专利名称：用于无线电通信系统的训练序列传输方法
用于无线电通信系统的训练序列传输方法发明背景发明领域本发明适于无线电通信系统的训练序列的领域，尤其涉及一种具有唯一的周期性结构的训练序列。现有技术描述通常，诸如蜂窝语音和数据无线电系统这类移动无线电通信系统都具有若干个处于不同位置的基站，这些基站可以由蜂窝电话或无线网络设备这种移动或固定用户终端使用。通常每个基站都被分配了一组频率或信道，以便与用户终端进行通信。为了避免邻近基站之间的干扰，这些信道与邻近基站的信道不同。结果，用户终端很容易就能对接收自一个基站的传输与接收自另一个基站的信号加以区分。另外，每个基站都可以独立地分配和使用指派给自己的信道资源。 这种无线电通信系统通常包括一条广播信道(BCH)。无论用户终端是否注册到网络上，BCH都会广播到所有用户终端，并向用户终端告知该网络。为了接入网络，用户终端通常会在接入网络之前调谐到BCH并对其进行侦听。然后它会使用BCH中的信息来请求接入网络。这个请求通常导致一个信息交换并且终止于对某个基站的分配进行接收的用户终端，其中该信息与使用分离的控制和接入信道的网络有关。虽然用户终端有时可以根据BCH来确定频率和定时偏移，但用于接入的初始请求通常是在基站那里以一个未知延迟量和未知的空间参数来接收的。在一个空分多址系统中，基站可以通过确定用户终端位置、距离以及任何其他的空间参数来提高系统容量。在这种请求消息的到达时间中的延迟与在基站与移动终端之间传播的消息所遇到的往返延迟成正比。对于每个基站都具有很大覆盖范围的系统而言，这个距离及由此产生的延迟不确定性可能会很大。举例来说，十五千米的距离产生大约100微秒的往返延迟时间。为了精确解析接入请求并确定空间参数，训练序列通常是与该请求一起发送的。而使用训练序列来对接收到的信号进行解析，这很可能会耗费很多计算资源，并在基站对于该请求的响应中产生延迟。所接收信号的不确定性越大，可能需要的计算资源也就越多。
发明内容
提供了一种用于无线电通信系统的训练序列。根据本发明的一个方面，本发明包括一个符号核心序列、一个核心序列的连续重复以及一个标记序列，其中该标记序列具有不同于核心序列的符号序列。
本发明是借助实例来描述的，但是并非作为限制，在附图的这些图形中，相同的参考数字是指相同的部件，其中图I是一个可以执行本发明一个实施例的基站的简化框图2是一个可以执行本发明实施例的远程终端的框图；图3是一个示范性广播信道BCH脉冲串的图示；图4是一个示范性配置请求CR脉冲串的图示；图5是一个根据本发明的示范性训练序列的图示；图6是一个执行本发明一些方面的流程图；图7是一个用于为最小平方误差相对定时进行搜索的图表；以及图8是一个用于为最小平方误差相对定时进行跟随搜索的图表。发明详述
某站结构本发明涉及无线通信系统，并且可以是一个将多路访问系统与空分多址(SDMA)技术结合使用的固定接入或移动接入的无线网络，其中多路访问系统可以是例如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)以及码分多址(CDMA)。多路访问可以与频分双工(FDD)或时分双工(TDD)结合。图I显示了适于实施本发明的无线通信系统或网络的一个基站的实例。该系统或网络包含许多用户站，例如图2显示的那些装置，这些用户站也称为远程终端或用户终端。基站可以通过其主机DSP231而与一个广域网(WAN)相连，以便提供最接近(immediate)的无线系统之外的任何必需的数据服务和连接。为了支持空间分集，在这里使用了多个天线103，例如四个天线，但是也可以选择其他数目的天线。对于每个用户站的一组空间复用加权被施加到相应的调制信号，以便产生由四天线组发送的空间复用信号。对于每个常规信道而言，主机DSP231为每个用户站产生空间特征(signature)并且保持这个特征，同时使用所接收的信号测量值来计算空间复用和解复用加权。在这种方式中，来自当前有效用户站的信号被分隔，其中一些信号有可能在同一常规信道上有效，而干扰和噪声则被抑制。在从基站向用户站进行通信的时候将会创建一个适于当前有效用户站连接以及干扰情况的最优多瓣天线辐射图。为了在同一信道上解析同时信号，将同一空间特征应用于基站从用户终端接收的信号。举例来说，在1998年10月27日授予Ottersten等人的美国专利5，828，658以及1997年6月24日授予Roy III等人的美国专利5，642，353中描述了适于实现这种空间定向波束的智能天线技术。天线的输出与一个双工转换器107相连，在TDD系统中，该转换器是一个时分交换器。转换器107有两种可能的实施，它们是在频分双工(FDD)系统中充当频率双工器以及在时分双工(TDD)系统中充当时分交换器。在接收时，天线的输出经由交换器107而与接收机205相连，并且天线输出由RF接收器(“RX”)模块205以模拟方式从载波频率向下混合到FM中频(“IF”)。然后，这个信号由模-数转换器(“ADC”)209数字化(取样)。只有信号的实部被取样。而最终下变换到基带则是以数字方式完成的。数字滤波器能够被用于实现下变换和数字滤波，后者使用有限脉冲串响应(FIR)滤波技术。这示为方框213。并且可以对本发明进行修改，从而适合多种RF与IF载波的频率和频带。在当前实例中，每个天线的数字滤波设备213都具有四个下变换输出，其中每一个都接收时隙。时隙的特定数目也可以改变，以便适应于网络需要。虽然本实例将四个上行链路和四个下行链路时隙用于每个TDD帧，但在将每一帧中的三个时隙用于上行链路和下行链路的情况下，也可以得到理想的结果。根据本发明的一个方面，对于四个接收时隙中的每一个时隙而言，四个天线的四个下变换输出都被馈送到一个数字信号处理器(DSP)设备217(下文称为“时隙处理器”)，以便进行进一步的处理，其中包括校准。可以把四个摩托罗拉DSP56303这种DSP用作时隙处理器，其中每一个处理器都接收时隙。时隙处理器217监视接收信号功率并对频移和时间排列进行估计。它们还为每个天线振子确定智能天线加权。在空分多址方案中，这些数值都被用于确定来自某个远程用户的信号以及解调已确定的信号。时隙处理器217的输出是对于四个接收时隙之中每一个时隙的已解调脉冲串数据。这个数据被发送到主机DSP处理器231，该处理器的主要功能是控制系统的所有部件并与更高级处理进行接口，其中该处理是对系统通信协议定义的所有不同控制和业务通信信 道中的通信所需要的信号进行处理。主机DSP231可以是摩托罗拉的DSP56303。另外，时隙处理器把对于每个用户终端的已确定接收加权发送到主机DSP231。主机DSP231保留状态和定时信息，接收来自时隙处理器217的上行链路脉冲串数据，并对时隙处理器217进行编程。另外，主机处理器231还进行解密、解扰、检查纠错码以及解构(deconstruct)上行信号脉冲串，然后格式化将要发送的上行信号，以便在基站其他部分进行更高级处理。关于基站的其他部分，主机处理器对业务数据和业务量数据进行格式化，以便在基站进行更高级处理，它还从基站其他部分接收下行链路消息和业务量数据，处理和格式化下行链路脉冲串，并将其发送到一个如237所示的发送控制器/调制器。主机DSP还对基站其它组件的编程进行管理，其中包括发送控制器/调制器237以及如233所示的RF定时控制器。如方框245所示，RF定时控制器233与RF系统接口，并且RF定时控制器233还产生许多由RF系统和调制解调器使用的定时信号。RF控制器233读取并发送功率监视和控制值，并对双工器107加以控制，而且还从主机DSP231接收每个脉冲串的定时参数和其它设置。发送控制器/调制器237从主机DSP231接收发送数据，其中每次四个符号。发送控制器使用这个数据来产生模拟IF输出，该输出被发送到RF发射机(TX)模块245。具体地说，所接收的数据比特转换为复合调制信号，上变换到一个IF频率，经过4倍附加取样而与获取自主机DSP231的发送加权相乘，并且经由数模转换器(“DAC”)而被转换为模拟发送波形，其中数模转换器是发送控制器/调制器237的一部分。模拟波形被发送到发送模块 245。发送模块245把信号上变换到传输频率并且放大该信号。经过放大的传输信号输出是经由双工器/时分交换器107而被发送到天线103的。用户终端结构图2描述了提供数据或话音通信的远程终端中的一个实例组件排列。远程终端的天线45与一个双工器46相连，以便允许天线用于发送和接收。该天线可以是全向或定向的。为了实现最佳性能，天线可以由多个振子组成，并且可以为基站使用如上所述的空间处理。在一个替换实施例中使用了分离的接收和发送天线，由此免除了对于双工器46的需要。而在另一个使用时分分集的替换实施例中，可以使用一个发送/接收(TR)转换器来取代双工器，这在本领域是众所周知的。双工器的输出47充当接收器48的输入。接收器48产生一个下变换信号49，该信号输入到解调器51。经过解调的接收声音或语音信号67则被输入到一个扬声器66。远程终端具有一个相应的发送链，在这个链中，将要发送的数据或语音是在调制器57中调制的。调制器57输出并且将要发送的调制信号59是由发射机60上变换和放大的，由此产生一个发射机输出信号61。然后,发射机的输出61输入到双工器46,以便由天线45进行发送。与解调之前的接收数据50 —样，经过解调的接收数据52提供到远程终端的中央处理器68(CPU)。这个远程终端CPU68可以用一个标准的DSP(数字信号处理器)设备来实现，例如摩托罗拉系列的56300DSP。这个DSP还可以执行解调器51和调制器57的功能。远程终端CPU68通过线路63来控制接收器，通过线路62来控制发射机，通过线路52来控制解调器以及通过线路58来控制调制器。它还通过线路54而与键盘53进行通信，并且通过线路55而与显示器56通信。扩音器64和扬声器66与调制器57和解调器51分别是通过线路65和66相连的，它们分别用于一个语音通信远程终端。在另一个实施例中，扩音器和扬声器还与CPU进行直接通信，以便提供语音或数据通信。扩音器64所要发送的远程终端语音信号65输入到调制器57。将要发送的业务量
和控制数据58由远程终端CPU68提供。在注册、会话启动和终止期间，以及下文将要更详细描述的会话期间，控制数据58都是发送到基站的。在一个替换实施例中使用了本领域众所周知的数字接口来取代扬声器66和扩音器64或是对其进行扩充，这使得数据能够往返于一个外部数据处理设备(例如计算机)之间。在一个实施例中，远程终端的CPU耦合到一个标准的数字接口，例如与外部计算机相连的PCMCIA接口，显示器、键盘、扩音器和扬声器则是外部计算机的一部分。远程终端CPU68经由数据接口以及外部计算机的控制器而与这些部件进行通信。对于单独的数据通信而言，可以删除扩音器和扬声器。而对于只有语音的通信来说，键盘和显示器是可以删除的。广播信道(BCH)在一个实施例中，对于每个用户终端或远程终端来说，本发明的系统是从广播信道BCH启动的，其中BCH作为脉冲串而被从基站发送到所有可能的用户终端。与业务信道脉冲串不同，BCH脉冲串是在有可能存在用户终端的所有方向上发送的，这种发送通常是无方向性的，但是特定的波束图将取决于网络。图3显示了广播脉冲串结构的一个实例。BCH传递足够的基本信息，以便能在基站与用户终端之间进行配置请求CR与配置消息CM的后续交换。BCH还向所有用户终端提供一般的频移和定时更新信息。下表I概述了如图3所示的BCH脉冲串的一个实例的内容。
权利要求
1.一种用于无线电通信系统的训练序列，包括 一个符号核心序列； 一个连续的核心序列重复；以及 一个标记序列，该序列具有不同于核心序列的符号序列。
2.权利要求I的训练序列，其中核心序列是作为二进制符号来发送的，并且标记序列与核心序列相等，而在正负号上则与核心序列相反。
3.权利要求I的训练序列，其中，用标记序列扩充的核心序列形成了一个矢量，该矢量正交于一个用核心序列扩充的核心序列所形成的矢量。
4.权利要求I的训练序列，其中标记序列跟随在核心序列重复之后。
5.权利要求I的训练序列，其中标记序列在核心序列重复之前。
6.权利要求I的训练序列,其中核心序列重复的持续时间要长于从发送训练序列的终端到接收训练序列的终端并且返回的最大往返延迟时间。
7.权利要求I的训练序列，其中核心序列重复的持续时间要长于另一个持续时间，该另一个持续时间是将波束形成分析窗口与从发送训练序列的终端到接收训练序列的终端并且返回的最大往返延迟时间相加而得到的。
8.权利要求I的训练序列,其中核心序列重复的持续时间要长于从发送训练序列的终端到接收训练序列的终端并且返回的最大往返延迟时间加上发送训练序列的终端所施加的随机延迟而得到的和。
9.权利要求I的训练序列,其中核心序列重复包括将核心序列连续重复指定的次数。
10.权利要求I的训练序列,其中核心序列实质上包括12个符号。
11.权利要求I的训练序列，其中核心序列具有大约为1/3的标准化互相关。
12.权利要求I的训练序列，其中核心序列具有大约为1/3的标准化自相关。
13.权利要求I的训练序列,其中核心序列平均值的绝对值大约为零。
14.一种方法，包括 产生一个符号核心序列； 产生一个连续的核心序列重复；以及 产生一个标记序列，该序列具有不同于核心序列的符号序列； 将核心序列重复与标记序列相组合，以便形成一个训练序列；以及 在一个无线电通信系统中使用一个通信脉冲串来发送该训练序列。
15.权利要求14的方法，其中发送训练序列包括发送二进制符号，产生标记序列包括产生一个标记序列，该序列与核心序列相等，而该序列的正负号则与核心序列的正负号相反。
16.权利要求14的方法，其中用标记序列扩充的核心序列形成一个矢量，该矢量正交于一个用核心序列扩充的核心序列所形成的矢量。
17.权利要求14的方法，其中核心序列重复的持续时间要长于从发送训练序列的终端到接收训练序列的终端并且返回的最大往返延迟时间。
18.权利要求14的方法，其中核心序列具有大约为1/3的标准化互相关。
19.权利要求14的方法，其中核心序列具有大约为1/3的标准化自相关。
20.权利要求14的方法，其中核心序列平均值的绝对值大约为零。
21.一种机器可读介质，其中保存了代表指令序列的数据，这些指令序列在被机器执行的时候将使机器执行操作，包括 产生一个符号核心序列； 产生一个连续的核心序列重复；以及 产生一个标记序列，该序列具有不同于核心序列的符号序列； 将核心序列重复与标记序列相组合，以便形成一个训练序列；以及 在一个无线电通信系统中使用一个通信脉冲串来发送该训练序列。
22.权利要求21的介质，其中发送训练序列包括发送二进制符号，产生标记序列包括产生一个标记序列，该序列与核心序列相等，而该序列的正负号则与核心序列的正负号相反。
23.权利要求21的介质，其中用标记序列扩充的核心序列形成一个矢量，该矢量正交于一个用核心序列扩充的核心序列所形成的矢量。
24.权利要求21的介质，其中核心序列重复的持续时间要长于从发送训练序列的终端到接收训练序列的终端并且返回的最大往返延迟时间。
25.权利要求21的介质，其中核心序列具有大约为1/3的标准化互相关。
26.权利要求21的介质，其中核心序列具有大约为1/3的标准化自相关。
27.权利要求21的介质，其中核心序列平均值的绝对值大约为零。
全文摘要
提供了一种用于无线电通信系统的训练序列。根据本发明的一个方面，本发明包括一个符号核心序列，一个连续的核心序列重复以及一个标记序列，其中标记序列具有一个不同于核心序列的符号序列。
文档编号H04B7/02GK102904707SQ201210216010
公开日2013年1月30日 申请日期2001年10月4日 优先权日2000年11月30日
发明者M.C.多甘 申请人:英特尔公司