時間基準識別方法

2023-07-15 19:36:46 1

專利名稱：時間基準識別方法
技術領域：
本發明涉及在蜂窩通信網絡中用於由移動終端執行小區定時捕捉的方 法，尤其涉及識別小區定時同步所需的時間基準的方法。本發明優選的實
施方式與OFDM (正交頻分復用)無線通信網絡關聯起來進行說明，但本 發明不限於該例示的實施方式。
背景技術：
在3GPP提出的LTE (long term evolution,長期演進)標準等的 OFDM移動終端中，當對OFDM下行鏈路傳輸進行解碼時，初始小區定 時同步是重要並且必要的步驟。在所提出的該標準下進行動作的系統在很 多情況下被稱為超級3G網絡。
捕捉小區定時的傳統的方法使用網絡的小區同步信道。在該處理中， 移動終端已知同步信道的結構，移動終端通過對該同步信道進行解碼來提 取其他所有的系統參數(例如擾碼和要使用的載波數)。由於同步信道不 能頻繁地進行發送，因此在檢測上需要較長的時間。

發明內容
發明要解決的問題
因此，具備縮短移動終端捕捉小區定時所用時間的方法有時很有利。 希望注意的是，本說明書中的關聯技術的說明並不表示申請人承認該 關聯技術構成本申請優先權日的本技術領域的普通的一般知識的一部分。 用於解決問題的手段
根據本發明的第一方面，可得到一種時間基準識別方法，所述時間基 準是從通信網絡中的發送機接收的信號中的時間基準，所述時間基準識別 方法包括基於至少一個已知的發送參數來生成同步序列的複本；以及將
4所述同步序列的複本與從自發送機接收的信號提取出的序列進行比較，由 此識別從發送機接收的信號中的基準點。
發送機被構成為在多個子載波上發送一個或多個信號，已知的發送參 數包含以下發送參數中的一個或多個導頻信道符號位置、信號的擾碼、 以及信號的子載波映射。
至少一個已知的發送參數能夠從與發送機以前進行的通信中提取。
上述方法包括生成被接收的各個子載波的部分同步序列複本，並將 部分同步序列複本與單一的同步序列複本相結合。同步序列可與預先規定 的發送間隔相對應。
預先規定的發送間隔優選為發送間隙。
在將同步序列的複本與從接收信號中提取出的序列進行比較的步驟 中，可以包括以下步驟按照每個樣本，將同步序列的複本與從接收信號 提取出的序列進行組合，從而確定信號間的峰值相關值。當峰值相關值超 過預定的閾值時，上述方法能夠包括將峰值的時間位置識別為接收信號中 的時間基準。
根據本發明的第二方面，可得到一種使通信網絡的發送機和接收機同 步的方法，包括使用根據本發明第一方面的一個實施方式的方法來識別 從發送機接收的信號中的時間基準；以及參考被識別的時間基準來使接收 機的定時同步。
根據本發明的又一方面，可得到一種與通信網絡進行通信的移動終端 中的方法，包括如上所述嘗試執行與通信網絡的發送機的同步；以及在 上述同步的嘗試失敗了的情況下，使用替代方法來嘗試執行與發送機的同 步。
上述方法優選在移動終端啟動時和/或在發送機的發送參數發生了變化 時執行。
根據本發明的第四方面，可得到一種與通信網絡進行通信的移動終端 中的方法，該方法預先存儲與通信網絡關聯的至少一個已知的發送參數， 並在使移動終端與通信網絡同步時使用上述至少一個已知的發送參數。
上述方法還可以包括使用根據本發明一個實施方式的方法來使移動終端同步。發送參數能夠包括以下發送參數中的一個或多個導頻信道符號位 置、信號的擾碼、以及信號的子載波映射。根據本發明的再一方面，可得到一種包括接收機和處理裝置的移動終 端，其中該處理裝置被構成為使移動終端實施根據本發明上述方面中的任 一個實施方式的方法。下面參考附圖對本發明優選方式的一個示例進行說明，但很顯然本發 明不限於此。


圖1是示出在本發明的一個實施方式中生成複本(replica)同步信號 的方法的圖；圖2是示出在本發明的 一個實施方式中使用的定時檢測方法的圖。
具體實施方式
為了便於說明，在本說明書的整個詳細說明中使用3GPP (第三代合 作夥伴計劃)中所採用的用語，例如用戶設備(User Equipment)和UE。 但本發明不限定於用於依據3GPP標準實施的系統中。本申請的發明人己獲得了在事先知道小區帶寬模式和小區擾碼的情況 下可使用小區的導頻信道進行快速間隙定時(slot timing)檢測的知識。通 常，移動終端在相對於給定的網絡提供者已經被初始化並且最後所使用的 小區被存儲在移動終端中的情況下，事先知道帶寬模式和擾碼。在此情況 下，由於快速同步的可能性高，因此首先通過針對上述"最後所使用"的 小區嘗試執行同步，能夠更高效地進行小區定時。在該初始嘗試失敗了的 情況下，移動終端能夠進入到標準的小區搜索處理中。小區同步通過取得接收信號和由移動終端生成的該信號的複本的互相 關來進行。在優選的實施方式中，複本從已知的導頻信道符號位置、擾 碼、以及子載波映射中提取。圖1示出了本發明的一個實施例中的複本生成方法的一個示例。在複本生成處理中需要進行很多計算。但是，只是在移動終端啟動之後、或者 在輸入參數中的一個參數、例如擾碼被改變時才需要進行複本生成處理。已提出有3GPP LTE間隙包括七個OFDM符號的方案。這些符號的若 幹符號包括在已知的載波、或者時間和頻率的預先規定的位置由具有特定 的相位和振幅的已知的"符號"構成的所謂的"導頻符號"。圖1的複本生成裝置100通過如下將導頻符號的上述已知的時頻矩陣(time-frequency matrix )變換為時域波形，接著，變換為被稱為 sync_pilot—replical的頻域的等同物。在初始步驟102中，為了判斷哪個導 頻符號被接收，使用移動終端已接收的子載波的數目來生成導頻符號序 列。接著，在步驟104中，使用已知的加擾序列對導頻序列進行加擾。在 步驟106中，被使用的子載波按照已知的子載波映射查找表被映射。進行 映射的結果所得到的信號在步驟108中例如通過應用快速傅立葉逆變換(IFFT)而被變換為時域信號。在例示的一個實施方式中，使用7.68MHz 的採樣速率並通過大小為512的IFFT來生成各個OFDM符號並發送該 OFDM符號。此時，對於各OFDM符號的運算按512的FFT大小來處 理。接著，在步驟110中，組成間隙並插入導頻符號。接著，在步驟112 中，例如通過FFT將子幀變換到頻域。按照上述例子，3GPPLTE間隙為 0.5毫秒長，這表示包括3840個樣本。當對整體間隙進行向頻域的變換 時，FFT的大小需為對2取冪所得的整數，因此FFT的大小採用4096。接著，在步驟114中，通過結合(conjugate)符號來生成 sync_pilot_replica輸出。這樣，sync_pilot_replica為已知，能夠按照圖2的流程圖200進行定 時檢測。在步驟202中，首先對在上述例子中包含3840個樣本的輸入數據塊進 行處理，以使其達到與被使用的FFT大小相同的大小。具體而言，通過在 塊中填充(padding)零來將塊擴大到4096個樣本。在步驟204中，通過 填充而得的4096個樣本的數據塊通過FFT被變換為頻域信號。在步驟206中，作為頻域導頻複本的sync_pilot—replica與輸入信號的4096點的FFT進行乘法運算。接著，在步驟208中，該結果通過大小為 4096的逆FFT (IFFT)被變換到時域。該整體運算與在時域上取兩個輸入 信號的互相關在數學上是相同的。接著，通過在步驟210中計算步驟208 的逆FFT (IFFT)的輸出的I分量和Q分量的平方和而在步驟210中求出 相關信號的能量。因此，I2+Q2塊的輸出的結果是相關能量輪廓 (correlation power profile )。12+(^2塊210的輸出是包含銳利的峰值的4096個樣本組。該樣本塊中 的峰值的位置對應於對3840個樣本的輸入塊進行輸入的過程中的間隙邊 界的位置(能夠用於確定間隙定時)。接著，系統執行相關輪廓的分析，確定實際的間隙定時。該分析在步 驟212中通過針對N個間隙的全部累積有關各個樣本位置的能量而開始。 接著，在步驟214中，使用所累積的能量來識別在間隙中的哪個位置存在 峰值。接著，在步驟216中，將識別出的峰值的能量與閾值水平進行比 較，判斷該峰值的能量是否足夠強。當峰值的能量超過閾值水平時，認為 幀的邊緣被識別出。此時通過從所確定的峰值位置減去循環前綴長度，可 確定間隙定時。本發明的特定的實施方式相比於傳統的小區定時確定方法具有非常優 異的性能。由於使用FFT對間隙全體一次性地進行互相關，因此在可有效 地實施FFT的情況下能夠迅速地獲得其結果。在本說明書中公開和定義的本發明應當被理解為可從上述的說明或附 圖中得出的各個特徵中的任意兩個以上特徵的所有等同物的組合。這些不 同的組合均構成本發明的各種等同方案。在本說明書中使用的"包括(comprise)"等用語應當被理解為與 "包含(include)"等同含義的用語。本申請要求以2007年4月5日申請的澳大利亞臨時專利申請第 2007901835號為基礎的優先權，其公開的全部內容被編入到本申請文件 中。
權利要求
1.一種時間基準識別方法，所述時間基準是從通信網絡的發送機接收的信號中的時間基準，所述時間基準識別方法的特徵在於，包括基於至少一個已知的發送參數來生成同步序列的複本；以及將所述同步序列的複本與從自所述發送機接收的所述信號中提取出的序列進行比較，識別從所述發送機接收的所述信號中的基準點。
2. 如權利要求1所述的時間基準識別方法，其特徵在於，所述發送機 被構成為在多個子載波上發送一個或多個信號，所述已知的發送參數包含 以下發送參數中的一個或多個導頻信道符號位置、 所述信號的擾碼、以及 所述信號的子載波映射。
3. 如權利要求1或2所述的時間基準識別方法，其特徵在於，所述至少一個已知的發送參數是從與所述發送機以前進行的通信中提取的。
4. 如權利要求1或2所述的時間基準識別方法，其特徵在於，包括 生成被接收的各個子載波的部分同步序列複本；以及 將所述部分同步序列複本與單一的同步序列複本相結合。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的時間基準識別方法，其特徵在 於，所述同步序列與預先規定的發送間隔相對應。
6. 如權利要求5所述的時間基準識別方法，其特徵在於，所述預先規 定的發送間隔是發送間隙。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的時間基準識別方法，其特徵在 於，在將所述同步序列的複本與從接收信號中提取出的序列進行比較的步 驟中，將所述同步序列的複本按照每個樣本與從所接收的信號中提取出的 所述序列進行組合，從而確定所述信號間的峰值相關值。
8. 如權利要求7所述的時間基準識別方法，其特徵在於，包括 當所述峰值相關值超過預定的閾值時，將所述峰值的時間位置識別為被接收的所述信號中的所述時間基準。
9. 一種使通信網絡的發送機和接收機同步的方法，其特徵在於，包括使用權利要求1至8中任一項所述的方法來識別要從所述發送機接收的信號中的時間基準；以及參考所述被識別的時間基準來使所述接收機定時同步。
10. —種移動通信終端通信方法，用於與通信網絡進行通信的移動終 端，其特徵在於，包括通過權利要求9所述的方法來嘗試執行與所述通信網絡的發送機的同 步；以及在該同步的嘗試失敗了的情況下，使用替代方法來嘗試執行與所述發 送機的同步。
11. 如權利要求10所述的移動終端通信方法，其特徵在於，所述移動 終端通信方法在所述移動終端啟動時和/或在所述發送機的發送參數發生了 變化時被執行。
12. —種移動終端通信方法，用於與通信網絡進行通信的移動終端， 其特徵在於，存儲與所述通信網絡關聯的至少一個已知的發送參數，在使 所述移動終端與所述通信網絡同步時使用所述至少一個已知的發送參數。
13. 如權利要求12所述的移動終端通信方法，其特徵在於，還包括 使用權利要求9或10所述的方法來使所述移動終端同步。
14. 如權利要求13所述的移動終端通信方法，其特徵在於，所述發送 參數包括以下發送參數中的一個或多個-導頻信道符號位置、 信號的擾碼、以及 所述信號的子載波映射。
15. —種移動終端，包括接收機和處理裝置，所述移動終端的特徵在 於，所述處理裝置被構成為使該移動終端實施權利要求1至14中任一項 所述的方法。
全文摘要
提供一種識別由同步信號規定的接收信號中的時間基準的方法，該方法基於已知的發送參數來生成同步序列的複本，並將同步序列的複本和從接收信號中提取出的序列進行比較來識別所述接收信號中的基準點。
文檔編號H04W56/00GK101658009SQ20088001147
公開日2010年2月24日 申請日期2008年4月3日 優先權日2007年4月5日
發明者費利浦·扎力奧 申請人:日本電氣株式會社