Выбор показателей корня в многофазных последовательностях cazac

Изобретение относится к беспроводной связи и предназначено для исполнения каналом синхронизации оценки оптимального ухода частоты. Технический результат - повышение точности синхронизации. Представленные устройства и способы для формирования набора последовательностей каналов синхронизации устойчивы по отношению к систематическим ошибкам временных сдвигов и обеспечивают оценку оптимального ухода частоты. Устанавливается набор показателей корня у последовательностей Задова-Чу, которые оптимизируют показатель производительности или критерий качества в первой области (например, временной области) и в обратной области (например, частотной области). Оптимальные показатели удовлетворяют центрально-симметричному соотношению относительно половинного значения длины последовательности: когда λ является оптимальным показателем, N-λ также является оптимальным показателем корня. Для последовательностей с длиной Q²=N базовая последовательность, сформированная с помощью оптимальной последовательности, может использоваться для формирования, по меньшей мере, двух других более оптимальных последовательностей посредством операций переключения знака, сопряжения и периодической модуляции. Базовые последовательности могут назначаться разным секторам базовой станции. 5 н. и 28 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Данная патентная заявка притязает на преимущество Предварительной заявки США с порядковым номером 60/915434, зарегистрированной 2 мая 2007 г. и озаглавленной "CHU SEQUENCE FREQUENCY TRACKING IN COMMUNICATIONS". Все содержание этой заявки в прямой форме включается в этот документ путем отсылки.

Область техники

Раскрытие предмета изобретения относится в целом к беспроводной связи, а конкретнее к исполнению канала синхронизации для оценки оптимального ухода частоты.

Уровень техники

Системы беспроводной связи широко используются, чтобы предоставить различные типы коммуникационного контента, такого как речь, видео, данные и так далее. Эти системы могут быть системами коллективного доступа, допускающими поддержку одновременного взаимодействия нескольких терминалов с одной или несколькими базовыми станциями. Связь с коллективным доступом основывается на совместном использовании доступных ресурсов системы (например, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры систем коллективного доступа включают в себя системы коллективного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы коллективного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы коллективного доступа с разделением каналов по частоте (FDMA) и системы коллективного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA).

Связь между терминалом в беспроводной системе (например, системе коллективного доступа) и базовой станцией осуществляется посредством передач по беспроводной линии связи, состоящей из прямой линии связи и обратной линии связи. Такая линия связи может устанавливаться с помощью системы с одним входом и одним выходом (SISO), со многими входами и одним выходом (MISO) или со многими входами и выходами (MIMO). Система MIMO состоит из передатчика (передатчиков) и приемника (приемников), оборудованных соответственно несколькими (N_T) передающими антеннам и несколькими (N_R) приемными антеннами для передачи данных. Системы SISO и MISO являются частными случаями системы MIMO. Канал MIMO, образованный N_T передающими и N_R приемными антеннами, может быть разложен на N_V независимых каналов, которые также называются пространственными каналами, где N_V≤min{N_T,N_R}. Каждый из N_V независимых каналов соответствует измерению. Система MIMO может обеспечивать повышенную производительность (например, более высокую пропускную способность или повышенную надежность), если используются дополнительные размерности, созданные несколькими передающими и приемными антеннами.

Независимо от особенностей многих доступных систем беспроводной связи в каждой из этих систем беспроводное устройство должно выполнять вхождение в синхронизм с сотой, чтобы включиться в работу при переключении на нее, и слежение для поддержки связи (связей). Вхождение в синхронизм с сотой является процедурой, посредством которой терминал получает временную и частотную синхронизацию с сетью, идентификацию соты и дополнительную идентификацию системной информации, важной для работы, такой как полоса пропускания системы и конфигурация антенны у передатчика соты. Следует принять во внимание, что вслед за вхождением в синхронизм с сотой мобильный терминал может продолжить синхронизацию времени и частоты для целей слежения; например, для исправления уходов частоты, вызванных различными источниками, например, доплеровским эффектом. В поделенных на секторы беспроводных средах вхождение в синхронизм должно проводиться для каждого сектора, присутствующего в соте.

Вхождение в синхронизм с сотой или сектором основывается на контрольных сигналах или последовательностях вхождения в синхронизм, сообщаемых через набор физических каналов синхронизации и широковещательный канал. При передаче каналов синхронизации от базовой станции соты или сектора приемник сопоставляет сигнал вхождения в синхронизм с набором предположений локальных последовательностей, чтобы определить уходы частоты и времени для приема трафика по нисходящей линии связи. Также базовая станция может сопоставить сигналы вхождения в синхронизм, принятые от мобильного терминала, чтобы успешно декодировать управляющие сигналы восходящей линии связи. В зависимости от используемых последовательностей вхождения в синхронизм реальная чувствительность к систематическим ошибкам в оценке ухода частоты или времени может привести к плохой связи по нисходящей или восходящей линии связи. Поэтому в данной области техники имеется потребность в исполнении канала синхронизации, которое устойчиво по отношению к систематическим ошибкам временных сдвигов и предоставляет оценку оптимального ухода частоты.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Нижеследующее представляет упрощенную сущность изобретения, чтобы обеспечить базовое понимание некоторых особенностей раскрытых вариантов осуществления. Эта сущность изобретения не является всесторонним общим представлением и не предназначена ни для определения ключевых или важных элементов, ни для очерчивания объема таких вариантов осуществления. Ее цель - представить некоторые идеи описываемых вариантов осуществления в упрощенной форме в качестве вступления к более подробному описанию, которое представляется позднее.

Рассматриваемое изобретение предоставляет систему (системы) и способ (способы) для формирования набора последовательностей каналов синхронизации, которые оптимизируют вхождение в синхронизм по времени и частоте. Устанавливается набор показателей корня у многофазных последовательностей Задова-Чу в первой области (например, временной области), которые оптимизируют показатель производительности или критерий качества. Установление выполняется посредством моделирования. Определяется оптимальный показатель, который также оптимизирует показатель производительности в обратной области (например, частотной области). Оптимальные показатели удовлетворяют центрально-симметричному соотношению относительно половинного значения длины последовательности: когда λ является оптимальным показателем, N-λ также является оптимальным показателем корня. Для последовательностей с длиной Q²=N базовая последовательность, сформированная с помощью оптимальной последовательности, может использоваться для формирования по меньшей мере двух неодинаковых оптимальных последовательностей: одной последовательности, сформированной с помощью операции переключения [смены] знака и сопряжения над оптимальной базовой последовательностью, и второй последовательности, которая появляется из операции Q-периодической модуляции.

В одном аспекте изобретение описывает способ исполнения канала синхронизации, содержащий установление оптимального показателя корня в первой области в соответствии с первым критерием производительности; определение показателя корня в двух областях для оптимального показателя корня в первой области и вычисление показателя производительности для показателя корня в двух областях; и сохранение оптимального показателя корня, когда показатель корня в двух областях удовлетворяет второму критерию производительности.

В другом аспекте раскрывается устройство, которое работает в системе беспроводной связи, содержащее процессор, сконфигурированный для вычисления показателя производительности для набора показателей корня временной области; для выбора оптимального показателя корня временной области в соответствии с первым критерием производительности; для определения показателя корня частотной области для оптимального показателя корня временной области; для вычисления показателя производительности для показателя корня частотной области; и запоминающее устройство, соединенное с процессором.

В еще одном аспекте изобретение описывает устройство беспроводной связи, причем устройство содержит средство для вычисления показателя производительности для набора показателей корня временной области; средство для установления оптимального показателя корня временной области в соответствии с первым критерием производительности; средство для определения показателя корня частотной области для оптимального показателя корня временной области средство для вычисления показателя производительности для показателя корня частотной области и средство для формирования последовательности Задова-Чу длиной N (положительное целое число) с оптимальным показателем корня в первой области.

В дополнительном аспекте раскрывается компьютерный программный продукт, причем компьютерный программный продукт включает в себя машиночитаемый носитель информации, содержащий код, чтобы заставить компьютер вычислить показатель производительности для набора показателей корня временной области; код, чтобы заставить компьютер выбрать оптимальный показатель корня временной области в соответствии с первым критерием производительности; код, чтобы заставить компьютер определить показатель корня частотной области для оптимального показателя корня временной области; код, чтобы заставить компьютер вычислить показатель производительности для показателя корня частотной области; и код, чтобы заставить компьютер сформировать последовательность Задова-Чу длиной N (положительное целое число) с оптимальным показателем корня в первой области.

Для выполнения вышеупомянутых и связанных задач один или несколько вариантов осуществления содержат признаки, полностью описываемые ниже и отдельно указываемые в формуле изобретения. Нижеследующее описание и приложенные чертежи подробно излагают некоторые пояснительные особенности и являются указывающими лишь немногие из различных способов, в которых могут быть применены принципы вариантов осуществления. Другие преимущества и новые признаки станут очевидными из нижеследующего подробного описания при рассмотрении в сочетании с чертежами, и раскрытые варианты осуществления предназначены для включения всех таких особенностей и их эквивалентов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 иллюстрирует примерную беспроводную систему связи с коллективным доступом в соответствии с различными особенностями, излагаемыми в этом документе.

Фиг. 2 - блок-схема примерной системы, которая формирует, передает и обрабатывает набор синхронизирующих последовательностей в соответствии с особенностями, описанными в описании предмета изобретения.

Фиг. 3 - схема примерного соответствия между набором основных синхронизирующих последовательностей и набором секторов в соте беспроводной связи, в соответствии с описанными в этом документе особенностями.

Фиг. 4 изображает первую и вторую схемы, которые соответственно представляют показатель производительности взаимной корреляции (например, 1/(критерий качества) для соответствующим образом заданного критерия качества) для основных синхронизирующих последовательностей временной области, частично заданных посредством показателя корня временной области, и показатель производительности для преобразованных по Фурье основных синхронизирующих последовательностей.

Фиг. 5 иллюстрирует первую и вторую схемы, которые изображают фактическое вычисление критерия качества для последовательностей Задова-Чу с длиной N=64 и N=71 соответственно, в сравнении с показателем λ корня временной области, где .

Фиг. 6 иллюстрирует диаграмму с результатами моделирования показателя производительности, который измеряет величину "ложного" или мнимого ухода частоты для временного сдвига, соответствующего элементу основного кода синхронизации для частоты дискретизации в 1,92 МГц.

Фиг. 7 схематически иллюстрирует построение трех оптимальных последовательностей, которые уменьшают мнимый уход Δν частоты в соответствии с особенностями, описанными в описании предмета изобретения.

Фиг. 8 представляет блок-схему алгоритма примерного способа для выбора показателя корня либо во временной области, либо в частотной области у многофазной последовательности типа CAZAC, в соответствии с описанными в этом документе особенностями.

Фиг. 9 - блок-схема алгоритма примерного способа для формирования набора из трех основных синхронизирующих последовательностей на основе, по меньшей мере частично, базовой последовательности с оптимальным показателем корня либо во временной области, либо в частотной области.

Фиг. 10 - блок-схема варианта осуществления системы передатчика и системы приемника, которые предусматривают связь в соте/секторе в соответствии с особенностями, описанными в описании предмета изобретения.

Фиг. 11 иллюстрирует блок-схему примерной системы, которая дает возможность исполнения основного канала синхронизации в соответствии с особенностями описания предмета изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Различные варианты осуществления теперь описываются со ссылкой на чертежи, в которых одинаковые номера ссылок используются для ссылки на одинаковые элементы по всему описанию. В нижеследующем описании для целей пояснения излагаются многочисленные специальные подробности, чтобы обеспечить всестороннее понимание одного или нескольких вариантов осуществления. Тем не менее может быть очевидным, что такой вариант(ы) осуществления может быть применен на практике без этих специальных подробностей. В иных случаях широко известные структуры и устройства показываются в виде блок-схемы, чтобы облегчить описание одного или нескольких вариантов осуществления.

При использовании в данной заявке термины "система", "компонент", "модуль" и т.п. предназначены для ссылки на связанный с применением компьютера объект, любой из аппаратных средств, микропрограммного обеспечения, сочетания аппаратных средств и программного обеспечения, программного обеспечения либо программного обеспечения в ходе исполнения. Например, компонент может быть, но не ограничивается этим, работающим на процессоре процессом, процессором, объектом, исполняемым файлом, потоком выполнения, программой и/или компьютером. В качестве иллюстрации и приложение, работающее на вычислительном устройстве, и вычислительное устройство могут быть компонентом. Один или более компонентов могут находиться в процессе и/или потоке выполнения, и компонент может располагаться на одном компьютере и/или распределяться между двумя или более компьютерами. К тому же эти компоненты могут исполняться с различных машиночитаемых носителей, имеющих записанные на них различные структуры данных. Компоненты могут взаимодействовать посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (например, данных от одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или по сети, такой как Интернет, с другими системами посредством сигнала).

Кроме того, термин "или" имеет целью обозначать включающее "или", а не исключающее "или". То есть пока не указано иное или не ясно из контекста, "X применяет A или B" имеет целью означать любую из естественных включающих перестановок. То есть если X применяет A; X применяет B или X применяет как A, так и B, то "X применяет A или B" выполняется в любом из вышеупомянутых случаев. К тому же артикли "a" и "an" при использовании в этой заявке и прилагаемой формуле изобретения следует в целом толковать означающими "один или несколько", пока не указано иное или не ясно из контекста, что предписывается форма единственного числа.

Кроме того, термины "код" и "последовательность символов" или более простой термин "последовательность" имеют целью выражать одинаковое понятие и применяются взаимозаменяемо. Нужно отметить, что в описании предмета изобретения термин "код" также используется для указания "кода в компьютерном программировании". Контекст разделов этого описания, в которых применяется "код", передаст обычному специалисту в данной области техники предназначенный смысл для рассматриваемого термина; в случаях, где контекст может быть недостаточно ясен, предоставляется прямая ссылка на значение термина "код".

В этом документе описываются различные варианты осуществления применительно к беспроводному терминалу. Беспроводной терминал может относиться к устройству, предоставляющему пользователю возможность передачи речи и/или данных. Беспроводной терминал может быть подключен к вычислительному устройству, такому как переносной компьютер или настольный компьютер, или он может быть самодостаточным устройством, таким как персональный цифровой помощник (PDA). Беспроводной терминал также может называться системой, абонентским модулем, абонентской станцией, мобильной станцией, мобильным терминалом, мобильным, удаленной станцией, точкой доступа, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, агентом пользователя, пользовательским устройством, оборудованием в помещении абонента или пользовательским оборудованием. Беспроводной терминал может быть абонентской станцией, беспроводным устройством, сотовым телефоном, телефоном PCS, беспроводным телефоном, телефоном Протокола инициирования сеанса связи (SIP), станцией беспроводной местной системы связи (WLL), персональным цифровым помощником (PDA), карманным устройством, имеющим возможность беспроводного соединения, или другим обрабатывающим устройством, подключенным к беспроводному модему.

Базовая станция может относиться к устройству в сети доступа, которое взаимодействует по радиоинтерфейсу через один или несколько секторов с беспроводными терминалами и с другими базовыми станциями через передачу по транзитной сети. Базовая станция может действовать в качестве маршрутизатора между беспроводным терминалом и остальной сетью доступа, которая может включать в себя сеть по IP-протоколу, путем преобразования принятых кадров радиоинтерфейса в IP-пакеты. Базовая станция также координирует управление признаками для радиоинтерфейса. Кроме того, различные варианты осуществления описываются в этом документе применительно к базовой станции. Базовая станция может использоваться для взаимодействия с мобильным устройством (устройствами) и также может называться точкой доступа (AP), Узлом Б, усовершенствованным Узлом Б (eNodeB), усовершенствованной базовой станцией (eBS), сетью доступа (AN) или какой-нибудь другой терминологией.

Ссылаясь теперь на чертежи, фиг. 1 является иллюстрацией беспроводной системы 100 связи с коллективным доступом в соответствии с различными особенностями, раскрытыми в описании предмета изобретения. В одном примере беспроводная система 100 связи с коллективным доступом включает в себя несколько базовых станций 110a-110c и несколько терминалов 120a-120c. Более того, одна или несколько базовых станций 110a-110с могут взаимодействовать с одним или несколькими терминалами 120. В качестве неограничивающего примера базовая станция (например, базовая станция 110a) может быть точкой доступа, Узлом Б и/или другим подходящим сетевым объектом. Каждая базовая станция 110 обеспечивает зону радиосвязи для конкретной географической области 102a-c. При использовании в данном документе и вообще в данной области техники термин "сота" может относиться к базовой станции (например, 110a) и/или ее зоне обслуживания (например, 102а) в зависимости от контекста, в котором используется термин.

Для повышения пропускной способности системы зона 102a, 102b или 102c обслуживания, соответствующая базовой станции 110, может быть разделена на несколько меньших областей (например, области 104a, 104b и 104c). Каждая из меньших областей 104а-104с может обслуживаться соответствующей базовой приемопередающей подсистемой (BTS, не показана). При использовании в данном документе и вообще в данной области техники термин "сектор" может относиться к BTS и/или ее зоне обслуживания в зависимости от контекста, в котором используется термин. В качестве примера секторы 104a, 104b, 104c в соте 102а (или сотах 102b и 102с) могут быть образованы группами антенн (не показаны) на базовой станции, ассоциированной с таким сектором (например, базовой станции 110a), где каждая группа антенн отвечает за взаимодействие с терминалами 120a-с в участке соты 102a, 102b или 102c. Такое использование определенной группы антенн известно как формирование пучка, в котором несколько антенн применяются для передачи сигнала по направленному ограниченному шаблону. Например, базовая станция 110, обслуживающая соту 102a, может иметь первую группу антенн, соответствующую сектору 104a, вторую группу антенн, соответствующую сектору 104b, и третью группу антенн, соответствующую сектору 104с. В одной особенности каждый сектор 104a, 104b и 104с в поделенной на секторы соте 102a (или сотах 102b и 102с) может обладать идентификатором сектора. Такой идентификатор может получаться во время поиска сот. Следует принять во внимание, что различные особенности изобретения, описанные в этом документе, могут использоваться в системе, имеющей поделенные или не поделенные на секторы соты, поскольку вхождение в синхронизм с сотой происходит между базовой станцией и одним или несколькими терминалами 120a-с независимо от деления на секторы. Кроме того, все подходящие сети беспроводной связи, имеющие практически любое количество поделенных или не поделенных на секторы сот, предназначены для вхождения в объем прилагаемой к этому документу формулы изобретения.

Для простоты термин "базовая станция" (или другая терминология, которая указывает "базовую станцию"), который применяется в этом документе, может относиться как к станции, которая обслуживает сектор, а также к станции, которая обслуживает соту. Хотя нижеследующее описание большей частью относится к системе, в которой каждый терминал взаимодействует для простоты с одной обслуживающей точкой доступа, следует принять во внимание, что терминалы могут взаимодействовать с любым количеством обслуживающих базовых станций.

В соответствии с одной особенностью терминалы 120а-с могут быть рассредоточены по всей системе 100. Каждый терминал 120a-с может быть стационарным или мобильным. В качестве неограничивающего примера терминал может быть терминалом доступа (АТ), мобильной станцией, пользовательским оборудованием, абонентской станцией, беспроводным устройством, сотовым телефоном, персональным цифровым помощником (PDA), беспроводным модемом, карманным устройством или другим подходящим устройством, которое обменивается информацией по беспроводной связи.

В качестве примера система 100 может использовать централизованную архитектуру путем применения контроллера 130 системы, который может соединяться с одной или несколькими базовыми станциями 110a-с и обеспечивать координацию и управление для базовых станций 110a-с. В соответствии с альтернативными особенностями контроллер 130 системы может быть одиночным сетевым объектом или совокупностью сетевых объектов. Более того, система 100 может использовать распределенную архитектуру, чтобы позволить базовым станциям 110 обмениваться информацией друг с другом при необходимости. В одном примере контроллер 130 системы дополнительно может содержать одно или несколько соединений с несколькими сетями. Эти сети могут включать в себя Интернет, другие пакетные сети и/или сети с коммутацией речи, которые могут предоставлять информацию к и/или от терминалов 120 во взаимодействии с одной или несколькими базовыми станциями 110 в системе 100. В другом примере контроллер 130 системы может включать в себя или соединяться с планировщиком (не показан), который может планировать передачи к и/или от терминалов 120. В качестве альтернативы планировщик может находиться в каждой отдельной соте 102, каждом секторе 104 или их сочетании.

В примере система 100 может использовать одну или несколько схем коллективного доступа, например, CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, FDMA с одной несущей (SC-FDMA) и/или другие подходящие схемы коллективного доступа. TDMA использует мультиплексирование с временным разделением (TDM), в котором передачи для разных терминалов 120 ортогонализируются путем передачи в разные интервалы времени. FDMA использует мультиплексирование с разделением по частоте (FDM), в котором передачи для разных терминалов 120a-с ортогонализируются путем передачи на разных поднесущих частоты. Например, системы TDMA и FDMA также могут использовать мультиплексирование с кодовым разделением (CDM), в котором передачи для нескольких терминалов могут ортогонализироваться с использованием разных ортогональных кодов (например, кодов Уолша, кодов Голда, кодов Касами, последовательностей Задова-Чу), даже если они отправляются в одном интервале времени или на одной поднесущей частоты. OFDMA использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), а SC-FDMA использует мультиплексирование с разделением каналов по частоте с единственной несущей (SC-FDM). OFDM и SC-FDM могут разделять полосу пропускания системы на несколько ортогональных поднесущих (например, тонов, элементов дискретизации, …), каждый из которых может модулироваться с данными. Как правило, символы модуляции отправляются в частотной области с помощью OFDM, а во временной области с помощью SC-FDM. Дополнительно и/или в качестве альтернативы полоса пропускания системы может разделяться на одну или несколько несущих частоты, каждая из которых может содержать одну или несколько поднесущих. Система 100 также может использовать сочетание схем коллективного доступа, например, OFDMA и CDMA. Хотя методики регулирования мощности, предоставленные в этом документе, в целом описываются для системы OFDMA, следует принять во внимание, что описанные в этом документе методики могут применяться аналогичным образом к любой системе беспроводной связи.

В другом примере базовые станции 110а-с и терминалы 120a-с в системе 100 могут передавать данные с использованием одного или нескольких каналов данных и сигнализацию с использованием одного или нескольких каналов управления. Каналы данных, используемые системой 100, могут назначаться активным терминалам 120 так, что каждый канал данных используется только одним терминалом в любое заданное время. В качестве альтернативы каналы данных могут назначаться нескольким терминалам 120, которые могут накладываться или ортогонально планироваться в канале данных. Чтобы сберечь ресурсы системы, используемые системой 100 каналы управления также могут совместно использоваться несколькими терминалами 120, используя, например, мультиплексирование с кодовым разделением. В одном примере каналы данных, мультиплексированные ортогонально только по частоте и времени (например, каналы данных, не мультиплексированные с использованием CDM), могут быть менее восприимчивы к потере ортогональности из-за условий в канале и дефектов приемника (например, систематические ошибки во временных сдвигах), чем соответствующие каналы управления.

В соответствии с одной особенностью система 100 может применять централизованное планирование с помощью одного или нескольких планировщиков, реализованных, например, на контроллере 130 системы и/или каждой базовой станции 110. В системе, использующей централизованное планирование, планировщик (планировщики) может основываться на обратной связи от терминалов 120 для принятия подходящих решений по планированию. В качестве примера такая обратная связь может включать в себя смещение, добавленное для приема информации о помехах других секторов, чтобы позволить планировщику оценить приемлемую пиковую скорость обратной линии связи для терминала 120a-с, от которого принимается такая обратная связь, и для соответственного распределения полосы пропускания системы.

Фиг. 2 является блок-схемой системы 200, которая формирует, оптимизирует, передает и обрабатывает набор последовательностей каналов синхронизации, которые облегчают временную и частотную синхронизацию, а также определение рабочих параметров беспроводной системы (например, идентификатор соты, синхронизация символов). Узел Б 210 может формировать набор последовательностей каналов синхронизации или контрольных сигналов вхождения в синхронизм, с помощью генератора 215 канала синхронизации. Такие синхронизирующие последовательности, например основной канал 245 синхронизации (P-SCH), могут применяться для временной и частотной синхронизации соты/сектора и передаются по прямой линии 240 связи (FL) в беспроводной системе терминалу 260 доступа, который обрабатывает последовательность PSC посредством компонента 265 обработки канала синхронизации. Следует принять во внимание, что канал синхронизации также может содержать дополнительный канал синхронизации (S-SCH). Как только терминал 260 доступа декодирует контрольные сигналы вхождения в синхронизм, которые могут содержать как P-SCH 245, так и S-SCH (не показаны), станут доступны рабочие параметры беспроводной системы; а именно (i) полоса пропускания системы, определяемая размером FFT в случае системы FDMA; (ii) профиль пропусков в случае распределения спектра с пропусками; (iii) указание дуплекса с временным разделением (TDD) или частотного дуплексного разноса (FDD) с дополнительным указанием конкретного разделения TDD и полудуплекса FDD (последнее дополнительно несет указание защитных временных интервалов, а также защитного интервала частотной области для прямой линии связи и обратной линии связи); (iv) длина циклического префикса; (v) указание синхронной или асинхронной операции; (vi) повторное использование частоты; (vii) индекс идентификации соты/сектора или идентификатор соты/сектора и (viii) конфигурация антенны на базовой станции (например, Узле Б 210), и так далее. К тому же следует принять во внимание, что принятая синхронизирующая последовательность может применяться в качестве опорной фазы для когерентного обнаружения принятого канала данных.

В соответствии с особенностью генератора 215 канала синхронизации, компонент 218 формирования последовательности может формировать последовательность разрядов или комбинированных символов длиной N (N - положительное целое число), которая может содержать по меньшей мере часть поисковой информации (i)-(viii) соты/сектора. Последовательности могут быть псевдослучайными кодами или псевдошумовыми последовательностями, последовательностью Голда, последовательностью Уолша-Адамара, экспоненциальной последовательностью, последовательностью Голомба, последовательностью Райса, М-последовательностью, последовательностью Касами или многофазной последовательностью, например, обобщенной последовательностью с внутриимпульсной линейной частотной модуляцией (GCL) (например, последовательность Задова-Чу). Нужно отметить, что многофазные последовательности с длиной N задаются посредством корней из единицы N-ого порядка на комплексной плоскости и семейства из N последовательностей, причем каждая частично определена показателем корня λ=0, 2, … N-1.

Компонент 218 формирования последовательности, как правило, формирует контрольную последовательность в соответствии со спецификацией беспроводной системы, в которой происходит взаимодействие. В качестве неограничивающего примера в E-UTRA (усовершенствованный универсальный наземный радиодоступ) сигнал P-SCH соответствует последовательному объединению двух последовательностей Задова-Чу в частотной области с длиной 31, заданный одним из трех указателей идентичности физического уровня, а S-SCH является перемеженным объединением двух 31-разрядных последовательностей, которые скремблируются перед модуляцией. К тому же основной код синхронизации (PSC), сообщенный в P-SCH 245, может быть связан с идентификатором сектора или соты, который может быть повторно используемым среди нескольких сот в беспроводной системе. Например, в E-UTRA показатель λ корня, который определяет каждую из последовательностей Задова-Чу, которые содержат PSC, зависит от показателя физического уровня. Как описано в этом документе, оптимальные λ-ы определяются так, чтобы уменьшались шум или ошибка в оценке ухода частоты.

В примерной системе 200, компонент 222 оптимизации может выбирать последовательности вхождения в синхронизм, которые удовлетворяют определенным ограничениям, ассоциированным с предопределенным показателем производительности. Например, такой показатель может быть ошибкой в оценке ухода частоты для заданной неопределенности в оценке временного сдвига. Чтобы выбрать оптимальные последовательности из набора последовательностей, например, семейства из N многофазных последовательностей с длиной N, компонент оптимизации может выполнять различные операции и вычисления с помощью процессора 225, который конфигурируется для выполнения по меньшей мере части таких операций и вычислений. Например, выполняемые компонентом оптимизации операции могут включать в себя поиски максимального правдоподобия, регрессию, спектральный анализ, например, преобразование Фурье, преобразование Габора, преобразование Адамара и их соответствующие противоположности, и так далее. Структуры данных, команды и результаты операций, выполняемых процессором 225 применительно к оптимизации, проводимой компонентом 222 оптимизации, могут сохраняться в запоминающем устройстве 235.

В дополнение к вычислениям и операциям, упомянутым выше, компонент 215 формирования последовательности может применять процессор 225 для выполнения некоторой части формирования и ассоциации последовательностей, например, формирования псевдослучайных чисел, манипуляции с матрицами, связанной с построением последовательностей Уолша-Адамара, формирования последовательностей GCL, определения идентификаторов соты/сектора, формирования указания объединения, а также инициализации регистров и сохранения сформированных последовательностей и обновленных значений счетчика в запоминающем устройстве 225. Кроме того, процессор 225 может выполнять манипуляции с данными, необходимые для передачи последовательности, а также управляющих каналов и каналов данных. В одной особенности в беспроводной системе FDMA процессор 225 может выполнять прямые/обратные преобразования Фурье (D/IFT) - необходимые для преобразования последовательности в частотно-временной блок ресурсов перед передачей - преобразование Адамара, добавление циклических префиксов к последовательности, модуляцию управляющих потоков и потоков данных, а также последовательно-параллельные/параллельно-последовательные манипуляции. В беспроводной системе CDMA (например, сверхширокополосной мобильной связи) скремблирование символов в управляющей последовательности или последовательности трафика может выполняться процессором 222. Следует принять во внимание, что процессор 222 может выполнять другие действия, имеющие отношение к взаимодействию Узла Б 210 с терминалом 260 доступа, такие дополнительные действия были бы очевидны обычному специалисту.

Запоминающее устройство 225 может хранить команды в кодах/модули, применяемые для формирования последовательностей и ассоциации последовательностей с индексами идентификации соты/сектора, а также команды в кодах для операций, необходимых для манипулирования и передачи таких последовательностей, управления и данных по прямой линии 240 связи.

Применительно к терминалу 260 доступа компонент 265 обработки канала синхронизации обнаруживает и декодирует (или демодулирует) сигналы канала синхронизации. В одной особенности разряды или комбинированные символы, скремблированные либо нескремблированные, которые переданы в P-SCH 245 или S-SCH (не показан) с помощью Узла Б 210 через FL 240 при формировании последовательности на основе ортогонального кода (например, Уолша-Адамара, экспоненциального или аналогичного) или неортогонального кода, декодируются путем сопоставления с каждой из подходящих ортогональных или неортогональных последовательностей (например, кодовые предположения). Обнаружение P-SCH (или демодуляция PSC) может привести к определению информации о синхронизации, например, уходов времени и частоты, и длительности временного интервала или циклического префикса. К тому же обнаружение PSC может привести к определению информации, связанной с PSC, например, идентификатор соты/сектора, который указан выше. Нужно отметить, что терминал 260 доступа обращается, например, с помощью запоминающего устройства 285, к набору предположений последовательностей, совместимых с последовательностями, сформированными компонентом 218 формирования последовательности, чтобы выполнить корреляцию с принятым PSC, чтобы определить соответствующий индекс соты/сектора. Следует принять во внимание, что эффективное обнаружение PSC обычно может выполняться путем применения преобразования Адамара для последовательностей Уолша-Адамара и быстрого преобразования Фурье для экспоненциальных последовательностей.

Как часть вхождения в синхронизм с каналом синхронизации компонент, коррелятор 268, сопоставляет (во временной области или частотной области) неодинаковые последовательности и использует сумматор 271 для когерентного объединения частей сопоставленной последовательности, чтобы извлечь информацию о синхронизации (например, временной сдвиг или обнаружение границы суперкадра, кадра и символа), синхронизацию частоты и другую системную информацию, например, идентификаторы соты/сектора. Коррелятор 268 и сумматор 271 рассчитывают на процессор 232 для выполнения временной корреляции, интеграции, а также других операций, например обратного FFT (IFFT). Способы временной и частотной синхронизации, например, способ Муса, способ Ван ДеБинка и способ Шмидла, предлагают конкретные кодовые последовательности с повторяющимися участками последовательности переданных разрядов или последовательности комбинированных символов (например, PSC) для оценки границ кадра и субкадра, а также ухода частоты. Другие способы также могут использоваться для временной корреляции, обнаружения границы суперкадра, кадра и символа; длительности СР и синхронизации частоты.

Фиг. 3 - схема 300 примерного соответствия между набором основных синхронизирующих последовательностей и набором секторов в соте беспроводной связи. На схеме 300 сота 305 разделяется на три сектора 310₁, 310₂ и 310₃, которые обслуживаются базовой станцией 315. Сота 305 иллюстрируется в виде шестиугольной, хотя могут использоваться другие геометрические элементы; как правило, геометрия соты продиктована различными факторами, например, ландшафтом зоны обслуживания, рабочими характеристиками (например, планирование частот) системы беспроводной связи и так далее. В одной особенности каждый сектор 310λ обладает идентификатором N^(θ) (θ=1,2,3) сектора, который может быть повторно используемым, например, каждый первый сектор в соте может применять общий первый идентификатор в каждой соте связи в сотовой беспроводной среде, каждый второй сектор в соте может применять общий второй идентификатор и так далее. Сектор 310₁ ассоциирован с {PSC1} 320₁, связанным с идентификатором N⁽¹⁾; сектор 310₂ обладает {PSC2} 320₂, связанным с N⁽²⁾; и сектор 310₃ имеет {PSC3} 320₃, связанный с N⁽³⁾. Как упоминалось выше, каждый идентификатор N⁽θ⁾ сектора может ассоциироваться с показателем λ корня, который определяет многофазную последовательность {PSCθ}, например, обобщенную последовательность с внутриимпульсной линейной частотной модуляцией (GCL) (например, последовательность Задова-Чу). Поэтому, так как каждая основная последовательность облегчает вхождение в синхронизм ее ассоциированного сектора, оптимизированный показатель λ_opt корня может использоваться для задания оптимального {PSC}^(opt) для каждого сектора. Нужно отметить, что сота 305 вообще может быть разделена на М секторов (M≥1), и таким образом соответствующий набор из M {PSC}^(opt) последовательностей может ассоциироваться с каждым элементом набора идентификаторов N^(θ)(θ=1, 2, …, M-1, M) сектора. Дополнительно нужно отметить, что в E-UTRA M=3, и соответственно три повторно используемых {PSC} используются в такой технологии связи. Еще, как упоминалось выше, в E-UTRA применяются последовательности Задова-Чу. Оптимальные показатели {λ_opt} корня могут выбираться с помощью, например, компонента 222 оптимизации, который описан ниже.

Фиг. 4 изображает схемы 400 и 450, которые соответственно представляют показатель 410 производительности взаимной корреляции (например, 1/(критерий качества) для соответствующим образом заданного критерия качества) для основных синхронизирующих последовательностей временной области, частично заданных посредством показателя корня временной области, и показатель 460 производительности для преобразованных по Фурье основных синхронизирующих последовательностей. Следует принять во внимание, что показатели 410 и 460 производительности, как правило, являются несходными. Для определенности оптимизация основной синхронизирующей последовательности описывается для последовательности Задова-Чу. Однако нужно понимать, что практически любая последовательность, которая относится к категории многофазной CAZAC (постоянная амплитуда и нулевая автокорреляция), может оптимизироваться аналогичным образом. Неодинаковые показатели корня указываются с помощью заштрихованных кружков, тогда как оптимальные показатели корня иллюстрируются незаштрихованными кружками. Нужно отметить, что последовательность Задова-Чу временной области при преобразовании по Фурье остается последовательностью Задова-Чу с неодинаковым показателем λν корня. Таким образом, обнаружение оптимального показателя корня требует оптимизации производительности во временной области и частотной области одновременно. Как правило, производительность временной и частотной синхронизации продиктована взаимной корреляцией принятой последовательности и эталонного предположения, производительность предполагается невосприимчивой к изменению фазы в каждом элементе последовательности, используемой для синхронизации. В свете того, что последовательность Задова-Чу (например, во временной области) удовлетворяет

показатель производительности является центрально-симметричным относительно N/2 для последовательностей с четной длиной или (N-1)/2 для последовательностей с нечетной длиной (N - положительное целое число). Последняя симметрия последовательности Задова-Чу указывает, что если показатель λ_opt корня является оптимальным, то также является оптимальным. Аналогичным образом, если показатель демонстрирует плохой показатель производительности, то же самое происходит с его центрально-симметричным преобразованием. Таким образом, как только оптимизируется PSC (например, PSC1 320₁), второй PSC (например, PSC2 320₂) оптимизируется одновременно.

В одной особенности критерий качества для последовательности Задова-Чу с длиной N может задаваться в виде

где . Где l _λ (k) является геометрическим местом отдельного максимума корреляции в обратном пространстве показателя k; а именно, если λ указывает показатель во временной области, то k указывает показатель в частотной области, и наоборот. Нужно отметить, что F также может использоваться для других многофазных последовательностей с длиной N.

Фиг. 5 иллюстрирует схемы 500 и 550 реального вычисления критерия F качества [Ур. (2)] для последовательностей Задова-Чу с длиной N=64 и N=71 соответственно, в сравнении с показателем λ корня временной области, где . Следует отметить, что F облегчает сравнение между неодинаковыми показателями {λ} корня, хотя он не измеряет уход Δν частоты. Колебания в F могут достигать порядка величины, когда находятся в зависимости от показателя корня. Показатель λ₀ =1 корня и его центрально-симметричное значение λ'₀ =N-1 являются наихудшими сценариями. Фактическая ошибка по частоте может быть связана с F посредством границы Крамера-Рао, а не посредством прямого соотношения. Для порогового значения 0,1 (в произвольных единицах) набор хороших или оптимальных показателей корня для N=64 составляет , тогда как для N=71 набор хороших показателей корня составляет . Следует принять во внимание, что наборы хороших значений восприимчивы к выбранному пороговому значению.

Фиг. 6 иллюстрирует диаграмму 600 с результатами моделирования показателя производительности, который измеряет величину "ложного" или мнимого ухода частоты для временного сдвига, соответствующего элементу основного кода синхронизации для частоты дискретизации в 1,92 МГц. Моделирования уходов частоты предполагают бесшумный однополосный статичный канал без фактического ухода частоты и последовательность с длиной N=64 со вставкой нулей и без нее. Чтобы смоделировать мнимый уход частоты, предполагается дифференциальное устройство оценки смещения, такое устройство оценки может быть реализовано в компоненте 265 обработки канала синхронизации. Дифференциальное устройство оценки принимает сигнал (например, основной код синхронизации) и делит его на два сегмента, которые сопоставляются (например, посредством коррелятора 268) с локальным предположением последовательности. Каждый сегмент интегрируется по последовательным длинам 1, 2, …, N/2 и вычисляется дифференциальное произведение двух сегментов, а фаза Δϕ результата используется для оценки ухода Δν частоты. Нужно отметить, что для оценки мнимой частоты может иметь место более двух сегментов.

Для N=64 оптимальные показатели {λ_opt} корня временной области включают в себя {23, 25, 29, 31, 33, 35, 39, 41}. Такие показатели являются центрально-симметричными, как предполагалось. В одной особенности показатели 31, 33 и 39 имеют соответственно следующие оптимальные показатели частотной области: 33, 31 и 41. Из результатов моделирования подмножество оптимальных показателей делится на Δλ=8; например, λ_opt=31 и λ'_opt=39. Этот результат моделирования согласуется со следующим соотношением:

которое обнаруживает, что S(39,k) является модулированной копией S(31,k). Последовательность модулирования соответствует корню единицы 8-ой степени: . Последняя модуляция соответствует созвездию 8-PSK. Кроме того, для последовательности с длиной N=64=8², общий результат состоит в том, что показатель корня является оптимальным показателем корня. Еще для последовательности с длиной M² (M - положительное целое число) показатель корня является оптимальным показателем.

Фиг. 7 схематически иллюстрирует построение трех оптимальных последовательностей, которые уменьшают мнимый уход Δν частоты. Базовая последовательность S(λ_opt,k) 710 с показателем λ_opt корня может ассоциироваться с первым основным кодом PSC1 синхронизации и использоваться для формирования второго PSC2 715 путем операции сопряжения и переключения знака в базовой последовательности. Такой результат происходит из соотношения , которое является альтернативным выражением для центрально-симметричного свойства, рассмотренного выше. Третий основной код PSC3 725 синхронизации может формироваться из базовой последовательности PSC1 710 посредством модуляции базовой последовательности с периодической последовательностью Bλ с периодом .

В связи с примерными системами, представленными и описанными выше, методологии для формирования набора основных синхронизирующих последовательностей Задова-Чу, которые минимизируют уход частоты при наличии систематических временных сдвигов, которые могут быть реализованы в соответствии с раскрытым предметом изобретения, будут лучше восприниматься со ссылкой на блок-схемы алгоритмов из фиг. 8 и 9. Несмотря на то, что в целях простоты разъяснения методологии показываются и описываются в виде последовательностей этапов, нужно понимать и принимать во внимание, что заявленный предмет изобретения не ограничивается числом или порядком этих этапов, так как некоторые этапы могут встречаться в других порядках и/или одновременно с другими этапами из тех, что изображены и объяснены в этом документе. Кроме того, не все проиллюстрированные этапы могут потребоваться для реализации методологий, описываемых ниже. Нужно понимать, что функциональные возможности, ассоциированные с этапами, могут быть реализованы с помощью программного обеспечения, аппаратных средств, их сочетания или любого другого подходящего средства (например, устройства, системы, процесса, компонента …). Более того, следует еще принять во внимание, что методологии, раскрытые далее и на всем протяжении этого описания изобретения, допускают хранение на изделии для облегчения транспортировки и передачи таких методологий различным устройствам. Специалисты в данной области техники поймут и примут во внимание, что в качестве альтернативы методология могла бы быть представлена как последовательность взаимосвязанных состояний или событий, например, на диаграмме состояний.

Фиг. 8 представляет блок-схему алгоритма примерного способа 800 для выбора показателя корня либо во временной области, либо в частотной области у многофазной последовательности типа CAZAC. Методология может применяться в сетевом устройстве в беспроводной среде, и результирующие последовательности могут использоваться для синхронизации на нисходящей линии связи или для сигнализации на восходящей линии связи, например, через канал с произвольным доступом (RACH). Такое устройство может быть компонентом управления сетью, базовой станцией или мобильным терминалом. Когда методология реализуется для исполнения канала синхронизации, может поддерживаться множественное деление на секторы (например, Q секторов при Q>1) обслуживающей соты, привязывающее отдельную последовательность к каждому сектору. На этапе 810 вычисляется показатель производительности для набора показателей корня временной области. Показатель производительности может определяться отдельной функцией взаимной корреляции между первой последовательностью и второй последовательностью. К тому же показатель производительности может быть оценкой ухода частоты посредством моделирования синхронизации. На этапе 820 определяется оптимальный корень в соответствии с критерием производительности, например, конкретной пороговой величиной для показателя производительности. На этапе 830 показатель корня частотной области или с двойной частотой определяется для оптимального показателя корня временной области. Такой двойной показатель корня существует, поскольку преобразование Фурье многофазной последовательности CAZAC также является многофазной последовательностью CAZAC, которые по меньшей мере частично задаются с помощью показателя корня. На этапе 840 показатель производительности или критерий качества вычисляется для показателя корня частотной области или с двойной частотой. На этапе 850 выполняется подтверждение, чтобы определить, удовлетворяет ли показатель производительности в частотной области критерию производительности, который может быть пороговым значением. Когда критерий производительности выполняется, оптимальный показатель во временной области, который одновременно оптимизирует производительность во временной области и частотной области, сохранятся на этапе 860. Наоборот, алгоритм направляется к этапу 820, и определяется неодинаковый оптимальный показатель корня временной области.

Следует принять во внимание, что примерный способ 800 может начинаться в частотной области вместо временной области, поскольку оптимальный показатель корня оптимизирует показатели производительности в некоторой области и ее обратной области.

Фиг. 9 - блок-схема алгоритма примерного способа 900 для формирования набора из трех основных синхронизирующих последовательностей на основе, по меньшей мере частично, базовой последовательности с оптимальным показателем корня либо во временной области, либо в частотной области. Хотя формирование трех последовательностей относится к исполнению оптимального основного канала синхронизации, который обеспечивает оптимальную синхронизацию частоты в E-UTRA, с помощью примерной методологии 900 может формироваться несколько последовательностей с оптимальными показателями. На этапе 910 формируется базовая последовательность с длиной N (N - положительное целое число) с оптимальным показателем λ₀ корня (например, посредством компонента 218 формирования последовательности) и ассоциируется с первым основным кодом синхронизации (например, PSC1 320₁). Выбор оптимального показателя корня может осуществляться с помощью примерного способа 800. На этапе 920 операция сопряжения и переключения знака применяется к базовой последовательности с длиной N и показателем λ₀ корня, и результат ассоциируется со вторым PSC (например, PSC2 320₂). Нужно отметить, что операция сопряжения и переключения знака эквивалентна формированию последовательности с показателем λ₀ корня. На этапе 930 проверяется, является ли целым числом. В отрицательном случае алгоритм направляется к этапу 940, и последовательность с длиной N с оптимальным показателем λ₁ корня (например, посредством компонента 218 формирования последовательности) формируется и ассоциируется с третьим PSC (например, PSC3 320₃). В положительном случае алгоритм направляется к этапу 950, и базовая последовательность модулируется с периодической последовательностью Bλ периода .

Фиг. 10 - блок-схема 1000 варианта осуществления системы 810 передатчика (например, Узла Б 210 или базовых станций 110a, 110b или 110c) и системы 850 приемника (например, терминала 260 доступа) в допускающей MIMO системе, которая может обеспечивать связь в соте/секторе в среде беспроводной связи в соответствии с одной или несколькими особенностями, изложенными в этом документе - например, формирование, оптимизация, передача и декодирование синхронизирующих последовательностей (например, P-SCH) может происходить как описано выше. В системе 1010 передатчика данные трафика для некоторого количества потоков данных могут предоставляться от источника 1012 данных процессору 1014 передаваемых (TX) данных. В одном варианте осуществления каждый поток данных передается по соответствующей передающей антенне. Процессор 1014 передаваемых данных форматирует, кодирует и перемежает данные трафика для каждого потока данных на основе конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, чтобы предоставить кодированные данные. Кодированные данные для каждого потока данных могут мультиплексироваться с контрольными данными, используя методики OFDM. Контрольные данные обычно являются известным шаблоном данных, который обрабатывается известным образом и может использоваться в системе приемника для оценки характеристики канала. Мультиплексированные контрольный сигнал и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируются (например, посимвольно преобразуются) на основе конкретной схемы модуляции (например, двухпозиционной фазовой манипуляции (BPSK), квадратурной фазовой манипуляции (QPSK), многоуровневой фазовой манипуляции (M-PSK) или М-позиционной квадратурной амплитудной модуляции (M-QAM)), выбранной для этого потока данных, чтобы предоставить символы модуляции. Скорость передачи данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных могут определяться командами, выполняемыми процессором 1030, при этом команды, а также данные могут храниться в запоминающем устройстве 1032. К тому же процессор 1030 может формировать каналы синхронизации в соответствии с функциональными возможностями генератора 215 канала синхронизации. Для достижения такого результата процессор 1030 может опираться на команды и структуры данных, сохраненные в запоминающем устройстве 1032.

Символы модуляции для всех потоков данных затем предоставляются процессору 1020 передачи MIMO, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (например, OFDM). Процессор 1020 передачи MIMO затем предоставляет N_T потоков символов модуляции N_T приемопередатчикам 1022_A-1022_T (TMTR/RCVR). В некоторых вариантах осуществления процессор 1020 передачи MIMO применяет веса формирования пучка (или предварительное кодирование) к символам из потоков данных и к антенне, из которой передается символ. Каждый приемопередатчик 1022 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов, чтобы предоставить один или несколько аналоговых сигналов, и дополнительно обрабатывает (например, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы, чтобы предоставить модулированный сигнал, подходящий для передачи по каналу MIMO. N_T модулированных сигналов от приемопередатчиков 1022_A-1022_T затем передаются от N_T антенн 1024₁-1024_T соответственно. В системе 1050 приемника переданные модулированные сигналы принимаются N_R антеннами 1052₁-1052_R, и принятый сигнал от каждой антенны 1052 предоставляется соответствующему приемопередатчику 1054_A-1054_R (RCVR/TMTR). Каждый приемопередатчик 1054₁-1054_R обрабатывает (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующий принятый сигнал, оцифровывает обработанный сигнал для предоставления выборок и дополнительно обрабатывает выборки, чтобы предоставить соответствующий "принятый" поток символов.

Процессор 1060 принимаемых данных затем принимает и обрабатывает N_R принятых потоков символов от N_R приемопередатчиков 1054₁-1054_R на основе конкретной методики обработки на приемнике, чтобы предоставить N_T "обнаруженных" потоков символов. Процессор 1060 принимаемых данных затем демодулирует, устраняет перемежение и декодирует каждый обнаруженный поток символов, чтобы восстановить данные трафика для потока данных. Обработка процессором 1060 принимаемых данных комплементарна той, что выполняется процессором 1020 передачи MIMO и процессором 1014 передаваемых данных в системе 1010 передатчика. Процессор 1070 периодически определяет, какую матрицу предварительного кодирования использовать, и такая матрица может храниться в запоминающем устройстве 1072. Процессор 1070 формулирует сообщение обратной линии связи, содержащее часть индекса матрицы и часть значения ранга. Запоминающее устройство 1072 может хранить команды, которые при выполнении процессором 1070 приводят к выработке сообщения обратной линии связи. Сообщение обратной линии связи может содержать различные типы информации касательно линии связи или принятого потока данных, либо их сочетания. В качестве примера такая информация может содержать отрегулированный ресурс связи, смещение для регулировки запланированного ресурса и информацию для декодирования формата пакета данных. Сообщение обратной линии связи затем обрабатывается процессором 1038 передаваемых данных, который также принимает данные трафика для некоторого количества потоков данных от источника 1036 данных, модулируется модулятором 1080, обрабатывается приемопередатчиками 1054_A-1054_R и передается обратно системе 1010 передатчика. К тому же процессор 1070 может обрабатывать принятые каналы синхронизации в соответствии, по меньшей мере частично, с функциональными возможностями, ассоциированными с компонентом обработки канала синхронизации. Для достижения последнего процессор 1070 может опираться на команду в кодах и алгоритмы, сохраненные в запоминающем устройстве 1072.

В системе 1010 передатчика модулированные сигналы от системы 1050 приемника принимаются антеннами 1024₁-1024_T, обрабатываются приемопередатчиками 1022_A-1022_T, демодулируются демодулятором 1040 и обрабатываются процессором 1042 принимаемых данных, чтобы извлечь сообщение обратной линии связи, переданное системой 1050 приемника. Процессор 1030 затем определяет, какую матрицу предварительного кодирования использовать для определения весов формирования пучка и обрабатывает извлеченное сообщение.

Однопользовательский (SU) режим работы MIMO соответствует случаю, в котором одна система 1050 приемника взаимодействует с системой 1010 передатчика, как проиллюстрировано на фиг. 10, и в соответствии с операцией, описанной выше. Следует принять во внимание, что в рассматриваемом режиме работы мощность между сотами может обеспечиваться, как описано выше. В системе SU-MIMO N_T передатчиков 1024₁-1024_T (также известные как передающие антенны) и N_R приемников 1052₁-1052_R (также известные как приемные антенны) образуют матричный канал (например, канал Релея или гауссовский канал) для беспроводной связи. Канал SU-MIMO, как правило, описывается с помощью матрицы N_R×N_T из случайных комплексных чисел. Ранг канала равен алгебраическому рангу N_R×N_T канала. В пространственно-временном или пространственно-частотном кодировании ранг равен количеству потоков данных или уровней, которые отправляются по каналу. Следует принять во внимание, что ранг чаще всего равен min{N_T, N_R}. Канал MIMO, образованный N_T передающими и N_R приемными антеннами, может быть разложен на N_V независимых каналов, которые также называются пространственными каналами, где N_V≤min{N_T, NR}. Каждый из N_V независимых каналов соответствует измерению или уровню связи. Генератор 215 канала синхронизации может преобразовать сформированную последовательность после ее модуляции в N_V уровней связи, в которых может быть разложен канал MIMO. Процессор 225 может выполнять часть преобразования.

В одной особенности переданные/принятые символы с OFDM на тоне ω могут быть смоделированы с помощью:

y(ω)=H(ω)c(ω)+n(ω).

(3)

Здесь y(ω) - принятый поток данных и является вектором N_R×1, H(ω) - матрица N_R×N_T характеристик канала на тоне ω (например, преобразование Фурье матрицы h характеристик канала с временной зависимостью), c(ω) - вектор N_T×1 выходного символа и n(ω) - вектор N_R×1 помех (например, аддитивный белый гауссовский шум). Предварительное кодирование может преобразовать вектор N_V×1 уровня в выходной вектор N_T×1 предварительного кодирования. N_V является фактическим количеством потоков данных (уровней), переданных передатчиком 1010, а N_V может планироваться на усмотрение передатчика (например, точки 250 доступа) на основе, по меньшей мере частично, условий в канале и ранга, сообщенных терминалом. Следует принять во внимание, что c(ω) является результатом по меньшей мере одной схемы мультиплексирования и по меньшей мере одной схемы предварительного кодирования (или формирования пучка), примененной передатчиком. Более того, c(ω) сворачивается с помощью матрицы усилений по мощности, которая определяет величину мощности, которую передатчик 1010 выделяет для передачи каждого потока N_V данных. Следует принять во внимание, что такая матрица усилений по мощности может быть ресурсом, который выделяется терминалу 240 доступа, и может управляться путем регулировки отклонений мощности, как описано в этом документе. В связи с взаимностью прямой линии связи/обратной линии связи у беспроводного канала следует принять во внимание, что передача от приемника 1050 MIMO также может моделироваться в виде Уравнения (3), включающего практически такие же элементы. К тому же приемник 1050 также может применять схемы предварительного кодирования перед передачей данных по обратной линии связи. Следует принять во внимание, что формирование оптимизированных PSC (например, 320₁, 320₂ или 320₃) предшествует преобразованию сформированной последовательности в частотно-временной блок ресурсов OFDM. Как упоминалось выше, генератор 215 канала синхронизации может преобразовать сформированную последовательность, которая может передаваться описанным выше способом.

В системе 1000 (фиг. 10), когда N_T=N_R=1, система сокращается до системы с одним входом и одним выходом (SISO), которая может предусматривать связь в секторе в среде беспроводной связи в соответствии с одной или несколькими особенностями, изложенными в этом документе. В качестве альтернативы режим работы с одним входом и многими выходами (SIMO) соответствует N_T>1 и N_R=1. Кроме того, когда несколько приемников взаимодействуют с системой 1010 передатчика, устанавливается многопользовательский (MU) режим работы MIMO.

Далее применительно к фиг. 11 описывается система, которая может задействовать особенности раскрытого предмета изобретения. Такая система может включать в себя функциональные блоки, которые могут быть функциональными блоками, которые представляют функции, реализуемые процессором или электронной машиной, программным обеспечением или их сочетанием (например, микропрограммным обеспечением).

Фиг. 11 иллюстрирует блок-схему примерной системы 1100, которая дает возможность исполнения основного канала синхронизации в соответствии с особенностями описания предмета изобретения. В одной особенности исполнение основной синхронизации содержит формирование, оптимизацию и передачу набора основных синхронизирующих последовательностей, как описано в этом документе. Система 1100 может находиться, по меньшей мере частично, на беспроводной базовой станции (например, Узле Б 210). Система 1100 включает в себя логическую группировку 1110 электронных компонентов, которые могут действовать совместно. В одной особенности логическая группировка 1010 включает в себя электронный компонент 1015 для вычисления показателя производительности для набора показателей корня временной области; электронный компонент 1025 для установления оптимального показателя корня временной области в соответствии с первым критерием производительности; электронный компонент 1035 для определения показателя корня частотной области для оптимального показателя корня временной области; электронный компонент 1045 для вычисления показателя производительности для показателя корня частотной области; и электронный компонент 1055 для формирования последовательности Задова-Чу с длиной N (положительное целое число) с оптимальным показателем корня в первой области.

Система 1100 также может включать в себя запоминающее устройство 1160, которое хранит команды для выполнения функций, ассоциированных с электронными компонентами 1115, 1125, 1135, 1145 и 1155, а также измеренные и вычисленные данные, которые могут формироваться во время выполнения таких функций. Нужно понимать, что один или более электронных компонентов 1115, 1125, 1135, 1145 и 1155 могут существовать внутри запоминающего устройства 1160, хотя и показаны в качестве внешних относительно запоминающего устройства 1160.

Для программной реализации описанные в этом документе методики могут реализовываться с помощью модулей (например, процедур, функций и так далее), которые выполняют описанные в этом документе функции. Коды программного обеспечения могут храниться в запоминающих устройствах и выполняться процессорами. Запоминающее устройство может реализовываться внутри процессора или вне процессора, в этом случае оно может быть коммуникационно соединено с процессором через различные средства, которые известны в данной области техники.

Различные особенности или признаки, описываемые в этом документе, могут быть реализованы в виде способа, устройства или изделия, используя стандартные программные и/или технические методики. Термин "изделие" при использовании в этом документе предназначен для включения в себя компьютерной программы, доступной с любого машиночитаемого устройства, несущей или носителей информации. Например, машиночитаемые носители информации могут включать в себя, но не ограничиваются, магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, дискета, магнитные ленты и т.д.), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD) и т.д.), смарт-карты и устройства флэш-памяти (например, EPROM, карта памяти, "флэшка" и т.д.). Более того, различные носители информации, описанные в этом документе, могут представлять одно или более устройств и/или другие машиночитаемые носители для хранения информации. Термин "машиночитаемый носитель информации" может включать в себя, не будучи ограниченным, беспроводные каналы и различные другие носители информации, допускающие хранение, содержание и/или перемещение команды (команд) и/или данных.

При применении в этом документе термин "процессор" может относиться к классической архитектуре или квантовому компьютеру. Классическая архитектура имеет целью содержать, но не ограничивается содержанием одноядерных процессоров; одноядерных процессоров с возможностью программного многопотокового выполнения; многоядерных процессоров; многоядерных процессоров с возможностью программного многопотокового выполнения; многоядерных процессоров с аппаратной многопотоковой технологией; параллельных платформ и параллельных платформ распределенной совместно используемой памятью. Более того, процессор может относиться к интегральной схеме, специализированной интегральной схеме (ASIC), цифровому процессору сигналов (DSP), программируемой пользователем вентильной матрице (FPGA), программируемому логическому контроллеру (PLC), сложному устройству с программируемой логикой (CPLD), схеме на дискретных компонентах или транзисторной логике, дискретным аппаратным компонентам или любому их сочетанию, предназначенным для выполнения описанных в этом документе функций. Архитектура квантового компьютера может основываться на квантовых разрядах, реализованных на управляемых или самособирающихся квантовых точках, платформах ядерного магнитного резонанса, сверхпроводящих переходах Джозефсона и т.д. Процессор может использовать наноархитектуры, например, но не только, молекулярные и основанные на квантовых точках транзисторы, переключатели и вентили, чтобы оптимизировать использование пространства или повысить производительность пользовательского оборудования. Процессор также может быть реализован в виде сочетания вычислительных устройств, например, сочетания DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или нескольких микропроцессоров совместно с ядром DSP, или любой другой подобной конфигурации.

Кроме того, в описании предмета изобретения термин "запоминающее устройство" относится к хранилищам данных, фондам алгоритмов и другим информационным хранилищам, например, но не только, хранилищу изображений, хранилищу цифровой музыки и видео, таблицам и базам данных. Нужно будет принять во внимание, что описанные в этом документе компоненты запоминающего устройства могут быть либо энергозависимым запоминающим устройством, либо энергонезависимым запоминающим устройством, или могут включать в себя как энергозависимое, так и энергонезависимое запоминающее устройство. В качестве иллюстрации, а не ограничения, энергонезависимое запоминающее устройство может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое ROM (PROM), электрически программируемое ROM (EPROM), электрически стираемое и программируемое ROM (EEPROM) или флэш-память. Энергозависимое запоминающее устройство может включать в себя оперативное запоминающее устройство (RAM), которое действует как внешняя кэш-память. В качестве иллюстрации, а не ограничения, RAM доступно во многих видах, таких как синхронное RAM (SRAM), динамическое RAM (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), SDRAM с удвоенной скоростью обмена (DDR SDRAM), усовершенствованное SDRAM (ESDRAM), DRAM с синхронным каналом обмена (SLDRAM) и RAM с прямым доступом от Rambus (DRRAM). Более того, раскрытые компоненты запоминающего устройства в системах или способах в этом документе имеют целью содержать, без ограничения, эти и любые другие подходящие типы запоминающего устройства.

То, что описано выше, включает в себя примеры одного или нескольких вариантов осуществления. Конечно, невозможно описать каждое возможное сочетание компонентов или методологий в целях описания вышеупомянутых вариантов осуществления, однако обычный специалист в данной области техники может признать, что допустимы многие дополнительные сочетания и перестановки различных вариантов осуществления. Соответственно, описанные варианты осуществления предназначены для охвата всех таких изменений, модификаций и вариаций, которые находятся в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, в случае, когда термин "включает в себя", "включающий", "обладает", "обладающий" или его варианты используются либо в подробном описании, либо в формуле изобретения, такие термины имеют целью быть включающим, в некотором смысле аналогично термину "содержащий", поскольку "содержащий" интерпретируется, когда применяется в качестве промежуточного слова в формуле изобретения.

1. Способ формирования последовательности канала синхронизации для использования в системе беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:
устанавливают оптимальный показатель корня в первой области в соответствии с первым критерием производительности;
определяют показатель корня в двух областях для оптимального показателя корня в первой области и вычисляют показатель производительности для показателя корня в двух областях;
формируют базовую последовательность длиной N (положительное целое число) с оптимальным показателем корня в первой области; и
формируют на основе базовой последовательности первую последовательность основного канала синхронизации (PSC).

2. Способ по п.1, в котором этап, на котором устанавливают оптимальный показатель корня в первой области, дополнительно содержит этап, на котором вычисляют показатель производительности для набора показателей в первой области.

3. Способ по п.2, дополнительно содержащий этап, на котором сопрягают и переключают знак у базовой последовательности и ассоциируют результат со второй последовательностью PSC.

4. Способ по п.3, дополнительно содержащий этапы, на которых модулируют базовую последовательность с k-периодической последовательностью и ассоциируют результат с третьей последовательностью PSC, когда является целым числом.

5. Способ по п.2, в котором показатель производительности равен
причем l, k и N являются целыми числами, а λ является показателем корня, имеющим целочисленное значение.

6. Способ по п.5, в котором базовая последовательность является последовательностью Задова-Чу.

7. Способ по п.2, в котором показатель производительности является уходом частоты.

8. Способ по п.2, в котором первая область является, по меньшей мере, одной из временной области или частотной области.

9. Способ по п.7, в котором двойная область является одной из частотной области или временной области.

10. Устройство для формирования набора последовательностей канала синхронизации в системе беспроводной связи, причем устройство содержит:
процессор, сконфигурированный для вычисления первого показателя производительности для набора показателей корня временной области; для выбора оптимального показателя корня временной области в соответствии с первым критерием производительности; для определения показателя корня частотной области для оптимального показателя корня временной области; и для вычисления второго показателя производительности для показателя корня частотной области; и
запоминающее устройство, соединенное с процессором.

11. Устройство по п.10, в котором процессор дополнительно сконфигурирован для хранения оптимального показателя корня, когда показатель корня частотной области удовлетворяет второму критерию производительности.

12. Устройство по п.11, в котором процессор дополнительно сконфигурирован для установления неодинакового показателя корня временной области в соответствии с первым критерием производительности, когда показатель корня частотной области не может соответствовать второму критерию производительности.

13. Устройство по п.11, в котором процессор дополнительно сконфигурирован для формирования базовой последовательности Задова-Чу длиной N (положительное целое число) с оптимальным показателем корня временной области.

14. Устройство по п.13, в котором процессор дополнительно сконфигурирован для ассоциации базовой последовательности Задова-Чу с первой последовательностью основного канала синхронизации (PSC).

15. Устройство по п.14, в котором процессор дополнительно сконфигурирован для сопряжения и переключения знака у базовой последовательности Задова-Чу и ассоциации результата со второй последовательностью PSC.

16. Устройство по п.15, в котором процессор дополнительно сконфигурирован для модулирования базовой последовательности Задова-Чу с последовательностью периода когда k является целым числом; и ассоциации результата с третьей последовательностью PSC.

17. Устройство по п.16, в котором показатель производительности
причем l, k и N являются целыми числами, а λ является показателем корня, имеющим целочисленное значение.

18. Устройство для формирования набора последовательностей канала синхронизации в устройстве беспроводной связи, содержащее:
средство для вычисления первого показателя производительности для набора показателей корня временной области;
средство для установления оптимального показателя корня временной области в соответствии с первым критерием производительности;
средство для определения показателя корня частотной области для оптимального показателя корня временной области;
средство для вычисления второго показателя производительности для показателя корня частотной области; и
средство для формирования последовательности Задова-Чу длиной N (положительное целое число) с оптимальным показателем корня в первой области.

19. Устройство по п.18, дополнительно содержащее средство для ассоциации последовательности Задова-Чу с первой последовательностью основного канала синхронизации (PSC).

20. Устройство по п.19, дополнительно содержащее:
средство для сопряжения и переключения знака у последовательности Задова-Чу; и
средство для ассоциации результата со второй последовательностью PSC.

21. Устройство по п.20, дополнительно содержащее:
средство для модулирования последовательности Задова-Чу с последовательностью периода когда k является целым числом; и средство для ассоциации результата с третьей последовательностью PSC.

22. Машиночитаемый носитель информации, содержащий коды, сохраненные на нем, которые при исполнении компьютером предписывают компьютеру выполнять способ формирования последовательности канала синхронизации для использования в системе беспроводной связи, причем коды содержат:
код для предписания компьютеру вычислить первый показатель производительности для набора показателей корня временной области;
код для предписания компьютеру выбрать оптимальный показатель корня временной области в соответствии с первым критерием производительности;
код для предписания компьютеру определить показатель корня частотной области для оптимального показателя корня временной области;
код для предписания компьютеру вычислить второй показатель производительности для показателя корня частотной области; и
код для предписания компьютеру сформировать последовательность Задова-Чу длиной N (положительное целое число) с оптимальным показателем корня в первой области.

23. Машиночитаемый носитель информации по п.22, дополнительно содержащий код для предписания компьютеру ассоциировать последовательность Задова-Чу с первой последовательностью основного канала синхронизации (PSC).

24. Машиночитаемый носитель информации по п.23, дополнительно содержащий код для предписания компьютеру выполнить сопряжение и переключить знак у последовательности Задова-Чу, и ассоциировать результат со второй последовательностью PSC.

25. Машиночитаемый носитель информации по п.23, дополнительно содержащий код для предписания компьютеру модулировать последовательность Задова-Чу с последовательностью периода когда k является целым числом, и ассоциировать результат с третьей последовательностью PSC.

26. Устройство для формирования последовательности канала синхронизации для использования в системе беспроводной связи, содержащее:
средство для установления оптимального показателя корня в первой области в соответствии с первым критерием производительности;
средство для определения показателя корня в двух областях для оптимального показателя корня в первой области и вычисления показателя производительности для показателя корня в двух областях;
средство для формирования базовой последовательности длиной N (положительное целое число) с оптимальным показателем корня в первой области; и
средство для формирования на основе базовой последовательности первой последовательности основного канала синхронизации (PSC).

27. Устройство по п.26, в котором средство для установления оптимального показателя корня в первой области дополнительно содержит средство для вычисления показателя производительности для набора показателей в первой области.

28. Устройство по п.27, дополнительно содержащее средство для сопряжения и переключения знака у базовой последовательности и ассоциации результата со второй последовательностью PSC.

29. Устройство по п.28, дополнительно содержащее средство для модулирования базовой последовательности с k-периодической последовательностью и средство для ассоциации результата с третьей последовательностью PSC, когда является целым числом.

30. Устройство по п.27, причем показатель производительности равен
причем l, k и N являются целыми числами, а λ является показателем корня, имеющим целочисленное значение.

31. Устройство по п.30, причем базовая последовательность является последовательностью Задова-Чу.

32. Устройство по п.27, причем показатель производительности является уходом частоты.

33. Устройство по п.27, причем первая область является, по меньшей мере, одной из временной области или частотной области.

34. Устройство по п.32, причем двойная область является одной из частотной области или временной области.