使用頻域處理的無線系統中的異步信令的製作方法

2023-10-11 23:15:34 1

專利名稱：使用頻域處理的無線系統中的異步信令的製作方法
技術領域：
本發明的示例性和非限制性實施方式一般地涉及無線通信系統、方法、設備和計 算機程序，並且更具體地，涉及頻域型系統中節點之間的異步信令，以及降低到異步接收器 的洩露。
背景技術：
這個部分用於為權利要求中所描述的本發明提供背景或上下文。此處的描述可能 包括可以實行的概念，但並非一定是之前已經想到或實現的。因此，除非在這裡特別指出， 本部分所描述的並不是本申請說明書以及權利要求書的現有技術，而且也不會由於包含於 此部分而被承認為現有技術。說明書和/或附圖中出現的各種縮寫定義如下
3GPP第三代合作夥伴計劃
ASC用於異步信令的子載波
CDM碼分復用
CP循環前綴
DL下行鏈路(eNB至UE)
eNBE-UTRAN節點B (演進的節點B)
EPC演進的分組核心
E-UTRAN演進的UTRAN(LTc)
FFT快速傅立葉變換
FIR有限衝擊響應
FSU柔性頻譜使用
HARQ混合自動重複請求
I/Q同相/正交
ICI載波間幹擾
IFFT反相快速傅立葉變換
ISI符號間幹擾
LTE3GPP長期演進
MAC介質訪問控制(層2，L2)
ΜΙΜΟ多輸入多輸出
ΜΜ/ΜΜΕ移動性管理/移動性管理實體
NCO數控振蕩器
Node B基站
0&M操作和維護
OFDM正交頻分復用
OFDMA正交頻分多址
SNRUEULPDCPPHYRBRLCRRCRRMS-GffSC SC-FDMA
分組數據會聚協議 物理(層1，L1) 資源塊
無線鏈路控制 無線資源控制 無線資源管理 服務網關 子載波
單載波，頻分多址 信噪比
用戶設備，例如移動臺或移動終端 上行鏈路(UE至eNB)UTRAN 通用陸地無線接入網國際電信聯盟(ITU)正在為現在被稱為高級國際移動電信(IMT-A)的下一代移動 通信系統規定系統要求。目前3G移動通信系統，包括它們的演進，都在ITU IMT-2000系統 的這方面部分中。IMT-A系統有望在本地區域(LA)中以IG比特/秒的量級提供峰值數據 速率。為了支持這些數據速率，將使用高級MIMO天線技術以便達到高的頻譜效率。此外， 有望使用範圍在大概IOOMHz內的高系統帶寬分配。即使新的頻段有望被分配給IMT-A使用，但高系統帶寬要求將需要不同的系統運 營商共享可獲得的頻譜。這將提出與當前在IMT-2000系統(例如，GSM/UMTS)中所使用的 方法根本不同的方法，在IMT-2000系統中，每個網絡運營商在專用許可的頻段上運營其相 關的網絡。頻譜共享通常被稱為FSU。使用FSU的一個挑戰是在特定的設備A處確定是否可以安全地使用給定的頻譜資 源而不幹擾設備B的接收。更具體地，即使設備A不能直接感應到設備B接收的傳輸，如果 其在自己的傳輸中使用了頻譜資源的相同部分，則其也會造成傳輸接收中的不當幹擾。多個當前的通信系統使用頻域處理。在這樣的系統中，總傳輸帶寬被劃分成多個 子載波，通過與符號長度的倒數成比例的頻率間隔隔開。每個各個子載波的頻譜包括在所 有其他子載波的頻率處的頻譜零點，從而允許接收器與發送器的低複雜度實現。增加循環 前綴(CP)允許接收器一次處理一個符號，儘管發送器與接收器之間的定時只能以有限的 精確性獲知且有可能被多徑反射所模糊。由於OFDM是公知的使用頻域處理的系統，為方便 起見，但非限制性的，這種使用頻域處理的無線系統這裡被稱作「類OFDM系統」。SC-FDMA 是另一 「類OFDM」系統的例子。典型地，頻域處理使用FFT和IFFT實現在接收器和發送器 中，以便轉換時域和頻域之間的信號表示。在類OFDM系統中，一個可能的方式是通過為異步裝置之間的信令分配子載波來 支持鄰近節點之間的信令。此類的子載波將被稱作ASC(「異步子載波」)。無線系統可以 為FSU協調和其他目的使用任意數量的ASC。舉例來說，無線系統可以將12個子載波分組 到一個資源塊(RB)，並為每個資源塊分配一個ASC。所得到的ASC之間180kHz的間隔對頻 率選擇性衰落提供了魯棒性。如果設備是同步的，則在ASC上的消息廣播將不會干擾鄰近子載波上的其他設備的接收。但是，當發送器和接收器異步時，則一個結果可能是對鄰近子載波產生載波間幹擾 (ICI)，由此惡化接收。在出版物「Dual Busy Tone Multiple Access(DBTMA)B A Multiple Access Control Scheme for Ad Hoc Networks」，Z. Haas 等人，IEEE 通信彙刊，Vol 50，No. 6，2002 年6月，其描述了一個使用窄帶寬、帶外音的協調機制。正如出版物"Source separation of asynchronous OFDM signals using superimposed training」，V. Venkateswaran 等人，ICASSP 2007 中所指出，為異步 OFDM 接 收專門增加「訓練」 / 「導頻」信號的概念通常是已知的。該出版物建議提供「疊加訓練序 列」。然而，該序列看起來以CP填充。技術規範3GPP TS 36.211 V8. 3. 0 (2008-05)，第三代合作夥伴計劃；技術規範組 無線接入網絡；演進的通用陸地無線接入(E-UTRA)；物理信道和調製(版本8)描述了根據 E-UTRA (演進的UTRA，也稱為LTE (長期演進))的無線發送器和接收器中的物理信道和調 制處理要求。

發明內容
以下發明內容部分旨在僅是示例性的而非限制性的。通過使用本發明的示例性實施方式，前述和其他問題被克服，並且實現其他優勢。在本發明示例性實施方式的第一方面中，提供一種用於網絡(例如，eNB、UE、接入 節點等)中節點間的異步信令的方法。該方法包括將網絡中用於異步傳輸的消息劃分成多 個符號。符號包括循環前綴。該方法還包括使得多個符號在被分配用於異步傳輸的一個或 多個子載波上傳輸(例如，經由發送器)。給定符號被傳輸以便減小前一符號與給定符號間 的中斷。在本發明示例性實施方式的又一方面中，提供了一種用於網絡中節點間的異步信 令的設備。該設備包括一個或多個處理器；以及包括電腦程式代碼的一個或多個存儲器。 該一個或多個存儲器和電腦程式代碼配置成利用一個或多個處理器，至少使得設備將 網絡中用於異步傳輸的消息劃分成多個符號，其中符號包括循環前綴；並且使得多個符號 在被分配用於異步傳輸的至少一個子載波上經由發送器傳輸，其中給定符號被傳輸以便減 小前一符號與給定符號間的中斷。在本發明示例性實施方式的另一個方面中，提供了一種用於網絡中節點間的異步 信令的計算機可讀介質。該計算機可讀介質有形地編碼有處理器可執行以執行動作的計算 機程序。動作包括將網絡中用於異步傳輸的消息劃分成多個符號。符號包括循環前綴。該 動作還包括使得多個符號在被分配用於異步傳輸的一個或多個子載波上傳輸(例如，經 由發送器)。給定符號被傳輸以便減小前一符號與給定符號間的中斷。在本發明示例性實施方式的另一個方面中，提供了一種用於網絡中節點間的異步 信令的設備。該設備包括用於將網絡中用於異步傳輸的消息劃分成多個符號的裝置。符號 包括循環前綴。該設備還包括用於在被分配用於異步傳輸的一個或多個子載波上傳輸多 個符號的裝置。給定符號被傳輸以便減小前一符號與給定符號間的中斷。


當結合附圖閱讀時，本發明示例性實施方式的前述和其他方面將在下述具體實施 方式中變得更為清晰，其中圖IA和圖1B，統稱為圖1，圖示出FSU中的問題，其中頻譜感應無法檢測到接收器 的存在，而僅能檢測到發送器的存在，並且因此繪出隱藏的節點問題的基礎。圖2示出ISI如何導致異步OFDM接收器，該異步OFDM接收器最終導致ICI，並且 將該情形與由避免ISI和相關ICI的同步接收器使用早晚定時(early and late timing) 窗口進行比較。圖3示出相移用於兩個OFDM符號之間的異步信令的子載波。圖4A、圖4B以及圖4C，統稱為圖4，圖示可以用於實現本發明的一個方面的功能性 模塊的非限制性例子，其中圖4A重現3GPP TS 36. 211，V 8. 3. 0的圖6. 3. 1，並概略性的示出了發送器中產 生符合E-UTRA要求的下行鏈路信號的物理信道處理；圖4B示出本發明的一個示例性實施方式，其形成圖4A中繪出的OFDM信號生成塊 的至少部分；以及圖4C示出實現本發明的一個實施方式的OFDM接收器的部分；圖5是繪出仿真的ICI幅度比子載波索引的示圖；圖6是示出針對於最壞情形(子載波8)和最優(最佳情形)子載波16的異步 ICI頻譜的示圖。圖7重現3GPP TS 36. 300的圖4，並且示出E UTRAN系統的總體架構。圖8示出適用於實踐本發明的示例性實施方式的各種示例性電子設備的簡化框圖。圖9示出例如在圖8所示的示例性用戶設備的更為具體的框圖。圖10是圖示出根據本發明的示例性實施方式的示例性方法的操作，以及包括在 計算機可讀存儲器上的電腦程式指令的執行結果的邏輯流程圖。
具體實施例方式在更為詳細地描述本發明的示例性實施方式之前，請先參考圖示出適用於實踐本 發明的示例性實施方式的各種電子裝置和設備的簡化框圖的圖7-圖9。圖7重現了 3GPP TS 36. 300的圖4. 1，並且示出E-UTRAN系統的總體架構。 E-UTRAN系統包括eNB，其提供針對UE (未示出)的E-UTRAN用戶平面(PDCP/RLC/MAC/PHY) 和控制平面(RRC)協議終端。eNB通過X2接口彼此互連。eNB還通過Sl接口連接至EPC， 更具體地，通過Sl MME接口連接至MME (移動性管理實體)以及通過Sl接口連接至服務網 關(SGW)。Sl接口支持MME/S-GW與eNB之間的多對多關係。eNB主控下述的功能·針對RRM的功能無線承載控制、無線準入控制、連接移動性控制、在UL和DL 二 者中對UE的資源動態分配(調度)；· IP頭部壓縮和用戶數據流的加密；·在UE附著時選擇MME ；·朝服務網關路由用戶平面數據；
·調度和傳輸尋呼消息(源自MME)；·調度和傳輸廣播信息(源自MME或0&M)；以及·針對移動性和調度的測量和測量報告配置。在圖8的無線系統830中，無線網絡835適用於通過無線鏈路832與設備進行通 信，該設備例如稱為UE 810的移動通信設備，其經由網絡接入節點，例如節點B(基站)，並 且更具體的是eNB 820進行通信。網絡835可以包括網絡控制單元(NCE) 840，其可以包括 圖7所示出的MME/S Gff功能性，並且其提供與網絡的連接性，例如電話網絡和/或數據通 信網絡(例如，網際網路838)。UE 810包括控制器(例如計算機或數據處理器(DP) 814)，體現為存儲計算機指令 程序(PROG)818的存儲器(MEM)816的計算機可讀存儲器介質，以及用於經由一個或多個天 線與eNB 820進行雙向無線通信的合適射頻(RF)收發器812。eNB 820也包括控制器(例如計算機或數據處理器(DP) 824)，體現為存儲計算機 指令程序(PROG)^S的存儲器(MEM)^6的計算機可讀存儲器介質，以及用於經由一個或多 個天線與UE 810進行通信的合適RF收發器822。eNB 820經由數據/控制路徑834連接 到NCE 840。路徑834可以實現為圖7中所示出的Sl接口。eNB 820也可以經由數據/控 制路徑836連接到另一個eNB，該路徑836可以實現為圖7中所示出的X2接口。NCE 840包括控制器(例如計算機或數據處理器(DP) 844)，體現為存儲計算機指 令程序(PROG)848的存儲器(MEM)846的計算機可讀存儲器介質。假定PROG 818,828和848中的至少一個包括程序指令，當其被相關的DP執行時， 使設備如下面所詳細討論的那樣根據本發明的示例性實施方式進行操作。也就是說，本發明的示例性實施方式可以至少部分地通過可由UE 810的DP 814 ； eNB 820的DP 824 ；和/或NCE 840的DP 844可執行的計算機軟體來實現，或通過硬體，或 通過軟體和硬體(和固件)的組合來實現。UE 810和eNB 820也可以包括專用處理器，例如信令同步器815和信令同步器 825。通常，UE 810的各種實施方式可以包括但不限於蜂窩電話、具備無線通信能力的 個人數字助理(PDA)、具備無線通信能力的可攜式計算機、諸如具備無線通信能力的數字照 相機的圖像捕捉設備、具備無線通信能力的遊戲設備、具備無線通信能力的音樂存儲與播 放裝置、允許無線網際網路接入和瀏覽的網際網路裝置，以及結合這些功能的組合的可攜式單 元或終端。計算機可讀MEM 816,826和846可以是任何一種適用於本地技術環境的類型，並 且可以利用任何適合的數據存儲技術來實現，例如基於半導體的存儲器設備、快閃記憶體、磁存儲 器設備和系統、光存儲器設備和系統、固定存儲器和可移動式存儲器。DP 814、擬4和844可 以是任何一種適用於本地技術環境的類型，並且作為非限制性的例子，可以包括一個或多 個通用計算機、專用計算機、微處理器、數位訊號處理器(DSP)以及基於多核處理器架構的 處理器。圖9在俯視圖(左)和剖面圖(右)中圖示出示例性UE的進一步細節，並且本發 明可以包括在那些更多特定功能組件的一個或某種組合中。在圖9處，UE 810具有圖形顯 示界面920和圖示為小鍵盤的用戶接口 922，但可以理解的是也包括了在圖形顯示界面920處的觸控螢幕技術和在麥克風擬4處接收的語音識別技術。電源致動器擬6控制用戶打開和 關閉設備。示例性UE 810可以具有顯示為面向前(例如，用於視頻呼叫)但也可以選擇性 地或附加地為面向後(例如，用於捕捉圖像和視頻以便本地存儲)的照相機928。照相機 928由快門致動器930控制，並且可選地由變焦致動器932控制，當照相機928並非處於活 躍模式時，變焦致動器932可替代地用作揚聲器934的音量調節。在圖9的剖視圖中可以看到典型用於蜂窩通信的多個發送/接收天線936。天線 936可以是與UE中的其他無線電設備一起使用的多頻帶。天線936的工作地平面通過跨越 由UE的機殼所包覆的整個空間的遮蔽來示出，但是在一些實施方式中，地平面可能限於較 小的區域，例如布置在其上形成有電源晶片938的印刷線路板上。電源晶片938控制正在 被傳輸的和/或跨其中使用空間分集同時進行傳輸的天線的信道的功率放大，以及放大接 收到的信號。電源晶片938將放大的接收信號輸出至射頻(RF)晶片940，該晶片940解調 和下變頻信號以便進行基帶處理。基帶(BB)晶片942檢測隨後被轉換成比特流並最終被 解碼的信號。對於在設備810中生成並且從其發送的信號，類似的處理逆向發生。來往於照相機擬8的信號經過編碼以及解碼各種圖像幀的圖像/視頻處理器944。 也可以存在單獨的音頻處理器946，用於控制往來於揚聲器934和麥克風擬4的信號。圖形 顯示界面920在用戶接口晶片950的控制下從幀存儲器948刷新，該用戶接口晶片950可 以處理來往於顯示界面920的信號和/或附加地處理來自小鍵盤922和其他地方的用戶輸 入。UE 810的一些實施方式也可以包括例如無線區域網無線電裝置WLAN 937以及藍 牙 .無線電裝置939的一個或多個二級無線電裝置，其可以包括片上天線或耦接到片外天 線。各種存儲器遍布設備，例如隨機存取存儲器RAM 943、只讀存儲器ROM 945，以及在一些 實施方式中例如圖示為存儲卡947的可移動存儲器。各種程序818存儲在這些存儲器的一 個或多個中。位於UE 810內的所有這些組件通常由諸如電池949的可攜式電源來供電。如果體現為UE 810或eNB 820中的單獨實體，則處理器938、940、942、944、946、 950可以以到主處理器814、824的從設備關係操作，主處理器814、擬4則可以是到它們的 主設備關係。本發明的實施方式與DP 814、BB晶片942、RF晶片940和電源晶片938最相 關，儘管注意到其他的實施方式不需要布置在那裡而是可以布置在所示出的各種晶片和存 儲器間或布置在結合針對圖9的上述一些功能的另一處理器內。圖9的任意或所有的這 些各種處理器訪問各種存儲器中的一個或多個，存儲器可以與處理器位於片上或獨立於芯 片。類似的針對於廣於微微網的的網絡上通信的特定功能組件(例如，組件936、938、940、 942-945和947)也可以布置在接入節點820的示例性實施方式中，該接入節點可以具有塔 放天線的陣列而非圖9所示的兩個。注意的是上面描述的各種晶片(例如，938、940、942等)可以組合成少於上面所描 述的數量，並且在最緊湊的情形下，可以將所有的晶片物理地實現在單個晶片內。如上面所提到的，未來的無線系統有望實現FSU，其可以是3GHz範圍內分配給 IMT-A的新的頻譜帶的要求。FSU中的一個挑戰是節點需要持續地檢測彼此的存在，並且初 始是異步的。關於隱藏節點的問題，在FSU系統中，設備A需要確定給定的頻譜資源是否可以被 安全地使用，而不會干擾到不同物理位置中的設備B的接收。即使設備A不能感應設備B接收的傳輸，如果它使用那個頻譜資源進行傳輸，則將會導致不當的幹擾。圖1圖示出三個 設備(節點A、B和C)的環境中的該問題。在圖IA中，注意到節點A在節點C的範圍之外， 因此不能檢測到從節點C到節點B的傳輸(節點C對節點A 「隱藏」)。在圖IB中，如果節 點A決定使用與節點C所使用的相同頻譜，則來自節點A的傳輸能夠嚴重惡化(擁塞)節 點C對節點B的傳輸的接收。隱藏節點問題是僅感應發送器的存在的信道接入機制所固有的。其可以通過使用 允許節點與鄰近節點通信的信令協議來克服，以便防止數據消息的碰撞。如Haas中所描述 的，「忙音信令」就是這種信令協議的一個例子。包括信令以便協調共享信道接入的協議的其他例子是MACAW協議(例如，參見 V. Bharghavan, A. Demers, S.Shenker, L. Zhang, 「 MACAW :a media access protocol for wireless LAN' s 〃，通信架構、協議和應用的會議紀要，第212-225頁，1994年8月31 日-9月2日，倫敦，英國)，以及IEEE 802. 11標準(WLAN)中的RTS/CTS-交換(例如，參見 IEEE 802. 11WG,"Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY) Specifications」，IEEE 802. 11 標準，1999)。一種不同的方式是基於一組共同規則協商相鄰節點之間的無線資源的使用。舉 例來說，已經提出使用遊戲理論的方法來共享無線資源(例如，參見「Game Theory for Wireless Engineers (Synthesis Lectures on Communications)，，，Allen B. MacKenzie, Luiz A. DaSilva，摩根&克萊普爾出版社(2006) ISBN 1598290169)。這種方法經常使用相 鄰節點之間的一些通信手段。儘管已經提出FSU作為其中無線系統從相鄰節點間的信令能力獲益的例子，也還 存在用於非同步信令機制的其他應用。例如，無線系統可以允許每個基站根據小區的大小 來選擇定時參數，例如符號長度或循環前綴長度。非同步信令可以用於傳輸信標信息，允許 行動裝置從兩個基站接收信標，即使它們使用不同的參數進行傳輸。現在討論頻域通信系統中的異步信令。關於同步傳輸，這種系統使用一個CP長度 內的符號同步。如果不滿足該同步，則導致ICI，其中能量從一個子載波洩露進鄰近子載波。 在圖6中示出針對ICI的示例性頻譜。類OFDM系統使用CP，每個符號的尾部重複，例如，在其開始前，放置在前。同步的 接收器對接收到的信號應用時間窗，並且處理窗內的信號。對於無ICI接收，定時窗需要以 CP長度(或少於)的精度同步於符號流。由於處理ASC上的消息的接收器並不與它們的符號定時同步，每次(對應於典型 接收器實現的一個FFT長度)處理的信號長度例如可以包括符號η的尾部，隨後的符號η+1 的循環前綴，以及ASC上符號η+1的開始。實現異步信令的一個可能機制是在每個ASC上傳輸m個相同值的加權重複。接收 器接著從每m個FFT間隔中選出一個，並且使用對應於分配給異步信令的子載波的FFT的 輸出值以便進一步處理。在這種方式中，ASC的時域波形連續跨越符號η和符號η+1的循 環前綴之間的邊界。子載波在任何給定時間都排他性地用於異步信令或用於數據傳輸。異步信令不會 對數據接收造成幹擾，只要ACS的時域波形在由接收器處理的符號長度內是連續的。ASC上 兩個相鄰符號的中斷將出現在數據傳輸的接收窗口內，因為ASC的符號定時不同於相鄰子載波上的數據傳輸的符號定時，並且會導致ICI的產生。圖2示出當接收器異步時如何產生ISI並且導致ICI。波形對應於一個-子載波 OFDM符號的基帶信號，相同的符號重複若干次，並以共同因子加權。在一個符號長度內，子 載波是循環的，但是CP在下一個符號的邊界引入中斷。為了比較，「最小定時」和「最大定 時」示出由同步接收器使用以便避免中斷並且因此避免ICI的兩個極早/晚定時窗。第三 窗口示出異步接收器。如所見到的，兩個符號之間的中斷落入接收間隔並且導致接收器經 歷ICL·在本發明第一示例性實施方式中，ICI被減少或消除，例如，通過子載波選擇減少 向異步接收器的洩露。前面提到的CP相關中斷取決於子載波號(即頻率)。正如下面將解釋的，一些子 載波非常適合於異步接收，因為它們符合(近似地)CP長度內的周期的整數倍。因此，通過 為異步信令選擇適合的子載波，可以降低異步接收器所經歷的ICI。這個示例性實施方式因而提供了一種使用頻域處理的無線系統，其中至少一個選 擇的子載波被分配用於異步通信。在該實施方式中，該至少一個選擇的子載波用於FSU信 令並且基於由使用子載波而產生的幹擾量來選擇。優選地，異步信令的數據速率是同步符 號速率的一小部分(即，FSU信令符號在兩個或兩個以上數據符號的長度上延伸)。在這種 情形下，發送器在若干個OFDM符號的長度上重複每個異步的符號，使用加權因子的預定序 列來進行定標。進一步關於該實施方式，注意到單個的子載波是時域中的正弦波，其號與頻率相 對應。對於每個子載波，符號內包含完整的周期數，從而導致正交性和無ICI接收。ICI的 產生是因為事實上在增加CP後，符號長度加上CP不是完整的周期數。由任何子載波所產生的ICI量取決於中斷中的能量，而該中斷中的能量又取決於 符合CP長度的子載波的周期的數目。然而，對於符合CP長度內整數周期的子載波，將不會 產生ICI。對於具有在一個CP長度內(n+1/2)個周期數的子載波來說，ICI是最大的。子 載波產生的ICI量是子載波號的正弦函數。圖5示出針對LTE系統的仿真的ICI幅度，該LTE系統使用512個FFT頻段、301 個子載波、以7. 84MHz採樣率(I/Q)採樣的31個CP長度。每個交叉對應於一個子載波號。 連續線指示底層的正弦曲線，其可以被理解為從子載波頻率和CP長度生成的差頻。正如所 看到的，子載波0、16、33、50、66等相比較來說是無ICI的並且因此成為異步信令的良好候 選，而其他的子載波(例如子載波8)會導致產生較大量的ICI。圖6比較對於兩個不同子載波的ICI結果的頻譜。根據圖5，子載波#8 (上周期) 相比較於子載波#16 (下周期)來說造成大量的ICI結果，並且因而選擇子載波#16用於 FSU信令，減小ICI量(由於洩露)多於20dB。在本發明的第二示例性實施方式中，ICI被降低或消除，例如，通過使用相移，降低 對異步接收器的洩露。在該實施方式中，通過對用於異步信令的子載波上應用相移，移除兩個符號之間 的中斷。如圖3所示，在每個連續的符號中，時域波形相對於前面的符號「向後」移動一個CP 長度。在典型的OFDM發送器中，相移可以實現為IFFT函數前的複數乘法(也參見圖4B)。如上所討論，以前一符號作為參考的角度來看，移動被認為是遞增的。然而，如果對於所有未來觀察的符號，將相同的符號選擇作為參考，則該移動也可以被看作是累加的。所獲得的時域波形是連續的正弦波。理想地，只要沒有調製信息在用於異步信令 的子載波上傳輸，則這種技術具有完全阻止對異步接收器的ICI的可能性。當有調製時，可 以權衡子載波上的數據速率與其對異步接收器產生的幹擾量。注意數據速率可以低於每 OFDM符號和異步信令子載波一比特。一旦接收器已經獲得了異步傳輸的符號定時(例如，η個OFDM符號的每個塊的開 始，其中在異步信令子載波上傳輸相同數值的加權重複)，可以應用傳輸期間使用的反向相 位旋轉，並且因此能夠在幅度和相位上重建傳輸的值。接收器可以應用復平均，從而相比較 於僅基於幅度的平均來說實現了 SNR的改善。在一個實施方式中，無線系統使用多個ASC，例如，使用15kHz的子載波間隔的無 線系統中的每第12個子載波。發送器通過公共因子對每個ASC內傳輸的功率進行定標，從 而在給定頻帶內的所有ASC傳輸的總功率遵循預定的功率包絡。功率包絡(類似於前面提 到的加權因子的序列)被選擇以便具有有助於檢測的合適自相關屬性。接收器可以在所有的ASC上執行功率檢測並且通過求和各個功率來確定所有ASC 的總功率。接收器之後可以將隨時間變化的和與預定的功率包絡進行比較，確定發送器是 否存在，並且恢復其定時。圖4A再現了技術規範3GPP TS 36. 211的圖6. 3. 1並且提供在生成符合E-UTRA 要求的下行鏈路信號的發送器中的物理信道處理的概略。為了產生一個OFDM符號，資源元 素映射器20產生輸入至OFDM信號發生器22的復採樣向量21。OFDM信號發生器22產生 基帶信號23，其被上變頻至射頻並通過無線鏈路使用天線進行傳輸。向量21的每個元素控 制傳輸信號中的一個子載波的幅度和相位。圖4B所示為本發明的一個示例性實施方式，形成圖4A中的OFDM信號發生塊22的 至少部分。代表資源元素的復採樣向量21被輸入到IFFT處理器30，每個復採樣確定IFFT 輸出信號31的一個子載波的幅度和相位。此外，代表分配用於與異步接收器的信令的子載 波的復採樣向量41由異步子載波發生器32的陣列產生，並且連接至IFFT 30的輸入而非 連接至採樣21。向量41可以包括一個或多個元素。向量41中的每個元素被配置成控制由 IFFT 30產生的一個子載波。那些子載波可以散布在由向量21所控制的子載波之間，並且 可以因此形成非連續頻譜。每個異步子載波發生器32每m個OFDM符號處理異步信令33的一個採樣。內插 器34對每個採樣33插入m-1個零採樣，以每OFDM符號一個採樣的速率輸出信號35。信號 35隨後被濾波器36處理，應用濾波器的脈衝響應作為脈衝整形，得到濾波的信號37。在一 個實施方式中，濾波器36是一個長度為m抽頭的HR濾波器。換句話說，每m個OFDM符號 輸入一個採樣33將在37處產生每OFDM符號一個採樣的序列。數控振蕩器(NCO) 38提供 具有固定幅度和線性時變的相位的信號39給復乘法器40。作為非限制性示例，信號39由
NCPt_
等式i39(u) =描述，其中i是OFDM符號的數目，= VII，k是由異步子載波發生
器32所控制的子載波的數目，Nsymb是除循環前綴外的一個OFDM符號的長度，以及N。p是循 環前綴的長度。圖4C示出實現本發明一個實施方式的OFDM接收器的部分。具有一個OFDM符號(排除循環前綴)的長度的接收到的基帶信號的採樣向量50被輸入到FFT塊51。FFT的輸 出是每個代表一個子載波的復採樣向量52。使用分配用於與異步設備信令的子載波的預 定列表來形成向量53，並且每個這樣的子載波採樣都由一個異步子載波處理器55來處理。 異步子載波處理器55將接收到的復採樣與NCO 57提供的旋轉復矢量56相乘。得到的相 位旋轉採樣58接著被提供用作濾波器59的輸入。在一個實施方式中，濾波器59是長度為 m-2抽頭的HR濾波器。抽取器61從過濾的採樣流60中每m個採樣丟棄m_l個採樣。抽取相位62，即，m 個採樣中保留的一個採樣的索引對於所有子載波處理器55是共同的並且由定時恢復塊63 所提供。在一個實施方式中，定時恢復塊63提供有來自每個各個子載波處理器55的濾波 的採樣流60。在另一實施方式中，定時恢復塊63替代地提供有所有的濾波的採樣流60的 幅度平方的和。在另一個實施方式中，濾波器59是具有若干組濾波器係數的多相HR濾波 器，並且定時恢復塊63控制濾波器59選擇一組多相濾波器係數，從而有效地將信號延遲採 樣長度的一小部分，並且提供能力以便在抽取器61中以子採樣精度重新採樣信號。抽取的採樣64以每m個OFDM符號一個的速率到達，並且被提供給解調和解碼在 分配用於異步信令的子載波上傳輸的消息的處理器塊65。從FFT 51輸出的其他子載波採 樣52被提供給基帶處理(BB)塊M，其被配置以便執行常規的OFDM接收。需要指出的是圖4A、圖4B和圖4C中示出的各種單元可以構建為電路，或者可以由 程序代碼來實現，例如由數位訊號處理器(DSP)執行的代碼，或者它們可以被實現為電路 和程序代碼的組合。圖4A、4B和4C中示出的各種單元可以全部或部分的實現在一個或多 個集成電路晶片/模塊中。本發明各種示例性實施方式的一個方面提供一種使用專用子載波來實現異步設 備的信令的機制，使得對鄰近子載波的載波間幹擾最小化。信令發生在專用子載波上，該專 用子載波可以被單獨地留出以用於異步通信。本發明各種示例性實施方式的另一方面提供一種使用預定的相移來實現異步設 備的信令的機制，該預定的相移被添加到傳輸的信號，以便減小或者消除兩個符號之間的 中斷。本發明的示例性實施方式可以用於實現OFDM系統中的信令音，其中發送器和接 收器相互之間不同步。與V. Venkateswaran等人的建議相比而言，本發明的示例性實施方式支持異步設 備之間的通信以便通過FSU系統設計來最小化幹擾。這些示例性實施方式的一個方面提供了一種使用頻域處理的無線系統、設備和方 法，其中所選擇的子載波被分配用於異步通信。在該系統、設備和方法中，選擇的子載波用 於FSU相關信令。在該系統的一個示例性實施方式中，用於異步通信的子載波是基於它們所產生的 幹擾量來選擇的，並且異步信令的數據速率是同步符號速率的一小部分，使得FSU信令符 號在若干數據符號的長度上延伸。發送器在若干OFDM符號的長度上重複每個異步符號，以 預定的幅度進行加權。在系統、設備和方法的另一示例性實施方式中，時域中的正弦波通過IFFT從頻域 中的復值產生。對於被分配用於異步信令的那些選擇的子載波，相位隨每個OFDM符號旋轉的量與時域波形在一個CP長度內所經過的相角對應。結果是，所選擇的子載波的傳輸時域 信號在OFDM符號之間是連續的，假定頻域值(在相位旋轉前)保持基本不變。在上文中，被選擇的子載波可以用作「忙音」。本發明的各種示例性實施方式提供了一種具有頻域處理的無線系統，其中子載波 被分配用於使用低比特率信號與異步接收器信令，每個具有少於每OFDM符號一比特的數 據據率，每個將會被調製到一個預定的子載波上，並且其中發送器計算並對信號的每個採 樣應用對應於所述子載波的周期長度與CP長度之間的比值的漸進相位旋轉，並且通過將 相位旋轉的採樣插入進IFFT，將其轉化為時域波形。這些示例性實施方式也包含接收器，該接收器使用功率檢測以及與功率模式的相 關性來檢測發送器的存在性以便恢復定時。接收器使用已知由發送器同時使用的所有異步 信令子載波的功率平均，並且結合復平均將發送器的反相相位旋轉應用到來自每個各個異 步信令子載波的後續值。接收器解調每異步信令子載波的數據淨荷並且至少使用數據淨荷 來與發送器進行資源協商。這些示例性實施方式因此提供了一種裝置，用於使用選擇的子載波在異步OFDM 收發器之間信令，該選擇的子載波根據一種處理產生，其中時域中的正弦波形通過IFFT從 頻域中的復值產生，以及用於將每個OFDM符號的選擇的子載波上的相位旋轉對應於時域 波形在一個CP長度內所經過的相角的量。如所指出的，圖4中示出的各種塊可以看作是方法步驟，和/或從電腦程式代碼 的運算所獲得的操作，和/或多個構建成執行相關功能的耦接邏輯電路元件。基於前述，顯然本發明的示例性實施方式提供一種為異步設備提供信令的方法、 設備和電腦程式。圖10是圖示出根據本發明示例性實施方式的方法的操作、電腦程式指令的執 行的結果的邏輯流程圖。根據這些示例性實施方式，一種方法在塊1010處執行將用於網絡 中異步傳輸的消息劃分成多個符號的步驟，其中符號包括循環前綴。在塊1020處執行使得 多個符號在被分配用於異步傳輸的至少一個子載波上傳輸(例如，經由發送器)，其中傳輸 給定符號，從而減小前一符號與給定符號之間的中斷。圖10中所示的各種塊可以被看作是方法步驟，和/或從電腦程式代碼的運行所 獲得的操作，和/或被構建成執行相關功能的多個耦接邏輯電路元件。根據本發明的一個示例性實施方式是一種用於網絡中節點間的異步信令的方法。 該方法包括將網絡中用於異步傳輸的消息劃分成多個符號。符號包括循環前綴。該方法 還包括使得多個符號在被分配用於異步傳輸的一個或多個子載波上傳輸(例如，經由發送 器)。給定符號被傳輸以便減小前一符號與給定符號間的中斷。在上述方法的進一步示例性實施方式中，該方法還包括對多個符號中的至少一個 符號應用相移。在上述方法的任意一個的附加的示例性實施方式中，傳輸包括以一個傳輸頻率進 行傳輸。傳輸周期的長度由傳輸頻率確定並且循環前綴的長度等於整數數目的傳輸周期。在上述方法的任意一個的進一步示例性實施方式中，網絡被配置用於FSU信令。 可以使用至少兩個符號傳輸FSU信令符號。在上述方法的任意一個的附加示例性實施方式中，網絡被配置用於FDD。
在上述方法的任意一個的進一步示例性實施方式中，多個符號包括子集，其包括 至少兩個符號，其中第一符號在子集的每個符號中被重複。該方法也可以包括用加權因子 的序列對子集的每個符號定標。根據本發明的另一示例性實施方式是一種用於網絡中節點間的異步信令的設備。 該設備包括一個或多個處理器；以及包括電腦程式代碼的一個或多個存儲器。該一個或 多個存儲器和電腦程式代碼配置成利用一個或多個處理器，至少使得設備將網絡中用 於異步傳輸的消息劃分成多個符號，其中符號包括循環前綴；並且使得多個符號在被分配 用於異步傳輸的至少一個子載波上經由發送器傳輸，其中給定符號被傳輸以便減小前一符 號與給定符號間的中斷。在上述設備的進一步示例性實施方式中，一個或多個存儲器和電腦程式代碼配 置成，利用一個或多個處理器，還使得設備對多個符號中的至少一個符號應用相移。在上述設備的任意一個的附加的示例性實施方式中，傳輸包括以一個傳輸頻率進 行傳輸。傳輸周期的長度由傳輸頻率確定並且循環前綴的長度等於整數數目的傳輸周期。在上述設備的任意一個的進一步示例性實施方式中，網絡被配置用於FSU信令。 可以使用至少兩個符號傳輸FSU信令符號。在上述設備的任意一個的進一步示例性實施方式中，網絡被配置用於FDD。在上述設備的任意一個的進一步示例性實施方式中，多個符號包括子集，其包括 至少兩個符號，其中第一符號在子集的每個符號中被重複。所述一個或多個存儲器和計算 機程序代碼配置成利用一個或多個處理器，還使得設備利用加權因子的序列對子集的每個 符號定標。在上述設備的任意一個的進一步示例性實施方式中，所述設備還包括配置成在至 少一個子載波上傳輸的發送器。根據本發明的進一步示例性實施方式是一種用於網絡中節點間的異步信令的計 算機可讀介質。該計算機可讀介質有形地編碼有處理器可執行以執行動作的電腦程式。 動作包括將網絡中用於異步傳輸的消息劃分成多個符號。符號包括循環前綴。該動作還包 括使得多個符號在被分配用於異步傳輸的一個或多個子載波上傳輸(例如，經由發送器)。 給定符號被傳輸以便減小前一符號與給定符號間的中斷。在上述計算機可讀介質的進一步示例性實施方式中，動作還包括對多個符號中的 至少一個符號應用相移。在上述計算機可讀介質的任意一個的進一步示例性實施方式中，傳輸包括以一個 傳輸頻率進行傳輸。傳輸周期的長度由傳輸頻率確定並且循環前綴的長度等於整數數目的 傳輸周期。在上述計算機可讀介質的任意一個的附加的示例性實施方式中，網絡被配置用於 FSU信令。可以使用至少兩個符號傳輸FSU信令符號。在上述計算機可讀介質的任意一個的進一步示例性實施方式中，網絡被配置用於 FDD。在上述計算機可讀介質的任意一個的附加的示例性實施方式中，多個符號包括子 集，其包括至少兩個符號，其中第一符號在子集的每個符號中被重複。動作可以還包括利用 加權因子的序列對子集的每個符號定標。
根據本發明的另一示例性實施方式是一種用於網絡中節點間的異步信令的設備。 該設備包括用於將網絡中用於異步傳輸的消息劃分成多個符號的裝置。符號包括循環前 綴。該設備還包括用於在被分配用於異步傳輸的一個或多個子載波上傳輸多個符號的裝 置。給定符號被傳輸以便減小前一符號與給定符號間的中斷。在上述設備的附加的示例性實施方式中，設備還包括用於對多個符號中的至少一 個符號應用相移的裝置。在上述設備的任意一個的進一步示例性實施方式中，傳輸包括以一個傳輸頻率進 行傳輸。傳輸周期的長度由傳輸頻率確定並且循環前綴的長度等於整數數目的傳輸周期。在上述設備的任意一個的附加的示例性實施方式中，網絡被配置用於FSU信令。 可以使用至少兩個符號傳輸FSU信令符號。在上述設備的任意一個的進一步示例性實施方式中，網絡被配置用於FDD。在上述設備的任意一個的附加的示例性實施方式中，多個符號包括子集，其包括 至少兩個符號，其中第一符號在子集的每個符號中被重複。該設備還包括用於利用加權因 子的序列對子集的每個符號定標的裝置。一般地，各種示例性實施方式可以實施在硬體或專用電路、軟體、邏輯或其任意組 合中。例如，一些方面可以實施在硬體中，而其他方面可以實施在可由控制器、微處理器或 其他計算設備執行的固件或軟體中，但是本發明不限於此。儘管本發明的示例性實施方式 的各個方面可以被示出和描述為框圖、流程圖或使用某個其他的圖形表示，但將理解到作 為非限制性的例子，這裡所描述的這些塊、設備、系統、技術或方法可以實施在硬體、軟體、 固件、專用電路或邏輯、通用硬體或控制器或其他計算設備、或其某個組合之中。同樣地，應該理解本發明的示例性實施方式的至少一些方面可以由例如集成電路 晶片和模塊的各種組件來實施。集成電路的設計基本上是高度的自動化處理。複雜和功能 強大的軟體工具可用於將邏輯層設計轉換成半導體電路設計，以備在半導體襯底上製作。 此類軟體工具能夠使用已很好建立的設計規則以及預先存儲的設計模塊庫來自動地在半 導體襯底上布線和定位組件。一旦用於半導體電路的設計已經完成，則得到的設計可以被 加工為一個或多個集成電路設備。由此應該理解本發明的示例性實施方式可以實現在一個體現為集成電路的設備 中，其中集成電路可以包括電路(以及可能的固件)，用於具體體現數據處理器、數位訊號 處理器、基帶電路以及射頻電路中的至少一個或多個，它們是可配置的，從而根據本發明示 例性實施方式操作。當結合附圖閱讀時，鑑於上面的描述，對本發明前述示例性實施方式進行的各種 修改和改動對相關領域的那些技術人員來說可以變得很明顯。然而，任何和所有的修改仍 將落入本發明的非限制性和示例性實施方式的範圍內。舉例來說，雖然在FSU型系統(例如，IMT-A系統)的環境中描述了上面的各種示 例性實施方式，然而應該可以理解本發明的示例性實施方式並不限於結合這種特定類型的 無線通信系統一起使用，並且它們可以有利地用於其他無線通信系統。應該指出術語「連接」、「耦接，，或任何它們的任意改變，是指兩個或兩個以上元件 之間的任意一種連接或耦接，直接或間接的，並且也可以包括「連接」或「耦接」在一起的兩 個元件之間存在一個或多個中間元件。元件之間的耦接或連接可以是物理的、邏輯的、或它們的組合。如這裡所使用的，通過使用一個或多個電線、電纜和/或印刷電連接，以及通過 使用電磁能量，作為若干非限制性且非窮盡性的例子，例如在射頻域、微波域以及光域(可 見的和不可見的)內具有波長的電磁能量，兩個元件可以認為是「連接」或「耦接」在一起。
另外，本發明的各種非限制性和示例性實施方式的一些特徵可以在沒有相應使用 其他特徵的情況下有利地加以使用。因此，以上描述應當僅視為對本發明的原理、教導和示 例性實施方式進行說明而不是對之進行限制。
權利要求
1.一種方法，包括將網絡中用於異步傳輸的消息劃分成多個符號， 其中符號包括循環前綴；以及使得所述多個符號在被分配用於異步傳輸的至少一個子載波上經由發送器傳輸， 其中給定符號被傳輸以便減小前一符號與所述給定符號間的中斷。
2.根據權利要求1所述的方法，進一步包括對所述多個符號中的至少一個符號應用相移。
3.根據權利要求1所述的方法，其中傳輸包括以一個傳輸頻率進行傳輸，其中傳輸周 期的長度由所述傳輸頻率確定，並且其中所述循環前綴的長度等於整數數目的傳輸周期。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述網絡被配置用於FSU信令。
5.根據權利要求4所述的方法，其中使用至少兩個符號傳輸FSU信令符號。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述網絡被配置用於FDD。
7.根據權利要求1所述的方法，其中所述多個符號包括子集，所述子集包括至少兩個 符號，其中第一符號在所述子集的每個符號中被重複。
8.根據權利要求7所述的方法，進一步包括用加權因子的序列對子集的每個符號定標。
9.一種設備，包括至少一個處理器；以及包括電腦程式代碼的至少一個存儲器，所 述至少一個存儲器和所述電腦程式代碼配置成利用所述至少一個處理器，使得所述設備 執行至少下面將網絡中用於異步傳輸的消息劃分成多個符號，其中符號包括循環前綴；以及 使得所述多個符號在被分配用於異步傳輸的至少一個子載波上經由發送器傳輸，其中 給定符號被傳輸以便減小前一符號與所述給定符號間的中斷。
10.根據權利要求9所述的設備，其中所述至少一個存儲器和所述電腦程式代碼配 置成，利用所述至少一個處理器，進一步使得所述設備執行對所述多個符號中的至少一個 符號應用相移。
11.根據權利要求9所述的設備，其中使得所述多個符號被傳輸包括使得所述多個符 號以一個傳輸頻率進行傳輸，其中傳輸周期的長度由所述傳輸頻率確定，並且其中所述循 環前綴的長度等於整數數目的傳輸周期。
12.根據權利要求9-11中任意一項所述的設備，其中所述多個符號包括子集，該子集 包括至少兩個符號，其中第一符號在所述子集的每個符號中被重複並且其中所述至少一個存儲器和所述電腦程式代碼配置成利用所述至少一個處理器，進 一步使得設備執行利用加權因子的序列對所述子集的每個符號定標。
13.一種計算機可讀介質，其有形地編碼有處理器可執行以執行動作的電腦程式，所 述動作包括將網絡中用於異步傳輸的消息劃分成多個符號， 其中符號包括循環前綴；以及使得多個符號在被分配用於異步傳輸的至少一個子載波上經由發送器傳輸， 其中給定符號被傳輸以便減小前一符號與所述給定符號間的中斷。
14.根據權利要求13所述的計算機可讀介質，進一步包括對所述多個符號中的至少一個符號應用相移。
15.根據權利要求13所述的計算機可讀介質，其中傳輸包括以一個傳輸頻率進行傳 輸，其中傳輸周期的長度由所述傳輸頻率確定，並且其中所述循環前綴的長度等於整數數 目的傳輸周期。
16.根據權利要求13所述的計算機可讀介質，其中所述多個符號包括子集，該子集包 括至少兩個符號，其中第一符號在所述子集的每個符號中被重複，並且操作進一步包括利 用加權因子的序列對所述子集的每個符號定標。
17.根據權利要求13-16中的任意一項所述的計算機可讀介質，其中所述網絡被配置 用於FSU信令。
18.一種設備，包括用於將網絡中用於異步傳輸的消息劃分成多個符號的裝置，其中符號包括循環前綴;以及用於使得在被分配用於異步傳輸的至少一個子載波上傳輸所述多個符號的裝置，其中 給定符號被傳輸以便減小前一符號與所述給定符號間的中斷。
19.根據權利要求18所述的設備，進一步包括用於對所述多個符號中的至少一個符號 應用相移的裝置。
20.根據權利要求18-19的任意一項所述的設備，其中所述多個符號包括子集，該子集 包括至少兩個符號，其中第一符號在所述子集的每個符號中被重複，並且所述設備進一步包括用於利用加權因子的序列對所述子集的每個符號定標的裝置。
全文摘要
描述一種用於網絡中節點間的異步信令的方法。該方法包括將網絡中用於異步傳輸的消息劃分成多個符號。符號包括循環前綴。該方法還包括使得多個符號在被分配用於異步傳輸的一個或多個子載波上傳輸(例如，經由發送器)。給定符號被傳輸以便減小前一符號與給定符號間的中斷。該方法還包括對多個符號中的至少一個符號應用相移。傳輸可以包括以一個傳輸頻率進行傳輸。傳輸周期的長度由傳輸頻率確定並且循環前綴的長度等於整數數目的傳輸周期。還描述了設備和計算機可讀介質。
文檔編號H04W16/14GK102077535SQ200980124720
公開日2011年5月25日 申請日期2009年6月29日 優先權日2008年6月27日
發明者M·嫩特維格 申請人:諾基亞公司