用于改进的lte新载波类型的时间和频率同步的制作方法
【专利说明】用于改进的LTE新载波类型的时间和频率同步
[0001] 优先权要求
[0002] 本申请要求享受于2012年6月29日递交的美国专利申请序列号No. 13/537,271 的优先权，该美国专利申请要求享受于2012年1月27日递交的美国临时专利申请序列号 61/591,641的优先权，故W引用方式将所有该些申请的全部内容并入本文。
【背景技术】
[0003] 载波聚合是第S代合作伙伴计划（3GP巧作为LTE规范的版本10的一部分所发布 的改进的LTE(改进的长期演进或者LTE-A)的特征，其用于通过将多个载波聚合在一起W 增加总带宽，来增加数据速率。该多个载波（其称为分量载波）可W占据连续的或者非连 续的带宽。分量载波有时还称为服务小区。对于时分双工（TDD)而言，服务小区是单载波 频率，其中，在不同的子帖中发生用户设备（肥）与增强型节点B(eNB)之间的上行链路传输 和下行链路传输。对于频分双工（FDD)而言，服务小区包括两个不同的载波频率或者下行 链路传输和上行链路传输。每一个UE具有单个服务小区（其称为主小区（PCell))，该单个 服务小区提供用于与eNB进行通信的所有必要的控制功能。所有其它服务小区称为辅小区 (SCell)。对于某些类型的SCell而言，需要用于维持时间和频率同步的改进的技术。
【附图说明】
[0004] 图1示出了肥和eNB。
[0005] 图2示出了OFDM发射机和OFDM接收机。
[0006] 图3A是不出了CSI参考信号的子帖周期的表格。
[0007] 图3B示出了针对类型2 TDD帖的CSI参考信号的映射的例子。
[000引图4是示出CSI参考信号到具有正常循环前缀的(FDM符号的资源单元的映射的 表格。
[0009] 图5是示出了CSI参考信号到具有扩展循环前缀的OFDM符号的资源单元的映射 的表格。
[0010] 图6到图10示出了映射到不同天线端口的资源单元的CSI参考信号的例子。
[0011] 图11和图12示出了映射到向增强型PDCCH分配的资源块的肥特定的参考信号 的例子。
【具体实施方式】
[0012] W下的描述和附图充分地说明了特定的实施例，W使得本领域技术人员能够实施 它们。其它实施例可W并入有结构的、逻辑的、电气的、过程的和其它的改变。一些实施例的 部分和特征可W包含在其它实施例的部分和特征中，或者替代其它实施例的部分和特征。 在权利要求中所阐述的实施例涵盖那些权利要求的所有可用等效项。
[0013] LTE系统使用导频信号（其称为参考信号化巧），W便使UE和eNB对该些设备在 其上进行通信的射频信道的特性进行估计。一种该样的RS是在下行链路中发送的小区特 定的参考信号（其还称为公共参考信号（CRS))，PCell和SCell中的UE使用小区特定的参 考信号来进行信道估计，并且还维持与eNB的定时和频率同步。但是，可用作SCell的一种 特定类型的分量载波是所谓的新类型载波，为了增加频谱效率和能量效率，该新类型载波 至少已减少了或者清除了传统控制信令（例如，省略CR巧。本文所描述是用于当在分量载 波中不存在CRS时，在eNB与UE之间的下行链路中执行定时和频率同步的替代技术。
[0014]LTE下行链路
[0015]LTE的物理层是基于用于下行链路的正交频分复用（(FDM)和相关技术、用于上行 链路的单载波频分复用（SC-抑M)。图1示出了肥100和eNB150的例子。该肥和eNB分 别包含处理电路110和处理电路160,该些处理电路中的每一个旨在表示用于执行如下文 所描述的处理功能的任何类型的硬件/软件配置。肥中的处理电路110连接到多个RF收 发机120,该多个RF收发机120各自连接到多个天线130中的一个天线。eNB中的处理电 路160连接到多个RF收发机170,该多个RF收发机170各自连接到多个天线180中的一 个。为了通过下行链路发送数据，处理电路160将数据流形成码字。调制映射器根据诸如 正交幅度调制（QAM)之类的调制方案来将码字映射到复调制符号。在其中由多个天线来发 送多个层的数据的MIMO(多输入多输出）模式中，层映射器将复调制符号中的每一个映射 到多个传输层中的一个。随后，预编码器可W将该些传输层中的每一个传输层映射到多个 天线端口中的一个（其中，一个天线端口是一个物理天线）或者其组合，其中天线端口由如 下文所描述的单独的OFDM发射机进行服务。随后，将预编码器产生的天线特定的符号分发 到每一个(FDM发射机的资源单元（R巧映射器，该RE映射器将各个该样的符号映射到特定 的RE。如下文所描述的，一个RE与在特定的时间间隔期间发送的特定OFDM子载波相对应。 由具有单独的OFDM接收机的肥的天线130中的每一个天线来接收所发送的层，其中，该过 程实质上通过(FDM和MIM0解调来进行反向，队陕复所发送的数据。
[0016] 图2示出了通过eNB的处理电路和RF收发机所实现的(FDM发射机20,W及通过 肥的处理电路和RF收发机所实现的OFDM接收机30,W形成下行链路的一部分的框图。RE 映射器22从调制器21 (其代表如上文所描述的调制映射器和层映射器/预编码器）接收 复调制符号，将它们分配到具有N个复值的符号的块。由于该些复值的符号用于确定特定 的子载波的幅度和相位，因此它们称为频域符号。接着，将该N个频域符号（每一个是表示 多个输入比特的复数）输入到N点逆快速傅里叶变换（IFFT) 23,并且通过并串转换器24来 转换成串行的离散时间信号。在框25处添加循环前缀，W便提供针对多径失真的增强的抵 抗。因此，所生成的离散时间信号构成了时域波形的N个采样（其表示正交子载波波形的 总和，其中每一个子载波波形通过频域符号进行调制），称为OFDM符号。该些时域波形采样 由数模转换器26转换成模拟波形，使用射频载波频率进行上混频，并且通过无线信道50来 发送。在接收机30处，使用该载波频率对所接收的信号进行下混频，对该信号进行滤波，并 且通过A/D转换器31进行采样。在去除了循环前缀并且从串行转换成并行（分别如框32 和框33所描述的）之后，在框34处执行N点FFTW恢复频域符号，在均衡器36处将该些 符号与复幅度和相位进行相乘W补偿信道延迟扩展，随后在框35处将其连同来自其它天 线的OFDM接收机的频域符号进行MIM0解调W生成所发送的数据流。
[0017] 根据3GPP LTE规范，将下行链路传输组织成无线帖，每一个无线帖具有10ms的持 续时间。每一个无线帖由10个子帖构成，每一个子帖由两个连续的0.5ms时隙构成。对于 扩展循环前缀来说每一个时隙包括六个OFDM符号，W及对于正常循环前缀来说每一个时 隙包括走个OFDM符号。数据映射在由称为资源单元（RE)的基本单元构成的时间/频率 资源网格上，通过天线端口、子载波位置和在无线帖内的(FDM符号索引来唯一地标识该些 RE。与单个时隙内的十二个连续的子载波相对应的一组资源单元称为资源块（RB)。
[001引 时间和频率同步
[0019] 为了对(FDM信号进行相干解调，UE必须与eNB建立定时和频率同步。前者是指 所发送的信号的时域采样与在帖、子帖和OFDM符号之间的边界之间的对应关系。后者是指 下混频的频率与所发送的载波频率之间的对应关系。UE通过小区捜索过程，与eNB初始地 建立时间和频率同步，W及获取关于特定小区的信息，该小区捜索过程设及在主同步信号 和辅同步信号（分别为PSS和SS巧上执行的相关操作，PSS和SSS包括在每一个子帖中的 指定时隙中的在DC子载波的每一侧的31个子载波上的指定符号中。在一些情况下，可W 使用由eNB发送的定位参考信号任R巧来替代用于初始同步的PSS/SSS信号。
[0020] 在定时和频率同步的初始建立之后，有必要执行持续的精细调整W实现最佳操 作。在定时同步的情况下，只要相对于OFDM符号边界的任何定时偏移小于循环前缀的长度 与最大信道延迟扩展之间的差值，将不发生符号间干扰，并且由该时间偏移引起的相移可 W通过(FDM接收机的均衡器36来校正。但是，为了提供对最大信道延迟扩展的改变（例 如，源自于变化的多径失真）的健壮的抵抗，期望使用精细调整来使时间偏移最小化，该精 细调整被连续地执行W补偿时间漂移。在频率同步的情况下，为了对由于UE的移动而造成 的多普勒频率偏移W及对在该UE和/或eNB处的振荡器漂移进行补偿，连续的精细调整W 使任何频率偏移最小化是有必要的。由于子载波之间的间距很近，因此(FDM信号对于频率 偏移非常敏感，并且任何显著的频率偏移将破坏子载波之间的正交性，从而导致载波间干 扰。
[0021] 为了执行如上文所讨论的时间和频率同步的精细调整，肥可W使用由eNB在指定 资源单元中发送的参考信号。该功能可W通过如图2中所示出的肥的OFDM接收机的定时 /频率同步块38来执行。在时域中相对于OFDM符号边界的定时偏移导致经解调的频域符 号的成比例的相移，该成比例的相移根据子载波频率而变化。因此，可W通过在不同的子载 波频率上对参考信号的相移进行测量来估计该定时偏移，并且可W通过对在不同的时间处 所测量的相移进行平均来获得更精确的估计量。频率偏移导致经解调的频域符号的成比例 的相移，该成比例的相移随时间而变化，但独立于具体的子载波。因此，可W通过在不同的 时间处对参考信号的相移进行测量来估计该频率偏移，更精确的估计量通过对在不同的子 载波频率处的该相移进行平均来获得。
[002引在时间偏移的估计之后，肥的0抑M接收机的定时/频率同步块38可W相应地调 整该OFDM接收机中的用于FFT的起始点。定时/频率同步块38可W通过调整用于对接收 信号进行下混频的振荡器，或者通过在执行FFT之前对采样的接收信号进行数字滤波，来 提供针对所估计的频率偏移的补偿。
[0023] 如上文所提到的，连接到传统LTE小区的UE可W使用CRS来进行定时/频率同步。 使用天线端口pO至Ijp3,在指定资源单元中发送CRS。此外，如上文所提到的，但辅小区新类 型载波可能不包括CRS。下文所描述的是用于处理该种情形的实施例。
[0024] 用于定时/频率同步的CSI参考信号
[0025] UE使用诸如前述的CRS之类的参考信号来对信道进行估计W用于解调和用于定 时/频率同步。UE使用在下行链路中发送的其它参考信号来测量信道状态信息（CSI)，W 便向eNB提供反馈。该些参考信号称为CSI参考信号或者CSI-RS。根据LTE规范（2011年 3月的3GPPTS36.211V10. 1.0)，可每5、10、20、40或80个子帖的周期通过多达八个 天线端口来发送CSI-RS。在其中解调参考信号用于信道估计的情况下，如版本10中所定义 的CSI-RS专口旨在由终端用于获取信道状态信息。该些CSI-RS具有明显更低的时间/频 率密度，因此与CRS相比导致更少的开销。
[0026] 如当前所定义的CSI-RS的5ms到80ms周期太稀疏，W至于不能执行精确的频率 和时间跟踪。例如，对于频率偏移值为Af而言，间隔At秒的两个RS符号之间的相位旋 转A巧是；A(p=2tiAfAt。在肥处，相位旋转的值A巧=2凡k+ 0，其中k是整数值，并且0 在范围[-31