[发明专利]无线通信网络中的同步

说明书

技术领域

本文提出的实施例涉及无线通信网络，并且具体涉及用于在无线通信网络中同步的方法、发送设备、接收设备、计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

在通信网络中，对于给定的通信协议、其参数和部署通信网络的物理环境获得良好的性能和容量可能存在挑战。

例如，当无线设备通电或者当其在蜂窝通信网络中的小区之间移动时，无线设备在小区搜索过程中接收下行链路信号(即，从服务小区的网络节点发送的信号)并与下行链路信号(即，从服务小区的网络节点发送的信号)同步。这种小区搜索过程的一个目的是根据一些质量要求来识别最佳小区，并且在下行链路中实现与蜂窝通信网络的时间和频率同步。

接下来将总结通过长期演进(LTE)版本8举例说明的简化和典型的初始小区搜索过程。无线设备在通电时通常具有2至20ppm(百万分之一)的频率误差。这对应于在2GHz的载波频率下的40至400kHz的频率误差。

主同步信号(PSS)和次同步信号(SSS)由无线设备在小区搜索过程中使用。在频分双工(FDD)的情况下，在帧内时隙0和10的最后的正交频分复用(OFDM)符号中发送PSS，而在PSS之前的OFDM符号中发送SSS。在时分双工(TDD)的情况下，在帧内的时隙3和13的第三OFDM符号中发送PSS，而在时隙2和12的最后OFDM符号(即，在PSS之前的三个符号)中发送SSS。

然后，无线设备尝试检测PSS，从中可以导出小区标识组中的小区ID，该小区标识组由对应于三个不同PSS的三个不同小区标识组成。在该检测期间，无线设备因此必须盲搜索所有这三个可能的小区标识。UE还实现OFDM符号同步和精度约为1kHz的粗频率偏移估计。后者由无线设备通过评估频率误差的几个假设来估计。

然后，无线设备可以继续检测SSS，从中获取物理小区ID并实现无线电帧同步。这里，无线设备还检测是否使用正常或扩展循环前缀。如果无线设备未被预先配置用于FDD或TDD之一，则无线设备可以通过帧中的检测到的SSS相对于检测到的PSS的位置来检测双工模式(即，FDD或TDD)。可以通过将PSS和SSS相关来估计精细频率偏移估计。备选地，由无线设备使用小区特定参考信号(CRS)来估计这种精细频率偏移估计。

在这些同步之后，无线设备可以接收和解码在物理广播信道(PBCH)上发送的主信息块(MIB)。

用于物理下行链路控制信道(PDCCH)的OFDM符号的数量由物理控制格式指示符信道(PCFICH)发信号通知。必须在无线设备可以接收到PDCCH之前对该PCFICH进行解码。这里，对于大带宽分配(超过10个资源块)，由PCFICH发信号通知的OFDM符号的数量可以是1、2或3，对于小带宽(小于或等于10RB)，由PCFICH发信号通知的OFDM符号的数量可以是2、3或4个。子帧的第一OFDM符号用于PDCCH。

在由PDSCH承载的系统信息块(SIB)中发送附加的广播信息。在读取PCFICH和PDCCH之后，可以通过无线设备对该PDSCH进行解码。这里，表示为SIB2的第二SIB包括关于上行链路小区带宽和随机接入配置的信息。因此，在成功解码SIB2之后，无线设备可以在PRACH上发送前导码并在PDSCH上接收随机接入响应(RAR)。

已经提出了用于将来的无线系统的利用许多时间资源的初始同步信号的格式。一般来说，这些格式基于PSS和SSS序列的若干发送。例如，相同的PSS序列可以在子帧内重复四次，使得PSS的接收机可以相干或非相干地累积接收的PSS。对于使用许多天线并且依赖于波束赋形以获得良好的链路预算的通信网络，PSS可以在不同的OFDM符号中用不同的波束赋形器进行波束赋形。

已经提出了一种PRACH前导码，其基于与用于所有其他物理信道的OFDM符号的长度相同的长度的短序列。通过重复该短序列多次来创建前导码序列。该前导码格式的接收机结构使用与其它上行链路信道和信号相同大小的快速傅里叶变换(FFT)。在PRACH前导码的接收机中，可以组合来自不同FFT窗口的若干接收信号。根据相位噪声量、频率误差和无线设备移动的速度，提出了这些FFT窗口的不同组合。通过使用该提出的前导码格式，实现了与LTE版本8中的前导码格式相比对频率误差更具鲁棒性的PRACH检测。

在LTE版本8中经常发送若干广播的信号和信道，其中这些发送占据可用带宽的很大一部分。通过使用重复或波束赋形的同步信号，开销进一步增加。在基于LTE版本8的通信网络中，与业务负载或用户数量无关地发送这些信号和信道。