HK1118398A - Ofdm系統中的幀同步 - Google Patents

Description

OFDM系统中的帧同步

相关申请的交叉引用

本申请要求2005年3月11日提交的、题为“TDM Pilotl Processor(TDM导频1处理器)的美国临时专利申请No.60/660,915的优先权，该申请通过引用全部结合于此。

技术领域

本主题技术一般涉及通信系统和方法，尤其涉及通过对接收到的导频码元应用时域处理而在OFDM系统中确定帧同步的系统和方法。

背景技术

一种已在无线系统中占据优势地位的技术是码分多址(CDMA)数字无线技术。除CDMA之外，空中接口规范定义了已由行业领先的无线供应商组织开发出的FLO(单一前向链路(Forward Link Only))技术。用于FLO^TM传输的基本信号单位是由4642个称为OFDM码片的时域基带样本构成的正交频分复用(OFDM)码元。在这些OFDM码片中，有4096个数据码片。这些码片在双边循环扩展，并且529个循环扩展的码片在数据部分之前，而17个在数据部分之后。为了减小OFDM信号的带外能量，OFDM码元中前端的17个码片和末端的17个码片具有上升的余弦包络。OFDM码元前端的17个码片与前一OFDM码元末端的17个码片重叠。结果，每个OFDM码元的持续时间为4625个码片的持续时间。

在传输之前，FLO数据通常组成超帧。每个超帧具有一秒的持续时间。一个超帧通常由1200个码元构成(或者基于所用带宽改变OFDM码元的数目)，这些码元使用4096个子载波进行调制。一个超帧中的1200个OFDM码元分别为：两个TDM导频码元(TDM1，TDM2)；一个广域和一个本地标识信道(WIC和LIC)码元；十四个OIS信道码元，它包括四个过渡导频信道(TPC)码元；数目可选自二个、六个、十个或十四个的用于帮助定位的PPC码元；以及四个数据帧。

时分复用(TDM)导频码元1(TDM1)是每个超帧的第一个OFDM码元，其中TDM1周期循环，并且周期为128个OFDM码片。接收器将TDM1用于帧同步以及起始定时(粗定时)和频率采集。TDM1之后，是分别承载广域和本地ID的两个码元。接收器使用此信息并利用相应的PN序列来执行适当的解码操作。时分复用导频码元2(TDM2)跟随在广域和本地ID码元之后，其中TDM2周期循环，周期为2048个OFDM码片，并且包含两个多一点周期。当为解调确定精确定时时，接收器使用TDM2。

在TDM2之后是：一个广域TPC(WTPC)码元；五个广域OSI码元；另一个WTPC；一个本地TPC(LTPC)码元；五个本地OIS码元；另一个LTPC；以及跟随在上述最初18个OFDM码元之后的四个数据帧。一个数据帧被划分成广域数据部分和本地数据部分。在广域数据之前和之后添加广域TPC一每端一个。这种配置也用于本地数据部分。超帧信息的初始处理是一个重要方面，这是为了将这些部分确定为新超帧的开始，以便其后的帧信息可被同步并从中确定。在过去，这些确定经由频域处理来完成，但是在处理OFDM信息时，这种处理导致了复杂性及开销的增加。

发明内容

以下呈现了各个实施例的简要发明内容，以便针对这些实施例的一些方面提供基本理解。此发明内容并非宽泛的概述。它并非旨在确定主要/关键要素或详细描述本文所公开的实施例的范围。其目的仅仅是以简要方式呈现一些概念作为后面将呈现的更详细描述的序言。

提供了在正交频分复用(OFDM)系统中确定定时和帧同步的系统和方法。在一个实施例中，对接收到的时分复用导频1(TDM1)码元应用时域处理，其中TDM1被施加到延迟相关器组件。延迟相关器的输出在时域中生成轮廓分明的斜坡，然后，该斜坡可通过将斜坡的边沿与预定阈值作比较来检测。在一个示例中，TDM1检测块提供延迟-相关组件或电路；其中该组件使得接收到的样本序列与延迟128个样本的序列进行相关。因为TDM1是周期循环的且每周期为128个样本，并且其它OFDM码元不共享这种特征，所以当出现TDM1时，检测器的输出具有比不出现TDM1时明显大的幅值。另外，相关器输出的相位和接收到的信号的载波频率与接收器本机振荡器频率之间的频率偏移量成比例。

当检测器确定出现TDM1时，基于相关器输出的幅值，自动频率控制(AFC)电路在校正操作期间使用相关器的相位输出来启动初始频率采集。大致同时的，它继续核查检测的可靠性，并同时监视TDM1的结束(检测器输出的后沿)。当输出超出预定阈值时，则数据和下一定时采集可基于对相关器输出的多次观测。在一个实施例中，提供了在正交频分复用(OFDM)广播中确定同步信息的方法。该方法包括使用时域相关来在OFDM超帧中对采样执行帧同步，以及利用时域相关样本来使接收器与OFDM超帧的频率分量同步。在TDM1检测过程结束时，通过相关器输出的相位来更新自动频率环，该相位和载波频率与接收器本机振荡器之间的频率偏移量成比例。

为了上述以及相关目标的实现，将在本文中结合以下描述和附图描述特定实施例。这些方面表示其中实践这些实施例的各种方法，并且旨在涵盖所有这些方法。

附图说明

图1是示出了用于无线接收器的时域相关器的示意性框图。

图2示出了一个示例超帧结构。

图3示出了用于无线接收器的一个示例延迟相关器组件。

图4示出了用于时域相关器检测器的一个示例幅值输出。

图5示出了用于时域复用导频处理的一个示例状态机。

图6和7是示出了用于时域复用导频信号的示例处理的流程图。

图8是示出了用于无线系统的一个示例用户设备的示图。

图9是示出了用于无线系统的一个示例基站的示图。

图10是示出了用于无线系统的一个示例收发器的示图。

具体实施方式

提供了通过在时域内与延迟样本相关来处理时域复用导频1(TDM1)码元的系统和方法。在一个实施例中，提供了在正交频分复用(OFDM)广播中确定同步信息的方法。该方法包括使用时域相关来检测OFDM超帧的开始，并使用时域相关操作来校正发射器频率与本地接收器频率之间的初始频率偏移。在一个示例中，样本可被用于单一前向链路系统中。

如本申请中所使用的，术语“组件”、“网络”、“系统”等都旨在指与计算机相关的实体，或者硬件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，组件可以包括但不限于：运行于处理器上的进程、处理器、对象、可执行文件、执行的线程、程序和/或计算机。作为示例，运行于通信设备上的应用程序和设备都可以是组件。一个或多个组件可驻留在进程和/或执行的线程中，并且组件可以位于一个计算机上或分布于两个或多个计算机之间。这些组件还可执行自其上存储有各种数据的各种计算机可读介质。组件可在本地和或远程集成上通信，诸如根据具有一个或多个数据包的信号(例如，一个组件的数据与本地系统、分布式系统和/或在有线或无线的诸如因特网的网络上的另一个组件相互作用的数据)。

图1示出了无线网络系统100的时域相关，其用于确定定时同步和频率偏移。系统100包括在无线网络上与一个或多个接收器120通信的一个或多个发射器110。接收器120可包括基本任意类型的通信设备，诸如蜂窝电路、计算机、个人助理、手持型或膝上设备等。部分接收器120可用于解码和处理超帧130以及诸如多媒体数据的其它数据。通常在对多媒体数据传送使用单一前向链路(FLO)协议的正交频分复用(OFDM)网络上传输超帧130。如所示，时分复用导频1处理器被用于处理超帧以及确定定时和频率偏移。当遇到TDM1 OFDM码元时，时域相关器150接收超帧130并生成斜坡输出信号160，其中需要注意的是：TDM1和TDM导频1是等同的术语。根据斜坡输出160，阈值检测器170使用阈值来确定斜坡的前沿或后沿何时超出预定阈值，如果有需要，该预定阈值可编程到TDM处理器140中。如果已超出阈值达到预定时间，则可发信号通知己检测到TDM1，并可将该TDM1用来进行同步接收器120与超帧130的操作。其它报方面包括检测实部和虚部相位分量(例如I/Q)并将其发射到自动频率控制块(未示出)。

时域相关器150的输出在时域中生成轮廓分明的斜坡，然后，该斜坡可通过将斜坡的边沿与检测器170中的预定阈值作比较来检测。在一个示例中，TDM1处理器140提供延迟-相关电路150，其中该电路使得接收到的样本序列与延迟128个样本的序列相关。因为TDM1是周期循环的且每周期为128个样本，而且因为其它OFDM码元不共享这种特征，所以当出现TDM1时，检测器170的输出具有比不出现TDM1时明显大的幅值。另外，时域相关器150输出的相位和接收到的信号的载波频率与接收器120本机振荡器频率之间的频率偏移量成比例。在检测到相关器输出的上升沿之后，它继续核查检测的可靠性，同时监视TDM1的结束一检测器输出160的后沿。当输出超出存储或编程到检测器170中的预定阈值时，则数据和之后的定时采集可基于对相关器输出160的多次观测。在一个实施例中，系统100确定无线网络中的定时数据。系统100包括用于分析超帧以便在时域中检测信号大小的装置(参考150)，以及用于检测信号大小以便为超帧130确定开始定时信号的装置(参考170)。在检测到TDM1 OFDM码元结束时，通过与相关器输出的相位成比例的值来更新自动频率环(AFC)。

图2示出了一个示例超帧结构200。在最初通电时，在自动增益控制(AGC)稳定之后，调制解调器通过处理TDM1导频1码元210采集帧以及OFDM码元粗定时和频率。在时域中，TDM导频210由36个周期、每周期长度为128的序列构成。TDM导频1的结构简化了用于对其进行检测的相关器的实现。此结构还同样适于在苛刻的多路信道中的频率估算，因为对大多数部分周期性地进行保存波形。在220，TDM1被示为在频域中具有4096个子载波，其中仅三十二分之一为非零，而在230，TDM1被分割成时域中的128个样本，然后重复36次。

因为TDM导频1(码元)210作为每个1秒超帧开始的标志，所以帧同步的任务变成对TDM导频1码元的检测。TDM导频1(码元)210的时域周期性结构被用于对其进行检测以及估算粗OFDM码元定时。TDM导频1码元210还用于初始频率估算。初始帧、定时和频率同步通过处理如下更详细描述的延迟相关组件的输出来实现。接收到的信号，其初始相位偏移为φ而频率偏移为Δf，通过以下给出：

r(t)＝x(t)e^{j(2πΔfi+φ)}+n(t)    (1)

其中x(t)是TDM导频1信号。注意：x(t)＝x(t+T)，其中T是TDM导频1的周期。接收到的信号的经采样形式是：

其中T_s是采样周期，而K表示时间系数。如果r_k＝r(KT_s)，x_k＝x(KT_s)，n_k＝n(KT_s)，并且Δf′＝Δf/f_s(归一化到采样频率的频率误差)，则：

r_k＝x_ke^{j2πΔf′+φ}+n_k    (3)

然后，形成以下判决统计：

其中P是TDM导频1样本数形式的周期。采集是基于以下将更详细描述的、相关器输出的大小超出预定阈值T的事件。

图3示出了一个示例延迟相关器组件300。通常，当相关器输出超出阈值T310时，定时和数据采集可基于对相关器输出进行的多次观测。在128个样本长度上的滑动窗(sliding window)积分可通过对累加器320加上新项(r_kr_k-128 ^*)并在330处减去旧项(r_k-128r_k-256 ^*)来实现。周期为P的自相关周期波形可包括用于保存上一(周期的)P个输入样本的长度为P的输入缓冲器340，以及单个复数乘法器350。移位寄存器或长度为P的存储器360保存上一(周期的)P个乘积项，其中组件330提供复数加法器和减法器。幅值平方项被供给阈值相关器310以便在时域中确定TDM1的出现。图4的400中示出了当TDM导频1出现时，无噪声单通路信道上的延迟相关器输出的大小。延迟相关器输出可用于帧同步的TDM导频1的检测，以及初始OFDM码元的定时估算。相关器输出的相位可用于初始频率偏移的估算。

图5示出了TDM导频1处理的示例实现500。在510从AFC模块输入samp_data_i/q和延迟128个样本的del_samp_data_i/q。在每个采样时钟，使samp_data值和del_samp_data在514相关为r_jr_j-128 ^*。相关器(复数乘法器)514的输出被存储在移位寄存器FIFO 520，该移位寄存器可以是容量为128×12的SRAM。还在524将相关器输出514加上存储于sum_correlated_data累加器530中的值一128个连续相关输出的滑动窗总和。在同一采样时钟间隔内，在524，将sum_correlated_data累加器减去从移位寄存器FIFO520中读出的延迟128个样本的相关值。移位寄存器FIFO 520是环形缓冲器，其中读指针落后写指针128位。每个时钟间隔，在540，将534处sum_correlated_data的“缩短”形式的幅值平方与544处的软件可编程阈值作比较，并且将结果记录到TDM导频1的状态机550中。如图4的400所示的在TDM导频检测的平坦区期间，每128个采样时钟，554处的sum_correlated_data的输出(I和Q)被写入和数累加器一次。在TDM1结束的检测中，和数累加器值被写入AFC块。AFC块使用tan^-1(Q/I)公式来计算TX时钟与本地RX时钟之间的频率误差。

ARM接口模块560使得能够写入软件，以控制对此块500和AFC块起作用的寄存器。当TDM1检测是可靠的，并且确认TDM1结束，则接收器假定在AFC块被更新之后，本地时钟己大致与载波频率同步。同时较高概率地实现了帧同步。基于在TDM1期间测量相关器输出的下降沿来确定粗OFDM信号定时估算。经确定的定时精确度应当不超出精确定时几百码片。AFC块具有确定定时的两个计数器。ofdm_symbol_counter跟踪超帧中的OFDM码元数目。TDM导频1相关器输出的下降沿被标记为OFDM码元“1”，并且TDM导频1被视为OFDM码元“0”。注意：相关器输出的下降沿存在于TDM导频1的OFDM码元之后的码元中。AFC中的第二计数器intra_ofdm_counter跟踪OFDM码元中的样本数目。在检测到相关器输出的下降沿时，intra_ofdm_counter被初始化成等于(256-17)的值。这时，接收器准备好解调WIC和LIC码元，然后处理TDM导频2(也称为TDM2)以便获得精确的时间同步。

ARM接口模块560实现控制TDM导频1和AFC块的软件寄存器。TDM导频1 FSM实现负责检测TDM导频1的状态机。接收器根据TDM1之后的WOI和LOI ID码元来确定它所工作的局域和广域网。信息被用来建立纠正加扰序列以便正确地解码数据码元。TDM2是周期循环的，且每周期为2048个码片。根据基于TDM1确定的粗定时估算，精确定时确定模块基于TDM2的2048个样本段来操作，以便生成时域传输信号的估算。长度为2048的信道估算根据TDM2的2048个码片来生成，并且它被循环移位等于粗定时误差的量。如果真实信道的间距小于1024码片，则接收器可唯一确定信道的延迟和分布。可从信道估算的分布和延迟获得初始精确定时(即FFT窗的位置)。

通常，基于进行TDM1码元的相关的初始采集步骤具有三个阶段。应当理解，以下描述中的硬编码数值是为了说明一个示例实施例。在这些实施例的一个实现中，这些数值可经由软件来编程。在第一阶段，算法搜索相关曲线的前沿。在540，将相关器输出的幅值平方与可编程的阈值T作比较。如果相关器输出持续64个输出样本(或其它确定量)超出阈值，则算法进入采集进程的第二阶段。

在第二阶段中，每次在540相关器输出的幅值的平方超出阈值，则564处的点击计数(hit count)递增。如果确定观测到的前沿是虚假的，则算法可返回第一阶段。这通过相关器输出保持在阈值之小大于或等于128个输入样本且点击计数小于400来指示。

算法在第二阶段持续保持至少34个周期，或者直至它观测到相关曲线稳定的后沿。如果在第二阶段未观测到后沿，则在第三阶段继续观测。在第三阶段中，如果相关器输出保持在阈值之下持续最少32个连续输入样本，并且如果相关器在第二阶段持续至少2000个输入样本超出阈值，则声明检测到TDM1。使用累加器和更新AFC环。与频率偏移成比例的累加器和的相位值被用来校正发射器与接收器之间的频率误差。

初始OFDM码元时间估算是基于图4所示波形的后沿。当在观测后沿期间相关器输出最后一次跃迁为小于阈值时，时间实例被作为下一OFDM码元(TDM导频2)的第239(256-17)个样本。如果在560发现点击计数小于2000，或者在阶段3中超过1024输入样本周期的时间期间内未观测到稳定的后沿，则算法复位计数并返回到第一阶段以观测另一个前沿。相关器的累加器和数未被发射到AFC块，而且和数累加器被复位。

可编程阈值T 444可取决于AGC设置并推荐以T＝(1/4)(128*σ_s ²)²的方式进行计算，其中σ_s ²是接收到的信号的功率。因为AGC提供恒定信号功率加噪声功率：M＝σ_s ²+σ_n ²，所以0dB的信噪比(SNR)可用于给定运算M以便计算阈值T。对于ADC范围±1，满刻度功率可以是2。如果预计存在显著的AGC误差(在快衰落中)，则应当在计算阈值时考虑该误差。应当计算非AFC误差的阈值，从而有利于高SNR操作；否则，在高SNR下的检测性能将退化。

由于增益灵敏度变化，所以当相关器输出大于阈值时，基于TDM1的周期结构和大环路带宽使用频率误差检测器来进行初始频率采集的数据收集。在声明前沿检测之后，在采集步骤的平坦区(或第二阶段)期间进行初始频率采集的数据采集。每128个输入样本更新一次相关器的和数累加器。尽管算法可在第二阶段持续34或更多个周期，但是更新相关器的和累加器的次数限于28次。因为信道可能具有超量延迟扩展，所以TDM1码元的末端通常是非周期性的。结果，基于平坦区的末端的频率估算可能是不可靠的。频率偏移通过对相关器的和累加器取反正切来计算。

图6和图7示出了用于时域复用导频信号的示例进程600和700。然而，为了简单说明的目的，方法被示出并描述成一系列或许多动作，但是应当明白并理解，本文所述进程并非通过动作的次序来限制，因为根据本文所示及所述的，一些动作还可以不同的次序进行和/或与其它动作并发进行。例如，本领域技术人员应当明白并理解，方法可另外表示成诸如在状态图中的一系列相关联状态或事件。此外，并非所有所示动作都需要实现参照本文所公开主题方法的方法。

图6和7中示出的进程600和700与上述参照图5的状态机相关。通常，在610，状态机处于闲置状态，直至由软件启用，并且corr_mem(移位寄存器FIFO)中的所有存储单元被写入“0”。在620，下一状态START_RIS_EDGE_DETECT是检测比较器的上升沿的启动点。在此状态中，run_count计数器保持在复位状态。如果比较器输出为“1”，表示和相关器(sum-correlator)值大于阈值，则状态机转换到630的RIS_EDGE_ON状态。在每个采样时钟沿，如果比较器输出为“1”，则run_count计数器递增1。如果在任何采样时钟沿比较器为“0”，则状态机从630的RIS_EDGE_ON状态转到620的START_RIS_EDGE_DETECT，并且进程重新开始。当run_count达到64，表示对于64个连续样本，相关器输出都为“1”，则状态机转到640的START_FLAT_RREGION状态，并且复位计数器interval_count、hit_count和run_count。

interval_count计数器在每个采样时钟沿递增，并且跟踪已流逝的样本数目；hit_count计数器跟踪比较器输出为“1”(即比较器的输出大于阈值)的采样时钟的数目；run_count计数器跟踪比较器连续为“0”的采样时钟的数目。从640的START_FLAT_REGION开始，如果比较器为“1”，则状态机转到650的FLAT_ABOVE_THRESHOLD，或者如果比较器为“0”，则状态机转到660的FLAT_BELOW_THRESHOLD。取决于比较器在每个采样时钟沿的值，状态机在650和660的两个状态之间移动。在650的FLAT_ABOVE_THRESHOLD状态，如果interval_count大于sw_jc_flat(即保持足够长的时间)并且比较器输出为“0”，则状态机转到START_FALL_EDGE_DETECT状态。从660的FLAT_BELOW_THRESHOLD状态开始，基于图6中所示的三个条件的任一个，下一状态还是START_FALL_EDGE_DETECT。

条件((run_count＞＝sw_rc_false_rise)AND(hit_count＜sw_hc_false_rise))与比较器的输出中的虚假上升沿检测有关。条件((run_count＞＝sw_rc_fall)AND(hit_count＞＝sw_hc_fall))与探测连续下降沿有关，并且可以是真实或虚假检测。条件((interval_count＞＝sw_ic_flat)AND(run_count＞0))确保如果未检测到下降沿时，不会困在此状态中。在670的START_FALL_EDGE_DETECT状态中，复位interval_count。如果hit_count小于sw_hc_flat，则状态机转到620的START_RIS_EDGE_DETECT，并且进程重新开始，因为它表示相关器输出在足够长的时间内不大于阈值。否则：如果比较器输出为“1”，则状态机转到650的FALL_ABOVE_THRESHOLD。然后，如果interval_count等于sw_ic_after_fall，它表示未发生预期“下降”，则状态机转到620的START_RIS_EDGE_DETECT。如果比较器输出为“0”，则状态机转到660的FALL_BELOW_THRESHOLD。然后，如果interval_count超出sw_ic_after_fall或者如果run_count超出sw_rc_after_fall，则状态机转到图7的710所示的TDM_PILOT1_DET状态(即已成功检测到TDM)。

图8是根据本文阐述的一个或多个方面的、用在无线通信环境中的用户设备800的一个示例。用户设备800包括接收来自例如接收天线(未示出)的信号、对接收到的信号执行标准动作、以及数字化经调节的信号以获得样本的接收器802。接收器802可以是非线性接收器。解调器804可解调接收到的导频码元并将其供给用于信道估算的处理器806。FLO信道组件810被设置成处理FLO信号。这可包括数字流处理和/或其它进程中的定位计算。处理器806可以是专用于分析由接收器802接收到的信息和/或生成通过发射器816来传输的信息的处理器、控制用户设备800的一个或多个组件的处理器、和/或分析由接收器802接收到的信息、生成通过发射器816来传输的信息以及控制用户设备800的一个或多个组件的处理器。还可提供存储器来使处理器更容易执行。注意：设备800本质上是示例性的，并且旨在告知通用功能。至于单一前向链路(FLO)功能，FLO流可与诸如(蜂窝)电话的无线设备共存，但是它本质上不依赖于标准设备传输和接收操作。因此，FLO信道将不采用发射器816。

应当理解，本文所述的数据存储组件(例如存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可包括易失性和非易失性存储器。作为示例而非限制，非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括用作外部高速缓冲存储器的随机存取存储器(RAM)。作为示例而非限制，RAM可以诸如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强SDRAM(ESSDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)以及直接总线(direct Rambus)RAM(DRRAM)。主题系统和方法的存储器808旨在包括但不限于：这些以及任意其它合适类型的存储器。用户设备800还包括用于处理FLO数据的后台检测器814、码元调制器814和用于发射经调制的信号的发射器816。

图9示出了一个示例系统900，它包括具有通过多个接收天线906接收来自一个或多个用户设备904的信号的接收器910、以及通过发射天线908向一个或多个用户设备904发射的发射器924的基站902。接收器910可从接收天线906接收信息，并与解调接收到的信息解调器912相配合操作。经解调的码元通过类似于处理器的处理器914来处理，并且该处理器被耦合到存储与用户层有关的信息、与其有关的查找表和/或与处理本文所述的各种动作和功能有关的信息的存储器。处理器914还可耦合到使得易于将FLO信息发射到一个或多个单独的用户设备904的FLO信道组件918。调制器922可经由发射天线908通过发射器924向用户设备904多路传输信号。

图10示出了示例性无线通信系统1000。为了简便起见，无线通信系统1000示出了一个基站和一个终端。然而，应当理解，系统可包括多个基站和/或多个终端，其中附加基站和/或终端基本上可类似或不同于以下所述示例性基站和终端。

现在参看图10，在下行链路的接入点1005，发射(TX)数据处理器1010接收、格式化、编码、交织和调制(或码元映射)业务数据，并提供调制码元(“数据码元”)。码元调制器1015接收并处理数据码元和导频码元，并且提供码元流。码元调制器1015多路复用数据和导频码元并将它们供给发射器单元(TMTR)1020。每个发射码元可以是数据码元、导频码元或零值信号。可在各个码元周期中连续发射导频码元。导频码元可以进行频分复用(FDM)、正交频分复用(OFDM)、时分复用(TDM)、频分复用(FDM)或码分复用(CDM)。

TMTR 1020接收码元流并将其转换成一个或多个模拟信号，并且进一步调节(例如放大、滤波和增频变换)模拟信号以生成适于在无线信道上传输的下行链路信号。然后，下行链路信号通过天线1025发射到终端。在终端1030，天线1035接收下行链路信号并将接收到的信号供给接收器单元(RCVR)1040。接收器单元1040调节(例如滤波、放大和降频变换)接收到的信号并数字化经调节的信号以获得样本。码元解调器1045解调接收到的导频码元并将其供给用于信道估算的处理器1050。码元解调器1045还接收来自处理器1050的下行链路的频率响应估算、对接收到的数据码元执行数据解调以获得数据码元估算(发射数据码元的估算)，并且向RX数据处理器1055提供数据码元估算，该RX数据处理器解调(例如码元映射)、解交织和解码数据码元估算以恢复发射的业务数据。码元解调器1045和RX数据解调器1055的处理分别与接入点1005的码元调制器101 5和TX数据处理器1010的处理互补。

处理器1090和1050分别在接入点1005和终端1030直接操作(例如控制、协调、管理等)。处理器1090和1050可各自与存储程序代码和数据的存储器单元(未示出)相关联。处理器1090和1050还可分别执行计算指令集来获得上行链路和下行链路的频率和脉冲响应估算。

可在硬件、软件或其组合中实现本文所述的系统和设备。对于硬件实现，可在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计成执行本文所述功能的其它电子单元、或其组合中实现用于信道估算的处理单元。对于软件，可通过执行本文所述功能的模块(例如程序、函数等)来实现。软件代码可存储在存储器单元中，并通过处理器1090和1050来执行。

对于软件实现，本文所述的技术可使用执行本文所述功能的模块(例如程序、函数等)来实现。软件代码可存储在存储器单元中，并通过处理器来执行。可在处理器内部或处理器外部实现存储器单元，在处于处理器外部的情况下，可经由本领域中公知的各种技术通信地耦合到处理器。

以上所述包括示例性实施例。当然，不可能为了描述实施例的目的描述组件和方法的所有可能的组合，但是本领域普通技术人员之一应当承认许多其它组合和改变是可能的。因此，这些实施例旨在包括落在所附权利要求的精神和范围内的所有这些替代方案、更改和变化。此外，对于用在详细说明书或权利要求中的术语“包括(includes)”的范围，此术语旨在以类似于术语“包括(comprising)”的方式的宽泛包括，在权利要求中，“包括(comprising)”在使用时被解释为过渡单词。

Claims (33)

1.一种用于确定同步信息的方法，包括：

使用时域相关来检测OFDM超帧的开始；以及

利用所述时域相关来使接收器与所述OFDM超帧的频率分量同步。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括使用单一前向链路系统中的采样。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括从增益放大器为输入缓冲器采样至少128个样本。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括在所述输入缓冲器的的输出端执行复数乘法，作为相关操作。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括从所述复数乘法执行移位寄存器功能。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括在所述移位寄存器的输出端执行复数加法和复数减法。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括将所述复数加法和所述复数减法存储在寄存器中。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括从所述寄存器确定幅值平方值。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括将所述幅值平方与预定阈值作比较，以确定导频1码元的检测。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述预定阈值是可编程的。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括检测导频码元的上升沿。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括在检测所述上升沿之后，检测平坦区。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括设置检测所述平坦区的时间长度的定时器。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括如果未检测到所述平坦区，则复位计数器并重新确定下一上升沿。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括将所述平坦区与大于及小于阈值的值作比较。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括启动下降沿检测序列。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括基于所述下降沿检测序列检测导频码元。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括确定被供给自动频率控制组件的I和Q的相关值。

19.一种用于无线网络系统的相关器模块，包括：

时域相关器，处理超帧字段以在所述时域中检测信号幅值；以及

阈值检测器，使用所述信号幅值来为所述超帧字段获得开始同步信号。

20.如权利要求19所述的模块，其特征在于，还包括至少一个采样数据缓冲器和一个延迟采样缓冲器。

21.如权利要求19所述的模块，其特征在于，还包括处理导频数据的复数乘法器组件。

22.如权利要求19所述的模块，其特征在于，还包括至少一个处理导频数据的移位寄存器FIFO。

23.如权利要求19所述的模块，其特征在于，还包括处理导频数据的复数加法器和复数减法器。

24.如权利要求19所述的模块，其特征在于，还包括确定所述信号幅值的幅值组件。

25.如权利要求24所述的模块，其特征在于，还包括从所述信号幅值和预定阈值确定导频开始的比较器。

26.如权利要求25所述的模块，其特征在于，还包括用于编程所述预定阈值的组件。

27.如权利要求26所述的模块，其特征在于，还包括至少一个用于确定导频开始时间的状态机。

28.如权利要求19所述的模块，其特征在于，具有其上存储有用于执行所述时域相关器或所述阈值检测器的可执行指令的机器可读介质。

29.一种用于在无线网络中确定定时数据的系统，包括：

用于分析超帧以在时域中检测信号幅值的装置；以及

用于检测所述信号幅值以确定所述超帧的开始定时信号的装置。

30.一种其上存储有机器可执行执行指令的机器可读介质，包括：

处理OFDM分组以在时域中检测信号幅值；以及

用于检测所述信号幅值以确定OFDM分组的开始定时信号的装置。

31.一种其上存储有数据结构的机器可读介质，包括：

存储来自OFDM广播分组的相关值的多个数据字段；

存储用于分析所述OFDM广播分组的阈值的数据字段；以及

部分基于所述阈值和所述OFDM广播分组确定开始序列的比较器字段。

32.一种无线通信装置，包括：

存储器，包括根据接收OFDM广播来确定时域相关器的值的组件；以及

处理器，通过将所述时域相关器的值与可编程阈值作比较来确定开始时间。

33.一种执行用于为无线通信环境确定定时信息的指令的处理器，所述指令包括：

接收OFDM广播分组；

对所述OFDM广播分组确定时域相关；以及

部分基于所述时域相关和至少一个阈值来为无线接收器确定开始时间同步。