CN101897161B

CN101897161B - 用于识别前导序列以及用于估计整数载频偏移的方法和装置

Info

Publication number: CN101897161B
Application number: CN2008801202130A
Authority: CN
Inventors: J·H·朴; J·W·朴; J·W·金
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2028-01-31
Also published as: US8532201B2; US20090154627A1; RU2010128540A; JP2014078965A; RU2448425C2; EP2232806A1; WO2009075898A1; JP2011507396A; KR20100086518A; BRPI0820595B1; CA2706470A1; EP2232806B1; CA2706470C; TWI410093B; BRPI0820595A2; KR101199132B1; TW200926703A; JP5670542B2; CN101897161A

Abstract

根据一种用于识别前导序列以及用于估计整数载频偏移的方法，接收包括可能的前导序列的集合中的一前导序列的信号。可以确定整数载频偏移(CFO)候选的减少集。可以针对所接收的信号和多个候选发送信号执行互相关运算。每个候选发送信号可以包括所述可能的前导序列的集合中的一个前导序列。此外，每个候选发送信号可以与所述整数CFO候选的减少集中的一个整数CFO候选相对应。可以根据确定多个相关值作为互相关运算的结果。所述相关值可以用于识别前导序列以及估计整数CFO。

Description

用于识别前导序列以及用于估计整数载频偏移的方法和装置

技术领域

本公开通常涉及无线通信系统。具体地说，本公开涉及用于在无线通信系统中识别前导序列以及估计整数载频偏移的方法和装置。

背景技术

无线通信设备变得越来越小并且越来越强大以满足消费者需求并且提高便携性和方便性。消费者已经变得依赖于诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、膝上型电脑等等的无线通信设备。消费者期望可靠的业务，扩展的覆盖区域以及增加的功能性。可以将无线通信设备称为移动站，站，接入终端，用户终端，终端，用户小区，用户设备等等。

无线通信系统可以同时支持多个无线通信设备的通信。无线通信设备可以经由上行链路和下行链路上的传输与一个或者多个基站(也可称为接入点、节点B等)进行通信。上行链路(或者反向链路)是指从无线通信设备到基站的通信链路，而下行链路(或者前向链路)是指从基站到无线通信设备的通信链路。

无线通信系统可以是能够通过共享可用系统资源(例如带宽和发射功率)支持与多个用户的通信的多址系统。这样的多址系统的示例包括码分多址(CDMA)系统，时分多址(TDMA)系统，频分多址(FDMA)系统以及正交频分多址(OFDMA)系统。

如上所述，本公开通常涉及无线通信系统。具体地说，本公开涉及用于在无线通信系统中识别前导序列以及估计整数载频偏移的方法和装置。

附图说明

图1示出了无线通信系统的示例；

图2示出了用于OFDM/OFDMA系统的发射机的示例以及接收机的示例；

图3A到3D示出了用于OFDM/OFDMA系统的帧结构的示例；

图4示出了被配置为识别前导序列以及估计整数载频偏移(CFO)的OFDM/OFDMA接收机的示例；

图5A和5B示出了为OFDM/OFDMA系统定义的前导序列的示例；

图5C示出了用于IEEE802.16e OFDM/OFDMA系统的下行链路前导的频域表示；

图6示出了被配置为识别前导序列以及估计整数载频偏移(CFO)的OFDM/OFDMA接收机的另一示例；

图7示出了用于识别前导序列以及用于估计整数CFP的方法；

图8示出了与图7所示方法相对应的模块+功能框图；

图9示出了虚拟段表的示例；并且

图10示出了可以在无线设备中使用的各种部件。

发明内容

公开了一种用于识别前导序列以及用于估计整数载频偏移的方法。所述方法可以包括确定与接收的信号相对应的整数载频偏移(CFO)候选的减少集，所述接收的信号包括可能的前导序列的集合中的一前导序列。所述方法还可以包括针对所述接收的信号和多个候选发送信号执行相关运算。每个候选发送信号可以包括所述可能的前导序列的集合中的一个前导序列。每个候选发送信号可以与所述整数CFO候选的减少集中的一个整数CFO候选相对应。可以确定相关值作为所述相关运算的结果。所述方法还可以包括使用所述相关值来识别所述前导序列以及估计所述整数CFO。

还公开了一种被配置来识别前导序列以及估计整数载频偏移的无线设备。所述无线设备可以包括处理器以及与所述处理器电通信的存储器。可以在所述存储器中存储指令。所述指令可执行以确定与接收的信号相对应的整数载频偏移(CFO)候选的减少集，所述接收的信号包括可能的前导序列的集合中的一前导序列。所述指令还可执行以针对所述接收的信号和多个候选发送信号执行相关运算。每个候选发送信号可以包括所述可能的前导序列的集合中的一个前导序列。每个候选发送信号与所述整数CFO候选的减少集中的一个整数CFO候选相对应。可以确定相关值作为所述相关运算的结果。所述指令还可执行以使用所述相关值来识别所述前导序列以及估计所述整数CFO。

还公开了一种被配置来识别前导序列以及估计整数载频偏移的装置。所述装置可以包括用于确定与接收的信号相对应的整数载频偏移(CFO)候选的减少集的模块，所述接收的信号包括可能的前导序列的集合中的一前导序列。所述装置还可以包括用于针对所述接收的信号和多个候选发送信号执行相关运算的模块。每个候选发送信号可以包括所述可能的前导序列的集合中的一个前导序列。每个候选发送信号可以与所述整数CFO候选的减少集中的一个整数CFO候选相对应。可以确定相关值作为所述相关运算的结果。所述装置还可以包括用于使用所述相关值来识别所述前导序列以及估计所述整数CFO的模块。

还公开了一种用于识别前导序列以及用于估计整数载频偏移的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括其上具有指令的计算机可读介质。所述指令可以包括用于确定与接收的信号相对应的整数载频偏移(CFO)候选的减少集的代码，所述接收的信号包括可能的前导序列的集合中的一前导序列。所述指令还可以包括用于针对所述接收的信号和多个候选发送信号执行相关运算的代码。每个候选发送信号可以包括所述可能的前导序列的集合中的一个前导序列。每个候选发送信号与所述整数CFO候选的减少集中的一个整数CFO候选相对应。可以确定相关值作为所述相关运算的结果。所述指令还可以包括用于使用所述相关值来识别所述前导序列以及估计所述整数CFO的代码。

具体实施方式

本公开的方法和装置可以用于宽带无线通信系统。术语“宽带无线”是指在很宽范围上提供高速无线、语音、互联网以及数据网络接入的技术。

WiMAX代表微波接入全球互通，是一种基于标准的宽带无线技术，其在长距离上提供高吞吐量的宽带连接。如今有两种主要的WiMAX应用：固定WiMAX和移动WiMAX。固定WiMAX应用是能够实现对家庭和企业的宽带接入的点对多点。移动WiMAX以宽带速度提供蜂窝网络的完全移动性。

移动WiMAX基于OFDM(正交频分复用)和OFDMA(正交频分多址)技术。OFDM是最近已经在各种高数据速率通信系统中广泛采用的数字多载波调制技术。利用OFDM，传输比特流被划分为多个较低速率的子流。利用多个正交子载波中的一个对每个子流进行调制并且通过多个并行子信道中的一个发送。OFDMA是可以向用户分配不同时隙中的子载波的多址技术。OFDMA是能够适应许多具有各种变化的应用、数据速率和服务质量需求的灵活的多址技术。

IEEE 802.16x是一种新兴的用于定义对于固定和移动宽带无线接入(BWA)系统的空中接口的标准组织。IEEE 802.16x在2004年5月批准了用于固定BWA系统的“IEEE P802.16-REVd/D5-2004”并且在2005年10月发布了用于移动BWA系统的“IEEE P802.16e/D12Oct.2005”。这两个标准定义了四个不同的物理层(PHY)以及一个媒体访问控制(MAC)层。具有四个PHY的OFDM和OFDMA PHY分别在固定和移动BWA领域中最普遍。

下面将结合基于OFDM/OFDMA技术的BWA系统来描述本公开的某些方面。然而，本公开的范围并不局限于这样的系统。这里公开的方法和装置可以用于其它类型的无线通信系统。

图1示出了无线通信系统100的示例。无线通信系统100可以是宽带无线通信系统100。无线通信系统100提供多个小区102的通信，每个小区102由基站104服务。基站104可以是与远程站106进行通信的固定站。可以将基站104可选地称为接入点、节点B或者一些其它术语。

图1示出了分布在整个系统100上的各种远程站106。远程站106可以是固定的(即静止的)或者移动的。可以将远程站106可选地称为用户终端，接入终端，终端，用户单元，移动站，站等。远程站106可以是无线设备，蜂窝电话，个人数字助理(PDA)，手持设备，无线调制解调器，膝上型电脑，个人计算机等。

各种算法和方法可以用于无线通信系统100中基站104与远程站106之间的传输。例如，可以根据OFDM/OFDMA技术在基站104和远程站106之间发送和接收信号。如果是这种情况，则可以将无线通信系统100称为OFDM/OFDMA系统100。

可以将有助于从基站104到远程站106的传输的通信链路称为下行链路108，并且将有助于从远程站106到基站104的传输的通信链路称为上行链路110。或者，可以将下行链路108称为前向链路或者前向信道，而将上行链路110称为反向链路或者反向信道。

可以将小区102划分为多个扇区112。扇区112是小区102内的物理覆盖区域。OFDM/OFDMA系统100内的基站104可以利用聚集小区102的特定扇区112内的功率流的天线。可以将这样的天线称为有向天线。

图2示出了用于OFDM/OFDMA系统100的发射机202的示例。发射机202可以实现在基站中，例如用于在下行链路108上向远程站106发送数据。发射机202也可以实现在远程站106中，用于在上行链路110上向基站104发送数据。

要发送的数据206被示为提供作为到串行到并行(S/P)转换器208的输入。S/P转换器208将传输数据分割为N个并行数据流210。

然后可以将该N个并行数据流210提供作为到映射器212的输入。映射器212将该N个并行数据流210映射到N个星座点。可以使用一些调制星座来进行映射，如二进制相移键控(BPSK)，正交相移键控(QPSK)，8相相移键控(8PSK)，正交幅度调制(QAM)等。因而，映射器212输出N个并行符号流216，每个符号流216与N个正交子载波中的一个相对应。在频域中表示这些N个并行符号流216，并且可以通过快速傅里叶逆变换(IFFT)部件220将该N个并行符号流216转换为N个并行时域采样流218。

可以通过并行到串行(P/S)转换器224将该N个并行时域采样流218转换为OFDM/OFDMA符号的串行流222。保护插入部件226可以在OFDM/OFDMA符号流222中连续的OFDM/OFDMA符号之间插入保护间隔。然后将该保护插入部件226的输出通过射频(RF)前端228上变频到期望的发射频带。然后，天线230可以发射所产生的信号232。

图2还示出了用于OFDM/OFDMA系统100的接收机204的示例。接收机204可以实现在远程站106中，用于在下行链路108上从基站104接收数据。接收机204还可以实现在基站104中，用于在上行链路110上从远程站106接收数据。

所发送的信号232表示为通过无线信道234传输。在天线230’接收到信号232’时，可以通过RF前端228’将接收信号232’下变频到基带信号。然后保护移除部件226’移除发射机202在OFDM/OFDMA符号之间插入的保护间隔。

保护移除部件226’的输出被提供到S/P转换器224’。S/P转换器224’可以将OFDM/OFDMA符号流222’划分为N个并行时域采样流218’。快速傅里叶变换(FFT)部件220’将该N个并行时域采样流218’变换到频域，并且输出N个并行频域(调制)符号流216’。

解映射器212’执行由映射器212执行的符号映射操作的逆操作，从而输出N个并行数据流210’。P/S转换器208’将该N个并行数据流210’合并为单个数据流206’。理想的是，该数据流206’与作为输入提供到发射机202的数据206相对应。

图3A到3D示出了用于OFDM/OFDMA系统100的帧结构的示例。首先参照图3A，相对于时间轴308示出了OFDM/OFDMA帧306。可以在下行链路108上从基站104向远程站106发送OFDM/OFDMA帧306。

所示出的OFDM/OFDMA帧306具有一个前导符号310和多个数据符号312。尽管在图3A中仅示出了一个前导符号310，但是OFDM/OFDMA帧306可以包括多个前导符号310。

图3B和3C说明了前导符号310的频域表示的示例。相对于子载波轴316示出了这些频域表示。示出了使用的子载波区域318。还示出了两个保护区域320。

在图3B中，使用的子载波区域318包括交替的导频子载波314a和未调制子载波314b。在图3C中，使用的子载波区域318中的每个子载波都是导频子载波314a。

图3D说明了数据符号312的频域表示的示例。数据符号312包括数据子载波314c和导频子载波314a。接收机204可以使用前导符号310的导频子载波314a和/或数据符号312的导频子载波314a来执行信道估计。

图4示出了被配置为识别前导序列406以及估计整数载频偏移(CFO)408的OFDM/OFDMA接收机404。接收机404可以实现在OFDM/OFDMA系统100中的远程站106中。除了在图4中示出的部件，接收机404还可以包括结合图2的OFDM/OFDMA接收机204示出的部件。

所示出的接收机404接收OFDM/OFDMA发射机202发送的信号432。接收的信号432包括前导序列406。所示出的接收的信号432由OFDM/OFDMA接收机404进行处理以进行前导序列识别、整数载频偏移(CFO)估计以及段识别。所示出的接收机404具有前导序列识别部件416，整数CFO估计部件418以及段识别部件420。

可以为OFDM/OFDMA系统100定义多个前导序列406。前导序列识别是确定在接收的信号432中包括所有可能的前导序列406中的哪个前导序列406的处理。

载频偏移(CFO)是指接收机404的子载波与发射机202的子载波之间的频率差。整数CFO估计是估计整数CFO 408的处理。可以执行整数CFO估计以改善接收机204的性能。

为OFDM/OFDMA系统100定义的每个前导序列406可以与段410相关联。段识别是确定前导序列406与哪个段410相关联的处理。

段410可以与扇区112相对应。例如在基于三个扇区的网络配置的情况中，BS0(扇区0)可以使用段0，BS1(扇区1)可以使用段1，BS2(扇区2)可以使用段2。

可以在“冷启动”情况下执行前导序列识别、整数CFO估计以及段识别，“冷启动”情况即远程站106上电但是该远程站106还没有与基站104的段410相关联的情况。为了与基站104的段410相关联，远程站106会试图检测由基站104发送并且由远程站106接收的信号432中的特定前导序列406。可以同时执行前导序列识别、整数CFO估计以及段识别。

图5A和5B示出了可以为OFDM/OFDMA系统100定义的前导序列506a，506b的示例。在用于IEEE.16e OFDM/OFDMA系统100的标准规范中定义了这些前导序列506a，506b。图5A中所示的前导序列506a与使用1024个子载波的OFDM/OFDMA系统相对应。图5B中所示的前导序列506b与使用512个子载波的OFDM/OFDMA系统相对应。

每个前导序列506a，506b与段510a，510b相关联。每个前导序列506a，506b还与由小区标识符(IDcell)512a，512b标识的小区102相关联。每个前导序列506a，506b还与可以被称为前导索引516a，516b的索引516a，516b相关联。

可以将不同的子载波220集合分配给不同的段410。如这里所使用的，术语PA_cset是指分配给用于发送包括前导序列406的信号432的段s(其中s＝0，1或者2)的子载波220的集合。可以如下给出PA_cset：

PA_cset＝s+3z (1)

项z代表从0到M-1的连续索引，其中M是前导序列406的长度。因而，如果子载波220的数量等于1024(M＝284)，则可以将下面的子载波220分配给段0：0，3，6，9，......，849。将下面的子载波220分配给段1：1，4，7，10，......，850。将下面的子载波220分配给段2：2，5，8，11，......，851。(在这些用数字表示的示例中，将使用的子载波区域318中的第一子载波称为子载波0)。

可以如下来定义PA_cset的基于频率偏移索引(FOI)的格式：

i_s，m＝convert_to_FOI_index_format(PA_cset)，m＝1，2，...，M (2)

项i_s，m是与段s相关联的前导的第m个子载波索引(基于FOI)。图5C中示出了按照上述分配子载波之后产生的前导。假设进行N点FFT(或者IFFT)，则存在从第一子载波到第N子载波的N个子载波。在基于FOI的编号中，第一子载波与最低频率相关联，第N子载波与最高频率相关联，并且DC子载波位于中间位置。

在图5C的示例中，将子载波编号为SC(1)到SC(N)。或者，可以将这些子载波编号为SC(0)到SC(N-1)。

如这里所使用的，项N_pn是指为特定OFDM/OFDMA系统100定义的前导序列406的总数量。项N_pnseg是指与特定段410相对应的前导序列406的总数量。项N_seg是指段410的数量。用于IEEE802.16e OFDM/OFDMA系统100的标准规范为使用1024个子载波的OFDM/OFDMA系统100定义了下列值：

N_pn＝114，N_pnseg＝38，并且N_seg＝3。

可以将为特定OFDM/OFDMA系统100定义的前导序列406的集合表示为：

PA_j；第j个前导序列 (3)

j＝1，2，...，N_pn；前导序列的索引

每个前导序列PA_j包括长度为M的伪噪声(PN)码。这在下面的等式(4)中表示。如在等式(5)中所表示的，每个前导序列406具有其自己的段号‘s’以及取决于该段号的子载波集合‘i_s，m’。

PA_j＝[c₁，c₂，...，c_m，...，c_M]

(4)

c_m；前导序列的第m个码

i_s，m；段(PA子载波集合)s的基于FOI的索引

m＝1，2，...，M (5)

s＝0，1，2；段(PA子载波集合)

为了当前讨论，使X(k；j)作为包括所有可能的前导序列406的集合中的第j个前导序列406的发送信号232的频域表示。使x(n；j)作为X(k；j)的相应时域信号。使y(n；j)作为与x(n；j)相对应的时域中的接收信号432。使Y(k；j)作为y(n；j)的相应频域信号。为了当前讨论，假设X(k；j)和Y(k；j)按照FOI(频率偏移索引)排序。

X(k；j)＝频域中的前导信号，k＝1，2，...，N (6)

x(n；j)＝ifft{fftshif(X(k；j))}，n＝1，2，...，N，k＝1，2，...，N (7)

y(n；j)＝时域中的接收信号，n＝1，2，...，N

(8)

＝x(n；j)*h(n)+η(n)

Y(k；j)＝fftshift(fft(y(n；j)))，n＝1，2，...，N，k＝1，2，...，N (9)

在上述的“冷启动”情况下，用于前导序列识别的一种方法是搜索针对所有可能的整数CFO候选的前导序列406。如上所述，可能存在相当大数量的可能的前导序列406(例如，在利用1024个或者512个子载波的OFDM/OFDMA系统中有114个可能的前导序列)。对于每个前导序列406，2×Z_i个整数CFO候选是可能的，其中Z_i是最大允许的整数CFO值。因而，搜索针对所有可能的整数CFO候选的前导序列406会包括相当大量的计算。

可以按照下面的互相关处理同时进行前导序列识别和整数CFO估计：

C (z; j) = Σ_{m = 1}^{m = M} X (i_{s, m}; j) * Y (i_{s, m} + z; j)

z＝-Z_i:1:Z_i；可能的整数CFO范围

j＝1，2，...，N_pn；可能的前导序列 (10)

i_s，m；s的PA序列索引

m＝1，2，...，M

s＝0，1，2；段

在等式(10)中，项Z_i是最大允许整数CFO值，项M是前导序列406的长度，并且项i_s,m是按照频率偏移索引(FOI)格式的与段s相关联的第m个子载波索引。

使用上述结果，可以估计通过子载波频率间隔所归一化的整数CFO408。也可以识别前导序列406(或者更具体地，与前导序列406相对应的前导索引516a，516b)。这在下面的等式(11)到(14)中示出。一旦前导序列406已知，还可以从前导序列406的适当表(例如，图5A和5B中示出的表)中提取段410。

[z_{c}, j_{c}] = \underset{z, j}{\arg \max} {| C (z; j) |} - - - (11)

Δ f_{int}^{N} = z_{c} - - - (12)

J_PAindex＝j_c (13)

s＝fromJ_PAindex (14)

在存在不良的符号定时或者信道影响的环境中，用于确定互相关的等式(10)可能不能正确工作。为了消除由信道或者符号定时偏移所产生的相位旋转影响，可以使用下面的偏相关方案：

C (z; j) = Σ_{b = 1}^{B} | Σ_{m = (b - 1) N_{b} + 1}^{\min ({bN}_{b}, M)} X {(i_{s, m}; j)}^{*} Y (i_{s, m} + z; j) |

z＝-Z_i:1:Z_i ；可能的整数CFO范围

j＝1，2，...，N_pn；可能的前导序列

i_s，m；s的PA序列索引 (15)

m＝1，2，...，M

s＝0，1，2；段

B = ceil (\frac{M}{N_{b}})

N_b：偏相关的采样数

在等式(15)中，项N_b是偏相关的采样数量。项M是前导序列406的长度。项B是偏相关的数量。N_b的值对于偏相关可以在4到16的范围内。

图6示出了用于识别前导序列606以及估计整数载频偏移(CFO)608的另一OFDM/OFDMA接收机604。接收机604是图4所示的接收机404的实现示例。接收机604可以实现在OFDM/OFDMA系统100中的远程站106中。

所示的接收机604接收由OFDM/OFDMA发射机202发送的信号632。在冷启动情况中，接收机604可以针对接收的信号632初始执行信号检测和前导检测。信号检测包括确定是否存在进来的信号632，前导检测包括确定该进来的信号632是否包括前导序列606。所示的接收机604具有信号检测部件618和前导检测部件620。

在执行信号检测和前导检测之后，可以执行符号边界检测。符号边界检测包括检测OFDM/OFDMA符号边界。所示的接收机604具有符号边界检测部件622。

一旦执行了信号检测、前导检测以及符号边界检测，就可以在时域中进行分数载频偏移(CFO)补偿。所示的接收机604具有分数CFO补偿部件624。

可以将分数CFO补偿部件624的输出从时域转换到频域。这可以通过快速傅里叶变换(FFT)部件626执行。可以将FFT部件626的输出称为处理后的接收信号628。

如上所述，接收的信号632可以包括前导序列606。可以通过将前导序列606调制到多个正交子载波上来实现前导序列606的传输。可以根据下面的等式(16)确定子载波的功率。

P(k)＝|Y(k)|²，k＝K_min:1:K_max

K_min＝min(i_s，m＝1)-Z_i (16)

K_max＝max(i_s，m＝M)+Z_i

z＝-Z_i:1:Z_i；可能的整数CFO范围

所示的接收机604具有功率测量部件630，其接收处理后的接收信号628作为输入，并且输出与所述子载波相对应的功率值634。处理后的接收信号628可以与等式(16)中的Y(k)相对应。功率值634可以与等式(16)中的P(k)相对应。

等式(16)的各种替代是可能的。例如，为了降低复杂性，可以只使用一些采样而非所有可能的采样。作为另一示例，可以确定处理后的接收信号628的绝对值而不是确定子载波的功率。

可以基于子载波的功率值634来确定虚拟段636。虚拟段636表示最活跃子载波相对于K_min的偏移位置(K_min在上面的等式(16)中定义)。可以按照等式(17)和(18)来确定虚拟段636。

P(v)＝sum(P(k_min+v:3:K_max))

(17)

v＝0，1，2；虚拟段

v_{s} = \underset{v}{\arg \max} (P (v));

决定的虚拟段

(18)

v＝0，1，2；虚拟段

所示出的接收机604具有虚拟段检测部件638，其接收功率值634作为输入，并且输出虚拟段636。虚拟段636可以与等式(18)中的v_s相对应。

可以确定整数CFO候选的减少集640(即，比整数CFO候选的完整集642小的整数CFO候选的集合)。可以基于所确定的虚拟段636确定该整数CFO候选的减少集640。也可以使用虚拟段表644来确定整数CFO候选的减少集640。图9中示出了虚拟段表644的示例并且将在下面进行讨论。

所示出的接收机604具有可能整数CFO提取部件646。该可能整数CFO提取部件646可以被配置来基于所确定的虚拟段636并且还基于虚拟段表644来确定整数CFO候选的减少集640。

可以针对接收的信号632和多个候选发送信号648执行互相关运算。每个候选发送信号648可以包括从所有可能的前导序列650的集合中选择的特定前导序列606。此外，每个候选发送信号648可以与从整数CFO候选的减少集640中选择的可能整数CFO候选相对应。

可以根据等式(19)来执行该互相关运算。

C (z; j) = Σ_{b = 1}^{B} | Σ_{m = (b - 1) N_{b} + 1}^{\min ({bN}_{b}, M)} X (i_{s, m}; j) * Y (i_{s, m} + z; j) |

z＝-Z_i+v_s-s:3:Z_i；可能的整数CFO范围

v_s＝0或者1或者2；决定的虚拟段

j＝1，2，...，N_pn；可能的前导序列

i_s，m；s的PA序列索引 (19)

m＝1，2，...，M

s＝0，1，2；段

B = ceil (\frac{M}{N_{b}})

N_b：偏相关的采样数

在等式(19)中，项v_s是指虚拟段636。可能的整数CFO范围(即，-Z_i+v_s-s:3:Z_i)与整数CFO候选的减少集640相对应。项X()与候选发送信号648相对应。项Y()与处理后的接收信号628相对应。

所示出的接收机604具有互相关部件652，其接收处理后的接收信号628以及候选发送信号648作为输入并且输出相关值654。相关值654可以与等式(19)中的C(z；j)相对应。

相关值654可以用于识别接收的信号632中的前导序列606并且估计接收的信号632的整数CFO 608。一旦识别了前导序列606，就还可以识别与该前导序列606相对应的段610。可以根据上面的等式(11)到(14)进行前导序列识别、整数CFO估计以及段识别。

所示出的接收机604具有峰值检测部件656。所示出的峰值检测部件656接收该相关值654作为输入，并且输出前导序列606、估计的整数CFO608以及与所识别的前导序列606相对应的段610。可以通过适当的前导索引516a，516b来识别前导序列606。

在上面的等式(19)中，在频域中执行相关。然而，针对减少的候选还可以使用另一相关方案。例如，可以使用时域峰值检测方案。

图7示出了用于识别前导序列606并且估计整数载频偏移(CFO)608的方法700。可以通过接收机604执行方法700，该接收机604实现在OFDM/OFDMA系统100中的远程站106中。

响应于接收到信号632，可以对接收的信号632执行信号检测(702)。还可以对接收的信号632执行前导检测(704)。还可以对接收的信号632执行符号边界检测(706)。还可以对接收的信号632执行分数CFO补偿(708)。还可以对接收的信号632执行快速傅里叶变换(FFT)操作(710)。在该阶段，可以将该接收的信号632称为处理后的接收信号628。

如上所述，接收的信号632可以包括前导序列606。前导序列606的传输可能是通过将前导序列606调制到多个正交子载波上来实现的。该方法700可以包括确定子载波的功率(712)。这可以根据上面的等式(16)实现。

然后可以基于子载波的功率来确定虚拟段636(714)。这可以根据上面的等式(17)和(18)进行。然后可以基于虚拟段636来确定整数CFO候选的减少集640(716)。

可以针对接收的信号632和多个候选发送信号648执行互相关运算(718)。每个候选发送信号648可以包括从所有可能的前导序列650的集合中选择的特定前导序列606。此外，每个候选发送信号648可以与从整数CFO候选的减少集640中选择的可能整数CFO候选相对应。可以根据上面的等式(19)来执行互相关运算。

由执行互相关运算获得的相关值654可以用于识别前导序列606(例如，通过识别与前导序列606相对应的前导索引516a，516b)以及用于估计接收的信号632的整数CFO 608。一旦识别了前导序列606，就还可以识别与该前导序列606相对应的段610。可以同时执行识别前导序列606、估计整数CFO 608以及识别与前导序列606相对应的段610。

可以通过与图8中所示的模块+功能框图800相对应的各种硬件和/或软件组件和/或模块来执行上述图7的方法。换句话说，图7中所示的块702到720与图8中所示的模块+功能块802到820相对应。

图9示出了虚拟段表944的示例。如上所述，虚拟段表944可以用于确定整数CFO候选的减少集640。虚拟段表944表明了虚拟段636与整数CFO候选的减少集640之间的关系。例如，通过表中突出显示的部分912中的“O”标记与虚拟段零相对应的整数CFO候选的减少集640。尽管所示出的虚拟段表944是表的形式，但是存在许多其它类型的数据结构可用于代表其中包含的信息。

如上所述，在等式(19)中，对于给定段s的整数CFO候选的减少集由z＝-Z_i+v_s-s:3:Z_i给出。如图9中所示，不同的段的整数CFO候选的减少集如下：

v_s＝0并且s＝0；z＝...-3 0 3 6 ...

v_s＝0并且s＝1；z＝...-4 -1 2 5 ...

v_s＝0并且s＝2；z＝...-5 -2 1 4...

一旦选择了虚拟段，则对于图9的表中示出的每个段限制了可能的整数CFO(“O”表示可能的候选，而“x”表示不可能的候选)。此时不知道实际段，但是将利用相应的段编号来搜索所定义的所有可能的前导序列(例如适当地参见图5A或者5B)。例如，假设虚拟段＝0，则可以如下从图9中的表中搜索与段0相对应的前导索引0：

索引0的参考前导序列：X(i_s，m；j)，i_s，m＝87，90，...(参见图5C)，j＝0(索引0)

接收的前导：Y(i_s，m+z；j)，z＝...-3，0，3，...

对于z＝-3的相关；X*(87)xY(84)+X*(90)xY(87)+...

对于z＝0的相关；X*(87)xY(87)+X*(90)xY(90)+...

对于z＝3的相关；X*(87)xY(90)+X*(90)xY(93)+...

在该示例中，没有考虑z＝...-2，-1，1，2，...，因为在该示例中，基于图9中的表以及图5A和5B中的前导序列定义，如果虚拟段是“0”并且实际段是“0”，则这些位置不允许作为可能的整数CFO。

由等式(19)表示的偏互相关方案用于该示例中。然而，如上所述，可以使用其它相关方案。

图10示出了可以在无线设备1002中使用的各种部件。无线设备1002是可以被配置为实现这里描述的各种方法的设备示例。无线设备1002可以是基站104或者远程站106。

无线设备1002可以包括控制无线设备1002的操作的处理器1004。处理器1004也被称为中央处理单元(CPU)。存储器106可以既包括只读存储器(ROM)又包括随机存取存储器(RAM)，其向处理器1004提供指令和数据。存储器1006的一部分也可以包括非易失性随机访问存储器(NVRAM)。处理器1004通常基于存储在存储器1006内的程序指令来执行逻辑和算术运算。存储器1006中的指令可以是可执行的以实现这里描述的方法。

无线设备1002还可以包括壳体1008，该壳体1008可以包括发射机1010和接收机1012以允许在该无线设备1002与远程位置之间发送和接收数据。发射机1010和接收机1012可以组合为收发机1014。天线1016可以附接到壳体1008并且电耦合到收发机1014。无线设备1002还可以包括(未示出的)多个发射机，多个接收机，多个收发机和/或多个天线。

无线设备1002还可以包括信号检测器1018，其可以用于检测和量化收发机1014接收到的信号的水平。信号检测器1018可以将这种信号检测为总能量、每伪噪声(PN)码片的导频能量、功率谱密度和其它信号。无线设备1002还可以包括用于处理信号的数字信号处理器(DSP)1020。

无线设备1002的各种部件可以通过总线系统1022耦合到一起，除了数据总线，总线系统1022还可以包括电源总线、控制信号总线以及状态信号总线。然而，为了清楚起见，图10中将各种总线显示为总线系统1022。

如这里所使用的，术语“确定”(及其语法变型)按照极其宽泛的意义使用。术语“确定”涵盖了多种动作，并且因此“确定”可以包括运算、计算、处理、导出、调查、查找(例如，在表格、数据库或其它数据结构中查找)、查明等。另外，“确定”可以包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。另外，“确定”可以包括解决、选择、选出、建立等。

信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任意一种来表示。例如，在整个以上说明中提及的数据、指令、命令、信息、信号等可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。

可以用设计来执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列信号(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或它们的任意组合来实现或执行结合本公开而描述的各种说明性的逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何商业上可获得的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP内核、或者任何其它这样的配置。

结合本公开所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或者这两者的组合。软件模块可以位于本领域已知的任意形式的存储介质中。可以使用的存储介质的一些例子包括：RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动盘、CD-ROM等。软件模块可以包括单个指令或者多个指令，并且可以分布在多个不同代码段上、在多个程序中以及跨多个存储介质。存储介质可以耦合到处理器以使得该处理器可以从该存储介质读取信息以及向该存储介质写入信息。可选地，存储介质可以与处理器是一体的。

本文公开的方法包括用于实现所述方法的一个或多个步骤或动作。在不背离权利要求的范围的情况下，这些方法步骤和/或动作可以彼此互换。换言之，除非指定了这些步骤或动作的特定顺序，否则可以修改特定步骤和/或动作的顺序和/或使用而不背离权利要求的范围。

可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现本申请所述的功能。如果用软件来实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上，或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码来传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括有利于计算机程序从一个地方传递到另一个地方的任意介质。存储介质可以是计算机可访问的任意可用介质。这种计算机可读介质可以包括，例如但不限于，RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁存储设备，或者可用于以计算机可访问的指令或数据结构的形式来携带或存储希望的程序代码的任意其它介质。并且，任意连接也可以被称为是计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线对、数字用户线(DSL)或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术来从网站、服务器或其它远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线对、DSL或诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术也包括在介质的定义中。本申请所使用的盘片或盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多用途盘(DVD)、软盘和蓝光盘，其中磁盘(disk)通常磁性地再现数据，而光盘(disc)用激光光学地再现数据。以上的组合也可以包括在计算机可读介质的范围中。

应该理解，权利要求并非局限于上面说明的精确配置和部件。在不偏离权利要求的范围的情况下，可以对上述方法和装置的结构，操作和方法细节做出各种修改，改变和变型。

Claims

1.一种用于识别前导序列以及用于估计整数载频偏移的方法，包括：

确定虚拟段；

基于所述虚拟段来确定与接收的信号相对应的整数载频偏移(CFO)候选的减少集，所述接收的信号包括可能的前导序列的集合中的一前导序列；

针对所述接收的信号和多个候选发送信号执行相关运算，其中每个候选发送信号包括所述可能的前导序列的集合中的一个前导序列，其中每个候选发送信号与所述整数CFO候选的减少集中的一个整数CFO候选相对应，并且其中确定相关值作为所述相关运算的结果；以及

使用所述相关值来识别所述前导序列以及估计所述整数CFO。

2.如权利要求1所述的方法，其中同时执行识别所述前导序列以及估计所述整数CFO。

3.如权利要求1所述的方法，其中识别所述前导序列包括识别与所述前导序列相关联的前导索引。

4.如权利要求1所述的方法，还包括识别与所述前导序列相对应的段。

5.如权利要求1所述的方法，其中对于每个所述可能的前导序列，整数CFO候选的完整集包括2×Z_i个整数CFO候选，并且其中Z_i是最大允许整数CFO。

6.如权利要求1所述的方法，其中对于给定的段s，所述整数CFO候选的减少集是z=-Z_i+v_s-s:3:Z_i，其中Z_i是最大允许整数CFO，并且其中v_s是所述虚拟段。

7.如权利要求1所述的方法，其中发送所述前导序列包括将所述前导序列调制到多个正交子载波上，并且所述方法还包括：

确定所述子载波的功率；以及

基于所述子载波的功率确定所述虚拟段。

8.如权利要求7所述的方法，其中根据

来确定所述虚拟段，其中P(v)=sum(P(k_min+v:3:K_max))，其中K_min=min(i_s,m=1)-Z_i，其中K_max=max(i_s,m=M)+Z_i，其中Z_i是最大允许整数CFO，其中M是所述前导序列的长度，并且其中i_s,m是分配给段s的子载波的集合。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述相关运算是互相关运算，并且其中按照

来执行所述互相关运算，其中z是所述整数CFO候选的减少集的索引，其中j是所述可能的前导序列的索引，其中X()是所述发送信号，其中Y()是所述接收的信号，其中M是所述前导序列的长度，其中i_s,m是分配给段s的子载波的集合，其中N_b是偏相关的采样数，并且其中

10.如权利要求1所述的方法，其中由被配置用于正交频分复用的无线通信系统中的远程站来执行所述方法。

11.一种被配置来识别前导序列以及估计整数载频偏移的无线设备，包括：

接收机，其中所述接收机包括：

虚拟段检测部件，用于确定虚拟段；

可能整数载频偏移(CFO)提取部件，用于基于所述虚拟段来确定与接收的信号相对应的整数载频偏移(CFO)候选的减少集，所述接收的信号包括可能的前导序列的集合中的一前导序列；

互相关部件，用于针对所述接收的信号和多个候选发送信号执行相关运算，其中每个候选发送信号包括所述可能的前导序列的集合中的一个前导序列，其中每个候选发送信号与所述整数CFO候选的减少集中的一个整数CFO候选相对应，并且其中确定相关值作为所述相关运算的结果；以及

峰值检测部件，用于使用所述相关值来识别所述前导序列以及估计所述整数CFO。

12.如权利要求11所述的无线设备，其中同时执行识别所述前导序列以及估计所述整数CFO。

13.如权利要求11所述的无线设备，其中识别所述前导序列包括识别与所述前导序列相关联的前导索引。

14.如权利要求11所述的无线设备，其中所述峰值检测部件还用于识别与所述前导序列相对应的段。

15.如权利要求11所述的无线设备，其中对于每个所述可能的前导序列，整数CFO候选的完整集包括2×Z_i个整数CFO候选，并且其中Z_i是最大允许整数CFO。

16.如权利要求11所述的无线设备，其中对于给定的段s，所述整数CFO候选的减少集是z=-Z_i+v_s-s:3:Z_i，其中Z_i是最大允许整数CFO，并且其中v_s是所述虚拟段。

17.如权利要求11所述的无线设备，其中发送所述前导序列包括将所述前导序列调制到多个正交子载波上，并且其中所述接收机还包括：

功率测量部件，用于确定所述子载波的功率；

其中，所述虚拟段检测部件基于所述子载波的功率确定所述虚拟段。

18.如权利要求17所述的无线设备，其中根据

19.如权利要求11所述的无线设备，其中所述相关运算是互相关运算，并且其中按照

20.如权利要求11所述的无线设备，其中所述无线设备是被配置用于正交频分复用的无线通信系统中的远程站。

21.一种被配置来识别前导序列以及估计整数载频偏移的装置，包括：

用于确定虚拟段的模块；

用于基于所述虚拟段来确定与接收的信号相对应的整数载频偏移(CFO)候选的减少集的模块，所述接收的信号包括可能的前导序列的集合中的一前导序列；

用于针对所述接收的信号和多个候选发送信号执行相关运算的模块，其中每个候选发送信号包括所述可能的前导序列的集合中的一个前导序列，其中每个候选发送信号与所述整数CFO候选的减少集中的一个整数CFO候选相对应，并且其中确定相关值作为所述相关运算的结果；以及

用于使用所述相关值识别所述前导序列以及估计所述整数CFO的模块。

22.如权利要求21所述的装置，其中同时执行识别所述前导序列以及估计所述整数CFO。

23.如权利要求21所述的装置，其中识别所述前导序列包括识别与所述前导序列相关联的前导索引。

24.如权利要求21所述的装置，还包括用于识别与所述前导序列相对应的段的模块。

25.如权利要求21所述的装置，其中对于每个所述可能的前导序列，整数CFO候选的完整集包括2×Z_i个整数CFO候选，并且其中Z_i是最大允许整数CFO。

26.如权利要求21所述的装置，其中对于给定的段s，所述整数CFO候选的减少集是z=-Z_i+v_s-s:3:Z_i，其中Z_i是最大允许整数CFO，并且其中v_s是所述虚拟段。

27.如权利要求21所述的装置，其中发送所述前导序列包括将所述前导序列调制到多个正交子载波上，并且所述装置还包括：

用于确定所述子载波的功率的模块；以及

用于基于所述子载波的功率确定所述虚拟段的模块。

28.如权利要求27所述的装置，其中根据

29.如权利要求21所述的装置，其中所述相关运算是互相关运算，并且其中按照

30.如权利要求21所述的装置，其中所述装置是被配置用于正交频分复用的无线通信系统中的远程站。