Точное вхождение в синхронизм

Точное вхождение в синхронизм

Иллюстрации

Показать все

Реферат

По настоящей заявке на патент испрашивается приоритет по предварительной заявке №60/660,901, поданной 10 марта 2005 г. и переуступленной правопреемнику данной заявки, и настоящим прямо включена в настоящее описание путем ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится, в общем, к передаче данных, в частности к временной привязке в системе передачи информации, использующей мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM-системе).

В OFDM-системе передатчик обрабатывает данные для получения модуляционных символов и дополнительно выполняет модуляцию модуляционных символов для генерации OFDM-символов (символов, мультиплексированных с ортогональным частотным разделением). Затем передатчик формирует и передает OFDM-символы по каналу связи. OFDM-система может использовать структуру передачи, при которой данные передаются в суперкадрах, при этом каждый кадр имеет некоторую длительность. Данные разных видов (например, потоковые/пакетные данные, служебные/управляющие данные, пилотные данные и т.п.) могут пересылаться в разных частях каждого суперкадра. Каждый суперкадр может подразделяться на несколько кадров. Термин «пилотные данные» обычно относится к данным и/или передаваемым данным, которые заранее известны как передатчику, так и приемнику.

Приемник обычно нуждается в получении точной временной привязке кадров и символов для правильного восстановления данных, отправленных передатчиком. Например, приемник может нуждаться в информации о начале каждого суперкадра и кадра, чтобы правильно восстанавливать разные виды данных, передаваемых в суперкадре. Приемник часто не знает ни время, когда каждый OFDM-символ передан передатчиком, ни задержку распространения, введенную каналом связи. Тогда приемнику требовалось бы определять временную привязку каждого OFDM-символа, принятого по каналу связи, для правильного выполнения взаимно дополнительной OFDM-демодуляции для принятого OFDM-символа.

Термин синхронизация в настоящем описании относится к процессу, выполняемому приемником для получения временной привязки кадров и символов. Приемник может также выполнять другие задачи, например оценку отклонения частоты и оценку параметров канала. Синхронизация может выполняться в разные моменты времени для уточнения временной привязки и введения поправки на изменения параметров канала. Быстрое выполнение синхронизации облегчает обнаружение сигнала.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предлагается способ для синхронизации временной привязки приемника с принятым сигналом мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM-сигналом). На одном этапе первое вхождение в синхронизм выполняется с первыми принятыми пилотными данными, мультиплексированными с временным разделением (TDM-данными), для определения грубой оценки временной привязки принятого OFDM-сигнала. Второе вхождение в синхронизм выполняется со вторыми пилотными TDM-данными для определения точной оценки временной привязки для OFDM-символа принятого OFDM-сигнала. При втором вхождении в синхронизм определяется суммарная энергия дискретных значений канала по окну обнаружения и обнаруживается задний край кривой суммарной энергии. В альтернативном варианте осуществления при втором вхождении в синхронизм можно определять какой-то один или оба из переднего и заднего краев. Положение окна сбора преобразования Фурье (FT) настраивается для последующего символа в соответствии с этапом второго входа в синхронизм.

В соответствии с одним аспектом предлагается OFDM-система для синхронизации временной привязки приемника с принятым OFDM-сигналом. OFDM-система содержит средство для выполнения первого вхождения в синхронизм, средство для выполнения второго вхождения в синхронизм и средство для настройки положения окна сбора DFT. Cредство для выполнения первого вхождения в синхронизм с первыми принятыми пилотными TDM-данными определяет грубую оценку временной привязки принятого OFDM-сигнала. Средство для выполнения второго вхождения в синхронизм со вторыми пилотными TDM-данными определяет точную оценку временной привязки принятого OFDM-сигнала. Средство для выполнения второго вхождения в синхронизм содержит средство для определения и средство для обнаружения. Средство для определения суммарной энергии множества дискретных значений канала внутри окна обнаружения для множества начальных положений формирует кривую суммарной энергии. Средство для обнаружения находит задний край кривой суммарной энергии. Средство для настройки положения окна сбора FT для последующего OFDM-символа выполнено соответственно выходу средства для выполнения второго вхождения в синхронизм.

В соответствии с одним аспектом предлагается способ синхронизации временной привязки приемника с принятым сигналом. На одном этапе первое вхождение в синхронизм выполняется для определения грубой оценки временной привязки принятого сигнала. Второе вхождение в синхронизм выполняется с пилотными TDM-данными для определения точной оценки временной привязки для символа принятого сигнала. Второе вхождение в синхронизм определяет суммарную энергию множества дискретных значений канала в пределах окна обнаружения для множества начальных положений для формирования кривой суммарной энергии. Кроме того, второе вхождение в синхронизм обнаруживает задний край кривой суммарной энергии. Определение суммарной энергии и обнаружение заднего края выполняются, по меньшей мере, частично совмещено во времени для конкретного дискретного значения канала из множества дискретных значений канала. Положение окна сбора FT настраивается для последующего символа в соответствии с выполнением этапа второго вхождения в синхронизм.

В соответствии с одним аспектом предлагается устройство связи для синхронизации временной привязки приемника с принятым сигналом. Устройство связи содержит процессор и память, которые связаны между собой. Процессор выполнен с возможностью выполнения, по меньшей мере, следующих этапов:

1. Выполнение первого вхождения в синхронизм с первыми принятыми пилотными данными, мультиплексированными с временным разделением (TDM-данными), для определения грубой оценки временной привязки принятого OFDM-сигнала.

2. Выполнение второго вхождения в синхронизм со вторыми пилотными TDM-данными для определения точной оценки временной привязки принятого OFDM-сигнала. Выполнение этапа второго вхождения в синхронизм содержит подэтапы определения суммарной энергии множества дискретных значений канала в пределах окна обнаружения для множества начальных положений, чтобы сформировать кривую суммарной энергии, и обнаружения заднего края кривой суммарной энергии.

3. Настройка положения окна сбора преобразования Фурье (FT) для последующего OFDM-символа в соответствии с выполнением этапа второго вхождения в синхронизм.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение описано в связи прилагаемыми чертежами.

Фиг.1 - блок-схема варианта осуществления базовой станции и беспроводного приемника в системе с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением (OFDM-системе).

Фиг.2A и 2B - блок-схемы вариантов осуществления структуры суперкадра для OFDM-системы.

Фиг.3 - схема варианта осуществления частотного представления пилотных данных 2, мультиплексированных с временным разделением,(пилотных TDM-данных).

Фиг.4 - блок-схема варианта осуществления процессора передаваемых (TX) данных и пилотных данных.

Фиг.5 - блок-схема варианта осуществления OFDM-модулятора.

Фиг.6 - диаграмма варианта осуществления временного представления пилотных TDM-данных 2.

Фиг.7 - блок-схема варианта осуществления блока оценивания синхронизации и параметров канала.

Фиг.8 - диаграмма вариантов осуществления временной последовательности операций, используемых для точного вхождения в синхронизм (FTA).

Фиг.9 - блок-схема варианта осуществления блока детектора временной привязки символов.

Фиг.10A-10D - диаграммы, которые показывают обработку для OFDM-символа пилотных данных 2.

Фиг.11 - схема варианта осуществления схемы передачи пилотных данных и пилотных FDM-данных.

Фиг.12 - блок-схема варианта осуществления логической схемы демодуляции символов пилотных данных.

Фиг.13 - блок-схема варианта осуществления реализации норменной операции для синхронизации временной привязки.

Фиг.14 - блок-схема варианта осуществления реализации с фиксированной запятой первой фазы обнаружения FAP в FTA.

Фиг.15 - диаграмма последовательности операций в варианте осуществления процесса с изображением трех фаз алгоритма обнаружения FAP.

Фиг.16 - блок-схема варианта осуществления этапа обновления в третьей фазе обнаружения FAP.

Фиг.17 - блок-схема варианта осуществления для инициализации отслеживания времени в режиме данных (DMTT).

Фиг.18 - блок-схема варианта осуществления OFDM-системы для синхронизации временной привязки приемника с принятым OFDM-сигналом.

Фиг.19 - блок-схема последовательности операций варианта осуществления процесса для синхронизации временной привязки приемника с принятым OFDM-сигналом.

На прилагаемых чертежах сходные компоненты и/или устройства могут быть обозначены одинаковыми позициями.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Нижеследующее описание предлагает лишь предпочтительные примерные варианты осуществления и не предполагает ограничения объема, применимости или конфигурации изобретения. Нижеследующее описание предпочтительных примерных вариантов осуществления скорее снабжает специалистов в данной области техники вспомогательным описанием для реализации предпочтительного примерного варианта осуществления изобретения. Очевидно, что в функцию и схему расположения элементов можно вносить различные изменения без выхода за пределы существа и объема изобретения, определенные в прилагаемой формуле изобретения.

В последующем описании приведены конкретные детали для обеспечения полного понимания вариантов осуществления. Однако средним специалистам в данной области техники будет очевидно, что варианты осуществления можно практически применять без данных конкретных деталей. Например, схемы могут быть представлены блок-схемами, чтобы не мешать пониманию вариантов осуществления ненужными деталями. В других примерах, широко известные схемы, процессы, алгоритмы, конструкции и методы могут быть показаны без ненужных деталей, чтобы не мешать пониманию вариантов осуществления.

Кроме того, следует отметить, что варианты осуществления можно описать в виде процесса, который изображен блок-схемой последовательности операций способа, схемой потока данных, структурной схемой или блок-схемой. Хотя блок-схема последовательности операций способа может описать операции как последовательный процесс, многие из операций могут выполняться параллельно или одновременно. Кроме того, возможна перестановка порядка операций. Процесс заканчивается, когда завершаются его операции, но может содержать дополнительные этапы, не представленные на фигуре. Процесс может соответствовать способу, функции, процедуре, стандартной подпрограмме, подпрограмме и т.п. Когда процесс соответствует функции, его окончание соответствует возврату функции к вызывной функции или основной функции.

Кроме того, как изложено в настоящем описании, термин «носитель данных» может относиться к, по меньшей мере, одному устройству хранения данных, включая постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM), магнитное RAM, запоминающее устройство на магнитных сердечниках, носители данных на магнитных дисках, оптические носители данных, устройства флэш-памяти и/или другие машиночитаемые носители для хранения информации. Термин «машиночитаемый носитель» включает в себя, но без ограничения, портативные или стационарные запоминающие устройства, оптические запоминающие устройства, беспроводные каналы и другие разнообразные среды, способные к хранению, содержанию или переносу команд и/или данных.

Кроме того, варианты осуществления могут быть реализованы аппаратными средствами, программными средствами, встроенными программами, межплатформенными программными средствами, микрокодом, языками описания аппаратных средств или любой их комбинацией. При реализации программными средствами, встроенными программами, межплатформенными программными средствами или микрокодом программный код или кодовые сегменты для выполнения необходимых задач могут храниться на машиночитаемом носителе, например носителе данных. Необходимые задачи могут выполняться процессором(рами). Кодовый сегмент или машиноисполняемые инструкции могут представлять процедуру, функцию, подпрограмму, программу, стандартную программу, стандартную подпрограмму, модуль, пакет программ, класс или любую комбинацию инструкций, структуры данных или операторы программ. Кодовый сегмент может быть связан с другим кодовым сегментом или жестко смонтированной схемой посредством обмена и/или приема информации, данных, аргументов, параметров или содержимого памяти. Информацию, аргументы, параметры, данные и т.п. можно обменивать, пересылать или передавать с помощью любого подходящего средства, включая коллективное использование памяти, обмен сообщениями, маркерную передачу данных, сетевую передачу и т.п.

Технологии синхронизации, представленные в настоящем описании, можно использовать в разнообразных системах с передачей на нескольких несущих и для передачи по нисходящей линии, а также восходящей линии. Нисходящей линией (или прямой линией) называется линия связи от базовой станции до беспроводных приемников, и восходящей линией (или обратной линией) называется линия связи от беспроводных приемников до базовых станций. Для ясности, данные методы описаны ниже для нисходящей линии в мультиплексных системах с ортогональным частотным разделением (OFDM-системах). Структура обнаружения пилотных данных хорошо подходит для вещательной системы, но может также служить для невещательных систем.

Описаны усовершенствованные способ и система для временной синхронизации после начального вхождения в синхронизм с OFDM-системой. Результат начального вхождения в синхронизм, основанного на обработке пилотных данных 1, мультиплексированных с временным разделением (пилотных TDM-данных 1), является грубой оценкой временной привязки. Грубая оценка временной привязки обеспечивает информацию о начале суперкадра и дает грубую оценку начала пилотных TDM-данных 2. При последующей оценке временной привязки с использованием структуры пилотных TDM-данных 2 приемник оценивает точную позицию начала последующих OFDM-символов. Данный этап называется точным вхождением в синхронизм (FTA). Побочным результатом данного вычисления является оценка параметров канала, который можно использовать для инициализации блока оценивания параметров канала.

В одном варианте осуществления настоящий алгоритм предназначен для успешной обработки каналов с разбросом задержек до 1024 элементарных сигналов или отсчетов. В одном варианте осуществления погрешности начальных грубых оценок временной привязки корректируются так, что грубые погрешности временной привязки корректируются в пределах от -K до +1024 - K элементарных сигналов. В другом варианте осуществления возможна коррекция погрешностей в пределах от -256 до +768 элементарных сигналов. Обработка FTA построена таким образом, что поправки временной привязки имеются в наличии к моменту, когда их требуется вносить. Другими словами, FTA завершается перед приемом следующего символа.

В одном варианте осуществления символ пилотные TDM-данные 2 содержит циклический префикс, за которым следуют две идентичные последовательности пилотных данных 2 во временной области. Приемник собирает, по меньшей мере, N_C=N/2 или 2048 отсчетов в окне отсчетов из позиции, которая определяется на основании грубой временной привязки и исходного преднамеренного сдвига, введенного для исключения сбора данных от соседних символов, где N может иметь различные значения в разных вариантах осуществления. 2048 отсчетов соответствуют циклическому сдвигу одного периода последовательности пилотных TDM-данных 2, свернутому с каналом. После L-точечного FFT (быстрого преобразования Фурье), демодуляции пилотных данных и IFFT (обратного быстрого преобразования Фурье) остается только циклический сдвиг импульсной характеристики канала.

Затем определяется начало импульсной характеристики канала в упомянутом 2048-отсчетном циклически сдвинутом изображении. Полная энергия канала содержится внутри 1024-отсчетного окна обнаружения. Если канал короче чем 1024 элементарных сигнала, то существует несколько последовательных позиций энергетического окна, которые дают максимальную энергию. В данном случае алгоритм выбирает последнюю позицию кривой суммарной энергии, поскольку такая позиция обычно соответствует первому приходящему лучу (FAP) канала. Это выполняется путем анализа выпуклой комбинации текущей суммы энергий и локальной конечной разности порядка N_D. После того как найдено местоположение FAP в 2048-отсчетной сдвинутой оценке параметров канала, указанная информация легко преобразуется во временной сдвиг, который применяется при взятии отсчетов последующих OFDM-символов.

Другим результатом упомянутого алгоритма является 1024-отсчетная оценка параметров канала во временной области. Блок для оценивания параметров канала использует три последовательные 512-отсчетные оценки параметров канала во временной области и объединяет их в ходе операции временной фильтрации для получения 1024-отсчетной оценки параметров канала, устойчивой к изменениям временной привязки. Авторы используют 1024-отсчетную «чистую» или фильтрованную оценку параметров канала, полученную во время FTA, для инициализации блока оценивания параметров канала. Это выполняется ее перестроением в 512-отсчетную версию, совместимую с блоком оценивания параметров канала. Затем эта версия применяется для получения достоверной оценки параметров канала для первого представляющего интерес символа.

Точность временной синхронизации обеспечивается ее привязкой к оценкам параметров канала и включением обеих в кривую суммарной энергии и ее первую производную при обнаружении FAP. Вместе с тем это обеспечивает устойчивость упомянутого способа к слишком большим разбросам задержек. Периодически повторяющаяся структура пилотных TDM-данных 2 создает циклические сдвиги оценок параметров канала. Существует простое взаимно однозначное соответствие между упомянутыми циклическими сдвигами и смещениями временных привязок. Структура символа пилотных TDM-данных 2 и исходные смещения, которые введены преднамеренно, делают систему более устойчивой к погрешностям грубых оценок входа в синхронизацию. И, наконец, новая архитектура операции FTA в блоке поиска временной привязки символа и ее сцепление с блоком IFFT делает упомянутую операцию эффективной в отношении использования вычислительных ресурсов и позволяет выполнить строгие требования к времени вычисления в одном варианте осуществления.

На фиг.1 показана блок-схема варианта осуществления базовой станции 110 и беспроводного приемника 150 в OFDM-системе 100. Базовая станция 110 является, по существу, неподвижной станцией и может также именоваться базовой приемопередающей системой (BTS), пунктом доступа или каким-то другим термином. Беспроводной приемник 150 может быть неподвижным или мобильным и может также именоваться абонентским терминалом, мобильной станцией или каким-либо другим термином. Беспроводной приемник 150 может также быть портативным блоком, например сотовым телефоном, ручным устройством, беспроводным модулем, персональным электронным помощником (PDA), телевизионным приемником и т.п.

В базовой станции 110 процессор 120 передаваемых данных (TX-данных) и пилотных данных получает данные разных видов (например, потоковые/пакетные данные и служебные/управляющие данные) и обрабатывает (например, кодирует, выполняет интерливинг и символьное отображение) полученные данные для генерации символов данных. Для целей настоящего описания «символ данных» представляет собой модуляционный символ для данных, «пилотный символ» представляет собой модуляционный символ для пилотных данных, и модуляционный символ представляет собой комплексную величину для точки в сигнальной группе для схемы модуляции (например, M-PSK (многократная фазовая манипуляция, M-QAM (многократная квадратурная амплитудная модуляция) и т.п.). Процессор 120 пилотных данных обрабатывает пилотные данные также для генерации пилотных символов и выдает символы данных и пилотные символы в OFDM-модулятор 130 (модулятор в OFDM-системе).

OFDM-модулятор 130 мультиплексирует символы данных и пилотные символы в соответствующих поддиапазонах и с периодами символов и дополнительно выполняет OFDM-модуляцию мультиплексированных символов для генерации OFDM-символов, как описано выше. Блок 132 передатчика (TMTR) преобразует OFDM-символы в, по меньшей мере, один аналоговый сигнал и дополнительно формирует (например, усиливает, фильтрует, повышает частоту и т.п.) аналогового(ых) сигнала(ов) для генерации модулированного сигнала. Затем базовая станция 110 передает модулированный сигнал из антенны 134 в беспроводные приемники в OFDM-системе 100.

В беспроводном приемнике 150 передаваемый сигнал из базовой станции 110 принимается антенной 152 и подается в блок 154 приемника. Блок 154 приемника предварительно формирует (например, фильтрует, усиливает, понижают частоту и т.п.) принятый сигнал и оцифровывает сформированный сигнал для получения потока входных отсчетов. OFDM-демодулятор 160 выполняет OFDM-демодуляцию входных отсчетов для получения принятых данных и пилотных символов. OFDM-демодулятор 160 выполняет также обнаружение (например, согласованную фильтрацию) из принятых символов данных с оценкой параметров канала (например, оценку частотной характеристики) для получения обнаруженных символов данных, которые являются оценками символов данных, переданных базовой станцией 110. OFDM-демодулятор 160 подает обнаруженные символы в процессор 170 принятых (RX) данных.

Блок 180 оценивания синхронизации/параметров каналов (SCEU) принимает входные отсчеты из блока 154 приемника и выполняет синхронизацию для определения временной привязки кадров и символов, как описано ниже. SCEU 180 получает также оценку параметров канала с использованием принятых пилотных символов из OFDM-демодулятора 160. SCEU 180 подает оценку временной привязки символов и параметров канала в OFDM-демодулятор 160 и может выдавать временную привязку кадров в процессор 170 RX-данных и/или контроллер 190. OFDM-демодулятор 160 использует временную привязку символов для выполнения OFDM-демодуляции и использует оценку параметров канала для выполнения обнаружения из принятых символов данных.

Процессор 170 RX-данных обрабатывает (например, выполняет обратное отображение, обратный интерливинг, декодирование и т.п. символов) обнаруженные символы данных из OFDM-демодулятора 160 и выдает декодированные данные. Процессор 170 RX-данных и/или контроллер 190 может использовать временную привязку кадров для восстановления данных различных категорий, переданных базовой станцией 110. В общем, обработка OFDM-демодулятором 160 и процессором 170 RX-данных является дополнительной по отношению к обработке OFDM-модулятором 130 и процессором 120 TX-данных и пилотных данных соответственно в базовой станции 110.

Контроллеры 140, 190 управляют обработкой в базовой станции 110 и беспроводном приемнике 150 соответственно. Контроллеры могут быть процессорами и/или конечными автоматами. Блоки 142, 192 памяти обеспечивают хранение программных кодов и данных, используемых контроллерами 140 и 190 соответственно. Блоки 142, 192 памяти могут использовать носители данных различных типов для хранения информации.

Базовая станция 110 может осуществлять прямую передачу в один приемник, многоадресную передачу в группу беспроводных приемников, вещательную передачу во все беспроводные приемники в зоне обслуживания упомянутой базовой станции или любую комбинацию вышеперечисленных передач. Например, базовая станция 110 может осуществлять вещательную передачу пилотных и служебных/управляющих данных во все беспроводные приемники в ее в зоне обслуживания. Базовая станция 110 может дополнительно осуществлять одноадресную передачу данных для конкретных абонентов в конкретные беспроводные приемники, многоадресных данных в группу беспроводных приемников и/или вещательных данных во все беспроводные приемники в различных обстоятельствах и вариантах осуществления.

На фиг.2A показан вариант осуществления структуры 200 суперкадра, которую можно использовать для OFDM-системы 100. Данные и пилотные данные могут передаваться в суперкадрах, при этом каждый суперкадр имеет заданную длительность. Суперкадр можно также называть кадром, временным интервалом или каким-либо другим термином. В настоящем варианте осуществления каждый суперкадр содержит поле 212 пилотных TDM-данных 1 для первых пилотных TDM-данных, поле 214 пилотных TDM-данных 2 для вторых пилотных TDM-данных, поле 216 служебных данных для служебных/управляющих данных и информационное поле 218 для потоковых/пакетных данных.

Четыре поля 212-218 мультиплексированы с временным разделением в каждом суперкадре так, что в любой данный момент передается только одно поле. Четыре поля организованы в порядке, показанном на фиг.2, также для облегчения синхронизации и восстановления данных. Пилотные OFDM-символы в полях 212 и 214 пилотных данных, которые передаются первыми в каждом суперкадре, можно использовать для обнаружения служебных OFDM-символов в поле 216, которое передается следующим в суперкадре. Служебную информацию, полученную из поля 216, можно затем использовать для восстановления потоковых/пакетных данных, посланных в информационном поле 218, которое передается последним в суперкадре.

В варианте осуществления поле 212 пилотных TDM-данных 1 переносит один OFDM-символ для пилотных TDM-данных 1, и поле 214 пилотных TDM-данных 2 переносит один OFDM-символ для пилотных TDM-данных 2. В общем, каждое поле может быть любой длительности, и поля могут быть организованы в любом порядке. Пилотные TDM-данные 1 и 2 передаются в вещательном режиме периодически в каждом суперкадре для облегчения выполнения синхронизации беспроводными приемниками. Поле 216 служебных данных и/или информационное поле 218 могут также содержать пилотные символы, которые мультиплексированы с частотным разделением с символами данных, как показано ниже.

OFDM-система 100 имеет общую ширину полосы частот системы BW MHz, которая разбита на N ортогональных поддиапазонов с использованием OFDM. Шаг соседних поддиапазонов составляет BW/N MHz. Из N общего количества поддиапазонов M поддиапазонов можно использовать для передачи пилотных данных и данных, где M<N, и оставшиеся N-M поддиапазонов могут быть неиспользуемыми и служить защитными поддиапазонами. В варианте осуществления OFDM-система использует OFDM-структуру с N=4096 общим количеством поддиапазонов, M=4000 используемых поддиапазонов и N-M=96 защитных поддиапазонов. В общем, в OFDM-системе можно применять любую OFDM-структуру с любыми общим количеством, количествами используемых и защитных поддиапазонов.

Пилотные TDM-данные 1 и 2 могут быть составлены для облегчения выполнения синхронизации беспроводными приемниками в системе. Беспроводной приемник может использовать пилотные TDM-данные 1 для обнаружения начала каждого суперкадра, получения грубой оценки временной привязки символов и оценки погрешности частоты. Беспроводной приемник может использовать пилотные TDM-данные 2 для получения более точной временной привязки OFDM-символов.

На фиг.2B показан другой вариант осуществления структуры 200 суперкадра, которую можно использовать для OFDM-системы 100. В этом варианте осуществления пилотные TDM-данные 1, 212, отделены от следующих за ними пилотных TDM-данных 2, 214, вставленными между ними служебными OFDM-символами 216. Количество и длительность служебных символов известно, так что синхронизация по символу 212 пилотных TDM-данных 1 позволяет оценить, где начнется символ пилотных TDM-данных 2.

Далее на фиг.3 представлен вариант осуществления пилотных TDM-данных 2, 214, в частотной области. В настоящем варианте осуществления, пилотные TDM-данные 2, 214, содержат L пилотных символов, которые передаются в L поддиапазонах. L поддиапазонов равномерно распределены по N общему количеству поддиапазонов и отстоят на равные интервалы из S поддиапазонов, где S=N/L. Например, N=4096, L=2048 и S=2. И вновь, для N, L и S можно использовать другие значения. Приведенная структура пилотных TDM-данных 2, 214, может обеспечивать точную временную привязку символов в каналах различных типов, включая неблагоприятный многолучевой канал. Беспроводные приемники 150 могут также обладать возможностью: (1) обрабатывать пилотные TDM-данные 2, 214, эффективными методами для получения временной привязки символов до поступления следующего OFDM-символа, который находится непосредственно после пилотных TDM-данных 2 в одном варианте осуществления, и (2) применять временную привязку символов к упомянутому следующему OFDM-символу, как описано ниже. L поддиапазонов пилотных TDM-данных 2 выбирают так, чтобы для пилотных TDM-данных 2, 214, генерировались упомянутые S идентичных последовательностей пилотных данных 2.

На фиг.4 показан один вариант осуществления блок-схемы варианта осуществления процессора 120 TX-данных и пилотных данных в базовой станции 110. В процессоре 120 пилотных данных процессор 410 TX-данных принимает, кодирует, выполняет интерливинг и посимвольное отображение потоковых/пакетных данных для генерации символов данных.

В варианте осуществления для генерации данных для пилотных данных 212, 214 применен генератор 420 псевдослучайных чисел (PN). Генератор 420 PN может быть реализован, например, посредством 15-отводного линейного регистра сдвига с обратными связями (LFSR), который реализует порождающий полином

g(x)=x¹⁵+x¹⁴+1. В этом случае генератор 420 PN содержит: (1) 15 элементов 422a-422o задержки, включенных последовательно, и (2) сумматор 424, включенный между элементами 422n и 422o задержки. Элемент 422o задержки обеспечивает пилотные данные, которые также подаются обратно на вход элемента 422a задержки и на один вход сумматора 424. Генератор 420 PN можно инициализировать с различными начальными состояниями пилотных данных 212, 214, например, с '011010101001110' для пилотных TDM-данных 1, '010110100011100' для пилотных TDM-данных 2 и с '010110101011101' для частотно-мультиплексированных (PDM) пилотных данных. В общем, для пилотных данных 212, 214 можно использовать любые данные. Пилотные данные можно подобрать для уменьшения разности между пиковой амплитудой и средней амплитудой OFDM-символа пилотных данных (например, для сведения к минимуму колебание между пиком и средним значением сигнала во временной области для пилотных TDM-данных). Пилотные данные для пилотных TDM-данных 2 могут генерироваться также тем же генератором PN, который служит для скремблирования данных. Беспроводные приемники располагают информацией о данных, использованных для пилотных TDM-данных 2, но не нуждаются в информации о данных, использованных для пилотных TDM-данных 1.

Блок 430 отображения битов в символы получает пилотные данные из генератора 420 PN и отображает биты пилотных данных в символы пилотных данных на основании схемы модуляции. Для пилотных данных 214, 214 можно применять одинаковые или разные схемы модуляции. В одном варианте осуществления для обоих пилотных TDM-данных 1 и 2 используют QPSK (квадратурную фазовую манипуляцию). В таком случае блок 430 отображения группирует пилотные данные в виде 2-битовых двоичных величин и далее отображает каждую 2-битовую величину в конкретный модуляционный символ пилотных данных. Каждый символ пилотных данных представляет собой комплексную величину в сигнальной группе для QPSK. Если для пилотных TDM-данных используют QPSK, то блок 430 отображения отображает 2L₁ бит пилотных данных для пилотных TDM-данных 1 в L₁ символов пилотных данных и, кроме того, отображает 2L₂ бит пилотных данных для пилотных TDM-данных 2 в L₂ символов пилотных данных. Мультиплексор (Mux) 440 получает символы данных из процессора 410 TX-данных, символы пилотных данных из блока 430 отображения и сигнал TDM_Ctrl из контроллера 140. Мультиплексор 440 выдает в OFDM-модулятор 130 символы пилотных данных для пилотных данных 212, 214 и символы данных для полей служебных данных и данных каждого суперкадра, как показано на фиг.2A и 2B.

На фиг.5 представлен один вариант осуществления блок-схемы варианта осуществления OFDM-модулятора 130 базовой станции 110. Блок 510 отображения символов в поддиапазоны получает символы данных и пилотных данных из процессора 120 TX-данных и пилотных данных и отображает эти символы в надлежащие поддиапазоны на основании сигнала Subband_Mux_Ctrl из контроллера 140. В течение каждого периода OFDM-символов блок 510 отображения выдает один символ данных или пилотных данных в каждый поддиапазон, используемый для передачи данных или пилотных данных и «нулевой символ» (который является значением нулевого сигнала) для каждого неиспользуемого поддиапазона. Символы 212, 214 пилотных TDM-данных, предназначенные для поддиапазонов, которые не используются, заменяются нулевыми символами. Для каждого периода OFDM-символов блок 510 отображения выдает N «передаваемых символов» для N общего количества поддиапазонов, причем каждый передаваемый символ может быть символом данных, символом пилотных данных или нулевым символом.

Блок 520 обратного дискретного преобразования Фурье (IDFT) получает N передаваемых символов для каждого периода OFDM-символов, преобразует N передаваемых символов во временную область посредством N-точечного IDFT и выдает «преобразованный» OFDM-символ, который содержит N отсчетов во временной области. Каждый отсчет является комплексной величиной, подлежащей передаче в течение одного периода отсчетов. Вместо N-точечного IDFT может также выполняться N-точечное обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT), если N является степенью двух, что обычно имеет место.

Параллельно-последовательный (PS) преобразователь 530 преобразует N отсчетов из параллельной форму в последовательную для каждого преобразованного символа. Затем генератор 540 циклических префиксов повторяет участок (или C отсчетов) каждого преобразованного символа для формирования OFDM-символа, который содержит N+C отсчетов. Например, циклический префикс представлен последними 512 отсчетами OFDM-символа. Циклический префикс служит для противодействия межсимвольным помехам (ISI) и интерференции между несущими (ICI), обусловленными большим разбросов задержек в канале связи. В общем, разброс задержек равен разности времен между FAP и последним приходящим лучом (LAP) в приемнике 150. Период OFDM-символа (или просто «период символа») является длительностью одного OFDM-символа и равен периодам N+C отсчетов.

На фиг.6 представлен один вариант осуществления временного представления пилотных TDM-данных 2. OFDM-символ для пилотных TDM-данных 2 (или «OFDM-символ пилотных данных 2») также состоит из преобразованного символа с длительностью N и циклического префикса с длительностью C. Преобразованный символ для пилотных TDM-данных 2 содержит S идентичных последовательностей пилотных данных 2, при этом каждая последовательность пилотных данных 2 содержит L отсчетов во временной области. Циклический префикс для пилотных TDM-данных 2 состоит из C крайних правых отсчетов преобразованного символа и вставлен перед преобразованным символом. Например, если N=4096, L=2048, S=2 и C=512, то OFDM-символ пилотных данных 2 должен содержать две полные последовательности пилотных данных 2, при этом каждая последовательность пилотных данных 2 содержит 2048 отсчетов во временной области. Циклический префикс для пилотных TDM-данных 2 должен содержать только участок последовательности пилотных данных 2.

Далее на фиг.7 представлен один вариант осуществления блок-схемы SCEU 180 в беспроводном приемнике 150. Детектор 710 суперкадров в составе SCEU 180 получает входные отсчеты из блока 154 приемника, обрабатывает входные отсчеты для обнаружения начала каждого суперкадра и выдает временную привязку суперкадра. Детектор 720 временной привязки символов получает входные отсчеты и временную привязку суперкадр