СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ПРЕАМБУЛЫ И ДЛЯ ОЦЕНКИ ЦЕЛОЧИСЛЕННОГО УХОДА ЧАСТОТЫ НЕСУЩЕЙ
METHODS AND APPARATUS FOR IDENTIFYING PREAMBLE SEQUENCE AND FOR ESTIMATING INTEGER CARRIER FREQUENCY OFFSET

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее раскрытие в целом относится к системам беспроводной связи. Более точно, настоящее раскрытие относится к способам и устройству для идентификации последовательности преамбулы и для оценки целочисленного ухода частоты несущей в системе беспроводной связи.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Устройства беспроводной связи стали меньше и мощнее, для того чтобы удовлетворять потребностям потребителя и чтобы улучшить портативность и удобство. Потребители стали зависимыми от устройств беспроводной связи, таких как сотовые телефоны, персональные цифровые секретари (PDA), дорожные компьютеры, и тому подобное. Потребители стали ожидать надежного обслуживания, расширенных зон покрытия и повышенных функциональных возможностей. Устройства беспроводной связи могут указываться ссылкой как мобильные станции, станции, терминалы доступа, пользовательские терминалы, терминалы, абонентские узлы, пользовательское оборудование и т.д.
Система беспроводной связи может одновременно поддерживать связь для многочисленных устройств беспроводной связи. Устройство беспроводной связи может осуществлять связь с одной или более базовыми станциями (которые, в качестве альтернативы, могут указываться ссылкой как точки доступа, Узлы В и т. д.) посредством передач по восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Восходящая линия связи (или обратная линия связи) указывает ссылкой на линию связи с устройств беспроводной связи на базовые станции, а нисходящая линия связи (или прямая линия связи) указывает ссылкой на линию связи с базовых станций на устройства беспроводной связи.
Системы беспроводной связи могут быть системами множественного доступа, допускающими поддержку связи с многочисленными пользователями посредством совместного использования имеющихся в распоряжении системных ресурсов (например, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA).
Как указано выше, настоящее раскрытие в целом относится к системам беспроводной связи. Более точно, настоящее раскрытие относится к способам и устройству для идентификации последовательности преамбулы и для оценки целочисленного ухода частоты несущей в системе беспроводной связи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 иллюстрирует пример системы беспроводной связи;
Фиг.2 иллюстрирует пример передатчика и пример приемника для системы OFDM/OFDMA;
Фиг. 3A-3D иллюстрируют пример структуры кадра для системы OFDM/OFDMA;
Фиг.4 иллюстрирует пример приемника OFDM/OFDMA, который сконфигурирован для идентификации последовательности преамбулы и для оценки целочисленного ухода частоты несущей (CFO);
Фиг. 5A и 5B иллюстрируют примеры последовательностей преамбулы, которые могут быть заданы для системы OFDM/OFDMA;
Фиг.5C показывает представление в частотной области преамбулы нисходящей линии связи для системы OFDM/OFDMA IEEE802.16e;
Фиг.6 иллюстрирует еще один пример приемника OFDM/OFDMA, который сконфигурирован для идентификации последовательности преамбулы и для оценки целочисленного ухода частоты несущей (CFO);
Фиг.7 иллюстрирует способ для идентификации последовательности преамбулы и для оценки целочисленного CFO;
Фиг.8 иллюстрирует блоки средства плюс функции, соответствующие способу, показанному на Фиг.7;
Фиг.9 иллюстрирует пример таблицы виртуальных сегментов; и
Фиг.10 иллюстрирует различные компоненты, которые могут использоваться в беспроводном устройстве.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Раскрыт способ для идентификации последовательности преамбулы и для оценки целочисленного ухода частоты несущей. Способ может включать в себя определение сокращенного набора кандидатов целочисленного ухода частоты несущей (CFO), соответствующих принятому сигналу, который включает в себя последовательность преамбулы из набора возможных последовательностей преамбулы. Способ также может включать в себя выполнение операций корреляции по отношению к принятому сигналу и многочисленным переданным сигналам кандидатов. Каждый переданный сигнал кандидата может включать в себя одну из набора возможных последовательностей преамбулы. Каждый переданный сигнал кандидата может соответствовать одному из сокращенного набора кандидатов целочисленного CFO. Значения корреляции могут определяться в результате операций корреляции. Способ также может включать в себя использование значений корреляции для идентификации последовательности преамбулы и для оценки целочисленного CFO.
Также раскрыто беспроводное устройство, которое сконфигурировано для идентификации последовательности преамбулы и для оценки целочисленного ухода частоты несущей. Беспроводное устройство может включать в себя процессор и память на электронной связи с процессором. Команды могут храниться в памяти. Команды могут быть выполнимыми для определения сокращенного набора кандидатов целочисленного ухода частоты несущей (CFO), соответствующих принятому сигналу, который включает в себя последовательность преамбулы из набора возможных последовательностей преамбулы. Команды также могут быть выполнимыми для выполнения операций корреляции по отношению к принятому сигналу и многочисленным переданным сигналам кандидатов. Каждый переданный сигнал кандидата может включать в себя одну из набора возможных последовательностей преамбулы. Каждый переданный сигнал кандидата может соответствовать одному из сокращенного набора кандидатов целочисленного CFO. Значения корреляции могут определяться в результате операций корреляции. Команды также могут быть выполнимыми для использования значений корреляции для идентификации последовательности преамбулы и для оценки целочисленного CFO.
Также раскрыто устройство, которое сконфигурировано для идентификации последовательности преамбулы и для оценки целочисленного ухода частоты несущей. Устройство может включать в себя средство для определения сокращенного набора кандидатов целочисленного ухода частоты несущей (CFO), соответствующих принятому сигналу, который включает в себя последовательность преамбулы из набора возможных последовательностей преамбулы. Устройство также может включать в себя средство для выполнения операций корреляции по отношению к принятому сигналу и многочисленным переданным сигналам кандидатов. Каждый переданный сигнал кандидата может включать в себя одну из набора возможных последовательностей преамбулы. Каждый переданный сигнал кандидата может соответствовать одному из сокращенного набора кандидатов целочисленного CFO. Значения корреляции могут определяться в результате операций корреляции. Устройство также может включать в себя средство для использования значений корреляции для идентификации последовательности преамбулы и для оценки целочисленного CFO.
Также раскрыт компьютерный программный продукт для идентификации последовательности преамбулы и для оценки целочисленного ухода частоты несущей. Компьютерный программный продукт включает в себя машинно-читаемый носитель, содержащий команды на нем. Команды могут включать в себя код для определения сокращенного набора кандидатов целочисленного ухода частоты несущей (CFO), соответствующих принятому сигналу, который включает в себя последовательность преамбулы из набора возможных последовательностей преамбулы. Команды также могут включать в себя код для выполнения операций корреляции по отношению к принятому сигналу и многочисленным переданным сигналам кандидатов. Каждый переданный сигнал кандидата может включать в себя одну из набора возможных последовательностей преамбулы. Каждый переданный сигнал кандидата может соответствовать одному из сокращенного набора кандидатов целочисленного CFO. Значения корреляции могут определяться как результат операций корреляции. Команды также могут включать в себя код для использования значений корреляции для идентификации последовательности преамбулы и для оценки целочисленного CFO.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Способы и устройство настоящего раскрытия могут использоваться в системе широкополосной беспроводной связи. Термин «широкополосный беспроводный» относится к технологии, которая обеспечивает высокоскоростной доступ к сети беспроводной, телефонной связи, Интернет и передачи данных на обширном пространстве.
WiMAX, который означает всемирную совместимость для микроволнового доступа, является основанной на стандартах широкополосной беспроводной технологией, которая обеспечивает широкополосные соединения с высокой пропускной способностью на больших расстояниях. Сегодня есть два основных применения WiMAX: стационарный WiMAX и мобильный WiMAX. Применениями стационарного WiMAX является, дающий возможность многоточечного соединения, широкополосный доступ к домам и коммерческим предприятиям. Мобильный WiMAX предлагает полную мобильность сотовых сетей на широкополосных скоростях.
Мобильный WiMAX основан на технологии OFDM (мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов) и OFDMA (множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов). OFDM является технологией цифровой модуляции многочисленных несущих, которые в последнее время нашли широкое освоение в многообразии систем связи для высокоскоростной передачи данных. При OFDM поток битов передачи делится на многочисленные подпотоки с меньшей скоростью передачи. Каждый подпоток модулируется одной из многочисленных ортогональных поднесущих и отправляется по одному из множества параллельных подканалов. OFDMA является технологией множественного доступа, в которой пользователям назначаются поднесущие в разных временных интервалах. OFDMA является гибкой технологией множественного доступа, которая может согласовывать многих пользователей со значительно меняющимися приложениями, скоростями передачи данных и требованиями к качеству обслуживания.
IEEE 802.16x - организация развивающихся стандартов для определения эфирного интерфейса для стационарных и мобильных систем широкополосного беспроводного доступа (BWA). IEEE 802.16x утвердила «IEEE P802.16-REVd/D5-2004» в мае 2004 года для стационарных систем BWA и опубликовала «IEEE P802.16e/D12 Oct. 2005» в октябре 2005 года для мобильных систем BWA. Эти два стандарта определили четыре разных физических уровня (PHY) и один уровень управления доступом к среде (MAC). PHY OFDM и OFDMA из четырех PHY наиболее популярны в стационарной и мобильной областях BWA соответственно.
Определенные аспекты настоящего раскрытия будут описаны в отношении систем BWA, основанных на технологии OFDM/OFDMA. Однако объем настоящего раскрытия не ограничен такими системами. Способы и устройство, раскрытые в материалах настоящей заявки, могут использоваться в других типах систем беспроводной связи.
Фиг.1 иллюстрирует пример системы 100 беспроводной связи. Система 100 беспроводной связи может быть системой 100 широкополосной беспроводной связи. Система 100 беспроводной связи обеспечивает связь для некоторого количества сот 102, каждая из которых обслуживается базовой станцией 104. Базовая станция 104 может быть стационарной станцией, которая осуществляет связь с удаленными станциями 106. Базовая станция 104, в качестве альтернативы, может указываться ссылкой как точка доступа, Узел В или некоторой другой терминологией.
Фиг.1 показывает различные удаленные станции 106, рассосредоточенные по всей системе 100. Удаленные станции 106 могут быть стационарными (то есть неподвижными) или мобильными. Удаленные станции 106, в качестве альтернативы, могут указываться ссылкой как пользовательские терминалы, терминалы доступа, терминалы, абонентские узлы, мобильные станции, станции и т.д. Удаленные станции 106 могут быть беспроводными устройствами, сотовыми телефонами, персональными цифровыми секретарями (PDA), карманными устройствами, беспроводными модемами, дорожными компьютерами, персональными компьютерами и т.д.
Многообразие алгоритмов и способов может использоваться для передач в системе 100 беспроводной связи между базовыми станциями 104 и удаленными станциями 106. Например, сигналы могут отправляться и приниматься между базовыми станциями 104 и удаленными станциями 106 в соответствии с технологиями OFDM/OFDMA. В этом случае система 100 беспроводной связи может указываться ссылкой как система 100 OFDM/OFDMA.
Линия связи, которая содействует передаче с базовой станции 104 на удаленную станцию 106, может указываться ссылкой как нисходящая линия 108 связи, а линия связи, которая содействует передаче с удаленной станции 106 на базовую станцию 104, может указываться ссылкой как восходящая линия 110 связи. В качестве альтернативы, нисходящая линия 108 связи может указываться ссылкой как прямая линия связи или прямой канал, а восходящая линия 110 связи может указываться ссылкой как обратная линия связи или обратный канал.
Сота 102 может быть разделена на многочисленные секторы 112. Сектора 112 являются физической зоной покрытия в соте 102. Базовые станции 104 в системе 100 OFDM/OFDMA могут использовать антенны, которые сосредотачивают поток энергии в пределах конкретного сектора 112 или соты 102. Такие антенны могут указываться ссылкой как направленные антенны.
Фиг.2 иллюстрирует пример передатчика 202 для системы 100 OFDM/OFDMA. Передатчик 202 может быть реализован в базовой станции 104 для передачи данных на удаленную станцию 106 по нисходящей линии 108 связи. Передатчик 202 также может быть реализован в удаленной станции 106 для передачи данных на базовую станцию 104 по восходящей линии 110 связи.
Данные 206, которые должны передаваться, показаны выдаваемыми в качестве входного сигнала в последовательно-параллельный (S/P) преобразователь 208. S/P-преобразователь 208 разбивает данные передачи на N параллельных потоков 210 данных.
N параллельных потоков 210 данных затем могут выдаваться в качестве входного сигнала в блок 212 отображения. Блок 212 отображения отображает N параллельных потоков 210 данных в N точек созвездия. Отображение может выполняться с использованием некоторого созвездия модуляции такой как двухпозиционная фазовая манипуляция (BPSK), квадратурная фазовая манипуляция (QPSK), 8-позиционная фазовая манипуляция (8PSK), квадратурная амплитудная модуляция (QAM) и т.д. Таким образом, блок 212 отображения выводит N параллельных потоков 216 символов, каждый поток 216 символов соответствует одной из N ортогональных поднесущих. Эти N параллельных потоков 216 символов представлены в частотной области и могут преобразовываться в N параллельных потоков 218 отсчетов временной области компонентом 220 обратного быстрого преобразования Фурье (обратного БПФ, IFFT).
N параллельных потоков 218 отсчетов временной области могут преобразовываться в последовательный поток символов 222 OFDM/OFDMA параллельно-последовательным (P/S) преобразователем 224. Компонент 226 вставки защиты может вставлять защитный интервал между следующими один за другим символами OFDM/OFDMA в потоке 222 символов OFDM/OFDMA. Выходной сигнал компонента 226 вставки защиты затем может преобразовываться с повышением частоты до требуемой полосы частот передачи радиочастотным (РЧ, RF) входным каскадом 228. Антенна 230 затем может передавать результирующий сигнал 232.
Фиг.2 также иллюстрирует пример приемника 204 для системы 100 OFDM/OFDMA. Приемник 204 может быть реализован в удаленной станции 106 для приема данных с базовой станции 104 по нисходящей линии 108 связи. Приемник 204 также может быть реализован в базовой станции 104 для приема данных с удаленной станции 106 по восходящей линии 110 связи.
Переданный сигнал 232 показан проходящим через беспроводный канал 234. Когда сигнал 232' принимается антенной 230', принятый сигнал 232' может преобразовываться с понижением частоты до основнополосного сигнала РЧ входным каскадом 228'. Компонент 226' удаления защиты затем может удалять защитный интервал, который вставлялся между символами OFDM/OFDMA передатчиком 202.
Выходной сигнал компонента 226' удаления защиты может выдаваться в S/P-преобразователь 224'. S/P-преобразователь 224' может разделять поток 222' символов OFDM/OFDMA на N параллельных потоков 218' отсчетов временной области. Компонент 220' быстрого преобразования Фурье (БПФ, FFT) преобразует N параллельных потоков 218' отсчетов временной области в частотную область и выводит N параллельных потоков 216' символов (модуляции) частотной области.
Блок 212' обратного отображения выполняет обращение операции отображения символов, которая выполнялась блоком 212 отображения, тем самым, выводя N параллельных потоков 210' символов данных. P/S-преобразователь 208' комбинирует N параллельных потоков 210' данных в одиночный поток 206' данных. Идеально этот поток 206' данных соответствует данным 206, которые выдавались в качестве входного сигнала в передатчик 202.
Фиг. 3A-3D иллюстрируют пример структуры кадра для системы 100 OFDM/OFDMA. В начале, со ссылкой на Фиг.3A, кадр 306 OFDM/OFDMA показан относительно оси 308 времени. Кадр 306 OFDM/OFDMA может передаваться с базовой станции 104 на удаленную станцию 106 по нисходящей линии 108 связи.
Кадр 306 OFDM/OFDMA показан с одним символом 310 преамбулы и многочисленными символами 312 данных. Хотя только один символ 310 преамбулы показан на Фиг.3A, кадр 306 OFDM/OFDMA может включать в себя многочисленные символы 310 преамбулы.
Фиг. 3B и 3C иллюстрируют примеры представлений в частотной области символа 310 преамбулы. Эти представления в частотной области показаны относительно оси 316 поднесущих. Показана зона 318 используемых поднесущих. Также показаны две защитные зоны 320.
На Фиг.3B зона 318 используемых поднесущих включает в себя поднесущие 314a контрольного сигнала, чередованные с немодулированными поднесущими 314b. На Фиг.3C каждая поднесущая в зоне 318 используемых поднесущих является поднесущей 314a контрольного сигнала.
Фиг.3D иллюстрирует пример представления в частотной области символа 312 данных. Символ 312 данных включает в себя как поднесущие 314c данных, так и поднесущие 314a контрольных сигналов. Приемник 204 может выполнять оценку канала с использованием поднесущих 314a контрольных сигналов символа 310 преамбулы и/или поднесущие 314a контрольных сигналов символа 312 данных.
Фиг.4 иллюстрирует приемник 404 OFDM/OFDMA, который сконфигурирован для идентификации последовательности 406 преамбулы и для оценки целочисленного ухода 408 частоты несущей (CFO). Приемник 404 может быть реализован на удаленной станции 106 в системе 100 OFDM/OFDMA. В дополнение к компонентам, которые показаны на Фиг.4, приемник 404 также может включать в себя компоненты, которые показаны в связи с приемником 204 OFDM/OFDMA по Фиг.2.
Приемник 404 показан принимающим сигнал 432, который передавался передатчиком 202 OFDM/OFDMA. Принятый сигнал 432 включает в себя последовательность 406 преамбулы. Принятый сигнал 432 показан обрабатываемым приемником 404 OFDM/OFDMA в целях идентификации последовательности преамбулы, оценки целочисленного ухода частоты несущей (CFO) и идентификации сегмента. Приемник 404 показан с компонентом 416 идентификации последовательности преамбулы, компонентом 418 оценки целочисленного CFO и компонентом 420 идентификации сегмента.
Многочисленные последовательности 406 преамбулы могут быть заданы для системы 100 OFDM/OFDMA. Идентификация последовательности преамбулы является процессом определения, какая последовательность 406 преамбулы, из всех возможных последовательностей 406 преамбулы, включена в принятый сигнал 432.
Уход частоты несущей (CFO) относится к разности в частоте между поднесущими приемника 404 и поднесущими передатчика 202. Оценка целочисленного CFO является процессом оценки целочисленного CFO 408. Оценка целочисленного CFO может выполняться для того, чтобы улучшать рабочие характеристики приемника 204.
Каждая последовательность 406 преамбулы, которая задана для системы 100 OFDM/OFDMA, может быть ассоциирована с сегментом 410. Идентификация сегмента является процессом определения, с каким сегментом 410 ассоциирована последовательность 406 преамбулы.
Сегмент 410 может соответствовать сектору 112. Например, в случае основанной на трех секторах конфигурации сети, BS0 (сектор 0) может использовать сегмент 0, BS1 (сектор 1) может использовать сегмент 1, а BS2 (сектор 2) может использовать сегмент 2.
Идентификация последовательности преамбулы, оценка целочисленного CFO и идентификация сегмента могут выполняться в ситуации «холодного пуска», то есть ситуации, где удаленная станция 106 включена, но удаленная станция 106 еще не ассоциирована с сегментом 410 базовой станции 104. Для того чтобы ассоциироваться с сегментом 410 базовой станции, удаленная станция 106 может пытаться детектировать специфичную последовательность 406 преамбулы в сигнале 432, который передается базовой станцией 104 и принимается удаленной станцией 106. Идентификация последовательности преамбулы, оценка целочисленного CFO и идентификация сегмента могут выполняться одновременно.
Фиг. 5A и 5B иллюстрируют примеры последовательностей 506a, 506b преамбулы, которые могут быть заданы для системы 100 OFDM/OFDMA. Эти последовательности 506a, 506b преамбулы заданы в описании стандарта для системы 100 OFDM/OFDMA IEEE.16e. Последовательности 506a преамбулы, показанные на Фиг.5A, соответствуют системе OFDM/OFDMA, которая использует 1024 поднесущих. Последовательности 506b преамбулы, показанные на Фиг.5B, соответствуют системе OFDM/OFDMA, которая использует 512 поднесущих.
Каждая последовательность 506a, 506b преамбулы ассоциирована с сегментом 510a, 510b. Каждая последовательность 506a, 506b преамбулы также ассоциирована с сотой 102, которая идентифицируется идентификатором 512a, 512b соты (ID соты). Каждая последовательность 506a, 506b преамбулы также ассоциирована с индексом 516a, 516b, который может указываться ссылкой как индекс 516a, 516b преамбулы.
PA
s
s
PA
cset
cset
Разные наборы поднесущих 220 могут быть назначены разным сегментам 410. В качестве используемого в материалах настоящей заявки член  может относиться к набору поднесущих 220, который назначен сегменту (где = 0, 1 или 2) для передачи сигнала 432, который включает в себя последовательность 406 преамбулы.  может быть задан в качестве
PA
=s +
z
cset
3(1)
z
M -
M
M =
Член представляет текущий индекс, начинающийся с 0 до 1, где - длина последовательности 406 преамбулы. Таким образом, если количество поднесущих 220 равно 1024 (284), то следующие поднесущие 220 могут быть назначены сегменту 0: 0, 3, 6, 9, …, 849. Следующие поднесущие 220 могут быть назначены сегменту 1: 1, 4, 7, 10, …, 850. Следующие поднесущие 220 могут быть назначены сегменту 2: 2, 5, 8, 11, …, 851 (В этих численных примерах первая поднесущая в зоне 318 используемых поднесущих обозначена поднесущей 0).
PA
cset
Основанный на показателе ухода частоты (FOI) формат  может быть задан, как изложено ниже
i
= преобразовать_в_формат_показателя_FOI
PA
m
M
s,m
cset
(),= 1, 2, …,  (2)
i
m
s.
s,m
ой
Член  является индексом  поднесущей (основанным на FOI) преамбулы, которая ассоциирована с сегментом Результирующая преамбула после назначения поднесущих, как описано выше, показана на Фиг.5C. При условии N-точечного БПФ (или обратного БПФ), есть N поднесущих, с первой поднесущей по N-ую поднесущую. В основанной на FOI нумерации, первая поднесущая ассоциирована с самой низкой частотой, N-ая поднесущая ассоциирована с самой высокой частотой, а поднесущая постоянного тока расположена в центре.
В примере по Фиг.5C поднесущие пронумерованы с SC(1) по SC(N). В качестве альтернативы, эти поднесущие могут быть пронумерованы с SC(0) по SC(N-1).
N
N
N
N
=
N
=
N
pn
pnseg
seg
pn
pnseg
seg
В качестве используемого в материалах настоящей заявки, член  относится к общему количеству последовательностей 406 преамбулы, которые заданы для конкретной системы 100 OFDM/OFDMA. Член  относится к общему количеству последовательностей 406 преамбулы, которые соответствуют отдельному сегменту 410. Термин  относится к количеству сегментов 410. Описание стандарта для системы 100 OFDM/OFDMA IEEE802.16e задает следующие значения для систем 100 OFDM/OFDMA, которые используют 1024 поднесущих: 114,38, и = 3.
Набор последовательностей 406 преамбулы, которые заданы для конкретной системы 100 OFDM/OFDMA, может быть выражен как
PA
M
s
i
j
s,m
Каждая последовательность  преамбулы включает в себя псевдошумовые (PN) коды длиной . Это выражено в уравнении (4), приведенном ниже. Как выражено в уравнении (5), каждая последовательность 406 преамбулы имеет свой собственный номер сегмента '' и набор '' поднесущих, зависящий от номера сегмента.
X
k
j
j
x
n
j
X
k
j
y
n
j
x
n
j
Y
k
j
y
n
j
X
k
j
Y
k
j
ую
Для целей настоящего обсуждения, пусть (; ) будет представлением переданного сигнала 232 в частотной области, который включает в себя  последовательность 406 преамбулы из набора всех возможных последовательностей 406 преамбулы. Пусть (; ) будет соответствующим сигналом (; ) во временной области. Пусть (; ) будет принятым сигналом 432, во временной области, соответствующим (;). Пусть (;) будет соответствующим сигналом (; ) в частотной области. В целях настоящего обсуждения будет предполагаться, что (; ) и (; ) упорядочены по FOI (показателю ухода частоты).
Z
Z
i
i
В случае ситуации «холодного пуска», описанной выше, один из подходов к идентификации последовательности преамбулы мог бы состоять в том, чтобы отыскивать последовательность 406 преамбулы для всех возможных кандидатов целочисленного CFO. Как указано выше, может быть относительно большое количество возможных последовательностей 406 преамбулы (например, 114 возможных последовательностей преамбулы в системах OFDM/OFDMA, которые используют 1024 или 512 поднесущих). Для каждой последовательности 406 преамбулы возможно 2 ×  кандидатов целочисленного CFO, где  - максимально допустимое значение целочисленного CFO. Таким образом, поиск последовательностей 406 преамбулы для всех возможных кандидатов целочисленного CFO, может включать в себя значительное количество вычислений.
Обе, идентификация последовательности преамбулы и оценка целочисленного CFO могут выполняться одновременно, в качестве следующей последовательности операций взаимной корреляции:
Z
M
i
m
s
i
s,m
ой
В уравнении (10) член  - максимально допустимое значение целочисленного CFO, член - длина последовательности 406 преамбулы, а член  - индекс  поднесущей, который ассоциирован с сегментом , в формате показателя ухода частоты (FOI).
С использованием вышеприведенных результатов может быть возможным оценивать целочисленный CFO 408, нормализованный разнесением частот поднесущих. Также может быть возможным идентифицировать последовательность 406 преамбулы (или, более точно, индекс 516a, 516b преамбулы, соответствующий последовательности 406 преамбулы). Это показано в уравнениях с (11) по (14), приведенных ниже. Как только последовательность 406 преамбулы известна, сегмент 410 также может извлекаться из надлежащей таблицы последовательностей 406 преамбулы (например, таблиц, показанных на Фиг. 5A и 5B).
Уравнение (10) для определения взаимной корреляции может не работать надлежащим образом в некоторых условиях эксплуатации, где есть неидеальная синхронизация символов или канальные эффекты. Для ослабления эффектов вращения фазы, вызванных ошибкой синхронизации каналов или символов, схема частичной корреляции может использоваться, как изложено ниже
N
M
B
N
b
b
В уравнении (15) член  - количество отсчетов частичной корреляции. Член - длина последовательности 406 преамбулы. Член - количество частичной корреляции. Значение  может попадать в пределы диапазона от 4 до 16 для частичной корреляции.
Фиг.6 иллюстрирует еще один приемник 604 OFDM/OFDMA, который сконфигурирован для идентификации последовательности 606 преамбулы и для оценки целочисленного ухода 608 частоты несущей (CFO). Приемник 604 является примером реализации приемника 404, показанного на Фиг.4. Приемник 604 может быть реализован на удаленной станции 106 в системе 100 OFDM/OFDMA.
Приемник 604 показан принимающим сигнал 632, который передавался передатчиком 202 OFDM/OFDMA. В ситуации холодного пуска приемник 604 в начале может выполнять детектирование сигнала и детектирование преамбулы по отношению к принятому сигналу 632. Детектирование сигнала включает в себя определение, есть или нет поступающий сигнал 632, детектирование преамбулы включает в себя определение, включает в себя или нет поступающий сигнал 632 последовательность 606 преамбулы. Приемник 604 показан с компонентом 618 детектирования сигнала и компонентом 620 детектирования преамбулы.
После того как выполнены детектирование сигнала и детектирование преамбулы может выполняться детектирование границ символов. Детектирование границ символов включает в себя детектирование границ символов OFDM/OFDMA. Приемник 604 показан с компонентом 622 детектирования границ символов.
Как только выполнены детектирование сигнала, детектирование преамбулы и детектирование границ символов, затем может выполняться фрагментарная компенсация ухода частоты несущей (CFO) во временной области. Приемник 604 показан с компонентом 624 фрагментарной компенсации CFO.
Выходной сигнал компонента 624 фрагментарной компенсации CFO может преобразовываться из временной области в частотную область. Это может выполняться компонентом 626 быстрого преобразования Фурье (БПФ). Выходной сигнал компонента 626 БПФ может указываться ссылкой как обработанный принятый сигнал 628.
Как указано выше, принятый сигнал 632 может включать в себя последовательность 606 преамбулы. Передача последовательности 606 преамбулы могла быть достигнута модуляцией последовательности 606 преамбулы в многочисленные ортогональные поднесущие. Мощность поднесущих может быть определена в соответствии с уравнением (16), приведенным ниже.
Y
k
P
k
Приемник 604 показан с компонентом 630 измерения мощности, который принимает обработанный принятый сигнал 628 в качестве входного сигнала, и который выводит значения 634 мощности, соответствующие поднесущим. Обработанный принятый сигнал 628 может соответствовать () в уравнении (16). Значения 634 мощности могут соответствовать () в уравнении (16).
Возможны различные альтернативные варианты в отношении уравнения (16). Например, для уменьшения сложности, только некоторые из отсчетов могут использоваться вместо всех возможных отсчетов. В качестве еще одного примера, вместо определения мощности поднесущих может определяться абсолютное значение обработанного принятого сигнала 628.
K
K
min
min
Виртуальный сегмент 636 может определяться на основании значений 634 мощности поднесущих. Виртуальный сегмент 636 указывает смещенное положение наиболее активных поднесущих, начиная с  (как  задано в уравнении (16), приведенном выше). Виртуальный сегмент 636 может определяться в соответствии с уравнениями (17) и (18).
v
s
Приемник 604 показан с компонентом 638 детектирования виртуального сегмента, который принимает значения 634 мощности в качестве входного сигнала, и который выводит виртуальный сегмент 636. Виртуальный сегмент 636 может соответствовать  в уравнении (18).
Может определяться сокращенный набор кандидатов целочисленного CFO, 640 (то есть набор кандидатов целочисленного CFO, который является меньшим, чем полный набор кандидатов целочисленного CFO, 642). Сокращенный набор кандидатов целочисленного CFO, 640, может определяться на основании виртуального сегмента 636, который определен. Таблица 644 виртуальных сегментов также может использоваться для определения сокращенного набора кандидатов целочисленного CFO, 640. Пример таблицы 644 виртуальных сегментов показан на Фиг.9 и будет обсужден ниже.
Приемник 604 показан с компонентом 646 извлечения возможного целочисленного CFO. Компонент 646 извлечения возможного целочисленного CFO может быть сконфигурирован для определения сокращенного набора кандидатов целочисленного CFO, 640, на основании виртуального сегмента 636, который определен, и также на основании таблицы 644 виртуальных сегментов.
Операции взаимной корреляции могут выполняться по отношению к принятому сигналу 632 и многочисленным переданным сигналам 648 кандидатов. Каждый переданный сигнал 648 кандидата может включать в себя конкретную последовательность 606 преамбулы, выбранную из набора всех возможных последовательностей преамбулы, 650. Дополнительно, каждый переданный сигнал 648 кандидата может соответствовать кандидату возможного целочисленного CFO, выбранному из сокращенного набора кандидатов целочисленного CFO, 640.
Операции взаимной корреляции могут выполняться в соответствии с уравнением (19).
v
-Z
+v
-s
Z
X
Y
s
i
s
i
В уравнении (19) член  указывает ссылкой на виртуальный сегмент 636. Диапазон возможных целочисленных CFO (то есть :3:) соответствует сокращенному набору кандидатов целочисленного CFO, 640. Член ( ) соответствует переданному сигналу 648 кандидата. Член ( ) соответствует обработанному принятому сигналу 628.
C
z
j
Приемник 604 показан с компонентом 652 взаимной корреляции, который принимает обработанный принятый сигнал 628 и переданные сигналы 648 кандидатов в качестве входных сигналов, и который выводит значения 654 корреляции. Значения 654 корреляции могут соответствовать (;) в уравнении (19).
Значения 654 корреляции могут использоваться для идентификации последовательности 606 преамбулы в пределах принятого сигнала 632 и для оценки целочисленного CFO 608 принятого сигнала 632. Как только последовательность 606 преамбулы идентифицирована, сегмент 610, который соответствует последовательности 606 преамбулы, также может идентифицироваться. Идентификация последовательности преамбулы, оценка целочисленного CFO и идентификация сегмента могут выполняться в соответствии с уравнениями с (11) по (14), приведенными выше.
Приемник 604 показан с компонентом 656 пикового детектирования. Компонент 656 пикового детектирования показан принимающим значения 654 корреляции в качестве входного сигнала, и выводящим последовательность 606 преамбулы, оцененный целочисленный CFO 608, и сегмент 610, соответствующий идентифицированной последовательности 606 преамбулы. Последовательность 606 преамбулы может идентифицироваться соответствующим индексом 516a, 516b преамбулы.
В уравнении (19), приведенном выше, корреляция выполняется в частотной области. Однако для сокращенных кандидатов может использоваться другая схема корреляции. Например, может использоваться схема пикового детектирования во временной области.
Фиг.7 иллюстрирует способ 700 для идентификации последовательности 606 преамбулы и для оценки целочисленного ухода 608 частоты несущей (CFO). Способ 700 может выполняться приемником 604, который может быть реализован на удаленной станции 106 в системе 100 OFDM/OFDMA.
В ответ на сигнал 632, являющийся принятым, может выполняться 702 детектирование сигнала над принятым сигналом 632. Детектирование преамбулы также может выполняться 704 над принятым сигналом 632. Детектирование границ символов также может выполняться 706 над принятым сигналом 632. Фрагментарная компенсация CFO также может выполняться 708 над принятым сигналом 632. Операция быстрого преобразования Фурье (БПФ) также может выполняться 710 над принятым сигналом 632. На этой стадии принятый сигнал 632 может указываться ссылкой как обработанный принятый сигнал 628.
Как указано выше, принятый сигнал 632 может включать в себя последовательность 606 преамбулы. Передача последовательности 606 преамбулы могла быть достигнута модуляцией последовательности 606 преамбулы в многочисленные ортогональные поднесущие. Способ 700 может включать в себя определение 712 мощности поднесущих. Это может выполняться в соответствии с уравнением (16), приведенным выше.
Виртуальный сегмент 636 затем может определяться 714 на основании мощности поднесущих. Это может делаться в соответствии с уравнениями (17) и (18), приведенными выше. Сокращенный набор кандидатов целочисленного CFO, 640, затем может определяться 716 на основании виртуального сегмента 636.
Операции взаимной корреляции могут выполняться 718 по отношению к принятому сигналу 632 и многочисленным переданным сигналам 648 кандидатов. Каждый переданный сигнал 648 кандидата может включать в себя конкретную последовательность 606 преамбулы, выбранную из набора всех возможных последовательностей преамбулы, 650. Дополнительно, каждый переданный сигнал 648 кандидата может соответствовать кандидату возможного целочисленного CFO, выбранному из сокращенного набора кандидатов целочисленного CFO, 640. Операции взаимной корреляции могут выполняться в соответствии с уравнением (19), приведенным выше.
Значения 654 корреляции, которые получены в результате выполнения операций взаимной корреляции, могут использоваться для идентификации последовательности 606 преамбулы (например, посредством идентификации индекса 516a, 516b преамбулы, соответствующего последовательности 606 преамбулы) и для оценки целочисленного CFO 608 принятого сигнала 632. Как только последовательность 606 преамбулы идентифицирована, сегмент 610, который соответствует последовательности 606 преамбулы, также может идентифицироваться. Идентификация последовательности 606 преамбулы, оценка целочисленного CFO 608 и идентификация сегмента 610, который соответствует последовательности 606 преамбулы, могут выполняться одновременно.
Способ 700 по Фиг.7, описанный выше, может выполняться различными компонентом(ами) и/или модулем(ями) аппаратных средств и/или программного обеспечения, соответствующими блокам 800 средства плюс функции, проиллюстрированным на Фиг.8. Другими словами, этапы с 702 по 720, проиллюстрированные на Фиг.7, соответствуют блокам с 802 по 820 средств плюс функции, проиллюстрированным на Фиг.8.
Фиг.9 иллюстрирует пример таблицы виртуальных 944 сегментов. Как указано выше, таблица 944 виртуальных сегментов может использоваться для определения сокращенного набора кандидатов целочисленного CFO, 640. Таблица 944 виртуальных сегментов указывает зависимость между виртуальными сегментами 636 и сокращенными наборами кандидатов целочисленного CFO, 640. Например, сокращенный набор кандидатов целочисленного CFO, который соответствует виртуальному сегменту ноль, помечены посредством «O» в пределах выделенной части 912 таблицы. Хотя таблица 944 виртуальных сегментов показана в виде таблицы, есть много других разновидностей структур данных, которые могут использоваться для представления информации, содержащейся в них.
s
-Z
v
s
Z
i
s
i
Как указано выше в уравнении (19), сокращенный набор кандидатов целочисленного CFO для данного сегмента  задан посредством z=+-:3:. Как показано на Фиг.9, сокращенные наборы кандидатов целочисленного CFO для разных сегментов могут быть следующими:
v
s
s
= 0, и  = 0; z = …-3 0 3 6 …
v
s
s
= 0, и  = 1; z = … -4 -1 2 5 …
v
s
s
= 0, и  = 2; z = … -5 -2 1 4 …
Как только выбран виртуальный сегмент, возможные целочисленные CFO ограничиваются для каждого сегмента, как показано в таблице по Фиг.9 («0» указывает возможного кандидата, наряду с тем, что «x» указывает невозможного кандидата). Фактический сегмент не известен в это время, но все возможные последовательности преамбулы, которые заданы (например, см. Фиг. 5A или 5B в качестве соответствующих), будут обыскиваться с соответствующим номером сегмента. Например, при условии, что виртуальный сегмент = 0, поиск может развиваться, как изложено ниже, для индекса 0 преамбулы, который соответствует сегменту 0 из таблицы на Фиг.9:
X
i
j
i
j =
s,m
s,m
Эталонная последовательность преамбулы индекса 0: (;), = 87, 90, … (см. Фиг.5C),0 (индекс 0)
Y
i
z
j
s,m
Принятая преамбула: ( + ;), z = … -3, 0, 3, …
Корреляция для z = -3; X*(87) x Y(84) + X*(90) x Y(87) + …
Корреляция для z = 0; X*(87) x Y(87) + X*(90) x Y(90) + …
Корреляция для z = 3; X*(87) x Y(90) + X*(90) x Y(93) + …
z
В этом примере,  = …-2,-1, 1, 2, … не принимались во внимание, так как, в этом примере, такие положения не являются допустимыми в качестве возможного целочисленного CFO, если виртуальный сегмент является «0», и реальный сегмент является «0» на основании таблицы по Фиг.9 и определений последовательности преамбулы на Фиг. 5A и 5B.
Схема частичной взаимной корреляции, представленная уравнением (19), используется в этом примере. Однако, как упомянуто выше, могут использоваться другие схемы корреляции.
Фиг.10 иллюстрирует различные компоненты, которые могут использоваться в беспроводном устройстве 1002. Беспроводное устройство 1002 является примером устройства, которое может быть сконфигурировано для реализации различных способов, описанных в материалах настоящей заявки. Беспроводное устройство 1002 может быть базовой станцией 104 или удаленной станцией 106.
Беспроводное устройство 1002 может включать в себя процессор 1004, который управляет работой беспроводного устройства 1002. Процессор 1004 также может указываться ссылкой как центральное процессорное устройство (ЦПУ, CPU). Память 1006, которая может включать в себя как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), так и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), выдает команды и данные в процессор 1004. Часть памяти 1006 также может включать в себя энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (NVRAM). Процессор 1004 типично выполняет логические и арифметические операции на основании команд управляющей программы, хранимых в памяти 1006. Команды в памяти 1006 могут быть выполняемыми для реализации способов, описанных в материалах настоящей заявки.
Беспроводное устройство 1002 также может включать в себя корпус 1008, который может включать в себя передатчик 1010 и приемник 1012 для предоставления возможности передачи и приема данных между беспроводным устройством 1002 и удаленным местоположением. Передатчик 1010 и приемник 1012 могут быть объединены в приемопередатчик 1014. Антенна 1016 может быть прикреплена к корпусу 1008 и электрически присоединена к приемопередатчику 1014. Беспроводное устройство 1002 также может включать в себя (не показанные) многочисленные передатчики, многочисленные приемники и многочисленные приемопередатчики и/или многочисленные антенны.
Беспроводное устройство 1002 также может включать в себя детектор 1018 сигналов, который может использоваться для детектирования и измерения уровня сигналов, принятых приемопередатчиком 1014. Детектор 1018 сигналов может детектировать такие сигналы в качестве полной энергии, энергии контрольного сигнала на каждый псевдошумовой (PN) элементарный сигнал, спектральной плотности мощности и других сигналов. Беспроводное устройство 1002 также может включать в себя цифровой сигнальный процессор 1020 (ЦСП, DSP) для использования при обработке сигналов.
Различные компоненты беспроводного устройства 1002 могут быть связаны вместе системой 1022 шин, которая может включать в себя шину питания, шину сигналов управления и шину сигналов состояния в дополнение к шине данных. Однако, ради ясности, различные шины проиллюстрированы на Фиг.10 в качестве системы 1022 шин.
В качестве используемого в материалах настоящей заявки термин «определение» (и его грамматические варианты) используется в крайне широком смысле. Термин «определение» охватывает широкое многообразие действий, а потому «определение» может включать в себя расчет, вычисление, обработку, вывод, изучение, отыскивание (например, отыскивание в таблице, базе данных или другой структуре данных), детектирование и тому подобное. К тому же «определение» может включать в себя прием (например, прием информации), осуществление доступа (например, осуществление доступа к данным в памяти) и тому подобное. К тому же «определение» может включать в себя принятие решения, отбор, выбор, создание и тому подобное.
Информация и сигналы могут быть представлены с использованием любой из многообразия разных технологий и методик. Например, данные, команды, директивы, информация, сигналы и тому подобное, которые могут указываться ссылкой на всем протяжении вышеприведенного описания, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, или любой их комбинацией.
Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в связи с настоящим раскрытием, могут быть реализованы или выполнены с помощью процессора общего назначения, цифрового сигнального процессора (ЦСП), специализированной интегральной схемы (ASIC), сигнального устройства программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, дискретной вентильной или транзисторной логики, дискретных компонентов аппаратных средств или любой их комбинации, предназначенной для выполнения функций, описанных в материалах настоящей заявки. Процессором общего применения может быть микропроцессор, но в альтернативном варианте, процессор может быть серийно выпускаемым процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор также может быть реализован в виде комбинации вычислительных устройств, к примеру, сочетания ЦСП и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров в соединении с ЦСП-ядром, или любой другой подобной конфигурации.
Этапы способа или алгоритма, описанные в связи с настоящим раскрытием, могут быть воплощены непосредственно в аппаратных средствах, в модуле программного обеспечения, выполняемом процессором, или в комбинации этих двух. Модуль программного обеспечения может находиться на любом виде запоминающего носителя, который известен в данной области техники. Некоторые примеры запоминающих носителей, которые могут использоваться, включают в себя память ОЗУ (оперативного запоминающего устройства RAM), память ПЗУ (постоянное запоминающее устройство, ROM), флэш-память, память СППЗУ (стираемого программируемого ПЗУ, EPROM), память ЭСППЗУ (электрически стираемого программируемого ПЗУ, EEPROM), регистры, жесткий диск, съемный диск, CD-ROM (ПЗУ на компакт-диске), и так далее. Модуль программного обеспечения может содержать одиночную команду или многочисленные команды, и может быть распределен по нескольким разным кодовым сегментам, среди разных программ и по многочисленным запоминающим носителям. Запоминающий носитель может быть присоединен к процессору так, чтобы процессор мог считывать информацию с и записывать информацию на запоминающий носитель. В альтернативном варианте запоминающий носитель может быть встроен в процессор.
Способы, раскрытые в материалах настоящей заявки, содержат один или более этапов или действий для выполнения описанного способа. Этапы и/или действия способа могут взаимно заменяться друг другом, не выходя из объема формулы изобретения. Другими словами, пока не предписан определенный порядок этапов или действий, порядок и/или использование отдельных этапов и/или действий могут модифицироваться, не выходя из объема формулы изобретения.
Описанные функции могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении, программно-аппаратных средствах или любой их комбинации. Если реализованы в программном обеспечении, функции могут храниться в или передаваться в виде одной или более команд или кодов на машинно-читаемом носителе. Машинно-читаемые носители включают в себя как компьютерные запоминающие носители, так и среду связи, в том числе любую среду, которая содействует передаче компьютерной программы из одного места в другое. Запоминающие носители могут быть любыми имеющимися в распоряжении носителями, к которым может осуществляться доступ компьютером. В качестве примера, а не ограничения, такие машинно-читаемые носители могут содержать ОЗУ, ПЗУ, ЭСППЗУ, CD-ROM или другое оптическое дисковое запоминающее устройство, магнитное дисковое запоминающее устройство или другие магнитные устройства хранения данных, либо любой другой носитель, который может использоваться для переноса или хранения требуемого кода в виде команд или структур данных, и к которым может осуществляться доступ компьютером. К тому же любое соединение, правильно называть машинно-читаемым носителем. Например, если программное обеспечение передается с веб-сайта, сервера или другого удаленного источника с использованием коаксиального кабеля, волоконно-оптического кабеля, витой пары, цифровой абонентской линии (DSL), или беспроводных технологий, таких как инфракрасная, радиочастотная и микроволновая, то коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасная, радиочастотная и микроволновая, включены в определение носителя. Магнитный диск и немагнитный диск, в качестве используемых в материалах настоящей заявки, включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой многофункциональный диск (DVD), гибкий магнитный диск и диск blu-ray, где магнитные диски обычно воспроизводят данные магнитным образом, наряду с тем, что немагнитные диски воспроизводят данные оптически с помощью лазеров. Комбинации приведенного выше также должны быть включены в объем машинно-читаемых носителей.
Должно быть понятно, что формула изобретения не ограничена точной конфигурацией и компонентами, проиллюстрированными выше. Различные модификации, изменения и варианты могут быть произведены в компоновке, работе и деталях способов и устройства, описанных выше, не выходя из объема формулы изобретения.