[发明专利]基于正交频分复用的扩频多址系统中的基站识别

说明书

本发明涉及无线通信系统，尤其涉及基于正交频分复用(OFDM)的扩频多址(SSMA)系统。

无线通信系统能使充分服务的用户数达到最大，并且如果提供数据业务的话，能使数据传输率达到最大，这是很重要的。无线通信系统一般地为共用媒体系统，即，存在一个为该无线系统内所有用户共用的固定可用带宽。这种无线通信系统常被实现为所谓的“蜂窝”通信系统，其中系统覆盖的区域被分成独立的小区，而且每个小区由一个基站服务。

在这种系统中，移动用户设备能快速识别和同步发送最强信号的基站的下行链路很重要。现有装置为移动用户设备周期性发送训练符号，以检测和同步相关的基站下行链路。在这种装置中，识别发送最强信号的基站发生时延的概率很大，这是因为训练符号一般地在一帧的开始传输。从不同基站发送的训练符号有可能相互之间干扰。事实上业已知道，一旦训练符号之间相互干扰，它们将继续干扰。因此，如果训练符号出错，那么数据也将出错，从而使得传输效率降低。

与试图识别具有最强下行链路信号的基站的现有移动用户设备有关的问题和/或限制通过利用一个基站发送的导频音(pilot tone)跳频序列来解决。具体来说，基站识别是通过确定接收的最强导频信号，即具有最大能量的接收导频信号的斜率来实现的。

在本发明的一个实施例中，导频音跳频序列基于Latin Squares序列。利用基于Latin Squares的导频音跳频序列，所有移动用户设备需要做的只是定位某个时刻导频音的频率，因为后续时刻的导频音位置可根据Latin Squares导频音跳频序列的唯一斜率确定。具有最强接收功率的导频音跳频序列的斜率和初始频移可通过应用一个唯一的最大能量检测器确定。接着最好应用导频音跳频序列的这个唯一斜率来识别具有最强下行链路信号的基站。

在一个实施例中，具有最强接收功率的导频信号的斜率和初始频移，可通过寻找具有最大接收能量的导频音位置的一个预测集合的斜率和初始频移来确定。

在另一实施例中，具有最强，即最大接收功率的导频信号的频偏在每个时刻“t”估计。这些频偏根据一个指定关系来应用，以确定导频信号的未知斜率和初始频移。

利用导频音跳频序列来识别具有最强下行链路信号的基站的技术优势在于，不存在因利用训练符号序列而导致的固有等待时间。

图1示意了频域表示，其中在一个指定带宽内生成指定的多个单音(tone)；

图2示意了单音f_i的时域表示；

图3为包括一个导频跳频序列的时间-频率栅格的图形表示；

图4为Latin Squares跳频序列的图形表示；

图5以简化的方框图形式示出了具有Latin Squares导频的OFDM-SSMA蜂窝系统；

图6以简化的方框图形式示出了移动用户设备的结构，在这种移动用户设备中可以有利地采用本发明的一个实施例；

图7以简化的方框图形式示出了可应用于图6的移动用户设备的一个最大能量检测器实施例的结构；

图8以简化的方框图形式示出了可应用于图6的移动用户设备的另一个最大能量检测器实施例的结构；以及

图9为示意可应用于图8的斜率-频移解算器的过程中的步骤流程图。

图1示意了一个频域表示，其中在一个指定带宽内生成指定的多个单音。在这个例子中，带宽W用来生成总共N个单音，即，i=1,…N。这些单音间隔Δf=1/T_s，其中T_s为一个OFDM符号的持续时间。应注意的是，在本发明的这个实施例中应用的单音的产生不同于窄带系统生成的单音。具体来说，在窄带系统中，每个单音的能量严格限制到以该音频为中心的一个窄带，而在属于宽带系统的正交频分复用(OFDM)系统中，特定单音处的能量允许渗透到整个带宽W，但其排列合理，因此各个单音之间不同互相干扰。

图2示意了单音f_i在符号间隙T_s内的时域表示。再次注意到在每个符号间隙T_s内，数据可同时在每个单音上传输。

图3为从一个基站到多个移动用户设备(即，接收机)的一个示例性OFDM信道的图形表示。该OFDM信道表示为时间-频率栅格，即平面。该栅格的每列表示一个OFDM符号间隙的时隙，而每个OFDM符号包括多个单音。在这个例子中，每个符号间隙内有N=5个单音。这些单音沿频率轴编号，而符号间隙，即，周期沿时间轴编号。如果图3中单音之间的间距为Δf，那么：

单音0对应f，