专利名称：无线发射器、同步符号的信号到副载波分配方法以及无线接收器的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用正交频分多路复用(OFDM)，用于同步符号和无线接收器的信号到副载波分配方法。
背景技术：
在通过OFDM对信号进行多路复用来传输信号的无线发射器中，用于执行定时同步和频率同步的同步符号是作为一个OFDM符号来进行传输的。定时同步是用于在发射器端和接收器端之间同步符号定时的过程。频率同步是用于在发射器端和接收器端之间使载波频率同步的过程。同步符号也被简称为OFDM训练符号。
在IEEE标准802.11a-1999(IEEE标准802.11-1999的补充)中，(p.12，17.3.3PLCP前同步码(SYNC)，图110-OFDM训练结构)，描述了稳定地向OFDM训练符号的第±N*k(N不小于2的整数，k＝1，2，...)个副载波分配信号，向其他副载波分配空值。在通过使用快速反傅里叶变换(IFFT)从OFDM训练符号转换的时间波形中，相同的波形重复N次。已知，这样的重复波形是取得符号定时同步和载频同步的有效信号。
由于上面的OFDM训练符号只向第±N*k(N不小于2的整数，k＝1，2，...)个副载波分配信号，因此，不使用一个OFDM符号中包括的副载波的总数的大致1-(1/N)的副载波。例如，如果N是2，则大致有副载波的总数的50％未使用。如果N是4，则大致有副载波的总数的75％未使用。换句话说，OFDM训练符号中的副载波的利用效率是较低的。
发明内容
根据本发明的一个方面，用于发射频分多路复用(OFDM)符号的信号的无线发射器包括第一生成器，用于生成多个第一信号，每一个信号都包括固定信号；第二生成器，用于生成多个第二信号，其总功率小于第一信号的总功率；分配单元，被配置为向同步符号的第±N*k(N不小于或等于2的整数，k＝1，2，...)个第一副载波分配第一信号，向同步符号的至少某些第二副载波分配第二信号，某些第二副载波排除了中心副载波；生成单元，被配置为生成包括同步符号的OFDM符号的信号，其中，第一信号和第二信号被分配到第一副载波和第二副载波；以及发射单元，被配置为发射OFDM符号的信号。
图1是根据一个实施例的无线发射器的方框图。
图2是显示了涉及同步符号的信号到副载波的分配的第一分配方法的基本示例的图形。
图3是显示了第一分配方法的另一个基本示例的图形。
图4是显示了第一分配方法的另一个基本示例的图形。
图5是根据一个实施例的无线接收器的方框图。
图6是具体显示了图1中的无线发射器的方框图。
图7是显示了第一分配方法的具体示例的图形。
图8是显示了第一分配方法的具体示例的图形。
图9是显示了第一分配方法的具体示例的图形。
图10是显示了第一分配方法的具体示例的图形。
图11是显示了第一分配方法的具体示例的图形。
图12是显示了第一分配方法的具体示例的图形。
图13是显示了第一分配方法的具体示例的图形。
图14是显示了第一分配方法的具体示例的图形。
图15是显示了第一分配方法的具体示例的图形。
图16是显示了第一分配方法的具体示例的图形。
图17是显示了涉及同步符号的信号到副载波的分配的第二分配方法的基本示例的图形。
图18是显示了第二分配方法的另一个基本示例的图形。
图19是显示了第二分配方法的另一个基本示例的图形。
图20是显示了第二分配方法的具体示例的图形。
图21是显示了第二分配方法的具体示例的图形。
图22是显示了第二分配方法的具体示例的图形。
图23是显示了第二分配方法的具体示例的图形。
图24是显示了第二分配方法的具体示例的图形。
图25是显示了涉及同步符号的信号到副载波的分配的第三分配方法的基本示例的图形。
图26是显示了第三分配方法的另一个基本示例的图形。
图27是显示了第三分配方法的具体示例的图形。
图28是显示了第三分配方法的具体示例的图形。
图29是显示了第三分配方法的具体示例的图形。
图30是显示了第三分配方法的具体示例的图形。
图31是显示了第三分配方法的具体示例的图形。
图32是显示了第三分配方法的具体示例的图形。
图33是根据图1的修改过的示例的无线发射器的方框图。
图34是根据另一个实施例的无线接收器的方框图。
图35是显示了包括同步符号的帧结构的第一示例的图形。
图36是显示了对应于图35的帧结构的接收序列的示例的流程图。
图37是显示了包括同步符号的帧结构的第一示例的修改过的示例的图形。
图38是显示了包括同步符号的帧结构的第二示例的图形。
图39是显示了对应于图38的帧结构的接收序列的示例的流程图。
图40是显示了包括同步符号的帧结构的第三示例的图形。
图41是显示了对应于图40的帧结构的接收序列的示例的流程图。
具体实施例方式
(发射器)参考图1，在根据本发明的实施例的无线发射器中，作为待传输的信号的信号源，提供了固定信号生成器101和低发生信号生成器102。由固定信号生成器101生成的固定信号和由低发生信号生成器102生成的低发生信号被输入到信号到副载波分配单元103。信号到副载波分配单元103根据稍后说明的分配方案执行信号到副载波的分配，以便生成OFDM符号。
从信号到副载波分配单元103输出的OFDM符号被快速反傅里叶变换(IFFT)单元104转换为时间域信号。时间域信号被并行串行转换器105转换为串行信号。从并行串行转换器105输出的信号被发送到GI加法单元106，以加上保护间隔，然后被数模转换器(DAC)107转换为基带模拟信号。基带模拟信号被无线单元108转换为载波频带的模拟信号，并在经过进一步的功率放大之后提供到天线109。然后，从天线109发射OFDM信号。
当为了特别执行定时同步和频率同步信号到副载波分配单元103在OFDM符号中生成同步符号(也简称为OFDM训练符号)时，按如下方式向同步符号的每一个副载波分配信号。具体来说，向同步符号的第±N*k(N不小于2的整数，k＝1，2，...)个副载波(第一副载波)分配第一信号，向同步符号的第±N*k个副载波之外的副载波(第二副载波)分配第二信号。第一信号向第一副载波的分配以及第二信号向第二副载波的分配是固定的，以便向第二副载波分配的信号的总功率小于向第一副载波分配的信号的总功率。一般情况下，在OFDM中，不将信号分配给中心(第0个)副载波。因此，在本发明的实施例中，相应地也不将信号分配到中心副载波。
在同步符号中，上面的信号到副载波的分配可以改善副载波的利用效率，同时，如下文所描述的，保持重复波形对于处理定时同步和频率同步的有效性。
(第一分配方案)
首先，将说明由信号到副载波分配单元103执行的第一分配方案。图2到4显示了第一分配方案的基本示例。在第一分配方案中，基本上，固定信号S被用作向第±N*k个第一副载波分配的第一信号，而低发生信号L被用作向第±N*k个副载波之外的第二副载波分配的第二信号。这里，不断地向第±N*k个第一副载波分配拥有某种功率值的信号。低发生信号是非固定信号，即，具有低发生频率的信号。如果无信号发生，则向副载波分配空值。
图2和4显示了N＝2的示例，而图3显示了N＝3的示例。如图2到4所示，每一个副载波都在相对于频率轴上的OFDM带通的中心频率(0)的增加和减小频率的方向按升序进行编号。OFDM带通是构成了OFDM符号的所有副载波的频带。由于在实践中不使用OFDM带通的中心频率的副载波，因此，在下文中不应该对它进行特别考虑。在图2和4中，OFDM符号(同步符号)内的副载波的有效数是20，而在图3中是32。然而，在其中基站覆盖了好几个公里的单元半径的系统中，副载波的数量可能变得非常大，如1,000个或更多。
在图2和3的示例中，固定信号S被分配给所有第一副载波，而低发生信号L被分配给所有第二副载波。在图4的示例中，固定信号S被分配给所有第一副载波，而低发生信号L被分配给某些第二副载波。寻呼信号或随机访问信号可以作为低发生信号L的示例。在某些第二副载波中插入了空值，没有实际发生待分配的低发生信号L。在没有发生待分配给所有第二副载波的低发生信号L的情况下，给所有第二副载波分配了空值。相应地，在上文介绍的IEEE标准802.11a-1999(IEEE标准802.11-1999的补充)中，(p.12，17.3.3PLCP前同步码(SYNC)，图110-OFDM训练结构)，说明了用OFDM训练符号标识在此生成的同步符号。
根据图2和3的示例(低发生信号L被分配给所有第二副载波)，在OFDM带通内的任何部分带通中，分配给第二副载波的信号的总功率有可能小于分配给第一副载波的信号的总功率。结果，同步符号的时间波形(通过由IFFT将同步符号转换为时间域信号而获得的波形)变为重复波形。换句话说，不管接收器的接收带通如何，同步符号的时间波形都变为重复波形。此外，由于在图2和3的同步符号中低发生信号L被分配给所有第二副载波，与其中给所有第二副载波分配空值的常规方案相比，副载波的利用效率得到改善。
另一方面，在图4的示例(低发生信号L被分配给某些第二副载波)中，虽然与图2的示例相比副载波利用效率有点下降，但是，与常规方案相比，它拥有较高的副载波利用效率。此外，通过使用滤波器限制频带并在接收端接收它，可以接收到精确度比图2的示例更高的重复波形。具体来说，可以使用滤波器(其通带是从第-5副载波到第5副载波的带通，在图4中的第二副载波中，没有分配低发生信号L)，对接收信号进行频带限制，获得重复的波形。
(接收器)图5显示了对应于图1的发射端(发射器)的接收端(接收器)的结构。由天线201接收到的信号被无线单元202放大，并转换为基带模拟信号。基带模拟信号被模数转换器(ADC)203转换为基带数字信号。基带数字信号经过滤波器204、205和206的滤波，即，频带限制。
在GI删除单元210删除保护间隔之后，从滤波器206输出的信号被串/并转换器(S/P)211转换为并行信号。通过使用快速傅里叶变换(FFT)单元212将从串/并转换器211输出的信号转换为频率域的信号，并输入到数据解调单元213。数据解调单元213对信号进行解调，以便再现通过OFDM信号发射的数据。
同时，从滤波器205和206输出的信号被输入到下面将描述的同步处理单元。即，从滤波器205输出的信号被输入到定时同步检测单元208。定时同步检测单元208通过使用同步符号的信号，即，在同步符号定时段中，从滤波器205输入的信号，检测符号定时。具体来说，定时同步检测单元208获取同步符号的重复波形之间的相关值，并通过使用相关值的峰值位置，检测符号定时。当在同步符号中包括已知信号时，还可以通过使用匹配滤波器的输出并使用已知信号，检测符号定时。
由定时同步检测单元208检测到的符号定时被提供给缓冲器207和频率同步检测单元209。缓冲器207与启动定时同步一起启动数据缓冲。从滤波器204输出的信号被输入到缓冲器207。缓冲器207缓冲从滤波器204接收到的输入信号的过去某个时间段的数据。某个时间段可以是，例如，略微比同步符号长度更长的同步符号长度或时间，以便留出处理延迟的时间。
在由定时同步检测单元208检测到的符号定时，暂停缓冲器207内的数据更新，同时，从在缓冲器207中累积的数据中提取同步符号，并输入到频率同步检测单元209。频率同步检测单元209通过使用从缓冲器输入的同步符号，检测载波频率的偏移(估计频率偏移量)。具体来说，频率同步检测单元209从同步符号中提取重复波形，并通过获得重复波形之间的关联来估计载频偏移量。
此外，由定时同步检测单元208检测到的符号定时和由频率同步检测单元209检测到的载波频率的偏移信息被提供到每一个单元(未显示)。
接下来，将说明滤波器204的通带PB1和滤波器205的通带PB2。在频率同步检测单元209中，作为输入信号，需要重复波形。另一方面，在定时同步检测单元208中，如果插入了已知信号，则重复波形不是不可缺少的。
如果接收到的同步符号是通过如图2所示的分配方案生成的同步符号，则可以在任何带通中获取重复波形。相应地，在频率同步检测单元209的输入端插入的滤波器204的通带PB1和在定时同步检测单元208的输入端插入的滤波器205的通带PB2两者都可以是在如图2所示的同步符号的整个符号范围内延续的带通。
相应地，如果接收到的同步符号是通过如图4所示的分配方案生成的同步符号，以便生成高度准确的重复波形，则必须只切掉同步符号的信号的中心带通。由于在频率同步检测单元209中需要重复波形，因此，滤波器204的通带PB1应该被设置为仅限于如图4所示的OFDM带通的中心频率的附近的带通。甚至在接收到的同步符号是通过如图4所示分配方法生成的同步符号的情况下，如果重复波形的精确度只需要与如图2所示的情况处于相同级别，则可以使用如图2所示的带通。
滤波器204和205可以共享一个滤波器，如果它们具有相同的特征(通带PB1和PB2与如图2所示的相同)。如果在同步符号的整个信号内延续的带通用于定时同步检测单元208和频率同步检测单元209，则可以省略滤波器204和205。提供了电源控制单元200，用于控制无线单元202和一部分数字设备的电源的开/关。
图6显示了图1中的发射器的进一步指定的版本。如图6所示，固定信号生成器101包括信息信号生成器111和已知信号生成器112。图2到4中的固定信号S根据它对于接收端是否是已知的而被划分为两个。换句话说，如果固定信号的信息是已知的，则它被称为是已知的，如果其信息是未知的，则该信息信号是未知的。由信息信号生成器111生成信息信号，已知信号是由已知信号生成器112生成的。
(第一分配方案的具体示例)下面将说明第一分配方案的具体示例。图7到16显示了在图2或图4中的固定信号S被分类为已知信号P和信息信号D(当N＝2时)的情况下同步符号的信号到副载波分配的示例。已知信号P是由图6中的已知信号生成器112生成的，而信息信号D是由图6中的信息信号生成器111生成的。
图7和8分别是图2和4的具体示例，并将分配给第±N*k个副载波的所有固定信号视为已知信号P。类似地，图9和10分别是图2和4的具体示例，并将分配给第±N*k个副载波的所有固定信号视为信息信号D。
类似地，图11和12分别是图2和4的具体示例，并将分配给第±N*k个副载波的某些固定信号视为已知信号P，而将某些其余的视为信息信号D。
图13到16显示了图4的其他具体示例。在图13中，在分配给第一副载波的固定信号中，与第二副载波(没有向它们分配低发生信号L)相邻的固定信号，被视为信息信号D，固定信号的其余部分被视为已知信号P。
在图14中，在分配给第一副载波的固定信号中，与第二副载波(没有向它们分配低发生信号L)相邻的副载波的固定信号，被设置为已知信号P，固定信号的其余部分被视为信息信号D。
在图15中，在分配给第一副载波的固定信号中，与第二副载波(没有向它们分配低发生信号L)相邻的某些固定信号，被视为已知信号P，固定信号的其余部分被视为信息信号D。
在图16中，在分配给第一副载波的固定信号中，与第二副载波(没有向它们分配低发生信号L)不相邻的某些固定信号，被视为已知信号P，固定信号的其余部分被视为信息信号D。
(第二分配方案)接下来，将说明信号到副载波分配单元103中的第二分配方案。图17到19显示了第二分配方案的基本示例。在第二分配方案中，基本上，固定信号S被用作向第±N*k个第一副载波分配的第一信号，以及向第±N*k个副载波之外的第二副载波分配的第二信号。然而，在第二分配方案中，固定信号S始终只分配给某些第二副载波。
图17和18分别显示了N＝2和N＝4的示例。固定信号S被分配给OFDM带通的较外面的域，即，只分配给具有其绝对值大于某一值的副载波编号的副载波。图19是N＝2的另一个示例，其中，固定信号S被分配给第二副载波的一部分连续的域。这里，“某一值”可以是由系统预先确定的值。当系统支持多个带宽时，对应于在多个带宽中不是最大的任何一个带宽的副载波编号，可以用作某一值。相同道理也成立。
根据图17到19的示例，通过使用滤波器切割OFDM带通的部分带通，分配给第二副载波的信号的总功率小于分配给第一副载波的信号的总功率，从而，同步符号的时间波形变为重复波形。例如，在图17的示例中，通过使用滤波器(其通带是从第-5副载波到第5副载波的带通)对信号进行频带限制，可以在接收端获得重复的波形。在图19的示例中，通过使用滤波器(其通带是从第-5副载波向右的带通)对信号进行频带限制，可以获得重复的波形。
此外，在图17到19中，由于低发生信号L被分配给某些第二副载波，因此，与向所有第二副载波分配空值的情况相比，副载波的利用效率得到改善。
(第二分配方案的具体示例)图20到24显示了在图17或图19中的固定信号S被分类为已知信号P和信息信号D(当N＝2时)的情况下同步符号的信号到副载波分配的示例。已知信号P是由图6中的已知信号生成器112生成的，而信息信号D是由图6中的信息信号生成器111生成的。
在图20中，已知信号P是分配给第一副载波的固定信号，而信息信号D是分配给某些第二副载波的固定信号。
在图21中，所有固定信号，即，分配给第一副载波的固定信号和分配给某些第二副载波的固定信号被视为信息信号D。
在图22中，在分配给第一副载波的固定信号中，它们中的某些被视为已知信号P。其他固定信号，即，分配给第一副载波的某些其他固定信号和分配给某些第二副载波的固定信号被视为信息信号D。
在图23中，在分配给第一副载波的固定信号中，特别是分配给OFDM带通的较里面的域的固定信号，即，具有其绝对值大于某一值的副载波编号的副载波的固定信号被视为已知信号P。固定信号的其余部分，即，分配给第一副载波的某些其他固定信号和分配给某些第二副载波的固定信号被视为信息信号D。
在图24中，在分配给第一副载波的固定信号中，OFDM带通的较里面的域中的固定信号，即，具有其绝对值大于某一值的副载波编号的副载波的某些固定信号被视为已知信号P，而固定信号的其余部分，即，分配给第一副载波的某些其他固定信号和分配给某些第二副载波的固定信号被视为信息信号D。
(第三分配方案)接下来，将说明信号到副载波分配单元103中的第三分配方案。在第三分配方案中，固定信号S被分配给所有第±N*k(N不小于2的整数，k＝1，2，...)个第一副载波以及某些其他第二副载波。此外，低发生信号L被分配给某些或所有其余的第二副载波。
图25和26分别显示了在N＝2和N＝3的情况下第三分配方案的基本示例。在图25和26的示例中，在第二副载波中，固定信号S被分配给OFDM带通的较外面的域，即，分配给具有其绝对值大于某一值的副载波编号的某些副载波，而低发生信号L被分配给其余的较里面的域，即，具有其绝对值小于某一值的副载波编号的副载波。
根据图25和26的示例，与第一和第二分配方案相同，在OFDM带通的任何部分带通中，分配给第二副载波的信号的总功率有可能小于分配给第一副载波的信号的总功率。结果，同步符号的时间波形变为重复波形。此外，在图25和26的示例中，通过使用滤波器(其通带是OFDM带通的较里面的带通，分配了低发生信号L)对信号进行频带限制，在接收端可以获得比接收整个带通的情况精确度更高的重复波形。
此外，在图25和26中，由于固定信号S或低发生信号L被分配给所有第二副载波，因此，与向所有第二副载波分配空值的情况相比，副载波的利用效率得到改善。
(第三分配方案的具体示例)图27到32显示了在图25中的固定信号S被分类为已知信号P和信息信号D(当N＝2时)的情况下同步符号的信号到副载波分配的示例。已知信号P是由图6中的已知信号生成器112生成的，而信息信号D是由图6中的信息信号生成器111生成的。
在图27的示例中，分配给第±N*k个第一副载波的固定信号是已知信号P，而分配给其他第二副载波的固定信号是信息信号D。
在图28中，分配给第一和第二副载波的所有固定信号都是信息信号D。
在图29中，分配给第一副载波的某些固定信号是已知信号P，而其他固定信号，即，分配给没有给其分配已知信号P的第一副载波的副载波的固定信号，并且，分配给第二副载波的固定信号是信息信号D。
在图30中，在分配给第一副载波的固定信号中，与分配给第二副载波的低发生信号L相邻的信号是已知信号P，固定信号的其余部分是信息信号D。
在图31中，在分配给第一副载波的固定信号中，与分配给第二副载波的低发生信号L相邻的某些信号是已知信号P，固定信号的其余部分是信息信号D。
在图32中，在分配给第一副载波的固定信号中，与分配给第二副载波的低发生信号L不相邻的信号是已知信号P，信号的其余部分是信息信号D。
图33显示了图1中的发射器的修改过的示例，向图1的发射器中添加了发生频率控制单元110。在如图2到4、7到16，以及25到32所示的信号到副载波分配的示例中，在排除了第±N*k个副载波的某些或所有第二副载波中插入了低发生信号L。
在如上文所提及的其中低发生信号L被分配给某些或所有第二副载波的同步符号中，发生频率控制单元110控制由低发生生成器102生成的低发生信号L的发生频率，以便它小于某一阈值。换句话说，将给出了低发生信号的发生频率的上限的阈值从发生频率控制单元110提供到低发生信号生成器102，而该低发生信号生成器102又根据被控制的发生频率生成低发生信号，以便使其小于给定阈值。
大致基于下列两个标准，计算由发生频率控制单元110提供的阈值。作为第一个标准，使用向其分配了信号的第±N*k个第一副载波的副载波的数量和排除向其分配了信号的第±N*k个副载波的第二副载波的副载波的数量之间的比率。例如，在图2的示例中，第一副载波的数量等于第二副载波的数量，即，上面的比率是1。从而，发生频率控制单元110将阈值确定为1，并控制低发生信号L的发生频率，以便它小于1。另一方面，在图3的示例中，第一副载波的数量大约是第二副载波的数量的一半，即，上面的比率大约是0.5。相应地，发生频率控制单元110将阈值大致确定为0.5，并控制低发生信号L的发生频率以便它大致小于0.5。
涉及由发生频率控制单元110提供的阈值第二标准是传输信道失真的容限。上面所说明的第一标准显示了理论限制。然而，在实际无线通信环境中，发射信号遭到传输信道中的被称为传输信道失真的各种失真。在某些情况下，这样的失真可能是重复波形收缩的原因。因此，必须在考虑到这样的失真的情况下提供容限。例如，在图2的示例中，在没有传输信道失真的状态下，基于第一标准，发生频率可以被设置为小于1，然而，在考虑到存在传输信道失真的情况下，可以利用小于0.3的发生频率提供容限。通过以这样的方式限制发生频率，甚至在存在传输信道失真的情况下，也可以在接收端适当地提取重复波形。
(低发生信号作为寻呼信号的示例)下面具体说明低发生信号L是寻呼信号的情况。寻呼信号是当基站在蜂窝式系统中对终端进行无线电寻呼时使用的信号。在检测到寻呼信号之后，终端假定有来自基站的呼叫，并启动通信。
在拥有如图2所示的信号到副载波分配的同步符号的示例中，序列中的奇数位置中的副载波(第二副载波)被分配给每一个通过观察分配的副载波而检测到寻呼信号的用户。例如，当序列中的奇数位置中的副载波分别被分配给不同用户时，在图2的示例中，可以对10个用户进行寻呼控制。通过将两个或更多副载波分配给每一个用户，可以改善寻呼信号检测的精确度。例如，通过向每一个用户分配两个副载波，图2中的示例允许对5个用户进行寻呼控制。
通过将连接到基站的用户分为多个组，也可以以组为单位进行寻呼。在这样的情况下，组寻呼的信号应该被称为寻呼指示器(PI)，以便区别于寻呼信号。PI信号显示了要求至少一个用户属于该组。通过在发射PI信号之后发射寻呼信号，对用户进行寻呼。换句话说，由PI信号启动的用户可以通过接收PI信号之后的寻呼信号来检测是否已有发给用户本身的呼叫。当向10个用户的每一组分配两个副载波时，在图2的示例中，可以对50个用户进行寻呼。
为了在接收端从接收信号中检测寻呼信号，必须使用同步符号来执行符号定时同步和频率同步。如果没有取得符号定时同步，则不能在接收信号中定位包括寻呼信号的同步符号，也不能检测到寻呼信号。如果没有取得频率同步，则由于在频率方向上的信号移动而检测到其他相邻的副载波信号。当对取得了符号定时同步和频率同步的信号进行FFT(快速傅里叶变换)时，可以准确地对于每一个副载波将信号分开。可以从为每一个副载波分开的信号中检测分配给用户的副载波中插入的寻呼信号。通过观察分配的副载波，用户能够预测，如果检测到信号功率，则已有呼叫，如果没有检测到信号功率，则没有呼叫。
为了检测如上文所提及的寻呼信号，作为预处理，需要符号定时同步和频率同步。在一般的蜂窝式系统中，用户周期地确认寻呼信号，以便确认是否有发给用户本身的呼叫。此外，如果作为确认的结果没有发给用户的呼叫，则将终端置于休眠状态，直到下一次确认，以减少电能消耗。换句话说，确认寻呼信号所需的时间越短，就越能减少确认呼叫所需的电能消耗，结果，能获得更长的待机时间。
上文所提及的同步符号可以包括用于符号定时同步、频率同步和寻呼的所有信号。相应地，通过只接收一个同步符号，可以确认用于符号定时同步、频率同步和寻呼的每一个信号的检测。因此，与在单独的OFDM符号中插入用于同步的信号和用于寻呼的信号的方法相比，它具有能够减少检测寻呼信号所需的时间的优点。
下面将说明其中低发生信号L是寻呼信号的接收器结构，帧结构包括同步符号和接收序列。
图34是在低发生信号L是寻呼信号的情况下接收器结构的示例。向如图5所示的接收器中添加了滤波器221、缓冲器222、频率偏移补偿单元223和寻呼信号检测单元224。
由天线201接收到的信号被无线单元202放大，并转换为基带模拟信号。基带模拟信号被模数转换器(ADC)203转换为基带数字信号。基带数字信号经过滤波器204、205、206和221的滤波。
在G1删除单元210删除保护间隔之后，从滤波器206输出的信号被串/并转换器(S/P)211转换为并行信号。通过使用快速傅里叶变换(FFT)单元212将从串/并转换器211输出的信号转换为频率域中的信号，并由数据解调单元213进行解调。
从滤波器205输出的信号被输入到定时同步检测单元208，而该定时同步检测单元208在同步符号定时段中使用从滤波器205输入的信号检测符号定时。具体来说，定时同步检测单元208获取同步符号的重复波形之间的相关值，并通过使用相关值的峰值位置，检测符号定时。当在同步符号中插入的信号是已知信号时，还可以使用匹配滤波器(该匹配滤波器使用已知信号)的输出来检测符号定时。
由定时同步检测单元208检测到的符号定时被提供给缓冲器207、频率同步检测单元209和缓冲器222。在缓冲器207中，与定时同步的启动一起，启动数据的缓冲。从滤波器204输出的信号被输入到缓冲器207。缓冲器207缓冲来自滤波器204的输入信号的过去某个固定时间段的数据。某个固定时间段可以是，例如，略微比同步符号长度更长的同步符号长度或时间，以便留出处理延迟等等的时间。
缓冲器207内的数据更新随着由定时同步检测单元208检测到的符号定时而暂停，并在该时间，从在缓冲器207中累积的数据中提取同步符号，并输入到频率同步检测单元209。频率同步检测单元209使用从缓冲器207输入的同步符号，执行频率偏移(估计频率偏移量)。具体来说，频率同步检测单元209从同步符号中提取重复波形，并通过获得重复波形之间的关联来估计载波频率的偏移量。以这样的方式获得的频率偏移量的信息被提供给频率偏移补偿单元223。
另一方面，与定时同步的启动一起，缓冲器222启动数据的缓冲，并保留过去某一固定时间段内的数据。从滤波器221输出的信号被输入到缓冲器222。缓冲器222内的数据更新随着由定时同步检测单元208检测到的符号定时而暂停，并在该时间，从在缓冲器222中累积的数据中提取同步符号，并输入到频率偏移补偿单元223。在频率偏移补偿单元223，使用由频率同步检测单元209提供的频率偏移量的信息，补偿从缓冲器222输入的同步符号的频率偏移。
其频率偏移被补偿的同步符号被输入到寻呼信号检测单元224。寻呼信号检测单元224从输入同步符号中检测寻呼信号。如此，可以通过检测从取得了符号定时同步和频率同步的信号中提取的寻呼信号，来检测寻呼。
对于如图34所示的四个滤波器204到206，如果它们能够具有相同的通带，则可以共享滤波器。当不需要进行频带限制时，这些滤波器可以省略。至于缓冲器207和222，当保留数据的时间段相同时，可以共享缓冲器。如稍后所说明的，提供了电源控制单元200，用于控制无线单元202和一部分数字单元的电源的开/关。
(第一帧结构和接收序列)接下来，将使用图35和36说明在低发生信号L是寻呼信号的情况下的帧结构和接收序列。如图35所示，其中低发生信号L是寻呼信号的同步符号被任意插入到OFDM信号中。在同步符号之前和之后插入其他OFDM符号。
现在，将使用图36说明接收序列。首先，无线单元202和一部分数字单元(例如，图34中的ADC 203之后的组件)被接通电源，并置于待机状态，直到接收器稳定(步骤S101)。在图35中的时间段T11内执行步骤S101的过程。一般而言，由于紧随在电源被打开之后无线单元的性能不稳定，因此，无线单元中需要一段时间的待机。具体来说，紧随在电源被打开之后，确定载波频率的合成器的输出频率是波动的。如果在这样的不稳定状态下执行符号定时同步和频率同步，则符号定时同步的精确度可能会下降，此外，在频率同步之后，载波频率也可能会变化。如此，在启动同步过程之前，必须稳定合成器的输出频率。
接下来，在图35中的固定时间段T12内检测同步位置，并行地，在缓冲器207和222中保留过去的某一固定时间段内的数据(步骤S102)。这里，固定时间段T12被设置为包括当根据预先获得的信息预测同步符号的到达之前和之后的时间。作为步骤S103的结果，如果在固定时间段T12内没有检测到同步位置(符号定时)(当步骤S103的结果是NO时)，无线单元202和一部分数字单元的电源被关闭，并被置于休眠状态(步骤S110)。
当在步骤S103中检测到符号定时时(当步骤S104的结果是YES时)，在图35中的时间段T13内执行步骤S104到S107的过程。即，根据在步骤S103中检测到的同步位置(符号定时)，从缓冲器207中的数据中提取同步符号(步骤S104)。使用提取的同步符号执行频率偏移量的检测(估计)(步骤S105)。使用检测到的频率偏移量来补偿同步符号的频率偏移(步骤S106)，并执行寻呼信号的检测(步骤S107)。
当在步骤S107中没有检测到寻呼信号时(当步骤S108的结果是NO时)，无线单元和一部分数字单元的电源被关闭，并置于休眠状态(步骤S110)。当检测到寻呼信号时(步骤S108的结果是YES)，在图35中的时间段T14内启动无线通信(步骤S109)。同时，如图37所示，可以周期地插入同步符号。
(第二帧结构和接收序列)接下来，将使用图38和39说明在低发生信号L是PI信号的情况下的帧结构和接收序列。如图38所示，其中低发生信号L是PI信号的同步符号被插入到OFDM信号中。如上所述，当使用PI信号时，在PI信号之后，需要寻呼信号。因此，如图38所示，紧随在同步符号之后，插入包括寻呼信号的用于寻呼的符号。
接下来，将说明图39中的接收序列。图39中的步骤S201到S206的过程与图36中的步骤S101到106的过程相同。即，无线单元202和一部分数字单元被接通电源，并置于待机状态，直到接收器稳定(步骤S201)。在图38中的时间段T21内执行步骤S201的过程。随后，在图35中的固定时间段T22内检测同步位置，并行地，在缓冲器207和222中保留过去的某一固定时间段内的数据(步骤S202)。这里，固定时间段T22被设置为包括当根据预先获得的信息预测同步符号的到达之前和之后的时间。作为步骤S203的结果，如果在固定时间段T22内没有检测到同步位置(符号定时)(当步骤S203的结果是NO时)，无线单元202和一部分数字单元的电源被关闭，并被置于休眠状态(步骤S213)。
如果在步骤S203中检测到符号定时时(如果步骤S203的结果是YES时)，在图35中的时间段T23内执行步骤S204到207的过程。换句话说，根据在步骤S203中检测到的同步位置(符号定时)，从缓冲器207内的数据中提取同步符号(步骤S204)。使用提取的同步符号执行频率偏移量的检测(估计)(步骤S205)。使用检测到的频率偏移量来补偿同步符号的频率偏移(步骤S206)，随后执行PI信号检测(步骤S207)。当在步骤S207中没有检测到PI信号时(当步骤S208的结果是NO时)，无线单元和一部分数字单元的电源被关闭，并置于休眠状态(步骤S213)。
当在步骤S207中检测到PI信号时(当步骤S208的结果是YES时)，在图38中的时间段T24内执行步骤S209到210的过程。换句话说，通过使用在步骤S205中估计的频率偏移量来补偿用于寻呼的符号的频率偏移(步骤S209)，随后，检测寻呼信号(步骤S210)。
当在步骤S210中没有检测到寻呼信号时(当步骤S211的结果是NO时)，无线单元和一部分数字单元的电源被关闭，并置于休眠状态(步骤S213)。当检测到寻呼信号时(当步骤S211的结果是YES时)，在图38中的时间段T25内启动无线通信(步骤S212)。
(第三帧结构和接收序列)接下来，将使用图40和41说明在低发生信号L是PI信号的情况下的其他帧结构和接收序列。如图40所示，其中低发生信号L是PI信号的同步符号被插入到OFDM信号中。在图38的示例中，紧随在同步符号之后插入了包括寻呼信号的用于寻呼的符号。然而，在图40的示例中，在同步符号之后的消隐期之后插入了用于寻呼的符号。可以通过利用此消隐期来补偿合成器的输出频率。
现在，在图41中的对接收序列的说明中，图41中的步骤S301到S306的过程几乎与图36中的步骤S101到S106和图39中的步骤S201到206相同。即，无线单元202和一部分数字单元被接通电源，并置于待机状态，直到接收器稳定(步骤S301)。在图40中的时间段T31内执行步骤S301的过程。随后，在图40中的固定时间段T32内检测同步位置，并行地，在缓冲器207和222中保留过去的某一固定时间段内的数据(步骤S302)。这里，固定时间段T32被设置为包括当根据预先获得的信息预测同步符号的到达之前和之后的时间。作为步骤S303的结果，如果在固定时间段T32内没有检测到同步位置(符号定时)(当步骤S303的结果是NO时)，无线单元202和一部分数字单元的电源被关闭，并被置于休眠状态(步骤S312)。
如果在步骤S303中检测到符号定时时(如果步骤S303的结果是YES时)，在图40中的时间段T33内执行步骤S304到307的过程。换句话说，根据在步骤S303中检测到的同步位置(符号定时)，从缓冲器207内的数据中提取同步符号(步骤S304)。使用提取的同步符号执行频率偏移量的检测(估计)(步骤S305)。使用检测到的频率偏移量来补偿同步符号的频率偏移(步骤S306)，随后执行PI信号检测和载频偏移补偿(步骤S307)。当在步骤S307中没有检测到PI信号时(当步骤S308的结果是NO时)，无线单元和一部分数字单元的电源被关闭，并置于休眠状态(步骤S312)。
当补偿合成器的输出频率时，需要某一时间段，以保证输出频率收敛。在这样的时间段内，不能适当地接收到接收信号。因此，在如图40所示的接收序列中，使用于寻呼的符号在通过时间段T33的补偿而使合成器的输出频率稳定之后到达。
当在步骤S307中检测到PI信号时(当步骤S308的结果是YES时)，从图40中的时间段T34内的用于寻呼的符号中检测寻呼信号(步骤S309)。在如图39所示的接收序列中，在步骤S206中需要对频率偏移进行补偿。然而，在图40的接收序列中，在步骤S307中补偿载波频率(合成器的输出频率)，因此，不必补偿频率偏移。
当在步骤S309中检测到寻呼信号时(当步骤S310的结果是YES时)，在图40中的时间段T35中启动无线通信(步骤S311)。
那些本领域技术人员可以轻松地实现其他优点，并进行各种修改。因此，本发明在更广的方面不仅局限于这里显示和描述的具体细节和代表性的实施例。相应地，在不偏离所附权利要求和它们的等效物所定义的一般发明概念的精神或范围的情况下，可以进行各种修改。
权利要求
1.一种用于发射频分多路复用(OFDM)符号的信号的无线发射器，包括第一生成器，用于生成多个第一信号，每一个信号都包括固定信号；第二生成器，用于生成多个第二信号，其总功率小于所述第一信号的总功率；分配单元，被配置为向同步符号的第±N*k个第一副载波分配所述第一信号，其中N是不小于2或等于2的整数，k＝1，2，...，向所述同步符号的至少部分第二副载波分配所述第二信号，某些第二副载波排除了中心副载波；生成单元，被配置为生成包括同步符号的OFDM符号的信号，其中，所述第一信号和所述第二信号被分配到所述第一副载波和所述第二副载波中；以及发射单元，被配置为发射OFDM符号的信号。
2.根据权利要求1所述的发射器，其中，所述第二信号由非固定信号构成，所述分配单元被配置为向至少部分第二副载波分配所述第二信号。
3.根据权利要求1所述的发射器，其中，所述第二信号由固定信号构成，所述分配单元被配置为向所述部分第二副载波分配所述第二信号。
4.根据权利要求1所述的发射器，其中，所述第二信号包括非固定的第三信号和固定的第四信号，所述分配单元被配置为向所述部分第二副载波分配所述第三信号，并向所述部分第二副载波之外的其余的第二副载波分配所述第四信号。
5.根据权利要求1所述的发射器，其中，所述多个副载波都在相对于中心频率的增加和减小频率的方向按升序进行编号，所述第二信号由非固定信号构成，所述分配单元被配置为优先地向第二副载波的副载波分配所述第二信号，所述第二副载波的每一个都具有其绝对值大于某一固定值的副载波编号。
6.根据权利要求1所述的发射器，其中，所述多个副载波都在相对于中心频率的增加和减小频率的方向按升序进行编号，所述第二信号由非固定信号构成，所述分配单元被配置为优先地向第二副载波的副载波分配所述第二信号，所述第二副载波的每一个都具有其绝对值小于某一固定值的副载波编号。
7.根据权利要求2所述的发射器，其中，每一个所述非固定信号的发生频率都小于阈值。
8.根据权利要求4所述的发射器，其中，每一个所述第四信号的发生频率都小于阈值。
9.根据权利要求5所述的发射器，其中，每一个所述非固定信号的发生频率都小于阈值。
10.根据权利要求6所述的发射器，其中，每一个所述非固定信号的发生频率都小于阈值。
11.根据权利要求2所述的发射器，其中，每一个所述非固定信号都由用于从所述无线发射器寻呼其他无线发射器的寻呼信号构成。
12.根据权利要求4所述的发射器，其中，每一个所述第四信号都由用于从所述无线发射器寻呼其他无线发射器的寻呼信号构成。
13.根据权利要求5所述的发射器，其中，每一个所述非固定信号都由用于从所述无线发射器寻呼其他无线发射器的寻呼信号构成。
14.根据权利要求6所述的发射器，其中，每一个所述非固定信号都由用于从所述无线发射器寻呼其他无线发射器的寻呼信号构成。
15.根据权利要求1所述的发射器，其中，每一个所述固定信号都由信息信号和已知信号中的至少一个构成。
16.根据权利要求3所述的发射器，其中，每一个所述固定信号都由信息信号和已知信号中的至少一个构成。
17.根据权利要求4所述的发射器，其中，每一个所述第四信号都由信息信号和已知信号中的至少一个构成。
18.一种用于向拥有多个副载波的正交频分多路复用(OFDM)同步符号的每一个副载波分配信号的方法，包括向所述同步符号的第±N*k个第一副载波分配稳定地生成的第一信号，其中N是不小于2的整数，k＝1，2，...；以及向所述同步符号的排除了中心副载波的至少部分第二副载波分配第二信号，所述第二信号的总功率小于第一信号的总功率。
19.一种无线接收器，包括接收单元，被配置为接收从根据权利要求1所述的发射器发射的OFDM符号的信号；以及处理单元，被配置为使用接收到的OFDM符号的信号中包括的同步符号的信号，在所述无线发射器和所述无线接收器之间执行同步过程。
全文摘要
一种用于发射OFDM符号的无线发射器，包括，第一生成器，用于生成多个第一信号，每一个信号都包括固定信号，第二生成器，用于生成多个第二信号，其总功率小于第一信号的总功率，分配单元，被配置为向同步符号的第±N*k(N不小于或等于2的整数，k＝1，2，……)个第一副载波分配第一信号，向同步符号的至少某些第二副载波分配第二信号，生成单元，被配置为生成包括同步符号的OFDM符号的信号，其中，第一信号和第二信号被分配到第一副载波和第二副载波)，以及发射单元，被配置为发射OFDM符号的信号。
文档编号H04L27/26GK101080909SQ20068000135
公开日2007年11月28日 申请日期2006年8月14日 优先权日2005年10月31日
发明者秋田耕司, 坂耕一郎 申请人:株式会社东芝