專利名稱：Ofdm系統(tǒng)的實(shí)時(shí)服務(wù)和非實(shí)時(shí)服務(wù)的多路復(fù)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信。更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及一個(gè)新穎并改進(jìn)了的通信系統(tǒng)，它使用多載波調(diào)制，并具有高效率、改進(jìn)了的性能、以及提高了的適應(yīng)性。
背景技術(shù)：
一個(gè)現(xiàn)代日間通信系統(tǒng)應(yīng)能支持多種操作。一個(gè)這樣的通信系統(tǒng)是一個(gè)符合“TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard forDual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”標(biāo)準(zhǔn)的的碼分多址(CDMA)系統(tǒng)，下文中簡(jiǎn)稱該標(biāo)準(zhǔn)為IS-95標(biāo)準(zhǔn)。該CDMA系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)陸地上的連接來(lái)支持用戶間的話音和數(shù)據(jù)通信。美國(guó)專利號(hào)為4,901,307、題為“SPREAD SPECTRUMMULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIALREPEATERS”以及美國(guó)專利號(hào)為5,103,459、題為“SYSTEM AND METHOD FORGENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”的專利中均揭示了多址通信系統(tǒng)中CDMA技術(shù)的應(yīng)用。這兩個(gè)專利均通過(guò)引用結(jié)合于此并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。
一個(gè)服從IS-95標(biāo)準(zhǔn)的CDMA系統(tǒng)能通過(guò)前向或反向的通信連接來(lái)支持用戶間的話音和數(shù)據(jù)通信。一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)話音呼叫或每個(gè)話務(wù)數(shù)據(jù)傳輸都被分配到一個(gè)具有可變但受限的數(shù)據(jù)速率的專用信道。根據(jù)IS-95標(biāo)準(zhǔn)，話務(wù)或話音數(shù)據(jù)以高達(dá)14.4Kbps的數(shù)據(jù)速率被分成持續(xù)時(shí)間為20毫秒的編碼信道幀。然后這些幀通過(guò)分配的信道進(jìn)行傳輸。美國(guó)專利號(hào)為5,504,773、題為“METHOD ANDAPPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION”的專利中描述了的在固定尺寸的編碼信道幀中傳送話務(wù)數(shù)據(jù)的方法。該專利通過(guò)引用結(jié)合于此并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。
話音和數(shù)據(jù)服務(wù)的特性和要求之間存在一些重要的差異。其一就是話音服務(wù)利用嚴(yán)格固定的延遲標(biāo)準(zhǔn)，而數(shù)據(jù)服務(wù)通常允許可變的延遲存在。語(yǔ)音幀的總的單路延遲一般應(yīng)小于100毫秒。相反地，數(shù)據(jù)幀的延遲通常是一個(gè)可變參數(shù)，它能用來(lái)優(yōu)化數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的總效率。
容忍更高的延遲允許聚集話務(wù)數(shù)據(jù)并以突發(fā)的形式傳輸，這可以提供更高的效率和性能水平。例如，數(shù)據(jù)幀可以使用更高效的需要更長(zhǎng)延遲的糾錯(cuò)編碼技術(shù)，而話音幀則不能允許這樣長(zhǎng)的延遲的存在。相反地，話音幀則局限于使用延遲較短的效率較差的編碼技術(shù)。
話音和數(shù)據(jù)服務(wù)間另一個(gè)重要的差異在于，前者一般對(duì)所有用戶均要求一個(gè)固定公共的服務(wù)等級(jí)(GOS)，而后者通常則是不需要的。對(duì)于提供話音服務(wù)的數(shù)字通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這通常轉(zhuǎn)化為對(duì)所有用戶的固定并相等的傳輸速率以及語(yǔ)音幀的最大可容忍差錯(cuò)率。相反地，對(duì)于數(shù)據(jù)服務(wù)來(lái)說(shuō)，用戶的GOS各不相同，它一般是一個(gè)可被優(yōu)化而提高系統(tǒng)總效率的參數(shù)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的GOS通常被定義為傳輸一定數(shù)量的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的總延遲。
話音和數(shù)據(jù)服務(wù)間還有一個(gè)重要的差異在于，前者需要一個(gè)在CDMA系統(tǒng)中由軟切換提供的可靠的通信連接。軟切換使兩個(gè)或多個(gè)基站產(chǎn)生冗余的傳輸來(lái)提高可靠性。然而數(shù)據(jù)傳輸則不需要這種額外的可靠性，因?yàn)殄e(cuò)誤接收的數(shù)據(jù)幀可以再次傳輸。對(duì)于數(shù)據(jù)服務(wù)來(lái)說(shuō)，支持軟切換所需的發(fā)送功率可被更有效地用在傳輸額外的數(shù)據(jù)上。
正因?yàn)樯衔奶岬降闹卮蟛町?，設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)話音和數(shù)據(jù)服務(wù)均能提供有效支持的通信系統(tǒng)就成為一個(gè)挑戰(zhàn)。IS-95 CDMA系統(tǒng)能有效傳輸話音數(shù)據(jù)，也能傳輸話務(wù)數(shù)據(jù)。為了話音數(shù)據(jù)優(yōu)化了按照IS-95設(shè)計(jì)的信道結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)幀格式。美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)為08/963,386、題為“METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE PACKETDATA TRANSMISSION”、于1997年11月3日存檔的專利中揭示了一個(gè)為數(shù)據(jù)服務(wù)而提高的基于IS-95的通信系統(tǒng)。該專利通過(guò)引用結(jié)合于此并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。
隨著對(duì)無(wú)線話音和數(shù)據(jù)通信不斷增長(zhǎng)的需求，一個(gè)能提供話音和數(shù)據(jù)服務(wù)的更高效、性能更優(yōu)的無(wú)線通信系統(tǒng)是合乎需要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一個(gè)能支持具有不同延遲需求的多種類型的服務(wù)的新穎并改進(jìn)了的通信系統(tǒng)。例如，這些服務(wù)類型包括需要短的單向延遲的“全雙工實(shí)時(shí)”(FDRT)服務(wù)(如，話音)；可容忍稍長(zhǎng)的單向延遲的“半雙工實(shí)時(shí)”(HDRT)服務(wù)，只要延遲的變化不大(如，視頻，音頻)；對(duì)延遲不敏感的“非實(shí)時(shí)”(NRT)服務(wù)(如，分組數(shù)據(jù))，及其他。這些不同服務(wù)類型的數(shù)據(jù)可用各種機(jī)制來(lái)進(jìn)行有效的傳輸，下文中描述了一些機(jī)制。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一個(gè)用在多載波通信系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)單元，它可通過(guò)配置支持多種服務(wù)類型。發(fā)射機(jī)單元包括一個(gè)或多個(gè)編碼器、一個(gè)碼元映像元件、和一個(gè)調(diào)制器。每個(gè)編碼器接收各自的信道數(shù)據(jù)流并將其編碼以生成一個(gè)相應(yīng)的編碼的數(shù)據(jù)流。碼元映射元件接收并映射從編碼的數(shù)據(jù)流中得到的數(shù)據(jù)以生成調(diào)制碼元向量，每個(gè)調(diào)制碼元向量包括一組用來(lái)調(diào)制一組音調(diào)來(lái)生成OFDM碼元的數(shù)據(jù)值。每個(gè)編碼的數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)都被映射到包括一個(gè)或多個(gè)音頻的特定的一組音調(diào)的“電路”上。解調(diào)器解調(diào)調(diào)制碼元向量來(lái)產(chǎn)生一個(gè)適合傳輸?shù)囊颜{(diào)制的信號(hào)。傳輸單元還可包括一組標(biāo)度元件，這些標(biāo)度元件用一組標(biāo)度因子對(duì)編碼的數(shù)據(jù)流進(jìn)行定標(biāo)以提供功率調(diào)節(jié)。
調(diào)制器可包括一個(gè)反向傅立葉變換器、一個(gè)循環(huán)前綴脈沖生成器、和一個(gè)上變頻轉(zhuǎn)換器。反向傅立葉變換器接收調(diào)制碼元向量并對(duì)每個(gè)調(diào)制碼元向量生成一個(gè)時(shí)域表示以提供相應(yīng)的OFDM碼元。循環(huán)前綴脈沖生成器重復(fù)每個(gè)OFDM碼元的一部分以生成一個(gè)相應(yīng)的發(fā)送碼元。上變頻轉(zhuǎn)換器調(diào)制該發(fā)送碼元以生成已調(diào)制的信號(hào)。
每個(gè)電路都可以被定義為包括若干來(lái)自許多OFDM碼元的音調(diào)(以提供時(shí)間和頻率的分集)、若干來(lái)自一個(gè)單獨(dú)OFDM碼元的音調(diào)、所有來(lái)自一個(gè)或多個(gè)OFDM碼元的音調(diào)、或者其他一些音調(diào)的組合。該電路可以具有相同或不同的尺寸。
每個(gè)信道數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)可以以數(shù)據(jù)分組的形式傳輸。每個(gè)數(shù)據(jù)分組都可以被定義為包括各個(gè)字段并依賴于特定的實(shí)現(xiàn)方式。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，每個(gè)數(shù)據(jù)分組都包括一個(gè)表示將用于傳輸下一個(gè)數(shù)據(jù)分組的電路中的改變的數(shù)據(jù)類型標(biāo)識(shí)符、一個(gè)表示將用于傳輸下一個(gè)數(shù)據(jù)分組的特定電路的電路標(biāo)識(shí)符、以及一個(gè)用于有效負(fù)載的數(shù)據(jù)字段。在另一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，每個(gè)分組包含一個(gè)用戶標(biāo)識(shí)符，它表示計(jì)劃中的分組接收者和用于有效負(fù)載的數(shù)據(jù)字段。
信道數(shù)據(jù)流可在多個(gè)時(shí)隙上傳輸，每個(gè)時(shí)隙都包括若干OFDM碼元。每個(gè)時(shí)隙還可被分成兩個(gè)或多個(gè)部分，每部分都包括一個(gè)或多個(gè)OFDM碼元并被用來(lái)支持一種或多種類型的服務(wù)。例如，每個(gè)時(shí)隙的一個(gè)部分可用來(lái)支持要求短延遲的全雙工實(shí)時(shí)服務(wù)，另一個(gè)部分可用來(lái)支持要求更寬裕的延遲的半雙工實(shí)時(shí)和/或非實(shí)時(shí)服務(wù)。
為了提高效率，一個(gè)特定信道數(shù)據(jù)流的全速率數(shù)據(jù)可通過(guò)第一電路進(jìn)行傳輸，而速率較低的數(shù)據(jù)可通過(guò)第二電路傳輸。第二電路可以每隔X個(gè)時(shí)隙(X＞1)進(jìn)行傳輸或者可以是一個(gè)較低容量的電路?？梢酝ㄟ^(guò)在當(dāng)前電路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組的一個(gè)字段中或者通過(guò)一個(gè)控制信道來(lái)發(fā)送使用新電路的指示。在收到了使用新電路的指示已被接收的應(yīng)答之后才可以使用新電路。
在另一個(gè)特定的執(zhí)行過(guò)程中，發(fā)送機(jī)單元包括一個(gè)或多個(gè)耦合到各個(gè)編碼器的覆蓋元件。每個(gè)覆蓋元件用一個(gè)分配給該已編碼數(shù)據(jù)流的特殊Walsh序列接收并覆蓋一個(gè)相應(yīng)的已編碼數(shù)據(jù)流，來(lái)生成一個(gè)相應(yīng)的已覆蓋數(shù)據(jù)流。然后標(biāo)度元件用相應(yīng)的標(biāo)度因子對(duì)已覆蓋數(shù)據(jù)流進(jìn)行定標(biāo)并生成已定標(biāo)的數(shù)據(jù)流。一個(gè)加法器接收已定標(biāo)的數(shù)據(jù)流并將其相加以提供一個(gè)組合的數(shù)據(jù)流，并將其送至調(diào)制器。每個(gè)Walsh序列可在用于Walsh序列的每個(gè)OFDM碼元的多個(gè)音調(diào)上傳輸。Walsh序列的長(zhǎng)度也能與每個(gè)OFDM碼元中音調(diào)的數(shù)量相匹配。例如，一個(gè)長(zhǎng)度為128的Walsh序列可用于具有128個(gè)音調(diào)的OFDM碼元，每個(gè)Walsh序列的128個(gè)芯片可以在一個(gè)OFDM碼元的128個(gè)音調(diào)上進(jìn)行傳輸。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供了一種生成并傳輸一個(gè)能支持多種類型的服務(wù)的已調(diào)信號(hào)的方法。根據(jù)該方法可以接收一個(gè)或多個(gè)信道數(shù)據(jù)流，每個(gè)信道數(shù)據(jù)流都由一個(gè)特定的編碼方案進(jìn)行編碼以生成一個(gè)相應(yīng)的已編碼數(shù)據(jù)流。已編碼數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)被映射以生成調(diào)制碼元向量，每個(gè)調(diào)制碼元向量都包括用來(lái)調(diào)制若干音調(diào)以生成一個(gè)OFDM碼元的若干數(shù)據(jù)值。來(lái)自每個(gè)已編碼數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)都被映射到相應(yīng)的一組一個(gè)或多個(gè)電路，每個(gè)電路包括相應(yīng)的一組一個(gè)或多個(gè)音調(diào)。已編碼數(shù)據(jù)流可以用相應(yīng)的標(biāo)度因子進(jìn)行定標(biāo)以提供功率調(diào)節(jié)。然后對(duì)調(diào)制碼元向量進(jìn)行調(diào)制以提供一個(gè)適合傳輸?shù)囊颜{(diào)信號(hào)。
在一個(gè)多載波調(diào)制中，每個(gè)調(diào)制碼元向量先被轉(zhuǎn)換成一個(gè)時(shí)域表示以提供一個(gè)相應(yīng)的OFDM碼元。然后重復(fù)每個(gè)OFDM碼元的一部分以生成一個(gè)相應(yīng)的發(fā)送碼元，進(jìn)一步對(duì)發(fā)送碼元進(jìn)行處理以生成已調(diào)信號(hào)。
本發(fā)明還提供了一個(gè)能接收并處理通過(guò)上述方法產(chǎn)生的已調(diào)信號(hào)的接收單元。


通過(guò)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。附圖中相同的元件以相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)，其中圖1是一個(gè)多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)；圖2說(shuō)明了從發(fā)送機(jī)單元的發(fā)送天線發(fā)出的一次發(fā)送的特別示例；圖3是一個(gè)表示數(shù)據(jù)處理器的一個(gè)實(shí)施例和圖1所示的通信系統(tǒng)中的調(diào)制器的框圖；圖4A和4B是表示信道數(shù)據(jù)處理器的兩個(gè)實(shí)施例的框圖，該信道數(shù)據(jù)處理器可用來(lái)處理像控制、廣播、話音或話務(wù)數(shù)據(jù)這樣的一個(gè)信道數(shù)據(jù)流；圖5A到5C是表示用來(lái)生成圖2所示發(fā)送信號(hào)的處理單元的一個(gè)實(shí)施例的框圖；圖6是一個(gè)表示接收機(jī)單元的一個(gè)實(shí)施例的框圖，該接收機(jī)單元具有能夠用來(lái)接收一個(gè)或多個(gè)信道數(shù)據(jù)流的多個(gè)接收天線；圖7所示的曲線說(shuō)明了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例用一個(gè)通信系統(tǒng)的若干操作模式所能實(shí)現(xiàn)的頻譜效率；圖8A是一個(gè)表示可用來(lái)傳輸不同類型服務(wù)的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例；圖8B和8C是用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的兩個(gè)分組結(jié)構(gòu)的特定實(shí)施例；圖9是一個(gè)表示一個(gè)數(shù)據(jù)處理器和一個(gè)調(diào)制器的一個(gè)實(shí)施例的框圖，它們可用來(lái)對(duì)正交OFDM音調(diào)上的多用戶進(jìn)行多路復(fù)用；圖10是一個(gè)表示一個(gè)數(shù)據(jù)處理器和一個(gè)調(diào)制器的一個(gè)實(shí)施例的框圖，它們可以用正交(如，Walsh)碼來(lái)對(duì)相同OFDM音調(diào)上的多用戶進(jìn)行多路復(fù)用。
具體實(shí)施例方式
圖1是一個(gè)能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的若干實(shí)施例的多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)100的框圖?？梢圆僮魍ㄐ畔到y(tǒng)100來(lái)提供天線、頻率和時(shí)間的分集的組合來(lái)提高頻譜效率、改進(jìn)性能并增強(qiáng)適應(yīng)性。頻譜效率的提高表現(xiàn)為每秒每赫茲(bps/Hz)能夠傳輸更多的比特來(lái)在任何時(shí)候任何地點(diǎn)更好地利用有效的系統(tǒng)帶寬。以下將詳細(xì)描述獲得更高頻譜效率的技術(shù)。性能的改進(jìn)可以量化，如對(duì)于一個(gè)已知鏈路的載波對(duì)噪聲加干擾比(C/I)，可以用一個(gè)較低的誤碼率(BER)或誤幀率(FER)來(lái)量化。適應(yīng)性的增強(qiáng)表現(xiàn)為能夠容納有不同的且一般是根本不同的需要的多個(gè)用戶。這些目標(biāo)可以通過(guò)使用多載波調(diào)制、時(shí)分復(fù)用(TDM)、多個(gè)發(fā)送和/或接收天線、及其他技術(shù)而得到部分實(shí)現(xiàn)。以下將進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的特征、方面、以及優(yōu)點(diǎn)。
進(jìn)行通信的如圖1所示，通信系統(tǒng)100包括與第二系統(tǒng)120第一系統(tǒng)11O。系統(tǒng)110包括一個(gè)(發(fā)送)數(shù)據(jù)處理器112，它(1)接收或生成數(shù)據(jù)，(2)處理數(shù)據(jù)以提供天線、頻率、或時(shí)間的分集、或以上幾者的組合，(3)為若干調(diào)制器(MOD)114a到114t提供已處理的調(diào)制碼元。每個(gè)調(diào)制器114進(jìn)一步處理調(diào)制碼元并生成一個(gè)適合發(fā)送的RF已調(diào)信號(hào)。然后，調(diào)制器114a到114t中產(chǎn)生的RF已調(diào)信號(hào)碼元從相應(yīng)的天線116a到116t通過(guò)通信鏈路118發(fā)送到系統(tǒng)120。
在圖1所示的實(shí)施例中，系統(tǒng)120包括若干接收天線122a到122r，它們接收發(fā)送的信號(hào)并將接收到的信號(hào)傳送到相應(yīng)的解調(diào)器(DEMOD)124a到124r。如圖1所示，每個(gè)接收天線122可以從一個(gè)或多個(gè)發(fā)送天線116接收信號(hào)，這取決于若干因素，諸如系統(tǒng)110所用的操作模式、發(fā)送和接收天線的方向、通信鏈路的特征、及其他。每個(gè)解調(diào)器124用一個(gè)與發(fā)送機(jī)處所用的解調(diào)方案互補(bǔ)的方案對(duì)相應(yīng)的接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。解調(diào)器124a到124r中的已解調(diào)碼元被送到一個(gè)(接收)數(shù)據(jù)處理器126作進(jìn)一步處理來(lái)產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)。以下將進(jìn)一步描述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)單元的數(shù)據(jù)處理過(guò)程。
圖1只顯示了從系統(tǒng)110到系統(tǒng)120的前向鏈路傳輸。該配置可用于數(shù)據(jù)廣播及其他單向數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用中。一個(gè)雙向的通信系統(tǒng)中還有一個(gè)從系統(tǒng)120到系統(tǒng)110的反向鏈路，盡管為了簡(jiǎn)化并未在圖1中顯示。對(duì)于雙向通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，每個(gè)系統(tǒng)110和120都可作為一個(gè)發(fā)送機(jī)單元或一個(gè)接收機(jī)單元，或者進(jìn)發(fā)地兼作兩者，這取決于數(shù)據(jù)怎樣發(fā)送和接收。
為了簡(jiǎn)化，圖中的通信系統(tǒng)100包括一個(gè)發(fā)送機(jī)單元(如，系統(tǒng)110)和一個(gè)接收機(jī)單元(如，系統(tǒng)120)。也可以對(duì)通信系統(tǒng)作其他的變化和配置。例如，在一個(gè)多用戶、多路通信系統(tǒng)中，可以用一個(gè)單獨(dú)的發(fā)送機(jī)進(jìn)發(fā)地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺舾山邮諜C(jī)單元中。同樣，接收機(jī)單元可以用一個(gè)類似IS-95 CDMA系統(tǒng)中軟切換的方法同時(shí)從若干發(fā)送機(jī)單元中接收數(shù)據(jù)。本發(fā)明的通信系統(tǒng)可以包括任意數(shù)量的發(fā)送機(jī)和接收機(jī)單元。
如圖1所示，每個(gè)發(fā)送機(jī)單元可以包括一個(gè)單獨(dú)的發(fā)送天線或若干發(fā)送天線。同樣如圖1所示，每個(gè)接收機(jī)單元可以包括一個(gè)單獨(dú)的接收天線或若干接收天線。例如，該通信系統(tǒng)可以包括一個(gè)具有若干天線的中心系統(tǒng)(如，類似于IS-95 CDMA系統(tǒng)中的一個(gè)基站)，這些天線發(fā)送數(shù)據(jù)到若干遠(yuǎn)程系統(tǒng)中，或從這些遠(yuǎn)程系統(tǒng)中接收數(shù)據(jù)。一些遠(yuǎn)程系統(tǒng)可能包括一個(gè)天線，而其余的可能包括多個(gè)天線。通常，隨著發(fā)送和接收天線數(shù)量的增加，天線分集也增加并且如下所述地改善了性能。
在這里一個(gè)天線指的是分布于空間中的一個(gè)或多個(gè)天線元件的集合。天線元件物理上處于一個(gè)單獨(dú)站點(diǎn)或被分散到若干站點(diǎn)。物理上同處于一個(gè)單獨(dú)站點(diǎn)的天線元件可以用作一個(gè)天線陣(譬如對(duì)一個(gè)CDMA基站來(lái)說(shuō))。一個(gè)天線網(wǎng)絡(luò)由天線陣或元件的集合構(gòu)成，它們?cè)谖锢砩鲜窍嗷シ珠_(kāi)的(如，若干CDMA基站)。設(shè)計(jì)一個(gè)天線陣或一個(gè)天線網(wǎng)絡(luò)，使其能形成波束并從天線陣或網(wǎng)絡(luò)發(fā)射多個(gè)波束。例如，設(shè)計(jì)一個(gè)CDMA基站，使其能將直到三個(gè)波束從同一個(gè)天線陣發(fā)送到一個(gè)覆蓋區(qū)域(或扇區(qū))的三個(gè)不同部分。由此，這三個(gè)波束可被視作從三個(gè)天線而來(lái)的三個(gè)發(fā)送過(guò)程。
本發(fā)明的通信系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成能提供一個(gè)能支持具有不同需求和能效的定戶單元的多用戶、多路通信方案。該方案使多種類型的服務(wù)有效地共享系統(tǒng)的總有效帶寬W(如，1.2288MHz)，這些服務(wù)可以有完全不同的對(duì)數(shù)據(jù)速率、延遲、以及服務(wù)質(zhì)量(QOS)的要求。
這種完全不同類型的服務(wù)的例子包括話音服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)。話音服務(wù)一般具有低數(shù)據(jù)速率(如8kbps到32kbps)、短處理延遲(如，3msec到100msec的總單向延遲)、以及在一段延長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)持續(xù)使用通信信道的特性。話音服務(wù)所用的短延遲要求一般在呼叫的持續(xù)過(guò)程中將系統(tǒng)資源的一小部分專門分配給每個(gè)話音呼叫。相反地，數(shù)據(jù)服務(wù)具有“突發(fā)的”的特性，能在偶發(fā)的時(shí)間內(nèi)傳送不定量的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的數(shù)量從突發(fā)到突發(fā)和用戶到用戶都變化巨大。為了更高的效率，本發(fā)明的通信系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)需要給話音服務(wù)分配一部分可用的資源并把剩下的資源分配給數(shù)據(jù)服務(wù)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，也會(huì)把一小部分可用的系統(tǒng)資源用于某些數(shù)據(jù)服務(wù)或某幾種類型的數(shù)據(jù)服務(wù)。
每個(gè)定戶單元能達(dá)到的數(shù)據(jù)速率的分配在某個(gè)最小和最大瞬時(shí)值之間(例如，從200kbps到20Mbps)發(fā)生巨大的變化。在任何給定瞬時(shí)特定定戶單元所能達(dá)到的數(shù)據(jù)速率會(huì)受若干因素影響，譬如可用發(fā)送功率的數(shù)量、數(shù)據(jù)鏈路的質(zhì)量(即C/I)、編碼方案、及其他。每個(gè)定戶單元對(duì)數(shù)據(jù)速率的要求也會(huì)在一個(gè)最小值(例如，對(duì)于一個(gè)話音呼叫是8kbps)直到最大所能支持的瞬時(shí)峰值速率(例如，對(duì)突發(fā)數(shù)據(jù)服務(wù)是20Mbps)之間產(chǎn)生巨大的變化。
話音和數(shù)據(jù)話務(wù)的比例一般是一個(gè)隨時(shí)間變化的隨機(jī)變量。根據(jù)本發(fā)明的某些方面，為了進(jìn)發(fā)地支持這兩種類型的服務(wù)，本發(fā)明的通信系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)話音和數(shù)據(jù)話務(wù)的數(shù)量動(dòng)態(tài)地分配可用資源。下面描述了一個(gè)動(dòng)態(tài)分配資源的方案。前述美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)為08/963386的專利中描述了另一種分配資源的方案。
本發(fā)明的通信系統(tǒng)能提供前文描述的特征和優(yōu)勢(shì)，并能支持具有完全不同要求的不同類型的服務(wù)。上述特征可通過(guò)使用天線、頻率、或時(shí)間分集、或幾者的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)并動(dòng)態(tài)地選擇天線、頻率、或時(shí)間分集。
就象這里用到的，天線分集指的是在多于一根天線上的數(shù)據(jù)發(fā)送和/或接收，頻率分集指的是在多于一個(gè)子帶上的數(shù)據(jù)發(fā)送，而時(shí)間分集指的是在多于一個(gè)時(shí)間周期上的數(shù)據(jù)發(fā)送。天線、頻率、和時(shí)間分集還可包括子范疇。例如，發(fā)送分集指的是使用多于一根發(fā)送天線來(lái)改進(jìn)通信鏈路的可靠性，接收分集指的是使用多于一根接收天線來(lái)改進(jìn)通信鏈路的可靠性，而空間分集指的是使用多根發(fā)送和接收天線來(lái)改進(jìn)通信鏈路的可靠性和/或提高通信鏈路的容量。發(fā)送和接收分集可以結(jié)合使用，在不提高鏈路容量的情況下改進(jìn)通信鏈路的可靠性。因此可以實(shí)現(xiàn)天線、頻率、和時(shí)間分集的各種不同組合，這在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
頻率分集通過(guò)使用一個(gè)多載波調(diào)制方案來(lái)產(chǎn)生，譬如正交頻分復(fù)用(OFDM)，它使數(shù)據(jù)在工作帶寬的多個(gè)子波段上進(jìn)行發(fā)送。時(shí)間分集可由在不同時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這可以方便地用時(shí)分復(fù)用(TDM)來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面進(jìn)一步詳細(xì)描述了本發(fā)明的通信系統(tǒng)的這些各個(gè)方面。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，天線分集的實(shí)現(xiàn)通過(guò)在發(fā)送機(jī)單元使用若干(NT)發(fā)送天線，或在接收機(jī)單元使用若干(NR)接收天線，或同時(shí)在發(fā)送機(jī)和接收機(jī)單元使用多根天線。在一個(gè)陸地通信系統(tǒng)中(例如，一個(gè)蜂窩系統(tǒng)、一個(gè)廣播系統(tǒng)、一個(gè)MMDS系統(tǒng)、及其他)，來(lái)自發(fā)送機(jī)單元的一個(gè)RF已調(diào)信號(hào)可以通過(guò)若干傳輸路徑到達(dá)接收機(jī)單元。傳輸路徑的特性一般根據(jù)若干因素隨時(shí)間而產(chǎn)生變化。如果使用多于一根發(fā)送或接收天線，且如果發(fā)送和接收天線間的傳輸路徑是獨(dú)立的(即不相關(guān)的)，這至少在某種程度上為真，那么正確接收發(fā)送信號(hào)的可能性將隨著天線數(shù)量的增加而增加。一般來(lái)說(shuō)，隨著發(fā)送和接收天線的增加，分集也增加并且性能也得到改善。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，天線分集根據(jù)通信鏈路的特性動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生以提供所需的性能。例如，一些類型的通信(例如，信令)、一些類型的服務(wù)(例如，話音)、一些通信鏈路的特性(例如，低C/I)、或者一些其他條件或情況都要用到較高程度的天線分集。
正如這里用到的，天線分集包括發(fā)送分集和接收分集。對(duì)于發(fā)送分集來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)通過(guò)多根發(fā)送天線進(jìn)行發(fā)送。一般地，為了達(dá)到需要的分集，要對(duì)發(fā)送天線上發(fā)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行額外的處理。例如，從不同發(fā)送天線發(fā)出的數(shù)據(jù)會(huì)被延遲或者被及時(shí)重排，或由可用的發(fā)送天線進(jìn)行編碼和交織。同樣，頻率和時(shí)間分集也能結(jié)合不同的發(fā)送天線而使用。對(duì)于接收分集來(lái)說(shuō)，多根接收天線接收已調(diào)信號(hào)，分集可簡(jiǎn)單地由接收通過(guò)不同傳輸路徑的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，頻率分集可由使用一個(gè)多載波調(diào)制方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)具有許多優(yōu)勢(shì)的這樣的方案便是OFDM。使用了OFDM后，總傳輸信道基本上被分成若干(L)條并行子信道，它們用來(lái)發(fā)送相同的或不同的數(shù)據(jù)。總傳輸信道占有總工作帶寬W，每條子信道的子波段寬度為W/L并且在不同的中心頻率下匯集。每條子信道也可視作一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)傳輸信道，如下所述，它涉及一個(gè)特定的(而且或許是獨(dú)特的)處理、編碼、及調(diào)制方案。
為了產(chǎn)生頻率分集，數(shù)據(jù)可以在任何規(guī)定的兩組或多組子波段上被分割和發(fā)送。例如，對(duì)一個(gè)特定定戶單元的發(fā)送可以在時(shí)隙1時(shí)發(fā)生在子信道1、在時(shí)隙2時(shí)發(fā)生在子信道5、在時(shí)隙3時(shí)發(fā)生在子信道2、等等。作為另一個(gè)例子，一個(gè)特定定戶單元的數(shù)據(jù)可以在時(shí)隙1時(shí)在子信道1和2上傳送(例如，兩個(gè)子信道上的發(fā)送數(shù)據(jù)相同)、在時(shí)隙2時(shí)在子信道4和6上傳送、在時(shí)隙3時(shí)只傳送子信道2、等等。隨著時(shí)間在不同子信道上傳輸數(shù)據(jù)能提高存在頻率選擇性衰落和信道失真的通信系統(tǒng)的性能。下文描述了OFDM調(diào)制的其他好處。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，時(shí)間分集通過(guò)在不同時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這可以更方便地用時(shí)分復(fù)用(TDM)來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于數(shù)據(jù)服務(wù)(也或許對(duì)話音服務(wù))來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)傳輸可選擇在能免除通信鏈路的時(shí)間相關(guān)退化的時(shí)隙中發(fā)生。時(shí)間分集也可使用交織方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
例如，對(duì)一個(gè)特定定戶單元的傳輸發(fā)生在時(shí)隙1到x上，或發(fā)生在可能時(shí)隙的子集1到x上(例如，時(shí)隙1，5，8，依此類推)。每個(gè)時(shí)隙發(fā)送的數(shù)據(jù)數(shù)量可以是變化的或者固定的。由于如脈沖噪聲和干擾等的存在，在多個(gè)時(shí)隙上進(jìn)行傳輸能提高正確接收數(shù)據(jù)的可能性。
天線、頻率、及時(shí)間分集的組合使本發(fā)明的通信系統(tǒng)能產(chǎn)生穩(wěn)健的性能。天線、頻率、和/或時(shí)間分集提高了正確接收至少一些發(fā)送數(shù)據(jù)的可能性，這些數(shù)據(jù)隨后用于(例如，通過(guò)解碼)糾正一些可能發(fā)生于其他傳輸過(guò)程的錯(cuò)誤。天線、頻率、及時(shí)間分集的組合也使該通信系統(tǒng)能進(jìn)發(fā)地提供具有完全不同的數(shù)據(jù)速率、處理延時(shí)、及服務(wù)質(zhì)量要求的不同類型的服務(wù)。
本發(fā)明的通信系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)為工作在若干不同的通信模式下，每個(gè)通信模式都使用天線、頻率、或時(shí)間分集、或幾者的組合。通信模式包括，例如，分集通信模式和MIMO通信模式。通信系統(tǒng)也能支持分集和MIMO通信模式的各種組合。同樣也能實(shí)現(xiàn)其他通信模式，這在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
分集通信模式使用發(fā)送和/或接收分集、頻率、或時(shí)間分集、或幾者的組合，它一般用于提高通信鏈路的可靠性。在分集通信模式的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)送機(jī)單元從接收機(jī)單元已知的有限的可能組態(tài)中選定一個(gè)調(diào)制和編碼方案(即，組態(tài))。例如，每個(gè)輔助和公共信道都與一個(gè)所有接收機(jī)單元已知的特定組態(tài)有關(guān)。當(dāng)對(duì)一個(gè)特殊用戶使用分集通信模式時(shí)(例如，對(duì)一個(gè)話音呼叫或一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程)，模式和/或組態(tài)由接收機(jī)單元先驗(yàn)地(例如，從先前的設(shè)定)或者通過(guò)協(xié)商(例如，通過(guò)一個(gè)公共信道)已知。
在分集通信模式下，數(shù)據(jù)的傳輸在一個(gè)或多個(gè)子信道上、從一根或多根天線、并在一個(gè)或多個(gè)時(shí)間周期內(nèi)進(jìn)行。分配的子信道可以與同一根天線有關(guān)，或者可以與不同的天線有關(guān)。在被稱作“純”分集通信模式的一個(gè)分集通信模式的常見(jiàn)應(yīng)用中，數(shù)據(jù)從所有可用的發(fā)送天線發(fā)送至目標(biāo)接收機(jī)單元。純分集通信模式可以用在數(shù)據(jù)速率要求低或C/I很低、或兩者皆為真的情況下。
MIMO通信系統(tǒng)在通信鏈路的兩端都使用天線分集，它一般既用于改進(jìn)數(shù)據(jù)鏈路的可靠性又能提高數(shù)據(jù)鏈路的容量。MIMO通信系統(tǒng)還結(jié)合天線分集而使用頻率和/或時(shí)間分集。MIMO通信模式，在此也稱作空間通信模式，使用了下文描述的一個(gè)或多個(gè)處理模式。
分集通信模式一般比MIMO通信模式具有較低的頻譜效率，尤其在高C/I電平時(shí)。然而，在低到中等C/I值時(shí)，分集通信模式達(dá)到可比的效率并能更方便地實(shí)現(xiàn)。一般地，MIMO通信模式的使用能產(chǎn)生更好的頻譜效率，尤其在中等到高的C/I值時(shí)。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)速率要求處于中等到高的范圍時(shí)，使用MIMO通信模式則更為有利。
通信系統(tǒng)能同時(shí)支持分集和MIMO通信模式。通信模式可以以各種方式被應(yīng)用，為了提高適應(yīng)性，可以在一個(gè)子信道基礎(chǔ)上獨(dú)立地應(yīng)用。MIMO通信模式一般用于特定的用戶。然而，每個(gè)通信模式都獨(dú)立地用在每個(gè)子信道上，跨越子信道的一個(gè)子集、跨越所有子信道、或根據(jù)一些其他基礎(chǔ)。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，在不同的子信道上，MIMO通信模式可以用于一個(gè)特殊用戶(例如，一個(gè)數(shù)據(jù)用戶)，而同時(shí)分集通信模式可以用于另一個(gè)特殊用戶(例如，一個(gè)話音用戶)。分集模式也可以用于具有更高的路徑損耗的子信道上。
本發(fā)明的通信系統(tǒng)也能設(shè)計(jì)為支持若干處理模式。當(dāng)為發(fā)送機(jī)單元提供有表示通信鏈路條件(即，“狀態(tài)”)的信息時(shí)，發(fā)送機(jī)單元進(jìn)行額外的處理來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)性能并提高效率。發(fā)送機(jī)單元可以使用完全信道狀態(tài)信息(CSI)或部分CSI。完全CSI包括每個(gè)子波段的所有成對(duì)的發(fā)送和接收機(jī)天線之間傳播路徑(即，幅度和相位)的足夠表征。完全CSI也包括每個(gè)子波段的C/I。完全CSI包含于一組復(fù)增益值的矩陣中，如下所述，這些值描述了從發(fā)送天線到接收天線的傳輸路徑的條件。部分CSI包括子波段的C/I。根據(jù)完全CSI和部分CSI，發(fā)送機(jī)單元先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，再將其送至接收機(jī)單元。
在完全CSI處理模式的一個(gè)特殊實(shí)施例中，發(fā)送機(jī)單元對(duì)發(fā)送機(jī)天線處的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，其方式對(duì)特定的接收機(jī)單元來(lái)說(shuō)是唯一的(例如，對(duì)分配給該接收機(jī)單元的每個(gè)子波段都進(jìn)行預(yù)處理)。只要信道從被接收機(jī)單元測(cè)量并隨后送回發(fā)送機(jī)且用來(lái)對(duì)發(fā)送進(jìn)行預(yù)處理的時(shí)刻開(kāi)始沒(méi)有很大的變化，預(yù)定的接收機(jī)單元可以對(duì)該發(fā)送進(jìn)行解調(diào)。在該實(shí)施例中，只能用與用來(lái)預(yù)處理發(fā)送信號(hào)的CSI有關(guān)的接收機(jī)單元對(duì)一個(gè)基于完全CSI的MIMO通信進(jìn)行解調(diào)。
在部分CSI或無(wú)CSI處理模式的一個(gè)特殊的實(shí)施例中，發(fā)送機(jī)單元使用一個(gè)普通的調(diào)制和編碼方案(例如，在每個(gè)數(shù)據(jù)信道傳輸上)，然后它由所有接收機(jī)單元解調(diào)(理論上)。在部分CSI處理模式的一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)單獨(dú)的接收機(jī)單元可以確定它的C/I，由此可以為該接收機(jī)單元選定使用在所有天線上的調(diào)制(例如，對(duì)可靠的傳輸)。其他接收機(jī)單元試圖對(duì)傳輸進(jìn)行解調(diào)，且如果它們具有適當(dāng)?shù)谻/I就能成功地恢復(fù)傳輸。一個(gè)普通(例如，廣播)信道可以使用無(wú)CSI處理模式來(lái)到達(dá)所有的用戶。
下面簡(jiǎn)要描述了完全CSI處理過(guò)程。當(dāng)發(fā)送機(jī)單元處的CSI可用時(shí)，一個(gè)簡(jiǎn)單的方法便是把多輸入多輸出信道分解為一組獨(dú)立的信道。當(dāng)發(fā)送機(jī)處的信道轉(zhuǎn)移函數(shù)給定時(shí)，左特征向量可用于發(fā)送不同的數(shù)據(jù)流。特征值給定時(shí)，每個(gè)特征向量所用的調(diào)制符號(hào)集由該模式的可用C/I確定。如果H是一個(gè) 矩陣，它給出特定時(shí)間處NT個(gè)發(fā)送機(jī)天線元件和NR個(gè)接收機(jī)天線元件的信道響應(yīng)，x是信道輸入的NT維向量，于是接收到的信號(hào)可以表示為，其中 是一個(gè)代表噪聲加干擾的NR維向量。由信道矩陣及其共軛轉(zhuǎn)置相乘而形成的哈密頓矩陣的特征向量分解可以表示為，其中符號(hào)*表示共軛轉(zhuǎn)置，E是特征向量矩陣， 是一個(gè)特征向量的對(duì)角矩陣，這兩個(gè)矩陣的維數(shù)均為 。發(fā)送機(jī)使用特征向量矩陣E轉(zhuǎn)換一組NT個(gè)調(diào)制碼元b。來(lái)自NT根發(fā)送天線的已發(fā)送調(diào)制碼元可表示為因此，對(duì)所有的天線來(lái)說(shuō)，預(yù)處理可以通過(guò)一個(gè)矩陣乘法操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，表示為方程(1)其中，，...和 是一個(gè)特定的子信道在發(fā)送天線1，2，...NT處相應(yīng)的調(diào)制碼元，每個(gè)調(diào)制碼元都能如下所述地用M-PSK，M-QAM等生成；E是與發(fā)送天線和接收天線之間的傳輸損耗有關(guān)的特征向量矩陣；以及，，... 是預(yù)處理的調(diào)制碼元，可表示為，，以及因?yàn)镠*H是哈密頓矩陣，特征向量矩陣是酉矩陣。因此，如果b的元素具有相同的功率，那么x的元素也具有相同的功率。接收到的信號(hào)可以表示為接收機(jī)實(shí)行信道匹配濾波器的操作，然后乘以右特征向量。信道匹配濾波操作的結(jié)果是向量z，可表示為方程(2)其中新的噪聲項(xiàng)的協(xié)方差可表示為即，噪聲的組成部分獨(dú)立于特征值給出的方差。z的第i個(gè)分量的C/I為 ，的第i個(gè)對(duì)角元素。
因此發(fā)送機(jī)單元可以為每個(gè)基于特征值給出的C/I的特征向量選擇一個(gè)調(diào)制符號(hào)集(即，信號(hào)星座圖)。只要信道條件在接收機(jī)處測(cè)量CSI時(shí)并報(bào)告以及用CSI來(lái)預(yù)處理發(fā)送過(guò)程之間并沒(méi)有顯著的變化，則通信系統(tǒng)的性能會(huì)等效于一組C/I已知的獨(dú)立AWGN信道。
例如，假設(shè)MIMO通信模式應(yīng)用于一個(gè)從四根發(fā)送天線發(fā)送到一個(gè)特定子信道的信道數(shù)據(jù)流上。信道數(shù)據(jù)流被多路分離成四個(gè)數(shù)據(jù)子流，每個(gè)發(fā)送天線對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)子流。然后用基于該子波段和該發(fā)送天線的CSI而選定的特定調(diào)制方案(例如，M-PSK、M-QAM、或其他)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)子流進(jìn)行調(diào)制。由此，四個(gè)數(shù)據(jù)子流生成了四個(gè)調(diào)制子流，每個(gè)調(diào)制子流包括一個(gè)調(diào)制碼元流。用上述方程(1)所示的特征向量矩陣來(lái)對(duì)這四個(gè)子流進(jìn)行預(yù)處理，從而生成預(yù)處理后的調(diào)制碼元。這四個(gè)預(yù)處理后的碼元流被相應(yīng)地送至四根發(fā)送天線的四個(gè)組合器中。每個(gè)組合器把接收到的預(yù)處理后的碼元和其他子信道的調(diào)制碼元相結(jié)合，從而生成相關(guān)發(fā)送天線的一個(gè)調(diào)制碼元向量流。
基于完全CSI的處理過(guò)程一般使用于MIMO通信模式下，其中對(duì)于每個(gè)所分配的子信道，并行數(shù)據(jù)流被發(fā)送至每個(gè)信道特征模式上的一個(gè)特定用戶處。每個(gè)所分配的子信道中傳輸只在可用特征模式的一個(gè)子集下發(fā)生時(shí)(例如，為了實(shí)現(xiàn)光束轉(zhuǎn)向)，也可以進(jìn)行類似的基于完全CSI的處理過(guò)程。因?yàn)榕c完全CSI處理過(guò)程有關(guān)的代價(jià)(例如，發(fā)送機(jī)和接收機(jī)單元處提高了的復(fù)雜度、從接收機(jī)單元到發(fā)送機(jī)單元間傳輸?shù)奶岣吡说拈_(kāi)銷，等等)，完全CSI處理過(guò)程可用于MIMO通信系統(tǒng)的某些情況下，其中會(huì)有合理的性能和效率的額外增加。
在完全CSI不可用的情況下，傳輸通道(或部分CSI)上可用的并能用于在傳輸前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的描述信息減少了。例如，每個(gè)子信道的C/I是可用的。則可用C/I信息來(lái)控制來(lái)自各個(gè)發(fā)送天線的傳輸過(guò)程，從而在所關(guān)心的子信道中產(chǎn)生所需的性能并提高系統(tǒng)容量。
正如這里用到的，基于完全CSI的處理模式表示使用完全CSI的處理模式，基于部分CSI的處理模式表示使用部分CSI的處理模式?；谕耆獵SI的處理模式包括完全CSI MIMO模式，它在MIMO通信模式下應(yīng)用基于完全CSI的處理過(guò)程?；诓糠諧SI的模式包括部分CSI MIMO模式，它在MIMO通信模式下應(yīng)用基于部分CSI的處理過(guò)程。
在使用完全CSI或部分CSI處理過(guò)程以使發(fā)送機(jī)單元用可用信道狀態(tài)信息(例如，特征模式或C/I)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的情況下，需要來(lái)自接收機(jī)單元的反饋信息，它使用了一部分反向鏈路容量。因此便存在與基于完全CSI或部分CSI的處理模式相關(guān)的代價(jià)。這項(xiàng)代價(jià)應(yīng)被分解成使用哪個(gè)處理模式的選擇?；诓糠諧SI的處理模式需要較少的額外開(kāi)銷并在一些情況下更加有效?；跓o(wú)CSI的處理模式不要求額外開(kāi)銷，并且在一些其他情況下也能比基于完全CSI或部分CSI的處理模式更為有效。
如果發(fā)送機(jī)單元具有CSI并且使用代表通信鏈路特性的特征模式來(lái)發(fā)送獨(dú)立信道數(shù)據(jù)流，那么這種情況下所分配的子信道一般是唯一地被分配給單個(gè)用戶。反之，如果所有用戶使用公共的調(diào)制和編碼方案(即，發(fā)送機(jī)處使用的CSI并非是針對(duì)特定用戶的)，那么在該處理模式中傳送的信息可能根據(jù)它們的C/I而被不止一個(gè)用戶接收并解碼。
圖2是一個(gè)說(shuō)明本發(fā)明的通信系統(tǒng)的至少一些方面的框圖。圖2表示來(lái)自一個(gè)發(fā)送機(jī)單元的NT根發(fā)送天線之一的傳輸過(guò)程的一個(gè)特例。圖2中，水平軸是時(shí)間，縱向軸是頻率。在該例中，傳輸信道包括16個(gè)子信道并用來(lái)發(fā)送一個(gè)OFDM碼元序列，每個(gè)OFDM碼元都能覆蓋所有16個(gè)子信道(圖2頂部示出了一個(gè)OFDM碼元，它包括了所有16個(gè)子信道)。圖中也說(shuō)明了一個(gè)TDM結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)傳輸在其中被分成若干時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙的持續(xù)時(shí)間為一個(gè)調(diào)制碼元的長(zhǎng)度(即，每個(gè)調(diào)制碼元用作TDM間隔)。
可用的子信道可以用來(lái)發(fā)送信令、話音、話務(wù)數(shù)據(jù)、及其他。在圖2所示的例子中，時(shí)隙1處的調(diào)制碼元對(duì)應(yīng)于導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，它階段性發(fā)送以幫助接收機(jī)單元同步并且實(shí)行信道估計(jì)。也能使用其他技術(shù)來(lái)在時(shí)間和頻率上分配導(dǎo)頻數(shù)據(jù)，這在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，如果所有的子信道都被使用(例如，一個(gè)碼片持續(xù)時(shí)間約為1/W的PN碼)，那么在導(dǎo)頻間隔期間應(yīng)用一個(gè)特殊的調(diào)制方案是有利的。導(dǎo)頻調(diào)制碼元的傳輸一般發(fā)生在一個(gè)特定的幀速率上，它一般應(yīng)選擇得足夠快從而能準(zhǔn)確跟蹤通信鏈路中的變化。
導(dǎo)頻傳輸未用到的時(shí)隙可以用來(lái)傳輸各種類型的數(shù)據(jù)。例如，保留子信道1和2來(lái)發(fā)送控制和廣播數(shù)據(jù)至接收機(jī)單元。這些子信道上的數(shù)據(jù)一般預(yù)計(jì)由所有的接收機(jī)單元所接收。然而，控制信道上的一些信息可能是針對(duì)特定用戶的，于是可被相應(yīng)地編碼。
話音數(shù)據(jù)和話務(wù)數(shù)據(jù)可在剩下來(lái)的子信道上傳送。如圖2所示的例子中，時(shí)隙2到9上的子信道3用于話音呼叫1，時(shí)隙2到9上的子信道4用于話音呼叫2，時(shí)隙5到9上的子信道5用于話音呼叫3，時(shí)隙7到9上的子信道6用于話音呼叫5。
剩余的可用子信道和時(shí)隙可用于話務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸。如圖2所示的例子中，數(shù)據(jù)1的傳輸用了時(shí)隙2上的子信道5到16以及時(shí)隙7上的子信道7到16，數(shù)據(jù)2的傳輸用了時(shí)隙3和4上的子信道5到16以及時(shí)隙5上的子信道6到16，數(shù)據(jù)3的傳輸用了時(shí)隙6上的子信道6到16以及時(shí)隙8上的子信道7到16，數(shù)據(jù)5的傳輸用了時(shí)隙9上的子信道7到11，數(shù)據(jù)6的傳輸用了時(shí)隙9上的子信道12到16。數(shù)據(jù)1到6的傳輸可以表示話務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)一個(gè)或多個(gè)接收機(jī)單元的發(fā)送。
本發(fā)明的通信系統(tǒng)靈活地支持話務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸。如圖2所示，一個(gè)特定的數(shù)據(jù)傳輸(例如，數(shù)據(jù)2)可以發(fā)生在多個(gè)子信道和/或多個(gè)時(shí)隙上，多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸(例如，數(shù)據(jù)5和6)可以發(fā)生在一個(gè)時(shí)隙中。一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸(例如，數(shù)據(jù)1)也能發(fā)生在不相鄰的時(shí)隙上。系統(tǒng)還可以設(shè)計(jì)為支持在一個(gè)子信道上的多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸。例如，話音數(shù)據(jù)可以和話務(wù)數(shù)據(jù)多路復(fù)用并在一個(gè)單獨(dú)的子信道上傳輸。
數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩嗦窂?fù)用可能潛在地從OFDM碼元到碼元變化。此外，通信模式隨著用戶的不同而不同(例如，從一個(gè)話音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌?。例如，話音用戶可使用分集通信模式，數(shù)據(jù)用戶可使用MIMO通信模式。這些特征概念可延伸至子信道層。例如，一個(gè)數(shù)據(jù)用戶可以在具有足夠C/I的子信道中使用MIMO通信模式，而在其余的子信道中使用分集通信模式。
天線、頻率、及時(shí)間分集可以通過(guò)從多根天線、在不同子波段的多個(gè)子信道上、并在多個(gè)時(shí)隙上傳輸數(shù)據(jù)而相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)。例如，一個(gè)特定傳輸(例如，話音呼叫1)的天線分集可以通過(guò)在一個(gè)特定子信道的兩根或多根天線上傳輸該(話音)數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。一個(gè)特定傳輸(例如，話音呼叫1)的頻率分集可以通過(guò)在不同子波段中的兩個(gè)或多個(gè)子信道(例如，子信道1和2)上傳輸數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。天線和頻率分集的組合可以通過(guò)從兩根或多根天線發(fā)送數(shù)據(jù)并在兩個(gè)或多個(gè)子信道上傳輸而獲得。時(shí)間分集可以通過(guò)在多個(gè)時(shí)隙上傳輸數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，如圖2所示，時(shí)隙7上的數(shù)據(jù)1的傳輸是時(shí)隙2上的數(shù)據(jù)1的傳輸?shù)囊徊糠?例如，新的或重復(fù)的)。
為了獲得期望的分集，相同或不同的數(shù)據(jù)可以從多根天線和/或在多個(gè)子波段上傳送。例如，數(shù)據(jù)可以傳輸在(1)自一根天線的一個(gè)子信道上，(2)自多根天線的一個(gè)子信道(例如，子信道1)上，(3)自所有NT根天線的一個(gè)子信道上，(4)自二根天線的一組子信道(例如，子信道1和2)上，(5)自多根天線的一組子信道上，(6)自所有NT根天線的一組子信道上，或(7)自一組天線的一組子信道(例如，在一個(gè)時(shí)隙處來(lái)自天線1和2的子信道，在另一個(gè)時(shí)隙處來(lái)自天線2的子信道1和2，等等)上。因此，可以用子信道和天線的任意組合來(lái)產(chǎn)生天線和頻率分集。
根據(jù)本發(fā)明的某些能產(chǎn)生最大適應(yīng)性并能實(shí)現(xiàn)高性能和效率的實(shí)施例，每個(gè)時(shí)隙處的每個(gè)發(fā)送天線的每個(gè)子信道都能視作一個(gè)獨(dú)立的發(fā)送單元(即，一個(gè)調(diào)制碼元)，它能用來(lái)發(fā)送任意類型的數(shù)據(jù)，譬如導(dǎo)頻、信令、廣播、話音、話務(wù)數(shù)據(jù)、及其他、或幾者的結(jié)合(例如，多路復(fù)用的話音和話務(wù)數(shù)據(jù))。在該設(shè)計(jì)中，一個(gè)話音呼叫可以隨著時(shí)間而被動(dòng)態(tài)地分配到不同的子信道中。
如下所述，通過(guò)保持調(diào)制碼元之間的獨(dú)立性可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)適應(yīng)性、性能、和效率。例如，每個(gè)調(diào)制碼元可由一個(gè)調(diào)制方案(例如，M-PSK，M-QAM，及其他)生成，該方案導(dǎo)致在該特定的時(shí)間、頻率和空間處資源的最佳利用。
需放置若干限制條件來(lái)簡(jiǎn)化發(fā)送機(jī)和接收機(jī)單元的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。例如，一個(gè)話音呼叫可在呼叫持續(xù)過(guò)程中或者在直到已實(shí)行子信道重分配之前分配給一個(gè)特定的子信道。同樣，信令和/或廣播數(shù)據(jù)可以指定分給一些固定的子信道(例如，控制數(shù)據(jù)分給子信道1，廣播數(shù)據(jù)分給子信道2，如圖2所示)，這樣接收機(jī)單元能先驗(yàn)得知為了接收數(shù)據(jù)應(yīng)解調(diào)哪些子信道。
同樣，在傳輸?shù)某掷m(xù)過(guò)程中或直到新的調(diào)制方案分配之前，每個(gè)傳輸信道或子信道都被限制于一個(gè)特定的調(diào)制方案(例如，M-PSK、M-QAM)。例如，如圖2所示，子信道3上的話音呼叫1可以使用QPSK，子信道4上的話音呼叫2可以使用16-QAM，時(shí)隙2上的數(shù)據(jù)1的傳輸可以使用8PSK，時(shí)隙3到5上的數(shù)據(jù)2的傳輸可以使用16-QAM，等等。
TDM的使用容許話音數(shù)據(jù)和話務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸、以及可預(yù)期資源的各種分配中存在更大的適應(yīng)性。例如，可以給一個(gè)用戶在每個(gè)時(shí)隙分配一個(gè)子信道或者，等效地，每四個(gè)時(shí)隙分配四個(gè)子信道、或其他一些分配方案。TDM使數(shù)據(jù)在指定的時(shí)隙聚集并傳送從而達(dá)到改進(jìn)了的效率。
如果話音活動(dòng)在發(fā)送機(jī)處完成，那么在沒(méi)有話音傳輸?shù)臅r(shí)間間隔里，發(fā)送機(jī)可以把其他用戶分配給子信道，從而使子信道的效率最大化。在閑置話音周期內(nèi)沒(méi)有可用的傳輸信號(hào)時(shí)，發(fā)送機(jī)能減少(或關(guān)閉)子信道中發(fā)送功率，從而降低干擾水平，該干擾水平呈現(xiàn)給系統(tǒng)中正在網(wǎng)絡(luò)中的其他小區(qū)內(nèi)使用相同子信道的其他用戶。同樣的特征也可以延伸到額外開(kāi)銷、控制、數(shù)據(jù)、及其他信道。
在一個(gè)連續(xù)時(shí)隙的一小部分可用資源的分配一般會(huì)導(dǎo)致較低的延遲，并且更適合像話音這樣的延遲敏感服務(wù)。用TDM進(jìn)行的傳輸能產(chǎn)生更高的效率，代價(jià)是可能的額外延遲。本發(fā)明的通信系統(tǒng)可以分配資源以滿足用戶的要求并且達(dá)到高效率和高性能。
圖3是一個(gè)表示圖1所示系統(tǒng)110的數(shù)據(jù)處理器112和調(diào)制器114的一個(gè)實(shí)施例的框圖。合計(jì)的包括所有由系統(tǒng)110發(fā)送的數(shù)據(jù)的輸入數(shù)據(jù)流被提供給數(shù)據(jù)處理器112中的多路分離器(DEMUX)310。多路分離器310把輸入數(shù)據(jù)流分解成若干(K)個(gè)信道數(shù)據(jù)流，S1到SK。每個(gè)信道數(shù)據(jù)流可以對(duì)應(yīng)于一個(gè)信令信道、一個(gè)廣播信道、一個(gè)話音乎叫、或者一個(gè)話務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送。每個(gè)信道數(shù)據(jù)流被提供給相應(yīng)的編碼器312，它用一個(gè)特定的編碼方案對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
編碼過(guò)程包括差錯(cuò)糾正編碼或差錯(cuò)檢測(cè)編碼，或兩者都有，它們用于提高鏈路的可靠性。特別地，這樣的編碼可包括交織、卷積編碼、Turbo編碼、Trellis編碼、分組編碼(例如，Reed-Solomon編碼)、循環(huán)冗余檢驗(yàn)(CRC)編碼、及其他。美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)為09/205511、編于1998年12月4日、題為“Turbo CodeInterleaver Using Linear Congruential Sequences”的專利以及題為“Thecdma2000 ITU-R Candidate Submission”的文件中進(jìn)一步詳細(xì)描述了Turbo編碼，后者在下文中被稱作IS-2000標(biāo)準(zhǔn)，兩者均通過(guò)引用結(jié)合于此。
編碼可以在按每個(gè)信道的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)，即，在每個(gè)如圖3所示的信號(hào)數(shù)據(jù)流上進(jìn)行。然而，編碼過(guò)程的實(shí)現(xiàn)也可以發(fā)生在聚合的輸入數(shù)據(jù)流上、在若干信道數(shù)據(jù)流上、在一個(gè)信道數(shù)據(jù)流的一部分上、通過(guò)一組天線、通過(guò)一組子信道、通過(guò)一組子信道和天線、通過(guò)每個(gè)子信道、在每個(gè)調(diào)制碼元上、或在一些其他時(shí)間、空間和頻率單位上。然后，來(lái)自編碼器312a到312k的編碼后的數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理器320，它處理數(shù)據(jù)并生成調(diào)制碼元。
在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理器320把每個(gè)信道數(shù)據(jù)流分配給一個(gè)或多個(gè)子信道、在一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙上、并且在一根或多根天線上。例如，對(duì)于一個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)話音呼叫的信道數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)處理器320可以對(duì)該呼叫所需的任何多的時(shí)隙而在一根(如果未用到發(fā)送分集)或多根天線(如果用到發(fā)送分集)上分配一個(gè)子信道。對(duì)一個(gè)對(duì)應(yīng)于一個(gè)信令或廣播信道的信道數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)處理器320可以在一根或多根天線上分配指定的子信道，這同樣取決于否使用發(fā)送分集。然后數(shù)據(jù)處理器320把剩余的可用資源分配給對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)發(fā)送的信道數(shù)據(jù)流。由于數(shù)據(jù)發(fā)送的突發(fā)性質(zhì)和對(duì)延遲的更大的容差，數(shù)據(jù)處理器320可以分配可用的資源，從而實(shí)現(xiàn)高性能和高效率的系統(tǒng)目標(biāo)。因此，為了達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)，數(shù)據(jù)發(fā)送是“按計(jì)劃的”。
在把每個(gè)信道數(shù)據(jù)流分配給其相應(yīng)的時(shí)隙、子信道、天線之后，信道數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)就用多載波調(diào)制進(jìn)行調(diào)制。在一個(gè)實(shí)施例中，用OFDM調(diào)制來(lái)提供眾多的好處。在OFDM調(diào)制的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)信道數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)分組成塊，每塊都有特定數(shù)量的數(shù)據(jù)比特。然后，每塊中的數(shù)據(jù)比特被分配給一個(gè)或多個(gè)與該信道數(shù)據(jù)流相關(guān)的子信道。
然后，把每塊中的比特多路分解成單獨(dú)的子信道，每個(gè)子信道傳送數(shù)量可能不同的比特(即，根據(jù)子信道的C/I以及是否使用MIMO處理)。對(duì)每個(gè)這樣的子信道，用與該子信道相關(guān)的一個(gè)特定的調(diào)制方案(例如，M-PSK或M-QAM)把比特分組成調(diào)制碼元。例如，用16-QAM，信號(hào)星座圖由復(fù)平面上的16個(gè)點(diǎn)組成(即，)，復(fù)平面中的每個(gè)點(diǎn)傳送信息的4個(gè)比特。在MIMO處理模式下，子信道中的每個(gè)調(diào)制碼元代表調(diào)制碼元的一個(gè)線性組合，其中每個(gè)碼元都選自不同的信號(hào)星座圖。
L個(gè)調(diào)制碼元的集合組成一個(gè)L維調(diào)制碼元向量V。調(diào)制碼元向量V的每個(gè)元素與一個(gè)特定子信道相關(guān)，該特定子信道具有一個(gè)傳送調(diào)制碼元的獨(dú)特的頻率或音調(diào)。這L個(gè)調(diào)制碼元的集合都是兩兩正交的。在每個(gè)時(shí)隙和對(duì)每根天線，用一個(gè)快速傅立葉反變換(IFFT)把對(duì)應(yīng)于L個(gè)子信道的L個(gè)調(diào)制碼元組合成一個(gè)OFDM碼元。每個(gè)OFDM碼元包括來(lái)自分配給該L個(gè)子信道的信道數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)。
在1990年5月刊登在IEEE Communications Magazine上、由John A.C.Bingham寫(xiě)的題為“Multicarrier Modulation for Data TransmissionAn Idea Whose TimeHas Come”的論文中進(jìn)一步詳細(xì)描述了OFDM調(diào)制，它通過(guò)引用結(jié)合于此。
因此，數(shù)據(jù)處理器320接收并處理對(duì)應(yīng)于K個(gè)信道數(shù)據(jù)流的編碼后的數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生NT個(gè)調(diào)制碼元向量到，對(duì)每根發(fā)送天線有一個(gè)調(diào)制碼元。在一些實(shí)現(xiàn)中，一些調(diào)制碼元向量在不同發(fā)送天線預(yù)定的特定的子信道上會(huì)具有重復(fù)的信息。把調(diào)制碼元向量 到 提供給相應(yīng)的調(diào)制器114a到114t。
圖3所示的實(shí)施例中，每個(gè)調(diào)制器114包括IFFT30、循環(huán)前綴生成器332和上變頻轉(zhuǎn)換器334。IFFT330把接收到的調(diào)制碼元轉(zhuǎn)化成它們的時(shí)域表示，稱為OFDM碼元。IFFT330可設(shè)計(jì)成在任意數(shù)量的子信道(例如，8，16，32等等)上實(shí)現(xiàn)IFFT。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)轉(zhuǎn)換為OFDM碼元的調(diào)制碼元向量來(lái)說(shuō)，循環(huán)前綴生成器332重復(fù)OFDM碼元的一部分時(shí)域表示以形成特定天線的發(fā)送碼元。該循環(huán)的前綴確保發(fā)送碼元在多徑延遲傳播存在時(shí)保持其正交屬性，因而如下所述地改善了抵抗有害的路徑效應(yīng)的性能。IFFT330和循環(huán)前綴生成器332在該領(lǐng)域中眾所周知，此處不描述其細(xì)節(jié)。
來(lái)自每個(gè)循環(huán)前綴生成器332的時(shí)域表示(即，每根天線的發(fā)送碼元)接著被上變頻轉(zhuǎn)換器334處理，轉(zhuǎn)換成一個(gè)模擬信號(hào)，并被調(diào)制到RF頻率，并被調(diào)整(例如，放大和濾波)以產(chǎn)生經(jīng)RF調(diào)制后的信號(hào)然后從相應(yīng)的天線116發(fā)送出來(lái)。
圖3也示出數(shù)據(jù)處理器320的一個(gè)實(shí)施例的框圖。每條信道數(shù)據(jù)流的編碼后的數(shù)據(jù)(即編碼數(shù)據(jù)流，X)被提供給相應(yīng)的信道數(shù)據(jù)處理器322。如果信道數(shù)據(jù)流將發(fā)送在多個(gè)子信道和/或多根天線上(在至少一些發(fā)送上沒(méi)有重復(fù))，信道數(shù)據(jù)處理器322把信道數(shù)據(jù)流多路分離成若干(多達(dá))數(shù)據(jù)子流。每條數(shù)據(jù)子流響應(yīng)特定天線處的特定子信道上的一個(gè)發(fā)送。在典型的實(shí)施例中，因?yàn)橐恍┳有诺烙糜谛帕?、話音和其它類型的?shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)子流的數(shù)量少于。接著處理數(shù)據(jù)子流以產(chǎn)生每條分配的子信道的相應(yīng)子流，接著提供給組合器324。組合器324把分派給每根天線的調(diào)制碼元組合成調(diào)制碼元向量，它接著被提供作為調(diào)制碼元向量流。然后把NT根天線的NT條調(diào)制碼元向量流提供給隨后的處理框(即，調(diào)制器114)。
在提供最佳適應(yīng)性、最佳性能和最高效率的一個(gè)設(shè)計(jì)中，可以單獨(dú)并獨(dú)立地選擇每個(gè)子信道中在每個(gè)時(shí)隙上將被發(fā)送的調(diào)制碼元。該特性考慮到在時(shí)間、頻率和空間這所有三度中可用資源的使用。因此每個(gè)調(diào)制碼元發(fā)送的數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)量可能不同。
圖4A是信道處理器400的一個(gè)實(shí)施例的框圖，它可以用來(lái)處理一條信道數(shù)據(jù)流。信道數(shù)據(jù)處理器400可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)圖3中的一個(gè)信道數(shù)據(jù)處理器322。信道數(shù)據(jù)流的發(fā)送可發(fā)生在多個(gè)子信道(例如，像對(duì)圖2中的數(shù)據(jù)1那樣)上并且也可以從多根天線發(fā)生。每個(gè)子信道和每條天線上的發(fā)送可以代表非重復(fù)的數(shù)據(jù)。
在信道數(shù)據(jù)處理器400中，多路分離器420接收編碼后的數(shù)據(jù)流X并將其多路分離成若干子信道數(shù)據(jù)流Xi，l到Xi，M，一條子信道數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)于一條用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)的子信道。數(shù)據(jù)的多路分離可以是均勻的也可以是非均勻的。例如，如果已知一些關(guān)于發(fā)送路徑的信息(即，已知完全CSI或部分CSI)，多路分離器420可能把更多的數(shù)據(jù)比特引入能發(fā)送更多bps/Hz的子信道。然而，如果不知道任何CSI，多路分離器420可均勻地把大致相同數(shù)量的比特引入每條分配的子信道。
接著，每條子信道數(shù)據(jù)流被提供給相應(yīng)的空間分集處理器430。每個(gè)空間分集處理器430可以進(jìn)一步把接收到的子信道數(shù)據(jù)流多路分離成若干(最高達(dá)NT)數(shù)據(jù)子流，每條數(shù)據(jù)子流對(duì)應(yīng)于一條用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)的天線。因此，在多路分離器420和空間分集處理器430之后，編碼后的數(shù)據(jù)流X1可被多路分離成多達(dá)條數(shù)據(jù)子流，它們從多達(dá)NT根天線發(fā)送到多達(dá)L條子信道上。
在任何特定時(shí)隙，每個(gè)空間分集處理器430可產(chǎn)生多達(dá)NT個(gè)調(diào)制碼元并提供給NT個(gè)組合器400a到440t。例如，分配給子信道1的空間分集處理器430a可以通過(guò)NT為天線1的子信道1提供多達(dá)NT個(gè)調(diào)制碼元。每個(gè)組合器440接收L條子信道的調(diào)制碼元，把每個(gè)時(shí)隙的調(diào)制碼元組合成一個(gè)調(diào)制碼元向量，并把該調(diào)制碼元向量作為一個(gè)調(diào)制碼元向量流V提供給下一個(gè)處理級(jí)(例如，調(diào)制器114)。
信道數(shù)據(jù)處理器400也可以設(shè)計(jì)成提供必要的處理以實(shí)現(xiàn)上述的完全CSI或部分CSI處理模式。CSI處理可以根據(jù)可用的CSI信息和選定的信道數(shù)據(jù)流、子信道、天線等來(lái)進(jìn)行。CSI處理也可以選擇性地和動(dòng)態(tài)地被啟動(dòng)或禁用。例如，CSI處理可以對(duì)一個(gè)特定發(fā)送而啟動(dòng)而對(duì)某些其它發(fā)送禁用。CSI處理可以在某些條件下啟動(dòng)，例如，當(dāng)發(fā)送鏈路具有足夠的C/I時(shí)。
圖4A中的信道數(shù)據(jù)處理器400提供高級(jí)別的適應(yīng)性。然而，一般不是所有信道數(shù)據(jù)流都需要這種適應(yīng)性。例如，一個(gè)話音呼叫的數(shù)據(jù)通常發(fā)送在話音持續(xù)過(guò)程中的一條子信道上，或直到該子信道己被重新分配這樣的時(shí)間。對(duì)于這些信道數(shù)據(jù)流來(lái)說(shuō)，信道數(shù)據(jù)處理器的設(shè)計(jì)可以大大簡(jiǎn)化。
圖4B是處理的框圖，可以使用于像用于額外開(kāi)銷的數(shù)據(jù)、信令、話音或業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)這樣的一條信道數(shù)據(jù)流?？臻g分集處理器450可用來(lái)實(shí)現(xiàn)圖3中的一個(gè)信道數(shù)據(jù)處理器322并可用來(lái)支持像話音呼叫這樣的信道數(shù)據(jù)流。一個(gè)話音呼叫一般在多個(gè)時(shí)隙分配給一條子信道(例如，圖2中的話音1)并從多根天線發(fā)送。編碼后的數(shù)據(jù)流X提供給空間分集處理器450，它把數(shù)據(jù)分組成塊，每塊帶有用來(lái)產(chǎn)生調(diào)制碼元的特定數(shù)量的比特。來(lái)自空間分集處理器450的調(diào)制碼元接著被提供給一個(gè)或多個(gè)與用來(lái)發(fā)送該信道數(shù)據(jù)流的一根或多根天線有關(guān)的組合器440。
為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，現(xiàn)在描述用來(lái)產(chǎn)生圖2所示的發(fā)送信號(hào)的發(fā)送機(jī)單元的一個(gè)特定實(shí)現(xiàn)。在圖2中的時(shí)隙2，控制數(shù)據(jù)在子信道1上發(fā)送，廣播數(shù)據(jù)在子信道2上發(fā)送，話音數(shù)據(jù)1和2各自被分配給子信道3和4，話務(wù)數(shù)據(jù)在子信道5到16上發(fā)送。在這個(gè)例子中，假定發(fā)射機(jī)單元包括四根發(fā)送天線(即NT＝4)并且對(duì)四根天線產(chǎn)生四個(gè)發(fā)送信號(hào)(即，四個(gè)RF調(diào)制的信號(hào))。
圖5A是一部分處理單元的框圖，用來(lái)產(chǎn)生圖2中的時(shí)隙2的發(fā)送信號(hào)。輸入數(shù)據(jù)流被提供給多路分離器(DEMUX)510，它把該數(shù)據(jù)流多路分離成對(duì)應(yīng)于圖2中的控制、廣播、話音1、話音2和數(shù)據(jù)1的五條信道數(shù)據(jù)流S1到S5。每條信道數(shù)據(jù)流被提供給相應(yīng)的編碼器512，它使用為該流選定的編碼方案對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
在這個(gè)例子中，信道數(shù)據(jù)流S1到S5是用發(fā)送分集進(jìn)行發(fā)送的。因此，每條編碼后的數(shù)據(jù)流X1到X3被提供給相應(yīng)的信道數(shù)據(jù)處理器532，它們產(chǎn)生該流的調(diào)制碼元。從每個(gè)信道數(shù)據(jù)處理器532a到532c得到的調(diào)制碼元接著被提供給所有四個(gè)組合器540a到540d。每個(gè)組合器540接收到所有分配給與該組合器有關(guān)的天線的16條子信道的調(diào)制碼元，在每個(gè)時(shí)隙組合每條子信道上的碼元以產(chǎn)生調(diào)制碼元向量，并且把該調(diào)制碼元向量作為調(diào)制碼元向量流V提供給一個(gè)相關(guān)的調(diào)制器114。如圖5A所示，信道數(shù)據(jù)流S1從所有四根天線發(fā)送到子信道1上，信道數(shù)據(jù)流S2從所有四根天線發(fā)送到子信道2上，信道數(shù)據(jù)流S3從所有四根天線發(fā)送到子信道3上。
圖5B是一部分處理單元的框圖，用來(lái)處理那些用于處理信道數(shù)據(jù)流S4的編碼后的數(shù)據(jù)。在該例中，信道數(shù)據(jù)流S4是用空間分集(并非用于信道數(shù)據(jù)流S1到S3的發(fā)送分集)進(jìn)行發(fā)送的。根據(jù)空間分集，數(shù)據(jù)在多根天線上被多路分離并且發(fā)送(進(jìn)發(fā)地在每條分配的子信道中或在不同的時(shí)隙上)。編碼后的數(shù)據(jù)流X4被提供給產(chǎn)生該流的調(diào)制碼元的信道處理器532d。這種情況下的調(diào)制碼元是選自碼元字符表的調(diào)制碼元的線性組合，它們對(duì)應(yīng)于信道的每個(gè)特征模式。在該例中有四個(gè)顯著的特征模式，每個(gè)都能傳輸不同數(shù)量的信息。作為一個(gè)例子，假設(shè)用到四個(gè)特征模式，特征模式1具有的C/I容許可靠地發(fā)送64-QAM(6比特)，特征模式2容許16-QAM(4比特)，特征模式3容許QPSK(2比特)，特征模式4容許BPSK(1比特)。從而，所有四個(gè)特征模式的組合容許同時(shí)發(fā)送總共13信息比特，它作為相同子信道中的所有四根天線上有效的調(diào)制碼元。該每根天線上分配的子信道的有效的調(diào)制碼元是與每個(gè)特征模式有關(guān)的單獨(dú)碼元的線性組合。這在上面方程(1)中給出的矩陣相乘已作描述。
圖5C是一部分處理單元的框圖，用來(lái)處理信道數(shù)據(jù)流S5。編碼后的信道數(shù)據(jù)流X5被提供給多路分離器(DEMUX)530，它把信道數(shù)據(jù)流X5多路分離成十二條子信道數(shù)據(jù)流X5，11到X5，16，每條子信道數(shù)據(jù)流對(duì)應(yīng)于每個(gè)分配的子信道5到16。每條子信道數(shù)據(jù)流接著被提供給相應(yīng)的子信道數(shù)據(jù)處理器536，它產(chǎn)生相關(guān)子信道數(shù)據(jù)流的調(diào)制碼元。來(lái)自子信道數(shù)據(jù)處理器536a到5361的該子信道碼元流接著被供給相應(yīng)的多路分離器538a到5381。每個(gè)多路分離器538把接收到的子信道碼元流多路分離成四個(gè)碼元子流，每個(gè)碼元子流對(duì)應(yīng)于一根特定天線處的一個(gè)特定子信道。來(lái)自每個(gè)多路分離器538的該四個(gè)碼元子流接著被供給四個(gè)組合器540a到540d。
在圖5C描述的實(shí)施例中，子信道數(shù)據(jù)流被處理以產(chǎn)生子信道碼元流，接著被多路分離成四個(gè)碼元子流，每個(gè)碼元子流對(duì)應(yīng)于每根天線的一個(gè)特定子信道。該實(shí)現(xiàn)與圖4A描述的不同。在圖4A描述的實(shí)施例中，分配給一個(gè)特定子信道的子信道數(shù)據(jù)流被多路分離成若干數(shù)據(jù)子流，每個(gè)數(shù)據(jù)子流對(duì)應(yīng)于一根天線，它們接著被處理以產(chǎn)生相應(yīng)的碼元子流。圖5C中的多路分離過(guò)程在碼元調(diào)制之后進(jìn)行，而圖4A中的多路分離過(guò)程在碼元調(diào)制之前進(jìn)行。也可以用其它的實(shí)現(xiàn)方式，它們?cè)诒景l(fā)明的范圍之內(nèi)。
圖5C中子信道數(shù)據(jù)處理器536和多路分離器538的每個(gè)組合方式和圖5B中子信道處理器532d和多路分離器534d的組合方式相似。來(lái)自每個(gè)多路分離器538的每條碼元子流的速率平均是來(lái)自相關(guān)信道處理器536的碼元流的速率的四分之一。
圖6是接收機(jī)單元600的一個(gè)實(shí)施例的框圖，該接收機(jī)單元帶有多根接收天線，可用來(lái)接收一條或多條信道數(shù)據(jù)流。來(lái)自一根或多根發(fā)送天線的一個(gè)或多個(gè)發(fā)送信號(hào)可由每根天線610a到610r接收并路由至相應(yīng)的前端處理器612。例如，接收天線610a可以從若干發(fā)送天線接收到若干發(fā)送信號(hào)，接收天線610r可類似地接收到多個(gè)發(fā)送信號(hào)。每個(gè)前端處理器612調(diào)節(jié)(例如，濾波和放大)接收到的信號(hào)，把調(diào)節(jié)后的信號(hào)下變頻轉(zhuǎn)換到一個(gè)中頻頻率或基帶，并且對(duì)該下變頻轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行采樣和量化。每個(gè)前端處理器612一般進(jìn)一步用接收到的導(dǎo)頻來(lái)解調(diào)與特定天線有關(guān)的采樣以產(chǎn)生“相干的”采樣，該相干采樣接著被提供到相應(yīng)的FFT處理器614，每個(gè)處理器用于每根接收天線。
每個(gè)FFT處理器614產(chǎn)生接收采樣的變換后的表示并且提供相應(yīng)的調(diào)制碼元向量流。來(lái)自FFT處理器614a到614r的調(diào)制碼元向量流接著被提供給多路分離器和組合器620，它把來(lái)自每個(gè)FFT處理器614的調(diào)制碼元向量流信道化成若干(最高達(dá)L)子信道碼元流。根據(jù)所用的(例如，分集或MIMO)通信模式，來(lái)自所有FFT處理器614的子信道碼元流接著先于解調(diào)和解碼而被處理。
對(duì)于用分集通信模式發(fā)送的信道數(shù)據(jù)流來(lái)說(shuō)，來(lái)自所有用來(lái)發(fā)送信道數(shù)據(jù)流的天線的子信道碼元流被提供給組合器，它組合時(shí)間、空間和頻率上的冗余信息。組合的調(diào)制碼元流接著被提供給(分集)信道處理器630并且相應(yīng)地被解調(diào)。
對(duì)于用MIMO通信模式發(fā)送的信道數(shù)據(jù)流來(lái)說(shuō)，用來(lái)發(fā)送信道數(shù)據(jù)流的所有子信道碼元流被提供給MIMO處理器，它把每個(gè)子信道中接收到的調(diào)制碼元正交化成不同的特征模式。MIMO處理器進(jìn)行上面方程(2)所描述的處理并且產(chǎn)生若干獨(dú)立碼元子流，它對(duì)應(yīng)于用于該發(fā)送機(jī)單元所用的特征模式數(shù)量。例如，MIMO處理器可以用左特征向量與接收到的調(diào)制碼元相乘來(lái)產(chǎn)生調(diào)節(jié)后的調(diào)制碼元，它對(duì)應(yīng)于先于發(fā)送機(jī)單元處的完全CSI處理器的調(diào)制碼元。該(調(diào)節(jié)后的)碼元子流接著被提供到(MIMO)信道處理器630并相應(yīng)地被解調(diào)。從而，每個(gè)信道處理器630接收到一個(gè)調(diào)制碼元流(對(duì)分集通信模式)或若干碼元子流(對(duì)MIMO通信模式)。調(diào)制碼元的每條流或子流接著被提供給相應(yīng)的解調(diào)器(DEMOD)，它實(shí)現(xiàn)一個(gè)解調(diào)方案(例如，M-PSK，M-QAM或其它)，該方案與用于處理的子信道的發(fā)送機(jī)單元處所用的解碼方案互補(bǔ)。對(duì)于MIMO通信模式，來(lái)自所有分配的解碼器的解碼后的數(shù)據(jù)可以接著被獨(dú)立地解碼成或多路復(fù)用成一個(gè)信道數(shù)據(jù)流，然后再根據(jù)發(fā)送機(jī)單元使用的編碼和調(diào)制方法而被解碼。對(duì)于分集和MIMO通信模式來(lái)說(shuō)，來(lái)自信道處理器630的信道數(shù)據(jù)流可接著被提供給相應(yīng)的解碼器640，它實(shí)現(xiàn)的解碼方案與對(duì)信道數(shù)據(jù)流用于發(fā)送機(jī)單元的方案互補(bǔ)。來(lái)自每個(gè)解碼器540的解碼后的數(shù)據(jù)表示對(duì)該信道數(shù)據(jù)流的發(fā)送數(shù)據(jù)的估計(jì)。
圖6表示接收機(jī)單元的一個(gè)實(shí)施例。也可構(gòu)思一些其它設(shè)計(jì)并在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，接收機(jī)單元可設(shè)計(jì)成只有一根接收天線，或可設(shè)計(jì)成能夠同時(shí)處理多個(gè)(例如，話音、數(shù)據(jù))信道數(shù)據(jù)流。
如上所述，多載波調(diào)制用于本發(fā)明的通信系統(tǒng)中。特別地，可以使用OFDM調(diào)制來(lái)產(chǎn)生若干包括在多徑環(huán)境中改善的性能、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的降低(在相對(duì)意義上來(lái)說(shuō)，對(duì)于操作的MIMO模式)和適應(yīng)性等好處。然而，也可以使用多載波調(diào)制的其它變體，這在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
因?yàn)榘l(fā)送天線和接收機(jī)天線之間的傳播環(huán)境所引起的多徑延遲擴(kuò)展或微分路徑延遲，OFDM調(diào)制可以改善系統(tǒng)的性能。通信鏈路(即，RF信道)具有延遲擴(kuò)展，它可能會(huì)大于系統(tǒng)工作帶寬W的倒數(shù)。因此，使用具有小于延遲擴(kuò)展的發(fā)送碼元持續(xù)時(shí)間的調(diào)制方案的通信系統(tǒng)會(huì)遭受碼間干擾(ISI)。該ISI使接收到的碼元失真并且增加不正確檢測(cè)的可能性。
根據(jù)OFDM調(diào)制，發(fā)送信道(或工作帶寬)被基本地分成若干(許多)用于傳遞數(shù)據(jù)的并行子信道(或子帶)。因?yàn)槊織l子信道具有的帶寬一般遠(yuǎn)小于通信鏈路的相干帶寬，所以用OFDM調(diào)制可以大大地降低或消除鏈路中延遲擴(kuò)展引起的ISI。相反地，大多數(shù)傳統(tǒng)的調(diào)制方案(例如，QPSK)對(duì)ISI是敏感的，除非發(fā)送碼元速率和通信鏈路的延遲擴(kuò)展相比很小。
如上所述，循環(huán)前綴可以用來(lái)防止多徑的有害效應(yīng)。循環(huán)前綴是OFDM碼元的一部分(通常是前部，在IFFT之后)，它被回繞至碼元的后部。該循環(huán)前綴用于保持OFDM碼元的正交性，該正交性通常被多徑所損壞。
作為一個(gè)例子，考慮一個(gè)信道延遲擴(kuò)展低于10微秒的通信系統(tǒng)。每個(gè)OFDM碼元都有附加其上的一個(gè)循環(huán)前綴，它確保總碼元在多徑延遲擴(kuò)展存在的情況下保持其正交性。因?yàn)檠h(huán)前綴不傳遞任何附加信息，因此它基本上是額外的開(kāi)銷。為了保持良好的效率，選擇循環(huán)前綴的持續(xù)時(shí)間為總發(fā)送碼元持續(xù)時(shí)間的一小部分。對(duì)于上面的例子來(lái)說(shuō)，用5％的開(kāi)銷來(lái)考慮為該循環(huán)前綴，對(duì)于一個(gè)10微秒的最大信道延遲擴(kuò)展來(lái)說(shuō)200微秒的發(fā)送碼元持續(xù)時(shí)間是足夠的。該200微秒的發(fā)送碼元持續(xù)時(shí)間對(duì)應(yīng)于每條子帶的5kHz的帶寬。如果總系統(tǒng)帶寬為1.288MHz，則可以提供250條大約為5kHz的子信道。在實(shí)際應(yīng)用中，使子信道的數(shù)量為二的乘方比較方便。因此，如果發(fā)送碼元持續(xù)時(shí)間增加到205微秒并且系統(tǒng)帶寬被分成M-256個(gè)子帶，那么每個(gè)子帶的帶寬為4.88kHz。
在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，OFDM調(diào)制可以降低系統(tǒng)的復(fù)雜度。當(dāng)通信系統(tǒng)結(jié)合MIMO技術(shù)時(shí)，與發(fā)送機(jī)單元有關(guān)的復(fù)雜度會(huì)變得重要，尤其當(dāng)存在多徑時(shí)。OFDM調(diào)制的應(yīng)用允許每個(gè)子信道通過(guò)所使用的MIMO處理而以一種獨(dú)立的方式被處理。因此，當(dāng)使用MIMO技術(shù)時(shí)，OFDM調(diào)制可以大大地簡(jiǎn)化接收機(jī)單元處的信號(hào)處理。
OFDM調(diào)制在多個(gè)用戶間共享系統(tǒng)帶寬W時(shí)也能提供附加的適應(yīng)性。尤其，OFDM碼元的可用發(fā)送空間可以在一群用戶問(wèn)共享。例如，低速率的話音用戶可分得OFDM碼元的一個(gè)子信道或子信道的一部分，而其余的子信道被分配給基于累積總需求的數(shù)據(jù)用戶。此外，用于額外開(kāi)銷、廣播和控制數(shù)據(jù)可以在一些可用的子信道或(可能)子信道的一部分中傳輸。
如上所述，每個(gè)時(shí)隙處的每條子信道與一個(gè)調(diào)制碼元有關(guān)，該調(diào)制碼元選自某些像M-PSK或M-QAM這樣的字符表。在某些實(shí)施例中，選擇L條子信道的每條中的調(diào)制碼元從而最有效地使用該子信道。例如，可以用QPSK來(lái)產(chǎn)生子信道1，用BPSK來(lái)產(chǎn)生子信道2，用16-QAM來(lái)產(chǎn)生子信道3，依此類推。因此，對(duì)于每個(gè)時(shí)隙，對(duì)L條子信道最多產(chǎn)生并組合L個(gè)調(diào)制碼元以產(chǎn)生該時(shí)隙的調(diào)制碼元向量。
一條或多條子信道可以被分配給一個(gè)或多個(gè)用戶。例如，每個(gè)話音用戶可以分配一個(gè)單獨(dú)的子信道。其余的子信道被動(dòng)態(tài)地分給數(shù)據(jù)用戶。在這種情況下，其余的子信道可以分配給一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)用戶或在多個(gè)數(shù)據(jù)用戶間分配。此外，某些子信道可被預(yù)定以發(fā)送用于額外開(kāi)銷、廣播和控制數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可能需要用一種偽隨機(jī)的方式把子信道分配從(可能)調(diào)制碼元到碼元間改變，從而增加分集并且提供某些干擾平均。
在CDMA系統(tǒng)中，控制每個(gè)反向鏈路傳輸?shù)陌l(fā)送功率從而使在最小發(fā)送功率時(shí)基站也能達(dá)到所要求的幀出錯(cuò)率(FER)，因此使對(duì)系統(tǒng)中其它用戶的干擾最小。在CDMA系統(tǒng)的前向鏈路上，也調(diào)節(jié)發(fā)送功率以提高系統(tǒng)容量。
在本發(fā)明的通信系統(tǒng)中，可以控制前向和反向鏈路上的發(fā)送功率來(lái)使干擾最小并使系統(tǒng)容量最大。功率控制可以通過(guò)各種方式實(shí)現(xiàn)。例如，功率控制可以在每條信道數(shù)據(jù)流、在每個(gè)子信道、在每根天線或在某些其它測(cè)量單元上實(shí)現(xiàn)。當(dāng)工作在分集通信模式時(shí)，如果來(lái)自一根特定天線的路徑損耗很大，則會(huì)降低或屏蔽來(lái)自該天線的發(fā)送，因?yàn)榻邮諜C(jī)單元可能沒(méi)有獲得任何東西。同樣地，如果發(fā)送發(fā)生在多個(gè)子信道上，則受到最大路徑損耗的子信道上只能發(fā)送較少的功率。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以用類似于用在CDMA系統(tǒng)中的反饋裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)功率控制。功率控制信息可以從接收機(jī)單元周期性地或自主地被發(fā)送到發(fā)送機(jī)單元以引導(dǎo)該發(fā)送機(jī)單元來(lái)增加或減少其發(fā)送功率。例如，根據(jù)接收機(jī)單元處的BER或FER可以產(chǎn)生功率控制比特。
圖7顯示了說(shuō)明頻譜效率的曲線，該頻譜效率與本發(fā)明的通信系統(tǒng)的通信模式有關(guān)。在圖7中，對(duì)于給定比特出錯(cuò)率的每個(gè)調(diào)制碼元的比特?cái)?shù)目是作為若干系統(tǒng)組態(tài)的C/I的函數(shù)給出的。符號(hào)NT×NR代表組態(tài)的維數(shù)，NT＝發(fā)送天線數(shù)目，NR＝接收天線數(shù)目。圖7中模擬了二個(gè)分集組態(tài)(即1×2和1×4)和四個(gè)MIMO組態(tài)(即2×2、2×4、4×4和8×4)并提供其結(jié)果。
如曲線所示，對(duì)一個(gè)給定的BER每碼元的比特?cái)?shù)量范圍從小于1bps/Hz到將近20bps/Hz。在低C/I值時(shí)，分集通信模式和MIMO通信模式的頻譜效率相似，效率的改善較不明顯。然而，在高C/I值時(shí)，用MIMO通信模式所提高的頻譜效率是變得更加驚人。在某些MIMO組態(tài)及對(duì)某些條件來(lái)說(shuō)，瞬時(shí)的改善可以達(dá)到20倍。
從這些曲線中可以觀察到，頻譜效率一般隨著發(fā)送和接收天線數(shù)量的增加而增加。一般在較低的NT×NR時(shí)會(huì)限制該改善。例如，分集組態(tài)1×2和1×4都漸近地達(dá)到大約6bps/Hz。
在檢查可達(dá)到的各數(shù)據(jù)速率時(shí)，可以把圖7中給定的頻譜效率值以子信道為基礎(chǔ)應(yīng)用于結(jié)果，以獲取對(duì)于該子信道的可能的數(shù)據(jù)速率范圍。作為一個(gè)例子，對(duì)于工作在C/I為5dB的一個(gè)定戶單元來(lái)說(shuō)，該定戶單元可達(dá)到的頻譜效率在1bps/Hz和2.25bps/Hz之間，這取決于所使用的通信模式。因此，在一個(gè)5kHz的子信道中，該定戶單元可以支持的最大數(shù)據(jù)速率在5kbps和10.5kbps之間。如果C/I是10dB，每個(gè)子信道中同樣的定戶單元可以支持的最大數(shù)據(jù)速率在10.5kbps和25kbps之間。由于有256條可用的子信道，工作在10dB C/I的定戶單元的最大支持的數(shù)據(jù)速率即為6.4Mbps。因此，給定定戶單元所需的數(shù)據(jù)速率和定戶單元的工作C/I時(shí)，系統(tǒng)可以分配所需數(shù)量的子信道來(lái)滿足這些要求。在數(shù)據(jù)服務(wù)的情況下，每個(gè)時(shí)隙分配的子信道數(shù)量的變化可以取決于，例如，其它業(yè)務(wù)負(fù)載。
通信系統(tǒng)的反向鏈路可設(shè)計(jì)成與前向鏈路相似的結(jié)構(gòu)。然而，除廣播和公共控制信道之外，還可以有定義在特定子信道內(nèi)或者在幀的特定調(diào)制碼元位置內(nèi)、或兩者內(nèi)的隨機(jī)接入信道。一些或所有定戶單元可能用這些來(lái)把短的請(qǐng)求(例如，注冊(cè)、資源請(qǐng)求、等等)發(fā)送到中央站。在公共接入信道中，定戶單元可使用公共的調(diào)制和編碼。其余的信道可分配給如前向鏈路中的單獨(dú)用戶。在一個(gè)實(shí)施例中，資源的分配和去分配(在前向和反向鏈路上)可以由系統(tǒng)控制并且在前向鏈路的控制信道上通信。
反向鏈路上的一個(gè)設(shè)計(jì)上的考慮是最近定戶單元和最遠(yuǎn)定戶單元之間的最大微分傳輸延遲。在該延遲相對(duì)于循環(huán)前綴持續(xù)時(shí)間小的系統(tǒng)中，可能不必在發(fā)送機(jī)單元處進(jìn)行糾正。然而，在該延遲大的系統(tǒng)中，擴(kuò)展循環(huán)前綴以計(jì)及增加的延遲。在一些情況下，可能對(duì)往返行程時(shí)延有一個(gè)合理的估計(jì)并且糾正發(fā)送時(shí)間從而使碼元在正確的瞬間到達(dá)中央站。通常有某些殘留誤差，所以可以進(jìn)一步擴(kuò)展循環(huán)前綴以容納這個(gè)殘留誤差。
在通信系統(tǒng)中，復(fù)蓋范圍內(nèi)的一些定戶單元可以接收到來(lái)自多于一個(gè)中央站的信號(hào)。如果由多個(gè)中央站發(fā)送的信息在兩個(gè)或多個(gè)子信道上和/或從兩根或多根天線中是冗余的，則定戶單元可以用一個(gè)分集組合方案對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行組合和解調(diào)。如果使用的循環(huán)前綴足以處理最早和最晚到達(dá)之間的微分傳輸延遲，那么信號(hào)可以(樂(lè)觀地)在接收機(jī)中正確地被組合并解調(diào)。該分集接收在OFDM的廣播應(yīng)用中是眾所周知的。當(dāng)子信道被分配給特定定戶單元，一個(gè)特定子信道上的相同信息可以從若干中央站被發(fā)送到一個(gè)特定的定戶單元。這個(gè)概念與用于CDMA系統(tǒng)中的軟切換類似。
上述的通信系統(tǒng)可以用于各種應(yīng)用并提供各種服務(wù)。這樣的服務(wù)包括，例如，實(shí)時(shí)服務(wù)、非實(shí)時(shí)服務(wù)、或多路復(fù)用在一起的實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)服務(wù)。通信系統(tǒng)支持的服務(wù)可以通過(guò)各種方式定義并分類(例如，通過(guò)與服務(wù)有關(guān)的服務(wù)質(zhì)量(QoS))。作為一個(gè)例子，所支持的服務(wù)可以分成以下定義的三種類型.全雙工實(shí)時(shí)(FDRT)服務(wù)--要求短的單向延遲的服務(wù)(例如，話音)；.半雙工實(shí)時(shí)(HDRT)服務(wù)--能容忍較長(zhǎng)單向延遲的服務(wù)，只要延遲變化不大(例如，圖像、聲音)；以及.非實(shí)時(shí)(NRT)服務(wù)--對(duì)延遲不很敏感的服務(wù)(例如，分組數(shù)據(jù))。也可以支持另外的和/或不同的服務(wù)，這在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，廣播服務(wù)、尋呼服務(wù)和其它可支持的服務(wù)。同樣地，也可以定義另外的和/或不同的服務(wù)類型，這也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
一旦服務(wù)被定義和分類，它們可以用許多方式被多路的復(fù)用。例如，HDRT和NRT服務(wù)可以在一個(gè)單獨(dú)數(shù)據(jù)傳送中被復(fù)用而使HDRT服務(wù)具有給定的較高優(yōu)先級(jí)。FDRT服務(wù)也可以與HDRT和NRT服務(wù)進(jìn)行多路復(fù)用，這可能用到一個(gè)不同的多路復(fù)用方案?？梢杂酶鞣N多路復(fù)用方案來(lái)發(fā)送所支持的服務(wù)。下面將進(jìn)一步詳細(xì)描述一些這樣的方案。
圖8A是用來(lái)發(fā)送各種類型服務(wù)的結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。在這個(gè)實(shí)施例中，支持的服務(wù)在時(shí)隙中被多路復(fù)用并發(fā)送(為了簡(jiǎn)化只在圖8A中示出一個(gè)時(shí)隙)。每個(gè)時(shí)隙覆蓋N個(gè)OFDM碼元810a到810n，其中N可以定義為任何整數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)時(shí)隙進(jìn)一步被分成若干分區(qū)802(為了簡(jiǎn)化只在圖8A中示出兩個(gè)分區(qū))。每個(gè)分區(qū)802可以包含任意數(shù)量的OFDM碼元并且可以用來(lái)支持任何類型的服務(wù)。例如，分區(qū)802a可用來(lái)支持FDRT服務(wù)(例如，話音)，而分區(qū)802b可用來(lái)支持HDRT和/或NRT服務(wù)(例如，分組數(shù)據(jù))。也可以實(shí)現(xiàn)其它結(jié)構(gòu)并且這也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
用來(lái)支持FDRT服務(wù)的分區(qū)和用來(lái)支持HDRT和NRT服務(wù)的分區(qū)都每一個(gè)可以由多個(gè)用戶共享。分區(qū)的共享可以通過(guò)各種多路復(fù)用方案實(shí)現(xiàn)。例如，共享可以由下列方式實(shí)現(xiàn).在不同的(正交的)OFDM音調(diào)上多路復(fù)用多個(gè)用戶；.用Walsh碼在公共的OFDM音調(diào)上多路復(fù)用多個(gè)用戶；.用分組切換在公共的OFDM音調(diào)上多路復(fù)用多個(gè)用戶；以及.把多個(gè)用戶分配給它們相應(yīng)的OFDM碼元。下面進(jìn)一步詳細(xì)描述這些多路復(fù)用方案。也可以定義其它多路復(fù)用方案并且這在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
圖9是數(shù)據(jù)處理器912和調(diào)制器914的一個(gè)實(shí)施例的框圖，用于在正交的OFDM音調(diào)上多路復(fù)用多個(gè)用戶。信道數(shù)據(jù)流S1到SK可用來(lái)攜帶相應(yīng)的用戶1到K的數(shù)據(jù)?？梢杂妙~外的信道數(shù)據(jù)流(例如SL)來(lái)攜帶用于控制、信令、廣播和其它用于額外開(kāi)銷的信道的數(shù)據(jù)。每條信道數(shù)據(jù)流被提供給相應(yīng)的編碼器922，它使用為該信道所選擇的特定編碼方案對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。例如，編碼方案可包括卷積編碼、Turbo編碼或根本不編碼。來(lái)自編碼器922a到9221的編碼后的數(shù)據(jù)流X1到XL接著被提供給相應(yīng)的乘法器924a到9241，它們也接收相應(yīng)的標(biāo)度因數(shù)G1到GL。每個(gè)乘法器用接收到的標(biāo)度因數(shù)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行定標(biāo)以提供對(duì)該數(shù)據(jù)流的功率調(diào)節(jié)。
來(lái)自乘法器924a到9241的定標(biāo)后的數(shù)據(jù)流接著被提供給并行至串行轉(zhuǎn)換器(P/S)926，它把接收到的數(shù)據(jù)流多路復(fù)用成一個(gè)組合的數(shù)據(jù)流。碼元映像單元928接著接收該組合的數(shù)據(jù)流并且使該流中的數(shù)據(jù)交錯(cuò)(即，重新排序)以提供時(shí)間分集。如下所述，碼元映像單元928進(jìn)一步把每條接收到的數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)映射到分配給該數(shù)據(jù)流的音調(diào)上。碼元映像單元928的輸入是調(diào)制碼元向量V的一個(gè)流，它被提供給調(diào)制器914。
在調(diào)制器914中，IFFT930接收到調(diào)制碼元向量V并將其轉(zhuǎn)換成它們的的時(shí)域表示，稱作OFDM碼元。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)轉(zhuǎn)換成OFDM碼元的調(diào)制碼元向量，循環(huán)前綴生成器932重復(fù)OFDM碼元的時(shí)域表示的一部分以形成發(fā)送碼元。如上所述，該循環(huán)前綴確保發(fā)送碼元在存在多徑延遲擴(kuò)展時(shí)保持其正交屬性，因此改善了抵抗有害路徑效應(yīng)的性能。來(lái)自循環(huán)碼元生成器932的發(fā)送碼元接著由上變頻轉(zhuǎn)換器934進(jìn)行處理，被轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)、被調(diào)制成RF頻率、并且被調(diào)節(jié)(例如，放大和濾波)以產(chǎn)生RF調(diào)制的信號(hào)，它接著從天線916中發(fā)送。
在一個(gè)實(shí)施例中，碼元映像單元928把每個(gè)信道數(shù)據(jù)流(例如，每個(gè)用戶)的碼元映射到分配給該信道的一組音調(diào)上。參考圖8A，每個(gè)分區(qū)包含若干OFDM碼元，參考圖1，每個(gè)OFDM碼元包含若干發(fā)送在若干子信道上的音調(diào)。因此，每個(gè)分區(qū)中的若干碼元可用于發(fā)送信道數(shù)據(jù)流。
在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)多用戶分區(qū)中的可用音調(diào)被分組成若干組音調(diào)。每組音調(diào)被稱作一個(gè)“電路”并且被分配給一個(gè)特定信道。因此L條信道數(shù)據(jù)流可以分配給L個(gè)電路。也可以給一條特定信道數(shù)據(jù)流分配一個(gè)或多個(gè)分區(qū)中的多個(gè)電路(例如，分區(qū)802a中的一個(gè)或多個(gè)電路和分區(qū)802b中的一個(gè)或多個(gè)電路)。同樣地，一個(gè)用戶也可以分配有多個(gè)信道數(shù)據(jù)流或這一個(gè)信道數(shù)據(jù)流在多個(gè)用戶間共享。多個(gè)信道數(shù)據(jù)流也可以共享相同的電路。
每個(gè)電路可以定義為包含任意數(shù)量的音調(diào)?？梢越o高速率電路分配較多的音調(diào)，對(duì)低速率電路分配較少的音調(diào)。同樣，每個(gè)電路可以分配有來(lái)自任何OFDM碼元的任何音調(diào)。因此，每個(gè)OFDM碼元的音調(diào)可以分配給一個(gè)或多個(gè)電路。為了改善頻率和時(shí)間分集，可以選擇每個(gè)電路的音調(diào)從而使來(lái)自不同OFDM碼元的不同音調(diào)被分配給該電路。例如，一個(gè)特定電路可分配有第一個(gè)OFDM碼元的音調(diào)1、第二個(gè)OFDM碼元的音調(diào)2，等等。
對(duì)不同類型的服務(wù)可以被定義并被用于不同類型的電路。例如，可以定義第一電路類型包含來(lái)自不同OFDM碼元的不同的音調(diào)，可以定義第二電路類型包含來(lái)自一個(gè)或多個(gè)OFDM碼元的所有音調(diào)。第一電路類型(例如，在分區(qū)802a中)可以用來(lái)支持FDRT服務(wù)，而第二電路類型(例如，在分區(qū)802b中)可以用來(lái)支持HDRT和NRT服務(wù)。根據(jù)第二電路類型，每個(gè)OFDM碼元可以分配給一個(gè)特定的HDRT或NRT用戶。
電路可以定義為靜態(tài)的音調(diào)組或者動(dòng)態(tài)地被配置。例如，通信系統(tǒng)可以定義每個(gè)可用于分配的電路并在此后通知每個(gè)用戶終端所分配的電路及其定義(例如，在對(duì)話啟動(dòng)期間)。該電路的動(dòng)態(tài)定義使電路用戶化以匹配支持的服務(wù)，并且能導(dǎo)致對(duì)可用資源的改進(jìn)的利用。
電路可以定義成相同尺寸，每個(gè)電路具有攜帶特定數(shù)量比特的容量。另一方面，電路可以設(shè)計(jì)成具有不同尺寸。電路尺寸可以基于通信系統(tǒng)中用戶的統(tǒng)計(jì)數(shù)字或某些其它準(zhǔn)則。例如，如果更多的用戶在利用低速率的服務(wù)，則可定義更多的低速率電路。作為選擇地或額外地，電路可以基于支持的特定服務(wù)和/或用戶要求來(lái)定義。具有較多音調(diào)的高速率電路可被分配給高速率服務(wù)，具有較少音調(diào)(或發(fā)送頻率較低的)的低速率電路可被分配給低速率服務(wù)。
電路一般是先驗(yàn)定義的，先于一個(gè)呼叫處理(例如，電路號(hào)碼0包含音調(diào)x，y，z，等等)。一個(gè)或多個(gè)電路可以分配給特定的通信會(huì)話，分配的電路可被提供給一個(gè)用戶終端，例如，通過(guò)描述怎樣配置前向鏈路的控制信道系統(tǒng)參數(shù)消息。
圖8B是分組結(jié)構(gòu)820的一個(gè)特定實(shí)施例的框圖，可用于在通信系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)。分組結(jié)構(gòu)820包括分組類型字段822、電路標(biāo)識(shí)符字段824和數(shù)據(jù)字段826。分組類型字段822用來(lái)標(biāo)志分配給用戶終端的電路是否會(huì)為下一個(gè)待發(fā)送給終端的分組而變化。分組類型字段822也可以用來(lái)通知用戶終端關(guān)于發(fā)送方案的變化。例如，對(duì)話音服務(wù)，分組類型字段822可用來(lái)標(biāo)志從話音活動(dòng)到無(wú)聲的變化，反之亦然，如下所述，每個(gè)標(biāo)志都與一個(gè)不同的發(fā)送方案有關(guān)。表1示出對(duì)分組類型字段822的特定定義。
表1

如果分組類型字段822指示將用于下一個(gè)分組的電路會(huì)不同，那么電路標(biāo)識(shí)符字段824可以用來(lái)識(shí)別將被用于下一個(gè)分組的特定的電路。如下所述，電路標(biāo)識(shí)符字段824既可以提供新電路的標(biāo)識(shí)又可以提供其它信息(例如，發(fā)送方案)。電路標(biāo)識(shí)符字段824一般只用在當(dāng)有信息要被發(fā)送的情況下(例如，對(duì)于電路或發(fā)送方案的變化)。否則，電路標(biāo)識(shí)符字段824是一個(gè)空字段。
數(shù)據(jù)字段826可用來(lái)攜帶發(fā)送的有效負(fù)載(例如，數(shù)據(jù))。數(shù)據(jù)字段也可以用來(lái)攜帶其它信息，譬如控制數(shù)據(jù)、CRC比特、等等。
分組類型字段822可以用幾個(gè)的比特(例如，2比特)來(lái)實(shí)現(xiàn)，電路標(biāo)識(shí)符字段824可用少量的比特(例如，8-10比特)來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)分組中的剩余比特可用于數(shù)據(jù)字段826。這導(dǎo)致一種有效的分組格式，其中需要很少的額外開(kāi)銷比特。
每個(gè)分組可以被分成適當(dāng)維度以適合一個(gè)時(shí)隙中的一個(gè)電路。然而，分組也可以被分段并用一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙上的多個(gè)電路發(fā)送?？梢詾橛行У臄?shù)據(jù)發(fā)送選擇分組的尺寸。對(duì)能容忍較長(zhǎng)處理延遲的服務(wù)，低速率的發(fā)送可以被被集合并裝配成一個(gè)較大的分組(例如，20毫秒或40毫秒的數(shù)據(jù))，它能被更有效地處理和發(fā)送。
分組結(jié)構(gòu)820支持帶內(nèi)信令，它標(biāo)志電路分配的變化和新電路的標(biāo)識(shí)。該信息也可以通過(guò)控制信道來(lái)提供。然后，用戶終端處理該控制信道以接收電路分配的變化。也可以使用其它的把電路信息傳遞給用戶終端的信令方案并且這在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
對(duì)于話音數(shù)據(jù)，可以使用各種發(fā)送方案來(lái)降低無(wú)聲周期期間(例如，暫停)或低活動(dòng)性期間發(fā)送的數(shù)量。在無(wú)聲周期期間，“輔助噪聲”一般被發(fā)送到用戶終端。這個(gè)噪聲可以以低于完全語(yǔ)音的速率發(fā)送。在一個(gè)發(fā)送方案中，在無(wú)聲周期期間，每X個(gè)時(shí)隙發(fā)送一個(gè)全速率分組(例如，X可以是4，6，8，16或某些其它值)。該方案允許多達(dá)X個(gè)用戶在無(wú)聲周期期間共享同樣的電路，每個(gè)用戶分配給X個(gè)時(shí)隙的其中之一。在另一個(gè)發(fā)送方案中，可以用一個(gè)包含較少音調(diào)的低速率電路來(lái)發(fā)送輔助噪聲。該低速率電路可以在每個(gè)時(shí)隙、或每幾個(gè)時(shí)隙被發(fā)送(但一般頻度不會(huì)比每X個(gè)時(shí)隙更頻繁)。在還有一個(gè)發(fā)送方案中，可以為輔助噪聲發(fā)送一個(gè)全速率電路但卻在較低的速率下(例如，用一個(gè)低速碼)。該全速率電路一般與用于活動(dòng)語(yǔ)音的電路相同。在無(wú)聲周期期間該全速率電路的發(fā)送功率可以降低。也可以設(shè)想各種在較低比特速率下發(fā)送輔助噪聲(或其它數(shù)據(jù))的其它發(fā)送方案并且這在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
上面描述的能在無(wú)聲周期期間降低發(fā)送數(shù)量的發(fā)送方案也可以用于在低于全速率下發(fā)送的任意數(shù)據(jù)。例如，具有低頻率內(nèi)容的語(yǔ)音活動(dòng)可用較少的比特表示并且可用低速率電路或較低頻度發(fā)送的全速率電路來(lái)發(fā)送。由此，當(dāng)將要在電路和/或發(fā)送方案中做出變化時(shí)，用戶終端即可收到通知。
分組格式820支持對(duì)語(yǔ)音活動(dòng)和無(wú)聲的不同電路的使用。當(dāng)用戶狀態(tài)從活動(dòng)變?yōu)闊o(wú)聲時(shí)，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置用戶分組的分組類型字段822以通知用戶終端對(duì)下一個(gè)(例如，噪聲)分組使用電路標(biāo)識(shí)符字段824識(shí)別出的電路。電路標(biāo)識(shí)符824也能識(shí)別用于攜帶該用戶終端的輔助噪聲的特定時(shí)隙。此后，在無(wú)聲周期期間，可以每隔X時(shí)隙(在一個(gè)發(fā)送方案中)發(fā)送噪聲分組來(lái)更新在終端播放的輔助噪聲。這樣，每個(gè)用于無(wú)聲的電路可由多達(dá)X個(gè)用戶共享。
在一種補(bǔ)充的方式中，當(dāng)用戶狀態(tài)從無(wú)聲變?yōu)榛顒?dòng)時(shí)請(qǐng)求全速率電路。規(guī)劃器接收到該請(qǐng)求并把選自可用全速率電路池的一個(gè)全速率電路分配給用戶。分配的電路的標(biāo)識(shí)在下一個(gè)分組中被發(fā)送給用戶終端。
若可用的全速率電路庫(kù)為空，在電路變得可用之前不會(huì)發(fā)生語(yǔ)音削波。語(yǔ)音削波的可能性可以通過(guò)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整連接的呼叫數(shù)來(lái)降低，該連接的呼叫數(shù)是如果檢測(cè)到語(yǔ)音削波則可由呼叫許可政策調(diào)整的參數(shù)。如果把許多用戶多路復(fù)用在一起，則來(lái)自話音活動(dòng)的靜態(tài)多路復(fù)用增益增大并且語(yǔ)音削波的可能性降低。信道和電路分配協(xié)議可設(shè)計(jì)成在不大大降低來(lái)自話音活動(dòng)的靜態(tài)多路復(fù)用增益時(shí)使語(yǔ)音削波的可能性最小。
各種信令方案也可以用來(lái)當(dāng)語(yǔ)音活動(dòng)從無(wú)聲變?yōu)榛顒?dòng)時(shí)發(fā)信號(hào)給用戶終端。在一個(gè)方案中，用輔助噪聲分組內(nèi)的分組類型字段822在帶內(nèi)取得信令。如上所述，對(duì)某些發(fā)送方案來(lái)說(shuō)可以每X個(gè)時(shí)隙發(fā)送噪聲分組。為了降低無(wú)聲周期器件的信令延遲，可以用較小的電路以較高的速率發(fā)送較小的噪聲分組。在另一個(gè)信令方案中，可以用一個(gè)控制信道來(lái)通知用戶終端已發(fā)生轉(zhuǎn)變?yōu)槿俾试捯舨⑶野l(fā)送將用于下一個(gè)全速率分組的電路的標(biāo)識(shí)。對(duì)于該信令方案，無(wú)聲周期內(nèi)的終端監(jiān)控控制信道接收電路信息。
可以實(shí)現(xiàn)各種機(jī)制來(lái)確保適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)向新電路的變化。在一個(gè)機(jī)制中，用戶終端在接收到包含電路變化的分組時(shí)向基站發(fā)送一個(gè)肯定應(yīng)答。為了降低額外開(kāi)銷的數(shù)量，終端可以在接收到電路變化分組之后向基站發(fā)送一個(gè)單獨(dú)位。該確認(rèn)應(yīng)答位通知基站終端已成功地對(duì)前面的分組進(jìn)行解碼并且準(zhǔn)備好用新電路接收數(shù)據(jù)?；究梢岳^續(xù)用舊電路發(fā)送直到它接收到確認(rèn)應(yīng)答。一接收到確認(rèn)應(yīng)答，基站就用新電路發(fā)送，而舊電路被放回可用電路池中。
可以用若干方案來(lái)處理因?yàn)楦鞣N原因而產(chǎn)生的電路變化的否定確認(rèn)。例如，否定確認(rèn)的產(chǎn)生可能是由于用戶終端錯(cuò)誤地對(duì)分組進(jìn)行解碼并且未發(fā)送確認(rèn)位，但是基站錯(cuò)誤地檢測(cè)到確認(rèn)位的發(fā)送。在這種情況下，基站開(kāi)始在新電路上發(fā)送而終端繼續(xù)對(duì)舊電路進(jìn)行解碼。否定確認(rèn)的產(chǎn)生也可能是由于用戶終端適當(dāng)?shù)貙?duì)分組進(jìn)行解碼并且發(fā)送確認(rèn)位，但是基站未能檢測(cè)到該確認(rèn)。在這種情況下，基站繼續(xù)在舊電路上發(fā)送而終端開(kāi)始對(duì)新電路進(jìn)行解碼。
否定確認(rèn)的可能性可以用加強(qiáng)的確認(rèn)協(xié)議來(lái)降低。例如，可以對(duì)確答位進(jìn)行編碼從而能檢測(cè)并/或糾正發(fā)送錯(cuò)誤。也可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)恢復(fù)方案，由此只要用戶終端丟失前向鏈路(例如，當(dāng)基站在舊電路上發(fā)送時(shí)作為終端對(duì)新電路解碼的結(jié)果，或者反之亦然)，用戶終端就通知基站。作為恢復(fù)方案的一部分，基站只要接收到信道丟失消息就可以在控制信道上把電路分配消息發(fā)送到終端。然后終端就可重新開(kāi)始使用包括在電路分配消息中的信息。也可以設(shè)計(jì)其它為了確保適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)電路中變化的其它機(jī)制并且這在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
如上所述，可以通過(guò)用分組切換在相同的OFDM碼元上多路復(fù)用多個(gè)用戶來(lái)共享一個(gè)分區(qū)。在這個(gè)多路復(fù)用方案中，每個(gè)分組都包含對(duì)打算使用該分組的特定用戶的標(biāo)識(shí)。例如，每個(gè)分組可以用上述的一個(gè)電路來(lái)發(fā)送。然而，在這個(gè)方案中，電路并非個(gè)別地被分配給用戶。取而代之的是，每個(gè)用戶終端處理所有發(fā)送的分組，摘取每個(gè)分組中的用戶標(biāo)識(shí)，對(duì)指向終端的分組進(jìn)行解碼并且忽略其余的分組。可以定義不同尺寸的電路并且用它們來(lái)有效地發(fā)送數(shù)據(jù)。
圖8C是分組結(jié)構(gòu)840的一個(gè)特定實(shí)施例的框圖，可用來(lái)發(fā)送用戶定向的數(shù)據(jù)。分組結(jié)構(gòu)840包含用戶標(biāo)識(shí)(ID)字段842和數(shù)據(jù)字段844。用戶ID字段842包含該分組指定的特定用戶的標(biāo)識(shí)，數(shù)據(jù)字段844包含該分組的有效負(fù)載(例如，數(shù)據(jù))。用戶ID可以分配給每個(gè)用戶，例如，在會(huì)話初始化期間。
可以用不同于用于數(shù)據(jù)字段844的編碼方案使用戶ID字段842作為報(bào)頭實(shí)現(xiàn)。例如，用戶ID可以是分配給用戶終端的一個(gè)特定Walsh序列或PN偏移。這使該用戶終端能快速地確定該分組是否是預(yù)定給它的。作為替代，用戶ID可以作為編碼后的序列實(shí)現(xiàn)。
一個(gè)8位用戶ID字段可支持多達(dá)256個(gè)用戶。對(duì)于全速率分組，用戶ID額外開(kāi)銷并不會(huì)大大地影響發(fā)送的效率。對(duì)較低速率的分組，額外開(kāi)銷可能是分組的一大部分并且可能損害效率。可以通過(guò)在較不頻繁發(fā)送的全速率分組中積累并發(fā)送較低速率的數(shù)據(jù)來(lái)降低低速率分組的額外開(kāi)銷。
圖10數(shù)據(jù)處理器1012和調(diào)制器1014的一個(gè)實(shí)施例的框圖，用于用正交(例如，Walsh)碼在相同的OFDM音調(diào)上多路復(fù)用多個(gè)用戶。與圖9相似，信道數(shù)據(jù)流S1到SL可用于為用戶攜帶用于控制、信令、廣播和其它額外開(kāi)銷的數(shù)據(jù)。每條信道數(shù)據(jù)流被提供給相應(yīng)的編碼器1022，它用為該信道選定的特定編碼方案對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。來(lái)自編碼器1022a到10221的編碼后的數(shù)據(jù)流X1到XL接著被提供給相應(yīng)的乘法器1024a到10241，它們也接收相應(yīng)的標(biāo)度因子G1到GL。每個(gè)乘法器1024用接收到的標(biāo)度因子對(duì)接收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行定標(biāo)，以提供該數(shù)據(jù)流的功率控制。
來(lái)自乘法器1024a到10241的定標(biāo)后的數(shù)據(jù)流接著被提供給相應(yīng)的乘法器1026a到10261，它們也接收相應(yīng)的Walsh序列W1到WL。每個(gè)乘法器1026用接收到的Walsh序列覆蓋該接收到的數(shù)據(jù)流，以提供覆蓋后的數(shù)據(jù)流。來(lái)自乘法器1026a到10261的該覆蓋后的數(shù)據(jù)流被提供給加法器1027并被組合，從而產(chǎn)生組合的數(shù)據(jù)流。碼元映像單元1028接收該組合的數(shù)據(jù)流并且交錯(cuò)流中的數(shù)據(jù)以提供時(shí)間分集。碼元映像單元1028的輸出是一個(gè)調(diào)制碼元向量V的流，它接著被提供給調(diào)制器1014。
調(diào)制器1014包含IFFT1030、循環(huán)前綴生成器1032和工作方式類似IFFT930的上變轉(zhuǎn)換器1034、圖9中的循環(huán)前綴生成器932，以及上變頻轉(zhuǎn)換器934。調(diào)制器1014產(chǎn)生一個(gè)從天線1016發(fā)送的RF調(diào)制后的信號(hào)。
在如圖10所示的實(shí)施例中，用相應(yīng)的Walsh序列覆蓋每個(gè)用戶的數(shù)據(jù)并且在公共音調(diào)上發(fā)送。這些音調(diào)攜帶與一個(gè)或多個(gè)用戶有關(guān)的數(shù)據(jù)。對(duì)于多個(gè)用戶，通過(guò)使用Walsh序列可以保持用戶數(shù)據(jù)的正交性。
在一個(gè)特定實(shí)施例中，Walsh序列的長(zhǎng)度與每個(gè)OFDM碼元的音調(diào)數(shù)匹配。例如，長(zhǎng)度為128的Walsh序列可以用于帶有128個(gè)音調(diào)的OFDM碼元。每個(gè)Walsh序列的128個(gè)碼片可以發(fā)送在一個(gè)OFDM碼元的128個(gè)音調(diào)上。然而，也可以使用其它Walsh序列長(zhǎng)度并且這在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，每個(gè)Walsh序列可以映像到多個(gè)OFDM碼元或一個(gè)OFDM碼元的一部分，這些變化也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，如果Walsh序列長(zhǎng)度為64，每個(gè)OFDM碼元帶有128個(gè)音調(diào)，那么可以把兩組Walsh序列映像到每個(gè)OFDM碼元上。
可以用各種調(diào)制方案來(lái)調(diào)制被覆蓋的OFDM碼元。這些調(diào)制方案包括QPSK、QAM及其它。
在用戶終端處，用分配給該終端的特定Walsh序列來(lái)處理并去覆蓋這些音調(diào)。因?yàn)槎鄠€(gè)用戶的數(shù)據(jù)已用正交Walsh序列覆蓋，所以可以通過(guò)用相同的Walsh序列進(jìn)行去覆蓋來(lái)恢復(fù)先前由特定Walsh序列覆蓋的數(shù)據(jù)。先前由其它Walsh序列覆蓋的數(shù)據(jù)是正交的并且(理想地)在去覆蓋中總計(jì)為零。
如果該Walsh覆蓋后的數(shù)據(jù)(即，Walsh序列)通過(guò)OFDM碼元的多個(gè)音調(diào)發(fā)送，則如果音調(diào)獨(dú)立地衰落時(shí)Walsh序列的正交性會(huì)減弱。例如，這可在隨頻率選擇性衰落而發(fā)生。如果發(fā)送信道的頻率響應(yīng)不均勻，則可用信道均衡來(lái)重新得到正交性?？梢酝ㄟ^(guò)確定OFDM碼元中每個(gè)音調(diào)的信道增益并且用確定的信道增益來(lái)均衡信道并使其大致均勻來(lái)實(shí)現(xiàn)均衡。例如，如果一個(gè)特定音調(diào)具有信道損耗離標(biāo)稱值為YdB，可以由用戶終端把該音調(diào)放大YdB。在這種方式中，當(dāng)存在頻率選擇衰落時(shí)可以保持正交性。
因?yàn)樵谠摱嗦窂?fù)用方案中多個(gè)用戶共享相同的音調(diào)，可以控制每個(gè)用戶的發(fā)送功率來(lái)有效地利用可用的資源。當(dāng)保持特定層次的性能時(shí)可以降低具有較高信號(hào)對(duì)噪聲加干擾(Eb/Io)比的用戶的發(fā)送功率。該發(fā)送功率的節(jié)約可以接著用于某些其它用戶。例如，功率控制的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)使用一個(gè)類似用于IS-95CDMA系統(tǒng)的方案，用戶終端借此把功率控制命令(例如，一個(gè)幀擦除位)發(fā)送到基站，然后基站據(jù)此調(diào)節(jié)該終端的發(fā)送功率。
上面描述的多路復(fù)用方案可以用于各種應(yīng)用。例如，這些方案可用于移動(dòng)的、固定的和其它應(yīng)用。
對(duì)于固定的應(yīng)用，對(duì)于前向鏈路發(fā)送可以在基站處使用一根定向的天線，用戶終端處可以提供兩根接收天線來(lái)實(shí)現(xiàn)接收分集。該配置能提供導(dǎo)致大容量(例如，在前向鏈路上可用1.25MHz為一百個(gè)或更多的話音用戶服務(wù))的高的載波對(duì)干擾比(C/I)。對(duì)于Walsh覆蓋多路復(fù)用方案，固定的和使用定向天線的應(yīng)用中的信道估計(jì)可以更為準(zhǔn)確。這允許發(fā)送信道的更準(zhǔn)確的均衡以保持Walsh覆蓋后的數(shù)據(jù)的正交性。
對(duì)于移動(dòng)的應(yīng)用，可以使用像用在IS-95CDMA系統(tǒng)中所用的這樣的軟切換來(lái)把移動(dòng)用戶終端從一個(gè)基站轉(zhuǎn)移到另一個(gè)。為了實(shí)現(xiàn)軟切換，基站控制器可請(qǐng)求軟切換中的所有基站在一個(gè)公共電路或公共OFDM音調(diào)上發(fā)送用戶分組?？梢詤f(xié)調(diào)基站來(lái)實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)。作為替代，軟切換中的基站可以在可供它們使用的電路上發(fā)送分組。用戶終端可以把接收到的信號(hào)數(shù)字化并且對(duì)采樣處理以恢復(fù)由基站發(fā)送的分組。對(duì)來(lái)自基站的發(fā)送的處理可以用不同的參數(shù)(例如，不同的PN偏移量，不同的電路)實(shí)現(xiàn)。用戶終端也能組合處理后的結(jié)果(類似于由瑞克接收機(jī)實(shí)現(xiàn)的)來(lái)產(chǎn)生具有改善的性能的組合的結(jié)果。
至此已描述了上面用于從基站到用戶終端的前向鏈路發(fā)送的多路復(fù)用、發(fā)送和信令方案。這里描述的至少一些概念可以應(yīng)用于從用戶終端到基站的反向鏈路發(fā)送中。
如上所示，發(fā)送機(jī)單元和接收機(jī)單元各自用各種處理單元實(shí)現(xiàn)，這些處理單元包括各種類型的數(shù)據(jù)處理器、編碼器、IFFT、FFT、多路分離器、組合器，等等。這些處理單元可以用各種方式實(shí)現(xiàn)，譬如專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器、微處理器或其它設(shè)計(jì)的用于實(shí)現(xiàn)這里描述的功能的電子電路。同樣，處理單元的實(shí)現(xiàn)可以用一個(gè)通用處理器或一個(gè)特別設(shè)計(jì)的處理器，它們工作以執(zhí)行能實(shí)現(xiàn)這里描述的功能的指令編碼。因此，這里描述的處理單元可以用硬件、軟件或它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
提供前文對(duì)優(yōu)先實(shí)施例的描述以使任何該領(lǐng)域的技術(shù)人員可以制造并使用本發(fā)明。對(duì)那些該領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，對(duì)這些實(shí)施例的各種修改都是顯而易見(jiàn)的，這里定義的普通原理可以應(yīng)用于其它實(shí)施例而無(wú)需使用創(chuàng)造能力。因此，本發(fā)明并不試圖局限于這里所示的實(shí)施例，而是符合與這里揭示的原理和新穎特性一致的最寬泛的范圍。
權(quán)利要求
1.一個(gè)用在多載波通信系統(tǒng)中的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于包括一個(gè)或多個(gè)編碼器，每個(gè)編碼器可有效地接收并編碼一個(gè)相應(yīng)的信道數(shù)據(jù)流以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的編碼后的數(shù)據(jù)流；耦合到一個(gè)或多個(gè)編碼器的碼元映像單元，可用來(lái)從一個(gè)或多個(gè)編碼后的數(shù)據(jù)流接收并映射數(shù)據(jù)以產(chǎn)生調(diào)制碼元向量，其中每個(gè)調(diào)制碼元向量包含用來(lái)調(diào)制多個(gè)音調(diào)以產(chǎn)生OFDM碼元的多個(gè)數(shù)據(jù)值，來(lái)自每條編碼后的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)被映射到相應(yīng)的一組一個(gè)或多個(gè)電路，其中每個(gè)電路包含特定的一組一個(gè)或多個(gè)音調(diào)；以及一個(gè)耦合到碼元映像單元的調(diào)制器，可用來(lái)接收并調(diào)制該調(diào)制碼元向量以提供調(diào)制后的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，還進(jìn)一步包括耦合到一個(gè)或多個(gè)編碼器的一個(gè)或多個(gè)定標(biāo)單元，每個(gè)定標(biāo)單元可用于特定的標(biāo)度因子接收并定標(biāo)相應(yīng)的編碼后的數(shù)據(jù)流以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的定標(biāo)后的數(shù)據(jù)流，它接著被提供給碼元映像單元。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，該調(diào)制器包含一個(gè)反向傅立葉變換，可用于接收調(diào)制碼元向量并且產(chǎn)生每個(gè)調(diào)制碼元向量的時(shí)域表示以提供對(duì)應(yīng)的OFDM碼元，一個(gè)耦合到反向傅立葉變換的循環(huán)前綴生成器，可用于重復(fù)每個(gè)OFDM碼元的一部分以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的發(fā)送碼元；以及一個(gè)耦合到循環(huán)前綴生成器的上變頻轉(zhuǎn)換器，可用于調(diào)制發(fā)送碼元以產(chǎn)生調(diào)制后的信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，每條信道數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)是以數(shù)據(jù)分組的形式發(fā)送的。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，每個(gè)分組包含指示將用來(lái)發(fā)送下一個(gè)分組的電路中的變換的分組類型標(biāo)識(shí)符，以及指示將用于發(fā)送下一個(gè)分組的特定電路的電路標(biāo)識(shí)符。
6.如權(quán)利要求4所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)信道數(shù)據(jù)流的發(fā)送發(fā)生在多個(gè)時(shí)隙上，并且每個(gè)時(shí)隙包含多個(gè)OFDM碼元。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，通過(guò)每隔特定數(shù)量的時(shí)隙在特定電路上發(fā)送一個(gè)分組來(lái)實(shí)現(xiàn)低速率發(fā)送。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，每個(gè)時(shí)隙被分成兩個(gè)或多個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)包含一個(gè)或多個(gè)OFDM碼元并支持一種或多種服務(wù)類型。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，每個(gè)時(shí)隙的第一分區(qū)支持具有第一處理延遲要求的第一種服務(wù)類型，每個(gè)時(shí)隙的第二分區(qū)支持具有第二處理延遲要求的第二種服務(wù)類型。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，第一種服務(wù)類型是全雙工實(shí)時(shí)服務(wù)，第二種服務(wù)類型是半雙工實(shí)時(shí)服務(wù)或非實(shí)時(shí)服務(wù)，或兩者皆是。
11.如權(quán)利要求6所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，特定信道數(shù)據(jù)流的全速率數(shù)據(jù)是通過(guò)第一電路發(fā)送的而較低速率的數(shù)據(jù)流是通過(guò)第二電路發(fā)送的。
12.如權(quán)利要求11所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，第二電路每隔特定數(shù)量的時(shí)隙發(fā)送一次。
13.如權(quán)利要求11所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，第二電路具有的容量低于第一電路的容量。
14.如權(quán)利要求11所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，使用第二電路的指示是在第一電路上所發(fā)送的分組的一個(gè)字段中被發(fā)送的。
15.如權(quán)利要求11所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，使用第一電路的指示是在一個(gè)控制信道上發(fā)送的。
16.如權(quán)利要求11所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，一個(gè)新電路是在接收到對(duì)收到使用新電路的指示的一個(gè)確認(rèn)之后被利用。
17.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，每個(gè)電路包含來(lái)自多個(gè)OFDM碼元的多個(gè)音調(diào)。
18.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，每個(gè)電路包含來(lái)自一個(gè)單獨(dú)OFDM碼元的多個(gè)音調(diào)。
19.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，每個(gè)電路包含來(lái)自一個(gè)或多個(gè)OFDM碼元的所有音調(diào)。
20.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，用于發(fā)送數(shù)據(jù)的電路是被定義為具有相等的容量。
21.如權(quán)利要求1所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，還進(jìn)一步包括耦合到一個(gè)或多個(gè)編碼器的一個(gè)或多個(gè)覆蓋單元，每個(gè)覆蓋單元可有用于用分配給該編碼后的數(shù)據(jù)流的特定Walsh序列接收并覆蓋相應(yīng)的編碼后的數(shù)據(jù)流，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的覆蓋后的數(shù)據(jù)流。
22.如權(quán)利要求21所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，還進(jìn)一步包括耦合到一個(gè)或多個(gè)覆蓋單元的一個(gè)或多個(gè)定標(biāo)單元，每個(gè)定標(biāo)單元可用于用特定標(biāo)度因子接收并定標(biāo)相應(yīng)的覆蓋后的數(shù)據(jù)流，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的定標(biāo)后的數(shù)據(jù)流。
23.如權(quán)利要求22所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，還進(jìn)一步包括耦合到一個(gè)或多個(gè)定標(biāo)單元的加法器，可有效地接收并加總一個(gè)或多個(gè)定標(biāo)后的數(shù)據(jù)流。
24.如權(quán)利要求21所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，每個(gè)Walsh序列是在用于該Walsh序列的每個(gè)OFDM碼元的多個(gè)音調(diào)上發(fā)送的。
25.如權(quán)利要求21所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，Walsh序列的長(zhǎng)度與每個(gè)OFDM碼元中音調(diào)的數(shù)量匹配。
26.如權(quán)利要求4所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，每個(gè)分組包含一個(gè)指示該分組的預(yù)定的接收者的標(biāo)識(shí)符。
27.一個(gè)用于多載波通信系統(tǒng)中的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于包括一個(gè)或多個(gè)編碼器，每個(gè)編碼器可用來(lái)接收并編碼一個(gè)相應(yīng)的信道數(shù)據(jù)流以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的編碼后的數(shù)據(jù)流；耦合到一個(gè)或多個(gè)編碼器的碼元映像單元，可用來(lái)從一個(gè)或多個(gè)編碼后的數(shù)據(jù)流接收并映射數(shù)據(jù)以產(chǎn)生調(diào)制碼元向量，其中每個(gè)調(diào)制碼元向量包含用來(lái)調(diào)制多個(gè)音調(diào)來(lái)產(chǎn)生OFDM碼元的多個(gè)數(shù)據(jù)值，來(lái)自每條編碼后的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)被映射到相應(yīng)的一組一個(gè)或多個(gè)電路，每個(gè)電路包含特定的一組一個(gè)或多個(gè)音調(diào)；以及一個(gè)耦合到碼元映像單元的反向傅立葉變換，可用于接收調(diào)制碼元向量并且產(chǎn)生每個(gè)調(diào)制碼元向量的時(shí)域表示以提供對(duì)應(yīng)的OFDM碼元，一個(gè)耦合到反向傅立葉變換的循環(huán)前綴生成器，可用于重復(fù)每個(gè)OFDM碼元的一部分以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的發(fā)送碼元；以及一個(gè)耦合到循環(huán)前綴生成器的上變頻轉(zhuǎn)換器，可用于調(diào)制發(fā)送碼元以產(chǎn)生調(diào)制后的信號(hào)，并且其中一個(gè)或多個(gè)信道數(shù)據(jù)流的發(fā)送發(fā)生在多個(gè)時(shí)隙上，并且每個(gè)時(shí)隙包含多個(gè)OFDM碼元，而且特定信道數(shù)據(jù)流的全速率數(shù)據(jù)是通過(guò)第一電路發(fā)送的而較低速率數(shù)據(jù)是通過(guò)第二電路發(fā)送的。
28.一種產(chǎn)生并發(fā)送調(diào)制后的信號(hào)的方法，其特征在于包括接收一個(gè)或多個(gè)信道數(shù)據(jù)流；用特定編碼方案對(duì)每個(gè)信道數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的編碼后的數(shù)據(jù)流；映射來(lái)自一個(gè)或多個(gè)編碼后的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生調(diào)制碼元向量，其中每個(gè)調(diào)制碼元向量包含用來(lái)調(diào)制多個(gè)音調(diào)以產(chǎn)生OFDM碼元的多個(gè)數(shù)據(jù)值，來(lái)自每個(gè)編碼后的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)被映射到相應(yīng)的一組一個(gè)或多個(gè)電路上，且其中每個(gè)電路包含特定的一組一個(gè)或多個(gè)音調(diào)；以及調(diào)制該調(diào)制碼元向量以提供調(diào)制后的信號(hào)。
29.如權(quán)利要求28所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，還進(jìn)一步包括用特定的標(biāo)度因子對(duì)每個(gè)編碼后的數(shù)據(jù)流進(jìn)行定標(biāo)以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的定標(biāo)后的數(shù)據(jù)流。
30.如權(quán)利要求28所述的發(fā)送機(jī)單元，其特征在于，還進(jìn)一步包括產(chǎn)生每個(gè)調(diào)制碼元向量的時(shí)域表示以提供對(duì)應(yīng)的OFDM碼元；重復(fù)每個(gè)OFDM碼元的一部分以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的發(fā)送碼元；以及調(diào)制發(fā)送碼元以產(chǎn)生調(diào)制后的信號(hào)。
31.一種接收機(jī)單元包括可用于接收調(diào)制后的信號(hào)的天線；耦合到天線并用以處理收到的信號(hào)以生成采樣的前端處理器；耦合到前端處理器的傅立葉變換，可用于從前端處理器中接收到采樣并產(chǎn)生采樣的變換后的表示；耦合到傅立葉變換的處理器，可用于處理變換后的表示以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于正在處理的特定發(fā)送的碼元流；以及耦合到處理器的解碼器，可用于接收并解碼該碼元流以產(chǎn)生解碼后的數(shù)據(jù)，其中通過(guò)用特定的編碼方案對(duì)一個(gè)或多個(gè)信道數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼來(lái)產(chǎn)生調(diào)制后的信號(hào)，從而產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)編碼后的數(shù)據(jù)流，映射來(lái)自一個(gè)或多個(gè)編碼后的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生調(diào)制碼元向量，并且調(diào)制該調(diào)制碼元向量以提供調(diào)制后的信號(hào)，且其中每個(gè)調(diào)制碼元向量包括用于調(diào)制多個(gè)音調(diào)以產(chǎn)生OFDM碼元的多個(gè)數(shù)據(jù)值，來(lái)自每個(gè)編碼后的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)被映射到相應(yīng)的一組一個(gè)或多個(gè)電路，每個(gè)電路包含相應(yīng)的一組一個(gè)或多個(gè)音調(diào)。
全文摘要
用于OFDM通信系統(tǒng)中的發(fā)送機(jī)和接收機(jī)單元，可以配置以支持多種服務(wù)類型。發(fā)送機(jī)單元包括一個(gè)或多個(gè)編碼器、一個(gè)碼元映像單元和一個(gè)調(diào)制器。每個(gè)編碼器接收并編碼相應(yīng)的信道數(shù)據(jù)流以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的編碼后的數(shù)據(jù)流。碼元映像單元接收并映射來(lái)自編碼后的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)以產(chǎn)生調(diào)制碼元向量，每個(gè)調(diào)制碼元向量包含一組用于調(diào)制一組音調(diào)以產(chǎn)生OFDM碼元的數(shù)據(jù)值。調(diào)制器調(diào)制該調(diào)制碼元向量以產(chǎn)生適合發(fā)送的調(diào)制后的信號(hào)。來(lái)自每個(gè)編碼后的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)被映像到相應(yīng)的一組一個(gè)或多個(gè)“電路”上。每個(gè)電路可定義成包含來(lái)自若干OFDM碼元的若干音調(diào)、來(lái)自一個(gè)單獨(dú)的OFDM碼元的若干音調(diào)、來(lái)自一個(gè)或多個(gè)OFDM碼元的所有音調(diào)或者音調(diào)的某些其它組合。該電路可具有相同或不同的尺寸。不同的電路可以用于全速率數(shù)據(jù)(例如，活動(dòng)語(yǔ)音)和低速率數(shù)據(jù)(例如，無(wú)聲周期)。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1448015SQ01814271
公開(kāi)日2003年10月8日 申請(qǐng)日期2001年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月12日
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