CN109565484B - 用于支持不同子载波间隔的新无线载波的公共同步信号 - Google Patents

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Abstract

一种用于无线通信系统的发送装置，其中无线通信系统包括对应于多个预定义子载波间隔值的基于正交频分复用的波形，该多个预定义子载波间隔值包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2。发送装置包括处理器和发射器，其中处理器用于生成是另一信号S2的NSF次时间重复的信号S1。另一信号S2的持续时间为1/Δf2，NSF＝Δf2/Δf1是大于1的整数，并且发射器用于发送包括S1的符号。

Description

用于支持不同子载波间隔的新无线载波的公共同步信号
技术领域
本公开的方面通常涉及无线通信系统，尤其涉及新无线(new radio,NR)接入技术无线通信系统。
背景技术
蜂窝无线通信系统中的基本过程是同步。移动终端执行同步来获得网络中小区的时间同步和频率同步并检测小区的小区标识。在长期演进(long term evolution,LTE)中，同步信号总是在具有固定子载波间隔的载波中发送。在同步过程之前，用户设备(userequipment,UE)和网络或发送节点都知道该固定载波间隔(即15KHZ)。
第三代合作伙伴计划(the 3rd generation partnership project,3GPP)目前正致力于新无线接入技术。为了解决各种场景和需求，新无线可以使用基于正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)的波形通过可扩展的参数集(numerology)或混合参数集支持多个参数集。基于正交频分复用的波形可以是正交频分复用、或如离散傅里叶变换扩频正交频分复用(discrete Fourier transform-spread-OFDM,DFT-s-OFDM)的预编码的正交频分复用、或单载波频分多址(single carrier frequencydivision multiple access,SC-FDMA)、或任何其他基于正交频分复用的正交频分复用变体。
在同步方面，新无线对于长期演进的一个主要变化是包含同步信号的载波和子带并不总是固定的间隔值。在同步过程之前，用户设备可能不知道网络侧实际使用的子载波间隔。一个问题是提供可以在能够具有多个子载波间隔值的新无线载波上发送的同步信号，同时提供有效且复杂度低的用户设备同步操作。
因此，期望能够以解决上述至少一些问题的方式提供用于新无线蜂窝系统中的初始接入的同步信号收发方案。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种有效的同步信号收发方案，该方案用于使用基于正交频分复用的波形的新无线型蜂窝通信系统中的初始接入。通过独立权利要求的主题解决该目的。在从属权利要求中可以找到进一步有利的修改。
根据本发明的第一方面，通过发送装置获得上述和其他目的和优点，该发送装置用于使用对应于多个预定义子载波间隔值的基于正交频分复用的波形的无线通信系统，该多个预定义子载波间隔值包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2。基于正交频分复用的波形包括具有子载波间隔的多个子载波。这里使用的术语“对应于”通常意味着在无线通信系统中支持或可以使用多个预定义子载波间隔值中的任何值。在一个实施例中，该发送装置包括处理器和发射器，其中，处理器用于生成包括另一信号S2的NSF次时间重复的信号S1，其中另一信号S2的持续时间为1/Δf2，并且NSF＝Δf2/Δf1是大于1的整数；以及其中发射器(114)用于发送包括S1的符号。所公开实施例的方面提供了一种信号，该信号可以在能够具有多个子载波间隔值的新无线载波上发送，同时提供有效且复杂度低的用户设备检测操作。
根据第一方面，在发送装置的第一可能的实现形式中，处理器还用于从包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2的多个预定义子载波间隔值导出子载波间隔值作为第一子载波间隔值Δf1、或第二子载波间隔值Δf2、或第三子载波间隔值Δf3，该子载波间隔值用于使用基于正交频分复用的波形的发送。所公开实施例的方面使得能够通过使用单个基于正交频分复用的波形将信号与其他信号/信道复用，从而降低复杂度，同时还支持多于两个子载波间隔值。
根据第一方面的第一种可能的实现形式，在发送装置的第二种可能的实现形式中，信号S1的持续时间为1/Δf1。所公开实施例的方面使得能够通过使用第一子载波间隔值Δf1将频域信号序列映射到资源元素来生成信号。
根据第一方面的第一或第二种可能的实现形式，在发送装置的第三种可能的实现形式中，第二子载波间隔Δf2是多个子载波间隔值中的最大值。所公开实施例的方面使得能够通过使用多于两个子载波间隔值将频域信号序列映射到资源元素来生成信号。
根据第一方面或根据第一至第三种可能的实现形式中的任何一个，在发送装置的第四种可能的实现形式中，信号S2的NSF次时间重复是信号S2的时间连续重复。所公开实施例的方面使得接收装置能够处理相同且连续的对于不同的子载波间隔时域信号。
根据第一方面或根据第一至第四种可能的实现形式中的任何一个，在发送装置的第五种可能的实现形式中，信号S2的NSF次时间重复是在信号S2和信号S2的重复之间具有循环前缀的时间不连续重复。对于不同子载波间隔值的不同时域重复使得接收装置或用户设备能够检测子载波间隔。
根据第一方面的第五种可能的实现形式，在发送装置的第一种可能的实现形式中，处理器用于生成具有循环前缀、或循环前缀和循环后缀的信号S1。不同有用的正交频分复用符号(OFDMsymbol,OS)位置使接收器装置或用户设备能够检测子载波间隔。
根据第一方面或根据前述任一可能的实现形式，在发送装置的第六种可能的实现形式中，处理器用于通过将同步信号序列映射到对应于Δf2的多个频率连续索引的资源元素来生成信号S2。对不同子载波间隔值使用相同的同步信号序列简化了发送装置和接收装置。它还允许发射器通过将同步信号序列映射到对应于Δf2的资源元素来生成同步信号。
根据第一方面或根据前述任一可能的实现形式，在发送装置的第七种可能的实现形式中，处理器用于通过将同步信号序列映射到对应于Δf1的资源元素来生成信号S1，其中，一个同步信号序列元素被映射到NSF个资源元素中的一个资源元素。对不同子载波间隔值使用相同的同步信号序列简化了发送装置和接收装置。它还允许发射器通过将同步信号序列映射到对应于Δf2的资源元素来生成同步信号。
根据第一方面，在发送器装置的第七种可能的实现形式的第一可能的实现形式中，处理器用于将同步信号序列的两个元素映射到由{k}、{k+2NSF-1}索引的两个资源元素频率，其中k是整数。从同步信号序列到资源元素的特定映射提供基于正交频分复用的时域重复波形。
根据第一方面或根据前述任一可能的实现形式，在发送装置的第八种可能的实现形式中，处理器用于在载波中的子带内生成信号S1用于同步，其中，在载波中有多个子带并且每个子带对应于信号S1。这允许接收装置用特定子带带宽而不是整个下行链路带宽进行操作。
根据第一方面或根据前述任一可能的实现形式，在发送装置的第九种可能的实现形式中，处理器用于通过将长度为L的同步信号序列映射到对应于Δf1的资源元素并至少保留(NSF-1)L个资源元素来生成信号S3，其中L是正整数。局部化映射有助于重新使用长期演进类同步接收器，而保留的资源元素还允许接收器使用公共低通滤波器(与发射器使用的子载波间隔无关)。
根据第一方面或根据前述任一可能的实现形式，在发送装置的第十种可能的实现形式中，信号S1用于同步。所公开实施例的方面提供了用于同步过程的同步信号，该同步信号可以在使用不同子载波间隔值的载波上发送，并且其中在发送装置处使用的子载波间隔值对接收装置是未知的。
根据第一方面或根据前述任一可能的实现形式，在发送装置的第十一种可能的实现形式中，处理器用于当该至少一个子载波间隔值包括Δf2时生成信号S1，以及当该至少一个子载波间隔值包括Δf1时生成信号S3。时域波形是子载波间隔值特定的，因此允许检测子载波间隔值。此外，接收器可以共享公共低通滤波器，同时可能使用诸如匹配滤波器的长期演进兼容的基带处理器来检测S3。
根据本发明的第二方面，上述和其他目的及优点通过一种用于无线通信系统的接收装置获得，该无线通信系统包括对应于多个预定义子载波间隔值的基于正交频分复用的波形，该多个预定义子载波间隔值包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2，接收装置包括处理器和接收器，其中，接收器用于接收包括信号的符号，并且其中，处理器于从符号中检测包括信号S2的NSF次时间重复的信号S1，其中，信号S2的持续时间为1/Δf1，并且NSF＝Δf2/Δf1是大于1的整数。所公开实施例的方面允许接收装置共享公共低通滤波器和公共基带处理器(与在发送装置处使用的子载波间隔无关)。
根据第二方面，在接收装置的第一种可能的实现形式中，信号S1用于同步，并且处理器从检测信号S1导出同步信息。所公开实施例的方面允许接收装置使用信号是时间重复的认知来检测同步信息。
根据第二方面的第一种可能的实现形式，在接收装置的第二种可能的实现形式中，处理器从检测信号S1导出至少一个子载波间隔值。所公开实施例的方面允许接收装置从时域信号检测子载波间隔值，这简化了接收装置的实现。
根据本发明的第三方面，上述和其他目的及优点通过一种无线通信系统的发送装置中的方法获得，无线通信系统包括基于正交频分复用的波形，该波形包括至少第一子载波间隔值Δf1和第二子载波间隔值Δf2，该方法包括生成包括另一信号S2的NSF次时间重复的信号S1，其中，另一信号S2的持续时间为1/Δf2，并且NSF＝Δf2/Δf1是大于1的整数；以及发送包括S1的符号。所公开方法的方面提供了一种同步信号，该同步信号可以在能够具有多子载波间隔值的新无线载波上发送，同时提供有效且复杂度低的用户设备同步操作。
根据本发明的第四方面，上述和其他目的及优点通过一种用于无线通信系统的接收装置中的方法获得，该无线通信系统包括对应于多个预定义子载波间隔值的基于正交频分复用的波形，该多个预定义子载波间隔值包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2，该方法包括：接收符号；以及从符号中检测包括信号S2的NSF次时间重复的信号S1，其中，信号S2的持续时间为1/Δf1，并且NSF＝Δf2/Δf1是大于1的整数。所公开方法的方面允许接收装置共享公共低通滤波器和公共基带处理器(与在发送装置处使用的子载波间隔无关)。
通过结合附图考虑在此描述的实施例，示例性实施例的这些和其他方面、实现形式、和优点将变得显而易见。然而，应该理解，说明书和附图仅仅是为了说明的目的而不是作为限制所公开发明的定义而设计的，对于这些限制应参考所附权利要求。本发明的其他方面和优点将在下面的说明书中阐述，并且部分地从说明书中显而易见，或者可以通过实践本发明而获知。此外，本发明的方面和优点可以通过所附权利要求中特别指出的手段和组合来实现和获得。
附图说明
在本发明的以下详细部分中，将参考附图中所示的示例实施例更详细地解释本发明，其中：
图1是示出结合所公开实施例的方面的示例性无线通信系统的框图。
图2示出了结合所公开实施例的方面的发射器装置中的示例性处理流的框图。
图3A和图3B示出了结合所公开实施例的方面的系统中对于不同子载波间隔值的示例性频域映射的示意图。
图4示出了结合所公开实施例的方面的系统中的示例性时域信号映射的图表。
图5A和图5B示出了结合所公开实施例的方面的系统中的正交频分复用符号的示例性时间重复属性。
图6示出了用于结合所公开实施例的方面的系统的示例性接收器结构的框图。
图7示出了结合所公开实施例的方面的系统的相关窗口中的相关值的示例性时序信息。
图8示出了结合所公开实施例的方面的系统中的示例性主同步信号映射。
图9示出了结合所公开实施例的方面的系统中的正交频分复用符号的示例性时序重复操作。
图10示出了结合所公开实施例的方面的系统中的用于不同子载波间隔值的示例性频域映射。
图11A和图11B示出了结合所公开实施例的方面的系统中的用于不同子载波间隔值的示例性频域映射。
图12示出了可用于实施所公开实施例的方面的装置架构的示意框图。
具体实施方式
参考图1，可以看到结合所公开实施例的方面的无线通信系统100的示例性框图。所公开实施例的方面涉及提供用于在能够具有多个子载波间隔值的新无线蜂窝系统中进行初始接入的同步信号收发方案。对于以不同子载波间隔值操作的载波，公共同步信号S1对于相同长度的同步信号序列具有相同的带宽占用和时间占用，其中，不同子载波间隔值包括至少第一(或小)子载波间隔值Δf1和第二(或大)子载波间隔值Δf2。
如图1中所示，无线通信系统100包括至少一个发送装置110和至少一个接收器装置120。无线通信系统100可以是诸如长期演进、5G或新无线的任何合适类无线通信系统。在一个实施例中，发送装置110可以包括或包含诸如演进型通用陆地无线接入网(evolveduniversal terrestrial radio access network,E-UTRAN)NodeB或演进型NodeB(eNB)的网络节点，或诸如移动通信装置的用户节点或用户设备。例如，接收装置120可以包括或包含诸如移动通信装置的用户节点或用户设备，或诸如(E-UTRAN)NodeB或演进型NodeB(eNB)的网络节点。
在图1的示例中，发送装置110包括至少一个处理器112和至少一个发射器装置或收发器装置114。虽然处理器112和收发器114在图1中示出为单独的装置，但在可选实施例中，处理器112和收发器装置114可包括单个装置。发送装置110可以包括任何合适数量的处理器112和收发器114，这取决于特定的应用和实现。
发送装置110还可以包括一个或多个天线或天线阵列102。天线或天线阵列102将通常用于生成一个或多个定向波束，这里通常称为定向波束104。
接收器或接收装置120通常包括接收器或收发器122和处理器124。虽然收发器122和处理器124在图1的示例中示为单独的装置，但在可选实施例中，收发器122和处理器124可以包括单个器件或单元。
接收装置120还将包括一个或多个天线或天线阵列106。天线106用于生成一个或多个接收波束图案108来接收从发送装置110发送的信号等。
无线通信系统100包括对应于多个预定义子载波间隔值的基于正交频分复用的波形，该多个预定义子载波间隔值包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2。正交频分复用波形包括多个子载波。在无线通信系统(100)中支持或可以使用多个预定义子载波值中的任何值。这里使用的术语“对应于”通常意味着在无线通信系统中支持或可以使用多个预定义子载波间隔值中的任何值。可以将第一子载波间隔值Δf1称为小子载波间隔值或基本子载波间隔值。可以将第二子载波间隔值Δf2称为大子载波间隔值或放大的子载波间隔值。
处理器112用于生成具有另一信号S2的NSF次时间重复属性的同步信号S1。在一个实施例中，如以下就等式4a和4b进一步描述的，同步信号S1在频域占用和时域信号方面是相同的。信号S2的持续时间为1/Δf2。同步信号S1的时域波形是基本波形S2(这里称为另一信号S2)的NSF＝Δf2/Δf1次重复，其中NSF是大于1的整数。
处理器112用于生成包括同步信号S1的正交频分复用符号。发射器114用于发送包括S1的正交频分复用符号。
图2一般地示出了根据所公开实施例的方面的在发送装置110处生成具有给定时域重复属性NSF的同步信号S1的操作的一个示例。在一个实施例中，处理器112用于从包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2的多个子载波间隔值中导出202至少一个子载波间隔值。例如，发送装置110可以例如以预定方式、或以动态方式、或以任何实现从无线通信系统100中支持的多个子载波间隔值中选择至少一个值。子载波间隔值用于基于诸如正交频分复用、离散傅里叶变换扩频正交频分复用、单载波频分多址、或其他正交频分复用变体的正交频分复用波形生成符号。使用1对N1映射将同步信号序列映射204到资源元素(例如，在3GPP TS36.211中定义的资源栅格中的元素)，其中，N1是子载波间隔特定的，并且是导出的子载波间隔值Δf、Δf1、或Δf2的函数。在一个示例中，N1＝Δf/Δf1。如以下就等式4a和4b所解释的，这在时域中生成N1次重复。
生成206正交频分复用符号。正交频分复用符号在时域中重复208N2次，其中N2是子载波间隔特定的并且N1×N2＝NSF。这在时域中生成另一信号S2的共NSF次重复。应当注意，因为当N2＝1时可以理解为不执行重复，因此并不总是需要重复步骤。发送210包括同步信号S1的符号。
所公开实施例的方面涉及使用不同子载波间隔值基于相同的同步序列生成公共/相同的时域同步信号S1。这里提到的关于同步信号S1的术语“公共”通常意味着信号S1是相同的，与实际使用的子载波频率无关。
在以下描述中，使用子载波间隔15KHz和长期演进长度为62的主同步信号(primary synchronization signal,PSS)序列来考虑长期演进正交频分多址(orthogonalfrequency division multiple access,OFDMA)波形。虽然这里通常提到子载波间隔15KHz和子载波间隔30KHz，但是应该理解，所公开实施例的方面可以扩展到任何其他合适的子载波间隔值和任何其他长度的同步信号序列。所公开实施例的方面可以适用于基于正交频分复用的波形，该波形可以是正交频分多址波形的任何变体，例如但不限于预编码的正交频分复用波形和单载波频分多址波形。所公开实施例的方面还可以在下行链路、上行链路、和侧链路通信方案中实现。例如，同步信号序列可以是下行链路/侧链路同步序列、或上行链路物理随机接入信道(physical random access channel,PRACH)前导序列。
不具有循环前缀的正交频分复用波形可以由下式定义：
Figure GDA0001953767010000061
0≤t<N×Ts，其中，根据长期演进标准，N是2048，Ts＝1/fs并且fs＝N×Δf。因此可以定义：
Figure GDA0001953767010000062
并且
Figure GDA0001953767010000063
通过设置t＝n/fs的采样版本为：
Figure GDA0001953767010000064
n＝0,1,…,N-1，其中H[k]是在频率k的傅里叶系数。
长期演进主同步信号序列由下式给出：
Figure GDA0001953767010000065
其中u是Zadoff-Chu根序列索引。
用于频分双工(frequency division duplexing,FDD)(帧结构1)的映射如3GPPTS36.211中所规定：
ak＝d(m),m＝0,...,61
Figure GDA0001953767010000066
采样信号是：
Figure GDA0001953767010000067
图3A和图3B中示出了对于支持多个子载波间隔值的新无线载波的频域映射的一个示例。图3A和图3B中未示出直流(direct current,DC)子载波。在图3A的示例中，子载波间隔值是15KHz，并且该映射表示1对2资源元素(resource element,RE)映射。在图3B的示例中，子载波间隔值是30KHz，并且表示1对1资源元素映射。
典型的同步序列共使用62个子载波，其中，未被使用的直流子载波的每一侧映了31个子载波。在图3A的示例中，为了生成用于小子载波间隔值Δf1(例如，15KHz)的时间重复信号，将长度为62的主同步信号序列映射到每隔一个的资源元素，其中，每个资源元素被称为d(0)至d(61)。在图3B的示例中，对于大子载波间隔值Δf2(例如，30KHz)，长度为62的主同步信号序列被映射到每个资源元素，其中，每个资源元素被称为d(0)至d(61)。
图3A的示例中所示的长度为62的主同步信号序列的1对2资源元素映射由下式给出：
Figure GDA0001953767010000071
因此，采样版本由下式给出：
Figure GDA0001953767010000072
其中，n＝0,1,…,N-1(2)
可以进一步示为：
Figure GDA0001953767010000073
以上说明了对于子载波间隔15KHz，对于长度为62的主同步信号序列，通过1对2映射进行2次时间重复，即，通过将长度为62的主同步信号序列映射到每隔一个的资源元素，或每2个资源元素中的1个资源元素，如图3A所示。类似的观察结果适用于1对X映射，即，在时域中有X次时间重复。时间重复因子X由NSF＝Δf2/Δf1给出。NSF时间重复波形在离散形式和连续形式上满足以下至少一个：
Figure GDA0001953767010000074
s(t+qTS2)＝s(t),0≤t≤TS2，q＝0，1,…,NSF-1(4b)
其中，TS2＝1/Δf2对应于具有子载波间隔Δf2的正交频分复用符号持续时间，N是诸如快速傅里叶变换(fast Fourier transformation,FFT)大小的正整数。
在图3B的示例中，子载波间隔值是30KHz。对于诸如30KHz的大子载波间隔值，长度为62的主同步信号序列被映射到每个资源元素d(0)到d(61)。结果信号由下式给出：
Figure GDA0001953767010000081
以上说明了在不考虑归一化值的情况下，来自等式(5)的结果信号与来自等式(3)的信号相同，其中，差异在于来自等式(3)的信号是来自等式(5)的信号的2次时间重复。这通过图4中的图表进一步说明。
图4中所示的图表表示时域信号400，该时域信号400是主同步信号序列到子载波间隔为15KHz的每隔一个的资源元素的映射和以局部化或连续方式进行的子载波间隔为30KHz的主同步信号序列映射的结果。时域信号400的部分402表示映射到子载波间隔为30KHz的每个资源元素(1:1资源元素映射)的长度为62的主同步信号。时域信号400的部分404表示映射到子载波间隔为15KHz的每隔一个的资源元素(1:2资源元素映射)的长度为62的主同步信号，时域信号400的部分404是相同长度为62的主同步信号到子载波间隔为30KHz的每个资源元素的映射的2次时间重复。如图4的示例所示，时域信号400的部分402的时域信号和部分404的时域信号基本相同。
图5A和图5B分别示出了用于小子载波间隔和大子载波间隔的正交频分复用符号的示例性时间重复属性。在图5A中，示出了用于小子载波间隔值Δf1(该示例中为15KHz)的频域1对X映射所产生的时间重复属性。图5A中的正交频分复用符号502之前是循环前缀(cyclicprefix,CP)，并且通过将同步信号序列映射到子载波间隔为15KHz的每隔一个的资源元素来生成该正交频分复用符号502。图5A示出了正交频分复用符号502的2次重复属性。
图5B示出了大子载波间隔值(该示例中为30KHz)的时间重复操作。为了生成用于大子载波间隔值Δf2(例如30KHz)的时间重复信号，长度为62的主同步信号序列以局部化方式进行映射，即，映射到每个资源元素。生成的信号在时域中进一步重复，作为正交频分复用符号512、514。通过将同步信号序列映射到子载波间隔为30KHz的资源元素来生成第一正交频分复用符号512。循环前缀在该第一正交频分复用符号512之前。
第二正交频分复用符号514是第一正交频分复用符号512的立即重复。第二正交频分复用符号514之后是循环扩展(循环后缀)。图5B示出了正交频分复用符号时域中的2次时间重复。信号S1作为信号S2的2次时间重复是时间连续重复。
在一个示例中，无线通信系统支持15/30/60KHz这多个子载波间隔值。最大子载波间隔值取Δf2(60KHz)，其中一个值(例如最小值)选择为Δf1(15KHz)。在此示例中，重复因子NSF＝4。因为可以使用多于2个子载波间隔值将频域同步信号序列映射到资源元素来生成相同的同步信号，因此这是有利的。
图6一般地示出了在接收器装置120处接收的同步信号S1的示例性结构和处理。由于同步信号S1在频域占用和时域占用方面相同，因此对于不同的子载波间隔值，可以在接收装置120处使用公共低通滤波器602和公共基带信号处理器604来处理接收到同步信号S1。在一个实施例中，图6中所示的滤波器602和基带信号处理器604可以耦合至或包括在图1的收发器122和/或处理器124或其组合的一部分中。
在一个实施例中，滤波器602包括基带滤波器，该基带滤波器具有与用于所发送的同步信号S1的子载波间隔无关(即，公共)的通带，并且用于对检测或接收的同步信号S1进行滤波。在经低通滤波器602处理之后，接收的同步信号S1由公共基带信号处理器604处理。处理器604可以包括或包含匹配滤波器，在匹配滤波器中将接收的所发送的同步信号S1的样本与所发送的信号的副本相乘。时域重复因子与用于所发送的同步信号S1的子载波间隔无关(即，是公共的)。
基带信号处理器604的处理通常基于相关性在时域中完成。一种典型的实现是匹配滤波器，在匹配滤波器中将接收的样本与所发送的信号的副本相乘。
典型的同步信号S1被设计为具有良好的相关性属性。当接收的样本r[n]与所发送的信号的副本相乘时，在正确的时序生成相关峰：
Figure GDA0001953767010000091
对于不正确的时序，相关值明显较低。
对时间重复同步波形来说，仅仅具有一个峰的相关特性不成立。在正确的时序有一个主峰P0，即，接收的信号波形与所发送的信号的副本完全重叠。同时，在部分重叠的时序中存在2(N1-1)个侧峰。图7中示出了这种情况的一个示例。
为了避免将侧峰检测为主峰，匹配滤波器应至少在不小于(N1-1)TS2的窗口中考虑相关值，其中TS2是对应于子载波间隔Δf2的符号持续时间。匹配滤波器选择该窗口内的最大值作为主峰，并选择相应时序作为时序信息。
再次参考图3A以及等式(1)，可以观察到1对N1映射不完全均匀地分布在频域中。对于图3A的具体示例，具有直流子载波的正交频分复用波形未映射，参考标号302示出了由仅在一对两个相邻主同步信号映射资源元素d(30)和d(31)之间未映射的2(N1-1)个资源元素表征的映射。参考标号304示出了由在其他对的两个相邻主同步信号映射资源元素(例如d(29)和d(30))的之间未映射的N1-1个资源元素表征的映射。这在图8中进一步说明。在图8中，在中心两个相邻资源元素，即，主同步信号(b)和主同步信号(c)，之间的间隙802中有两个空资源元素，而在诸如主同步信号(a)和主同步信号(b)或主同步信号(c)和主同步信号(d)的其他相邻资源元素之间的间隙804中有一个空资源元素。
映射进一步概括为：
Figure GDA0001953767010000092
其中L是同步信号序列的长度，并且Δ是正整数，N1是由Δf2和Δf1导出的正整数。
对于时域重复，重复的正交频分复用符号与正常的正交频分复用符号不同，因为重复的正交频分复用符号从有用的正交频分复用符号部分而不是循环前缀开始。这确保了为不同子载波间隔生成的时域信号是相同的。图9中示出了其示例。在这个示例中，将正交频分复用符号902重复为正交频分复用符号912。信号S1作为信号S2的2次时间重复是时间连续重复。
可以使用有用的正交频分复用符号912的循环扩展(或循环后缀)914来生成有用正交频分复用符号912末端与下一正交频分复用符号始端之间的信号，以避免载波间干扰(inter-carrier interference,ICI)。此外，重复的正交频分复用符号(从有用的正交频分复用符号912开始并且随后是循环扩展/循环后缀914)中的有用信息部分与正常的正交频分复用符号(从循环前缀904开始并且随后是有用的正交频分复用符号902)不同。不同的有用的正交频分复用符号位置使得接收装置120能够检测子载波间隔。
对于时域重复，可以以预配置方式操控重复的正交频分复用符号。这可以理解为子载波间隔信息由该重复进行编码。可以将由用于同步信号的前一正交频分复用符号生成的任何形式的同步信号视为“重复”。如图9所示，一个示例是使用第一符号902乘以发送装置110和接收装置120都已知的特定值(例如-1)来生成重复的正交频分复用符号912。用于不同子载波间隔值的不同时域重复使得接收装置120能够检测子载波间隔。
在一个示例中，对于使用子载波间隔Δf2的基于正交频分复用的波形，信号S1作为信号S2的NSF次时间重复是时间不连续重复，例如，在信号S2和信号S2的重复之间存在循环前缀。这意味着循环前缀也被重复，这在具有不同子载波间隔值的信号S1的有用的正交频分复用符号时间位置方面产生不同的属性。因为子载波间隔值可以是可检测的，因此这是有利的。
在一个实施例中，载波被划分为若干子带，其中，每个子带对应于同步信号序列被映射到的子带特定的子载波间隔值。子带特定的同步允许接收装置120基于子带访问信道，这可以进一步简化接收装置120的操作。例如，在这种情况下，接收装置120可以使用特定子带带宽而不是整个下行链路带宽来操作。
图10中示出了其示例，该图示出了对于不同子载波间隔值的频域映射的一个示例。在该示例中，对于具有较大子载波间隔Δf2(例如30KHz)的子带M，同一长度为L的同步信号序列141以局部化方式被映射140到每个资源元素d(0)-d(61)，并且在时域中重复150NSF次。
对于图10的顶部所示的具有小子载波间隔值Δf1(例如15KHz)的子带1，长度为L的同步信号序列161被映射到每隔一个的资源元素。参考上面的等式4a和4b，对于每个同步序列，相应的时域重复属性都是适用的。
参考图11A和图11B，在一个实施例中，子载波间隔特定于于同步信号S1。在该实施例中，同步信号S1在频域占用和时域占用方面是相同的。然而，时域信号对于不同的子载波间隔值是不同的。
图11A示出了大子载波间隔值Δf2(例如30KHz)，其中，同一长度为L的同步信号序列171以局部化方式映射到每个资源元素d(0)-d(61)。得到的同步信号1701也在时域中重复1702NSF次。
参考图11B，对于小子载波间隔值Δf1(例如15KHz)，长度为L的同步信号序列181以局部化方式被映射到每个资源元素d(0)-d(61)。为了确保与较大子载波间隔的情况相同的带宽占用，在长度为L的同步信号序列181之前添加保护子载波(guard tone)1102，并在长度为L的同步信号序列181之后添加保护子载波1104。保护子载波1102、1104的资源元素数量为至少(NSF-1)L。
在图11A和图11B的示例中，子载波间隔值Δf1和Δf2的频域占用和时域占用都是相同的。对于子载波间隔Δf230KHz，时域同步信号S1是基本波形S2的2次重复，而对于子载波间隔Δf115KHz，时域同步信号S1通常不是基本波形S2的重复。因此，时域波形是子载波间隔特定的，而至少为对应于一个子载波间隔值(例如30KHz)的载波或子带保持了时域重复属性。
在接收装置120处，可以使用诸如图6的滤波器602的公共低通滤波器来检测同步信号S1。相同长度的时间信号可以用于不同子载波间隔值，这简化了接收器实现。时域信号在两种情况下是不同的，这允许接收装置120使用时域信号来检测子载波间隔。这还允许长期演进用户设备在eNodeB正在使用长期演进子载波间隔(例如15KHz)进行发送时正确地检测同步信号。用户设备可以使用长期演进兼容的低通滤波器。
图12示出了适合于实施所公开实施例的方面的示例性收发器装置1000的框图。收发器装置1000适用于无线网络，并且可以在发送装置110或接收装置120中的一个或多个中实施，例如用于收发器114和/或处理器122。收发器装置可以在网络节点或用户节点中的一个或多个中实施，其中，用户节点可以包括各种类型的移动计算装置，移动计算装置包括诸如蜂窝电话、智能电话、平板装置、和无线连接汽车的各种类型的无线通信用户设备。或者，收发器装置1000可以配置在无线通信网络中的接入节点或基站中或者配置为无线通信网络中的接入节点或基站。
收发器装置1000包括或耦合至处理器或计算硬件1002、存储器1004、射频(radiofrequency,RF)单元1006、和用户接口(user interface,UI)1008。在诸如用于接入节点或基站的某些实施例中，用户接口1008可以从收发器装置1000中移除。当移除了用户接口1008时，可以通过无线或有线网络连接(未示出)远程或本地管理收发器装置1000。
处理器1002可以是单个处理装置或者可以包括多个处理装置，多个处理装置包括专用装置，例如，数字信号处理(digital signal processing,DSP)装置、微处理器、图形处理单元(graphics processing unit,GPU)、专用处理装置、或通用计算机处理单元(general purpose computer processing unit,CPU)。处理器1002通常包括与DSP协同工作的CPU以处理信号处理任务。处理器1002可以用于实现这里描述的任何方法，其中处理器1002可以被实现为关于图1描述的处理器112和124中的一个或多个。
在图12的示例中，处理器1002用于耦合至存储器1004，存储器1004可以是各种类型的易失性和非易失性计算机存储器的组合，例如，只读存储器(read only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁盘或光盘、或者其他类型的计算机存储器。存储器1004用于存储可由处理器1002访问和执行的计算机程序指令，以使得处理器1002执行各种期望的计算机实现的过程或方法，例如这里所描述的方法。
存储器1004中存储的程序指令被组织为程序指令集或程序指令组，程序指令集或程序指令组在行业中被称为诸如程序、软件组件、软件模块、单元等的各种术语。每个模块可以包括一组旨在支持特定目的的功能。例如，软件模块可以是认可类型，例如管理程序、虚拟执行环境、操作系统、应用程序、装置驱动程序、或其他常规的认可类型的软件组件。存储器1004中还包括可以在执行一组计算机程序指令时由处理器1002存储和处理的程序数据和数据文件。
收发器1000还可以包括耦合至处理器1002的射频单元1006，射频单元1006用于基于与处理器1002交换的数字数据1012发送和接收射频信号，并且可以用于与无线网络中的其他节点发送和接收无线信号。在某些实施例中，射频单元1006包括接收器，接收器能够接收和解释从全球定位系统(global positioning system,GPS)中的卫星发送的消息并且用从其他发射器接收的信息运作，以获得与计算装置1000的位置有关的定位信息。为了便于发送和接收射频信号，射频单元1006包括天线单元1010，天线单元1010在某些实施例中可以包括多个天线元件。多个天线1010可以用于支持发送和接收可以用作波束赋形的多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)信号。图10的天线单元1010可以实现为图1所示的天线单元102或天线单元106中的一个或多个。
用户接口1008可以包括诸如触摸屏、小键盘、按钮、语音命令处理器、以及适于与用户交换信息的其他元件的一个或多个用户接口元件。用户接口1008还可以包括显示单元，该显示单元用于显示适合于计算装置或移动用户设备的各种信息，并且可以使用任何合适的显示类型实现，例如有机发光二极管(organic light emitting diodes,OLED)、液晶显示器(liquid crystal display,LCD)、以及诸如发光二极管(light emittingdiodes,LED)或指示灯的较不复杂的元件。
所公开实施例的方面涉及提供可以在诸如新无线载波的载波上发送的同步信号，其中载波能够具有多个子载波间隔值。这里通常描述的同步信号生成方法有利地为子载波间隔值不同的同步信号提供相同的带宽，这允许检测器使用一个统一的低通滤波器。这里描述的同步信号生成方法为不同子载波间隔值提供相同的同步信号序列，这简化了检测器和发射器。这里描述的同步信号生成方法在时域中为不同的子载波间隔值提供相同的同步信号，这允许检测器共享相同的匹配滤波器并因此降低接收器的复杂度。这里描述的同步信号生成方法还为同步信号和在相同载波或相同子带中复用的其他物理信道/信号提供相同的子载波间隔，这避免了载波间干扰，并且简化了发射器的实现。
因此，尽管已示出、描述、和指出了应用于本发明的示例性实施例的本发明的基本新颖特征，应当理解，在不背离所公开发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对所示的装置和方法的形式和细节及其操作进行各种省略、替换、和改变。此外，明确地意图的是，以基本相同的方式执行基本相同的功能以实现相同结果的那些元件的所有组合都在本发明的范围内。此外，应该认识到，结合本发明的任何公开的形式或实施例示出和/或描述的结构和/或元件可以作为设计选择的一般事项并入任何其他公开或描述或建议的形式或实施例中。因此，意图仅限于所附权利要求的范围所指示的范围。

Claims (20)

1.一种用于无线通信系统(100)的发送装置(110)，所述无线通信系统(100)包括对应于多个预定义子载波间隔值的基于正交频分复用OFDM的波形，所述多个预定义子载波间隔值包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2，所述发送装置(110)包括处理器(112)和发射器(114)，其中，所述处理器(112)用于：
从所述多个预定义子载波间隔值中导出至少一个子载波间隔值，所述至少一个子载波间隔值用于生成OFDM符号；
生成包括另一信号S2的NSF次时间重复的信号S1，其中，所述另一信号S2的持续时间为1/Δf2，并且NSF＝Δf2/Δf1是大于1的整数，对于不同子载波间隔值基于同一同步信号序列生成相同的时域同步信号S1；以及
其中，所述发射器(114)用于发送包括S1的OFDM符号。
2.根据权利要求1所述的发送装置(110)，其中，所述处理器(112)还用于从包括至少所述第一子载波间隔值Δf1和至少所述第二子载波间隔值Δf2的所述多个预定义子载波间隔值导出子载波间隔值作为所述第一子载波间隔值Δf1、或所述第二子载波间隔值Δf2、或第三子载波间隔值Δf3，其中所述子载波间隔值用于使用所述基于正交频分复用的波形的发送。
3.根据前述权利要求中任一项所述的发送装置(110)，其中，所述信号S1的持续时间为1/Δf1。
4.根据前述权利要求1-2中任一项所述的发送装置(110)，其中，所述第二子载波间隔值Δf2是所述多个预定义子载波间隔值中的最大值。
5.根据前述权利要求1-2中任一项所述的发送装置(110)，其中，所述信号S2的所述NSF时间重复是所述信号S2的时间连续重复。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的发送装置(110)，其中，所述信号S2的所述NSF时间重复是在所述信号S2和所述信号S2的重复之间具有循环前缀的时间不连续重复。
7.根据前述权利要求1-2中任一项所述的发送装置(110)，其中，所述处理器(112)用于生成具有循环后缀的所述信号S1。
8.根据前述权利要求1-2中任一项所述的发送装置(110)，其中，所述处理器(112)用于通过将同步信号序列映射到对应于Δf2的多个频率连续索引的资源元素来生成所述信号S2。
9.根据前述权利要求1-2中任意一项所述的发送装置(110)，其中，所述处理器(112)用于通过将同步信号映序列射到对应于Δf1的资源元素来生成所述信号S1，其中，一个同步信号序列元素被映射到NSF个资源元素中的一个资源元素。
10.根据权利要求9所述的发送装置(110)，其中，所述处理器(112)用于通过将所述同步信号序列的两个元素映射到由{k}、{k+2NSF-1}索引的两个资源元素频率来生成所述信号S1，其中k是整数。
11.根据前述权利要求1-2中任一项所述的发送装置(110)，其中，所述处理器(112)用于在载波中的子带内生成所述信号S1用于同步，其中，在所述载波中有多个子带并且每个子带对应于信号S1。
12.根据前述权利要求1-2中任一项所述的发送装置(110)，其中，所述处理器(112)用于通过将长度为L的同步信号序列映射到对应于Δf1的资源元素并至少保留(NSF-1)L个资源元素来生成信号S3，其中L是正整数。
13.根据前述权利要求1-2中任一项所述的发送装置(110)，其中，所述信号S1用于同步。
14.一种用于无线通信系统(100)的接收装置(120)，所述无线通信系统(100)包括对应于多个预定义子载波间隔值的基于正交频分复用OFDM的波形，所述多个预定义子载波间隔值包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2，所述接收装置(120)包括处理器(122)和接收器(124)，其中，所述接收器(124)用于接收包括信号的OFDM符号，并且其中，所述处理器(122)用于：
从所述OFDM符号检测包括信号S2的NSF时间重复的信号S1，其中，所述信号S2的持续时间为1/Δf1，并且NSF＝Δf2/Δf1是大于1的整数，对于不同子载波间隔值基于同一同步信号序列生成相同的时域同步信号S1；
从所述S1中导出用于传输所述OFDM符号的至少一个子载波间隔值。
15.根据权利要求14所述的接收装置(110)，其中，所述信号S1用于同步，并且所述处理器(122)从检测所述信号S1导出同步信息。
16.一种无线通信系统的发送装置中的方法，所述无线通信系统包括对应于多个预定义子载波间隔值的基于正交频分复用OFDM的波形，所述多个预定义子载波间隔值包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2，所述方法包括：
从所述多个预定义子载波间隔值中导出至少一个子载波间隔值，所述至少一个子载波间隔值用于生成OFDM符号；
生成包括另一信号S2的NSF时间重复的信号S1，其中，所述另一信号S2的持续时间为1/Δf2，并且NSF＝Δf2/Δf1是大于1的整数，对于不同子载波间隔值基于同一同步信号序列生成相同的时域同步信号S1；以及
发送包括S1的OFDM符号。
17.一种用于无线通信系统的接收装置中的方法，所述无线通信系统包括对应于多个预定义子载波间隔值的基于正交频分复用OFDM的波形，所述多个预定义子载波间隔值包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2，所述方法包括：
接收OFDM符号；以及
从所述OFDM符号检测包括信号S2的NSF时间重复的信号S1，其中，所述信号S2的持续时间为1/Δf1，并且NSF＝Δf2/Δf1是大于1的整数，对于不同子载波间隔值基于同一同步信号序列生成相同的时域同步信号S1；
从所述S1中导出用于传输所述OFDM符号的至少一个子载波间隔值。
18.一种用于无线通信系统的发送装置，所述无线通信系统包括对应于多个预定义子载波间隔值的基于正交频分复用OFDM的波形，所述多个预定义子载波间隔值包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2，所述发送装置包括处理器和与所述处理器耦合的存储器，所述存储器用于存储一个或者一个以上的指令，所述指令被配置成由所述处理器执行如下过程：
从所述多个预定义子载波间隔值中导出至少一个子载波间隔值，所述至少一个子载波间隔值用于生成OFDM符号；
生成包括另一信号S2的NSF次时间重复的信号S1，其中，所述另一信号S2的持续时间为1/Δf2，并且NSF＝Δf2/Δf1是大于1的整数，对于不同子载波间隔值基于同一同步信号序列生成相同的时域同步信号S1；以及
发送包括S1的OFDM符号。
19.一种用于无线通信系统的接收装置，所述无线通信系统包括对应于多个预定义子载波间隔值的基于正交频分复用OFDM的波形，所述多个预定义子载波间隔值包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2，所述接收装置包括处理器和与所述处理器耦合的存储器，所述存储器用于存储一个或者一个以上的指令，所述指令被配置成由所述处理器执行如下过程：
接收OFDM符号；以及
从所述OFDM符号检测包括信号S2的NSF时间重复的信号S1，其中，所述信号S2的持续时间为1/Δf1，并且NSF＝Δf2/Δf1是大于1的整数，对于不同子载波间隔值基于同一同步信号序列生成相同的时域同步信号S1；
从所述S1中导出用于传输所述OFDM符号的至少一个子载波间隔值。
20.一种无线通信系统，所述无线通信系统包括对应于多个预定义子载波间隔值的基于正交频分复用OFDM的波形，所述多个预定义子载波间隔值包括至少第一子载波间隔值Δf1和至少第二子载波间隔值Δf2，所述无线通信系统包括：
发送装置，用于从所述多个预定义子载波间隔值中导出至少一个子载波间隔值，生成包括另一信号S2的NSF次时间重复的信号S1，其中，所述另一信号S2的持续时间为1/Δf2，并且NSF＝Δf2/Δf1是大于1的整数；以及，发送包括S1的OFDM符号，对于不同子载波间隔值基于同一同步信号序列生成相同的时域同步信号S1；
接收装置，用于接收所述包括S1的OFDM符号，从所述OFDM符号检测包括信号S2的NSF时间重复的信号S1，从所述S1中导出用于传输所述OFDM符号的至少一个子载波间隔值，其中，所述信号S2的持续时间为1/Δf1，并且NSF＝Δf2/Δf1是大于1的整数。
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