CN102055711A - 在无线通信系统中生成测距前导码的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在无线通信系统中生成测距前导码的方法和装置，该方法包括以下步骤：生成对多个正交频分多址(OFDMA)符号中的各个OFDMA符号进行循环移位的Zadoff-Chu(ZC)序列来作为测距前导码，其中，对各个OFDMA符号进行所述循环移位。

Description

在无线通信系统中生成测距前导码的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2009年11月5日提交的美国临时申请No.61/258,205、于2009年11月17日提交的美国临时申请No.61/262,090以及于2010年10月7日提交的韩国专利申请No.10-2010-0097712的优先权，以引证的方式将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及无线通信，更具体而言，涉及在无线通信系统中生成测距前导码的方法及装置。

背景技术

2007年，电气与电子工程师协会(IEEE)802.16e标准由作为国际电信联盟(ITU)的一个部门的ITU无线通信部(ITU-R)采纳作为国际移动通信(IMT)-2000的第六个标准，命名为“WMAN-OFDMA TDD”。ITU-R已准备将IMT-高级(IMT-advanced)系统作为IMT-2000之后的下一代(即，第四代)移动通信标准。IEEE 802.16工作组(WG)决定进行802.16m项目，其目的在于创建对现有IEEE 802.16e的修改标准、作为IMT-高级系统的标准。从以上目的可以看出，802.16m标准具有两个方面，即，针对过去的延续性(即，对现有802.16e标准的修改)以及针对未来的延续性(即，针对下一代IMT-高级系统的标准)。因此，802.16m标准需要在保持与符合802.16e标准的移动WiMAX系统的兼容性的同时，满足IMT-高级系统的全部要求。

已经针对宽带无线通信系统提出了有效的发送/接收方法及应用，以使无线资源的效率最大化。将能够通过较低复杂度来减小符号间干扰(ISI)的正交频分复用(OFDM)系统考虑作为下一代无线通信系统中的一种。在OFDM中，将串行输入的数据符号转换成N个并行的数据符号，然后通过将其承载在独立的N个子载波中的各个上而发送出去。这些子载波在频域中保持正交性。各个正交信道经历了相互独立的频率选择性衰落，并且所发送的符号的间隔增大，从而减小了符号间干扰。

当系统将OFDM用作调制方案时，正交频分多址(OFDMA)是通过单独地向多个用户提供可用子载波中的一些子载波而实现多址的多址方案。在OFDMA中，向各个用户提供频率资源(即，子载波)，并且，由于通常单独地将各个频率资源提供给多个用户，所以这些频率资源彼此并不交迭。因此，按照独占的方式将频率资源分配给各个用户。在OFDMA系统中，可以利用频率选择性调度来获得针对多个用户的频率分集，并且，可以根据针对子载波的置换准则来按照不同方式分配子载波。此外，可以应用采用多天线的空间复用方案，以提高空间域的效率。

可以定义上行控制信道来传输上行控制信号。上行控制信道的示例有很多，诸如快速反馈信道、混合自动重传请求(HARQ)反馈信道、探测信道、测距信道、带宽请求信道等。快速反馈信道承载了信道质量指示符(CQI)和/或多输入多输出(MIMO)信息的反馈，并且可以分成主快速反馈信道和辅快速反馈信道。HARQ反馈信道是用于发送作为对数据传输的响应的肯定确认(ACK)/否定确认(NACK)信号的信道。探测信道可以用作对闭环MIMO传输和上行调度进行响应的上行信道。带宽请求信道是请求用于发送控制信号或要由移动台(MS)发送的上行数据的无线资源的信道。

测距信道能够用于上行同步。测距信道可以分为用于未同步的移动台(MS)的未同步测距信道(NS-RCH)和用于同步后的MS的同步后测距信道(S-RCH)。NS-RCH可用于初始接入和切换。在要发送用于NS-RCH的子帧中，MS不能发送任何上行突发或上行控制信道。S-RCH可以用于周期性测距。已经与目标基站(BS)同步后的MS可以发送用于同步后的MS的测距信号。

可以通过测距信道来发送测距前导码。各种类型的码或诸如Zadoff-Chu(ZC)序列等的序列可用作测距前导码，并且可以对这些码或序列进行循环移位。通过将测距前导码映射到分配给该测距信道的至少一个正交频分多址(OFDMA)符号，来发送该测距前导码。

需要一种在将测距前导码映射到多个OFDMA符号时进行循环移位的方法。

发明内容

本发明提供了一种在无线通信系统中生成测距前导码的方法及装置。

在一个方面中，提供了一种在无线通信系统中生成测距前导码的方法。该方法包括以下步骤：生成对多个正交频分多址OFDMA符号中的各个OFDMA符号进行循环移位的Zadoff-Chu ZC序列来作为测距前导码，其中，对各个OFDMA符号进行循环移位。通过如下等式来确定循环移位：

$\exp (-\frac{j\·\mathrm{\π}\·2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{TCS}}}{N_{\mathrm{FFT}}}),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1,$

其中，s_p是循环移位索引，N_TCS是时域中的循环移位单元，N_FFT是快速傅立叶变换FFT的尺寸，并且N_RP是每OFDMA符号的测距前导码的长度。N_TCS＝G*N_FFT，其中，G是循环前缀CP比，并且N_FFT是FFT的尺寸。可以通过如下等式来确定测距前导码：

$x_p(n,k)=\exp (-j\·\mathrm{\π}(\frac{r_p\·(n\·71+k)(n\·71+k+1)}{211}+\frac{2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{TCS}}}{N_{\mathrm{FFT}}})),$

$k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1;n=\mathrm{0,1,2}$

其中，r_p是ZC序列的根索引，s_p是循环移位索引，N_TCS是时域中的循环移位单元，N_FFT是FFT的尺寸，N_RP是每OFDMA符号的测距前导码的长度，并且n是OFDMA符号索引。所述测距前导码的长度可以是72。所述多个OFDMA符号的数量可以是3。所述方法还包括以下步骤：将所生成的测距前导码映射到各个OFDMA符号。用来进行循环移位的循环移位单元可以等于或小于所述测距前导码的长度。所述测距前导码可以用于通过同步后的测距信道S-RCH进行的周期性测距。

在另一个方面中，提供了一种用于生成测距前导码的装置。该装置包括：射频RF单元，其用来发射或接收无线信号；以及处理器，其连接到所述RF单元，其中，所述处理器被配置为生成对多个正交频分多址OFDMA符号中的各个正交频分多址OFDMA符号进行循环移位的Zadoff-Chu ZC序列，来作为测距前导码，并且所述循环移位被应用于各个正交频分多址OFDMA符号。所述测距前导码的长度可以是72。所述多个OFDMA符号的数量可以是3。所述处理器还可被配置为将所生成的测距前导码映射到各个OFDMA符号。

附图说明

图1示出了无线通信系统。

图2示出了帧结构的一个示例。

图3示出了上行无线资源的一个示例。

图4示出了S-RCH在时域中的结构。

图5示出了将S-RCH的测距前导码映射到OFDMA符号的一个示例。

图6是用于对测距前导码进行检测的算法的框图。

图7示出了将循环移位后的序列映射到一个OFDMA符号或多个OFDMA符号的情况。

图8示出了将利用所提出的测距前导码生成方法所生成的测距前导码映射到多个OFDMA符号的情况。

图9至图12示出了根据所提出的测距前导码生成方法来映射测距前导码的一个示例。

图13是示出根据本发明一个实施方式所提出的测距前导码生成方法的流程图。

图14是示出实现本发明的一个实施方式的BS和MS的框图。

具体实施方式

以下技术可用于各种无线通信系统，诸如，码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)以及单载波频分多址(SC-FDMA)。可以利用诸如通用陆地无线接入(UTRA)或CDMA2000的无线技术来实现CDMA。可以利用诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线业务(GPRS)/增强型数据速率GSM演进(EDGE)的无线技术来实现TDMA。可以利用诸如IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20或演进型UTRA(E-UTRA)的无线技术来实现OFDMA。IEEE 802.16m是IEEE 802.16e的演进，其提供对基于IEEE 802.16e系统的后向兼容性。UTRA是通用移动通信系统(UMTS)的一部分。第三代合作伙伴项目(3GPP)长期演进(LTE)是采用演进型UMTS陆地无线接入(E-UTRA)的演进型UMTS(E-UMTS)的一部分，3GPP LTE在下行(DL)采用OFDMA，在上行(UL)采用SC-FDMA。LTE-A(高级)是3GPP LTE的演进。

为了便于说明，主要以IEEE 802.16m为例进行说明，但是本发明的技术思想并不限于IEEE 802.16m。

图1示出了无线通信系统。

参照图1，无线通信系统10包括一个或更多个基站(BS)11。BS 11为各个地理区域(通常称作“小区”)15a、15b和15c提供通信业务。各个小区可以分成多个区域(称作“扇区”)。用户设备(UE)12可以是固定的或移动的，并且可以用其它术语来表示，诸如移动台(MS)、移动终端(MT)、用户终端(UT)、用户台(SS)、无线设备、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器或者手持设备。BS 11通常是指与UE 12进行通信的固定站，并且可以用其它术语来表示，诸如演进型节点B(eNB)、基站收发机系统(BTS)或接入点。

UE属于一个小区。UE所属的小区称作服务小区。为服务小区提供通信业务的BS称作服务BS。无线通信系统是蜂窝系统，因此，无线通信系统包括与服务小区相邻的其它小区。与服务小区相邻的其它小区称作相邻小区。为相邻小区提供通信业务的BS称作相邻BS。基于UE而相对地确定服务小区与相邻小区。

该技术可以用于下行(DL)或上行(UL)。通常，DL是指从BS 11到UE 12的通信，UL是指从UE 12到BS 11的通信。在DL中，发射机可以是BS 11的一部分，接收机可以是UE 12的一部分。在UL中，发射机可以是UE 12的一部分，接收机可以是BS 11的一部分。

图2示出了帧结构的一个示例。

参照图2，超帧(SF)包括超帧报头(SFH)和四个帧F0、F1、F2和F3。在SF中，各帧可具有相同的长度。虽然示出为各个SF的长度为20毫秒(ms)、并且各帧长度为5ms，但是本发明并不限于此。SF的长度、SF中包含的帧数、帧中包含的SF数等可以进行各种改变。帧中包含的SF数可以根据信道带宽和循环前缀(CP)的长度而进行各种改变。

一帧包括8个子帧SF0、SF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6和SF7。各个子帧可用于上行传输或下行传输。一个子帧在时域中包括多个正交频分复用(OFDM)符号，在频域中包括多个子载波。一个OFDMA符号用于表示一个符号周期，并且可以根据多址方案使用其它术语(诸如OFDMA符号、SC-FDMA符号等)来表示。子帧可以由五、六、七或九个OFDMA符号组成。但是，这仅是出于示例的目的，因此，子帧中包含的OFDMA符号的数量并不限于此。子帧中包含的OFDMA符号的数量可以根据信道带宽和CP长度来进行多种改变。可以根据子帧中包含的OFDMA符号的数量来定义子帧的类型。例如，可以进行如下定义，类型1子帧包括六个OFDMA符号，类型2子帧包括七个OFDMA符号，类型3子帧包括五个OFDMA符号，并且类型4子帧包括九个OFDMA符号。一个帧可包括多个分别具有同一类型的子帧。另选的是，一个帧可包括多个分别具有不同类型的子帧。也就是说，在一个帧中，各子帧中包含的OFDMA符号数量可以相同或者不同。另选的是，在一个帧的至少一个子帧中包含的OFDMA符号的数量可以与该帧中其余子帧的OFDMA符号的数量不同。

可以将时分双工(TDD)或频分双工(FDD)应用于该帧。在TDD中，在同一频率但在不同时刻将各子帧用于上行传输或下行传输。也就是说，TDD帧中包含的子帧在时域中被分成上行子帧和下行子帧。在FDD中，在同一时刻但在不同频率将各子帧用于上行传输或下行传输。也就是说，FDD帧中包含的子帧在频域中被分成上行子帧和下行子帧。上行传输和下行传输占用不同的频带并且可以同时进行。

超帧报头(SFH)可以承载关键的系统参数和系统配置信息。SFH可以位于超帧的第一子帧。SFH可以占据第一子帧的最后五个正交频分多址(OFDMA)符号。SFH可以分成主SFH(P-SFH)和辅SFH(S-SFH)。P-SFH和S-SFH可以在每个超帧中发送。可以在两个相继的超帧中发送S-SFH。在S-SFH上发送的信息可以分为三个子分组(sub-packet)，即，S-SFH SP1、S-SFH SP2和S-SFH SP3。以不同的周期来周期性地发送每个子分组。在S-SFH SP1、S-SFH SP2和S-SFH SP3中发送的信息可以具有不同的重要性。以最短的周期发送S-SFH SP1，并以最长的周期发送S-SFH SP3。S-SFH SP1包括关于网络重新接入(network re-entry)的信息。S-SFH SP1可包括关于测距信道的信息、资源映射信息(诸如子带划分和频率划分)以及针对支持IEEE 802.16e移动台(MS)的传统支持信息等。S-SFH SP2包括关于初始网络接入和网络发现的信息。S-SFH SP3包括其它重要的系统信息。

一个OFDMA符号包括多个子载波。子载波的数量由快速傅里叶变换(FFT)尺寸来确定。子载波可以分成用于数据传输的数据子载波、用于各种估计的导频子载波、用于保护带的空子载波以及直流(DC：direct current)子载波。OFDMA符号由参数BW、N_used、n、G等限定。参数BW代表名义信道带宽。参数N_used代表所用的子载波(包括DC子载波)数量。参数n代表采样因子。将参数n与参数BW及N_used组合，以确定子载波间距(subcarrier spacing)以及有用符号时长。参数G表示循环前缀(CP)时长与有用时长之间的比。

表1示出了正交频分多址(OFDMA)的参数。

[表1]

表1中，N_FFT代表大于N_used的、2的最小幂。采样因子定义为F_s＝floor(n·BW/8000)×8000。子载波间距定义为Δf＝F_s/N_FFT。有用符号时长定义为T_b＝1/Δf。CP时长定义为T_g＝G·T_b。OFDMA符号时长定义为T_s＝T_b+T_g。采样时间定义为T_b/N_FFT。

图3示出了上行无线资源的一个示例。

各个上行子帧可分为4个或者更少个频率部分(frequency partition)。虽然在图3中将子帧划分为两个频率部分(即，FP1和FP2)，但是，这仅出于示例的目的，因此，子帧中的频率部分的数量不限于此。各个频率部分包括位于子帧中的全部可用正交频分多址(OFDMA)符号的至少一个物理资源单元(PRU)。此外，各个频率部分可包括连续的/集中的(contiguous/localized)PRU和/或分散的(distributed)PRU。各个频率部分可用于诸如部分频率重用(FFR)的其它目的。图3的第二频率部分(即，FP2)包括连续资源分配和分散资源分配这两者。“Sc”是指子载波。

PRU是资源分配的基本物理单元，并包括Psc个连续的子载波和Nsym个连续的OFDMA符号。Psc可以是18。Nsym可以等于一个子帧中包含的OFDMA符号的数量。因此，可以根据子帧类型来确定Nsym。例如，当一个子帧包括6个OFDMA符号时，可以利用18个子载波和6个OFDMA符号来定义PRU。逻辑资源单元(LRU)是用于分散的资源分配和连续的资源分配的基本逻辑单元。

分散的逻辑资源单元(DLRU)可用来获取频率分集(frequency diversity)增益。上行DLRU可由包含在3个块(tile)中的子载波组成，所述3个块分散在一个频率部分中。块是组成上行DLRU的基本单元。上行块的尺寸是6*Nsym，其中，Nsym可以根据子帧类型而改变。

连续的逻辑资源单元(CLRU)可用来获取频率选择性调度增益。CLRU包括以集中的方式分配的资源中的一组连续的子载波。CLRU包括连续资源单元(CRU)中的数据子载波。CRU的尺寸与PRU相同。

下文将说明同步后的测距信道(S-RCH)。

S-RCH用于周期性测距。已与目标基站(BS)同步后的移动台(MS)周期性地向该BS发送测距信号。在毫微微小区(femto-cell)中，该MS可以利用S-RCH来执行初始测距、切换测距或者周期性测距。

图4示出了S-RCH在时域中的结构。图4A示出了组成S-RCH的基本单元的结构，图4B示出了包括该基本单元的S-RCH的结构。该基本单元占据72个子载波和3个OFDMA符号。利用测距前导码来生成与该基本单元相对应的信号波形。S-RCH占据72个子载波和从子帧中的第1个OFDMA符号开始的6个OFDMA符号。两个重复的基本单元组成S-RCH。

填充Zadoff-Chu(ZC)码可作为S-RCH的测距前导码。式1示出S-RCH中使用的测距前导码的示例。

[式1]

$x_p(n,k)=\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·(k+s_p\·m)(k+s_p\·m+1)}{N_{\mathrm{RP}}-1})\·c_q\left(n\right),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1$

式1中，p表示针对基本单元中的第n个OFDMA符号的测距前导码的索引。可以通过在根索引为r_p的ZC序列中以m为循环移位单元进行第s_p次循环移位，来生成式1的测距前导码。这里，m表示循环移位单元，N_RP表示测距前导码的长度。

测距信道分配信息可包括测距配置信息。测距配置信息可以指用来在时域中对测距信道的资源进行分配的子帧偏移O_SF。可以利用该子帧偏移来确定分配了未同步的测距信道(NS-RCH)和S-RCH的时域中的无线资源。

表2示出S-RCH的测距信道分配信息。根据表2来确定分配了S-RCH的子帧。在这种情况下，每帧的上行子帧数N_UL大于1。

[表2]

配置	分配测距信道的子帧
		0	每个帧中的第mod(OSF+1，NUL)个ULAAI子帧
1	每个超帧的第一帧中的第mod(OSF+1，NUL)个ULAAI子帧
		2	每4个超帧的第一帧中的第mod(OSF+1，NUL)个ULAAI子帧
3	每8个超帧的第一帧中的第mod(OSF+1，NUL)个ULAAI子帧

图5示出了将S-RCH的测距前导码映射到OFDMA符号的一个示例。在图5A中，将测距前导码映射到频域中的72个子载波和时域中的3个OFDMA符号。在图5B中，重复地映射图5A中的基本单元。也就是说，与将测距前导码映射到第1至第3个OFDMA符号类似，将该测距前导码映射到第4至第6个OFDMA符号。

可以利用式2来确定图5中使用的测距前导码。

[式2]

$x_p\left(k\right)=\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)+2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{N_{\mathrm{RP}}-3}),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1$

式2中，p表示针对基本单元中的第n个OFDMA符号的测距前导码的索引。可以通过在根索引为r_p的ZC序列中以N_CS为循环移位单元进行第s_p次循环移位，来生成式2的测距前导码。N_RP表示测距前导码的长度，并且在式2中可定义为N_RP＝214。MS根据式2来生成测距前导码，并将所生成的测距前导码映射到多个OFDMA符号，如图5所示。

图6是用于对测距前导码进行检测的算法的框图。参照图6，接收端在频域中对各个OFDMA符号的测距前导码的复共轭进行相乘。之后，接收端按照子载波水平来对OFDMA符号进行相加，并通过利用快速傅立叶逆变换(IFFT)而获得该测距前导码的相关度，来检测该测距前导码。虽然用来对测距前导码进行检测的算法并不限于此，但是，下文仅出于示例的目的而说明利用图6的检测算法来检测该测距前导码。

此外，可以利用式3来重写式2的测距前导码。

[式3]

$x_p\left(k\right)=\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)+2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{N_{\mathrm{RP}}-3}),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1$

$=\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{RP}}-3})\·\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{N_{\mathrm{RP}}-3}),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1$

式3中，N_RP定义为N_RP＝214。如果N_RP＝214＝N_ZC+3，则N_ZC是质数211。可将该值代入式3，得到式4。

[式4]

$x_p\left(k\right)=\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{ZC}}})\·\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{N_{\mathrm{ZC}}}),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{ZC}}+2$

式4的第一项用于生成长度为N_ZC的ZC序列。在这种情况下，k可以具有最高为N_ZC+2的值，N_ZC+2是将长度为N_ZC-1的初始ZC序列延伸3个采样的长度。式4的第二项用来在时域中相对于长度N_ZC以S_p*N_CS为单位对所生成的ZC序列进行循环移位。也就是说，通过第二项来对由第一项生成的ZC序列进行循环移位，并且，由于测距前导码的长度大于一个OFDMA符号中的子载波数量，所以，对由第一项生成的ZC序列进行分段并将其映射到多个OFDMA符号。

图7示出了将循环移位后的序列映射到一个OFDMA符号或多个OFDMA符号的情况。图7的码索引是时域中的采样索引。

图7A示出了将长度为4的序列映射到一个OFDMA符号的情况。在图7A中，与是否使用了基础序列(basis sequence)或者是否进行了循环移位无关，可以保持长度为4的基础序列的格式，而并不改变映射了该序列的一个OFDMA符号。此外，在图6的针对测距前导码的检测算法中，利用获取OFDMA符号单元中的相关度来对测距前导码进行检测。因此，当在接收端对测距前导码进行检测时，可以通过仅获取相对于基础序列的相关度来容易地对通过对该基础序列进行循环移位所得到的测距前导码进行检测。在这种情况下，该基础序列是没有进行循环移位的序列。例如，在ZC序列或填充ZC序列的情况下，可以将具有不同根索引的全部序列作为基础序列。

图7B示出了将长度为12的序列映射到3个OFDMA符号的情况。在图7B中，以2个采样对长度为12的基础序列进行循环移位，并将其映射到时域中的3个OFDMA符号。将码索引10、11、0和1映射到第1个OFDMA符号。将码索引2至5映射到第2个OFDMA符号。将码索引6至9映射到第3个OFDMA符号。在这种情况下，并不在各个OFDMA符号中保持长度为12的基础序列格式。也就是说，由于在根据图6的检测算法对测距前导码进行检测时并不在各个OFDMA符号中保持该基础序列的格式，所以，不能仅利用相对于该基础序列的相关度来对相应测距前导码进行检测。因此，需要相对于对该基础序列进行了循环移位的全部序列获取相关度。例如，如果假设将进行了循环移位的8个序列作为一个基础序列，则需要通过将循环移位后的全部8个序列作为基础序列，通过获取相对于全部8个序列的相关度来执行检测。

当对长序列进行循环移位并将该长序列映射到多个OFDMA符号时，如图7的示例中所示，在各个OFDMA符号中不能正确地检测出序列，因而，检测复杂度随着进行了循环移位后的序列的数量而增大。因此，需要能够避免增大检测复杂度的测距前导码生成方法。

图8示出了将利用所提出的测距前导码生成方法所生成的测距前导码映射到多个OFDMA符号的情况。与图7B类似，在这种情况下，对长度为12的序列进行循环移位，并将该序列映射到3个OFDMA符号。

参照图8，将通过对基础序列进行循环移位而得到的序列映射到多个OFDMA符号，但是，可以在各个OFDMA符号单元中进行循环移位，而不是对全部基础序列进行循环移位。也就是说，可以在各个OFDMA符号中以与包含在对应OFDMA符号中的子载波数量相等或更小的单位，来进行循环移位。因此，将通过对码索引0至3循环移位2个采样所得到的码索引2、3、0和1映射到第1个OFDMA符号。将通过对码索引4至7循环移位2个采样所得到的码索引6、7、4和5映射到第2个OFDMA符号。将通过对码索引8至11循环移位2个采样所得到的码索引10、11、8和9映射到第3个OFDMA符号。通过针对各个OFDMA符号进行循环移位，可以仅利用相对于基础序列的相关度来对循环移位后的全部序列进行检测，而无需相对于循环移位后的全部序列来获取相关度。

式5示出了利用所提出的本发明来生成测距前导码的示例性等式。

[式5]

$x_p(n,k)=\exp (-j\·\mathrm{\π}(\frac{r_p\·(71\·n+k)(71\·n+k+1)}{211}+\frac{2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{TCS}}}{N_{\mathrm{FFT}}})),$

$k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1;n=\mathrm{0,1,2}$

式5中，p表示构成测距信道的基本单元的测距前导码(其通过对根索引为r_p的ZC序列进行循环移位而确定)的索引。这里，利用式6来定义r_p和s_p。

[式6]

式6中，通过利用根据起始根索引r₀而确定的根索引r_p，来确定第p个测距前导码。M表示每ZC序列的根索引进行了循环移位的序列的数量，并将其定义为M＝1/G。N_TOTAL表示每扇区的周期性测距前导码的总数，并表示为N_cont与N_dedi之和，其中，N_cont是基于竞争的测距前导码的数量，而N_dedi是专用的测距前导码的数量。

N_TCS表示基于CP长度的、每OFDMA符号的时域中的循环移位单元，并定义为N_TCS＝G*N_FFT。由表1来定义G和N_FFT。N_RP表示每OFDMA符号的测距前导码的长度，并在本实施方式中定义为N_RP＝72。n表示在3个OFDMA符号的基本单元中的OFDMA符号索引。

式7示出利用所提出的方法来生成测距前导码的另一个示例性等式。

[式7]

$x_p\left(k\right)=\left\{\begin{array}{c}\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{RP}}-3})\·\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{U_{\mathrm{CS}2}}),k=\mathrm{0,1},...,72-1\\ \exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{RP}}-3})\·\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·\mathrm{mod}(k,U_{\mathrm{CS}1})\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{U_{\mathrm{CS}2}}),k=\mathrm{72,73},...,144-1\\ \exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{RP}}-3})\·\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·\mathrm{mod}(k,U_{\mathrm{CS}1})\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{U_{\mathrm{CS}2}}),k=\mathrm{144,145},...,N_{\mathrm{RP}}-1\end{array}\right.$

式7中，N_RP、U_CS1和U_CS2可以定义为N_RP＝214，U_CS1＝72以及U_CS2＝72。N_CS表示在长度U_CS2内的循环移位单元。N_CS是基于U_CS2所确定的值。例如，当每一个根索引使用8个循环移位后的序列时，可将N_CS定义为N_CS＝U_CS2/8。在这种情况下，为了去除取整误差(round-offerror)等，可以对N_CS进行向下取整(floor)运算或向上取整(ceil)运算。

式8示出利用所提出的方法来生成测距前导码的另一个示例性等式。

[式8]

$x_p\left(k\right)=\left\{\begin{array}{c}\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{RP}}-5})\·\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{U_{\mathrm{CS}2}}),k=\mathrm{0,1},...,72-1\\ \exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{RP}}-5})\·\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·\mathrm{mod}(k,U_{\mathrm{CS}1})\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{U_{\mathrm{CS}2}}),k=\mathrm{72,73},...,144-1\\ \exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{RP}}-5})\·\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·\mathrm{mod}(k,U_{\mathrm{CS}1})\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{U_{\mathrm{CS}2}}),k=\mathrm{144,145},...,N_{\mathrm{RP}}-1\end{array}\right.$

式8中，N_RP、U_CS1和U_CS2可以定义为N_RP＝216，U_CS1＝72以及U_CS2＝72。N_CS表示在长度U_CS2内的循环移位单元。N_CS是基于U_CS2所确定的值。例如，当每一个根索引使用8个循环移位后的序列时，可将N_CS定义为N_CS＝U_CS2/8。在这种情况下，为了去除取整误差等，可以对N_CS进行向下取整运算或向上取整运算。

式9是式7的另一种形式。

[式9]

$x_p\left(k\right)=\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{RP}}-3})\·\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·\mathrm{mod}(k,U_{\mathrm{CS}1})\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{U_{\mathrm{CS}2}}),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1$

$=\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{RP}}-3}-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·\mathrm{mod}(k,U_{\mathrm{CS}1})\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{U_{\mathrm{CS}2}}),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1$

式9中，N_RP、U_CS1和U_CS2可以定义为N_RP＝214，U_CS1＝72以及U_CS2＝72。N_CS表示在长度U_CS2内的循环移位单元。N_CS是基于U_CS2所确定的值。例如，当每一个根索引使用8个循环移位后的序列时，可将N_CS定义为N_CS＝U_CS2/8。在这种情况下，为了去除取整误差等，可以对N_CS进行向下取整运算或向上取整运算。

式10是式8的另一种形式。

[式10]

$x_p\left(k\right)=\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{RP}}-5})\·\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·\mathrm{mod}(k,U_{\mathrm{CS}1})\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{U_{\mathrm{CS}2}}),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1$

$=\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{RP}}-5}-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·\mathrm{mod}(k,U_{\mathrm{CS}1})\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{U_{\mathrm{CS}2}}),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1$

式10中，N_RP、U_CS1和U_CS2可以定义为N_RP＝216，U_CS1＝72以及U_CS2＝72。N_CS表示在长度U_CS2内的循环移位单元。N_CS是基于U_CS2所确定的值。例如，当每一个根索引使用8个循环移位后的序列时，可将N_CS定义为N_CS＝U_CS2/8。在这种情况下，为了去除取整误差等，可以对N_CS进行向下取整运算或向上取整运算。在式9和式10中，U_CS1和U_CS2可以具有不同的值。例如，U_CS1和U_CS2可以定义为U_CS1＝71和U_CS2＝72。

虽然在式7至式10中示出了在频域中使用了72个子载波，但是，根据测距前导码的映射方法，可以使用更少数量的子载波。在这种情况下，循环移位后的序列的数量可以不是72，而由检测窗口的尺寸来确定。

图9示出了根据所提出的测距前导码生成方法来映射测距前导码的一个示例。MS可以通过将相应OFDMA符号的71、71和68个子载波作为检测窗口来映射测距前导码，并按照与各个OFDMA符号的检测窗口尺寸相对应的单位进行循环移位。由于即使检测窗尺寸针对各个OFDMA符号而变化，也能通过按照子载波单元对映射到各个OFDMA符号的序列进行相加来对测距前导码进行检测，所以，优选地对各个OFDMA符号进行单元相同的循环移位。

式11示出了用来在如图9所示映射测距前导码时生成测距前导码的示例性等式。

[式11]

$x_p\left(k\right)=\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{RP}}-3})\·\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·\mathrm{mod}(k,U_{\mathrm{CS}1})\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{U_{\mathrm{CS}2}}),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1$

$=\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·k\·(k+1)}{N_{\mathrm{RP}}-3}-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·\mathrm{mod}(k,U_{\mathrm{CS}1})\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{U_{\mathrm{CS}2}}),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1$

式11中，N_RP、U_CS1和U_CS2可以定义为N_RP＝214，U_CS1＝71以及U_CS2＝71。也就是说，式11的第二项的分母与式9中不同。N_CS表示在长度U_CS2内的循环移位单元。N_CS是基于U_CS2所确定的值。例如，当每一个根索引使用8个循环移位后的序列时，可将N_CS定义为N_CS＝U_CS2/8。在这种情况下，为了去除取整误差等，可以对N_CS进行向下取整运算或向上取整运算。此外，在式11中，U_CS1和U_CS2可以具有不同的值。例如，U_CS1和U_CS2可以定义为U_CS1＝72和U_CS2＝71。

图10和图11示出了根据所提出的测距前导码生成方法来映射测距前导码的其它示例。

在各个实施方式中，MS可以通过不同地变化检测窗的尺寸，来将测距前导码映射到3个OFDMA符号。还可以根据映射方法来改变生成测距前导码的等式。例如，当如图10A所示，将同一个序列的采样应用于多个OFDMA符号时，可以通过针对各个OFDMA符号进行区分来生成测距前导码。式12示出了用来在如图10A所示映射测距前导码时生成测距前导码的示例性等式。

[式12]

式12中，N_RP、U_CS1和U_CS2可以定义为N_RP＝214，U_CS1＝72以及U_CS2＝72。也就是说，式12的第二项的分母与式9中不同。N_CS表示在长度U_CS2内的循环移位单元。N_CS是基于U_CS2所确定的值。例如，当每一个根索引使用8个循环移位后的序列时，可将N_CS定义为N_CS＝U_CS2/8。在这种情况下，为了去除取整误差等，可以对N_CS进行向下取整运算或向上取整运算。此外，在式12中，U_CS1和U_CS2可以具有不同的值。例如，U_CS1和U_CS2可以定义为U_CS1＝71和U_CS2＝72。

虽然以上说明了使用与各个OFDMA符号中包含的子载波数量相等或更小的值作为循环移位单元，来进行循环移位，但是，这仅出于示例性目的，因此，可以按照大于针对各个OFDMA符号的序列长度的值为单位来进行循环移位。例如，可以将N_FFT而不是U_CS2代入式7至式12。N_CS表示在长度U_CS2内的循环移位单元，并基于U_CS2来确定N_CS。

图12示出了根据所提出的测距前导码生成方法来映射测距前导码的另一个示例。当如图12所示映射测距前导码时，可以利用式13来生成测距前导码。

[式13]

$=\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{r_p\·[(n\·N_{\mathrm{CS}1})+k]\·(n\·N_{\mathrm{CS}1})+k+1]}{N_{\mathrm{RP}}-5})\·\exp (-j\·\mathrm{\π}\frac{2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{CS}}}{U_{\mathrm{CS}2}}),$

式13中，N_RP表示总的序列长度，而N_RP2表示各个OFDMA符号中的序列的长度。式13中，N_RP、U_CS1、U_CS2和N_PR2可以定义为N_RP＝216，U_CS1＝72，U_CS2＝N_FFT以及N_RP2＝72。N_FFT表示基于带宽而确定的、OFDMA调制和解调中的FFT尺寸。例如，当带宽是5MHz、10MHz和20MHz时，N_FFT分别是512、1024和2048。N_CS是基于U_CS2所确定的值。例如，当每一个根索引使用8个循环移位后的序列时，可将N_CS定义为N_CS＝U_CS2/8。

图13是示出根据本发明一个实施方式所提出的测距前导码生成方法的流程图。在步骤S100中，MS生成ZC序列作为测距前导码，其中，对多个OFDMA符号中的各个OFDMA符号进行循环移位。可以针对各个OFDMA符号进行循环移位。

图14是示出实现本发明的一个实施方式的BS和MS的框图。

BS 800包括处理器810、存储器820和射频(RF)单元830。处理器810实现所提出的功能、处理和/或方法。可以利用处理器810来实现无线接口协议的各个层。存储器820连接到处理器810，并存储用来驱动处理器810的各种信息。RF单元830连接到处理器810，并发送和/或接收无线信号。

MS 900包括处理器910、存储器920、RF单元930。处理器910实现所提出的功能、处理和/或方法。处理器910生成ZC序列来作为测距前导码，其中，对多个OFDMA符号中的各个OFDMA符号进行循环移位。可以对各个OFDMA符号进行循环移位。可以利用处理器910来实现无线接口协议的各个层。存储器920连接到处理器910，并存储用来驱动处理器910的各种信息。RF单元930连接到处理器910，并发送和/或接收无线信号。

处理器810、910可以包括专用集成电路(ASIC)、其它芯片组、逻辑电路和/或数据处理装置。存储器820、920可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、存储卡、存储介质和/或其它存储装置。RF单元830、930可包括处理射频信号的基带电路。当在软件中实现本实施方式时，可以利用执行本文所述功能的模块(例如，过程、函数等)，来实现本文所述技术。这些模块可以存储在存储器820、920中，并由处理器810、910来执行。可以在处理器810、910内部或者外部实现存储器820、920，当在处理器810、910外部实现存储器820、920时，经由现有技术中公知的各种装置将存储器820、920以通信方式连接到处理器810、910。

根据本发明，接收端可以使用通过对基础序列进行循环移位而得到的测距前导码，而不会增大检测复杂度。

考虑到这里介绍的示例性系统，参照多个流程图介绍了根据所公开的主题实现的多个方法。虽然为了简洁，将这些方法示出并描述为一系列的步骤或块，但是应当了解和理解的是，因为某些步骤可以按照不同于这里所描述和介绍的次序执行或者与其它步骤并行执行，因此所要求保护的主题不限于所述步骤或块的次序。此外，本领域技术人员应当了解，流程图中例示的步骤不是唯一的，在不影响本公开的范围和精神的情况下，可以包括其它步骤或者删除示例的流程图中的一个或更多个步骤。

上面介绍的内容包括各个方面的示例。当然，不可能为了描述各个方面的目的而介绍组件或方法的每种可构想的组合，但是本领域技术人员应当了解，多种其它的组合和置换是可行的。因此，本说明书旨在涵盖落入所附权利要求的精神和范围内的全部替换、修改和变型。

Claims (15)

1.一种在无线通信系统中生成测距前导码的方法，该方法包括以下步骤：生成对多个正交频分多址OFDMA符号中的各个正交频分多址OFDMA符号进行循环移位的Zadoff-Chu ZC序列，来作为测距前导码，

其中，对各个正交频分多址OFDMA符号进行所述循环移位。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，按照以下方式来确定所述循环移位：

$\exp (-\frac{j\·\mathrm{\π}\·2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{TCS}}}{N_{\mathrm{FFT}}}),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1,$

其中，s_p是循环移位索引，N_TCS是时域中的循环移位单元，N_FFT是快速傅立叶变换FFT的尺寸，并且N_RP是每正交频分多址OFDMA符号的测距前导码的长度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，N_TCS＝G*N_FFT，其中，G是循环前缀CP比，并且N_FFT是FFT的尺寸。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，按照以下方式来确定所述测距前导码：

$x_p(n,k)=\exp (-j\·\mathrm{\π}(\frac{r_p\·(n\·71+k)(n\·71+k+1)}{211}+\frac{2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{TCS}}}{N_{\mathrm{FFT}}})),$

$k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1;n=\mathrm{0,1,2}$

其中，r_p是所述ZC序列的根索引，s_p是循环移位索引，N_TCS是时域中的循环移位单元，N_FFT是FFT的尺寸，N_RP是每正交频分多址OFDMA符号的测距前导码的长度，并且n是OFDMA符号索引。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测距前导码的长度是72。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个正交频分多址OFDMA符号的数量是3。

7.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：将所生成的测距前导码映射到各个正交频分多址OFDMA符号。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，用来进行循环移位的循环移位单元等于或小于所述测距前导码的长度。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测距前导码用于通过同步后的测距信道S-RCH进行的周期性测距。

10.一种用于生成测距前导码的装置，该装置包括：

射频RF单元，其用来发射或接收无线信号；以及

处理器，其连接到所述RF单元，

其中，所述处理器被配置为生成对多个正交频分多址OFDMA符号中的各个正交频分多址OFDMA符号进行循环移位的Zadoff-Chu ZC序列，来作为测距前导码，并且

所述循环移位被应用于各个正交频分多址OFDMA符号。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，按照以下方式来确定所述循环移位：

$\exp (-\frac{j\·\mathrm{\π}\·2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{TCS}}}{N_{\mathrm{FFT}}}),k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1,$

其中，s_p是循环移位索引，N_TCS是时域中的循环移位单元，N_FFT是快速傅立叶变换FFT的尺寸，并且N_RP是每正交频分多址OFDMA符号的测距前导码的长度。

12.根据权利要求10所述的装置，其中，按照以下方式来确定所述测距前导码：

$x_p(n,k)=\exp (-j\·\mathrm{\π}(\frac{r_p\·(n\·71+k)(n\·71+k+1)}{211}+\frac{2\·k\·s_p\·N_{\mathrm{TCS}}}{N_{\mathrm{FFT}}})),$

$k=\mathrm{0,1},...,N_{\mathrm{RP}}-1;n=\mathrm{0,1,2}$

其中，r_p是所述ZC序列的根索引，s_p是循环移位索引，N_TCS是时域中的循环移位单元，N_FFT是FFT的尺寸，N_RP是每正交频分多址OFDMA符号的测距前导码的长度，并且n是OFDMA符号索引。

13.根据权利要求10所述的装置，其中，所述测距前导码的长度是72。

14.根据权利要求10所述的装置，其中，所述多个正交频分多址OFDMA符号的数量是3。

15.根据权利要求10所述的装置，其中，所述处理器还被设置为将所生成的测距前导码映射到各个正交频分多址OFDMA符号。

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