[发明专利]用于在无线通信系统中执行初始同步的系统和方法

说明书

技术领域

本公开通常涉及无线通信，并且更具体地，涉及在无线通信系统中执行初始同步。 

背景技术

当新的用户单元试图访问无线通信网络时，该用户单元确定下行传输的帧边界/符号边界、补偿频偏和识别基站ID(即，小区ID)。这个过程通常被称作初始同步。本领域相关技术人员将了解到，基于IEEE 802.16e标准的移动WiMAX(微波存取全球互通)信号的初始同步提出了不同于在如无线局域网(WLAN)和数字视频广播(DVB)系统等的其它正交频分复用(OFDM)系统中所遇到的挑战。 

这些挑战中的一些可包括：低工作信噪比(SNR)、前同步码中的非理想重复结构、多路径损害的循环前缀、大量可能的小区ID和潜在的大的频偏。通常，低SNR影响能隙检测的可靠性，而前同步码中的非理想重复结构使自相关检测中产生大的性能损失。此外，多路径污染循环前缀减少了基于循环前缀的检测的有效性，并且大的频偏加上小区ID的数量给互相关产生了相当大的计算量。 

本领域相关技术人员将了解到，对用于在通信媒质中进行初始同步的优化的系统和方法存在需要，这种通信媒质可如，但不局限于计算资源被有效地利用的无线网络。该无线网络可符合，例如，移动WiMAX(IEEE802.16e)标准。 

发明内容

其中简要描述的一个实施方式包括一种用于执行帧同步的方法。该方法包括执行第一同步以确定与被接收的信号相关联的帧边界的粗略定时。该方法进一步包括基于该粗略定时估计频偏和帧边界内的符号边界，并且基于该帧边界和符号边界执行第二同步。 

另一个实施方式包括一种用于执行初始同步的装置。该装置包括被配置为确定被接收的信号的帧边界的粗略定时的第一同步器、被配置为估计与被接收的信号内的符号边界相关联的频偏的频偏估计器，和被配置为确定被接收的信号的精确定时信息的第二同步器。 

又一个实施方式包括一种用于执行帧同步的系统。该系统包括：用于执行第一遍同步以确定与被接收的信号相关联的帧边界的粗略定时的设备、用于基于粗略定时估计频偏和帧边界内的符号边界的设备，和用于基于帧边界和符号边界执行第二遍同步的设备。 

当本领域相关技术人员审查了下面的附图和详细说明时，本公开的其它系统、方法、性质和优点对于他们将会或变得显而易见。期望所有这些附加系统、方法、性质和优点被包含在本描述中、属于本公开的范围和受到所附权利要求的保护。 

附图说明

当参考了下面的附图后，本公开的很多方面能够更好地被理解。这些附图中的组件不必按比例绘制，其重点在于清楚地说明本公开的原理。而且，在这些附图中，不同图中相同的参考数字表示相同的组件。 

图1是初始同步装置的顶级图。 

图2A示出了图1中描述的初始同步装置的各个组件。 

图2B示出了图2A中描述的粗同步(coarse synchronization)模块的一个实施方式。 

图2C示出了图2A中描述的频偏估计模块的一个实施方式。 

图2D示出了图2A中描述的精同步(fine synchronization)模块的一个实施方式。 

图3示出了图1和图2A到2D中示出的初始同步装置的一个实施方式。 

图4是用于利用图1描述的装置执行初始同步的一个实施方式的流程图。 

具体实施方式

在简要描述了本公开的各个方面后，现在详细地参考附图示出的本公开的描述。虽然本公开将与这些附图结合在一起被描述，但不希望将其限于本文公开的一个实施方式或多个实施方式。相反地，期望覆盖由所附权利要求限定的、本公开的精神和范围内所包括的所有可替换形式、修改和等价形式。 

在OFDM系统中的初始同步方法的常规方法包括：能隙检测、自相关、循环前缀(CP)检测，和互相关。能隙检测通常被用在TDD(时分双工)系统中以通过检测收发转换期间的能量变化来确定TDD定时。该方法的优点在于该方法仅依赖接收信号的能量包络并且因此不需要如前同步码等的任何先验信号。 

然而，该方法被发现的一个缺点在于，用户单元必须在SNR低至0dB时能够执行同步。具有低SNR的环境提出了难题在于，由于下行信号与噪声本底混合在一起的缘故，实际上不存在能隙。即使在SNR高的情况下，如果传送强上行信号的其他用户单元在附近的话，那么仍然存在很高可能性使用户单元可能检测到错误的能量转换边缘。