CN1805422B

CN1805422B - 在正交频分复用通信系统中发射/接收前同步序列的方法

Info

Publication number: CN1805422B
Application number: CN2006100011514A
Authority: CN
Inventors: 丁英镐; 郑在学; 南承勋
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2006-01-13
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2026-01-13
Also published as: KR20060082744A; KR100899749B1; EP1681821B1; US20060153282A1; US7539263B2; EP1681821A2; EP1681821A3; CN1805422A

Abstract

在使用多个发射天线的正交频分复用(OFDM)通信系统中，具有第一长度的第一基础序列被分段为不同时间偏移被应用到其的第一数量的第二序列。与第二序列的数量相应的第一前同步序列的子序列被产生。具有第二长度的第二基础序列被分段为不同的时间偏移被应用到其的第二数量的第三序列。与第三序列的数量相应的第二前同步序列的子序列被产生。从第一前同步序列的子序列中选择子序列，并以第一时间间隔通过发射天线发射该子序列。第三预设数量的子序列从第二前同步序列的子序列中选择，并以第二时间间隔被映射并发射到发射天线。

Description

在正交频分复用通信系统中发射/接收前同步序列的方法

技术领域

本发明总的来说涉及一种使用多入多出(MIMO)方案的正交频分复用(OFDM)通信系统，更具体地讲，涉及一种用于在MIMO-OFDM通信系统中发射/接收前同步序列的方法。

背景技术

人们正在进行在用作下一代通信系统的第四代(4G)通信系统中以高传输率基于各种服务质量(QoS)向用户提供服务的大量的研究。在当前的4G通信系统中，正在积极地进行在例如无线局域网(LAN)和城域网(MAN)通信系统的宽带无线接入(BWA)通信系统中支持确保移动性和QoS的高速服务的研究。

人们对于用于在4G通信系统的有线/无线信道中传输高速数据的正交频分复用(OFDM)方案正在进行积极地研究。OFDM方案使用多载波传输数据，是一种用于将串行输入符号流转换为并行信号，将所述并行信号调制到多个正交子载波，并且发射所述正交子载波的多载波调制(MCM)。

为了提供高速和高质量的无线多媒体服务，4G通信系统需要宽带频谱资源。当使用宽带频谱资源时，由于多径传播引起的衰减效应在无线传输路径中严重，并且还在传输带中发生频率选择衰减效应。当提供高速无线多媒体服务时，对于频率选择衰减强壮的OFDM方案具有比码分多址(CDMA)方案更高的增益。因此，在4G通信系统中积极开发OFDM方案是一个趋势。

另一方面，用作支持无线通信服务的系统的无线通信系统包括基站(BS)和移动站(MS)。BS和MS支持使用帧的无线通信服务。因此，BS和MS必须为帧发射和接收获得相互同步。为了同步获得，BS将同步信号发送到MS，从而MS可从BS得知帧的开始。

然后，MS从BS接收同步信号，识别BS的帧定时，并且以识别的帧定时为基础对接收的帧解调。传统地，同步信号使用在BS和MS之间预先达成一致的特定前同步序列。

在OFDM通信系统中前同步序列使用低的峰值平均功率比(PAPR)。前同步被用于执行同步获得、信道估计、BS识别等。

将在下面描述使用低的PAPR的前同步序列被用于OFDM通信系统中的原因。

因为用作多载波通信系统的OFDM通信系统使用多个子载波，发射的信号是独立信号的总和，因此时域信号值的最大功率值和平均功率值的差很大。在OFDM通信系统中，在数据间隔中PAPR值很大，并且在OFDM系统中设置的放大器的线性间隔基于数据间隔中的最大PAPR值被定义。由于当前同步的PAPR设置为低值时，前同步可以以增加了与数据间隔中的最大PAPR的差值的功率被发射，所以信道估计、同步获得、BS识别等的性能可被提高。因此，在前同步间隔中降低PAPR很重要。

在从发射机发射的信号通过无线电信道的同时失真时，接收机接收该失真的发射信号.接收机使用在发射机和接收机之间预设的前同步序列获得时间/频率同步.在信道估计之后，接收机通过快速傅立叶变换(FFT)将与失真的发射信号相应的接收信号解调为频域符号.在解调为频域符号之后，接收机通过源解码和与应用在发射机中的信道编码相关的信道解码将频域符号解码为信息/数据.

OFDM通信系统在所有的帧定时同步、频率同步以及信道估计中使用前同步序列。当然，除了前同步外，OFDM通信系统使用保护间隔、导频子载波等可执行帧定时同步、频率同步以及信道估计。在前同步序列的情况下，已知符号在每一帧或数据突发的开始部分被发射。前同步序列被用于通过数据传输部分的保护间隔和导频子载波来更新估计的时间/频率/信道信息。

将参照图1来描述使用多入多出(MIMO)方案，即多发射天线(Tx.ANT)(例如N_TX个发射天线)和多接收天线(Rx.ANT)(例如N_RX个接收天线)的OFDM通信系统的前同步序列和前同步序列产生方法。

图1示意性地示出使用MIMO方案的传统OFDM通信系统的前同步序列映射结构。

图1示出当形成OFDM通信系统的例如第一和第二BS(BS#1和BS#2)的BS分别使用第一和第二发射天线(Tx.ANT#1和Tx.ANT#2)时的前同步序列映射结构。如图1所示，通过第一BS的第一和第二发射天线发射的前同步序列彼此不同，并且通过第二BS的第一和第二发射天线发射的前同步序列彼此不同。在第一BS中使用的前同步序列，即通过第一BS的第一和第二发射天线发射的前同步序列与在第二BS中使用的前同步序列，即通过第二BS的第一和第二发射天线发射的前同步序列不同。

在用作OFDM通信系统的蜂窝通信系统中，MS必须能够区分多个蜂窝单元。传统地，一个BS能够覆盖多个蜂窝。为了解释的方便，假设一个BS仅覆盖一个蜂窝单元。其结果是，MS必须能够区分多个BS，从而在形成OFDM通信系统的BS中该MS所属的目标BS能够被识别。

因此，OFDM通信系统必须在形成OFDM通信系统的BS之间以及BS的发射天线之间分配不同的前同步序列。每个BS通过多个发射天线，即N_TX个发射天线来发射分配的前同步序列。由于通过如上所述的每一BS的发射天线发射不同的前同步序列，所以MS必须具有基于在每一BS中设置的发射天线的数量的前同步序列。如果形成OFDM通信系统的BS的数量是M，并且M个BS分别配备有N_TX个发射天线，则OFDM通信系统必须配备有M×N_TX种前同步序列。

在这种情况下，OFDM通信系统必须产生M×N_TX种前同步序列。当产生具有预设长度的前同步序列时，OFDM通信系统具有的问题在于，前同步序列之间的最大互相关值和PAPR随着前同步序列的数量增加而增加。

由于MS必须配备有M×N_TX个相关器来区分M×N_TX种前同步序列，所以MS具有的问题在于，其硬件负载增加。存在的问题在于区分BS之间的计算量以及使用相关器的同步获得的计算量根据BS的数量和发射天线的数量线性增加。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种用于在使用多入多出(MIMO)方案的正交频分复用(OFDM)通信系统中发射和接收前同步序列的方法。

本发明的另一目的在于提供一种用于在使用多入多出(MIMO)方案的正交频分复用(OFDM)通信系统中发射和接收具有最小峰值平均功率比(PAPR)的前同步序列的方法。

本发明的另一目的在于提供一种用于在使用多入多出(MIMO)方案的正交频分复用(OFDM)通信系统中发射和接收能够最大化能被区分的基站(BS)的数量的前同步序列的方法.

本发明的另一目的在于提供一种用于在使用多入多出(MIMO)方案的正交频分复用(OFDM)通信系统中发射和接收能够正确执行信道估计的前同步序列的方法。

根据本发明的一方面，提供一种在使用多个发射天线的正交频分复用(OFDM)通信系统中从发射机发射前同步序列的方法，包括以下步骤：将具有第一预设长度的第一基础序列分段为第一预设数量的第二序列；将不同的时间偏移应用到第二序列，并且产生与第二序列的数量相应的第一前同步序列的子序列；将具有第二预设长度的第二基础序列分段为第二预设数量的第三序列；将不同的时间偏移应用到第三序列，并且产生与第三序列的数量相应的第二前同步序列的子序列；从第一前同步序列的子序列中选择特定子序列，并且以第一预设时间间隔通过多个发射天线中的特定发射天线发射特定子序列；和从第二前同步序列的子序列中选择第三预设数量的子序列，以第二预设时间间隔将选择的第二前同步序列的子序列映射并发射到多个发射天线。

根据本发明另一方面，提供一种用于在正交频分复用(OFDM)通信系统的接收机中接收前同步序列的方法，该正交频分复用通信系统包括至少一个使用多个发射天线的发射机和使用至少一个接收天线的接收机，该方法包括以下步骤：接收信号，并将接收信号与第一前同步序列的第一预设数量的子序列相关；基于具有接收信号和第一前同步序列的子序列之间的相关值中的最大相关值的第一前同步序列的子序列获得与接收机所属的发射机的同步；将接收信号与第二前同步序列的第二预设数量的子序列相关；从接收信号和第二前同步序列的子序列之间的相关值中的最大相关值中检测第三预设数量的相关值；和基于映射到检测的相关值的第二前同步序列的子序列来识别接收机所属的发射机。

附图说明

通过下面结合附图进行详细描述，本发明的上述和其他目的和优点将会变得更容易理解，其中：

图1示意性地示出使用多入多出(MIMO)方案的传统正交频分复用(OFDM)通信系统的前同步序列映射结构；

图2示意性地示出根据本发明实施例的MIMO-OFDM通信系统的前同步序列结构；

图3示意性地示出根据本发明实施例的MIMO-OFDM通信系统的第一前同步序列结构；和

图4示意性地示出根据本发明实施例的MIMO-OFDM通信系统的第二前同步序列结构。

具体实施方式

以下将参照附图来在此详细描述本发明优选实施例。在接下来的描述中，仅理解本发明的操作所需的部分将被描述，其他部分为了清楚和简洁被省略。

本发明提出一种在使用多入多出(MIMO)方案的正交频分复用(OFDM)通信系统中发射和接收前同步序列的方法。具体地，本发明提出在使用MIMO方案，即多发射天线(Tx.ANT)(例如N_TX个发射天线)和多接收天线(Rx.ANT)(例如N_RX个接收天线)的OFDM通信系统中用于发射和接收前同步序列的方法.在OFDM通信系统中，将通过第一发射天线(Tx.ANT#1)发射的前同步序列被设置为与将通过其他发射天线，即除了第一发射天线外的第二至第N_TX发射天线(Tx.ANT#2至Tx.ANT#N_TX)发射的前同步序列不同。

使用MIMO方案的OFDM通信系统(以下称为MIMO-OFDM通信系统)在考虑以下几点的同时必须产生用于同步获得、信道估计以及BS识别的前同步序列。

(1)在从MIMO-OFDM通信系统的发射天线发射的前同步序列的多径分量之间必须维持正交性，从而可优化信道估计的性能。

(2)在分配给形成MIMO-OFDM通信系统的BS的前同步序列之间必须最小化互相关，从而可优化BS识别，即BS检测的性能。

(3)前同步序列本身的自相关特性必须优良，从而可优化同步获得的性能。

(4)必须提供低的峰值平均功率比(PAPR)。

基于数据间隔中的最大PAPR值来设计设置在MIMO-OFDM通信系统的发射机中的功率放大器(PA)的线性间隔。由于当前同步的PAPR被设置为低值时可以以增加了与数据间隔中的最大PAPR的差值的功率发射前同步，所以可提高信道估计、同步获得、BS识别等的性能。因此，在前同步间隔中降低PAPR很重要。

(5)必须最小化前同步序列的数量，从而不仅可优化同步获得的性能，而且可最小化接收机的计算量。

在考虑上述几点的本发明中，前同步序列被发射和接收，在其中，将通过第一发射天线发射的前同步序列被设置为与将通过其他发射天线，即第二至第N_TX发射天线发射的前同步序列不同。这里，通过第一发射天线发射的前同步序列称为第一前同步序列(前同步序列#1)，通过第一至第N_TX发射天线发射的前同步序列称为第二同步序列(前同步序列#2)。

将参照图2描述根据本发明实施例的MIMO-OFDM通信系统的前同步序列结构。

图2示意性地示出根据本发明实施例的MIMO-OFDM通信系统的前同步序列结构。

参照图2，本发明提出的前同步序列结构是在其中第一和第二前同步序列被如上所述组合的结构。通过第一发射天线发射第一前同步序列，通过第一至第N_TX发射天线发射第二前同步序列。第一前同步序列用于估计频偏，获得帧同步，发送相关BS或蜂窝单元的蜂窝单元特定信息，并且估计用于第二前同步序列的发射间隔的序列组。由于以下将具体描述蜂窝单元特定信息，所以这里将省略其详细描述。

现在，将在下面具体描述第一前同步序列。

MIMO-OFDM通信系统配备有N_group个第一基础序列以产生第一前同步序列。这里，第一基础序列使用具有优良的自相关特性的序列，例如恒定幅度零自相关(CAZAC)序列或零自相关(ZAC)序列。

第一基础序列使用具有优良自相关特征的序列的原因如下。

CAZAC序列的PAPR是0[dB]，这是因为CAZAC序列的幅度恒定，ZAC序列的PAPR小于3[dB]。即，就PAPR来说CAZAC序列最佳。当相关CAZAC序列和任意CAZAC序列之间的时间差是0，即相关CAZAC序列没有时间差地正确匹配任意CAZAC序列时，自相关值变为峰值。其结果是，序列检测性能最佳，这是因为当CAZAC序列没有正确同步时自相关值变为0。多个(即N_group个)第一基础序列使用从具有相关长度的CAZAC序列获得的具有最小互相关值的多个(即N_group个)序列。相邻BS分配不同的第一基础序列，从而交叉干扰被最小化。

为了解释方便，在本发明中将描述使用CAZAC序列产生第一基础序列的例子。将参照图3来描述根据本发明实施例的MIMO-OFDM通信系统的第一前同步序列结构。

图3示意性地示出根据本发明实施例的MIMO-OFDM通信系统的第一前同步序列结构。

根据本发明实施例的一组第一前同步序列通过在长度N的第一基础序列，即CAZAC序列c＝[c₁c₂…c_N-1c_N]^T中以不同时间偏移对序列进行循环移位变换而形成。即，CAZAC序列c＝[c₁c₂…c_N-1c_N]^T被分段为N_pre1个CAZAC子序列，即第一前同步序列的子序列。任意第i CAZAC子序列c_i，即N_pre1个CAZAC子序列中第一前同步序列的第i前同步子序列，被如方程(1)所示定义。

c_{i} = {[c_{\frac{(i - 1) N}{N_{prel}} + 1} c_{\frac{(i - 1) N}{N_{prel}} + 2} \cdot \cdot \cdot c_{\frac{iN}{N_{prel}} - 1} c_{\frac{iN}{N_{prel}}}]}^{T}

方程(1)

N_pre1个CAZAC子序列以具有不同时间偏移的形式被移位，从而产生第一前同步序列的N_pre1个前同步子序列。这里，第i CAZAC子序列c_i，即第一前同步序列的第i前同步子序列的长度是

并且被设置为等于或大于最大延迟取样的数量，即信道延迟扩展的最大长度L_max，从而防止了前同步序列之间的互相关。

在本发明的实施例中，假设第一前同步序列的长度N相应于512个取样，并且N_pre1是4。如上所述，N_group个BS可使用不同的第一基础序列来分别产生第一前同步序列的N_pre1个子序列。第一前同步序列的子序列从N_pre1个产生的第一前同步序列的子序列中选择，并且选择的第一前同步序列的子序列通过第一发射天线发射。

当第一前同步序列的子序列从产生的N_pre1个第一前同步序列的子序列中选择并且选择的第一前同步序列的子序列通过第一发射天线发射时，每一BS可将蜂窝单元特定信息映射到通过第一发射天线发射的第一前同步序列的子序列索引。蜂窝单元特定信息是在相关蜂窝单元或BS中管理的特定信息。即，特定信息可以是当BS使用时分双工(TDD)方案时，每帧的上行链路和下行链路之比。特定信息显示在表1中。

表1

前同步序列#1-子序列索引	上行链路符号的数量	下行链路符号的数量
前同步序列#1-子序列索引	上行链路符号的数量	下行链路符号的数量	1	2	8
2	4	6	1	2	8
2	4	6	3	6	4
4	8	2	3	6	4

当第一前同步序列的子序列索引是1并且形成该帧的符号的数量是10时，上行链路符号的数量是2并且下行链路符号的数量是8。表1显示映射到第一前同步序列的子序列索引的上行链路符号的数量和下行链路符号的数量。当然，其他蜂窝单元特定信息可被指示。

已经参照图3描述了根据本发明实施例的MIMO-OFDM通信系统的第一前同步序列结构。接下来，将参照图4来描述根据本发明实施例的MIMO-OFDM通信系统的第二前同步序列结构。

根据本发明实施例的一组第二前同步序列通过在长度N的第二基础序列，即CAZAC序列c＝[c₁c₂…c_N-1c_N]^T中以不同时间偏移对序列进行循环移位变换而形成。即，CAZAC序列c＝[c₁c₂…c_N-1c_N]^T被分段为N_pre2个CAZAC子序列，即第二前同步序列的子序列。任意第i CAZAC子序列c_i，即N_pre2个CAZAC子序列中第二前同步序列的第i前同步子序列，被如方程(2)所示定义。

c_{i} = {[c_{\frac{(i - 1) N}{N_{pre 2}} + 1} c_{\frac{(i - 1) N}{N_{pre 2}} + 2} \cdot \cdot \cdot c_{\frac{iN}{N_{pre 2}} - 1} c_{\frac{iN}{N_{pre 2}}}]}^{T}

方程(2)

N_pre2个CAZAC子序列以具有不同时间偏移的形式被移位，从而产生第二前同步序列的N_pre2个前同步子序列。这里，第i CAZAC子序列c_i，即第二前同步序列的第i前同步子序列的长度是并且被设置为等于或大于最大延迟取样的数量，即信道延迟扩展的最大长度L_max，从而防止了前同步序列之间的互相关。

在本发明实施例中，假设第二前同步序列的长度相应于1,024个取样，并且N_pre2是10。如上所示，N_group个BS可使用不同的第二基础序列分别产生第二前同步序列的N_pre2个子序列。与发射天线的数量相应的第二前同步序列的N_TX个子序列从N_pre2个产生的第二前同步序列的子序列中选择，并且通过第一至第N_TX发射天线发射。

如上所述当每一BS从N_pre2个产生的第二前同步序列的子序列中选择第二前同步序列的N_TX个子序列，并且通过第一至第N_TX发射天线将其发射时，通过将通过第二至第N_TX发射天线发射的第二前同步序列的子序列的索引进行组合来定义BS标识符(ID)。

从N_pre2个产生的第二前同步序列的子序列中选择第二前同步序列的N_TX个子序列，并且将其通过第一至第N_TX发射天线发射。另一方面，可通过N_TX个发射天线中的一些发射天线发射第二前同步序列的N_TX个子序列。由于以下将具体地描述这种情况，所以在这里将省略对其的详细描述。

选择用于指示形成MIMO-OFDM通信系统的BS中的BS ID的前同步序列，即第二前同步序列的子序列，彼此不同。即，形成MIMO-OFDM通信系统的BS不同地使用第二前同步序列的子序列，从而可维持发射天线之间以及BS之间的正交性。由于前同步序列使用CAZAC序列，所以PAPR特征优良。

接下来，将更加详细地描述从N_pre2个产生的第二前同步序列的子序列中选择第二前同步序列的N_TX个子序列，并且仅使用N_TX个发射天线中的一些发射天线来发射它们，而不使用全部的第一至第N_TX发射天线发射的情况。

假设通过用于MIMO-OFDM通信系统的任意BS中的N_TX个发射天线的m个发射天线来发射第二前同步序列的固定子序列，其中，N_TX是4，m是2，N_pre2是10。

通过第一至第四发射天线中的第三和第四发射天线发射第二前同步序列的固定子序列。通过第三发射天线发射第二前同步序列的第九子序列。通过第四发射天线发射第二前同步序列的第十子序列。通过剩余发射天线，即除了第三和第四发射天线外的第一和第二发射天线发射第二前同步序列的不同子序列。共计产生第二前同步序列的

种子序列组合。这里，将通过第一和第二发射天线发射的第二前同步序列的子序列的组合指示BS ID，并被称为ID_pre。接下来，将参照表2来描述用于分配与BS ID相应的ID_pre的操作。

表2

ID<sub>pre</sub>	TX.ANT#1	TX.ANT#2	ID<sub>pre</sub>	TX.ANT#1	TX.ANT#2
ID<sub>pre</sub>	TX.ANT#1	TX.ANT#2	ID<sub>pre</sub>	TX.ANT#1	TX.ANT#2	1	前同步序列#2-子序列#1	前同步序列#2-子序列#2	4	前同步序列#2-子序列#2	前同步序列#2-子序列#3
2	前同步序列#2-子序列#1	前同步序列#2-子序列#3	5	前同步序列#2-子序列#2	前同步序列#2-子序列#4	1	前同步序列#2-子序列#1	前同步序列#2-子序列#2	4	前同步序列#2-子序列#2	前同步序列#2-子序列#3
2	前同步序列#2-子序列#1	前同步序列#2-子序列#3	5	前同步序列#2-子序列#2	前同步序列#2-子序列#4	3	前同步序列#2-子序列#1	前同步序列#2-子序列#4	6	前同步序列#2-子序列#2	前同步序列#2-子序列#1

假设第二前同步序列的子序列的数量是6，BS使用4个发射天线，第二前同步序列的固定子序列，即第二前同步序列的第五和第六子序列通过两个发射天线，即第三和第四发射天线发射，如表2所示，使用一个第二基础序列可区分六个BS。

另一方面，如上所述的第二前同步序列被重复多次，并且将通过例如奇数和偶数帧发射的第二前同步序列的组合可指示BS ID。在这种情况下，最

个BS可被区分。假设如表2所示第二前同步序列的固定子序列通过用于MIMO-OFDM通信系统的一个任意BS中的四个发射天线中的两个发射天线发射，BS ID可如表3所示发射。

表3

Cell_ID	ID_1	ID_2	ID_pre	ID_1	ID_2
Cell_ID	ID_1	ID_2	ID_pre	ID_1	ID_2	1	1	1	12	3	3
2	1	2	13	3	4	1	1	1	12	3	3
2	1	2	13	3	4	3	1	3	14	3	5

Cell_ID	ID_1	ID_2	ID_pre	ID_1	ID_2
Cell_ID	ID_1	ID_2	ID_pre	ID_1	ID_2	4	1	4	15	3	6
5	1	5	16	4	4	4	1	4	15	3	6
5	1	5	16	4	4	6	1	6	17	4	5
7	2	2	18	4	6	6	1	6	17	4	5
7	2	2	18	4	6	8	2	3	19	5	5
9	2	4	20	5	6	8	2	3	19	5	5
9	2	4	20	5	6	10	2	5	21	6	6
11	2	6				10	2	5	21	6	6

在表3中，Cell_ID表示BS ID，ID_1表示与奇数帧中产生的ID_pre相应的第二前同步序列的子序列的组合，ID_2表示与偶数帧中产生的ID_pre相应的第二前同步序列的子序列的组合。

接下来，将描述用于使用如上所述的第一和第二前同步序列来执行同步获得、BS识别以及信道估计的操作。

在MIMO-OFDM通信系统中，发射机(例如BS)和接收机(例如用户终端)都使用前同步序列，从而同步获得、BS识别以及信道估计可被执行。当然，除了前同步序列以外，MIMO-OFDM通信系统还可使用保护间隔信号和导频信号来执行同步获得和信道估计。保护间隔信号使用循环前缀方案或循环后缀方案被插入，在循环前缀方案中，时域OFDM符号的最后预定取样被复制并被插入到有效OFDM符号中，在循环后缀方案中，时域OFDM符号的第一预定取样被复制并且被插入到有效OFDM符号中。这里，循环前缀方案和循环后缀方案的预定取样按照基于OFDM通信系统的情况的大小预设。保护间隔信号可被用于使用在其中一个时域OFDM符号的一部分，即一个OFDM符号的第一或最后部分被复制和重复放置的形式来获得接收机接收的OFDM符号的时间/频率同步。

基于互相达成一致的序列形式在每一帧或数据突发的开始部分发射前同步序列。在这种情况下，前同步序列被用于使用数据发射部分中的保护间隔和导频信号的信息来更新估计的同步和信道信息。

MIMO-OFDM通信系统中的同步获得、BS识别以及信道估计的操作的顺序不被具体定义，但是当这些操作以下列顺序执行时操作效率被最大化。

(1)使用保护间隔的频偏和OFDM符号同步获得

(2)使用前同步序列的帧同步获得

(3)使用前同步序列的BS识别

(4)(可选)使用前同步序列的频偏的校准

(5)使用前同步序列的信道估计

除了同步获得和BS识别操作之外的剩余操作与传统MIMO-OFDM通信系统的操作相同。仅本发明的同步获得和BS识别操作与传统MIMO-OFDM通信系统的操作不同。根据本发明，MIMO-OFDM通信系统的用户终端计算接收信号和第一前同步序列的N_pre1个子序列之间的相关值来识别用户终端所属的BS的同步和蜂窝单元特定信息。用户终端从计算的相关值中选择最大相关值，并从具有最大相关值的第一前同步序列的子序列中获得同步和蜂窝单元特定信息。

在本发明中，用户终端计算接收信号和第二前同步序列的N_pre2个子序列之间的相关值以识别用户终端所属的BS。用户终端按降序从选择的相关值中顺序选择n个相关值。用户终端检测来自从用户终端所属的BS发射的前同步序列中的映射到所述n个相关值的第二前同步序列的子序列。

通过映射到所述n个检测的相关值的第二前同步序列的n个子序列的组合来确定用户终端所属的BS的ID。

从以上描述易于理解，本发明可使用多个发射天线在多入多出(MIMO)正交频分复用(OFDM)通信系统中区分最大数量的基站(BS)，优化基于MIMO的天线信道估计，并且产生能够发送蜂窝特定信息的最小峰值平均功率比(PAPR)的前同步序列。最小PAPR的前同步序列的产生能够提高MIMO-OFDM通信系统的总体性能。此外，本发明通过多个发射天线发射前同步序列，从而在MIMO-OFDM通信系统中通过相对简单的计算识别BS，并且执行正确的信道估计。

尽管为了示例性目的已经公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变、添加和替换。因此，本发明不限于上述实施例，而是由所附权利要求连同其等同物的全部范围所定义。

Claims

1.一种在使用多个发射天线的正交频分复用通信系统中从发射机发射前

同步序列的方法，包括以下步骤：

将具有第一预设长度的第一基础序列分段为第一预设数量的第二序列；

将不同的时间偏移应用到第二序列，并且产生与第二序列的数量相应的第一前同步序列的子序列；

将具有第二预设长度的第二基础序列分段为第二预设数量的第三序列；

将不同的时间偏移应用到第三序列，并且产生与第三序列的数量相应的第二前同步序列的子序列；

从第一前同步序列的子序列中选择特定子序列，并且以第一预设时间间隔通过多个发射天线中的特定发射天线发射特定子序列；和

从第二前同步序列的子序列中选择第三预设数量的子序列，并且以第二预设时间间隔将选择的第二前同步序列的子序列映射并发射到多个发射天线。

2.如权利要求1所述的方法，其中，第三预设数量等于发射天线的数量。

3.如权利要求2所述的方法，其中，将选择的第二前同步序列的子序列映射并发射到多个发射天线的步骤包括以下步骤：

将选择的第二前同步序列的子序列一一对应地映射并发射到多个发射天线。

4.如权利要求1所述的方法，其中，第三预设数量小于发射天线的数量。

5.如权利要求4所述的方法，其中，将选择的第二前同步序列的子序列映射并发射到多个发射天线的步骤包括：

将选择的第二前同步序列的子序列一一对应地映射并发射到与第三预设数量相应的发射天线；

同时执行以下步骤：将第二前同步序列的预设的子序列一一对应地映射并发射到除了与第三预设数量相应的发射天线外的其他发射天线。

6.如权利要求1所述的方法，其中，第一基础序列是恒定幅度零自相关序列或零自相关序列。

7.如权利要求1所述的方法，其中，第二基础序列是恒定幅度零自相关序列或零自相关序列。

8.一种用于在正交频分复用通信系统的接收机中接收前同步序列的方法，该正交频分复用通信系统包括至少一个使用多个发射天线的发射机和使用至少一个接收天线的接收机，该方法包括以下步骤：

接收信号，并将接收信号与第一前同步序列的第一预设数量的子序列相关；

基于具有接收信号和第一前同步序列的子序列之间的相关值中的最大相关值的第一前同步序列的子序列获得与接收机所属的发射机的同步；

将接收信号与第二前同步序列的第二预设数量的子序列相关；

从接收信号和第二前同步序列的子序列之间的相关值中的最大相关值中检测第三预设数量的相关值；和

基于映射到检测的相关值的第二前同步序列的子序列来识别接收机所属的发射机。

9.如权利要求8所述的方法，其中，当具有第一预设长度的第一基础序列被分段为第一预设数量的第二序列并且不同的时间偏移被应用到第二序列时，与第二序列的数量相应的第一前同步序列的子序列被产生.

10.如权利要求9所述的方法，其中，第一基础序列是恒定幅度零自相关序列或零自相关序列。

11.如权利要求8所述的方法，其中，当具有第二预设长度的第二基础序列被分段为第二预设数量的第三序列并且不同的时间偏移被应用到第三序列时，与第三序列的数量相应的第二前同步序列的子序列被产生。

12.如权利要求11所述的方法，其中，第二基础序列是恒定幅度零自相关序列或零自相关序列。