā)明內(nèi)容
一種隨機(jī)接入前同步碼方案包括產(chǎn)生第一和第二前同步碼，每 一前同步碼具有至少兩個(gè)Zadoff-Chu序列，第一前同步碼的ZC序列 不同于第二前同步碼相對(duì)應(yīng)位置的ZC序列。例如，在每個(gè)都具有兩 個(gè)不同ZC序列的兩個(gè)不同前同步碼之間，兩個(gè)前同步碼的第一 ZC序列彼此不同，并且兩個(gè)前同步碼的第二 ZC序列也彼此不同。前同
步碼中的該ZC序列分集保證了來(lái)自不同的UE的ZC序列可用于在
相同基站中進(jìn)行相關(guān)性檢測(cè)。在另一實(shí)施例中，接收方案包括把接收
的ZC序列變換成被變換的ZC序列。在一實(shí)施例中，通過(guò)使得接收 的ZC序列與其單一碼片循環(huán)移位序列相關(guān)聯(lián)來(lái)變換接收的ZC序列。
變換的zc序列可用于多用戶無(wú)線通信系統(tǒng)中的相關(guān)性檢測(cè)。
提供本發(fā)明內(nèi)容來(lái)以簡(jiǎn)化的形式介紹下面會(huì)在具體實(shí)施方式
中 進(jìn)一步描述的概念的所選內(nèi)容。本發(fā)明內(nèi)容并不意在確定所聲明主題 的關(guān)鍵特征或本質(zhì)特征，也不意在用來(lái)限制所聲明主題的范圍。
本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)將從下面結(jié)合以本發(fā)明原理的示例方 式示出的附圖的詳細(xì)說(shuō)明中變得顯而易見(jiàn)。


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的蜂窩電話系統(tǒng)。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于UE和BS的協(xié)議棧和前同 步碼結(jié)構(gòu)。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的流程圖。
圖4示出了對(duì)應(yīng)位置的ZC序列彼此不同的N個(gè)不同RACH前 同步碼1、 2、 3…N。
圖5示出了包括循環(huán)前綴、兩個(gè)ZC序列和保護(hù)時(shí)間的RACH 前同步碼。
圖6示出了帶有M個(gè)ZC序列的RACH前同步碼。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一流程圖。
圖8示出了通過(guò)單一 OFDM符號(hào)傳送ZC序列的映射方案。
圖9示出了把前一 OFDM符號(hào)的最后一個(gè)碼片插入后一 OFDM
符號(hào)開始的映射方案。
圖10是y軸上未檢測(cè)(漏檢)與x軸上頻率偏移(f—offset)的
概率曲線圖。
在說(shuō)明書全文中，可以使用相似標(biāo)號(hào)來(lái)標(biāo)記相似的元件。
具體實(shí)施例方式
在接下來(lái)的描述中，術(shù)語(yǔ)"一些實(shí)施例"的范圍并不限制于表 示多于一個(gè)實(shí)施例，而是該范圍可以包括一個(gè)實(shí)施例，多于一個(gè)實(shí)施 例，或者是所有實(shí)施例。
在描述實(shí)施例之前，先描述ZC序列。長(zhǎng)度為N的ZC序列可以 用(au(k)J^0，l,…,N-l)表示，這里u是索引號(hào)，u=0，l,...,N-l，并可稱 為序列索引號(hào)。ZC序列(au(k),J^O,l，…,N-U可由下述表達(dá)式產(chǎn)生
au(" = exp(-J， A,1)) ， k=0， 1,...，N-1 。
從上述表達(dá)式可看出au(k)隨索引號(hào)u以等于N的周期而呈現(xiàn)周期性。 從上述表達(dá)式還可容易地看出ZC序列的DFT (離散傅立葉變換)是 另一ZC序列。即，DFT將ZC序列映射為另一個(gè)相同長(zhǎng)度的ZC序 列。因此，ZC序列的性質(zhì)無(wú)論在時(shí)域還是在頻域里考慮都是相同的。 為記法方便，ZC序列{&11(10，1^=0，1，...,^1}將以au表示。
可以參照?qǐng)D2所示簡(jiǎn)化的協(xié)議棧來(lái)描述實(shí)施例，其中標(biāo)記為202 的PRACH突發(fā)脈沖串被描述為具有包括兩個(gè)ZC序列(標(biāo)記為204和 206)的前同步碼。除了這兩個(gè)ZC序列之外，PRACH突發(fā)脈沖串202 還包括循環(huán)前綴208和保護(hù)時(shí)間210。在保護(hù)時(shí)間210期間，PRACH 突發(fā)脈沖串202沒(méi)有傳送。實(shí)施例可以在標(biāo)記為PHY層212UE的UE 的物理層實(shí)現(xiàn)，以提供具有包括兩個(gè)ZC序列的前同步碼的突發(fā)脈沖 串；實(shí)施例可以在標(biāo)記為PHY層212BS的BS的物理層實(shí)現(xiàn)，以重新 得到該前同步碼以便識(shí)別隨機(jī)試接入。在UE或在BS中的物理層的一 些或全部功能，可以由例如這兩個(gè)例子， 一個(gè)或多個(gè)ASIC (專用集成 電路)、或者FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
從其定義可知，ZC序列是一個(gè)復(fù)數(shù)序列。如眾所周知，可以這樣 來(lái)將復(fù)數(shù)通過(guò)信道傳送其實(shí)部調(diào)制帶通信號(hào)的同相分量，而虛部調(diào) 制帶通信號(hào)的正交分量。解調(diào)可重新得到同相和正交分量。在OFDMA 情況下，對(duì)構(gòu)成UE RACH突發(fā)脈沖串的ZC序列執(zhí)行IDFT (反離散 傅立葉變換)，接著插入循環(huán)前綴，隨后上變頻(up-coiwersion)為 RF (射頻)載波。在接收時(shí)，RF信號(hào)下變頻為基帶信號(hào)(具有同相和 正交分量的復(fù)數(shù)值)，去掉循環(huán)前綴，并執(zhí)行DFT來(lái)重新得到ZC序列。
在圖2的RACH突發(fā)脈沖串202中的ZC序列204和206可以分 別以au,和au2來(lái)代表。艮卩，
& (" = exp(-， k=0,1 ，…,N-1 ，
以及
" 2 (" = exp(-7'，2 ， k=0， 1 ，…，N-1 。
為避免出現(xiàn)下標(biāo)的下標(biāo)，索引號(hào)i^在作為ZC序列204的下標(biāo)時(shí)寫成 ul。類似標(biāo)注也適用于112和ZC序列206。
對(duì)于具有包括ZC序列a^和au2的前同步碼的RACH突發(fā)脈沖 串，令aui表示在BS處從ZC序列a^重新得到的序列，并令&2表示 在BS處從ZC序列au2重新得到的序列。
根據(jù)一些實(shí)施例，用于UE RACH突發(fā)脈沖串的前同步碼包括具 有序列索引號(hào)Ui和U2的兩個(gè)ZC序列，其中0^Ul-u2SN-l,這里差 Au三u廠U2識(shí)別出UERACH的隨機(jī)接入。在BS處，重新得到的序列
aul的每一項(xiàng)除以重新得到的序列au2的對(duì)應(yīng)項(xiàng)來(lái)生成商序列。如果該
商序列生成ZC序列，則以Au來(lái)識(shí)別得到的商序列的索引號(hào)，從而識(shí) 別隨機(jī)試接入。換言之，如果對(duì)于每個(gè)k=0,l,...，N-l，商q(k)三aul(k)/ a"2(k)都有q(k)= av(k)，這里(av(k)，1^0,l，…，N-l〉是索引號(hào)v的ZC序列， 則識(shí)別UE RACH隨機(jī)接入的差A(yù)u被估計(jì)為Au = v。
上面的描述可以由圖3的框圖來(lái)表示。由302、 304和306表示 的功能由UE執(zhí)行。在UE處產(chǎn)生兩個(gè)ZC序列(302)，表示為aul 和aw，接下來(lái)是IDFT (304)。在包括aul和au2的前同步碼之后插 入循環(huán)前綴(306)，并通過(guò)信道308傳送RACH突發(fā)脈沖串。由310、 312、 314、 316和318表示的功能由BS執(zhí)行。去除循環(huán)前綴(310)， 接下來(lái)是DFT (312)。重新得到序列^和au2 (314)。以a^為被 除數(shù)且au2為除數(shù)來(lái)執(zhí)行除法(316)。相關(guān)性檢測(cè)318識(shí)別得到的 商為ZC序列，商ZC序列的索引號(hào)識(shí)別UE隨機(jī)接入。
期望的是，上述實(shí)施例有助于減輕UE隨機(jī)接入識(shí)別中的DFO。 這可以示出如下。對(duì)于理想OFDMA信道(無(wú)噪聲且沒(méi)有ISI和ICI)， 受到DFO影響的接收的序列可表達(dá)為= exp(-乂7^^^)exp(y'27rA/等)，k-0,l,…,N,
以及
&2(^:) = exp(-乂7T"2 D)exp(乂2;rA/^0 ' k=0,l,.."N，
這里Af是由于多普勒頻移引起的頻率偏移，T是ZC序列的長(zhǎng)度(時(shí) 間)。上面的表達(dá)式假設(shè)UE對(duì)BS的相對(duì)速度在信號(hào)持續(xù)時(shí)間T期 間大致恒定。對(duì)每個(gè)k=0,l，...,N以Su2(k)除以aul(k)，生成商序列q， 這里
"^4S = exp(-乂W"^^) = 2(" = ^ ， k:0,l,…，N。
在針對(duì)受到dfo影響的aul和au2的表達(dá)式中，相位因子
exp(/2;rA/^r) ， k=0，l，...,N，在做除法時(shí)可看作抵消掉了 ，從而可以
容易地以ZC序列a^來(lái)識(shí)別商序列q。另外，因?yàn)槊總€(gè)ZC序列的最 小周期是N，而且因?yàn)樾蛄兴饕?hào)的差A(yù)u由UE選擇來(lái)屬于整數(shù)集 [O,N-l]，所以可以毫無(wú)含混地識(shí)別UE隨機(jī)接入。
對(duì)于上面給出的前同步碼，上述實(shí)施例在明確的前同步碼數(shù)量 與DFO效應(yīng)之間進(jìn)行權(quán)衡。例如，如果符號(hào)中的前同步碼的長(zhǎng)度由 Np代表，則使用長(zhǎng)度為Np的單ZC序列的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)允許一個(gè)單 元中Np個(gè)明確的UERACH隨機(jī)接入，但降低了對(duì)DFO的靈敏度。 通過(guò)如在上述實(shí)施例中那樣在前同步碼中使用兩個(gè)ZC序列，每個(gè) ZC序列的長(zhǎng)度是Np/2 (為討論方便，假設(shè)Np是偶數(shù))，從而可以 提供Np/2個(gè)明確的UE RACH隨機(jī)接入，但期望的是這些實(shí)施例具 有對(duì)抗DFO效應(yīng)的更大魯棒性。
通過(guò)在前同步碼中使用多于兩個(gè)ZC序列，可以提供一個(gè)單元中 更大數(shù)量的明確的隨機(jī)接入，但對(duì)于這種較短的ZC序列虛警率會(huì)上 升。例如， 一些實(shí)施例可以設(shè)計(jì)來(lái)具有三個(gè)ZC序列，比如aul、 au2
和au，并且可以得出兩個(gè)商序列qAul=aul/au^Q qAu2= au2/au3。第二
序列索引號(hào)差A(yù)ii2允許在識(shí)別UE RACH隨機(jī)接入時(shí)的額外的自由 度。然而，每個(gè)ZC序列的長(zhǎng)度現(xiàn)在減小到(假設(shè)Np是奇數(shù))Np/3，這增加了特定zc序列的虛警率。因此，這類實(shí)施例在明確的隨機(jī)接 入的允許數(shù)量與較短zc序列的不期望性質(zhì)之間進(jìn)行了權(quán)衡。
可以做出各種修改來(lái)描述實(shí)施例而不脫離所聲明的本發(fā)明的范
圍。例如，在上述實(shí)施例中，前同步碼中的第一zc序列定義為從圖 2的突發(fā)脈沖串202中所示從左向右閱讀時(shí)的前同步碼中的第一個(gè)序 列(順次的)。然而，這僅僅是為方便而選擇的。其它實(shí)施例可以描 述成其中"第一"zc序列是在前同步碼中的第二個(gè)序列(順次的)， 而"第二" zc序列是在前同步碼中的第一個(gè)序列(順次的)。
此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到zc序列隨其序列索引號(hào)以等于n的周期而呈 周期性。這表明如果u和v對(duì)模N同余，則a,av。因此，在描述實(shí)施 例時(shí)，可在描述zc序列時(shí)不喪失一般性地把序列索引號(hào)限定在整數(shù)集 [O，N-l]中。基于這個(gè)目的，圖3的實(shí)施例可以概括為只要可以從N個(gè) 整數(shù)的集合S中選取差A(yù)u，則在集合5中就沒(méi)有兩個(gè)整數(shù)對(duì)模N是同 余的。
利用帶有如參考圖2-4上述的不同序列索引號(hào)的兩個(gè)zc序列可以 很好地用于加性高斯白噪聲(awgn)信道。然而，上述技術(shù)沒(méi)有考 慮實(shí)際的諸如時(shí)間變化和多路徑(即，多路徑衰減)之類的無(wú)線信道 特性。在dfo相對(duì)很大時(shí)的情況下，不同zc序列的信道脈沖響應(yīng)趨 于顯著變化。由于信號(hào)脈沖響應(yīng)的變化，上述除法運(yùn)算會(huì)引起新的干 擾。例如，假定兩個(gè)接收的ZC序列ZQa和ZCu2，如下表示
八G
其中/2f，g表示頻域信道脈沖響應(yīng)，&和&表示兩個(gè)zc序列的
各自載波間干擾(ici) ， a^為各個(gè)zc序列的長(zhǎng)度，a/為dfo， z;
為采樣周期，a^^為兩個(gè)zc序列之間的時(shí)間差。不考慮ici，除法運(yùn) 算的結(jié)果可表示為
<formula>formula see original document page 12</formula>給定除法運(yùn)算的表達(dá)式，可以看出對(duì)于呈現(xiàn)快速變化的無(wú)線信道來(lái)說(shuō)， W和^將引起接收機(jī)性能的嚴(yán)重惡化。
為了考慮諸如時(shí)間變化和多路徑衰減之類的實(shí)際信道特性，如果 兩個(gè)ZC序列和兩個(gè)ZC序列(即，商)之間除法運(yùn)算的結(jié)果可以用于 接收側(cè)的相關(guān)性檢測(cè)，則實(shí)現(xiàn)了解相關(guān)性能的改進(jìn)。為了保證前同步 碼的ZC序列和兩個(gè)ZC同步碼的商兩者都可以用于相關(guān)性檢測(cè)，一
RACH前同步碼的ZC序列不同于另一RACH前同步碼對(duì)應(yīng)位置的ZC 序列。例如，在每個(gè)都具有兩個(gè)不同ZC序列的兩個(gè)不同前同步碼之間， 兩個(gè)前同步碼的第一 ZC序列彼此不同，并且兩個(gè)前同步碼的第二 ZC 序列也彼此不同。在一實(shí)施例中，通過(guò)把N設(shè)置成不能被從2到M的 整數(shù)整除的整數(shù)來(lái)保證前同步碼中的ZC序列的分集。前同步碼ZC序 列分集使得來(lái)自不同UE的前同步碼彼此容易區(qū)分。在另一實(shí)施例中， 前同步碼ZC序列分集被擴(kuò)展到多于兩個(gè)前同步碼。即， 一組多于兩個(gè) 前同步碼中對(duì)應(yīng)位置的ZC序列彼此完全不同。圖4示出了 N個(gè)不同 的RACH前同步碼402 (標(biāo)記為前同步碼l、 2、 3…N)，每個(gè)前同步 碼包括循環(huán)前綴408、兩個(gè)ZC序列404和406以及保護(hù)時(shí)間410。在 N個(gè)不同的前同步碼中，對(duì)應(yīng)位置的ZC序列彼此不同。g卩，ZC序列 11 (ZCu) 、 ZCu和ZCw彼此不同，并且ZC12、 ZC22和ZCn2彼此不 同。在一實(shí)施例中，為了利用前同步碼的ZC序列用于解相關(guān)，ZC序 列和商由索引號(hào)唯一標(biāo)記。例如，如果ZC序列被標(biāo)記為ZCsl、 ZCs2， 其中s=l,2,3/",N，那么ZCsl、 ZCs2禾卩ZCs2/ZC^應(yīng)該由索引號(hào)s唯一 定義。
如上所述，選擇不同前同步碼的ZC序列，使得第一前同步碼中 不同接收的ZC序列之間的除法運(yùn)算產(chǎn)生了與第二前同步碼中不同ZC 序列之間的除法運(yùn)算不同的結(jié)果。在又一實(shí)施例中，除法產(chǎn)生的分集 被擴(kuò)展到多于兩個(gè)前同步碼，例如擴(kuò)展到圖4所示的N個(gè)前同步碼。
在一實(shí)施例中，在一前同步碼中，前同步碼的一個(gè)ZC序列具有 序列索引號(hào)u，另一ZC序列具有u整數(shù)倍的索引號(hào)，例如2u。參考圖 5描述這種前同步碼的示意性實(shí)施例。圖5示出了RACH前同步碼502， 包括循環(huán)前綴508、兩個(gè)ZC序列504和506以及保護(hù)時(shí)間510。在圖5的RACH前同步碼中，ZC序列504具有序列索引號(hào)u，而序列506 具有序列索引號(hào)2u，其中0《u《N-l。
在圖5實(shí)施例中，RACH前同步碼包括兩個(gè)不同的ZC序列。在 另一實(shí)施例中， 一個(gè)RACH前同步碼包括多于兩個(gè)ZC序列，例如M 個(gè)ZC序列。圖6示出了具有M個(gè)ZC序列的RACH前同步碼，其中 ZC序列504具有序列索引號(hào)u， ZC序列506具有ZC序列索引號(hào)2u， ZC序列512具有ZC序列索引號(hào)3u，而ZC序列514具有ZC序列索 引號(hào)Mu。
在一實(shí)施例中，可用的RACH前同步碼的數(shù)量應(yīng)該盡可能大。大 RACH前同步碼空間使得更多UE隨機(jī)訪問(wèn)基站的無(wú)線資源。 接收方案
根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，接收方案包括把接收的ZC序列變換成 變換的ZC序列。在一實(shí)施例中，通過(guò)把接收的ZC序列與其單一碼片 循環(huán)移位序列相關(guān)聯(lián)來(lái)變換接收的ZC序列。變換的ZC序列在此稱為 ZC序列變換ZCT。因?yàn)橄噜徸有诺赖男诺捞匦宰兓苄〔⑶铱梢詮膹?fù) 數(shù)變換成正實(shí)數(shù)，所以ZC變換很少受到無(wú)線信道變化影響。另外，ZC 變換可由其對(duì)應(yīng)的序列索引號(hào)u來(lái)唯一標(biāo)記，并且ZC變換具有良好的 子相關(guān)特性。如下所述，變換的ZC序列可用于相關(guān)性檢測(cè)。
參考圖7來(lái)描述利用接收的ZC序列的ZC變換的接收方案示例。 假定在UE發(fā)送側(cè)(未示出)產(chǎn)生兩個(gè)不同的ZC序列504和506。在 發(fā)送側(cè)，ZC序列經(jīng)過(guò)IDFT 304，并且在306把循環(huán)前綴插到前同步碼 之后。包括兩個(gè)ZC序列的RACH突發(fā)脈沖串隨后經(jīng)由信道308被發(fā) 送。在接收側(cè)，在310去掉循環(huán)前綴，隨后是DFT312。在314標(biāo)記為 Z《、Z(^的接收序列被重新得到并且隨后提供給相關(guān)性檢測(cè)單元340 和變換單元342。變換單元將接收的ZC序列變換成變換的ZC序列Z。7;, Z( r2u。在圖7實(shí)施例中，盡管可以進(jìn)行不同的變換操作，但是經(jīng)由相 關(guān)性運(yùn)算以單一碼片循環(huán)移位來(lái)變換接收的ZC序列。變換操作可以表 示如下<formula>formula see original document page 15</formula>
由于z6(/t)和zAot-l)是在相鄰副載波中被傳送，所以兩個(gè)zc序列的
信道脈沖響應(yīng)彼此非常接近，因此相關(guān)性運(yùn)算可以消除信道脈沖響應(yīng)， 例如&和&。
除了變換操作以外，使用兩個(gè)zc變換進(jìn)行除法運(yùn)算來(lái)產(chǎn)生標(biāo)記 為zcr」的另一zc變換。例如，如圖7所示，把兩個(gè)zc變換提供給除
法單元344來(lái)實(shí)現(xiàn)除法運(yùn)算。在圖7的實(shí)施例中，盡管可以使用其他 技術(shù)，但是除法單元使用相關(guān)性運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)除法運(yùn)算。包括ZC變換、
z( 7;, z^r2 、來(lái)自除法運(yùn)算的商、zcru，在接收側(cè)從兩個(gè)接收的zc
序列產(chǎn)生了總共五個(gè)ZC序列。五個(gè)ZC序列在圖7中標(biāo)記為Z《，Z62u，
z(^ru， z^r2a,禾口zc7;'。
在一實(shí)施例中，五個(gè)ZC序列不同于其他RACH前同步碼對(duì)應(yīng)位 置的ZC序列，并且五個(gè)ZC序列可以單獨(dú)或結(jié)合用于相關(guān)性檢測(cè)。接 收側(cè)(例如，基站104)保持的對(duì)應(yīng)的本地解相關(guān)序列346在圖7中標(biāo) 記為
<formula>formula see original document page 15</formula>在處理不同類型的干擾/噪聲中，在接收側(cè)重新得到和/或產(chǎn)生的五
個(gè)ZC序列是非常有用的。例如，接收的ZC序列、Z《和Z(^對(duì)于高
斯噪聲是非常有用的，zc變換、zdru、 zSr2u、 zc變換的商以及zc7;'
對(duì)于解決信道變化和DFO是非常有用的。
在接收側(cè)，可以根據(jù)實(shí)際傳輸環(huán)境選擇zc序列的不同組合來(lái)用
于相關(guān)性檢測(cè)?；蛘?，可以不管實(shí)際傳輸環(huán)境而在相關(guān)性檢測(cè)中使用
一組固定的ZC序列(例如，所有五個(gè)ZC序列)。盡管參考圖5的兩 個(gè)不同的zc序列描述了包括zc序列信息的接收側(cè)操作，但是接收側(cè)操作對(duì)于使用ZC序列的其他方案也是適用的。例如，包括ZC序列信
息的接收側(cè)操作對(duì)于參考圖2到4所述的ZC序列方案以及其他多ZC
序列或單一zc序列前同步碼方案來(lái)說(shuō)是適用的。
Zadoff-Chu映射
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)使用多于一個(gè)OFDM符號(hào)傳送ZC序列 時(shí)，調(diào)整ZC映射方案。在一實(shí)施例中，前一 OFDM符號(hào)的最后的碼 片插到后一OFDM符號(hào)的開始。下文參考圖8和9來(lái)描述如在3 GPP LTE環(huán)境中應(yīng)用的該技術(shù)的說(shuō)明。
在上述方案中，假設(shè)每個(gè)ZC序列通過(guò)一個(gè)OFDM符號(hào)被傳送。 例如，在3GPPLTE系統(tǒng)中，長(zhǎng)度為419的ZC序列針對(duì)一個(gè)OFDM 符號(hào)在總共300個(gè)副載波中的72個(gè)副載波上被傳送。然而，根據(jù)本發(fā) 明的實(shí)施例，當(dāng)通過(guò)多于一個(gè)OFDM符號(hào)傳送ZC序列時(shí)，修改ZC 映射方案。根據(jù)傳統(tǒng)方案，通過(guò)以13個(gè)零被插到后一OFDM符號(hào)的六 個(gè)OFDM符號(hào)來(lái)傳送ZC序列。圖8示出了通過(guò)單一OFDM符號(hào)傳送 ZC序列的映射方案。使用圖8的映射方案，上述接收方案可能很難產(chǎn) 生ZC變換，Z6ru(^)。例如，針對(duì)/^ = 72的情況，ZC變換計(jì)算如下
Z( 7; = Z《(72). Z《'(71) 當(dāng)ZA(72)和Z6(71)在不同的OFDM符號(hào)上被傳送并且不是在"相鄰" 副載波上時(shí)，兩個(gè)碼片的信道脈沖響應(yīng)明顯不同，并且不能通過(guò)相關(guān) 性運(yùn)算加以消除。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，調(diào)整ZC映射方案使得前一 OFDM符號(hào)的 最后碼片包括在最后OFDM符號(hào)的開始。圖9示出了映射方案，其中 前一 OFDM符號(hào)的最后碼片360被插到后一 OFDM符號(hào)的開始。插入 的碼片362包括ZC變換中用來(lái)產(chǎn)生ZC變換的冗余數(shù)值。由于能通過(guò) 在最后的OFDM符號(hào)中插入幾個(gè)零來(lái)偏移冗余碼片的插入，所以上述 映射方案并沒(méi)有降低系統(tǒng)的傳送效率。
性能分析
下文來(lái)描述上述技術(shù)的性能分析。特別地，上述技術(shù)的性能是相 比較使用多個(gè)重復(fù)ZC序列的方案而言的。使用下面參數(shù)進(jìn)行模擬 信道六通道瑞利(ITUTU-A)FFT大小300
RACH前同步碼所占帶寬1.25MHz
圖10是y軸上未檢測(cè)(漏檢)與x軸上頻率偏移(f_offset)的 概率曲線圖。該曲線圖包括使用傳統(tǒng)ZC序列的技術(shù)的三種實(shí)例和參 考圖4、 5和7使用上述技術(shù)的三種實(shí)例。如圖IO所示，在較高信噪 比(SNR)條件下(即，>0dB)，上述技術(shù)呈現(xiàn)出比傳統(tǒng)技術(shù)更好 的性能。而且，隨著超過(guò)大約3KHz的DFO增長(zhǎng)，傳統(tǒng)方案的性能 急劇惡化，而上述技術(shù)的性能保持相對(duì)穩(wěn)定。另外，上述前同步碼和 接收技術(shù)能顯著地消除DFO影響，這對(duì)于AWGN信道一視距路徑 (Line of Sight)有極大的價(jià)值。
通觀這些實(shí)施例的描述，各種數(shù)學(xué)關(guān)系式被用來(lái)描述一個(gè)或多 個(gè)量之間的關(guān)系。例如，數(shù)學(xué)關(guān)系式或數(shù)學(xué)變換可以表示一個(gè)量從一 個(gè)或多個(gè)其它量通過(guò)各種數(shù)學(xué)運(yùn)算(比如加、減、乘、除等)被導(dǎo)出 所依據(jù)的關(guān)系式?；蛘撸瑪?shù)學(xué)關(guān)系式可以指出一個(gè)量大于、小于或等 于另一個(gè)量。這些關(guān)系式和變換實(shí)際上并沒(méi)有被嚴(yán)格滿足，因此應(yīng)當(dāng) 解釋為"被設(shè)計(jì)成"關(guān)系式和變換。本領(lǐng)域中普通的技術(shù)人員可以設(shè) 計(jì)出各種可行的實(shí)施例來(lái)滿足各種數(shù)學(xué)關(guān)系式或變換，但這些關(guān)系式 或變換僅能在實(shí)施者所用技術(shù)的容差內(nèi)得到滿足。
因此，在所述權(quán)利要求中，要理解的是所聲明的數(shù)學(xué)關(guān)系式或 變換實(shí)際上僅能在實(shí)施者所用技術(shù)的容差或精度內(nèi)得到滿足，所聲明 主題的范圍包括大致滿足所聲明數(shù)學(xué)關(guān)系式或變換的那些實(shí)施例。
雖然已經(jīng)以結(jié)構(gòu)特征和方法行為的專門語(yǔ)言描述了本主題，但 要理解的是所附權(quán)利要求定義的主題不必限定于上述具體特征或行 為。更恰當(dāng)?shù)氖?，上述具體特征和行為被公開來(lái)作為施行所述權(quán)利要 求的實(shí)例形式。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線通信系統(tǒng)，包括第一物理層，其用于發(fā)送包括第一前同步碼的突發(fā)脈沖串，所述第一前同步碼包括第一Zadoff-Chu序列和第二Zadoff-Chu序列；以及第二物理層，其用于發(fā)生包括第二前同步碼的突發(fā)脈沖串，所述第二前同步碼包括第一Zadoff-Chu序列和第二Zadoff-Chu序列；其中第一前同步碼的Zadoff-Chu序列不同于第二前同步碼的相應(yīng)位置中的Zadoff-Chu序列。
2. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中第一前同步碼中第 一和第二 Zadoff-Chu序列的除法運(yùn)算生成第一結(jié)果并且第二前同步 碼中第一和第二 Zadoff-Chu序列的除法運(yùn)算生成第二結(jié)果，其中所 述第一和第二結(jié)果彼此不同。
3. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中第一前同步碼的每 個(gè)Zadoff-Chu序列具有長(zhǎng)度N，所述第一 Zadoff-Chu序列隨第一序 列索引號(hào)以等于N的周期而呈現(xiàn)周期性，所述第二 Zadoff-Chu序列 隨第一序列索引號(hào)的倍數(shù)以等于N的周期而呈現(xiàn)周期性。
4. 如權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中所述倍數(shù)為所述第 一序列索引號(hào)的整數(shù)倍。
5. 如權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中所述倍數(shù)為所述第 一序列索引號(hào)的整數(shù)倍M，并且N為不能由從2到M的整數(shù)所整除 的整數(shù)。
6. 如權(quán)利要求3所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中所述第二前同步碼 的第一 Zadoff-Chu序列隨第一序列索引號(hào)以等于N的周期而呈現(xiàn)周期性，所述第二前同步碼的第二 Zadoff-Chu序列隨第一序列索引號(hào) 的倍數(shù)以等于N的周期而呈現(xiàn)周期性。
7. 如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中所述第一物理層 配置用于在所述第一和第二 Zadoff-Chu序列至少一個(gè)中把第一正交 頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)的最后碼片插到下一 OFDM符號(hào)的開始。
8. —種設(shè)備，包括物理層，其接收包括前同步碼的突發(fā)脈沖串，并且從所述前同 步碼重新得到至少 一個(gè)Zadoff-Chu序列；變換單元，其配置用于把至少一個(gè)Zadoff-Chu序列變換成變換 的Zadoff-Chu序列；相關(guān)性檢測(cè)單元，其配置用于把變換的Zadoff-Chu序列與另一 Zadoff-Chu序列相關(guān)聯(lián)。
9. 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中所述Zadoff-Chu變換單元配 置用于通過(guò)相關(guān)性運(yùn)算以單一碼片循環(huán)移位把至少一個(gè)Zadoff-Chu 序列變換成另一 Zadoff-Chu序列。
10. 如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，還包括除法器，其用另一變換的 Zadoff-Chu序列來(lái)除變換的Zadoff-Chu序列以提供商序列。
11. 如權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，還包括使用所述商序列來(lái)檢測(cè) 與另一 Zadoff-Chu序列的相關(guān)性。
12. —種方法，包括步驟發(fā)送包括第一前同步碼的第一突發(fā)脈沖串，所述第一前同步碼包括第一 Zadoff-Chu序列和第二 Zadoff-Chu序列；以及發(fā)送包括第二前同步碼的第二突發(fā)脈沖串，所述第二前同步碼 包括第一 Zadoff-Chu序列和第二 Zadoff-Chu序列；其中所述第一前同步碼的Zadoff-Chu序列不同于所述第二前同 步碼對(duì)應(yīng)位置的第二 Zadoff-Chu序列。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括步驟 從所述第一前同步碼重新得到至少一個(gè)Zadoff-Chu序列； 把至少一個(gè)Zadoff-Chu序列變換成變換的Zadoff-Chu序列；以及把變換的Zadoff-Chu序列與另一 Zadoff-Chu序列相關(guān)聯(lián)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中變換至少一個(gè)Zadoff-Chu 序列包括通過(guò)相關(guān)性運(yùn)算把至少一個(gè)Zadoff-Chu序列與單一碼片循 環(huán)移位相關(guān)聯(lián)。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括步驟 從所述第二前同步碼重新得到至少一個(gè)Zadoff-Chu序列； 把至少一個(gè)Zadoff-Chu序列變換成變換的Zadoff-Chu序列；以及把變換的Zadoff-Chu序列與另一 Zadoff-Chu序列相關(guān)聯(lián)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括用第一前同步碼中的第 二 Zadoff-Chu序列來(lái)除第 一前同步碼中的第一 Zadoff-Chu序列來(lái)生 成第一結(jié)果，用第二前同步碼中的第二 Zadoff-Chu序列來(lái)除第一 Zadoff-Chu序列來(lái)生成第二結(jié)果，其中所述第一和第二結(jié)果彼此不 同。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括步驟: 在相關(guān)性運(yùn)算中使用所述第一結(jié)果；以及 在相關(guān)性運(yùn)算中使用所述第二結(jié)果。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括步驟在所述第一和第二前同步碼至少之一的第一和第二Zadoff-Chu序列中的至少一個(gè)中， 把第一正交頻分復(fù)用符號(hào)的最后碼片插到下一 OFDM符號(hào)的開始。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括步驟 重新得到至少 一 個(gè)Zadoff-Chu序列；把至少一個(gè)Zadoff-Chu序列變換成變換的Zadoff-Chu序列，其 中使用所插入的最后碼片來(lái)變換所述至少一個(gè)Zadoff-Chu序列；以 及把變換的Zadoff-Chu序列與另一 Zadoff-Chu序列相關(guān)聯(lián)。
20.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一前同步碼的每個(gè) Zadoff-Chu序列具有長(zhǎng)度N，所述第一 Zadoff-Chu序列隨第一序列 索引號(hào)以等于N的周期而呈現(xiàn)周期性，所述第二 Zadoff-Chu序列隨 第一序列索引號(hào)的整數(shù)倍以等于N的周期而呈現(xiàn)周期性，其中所述 倍數(shù)為所述第一序列索引號(hào)的整數(shù)倍M，并且N為不能由從2到M 的整數(shù)所整除的整數(shù)。
全文摘要
一種隨機(jī)接入前同步碼方案包括產(chǎn)生第一和第二前同步碼，每一前同步碼具有至少兩個(gè)Zadoff-Chu序列，第一前同步碼的ZC序列不同于第二前同步碼相對(duì)應(yīng)位置的ZC序列。例如，在每個(gè)都具有兩個(gè)不同ZC序列的兩個(gè)不同前同步碼之間，兩個(gè)前同步碼的第一ZC序列彼此不同，并且兩個(gè)前同步碼的第二ZC序列也彼此不同。在另一實(shí)施例中，接收方案包括把接收的ZC序列變換成被變換的ZC序列。在一實(shí)施例中，通過(guò)使得接收的ZC序列與其單一碼片循環(huán)移位序列相關(guān)聯(lián)來(lái)變換接收的ZC序列。變換的ZC序列可用于多用戶無(wú)線通信系統(tǒng)中的相關(guān)性檢測(cè)。
文檔編號(hào)H04J13/00GK101409584SQ20071015143
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
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