CN103931152A - 用于无线网络的初始捕获和邻居搜索算法 - Google Patents

用于无线网络的初始捕获和邻居搜索算法 Download PDF

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Abstract

在无线网络中，基站(BS)可以发送主同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)。用户设备(UE)可以使用同步信号进行小区检测和捕获。典型的搜索操作可以涉及：首先由定位邻居BS发送的PSS序列，接着进行SSS检测。本文进一步描述了产生对来自BS的PSS和SSS进行检测的算法。用于检测BS的方法通常包括：对来自接收机天线的接收信号进行采样，以获得采样序列；分析采样序列，以检测在当前的半帧(HF)中的PSS；基于检测到的PSS来计算信噪比(SNR)度量；将所计算的SNR度量与来自先前的HF的SNR度量进行组合；分析所组合的SNR度量以获得定时信息；以及使用定时信息来分析采样序列，以检测SSS。

Description

用于无线网络的初始捕获和邻居搜索算法
相关申请的交叉引用
本申请要求享受2011年11月10日提交的、题目为“Initial AcquisitionAnd Neighbor Search Algorithms For Wireless Networks”的美国临时专利申请序列号为No.61/558,377的优先权，故以引用方式将其并入本文。
技术领域
概括地说，本公开内容的某些方面涉及无线通信，具体地说，本公开内容的某些方面涉及用于无线网络的初始捕获和邻居搜索的算法。
背景技术
已广泛地部署无线通信网络，以提供各种通信服务，例如语音、视频、分组数据、消息传送、广播等等。这些无线网络可以是能通过共享可用的网络资源，来支持多个用户的多址网络。这类多址网络的示例包括码分多址(CDMA)网络、时分多址(TDMA)网络、频分多址(FDMA)网络、正交FDMA(OFDMA)网络和单载波FDMA(SC-FDMA)网络。
无线通信网络可以包括能支持多个用户设备(UE)的通信的多个基站。UE可以经由下行链路和上行链路与基站进行通信。下行链路(或前向链路)是指从基站到UE的通信链路，上行链路(或反向链路)是指从UE到基站的通信链路。
基站可以在下行链路上向UE发送数据和控制信息，和/或在上行链路上从UE接收数据和控制信息。在下行链路上，来自基站的传输可能观察到由于来自邻居基站的传输所造成的干扰。在上行链路上，来自UE的传输可能对于来自与邻居基站进行通信的其它UE的传输造成干扰。这种干扰可能使下行链路和上行链路二者上的性能下降。
发明内容
本公开内容的某些方面提供了用于无线通信的方法。该方法通常包括：对来自一付或多付接收机天线的接收信号进行采样，以获得采样序列；对所述采样序列进行分析，以检测在当前的半帧中的主同步序列(PSS)；基于所检测到的PSS来计算SNR度量；将所计算的SNR度量与来自一个或多个先前的半帧的SNR度量进行组合；对所组合的SNR度量进行分析以获得定时信息；以及使用所述定时信息来分析所述采样序列，以检测辅助同步序列(SSS)。
本公开内容的某些方面提供了用于无线通信的装置。该装置通常包括：用于对来自一付或多付接收机天线的接收信号进行采样，以获得采样序列的模块；用于对所述采样序列进行分析，以检测在当前的半帧中的主同步序列(PSS)的模块；用于基于所检测到的PSS来计算SNR度量的模块；用于将所计算的SNR度量与来自一个或多个先前的半帧的SNR度量进行组合的模块；用于对所组合的SNR度量进行分析以获得定时信息的模块；用于使用所述定时信息来分析所述采样序列，以检测辅助同步序列(SSS)的模块。
本公开内容的某些方面提供了用于无线通信的装置。该装置通常包括至少一个处理器和与所述至少一个处理器相耦合的存储器，其中所述至少一个处理器配置为：对来自一付或多付接收机天线的接收信号进行采样，以获得采样序列；对所述采样序列进行分析，以检测在当前的半帧中的主同步序列(PSS)；基于所检测到的PSS来计算信噪比(SNR)度量；将所计算的SNR度量与基于从一个或多个先前的半帧所检测到的PSS的SNR度量进行组合；对所组合的SNR度量进行分析以获得定时信息；以及使用所述定时信息来分析所述采样序列，以检测辅助同步序列(SSS)。
本公开内容的某些方面提供了用于由用户设备(UE)进行无线通信的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括其上存储有指令的计算机可读介质。所述指令通常可由一个或多个处理器来执行，以用于：对来自一付或多付接收机天线的接收信号进行采样，以获得采样序列；对所述采样序列进行分析，以检测在当前的半帧中的主同步序列(PSS)；基于所检测到的PSS来计算信噪比(SNR)度量；将所计算的SNR度量与基于从一个或多个先前的半帧所检测到的PSS的SNR度量进行组合；对所组合的SNR度量进行分析以获得定时信息；以及使用所述定时信息来分析所述采样序列，以检测辅助同步序列(SSS)。
附图说明
图1是根据本公开内容的某些方面，概念性地示出无线通信网络的示例的框图。
图2是根据本公开内容的某些方面，概念性地示出无线通信网络中的帧结构的示例的框图。
图2A根据本公开内容的某些方面，示出了用于长期演进(LTE)中的上行链路的示例格式。
图3根据本公开内容的某些方面，概念性地示出了在无线通信网络中，节点B与用户设备装置(UE)相通信的示例的框图。
图4是根据本公开内容的某些方面，示出了具有5ms的周期的示例性主同步信号(PSS)序列和交替的辅助同步信号(SSS)序列。
图5根据本公开内容的某些方面，示出了UE可以遵循以实现无线网络的初始捕获的算法。
图6根据本公开内容的某些方面，示出了UE可以遵循以执行邻居小区搜索的算法。
图7根据本公开内容的某些方面，示出了用于检测无线网络的基站的示例操作。
图7A示出了能够执行图7中所示的操作的示例性部件。
具体实施方式
在无线网络中，基站(BS)可以发送主同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)。用户设备(UE)可以使用同步信号进行小区检测和捕获。典型的搜索操作可以涉及：首先定位由邻居BS发送的PSS序列，接着进行SSS检测。本文进一步描述了产生对来自BS的PSS和SSS进行检测的算法。
本文所描述的技术可以用于各种无线通信网络，比如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA和其它网络。术语“网络”和“***”经常被交换使用。CDMA网络可以实现诸如通用陆地无线接入(UTRA)、CDMA2000等等之类的无线技术。UTRA包括宽带CDMA(WCDMA)和CDMA的其它变形。CDMA2000覆盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。TDMA网络可以实现诸如全球移动通信***(GSM)之类的无线技术。OFDMA网络可以实现诸如演进的UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802.20、Flash-等等之类的无线技术。UTRA和E-UTRA技术是通用移动电信***(UMTS)的一部分。3GPP长期演进(LTE)和改进的LTE(LTE-A)是UMTS的采用E-UTRA的新发布版。在来自名为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A和GSM。在来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中描述了CDMA2000和UMB。本文所描述的技术可以用于上面所提及的无线网络和无线技术，以及其它无线网络和无线技术。为了清楚说明起见，下面针对LTE来描述这些技术的某些方面，在下面的大多描述中使用LTE术语。
示例性无线网络
图1示出了无线通信网络100，其可以是LTE网络。无线网络100可以包括多个演进型节点B(eNB)110和其它网络实体。eNB可以是与用户设备装置(UE)进行通信的站，以及还可以被称为基站、节点B、接入点等等。每一个eNB110可以为特定的地理区域提供通信覆盖。根据使用术语“小区”的上下文，术语“小区”可以指代eNB的覆盖区域和/或服务该覆盖区域的eNB子***。
eNB可以为宏小区、微微小区、毫微微小区和/或其它类型的小区提供通信覆盖。宏小区可以覆盖相对较大的地理区域(例如，半径若干公里)，以及可以允许由具有服务订制的UE进行不受限制的接入。微微小区可以覆盖相对较小的地理区域，以及可以允许具有服务订制的UE进行不受限制的接入。毫微微小区可以覆盖相对较小的地理区域(例如，住宅)，以及可以允许具有与毫微微小区的关联的UE(例如，封闭用户组(CSG)中的UE、在住宅中的用户的UE等等)进行受限制的接入。用于宏小区的eNB可以称为宏eNB。用于微微小区的eNB可以称为微微eNB。用于毫微微小区的eNB可以称为毫微微eNB或家庭eNB。在图1所示的示例中，eNB110a、110b和110c可以分别是用于宏小区102a、102b和102c的宏eNB。eNB110x可以是用于微微小区102x的微微eNB。eNB110y和110z可以分别是用于毫微微小区102y和102z的毫微微eNB。eNB可以支持一个或多个(例如，三个)小区。
无线网络100还可以包括中继站。中继站是从上游站(例如，eNB或者UE)接收数据和/或其它信息的传输，以及向下游站(例如，UE或者eNB)发送数据和/或其它信息的传输的站。中继站还可以是对针对其它UE的传输进行中继的UE。在图1所示的示例中，中继站110r可以与eNB110a和UE120r进行通信，以便有助于实现eNB110a和UE120r之间的通信。中继站还可以称为中继eNB、中继器等等。
无线网络100可以是包括不同类型的eNB(例如，宏eNB、微微eNB、毫微微eNB、中继器等等)的异构网络。这些不同类型的eNB可以具有不同的发射功率电平、不同的覆盖区域和对于无线网络100中的干扰具有不同的影响。例如，宏eNB可以具有较高的发射功率电平(例如，20瓦)，而微微eNB、毫微微eNB和中继器可以具有较低的发射功率电平(例如，1瓦)。
无线网络100可以支持同步操作或异步操作。对于同步操作，eNB可以具有类似的帧定时，以及来自不同eNB的传输在时间上近似地对齐。对于异步操作，eNB可以具有不同的帧定时，以及来自不同eNB的传输在时间上不对齐。本文描述的技术可以用于同步操作和异步操作二者。
网络控制器130可以耦合到eNB的集合，以及为这些eNB提供协调和控制。网络控制器130可以经由回程与eNB110进行通信。eNB110还可以彼此之间进行通信，例如，直接地或者间接地经由无线或有线回程来通信。
UE120分散于无线网络100中，每一个UE可以是固定的或者移动的。UE还可以称为终端、移动站、用户单元、站等等。UE可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无线通信设备、手持设备、膝上型计算机、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、平板计算机等等。UE能够与宏eNB、微微eNB、毫微微eNB、中继器等等进行通信。在图1中，具有双箭头的实线指示UE和服务eNB(其是被指定在下行链路和/或上行链路上服务UE的eNB)之间的期望的传输。具有双箭头的虚线指示UE和eNB之间的干扰的传输。
LTE在下行链路上使用正交频分复用(OFDM)，在上行链路上使用单载波频分复用(SC-FDM)。OFDM和SC-FDM将***带宽划分成多个(K个)正交的子载波，其中这些子载波通常还称为音调、频段等等。可以将每一个子载波与数据一起调制。通常，在频域使用OFDM发送调制符号，在时域使用SC-FDM发送调制符号。相邻子载波之间的间隔可以是固定的，子载波的全部数量(K)取决于***带宽。例如，对于1.25、2.5、5、10或20兆赫兹(MHz)的***带宽，K可以分别等于128、256、512、1024或2048。还可以将***带宽划分成子带。例如，子带可以覆盖1.08MHz，针对1.25、2.5、5、10或20MHz的***带宽，分别存在1、2、4、8或16个子带。
图2示出了LTE中使用的下行链路帧结构。可以将下行链路的传输时间轴划分成多个单位的无线帧。每一个无线帧可以具有预定的持续时间(例如，10毫秒(ms))，以及可以被划分成具有索引0到9的10个子帧。每一个子帧可以包括两个时隙。因此，每一个无线帧可以包括索引为0到19的20个时隙。每一个时隙可以包括L个符号周期，例如，用于普通循环前缀的L＝7个符号周期(如图2所示)或者用于扩展循环前缀的L＝6个符号周期。可以向每一个子帧中的2L个符号周期分配索引0到2L-1。可以将可用的时间频率资源划分成资源块。每一个资源块可以覆盖一个时隙中的N个子载波(例如，12个子载波)。
在LTE中，eNB可以发送针对eNB中的每一个小区的主同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)。可以分别在具有普通循环前缀(CP)的各无线帧的子帧0和5的每一个子帧中在符号周期6和5里，发送主同步信号和辅助同步信号，如图2所示。UE可以使用同步信号用于小区检测和捕获。eNB可以在子帧0的时隙1中在符号周期0到3里发送物理广播信道(PBCH)。PBCH可以携带某种***信息。
eNB可以在每一个子帧的第一符号周期中发送物理控制格式指示符信道(PCFICH)，如图2中所示。PCFICH可以传送用于控制信道的符号周期的数量(M)，其中M可以等于1、2或3，以及可以随子帧进行变化。针对小***带宽(例如，具有少于10个的资源块)，M还可以等于4。eNB可以在每一个子帧的前M个符号周期中发送物理HARQ指示符信道(PHICH)和物理下行链路控制信道(PDCCH)(图2中没有示出)。PHICH可以携带用于支持混合自动重传请求(HARQ)的信息。PDCCH可以携带关于针对UE的资源分配的信息以及针对下行链路信道的控制信息。eNB可以在每一个子帧的剩余符号周期中发送物理下行链路共享信道(PDSCH)。PDSCH可以携带针对被调度用于在下行链路上进行数据传输的UE的数据。
eNB可以在由eNB使用的***带宽的中间1.08MHz中发送PSS、SSS和PBCH。eNB可以在发送PCFICH和PHICH的每一个符号周期中跨越整个***带宽来发送PCFICH和PHICH。eNB可以在***带宽的某些部分中，向UE的组发送PDCCH。eNB可以在***带宽的特定部分中向特定的UE发送PDSCH。eNB可以以广播方式向所有UE发送PSS、SSS、PBCH、PCFICH和PHICH，可以以单播方式向特定的UE发送PDCCH，以及还可以以单播方式向特定的UE发送PDSCH。
在每一个符号周期中，有多个资源元素可用。每一个资源元素(RE)可以覆盖一个符号周期中的一个子载波，以及可以用于发送一个调制符号，其可以是实值或者复值。可以将每一个符号周期中没有用于参考信号的资源元素安排进资源元素组(REG)。每一个REG可以在一个符号周期中包括四个资源元素。PCFICH可以占据符号周期0中的四个REG，其中这四个REG跨越频率来近似地均匀间隔。PHICH可以占据一个或多个可配置的符号周期中的三个REG，其中这三个REG可以跨越频率来扩展。例如，用于PHICH的三个REG可以全部属于符号周期0，或者在符号周期0、1和2中扩展。PDCCH可以占据前M个符号周期中的9、18、32或者64个REG，其中这些REG是从可用的REG中选出的。对于PDCCH来说，仅允许REG的某些组合。
UE可以知道用于PHICH和PCFICH的特定REG。UE可以搜索针对PDCCH的REG的不同的组合。一般情况下，搜索的组合的数量小于针对PDCCH的所允许的组合的数量。eNB可以在UE将进行搜索的任意一个组合中向UE发送PDCCH。
图2A示出了用于LTE中的上行链路的示例性格式200A。可以将针对上行链路可用的资源块划分成数据部分和控制部分。可以在***带宽的两个边缘处形成控制部分，以及控制部分可以具有可配置的大小。可以将控制部分中的资源块分配给UE用于传输控制信息。数据部分可以包括不包含在控制部分中的所有资源块。图2A中的设计使得数据部分包括连续子载波，其可以允许向单一UE分配在数据部分中的全部连续的子载波。
可以向UE分配控制部分中的资源块，以向eNB发送控制信息。还可以向UE分配在数据部分中的资源块，以向节点B发送数据。UE可以在控制部分中的所分配的资源块上在物理上行链路控制信道(PUCCH)210a、210b中发送控制信息。UE可以在数据部分中的所分配的资源块上在物理上行链路共享信道(PUSCH)220a、220b中发送数据，或者发送数据和控制信息二者。上行链路传输可以横跨子帧的两个时隙，以及可以跨越频率来跳变，如图2A所示。
UE可以位于多个eNB的覆盖之中。可以选择这些eNB中的一个eNB来服务UE。可以基于诸如接收功率、路径损耗、信噪比(SNR)等等之类的各种标准来选择服务eNB。
UE可以在显著干扰场景中操作，其中在该场景中，UE可以观察到来自一个或多个干扰eNB的强干扰。显著干扰场景可能由于受限制的关联而发生。例如，在图1中，UE120y可以靠近于毫微微eNB110y，以及可以具有针对eNB110y的高接收功率。但是，由于受限制的关联，UE120y不能够接入毫微微eNB110y，以及随后可以连接到具有较低接收功率的宏eNB110c(如图1中所示)或者连接到也具有较低接收功率的毫微微eNB110z(图1中没有示出)。随后，UE120y可以在下行链路上观测到来自毫微微eNB110y的强干扰，以及还在上行链路上对于eNB110y造成强干扰。
显著干扰场景还可能由于距离扩展而发生，这是UE连接到由UE所检测到的所有eNB中具有较低路径损耗和较低SNR的eNB的场景。例如，在图1中，UE120x可以检测到宏eNB110b和微微eNB110x，以及可以具有比与eNB110b要低的针对eNB110x的接收功率。但是，如果针对eNB110x的路径损耗比针对宏eNB110b的路径损耗要低，则期望UE120x连接到微微eNB110x。这可以导致针对UE120x针对给定的数据速率，对无线网络造成较少的干扰。
在一个方面，可以通过使不同的eNB操作在不同的频带上，来支持显著干扰场景中的通信。频带是可以用于通信的频率的范围，以及可以通过(i)中心频率和带宽或者(ii)下限频率和上限频率来给定。频带还可以称为波段、频率信道等等。可以对针对不同的eNB的频带进行选择，以使得UE可以与在显著干扰场景中较弱的eNB进行通信，同时允许强eNB与其UE进行通信。可以基于在UE处从eNB接收的信号的相对接收功率(而不是基于eNB的发射功率电平)，将eNB分类为“弱”eNB或者“强”eNB。
图3是基站或者eNB110和UE120的设计的框图，其中基站或者eNB110和UE120可以是图1中的基站/eNB里的一个和图1中的UE里的一个。对于受限制的关联场景来说，eNB110可以是图1中的宏eNB110c，以及UE120可以是UE120y。eNB110还可以是某种其它类型的基站。eNB110可以装备有T付天线334a到334t，以及UE120可以装备有R付天线352a到352r，其中通常T≥1以及R≥1。
在eNB110处，发射处理器320可以从数据源312接收数据，以及从控制器/处理器340接收控制信息。控制信息可以是用于PBCH、PCFICH、PHICH、PDCCH等等。数据可以是用于PDSCH等等。发射处理器320可以对数据和控制信息进行处理(例如，编码和符号映射)，以分别获得数据符号和控制符号。发射处理器320还可以生成参考符号(例如，用于PSS、SSS)和小区特定的参考信号。发射(TX)多输入多输出(MIMO)处理器330可以对数据符号、控制符号和/或参考符号(如果可适用的话)执行空间处理(例如，预编码)，以及可以向T个调制器(MOD)332a到332t提供T个输出符号流。每一个调制器332可以处理各自的输出符号流(例如，用于OFDM等)，以获得输出采样流。每一个调制器332可以进一步处理(例如，转换成模拟信号、放大、滤波和向上转换)输出采样流，以获得下行链路信号。来自调制器332a到332t的T个下行链路信号可以分别经由T付天线334a到334t进行发射。
在UE120，天线352a到352r可以从eNB110接收下行链路信号，以及分别将接收的信号提供给解调器(DEMOD)354a到354r。每一个解调器354可以调节(例如，滤波、放大、向下转换和数字化)各自接收的信号，以获得输入采样。每一个解调器354还可以处理输入采样(例如，用于OFDM等)，以获得接收的符号。MIMO检测器356可以从所有R个解调器354a到354r获得接收的符号，对接收的符号执行MIMO检测(如果可适用的话)，以及提供检测的符号。接收处理器358可以处理(例如，解调、解交织和解码)检测到的符号，向数据宿360提供针对UE120的经解码的数据，以及向控制器/处理器380提供经解码的控制信息。
在上行链路上，在UE120处，发射处理器364可以接收和处理来自数据源362的数据(例如，用于PUSCH)以及来自控制器/处理器380的控制信息(例如，用于PUCCH)。发射处理器364还可以生成针对参考信号的参考符号。来自发射处理器364的符号可以由TX MIMO处理器366进行预编码(如果可适用的话)，由调制器354a到354r进行进一步处理(例如，用于SC-FDM等等)，以及发送回eNB110。在eNB110处，来自UE120的上行链路信号可以由天线334来接收，由解调器332来处理，由MIMO检测器336来检测(如果可适用的话)，以及由接收处理器338进行进一步处理，以获得由UE120发送的经解码的数据和控制信息。接收处理器338可以向数据宿339提供经解码的数据，以及向控制器/处理器340提供经解码的控制信息。
控制器/处理器340、380可以分别指导在eNB110和UE120处的操作。在基站110处的处理器340和/或其它处理器和模件可以执行或指导对用于本文所描述的技术的各种过程的执行。在UE120处的处理器380和/或其它处理器和模件也可以执行或指导对图7中所示出的功能块、和/或用于本文所描述的技术的各种过程的执行。存储器342和382可以分别存储针对基站110和UE120的数据和程序代码。调度器344可以调度UE用于在下行链路和/或上行链路上进行数据传输。
在LTE中，小区标识范围从0到503。在DC音调周围的中间62个资源元素(RE)中发送同步信号，以帮助检测小区。同步信号包括两个部分：主同步信号(PSS)和辅助同步信号(SSS)。
图4根据本公开内容的某些方面，示出了具有5ms的周期的示例性PSS序列402和交替的SSS序列4040、4041。PSS允许UE获得帧定时模5ms和物理层小区标识符(小区ID)的一部分，以及特别地，小区ID模3。存在三种不同的PSS序列，其中每一种序列映射到168个小区ID的不相交的组。基于Zadoff-Chu(ZC)序列，从基于PSS索引＝小区ID模3的3个序列中的一个序列选择PSS序列。如图4中所示，每5ms发送一次相同的序列。
UE使用SSS来检测LTE帧定时模10ms以及来获得小区ID。如图4中所描述的，在每10ms无线帧中，发送两次SSS。SSS序列是基于称为M序列的最大长度序列，以及通过在频域中交织两个长度-31二进制相移键控(BPSK)调制的序列，来构造每一个SSS序列。这两个编码是单一的长度-31的M序列的两个不同的循环移位。从物理层小区标识群的函数来导出M序列的循环移位指数。在每一个无线帧中在第一SSS传输和第二SSS传输之间对两个编码进行交替。
换言之，发送每5ms交替一次的针对小区ID的两个序列。SSS序列通过下面的方式来获得：首先基于SSS索引(＝floor(小区ID/3))，从168个不同的序列的集合(针对子帧0和5的不同的集合)中进行选择，随后使用属于PSS索引函数的序列，对所选择的序列进行加扰。因此，当搜索SSS时，如果PSS索引是已知的，则UE只需要搜索多达168个序列。
在PSS和SSS之间的间隔帮助UE在扩展循环前缀(CP)和普通CP模式之间，以及在TDD(时分双工)和FDD(频分双工)模式之间进行区分。
典型的搜索操作可以涉及：首先定位由相邻的eNB所发送的PSS序列(即，确定定时和PSS索引)，接着针对在所确定的定时周围已发现的PSS索引，进行SSS检测。
PSS和SSS检测二者可以涉及：使用多个突发上的采样，以提高检测的机率和以及减少误检率。使用多个突发提供了时间分集。使突发间隔足够远改善了时间分集，但增加了用于检测所花费的时间。
用于无线网络的初始捕获和邻居搜索算法
本公开内容的实施例提供了用于通过使用由eNB所提供的同步信号(例如，PSS和SSS)，来检测无线网络的基站(例如，LTE网络的eNB)的物理层小区ID的技术。本文进一步描述了调制解调器基带算法，该算法导致对于来自eNB的PSS和SSS的检测。
用于eNB的初始捕获，本公开内容的实施例提供了用于发现在感兴趣的频带中具有某个中心频率的LTE信号的技术。UE可以在初始捕获期间，检测至少下面的未知内容：帧定时、物理层ID、小区ID群和在帧中使用的循环前缀(CP)长度。为了有助于实现上面的量的检测和估计，UE可以使用两种同步信号(PSS和SSS)，其中eNB每5ms发送一次这两种同步信号，如上所述。
图5根据本公开内容的某些方面，示出了UE可以遵循以实现无线网络中的小区的初始捕获的算法。初始，在501，UE可以对来自一付或多付接收机天线的接收信号进行采样，以获得采样序列(例如，每一付接收机天线至少5ms值得采样一次，或者将采样下采样到1.92MHz)。UE可以将复输入采样存储到至少9600个采样的缓冲区中。在502，UE可以基于三种参考PSS序列和所有9600个定时假设，通过生成检测度量，在当前的半帧(HF)中执行PSS检测。对于一些实施例，在503，可以在PSS检测之前，向信号应用多种频率假设(例如，相位斜坡或者时间的旋转)，以尽力避免不能检测具有低SNR的信号的风险。可以对于每一种假设，执行PSS相关，以及对于具有更佳的度量的假设，执行定时检测。
在504，UE可以基于检测到的PSS来计算SNR度量，以及将所计算的SNR度量与来自一个或多个先前的HF的SNR度量进行非相干组合(例如，用于提高可靠性)。在506，在每一个半帧的组合之后，UE可以以PSSSNR的降序排列，对HF中的PSS进行分类，以及挑选最高的M个峰值。在507，UE可以分析所组合的SNR度量，以获得定时信息。在每一个半帧(例如，5ms)之后，UE可以针对这M个候选中的每一个，执行下面的步骤：基于PSS的频率偏移估计(在508处)；基于频率偏移估计的采样的频率补偿(在510处)；以及SSS检测(在512处)。
如上所述，UE可以基于所检测到的PSS，通过评估SNR度量，来估计频率偏移，基于所估计的频率偏移来执行采样序列的频率补偿。因此，可以在SSS检测之前，对频率进行补偿。结合在结束处所采取的跨越半帧来检测的小区，UE可以使用定时信息，通过分析采样序列(或者频率补偿的采样序列)，每半帧执行一次SSS检测(例如，用于提高可靠性)。在514，如果在任何点，SSS检测SNR度量超过门限，则可以视作为检测到小区ID、其CP和定时，可以在该候选者上尝试进行PBCH解码(在516处)。对于一些实施例，在PBCH解码之前，可以基于所检测到的PSS和所检测到的SSS，通过评估SNR度量，来计算联合的频率偏移(在515处)。
但是，如果SSS检测没有产生任何候选者(例如，SSS检测SNR度量没有超过门限)，则UE可以判断在M个候选者中是否存在任何剩余的候选者(在517处)，以及继续上面所描述的算法。在用尽M个候选者之后，如果SSS检测没有产生任何候选者，则UE可以继续上面所描述的算法，直到用尽N个HF的PSS SNR度量非相干组合为止(在518处)。如果在尝试完所有上面的SSS检测之后，没有发现小区，则UE可以确定在载波频率上没有出现小区(在520处)。
在成功的初始捕获之后，UE可以驻留在LTE小区(即，服务小区)上。对于邻居搜索，本公开内容的实施例提供了用于发现LTE小区(其与UE驻留的小区不相同)的技术，使得UE可以监控附近的不同的小区的测量。
图6根据本公开内容的某些方面，示出了UE可以遵循以执行邻居小区搜索的算法。初始，在501，UE可以对来自一付或多付接收机天线的接收信号进行采样，以获得采样序列(例如，每一付接收机天线至少5ms值得采样一次，或者将采样下采样到1.92MHz)。UE可以将复输入采样存储到至少9600个采样的缓冲区中。在502，UE可以基于三种参考PSS序列和所有9600个定时假设，通过生成检测度量，在当前HF中执行PSS检测。在504，UE可以基于检测到的PSS来计算SNR度量，以及将所计算的SNR度量与来自一个或多个先前的HF的SNR度量进行非相干组合。对于一些实施例，SSS检测可以每一个HF发生一次，类似于图5中所示出的初始捕获算法。
对于一些实施例，在对N个HF进行非相干组合(在602处验证)之后，可以在候选峰值上尝试进行SSS检测，如上所述。例如，UE可以以PSS SNR的降序排列，对HF中的PSS进行分类，以及挑选最高的M个峰值(在506处)，对M个候选者中的每一个执行SSS检测(在512处)。在514，如果在任何点，SSS检测SNR度量超过门限，则可以视作为检测到小区ID、其CP和定时。但是，如果在M个SSS检测尝试之后，SSS检测没有产生任何候选者，则UE可以确定在该载波频率上没有出现小区(在604处)。
图7根据本公开内容的某些方面，示出了用于检测无线网络的基站的示例操作700。操作700可以由例如UE来执行。对基站进行检测，可以是用于基站的初始捕获，或者同时执行邻居搜索。在702，UE可以对来自一付或多付接收机天线的接收信号进行采样，以获得采样序列。例如，UE可以每一付接收机天线至少5ms值得采样一次，或者将采样下采样到1.92MHz。
在704，UE可以对采样序列进行分析，以检测当前的半帧中的PSS。在706，UE可以基于检测到的PSS来计算SNR度量。在708，UE可以将所计算的SNR度量与来自一个或多个先前的半帧的SNR度量进行组合。例如，UE可以将所计算的SNR度量与来自一个或多个先前的HF的SNR度量进行非相干组合，以尽力提高可靠性。
在710，UE可以对组合的SNR度量进行分析以获得定时信息。对于某些方面，对组合的SNR度量进行分析包括：对所计算的SNR度量和基于从所述一个或多个先前的半帧所检测到的PSS的SNR度量进行分类；基于分类，保留最大的SNR度量中的一个或多个；以及分析最大的SNR度量中的第一个以获得定时信息。
在712，UE可以使用定时信息来分析采样序列，以检测SSS。对于某些方面，UE可以通过在检测SSS之前，对这些最大的SNR度量中的第一个进行评估来估计频率偏移，UE可以基于所估计的频率偏移，来执行采样序列的频率补偿。
对于某些方面，UE可以基于检测的SSS来计算SNR度量，将基于所检测到的SSS的SNR度量与门限值进行比较。如果基于所检测到的SSS的SNR度量小于门限值，则UE可以根据从所述一个或多个先前的半帧检测的PSS，基于最大的SNR度量中的第二个来检测SSS。
在检测完SSS之后，UE可以基于所检测到的PSS和所检测到的SSS，通过对SNR度量进行评估来计算联合频率偏移。对于某些方面，SSS检测可以每半帧发生一次。对于某些方面，可以基于针对一个或多个半帧的PSS，在对SNR度量进行组合的结束时，发生SSS检测。
上面所描述的操作700，可以由能够执行图7的相应功能的任何适当部件或者其它模块来执行。例如，图7中所示出的操作700与图7A中所示出的部件700A相对应。在图7A中，收发机(TX/RX)701A可以接收一付或多付接收机天线处的信号。采样单元702A可以对接收的信号进行采样，以获得采样序列。分析单元704A可以对采样序列进行分析，以检测当前的半帧中的PSS。计算单元706A可以基于所检测到的PSS来计算SNR度量。组合单元708A可以将所计算的SNR度量与来自一个或多个先前的半帧的SNR度量进行组合。分析单元710A可以对组合的SNR度量进行分析，以获得定时信息。分析单元712A可以使用定时信息，对采样序列进行分析以检测SSS。
上文所述方法的各种操作可以由能够执行相应功能的任何适当模块来执行。模块可以包括各种硬件和/或软件部件和/或模件，其包括但不限于：电路、专用集成电路(ASIC)或者处理器。例如，用于发射的模块或用于发送的模块可以包括图3中所描述的UE120的发射机、调制器354和/或天线352或者图3中所示出的eNB110的发射机、调制器332和/或天线334。用于接收的模块可以包括图3中所描述的UE120的接收机、解调器354和/或天线352或者图3中所示出的eNB110的接收机、解调器332和/或天线334。用于处理的模块、用于确定的模块、用于采样的模块和/或用于抵消的模块可以包括处理***，其中该处理***可以包括至少一个处理器，例如，图3中所示出的eNB110的发射处理器320、接收处理器338或者控制器/处理器340或者UE120的接收处理器358、发射处理器364或者控制器/处理器380。
本领域的技术人员将理解的是，信息和信号可以使用多种不同的工艺和技术中的任何一种来表示。例如，遍及以上描述所提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。
技术人员还将认识到的是，结合本文公开内容描述的各种示例性的逻辑框、模件、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种互换性，上文围绕各种说明性的部件、方框、模件、电路和步骤的功能，已经对它们进行了一般性描述。至于这样的功能是实现为硬件还是软件，取决于特定的应用以及施加在整个***上的设计约束。熟练的技术人员可以针对各特定的应用，以变通的方式来实现所描述的功能，但是这样的实现决策不应当被解释为引起脱离本公开内容的范围。
结合本文公开内容描述的各种说明性的逻辑框、模件和电路可以利用被设计为执行本文描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件部件或者其任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是在替代的方式中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它这样的配置。
结合本文公开内容描述的方法或者算法的步骤可直接地体现在硬件中、由处理器执行的软件模件中，或者两者的组合中。软件模件可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质中。将示例性的存储介质耦合到处理器，以使处理器可以从存储介质读取信息，以及向存储介质写入信息。在替代的方式中，存储介质可以被整合到处理器中。处理器和存储介质可以位于ASIC中。ASIC可以位于用户终端中。在替代的方式中，处理器和存储介质可以作为分立部件存在于用户终端中。
在一个或多个示例性的设计中，所描述的功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则所述功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质中或者通过其进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，所述通信介质包括促进计算机程序从一个地方传送到另一个地方的任何介质。存储介质可以是可由通用或专用计算机存取的任何可用的介质。通过举例而非限制性的方式，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或者可以用于以指令或数据结构的形式携带或存储期望的程序代码单元以及可以由通用或专用计算机或通用或专用处理器来存取的任何其它的介质。此外，任何连接可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或无线技术(例如红外线、无线电和微波)从网站、服务器或其它远程源发送软件，则同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或无线技术(例如红外线、无线电和微波)包括在介质的定义中。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则通常利用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
提供本公开内容的前述描述，以使本领域的任何技术人员能够实现或使用本公开内容。对本公开内容的各种修改对于本领域的技术人员将是显而易见的，以及在不脱离本公开内容的精神或范围的情况下，本文所定义的通用原则可以应用到其它变形中。因此，本公开内容不旨在受限于本文描述的例子和设计，而是符合与本文所公开的原则和新颖性特征相一致的最宽的范围。

Claims (20)

1.一种用于由用户设备(UE)进行无线通信的方法，包括：
对来自一付或多付接收机天线的接收信号进行采样，以获得采样序列；
对所述采样序列进行分析，以检测在当前的半帧中的主同步序列(PSS)；
基于所检测到的PSS来计算信噪比(SNR)度量；
将所计算的SNR度量与基于从一个或多个先前的半帧所检测到的PSS的SNR度量进行组合；
对所组合的SNR度量进行分析以获得定时信息；以及
使用所述定时信息来分析所述采样序列，以检测辅助同步序列(SSS)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述SSS检测每半帧发生一次。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在基于针对一个或多个半帧的PSS对SNR度量进行组合的结束处发生SSS检测。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述PSS检测和所述SSS检测用于识别与服务小区相邻的LTE小区。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所检测到的PSS和所检测到的SSS，通过评估SNR度量，来计算联合频率偏移。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，分析所组合的SNR度量包括：
对所计算的SNR度量和基于从所述一个或多个先前的半帧所检测到的PSS的SNR度量进行分类；
基于所述分类，保留最大的SNR度量中的一个或多个；以及
分析所述最大的SNR度量中的第一个，以获得所述定时信息。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
通过评估所述最大的SNR度量中的第一个，来估计频率偏移；以及
在检测所述SSS之前，基于所估计的频率偏移，执行所述采样序列的频率补偿。
8.根据权利要求6所述的方法，还包括：
基于所检测到的SSS，计算SNR度量；以及
将基于所检测到的SSS的SNR度量与门限值进行比较。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，如果基于所检测到的SSS的SNR度量小于所述门限值，则还包括：
基于从一个或多个先前的半帧所获得并分类的其它PSS SNR度量，来检测所述SSS。
10.一种用于由用户设备(UE)进行无线通信的装置，包括：
用于对来自一付或多付接收机天线的接收信号进行采样，以获得采样序列的模块；
用于对所述采样序列进行分析，以检测在当前的半帧中的主同步序列(PSS)的模块；
用于基于所检测到的PSS来计算信噪比(SNR)度量的模块；
用于将所计算的SNR度量与基于从一个或多个先前的半帧所检测到的PSS的SNR度量进行组合的模块；
用于对所组合的SNR度量进行分析以获得定时信息的模块；以及
用于使用所述定时信息来分析所述采样序列，以检测辅助同步序列(SSS)的模块。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述SSS检测每半帧发生一次。
12.根据权利要求10所述的装置，其中，在基于针对一个或多个半帧的PSS对SNR度量进行组合的结束处发生SSS检测。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，PSS检测和SSS检测用于识别与服务小区相邻的LTE小区。
14.根据权利要求10所述的装置，还包括：
用于基于所检测到的PSS和所检测到的SSS，通过评估SNR度量，来计算联合频率偏移的模块。
15.根据权利要求10所述的装置，其中，用于分析所组合的SNR度量的模块包括：
用于对所计算的SNR度量和基于从所述一个或多个先前的半帧所检测到的PSS的SNR度量进行分类的模块；
用于基于所述分类，保留最大的SNR度量中的一个或多个的模块；以及
用于分析所述最大的SNR度量中的第一个，以获得所述定时信息的模块。
16.根据权利要求15所述的装置，还包括：
用于通过评估所述最大的SNR度量中的第一个，来估计频率偏移的模块；以及
用于在检测所述SSS之前，基于所估计的频率偏移，执行所述采样序列的频率补偿的模块。
17.根据权利要求15所述的装置，还包括：
用于基于所检测到的SSS，计算SNR度量的模块；以及
用于将基于所检测到的SSS的SNR度量与门限值进行比较的模块。
18.根据权利要求17所述的装置，还包括：
用于如果基于所检测到的SSS的SNR度量小于所述门限值，则基于从一个或多个先前的半帧所获得并分类的其它PSS SNR度量，来检测所述SSS的模块。
19.一种用于由用户设备(UE)进行无线通信的装置，包括：
至少一个处理器，其配置为：对来自一付或多付接收机天线的接收信号进行采样，以获得采样序列；对所述采样序列进行分析，以检测在当前的半帧中的主同步序列(PSS)；基于所检测到的PSS来计算信噪比(SNR)度量；将所计算的SNR度量与基于从一个或多个先前的半帧所检测到的PSS的SNR度量进行组合；对所组合的SNR度量进行分析以获得定时信息；以及使用所述定时信息来分析所述采样序列，以检测辅助同步序列(SSS)；以及
存储器，其与所述至少一个处理器耦合。
20.一种用于由用户设备(UE)进行无线通信的计算机程序产品，包括其上存储有指令的计算机可读介质，所述指令可由一个或多个处理器来执行，以用于：
对来自一付或多付接收机天线的接收信号进行采样，以获得采样序列；
对所述采样序列进行分析，以检测在当前的半帧中的主同步序列(PSS)；
基于所检测到的PSS来计算信噪比(SNR)度量；
将所计算的SNR度量与基于从一个或多个先前的半帧所检测到的PSS的SNR度量进行组合；
对所组合的SNR度量进行分析以获得定时信息；以及
使用所述定时信息来分析所述采样序列，以检测辅助同步序列(SSS)。
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