具体实施方式
为了说明的简单和清楚,在各图中参考标号可被重复,以指示对应的或类似的要素。阐述了众多细节,以提供对本文所描述的说明性实施例的理解。所述实施例可以在无这些细节的情况下实施。在其他实例中,没有详细描述公知的方法、过程和组件,以避免模糊所公开的实施例。不应该认为本说明书限于本文所示和所描述的实施例的范围。
本公开涉及对零相关区(ZCZ)连接互补对(CCP)序列的集合的构建和使用,其中所述零相关区(ZCZ)连接互补对(CCP)序列具有大于1的零相关区,或者具有等于1的零相关区且集合大小大于2。这样的序列在通信系统中具有作为用于估计信道响应的训练信号或者作为信息信号的应用。
如果对于在扩展超过一个滞后的范围内的时间滞后,序列的自相关为0,并且对于在扩展超过一个滞后的范围内的时间滞后,集合中任何两个序列之间的互相关为0,则序列集合具有大于1的ZCZ。
本公开的一个方面涉及移动电子设备,用于标识训练序列集合中在通过通信信道传播的信号帧中的训练序列字段中传输的训练序列。该移动电子设备包括:接收机,用于接收传播的训练序列。还包括:第一零相关区(ZCZ)连接互补对(CCP)序列生成器,用于生成第一ZCZ CCP序列;至少一个第二ZCZ CCP序列生成器,每个用于生成第二ZCZ CCP序列;第一相关器,用于产生第一ZCZ CCP序列与传播的训练序列之间的第一互相关;至少一个第二相关器,每个用于产生至少一个第二ZCZ CCP序列中的序列与传播的训练序列之间的第二互相关。接收机还包括:比较器,用于通过比较所述第一互相关和所述至少一个第二互相关来标识传输的训练序列。
在一个实施例中,所述第一和第二ZCZ CCP序列是从具有大于1的零相关区的序列的集合中选择的。
在又一实施例中,所述第一和第二序列是从由多于两个ZCZ CCP序列构成的集合中选择的。在该实施例中,所述序列可以具有等于1的零相关区。
本公开的又一方面涉及移动电子设备,用于在通过通信信道传播的信号帧中的训练序列字段中传输训练序列集合中的训练序列。所述移动电子设备包括发射机和零相关区(ZCZ)连接互补对(CCP)序列生成器。
在一个实施例中,ZCZ CCP序列是从具有大于1的零相关区的序列的集合中选择的。
在又一实施例中,所述第一和第二序列是从由多于两个ZCZ CCP序列构成的集合中选择的。在该实施例中,所述序列可以具有等于1的零相关区。
提出了用于构建具有期望特性的ZCZ CCP序列的各种方法。
图4示出了根据本公开的一对示例性的零相关区(ZCZ)连接互补对(CCP)序列的周期性自相关和互相关函数的示图。图4A示出了第一序列的周期性自相关函数R11。对于范围-128到128(由该图中的虚线垂直柱之间的区域指示)内的时间滞后,除了时间滞后0之外,该自相关是零。图4B示出了第一序列与第二序列之间的周期性互相关函数C12。与现有技术方案相反,对于范围-128到128(由该图中的虚线垂直柱之间的区域指示)内的时迟,该互相关是零。类似地,图4C示出了第二序列与第一序列之间的周期性互相关函数C21,以及图4D示出了第二序列的周期性自相关函数R22。
在图4示出的示例中,第一和第二序列均具有长度1024,均包括8个连接的长度为128的块。然而,可以使用具有各种长度的其他序列,产生各种大小的零相关区。下面描述用于生成ZCZ序列的示例技术。
图5是根据本公开的示例性实施例的ZCZ CCP序列生成器500的框图。该ZCZ CCP序列生成器500包括:第一循环缓冲器502,包含两个互补对序列504和506的连接;以及第二缓冲器508。该第二缓冲器508包含正负号序列,该正负号序列具有单元510。互补对序列中的每个序列504和506的长度由N来标示。在操作中,以第一速率顺序地访问第一缓冲器502,以产生互补对序列512。以慢N倍的速率访问第二缓冲器508,并且将所访问的值传给上采样器514,在上采样器514中,所访问的值以第一速率进行重复以产生调制信号516。在调制器518中,调制信号516用于调制互补对序列512,并且产生最终的零相关区(ZCZ)序列520。下面描述该调制过程。可选地,ZCZ序列520可被存储在存储器522中供将来使用。
再次参考图5,该缓冲器508中存储的正负号序列是由两个或更多个正负号序列构成的集合中的一个序列。该集合中的每个正负号序列产生对应的ZCZ CCP序列。例如,正负号序列
将调制互补对序列以产生ZCZ CCP序列
正负号
乘以序列集合的第1个成员的第i个连接序列,并且l=0,...,L-1(L是偶数)。该集合中的所有序列使用同一对长度为N的互补序列A和B。这些序列连同每个A或B的对应正负号(
或
)交替地连接。这些序列s
i被称为连接互补对(CCP)序列。
本领域技术人员将明白,ZCZ CCP序列
可以按不同方式构建。图6中示出了备选构建的示例。这种备选构建被认为与此处公开的示例性构建是等价的。
图6是根据本公开的其他示例性实施例的ZCZ CCP序列生成器500′的框图。该ZCZ CCP序列生成器500′包括:第一循环缓冲器504,包含互补对的第一序列A;以及第二缓冲器506,包含互补对的第二序列B。缓冲器508′包含正负号序列的偶数元素,而缓冲器508″包含正负号序列的奇数元素。该正负号序列的奇数部分和偶数部分被分别被标为
和
通过交织
和
的元素,使得
来恢复原始正负号序列。
互补对序列A和B的长度由N来标示。在操作中,以第一速率顺序地访问第一缓冲器504,以产生互补序列对中的序列512′。以相同速率顺序地访问第二缓冲器506,以产生互补对中的序列512″。以慢N倍的速率访问正负号缓冲器508′和508″,并且将所访问的值传给上采样器514′和514″,在上采样器514′和514″中所访问的值以第一速率进行重复以产生调制信号516′和516″。所述调制信号被分别用于在调制器518′和518″中调制序列512′和512″。
图5和图6中示出的序列生成器及其等价物可以使用定制逻辑实现在硬件中,或者实现在诸如现场可编程门阵列(FPGA)之类的可编程逻辑器件上。备选地,生成器可以实现在可编程计算机上。缓冲器可被实现为存储器阵列。
在又一实施例中,序列生成器可被实现为顺序访问的存储器,其存储一个或多个完整的ZCZ CCP序列。
应该注意,调制的序列可被标为
和
其中
表示Kronecker张量积。因此序列
可以通过对第一Kronecker张量积
和第二Kronecker张量积
进行长度为N的块的交织来获得。因此,所得的调制的序列在交织模块602中进行交织,以产生最终的ZCZ CCP序列520。可选地,ZCZ CCP序列520可以存储在存储器522中供将来使用。
图7是由ZCZ CCP序列生成器产生的示例性连接互补对(CCP)序列的示意表示。图7A示出了使用集合中的第i个正负号序列
生成的且存储在存储器522中的序列,而图7B示出了使用集合中的第j个正负号序列
生成的且存储在存储器522′中的序列。阴影条目描述了序列的周期性持续。
图8是用于构建零相关区(ZCZ)连接互补对(CCP)序列的集合的方法的流程图,其中所述ZCZ CCP序列长度为L×N,具有大于1的零相关区范围,或者具有等于1的零相关区范围且集合大小大于2。在图8中的开始框802之后,在框804中,选择长度为N的互补对序列A和B。在框806中,选择长度为L/2的ZCZ序列正负号序列PA和PB。在框808中,正负号序列与互补对序列A和B进行组合以形成成员ZCZ CCP序列,其具有大于1的零互相关区范围,或者具有等于1的零相关区范围且集合大小大于2。在判决框810中,检查以确定是否存在集合中的另外的ZCZ CCP序列需要构建。如果存在,如判决框810的肯定分支所描述的,则流程返回框806。以这种方式,针对序列集合的每个成员,实现框806和808。一旦所有序列都已经生成,如判决框810的否定分支所描述的,过程终止于框812。
在本公开的一个实施例中,正负号序列P
A和P
B与长度为N的互补对序列A和B通过下述方式进行组合:形成第一Kronecker张量积
和第二Kronecker张量积
以及对第一和第二Kronecker张量积进行长度为N的块的交织。
在又一实施例中,正负号序列PA和PB与互补对序列A和B通过下述方式进行组合:对于正负号序列PA的每个正负号,由正负号序列PA的正负号来调制序列A,对于正负号序列PB的每个正负号,由正负号序列PB的正负号来调制序列B,以及对正负号调制的序列A和正负号调制的序列B进行交织。
在又一实施例中,正负号序列PA和PB与互补对序列A和B通过下述方式进行组合:交替地连接利用正负号序列PA的正负号调制的互补对序列A和利用正负号序列PA的正负号调制的互补对序列B。
对于本领域技术人员而言,正负号序列pA和pB与互补对序列A和B进行组合的其他方法是显而易见的。
为了表示法的简化,以下″-″和″+″可以分别用于表示″-1″和″+1″。
应该注意,IEEE 802.11ad规范中定义的CEF可被认为是:利用正负号序列pSC=(-,-,+,-,-,+,-,-)或pOFDM=(-,+,-,-,-,-,+,-)构建的序列;以及,一对具有长度N=128的二进制Golay互补序列A和B。然而,从图3B和图3C可以看出,这些CCP序列不产生序列之间的互相关中的零相关区。该特性会降低序列检测性能。
自相关和互相关。对于两个二进制序列
和
其中
n=0,1,...,Ns-1,定义下述相关函数:
●非周期性互相关函数:
针对k=0,±1,...,±(Ns-1)
(2.1)●非周期性自相关函数:
针对k=0,±1,...,±(Ns-1)
(2.2)●周期性互相关函数:
针对k=0,±1,...,±(Ns-1)
(2.3)●周期性自相关函数:
针对k=0,±1,...,±(Ns-1)
(2.4)
互补对。一对长度为Ns的互补序列A和B(诸如Golay序列),满足:
也即,针对形成互补对的两个序列,除了在时间滞后0处之外,序列的非周期性自相关的和是0。应该注意,互补序列的周期性自相关也具有该特性(2.5)。
具有零相关区的序列。具有零相关区的二进制序列对于本领域技术人员而言是已知的。然而,在本公开中,通过使用所选的正负号序列来调制连接的互补对序列,以获得新的ZCZ序列。为了简单起见且不失一般性,在下文中仅描述对称情形。在长度为Ns的ZCZ序列的集合中,任意序列Si的周期性自相关满足:
针对k=[-N1,...,N1]且k=0除外 (2.6)
并且,ZCZ序列的集合中的任意两个序列Si和Sj之间的周期性互相关满足:
其中1≤N1<Ns并且0≤N2<Ns。N1和N2定义了′零区′的范围。集合中的ZCZ序列的数目表示为M。这样的序列被标示为(Ns,N1,N2,M)序列,并且由CCP序列构建的ZCZ序列被标示为(N·L,N1,N2,M)CCP序列,其中N是成员互补序列的长度,而L是主序列(排除了前缀和后缀)中的互补序列的数目。
等式(2.7)指示:针对多至N2个符号(symbol)的移位,互相关是0。当仅在0移位(即N2=0)处,集合中的任意序列对的互相关等于0的情况下,(Ns,N1,N2,M)ZCZ序列的子集称为ZCZ0序列集合。
用作IEEE 802.11ad中的CEF的序列SSC和SOFDM(如图2所示)的周期性自相关和互相关具有下述特性(图形化地示出在图3中):
因此,这些CEF序列是ZCZ0序列,其中Ns=L·N=8×128,N1=N=128,N2=0且M=2。
由于其理想的自相关特性(等式2.8),即自相关函数对于[-128,128]内的k是增量(delta)函数,当前IEEE 802.11ad的CEF确保了:在针对在码片速率具有多至129个信道抽头(tap)的信道的信道估计中最大化信号噪声(和/或干扰)比的意义上的最佳估计。这允许具有多至73纳秒的延迟扩展的任何信道。该信道估计能够通过下述方式获得:将主序列S
SC或S
OFDM与CEF的接收采样(如果CEF在发送之前进行了
的旋转,则在反旋转之后的CEF的接收采样)x
k互相关。两个假定h
SC(n)和h
OFDM(n)被计算如下:
其中,n0是定时偏移,用于指示CEF的起始码片采样,并且n=0,1,...,256。
PHY类型可以通过比较从hSC(n)和hOFDM(n)导出的度量来检测,所述度量例如是;来自两个估计的信道冲激响应的信道抽头的最大功率,或者来自hSC(n)和hOFDM(n)中的特定窗口的能量(信道抽头的功率的积分),等等。取决于哪个度量是胜者,信道估计是hSC(n)和hOFDM(n)中的任一个。
然而,尽管IEEE 802.11ad规范中规定的当前CEF对于信道估计是有效的,其可以针对PHY类型检测进行改进,即使信道具有单个抽头(针对纯视线(LOS)传播的情形)亦是如此。当信道具有多个延迟抽头时,由于下述事实,检测性能将进一步退化:在包括0移位处在内的任意移位处,接收采样与SSC(或SOFDM)之间的互相关不等于0。
根据本公开的一个方面,修改IEEE 802.11ad规范中规定的CEF,以提供针对具有多至129个信道抽头的信道的最优PHY类型检测,同时保持当前CEF的长度和格式相对于IEEE 802.11ad规范中规定的CEF的长度和格式不变。这是通过下述方式来实现的:使用针对SSC和SOFDM的ZCZ(128×8,128,128,2)CCP序列,使得SSC和SOFDM序列的自相关均是增量函数,并且针对[-128,128]内的所有移位,其互相关等于零。
更一般地,当训练序列既被用于信道估计也被用于信令时,(Ns,N1,N2,M)ZCZ CCP序列可被用于提供通信系统中的最优信道估计和信号检测。
图9是根据本公开的示例性实施例的无线通信系统900的框图。系统900包括:具有发射机902的发射机子系统901,以及具有接收机904的接收机子系统903。一般而言,通信设备可以包括发射机902或接收机904,或者包括二者。发射机子系统901包括序列生成器500,用于将从训练序列的集合中选择的训练序列906传给天线908。训练序列通过通信信道928传播给接收机子系统903,在接收机子系统903中该训练序列被天线910或接收机904接收。接收侧收发机904配置为:从接收的信号912中标识所传输的训练序列。在该示例中,接收侧收发机904包括两个ZCZ CCP序列生成器500″和500″′,这在要检测的序列是从一对序列中选择的一个序列时是适当的。然而,一般而言,要检测的序列可以是由两个或更多个序列构成的集合中的一个序列,针对每个可能序列使用一个序列生成器。在该示例中,假定接收信号912在传输时已经包含一对序列中的一个序列,但是接收信号可能因为传输信道的特性而改变。接收信号912在相关器914中与第一序列生成器500″产生的序列进行相关,以产生第一相关信号916。其还在相关器918中与第二序列生成器500″′产生的序列进行相关,以产生第二相关信号920。该第一相关信号916和第二相关信号920在比较器922中进行比较以产生输出924,该输出924标识哪个序列被嵌入接收信号912中。该输出可被用于信道冲激响应(CIR)估计或者用于分析模块926中的类型检测。
第一ZCZ CCP序列生成器500″生成第一序列,该第一序列包括多个连接的子序列,每个子序列是互补对中的序列A(由第一正负号序列
中的正负号调制)与该互补对中的序列B(由第二正负号序列
中的正负号调制)交替地连接形成的。类似地,第二ZCZ CCP序列生成器500″′生成第二序列,该第二序列包括多个连接的子序列,每个子序列是互补对中的序列A(由第三正负号序列
中的正负号调制)与该互补对中的序列B(由第四正负号序列
中的正负号调制)交替地连接形成的。该第一相关器914产生第一ZCZ CCP序列与传播的训练序列912之间的第一互相关916,以及第二相关器918产生第二ZCZ CCP序列与传播的训练序列912之间的第二互相关920。比较器922通过比较第一互相关和第二互相关来标识所传输的训练序列。
在又一实施例中,第一和第二ZCZ CCP序列可被存储在存储器中,并且可由序列生成器根据需要进行访问。
本领域技术人员将明白:图9中示出的包括相关器和序列生成器在内的各个单元可以以硬件或软件或其组合来实现。
在一个应用中,选择要传输的序列,以指示所用的调制类型或者传输的PHY类型。
示例I:例如,如果PHY类型是SC并且使用802.11ad中规定的测试信号。分别按等式(2.10)和(2.11)计算假定hSC(n)和hOFDM(n)。为了标识PHY类型,通过比较hSC(n)和hOFDM(n)的峰值来执行峰值检测。为了排除可能的符号间干扰(ISI)对检测结果的影响,仅针对128≤n≤256搜索hSC(n)和hOFDM(n)的峰值。在所估计的hSC(n)和hOFDM(n)的峰值之间的差尽可能的大是有利的。
情形1:如果该信道对应于无噪声的单个信道抽头,则所估计的假定hSC(n)和hOFDM(n)分别对应于图3A和图3B中示出的绘图。所估计的信道的最高峰值是hSC(129)=1025和hOFDM(220)=84。
情形2:如果该信道对应于无噪声的多径(具有指数衰减的随机幅度的128个信道抽头),则所估计的假定hSC(n)和hOFDM(n)对应于图10中示出的绘图。图10A中示出了假定hSC(n),以及图10B中示出了假定hOFDM(n)。针对范围[128,256]内的滞后,所估计的信道的峰值是hSC(143)=1086和hOFDM(209)=142。因此,较难在这两个假定之间进行区分。
相反,图11示出了根据本发明的一些实施例的在使用ZCZ CCP序列时的对应绘图。图11A中示出了假定hSC(n),以及图11B中示出了假定hOFDM(n)。针对范围[128,256]内的滞后,所估计的信道的峰值是hSC(143)=1086和hOFDM(-)=O。因此,在无噪声的情况下,可以确定地标识PHY类型。
ZCZ CCP序列的集合{Si}的构建可以总结如下:
1)选择一对互补序列A和B,
2)设计对应的正负号序列{pi},以及
3)将{pi}应用到所述互补序列。
下述条件对于ZCZ(N×L,N,N,M)CCP序列的构建而言是充分的,其中N和L分别是互补对序列中的每个序列的长度和连接的这种序列的数目。M是ZCZ集合中的CCP序列的数目。
下面描述用于构建ZCZ(N×L,N,N,M)CCP序列的示例性方法,其中N和L分别是互补对序列的长度和连接的这种序列的数目。M是ZCZ集合中的CCP序列的数目。
正负号序列的奇数部分和偶数部分标示如下:
第一期望特性是:针对范围[-N,N]内的移位,Si的自相关是增量函数。该特性在每个正负号序列满足如下第一条件的情况下满足:
条件I:
因此,同一集合成员i的正负号序列P
A和P
B在零滞后处是不相关的,以及正负号序列
与正负号序列
的互相关在滞后=-1处为0。正负号序列P
A和P
B具有长度L/2。
条件(3.1)隐含了正负号序列的长度L是4的倍数。第二期望特性是:对于集合中的任何两个CCP序列Si和Sj,针对范围[-N,N]内的所有移位,Si和Sj之间的互相关等于0。该条件在正负号序列满足如下第二条件的情况下满足:
条件II:
针对序列集合中的每个i和j,其中i≠j,
因此,当
和
来自集合中的不同成员时,正负号序列
和正负号序列
的互相关在滞后=0处为0,以及当
和
来自集合的不同成员时,正负号序列
与正负号序列
的互相关在滞后=0处为0。
另外,当
和
来自集合中的不同成员时,正负号序列
和正负号序列
的互相关在滞后=0和滞后=-1处为0,而
与
的互相关在滞后=0和滞后=1处为0。
下面描述基于第一条件(3.1)和第二条件(3.2)构建的ZCZ CCP序列集合的另外的特性。
首先,通过改变{pi}中的任意一个或多个序列的正负号而获得的新正负号序列集合将满足第一条件(3.1)和第二条件(3.2)。
其次,通过改变任意序列
或
的正负号而获得的新正负号序列集合将满足第一条件(3.1)和第二条件(3.2)。
第三,通过循环移位{pi}中的所有序列而获得的新正负号序列集合将满足第一条件(3.1)和第二条件(3.2)。
可以通过执行计算机搜索满足第一条件(3.1)和第二条件(3.2)的序列来找到ZCZ CCP序列。然而,该方法在L相对较大时是低效的。
根据本公开的一个方面,使用递归方法来构建ZCZ CCP序列。
该递归扩展运算开始于ZCZ(N×L0,N,N,M0)CCP序列的集合,其通过下述M0×L0的矩阵P(0)来表示:
其中
是P
(0)的
的子矩阵,m,n∈{1,2}。上标0表示迭代次数。此处,假设M
0是偶数,而L
0是4的倍数。每行是作为CCP序列的正负号序列,因此每行满足等式(3.1)的自相关要求,并且任意两行满足等式(3.2)的互相关要求。迭代w次时的正负号矩阵被写为:
ZCZ(2w+1N·L0,N,N,2w+1M0)CCP序列的新集合可以如下递归地构建:
其中
其是用于矩阵扩展的二阶Hadamard矩阵,
代表Kronecker张量积算子,并且w=0,1,2,....。
为了确保在递归运算之后满足第一条件(3.1),针对该集合中的所有正负号序列,P(0)中的每个起始ZCZ CCP正负号序列pi都满足第三条件:
条件III:
或者,等价地,
另外,为了确保在递归运算之后满足第二条件,P(0)中的所有起始ZCZ CCP序列pi都满足第四条件:
条件IV:
且 针对所有起始序列
(3.7a)
或者 且 针对所有起始序列
或者,等价地,
且 针对所有起始序列
(3.7b)
或者 且 针对所有起始序列
注意,因为积
生成
的拷贝或者
的拷贝,(3.5)中的运算确保了在递归之后满足等式(3.2)的第一要素。
因此,可以通过下述方式来构建零相关区(ZCZ)范围至少为1的、长度为L×N的零相关区(ZCZ)连接互补对(CCP)序列的集合:选择形成互补对的长度为N的序列A和B;选择长度为L/4的正负号序列
和
的初始集合(p
(w)的奇数部分和偶数部分具有长度L);将正负号序列
和
的初始集合进行交织和连接,以生成长度为L/2的正负号序列
和
以及,针对ZCZ CCP序列的集合的每个成员,将正负号序列
和
与互补对序列A和B进行组合,以形成成员ZCZ CCP序列。
作为第一示例,考虑具有下述正负号序列的ZCZ(8N,N,N,2)CCP序列:
等价地,
以及
使用等式(3.5)扩展(3.8)得到CCP序列的较大集合。该扩展运算的单次应用产生(3.9)中的(16N,N,N,4)CCP序列的集合。
下面,在表1中给出了可用作扩展基础的正负号序列的一些集合。
表1.可扩展正负号序列ZCZ(8N,N,N,2)CCP序列。
此处公开的序列可以用于各种应用中。这种应用例如包括:信息传输和系统标识。具体地,(3.8)中列出的序列具有替代用作IEEE802.11ad中的CEF的现有序列的可能。使用(3.8)中的序列将提供更好的PHY类型检测性能。
通过针对(8N,N,N,2)CCP序列(L=8)的计算机搜索找到的正负号序列的示例是如下正负号序列:
p1=(+,-,+,-,-,-,-,-)
p2=(-,+,+,-,+,+,-,-). (3.10)
图12示出了使用等式(3.10)中的正负号序列生成的、与IEEE802.11ad的CEF类似的、本发明所提议的新CEF字段。图12A示出了针对SC分组的示例性CEF字段522″,而图12B示出了针对OFDM分组的示例性CEF字段522″′。这些序列是(8×128,128,128,2)ZCZCCP序列,因为每个序列使用8个连接的长度为128的CCP块,得到从-128到128的零相关区。该集合中存在两个序列。当信道抽头的延迟在零相关区的范围内时,这些序列的互相关特性可以得到最佳的序列检测。
如上面讨论的,图4和图11分别示出了:当信道具有单个传播路径时和当信道具有多个传播路径时,使用这些ZCZ CCP序列进行PHY类型检测的结果。在这两种情形下,当ZCZ序列使用时的互相关都小于当使用IEEE 802.11ad中定义的序列时的互相关。这些示例证明了:针对单径和多径信道,通过增大在信道估计hSC(n)和hOFDM(n)的峰值之间的差,使用所公开的ZCZ序列的CEF可以提高IEEE 802.11ad中的峰值检测性能。
当前,在IEEE 802.11ad中,仅两个ZCZ0CCP序列被提议用于PHY类型(SC或OFDM)的盲检测。使用序列集合中的多于两个ZCZ0序列具有携带附加信息的可能性。
ZCZ序列与ZCZ0序列之间的差异是对互相关的附加要求。条件I(等式3.1)还可被应用于ZCZ0CCP序列,以保证:针对在范围[-N,N]中的时间滞后,Si的自相关是增量函数。为了满足针对ZCZ0序列的互相关要求,正负号序列满足第五条件是必要的且是充分的。
条件V:
针对集合中的所有正负号序列pi和pj,
或者,等价地,
条件(3.1)和(3.10a)或者(3.10b)可一起被用于搜索ZCZ0序列。
当初始CCP序列集合p
(0)的每行都满足条件III(等式3.6)时,ZCZ
0序列也可以递归地构建。应该注意,Kronecker积
不对任何两个生成的序列之间在零移位处的互相关产生任何影响。
类似地,(2w+1N·L0,N,0,2w+1M0)CCP序列集合可以用(2wN·L0,N,0,2wM0)CCP序列集合来构建。
实现针对等于4的倍数且多至20的L值的计算机搜索,以找到具有M=L个成员的ZCZ0 CCP序列集合。表2列出了找到的M=L的集合的数目。
表2.针对ZCZ0 CCP序列集合的搜索结果
可以验证,下述正负号序列集合P(0)代表(4N,N,0,4)CCP序列的集合,并且满足条件I(等式3.1)和V(等式3.10)
将上面的P(0)应用到(3.5),得到下述扩展矩阵:
可以示出:P(1)表示(8N,N,0,8)CCP序列的集合。
针对每个集合成员,正负号序列PA和pB是通过选择等式(3.12)中的矩阵的行的奇数元素和偶数元素来获得的。
因此,扩展后的正负号序列PA和pB可以通过下述方式来构建:选择正负号序列的初始集合,然后将正负号序列PA和pB的初始集合进行交织和连接,以使得正负号序列PA和pB的长度加倍,并且使得集合中的正负号序列的数目加倍。
正负号序列的初始集合可用通过下述方式来获得:将正负号序列p
A和p
B的初始集合的元素进行交织,以形成正负号矩阵
然后,通过计算Hadamard矩阵
与该正负号矩阵的子矩阵的Kronecker积来扩展该正负号矩阵,以形成扩展后的正负号矩阵
其中
代表Kronecker张量积运算。
备选地,可以通过下述方式来找到正负号序列PA和pB:搜索多个长度为L/2的正负号序列,以及标识满足条件I和V的正负号序列的集合。
序列集合的进一步扩展。一旦已经构建(N×L,N,N,M)ZCZ CCP序列
其中
i=0,1,...,M-1 (4.1)
其中{p
i}是正负号序列集合,以及A和B是一对长度为N的实互补序列A和B。将互补序列A和B构成的对定义为A~B。令
和
是分别通过反转序列A和B中的符号顺序而获得的序列,以及令-A和-B是分别通过将A和B中的每个符号乘以-1获得的序列。
可以示出,互补对具有下述特性:
2)存在互补对(-A)~B或A~(-B)或(-A)~(-B)。
3)两个互补序列是可互换的。
(N×L,N,N,M)ZCZ CCP序列的另一集合
可以通过下述方式构建:使用与上文给出的正负号序列相同的正负号序列集合{p
i}以及另一对互补序列
和
或
和
使得
i=0,1,...,M-1 (4.2)。
可以示出,可以构建较大的ZCZ CCP序列集合(其是由ZCZ CCP序列集合
和
构成的,即
其中k=0,1,...,2M-1且i=0,1,...,M-1),以生成(N×L,N,N,2M)ZCZ CCP序列集合。序列集合{F
k}保持如
或
中的序列长度和零相关区范围,但是序列数目是序列集合
或
中的两倍。
注意,上述针对实ZCZ CCP序列的扩展方法还可被进一步扩展,以生成复ZCZ CCP序列,其中A和B是ZCZ CCP序列集合
中的一对复互补序列,并且另一对复互补序列是
和
或者
和
其被用在另一ZCZ CCP序列集合
中。上文的特性2)和3)还可被直接应用到复互补序列。将上面的特性1)扩展到复互补序列,给出了序列对
或者
或者
其中上标*标示复共轭。
使用关系:
k=[-(N-1),(N-1)] (4.3),可以看出其中k=0,1,...,2M-1且i=0,1,...,M-1,是复(N×L,N,N,2M)ZCZ CCP序列集合,其中
i=0,1,...,M-1 (4.4)
以及
i=0,1,...,M-1 (4.5)
是复(N×L,N,N,M)ZCZ CCP序列集合。
应该注意,等式(4.5)是等式(4.2)的推广,因为对于实序列,A=A*且B=B*。
ZCZ CCP序列具有各种应用。例如,序列可被用作将多状态信息携带给单个用户的训练序列,用作用于对上行链路(UL)多用户进行区分和信道估计的训练序列,或者用作用于下行链路(DL)小区间干扰减轻和小区标识的训练序列。
图13是根据本公开的示例性实施例的通信系统1300的框图。该通信系统1300包括移动电子设备1302,诸如移动电话、PDA、平板计算机、笔记本计算机或者手持电子设备。移动电子设备1302的发射机902经由天线908和输出传播路径1308与网络的基站通信塔1304进行通信。移动电子设备1302的接收机904经由输入传播路径1306和天线910与基站通信塔1304进行通信。移动电子设备1302包括处理器1310,处理器1310可操作为耦合到用户接口1312和外设1314。用户接口1312可以包括显示器、键盘、麦克风、扬声器、运动检测器、方向检测器、运动生成器、触摸设备和/或其他用户控制器。外设314可以包括SIM卡、电池、输入/输出端口、近场通信端口、闪存接口、以及其他设备。存储器1316提供用于处理器1310的数据和程序存储,以及可选地用于序列生成器的数据和程序存储。例如,存储器1316可以包括非临时性存储器,用于存储完整序列、用于存储互补对子序列A和B以及/或者应用到互补对子序列的正负号序列。在操作中,输出信号906的信号帧包括序列生成器500生成的训练序列。输入信号912被传给一组相关器1318,在该组相关器1318中,输入信号912与序列生成器500生成的序列进行相关,以实现类型检测或者信道冲激响应估计。
图14是根据本公开的示例性实施例的用于构建在通信系统的收发机中使用的零相关区(ZCZ)连接互补对(CCP)序列的集合的方法的流程图1400,所述ZCZ CCP)序列长度为2L×N,零相关区范围等于1,并且集合大小大于2。在开始框1402之后,在框1404中选择形成互补对的长度为N的序列A和B。在框1406中,选择长度为L/2的正负号序列
和
的初始集合。在框1408中,将正负号序列
和
的初始集合进行交织和连接,以生成长度为L的正负号序列
和
在框1410,针对ZCZ CCP序列的集合的成员,正负号序列
和
分别与互补对序列A和B进行组合,以形成成员ZCZ CCP序列。如果集合中存在更多成员,如判决框1412的肯定分支所描述的,则流程返回框1410,使得针对ZCZ CCP序列的集合的每个成员,执行框1412。一旦已经构建该序列集合的所有成员,如判决框1412的否定分支所描述的,该方法终止于框1414。ZCZ CCP序列集合中的一个或多个序列可被选择以在通信系统的收发机中使用。
在一个实施例中,正负号序列
和正负号序列
在滞后=0和滞后=-1处是不相关的,并且正负号序列
和正负号序列
的元素满足条件
上述本公开的实现意在仅仅是示例性的。本领域技术人员将意识到:可以在不背离本公开范围的前提下做出对说明性实施例的修改、改变和变化。此外,可以组合从上述实施例中的一个或更多个中选择的特征,以创建此处未显式示出和描述的备选实施例。
将意识到:此处公开的执行指令的任何模块或组件可以包括或以其他方式访问非瞬态和有形的计算机可读介质,如,存储介质、计算机存储介质、或者(可移除或非可移除的)数据存储设备(如,磁盘、光盘、或带式数据存储器)。计算机存储介质可以包括以任意方法或技术实现以存储信息(如,计算机可读指令、数据结构、程序模块、或其他数据)的易失性和非易失性、可移除和非可移除介质。计算机存储媒体的示例包括:RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光学存储器、磁卡带、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备、或可用于存储期望信息并且能够被应用、模块或两者访问的任意其他介质。任何这样的计算机存储介质可以是服务器的一部分;网络、后端等的或与网络、后端等相关的或者网络、后端等可访问或可连接的任何组件。可以使用可由这样的计算机可读介质存储或以其他方式保持的计算机可读/可执行指令来实现此处描述的任何应用或模块。
可以在不背离其精神或本质特征的前提下以其他具体形式实现本公开。在所有方面,所描述的示例仅应理解为说明性的而非限制性的。因此,本公开的范围由所附权利要求而非前述描述所指示。权利要求等效含义和范围内的所有改变应包含在权利要求的范围内。