CN108141424A - 发送和接收参考信号 - Google Patents
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Abstract
提供了用于发送参考信号的机制。一种方法由第一网络设备执行。该方法包括在单个正交频分复用(OFDM)符号中向第二网络设备发送复合参考信号。复合参考信号是至少第一参考信号和最后一个参考信号的时域级联。复合参考信号具有单个循环前缀。循环前缀根据单个OFDM符号的最后部分来确定。还提供了用于接收这种参考信号的机制。
Description
技术领域
在此提出的实施例涉及用于发送参考信号的方法、网络设备、计算机程序以及计算机程序产品。在此提出的实施例进一步涉及用于接收参考信号的方法、网络设备、计算机程序以及计算机程序产品。
背景技术
在通信网络中，对于给定的通信协议、其参数以及部署通信网络的物理环境而言，获得良好的性能和容量可能是一个挑战。
例如，对于通信网络中的给定通信协议提供良好性能和容量的一个参数是同步。
例如，当诸如用户设备(UE)的无线设备通电时，或者当其在蜂窝无线无线接入网中的小区之间移动时，其在小区搜索过程中接收并同步下行链路信号(如由蜂窝无线无线接入网的无线接入网节点发送的)。该小区搜索过程的一个目的是识别对于无线设备的最优小区，并实现对下行链路中的网络(即从无线接入网节点到无线设备)的时间和频率同步。
如3GPP TS 36.211的版本12.5.0的部分6.11中所定义的所谓的主同步信号和辅同步信号(PSS和SSS)可以针对长期演进(LTE)在无线设备执行的小区搜索时使用，请参阅3GPP TS 36.213的V 12.5.0中的部分4.1。这里，在频分双工(FDD)的情况下，在帧内的时隙0和10的最后一个正交频分复用(OFDM)符号中发送PSS，并且在PSS之前的OFDM符号中发送SSS。在时分双工(TDD)的情况下，在帧内的时隙3和13的第三OFDM符号中发送PSS，并且在时隙2和12的最后一个OFDM符号中发送SSS，即，在PSS之前的三个符号。
在图9的信令图中示出了无线设备130的第二网络设备300与无线接入网节点120的第一网络设备200之间的简化的初始小区搜索过程。
S901：无线设备130被上电。
S902：无线接入网节点120发送PSS。
S903：无线设备130接收PSS并从中确定群组内的物理层ID(3个群组中的1个)、OFDM符号同步，以及粗略频率偏移估计。这里，无线设备尝试检测无线设备可以从中得到小区身份群组内的小区身份(ID)的PSS，该小区身份群组由与三个不同的PSS对应的三个不同的小区身份组成。在该检测中，无线设备因此必须盲目地搜索所有这三种可能的小区身份。无线设备还以大约1kHz的精度实现了OFDM符号同步和粗略频率偏移估计。后者由无线设备通过评估频率误差的若干假设来估计。
S904：无线接入网节点120发送SSS。
S905：无线设备130接收SSS并从中确定物理小区ID、无线帧同步、循环前缀长度、双工模式(以及可选的精细频率偏移估计)。由于PSS解码，无线设备使用SSS的相干检测，无线设备从该PSS解码获得物理小区ID并实现无线帧同步。这里，无线设备还检测是否使用正常或扩展的循环前缀。如果无线设备未被预配置用于TDD或FDD，则无线设备可以通过所检测的SSS的帧中相对于所检测的PSS的位置来检测双工模式(TDD或FDD)。精细频率偏移估计可以通过将PSS和SSS相关来估计。
S906：无线接入网节点120发送小区特定参考信号(CRS)。
S907：无线设备130接收CRS并从中确定信道估计(以及可选的精细频率偏移估计)。因此，可以由无线设备使用小区特定参考信号(CRS)来可替代地估计精细频率偏移估计，该小区特定参考信号(CRS)从PSS/SSS中编码的物理小区身份(PCI)得到。
S908：无线接入网节点120发送物理广播信道(PBCH)。
S909：无线设备130接收PBCH并从其中解码主信息块(MIB)。在无线设备能够处理CRS之后，无线设备因此可以接收并解码小区系统信息，该小区系统信息包含以PBCH开始的小区配置参数。
PSS和SSS是参考信号的示例。以下将参考图10和图11公开这种参考信号如何发送的两个示例。
LTE内的无线接入网基于下行链路中的OFDM符号和上行链路中的离散傅里叶变换(DFT)扩展OFDM(也称为单载波频分多址SC-FDMA)的传输。在DFT扩展的OFDM中，在上行链路中要发送的信号通过DFT预编码，映射到其被分配的频率间隔，变换到时域，与循环前缀级联，并且然后通过无线接口发送。与OFDM相比，如上行链路中使用的DFT扩展OFDM方案具有显著更低的峰均功率比(PAPR)。通过具有低PAPR，发射机可以配备更简单更节能的无线设备，这对于成本和电池消耗可能成为问题的无线设备是有益的。
图10是根据第一示例的时间频率栅格(grid)中的两个相关同步信号1A和1B的参考信号分配的示意图。两个OFDM符号沿着时间轴和N1+1示出，其中N1是整数，沿着频率轴示出了子载波的数量。同步信号1A是第一同步信号，并且同步信号1B是第二同步信号。该第一同步信号1A可以例如是PSS并且第二同步信号2B可以是SSS。如果使用波束形成，则同步信号1A和1B二者采用波束形成的一种配置发送。类似于LTE版本8中的FDD模式，同步信号1A和1B在相邻的OFDM符号数0和1中发送。
可以使用另一种波束形成配置来在OFDM符号2，4，...中发送同步信号。如前所述，LTE版本8同步过程开始于通过PSS检测的OFDM符号同步。为了保持低计算复杂度，相同的同步信号用于OFDM符号0和2，但是具有不同的波束形成配置。然后，无线设备可以从OFDM符号0或2中使用的序列的最优检测中检测OFDM符号0或2中的同步信号。
然后无线设备可以在OFDM符号1，3，...中继续检测第二同步信号1B，其可以是不同的序列。这里，无线设备可以在检测到第一同步信号1A之后检测OFDM符号2或3中的第二同步信号1B。在检测到第二同步信号1B之后，如果在不同的OFDM符号中使用不同的第二同步信号1B，则无线设备知道符号索引。因此，符号索引由第二同步信号1B隐含地发信号通知。
这种方法可以扩展到如在OFDM符号0，2，4，...中所发送的任何数量的第一同步信号，随后是如在OFDM符号1，3，5，...中所发送的第二同步信号。通过在不同的OFDM符号中放置第一同步信号1A和第二同步信号1B，相同的波束形成总是在两个连续的OFDM符号中使用。
图11是根据第二示例的时间频率栅格中的四个相关同步信号1A、1B、2A、2B的参考信号分配的示意图。沿着时间轴和N2+1示出了两个OFDM符号，其中，N2是大于N1的整数，沿着频率轴示出了子载波的数量。
根据图11的参考信号分配，第一同步信号1A和第二同步信号1B的映射被设为相同的OFDM符号，但是使用不同的子载波。这里，与图10中的方法相比，可以使用OFDM符号的数量的一半，但是相反需要分配两倍的子载波的数量。由于波束形成是以每个OFDM符号为基础执行的，因此与图10中的方法相比，在特定数量的波束形成候选中发送所需的时间是一半。
对于图10中的方法，第一和第二同步信号需要至少两个OFDM符号。在具有波束形成的未来通信系统中，同步信号必须采用若干波束形成候选来进行波束形成，这增加了同步所需的符号数量。对于模拟波束形成，用于具有特定波束形成的同步信号的每个OFDM符号需要硬件支持。假设光束在若干方向中发送，可以达到与方向数量成正比的更长延迟；即M个波束方向(其中，M是大于1的整数)，基本上意味着对于图10中的方法，每个天线阵列的高达二乘M的延迟。
如果使用图11的参考信号分配，则第一同步信号1A和第二同步信号1B被映射到相同的OFDM符号但是不同的子载波(并且同样对于第一同步信号2A和第二同步信号2B)。尽管由于第一和第二同步信号被映射到不同的子载波，所以可能减少获取同步的延迟，但违反了传输的单载波属性，从而导致发射机中更高的PAPR。
因此，仍然需要参考信号的改进传输和接收。
发明内容
这里的实施例的目的是提供参考信号的有效传输和接收。
根据第一方面，提出了一种用于发送参考信号的方法。该方法由第一网络设备执行。该方法包括在单个正交频分复用(OFDM)符号中向第二网络设备发送复合参考信号。复合参考信号是至少第一参考信号和最后一个参考信号的时域级联。复合参考信号具有单个循环前缀。循环前缀根据单个OFDM符号的最后部分来确定。
根据第二方面，提出了一种用于发送参考信号的网络设备。该网络设备包括处理电路。处理电路被配置为使网络设备在单个OFDM符号中向第二网络设备发送复合参考信号。复合参考信号是至少第一参考信号和最后一个参考信号的时域级联。复合参考信号具有单个循环前缀。循环前缀根据单个OFDM符号的最后部分来确定。
根据第三方面，提出了一种用于发送参考信号的网络设备。该网络设备包括处理电路。网络设备包括存储指令的计算机程序产品，该指令在由处理电路执行时使网络设备在单个OFDM符号中向第二网络设备发送复合参考信号。复合参考信号是至少第一参考信号和最后一个参考信号的时域级联。复合参考信号具有单个循环前缀。循环前缀根据单个OFDM符号的最后部分来确定。
根据第四方面，提出了一种用于发送参考信号的网络设备。该网络设备包括发送模块，该发送模块被配置为在单个OFDM符号中向第二网络设备发送复合参考信号。复合参考信号是至少第一参考信号和最后一个参考信号的时域级联。复合参考信号具有单个循环前缀。循环前缀根据单个OFDM符号的最后部分来确定。
根据第五方面，提出了一种用于发送参考信号的计算机程序，该计算机程序包括计算机程序代码，该计算机程序代码在网络设备的处理电路上运行时使所述处理电路执行根据第一方面的方法。
根据第六方面，提出了一种用于接收参考信号的方法，该方法由第二网络设备执行。该方法包括在单个OFDM符号中接收来自第一网络设备的复合参考信号。复合参考信号是至少第一参考信号和最后一个参考信号的时域级联。复合参考信号具有单个循环前缀。循环前缀根据单个OFDM符号的最后部分来确定。
根据第七方面，提出了一种用于接收参考信号的网络设备。该网络设备包括处理电路。处理电路被配置为使网络设备在单个OFDM符号中接收来自第一网络设备的复合参考信号。复合参考信号是至少第一参考信号和最后一个参考信号的时域级联。复合参考信号具有单个循环前缀。循环前缀根据单个OFDM符号的最后部分来确定。
根据第八方面，提出了一种用于接收参考信号的网络设备。该网络设备包括处理电路。网络设备包括存储指令的计算机程序产品，该指令在由处理电路执行时使网络设备在单个OFDM符号中接收来自第一网络设备的复合参考信号。复合参考信号是至少第一参考信号和最后一个参考信号的时域级联。复合参考信号具有单个循环前缀。循环前缀根据单个OFDM符号的最后部分来确定。
根据第九方面，提出了一种用于接收参考信号的网络设备。该网络设备包括接收模块，该接收模块被配置为在单个OFDM符号中接收来自第一网络设备的复合参考信号。复合参考信号是至少第一参考信号和最后一个参考信号的时域级联。复合参考信号具有单个循环前缀。循环前缀根据单个OFDM符号的最后部分来确定。
根据第十方面，提出了一种用于接收参考的计算机程序，该计算机程序包括计算机程序代码，该计算机程序代码在网络设备的处理电路上运行时使处理电路执行根据第六方面的方法。
根据第十一方面，提出了一种计算机程序产品，其包括根据第五方面和第十方面中的至少一个方面的计算机程序和计算机程序存储在其上的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是非易失性计算机可读存储介质。
有利地，这些方法、这些网络设备、这些计算机程序以及该计算机程序产品提供了参考信号的有效传输和接收。
有利地，采用模拟波束形成，若干参考信号可以在同一个OFDM符号内联合地波束形成。采用两个参考信号，诸如时间同步信号(TSS)和移动性参考信号(MRS)，与具有用于TSS和MRS的单独符号相比，在每个时间间隔内可以扫描两倍的传输波束。这些信号中的任何信号的其它记号(notations)都是波束参考信号(BRS)。
有利地，当第一和第二参考信号跨越相同的频率间隔时，来自第一参考信号的信道估计可以用于相干检测第二参考信号。
有利地，通过使用少数OFDM符号，诸如仅一个OFDM符号，可以减少同步和波束发现所需的时间。
有利地，单载波属性被保持。
有利地，这些方法、这些网络设备、这些计算机程序和该计算机程序使得能够使用用于第一参考信号(例如TSS)的时域匹配滤波器来找到时间同步。
有利地，参考信号可以被设计为具有良好的(低)互相关属性。在参考信号与控制信道之间不保证低互相关，该控制信道被信道编码和OFDM调制。
应当指出，在适当的情况下，第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十和第十一方面的任何特征可以应用于任何其它方面。类似地，第一方面的任何优点可分别同样适用于第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十和/或第十一方面，反之亦然。从以下详细公开内容，从所附的从属权利要求以及附图，所附实施例的其它目的、特征和优点将变得显而易见。
通常，权利要求中使用的所有术语根据它们在技术领域中的普通含义来解释，除非在此另外明确定义。除非另有明确说明，所有对“一/一个/该元件、装置、组件、部件、步骤等”的引用将被公开地解释为指的是元件、装置、组件、部件、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则在此公开的任何方法的步骤不必按照所公开的确切顺序执行。
附图说明
现在参考附图以举例的方式描述本发明构思，在附图中：
图1a和图1b是示出根据实施例的通信网络的示意图；
图2a是示出根据实施例的第一网络设备的功能单元的示意图；
图2b是示出根据实施例的第一网络设备的功能模块的示意图；
图3a是示出根据实施例的第二网络设备的功能单元的示意图；
图3b是示出根据实施例的第二网络设备2名称的功能模块的示意图；
图4示出根据实施例的包括计算机可读部件的计算机程序产品的一个示例；
图5、6、7和8是根据实施例的方法的流程图；
图9是根据现有技术的信令图；
图10和图11是根据现有技术的参考信号分配的示意图；
图12是根据实施例的OFDM符号的示意图；
图13是根据实施例的参考信号分配的示意图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更充分地描述本发明构思，其中示出了本发明构思的某些实施例。然而，本发明构思可以以许多不同形式来体现，并且不应该被解释为限于在此阐述的实施例；相反，通过举例的方式提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将本发明构思的范围充分地传达给本领域技术人员。在整个说明书中，相同的数字指代相同的元件。虚线所示的任何步骤或特征应视为可选项。
图1a是示出可以应用在此提出的实施例的通信网络100a的示意图。通信网络100a包括无线接入网节点120。无线接入网节点120包括第一网络设备200。无线接入网节点120被配置为向无线设备130提供网络接入。无线接入网节点120可以是无线基站、基站收发台、节点B、演进节点B或接入点中的任意一个。
无线设备130包括第二网络设备300。无线设备130可以是便携式无线设备、移动台、移动电话、手机、无线本地环路电话、用户设备(UE)、智能电话、笔记本电脑、计算机、平板计算机、无线调制解调器或传感器设备中的任意一个。
第一网络设备200和第二网络设备300的细节将在下面公开。
图1b是示出可以应用在此提出的实施例的通信网络100b的示意图。通信网络100b包括第一无线设备130a和第二无线设备130b。通信网络100b表示所谓的设备到设备通信系统。
第一无线设备130a包括第一网络设备200。第二无线设备130b包括第二网络设备300。第一无线设备130a和第二无线设备130b中的每一个可以是便携式无线设备、移动台、移动电话、手机、无线本地环路电话、用户设备(UE)、智能电话、笔记本电脑、计算机、平板计算机、无线调制解调器或传感器设备中的任意一个。
上面已经公开了波束形成的主要原理。更详细地，波束形成可以用于改善参考信号(诸如同步信号和小区搜索信号)的覆盖范围，以改善信噪比和干扰比。对于以高频(例如，高于15GHz，其中传播更具挑战性)操作的通信网络，波束形成的好处甚至会增加。
就用于初始接入过程的波束形成而言，无线接入网节点120可以在定向小区搜索过程中周期性地在传输波束中发送诸如同步信号和小区搜索信号的参考信号以扫描角度空间。由此可以使用波束形成以便增加所选空间方向(如由传输波束的方向所定义的)中的发送信号强度。
一般来说，第二网络设备300可以使用参考信号来实现与给定传输波束110a、110b、110c、第一网络设备200或载波的同步。参考信号可以进一步用于在传输波束选择期间估计给定传输波束110a、110b、110c的通信信道，检测给定传输波束的身份，测量给定传输波束110a、110b、110c的信号强度等。
因此，在其中第一网络设备200是无线接入网节点120的一部分并且其中第二网络设备300是无线设备130的一部分的图1a的实施例中，无线接入网节点120被配置为在传输波束110a、110b、110c中发送信号，诸如参考信号。假定无线设备130能够在这些传输波束110a、110b、110c中的至少一个传输波束中从无线接入网节点120接收传输。无线接入网节点120被配置为此时在一个传输波束110a、110b、110c中发送信号，并且因此扫遍传输波束，如图1a和1b中的附图标记140所示。存在针对无线接入网节点120的扫遍传输波束的不同方式。然而，无线接入网节点120具体如何扫遍传输波束不在本公开的范围内。类似地，在其中第一网络设备200是第一无线设备130a的一部分并且其中第二网络设备300是第二无线设备130b的一部分的图1b的实施例中，第一无线设备130a被配置为在传输波束110a、110b、110c中发送信号，诸如参考信号。假定第二无线设备130b能够在这些传输波束110a、110b、110c中的至少一个传输波束中接收来自第一无线设备130a的传输。第一无线设备130a被配置为此时在一个传输波束110a、110b、110c中发送信号，并且因此扫遍传输波束，如参考标号140所示。存在针对第一无线设备130a的扫遍传输波束的不同方式。然而，第一无线设备130a具体如何扫遍传输波束不在本公开的范围内。
当在频域中执行波束形成时，可以将一个特定波束形成器应用于用于特定信号或信道的那些子载波。对于模拟(和时域)波束形成，波束形成缩放和相移在待发送信号的逆频率变换之后施加。来自多个天线的时域信号因此组合在波束形成中。这样，对于来自单个信号发生器的所有子载波，波束形成是相同的。该时域波束形成可以在模拟信号上(即，在待发送的信号的数模转换之后)或数字信号上(即，在数模转换器之前)执行，但在逆频率变换之后执行。表示灵活性和硬件成本之间的折衷的频域波束形成和模拟波束形成的替代方案是混合波束形成，其基本上减少了数模转换器和逆变换器的数量，但同时可以实现一定的灵活性。
每个传输波束110a、110b、110c可以对应于定向波束。然而，在此公开的实施例不限于传输波束110a、110b、110c的任何特定宽度，并且因此传输波束110a、110b、110c可以是窄的(例如，设备特定的)或宽的(例如，小区特定的)。
以上参考图9已经公开了以PSS和SSS的形式发送和接收参考信号的过程。以上参考图10和图11还公开了可以如何发送这种参考信号的两个示例。参考信号如何发送的这些示例的一些缺点也在上面提到。因此，仍然需要参考信号的改进传输和接收。
在此公开的实施例因此涉及用于发送和接收参考信号的机制。为了获得这种机制，提供了表示为第一网络设备的网络设备、由第一网络设备执行的方法、包括例如以计算机程序的形式的代码的计算机程序产品，该计算机程序在第一网络设备的处理电路上运行时使第一网络设备执行该方法。为了获得这种机制，进一步提供了表示为第二网络设备的网络设备、由第二网络设备执行的方法以及包括例如以计算机程序的形式的代码的计算机程序产品，该计算机程序在第二网络设备的处理电路上运行时使第二网络设备执行该方法。
图2a根据一些功能单元示意性地示出根据实施例的第一网络设备200的组件。处理电路210使用能够执行例如以存储介质230的形式存储在计算机程序产品410a(如在图4中)中的软件指令的一个或多个合适的中央处理单元(CPU)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)等的任何组合来提供。处理电路210可以进一步被提供为至少一个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。
特别地，处理电路210被配置为使第一网络设备200执行一组操作或步骤S102-S104。这些操作或步骤S102-S104将在下面公开。例如，存储介质230可以存储该组操作，并且处理电路210可以被配置为从存储介质230检索该组操作以使第一网络设备200执行该组操作。该组操作可以被提供为一组可执行指令。因此，处理电路210因此被设置为执行如在此所公开的方法。
存储介质230还可以包括永久存储器，其例如可以是磁存储器、光存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器中的任何一个或其组合。
第一网络设备200可以进一步包括用于与第二网络设备300通信的通信接口220。因此，通信接口220可以包括一个或多个发射机和接收机，其包括模拟和数字组件以及用于无线通信的适当数量的天线和用于有线通信的端口。
处理电路210例如通过向通信接口220和存储介质230发送数据和控制信号，通过接收来自通信接口220的数据和报告，并且通过从存储介质230检索数据和指令来控制第一网络设备200的一般操作。第一网络设备200的其它组件以及相关功能被省略，以便不模糊在此提出的构思。
图2b根据多个功能模块示意性地示出根据实施例的第一网络设备200的组件。图2b的第一网络设备200包括被配置为执行以下步骤S102、S102a、S104的发送模块210a。图2b的第一网络设备200可以进一步包括多个如功能模块210b所表示的可选的功能模块。功能模块210a的功能将在下面的可以使用功能模块210a的上下文中进一步公开。一般而言，每个功能模块210a-210b可以用硬件或软件来实现。优选地，可以由处理电路210可能与功能单元220和/或230协作实现一个或多个或全部功能模块210a-210b。处理电路210因此可以被设置为从存储介质230获取如由功能模块210a-210b提供的指令并执行这些指令，由此执行如将在下文中公开的任何步骤。
如上所述，第一网络设备200可以在无线接入网节点120中和/或在无线设备(标示为第一无线设备130a)中实现。
图3a根据一些功能单元示意性地示出根据实施例的第二网络设备300的组件。处理电路310使用能够执行例如以存储介质330的形式存储在计算机程序产品410b(如在图4中)中的软件指令的适当的中央处理单元(CPU)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)等中的一个或多个的任意组合来提供。处理电路310可以进一步被提供为至少一个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。
特别地，处理电路310被配置为使第二网络设备300执行一组操作或步骤S202-S204。这些操作或步骤S202-S204将在下面公开。例如，存储介质330可以存储该组操作，并且处理电路310可以被配置为从存储介质330检索该组操作以使第二网络设备300执行该组操作。该组操作可以被提供为一组可执行指令。因此，处理电路310因此被设置为执行如在此所公开的方法。
存储介质330还可以包括永久存储器，其例如可以是磁存储器、光存储器、固态存储器或甚至远程安装的存储器中的任何一个或组合。
第二网络设备300可以进一步包括用于与第一网络设备200通信的通信接口320。因此，通信接口320可以包括一个或多个发射机和接收机，其包括模拟和数字组件以及用于无线通信的适当数量的天线和用于有线通信的端口。
处理电路310例如通过向通信接口320和存储介质330发送数据和控制信号，通过接收来自通信接口320的数据和报告，并且通过从存储介质330中检索数据和指令来控制第二网络设备300的一般操作。第二网络设备300的其它组件以及相关功能被省略，以便不模糊在此提出的构思。
图3b根据多个功能模块示意性地示出根据实施例的第二网络设备300的组件。图3b的第二网络设备300包括被配置为执行以下步骤S202、S202a、S204的接收模块310a。图3b的第二网络设备300可以进一步包括多个如功能模块310b所表示的可选的功能模块。功能模块310a的功能将在下面可以使用功能模块310a的上下文中进一步公开。一般而言，每个功能模块310a-310b可以用硬件或软件来实现。优选地，可以由处理电路310可能与功能单元320和/或330协作实现一个或多个或全部功能模块310a-310b。处理电路310因此可以被设置为从存储介质330获取如由功能模块310a-310b提供的指令并执行这些指令，由此执行将在下文中公开的任何步骤。
如上所述，第二网络设备300可以在无线设备130(在图1b的场景下标示为第二无线设备130b)中实现。
图4示出包括计算机可读部件430的计算机程序产品410a、410b的一个示例。在该计算机可读部件430上，可以存储计算机程序420a，该计算机程序420a可以使处理电路210以及其可操作地耦接的实体和设备(诸如通信接口220和存储介质230)执行根据在此描述的实施例的方法。计算机程序420a和/或计算机程序产品410a可以因此提供用于执行如在此所公开的第一网络设备200的任何步骤的部件。在该计算机可读部件430上，可以存储计算机程序420b，该计算机程序420b可以使处理电路310以及其可操作地耦接的实体和设备(诸如通信接口320和存储介质330)执行根据在此描述的实施例的方法。计算机程序420b和/或计算机程序产品410b可以因此提供用于执行如在此所公开的第二网络设备300的任何步骤的部件。
在图4的示例中，计算机程序产品410a、410b被示为诸如CD(光盘)或DVD(数字多功能盘)或蓝光光盘的光盘。计算机程序产品410a、410b也可以体现为存储器，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，并且更具体地体现为外部存储器中的设备的非易失性存储介质，诸如USB(通用串行总线)存储器或诸如小型闪存的闪存。因此，尽管这里将计算机程序420a、420b示意性地示出为所描绘的光盘上的磁道，但是可以以适合于计算机程序产品410a、410b的任何方式来存储计算机程序420a、420b。
图5和图6是示出如由第一网络设备200执行的用于发送参考信号的方法的实施例的流程图。图7和图8是示出用于接收由第二网络设备300执行的参考信号的方法的实施例的流程图。该方法有利地被提供为计算机程序420a、420b。
现在参考图5，图5示出根据实施例的由第一网络设备200执行的用于发送参考信号的方法。对根据实施例示出单个OFDM符号1200的图12进行并行参考。
在步骤S102中，第一网络设备200被配置为在单个OFDM符号1200中向第二网络设备300发送复合参考信号1210。在这方面，发送模块210a可以包括指令，该指令在由第一网络设备200执行时使处理电路210可能结合通信接口220和存储介质230在单个OFDM符号1200中发送复合参考信号1210，以便第一网络设备200执行步骤S102。复合参考信号1210是至少第一参考信号1210a和最后一个参考信号1210b的时域级联。复合参考信号1210具有单个循环前缀1220。循环前缀1220根据单个OFDM符号1200的最后部分1210ba来确定。
时间、频率和波束发现参考信号由此可以通过在时域中将若干参考信号级联成一个OFDM符号来形成。该结构可以被做成具有循环前缀的离散傅里叶变换预编码OFDM符号。
现在参考图6，图6示出根据另外的实施例的由第一网络设备200执行的用于发送参考信号的方法。
可以有不同的方式来发送复合参考信号1210。例如，第二网络设备300可能需要复合参考信号1210的多次重复来检测它。因此可以在给定方向中周期性地重复相同的复合参考信号1210。因此，根据实施例，在步骤S102a中，第一网络设备200被配置为重复且周期性地在第一传输波束110a中发送复合参考信号1210。在这方面，发送模块210a可以包括指令，该指令在由第一网络设备200执行时使处理电路210可能结合通信接口220和存储介质230重复且周期性地在第一传输波束110a中发送复合参考信号1210，以便第一网络设备200执行步骤插入步骤S102a。
可以有不同的方式来周期性地在给定方向中重复相同的复合参考信号1210。根据第一实施例，复合参考信号1210在N4个连续的OFDM符号1200中重复且周期性地在第一传输波束110a中发送，其中N4是大于1的整数。因此，作为示例，复合参考信号1210可以在彼此之后在至少两个OFDM符号1200中重复地发送。根据第二实施例，复合参考信号1210以每N5个OFDM符号的间隔重复且周期性地在第一传输波束110a中发送，其中N5是大于1的整数。因此，作为示例，可以每个第二OFDM符号1200重复发送复合参考信号1210。
可以有另外不同的方式来发送复合参考信号1210。例如，如图1a和图1b中所示，可以使用波束形成来在多于一个的方向中发送复合参考信号1210。因此，假设复合参考信号1210在第一时刻在第一传输波束110a中发送。根据实施例，在步骤S104中，第一网络设备200然后被配置为发送复合参考信号1210的至少一个其它实例。复合参考信号1210的至少一个其它实例的每一个在相应的第二时刻在相应的传输波束110b、110c中发送。每个传输波束110a、110b、110c在唯一的方向中发送。在这方面，发送模块210a可以包括指令，该指令在由第一网络设备200执行时使处理电路210可能结合通信接口220和存储介质230发送至少一个另外的复合参考信号，以便第一网络设备200执行步骤S104。
复合参考信号1210的一个实例可以在多个子载波f0，f1，...，f23上发送，其中每个子载波具有其自己的载波频率。参见图13，复合参考信号1210因此可以被分配若干子载波。
现在将公开如何从第一参考信号1210a和第二参考信号(如在此公开的最后一个参考信号1210b所表示的)形成复合参考信号1210的一个实施例。如本领域技术人员所理解的，该实施例可以被概括为包括任意数量的参考信号的复合参考信号。
将采用第一同步信号1210a的列向量d1u表示为
d1u＝[d1u(0) d1u(1) … d1u(N1d-1)]T (1)
其中N1d是第一同步信号的符号长度。该第一同步信号可以例如是Zadoff-Chu序列。从而：
其中NZC＝N1d，诸如用于LTE版本8中的PSS，参见3GPP TS 36.211部分6.11.1.1。
同样，将采用第二同步信号1210b的列向量d2u表示为
d2u＝[d2u(0) d2u(1) … d2u(N2d-1)]T (3)
其中N2d是第二同步信号的长度。
这两个同步信号1210b、1210b然后如下级联成一个列向量du：
该列向量du因此表示复合参考信号1210并且通过离散傅里叶变换(DFT)预编码：
对于k＝0,…,Nd-1，其中Nd是复合参考信号1210的长度，即Nd＝N1d+N2d，并且其中Du因此是复合参考信号1210的DFT变换版本。OFDM基带信号现在可以如下从复合参考信号1210du的DFT变换版本Du构建：
对于n＝0,…,NFFT-1，其中K0用于表示针对其分配了该复合同步信号的频率间隔中的第一子载波，并且其中NFFT表示用于实施DFT操作的快速傅里叶变换(FFT)中的数据点的数量。如上所述，根据单个OFDM符号1200的最后部分1210ba确定循环前缀1220。根据本实施例，因此循环前缀样本从OFDM符号的最后部分复制并插入到OFDM符号的第一部分。
图13示意性地示出根据实施例的时间频率网格中的参考信号分配。沿着时间轴和N3+1示出两个OFDM符号，其中N3是整数，沿着频率轴示出子载波的数量。例如，N3＝23或N3＝73。每个OFDM符号包括复合参考信号1210，该复合参考信号1210包括循环前缀1220、第一参考信号1210a(这里用1A表示)和最后一个参考信号1210b(这里用1B表示)，其如上面在等式(1)至(6)中描述。在图13中，仅为一个子载波提供了一个OFDM符号的参考标号。
现在参考图7，图7示出根据实施例的由第二网络设备300执行的用于接收参考信号的方法。
如上所述，第一网络设备200在单个OFDM符号1200中向第二网络设备300发送复合参考信号1210。因此，在步骤S202中，第二网络设备300被配置为在单个OFDM符号1200中接收来自第一网络设备200的复合参考信号1210。在这方面，接收模块310a可以包括指令，该指令在由第二网络设备300执行时使处理电路310可能结合通信接口320和存储介质330接收单个OFDM符号1200中的复合参考信号1210，以便第二网络设备300执行步骤S202。
如上所述，复合参考信号1210是至少第一参考信号1210a和最后一个参考信号1210b的时域级联。如上面所公开的，复合参考信号1210具有单个循环前缀1220。如上所述，根据单个OFDM符号1200的最后部分1210ba确定循环前缀1220。
现在参考图8，图8示出根据另外实施例的由第二网络设备300执行的用于接收参考信号的方法。
如上所述，可以有不同的方式来发送复合参考信号1210。可以在给定方向中周期性地重复相同的复合参考信号1210。因此，根据实施例，在步骤S202a中，第二网络设备300被配置为重复且周期性地在第一传输波束110a中接收复合参考信号1210。
如上所述，由第一网络设备200在N4个连续的OFDM符号1200中重复且周期性地在第一传输波束110a中发送复合参考信号1210，其中N4是大于1的整数。因此，可由第二网络设备300在N4个连续OFDM符号1200中重复且周期性地在第一传输波束110a中接收复合参考信号1210。
同样如上所述，可由第一网络设备200以每N5个OFDM符号的间隔重复且周期性地在第一传输波束110a中发送复合参考信号1210，其中N5是大于1的整数。因此，可由第二网络设备300以每N5个OFDM符号的间隔重复且周期性地在第一传输波束110a中接收复合参考信号1210。
同样如上面所公开的，如图1a和1b所示，可以使用波束形成在多于一个的方向中发送复合参考信号1210。因此，可以在第一时刻在第一发送波束110a中接收复合参考信号1210。根据实施例，在步骤S204中，第二网络设备200进一步被配置为接收复合参考信号1210的至少一个其它实例。在相应的第二时刻在相应的传输波束110b、110c中接收复合参考信号1210的至少一个其它实例的每一个。每个传输波束110a、110b、110c在唯一的方向中接收。在这方面，接收模块310a可以包括指令，该指令在由第二网络设备300执行时使处理电路310可能结合通信接口320和存储介质330接收至少一个另外的复合参考信号，以便第二网络设备300执行步骤S204。
同样如上所述，复合参考信号1210的一个实例可以在多个子载波f0，f1，...，f23上发送，其中每个子载波具有其自己的载波频率。因此，第二网络设备300可以在多个子载波f0，f1，...，f23中的至少一个子载波上接收复合参考信号的一个实例。
现在将公开涉及复合参考信号1210和包括复合参考信号1210的OFDM符号1200的实施例。
可以有不同的方式来提供OFDM符号1200。例如，OFDM符号可以是离散傅里叶变换(DFT)预编码的OFDM符号。
至少第一参考信号1210a可以包括Zadoff-Chu序列。此外，第二参考信号1210b也可以包括Zadoff-Chu序列。
在复合参考信号1210中可以存在可由第一网络设备200发送并且由第二网络设备300接收的不同种类的参考信号。现在将公开与其有关的一些示例。然而，如本领域技术人员所理解的，除了在此提出的参考信号之外参考信号的其它示例也是同样可能的。
复合参考信号1210可用于提供分级节点/小区或波束身份，其中第一参考信号1210a和最后一个参考信号1210b的使用允许在单个复合参考信号1210中编码更多身份。作为第一示例，第一参考信号1210a和最后一个参考信号1210b可以提供第一网络设备200的身份或用于复合参考信号1210的传输的第一传输波束110a的身份的分级表示。作为第二示例，第一参考信号1210a和最后一个参考信号1210b可以提供定时指示的分级表示。定时指示可以指示第二网络设备300将向第一网络设备200发送随机接入信道前导码的时隙。例如，第一参考信号1210a可以对应于主同步信号(PSS)，并且最后一个参考信号1210b可以对应于辅同步信号(SSS)。例如，第一参考信号1210a可以是时间同步信号(TSS)，并且最后一个参考信号1210b可以是移动性参考信号(MRS)。任何这些信号的其它记号都是波束参考信号(BRS)。
第二网络设备300可以在检测同一单个OFDM符号1200中的第二参考信号1210b之前检测单个OFDM符号1200中的第一参考信号1210a。所接收的单个OFDM符号1200的功率和频率偏移中的至少一个可以从第一参考信号1210a和第二参考信号1210b估计。因此，在检测到TSS之后，第二网络设备300可以使用TSS和MRS来进行功率和/或频率偏移估计。
有利地，循环前缀可以仅通过使用MRS来构建。当向TSS添加循环前缀时，TSS的检测的性能劣化。通常用于TSS的Zadoff-Chu序列的一些良好的时间和频率相关特性丢失。采用同一OFDM符号中的TSS和MRS二者(其中TSS被放置在开始)，不存在从TSS构建的任何循环前缀。相反，循环将从MRS的最后部分创建。这直接跟着使用具有循环前缀的DFTS-OFDM。
上面已经公开了如何在一个OFDM符号1200内发送两个参考信号1210a、1210b作为复合参考信号1210。可以以直接的方式扩展相同的方法，以在一个单个OFDM符号1200中将任何数量的参考信号包括在复合参考信号1210中。也就是说，复合参考信号1210可以是第一参考信号1210a、至少一个中间参考信号1210c和最后一个参考信号1210b的时域级联。例如，至少一个中间参考信号1210c的每一个可以是MRS。
现在将公开如何可以由第二网络设备300接收复合参考信号1210的一个实施例。如本领域技术人员所理解的，该实施例可以概括为接收包括任何数量的参考信号的复合参考信号。
第二网络设备300可以被配置为在时域或频域中或者采用时域和频域处理的组合来执行参考信号1210a、1210b的接收和检测。
通常，第二网络设备300的接收机首先在时域中检测第一参考信号1210a，以便实现时间同步。接收机可以在第二网络设备300的处理电路310和/或通信接口320中实现。这里，可以使用低通滤波器或带通滤波器来提取参考信号1210a的频率间隔。然后由第二网络设备300执行检测，计算所接收的信号与第一参考信号1210a的已知版本之间的互相关。检测器可以在第二网络设备300的处理电路310中实现。针对具有互相关的最大绝对平方的定时来实现所估计的定时。此外，可在第二网络设备300的接收机中检测到参考信号的若干候选。在该情况下，对相应检测器的绝对平方进行比较，以便选择哪个候选参考信号被认为是接收到的。阈值可被用作最大绝对平方值，以便检测是否接收到任何参考信号1210a或者是否只接收到噪声。
此外，在可能的大频率误差的情况下，第二网络设备300中的一个检测器可以用于多个频率误差候选中的每一个。然后在计算互相关之前首先对所接收的信号补偿频率偏移候选。对于大频率误差，在对所接收的信号进行低通(或带通)滤波器之前执行该补偿。频率偏移估计被实现为对应于具有互相关的最大绝对平方的检测器。
该估计的定时被用于提取所接收的信号的时间间隔。该时间间隔在检测剩余的参考信号期间使用。
采用时域方法，第二网络设备300对于所接收的低通滤波信号和第二参考信号1210计算互相关。通过比较该第二参考信号1210b的若干候选之间的互相关，可以验证第二参考信号1210b的检测。
采用精确的定时估计，可以在放置参考信号1210a、1210b的OFDM符号的时间间隔上计算诸如DFT或快速傅里叶变换的频率变换。时间间隔因此从第一定时估计中实现。频率变换之后，频域中的匹配滤波器可以应用于频域中的所接收的信号。该匹配滤波器可以仅从第二参考信号1210b或从第一参考信号1210a和第二参考信号1210b二者构建。可以从第二参考信号1210b的若干候选构建若干匹配的滤波信号。通过比较匹配的滤波信号，实现对接收到的候选参考信号中的哪个第二参考信号的检测。
如果在用于第二参考信号1210b的匹配滤波器中使用来自第一参考信号1210a的信道估计，则可以进一步改善对第二参考信号1210b的检测。
可以以类似的方式检测第三或更多参考信号1210c。
上面主要参考一些实施例描述了本发明构思。然而，如本领域技术人员容易理解的，除了以上公开的实施例之外的其它实施例同样可能在由所附专利权利要求限定的本发明构思的范围内。
Claims (29)
1.一种用于发送参考信号的方法，所述方法由第一网络设备(200)执行，所述方法包括：
在单个正交频分复用OFDM符号(1200)中向第二网络设备(300)发送(S102)复合参考信号(1210)，
其中，所述复合参考信号是至少第一参考信号(1210a)和最后一个参考信号(1210b)的时域级联，
其中，所述复合参考信号具有单个循环前缀(1220)，以及
其中，所述循环前缀根据所述单个OFDM符号(1200)的最后部分(1210ba)确定。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述复合参考信号在第一时刻在第一传输波束(110a)中发送，所述方法进一步包括：
发送(S104)所述复合参考信号的至少一个其它实例，所述复合参考信号的所述至少一个其它实例的每一个在相应的第二时刻在相应的传输波束(110b，110c)中发送，
其中，每个传输波束在唯一的方向中发送。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述复合参考信号的一个实例在多个子载波(f0，f1，...，f23)上发送，每个子载波具有它自己的载波频率。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
重复且周期性地在第一传输波束(110a)中发送(S102a)所述复合参考信号(1210)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述复合参考信号(1210)在N4个连续的OFDM符号(1200)中重复且周期性地在所述第一传输波束(110a)中发送，其中，N4是大于1的整数。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述复合参考信号(1210)以每N5个OFDM符号的间隔重复且周期性地在所述第一传输波束(110a)中发送，其中，N5是大于1的整数。
7.一种用于接收参考信号的方法，所述方法由第二网络设备(300)执行，所述方法包括：
在单个正交频分复用OFDM符号(1200)中接收(S202)来自第一网络设备(200)的复合参考信号(1210)，
其中，所述复合参考信号是至少第一参考信号(1210a)和最后一个参考信号(1210b)的时域级联，
其中，所述复合参考信号具有单个循环前缀(1220)，以及
其中，所述循环前缀根据所述单个OFDM符号(1200)的最后部分(1210ba)确定。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述复合参考信号在第一时刻在第一传输波束(110a)中接收，所述方法进一步包括：
接收(S204)所述复合参考信号的至少一个其它实例，所述复合参考信号的所述至少一个其它实例的每一个在相应的第二时刻在相应的传输波束(110b，110c)中接收，
其中，每个传输波束在唯一的方向中接收。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述单个OFDM符号中的所述第一参考信号在同一单个OFDM符号中的所述第二参考信号之前被检测，以及其中，所接收的单个OFDM符号的功率和频率偏移中的至少一个从所述第一参考信号和所述第二参考信号中估计。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述复合参考信号的一个实例在多个子载波(f0，f1，...，f23)中的至少一个子载波上接收，每个子载波具有它自己的载波频率。
11.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：
重复且周期性地在第一传输波束(110a)中接收(SS02a)所述复合参考信号(1210)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述复合参考信号(1210)在N4个连续的OFDM符号(1200)中重复且周期性地在所述第一传输波束(110a)中接收，其中N4是大于1的整数。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述复合参考信号(1210)以每N5个OFDM符号的间隔重复且周期性地在所述第一传输波束(110a)中接收，其中N5是大于1的整数。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述复合参考信号是所述第一参考信号、至少一个中间参考信号(1210c)和所述最后一个参考信号的时域级联。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一参考信号是时间同步信号TSS，以及其中所述最后一个参考信号是移动性参考信号MRS。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一参考信号(1210a)和所述最后一个参考信号(1210b)提供所述第一网络设备(200)的身份或用于所述复合参考信号(1210)的传输的第一传输波束(110a)的身份的分级表示。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一参考信号(1210a)和所述最后一个参考信号(1210b)提供定时指示的分级表示。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个中间参考信号的每一个是移动性参考信号MRS。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述OFDM符号是离散傅里叶变换DFT预编码的OFDM符号。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，至少所述第一参考信号包括Zadoff-Chu序列。
21.一种用于发送参考信号的网络设备(200)，所述网络设备(200)包括处理电路(210)，所述处理电路被配置为使所述网络设备(200)：
在单个正交频分复用OFDM符号(1200)中向第二网络设备(300)发送复合参考信号(1210)，
其中，所述复合参考信号是至少第一参考信号(1210a)和最后一个参考信号(1210b)的时域级联，
其中，所述复合参考信号具有单个循环前缀(1220)，以及
其中，所述循环前缀根据所述单个OFDM符号(1200)的最后部分(1210ba)确定。
22.一种用于发送参考信号的网络设备(200)，所述网络设备(200)包括：
处理电路(210)；以及
存储指令的计算机程序产品(410a)，所述指令在由所述处理电路(210)执行时使所述网络设备(200)：
在单个正交频分复用OFDM符号(1200)中向第二网络设备(300)发送复合参考信号(1210)，
其中，所述复合参考信号是至少第一参考信号(1210a)和最后一个参考信号(1210b)的时域级联，
其中，所述复合参考信号具有单个循环前缀(1220)，以及
其中，所述循环前缀根据所述单个OFDM符号(1200)的最后部分(1210ba)确定。
23.一种用于发送参考信号的网络设备(200)，所述网络设备(200)包括：
发送模块(210a)，其被配置为在单个正交频分复用OFDM符号(1200)中向第二网络设备(300)发送复合参考信号(1210)，
其中，所述复合参考信号是至少第一参考信号(1210a)和最后一个参考信号(1210b)的时域级联，
其中，所述复合参考信号具有单个循环前缀(1220)，以及
其中，所述循环前缀根据所述单个OFDM符号(1200)的最后部分(1210ba)确定。
24.一种用于接收参考信号的网络设备(300)，所述网络设备(300)包括处理电路(310)，所述处理电路被配置为使所述网络设备(300)：
在单个正交频分复用OFDM符号(1200)中接收来自第一网络设备(200)的复合参考信号(1210)，
其中，所述复合参考信号是至少第一参考信号(1210a)和最后一个参考信号(1210b)的时域级联，
其中，所述复合参考信号具有单个循环前缀(1220)，以及
其中，所述循环前缀根据所述单个OFDM符号(1200)的最后部分(1210ba)确定。
25.一种用于接收参考信号的网络设备(300)，所述网络设备(300)包括：
处理电路(310)；以及
存储指令的计算机程序产品(410b)，所述指令在由所述处理电路(310)执行时使所述网络设备(300)：
在单个正交频分复用OFDM符号(1200)中接收来自第一网络设备(200)的复合参考信号(1210)，
其中，所述复合参考信号是至少第一参考信号(1210a)和最后一个参考信号(1210b)的时域级联，
其中，所述复合参考信号具有单个循环前缀(1220)，以及
其中，所述循环前缀根据所述单个OFDM符号(1200)的最后部分(1210ba)确定。
26.一种用于接收参考信号的网络设备(300)，所述网络设备(300)包括：
接收模块(310a)，其被配置为在单个正交频分复用OFDM符号(1200)中接收来自第一网络设备(200)的复合参考信号(1210)，
其中，所述复合参考信号是至少第一参考信号(1210a)和最后一个参考信号(1210b)的时域级联，
其中，所述复合参考信号具有单个循环前缀(1220)，以及
其中，所述循环前缀根据所述单个OFDM符号(1200)的最后部分(1210ba)确定。
27.一种用于发送参考信号的计算机程序(420a)，所述计算机程序包括计算机代码，所述计算机代码在网络设备(200)的处理电路(210)上运行时使网络设备(200)：
在单个正交频分复用OFDM符号(1200)中向第二网络设备(300)发送(S102)复合参考信号(1210)，
其中，所述复合参考信号是至少第一参考信号(1210a)和最后一个参考信号(1210b)的时域级联，
其中，所述复合参考信号具有单个循环前缀(1220)，以及
其中，所述循环前缀根据所述单个OFDM符号(1200)的最后部分(1210ba)确定。
28.一种用于接收参考信号的计算机程序(420b)，所述计算机程序包括计算机代码，所述计算机代码在网络设备(300)的处理电路(310)上运行时使所述网络设备(300)：
在单个正交频分复用OFDM符号(1200)中接收(S202)来自第一网络设备(200)的复合参考信号(1210)，
其中，所述复合参考信号是至少第一参考信号(1210a)和最后一个参考信号(1210b)的时域级联，
其中，所述复合参考信号具有单个循环前缀(1220)，以及
其中，所述循环前缀根据所述单个OFDM符号(1200)的最后部分(1210ba)确定。
29.一种计算机程序产品(410a，410b)，包括根据权利要求27和28中的至少一项所述的计算机程序(420a，420b)以及计算机可读存储介质(430)，其中，所述计算机程序存储在所述计算机可读存储介质上。
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