CN1511382A

CN1511382A - 用于使用ofdm调制的点到多点通信中的上行链路信道的同步方法

Info

Publication number: CN1511382A
Application number: CNA028103998A
Authority: CN
Inventors: J��V��˹�ƿ��˹; J·V·布拉斯科克拉雷特; ��Τ��˹; J·C·里韦罗因苏亚; ά; J·M·加维勒罗马丁; ��Ī��; S·伊兰佐莫利内罗
Original assignee: Diseno de Sistemas en Silicio SA
Current assignee: Diseno de Sistemas en Silicio SA
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2022-05-21
Also published as: AU2002304583B2; EA200301170A1; WO2002095977A1; JP2004533769A; CN1274095C; ES2188372A1; EP1396945A1; IL158619A0; BR0210050A; EA005608B1; CA2448152A1; KR20030097896A; ES2188372B1; MXPA03010657A; KR100685685B1

Abstract

本发明涉及用于使用OFDM调制的点到多点通信中的上行链路信道的同步方法。该发明方法包含：首先，使用同步序列(3)执行相关于下行链路信道(从头端器设备(1)到用户设备(2))的频率和时间同步；随后，基于所作的估计，校正用户设备的采样频率，执行上行链路的频率同步而头端器设备不作出校正。用户设备确定用于向头端器设备发送OFDM码(7)的时刻(9)，以便使头端器设备在预定瞬间接收所述码。通过询问用户设备来接入上行链路信道。本发明可以在双向通信中使用，用于通过电网络发送数据。

Description

用于使用OFDM调制的点到多点通信中的上行链路信道的同步方法

发明技术领域

本发明涉及电信领域，特别地，它可以应用于头端器(head-end)和多个用户之间的双向通信，以便在上行信道中执行同步，上行信道是用户和头端器之间的链路，其中利用电网络作为通信方式，用于向用户提供多种服务。

发明目标

本发明的目标是提供一种用于电网络中的上行信道的、新型安全的时间和频率同步方法，该方法可以避免通常由高噪声水平和频率选择性引起的问题(所述的高噪声水平和频率选择性是在电网络上的数据发送期间固定存在的)，从而避免在上行信道中产生对于同步的错误指示。

通过本发明中的方法，从在下行信道中接收的信号开始(其中下行信道被定义为从头端器设备发送到用户设备的通信)，实现了频率同步，由此，多个用户发射机在头端器接收机所使用的频率上得到同步，从而使头端器设备不必对频率进行任何校正。

而且，在这里描述的方法包含时间同步，其目的是估计用户设备必须发送OFDM码的时刻，以使头端器设备能在预定的固定时刻上对这些OFDM码进行接收，并且，为了满足该条件，用户设备对发送OFDM码的时刻加以修改，因此，头端器设备不必进行时间上的校正。

因为本发明中描述的上行信道中的同步以在下行信道中执行的同步为基础，所以必须指出，在这里，如上所述的上行中的同步优选地以西班牙专利提交No200102254中描述的下行同步方法为基础。

发明背景

在现有技术中，已知有多种用于对上行信道中的通信进行同步的方法，所述的通信利用OFDM调制，从多个用户设备进行传输，但是这些方法中没有一种方法能达到需要的高水平安全性，进而能避免在点到多点系统中对同步进行错误地指示，其中的发送是通过电网络进行的。

为人们所熟知的是，电网络由于以下的事实而成为了一种不易使用的发送介质：网络上的不同设备的连接和断开会在线路上产生电压峰值和阻抗变化，这会使信道响应随时间发生变化。

在所知道的同步方法中，重要的是应该提到在美国专利N^o5732113中描述的方法，该方法涉及使用分为相等的两部分的一个同步码的一种时间同步方法，其中为了执行同步，在美国专利N^o5732113中描述的方法使用了比本发明提出的采样数量更少的采样数量，并且，与本发明相比，在电网络中非常普遍的脉冲噪声对美国专利N^o5732113描述的方法的同步产生了更大程度的影响，这是由于将这些脉冲噪声定义为影响少量采样的偶然性噪声的事实造成的，因此，如已经提到的，脉冲噪声对美国专利N^o5732113中的方法的影响比对本发明中提出的方法的影响更大，因此，在使用电网络的发送系统中仅使用一个同步码的方法不希望的。

另外，必须要指出的一点是，使用一个同步码意味着由于使用较少数量的采样来执行同步，对同步的计算或估计会有更大的变化。

P.Moose在“一种用于正交频分复用频率偏移校正的技术(Atechnique for orthogonal frequency division multiplexingfrequency offset correction)”(IEEE Trans.on Comm.，vol.42，pp2908-2914，1994年10月)中公开了使用两个相等的码的概念，但是这些码从未被考虑或被用来如本发明中一样地执行时间同步，相反的，Moose使用这两个相同的码来估计模拟变换频率中的误差。

另外，如已经提到过的，通过从下行信道中的频率同步开始来执行上行信道中的频率同步，并且如在西班牙专利提交N^o200101154中指出的，通过相关的反正切来实现的频率同步进而校正模拟变换频率中的误差在现有技术中是公知的，这些现有技术例如是在美国专利N^o5732113中或在Moose所写的文章中描述的技术；但是，在本发明的情况中，频率同步是通过估计每个用户接收机中的模/数转换器中的采样频率误差来实现的，这与现有技术中公知的方法在本质上是不同的。

发明描述

在将电网络作为发送装置的、使用OFDM调制的点到多点发送系统中，为了执行多个用户的上行信道中的频率和时间同步，本发明包含一种频率同步，该频率同步是这样实现的：从对下行信道中的频率同步进行估计开始，对多个用户设备中的采样频率加以校正。另外，本发明包含：在用户设备中执行预补偿，以考虑多个载波在上行信道中被发送时经受的旋转，该旋转是根据载波在下行信道中经受的旋转的估计来计算的。这些特性允许在上行信道中执行频率同步，同时头端器设备不对上行信道中的接收进行校正，这是因为在用户设备中执行了同步。

另外，本发明中的方法包含时间同步，由此，用户设备估计向头端器设备发送OFDM码的时刻，以便使头端器设备能在预定的固定时刻上接收这些OFDM码，这样，从下行信道中接收到的信号执行时间同步，同时头端器设备不必对上行信道中的接收进行校正。

本发明被进一步特征化，因为头端器设备通过分配时隙(时间和/或频率的片断)来询问用户设备，所述用户设备在它们需要发送接入上行信道的请求时对头端器设备进行应答，该头端器在已经请求发送的用户之间分配上行信道中的带宽，并且将该分配发送到用户设备，以便使这些用户设备进行发送而不发生冲突。

时间同步是这样实现的：使用户设备在根据下行信道中接收的信号估计出的时刻上发送OFDM码，以使该头端器设备可以在给定的时刻上接收这些OFDM码，或者至少在一个具有少量采样的时间窗口中接收这些OFDM码，从而避免由于没有为用户信号正确地打开时间窗口(windowing)而引起的干扰。

因此，头端器设备永远不会使接收窗口提前或延迟；相反，它使接收窗口保持在预定的固定时刻，用户设备调整到该固定时刻。

上行信道中的频率同步从下行信道中的频率同步开始执行，这是因为使用了相同的振荡器来在头端器设备和用户设备中生成发送和接收采样频率。

以在用户设备中对在下行信道接收的信号中的每个载波的旋转估计为开始，在用户设备中执行的用于旋转的预补偿是通过一种旋转器(rotor)来实现的，并且为此，每个用户设备在发射机中具有与在接收机中使用的旋转器设备相同的旋转器设备，这两个旋转器设备具有类似的功能。因此，在用户设备中的发射机中的旋转器将会按照与在西班牙专利提交N^o200102254中所描述的相同的方式进行工作。

对旋转的预补偿使得信号就好像在频率上没有误差一样地到达头端器设备，这是因为使用本发明来执行的、对发送进行的旋转预补偿了在电分配网络上发送数据所产生的旋转。

另外，本发明被特征化，这是因为时间同步包含：当头端器设备要求同步序列时，在用户设备生成一个或多个同步序列，并从用户设备向头端器发送所述的一个或多个同步序列；该同步序列由两个相同的同步码组成。通过使最大似然标准最大化(这在现有技术中是已知的)，来在头端器中探测同步序列，因此，根据由多个用户发送的序列采样的最大相关的计算来执行时间同步，其中该最大值被确定为相关峰值的平坦区域的中点，就采样的数目而言，其大小与没有码间干扰(ISI)情况下的循环前缀(一种在传统上被引入用来避免码间干扰的前缀)的采样的数目相同，所有的这些与在下行信道中发生的相同，唯一的差别是该头端器设备知道同步序列从特定的用户设备到达的大概时刻，这是由于：通过在上行信道中为用户分配一个跟在时隙分配消息(SAM)之后的时隙或者分配资源，已经做出了一个实现这一点的先前请求，传统上，该请求是由头端器设备发送到用户设备的，因此，同步序列是在分配给用户的时隙中得以发送的。

上行信道中的时间同步的方法包含一个获取阶段和一个跟踪阶段，其中对多个用户设备中的OFDM码的发送的时刻加以估计，以便使头端器设备在先前确定的固定时刻上接收这些码，正如前面已经提到的。

时间同步获取阶段由一个开环确定，其中从在下行信道中获得的时间同步开始，用户设备对每个OFDM码的发送的开始进行估计；以便在已经估计了在下行信道中接收到的OFDM码的到达时刻的情况下，用户设备对由它的接收机和发射机中的滤波器引入的延迟以及由循环前缀引起的平均误差加以补偿，并且在按照这样一种方式估计的时刻上发送OFDM码，在这种估计方式中，码在电线中的开始时刻在上行信道和下行信道中大致相同。

时间同步跟踪阶段由一个闭环反馈确定，其中头端器设备通过从用户设备接收的信号来估计必须由该用户设备对OFDM码发送加以提前或延迟的采样数目，以便在头端器处可以正好在预期时刻上对这些OFDM码进行接收；因此，在下行信道中，头端器设备将该信息在所执行的计算上作为SAM消息的一个参数向用户设备进行发送，并且以此为开始，用户设备执行OFDM码的发送的所述提前或延迟。

时间同步中的开环得到连续执行，以使由闭环执行的估计对信道引入的延迟进行补偿，从而实现足够的同步。

当头端器设备希望知道哪个用户对通过上行信道进行发送感兴趣的时候，它向这些用户设备分配询问时隙，其中当所涉及的用户设备希望在上行信道中进行发送的时候，该用户设备发送一个预定码(一个指示对询问进行应答的轮询码)。

询问时隙被分为一个或多个码的片断，以便在相同的时间对多个用户设备加以询问，并且，头端器通过SAM将一个片断分配给一个或多个希望询问的用户设备，以使希望进行发送的用户使用该片断而不是一个完整的时隙来对询问进行应答。

当片断占用多于一个的码时，用户在每个片断中只发送一个轮询码，而使片断的其它部分保持无声(silence)，以便当用户设备在时间上没有正确地得到同步、并且在两个不同的片断中进行应答时，在用户的询问应答中不会出现轮询码的重叠。

借助于所接收的信号的相关和先前存储于头端器设备中的轮询码的相关，来探测作为询问请求的响应的轮询码。为了实现这种功能，优选地使用匹配的滤波器。

轮询码具有X个相等的部分，以便在探测期间可以使用具有N/X乘积和延迟的有限响应匹配滤波器，其中N是当用户需要在上行信道中进行发送时，用户在由询问时隙分配的片断中发送的轮询码中的采样数量。

因此，借助于轮询码，头端器设备知道哪个用户设备希望进行发送，因此，如果必要的话，可以借助于SAM来请求同步序列。

提供以下的附图，以便于更好地理解本发明，这些附图同时形成了详细描述和权利要求的不可缺少的一部分，它们提供了本发明的原理的示例性表述，但并不起限制作用。

附图说明

图1示意性地显示了时间同步获取阶段，包含用户设备用于在上行信道中发送的一个开环。

图2详述了在时间同步获取阶段之后在上行信道中的OFDM码发送。

图3显示了借助于闭环执行的时间同步跟踪阶段的时间图。

图4显示了分配询问时隙以确定哪些用户希望进行发送的例子。

图5显示了被用来探测轮询码的滤波器的一个可能的例子。

实施方案详述

接下来是基于上述的附图对本发明的描述。

如前面所叙述的，本发明可以应用于通过电网络在一个头端器1和多个用户2之间进行的双向通信，并且目的之一是提供一种方法，例如在西班牙专利提交N^o20003024中被描述的方法，使得可以在具有正交频分复用(OFDM)调制的点到多点系统中的上行信道中实现同步。

如在现有技术中已知的，头端器设备包含一个模/数转换器，该模/数转换器连接到允许将信号引入电网络中的特定模拟器件(分离器和滤波器)，并且信号通过该模拟器件被发送到不同的用户设备2，在特定模拟器件中，接收机借助于分离器和模拟滤波器从电网络接收信号，并且将该信号给到一个模/数转换器，将这些步骤结合起来就允许了在下行信道中的通信。

类似地，头端器设备的接收机包含一个模/数转换器，用户设备中的发射机也包含一个数/模转换器，以便允许在上行信道中进行通信。

在本发明的一种实施方案中，在头端器接收机和用户发射机中间存在采样频率误差，这是由于在它们的转换器中的振荡器之间存在差别，并且因为该采样频率误差，在这些设备中使用的采样频率将不完全相同。

采样频率中的误差使调制中的每个载波中的星座排列一个码接一个码地发生旋转。而且，采样频率中误差还会在系统中引起衰减和噪声；因此，有必要借助于上行信道中的同步来校正这种误差，以便使头端器接收机中的采样频率与用户设备的发射机中的采样频率相同。

还存在另外一个问题：头端器接收机可以通过与上行信道相关的任意载波从不同的用户接收不同的信息；因此有必要对接收的信号中的全部频谱进行转换。

另外，头端器接收机必须知道用户设备将要发送OFDM码的时刻，并且必须为此执行时间同步，以此来避免由于没有正确地探测用户设备发送的信号而产生的干扰。

采样频率同步在用户设备的发射机中从下行信道中的频率同步开始被执行。

因此，根据下行信道发送的用于使用户接收机同步的参考来执行用户的发射机中的频率同步，如在西班牙专利提交N^o200101154中描述的那样。

头端器设备在下行信道中进行发送时使用的频率与该头端器设备在上行信道中进行接收时使用的采样频率是相同的(或者是它的几倍或几分之一)，因此，与在上行信道中进行接收时使用的标称频率相比，在下行信道中使用的频率具有相同的误差。因此，当用户在下行信道中接收同步信息、且这些用户在频率上同步时，这些用户同时在上行信道中也是在频率上同步的，因此，不需要采取额外的步骤来使在上行信道中向头端器进行发送的多个用户设备在频率上同步。

如在西班牙专利提交N^o200101154中描述的那样，如果在下行信道中，通过VCXO(电压控制的晶体振荡器)来执行频率误差校正，那么在为用户的接收进行频率校正的同时，还在上行信道中为用户的发送执行频率校正，以使这两个信道中的频率校正被同时执行。如果另一方面，在下行信道中的频率误差校正是通过重采样器来执行的，如在西班牙专利提交N^o200101154中描述的那样，那么就有必要在相同的发送中使用类似的重采样器，以便在发送中对这种误差进行预补偿并且确保由头端器设备接收到的信号不会有频率误差。

而且，为了校正上行信道中的载波旋转问题，有必要在头端器设备中为系统中的每个用户使用旋转器，这将会要求有大的存储和处理能力以便用于由上行信道接收的信号，这是因为多个用户通过所述的上行信道同时进行发送，并且因此这是非常难以实现的。

为了对这一困难加以补偿，本发明预见到：本发明的方法对每个用户的发送中的旋转进行预补偿，并且每个用户设备在发射机中包含一个与在它的接收机中使用的相同的旋转器，如已经在西班牙专利提交N^o200101154中描述的那样。

从星座排列对从下行信道接收的信号的每个载波加以旋转的量开始，用户设备的发射机中的旋转器对必须在上行信道中对载波进行多少旋转进行估计。

因此，信号就好像在载波中没有发生旋转一样到达头端器设备，这是因为在通过电网络的发送中产生的旋转已经得到了预补偿。

用户设备的发射机中的旋转器工作原理与在下行信道中实现接收同步中的旋转器工作原理是一样的，并且这种工作原理在已经提到的西班牙专利提交N^o200101154中得以描述。

上行信道中的时间同步包含这样一个阶段：其中用户设备估计向头端器设备发送OFDM码的时刻，以便使头端器设备在预定的固定时刻接收这些OFDM码，也就是说，头端器永远不会使它的接收窗口提前或延迟；相反，用户在它们的发送窗口中进行调整，使OFDM码的发送时刻提前或延迟，以便这些码充分地到达头端器设备的接收窗口。

为了执行这种功能，通过一个获取阶段和一个跟踪阶段来实现上行信道中的时间同步。

时间同步获取阶段由开环来执行，并且包含提取在下行信道中获得的时间同步消息，以便执行上行信道中的时间同步。这并不对系统产生限制，因为与传统上被加入到OFDM码以便避免码间干扰的循环前缀的持续时间相比，所使用的频率在电网络上的传播时间是非常短的。

当接收到头端器设备在下行信道中发送的同步信号的时候，用户设备中的每个发射机估计OFDM码的开始。由于系统设计的原因，这种估计中的误差是负的，即，估计的结果是：所述码的开始在它的实际位置之前，以便始终落在循环前缀中(传统上，该循环前缀位于OFDM码的前面)；由此就避免了由错误估计所引起的码间干扰。当不存在色散信道的时候，估计中的平均误差是循环前缀长度的一半。在色散信道中，例如电网络的情况，误差会小一些，这是因为循环前缀的开始部分受到码间干扰的影响。

从已经被估计为下行信道中的码的开始的时刻开始，单个用户设备插入将在上行信道中进行发送的OFDM码。为此，用户设备中的接收机估计对于下行信道的码的到达时刻，例如，如在前面提到的西班牙专利提交N^o200101154中进行的那样，并且补偿由下行信道中的接收滤波器、上行信道中的发送滤波器以及所犯的平均误差引起的延迟，正如前面提到的，该平均误差是循环前缀的长度的一半。通过这种方式，从用户设备的角度来看，下行信道中的码和上行信道中的码同时在信道中开始。很明显，可以选择在上行信道和下行信道中的码之间的任何其它的时间关系，而不限制在本发明中描述的方法。从头端器的角度来看，下行信道中发送的码和上行信道中接收的码之间的时间差别对应于上行信道和下行信道引入的往返行程延迟。

图1代表了通过开环执行的获取阶段，称作盲获取，其中将在下行信道中发送的同步序列码3的开始4用作用户设备2的时间上的参考，已经使用5对此作出了指示。

图1中的附图标记6代表在下行信道中发送的其余的码(数据，均衡等)。

图2示意性地表示了在上行信道中发送OFDM码7的时刻，根据此信道的同步计算时刻8作为OFDM码7在下行信道中的到达，并且从该时刻8开始，估计何时在上行信道中进行发送9，其中所犯的误差将始终为负，并且该误差代表了8和9之间的差别。在此图中，附图标记10代表循环前缀。

一旦已经执行了盲获取，则通过闭环开始跟踪阶段，这是因为：从下行信道的同步进行的盲获取为何时在上行信道中进行发送提供了时间上的参考，并且由于这种盲获取可能不够精确，所以头端器设备可能不能区分所接收的信号，因为如在前面所描述的那样，头端器设备总在固定的时刻为所接收的信号打开时间窗口。

在盲获取被正确地执行后，从头端器设备的角度来看还有一个未知值，该未知值是由于通过闭环中的时间同步来估计的信道中的往返行程延迟而引起的。

为此，在闭环中执行时间同步，因此，以便为了确保在头端器设备中打开时间窗口的时间将是最优化的，用户必须使发送提前或延迟的一定数量的采样，所述的数量是通过头端器从该用户设备接收到的信号计算的。

该反馈信息在下行信道中作为SAM消息的一个参数发送到用户设备。

这个过程在一个时间图中得到了表述，从下行信道中的同步开始，以便使头端器发送同步序列28，按照所解释的方式执行盲获取12，并且此时，用户设备在接收了头端器发出的SAM消息11和使用某种频率和时间(即上行信道中的一个或多个时隙)的允许之后，对数据和该同步序列(如果头端器已经对此序列提出请求)加以发送，如数字13所代表的。从发自用户设备的同步序列开始，头端器计算必须提前或延迟的采样的数目，以便最佳地打开时间窗口，如数字14所代表的。头端器对来自用户的OFDM码的到达时刻进行探测，并且计算该时刻与该OFDM码应该到达的准确时刻之间的差别。该采样数量上的差别是被发送到所涉及的用户设备的参考，以便使用户对何时发送该码进行校正。

在此之后，头端器发送由附图标记15代表的SAM消息，其中该SAM消息指示用户设备在上行信道中发送OFDM码7时必须包含的提前或延迟。附图标记16代表对由头端器发送的这个信息的探测，其中用户设备执行前面提到过的校正，并且在校正后的时刻上发送OFDM码7，并且作为一个选择，该码可以包含由附图标记17代表的同步序列，以便使OFDM码在打开时间窗口的时候到达头端器，如附图标记18所指示的。

必须指示出：每当在下行信道中探测到同步序列的时候，获取阶段就会被连续地执行，其中按照如前面所述的开环算法来校正发送的时刻。由于在头端器和用户设备之间可能存在采样频率上的某种误差，所以时间窗口的打开缓慢地发生变化，并且有必要在发送提取或延迟很多以致接收机不能正确地打开时间窗口之前通过上述的获取阶段对其进行校正。

在所描述的方法中，头端器必须解决的一个问题包含：对希望在给定时刻进行发送的用户设备的识别。

为了实现这一点，当一个用户想要在上行信道中进行发送的时候，它对下行信道进行监听，并且等待直到头端器1通过包含在SAM消息中的信息26来指示有一个或多个上行信道中的时隙被用于询问。在图4中显示的例子中，询问时隙被分配给所示的三个用户设备2的每个设备，这些设备可能希望进行发送或者可能不希望进行发送。对一个被分为多个片断(fragment)27(其中将每个片断分配给要被询问的用户中的一个用户)的询问时隙19进行分配，当且仅当用户对接入上行信道感兴趣时，每个对发送感兴趣的用户在此时隙中进行应答，并通过发送一个称作轮询码20的预定码来指示对询问时隙19分配的片断中的询问的应答。可以预见，当在时隙19的同一个段中询问来自同一组的多个设备时，用户设备的请求可能发生冲突，并且因此可以实施一种解决争用的方法，或者相反，受到影响的用户可以被留下，以便在晚些时候重新发送它们的接入请求。

将询问时隙19分到片断27中，其大小大于或等于轮询码20的大小，而使片断的其它部分保持无声，以便避免轮询码20的重叠，其中所述的轮询码20响应于多个用户的询问而在多个片断27中进行应答。这样，产生干扰的概率就得到了降低，这是因为用户设备已经通过盲获取在时间上得到了同步，即，以次最佳的形式得到了同步，部分轮询码20可能发生重叠，通过引入无声21来避免这种重叠。

为了探测轮询码20，头端器设备使用一种特殊的设备，这种设备包含如在图5中所示的具有轮询码的形式的滤波器。该滤波器包含一系列延迟22，在询问时隙19中接收到的响应通过这些延迟。

这些延迟22由采样间隔来确定，其中所述的采样间隔是用于对信号进行采样的采样频率的倒数。

延迟32的输出与滤波器系数C_i相乘，滤波器系数与轮询码20的形式相同，因为头端器知道该轮询码。这些系数是组成轮询码的采样的复共轭，以便如果头端器正在接收一个轮询码20，则通过乘法器将这个轮询码20与共轭值相乘，并且将这些乘积通过加法器24相加，就得到最大值，因此就可以探测到轮询码的到达，并且，这可以在头端器中用于指示对于询问消息的响应的到达。

由于N较大，并且必需的产品的数量也较大，所以本发明预见到了要减少操作的数量，所以发送具有X个相等的部分的轮询码20，并且因此不需要有N个乘法器23和延迟22，这是因为所需一切为N/X。当轮询码到达的时候，探测到最大值，并且出现X个最大值。总而言之，对轮询码的探测是通过使接收到的信号和先前存储在头端器设备中的轮询码进行相关来得到执行的，并且所述的轮询码是通过如前面所述的匹配滤波器来探测到的。

当模块25探测到具有大致相同的功率水平并且以N/X采样相隔的总共X个峰值的时候，利用模块25生成一个指示探测到轮询码的信号。

一旦已经探测到有一个或多个用户希望进行发送，则头端器设备通过SAM消息26发送“哪个用户或那些用户可以接入上行信道”以及“可以使用的时隙(时间和/或频率间隔)”，这些SAM消息被周期性地在下行信道中发送，如用于在西班牙专利提交N^o200100916中被描述的方法中的例子，并且如果有必要的话，可以要求在盲获取12后发送同步序列，如已经在前面描述的那样。

Claims

1.用于通过OFDM调制、上行信道实现涉及多个用户设备和头端器设备的通信的同步的方法，该方法可应用于在电网络上实现的双向通信，包含用于向OFDM码(7)加入和从OFDM码(7)中提取循环前缀(10)以便避免码间干扰(ISI)的装置，并且在该方法中，在下行信道中执行频率和时间上的同步，那是通过发送同步序列(3)而进行的从头端器设备(1)到用户设备(2)的通信，其特征在于该方法包含：

-从在下行信道中执行的频率同步的估计开始，通过校正不同用户设备(2)中的采样频率来实现频率同步；以及

-从对载波在下行信道中经受的旋转的估计开始，在用户设备(2)中对不同载波在上行信道中发送时经受的旋转进行预补偿，以便使头端器设备(1)不需要在上行信道中对接收进行校正；

-通过估计OFDM码(7)被发送到头端器的时刻来实现用户设备(2)和头端器设备(1)的时间同步，以便使头端器设备(1)可以在预先固定的时刻接收OFDM码(7)；

-通过头端器分配上行信道中的时间和/或频率间隔、时隙(19)来对用户进行询问，所述的时隙可被分到用于用户设备(2)的询问的片断(27)中，其中当且仅当用户设备(2)希望接入上行信道时，它们才对头端器(1)进行应答；由此，头端器设备(1)将上行信道在接收到的请求之间进行分配，并且将所述分配发送到用户设备(2)，以便使这些用户设备(2)可以进行发送而不发生冲突。

2.根据权利要求1所述的用于通过OFDM调制、上行信道实现涉及多个用户设备和头端器设备的通信的同步的方法，其特征在于它包含使用相同的振荡器来在头端器设备和用户设备中产生采样发送频率和采样接收频率，以便上行信道中的频率误差将会与下行信道中的频率误差成正比，并且在执行上行信道中的频率同步的同时执行下行信道中的频率同步。

3.根据权利要求2所述的用于通过OFDM调制、上行信道实现涉及多个用户设备和头端器设备的通信的同步的方法，其特征在于在用户设备中进行旋转预补偿是通过包含在发射机中的旋转器来执行的，对该预补偿的估计是通过对在用户设备中在下行信道中接收到的信号的每个载波执行的估计而得到的，以便不必在头端器设备中对从多个用户设备接收到的信号进行旋转校正。

4.根据权利要求1所述的用于通过OFDM调制、上行信道实现涉及多个用户设备和头端器设备的通信的同步的方法，其特征在于同步包含：在用户设备(2)生成一个或多个同步序列，并当头端器请求同步序列时将所述的一个或多个同步序列从用户设备(2)发送到头端器(1)；该同步序列由两个相同的同步码组成，并且通过使最大似然估计准则最大化来在头端器中探测所述同步序列，以使时间同步从计算多个用户发送的序列采样的最大相关而开始执行，其中此最大值被确定为相关峰值的平坦区域的中点，其大小就采样数量而言等于没有码间干扰的循环前缀(10)的采样的数量。

5.根据权利要求4所述的用于通过OFDM调制、上行信道实现涉及多个用户设备和头端器设备的通信的同步的方法，其特征在于时间同步包含一个获取阶段和一个跟踪阶段，其中从所执行的一个估计开始，在多个用户设备(2)中修改发送OFDM码(7)的时刻，以便使头端器设备在预定的固定时刻接收所述码。

6.根据权利要求5所述的用于通过OFDM调制、上行信道实现涉及多个用户设备和头端器设备的通信的同步的方法，其特征在于该时间同步获取阶段由一个开环来确定，其中从在下行信道中获得的时间同步开始，用户设备(2)估计(12)每个OFDM码(7)的发送的开始(8)；以便在估计了在下行信道中接收的OFDM码(7)的到达(9)的时刻之后，用户设备补偿由它的接收机和发射机中的滤波器引入的延迟以及由循环前缀(10)造成的平均误差，并且在进行完补偿之后，在估计的时刻(9)发送OFDM码(7)。

7.根据权利要求5和6所述的用于通过OFDM调制、上行信道实现涉及多个用户设备和头端器设备的通信的同步的方法，其特征在于时间同步跟踪阶段由一个闭环来确定，其中头端器设备(14)通过所接收的在时间同步获取阶段由用户设备(2)发送的信号(13)，来估计所述用户设备必须对OFDM码(7)的发送进行提前或延迟的采样的数量，以便恰好在期望的时刻接收这些OFDM码(7)；以便使头端器设备在下行信道中将这个采样数量作为传统上头端器发送到用户设备的SAM消息(26)的一个参数而发送(15)到用户设备，由此，用户设备(16)在发送OFDM码时执行所述的提前或延迟，连续地执行时间同步的开环，以便使由闭环执行的估计对由信道引入的延迟进行补偿。

8.根据权利要求1所述的用于通过OFDM调制、上行信道实现涉及多个用户设备和头端器设备的通信的同步的方法，其特征在于该头端器设备指示多个用户设备何时发送同步序列(3)，并且通过在下行信道中发送的SAM消息来允许时隙，以便可以执行对于用户设备的足够的同步，以便只有在用户被命令发送同步序列的时候，才在上行信道中为该用户探测同步序列。

9.根据权利要求1所述的用于通过OFDM调制、上行信道实现涉及多个用户设备和头端器设备的通信的同步的方法，其特征在于该头端器设备通过将SAM消息(26)发送到多个用户设备(2)来分配询问时隙(19)，所述询问时隙(19)被分到片断(27)中，当所述用户设备需要发送时，所述用户设备在所分配的片断(27)中发送轮询码(20)，以便使头端器确定哪个用户设备希望发送信息并且对用户设备之间的上行信道的分布算法进行优化。

10.根据权利要求9所述的用于通过OFDM调制、上行信道实现涉及多个用户设备和头端器设备的通信的同步的方法，其特征在于该询问时隙(19)被分到大于或等于轮询码(20)的小片断中，以便在同一时间询问多个用户设备，因此，在这种情况下，头端器通过SAM消息将一个片断分配给它希望询问的一个或多个用户设备，并且，其中希望进行发送的用户通过在所分配的片断中的轮询码(20)对该询问进行应答。

11.根据权利要求10所述的用于通过OFDM调制、上行信道实现涉及多个用户设备和头端器设备的通信的同步的方法，其特征在于当一个片断占用一个以上的码的时候，用户在该片断中只发送一个轮询码(20)，而使该片断的其余部分保持无声(21)，以便当如果用户设备没有正确地在时间上得到同步而在两个不同的片断中进行应答时，在对于用户询问的应答中不会出现轮询码(20)的重叠。

12.根据权利要求1和11所述的用于通过OFDM调制、上行信道实现涉及多个用户设备和头端器设备的通信的同步的方法，其特征在于对轮询码(20)的探测是通过接收到的信号的相关和先前存储在头端器设备中的轮询码的相关来执行的，优选为一个匹配滤波器以便执行探测。

13.根据权利要求12所述的用于通过OFDM调制、上行信道实现涉及多个用户设备和头端器设备的通信的同步的方法，其特征在于该轮询码(20)具有X个相等的部分，以便使用具有N/X乘积(23)和延迟(22)的有限响应匹配滤波器，其中N是当用户需要在上行信道中进行发送时，用户在由询问时隙(19)分配的片断中发送的轮询码(20)中的采样数量。