用于在干扰环境中的无线宽带系统的同步方法和装置制造方法

用于在干扰环境中的无线宽带系统的同步方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于在干扰环境中的无线宽带系统的同步方法和装置。所公开的方法包括：获取网络的干扰信息；以及至少部分地基于所述干扰信息来选择至少一个信道，以便通过所述至少一个信道来传输资源信息，其中所述资源信息指示了至少部分地基于所述干扰信息所确定的资源分配，并且其中，通过同步序列来指示所述至少一个信道的位置。
【专利说明】用于在干扰环境中的无线宽带系统的同步方法和装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信，更具体地，涉及用于在干扰环境中的无线宽带系统的同步方法和装置。

【背景技术】
[0002]当前存在着诸如全球移动通信系统(GSM)/码分多址(CDMA)/长期演进(LTE)/无线保真(WiFi)/全球微波接入互连(WiMAX)等大量不同无线通信网络共存的现象。在通信产业的很多区域，仍然存在一些旧有的模拟无线系统，它们占据了最佳频带，但却具有非常低的频谱效率。
[0003]由于这些旧有无线系统通常具有非常窄的频率带宽并且数据速率也很低，因此有可能并且也值得构建新的宽带系统来共享这些旧有无线系统的频谱。然而，对于新的宽带系统来说，来自旧有异构系统的所有带内信号都会被认为是干扰信号。
[0004]大多数窄带信号在功率谱密度方面都表现得很强，并且常规无线系统因为缺乏干扰抵抗能力而无法进行良好的运作。特别地，当同步信道上存在来自异构网络的强干扰时，有可能对宽带系统的同步造成严重影响，从而降低系统性能。因此，使宽带信号与强的旧有信号共存将带来很大的挑战。


【发明内容】

[0005]根据本发明的第一方面，提供了一种用于同步的方法。该方法可以包括:获取网络的干扰信息；以及至少部分地基于所述干扰信息来选择至少一个信道，以便通过所述至少一个信道来传输资源信息，其中所述资源信息指示了至少部分地基于所述干扰信息所确定的资源分配，并且其中，通过同步序列来指示所述至少一个信道的位置。
[0006]根据本发明的第二方面，提供了一种用于同步的装置。该装置可以包括:获取单元，其被配置为获取网络的干扰信息；以及选择单元，其被配置为至少部分地基于所述干扰信息来选择至少一个信道，以便通过所述至少一个信道来传输资源信息，其中所述资源信息指示了至少部分地基于所述干扰信息所确定的资源分配，并且其中，通过同步序列来指示所述至少一个信道的位置。
[0007]根据本发明的第三方面，提供了一种用于同步的方法。该方法可以包括:检测同步序列，其中所述同步序列指示了至少部分地基于网络的干扰信息所选择的至少一个信道的位置；以及对所述至少一个信道进行解码，以便获得通过所述至少一个信道所传输的资源信息，其中所述资源信息指示了至少部分地基于所述干扰信息所确定的资源分配。
[0008]根据本发明的第四方面，提供了一种用于同步的装置。该装置可以包括:检测单元，其被配置为检测同步序列，其中所述同步序列指示了至少部分地基于网络的干扰信息所选择的至少一个信道的位置；以及解码单元，其被配置为对所述至少一个信道进行解码，以便获得通过所述至少一个信道所传输的资源信息，其中所述资源信息指示了至少部分地基于所述干扰信息所确定的资源分配。

【专利附图】

【附图说明】
[0009]通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0010]图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图。
[0011]图2是依照本发明示例性实施方式说明了可在网络节点处执行的用于同步的方法的流程图。
[0012]图3依照本发明示例性实施方式示意性地示出了同步信道设计。
[0013]图4依照本发明示例性实施方式示意性地示出了对FCH信道位置的选择。
[0014]图5依照本发明示例性实施方式示意性地示出了关于FCH和CRC的计算。
[0015]图6是依照本发明示例性实施方式说明了可在用户终端处执行的用于同步的方法的流程图。
[0016]图7是依照本发明示例性实施方式的网络侧发射流程图。
[0017]图8是依照本发明示例性实施方式的用户侧接收流程图。
[0018]图9是依照本发明示例性实施方式的一种用于同步的装置的框图。
[0019]图10是依照本发明示例性实施方式的另一种用于同步的装置的框图。

【具体实施方式】
[0020]下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0021]所属【技术领域】的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即:可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
[0022]可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPR0M或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0023]计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于一电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0024]计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括一但不限于一无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
[0025]可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言一诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言一诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络一包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0026]下面将参照本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，这些计算机程序指令通过计算机或其它可编程数据处理装置执行，产生了实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的装置。
[0027]也可以把这些计算机程序指令存储在能使得计算机或其它可编程数据处理装置以特定方式工作的计算机可读介质中，这样，存储在计算机可读介质中的指令就产生出一个包括实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的指令装置(instruct1nmeans)的制造品(manufacture)。
[0028]也可以把计算机程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令能够提供实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的过程。
[0029]图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图。图1显示的计算机系统/服务器12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0030]如图1所示，计算机系统/服务器12以通用计算设备的形式表现。计算机系统/服务器12的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
[0031]总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
[0032]计算机系统/服务器12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机系统/服务器12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
[0033]系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机系统/服务器12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图1未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图1中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如⑶-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
[0034]具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
[0035]计算机系统/服务器12也可以与一个或多个外部设备14 (例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机系统/服务器12交互的设备通信，和/或与使得该计算机系统/服务器12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口 22进行。并且，计算机系统/服务器12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机系统/服务器12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机系统/服务器12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0036]诸如GSM/CDMA/LTE/WiFi/WiMAX等大量不同无线通信网络的共存使得当前系统出现了在同步方面的问题。在LTE网络中，使用主同步信号(PSS)、循环前缀(CP)、辅同步信号(SSS)和广播信道(BCH)来进行同步。PSS、SSS和BCH都位于固定且相对窄的频带内，从而确保支持不同带宽(例如1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz和20MHz)的终端可以使用相同的同步方法，这种方式较为高效并且不需要对不同带宽进行繁琐的搜索。然而，为了节约带宽，仅将非常少量的资源分配给PSS、SSS和BCH，例如，PSS和SSS都仅使用62个子载波，而BCH仅使用72个子载波。少量的资源使得LTE的同步非常容易受到干扰的影响，例如，PSS和SSS所使用的子载波很可能大部分都遭遇到突发的窄带干扰。如果在PSS/SSS/BCH频带内存在强干扰的话，将无法进行LTE同步。对于WiMAX (IEEE802.16e)系统来说，其使用相对长得多的前导序列(preamble)，因此与LTE相比，其能够抵抗强得多的干扰。在终端成功地利用前导序列进行了同步之后，终端会根据从前导序列索引推导出的扇区标识符(segmentID)来尝试对帧控制报头(FCH)进行解码。然而，WiMAX系统也存在与同步相关的问题。举例来说，WiMAX同步信道完全占用了频谱，这会对其它系统造成干扰；另外，对于每个扇区，FCH仅具有I个固定位置，这不具有足够的弹性和恢复力来抵抗随机分布的干扰。例如，如果强干扰位于FCH频带中，那么终端将无法对FCH进行解码并且对此无能为力。
[0037]一种可能的解决方案是通过选择频点来避免干扰。举例来说，通过频谱感测，无线系统能够检测到干扰的位置，并且找到最佳频点来避免同步信道中的干扰。然而，由于干扰的多变性，通常需要较大的频点集合，这使得终端承受了较重的负担来进行初始同步，因为终端不得不穷尽各个可能的频点。此外，由于干扰不断地改变其强度和位置，因此，如果同步信道被固定在同一位置的话，其可能会不时地受到扰乱，从而对系统性能造成显著影响。再者，有时候由于频谱规划的原因，所允许的频点可能是非常有限的。因此，需要一种尽可能少地使用可能的频点并且适应于干扰变化的方案。
[0038]现在参看图2，其是依照本发明示例性实施方式说明了可在网络节点处执行的用于同步的方法的流程图。网络节点可以是任何类型的网络侧设备，例如其可以包括但不限于基站、节点B (Node B)、演进型节点B (eNB)、接入点(AP)或控制中心等。如图2中的框202所示，在网络节点处可以获取网络的干扰信息。举例来说，网络节点可以通过感测的方式来获知干扰信息，也可以通过与其它节点或设备(诸如存储了由感测装置所报告的干扰信息的数据库、服务器或存储器等)进行通信来获得最新的干扰信息。根据本发明示例性实施方式，网络可以包括异构网络，并且干扰信息指示了异构网络之间的相互干扰情况。为了抵抗窄带干扰，可以选择足够宽的同步信道。举例来说，LTE具有62个子载波工作在干净环境中，因而在所期望的系统中，需要至少有62个子载波不会受到干扰的影响。此外，为了尽可能多地减少对现存的旧有系统的干扰，根据本发明示例性实施方式，同步信道可以支持打孔技术(例如，可以至少部分地基于干扰信息来对同步信道进行打孔)，以便移除与带内干扰相冲突的信道资源(诸如子载波)。
[0039]图3依照本发明示例性实施方式示意性地示出了同步信道设计，其中引入了打孔策略。在该示例中，仅使用I个正交频分复用(OFDM)符号作为同步信道。然而可以理解，也可以将该信道设计应用于诸如在LTE系统中那样使用多个OFDM符号的情况。如图3中所示，可以考虑系统干扰情况和/或网络规划等因素来对同步信道进行打孔，以尽量避免网络中的干扰冲突(例如抵抗带内干扰，并且不会干扰现存的旧有系统)。如此，同步信道的原有子载波便包括被打孔的子载波(如图3中的空心箭头所示)和被使用的子载波(如图3中与空心箭头齐平的实心箭头所示)。根据本发明示例性实施方式，由于打孔之前和打孔之后的同步信道所使用的总功率可以保持不变，因此，在同步信道上实际使用的子载波的功率能够得到提升(如图3中比空心箭头高的实心箭头所示)。功率的提升可以在一定程度上改善系统的传输性能。针对应用了打孔策略的同步信道，可以依照图2所描述的方法来为相应的信道(诸如广播信道或FCH信道等)选择合适的位置。
[0040]返回参照图2，可以至少部分地基于所获取的干扰信息来选择至少一个信道，如框204所示，以便通过所述至少一个信道来传输资源信息，其中所述资源信息指示了至少部分地基于所述干扰信息所确定的资源分配，并且其中，通过同步序列来指示所述至少一个信道的位置。举例来说，可以将具有干扰冲突(受到干扰或者造成干扰)的信道设置为不可用，并在可用的信道中挑选出至少一个信道(包括例如广播信道和FCH信道之一)。替代地或者附加地，对所述至少一个信道的选择可以考虑网络规划因素，例如相邻的网络节点(诸如基站或AP)使用不同的广播信道或FCH信道。可选地，除了资源信息之外，还可以通过所述至少一个信道来传输诸如子信道比特映射、编码指示等其它信息。根据本发明示例性实施方式，可以将分集传输机制和循环冗余校验机制中的至少一种应用于所述至少一个信道。在采用分集传输机制(例如重复传输)的情形中，除了常规的前向纠错(FEC)/循环冗余校验(CRC)之外，所述至少一个信道可以使用多个机会来获得分集增益，这意味着系统可以在至少有一个足够好的机会来对所述至少一个信道进行解码的情况下正常运作。在实际网络环境中，系统干扰可能随时发生变化，因而为了能够针对干扰的变化情况来自适应地调整系统配置以便有效地避免干扰并合理利用资源，在网络节点处，可以根据所获取的干扰信息的变化来自适应地更新以下中的至少一个:所述至少一个信道的位置，以及指示了资源分配(例如干扰位置、可用资源或信道映射关系等)的所述资源信息。
[0041]根据本发明示例性实施方式，指示了所述至少一个信道的位置的同步序列还可以指示与所述至少一个信道相对应的小区和扇区中的至少一个。相比之下，常规无线系统使用同步序列仅指示了小区和扇区。因此，根据本公开示例性实施例的方案，当终端检测到同步序列时，除了可以获知小区和扇区信息之外，还能够获知在网络侧选择使用的至少一个信道的位置信息。由于网络侧在选择所述至少一个信道时考虑了网络干扰等因素，因此，与所选择的至少一个信道相对应的同步序列可以确保被指示的信道是最少受到干扰影响的。
[0042]图4依照本发明示例性实施方式示意性地示出了对FCH信道位置的选择。尽管这里参照WiMAX系统给出了 FCH分配方案，然而可以理解的是，类似的广播信道分配方案也可以应用于诸如LTE的其它无线宽带系统，其基本原则可以是例如尽可能地避免干扰冲突。如图4所示，针对扇区O的候选FCH信道包括FCH_00、FCH_01和FCH_02，针对扇区I的候选FCH信道包括FCH_10、FCH_11和FCH_12，而针对扇区2的候选FCH信道包括FCH_20、FCH_21和FCH_22。可以基于干扰位置和/或网络规划等参数来选择最佳的FCH信道。举例来说，在图4中所示的干扰情况下，针对扇区0，可以选择FCH_01 ;针对扇区1，可以选择FCH_10 ;而针对扇区2，可以选择FCH_22。这样的FCH信道选择结果可以有效地避开被干扰占据的子载波，从而提高系统性能。此外，还可以使用重复机制来对抗干扰并且引入分集增益。举例来说，可以针对所选择的FCH进行重复传输，以确保至少有一个成功传输的机会使得终端能够对FCH信道进行解码。
[0043]根据本发明示例性实施方式，可以根据所选择的FCH信道的位置来决定相应的同步序列，这也可以看作是对同步序列的选择，其中各个同步序列可以具有相应的指示符，诸如前导序列索引。下面的表1给出了前导序列索引和FCH信道位置之间的示例关系。
[0044]表1
[0045]

【权利要求】
1.一种用于同步的方法，包括: 获取网络的干扰信息；以及 至少部分地基于所述干扰信息来选择至少一个信道，以便通过所述至少一个信道来传输资源信息，其中所述资源信息指示了至少部分地基于所述干扰信息所确定的资源分配，并且其中，通过同步序列来指示所述至少一个信道的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，分集传输机制和循环冗余校验机制中的至少一种被应用于所述至少一个信道。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述同步序列还指示了与所述至少一个信道相对应的小区和扇区中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个信道的位置和所述资源信息中的至少一个根据所述干扰信息的变化而被自适应地进行更新。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个信道包括广播信道和帧控制报头信道之一。
6.一种用于同步的装置，包括: 获取单元，其被配置为获取网络的干扰信息；以及 选择单元，其被配置为至少部分地基于所述干扰信息来选择至少一个信道，以便通过所述至少一个信道来传 输资源信息，其中所述资源信息指示了至少部分地基于所述干扰信息所确定的资源分配，并且其中，通过同步序列来指示所述至少一个信道的位置。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，分集传输机制和循环冗余校验机制中的至少一种被应用于所述至少一个信道。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述同步序列还指示了与所述至少一个信道相对应的小区和扇区中的至少一个。
9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述至少一个信道的位置和所述资源信息中的至少一个根据所述干扰信息的变化而被自适应地进行更新。
10.根据权利要求6所述的装置，其中，所述至少一个信道包括广播信道和帧控制报头信道之一。
11.一种用于同步的方法，包括: 检测同步序列，其中所述同步序列指示了至少部分地基于网络的干扰信息所选择的至少一个信道的位置；以及 对所述至少一个信道进行解码，以便获得通过所述至少一个信道所传输的资源信息，其中所述资源信息指示了至少部分地基于所述干扰信息所确定的资源分配。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，分集传输机制和循环冗余校验机制中的至少一种被应用于所述至少一个信道。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述同步序列还指示了与所述至少一个信道相对应的小区和扇区中的至少一个。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述资源信息还指示了数据信道映射关系。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述至少一个信道包括广播信道和帧控制报头信道之一。
16.一种用于同步的装置，包括:检测单元，其被配置为检测同步序列，其中所述同步序列指示了至少部分地基于网络的干扰信息所选择的至少一个信道的位置；以及 解码单元，其被配置为对所述至少一个信道进行解码，以便获得通过所述至少一个信道所传输的资源信息，其中所述资源信息指示了至少部分地基于所述干扰信息所确定的资源分配。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，分集传输机制和循环冗余校验机制中的至少一种被应用于所述至少一个信道。
18.根据权利要求16所述的装置，其中，所述同步序列还指示了与所述至少一个信道相对应的小区和扇区中的至少一个。
19.根据权利要求16所述的装置，其中，所述资源信息还指示了数据信道映射关系。
20.根据权利要求16所述的装置，其中，所述至少一个信道包括广播信道和帧控制报头信道之一。
【文档编号】H04B1/7073GK104080160SQ201310103976
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2013年3月28日
【发明者】汤剑斌, 王均松, 程鑫豪, 林咏华, 王青 申请人:国际商业机器公司