Поиск сот на основе маяка в системе беспроводной связи

Поиск сот на основе маяка в системе беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка притязает на приоритет предварительной заявки на патент США № 60/864577, которая озаглавлена "Способ поиска сот для системы OFDM", зарегистрирована 6 ноября 2006, принадлежит заявителю настоящей заявки и этим упоминанием включена в текст данного описания.

Область техники

Настоящее изобретение в общем относится к связи и, в частности, к технологиям поиска сот в системе беспроводной связи.

Уровень техники

Системы беспроводной связи широко применяются для предоставления различного информационного контента, например, речи, видео, пакетных данных, обмена сообщениями, обеспечения широковещательной передачи и т.д. Эти беспроводные системы представляют собой системы множественного доступа, которые способны поддерживать множество пользователей за счет совместного использования доступных системных ресурсов. Примеры таких систем множественного доступа включают системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA) и системы множественного доступа с частотным разделением и одной несущей (SC-FDMA).

Система беспроводной связи может включать любое число базовых станций, которые могут поддерживать связь для любого числа пользовательских терминалов (UE). Пользовательский терминал (например, сотовый телефон) может находиться в зоне покрытия одной, множества либо ни одной из базовых станций в любой конкретный момент времени. Пользовательский терминал может быть только что включен или может потерять обслуживание и, таким образом, может не знать того, сигнал каких базовых станций может быть принят. Пользовательский терминал может выполнять поиск сот, чтобы обнаружить базовые станции, и получить временные характеристики и другую информацию для обнаруженных базовых станций. Кроме того, пользовательский терминал может обмениваться информацией с одной или более базовыми станциями и может быть подвижным. Пользовательский терминал может выполнять поиск сот, чтобы обнаружить более подходящие базовые станции для обслуживания этого терминала.

Каждая базовая станция может передавать сигналы синхронизации, чтобы помочь пользовательским терминалам в выполнении поиска сот. В общем случае сигнал синхронизации может представлять собой любой сигнал, который позволяет приемнику обнаружить передатчик и получить информацию о передатчике, например, временные характеристики и реквизиты. Сигналы синхронизации представляют собой накладные расходы и должны передаваться как можно более эффективным образом. Кроме того, сигналы синхронизации должны позволить пользовательским терминалам выполнять поиск сот как можно быстрее и эффективнее.

Сущность изобретения

Здесь описаны методики передачи сигналов маяка, призванные помочь пользовательским терминалам выполнить поиск сот. Кроме того, здесь описаны методики обнаружения сигналов маяка. Согласно одному из аспектов реализации настоящего изобретения, сотам в системе могут быть присвоены конфигурации маяка, которые задают на основе ортогональной группировки поднесущих. U поднесущих, используемых для маяка, могут быть организованы в G ортогональных групп, каждая из которых включает S поднесущих. На основе G групп по S поднесущих может быть задано P=S^G различных конфигураций маяка. Каждой конфигурации маяка может быть поставлена в соответствие конкретная поднесущая в каждой группе, чтобы использовать ее для сигнала маяка. Базовая станция соты может генерировать сигнал маяка на основе конфигурации маяка для этой соты. Пользовательский терминал может обнаруживать сигнал маяка от соты на основе конфигурации маяка.

Согласно другому аспекту реализации настоящего изобретения соты в системе могут передавать свои сигналы маяка на пониженных уровнях мощности вместо полной мощности. Мощность передачи для сигнала маяка от каждой соты можно регулировать и определять на основе расчетной вероятности обнаружения, расчетной вероятности ложного срабатывания и т.д. Разные соты могут использовать разные уровни мощности передачи для своих сигналов маяка, чтобы достичь требуемой эффективности обнаружения при одновременном снижении помех для других сот.

Согласно следующему аспекту реализации настоящего изобретения пользовательский терминал может выполнять перекрывающиеся дискретные преобразования Фурье (DFT), чтобы "захватить" больше принимаемой мощности, когда временные характеристики символов в пользовательском терминале не совпадают с временными характеристиками символов обнаруживаемых сот, что может иметь место в асинхронной системе. Пользовательский терминал может выполнять первые быстрые преобразования Фурье на основе временных характеристик первого символа, чтобы получить первые принятые символы для множества поднесущих. Кроме того, пользовательский терминал может выполнять вторые быстрые преобразования Фурье на основе временных характеристик второго символа, чтобы получить вторые принятые символы для множества поднесущих. Временные характеристики второго символа могут иметь смещение относительно временных характеристик первого символа на фиксированную или регулируемую часть периода символа. Принимаемая мощность множества поднесущих может быть определена на основе первых и вторых принятых символов и может быть использована для обнаружения сигналов маяка от сот.

Согласно еще одному аспекту реализации настоящего изобретения пользовательский терминал может выполнять обнаружение маяков с использованием декодирования методом максимального правдоподобия. Пользовательский терминал может определять принимаемую мощность множества поднесущих, используемых для сигналов маяка, и может суммировать принимаемую мощность поднесущих для каждой из возможных конфигураций маяка. Затем пользовательский терминал может выполнить обнаружение сот на основе суммарной принимаемой мощности для каждой из возможных конфигураций маяка. Пользовательский терминал может сравнить суммарную принимаемую мощность для каждой конфигурации маяка с пороговым значением и может признать соту обнаруженной для каждой конфигурации маяка с суммарной принимаемой мощностью, превышающей пороговое значение.

Различные аспекты и отличительные особенности настоящего изобретения более подробно описаны ниже.

Краткое описание чертежей

На Фиг.1 показана система беспроводной связи.

На Фиг.2 показана передача трех сигналов синхронизации.

На Фиг.3 показано использование ортогональной группировки поднесущих для сигналов маяка.

На Фиг.4 показана передача маяка одной сотой.

На Фиг.5 показана передача маяка тремя асинхронными сотами.

На Фиг.6 показана демодуляция по схеме OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов) в асинхронной системе.

На Фиг.7 показана демодуляция по схеме OFDM при перекрывающихся дискретных преобразованиях Фурье (DFT).

На Фиг.8 показаны поднесущие, являющиеся кандидатами для сигналов маяка от множества сот.

На Фиг.9 показаны структурные схемы Узла В и пользовательского терминала.

На Фиг.10 показана структурная схема генератора сигнала маяка в Узле В.

На Фиг.11 показана структурная схема обработчика маяка в пользовательском терминале.

На Фиг.12 и 13 показаны соответственно способ и устройство для обработки сигнала маяка.

На Фиг.14 и 15 показаны соответственно способ и устройство для передачи маяка с регулируемой мощностью передачи.

На Фиг.16 и 17 показаны соответственно способ и устройство для обнаружения маяка пользовательским терминалом.

На Фиг.18 и 19 показаны соответственно способ и устройство для обнаружения маяка с использованием декодирования методом максимального правдоподобия.

Подробное описание

Описанные здесь методики могут использоваться для различных систем беспроводной связи, таких как CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA и других. Термины "система" и "сеть" часто используются взаимозаменяемым образом. В системе CDMA могут быть реализованы такие технологии радиосвязи, как UTRA (Universal Terrestrial Radio Access - Интерфейс наземного радиодоступа в систему UMTS (Universal Mobile Telecommunication System - Универсальная система мобильной связи)), cdma2000 и т.д. UTRA включает W-CDMA (Wideband-CDMA - Широкополосная система CDMA) и другие варианты CDMA. Технология cdma2000 охватывает стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. В системе TDMA могут быть реализованы такие технологии радиосвязи, как GSM (Global System for Mobile Communications - Глобальная система мобильной связи). В системе OFDMA могут быть реализованы такие технологии радиосвязи, как E-UTRA (Evolved UTRA, Усовершенствованная UTRA), UMB (Ultra Mobile Broadband - Система ультрамобильных сетей широкополосного доступа), IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, Flash-OFDM® и т.д. UTRA, E-UTRA и GSM являются частью системы UMTS. LTE (Long Term Evolution - Программа долгосрочного развития) проекта 3GPP представляет собой подготавливаемую версию системы UMTS, в которой применяется E-UTRA, использующая OFDMA на нисходящем канале и SC-FDMA на восходящем канале. UTRA, E-UTRA, GSM, UMTS и LTE описаны в документах организации, названной 3GPP (3-rd Generation Partnership Project - Проект партнерства по развитию сетей 3-го поколения). Технологии cdma2000 и UMB описаны в документах организации, названной 3GPP2 (3-rd Generation Partnership Project 2 - Проект 2 партнерства по развитию сетей 3-го поколения). Эти различные технологии радиосвязи и стандарты известны в данной области техники. Для ясности некоторые аспекты упомянутых методик описаны ниже для LTE, и в большей части приведенного ниже описания используется терминология LTE.

В LTE используется мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM) на нисходящем канале и мультиплексирование с частотным разделением и одной несущей (SC-FDM) на восходящем канале. OFDM и SC-FDM делят полосу частот системы на множество (К) ортогональных поднесущих, которые также обычно называют тонами, контейнерами и т.д. Интервалы между соседними поднесущими могут быть фиксированными, и общее число (К) поднесущих может зависеть от полосы частот системы. Каждая поднесущая может быть модулирована данными. В общем случае символы модуляции посылают в частотную область с OFDM и во временную область с SC-FDM. Чтобы сгенерировать OFDM-символ, символы с ненулевыми значениями могут быть отображены на поднесущие, используемые для передачи, а символы с нулевым значением могут быть отображены на оставшиеся поднесущие. К символов для общего числа К поднесущих может быть преобразовано во временную область, чтобы получить К экземпляров во временной области. Последние С экземпляров могут быть скопированы и добавлены спереди К экземпляров, чтобы получить OFDM-символ, содержащий К+С экземпляров. Скопированные экземпляры называются циклическим префиксом, а С называется длиной циклического префикса.

На Фиг.1 показана система 100 беспроводной связи с множеством Узлов В 110. Узел В может представлять собой фиксированную станцию, используемую для обмена информацией с пользовательскими терминалами и может также называться усовершенствованным Узлом В (eNB, evolved Node B), базовой станцией, точкой доступа и т.д. Каждый Узел В 110 обеспечивает покрытие конкретного географического района. Общая зона покрытия каждого Узла В может быть разделена на множество (например, три) меньших зоны. В 3GPP термин "сота" может относиться к наименьшей зоне покрытия Узла В и/или подсистеме Узла В, обслуживающей эту зону покрытия. В других системах наименьшую зону покрытия и/или подсистему, обслуживающую эту зону покрытия, могут обозначать термином "сектор". Для ясности ниже в описании используется термин "сота" согласно концепции 3GPP.

Пользовательские терминалы 120 могут быть разбросаны по системе. Пользовательский терминал может быть неподвижным или мобильным и также может называться мобильной станцией, терминалом доступа, абонентским модулем, станцией и т.д. Пользовательский терминал может представлять собой сотовый телефон, персональный цифровой помощник (PDA), беспроводной модем, устройство беспроводной связи, карманное устройство, переносной компьютер, беспроводной телефон и т.д. Пользовательский терминал может обмениваться информацией с одним или более Узлами В посредством циклов передачи по нисходящему или восходящему каналу. Нисходящий канал (или прямая линия) относится к каналу связи от Узлов В к пользовательским терминалам, а восходящий канал (или обратный канал) относится к каналу связи от пользовательских терминалов к Узлам В. На Фиг.1 сплошная линия с двумя стрелками указывает обмен информацией между Узлом В и пользовательским терминалом. Пунктирная линия с одной стрелкой указывает пользовательский терминал, принимающий сигнал нисходящего канала от Узла В. Пользовательский терминал может выполнять поиск сот на основе сигналов нисходящего канала, переданных Узлами В.

В системе 100 Узлы В 110 могут передавать сигналы синхронизации, чтобы позволить пользовательским терминалам 120 обнаруживать Узлы В и получать такую информацию, как временные характеристики, частотный сдвиг, идентификатор (ID) соты и т.д. В Таблице 1 указаны три типа сигналов синхронизации, которые могут быть переданы Узлом В, а также приведено краткое описание для каждого типа сигнала синхронизации.

Таблица 1
Символ	Сигнал синхронизации	Описание
PSC	Основной сигнал синхронизации	Сигнал синхронизации, используемый для обнаружения сот во время первоначального поиска сот
SSC	Вспомогательный сигнал синхронизации	Сигнал синхронизации, используемый для идентификации сот во время первоначального поиска сот
BSC	Сигнал маяка	Сигнал синхронизации, используемый для поиска сот, чтобы обнаружить соседние соты

PSC и SSC для E-UTRA описаны в документе TS 36.211 проекта 3GPP, озаглавленном "Физические каналы и модуляция", июнь 2007. PSC и SSC для UTRA описаны в документе TS 25.213 проекта 3GPP, озаглавленном "Расширение и модуляция", май 2007. Документы проекта 3GPP находятся в открытом доступе. BSC может генерироваться описанным ниже образом.

На Фиг.2 показана примерная передача трех сигналов синхронизации, указанных в Таблице 1, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения. Время передачи для нисходящего канала может быть разделено на блоки радиокадров. Каждый радиокадр может быть дополнительно разделен на множество (L) подкадров, а каждый подкадр может включать множество (Т) символьных периодов. В одном из вариантов реализации настоящего изобретения каждый радиокадр имеет длительность 10 миллисекунд (мс) и разделен на L=10 подкадров, каждый подкадр имеет длительность 1 мс и разделен на два слота, и каждый слот заключает в себе 6 или 7 символьных периодов в зависимости от длины циклического префикса. Кроме того, радиокадры могут быть разделены с использованием и других схем.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения PSC передается в последнем символьном периоде первого слота в каждом из подкадров 0 и 5, находящихся в начале и в середине радиокадра. SSC передается непосредственно перед PSC в подкадрах 0 и 5. BSC может передаваться в любом оставшемся символьном периоде в подкадре 0 и/или подкадре 5. В общем случае PSC, SSC и BSC могут каждый передаваться с любой скоростью и при этом могут передаваться с одной и той же или разными скоростями передачи. BSC может передаваться дважды в каждом радиокадре (как показано на Фиг.2) или только один раз в каждом радиокадре. В общем случае BSC может передаваться в любом интервале Т_маяк маяка и в любом символьном периоде радиокадра. Для ясности в большей части приведенного ниже описания предполагается, что BSC передается в одном символьном периоде каждого радиокадра, в результате чего интервал Т_маяк маяка равен одному радиокадру.

Соты могут передавать сигналы маяка (или BSC), чтобы позволить пользовательским терминалам обнаруживать и идентифицировать эти соты. Сигнал маяка включает компоненты сигнала высокой мощности в узкой полосе частот (например, на одной или нескольких поднесущих), которые могут обладать значительно более высокой мощностью по сравнению с другими сигналами, например сигналами трафика данных. Сигнал маяка может состоять из последовательности символов маяка. В одном из вариантов реализации настоящего изобретения символ маяка представляет собой OFDM-символ, в котором вся или большая часть совокупной мощности передачи соты используется для одной поднесущей, которую называют поднесущей маяка или тоном маяка. В других вариантах реализации настоящего изобретения символ маяка может располагать всей или большой частью совокупной мощности на небольшом числе поднесущих. Для ясности в приведенном далее описании предполагается применение такого варианта, при котором символ маяка использует одну поднесущую маяка. Так как всего лишь на одной поднесущей передается большое количество энергии, то сигнал маяка может быть надежно обнаружен даже при низком отношении "сигнал-шум" (SNR). Такая информация, как идентификатор соты, может быть передана посредством частотной локализации поднесущих маяка в последовательных символах маяках.

Сигналы маяка должны иметь такую структуру, чтобы соты, передающие эти сигналы, могли быть обнаружены и идентифицированы пользовательскими терминалами надежным образом. Кроме того, пользовательские терминалы должны быть способны обнаруживать сигналы маяка без информации по временным характеристикам. Это может потребоваться в асинхронной системе, в которой каждая сота может осуществлять передачу, исходя из своих временных характеристик. Сигнал маяка для каждой соты может иметь такую структуру, чтобы сота могла быть идентифицирована на основе размещения поднесущих маяка в радиокадрах.

На Фиг.3 показана структура сигналов маяка, в основе которой лежит ортогональная группировка поднесущих. При такой структуре для маяка подходит U поднесущих, которые можно организовать в G ортогональных групп таким образом, чтобы каждая используемая поднесущая принадлежала только к одной группе, где как U, так и G могут иметь целочисленное значение. Ортогональные группы могут также называться неперекрывающимися группами, дизъюнктивными группами и т.д. Каждая группа может включать S поднесущих, которые могут, но не обязательно, представлять собой последовательные поднесущие из U=G·S используемых поднесущих. На основе G групп по S поднесущих может быть определено P=S^G различных конфигураций маяка. Каждая конфигурация маяка может иметь длину G и может быть поставлена в соответствие конкретной поднесущей маяка в первой группе, конкретной поднесущей маяка во второй группе и так далее и конкретной поднесущей маяка в последней группе. Как показано на Фиг.3, разные конфигурации маяка могут быть поставлены в соответствие разным последовательностям поднесущих маяка в G группах. Для каждой конфигурации маяка g-й символ маяка в конфигурации может занимать одну из S поднесущих в группе g, где g {0,…,G-1}. Каждую конфигурацию маяка можно рассматривать как составляемую из G недвоичных символов. Каждый недвоичный символ имеет одно из U возможных значений и идентифицирует конкретную поднесущую, которую нужно использовать для символа маяка.

Для идентификаторов Р сот можно использовать Р различных конфигураций маяка, при этом идентификатор каждой соты ставят в соответствие своей конфигурации маяка. Специфичные для сот конфигурации маяка могут быть использованы пользовательскими терминалами для обнаружения сот и идентификации обнаруженных сот.

В одном из вариантов реализации настоящего изобретения для полосы частот 1,25 МГц имеется в сумме 75 поднесущих с интервалом между поднесущими 15 кГц. U=24 поднесущих (или приблизительно каждая третья поднесущая) подходят для маяка и отстоят друг от друга на 45 кГц. 24 используемых поднесущих организованы в G=3 группы, где каждая группа включает S=8 поднесущих. В трех группах по 8 поднесущих каждая в сумме может быть определено Р=8³=512 конфигураций маяка. Каждая конфигурация маяка поставлена в соответствие конкретной поднесущей маяка в первой группе, конкретной поднесущей во второй группе и конкретной поднесущей в третьей группе.

В общем случае число групп (G) и число поднесущих (S) в каждой группе может выбираться с учетом различных факторов, таких как общее число поднесущих, требуемый интервал между используемыми поднесущими, требуемое число конфигураций маяка, требуемая длина конфигураций маяка и т.д. Больший интервал между используемыми поднесущими может сделать возможным более точное обнаружение поднесущих маяка пользовательскими терминалами при наличии частотного сдвига, но может в результате привести и к меньшему числу используемых поднесущих. Число конфигураций маяка может диктоваться числом идентификаторов сот, поддерживаемых системой. Длина конфигурации маяка может определяться требуемым временем обнаружения маяка, которое представляет собой число символов маяка, необходимых для обнаружения сот.

Использование ортогональной группировки поднесущих делает возможным обнаружение сигналов маяка от сот даже при наличии неясности в отношении временных характеристик. Пользовательский терминал может не иметь информации по временным характеристикам обнаруживаемых сот. Это может иметь место, например, в асинхронной системе, в которой временные характеристики разных сот не синхронизированы. Если пользовательский терминал обнаруживает поднесущую маяка в группе g в данном символе маяка, то пользовательский терминал знает, что нужно искать поднесущую маяка в группе (g+1) mod G в очередном символе маяка, искать поднесущую маяка в группе (g+2) mod G в следующем символе маяка и т.д., где "mod" обозначает операцию по модулю. Пользовательский терминал может быть выполнен с возможностью определить временные характеристики кадра для сигнала маяка, зная группу, в которой обнаружена поднесущая маяка. Таким образом, благодаря использованию ортогональной группировки поднесущих отсутствует неясность относительно временных сдвигов.

В другом варианте реализации настоящего изобретения каждой соте назначают специфичный для нее код маяка, который идентифицирует, какую поднесущую использовать в качестве поднесущей маяка в каждом символе маяка. Код маяка может представлять собой код Рида-Соломона или некоторый другой код с максимальной разнесенностью (MDS, Maximum Distance Separable). MDS-код может генерировать кодовые слова, имеющие наибольшее из возможных минимальное расстояние между кодовыми словами и, таким образом, обеспечивать максимальные возможности корректировки ошибок для заданной степени избыточности. Код маяка может также представлять собой код без запятой, который отображает кодовое слово и все циклические сдвиги этого слова в один и тот же идентификатор соты. Например, кодовое слово может состоять из трех недвоичных символов {A, B, C}. Код без запятой отобразил бы кодовое слово {A, B, C}, а также все его циклически смещенные версии {B, C, A} и {C, A, B} в один и тот же идентификатор соты. Это свойство позволяет пользовательскому терминалу идентифицировать соту без информации по временным характеристикам, на основе любых трех последовательных недвоичных символов.

В одном из примеров варианта применения кода Рида-Соломона для маяка можно использовать М поднесущих, которым присвоены индексы от 0 до М-1, где М может быть любым подходящим целым числом. Для символа маяка, передаваемого в радиокадре t, поднесущая k_t маяка может быть выражена следующим образом:

Уравнение (1),

где p₁ - примитивный элемент поля Z_M и ,

α₁ и α₂ - экспоненциальные коэффициенты, определяемые идентификатором соты,

Z - верхняя граница диапазона для α₁ и

обозначает сложение по модулю.

Поле Z_M содержит М элементов от 0 до М-1. Примитивный элемент поля Z_M представляет собой элемент Z_M, который может использоваться для генерации всех М-1 ненулевых элементов Z_M. Например, Z₇ содержит семь элементов от 0 до 6, и 5 - примитивный элемент Z₇, который может быть использован для генерации всех шести ненулевых элементов Z₇ следующим образом: 5⁰ mod 7=1, 5¹ mod 7=5, 5² mod 7=4, 5³ mod 7=6, 5⁴ mod 7=2 и 5⁵ mod 7=3. k_t представляет собой элемент поля Z_M.

В Уравнении (1) арифметические операции выполняются по полю Z_M. Например, сложение А и В может быть задано как (А+В) mod М, умножение А на В может быть задано как (А·В) mod М, возведение А в степень В может быть задано как А^В mod М и т.д. Сложения внутри экспонент представляют собой сложения целых чисел по модулю М.

Коды разных маяков могут быть заданы с использованием разных значений Z и М. Экспоненциальные коэффициенты α₁ и α₂ зависят от Z и М или, если говорить более конкретно, 0≤α₁<Z и 0≤α₂<(М-1). Код маяка, приведенный в Уравнении (1), является периодическим с периодом Q=M/Z символов. Следовательно, k_t=k_t+Q для любого данного t.

Идентификатор соты может быть отображен в α₁ и α₂ следующим образом:

Идентификатор соты=(М-1)·α₁+α₂ Уравнение (2)

или

Идентификатор соты=α₁+Z·α₂.

Число поддерживаемых идентификаторов сот зависит от значений М и Z.

Код маяка, приведенный в Уравнении (1), может быть использован для генерации конфигураций маяка для всех возможных идентификаторов сот. Для этого кода маяка можно показать, что пользовательский терминал может обнаруживать отдельную соту с использованием любых двух последовательных или непоследовательных символов маяка даже без информации по временным характеристикам. Пользовательский терминал может обнаруживать две соты с использованием трех последовательных символов маяка.

Для маяка также могут быть использованы и другие коды маяка. В общем случае код маяка длиной V может быть задан в поле Галуа (U) таким образом, что будет существовать Р кодовых слов для Р идентификаторов сот. Каждое кодовое слово может состоять из V недвоичных символов. Каждый недвоичный символ может идентифицировать одну из U поднесущих, которую необходимо использовать как поднесущую маяка. Большее значение длины V может означать более высокий уровень сложности для пользовательских терминалов, но может обеспечивать больший выигрыш при кодировании. Сота может быть обнаружена на основе В недвоичных символов кодового слова, где 2≤B≤V. Это гарантирует, что при высоком значении отношения SNR сота может быть обнаружена с использованием всего лишь поднабора кодового слова, что может уменьшить время поиска соты.

На Фиг.4 показана структура сигнала маяка от одной соты. При такой структуре сигнал маяка состоит из одного символа маяка в каждом радиокадре. Каждый символ маяка характеризуется всей или большой частью совокупной мощности передачи соты, сосредоточенной в одной поднесущей маяка, которую определяют, исходя из конфигурации маяка для соты. Конфигурация маяка может быть основана на ортогональной группировке поднесущих, коде маяка и т.д. Как показано на Фиг.4, для разных символов маяка могут быть использованы разные поднесущие маяка и поднесущая маяка может меняться от одного символа маяка к следующему. В примере, показанном на Фиг.4, для символа маяка, передаваемого в радиокадре t-1, используют поднесущую k_t-1, для символа маяка, передаваемого в радиокадре t, используют поднесущую k_t, для символа маяка, передаваемого в радиокадре t+1, используют поднесущую k_t+1 и т.д.

На Фиг.5 показана примерная передача маяков тремя сотами А, В и С в асинхронной системе. В этом варианте реализации настоящего изобретения каждая сота передает один символ маяка в одном символьном периоде каждого радиокадра, и эти три соты могут передавать свои символы маяка в разные моменты времени. Каждая сота может определить поднесущую маяка для каждого символа маяка на основе конфигурации маяка для этой соты.

Согласно другому аспекту соты в системе могут передавать свои сигналы маяка при пониженных уровнях мощности вместо полной мощности. Мощность передачи для сигнала маяка от каждой соты может быть определена на основе различных параметров, таких как расчетная вероятность обнаружения, расчетная вероятность ложного срабатывания и т.д. Разные соты могут использовать разные уровни мощности для своих сигналов маяка, при этом по-прежнему обеспечивается требуемая эффективность обнаружения, например, из-за разных размеров сот, разного рельефа местности и т.д. Пониженные уровни мощности для сигналов маяка могут уменьшить помехи для соседних сот, что может улучшить эксплуатационные характеристики системы.

Пользовательский терминал может выполнять обнаружение маяков, чтобы найти соты. С целью обнаружения маяков пользовательский терминал может обрабатывать каждый принятый символ маяка и определять принимаемую мощность U используемых поднесущих. Если пользовательскому терминалу известно положение во времени символов маяка, то пользовательский терминал может обрабатывать только символы маяка и игнорировать все другие OFDM-символы. Если пользовательскому терминалу неизвестно положение во времени символов маяка (например, в асинхронной системе), то пользовательский терминал может обрабатывать каждый принятый OFDM-символ. В любом случае пользовательский терминал может обнаруживать соты на основе принимаемой мощности используемых поднесущих для достаточного числа символов маяка.

В первом варианте реализации настоящего изобретения пользовательский терминал может выполнять жесткое декодирование для обнаружения маяков следующим образом:

1. определить принимаемую мощность всех используемых поднесущих для маяка,

2. обнаружить поднесущие-кандидаты с высокой принимаемой мощностью и

3. идентифицировать соты на основе поднесущих-кандидатов.

Во втором варианте реализации настоящего изобретения пользовательский терминал может выполнять декодирование методом максимального правдоподобия (ML) для обнаружения маяков следующим образом:

1. определить принимаемую мощность всех используемых поднесущих для маяка,

2. суммировать принимаемую мощность для поднесущих маяка в каждой конфигурации маяка и

3. идентифицировать соты на основе суммарной принимаемой мощности для всех конфигураций маяка.

Для обоих вариантов реализации настоящего изобретения пользовательский терминал может сначала определить принимаемую мощность используемых поднесущих. Если соты являются синхронными, то пользовательский терминал может определить временные характеристики символов у сот, выполнить OFDM-демодуляцию на основе известных временных характеристик соты и определить принимаемую мощность используемых поднесущих. Если соты являются асинхронными, то пользовательский терминал может определить принимаемую мощность используемых поднесущих несколькими путями.

На Фиг.6 показан вариант OFDM-демодуляции, выполняемой пользовательским терминалом в асинхронной системе. В примере, показанном на Фиг.6, три соты А, В и С могут иметь разные временные характеристики OFDM-символов и может отсутствовать возможность совмещения по времени символов маяков от этих сот в пользовательском терминале. Пользовательский терминал может попытаться совместить свои временные характеристики OFDM-символа с одной из сот, например, обслуживающей сотой или сотой с наиболее сильным сигналом (не показано на Фиг.6). Пользовательский терминал может также выполнить OFDM-демодуляцию, не пытаясь совместить свои временные характеристики OFDM-символа с любой сотой (как показано на Фиг.6). В любом случае в каждый период n OFDM-символа пользовательский терминал может выполнить OFDM-демодуляцию путем (i) взятия K принятых экземпляров и отбрасывания С принятых экземпляров для циклического префикса и (ii) выполнения дискретного преобразования Фурье (DFT) для К принятых экземпляров, чтобы получить К принятых символов для поднесущих общим числом К. В DFT-преобразование может входить быстрое преобразование Фурье (FFT) или любой другой тип преобразования.

Пользовательский терминал может вычислить принимаемую мощность P_k,n каждой используемой несущей k в символьном периоде n на основе принятого символа R_k,n для этой поднесущей следующим образом:

P_k,n=|R_k,n|² Уравнение (3)

Как показано на Фиг.6, временные характеристики OFDM-символа в пользовательском терминале могут быть не совмещены с символами маяка одной или более сот. Например, в символьном периоде n+1 при выполнении DFT-преобразования берется приблизительно половина символа маяка от соты В, а оставшаяся часть символа берется при выполнении DFT-преобразования в символьном периоде n+2. Если для обнаружения маяка используются принятые символы только от одного DFT-преобразования для символьного периода n+1, либо n+2, то до половины энергии маяка может быть потеряно. Кроме того, может произойти утечка мощности поднесущей маяка в соседние используемые поднесущие. Оба этих явления могут ухудшить эффективность обнаружения.

На Фиг.7 показан вариант OFDM-демодуляции с перекрывающимися DFT-преобразованиями, чтобы захватить больше принимаемой мощности от асинхронных сот. В варианте, показанном на Фиг.7, пользовательский терминал может выполнять DFT-преобразование для каждого периода OFDM-символа на основе временных характеристик первого символа, которое можно назвать первым DFT-преобразованием или основным DFT-преобразованием. Пользовательский терминал может также выполнять DFT-преобразование для каждого периода OFDM-символа на основе временных характеристик второго символа, которое можно назвать вторым DFT-преобразованием или дополнительным DFT-преобразованием. Временные характеристики первого символа могут быть произвольными либо могут быть основаны на временных характеристиках обслуживающей соты, соты с наиболее сильным сигналом и т.д. Временные характеристики второго символа могут быть смещены относительно временных характеристик первого символа на Т_{смещение}, которое может быть фиксированной или регулируемой величиной. Смещение Т_{смещение} временных характеристик может составлять половину, четверть, три четверти или некоторую другую часть периода Т_сим одного OFDM-символа.

Пользовательский терминал может получать принятые символы R_k,n от первого DFT-преобразования для символьного периода n. Кроме того, пользовательский терминал может получать принятые символы R_k,n' от второго DFT-преобразования для символьного периода n', который может перекрываться с символьным периодом n на Т_сим-Т_{смещение}. Пользовательский терминал может определять принимаемую мощность P_k,n каждой используемой поднесущей k следующим образом:

Pk,n=|Rk,n|2

+|Rk,n'|2 Уравнение (4)

Пользовательский терминал может также определять принимаемую мощность P_k,n каждой используемой поднесущей k, выбирая больший из двух результатов DFT-преобразования, следующим образом:

Пользовательский терминал может также определить принимаемую мощность каждой используемой поднесущей и другими путями. Например, чтобы получить принимаемую мощность используемой поднесущей, к принятым символам от используемой поднесущей и одной или более поднесущих, находящихся с каждой из сторон используемой поднесущей, может быть применена вырезающая функция.

Как показано на Фиг.7, за счет объединения результатов DFT-преобразований с различными временными характеристиками символов пользовательский терминал сможет захватить весь или большую часть символа маяка от любой соты вне зависимости от смещения временных характеристик между этим терминалом и сотой. В примере, показанном на Фиг.7, симво