專利名稱：用于最佳頻率偏移量估計的捕獲序列的選擇的制作方法
用于最佳頻率偏移量估計的捕獲序列的選擇基于35 U.S.C. §119要求優(yōu)先權(quán)本專利申請要求2007年5月2日遞交的、名稱為"CHU SEQUENCE FREQUENCY TRACKING IN COMMUNICATIONS"的美國臨時申請序列 號為No. 60/915,434的權(quán)益。該申請的全部內(nèi)容通過引用而明確地合并于 此。技術(shù)領(lǐng)域概括地說，本主題公開涉及無線通信，具體地說，涉及用于最佳頻率 偏移量估計的同步信道設計。
背景技術(shù)：
廣泛地部署了無線通信系統(tǒng)，以提供諸如語音、視頻、數(shù)據(jù)等之類的 各種類型的通信內(nèi)容。這些系統(tǒng)是能夠支持多個終端與一個或多個基站進 行同時通信的多址系統(tǒng)。多址通信依賴對可用系統(tǒng)資源(例如，帶寬和發(fā) 射功率)的共享。多址系統(tǒng)的示例包括碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、時分多 址(TDMA)系統(tǒng)、頻分多址(FDMA)系統(tǒng)和正交頻分多址(OFDMA) 系統(tǒng)。無線系統(tǒng)(例如，多址系統(tǒng))中的終端與基站之間的通信通過由前向 鏈路和反向鏈路構(gòu)成的無線鏈路上的傳輸來實現(xiàn)。這種通信鏈路可以通過 單輸入單輸出(SISO)、多輸入單輸出(MISO)或多輸入多輸出(MIMO) 系統(tǒng)來建立。MIMO系統(tǒng)由分別配備有用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄠€(Nt個)發(fā)射 天線和多個(Nr個)接收天線的發(fā)射機和接收機組成。SISO和MISO系統(tǒng) 是MIMO系統(tǒng)的特例。由NT個發(fā)射天線和Na個接收天線形成的MIMO信 道可以分解成Nv個獨立的信道，這Nv個獨立的信道也稱為空間信道，其 中，Nv ^ min{NT，NR}。這Nv個獨立的信道中的每個信道均對應于一個維度。 如果采用由多個發(fā)射天線和接收天線創(chuàng)建的附加維度，那么MIMO系統(tǒng)能進的可靠性)。無論這些可用無線通信系統(tǒng)的特性如何，在這些系統(tǒng)的每個系統(tǒng)中， 無線設備均必須執(zhí)行小區(qū)捕獲，以在切換和跟蹤時可操作，以保持通信。 小區(qū)捕獲是一種過程，通過該過程，終端獲得與網(wǎng)絡的時間同步和頻率同 步、小區(qū)標識和對于運行而言關(guān)鍵的系統(tǒng)信息的附加標識，例如系統(tǒng)帶寬 和小區(qū)發(fā)射機的天線配置。應該意識到，在小區(qū)捕獲之后，移動終端能用 于跟蹤的目的而繼續(xù)同步時間和頻率，例如，以便更正由諸如多普勒效應 之類的各種源引起的頻率偏移。在扇區(qū)化的無線環(huán)境中，針對小區(qū)中存在 的每個扇區(qū)執(zhí)行捕獲。小區(qū)或扇區(qū)捕獲依賴于通過一組同步物理信道和廣播信道傳遞的導頻 信號或捕獲序列。
一旦從小區(qū)或扇區(qū)的基站傳輸了同步信道，接收機就使捕獲信號與一組本地序列假設(hypothesess)進行相關(guān)，以確定用于接收下 行鏈路業(yè)務的時間和頻率偏移量。同樣地，基站可以對從移動設備接收的 捕獲信號進行相關(guān)，以成功地對控制上行鏈路信號進行解碼。取決于所采 用的捕獲序列，對頻率或時間偏移量估計中的系統(tǒng)錯誤的實質(zhì)敏感性可以 導致下行鏈路或上行鏈路的通信較差。因此，本領(lǐng)域需要一種同步信道設 計，其相對于時間偏移量的系統(tǒng)錯誤而言是健壯的，并且提供最佳的頻率 偏移量估計。發(fā)明內(nèi)容下面給出簡要概述，以提供對所公開實施例的一些方面的基本理解。 該概述不是詳盡的概述，既不旨在標識關(guān)鍵或重要元素，也不旨在界定這 種實施例的范圍。其目的在于以簡化形式呈現(xiàn)所述實施例的一些概念，作 為后文所呈現(xiàn)的更詳細描述的序言。本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法產(chǎn)生用于優(yōu)化時間和頻率捕獲的一組同步信 道序列。識別第一域(例如，時域)中的多相Zadoff-Chu序列的一組根索 引，該組根索引優(yōu)化性能度量或品質(zhì)因數(shù)。通過仿真來執(zhí)行識別。確定最 佳索引，其也優(yōu)化互易域(reciprocal domain)(例如，頻域)中的性能度量。 最佳索引滿足相對于序列長度的一半值而言的中心對稱關(guān)系當X是最佳索 引時，N-入也是最佳根索引。對于長度為(^-N的序列而言，利用最佳序列產(chǎn)生的基本序列可以用于產(chǎn)生至少兩個不同的最佳序列通過對最佳基本 序列進行符號翻轉(zhuǎn)(sign-flip)和共軛操作所產(chǎn)生的一個序列；以及源自Q-周期調(diào)制操作的第二序列。
在一方面，本發(fā)明描述一種用于設計同步信道的方法，該方法包括 根據(jù)第一性能標準來識別第一域中的最佳根索引；確定用于第一域中最佳 根索引的雙域根索引(domain-dual rootindex)并計算雙域根索引的性能度 量；并且當雙域根索引滿足第二性能標準時，存儲最佳根索引。
在另一方面，公開一種運行在無線通信系統(tǒng)中的裝置，該裝置包括
處理器和耦合至該處理器的存儲器，其中，處理器用于計算一組時域根索
引的性能度量；根據(jù)第一性能標準來選擇最佳時域根索引；確定用于時域 最佳根索引的頻域根索弓I;計算頻域根索弓I的性能度量。
在又一方面，本發(fā)明描述一種無線通信設備，其中該設備包括用于 計算一組時域根索引的性能度量的模塊；用于根據(jù)第一性能標準來識別最 佳時域根索引的模塊；用于確定時域最佳根索引的頻域根索引的模塊；用 于計算頻域根索引的性能度量的模塊；以及，用于利用第一域中的最佳根 索引來產(chǎn)生長度為N (正整數(shù))的Zadoff-Chu序列的模塊。
在又一方面，公開一種計算機程序產(chǎn)品，該計算機程序產(chǎn)品包括計算 機可讀介質(zhì)，計算機可讀介質(zhì)包括用于使計算機計算一組時域根索引的 性能度量的代碼；用于使計算機根據(jù)第一性能標準來選擇最佳時域根索引 的代碼；用于使計算機確定時域最佳根索引的頻域根索引的代碼；用于使 計算機計算頻域根索引的性能度量的代碼；以及，用于使計算機在第一域 中利用最佳根索引來產(chǎn)生長度為N (正整數(shù))的Zadoff-Chu序列的代碼。
為了實現(xiàn)上述目的和相關(guān)目的， 一個或多個實施例包括下面將要充分 描述并在權(quán)利要求書中特別指出的特征。下面的描述和附圖詳細闡釋了某 些示例牲方面，并僅僅指示可采用各個實施例之基本原理的各種方式中的 一些方式。結(jié)合附圖來考慮以下詳細描述，其它優(yōu)點和新穎特征將變得清 楚，并且所公開的實施例旨在包括所有這些方面及其等同物。


圖1示出根據(jù)本文所闡述各個方面的示例性無線多址通信系統(tǒng)。圖2是根據(jù)本文所述方面的示例性系統(tǒng)的框圖，該示例性系統(tǒng)產(chǎn)生、 傳輸和處理一組同步序列。
圖3是根據(jù)本文所述方面的在無線通信小區(qū)中一組主同步序列與一組 扇區(qū)之間的示例性映射的示意圖。
圖4示出第一圖和第二圖，它們分別表示部分地經(jīng)由時域根索引來定 義的時域主同步序列的互相關(guān)性能度量(例如，用于適當定義的品質(zhì)因數(shù) 的1/(品質(zhì)因數(shù)))和經(jīng)傅里葉變換的主同步序列的性能度量。
圖5示出第一圖和第二圖，它們分別顯示針對長度為^=^和^ = 7/ 的Zadoff-Chu序列的品質(zhì)因數(shù)的實際計算值與時域根索弓IX的關(guān)系，其中，
g..".(;i,AO = i 。
圖6示出具有性能度量的仿真結(jié)果的圖，性能結(jié)果度量了對應于采樣 速率為1.92 MHz的主同步碼片的時間偏移量的"錯誤"或表觀頻率偏移量 的幅值。
圖7示意性地示出根據(jù)本文描述方面的三個最佳序列的結(jié)構(gòu)，這三個 最佳序列降低了表觀頻率偏移量Av。
圖8呈現(xiàn)了根據(jù)本文所述方面的用于選擇CAZAC型多相序列的時域或 頻域中的根索引的示例性方法的流程圖。
圖9是至少部分地根據(jù)具有時域或頻率中的最佳根索引的基本序列來 產(chǎn)生包括三個主同步序列的一組序列的示例性方法的流程圖。
圖10是根據(jù)本文所述方面提供小區(qū)/扇區(qū)通信的發(fā)射機系統(tǒng)和接收機 系統(tǒng)的實施例的框圖。
圖11示出根據(jù)本文的方面用于設計主同步信道的示例性系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參照附圖描述各個實施例，其中相同的附圖標記用于指示相同的 元件。在下面的描述中，為了解釋的目的，給出了大量具體細節(jié)，以便提 供對一個或多個實施例的全面理解。然而，很明顯，沒有這些具體細節(jié)也 可以實現(xiàn)這種(這些)實施例。在其它情況下，為了有助于描述一個或多 個實施例，以框圖的形式示出公知的結(jié)構(gòu)和設備。
本申請中使用術(shù)語"系統(tǒng)"、"組件"、"模塊"等旨在指示計算機相關(guān)實體，或者是硬件、固件、硬件和軟件的組合、軟件，或者是執(zhí)行的軟件。 例如，組件可以是但不局限于運行在處理器上的過程、處理器、對象、可 執(zhí)行體、執(zhí)行線程、程序和/或計算機。作為示例，運行在計算設備上的應 用程序和計算設備均可以是組件。 一個或多個組件可以駐留在過程和/或執(zhí) 行線程中，而且組件可以位于一個計算機上和/或分布在兩個或多個計算機 之間。此外，這些組件能從存儲有各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的各種計算機可讀介質(zhì)執(zhí) 行。這些組件可以通過本地和/或遠程處理來進行通信，例如根據(jù)具有一個 或多個數(shù)據(jù)分組的信號來進行通信，所述數(shù)據(jù)分組例如來自一個組件的數(shù) 據(jù)，該組件利用所述信號與本地系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)中的另一個組件進行交 互和/或在例如互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡上與其它系統(tǒng)進行交互。
此外，術(shù)語"或者"意在表達包含性的"或者"的意思而非排他性的"或
者"。也就是說，除非特別說明，或者從上下文中清楚獲知，否則"X采用A 或B"意在表達任何普通包含性的排列的意思。也就是說，如果X采用A; X采用B;或者X采用A和B，貝l」"X采用A或B"在前述的任何情況下均 滿足要求。此外，除非特別說明或者從上下文可以清楚看出是指單數(shù)形式， 否則本申請和所附權(quán)利要求書中使用的不定冠詞通常應該被解釋為表達 "一個或多個"的意思。
此外，術(shù)語"代碼"和"符號序列"或者更簡單的術(shù)語"序列"意在 傳達相同的概念，并可以互換使用。應該注意到，在本文中，術(shù)語"代碼" 也用于指示"計算機編程代碼"。本文中采用"代碼"的段落的上下文向本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員傳達了該術(shù)語的指定意義；在上下文不充分清晰的情 況下，提供了對術(shù)語"代碼"的含義的清楚引用。
本文針對無線終端描述了各種實施例。無線終端可以指向用戶提供語 音和/或數(shù)據(jù)連接的設備。無線終端可以連接到諸如膝上型計算機或臺式計 算機的計算設備，或者它可以是諸如個人數(shù)字助理(PDA)的自容式設備。 無線終端也可以稱為系統(tǒng)、用戶單元、用戶站、移動站、移動終端、移動 臺、遠程站、接入點、遠程終端、接入終端、用戶終端、用戶代理、用戶 設備、用戶駐地設備或用戶裝置。無線終端可以是用戶站、無線設備、蜂 窩電話、PCS電話、無繩電話、會話發(fā)起協(xié)議(SIP)電話、無線本地環(huán)路 (WLL)站、個人數(shù)字助理(PDA)、具有無線連接能力的手持設備或連接到無線調(diào)制解調(diào)器的其它處理設備。
基站可以指接入網(wǎng)絡中的設備，其通過一個或多個扇區(qū)與無線終端通 過空中接口進行通信并通過回程網(wǎng)絡通信與其它基站進行通信?；究梢?通過將所接收的空中接口幀轉(zhuǎn)換成IP分組來用作無線終端與接入網(wǎng)絡的其 余部分之間的路由器，其中，接入網(wǎng)絡可以包括IP網(wǎng)絡?；疽矃f(xié)調(diào)空中 接口的屬性管理。此外，本文針對基站描述了各種實施例?；究梢杂糜?br> 與移動設備通信，并且還可以被稱為接入點(AP)、節(jié)點B、演進節(jié)點B (eNodeB)、演進基站(eBS)、接入網(wǎng)絡(AN)或某個其它術(shù)語。
現(xiàn)在參見附圖，圖1是根據(jù)本文所公開各個方面的無線多址通信系統(tǒng) 100的圖示。在一個示例中，無線多址通信系統(tǒng)100包括多個基站110a-110c 和多個終端120a-120c。進一步地， 一個或多個基站110a-110c可以與一個 或多個終端120進行通信。作為非限制的示例，基站(例如，基站110a) 可以是接入點、節(jié)點B和/或另一適當網(wǎng)絡實體。每個基站110均為特定的 地理區(qū)域102a-c提供通信覆蓋。本文和本領(lǐng)域中通常使用的術(shù)語"小區(qū)" 根據(jù)該術(shù)語所使用的上下文可以指基站(例如，110a)和/或其覆蓋區(qū)域(例 如，102a)。
為了改善系統(tǒng)容量，對應于基站110的覆蓋區(qū)域102a、 102b或102c 可以分成多個更小的區(qū)域(例如，區(qū)域104a、 104b禾n 104c)。每個更小的 區(qū)域104a-104c均可以由各個基站收發(fā)機子系統(tǒng)(BTS，未示出)服務。本 文以及本領(lǐng)域通常使用的術(shù)語"扇區(qū)"根據(jù)該術(shù)語所使用的上下文可以指 BTS和/或其覆蓋區(qū)域。作為一個示例，小區(qū)102a (或小區(qū)102b和102c) 中的扇區(qū)104a、 104b、 104c可以由與這種扇區(qū)相關(guān)聯(lián)的基站(例如，基站 110a)處的天線組(未示出)形成，其中每個天線組負責與小區(qū)102a、 102b 或102c的一部分中的終端120a-c通信。對特定天線組的這種使用稱為波束 成形，其中多個天線用于按照定向的、局部化的模式發(fā)射信號。例如，為 小區(qū)102a提供服務的基站110具有對應于扇區(qū)104a的第一天線組、對應于 扇區(qū)104b的第二天線組和對應于扇區(qū)104c的第三天線組。在一方面，扇 區(qū)化的小區(qū)102a (或小區(qū)102b禾口 102c)中的每個扇區(qū)104a、 104b和104c 均可以具有扇區(qū)標識符。這種標識符可以在小區(qū)搜索過程中獲得。應該意 識到，由于無論扇區(qū)化如何小區(qū)捕獲均發(fā)生在基站與一個或多個終端120a-c之間，所以本文所述發(fā)明的各個方面可以用在具有扇區(qū)化的小區(qū)或未扇區(qū) 化的小區(qū)的系統(tǒng)中。此外，具有實質(zhì)上任何數(shù)目的扇區(qū)化或未扇區(qū)化的小 區(qū)的所有適當?shù)臒o線通信網(wǎng)絡都旨在落入所附的權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
為了簡化起見，本文所使用的術(shù)語"基站"(或指示"基站"的其它術(shù) 語)可以既指為扇區(qū)提供服務的站也可以指為小區(qū)提供服務的站。雖然為 了簡化起見，以下描述通常涉及每個終端與一個服務接入點進行通信的系 統(tǒng)，但是應該意識到，終端可以與任何數(shù)量的服務基站進行通信。
根據(jù)一個方面，終端120a-c可以分散在整個系統(tǒng)100中。每個終端 120a-c均可以是靜止的或移動的。作為非限制的示例，終端可以是接入終 端(AT)、移動臺、用戶設備、用戶站、無線設備、蜂窩電話、個人數(shù)字助 理(PDA)、無線調(diào)制解調(diào)器、手持設備或無線地進行通信的其它適當?shù)脑O 備。
作為示例，系統(tǒng)100可通過采用能耦合到一個或多個基站110a-c并提 供基站110a-c的協(xié)調(diào)和控制的系統(tǒng)控制器130來采用集中式架構(gòu)。根據(jù)可 選的方面，系統(tǒng)控制器130可以是單個網(wǎng)絡實體或網(wǎng)絡實體的集合。此外， 系統(tǒng)100可以采用分布式架構(gòu)來允許基站110按照需要彼此進行通信。在 一個示例中，系統(tǒng)控制器130可以附加地包括與多個網(wǎng)絡的一個或多個連 接。這些網(wǎng)絡可以包括互聯(lián)網(wǎng)、其它基于分組的網(wǎng)絡和/或電路交換的語音 網(wǎng)絡，它們能向與系統(tǒng)100中的一個或多個基站110進行通信的終端120 提供信息和/或從終端120獲得信息。在一個示例中，系統(tǒng)控制器130可以 包括或耦合到調(diào)度器(未示出)，調(diào)度器可以調(diào)度去往終端120和/或來自終 端120的傳輸?？蛇x地，調(diào)度器可以駐留在每個單獨的小區(qū)102、每個扇區(qū) 104或其組合中。
在一個示例中，系統(tǒng)100可以采用一個或多個多址方案，例如CDMA、 TDMA、 FDMA、 OFDMA、單載波FDMA(SC-FDMA)和/或其它適當?shù)亩?址方案。TDMA采用時分復用(TDM)，其中不同終端120的傳輸通過在 不同的時間間隔進行發(fā)送來正交化。FDMA采用頻分復用(FDM)，其中不 同終端120a-c的傳輸通過以不同的頻率子載波進行發(fā)送來正交化。例如， TDMA和FDMA系統(tǒng)也可以使用碼分復用(CDM)，其中多個終端的傳輸 使用不同的正交碼(例如，Walsh碼、Gold碼、Kasami碼、Zadoff-Chu序列)來正交化，即使它們在同一時間間隔內(nèi)發(fā)送或以相同的頻率子載波進
行發(fā)送。OFDMA采用正交頻分復用(OFDM)，而SC-FDMA采用單載波 頻分復用(SC-FDM)。 OFDM和SC-FDM可以將系統(tǒng)帶寬劃分成多個正交 子載波(例如，音調(diào)(tone)、頻點(bin)等)，每個正交子載波均可以與 數(shù)據(jù)進行調(diào)制。典型地，調(diào)制符號在頻域中利用OFDM進行發(fā)送，而在時 域中利用SC-FDM進行發(fā)送。此外和/或可選地，系統(tǒng)帶寬可以分成一個或 多個頻率載波，每個頻率載波均可以包括一個或多個子載波。系統(tǒng)100也 可以采用多址方案的組合，例如OFDMA和CDMA。雖然本文提供的功率 控制技術(shù)通常針對OFDMA系統(tǒng)進行描述，但是應該理解，本文描述的技 術(shù)可以類似地應用到任何無線通信系統(tǒng)。
在另一個示例中，系統(tǒng)100中的基站110a-c和終端120a-c可以使用一 個或多個數(shù)據(jù)信道傳輸數(shù)據(jù)并使用一個或多個控制信道傳輸信令。系統(tǒng)100 所采用的數(shù)據(jù)信道可以分配給活動終端120，以便每個數(shù)據(jù)信道均可以在任 何給定時間僅由一個終端使用?？蛇x地，數(shù)據(jù)信道可以分配給多個終端120， 其可以是層疊的(superimposed)或者在數(shù)據(jù)信道上被正交地調(diào)度。為了節(jié) 約系統(tǒng)資源，系統(tǒng)100所采用的控制信道也可以通過例如使用碼分復用以 在多個終端120之間共享。在一個示例中，僅在頻率和時間上正交復用的 數(shù)據(jù)信道(例如，未使用CDM復用的數(shù)據(jù)信道)由于信道狀況和接收機的 非理想性(例如，時間偏移量中的系統(tǒng)錯誤)可能比相應的控制信道更易 受到正交性損失。
根據(jù)一方面，系統(tǒng)100可以通過在例如系統(tǒng)控制器130和/或每個基站 110處實現(xiàn)的一個或多個調(diào)度器來采用集中式的調(diào)度。在采用集中式調(diào)度的 系統(tǒng)中，調(diào)度器依賴來自于終端120的反饋，以做出適當?shù)恼{(diào)度決策。作 為示例，這種反饋包括添加到接收的其它扇區(qū)干擾信息的偏移量，以允許 調(diào)度器估計終端120a-c可支持的反向鏈路峰值速率并據(jù)此分配系統(tǒng)帶寬， 其中從終端120a-c接收這種反饋。
圖2是產(chǎn)生、優(yōu)化、傳輸并處理一組同步信道序列的系統(tǒng)200的框圖， 該同步信道序列有助于時間和頻率的同步以及無線系統(tǒng)操作參數(shù)(例如， 小區(qū)識別、符號定時)的確定。節(jié)點B 120能通過同步信道產(chǎn)生器215產(chǎn) 生一組同步信道序列或捕獲導頻。這種同步序列，例如主同步信道(P-SCH)245可以用于小區(qū)/扇區(qū)的時間和頻率同步，并通過無線系統(tǒng)的前向鏈路 (FL) 240發(fā)送到接入終端260，接入終端260用于經(jīng)由同步信道處理組件 265來處理PSC序列。應該意識到，同步信道也可以包括次同步信道 (S-SCH)。 一旦接入終端260解碼了可以包括P-SCH245和S-SCH (未示 出)的捕獲導頻，那么無線系統(tǒng)的操作參數(shù)就變得可用；即，(i)系統(tǒng)帶寬， 在FDMA系統(tǒng)的情況下以FFT大小為特征；(ii)穿孔頻譜分配情況下的穿 孔(proforation)簡檔；(iii)時分雙工(TDD)或頻分雙工(FDD)的指示， 進一步指示特定TDD劃分和FDD半雙工(后者還承載前向鏈路和反向鏈 路的保護時間間隔以及頻域保護間隔的指示)；(iv)循環(huán)前綴的長度；(v) 同步或異步操作的指示；(vi)頻率重用；(vii)小區(qū)/扇區(qū)標識索引，或小 區(qū)/扇區(qū)標識符；禾n (viii)基站(例如，節(jié)點B210)處的天線配置，等等。 此外，應該意識到所接收的同步序列可以用作所接收的數(shù)據(jù)信道的相干檢 測的相位參考。
根據(jù)同步信道產(chǎn)生器215的一方面，序列產(chǎn)生組件218可以產(chǎn)生長度 為N (其中N為正整數(shù))的比特或復合符號的序列，該序列可包括小區(qū)/扇 區(qū)搜索信息(i) - (vm)的至少一部分。序列可以是偽隨機碼或偽噪聲序 列、Gold序列、Walsh-Hadamard序列、指數(shù)序列、Golomb序列、Rice序 列、M-序列、Kasami序列或諸如廣義似啁啾(GCL)序列(例如，Zadoff-Chu 序列)之類的多相序列。應該注意到，長度為N的多相序列是通過復平面 中一個單位的N次方根和N個序列構(gòu)成的一族來進行限定的，其中，N個 序列的每個序列部分地由根索引A = 0，2，…N-l來確定。
序列產(chǎn)生組件218通常根據(jù)發(fā)生通信的無線系統(tǒng)的規(guī)范來產(chǎn)生導頻序 列。作為非限制的示例，在E-UTRA (演進型通用陸地無線電接入)中， P-SCH信號對應于由三個物理層識別指示符中的一個指定的兩個長度為31 的頻域Zhadoff-Chu序列的順序串聯(lián)，而S-SCH是調(diào)制前被加擾的兩個31 比特序列的交織串聯(lián)。此外，在P-SCH245中傳遞的主同步碼(PSC)可以 鏈接到扇區(qū)或小區(qū)標識符，其中主同步碼可以在無線系統(tǒng)的多個小區(qū)中重 用。例如，在E-UTRA，確定包括PSC的每個Zhadoff-Chu序列的根索引 入取決于物理層索引。如本文所述，對最佳X進行確定，以便緩解頻率偏 移量估計的噪聲或錯誤。在示例性系統(tǒng)200中，優(yōu)化組件222可以選擇用于滿足與預定義的性 能度量相關(guān)聯(lián)的特定約束條件的捕獲序列。例如，這種度量可以是針對時 間偏移量估計的特定的不確定性的頻率偏移量估計中的錯誤。為了從一組 序列(例如，長度為N的N個多相序列構(gòu)成的一族)中選擇最佳序列，優(yōu) 化組件可以執(zhí)行由處理器225輔助的各種操作和計算，其中處理器225用 于執(zhí)行這種操作和計算的至少一部分。例如，由優(yōu)化組件執(zhí)行的操作可以 包括最大似然搜索、回歸、譜分析，例如傅里葉變換、Gabor變換、Hadamard 變換及其逆變換，等等。與優(yōu)化組件222引導的優(yōu)化結(jié)合的處理器225所 執(zhí)行的操作的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、指令和輸出結(jié)果可以存儲在存儲器235中。
除了本文之前提到的計算和操作之外，序列產(chǎn)生組件215還可以采用 處理器225來執(zhí)行序列生成和關(guān)聯(lián)的一部分，例如偽隨機號的產(chǎn)生、在構(gòu) 造Walsh-Hadamard序列時所涉及的矩陣管理、GCL序列的產(chǎn)生、小區(qū)/扇 區(qū)標識符的確定、串聯(lián)指示的產(chǎn)生以及初始化寄存器和在存儲器225中存 儲所產(chǎn)生的序列和更新后的計數(shù)值。此外，處理器225可以執(zhí)行對于傳輸 序列以及控制和數(shù)據(jù)信道而言必要的數(shù)據(jù)管理。在一方面，在FDMA無線 系統(tǒng)中，處理器225可以執(zhí)行直接傅里葉變換/傅里葉逆變換(D/IFT)—— 對于在傳輸之前將序列映射到頻域-時間資源塊是必要的——Hadamard變 換、將循環(huán)前綴添加到序列、控制流和數(shù)據(jù)流的調(diào)制以及串-并/并-串管理。 在CDMA無線系統(tǒng)(例如，超移動寬帶)中，可以由處理器222執(zhí)行控制 序列或業(yè)務序列中的符號加擾。應該理解，處理器222可以執(zhí)行與節(jié)點B210 和接入終端260的通信相關(guān)的其它操作，這種附加操作對于本領(lǐng)域技術(shù)人 員來說是顯而易見的。
存儲器225可以存儲用于產(chǎn)生序列以及將序列與小區(qū)/扇區(qū)標識索引相 關(guān)聯(lián)的代碼指令/模塊，以及用于管理和通過前向鏈路240發(fā)送這種序列、 控制和數(shù)據(jù)所必要的操作的代碼指令。
關(guān)于接入終端260，同步信道處理組件265檢測和解碼(或解調(diào))同步 信道信號。在一方面，對于一旦根據(jù)正交碼(例如，Walsh-Hadamard、指 數(shù)等)或非正交碼產(chǎn)生，就由節(jié)點B 210通過FL 240在P-SCH 245或S-SCH (未示出)中來發(fā)送的加擾的或未加擾的比特或復符號，通過與每個適當?shù)恼?交或非正交序列(例如，代碼假設)進行相關(guān)來進行解碼。對P-SCH的檢測(或PSC的解調(diào))可以引起對諸如時間和頻率偏移量的定時信息和時隙 持續(xù)時間或循環(huán)前綴的確定。此外，對PSC的檢測可以引起對如上文指示 的小區(qū)/扇區(qū)標識符的PSC相鏈接的信息的確定。應該注意到，接入終端260 例如通過存儲器285訪問與序列產(chǎn)生組件218產(chǎn)生的序列相兼容的一組序 列假設，以便為了識別適當?shù)男^(qū)/扇區(qū)索引而執(zhí)行與所接收的PSC的相關(guān)。 應該理解，通過對Walsh-Hadamard序列采用Hadamard變換以及對指數(shù)序 列采用快速傅里葉變換，通?？梢詫崿F(xiàn)有效地檢測PSC。
作為同步信道捕獲的一部分，相關(guān)器268組件將不同的序列進行相關(guān) (在時域或頻域)，并采用加法器271來連貫地整合相關(guān)序列的部分，以提 取定時信息(例如，時間偏移量或超幀、幀和符號邊界檢測)、頻率同步和 諸如小區(qū)/扇區(qū)標識符的其它系統(tǒng)信息。相關(guān)器268和加法器271依賴于處 理器232來執(zhí)行暫時的相關(guān)、整合以及諸如逆FFT (IFFT)的其它操作。 諸如Moose方法、Van De Beenk方法和Schmidl方法之類的定時和頻率同 步方法提出具有所發(fā)送比特序列或復符號序列(例如PSC)的重復部分的 特定的代碼序列，以估計幀和子幀的邊界以及頻率偏移量。其它方法也可 以用于時間相關(guān)、超幀、幀和符號邊界的檢測；CP持續(xù)時間；和頻率同步。
圖3是一組主同步序列與無線通信小區(qū)中一組扇區(qū)之間的示例性映射 的圖300。在圖300中，小區(qū)305被扇區(qū)化為三個扇區(qū)310" 3102和3103， 它們均由基站315提供服務。將小區(qū)305示為六角形，但可以采用其它幾 何形狀；通常小區(qū)的幾何形狀由各種因數(shù)規(guī)定，例如覆蓋區(qū)域的地形、無 線通信系統(tǒng)的操作特性(例如頻率規(guī)劃)等等。在一方面，每個扇區(qū)310人 均擁有扇區(qū)標識符N⑥(6=1,2,3)，它可以是重用的，例如，小區(qū)中的每個 第一扇區(qū)可以在蜂窩無線環(huán)境中的每個通信小區(qū)中采用公共的第一標識 符，小區(qū)中的每個第二扇區(qū)可以采用公共的第二標識符，等等。扇區(qū)31(h 與鏈接到標識符nW的(PSC1) 320i相關(guān)聯(lián)；扇區(qū)3102擁有鏈接到標識符 1SP)的(PSC2) 3202;而扇區(qū)3103具有鏈接到N(3)的(PSC3) 3203。如上所述，
每個扇區(qū)標識符N^可以與根索弓l;a目關(guān)聯(lián)，根索引 i定義了諸如廣義似啁啾
(GCL)序列(例如，Zadoff-Chu序列)之類的多相序列(PSC9)。因此， 由于每個主序列有助于其相關(guān)聯(lián)扇區(qū)的捕獲，所以優(yōu)化的根索引X。pt可以用 于定義每個扇區(qū)的最佳(PSC產(chǎn)P、應該注意到，通常小區(qū)305可以扇區(qū)化為M(M^1)個扇區(qū)，于是， 一組相應的M個(PSC"一序列可以與一組扇區(qū) 標識符中的每個成員N徹(6=1， 2,…，M-l， M)相關(guān)聯(lián)。還應該注意到，在 E-UTRA中，M=3，于是，在這種通信技術(shù)中使用三個可重用的(PSC)。進 一步地，如上所述，在E-UTRA中采用Zadoff-Chu序列。如下所述，可以 例如通過優(yōu)化組件222來選擇最佳根索引^。pj。
圖4示出圖400和450，它們分別表示部分地經(jīng)由時域根索引限定的時 域主同步序列的互相關(guān)性能度量410 (例如，針對適當限定的品質(zhì)因數(shù)的 1/(品質(zhì)因數(shù)))和經(jīng)傅里葉變換的主同步序列的性能度量460。應該理解， 性能度量410和460通常是不同的。為了明確起見，針對Zadoff-Chu序列 S(A，"來描述主同步序列的優(yōu)化。然而，應該意識到，實質(zhì)上任何屬于多相 CAZAC (恒定幅度零自相關(guān))類別的序列均可以類似被優(yōu)化。不同的根索 引用實心圓指示，而最佳根索引用開圓指示。應該注意到，當進行傅里葉 變換時，時域Zadoff-Chu序列S(;t,,/)保留了具有不同根索引A^的Zadoff-Chu 序列S(人，Q。于是，找到最佳根索引需要同時優(yōu)化時域和頻率的性能。一 般而言，由接收的序列和參考假設的互相關(guān)來規(guī)定時間和頻率的同步性能， 在用于同步的序列的每個元素中，期望性能對于相位的變化不敏感?？紤] 到Zadoff-Chu序列(例如，在時域)滿足
<formula>formula see original document page 17</formula>
性能度量對于偶數(shù)長度的序列而言相對于N/2中心對稱，或者對于奇數(shù)長 度的序列而言相對于(N-l) /2中心對稱。(N是正整數(shù))。Zadoff-Chu序列 后者的對稱性指示，如果根索引、t是最佳的，那么A， =7^-、,也是最佳的。 類似地，如果索引顯示了差的性能度量，那么其中心對稱變換也是差的。 因此， 一旦優(yōu)化了 PSC (例如，PSC1 320》，那么同時也優(yōu)化了第二 PSC (例如，PSC2 3202)。
在一方面，長度為N的Zadoff-Chu序列的品質(zhì)因數(shù)可以定義為
i>""r2+ E(，))-2 (2)
其中，/#) = -;Ut(modA0-iV/2。在/;tf^是索引t的互易空間中的離散相關(guān)峰 值的軌跡的情況下，S卩，如果/指示時域中的索引，那么A:指示頻域中的索引，反之亦然。應該注意到，F(xiàn)也可以用于其它長度為N的多相序列。
圖5分別在圖500和550中示出了長度為N = 64和N = 71的Zadoff-Chu 序列的品質(zhì)因數(shù)F[等式(2)]的實際計算值與時域根索引X的關(guān)系，其中， g..d.(義，AO-l。應該注意到，F(xiàn)有助于不同根索引{^}之間的比較，而不會 測量頻率偏移量Av。當作為根索引的函數(shù)時，F(xiàn)的變化可以達到幅度的階。 根索引Xo = 7及其中心對稱值"o = W-7是最差情況的情形。實際頻率錯誤可 以通過Cramer-Rao界而不是通過直接的關(guān)系與F相關(guān)。對于0.1 (任意單 位)的門限值，N=64 的 一 組好或最佳的根索引是 ^好)={19,23,25,27,29,35，39，41,45}， 而N=71 的一組好的根索引是 CT，={21,25，26,30，41,45，46,50}。應該意識到， 一組好的值對于所選擇的門限值 敏感。
圖6示出具有性能度量的仿真結(jié)果的圖600，其中性能度量度量了對應 于采樣速率為1.92 MHz的主同步碼片的時間偏移量的"錯誤"或表觀頻率 偏移量(apparent frequency offset)的幅值。頻率偏移量的仿真假定了不具 有實際頻率偏移量的無噪聲單路徑靜態(tài)信道以及具有和不具有零插入的長 度N:64的序列。為了仿真表觀頻率偏移量，假設了差分偏移量估計器，這 種估計器可以實現(xiàn)在同步信道處理組件265中。差分估計器接收信號(例 如，主同步代碼)，并將它劃分成與本地序列假設相關(guān)(例如，通過相關(guān)器 268)的兩個片段。每個片段均在連續(xù)長度1、 2、 ...N/2上進行整合，并 且計算兩個片段的差分積，而該結(jié)果的相位A())用于估計頻率偏移量Av。應 該注意到，兩個以上的片段可以用于表觀頻率估計。
對于N=64而言，最佳時域根索引^。pj包括(23, 25, 29， 31， 33， 35， 39， 41}。這種索引如期望是中心對稱的。在一方面，索引31、 33和39分別具 有下列最佳頻域索引33、31和41。根據(jù)仿真結(jié)果，最佳索引的子組由A入-8劃分，例如，X。pt = 31而 1'豐=39。該仿真的結(jié)果符合下列關(guān)系
S(39,)fc) = e_' S(31，)t)
其揭示了 S(39,k)是S(31,k)的調(diào)制復制品。調(diào)制序列對應于單位的8次 方根{1, J,/，-^,1，-3，/,3}。后者的調(diào)制對應于8-PSK星座圖。此外，對 于長度為N-64-8Z的序列而言，通常的結(jié)果是根索引;i-A，+8是最佳根索 引。進一步地，對于長度為M2(M為正整數(shù))的序列而言，根索引;i = A。。, +M是最佳索引。
圖7示意性地示出用于降低表觀頻率偏移量Av的三個最佳序列的結(jié)構(gòu)。
具有根索引X。pt的基本序列S(X。pt,k) 710可以與第一主同步代碼PSC1相關(guān)
聯(lián)并用于經(jīng)由基本序列的共軛和符號翻轉(zhuǎn)操作來產(chǎn)生第二PSC2 715。這種 結(jié)果源自關(guān)系S^-AW = (-1)^'"W，該關(guān)系是以上討論的中心對稱的屬性
的替換表達。第三主同步代碼PSC3 725可以根據(jù)基本序列PSC1 710通過 使用周期為#的周期性序列B,來調(diào)制基本序列而產(chǎn)生。
考慮到以上呈現(xiàn)和描述的示例性系統(tǒng)，參照圖8和圖9的流程圖將更 好地理解根據(jù)所公開主題而實現(xiàn)的用于產(chǎn)生一組Zadoff-Chu主同步序列的 方法，其最小化在出現(xiàn)系統(tǒng)時間偏移時的頻率偏移量。盡管為了簡化解釋 的目的，將方法示出和描述為一系列方框，但是應該理解和意識到，所要 求的主題不限于方框的數(shù)量或順序，根據(jù)本文所描述和所示出的一些方框 可以按照不同的順序發(fā)生和/或與其它方框同時發(fā)生。此外，實現(xiàn)下文所述 的方法并非需要所有所示出的方框。應該理解，與方框相關(guān)聯(lián)的功能可以 由軟件、硬件、其組合或任何其它適當手段(例如，設備、系統(tǒng)、過程、 組件等)來實現(xiàn)。此外，還應該進一步意識到，下文以及本文所公開的方 法能存儲在制造件上，以有助于向各種設備傳輸和轉(zhuǎn)移這些方法。本領(lǐng)域 技術(shù)人員應該理解和意識到，方法可替換地可表示為一系列相關(guān)的狀態(tài)或 事件，例如狀態(tài)圖。
圖8呈現(xiàn)了用于選擇CAZAC型多相序列的時域或頻域根索弓I的示例性 方法800的流程圖。該方法可以應用在無線環(huán)境的網(wǎng)絡設備中，并且所得 的序列可以用于下行鏈路中的同步或上行鏈路中的信令，例如通過隨機訪 問信道(RACH)。這種設備可以是網(wǎng)絡管理組件、基站或移動終端。當該 方法用于實現(xiàn)同步信道設計時，可以支持服務小區(qū)的多個扇區(qū)化(例如，Q 個扇區(qū)，其中(^>1)，將不同的序列與每個扇區(qū)相關(guān)聯(lián)。在步驟810，針對 一組時域根索引來計算性能度量。性能度量可以由第一序列和第二序列之 間的離散互相關(guān)功能來規(guī)定。此外，性能度量可以是通過同步仿真的頻率 偏移量的估計。在操作820，根據(jù)例如性能度量的具體門限之類的性能標準 來識別最佳根。在操作830，針對最佳時域根索引，確定頻域或頻率雙重根 索引。由于多相CAZAC序列的傅里葉變換也是多相CAZAC序列，它們至少部分地通過根索引來限定，所以這種雙重根索引是存在的。在操作840， 針對頻域或頻率雙重根索引，計算性能度量或品質(zhì)因數(shù)。在操作850，執(zhí)行 驗證，以確定頻域的性能度量是否滿足可以是門限值的性能標準。當滿足 性能標準時，在操作860，存儲時域的最佳索引，其同時地優(yōu)化時域和頻域 中的性能。如果相反，則流程指向820，并且識別不同的最佳時域根索弓l。
應該理解，由于最佳根索引優(yōu)化域及其互易域中的性能度量，所以示 例性方法800可以開始于頻域中而不是時域中。
圖9是至少部分地根據(jù)具有時域或頻域最佳根索引的基本序列而產(chǎn)生 包括三個主同步序列的一組序列的示例性方法900的流程圖。雖然三個序 列的產(chǎn)生與確保E-UTRA中的最佳頻率同步的最佳主同步信道的設計相 關(guān)，但是可以利用示例性方法900產(chǎn)生具有最佳索引的多個序列。在操作 910，產(chǎn)生長度為N(N是正整數(shù))的具有最佳根索引X。的基本序列(例如， 通過序列產(chǎn)生組件218)，并且該基本序列與第一主同步代碼(例如，PSC1 320》相關(guān)聯(lián)。最佳根索引的選擇可以通過示例性方法800來實現(xiàn)D在操作 920，共軛和符號翻轉(zhuǎn)操作應用于長度為N、根索引為X。的基本序列，并且 該結(jié)果與第二PSC (例如，PSC2 3 202)相關(guān)聯(lián)。應該注意到，共軛和符號 翻轉(zhuǎn)操作等效于產(chǎn)生具有根索引X()的序列。在操作930，檢驗#是否是整 數(shù)。在否定的情況下，流程指向操作940，并且產(chǎn)生具有最佳根索引、的長 度為N的序列(例如，通過序列產(chǎn)生組件218)，而且該序列與第三PSC (例 如，PSC1 3203)相關(guān)聯(lián)。在肯定的情況下，流程指向操作950，并且用周 期為= #的周期性序列BK來調(diào)制基本序列。
圖10是實現(xiàn)MIMO的系統(tǒng)中的發(fā)射機系統(tǒng)810 (諸如節(jié)點B210或基 站110a、 110b或110c)和接收機系統(tǒng)850 (例如，接入終端260)的實施 例的框圖1000，其中實現(xiàn)MIMO的系統(tǒng)能根據(jù)本文所述的一個或多個方面 提供無線通信環(huán)境中的小區(qū)/扇區(qū)通信——例如，如前文所述的，可以進行 產(chǎn)生、優(yōu)化、傳輸和解碼同步序列(例如，P-SCH)。在接收機系統(tǒng)1010， 多個數(shù)據(jù)流的業(yè)務數(shù)據(jù)可以從數(shù)據(jù)源1012提供給發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器 1014。在一個實施例中，每個數(shù)據(jù)流均通過相應的發(fā)射天線進行傳輸。TX 數(shù)據(jù)處理器1014根據(jù)為數(shù)據(jù)流選擇的特定編碼方案來格式化、編碼和交織 每個數(shù)據(jù)流的業(yè)務數(shù)據(jù)，以提供編碼后的數(shù)據(jù)。每個數(shù)據(jù)流的編碼后的數(shù)據(jù)均可以使用OFDM技術(shù)與導頻數(shù)據(jù)復用。導頻數(shù)據(jù)通常是以公知的方式 處理的公知的數(shù)據(jù)模式，并且可以在接收機系統(tǒng)處使用于估計信道響應。 每個數(shù)據(jù)流的經(jīng)復用的導頻和編碼后的數(shù)據(jù)隨后根據(jù)為那個數(shù)據(jù)流選擇的 特定調(diào)制方案(例如，二進制相移鍵控(BPSK)、正交相移鍵控(QPSK)、 多相移鍵控(M-PSK)或多進制正交調(diào)幅(M-QAM))進行調(diào)制(例如， 符號映射)，以提供調(diào)制符號。由處理器1030執(zhí)行的指令可以確定每個數(shù) 據(jù)流的數(shù)據(jù)速率、編碼和調(diào)制，指令以及數(shù)據(jù)可以存儲在存儲器1032中。 此外，處理器1030可以根據(jù)同步信道產(chǎn)生器215的功能產(chǎn)生同步信道。為 了實現(xiàn)這一目的，處理器1030可以依賴于存儲在存儲器1032中的指令和 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
然后，所有數(shù)據(jù)流的調(diào)制符號均提供給TX MIMO處理器1020，其可 以進一步處理調(diào)制符號(例如，OFDM)。然后，TXMIMO處理器1020將 NT個調(diào)制符號流提供給NT個收發(fā)機(TMTR/RCVR) 1022A-1022T。在特定 的實施例中，TX MIMO處理器1020將波束成形權(quán)重(或預編碼)應用于 數(shù)據(jù)流的符號和天線，其中符號從天線進行發(fā)射。每個收發(fā)機1022接收并 處理相應的符號流，以提供一個或多個模擬信號，并進一步調(diào)節(jié)(例如， 放大、濾波并上變頻)模擬信號，以提供適于通過MIMO信道傳輸?shù)恼{(diào)制 后的信號。然后，來自于收發(fā)機1022A-1022T的NT個調(diào)制后的信號分別從 NT個天線1024rl024T進行發(fā)射。在接收機系統(tǒng)1050處，所發(fā)射的調(diào)制后 的信號由NR個天線1052rl052R接收，并且來自每個天線1052的所接收的 信號提供給相應的收發(fā)機(RCVR/TMTR) 1054A- 1054R。每個收發(fā)機 1054rl054a調(diào)節(jié)(例如，濾波、放大并下變頻)相應的所接收的信號，數(shù) 字化所調(diào)節(jié)的信號已提供采樣，并進一步處理采樣以提供相應的"所接收 的"符號流。
然后，RX數(shù)據(jù)處理器1060根據(jù)特定的接收機處理技術(shù)從NR個收發(fā)機 1054,-1054R接收并處理NR個所接收的符號流，以提供Nt個"檢測到的" 符號流。然后，RX數(shù)據(jù)處理器1060解調(diào)、解交織并解碼每個所檢測到的 符號流，以恢復每個數(shù)據(jù)流的業(yè)務數(shù)據(jù)。RX數(shù)據(jù)處理器1060的處理與發(fā) 射機系統(tǒng)1010處的TX MIMO處理器1020和TX數(shù)據(jù)處理器1014執(zhí)行的 處理互補。處理器1070定期確定使用哪個預編碼矩陣，這種矩陣可以存儲在存儲器1072中。處理器1070構(gòu)造包括矩陣索引部分和秩值部分的反向 鏈路消息。存儲器1072可以存儲那些當由處理器1070執(zhí)行時可以構(gòu)成反 向鏈路消息的指令。反向鏈路消息可以包括關(guān)于通信鏈路或所接收的數(shù)據(jù) 流或其組合的各種類型的信息。作為示例，這種信息可以包括所調(diào)整的通 信資源、用于調(diào)整所調(diào)度的資源的偏移量和用于解碼數(shù)據(jù)分組格式的信息。 隨后，反向鏈路消息由TX數(shù)據(jù)處理器1038處理、由調(diào)制器1080調(diào)制、由 收發(fā)機1054A -1054K調(diào)節(jié)并發(fā)射回發(fā)射機系統(tǒng)1010，其中TX數(shù)據(jù)處理器 1038也從數(shù)據(jù)源1036接收多個數(shù)據(jù)流的業(yè)務數(shù)據(jù)。此外，處理器1070可 以至少部分地根據(jù)與同步信道處理組件相關(guān)聯(lián)的功能來處理所接收的同步 信道。為了實現(xiàn)后者，處理器1070可以依賴于存儲在存儲器1072中的代 碼指令和算法。
在發(fā)射機系統(tǒng)1010，來自于接收機系統(tǒng)1050的調(diào)制信號由天線 1024廣1024t接收、由收發(fā)機1022A-1022T調(diào)節(jié)、由解調(diào)器1040解調(diào)，并由 RX數(shù)據(jù)處理器1042處理，以提取由接收機系統(tǒng)1050發(fā)射的反向鏈路消息。 然后，處理器1030確定哪個預編碼矩陣用于確定波束成形權(quán)重，并處理所 提取的消息。
如圖IO所示并根據(jù)上述操作，單用戶(SU)MIMO操作模式對應于單 個接收機系統(tǒng)1050與發(fā)射機系統(tǒng)1010進行通信的情況。應該意識到，如 前所述，在本操作模式，可以實現(xiàn)小區(qū)內(nèi)功率。在SU-MIMO系統(tǒng)中，NT 個發(fā)射機1024,-824t (也稱為TX天線)和Nr個接收機1052r1052R (也稱 為RX天線)形成用于無線通信的矩陣信道(例如，Rayldgh信道或Gaussian 信道)。SU-MIMO信道通常由隨機復數(shù)的N^NT矩陣描述。信道的秩等于 NrxNt信道的代數(shù)秩。在空-時或空-頻編碼中，秩等于通過信道發(fā)送的數(shù)據(jù) 流或?qū)拥臄?shù)目。應該意識到，秩最大等于min{NT， NR}。由NT個發(fā)射天線 和Na個接收天線形成的MIMO信道可以分解成Nv個獨立信道，它們也稱 為空間信道，其中Nv^min(NT，NR)。 Nv個獨立信道中的每個信道均對應 于一維或通信層。同步信道產(chǎn)生器215可以將經(jīng)調(diào)制的產(chǎn)生的序列映射成 Nv個通信層，其中可以分解MIMO信道。處理器225可以執(zhí)行映射的一部 分。
在一個方面，利用OFDM在音調(diào)q)處所發(fā)射/所接收的符號可以由下式建模-
<formula>formula see original document page 23</formula>
這里，y(ca)是所接收的數(shù)據(jù)流并且是NRxl向量，級co)是音調(diào)(o處的信道響 應N^NT矩陣(例如，時間依賴信道的響應矩陣lL的傅里葉變換)，c(co)是 Ntx1瑜出符號向量，而ii(co)是Nkx1噪聲向量(例如，加性高斯白噪聲)。 預編碼可以將Nvxl層向量轉(zhuǎn)換成NTxl預編碼的輸出向量。Nv是由發(fā)射機 1010發(fā)射的數(shù)據(jù)流(層)的實際數(shù)量，并且Nv可以任憑發(fā)射機(例如，接 入點250)至少部分地根據(jù)終端報告的信道狀況和秩來調(diào)度。應該意識到， c(co)是由發(fā)射機使用的至少一個復用方案和至少一個預編碼(或波束成形) 方案的結(jié)果。此外，c(co)與功率增益矩陣巻積，功率增益矩陣確定發(fā)射機 1010分配的用以發(fā)射每個數(shù)據(jù)流Nv的功率量。應該意識到，這種功率增益 矩陣可以是分配給接入終端240的資源，并且它可以如本文所述通過調(diào)整 功率偏移量來進行管理?？紤]到無線信道的前向鏈路/反向鏈路的互易，應 該意識到，來自MIMO接收機1050的傳輸也可以按照等式(3)的方式建 模，包括實質(zhì)上相同的元素。此外，接收機1050也可以在通過反向鏈路發(fā) 射數(shù)據(jù)之前應用預編碼方案。應該意識到，產(chǎn)生優(yōu)化的PSC (例如，320^ 3202或3203)領(lǐng)先于將所產(chǎn)生的序列映射到OFDM時間-頻率資源塊。如 上所述，同步信道產(chǎn)生器215可以映射所產(chǎn)生的序列，其可以按照上述的 方式進行傳遞。
在系統(tǒng)1000 (圖10)中，在!^ = &=1的情況下，將系統(tǒng)簡化為能根 據(jù)本文提出的一個或多個方面在無線通信環(huán)境中提供扇區(qū)通信的單輸入單 輸出(SISO)系統(tǒng)?？商鎿Q地，單輸入多輸出(SIMO)操作模式對應于 N戶l且Nr=1。此外，當多個接收機與發(fā)射機系統(tǒng)1010通信時，建立多用 戶(MU) MIMO操作模式。
接下來，結(jié)合圖ll描述能實現(xiàn)所公開主題方面的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可以 包括功能塊，這些功能塊可以是表示由處理器或電子器械、軟件或其組合 (例如，固件)所實現(xiàn)的功能的功能塊。
圖11示出能根據(jù)本文的方面實現(xiàn)主同步信道的設計的示例性系統(tǒng)1100 的框圖。在一方面，設計主同步包括本文所述的產(chǎn)生、優(yōu)化和傳遞一組主 同步序列。系統(tǒng)1100可以至少部分地駐留在無線基站(例如，節(jié)點B210)內(nèi)。系統(tǒng)1100包括能協(xié)同運行的電子組件的邏輯組1110。在一方面，邏輯
組1010包括用于計算一組時域根索引的性能度量的電子組件1015;用于 根據(jù)第一性能標準識別最佳時域根索引的電子組件1025;用于確定最佳時 域根索引的頻域根索引的電子組件1035;用于計算頻域根索引的性能度量 的電子組件1045;以及，用于在第一域中利用最佳根索引產(chǎn)生長度為N(正 整數(shù))的Zadoff-Chu序列的電子組件1055。
系統(tǒng)1100也可以包括存儲器1160，其保存用于執(zhí)行與電子組件1115、 1125、 1135、 1145和1155相關(guān)聯(lián)的功能的指令以及在執(zhí)行這種功能的過程 中產(chǎn)生的所測量和計算的數(shù)據(jù)。盡管電子組件1115、 1125、 1135、 1145和 1155被示為處于存儲器1160的外部，但是應該理解，它們中的一個或多個 可以位于存儲器1160內(nèi)。
對于軟件實現(xiàn)，本文描述的技術(shù)可以用執(zhí)行本文所述功能的模塊(例 如，進程、功能，等等)實現(xiàn)。軟件代碼可被存儲于存儲器單元中，并由 處理器執(zhí)行。存儲器單元可在處理器內(nèi)部或者外部實現(xiàn)，在外部實現(xiàn)的情 況下，該存儲器單元可經(jīng)由本領(lǐng)域所公知的各種手段通信耦合至該處理器。
本文描述的各種方面或特征可以實現(xiàn)為使用標準編程和/或工程技術(shù)的 方法、裝置或制造件。本文所使用的術(shù)語"制造件"意欲包含可從任何計 算機可讀設備、載體或介質(zhì)訪問的計算機程序。例如，計算機可讀介質(zhì)包 括但不限于磁存儲設備(例如，硬盤、軟盤、磁條等)、光盤(例如，壓 縮盤(CD)、數(shù)字多功能盤(DVD)等)、智能卡和閃存設備(例如，EPROM、 卡、棒、鍵驅(qū)動等)。此外，本文描述的各種存儲介質(zhì)能代表用于存儲信息 的一個或多個設備和/或其它機器可讀介質(zhì)。術(shù)語"機器可讀介質(zhì)"包括但 不限于能存儲、包含和/或承載指令和/或數(shù)據(jù)的無線信道和各種其它介質(zhì)。
本文使用的術(shù)語"處理器"可以指經(jīng)典架構(gòu)或量子計算機。經(jīng)典架構(gòu) 意在包括但不限于包括單核處理器、具有軟件多線程執(zhí)行能力的單核處 理器、多核處理器、具有軟件多線程執(zhí)行能力的多核處理器、具有硬件多 線程技術(shù)的多核處理器、并行平臺和具有分布式共享存儲器的并行平臺。 此外，處理器可以指被設計用以執(zhí)行本文所述功能的集成電路、專用集成 電路(ASIC)數(shù)字信號處理器(DSP)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、可編 程邏輯控制器(PLC)、復雜可編程邏輯設備(CPLD)、離散門或晶體管邏輯、離散的硬件組件或其任意組合。量子計算機架構(gòu)可以根據(jù)具體實現(xiàn)在
選通的或自組裝的量子點、核磁共振平臺、超導Josephson結(jié)點等中的量子 位。處理器可以采用納米級的架構(gòu)，例如但不限于，基于分子或量子點的 晶體管、開關(guān)和門，以優(yōu)化空間使用或提高用戶設備的性能。處理器也可 以實現(xiàn)為計算設備的組合，例如，DSP和微處理的組合、多個微處理器、 結(jié)合有DSP內(nèi)核的一個或多個微處理，或者任何其它這種構(gòu)成。
此外，在本文中，術(shù)語"存儲器"指數(shù)據(jù)存儲單元、算法存儲單元和 其它信息存儲單元，例如但不限于圖像存儲單元、數(shù)字音樂和視頻存儲單 元、圖和數(shù)據(jù)庫。應該理解，本文描述的存儲組件可以是易失性存儲器， 或非易失性存儲器，或者可以既包括易失性存儲器又包括非易失性存儲器。 為了說明而非限制的目的，非易失性存儲器可包括只讀存儲器(ROM)、 可編程ROM (PROM)、電可編程ROM (EPROM)、電可擦除PROM
(EEPROM)或者閃存。易失性存儲器可包括充當外部高速緩沖存儲器的 隨機訪問存儲器(RAM)。為了說明而非限制，RAM可以多種形式出現(xiàn)， 諸如同步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)和直接存儲器總線RAM (DRRAM)。此外，本 文所公開的系統(tǒng)或方法的存儲器組件旨在包括而非局限于這些和任何其它 適合類型的存儲器。
以上所述包括一個或多個實施例的示例。當然，不可能為了描述前述 實施例的目的而描述組件或者方法的每個可想到的組合，但是本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員可以意識到，各實施例的許多另外的組合和置換也是可能的。因 此，所描述的實施例旨在包含落入所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的所有 這種改變、修改以及變化。而且，就用在詳細說明或權(quán)利要求書中的術(shù)語
"包含"、"擁有"或其變體來說，這種術(shù)語意在以類似于術(shù)語"包括"的 方式包羅廣泛，就像"包括"意在作為過渡文字而用于權(quán)利要求書中時被 解釋的那樣。
權(quán)利要求
1、一種方法，包括根據(jù)第一性能標準識別第一域中的最佳根索引；確定所述第一域中的所述最佳根索引的雙域根索引并計算所述雙域根索引的性能度量；并且當所述雙域根索引滿足第二性能標準時，存儲所述最佳根索引。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，識別第一域中的最佳根索引還包括計算所述第一域中的一組索引的性能度量。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括利用第一域中的最佳根索引來產(chǎn)生長度為N (正整數(shù))的基本序列；以及將所述基本序列與第一主同步信道(PSC)序列相關(guān)聯(lián)。
4、如權(quán)利要求3所述的方法，還包括對所述基本序列進行共軛和符號翻轉(zhuǎn)，并將結(jié)果與第二 PSC序列相關(guān)聯(lián)。
5、如權(quán)利要求4所述的方法，當K-V^是整數(shù)時，用周期為K的序列來調(diào)制所述基本序列，并將結(jié)果與第三PSC序列相關(guān)聯(lián)。
6 、如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述性能度量是S，亂2+g^(")-2，其中，，=- -臘
7、如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述基本序列是Zadoff-Chu序歹U。
8、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述性能度量是表觀頻率偏移量。
9、 如權(quán)利要求2所述的方法，所述第一域是時域或頻域中的至少之一。
10、 如權(quán)利要求8所述的方法，所述雙域是頻域或時域之一。
11、 一種運行在無線通信系統(tǒng)中的裝置，該裝置包括處理器，用于計算一組時域根索引的性能度量；根據(jù)第一性能標準選擇最佳時域根索引；確定所述最佳時域根索引的頻域根索引；計算所述頻域根索引的性能度量；和存儲器，耦合至所述處理器。
12、 如權(quán)利要求ll所述的裝置，所述處理器還用于當所述頻域根索引滿足第二性能標準時，保持所述最佳根索引。
13、 如權(quán)利要求12所述的處理器，所述處理器還用于當所述頻域根索引不滿足第二性能標準時，根據(jù)所述第一性能標準來識別不同的時域根索引。
14、 如權(quán)利要求12所述的裝置，所述處理器還用于利用所述最佳時域根索弓I來產(chǎn)生長度為N (正整數(shù))的Zadoff-Chu基本序列。
15、 如權(quán)利要求14所述的裝置，所述處理器還用于將所述Zadoff-Chu基本序列與第一主同步信道(PSC)序列相關(guān)聯(lián)。
16、 如權(quán)利要求15所述的裝置，所述處理器還用于對所述Zadoff-Chu基本序列進行共軛和符號翻轉(zhuǎn)，并將結(jié)果與第二 PSC序列相關(guān)聯(lián)。
17、 如權(quán)利要求16所述的裝置，所述處理器還用于當K是整數(shù)時，利用周期為^ = #的序列來調(diào)制所述Zadoff-Chu基本序列，并將結(jié)果與第三PSC序列相關(guān)聯(lián)。
18、如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述性能度量是，其中，= -^Km。dA0-iV/2 。
19、 一種無線通信設備，包括用于計算一組時域根索引的性能度量的模塊；用于根據(jù)第一性能標準識別最佳時域根索引的模塊；用于確定所述最佳時域根索弓I的頻域根索弓I的模塊；用于計算所述頻域根索引的性能度量的模塊；和用于利用第一域中的最佳根索引來產(chǎn)生長度為N (正整數(shù))的Zadoff-Chu序列的模塊。
20、如權(quán)利要求19所述的無線通信設備，還包括用于將所述Zadoff-Chu序列與第一主同步信道(PSC)序列相關(guān)聯(lián)的模塊。
21、如權(quán)利要求20所述的無線通信設備，還包括用于對所述Zadoff-Chu序列進行共軛和符號翻轉(zhuǎn)的模塊；和用于將結(jié)果與第二 PSC序列相關(guān)聯(lián)的模塊。
22、如權(quán)利要求21所述的無線通信設備，還包括用于當k是整數(shù)時，利用周期為k = #的序列來調(diào)制所述Zadoff-Chu序列的模塊；和用于將結(jié)果與第三PSC序列相關(guān)聯(lián)的模塊。
23、 一種包括計算機可讀介質(zhì)的計算機程序產(chǎn)品，所述計算機可讀介質(zhì)包括用于使計算機計算一組時域根索引的性能度量的代碼；用于使所述計算機根據(jù)第一性能標準選擇最佳時域根索引的代碼；用于使所述計算機確定所述最佳時域根索弓I的頻域根索引的代碼；用于使所述計算機計算所述頻域根索引的性能度量的代碼；和用于使所述計算機利用第一域中的最佳根索引來產(chǎn)生長度為N (正整數(shù))的Zadoff-Chu序列的代碼。
24、 如權(quán)利要求23所述的計算機程序產(chǎn)品，所述計算機可讀介質(zhì)還包括用于使所述計算機將所述Zadoff-Chu序列與第一主同步信道(PSC)序列相關(guān)聯(lián)的代碼。
25、 如權(quán)利要求24所述的計算機程序產(chǎn)品，所述計算機可讀介質(zhì)還包括用于使所述計算機對所述Zadoff-Chu序列進行共軛和符號翻轉(zhuǎn)并將結(jié)果與第二 PSC序列相關(guān)聯(lián)的代碼。
26、 如權(quán)利要求24所述的計算機程序產(chǎn)品，所述計算機可讀介質(zhì)還包括用于當K是整數(shù)時使所述計算機利用周期為K-V^的序列來調(diào)制所述Zadoff-Chu序列并將結(jié)果與第三PSC序列相關(guān)聯(lián)的代碼。
全文摘要
提供了用于產(chǎn)生一組同步信道序列的系統(tǒng)和方法，該組同步信道序列優(yōu)化時間和頻率捕獲。識別第一域(例如，時域)中Zadoff-Chu序列的一組根索引，其優(yōu)化性能度量或品質(zhì)因數(shù)。確定也能優(yōu)化互易域(例如，頻域)中的性能度量的最佳索引。最佳索引滿足相對于序列長度的一半的中心對稱的關(guān)系當l是最佳索引時，N-1也是最佳根索引。對于長度為Q²＝N的序列，利用最佳序列產(chǎn)生的基本序列可以用于通過符號翻轉(zhuǎn)、共軛和定期的調(diào)制操作產(chǎn)生至少兩個不同的最佳序列。
文檔編號H04L27/26GK101675635SQ200880014381
公開日2010年3月17日 申請日期2008年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月2日
發(fā)明者B-h·金, K·劉, P·加爾, 濤 羅 申請人:高通股份有限公司