專利名稱：一種利用循環(huán)延遲分集有效地傳輸廣播信道的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種正交頻分多址(OFDMA)/碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)。特別是，本發(fā)明涉及一種借助于循環(huán)延遲分集(cyclic delay diversity)有效地傳輸廣播信道的裝置和方法。
背景技術(shù)：
通常，適合于通過無線電信道進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腛FDM/CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)使用多個(gè)相互正交的載波。
在數(shù)字音頻廣播(DAB)、和數(shù)字視頻陸地廣播(DVB-T)領(lǐng)域中，OFDM方案已被采納為無線標(biāo)準(zhǔn)方案。另外，在電子和電氣工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.11a的局域網(wǎng)(LAN)標(biāo)準(zhǔn)、以及IEEE 802.11a城域網(wǎng)(MAN)標(biāo)準(zhǔn)中也使用OFDM方案。因此，作為在4G移動(dòng)通信和下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的典型方案來討論OFDM方案。
通過對(duì)符號(hào)進(jìn)行編碼來執(zhí)行OFDM符號(hào)的傳輸，并且在通過多徑信道傳輸期間，借助于先前的符號(hào)來影響這種傳輸。為了防止OFDM符號(hào)間的影響，比信道的最大延遲擴(kuò)展還長(zhǎng)的保護(hù)間隔(guard interval)被插入到連續(xù)的符號(hào)之間。因此，OFDM符號(hào)周期是數(shù)據(jù)實(shí)際傳輸期間的有效符號(hào)周期與保護(hù)間隔之和。此外，接收側(cè)刪除保護(hù)間隔、提取有效符號(hào)周期中的數(shù)據(jù)并且執(zhí)行數(shù)據(jù)的解調(diào)。這里，為了防止破壞由于副載波延時(shí)而出現(xiàn)的正交性，而將通過復(fù)制最后部分的信號(hào)而獲得的保護(hù)間隔插入到有效符號(hào)間隔中。在有效符號(hào)間隔中的、通過復(fù)制最后部分的信號(hào)而獲得的保護(hù)間隔稱為循環(huán)前綴(cyclic prefix，CP)。
圖1是支持多載波延遲分集調(diào)制的常規(guī)OFDM系統(tǒng)的框圖。
參考圖1，編碼器100對(duì)輸入數(shù)據(jù)序列進(jìn)行編碼，并將已編碼的數(shù)據(jù)序列Xk輸出到串-并轉(zhuǎn)換器105。串-并轉(zhuǎn)換器105將所述數(shù)據(jù)序列劃分為N個(gè)抽樣數(shù)據(jù)，并且將所劃分的抽樣數(shù)據(jù)并行輸出到逆快速傅里葉變換(IFFT)單元110。IFFT單元110輸入從串-并轉(zhuǎn)換器105輸出的所述N個(gè)抽樣數(shù)據(jù)，對(duì)所述N個(gè)抽樣數(shù)據(jù)執(zhí)行IFFT，并且并行地將N個(gè)OFDM數(shù)據(jù)抽樣輸出到并串轉(zhuǎn)換器115。該并串轉(zhuǎn)換器115接收從IFFT單元110輸出的OFDM抽樣數(shù)據(jù)，將OFDM抽樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，并且輸出該串行數(shù)據(jù)。保護(hù)間隔插入器120復(fù)制來自O(shè)FDM抽樣數(shù)據(jù)的G個(gè)最后OFDM數(shù)據(jù)抽樣，該OFDM抽樣數(shù)據(jù)是在按照所述N個(gè)OFDM數(shù)據(jù)抽樣構(gòu)建的OFDM符號(hào)中，在OFDM符號(hào)之前插入所復(fù)制的數(shù)據(jù)抽樣作為保護(hù)間隔，并且輸出保護(hù)間隔和OFDM符號(hào)。這里，將包括保護(hù)間隔的OFDM符號(hào)稱為OFDM傳輸符號(hào)。因此，天線單元125接收從保護(hù)間隔插入器120輸出的OFDM傳輸符號(hào)，并且將OFDM傳輸符號(hào)轉(zhuǎn)換為作為OFDM信號(hào)的模擬信號(hào)，并且輸出所述OFDM信號(hào)。
這里，基站通過使用一個(gè)預(yù)定的延遲來產(chǎn)生不同于OFDM信號(hào)的多徑信道，這種方案稱之為多載波延遲分集調(diào)制方案。根據(jù)該多載波延遲分集調(diào)制方案，當(dāng)基站通過多個(gè)天線發(fā)射信號(hào)時(shí)，各個(gè)天線都對(duì)所述信號(hào)延遲一個(gè)預(yù)定時(shí)間量，并且隨后發(fā)送被延遲的信號(hào)。該方案不同于空時(shí)塊編碼(STBC)方案和空時(shí)格子編碼(STTC)方案，該空時(shí)格子編碼(STTC)方案使用多個(gè)天線來改善發(fā)送分集。
與STBC方案相比較，多載波延遲分集調(diào)制方案可以靈活地執(zhí)行空時(shí)編碼，而不考慮發(fā)射天線的數(shù)量。此外，與STTC方案相比較，多載波延遲分集調(diào)制方案復(fù)雜度較低，并且可以不受發(fā)射天線數(shù)量的限制進(jìn)行操作。
換句話說，多載波延遲分集調(diào)制方案可以執(zhí)行空時(shí)編碼，而不受發(fā)射天線數(shù)量的限制，還可以將分集的性能最大化，而幾乎不用改變現(xiàn)有的發(fā)射和接收方案。
此外，多載波延遲分集調(diào)制方案可以使用現(xiàn)有的用于接收的接收方法。
即，通過IFFT單元110將代碼字序列(x0，x1，...，xN-1)調(diào)制為N個(gè)副載波，該代碼字序列(x0，x1，...，xN-1)具有N個(gè)來自串-并轉(zhuǎn)換器105的輸出的塊長(zhǎng)度，然后通過下面的等式1進(jìn)行多載波調(diào)制。
等式1Xn=1NΣk=0N-1Xkej2πkn/N,n=0,1,...,N-1]]>在等式1中，k表示副載波指數(shù)，n表示時(shí)域抽樣指數(shù)，Xk表示頻域符號(hào)序列，以及Xn表示時(shí)域符號(hào)序列。
因此，在圖1所示的多載波延遲分集調(diào)制方案，可以由具有M-1長(zhǎng)度的抽頭延遲線(tap delay line)來表示通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射的信號(hào)。延遲間隔與序列{Xn}的抽樣間隔T相同。此外，可以由下面的等式2來表示代碼字。
等式2 在等式2中，第M個(gè)天線單元155發(fā)射信號(hào)(xN-M，xN-M-1，...xN-M+1)，該信號(hào)是通過對(duì)序列(x0，x1，...，xN-1)循環(huán)移位M次而獲得的。由于上述循環(huán)延遲移位方案的原因，所以將代碼字C稱為循環(huán)延遲代碼字。
根據(jù)多載波延遲分集調(diào)制方案，第二保護(hù)間隔插入器140接收被延遲了T的N個(gè)OFDM數(shù)據(jù)抽樣，復(fù)制G個(gè)OFDM數(shù)據(jù)抽樣，它們來自O(shè)FDM抽樣數(shù)據(jù)的最后的OFDM抽樣數(shù)據(jù)，在OFDM符號(hào)之前插入所復(fù)制的G個(gè)數(shù)據(jù)抽樣作為保護(hù)間隔，并且輸出保護(hù)間隔和OFDM符號(hào)。因此，第二天線單元145發(fā)送對(duì)應(yīng)于xN-1，x1，...xN-2的OFDM信號(hào)。此外，第M個(gè)保護(hù)間隔插入器150接收通過再次循環(huán)延遲已經(jīng)循環(huán)延遲了(M-1)次的信號(hào)而獲得的信號(hào)，即通過對(duì)序列(x0，x1，...，xN-1)循環(huán)移位M次而獲得的信號(hào)(xN-M，xN-M-1，...xN-M+1)。第M個(gè)保護(hù)間隔插入器150復(fù)制G個(gè)OFDM數(shù)據(jù)抽樣，將保護(hù)間隔插入到所復(fù)制的OFDM抽樣數(shù)據(jù)中，并且輸出該OFDM抽樣數(shù)據(jù)。第M個(gè)天線單元155發(fā)送對(duì)應(yīng)于xN-M-1，xN-M-2，...xN-M的OFDM信號(hào)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，被延遲了T的OFDM信號(hào)被循環(huán)延遲，從而再次獲得額外的頻率分集。換句話說，當(dāng)采用延遲分集時(shí)，已經(jīng)使用了僅根據(jù)各個(gè)天線來循環(huán)延遲一個(gè)抽樣的方案。
當(dāng)基站發(fā)送廣播信道時(shí)，有必要考慮上述僅延遲了一個(gè)抽樣的延遲信號(hào)可能給不同小區(qū)中的用戶終端帶來發(fā)送分集增益。這是因?yàn)橛捎谥T如保護(hù)干擾間隔長(zhǎng)度、小區(qū)類型、扇區(qū)數(shù)或波束方向圖這樣的系統(tǒng)特性的原因，而可能會(huì)出現(xiàn)發(fā)送分集增益，或者可能會(huì)增加干擾。也就是說，有必要在廣播信道的接收非常弱的難聽區(qū)域(blanket area)中、用戶終端密集的熱點(diǎn)區(qū)域中、或偶爾會(huì)出現(xiàn)用戶終端的郊區(qū)提供一種傳輸方案，該方案能夠更加有效的發(fā)送OFDM信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題而提出了本發(fā)明，以及本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種在OFDM移動(dòng)通信系統(tǒng)中借助于循環(huán)延遲分集來發(fā)送廣播數(shù)據(jù)的方法和裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在正交頻分復(fù)用(OFDM)移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通過使用循環(huán)延遲分集的發(fā)射機(jī)來發(fā)送廣播數(shù)據(jù)的方法，該方法包括步驟將各個(gè)發(fā)射機(jī)設(shè)置為具有不同的延遲值，所述發(fā)射機(jī)為相鄰的服務(wù)區(qū)提供服務(wù)；通過各個(gè)發(fā)射機(jī)來產(chǎn)生包括廣播數(shù)據(jù)的OFDM信號(hào)；借助于不同的延遲值來延遲OFDM信號(hào)；以及借助于各個(gè)發(fā)送裝置來發(fā)送被延遲的OFDM信號(hào)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在正交頻分復(fù)用(OFDM)移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通過使用循環(huán)延遲分集來發(fā)送廣播數(shù)據(jù)的裝置，該裝置包括OFDM信號(hào)生成器，用于產(chǎn)生包括廣播數(shù)據(jù)的OFDM信號(hào)；循環(huán)延遲器，借助于不同于相鄰服務(wù)區(qū)的延遲值的一個(gè)延遲值來延遲所述OFDM信號(hào)；以及天線單元，用于發(fā)送被延遲的OFDM信號(hào)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在正交頻分復(fù)用(OFDM)移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通過使用循環(huán)延遲分集來發(fā)送廣播數(shù)據(jù)的裝置，該裝置包括循環(huán)延遲控制器，用于將各個(gè)發(fā)射機(jī)設(shè)置為具有不同的延遲值，所述發(fā)射機(jī)為相鄰的服務(wù)區(qū)提供服務(wù)；以及多個(gè)發(fā)射機(jī)，用于根據(jù)不同的延遲值來發(fā)送被延遲的OFDM信號(hào)，所述發(fā)射機(jī)包括OFDM信號(hào)生成器，用于產(chǎn)生包括廣播數(shù)據(jù)的OFDM信號(hào)；循環(huán)延遲器，借助于不同于相鄰服務(wù)區(qū)的延遲值的一個(gè)延遲值來延遲所述OFDM信號(hào)；以及天線單元，用于發(fā)送被延遲的OFDM信號(hào)。


根據(jù)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見，其中圖1是支持多載波延遲分集調(diào)制的常規(guī)OFDM系統(tǒng)的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的OFDM/CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的框圖；
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的、循環(huán)延遲所應(yīng)用的小區(qū)和扇區(qū)結(jié)構(gòu)的示意圖；以及圖4是示出了在現(xiàn)有技術(shù)的誤碼率和本發(fā)明實(shí)施例的誤碼率之間的比較的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例。在下面的描述中，為了清楚和簡(jiǎn)明起見，將略去對(duì)熟知功能和配置的詳細(xì)描述。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種在正交頻分多址(OFDMA)/碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)中，考慮多個(gè)服務(wù)區(qū)(小區(qū)或扇區(qū))的、采用循環(huán)延遲分集的宏分集方案。
在本發(fā)明實(shí)施例的描述中，假定在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，一個(gè)小區(qū)包括三個(gè)扇區(qū)和一個(gè)位于小區(qū)中央部分的基站，以及包括獨(dú)立的天線。此外，還假定各個(gè)天線發(fā)射相同的信號(hào)。
也就是說，對(duì)于相應(yīng)的基站來說，有必要考慮一種通過相同的廣播信道、參考其自身小區(qū)的信道狀態(tài)、用戶終端的地理位置或相應(yīng)小區(qū)的多徑來有效地發(fā)送OFDM信號(hào)的方法。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的OFDM/CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的框圖。
參考圖2，循環(huán)延遲控制器270將合適的控制信號(hào)應(yīng)用于構(gòu)成一個(gè)小區(qū)的各個(gè)扇區(qū)。假定根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，將小區(qū)劃分為彼此互為120度的三個(gè)扇區(qū)。也就是說，循環(huán)延遲控制器270設(shè)置這些扇區(qū)的循環(huán)延遲變量，以使構(gòu)成該小區(qū)的扇區(qū)的發(fā)射信號(hào)可以滿足全分集。這里，循環(huán)延遲控制器270考慮用戶終端密集的市區(qū)、相鄰小區(qū)數(shù)較少的郊區(qū)、鄉(xiāng)村或者山區(qū)這樣的熱點(diǎn)區(qū)域。此外，循環(huán)延遲控制器270考慮用戶終端數(shù)量、鄰近小區(qū)數(shù)量、小區(qū)中扇區(qū)的數(shù)量等因素來分配經(jīng)優(yōu)化的循環(huán)延遲變量。
然后，循環(huán)延遲控制器270對(duì)通過相應(yīng)于扇區(qū)的天線發(fā)射的所有信道信息進(jìn)行同步，并且將最佳的循環(huán)延遲變量傳送到小區(qū)或扇區(qū)的發(fā)射機(jī)單元。可以將循環(huán)延遲變量用作取決于小區(qū)或者扇區(qū)的預(yù)置值或固定值。在使用預(yù)置循環(huán)延遲變量之前，對(duì)其進(jìn)行周期性地更新是可能的。在設(shè)計(jì)移動(dòng)通信系統(tǒng)小區(qū)的過程中，可以考慮外圍小區(qū)和扇區(qū)、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)將預(yù)置循環(huán)延遲變量確定為最佳值。
考慮用戶終端密集的市區(qū)、相鄰小區(qū)數(shù)較少的郊區(qū)、鄉(xiāng)村或者山區(qū)這樣的熱點(diǎn)區(qū)域，以使得傳輸信號(hào)可以滿足全分集是可能的。此外，考慮請(qǐng)求服務(wù)的用戶終端數(shù)量、鄰近小區(qū)數(shù)量、小區(qū)中的扇區(qū)數(shù)量等因素，按照經(jīng)驗(yàn)來確定循環(huán)延遲變量是可能的，而且可以根據(jù)這些小區(qū)或扇區(qū)來預(yù)先設(shè)置這些值。循環(huán)延遲控制器270可以存儲(chǔ)這些預(yù)置值，并且整體上管理這些小區(qū)和扇區(qū)。
參考圖2，對(duì)于第一個(gè)扇區(qū)，編碼器200對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行編碼，并將已編碼的數(shù)據(jù)序列Xk輸出到串-并轉(zhuǎn)換器210。串-并轉(zhuǎn)換器210將所述已編碼數(shù)據(jù)序列Xk轉(zhuǎn)換為N個(gè)數(shù)據(jù)抽樣，并且將該N個(gè)數(shù)據(jù)抽樣并行地輸出到IFFT單元220。IFFT單元220針對(duì)從串-并轉(zhuǎn)換器210輸入的N個(gè)數(shù)據(jù)抽樣來執(zhí)行IFFT，并且將該N個(gè)OFDM數(shù)據(jù)抽樣并行地輸出到并串轉(zhuǎn)換器230。該并串轉(zhuǎn)換器230接收從IFFT單元220輸出的N個(gè)OFDM數(shù)據(jù)抽樣，將這些OFDM數(shù)據(jù)抽樣轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，同時(shí)輸出該串行數(shù)據(jù)。
這里，為了最大化在第一天線260中的分集效應(yīng)，循環(huán)延遲控制器270應(yīng)用循環(huán)延遲變量τ1。第一天線260產(chǎn)生循環(huán)延遲信號(hào)(xn-τ1+1，xn-τ1+2，...xn-τ1)，該信號(hào)是通過對(duì)OFDM符號(hào)信號(hào)(x0，x1，...xN-1)延遲τ1而獲得的。保護(hù)間隔插入器250將G個(gè)保護(hù)間隔插入到循環(huán)延遲信號(hào)(xn-τ1+1，xn-τ1+2，...xn-τ1)中。即，相應(yīng)于小區(qū)0的第一扇區(qū)的發(fā)射天線260發(fā)射被延遲了τ1的循環(huán)延遲信號(hào)(xn-τ1+1，xn-τ1+2，...xn-τ1)。
對(duì)于第二個(gè)扇區(qū)，編碼器202對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行編碼，并將已編碼的數(shù)據(jù)序列Xk輸出到串-并轉(zhuǎn)換器212。串-并轉(zhuǎn)換器212將所述已編碼數(shù)據(jù)序列Xk轉(zhuǎn)換為N個(gè)數(shù)據(jù)抽樣，并且將該N個(gè)數(shù)據(jù)抽樣并行地輸出到IFFT單元222。IFFT單元222針對(duì)從串-并轉(zhuǎn)換器212輸入的N個(gè)數(shù)據(jù)抽樣來執(zhí)行IFFT，并且將該N個(gè)OFDM數(shù)據(jù)抽樣并行地輸出到并串轉(zhuǎn)換器232。該并串轉(zhuǎn)換器232接收從IFFT單元222輸出的OFDM抽樣數(shù)據(jù)，將這些OFDM抽樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，同時(shí)輸出串行數(shù)據(jù)。這里，為了最大化在第二天線單元262中的分集效應(yīng)，循環(huán)延遲控制器270應(yīng)用循環(huán)延遲變量τ2。第二天線單元262產(chǎn)生循環(huán)延遲信號(hào)(xn-τ2+1，xn-τ2+2，...xn-τ2)，該信號(hào)是通過對(duì)OFDM符號(hào)信號(hào)(x0，x1，...xN-1)延遲τ2而獲得的。保護(hù)間隔插入器252將G個(gè)保護(hù)間隔插入到循環(huán)延遲信號(hào)(xn-τ2+1，xn-τ2+2，...xn-τ2)中。即，相應(yīng)于小區(qū)0的第二扇區(qū)的發(fā)射天線單元262發(fā)射被延遲了τ2的循環(huán)延遲信號(hào)(xn-τ2+1，xn-τ2+2，...xn-τ2)。
對(duì)于第三個(gè)扇區(qū)，編碼器204對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行編碼，并將已編碼的數(shù)據(jù)序列Xk輸出到串-并轉(zhuǎn)換器214。串-并轉(zhuǎn)換器214將所述已編碼數(shù)據(jù)序列Xk轉(zhuǎn)換為N個(gè)數(shù)據(jù)抽樣，并且將該N個(gè)數(shù)據(jù)抽樣并行地輸出到IFFT單元224。IFFT單元224針對(duì)從串-并轉(zhuǎn)換器214輸入的N個(gè)數(shù)據(jù)抽樣來執(zhí)行IFFT，并且將該N個(gè)OFDM數(shù)據(jù)抽樣并行地輸出到并串轉(zhuǎn)換器234。該并串轉(zhuǎn)換器234接收從IFFT單元224輸出的OFDM抽樣數(shù)據(jù)，將這些OFDM抽樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，同時(shí)輸出串行數(shù)據(jù)。這里，為了最大化在第L個(gè)天線單元264中的分集效應(yīng)，循環(huán)延遲控制器270應(yīng)用循環(huán)延遲變量τL。因此，第L個(gè)天線單元264產(chǎn)生循環(huán)延遲信號(hào)(xn-τL+1，xn-τL+2，...xn-τL)，該信號(hào)是通過對(duì)OFDM符號(hào)信號(hào)(x0，x1，...xN-1)延遲τL而獲得的。保護(hù)間隔插入器254將G個(gè)保護(hù)間隔插入到循環(huán)延遲信號(hào)(xn-τL1，xn-τL+2，...xn-τL)中。即，相應(yīng)于小區(qū)0的第L個(gè)扇區(qū)的發(fā)射天線單元264發(fā)射被延遲了τL的循環(huán)延遲信號(hào)(xn-τL+1，xn-τL+2，...xn-τL)。在上面的描述中，假定第一扇區(qū)和第二扇區(qū)屬于同一個(gè)小區(qū)，而第三扇區(qū)屬于不同的小區(qū)。
下面的表1示出了循環(huán)延遲控制器270將循環(huán)延遲變量分配給預(yù)定小區(qū)和相應(yīng)扇區(qū)的一種方案。第一個(gè)例子示出了一種方案，即在沒有信道信息的情況下，順序地指定順序并且分配循環(huán)延遲變量。第二個(gè)例子示出了最大化分配循環(huán)延遲變量的一種情況。
表1


在FFT尺寸為N的情形下，當(dāng)循環(huán)延遲為N/2時(shí)，很可能出現(xiàn)信道的頻率選擇性衰落。當(dāng)通過三個(gè)扇區(qū)來構(gòu)建一個(gè)小區(qū)時(shí)，循環(huán)延遲控制器270可以分配0、N/4和N/2個(gè)循環(huán)延遲變量。這里，循環(huán)延遲控制器270持續(xù)地反映了預(yù)定的信道狀態(tài)。
這里，通過N(N為自然數(shù))個(gè)符號(hào)來構(gòu)造OFDM信號(hào)，該N個(gè)符號(hào)具有與CP的周期相同的周期，并且將該延遲值的最大值設(shè)置為這N個(gè)符號(hào)的周期的一半。
當(dāng)循環(huán)延遲控制器270如下來設(shè)置循環(huán)延遲變量時(shí)，必須要考慮地形和區(qū)域特征。
1.市區(qū)熱點(diǎn)區(qū)域循環(huán)延遲控制器270在找到最接近的小區(qū)和扇區(qū)之后，分配合適的循環(huán)延遲變量?？梢愿鶕?jù)信道狀態(tài)來使用固定循環(huán)延遲方案，同時(shí)可以將循環(huán)延遲變量?jī)H分配給若干個(gè)扇區(qū)。
2.市區(qū)的外圍和鄉(xiāng)村循環(huán)延遲控制器270控制循環(huán)延遲器，使得在找到多徑信道特性和用戶終端數(shù)量之后，能夠足以生成多條路徑。因此，可以簡(jiǎn)單地采用隨機(jī)循環(huán)延遲方案。
3.相鄰小區(qū)數(shù)較少的山區(qū)因?yàn)樯絽^(qū)可能是難聽區(qū)域，所以循環(huán)延遲控制器270對(duì)循環(huán)延遲變量進(jìn)行設(shè)置和控制，使得可以產(chǎn)生多條路徑。
如上所述，循環(huán)延遲控制器270考慮小區(qū)的地形和區(qū)域、用戶終端的數(shù)量等因素，將最合適的循環(huán)延遲變量提供給小區(qū)和構(gòu)成該小區(qū)的一個(gè)或多個(gè)扇區(qū)。還可以周期性地更新循環(huán)延遲變量。
在圖2中，解碼器200、202和204，串-并轉(zhuǎn)換器210、212和214，IFFT單元220、222和224，以及并串轉(zhuǎn)換器230、232和234形成了OFDM信號(hào)生成器。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的、分配循環(huán)延遲變量的方案的示意圖。
參考圖3，每個(gè)小區(qū)包括三個(gè)扇區(qū)。放置了基站BS0的小區(qū)0表示從基站BS0發(fā)射的廣播信道的應(yīng)用限制；放置了基站BS1的小區(qū)1(與小區(qū)0相鄰)表示從基站BS1發(fā)射的廣播信道的應(yīng)用限制；以及放置了基站BS2的小區(qū)2表示從基站BS2發(fā)射的廣播信道的應(yīng)用限制。廣播信道可以包括在陸地廣播和衛(wèi)星廣播中使用的廣播信道、分配給業(yè)務(wù)量的諸如專用信道這樣的信道、以及在移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用的通用信道。
假定隨機(jī)用戶終端分別位于一個(gè)區(qū)域中，在該區(qū)域中，小區(qū)0、1和2中的基站BS0、BS1和BS2同時(shí)提供服務(wù)。這里，在各個(gè)小區(qū)中的3個(gè)或更多的天線以不同的循環(huán)延遲來發(fā)射廣播信道，這些循環(huán)延遲是通過圖2中的循環(huán)延遲控制器270來設(shè)置的。因此，用戶終端可以通過以不同延遲值發(fā)射的信號(hào)來獲得頻率分集增益。
例如，用戶終端在接收廣播信道服務(wù)的同時(shí)，可以移到市區(qū)這樣的熱點(diǎn)區(qū)域，可以通過隔離的(secluded)郊區(qū)、或通過隔離的山區(qū)。根據(jù)不同的情況，多徑信道具有不同的特性。也就是說，當(dāng)用戶終端在擁擠的市區(qū)這樣的熱點(diǎn)區(qū)域中接收廣播信道信號(hào)時(shí)，甚至在循環(huán)延遲控制器不提供用于循環(huán)延遲的控制信號(hào)的情況下，各個(gè)小區(qū)也可以充分地接收多徑信道，在熱點(diǎn)區(qū)域中，小區(qū)間的距離很短而且存在多個(gè)相鄰小區(qū)。然而，在隔離的郊區(qū)或隔離的山區(qū)中，小區(qū)間的間隔可以增加，同時(shí)不能充分地接收多徑信道。因此，循環(huán)延遲控制器可以通過小區(qū)間的位置和用戶終端的位置信息來設(shè)置循環(huán)延遲變量，同時(shí)借助于循環(huán)延遲分集調(diào)制方案、從多徑信道獲得衰落增益。即對(duì)于各個(gè)小區(qū)或扇區(qū)來說，當(dāng)考慮用戶終端所在位置的地形和區(qū)域的信道特性來發(fā)送被循環(huán)延遲的信號(hào)時(shí)，可以將分集增益和有效的服務(wù)提供給多個(gè)用戶終端。
就上面的描述來說，BS0的小區(qū)0被劃分為具有120度的3個(gè)扇區(qū)。因此，形成了剖面線所示的虛擬小區(qū)。虛擬小區(qū)中的所有終端同時(shí)接收從各個(gè)基站發(fā)送的廣播信道信號(hào)。
剖面線部分接收BS0、1和2的廣播信道信號(hào)。當(dāng)不同的循環(huán)延遲被分配給各個(gè)BS時(shí)，由于循環(huán)延遲的原因，在虛擬小區(qū)中的所有終端都可以獲得分集增益。此外，因?yàn)檠h(huán)延遲的最大值是N/2，所以BS 1和2分別分配循環(huán)延遲0和N/2，以及BS0分配循環(huán)延遲N/4，其是循環(huán)延遲0和N/2的平均值。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在沒有應(yīng)用循環(huán)延遲的現(xiàn)有廣播信道、和已應(yīng)用了循環(huán)延遲的廣播信道之間的性能比較的示意圖。信道性能表示根據(jù)信噪比(SNR)的誤碼率(BER)性能。
下面的表2示出了在模擬實(shí)驗(yàn)中使用的OFDM系統(tǒng)變量。
表2

在表2中，F(xiàn)FT尺寸為64，并且信道長(zhǎng)度和循環(huán)前綴被設(shè)置為4。
A(16×4)符號(hào)交織方案被用作一種交織方案，并且用戶終端位于與3個(gè)或更多個(gè)小區(qū)相同的距離處。
參考圖4，具有菱形重疊的第一條線示出了根據(jù)現(xiàn)有廣播信道方案的一種情形，即沒有將循環(huán)延遲應(yīng)用到各個(gè)扇區(qū)。即用戶終端同時(shí)通過廣播信道從小區(qū)0、1和2接收OFDM信號(hào)。
具有圓形覆蓋的第二條線示出了一種情形，即應(yīng)用于各個(gè)扇區(qū)的循環(huán)延遲具有與應(yīng)用于現(xiàn)有MDDM的循環(huán)延遲相同的時(shí)延(0、T、2T)。即用戶終端通過廣播信道從具有延遲(0、T、2T)的小區(qū)0、1和2接收OFDM信號(hào)。
具有正方形覆蓋的第三條線示出了一種情形，即應(yīng)用于各個(gè)扇區(qū)的循環(huán)延遲具有時(shí)延(0、16T、32T)。即用戶終端通過廣播信道從具有延遲(0、16T、32T)的小區(qū)0、1和2接收OFDM信號(hào)。
在上面的描述中，小區(qū)表示由一個(gè)基站服務(wù)的區(qū)域，僅僅共享一個(gè)控制部分，并且分別包括多個(gè)具有發(fā)射機(jī)的扇區(qū)和發(fā)射天線。應(yīng)當(dāng)注意，這種詳細(xì)的結(jié)構(gòu)并不會(huì)限制本發(fā)明的實(shí)施例，并且小區(qū)或扇區(qū)可以表示由一個(gè)發(fā)射天線服務(wù)的區(qū)域。
根據(jù)上述本發(fā)明的實(shí)施例，在廣播信道的情形下，相應(yīng)的扇區(qū)基于由循環(huán)延遲控制器應(yīng)用的循環(huán)延遲變量來延遲并發(fā)送OFDM信號(hào)，以便可以獲得足夠的分集增益。因此，用戶終端可以組合被延遲的信號(hào)，從而更有效地接收廣播信道。
上述本發(fā)明的實(shí)施例可以獲得下面的效果。
當(dāng)在通過多徑衰落信道不能充分地獲得增益的地形或區(qū)域中，通過廣播信道來發(fā)射OFDM信號(hào)時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例根據(jù)由循環(huán)延遲控制器控制的延遲來發(fā)射被循環(huán)延遲的OFDM信號(hào)。因此，用戶終端通過多條路徑來接收OFDM信號(hào)，從而獲得頻率分集增益。
例如，編碼的OFDM系統(tǒng)通過多條路徑來為具有選擇性增加的衰落信號(hào)執(zhí)行信道估計(jì)，從而增加頻率分集增益。
盡管已參考某些示范性實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)方面的改變。
權(quán)利要求
1.一種在正交頻分復(fù)用(OFDM)移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用循環(huán)延遲分集來發(fā)送廣播數(shù)據(jù)的方法，該方法包括步驟將各個(gè)發(fā)射機(jī)設(shè)置為具有不同的延遲值，所述發(fā)射機(jī)為相鄰的服務(wù)區(qū)提供服務(wù)；通過所述各個(gè)發(fā)射機(jī)來產(chǎn)生包括廣播數(shù)據(jù)的OFDM信號(hào)；借助于不同的延遲值來延遲所述OFDM信號(hào)；以及借助于各個(gè)發(fā)射機(jī)來發(fā)送被延遲的OFDM信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將不同的延遲值設(shè)置為具有最大的偏置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中通過N個(gè)符號(hào)(N是自然數(shù))來構(gòu)造所產(chǎn)生的OFDM信號(hào)，該N個(gè)符號(hào)具有與循環(huán)前綴的周期相同的周期，以及將不同延遲值的最大值設(shè)置為N個(gè)符號(hào)周期的一半。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中周期性地更新所述各個(gè)發(fā)射機(jī)的不同延遲值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中通過考慮多個(gè)接收廣播數(shù)據(jù)的裝置或者多個(gè)相鄰服務(wù)區(qū)來設(shè)置不同的延遲值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述服務(wù)區(qū)包括小區(qū)或者扇區(qū)。
7.一種在正交頻分復(fù)用(OFDM)移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通過使用循環(huán)延遲分集來發(fā)送廣播數(shù)據(jù)的裝置，該裝置包括OFDM信號(hào)生成器，用于產(chǎn)生包括廣播數(shù)據(jù)的OFDM信號(hào)；循環(huán)延遲器，借助于不同于相鄰服務(wù)區(qū)的延遲值的一個(gè)延遲值來延遲所述OFDM信號(hào)；以及天線單元，用于發(fā)送被延遲的OFDM信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述循環(huán)延遲器將延遲值設(shè)置為相鄰服務(wù)區(qū)的延遲值在空間上最大地分離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中通過N個(gè)符號(hào)(N是自然數(shù))來構(gòu)造OFDM信號(hào)，該N個(gè)符號(hào)具有與循環(huán)前綴的周期相同的周期，以及將延遲值的最大值設(shè)置為N個(gè)符號(hào)周期的一半。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中周期性地更新所述延遲值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中通過考慮多個(gè)接收廣播數(shù)據(jù)的裝置或者多個(gè)相鄰服務(wù)區(qū)來設(shè)置延遲值。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述服務(wù)區(qū)包括小區(qū)或者扇區(qū)。
13.一種在正交頻分復(fù)用(OFDM)移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用循環(huán)延遲分集來發(fā)送廣播數(shù)據(jù)的裝置，該裝置包括循環(huán)延遲控制器，用于將各個(gè)發(fā)射機(jī)設(shè)置為具有不同的延遲值，所述發(fā)射機(jī)為相鄰的服務(wù)區(qū)提供服務(wù)；以及多個(gè)發(fā)射機(jī)，用于根據(jù)不同的延遲值來發(fā)送被延遲的OFDM信號(hào)，所述發(fā)射機(jī)包括OFDM信號(hào)生成器，用于產(chǎn)生包括廣播數(shù)據(jù)的OFDM信號(hào)；循環(huán)延遲器，借助于不同于相鄰服務(wù)區(qū)的延遲值的一個(gè)延遲值來延遲所述OFDM信號(hào)；以及天線單元，用于發(fā)送被延遲的OFDM信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中循環(huán)延遲器將延遲值設(shè)置為與相鄰服務(wù)區(qū)的延遲值在空間上分離最大。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中通過N個(gè)符號(hào)(N是自然數(shù))來構(gòu)造OFDM信號(hào)，該N個(gè)符號(hào)具有與循環(huán)前綴的周期相同的周期，以及將延遲值的最大值設(shè)置為N個(gè)符號(hào)周期的一半。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中周期性地更新所述延遲值。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中通過考慮多個(gè)接收廣播數(shù)據(jù)的裝置或者多個(gè)相鄰服務(wù)區(qū)來設(shè)置所述延遲值。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述服務(wù)區(qū)包括小區(qū)或者扇區(qū)。
全文摘要
一種利用循環(huán)延遲分集有效地傳輸廣播信道的裝置和方法。公開了一種在OFDM移動(dòng)通信系統(tǒng)中，借助于循環(huán)延遲分集來有效地發(fā)送廣播信道的裝置和方法。所述方法包括步驟將各個(gè)發(fā)射機(jī)設(shè)置為具有不同的延遲值，所述發(fā)射機(jī)為相鄰的服務(wù)區(qū)提供服務(wù)；通過所述各個(gè)發(fā)射機(jī)來產(chǎn)生包括廣播數(shù)據(jù)的OFDM信號(hào)；借助于不同的延遲值來延遲所述OFDM信號(hào)；以及借助于各個(gè)發(fā)射裝置來發(fā)送被延遲的OFDM信號(hào)。
文檔編號(hào)H04W56/00GK1728616SQ20051009803
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月12日
發(fā)明者吳玄錫, 盧熙琎, 金成洙, 金潣龜 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社