CN101658009A - 时间基准识别方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种识别由同步信号规定的接收信号中的时间基准的方法，该方法基于已知的发送参数来生成同步序列的复本，并将同步序列的复本和从接收信号中提取出的序列进行比较来识别所述接收信号中的基准点。

Description

时间基准识别方法
技术领域
本发明涉及在蜂窝通信网络中用于由移动终端执行小区定时捕捉的方法，尤其涉及识别小区定时同步所需的时间基准的方法。本发明优选的实施方式与OFDM(正交频分复用)无线通信网络关联起来进行说明，但本发明不限于该例示的实施方式。
背景技术
在3GPP提出的LTE(long term evolution，长期演进)标准等的OFDM移动终端中，当对OFDM下行链路传输进行解码时，初始小区定时同步是重要并且必要的步骤。在所提出的该标准下进行动作的系统在很多情况下被称为超级3G网络。
捕捉小区定时的传统的方法使用网络的小区同步信道。在该处理中，移动终端已知同步信道的结构，移动终端通过对该同步信道进行解码来提取其他所有的系统参数(例如扰码和要使用的载波数)。由于同步信道不能频繁地进行发送，因此在检测上需要较长的时间。
发明内容
发明要解决的问题
因此，具备缩短移动终端捕捉小区定时所用时间的方法有时很有利。
希望注意的是，本说明书中的关联技术的说明并不表示申请人承认该关联技术构成本申请优先权日的本技术领域的普通的一般知识的一部分。
用于解决问题的手段
根据本发明的第一方面，可得到一种时间基准识别方法，所述时间基准是从通信网络中的发送机接收的信号中的时间基准，所述时间基准识别方法包括：基于至少一个已知的发送参数来生成同步序列的复本；以及将所述同步序列的复本与从自发送机接收的信号提取出的序列进行比较，由此识别从发送机接收的信号中的基准点。
发送机被构成为在多个子载波上发送一个或多个信号，已知的发送参数包含以下发送参数中的一个或多个：导频信道符号位置、信号的扰码、以及信号的子载波映射。
至少一个已知的发送参数能够从与发送机以前进行的通信中提取。
上述方法包括：生成被接收的各个子载波的部分同步序列复本，并将部分同步序列复本与单一的同步序列复本相结合。同步序列可与预先规定的发送间隔相对应。
预先规定的发送间隔优选为发送间隙。
在将同步序列的复本与从接收信号中提取出的序列进行比较的步骤中，可以包括以下步骤：按照每个样本，将同步序列的复本与从接收信号提取出的序列进行组合，从而确定信号间的峰值相关值。当峰值相关值超过预定的阈值时，上述方法能够包括将峰值的时间位置识别为接收信号中的时间基准。
根据本发明的第二方面，可得到一种使通信网络的发送机和接收机同步的方法，包括：使用根据本发明第一方面的一个实施方式的方法来识别从发送机接收的信号中的时间基准；以及参考被识别的时间基准来使接收机的定时同步。
根据本发明的又一方面，可得到一种与通信网络进行通信的移动终端中的方法，包括：如上所述尝试执行与通信网络的发送机的同步；以及在上述同步的尝试失败了的情况下，使用替代方法来尝试执行与发送机的同步。
上述方法优选在移动终端启动时和/或在发送机的发送参数发生了变化时执行。
根据本发明的第四方面，可得到一种与通信网络进行通信的移动终端中的方法，该方法预先存储与通信网络关联的至少一个已知的发送参数，并在使移动终端与通信网络同步时使用上述至少一个已知的发送参数。
上述方法还可以包括：使用根据本发明一个实施方式的方法来使移动终端同步。
发送参数能够包括以下发送参数中的一个或多个：导频信道符号位置、信号的扰码、以及信号的子载波映射。
根据本发明的再一方面，可得到一种包括接收机和处理装置的移动终端，其中该处理装置被构成为使移动终端实施根据本发明上述方面中的任一个实施方式的方法。
下面参考附图对本发明优选方式的一个示例进行说明，但很显然本发明不限于此。
附图说明
图1是示出在本发明的一个实施方式中生成复本(replica)同步信号的方法的图；
图2是示出在本发明的一个实施方式中使用的定时检测方法的图。
具体实施方式
为了便于说明，在本说明书的整个详细说明中使用3GPP(第三代合作伙伴计划)中所采用的用语，例如用户设备(User Equipment)和UE。但本发明不限定于用于依据3GPP标准实施的系统中。
本申请的发明人已获得了在事先知道小区带宽模式和小区扰码的情况下可使用小区的导频信道进行快速间隙定时(slot timing)检测的知识。通常，移动终端在相对于给定的网络提供者已经被初始化并且最后所使用的小区被存储在移动终端中的情况下，事先知道带宽模式和扰码。在此情况下，由于快速同步的可能性高，因此首先通过针对上述“最后所使用”的小区尝试执行同步，能够更高效地进行小区定时。在该初始尝试失败了的情况下，移动终端能够进入到标准的小区搜索处理中。
小区同步通过取得接收信号和由移动终端生成的该信号的复本的互相关来进行。在优选的实施方式中，复本从已知的导频信道符号位置、扰码、以及子载波映射中提取。
图1示出了本发明的一个实施例中的复本生成方法的一个示例。在复本生成处理中需要进行很多计算。但是，只是在移动终端启动之后、或者在输入参数中的一个参数、例如扰码被改变时才需要进行复本生成处理。
已提出有3GPP LTE间隙包括七个OFDM符号的方案。这些符号的若干符号包括在已知的载波、或者时间和频率的预先规定的位置由具有特定的相位和振幅的已知的“符号”构成的所谓的“导频符号”。
图1的复本生成装置100通过如下将导频符号的上述已知的时频矩阵(time-frequency matrix)变换为时域波形，接着，变换为被称为sync_pilot_replical的频域的等同物。在初始步骤102中，为了判断哪个导频符号被接收，使用移动终端已接收的子载波的数目来生成导频符号序列。接着，在步骤104中，使用已知的加扰序列对导频序列进行加扰。在步骤106中，被使用的子载波按照已知的子载波映射查找表被映射。进行映射的结果所得到的信号在步骤108中例如通过应用快速傅立叶逆变换(IFFT)而被变换为时域信号。在例示的一个实施方式中，使用7.68MHz的采样速率并通过大小为512的IFFT来生成各个OFDM符号并发送该OFDM符号。此时，对于各OFDM符号的运算按512的FFT大小来处理。
接着，在步骤110中，组成间隙并插入导频符号。接着，在步骤112中，例如通过FFT将子帧变换到频域。按照上述例子，3GPP LTE间隙为0.5毫秒长，这表示包括3840个样本。当对整体间隙进行向频域的变换时，FFT的大小需为对2取幂所得的整数，因此FFT的大小采用4096。
接着，在步骤114中，通过结合(conjugate)符号来生成sync_pilot_replica输出。
这样，sync_pilot_replica为已知，能够按照图2的流程图200进行定时检测。
在步骤202中，首先对在上述例子中包含3840个样本的输入数据块进行处理，以使其达到与被使用的FFT大小相同的大小。具体而言，通过在块中填充(padding)零来将块扩大到4096个样本。在步骤204中，通过填充而得的4096个样本的数据块通过FFT被变换为频域信号。
在步骤206中，作为频域导频复本的sync_pilot_replica与输入信号的4096点的FFT进行乘法运算。接着，在步骤208中，该结果通过大小为4096的逆FFT(IFFT)被变换到时域。该整体运算与在时域上取两个输入信号的互相关在数学上是相同的。接着，通过在步骤210中计算步骤208的逆FFT(IFFT)的输出的I分量和Q分量的平方和而在步骤210中求出相关信号的能量。因此，I2+Q2块的输出的结果是相关能量轮廓(correlation power profile)。
I2+Q2块210的输出是包含锐利的峰值的4096个样本组。该样本块中的峰值的位置对应于对3840个样本的输入块进行输入的过程中的间隙边界的位置(能够用于确定间隙定时)。
接着，系统执行相关轮廓的分析，确定实际的间隙定时。该分析在步骤212中通过针对N个间隙的全部累积有关各个样本位置的能量而开始。接着，在步骤214中，使用所累积的能量来识别在间隙中的哪个位置存在峰值。接着，在步骤216中，将识别出的峰值的能量与阈值水平进行比较，判断该峰值的能量是否足够强。当峰值的能量超过阈值水平时，认为帧的边缘被识别出。此时通过从所确定的峰值位置减去循环前缀长度，可确定间隙定时。
本发明的特定的实施方式相比于传统的小区定时确定方法具有非常优异的性能。由于使用FFT对间隙全体一次性地进行互相关，因此在可有效地实施FFT的情况下能够迅速地获得其结果。
在本说明书中公开和定义的本发明应当被理解为可从上述的说明或附图中得出的各个特征中的任意两个以上特征的所有等同物的组合。这些不同的组合均构成本发明的各种等同方案。
在本说明书中使用的“包括(comprise)”等用语应当被理解为与“包含(include)”等同含义的用语。
本申请要求以2007年4月5日申请的澳大利亚临时专利申请第2007901835号为基础的优先权，其公开的全部内容被编入到本申请文件中。

Claims (15)

1.一种时间基准识别方法，所述时间基准是从通信网络的发送机接收的信号中的时间基准，所述时间基准识别方法的特征在于，包括：
基于至少一个已知的发送参数来生成同步序列的复本；以及
将所述同步序列的复本与从自所述发送机接收的所述信号中提取出的序列进行比较，识别从所述发送机接收的所述信号中的基准点。
2.如权利要求1所述的时间基准识别方法，其特征在于，所述发送机被构成为在多个子载波上发送一个或多个信号，所述已知的发送参数包含以下发送参数中的一个或多个：
导频信道符号位置、
所述信号的扰码、以及
所述信号的子载波映射。
3.如权利要求1或2所述的时间基准识别方法，其特征在于，所述至少一个已知的发送参数是从与所述发送机以前进行的通信中提取的。
4.如权利要求1或2所述的时间基准识别方法，其特征在于，包括：
生成被接收的各个子载波的部分同步序列复本；以及
将所述部分同步序列复本与单一的同步序列复本相结合。
5.如权利要求1至4中任一项所述的时间基准识别方法，其特征在于，所述同步序列与预先规定的发送间隔相对应。
6.如权利要求5所述的时间基准识别方法，其特征在于，所述预先规定的发送间隔是发送间隙。
7.如权利要求1至6中任一项所述的时间基准识别方法，其特征在于，在将所述同步序列的复本与从接收信号中提取出的序列进行比较的步骤中，将所述同步序列的复本按照每个样本与从所接收的信号中提取出的所述序列进行组合，从而确定所述信号间的峰值相关值。
8.如权利要求7所述的时间基准识别方法，其特征在于，包括：
当所述峰值相关值超过预定的阈值时，将所述峰值的时间位置识别为被接收的所述信号中的所述时间基准。
9.一种使通信网络的发送机和接收机同步的方法，其特征在于，包括：
使用权利要求1至8中任一项所述的方法来识别要从所述发送机接收的信号中的时间基准；以及
参考所述被识别的时间基准来使所述接收机定时同步。
10.一种移动通信终端通信方法，用于与通信网络进行通信的移动终端，其特征在于，包括：
通过权利要求9所述的方法来尝试执行与所述通信网络的发送机的同步；以及
在该同步的尝试失败了的情况下，使用替代方法来尝试执行与所述发送机的同步。
11.如权利要求10所述的移动终端通信方法，其特征在于，所述移动终端通信方法在所述移动终端启动时和/或在所述发送机的发送参数发生了变化时被执行。
12.一种移动终端通信方法，用于与通信网络进行通信的移动终端，其特征在于，存储与所述通信网络关联的至少一个已知的发送参数，在使所述移动终端与所述通信网络同步时使用所述至少一个已知的发送参数。
13.如权利要求12所述的移动终端通信方法，其特征在于，还包括：使用权利要求9或10所述的方法来使所述移动终端同步。
14.如权利要求13所述的移动终端通信方法，其特征在于，所述发送参数包括以下发送参数中的一个或多个：
导频信道符号位置、
信号的扰码、以及
所述信号的子载波映射。
15.一种移动终端，包括接收机和处理装置，所述移动终端的特征在于，所述处理装置被构成为使该移动终端实施权利要求1至14中任一项所述的方法。
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