專利名稱：智能傳輸功率控制方案系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信的系統(tǒng)和方法，尤其涉及智能傳輸功率控制的無線通信系統(tǒng) 和方法。
背景技術(shù)：
依照本領(lǐng)域內(nèi)不同的公知標(biāo)準(zhǔn)，例如IEEE標(biāo)準(zhǔn)802. Ila.，在正交頻分多路復(fù)用 (OFDM)和/或離散多頻調(diào)制(DMT)無線通信系統(tǒng)中，站可以通過發(fā)送和接收數(shù)據(jù)分組來進(jìn) 行相互之間的通信。當(dāng)站通過頻率選擇信道進(jìn)行通信時，所傳送的數(shù)據(jù)通常含有錯誤。這種數(shù)據(jù)錯誤 一般由BER(誤碼率)單元或PER(分組差錯率)單元來測定。目前，站通常不在最優(yōu)或接 近最優(yōu)的總體BER/PER下進(jìn)行操作。


本發(fā)明可以通過下列對本發(fā)明優(yōu)先實施例的詳細(xì)描述并配合附圖予以充分地理解圖1是包含依照本發(fā)明典型實施例的智能傳輸功率控制(ITPC)方案的通信系統(tǒng) 示意圖；圖2是帶有依照本發(fā)明典型實施例的ITPC方案的OFDM標(biāo)準(zhǔn)802. Ila收發(fā)器的功 能塊示意圖；圖3是說明圖2所示的ITPC方案更多細(xì)節(jié)的功能塊示意圖；圖4和圖5是說明對使用依照本發(fā)明典型實施例的ITPC方案的OFDM收發(fā)器模擬 結(jié)果的示意圖；圖6是包含依照本發(fā)明典型實施例的ITPC檢測器的通信系統(tǒng)的示意圖；圖7A、7B和7C是說明依照本發(fā)明典型實施例兩個站之間的上游和下游OFDM的檢 測過程的副載波頻譜圖。圖8A和圖8B是兩個分別依照本發(fā)明實施例的ITPC檢測方案典型執(zhí)行的功能塊 示意圖；圖9是一橫向濾波器的功能塊示意圖，該橫向濾波器包含在依照本發(fā)明典型實施 例的ITPC檢測器的典型實施內(nèi)；以及圖10是包含依照兩個本發(fā)明典型實施例的ITPC檢測器/收發(fā)器的通信系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的一個方面的實施例提供了可以使通信站能夠在最優(yōu)、接近最優(yōu)、或最小
4總體BER和/或PER進(jìn)行操作的一種裝置和/或一種方法。本發(fā)明其他方面的實施例提供了檢測BER和/或PER最優(yōu)化/最小化解決方案用
法的一種裝置和/或一種方法。本發(fā)明的實施例介紹了一種新的自適應(yīng)智能傳輸功率控制(ITPC)方案。盡管本 發(fā)明的范圍并不局限在這點(diǎn)上，但I(xiàn)TPC方案可以用于結(jié)合不同類型的無線通信系統(tǒng)來使 用，例如在依照像IEEE標(biāo)準(zhǔn)802. Ila這樣預(yù)先確定好的標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行操作的系統(tǒng)，或者其他 的OFDM或DMT系統(tǒng)，包括但不局限于同時使用多載波和/或副載波的系統(tǒng)。圖1通過示意圖說明了了一種連同本發(fā)明典型實施例一同使用的通信系統(tǒng)。該系 統(tǒng)可以包含兩個站，即站1 (表示為100)和站2 (表示為110)，它們各自通過頻率選擇信道 120進(jìn)行操作(例如通信)。這樣的信道可以是良性的或緩慢變化的，例如，所述信道可以 是一具有較小信道漂移的(例如達(dá)3dB到6dB)的頻率選擇信道。在這樣的系統(tǒng)中，正向和 反向的信道在兩個站之間進(jìn)行單個分組交換的過程中可以是對稱并且互逆的。站100和站 110中的每一個都可以包含如同以下所詳細(xì)描述的收發(fā)器。雖然本發(fā)明的范圍并不局限在 這點(diǎn)上，但是本發(fā)明實施例中的系統(tǒng)可以是“如同瞎的蝙蝠(blind as a bat)”類型的系 統(tǒng)，即在這樣的系統(tǒng)中所有信息的交換和傳輸都依照現(xiàn)有的通信標(biāo)準(zhǔn)。在本發(fā)明的一個典型實施例中，站100最初可以使用從站110收到的一個信號來 估計信道質(zhì)量和副載波功率增益。基于這些估計，站100可以通過副載波對傳輸執(zhí)行最優(yōu) 或接近最優(yōu)的功率分配。在本發(fā)明的一個實施例中，例如，通過使傳輸總功率保持恒定不變 的這種約束來進(jìn)行功率分配或再分配。在這里所定義的術(shù)語分配，也可以指的是功率的再 分配。依照本發(fā)明典型實施例的功率再分配可以調(diào)節(jié)站100和站110傳輸?shù)某跏脊β史峙洌?或者調(diào)節(jié)之前的功率再分配。雖然本發(fā)明的范圍并不局限于這方面，但是站100基本上可以在所有的數(shù)據(jù)副載 波中使用相同類型的調(diào)制和編碼技術(shù)。在本發(fā)明的一些實施例中，比起帶有更高信道功率 增益的副載波(“好”副載波)，更多的功率將被分配到帶有更低的信道功率增益的副載波 (“差”副載波)上?？梢允褂迷诖嗽敿?xì)描述的方法來執(zhí)行這樣的分配，以在站110的接收 器中實現(xiàn)信噪比(SNR)的局部副載波均衡。這種功率分配方案依照總體BER/PER最小化， 或相反地，依照總平均吞吐量最大化，可以是最優(yōu)或接近最優(yōu)的。圖2通過示意說明了根據(jù)本發(fā)明典型實施例帶有ITPC方案250的OFDM標(biāo)準(zhǔn) 802. Ila收發(fā)器的功能塊圖。ITPC方案250可以在站100的發(fā)送機(jī)(TX)部分200和接收 機(jī)(RX)部分210之間執(zhí)行，除了此處所特別描述的元件之外，該站可以包括收發(fā)器的任何 部分，就如本領(lǐng)域內(nèi)所共知的那樣。ITPC方案250可以包含一個局部副載波SNR預(yù)均衡器 220，以及一個副載波加權(quán)單元230，它們中的一個或者全部可以使用任何所期望的硬件和 /或軟件組合來執(zhí)行。RX部分210可以接收來自另一個站的分組，例如站110。這樣，SNR 預(yù)均衡器220可以使ITPC方案250 “開”或“關(guān)”，并且可以使用本領(lǐng)域中任何合適的權(quán)重 計算方法為TX部分200計算權(quán)重。在向另一個站(例如站110)傳輸分組的過程中，副載波加權(quán)單元230可以基于對 應(yīng)副載波復(fù)數(shù)與在SNR預(yù)均衡器220中計算出的副載波權(quán)重相乘而產(chǎn)生輸出信號，該副載 波復(fù)數(shù)可以表現(xiàn)映像塊中星座點(diǎn)。如圖2所示，系統(tǒng)可以包含并使用其他本領(lǐng)域內(nèi)所公知 的元件；例如，RX部分包含串行轉(zhuǎn)并行(S/P)轉(zhuǎn)換器和移除保護(hù)間隔(RGI)單元270、快速
5傅里葉變換(FFT) 274、信道估計和均衡單元276和解映像單元278，而TX部分200可以包 含反FFT(IFFT) 280、并行轉(zhuǎn)串行(P/S)轉(zhuǎn)換器以及增加保護(hù)間隔(AGI)單元282，所有這些 單元可以包含本領(lǐng)域內(nèi)所公知的硬件和/或軟件元件。此外，系統(tǒng)可以包含并使用內(nèi)部和 /或外部天線290。圖3通過示意圖更詳細(xì)地說明了 ITPC方案250的功能塊和它的單元，例如SNR預(yù) 均衡器220和副載波加權(quán)單元230。SNR預(yù)均衡器220可以包含信道漂移估計器310、副載 波權(quán)重計算子單元320，并且可以包含任選的遠(yuǎn)距離信道預(yù)測子單元330。信道漂移估計器310可以計算信道漂移的瞬間值。為了達(dá)到這一點(diǎn)，基本上所有 的副載波衰落增益量值都將被比較，并且可確定最大增益量值和最小增益量值的比率。該 比率可以稱為“信道漂移”。信道漂移值可以與給定的門限進(jìn)行比較，這可以確定信道質(zhì)量。在本發(fā)明的一些 實施例中，門限值可以依照理論計算和模擬來預(yù)先確定。門限值可以預(yù)先存儲在任意的存 儲器設(shè)備或緩沖器中(未示出)，或者可以被裝入或硬編碼到依照本發(fā)明用于功率分配的 方法中。盡管本發(fā)明的范圍并不局限于這一點(diǎn)，但要注意的是理論計算和模擬表明依照本 發(fā)明某些實施例的ITPC方案可以為信道漂移改善性能高達(dá)6dB。還要注意的是本發(fā)明的實 施例可以使用這種特定的門限值或其他的門限值，并且例如使用具有較高信道漂移的不良 信道，則可使用其他的自適應(yīng)比特和功率分配方案。如果信道漂移值超過門限，那么ITPC方案250就會被“關(guān)”，并且副載波權(quán)重計算 子單元320可以為副載波權(quán)重基本上產(chǎn)生所有的單位(即，“1”)，這樣副載波權(quán)值就不會 影響正在傳輸?shù)男盘?。然而，如果信道漂移值低于門限，則ITPC方案250可以被打“開”并 且副載波權(quán)重計算子單元320可以工作。副載波權(quán)重計算子單元320可以定義副載波權(quán)重，那么更高的權(quán)重被指派給具有 較小信道增益的副載波，而更小的權(quán)重被指派給具有較大信道增益的副載波。在本發(fā)明的 一些實施例中，副載波權(quán)重計算子單元320可以使用來自標(biāo)準(zhǔn)OFDM信道均衡單元的反向副 載波衰落增益估計(ISFGE)。在本發(fā)明的另外實施例中，副載波權(quán)重計算子單元320可以使 用來自標(biāo)準(zhǔn)OFDM信道均衡單元的副載波衰落增益估計(SFGE)。注意，為了滿足總體發(fā)送機(jī) 功率請求，副載波權(quán)重量值的平方的和可以是不變的并且等于副載波的數(shù)。例如，當(dāng)在站操作的環(huán)境在改變時，或在接收現(xiàn)有分組過程中動態(tài)信道的變化相 對較大時，可使用任選的遠(yuǎn)距離信道預(yù)測子單元330。在這些情況下，在接收現(xiàn)有分組的過 程中，遠(yuǎn)距離信道預(yù)測子單元330通過使用本領(lǐng)域內(nèi)所公知的算法可以預(yù)測副載波衰落增 益。這樣，遠(yuǎn)距離信道預(yù)測子單元330可以發(fā)送信息給信道漂移估計器310和副載波權(quán)重 計算子單元320，該副載波權(quán)重計算子單元320的輸出信號(即，權(quán)重)可以通過計入分組 傳輸期間的預(yù)測副載波衰落增益來計算。圖3進(jìn)一步描述了副載波加權(quán)單元230，該副載波加權(quán)單元230可以接收輸入信 號，包括來自SNR預(yù)均衡器220的副載波權(quán)重、導(dǎo)頻副載波復(fù)數(shù)以及來自標(biāo)準(zhǔn)OFDM副載波 調(diào)制映像單元(未示出)的數(shù)據(jù)副載波復(fù)數(shù)。副載波加權(quán)單元230可以將副載波復(fù)數(shù)與它 們相應(yīng)的由SNR預(yù)均衡器220提供的副載波權(quán)重相乘。所得出的加權(quán)副載波復(fù)數(shù)可由IFFT 單元280接收，該IFFT單元280可以包含本領(lǐng)域內(nèi)所公知的IFFT。分析和模擬的結(jié)果可以確認(rèn)像站1這樣的站何時可以使用上述的ITPC方案，與常規(guī)的OFDM傳輸相比較，BER和/或PER值可以在其他的像站2這樣的站中減少。例如，圖 4和圖5表示了 OFDM收發(fā)器在36兆位/秒的數(shù)據(jù)速率、16-QAM調(diào)制類型、3/4編碼速率和 分組長度為1000字節(jié)時的模擬結(jié)果。可對互補(bǔ)(reciprocal)的、雙射線的(例如帶有50 納秒射線間延遲并且有_15dB相對功率)、靜態(tài)的頻率選擇信道模型——例如一條帶有信 道漂移值為D = 3dB的良性信道——執(zhí)行類似模擬。圖4展示了在站1使用本發(fā)明某些實 施例中的ITPC方案時，站2中RX性能的PER的絕對值。圖5展示了從本發(fā)明實施例的模 擬中得到的、與依照本發(fā)明某些實施例的ITPC方案的理論P(yáng)ER值相比較的PER值的曲線。 例如，可以觀察到對發(fā)送到SNR在16dB到ISdB內(nèi)的范圍的站2的分組來說，根據(jù)本發(fā)明的 某些實施例的ITPC方案可以減少50%以上的PER。盡管本發(fā)明的范圍并不局限在這方面，但是注意依照本發(fā)明實施例的ITPC方案 至少有以下益處(a)當(dāng)站1和站2在良性的、緩慢變化的、互補(bǔ)的頻率選擇信道中操作時，在站2接 收器中是接近最優(yōu)的總BER/PER。(b)除了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)之外，沒有附加的信息需要在站1和站2之間傳輸，因此可以實 現(xiàn)“如同瞎的蝙蝠”功率分配情況。(c) ITPC方案的低復(fù)雜性允許在預(yù)先定義的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)——例如0FDM/IEEE802. Ila 通信——中嚴(yán)格地使用該方案，并且按需包括基本上在所有數(shù)據(jù)副載波中使用相同類型的 調(diào)制和編碼技術(shù)。(d)如果站1和站2在一條帶有深度衰落的快速變化信道上進(jìn)行操作的話，例如帶 有可能由多路信號傳播引起相對大的信道衰減的信道，則本發(fā)明某些實施例的ITPC方案 可能被“關(guān)閉”，并且站2的RX部分的性能將不會降低。如上所述，本發(fā)明某些實施例的一個方面介紹了一種ITPC檢測器，該檢測器可以 檢測使用ITPC的站，例如，根據(jù)本發(fā)明實施例的一個得到許可和/或一個未得到許可的 ITPC方案。此外，ITPC檢測器可以檢測其他自適應(yīng)功率加載方案，例如會同時改變每個副 載波的調(diào)制類型、編碼類型和/或功率分配的方案。在本發(fā)明的一個典型實施例中，ITPC檢 測器可以在OFDM收發(fā)器的物理層(PHY)中實現(xiàn)，并且從媒體接入控制層(MAC)加以控制。 ITPC檢測器可以是第一收發(fā)器(例如圖6的站1)的一部分，該第一收發(fā)器可以與帶有像以 上所述的ITPC方案的第二收發(fā)器(例如圖6的站2)建立連接。圖6通過示意圖說明了依照本發(fā)明典型實施例帶有ITPC檢測器的通信系統(tǒng)。所 述系統(tǒng)至少包括兩個站，即站610 (站1)和站620 (站2)，它們分別通過頻率選擇信道600 進(jìn)行操作。在這樣的系統(tǒng)中，當(dāng)站2 620可能包含ITPC方案時，站1 610就可能包含ITPC 檢測器。ITPC檢測器所使用的檢測方法可能是有效的并且可基于例如站610的TX部分的 OFDM下游信號的預(yù)計失真、以及之后的由站610的ITPC檢測器檢測站620的TX部分的上 游信號失真。下游信號的預(yù)計失真和之后的頻率選擇信道失真可以由站620的ITPC方案 察覺并且例如用“實”信道的傳遞函數(shù)來估計。站620的ITPC方案可以通過預(yù)先定義的方 式自動地對預(yù)計失真信號作出反應(yīng)。因為站620不會將信道失真和預(yù)計失真分開，所以預(yù) 計失真可以與信道傳遞函數(shù)一同由使用像標(biāo)準(zhǔn)信道估計單元(圖2所示的276)來加以估 計。與以上關(guān)于圖3的描述類似，站620的SNR-預(yù)均衡器可對來自標(biāo)準(zhǔn)信道估計單元(圖2所示的276)的信道估計重新計算，從而為站620的副載波加權(quán)單元(圖2所示的230)提 供副載波權(quán)重?？捎嬋肟傮w傳遞函數(shù)——等于頻域中預(yù)計失真?zhèn)鬟f函數(shù)和物理信道傳遞函 數(shù)乘積——來進(jìn)行估計。在時域中，總體響應(yīng)函數(shù)可能等于兩個響應(yīng)函數(shù)的卷積，例如預(yù)計 失真響應(yīng)和物理信道響應(yīng)。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會意識到，處于研究中的使用依照本發(fā) 明某些實施例的ITPC方案的站(站2)并不會注意到信號是預(yù)失真的。站2可以像通常的 OFDM信號通過專用信道那樣進(jìn)行操作，并且站2可以因此嘗試預(yù)均衡信道。這可能會導(dǎo)致 傳輸信號包含相反的預(yù)計預(yù)失真，從而使ITPC檢測器能夠檢測到ITPC方案的活動。副載波復(fù)數(shù)可以通過站620的副載波調(diào)制映射單元來獲得。副載波復(fù)數(shù)可以與它 們相應(yīng)的副載波權(quán)重相乘。這個相乘可由例如站620的副載波加權(quán)單元來完成。如本領(lǐng)域 內(nèi)所公知的那樣，加權(quán)副載波復(fù)數(shù)可以通過IFFT單元來接收。上述過程可以導(dǎo)致副載波值 的預(yù)失真，從而補(bǔ)償在上行鏈路的過程中所估計的總體傳遞函數(shù)的未來失真。然而，預(yù)失真 可能是不正確的，因為實物理信道傳遞函數(shù)可能與由站620的RX部分所估計的已察覺到的 總體傳遞函數(shù)不一致。站610的RX部分可以接收它自己的反向預(yù)計失真來代替接收完全 均衡的頻率均勻信道響應(yīng)。如同以上所解釋的那樣，站610可以使用匹配濾波來檢測對它 自身的預(yù)計失真的響應(yīng)，這可以通過站610的ITPC檢測器來執(zhí)行。圖7A、7B和7C通過示意圖描述了根據(jù)本發(fā)明典型實施例的檢測過程可以通過使 用兩個站——例如站1和站2——的上游和下游OFDM副載波頻譜圖來給出。圖7A通過示意圖說明了一個通過依據(jù)站2和站1連接并且不帶有檢測過程的使 用ITPC方案的例子。方框710描述了可能由站1傳輸?shù)念l譜，同時方框712描述了可能由 站2接收的頻譜。方框714描述了站2的預(yù)均衡傳輸頻譜，并且方框716描述了可能由站 1接收的頻譜。如圖7A所示，站1和站2可以通過互補(bǔ)的、頻率選擇信道720進(jìn)行操作，該 信道的傳遞函數(shù)可以由方框722指出。圖7B通過示意圖說明了依照本發(fā)明實施例，通過站1的ITPC檢測器對站2處ITPC 方案活動的典型檢測。方框750描述了由站1傳輸?shù)膸в蓄A(yù)計失真的頻譜，同時方框752 描述了由站2接收的頻譜。方框754描述了站2的預(yù)均衡傳輸頻譜，并且方框756描述了 可能由站1接收的頻譜，該頻譜可能包含反向的預(yù)計失真。如圖7B所示，站1和站2可以 通過互補(bǔ)的、頻率選擇信道760進(jìn)行操作，該信道的傳遞函數(shù)可以由方框762指出。圖7C通過示意圖說明了帶有常規(guī)OFDM收發(fā)器的站2的ITPC方案活動的無檢測 例子。方框770描述了可能由站610發(fā)送的帶有預(yù)計失真的頻譜，同時方框772描述了可 能由站620接收的頻譜。方塊774描述了可能由站620發(fā)送的頻譜，同時方框776描述了 可由站610接收的頻譜。如圖7C所示，站1和站2可以通過互補(bǔ)的、頻率選擇信道760進(jìn) 行操作，該信道的傳遞函數(shù)可以由方框782指出。一個可能用于協(xié)同OFDM信號的ITPC檢測器可以包括三個主要單元測試生成器； 預(yù)計失真單元；以及檢測子單元。這些單元中的每一個都可以在時域和/或頻域中實施。 圖8A和8B說明了依照本發(fā)明實施例的ITPC檢測器方案的兩個典型實現(xiàn)方法。圖8A通過示意圖說明了依照本發(fā)明一個典型實施例的包含ITPC檢測器805的 站/收發(fā)器的部分，包括頻域中所實施的組件。圖8A所示ITPC檢測器805包括測試生成 器800，以在頻域中產(chǎn)生預(yù)定義測試信號，其中，復(fù)數(shù)權(quán)重可能很接近實部單元，因為在這種 情況下期望的預(yù)計失真可能很小。這些復(fù)數(shù)權(quán)重可能被用作預(yù)計失真單元的輸入信號，該預(yù)計失真單元可以通過例如以副載波加權(quán)單元810的形式來實現(xiàn)，其中，來自調(diào)制映射方 框的副載波復(fù)數(shù)可以與相應(yīng)的權(quán)重相乘，該相應(yīng)權(quán)重可以由測試生成器800產(chǎn)生的測試信 號提供。注意，如果期望，那么為了滿足總體發(fā)送機(jī)功率的請求，副載波權(quán)重量值的平方和 可能是恒定的，并且等于副載波的數(shù)。其次，如本領(lǐng)域內(nèi)所公知的那樣，集權(quán)副載波復(fù)數(shù)可 傳送到IFFT單元，并且使用任意合適的處理OFDM TX下游信號的組件來進(jìn)行進(jìn)一步處理。 ITPC檢測器805還包括檢測子單元(未示出)，該檢測子單元可以包括在頻域中進(jìn)行操作 的匹配濾波器820和門限設(shè)備830。根據(jù)例如可提供的執(zhí)行復(fù)雜性和/或其他任何的技術(shù) /經(jīng)濟(jì)規(guī)格和/或設(shè)計要求，匹配濾波器820可以使用復(fù)數(shù)或?qū)嵪禂?shù)來實現(xiàn)。依照本發(fā)明 的一個典型實施例，至少由一個訓(xùn)練碼元(例如一個由標(biāo)準(zhǔn)OFDM信道估計單元處理的長訓(xùn) 練碼元)提供的副載波衰落增益估計的量值可作為對具有實系數(shù)的頻域匹配濾波器820的 輸入。在這個典型實施例中，匹配濾波器820系數(shù)可以包括與測試生成器800所提供的相 應(yīng)權(quán)重成反比例的實值。匹配濾波器820的輸出可以被門限設(shè)備830當(dāng)作輸入來接收。此 夕卜，對預(yù)先確定的假警報概率來說，ITPC檢測器805可以利用Neyman-Pearson標(biāo)準(zhǔn)來檢測 站2的ITPC方案活動，從而檢測高于預(yù)定門限的匹配濾波器820響應(yīng)。如本領(lǐng)域內(nèi)所公知 的那樣，包含上述ITPC檢測器805的站可以包括任何額外的收發(fā)器的電路組件，如本領(lǐng)域 內(nèi)所公知的那樣，從而使站能夠使用內(nèi)部和/或外部天線840來傳輸和接收來自通信系統(tǒng) 的信號?，F(xiàn)在參照圖8B，圖8B通過示意圖說明了另一種依照本發(fā)明實施例的包含ITPC檢 測器855的站/收發(fā)器典型實施例，并參照圖9，圖9通過示意圖說明了橫向濾波器的功能 性方案，該橫向濾波器可以包含在ITPC檢測器855的典型實施中。在這個典型實施例中，如 上述關(guān)于圖8A的實施例的描述，除了可以在頻域內(nèi)實現(xiàn)的匹配濾波器890之外，其他組件 可以在時域內(nèi)實現(xiàn)。圖8B中的ITPC檢測器855可以包括測試生成器850，如上所述，由于 預(yù)計失真可能很小，故在時域中產(chǎn)生預(yù)定義的測試信號，包括如實數(shù)和/或復(fù)數(shù)權(quán)重，如其 值小于1。這些復(fù)數(shù)權(quán)重在預(yù)計失真單元中可以被用作輸入信號，這可以以時域橫向濾波器 860的方式來實現(xiàn)，如方框862所示，該橫向濾波器860可以接收來自并行轉(zhuǎn)串行轉(zhuǎn)換器和 /或保護(hù)間隔(GI)加法單元的信號。橫向濾波器860的輸入信號表示整個時域OFDM輸入 流。橫向濾波器860通過使用帶有預(yù)確定權(quán)重的帶狀延遲線路(taped delay line)來引 入預(yù)計失真，例如從測試生成器850中接收到的權(quán)重，以及在圖9中詳細(xì)說明的求和方案。 為了避免預(yù)計失真對數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的不利影響，橫向濾波器860(在圖9中詳細(xì)說明)的總 體響應(yīng)時間以及物理信道可能不比OFDM碼元的GI持續(xù)時間長。例如，在依照標(biāo)準(zhǔn)802. 11a 的通信中，GI持續(xù)時間一般等于16個抽樣時間或大約等于800納秒。此外要注意為了滿 足總體發(fā)送機(jī)功率請求，按歸一化值，橫向濾波器860中的系數(shù)的平方和也可等于1。依照 本發(fā)明典型實施例的檢測子單元(未示出)通常類似于上述參照圖8A所示的檢測子單元； 然而，在這個典型實施例中，匹配濾波器系數(shù)可以通過FFT單元870從測試生成器850的時 域信號中來重新計算，該FFT單元870可以被用來將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號。如本領(lǐng)域 內(nèi)所公知的那樣，包含上述ITPC檢測器855的站可以包括任意額外的收發(fā)器的電路元件， 如本領(lǐng)域內(nèi)所公知的那樣，從而使站能夠使用內(nèi)部和/或/外部天線880來傳輸和接收來 自通信系統(tǒng)的信號。在上述兩個ITPC檢測器的典型實施例中，如圖8A和圖8B所示，為了改進(jìn)檢測效率，本發(fā)明某些實施例的實現(xiàn)方法可以使用副載波復(fù)數(shù)衰落增益估計和/或帶有復(fù)數(shù)系數(shù) 的匹配濾波器中的任意一個。此外，ITPC檢測器還包括允許累積對來自站2的幾個連續(xù)分 組的匹配濾波器響應(yīng)的存儲設(shè)備。檢測效率也取決于信道估計的精度。作為依照本發(fā)明某些實施例的檢測效率的例子，對互補(bǔ)的雙射線(帶有50納秒射 線間延遲并且有_15dB相對功率)、靜態(tài)的頻率選擇信道模型執(zhí)行Matlab(R)模擬結(jié)果。該 信道在D = 3dB的信道漂移值的情況下是良性的。在這種模擬中，依照圖8A通過示意圖所 示的典型實施例，ITPC檢測器在頻域中被實現(xiàn)。依照標(biāo)準(zhǔn)0FDM802. 11a，該模擬對信道傳遞 函數(shù)的ML估計使用了兩個長訓(xùn)練碼元。為了對ITPC方案活動的檢測，預(yù)計失真為_25dB， 為復(fù)指數(shù)形式。這個在頻域中的失真相當(dāng)于由橫向濾波器產(chǎn)生的時域中的失真，該橫向濾 波器帶有下列實數(shù)系數(shù)hn=
。匹配濾波器在 頻域中被實現(xiàn)，同時系數(shù)充分地與預(yù)計失真的回復(fù)響應(yīng)復(fù)共軛，在這個模擬中得到的ITPC 檢測器的特性如下對于SNR = 17dB并且假警報概率PFA = 0. 01，正確檢測的概率為PD = 0. 97。注意以上描述僅僅是就本發(fā)明一個實施例的典型模擬而言，而決不是旨在限制本發(fā) 明的范圍。在其他模擬中或者在依照本發(fā)明某些實施例的ITPC檢測器實際實現(xiàn)方法中，檢 測結(jié)果可能不同，并且檢測效率可能低或較高。圖10通過示意圖描述了當(dāng)兩個站(例如站1和站2)被用作ITPC收發(fā)器并且包 括ITPC檢測器時，OFDM信號的預(yù)計失真可能被用于傳輸服務(wù)信息，而對主OFDM數(shù)據(jù)流沒有 不利影響。圖10通過示意圖說明了這樣一種依照本發(fā)明實施例的傳輸系統(tǒng)的典型實施例。 站1010 (站1)和站1020 (站2)中的每一個都可以包含ITPC檢測器。站1010和站1020可 以通過頻率選擇信道1000進(jìn)行操作，并且兩個站可以有一組測試生成器信號的先驗消息， 這被稱為“碼字”。碼字可以被定義為頻域和/或時域中權(quán)重的某些組合。如圖9通過示意圖所示， 在時域中，碼字通過一組給定的橫向濾波器復(fù)數(shù)系數(shù)來表現(xiàn)，這些系數(shù)可以被表示成{hn， h2i，…！^}。隨后的典型計算基于標(biāo)準(zhǔn)801. 11a參數(shù)來執(zhí)行，并且抽樣時間為50納秒且 OFDM保護(hù)間隔為16個抽樣(800納秒)。例如，一組碼字可以依照信道平均功率延遲剖面 圖和/或技術(shù)說明書以及約束來選擇。作為典型的室內(nèi)信道的例子，信道響應(yīng)時間延遲通 常不會超過大約250納秒，或5個抽樣，因此如果期望，盡管本發(fā)明的范圍并不局限于這方 面，但是橫向濾波器系數(shù)hn的非零值可以在6 < n < 10的位置內(nèi)更好。為了進(jìn)一步解釋這個例子，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員會意識到，橫向濾波器可以產(chǎn)生 原始信號的延遲副本。橫向濾波器系數(shù)的值對應(yīng)于這些副本的量值，并且特定系數(shù)的數(shù)量 可以決定相應(yīng)的副本的延遲。然而，由于多徑傳播(例如信道響應(yīng))，信道也會產(chǎn)生信號的 副本。在這個例子中，如果與橫向濾波器非零系數(shù)位置相應(yīng)的延遲小于信道響應(yīng)時間(例 如11 < 5)，則在來自橫向濾波器的響應(yīng)和信道響應(yīng)之間會有干擾，這會影響服務(wù)信息性能 的檢測和/或傳輸。如果橫向濾波器響應(yīng)延遲大于OFDM保護(hù)間隔和信道響應(yīng)時間(例如n > 10)的差值，由于總體延遲會超過OFDM保護(hù)間隔值，那么由信道延遲的橫向濾波器響應(yīng) 可能引起不期望的碼間干擾。注意，為了對0FDM系統(tǒng)功率分配和BER/PER性能特性只有較 小的影響，上述系數(shù)的量值可能相對地較小，例如在_20dB到-25dB范圍之內(nèi)。帶有這樣特 殊測試生成器的ITPC檢測器方案可以被稱為“ITPC收發(fā)器”。任一的像站1和站2這樣的站可以使用它的預(yù)計失真單元來發(fā)送服務(wù)信息，和/
10或使用它的檢測單元來接收來自其他站的服務(wù)信息。在本發(fā)明的一個典型實施例中，服務(wù) 信息可以通過使用標(biāo)準(zhǔn)信道估計單元以及一個或兩個長訓(xùn)練碼元處理來提取。這樣傳輸一 組像帶有一個非零橫向濾波器系數(shù)hn的簡單碼字的性能特性，可能與上述ITPC檢測器的 特性相類似。然而，使用合適的方案或依照合適的標(biāo)準(zhǔn)來最優(yōu)化一組碼字的選擇可以同時 改進(jìn)服務(wù)信息吞吐量。在本發(fā)明的某些典型實施例中，關(guān)于服務(wù)信息的提取，ITPC檢測器會使用或者在 該ITPC檢測器中包含專用高精度信道估計單元。為了改進(jìn)服務(wù)信息傳輸?shù)男阅?，這個專用 高精度信道估計單元可以處理整個OFDM數(shù)據(jù)分組。但依照本發(fā)明的實施例，在通過標(biāo)準(zhǔn)OFDM信號流改進(jìn)服務(wù)信息吞吐量的又一方 法中包括了同時使用ITPC方案和ITPC收發(fā)器，其中ITPC方案可以均衡物理信道傳遞函數(shù) 并且收發(fā)器可以通過預(yù)均衡信道發(fā)送更多的服務(wù)信息。盡管本發(fā)明的范圍并不局限于這方面，但要注意，在使用依照本發(fā)明實施例的 ITPC檢測器時，會有以下受益(a) ITPC檢測器可以是多功能設(shè)備，它可以用作檢測ITPC活動和/或用于服務(wù)信 息傳輸。(b) ITPC檢測器中所使用的預(yù)計失真可以與OFDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能性相配。這 樣，ITPC檢測器就可以在檢測方式和傳輸方式中不影響OFDM系統(tǒng)性能。(c)在檢測和服務(wù)信息傳輸系統(tǒng)中，ITPC檢測器的低復(fù)雜性和高效率允許在OFDM IEEE標(biāo)準(zhǔn)802. 11a框架中嚴(yán)格地使用ITPC檢測器。本發(fā)明的實施例可使用軟件、硬件或適用于特殊應(yīng)用或依照特殊設(shè)計請求的軟件 與硬件的任何組合來實現(xiàn)。在本發(fā)明的某些實施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)還可以包括存儲器單 元、緩沖器和/或臨時和/或永久存儲數(shù)據(jù)的寄存器和可以執(zhí)行上述操作或任何操作組合 的通用、多功能和/或?qū)Ｓ锰幚砥鳌㈦娐?、邏輯系統(tǒng)、操作符、電路、塊、單元和/或子單元。這 樣的單元或他們的任意組合，在這里被稱為“電路”，并且在整體或部分中可以在通信設(shè)備 的外部和/或內(nèi)部。雖然在此已經(jīng)說明和描述了本發(fā)明的某些特點(diǎn)，但是本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可 以想到許多修改、代替、變化和等效物。因此，可以理解附加的權(quán)利要求將覆蓋所有屬于本 發(fā)明實際精神內(nèi)的修改和變化。
權(quán)利要求
一種無線通信方法，包括提供已調(diào)制信號用于通過副載波傳輸；生成具有定義預(yù)計失真的權(quán)重的測試信號；用所述測試信號的所述權(quán)重加權(quán)所述已調(diào)制信號，以提供預(yù)計失真的信號；通過所述副載波將所述預(yù)計失真的信號傳輸?shù)揭粋€站；在傳輸步驟后，接收由所述站通過所述副載波傳輸?shù)男盘枺灰耘c所述測試信號的所述權(quán)重成反比例的權(quán)重來濾波所接收到的信號，以提供已濾波信號；如果所述已濾波信號高于預(yù)定門限，確定所述已接收信號包含反向預(yù)計失真，如果所述已濾波信號等于或低于所述預(yù)定門限，確定所述已接收信號不包含反向預(yù)計失真；以及存儲所述確定的結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述測試信號是頻域信號，且所述測試信號 的所述權(quán)重是接近實部單元的復(fù)數(shù)權(quán)重。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述測試信號是時域信號，且所述測試信號 的所述權(quán)重是小于1的實數(shù)和復(fù)數(shù)權(quán)重。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加權(quán)是通過所述已調(diào)制信號的調(diào)制值 和所述測試信號的所述權(quán)重相乘來執(zhí)行的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述加權(quán)是通過具有帶狀延遲線路的橫向 濾波器來執(zhí)行的，其中所述橫向濾波器的輸入為所述已調(diào)制信號，且所述帶狀延遲線路的 權(quán)重為所述測試信號的所述權(quán)重。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括從所接收到的信號提取服務(wù)信息。
7.一種無線通信系統(tǒng)，包括用于提供已調(diào)制信號用于通過副載波傳輸?shù)难b置； 用于生成具有定義預(yù)計失真的權(quán)重的測試信號的裝置；用于用所述測試信號的所述權(quán)重加權(quán)所述已調(diào)制信號，以提供預(yù)計失真的信號的裝置；用于通過所述副載波將所述預(yù)計失真的信號傳輸?shù)揭粋€站的裝置； 用于在將所述預(yù)計失真的信號傳輸?shù)剿鲆粋€站后，接收由所述站通過所述副載波傳 輸?shù)男盘?；用于以與所述測試信號的所述權(quán)重成反比例的權(quán)重來濾波所接收到的信號，以提供已 濾波信號的裝置；用于如果所述已濾波信號高于預(yù)定門限，確定所述已接收信號包含反向預(yù)計失真，如 果所述已濾波信號等于或低于所述預(yù)定門限，確定所述已接收信號不包含反向預(yù)計失真的 裝置；以及用于存儲所述確定的結(jié)果的裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述測試信號是頻域信號，且所述測試信號 的所述權(quán)重是接近實部單元的復(fù)數(shù)權(quán)重。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述測試信號是時域信號，且所述測試信號 的所述權(quán)重是小于1的實數(shù)和復(fù)數(shù)權(quán)重。
10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述加權(quán)是通過所述已調(diào)制信號的調(diào)制值 和所述測試信號的所述權(quán)重相乘來執(zhí)行的。
11.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述加權(quán)是通過具有帶狀延遲線路的橫向 濾波器來執(zhí)行的，其中所述橫向濾波器的輸入為所述已調(diào)制信號，且所述帶狀延遲線路的 權(quán)重為所述測試信號的所述權(quán)重。
12.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于從所接收到的信號提 取服務(wù)信息的裝置。
13.一種無線通信裝置，包括副載波調(diào)制映像單元，提供已調(diào)制信號用于通過副載波傳輸；測試生成器，生成具有定義預(yù)計失真的權(quán)重的測試信號；副載波加權(quán)單元，用所述測試信號的所述權(quán)重加權(quán)所述已調(diào)制信號，以提供預(yù)計失真 的信號；發(fā)送機(jī)，通過所述副載波將所述預(yù)計失真的信號傳輸?shù)揭粋€站；接收器，在所述發(fā)送機(jī)將所述預(yù)計失真的信號傳輸?shù)剿鲆粋€站后，接收由所述站通 過所述副載波傳輸?shù)男盘枺粸V波器，以與所述測試信號的所述權(quán)重成反比例的權(quán)重來濾波所接收到的信號，以提 供已濾波信號；門限設(shè)備，如果所述已濾波信號高于預(yù)定門限，確定所述已接收信號包含反向預(yù)計失 真，如果所述已濾波信號等于或低于所述預(yù)定門限，確定所述已接收信號不包含反向預(yù)計 失真；以及存儲裝置，存儲所述確定的結(jié)果。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述測試信號是頻域信號，且所述測試信 號的所述權(quán)重是接近實部單元的復(fù)數(shù)權(quán)重。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述測試信號是時域信號，且所述測試信 號的所述權(quán)重是小于1的實數(shù)和復(fù)數(shù)權(quán)重。
16.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述加權(quán)是通過所述已調(diào)制信號的調(diào)制 值和所述測試信號的所述權(quán)重相乘來執(zhí)行的。
17.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述加權(quán)是通過具有帶狀延遲線路的橫 向濾波器來執(zhí)行的，其中所述橫向濾波器的輸入為所述已調(diào)制信號，且所述帶狀延遲線路 的權(quán)重為所述測試信號的所述權(quán)重。
18.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，包括提取器，用于從所接收到的信號提取 服務(wù)信息。
19.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，包括天線，用于傳輸并接收無線通信。全文摘要
簡要地，有一種自適應(yīng)的傳輸功率控制方案，可以在像無線通信系統(tǒng)這樣的通信系統(tǒng)站中使用。根據(jù)將至少一個傳輸副載波復(fù)數(shù)中的每一個與相應(yīng)的副載波權(quán)重相乘，該方案可以將傳輸功率分派到通信站。此外，有一種檢測方案，該方案可以檢測通信系統(tǒng)的站是否使用了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的傳輸功率控制方案。發(fā)射功率的分派也可以用于通過信道傳輸額外的服務(wù)信息。
文檔編號H04W52/42GK101932090SQ201010274820
公開日2010年12月29日 申請日期2003年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者A·A·梅爾特瑟弗, A·E·魯布特索夫, A·S·薩德瑞, V·S·瑟杰弗 申請人:英特爾公司