專利名稱：用于在使用正交頻分多路訪問方案的通信系統(tǒng)中傳送子信道信號的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種使用正交頻分多路訪問(OFDMA)方案的通信系統(tǒng)。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于在最小化在相鄰小區(qū)之間的干擾的同時傳送子信道信號的裝置及方法。
背景技術(shù)：
近來，已經(jīng)進行了對于第四代(4G)通信系統(tǒng)的各種開發(fā)和研究，以便向訂戶提供具有在更高傳輸率下的優(yōu)良服務(wù)質(zhì)量(QoS)的服務(wù)。尤其是，正在利用4G通信系統(tǒng)進行多種研究，以便通過確保對可以以相對高的速率提供服務(wù)的無線局域網(wǎng)(LAN)通信系統(tǒng)和無線城域網(wǎng)(MAN)通信系統(tǒng)的移動性和QoS，來向訂戶提供高速服務(wù)。
為了支持用于無線MAN通信系統(tǒng)的物理信道的寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)，已經(jīng)提出了利用正交頻分多路復(fù)用(OFDM)方案和OFDMA方案的電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)802.16a通信系統(tǒng)。根據(jù)IEEE 802.16a通信系統(tǒng)，將OFDM/OFDMA方案應(yīng)用于無線MAN系統(tǒng)，以使用具有高傳輸速率的多個子載波來傳送物理信道信號。
IEEE 802.16a通信系統(tǒng)基于單小區(qū)結(jié)構(gòu)，而沒有考慮訂戶站(SS)的移動性。此外，已經(jīng)提出了在IEEE 802.16a通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上考慮SS的移動性的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)。IEEE 802.16e通信系統(tǒng)考慮在多小區(qū)環(huán)境下的SS的移動性。為了允許在多小區(qū)環(huán)境下的SS的移動性，必須改變在SS和基站(BS)之間的操作關(guān)系。相應(yīng)地，為了支持在多小區(qū)環(huán)境下的SS的移動性，已經(jīng)對SS的交遞(handover)進行了研究。這里，具有移動性的SS稱為移動訂戶站(MSS)。
圖1是圖解傳統(tǒng)的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的示意圖。參照圖1，傳統(tǒng)的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)具有包括小區(qū)100和小區(qū)150的多小區(qū)結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)包括用于管理小區(qū)100的BS 110、用于管理小區(qū)150的BS 140、以及多個MSS 111、113、130、151和153。BS 110和140利用OFDM/OFDMA方案與MSS 111、113、130、151和153通信。
傳統(tǒng)的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)執(zhí)行逆快速傅立葉變換(IFFT)。例如，傳統(tǒng)的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)使用1702個子載波。在所述1702個子載波中，166個子載波用作導(dǎo)頻子載波，而1536個子載波用作數(shù)據(jù)子載波。而且，所述1536個子載波被劃分成32個分別包括48個子載波的子信道。根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)，將所述子信道分配給MSS。這里，子信道表示包括至少一個子載波的信道。例如，48個子載波可以形成一個子信道。
在傳統(tǒng)的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)中，可以通過兩種方案來形成子信道。
根據(jù)第一方案，形成子信道的子載波分散在子載波的所有頻帶上。具體地，子載波分散在數(shù)據(jù)子載波的整個頻帶上，由此獲得頻率分集增益。
根據(jù)第二方案，形成子信道的子載波以相鄰子載波的形式來排列，而不是分散在子載波的所有頻帶上。
如果根據(jù)第二方案形成子信道，則相鄰小區(qū)在同一單位時間時隙中可以使用同一子信道。這里，同一子信道表示包括具有相同頻帶的子載波的子信道。也就是說，如參照圖1所說明的，兩個相鄰小區(qū)(小區(qū)100和150)可以使用在同一單位時隙中的同一子信道。
更具體而言，如果小區(qū)100和150選擇同一子信道，并且向同一子信道應(yīng)用相同的調(diào)制和編碼方案(MCS)，那么，如果信號具有高強度，則位于小區(qū)邊緣區(qū)域的MSS 130既可以從BS 110、也可以從BS 140接收信號。例如，如果信號具有高載波干擾和噪聲比(CINR)，則MSS 130接收該信號，并將該信號解調(diào)成信息數(shù)據(jù)。
如果具有頻率重用因子1的傳統(tǒng)的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)根據(jù)第二方案形成子信道，則形成傳統(tǒng)的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的小區(qū)的子信道具有相同的頻帶。如果對小區(qū)的子信道應(yīng)用相同的MCS，則位于小區(qū)邊界區(qū)域的MSS不僅可以從MSS的BS、還可以從其它BS接收子信道信號。結(jié)果，MSS可能接收到具有較高干擾分量的子信道信號。因此，需要提供一種用于在最小化相鄰小區(qū)之間的干擾的同時收發(fā)子信道信號的裝置及方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，設(shè)計本發(fā)明以解決在現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述和其它問題。本發(fā)明的一個目的是，提供用于在OFDMA通信系統(tǒng)中傳送子信道信號的裝置及方法。
本發(fā)明的另一目的是，提供一種用于以如下方式來交織子信道信號的裝置及方法，該方式即在OFDMA通信系統(tǒng)中，可根據(jù)子信道的BS而彼此區(qū)分具有相鄰子載波的子信道。
為了實現(xiàn)上述和其它目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于向形成無線通信系統(tǒng)的基站(BS)分配子信道信號交織模式的方法，所述無線通信系統(tǒng)能夠?qū)㈩l帶劃分成多個子載波，并且包括多個子信道，所述多個子信道是一組預(yù)定相鄰子載波，所述方法包括以下步驟創(chuàng)建具有等于形成子信道的子載波的數(shù)目的長度的基正交序列；通過下列方式之一來創(chuàng)建具有等于基正交序列的長度的長度的多個序列對所述基正交序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)、以及在將預(yù)定偏移加到已被循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)的基正交序列之后通過基于形成子信道的子載波的數(shù)目來執(zhí)行模運算；從所述多個序列中選擇與BS的數(shù)目相對應(yīng)的預(yù)定數(shù)目的序列；以及將所選擇的序列分配作為用于BS的子信道信號交織模式。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于向形成無線通信系統(tǒng)的基站(BS)分配子信道信號交織模式的方法，所述無線通信系統(tǒng)能夠?qū)㈩l帶劃分成多個子載波，并且包括多個子信道，所述多個子信道是一組預(yù)定相鄰子載波，所述方法包括以下步驟創(chuàng)建具有等于形成子信道的子載波的數(shù)目的長度的基正交序列；在將所述基正交序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)之后，通過將預(yù)定偏移施加于基正交序列來創(chuàng)建具有等于所述基正交序列的長度的長度的多個序列；從所述多個序列中選擇與BS的數(shù)目相對應(yīng)的預(yù)定數(shù)目的序列；以及將所選擇的序列分配作為用于BS的子信道信號交織模式。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在無線通信系統(tǒng)中傳送子信道信號的方法，所述無線通信系統(tǒng)能夠?qū)㈩l帶劃分成多個子載波，并且包括多個子信道，所述多個子信道是一組預(yù)定的相鄰子載波，所述方法包括以下步驟通過預(yù)定編碼方案來對要傳送的信息數(shù)據(jù)編碼而創(chuàng)建編碼的位；通過根據(jù)預(yù)定調(diào)制方案來調(diào)制所述編碼的位來創(chuàng)建調(diào)制碼元陣列；根據(jù)預(yù)定的子信道信號交織模式來交織調(diào)制碼元陣列；將所述交織的調(diào)制碼元陣列分配給預(yù)定子信道；以及在對所述子信道信號進行逆快速傅立葉變換(IFFT)過程和RF處理過程之后，傳送子信道信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在無線通信系統(tǒng)中傳送子信道信號的裝置，所述無線通信系統(tǒng)能夠?qū)㈩l帶劃分成多個子載波，并且包括多個子信道，所述多個子信道是一組預(yù)定的相鄰子載波，所述裝置包括編碼器，用于通過預(yù)定編碼方案來對要傳送的信息數(shù)據(jù)編碼而創(chuàng)建編碼的位；碼元映射器，用于通過根據(jù)預(yù)定調(diào)制方案來調(diào)制所述編碼的位來創(chuàng)建調(diào)制碼元陣列；子信道分配器，用于根據(jù)預(yù)定的子信道信號交織模式來交織調(diào)制碼元陣列，以及用于將所述交織的調(diào)制碼元陣列分配給預(yù)定子信道；以及傳送器，用于在對所述子信道信號進行逆快速傅立葉變換(IFFT)過程和RF處理過程之后，傳送子信道信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于交織形成無線通信系統(tǒng)的基站(BS)的子信道信號的方法，所述無線通信系統(tǒng)能夠?qū)㈩l帶劃分成多個子載波，并且包括多個子信道，所述多個子信道是一組預(yù)定相鄰子載波。所述方法包括以下步驟創(chuàng)建多個子信道信號交織模式，所述多個子信道信號交織模式彼此不同，并且具有等于形成所述子信道的子載波的數(shù)目的長度；以及將所述交織模式分配給BS，以便交織所述子信道信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于向在無線通信系統(tǒng)中的基站(BS)分配子信道信號交織模式的方法，所述無線通信系統(tǒng)能夠?qū)㈩l帶劃分成多個子載波，并且包括多個子信道，所述多個子信道是一組預(yù)定相鄰子載波，所述方法包括以下步驟通過將預(yù)定偏移應(yīng)用于基序列、并且對所述基序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)，來創(chuàng)建具有等于所述基序列的長度的長度的多個序列，其中所述基序列具有等于形成子信道的數(shù)據(jù)子載波的數(shù)目的長度；將所創(chuàng)建的多個序列分配作為用于BS的子信道信號交織模式。


從下列結(jié)合附圖所進行的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點將更加清楚，其中圖1是圖解傳統(tǒng)的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的示意圖；圖2是圖解根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的傳送器的示意圖；圖3是圖解對于在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)中的子信道信號的交織過程的示意圖；以及圖4是圖解在根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)中的傳送子信道信號的過程的流程圖。
具體實施例方式
下面，將在此參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在下列詳細(xì)說明中，當(dāng)在此包含的已知功能和結(jié)構(gòu)可能會模糊本發(fā)明的主題時，將省略對它們的詳細(xì)描述。
本發(fā)明涉及正交頻分多路訪問(OFDMA)通信系統(tǒng)。更具體而言，本發(fā)明提出了一種用于子信道信號的交織方案，其能夠使在電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)802.16e通信系統(tǒng)中的相鄰小區(qū)之間的干擾最小化。也就是說，本發(fā)明提出了一種用于子信道信號的交織方案，其能夠在當(dāng)IEEE 802.16e通信系統(tǒng)具有頻率重用因子1時(即，在形成IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的小區(qū)使用相同的頻帶時)，最小化相鄰小區(qū)之間的干擾。
還應(yīng)當(dāng)注意雖然將關(guān)于IEEE 802.16e通信系統(tǒng)來說明本發(fā)明，但是，根據(jù)本發(fā)明的用于子信道的交織方案可以應(yīng)用于使用OFDMA系統(tǒng)的其它系統(tǒng)。
圖2是圖解根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的傳送器的示意圖。參照圖2，傳送器包括循環(huán)冗余校驗(CRC)插入器211、編碼器213、碼元映射器215、子信道分配器217、串并轉(zhuǎn)換器219、導(dǎo)頻碼元插入器221、逆快速傅立葉變換(IFFT)單元223、并串轉(zhuǎn)換器225、保護間隔插入器227、數(shù)模轉(zhuǎn)換器229、以及射頻(RF)處理器231。
當(dāng)產(chǎn)生要傳送的用戶數(shù)據(jù)位和控制數(shù)據(jù)位時，將該用戶數(shù)據(jù)位和控制數(shù)據(jù)位輸入到CRC插入器211。這里，該用戶數(shù)據(jù)位和控制數(shù)據(jù)位被稱為“信息數(shù)據(jù)位”。CRC插入器211將CRC位插入到信息數(shù)據(jù)位中，并將所述信息數(shù)據(jù)位輸出到編碼器213。
當(dāng)從CRC插入器211接收到信號時，編碼器213通過預(yù)定的編碼方案來對所述信號進行編碼，并且向碼元映射器215輸出編碼后的信號。這里，預(yù)定編碼方案包括具有預(yù)定編碼率的透平(turbo)編碼方案、或卷積編碼方案。
碼元映射器215通過預(yù)定調(diào)制方案而對從編碼器213輸出的編碼后的位進行調(diào)制，由此形成調(diào)制碼元。將該調(diào)制碼元輸出到子信道分配器217。這里，預(yù)定調(diào)制方案包括四相移鍵控(QPSK)方案或16正交幅度調(diào)制(QAM)方案。
子信道分配器217從碼元映射器215接收調(diào)制碼元，將所述調(diào)制碼元分配給子信道，并且，將所述調(diào)制碼元輸出到串并轉(zhuǎn)換器219。子信道分配器217通過預(yù)定方案將子信道分配給調(diào)制碼元。也就是說，由于IEEE 802.16e通信系統(tǒng)具有為1的頻率重用因子，所以，子信道分配器217在交織子信道信號之后將所述子信道分配給調(diào)制碼元，從而可以使相鄰小區(qū)之間的干擾最小化。將在后面詳細(xì)說明這個分配方案。
當(dāng)從子信道分配器217接收到具有子信道的串行調(diào)制碼元時，串并轉(zhuǎn)換器219對調(diào)制碼元進行并行轉(zhuǎn)換，并將該調(diào)制碼元輸出到導(dǎo)頻碼元插入器221。導(dǎo)頻碼元插入器221將導(dǎo)頻碼元插入到并行的調(diào)制碼元中，并將所述并行調(diào)制碼元輸出到IFFT單元223。接收從導(dǎo)頻碼元插入器221輸出的信號的IFFT單元223執(zhí)行針對該信號的N點IFFT，并將該信號傳送到并串轉(zhuǎn)換器225。
當(dāng)從IFFT單元223接收到并行信號時，并串轉(zhuǎn)換器225將該并行信號轉(zhuǎn)換成串行信號，并將該串行信號輸出到保護間隔插入器227。在接收到從所述并串轉(zhuǎn)換器225輸出的串行信號之后，保護間隔插入器227將保護間隔信號插入到串行信號中，并將串行信號輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器229。這里，保護間隔用于消除當(dāng)OFDMA通信系統(tǒng)傳送正交頻分多路復(fù)用(OFDM)碼元時、在于先前OFDM碼元時間中傳送的OFDM碼元和要于當(dāng)前OFDM碼元時間傳送的OFDM碼元之間的干擾。
另外，可以通過循環(huán)前綴方案、或通過循環(huán)后綴方案來將保護間隔插入到OFDM碼元中，在所述循環(huán)前綴方案中，復(fù)制時域中的OFDM碼元的預(yù)定的最后樣值(sample)，并將復(fù)制的樣值插入到有效OFDM碼元中，在所述循環(huán)后綴方案中，復(fù)制時域中的OFDM碼元的預(yù)定前部樣值，并將復(fù)制的樣值插入到有效OFDM碼元中。
在從保護間隔插入器227接收到信號之后，數(shù)模轉(zhuǎn)換器229將信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，并將該模擬信號輸出到RF處理器231。RF處理器231包括濾波器和前端單元，并且，在對該模擬信號進行RF處理之后，通過傳送天線傳送該模擬信號。
圖3是圖解用于在根據(jù)本發(fā)明的實施例的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)中的子信道信號的交織過程的示意圖。然而，在說明圖3之前，應(yīng)當(dāng)注意向IEEE802.16e通信系統(tǒng)應(yīng)用頻率重用因子1。而且，IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的、從小區(qū)分配的(即，從基站(BS)分配的)每個子信道由多個相鄰子載波組成。
如上所述，可以通過將48個子載波分散在IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的頻帶上、或通過以相鄰子載波的形式排列子載波，而形成子信道，使得48個相鄰子載波可以形成一個子信道。
根據(jù)本發(fā)明，使用相鄰子載波來形成子信道。在這種情況下，相鄰小區(qū)選擇具有相同頻帶的子信道。如果向所選擇的子信道應(yīng)用相同的MCS，則從一個小區(qū)傳送的子信道信號可能起到針對其它小區(qū)的干擾信號的作用。因此，當(dāng)在恢復(fù)已從每個BS傳送的信號時可能會出現(xiàn)問題。也就是說，即便BS在考慮了相鄰BS的干擾的情況下傳送具有足夠冗余的信號，與相應(yīng)BS通信的訂戶站(SS)也可以恢復(fù)在從相應(yīng)BS傳送的信號和干擾信號之間的、具有較高強度的信號。
足夠冗余的意思是用于在與信號而不是被應(yīng)用相同MCS的干擾信號一起接收與干擾相同的噪聲時恢復(fù)原始傳送信號的預(yù)定條件。
根據(jù)SS的解碼器的特性，可以知道解碼在接收信號和干擾信號之間的具有較高強度的信號的原因。
每個SS的解碼器是能夠從在預(yù)定編碼系統(tǒng)中可用的所有碼字當(dāng)中選擇類似于接收信號的碼字的系統(tǒng)。因此，如果對相同的子信道應(yīng)用相同的MCS，則每個SS的解碼器不能檢測到從正在與SS進行通信的BS傳送的碼字。結(jié)果，解碼器僅檢測到在具有最高強度的接收信號中包含的碼字。因此，SS不能與相應(yīng)的BS通信。
為了解決這個問題，設(shè)計解碼器使得僅將從相應(yīng)BS傳送的碼字視為從編碼系統(tǒng)產(chǎn)生的碼字。因此，根據(jù)本發(fā)明，子信道具有能夠區(qū)分其BS的功能。即，雖然每個BS的子信道包括相同的子載波，但有可能改變碼元到子載波的映射次序，以使子信道能夠具有BS區(qū)分功能。
根據(jù)本發(fā)明，在交織要傳送的子信道信號之后，當(dāng)將子信道信號和子信道映射時，傳送子信道信號，由此，防止子信道信號被作為對于相鄰小區(qū)的干擾信號來操作。
圖3圖解了對于用于預(yù)定BS A的子信道信號的交織方案、以及對于用于和BS A相鄰的其它BS B的子信道信號的交織方案。假定BS A和B利用N個子載波，其中，在時間頻率域，M個相鄰子載波形成一個子信道。這里，N個子載波是指用于K個OFDM碼元的一組子載波，其中K是預(yù)定的正整數(shù)。
由于IEEE 802.16e通信系統(tǒng)具有為1的頻率重用因子，并且通過使用相鄰子載波來形成子信道，所以，在BS A和B中形成第n子信道的子載波的位置可以彼此相同。在這種情況下，由于在BS A和B中形成第n子信道的子載波具有相同的頻帶，所以，交織子信道信號。因此，取決于調(diào)制碼元，可以不同地形成用于形成BS A和B的第n子信道的數(shù)據(jù)碼元的子載波的映射次序，即用于調(diào)制碼元的子載波的映射次序。
例如，如果IEEE 802.16e通信系統(tǒng)利用1702個子載波，那么，假定166個子載波用作導(dǎo)頻子載波，而1536個子載波用作數(shù)據(jù)子載波，并且，將所述1536個子載波劃分為32個分別包括48個數(shù)據(jù)子載波的子信道。因此，一個子信道包括48個數(shù)據(jù)子載波。
BS A和B的每個子信道包括48個數(shù)據(jù)子載波，所述48個數(shù)據(jù)子載波包括第1到第48數(shù)據(jù)子載波，其中，所述48個子載波具有相同的頻帶。而且，假定和每個子載波映射的信號是調(diào)制碼元，通過一個子信道來傳送包括48個調(diào)制碼元的子信道信號。因此，與用于BS B的子信道信號的交織模式不同地設(shè)置用于BS A的子信道信號的交織模式，由此，防止從相鄰BS傳送的子信道信號被作為干擾信號操作。這里，用于子信道信號的交織模式被稱為“子信道信號交織模式”。
如圖3中所示，根據(jù)BS A的子信道信號交織模式，48個調(diào)制碼元順序地和子載波{2，14，1，...，13，3，9}映射。此外，根據(jù)BS B的子信道信號交織模式，48個調(diào)制碼元順序地和子載波{7，13，5，...，1，8，23}映射。
必須取決于形成IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的BS而彼此不同地設(shè)置子信道信號交織模式。因此，當(dāng)設(shè)置子信道信號交織模式時，必須考慮下列情況。
第一，由于一個子信道包括M個數(shù)據(jù)子載波，所以，通過使用具有包括元素{0，1，...，M-1}的具有長度M的序列來設(shè)置通過子信道傳送的調(diào)制碼元的子載波的映射次序，即，子信道信號交織模式。在具有長度M的序列中，元素{0，1，...，M-1}中的每個被使用一次。可以通過下面所述的各種方案，通過使用具有長度M的序列來確定子信道信號交織模式。
(1)隨機搜索方案(1-1)可以通過利用具有長度M的正交序列來確定子信道信號交織模式。
如上所述，一個子信道包括M個數(shù)據(jù)子載波，以便可以創(chuàng)建具有長度M的正交序列。這里，正交序列表示這樣的序列，其中當(dāng)從具有長度M的序列中選擇兩個序列時，在相同的位置上不存在相同的元素。
而且，可以通過如下所述的各種方案來創(chuàng)建具有長度M的正交序列。
第一，可以通過使{0，1，...，M-1}的序列能夠經(jīng)歷
次循環(huán)移位來創(chuàng)建彼此正交的具有長度M的正交序列。
第二，可以通過計算機仿真來創(chuàng)建具有長度M的正交序列。通過上述第一和第二方案創(chuàng)建的具有長度M的正交序列中的每個被分配作為用于每個BS的每個子信道信號的交織模式，由此防止每個BS的信號被作為相鄰BS的干擾信號來操作。
(1-2)可以通過利用具有長度M的非正交序列來確定子信道信號交織模式。
如果形成IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的BS的數(shù)目C大于序列的長度M，則正交序列的數(shù)目少于BS的數(shù)目C，由此，使得不可能通過使用正交序列來區(qū)分所有的BS。因此，通過減少正交序列的正交性來創(chuàng)建大量的非正交序列，由此相互區(qū)分BS。即，提供M！個包括元素{0，1，...，M-1}的具有長度M的序列，其中，在該序列中，元素{0，1，...，M-1}中的每個被使用一次。
在這種情況下，當(dāng)從M！個序列中選擇兩個序列時，可以選擇對應(yīng)于BS的數(shù)目C的序列，其中，所述序列包括少于H個子載波的預(yù)定數(shù)目的具有沖突特性的子載波。具體地，如果包括少于H個子載波的預(yù)定數(shù)目的具有沖突特性的子載波的序列的數(shù)目大于BS的數(shù)目C，則可以以這樣的方式選擇序列，該方式即可以基于具有沖突特性的多個子載波，以升序方式來區(qū)分BS。
可以通過計算機仿真來創(chuàng)建具有長度M的非正交序列。通過每個BS的子信道信號的交織模式來分配每個具有長度M的非正交序列，由此，防止每個BS的信號被作為相鄰BS的干擾信號來操作。
(2)循環(huán)移位和模加(modulo addition)方案在包括元素{0，1，...，M-1}的、具有長度M的正交序列中(其中在該序列中，元素{0，1，...，M-1}中的每個被使用一次)，將預(yù)定正交序列S0定義為基正交序列。有可能利用基正交序列S0來創(chuàng)建M2個序列。下文中，將說明用于創(chuàng)建M2個序列的方法。
第一，假定序列Sfg在將基正交序列S0循環(huán)移位f次、并將基正交序列S0的每個元素除以M、同時將偏移加到該元素之后具有預(yù)定余數(shù)，其中f和g具有存在于范圍
中的整數(shù)值。即，可以通過使用M的模運算來獲得序列Sfg。因此，有可能創(chuàng)建總共M2個序列Sfg。以相同的偏移g循環(huán)移位f次的序列彼此之間具有正交性。具有不同值的參數(shù)g和f的序列可以引起在序列的元素之間的沖突。
可以使用M2個正交序列來確定用于每個BS的子信道信號的交織模式。通常，形成IEEE 802.16e通信系統(tǒng)的BS的最大數(shù)目C被限制為幾百。因此，如果M具有大于20的整數(shù)值，則有可能分配子信道信號交織模式。
而且，如果BS的數(shù)目C小于M2，那么，如上所述，可以選擇包括具有相對小的數(shù)目的沖突特性的子載波的序列，以便分配用于C個BS的子信道信號的交織模式。
可以根據(jù)用于選擇基正交序列S0的方案來確定子信道信號交織模式。下文中，將描述用于選擇基正交序列S0的方案。
第一，以這樣的方式選擇基正交序列S0，該方式即在M2個序列的每個中，可以使具有沖突特性的子載波的數(shù)目最小化。即，選擇對應(yīng)于BS的數(shù)目C的C個序列，其中C個序列包括少于H個子載波的預(yù)定數(shù)目的子載波，其中，當(dāng)從M2個序列中選擇兩個序列時，所述預(yù)定數(shù)目的子載波可以提供沖突特性。所選擇的C個序列被形成為序列子集。如上所述，可以通過計算機仿真來選擇形成序列子集的C個序列。
(3)里德所羅門序列(Reed Solomon Sequence)方案當(dāng)M＝Qp-1(其中Q是十進制數(shù)，而p是整數(shù))時，可以使用在伽羅瓦域(GF，Qp)中定義的里德所羅門序列，來確定子信道信號交織模式。如果使用里德所羅門序列來確定子信道信號交織模式，則里德所羅門序列可以包括最多三個具有沖突特性的子載波。這里，里德所羅門序列的第j元素被表示成Pfg(j)，其滿足方程(1)。
Pfg(j)=Pf(j)+gPf(j)+g≠0gPf(j)+g=0...(1)]]>在方程(1)中，P0表示GF(Qp)中的基正交序列，而Pf(j)表示循環(huán)移位正交序列的第j元素，其通過沿左方向?qū)0循環(huán)移位f次而被創(chuàng)建。而且，Pfg(j)是表示子信道信號交織模式的序列的第j元素。在方程(1)中的加法操作表示在GF(Qp)中的加法操作。而且，取決于對于參數(shù)f和g的確定方案，來確定用于區(qū)分BS的總共M(M+1)個序列。
根據(jù)本發(fā)明，通過下列三種方案之一來確定參數(shù)f和g。
根據(jù)第一方案，參數(shù)f具有從在0和M-1之間的預(yù)定整數(shù)范圍中選擇的預(yù)定整數(shù)值。而且，參數(shù)g具有從在0和M之間的預(yù)定整數(shù)范圍中選擇的預(yù)定整數(shù)值。
通過下列方式來將子信道信號交織模式分配給BS。
子信道信號交織模式適于M個正交序列以及包括少于H個子載波的預(yù)定數(shù)目的具有沖突特性的子載波的C到M個序列。
第一，將預(yù)定的序列號0到C-1分配給C個序列。即，具有在將C個BS的索引除以C(C模運算)之后的預(yù)定余數(shù)的序列分配給C個BS。這里，BS的索引是唯一分配給在OFDMA通信系統(tǒng)中的BS的索引，因此，OFDMA通信系統(tǒng)將索引分配給OFDMA通信系統(tǒng)的多個BS。
第二，在C個序列中，彼此正交的序列的數(shù)目被設(shè)置為小于表示沖突特性的序列的數(shù)目，由此將具有在將BS的索引除以C(C模運算)之后的預(yù)定余數(shù)的序列分配給每個BS。
第三，以這種方式來設(shè)計系統(tǒng)，該方式即具有在將BS的索引除以C(C模運算)之后的相同余數(shù)的BS彼此分開。
根據(jù)第二方案，使用方程(2)來確定參數(shù)f和g。
f＝c_id mod PERM 在方程(2)中，參數(shù)PERM表示M(PERM＝M)，而參數(shù)OFFSET表示M+1(OFFSET＝M+1)。而且，_x_表示不大于x的最大整數(shù)值，c_id表示BS的索引，而mod表示模運算。
根據(jù)第三方案，通過方程(3)來確定參數(shù)f和g。
g＝c_id mod OFFSET ...(3)在方程(3)中，參數(shù)PERM和OFFSET具有和在方程(2)中定義的那些值相同的值。
根據(jù)上述三種方案，通過使用滿足方程1的M(M+1)個正交序列來確定用于每個BS的子信道信號交織模式。
如果BS的數(shù)目C小于M(M+1)，那么，如上所述，選擇包括相對少的數(shù)目的具有沖突特性的子載波的正交序列，以為C個BS中的每個分配子信道信號交織模式。
下文中是當(dāng)形成一個子信道的數(shù)據(jù)子載波的數(shù)目M是48(M＝48)時分配子信道信號交織模式的過程。
如上所述，從具有長度M＝48＝Q2-1(Q＝7)的里德所羅門序列中選擇預(yù)定的里德所羅門序列作為基正交序列P0，由此創(chuàng)建48×49個包括最多三個具有沖突特性的子載波的序列。這里，如下通過方程(4)中的七進制記數(shù)法來表示基正交序列P0。
P0＝{01，22，46，52，42，41，26，50，05，33，62，43，63，65，32，40，04，11，23，61，21，24，13，60，06，55，31，25，35，36，51，20，02，44，15，34，14，12，45，30，03，66，54，16，56，53，64，10}...(4)而且，根據(jù)上述三個方案，48×49個序列被分配給每個BS。
圖4是圖解在根據(jù)本發(fā)明的實施例的IEEE 802.16e通信系統(tǒng)中傳送子信道信號的過程的示意圖。參照圖4，當(dāng)產(chǎn)生要傳送的信息數(shù)據(jù)時，如參照圖2而描述的那樣，傳送器通過在步驟411中對信息數(shù)據(jù)執(zhí)行CRC位插入、編碼和碼元映射過程，來創(chuàng)建調(diào)制碼元陣列。傳送器在步驟413中根據(jù)在傳送器中預(yù)設(shè)的子信道信號交織模式來交織所述調(diào)制碼元陣列。由于上面已經(jīng)說明了用于確定子信道信號交織模式的方案，所以，下面將不再描述它們。
在步驟415中，傳送器向相應(yīng)的子信道(即，向形成相應(yīng)子信道的子載波)分配交織的子信道信號。在步驟417中，傳送器傳送子信道信號，由此，完成傳送子信道信號的過程。
如上面參照圖2所述，子信道信號傳送過程包括以下步驟將分配給子信道的串行信號轉(zhuǎn)換成并行信號；將導(dǎo)頻信號插入到所述并行信號中；對并行信號執(zhí)行IFFT；將并行信號轉(zhuǎn)換為串行信號；將保護間隔插入到串行信號中；將所述串行信號轉(zhuǎn)換為模擬信號；以及對該模擬信號進行RF處理。
雖然已經(jīng)關(guān)于確定子信道信號交織模式的方案而描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明也可應(yīng)用于改變子載波的映射位置，這是因為，根據(jù)交織模式交織子信道信號的處理實際上和用于改變形成子信道的子載波的位置的處理相同。即，根據(jù)本發(fā)明，子信道信號交織模式可以被替換成形成子信道的子載波的映射模式。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過根據(jù)子信道信號交織模式交織子信道信號來傳送在OFDMA通信系統(tǒng)中的、被分配有和相鄰小區(qū)相同的頻帶的子信道信號，以便可以最小化由相鄰小區(qū)的子信道信號引起的干擾，由此改進系統(tǒng)性能。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例示出和說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在其中作出形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種用于向形成無線通信系統(tǒng)的基站(BS)分配子信道信號交織模式的方法，所述無線通信系統(tǒng)能夠?qū)㈩l帶劃分成多個子載波，并且包括多個子信道，所述多個子信道是一組預(yù)定相鄰子載波，所述方法包括以下步驟創(chuàng)建具有等于形成子信道的子載波的數(shù)目的長度的基正交序列；通過下列方式之一來創(chuàng)建具有等于基正交序列的長度的長度的多個序列對所述基正交序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)；以及在將預(yù)定偏移加到已被循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)的基正交序列之后，通過基于形成子信道的子載波的數(shù)目來執(zhí)行模運算；從所述多個序列中選擇與BS的數(shù)目相對應(yīng)的預(yù)定數(shù)目的序列；以及將所選擇的序列分配作為用于BS的子信道信號交織模式。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基正交序列包括里德所羅門序列。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于在多個序列中包含的具有沖突特性的子載波的數(shù)目，以升序方式從多個序列中選擇與BS的數(shù)目相對應(yīng)的預(yù)定數(shù)目的序列。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無線通信系統(tǒng)具有頻率重用因子1。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中執(zhí)行模運算的步驟包括以下步驟在將基正交序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)之后，將預(yù)定偏移加到基正交序列的元素；根據(jù)形成子信道的子載波的數(shù)目，對被加上預(yù)定偏移的序列的元素執(zhí)行模運算；以及改變具有值0的元素，使得所述元素具有整數(shù)值，其中，可以通過模運算來獲得所述整數(shù)值，并且所述整數(shù)值尚未被應(yīng)用于模運算后的序列的元素。
6.一種用于向形成無線通信系統(tǒng)的基站(BS)分配子信道信號交織模式的方法，所述無線通信系統(tǒng)能夠?qū)㈩l帶劃分成多個子載波，并且包括多個子信道，所述多個子信道是一組預(yù)定相鄰子載波，所述方法包括以下步驟創(chuàng)建具有等于形成子信道的子載波的數(shù)目的長度的基正交序列；在將所述基正交序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)之后，通過將預(yù)定偏移施加于基正交序列，來創(chuàng)建具有等于所述基正交序列的長度的長度的多個序列；從所述多個序列中選擇與BS的數(shù)目相對應(yīng)的預(yù)定數(shù)目的序列；以及將所選擇的序列分配作為用于BS的子信道信號交織模式。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中根據(jù)以下方程來確定在將所述基正交序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)之后應(yīng)用預(yù)定偏移的步驟，該方程即Pfg(j)=Pf(j)+gPf(j)+g≠0gPf(j)+g=0]]>其中，Pfg(j)是被確定為子信道信號交織模式的序列的第j元素，Pf(j)表示循環(huán)移位正交序列的第j元素，其通過沿左方向?qū)⒒恍蛄醒h(huán)移位f次而被創(chuàng)建，f是從0到M-1選擇的預(yù)定整數(shù)值，g是具有從0到M的預(yù)定整數(shù)值的預(yù)定偏移，并且，M是形成子信道的子載波的數(shù)目。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，M是48，在伽羅瓦域中形成基正交序列，并且，所述基正交序列表示{01，22，46，52，42，41，26，50，05，33，62，43，63，65，32，40，04，11，23，61，21，24，13，60，06，55，31，25，35，36，51，20，02，44，15，34，14，12，45，30，03，66，54，16，56，53，64，10)。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中根據(jù)以下方程來確定在將所述基正交序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)之后應(yīng)用預(yù)定偏移的步驟，該方程即Pfg(j)=Pf(j)+gPf(j)+g≠0gPf(j)+g=0]]>其中，Pfg(j)是被確定為子信道信號交織模式的序列的第j元素，Pf(j)表示循環(huán)移位正交序列的第j元素，其通過沿左方向?qū)⒒恍蛄醒h(huán)移位f次而被創(chuàng)建，M是形成子信道的子載波的數(shù)目，并且，作為預(yù)定偏移的f和g根據(jù)下列方程來確定f＝c_id mod PERM 其中，PERM表示M，OFFSET表示M+1，_x_表示不大于x的最大整數(shù)值，c_jd表示BS的索引。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，M是48，在伽羅瓦域中形成基正交序列，并且，所述基正交序列表示{01，22，46，52，42，41，26，50，05，33，62，43，63，65，32，40，04，11，23，61，21，24，13，60，06，55，31，25，35，36，51，20，02，44，15，34，14，12，45，30，03，66，54，16，56，53，64，10)。
11.如權(quán)利要求6所述的方法，其中根據(jù)以下方程來確定在將所述基正交序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)之后應(yīng)用預(yù)定偏移的步驟，該方程即Pfg(j)=Pf(j)+gPf(j)+g≠0gPf(j)+g=0]]>其中，Pfg(j)是被確定為子信道信號交織模式的序列的第j元素，Pf(j)表示循環(huán)移位正交序列的第j元素，其通過沿左方向?qū)⒒恍蛄醒h(huán)移位f次而被創(chuàng)建，M是形成子信道的子載波的數(shù)目，并且，作為預(yù)定偏移的f和g根據(jù)下列方程來確定 g＝c_id mod OFFSET其中，PERM表示M，OFFSET表示M+1，_x_表示不大于x的最大整數(shù)值，c_id表示BS的索引。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，M是48，在伽羅瓦域中形成基正交序列，并且所述基正交序列表示{01，22，46，52，42，41，26，50，05，33，62，43，63，65，32，40，04，11，23，61，21，24，13，60，06，55，31，25，35，36，51，20，02，44，15，34，14，12，45，30，03，66，54，16，56，53，64，10}。
13.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述基正交序列包括里德所羅門序列。
14.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，基于在多個序列中包含的具有沖突特性的子載波的數(shù)目，以升序方式從多個序列中選擇與BS的數(shù)目相對應(yīng)的預(yù)定數(shù)目的序列。
15.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述無線通信系統(tǒng)具有頻率重用因子1。
16.一種在無線通信系統(tǒng)中傳送子信道信號的方法，所述無線通信系統(tǒng)能夠?qū)㈩l帶劃分成多個子載波，并且包括多個子信道，所述子信道是一組預(yù)定相鄰子載波，所述方法包括以下步驟通過預(yù)定編碼方案來對要傳送的信息數(shù)據(jù)編碼而創(chuàng)建編碼的位；通過根據(jù)預(yù)定調(diào)制方案來調(diào)制所述編碼的位來創(chuàng)建調(diào)制碼元陣列；根據(jù)預(yù)定的子信道信號交織模式來交織調(diào)制碼元陣列；將所述交織的調(diào)制碼元陣列分配給預(yù)定子信道；以及在對子信道信號進行逆快速傅立葉變換(IFFT)過程和RF處理過程之后，傳送子信道信號。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，子信道信號交織模式是從具有等于基正交序列的長度的長度和與基站的數(shù)目相對應(yīng)的數(shù)目的序列中選擇的序列，其中所述序列通過下述方式之一來創(chuàng)建對所述基正交序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)；以及在將預(yù)定偏移加到已被循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)的基正交序列之后，通過基于形成子信道的子載波的數(shù)目來執(zhí)行模運算。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述基正交序列包括里德所羅門序列。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所選擇的序列包括最少數(shù)量的具有沖突特性的子載波。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，子信道信號交織模式是從具有等于基正交序列的長度的長度和與基站的數(shù)目相對應(yīng)的數(shù)目的序列中選擇的序列，其中，在對所述基正交序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)之后，通過將預(yù)定偏移加到所述基正交序列，來創(chuàng)建所述序列。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述基正交序列包括里德所羅門序列。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所選擇的序列包括最少數(shù)量的具有沖突特性的子載波。
23.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述無線通信系統(tǒng)具有頻率重用因子1。
24.一種在無線通信系統(tǒng)中傳送子信道信號的裝置，所述無線通信系統(tǒng)能夠?qū)㈩l帶劃分成多個子載波，并且包括多個子信道，所述多個子信道是一組預(yù)定相鄰子載波，所述裝置包括編碼器，用于通過預(yù)定編碼方案來對要傳送的信息數(shù)據(jù)編碼而創(chuàng)建編碼的位；碼元映射器，用于通過根據(jù)預(yù)定調(diào)制方案來調(diào)制所述編碼的位來創(chuàng)建調(diào)制碼元陣列；子信道分配器，用于根據(jù)預(yù)定的子信道信號交織模式來交織調(diào)制碼元陣列，以及用于將所述交織的調(diào)制碼元陣列分配給預(yù)定子信道；以及傳送器，用于在對子信道信號進行逆快速傅立葉變換(IFFT)過程和RF處理過程之后，傳送子信道信號。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述無線通信系統(tǒng)具有頻率重用因子1。
26.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中，所述子信道信號交織模式是從具有等于基正交序列的長度的長度和與基站的數(shù)目相對應(yīng)的數(shù)目的序列中選擇的序列，其中，在對所述基正交序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)之后，通過將預(yù)定偏移加到所述基正交序列，來創(chuàng)建所述序列。
27.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中，所述子信道信號交織模式是從具有等于基正交序列的長度的長度和與基站的數(shù)目相對應(yīng)的數(shù)目的序列中選擇的序列，其中所述序列通過下述方式之一來創(chuàng)建對所述基正交序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)；以及在將預(yù)定偏移加到已被循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)的基正交序列之后，基于形成子信道的子載波的數(shù)目來執(zhí)行模計算。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中所述基正交序列包括里德所羅門序列。
29.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中所選擇的序列包括最少數(shù)量的具有沖突特性的子載波。
30.如權(quán)利要求26所述的裝置，其中所述基正交序列包括里德所羅門序列。
31.如權(quán)利要求26所述的裝置，其中所選擇的序列包括最少數(shù)量的具有沖突特性的子載波。
32.一種用于交織形成無線通信系統(tǒng)的基站(BS)的子信道信號的方法，所述無線通信系統(tǒng)能夠?qū)㈩l帶劃分成多個子載波，并且包括多個子信道，所述多個子信道是一組預(yù)定相鄰子載波，所述方法包括以下步驟創(chuàng)建多個子信道信號交織模式，所述多個子信道信號交織模式彼此不同，并且具有等于形成所述子信道的子載波的數(shù)目的長度；以及將所述交織模式分配給BS，以便交織所述子信道信號。
33.一種用于向在無線通信系統(tǒng)中的基站(BS)分配子信道信號交織模式的方法，所述無線通信系統(tǒng)能夠?qū)㈩l帶劃分成多個子載波，并且包括多個子信道，所述多個子信道是一組預(yù)定相鄰子載波，所述方法包括以下步驟通過將預(yù)定偏移應(yīng)用于基序列、并且對所述基序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)，來創(chuàng)建具有等于所述基序列的長度的長度的多個序列，其中所述基序列具有等于形成子信道的數(shù)據(jù)子載波的數(shù)目的長度；將所創(chuàng)建的多個序列分配作為用于BS的子信道信號交織模式。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中根據(jù)以下方程來確定應(yīng)用預(yù)定偏移和將所述基正交序列循環(huán)移位預(yù)定次數(shù)的步驟，該方程即Pfg(j)=Pf(j)+gPf(j)+g≠0gPf(j)+g=0]]>其中，Pfg(j)是被確定為子信道信號交織模式的序列的第j元素，Pf(j)表示循環(huán)移位序列的第j元素，其通過沿左方向?qū)⒒蛄醒h(huán)移位f次而被創(chuàng)建，f是從0到M-1選擇的預(yù)定整數(shù)值，g是具有從0到M的預(yù)定整數(shù)值的預(yù)定偏移，并且，M是形成子信道的子載波的數(shù)目。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中，M是48，在伽羅瓦域中形成基正交序列，并且所述基正交序列表示{01，22，46，52，42，41，26，50，05，33，62，43，63，65，32，40，04，11，23，61，21，24，13，60，06，55，31，25，35，36，51，20，02，44，15，34，14，12，45，30，03，66，54，16，56，53，64，10}。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，其中f和g根據(jù)下列方程來確定f＝c_id mod PERM 其中，PERM表示M，其為形成子信道的數(shù)據(jù)子載波的數(shù)目，OFFSET表示M+1，_x_表示不大于x的最大整數(shù)值，并且，c_id表示BS的索引。
全文摘要
一種用于向形成無線通信系統(tǒng)的基站(BS)分配子信道信號交織模式的方法，所述無線通信系統(tǒng)能夠?qū)㈩l帶劃分成多個子載波，并且包括多個子信道。所述方法包括以下步驟創(chuàng)建具有等于形成子信道的子載波的數(shù)目的長度的基正交序列；通過下列方式之一來創(chuàng)建具有等于基正交序列的長度的長度的多個序列對所述基正交序列循環(huán)移位、以及在將預(yù)定偏移加到基正交序列之后通過執(zhí)行基于形成子信道的子載波的數(shù)目的模運算；選擇與BS的數(shù)目相對應(yīng)的預(yù)定數(shù)目的序列；以及將所選擇的序列分配作為用于BS的子信道信號交織模式。
文檔編號H04L5/02GK1930844SQ200580008046
公開日2007年3月14日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月12日
發(fā)明者趙宰熙, 田宰昊, 尹淳暎, 成相勛, 張智皓, 黃寅碩, 許壎, 金柾憲, 孟勝柱 申請人:三星電子株式會社