CN101651648A - 用于在无线通信系统中执行初始同步的系统和方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于执行帧同步的方法，该方法包括执行第一同步以确定与被接收的信号相关联的帧边界的粗略定时。该方法进一步包括基于该粗略定时估计频偏和帧边界内的符号边界，并且基于该帧边界和符号边界执行第二同步。

Description

用于在无线通信系统中执行初始同步的系统和方法

技术领域

本公开通常涉及无线通信，并且更具体地，涉及在无线通信系统中执行初始同步。

背景技术

当新的用户单元试图访问无线通信网络时，该用户单元确定下行传输的帧边界/符号边界、补偿频偏和识别基站ID(即，小区ID)。这个过程通常被称作初始同步。本领域相关技术人员将了解到，基于IEEE 802.16e标准的移动WiMAX(微波存取全球互通)信号的初始同步提出了不同于在如无线局域网(WLAN)和数字视频广播(DVB)系统等的其它正交频分复用(OFDM)系统中所遇到的挑战。

这些挑战中的一些可包括：低工作信噪比(SNR)、前同步码中的非理想重复结构、多路径损害的循环前缀、大量可能的小区ID和潜在的大的频偏。通常，低SNR影响能隙检测的可靠性，而前同步码中的非理想重复结构使自相关检测中产生大的性能损失。此外，多路径污染循环前缀减少了基于循环前缀的检测的有效性，并且大的频偏加上小区ID的数量给互相关产生了相当大的计算量。

本领域相关技术人员将了解到，对用于在通信媒质中进行初始同步的优化的系统和方法存在需要，这种通信媒质可如，但不局限于计算资源被有效地利用的无线网络。该无线网络可符合，例如，移动WiMAX(IEEE802.16e)标准。

发明内容

其中简要描述的一个实施方式包括一种用于执行帧同步的方法。该方法包括执行第一同步以确定与被接收的信号相关联的帧边界的粗略定时。该方法进一步包括基于该粗略定时估计频偏和帧边界内的符号边界，并且基于该帧边界和符号边界执行第二同步。

另一个实施方式包括一种用于执行初始同步的装置。该装置包括被配置为确定被接收的信号的帧边界的粗略定时的第一同步器、被配置为估计与被接收的信号内的符号边界相关联的频偏的频偏估计器，和被配置为确定被接收的信号的精确定时信息的第二同步器。

又一个实施方式包括一种用于执行帧同步的系统。该系统包括：用于执行第一遍同步以确定与被接收的信号相关联的帧边界的粗略定时的设备、用于基于粗略定时估计频偏和帧边界内的符号边界的设备，和用于基于帧边界和符号边界执行第二遍同步的设备。

当本领域相关技术人员审查了下面的附图和详细说明时，本公开的其它系统、方法、性质和优点对于他们将会或变得显而易见。期望所有这些附加系统、方法、性质和优点被包含在本描述中、属于本公开的范围和受到所附权利要求的保护。

附图说明

当参考了下面的附图后，本公开的很多方面能够更好地被理解。这些附图中的组件不必按比例绘制，其重点在于清楚地说明本公开的原理。而且，在这些附图中，不同图中相同的参考数字表示相同的组件。

图1是初始同步装置的顶级图。

图2A示出了图1中描述的初始同步装置的各个组件。

图2B示出了图2A中描述的粗同步(coarse synchronization)模块的一个实施方式。

图2C示出了图2A中描述的频偏估计模块的一个实施方式。

图2D示出了图2A中描述的精同步(fine synchronization)模块的一个实施方式。

图3示出了图1和图2A到2D中示出的初始同步装置的一个实施方式。

图4是用于利用图1描述的装置执行初始同步的一个实施方式的流程图。

具体实施方式

在简要描述了本公开的各个方面后，现在详细地参考附图示出的本公开的描述。虽然本公开将与这些附图结合在一起被描述，但不希望将其限于本文公开的一个实施方式或多个实施方式。相反地，期望覆盖由所附权利要求限定的、本公开的精神和范围内所包括的所有可替换形式、修改和等价形式。

在OFDM系统中的初始同步方法的常规方法包括：能隙检测、自相关、循环前缀(CP)检测，和互相关。能隙检测通常被用在TDD(时分双工)系统中以通过检测收发转换期间的能量变化来确定TDD定时。该方法的优点在于该方法仅依赖接收信号的能量包络并且因此不需要如前同步码等的任何先验信号。

然而，该方法被发现的一个缺点在于，用户单元必须在SNR低至0dB时能够执行同步。具有低SNR的环境提出了难题在于，由于下行信号与噪声本底混合在一起的缘故，实际上不存在能隙。即使在SNR高的情况下，如果传送强上行信号的其他用户单元在附近的话，那么仍然存在很高可能性使用户单元可能检测到错误的能量转换边缘。

另一个初始同步的常规方法包括自相关，该自相关需要包含两个或多个相同的段的特定的帧结构。用户单元通过搜索接收信号中的那些重复图样(pattern)来确定帧定时。该方法的一个优点在于：这种方法仅依赖于重复图样而不需要知道图样中的精确码信息。并且，自相关峰对频偏不敏感。这些重复图样设计被应用于WiFi(IEEE 802.11)，在WiFi中，设计可被用作同步前同步码。

然而，由于下述原因，自相关被发现的一个缺点在于包含自相关的前同步码设计不适用于在IEEE 802.16e系统中的应用。首先，在用户单元可能以相当的强度在全部3个段处接收前同步码的扇区或小区边界的位置，前同步码中没有包含重复的结构。因此，在这种情况下自相关将不再起作用。此外，即使在用户单元在子载波的仅1/3上接收前同步码信号的情况下(例如，用户单元位于扇区的中心)，由于3不是子载波数(例如，对于10MHz分布(profile)，子载波数为1024)的整数因子这一实际情况，前同步码仍然不包含3个相同的段。这3个段实际上以一个采样持续时间的一部分被偏移，这导致相当大的峰损失和被降低的定时检测性能。

利用了与OFDM符号中的循环前缀相关联的固有的重复结构的循环前缀(CP)检测是执行初始同步的另一个常规方法。然而，和前面讨论的其它常规方法一样，该方法存在各种被发现的缺点，包括易受ISI(符号间干扰)的影响。因此，在多路径环境中，基于CP的同步捕获的性能通常不好。此外，基于CP的方案只能够检测OFDM符号边界，因此需要额外的机制来基于符号定时得到帧边界。这会增加实现的复杂性。

使用互相关是在很多通信系统中检测定时的又一个常规方法。通常，前同步码参考被存储在本地并被用于与接收信号进行互相关。由于与该前同步码序列相关联的高扩频增益(high spreading gain)，定时检测通常不受噪声和多路径损耗(multi-path impairment)的影响。然而，这个方案比较复杂并且大量占用资源，因为通常需要昂贵的、匹配的滤波器组来处理很多本地前同步码。(例如，在IEEE802.16e标准中规定了114个不同的前同步码)。此外，互相关峰将对基站和用户单元之间的频偏非常敏感，这将不可避免地增加检测的难度和复杂度。

克服了前面讨论的常规方法的所遇到的缺点的各种实施方式被描述。而且，这些实施方式的实现的复杂度比较低，并且在加性高斯白噪声(AWGN)和衰落信道方面产生极好的性能。虽然是以WiMAX标准(IEEE802.16e)为背景做的描述，但是应该注意：本公开不限于WiMAX系统，并且利用初始同步的其它应用可类似地落在本文描述的系统和方法的实施方式的范围内。

参见图1，它是初始同步装置的顶级视图。初始同步装置100可被配置成工作在无线环境中。图1示出了用于经由基站108在客户104和106之间进行数据通信的典型的网络配置。如图1的非限制性实施例所示，网络112可被耦合到基站108。例如，在某些实施方式中，网络112可为因特网。基站108可被配置为给各种无线客户104和106提供无线通信。取决于特定的配置，客户104和106可为个人电脑、膝上型电脑、移动电话和/或其它被配置为无线发送和/接收数据的设备。而且，基站108可被配置为提供Wi-Fi服务、WiMAX服务、无线SIP服务和/或其它无线通信服务。客户104和106可包括初始同步装置100。

初始同步装置100包括各种模块或组件110、120和130。为了本公开，在时域中的被接收的帧102被标记为{r_i，n}，其中r_i，n表示第n帧中的第i个被接收的采样。初始同步装置100包括粗同步器110，其被配置为执行帧间自相关和多个帧合并。根据IEEE 802.16e标准，在每个下行子帧的开头，前同步码符号被周期地广播。因此，对于各种实施方式，相邻帧中的前同步码的自相关可被执行以产生相关峰，然后，该相关峰可被用于识别帧边界。而且，多个自相关结果可被合并以提高检测的可靠性。

初始同步装置100进一步包括第二模块120，其被配置为对与被接收的信号相关联的频偏进行估计。一旦用粗同步器110获得了粗略帧定时，就对前同步码附近的符号执行基于CP的自相关，以估计符号边界和分数倍频偏。检测到的任何定时误差和分数倍频率误差被补偿，并且通过使用前同步码检测算法能够容易地检测服务小区的前同步码索引(即，小区ID)和整数倍频偏。

初始同步装置100进一步包括第三个模块130，其被配置为执行精同步。模块130基于被接收的信号的频域前同步码符号确定时域信道冲激响应(CIR)。通过跟踪CIR的第一路径，对帧边界和符号边界的确定被进一步改进以满足关于定时精度的解调要求。从这个意义上说，得到了“精”同步。

在描述了初始同步装置的顶级视图之后，现在参见图2A到2D，这些图提供了图1示出的各种模块的更详细的视图。如图2A所示，图1示出的粗同步器110可进一步包括下采样模块202、用于执行帧间自相关的模块204、用于合并多个帧自相关结果的模块206和边缘检测模块208。依照这些实施方式，下采样模块202对所接收的帧执行下采样，以便减少随后的自相关函数的总复杂性。特别地，通过用下采样的帧间自相关代替常规的互相关，与初始同步有关的复杂度被大大地降低了。

如前所述，时域中的被接收的帧被表示为{r_i，n)，其中r_i，n表示在第n个帧内的第i个被接收的采样。由模块202执行的下采样操作可被表示为：

(方程1)

其中，Z_k，n是第n个下采样帧中的第k个采样，并且N，K分别表示一个帧在下采样之前和之后的采样数。D_s表示下采样率，它是一个大于或等于1的整数。表达式

表示大于a的最小整数。

模块204被配置为执行第n帧和第n+1帧之间的帧间自相关。通过使用帧间自相关代替基于前同步码的自相关，由前同步码的非理想的重复结构以及小区边界中的性能损失引起的问题都被避免。根据一些实施方式，自相关函数能够被表示为：

(方程2)

其中，G_l，n是第n帧的第l个相关值，并且L_w，L_s和L分别表示相关窗的长度、相邻窗之间的步长(step size)和一个帧中的相关窗的总个数。作为非限制性实施例，L_w可被设置为下采样的符号的长度的1¹/₂倍，并且上L_s可被设置为下采样的符号的长度。然后，模块204将自相关值归一化。归一化的目的是抑制来自于相邻客户单元的可能的强上行干扰，并且由此改善多用户环境中的检测性能。根据一些实施方式，模块204基于下式将自相关值归一化： $C_{l,n}^{\mathrm{norm}}=\frac{2\·\left|C_{1,n}\right|}{E_{1,n}+E_{1,n+1}}$ (方程3)

其中，E_l，n是第n帧的第l个相关窗的能量，其被定义为：

$E_{1,n}=\underset{k=0}{\overset{L_w-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|z_{k+l-L_s,n}\right|}^2$ (方程4)

应该强调的是，本领域技术人员将了解到：可使用其它归一化方法，而不实质上偏离本公开中所阐述的构思。作为非限制性的例子，在方程3的分母中可用乘积代替求和，并产生相似的结果。

用于合并多个帧自相关结果的模块206被配置为确定每个自相关序列的总和，如下式所示：

$C_l=\underset{m=0}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}{C}_{l,m}^{\mathrm{norm}}$ (方程5)

其中M表示累积的帧的个数。通常，一次相关对于同步的目的是不够可靠的，特别是当涉及衰落信道时。因此，粗同步器110使用模块206以通过确定多个帧的自相关序列的平均值来改善检测性能，如前面的方程5所示。对于一些实施方式，可对多个帧使用滑动平均滤波器或一阶滤波器以平滑结果中的波动。

粗同步器110利用边缘检测模块208以寻址(address)由与那些如(根据IEEE 802.16e定义的)DL_MAP的信令符号相关联的相对高的自相关峰引起的“假”峰，这种信令符号可很多帧中保持不变。为了对这些假峰进行寻址，边缘检测模块208基于被合并的序列执行边缘检测，如下：

$d_i=\frac{1}{L_f}\underset{l=i}{\overset{i+L_f-1}{\mathrm{\Σ}}}{C}_{l\mathrm{mod}L}-\frac{1}{L_b}\underset{l=i-L_b}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{C}_{l\mathrm{mod}L}$ i＝0，1，...，L-1    (方程6)

其中，L_f和L_b分别表示前向和后向的平均值。如方程6所示，边缘检测包括首先对前面的L_b相关值和后面的L_f值取平均，然后计算平均结果的差值。总值(L_f+L_b)应小于L。作为非限制性实例，L_f和L_b的值可被设置为L_f＝1和L_b＝10。然后，粗定时T_c可通过确定相关序列中最大峰的位置得到，即：

$T_c=L_s\·D_s\·\arg \underset{i}{\max }\left(d_i\right)$ (方程7)

图2B基于各种与粗同步器110中的组件相关联的已描述的函数，示出了前面已描述的粗同步器110的一个实施方式。

频偏估计模块120可包括CP(循环前缀)自相关模块210和频偏(FFO)估计模块212。一旦由粗同步器110得到了粗定时，那么频偏估计模块120中的CP自相关模块210对原始的所接收的信号(即，在经历下采样之前的原始信号)执行CP自相关。在本文中，执行CP自相关的范围表示为[n₁，n₂]，并且应该包含粗定时位置，并且应该跨越至少一个OFDM符号。对于多个OFDM符号被用于CP自相关的实施方式，对多个符号的CP自相关结果的组合能被用于进一步改善频偏检测的可靠性。由模块210执行的CP自相关可被表示为：

$C_i^{\mathrm{cp}}=\underset{j=0}{\overset{N_{\mathrm{CP}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{i+j}^{*}\·r_{i+j+N_{\mathrm{fft}}},i=n_1,n_1+1,...,n_2$ (方程8)

其中，N_fft表示快速傅立叶变换(FFT)的尺寸(size)，而N_cp表示CP的长度。如前面对帧间相关模块204所描述的，由CP自相关模块210执行归一化。根据一些实施方式，CP自相关是基于下式进行归一化的：

$C_i^{\mathrm{cp},\mathrm{norm}}=\frac{2\·\left|C_i^{\mathrm{cp}}\right|}{E_{1,i}^{\mathrm{cp}}+E_{2,i}^{\mathrm{cp}}}$ (方程9)

其中，E_1，i ^cp和E_2，i ^cp代表CP和其在OFDM符号中相同部分的能量。上述能量可表示如下： $E_{1,i}^{\mathrm{cp}}=\underset{j=0}{\overset{N_{\mathrm{cp}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|r_{i+j}\right|}^2$ (方程10)

$E_{2,i}^{\mathrm{cp}}=\underset{j=0}{\overset{N_{\mathrm{cp}}-1}{\mathrm{\Σ}}}{\left|r_{i+j+N_{\mathrm{fft}}}\right|}^2$ (方程11)

作为非限制性实例，在方程9的分母中可用乘积代替求和，并产生相似的结果。基于归一化的相关结果，由上行干扰引起的显著的相关峰能够被识别并被消除(即，干扰置零)。特别地，基于下式相关值被设置为0：

$C_i^{\mathrm{cp}}=0,i\&Element;\left\{i\right|C_i^{\mathrm{cp},\mathrm{norm}}<{\mathrm{Th}}_{\mathrm{cp}}\}$ (方程12)

应该注意，上面的阈值Th_cp可以为预定的常量或者为适应值。对于阈值Th_cp被设置为适应值的实施方式，该值可根据下式得到：

${\mathrm{Th}}_{\mathrm{cp}}=F_{\mathrm{cp}}\&CenterDot;\underset{i}{\max }\left(C_i^{\mathrm{cp},\mathrm{norm}}\right)$ (方程13)

其中，F_cp是小于或等于1的常量。作为非限制性的实例，常量F_cp可被设置为0.5。然后，符号定时T_cp可通过从各个相关值C^cp中识别最大值得到。

$T_{\mathrm{cp}}\&LeftArrow;\arg \underset{i}{\max }\left(C_i^{\mathrm{cp}}\right)$ (方程14)

频偏估计模块120进一步包括分数倍频偏(FFO)估计模块212，其被配置为确定相关值

的频偏。频偏被归一化到子载波间隔，并且可由下式计算：

$f_{\mathrm{ffo}}=-\frac{\mathrm{angle}\left(C_{T_{\mathrm{cp}}}^{\mathrm{cp}}\right)}{2\mathrm{\&pi;}}$ (方程15)

应该注意，通过将上述的归一化的相关方法和非归一化的相关方法组合在一起，初始同步装置100即使在存在强上行干扰的情况下仍具有鲁棒性。利用前述组件得到的粗时偏和粗分数倍频偏可以在数字域或模拟域中进行补偿。然后，前同步码检测可被执行，以估计整数倍频偏和前同步码索引，之后，由模块130执行精同步。图2C基于与各种与粗同步器110中的组件相关联的已描述的函数，示出了上述频偏估计模块120的一个实施方式。

精同步器130包括信道冲激响应(CIR)估计模块214。CIR估计模块214被配置为基于频域中的所检测的前同步码符号获得时域CIR。通过跟踪CIR的第一路径，帧边界和符号边界被精化以满足关于定时精度的解调要求。基于下面的方程，已接收的前同步码符号的前同步码调制能够被消除：

$r_i^{*}=\left\{\begin{array}{cc}{r}_i^p\&CenterDot;l_i^p& \mathrm{ifi}\&Element;\mathrm{\&psi;}\\ 0& \mathrm{else}\end{array}\right.$ (方程16)

其中，{r^p}表示频域中被接收的前同步码符号，{l^p}表示具有由前同步码检测模块指示的码索引的本地前同步码序列，并且，在这里Ψ是前同步码子载波的索引集合。

然后，CIR估计模块214对r′执行快速傅立叶反变换(IFFT)以得到由h表示的时域信道冲激响应(CIR)，其中：

h＝ifft(r′)    (方程17)

然后，得到CIR的第一路径。根据一些实施方式，精同步器130可进一步包括模块216，该模块用于识别与被接收的信号相关联的“第一”路径。在多路径环境中，CIR中将存在很多峰，其中每个峰对应一条具体的路径。第一峰(或路径)的索引指示定时位置。在这点上，模块216被配置为识别由模块214得到的时域CIR中的第一路径。根据示例性实施方式，能量检测方法被用于识别第一路径。首先，基于下式，计算CIR的能量：

P_i＝|h_i|²    (方程18)

然后，阈值Th_p被应用于所有的p_i以选择有效的路径。特别地，所选择的路径可被表示为：

p_m，m∈{i|p_i≥Th_p}(方程19)

阈值Th_p可为预定常数或适应值。对于使用适应值的实施方式，阈值Th_p可用下式计算：

${\mathrm{Th}}_p=F_p\&CenterDot;\underset{i}{\max }\left(p_i\right)$ (方程20)

其中，F_p是小于等于1的常数。作为非限制性实例，F_cp可被设置为0.2。

对于每个所选择的路径，窗尺寸L_m被定义，使得：

$W_m=\{p_m,p_{m+1,...,}{p}_{m+L_m-1}\}$ (方程21)

然后，计算窗中的所有路径的总能量：

$p^{W_m}=\underset{j=0}{\overset{L_m-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{p}_{m+j}$ (方程22)

然后，模块216识别具有最大能量窗的路径。被识别出的具有最大能量窗的路径的位置指示精定时位置T_fine，如基于下式确定：

$T_{\mathrm{fine}}\&LeftArrow;\arg \underset{m}{\max }\left(p^{W_m}\right)$ (方程23)

应该注意，通过使用信道脉冲响应(CIR)和能量检测方法，用相对低的处理负载能够得到精确定时信息。图2D示出了前述精同步器130的实施方式。

现在，参见图3，其示出了图1示出的初始同步装置100的一个实施方式。一般而言，初始同步装置100能够包括种类繁多的计算设备中的任何一个。不管其具体配置如何，初始同步装置100能够，例如，包括：存储器312、处理设备302、多个输入/输出接口304、网络接口306(例如，无线接口)，和大容量存储器326，其中这些设备中的每一个通过数据总线310连接。

处理设备302能够包括与初始同步装置100相关联的几个处理器之中的任何定制的或市场上可以买到的处理器、中央处理器(CPU)或辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片的形式)、宏处理器(macroprocessor)、一个或多个专用集成电路(ASIC)、多个适当配置的数字逻辑门和其它熟知的电气配置，包括单独地和以各种组合来与计算系统的整体运行相配合的分立元件。

存储器312可包括易失性存储元件(例如，随机存取存储器(RAM，例如：DRAM和SRAM，等等))和非易失性存储元件(即，ROM，硬盘驱动器、磁带、CDROM，等等)的组合中的任何一个。存储器312通常包括本地操作系统314、一个或多个本地应用程序、仿真系统，或用于多种操作系统和/或仿真硬件平台、仿真操作系统等等中的任何一个的仿真应用程序。例如，这些应用程序可包括面向应用的软件316。

根据一些实施方式，面向应用的软件316可包括粗同步器110、频偏估计模块120和精同步器130，其中面向应用的软件316被存储在计算机可读媒质中，并且由处理设备302执行。应该强调的是，虽然模块110、120、130可以可由处理设备302执行的软件实现，但是模块110、120、130还可以硬件、固件或软件、硬件、固件的组合实现。本领域技术人员将理解，存储器312能够，并且通常将包括其它为了简洁而被省略的组件。

输入/输出接口304提供用于输入和输出数据的任意个数的接口。进一步参见图3，网络接口设备306包括各种用于在网络环境中发送和/或接收数据的组件。初始同步装置100可进一步包括大容量存贮器326。对于一些实施方式，大容量存贮器326可包括数据库328。

图4是用于利用图1描述的装置来执行初始同步的一个实施方式的流程图。在块410中，通过基于相邻帧执行帧间自相关来对所接收的帧执行粗同步。具体地，与所接收的信号相关联的帧边界的粗略定时被确定。根据一些实施方式，粗同步包括：对被接收的信号进行下采样，然后对已下采样的接收的信号中的帧执行帧间自相关以获得自相关值。另外，计算出的自相关值被归一化。粗同步进一步包括：基于已归一化的自相关值来检测所接收的信号的边缘。在块420中，频偏和符号边界被估计。这包括对所接收的信号执行循环前缀(CP)自相关以确定与所接收的信号相关联的符号定时。然后，基于得到的符号定时确定与所接收的信号相关联的频偏。

在块430中，基于所接收的信号的信道冲激响应(CIR)执行精同步。具体地，计算所接收的信号的时域信道冲激响应(CIR)。然后，为了得到所接收的信号的精定时信息，执行对该CIR中的第一峰的寻找。确定CIR中的第一峰包括：识别CIR内具有最大能量的峰。预定阈值可被用于消除与噪声相关联的峰。

上述方法和过程不限于已描述的步骤的特定顺序。本领域中的普通技术人员将了解，其它的步骤顺序是可能的，并且本文提出的步骤的特定顺序不应该被理解为对权利要求的限制。本领域的技术人员能够易于了解，这些顺序可被改变，而仍在本发明的精神和范围内。

还应该强调的是，上述实施方式仅仅是可能的实现的实施例。可以在不偏离本公开的原理的情况下对上述实施方式做出很多变化和修改。在这里，所有这些修改和变化旨在被包含在本公开的范围内并且受到下面的权利要求的保护。

Claims (23)

1.一种用于执行初始同步的装置，其包括：

第一同步器，其被配置为确定被接收的信号的帧边界的粗略定时；

频偏估计器，其被配置为估计与所述被接收的信号内的符号边界相关联的频偏；以及

第二同步器，其被配置为确定所述被接收的信号的精确定时信息。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一同步器包括：

模块，其被配置为基于预定的采样率对所述被接收的信号进行下采样；

相关器，其被配置为对被下采样的所述被接收的信号内的相邻帧执行自相关以获得自相关值；

合并器，其被配置为合并多个帧自相关结果；以及

边缘检测器，其被配置为基于所述自相关值得到与所述被接收的信号相关联的定时信息。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述自相关器进一步被配置为对所述自相关值进行归一化。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述边缘检测器通过从所述自相关值中识别最大值来得到定时信息。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述频偏估计器包括：

循环前缀相关器，其被配置为得到与所述被接收的信号相关联的循环前缀自相关值以确定与所述被接收的信号相关联的符号定时；以及

估计器，其被配置为基于被确定的所述符号定时来确定与所述被接收的信号相关联的频偏。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述相关器进一步被配置为对所述自相关值进行归一化。

7.根据权利要求6所述的装置，其中：

来自所述循环前缀相关器的输出被基于被归一化的所述自相关值滤波，以为了干扰置零而消除干扰峰。

8.根据权利要求5所述的装置，其中所述循环前缀相关器通过从所述循环前缀自相关值中识别最大值来确定符号定时。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二同步器被配置为基于所述被接收的信号的时域信道冲激响应来确定精确定时信息，其中所述第二同步器包括：

信道冲激响应估计器，其被配置为确定所述被接收的信号的频域前同步码，并对所述频域前同步码执行快速傅立叶逆变换以得到时域信道冲激响应；以及

路径识别器，其被配置为基于与多路径环境中的路径相关联的最大能量来检测与所述时域信道冲激响应相关联的第一路径。

10.一种用于执行帧同步的方法，其包括：

执行第一同步以确定与被接收的信号相关联的帧边界的粗略定时；

基于所述粗略定时来估计频偏和所述帧边界内的符号边界；以及

基于所述帧边界和所述符号边界执行第二同步。

11.根据权利要求10所述的方法，其中执行第一同步以确定粗略定时的所述步骤包括：

对所述被接收的信号进行下采样；以及

对被下采样的所述被接收的信号中的帧执行帧间自相关以获得自相关值，其中帧间自相关是对所述被接收的信号内的相邻帧执行的，并且其中执行帧间自相关的所述步骤进一步包括：

对所述自相关值进行归一化；以及

对多个帧的被归一化的自相关值进行合并。

12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：基于被归一化的所述自相关值检测所述被接收的信号的边缘。

13.根据权利要求10所述的方法，其中估计频偏和所述帧边界中的符号边界的所述步骤包括：对所述被接收的信号执行循环前缀自相关以确定与所述被接收的信号相关联的符号定时。

14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：

对所述自相关值进行归一化；以及

基于被归一化的所述自相关值，识别由上行干扰引起的相关峰并消除被识别的所述相关峰。

15.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：

基于被确定的所述符号定时来确定与所述被接收的信号相关联的频偏。

16.根据权利要求10所述的方法，其中基于所述帧边界和所述符号边界执行第二同步的所述步骤包括：计算所述被接收的信号的时域信道冲激响应。

17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括：确定所述信道冲激响应内的第一峰以得到所述被接收的信号的定时信息。

18.根据权利要求17所述的方法，其中确定所述信道冲激响应内的第一峰的所述步骤包括：识别所述信道冲激响应内具有最大能量的峰。

19.根据权利要求17所述的方法，其中确定所述信道冲激响应内的第一峰的所述步骤进一步包括：利用预定的阈值来消除与干扰路径相关联的峰。

20.一种用于执行帧同步的系统，其包括：

用于执行第一遍同步以确定与被接收的信号相关联的帧边界的粗略定时的设备；

用于基于所述粗略定时来估计频偏和所述帧边界内的符号边界的设备；以及

用于基于所述帧边界和所述符号边界来执行第二遍同步的设备。

21.根据权利要求20所述的系统，其进一步包括：

用于对所述被接收的信号进行下采样的设备；

用于对被下采样的所述被接收的信号内的多个帧执行自相关以得到自相关值的设备；

用于对所述自相关值进行归一化的设备；

用于对多个帧的被归一化的自相关值进行合并的设备；以及

用于基于被归一化的自相关值对所述被接收的信号的边缘进行检测的设备。

22.根据权利要求20所述的系统，其进一步包括：

用于对所述被接收的信号执行循环前缀自相关以确定与所述被接收的信号相关联的符号定时的设备；

用于对自相关值进行归一化并基于被归一化的自相关值执行干扰置零的设备；以及

用于基于被确定的所述符号定时来确定与所述被接收的信号相关联的频偏的设备。

23.根据权利要求20所述的系统，其进一步包括：

用于确定所述被接收的信号的时域信道冲激响应的设备；以及

用于确定所述信道冲激响应内的第一峰的设备，其中用于确定第一峰的设备进一步被配置为得到所述被接收的信号的定时信息。

Images