[发明专利]多级定时和频率同步

说明书

相关申请

本申请要求2011年11月11日提交的美国临时专利申请序号61/558696以及2012年10月24日提交的美国专利申请序号13/659310的权益，通过引用将其结合到本文中。

技术领域

一般来说，本发明涉及无线通信网络，以及更具体来说，涉及无线通信网络中的发射装置与接收装置之间的同步。

背景技术

在无线通信系统中，需要同步发射与接收装置之间的定时和频率偏移，以便使接收装置执行数据解调。定时和频率同步通常通过已知同步信号从发射装置的传输以及由接收装置对同步信号的检测来实现。同步信号应当优选地具有适合于从接收装置的位置、传播信道和接收器振荡器偏移所产生的定时和频率偏移的准确检测的特性。

    在长期演进(LTE)系统中，基站在下行链路传送两个同步信号：主同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)。联合定时和频率同步使用PSS和SSS来执行，以得到定时和频率偏移的估计。将定时偏移表示为                                                并且将频率偏移表示为，联合定时和频率估计器搜索使量度为最大的对。要执行完全搜索，联合定时和频率估计器计算每个可能对的量度，并且选择使量度为最大的一个作为它对定时和频率偏移的估计。  

     能够通过使用基站所传送的其它参考符号结合定时和频率同步的PSS和SSS，来改进同步性能。例如，由基站所传送的公共参考信号(CRS)和信道状态信息参考信号(CSI-RS)能够由接入终端连同PSS和SSS一起用于定时和频率同步，以改进定时和频率偏移估计的精度。  

    在执行联合定时和频率同步中遇到的一个问题是搜索的复杂度。当定时和频率偏移的不确定性窗口较大时，搜索的复杂度将增加，并且将需要更多存储器和/或处理资源来执行完全搜索。使这个问题加剧的是，当不同类型的参考信号相结合以用于定时和频率同步时，一部分信号可增加定时和/或频率偏移的不确定性，并且因而增加搜索的复杂度。

发明内容

在本发明的示范实施例中，定时和频率偏移估计分为两级或更多级。在每级中，选择可用参考符号的不同子集，以执行定时同步、频率同步或者联合定时和频率同步。在每个非最终级中，参考符号的相应集合用来执行定时同步或频率同步，以便缩小定时或频率偏移的不确定性窗口，并且因而减小最终组的搜索空间。在最终级中，参考符号的不同集合可用来对减小的搜索空间执行联合定时和频率同步。 

    各子集中的参考符号可包括从可用参考信号中选取的参考符号的任何组合。例如，最好地适合于定时同步的参考符号可选择用于一级，而最好地适合于频率同步的参考符号可选择用于另一级。最终级中的参考符号可包括先前级中的部分、全部参考符号或者没有包括先前级的参考符号。  

    本发明的示范实施例包括由接入终端所实现的用于定时和频率同步的方法。在一种示范方法中，接入终端接收基站所传送的一个或多个参考信号。定时和频率偏移估计在多级中执行。在一个或多个非最终级中，接入终端减小用于联合定时和频率偏移估计的搜索空间。可通过使用从参考信号中选取的参考符号的第一集合执行定时偏移估计、使用从参考信号中选取的参考符号的第二集合执行频率偏移估计或者它们两者，来减小搜索空间。在最终级中，使用参考符号的第三集合，对减小的搜索空间执行联合定时和频率偏移估计。

    本发明的其它实施例包括接入终端，其配置成执行多级定时和频率偏移估计。接入终端包括：收发器电路，用于从基站接收一个或多个参考信号；以及处理电路处理，配置成执行多级定时和频率同步。处理电路配置成通过基于从所述一个或多个参考信号中选取的参考符号的第一集合执行定时偏移估计、基于从所述一个或多个参考信号中选取的参考符号的第二集合执行频率偏移估计或者它们两者，来减小用于定时和频率偏移的搜索空间。处理电路还配置成使用从所述一个或多个参考信号中选取的参考符号的第三集合，对所述减小的搜索空间执行联合定时和频率偏移估计，以得到所述定时和频率偏移的估计。

    本发明的实施例能够改进定时和频率偏移估计的精度，而无需极大地增加搜索的复杂度。附加参考信号的使用增加定时和频率偏移估计的精度。减小在非最终级中用于定时和/或频率偏移的搜索空间降低搜索的复杂度。

附图说明

图1示出实现如本文所述的定时和频率同步的示范无线通信网络。

    图2示出OFDM(正交频分复用)网络的定时-频率网格。

    图3示出示范OFDM网络中的时域结构。