波束成形系统中的同步技术方案

本发明专利技术提出一种波束成形系统同步架构，以在最具挑战的情况下，允许接收装置与发送装置在时域、频域以及空域同步。在定期配置的时间-频率资源块中，发送装置采用相同的波束成形权重，用于其对接收装置的控制波束传送。每个控制波束的导频信号在每个定期配置的时间-频率资源块中传送。相同的同步信号可用于所有阶段的同步，包括初始粗糙同步、装置和波束识别和用于数据解调的信道估计。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交叉引用本申请根据35U.S.C.§119要求2014年9月24日递交的美国临时申请案62/054,485，专利技术名称为“ControlSignalinginaBeamformingSystem”的优先权，以及2014年9月24日递交的美国临时申请案62/054,488，专利技术名称为“SynchronizationinaBeamformingSystem，”的优先权，且将上述申请作为参考。
本专利技术有关于无线通信，且尤其有关于毫米波(MillimeterWave,mmW)波束成形(beamforming)系统中的控制信令发送(controlsignaling)和同步。
技术介绍
在下一代宽带蜂窝通信网络中，移动载波带宽的日益短缺促进了对利用不足的3G到300GHz之间的mmW频谱的探索。mmW频带的可用频谱是传统蜂窝系统的两百倍大。mmW无线网络采用窄波束进行定向通信，并可支持数千兆位(multi-gigabit)的数据率。利用不足的mmW频谱的带宽具有1mm到100mm的波长。mmW频谱如此小的波长可使大量微型天线(miniaturizedantenna)放置在较小区域内。这种微型天线系统可通过电操纵阵列(electricallysteerablearray)形成定向传送，从而达到较高的波束成形增益。由于mmW半导体电路最近的发展，mmW无线系统已成为实作中一种很有前途的方案。然而，对定向传送的严重依赖以及传播环境的脆弱也给mmW网络带来特别的挑战。通常，蜂窝网络系统被设计为达到以下目标：1)同时服务具有广泛的动态操作情况的多个用户；2)对信道变化、流量负载的动态和不同的QoS需求具有鲁棒性(robust)；以及3)有效利用如带宽和功率的资源。波束成形给达到上述目标增加了困难。因此，需要一种鲁棒性的控制信令发送方案，以利于具有挑战性的mmW环境中的波束成形操作。在蜂窝网络中，需要导频信号(pilotsignal)进行装置识别和时间-频率同步。主同步信号(PrimarysynchronizationSignal,PSS)是一种具有较小搜索空间的独特信号，可用于第一阶段同步，以达到粗糙(coarse)帧边界和频率同步。辅同步信号(SecondarysynchronizationSignal,SSS)是一种具有较大搜索空间的独特信号，可用于第二阶段同步，以识别装置并达到精细(符号级)时间和频率同步。参考信号用于信道估计和数据符号的解调。用于时间-频率同步和信道估计的三种导频信号引入太多负荷(overhead)。此外，现存方案(如LTE)中并未考虑空间同步。未来系统操作在较高载波频带上，需要具有非常窄波束宽度的波束成形。如此一来，同步信号需要在空间同步下与TX和RX波束对齐(align)。需寻找一种波束成形系统同步架构，在最具挑战的情况下，允许接收装置与发送装置在时域、频域以及空域同步。
技术实现思路
提出一种波束成形系统同步架构，以在最具挑战的情况下，允许接收装置与发送装置在时域、频域以及空域同步。在定期配置的时间-频率资源块中，发送装置采用相同的波束成形权重，用于其对接收装置的控制波束传送。每个控制波束的导频信号在每个定期配置的时间-频率资源块中传送。相同的同步信号可用于所有阶段的同步，包括初始粗糙同步、装置和波束识别和用于数据解调的信道估计。导频信号插入到导频架构中，并在每个导频架构中重复L次。L次重复可通过一次或多次IFFT和相应的一个或多个CP长度实现。接收装置的检测器检测控制波束的存在，通过接收导频信号与传送同步并估计信道响应。当利用同步信号的架构时，接收装置的检测器具有低复杂度。其包括三个阶段，可将同步进程分解成不复杂的步骤。其精确估计识别发送装置和进行后续数据通信所需的参数。在一实施例中，在波束成形正交频分复用网络中，由基站分配控制资源块集合，其中该控制资源块集合包括与波束成形权重集合有关的定期分配的时间-频率资源块，以形成控制波束。基站将每个资源块分割成导频部分和数据部分，每个导频部分被划分为M个导频架构，每个导频架构包括L个OFDM符号，其中在每个OFDM符号中，导频符号每K个子载波插入一次，共插入R次，以形成该导频部分，而数据符号插入到剩余的资源元素中以形成该数据部分，其中M、L、K和R均为正整数。基站通过该控制波束将该导频信号和该数据信号发送给多个UE。M个导频架构具有相似的架构，不同的偏移νm和不同的序列sm。小区的每个控制波束基于νm和特征序列sm的跳频样式的导频符号识别。具体来说，对于第i个小区的第j个控制波束来说，有对应的识别符对νm(i,j)和sm(i,j)[n]。在另一实施例中，基站分配用于波束成形OFDM网络中控制波束传送的时间-频率资源块。基站将每个资源块分割成导频部分和数据部分。导频部分包括M个导频架构，每个导频架构包括时域上的若干OFDM符号和频域上的若干子载波。基站随后将导频信号的导频符号插入到每个OFDM符号的导频部分。导频符号在每个导频架构中重复L次，每个导频架构采用一次或多次IFFT以及相应的一个或多个可变CP长度以用于控制波束传送。UE从基站接收控制波束传送。UE从导频符号中接收时域符号，其中导频符号通过控制波束的定期分配时间-频率资源块传送。UE通过移除一个或多个具有可变CP长度的CP，并进行相应的一个或多个可变长度FFT处理时域信号，以重建资源块的导频部分，其中导频部分包括M个导频架构，每个导频架构包括时域上的若干OFDM符号和频域上的若干子载波。UE随后从每个导频架构中提取导频符号。导频符号在每个导频架构中重复L次。在另一实施例中，在波束成形OFDM网络中，UE从基站接收控制波束传送。导频信号通过小区中控制波束的定期分配时间-频率资源块发送。UE处理资源块的导频部分携带的导频符号，其中导频部分包括M个导频架构，每个导频架构包括时域上的L个OFDM符号和频域上的R个子载波。在每个OFDMF符号中，导频符号每K个子载波插入一次，插入R次。M、L、R和K为正整数。UE随后基于控制波束传送，检测控制波束和导频信号。如下详述其它实施例以及优势。本部分内容并非对专利技术作限定，本专利技术范围由权利要求所限定。附图说明附图说明了本专利技术的实施例，其中相同的符号代表相同的元件。图1是根据一新颖性方面的波束成形系统中控制波束的示意图。图2是可执行本专利技术某些实施例的基站和用户设备的简化方块示意图。图3是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：在波束成形正交频分复用网络中，由基站分配控制资源块集合，其中该控制资源块集合包括与波束成形权重集合有关的定期分配的时间‑频率资源块，以形成控制波束；将每个资源块分割成导频部分和数据部分，其中每个资源块包括M个导频架构，每个导频架构包括L个正交频分复用符号，其中在每个正交频分复用符号中，导频符号每K个子载波插入一次，共插入R次，以形成该导频部分，而数据符号插入到剩余的资源元素中以形成该数据部分，其中M、L、K和R均为正整数；以及通过该控制波束将该导频符号和该数据符号发送给多个用户设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.24 US 62/054,485;2014.09.24 US 62/054,488;1.一种方法，包括：
在波束成形正交频分复用网络中，由基站分配控制资源块集合，其中该
控制资源块集合包括与波束成形权重集合有关的定期分配的时间-频率资源
块，以形成控制波束；
将每个资源块分割成导频部分和数据部分，其中每个资源块包括M个导
频架构，每个导频架构包括L个正交频分复用符号，其中在每个正交频分复
用符号中，导频符号每K个子载波插入一次，共插入R次，以形成该导频部
分，而数据符号插入到剩余的资源元素中以形成该数据部分，其中M、L、K
和R均为正整数；以及
通过该控制波束将该导频符号和该数据符号发送给多个用户设备。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，与该数据符号相比，该导频
符号具有功率提升因子。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，与第0个子载波相比，该导
频符号具有偏移νm，其中m是该M个导频架构的重复索引。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，正交频分复用符号中的R个
资源元素由特征序列sm进行调制，以识别该控制波束，其中m是该M个导
频架构的重复索引。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该M个导频架构具有相似的
架构，不同的偏移νm和不同的序列sm。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该不同的偏移νm导致跳频样
式。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该不同的序列sm由基础序列
的循环延迟多普勒频移产生。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该不同的序列sm属于具有不
同延迟和线性调频脉冲斜率的Zadoff-Chu序列集合。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该基站配置控制波束集合，
以建立覆盖小区的整个服务区域的辐射样式。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该小区的每个控制波束通过

\t具有跳频样式和序列的该导频符号识别。
11.如权利要求10所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂建卿，苏昭诚，陈儒雅，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71