专利名称：在多载波接收机中对信号参数信道的符号的检测的制作方法
技术领域：
一般而言，本发明公开实施例涉及在仅前向链路(FLO)接收机处处理无线电信 系统中的波形，具体而言，涉及信号参数信道(SPC)和它在FLO接收机处的相关处理， 其中根据FLO空中接口规范的修订本，SPC是添加到FLO超帧的新信道，用以传送不能 通过开销信息符号(OIS)传输的物理层参数。
背景技术：
仅前向链路(FLO)系统组播若干个服务。服务是一个或多个独立数据部分(data component)的集合。服务的每一个独立数据部分称为流。例如，流可以是服务的视频部 分、音频部分、文本或者信号部分。将仅前向链路系统中传输的信号组成超帧，其中，每一个超帧具有大约1秒的 持续时间。图1示出了超帧中各个物理层信道之间的总体关系(不是成比例的)，例如 OIS和数据信道。仅前向链路服务由一个或多个逻辑信道承载，这些逻辑信道称为组播逻辑信道 或者MLC。这是FLO网络传输系统中最小的可寻址单元。FLO空中接口的定义是由FLO物理层信道组成的FLO物理层。OIS和数据就是 其中的两个。OIS代表开销信息符号信道。OIS信道承载由网络发出的重要系统信息。将最小监控周期(min monitor cycle)用作设备得到OIS的时间段。当媒体FLO
设备处于空闲模式时，大多数时间FLO调制解调器进入低功率模式或者睡眠模式。它在 最小监控周期中定期醒来以解码OIS。但是，在FLO超帧中存在不能通过OIS传输的物理层参数。因此，在无线电信系统设备中，需要使用仅前向链路(FLO)系统组播服务来传 送不能通过OIS传输的物理层参数。
发明内容
本文公开的实施例解决了上述需求，通过在FLO接收机处的相关处理中使用信 号参数信道来传送物理层参数，从而当SPC被添加到FLO超帧时，使得本不能通过OIS 传输的物理层参数现在可以被传送。在SPC添加到FLO超帧的一个方面，该SPC承载用于对OIS自身解码所需的信息 。
在另一方面，由于SPC的一个重要特性是SPC波形与诸如时隙到交错体的映射 (slot to interlace map) >快速傅里叶变换(FFT)和循环前缀之类的物理层参数无关，这就 允许接收机在使用默认出厂设置的任何网络布置条件下能够解码由SPC承载的信息。随 后将从SPC获得的信息用来解码0IS，继而允许通过网络对其它参数进行配置。在另外一个方面，已经设计出SPC符号以使得接收机处理结合WIC/LIC符号中 的广域微分器/局域微分器(WID/LID)确定以允许重用接收机中的硬件。
图1示出在FLO (仅前向链路)超帧结构中OIS信道和数据信道的位置和关系。图2示出对于具有PPC符号和SPC符号的FLO的超帧结构，这些符号始终具有 4625个码片的持续时间。图3示出SPC符号结构。图4示出在接收机处的SPC处理的框图。图5是实施解扰运算的硬件电路框图。图6是用于阈值运算的框图。
具体实施例方式在FLO空中接口规范的修订版中，信号参数信道(SPC)及其在FLO接收机处的 相关处理是添加至FLO超帧的新信道。特别地，将SPC添加到FLO超帧以传送不能通 过OIS传输的物理层参数。例如，SPC承载用于对OIS自身进行解码所需的信息。由 SPC承载的信息包括FFT模式信息(Ik、2k、4k、8k)、所使用的循环前缀长度(1/16、 1/8、1/4或者3/8)以及所使用的时隙到接口的映射(slot to interface map) ((2、6)模式， (O、3、6)模式)。每一个SPC符号可以传送8比特的信息。因此，16比特信息可以使用两个SPC 符号来传送。16比特的信息留出额外的空间用于传送将来可能需要的任何其它信息。SPC的一个重要特性是SPC波形独立于诸如时隙到接口的映射、FFT模式以及 循环前缀之类的物理层参数。这允许接收机能够在使用默认出厂设置的任何网络布置条 件下解码由SPC携带的信息。随后可以将从SPC获得的信息用于解码0IS，继而允许通 过网络配置其它参数。已经设计出SPC符号，以使得接收机处理结合WIC/LIC符号或 者(定位参数信道)PPC符号中的WID/LID确定以简化接收机架构。根据本发明的数字论，SPC符号在FLO超帧的末端出现。SPC符号在数量上总 是两个，而且这个固定的数字符合所有的传输模式。具有PPC符号和SPC符号的FLO超 帧架构在图1中示出。SPC符号总是具有4625个码片的持续时间，并且在FFT模式、循 环前缀长度和导频模式中具有同样的结构。需要注意的是，SPC符号结构是基于4K模 式的交错体并且不依赖于用于超帧的其余部分的FFT模式。参见图1，以超帧结构的形式显示了在仅前向链路(FLO)空中接口中OIS信道 和数据信道的位置和关系，其中，通过优化的导频和交织体结构设计来达到快速信道捕 获。并入FLO空中接口的交织方案同时确保时间分集。这里，导频结构和交织体设计 优化了信道使用，而不会干扰具有较长捕获时间的用户。将FLO传输信号组成超帧，其
6中，每一个超帧由四帧数据组成，包括TDM导频、开销信息符号(OIS)和包含广域和局 域数据的帧。通常，每一个超帧由每MHz 2000FDM符号的分配带宽组成(6MHZ的1200 符号)，并且每个符号包含具有激活子载波的7个交错体。每个交错体在频率上均勻地分 布，由此在可用带宽内实现全频分集。将这些交错体分配给逻辑信道，逻辑信道根据持 续时间和用于在由任何给定数据源实现的时间分集上提供灵活性的实际接口的数量而变 化。可以为较低数据速率信道分配较少的交错体以提供时间分集，而较高数据速率信道 使用较多的交错体以最小化信号工作时间(on-time)并且减少功耗。针对低和高数据速率 信道二者的捕获时间大致相同。可以维持频率和时间分集二者而不会影响捕获时间。SPC符号使用解调技术来恢复，该解调技术应用在直接序列扩频系统中。特别 地，仅当在接收机处的扰频序列与在发射机处使用的扰频序列匹配时，才能够获得来自 接收信号的有用信息。如果扰频序列不匹配，那么接收信号将会以噪音的形式在接收机 处出现。但是，如果在接收机处使用的扰频序列与传输的序列相匹配，那么该接收机能 够从接收信号中提取信息。特别地，在频域中，SPC符号在交错体0和4上发送导频， 其中在接收机处仅仅未知的是针对每一个交错体的扰频器种子中使用的四个比特。用于 SPC解码的算法使用来自每一个交错体的导频以及在扰频器种子中的四个未知比特的特 定组合，在时域中计算信道估计。当接收机扰频器种子与发射机不匹配时，时域信道估 计呈现没有明显能量抽头的噪音。但是，当接收机扰频器种子与发射机的扰频器种子匹 配时，时域信道估计将呈现集中于少数抽头上的能量。为了识别在少数抽头中的集中能 量，设置能量阈值，并且收集超过阈值的能量。将与超过阈值的最大能量相对应的扰频 器种子索引的WID字段中的四个比特宣称为在特定SPC符号交错体中所包括的信息比 特。现在参照图2，其示出在2K模式下具有SPC和PPC符号的FLO超帧结构。从 图2可以看出，SPC符号在FLO超帧的末端。SPC符号在数量上始终是两个，并且在所 有传输模式中都遵循固定的数字。SPC符号总是具有4625个码片的持续时间。SPC符 号的分解独立于FFT模式。在这个情况下，需要注意的是SPC符号结构是基于4K模式 的交错体的并且不依赖于用于超帧的其余部分的FFT模式。图2示出对于具有SPC和PPC符号的FLO波形在IK、2K、4K和8KFFT模式下的超帧结构，并且如下所示FFT 窗口 = 4096 个码片循环前缀=512个码片窗口 =17个码片从图3的SPC符号结构可以看出，在每个SPC符号中具有2个激活的4K模式的 交错体。特别地，在频域中占用交错体O和4。频域中的两个激活交错体导致具有周期 为1024个采样周期的时域波形，以及在FFT窗口中出现4个这样的周期。SPC符号中的 信息通过用于交错体O和4的扰频器种子来传送。特别地，扰频器种子中的WID字段用 来传送每个交错体中的4比特信息，而将LID字段硬编码为0000。这里所指的扰频器种 子是在FLOAIS中指定的20比特扰频器种子，表示为d3d2dld0c3c2clc0b0al0a9a8a7a6a5a4a3a2ala0
其中a10a9a8a7a6a5a4a3a2ala0-对应于 OFDM 符号索引bO-设置为等于1的保留比特c3c2clcO-LID (局域微分器)d3d2dldO_WID(广域微分器)。接收机需要使用如下的信息来解扰SPC符号。除了扰频器种子以外，用于加扰的掩码是基于时隙信息的。针对SPCO和SPCl 中每一个交错体的信息如下所示(参见图3)交错体0 符号索引(alO-aO)-硬编码SPCO= 0，SPCl = 1LID = 0000WID =将要传送的4比特信息时隙索引=0(所使用的一致的时隙到交错体的映射)交错体4 符号索引(alO-aO)-硬编码SPCO= 0，SPCl = 1LID = 0000WID =将要传送的4比特信息时隙索引=4(所使用的一致的时隙到交错体的映射)符号索引(al0-a0)-硬编码SPCO= 0，SPCl = 1LID = 0000WID =将要传送的4比特信息时隙索引=0(所使用的一致的时隙到交错体的映射)SPC处理的框图在图4中示出，其中软件收集从SPCO和SPCl获得的16比特信 息，并且确定将要用于解码FLO波形的系统参数。基于所解码的信息，软件对以下各项 进行编程将要使用的时隙到交错体的映射、循环前缀信息以及由硬件使用的FFT模式 信息，以解码超帧中的OIS和数据信道。在确定扰频器信息中涉及的步骤在以下部分描述。当对交错体4的处理与对交 错体0的处理几乎相同时，存在少量细微的差异，而这些差异无论在什么情况下出现时 都将是突出的。扰频器种子检测在扰频器种子检测中与除了 WID字段的所有字段相对应的接收机操作在接收机 处是已知的。因此，可互换地使用扰频器种子检测和WID检测。注意到在SPC中的WID 字段检测并不对应于发射机用来加扰超帧信息的实际WID。此外，为了在两个SPC符 号的处理期间检测到的四个WID字段之间进行区分，我们将四个字段称为SPC0_WID0、 SPC0_WID1、SPC1_WID0、SPC1_WID1,其中在SPC之后的索引指的是SPC符号索引 而在WID之后的索引对应于交错体索引。SPC处理通过软件将1写入到寄存器FLO_SPC_ PROCESS而在HW中触发。这使得对超帧中的全部两个SPC符号进行处理。时域交错体SPC符号处理遵循TDMl检测、WIC/LIC检测和超帧中TDM2处理。TDM1、 WIC/LIC和TDM2在多种FFT模式、循环前缀大小和时隙到交错体的映射中也是固定的。因此，在处理SPC之前，通过TDM2在接收机处可进行精细的时间对准。但是， 在通过TDM2进行精细的时间对准之后，在处理SPC符号之前有接近一秒的延迟。长延 迟可能潜在地导致时间漂移，从而导致在SPC处可能的符号边界模糊。因此，我们仅使 用SPC符号中总共4个可能周期(4K个采样)中的两个周期(2K个采样)。注意到，取 决于来自芯片的电路的预期时间模糊，SPC波形的一至四个周期可以用于进行处理。用 于收集2K个采样的窗口的开始由软件通过寄存器FLO_SPC_OFFSET编程。在每个SPC符号期间，FFT框收集来自于AFC的2K个采样，开始于采样号 FLO_SPC_OFFSET。FFT周期性地扩展2K个采样以形成4K个采样(2K个采样的两 个周期)。在周期扩展后，使得x(n)，n = 0, 1..4095成为4096个采样，其中x(n) = x(n+2048), 0<n<2047o FFT框形成512个时域交错体采样，其对应于使用χ(η)，η = 0，1..4095的交错体0和交错体4。使得对应于交错体m的512个采样fiym(n)，η = 0， 1，2，..511 表示，其中 m = 0，4。512 点 FFT在计算WID中的下一步骤是对与交错体0和4对应的序列{ym(n) }执行512点 FFT0 512点FFT (利用在硬件中实施的标准)由如下公式表示
权利要求
1.在组播无线电信系统中，将具有一个或多个独立数据部分的集合作为流来提供， 其中，OIS位于超帧的开始部分的锁存点处，将OIS编程锁存在所述超帧边界处，改进 在于通过以下操作从在仅前向链路(FLO)网络中传输的信号参数信道(SPC)符号导出 信号参数信息通过采用扰频器种子中的信号参数字段的每一种组合而导出时域信道估 计，以及选出在时域中产生高于阈值的最大能量的信号参数组合。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述时域信道估计是通过以下步骤获得的a)在所述域中收集一个或多个周期的SPC采样；b)对在a)中收集的时域采样执行FFT以获得相应的频域导频采样；c)在针对所述扰频器种子中的所述信号参数信息的多个可能性中选择一个可能性， 并且解扰在b)中获得的所述频域导频采样；d)在所述频域中执行外插以扩展导频观测值，使得观测值的总数为512的幂；e)对在d)中获得的经过外插的频域采样执行512点IFFT运算以得到对应于所选择的 扰频器种子的时域信道估计；f)选择能量阈值，并且计算超过所述阈值的所有时域信道抽头的能量的总和；g)使用所述扰频器种子中的所述信号参数字段的所有可能组合重复步骤c)到f)；以及h)将在g)中导致最大能量的信号参数组合确定为所发送的信号参数信息。
3.如权利要求1所述的方法，其中，通过选择用于与所述超帧同步的FFT、CP和导 频模式的默认出厂组合，在所述超帧中识别对应于所述SPC符号的时域采样。
4.如权利要求2所述的方法，其中，针对两个所述SPC符号中的交错体O和4重复 所有所述步骤。
5.如权利要求2所述的方法，其中，预先计算出步骤f)中的所述能量阈值。
6.如权利要求2所述的方法，其中，步骤f)中的所述能量阈值是基于在步骤e)中导 出的所述最大能量抽头的。
7.如权利要求2所述的方法，其中，e)中的时域信道估计是作为C)中的所述频域导 频观测值的最小二乘估计来获得的。
8.如权利要求2所述的方法，其中，使用零外插、零阶保持或者过滤操作来对所有所 述导频观测值执行d)中的所述外插。
9.在组播无线电信装置中，将具有一个或多个独立数据部分的集合作为流来提供， 其中，OIS位于超帧的开始部分的锁存点处，将OIS编程锁存在所述超帧边界处，所述装 置的改进在于用于从在仅前向链路(FLO)网络中传输的信号参数信道(SPC)符号中导出信号参数 信息的模块，其包括用于通过选择扰频器种子中的信号参数字段的每一种组合来导出 时域信道估计的模块，以及用于选出在时域中产生高于阈值的最大能量的信号参数组合 的模块。
10.如权利要求9所述的组播无线电信装置，包括a)用于在所述时域中收集一个或多个周期的SPC采样的模块；b)用于对在a)中收集的时域采样执行FFT以获得相应的频域导频采样的模块；c)用于在针对所述扰频器种子中的所述信号参数信息的多个可能性中选择一个可能性，以便解扰在b)中获得的所述频域导频采样的模块；d)用于在所述频域中执行外插以扩展导频观测值，使得观测值的总数为512的幂的 模块；e)用于对在d)中获得的经过外插的频域采样执行512点IFFT运算以得到对应于所选 择的扰频器种子的时域信道估计的模块；以及f)用于选择能量阈值并计算超过所述阈值的所有时域信道抽头的能量的总和的模块。
11.如权利要求9所述的组播电信装置，还包括用于选择用于与所述超帧同步的FFT、CP和导频模式的默认出厂组合，以便提供在 所述超帧中识别的与所述SPC符号相对应的时域采样的模块。
12.如权利要求10所述的组播电信装置，还包括用于针对两个所述SPC符号中的交错体0和4重复所有步骤的模块。
13.如权利要求10所述的组播电信装置，还包括 用于预先计算步骤f)中的所述能量阈值的模块。
14.如权利要求10所述的组播电信装置，还包括用于基于在步骤e)中导出的最大能量抽头来预先计算步骤f)中的所述能量阈值的模块。
15.如权利要求10所述的组播电信装置，还包括用于将e)中的时域信道估计作为步骤C)中的所述频域导频观测值的最小二乘估计来 获得的模块。
16.如权利要求10所述的组播电信装置，还包括用于使用零外插或者零阶保持或者过滤操作对装置的所有导频观测值执行d)中的所 述外插的模块。
17.—种计算机可读介质，其包括指令，其中当机器执行所述指令时使所述机器执行 包括以下各项的操作通过以下操作从在仅前向链路(FLO)网络中传输的信号参数信道(SPC)符号中导出 信号参数信息通过采用扰频器种子中的信号参数字段的每一种组合来导出时域信道估 计，以及选出在时域中产生高于阈值的最大能量的信号参数组合。
18.—种计算机可读介质，其包括指令，其中当机器执行所述指令时使所述机器执行 包括以下各项的操作a)在所述域中收集一个或多个周期的SPC采样；b)对在a)中收集的时域采样执行FFT以获得相应的频域导频采样；c)在针对所述扰频器种子中的所述信号参数信息的多个可能性中选择一个可能性， 并且解扰在b)中获得的所述频域导频采样；d)在所述频域中执行外插以扩展导频观测值，使得观测值的总数为512的幂；e)对在d)中获得的经过外插的频域采样执行512点IFFT运算以得到对应于所选扰频 器种子的时域信道估计；f)选择能量阈值并且计算超过所述阈值的所有时域信道抽头的能量的总和；g)使用所述扰频器种子中的所述信号参数字段的所有可能组合重复步骤c)到f)；以及h)将在g)中导致最大能量的信号参数组合确定为所发送的信号参数信息。
全文摘要
信号参数信息通过以下操作来获得(a)收集信号参数信道的时域采样(y(n))；(b)执行FFT以获得相应的频域采样(Y(k))；(c)选择一个可能的参数(i)并对频域采样进行解扰；(d)执行外插法以将结果扩展为512个采样；(e)执行512点FFT以获得与所选参数相对应的时域信道估计(hi(n))；(f)计算超过所选阈值的信道抽头的能量(Ei)之和；(g)对于其它可能的参数重复(c)至(f)；(h)确定具有最大Ei值的参数。
文档编号H04L5/00GK102017552SQ200980114779
公开日2011年4月13日 申请日期2009年3月25日 优先权日2008年3月28日
发明者A·曼特拉瓦迪, D·L·范费恩, K·K·穆卡维利, M·R·查里, R·克里希纳姆尔蒂, R·克里希纳穆尔蒂, 凌复云 申请人:高通股份有限公司