система и способ синхронизации кадра и получения начального отсчета времени символа

Формула изобретения

1. Способ начального обнаружения кадра и синхронизации, заключающийся в том, что

принимают поток входных сигналов, по меньшей мере, некоторые из которых связаны с символом пилот-сигнала,

формируют выходные данные корреляции, формируя кривую корреляции из упомянутых сигналов и их задержанных копий,

обнаруживают потенциальный передний фронт кривой корреляции из выходных данных корреляции,

подтверждают обнаружение переднего фронта из выходных данных корреляции, причем подтверждение обнаружения переднего фронта содержит этап, на котором обнаруживают плоскую зону и/или задний фронт, и

обнаруживают задний фронт кривой из выходных данных корреляции.

2. Способ по п.1, в котором обнаружение потенциального переднего фронта содержит этапы, на которых

сравнивают выходные данные корреляции с порогом,

осуществляют приращение счетчика, если упомянутые выходные данные больше или равны порогу,

анализируют показания счетчика для определения, равны ли они заданному значению.

3. Способ по п.2, в котором заданным значением является 64.

4. Способ по.1, в котором плоскую зону обнаруживают посредством подсчета количества моментов времени, когда значения коррелятора больше или равны порогу.

5. Способ по п.1, в котором задний фронт обнаруживают посредством подсчета количества моментов времени, когда выходные данные коррелятора меньше, чем порог.

6. Способ по п.1, в котором подтверждение обнаружения переднего фронта содержит этапы, на которых

осуществляют приращение первого счетчика, если значение корреляции больше или равно порогу,

осуществляют приращение второго счетчика, если значение корреляции меньше, чем порог, иначе устанавливают второй счетчик в ноль, и

исследуют значения первого и второго счетчиков для расшифровки того, что было принято.

7. Способ по п.6, в котором обнаруживают ложный передний фронт, когда первый счетчик, по существу, равен второму счетчику.

8. Способ по п.6, в котором дополнительно сохраняют момент времени, когда второй счетчик равен нолю, для использования алгоритма точного отсчета времени.

9. Способ по п.6, в котором дополнительно осуществляют приращение третьего счетчика для каждой новой принятой и коррелированной выборки.

10. Способ по п.9, в котором начало заднего фронта наблюдают, когда третий счетчик указывает, что должна быть принята полная плоская зона, и второй счетчик больше ноля.

11. Способ по п.6, в котором дополнительно требуют, чтобы значение первого счетчика было больше или равно половине количества от того, которое должно быть без мешающего действия шума для объявления обнаружения плоской зоны или заднего фронта.

12. Способ по п.1, в котором дополнительно периодически обновляют систему автоподстройки частоты до обнаружения заднего фронта.

13. Способ по п.1, в котором обнаружение заднего фронта содержит этапы, на которых

осуществляют приращение первого счетчика, когда значение корреляции меньше, чем порог, иначе устанавливают первый счетчик в ноль, и

определяют, когда первый счетчик равен заданному значению.

14. Способ по п.13, в котором заданным значением является 32.

15. Способ по п.13, в котором дополнительно сохраняют момент времени, когда первый счетчик равен нолю, для использования алгоритма точного отсчета времени.

16. Способ по п.13, в котором дополнительно осуществляют приращение второго счетчика для каждой принятой выборки для облегчения прерывания на тайм-аут процесса обнаружения заднего фронта после заданного количества выборок.

17. Способ по п.1, в котором символ пилот-сигнала является символом ТDM.

18. Способ синхронизации кадра и получения начального отсчета времени символа, осуществляемый компьютером, заключающийся в том, что

принимают сигналы широковещания, которые передают, по меньшей мере, многочисленные символы беспроводной передачи,

обнаруживают потенциальный передний фронт выходных данных коррелятора, связанных с символом первого пилот-сигнала,

подтверждают обнаружение переднего фронта посредством обнаружения плоской зоны выходных данных коррелятора и

обнаруживают задний фронт выходных данных коррелятора.

19. Способ по п.18, в котором символы беспроводной передачи являются символами OFDM.

20. Способ по п.18, в котором символ пилот-сигнала является символом пилот-сигнала TDM.

21. Способ по п.18, в котором потенциальный передний фронт обнаруживают посредством анализа выходных данных коррелятора с задержкой для определения, превышают ли выходные данные порог для заданного количества последовательных моментов времени.

22. Способ по п.18, в котором дополнительно периодически обновляют систему автоподстройки частоты при наблюдении плоской зоны.

23. Способ по п.22, в котором дополнительно сохраняют момент времени, предшествующий обнаружению заднего фронта, причем этот момент времени относится к определенному количеству выборок в символе второго пилот-сигнала.

24. Способ по п.23, в котором символ второго пилот-сигнала является символом пилот-сигнала TDM.

25. Способ по п.23, в котором дополнительно переключают систему автоподстройки частоты в режим отслеживания.

26. Способ по п.25, в котором дополнительно получают точный отсчет времени с использованием второго символа пилот-сигнала и сохраненного момента времени.

27. Способ по п.18, в котором обнаружение плоской зоны содержит этапы, на которых

формируют выходные данные корреляции посредством корреляции новых выборок сигнала с их задержанными вариантами,

сравнивают выходные данные корреляции с порогом и осуществляют приращение счетчика, когда выходные данные корреляции больше или равны порогу, причем обнаруживают плоскую зону, когда значение счетчика составляет, по меньшей мере, половину значения, которое должно быть обнаружено в идеальной среде.

28. Способ по п.18, в котором обнаружение заднего фронта содержит этапы, на которых

формируют выходные данные корреляции посредством корреляции новых выборок сигнала с их задержанными вариантами,

сравнивают каждые выходные данные корреляции с порогом и

осуществляют приращение счетчика, когда выходные данные корреляции меньше, чем порог, иначе устанавливают счетчик запуска в ноль, при этом происходит обнаружение плоской зоны, когда второй счетчик больше или равен заданному значению.

29. Способ начального обнаружения кадра символа беспроводной передачи и получения грубого отсчета времени символа, осуществляемый компьютером, заключающийся в том, что

принимают поток входных сигналов широковещания, по меньшей мере, некоторые из которых связаны с символом пилот-сигнала,

формируют выходные данные корреляции, которые формируют кривую корреляции за некоторое время, из упомянутых сигналов и их задержанных копий,

обнаруживают передний фронт кривой корреляции,

обнаруживают часть плоской зоны кривой корреляции и

обнаруживают задний фронт кривой.

30. Способ по п.29, в котором символ пилот-сигнала является символом OFDM пилот-сигнала.

31. Способ по п.29, в котором обнаружение переднего фронта содержит этапы, на которых

сравнивают выходные данные корреляции с порогом,

осуществляют приращение счетчика, если упомянутые выходные данные больше или равны порогу, иначе устанавливают этот счетчик в ноль и

оценивают счетчик для определения, равен ли он заданному значению.

32. Способ по п.31, в котором обнаружение плоской зоны содержит этапы, на которых

сравнивают выходные данные корреляции с порогом,

осуществляют приращение второго счетчика, когда выходные данные корреляции больше или равны порогу, и

проверяют значение счетчика для определения, является ли это значение большим или равным заданному значению, которое меньше, чем ожидаемое значение в идеальной среде.

33. Способ по п.32, в котором дополнительно периодически обновляют систему автоподстройки частоты для подсчета смещения частоты сигнала.

34. Способ по п.32, в котором обнаружение заднего фронта содержит этапы, на которых

осуществляют приращение третьего счетчика, когда значение корреляции меньше, чем порог, иначе устанавливают этот счетчик в ноль, и

определяют, если и когда этот счетчик равен заданному значению.

35. Способ по п.34, в котором дополнительно сохраняют момент времени, когда третий счетчик равен нолю.

36. Система синхронизации и обнаружения кадра, содержащая

компонент коррелятора с задержкой, который принимает поток входных выборок, коррелирует входные выборки с их задержанными вариантами и формирует множество выходных данных, формирующих кривую корреляции,

компонент переднего фронта, который принимает выходные данные, сравнивает выходные данные с порогом и формирует сигнал, если он обнаруживает потенциальный передний фронт кривой корреляции,

компонент подтверждения, который после приема сигнала из компонента переднего фронта сравнивает дополнительные выходные данные с порогом для подтверждения того, что был обнаружен передний фронт, и

компонент заднего фронта, который после приема сигнала из компонента подтверждения сравнивает дополнительные выходные данные с порогом для определения местоположения заднего фронта кривой корреляции.

37. Система по п.36, в которой компонент переднего фронта сконфигурирован с возможностью формирования сигнала, когда выходные данные остаются больше или равны порогу для заданного количества последовательных выборок.

38. Система по п.37, в которой последовательным количеством выборок является 64.

39. Система по п.36, в которой компонент подтверждения содержит

счетчик случаев выполнения, который сохраняет количество моментов времени, когда выходные данные больше или равны порогу,

счетчик запуска, который сохраняет количество последовательных вариантов выходных данных, которые меньше, чем порог, и

компонент обработки, который принимает выходные данные, сравнивает выходные данные с порогом и заполняет счетчики.

40. Система по п.39, в которой счетчик запуска и счетчик случаев выполнения обеспечивают индикацию того, что передний фронт не был обнаружен.

41. Система по п.40, в которой счетчик запуска имеет значение большее или равное 128, и счетчик случаев выполнения имеет значение меньше чем 400.

42. Система по п.39, в которой счетчик запуска и счетчик случаев выполнения указывают, что компонент переднего фронта был замедлен для обнаружения переднего фронта.

43. Система по п.42, в которой счетчик запуска больше или равен 768, и счетчик случаев выполнения больше 400.

44. Система по п.39, дополнительно содержащая счетчик интервалов, который сохраняет количество созданных и проанализированных значений выходных данных.

45. Система по п.44, в которой счетчик интервала совместно со счетчиком запуска указывают обнаружение заднего фронта кривой корреляции.

46. Система по п.45, в которой счетчик интервала больше или равен 4352, и счетчик запуска больше ноля.

47. Система по п.44, дополнительно содержащая компонент, который обновляет систему автоматической подстройки частоты каждые 128 выходных данных, которые указаны счетчиком интервала.

48. Система по п.44, в которой компонент подтверждения сконфигурирован с возможностью сохранения момента времени, когда счетчик запуска равен нолю.

49. Система по п.36, в которой компонент заднего фронта содержит

счетчик запуска, который сохраняет количество последовательных моментов времени, когда значение корреляции меньше, чем порог, и

процессор, который принимает значения корреляции, сравнивает значение корреляции с порогом и увеличивает счет запуска, значение которого показательно для обнаружения заднего фронта.

50. Система по п.49, в которой компонент заднего фронта обнаруживает задний фронт, когда значение счетчика запуска составляет 32.

51. Система по п.49, дополнительно содержащая счетчик интервалов, который увеличивается каждый раз, когда принимается новое значение корреляции, причем счетчик интервалов используется для тайм-аута поиска заднего фронта.

52. Система по п.51, дополнительно содержащая компонент, который вызывает поиск заднего фронта для тайм-аута, когда счетчик интервалов больше или равен 8*128.

53. Система по п.51, в которой компонент заднего фронта сохраняет момент времени, когда счет запуска равен нолю.

54. Устройство радиосвязи, содержащее

компонент приемника, который принимает широковещательные передачи, содержащие множество кадров символов беспроводной передачи, по меньшей мере, один кадр, содержащий символ пилот-сигнала, и

компонент детектора кадра, который идентифицирует начало кадра по обнаружению символа пилот-сигнала, причем компонент детектора кадра содержит

компонент переднего фронта, который обнаруживает передний фронт кривой корреляции на основе первого программируемого значения, порога и выходных данных коррелятора, и

компонент плоской зоны, который идентифицирует плоскую часть кривой корреляции на основе второго программируемого значения, порога и выходных данных коррелятора.

55. Устройство по п.54, в котором кадры символов беспроводной передачи являются кадрами OFDM.

56. Устройство по п.54, в котором символ пилот-сигнала является символом пилот-сигнала ТDМ.

57. Устройство по п.54, дополнительно содержащее коррелятор, который формирует значения выходных данных из принятых сигналов и их задержанных вариантов, причем значения выходных данных формируют кривую корреляции за некоторое время.

58. Устройство по п.57, в котором компонент детектора кадра дополнительно содержит

компонент заднего фронта, который обнаруживает задний фронт кривой корреляции на основе третьего программируемого значения, порога и выходных данных коррелятора.

59. Устройство по п.58, в котором компонент переднего фронта сконфигурирован с возможностью обнаружения переднего фронта, когда выходные данные коррелятора больше или равны порогу для последовательного количества моментов времени, равного или большего первого программируемого значения.

60. Устройство по п.59, в котором компонент плоской зоны сконфигурирован с возможностью обнаружения плоской зоны, когда выходные данные коррелятора больше или равны порогу для количества моментов времени большего или равного второму программируемому значению.

61. Устройство по п.60, в котором компонент заднего фронта сконфигурирован с возможностью обнаружения заднего фронта, когда выходные данные коррелятора меньше, чем порог для последовательного количества моментов времени, равного или большего третьего программируемого значения.

62. Система начального обнаружения кадра, содержащая

средство для приема потока сигналов, по меньшей мере, часть из которых связаны с символом пилот-сигнала,

средство для формирования выходных данных корреляции из упомянутых сигналов и их задержанных копий и

средство для обнаружения переднего фронта, плоской зоны и заднего фронта из выходных данных корреляции.

63. Система по п.62, в которой символ пилот-сигнала является символом пилот-сигнала TDM.

64. Система по п.62, в которой средство для обнаружения переднего фронта содержит средство для сравнения значений выходных данных с порогом, причем передний фронт обнаруживают, когда значения выходных данных больше порога для первого программируемого количества последовательных моментов времени.

65. Система по п.64, в которой средство для обнаружения плоской зоны содержит средство для сравнения значений выходных данных с порогом, причем плоскую зону обнаруживают, когда значения выходных данных больше или равны порогу для второго программируемого количества моментов времени.

66. Система по п.65, дополнительно содержащая средство для обнаружения грубого смещения частоты.

67. Система по п.66, дополнительно содержащая средство для сохранения момента времени после обнаружения плоской зоны и до начального обнаружения заднего фронта.

68. Система по п.65, в которой средство для обнаружения заднего фронта содержит средство для сравнения значений выходных данных с порогом, причем задний фронт обнаруживают, когда порог ниже порога для третьего программируемого количества моментов времени.

69. Микропроцессор, который выполняет команды для выполнения способа начального обнаружения кадра и синхронизации, заключающегося в том, что

формируют показатели корреляции из выборок сигнала и их задержанных копий и

обнаруживают передний фронт, плоскую зону и задний фронт посредством сравнения упомянутых показателей с порогом.

70. Микропроцессор по п.69, причем передний фронт обнаруживают, когда упомянутый показатель больше порога для первого заданного количества последовательных моментов времени.

71. Микропроцессор по п.70, причем плоскую зону обнаруживают после обнаружения переднего фронта, когда упомянутый показатель больше порога для второго заданного количества моментов времени.

72. Микропроцессор по п.69, причем задний фронт обнаруживают, когда упомянутый показатель меньше, чем порог для третьего заданного количества последовательных моментов времени.

73. Микропроцессор по п.69, причем дополнительно обновляют систему автоматической подстройки частоты для подсчета смещения частоты совместно с обнаружением плоской зоны.

74. Микропроцессор по п.69, причем дополнительно сохраняют момент времени после обнаружения, по меньшей мере, части плоской зоны и до начального обнаружения заднего фронта.

75. Система обнаружения кадра и синхронизации, содержащая

первый компонент, который принимает многочисленные пакеты данных, содержащие, по меньшей мере, символ пилот-сигнала,

второй компонент, который формирует показатели корреляции из пакетов данных,

третий компонент, который анализирует упомянутые показатели дополнительное время для определения, был ли принят символ пилот-сигнала, причем символ пилот-сигнала принимают после обнаружения последовательных значений показателя, меньших порога для первого количества моментов времени, сопровождаемых значениями показателя большими или равными порогу для второго количества моментов времени, сопровождаемых последовательными значениями показателя меньшими порога для третьего количества моментов времени.

76. Система по п.75, дополнительно содержащая четвертый компонент, который подсчитывает смещение частоты, когда значения показателя больше или равны порогу.

77. Система по п.76, в которой третий компонент сохраняет момент времени после обнаружения значений показателя, больших или равных порогу, и до обнаружения значений показателя последовательно меньших порога.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Последующее описание относится в основном к передаче данных и, в частности, к получению сигнала и синхронизации.

Уровень техники

Существует растущая потребность в системах связи большой емкости и надежных системах связи. На данный момент трафик данных исходит, прежде всего, из мобильных телефонов, а также настольных или портативных компьютеров. По прошествии времени и с развитием технологий возможно предвидеть повышенный спрос на другие устройства связи, некоторые из которых пока не нашли широкого распространения. Например, устройства, которые в настоящее время не рассматриваются как устройства связи, такие как бытовые приборы, а также другие потребительские устройства, в будущем будут формировать огромные объемы данных для передачи. Кроме того, существующие в текущий момент устройства, такие как мобильные телефоны и персональные цифровые секретари (PDA), среди прочих, не только будут более распространены, но также потребуют беспрецедентной пропускной способности для поддержки больших и сложных интерактивных и мультимедийных приложений.

В то время как трафик данных может передаваться по проводам, в настоящее время будет продолжать стремительно расти потребность в беспроводной передаче. Повышающаяся мобильность людей нашего общества требует, чтобы технологические решения, связанные с ними, также были портативными. Соответственно, сегодня многие люди используют мобильные телефоны и персональные PDA для передачи речи и данных (например, мобильный Интернет, электронная почта, мгновенная передача сообщений и т.д.). Дополнительно, возрастает количество людей, создающих беспроводные домашние и офисные сети, и дополнительно ожидается, что рост числа беспроводных «горячих точек» обеспечит возможность связи через Интернет в школах, зданиях кафе, аэропортах и других общественных местах. Кроме того, продолжается крупномасштабное движение в сторону интеграции компьютера и технологии связи в транспортных средствах, таких как автомобили, корабли, самолеты, поезда и т.д. В сущности, так как компьютерные технологии и технологии связи продолжают становиться более и более повсеместными, будет продолжать расти потребность в сфере беспроводных услуг, в частности, поскольку она часто является наиболее практичным и удобным средством связи.

В общем случае, процесс беспроводной связи подразумевает наличие и передатчика и приемника. Передатчик модулирует данные на несущий сигнал и впоследствии передает этот несущий сигнал через среду передачи (например, в радиочастотном диапазоне). Тогда как приемник отвечает за прием несущего сигнала через среду передачи. Более конкретно задачей приемника является синхронизация принятого сигнала, определение начала сигнала, информации, содержащейся в сигнале, и действительно ли сигнал содержит сообщение. Однако синхронизацию усложняют шум, помехи и другие факторы. Несмотря на такие препятствия, приемник тем не менее должен обнаруживать или идентифицировать сигнал и интерпретировать содержимое для обеспечения возможности связи.

В настоящее время применяются многие стандартные технологии модуляции с расширением частоты. При использовании этих технологий мощность узкополосного сигнала информации разносится или расширяется на большую полосу частот передачи. Это расширение выгодно, по меньшей мере, потому что такие передачи в основном не восприимчивы к системному шуму из-за малой спектральной плотности мощности. Однако в таких стандартных системах одна известная проблема состоит в том, что разброс задержки вследствие многолучевого распространения порождает помехи среди множества пользователей.

Одним из стандартов, быстро получивших коммерческое принятие, является мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM). OFDM является схемой связи с параллельной передачей, где высокоскоростной поток данных разбит на большое количество низкоскоростных потоков и передается одновременно многочисленными поднесущими, разнесенных по определенным частотам или тональным сигналам. Точный разнос частот обеспечивает ортогональность между тональными сигналами. Ортогональные частоты минимизируют или устраняют перекрестные помехи или помехи между сигналами связи. В дополнение к высоким скоростям передачи и устойчивости к помехам может быть получена высокая спектральная эффективность, поскольку частоты могут накладываться без взаимных помех.

Однако одна проблема с системами OFDM состоит в том, что они являются особенно чувствительными к ошибкам синхронизации приемника. Это может вызвать ухудшение эффективности системы. В частности, система может потерять ортогональность между поднесущими и, соответственно, между пользователями сети. Для сохранения ортогональности передатчик и приемник должны быть синхронизированы. В итоге для успешной связи по схеме OFDM синхронизация приемника является первостепенной задачей.

Соответственно, существует потребность в новой системе и способе быстрой и надежной синхронизации начального кадра.

Сущность изобретения

Последующее представляет упрощенное краткое изложение сущности изобретения для обеспечения основного понимания некоторых аспектов и вариантов осуществления, раскрытых в дальнейшем. Этот раздел не носит всеохватывающий характер и не претендует на определение ключевых/критических элементов изобретения. Единственным его назначением является представление некоторых концепций или принципов в упрощенной форме в виде вводной части к более подробному описанию, которое представлено далее.

Вкратце, здесь представлены различные системы и способы для облегчения начального получения (установления) отсчета времени кадра, частоты и символа. Представленные системы и способы осуществляют получение начальной синхронизации кадра посредством обнаружения первого символа пилот-сигнала (например, символа пилот-сигнала TDM в пределах среды OFDM). Для облегчения обнаружения символа пилот-сигнала может использоваться коррелятор с задержкой. Коррелятор с задержкой принимает поток входных выборок, коррелирует входные выборки с их задержанными вариантами и формирует многочисленные показатели обнаружения или выходные данные корреляции, которые могут использоваться для обнаружения символа пилот-сигнала. Когда показатели обнаружения или значения корреляции наблюдаются в течение периода времени, они создают то, что определено здесь, как кривая корреляции, содержащая передний фронт, плоскую зону и задний фронт, при этом кривая корреляции является распределением энергии, выводимым коррелятором с задержкой. Обнаружение символа первого пилот-сигнала может быть разделено на три стадии: обнаружение переднего фронта кривой корреляции, подтверждение обнаружения переднего фронта посредством обнаружения или наблюдения участка плоской зоны кривой корреляции и, наконец, обнаружение заднего фронта кривой корреляции.

На первой стадии делают попытку наблюдения или обнаружения переднего фронта кривой корреляции. Величину выходных данных коррелятора, или показатель, или некоторую функцию от него (например, выходные данные в квадрате) сравнивают с программным порогом. Если выходные данные коррелятора превышают порог для заданного количества последовательных входных выборок (например, 64), система или способ могут перейти ко второй стадии.

На второй стадии делают попытку подтверждения обнаружения переднего фронта и наблюдения плоской зоны кривой корреляции. Для облегчения этих и других функциональных возможностей можно использовать несколько чисел или счетчиков. Например, первое число (счет) может увеличиваться каждый раз, когда принята и скоррелирована новая выборка. Второе число может увеличиваться каждый раз, когда выходные данные коррелятора превышают тот же порог. Дополнительно, третье число может использоваться для отслеживания количества последовательных моментов времени, когда выходные данные коррелятора ниже порога. Затем эти счетчики могут использоваться для определения, среди прочего, был ли обнаружен ложный передний фронт, например, из-за шума. Если точно обнаружен ложный (передний фронт), то на стадии один должен быть локализирован новый передний фронт. Если не обнаружен ложный передний фронт, то система или способ остается на стадии два в течение заданного периода времени или пока не наблюдается соответствующий задний фронт, например, если передний фронт был обнаружен поздно. Также должно быть понято, что в продолжение этой второй стадии может быть предусмотрена по меньшей мере одна дополнительная функциональная возможность синхронизации. В частности, сумматор автоматической подстройки частоты (например, система частотной автоматической подстройки, система автоматической подстройки частоты ) может обновляться периодически в ноль для обнаружения смещения частоты. Кроме того, если здесь обнаружен задний фронт кривой корреляции пилот-сигнала, то может быть сохранен момент времени до обнаружения заднего фронта для использования системой или способом точного отсчета времени.

Стадия три относится к обнаружению заднего фронта, если он уже не наблюдался на стадии два. Здесь может использоваться, по меньшей мере один счетчик для отслеживания количества последовательных моментов времени, когда выходные данные коррелятора меньше, чем порог. Если значение счета (числа) больше заданного или запрограммированного значения (например, 32), то был обнаружен задний фронт. Также может быть сохранен момент времени, соответствующий времени непосредственно до обнаружения заднего фронта. Затем этот момент времени может использоваться следующим символом беспроводной передачи (радиосвязи) (например, символом OFDM), который в одном возможном варианте осуществления является вторым пилот-сигналом TDM. Согласно одному варианту осуществления этот момент времени может соответствовать 256-й выборке символа второго пилот-сигнала. Однако если число меньше программируемого порога или соответствующий задний фронт не наблюдается в течение периода тайм-аута (например, 1024 входных выборок), то система или способ могут сбросить счетчики и сумматор частоты и запустить поиск другого переднего фронта на первой стадии.

В одном конкретном примере, после успешного обнаружения первого пилот-сигнала 1 TDM пилот-сигнал 2 TDM может использоваться для получения точного отсчета времени символа OFDM. После этого делается попытка декодирования символа OFDM данных. После обнаружения первого символа TDM автоматическая подстройка частоты может работать в режиме отслеживания. Если декодирование данных символа OFDM является неуспешным, то предполагается, что система автоматической подстройки частоты не сумела сойтись, и полный процесс получения (захвата синхронизации) повторяется со следующим кадром или суперкадром.

В частности, здесь раскрыт способ для начального обнаружения кадра и синхронизации. Сначала принимают поток входных сигналов, по меньшей мере, некоторые из которых связаны с символом пилот-сигнала. Формируют выходные данные корреляции, формируя кривую корреляции из упомянутых сигналов и их задержанных копий. Из выходных данных корреляции обнаруживают потенциальный передний фронт кривой корреляции. Впоследствии подтверждают обнаружение переднего фронта и из выходных данных корреляции обнаруживают задний фронт.

Точно так же система обнаружения кадра и синхронизации, раскрытая здесь, содержит компонент коррелятора с задержкой, компонент обнаружения переднего фронта, компонент подтверждения и компонент заднего фронта. Компонент коррелятора с задержкой принимает поток входных выборок, коррелирует входные выборки с их задержанными вариантами и формирует множество выходных данных, формирующих кривую корреляции. Компонент обнаружения переднего фронта принимает выходные данные, сравнивает выходные данные с порогом и формирует сигнал, если он обнаруживает потенциальный передний фронт кривой корреляции. После приема сигнала из компонента обнаружения переднего фронта компонент подтверждения сравнивает дополнительные выходные данные с порогом для подтверждения обнаружения переднего фронта. Компонент заднего фронта принимает сигнал из компонента подтверждения и сравнивает дополнительные выходные данные для определения местоположения заднего фронта кривой корреляции.

Здесь описаны некоторые иллюстративные аспекты и варианты осуществления для выполнения изложенных и связанных задач согласно последующему описанию и приложенным чертежам.

Краткое описание чертежей

Изложенные и другие аспекты станут очевидными из последующего подробного описания и приложенных чертежей, вкратце описанных далее.

Фиг.1 - блок-схема системы грубого обнаружения кадра.

Фиг.2a - график кривой корреляции в идеальной среде однолучевого распространения.

Фиг.2b - график кривой корреляции в реальной среде многолучевого распространения.

Фиг.3 - блок-схема варианта компонента подтверждения.

Фиг.4 - блок-схема варианта компонента переднего фронта.

Фиг.5 - блок-схема варианта компонента коррелятора с задержкой.

Фиг.6 - блок-схема варианта системы точного обнаружения кадра.

Фиг.7 - блок-схема методики грубого обнаружения начального кадра.

Фиг.8 - блок-схема методики обнаружения переднего фронта.

Фиг.9 - блок-схема методики подтверждения переднего фронта и обнаружения плоской зоны.

Фиг.10a - блок-схема методики подтверждения переднего фронта и обнаружения плоской зоны.

Фиг.10b - блок-схема методики подтверждения переднего фронта и обнаружения плоской зоны.

Фиг.11 - блок-схема методики обнаружения заднего фронта.

Фиг.12 - блок-схема методики синхронизации кадра.

Фиг.13 - блок-схема операционной среды, подходящей для различных аспектов и вариантов осуществления изобретения.

Фиг.14 - диаграмма варианта осуществления структуры суперкадра для использования в системе OFDM.

Фиг.15a - диаграмма варианта осуществления пилот-сигнала-1 TDM.

Фиг.15b - диаграмма варианта осуществления пилот-сигнала-2 TDM.

Фиг.16 - блок-схема варианта осуществления процессора TX данных и пилот-сигнала на базовой станции.

Фиг.17 - блок-схема варианта осуществления модулятора OFDM на базовой станции.

Фиг.18a - диаграмма представления пилот-сигнала 1 TDM во временной области.

Фиг.18b - диаграмма представления пилот-сигнала 2 TDM во временной области.

Фиг.19 - блок-схема варианта осуществления модуля синхронизации и оценки канала в беспроводном устройстве.

Фиг.20 - блок-схема варианта осуществления детектора символа отсчета времени, по которому выполняют отсчет времени синхронизации на основе символа OFDM пилот-сигнала 2.

Фиг.21а - временная диаграмма обработки для символа OFDM пилот-сигнала 2 TDM.

Фиг.21b - временная диаграмма импульсной характеристики канала с L₂ - ответвлениями из модуля IDFT.

Фиг.21c - график энергии ответвлений канала при различных начальных позициях окна.

Фиг.22 - диаграмма схемы передачи пилот-сигнала при использовании комбинации пилот-сигналов FDM и TDM.

Подробное описание изобретения

Теперь описываются различные аспекты и варианты осуществления согласно приложенным чертежам, в которых используется сквозная нумерация. Однако должно быть понятно, что чертежи и их подробное описание не предназначены для ограничения вариантов осуществления определенными раскрытыми вариантами. Скорее существует намерение охватить все модификации, эквиваленты и альтернативы.

Термины "компонент" и "система", используемые в этом приложении, предназначены для определения объекта, относящегося к компьютеру, или аппаратных средств, комбинации аппаратных средств и программного обеспечения, программного обеспечения или программного обеспечения при выполнении. Например, компонентом может быть процесс, выполняющийся на процессоре, процессор, объект, выполняемая программа, поток управления, программа и/или компьютер (например, рабочий стол, портативный, малый, наладонник ). Для иллюстрации, компонентом могут быть и приложение, выполняющееся на вычислительном устройстве, и само устройство. Один или большее количество компонентов могут находиться внутри процесса и/или потока управления, и компонент может быть локализован на одном компьютере и/или распределен между двумя или большим количеством компьютеров.

Кроме того, аспекты могут быть осуществлены в виде способа, устройства или продукта изготовления с использованием стандартных способов программирования и/или технических способов для создания программного обеспечения, встроенного программного обеспечения, аппаратных средств или любой их комбинации для управления компьютером для осуществления раскрытых аспектов. Термин "продукт изготовления" (или альтернативно, "компьютерный программный продукт"), использующийся здесь, предназначен для охвата компьютерной программы, доступной с любого считываемого компьютером устройства, несущей или средства. Например, считываемый компьютером носитель может содержать магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, гибкий диск, магнитные ленты ), оптические диски (например, компакт-диск (CD, КД), цифровой видеодиск (DVD, ЦВД) ), смарт-карты и устройства флэш памяти (например, карта, карта (памяти) (цифрового фотоаппарата)) и т.д. Дополнительно, должно быть понято, что несущая может использоваться для переноса считываемых компьютером электронных данных, таких как те, которые используются при передаче и приеме электронной почты или при организации доступа к сети, такой как Интернет или локальная сеть (LAN, ЛС).

Согласно соответствующему раскрытию различные аспекты описаны в отношении абонентского терминала. Абонентский терминал может также называться системой, модулем абонента, мобильной станцией, мобильной, удаленной станцией, узлом доступа, базовой станцией, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, пользовательским агентом или пользовательским оборудованием. Абонентский терминал может быть сотовым телефоном, радиотелефоном, телефоном протокола инициации сеанса (SIP), станцией беспроводной местной радиолинии (WLL, БМС), персональным цифровым ассистентом (PDA), карманным устройством, имеющим возможность беспроводного подключения, или другим устройством обработки, соединенным с беспроводным модемом.

Вначале согласно фиг.1 изображена система 100 обнаружения кадра. Более конкретно, система 100 является подсистемой стороны приемника, ассоциированной с синхронизацией передач символов радиосвязи (например, символов OFDM). Синхронизация относится в основном к процессу, выполняемому приемником для получения синхронизации символа и кадра. Как будет более подробно описано в последующих разделах, обнаружение кадра основано на идентификации пилот-сигнала или обучающихся символов, передаваемых в начале кадра или суперкадра. В одном варианте осуществления символы пилот-сигнала являются мультиплексированными с разделением по времени (TDM) пилот-сигналами. В частности, первый символ пилот-сигнала может использоваться для грубой оценки кадра в границах символа, в частности, в то время как второй символ пилот-сигнала может использоваться для улучшения такой оценки. Система 100 прежде всего занимается обнаружением первого символа пилот-сигнала для обнаружения кадра, хотя она может использоваться совместно для обнаружения других символов обучения. Система 100 содержит компонент 110 коррелятора с задержкой, компонент 120 обнаружения переднего фронта, компонент 130 подтверждения и компонент 140 обнаружения заднего фронта.

Компонент 110 коррелятора с задержкой принимает поток входных цифровых сигналов из приемника устройства беспроводной связи (радиосвязи) (не изображен). Компонент 110 коррелятора с задержкой обрабатывает входные сигналы и создает показатели обнаружения или ассоциированные с ним варианты выходных данных (S_n) корреляции. Показатель обнаружения или выходные данные корреляции указывают энергию, ассоциированную с одной последовательностью пилот-сигнала. Ниже будут подробно представлены механизмы вычисления, которые формируют показатели обнаружения из потоков входных сигналов. Показатели обнаружения обеспечиваются для дальнейшей обработки в компонент 120 переднего фронта, компонент 130 подтверждения и компонент 140 заднего фронта.

Вкратце, согласно фиг.2a и 2b, для ясности, а также для облегчения оценки и преодоления одной из идентифицированных проблем приведены две возможные диаграммы, иллюстрирующие выходные данные корреляции пилот-сигнала. Диаграммы корреляции изображают выходные данные коррелятора, как зафиксировано величиной показателя обнаружения, по времени. Фиг.2a изображает выходные данные коррелятора в канале без шума. Выходные данные коррелятора, очевидно, имеют передний фронт, плоскую часть и последовательно задний фронт. Фиг.2b иллюстрирует возможную кривую корреляции в канале, подвергнутом эффекту многолучевого распространения (например, в канале присутствует шум). Можно наблюдать, что существует пилот-сигнал, однако он скрыт шумом канала и задержкой многолучевого распространения. Обычно для обнаружения символа пилот-сигнала используется единственный порог. В частности, порог используется для определения начала символа, когда значения корреляции больше набора или предварительно определенного порога. В идеальном случае, фиг.2a, порог должен быть установлен близким к значению плоской зоны, и символ обнаруживается, когда он пересекает это значение. Впоследствии должно быть инициализировано число для определения заднего фронта. Альтернативно, задний фронт может быть просто обнаружен, когда значения кривой опускаются ниже порога. К сожалению, такие обычные способы и технологии не эффективны в реальной среде многолучевого распространения. Как может быть установлено из фиг.2b, передний фронт не может быть определен просто из значений корреляции, поскольку эффекты многолучевого распространения могут вызывать разнесение значений, и дополнительно передний фронт может скрываться шумом. Это может привести к большому количеству ложных положительных обнаружений. Кроме того, разнесение сигнала не способствует подсчету выборок для обнаружения заднего фронта, и обнаружению заднего фронта будет препятствовать шум, когда значения опустятся ниже порога. Раскрытые здесь способы обеспечивают надежную систему и способ обнаружения кадра и пилот-сигнала, которые являются эффективными, по меньшей мере, в среде многолучевого распространения существующей в реальном мире.

Вновь согласно фиг.1 компонент 120 переднего фронта может использоваться для обнаружения потенциального переднего фронта кривой корреляции (например, где кривая корреляции представляет распределение энергии по времени). Компонент 120 переднего фронта принимает последовательность значений показателя обнаружения (Sn) из компонента 120 коррелятора с задержкой. После приема значение сравнивается с фиксированным или программируемым порогом (T). В частности, делается определение относительно того, выполняется ли S_n T. Если это так, то число или счетчик (например, число проходов) увеличивается. Альтернативно, если S_n<T, то счетчик может быть установлен в ноль. Счетчик таким образом сохраняет количество последовательных выходных значений корреляции, которые выше порога. Компонент 120 переднего фронта осуществляет мониторинг этого счетчика для гарантирования того, чтобы было проанализировано предварительно определенное или запрограммированное количество выборок. Согласно варианту осуществления это может соответствовать тому, когда число проходов = 64. Однако должно быть понято, что это значение может быть изменено для оптимизации обнаружения в определенной системе в определенной среде. Этот способ выгоден тем, что он делает менее вероятным то, что передний фронт будет ложно обнаружен в результате начального шума или разнесения, потому что выборки должны последовательно оставаться выше порога в продолжение отрезка времени. Как только условие(я) удовлетворено, компонент переднего фронта может объявить обнаружение потенциального переднего фронта. Впоследствии сигнал, указываемый таким образом, может быть обеспечен в компонент 130 подтверждения.

Как предполагает название, компонент 130 подтверждения действует для подтверждения того, что компонентом 120 переднего фронта был действительно обнаружен передний фронт. После переднего фронта ожидается длительный плоский период. Следовательно, если обнаружена плоская часть, то увеличивается уверенность (достоверность) в том, что компонентом 120 переднего фронта был обнаружен передний фронт символа пилот-сигнала. Если нет, то должен быть обнаружен новый передний фронт. После приема сигнала из компонента 120 переднего фронта компонент 130 подтверждения может начинать принимать и анализировать дополнительные значения (S_n) показателя обнаружения.

Для облегчения понимания согласно фиг.3 изображена блок-схема одного возможного варианта осуществления компонента 130 подтверждения. Компонент 130 подтверждения может содержать или быть ассоциированным с процессором 310, пороговым значением 320, числом 330 интервалов, числом 340 случаев выполнения функции (строки кода), числом 350 запусков и сумматором 360 частоты. Процессор 310 коммуникативно соединен с порогом 320, счетчиком 330 интервалов, счетчиком 340 случаев выполнения функции, счетчиком 350 запусков и сумматором 360 частоты. Кроме того, процессор 310 действует для приема и/или восстановления значений S _n корреляции, а также для взаимодействия (например, приема и передачи сигналов) с компонентом 120 переднего фронта (фиг.1) и компонентом 140 заднего фронта (фиг.1). Пороговое значение 320 может быть идентичным порогу, использованному компонентом 120 переднего фронта (фиг.1). Кроме того, следует отметить, что, хоть пороговое значение иллюстрировано как часть компонента 130 подтверждения, как жестко запрограммированное значение, например, пороговое значение 320 может быть принято и/или восстановлено вне компонента среди прочего для облегчения программирования такого значения. Вкратце, число 330 интервалов может использоваться при определении, когда обновлять систему автоподстройки частоты для определения смещения частоты с использованием сумматора 360 частоты, а также при обнаружении заднего фронта. Число 340 случаев выполнения функции может использоваться для обнаружения плоской зоны символа, и число 350 запусков используется для идентификации заднего фронта.

До начальной обработки значений корреляции процессор 310 может инициализировать каждый из счетчиков 330, 340 и 350, а также сумматор 360 частоты, например, в ноль. Затем процессор 310 может принимать или восстанавливать выходные данные S_n корреляции и порог 420. Затем число 430 интервалов может быть увеличено для указания того, что была восстановлена новая выборка. Число 430 интервалов может увеличиваться каждый раз, когда восстановлена новая выборка корреляции. Процессор 310 может впоследствии сравнить значение корреляции с порогом 320. Если S_n не меньше порога, то число случаев выполнения может быть увеличено. В отношении числа запусков оно может быть увеличено, если S_n меньше порога 320, иначе оно устанавливается на ноль. Подобно переднему фронту, число проходов, соответственно, может указывать количество последовательных выборок ниже порога. Значения числа могут анализироваться для определения, был ли обнаружен передний фронт, был ли он ложным положительным (обнаружением) или иначе передний фронт был пропущен (например, получен поздно), среди прочего.

В одном варианте осуществления, компонент 130 подтверждения может определить, что компонент 120 переднего фронта обнаружил ложный передний фронт, исследуя число проходов и число случаев выполнения. Так как компонент подтверждения должен обнаружить плоскую зону кривой корреляции, где значения не меньше порога, если число случаев выполнения достаточно низкое и число проходов больше установленного значения или число случаев выполнения и число проходов приблизительно равны, то может быть определено, что, возможно, шум вызвал неправильное обнаружение переднего фронта. В частности, может быть отмечено, что принятые значения корреляции не согласуются с ожидаемыми. Согласно одному варианту осуществления определение, что передний фронт ложный, может быть сделано, когда число проходов не меньше 128 и число случаев выполнения меньше чем 400.

Определение того, что передний фронт был пропущен или обнаружен слишком поздно для надлежащей синхронизации, может быть сделано компонентом 130 подтверждения вновь посредством сравнения значений числа запусков и числа случаев выполнения функции. В частности, такое определение может быть сделано, если число случаев выполнения и число проходов достаточно большие. В одном варианте осуществления так может быть решено, когда число проходов не меньше 786, а число случаев выполнения не меньше 400. Безусловно, как и со всеми определенными значениями, обеспеченными здесь, эти значения могут быть оптимизированы или откорректированы для определенной структуры кадра и/или среды.

Должно быть понято, что компонент 130 подтверждения может начать обнаружение заднего фронт кривой, в то время как он анализирует плоскую зону для принятия решения, был ли обнаружен надлежащий передний фронт. Если обнаружен задний фронт, то компонент подтверждения может быть успешно завершен. Для обнаружения заднего фронта могут использоваться число интервалов и число проходов. Как отмечено выше, число интервалов содержит количество принятых и коррелированных входных выборок. Длина плоской зоны, как известно, находится в пределах определенного числа. Следовательно, если после обнаружения потенциального переднего фронта и приема надлежащего количества выборок плоской зоны существует некоторое доказательство наличия заднего фронта, то компонент подтверждения может объявить обнаружение заднего фронта. Доказательство заднего фронта может быть обеспечено числом запусков, которое подсчитывает количество последовательных моментов, когда значение корреляции ниже порога. В одном варианте осуществления компонент 130 подтверждения может объявлять обнаружение заднего фронта, когда число интервалов не меньше 34*128 (4352) и число проходов больше нуля.

Если компонент подтверждения терпит неудачу при обнаружении любого из трех вышеупомянутых условий, тогда он может просто продолжать принимать значения корреляции и обновлять счетчики. Если обнаружено одно из условий, то процессор может обеспечить одну или большее количество дополнительных проверок в отношении счетчиков для повышения достоверности в том, что фактически возникло одно из условий. В частности, процессор 310 может настаивать на минимальном количестве случаев выполнения функции в плоской зоне, как на том, что ожидал наблюдать после обнаружения переднего фронта. Например, процессор может проверить, является ли число случаев выполнения большим, чем установленное значение, такое как 2000. Согласно одному варианту осуществления раскрытой здесь структуры кадра ожидаемое количество случаев выполнения функции в плоской зоне должно быть 34*128, что больше 4000. Однако шум умерит фактические результаты, так что значение логического элемента может быть установлено немного меньше 4000. Если дополнительные условия выполнены, то компонент 130 подтверждения может обеспечить сигнал в компонент заднего фронта, альтернативно компонент подтверждения может сигнализировать компоненту переднего фронта для локализации нового переднего фронта.

Также должно быть понято, что компонент 130 подтверждения может также обеспечивать дополнительные функциональные возможности, такие как сохранение моментов времени и обновление частот. Рассматриваемая система 100 обнаружения кадра фиг.1 обеспечивает обнаружение курса границ символа и кадра. Соответственно, для получения более точной синхронизации должна быть выполнена некоторая подстройка в более позднее время. Поэтому, по меньшей мере, одна ссылка времени должна быть сохранена для использования в более позднее время, точной системой или способом синхронизации. Согласно одному варианту осуществления каждый раз число проходов равно нулю, может сохраняться момент времени как оценка последнего момента времени для плоской зоны кривой корреляции или момента времени непосредственно перед обнаружением заднего фронта. Кроме того, надлежащая синхронизация требует блокировки на соответствующей частоте. Следовательно, процессор 310 может обновлять систему автоподстройки частоты с использованием сумматора 360 частоты в определенные моменты времени, такие как, когда входные данные являются периодическими. Согласно одному варианту осуществления система автоподстройки частоты может обновляться, например, каждые 128 входных выборок, как отслеживает счетчик интервалов.

Согласно фиг.1 компонент 140 заднего фронта может использоваться для обнаружения заднего фронта, если (он) не обнаружен компонентом 130 подтверждения. В сумме компонент 140 заднего фронта действует для обнаружения заднего фронта или просто истекает таймаут, так что компонентом 120 переднего фронта может быть обнаружен другой передний фронт.

Согласно фиг.4 иллюстрируется вариант осуществления компонента 140 заднего фронта. Компонент 140 заднего фронта может содержать или быть ассоциированным с процессором 410, порогом 420, числом 430 интервалов и числом 440 запусков. Подобный другим компонентам обнаружения, компонент 140 заднего фронта может принимать множество значений корреляции из компонента 110 коррелятора с задержкой и увеличивать соответствующие числа для облегчения обнаружения заднего фронта кривой корреляции, ассоциированного с символом первого пилот-сигнала (например, символом пилот-сигнала TDM). В частности, процессор 410 может сравнивать значение корреляции с порогом 420 и увеличивать число 430 интервалов и/или число 440 запусков. Следует отметить, что, хотя порог 420 иллюстрирован как часть компонента заднего фронта, он может также быть принят или восстановлен извне компонента, например из центрального программного местоположения. Так же, безусловно, должно быть понятно, что процессор 410, перед его первым сравнением, инициализирует число 430 интервалов и число 440 запусков в ноль. Число 430 интервалов сохраняет количество принятых вариантов выходных данных корреляции. Соответственно, с каждым принятым или восстановленным значением корреляции процессор 410 может увеличивать число 430 интервалов. Число проходов сохраняет последовательное количество моментов времени, когда значение или выходные данные корреляции меньше порога 420. Если значение корреляции меньше порога, то процессор 410 может увеличивать число 440 запусков, иначе число 440 запусков может быть установлено в ноль. Компонент 140 заднего фронта посредством процессора 410, например, может проверять, является ли удовлетворительным значение числа интервалов или значение числа запусков с использованием числа 430 интервалов и/или числа 440 запусков. Например, если число 440 запусков достигает некоторого значения, то компонент заднего фронта может объявлять обнаружение заднего фронта. Если нет, то компонент 140 заднего фронта может продолжать принимать значения корреляции и обновлять числа. Однако, если число 430 интервалов становится достаточно большим, это может указывать на то, что задний фронт не будет обнаружен, и должен быть локализирован новый передний фронт. В одном варианте осуществления, этим значением может быть 8*128 (1024). С другой стороны, если число 440 запусков достигает или превышает значение, это может указывать на то, что был обнаружен задний фронт. Согласно варианту осуществления этим значением может быть 32.

Дополнительно, должно быть понято, что компонент 140 заднего фронта может также сохранять моменты времени для использования в захвате точной синхронизации. Согласно варианту осуществления компонент 140 заднего фронта может сохранять момент времени каждый раз, когда число проходов равно нолю, вследствие этого обеспечивая момент времени непосредственно перед обнаружением заднего фронта. Согласно одному варианту осуществления и структуре кадра, описанной ниже, сохраненный момент времени может соответствовать 256-й выборке в следующем символе OFDM (пилот-сигнала-2 TDM). Следовательно, точная система обнаружения кадра может дать улучшение относительно этого значения, как описано в дальнейших разделах.

Фиг.5 иллюстрирует компонент 110 коррелятора с задержкой с дополнительными подробностями согласно одному варианту осуществления. Компонент 110 коррелятора с задержкой для обнаружения кадра использует периодический характер символа OFDM пилота-сигнала-1. В варианте осуществления коррелятор 110 для облегчения обнаружения кадра использует следующие показатели обнаружения:

где S_n является показателем обнаружения для периода n выборки,

"*" обозначает комплексно сопряженное число, и

|x| ² обозначает возведенную в квадрат величину x.

Уравнение (1) вычисляет корреляцию с задержкой между двумя входными выборками r_i и в двух последовательных последовательностях пилот-сигнала 1, или Эта корреляция с задержкой удаляет эффект канала связи без необходимости оценки усиления канала и дополнительно когерентно объединяет энергию, принятую посредством канала связи.

Затем уравнение (1) суммирует результаты корреляции для всех L₁ выборок последовательностей пилот-сигнала 1 для получения накопленного результата корреляции C_n, который является комплексным значением. Затем уравнение (1) получает показатель решения или выходные данные S_n корреляции для периода n выборки как квадрат величины C_n. Показатель S_n решения является показательным для энергии одной принятой последовательности пилота-сигнала 1 длины L_i , если существует соответствие между двумя последовательностями, используемыми для корреляции с задержкой.

Внутри компонента 110 коррелятора с задержкой регистр 512 сдвига (длины L_i) принимает, сохраняет и сдвигает входные выборки {r_n} и обеспечивает входные выборки которые были задержаны на L₁ периодов выборки. Также вместо регистра 512 сдвига может использоваться буфер выборки. Модуль 516 также принимает входные выборки и обеспечивает комплексно-сопряженные входные выборки Для каждого периода n выборки умножитель 514 умножает задержанную входную выборку из регистра 512 сдвига на комплексно-сопряженную входную выборку из модуля 516 и обеспечивает результат c_n корреляции в регистр 522 сдвига (длины L₁) и сумматор 524. Строчный символ c_n обозначает результат корреляции для одной входной выборки, а прописной символ C_n обозначает накопленный результат корреляции для L₁ входных выборок. Регистр 522 сдвига принимает, сохраняет и задерживает результаты корреляции из умножителя 514 и обеспечивает результаты корреляции которые были задержаны на L₁ периодов выборки. Для каждого периода n выборки сумматор 524 принимает и суммирует выходные данные С_n-1 регистра 526 с результатом c _n из умножителя 514, далее вычитает задержанный результат из регистра 522 сдвига и обеспечивает выходные данные С_n в регистратор 526. Сумматор 524 и регистратор 526 формируют накопитель, который выполняет операцию суммирования в уравнении (1). Регистратор 522 сдвига и сумматор 524 также сконфигурированы для выполнения запуска или дифференциального суммирования L₁ самых последних результатов корреляции с c_n по Это достигается посредством суммирования самого последнего результата корреляции c_n из умножителя 514 и вычитания результата корреляции из L₁ более ранних периодов выборки, которые обеспечиваются регистратором 522 сдвига. Модуль 532 вычисляет квадрат величины накопленных выходных данных C_n из сумматора 524 и обеспечивает показатель S_n обнаружения.

Фиг.6 изображает систему 600 точного обнаружения кадра. Система 600 содержит компонент 610 точной синхронизации и компонент 620 декодера данных. Компонент 610 точной синхронизации может принимать момент времени, сохраненный системой 100 грубого обнаружения кадра (фиг.1). Как упомянуто выше, этот момент времени может соответствовать 256-й выборке следующего символа OFDM, которая может быть пилот-сигналом 2 TDM. Это несколько произвольно, однако оптимизировано для каналов, подвергаемых эффектам многолучевого распространения. Затем компонент 610 точной синхронизации может использовать символ пилот-сигнала 2 TDM для улучшения этой грубой оценки (T_c) синхронизации. Существует много механизмов для облегчения точной синхронизации, включая известные. Здесь согласно одному варианту осуществления система (автоподстройки частоты) или система автоматического управления частотой могут быть переключены из режима захвата в режим отслеживания, который использует другие алгоритмы для вычисления ошибки и циклы прослеживания различной полосы пропускания. Компонент 620 декодера данных может осуществить попытку декодировать один или большее количество символов OFDM данных. Это является дополнительным этапом, обеспечивающим дополнительную достоверность того, что синхронизация была выполнена. Если данные не декодируются, то компонентом 120 переднего фронта (фиг.1) вновь должен быть обнаружен новый передний фронт. Дополнительные подробности относительно точной синхронизации приведены ниже.

Ввиду возможных систем, описанных выше, методики, которые могут быть осуществлены, будут более понятны согласно блок-схемам фиг.7-12. Хотя для простоты объяснения, методики изображены и описаны как последовательность блоков, должно быть понятно, что представленные методики не ограничены порядком блоков, так как некоторые блоки могут происходить в других порядках и/или одновременно с другими блоками из изображенных и описанных здесь. Кроме того, для осуществления обеспеченных методик могут требоваться не все иллюстрируемые блоки.

Дополнительно, должно быть ясно, что методики, раскрытые далее и во всей этой спецификации, могут быть сохранены на изделие для облегчения транспортировки и передачи таких методик на вычислительные устройства. Термин "изделие", как используется, предназначен для охвата компьютерной программы, доступной из любого читаемого компьютером устройства, несущей или носителя.

Согласно фиг.7 иллюстрирован устойчивый способ обнаружения начального кадра. Способ, по существу, содержит три стадии. На первой стадии 710 делается попытка наблюдения переднего фронта символа пилот-сигнала. Передний фронт может быть обнаружен посредством анализа множество показателей обнаружения или значений выходных данных корреляции, созданных коррелятором с задержкой. В частности, показатель (S _n) обнаружения или некоторая его функция (например, S _n ² ) может сравниваться с пороговым значением. Затем потенциальное обнаружение переднего фронта может быть основано на количестве раз, когда показатель не меньше порога. На стадии 720 обнаруженный передний фронт подтверждается посредством наблюдения дополнительных значений корреляции и их сравнения с порогом. Здесь, выходные данные коррелятора вновь сравниваются с порогом, и делаются наблюдения относительно количества раз, когда выходные данные коррелятора превышают порог. Процесс может оставаться на этой стадии не меньше, чем в течение предварительно определенного периода времени (соответствующего плоской зоне) или после обнаружения последовательного заднего фронта. Также следует отметить, что смещение частоты может быть получено здесь посредством периодического обновления накопителя частоты. Если не выполнено ни одно из условий подтверждения, то было ложное обнаружение переднего фронта и процедура может быть инициализирована и начата вновь на 710. В 730 делается попытка наблюдения заднего фронта, если он предварительно не наблюдался. Если выходные данные коррелятора остаются ниже порога для нескольких последовательных выборок, например 32, то может быть объявлено обнаружение пилот-сигнала TDM, и предполагаться завершение захвата начальной частоты, которая суммируется, чтобы быть полной. Если это условие не выполнено, то процесс может быть инициализирован и начат вновь в 710. Оценка времени начального символа OFDM основана на заднем фронте. Момент времени, когда выходные данные коррелятора впервые опускаются ниже порога во время наблюдения заднего фронта, может быть представлен как индекс (например, 256-й выборки) в следующем символе OFDM, здесь, например, пилот-сигнале 2 TDM.

Фиг.8 является блок-схемой, изображающей способ 800 обнаружения переднего фронта. В 810 принимаются переданные входные выборки. В 820 на принятых входных данных и их задержанном варианте выполняется корреляция с задержкой. Тогда выходные данные корреляции обеспечиваются в блок 830 решения. В 830 выходные данные корреляции сравниваются с фиксированным или программируемым пороговым значением. Если значение корреляции не меньше порога, то в 840 увеличивается число или счетчик проходов. Если значение корреляции меньше порогового значения, то в 850 число проходов устанавливается в ноль. Затем в 860 число проходов сравнивается с предварительно определенным значением, которое оптимизировано для обнаружения переднего фронта в среде многолучевого распространения. В одном варианте осуществления, значением может быть 64 входных выборки. Если число проходов равно предварительно определенному значению, процесс завершается. Если число проходов не равно значению, то в 810 принимаются дополнительные входные значения и процесс повторяется.

Фиг.9 является блок-схемой способа 900 подтверждения переднего фронта. Способ 900 представляет вторую стадию способа грубого или начального обнаружения кадра, на которой обнаружение переднего фронта подтверждается (или отклоняется) посредством обнаружения дополнительных ожидаемых результатов, а именно плоской зоны и/или заднего фронта. В 910 принимается одна из многочисленных входных выборок. В 920 для создания выходных данных корреляции, на входной выборке и ее задержанном варианте выполняется корреляция с задержкой. Затем многочисленные варианты выходных данных коррелятора анализируются относительно программируемого порога для последующих определений. В 930 делается определение относительно того, был ли обнаружен ложный передний фронт, что, среди прочего, может происходить из-за шума канала. Это определение может быть сделано, если недостаточное количество выходных значений корреляции превышает порог. В 940 делается определение относительно того, был ли передний фронт обнаружен слишком поздно. Другими словами, передний фронт не был обнаружен до области плоской зоны пилот-сигнала. В 950 делается определение относительно того, наблюдается ли задний фронт. Если ни одно из этих условий не является истинным на основе вариантов выходных данных корреляции, принятых до текущего времени, то процесс продолжается в 910, где принимается большее количество входных выборок. Если любое из условий является истинным, то процесс может продолжаться в 960, где делается дополнительное определение, относительно того, наблюдалась ли достаточно длинная плоская зона, для обеспечения достоверности ее обнаружения. Если да, то процедура может быть завершена. Если нет, то процесс может продолжаться другим способом, таким как способ 800 (фиг.8) для обнаружения нового переднего фронта. В одном варианте осуществления новый символ пилот-сигнала должен передаваться через одну секунду после предыдущего символа пилот-сигнала.

Фиг.10 изображает более подробный способ 1000 обнаружения плоской зоны и подтверждения обнаружения переднего фронта в соответствии с определенным вариантом осуществления. В этом определенном процессе используются три числа или счетчика: число интервалов, число случаев выполнения и число проходов. В 1010 все счетчики инициализируют в ноль. В 1012 принимаются входные выборки. В 1014 увеличивается число интервалов для указания приема входной выборки. Также должно быть понятно, что, хотя в блоке диаграммы это специально не обозначено, цикл автоматической подстройки частоты обновляется каждые 128 выборок, которые отслеживаются числом интервалов. В 1016 выполняется корреляция с задержкой с использованием входной выборки и ее задержанного по времени варианта для создания выходных данных (S_n) корреляции. Затем в 1018 делается определение, не меньше ли S_n, чем (T). Если S_n T, то в 1020 увеличивается число случаев выполнения и способ может перейти в 1028. Если нет, то в 1022 делается определение относительно того, выполняется ли S_n<T. Если это так, то в 1024 увеличивается число проходов. Если нет, то число проходов инициализируется в ноль и время сохраняется. Вследствие этого сохраненное время обеспечивает момент времени до наблюдения заднего фронта. Должно быть понятно, что блок 1022 решения здесь не является строго необходимым, но обеспечен для ясности, а также для дополнительного освещения того, что порядок такого способа обработки не должен быть зафиксирован, как он изображен. Способ продолжается в 1028, где число случаев выполнения и число проходов тщательно исследуются для определения того, был ли обнаружен ложный передний фронт. В одном варианте осуществления это может соответствовать числу запусков, не меньшему 128, и числу случаев выполнения функции, меньшему чем 400. Если решено, что был обнаружен ложный положительный (передний фронт), то процесс продолжает в 1036, где локализируется новый передний фронт. Если не было возможности определения ложного положительного (переднего фронта), то процесс продолжается в блоке 1030 решения. В 1030 число проходов и число случаев выполнения анализируются для определения, был ли передний фронт обнаружен поздно. Согласно одному определенному варианту осуществления это может соответствовать тому, когда число проходов не меньше 768 и число случаев выполнения не меньше 400. Если дело обстоит так, то процесс может продолжаться в 1034. Если передний фронт не был обнаружен поздно, то процесс продолжается в 1032, где число интервалов и число проходов анализируются для определения, наблюдается ли задний фронт. В одном варианте осуществления это может соответствовать числу интервалов, не меньшему 4352 (34*128), и числу запусков, большему чем ноль. Другими словами, была обнаружена полная длина плоской зоны, и только что наблюдалось падение ниже порога. Если нет, то все три условия были не успешны и процесс продолжается в 1012, где принимается большее количество входных выборок. Если да, то в 1034 делается определение относительно того, достаточно ли наблюдалось значений выше порога, чтобы дать возможность способу решить с уверенностью, что была обнаружена плоская зона. Более определенно, число случаев выполнения больше некоторого программируемого значения. В одном варианте осуществления, значение может быть равным 2000. Однако это несколько условно. В идеале, процесс должен наблюдать 34*128 (4352) выборок выше порога, но шум может умерить число. Соответственно, программируемое значение может быть установлено в оптимальный уровень, который обеспечивает определенный уровень уверенности, что была обнаружена плоская зона. Если число случаев выполнения больше обеспеченного значения, то процесс завершается. Если нет, то процесс продолжается в 1036, где должен быть обнаружен новый фронт.

Фиг.11 иллюстрирует один вариант осуществления способа 1100 обнаружения заднего фронта. Способ заднего фронта может использоваться для обнаружения заднего фронта кривой корреляции, ассоциированной с символом пилот-сигнала, если он предварительно не обнаружен. В 1110 счетчики, включая счетчик интервалов и запусков, инициализируют в ноль. В 1112 принимают входные выборки. В 1114 число интервалов увеличивают в соответствии с принятой выборкой. В 1116 каждая входная выборка используется коррелятором с задержкой для создания выходных данных S_n корреляции. В 1118 делается решение относительно того, меньше ли выходные данные S_n корреляции программируемого порога (T). Если S_n<T, то число проходов увеличивается и процесс продолжается в 1126. Если выходные данные корреляции не меньше порога, то счетчик проходов устанавливается в ноль в 1122 и момент времени может быть сохранен в 1124. В 1126 делается определение относительно того, достаточное ли количество вариантов выходных данных корреляции последовательно наблюдалось для уверенного объявления их успешной идентификации. В одном варианте осуществления это соответствует времени запуска, не меньшем чем 32. Если время запуска достаточно большое, то процесс может завершиться успешно. Если время запуска не достаточно большое, то процесс продолжается в блоке 1128 решения. В 1128 может использоваться счетчик интервалов для определения, должен ли способ 1100 обнаружения быть остановлен по тайм-ауту. В одном варианте осуществления, если число интервалов равно 8*128 (1024), то способ 1100 обнаружения заднего фронта останавливается по тайм-ауту. Если в 1128 способ не (останавливается) по тайм-ауту, то в 1112 могут быть снова приняты и проанализированы дополнительные выборки. Если способ остановлен по тайм-ауту в 1128, то должен быть обнаружен новый передний фронт пилот-сигнала, так как способ 1100 не имел успеха в наблюдении заднего фронта.

Фиг.12 иллюстрирует способ 1200 синхронизации кадра. В 1210 процесс сначала ожидает автоматическую регулировку усиления (AGC, АРУ) для урегулирования. Автоматическая регулировка усиления корректирует входной сигнал для обеспечения соответствующей силы или уровня сигнала так, чтобы сигнал мог быть обработан должным образом. В 1220 инициализируется накопитель автоматической подстройки частоты (FLL). В 1214 обнаруживают потенциальный передний фронт. В 1216 передний фронт может быть подтвержден посредством обнаружения плоской зоны и/или заднего фронта. Если определено, что действительный передний фронт не был обнаружен в 1218, то способ возвращается в 1212. Также должно быть понятно, что в этой точке может периодически обновляться автоматическая подстройка частоты с использованием накопителя частоты, например, для захвата начального смещения частоты. В 1220 может быть обнаружен задний фронт, если он не наблюдался предварительно. Здесь, до начального падения заднего фронта, может быть сохранено время для более позднего использования для точной синхронизации. Если в 1222 задний фронт не обнаружен и не был обнаружен предварительно, то способ возвращается в 1212. Если задний фронт был обнаружен, то начальное грубое обнаружение было завершено. Процедура продолжается в 1224, где автоматическая подстройка частоты переключается в режим отслеживания. Точная синхронизация захватывается с использованием символа (второго) пилот-сигнала (2) TDM и информации, обеспеченной предшествующей грубой оценкой. В частности, сохраненный момент времени (T _C) может соответствовать определенному смещению выборки в пределах символа второго пилот-сигнала. В соответствии с одним вариантом осуществления выборка сохраненного времени может соответствовать 256-й выборке в символе второго пилот-сигнала. Как описано в более поздних разделах, для улучшения в отношении этой оценки синхронизации могут использоваться определенные алгоритмы. После завершения захвата точной синхронизации могут быть восстановлены один или большее количество символов данных и в 1228 может быть предпринята попытка декодирования этих символов. Если в 1230 декодирование было успешным, то процесс завершается. Однако, если процесс не был успешен, способ возвращается в 1212.

Последующее описание является обсуждением одной из множества подходящих операционных сред для обеспечения контекста для определенных новаторских аспектов, описанных ранее. Дополнительно, для ясности и понимания подробного описания обеспечивается один вариант осуществления пилот-сигналов, мультиплексированных с разделением по времени пилот-сигнала 1 TDM и пилот-сигнала 2 TDM.

Способы синхронизации, описанные ниже и по тексту, могут использоваться для различных систем с многими несущими и для нисходящей линии связи, так же как для восходящей линии связи. Нисходящая линия связи (прямая линия связи) относится к линии связи из базовых станций в устройства радиосвязи, и восходящая линия связи (или обратная линия связи) относится к линии связи из устройств радиосвязи в базовые станции. Для ясности, эти способы описаны ниже для нисходящей линии связи в системе OFDM.

Фиг.13 изображает блочную диаграмму базовой станции 1310 и устройства 1350 радиосвязи в системе 1300 OFDM. Базовая станция 1310, в общем, является стационарной станцией и может быть также определена как базовая приемо-передающая система (BTS, БППС), узел доступа или с использованием некоторой другой терминологии. Устройство 1350 радиосвязи может быть стационарным или мобильным и может быть также определено как пользовательский терминал, мобильная станция или с использованием некоторой другой терминологии. Устройство 1350 радиосвязи может также быть портативным модулем, таким как сотовый телефон, карманное устройство, модуль радиосвязи, личный цифровой ассистент (PDA) и т.п.

В базовой станции 1310 процессор 1320 пилот-сигнала и данных TX принимает различные типы данных (например, данные трафика/пакета и данные управления/дополнительной служебной сигнализации) и обрабатывает (например, кодирует, чередует и отображает символы) принятые данные для формирования символов данных. Как здесь используется, "символ данных" является символом модуляции для данных, "символ пилот-сигнала является символом модуляции для пилот-сигнала, и символ модуляции является комплексным значением для точки в корреляции сигнала для схемы модуляции (например, М-PSK, М-QAM и так далее). Процессор 1320 также обрабатывает данные пилот-сигнала для формирования символов пилот-сигнала и обеспечения данных и символов пилот-сигнала в модулятор 1330 OFDM.

Модулятор 1330 OFDM мультиплексирует данные и символы пилот-сигнала на надлежащие подполосы частот и периоды символа и дополнительно на мультиплексированных символах выполняет модуляцию OFDM для формирования символов OFDM, как описано ниже. Модуль передатчика (TMTR) 1332 преобразует символы OFDM в один или большее количество аналоговых сигналов и дополнительно приводит в желаемое состояние (например, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговый сигнал(ы) для формирования модулированного сигнала. Затем базовая станция 1310 передает модулированный сигнал из антенны 1334 в устройства радиосвязи в системе.

В устройстве 1350 радиосвязи переданный из базовой станции 1310 сигнал принимается антенной 1352 и обеспечивается в модуль 1354 приемника (RCVR). Модуль 1354 приемника приводит в желаемое состояние (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) принятый сигнал и оцифровывает приведенный в определенное состояние сигнал для получения потока входных выборок. Демодулятор 1360 OFDM выполняет на входных выборках демодуляцию OFDM для получения принятых данных и символов пилот-сигнала. Также демодулятор 1360 OFDM выполняет обнаружение (например, согласованную фильтрацию) на принятых символах данных с оценкой канала (например, оценкой отклика частоты) для получения обнаруженных символов данных, которые являются оценками символов данных, базовой станцией 1310. Демодулятор 1360 OFDM обеспечивает обнаруженные символы данных в процессор 1370 данных приема (RX).

Модуль 1380 оценки канала/синхронизации принимает входные выборки из модуля 1354 приемника и выполняет синхронизацию для определения синхронизации символа и кадра, как описано выше и ниже. Модуль 1380 также получает оценку канала с использованием принятых из демодулятора 1360 OFDM символов пилот-сигнала. Модуль 1380 обеспечивает синхронизацию символа и оценку канала в демодулятор 1360 OFDM и может обеспечивать синхронизацию кадра в процессор 1370 данных RX и/или контроллер 1390. Демодулятор 1360 OFDM использует синхронизацию символа для выполнения демодуляции OFDM и использует оценку канала для выполнения обнаружения на принятых символах данных.

Процессор 1370 данных RX обрабатывает (например, обратно отображает символ, выполняет обратное чередование и декодирует) обнаруженные символы данных из демодулятора 1360 OFDM и обеспечивает декодированные данные. Процессор 1370 данных RX и/или контроллер 1390 могут использовать синхронизацию кадра для восстановления различных типов данных, посланных базовой станцией 1310. В общем, обработка демодулятором 1360 OFDM и процессором 1370 данных RX является дополняющей к обработке модулятором 1330 OFDM и процессором 1320 пилот-сигнала и данных TX в базовой станции 1310 соответственно.

Контроллеры 1340 и 1390 осуществляют прямое действие в базовой станции 110 и устройстве 1350 радиосвязи соответственно. Модули 1342 и 1392 памяти обеспечивают память для кодов программы и данных, используемых контроллерами 1340 и 1390 соответственно.

Базовая станция 1310 может посылать двухточечную передачу в одно устройство радиосвязи, групповую передачу в группу устройств радиосвязи, широковещательную передачу во все устройства радиосвязи в своей зоне обслуживания или любую их комбинацию. Например, базовая станция 1310 может осуществлять широковещательную передачу пилот-сигнала и данных управления/дополнительной служебной сигнализации во все устройства радиосвязи в своей области обслуживания. Дополнительно базовая станция 1310 может передавать определенные для пользователя данные в определенные устройства радиосвязи, данные групповой передачи в группу устройств радиосвязи и/или осуществлять широковещание данных во все устройства радиосвязи.

Фиг.14 изображает структуру 1400 суперкадра, которая может использоваться для системы 1300 OFDM. Данные и пилот-сигнал могут быть переданы в суперкадрах с каждым суперкадром, имеющим предварительно определенную временную продолжительность (например, в одну секунду). Суперкадр может быть также определен как кадр, временной интервал или с использованием некоторой другой терминологии. Для варианта осуществления, изображенного на фиг.14, каждый суперкадр содержит поле 1412 для первого пилот-сигнала TDM (или "пилот-сигнала 1 TDM"), поле 1414 для второго пилот-сигнала TDM (или "пилот-сигнала 2 TDM"), поле 1416 для данных управления/дополнительной служебной сигнализации и поле 1418 для данных трафика/пакета.

Эти четыре поля с 1412 по 1418 мультиплексируются с разделением по времени, в каждом суперкадре, так что только одно поле передается в любой заданный момент. Также эти четыре поля для облегчения восстановления данных и синхронизации размещены в порядке, изображенном на фиг.14. Символы OFDM пилот-сигнала в полях 1412 и 1414, которые передают первыми в каждой суперкадре, могут использоваться для обнаружения символов дополнительной служебной сигнализации OFDM в поле 1416, которое передается следующим в суперкадре. Тогда информация дополнительной служебной сигнализации, полученная из поля 1416, может использоваться для восстановления данных трафика/пакета, посланных в поле 1418, которое передается последним в суперкадре.

В возможном варианте осуществления поле 1412 несет один символ OFDM для пилот-сигнала 1 TDM, и поле 1414 также несет один символ OFDM для пилот-сигнала 2 TDM. В общем, каждое поле может иметь любую продолжительность, и поля могут быть размещены в любом порядке. Пилот-сигнал 1 TDM и пилот-сигнал 2 TDM передаются периодически в каждом кадре для облегчения синхронизации устройствами радиосвязи. Поле 1416 дополнительной служебной сигнализации и/или поле 1418 данных могут также содержать символы пилот-сигнала, которые мультиплексированы с разделением частоты с символами данных, как описано ниже.

Система OFDM имеет полную полосу пропускания системы BW MHz, которая разделяется на N ортогональных подполос частот, с использованием OFDM. Промежуток между смежными подполосами частот составляет BW/N МГЦ. Из N общего количества подполос М подполос частот могут использоваться для передачи пилот-сигнала и данных, где М<N, и оставшиеся N-M подполос частот могут не использоваться и служить в качестве как защитных подполос частот. В варианте осуществления система OFDM использует структуру OFDM с общим количеством подполос частот N=4096, М=4000 используемых подполос частот и N-M=96 защитных подполос частот. В общем, для системы OFDM может использоваться любая структура OFDM с любым количеством общих используемых и защитных подполос частот.

Как описано выше, пилот-сигналы 1 и 2 TDM могут быть разработаны для облегчения синхронизации устройствами радиосвязи в системе. Устройство радиосвязи может использовать пилот-сигнал 1 TDM для обнаружения начала каждого кадра, получения грубой оценки синхронизации символа и оценки ошибки частоты. Устройство радиосвязи может впоследствии использовать пилот-сигнал 2 TDM для получения более точной синхронизации символа.

Фиг.15 изображает вариант осуществления пилот-сигнала 1 TDM в частотной области. Для этого варианта осуществления пилот-сигнал 1 TDM содержит L₁ символов пилот-сигнала, которые передаются на L₁ подполосах частот, для пилот-сигнала-1 TDM используется один символ пилот-сигнала на подполосу частот. L₁ подполос частот однородно распределены по полному количеству N подполос частот и одинаково отделены S₁ подполосами частот, где S₁ =N/L₁. Например, N=4096, L ₁=128, и S₁=32. Однако для N, L₁ и S₁ могут также использоваться другие значения. Эта структура для пилот-сигнала 1 TDM может (1) обеспечивать хорошую эффективность для обнаружения кадра в различных типах канала, включая жесткий канал многолучевого распространения, (2) обеспечивать достаточно точную оценку ошибки частоты и грубую синхронизацию символа в жестком канале многолучевого распространения и (3) упрощать обработку в устройствах радиосвязи, как описано ниже.

Фиг.15b изображает вариант осуществления пилот-сигнала 2 TDM в частотной области. Для этого варианта осуществления, пилот-сигнал 2 TDM содержит L ₂ символов пилот-сигнала, которые передаются на L ₂ подполосах частот, где L₂> L₁.

L₂ подполосы частот однородно распределены по полному количеству N подполос частот и одинаково отделены S₂ подполосами частот, где S₂=N/L₂. Например, N=4096, L₂=2048 и S₂=2. Вновь также для N, L₂ и S₂ могут использоваться другие значения. Эта структура для пилот-сигнала 2 TDM может обеспечивать точную синхронизацию символа в различных типах канала, включая жесткий канал многолучевого распространения. Устройства радиосвязи могут также обеспечивать возможность (1) обработки пилот-сигнала 2 TDM эффективным образом для получения синхронизации символа до появления следующего символа OFDM, который может происходить, сразу после пилот-сигнала-2 TDM и (2) применения синхронизации символа к этому следующему символу OFDM, как описано ниже.

Для L₁ используется меньшее значение так, чтобы большая ошибка частоты могла быть скорректирована пилот-сигналом 1 TDM. Большее значение используется для L ₂ так, что последовательность пилот-сигнала 2 является более длинной, что позволяет устройству радиосвязи получать оценку более длинного отклика импульса канала из последовательности пилот-сигнала 2. L₁ подполос частот для пилот-сигнала 1 TDM отобраны так, что S₁ идентично последовательностям пилот-сигнала 1, сформированным для пилот-сигнала-1 TDM. Точно так же L₂ подполос для пилот-сигнала 2 TDM отобраны так, что S₂ идентично последовательностям пилот-сигнала 2 сформированным для пилот-сигнала 2 TDM.

Фиг.16 изображает блочную диаграмму варианта осуществления процессора 1320 пилот-сигнала и данных TX в базовой станции 1310. Внутри процессора 1320 процессор 1610 данных TX принимает, кодирует, чередует и отображает символы данных трафика/пакета для формирования символов данных.

В варианте осуществления для формирования данных для обоих пилот-сигналов 1 и 2 TDM используется генератор 1620 псевдослучайных чисел (PN, ПС). Генератор 1620 PN может быть осуществлен, например, с линейным регистром сдвига с обратной связью (LFSR, ЛРСВ) для 15 ответвлений сигнала, который осуществляет формирование полинома g(x)=x¹⁵+x ¹⁴+1. В этом случае генератор 1620 PN содержит (1) 15 соединенных последовательно элементов с 1622a по 1622o задержки и (2) сумматор 1624, подсоединенный между элементами 1622n и 1622o задержки. Элемент 1622o задержки обеспечивает данные пилот-сигнала, которые также подаются обратно на вход элемента 1622a задержки и на один вход сумматора 1624. Генератор 1620 PN может быть инициализирован с различными начальными состояниями для пилот-сигналов 1 и 2 TDM, например, в '011010101001110' для пилот-сигнала 1 TDM и в '010110100011100' для пилот-сигнала 2 TDM. В общем, для пилот-сигналов 1 и 2 TDM могут использоваться любые данные. Данные пилот-сигнала могут быть отобраны для уменьшения различия между пиковой амплитудой и средней амплитудой символа OFDM пилот-сигнала (то есть, для минимизации разброса пиковой и средней мощностей в форме волны временной области для пилот-сигнала TDM). Данные пилот-сигнала для пилот-сиганала 2 TDM также могут быть сформированы тем же самым генератором PN, используемым для скремблирования данных. Устройства радиосвязи имеют информацию относительно данных, используемых для пилот-сигнала 2 TDM, но им не требуется иметь информацию относительно данных, используемых для пилот-сигнала 1 TDM.

Модуль 1630 отображения бита-в-символ принимает данные пилот-сигнала из генератора 1620 PN и на основе схемы модуляции отображает биты данных пилот-сигнала в символы пилот-сигнала. Для пилот-сигналов 1 и 2 TDM могут использоваться идентичные или различные схемы модуляции. В варианте осуществления для обоих пилот-сигналов 1 и 2 TDM используется QPSK. В этом случае модуль 1630 отображения группирует данные пилот-сигнала в двухбитовые бинарные значения и дополнительно отображает каждое двухбитовое значение в определенный символ модуляции пилот-сигнала. Каждый символ пилот-сигнала является комплексным значением в констелляции сигналов для QPSK. Если для пилот-сигналов TDM используется QPSK, то модуль 1630 отображения отображает 2L₁ битов данных пилот-сигнала для пилот-сигнала-1 TDM в L ₁ символов пилот-сигнала и дополнительно отображает 2L₂ битов данных пилот-сигнала для пилот-сигнала-2 TDM в L₂ символов пилот-сигнала. Мультиплексор (Mux) 440 принимает символы данных из процессора 1610 данных TX, символы пилот-сигнала из модуля 1630 отображения и сигнал TDM_Ctrl из контроллера 1340. Мультиплексор 1640 обеспечивает в модулятор 1330 OFDM символы пилот-сигнала для полей пилот-сигнала 1 и 2 TDM и символы данных для полей данных и дополнительной служебной сигнализации каждого кадра, как изображено на фиг.14.

Фиг.17 изображает блочную диаграмму варианта осуществления модулятора 1330 OFDM в базовой станции 1310. Модуль 1710 отображения символа-в-полосу частот принимает символы пилот-сигнала и данных из процессора 1320 пилот-сигнала и данных TX и отображает эти символы в надлежащие подполосы частот на основе сигнала Subband_Mux_Ctrl из контроллера 1340. В каждом периоде символа OFDM модуль 1710 отображения обеспечивает одни данные или символ пилот-сигнала в каждую подполосу частот, использующуюся для передачи данных или пилот-сигнала и "нулевой символ" (который является значением нулевого сигнала) для каждой неиспользованной подполосы частот. Символы пилот-сигнала, обозначенные для подполос частот, которые не используются, заменяют нулевыми символами. Для каждого периода символа OFDM модуль 1710 отображения обеспечивает N "символов передачи" для N подполос частот в целом, где каждый символ передачи может быть символом данных, символом пилот-сигнала или нулевым символом. Модуль 1720 обратного дискретного преобразования Фурье (IDFT, ОДПФ) принимает N символов передачи для каждого периода символа OFDM, преобразует N символов передачи в временную область с N-точечным IDFT и обеспечивает "преобразованный" символ, который содержит N выборок временной области. Каждая выборка является комплексным значением, которое должно быть отправлено в одном периоде выборки. Также вместо N-точечного IDFT может быть выполнено N-точечное обратное быстрое преобразование Фурье (IFFT, ОБПФ), если N является степенью двойки, что обычно имеет место. Преобразователь 1730 параллельного кода в последовательный (P/S, П/П) преобразует из параллельного вида в последовательный N выборок для каждого преобразованного символа. Затем генератор 1740 циклического префикса повторяет часть (или C выборок) каждого преобразованного символа для формирования символа OFDM, который содержит N+C выборок. Циклический префикс используется для противодействия межсимвольной помехе (ISI, МСП) и помехе между несущими (ICI, ПМН), вызванным длинным разбросом задержки в канале связи. Разброс задержки является разницей во времени между самым ранним моментом появления экземпляра сигнала и самым последним появлением экземпляра сигнала в приемнике. Период символа OFDM (или просто, "период символа") является продолжительностью одного символа OFDM, и он равен N+C периодам выборок.

Фиг.18a изображает представление во временной области пилот-сигнала 1 TDM. Символ OFDM для пилот-сигнала 1 TDM (или "символ OFDM пилот-сигнала 1") состоит из преобразованного символа длины N и циклического префикса длины C. Поскольку L₁ символов пилот-сигнала для пилот-сигнала 1 TDM посылают на L₁ подполосах частот, которые равномерно отделены S₁ подполосами, и поскольку нулевые символы посылают на оставшихся подполосах частот, преобразованный символ для пилот-сигнала 1 TDM содержит S₁ идентичных последовательностей пилот-сигнала 1, с каждой последовательностью пилот-сигнала 1, содержащей L₁ выборок временной области. Также каждая последовательность пилот-сигнала 1 может быть сформирована посредством выполнения L₁-точечного IDFT на L1 символах пилот-сигнала для пилот-сигнала 1 TDM. Циклический префикс для пилот-сигнала 1 TDM состоит из C крайних правых выборок преобразованного символа и вставлен перед преобразованным символом. Соответственно, символ OFDM пилот-сигнала 1 содержит общее количество S₁ +C/L₁ последовательностей пилот-сигнала 1. Например, если N=4096, L₁=128, S₁=32 и C=512, то символ OFDM пилот-сигнала 1 должен содержать 36 последовательностей пилот-сигнала 1 с каждой последовательностью пилот-сигнала 1, содержащей 128 выборок временной области.

Фиг.18b изображает представление временной области пилот-сигнала 2 TDM. Символ OFDM для пилот-сигнала 2 TDM (или "символ OFDM пилот-сигнала 2") также составлен из преобразованного символа длины N и циклического префикса длины C. Преобразованный символ для пилот-сигнала 2 TDM содержит S₂ идентичных последовательностей пилот-сигнала 2 с каждой последовательностью пилот-сигнала 2, содержащей L₂ выборок временной области. Циклический префикс для пилот-сигнала 2 TDM состоит из C крайних правых выборок преобразованного символа и вставлен перед преобразованным символом. Например, если N=4096, L₁=2048, S₂ =2 и C=512, то символ OFDM пилот-сигнала 2 должен содержать две полные последовательности пилот-сигнала 2 с каждой последовательностью пилот-сигнала 2, содержащей 2048 выборки временной области. Циклический префикс для пилот-сигнала 2 TDM должен содержать только часть последовательностей пилот-сигнала 2.

Фиг.19 изображает блочную диаграмму варианта осуществления модуля 1380 оценки канала и синхронизации в устройстве 1350 радиосвязи (фиг.13). Внутри модуля 1380 детектор 100 кадра (как описано подробно выше) принимает входные выборки из модуля 1354 приемника, обрабатывает входные выборки для обнаружения начала каждого кадра и обеспечивает синхронизацию кадра. Детектор 1920 синхронизации символа принимает входные выборки и синхронизацию кадра, обрабатывает входные выборки для обнаружения начала принятых символов OFDM и обеспечивает синхронизацию символа. Оценщик 1912 ошибки частоты оценивает ошибку частоты в принятых символах OFDM. Оценщик 1930 канала принимает выходные данные из детектора 1920 синхронизации символа и получает оценку канала.

Как описано более подробно согласно фиг.1, детектор 100 кадра выполняет синхронизацию кадра посредством обнаружения, например, для пилот-сигнала 1 TDM входных выборок из модуля 1354 приемника. Для простоты, случай подробного описания предполагает, что канал связи является каналом аддитивного Гауссового белого шума (AWGN, АГБШ). Входная выборка для каждого периода выборки может быть представлена как

r_n =x_n+w_n, Уравнение(2)

где n является индексом периода выборки,

x_n является выборкой временной области, посланной базовой станцией в периоде n выборки,

r _n является входной выборкой, полученной устройством радиосвязи в период n выборки, и

w _n является шумом для периода n выборки.

Оценщик 1912 ошибки частоты оценивает ошибку частоты в принятом символе OFDM пилот-сигнала 1. Эта ошибка частоты может быть вызвана различными источниками, такими как, например, различие в частотах генераторов в базовой станции и устройстве радиосвязи, Доплеровским сдвигом и так далее. Оценщик 1912 ошибки частоты может формировать оценку ошибки частоты для каждой последовательности пилот-сигнала 1 (за исключением последней последовательности пилот-сигнал 1), следующим образом:

где вляется i-й входной выборкой для -й последовательности пилот-сигнала,

Arg(x) является арктангенсом отношения мнимой составляющей x к действительной составляющей x, или Arg(x)=arctan[Im(x)/Re(x)],

G_D является усилением датчика, которое составляет , и

является оценкой ошибки частоты для -й последовательности пилот-сигнала 1.

Диапазон обнаруживаемых ошибок частоты можно представить как

где является отношением для входной выборки. Уравнение (2) указывает, что диапазон обнаруженных ошибок частоты зависит и обратно пропорционален длине последовательности пилот-сигнала 1. Также оценщик 1912 ошибки частоты может быть осуществлен внутри компонента 100 детектора кадра и более конкретно посредством компонента 110 коррелятора с задержкой, так как накопленные результаты корреляции также доступны из сумматора 524.

Оценки ошибки частоты могут использоваться различным образом. Например, оценка ошибки частоты для каждой последовательности пилот-сигнала 1 может использоваться для обновления системы поддержания частотной синхронизации, которая осуществляет попытку исправить любую обнаруженную ошибку частоты в устройстве радиосвязи. Система поддержания частотной синхронизации может быть системой (циклом) фазовой автоматической подстройки частоты (PLL, ФАПС), которая может корректировать частоту несущего сигнала, используемого для преобразования с понижением частоты в устройстве радиосвязи. Также оценки ошибки частоты могут быть усреднены для получения оценки ошибки частоты оценки для символа OFDM пилот-сигнала 1. Затем эта может использоваться для исправления ошибки частоты либо до, либо после N-точечного DFT внутри демодулятора 160 OFDM. Для исправления ошибки частоты после DFT, которое может использоваться для исправления смещения частоты которое является целочисленным множителем интервала разделения подполосы частот, символы, принятые из N-точечного DFT, могут быть преобразованы посредством подполосы частот, и символ исправленной частоты для каждой применяемой подполосы частот k может быть получен как Для исправления ошибки частоты перед DFT входные выборки могут быть смещены по фазе посредством оценки ошибки частоты и затем на выборках, смещенных по фазе, может быть выполнено N-точечное DFT.

Также обнаружение кадра и оценка ошибки частоты могут быть выполнены другим образом, на основе символа OFDM пилот-сигнала 1. Например, обнаружение кадра может быть достигнуто посредством выполнения положительной корреляции между входными выборками для символа OFDM пилот-сигнала 1 с действительной последовательностью пилот-сигнала 1, сформированной в базовой станции. Положительная корреляция обеспечивает высокий результат корреляции для каждого экземпляра сильного сигнала (или многолучевого распространения). Так как для данной базовой станции может быть получено больше чем одно многолучевое распространение или пик, устройство радиосвязи для получения информации синхронизации должно выполнить постобработку на обнаруженных пиках. Также обнаружение кадра может быть достигнуто при комбинировании корреляции с задержкой и положительной корреляции.

Фиг.20 изображает блочную диаграмму варианта осуществления детектора 1920 синхронизации символа, который выполняет синхронизацию по времени, на основе символа OFDM пилот-сигнала 2. Внутри детектора 1920 синхронизации символа буфер 2012 выборки принимает входные выборки из модуля 1354 приемника и сохраняет окно "выборки" из L ₂ входных выборок для символа OFDM пилот-сигнала 2. Начало окна выборки определяется модулем 2010 на основе синхронизации кадра из детектора 100 кадра.

Фиг.21 изображает диаграмму синхронизации обработки для пилот-сигнала 2. Детектор 100 кадра обеспечивает грубую синхронизацию символа (обозначена как T_c) на основе символа OFDM пилот-сигнала 1. Символ OFDM пилот-сигнала 2 содержит S₂ идентичных последовательности пилот-сигнала 2 длиной L ₂ (например, две последовательности пилот-сигнала 2 длиной 2048, если N=4096 и L₂=2048). Окно из L₂ входных выборок собирается буфером 912 выборки для символа OFDM пилот-сигнала 2, начиная с периода T_w выборки. Начало окна выборки задержано начальным смещением OS_init относительно грубой синхронизации символа, или T_w=T_c+OS _init. Не требуется, чтобы начальное смещение было точным, и оно выбирается для обеспечения того, чтобы в буфере 2012 выборки была собрана одна полная последовательность пилот-сигнала 2. Также начальное смещение может быть выбрано так, что обработка для символа OFDM пилот-сигнала 2 может быть завершена до поступления следующего символа OFDM, так чтобы синхронизация символа, полученная из символа OFDM пилот-сигнала 2, могла быть применена к этому следующему символу OFDM.

Вновь согласно фиг.20 модуль 2014 DFT выполняет L₂-точечное DFT на L₂ входных выборках, собранных буфером 2012 выборки, и обеспечивает L₂ значения частотной области для L₂ принятых символов пилот-сигнала. Если начало окна выборки не выровнено с началом символа OFDM пилот-сигнала 2 (то есть, Tw Ts), то импульсная характеристика канала циркулярно смещается, что означает, что передняя часть импульсной характеристики канала оборачивается вокруг обратно. Модуль 2016 демодуляции пилот-сигнала удаляет модуляцию на L₂ принятых символах пилот-сигнала, умножая принятый символ пилот-сигнала R_k для каждой подполосы частот k пилот-сигнала на комплексно сопряженное число известного символа пилот-сигнала P_k ^* для этой подполосы частот, или R _k ^.P_k ^*. Так же модуль 2016 устанавливает принятые символы пилот-сигнала для неиспользованных подполос частот в нулевые символы. Затем модуль 2018 IDFT выполняет L ₂-точечное IDFT на L₂ демодулированных символах пилот-сигнала и обеспечивает L₂ значения временной области, которые являются L₂ ответвлениями сигнала импульсной характеристики канала связи между базовой станцией 110 и устройством 150 радиосвязи.

Фиг.21b изображает импульсную характеристику канала из модуля 2018 IDFT для L₂ ответвлений сигнала. Каждое из L ₂ ответвлений сигнала ассоциировано с комплексным усилением канала при этой задержке ответвления сигнала. Импульсная характеристика канала может циклически смещаться, что означает, что хвостовая часть импульсной характеристики канала может оборачиваться вокруг и появляться в более ранней части выходных данных из модуля 2018 IDFT.

Вновь согласно фиг.20 искатель 2020 синхронизации символа может определять синхронизацию символа посредством поиска пика энергии импульсной характеристики канала. Обнаружение пика может быть достигнуто посредством скольжения окна "обнаружения" по импульсной характеристике канала, как указано на фиг.21b. Ниже описано, как может быть определен размер окна обнаружения. В каждой начальной позиции окна вычисляют энергию всех ответвлений сигналов, попадающих в пределы окна обнаружения.

Фиг.21 изображает график энергии ответвлений сигналов канала при различных начальных позициях окна. Окно обнаружения сдвигается циркулярно вправо так, что, когда правый край окна обнаружения достигает последнего ответвления сигнала с индексом L₂, окно оборачивается вокруг к первому ответвлению сигнала с индексом 1. Соответственно, для каждой начальной позиции окна энергию собирают для идентичного количества ответвлений сигналов канала.

Размер L_w окна обнаружения может быть выбран на основе ожидаемого разброса задержки системы. Разброс задержки в устройстве радиосвязи является разницей во времени между самым ранним и самым последним поступлением составляющих сигнала в устройстве радиосвязи. Разброс задержки системы является наибольшим разбросом задержки среди всех устройств радиосвязи в системе. Если размер окна обнаружения не меньше разброса задержки системы, то окно обнаружения, когда оно выровнено надлежащим образом, должно захватывать всю энергию импульсной характеристики канала. Также размер L_w окна обнаружения может быть выбран так, чтобы быть не большим половины L₂ (или L _w L₂/2), чтобы избежать неоднозначности в обнаружении начала импульсной характеристики канала. Начало импульсной характеристики канала может быть обнаружено (1) посредством определения пиковой энергии среди всех начальных позиций окна L₂ и (2) посредством идентификации самой правой начальной позиции окна с пиковой энергией, если многие начальные позиции окна имеют идентичную пиковую энергию.

Также для получения более точной оценки начала импульсной характеристики канала в шумном канале энергии для различных начальных позиций могут быть усреднены или отфильтрованы. В любом случае, начало импульсной характеристики канала обозначается как T _B, и смещением между началом окна выборки и началом импульсной характеристики канала является T_os=T _B-T_w. Как только определено начало импульсной характеристики канала T_B, может быть однозначно вычислена точная синхронизация символа.

Согласно фиг.21a точная синхронизация символа указывает начало принятого символа OFDM. Точная синхронизация символа T_s может использоваться для точного и надлежащего размещения окна "DFT" для каждого последовательно принимаемого символа OFDM. Окно DFT указывает определенные N входных выборок (среди N+C входных выборок) для сбора для каждого принятого символа OFDM. Затем с помощью N-точечного DFT N входных выборок внутри окна DFT преобразуются для получения N принятых символов данных/пилот-сигнала для принятого символа OFDM. Для каждого принятого символа OFDM необходимо точное размещение окна DFT во избежание (1) межсимвольной помехи (ISI) от предшествующего или следующего символа OFDM, (2) ухудшения оценки канала (например, ненадлежащее размещение окна DFT может привести к ошибочной оценке канала), (3) ошибки в процессах, которые основаны на циклическом префиксе (например, поддержание частотной синхронизации, автоматическая регулировка усиления (AGC) и так далее), и (4) других вредных эффектов.

Также для получения более точной оценки ошибки частоты может использоваться символ OFDM пилот-сигнала 2. Например, ошибка частоты может быть оценена с использованием последовательностей пилот-сигнала 2 и на основе уравнения (3). В этом случае для последовательности пилот-сигнала 2 выполняется суммирование по L₂ выборкам (вместо L₁ выборки).

Также импульсная характеристика канала из модуля 2018 IDFT может использоваться для получения оценки частотной характеристики для канала связи между базовой станцией 1310 и устройством 1350 радиосвязи. Модуль 2022 принимает импульсную характеристику канала для L₂ ответвлений сигнала, циркулярно смещает импульсную характеристику канала так, чтобы начало импульсной характеристики канала находилось в индексе 1, вставляет соответствующее количество нолей после циркулярно-смещенной импульсной характеристики канала и обеспечивает импульсную характеристику канала для N-ответвлений сигнала. Затем модуль 2024 DFT выполняет на импульсной характеристике канала для N-ответвлениях сигнала N-точечное DFT и обеспечивает оценку частотной характеристики, которая состоит из N комплексных усилений канала для N подполос частот в целом. Демодулятор 1360 OFDM может использовать оценку частотной характеристики для обнаружения принятых символов данных в последующих символах OFDM. Также оценка канала может быть получена некоторым другим образом.

Фиг.22 изображает схему передачи пилот-сигнала с комбинацией пилот-сигналов TDM и FDM. Базовая станция 1310 для облегчения начального захвата устройствами радиосвязи может передавать пилот-сигнал 1 и 2 TDM в каждом суперкадре. Дополнительной служебной сигнализацией для пилот-сигналов TDM являются два символа OFDM, которые могут быть малыми в сравнении с размером суперкадра. Также базовая станция 1310 может передавать пилот-сигнал FDM во всех, большинстве, или некоторых из оставшихся символов OFDM в каждом суперкадре. Для варианта осуществления, изображенного на фиг.22, пилот-сигнал FDM передается при чередовании наборов подполос частот так, что символы пилот-сигнала посылают на одном наборе подполос частот в периодах символа с четными номерами и на другом наборе подполос частот в периодах символа с нечетными номерами. Каждый набор содержит достаточное количество (L_fdm) подполос частот для поддержания оценки канала и, возможно, поддержания синхронизации частоты и времени устройствами радиосвязи. Подполосы частот в каждом наборе могут быть однородно распределены по N подполос частот в целом и отделены подполосами частот S_fdm=N /L_fdm. Кроме того, подполосы частот в одном наборе могут быть расположены ступенчато или смещены относительно подполос частот в другом наборе так, чтобы подполосы в двух наборах чередовались друг с другом. Например, N=4096, L _fdm=512, S_fdm=8, и подполосы частот в двух наборах могут быть расположены ступенчато по четыре подполосы частот. Вообще, для пилот-сигнала FDM может использоваться любое количество наборов подполос частот и каждый набор может содержать любое количество подполос частот и любую из N подполос частот в целом.

Устройство радиосвязи может использовать пилот-сигналы 1 и 2 TDM для начальной синхронизации, например для синхронизации кадра, оценки смещения частоты и точного захвата синхронизации символа (для надлежащего размещения окна DFT для последующих символов OFDM). Устройство радиосвязи может выполнять начальную синхронизацию, например, при первом доступе к базовой станции, при первом приеме или запросе данных или после длительного периода бездеятельности, при первом включении и так далее.

Устройство радиосвязи может выполнять корреляцию с задержкой последовательностей пилот-сигнала 1 для обнаружения наличия символа OFDM пилот-сигнала 1 и, соответственно, начала суперкадра, как описано выше. После этого устройство радиосвязи может использовать последовательности пилот-сигнала 1 для оценки ошибки частоты в символе OFDM пилот-сигнала 1 и для исправления этой ошибки частоты до приема символа OFDM пилот-сигнала 2. Символ OFDM пилот-сигнала 1 обеспечивает возможность для оценки большей ошибки частоты и более надежного размещения окна DFT для следующего символа OFDM (пилот-сигнала 2), чем обычные способы, которые используют структуру циклического префикса символов OFDM данных. Соответственно, символ OFDM пилот-сигнала 1 может обеспечивать лучшую эффективность для наземного радиоканала с большим разбросом задержки многолучевого распространения.

Устройство радиосвязи может использовать символ OFDM пилот-сигнала 2 для получения точной синхронизации символа, чтобы более точно разместить окно DFT для последующих принимаемых символов OFDM. Также устройство радиосвязи может использовать символ OFDM пилот-сигнала 2 для оценки канала и оценки ошибки частоты. Символ OFDM пилот-сигнала 2 обеспечивает возможность быстрого и точного определения точной синхронизации символа и точного размещения окна DFT.

Устройство радиосвязи может использовать пилот-сигнал FDM для оценки канала и поддержания синхронизации времени и, возможно, поддержки синхронизации частоты. Устройство радиосвязи может получить начальную оценку канала на основе символа OFDM пилот-сигнала 2, как описано выше. Устройство радиосвязи может использовать пилот-сигнал FDM для получения более точной оценки канала, особенно, если пилот-сигнал FDM передан по суперкадру, как изображено на фиг.11. Также устройство радиосвязи может использовать пилот-сигнал FDM для обновления системы слежения за частотой, которая может исправлять ошибку частоты в принятых символах OFDM. Дополнительно устройство радиосвязи может использовать пилот-сигнал FDM для обновления системы слежения за временем, которая может подсчитывать отклонение синхронизации во входных выборках (например, из-за изменений в импульсной характеристике канала связи).

Описанные здесь способы синхронизации могут быть осуществлены различными средствами. Например, эти способы могут быть осуществлены в аппаратных средствах, программном обеспечении или их комбинации. Для аппаратного осуществления модули обработки в базовой станции, используемые для поддержки синхронизации (например, процессор 120 пилот-сигнала и данных TX), могут быть осуществлены внутри одной или большего количества специализированных интегральных схем (ASIC), цифровых процессоров сигналов (DSP), устройств цифровых процессоров сигналов (DSPD), программируемых логических устройств (PLD), базовых матричных кристаллов (FPGA), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, других электронных модулей, разработанных для выполнения описанных здесь функций, или их комбинации. Модули обработки в устройстве радиосвязи, используемые для выполнения синхронизации (например, модуль 180 оценки канала и синхронизации), могут также быть осуществлены внутри одной или большего количества ASIC, DSP и так далее.

Для программного осуществления способы синхронизации могут быть осуществлены в комбинации программных модулей (например, подпрограмм, программ, компонентов, процедур, функций, структур данных, схем ), которые выполняют различные описанные здесь функции. Программные коды могут быть сохранены в модуле памяти (например, модуле 1392 памяти на фиг.13) и выполняться процессором (например, контроллером 190). Модуль памяти может быть осуществлен внутри процессора или внешним относительно процессора. Кроме того, для специалистов в данной области техники очевидно, что способы предмета изобретения могут быть осуществлены другими конфигурациями компьютерной системы, включая единственный процессор или компьютерные системы мультипроцессора, мини-вычислительные устройства, универсальные компьютеры, а также персональные компьютеры, карманные вычислительные устройства или программируемую бытовую электронику на основе микропроцессора и т.п.

Как здесь используется, OFDM может также содержать архитектуру ортогонального множественного доступа с частотным разделением каналов (OFDMA), где многочисленные пользователи совместно используют каналы OFDM.

Выше описаны примеры различных аспектов и вариантов осуществления. Безусловно, невозможно описать каждую мыслимую комбинацию компонентов или способов. Для знающих технику будут очевидны различные модификации этих вариантов осуществления, и определенные здесь основные принципы могут быть применены к другим вариантам осуществления, не удаляясь от сути и не выходя из контекста вышеупомянутых вариантов осуществления. Соответственно, раскрытые варианты осуществления не ограничиваются аспектами и вариантами осуществления, изображенными и описанными здесь, но предназначены для предоставления в наиболее широкой области, согласующейся с раскрытыми здесь принципами и новыми признаками и способами. Кроме того, для расширения термина "включает в себя", используемого либо в подробном описании, либо в формуле изобретения, этот термин предназначен для включения образом, подобным термину "содержащий", как "содержащий" интерпретируется при применении в качестве переходного слова в формуле изобретения.