用于lte的使用干擾消除的輔同步信號檢測的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于LTE的使用干擾消除的輔同步信號檢測，其中公開了用于從接收信號中的強功率SSS序列去除干擾使得能夠檢測到接收信號中的弱功率SSS序列的方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)可使用接收信號來進行第一小區(qū)搜索以檢測強功率SSS序列。通過使用與強功率SSS序列對應的已知SSS序列，能夠估計接收強功率SSS序列的信道。然后，所估計的信道可用于確定強功率SSS和PSS序列對接收信號的貢獻，使得其能夠被消除。通過從接收信號消除強功率SSS和PSS序列的貢獻，可使用接收信號來進行第二小區(qū)搜索以檢測弱功率SSS序列。
【專利說明】用于LTE的使用干擾消除的輔同步信號檢測
[0001]相關申請的交叉參考
[0002]本申請要求于2011年11月21日提交的美國臨時專利申請第61/562，196號以及于2012年7月23日提交的美國臨時專利申請第61/674，567號的優(yōu)先權，其全部內容結合于此作為參考。
【技術領域】
[0003]本申請總體上涉及蜂窩網(wǎng)絡，并且更具體地涉及蜂窩網(wǎng)絡中的同步信號檢測。
【背景技術】
[0004]圖1示出了在陸地區(qū)域110 (稱為小區(qū))中分布的長期演進(LTE)蜂窩網(wǎng)絡100，各個小區(qū)通過基站120來服務。小區(qū)100地理上連接在一起，使得LTE終端130 (例如，移動電話、膝上型計算機、平板計算機等)能夠經(jīng)由基站120在廣闊的區(qū)域中與核心網(wǎng)絡(未示出)進行無線通信。
[0005]在LET終端能通過諸如圖1中的LET蜂窩網(wǎng)絡100的LTE蜂窩網(wǎng)絡進行通信之前，LTE終端通常需要進行小區(qū)搜索以獲得與小區(qū)頻率和碼元同步并且檢測小區(qū)的物理層標識。例如，LTE終端可進行小區(qū)搜索以獲得與小區(qū)的同步并且檢測其所在的小區(qū)或者某些其他小區(qū)的物理層標識。另外，LTE終端可繼續(xù)進行小區(qū)搜索以獲得與其他附近小區(qū)的同步并且檢測其他附近小區(qū)的物理層標識。這允許LTE終端在保持與LTE蜂窩網(wǎng)絡充分的連通性的同時從一個小區(qū)移動至另一個小區(qū)。例如，如果由于LTE終端的移動而造成由當前小區(qū)支持的信號質量低于由其他附近小區(qū)中的一個支持的信號質量，則與當前小區(qū)的通信可移交至支持更高信號質量的附近小區(qū)。
[0006]從LTE蜂窩網(wǎng)絡中的基站廣播兩個同步信號(主同步信號(PSS)和輔同步信號(SSS))以協(xié)助小區(qū)搜索。這兩個信號在LTE幀內的時域位置通常在幀與幀之間恒定以支持同步并且取決于LTE蜂窩網(wǎng)絡是在頻分復用模式(FDD)還是在時分復用模式(TDD)中操作。如圖2中所示，一般的LTE幀結構200持續(xù)IOms并且包括兩個5ms的半幀。各個半幀進一步分為均持續(xù)Ims的5個子幀(O到4和5到9)。子幀通常攜帶14個正交頻分復用(OFDM)碼元。在FDD模式中操作的LTE蜂窩網(wǎng)絡中，PSS通常在子幀O和5的最后的OFDM碼元中傳輸，而SSS通常在同一子幀中的就在PSS之前的倒數(shù)第二個OFDM碼元中傳輸。在TDD模式中操作的LTE蜂窩網(wǎng)絡中，PSS通常在子幀I和6的第三OFDM碼元中傳輸，而SSS通常在子幀O和5的最后的OFDM碼元中傳輸。
[0007]在小區(qū)搜索期間，LTE終端使用PSS和SSS以獲得與小區(qū)的頻率和碼元同步并且檢測小區(qū)的物理層小區(qū)標識。檢測物理層小區(qū)標識涉及從由基站廣播的SSS序列獲得組標識NID1=(0，...，167)，并且從由基站廣播的PSS序列獲得由NIDl標識的組內的標識NID2=(0,1，2)。在從PSS序列檢測到該組內的標識NID2之后從SSS序列檢測組標識NIDl0在檢測到NIDl和NID2之后，可使用NID=(3*NID1)+NID2的關系來確定物理層單元標識，其中NID是物理層單元標識。因為在各個組內存在168個唯一組標識NIDl和三個唯一標識NID2，所以在LTE蜂窩網(wǎng)絡中存在總共504個唯一物理層標識。
[0008]通常，LTE終端從某些基站接收強功率同步信號(即，PSS和SSS)并且從其他基站接收較弱功率同步信號。在LTE終端，強功率同步信號可淹沒弱功率同步信號，這防止LTE終端獲得與生成弱功率同步信號的小區(qū)的同步并且防止檢測這些小區(qū)的物理層標識。獲得與這些小區(qū)的同步并且檢測這些小區(qū)的物理層標識由于幾個原因而可以是有利的，這些原因包括例如由于LTE終端的移動而將通信從一個小區(qū)移交至另一個小區(qū)。

【發(fā)明內容】

[0009]本文公開了一種用于在接收信號中檢測第一輔同步信號(SSS)序列以及第二輔同步信號序列的方法，該方法包括:在接收信號中檢測第一輔同步信號序列；估計接收第一輔同步信號序列的信道；使用信道估計來估計第一輔同步信號序列對接收信號的貢獻；從接收信號消除第一輔同步信號序列的貢獻估計以產(chǎn)生干擾消除的接收信號；以及使用干擾消除的接收信號來檢測第二輔同步信號序列。
[0010]優(yōu)選地，該方法進一步包括:在檢測第二輔同步信號序列之前從接收信號消除第三輔同步信號序列的貢獻估計。
[0011]優(yōu)選地，估計信道進一步包括:使用接收信號以及與第一輔同步信號序列對應的已知輔同步信號序列。
[0012]優(yōu)選地，估計信道進一步包括:將接收信號的采樣的頻域表示乘以與第一輔同步信號序列對應的已知輔同步信號序列。
[0013]優(yōu)選地，該方法進一步包括:基于在接收信號中的第一輔同步信號序列的位置來獲得接收信號的采樣。
[0014]優(yōu)選地,該方法進一步包括:基于頻域表示中的元素(element)的估計的能量以及信道的估計的延遲擴展來去除采樣的頻域表示中的噪聲。
[0015]優(yōu)選地，該方法進一步包括:使用第二輔同步信號序列來獲取與小區(qū)的同步。
[0016]優(yōu)選地，該方法進一步包括:使用第二輔同步信號序列來確定小區(qū)的物理層小區(qū)標識。
[0017]本文還公開了一種用于在接收信號中檢測第一輔同步信號(SSS)以及第二輔同步信號序列的終端，該終端包括:信道估計器，被配置為估計接收第一輔同步信號序列的信道；干擾消除器，被配置為通過以下操作來產(chǎn)生干擾消除的接收信號:使用信道估計來估計第一輔同步信號序列對接收信號的貢獻并且從接收信號消除第一輔同步信號序列的貢獻估計，以及使用信道估計來估計第一主同步信號序列對接收信號的貢獻并且從接收信號消除第一主同步信號序列的貢獻估計；以及檢測器，被配置為使用干擾消除的接收信號來檢測第二輔同步信號序列。
[0018]優(yōu)選地，序列檢測器被進一步配置為在接收信號中檢測第一輔同步信號序列。
[0019]優(yōu)選地，信道估計器被進一步配置為使用接收信號和與第一輔同步信號序列對應的已知輔同步信號序列。
[0020]優(yōu)選地，信道估計器被進一步配置為將接收信號的采樣的頻域表示乘以與第一輔同步信號序列對應的已知輔同步信號序列來估計信道。
[0021]優(yōu)選地，基于接收信號中的第一輔同步信號序列的位置來獲得接收信號的采樣。[0022]優(yōu)選地，信道估計器被進一步配置為基于頻域表示中的元素的估計的能量和信道的估計的延遲擴展來去除采樣的頻域表示中的噪聲。
[0023]優(yōu)選地，序列檢測器被進一步配置為使用第二輔同步信號序列來獲得與小區(qū)的同
止/J/ O
[0024]優(yōu)選地，序列檢測器被進一步配置為使用第二輔同步信號序列來確定小區(qū)的物理層小區(qū)標識。
[0025]本文還公開了一種用于在接收信號中檢測第一序列和第二序列的終端，該終端包括:信道估計器，被配置為估計接收第一序列的信道；干擾消除器，被配置為使用信道估計來估計第一序列對接收信號的貢獻并且被配置為從接收信號消除貢獻估計以產(chǎn)生干擾消除的接收信號；以及檢測器，被配置為使用干擾消除的接收信號來檢測第二序列。
[0026]優(yōu)選地，信道估計器被進一步配置為使用接收信號和與第一序列對應的已知序列。
[0027]優(yōu)選地，信道估計器被進一步配置為將接收信號的采樣的頻域表示乘以與第一序列對應的已知序列來估計信道。
[0028]優(yōu)選地，信道估計器被進一步配置為基于頻域表示中的元素的估計的能量和信道的估計的延遲擴展來去除采樣的頻域表示中的噪聲。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]結合在本文中并且形成說明書的一部分的附圖示出了本公開的實施方式并且與描述一起進一步用于解釋實施方式的原理并使得本領域中的技術人員能實現(xiàn)并使用這些實施方式。
[0030]圖1示出了根據(jù)本公開的實施方式的LTE蜂窩網(wǎng)絡。
[0031]圖2示出了根據(jù)本公開的實施方式的一般LTE幀結構。
[0032]圖3示出了根據(jù)本公開的實施方式的使用干擾消除(interferencecancelation)來檢測在LTE蜂窩網(wǎng)絡中的弱功率SSS序列的方法的流程圖。
[0033]圖4示出了根據(jù)本公開的實施方式的示例性LTE終端。
[0034]將參照附圖來描述本公開的實施方式。要素首先出現(xiàn)的附圖通常由對應參考數(shù)字中的最左數(shù)位來表示。
【具體實施方式】
[0035]在下面的描述中，為了提供對本發(fā)明的實施方式的透徹理解而給出了大量具體細節(jié)。然而，對本領域中的技術人員顯而易見的是，在沒有這些具體細節(jié)的情況下也可以實現(xiàn)包括結構、系統(tǒng)以及方法的實施方式。本文中的描述和表示是由本領域的有經(jīng)驗的或有技術的人員使用，從而向本領域中的其他技術人員最有效地傳達其工作的通常手段。在其他情況中，未描述已知的方法、過程、組件和電路以避免不必要地使本發(fā)明的各方面模糊。
[0036]在說明書中對“一個實施方式”、“實施方式”、“實例實施方式”等的引用表示所描述的實施方式可包括具體特征、結構或特性，但是各個實施方式可能不必包括該具體特征、結構或特性。此外，這些術語不一定指代相同的實施方式。此外，當聯(lián)系實施方式描述具體特征、結構或特性時，認為無論是否明確地描述，聯(lián)系其他實施方式來影響這種特征、結構或特性是在本領域的技術人員的知識范圍內的。
[0037]下面描述的是從接收信號中的一個或多個強功率SSS序列去除干擾使得在接收信號中的一個或多個弱功率SSS序列能夠被檢測到的方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)能夠使用接收信號進行第一小區(qū)搜索以檢測強功率SSS序列。使用與此強功率SSS序列對應的已知SSS序列，能夠估計接收強功率SSS序列的信道。然后，所估計的信道可用于確定強功率SSS序列對接收信號的貢獻的估計使得其能夠被消除。所估計的信道能夠進一步用于確定發(fā)送強功率SSS序列的小區(qū)的PSS序列的貢獻的估計使得該PSS序列的貢獻也能夠從接收信號消除。通過強功率SSS序列的估計貢獻和從接收信號消除的PSS序列，能夠使用接收信號來進行第二小區(qū)搜索以檢測弱功率SSS序列。
[0038]一旦被檢測，弱功率SSS序列就可用于獲得與弱功率SSS序列所源于的小區(qū)的同步并且檢測該小區(qū)的物理層標識。獲得與此小區(qū)的同步并且檢測此小區(qū)的物理層標識由于幾個原因是有益的，這幾個原因包括由于(例如)LTE終端的移動而將來自當前小區(qū)的通信移交至與弱功率SSS序列對應的小區(qū)。
[0039]應當注意的是，如“強功率”的對SSS/PSS序列的描述是指在不消除來自一個或多個其他SSS序列的對接收信號的估計貢獻的情況下在小區(qū)搜索期間能從接收信號檢測的到那些SSS/PSS，而如“弱功率”的對SSS序列的描述是指在不消除來自一個或多個其他SSS序列的對接收信號的估計貢獻的情況下在小區(qū)搜索期間不能從接收信號檢測到的那些SSS/PSS。
[0040]還應注意，盡管以下在LTE蜂窩網(wǎng)絡的背景中描述了本公開的方法和系統(tǒng)，但本公開的方法和系統(tǒng)不限于此。本領域的技術人員將會認識到本公開的方法和系統(tǒng)可用于在小區(qū)搜索操作期間的其他蜂窩網(wǎng)絡。
[0041]2.使用干擾消除的SSS序列檢測
[0042]現(xiàn)在參照圖3，根據(jù)本公開的實施方式描述了用于檢測LTE蜂窩網(wǎng)絡中的弱功率SSS序列(例如，NIDl值)的方法的流程圖300。流程圖300的方法可由LTE終端(例如，移動電話、膝上型電腦、尋呼機、個人數(shù)字助理、平板電腦、電子閱讀器等)中的諸如數(shù)字信號處理器的處理器來實現(xiàn)。
[0043]流程圖300的方法開始于步驟302，這里，由LTE終端進行最初的小區(qū)搜索以檢測在LTE網(wǎng)絡上接收的采樣信號x(k)中的強功率SSS序列。接收信號X(k)對應于從LTE蜂窩網(wǎng)絡中的基站廣播的重疊OFDM碼元所組成的“合成” OFDM碼元，并且k表示采樣實例(sampling instance)。在接收信號x(k)中檢測的強功率SSS序列與重疊OFDM碼元中的一個對應。在接收信號x(k)中檢測強功率SSS序列的方法是已知的并且在本文中不詳細說明。
[0044]在步驟304，估計由LTE終端接收在步驟302檢測的強SSS序列的信道。在一個實施方式中，通過對接收信號x(k)進行快速傅里葉變換(FFT)以將接收信號x(k)變換到頻域中來估計該信道。假定LTE網(wǎng)絡中使用的OFDM碼元具有例如128個相關聯(lián)的時域采樣并且以合適的速率來采樣接收信號x(k)使得其包括與上述“合成”0FDM碼元的時域采樣對應的128個時域采樣，則可進行接收信號X (k)的128點FFT以恢復由“合成” OFDM碼元的64個正交音(tone)承載的數(shù)據(jù)。將接收信號x(k)的FFT表示為:[0045]麗 ~
FFT Nf{t (x)⑴
[0046]在等式(I)中，Nfft=128。
[0047]在進行FFT之后，可提取出接收信號X的頻域表示中的感興趣音。將所提取的感興趣首表不為:
[0048]S = (Stm't-T'one),X(EndTone)J(2)
[0049]其中，StartTone和EndTone是變量。在一個實施方式中，確定變量StartTone和EndTone，使得感興趣的音總共包括63個:在DC音兩側的31個最近音和DC音自身。在其他實施方式中，可從包括所有音的接收信號的頻域表示中提取更多或更少的音。
[0050]接下來，由尤表示的在SSS上的所提取的感興趣音可以與被估計信道的強功率SSS序列對應的已知SSS序列C點乘。將這兩個值的點積表示為:
[0051]Y - Xsss * C(3)
[0052]其中*表示點乘的運算符。
[0053]在獲得了矢 量Y之后，可用接近矢量Y中的DC音的兩個音中的一個的值、接近矢量Y中的DC音的兩個音的平均值或某些其他值來代替矢量Y在其DC音指數(shù)(index)處的值?？赏ㄟ^例如將在指數(shù)63處的音的值附加至矢量Y的末尾或者通過將指數(shù)I處的音的值預附加至矢量Y的開始來將矢量Y延伸至長度64。此矢量可通過確定64點或128點快速傅里葉逆變換(IFFT)來變換。為了進行128點IFFT，可在矢量Y的開始和末尾對該矢量附加相等數(shù)量的零，以使其從64長度的矢量變成128長度的矢量。將此矢量的IFFT表示為:
[0054]y = IFFTMim(Y)(4)
[0055]在等式(4)中，Nifft=64或 128。
[0056]接下來，通過使用與具有最高能量的矢量I中的值相關聯(lián)的矢量y中的指數(shù)LocMax的估計并且通過使用被估計信道的延遲擴展ChanSpread的估計，矢量y中的噪聲值可置零。將矢量y如下具體置零:
[0057]y(l:LocMax-2)=0; (5)
[0058]y ((LocMax+ChanSpread+1): Nifft) =0 (6)
[0059]其中，Nifft是等式(4)中所使用的值。例如可通過將等式(4)的矢量y中的各個元素平方并且識別具有最大值的被平方的元素的指數(shù)來估計指數(shù)LocMax?？蛇x地，例如可在基于在LTE蜂窩網(wǎng)絡上更早或更晚接收的信號和/或基于由其他天線接收的相同信號X (k)來以與矢量y相似的方式計算多個矢量，將這些計算的矢量的各個元素平方并且將各個所計算的矢量的對應的平方元素相加或取平均，并且最后使用相加或取平均的平方元素來識別具有最大值的相加或取平均的被平方的元素的指數(shù)之后，估計指數(shù)LocMax。還應注意，在上面的等式(5)中所使用的值2可以被安排為可配置的并且能被設定成任意合適值。選擇待置零的噪聲值位置的方法可以以其他可選方式來進行，例如選擇小于作為對y估計的噪聲功率的比例縮放版本而獲得的閾值的所有值。
[0060]在矢量y中的噪聲值已被置零之后，可檢測矢量y的64點或128點(如在等式(4)中所選擇的)FFT,以估計由LTE終端接收強功率SSS序列的信道。將矢量y的噪聲值被置零后的矢量y的FFT表示為:
[0061]
【權利要求】
1.一種用于在接收信號中檢測第一輔同步信號(SSS)序列以及第二輔同步信號序列的方法，所述方法包括: 在所述接收信號中檢測所述第一輔同步信號序列； 估計接收所述第一輔同步信號序列的信道； 使用信道估計來估計所述第一輔同步信號序列對所述接收信號的貢獻； 從所述接收信號消除所述第一輔同步信號序列的貢獻估計以產(chǎn)生干擾消除的接收信號；以及 使用所述干擾消除的接收信號來檢測所述第二輔同步信號序列。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括: 在檢測所述第二輔同步信號序列之前從所述接收信號消除第三輔同步信號序列的貢獻估計。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，估計所述信道進一步包括: 使用所述接收信號以及與所述第一輔同步信號序列對應的已知輔同步信號序列。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，估計所述信道進一步包括: 將所述接收信號的采樣的頻域表示乘以與所述第一輔同步信號序列對應的已知輔同步信號序列。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，進一步包括: 基于在所述接收信號中的所述第一輔同步信號序列的位置來獲得所述接收信號的采樣。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，進一步包括: 基于所述頻域表示中的元素的估計的能量以及所述信道的估計的延遲擴展來去除所述采樣的所述頻域表示中的噪聲。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括: 使用所述第二輔同步信號序列來獲取與小區(qū)的同步。
8.根據(jù)權利要求要求I所述的方法，進一步包括: 使用所述第二輔同步信號序列來確定小區(qū)的物理層小區(qū)標識。
9.一種用于在接收信號中檢測第一輔同步信號(SSS)以及第二輔同步信號序列的終端，所述終端包括: 信道估計器，被配置為估計接收所述第一輔同步信號序列的信道； 干擾消除器，被配置為通過以下操作來產(chǎn)生干擾消除的接收信號: 使用信道估計來估計所述第一輔同步信號序列對所述接收信號的貢獻并且從所述接收信號消除所述第一輔同步信號序列的貢獻估計；以及 使用所述信道估計來估計第一主同步信號序列對所述接收信號的貢獻并且從所述接收信號消除所述第一主同步信號序列的貢獻估計；以及 檢測器，被配置為使用所述干擾消除的接收信號來檢測所述第二輔同步信號序列。
10.一種用于在接收信號中檢測第一序列和第二序列的終端，所述終端包括: 信道估計器，被配置為估計接收所述第一序列的信道； 干擾消除器，被配置為使用所述信道估計來估計所述第一序列對所述接收信號的貢獻并且被配置為從所述接收信號消除貢獻估計以產(chǎn)生干擾消除的接收信號；以及檢測器， 被配置為使用所述干擾消除的接收信號來檢測所述第二序列。
【文檔編號】H04W24/00GK103581069SQ201310311986
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權日:2012年7月23日
【發(fā)明者】C·阿肖克·庫馬爾·雷迪 申請人:美國博通公司