CN103004114A - 对符号格式化以便进行传输的技术 - Google Patents

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Abstract

公开了一种至少与无线信号发射器一起使用的符号结构。该符号结构包括在至少两个符号时间周期上进行传播的符号。所述符号可以包括同一代码的至少两个副本。所述符号的副载波的副载波5间距具有IEEE802.16e符号的副载波间距的p/q比率。在一些情况下，所述符号包括散布的空值。所述符号的解码包含对所述符号执行傅里叶变换。

Description

对符号格式化以便进行传输的技术
技术领域
这里所公开的主题总体上涉及所传输的符号的格式。
背景技术
当移动站进入无线网络时，该移动站使用初始测距处理来建立与基站的连接。在许多情况下，测距符号由移动站在该初始测距处理期间进行传输。
图1示出了已知现有技术的IEEE 802.16e测距符号格式。代码X和X+1是OFDMA符号。代码X由移动用户传输两次。如果基站分配两个连续的初始测距时隙，则代码X+1也将被传输两次。该符号格式在代码X的循环前缀（CP）中包括位于代码X末端的复制样本，而且还在代码X的另一拷贝的防护区（guard region）包括代码X的该另一拷贝起始处的复制样本。
图2描绘了由LG电子（LGE）在提交给发展的IEEE 802.16m标准的贡献文档C80216m-08_978.pdf中所给出的符号结构（此后称作“LGE结构”）。所述LGE结构针对初始测距，其中OFDMA副载波间距被缩短以允许初始测距序列在时间上的传播。所述LGE结构由于在时间上更长的传播但是具有与图1的结构相同的带宽而允许更长的序列。与图1的结构相比，所述更长的序列在到达时间估计以及针对多路接入干扰的免疫性方面提供了更好的解决方案。然而，更短的副载波间距可能会在随时间变化的信道中引起更高的载波间干扰（ICI）功率。
在图2中，测距前同步码（RP）表示测距信道。如图2所示，代码RP在时域中的若干个OFDMA符号持续时间上进行扩展。在该示例中，假设代码RP在时域中的四个OFDMA符号持续时间上进行扩展。在图1的符号结构中，符号在频域上进行扩展并且每个符号具有1024个样本。相比而言，在图2的符号结构中，如果我们假设符号在针对四个OFDM符号持续时间的时域上进行扩展，则每个符号具有4096个样本。对于记录前同步码的基站而言，该基站等待接收代码RP的所有时间样本。
图3示范了由于关于图2所描绘的符号结构的载波间干扰（ICI）而观察到的误码平层（error floor）。如果在多路接入中考虑远近（near-far）问题，则ICI功率的影响可能远比图3所示的更为严重。所述远近问题通过与基站距离不同的用户在所述基站上生成不同的接收功率而表现出来。
期望在高速移动设备中进行成功的初始测距操作以减少由于ICI所导致的误码平层。
附图说明
本发明的实施例在附图中通过示例而并非限制进行图示，并且其中相似的附图标记指代类似的部件。
图1和2描绘了现有技术的符号结构。
图3示出了所观察到的针对关于图2所描述的符号结构的误码平层绘图。
图4A和4B示出了依据本发明实施例的符号结构。
图5描绘了依据实施例的无线通信系统。
具体实施方式
贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例所描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书中各处所出现的短语“在一个实施例中”或“实施例”并不必全部指代同一个实施例。此外，所述特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中进行组合。
本发明的实施例可以在各种应用中使用。本发明的一些实施例可以结合各种设备和系统来使用，例如发射器、接收器、收发器、发射器-接收器、无线通信站、无线通信设备、无线接入点（AP）、调制解调器、无线调制解调器、个人计算机（PC）、台式计算机、移动计算机、膝上计算机、笔记本计算机、平板计算机、服务器计算机、手持计算机、手持设备、个人数字助理（PDA）设备、手持PDA设备、网络、无线网络、局域网（LAN）、无线LAN（WLAN）、城域网（MAN）、无线MAN（WMAN）、广域网（WAN）、无线WAN（WWAN），依据现有的IEEE802.11、IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11e、IEEE802.11g、IEEE802.11h、IEEE802.11i、IEEE802.11n、IEEE802.16、IEEE802.16d、IEEE802.16e、IEEE802.16m或3GPP标准和/或以上标准的未来版本和/或衍生物和/或长期演进（LTE）进行操作的设备和/或网络，个人域网络（PAN）、无线PAN（WPAN）、作为以上WLAN和/或PAN和/或WPAN网络的一部分的单元和/或设备，单向和/或双向无线电通信系统、蜂窝无线电电话通信系统、蜂窝电话、无线电话、个人通信系统（PCS）设备、合并有无线通信设备的PDA设备、多输入多输出（MIMO）收发器或设备、单输入多输出（SIMO）收发器或设备、多输入单输出（MISO）收发器或设备、多接收器链（MRC）收发器或设备、具有“智能天线”技术或多天线技术的收发器或设备，等等。本发明的一些实施例可以结合一种或多种类型的无线通信信号和/或系统来使用，例如射频（RF）、红外（IR）、频分复用（FDM）、正交FDM（OFDM）、正交频分多址（OFDMA）、时分复用（TDM）、时分多址（TDMA）、扩展TDMA（E-TDMA）、通用分组无线电业务（GPRS）、扩展GPRS、码分多址（CDMA）、宽带CDMA（WCDMA）、CDMA 2000、多载波调制（MDM）、离散多音（DMT）、蓝牙（RTM）、ZigBee（TM），等等。本发明的实施例可以在各种其它装置、设备、系统和/或网络中使用。IEEE 802.11x可以指代任意现有的IEEE 802.11规范，包括IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11e、IEEE802.11g、IEEE802.11h、IEEE802.11i和IEEE802.11n，但是并不局限于此。
减少符号持续时间或增加副载波间距减小了符号接收器处所进行的快速傅里叶变换（FFT）运算中的积分时间间隔。减小符号接收器处所进行的FFT运算中的积分时间间隔减小了ICI功率。图4A和4B提供了至少可在初始测距期间使用的符号结构的各种实施例，其可以减轻ICI并且降低漏失检测的概率。例如，关于图4A和4B所描述的结构可以将漏失检测的概率降低到误码平层可能小于1/10000的点。
图4A描绘了依据实施例的一种符号结构。除了图4A的符号代码i在图2的符号RP的持续期间被重复两次之外，图4A的符号结构与图2的相类似。在图4A的结构中，测距序列r 0,i , r 1,i , …, r N-2,i , r N-1,i 被映射到频域中的N个副载波，所述副载波所具有的副载波间距是图1的IEEE 802.16e副载波间距的                                               
Figure DEST_PATH_IMAGE002
,
Figure DEST_PATH_IMAGE004
（
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为自然数）。测距序列可以包括被分配到频域的一系列数字（例如，+1，-1）。副载波间距是符号的副载波之间的间距。
例如，图4A的符号的副载波间距p/q可以为图1的结构的IEEE 802.16e副载波间距的2/5。减小副载波间距允许给定带宽中更高的副载波数目，而这又允许尺寸更大的IFFT并且因此导致与图1的结构相比在时间上传播更多的时间样本。结果，与图1的结构相比，在IFFT运算之后生成了更长时间的符号“代码i”。“代码i”的单次出现具有
Figure DEST_PATH_IMAGE008
个时间样本，其中TRP表示测距前同步码的持续时间。由于代码i在时间中重复两次，所以TRP的分母为2。
副载波的数目N被定义为
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，其中是测距副载波的数目。很多测距副载波包含被分配用于测距的副载波，其中包括未使用的防护带副载波，以允许一些副载波被用作防护带以控制与跨系统带宽
Figure DEST_PATH_IMAGE014
的多路复用数据的干扰。在发展的IEEE 802.16m标准中，
Figure 806240DEST_PATH_IMAGE014
可以是10或20 MHz。
尽管对于给定的小区尺寸存在与最大延迟传播和往返延迟（RTD）相关的传输延迟，但是LGE结构所提出的长CP可以保持信号的正交性。如图4A所示的“代码i”的重复减轻了ICI并且提供了支持非常大的小区尺寸的机制。只要RTD和延迟传播（DS）的总持续时间小于CP加上“代码i”的持续时间，则基站就仍然在第四和第五个OFDM符号中接收到“代码i”。通过使用时序偏移量估算技术，基站将能够成功检测到测距序列。例如，时序偏移量估算技术可以如下。基站可以对正常范围或者正常时序偏移量估算进行操作，同时对测距信道的样本进行缓冲。如果什么也没有检测到，则基站能够在扩展范围模式中进行操作，由此使用所缓冲的样本来执行时域交叉相关以便进行时序偏移量估算。
在扩展范围模式中，往返延迟有所增加，所以从基站所传输的信号在相当长的延迟之后到达移动站，并且从移动站所传输的信号在相当长的延迟之后才到达基站。该延迟可能大于代码i的持续时间。所述基站具有窗口来处理图4A中所示出的测距符号。更高的延迟使得测距信息滑出所述窗口。基站可以从所述窗口的起始处开始智能地寻找测距序列，但是在第四和第五个OFDM符号之前都没有检测到代码i。
在大型小区尺寸的情况下，重复代码i使得能够检测到代码i的至少一个实例。在一些实施例中，可以对代码i进行多于两次的重复。在这样的实施例中，代码i的持续时间可以有所减少。然而，减少代码i的持续时间可能将其信噪比性能降低到无法接受的水平。将代码i重复多于两次可能潜在地增加小区的尺寸。
注意，如果RTD和DS之和大于防护时间（GT），则测距序列将会导致对下一个子帧的干扰。该干扰的影响在测距由远距离用户（RTD值大）—该远距离用户的信号被相当大地减弱—所传输的情况下可以被忽略。如果在频域中与时序偏移量估算一起使用关于图4A和4B所描述的测距结构，则可以支持半径多达33 km的小区尺寸。比较而言，针对IEEE 802.16e的关于图1所描述的结构可以利用频域中所执行的代码检测和时序偏移量估算而支持多达12 km半径的小区。
图4B描绘了另一种结构，其包括被插入一次的代码i，其中在测距副载波之间插入了空的副载波。例如，所述空的副载波可以被插入在每隔一个测距副载波之间，或者以使得存在足够多的空副载波以在图2的代码RP的持续时间上传播测距副载波的方式进行插入。因此，测距副载波可以被表示为r 0,i ,0,r 1,i ,0, …, r 15,i ,0,r 16,i ,0。所插入的空的副载波创建了重复的时域信号，其具有与图4A所描绘的结构相同的周期（
Figure 723381DEST_PATH_IMAGE008
）。IFFT的属性在于，如果每隔一个副载波为空，则所述时域信号就具有对称结构。通过插入M-1个空的副载波，所述时域信号将以
Figure DEST_PATH_IMAGE016
的周期在T RP 持续时间上重复M次。通过使用FFT尺寸是M分之一的FFT，规格化的多普勒频率可以是M分之一，由此导致更小的ICI功率。
图5描绘了依据实施例的无线通信系统。移动站510包括符号生成器512，其生成符合关于图4A或4B所描述的结构的符号。所述符号承载数据或其它信息以便传输到基站520并且至少可以在初始测距期间被使用。基站520包括符号解码器522，其能够对具有关于图4A或4B所描述的结构的符号进行解码并且可以被用来在初始测距期间在移动站510和基站520之间建立连接。
本发明的实施例可以例如作为可以包括一个或多个机器可读介质的计算机程序产品来提供，所述机器可读介质具有存储于其上的机器可执行指令，当被一个或多个诸如计算机、计算机网络或其它电子设备的机器所执行时，所述指令可以使得所述一个或多个机器执行依据本发明实施例的操作。机器可读介质可以包括软碟、光盘、CD-ROM（致密盘-只读存储器），以及磁-光盘、ROM（只读存储器）、RAM（随机访问存储器）、EPROM（可擦除可编程只读存储器）、EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）、磁或光学卡片、闪存，或者适于存储机器可执行指令的其它类型的介质/机器可读介质，但不局限于此。
附图以及以上的描述给出了本发明的示例。虽然被描绘为很多不同的功能项，但是本领域技术人员将会意识到一个或多个这样的部件可以被组合为单个功能部件。可替换地，特定部件可以被划分为多个功能部件。来自一个实施例的部件可以被添加到另一个实施例。例如，这里所描述的处理的顺序可以有所改变而并不局限于这里所描述的方式。此外，任意流程图的动作不必以所示出的顺序实施；也并非所有动作都必然需要被执行。而且，那些不依赖于其它动作的动作可以与所述其它动作并行执行。然而，本发明的范围并不由这些具体示例所限定。无论其是否在说明书中明确给出，诸如结构、大小和使用材料的差异之类的各种变化都是可能的。本发明的范围至少如以下权利要求所给出的那么宽泛。

Claims (20)

1. 一种方法，包括：
形成在至少两个符号时间周期上传播的符号，其中所述符号的副载波的副载波间距包括IEEE 802.16e符号的副载波间距的比率；
生成承载所述符号的信号；并且
通过无线介质传输所述符号。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述符号在两个符号时间周期上进行传播。
3. 如权利要求1所述的方法，其中所述符号包括同一代码的至少两个副本。
4. 如权利要求3所述的方法，其中所传输符号的接收器的接收距离至少部分地基于同一代码的副本数目。
5. 如权利要求1所述的方法，其中所述符号包括空代码。
6. 如权利要求1所述的方法，其中所述符号包括散布在每隔一个测距副载波之间的空代码。
7. 如权利要求1所述的方法，其中所述比率为2/5。
8. 如权利要求1所述的方法，其中所述比率小于1。
9. 一种方法，包括：
对符号进行解码，其中所述符号在至少两个符号时间周期上进行传播，其中所述符号的副载波的副载波间距包括IEEE 802.16e符号的副载波间距的比率，并且其中所述比率小于1。
10. 如权利要求9所述的方法，其中所述解码包括对所述符号执行傅里叶变换。
11. 如权利要求9所述的方法，其中所述符号包括同一代码的至少两个副本。
12. 如权利要求9所述的方法，其中所述符号包括空代码。
13. 如权利要求9所述的方法，其中所述符号包括散布在每隔一个测距副载波之间的空代码。
14. 一种装置，包括：
用于形成在至少两个符号时间周期上传播的符号的逻辑，其中所述符号的副载波的副载波间距包括IEEE 802.16e符号的副载波间距的比率并且其中所述比率小于1；
用于生成运送所述符号的信号的逻辑；并且
用于通过无线介质传输所述符号的逻辑。
15. 如权利要求14所述的装置，其中所述符号包括同一代码的至少两个副本。
16. 如权利要求14所述的装置，其中所述符号包括空代码。
17. 一种系统，包括：
移动站，其包括：用于形成在至少两个符号时间周期上传播的符号的逻辑，其中所述符号的副载波的副载波间距包括IEEE 802.16e符号的副载波间距的比率并且其中所述比率小于1，和用于传输所述符号的逻辑；
基站，其包括：用于接收所述符号的逻辑，和用于使用傅里叶变换对所述符号进行解码的逻辑。
18. 如权利要求17所述的系统，其中所述符号包括同一代码的至少两个副本。
19. 如权利要求17所述的系统，其中所述符号包括空代码。
20. 如权利要求17所述的系统，其中所述符号包括散布在每隔一个测距副载波之间的空代码。
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