专利名称：用于ofdm中的多播传送的导频定位的制作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2005年3月10日提交的题为“TDM Pilot III for Padme(Padme的TDM导频III)”的美国临时专利申请S/N.60/660,907号的权益，其全部内容被援引包含于此。
背景 I.领域 本技术一般涉及通信系统和方法，尤其涉及根据无线网络执行增强型时间同步和信道估计的系统和方法。
II.背景 正交频分复用(OFDM)是一种信号被分到不同频率处的数个窄带信道中的数字调制方法。这些信道有时被称为子带或副载波。该技术最初是在深入研究使频率上相互靠近的信道间的干扰最小化期间构想出来的。在一些方面，OFDM类似于常规的频分复用(FDM)、差别在于信号被调制和解调的方式。一般而言，以使构成数据流的各信道和码元间的干扰或串话最小化为优先。而对完善个体信道的重视程度则稍低。
在一个领域中，OFDM已在欧洲数字音频广播业务中使用。此技术适用于数字电视，并且被认为是一种在常规电话线上获得高速数字数据传输的方法。它还在无线局域网中使用。正交频分复用可被认为是用于在无线电波上传送大量数字数据的FDM调制技术，其中OFDM通过将无线电信号分成多个较小的子信号或副载波然后将它们在不同频率上同时向接收机传送来工作。OFDM技术的一个优势在于，在诸如802.11a WLAN、802.16和WiMAX技术等当前规范采用各种OFDM方面的场合，减小了信号传输中的串话量。
在一些部署OFDM技术的系统中，多个传送旨在被同时发往多个用户。一个此类示例是广播或多播系统。此外，如果不同的用户可在同一传送的不同部分之间选择，则每一传送中的数据通常被时分复用(TDM)。旨在进行传送的数据常常被组织成诸如帧或超帧等的固定结构。不同的用户随即可在任意给定时间选择接收一超帧的不同部分。为了协助多个用户同步到广播信号的定时和频率，有时时分复用(TDM)导频被插入在每一超帧的起始处。在一个此类情形中，每一超帧以一包含称为TDM导频1和TDM导频2的两个TDM导频等的报头开始。这些导频被系统用来实现初始帧同步，也称为初始获取。
为了进一步协助超帧期间的时间和/或频率同步，也称为时间或频率跟踪，可使用外加的导频码元。时间和频率跟踪可使用可被嵌入在每一发送的数据OFDM码元中的频分复用(FDM)导频来实现。例如，如果每个OFDM码元包含N个副载波、则其中的N-P个可被用于数据传送，并且其中P个可被指派给FDM导频。这P个FDM导频有时被均匀分布在这N个副载波上，由此每两个导频由N/P-1个数据副载波分隔。一OFDM码元内的此类均匀的副载波子集称为交织。
时域信道估计被用于一超帧期间的时间跟踪。时域信道估计是从嵌入在数据OFDM码元中的FDM导频获得的。该FDM导频可以总是被放置在同一股交织上，或者它们可在不同的OFDM码元占据不同的交织。带有索引i+8k的副载波构成的子集有时称为第i股交织。在此实例中，N/P＝8。在一种情形中，FDM导频可在一个OFDM码元期间被放置在交织2上，在接下来的码元期间被放置在交织6上，然后回到交织2上，依此类推。这称为(2，6)交错码型。在其它实例中，导频交错码型可以更加复杂，从而所占据的交织描述码型(0，3，6，1，4，7，2，5)。这有时称为(0，3，6)交错码型。不同的交错码型使得接收机能够获得长于P个时域抽头的信道估计。例如，在接收机处可使用(2，6)交错码型以获得长度为2P的信道估计，而(0，3，6)交错码型可得到长度为3P的信道估计。这是通过将来自数个连贯的OFDM码元的长度为P的信道观察在一称为时间滤波单元的单元中组合成一较长的信道估计来实现的。较长的信道估计一般可得到更稳健的定时同步算法。
一些广播系统旨在同时进行不同类型的传送。例如，广播数据中的一些可能旨在被发送给国家网络内的任何潜在可能的用户，并且此类数据被称为国家或广域内容。在网络上传送的其它数据码元可能旨在仅被发送给当前驻留在网络一特定的局部部分中的用户。此类数据被称为局域内容。属于不同内容的各个数据OFDM码元可被时分复用在一超帧里的每一帧内。例如，一超帧内的每一帧的某些部分可被保留供广域内容使用，而其它部分供局域内容使用。在此类情形中，针对不同内容的数据和导频可使用不同方法来被加扰。此外，在一超帧内同时广播广域和局域内容的这组发射机可以是不同的。因此与广域内容相关联的和与局域内容相关联的信道观察以及时域信道估计非常不同也是十分常见的。在这些情景中，需要对在广域与局域内容之间的边界附近被编组的OFDM码元上的信道估计部署特殊的策略。需要发送特殊的波形来辅助内容边界之前及之后的时间跟踪和信道估计。
概要 以下给出各个实施例的简化概要以提供对这些实施例的一些方面的基本理解。此概要不是详尽的综览。它并非试图标识本文中所公开的这些实施例的关键性/决定性要素或是界定其范围。其唯一的目的是以简化形式给出一些概念以作为稍后给出的更加具体的说明的序言。
提供了用于无线网络的增强型广播技术和传送协议。在一个实施例中，至少一个外加的时域复用(TDM)导频码元在一超帧广播内的有规律的或是确定的间隔上被添加到一广播码元组(例如，包括TDM1和TDM2的组)。在此情形中，TDM3、TDM4以及诸如此类的导频码元可被添加到一现有导频组以缓解正交频分复用(OFDM)内的定时和估计问题。与TDM导频2相类似地，TDM导频3(或码元子集)可被设计成提供定时同步和信道估计，其唯一的区别之处在于，TDM导频2被限于广域信道，而TDM导频3根据在超帧里的位置可被用于广域或局域信道。TDM导频3的结构可与TDM导频2的结构不同。如果TDM导频3(或其它外加导频)位于该超帧里从广域内容到局域内容的过渡之间，则它可被用于广域信道估计或是局域信道估计及定时。如果TDM导频3位于从局域到广域的过渡处，则它可被用于局域信道估计或是广域定时及信道估计。在一个实施例中，提供了一种广播OFDM信息的方法。该方法包括在TDM1码元和TDM2码元之外还确定至少一个新的TDM导频码元，并将该新的TDM导频码元插入到一OFDM分组的至少两个数据边界之间以便于解码OFDM传送块。
为了实现前述及相关目的，本文中结合以下说明和附图对某些示例性实施例进行了说明。这些方面指示了可实践这些实施例的各种方式，所有这些皆旨在为本发明所涵盖。
附图简要说明
图1是示出采用增强型超帧结构的无线通信网络的示意框图。
图2示出采用外加导频码元的示例超帧结构。
图3示出示例TDM3导频码元。
图4示出针对唯前向链路网络的示例空中接口考虑。
图5示出针对唯前向链路网络的其它外加的空中接口考虑。
图6是示出针对无线系统的各示例网络层的示图。
图7示出针对无线系统的示例导频码元过程。
图8是示出针对无线系统的示例用户设备的示图。
图9是示出针对无线系统的示例基站的示图。
图10是示出针对无线系统的示例收发机的示图。
具体说明 提供了在无线网络中进行信道估计、定时同步、以及AGC自举的系统和方法。在一个实施例中，提供了一种使用时分复用(TDM)导频码元在多播无线系统中进行信道估计、时间同步、以及AGC自举的方法。该方法包括在TDM1码元和TDM2码元之外再确定至少一个新的TDM导频码元。这还包括将该新的TDM导频码元插入在一OFDM广播的至少两帧之间以便于解码一OFDM传送块。该新的TDM导频码元可被用于进行信道估计、时间同步，以及用户自动增益控制(AGC)自举以及其它方面。
如在此申请中所使用的，采用了各种无线通信术语。对于无线传送，所传送的分组结构上可包括由4642个称为OFDM码片的时域基带采样构成的正交频分复用(OFDM)码元。在这些码片当中有源自频域中的4096个数据和导频副载波的4096个数据和导频码片。这些码片在每一侧上循环延伸，其中529个循环延伸的码片居于有用部分之前，并且17个跟在有用部分之后。为降低OFDM信号的频带外能量，一OFDM码元里的首17个码片和尾17个码片具有升余弦包络。一OFDM码元的首17个码片与居于其之前的OFDM码元的尾17个码片重叠。结果，每一OFDM码元的持续时间为4625个码片长。
在一个传送数据分组示例中，数据可被一般化地组织成多个超帧，其中每一超帧的持续时间为一秒。一个超帧由以4096个副载波OFDM调制的1200个码元构成。就副载波而言，一股交织是指由某一数量的间隔(例如，间隔为8)的副载波构成的子集。例如，4096个副载波可被分成8股交织，其中第i股交织的副载波是带有索引8k+i的那些副载波。在一超帧里的1200个OFDM码元当中，有两个TDM导频码元(TDM1、TDM2)；一个广域和一个局域标识信道(WIC和LIC)码元；14个额外开销信息码元(OIS)信道码元；可为2、6、10或14个的可变数目的用于协助定位的导频定位码元(PPC)码元；一定数目的位于广域与局域内容数据之间的每个边界上的过渡导频信道(TPC)码元或称TDM 3导频；并且其余码元别用于广播广域或局域内容。每一超帧包含4个数据帧、以及额外开销码元。
时分复用(TDM)导频码元1(TDM1)是每一超帧的第一个OFDM码元，其中TDM1是周期性的，并具有128个OFDM码片的周期。接收机使用TDM1进行帧同步和初始时间(过程定时)以及频率获取。随TDM1之后是分别携带广域和局域ID的两个码元。接收机使用此信息来执行利用相应PN序列的合适的解扰操作。时分复用导频码元2(TDM2)跟在广域和局域ID码元之后，其中TDM2是周期性的，具有2048个OFDM码片的周期，并且包含两个周期加一个零头。接收机在为解调确定准确定时的时候使用TDM2。
跟在TDM2之后的是一个广域TPC(WTPC)码元；5个广域OIS码元；5个广域FDM导频码元；另一个WTPC；一个局域TPC(LTPC)码元；5个局域OIS码元；5个局域FDM导频码元；另一个LTPC；并且有4个数据帧跟在上面描述的首18个OFDM码元之后。一数据帧被细分成广域数据部分和局域数据部分。广域内容在每一端上各被前缀和后缀以一个广域TPC。此布局也被用于局域数据部分。在此实施例中，每超帧总共有10个WTPC和10个LTPC码元。
在另一个实施例中，广域与局域内容之间的每一过渡与单个TPC导频码元相关联。唯一性TPC导频的结构与WTPC或LTPC码元的结构不同，因为单个导频码元被设计成既满足广域又满足局域信道估计和同步要求。在此实施例中，每超帧总共有10或11个TPC导频(或TDM导频3码元)。
如在本申请中所使用的，术语“组件”、“网络”、“系统”等等意指计算机相关实体，无论是硬件、硬件与软件的组合、或是执行中的软件。例如，组件可以是，但不限于，在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行码、执行的线程、程序、和/或计算机。作为示例，在一通信设备上运行的应用程序和该设备两者都可以是组件。一个或多个组件可驻留在进程和/或执行的线程内，并且组件可本地化在一台计算机上和/或分布在两台或多台计算机之间。这些组件也可从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读介质来执行。这些组件可根据诸如具有一个或多个数据分组(例如，来自与在本地系统、分布式系统中，和/或跨诸如因特网等有线或无线网络的另一组件交互的一个组件的数据)的信号在本地和/或远程进程上通信。
图1示出无线网络系统100。系统100包括跨无线网络向一个或多个接收机120通信的一个或多个发射机110。接收机120可包括基本上任何类型的通信设备，诸如蜂窝电话、计算机、个人助理、手持式或膝上型设备等等。系统100采用多个增强型超帧组件130以便于在系统100中进行各种决定。在一个实施例中，至少一个外加的时域复用(TDM)导频码元在130处所描绘的超帧广播内的有规律的或确定的间隔上被添加到一广播码元。由此，TDM3、TDM4(或更多)导频码元可被添加到130处的现有导频组以缓解正交频分复用(OFDM)网络内的定时和信道估计问题。与TDM导频2相类似地，插入TDM导频3(或一组多个TDM导频3)可提供定时同步和信道估计，其唯一区别在于，TDM导频2被限于广域信道，而TDM导频3可根据在超帧130里的位置被用于广域或局域信道。如果TDM导频III(或其它外加导频)如在以下更加具体地说明地位于该超帧中从广域信道到局域信道的过渡之间，则它可被用于广域信道估计或是局域信道估计及定时。
如果TDM导频3位于从局域到广域的过渡处，则它可被用于局域信道估计或是广域定时及信道估计。一般而言，一个或多个新的TDM导频可如将在以下更具体地说明地用在局域与广域信道之间的过渡处。这些新的码元的一些优点包括允许一时间滤波器在信道估计中在局域与广域信道之间的边界处工作。超帧130里的这些新的导频还便于对每一帧里的第一广域媒体逻辑信道(MLC)或第一局域MLC进行定时同步。另外，系统100可包括针对无线系统的导频码元协议。这可包括用于为一超帧确定至少一个外加导频码元的方法，其中该外加导频码元是对TDM1和TDM2的补充(例如，附图标记130)。该协议还包括用于在无线网络中发送该超帧的方法(例如，附图标记110)以及用于接收该超帧以确定无线广播信息的方法(例如，附图标记120)。
图2示出示例超帧结构200。尽管在示例超帧200中仅示出了一种外加的导频码元——TDM3，但是应当认识到，可采用一种以上的外加导频码元。超帧结构200引入了新的OFDM码元以便于在唯前向链路(FLO)网络中广播多个广域信道和多个局域信道。一超帧的第一个OFDM码元一般是210处的TDM导频1，而第二OFDM码元TDM导频2在220处示出。此序列继之以230处的第一TDM导频3，再继之以240处的广域OIS(额外开销信息码元)。一般而言，一新的局域TDM导频3码元230可被插入在局域OIS码元之前。例如，此码型一般在广域与局域信道之间的所有交汇处——诸如在附图标记250处——重复。但是，注意到如果具有至少两个码元的一码元子集被放置在广域与局域之间的边界——例如250——处，则可进行较简单的处理。
与TDM导频2 220相类似地，TDM导频3 230等可具有4股空的奇交织(1，3，5，7)，而偶交织(0，2，4，6)被导频所占据。与TDM导频2 220不同，TDM导频3 230在位于从广域到局域的过渡中的情况下可对局域导频采用4股偶编号交织当中的3股并对广域采用其中1股，而在TDM导频III位于从局域到广域的过渡中的情况下可对广域导频采用3股而对局域采用1股。这在每个边界上被部署单个TPC导频的一个实施例中成立。在另一个实施例中，在每个边界两个TPC码元的情况下，局域过渡导频信道(LTPC)码元的所有偶交织被局域导频所占据，并且广域TPC(WTPC)码元被广域码元所占据。如可认识到的，对超帧220的其它配置也是可能的。
作为底线，每帧200可采用290个数据码元。两个新的OFDM码元，广域260和局域标识270信道(WIC和LIC)被引入到超帧200起始处的TDM 1与TDM 2之间。在超帧200的其余部分里，例如20个TDM 3导频码元250被引入。一般而言，TDM 3由广域与局域信道之间的每个过渡处一个或两个OFDM码元构成。但是可能会有例外。如通过在图2中的230和280处对TDM 3使用较短的片段所示地，在第一广域OIS码元(WOIS)之前仅有一个TDM 3码元，并且在最后一帧的末尾处也仅有一个。
一新的定位导频信道可被添加在290处，并且其在该超帧的末尾处包括P个OFDM码元。这些定位导频帮助通过三角测量方法来定位接收机。
表1在每边界有两个TPC导频的实施例中的TDM导频3位置 W每帧的广域码元数目，P定位导频 以上表1中示出了在既有广域又有局域TDM导频3码元的实施例中TDM 3导频的位置。每帧有用数据OFDM码元的数目记为F，其中W个被用于广域信道，而F-W个用于局域信道，其中W的范围从0到F。如前面所提及的，F的底线值可以是290，这对应于6个定位导频即P＝6的底线值。但是，如果不使用定位导频，则在当前的数字论约束下，应保留至少2个码元。在P＝2的情况下，每帧的码元数目可从290增加到291。F与P之间的一种关系由下式给出 对于仅具有一个TDM导频3码元的实施例，该导频的位置在表2和3中示出。
表2在每超帧有一个TDM3导频码元、10个码元的实施例中的TDM导频3位置 W每帧的广域码元数目，P定位导频数目 表3在每超帧有一个TDM3导频码元、11个码元的实施例中的TDM导频3位置 W每帧的广域码元数目，P定位导频数目 在此实施例中，当存在10个TDM3导频时，P的值被限制为4的倍数。一帧中数据码元的数目由F＝294-P/4给出。当存在11个TDM3导频码元时，P的值被限制于4n+3的形式。从而一帧中数据码元的数目由F＝294-(P+1)/4给出。
注意到，根据以上对TDM导频3码元位置的说明，TDM导频3码元也可被解释为是该帧的一部分。具体而言，帧200能以位于起始处的广域TDM3码元开始，并以末尾处的局域TDM3码元结束，并包括在该帧内从广域到局域的过渡处的两个TDM3码元。采用此计数，每帧的码元数目将是F+4，亦即在以上表1中出现的因数。类似地，围绕OIS的TDM3码元可被包括到OIS中，从而得到7个广域OIS和7个局域OIS码元，其中每个OIS相位始于并终于TDM3码元。TDM3码元是否被视为帧及OIS的一部分是习惯问题，但也可为硬件的便利性所驱使。在具有单个TPC码元的一个实施例中，此类简单的类推是不可行的，因为一般每帧有F+2个码元，除了有一帧(第一帧或最后一帧)包含F+3个码元。
图3示出TDM3码元300的示例示图。如图所示，310处的左TDM导频3码元可位于局域与广域信道之间。TDM导频3 310的哪股交织被用于局域信道估计可由最后一个局域OFDM码元的导频交织确定以满足(0，3，6)交错码型。在示例300中，由于局域信道的最后一个OFDM码元使用交织7，因此TDM导频3的交织2被用于局域信道导频。由于其它三股交织可被用于广域导频，因此对应于第一广域OFDM码元的导频交织有三个选项以满足(0，3，6)交错码型。该股交织是基于广域广播ID从这三种可能性中随机选取以降低相邻广域广播间的导频冲突的可能性。由于TDM导频3具有3股广域导频交织(包含3/4广域信道信息)，因此它帮助AGC在第一广域OFDM码元的采样之前收敛到广域信道。320处的右TDM导频3位于广域与局域过渡之间。最后一个广域信道估计所使用的交织由最后一个广域OFDM码元的导频交织来确定，以满足(0，3，6)交错码型要求。第一局域OFDM码元的导频交织是从三种可能性中随机选取的以保持(0，3，6)交错码型，从而降低相邻局域广播间导频冲突的可能性。由于TDM导频3具有3个局域导频，因此它帮助AGC在第一局域OFDM码元的采样之前收敛到局域信道。
图4示出采用多个TDM导频3码元的一个替换实施例。在此实施例中，在局域与广域数据边界之间再采用两个外加的导频码元。这在410和420处示出，在此局域过渡导频信道(LTPC)和广域过渡导频信道(WTPC)码元被示为一码元子集。如420处所示，LTPC与WTPC的这种编组可出现在OFDM结构中所出现的局域与广域边界之间。一般而言，LTPC将被用于解码局域数据结构的最后一个分组，其中最后一个局域码元可被称为局域码元L。由此，相应的接收机将处理包括局域码元L、局域码元L-1、和相应LTPC的一个三码元分组以确定最后一个局域码元L。如果对第一广域码元N进行解码，则用于接收机解码的三个码元分组将是WTPC、第一广域码元N、和下一广域码元N+1。应当认识到，在局域与广域数据边界之间也可采用两个以上的TDM3码元。
LTPC和WTPC所采用的TDM3的码元结构与正常数据码元的码元结构相类似。这包括8个被占据的隙片，并且相应的数据码元在加扰之前皆为‘0’，其中交织是一载波子集并且隙片被映射到这些交织以使对这些交织的填充随机化。加扰种子和掩码、隙片至交织映射以及调制码元能量与数据码元中的相类似。特别地，广域TDM3码元——WTPC是在种子中使用广域ID来进行加扰的，并且局域TDM3码元——LTPC是在种子中使用广域和局域ID两者来进行加扰的。一般而言，在一个示例调制解调器实现中，接收机不需要确定TDM3的位置。然而，发送关于TDM3的位置的信息需要的额外开销非常少，并且作为基于TDM 3的苏醒时间跟踪和定时同步的一条升级路径是很有用的。
图5示出针对唯前向链路网络的示例空中接口考虑500。前进至510，对分组进行分析的码元位置被考虑，并且确定这些码元被放置在相应分组内的何处。在图5的520处，描述了隙片至交织映射。考虑在边界处有一个TDM导频3码元的实施例，通常，这些TDM导频3每一个都具有相同的结构。首4个隙片被用在每一OFDM码元里，即隙片0，1，2，3。为TDM3选取一特殊的隙片至交织映射以使这些隙片被映射到偶交织0，2，4，6。将TDM3限制于占据偶交织简化了基于此码元的定时同步。具体而言，令fTDM3(n，s)表示对应于TDM3的隙片至交织映射，其中n是码元索引，而s是隙片索引。然后，定义该映射为 fTDM3(n，0)＝fPrev(n，0) fTDM3(n，s)＝[fTDM3(n，s-1)+2]mod 8，s＝1，2，3式1 在此，fPrev(n，s)表示对应于前一复用的隙片至交织映射函数。由此，对于广域到局域的过渡，fPrev(n，s)是针对广域OFDM码元的隙片至交织映射，而对于局域到广域过渡，是针对局域OFDM码元的隙片至交织映射。注意到，在以下讨论中，TDM 3中的“导频”交织对应于前一复用的交织。后继的复用也将需要导频交织来进行时间滤波，并且此导频交织将是其余三股交织之一。隙片0一般不与后继复用的导频交织相关联。一个理由在于，后继码元不是单单使用导频交织，而是可代之以使用来自TDM 3中的全部3股交织的信道估计来自举该时间过滤过程。此自举类似于在TDM 2与第一广域OIS码元之间所进行的自举。
以上式1背后的一个方面如下由于隙片0总是为导频隙片，因此第一式便于使导频交错不受在前复用的干扰。例如，如果导频在一帧中的最后一个广域码元里的交织3到达，则它将出现在TDM 3中的交织6处。类似地，如果在最后一个局域码元到达的导频是在交织7处，则该导频将在TDM 3中的交织2上。从这些示例可以明确，为了允许TDM 3具有偶交织，适用以下约束 W为奇数 注意到，以上约束仅为在区域边界处有单个TDM导频3的实施例所需。当在区域边界处允许有一个以上的TDM导频3时，W可取任意值。针对在边界处仅有一个TDM导频3的实施例对W的这一限定确保fPrev(n-1，0)为奇数并且fTDM3(n，0)为偶数。当对应于隙片0的导频交织被选取时，隙片1，2，3被映射以使其落在其余的偶交织上。例如，如果导频交织为2，则隙片1，2，3映射到交织0，4，6。实现此结果的一种方式由式1中的第二等式给出，其中它循环遍历从该导频交织起的其余偶交织。这一映射对于硬件实现是便利的。
在一个方面，此映射仅针对首4个隙片定义。从实现观点来看，如果所有隙片需要被映射，则隙片4至7能以任意方式——可能适用查找表——被映射到奇交织。替换地，可计算确定性映射，例如，隙片4被映射到交织1，隙片5被映射到交织3，依此类推，其中fTDM3(n，s)＝2(s-4)+1，s＝4，5，6，7 在图5的530处，描述了加扰议题。由于TDM 3占据了偶交织，因此加扰与也占据了偶交织的TDM 2相类似。一个区别之处在于针对TDM 2的加扰是单单基于广域ID(或WOI ID)，而针对TDM 3的加扰采用广域和局域Id。具体而言，可通过使用基于20个抽头的线性反馈移位寄存器(LFSR)的加扰器生成一序列1000个比特来生成对应于每一隙片的500个星座码元。接着，通过将每一对相邻比特映射成一QPSK字母来创建星座码元。针对TDM 3的加扰器的种子是基于与当前设置针对OIS和数据信道中的OFDM码元的种子所使用的相同的原理。加扰器种子的长度可为20比特，并且其形式可为[d3 d2 d1 d0 c3 c2 c1 c0 c0 b0 a10 a9 a8 a7 a6a5 a4 a3 a2 a1 a0]。
对于TDM 3的隙片，b0被设为‘1’，并且a10…a0被设为如表2中所规定的超帧中的OFDM码元索引。此外，d3 d2 d1 d0被设为4比特的广域ID。c3 c2 c1 c0的值取决于隙片索引以及过渡的本质，即广域→局域还是局域→广域。在以下表2中对这些值进行了总结 表4在边界处有一个TDM导频3码元的实施例中的TDM导频3加扰器种子部分 注意，一般仅要求用于传送广域导频的隙片对于WID和LID使用与其它广域隙片传送相同的设置。类似地，用于传送局域导频的隙片一般被要求对于WID和LID使用与其它局域隙片传送相同的设置。
在540，讨论了掩码考虑。以上所描述的加扰操作是由种子以及所使用的掩码来决定的。掩码可取决于隙片索引，在此列出了八个掩码。对应于TDM3的隙片0-3的掩码也可被使用。还可认识到，对掩码的其它选择也是可能的。
图6示出外加的空中接口考虑600。前进至610，考虑隙片能量。由于TDM 3使用8个隙片当中的4个，因此每一隙片的能量可被加倍以保持相同的总OFDM码元能量。但是，对应于TDM 3的这些隙片呈两组——用于前一复用的一个导频隙片(0)和用于后继复用的三个隙片(1，2，3)。由此，所有这些隙片能量应由同一因子来定标可能不是很显然的。与此定标有关的议题中的一些有 AGC操作总能量应被保持在与其它OFDM码元一样，由此使接收机处的AGC不会单单看到对应于此码元的能量骤降。令此总能量为E。
针对在前复用的时间滤波为了不修改针对广域/局域复用的最后一个码元的时间滤波器的系数，则隙片0的能量应为E/8。
针对后继复用的时间滤波如果要不修改时间滤波器，则对应于后继复用的导频隙片也应具有能量E/8。但是，这可能要求发射机标识针对后继复用的导频隙片。在一种当前的方案中，隙片1、2和3之间没有区别，并且此导频隙片由其交织而非其隙片号标识。因此，可能需要使用以上式1来从导频交织号回到导频隙片号。但是，如果导频隙片可被标识，则信道估计可以不知悉在其之前TDM 3的存在。
针对后继复用的定时同步针对后继复用的定时同步可基于与隙片1、2和3对应的交织。由于此操作专属于TDM 3，因此它易被修改以解决任何能量分配。但是，接收机应当知悉TDM 3码元索引。
接收机处FFT的2k个采样与4k个采样的比较最终的隙片能量定标也取决于在接收机处如何执行针对TDM 3的FFT。如果在获取对应于每股交织的512 FFT(如对正常数据解调所进行的那样)时使用4k个采样，则全部的隙片能量被捕获。另一方面，如果仅使用2k个采样(如对TDM 2所进行的那样)，则隙片能量实际上被减半，但接收机需要知道TDM 3码元索引才能仅使用2k个采样。基于这些考虑，隙片0至隙片3可有三种能量分配1)2)以及3)但为保持设计的简单，建议使用第一种分配。它使得有效隙片能量为E/8，由此针对在前或后继复用的时间滤波器无需被改变。
前进至图6的620，描述了后向隙片映射的考虑。隙片0-7一般被映射到对应于广域OIS、FDM导频和数据OFDM码元的交织。此外，此映射可被“后向”扩展成可应用于TDM2、以及广域和局域标识码元。此映射使用一超帧内的OFDM码元索引，其值范围从1-1199，但每56个OFDM码元重复其自身一次。在一个示例中，将隙片至交织映射记为fWOI(n，s)，其中n是在一超帧中的OFDM码元索引，而s是隙片索引。注意，在此方案中，隙片0是导频，并且fWOI(n，0)是导频交织。在针对信道估计的时间滤波对在前和后续复用起效的约束下，针对局域复用的隙片至交织映射也应被改变。
改变隙片至交织映射的一个原因可通过一个例子来理解。考虑在广域复用与局域复用之间的过渡处。令n0表示在此过渡处TDM 3的OFDM码元索引。还考虑最后一个广域OFDM码元在交织3处有一导频，即，fWOI(n0-1，0)＝3。然后，fWOI(n0，0)＝6，并且TDM 3的隙片0映射到交织6。此映射允许针对最后一个广域码元的时间滤波。但是，如果对局域复用继续使用相同的映射，则对应于第一局域码元的导频交织将为fWOI(n0+1，0)＝1。对第一局域码元的时间滤波可能要求分别在码元n0、n0+1、n0+2中的交织6、1和4处的导频，并且可能是不可行的，因为TDM 3中的交织6已被用作广域的导频。作为导频的隙片1、2或3之一将被用于局域码元。
令针对局域码元的新的隙片至交织映射函数被记为fLOI(n，s)。从上例可归纳到对于该新的约束的普适约束。本质上，广域导频和局域导频在TDM 3中的不同交织上。因此，[fWOI(n，0)-fLOI(n，0)]mod 8＝2，4或6。有利于此的一种简单方式是推导此局域映射为广域映射的时移。以下六种映射中的任何一种都可用，fLOI(n，s)＝fWOI(n+2m，s)，m＝±1，±2，±3。广域映射可被移位偶数(但不是8的倍数)个OFDM码元以使导频交织相差一偶数。为简单起见，推荐使用以下映射fLOI(n，s)＝fWOI(n+2，s)式2。
由式2定义的隙片至交织映射适用于局域OIS信道、局域数据信道以及局域FDM导频信道。除了使用该新的隙片至交织映射以外，加扰操作还应针对局域OIS、数据以及FDM导频信道稍作修改。如上所述，20比特的加扰器种子具有4比特的广域和4比特的局域部分。对于广域信道，广域部分被设为WID，而局域部分被设为默认LID值。对于局域数据/OIS/FDM导频，局域部分是发射机的LID，而广域部分仍被设为WID。
前进至图6的630，描述了MAC层考虑。MAC层处的一种可能的改变是发送关于广域与局域OFDM码元之间的边界以及局域码元与定位导频之间的边界(若有)的信息的规定。此信息应该被发送以便于进行后续复用的定时同步，并且还在针对边界处的时间滤波的定标因子问题中起到帮助。注意到，发送边界信息可等效于发送可变TDM 3位置。从以上表2，如果W(广域数据OFDM码元的数目)和P即所使用的定位导频的数目已知，则TDM 3的位置就被确定。
图7示出针对无线系统的导频码元过程700。尽管为了使解释简单，将此套方法图示并描述为一系列或多个动作，但是应当理解并认识到，本文中所描述的这些过程不受动作的次序所限定，因为一些动作可能按不同次序发生和/或与本文中所图示和描述的其它动作并发地发生。例如，本领域技术人员将会理解并认识到，一套方法可被替换地表示为一系列相互关联的状态或事件，就像在状态图中那样。此外，不是所有例示的动作都是实现根据本文中所公开的方法发明的方法所必需的。
前进至710，考虑采用外加的TDM导频码元来确定一个或多个超帧约束。如以上所提及的，这可包括码元位置、隙片映射考虑、加扰考虑、掩码考虑、隙片能量考虑、后向兼容性考虑、以及对当前MAC层框架的影响。如可认识到的，在OFDM广播的发射机处提供的修改将在接收机端被考虑并顾及。在720，外加的TDM导频约束被考虑。在一个方面，这可包括确定要向由TDM1和TDM2构成的常规码元组添加多少个外加码元。
一般而言，一个外加TDM3可被包括，但也可向超帧和相关联的规范添加一个以上的码元。其它考虑包括在710处针对总的超帧结构确定的约束中的一个或多个。在730，至少一个外加的TDM导频码元被添加到超帧结构。如以上所提及的，第一外加导频一般跟在TDM2之后，在此采用后续的外加导频在局域和广域信息广播之间进行分隔。如可认识到的，其它配置也是可能的。在740，当这些外加导频已被添加至超帧时，它们辅助接收机处进行的定时同步、信道估计、和/或AGC自举。
图8是根据本文中阐述的一个或多个方面的在一种无线通信环境中采用的用户设备800的示图。用户设备800包括从例如接收天线(未示出)接收信号、且对所接收的信号执行常规动作(例如，滤波、放大、下变频等)并将经调理的信号数字化以获得采样的接收机802。解调器804可解调接收的导频码元并将其提供给处理器806以供信道估计之用。处理器806可以是专用于分析接收机802接收到的信息和/或生成供发射机816发送的信息的处理器、控制用户设备800的一个或多个组件的处理器、和/或既分析接收机802接收到的信息、生成供发射机816发送的信息、又控制用户设备800的一个或多个组件的处理器。用户设备800可另外包括起效地耦合到处理器806的存储器808。
可以认识到，本文中所描述的数据存储(例如，存储器)组件可以是易失性存储器或者非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。作为示例而非限定，非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除ROM(EEPROM)、或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)，它起到外部高速缓存存储器的作用。作为示例而非限定，RAM有多种形式可用，诸如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据率SDRAM(DDR DRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接存储器总线RAM(DRRAM)。本系统和方法的存储器808旨在包括而非限定于这些以及任何其它合适类型的存储器。
图9示出包括基站902的示例系统900，基站902具有通过多个接收天线906从一个或多个用户设备904接收信号的接收机910、以及通过发射天线908向一个或多个用户设备904进行发送的发射机924。接收机910可从接收天线906接收信息，并起效地与解调接收到的信息的解调器912相关联。经解调的码元由处理器914分析，处理器914与以上所述的处理器相类似，并被耦合至存储与用户分级有关的信息、与其有关的查找表、和/或与执行本文中所阐述的各种动作和功能有关的任何其它合适的信息存储器916。调制器922可复用供发射机924通过发射天线908向用户设备904发送的信号。基站902可与提供信息并结合非线性接收机采用解码协议的用户设备904交互。
图10示出示例性无线通信系统1000。为简明起见，无线通信系统1000描绘了一个基站和一个终端。但是，应当认识到，该系统可包括一个以上基站和/或一个以上终端，其中外加的基站和/或终端可基本上类似于或不同于以下描述的示例性基站和终端。
现在参见图10，在下行链路上，在接入点1005处，发送(TX)数据处理器1010接收、格式化、编码、交织、并调制(或码元映射)话务数据，并提供调制码元(“数据码元”)。码元调制器1015接收并处理数据码元和导频码元，并提供一码元流。码元调制器1020复用数据和导频码元，并将它们提供给发射机单元(TMTR)1020。每一发送码元可以是数据码元、导频码元、或零值码元。导频码元可在每一码元周期里被连续发送。导频码元可被频分复用(FDM)、正交频分复用(OFDM)、时分复用(TDM)、频分复用(FDM)、或码分复用(CDM)。
TMTR 1020接收该码元流并将其转换成一个或多个模拟信号，并进一步调理(例如，放大、滤波、以及上变频)这些模拟信号以生成合适在无线信道上传送的下行链路信号。该下行链路信号然后通过天线1025被传送到终端。在终端1030处，天线1035接收下行链路信号，并将接收的信号提供给接收机单元(RCVR)1040。接收机单元1040调理(例如，滤波、放大、以及下变频)所接收的信号，并将经调理的信号数字化以获得采样。码元解调器1045解调接收的导频码元并将其提供给处理器1050以供信道估计之用。码元解调器1045还从处理器1050接收针对下行链路的频率响应估计，对所接收的数据执行数据解调以获得数据码元估计(即对所发送的数据码元的估计)，并将数据码元估计提供给RX数据处理器1055，RX数据1055解调(即，码元解映射)、解交织、并解码这些数据码元估计以恢复出所发送的话务数据。由码元解调器1045和RX数据处理器1055进行的处理分别与在接入点1005处由码元调制器1015和TX数据处理器1010进行的处理互补。
在上行链路上，TX数据处理器1060处理话务数据并提供数据码元。码元调制器1065接收数据码元并将其与导频码元复用，执行调制，并提供一码元流。发射机单元1070随后接收并处理该码元流以生成上行链路信号，该上行链路信号由天线1035发射给接入点1005。
在接入点1005处，来自终端1030的上行链路信号被天线1025接收到，并由接收机单元1075处理以获得采样。码元解调器1080随后处理这些采样并提供接收的导频码元以及针对上行链路的数据码元估计。RX数据处理器1085处理这些数据码元估计以恢复由终端1030发送的话务数据。处理器1090针对在上行链路上进行发送的每一活动终端执行信道估计。多个终端可在上行链路上在其各自被指派的导频子带组上发送导频，其中这些导频子带组可被交织。
处理器1090和1050分别指导(例如，控制、协调、管理等)接入点1005和终端1030处的操作。相应的处理器1090和1050可与存储程序代码和数据的存储器单元(未示出)相关联。处理器1090和1050还可分别执行推导针对上行链路和下行链路的频率和冲激响应估计的计算。
对于多址系统(例如，FDMA、OFDMA、CDMA、TDMA等)，多个终端可在上行链路上并发地进行发送。对于这样一个系统，导频子带可在不同终端间被共用。信道估计技术在对应于每一终端的导频子带跨越整个工作频带(可能除了频带边缘以外)的情形中可被使用。这样一种导频子带结构对于获得对应于每一终端的频率分集而言是合乎需要的。本文中所描述的这些技术可通过各种手段来实现。例如，这些技术可实现为硬件、软件、或其组合。对于硬件实现，用于进行信道估计的处理单元可被实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计成执行本文中所描述的功能的其它电子单元、或其组合中。若采用软件，则实现可以通过执行本文中所描述的功能的模块(例如，过程、函数等)来进行。软件代码可被存储在存储器单元中，并由处理器1090和1050来执行。
对于软件实现，本文中所描述的技术可用执行本文中所描述的功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。软件代码可被存储在存储器单元中，并由处理器执行。存储器单元可被实现在处理器内或可外置于处理器，在后一种情形中，它可经由本领域中公知的各种手段被通信地耦合到处理器。
以上描述的包括示例性实施例。当然，要为描述实施例的目的而描述组件或方法的每一种可构想的组合是不可能的，但是本领域普通技术人员将可认识到，许多进一步的组合和变换是可能的。由此，这些实施例旨在涵盖落在所附权利要求范围内的所有此类变更、修改和变形。此外，就措词“包括”在本具体说明或所附权利要求书中使用的范畴而言，此类措词旨在以与措词“包含”于权利要求中被用作过渡词时所解释的那样的方式表达可兼之意。
权利要求
1.一种在多载波通信系统中多播信息的方法，包括
生成一传送块；以及
在位于广域与局域波形之间的过渡处插入至少一个TDM导频码元以便于解码所述传送块。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括采用一利用OFDM(正交频分复用)的多载波通信系统。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括采用所述至少一个TDM导频码元进行信道估计。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括采用所述至少一个TDM导频码元进行时间同步或进行自动增益控制(AGC)自举。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述至少一个TDM导频码元定位在局域与广域数据广播之间。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括对所述至少一个TDM导频码元应用一交错式交织码型。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述交错式交织码型从如下集合中选择(0，3，6，1，4，7，2，5)或(2，6)。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在每一超帧插入至少10个TDM导频码元。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括为所述至少一个TDM导频码元确定至少一种隙片至交织映射。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括对于在局域与广域边界处具有一个TDM导频码元的分组，采用奇数个广域码元W以使所述至少一个TDM导频码元使用偶交织。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括基于广域标识符(WID)和局域标识符(LID)为所述至少一个TDM导频码元确定加扰参数。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括确定一从广域至局域的过渡，其中使用所述LID的默认值来对隙片0进行加扰，并使用与一局域相对应的LID来对隙片1、2和3进行加扰。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括确定一从局域至广域的过渡其中使用所述LID的默认值来对隙片1、2、3进行加扰，并使用与一局域相对应的LID来对隙片0进行加扰。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括确定与所述至少一个TDM导频码元中的每一隙片相关联的一组掩码值。
15.一种确定导频信息的方法，包括
确定针对无线网络的至少一个外加导频码元；
在从广域到局域波形的过渡处向至少一个接收机发送所述至少一个外加导频码元；以及
调整与所述至少一个外加导频码元相关联的一个或多个隙片的能量以便于接收机进行处理。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括平衡所述至少一个外加导频信号的总能量以辅助在所述接收机中进行的自动增益控制。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括将对应于在前复用操作的一导频隙片的能级设为总能量除以8。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括将对应于后续复用操作的一导频隙片的能级设为总能量除以8。
19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括考虑接收机处确定的处理窗口长度来对隙片能量进行定标。
20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括确定对应于导频隙片0-3的以下能量分配中的至少一个
1)2)以及3)其中E是码元总能量。
21.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括将来自所述至少一个外加导频码元的隙片映射约束应用于在前TDM导频码元。
22.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括将用于局域的隙片至交织映射导出为用于广域的隙片至交织映射的时移。
23.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括发送关于广域与局域数据之间的边界的位置的信息。
24.一种针对无线系统的导频码元协议，包括
用于在位于一超帧中的广域与局域波形之间的过渡处确定至少一个TDM导频码元的方法；
用于在所述无线网络中发送所述超帧的方法；以及
用户接收所述超帧以确定无线广播信息的方法。
25.一种其上存储有机器可执行指令的机器可读介质，包括
在位于一OFDM广播的广域与局域波形之间的过渡处确定至少一个TDM导频码元；
将所述TDM导频码元传送给至少一个接收机；以及
在所述接收机处解码所述TDM导频码元。
26.如权利要求25所述的机器可读介质，进一步包括考虑所述TDM导频码元来确定时间同步、信道估计、或AGC自举。
27.一种其上存储有数据结构的机器可读介质，包括
在位于一超帧的广域与局域波形之间的过渡处确定至少一个TDM导频码元；
将所述超帧与MAC层相关联；以及
从所述超帧确定无线网络广播。
28.一种无线通信装置，包括
存储器，包括用于在一超帧的广域与局域数据之间的边界处接收至少一个导频码元的组件；以及
与接收机相关联的至少一个处理器，用于解码无线网络上的超帧。
29.一种用于在无线网络中操作基站的装置，包括
存储器，包括用于在根据一OFDM广播的码元子集上发送至少一个外加导频码元；以及
与发射机相关联的至少一个处理器，用于编码所述OFDM广播所用的超帧。
30.一种发送数据的方法，包括
生成具有至少一个与局域波形边界相关联的导频码元和至少一个与广域波形边界相关联的第二导频码元的数据分组；以及
在所述数据分组中发送所述导频码元和所述第二导频码元。
全文摘要
提供了传送波形以辅助在无线网络中进行信道估计、定时同步、以及AGC自举的系统和方法。该方法包括在位于广域与局域波形之间的过渡处插入至少一个TDM导频码元以便于解码传送块。
文档编号H04L25/02GK101194480SQ200680014993
公开日2008年6月4日 申请日期2006年3月10日 优先权日2005年3月10日
发明者M·M·王, B·沃斯尔杰, K·K·穆卡维里, R·克里希纳穆斯, A·曼特里瓦迪 申请人:高通股份有限公司