CN108029087B - 用于使用同步信号进行窄带操作的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开的各方面提供了用于窄带操作的同步信号设计的技术，其可被用于自立/带内/保护带部署。提供了一种用于可由基站(BS)执行的操作的示例方法。该示例方法一般包括：在一个或多个子帧内的第一数目个码元上利用第一码序列和应用于该第一码序列的覆盖码来生成主同步信号(PSS)，在一个或多个子帧内的第二数目个码元上基于第二码序列来生成副同步信号(SSS)，以及在第一子帧和第二子帧中将该PSS和该SSS传送给在较宽系统带宽的一个或多个窄带区域上进行通信的第一类型的用户装备(UE)。

Description

用于使用同步信号进行窄带操作的方法和装置
根据35 U.S.C.§119的优先权要求
本申请要求于2016年8月25日提交的美国申请No.15/247,355的优先权，该美国申请要求于2015年9月29日提交的美国临时专利申请S/N.62/234,554的权益，这两篇申请均被转让给本申请受让人并由此通过援引明确纳入于此。
背景
公开领域
本公开的某些方面一般涉及无线通信，尤其涉及用于窄带操作的同步信号设计。
相关技术描述
无线通信系统被广泛部署以提供诸如语音、数据等等各种类型的通信内容。这些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)来支持与多个用户的通信的多址系统。此类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、第三代伙伴项目(3GPP)长期演进(LTE)/高级LTE系统、以及正交频分多址(OFDMA)系统。
一般而言，无线多址通信系统能同时支持多个无线终端的通信。每个终端经由前向和反向链路上的传输与一个或多个基站通信。前向链路(或即下行链路)是指从基站到终端的通信链路，而反向链路(或即上行链路)是指从终端到基站的通信链路。这种通信链路可经由单输入单输出、多输入单输出或多输入多输出(MIMO)系统来建立。
无线通信网络可包括能支持数个无线设备通信的数个基站。无线设备可包括用户装备(UE)。UE的一些示例可包括蜂窝电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、手持式设备、平板设备、膝上型计算机、上网本、智能本、超级本等。一些UE可被认为是机器类型通信(MTC)UE，其可包括可与基站、另一远程设备、或某个其他实体通信的远程设备，诸如传感器、仪表、位置标签等。机器类型通信(MTC)可以是指涉及在通信的至少一端的至少一个远程设备的通信，并且可包括涉及不一定需要人类交互的一个或多个实体的数据通信形式。MTC UE可包括能够通过例如公共陆地移动网络(PLMN)与MTC服务器和/或其他MTC设备进行MTC通信的UE。
概述
本公开的某些方面提供了一种用于由基站进行无线通信的方法。该方法一般包括：在一个或多个子帧内的第一数目个码元上利用第一码序列和应用于该第一码序列的覆盖码来生成主同步信号(PSS)，在一个或多个子帧内的第二数目个码元上基于第二码序列来生成副同步信号(SSS)，以及将该PSS和该SSS传送给在较宽系统带宽的一个或多个窄带区域上进行通信的第一类型的用户装备(UE)。
本公开的某些方面提供了一种用于由用户装备进行无线通信的方法。该方法一般包括：在较宽系统带宽的一个或多个窄带区域内检测在一个或多个子帧内的第一数目个码元上利用第一码序列和应用于该第一码序列的覆盖码生成的主同步信号(PSS)，基于该PSS来执行最大似然时间偏移估计，其中该时间偏移与频率偏移不相关，基于该PSS来执行初始时间同步和频率同步，在该一个或多个窄带区域内检测在该一个或多个子帧内的第二数目个码元上基于第二码序列生成的副同步信号(SSS)，以及基于该SSS来执行精细时间同步或精细频率同步中的至少一者以完善该初始时间同步和该频率同步。
提供了包括方法、装置、系统、计算机程序产品、以及处理系统的众多其他方面。
附图简述
图1是概念性地解说根据本公开的某些方面的无线通信网络的示例的框图。
图2示出了概念性地解说根据本公开的某些方面的无线通信网络中基站与用户装备(UE)处于通信中的示例的框图。
图3示出了用于长期演进(LTE)中的频分双工(FDD)的示例性帧结构。
图4示出了具有正常循环前缀的两个示例性子帧格式。
图5解说了根据本公开的某些方面的可由基站(BS)执行的示例操作。
图6解说了根据本公开的某些方面的可由用户装备(UE)执行的示例操作。
图7解说了根据本公开的某些方面的用于窄带物联网(NB-IoT)同步的示例操作的框图。
图8解说了根据本公开的某些方面的双层PSS序列结构的示例。
图9解说了根据本公开的某些方面的具有减小的字母表大小的经修改Zadoff-Chu序列的示例。
图10解说了根据本公开的某些方面的可由基站执行以生成PSS波形的示例操作的框图。
图11是根据本公开的某些方面的解说NB-IoT与旧式LTE的无冲突资源映射的时频资源的标绘。
图12解说了根据本公开的某些方面的最大似然估计(MLE)的示例定时偏移。
图13解说了根据本公开的某些方面的所传送和所接收的PSS导频的频率位置。
图13A是解说根据本公开的某些方面的基于经归一化相关的经归一化频率偏移估计的图。
图14解说了根据本公开的某些方面的用于定时和频率捕获的示例操作的框图。
图15解说了根据本公开的某些方面的可由基站执行以生成SSS波形的示例操作。
图16是解说根据本公开的某些方面的与某一长度的计算机生成的序列相对应的PSS序列的星座的图。
图16A是解说根据本公开的某些方面的与长度为12的经修改Zadoff-Chu序列相对应的PSS序列的星座的图。
图17是根据本公开的某些方面的示出覆盖码优化对定时偏移估计的影响的定时估计和定时度量的图。
图17A是根据本公开的某些方面的示出定时偏移估计器对二进制覆盖码模式的选择的依赖性的定时估计和定时度量的图。
图18是根据本公开的某些方面的示出从SSS序列到蜂窝小区ID和系统信息的映射的表。
详细描述
本公开的某些方面一般涉及用于窄带操作的同步信号设计。本文中所呈现的设计可适于各种窄带部署场景，诸如带内(较宽操作带宽内)和自立部署两者。如本文中将描述的，在一些情形中，“两层”PSS信号可以例如使用具有良好相关性和游程长度属性的双层随机码来构建。
本文中所描述的技术可用于各种无线通信网络，诸如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA及其他网络。术语“网络”和“系统”常常可互换地使用。CDMA网络可实现诸如通用地面无线电接入(UTRA)、cdma2000等的无线电技术。UTRA包括宽带CDMA(WCDMA)、时分同步CDMA(TD-SCDMA)、以及其他CDMA变体。CDMA 2000覆盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。TDMA网络可实现诸如全球移动通信系统(GSM)之类的无线电技术。OFDMA网络可实现诸如演进型UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、
Figure GDA0002644834360000041
等的无线电技术。UTRA和E-UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的部分。频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两者中的3GPP长期演进(LTE)和高级LTE(LTE-A)是UMTS的使用E-UTRA的新版本，其在下行链路上采用OFDMA而在上行链路上采用SC-FDMA。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A和GSM在来自名为“第3代伙伴项目”(3GPP)的组织的文献中描述。cdma2000和UMB在来自名为“第3代伙伴项目2”(3GPP2)的组织的文献中描述。本文中所描述的技术可被用于以上所提及的无线网络和无线电技术以及其他无线网络和无线电技术。为了清楚起见，以下针对LTE/高级LTE来描述这些技术的某些方面，并且在以下大部分描述中使用LTE/高级LTE术语。LTE和LTE-A一般被称为LTE。
示例无线通信系统
图1解说了其中可实践本公开的各方面的示例无线通信网络100。例如，本文给出的技术可被用于帮助图1中所示的UE和BS使用基于窄带(例如，6个PRB)的搜索空间在机器类型物理下行链路控制信道(mPDCCH)上进行通信。
网络100可以是LTE网络或一些其他无线网络。无线网络100可包括数个演进型B节点(eNB)110和其他网络实体。eNB是与用户装备(UE)通信的实体并且也可被称为基站、B节点、接入点等。每个eNB可为特定地理区域提供通信覆盖。在3GPP中，术语“蜂窝小区”取决于使用该术语的上下文可指eNB的覆盖区域和/或服务该覆盖区域的eNB子系统。
eNB可提供对宏蜂窝小区、微微蜂窝小区、毫微微蜂窝小区、和/或其他类型的蜂窝小区的通信覆盖。宏蜂窝小区可覆盖相对较大的地理区域(例如，半径为数千米)，并且可允许无约束地由具有服务订阅的UE接入。微微蜂窝小区可覆盖相对较小的地理区域，并且可允许无约束地由具有服务订阅的UE接入。毫微微蜂窝小区可覆盖相对较小的地理区域(例如，住宅)，并且可允许有约束地由与该毫微微蜂窝小区有关联的UE(例如，封闭订户群(CSG)中的UE)接入。用于宏蜂窝小区的eNB可被称为宏eNB。用于微微蜂窝小区的eNB可被称为微微eNB。用于毫微微蜂窝小区的eNB可被称为毫微微eNB或家用eNB(HeNB)。在图1中所示的示例中，eNB 110a可以是用于宏蜂窝小区102a的宏eNB，eNB 110b可以是用于微微蜂窝小区102b的微微eNB，并且eNB 110c可以是用于毫微微蜂窝小区102c的毫微微eNB。一eNB可支持一个或多个(例如，三个)蜂窝小区。术语“eNB”、“基站”和“蜂窝小区”可在本文中可互换地使用。
无线网络100还可包括中继站。中继站是能接收来自上游站(例如，eNB或UE)的数据的传输并向下游站(例如，UE或eNB)发送该数据的传输的实体。中继站也可以是能够为其他UE中继传输的UE。在图1中所示的示例中，中继站110d可与宏eNB 110a和UE 120d通信以促成eNB 110a与UE 120d之间的通信。中继站也可被称为中继eNB、中继基站、中继等。
无线网络100可以是包括不同类型的eNB(例如，宏eNB、微微eNB、毫微微eNB、中继eNB等)的异构网络。这些不同类型的eNB可具有不同发射功率电平、不同覆盖区域，并对无线网络100中的干扰产生不同影响。例如，宏eNB可具有高发射功率电平(例如，5到40瓦)，而微微eNB、毫微微eNB和中继eNB可具有较低发射功率电平(例如，0.1到2瓦)。
网络控制器130可耦合至一组eNB并且可提供对这些eNB的协调和控制。网络控制器130可以经由回程与各eNB通信。这些eNB还可以彼此例如经由无线或有线回程直接或间接地通信。
UE 120(例如，120a、120b、120c)可分散遍及无线网络100，并且每个UE可以是驻定的或移动的。UE也可被称为接入终端、终端、移动站、订户单元、站等。UE可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无线通信设备、手持式设备、膝上型计算机、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、平板设备、智能电话、上网本、智能本、超级本等。在图1中，带有双箭头的实线指示UE与服务eNB之间的期望传输，该服务eNB是被指定在下行链路和/或上行链路上服务该UE的eNB。具有双箭头的虚线指示UE与eNB之间的潜在干扰传输。
无线通信网络100(例如，LTE网络)中的一个或多个UE 120还可以是窄带带宽UE。这些UE可以与旧式和/或高级UE(例如，其能够在较宽带宽上操作)在LTE网络中共存并且可具有与无线网络中的其它UE相比受限的一个或多个能力。例如，在LTE发行版12中，在与LTE网络中的旧式和/或高级UE相比较时，窄带UE可以按以下一者或多者来操作：最大带宽的减小(相对于旧式UE)、单接收射频(RF)链、峰值速率的减小(例如，可支持针对传输块大小(TBS)的最大1000比特)、发射功率的减小、秩1传输、半双工操作等。在一些情形中，如果支持半双工操作，则窄带UE可具有放松的从传送到接收(或从接收到传送)操作的切换定时。例如，在一个情形中，与用于旧式和/或高级UE的20微秒(μs)的切换定时相比，窄带UE可具有放松的1毫秒(ms)的切换定时。
在一些情形中，窄带UE(例如，在LTE发行版12中)还可以能够以与LTE网络中的旧式和/或高级UE监视下行链路(DL)控制信道相同的方式监视DL控制信道。发行版12窄带UE可以仍按与常规UE相同的方式监视下行链路(DL)控制信道，例如，监视前几个码元中的宽带控制信道(例如，物理下行链路控制信道(PDCCH))以及占用相对窄带、但跨越子帧长度的窄带控制信道(例如，增强型PDCCH(ePDCCH))。
根据某些方面，窄带UE可被限于1.4MHz的特定窄带指派或者从可用系统带宽分割出而同时共存于较宽系统带宽内(例如，在1.4/3/5/10/15/20MHz处)的六个资源块(RB)。另外，窄带UE还可以能够支持一种或多种覆盖操作模式。例如，窄带UE可以能够支持至多达15dB的覆盖增强。
如本文所使用的，具有有限通信资源(例如，较小带宽)的设备可被一般性地称为窄带UE。类似地，旧式设备(诸如旧式和/或高级UE(例如，在LTE中))可被一般性地称为宽带UE。一般而言，宽带UE能够在比窄带UE大的带宽量上操作。
在一些情形中，UE(例如，窄带UE或宽带UE)可于在网络中进行通信之前执行蜂窝小区搜索和捕获规程。在一种情形中，参照图1中解说的LTE网络作为示例，蜂窝小区搜索和捕获规程可在UE未连接至LTE蜂窝小区并且想要接入LTE网络时执行。在这些情形中，UE可能刚刚上电，在暂时丢失到LTE蜂窝小区的连接之后恢复连接，等等。
在其它情形中，蜂窝小区搜索和捕获规程可在UE已连接至LTE蜂窝小区时执行。例如，UE可能已检测到新LTE蜂窝小区并且可能准备到新蜂窝小区的切换。作为另一示例，UE可在一个或多个低功率状态中操作(例如，可支持非连续接收(DRX))，并且在退出该一个或多个低功率状态之际，可能不得不执行蜂窝小区搜索和捕获规程(即使UE仍处于连通模式)。
图2示出了可以是图1中的各基站/eNB之一和各UE之一的基站/eNB 110和UE 120的设计的框图。基站110可装备有T个天线234a至234t，而UE 120可装备有R个天线252a至252r，其中一般而言，T≥1并且R≥1。
在基站110处，发射处理器220可从数据源212接收给一个或多个UE的数据，基于从每个UE接收的CQI来选择针对该UE的一种或多种调制和编码方案(MCS)，基于为每个UE选择的(诸)MCS来处理(例如，编码和调制)给该UE的数据，并提供给所有UE的数据码元。发射处理器220还可以处理系统信息(例如，针对SRPI等)和控制信息(例如，CQI请求、准予、上层信令等)，并提供开销码元和控制码元。处理器220还可以生成用于参考信号(例如，CRS)和同步信号(例如，PSS和SSS)的参考码元。发射(TX)多输入多输出(MIMO)处理器230可在适用的情况下对数据码元、控制码元、开销码元、和/或参考码元执行空间处理(例如，预编码)，并且可将T个输出码元流提供给T个调制器(MOD)232a到232t。每个调制器232可处理各自的输出码元流(例如，针对OFDM等等)以获得输出采样流。每个调制器232可进一步处理(例如，转换至模拟、放大、滤波、及上变频)输出采样流以获得下行链路信号。来自调制器232a至232t的T个下行链路信号可分别经由T个天线234a到234t被传送。
在UE 120处，天线252a到252r可接收来自基站110和/或其他基站的下行链路信号并且可分别向解调器(DEMOD)254a到254r提供收到信号。每个解调器254可调理(例如，滤波、放大、下变频、及数字化)其收到信号以获得输入采样。每个解调器254可进一步处理输入采样(例如，针对OFDM等)以获得收到码元。MIMO检测器256可获得来自所有R个解调器254a到254r的收到码元，在适用的情况下对这些收到码元执行MIMO检测，并且提供检出码元。接收处理器258可以处理(例如，解调和解码)这些检出码元，将经解码的给UE 120的数据提供给数据阱260，并且将经解码的控制信息和系统信息提供给控制器/处理器280。信道处理器可以确定RSRP、RSSI、RSRQ、CQI等。
在上行链路上，在UE 120处，发射处理器264可接收和处理来自数据源262的数据和来自控制器/处理器280的控制信息(例如，针对包括RSRP、RSSI、RSRQ、CQI等的报告)。处理器264还可生成一个或多个参考信号的参考码元。来自发射处理器264的码元可在适用的场合由TX MIMO处理器266预编码，进一步由调制器254a到254r处理(例如，用于SC-FDM、OFDM等)，并且传送给基站110。在基站110处，来自UE 120以及其他UE的上行链路信号可由天线234接收，由解调器232处理，在适用的情况下由MIMO检测器236检测，并由接收处理器238进一步处理以获得经解码的由UE 120发送的数据和控制信息。处理器238可将经解码的数据提供给数据阱239并将经解码的控制信息提供给控制器/处理器240。基站110可包括通信单元244并且经由通信单元244与网络控制器130通信。网络控制器130可包括通信单元294、控制器/处理器290、以及存储器292。
控制器/处理器240和280可以分别指导基站110和UE 120处的操作。例如，处理器280和/或UE 120处的其他处理器和模块可执行或指导图6中示出的操作600。存储器242和282可分别存储供基站110和UE 120的数据和程序代码。调度器246可调度UE以进行下行链路和/或上行链路上的数据传输。
图3示出了用于LTE中的FDD的示例性帧结构300。下行链路和上行链路中的每一者的传输时间线可被划分成以无线电帧为单位。每个无线电帧可具有预定历时(例如10毫秒(ms))，并且可被划分成具有索引0至9的10个子帧。每个子帧可包括两个时隙。每个无线电帧可由此包括具有索引0至19的20个时隙。每个时隙可包括L个码元周期，例如，对于正常循环前缀(如图3中所示)为7个码元周期，或者对于扩展循环前缀为6个码元周期。每个子帧中的2L个码元周期可被指派索引0至2L-1。
在LTE中，eNB可在下行链路上在用于该eNB所支持的每个蜂窝小区的系统带宽的中心传送主同步信号(PSS)和副同步信号(SSS)。PSS和SSS可在具有正常循环前缀的每个无线电帧的子帧0和5中分别在码元周期6和5中传送，如图3中所示。PSS和SSS可由UE用于蜂窝小区搜索和捕获，并且除了其他信息以外，还可以包含蜂窝小区ID以及对双工模式的指示(例如，具有用于确定蜂窝小区ID的PSS和SSS)。双工模式的指示可指示蜂窝小区利用时分双工(TDD)还是频分双工(FDD)帧结构。eNB可跨用于该eNB所支持的每个蜂窝小区的系统带宽来传送因蜂窝小区而异的参考信号(CRS)。CRS可在每个子帧的某些码元周期中传送，并且可被UE用于执行信道估计、信道质量测量、和/或其他功能。eNB还可在某些无线电帧的时隙1中的码元周期0到3中传送物理广播信道(PBCH)。PBCH可携带一些系统信息。eNB可在某些子帧中传送其他系统信息，诸如物理下行链路共享信道(PDSCH)上的系统信息块(SIB)。eNB可在子帧的前B个码元周期中在物理下行链路控制信道(PDCCH)上传送控制信息/数据，其中B可以是可针对每个子帧来配置的。eNB可在每个子帧的其余码元周期中在PDSCH上传送话务数据和/或其他数据。
信道质量测量可以由UE根据所定义的调度(诸如基于UE的DRX循环)来执行。例如，UE可以尝试每个DRX循环对服务蜂窝小区执行测量。UE还可以尝试对非服务邻蜂窝小区执行测量。对非服务邻蜂窝小区的测量可以基于与服务蜂窝小区不同的调度来做出，并且当UE处于连通模式时，UE可能需要调离服务蜂窝小区以测量非服务蜂窝小区。
为了促成信道质量测量，eNB可以在特定子帧上传送因蜂窝小区而异的参考信号(CRS)。例如，eNB可以在给定帧的子帧0和5上传送CRS。窄带UE可以接收该信号并测量收到信号的平均功率，或RSRP。窄带UE还可以基于来自所有源的总收到信号功率来计算接收信号强度指示符(RSSI)。RSRQ还可以基于RSRP和RSSI来计算。
为了促成测量，eNB可以向在其覆盖区域内的UE提供测量配置。测量配置可以定义测量报告的事件触发，且每个事件触发可以具有相关联的参数。当UE检测到所配置的测量事件时，其可以通过向eNB发送具有关于相关联测量对象的信息的测量报告来进行响应。所配置的测量事件可以是例如，测得的参考信号收到功率(RSRP)或测得的参考信号收到质量(RSRQ)满足阈值。触发时间(TTT)参数可以被用来定义在UE发送其测量报告之前，测量事件必须持续多长时间。用这种方式，UE可以向网络发信号通知其无线电条件的改变。
图4示出了具有正常循环前缀的两个示例性子帧格式410和420。可用时频资源可被划分成资源块。每个资源块可覆盖一个时隙中的12个副载波并且可包括数个资源元素。每个资源元素可以覆盖一个码元周期中的一个副载波，并且可被用于发送一个可以是实数值或复数值的调制码元。
子帧格式410可被用于两个天线。CRS可在码元周期0、4、7和11中从天线0和1发射。参考信号是发射机和接收机先验已知的信号，并且也可被称为导频。CRS是因蜂窝小区而异的参考信号，例如，基于蜂窝小区身份(ID或标识)来生成的。在图4中，对于具有标记Ra的给定资源元素，可在该资源元素上从天线a发射调制码元，并且在该资源元素上可以不从其他天线发射调制码元。子帧格式420可与四个天线联用。CRS可在码元周期0、4、7和11中从天线0和1发射并且在码元周期1和8中从天线2和3发射。对于子帧格式410和420两者，CRS可在均匀间隔的副载波上被传送，这些副载波可以是基于蜂窝小区ID来确定的。取决于其蜂窝小区ID，可在相同或不同的副载波上传送CRS。对于子帧格式410和420两者，未被用于CRS的资源元素可被用于传送数据(例如，话务数据、控制数据、和/或其他数据)。
LTE中的PSS、SSS、CRS和PBCH在公众可获取的题为“Evolved UniversalTerrestrial Radio Access(E-UTRA)；Physical Channels and Modulation(演进型通用地面无线电接入(E-UTRA)；物理信道和调制)”的3GPP TS 36.211中作了描述。
对于LTE中的FDD，交织结构可用于下行链路和上行链路中的每一者。例如，可定义具有索引0到Q–1的Q股交织，其中Q可等于4、6、8、10或某个其他值。每股交织可包括间隔开Q个帧的子帧。具体而言，交织q可包括子帧q、q+Q、q+2Q等，其中q∈{0,...,Q-1}。
无线网络可支持用于下行链路和上行链路上的数据传输的混合自动重传请求(HARQ)。对于HARQ，发射机(例如，eNB)可发送分组的一个或多个传输直至该分组被接收机(例如，UE)正确解码或是遭遇到某个其他终止条件。对于同步HARQ，该分组的所有传输可在单股交织的各子帧中被发送。对于异步HARQ，该分组的每个传输可在任何子帧中被发送。
UE可能位于多个eNB的覆盖内。可选择这些eNB之一来服务该UE。服务eNB可基于各种准则(诸如，收到信号强度、收到信号质量、路径损耗等)来选择。收到信号质量可由信噪干扰比(SINR)、或参考信号收到质量(RSRQ)或其他某个度量来量化。UE可能在强势干扰情景中工作，在此类强势干扰情景中UE可能会观察到来自一个或多个干扰eNB的严重干扰。
传统LTE设计的焦点在于改进频谱效率、无所不在的覆盖、以及增强的服务质量(QoS)支持。当前的LTE系统下行链路(DL)和上行链路(UL)链路预算是针对可支持相对较大的DL和UL链路预算的高端设备(诸如最先进的智能电话和平板)的覆盖来设计的。
由此，如以上描述的，无线通信网络(例如，无线通信网络100)中的一个或多个UE可以是与该无线通信网络中的其他(宽带)设备相比具有受限通信资源的设备(诸如窄带UE)。对于窄带UE，各种要求可被放松，因为仅有限量的信息可能需要被交换。例如，可减小最大带宽(相对于宽带UE)，可使用单接收射频(RF)链，可减小峰值速率(例如，传输块大小最大为100比特)，可减小发射功率，可使用秩1传输，并且可执行半双工操作。
在一些情形中，如果执行半双工操作，则窄带UE可具有放宽的从传送转变到接收(或者从接收转变到传送)的切换时间。例如，该切换时间可从常规UE的20μs放宽至窄带UE的1ms。版本12的窄带UE可以仍按与常规UE相同的方式监视下行链路(DL)控制信道，例如，监视前几个码元中的宽带控制信道(例如，PDCCH)以及占据相对窄带、但跨越子帧长度的窄带控制信道(例如，ePDCCH)。
在一些系统中，例如，在LTE Rel-13中，窄带可以被限于可用系统带宽内的特定窄带指派(例如，不超过6个资源块(RB)的窄带指派)。然而，窄带可以能够重新调谐至(例如，操作和/或占驻)LTE系统的可用系统带宽内的不同窄带区域例如以便共存在LTE系统内。
作为LTE系统内的共存性的另一示例，窄带UE可以能够(重复地)接收旧式物理广播信道(PBCH)(例如，一般而言携带可被用于对蜂窝小区的初始接入的参数的LTE物理信道)并且支持一个或多个旧式物理随机接入信道(PRACH)格式。例如，窄带UE可以能够跨多个子帧接收旧式PBCH连同该PBCH的一个或多个附加重复。作为另一示例，窄带UE可以能够向LTE系统中的eNB传送PRACH的一个或多个重复(例如，具有所支持的一个或多个PRACH格式)。PRACH可被用于标识窄带UE。另外，所重复PRACH尝试的数目可以由eNB配置。
窄带UE还可以是链路预算有限的设备并且可以基于其链路预算限制来在不同的操作模式中操作(例如，这使得需要向窄带UE传送不同量的重复消息)。例如，在一些情形中，窄带UE可以在其中几乎没有重复的正常覆盖模式中操作(即，使UE成功地接收消息所需要的重复量可以为低或者甚至可以不需要重复)。替换地，在一些情形中，窄带UE可以在其中可能有大量重复的覆盖增强(CE)模式中操作。例如，对于328比特有效载荷，处于CE模式中的窄带UE可能需要对有效载荷的150个或更多个重复以便成功地接收该有效载荷。
在一些情形中(例如，针对LTE版本13)，窄带UE可能关于其对广播和单播传输的接收具有有限能力。例如，由窄带UE接收的广播传输的最大传输块(TB)大小可以限于1000比特。另外，在一些情形中，窄带UE可能不能够在一子帧中接收一个以上单播TB。在一些情形中(例如，针对上述CE模式和正常模式两者)，窄带UE可能不能够在一子帧中接收一个以上广播TB。此外，在一些情形中，窄带UE可能不能够在一子帧中接收单播TB和广播TB两者。
共存在LTE系统中的窄带UE还可以支持用于某些规程(诸如寻呼、随机接入规程等)的新消息(例如，与LTE中用于这些规程的常规消息形成对比)。换言之，用于寻呼、随机接入规程等的这些新消息可以与用于与非窄带UE相关联的类似规程的消息分开。例如，与LTE中使用的常规寻呼消息相比，窄带UE可以能够监视和/或接收非窄带UE可能不能够监视和/或接收的寻呼消息。类似地，与常规随机接入规程中使用的常规随机接入响应(RAR)消息相比，窄带UE可以能够接收非窄带UE也可能不能够接收的RAR消息。与窄带UE相关联的新的寻呼和RAR消息还可以被重复一次或多次(例如，“被集束”)。另外，可以支持针对这些新消息的不同数目的重复(例如，不同的集束大小)。
根据某些方面，窄带UE和/或窄带操作可以支持多个窄带区域，其中每个窄带区域跨越不大于总共6个RB的带宽。在一些情形中，窄带操作中的每个窄带UE可以一次在一个窄带区域内(例如，以1.4MHz或6个RB)操作。然而，在任何给定时间，窄带操作中的窄带UE也可以重新调谐至较宽系统带宽中的其他窄带区域。在一些示例中，多个窄带UE可以由相同的窄带区域服务。在其他示例中，多个窄带UE可以由不同的窄带区域来服务(例如，每个窄带区域跨越6个RB)。在还有其他示例中，窄带UE的不同组合可以由一个或多个相同的窄带区域和/或一个或多个不同的窄带区域来服务。
例如，LTE版本13中的一些系统引入了覆盖增强并支持窄带UE以及其他UE。如本文中所使用的，术语覆盖增强一般是指扩展网络内的设备(诸如窄带设备)的覆盖范围的任何类型的机制。一种用于覆盖增强(CE)的办法是集束，其是指传送相同数据多次(例如，跨多个子帧，或者如将在以下更详细描述的，跨相同子帧内的多个码元)。
在某些系统中，窄带UE可在较宽系统带宽内操作时支持窄带操作。例如，窄带UE可在系统带宽的窄带区域中进行传送和接收。如以上提及的，该窄带区域可跨越6个资源块(RB)。
某些系统可以向窄带UE提供至多达15dB的覆盖增强，其映射到UE与eNB之间的最大耦合损耗155.7dB。相应地，窄带UE和eNB可在低SNR(例如，-15dB到-20dB)下执行测量。在一些系统中，覆盖增强可包括信道集束，其中与窄带UE相关联的消息可以被重复(例如，被集束)一次或多次。
某些设备可以能够用旧式类型通信和非旧式类型通信二者进行通信。例如，一些设备可以能够在(总体系统带宽的)窄带区域以及较宽频带区域二者中进行通信。虽然以上示例引述了经由窄带区域通信的低成本或MTC设备，但是其他(非低成本/非MTC)类型的设备也可以例如利用频率选择性和定向传输来经由窄带区域通信。
用于窄带操作的同步信号的示例设计
本发明的某些方面提供了同步信号的设计，这些同步信号可由使用系统带宽的相对窄带区域进行通信的设备(诸如窄带物联网(NB-IoT)设备)来检测。如以上所提及的，本文中所呈现的设计可以利用两层办法来生成可适于带内和自立部署两者的具有良好相关性和游程长度属性的PSS信号。
此类同步信号可以包括用于频率和定时同步的PSS以及用以传达系统信息的SSS。根据本公开的某些方面，窄带物联网(NB-IoT)操作的同步信号占用窄信道带宽，并且能与部署在同一频带中的(诸)旧式GSM/WCDMA/LTE系统共存。在本公开的一个方面，NB-IoT同步信号仅利用一个物理资源块(PRB)。
根据本公开的某些方面，窄带设备可以支持低端机器类型通信(MTC)市场中的非常低吞吐量的机器至机器(M2M)通信，并且其可以提供功率效率。例如，一些设备的电池寿命可能具有至多达十年的目标(例如，对于五瓦时的电池容量而言)。可以设想，大量NB-IoT设备可被部署，并且可以提供相对于旧式GPRS的至多达20dB覆盖扩展的可靠室内覆盖。此类设备也可能能够在具有挑战性的部署(例如底层和地下室部署)中操作。此类设备可能具有减小的复杂度(和成本)，这是因为它们可能不需要支持电路交换服务，并且可能不需要支持无线电接入技术间(IRAT)移动性。
根据本公开的某些方面，NB-IoT设备的带内部署可以遵循旧式LTE参数设计(如在兼容频调间隔和带宽中)。如将在以下更详细描述的，资源分配可以在NB-IoT和旧式LTE DL物理信号(诸如因蜂窝小区而异的参考信号(CRS)、同步信号和控制信道)之间无冲突。
根据某些方面，本文中所呈现的PSS/SSS方案可以允许UE执行分数和整数载波频率偏移两者以用于初始DL同步，即使在具有至多达20ppm的频率偏移的部署(例如，大约18KHz到900MHz全球移动系统(GSM))中。因为18KHz大于15KHz(NB-IoT副载波间隔)，所以需要NB-IoT设备来处置大于一个副载波间隔的频率偏移。
在一些情形中(例如，在所部署IoT设备数量不断增加并且UL话务占优势的情况下)，需要同步信号来携带相对于常规同步信号(例如，旧式LTE设备的PSS/SSS)更多系统信息(诸如更多蜂窝小区ID)。在大规模部署中，NB同步信号可以使用比旧式LTE更多的被分配用于系统信息的信令的比特例如以发信令通知子帧索引指示、带内/自立/保护带部署模式、以及频分双工(FDD)/时分双工(TDD)复用码。
本文中所呈现的PSS/SSS设计可以适于自立/带内/保护带部署，并且该设计可被扩展到使用一个以上物理资源块(PRB)的其他基于LTE的MTC部署。例如，同步信号副载波间隔可以为15KHz并且可以与旧式LTE的OFDM码元边界完全对准。在一些情形中，NB-IoT同步信号可以利用未被旧式LTE DL物理信号占用的资源元素和控制信道，并且对未占用资源元素的利用可以解决资源分段和干扰问题。此类信号设计可以允许窄带和宽带LTE系统在旧式LTE操作内的共存。
针对一些极端覆盖状况的情况，可能需要164dB的最小耦合损耗(MCL)。一种设计可以具有高功率效率、支持大量设备、并且以低成本来实现。在一些情形中，180kHz信道带宽可以被用于由窄带UE进行的通信。
图5解说了根据本公开的各方面的可由基站(BS)根据同步信令执行的示例操作500。
操作500通过在一个或多个子帧内的第一数目个码元上利用第一码序列和应用于该第一码序列的覆盖码来生成主同步信号(PSS)在502开始。在504，该基站在一个或多个子帧内的第二数目个码元上基于第二码序列来生成副同步信号(SSS)。这两步操作(502和504)可以对应于用以生成上述PSS的两层办法。
在506，该基站在第一子帧和第二子帧中将该PSS和该SSS传送给在较宽系统带宽的一个或多个窄带区域上进行通信的第一类型的用户装备(UE)。PSS和SSS可以任何合适的方式(例如，使用非交叠的资源)来传送。在一些情形中，可以首先发送PSS并且稍后发送SSS(例如，使用相同子帧中或不同子帧中的不同码元)。
图6解说了根据本文中所呈现的各方面的可由用户设备(UE)执行以检测PSS/SSS信令的示例操作600。换言之，这些操作可被执行以检测由基站根据上述图5的操作500所传送的PSS/SSS信令。
操作600通过在较宽系统带宽的一个或多个窄带区域内检测在一个或多个子帧内的第一数目个码元上利用第一码序列和应用于该第一码序列的覆盖码生成的主同步信号(PSS)在602开始。
在604，该UE基于该PSS来执行最大似然时间偏移估计，其中该时间偏移与频率偏移不相关。在606，该UE基于该PSS来执行初始时间同步和频率同步。
在608，该UE在该一个或多个窄带区域内检测在该一个或多个子帧内的第二数目个码元上基于第二码序列生成的副同步信号(SSS)。在610，该UE基于该SSS来执行精细时间同步或精细频率同步中的至少一者以完善该初始时间同步和该频率同步。
图7是解说根据本公开的某些方面的用于NB-IoT同步的示例操作700的流程图。图7中所示的操作例如可以表示上述操作的更具体示例。
在702，NB-IOT DL同步始于通过PSS(时域中的自相关)进行初始时间同步。在704处，可以基于PSS(根据覆盖码的模式，共相和经时间同步的码元之间的自相关，或基于频率分档的多重假设)来执行分数频率偏移校正。在706，该PSS可被用来(例如，基于该PSS与所接收信号的本地/经延迟副本之间在频域中的互相关)执行整数频率偏移校正。
在708，可以基于SSS(时域中的互相关)来执行精细定时偏移调谐。如所解说的，SSS不仅可被用来解码蜂窝小区ID 710，还可被用来解码附加信息，诸如子帧ID 712、和/或其他系统信息714。在一些情形中，覆盖码的模式可被选择以使定时偏移的ML估计成形为期望形式。
根据本公开的某些方面，PSS可被设计有L个正交频分复用(OFDM)码元，其中L可以是可配置整数，并且L个PSS码元可被映射到局部化和/或分布式资源元素。在一些情形中，所有L个PSS码元可以仅由一个快速傅立叶逆变换(IFFT)生成。如以上所提及的，副载波间隔可以为15KHz，并且带宽可以为180KHz。在一些情形中，PSS可以根据双层序列设计方案使用(层I的)“基码”和(层II的)“码覆盖”来生成。
根据本公开的某些方面，“基码”的星座可以是二进制相移键控(BPSK)或正交相移键控(QPSK)、或者具有较小字母表大小和相对较大的欧几里得(Euclidean)距离的经穿孔MPSK调制。基码序列被要求具有频域中的良好自相关属性，这使得能够可靠地检测整数频率偏移。
例如，PSS“基码”可以使用计算机生成的序列(CGS)、经修改Zadoff-Chu(扎德奧夫-朱)序列、经穿孔Zadoff-Chu序列、m序列、正交Walsh(沃尔什)码、PN序列、或Barker(巴克)码。PSS序列可以通过在PSS基码之上采用二进制码覆盖来构建，以提高定时捕获的准确性。
在本公开的其他方面，“码覆盖”可以是具有不对称游程长度(对于1和-1的游程长度而言)的二进制随机码“覆盖”，并且等于或大于2的游程长度可被使用来保留相位连续性并为尺寸过大的快速傅立叶变换(FFT)提供扩展时间窗口，这可以提高频率偏移分辨率。在一个方面，“码覆盖”极性反转不对称可以有助于解决定时歧义。在一些情形中，码覆盖可以包括Barker码、Walsh码等。码覆盖优化可以通过针对给定PSS序列长度进行的计算机搜索来达成。在一些情形中，用于旧式系统(诸如LTE)的PSS序列的经截短版本也可被用于NB-IoT PSS序列。
图8解说了根据本公开的某些方面的双层PSS序列结构800的示例。如所解说的，双层对应于一个LTE物理资源块(PRB)内的映射L x K个局部化或分布式资源元素，并且对于带内部署，NB-IoT分配可以避免旧式LTE的“保留”RE。
图9解说了具有减小的字母表大小的经修改Zadoff-Chu序列900的示例。该示例示出了，经修改ZC序列可被用来减少相位和频率误差并维持Zadoff-Chu序列的自相关属性。所解说的示例示出了，对于K＝12，PSS序列的基码可被定义为C(k)，其中k＝1,2,…,K。
图10解说了根据本公开的各方面的用于生成PSS波形的示例逻辑块1000。块1000可被实现在任何合适的电路系统中。
如所解说的，块1000可以包括使用(诸)零填充PSS基码的块1104，其可被要求使IFFT输入的长度成为等于2的幂的值。快速傅立叶逆变换(IFFT)块1006可以取得经填充PSS基码，并且在块1008，经填充PSS基码的输出可以经历并行至串行转换。在块1010，可以插入循环前缀(CP)，并且在块1012，可以应用码覆盖(例如，使用二进制伪噪声(PN)码覆盖)。在块1014，可以通过数模转换器(DAC)来将信号转换成模拟信号，并进行滤波，随后进行传送。
在一示例中，为了解说与旧式LTE完全对准的单边NB-IoT，可以选择128IFFT大小，可将采样频率(Fs)设为1.92MHz，并且可将副载波间隔设为15KHz(尽管这些参数可以变化)。NB-IoT与旧式LTE之间的码元边界对准可以有助于防止原本可能在没有对准的情况下出现的干扰。在本公开的某些方面，PSS基码和覆盖码可以通过当前申请中所提到的技术来生成，并且PSS码元可以占用与旧式LET分配正交的资源元素。
图11解说了NB-IoT和旧式LTE的无冲突资源映射的示例表示(资源图1100)，其中该映射可以适于NB-IoT的带内和自立部署两者。该示例示出了时域中的子帧n和n+1。
该示例进一步示出了，子帧n可以具有利用未被旧式LTE占用的码元元素的NB-IoTPSS，并且子帧n+1可以具有利用未被旧式LTE占用的码元元素的NB-IoT SSS。该示例还示出了，NB-IoT同步信号(带内和自立两种部署的PSS/SSS)可以与旧式LTE OFDM码元边界完全对准，并且因为码元可被完全对齐，所以在NB-IoT与旧式LTE之间不会发生冲突(抵触)和干扰。对于更一般的情形，PSS序列和SSS序列可以在相同的子帧中被时间复用而没有交叠。还支持跨多个子帧重复PSS序列和SSS序列以用于覆盖扩展。
图12解说了解说作为时域处理的一部分的定时偏移的经解耦最大似然估计(MLE)的示例表1200。如所解说的，可以接收具有噪声w、定时偏移τ和频率偏移v的PSS样本。
Figure GDA0002644834360000191
(l-1)N+lNg＜n≤l(N+Ng)，l∈{1，2，...，L}，1≤k≤K≤12
其中N和Ng分别表示OFDM码元及其CP的样本大小。该解说进一步示出了，PSS码元的边界可以是定时偏移τ的函数；并且对于关于定时偏移τ的给定假设，γi(与码元i相对应的PSS样本的大小1乘N子向量)也可以是定时偏移τ的函数。同样如所解说的，用于经解耦定时偏移估计的度量可以从PSS样本的经归一化和经相干组合的子向量来形成；并且该度量独立于频率偏移，其充当定时偏移的成本函数(例如，以降低对SNR的敏感度)并且可由下式来表达：
Figure GDA0002644834360000192
其中D表示两个子向量之间的码元距离，它们的相位差与DNv成比例，并且s(1)s(1+D)的积被用来对其相位与DNv成比例的共相项实施相干组合。在一些情形中，组合的范围横跨多个子帧。在一些情形中，经延迟样本的滞后大小可以是基于PSS时域资源分配的可配置参数。该解说示出了，定时偏移的最大似然估计(MLE)与频率偏移v解耦。因此，定时偏移估计可以通过
Figure GDA0002644834360000193
来获得。在本公开的一个方面，分数频率的MLE可至少部分地基于经解耦的定时偏移的MLE来推导出。
替换地，分数频率偏移的MLE可至少部分地基于来自图12的定时偏移的MLE。在一个示例中，其中经归一化的频率偏移可以为1.2。如所解说的，经归一化载波频率偏移(CFO)可被拆分成分数部分和整数部分：
v＝vF+vl，其中
Figure GDA0002644834360000194
并且-0.5≤vF≤0.5
如在上式中所解说的，v表示经归一化载波频率偏移(CFO)，vF表示经归一化CFO的分数部分，而vI表示经归一化CFO的整数部分。由此，对频率偏移的估计可被分成两个部分：分数频率偏移估计(1.2经归一化频率偏移中的0.2，或vF＝0.2)、以及整数频率偏移估计(1.2经归一化频率偏移中的1，或vI＝1)。
如所解说的，PSS码元对{γ2,γ3}和{γ4,γ5}的第二码元的样本与它们的前序码元相差达与CFO的分数部分成比例的恒定相移。
因此，
假定
Figure GDA0002644834360000201
则
Figure GDA0002644834360000202
Figure GDA0002644834360000203
在一个实施例中，码元γ3的样本与码元γ2的样本相差达与CFO的分数部分成比例的恒定相移(j2πvF表示仅与νF成比例的恒定相位旋转)。在一些情形中，对于不同的PSS符号，
Figure GDA0002644834360000204
可被平均以获得更平滑的估计。
在本公开的一个方面，经归一化CFO的整数部分νI可以通过在频域中所接收和所传送的PSS导频的互相关来估计，这是因为νI导致PSS导频在频域中从该导频的原始位置的偏移。
如在图13和13A的标绘1302和1304中所解说的，所传送的PSS导频的原始位置可在频域中被偏移νI，并且经偏移的位置可被反映在所接收的PSS导频中。在该解说中，其中
Figure GDA0002644834360000205
的经归一化相关的峰值位置与经归一化的整数频率偏移估计相关。
在本公开的某些方面，离散傅立叶变换(DFT)窗口的边界可以使用MLE定时偏移来建立，并且可以在校正CFO的分数偏移之后最小化分数CFO的旁瓣的漏泄，并且可以通过对互相关的多个观测进行平均来获得整数CFO MLE的可靠性。如在图13A的标绘1300A中所解说的，通过时域处理和频域处理来实现对带内NB-IoT PSS的定时和频率捕获。
在本公开的一个方面，NB-IoT SSS可以被设计成具有M个OFDM码元，其中M可以是可配置整数(例如，大于或等于6)，并且可以将这M个SSS码元映射到局部化和/或分布式资源元素。在本公开的另一方面，BN-IoT SSS的副载波间隔可以为15KHz，并且带宽可以为180KHz。在一些情形中，SSS序列设计可以由具有第m个SSS码元的根u(m)(其中根u(m)∈{1,2,...,K}并且gcd(u(m),K)＝1)的长度为K的Zadoff-Chu序列生成，并且计算机生成的序列(CGS)或经修改Zadoff-Chu序列可被用于SSS序列。然而，在本公开的另一方面，经截短LTESSS序列可被用于NB-IoT SSS序列。在本公开的某些方面，蜂窝小区ID映射可以通过从十进制至M元素阵列的一对一映射来完成。如所解说的，根的数量可以等效于NB-IoT SSS码元位置的潜在候选者的数量，并且NB-IoT SSS可以携带关于蜂窝小区ID、子帧ID和其他系统信息的13比特或更多的信息。
图14解说了根据本公开的某些方面的用于定时和频率同步的PSS/SSS处理的示例框图1400。如所解说的，在取得PSS的时域样本之后，可以(例如，经由归一化和执行峰值搜索)执行相关操作以用于定时偏移检测、码元边界对准和分数CFO校正(例如，通过相位区分)。这些结果可被用来执行整数CFO校正(例如，通过频域相关)以及用于SSS处理的对应输出。
图15解说了根据本公开的各方面的用于生成SSS波形的示例框图1500。如所解说的，NB-IoT SSS波形生成过程可能与NB-IoT PSS波形生成过程不同(例如，因为可能没有应用码覆盖)。
如所解说的，SSS序列可以使用零来填充，继之以IFFT、并行至串行转换、继之以循环前缀(CP)插入。在该示例中，为了解说与旧式LTE完全对准的单个边界NB-IoT，选择128IFFT大小，可将采样频率(Fs)设为1.92MHz(可以在其他实例中变化)，并且可将副载波间隔设为15KHz(可在其他实例中变化)。NB-IoT与旧式LTE之间的边界对准可以防止原本可能在没有对准的情况下出现的干扰。
该示例还示出了，SSS序列可以通过数模转换器(DAC)转换成模拟信号，并对该信号进行滤波，并进行传送(TX)。在本公开的某些方面，SSS序列可以通过当前申请中所提到的技术来生成，并且SSS码元可以占用与每旧式LET分配的RE正交的资源元素(RE)。
图16解说了与长度为12的计算机生成的序列(CGS)相对应的PSS序列星座1600的图形示例。“基码”的星座可以是二进制相移键控(BPSK)或正交相移键控(QPSK)、或者具有较小字母表大小和相对较大的欧几里得距离的经穿孔MPSK调制。基码序列可能具有频域中的合适自相关属性，这使得能够可靠地检测整数频率偏移。例如，PSS“基码”可以使用计算机生成的序列(CGS)、经修改Zadoff-Chu序列、经穿孔Zadoff-Chu序列、m序列、正交Walsh码、PN序列、或Barker码。CGS可以具有与长度为K的Zadoff-Chu(ZC)序列相类似的时域中的合适自相关属性，并且可以使用具有经放大欧几里得距离的大小减小的字母表来构建。在本公开的一个方面，当K＝12时，CGS为QPSK。
图16A解说了与长度为12的经修改Zadoff-Chu(ZC)序列相对应的PSS序列星座1600A的图形示例。ZC序列可以具有与CGS相类似的时域中的合适自相关属性。经修改ZC序列可以是具有最小数目的字母表的类似啁啾的多相序列的集合。在本公开的一个方面，当K＝12时，经修改ZC序列可以使用6-PSK的六个星座点中的仅五个星座点，并且该星座可以通过对6-PSK星座截短来生成。图17的标绘1700解说了覆盖码优化对定时偏移估计的影响的示例。该示例进一步示出了在PSS序列持续时间等于11个码元时定时偏移估计器对二进制覆盖码模式的选择的依赖性。
图17A的标绘1700A解说了在PSS序列持续时间等于4个码元时定时偏移估计器对二进制覆盖码模式的选择的依赖性的示例。
图18解说了从SSS序列映射到蜂窝小区ID、子帧号和其他系统信息的示例。该示例示出了，每个SSS序列可以包括M个SSS码元的集合，并且第k个SSS序列的第m个码元可以由根μ(k,m)Zadoff-Chu序列来构建。在本公开的一个方面，第k个SSS序列可以通过其根布置来被唯一地标识。
本领域技术人员应理解，信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如，贯穿上面描述始终可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、比特(位)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其组合来表示。
技术人员将进一步领会，结合本文的公开所描述的各种解说性逻辑框、模块、电路、和算法步骤可被实现为电子硬件、软件/固件、或者其组合。为清楚地解说硬件与软件/固件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。这样的功能性是实现成硬件还是软件/固件取决于具体应用和加诸整体系统上的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本公开的范围。
结合本文的公开所描述的各种解说性逻辑框、模块、以及电路可用设计成执行本文中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(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何常规的处理器、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与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
结合本文公开所描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件/固件模块中、或在其组合中体现。软件/固件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、相变存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。替换地，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性设计中，所描述的功能可以在硬件、软件/固件、或其组合中实现。如果在软件/固件中实现，则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是可被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD/DVD或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的期望程序代码手段且能被通用或专用计算机、或者通用或专用处理器访问的任何其他介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件/固件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其他远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。
如本文中(包括权利要求中)所使用的，在两个或更多个项目的列举中使用的术语“和/或”意指所列出的项目中的任一者可单独被采用，或者两个或更多个所列出的项目的任何组合可被采用。例如，如果组成被描述为包含组成部分A、B和/或C，则该组成可包含仅A；仅B；仅C；A和B的组合；A和C的组合；B和C的组合；或者A、B和C的组合。同样，如本文中(包括权利要求中)所使用的，在项目列举中(例如，在接有诸如“中的至少一个”或“中的一个或多个”的短语的项目列举中)使用的“或”指示析取式列举，以使得例如“A、B或C中的至少一个”的列举意指A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即，A和B和C)。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员而言将容易是显而易见的，并且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变型而不会脱离本公开的精神或范围。因此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (27)

1.一种用于由第一类型的用户装备UE进行无线通信的方法，包括：
在系统带宽的一个或多个窄带区域内检测在一个或多个子帧内的第一数目个码元上利用第一码序列和应用于所述第一码序列的覆盖码生成的主同步信号PSS；
基于所述PSS来执行最大似然时间偏移估计，其中所述时间偏移与频率偏移不相关；
基于所述PSS来执行初始时间同步和频率同步；
在所述一个或多个窄带区域内检测在所述一个或多个子帧内的第二数目个码元上基于第二码序列生成的副同步信号SSS；以及
基于所述SSS来执行精细时间同步以完善所述初始时间同步和所述频率同步，其中所述精细时间同步包括：
通过根据所述覆盖码的模式相干地组合所有共相码元对来执行最大似然时间偏移估计校正，其中所述组合的范围横跨所述一个或多个子帧，其中所述共相码元对的所述组合包括在所述PSS的经延迟样本之间执行自相关，其中所述经延迟样本的滞后大小是能够基于PSS时域资源分配来配置的参数；以及
通过所述PSS序列的功率来归一化时间偏移的成本函数以减小对信噪比SNR水平的敏感度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，PSS和SSS在非交叠资源中被检测。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，PSS和SSS在分开的子帧中被检测。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，执行精细时间同步包括对所述SSS执行时域中的互相关。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一数目个码元被映射到具有与用以与在所述系统带宽上进行通信的第二类型的UE进行通信的资源元素相同的副载波间隔的资源元素。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述PSS和所述SSS是使用未用于与所述第二类型的UE进行通信的资源元素来传送的。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述第一数目个码元在第一子帧内；以及
所述第二数目个码元在第二子帧内。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一码序列是使用以下各项中的至少一者来生成的：生成序列(CGS)、具有减小的字母表的经修改Zadoff-Chu序列、Walsh码、Barker码、或经截短Zadoff-Chu序列。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述覆盖码包括以下各项中的至少一项：Walsh码、Barker码、或计算机生成的二进制序列。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二码序列包括：Zadoff-Chu序列、计算机生成的多相序列、或经截短Zadoff-Chu序列。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：根据所述SSS确定蜂窝小区标识(蜂窝小区ID)和附加系统信息。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述附加系统信息包括至少子帧ID。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述覆盖码的模式被选择以使所述时间偏移的最大似然估计成形为期望形式。
14.一种用于无线通信的装置，包括：
至少一个处理器，其被配置成：在系统带宽的一个或多个窄带区域内检测在一个或多个子帧内的第一数目个码元上利用第一码序列和应用于所述第一码序列的覆盖码生成的主同步信号PSS，基于所述PSS来执行最大似然时间偏移估计，其中所述时间偏移与频率偏移不相关，基于所述PSS来执行初始时间同步和频率同步，在所述一个或多个窄带区域内检测在所述一个或多个子帧内的第二数目个码元上基于第二码序列生成的副同步信号SSS，以及基于所述SSS来执行精细时间同步以完善所述初始时间同步和所述频率同步，所述至少一个处理器被配置成通过以下操作来执行所述精细时间同步：
通过根据所述覆盖码的模式相干地组合所有共相码元对来执行最大似然时间偏移估计校正，其中所述组合的范围横跨所述一个或多个子帧，其中所述共相码元对的所述组合包括在所述PSS的经延迟样本之间执行自相关，其中所述经延迟样本的滞后大小是能够基于PSS时域资源分配来配置的参数；以及
通过所述PSS序列的功率来归一化时间偏移的成本函数以减小对信噪比SNR水平的敏感度；以及
与所述至少一个处理器耦合的存储器。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，PSS和SSS在非交叠资源中被检测。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，PSS和SSS在分开的子帧中被检测。
17.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被配置成：通过对所述SSS执行时域中的互相关来执行所述精细时间同步。
18.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一数目个码元被映射到具有与用以与在所述系统带宽上进行通信的第二类型的UE进行通信的资源元素相同的副载波间隔的资源元素。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述PSS和所述SSS是使用未用于与所述第二类型的UE进行通信的资源元素来传送的。
20.如权利要求14所述的装置，其特征在于：
所述第一数目个码元在第一子帧内；以及
所述第二数目个码元在第二子帧内。
21.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第一码序列是使用以下各项中的至少一者来生成的：生成序列(CGS)、具有减小的字母表的经修改Zadoff-Chu序列、Walsh码、Barker码、或经截短Zadoff-Chu序列。
22.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述覆盖码包括以下各项中的至少一项：Walsh码、Barker码、或计算机生成的二进制序列。
23.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第二码序列包括：Zadoff-Chu序列、计算机生成的多相序列、或经截短Zadoff-Chu序列。
24.如权利要求14中所述的装置，其特征在于，所述至少一个处理器被进一步配置成：根据所述SSS确定蜂窝小区标识(蜂窝小区ID)和附加系统信息。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述附加系统信息包括至少子帧ID。
26.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述覆盖码的模式被选择以使所述时间偏移的最大似然估计成形为期望形式。
27.一种计算机可读介质，其上存储有用于以下操作的指令：
在系统带宽的一个或多个窄带区域内检测在一个或多个子帧内的第一数目个码元上利用第一码序列和应用于所述第一码序列的覆盖码生成的主同步信号PSS；
基于所述PSS来执行最大似然时间偏移估计，其中所述时间偏移与频率偏移不相关；
基于所述PSS来执行初始时间同步和频率同步；
在所述一个或多个窄带区域内检测在所述一个或多个子帧内的第二数目个码元上基于第二码序列生成的副同步信号SSS；以及
基于所述SSS来执行精细时间同步以完善所述初始时间同步和所述频率同步，其中所述精细时间同步包括：
通过根据所述覆盖码的模式相干地组合所有共相码元对来执行最大似然时间偏移估计校正，其中所述组合的范围横跨所述一个或多个子帧，其中所述共相码元对的所述组合包括在所述PSS的经延迟样本之间执行自相关，其中所述经延迟样本的滞后大小是能够基于PSS时域资源分配来配置的参数；以及
通过所述PSS序列的功率来归一化时间偏移的成本函数以减小对信噪比SNR水平的敏感度。
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