專利名稱：一種ofdm和ofdma的共存系統(tǒng)及其協(xié)同工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及兩種時分系統(tǒng)的共存系統(tǒng)及實現(xiàn)不同時分系統(tǒng)協(xié)同工作的方法，特別是涉及一種正交頻分復(fù)用(OFDM，orthogonal frequency divisionmultiplexing)和正交頻分多址接入(OFDMA，orthogonal frequency divisionmultiplexing access)這兩種不同的時分系統(tǒng)的共存系統(tǒng)及其協(xié)同工作方法。
背景技術(shù)：
正交頻分復(fù)用系統(tǒng)(OFDM)是一種常見的時分系統(tǒng)，該系統(tǒng)有很高的頻譜利用率，適應(yīng)于無線數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域。
傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)收發(fā)信機結(jié)構(gòu)見圖1，這其中采用了數(shù)字調(diào)制，如QPSK(正交相移鍵控-quadrature phase-shift keying)、QAM(正交幅度調(diào)制-quadrature amplitude modulation)等。編碼方式可以采用多種形式，如RS(Reed-Solomon)碼、BTC(Block Turbo Code)碼、CTC(Conventional TurboCode)碼等。在圖1中，包括發(fā)射機的結(jié)構(gòu)100，接收機的結(jié)構(gòu)200。發(fā)射的信號經(jīng)過編碼、交織后，進行數(shù)字調(diào)制后，插入導(dǎo)頻，經(jīng)串并轉(zhuǎn)換后執(zhí)行逆快速傅立葉變換(IFFT運算)，再經(jīng)過并串轉(zhuǎn)換，送到射頻單元處理，送到發(fā)射天線。這里插入循環(huán)前綴和加窗的目的是為了克服多徑的干擾，并且有利于接收機側(cè)執(zhí)行快速傅立葉變換(FFT運算)，減少發(fā)射信號的雜散。接收處理過程是，將從接收天線來的信號經(jīng)過RF變換后，經(jīng)A/D處理，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，再串并轉(zhuǎn)換，執(zhí)行FFT運算和并串轉(zhuǎn)換，執(zhí)行信道估計和信道校正，進行數(shù)字解調(diào)，經(jīng)解交織和解碼，完成處理。
廣義的OFDM系統(tǒng)包括OFDM和OFDMA兩種系統(tǒng)，OFDMA的基本原理與OFDM類似，兩者的區(qū)別在于OFDMA系統(tǒng)突發(fā)的分配是在時間和頻率的二維區(qū)間進行，而OFDM系統(tǒng)突發(fā)的分配僅在時間維上進行分配。與傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)相比，OFDMA系統(tǒng)帶寬分配更加靈活，且更適用于蜂窩組網(wǎng)，因而越來越受到人們的關(guān)注。
而在IEEE802.16標準中雖然采用了OFDM和OFDMA兩種技術(shù)，但在現(xiàn)有的標準中，這兩種技術(shù)是相對獨立的，標準中沒有專門為這兩種系統(tǒng)的協(xié)同工作作任何明確的規(guī)定。從兼容性的角度出發(fā)，有必要對OFDM系統(tǒng)和OFDMA系統(tǒng)的協(xié)同工作進行研究，使得未來的系統(tǒng)能夠同時支持OFDM和OFDMA兩種技術(shù)，最大程度地保護投資者和用戶的利益。
IEEE802.16標準中規(guī)定了基站系統(tǒng)數(shù)據(jù)/控制平面的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，如圖2所示。協(xié)議棧包括MAC層和PHY層兩個部分，其中MAC層在協(xié)議棧中從上到下又分為CS子層(Convergence Sublayer)、CPS子層(Common PartSublayer)、安全子層(Security Sublayer)三個部分。其中CS子層負責接收上層數(shù)據(jù)，劃分外部網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元并分別與適當?shù)腗AC業(yè)務(wù)流和CID(Connection Identifier)相聯(lián)系以及完成負載頭壓縮；CPS子層完成系統(tǒng)接入、帶寬分配、資源調(diào)度、連接建立和保持等功能；安全子層完成鑒權(quán)、密鑰管理和加解密的功能；物理層實現(xiàn)數(shù)據(jù)的編碼調(diào)制以及發(fā)送。
對于OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)，常規(guī)的協(xié)議棧無法滿足對OFDM和OFDMA的兼容，因此需要重新設(shè)計OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)的基站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
另外，OFDM系統(tǒng)采用多載波技術(shù)，將高速數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換，使得每個子載波上的數(shù)據(jù)符號持續(xù)長度相對增加，從而可以有效地減小無線信道的時間彌散隨帶來的ISI(InterSymbol Interference，號間干擾)，這樣就減小了接收機內(nèi)均衡的復(fù)雜度，甚至可以避免采用均衡器，僅通過采用插入循環(huán)前綴的方法消除ISI的不利影響。OFDM系統(tǒng)的各個子載波之間存在正交性，容許各個子載波的頻譜相互重疊，因此與常規(guī)的頻分復(fù)用系統(tǒng)相比，OFDM系統(tǒng)可以最大限度地利用頻譜資源。
如圖3是現(xiàn)有技術(shù)中一種采用循環(huán)插入前綴的OFDM符號時域波形圖。在圖3中，Tb代表了OFDM信號中有效的符號周期，Tg是插入的循環(huán)前綴，Tg的內(nèi)容是Tb時間段內(nèi)最后一部分內(nèi)容的拷貝，Ts為整個OFDM符號的周期。只要循環(huán)前綴的長度大于OFDM符號的最大時延擴展，在一個OFDM符號內(nèi)各子載波的正交性將仍能得到保證。因此，通過周期性的插入循環(huán)前綴Tg就可以克服多徑的干擾。
IEEE802.16工作組將OFDM和OFDMA技術(shù)作為固定寬帶無線接入的實現(xiàn)方式。圖4和圖5分別給出了IEEE802.16a協(xié)議中TDD(時分雙工)方式下的OFDM幀結(jié)構(gòu)和OFDMA的幀結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖4中，一個OFDM幀包括一個下行子幀和一個上行子幀。一個下行子幀只包括一個下行PHY PDU(Physical Protocol Data Unit)。一個上行子幀包括用于初始Ranging和帶寬申請的競爭間隔以及一個或者多個上行PHYPDU，每個PDU由不同的終端發(fā)送。下行PHY PDU從一個長前綴開始，用于物理層同步。前綴之后是FCH(Frame Control Header)突發(fā)。當前幀中如果發(fā)送了DL-MAP(Downlink Map)消息，它將是FCH后第一個MAC(MediumAccess Control)PDU，F(xiàn)CH之后是一個或者多個下行突發(fā)。每個突發(fā)可以采用不同的突發(fā)屬性(Burst Profile)傳送。每個下行突發(fā)包括整數(shù)個OFDM符號。
在圖5中，一個OFDMA幀包括一個下行子幀和一個上行子幀，下行OFDMA子幀的第一個數(shù)據(jù)符號中首先發(fā)射的兩個子信道為FCH。上行OFDMA子幀中包括UL-MAP消息中指示的Ranging子信道用于Ranging處理和帶寬申請。
在現(xiàn)有的技術(shù)中，尚沒有能夠有效地實現(xiàn)OFDM系統(tǒng)和OFDMA系統(tǒng)協(xié)同工作的方法。最近似的方法是在美國專利US 6567374“Data and pilot mappingin an OFDM system”和US 6535501“Transmission method and transmissionapparatus for transmitting signals on the basis of a OFDM/TDMA-system in aGSM/system”中提出的一種將OFDM符號映射到GSM時隙中的方法，在其中，為了適應(yīng)GSM時隙的要求，OFDM的循環(huán)前綴和子載波間隔都需要進行相應(yīng)的修改。
因此，為了使得未來的系統(tǒng)能夠同時支持OFDM、OFDMA兩種技術(shù)，最大程度地保護投資者和用戶的利益，有必要設(shè)計一種滿足OFDM、OFDMA共存系統(tǒng)要求的幀結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)該幀結(jié)構(gòu)的基站系統(tǒng)，進而實現(xiàn)對OFDM和OFDMA系統(tǒng)的兼容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)及其協(xié)同工作的方法，通過構(gòu)建合理的幀格式保證了空中接口對兩種系統(tǒng)的兼容，及通過一個合理的基站結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，進而實現(xiàn)對OFDM和OFDMA的兼容及實現(xiàn)OFDM和OFDMA兩種不同時分系統(tǒng)的協(xié)同工作，從而最大程度的保護投資者和用戶的利益。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特點在于，包括至少一個OFDM或者OFDMA制式的終端，用于接收來自基站系統(tǒng)的下行信息并根據(jù)基站指示發(fā)送上行信息；一個基站系統(tǒng)，用于接收來自O(shè)FDM或者OFDMA制式終端的上行信息并發(fā)送相應(yīng)的下行信息，該基站系統(tǒng)又包括一MAC層，用于接收來自O(shè)FDM或者OFDMA制式終端的數(shù)據(jù)，通過將相同頻段的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)以時分方式構(gòu)建可實現(xiàn)OFDM和OFDMA共存的幀結(jié)構(gòu)，并分發(fā)至物理層；一物理層，包含有OFDM物理層模塊和OFDMA物理層模塊，用于對OFDM或者OFDMA數(shù)據(jù)分別進行編碼調(diào)制并按照該MAC層分配的資源進行發(fā)送。
上述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特點在于，該基站系統(tǒng)的MAC層具有雙MAC結(jié)構(gòu)，其包括各自獨立的OFDM MAC層模塊和OFDMA MAC層模塊，用于分別接收OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)并進行處理，完成傳統(tǒng)MAC層所有的功能；一下層適配模塊，分別與位于其上層的OFDM MAC層模塊、OFDMAMAC層模塊以及位于其下層的OFDM物理層模塊、OFDMA物理層模塊相連接，用于完成系統(tǒng)混和幀構(gòu)建、資源分配、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?br> 上述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特點在于，該MAC層還包括一上層適配模塊，用于將上層數(shù)據(jù)包按照接收對象分別分發(fā)到OFDM MAC層模塊或者OFDMA MAC層模塊進行處理。
上述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特點在于，該MAC層通過基站系統(tǒng)外部的路由器來將上層數(shù)據(jù)包按照接收對象分別分發(fā)到OFDM MAC層模塊或者OFDMA MAC層模塊進行處理。
上述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特點在于，所述下層適配模塊與MAC層模塊和物理層模塊之間進行所有的信息交互，包括數(shù)據(jù)和相關(guān)資源調(diào)度消息。
上述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特點在于，所述下層適配模塊與MAC層模塊和物理層模塊之間只進行相關(guān)資源調(diào)度消息的交互，而數(shù)據(jù)的交互在MAC層模塊與物理層模塊之間直接進行。
上述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特點在于，所述的OFDM MAC層模塊由依序連接的OFDM CS子層模塊、OFDM CPS子層模塊、OFDM安全子層模塊組成；所述的OFDMA MAC層模塊由依序連接的OFDM A CS子層模塊、OFDMA CPS子層模塊、OFDMA安全子層模塊組成，其中，所述OFDM CS子層模塊和OFDMA CS子層模塊，分別用于完成經(jīng)上層適配模塊處理后的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)的分類和打包；所述OFDM CPS子層模塊和OFDMA CPS子層模塊，分別用于處理OFDMCS子層模塊和OFDMA CS子層模塊輸出的數(shù)據(jù)，以時分方式構(gòu)建可實現(xiàn)OFDM和OFDMA共存的幀結(jié)構(gòu)，并完成系統(tǒng)的核心MAC功能，包括系統(tǒng)接入、帶寬分配、資源調(diào)度、連接建立和保持等功能；所述OFDM安全子層模塊和OFDMA安全子層模塊，分別用于處理OFDMCPS子層模塊和OFDMA CPS子層模塊輸出的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的鑒權(quán)、密鑰管理以及數(shù)據(jù)的加解密等功能。
上述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特點在于，該基站系統(tǒng)的MAC層采用融合MAC結(jié)構(gòu)，包括CS子層模塊，用于統(tǒng)一對OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)進行分類和打包；OFDM CPS子層非重用模塊和OFDMA CPS子層非重用模塊，用于分別處理CS子層模塊輸出的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)，實現(xiàn)OFDM和OFDMA的CPS處理中不可重用的部分的處理；CPS重用模塊，用于統(tǒng)一對CS子層模塊輸出的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)OFDM和OFDMA的CPS處理中可重用的部分和統(tǒng)一資源調(diào)度部分的處理；安全子層模塊，與該OFDM CPS子層非重用模塊、OFDMA CPS子層非重用模塊、CPS重用模塊連接，用于統(tǒng)一實現(xiàn)OFDM和OFDMA系統(tǒng)的鑒權(quán)、密鑰管理以及數(shù)據(jù)的加解密等安全管理功能；并與該OFDM物理層模塊、OFDMA物理層模塊連接，用于分發(fā)處理后的數(shù)據(jù)至該OFDM物理層模塊、OFDMA物理層模塊。
上述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特點在于，該基站系統(tǒng)采用疊加式結(jié)構(gòu)，包括相互獨立的一個OFDM基站系統(tǒng)，用于接收來自O(shè)FDM制式終端的上行信息并向其發(fā)送相應(yīng)的下行信息；所述的OFDM基站系統(tǒng)包括MAC層的OFDM MAC子層模塊和物理層的OFDM物理層模塊；一個OFDMA基站系統(tǒng)，用于接收來自O(shè)FDMA制式終端的上行信息并向其發(fā)送相應(yīng)的下行信息；所述的OFDMA基站系統(tǒng)包括MAC層的OFDMAMAC子層模塊和物理層的OFDMA物理層模塊；其中OFDM基站系統(tǒng)和OFDMA基站系統(tǒng)之間在MAC層通過接口交互信息以確定兩基站系統(tǒng)的發(fā)送順序。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)協(xié)同工作的方法，應(yīng)用于一OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，該共存系統(tǒng)包含至少一個OFDM或者OFDMA制式的終端，以及一個基站系統(tǒng)；其特點在于，該方法包括如下步驟基站系統(tǒng)將相同頻段的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)以時分方式構(gòu)建成可實現(xiàn)OFDM和OFDMA共存的幀結(jié)構(gòu)，包括各自的上、下行子幀；基站系統(tǒng)分別設(shè)置OFDMA和OFDM的開銷信息，在開銷信息中將指明各自的上、下行子幀的分配情況；基站系統(tǒng)在OFDMA下行子幀中按照OFDMA系統(tǒng)的要求發(fā)送同步信息、開銷信息和負載等下行數(shù)據(jù)，在OFDM下行子幀中按照OFDM系統(tǒng)的要求發(fā)送同步信息、開銷信息和負載等下行數(shù)據(jù)；終端接收對應(yīng)制式的下行同步信息和開銷信息，實現(xiàn)與基站的下行同步，并獲取相應(yīng)的上、下行子幀的分配信息；終端根據(jù)接收到的開銷信息，在基站指定的位置接收下行負載數(shù)據(jù)；終端根據(jù)接收到的開銷信息，在基站指定的位置發(fā)送上行數(shù)據(jù)。
上述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)協(xié)同工作的方法，其特點在于，該基站系統(tǒng)構(gòu)建共存幀結(jié)構(gòu)的過程包括如下步驟基站將幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送下行子幀，另一部分用于接收上行子幀；基站將下行子幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送OFDMA下行子幀，另一部分用于傳送OFDM下行子幀；基站將上行子幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送OFDMA上行子幀，另一部分用于傳送OFDM上行子幀。
上述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)協(xié)同工作的方法，其特點在于，所述OFDM上行或者下行子幀的一部分可以根據(jù)需要借給OFDMA上行或者下行子幀使用，OFDMA上行或者下行子幀的一部分也可以根據(jù)需要借給OFDM上行或者下行子幀使用。
上述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)協(xié)同工作的方法，其特點在于，該基站系統(tǒng)構(gòu)建共存幀結(jié)構(gòu)的過程包括如下步驟基站將幀在時間軸上分成兩部分，部分用于傳送OFDMA幀，另一部分用于傳送OFDM幀；基站將OFDMA幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于發(fā)送OFDMA下行子幀，另一部分用于接收OFDMA上行子幀；基站將OFDM幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于發(fā)送OFDM下行子幀，另一部分用于接收OFDM上行子幀。
上述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)協(xié)同工作的方法，其特點在于，所述OFDM子幀的一部分可以根據(jù)需要借給OFDMA子幀使用，OFDMA子幀的一部分也可以根據(jù)需要借給OFDM子幀使用。
上述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)協(xié)同工作的方法，其特點在于，該基站系統(tǒng)構(gòu)建共存幀結(jié)構(gòu)的過程包括如下步驟基站將幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送OFDMA下行子幀，另一部分用于接收OFDMA上行子幀；基站在OFDMA下行子幀中分配出一段區(qū)域，用于發(fā)射OFDM下行子幀；基站在OFDMA上行子幀中分配出一段區(qū)域，用于接收OFDM上行子幀。


圖1為現(xiàn)有的OFDM系統(tǒng)框圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中IEEE802.16標準中系統(tǒng)數(shù)據(jù)/控制平面上的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中加入循環(huán)前綴的OFDM信號時域波形圖；
圖4為現(xiàn)有技術(shù)中OFDM幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)中OFDMA幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為現(xiàn)有技術(shù)中常用的時分系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖7A為實現(xiàn)本發(fā)明的OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)協(xié)同工作方法的第一實施例的一種幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖7B為實現(xiàn)本發(fā)明的OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)協(xié)同工作方法的第一實施例的另一種幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為實現(xiàn)本發(fā)明的OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)協(xié)同工作方法的第二實施例的一種幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為實現(xiàn)本發(fā)明的OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)協(xié)同工作方法的第三實施例的一種幀結(jié)構(gòu)示意圖；圖10A為實現(xiàn)本發(fā)明的OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)的幀第一實施例的具有雙MAC結(jié)構(gòu)的基站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10B為本發(fā)明的OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)的第一實施例的具有雙MAC結(jié)構(gòu)的基站系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明的OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)的第二實施例的具有融合MAC結(jié)構(gòu)的基站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明的OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)的第三實施例的疊加式基站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13A為本發(fā)明的替換式基站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖；圖13B為本發(fā)明的疊加式基站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖；圖13C為本發(fā)明的另一疊加式基站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
常見的時分系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)如圖6所示，一幀包括一個下行子幀和一個上行子幀，上行或者下行子幀中包括多個時隙用于數(shù)據(jù)的發(fā)送，下行子幀和上行子幀之間的轉(zhuǎn)換間隔稱為TTG(transmit transition gap)，上行子幀和下行子幀之間的轉(zhuǎn)換間隔稱為RTG(receive transition gap)。
由于OFDM和OFDMA技術(shù)在實現(xiàn)上的明顯差異，兩者很難直接實現(xiàn)物理層之間的兼容。但是由于兩系統(tǒng)都是時分系統(tǒng)，當OFDM和OFDMA系統(tǒng)采用相同的頻段時，它們可以通過時分方式實現(xiàn)幀結(jié)構(gòu)上的共存。
圖7A、圖7B和圖8、圖9顯示了三種同時兼容OFDM和OFDMA終端的系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)。(注這三種幀結(jié)構(gòu)對于后述的三種結(jié)構(gòu)的基站系統(tǒng)都適用)下面將分別進行介紹。
如圖7A所示，在第一種幀結(jié)構(gòu)中，一幀首先分為一個下行子幀和一個上行子幀，上行/下行的子幀分別由OFDMA子幀和OFDM子幀按照時分方式組合而成，例如圖7A所示。下行子幀分為OFDMA下行子幀和OFDM下行子幀，上行子幀分為OFDMA上行子幀和OFDM上行子幀。對于OFDMA終端，它看到的是一個完整的OFDMA幀，OFDM下行子幀占用的時隙可以看成是OFDMA幀中TTG的一部分或者OFDMA下行子幀中已經(jīng)被分配的一塊區(qū)域，OFDM上行子幀占用的時隙也可以看成OFDMA幀中RTG的一部分或者OFDMA上行子幀中已經(jīng)被分配的一塊區(qū)域。TTG、RTG或者OFDM子幀占用的區(qū)域可以在OFDMA子幀中的開銷消息中指示。對于OFDM終端，它看到的也是一個完整的OFDM幀，OFDMA上行子幀占用的時隙可以看成是OFDM幀中TTG的一部分或者OFDM下行子幀中已經(jīng)被分配的一塊區(qū)域，OFDMA下行子幀占用的時隙可以看成是OFDM幀中RTG的一部分。TTG或者OFDMA子幀占用的時隙可以在OFDM子幀中的開銷消息中指示。OFDM或者OFDMA終端的通信過程和常規(guī)方式完全相同，它們通過對前綴的搜索可以獲取下行幀的起始位置，通過開銷消息可以獲得上行幀的起始位置。
如果OFDM用戶較少，為了提高頻譜利用效率，可以將上行和下行OFDM子幀的后面劃出一部分用于OFDMA數(shù)據(jù)的發(fā)送，此時圖7A變?yōu)榱藞D7B，此時OFDM和OFDMA終端的處理方式與前面敘述類似。圖7A的實例中，OFDMA子幀的位置和OFDM子幀的位置還可以互換，終端的處理方式與前面基本相同，此處不再詳細敘述。本實施例的優(yōu)點在于OFDMA子幀和OFDM子幀完全獨立，無需改變兩系統(tǒng)的實現(xiàn)方式即可同時滿足OFDMA和OFDM系統(tǒng)的通信要求。
在第二種幀結(jié)構(gòu)中，一幀中按照時分方式組合OFDM子幀和OFDMA子幀，如圖8所示，一幀包括一個OFDM子幀和一個OFDMA子幀，一個OFDM子幀包括一個下行OFDM子幀和一個上行OFDM子幀，一個OFDMA子幀包括一個下行OFDMA子幀和一個上行OFDMA子幀。對于OFDM終端，它看到的是一個完整的OFDM幀，OFDMA子幀占用的時隙被看成是OFDM幀中RTG的一部分或者上行OFDM子幀已分配的突發(fā)，RTG或者OFDMA子幀占用的時隙由OFDM系統(tǒng)的開銷消息指示。對于OFDMA終端，它看到的也是一個完整的OFDMA幀，OFDM子幀占用的時隙可以看成是OFDMA幀中RTG的一部分或者上行OFDMA子幀已分配的突發(fā)，RTG或者OFDM子幀占用的時隙由OFDMA系統(tǒng)的開銷消息指示。本實施例與上述第一實施例的差別在于OFDM或者OFDMA的上行/下行子幀之間需要額外的上行/下行轉(zhuǎn)換時間的開銷。本實施例的OFDM子幀和OFDMA子幀的前后順序也可以互換，即OFDMA子幀在前，OFDM子幀在后，由于在實現(xiàn)和處理上沒有任何差別，不再另外進行敘述。
在第三種幀結(jié)構(gòu)中，在OFDMA上行/下行幀中的數(shù)據(jù)區(qū)(不包括前綴)劃分出一段連續(xù)的頻段用于OFDM系統(tǒng)上行/下行幀的發(fā)送，OFDM頻段在OFDMA頻段的位置可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整，如圖9所示，OFDM子幀和OFDMA子幀分別擁有自己獨立的上下行子幀。為了使OFDM數(shù)據(jù)和OFDMA數(shù)據(jù)不發(fā)生相互干擾，需要在OFDM子幀頻段周圍劃分出一定的保護帶。該方案適用于OFDM系統(tǒng)和OFDMA系統(tǒng)采用的頻段相同但帶寬不同且OFDMA系統(tǒng)采用連續(xù)子載波分配方式的情況。在本實施例中，OFDMA系統(tǒng)實際扮演了OFDM數(shù)據(jù)承載的角色。本實施例的優(yōu)點在于當兩系統(tǒng)帶寬不同時，頻譜利用率較高，缺點在于當OFDMA子載波采用非連續(xù)劃分方式時，系統(tǒng)無法實現(xiàn)。
對所有的幀結(jié)構(gòu)而言，根據(jù)OFDM系統(tǒng)實際不同的情況(如根據(jù)資源利用率和實現(xiàn)復(fù)雜度的不同要求)，選擇以上不同的OFDMA幀結(jié)構(gòu)，可以保證經(jīng)過升級后的OFDMA系統(tǒng)同時滿足OFDM和OFDMA終端的通信需求。
對于一個OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，合理的幀格式保證了空中接口對兩種系統(tǒng)的兼容，除此之外，還需要設(shè)計一個合理的基站結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，該OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)包括至少一個OFDM或者OFDMA制式的終端，用于接收來自基站系統(tǒng)的下行信息并根據(jù)基站指示發(fā)送上行信息；以及一個基站系統(tǒng)，用于接收來自O(shè)FDM或者OFDMA制式終端的上行信息并發(fā)送相應(yīng)的下行信息，該基站系統(tǒng)包括一MAC層，用于接收來自O(shè)FDM或者OFDMA制式終端的數(shù)據(jù)，并分別對OFDM或者OFDMA數(shù)據(jù)進行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)分發(fā)至物理層；以及一物理層，包含有OFDM物理層模塊和OFDMA物理層模塊，用于對OFDM或者OFDMA數(shù)據(jù)分別進行編碼調(diào)制并按照該MAC層分配的資源進行發(fā)送。
如上所述，OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)為了實現(xiàn)幀格式上對OFDM和OFDMA系統(tǒng)的兼容，可以采用以下三種結(jié)構(gòu)在第一種結(jié)構(gòu)中，基站系統(tǒng)采用雙MAC結(jié)構(gòu)，如圖10A或者圖10B所示，基站系統(tǒng)包括以下模塊上層適配模塊，該模塊用于將上層數(shù)據(jù)包按照接收對象分別分發(fā)到OFDMCS子層模塊或者OFDMA CS子層模塊進行處理。特定情況下，該模塊也可以通過基站外部的路由器實現(xiàn)，此時基站系統(tǒng)將不包括該模塊；OFDM CS子層模塊和OFDMA CS子層模塊，這兩個模塊用于完成經(jīng)上層適配模塊處理后的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)的分類和打包；OFDM CPS子層模塊和OFDMA CPS子層模塊，這兩個模塊分別用于處理OFDM CS子層模塊和OFDMA CS子層模塊輸出的數(shù)據(jù)，(注幀結(jié)構(gòu)的構(gòu)建在CPS子層模塊中完成，不在CS層中實現(xiàn))它們完成系統(tǒng)的核心MAC功能，如系統(tǒng)接入、帶寬分配、資源調(diào)度、連接建立和保持等；OFDM安全子層模塊和OFDMA安全子層模塊，這兩個模塊分別用于處理OFDM CPS子層模塊和OFDMA CPS子層模塊輸出的數(shù)據(jù)，它們實現(xiàn)系統(tǒng)的鑒權(quán)、密鑰管理以及數(shù)據(jù)的加解密等功能；下層適配模塊，它在OFDM安全子層模塊和OFDMA安全子層模塊之后。負責完成系統(tǒng)混和幀構(gòu)建、資源分配、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?；OFDM物理層模塊和OFDMA物理層模塊，該層用于對OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)分別進行編碼調(diào)制并按照下層適配模塊分配的資源進行發(fā)送；上層數(shù)據(jù)包經(jīng)上層適配模塊的處理按照接收對象分別發(fā)送到OFDM CS子層模塊或者OFDMA CS子層模塊進行處理。經(jīng)OFDM CPS子層模塊和安全子層模塊或者OFDMA CPS子層模塊和安全子層模塊處理的數(shù)據(jù)通過下層適配模塊的處理完成混和幀構(gòu)建、資源分配與調(diào)度、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ芎蠓謩e通過OFDM物理層模塊或者OFDMA物理層模塊進行編碼調(diào)制后進行發(fā)送，如圖10A所示。圖10A中各模塊之間交互的信息流由圖中所示的箭頭表示，模塊之間的信息流包括上下行發(fā)送的數(shù)據(jù)流和模塊之間交互的消息流。為了減輕下層適配模塊的處理負擔，也可以將圖10A所示的雙MAC結(jié)構(gòu)變?yōu)閳D10B所示，在圖10B中，模塊之間的信息流包括三類，2為包括數(shù)據(jù)和消息的信息流，3為數(shù)據(jù)流，4為消息流。其中下層適配模塊與OFDM MAC層模塊、OFDMAMAC層模塊、OFDM物理層模塊以及OFDMA物理層模塊之間的交互僅為用于資源分配和調(diào)度的消息流，OFDM MAC層模塊或者OFDMA MAC層模塊輸出的數(shù)據(jù)流直接發(fā)往OFDM物理層模塊或者OFDMA物理層模塊。在該種結(jié)構(gòu)的基站系統(tǒng)中，存在完全獨立的OFDM相應(yīng)處理模塊和OFDMA相應(yīng)處理模塊，因此實現(xiàn)比較簡單。
在第二種結(jié)構(gòu)中，基站系統(tǒng)采用融合MAC結(jié)構(gòu)，如圖11所示，基站系統(tǒng)包括以下模塊CS子層模塊，該模塊用于統(tǒng)一對OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)進行分類和打包；OFDM CPS子層非重用模塊和OFDMA CPS子層非重用模塊；這兩個模塊分別處理CS子層模塊輸出的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)，它們實現(xiàn)OFDM和OFDMA的CPS處理中差異較大的部分功能；CPS重用模塊，該模塊統(tǒng)一對CS子層模塊輸出的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)進行處理，該重用模塊融合了OFDM和OFDMA在CPS處理中相同的部分和統(tǒng)一資源調(diào)度的部分；安全子層模塊，該模塊用于統(tǒng)一實現(xiàn)OFDM和OFDMA系統(tǒng)的鑒權(quán)、密鑰管理以及數(shù)據(jù)的加解密等功能；OFDM物理層模塊和OFDMA物理層模塊，該模塊用于對OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)分別進行編碼調(diào)制并按照CPS重用模塊分配的資源進行發(fā)送。
上層的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的CS子層模塊處理后到達進行相應(yīng)的CPS處理，CPS處理中可重用的部分(如資源分配和調(diào)度等)在CPS重用模塊中進行統(tǒng)一處理，CPS處理中不可重用的部分分別由OFDM CPS子層非重用模塊和OFDMA CPS子層非重用模塊進行處理。安全子層模塊對OFDM CPS子層非重用模塊和OFDMA CPS子層非重用模塊輸出的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的加解密和安全管理。OFDM物理層模塊和OFDMA物理層模塊分別依據(jù)CPS重用模塊中的調(diào)度信息進行發(fā)送。融合MAC結(jié)構(gòu)的基站系統(tǒng)最大限度進行了OFDM和OFDMA模塊之間的重用，對于相同的模塊或需要聯(lián)合調(diào)度的模塊進行融合。對于差異較大的模塊，如某些MAC消息，則進行單獨處理，因此其運行效率較高。
在第三實施例中，基站系統(tǒng)還可以采用疊加方式的結(jié)構(gòu)，如圖12所示，包括一個OFDM基站系統(tǒng)，用于接收來自O(shè)FDM制式終端的上行信息并向其發(fā)送相應(yīng)的下行信息；一個OFDMA基站系統(tǒng)，用于接收來自O(shè)FDMA制式終端的上行信息并向其發(fā)送相應(yīng)的下行信息。其中OFDM系統(tǒng)和OFDMA系統(tǒng)彼此相互獨立，通過一定的接口(對接口沒有特殊的要求，只要能完成相關(guān)參數(shù)的交互即可)滿足OFDM系統(tǒng)MAC層和OFDMA系統(tǒng)MAC層之間相關(guān)參數(shù)交互的需要，以確定兩基站系統(tǒng)的發(fā)送順序。其中，該MAC層包括CS、CPS、安全子層模塊，構(gòu)建幀結(jié)構(gòu)的過程在CPS中實現(xiàn)。該接口交互的信息主要包括OFDM子幀的開始和結(jié)束時隙、OFDMA子幀的開始結(jié)束時隙等。OFDM系統(tǒng)和OFDMA系統(tǒng)之間的信息交互也可以通過后臺的設(shè)置來保證，但這種方式在實現(xiàn)上靈活性較差。
對于以上的三種實施方式，可以有兩種基站的組網(wǎng)方式，即替換式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和疊加式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
雙MAC結(jié)構(gòu)的基站和融合MAC結(jié)構(gòu)的基站的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的區(qū)別僅在于基站系統(tǒng)內(nèi)部的實現(xiàn)方式，都可以采用圖13A表示。其中11為OFDM終端，12為OFDMA終端，13為雙MAC結(jié)構(gòu)或融合MAC結(jié)構(gòu)的基站系統(tǒng)。對于雙MAC結(jié)構(gòu)的基站系統(tǒng)，發(fā)往11和12的數(shù)據(jù)在經(jīng)過適配層的簡單區(qū)分后通過兩套完全獨立的系統(tǒng)進行處理。對于融合MAC結(jié)構(gòu)的基站系統(tǒng)，發(fā)往11和12的數(shù)據(jù)經(jīng)13統(tǒng)一處理，并通過其中的CPS重用模塊實現(xiàn)對OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)的分時發(fā)送。
對于采用疊加結(jié)構(gòu)的基站系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有兩種可能的實現(xiàn)方式，如圖13B和13C所示。在圖13B中，21為OFDM終端，22為OFDMA終端，23為OFDM的基站系統(tǒng)；24為OFDMA的基站系統(tǒng)，其中23和24為兩個單獨的實體，可以放于同一位置，23和24分別獨立接入核心網(wǎng)，實現(xiàn)對不同終端21和22的支持，23和24之間的接口完成23和24之間的消息交互以便形成OFDM基站和OFDMA基站發(fā)送上的定時匹配。在圖13C中，31為OFDM終端，32為OFDMA終端，33為OFDM的基站系統(tǒng)；34為OFDMA的基站系統(tǒng)。圖13B和圖13C之間的不同之處在于基站33并不直接接入核心網(wǎng)，基站33與基站34之間的接口既要實現(xiàn)簡單信息的交互，也要傳遞基站33發(fā)往核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)，因此在這兩種實現(xiàn)方式下，對該接口的設(shè)計應(yīng)該有不同的要求。
根據(jù)OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)實際不同的情況，選擇以上不同的基站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實施方式，可以很方便的實現(xiàn)系統(tǒng)對OFDM系統(tǒng)和OFDMA系統(tǒng)的兼容。
結(jié)合上述的OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)和基站系統(tǒng)，下面詳細說明本發(fā)明的共存系統(tǒng)協(xié)同工作的方法。
方法一，包括如下步驟基站將幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送下行子幀，另一部分用于接收上行子幀；基站將下行子幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送OFDMA下行子幀，另一部分用于傳送OFDM下行子幀，其中OFDM上行或者下行子幀的一部分可以根據(jù)需要借給OFDMA上行或者下行子幀使用，OFDMA上行或者下行子幀的一部分也可以根據(jù)需要借給OFDM上行或者下行子幀使用；基站將上行子幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送OFDMA上行子幀，另一部分用于傳送OFDM上行子幀；基站分別設(shè)置OFDMA和OFDM的開銷信息，在開銷信息中將指明各自的上、下行子幀分配情況；基站在OFDMA下行子幀中按照OFDMA系統(tǒng)的要求發(fā)送同步信息、開銷信息和負載等下行數(shù)據(jù)，在OFDM下行子幀中按照OFDM系統(tǒng)的要求發(fā)送同步信息、開銷信息和負載等下行數(shù)據(jù)；終端接收對應(yīng)制式的下行同步信息和開銷信息，實現(xiàn)與基站的下行同步，并獲取相應(yīng)的上、下行子幀的分配信息；終端根據(jù)接收到的開銷信息，在基站指定的位置接收下行負載數(shù)據(jù)；終端根據(jù)接收到的開銷信息，在基站指定的位置發(fā)送上行數(shù)據(jù)。
方法二，包括如下步驟基站將幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送OFDMA幀，另一部分用于傳送OFDM幀；基站將OFDMA幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于發(fā)送OFDMA下行子幀，另一部分用于接收OFDMA上行子幀；基站將OFDM幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于發(fā)送OFDM下行子幀，另一部分用于接收OFDM上行子幀；其中，OFDM子幀的一部分可以根據(jù)需要借給OFDMA子幀使用，OFDMA子幀的一部分也可以根據(jù)需要借給OFDM子幀使用；基站按照幀的分配情況設(shè)置OFDMA和OFDM的開銷信息，在開銷信息中將指明上、下行子幀的分配情況；基站在OFDMA下行子幀中按照OFDMA系統(tǒng)的要求發(fā)送同步信息、開銷信息和負載等下行數(shù)據(jù)；基站在OFDM下行子幀中按照OFDM系統(tǒng)的要求發(fā)送同步信息、開銷信息和負載等下行數(shù)據(jù)；終端接收對應(yīng)制式的下行同步信息和開銷信息，實現(xiàn)與基站的下行同步，并獲取相應(yīng)的上、下行子幀的分配信息；終端根據(jù)接收到的開銷信息，在基站指定的位置接收下行負載數(shù)據(jù)；終端根據(jù)接收到的開銷信息，在基站指定的位置發(fā)送上行數(shù)據(jù)。
方法三，包括如下步驟基站將幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送OFDMA下行子幀，另一部分用于接收OFDMA上行子幀；基站在OFDMA下行子幀中分配出一段區(qū)域，用于發(fā)射OFDM下行子幀。
基站在OFDMA上行子幀中分配出一段區(qū)域，用于接收OFDM上行子幀。
基站按照幀的分配情況設(shè)置OFDMA的開銷信息，在開銷信息中將指明OFDMA上、下行子幀的分配情況；基站按照幀的分配情況設(shè)置OFDM的開銷信息，在開銷信息中將指明OFDM上、下行子幀的分配情況；基站在下行子幀中分配給OFDMA制式的部分按照OFDMA系統(tǒng)的要求發(fā)送同步信息、開銷信息和負載等下行數(shù)據(jù)；基站在下行子幀中分配給OFDM制式的部分按照OFDM系統(tǒng)的要求發(fā)送同步信息、開銷信息和負載等下行數(shù)據(jù)；終端接收對應(yīng)制式的下行同步信息和開銷信息，實現(xiàn)與基站的下行同步，并獲取相應(yīng)的上、下行子幀的分配信息；
終端根據(jù)接收到的開銷信息，在基站指定的位置接收下行負載數(shù)據(jù)；終端根據(jù)接收到的開銷信息，在基站指定的位置發(fā)送上行數(shù)據(jù)。
綜上，通過本發(fā)明的設(shè)計，可以在不改變OFDM和OFDMA具體實施方式
的前提下實現(xiàn)對OFDM和OFDMA系統(tǒng)的兼容；通過本發(fā)明的設(shè)計，可以使得OFDMA系統(tǒng)經(jīng)過簡單的升級后兼容OFDM終端；通過本發(fā)明的設(shè)計，可以在OFDM系統(tǒng)升級到OFDMA系統(tǒng)后仍然保持對OFDM系統(tǒng)的向下兼容，從而保護運營商和用戶的利益；通過本發(fā)明的設(shè)計，可以實現(xiàn)OFDM和OFDMA共存系統(tǒng)的組網(wǎng)。
當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個OFDM或者OFDMA制式的終端，用于接收來自基站系統(tǒng)的下行信息并根據(jù)基站指示發(fā)送上行信息；一個基站系統(tǒng)，用于接收來自O(shè)FDM或者OFDMA制式終端的上行信息并發(fā)送相應(yīng)的下行信息，該基站系統(tǒng)又包括一MAC層，用于接收來自O(shè)FDM或者OFDMA制式終端的數(shù)據(jù)，通過將相同頻段的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)以時分方式構(gòu)建可實現(xiàn)OFDM和OFDMA共存的幀結(jié)構(gòu)，并分發(fā)至物理層；一物理層，包含有OFDM物理層模塊和OFDMA物理層模塊，用于對OFDM或者OFDMA數(shù)據(jù)分別進行編碼調(diào)制并按照該MAC層分配的資源進行發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特征在于，該基站系統(tǒng)的MAC層具有雙MAC結(jié)構(gòu)，其包括各自獨立的OFDM MAC層模塊和OFDMA MAC層模塊，用于分別接收OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)并進行處理，完成傳統(tǒng)MAC層所有的功能；一下層適配模塊，分別與位于其上層的OFDM MAC層模塊、OFDMAMAC層模塊以及位于其下層的OFDM物理層模塊、OFDMA物理層模塊相連接，用于完成系統(tǒng)混和幀構(gòu)建、資源分配、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特征在于，該MAC層還包括一上層適配模塊，用于將上層數(shù)據(jù)包按照接收對象分別分發(fā)到OFDM MAC層模塊或者OFDMA MAC層模塊進行處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特征在于，該MAC層通過基站系統(tǒng)外部的路由器來將上層數(shù)據(jù)包按照接收對象分別分發(fā)到OFDM MAC層模塊或者OFDMA MAC層模塊進行處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特征在于，所述下層適配模塊與MAC層模塊和物理層模塊之間進行所有的信息交互，包括數(shù)據(jù)和相關(guān)資源調(diào)度消息。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特征在于，所述下層適配模塊與MAC層模塊和物理層模塊之間只進行相關(guān)資源調(diào)度消息的交互，而數(shù)據(jù)的交互在MAC層模塊與物理層模塊之間直接進行。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特征在于，所述的OFDM MAC層模塊由依序連接的OFDM CS子層模塊、OFDM CPS子層模塊、OFDM安全子層模塊組成；所述的OFDMA MAC層模塊由依序連接的OFDMA CS子層模塊、OFDMA CPS子層模塊、OFDMA安全子層模塊組成，其中，所述OFDM CS子層模塊和OFDMA CS子層模塊，分別用于完成經(jīng)上層適配模塊處理后的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)的分類和打包；所述OFDM CPS子層模塊和OFDMA CPS子層模塊，分別用于處理OFDMCS子層模塊和OFDMA CS子層模塊輸出的數(shù)據(jù)，以時分方式構(gòu)建可實現(xiàn)OFDM和OFDMA共存的幀結(jié)構(gòu)，并完成系統(tǒng)的核心MAC功能，包括系統(tǒng)接入、帶寬分配、資源調(diào)度、連接建立和保持等功能；所述OFDM安全子層模塊和OFDMA安全子層模塊，分別用于處理OFDMCPS子層模塊和OFDMA CPS子層模塊輸出的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的鑒權(quán)、密鑰管理以及數(shù)據(jù)的加解密等功能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特征在于，該基站系統(tǒng)的MAC層采用融合MAC結(jié)構(gòu)，包括CS子層模塊，用于統(tǒng)一對OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)進行分類和打包；OFDM CPS子層非重用模塊和OFDMA CPS子層非重用模塊，用于分別處理CS子層模塊輸出的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)，實現(xiàn)OFDM和OFDMA的CPS處理中不可重用的部分的處理；CPS重用模塊，用于統(tǒng)一對CS子層模塊輸出的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)OFDM和OFDMA的CPS處理中可重用的部分和統(tǒng)一資源調(diào)度部分的處理；安全子層模塊，與該OFDM CPS子層非重用模塊、OFDMA CPS子層非重用模塊、CPS重用模塊連接，用于統(tǒng)一實現(xiàn)OFDM和OFDMA系統(tǒng)的鑒權(quán)、密鑰管理以及數(shù)據(jù)的加解密等安全管理功能；并與該OFDM物理層模塊、OFDMA物理層模塊連接，用于分發(fā)處理后的數(shù)據(jù)至該OFDM物理層模塊、OFDMA物理層模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，其特征在于，該基站系統(tǒng)采用疊加式結(jié)構(gòu)，包括相互獨立的一個OFDM基站系統(tǒng)，用于接收來自O(shè)FDM制式終端的上行信息并向其發(fā)送相應(yīng)的下行信息；所述的OFDM基站系統(tǒng)包括MAC層的OFDM MAC子層模塊和物理層的OFDM物理層模塊；一個OFDMA基站系統(tǒng)，用于接收來自O(shè)FDMA制式終端的上行信息并向其發(fā)送相應(yīng)的下行信息；所述的OFDMA基站系統(tǒng)包括MAC層的OFDMAMAC子層模塊和物理層的OFDMA物理層模塊；其中OFDM基站系統(tǒng)和OFDMA基站系統(tǒng)之間在MAC層通過接口交互信息以確定兩基站系統(tǒng)的發(fā)送順序。
10.一種OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)協(xié)同工作的方法，應(yīng)用于一OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)，該共存系統(tǒng)包含至少一個OFDM或者OFDMA制式的終端，以及一個基站系統(tǒng)；其特征在于，該方法包括如下步驟基站系統(tǒng)將相同頻段的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)以時分方式構(gòu)建成可實現(xiàn)OFDM和OFDMA共存的幀結(jié)構(gòu)，包括各自的上、下行子幀；基站系統(tǒng)分別設(shè)置OFDMA和OFDM的開銷信息，在開銷信息中將指明各自的上、下行子幀的分配情況；基站系統(tǒng)在OFDMA下行子幀中按照OFDMA系統(tǒng)的要求發(fā)送同步信息、開銷信息和負載等下行數(shù)據(jù)，在OFDM下行子幀中按照OFDM系統(tǒng)的要求發(fā)送同步信息、開銷信息和負載等下行數(shù)據(jù)；終端接收對應(yīng)制式的下行同步信息和開銷信息，實現(xiàn)與基站的下行同步，并獲取相應(yīng)的上、下行子幀的分配信息；終端根據(jù)接收到的開銷信息，在基站指定的位置接收下行負載數(shù)據(jù)；終端根據(jù)接收到的開銷信息，在基站指定的位置發(fā)送上行數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)協(xié)同工作的方法，其特征在于，該基站系統(tǒng)構(gòu)建共存幀結(jié)構(gòu)的過程包括如下步驟基站將幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送下行子幀，另一部分用于接收上行子幀；基站將下行子幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送OFDMA下行子幀，另一部分用于傳送OFDM下行子幀；基站將上行子幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送OFDMA上行子幀，另一部分用于傳送OFDM上行子幀。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)協(xié)同工作的方法，其特征在于，所述OFDM上行或者下行子幀的一部分可以根據(jù)需要借給OFDMA上行或者下行子幀使用，OFDMA上行或者下行子幀的一部分也可以根據(jù)需要借給OFDM上行或者下行子幀使用。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)協(xié)同工作的方法，其特征在于，該基站系統(tǒng)構(gòu)建共存幀結(jié)構(gòu)的過程包括如下步驟基站將幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送OFDMA幀，另一部分用于傳送OFDM幀；基站將OFDMA幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于發(fā)送OFDMA下行子幀，另一部分用于接收OFDMA上行子幀；基站將OFDM幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于發(fā)送OFDM下行子幀，另一部分用于接收OFDM上行子幀。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)協(xié)同工作的方法，其特征在于，所述OFDM子幀的一部分可以根據(jù)需要借給OFDMA子幀使用，OFDMA子幀的一部分也可以根據(jù)需要借給OFDM子幀使用。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的OFDM和OFDMA的共存系統(tǒng)協(xié)同工作的方法，其特征在于，該基站系統(tǒng)構(gòu)建共存幀結(jié)構(gòu)的過程包括如下步驟基站將幀在時間軸上分成兩部分，一部分用于傳送OFDMA下行子幀，另一部分用于接收OFDMA上行子幀；基站在OFDMA下行子幀中分配出一段區(qū)域，用于發(fā)射OFDM下行子幀；基站在OFDMA上行子幀中分配出一段區(qū)域，用于接收OFDM上行子幀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種OPDM和OPDMA共存系統(tǒng)及其協(xié)同工作方法，該共存系統(tǒng)包括至少一個OFDM或者OFDMA制式的終端，用于接收來自基站系統(tǒng)的下行信息并根據(jù)基站指示發(fā)送上行信息；以及一個基站系統(tǒng)，用于接收來自O(shè)FDM或者OFDMA制式終端的上行信息并發(fā)送相應(yīng)的下行信息，通過將相同頻段的OFDM和OFDMA數(shù)據(jù)以時分方式構(gòu)建可實現(xiàn)OFDM和OFDMA共存的幀結(jié)構(gòu)，進而實現(xiàn)OFDM和OFDMA的共存。該基站系統(tǒng)可為雙MAC結(jié)構(gòu)或者融合MAC結(jié)構(gòu)或者疊加式結(jié)構(gòu)的基站系統(tǒng)，并通過該基站系統(tǒng)實現(xiàn)OPDM和OPDMA的共存系統(tǒng)的合理的幀格式，進而通過該合理的幀格式保證了空中接口對兩種不同時分系統(tǒng)的兼容，從而最大程度的保護投資者和用戶的利益。
文檔編號H04J11/00GK101015149SQ200480043941
公開日2007年8月8日 申請日期2004年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月9日
發(fā)明者王寧, 劉和興, 高翔, 劉穎, 吳巖巍, 向際鷹 申請人:中興通訊股份有限公司