CN101467413A - 无线通信系统的前导结构和捕获 - Google Patents

Abstract

本发明提供了使用层次导频结构在TDM导频中发送扇区/系统信息的技术。基站在多个TDM导频中发送扇区/系统信息的多个比特组。在给定的TDM导频中发送的比特组包括在较早TDM导频中发送的比特。在一种设计中，基站根据第一个比特组生成第一个TDM导频，根据包括第一个比特组的第二个比特组生成第二个TDM导频，根据信息的所有比特生成第三个TDM导频，并发送所述各个TDM导频。终端进行检测，以便获得第一个TDM导频的第一个检测值，根据第一个检测值进行检测，以便获得第二个TDM导频的第二个检测值，根据第一个和第二个检测值进行检测，以便获得第三个TDM导频的第三个检测值。

Description

无线通信系统的前导结构和捕获

本申请要求于2006年6月13日递交的、名称为“HANDOFFSELECTION FOR WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS”、序号为60/813,483的美国临时申请的优先权，该临时申请已经转让给本申请的受让人，故以引用方式将其明确地并入本文。

技术领域

概括地说，本发明涉及通信，具体地说，本发明涉及无线通信系统的捕获技术。

背景技术

为了提供诸如语音、视频、分组数据、消息、广播之类的各种通信服务，广泛部署了无线通信系统。这些系统是通过共享可用系统资源能够支持多个用户相通信的多接入系统。这种多接入系统的例子包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交FDMA(OFDMA)系统以及单载波FDMA(SC-FDMA)系统。

无线通信系统包括支持多个终端相通信的多个基站。终端(例如，蜂窝电话)在给定的时刻位于零个、一个或多个基站的覆盖范围内。终端可能刚刚启动，或不在覆盖区，从而不知道可以接收到哪个基站。终端执行捕获以便检测基站并获得检测到的基站的时间和其他信息。终端使用所获得的信息通过检测到的基站接入系统。

每个基站发送传输以便帮助终端进行捕获。这些传输为开销，应尽量高效地进行发送。此外，传输应使终端能够尽快地并尽量稳健地进行捕获。

发明内容

本文描述由基站在时分复用(TDM)导频中发送扇区/系统信息的技术。本文也描述了由终端从TDM导频中捕获扇区/系统信息的技术。在一方面，使用层次导频结构在TDM导频中发送扇区/系统信息。对于层次导频结构，扇区/系统信息的多个比特组在多个TDM导频中发送，在给定TDM导频中发送的比特组包括在一个或多个先前TDM导频中发送的比特。层次导频结构可降低终端的捕获复杂度并提高终端的检测性能，同时允许发送相对较大量比特的扇区/系统信息。

在一个3级层次导频结构的设计中，基站根据扇区/系统信息的第一个比特组生成第一个TDM导频。基站根据扇区/系统信息的第二个比特组生成第二个TDM导频，其中第二个比特组包括第一个比特组。基站根据扇区/系统信息的全部比特生成第三个TDM导频。在周期性发射的前导段中，基站分别在第一个、第二个和第三个时间间隔发送第一个、第二个和第三个TDM导频。

终端对第一个TDM导频进行检测，以便获得在第一个TDM导频中发送的第一个比特组的第一个检测值。终端根据第一个检测值对第二个TDM导频进行检测，以便获得在第二个TDM导频中发送的第二个比特组的第二个检测值。终端根据第一个和第二个检测值对第三个TDM导频进行检测，以便获得在第三个TDM导频中发送的扇区/系统信息的全部比特的第三个检测值。

下文中将描述2级层次导频结构和非层次导频结构。在下文中，也将详细描述本发明的各个方面和特征。

附图说明

图1描绘了无线通信系统。

图2描绘了超帧结构和前导结构的设计。

图3描绘了频域中的TDM导频1、2、3的设计。

图4A描绘了3级层次导频结构的设计。

图4B描绘了2级层次导频结构的设计。

图4C描绘了3级非层次导频结构的设计。

图5为描绘了基站和终端的框图

图6为描绘了基站的发射(TX)导频处理器和调制器的框图。

图7为描绘了终端处的捕获处理器的框图。

图8描绘了由基站执行的发送TDM导频的过程。

图9描绘了发送TDM导频的装置。

图10描绘了由终端执行的接收TDM导频的过程。

图11描绘了接收TDM导频的装置。

具体实施方式

图1示出了具有多个基站110和多个终端120的无线通信系统100。基站为与终端相通信的站。基站也可称为(并包括以下各项的一些或全部功能)接入点、节点B、演进型节点B等。每个基站110为特定地理区域102提供通信覆盖。根据上下文，术语“小区”指的是基站和/或其覆盖区域。为了提高系统能力，将基站覆盖区域划分成多个较小的区域，例如，三个较小的区域104a、104b和104c。每个较小的区域由各自的基站收发机(BTS)服务。根据上下文，术语“扇区”指的是BTS和/或其覆盖范围。对于进行扇区划分的小区，该小区的所有扇区的BTS通常在小区的基站中是共处一区的。本文描述的技术可用于具有进行扇区划分的小区的系统和具有未进行扇区划分的小区的系统。为了清楚起见，下文描述具有进行扇区划分的小区的系统。

终端120通常分散在整个系统中，每个终端可以是固定的或移动的。终端也可以称为(并具备以下各项的一些或全部功能)接入终端、移动站、用户设备、用户单元、站等。终端可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线设备、无线调制解调器、手持设备、笔记本电脑等。在任一给定的时刻，终端在前向链路和/或反向链路上与零个、一个或多个基站相通信。前向链路(或下行链路)是指从基站到终端的通信链路，反向链路(或上行链路)是指从终端到基站的通信链路。

对于集中式架构而言，系统控制器130与基站110相耦合，并对这些基站进行协调和控制。系统控制器130可以是单个网络实体或多个网络实体的集合。对于分布式架构而言，如果需要的化，多个基站110可以相互通信。

本文公开的技术可用于诸如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA以及SC-FDMA系统的各种无线通信系统。CDMA系统使用码分复用(CDM)并利用不同的正交码来发送传输。TDMA系统使用时分复用(TDM)并在不同的时隙中发送传输。FDMA系统使用频分复用(FDM)并在不同的子载波上发送传输。OFDMA使用正交频分复用(OFDM)，SC-FDMA系统使用单载波频分复用(SC-FDM)。OFDM和SC-FDM将系统带宽划分为多个正交子载波，也可将“正交子载波”称为音调、频率段等。使用数据对每个子载波进行调制。通常，调制符号在频域中利用OFDM进行发送，在时域中利用SC-FDM进行发送。该技术也可在使用多种复用方案相结合的无线通信系统中使用，这些方案的结合例如：CDMA和OFDM，或OFDM和SC-FDM等。为了方便起见，在下文中，将通过在前向链路上使用OFDM的系统对该技术的某些方面进行描述。

系统100可使用超帧结构，用于在从基站到终端的前向链路上发送传输。超帧结构以多种方式进行定义并包括多个域。

图2示出了用于前向链路的超帧结构200的设计。在这一设计中，将传输时间线划分为多个超帧单元。每个超帧占用一定的时间段，该时间段可以是固定的或可配置的。每个超帧包括前导段，该前导段后面是Q个帧，其中，通常Q≥1，在一个设计中，Q＝24。前导段携带导频和开销信息，该导频和开销信息使终端能够捕获正在传输的基站，接收前向链路控制信道并随后接入系统。每个帧携带业务数据和/或信令，并可占用预先确定的时间段。

图2也示出了前导段的设计。在这一设计中，前导段占用了八个OFDM符号(为其编号1到8)。前五个OFDM符号(编号为1到5)用于一个或多个主要广播信道(pBCH)。pBCH携带(i)配置相关参数的信息，诸如子载波总数、保护子载波数、系统时间等等，以及(ii)扇区相关参数，诸如跳频结构、导频结构、控制信道结构、发射天线数等。最后三个OFDM符号(编号为6、7、8)分别用于TDM导频1、2、3。TDM导频携带扇区/系统信息并用于通过信道试图接入系统来进行捕获。在图2所示的设计中，TDM导频在每个超帧的前导段中周期性地发送，每个TDM导频在一个OFDM周期中发送。

图2示出了前向链路的特定超帧结构和特定前导结构。通常，超帧可占用任意的时间段并可包括任意数量的帧和其他域。前导段也可占用任意的时间段并包括任意数量的域。前导段可包括任意数量的TDM导频，例如，两个、三个、四个或其他数量的TDM导频。每个TDM导频可占用任意数量的OFDM符号周期。为了清楚起见，下文中的描述假设在前导段中发送了三个TDM导频。

TDM导频1、2和3被设计来促进终端进行的捕获。终端使用TDM导频1来检测前导段的存在并获得粗略时间和频率。终端使用TDM导频1、2和/或3来获得扇区/系统信息。

图3示出了频域中的TDM导频1、2和3的设计。在这一设计中，TDM导频1在每N₁个子载波上发送，TDM导频2在每N₂个子载波上发送，TDM导频3在每N₃个子载波上发送，其中N₁、N₂和N₃都是任意整数(1或者更大)。例如，对于TDM导频p，其中p∈{1，2，3}，N_p等于2，TDM导频p在具有奇数或偶数索引的K/2个子载波上发送。信号值为零的零符号在不用于TDM导频的子载波上发送。对于给定的TDM导频，在频域中在每N_p个子载波上发送导频符号，使时域中出现相同TDM导频波形的N_p个拷贝。这一波形包括L_p＝K/N_p个抽样，并通过对用于TDM导频的L_p个子载波上发送的L_p个导频符号进行L_p点快速傅立叶变换(FFT)获得。

通常，在N_p＝1时，每个TDM导频在所有K个子载波上发送，在N_p>1时，在K个子载波的一个子集上发送。TDM导频可以使用相同数量的子载波发送，或使用不同数量的子载波发送。TDM导频也可在相同的子载波上发送或在不同的子载波上发送。

扇区/系统信息在TDM导频中发送。通常，扇区/系统信息包括诸如扇区相关信息、系统信息等等的任意类型的信息。扇区相关信息包括扇区标识符(ID)和优选的载波索引等，该扇区ID标识要发送TDM导频的扇区，优选的载波索引表示扇区优选的载波，并用于帮助终端进行切换。系统信息包括模式标记、循环前缀长度、系统时间等，模式标记指示：系统是在同步模式还是异步模式下运行。扇区/系统信息可用于接收由扇区发送的与该扇区相通信的前向链路传输。扇区/系统信息包括M个比特，其中，通常M为任意整数值，在一个设计中，M＝12。

在一方面，使用层次导频结构在TDM导频中发送扇区/系统信息。对于层次导频结构而言，扇区/系统信息的多个比特组在多个TDM导频中发送，在给定的TDM导频中发送的比特组包括在一个或多个较早的TDM导频中发送的比特。层次导频结构可降低捕获复杂度并提高终端检测性能，同时发送较大数量比特的扇区/系统信息。下面将描述一些层次导频设计。

图4A示出了3级层次导频结构400的设计。在这一设计中，将扇区/系统信息的M个比特划分为M₁个最低有效位(LSB)、M₂个较高有效位和M₃个最高有效位(MSB)，其中M＝M₁+M₂+M₃。通常，M、M₁、M₂和M₃均为任意整数。在一个设计中，M＝12、M₁＝2、M₂＝6、M₃＝4。M、M₁、M₂和M₃也可使用其他值。

扇区/系统信息的M₁个LSB在TDM导频1中发送。例如，将M₁个LSB用作伪随机数(PN)生成器的种子值(seed value)，PN生成器的PN序列可用于生成TDM导频1的导频符号。扇区/系统信息的M₁+M₂个LSB在TDM导频2中发送，例如，通过将M₁+M₂个LSB作为PN生成器的种子，并使用得出的PN序列来生成TDM导频2的导频符号。扇区/系统信息的全部M个比特在TDM导频3中发送，例如，通过将全部M个比特作为PN生成器的种子，并使用得出的PN序列来生成TDM导频3的导频符号。从而，使用由扇区/系统信息的不同部分生成的不同PN序列对TDM导频1、2和3“加扰”，其中，每个部分包括一些或全部扇区/系统信息。

如图3所示，TDM导频1在每N₁个子载波上发送。在这种情况下，为TDM导频1发送相同波形的N₁个拷贝。在第一个波形拷贝之前附加循环前缀(CP)。TDM导频2在每N₂个子载波上发送。在这种情况下，为TDM导频2发送相同波形的N₂个拷贝。TDM导频3在每N₃个子载波上发送。在这种情况下，为TDM导频3发送相同波形的N₃个拷贝。每个波形是复数抽样的一个特定序列。

在M＝12的一个设计中，利用信息的M₁＝2个比特对TDM导频1加扰，并具有4个可能值，利用信息的M₁+M₂＝8个比特对TDM导频2加扰，并具有256个可能值，利用信息的M＝12个比特对TDM导频3加扰，并具有4096个可能值。终端对TDM导频1进行处理并检测TDM导频1的4个可能值之一。随后，终端对TDM导频2进行处理，并检测64个可能值中与TDM导频1的检测值V₁相关的一个。随后，终端对TDM导频3进行处理，并检测16个可能值中分别与TDM导频1和2的检测值V₁和V₂相关的一个。通过在三个阶段进行捕获，终端通过仅检验84个假设就检测出12比特扇区/系统信息的4096个可能值之一，这84个假设包括TDM导频1的4个假设，TDM导频2的64个假设，和TDM导频3的16个假设。使用层次导频结构，会大大降低捕获的复杂度。

图4B为2级层次导频结构410的设计。在这一设计中，将扇区/系统信息的M个比特划分为M_a个MSB和M_b个LSB，其中M＝M_a+M_b。通常，M、M_a和M_b可以是任意整数值。发送TDM导频1，不携带任何扇区/系统信息，TDM导频1对于系统中的全部扇区是通用的。例如，通过将M_a个MSB作为PN生成器的种子，并使用得出的PN序列来生成TDM导频2的导频符号，在TDM导频2中发送扇区/系统信息的M_a个MSB。例如，通过将全部M个比特作为PN生成器的种子，并使用得出的PN序列来生成TDM导频3的导频符号，在TDM导频3中发送扇区/系统信息的全部M个比特。

终端对TDM导频1进行处理，以进行前导段检测以及粗略时间和频率捕获。随后，终端对TDM导频2进行处理，并检测出TDM导频2的个可能值之一。随后，终端对TDM导频3进行处理，并检测出与TDM导频2的检测值V_a相关联的

个可能值之一。通过分两个阶段执行捕获，终端通过仅检验

个假设，就能够检测出扇区/系统信息的

个可能值之一。

在图4A和图4B所示的层次导频设计中，包含扇区/系统信息的每个TDM导频携带(i)(如果存在先前TDM导频的话)在先前TDM导频中发送的全部信息比特，(ii)未在先前TDM导频中发送的附加信息比特。在另一个设计中，在TDM导频1中发送M₁个比特，在TDM导频2中发送M₂个比特，在TDM导频3中发送全部M个比特。在又一设计中，在TDM导频1中发送M₁个比特，在TDM导频2中发送M₁和M₂个比特，在TDM导频3中发送M₂和M₃个比特。各种其他层次导频设计也是可行的。通常，对于层次导频而言，在多个TDM导频中发送扇区/系统信息的至少一个比特，至少一个TDM导频携带在先前TDM导频中发送的至少一个比特。

层次导频通过降低误报的可能性来改善检测性能。例如，在图4A所示的设计中，干扰扇区与期望扇区具有相同的M₂比特，但是具有不同的M₁比特。在这种情况下，因为M₁和M₂比特是在TDM导频2中发送的，而只有期望扇区与M₁和M₂比特都匹配，相比之下，干扰扇区与M₂比特匹配，而与M₁比特不匹配，所以可排除干扰扇区。

扇区/系统信息也可在非层次导频结构中发送。对于非层次导频结构而言，扇区/系统信息的每个比特仅在一个TDM导频中发送。从而，TDM导频携带扇区/系统信息的非重叠比特组。

图4C示出了3级非层次导频结构420的设计。在这一设计中，在TDM导频1中发送扇区/系统信息的M₁个LSB。在TDM导频2中发送扇区/系统信息的M₂个较高有效位。在TDM导频3中发送扇区/系统信息的M₃个MSB。

图4A、4B和4C示出了层次和非层次导频结构的一些示例性设计。也可以定义各种其他导频结构。通常，导频结构包括任意级数，并且在每个TDM导频中发送扇区/系统信息的任何比特组。

在上述设计中，使用扇区/系统信息的一些或全部比特来生成PN序列，随后，使用该PN序列来生成TDM导频的导频符号。也可以以其他方式在TDM导频中发送扇区/系统信息。通常，希望以这样的方式发送扇区/系统信息，即每个扇区的TDM导频对于其他扇区呈现随机性。这样使扇区间干扰随机化，从而改善检测性能。

图5示出了基站110和终端120的设计的框图，110和120是图1中所示的基站或终端之一。为了简单起见，在图5中仅示出了用于前向链路上的传输的处理单元。为了简单起见，基站110和终端120都配备有单个天线。

在基站110处，TX导频处理器510根据扇区/系统信息来生成TDM导频的导频符号。本文中使用的导频符号是用于导频的符号，数据符号是用于数据的符号，零符号是信号值为零的符号，符号通常为复数值。数据和导频符号是根据诸如PSK、QAM等的调制方案的调制符号。通常，导频是发射机和接收机都先验已知的数据。然而，导频符号具有接收机没有先验已知的扇区/系统信息。TX数据处理器520接收业务数据和信令数据，对接收到的数据进行处理，并提供数据符号。调制器(MOD)522对(例如，OFDM的)数据和导频符号进行调制，并提供输出抽样。发射机(TMTR)524处理(例如，转换为模拟、放大、过滤和上变频)输出抽样，并生成前向链路信号，前向链路信号经由天线526发射。

在终端120处，天线552从基站110接收前向链路信号，并向接收机(RCVR)554提供接收到的信号。接收机554处理(例如，过滤、放大、下变频和数字化)接收到的信号，并提供接收到的抽样。捕获处理器560根据TDM导频进行捕获，并提供时间、频率和扇区/系统信息。解调器(DEMOD)570对接收到的抽样(例如，OFDM)进行解调以获得数据符号估计。接收(RX)数据处理器572采用与TX数据处理器520的处理互补的方式对数据符号估计进行处理，并提供解码数据。

控制器530和580分别管理基站110和终端120的运行。存储器532和582分别存储基站110和终端120的程序代码和数据。

图6示出了在图5中基站110处的TX导频处理器510和调制器522的设计框图。在处理器510中，单元612接收扇区的扇区/系统信息和用于指示是否正在发送TDM导频1、2或3的TDM导频索引。在一个设计中，单元612直接提供扇区/系统信息。在这一设计中，TDM导频是静态的，即从一个超帧到另一个超帧不会发生变化。在另一个设计中，单元612根据系统时间来改变扇区/系统信息，例如，超帧索引。在这一设计中，TDM导频从一个超帧到另一个超帧发生了变化，使得由于TDM导频的干扰随机化。在这一设计中，在给定扇区y中的终端察觉到来自其它扇区的TDM导频的随机干扰。这使终端能够对多于一个超帧内的扇区y的TDM导频进行相关，以便检测来自扇区y的弱前导段。

在任何情况下，单元612为TDM导频p提供扇区/系统信息的M_p个比特，其中p∈{1，2，3}，并且0≤M_p≤M。在图4A所示的设计中，单元612为TDM导频1提供扇区/系统信息的M₁个LSB，为TDM导频2提供扇区/系统信息的M₁+M₂个LSB，以及为TDM导频3提供扇区/系统信息的全部M个比特。对于图4B中所示的设计，单元612为TDM导频1提供零比特，为TDM导频2提供扇区/系统信息的M_a个MSB，以及为TDM导频3提供扇区/系统信息的全部M个比特。在其他设计中，单元612为TDM导频提供其它组信息比特。

PN生成器614根据从单元612接收的M_p个信息比特来生成TDM导频p的PN序列。加扰器616根据从PN生成器614接收的PN序列来生成TDM导频p的导频符号。加扰器616根据PN序列中的比特来形成多个B比特组，利用调制方案将每个B比特组映射到调制信号，并为多个B比特组提供调制符号，作为TDM导频p的导频符号。对于BPSK，B等于1，对于QPSK，B等于2，等等。加扰器616可使用PN序列对已知的调制符号进行加扰，以生成导频符号。符号至子载波映射器618将TDM导频p的导频符号映射到用于TDM导频的p的子载波，将零符号映射到剩余的子载波，并向调制器522提供K个全部子载波的K个输出符号。

在调制器522中，多路复用器(Mux)从TX导频处理器510和TX数据处理器520接收输出符号，在TDM导频间隔提供来自处理器510的输出符号，并在其他间隔提供来自处理器520的输出符号。在每个OFDM符号周期，FFT单元624对K个全部子载波的K个输出符号进行K点FFT，以获得K个时域抽样。如果将导频符号映射到等距子载波上，则K个抽样包括波形的多个拷贝(如图3、4A、4B、4C中所示)。通过复制最后C个抽样，并将那C个复制的抽样附加到K个抽样的前面，单元626在K个抽样前附加循环前缀，其中C为循环前缀长度。

终端120以各种方式，根据TDM导频进行捕获。从接收机554接收的抽样表示为：

r_i＝x_i+n_i                   公式(1)

其中x_i为基站110在样本周期i中发送的抽样，

r_i为终端120在样本周期i中接收的抽样，

n_i为样本周期i中的噪声。

为TDM导频1发送相同波形的多个拷贝，例如，如图4A和图4B中所示。在这种情况下，终端110执行延迟相关，以便检测TDM导频1，如下所示：

$C_i={|\underset{j=0}{\overset{L_1-1}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{i-j-L_1}\·r_{i-j}^{*}|}^2$                   公式(2)

其中C_i为样本周期i的延迟相关结果，

L₁为TDM导频1的波形长度，

“*”表示复共轭。

公式(2)中的延迟相关在无需信道估计的情况下消除了无线信道的效应，并且进一步相干地组合TDM导频1的整个波形长度的接收能量。进行滑动延迟相关，以便获得每个抽样周期i的延迟相关结果C_i。将C_i与门限C_th相比较，以便检测TDM导频1。例如，如果C_i超过C_th并且大于C_th一个预定百分比L₁，则断定为TDM导频1。提供得出最大值C_i的抽样周期作为粗略时间，该粗略时间指示TDM导频1的位置。

粗略频率误差估计Δf可如下得出：

$\mathrm{\Δf}=\frac{1}{2\mathrm{\π}\·L_1\·T_{\mathrm{sample}}}\·\arctan [\underset{j=0}{\overset{L_1-1}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{i-j-L_1}\·r_{i-j}^{*}]$            公式(3)

其中，T_sample为一个抽样周期。数值

表示从抽样

到抽样r_i-j的相移，该相移为L₁个抽样周期延迟。公式(3)中的求和表示整个L₁个抽样周期的平均相移。被2π·L₁·T_sample除提供了每抽样的频率误差估计，单位为弧度。

使用频率误差估计Δf来调整本地振荡器(LO)信号的频率，接收机554将该LO信号的频率用于下变频。接收机554的接收抽样也旋转Δf，以便消除频率误差。也可以以其他方式消除频率误差。

在获得粗略时间之后，可捕获携带扇区/系统信息的第一个TDM导频，从而获得TDM导频的波形的至少一个拷贝。这一第一个TDM导频是图4A中所示设计的TDM导频1，是图4B中所示设计的TDM导频2。下文中，将检测的TDM导频称为TDM导频p，其中p∈{1，2，3}。TDM导频p包括相同波形的N_p个拷贝，并且波形包括L_p个抽样。对高达N_p个波形拷贝进行捕获和处理，以检测在TDM导频p中发送的信息比特。例如，如果TDM导频p包括波形的两个拷贝，则对于一个完整的波形拷贝而言，从检测的OFDM符号边界开始的大约1/4 OFDM符号周期对TDM导频p进行抽样，在1/2 OFDM符号周期对TDM导频p进行抽样，以便获得K/2个捕获抽样。为了简单起见，在下文的描述中，假设捕获并处理TDM导频p的波形的一个拷贝。

噪声估计σ²可根据TDM导频p的L_p个捕获抽样得出，如下所示：

${\mathrm{\σ}}^2=\frac{1}{L_p}\·\underset{j}{\overset{L_p}{\mathrm{\Σ}}}{\left|r_j\right|}^2$               公式(4)

其中r_j为TDM导频p的第j个捕获抽样。

在TDM导频p中发送扇区/系统信息的M_p个比特。为了确定在TDM导频p中发送的M_p个比特的值，可以为已经在TDM导频p中发送的每个可能值计算判定度量。将具有最好的判定度量的值判定为TDM导频p中发送的值。可以以各种方式检测传输值。

在一个设计中，使用FFT将L_p个捕获抽样变换到频域，以便获得L_p个接收符号。对于与假设已经在TDM导频p中发送的不同值m相对应的每个假设，其中 $0\&le;m<2^{M_p}$ ，对于正在检测的第一个TDM导频而言，生成假设值m的PN序列。使用PN序列对L_p个接收符号进行解扰，使用IFFT将L_p个解扰符号变换回时域，以获得L_p个解扰抽样。对假设值m计算检测度量E_m，如下所示：

$E_m=\underset{j}{\overset{L_p}{\mathrm{\&Sigma;}}}|{\left|c_{j,m}\right|}^2-\mathrm{\&eta;}\&CenterDot;{\mathrm{\&sigma;}}^2|$   或                公式(5)

$E_m=\underset{\{j,{\left|c_{j,m}\right|}^2>\mathrm{\&eta;}\&CenterDot;{\mathrm{\&sigma;}}^2\}}{\overset{L_p}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|c_{j,m}\right|}^2$

其中c_j，m为假设值m的第j个解扰抽样

η为预定因数。

对已经在TDM导频p中发送的

个可能值中的每一个计算检测度量。将

个检测度量表示为E_m，其中 $m=\mathrm{0,1},...,2^{M_p}-1.$ 具有最大检测度量的假设值表示为检测值V_p，该检测值V_p被认定是由在TDM导频p中携带的M_p比特发送的值。

对携带一些或全部扇区/系统信息的每个后续的TDM导频重复上述检测过程。对于每个TDM导频，所有先前检测的TDM导频的检测值用于形成在该TDM导频中发送的比特的所有可能值。

对于图4A中所示的设计，使用在TDM导频1中发送的M₁个信息比特的检测值V₁来形成在TDM导频2中发送的

个可能的(M₁+M₂)比特值。TDM导频2的每个可能值包括TDM导频1的检测值V₁和在TDM导频2中发送的M₂个新比特的假设值m，其中 $0\&le;m<2^{M_2}.$ 同样的，使用在TDM导频1中发送的M₁个信息比特的检测值V1和在TDM导频2中发送的M₂个信息比特的检测值V₂，来形成在TDM导频3中发送的

个可能的M比特值。TDM导频3的每个可能值包括TDM导频1的检测值V₁、TDM导频2的检测值V₂，和在TDM导频3中发送的M₃个新比特的假设值m，其中 $0\&le;m<2^{M_3}.$

对于图4B中所示的设计，使用在TDM导频2中发送的M_a个信息比特的检测值V_a，来形成在TDM导频3中发送的

个可能的M比特值。TDM导频3的每个可能值包括TDM导频2的检测值V_a和在TDM导频3中发送的M_b个新比特的假设值m，其中 $0\&le;m<2^{M_b}.$

对于每个TDM导频p，计算TDM导频p的全部可能值的检测度量，例如，如公式(4)和(5)中所示。将具有最大检测度量的假设值表示为TDM导频p的检测值。

图7示出了在图5中的终端120处的捕获处理器560的设计框图。在处理器560中，延迟相关器712从接收机554获得接收抽样，并执行滑动延迟相关，如公式(2)中所示。TDM导频检测器714从延迟相关器712接收相关结果C_i，并检测TDM导频1。在检测TDM导频1之后，检测器714根据在TDM导频1的检测中得出的接收抽样，来确定粗略时间和频率误差估计Δf。

旋转器722根据频率误差估计Δf对接收抽样进行旋转，并提供已消除频率误差的旋转抽样。对于携带扇区/系统信息的每个TDM导频，单元724根据检测器714的粗略时间，捕获该TDM导频的波形的一个或多个拷贝的抽样。单元726导出捕获抽样的噪声估计，如公式(4)所示。FFT单元728对捕获抽样执行FFT，并提供接收抽样。PN生成器730生成在正在检测的TDM导频中发送的每个可能值的PN序列。当前正在检测的TDM导频的PN序列取决于先前检测的TDM导频的检测值(如果存在的话)。对于每个假设值m，解扰器732使用相应的PN序列对接收符号进行解扰，并提供解扰符号。解扰器732使用PN序列，根本上消除了对接收符号的调制。如果本地生成的PN序列不是正在检测的TDM导频中发送的PN序列，则解扰符号很可能包括噪声。IFFT单元734对解扰符号执行IFFT，并提供解扰抽样c_j，m。

单元736根据解扰抽样和噪声估计量，计算每个假设值m的检测度量Em，如公式(5)中所示。检测器738接收在正在检测的TDM导频中发送的所有可能值的检测度量E_m。检测器738识别出具有最大检测度量的假设值，并提供这一值作为正在检测的TDM导频的检测值V_p。PN生成器730从检测器738接收检测值V_p，并使用这个值来生成将要检测的下一个TDM导频的PN序列。在检测了全部TDM导频之后，检测器738提供最后的检测值，作为恢复的扇区/系统信息。

图7示出了执行TDM导频检测的一个设计。在另一个设计中，给定TDM导频的捕获抽样与已经为这个TDM导频发送的每个可能的波形相关。根据TDM导频的不同假设值来生成不同的可能波形。提供具有最大相关结果的假设值，作为TDM导频的检测值。也可以以其他方式执行对TDM导频的检测。

在检测了全部TDM导频之后，使用一个或多个TDM导频得出精细时间和/或精细频率误差估计。根据精细时间和/或精细频率误差估计来接收和处理OFDM符号。

图8示出了由基站进行的发送TDM导频的过程800的示意图。根据在多个导频中发送的信息的不同比特组，生成多个导频，其中，每个比特组包括正在发送的信息的一些或全部比特(方框812)。正在发送的信息包括扇区相关信息、系统信息等等。连续地在多个时间间隔中发送多个导频(方框814)。

对于层次导频结构而言，多个导频携带重叠的比特组，如图4A和图4B中所示。在每个导频中发送的比特组包括在较早发射的导频中发送的比特(如果存在的话)，以及尚未发送的附加比特。对于2级层次导频结构而言，根据信息的一些比特来生成第一个导频，根据信息的全部比特来生成第二个比特。对于3级层次导频结构而言，根据第一组比特来生成第一个导频；根据第二组比特来生成第二个导频，其中第二组比特包括第一组比特；根据信息的全部比特来生成第三个导频。对于非层次导频结构而言，多个导频携带信息的不重叠比特组，如图4C中所示。

对于每个导频而言，根据在导频中正在发送的比特组，生成PN序列。根据PN序列来生成导频符号，并将导频符号映射到用于导频的子载波。变换经过映射的导频符号，以获得导频的抽样序列。给定的导频包括波形的一个或多个拷贝。

图9示出了用于发送TDM导频的装置900的设计。装置900包括：根据正在多个导频中发送的信息的不同比特组来生成多个导频的模块(模块912)，其中每个比特组包括正在发送的信息的一些或全部比特；以及用于连续地在多个时间间隔中发送多个导频的模块(模块914)。

图10示出了由终端执行的接收TDM导频的过程1000的设计。在多个时间间隔中接收多个导频(方框1012)。多个导频携带在导频中发送的信息的不同比特组，其中每个比特组包括信息的一些或全部比特。执行检测，以恢复在多个导频的每一个中发送的比特组(方框1014)。

对于层次导频结构而言，根据先前检测的导频的检测值(如果存在的话)，对每个导频进行检测，以便获得正在检测的导频中发送的比特组的检测值。对于2级层次导频结构而言，对第一个导频进行检测，以便获得在第一个导频中发送的第一组比特的第一个检测值。根据第一个检测值对第二个导频进行检测，以便获得信息的全部比特的第二个检测值。对于3级层次导频结构而言，对第一个导频进行检测，以便获得在第一个导频中发送的第一组比特的第一个检测值。根据第一个检测值对第二个导频进行检测，以便获得在第二个导频中发送的第二组比特的第二个检测值，其中第二组比特包括第一组比特。根据第一个和第二个检测值对第三个导频进行检测，以便获得信息的所有比特的第三个检测值。对于非层次导频结构而言，独立地对每个导频进行检测，以便获得在导频中发送的比特组的检测值。

对于每个导频，确定出该导频的多个假设值的每一个的检测度量。提供与最大检测度量相关联的假设值，作为在导频中发送的比特组的检测值。正在检测的导频的每个假设值包括：(i)第一部分，即先前检测的导频的检测值(如果存在先前导频的话)，(ii)第二部分，即正在检测的导频中发送的附加比特的未知值。

在一种设计中，根据正在检测的导频的捕获抽样得出噪声估计。对该导频的多个假设值形成多个PN序列。根据多个PN序列对捕获抽样进行解扰(例如，在时域或频域中)，以便获得多个解扰抽样序列。对于频域解扰，将捕获抽样变换到频域，以便获得接收符号。根据每个假设值的PN序列，消除对接收符号的调制，以便获得那一假设值的解扰符号。将每个假设值的解扰符号变换回时域，以便获得那一假设值的解扰抽样序列。根据多个解扰抽样序列和噪声估计，得出多个假设值的多个检测度量。例如，计算每个解扰抽样的能量。随后，根据解扰抽样序列和噪声估计的能量，计算每个假设值的检测度量，如公式(5)所示。

图11示出了用于接收TDM导频的装置1100的设计。装置1100包括：在多个时间间隔中接收多个导频的模块(模块1112)，其中，多个导频携带在导频中发送的信息的不同比特组，并且，每个比特组包括信息的一些或全部比特；用于执行检测以便恢复在多个导频的每一个中发送的比特组的模块(模块1114)。

图9中的模块912和914以及图11中的模块1112和1114包括：处理器、电子设备、硬件设备、电子组件、逻辑电路、存储器等等，或者上述各项的结合。

本申请中描述的技术可通过多种方式来实现。例如，这些技术可以用硬件、固件、软件或其组合来实现。对于硬件实现，在给定实体(例如，基站或终端)处的处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、、电子设备、用于执行本申请所述功能的其它电子单元、计算机或其组合中。

对于固件和/或软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些固件和/或软件指令可以存储在存储器单元(例如，图5中的存储器532或582)中，并由处理器(如控制器530或580)执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外。该固件和/或软件指令还可以存储在其他处理器可读介质中，这些处理器可读介质包括：随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、可编程只读存储器(PROM)、电子可擦除PROM(EPROM)、闪存、光盘(CD)、磁盘、或光学数据存储设备等等。

所公开的实施例的以上描述用于使本领域的任何普通技术人员能够实现或使用本发明。对于本领域普通技术人员来说，这些实施例的各种修改都是显而易见的，并且本申请定义的总体原理也可以在不脱离本发明的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本发明并不限于本申请给出的例子和设计，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

Claims (40)

1、一种装置，包括：

至少一个处理器，用于：

  根据在多个导频中发送的信息的不同比特组生成所述多个导频，其中，每个比特组包括所发送的信息的一些或全部比特，

在多个时间间隔中发送所述多个导频；

存储器，其与所述至少一个处理器相耦合。

2、根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个导频是连续发送的，并携带所述信息的重叠比特组，其中，如果存在较早发送的导频的话，则每个导频的比特组包括较早发送的导频的比特和至少一个尚未发送的附加比特。

3、根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个导频携带所述信息的多个不重叠比特组。

4、根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个处理器用于：

根据所述信息的一些比特生成第一个导频，

根据所述信息的全部比特生成第二个导频，

分别在第一个和第二个时间间隔中发送第一个和第二个导频。

5、根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个处理器用于：

根据所述信息的第一个比特组生成第一个导频，

根据所述信息的第二个比特组生成第二个导频，所述第二个比特组包括所述第一个比特组，

根据所述信息的全部比特生成第三个导频，

分别在第一个、第二个和第三个时间间隔中发送所述第一个、第二个和第三个导频。

6、根据权利要求5所述的装置，其中，所述信息包括12比特，所述第一个比特组包括2比特，所述第二个比特组包括8比特并且包括所述第一个比特组中的2比特。

7、根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个处理器用于：

根据在每个导频中发送的比特组，生成该导频的伪随机数(PN)序列，

根据每个导频的PN序列生成该导频。

8、根据权利要求1所述的装置，其中，对于所述多个导频中的每一个，所述至少一个处理器用于：

根据在该导频中发送的比特组，生成伪随机数(PN)序列，

根据所述PN序列生成若干导频符号，

将这些导频符号映射到用于该导频的子载波，

变换经过映射的导频符号，以便获得该导频的抽样序列。

9、根据权利要求1所述的装置，其中，在所述多个导频中首次发送的导频包括一种波形的多个拷贝。

10、根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个导频中的每一个导频都是在所述多个时间间隔的一个相应时间间隔中发送的时分复用(TDM)导频。

11、根据权利要求1所述的装置，其中，在所述多个导频中发送的信息包括扇区相关信息或系统信息，或者两者都有。

12、一种方法，包括：

根据在多个导频中发送的信息的不同比特组，生成所述多个导频，每个比特组包括所发送的信息的一些或全部比特；

在多个时间间隔中发送所述多个导频。

13、根据权利要求12所述的方法，其中，所述生成多个导频包括：

根据所述信息的一些比特生成第一个导频，

根据所述信息的全部比特生成第二个导频。

14、根据权利要求12所述的方法，其中，所述生成多个导频包括：

根据所述信息的第一个比特组生成第一个导频，

根据所述信息的第二个比特组生成第二个导频，所述第二个比特组包括所述第一个比特组，

根据所述信息的全部比特生成第三个导频。

15、根据权利要求12所述的方法，其中，所述生成多个导频包括：

根据每个导频中发送的比特组，生成该导频的伪随机数(PN)序列，

根据每个导频的PN序列生成该导频。

16、一种装置，包括：

用于生成多个导频的模块，其根据在多个导频中发送的信息的不同比特组生成所述多个导频，其中，每个比特组包括所发送的信息的一些或全部比特；

用于发送多个导频的模块，其在多个时间间隔中发送所述多个导频。

17、根据权利要求16所述的装置，其中，所述用于生成多个导频的模块包括：

根据所述信息的一些比特生成第一个导频的模块，

根据所述信息的全部比特生成第二个导频的模块。

18、根据权利要求16所述的装置，其中，所述用于生成多个导频的模块包括：

根据所述信息的第一个比特组生成第一个导频的模块，

根据所述信息的第二个比特组生成第二个导频的模块，所述第二个比特组包括所述第一个比特组，

根据所述信息的全部比特生成第三个导频的模块。

19、根据权利要求16所述的装置，其中，所述用于生成多个导频的模块包括：

根据在每个导频中发送的比特组生成该导频的伪随机数(PN)序列的模块，

根据每个导频的PN序列生成该导频的模块。

20、一种存储有指令的处理器可读介质，包括：

第一指令集，用于根据在多个导频中发送的信息的不同比特组生成所述多个导频，其中，每个比特组包括所发送的信息的一些或全部比特；

第二指令集，用于在多个时间间隔中发送所述多个导频。

21、根据权利要求20所述的处理器可读介质，其中，所述第一指令集包括：

第三指令集，用于根据所述信息的一些比特生成第一个导频，

第四指令集，用于根据所述信息的全部比特生成第二个导频。

22、根据权利要求20所述的处理器可读介质，其中，所述第一指令集包括：

第三指令集，用于根据所述信息的第一个比特组生成第一个导频，

第四指令集，用于根据所述信息的第二个比特组生成第二个导频，所述第二个比特组包括所述第一个比特组，

第五指令集，用于根据所述信息的全部比特生成第三个导频。

23、一种装置，包括：

至少一个处理器，用于

在多个时间间隔中接收多个导频，所述多个导频携带在所述多个导频中发送的信息的不同比特组，其中，每个比特组包括所述信息的一些或全部比特，

进行检测，以便恢复在所述多个导频的每一个导频中发送的一组比特；

存储器，其与所述至少一个处理器相耦合。

24、根据权利要求23所述的装置，其中，所述至少一个处理器用于：

对第一个导频进行检测，以便获得在所述第一个导频中发送的第一个比特组的第一个检测值，

根据所述第一个检测值，对第二个导频进行检测，以便获得所述信息的全部比特的第二个检测值。

25、根据权利要求23所述的装置，其中，所述至少一个处理器用于：

对第一个导频进行检测，以便获得在所述第一个导频中发送的第一个比特组的第一个检测值，

根据所述第一个检测值对第二个导频进行检测，以便获得在所述第二个导频中发送的第二个比特组的第二个检测值，所述第二个比特组包括所述第一个比特组，

根据所述第一个和第二个检测值对第三个导频进行检测，以便获得所述信息的全部比特的第三个检测值。

26、根据权利要求23所述的装置，其中，所述至少一个处理器用于：

如果存在先前检测到的导频的话，则根据先前检测到的导频的检测值，对所述多个导频中的每一个进行检测，以获得在所检测的导频中发送的比特组的检测值。

27、根据权利要求23所述的装置，其中，对于所述多个导频中的每一个，所述至少一个处理器用于：

确定该导频的多个假设值的各自的检测度量，

提供与最大的检测度量相关联的假设值，作为在该导频中发送的比特组的检测值。

28、根据权利要求27所述的装置，其中，所检测的导频的每个假设值包括：

第一部分，如果存在先前检测到的导频的话，则第一部分对应于先前检测到的导频的检测值，

第二部分，对应于在所检测的导频中发送的至少一个附加比特的未知值。

29、根据权利要求23所述的装置，其中，对于所述多个导频中的每一个，所述至少一个处理器用于：

根据该导频的捕获抽样，导出噪声估计量，

生成该导频的多个假设值的多个伪随机数(PN)序列，

根据所述多个PN序列对所述捕获抽样进行解扰，以便获得所述多个假设值的多个解扰抽样序列，

根据所述多个解扰抽样序列和所述噪声估计量，导出所述多个假设值的多个检测度量，

提供与最大的检测度量相关联的假设值，作为在该导频中发送的比特组的检测值。

30、根据权利要求29所述的装置，其中，对于所述多个导频中的每一个，所述至少一个处理器用于：

将捕获抽样变换到频域，以便获得接收符号，

根据每个假设值的PN序列消除所述接收符号中的调制，以便获得该假设值的解扰符号，

变换每个假设值的解扰符号，以便获得该假设值的解扰抽样序列。

31、根据权利要求29所述的装置，其中，为了导出假设值的检测度量，所述至少一个处理器用于：

计算所述假设值的解扰抽样序列中的每个解扰抽样的能量，

根据所述解扰抽样序列的能量和所述噪声估计量，计算所述检测度量。

32、一种方法，包括：

在多个时间间隔中接收多个导频，所述多个导频携带在所述多个导频中发送的信息的不同比特组，每个比特组包括信息的一些或全部比特；

进行检测，以便恢复在所述多个导频的每一个导频中发送的比特组。

33、根据权利要求32所述的方法，其中，所述进行检测包括：

对第一个导频进行检测，以便获得在第一个导频中发送的第一个比特组的第一个检测值，

根据所述第一个检测值，对第二个导频进行检测，以便获得所述信息的全部比特的第二个检测值。

34、根据权利要求32所述的方法，其中，所述进行检测包括；

对第一个导频进行检测，以获得在所述第一个导频中发送的第一个比特组的第一个检测值，

根据所述第一个检测值对第二个导频进行检测，以便获得在所述第二个导频中发送的第二个比特组的第二个检测值，所述第二个比特组包括所述第一个比特组，

根据所述第一个和第二个检测值，对第三个导频进行检测，以便获得所述信息的全部比特的第三个检测值。

35、根据权利要求32所述的方法，其中，对于多个导频的每一个，所述进行检测包括：

确定该导频的多个假设值中的每一个假设值的检测度量，

提供与最大的检测度量相关的假设值，作为在该导频中发送的比特组的检测值。

36、一种装置，包括：

用于接收多个导频的模块，其在多个时间间隔中接收多个导频，所述多个导频携带在所述多个导频中发送的信息的不同比特组，每一个比特组包括所述信息的一些或全部比特；

用于进行检测的模块，其进行检测以便恢复在所述多个导频的每一个导频中发送的比特组。

37、根据权利要求36所述的装置，其中，所述用于进行检测的模块包括：

用于对第一个导频进行检测的模块，其对第一个导频进行检测，以便获得在所述第一个导频中发送的第一个比特组的第一个检测值，

用于对第二个导频进行检测的模块，其根据所述第一个检测值对所述第二个导频进行检测，以便获得所述信息的全部比特的第二个检测值。

38、根据权利要求36所述的装置，其中，所述用于进行检测的模块包括：

用于对第一个导频进行检测的模块，其对第一个导频进行检测，以便获得在所述第一个导频中发送的第一个比特组的第一个检测值，

用于对第二个导频进行检测的模块，其根据所述第一个检测值对第二个导频进行检测，以便获得在所述第二个导频中发送的第二个比特组的第二个检测值，所述第二个比特组包括所述第一个比特组，

用于对第三个导频进行检测的模块，其根据所述第一个和第二个检测值对第三个导频进行检测，以便获得所述信息的全部比特的第三个检测值。

39、根据权利要求36所述的装置，其中，对于所述多个导频中的每一个，所述用于进行检测的模块包括：

用于确定该导频的多个假设值中的每一个假设值的检测度量的模块，

用于提供与最大的检测度量相关联的假设值作为在该导频中发送的一组比特的检测值的模块。

40、一种存储有指令的处理器可读介质，包括：

第一指令集，用于在多个时间间隔中接收多个导频，所述多个导频携带在所述多个导频中发送的信息的不同比特组，每个比特组包括所述信息的一些或全部比特；

第二指令集，用于进行检测，以便恢复在所述多个导频的每一个导频中发送的比特组。

Images