CN101056142A - 同步从发射机发送到接收机的信号的信号帧的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及同步信号帧的方法,该信号帧是通过电信系统的发射机发送到适用于从包括在所述信号帧中的同步序列同步所述信号帧的接收机。其特征在于包括:由发射机执行的同步序列产生步骤(100),其中,同步序列(xi(k))通过将L个互补序列的第一和第二脉冲串串联而成,所述L个序列的第一脉冲串是通过将互补序列对((A,B))的第一N个脉冲互补序列(A)L次串联以获得,以及所述L个序列的第二脉冲串是通过将所述互补序列对的第二N个脉冲互补序列(B)L次串联以获得,和由发射机执行的序列加权步骤(200),其中,L个序列的第一脉冲串秩q的每个互补序列(A)的脉冲和属于接收机(RCD)预先所知的I个加权码的组的L个分量长加权码(MCi)秩q的分量相乘,并且L个序列的第二脉冲串秩q的每个序列脉冲和所述加权码(MCi)秩q的相同分量相乘。
Description
技术领域
本发明涉及通过传输包含在信号帧中的同步脉冲序列而在接收机端实现所述信号帧的同步的方法,该所述信号帧是通过电信系统中的发射机被发送的。本发明也涉及所述同步序列,以及根据它的硬件导向方面涉及所述系统,还涉及所述系统的发射机和接收机。
背景技术
该发射机或是基站、移动电信设备或任何其他适合的以形成并向该电信系统的接收机发送所述信号帧的电信设备。
该接收机或是基站、移动电信设备或任何其他适合的当接收信号帧时同步所述信号帧的电信设备。
同步信号帧表示在时间上,和有时在频率上同步该信号帧。
在频率上同步信号帧意味着当对系统性能有重要影响时即当在该接收机和/或该发射机中包括有廉价的频率振荡器时,由于频率的偏移造成的该接收信号的可能的相位旋转被纠正。这在以下称作信号帧的粗略的频率同步。该信号帧的所述粗略的频率同步可能并不足够,并且在所述接收的信号已经通过该粗略的频率同步被纠正了之后,可能还存有残留的相位旋转。该信号帧的粗略的频率同步也可能不适用于纠正低相位旋转。因此,信号帧的频率的同步也意味这这样的残留的(或低)的相位旋转被纠正。这在下面被称作优秀的信号帧的频率同步。
信号帧在时间上的同步通常通过在信号中包含信息的同步序列来实现,该接收机从该信息能获得时间参考。接收机并不知道上述被接收的信号是否携带了这样的同步序列,并且不知道该同步序列何时被包含在上述信号帧中,于是持续地扫描所接收的信号的一个又一个脉冲,并当该接收的信号包含了这样一个同步序列时获得所接收的信号帧的该时间参考。
本发明的目的时解决这样的同步问题。
发明内容
根据本发明,信号帧的时间同步基于一对互补的序列(A,B)的完美的非周期自相关特性。
互补的序列A是N比特长序列{a0,a1,...,aN-1},其中ai∈{+1,-1},并且互补的序列B也是N比特长序列{b0,b1,...,bN-1},其中bi∈{+1,-1}。互补的序列(A,B)的完美的非周期自相关特性于是被通过以下定义
其中ρA,A(k)k和ρB,B(k)k是该序列A和B的非周期自相关,各自通过以下定义
通过计算序列A和B的非周期自相关ρA,A(k)k和ρB,B(k)k的和,出现了单一峰值,该峰值和非周期自相关ρA,A(k)(k=0)和ρB,B(k)(k=0)的和相关。其他的非周期自相关ρA,A(k)k≠0和ρB,B(k)k≠0的和都是零。探测所述的单一峰值可以导致在信号帧的时间上的精确同步,即该接收机于是能眵确定被接收的信号帧的开始。
应注意,等式(1)提供了下面所用到的一对双极性互补的序列的定义,但是因为该定义可以容易地被概括到非二进制序列,所以本发明的范围没有被限制为双极性互补的序列。
以在书“Golay互补序列(Golay Complemaontary Sequences)”(M.G.Parker等,2004年6月,M.G.Parker,K.G.Paterson和C.Tellambura,,Wiley Encyclopedia ofTelecommunications,编者:J.G.Proakis,Wiley Interscience,2002)中为例子所定义的Golay序列是这样一堆互补的序列的例子。
真正的,本发明的目的是提供方法,用于同步被从电信系统的发射机发送至接收机的信号帧,该接收机适用于从用包括在所述信号帧中的同步序列同步所述的信号帧,其特征在于包括了同步序列产生步骤,该步骤在该同步信号帧形成过程中通过该发射机执行,该同步信号帧通过L互补序列第一和第二脉冲串串联形成,所述L序列第一脉冲串通过将一对互补序列的第一N长脉冲互补序列L次串联获得,所述L序列第二脉冲串通过所述一对互补序列的第二N脉冲互补序列L次串联获得。
用于同步的该方法进一步包括序列加权步骤,该步骤在以下过程中由所述发射机执行,所述过程为,将L序列第一脉冲串秩(rank)q的每个互补序列的脉冲和L分量长加权码秩q的分量相乘,其中所述L分量长加权码属于所述接收机预先所知的I加权码组,并且L序列第二脉冲串秩q的每个序列的脉冲和所述加权码秩q的分量相乘。
本发明的优点是每个L长分量加权码可以代表从所述发射机被传送到所述接收机的任何信息。例如,当这样的同步方法是包含在蜂窝电信系统中时,所述加权码可以代表一个小区或小区扇区特性,诸如标识符、或允许获得这样的小区或小区扇区特性的信息。
根据本发明的一个方面,在所述同步序列产生步骤的过程中,至少一个防护间隔被包括在所述同步序列中,该防护间隔通过任意一个所述第一或第二互补序列的W比特长的循环延长定义。当所述至少一个防护间隔通过所述第一互补序列被定义时,所述至少一个防护间隔不在所述L序列第一脉冲串的开始就在其结尾,当所述至少一个防护间隔通过所述第二互补脉冲所定义时,所述至少一个防护间隔不在所述L序列第二脉冲串的开始就在其结尾。
根据所述同步脉冲产生步骤的一个实施方式,两个防护间隔通过所述第一互补序列的W比特长的循环延长所定义。所述防护间隔之一位于所述L序列第一脉冲串的开头,另一个则位于L序列第一脉冲串的结尾。此外,两个防护间隔通过所述第二互补序列的W比特长的循环延长所定义。所述防护间隔之一位于所述L序列第二脉冲串的开头,另一个则位于L序列第二脉冲串的结尾。
以下,所述接收机被认为装备了至少一个天线,用于接收所述信号帧。
根据本发明的一个实施方式,I加权码组是一组正交码,从该正交码可以获得快速变换。根据第一例子,每个加权码是Hadamard码,并能获得Hadamard快速变换。根据另一个例子,每个加权码是傅立叶码,可以获得傅立叶快速变换。
使用正交码可以确保所述调制编码所携带的信息间的正交性。该特性特别适用于所述加权码代表小区或扇区标识符时蜂窝电信系统,因为它确保了相邻小区或小区扇区间的正交性。
根据该实施方式的变化,所述加权码可以乘以相同的扰码,例如,Barker码。
根据本发明的另一方面,用于同步的方法其特征在于,对于所述至少一个天线进一步包括,结果流计算步骤,该步骤中可以从通过所述天线接收的信号中获得至少—个结果流,所述结果流步骤包括
-至少—个时间偏移子步骤,每个步骤过程中,所述接收信号的时间延迟版本被计算,
-至少一个第一序列相关子步骤,每个步骤中,通过将所述接收信号的所述时间延迟版本和所述互补序列对的所述第一互补序列的复制相关,计算出第一相关流,
-至少一个第二序列相关子步骤,每个步骤中,通过将所接收的信号和所述互补序列对的所述第二互补序列的复制相关,计算出第二相关流,和
-至少一个流求和子步骤,每个步骤中,结果流通过所述第一相关流和第二相关流构成。
此外,用于同步的该方法也包括输出流计算步骤,在该步骤中,对于每个所述至少一个结果流获得至少一个输出流,并且,还包括时间瞬时确定和加权码检索步骤,在该步骤中,从所述至少一个输出流计算出在瞬时时间的至少一个决定值。瞬时时间通过对所述至少一个决定值取最大值获得,在该瞬时时间被接收的所述信号帧被在时间上进行所述同步化,并且,所述被被接收的同步序列所携带的所述加权码从至少一个所述结果流的彼此分隔N个位置的L个峰值被重获,该所述结果流从所述最大的决定值获得。所述至少一个结果流每一个的所述L峰值的第一个是位于所述瞬时时间,在该瞬时时间,所述信号帧被在时间上同步。
携带单个峰值的结果流可能展示由于加权码的坏的自相关特性而产生的二级峰值,从该单个峰值可以在时间上同步信号帧。这剧烈增加了所述探测错误的可能。为了抵制这个问题,最好使用扰码,为了限制所述二级峰值的范数。
根据相关于天线的结果流计算步骤的第一实施方式,所述结果流计算步骤包括
-单个时间偏移子步骤,该步骤过程中,所述接收信号的时间被延迟版本被计算,
-单个第一序列相关子步骤,在该步骤过程中,将所述被接收的信号的所述时间被延迟版本和所述互补序列对的所述第一互补序列的复制相关,以计算第一相关流,
-单个第二序列相关子步骤,在该步骤中,将所述被接收的信号和互补序列对的第二互补序列的复制相关,以计算第二相关流,
-单个流求和子步骤,在该步骤中,结果流通过所述第一相关流和第二相关流总计构成。
根据相关于天线的结果流计算步骤的第二实施方式,从可能的频率变动范围通过接收机预先定义M频率偏移,结构流计算步骤包括
-单个时间偏移子步骤,在该步骤中,所述接收信号的时间被延迟版本被计算,
-单个第一序列相关子步骤,在该步骤中,通过将所述接收的信号的所述时间被延迟版本和互补序列对的所述第一互补序列复制相关,以计算第一相关流,
-单个第二序列相关子步骤,在该步骤中,通过将所述接收的信号和互补序列对的所述第二互补序列复制相关,以计算第二相关流,
-M粗略逐序列频率纠正子步骤,在该步骤中,与相同互补序列有关的所述第二相关流每个脉冲相位都通过与所述M频率偏移值之一有关的常量被纠正,以及
-M流求和子步骤,在该步骤中,每个结果流都由所述第一相关流和所述M纠正第二相关流之一总计构成。
该实施方式方式是有优点的,因为在第二相关流上的粗略频率纠正比在整个被接收的信号上的粗略纠正能提供更低复杂性的接收机。
根据相关于天线的结果流计算步骤的第三实施方式,从可能的频率变动范围通过接收机预先定义M频率偏移,结构流计算步骤包括
-M粗略逐脉冲频率纠正子步骤,其中,被接收信号的每个脉冲的每个相位通过线性增加值被纠正,其斜率和所述M频率偏移值之一有关,
-M时间偏移子步骤,其中,所述M接收和相位纠正信号之一的每个时间被延迟版本被计算,
-M第一序列相关子步骤,其中,通过将所述M接收和相位纠正信号之一的时间被延迟版本和互补序列对的所述第一互补序列A复制相关,以计算每个第一相关流,
-M第二序列相关子步骤,在该步骤中,通驼将所述M接收和相位纠正信号之一和互补序列对的所述第二互补宇列复制相关,以计算每个第二相关流,
-M流求和子步骤,其中,每个结果流由与相同接收和相位纠正信号有关的所述M第一相关流之一和与所述M第二相关流构成。
根据时间瞬时确定和加权码检索步骤的第一实施方式,在瞬时时间,用于每个所述至少一个输出流的决定值被计算,该所述至少一个输出流从所述至少一个天线被获得。
根据时间瞬时确定和加权码检索步骤的第二实施方式,在瞬时时间,用于所述至少一个输出流的所述至少一个结合的决定值被计算。每个所述至少一个结合,不是和所述I加权码之一有关就是和所述M频率偏移之一和所述I加权码之一有关,通过输出流的平方模的和的平方根被定义,所述输出流通过和相同加权码获相同加权码和相同频率值有关的所述至少一个天线获得。
根据决定值的计算的第一实施方式,每个决定值在和输出流有关的瞬时时间被计算,输出流的结合分别是所述输出流的平方模,该被结合的输出流各自地在所述瞬时时间被求值。
根据决定值计算的第二实施方式,每个决定值在和输出流有关的瞬时时间被计算,输出流的结合分别是相关品质因子,该因子由在所述输出流的所述瞬时时间的能量比定义,所述输出流分别地通过所述输出流的能量被划分,所述输出流的结合分别地在两个时间间隔被平均,该时间间隔各自在所述瞬时时间之前和之后被定义。
根据所述输出流计算步骤的第一实施方式,I输出流被获得用于每个所述至少一个结果流,和所述至少一个结果流之一有关的每个所述I输出流通过在给定瞬时时间,相关所述结果码以及和所述I加权码之一有关的脉冲梳形而被获得。和加权码有关的梳形的每个脉冲彼此分隔N个位置。此外,所述梳形每个脉冲通过所述加权码的分量被加权。
根据输出流计算步骤的第二实施方式,I加权码彼此正交,获得和所述正交加权码的快速变换,I输出流被获得用于每个所述的至少一个结果流,通过处理所述结果流的彼此分隔N个位置的L个脉冲和所述快速变换获得和每个所述至少一个结果流有关的每个所述I输出流。
根据输出流计算步骤的第三个实施方式,对于所述至少一个结果流的单个输出流通过在瞬时时间计算所述结果流的彼此分隔N个位置的L个脉冲的能量和的平方根来获得。
该实施方式是有优势的,因为它提供了相较于根据之前的实施方式被定义的接收机的复杂度具有一个较低复杂度的接收机。这样低复杂度接收机是由于这样的因子,即所述同步序列能量的定位是查找胜于执行多个在之前实施方式之中所描述的相关。
当输出流从输出流计算步骤的第三实施方式中被获得时,跟着每个所述I个加权码的第一个分量的L-1个分量的每一个都从它的第一个分量不同地被编码,该信号帧可能在频率被纠正,从所述最大的决定值获得的单个结果流的L个峰值彼此分隔N个位置,峰值并和所述每个至少一个被考虑的天线有关,所述L个峰值的第一个被定位于瞬时时间,在该瞬时时间,信号帧被同步,在该时间瞬时确定和加权码检索的过程中,通过被接收的信号帧所携带的加权码的秩q的分量的软评估被从积获得,该积是相位旋转和幅度的和的积,其通过加权码被纠正所述至少一个单个结果流的秩q的峰值。
根据相位旋转和幅度峰值纠正的第一实施方式,所述秩q的至少一个峰值的相位旋转和幅度通过将秩q的所述峰值和峰值之前的所述L-1个峰值的复共轭相乘以被纠正,并且,所述加权值是每个所述至少一个单个结果流的峰值之前的L-1个峰值的模的平方的和的平方根。
根据相位旋转和幅度峰值纠正的第二个实施方式,所述秩q的至少一个峰值的相位旋转和幅度是通过将秩q的所述至少一个峰值和积相乘以被纠正,该积是峰值之前的所述L-1个峰值的复共轭的积,所述L-1个峰值通过它的所述L个峰值的平均能量的平方根的模被划分,兵权诶所述加权值是所述L个峰值的平均能量的和的平方根,所述L个峰值用于每个所述至少一个单个结果流被获得。
根据本发明的另一个方面,在有P个连续路径的多路径上被传送的通过每个所述至少一个天线被接收的信号帧在时间上被同步化,并且可能地在频率中被粗略地纠正,在时间瞬时确定和加权码检索步骤的过程中,被接收的信号帧的每个脉冲的相位都通过线性增加值被纠正,其斜率通过从每个所述至少一个天线获得至少P个斜率估计,求加权平均来获得。每个所述P个斜率估计是通过所述P个路径系数之一的平方的幅度估计加权获得,并且所述平均的加权值是所述P路径系数的平方幅度的总和。
根据计算斜率估计的实施方式,每个和路径系数有关的斜率估计通过和所述在N上的路径系数有关的逐序列斜率估计的比率获得,所述逐序列斜率估计通过两个相位的L-1个差分的平均值定义,一个相位是和所述路径斜率有关的第一和第二相关因子的和的相位,并且在第一瞬时时间基于被接收的同步序列的分别的第一和第二互补序列的段被计算,另一个相位是和所述路径斜率有关的第一和第二相关因子和的相位,并且基于在第二瞬时时间基于接收的同步序列各自的第一和第二互补序列的段被计算。
根据本发明的另一个方面,信号从多个天线被传送。根据本发明的同步的方法于是特征在于,发射机从每个所述天线所发送的同样的信号具有较小的不同的时间延时。
根据它硬件方面之一,和发射机有关的本发明试图执行上述的同步序列产生和序列加权步骤。
根据它硬件方面的另一个方面,和接收机有关的本发明试图针对每个它的天线执行上述结果流计算步骤,和上述输出流计算步骤和上述时间瞬时确定和加权码检索步骤。
附图说明
上述提及的发明的特征及其他,通过阅读和附图有关的给定的下列描述将显得更清楚,其中:
图1表现了根据本发明的电信系统的一个实例的概图,
图2是表示根据本发明由发射机执行的用于同步被接收信号的信号帧的方法步骤图,
图3表示根据本发明的同步序列的实例,
图4描述了在多路径传输信道上的同步序列的传输,
图5表示了根据本发明的由接收机所执行的用于同步被接收信号的信号帧的方法步骤图,
图6表示了结果流计算步骤的第一实施方式图,
图7表示了结果流计算步骤的第二实施方式图,
图8表示结果流计算步骤的第三实施方式图,
图9表示输出流计算步骤的第一实施方式图,
图10表示输出流计算步骤的第二实施方式图,
图11表示输出流计算步骤的第三实施方式图,
图12表示描述了决定值计算的计时图,
图13描述了相关因子是如何被计算的,
图14表示根据本发明的发射机的图,
图15表示根据本发明的接收机的图,以及
图16a到16c描述了包含在接收机中的结果流组合器的不同实施方式。
具体实施方式
图1表示了根据本发明的电信系统SYST的实例的概图。在图1中描述了一个无线电信,但是本发明并不局限于这样的电信系统。该电信系统SYST包括了接收机RCD,该接收机用于从Nant天线RANTs和其它没有表示出的通信装置连续地接收信号。当该被接收的信号是由电信系统SYST的发射机TRD产生和发送的信号Tsg(k),且该信号Tsg(k)是从天线TINT(和其他没有示出的电信装置)向接收机RCD发送的时,该信号Tsg(k)的每个信号帧在接收机端被同步。
图2是表示了对所接收的信号Tsg(k)的信号帧的进行同步的方法步骤的图,根据本发明该步骤用于被发射机TRD执行。
该同步方法包括同步序列产生步骤100和序列加权步骤200。在同步序列产生步骤100的过程中,在信号Tsg(k)的每个信号帧中嵌入同步序列xi(k)。该同步序列xi(k)由开头段落中所定义的互补序列(A,B)对而生成的。在序列加权步骤200的过程中,所产生的同步序列xi(k)通过加权码
被加权,该加权码属于接收机预先所知的I加权码组MCi,i∈{1,...I}。
在同步序列产生步骤100的过程中,同步序列xi(k)通过L互补序列的第一和第二脉冲串联组成。该L序列的第一脉冲包括L次该互补序列对(A,B)的第一互补序列A,该L序列的第二脉冲包括L次该互补序列对(A,B)的第二互补序列B。这样该L序列的第一和第二脉冲就包括每个L.N脉冲。
在序列加权步骤200的过程中,L序列的第一脉冲的秩q的每个互补序列A的脉冲和L项加权码
的秩q的项相乘,并且L序列的第二脉冲串的秩q的每个互补序列B的脉冲和所述加权码的秩q的相同项相乘。
根据本发明的一个方面,在同步序列产生步骤100的过程中,在同步序列xi(k)中至少包括一个防护间隔,所述防护间隔由第一或诸第二互补序列的W比特循环延长所定义。当所述至少一个防护间隔是由第一互补序列A定义时,所述至少一个防护间隔位于该L序列的第一脉冲的开头或结尾,当所述至少一个防护间隔由该第二互补序列B定义时,所述至少一个防护间隔位于该L序列的第二脉冲的开头或结尾。
根据同步序列产生步骤100的一个实施方式,定义4个防护时期ΔA Le,ΔA Ri,ΔR Le和ΔB Ri。该指数“Le”和“Ri”表示该循环延长分别位于L序列脉冲的开头和结尾。更准确地说,从互补序列A的W长的循环延长中获得的该循环延长ΔA Le,被包含在L序列第一脉冲的开头,也是从互补序列A的W长的循环廷长获得的循环延长ΔA Ri,被包含在L序列第一脉冲的结尾,从互补序列B的W长的循环延长获得的循环延长ΔB Le,被包含在L序列的第二脉冲的开头,以及也由互补序列B的W长的循环延长获得的循环延长ΔB Ri,被包含在L序列的第二脉冲串的结尾。图3示出了这样的同步序列xi(k)的实例。
这样,在发射机输出端的同步序列xi(k)由常规等式(2)被给定,其中如果L序列的脉冲串没有和防护间隔相结合,则该循环延长值W可以是零。
其中u=N.L+2.W以及,对于k<0以及k≥N,N[k]=B[k]=0。
在电信系统SYST中,该信号Tsg(k)在发射机TRD和接收机RCD之间的多路径传输信道CH上传输。例如,在无线电信系统的情况下,该传输信道CH被称作多径,因为在发射机TRD和接收机RCD之间通常有障碍物,波在其上被反射。之后,所发送的信号Tsg(k)沿着发射机TRD和接收机RCD之间的多个路径传播。
图4描述了同步序列xi(k)在由P个连续路径的多路径传输信道CH上向天线RANTs的传输,所述传输信道CH具有P个连续信道因此,这种信道CH的模型为P个分支的模型。这洋,通过首先延迟p个脉冲,然后将它和合成路径系数hp,s相乘,同步序列xi(k)在每个P分支上传输。然后,由于接收机RCD的电信装置的一些非理想性,向P项xi(k-p).hp,s(k)的总和中添加随机信号n(k),该随机信号通常由白高斯噪声来模拟。
从而,同步序列ys(k)被给定,其可能通过接收机RCD的天线RANTs之一所接收的信号来携带:
其中,系数s指的是天线RANTs。
当正在接收的信号是信号Tsg(k)时,一旦具有等式(2)和(3),则该同步序列ys(k)通过等式(4)给定:
图5示出了代表用于对所接收的信号的信号帧的进行同步的方法步骤的图,该步骤根据本发明用于通过接收机RCD被执行。用于同步的方法包括,用于接收机RCD的每个天线RANTs的结果流计算步骤300s,输出流计算步骤400和时间瞬时确定和加权码检索步骤500。
在每个结果流计算步骤300s中,从由天线RANTs所接收的信号中获得至少一个结果流,该信号可能携带同步序列ys(k)。
在输出流计算步骤400中,从所述至少一个结果流的每一个中获得至少一个输出流,并且,在时间瞬时确定和加权码检索步骤500中,从所述至少一个输出流中计算在瞬时时间k上的至少一个决定值。瞬时时间kbest于是通过取所述至少一个决定值的最大值被获得,在该kbest时刻.所接收的信号帧进行在时间上所述同步。当接收到同步序列ys(k)时,通过所述接收的同步序列ys(k)被携带的加权码MCjbest(jbest∈{1,...,I})通过从至少一个所述结果流的彼此分隔N个位置的L个峰值检索得到,该所述结果流在所述最大的决定值获得。这样,该所述至少一个结果流的每一个的所述L个峰值的第一个位于所述瞬时时间kbest。
图6表示与天线RANTs有关的结果流计算步骤300s的第一实施方式。该结果流计算步骤300s包括单个时间偏移子步骤301s,单个第一序列相关子步骤302s,单个第二序列相关子步骤303s,和单个流求和子步骤304s。
在时间偏移子步骤301s中,该接收的信号通过时间持续时间u被时间延迟。该时间持续时间u根据产生的同步序列xi(k)定义,该同步序列可能被所接收的信号携带。例如,当同步序列xi(k)由等式(2)给定时,时间持续时间u等于(L.N+2.W)次同步序列xi(k)的连续脉冲之间的持续时间,并且根据另一个实例,当同步序列xi(k)没有结合循环延长时,它等于(L.N)次所述持续时间。
在第一序列相关子步骤302s中,通过将所接收信号的时间延迟后的形式与互补序列对(A,B)的第一互补序列A的复制来相关而计算出第一相关流yA,s(k)。
在第二序列相关子步骤303s中,通过将所接收的信号与互补序列对(A,B)的第二互补序列A的复制来相关来而计算出第二相关流yB,s(k)。
当同步序列ys(k)被所接收的信号携带时,该第一相关流yA(k)被给定:
以及该第二相关流yB,s(k)被给定:
在流求和子步骤304s中,通过对两个相关流yA,s(k)和yB,s(k)求和而形成结果流rs(k)。
当同步序列ys(k)被所接收的信号携带时,L序列的第一脉冲串的L个序列A于是按时间和L序列的第二脉冲串的L个序列B对准。该结果流rs(k)于是被给定
其中α(k)=n(k-u)*A*(k-u)+n(k)*B*(-k)以及
因此,根据该实施方式,在结果流计算步骤300s的输出,对于每个天线RANTs获得单个结果流rs(k)。
如在开始段落所述的,在发射机TRD和接收机RCD之间的频率漂移也许对系统的性能有重要影响。为了避免所述频率漂移减少探测被携带的数据的概率以及使所接收的信号Tsg(k)所携带的互补序列A和B(通过等式(1)被给定)的非周期自相关特性退化,应当纠正被接收信号的相位。这样的退化是由于,首先,每个互补序列自己中的脉冲到脉冲的线性变动相位旋转,它破坏了每个序列和它本身复制的所述特性,其次,同步序列xi(k)的前一半上的脉冲到脉冲相位旋转的综合,其导致了在互补序列对之间的明显的相位偏移。当相位偏移等于π时,最坏的情况发生了,其后,单个峰值的幅度为零,非周期自相关ρA,A(k)和ρB,B(k)k≠0的幅度两两相加。
该接收机RCD并不知道频率漂移的精确值,但是它预先知道所述频率漂移的范围。该接收机于是可以从所述范围中确定M个可能频率偏移的值Δfm m={1,...,M}。应注意的是,如果接收机不知道频率漂移是否发生,则可能的频率偏移值Δfm之一可能等于0,以考虑到无需任何频率纠正的同步序列的情况。
图7表示和天线RANTs有关的结果流计算步骤300s的第二个实施方式,其提供为了粗略纠正所接收的信号的频率的第一途径。
结果流计算步骤300s包括单个时间偏移子步骤301s,单个第一序列相关子步骤302s,和单个第二序列相关子步骤303s,以或的上述两个相关流yA,s(k)和yB,s(k)。
此外,该结果流计算步骤300s包括M个粗略逐序列频率纠正子步骤305s,m和M个流求和子步骤304s,m。
在每个逐序列频率纠正子步骤305s,m中,和同样的互补序列有关的第二相关流yB,s(k)的脉冲的相位通过给定的固定值被纠正,该固定值被给定为:
ΔФm=Δm(N.L+2.W)
其中Δm=2π.Δfm.Tsa是两个连续的脉冲之间的相位旋转,该两个脉冲通过采样频率为fsa的
和可能的频率偏移值Δfm被分隔。于是获得一个被纠正的第二相关流yR,s,m(k)。
在每个流求和子步骤304s,m中,通过对第一相关流yA,s(k)和被纠正的第二相关流yB,s,m(k)求和以构成结果流rs,m(k)。
于是,根据该实施方式,在结果流计算步骤300s的输出,对每个天线RANTs获得M个结果流rs,m(k)。
图8表示了和天线RANTs有关的结果流计算步骤300s的第三实施方式图,其提供了粗略纠正所接收的信号的频率的第二途径。
结果流计算步骤300s包括M个分支,每个分支包括同样的子步骤,从该子步骤可以获得结果流rs,m(k)。
一个分支m包括粗略逐脉冲频率纠正子步骤306s,m,其中被接收信号的每个脉冲的相位通过线性递增值被纠正,其斜率是Δm.A,被纠正的信号ys,m(k)于是被获得。
为了从被纠正的接收信号ys,m(k)获得该两个相关流yA,s,m(k)和yB,s,m(k),该分支m也包括单个时间偏移子步骤301s,m,单个第一序列相关子步骤302s,和单个第二序列相关子步骤303s,m。进一步包括流求和子步骤304s,m,其中通过对第一相关流yA,s,m(k)和第二相关yB,s,m(k)求和构成结果流rs,m(k)。
于是,根据该实施方式,在结果流计算步骤300s的输出,对每个天线RANTs获得M个结果流rs,m(k)。
如上面所解释的,在结果流计算步骤300s的输出,不是获得单个结果流rs(k)就是获得M个结果流rs,m(k)。下面,认为一般的情况是获得M个结果流rs,m(k)。从该一般情况可以推出更简单的情况。例如,当M=1时,可以从该一般情况获得单个结果流rs(k)。此外,当不需要粗略频率纠正时,对于Δfm=0和M=1获得单个结果流。
图9表示了输出流计算步骤400的第一实施方式图。
根据该第一实施方式,I相关输出流zs,m j(k)对应于M个结果流rs,m(k)的每个被计算,rs,m(k)从结果流计算步骤300s被获得。有关于结果流rs,m(k)的输出流zs,m j(k)通过在给定的瞬时时间k将结果流rs,m(k)(k)和有关于所述I加权码MCj的L个脉冲cpj的梳形相关以获得。脉冲cpj的梳形的每个脉冲通过N个位置被彼此分隔,并且脉冲cpj的梳形的每个脉冲q通过加权码MCj的一个分量cq j被加权。
图10示出了输出流计算步骤400的第二实施方式图。
根据该第二实施方式,I加权码MCj是正交码组,可以从其获得快速变换TRANS。每个所述加权码根据第一实例是Hadamard码,根据第二实例是傅立叶码。
在输出流计算步骤400中,针对每个M个结果流rs,m(k)的I输出流zs,m j(k)被计算出,其中rs,m(k)从结果流计算步骤300s获得。每个和结果流rs,m(k)有关的I输出流zs,m j(k)通过处理L个脉冲rs,m(k),rs,m(k+N),...,rs,m(k+(L-1).N)被获得,其从结果流rs,m(k)中选择并通过N个位置被彼此分隔,以及从I正交加权码MCj获得快速变换TRANS。
于是,根据输出流计算步骤400的这两个实施方式,针对每个结果流rs,m(k)获得I输出流zs,m jk)。
图11表示了输出流计算步骤400的第三个实施方式。
根据该实施方式,针对M个结果流rs,m(k)的每个都计算出单个输出流zs,m(k),rs,m(k)从结果流计算步骤300s被获得。
在瞬时时间k的该单个输出流zs,m(k)被给定为:
其中,|rs,m(k+l.N)|2是从L个脉冲的第一个通过l,N个位置被分隔的脉冲的能量。所述L个脉冲rs,m(k),rs,m(k+N),...,rs,m(k+(L-1).N)从结果流rs,m(k)被选出,并且通过N个位置被彼分隔。
当被接收的信号不是通过接收机TRD所发送的信号Tsg(k)时,如果输出流计算步骤400的两个前面的实施方式,以及独立的第三实施方式之一被使用,则在该输出流计算步骤400的输出所获得的输出流zs,m j(k),以及独立的zs,m(k)没有一个携带被认为是所述单个峰值的峰值,从该单个峰值可以在时间上实现信号帧的同步。
然而,当该接收的信号是信号Tsg(k)时,这样单个峰值在时间kbest分别出现在输出流zs,m jbest(k),以及zs,m(k)的至少一个之中。被接收的该单个信号帧于是在该时间被同步,如在开始段落中所述的,该接收机能准确确定所述信号帧的开头,以及所述信号帧所携带的同步序列xj(k)的开头。
应注意到,接收到的同步序列ys(k)所携带的加权码MCjbest从流zsbest,mbest jbest(k)直接被推导出,该流zsbest,mbest jbest(k),决定值的最大化之后从天线RANTsbest获得。
从数学角度来说,这样单个峰值在一个时间窗中出现,该时间窗的中心是瞬时时间kbest,一般情况下其持续时间u等于(L.N+2.W),因为在这样一个时间窗上的系数βjbest(k)可以被重写为:
出现了单个峰值的输出流zs,m jbest(k)于是被给定为:
通过将等式(9)中包含等式(7),其中等式(7)中的序列βjbest(k)通过等式(8)被给定,以及下面的一些数学处理,所述相关输出流zs,m jbest(k)被给定为
还应注意,加权码
不能从所述至少一个输出流zs,m(kbest)直接推导出。这种情况下,每个加权码的第一分量c0 j都同样避免了在接收机的任何由于信道造成的相位模糊。通过每个加权码所代表的信息于是被第一分量c0 j之后的(L-1)个分量
的每个所携带,并且每个分量
和该第一分量进行不同的编码。(L-1)个分量cq j的每个的软评估
于是通过和每个输出流zs,mbest(k)有关的至少一个单个结果流rs,mbest(k)的(L-1)个峰值rs,m(kbest+N),...,rs,m(kbest+(L-1).N)获得。该输出流zs,mbest(k)在确定随后所述的决定值的最大值之后,从天线RANTs获得。
其中rs,mbest *(kbest)是第一峰值的复共轭,以及|rs,mbest(kbest)|是第一峰值的模数。应注意,根据上述等式,峰值rs,mbest(kbest+q.N)的相位旋转和幅度在检索加权码的分量
之前被纠正。
其中,
所接收的同步序列所携带的加权码的每个分量于是通过将从每个天线RANTs所获得的结果流相结合而获得。这是一种通常的方法,包括了只考虑单个天线(NANT=1)的情况。
根据时间瞬时确定和加权码检索步骤500的第一实施方式,在瞬时时间k,针对每个输出流zs,m j(k),以及单独的zs,m(k)的决定值被计算,如果输出流计算步骤400的两个前面的实施方式,以及第三个实施方式之一被使用,则在输出流计算步骤400的输出获得该输出流。
当从输出流计算步骤400获得输出流zs,m j(k),根据决定值计算的第一实施方式,针对所述输出流zs,m j(k)的在瞬时时间k计算的决定值Ss,m j(k)被给定为
以及根据第二实施方式,通过相关品质因子计算的在瞬时时间k针对所述输出流zs,m j(k)的决定值Ss,m j(k)被定义为
其中,|zs,m j(k)|2是输出流zs,m j(k)的在瞬时时间k的能量,以及 是输出流zs,m j(k)平均在大小为K1和K2的两个时间间隔上的能量,该两个时间间隔分别定义在瞬时时间k之前和之后。
于是给定决定值的最大值为
独立于决定值计算的实施方式。
通过在瞬时时间kbest选择对决定值Ss,m j(k)取最大值的输出流zsbest,mbest jbest(k),,通过可能的频率偏移值Δfmbest也获得频率漂移的粗略判定,并且通过接收机RCD可以如上述导出和所述输出流zsbest,mbest jbest(k)有关联的加权码MCjbest。
图12表示了时序图,该图描述了对于输出流zs,m j(k)在瞬时时间(kbest-1)和在瞬时时间kbest根据第二实施方式的决定值Ss,m j(k)的计算。该决定值Ss,m j(k)在瞬时时间k从第一时间间隔被计算,该时间间隔定义为将分隔输出流zs,m j(k)的两个连续脉冲的持续时间K1次以上。所述第一时间间隔在瞬时时间(k-1)结束。决定值Ss,m j(k)也从第二时间间隔被计算,该时间间隔定义为将分隔输出流zs,m j(kr)的两个连续脉冲的持续时间K2次以上。所述第二时间间隔开始于瞬时时间(k+1)。
例子显示,决定值Ss,m j(k)是在瞬时时间kbest的最大的,即,当决定值在瞬时时间被被计算时,在该瞬时时间在输出流zs,m j(kr)中出现单个峰值。
当根据决定值计算的实施方式,从输出流计算步骤400获得输出流zs,m(k)时,对于所述输出流zs,m(k)在瞬时时间k被计算的决定值Ss,m(k)被给定为
Ss,m(k)=|zs,m(k)|2
并且根据另一个实施方式,对于所述输出流zs,m(k)在瞬时时间k的决定值Ss,m(k)由相关品质因子按以下计算:
其中,|zs,m(k)|2是输出流zs,m(k)的在瞬时时间k的能量,以及 是输出流zs,m(k)平均在大小为K1和K2的两个时间间隔上的能量,该两个时间间隔分别定义在瞬时时间k之前和之后。
于是通过以下给定决定值的最大值
独立于决定值计算的实施方式。
通过选择输出流zs,mbest(k),可以通过可能的频率偏移值Δfmbest得到频率漂移的粗略判定,zs,mbest(k)是在瞬时时间kbest对决定值Ss,m(k)取最大值。
根据时间瞬时确定和加权码检索步骤500的第二实施方式,在瞬时时间k,对于任一输出流zs,m j(k),以及独立的zs,m(k)的至少一个结合的决定值被计算,如果使用输出流计算步骤400的两个前面的实施方式,以及独立的第三方式之一,则在输出流计算步骤400的输出获得上述输出流。
当使用了输出流计算步骤400的头两个实施方式之一时,输出流zs,m j(k)的结合和任一I个加权码MCj之一、或M个频率偏移Δfm之一、或M个频率偏移Δfm之一和I个加权码MCj之一有关联。
在M=1的情况中,当输出流zs,l j(k)的结合和加权码MCi有关联时,只有和该加权码有关联的输出流zs,l j=i(k)才被认为是来自每个天线RANTs。当输出流zs,m j(k)的结合和频率偏移Δfu和加权码MCj都有关联时,只有输出流zs,m=u j=i(k)才被认为是来自每个天线RANTs。
当使用输出流计算步骤400的第三实施方式,输出流zs,m(k)的结合和M个频率偏移Δfm之一有关联。
当考虑了从输出流计算步骤400获得的输出流zs,m j(k)的结合时,根据决定值计算的实施方式,对于所述结合的在瞬时时间k被计算的决定值Sm j(k)被给定为
以及根据另一个实施方式,对于所述结合在瞬时时间k通过相关品质因子被计算的决定值Sm j(k),被给定为
于是给定该决定值的最大值为
独立于决定值计算的实施方式。
通过选择使在瞬时时间kbest对决定值Sm j(k)取最大的输出流zs,mbest jbest(k)的组,通过可能的频率偏移值Δfmbest获得频率漂移的判定。如前所述,也可以通过接收机RCD从所述输出流zs,mbest jbest(k)组导出加权码MCjbest。
当考虑了从输出流计算步骤400获得的输出流zs,m(k)的结合时,根据决定值计算的实施方式,对于所述结合在瞬时时间k所计算的决定值Sm(k)被给定为
以及根据另一个实施方式,对于所述结合在瞬时时间k通过相关品质因子被计算的决定值Sm(k),被给定为
于是给定该决定值的最大值为
独立于决定值计算的实施方式。
通过选择是在瞬时时间kbest对决定值Sm(k)取最大的输出流zs,mbest(k)的组,通过可能的频率偏移值Δfmbest获得频率漂移的评估。如在开头段落所解释的,需要良好的频率信号帧的频率纠正。接收信号的相位及时根据斜率值Δ线性发展。当斜率值Δ被估计时,于是可以通过接收机RCD纠正所接收信号的相位。
执行这样的斜率值Δ评估的典型方法是,使用被包括扩在同步序列少ys(k)中的同样的脉冲序列的一个或多个复制,并且计算该复制间的相位旋转(T.M.Schmidl,D.C.Cox,“Robust frequency and timing synchronization for OFDM,”IEEETransactions on Communications,卷45,1613-1621页,no.12,1997年12月)。例如,与两个连续脉冲序列的第一个脉冲相遇的各个相位是ej2π(f0+Vf′)t0+0和ej27π(f0+Δf′)(t0+Δt)+0,其中Δt是在两个脉冲序列的第一个脉冲间的时隙。在基带中,在两个连续脉冲序列之间的相位旋转因此为Δ=2πΔf′Δt+2zπ,其中Δf′是和相位旋转有关联的频率偏移。
为了避免任何相位模糊,必须考虑-π<Δ<π,其提供了频率偏移估计范围 或等价地
显然,V越高,频率范围越小。
当两个序列的第一脉冲间的相位旋转和第二脉冲间的相位旋转相同,而第二脉冲间的相位旋转和第三脉冲间的相位旋转相同等的时候,斜率Δ于是可以被估算用于计算该斜率的单个评估。在通过P路径信道
过滤之后,两个所接收序列的脉冲保持相同时,会发生上述情况,其中δ(k)是Dirac函数。
在本发明中,从中计算斜率评估的两个序列的脉冲,例如两个连续互补序列A,和加权码分量相乘。该乘法涉及在通过P路径信道过滤之后两个所接收的序列不一直相同的情况。接着,通过使用互补序列的出色的自相关特性,之前的评估方法将适用。
根据本发明的实施方式,当所接收的信号帧在时间上被同步并且在频率上可能被粗略地纠正时,在时间瞬时确定和加权码检索步骤500中,所接收信号帧的每个脉冲的相位通过线性增加的斜率值
被纠正,
是从P个斜率评估
加权平均判定的,
针对每个所述至少一个天线RANTs被获得。该斜率
的判定因此被定义为
其中CA,p,s l和CB,p,s l分别是从所接收同步序列的秩l的第一和第二互补序列各自计算出的第—和第二相关因子,以及(CA,p,s l+CA,p,s l)是该第一和第二相关因子的和的相位。
对于天线RANTs的路径系数p的平方幅度的评估于是通过下式被估计
图13示出了和路径p有关联的两个相关因子CA,p,s l和CB,p,s l是如何被计算的。和路径p有关联的该第一相关因子CA,p,s l l∈{0,...,L-1)在瞬时时间k从第一互补序列A的N脉冲长段被计算为
和路径p有关联的该第二相关因子CB,p,s l l∈(0,...,L-1)在瞬时时间k从第一互补序列B的N脉冲长段被计算为
通过将两个相关因子相加,以及使用通过等式(1)所给定的互补序列的良好的自相关特性,我们获得
携带了可以使信号帧在时间上进行同步的单峰值的流可能会有二级峰值,这是由于加权码不好的自相关特性。这加剧增加了单个峰值的检测错误可能性。根据同步方法实施方式之一或其变形之一,为了解决该问题,在同步序列产生步骤100中I个加权码MCi和同样的扰码相乘,在单个峰值检测步骤300中使用的I个加权码MCi同样和所述扰码相乘。这样的扰码例如是公知的Barker码(“Sequencedesign for communications applications”P.Fan ,M.Darnell,第270页至272页,Wiley,NewYork,1996),),其限制所述二级峰值的范数N次低于主峰值的范数。
根据本发明的另一个方面,信号Tsg(k)从多个天线TANTs被传输。于是,根据本发明的同步方法的特征在于发射机TRD以较小的不同时延从每个所述天线TANTs发送同样的信号Tsg(k)。
根据其硬件方面之一,本发明涉及电信系统SYST的发射机TRD和接收机RCD。
图14示出了根据本发明用于执行同步序列产生步骤100和序列加权步骤200的发射机TRD的示意图。
发射机TRD用于产生等式(2)所给定的同步序列xi(k),并将包括了所述产生的同步序列的信号帧发送给接收机RCD。为了产生同步序列xi(k),发射机TRD包括用于产生一对互补序列A和B的脉冲发生器SGM,用于从所述互补序列对(A,B)生成L个序列A的第一脉冲串和L个序列B的第二脉冲串的脉冲串创造器BC,和乘法器WGW,用于将L序列的第一脉冲串秩q的每个互补序列A的脉冲和L分量长加权码MCi秩q的分量相乘,并用于将L序列的第二脉冲串秩q的每个序列的脉冲和所述加权码MCi秩q的同样的分量相乘。
根据脉冲串创造器BC的实施方式,在同步序列xi(k)中包含至少一个防护间隔,该间隔通过任一第一或第二互补序列的W比特长循环延长确定。当所述至少一个防护间隔是从第一互补序列A被定义时,所述至少一个防护间隔位于L序列的第一脉冲串的开头或结尾,并且,当所述至少一个防护间隔是从第二互补序列B被定义时,所述至少一个防护间隔位于L序列的第二脉冲串的开头或结尾。
根据乘法器WGW的实施方式,加权码MCi属于I个加权码的组,该I个加权码的组是正交码组,可以从其获得快速变换。例如,每个加权码是Hadamard码或傅立叶码。
根据该实施方式的变形,加权码MCI和例如是Barker码的相同扰码相乘。
发射机TRD装配有发送信号Tsg(k)的至少一个天线TANT。当根据本发明的一个实施方式,该发射机装配有多个天线TANT时,同样的信号Tsg(k)以较小的不同时延从每个所述天线被发送。应注意,在多个天线TANT上的传输对由接收机RCD执行的处理没有任何影响,和上述一样。
图15示出了根据本发明用于时间同步以及对所接收的信号帧可能性的频率纠正的接收机RCD示意图。
该接收机RCD,装配有至少一个RANTs,每个天线都用于接收信号帧,其特征在于,对于每个所述至少一个天线RANTs,装置RSM都能从通过天线RANTs所接收的信号中获得至少—个结果流。
装置RSM包括
-至少一个时间偏移器TSV,用于计算所接收信号的时间延迟版本,
-至少一个第一相关器FCS1,用于将所接收信号的时间延迟版本和互补序列对(A,B)的第一互补序列A的复制相关,
-至少一个第二相关器FCS2,用于将所接收信号的时间延迟版本和互补序列对(A,B)的第一互补序列B的复制相关,以及
-至少一个相关流结合器SA,用于由第一相关流和第二相关流形成结果流。
例如,如果使用了Golay序列,则相关器FCS1和FCS2由公知的延长Golay相关器代替。
此外,接收机RCD包括结果流结合器RSC,用于对应于每个所述至少一个结果流,获得至少一个输出流,装置DV,用于在瞬时时间从所述至少一个输出流或至少一个所述输出流的结合计算至少一个决定值,和装置DVM,用于对所述至少一个决定值取最大值。
根据接收机RCD的实施方式,还包括装置CFM1,用于通过和预定频率偏移值有关联的恒定值在频率上纠正和同样的互补序列有关联的第二相关流的脉冲相位。
根据接收机RCD的另一个实施方式,包括装置CFM2,用于通过斜率和预定频率偏移值有关联的线性增加值纠正所接收信号的每个脉冲相位。
根据装置DV的第一实施方式,分别和输出流或输出流结合相关联的每个在瞬时时间被计算的决定值是所述输出流或输出流结合的平方模,在所述瞬时时间被估计。
根据装置DV的第二实施方式,分别和输出流或输出流结合相关联的每个在瞬时时间被计算的决定值是如上所述的相关品质因子。
根据结果流结合器RSC的实施方式,在图16a中所描述,结果流结合器RSC是相关器COj束,其每个都用于在给定的瞬时时间将结果流和与如上所述的加权码有关联的脉冲梳形相关。
根据结果流结合器RSC的另一个实施方式,在图16b中描述,加权码属于I个加权码的组,从中可以获得快速变换的加权码组,结果流结合器RSC包括用于处理结果流的L个脉冲的装置,该L个脉冲通过所述快速变换通过N个位置被彼此分隔。
根据结果流结合器RSC的另一个实施方式,在图16c中描述,该结果流结合器RSC包括装置,用于在瞬时时间计算结果流的彼此分隔N个位置的L个脉冲的能量和的平方根。
根据该实施方式,接收机RCD包括,加权码检索器WCR,其包括装置,用于从通过加权值被纠正了相位旋转和幅度的所述至少一个单个结果流秩q的峰值和的产品,获得所接收信号帧所携带的加权码秩q分量的软评估。秩q的峰值的相位旋转和幅度如上所述被纠正。
根据接收机RCD的另一个实施方式,接收机RCD包括装置,用于通过线性增加值纠正所接收信号帧的每个脉冲相位,该线性增加值的斜率是针对每个所述至少一个天线所获的至少P个斜率评估的加权平均。该P个斜率评估如上述被获得。
Claims (50)
1.用于同步由电信系统发射机发送到接收机的信号帧的方法,适用于从被包括在所述信号帧中的同步序列来同步所述信号帧,其特征在于,所述方法包括:
-由发射机执行的同步序列产生步骤(100),其中,通过将L个互补序列的第一和第二脉冲串串联而形成同步序列(xi(k)),所述L个序列的第一脉冲串是通过将互补序列对((A,B))的第一N个脉冲互补序列(A)L次串联以获得,所述L个序列的第二脉冲串是通过将所述互补序列对的第二N个脉冲互补序列(B)L次串联以获得,以及
-由发射机执行的序列加权步骤(200),其中,L个序列的第一脉冲串秩q的每个互补序列(A)的脉冲和属于接收机(RCD)预先所知的I个加权码的组的L分量长加权码(MCi)秩q的分量相乘,并且L个序列的第二脉冲串秩q的每个序列脉冲和所述加权码(MCi)秩q的相同分量相乘。
2.根据权利要求1的用于同步的方法,其特征在于,在同步序列产生步骤(100)过程中,在同步序列(xi(k))中,包含至少一个通过第一或第二互补序列任一的W比特长循环延长所定义的防护间隔,当所述至少一个防护间隔是由第一互补序列(A)被定义时,所述至少一个防护间隔位于L个序列的第一脉冲串的开头或结尾,当所述至少一个防护间隔是从第二互补序列(B)被定义时,所述至少一个防护间隔位于L个序列的第二脉冲串的开头或结尾。
3.根据权利要求2的用于同步的方法,其特征在于,两个防护间隔(ΔA Le,ΔA Ri)是通过第一互补序列(A)的W比特长循环延长被定义的,一个所述防护间隔(ΔA Le)位于L个序列的第一脉冲串的开头,以及另一个防护间隔(ΔA Ri)位于L个序列的第一脉冲串的结尾,两个防护间隔(ΔB Le,ΔB Ri)是通过第二互补序列(B)的W比特长循环延长被定义的,一个所述防护间隔(ΔB Le)位于L个序列的第二脉冲串的开头,以及另一个(ΔB Ri)位于L个序列的第二脉冲串的结尾。
4.根据权利要求1到3之一的用于同步的方法,其特征在于,I个加权码的组是可以从中获得快速变换的正交码组。
5.根据权利要求4的用于同步的方法,其特征在于,每个加权码是Hadamard码。
6.根据权利要求4的用于同步的方法,其特征在于,每个加权码是傅立叶码。
7.根据权利要求4至6之一的用于同步的方法,其特征在于,所述加权码和同样的扰码相乘。
8.根据权利要求7的用于同步的方法,其特征在于,所述干扰码是Barker码。
9.根据权利要求1至8之一的用于同步的方法,所述接收机装配有用于接收所述信号帧的至少一个天线,其特征在于进一步包括,
-对于每个所述至少一个天线(RANTs),在结果流计算步骤(300s)中,至少一个结果流是从通过所述天线(RANTs)被接收的所述信号中获得的,所述结果流计算步骤(300s)包括
-至少一个时间偏移子步骤(301s),其中每个所接收信号的时间延迟版本被计算,
-至少一个第一序列相关子步骤(302s),在每个所述的步骤中,第一相关流是通过将所接收信号的所述时间延迟版本和互补序列对(A,B)的第一互补序列(A)的复制相关来被计算的,
-至少一个第二序列相关子步骤(303s),在每个所述的步骤中,第二相关流是通过将所接收信号和互补序列对(A,B)的第二互补序列(B)的复制相关来被计算的,
-至少一个流求和子步骤(304s),在每个所述的步骤中,结果流是由所述第一相关流和所述第二相关流构成,
-输出流计算步骤(400),其中针对所述至少一个结果流中的每一个获得至少一个输出流,以及
-时间瞬时确定和加权码检索步骤(500),其中,至少一个决定值在瞬时时间从所述至少一个输出流被计算,瞬时时间(kbest)于是通过对所述至少一个决定值取最大值来获得,在该瞬时时间,所接收的信号帧被进行所述时间同步,以及所接收的同步序列所携带的加权码(MCjbest)是通过从所述最大的决定值获得的至少一个所述结果流的彼此分隔N个位置的L个峰值被重获,每个所述至少一个结果流的所述L个峰值的第一个位于所述瞬时时间(kbest),在该瞬时时间所述信号帧被所述时间同步。
10.根据权利要求9的用于同步的方法,其特征在于,所述至少一个结果流计算步骤(300s)包括:
-单个时间偏移子步骤(301s),其中所接收信号的时间延迟版本被计算,
-单个第一序列相关子步骤(302s),其中第一相关流(yA,s(k))是通过将所接收信号的所述时间延迟版本和互补序列对(A,B)的第一互补序列(A)的复制相关来被计算的,
-单个第二序列相关子步骤(303s),其中第二相关流(yB,s(k))是通过将所接收信号和互补序列对(A,B)的第二互补序列(B)的复制相关来被计算的,
-单个流求和子步骤(304s),其中结果流(rs(k))是由所述第一相关流(yA,s(k))和所述第二相关流(yB,s(k))总和构成。
11.根据权利要求9的用于同步的方法,M个频率偏移值是由接收机从可能的频率漂移来预先定义的,其特征在于,所述至少一个结果流计算步骤(300s)包括
-单个时间偏移子步骤(301s),其中所接收信号的时间延迟版本被计算,
-单个第一序列相关子步骤(302s),其中第一相关流(yA,s(k))是通过将所接收信号的所述时间延迟版本和互补序列对(A,B)的第一互补序列(A)的复制相关来被计算的,
-单个第二序列相关子步骤(303s),其中第二相关流(yB,s(k))是通过将所接收信号和互补序列对(A,B)的第二互补序列(B)的复制相关来被计算的,
-M粗略逐序列频率纠正子步骤(305s,m),其中和相同的互补序列有关联的所述第二相关流(yB,s(k))的每个脉冲相位是通过和所述M个频率偏移值之一有关联的恒定值(ΔΦm)被纠正的,以及
-M流求和子步骤(304s,m),其中每个结果流(rs,m(k))是由所述第一相关流(yA,s(k))和所述M个被纠正的第二相关流(yB,s,m(k))总和构成。
12.根据权利要求9的用于同步的方法,M个频率偏移值是由接收机从可能的频率漂移来预先定义的,其特征在于,所述至少一个结果流计算步骤(300s)包括:
-M粗略逐脉冲频率纠正子步骤(306s,m),其中,所接收信号的每个脉冲的每个相位通过斜率和所述M个频率偏移值之一有关联的线性增加值(Δm)被纠正,
-M时间偏移子步骤(301s,m),其中,所述M个被接收以及相位被纠正的信号(ys,m(k))之一的每个时间延迟版本被计算,
-M第一序列相关子步骤(302s,m),其中,通过将所述M个被接收和相位被纠正信号之一的时间延迟版本和互补序列对(A,B)的所述第一互补序列(A)复制相关,以计算每个第一相关流(yA,s,m(k)),
-M第二序列相关子步骤(303s,m),在该步骤中,通过将所述M个被接收和相位被纠正信号之一和互补序列对(A,B)的所述第二互补序列复制相关(B),以计算每个第二相关流(yB,s,m(k)),
-M流求和子步骤(304s,m),其中,每个结果流(rs,m(k))由与相同被接收和相位被纠正信号(ys,m(k))有关的所述M个第二相关流(yB,s,m(k))之一和所述M个第一相关流(yA,s,m(k))构成。
13.根据权利要求9至12之一的用于同步的方法,其特征在于,在瞬时时间确定和加权码检索步骤(500)中,在瞬时时间,针对从每个所述至少一个天线获得的每个所述至少一个输出流的一个决定值被计算。
14.根据权利要求9至12之一的用于同步的方法,其特征在于,在瞬时时间确定和加权码检索步骤(500)中,在瞬时时间,针对所述至少一个输出流的至少一个结合计算决定值,和所述I个加权码之一有关、或和所述M个频率偏移之一以及所述I个加权码之一有关的每个所述至少一个结合,通过从所述至少一个天线所获得得输出流得平方模的和的平方根被定义,所述至少一个天线和同样的加权码有关,或和同样的加权码以及同样的频率有关。
15.根据权利要求13至14之一的用于同步的方法,其特征在于,在瞬时时间确定和加权码检索步骤(500)中,和输出流或输出流结合有关的在瞬时时间被计算的每个决定值,是在所述瞬时时间所评估的所述输出流的或所述结合的输出流的平方范数。
16.根据权利要求13至14之一的用于同步的方法,其特征在于,在瞬时时间确定和加权码检索步骤(500)中,和输出流或输出流结合有关的在瞬时时间被计算的每个决定值是由比率定义的相关品质因子,该比率是在瞬时时间的所述输出流或所述输出流结合的能量除以平均在分别定义在所述瞬时时间之前和之后的两个时间间隔上的所述输出流或所述输出流结合。
17.根据权利要求9至16之一的用于同步的方法,其特征在于,在输出流计算步骤(400)中,对于每个所述至少一个结果流获得I个输出流(zs,m j(k)),和所述至少一个结果流之一有关的所述I个输出流的每一个,是通过将在给定瞬时时间的所述结果流和与所述I个加权码之一有关的脉冲梳形(cpj)相关来被获得的,和加权码有关的梳形的每个脉冲彼此分隔N个位置,所述梳形的每个脉冲通过所述加权码的分量被加权。
18.根据权利要求9至16之一的用于同步的方法,I个加权码的组是可以获得快速变换的正交码组,其特征在于,输出流计算步骤(400)中,对于每个所述至少一个结果流都获得I个输出流(zs,m j(k)),和所述至少一个结果流有关的所述I个输出流的每个都通过处理所述结果流的彼此分隔N个位置的L个脉冲以及所述快速变换来被获得。
19.根据权利要求9至16之一的用于同步的方法,其特征在于,输出流计算步骤(400)中,对于所述至少一个结果流的每个,通过在瞬时时间计算所述结果流的彼此分隔N个位置的L个脉冲的能量和的平方根获得单个输出流(zs,m(k))。
21.根据权利要求20的用于同步的方法,其特征在于秩q的所述至少一个峰值的相位旋转和幅度是通过将所述至少一个秩q的峰值和所述(L-1)个峰值之前的峰值的复共轭(rs,mbest *(kbest))相乘而被纠正,以及所述加权值是所述至少一个单个结果流的(L-1)个峰值之前的峰值的模的平方和的平方根。
22.根据权利要求20的用于同步的方法,其特征在于秩q的所述至少一个峰值的相位旋转和幅度是通过将秩q的所述至少一个峰值和产品相乘而被纠正,该产品是所述(L-1)个峰值之前的峰值的复共轭除以它的模以及所述L个峰值的平均能量的平方根,并且所述加权值是从所述每个所述至少一个单个结果流获得的所述L个峰值的平均能量和的平方根。
23.根据权利要求1至20之一的用于同步的方法,通过每个所述至少一个天线所接收的信号帧在有P个连续路径的多路径信道上被发送,并且被进行时间同步,以及可能被粗略地纠正频率,其特征在于,瞬时时间确定和加权码检索步骤(500)中,所接收信号帧的每个脉冲相位通过针对每个所述至少一个天线所获得的至少P个斜率评估(p,s)的加权平均获得斜率()的线性增加值来被纠正,每个所述P个斜率评估通过所述P个路径系数之一的平方幅度的评估被加权,所述平均的加权值是所述P个路径系数的平方幅度和。
24.根据权利要求23的用于同步的方法,其特征在于,和路径系数有关的每个斜率评估是通过和大于N的所述路径系数有关的逐序列斜率评估(p,s′)的比率来获得的,所述逐序列斜率评估通过和所述路径系数有关的第一和第二相关因子的和(CA,p,s l+CB,p,s l)的相位间的(L-1)差额的平均来定义,并且在第一瞬时时间(l)基于所接收同步序列的分别的第一和第二互补序列的段以及和所述路径系数有关的第一和第二相关因子的和(CA,p,s l+CB,p,s l)被计算,并且在第二瞬时时间(l-1)基于所接收同步序列的分别的第一和第二互补序列的段被计算。
25.根据权利要求1至24之一的用于同步的方法,信号帧被从多个天线被发送,其特征在于发射机以较小的不同时间延迟从每个所述天线发送同样的信号帧。
26.根据权利要求1至25之一的用于同步的方法,其特征在于互补序列是Golay序列。
27.用于发送信号帧到接收机的电信系统的发射机,该接收机适用于从包含在所述信号帧中的同步序列来同步所述信号帧,其特征在于,它包括:
-脉冲发生器(SGM),用于产生一对互补序列(A,B),
-脉冲串创造器(BC),用于从所述互补序列对(A,B)创造L个序列(A)的第一脉冲串和L个序列(B)的第二脉冲串,
-乘法器(WGW),用于将L序列的第一脉冲串秩q的每个互补序列(A)的脉冲和L分量长加权码(MCi)秩q的分量相乘,并用于将L序列的第二脉冲串秩q的每个序列(B)的脉冲和所述加权码(MCi)秩q的相同的分量相乘。
28.根据权利要求27的发射机,其特征在于,通过任一第一或第二互补序列的W比特长循环延长定义的至少一个防护间隔被包含在同步序列(xi(k))中,当所述至少一个防护间隔通过所述第一互补序列(A)被定义时,所述至少一个防护间隔不在所述L序列第一脉冲串的开始就在其结尾,当所述至少一个防护间隔通过所述第二互补序列(B)所定义时,所述至少一个防护间隔不在所述L序列第二脉冲串的开始就在其结尾。
29.根据权利要求27至28之一的发射机,其特征在于,I个加权码的组是可以从中获得快速变换的正交码组。
30.根据权利要求29的发射机,其特征在于,每个加权码是Hadamard码。
31.根据权利要求29的发射机,其特征在于,每个加权码是傅立叶码。
32.根据权利要求29至31之一的发射机,其特征在于,所述加权码和同样的扰码相乘。
33.根据权利要求27至32之一的发射机,发射机被装配了发送信号的多个天线,其特征在于以较小的不同时间延迟从每个所述天线发送同样的信号。
34.用于在时间上同步以及可能地纠正所接收的信号帧的频率的电信系统的接收机,该接收机配备有至少一个天线,每个天线都将用于接收所述信号帧,其特征在于,它包括:
-对于每个所述至少一个天线,装置(RSM)用于从通过一个或多个天线所接收的信号中获得至少一个结果流,所述装置(RSM)包括
-至少一个时间偏移器(TSV),用于计算所接收信号的时间延迟版本,
-至少一个第一相关器(FCS1),用于将所接收信号的时间延迟版本和互补序列对((A,B))的第一互补序列(A)的复制相关,
-至少一个第二相关器(FCS2),用于将所接收信号的时间延迟版本和互补序列对((A,B))的第一互补序列(A)的复制相关,
-至少一个相关流结合器(SA),用于由第一相关流和第二相关流形成结果流,
-结果流结合器(RSC),用于针对所述至少一个结果流中的每一个获得至少一个输出流,
-装置(DV),用于在瞬时时间从所述至少一个输出流或至少一个所述输出流的结合计算至少一个决定值,和
一装置(DVM),用于对所述至少一个决定值取最大值。
35.根据权利要求34的接收机,其特征在于所述至少一个第一和第二相关器(RCS1,FCS2)是延长Golay相关器。
36.根据权利要求34或35之一的接收机,其特征在于还包括装置(CFM1),用于通过和预定频率偏移值有关联的恒定值在频率上纠正和同样的互补序列有关联的第二相关流的脉冲相位。
37.根据权利要求34或35之一的接收机,其特征在于包括装置(CFM2),用于通过斜率和预定频率偏移值有关联的线性增加值纠正所接收信号的每个脉冲相位。
38.根据权利要求34或37之一的接收机,其特征在于在分别和输出流或输出流结合有关联的瞬时时间被计算的每个决定值,是在分别在所述瞬时时间的被评估的所述输出流或输出流结合的平方范数。
39.根据权利要求34或38之一的接收机,其特征在于在分别和输出流或输出流结合有关联的瞬时时间被计算的每个决定值是由比率定义相关品质因子,该比率是分别在瞬时时间的所述输出流或所述输出流结合的能量除以平均在分别定义在所述瞬时时间之前和之后的两个时间间隔上的分别的所述输出流或所述输出流结合。
40.根据权利要求34或39之一的接收机,其特征在于结果流结合器(RSC)是相关器(COj)束,每个都计划用于在给定施加将结果流与和加权码有关的脉冲梳形相关。
41.根据权利要求34或39之一的接收机,I个加权码的组是从中可获得快速变换的正交码组,其特征在于结果流结合器(RSC)包括装置,用于处理结果流的彼此分隔N个位置的L个脉冲和所述快速变换。
42.根据权利要求34或39之一的接收机,其特征在于结果流结合器(RSC)包括装置,用于在瞬时时间计算所述结果流的彼此分隔N个位置的L个脉冲的能量和的平方根。
43.根据权利要求42的接收机,在所述I个加权码的每一个的第一分量之后的(L-1)个分量的每一个都进行和它的第一个分量不同的编码,该信号帧可能被纠正频率,和每个所述至少一个天线有关的以及从所述最大的决定值被获得的单个结果流的彼此分隔N个位置的L个峰值被考虑,所述L个峰值的第一个位于信号帧被在时间上同步化的瞬时时间,其特征在于进一步包括加权码检索器(WCR),其包括装置,用于从通过加权值被纠正了相位旋转和幅度的所述至少一个单个结果流秩q的峰值和的产品,获得所接收信号帧所携带的加权码秩q分量的软评估。
44.根据权利要求34至43之一的接收机,其特征在于还包括装置,用于通过线性增加值纠正所接收信号帧的每个脉冲相位,该线性增加值的斜率是针对每个所述至少一个天线所获的至少P个斜率评估的加权平均,每个P个斜率评估是通过所述P个路径系数之一的幅度平方评估被加权,所述平均的加权值是所述P个路径系数的幅度平方和。
45.信号帧,被从电信系统的发射机向用于从包括在所述信号帧中的同步序列(xi(k))同步所述信号帧的接收机发送,其特征在于,该同步序列(xi(k))由L个互补序列的第一和第二脉冲串串联而成,所述L个序列的第一脉冲串是通过互补序列对((A,B))的第一个N个脉冲互补序列(A)L次串联获得的,所述L个序列的第二脉冲串是通过所述互补序列对的第二个N个脉冲互补序列(B)L次串联获得的,L个序列的第一脉冲串秩q的每个互补序列(A)的脉冲和属于接收机预知的I个加权码组的L个分量长加权码(MCi)秩q的分量相乘,以及L个序列的第二脉冲串秩q的每个序列脉冲和所述加权码(MCi)秩q的相同分量相乘。
46.根据权利要求45的信号帧,其特征在于,所述同步序列(xi(k))进一步包括通过第一或第二互补序列任一的W比特长循环延长所定义的至少一个防护间隔,当所述至少一个防护间隔是从第一互补序列(A)被定义时,所述至少一个防护间隔位于L个序列的第一脉冲串的开头或结尾任一,当所述至少一个防护间隔是从第二互补序列(B)被定义时,所述至少一个防护间隔位于L个序列的第二脉冲串的开头或结尾任一。
47.根据权利要求45或46之一的信号帧,加权码(MCi)属于I个加权码的组,其特征在于,该I个加权码组是可以从中获得快速变换的正交码组。
48.根据权利要求45至47之一的信号帧,其特征在于该加权码和同样的干扰码相乘。
49.包括至少一个如权利要求27至33之一的发射机的电信系统,所述至少一个发射机被用于发送信号帧到至少一个所述电信系统的接收机。
50.根据权利要求49的电信系统,其特征在于至少一个接收机是如权利要求34至44之一所限定的。
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130403 Termination date: 20140403 |