Способы и устройства для синхронизации и обнаружения в системах беспроводной связи

Способы и устройства для синхронизации и обнаружения в системах беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее раскрытие относится, в общем, к системам беспроводной связи. Более конкретно, настоящее раскрытие относится к способам и устройствам для синхронизации и обнаружения в системах беспроводной связи.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Устройства беспроводной связи становятся более компактными и мощными, чтобы удовлетворять потребительские нужды и повышать портативность и удобство. Потребители становятся зависимыми от устройств беспроводной связи, таких как сотовые телефоны, персональные цифровые устройства (PDA), дорожные компьютеры и т.п. Потребители ожидают надежное обслуживание, расширенные зоны покрытия и расширенную функциональность. Устройства беспроводной связи могут упоминаться как мобильные станции, станции, терминалы доступа, пользовательские терминалы, терминалы, абонентские модули, абонентские устройства и т.д.

Система беспроводной связи может одновременно поддерживать связь для нескольких устройств беспроводной связи. Устройство беспроводной связи может обмениваться данными с одной или более базовых станций (которые альтернативно могут упоминаться как точки доступа, узлы B и т.д.) через передачи по восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Восходящая линия связи (или обратная линия связи) упоминается как линия связи от устройств беспроводной связи к базовым станциям, а нисходящая линия связи (или прямая линия связи) упоминается как линия связи от базовых станций к устройствам беспроводной связи.

Системы беспроводной связи могут быть системами множественного доступа, допускающими поддержку связи с несколькими пользователями посредством совместного использования доступных системных ресурсов (к примеру, 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 (FDMA).

Как указано выше, настоящее раскрытие сущности, в общем, относится к системам беспроводной связи. Более конкретно, настоящее раскрытие сущности относится к способам и устройствам для синхронизации и обнаружения в системах беспроводной связи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 иллюстрирует пример системы беспроводной связи;

фиг.2 иллюстрирует пример передающего устройства и пример приемного устройства, которые могут использоваться в рамках системы беспроводной связи, которая использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) и множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA);

фиг.3A-3D иллюстрируют пример структуры кадра для системы беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA;

фиг.4 иллюстрирует пример кадра OFDMA в режиме дуплекса с временным разделением каналов;

фиг.5A и 5B иллюстрируют примеры последовательностей преамбул, которые могут быть заданы для системы беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA;

фиг.6 показывает пример структуры преамбулы нисходящей линии связи в частотной области для системы беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA;

фиг.7 иллюстрирует пример префикса кадра нисходящей линии связи;

фиг.8 иллюстрирует пример способа синхронизации и обнаружения, который может выполняться посредством беспроводного устройства в системе беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA;

фиг.8A иллюстрирует блоки "средство плюс функция", соответствующие способу, показанному на фиг.8;

фиг.9 и 9A иллюстрируют другой пример способа синхронизации и обнаружения, который может выполняться посредством беспроводного устройства в системе беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA;

фиг.10 и 10A иллюстрируют блоки "средство плюс функция", соответствующие способу, показанному на фиг.9 и 9A;

фиг.11 иллюстрирует пример архитектуры синхронизации и обнаружения для беспроводного устройства в системе беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA; и

фиг.12 иллюстрирует различные компоненты, которые могут быть использованы в беспроводном устройстве.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Раскрывается способ синхронизации и обнаружения в беспроводном устройстве. Способ может включать в себя выполнение приблизительного обнаружения и синхронизации относительно принимаемого сигнала. Способ также может включать в себя выполнение точного обнаружения и синхронизации для вхождения в синхронизм с принимаемым сигналом. Результаты приблизительного обнаружения и синхронизации могут использоваться для точного обнаружения и синхронизации. Способ также может включать в себя выполнение обработки режима отслеживания, когда вхождение в синхронизм с принимаемым сигналом достигнуто.

Также раскрывается беспроводное устройство, которое выполняет синхронизацию и обнаружение относительно принимаемого сигнала. Беспроводное устройство может включать в себя компонент приблизительного обнаружения и синхронизации, который выполняет приблизительное обнаружение и синхронизацию относительно принимаемого сигнала. Беспроводное устройство также может включать в себя компонент точного обнаружения и синхронизации, который выполняет точное обнаружение и синхронизацию для вхождения в синхронизм с принимаемым сигналом. Результаты приблизительного обнаружения и синхронизации могут использоваться для точного обнаружения и синхронизации. Беспроводное устройство также может включать в себя компонент обработки режима отслеживания, который выполняет обработку режима отслеживания, когда вхождение в синхронизм с принимаемым сигналом достигнуто.

Также раскрывается устройство, которое выполняет синхронизацию и обнаружение относительно принимаемого сигнала. Устройство может включать в себя средство для выполнения приблизительного обнаружения и синхронизации относительно принимаемого сигнала. Устройство также может включать в себя средство для выполнения точного обнаружения и синхронизации для вхождения в синхронизм с принимаемым сигналом. Результаты приблизительного обнаружения и синхронизации могут использоваться для точного обнаружения и синхронизации. Устройство также может включать в себя средство для выполнения обработки режима отслеживания, когда вхождение в синхронизм с принимаемым сигналом достигнуто.

Также раскрывается компьютерный программный продукт для выполнения синхронизации и обнаружения относительно принимаемого сигнала. Компьютерный программный продукт может включать в себя машиночитаемый носитель, на котором содержатся инструкции. Инструкции могут включать в себя код для выполнения приблизительного обнаружения и синхронизации относительно принимаемого сигнала. Инструкции также могут включать в себя код для выполнения точного обнаружения и синхронизации для вхождения в синхронизм с принимаемым сигналом. Результаты приблизительного обнаружения и синхронизации могут использоваться для точного обнаружения и синхронизации. Инструкции также могут включать в себя код для выполнения обработки режима отслеживания, когда вхождение в синхронизм с принимаемым сигналом достигнуто.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способы и устройства настоящего раскрытия сущности могут быть использованы в системе широкополосной беспроводной связи. Термин "широкополосный беспроводной" упоминается как технология, которая предоставляет доступ к беспроводным сетям, сетям телефонной связи, Интернету и/или сетям передачи данных в данной области.

WiMAX, который означает стандарт общемировой совместимости широкополосного беспроводного доступа, является основанной на стандартах широкополосной беспроводной технологией, которая предоставляет широкополосные соединения с высокой пропускной способностью на большие расстояния. Сегодня предусмотрено два основных варианта применения WiMAX: WiMAX для стационарных устройств и WiMAX для мобильных устройств. Варианты применения WiMAX для стационарных устройств имеют тип "точка-многоточка" и предоставляют широкополосный доступ в дома и офисы. WiMAX для мобильных устройств предлагает полную мобильность сотовых сетей на скоростях широкополосной передачи.

WiMAX для мобильных устройств основан на технологии OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) и OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов). OFDM - это технология цифровой модуляции с несколькими несущими, которая с недавних пор нашла широкое применение во множестве систем связи с высокой скоростью передачи данных. В OFDM поток передаваемых битов разделяется на несколько субпотоков с меньшей скоростью. Каждый субпоток модулируется с помощью одной из нескольких ортогональных поднесущих и отправляется по одному из множества параллельных подканалов. OFDMA - это технология множественного доступа, в которой пользователям назначаются поднесущие в различных временных квантах. OFDMA является гибкой технологией множественного доступа, которая может приспосабливать для множества пользователей различные приложения, скорости передачи данных и требования по качеству обслуживания.

Быстрое развитие технологий беспроводной связи по Интернету приводит к возрастающей потребности в высоких скоростях передачи данных в области техники услуг беспроводной связи. OFDM/OFDMA-системы сегодня рассматриваются как одна из наиболее перспективных исследовательских областей и как ключевая технология для следующего поколения беспроводной связи. Это обусловлено тем фактом, что схемы OFDM/OFDMA-модуляции могут предоставлять множество преимуществ, таких как эффективность модуляции, эффективность использования спектра, гибкость и сильная устойчивость к многолучевому распространению по сравнению с традиционными схемами модуляции с одной несущей.

IEEE 802.16x является организацией-разработчиком новых стандартов, чтобы задавать радиоинтерфейс для систем на основе стандарта широкополосного беспроводного доступа (BWA) для стационарных и мобильных устройств. IEEE 802.16x

приняла документ "IEEE P802.16-REVd/D5-2004" в мае 2004 года для BWA-систем для стационарных устройств и опубликовала документ "IEEE P802.16e/D12 Oct. 2005" в октябре 2005 года для BWA-систем для мобильных устройств. Эти два стандарта задали четыре различных физических уровня (PHY) и один уровень управления доступом к среде (MAC). Физический уровень OFDM и OFDMA из четырех физических уровней является самым популярным в областях BWA для стационарных и мобильных устройств соответственно.

Фиг.1 иллюстрирует пример системы 100 беспроводной связи. Система 100 беспроводной связи может быть системой 100 широкополосной беспроводной связи. Система 100 беспроводной связи предоставляет связь для ряда сот 102, каждая из которых обслуживается посредством базовой станции 104. Базовая станция 104 может быть стационарной станцией, которая обменивается данными с пользовательскими терминалами 106. Базовая станция 104 альтернативно может упоминаться как точка доступа, узел B или некоторый другой термин.

Фиг.1 показывает различные пользовательские терминалы 106, рассредоточенные по всей системе 100. Пользовательские терминалы 106 могут быть фиксированными (т.е. стационарными) или мобильными. Пользовательские терминалы 106 альтернативно могут упоминаться как удаленные станции, терминалы доступа, терминалы, абонентские модули, мобильные станции, станции, абонентские устройства и т.д. Пользовательские терминалы 106 могут быть беспроводными устройствами, такими как сотовые телефоны, персональные цифровые устройства (PDA), карманные устройства, беспроводные модемы, дорожные компьютеры, персональные компьютеры и т.д.

Множество алгоритмов и способов может использоваться для передач в системе 100 беспроводной связи между базовыми станциями 104 и пользовательскими терминалами 106. Например, сигналы могут отправляться и приниматься между базовыми станциями 104 и пользовательскими терминалами 106 в соответствии с OFDM/OFDMA-технологиями. Если это имеет место, система 100 беспроводной связи может упоминаться как OFDM/OFDMA-система 100.

Линия связи, которая упрощает передачу от базовой станции 104 в пользовательский терминал 106, может упоминаться как нисходящая линия 108 связи, а линия связи, которая упрощает передачу от пользовательского терминала 106 в базовую станцию 104, может упоминаться как восходящая линия 110 связи. Альтернативно, нисходящая линия 108 связи может упоминаться как прямая линия связи или прямой канал, а восходящая линия 110 связи может упоминаться как обратная линия связи или обратный канал.

Сота 102 может разделяться на несколько секторов 112. Сектор 112 является физической зоной покрытия в рамках соты 102. Базовые станции 104 в рамках OFDM/OFDMA-системы 100 могут использовать антенны, которые концентрируют поток мощности в пределах конкретного сектора 112 соты 102. Такие антенны могут упоминаться как направленные антенны.

Фиг.2 иллюстрирует пример передающего устройства 202, которое может использоваться в рамках системы 100 беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA. Передающее устройство 202 может быть реализовано в базовой станции 104 для передачи данных 206 в пользовательский терминал 106 по нисходящей линии 108 связи. Передающее устройство 202 также может быть реализовано в пользовательском терминале 106 для передачи данных 206 в базовую станцию 104 по восходящей линии 110 связи.

Данные 206, которые должны передаваться, показаны как предоставляемые в качестве ввода в преобразователь 208 из последовательной формы в параллельную (S/P). S/P-преобразователь 208 разбивает передаваемые данные на N параллельных потоков 210 данных.

N параллельных потоков 210 данных затем могут предоставляться в качестве ввода в модуль 212 преобразования. Модуль 212 преобразования преобразует N параллельных потоков 210 данных в N точек созвездия. Преобразование может осуществляться с помощью некоторого созвездия модуляции, такого как двоичная фазовая манипуляция (BPSK), квадратурная фазовая модуляция (QPSK), 8-позиционная фазовая манипуляция (8PSK), квадратурная амплитудная модуляция (QAM) и т.д. Таким образом, модуль 212 преобразования выводит N параллельных потоков 216 символов, причем каждый поток 216 символов соответствует одной из N ортогональных поднесущих обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT) 220. Эти N параллельных потоков 216 символов представляются в частотной области и могут быть преобразованы в N параллельных потоков 218 выборок временной области посредством IFFT-компонента 220.

Далее приводится краткое примечание по терминологии. N параллельных модуляций в частотной области равны N символов модуляции в частотной области, которые равны N преобразованиям плюс N-точечных IFFT в частотной области, которые равны одному (полезному) OFDM-символу во временной области, который равен N выборок во временной области. Один OFDM-символ во временной области, N_s, равен N_cp (число защитных выборок в расчете на один OFDM-символ) + N (число полезных выборок в расчете на один OFDM-символ).

N параллельных потоков 218 выборок временной области могут быть преобразованы в поток 222 OFDM/OFDMA-символов посредством преобразователя 224 из параллельной формы в последовательную (P/S). Компонент 226 вставки защитных интервалов может вставлять защитный интервал между последовательными OFDM/OFDMA-символами в потоке 222 OFDM/OFDMA-символов. Вывод компонента 226 вставки защитных интервалов затем может быть преобразован с повышением частоты в требуемую полосу частот передачи посредством радиочастотного (RF) входного каскада 228. Антенна 230 затем может передавать результирующий сигнал 232.

Фиг.2 также иллюстрирует пример приемного устройства 204, которое может использоваться в рамках системы 100 беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA. Приемное устройство 204 может быть реализовано в пользовательском терминале 106 для приема данных 232' от базовой станции 104 по нисходящей линии 108 связи. Приемное устройство 204 также может быть реализовано в базовой станции 104 для приема данных 232' от пользовательского терминала 106 по восходящей линии 110 связи.

Передаваемый сигнал 232 показан как продвигающийся по беспроводному каналу 234. Когда сигнал 232' принимается посредством антенны 230', принимаемый сигнал 232' может быть преобразован с понижением частоты в сигнал в полосе модулирующих частот посредством входного RF-каскада 228'. Компонент 226' удаления защитных интервалов затем может удалять защитный интервал, который вставлен между OFDM/OFDMA-символами посредством компонента 226 вставки защитных интервалов.

Вывод компонента 226' удаления защитных интервалов может предоставляться в S/P-преобразователь 224'. S/P-преобразователь 224' может разделять поток 222' OFDM/OFDMA-символов на N параллельных потоков 218' выборок временной области, каждый из которых соответствует одной из N ортогональных поднесущих. Компонент 220' быстрого преобразования Фурье (FFT) преобразует N параллельных потоков 218' выборок временной области в частотную область и выводит N параллельных потоков 216' выборок частотной области.

Модуль 212' обратного преобразования выполняет инверсию операции символьного преобразования, которая выполнена посредством модуля 212 преобразования, тем самым выводя N параллельных потоков 210' данных. P/S-преобразователь 208' комбинирует N параллельных потоков 210' данных в один поток 206' данных. В идеале, этот поток 206' данных соответствует данным 206, которые предоставлены в качестве ввода в передающее устройство 202.

Фиг.3A иллюстрирует пример кадра 306, который может быть передан от базовой станции 104 в пользовательский терминал 106 по нисходящей линии 108 связи в рамках системы 100 беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA. OFDM/OFDMA-кадр 306 показан относительно временной оси 308. OFDM/OFDMA-кадр 306 показан с одним символом 310 преамбулы и несколькими символами 312 данных. Хотя только один символ 310 преамбулы показан на фиг.3A, OFDM/OFDMA-кадр 306 может включать в себя несколько символов 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. Область 318 используемых поднесущих показана. Две защитные области 320 также показаны.

На фиг.3B область 318 используемых поднесущих включает в себя пилотные поднесущие 314a, чередуемые с немодулированными поднесущими 314b. На фиг.3C каждая поднесущая 314 в области 318 используемых поднесущих является пилотной поднесущей 314a.

Фиг.3D иллюстрирует пример представления в частотной области символа 312 данных. Символ 312 данных включает в себя и поднесущие 314c данных и пилотные поднесущие 314a. Приемное устройство 204 может выполнять оценку канала с использованием пилотных поднесущих 314a символа 310 преамбулы и/или пилотных поднесущих 314a символа 312 данных.

Число поднесущих 314 в рамках OFDM/OFDMA-системы 100 может быть равным числу FFT-точек. В рамках системы 100 беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA, все доступные поднесущие 314 могут не использоваться. В частности, защитные поднесущие 314d в защитных областях 320 могут исключаться. На фиг.3B-3D защитные поднесущие 314d показаны рядом с нижними и верхними полосами частот. Эти защитные поднесущие 314d не могут выделяться для поднесущих 314c данных или пилотных поднесущих 314a.

Фиг.4 иллюстрирует пример OFDMA-кадра 402 (только с обязательной зоной) в режиме дуплекса с временным разделением каналов (TDD). Ось X 404 обозначает временную ось или ось OFDMA-символов, а ось Y 406 обозначает частотную ось или ось подканалов. Первый символ кадра 402 является преамбулой 408 нисходящей линии связи, и большая часть опорного синхронизирующего сигнала основана на этой преамбуле 408. Первый канал субкадра нисходящей линии связи называется заголовком 410 управления кадром (FCH), а содержимое FCH 410 называется префиксом кадра нисходящей линии связи (DLFP). Следующие пакеты 412 FCH 410 могут включать в себя сообщения подсистемы мобильных приложений (MAP), управляющие сообщения, пользовательские пакеты и т.д.

Радиосигналы нисходящей линии связи от базовых станций 104 в пользовательские терминалы 106 могут включать в себя сигналы речевого трафика или трафика данных, или и то и другое. Помимо этого, базовые станции 104, в общем, передают преамбулы 408 в своих радиосигналах нисходящей линии связи, чтобы идентифицировать для пользовательских терминалов 106 соответствующие соты 102 и соответствующие сегменты в сотах 102, в которые направляются радиосигналы нисходящей линии связи. Такая преамбула 408 от базовой станции 104 дает возможность пользовательскому терминалу 106 синхронизировать свое приемное устройство 204 во времени и по частоте с наблюдаемым сигналом нисходящей линии связи и обнаруживать идентификационные данные базовой станции 104, которая передает сигнал нисходящей линии связи.

В системе 100 беспроводной связи, которая выполнена в соответствии с IEEE802.16e,

имеется три типа наборов несущих преамбул, которые могут быть заданы. Наборы несущих преамбул могут быть заданы посредством выделения различных поднесущих 314, которые могут модулироваться с использованием усиленной BPSK-модуляции с помощью конкретного псевдошумового (PN) кода. Наборы несущих преамбул могут быть заданы с помощью следующей формулы:

(1)

В уравнении (1) член представляет все поднесущие 314, выделенные конкретной преамбуле 408, на основе индекса полезной поднесущей (т.е. индекса, который назначается поднесущим 314 в области 318 используемых поднесущих). Член представляет номер набора несущих преамбул с индексами 0,…, 2, который соответствует сегменту сектора 112. Член представляет пробегающий индекс от 0 до , где - это длина PN-кода. Например,=284 в FFT-режиме =1024.

Каждый сегмент использует преамбулу 408, соответствующую набору несущих из трех доступных наборов несущих, следующим образом: сегмент 0 использует набор 0 несущих преамбул, сегмент 1 использует набор 1 несущих преамбул, и сегмент 2 использует набор 2 несущих преамбул. (В случае сегмента 0, DC-несущая вообще не модулируется и соответствующий PN отбрасывается. Следовательно, DC-несущая обнуляется. Для символа 408 преамбулы предусмотрено 86 поднесущих 314 в защитных областях 320 в левой стороне и в правой стороне спектра). Для FFT-размера в 1024 PN-последовательность, модулирующая набор несущих преамбул, задается в описании стандарта для OFDM/OFDMA-системы согласно IEEE802.16e.

Фиг.5A и 5B иллюстрируют примеры последовательностей 506a, 506b преамбул, которые могут быть заданы для системы 100 беспроводной связи, которая выполнена в соответствии с IEEE 802.16e. Эти последовательности 506a, 506b преамбул задаются в описании стандарта для OFDM/OFDMA-системы согласно IEEE 802.16e.

Последовательности 506a преамбул, показанные на фиг.5A, соответствуют OFDM/OFDMA-системе согласно IEEE 802.16e, которая использует 1024 поднесущие. В случае сегмента 0, DC-несущая может вообще не модулироваться, и соответствующий PN может отбрасываться; следовательно, DC-несущая может всегда обнуляться. Для символа 408 преамбулы может быть 86 поднесущих 314 в защитных областях 320 в левой стороне и в правой стороне спектра.

Последовательности 506b преамбул, показанные на фиг.5B, соответствуют OFDM/OFDMA-системе согласно IEEE 802.16e, которая использует 512 поднесущих. В случае сегмента 1, DC-несущая может вообще не модулироваться, и соответствующий PN может отбрасываться; следовательно, DC-несущая может всегда обнуляться. Для символа 408 преамбулы может быть 42 поднесущие 314 в защитных областях 320 в левой стороне и в правой стороне спектра.

Каждая последовательность 506a, 506b преамбул ассоциирована с сегментом 510a, 510b. Каждая последовательность 506a, 506b преамбул также ассоциирована с сотой 102, которая идентифицируется посредством идентификатора 512a, 512b соты (IDcell). Каждая последовательность 506a, 506b преамбул также ассоциирована с индексом 516a, 516b, который может упоминаться как индекс 516a, 516b преамбулы.

Последовательность преамбул (PN-последовательность) 506, модулирующая наборы несущих преамбул, задается в описании стандарта для OFDM/OFDMA-системы согласно IEEE 802.16e. Последовательность 506 преамбул, которая модулируется, зависит от сегмента 510, который используется, и параметра 512 IDcell. Заданная последовательность 506 преамбул может преобразовываться в поднесущие 314 преамбулы в порядке возрастания. Таблицы, показанные на фиг.5A и 5B, включают в себя последовательности 506 преамбул в шестнадцатеричном формате. Значение PN может получаться посредством преобразования последовательности в двоичную последовательность (Wk) и преобразования PN от старшего бита (MSB) каждого символа в младший бит (LSB). "0" может преобразовываться в "+1", а "1" может преобразовываться в "-1". Например, для индекса=0, сегмента=0, Wk=110000010010…, и преобразование может быть следующим: -1 -1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 +1 +1 -1 +1…. Всего 114 PN-последовательностей (N_pn=114) задается в описании стандарта, или по 38 PN-последовательностей для каждого сегмента (N_pnseg=38, N_seg=3).

Фиг.6 показывает представление в частотной области преамбулы 608 нисходящей линии связи для OFDM/OFDMA-системы согласно IEEE802.16e с FFT-размером в 1024. На фиг.6 N означает нулевую поднесущую 314, S0 означает поднесущую 314, которая принадлежит сегменту 0, S1 означает поднесущую 314, которая принадлежит сегменту 1, S2 означает поднесущую 314, которая принадлежит сегменту 2, а dc означает DC-поднесущую 314. Поскольку FFT-размер составляет 1024, имеется 1024 поднесущих 314, и эти поднесущие 314 имеют номера от SC1 до SC1024.

Фиг.7 иллюстрирует 24-битовый префикс 702 кадра нисходящей линии связи (DLFP). Заголовок 410 управления кадром (FCH), который пояснен выше, является важным каналом (или пакетом) системы согласно IEEE802.16d/e. Содержимое FCH 410 называется префиксом 702 кадра нисходящей линии связи (DLFP). DLFP 702 является структурой данных, которая передается в начале каждого кадра 402. DLFP 702 содержит информацию, касающуюся текущего кадра 402, и преобразуется в FCH 410. Успешное декодирование FCH/DLFP 410, 702 может быть важным для того, чтобы обрабатывать весь кадр 402.

Чтобы декодировать сообщения или пакеты 412 нисходящей линии связи, отправляемые посредством базовой станции 104, пользовательский терминал 106 может выполнять следующие функции перед FCH-декодированием: автоматическая регулировка усиления (AGC), обнаружение сигналов нисходящей линии связи, обнаружение преамбул нисходящей линии связи, частотная синхронизация (дробная и целочисленная), обнаружение синхронизации OFDM-символов, обнаружение сегментов и обнаружение последовательностей преамбул.

Настоящее раскрытие сущности, в общем, относится к архитектуре синхронизации и обнаружения для системы 100 беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA. Предложенная схема может включать в себя три главных этапа. Первый этап может включать в себя процессы приблизительного обнаружения и синхронизации, которые могут включать в себя приблизительное обнаружение сигналов, приблизительное обнаружение преамбул, приблизительное обнаружение символьной синхронизации и оценку дробного сдвига частоты. Второй этап может включать в себя процессы точного обнаружения и синхронизации, которые могут включать в себя верификацию обнаружения сигналов, верификацию обнаружения преамбул и точное обнаружение символьной синхронизации. Третий этап может включать в себя процессы идентификации последовательностей преамбул и оценки целочисленного сдвига частоты, которые могут включать в себя идентификацию последовательностей преамбул, оценку целочисленного сдвига частоты, извлечение сегментов и оценку сдвига частоты дискретизации. Процесс автоматической регулировки усиления (AGC) также может быть включен как один из процессов синхронизации, и процесс синхронизации физического уровня (PHY) также может быть включен для установления PHY-синхронизации нисходящей линии связи, которая является конечной стадией синхронизации PHY-уровня. Помимо этого, настоящее раскрытие сущности также включает в себя схему поиска соседних сот для целей передачи обслуживания.

Фиг.8 иллюстрирует пример способа 800 синхронизации и обнаружения, который может выполняться посредством беспроводного устройства (к примеру, пользовательского терминала 106) в системе 100 беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA.

Способ 800 может включать в себя выполнение 802 приблизительного обнаружения сигналов относительно принимаемого сигнала, выполнение 804 приблизительного обнаружения преамбул относительно принимаемого сигнала, выполнение 806 приблизительного обнаружения границ символов относительно принимаемого сигнала и выполнение 808 оценки дробного сдвига несущей частоты (CFO) относительно принимаемого сигнала. Совместно, эти этапы 802, 804, 806, 808 могут упоминаться как выполнение 810 приблизительного обнаружения и синхронизации относительно принимаемого сигнала.

Способ 800 также может включать в себя выполнение 812 точного обнаружения сигналов относительно принимаемого сигнала, выполнение 814 точного обнаружения преамбул относительно принимаемого сигнала и выполнение 816 точного обнаружения границ символов относительно принимаемого сигнала. Совместно, эти этапы 812, 814, 816 могут упоминаться как выполнение 818 точного обнаружения и синхронизации для вхождения в синхронизм с принимаемым сигналом.

Результаты, которые определены из выполнения 810 приблизительного обнаружения и синхронизации, могут использоваться для выполнения 818 точного обнаружения и синхронизации. Например, выполнение 812 точного обнаружения сигналов может включать в себя верификацию результата, который получен посредством выполнения 802 приблизительного обнаружения сигналов. Аналогично, выполнение 814 точного обнаружения преамбул может включать в себя верификацию результата, который получен посредством выполнения 804 приблизительного обнаружения преамбул.

Когда вхождение в синхронизм с принимаемым сигналом завершено, может осуществляться переход в режим отслеживания. В частности, способ 800 затем может включать в себя выполнение 820 идентификации последовательностей преамбул, выполнение 822 оценки целочисленного сдвига несущей частоты (CFO), выполнение 824 оценки сегментов, выполнение 826 оценки сдвига частоты дискретизации (SFO) и выполнение 828 синхронизации физического уровня. Совместно, эти этапы 820, 822, 824, 826, 828 могут упоминаться как выполнение 830 обработки режима отслеживания.

Способ 800 по фиг.8, описанный выше, может выполняться посредством различного аппаратного и/или программного компонента(ов) и/или модуля(ей), соответствующего блокам 800A "средство плюс функция", проиллюстрированным на фиг.8A. Другими словами, блоки 802-828, проиллюстрированные на фиг.8, соответствуют блокам 802A-828A "средство плюс функция", проиллюстрированным на фиг.8A.

Фиг.9 и 9A иллюстрируют пример способа 900 синхронизации и обнаружения, который может выполняться посредством беспроводного устройства (к примеру, пользовательского терминала 106) в системе 100 беспроводной связи, которая использует OFDM/OFDMA. Этот способ 900 является примером возможной реализации способа 800 синхронизации и обнаружения, который показан на фиг.8.

Способ 900 включает в себя выполнение 902 задания и регулирования параметров. Оно может включать в себя задание полосы пропускания, задание длительности кадра, задание размера быстрого преобразования Фурье (FFT), задание Gr, задание автоматической регулировки усиления (AGC), задание и запуск таймеров, задание параметров режима вхождения в синхронизм, задание параметров режима отслеживания, задание параметров режима синхронизации физического уровня и т.д. Термин "Gr" упоминается как защитное отношение, которое является одним из 1/32, 1/16, 1/8 и 1/4 полезного OFDMA-символа.

Способ 900 также включает в себя переход 904 в режим 906 вхождения в синхронизм или режим 908 отслеживания. В режиме 906 вхождения в синхронизм, информация синхронизации и информация базовой станции могут не быть доступными. Некоторые параметры, такие как пороговое значение(я), синхронизация, последовательность 506 преамбул и сдвиг частоты, могут быть заданы на основе управления параметрами режима вхождения в синхронизм. В режиме 906 вхождения в синхронизм детекторы и синхронизаторы могут продолжать выполнять процессы, идентичные выполняемым в предыдущих операциях, для всех возможных гипотез синхронизации до тех пор, пока вхождение в синхронизм не верифицировано.

В режиме 908 отслеживания некоторая информация синхронизации и частоты может быть доступной, так что информация может использоваться в последующих процессах. Некоторые параметры, так как пороговое значение(я), синхронизация, последовательность 506 преамбул и сдвиг частоты, могут быть заданы на основе управления параметрами режима отслеживания. Эти параметры могут подстраиваться во времени. В режиме 908 отслеживания детекторы и синхронизаторы могут продолжать выполнять идентичные процессы посредством обновления параметров синхронизации и обнаружения к значениям, полученным во время точной синхронизации и обнаружения. Гипотезы синхронизации могут сужаться все более к данному диапазону во времени.

Способ 900 также включает в себя выполнение 910 приблизительного обнаружения и синхронизации. Как указано выше, приблизительное обнаружение и синхронизация может включать в себя приблизительное обнаружение сигналов, приблизительное обнаружение преамбул, приблизительное обнаружение границ символов и оценку дробного CFO.

Когда поступающий сигнал распознан 912 в качестве варианта, затем вариант может доставляться 914 в соответствующий компонент(ы) для точного обнаружения и синхронизации со связанной информацией, такой как сдвиг синхронизации и частоты. Для целей выполнения 910 приблизительного обнаружения и синхронизации поступающий сигнал может обрабатываться на посимвольной основе, тем самым предоставляя возможность обработки в реальном времени. В одной реализации каждый поступающий OFDMA-символ может рассматриваться 912 в качестве варианта, и все варианты могут доставляться 914 в соответствующий компонент(ы) для точного обнаружения и синхронизации.

Определенная информация может определяться в качестве части выполнения 910 приблизительного обнаружения и синхронизации. Например, средняя мощность принимаемого сигнала может определяться. Она может упоминаться в данном документе как AP. В качестве другого примера, может определяться автокорреляция принимаемого сигнала с использованием свойства циклического префикса (CP) преамбулы. Она может упоминаться в данном документе как CORRcp. Как AP, так и CORRcp могут определяться на непрерывной основе. CORRcp может определяться во временной области.

Как указано выше, выполнение 910 приблизительного обнаружения и синхронизации может включать в себя выполнение приблизительного обнаружения сигналов. Как AP, так и CORRcp могут использоваться в качестве части схемы порогового обнаружения для целей приблизительного обнаружения сигналов. Например, измеренные значения AP и CORRcp могут сравниваться с заранее определенными пороговыми значениями для целей приблизительного обнаружения сигналов.

Как указано выше, выполнение 910 приблизительного обнаружения и синхронизации может включать в себя выполнение приблизительного обнаружения преамбул. Как AP, так и CORRcp могут использоваться в качестве части схемы порогового обнаружения для целей приблизительного обнаружения преамбул. Например, измеренные значения AP и CORRcp могут сравниваться с заранее определенными пороговыми значениями для целей приблизительного обнаружения преамбул. Кроме того, поскольку мощность может увеличиваться (к примеру, примерно на 4,26 дБ) для передачи преамбулы 408, это также может учитываться для целей приблизительного обнаружения преамбул.

Все возможные варианты преамбул могут доставляться 914 в соответствующий компонент(ы) для целей точного обнаружения и синхронизации. Это может осуществляться на непрерывной основе.

Как указано выше, выполнение 910 приблизительного обнаружения и синхронизации может включать в себя в