專利名稱：處理通信信號(hào)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)的信號(hào)處理，更具體地說，本發(fā)明的某些實(shí)施例涉及
用于OFDM符號(hào)同步和跟蹤的基準(zhǔn)信號(hào)(RS)時(shí)鐘回路的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通信已經(jīng)改變了人們的通信方式，而移動(dòng)電話也己經(jīng)從奢侈品變成了 日常生活中必需的部分。今天，移動(dòng)設(shè)備的使用由社會(huì)環(huán)境支配，而不受地域 或技術(shù)的限制。雖然語(yǔ)音通信可滿足人們交流的基本要求，且移動(dòng)語(yǔ)音通信也 已進(jìn)一步滲入了人們的日常生活，但移動(dòng)通信發(fā)展的下一階段是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將成為日常信息的共同來源，理所當(dāng)然應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)這些數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單通 用的移動(dòng)式訪問。
第三代(Third Generation, 3G)蜂窩網(wǎng)絡(luò)專門設(shè)計(jì)來滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的 這些未來的需求。隨著這些服務(wù)的大量出現(xiàn)和使用，對(duì)于蜂窩網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商而言， 網(wǎng)絡(luò)容量和服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service, QoS)的成本效率優(yōu)化等因素將變得 比現(xiàn)在更為重要?？梢酝ㄟ^精細(xì)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)、傳輸方法的改進(jìn)以及接收 機(jī)技術(shù)的提高來實(shí)現(xiàn)這些因素。因此，運(yùn)營(yíng)商需要新的技術(shù)，以便增大下行吞 吐量，從而提供比那些線纜調(diào)制解調(diào)器和/或DSL服務(wù)提供商更好的QoS容量 和速率。最近，多天線技術(shù)中和其他物理層技術(shù)中的進(jìn)步己經(jīng)開始顯著增加可 利用的通信數(shù)據(jù)率。
比較本發(fā)明后續(xù)將要結(jié)合附圖介紹的系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)的其它局限性和弊 端對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于OFDM符號(hào)同步和跟蹤的基準(zhǔn)信號(hào)(RS)時(shí)鐘回路的方法和系統(tǒng)，并結(jié)合至少一幅附圖進(jìn)行了充分的展現(xiàn)和描述，并在權(quán)利要
求中得到了更完整的闡述。
時(shí)鐘回路根據(jù)本發(fā)明的一方面， 一種用于處理通信信號(hào)的方法，包括 至少基于基準(zhǔn)符號(hào)組跟蹤正交頻分復(fù)用(OFDM)信號(hào)中的符號(hào)時(shí)鐘；以
及
至少基于所述符號(hào)時(shí)鐘調(diào)節(jié)接收器時(shí)鐘。
優(yōu)選地，所述方法還包括通過生成輸出信號(hào)來跟蹤所述符號(hào)時(shí)鐘，所述輸
出信號(hào)是保護(hù)時(shí)間」tg的函數(shù)。
優(yōu)選地，所述方法還包括在相位鑒別反饋回路中生成所述輸出信號(hào)。 優(yōu)選地，所述方法還包括在RS提取模塊中從至少所述接收的OFDM信
號(hào)的快速傅里葉變換生成所述基準(zhǔn)符號(hào)(RS)組。
優(yōu)選地，所述方法還包括精細(xì)調(diào)節(jié)所述符號(hào)時(shí)鐘。
優(yōu)選地，所述方法還包括在所述精細(xì)調(diào)節(jié)之前粗略調(diào)節(jié)所述符號(hào)時(shí)鐘。
優(yōu)選地，所述方法還包括基于處理至少主同步信號(hào)和次同步信號(hào)生成所述
粗略符號(hào)時(shí)鐘調(diào)節(jié)。
優(yōu)選地，所述基準(zhǔn)符號(hào)組包括多個(gè)時(shí)間-頻率間隙(slot)。
優(yōu)選地，所述多個(gè)時(shí)間-頻率間隙根據(jù)頻移和調(diào)制所述基準(zhǔn)符號(hào)組的偽噪
聲序列而改變。
優(yōu)選地，所述OFDM信號(hào)遵照通用移動(dòng)電信標(biāo)準(zhǔn)(UMTS)長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)信號(hào)。
優(yōu)選地，所述方法還包括通過接收器時(shí)鐘生成器控制所述接收器時(shí)鐘的調(diào)節(jié)。
根據(jù)一方面，提供了一種處理通信信號(hào)的系統(tǒng)，包括
接收器中的一個(gè)或多個(gè)電路，用于至少
至少基于基準(zhǔn)符號(hào)組跟蹤正交頻分復(fù)用(OFDM)信號(hào)中的符號(hào)時(shí)
鐘；以及
至少基于所述符號(hào)時(shí)鐘調(diào)節(jié)接收器時(shí)鐘。
優(yōu)選地，所述一個(gè)或多個(gè)電路通過生成輸出信號(hào)來跟蹤所述符號(hào)時(shí)鐘，所
4述輸出信號(hào)是保護(hù)時(shí)間』tg的函數(shù)。
優(yōu)選地，所述一個(gè)或多個(gè)電路在相位鑒別反饋回路中生成所述輸出信號(hào)。
優(yōu)選地，所述一個(gè)或多個(gè)電路在RS提取模塊中從至少所述接收的OFDM 信號(hào)的快速傅里葉變換中生成所述基準(zhǔn)符號(hào)(RS)組。
優(yōu)選地，所述一個(gè)或多個(gè)電路精細(xì)調(diào)節(jié)所述符號(hào)時(shí)鐘。
優(yōu)選地，所述一個(gè)或多個(gè)電路在所述精細(xì)調(diào)節(jié)之前粗略調(diào)節(jié)所述符號(hào)時(shí)鐘。
優(yōu)選地，所述一個(gè)或多個(gè)電路基于處理至少主同步信號(hào)和次同步信號(hào)生成 所述粗略符號(hào)時(shí)鐘調(diào)節(jié)。
優(yōu)選地，所述基準(zhǔn)符號(hào)組包括多個(gè)時(shí)間-頻率間隙。
優(yōu)選地，所述多個(gè)時(shí)間-頻率間隙根據(jù)頻移和調(diào)制所述基準(zhǔn)符號(hào)組的偽噪 聲序列而改變。
優(yōu)選地，所述OFDM信號(hào)遵照通用移動(dòng)電信標(biāo)準(zhǔn)(UMTS)長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE) 信號(hào)。
優(yōu)選地，所述一個(gè)或多個(gè)電路通過接收器時(shí)鐘生成器控制所述接收器時(shí)鐘 的調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的各種優(yōu)點(diǎn)、各個(gè)方面和創(chuàng)新特征，以及其中所示例的實(shí)施例的細(xì) 節(jié)，將在以下的描述和附圖中進(jìn)行詳細(xì)介紹。


圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基站和移動(dòng)計(jì)算終端之間的示范性蜂窩多
路徑通信的示意圖1B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范性MIMO通信系統(tǒng)的示意圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范性O(shè)FDM符號(hào)流的示意圖3A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范性O(shè)FDM時(shí)鐘獲取和跟蹤系統(tǒng)的示
意圖3B是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例的示范性時(shí)鐘偏置的相位偏置的示意
圖；圖3C是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例的通過子載波進(jìn)行的示范性時(shí)鐘偏置的 相位偏置的示意圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范性時(shí)鐘獲取和跟蹤過程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的某些實(shí)施例可用于OFDM符號(hào)同步和跟蹤的RS時(shí)鐘回路 (timingloop)的方法和系統(tǒng)。用于OFDM符號(hào)同步和跟蹤的基準(zhǔn)信號(hào)(RS) 時(shí)鐘回路的方法和系統(tǒng)的一方面可包括至少基于基準(zhǔn)符號(hào)組、跟蹤正交頻分復(fù) 用(OFDM)信號(hào)中的符號(hào)時(shí)鐘。可至少基于所述符號(hào)時(shí)鐘，調(diào)節(jié)接收器時(shí)鐘。
可通過生成輸出信號(hào)來跟蹤符號(hào)時(shí)鐘，所述輸出信號(hào)是相位鑒別反饋循環(huán) 中保護(hù)時(shí)間」tg的函數(shù)。可以從至少所述接收的OFDM信號(hào)的快速傅里葉變 換中，在RS提取模塊或電路中生成基準(zhǔn)符號(hào)(RS)組。接收器時(shí)鐘可以被粗 略調(diào)節(jié)然后精細(xì)調(diào)節(jié)?？梢曰谔幚碇辽僦魍叫盘?hào)和次同步信號(hào)，生成粗略 接收器時(shí)鐘調(diào)節(jié)。基準(zhǔn)符號(hào)組包括多個(gè)時(shí)間-頻率間隙(slot)。這多個(gè)時(shí)間-頻 率間隙根據(jù)頻率移位和調(diào)制基準(zhǔn)符號(hào)組的PN序列而改變。PN生成的序列可 以由基站鑒別器來確定。這個(gè)基站鑒別器由主同步信號(hào)(PSS)和次同步信號(hào) (SSS)來確定。OFDM信號(hào)可遵照通用移動(dòng)電信標(biāo)準(zhǔn)(UMTS)長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE) 信號(hào)。接收器時(shí)鐘的調(diào)節(jié)可以通過接收器時(shí)鐘生成器來控制。
圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基站和移動(dòng)計(jì)算終端之間的示范性蜂窩多 路徑通信的示意圖。參照?qǐng)D1A，示出了建筑140 (例如，房屋或者辦公室)、 移動(dòng)終端142、工廠124、基站126、汽車128、以及通信路徑130、 132和134。
基站126和移動(dòng)終端142可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于生成 和/或處理MIMO通信信號(hào)。
基站126和移動(dòng)終端142之間的無(wú)線通信可通過無(wú)線信道發(fā)生。無(wú)線信道 可包括多個(gè)通信路徑，例如，通信路徑130、 132和134。無(wú)線信道可以隨著 移動(dòng)終端142和/或汽車128的移動(dòng)而動(dòng)態(tài)改變。在某些情況下，移動(dòng)終端142 可位于基站126的視線(LOS)內(nèi)。在其他情況下，移動(dòng)終端142和基站126 可能并不位于直接的視線內(nèi)，射頻信號(hào)可能沿著通信實(shí)體之間的反射通信路徑行進(jìn)，如示范性的通信路徑130、 132和134所示。射頻信號(hào)可以被人工結(jié)構(gòu) (例如建筑140、工廠124、或者汽車128)或者自然障礙物(例如山丘)反 射。這樣的系統(tǒng)可被稱為非視線(NLOS)通信系統(tǒng)。
通信系統(tǒng)的信號(hào)通信可包括LOS和NLOS信號(hào)分量。如果出現(xiàn)LOS信號(hào) 分量，它將會(huì)比NLOS信號(hào)分量強(qiáng)的多。在某些通信系統(tǒng)中，NLOS信號(hào)分量 可產(chǎn)生干擾并降低接收器性能。這可被稱為多路徑干涉。通信路徑130、 132 和134可以以不同的延遲到達(dá)移動(dòng)終端142。通信路徑130、 132和134也可 以不同程度地削弱。在下行鏈路中，例如，移動(dòng)終端142處的接收信號(hào)可以是 不同程度削弱的通信路徑130、 132和/或134的總和，其中通信路徑130、 132 和/或134可能沒有被同步，且可能動(dòng)態(tài)改變。這樣的信道可以被稱為衰落多 路徑信號(hào)。
衰落多路徑信號(hào)可引入干涉，但是它也可以將多樣性和自由度引入無(wú)線信 道。在基站和/或移動(dòng)終端處具有多個(gè)天線的通信系統(tǒng)，例如，MIMO系統(tǒng)， 特別適合使用無(wú)線信道的特征，可以從衰落多路徑信道中獲取很大的性能增 益，與在基站126和/或移動(dòng)終端142處具有單個(gè)天線的通信系統(tǒng)相比，可顯 著增加性能，尤其是對(duì)于NLOS信號(hào)而言。此外，正交頻分復(fù)用(OFDM)系 統(tǒng)也可適用于帶有多路徑的無(wú)線系統(tǒng)。
圖IB是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范性MIMO通信系統(tǒng)的示意圖。參照?qǐng)D 1B，示出了 MIMO發(fā)射器102和MIMO接收器104、以及天線106、 108、 110、 112、 114和116。 MIMO發(fā)射器102可包括處理器模塊118、存儲(chǔ)器模塊120、 以及信號(hào)處理模塊122。 MIMO接收器104可包括處理器模塊124、存儲(chǔ)器模 塊126、以及信號(hào)處理模塊128。還示出了無(wú)線信道，包括通信路徑hn、 h12、 h22、 h21、 h2Nxx、 hiNTx、 hNRXi、 hNRX2、 hNRXNTx，其中h咖表不從發(fā)射天線n 到接收器天線m的信道系數(shù)?？梢杂蠳Tx個(gè)發(fā)射天線和NRx個(gè)接收天線。還 示出了發(fā)射符號(hào)x,、 x2、 XNTO和接收符號(hào)y,、 y2、 yNRX。
MIMO發(fā)射器102可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于生成發(fā)射符 號(hào)Xi， ie{l，2,...NTO}，發(fā)射符號(hào)x,可被發(fā)射天線發(fā)射，例如圖IB中的發(fā)射天 線106、 108和110。處理器模塊118可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用
7于處理信號(hào)。存儲(chǔ)器模塊120可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼，用于存 儲(chǔ)和/或獲取用于在MIMO發(fā)射器102中處理的信息。信號(hào)處理模塊122可包 括合適的邏輯、電路和/或代碼，可用于例如根據(jù)一個(gè)或多個(gè)MIMO發(fā)射協(xié)議 來處理信號(hào)。MIMO接收器104可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于處 理接收符號(hào)y,， ie{l,2,...NRx}，接收符號(hào)yi可被接收天線接收，例如圖IB中 的接收天線112、 114和116。處理器模塊124可包括合適的邏輯、電路和代 碼，用于處理信號(hào)。存儲(chǔ)器模塊126可包括合適的邏輯、電路、和/或代碼， 用于存儲(chǔ)和/或獲取用于在MIMO接收器104中處理的信息。信號(hào)處理模塊128 可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，可用于例如根據(jù)一個(gè)或多個(gè)MIMO協(xié)議 來處理信號(hào)。MIMO系統(tǒng)中所發(fā)射和所接收信號(hào)的輸入輸出關(guān)系如下 y=Hx+n
其中尸[yby2，.,.yNRx]T可以是具有NRx元素的列矢量，.T可表示矢量轉(zhuǎn)置，
H=[hij]: ie{l，2,...NRx}; je(l，2,…NTx)可以是維數(shù)為NR^NTO的信道矩陣，
F[X,，X2,…Xwtx]T可以是具有Ntx元素的列矢量，n是具有Nrx元素的隨機(jī)祥本
的列矢量。
圖1B所示的系統(tǒng)解釋了示范性的多天線系統(tǒng)，它被用于通用移動(dòng)通信系 統(tǒng)(UMTS)長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)。可通過Nn個(gè)發(fā)射天線中的每一個(gè)，來 發(fā)射符號(hào)流，例如通過天線106發(fā)射x"t)。符號(hào)流，例如x"t)可包括一個(gè)或多 個(gè)符號(hào)，其中每個(gè)符號(hào)可被調(diào)制到不同的子載波。對(duì)于每個(gè)符號(hào)流，OFDM系 統(tǒng)通常并行使用相對(duì)較多數(shù)量的子載波。例如，符號(hào)流x"t)可包括載波fm: m e(l,2，…M)上的符號(hào)，M可以是接收器處可采用的FFT大小的子集。例如， 采用N的FFT大小，M<N，可產(chǎn)生保護(hù)音頻，當(dāng)采用所述保護(hù)音頻時(shí)，允許 利用不同的帶寬。M子載波可包括符號(hào)流x"t)，該符號(hào)流Xi(t)可占用幾千赫 茲到幾兆赫茲的帶寬。通用帶寬可位于1兆赫茲至100兆赫茲。因此，每個(gè)符 號(hào)流可包括一個(gè)或多個(gè)子載波，對(duì)于每個(gè)子載波，無(wú)線信道可包括多個(gè)發(fā)射路 徑。例如，從發(fā)射天線108到接收天線112的無(wú)線信道1112，如圖所示，可能 是多維的。特別地，無(wú)線信道hi2可包括時(shí)間脈沖響應(yīng)，包括一個(gè)或多個(gè)多路
徑分量。無(wú)線信道1112還可包括符號(hào)流(例如X2(t))的每個(gè)子載波fm的不同時(shí)間脈沖響應(yīng)。最后，如圖1》所示的無(wú)線信道描述了無(wú)線信道的空間維數(shù)，因 為每個(gè)發(fā)射天線發(fā)出的信號(hào)可以在每個(gè)接收天線處被不同接收。因此，可以測(cè) 量和/或估算每個(gè)子載波的信道脈沖響應(yīng)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范性O(shè)FDM符號(hào)流的示意圖。參照?qǐng)D2， 示出了時(shí)間軸210，包括循環(huán)前綴CP(O) 202a、快速傅立葉逆變換(IFFT)符 號(hào)less CP(O) (IFFT(O)) 202b、以及循環(huán)前綴CP(0)202c的時(shí)域符號(hào)0，包括 循環(huán)前綴CP(l)204a、 IFFT符號(hào)less CP(l) (IFFT(l)) 204b、以及循環(huán)前綴 CP(l)204c的時(shí)間域符號(hào)1 。 IFFT(O) 202b和CP(0)202c可以共同形成時(shí)域符號(hào) 0的完整IFFT符號(hào)。CP(0)202a可以與CP(0)202c完全類似。類似地， IFFT(l)204b和CP(l)204c可以共同形成時(shí)域符號(hào)1的完整IFFT符號(hào)， CP(l)202a可以與CP(l)202c完全類似。還示出了 FFT輸入窗口 206、保護(hù)時(shí) 間Zltg、以及間隙標(biāo)記208。 LET間隙組成，例如，每個(gè)間隙(圖2中示出了 2個(gè)間隙)可包括3、 6或7個(gè)OFDM符號(hào)。
為了生成正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)，包括IFFT(O) 202b和CP(0)202c 的IFFT的輸出可被用于根據(jù)CP(0)202c生成CP(0)202a，并將其附加到IFFT(O) 202b。循環(huán)前綴CP(0)202可被用于在無(wú)線信道出現(xiàn)多路徑傳播時(shí)、避免在 OFDM接收器處發(fā)生符號(hào)間干涉。
在OFDM接收器處，例如，MIMO接收器104，可能通過FFT輸入窗口 206為每個(gè)被接收符號(hào)對(duì)采樣的輸入信號(hào)進(jìn)行處理。為了解碼這些被接收的符 號(hào)，期望FFT輸入窗口位于時(shí)域符號(hào)時(shí)隙內(nèi)，例如位于時(shí)域符號(hào)O。特別地， 期望FFT輸入窗口 206沒有延伸到相鄰的符號(hào)，以避免符號(hào)間干涉。因此如 圖2所示，間隙標(biāo)記可以指示間隙的開始，例如時(shí)域符號(hào)時(shí)隙O。間隙標(biāo)記208 同」tg—起定義了 FFT輸入窗口 206在符號(hào)間隙中的位置。在大多數(shù)情況下， 為了將接收器處由于多路徑信道導(dǎo)致的干涉保持得盡可能低，期望Jtg保持很 小。
因此，期望獲取符號(hào)級(jí)時(shí)鐘(symboUevel timing),并將它保持，由于移 動(dòng)造成傳播改變，使得符號(hào)級(jí)時(shí)鐘可能會(huì)漂移。在某些情況下，這可與其它時(shí) 鐘級(jí)獲取和跟蹤合并，例如幀同步。在許多情況下，通過主同步信號(hào)(PSS)
9和次同步信號(hào)(sss)進(jìn)行的同步可以通過其它方式獲得。符號(hào)時(shí)鐘可以被時(shí) 鐘獲取和跟蹤系統(tǒng)獲得，該系統(tǒng)可采用嵌入在OFDM信號(hào)中的基準(zhǔn)信號(hào)(RS)。 基準(zhǔn)符號(hào)可以是己知的符號(hào)，該符號(hào)在OFDM系統(tǒng)中以已知的方式在時(shí)間、 頻率和空間源上發(fā)射。換句話說，在某些已知的時(shí)鐘情況下，基準(zhǔn)符號(hào)可以通 過某些天線在己知的OFDM子載波上發(fā)射。通過解碼和處理RS符號(hào)，接收 器可通過相干解調(diào)來確定正確的時(shí)鐘信息?？梢詮亩嗵炀€OFDM系統(tǒng)中的每 個(gè)天線發(fā)射RS符號(hào)。
在增強(qiáng)通用陸地?zé)o線存取(EUTRA)接口中，可基于蜂窩特定跳變形式， 來生成RS符號(hào)。該RS符號(hào)可包括基準(zhǔn)符號(hào)的偽噪聲(PN)載體序列(pseudo noise covered sequence)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，RS音頻間隔(tone spacing) 可以是例如每個(gè)發(fā)射天線6個(gè)載波。根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，RS音頻間隔 可以是例如2個(gè)或4個(gè)載波。RS序列在通過同步信號(hào)進(jìn)行最初獲取的過程中 對(duì)于移動(dòng)終端(用戶設(shè)備，UE)來說可能不是己知的。在某些情況下，在獲 取主同步信號(hào)(PSS)和次同步信號(hào)(SSS)之后，UE可能己經(jīng)獲得RS符號(hào) 的蜂窩特定跳變形式、以及PN覆蓋序列。這個(gè)信息可被用于獲得粗略的幀時(shí) 鐘。根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，RS符號(hào)接下來在時(shí)鐘獲取和跟蹤模塊中被解 碼，以提供精細(xì)的時(shí)鐘和跟蹤。因此，例如通用移動(dòng)電信標(biāo)準(zhǔn)(UMTS)長(zhǎng)期 演進(jìn)(LTE)可使用三個(gè)步驟過程來進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)。這三個(gè)步驟過程包括a) 從PSS恢復(fù)間隙時(shí)鐘；b)從SSS恢復(fù)幀時(shí)鐘；以及c)從RS符號(hào)獲得對(duì)時(shí) 鐘偏置和跟蹤的估算值。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范性O(shè)FDM時(shí)鐘獲取和跟蹤系統(tǒng)的示 意圖。參照?qǐng)D3，示出了共同接收器部分342、以及時(shí)鐘部分340。時(shí)鐘部分 340可包括RS相位鑒別器302和、加法器304、延時(shí)模塊306、積分器308、 以及閾值模塊310。還示出了 RS組輸入、誤差信號(hào)ek、累加器信號(hào) tt—loop—accum、閾值輸入信號(hào)、重置控制信號(hào)reset一cntrl、以及輸出信號(hào) to—acciim。共同接收器部分342可包括時(shí)鐘生成器312、 RS提取模塊或電路 314、信道估算模塊316、接收器運(yùn)行模塊(RXCVR) 318、快速傅立葉變換 (FFT)模塊320、緩存模塊330、采樣帶寬(BW)濾波器332、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊334。還示出了 RF濾波器輸入、來自PSS的間隙時(shí)鐘輸入、RS組輸 出、to—accum <言號(hào)、rs—strb信號(hào)、以及slot—strb《言號(hào)。
時(shí)鐘部分340可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于通過處理信號(hào)的 RS組來提取時(shí)鐘信息，這可生成例如控制時(shí)鐘生成器312的輸出to—accum。 RS相位鑒別器302可包括合適的邏輯、電路和域代碼，用于將RS組輸入信 號(hào)的時(shí)鐘與例如輸入時(shí)鐘信號(hào)比較，并生成誤差信號(hào)ek。
加法器304可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于根據(jù)多個(gè)輸入，在 其輸出中生成加權(quán)和信號(hào)。延時(shí)模塊306可包括合適的邏輯、電路和/或代碼, 用于將輸入信號(hào)延遲特定的時(shí)間間隔，例如， 一個(gè)或多個(gè)采樣時(shí)間段。
積分器308可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于生成輸出，所述輸 出是一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)的積分，積分器308可以被reset一cntrl信號(hào)重置。閾 值模塊310可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于將閾值輸入信號(hào)與 tt—loop—accum輸入信號(hào)比較，并生成輸出信號(hào)reset—cntrl和to—accum。例如， 當(dāng)tt—loop—accum信號(hào)超過閾值水平，reset一cntrl信號(hào)可以激活和重置例如積分 器308。
共同接收器部分342可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于接收射頻 信號(hào)并進(jìn)行處理。處理包括FFT計(jì)算、RS符號(hào)提取、信道估算和其它的接收 器信號(hào)處理。時(shí)鐘生成器312可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于為RS 提取生成時(shí)鐘信號(hào)rs一strb、以及間隙時(shí)鐘slot—strb。信號(hào)slot—strb可被用于控 制例如緩存模塊330中的FFT時(shí)鐘。模塊或電路314可包括合適的邏輯、電 路和/或代碼，用于從FFT模塊或者電路320輸出中提取RS符號(hào)。
信道估算模塊或者電路316可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于估 算RS符號(hào)的無(wú)線信道響應(yīng)，這是接收器運(yùn)行所需要的。接收器運(yùn)行模塊或者 電路(RXCVR) 318可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于測(cè)量和/或確認(rèn) 接收器運(yùn)行過程中的性能。快速傅立葉變換(FFT)模塊或者電路320可包括 合適的邏輯、電路和/或代碼，用于為輸入信號(hào)生成快速傅立葉變換。緩存模 塊或者電路330可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于與FFT引擎交互。 緩存模塊或者電路330可輔助例如專用過程、測(cè)量過程、多媒體廣播多播服務(wù)
ii(MBMS)和/或用于跳變形式?jīng)Q定的SSS處理。在某些情況下，這些過程中 的每一個(gè)都可以并行進(jìn)行。采樣BW濾波器332可包括合適的邏輯、電路和/ 或代碼，用于對(duì)其輸入端的信號(hào)進(jìn)行濾波，并生成有限帶寬的輸出信號(hào)。
模數(shù)轉(zhuǎn)換(A2D)模塊或電路334可包括合適的邏輯、電路和/或代碼， 用于接收模擬RF濾波信號(hào)，并將其在輸出端轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的表示形式，帶 有任意數(shù)量的比特。主定時(shí)器336可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用于 在接收器中提供基本的計(jì)時(shí)功能。在某些情況下，主定時(shí)器336可計(jì)時(shí)超過 10ms，并可以以例如30.72MHz計(jì)時(shí)。主定時(shí)器336可包括間隙計(jì)時(shí)器、采樣 計(jì)時(shí)器。至主定時(shí)器336的輸入可由運(yùn)行的RF晶體(也被稱為TXCO)提供。
共同接收器部分342可接收并處理射頻信號(hào)。處理可包括FFT計(jì)算、RS 符號(hào)提取、信道估算以及其它接收器信號(hào)處理。共同接收器部分342的一些時(shí) 鐘方面可由時(shí)鐘部分340控制。例如可確定一個(gè)或多個(gè)接收器子載波/載波頻 率(例如圖2中的fl和/或f2)上的符號(hào)時(shí)鐘，。
RS相位鑒別器302可在其輸入端接收一組RS符號(hào)，該RS符號(hào)可以在 RS提取模塊或者電路314中提取，以確定與RS攜載載波相關(guān)的時(shí)鐘信息。 加法器304的第二輸入可被連接到延時(shí)模塊或者電路的輸出，且加法器304 的輸出可以是其輸入的加權(quán)和。延時(shí)模塊或電路可將輸入信號(hào)延時(shí)特定的時(shí)間 間隔，例如一個(gè)或多個(gè)采樣階段。延時(shí)模塊或電路306可以為反饋信號(hào)提供合 適的延時(shí)，所述反饋信號(hào)從積分器308提供給加法器304。
加法器304的輸出tt_loop_accum可通信的連接到閾值模塊或者電路310 的第一輸入端、以及積分器308的第一輸入端。閾值模塊或者電路310的第二 輸入端連接到閾值級(jí)定義信號(hào)(threshold-level defining signal)。閾值模塊或者電 路310可以將閾值信號(hào)與tt一loop一accum信號(hào)相比較，生成輸出信號(hào)reset—cntrl 和to—accum。例如，當(dāng)tt—loop—accum {言號(hào)超過閾值水平，reset—cntrl可、激活和 重置積分器308，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，tc^accum信號(hào)可以以一定速率增加， 該速率是』t的函數(shù)，且to—accum信號(hào)允許關(guān)于」t的信息被傳遞到例如時(shí)鐘 生成器312，該時(shí)鐘生成器反過來控制FFE輸入窗口在時(shí)域中的位置。至積分 器308的第二輸入端可以被設(shè)置在已知不變的水平，例如零。積分器308可積分一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)，且積分器308可以被reset—cntrl信苦重置。
模數(shù)轉(zhuǎn)換(A2D)模塊或電路334可接收模擬RF濾波信號(hào)，并在輸出端 將其轉(zhuǎn)換為帶有任意數(shù)量的比特的數(shù)字信號(hào)表示形式。A2D 334的輸出端可通 信地連接到采樣BW濾波器332的輸入端。采樣BW濾波器332可對(duì)其輸入 端的信號(hào)進(jìn)行濾波，并生成有限帶寬的輸出信號(hào)和/或削弱某些頻帶。采樣BW 濾波器332的輸出可通信地連接到緩存模塊或者電路330的第一輸入端。至緩 存模塊或者電路330的第二輸入端可通信地連接到時(shí)鐘生成器312的輸出信號(hào) slot——strb。緩存模塊或者電路330可以與FFT引擎交互。緩存模塊或者電路 330可輔助例如專用過程、測(cè)量過程、多媒體廣播多播服務(wù)(MBMS)和/或用 于RS PN序列決定的SSS處理。在某些情況下，這些過程中的每一個(gè)都可以 并行進(jìn)行。緩存模塊或者電路330可通信地連接到FFT模塊或者電路320。
FFT模塊或者電路320可以為可通信地連接自緩存模塊或者電路330的輸 入信號(hào)生成快速傅立葉變換。與緩存模塊或者電路330類似，F(xiàn)FT模塊或者電 路320可輔助例如專用過程、測(cè)量過程、多媒體廣播多播服務(wù)(MBMS)和/ 或用于無(wú)線電時(shí)間幀和跳變形式?jīng)Q定的SSS處理。FFT模塊或者電路320的 第一輸出端可通信地連接到RS提取模塊或電路314的第一輸入端。RS提取 模塊或電路314可以從FFT模塊或者電路320的輸出中提取RS符號(hào)。在某些 情況下，期望使用從解調(diào)制基站信號(hào)生成的跳變序列和/或偽噪聲(PN)載體 (covering)來進(jìn)行RS解碼。被提取并在RS提取模塊或電路314輸出的RS 符號(hào)可以可通信地連接到時(shí)鐘部分340以及信道估算模塊或電路316的輸入 端。如圖3A所示，跳變形式可以通過第二輸入端上的rs一hoppingjpattem信號(hào) 被饋送到RS提取模塊或者電路314。 RS提取模塊或者電路314時(shí)鐘可通過第 三輸入信號(hào)rs—strb來控制，第三輸入信號(hào)rs—strb可通信地連接到時(shí)鐘生成器 312的輸出端。
時(shí)鐘生成器312可為RS提取生成時(shí)鐘信號(hào)rs—strb、以及間隙時(shí)鐘 slot—strb。信號(hào)slot—strb可被用于控制例如緩存模塊或電路330中的FFT時(shí)鐘。 時(shí)鐘本的計(jì)時(shí)功能。在某些情況下，主定時(shí)器336可計(jì)時(shí)超過10ms，并可以以例 如30.72MHz計(jì)時(shí)。主定時(shí)器336可包括間隙計(jì)時(shí)器、采樣計(jì)時(shí)器。至主定時(shí) 器336的輸入可由運(yùn)行的RF晶體(TXCO)提供，例如溫度控制的晶體振蕩 器°
信道估算模塊和電路316可估算RS符號(hào)的無(wú)線信道響應(yīng)，這是接收器運(yùn) 行所需要的。信道估算輸出可通信地連接到RXCVR318。 RXCVR318可在功 能上測(cè)量和/或確認(rèn)接收器的性能。
圖3B是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例的示范性時(shí)鐘偏置的相位偏置的示意 圖。參照?qǐng)D3B，示出了時(shí)鐘偏置曲線350a，與」t廣l對(duì)應(yīng)；時(shí)鐘偏置曲線350b， 與Jt^2對(duì)應(yīng)；時(shí)鐘偏置曲線350c，與」tg-3對(duì)應(yīng)；以及時(shí)鐘偏置曲線350d, 與zhg-4對(duì)應(yīng)。
可以從PSS和SSS獲得間隙標(biāo)記，用于使所接收的信號(hào)位于例如PSS處 理的帶寬內(nèi)。為了使FFT均衡信道的選擇性，期望循環(huán)前綴(CP)可以覆蓋 (cover)信道的時(shí)延擴(kuò)展。還期望Jtg的值最小化，以避免至FFT處理的采 樣輸入包括了相鄰的符號(hào)(符號(hào)間干涉-ISI)，這會(huì)降低性能。但是Zltg可以被 跟蹤，可以防護(hù)例如由于活動(dòng)性造成的時(shí)鐘移位。
圖中所示Jtg不等于l，相位偏置可被引入FFT輸出，」tg-l對(duì)應(yīng)于沒有 相位偏置。相位偏置可以由應(yīng)用于子載波的復(fù)雜乘法因子z(k)表示，對(duì)于子載 波k可以由以下關(guān)系式表示
其中N可以是FFT的大小。當(dāng)對(duì)循環(huán)前綴進(jìn)行采樣時(shí)，時(shí)鐘偏置可以由 以音頻為指數(shù)的增長(zhǎng)相位偏置來表示。對(duì)于RS音頻，所收到的信道系數(shù)可以
由以下關(guān)系式給出
hrxk=zk*hk+nk
其中hrxk是所接收的受到相位偏置z(k)的影響的信道系數(shù)。hk是沒有相位 偏置的信道系數(shù)，且nk是噪聲項(xiàng)(nosieterm)。在圖3B中，各個(gè)曲線表示不 同值的Zltg的多個(gè)z(k)，其中時(shí)鐘偏置曲線350a對(duì)應(yīng)于」tfl，時(shí)鐘偏置曲線 350b對(duì)應(yīng)于」tf2，時(shí)鐘偏置曲線350c對(duì)應(yīng)于zU^3，時(shí)鐘偏置曲線350d對(duì)應(yīng)于z1tg，4。如圖3B所示，時(shí)鐘偏置可引入作為頻率的函數(shù)、線性降低的相 位。
圖3C是根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例、通過子載波進(jìn)行的示范性時(shí)鐘偏置的 相位偏置的示意圖。參照?qǐng)D3，示出了時(shí)鐘偏置曲線352a，與」t『0對(duì)應(yīng)；時(shí) 鐘偏置曲線352b，與子載波512的」t^l對(duì)應(yīng)；時(shí)鐘偏置曲線352c，與子載 波511的Jt^2對(duì)應(yīng)；以及時(shí)鐘偏置曲線352d，與子載波510的Zlt『3對(duì)應(yīng)。
對(duì)于」tgX)，可較晚采樣FFT，且期望進(jìn)行采樣時(shí)鐘調(diào)節(jié)。如圖3C所示， 對(duì)于較晚的采樣，時(shí)鐘偏置可以表明信道的帶寬上的相位偏置，多個(gè)子載波的 相位偏置如曲線352a-352d所示。在某些情況下，作為頻率函數(shù)的相位偏置的 斜率與較早采樣的FFT的正斜率、以及較晚采樣的FFT的負(fù)斜率呈線性關(guān)系。 示范性的相位檢測(cè)器可使用每個(gè)OFDM符號(hào)的相鄰RS音頻，且可以由以下
關(guān)系式表不
^^'所有音頻(i).所有天線
其中hrx,和hrx1+6 (另一個(gè)RS音頻，間隔6個(gè)子載波)之間的相位變化 可以在所有期望的音頻和所有期望的天線上被平均，這是H項(xiàng)。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示范性時(shí)鐘獲取和跟蹤過程的流程圖。在步 驟402中初始化以后，在步驟404中對(duì)主和次同步信號(hào)(PSS)和(SSS)進(jìn) 行解碼。PSS和SSS的解碼可以為例如幀和間隙的同步提供粗略的時(shí)鐘信息。 使用時(shí)鐘信息，F(xiàn)FT模塊320可生成接收信號(hào)的FFT。根據(jù)這個(gè)FFT， RS提 取模塊314可以從其內(nèi)部的RS組中進(jìn)行提取。這個(gè)RS組可以被饋送到時(shí)鐘 部分340。在步驟340中，時(shí)鐘部分340可以使用圖3A所示的反饋回路來跟 蹤Jtg。由于輸出信號(hào)to—accum可以作為」tg的函數(shù)生成，來自閾值模塊310 的輸出信號(hào)to—accum可以將關(guān)于」tg的信息攜載到時(shí)鐘生成器312。因此，輸 出信號(hào)to—accum可跟蹤符號(hào)時(shí)鐘，并調(diào)節(jié)接收器的時(shí)鐘，時(shí)鐘生成器312內(nèi) 的時(shí)鐘。在步驟410，時(shí)鐘生成器312可基于輸入信號(hào)in—accum調(diào)節(jié)時(shí)鐘。 被調(diào)節(jié)和跟蹤的時(shí)鐘從時(shí)鐘生成器312可通信地連接到緩存模塊330，其中 FFT輸入窗口的時(shí)鐘可以被對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例， 一種用于OFDM符號(hào)同步和跟蹤的RS時(shí)鐘回路 的方法和系統(tǒng)，包括至少基于基準(zhǔn)符號(hào)組、跟蹤正交頻分復(fù)用(OFDM)信號(hào) 中的符號(hào)時(shí)鐘，如圖2和圖3A所描述?？芍辽倩谒龇?hào)時(shí)鐘，調(diào)節(jié)如圖 2和圖3A所述的接收器時(shí)鐘。
可通過生成輸出信號(hào)來跟蹤符號(hào)時(shí)鐘，所述輸出信號(hào)是相位鑒別反饋回路 中保護(hù)時(shí)間」tg的函數(shù)，例如時(shí)鐘部分340?？梢詮闹辽偎鼋邮盏腛FDM信 號(hào)的快速傅里葉變換中，在RS提取模塊或電路314中生成基準(zhǔn)符號(hào)(RS)組。 接收器時(shí)鐘可以被粗略調(diào)節(jié)然后精細(xì)調(diào)節(jié)?？梢曰谔幚碇辽僦魍叫盘?hào)和次 同步信號(hào)，生成粗略接收器時(shí)鐘調(diào)節(jié)，如圖3A所示?；鶞?zhǔn)符號(hào)組包括多個(gè)時(shí) 間-頻率間隙(slot)。這多個(gè)時(shí)間-頻率間隙根據(jù)頻率移位和調(diào)制基準(zhǔn)符號(hào)組的 PN序列而改變。OFDM信號(hào)可遵照通用移動(dòng)電信標(biāo)準(zhǔn)(UMTS)長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE) 信號(hào)。接收器時(shí)鐘的調(diào)節(jié)可以通過接收器時(shí)鐘生成器312來控制。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)和/或媒 介，其內(nèi)存儲(chǔ)的機(jī)器代碼和/或計(jì)算機(jī)程序包括至少一個(gè)代碼段，所示至少一 個(gè)代碼段由機(jī)器執(zhí)行而使得所述機(jī)器執(zhí)行上述用于OFDM符號(hào)同步和跟蹤的 RS時(shí)鐘回路的方法和系統(tǒng)中的步驟。
本發(fā)明可以通過硬件、軟件，或者軟、硬件結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明可以在至 少一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中以集中方式實(shí)現(xiàn)，或者由分布在幾個(gè)互連的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中 的不同部分以分散方式實(shí)現(xiàn)。任何可以實(shí)現(xiàn)所述方法的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或其它設(shè)備 都是可適用的。常用軟硬件的結(jié)合可以是安裝有計(jì)算機(jī)程序的通用計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)，通過安裝和執(zhí)行所述程序控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使其按所述方法運(yùn)行。在計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)中，利用處理器和存儲(chǔ)單元來實(shí)現(xiàn)所述方法。
本發(fā)明還可以通過計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)施，所述程序包含能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā) 明方法的全部特征，當(dāng)其安裝到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中時(shí)，通過運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明 的方法。本申請(qǐng)文件中的計(jì)算機(jī)程序所指的是可以采用任何程序語(yǔ)言、代碼 或符號(hào)編寫的一組指令的任何表達(dá)式，該指令組使系統(tǒng)具有信息處理能力，以 直接實(shí)現(xiàn)特定功能，或在進(jìn)行下述一個(gè)或兩個(gè)步驟之后，a)轉(zhuǎn)換成其它語(yǔ)言、 編碼或符號(hào)；b)以不同的格式再現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)特定功能。
16本發(fā)明是通過幾個(gè)具銀實(shí)施例進(jìn)行說明的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在 不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變換及等同替代。另外， 針對(duì)特定情形或具體情況，可以對(duì)本發(fā)明做各種修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。 因此，本發(fā)明不局限于所公開的具體實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)包括落入本發(fā)明權(quán)利要求 范圍內(nèi)的全部實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1、一種用于處理通信信號(hào)的方法，其特征在于，所述方法包括至少基于基準(zhǔn)符號(hào)組跟蹤正交頻分復(fù)用信號(hào)中的符號(hào)時(shí)鐘；以及至少基于所述符號(hào)時(shí)鐘調(diào)節(jié)接收器時(shí)鐘。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括通過生成 輸出信號(hào)來跟蹤所述符號(hào)時(shí)鐘，所述輸出信號(hào)是保護(hù)時(shí)間』tg的函數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在相位鑒別反饋回路中生成所述輸出信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在RS提 取模塊中從至少所述接收的OFDM信號(hào)的快速傅里葉變換生成所述基準(zhǔn)符號(hào) 組。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括精細(xì)調(diào)節(jié) 所述符號(hào)時(shí)鐘。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在所述精 細(xì)調(diào)節(jié)之前粗略調(diào)節(jié)所述符號(hào)時(shí)鐘。
7、 一種處理通信信號(hào)的系統(tǒng)，其特征在于，包括 接收器中的一個(gè)或多個(gè)電路，用于至少跟蹤正交頻分復(fù)用信號(hào)中的符號(hào)時(shí)鐘，其中所述跟蹤至少基于基準(zhǔn)符 號(hào)組；以及至少基于所述符號(hào)時(shí)鐘調(diào)節(jié)接收器時(shí)鐘。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)電路通過 生成輸出信號(hào)來跟蹤所述符號(hào)時(shí)鐘，所述輸出信號(hào)是保護(hù)時(shí)間」tg的函數(shù)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)電路在相 位鑒別反饋回路中生成所述輸出信號(hào)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)電路在 RS提取模塊中從至少所述接收的OFDM信號(hào)的快速傅里葉變換生成所述基準(zhǔn) 符號(hào)組。
全文摘要
一種用于OFDM符號(hào)同步和跟蹤的基準(zhǔn)信號(hào)(RS)時(shí)鐘回路的方法和系統(tǒng)，包括至少基于基準(zhǔn)符號(hào)組跟蹤正交頻分復(fù)用(OFDM)信號(hào)中的符號(hào)時(shí)鐘。至少基于所述符號(hào)時(shí)鐘調(diào)節(jié)接收器時(shí)鐘?？赏ㄟ^生成輸出信號(hào)來跟蹤符號(hào)時(shí)鐘，所述輸出信號(hào)是相位鑒別反饋循環(huán)中保護(hù)時(shí)間Δt_g的函數(shù)?？梢栽赗S提取模塊中從至少所述接收的OFDM信號(hào)的快速傅里葉變換生成所述基準(zhǔn)符號(hào)組。接收器時(shí)鐘可以被粗略調(diào)節(jié)然后精細(xì)調(diào)節(jié)。可以基于處理至少主同步信號(hào)和次同步信號(hào)，生成粗略接收器時(shí)鐘調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101640659SQ20091016417
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月1日
發(fā)明者馬克·肯特 申請(qǐng)人:美國(guó)博通公司