專利名稱：用于在通信網(wǎng)絡(luò)單元和多個(gè)通信設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備的制作方法
用于在通信網(wǎng)絡(luò)單元和多個(gè)通信 設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備
本申請(qǐng)要求美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)60/757,283(2006年l月9日提交)的權(quán)益， 該美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此，用于所有用途。
本發(fā)明涉及一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)單元和多個(gè)通信設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù) 的方法以瓦相應(yīng)i殳備。
由于無(wú)線通信技術(shù)的出現(xiàn)，頻鐠正成為極其寶貴的商品，為新的無(wú)線 通信技術(shù)和應(yīng)用獲取可用頻鐠變得越來(lái)越難。因此，今天的目標(biāo)就是最大 程度利用所有現(xiàn)已分配的頻鐠。
可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)該最大程度利用所有現(xiàn)已分配的頻鐠這一 目標(biāo)的途徑 是被稱為多用戶通信的概念。下面描述多用戶通信如何工作。
在多用戶通信中，多個(gè)用戶(每個(gè)用戶都擁有通信設(shè)備)簡(jiǎn)單地共享 同一頻道資源。例如，用戶A可以使用頻道資源TA秒，隨后在用戶A有 機(jī)會(huì)再次使用該頻道資源之前，用戶B可以使用該頻道資源TB秒， 用戶C可以使用該頻道資源Tc秒。該示例是時(shí)分多址(TDMA)多用戶 通信技術(shù)的簡(jiǎn)單說(shuō)明。其它多用戶通信技術(shù)包括頻分多址(FDMA)、碼 分多址(CDMA)以及正交頻分多址(OFDMA )。
對(duì)于所有的多用戶通信技術(shù)，期望有"用戶之間的正交性，，特征，使得 利用復(fù)雜度低的接收器就能容易地減小用戶之間的多址干擾(MAI)。然 而，已知只有兩種多用戶通信技術(shù)具有這種"用戶之間的正交性"特征，即 多載波直接序列碼分多址(MC-DS-CDMA)和OFDMA。在這點(diǎn)上， MC-DS-CDMA在碼域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了"用戶之間的正交性，，特征，而OFDMA 在頻域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了"用戶之間的正交性"特征。
根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，提供了具有該"用戶之間的正交性，，特征的第三 多用戶通信技術(shù)，其通過(guò)本申請(qǐng)的各個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求中限定的方法和設(shè)備 來(lái)提供。
在本發(fā)明的第一方面， 一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)單元和多個(gè)通信設(shè)備之 間傳輸數(shù)據(jù)的方法包括使用劃分成至少一個(gè)載波信號(hào)組的多個(gè)載波 信號(hào)；確定多個(gè)通信設(shè)備中的通信設(shè)備子集；以及使用所述至少一個(gè)
載波信號(hào)組，以便在通信網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備子集中的通信設(shè)備之間進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸。
在本發(fā)明的笫二方面，一種用于分配劃分成至少一個(gè)載波信號(hào)組的多 個(gè)載波信號(hào)、以便在通信網(wǎng)絡(luò)單元和多個(gè)通信設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備包
括確定單元，確定所述多個(gè)通信設(shè)備中的通信設(shè)備子集；以及分配單元， 分配所述至少一個(gè)載波信號(hào)組，以^更在通信網(wǎng)絡(luò)和所述通信i殳備子集中的 通信設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
作為說(shuō)明，先前僅由一個(gè)通信設(shè)^^吏用的栽波信號(hào)組，現(xiàn)在能夠被確 定數(shù)量的通信設(shè)備共享。在這點(diǎn)上，該栽波信號(hào)組能夠被分配了獨(dú)特的擴(kuò) 展序列組的每個(gè)通信設(shè)備所共享，該擴(kuò)展序列用于擴(kuò)展其所傳輸?shù)姆?hào)。 另外，使用栽波信號(hào)組時(shí)允許共享的通信設(shè)備的數(shù)量是動(dòng)態(tài)調(diào)整的，并且 基于為每個(gè)通信設(shè)備所確定的信道響應(yīng)來(lái)確定。本發(fā)明 一 實(shí)施例的基本思 想可以在OFDMA和CDMA的結(jié)合中體現(xiàn)。
本發(fā)明的實(shí)施例形成于從屬權(quán)利要求。
如在此所使用的，所述通信網(wǎng)絡(luò)單元可以是用于發(fā)送數(shù)據(jù)以及從多個(gè) 通信設(shè)##收數(shù)據(jù)的適當(dāng)設(shè)置的站，例如移動(dòng)無(wú)線基站。
類似地，所述通信設(shè)備可以是但不限于有線通信設(shè)備、電力線通信i更 備、無(wú)線通信設(shè)備、移動(dòng)無(wú)線通信設(shè)備、衛(wèi)星無(wú)線通信設(shè)備、終端通信設(shè) 備或者用戶駐地設(shè)備。
盡管所提供的用于在通信網(wǎng)絡(luò)單元和多個(gè)通信設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的 方法優(yōu)選地更常用于無(wú)線通信中，但是所述方法也可用于非無(wú)線通信比如 電力線通信中。因此，所述通信;殳^^還可以另:但不限于無(wú)線通信i殳備或電 力線通信i殳備。
在一實(shí)施例中，確定應(yīng)被分配至少一個(gè)栽波信號(hào)組的通信設(shè)備的數(shù) 量，并確定所述多個(gè)通信設(shè)備中的通信設(shè)備子集，使得所述通信設(shè)備子集 包括所述數(shù)量的通信i殳備。
該實(shí)施例可在下面的示例中進(jìn)行說(shuō)明.首先確定通信設(shè)備的數(shù)量并將 其用N表示，允許所迷通信i殳4^吏用所確定的至少一個(gè)載波信號(hào)組。隨 后，確定N個(gè)適當(dāng)?shù)耐ㄐ舏殳備并允i午這些通信設(shè)備使用所述至少一個(gè)栽 波信號(hào)組進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
在一 實(shí)施例中，確定用于傳輸所述至少 一個(gè)栽波信號(hào)組中的至少 一個(gè) 載波信號(hào)的通信信道的傳輸特性。
在一實(shí)施例中，基于所述傳輸特性來(lái)確定應(yīng)被分配所述至少一個(gè)載波 信號(hào)組的通信設(shè)備的數(shù)量。
該實(shí)施例可祐j兌明如下。在前面的示例中，確定N個(gè)適當(dāng)?shù)耐ㄐ舏殳 備，且允許這些通信設(shè)備使用所述至少一個(gè)載波信號(hào)組進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在 該實(shí)施例中，用于確定通信設(shè)"^是否適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)則^1傳輸特性。
在一實(shí)施例中，測(cè)量傳輸特性，且以至少基本固定的時(shí)間間隔，基于 傳輸特性來(lái)確定通信設(shè)備子集。
在該實(shí)施例中，以基本固定的間隔來(lái)測(cè)量傳輸特性。 一旦測(cè)得傳輸特 性，該傳輸特性將被用于確定M許使用所述至少一個(gè)栽波信號(hào)組的通信 設(shè)備的數(shù)量N。
如果新N值比前一 N值大，則另外的適當(dāng)?shù)耐ㄐ旁O(shè)備可被增加到被 允許使用所述至少一個(gè)栽波信號(hào)組的通信設(shè)備子集中，使得通信設(shè)備子集 中的通信設(shè)備的數(shù)量為N。另一方面，如果新N值比前一N值小，則可 將若千適當(dāng)?shù)耐ㄐ旁O(shè)備從被允許使用所述至少一個(gè)栽波信號(hào)組的通信設(shè) 備子集中移除，使得通信設(shè)備子集中的通信設(shè)備數(shù)量為N。
在一實(shí)施例中，傳輸特性為通信信道的信道響應(yīng)。
傳輸特性不僅可以以固定間隔來(lái)測(cè)量，而且可以以在相應(yīng)通信系統(tǒng)操 作期間發(fā)生的其它預(yù)定事件來(lái)測(cè)量，例如，在請(qǐng)求傳輸資源的通信設(shè)^^數(shù) 量高于或低于預(yù)定閾值時(shí)來(lái)測(cè)量。作為說(shuō)明，在相應(yīng)通信系統(tǒng)的操作期間 動(dòng)態(tài)設(shè)置分配給同一載波信號(hào)組的通信設(shè)備的數(shù)量。
在一實(shí)施例中，基于所確定的傳輸特性動(dòng)態(tài)調(diào)整通信i殳備的數(shù)量，包 括針對(duì)通信設(shè)備子集中的每個(gè)通信設(shè)備確定傳輸特性，確定通信設(shè)備對(duì)的 傳輸特性之間的最大差，確定通信設(shè)備對(duì)的傳輸特性之間的最大差是否低 于預(yù)定閾值。在通信設(shè)備對(duì)的傳輸特性之間的最大差低于第一預(yù)定閾值的 情況下，通信設(shè)備的數(shù)量增加。在通信設(shè)備對(duì)的傳輸特性之間的最大差高 于第一預(yù)定閾值而低于第二預(yù)定閾值的情況下，通信設(shè)備的數(shù)量不變。在 通信設(shè)備對(duì)的傳輸特性之間的最大差高于第二預(yù)定閾值的情況下，通信設(shè) 備的數(shù)量減小。
在一實(shí)施例中，對(duì)所述通信設(shè)備子集中的每個(gè)通信設(shè)備分配擴(kuò)展序列 組，并且利用所述擴(kuò)展序列組，擴(kuò)展使用所述至少一個(gè)載波信號(hào)組在通信 網(wǎng)絡(luò)單元和通信設(shè)備之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其中，所述擴(kuò)y^碼組包括至少一個(gè) 擴(kuò)展碼。
在該實(shí)施例中，在被允許使用所述至少一個(gè)栽波信號(hào)組的通信設(shè)備子 集中，每個(gè)通信設(shè)備被分配一個(gè)擴(kuò)展序列組。當(dāng)在通信網(wǎng)絡(luò)單元和通信設(shè) 備子集中的每個(gè)通信設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸占用同 一信號(hào)空間(或頻道資 源)時(shí)，利用擴(kuò)展碼組， 一個(gè)通信設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸可以不同于另一通信設(shè) 備的數(shù)據(jù)傳輸。在這點(diǎn)上，利用分配給每個(gè)通信設(shè)備的擴(kuò)展序列組，來(lái)擴(kuò) 展所述通信網(wǎng)絡(luò)單元和通信設(shè)備子集中的每個(gè)通信設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。
在一實(shí)施例中，分配給通信設(shè)備子集中的每個(gè)通信設(shè)備的擴(kuò)展序列組 不同于所有分配給通信設(shè)備子集中的其它通信設(shè)備的擴(kuò)展序列組。
在一實(shí)施例中，分配給通信設(shè)備子集中的每個(gè)通信設(shè)備的擴(kuò)展序列組 與所有分配給通信設(shè)備子集中的其它通信設(shè)備的擴(kuò)展序列組正交或至少 基本正交。
在一實(shí)施例中，確定用于傳輸所述至少一個(gè)栽波信號(hào)組中的至少一個(gè) 栽波信號(hào)的通信信道的傳輸特性，并且根據(jù)通信信道的傳輸特性來(lái)選擇分 配給通信設(shè)備子集中的每個(gè)通信設(shè)備的擴(kuò)展序列的長(zhǎng)度。
在一實(shí)施例中，所述至少一個(gè)栽波信號(hào)組構(gòu)成連續(xù)的頻率范圍。
在該實(shí)施例中，劃分成至少一個(gè)載波信號(hào)組的多個(gè)栽波信號(hào)可構(gòu)成連 續(xù)的頻率范圍。劃分成至少一個(gè)栽波信號(hào)組的多個(gè)栽波信號(hào)也可以不構(gòu)成 連續(xù)的頻率范圍。在這種情況下， 一些栽波信號(hào)可構(gòu)成小的連續(xù)頻率范圍 塊，且所述至少一個(gè)栽波信號(hào)組可包括一些小的連續(xù)頻率范圍塊，其中每 個(gè)小的連續(xù)頻率范風(fēng)塊與其它小的連續(xù)頻率范圍塊隔開(kāi)。
在一實(shí)施例中，所提供的方法還包括使用多址傳輸技術(shù)。在另一實(shí)施 例中，從由碼分多址或正交頻分多址構(gòu)成的多址傳輸技術(shù)組中選擇所述多 址傳輸技術(shù)。
在一實(shí)施例中，所提供的方法還包括將多個(gè)栽波信號(hào)劃分成至少一個(gè) 載波信號(hào)組。
在一實(shí)施例中，所提供的方法還包括將數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號(hào)設(shè)置成數(shù) 據(jù)符號(hào)塊，并將該數(shù)據(jù)符號(hào)塊乘以預(yù)變換矩陣。例如，該預(yù)變換矩陣可以
是但不限于Walsh Hadamard矩陣，傅立葉變換矩陣，或者作為傅立葉變 換矩陣和相位旋轉(zhuǎn)對(duì)角矩陣的乘積的百矩陣。
從本發(fā)明所拔:供的方法可以看出其具有以下優(yōu)點(diǎn)。
首先，如所期望的，在本發(fā)明的實(shí)施例中易于實(shí)現(xiàn)"用戶之間的正交
性"特征。因此，當(dāng)使用本發(fā)明所提供的方法時(shí)，可以利用復(fù)雜度低的接收器容易地減小用戶之間的多址干擾(MAI)。
其次，本發(fā)明所提供的方法允許例如基于所測(cè)量的傳輸特性來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào) 整使用至少一個(gè)栽波信號(hào)組的通信設(shè)備的數(shù)量，從而有可能基于通信信道 的情況來(lái)優(yōu)化信道容量。
圖l示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信系統(tǒng)。
圖2示出了說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的如何執(zhí)行塊擴(kuò)展的框圖。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在頻域、時(shí)域及碼域內(nèi)的塊擴(kuò)展效果 的說(shuō)明。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有一種塊擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方式的上行路 徑發(fā)射器的框圖。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有另一種塊擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方式的上行路 徑發(fā)射器的框圖。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有一種塊擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方式的下行路 徑發(fā)射器的框圖。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有另一種塊擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方式的下行 路 徑發(fā)射器的框圖。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有一種塊擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方式以及預(yù)變 換塊的發(fā)射器的框圖。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有一種塊擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方式以及預(yù)變 換塊的下行發(fā)射器的框圖。
圖IO示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有另一種塊擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方式以及預(yù) 變換塊的下行發(fā)射器的框圖。
圖l示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通信系統(tǒng)100。
通信系統(tǒng)100包括通信系統(tǒng)小區(qū)101，該小區(qū)包括基站(BS) 103以 及多個(gè)通信設(shè)備105。
在該圖示中，基站(BS) 103為通信網(wǎng)絡(luò)單元。該圖示還示出了簡(jiǎn)單 通信系統(tǒng)的示例，其中利用所提供的用于在通信網(wǎng)絡(luò)單元和多個(gè)通信設(shè)備 之間傳輸數(shù)據(jù)的方法，進(jìn)行基站(BS ) 103和多個(gè)通信設(shè)備105之間的數(shù) 據(jù)傳輸。
在l^的描述中，利用基于OFDMA的系統(tǒng)作為說(shuō)明性示例，討論 所提供的用于在通信網(wǎng)絡(luò)單元和多個(gè)通信設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的方法。
圖2示出了說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的如何執(zhí)行塊擴(kuò)展的框圖200。
所提供的用于在通信網(wǎng)絡(luò)單元和多個(gè)通信設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的方法 中的一系列步猓實(shí)現(xiàn)了被稱為塊擴(kuò)展的特征。如其名稱所指示的，在塊擴(kuò) 展時(shí)，擴(kuò)展過(guò)程以塊級(jí)別來(lái)執(zhí)行。例如，就OFDMA系統(tǒng)而言，塊擴(kuò)展 以O(shè)FDMA符號(hào)級(jí)別來(lái)執(zhí)行。
如圖2所示，塊擴(kuò)展由塊擴(kuò)展單元201執(zhí)行。輸入符號(hào)203被塊擴(kuò)展 單元201得到。在這種情況下，輸入符號(hào)203被復(fù)制3次(總共4個(gè)符號(hào))， 且輸入符號(hào)203的每個(gè)復(fù)本與不同的擴(kuò)展序列相乘。每個(gè)擴(kuò)展序列從分配 給特定通信設(shè)備(或用戶)的擴(kuò)展序列組中得到，并且每個(gè)擴(kuò)展序列組是 獨(dú)特的。塊擴(kuò)展單元201輸出經(jīng)過(guò)塊擴(kuò)展的4個(gè)符號(hào)。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在頻域、時(shí)域及碼域內(nèi)的塊擴(kuò)JL^t果 的說(shuō)明。更詳細(xì)地，圖3示出了由塊擴(kuò)展單元(例如，圖2的塊擴(kuò)展單元 201)處理之前的輸入符號(hào)301以及由塊擴(kuò)展單元處理之后的輸出符號(hào) 303.
輸入符號(hào)301未被擴(kuò)展，因此，僅能在頻域和時(shí)域內(nèi)表示。如果輸入 符號(hào)301被擴(kuò)展了，則它們還可以在碼域內(nèi)表示。因而，碼域與輸入符號(hào) 301不相關(guān)。
利用圖2的塊擴(kuò)展單元201，每個(gè)輸入符號(hào)301將導(dǎo)致4個(gè)經(jīng)過(guò)塊擴(kuò) 展的符號(hào)的輸出。由于總共有4個(gè)輸入符號(hào)，因此將有16個(gè)全部經(jīng)過(guò)塊 擴(kuò)展的輸出符號(hào)。
另夕卜，由于輸入符號(hào)的4個(gè)復(fù)本中的每個(gè)復(fù)本都利用擴(kuò)展碼進(jìn)行了擴(kuò) 展(意味著使用4個(gè)擴(kuò)展碼)，因而，可以看出在輸出符號(hào)303側(cè)的碼軸 上有4個(gè)級(jí)別。
從圖2和3的圖示中可以觀察到有關(guān)塊擴(kuò)展的一些情況。
第一，從塊擴(kuò)展單元201的輸入和輸出可以看出，每個(gè)符號(hào)現(xiàn)在已經(jīng) *艮到4個(gè)符號(hào)時(shí)間。利用這種傳輸時(shí)間上的逸艮，有可能使總的傳輸 時(shí)間變成連續(xù)的，例如，如圖3所示。
第二，還可以看出，有可能^個(gè)通信詔:備(或用戶)分配若干擴(kuò)展 碼，而不是在典型OFDMA系統(tǒng)中^個(gè)通信設(shè)備(或用戶)分配若干
時(shí)隙。
第三，可以看出，進(jìn)行或未進(jìn)行塊擴(kuò)展的數(shù)據(jù)傳輸率保持不變。
例如，在圖3中，在一個(gè)符號(hào)時(shí)間內(nèi)傳輸4個(gè)塊擴(kuò)展數(shù)據(jù)符號(hào)，或者 在4個(gè)符號(hào)時(shí)間內(nèi)總共傳輸16個(gè)塊擴(kuò)展數(shù)據(jù)符號(hào).然而，這16個(gè)塊擴(kuò)展 數(shù)據(jù)符號(hào)僅基于4個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)(如圖2所示)來(lái)獲得。因此，有效的數(shù)據(jù) 傳輸率仍然為每符號(hào)時(shí)間一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)。
在OFDMA系統(tǒng)情況下，在一個(gè)符號(hào)時(shí)間內(nèi)僅傳輸一個(gè)擴(kuò)展數(shù)據(jù)符 號(hào)，或者在4個(gè)符號(hào)時(shí)間內(nèi)總共也傳輸4個(gè)擴(kuò)展數(shù)據(jù)符號(hào)。在這種情況下， 每個(gè)擴(kuò)展數(shù)據(jù)符號(hào)基于一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)來(lái)獲得。這意味著有效的數(shù)據(jù)傳輸率 僅為每符號(hào)時(shí)間一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)。因而，使用或不使用塊擴(kuò)展，數(shù)據(jù)傳輸率 沒(méi)有變化。
第四，還可以看出，為了保持用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)目倐鬏敼β氏嗤?，進(jìn)行
時(shí)傳輸功率的1/4。
第五，可以看出，利用塊擴(kuò)展，有可能允許另一通信i殳備(或用戶) 組使用同一頻率信道資源。這是塊擴(kuò)展區(qū)別于傳統(tǒng)OFDMA系統(tǒng)之處。 在傳統(tǒng)OFDMA系統(tǒng)中，僅允許一個(gè)通信設(shè)"Mt用頻道資源。在塊擴(kuò)展 情況下，允許多個(gè)通信設(shè)^^吏用同 一頻道資源.
在這方面，可以通過(guò)使用擴(kuò)展碼來(lái)區(qū)分用戶的類CDMA技術(shù)也適用 于塊擴(kuò)展。在塊擴(kuò)展情況下，通過(guò)4吏用擴(kuò)展碼組來(lái)區(qū)分用戶，每組擴(kuò)廣^碼 對(duì)每個(gè)用戶唯一。
塊擴(kuò)展提供了"用戶之間的正交性，，特征。然而，在塊擴(kuò)展情況下，為 了在使用同一頻道資源時(shí)維持"用戶之間的正交性，，共享，需JW對(duì)所有的。
因此，對(duì)于工作在慢衰落信道內(nèi)的通信設(shè)備來(lái)說(shuō)，擴(kuò)展因子G可以很 大。否則，擴(kuò)展因子G應(yīng)保持很小，例如4， 2或1。由于在一實(shí)施例中，
的使用同一載波信號(hào)子集的通信設(shè)備的數(shù)量，因此根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施 例的塊擴(kuò)展方案也被稱為自適應(yīng)塊擴(kuò)展。
在這方面，可以看出在極端情況下，當(dāng)G=l時(shí)，僅允許一個(gè)用戶使 用頻道資源。
關(guān)于在討論圖2和3時(shí)使用的術(shù)語(yǔ)頻道資源，頻道資源是指劃分成至 少一個(gè)載波信號(hào)組的多個(gè)栽波信號(hào)。在基于OFDMA的系統(tǒng)中，利用載 波信號(hào)組(有時(shí)也被稱為子載波)來(lái)執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。
劃分成至少一個(gè)栽波信號(hào)組的多個(gè)載波信號(hào)可構(gòu)成連續(xù)的頻率范圍 是有可能的。劃分成至少一個(gè)載波信號(hào)組的多個(gè)栽波信號(hào)不構(gòu)成連續(xù)的頻 率范圍也是有可能的。在這種情況下， 一些栽波信號(hào)可構(gòu)成小的連續(xù)頻率 范圍塊，并且所述至少 一個(gè)栽波信號(hào)組可包括一些小的連續(xù)頻率范圍塊， 其中每個(gè)小的連續(xù)頻率范圍塊與其它小的連續(xù)頻率范圍塊隔開(kāi)。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有一種塊擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方式的上行路 徑發(fā)射器400的框圖。
如在此所使用的，從通信設(shè)備的上行傳輸指的是從通信設(shè)備到通信網(wǎng) 絡(luò)單元方向的傳輸。
例如，通信網(wǎng)絡(luò)單元可以是傳輸和/或接收站，所述傳輸和/或接收站 通常被戰(zhàn)略性地布設(shè)。在一實(shí)施例中，通信網(wǎng)絡(luò)單元可以是基站。
與上行傳輸相反，到通信設(shè)備的下行傳輸指的是^UE信網(wǎng)絡(luò)單元到通 信設(shè)備方向的傳輸。
在圖4所示的在OFDMA系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)塊擴(kuò)展的上行發(fā)射器400中， 來(lái)自通信i殳備k的調(diào)制符號(hào)首先被傳遞到串-并(S/P)轉(zhuǎn)換器401 ， 一次 生成Nk個(gè)符號(hào)輸出，這些符號(hào)輸出可被描述為
<formula>formula see original document page 12</formula>然后利用包括至少一個(gè)擴(kuò)屑^碼序列[Ck1 ... Ck，G]的擴(kuò)展碼組對(duì)Nk個(gè)符 號(hào)進(jìn)行塊擴(kuò)展(SPD塊403 )，擴(kuò)展增益為G，生成如下的G個(gè)碼片塊
<formula>formula see original document page 12</formula>同時(shí)，插入N-Nk個(gè)0 (405)，重復(fù)G次(407)，以便生成G個(gè)零碼片塊(null chip block )。在針對(duì)通信設(shè)備k的數(shù)據(jù)傳輸沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)來(lái) 填充所有的載波信號(hào)的情況下，需要O來(lái)填充剩余的載波信號(hào)。
用戶k的第i個(gè)碼片塊(即矩陣^的第i列)與第i個(gè)零碼片塊一起 被傳遞給載波信號(hào)映射器409，栽波信號(hào)映射器409的輸出用于在OFDM 調(diào)制器411上構(gòu)成第i個(gè)OFDM塊。由于要構(gòu)成G個(gè)OFDM塊，因此有 G個(gè)OFDM調(diào)制器411。以此方式構(gòu)成G個(gè)OFDM塊的過(guò)程稱為塊擴(kuò)展。
最后，碼片塊由并-串(P/S)轉(zhuǎn)換器413處理，1^通過(guò)通信i更備的 天線發(fā)射出去。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有另一種塊擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方式的上行 i^發(fā)射器500的框圖。
類似于圖4所示的實(shí)現(xiàn)方式，來(lái)自通信設(shè)備k的調(diào)制符號(hào)首先被傳遞 給串-并(S/P)轉(zhuǎn)換器501, —次生成NK個(gè)符號(hào)輸出。同時(shí)，插入N-Nk 個(gè)0 (503 )。
然而，在該實(shí)現(xiàn)方式中，nk個(gè)符號(hào)輸出1^被傳遞給栽波信號(hào)映射
器505。同樣，所插入的N-NK個(gè)0首先被傳遞給串-并(S/P)轉(zhuǎn)換器507， 串-并(S/P)轉(zhuǎn)換器507的輸出被傳遞給第二載波信號(hào)映射器(509)。
載波信號(hào)映射器(505和509 )的輸出隨后由OFDM調(diào)制器511處理， OFDM調(diào)制器511的輸出隨后傳遞給具有處理增益G的塊擴(kuò)展塊513，
生成G個(gè)碼片塊。使[c^ ... G作為用戶k的擴(kuò)v^碼，且& =
作為
OFDM調(diào)制器511的輸出。塊擴(kuò)展塊513的第i個(gè)碼片塊輸出由下式給出
(3)
碼片塊隨后由并-串(P/S)轉(zhuǎn)換器515處理，然后通過(guò)通信設(shè)備的天 線發(fā)射出去。
可以看出，由于等式(3)對(duì)于i從l到G都成立，因此等式(3)與 等式(2)濕_相同的。因此，圖4和5中的實(shí)現(xiàn)方式對(duì)所發(fā)射信號(hào)實(shí)現(xiàn)了 同樣效果。 還可以看出，與圖4所示的實(shí)現(xiàn)方式中的G個(gè)OFDM調(diào)制器相比， 在此實(shí)現(xiàn)方式中僅需要一個(gè)OFDM調(diào)制器。因此，這種實(shí)現(xiàn)方式可以大 大降^^件的復(fù)雜度。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有一種塊擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方式的下行路 徑發(fā)射器600的框圖，
圖6的下行發(fā)射器用于塊擴(kuò)展OFDMA系統(tǒng)，該系統(tǒng)有k群通信設(shè) 備(或用戶)，其中每群(即，使用同一栽波信號(hào)組的每群通信設(shè)備)中 可以有多達(dá)M個(gè)通信設(shè)備。
如前所述，執(zhí)行塊擴(kuò)展以便在每群通信設(shè)備內(nèi)提供"用戶之間的正交 性"。更具體地，群1中的每個(gè)通信設(shè)備(通信設(shè)備(或用戶)1至通信 設(shè)備M》的調(diào)制符號(hào)首先被傳遞給串-并(S/P)轉(zhuǎn)換器601， 一次生成 M個(gè)符號(hào)輸出。然后，利用唯一分配給每個(gè)通信i殳備的擴(kuò)vfl碼組(其中， 每個(gè)擴(kuò)展碼具有擴(kuò)展增益G )，(在SPD塊603)擴(kuò)展來(lái)自每個(gè)通信設(shè)備 的&個(gè)符號(hào)，生成Gi個(gè)碼片塊。
來(lái)自同一群內(nèi)的所有通信設(shè)備的碼片塊隨后在加法器塊605相加，以 得到每個(gè)群的總計(jì)碼片塊。類似地，得到其它群的總計(jì)碼片塊.每個(gè)群的 總計(jì)碼片塊l^被傳遞給相應(yīng)的栽波信號(hào)映射器607，然后到OFDM調(diào) 制器609，最后到并-串(P/S)轉(zhuǎn)換器611，并-串(P/S)轉(zhuǎn)換器611的輸 出1^通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)單元天線發(fā)射出去.
針對(duì)每個(gè)群的擴(kuò)展增益G依賴于針對(duì)該群內(nèi)通信設(shè)備所測(cè)量的信道 響應(yīng)的變化。在遇到快衰落的情況下，推薦應(yīng)用較小的擴(kuò)展增益.
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有另一種塊擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方式的下行 i^發(fā)射器700的框圖。
類似于圖6所示的實(shí)現(xiàn)方式，來(lái)自于通信i殳備(或用戶)k的調(diào)制符 號(hào)首先^L傳遞給串-并(S/P)轉(zhuǎn)換器701， 一次生成Nk個(gè)符號(hào)輸出。
然而，在該實(shí)現(xiàn)方式中，這些符號(hào)l^被傳遞給載波信號(hào)映射器703。 同時(shí)，插入N-Nk個(gè)0 (705 )，傳遞給串-并(S/P)轉(zhuǎn)換器707，串-并(S/P ) 轉(zhuǎn)換器707的輸出被傳遞給第二栽波信號(hào)映射器(709 )。栽波信號(hào)映射器 (703和709 )的輸出(C^由OFDM調(diào)制器711處理，OFDM調(diào)制器711 的輸出I^被傳遞給具有處理增益G的塊擴(kuò)展塊713，生成G個(gè)碼片塊。
在圖6和圖7的比較中，可以看出在圖6的實(shí)現(xiàn)方式中沒(méi)有插入N-Nk 個(gè)0的插入，而在圖7的替選實(shí)現(xiàn)方式中插入N-Nk個(gè)0，其原因如下。
在圖6所示的實(shí)現(xiàn)方式中，來(lái)自同一群的每個(gè)通信設(shè)備(或用戶)的 碼片塊相加，以形成總計(jì)碼片塊。類似地，得到其它群的總計(jì)碼片塊。來(lái) 自每個(gè)群的總計(jì)碼片塊隨后被傳遞給相應(yīng)的栽波信號(hào)映射器607，隨后到
OFDM調(diào)制器609。由于來(lái)自不同用戶的所有數(shù)據(jù)符號(hào)都被傳遞給栽波信 號(hào)映射器607，因此，在該實(shí)現(xiàn)方式中不需要插入N-Nk個(gè)O。
在圖7所示的實(shí)現(xiàn)方式中，由于在栽波信號(hào)映射器(703和709)之 后才進(jìn)行塊擴(kuò)展，因此需要插入N-Nk個(gè)0以便在通過(guò)OFDM調(diào)制器711 之前擬合成總共N個(gè)栽波信號(hào)。M上，圖6和圖7所示的各個(gè)實(shí)現(xiàn)方 式之間的差別是由于在各個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中功能塊的排序方式的不同造成的。
針對(duì)所有通信設(shè)備重復(fù)以上處理。最后，所有用戶的碼片塊相加 (715)，輸出l^由并-串(P/S)轉(zhuǎn)換器717處理，并且最后通過(guò)通信網(wǎng) 絡(luò)單無(wú)天線發(fā)射出去.
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有一種塊擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方式以;5L預(yù)變
換塊803的發(fā)射器800的框圖。
在該簡(jiǎn)單的圖式中，來(lái)自通信i殳備的映射符號(hào)首先由串-并(S/P)轉(zhuǎn) 換塊801轉(zhuǎn)換成并行符號(hào)，并被饋送到預(yù)變換(PT)塊803。經(jīng)預(yù)變換的 符號(hào)l^被傳遞給OFDMA調(diào)制器805，然后，調(diào)制數(shù)據(jù)在^L射之前進(jìn) 行塊擴(kuò)展(807 )。
可以利用預(yù)變換矩陣來(lái)實(shí)施預(yù)變換(PT)塊。在OFDMA調(diào)制之前 映射符號(hào)的預(yù)變換用于將每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)擴(kuò)展到多個(gè)(如果不是所有的)栽 波信號(hào)。預(yù)變換能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)所選擇的預(yù)變換矩陣的各個(gè)性能增益。
在上行傳輸中，所使用的預(yù)變換矩陣的大小通常與分配給通信設(shè)備的 栽波信號(hào)的數(shù)量相同。因此，在上行傳輸中使用的預(yù)變換矩陣的大小通常 小于快速傅立葉變換(FFT)矩陣的大小。
在下行傳輸中，預(yù)變換矩陣大小可以與較小的上行傳輸?shù)念A(yù)變換矩陣 一樣小，或者與較大的FFT矩陣一樣大(例如，如圖9和10中所示)。
不同預(yù)變換矩陣的選擇可導(dǎo)致性能增益的不同方面。例如，如果所選 擇的預(yù)變換矩陣是Walsh Hadamard矩陣，則與未使用預(yù)變換的系統(tǒng)的峰 均功率比(PAPR)相比，利用預(yù)變換的系統(tǒng)的PAPR將被大大減小。
同樣，如果所選擇的預(yù)變換矩陣為傅立葉變換矩陣，則系統(tǒng)成為具有 頻域?qū)崿F(xiàn)方式的單栽波FDMA系統(tǒng)。在這種情況下，與選擇Walsh Hadamard矩陣作為預(yù)變換矩陣的情況相比，PAPR進(jìn)一步減小。
如果預(yù)變換矩陣是作為傅立葉變換和相位旋轉(zhuǎn)對(duì)角矩陣乘積的酉矩 陣，則在對(duì)應(yīng)接收器處的錯(cuò)誤符號(hào)事件將分布良好。這可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)較佳 的誤比特率性能。應(yīng)注意，如果所選擇的預(yù)變換矩陣為單位矩陣，則預(yù)變
換塊擴(kuò)展(PT-BS )OFDMA系統(tǒng)將被縮減成具有塊擴(kuò)展的OFDMA系統(tǒng)。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有一種塊擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方式以及預(yù)變 換塊903的下行發(fā)射器900的框圖。
圖9的標(biāo)記項(xiàng)對(duì)應(yīng)于圖8的標(biāo)記項(xiàng)。
在圖9中，來(lái)自通信設(shè)備的映射符號(hào)首先由串-并(S/P)轉(zhuǎn)換塊901 轉(zhuǎn)換成并行符號(hào)。之后，來(lái)自所有通信設(shè)備的并行映射符號(hào)被輸入到預(yù)變 換塊903中進(jìn)行預(yù)變換。因此，在該實(shí)現(xiàn)方式中的預(yù)變換矩陣較大。
圖IO示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有塊擴(kuò)展的另一實(shí)現(xiàn)方式以及預(yù) 變換塊1003的下行發(fā)射器1000的框圖。


圖10的標(biāo)記項(xiàng)對(duì)應(yīng)于圖8和9的標(biāo)記項(xiàng)。
在圖10中，來(lái)自通信設(shè)備的映射符號(hào)首先由串-并(S/P)轉(zhuǎn)換塊901 轉(zhuǎn)換成并行符號(hào)。之后，來(lái)自每個(gè)通信設(shè)備的并行映射符號(hào)被輸入到預(yù)變 換塊1003中進(jìn)行預(yù)變換。這意味著每個(gè)通信設(shè)備有其自己的預(yù)變換塊 1003。因此，與圖9的情況相比，圖10的實(shí)現(xiàn)方式中的預(yù)變換矩陣可以 較小。
在該實(shí)現(xiàn)方式中，所有的預(yù)變換符號(hào)l^被輸入到OFDMA調(diào)制器 1005中以構(gòu)成OFDMA符號(hào)。
在所提供的用于在通信網(wǎng)絡(luò)單元和多個(gè)通信設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的方 法的上下文中所描述的實(shí)施例對(duì)于設(shè)備也同樣有效。
權(quán)利要求
1. 一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)單元和多個(gè)通信設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的方法，包括:使用劃分成至少一個(gè)載波信號(hào)組的多個(gè)載波信號(hào)；確定所述多個(gè)通信設(shè)備中的通信設(shè)備子集；以及使用所述至少一個(gè)載波信號(hào)組，在所述通信網(wǎng)絡(luò)和所述通信設(shè)備子集中的通信設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定應(yīng)被分配所述至少一個(gè) 載波信號(hào)組的通信設(shè)備的數(shù)量，并且確定所述多個(gè)通信設(shè)備中的所述通信 設(shè)備子集，使得所述通信設(shè)備子集包括所述數(shù)量的通信設(shè)備。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定用于傳輸所述至少一個(gè) 載波信號(hào)組中的至少一個(gè)載波信號(hào)的通信信道的傳輸特性。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，基于所述傳輸特性來(lái)確定應(yīng) 被分配所述至少一個(gè)載波信號(hào)組的通信設(shè)備的數(shù)量。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，測(cè)量所述傳輸特性，并 且以至少基本固定的時(shí)間間隔，基于所述傳輸特性來(lái)確定所述通信設(shè) 備子集。
6. 如權(quán)利要求3至5中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述傳輸特 性是所述通信信道的信道響應(yīng)。
7. 如權(quán)利要求3至6中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，基于所述確 定的傳輸特性來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整所述通信設(shè)備的數(shù)量，包括針對(duì)所述通信設(shè)備子集中的每個(gè)通信設(shè)備確定所述傳輸特性，確定通信設(shè)備對(duì)的傳輸特性之間的最大差，確定通信設(shè)備對(duì)的傳輸特性之間的最大差是否低于預(yù)定閾值，在通信設(shè)備對(duì)的傳輸特性之間的最大差低于第一預(yù)定閾值的情 況下，所述通信設(shè)備的數(shù)量增加，在通信設(shè)備對(duì)的傳輸特性之間的最大差高于所述第 一預(yù)定閾值 而低于第二預(yù)定閾值的情況下，所述通信i更備的數(shù)量不變，并且在通信設(shè)備對(duì)的傳輸特性之間的最大差高于所述笫二預(yù)定閾值 的情況下，所述通信j殳備的數(shù)量減小。
8. 如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)所述通信 設(shè)備子集中的每個(gè)通信設(shè)備分配擴(kuò)展序列組，并且，利用所述擴(kuò)展序列組， 擴(kuò)展使用所述至少 一個(gè)載波信號(hào)組在所述通信網(wǎng)絡(luò)單元和所述通信設(shè)備 之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其中，所述擴(kuò)展碼組包括至少一個(gè)擴(kuò)展碼。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，分配給所述通信設(shè)備子集中 的每個(gè)通信設(shè)備的擴(kuò)展序列組不同于所有分配給所述通信設(shè)備子集中 的其它通信設(shè)備的擴(kuò)展序列組。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，分配給所述通信設(shè)備子集中 的每個(gè)通信設(shè)備的所述擴(kuò)展序列組與所有分配給所述通信設(shè)備子集中 的其它通信設(shè)備的擴(kuò)展序列組正交或至少基本正交。
11. 如權(quán)利要求8至10中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，確定用于 傳輸所述至少一個(gè)栽波信號(hào)組中的至少一個(gè)栽波信號(hào)的通信信道的傳輸 特性，并且根據(jù)所述通信信道的傳輸特性來(lái)選擇分配給所i^it信設(shè)備子集 中的每個(gè)通信設(shè)備的擴(kuò)展序列的長(zhǎng)度。
12. 如權(quán)利要求1至11中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，所述至少 一個(gè)載波信號(hào)組構(gòu)成連續(xù)的頻率范圍。
13. 如權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括使用多址 傳輸技術(shù)。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述多址傳輸技術(shù)為以下 中的至少一種碼分多址，以及正交頻分多址。
15. 如權(quán)利要求1至14中任意一項(xiàng)所述的方法，至少一個(gè)通信設(shè) 備為有線通信設(shè)備。
16. 如權(quán)利要求1至14中任意一項(xiàng)所述的方法，至少一個(gè)通信i殳 備為電力線通信設(shè)備。
17. 如權(quán)利要求1至14中任意一項(xiàng)所述的方法，至少一個(gè)通信設(shè) 備為無(wú)線通信i殳備。
18. 如權(quán)利要求1至14中任意一項(xiàng)所述的方法，至少一個(gè)通信i殳備為移動(dòng)無(wú)線通信"i殳備。
19. 如權(quán)利要求1至14中任意一項(xiàng)所述的方法，至少一個(gè)通信設(shè) 備為衛(wèi)星無(wú)線通信設(shè)備。
20. 如權(quán)利要求1至14中任意一項(xiàng)所述的方法，至少一個(gè)通信i殳 備為終端通信設(shè)備。
21. 如權(quán)利要求1至14中任意一項(xiàng)所述的方法，至少一個(gè)通信設(shè) 備為用戶駐地i殳備。
22. 如權(quán)利要求1至21中任意一項(xiàng)所述的方法，所述通信網(wǎng)絡(luò)單 元為移動(dòng)無(wú)線基站。
23. 如權(quán)利要求1至22中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括將所述多 個(gè)栽波信號(hào)劃分成至少一個(gè)栽波信號(hào)組。
24. 如權(quán)利要求1至23中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括 將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號(hào)設(shè)置成數(shù)據(jù)符號(hào)塊；以及 將所述數(shù)據(jù)符號(hào)塊與預(yù)變換矩陣相乘。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中，從包括Walsh Hadamard 矩陣、傅立葉變換矩陣或者百矩陣的組中選擇所述預(yù)變換矩陣，所述 酉矩陣為傅立葉變換矩陣和相位旋轉(zhuǎn)對(duì)角矩陣的乘積。
26. —種用于分配劃分成至少一個(gè)載波信號(hào)組的多個(gè)栽波信號(hào)、以便 在通信網(wǎng)絡(luò)單元和多個(gè)通信設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備，包括確定單元，用于確定所述多個(gè)通信設(shè)備中的通信設(shè)備子集；以及分配單元，用于分配所述至少一個(gè)載波信號(hào)組，以便在所述通信網(wǎng)絡(luò) 和所述通信設(shè)備子集中的通信設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
全文摘要
提供一種用于在通信網(wǎng)絡(luò)單元和多個(gè)通信設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的方法，包括使用劃分成至少一個(gè)載波信號(hào)組的多個(gè)載波信號(hào)；確定所述多個(gè)通信設(shè)備中的通信設(shè)備子集；以及使用所述至少一個(gè)載波信號(hào)組，在所述通信網(wǎng)絡(luò)和所述通信設(shè)備子集中的通信設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號(hào)H04L5/02GK101390327SQ200780005039
公開(kāi)日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2007年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月9日
發(fā)明者彭曉明, 梁應(yīng)敞, 陳保善, 雷中定 申請(qǐng)人:新加坡科技研究局