專利名稱:用于具有可變信道帶寬的多載波通信的方法及裝置的制作方法
相關(guān)申請的交叉參考本申請要求2004年5月1日提交的美國臨時專利申請No.60/567,234的權(quán)益。本申請還涉及要求2004年1月29日提交的美國臨時申請No.60/540,032權(quán)益的2005年1月20日提交的PCT申請No.PCT/US2005/001939；要求2004年2月13日提交的美國臨時申請No.60/544,521權(quán)益的2005年2月14日提交的PCT申請No.PCT/US2005/004601；要求2004年2月7日提交的美國臨時申請No.60/542,317權(quán)益的2005年2月7日提交的PCT申請No.PCT/US2005/003889；以及要求2004年3月9日提交的美國臨時申請No.60/551,589權(quán)益的2005年3月9日提交的PCT申請No.PCT/US2005/008169。
背景技術(shù)：
盡管理想上要求寬帶無線通信設(shè)備能夠從世界的一個部分漫游到另一個部分，但無線通信頻譜卻嚴重地受到了各個國家或地區(qū)機關(guān)的管理和控制。每個國家或地區(qū)將具有其自身的用于寬帶無線通信的不同頻譜也似乎是不可避免的。此外，即使在一個國家或地區(qū)內(nèi)，無線操作人員也可以擁有與其它操作人員的頻率和帶寬不同的寬帶頻譜并在該頻譜上操作?，F(xiàn)有和未來的帶寬變化在寬帶無線通信系統(tǒng)設(shè)計中提出了獨特的挑戰(zhàn)，并需要靈活性和適應(yīng)性。
多載波通信系統(tǒng)被設(shè)計具有一定程度的靈活度。在諸如多載波碼分多址(MC-CDMA)和正交頻分多址(OFDMA)的多載波通信系統(tǒng)中，將信息多路復(fù)用在頻域中互相正交的子載波上。設(shè)計靈活度是對諸如子載波數(shù)目和采樣頻率這樣的參數(shù)進行操作的能力的結(jié)果。例如，通過使用不同的采樣頻率，DVB-T(地面數(shù)字視頻廣播)裝置能夠接收從工作在6-、7-或8-MHz帶寬上的DVB-T站所廣播的信號。
然而，時域結(jié)構(gòu)中的變化帶來了一系列的系統(tǒng)問題。變化的采樣率改變了符號長度、幀結(jié)構(gòu)、保護時間、前綴和其它時域特征，這不利地影響了系統(tǒng)功效和性能。例如，為了執(zhí)行諸如切換(handoff)的其它網(wǎng)絡(luò)功能，MAC層和甚至在其以上的層必須記住所有的時域參數(shù)，且由此系統(tǒng)的復(fù)雜度將呈指數(shù)地增加。另外，符號長度的變化引起了控制和信令問題，而幀結(jié)構(gòu)的變化會在諸如IP的語音這樣的一些應(yīng)用中引起不能接受的抖動(jitter)。期望一種用于具有可變信道帶寬的多載波通信的切實可行的解決方案。
圖1是在頻域和時域中都被分成小的單位子信道和時隙的無線資源的示意性表示。
圖2圖示了在采樣頻率、信道帶寬和可用子載波之間的關(guān)系。
圖3示出了在頻域中由子載波組成的多載波信號的基本結(jié)構(gòu)。
圖4示出了在時域中的多載波信號的基本結(jié)構(gòu)，一般由時幀、時隙和OFDM符號組成。
圖5示出了包括多個小區(qū)的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，其中在每個小區(qū)中覆蓋由基站(BS)提供。
圖6圖示了通過調(diào)整大量其間距設(shè)置為常數(shù)的可用子載波而實現(xiàn)的可變信道帶寬。
圖7描繪了為了將OFDM頻譜整形為符合給定的頻譜屏蔽而應(yīng)用于OFDM符號的時域開窗(windowing)函數(shù)。
圖8描繪了設(shè)計為占據(jù)整個操作帶寬或核心帶寬的報頭(preamble)。
圖9示出被分成更小的組或段(trunk)(例如，5-10MHz、10-20MHz、20-40MHz的大小)的整個帶寬變化范圍(例如，從5Mhz到40MHz)，其中在一個特定范圍內(nèi)處理每段。
圖10圖示了包括多個基站和移動站的多小區(qū)、多用戶蜂窩系統(tǒng)。
具體實施方式這里提到的多載波系統(tǒng)可以是諸如OFDM、或多載波碼分多址(MC-CDMA)的任何格式。所提出的方法也可應(yīng)用于下行鏈路、上行鏈路、或二者，其中，雙工技術(shù)是時分雙工(TDD)或頻分雙工(FDD)。
下面的說明提供了具體的細節(jié)以用于完全理解各個實施例并用于本領(lǐng)域技術(shù)人員的實施。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，無需這樣的細節(jié)亦可實踐本發(fā)明。在一些實例中，為了避免不必要地遮蔽對實施例的描述，沒有詳細示出或描述公知的結(jié)構(gòu)和功能。
盡管與本發(fā)明的某些特定實施例的詳細描述結(jié)合使用，在下面的描述中使用的術(shù)語旨在用最寬的合理方式來解釋。盡管以下可能會強調(diào)某些術(shù)語；然而意圖以任何限制方式來解釋的任何術(shù)語都顯然且明確地由此具體實施方式
的部分來限定。
除非上下文清楚地要求，否則，貫穿本說明書和權(quán)利要求
書，用語“包括”、“包括了”等應(yīng)以包含性的意義來解釋而不是排他性或窮盡性的意義，即，其含義為“包括，但不限于”。在具體實施方式
部分中使用單數(shù)或復(fù)數(shù)的用語也分別包括復(fù)數(shù)或單數(shù)。此外，在用于本申請中時，用語“在此”、“以上”、“以下”及類似意義的用語指的是作為整體的本申請而不是本申請任何特定部分。當(dāng)權(quán)利要求
書使用用語“或”來引用一組兩個或更多項時，此用語覆蓋以下所有對該用語的解釋該組中的任何項、該組中的所有項和該組中的項的任何組合。
多載波通信系統(tǒng)在多載波通信系統(tǒng)中，可在頻域和時域二者上分割物理媒介資源(如無線電或線纜)。該規(guī)范的分割為資源共享提供了高靈活性和精細粒度。圖1表示了在頻域和時域上都分成小的單位——子信道和時隙的無線資源。子信道由子載波形成。
在頻域中多載波信號的基本結(jié)構(gòu)由子載波構(gòu)成。對于特定譜帶帶寬或信道(Bch)，可用子載波的數(shù)目有限且受限，它們的值依賴于所采用的FFT(快速傅立葉變換)的大小，采樣頻率(fs)和有效帶寬(Beff)。圖2圖示了在采樣頻率、信道帶寬和可用子載波之間的示意關(guān)系。如圖所示，Beff是Bch的百分數(shù)。
在頻域中多載波信號的基本結(jié)構(gòu)由子載波構(gòu)成，并如圖3中所示，其示出了以下三種類型的子載波1.數(shù)據(jù)子載波，其攜帶信息數(shù)據(jù)；2.導(dǎo)頻子載波，其相位和振幅是預(yù)定的并為所有接收機所知，并且其用于協(xié)助系統(tǒng)功能，如系統(tǒng)參數(shù)的估計；以及3.靜默(silent)子載波，其沒有能量，并且用于保護帶(guard band)和DC載波。
數(shù)據(jù)子載波可設(shè)置成稱作子信道的群，以支持可縮放性和多址。每個子信道可以設(shè)置在不同的功率水平。形成一個子信道的子載波可以彼此相鄰也可以不彼此相鄰。每個用戶可以使用一些或全部的子信道。通過鄰近的子載波所形成的子信道稱為會聚或成簇的子信道。會聚子信道可以具有彼此不同的功率水平。
圖4示出了在時域中的多載波信號的基本結(jié)構(gòu)，一般由時幀、時隙和OFDM符號組成。幀由大量時隙構(gòu)成，而每個時隙由一個或多個OFDM符號組成。通過向頻域中的OFDM信號進行反快速傅立葉變換(IFFT)來生成0FDM時域波形。將已知為循環(huán)前綴(CP)的時間波形的最后部分的拷貝插入在波形本身的開始，以形成OFDM符號。
每幀中的下行鏈路傳輸開始于下行鏈路報頭，其可以是第一下行鏈路(DL)時隙中的第一或多個OFDM符號。在基站使用DL報頭以廣播無線電網(wǎng)絡(luò)信息，諸如同步和小區(qū)標(biāo)識。
類似的，上行鏈路傳輸可以開始于上行鏈路報頭，其可以是第一上行鏈路(UL)時隙中的第一或多個OFDM符號。通過移動站來使用該UL報頭，以執(zhí)行諸如在通電和切換期間的初始測距、周期測距和帶寬請求、用于幫助下行鏈路調(diào)度或先進天線技術(shù)的信道探測(channel sounding)、以及其它無線電功能。
蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)在蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)中，通常將網(wǎng)絡(luò)所服務(wù)的地理區(qū)域分成稱作小區(qū)的較小區(qū)域。在每個小區(qū)中，由基站來提供覆蓋。這種類型的結(jié)構(gòu)一般稱作蜂窩結(jié)構(gòu)。圖5描繪了包括多個小區(qū)的蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)。在每個小區(qū)中，由基站(BS)來提供覆蓋。
基站經(jīng)由專用鏈路連接到網(wǎng)絡(luò)主干，并向在其覆蓋內(nèi)的移動站提供了無線電鏈路。在每個覆蓋區(qū)域內(nèi)，有被用作用戶和網(wǎng)絡(luò)之間的接口的移動站?；具€用作焦點，以通過無線電信號將信息分配到它的移動站，并從它的移動站收集信息。如果小區(qū)被分成扇區(qū)，從系統(tǒng)工程的角度而言，每個扇區(qū)可以視作小區(qū)。在本文中，術(shù)語“小區(qū)”和“扇區(qū)”可以互換。
可變帶寬OFDMA根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的方面，提供了一種可變帶寬的系統(tǒng)，同時與帶寬無關(guān)地將時域信號結(jié)構(gòu)(諸如OFDM符號長度和幀寬度)固定。這通過保持采樣頻率和FFT/IFFT長度之間的比率恒定而實現(xiàn)。等效地，相鄰子載波之間的間距被固定。
在一些實施例中，通過調(diào)整可用子載波的數(shù)目來實現(xiàn)可變信道帶寬。在頻域中，整個信道由子信道集合成。(子信道的結(jié)構(gòu)以以符合FEC(前向糾錯)編碼的要求的某種方式來設(shè)計，因此應(yīng)當(dāng)保持不變。)然而，可以調(diào)整子信道的數(shù)目，以根據(jù)給定帶寬來縮放信道。在這種實現(xiàn)中，特定數(shù)目的子信道以及因此該數(shù)目的可用子載波構(gòu)成了一定帶寬的信道。
例如，圖6圖示了針對具有以下表1中所指定參數(shù)的通信系統(tǒng)在頻域中的信號結(jié)構(gòu)?；谟行払eff是信道帶寬Bch的90％的假設(shè)，確定可用子載波的數(shù)目。通過對間距設(shè)為常數(shù)的可用子載波的數(shù)目進行調(diào)整，實現(xiàn)了可變信道帶寬。核心帶的寬度小于其中系統(tǒng)操作的最小信道帶寬。
表1樣本系統(tǒng)參數(shù)
在這種實施中，使用不變OFDM符號結(jié)構(gòu)允許了針對可變帶寬在時域中對用于信號操縱的相同設(shè)計參數(shù)的使用。例如，在圖7中所示的實施例中，特定開窗設(shè)計將頻譜整形為符合給定頻譜屏蔽，并與操作帶寬獨立。經(jīng)由核心帶的無線電操作為了便于用戶終端在可變帶寬(VB)環(huán)境中操作，需要特定信令和控制方法。通過使用核心帶(CB)實現(xiàn)無線電控制和操作信令。將中心基本在操作中心頻率的核心帶限定為不大于接收機被設(shè)計操作的所有可能的譜帶中最小的操作信道帶寬的頻率段。例如，對于旨在工作在5-、6-、8-和10-Mhz的系統(tǒng)而言，如圖6中所示，CB的寬度可以是4MHz。其余的帶寬稱作邊帶(SB)。
在一個實施例中，諸如報頭、測距信號、帶寬請求和/或帶寬分配的相關(guān)或基本的無線電控制信號在CB內(nèi)發(fā)射。除了基本控制信道以外，將一組數(shù)據(jù)信道和它們相關(guān)的專用控制信道設(shè)置在CB內(nèi)，以維持基本無線電操作。這種基本操作例如構(gòu)成了操作的主態(tài)(primary state)。當(dāng)進入網(wǎng)絡(luò)時，移動站以主態(tài)開始，并變?yōu)?transit)正常的全帶寬操作，以便包括用于附加數(shù)據(jù)和無線電控制信道的邊帶。
在另一實施例中，如圖8中所示，將稱為基本或主報頭(EP)的報頭設(shè)計成只占用CB。EP單獨就足以用于基本的無線電操作。EP可以是頻率響應(yīng)限制在CB的時域中的直接序列，或是對應(yīng)于CB內(nèi)的頻域中特定模式的OFDM符號。在任何情況下，EP序列可以具有一些或全部的以下特征1.其自相關(guān)展現(xiàn)出在相關(guān)峰值和旁瓣電平(sidelobe level)之間相對大的比。
2.其與另一EP序列的交叉相關(guān)系數(shù)相對于該FP序列的乘方明顯地要小。
3.其峰值與均值的比相對小。
4.展現(xiàn)出上述三個特征的EP序列的數(shù)目相對大。在又一實施例中，將占用SB的稱為輔報頭(AP)的報頭與EP結(jié)合，以形成全帶寬報頭(FP)(例如，在頻域中附加或在時域中疊加的)。FP序列可以具有一些或全部的以下特征1.其自相關(guān)展現(xiàn)出在相關(guān)峰值和旁瓣電平之間相對大的比。
2.其與另一FP序列的交叉相關(guān)系數(shù)相對于該FP序列的乘方明顯地要小。
3.其峰值與均值的比相對小。
4.展現(xiàn)出上述三個特征的FP序列的數(shù)目相對大。在又一實施例中，通過添加AP而形成的FP允許基站廣播FP，且移動站使用對應(yīng)的EP來訪問該基站。FP序列還可以具有一些或全部的以下特征1.與自己EP的相關(guān)展現(xiàn)出在相關(guān)峰值和旁瓣電平之間相對大的比。
2.其與除其自己的以外的任何EP序列的交叉相關(guān)系數(shù)相對于其乘方明顯地要小。
3.展現(xiàn)出上述兩個特征的FP序列的數(shù)目相對大。
自動帶寬識別當(dāng)VB-OFDMA接收機進入特定頻率和信道帶寬的操作環(huán)境或服務(wù)區(qū)域中時，它能夠自動識別操作帶寬。帶寬信息可以用各種形式來傳播，以使得能夠自動帶寬識別(ABR)。
在一個實施例中，當(dāng)移動站進入支持VB操作或服務(wù)的環(huán)境或區(qū)域中時，它將掃描不同中心頻率的譜帶。如果它通過使用包絡(luò)檢測、接收信號強度指示器(RSSI)或其它檢測方法檢測到特定中心頻率的譜帶中的信號的出現(xiàn)，則可以通過如表格查找的帶寬中心頻率關(guān)聯(lián)來確定操作信道帶寬。例如，將如表2的表格存儲在接收機中。基于其所檢測的中心頻率，移動站從該表中查找信道帶寬的值。
表2樣本中心頻率和對應(yīng)帶寬
在另一實施例中，系統(tǒng)經(jīng)由下行鏈路信令如使用廣播信道或報頭提供帶寬信息。當(dāng)進入到VB網(wǎng)絡(luò)中時，移動站將掃描其中接收機被設(shè)計操作的不同中心頻率的譜帶，并解碼在廣播信道或報頭中所包含的帶寬信息。
多模(多范圍)VB-OFDMA根據(jù)本發(fā)明的原理，為VB-OFDMA系統(tǒng)設(shè)計了多模式，以處理信道帶寬中特別寬范圍的變化。將帶寬變化的全部范圍分成較小部分-無需以相同大小-每個部分被處理為單獨的模式或范圍。
圖9示出被分成較小部分的(例如，5-10MHz、10-20MHz、20-40MHz的大小)整個帶寬變化范圍(例如，從5Mhz到40MHz)。每個部分在一個特定模式中被處理。用于帶寬最低范圍的模式被標(biāo)為“基本模式”而其它模式則稱為“較高模式”(模式1、模式2等等)。
較高模式的采樣頻率高于基本模式的采樣頻率。在一個實施例中，較高模式的采樣頻率是基本模式采樣頻率的倍數(shù)。在此實施例中，在較高的模式中，F(xiàn)FT大小可以根據(jù)采樣頻率來增加，由此保持OFDM符號結(jié)構(gòu)的持續(xù)時間。例如，在表3中給出了用于多模設(shè)計情況的參數(shù)?？商孢x地，通過保持FFT大小并相應(yīng)地縮短OFDM符號持續(xù)時間來實現(xiàn)較高模式。例如，對于表3中的模式1，F(xiàn)FT大小可以保持在1024，而采樣頻率加倍且符號長度是用于基本模式范圍的長度的一半。又一較高模式的實現(xiàn)是既提高FFT大小又相應(yīng)地縮短符號持續(xù)時間。例如，對于模式2(頻帶中20MHz至40MHz)，F(xiàn)FT大小和采樣頻率都可以相對于基本模式范圍而加倍，而符號長度可以相對于基本模式范圍而減半。在多模VB-OFDMA系統(tǒng)中CB的寬度可以不大于基本模式中的最小帶寬。
表3樣本系統(tǒng)參數(shù)
圖10圖示了包括多個基站和移動站的多小區(qū)、多用戶蜂窩系統(tǒng)。圖10的系統(tǒng)是其中可以利用本發(fā)明的特征的環(huán)境的實例。
盡管可以利用特定的電路來實施上述實施例，但本發(fā)明的這些方面也可以在適當(dāng)?shù)挠嬎悱h(huán)境中實現(xiàn)。盡管沒有要求，但本發(fā)明的這些方面可以實現(xiàn)為計算機可執(zhí)行的指令，如由例如服務(wù)器計算機、無線設(shè)備或個人計算機的一般用途的計算機執(zhí)行的例行程序。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，本發(fā)明的這些方面可以用其它通信、數(shù)據(jù)處理或計算機系統(tǒng)配置實施，包括因特網(wǎng)裝置、手持設(shè)備(包括個人數(shù)字助理(PDA))、可穿戴計算機、所有形式的蜂窩或移動電話、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的或可編程的消費電子設(shè)備、機頂盒、網(wǎng)絡(luò)PC、迷你計算機、大型計算機等。實際上，術(shù)語“計算機”指的是任意的上述設(shè)備和系統(tǒng)以及任意數(shù)據(jù)處理器。
本發(fā)明的這些方面可以實施在為執(zhí)行這里詳細解釋的一個或多個處理而被特定編程、配置或構(gòu)造的特定目的計算機或者處理器中。本發(fā)明的這些方面還可以實施在其中通過遠程處理設(shè)備來執(zhí)行任務(wù)或模塊的分布計算環(huán)境中，該遠程處理設(shè)備通過諸如局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)或因特網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)而鏈接。在分布計算環(huán)境中，程序模塊可以位于本地和遠程存儲設(shè)備中。
本發(fā)明的這些方面可以存儲或分布在計算機可讀介質(zhì)上，包括磁或光可讀計算機盤、硬連線或預(yù)編程芯片(例如，EEPROM半導(dǎo)體芯片)、納米技術(shù)存儲器、生物性存儲器或其它數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。實際上，計算機所實現(xiàn)的根據(jù)本發(fā)明這些方面的指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、屏幕顯示和其它數(shù)據(jù)可以分布在因特網(wǎng)之上或其它網(wǎng)絡(luò)(包括無線網(wǎng)絡(luò))之上、在一段時間內(nèi)的傳播媒介(例如，電磁波、聲波等)上的傳播信號上，或者它們可以提供在任意模擬或數(shù)字網(wǎng)絡(luò)(包切換、電路切換或其它方法)上。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，本發(fā)明的這些部分存在于服務(wù)器計算機上，而對應(yīng)部分存在于如移動或便攜式設(shè)備的客戶計算機上，且因此，盡管這里描述了某些硬件平臺，但本發(fā)明的這些方面也可以相同地應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點。
以上對本發(fā)明實施例的詳細說明并非意圖為窮盡性的或者將本發(fā)明限制到以上公開的精確的形式。盡管為了說明的目的而如上闡述了本發(fā)明特定的實施例和實例，但是，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認同的，在本發(fā)明的范圍內(nèi)多種等同修改是可能的。例如，盡管以給定順序表示了各個過程，可替選實施例也可以不同順序來執(zhí)行具有步驟的例行程序，并且可以刪除、移動、添加、再分、組合和/或修改某些過程。每個過程可以用各種不同的方式來實施。
此外，在此提供的示教可應(yīng)用于其他系統(tǒng)，而不必是如上所述的系統(tǒng)。上述各個實施例的元素和動作可組合在一起，以便提供進一步的實施例。上述所有的專利和申請以及其它參考文獻，包括任何可能在附加文件頁上列出的，通過引用合并于此。必要時，可修改本發(fā)明的各方面，以便采用上述各個參考文獻的系統(tǒng)、功能和概念來提供本發(fā)明的又一實施例。
在描述本發(fā)明的某些特征或方面時所使用的特定術(shù)語不應(yīng)視為用來暗示該術(shù)語在此被重新定義成限制為與該術(shù)語關(guān)聯(lián)的本發(fā)明的任何具體的特性、特征或方面。通常，不應(yīng)將以下權(quán)利要求
中使用的術(shù)語闡釋成將本發(fā)明限制到本說明中公開的特定實施例，除非以上詳細說明清楚地限定了此術(shù)語。相應(yīng)地，本發(fā)明的實際范圍不僅涵蓋所公開的實施例還涵蓋實施或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的所有等同方式。
以上對本發(fā)明實施例的詳細說明并非意圖為窮盡性的或者將本發(fā)明限制到以上公開的精確的形式或該公開中所述的特定應(yīng)用領(lǐng)域。盡管為了說明的目的而闡述了本發(fā)明特定的實施例和實例，但是，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認同的，在本發(fā)明的范圍內(nèi)多種等同修改是可能的。同樣，在此提供的本發(fā)明的示教可應(yīng)用于其他系統(tǒng)，而不必是如上所述的系統(tǒng)。上述各個實施例的元素和動作可組合在一起，以便提供又一實施例。
包括任何可能在附加提交的文件頁上所列出的上述所有的專利和申請以及其它參考，以及轉(zhuǎn)讓給Waltical Solutions的(Attorney Docket No.42938-8011)于2005年4月29日提交的、題為“Methods and Apparatus forCommunication with Time-Division Duplexing，”的PCT申請，通過引用合并于此。如果需要，可修改本發(fā)明的各方面來利用上述各個參考文件的系統(tǒng)、功能和概念以提供本發(fā)明的又一實施例。
根據(jù)上述的″具體實施方式
″可對本發(fā)明做出改變。雖然上述說明詳細描述了本發(fā)明的某些實施例，并且描述了所預(yù)期的最佳模式，但是無論正文中出現(xiàn)了怎樣詳細的細節(jié)，本發(fā)明依然可以以許多方式來實踐。因此，可對實施細節(jié)作出相當(dāng)?shù)母淖?，同時仍由這里公開的本發(fā)明所涵蓋。如上所述，在描述本發(fā)明的某些特征或方面時所使用的特定術(shù)語不應(yīng)視為用來暗示該術(shù)語在此被重新定義成限制為與該術(shù)語關(guān)聯(lián)的本發(fā)明的任何具體的特性、特征或方面。
通常，不應(yīng)將下面的權(quán)利要求
中使用的術(shù)語闡釋成將本發(fā)明限制到本說明中公開的特定實施例，除非以上詳細說明清楚地限定了此術(shù)語。因此，本發(fā)明的實際范圍涵蓋所公開的實施例及于權(quán)利要求
之下實施或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的所有等同方式。
盡管以特定權(quán)利要求
的形式呈現(xiàn)了本發(fā)明的某些方面，但發(fā)明人以任意數(shù)目的權(quán)利要求
形式來預(yù)期本發(fā)明的各方面。相應(yīng)地，發(fā)明人保留在提出本申請之后添加附加權(quán)利要求
的權(quán)利，以尋求針對本發(fā)明其他方面的這樣的附加權(quán)利要求
的形式。
權(quán)利要求
1.一種在可變帶寬無線通信系統(tǒng)中生成用于無線傳輸?shù)男畔⒊休d信號的方法，所述系統(tǒng)能夠在每個均具有不同帶寬的多種不同通信方案下通信，，所述方法包括利用指定數(shù)目的子載波來構(gòu)造具有特定帶寬的信道；利用包括子載波群的子信道；提供包括符號長度的固定時域信號結(jié)構(gòu)；在采樣頻率與FFT(快速傅立葉變換)和IFFT(反快速傅立葉變換)大小之間保持基本恒定的比率，或在相鄰子載波之間保持固定的間距；增加或減少一些所述子載波或子信道以縮放所述信道，并實現(xiàn)需要的帶寬；以及其中利用核心帶作無線電控制和操作信令，而所述核心帶主要居于用作不同通信方案的頻率的操作中心，并且所述核心帶基本上不會寬于所述系統(tǒng)中有可能最小操作信道的帶寬。
2.如權(quán)利要求
1的方法，其中所述無線信號是在多小區(qū)、多基站環(huán)境中由移動站來發(fā)射的；多載波碼分多址(MC-CDMA)或正交頻分多址(OFDMA)；以及被下行鏈路、上行鏈路或二者所利用的，其中雙工技術(shù)是時分復(fù)用(TDD)或頻分復(fù)用(FDD)。
3.如權(quán)利要求
1的方法，其中所述無線信號具有足夠用于基本無線電操作的主報頭，且其中所述主報頭是頻率內(nèi)容被限制在所述核心帶內(nèi)的在所述時域中的直接序列，或是對應(yīng)于所述核心帶內(nèi)的特定頻率模式的OFDM符號；以及所述主報頭的特征包括在自相關(guān)的情況下，相對于旁瓣的大的相關(guān)峰；在與其它主報頭交叉相關(guān)的情況下，相對于其它主報頭的乘方的小的交叉相關(guān)系數(shù)；以及小的峰值與均值的比；以及其中大量主報頭序列展示出上述特征。
4.如權(quán)利要求
3的方法，其中將占用邊帶的輔報頭與所述主報頭結(jié)合，以在所述時域或所述頻域中形成全帶寬報頭，其中所述邊帶是所述核心帶和操作帶寬之間的差，且其中所述輔報頭是頻率響應(yīng)被限制在所述邊帶內(nèi)的時域中的直接序列，或是對應(yīng)于所述邊帶內(nèi)的特定頻率模式的OFDM符號；所述全帶寬報頭允許基站廣播所述全帶寬報頭并允許移動站使用所述全帶寬報頭的主報頭來訪問所述基站；以及所述全帶寬報頭序列的特征包括在自相關(guān)的情況下，相對于旁瓣的大相關(guān)峰；在與所述全帶寬報頭的主報頭相關(guān)的情況下，在所述相關(guān)峰值和旁瓣之間的大比值；在與其它全帶寬報頭交叉相關(guān)的情況下，相對于其它全帶寬報頭的乘方的小的交叉相關(guān)系數(shù)；在與不同于所述全帶寬報頭的所述主報頭的主報頭交叉相關(guān)的情況下，相對于所述全帶寬報頭的乘方的小的交叉相關(guān)系數(shù)；小的峰值與均值的比值；以及其中大量主報頭序列展示出上述特征。
5.如權(quán)利要求
1的方法，其中針對寬范圍的系統(tǒng)帶寬，將所述帶寬范圍分成較小的范圍，其中帶寬的最低范圍為基本范圍而其它范圍為較高范圍，且其中在較高范圍中所述采樣頻率是所述基本范圍的所述采樣頻率的倍數(shù)，且將對應(yīng)的FFT長度乘以和所述采樣頻率所乘的基本相同的因子，以保持所述OFDM符號結(jié)構(gòu)的時間持續(xù)；保持所述FFT的長度并相應(yīng)地縮短所述OFDM符號的持續(xù)時間；或增加所述FFT的長度并相應(yīng)地縮短所述OFDM符號的持續(xù)時間；以及其中所述核心帶的寬度小于或等于所述基本范圍中的最小帶寬。
6.一種在基站和移動站的可變帶寬通信網(wǎng)絡(luò)中將移動站帶寬調(diào)整成基站操作帶寬的方法，在網(wǎng)絡(luò)中信號利用了包括子載波群的子信道，所述方法包括保持固定的時域信號結(jié)構(gòu)；在采樣頻率和FFT(快速傅立葉變換)大小之間保持基本恒定的比率；調(diào)整子載波或子信道的數(shù)目，以縮放信道并達到期望帶寬；將中心基本在操作中心頻率的核心帶用于無線電控制和操作信令，其中所述核心帶沒有所述網(wǎng)絡(luò)的最小可能操作信道帶寬寬；以及一配置，其中所述移動站在進入?yún)^(qū)域時掃描不同中心頻率的譜帶，在檢測到中心頻率的譜帶中的信號時通過中心頻率到帶寬的映射來確定操作信道帶寬；或?qū)?jīng)由下行鏈路信令提供到所述移動站的所述帶寬信息進行解碼。
7.如權(quán)利要求
6的方法，其中所述中心頻率到帶寬的映射采用表格查找且經(jīng)由下行鏈路信令提供到所述移動站的所述信息是在廣播信道或報頭中，并在所述核心帶內(nèi)發(fā)射。
8.如權(quán)利要求
6的方法，其中所述信號是多載波碼分多址(MC-CDMA)或正交頻分多址(OFDMA)，且所述信號與下行鏈路、上行鏈路或二者一起使用，其中雙工技術(shù)是時分雙工(TDD)或頻分雙工(FDD)。
9.如權(quán)利要求
6的方法，其中所述信號具有足以用于基本無線電操作的主報頭，它是頻率內(nèi)容被限制在所述核心帶內(nèi)的所述時域中的直接序列，或是對應(yīng)于所述核心帶內(nèi)的特定頻率模式的OFDM符號；以及輔報頭，其占用邊帶并與所述主報頭結(jié)合以形成全帶寬報頭，且其中所述輔報頭是頻率響應(yīng)被限制在所述邊帶內(nèi)的時域中的直接序列，或是對應(yīng)于所述邊帶內(nèi)的特定頻率模式的OFDM符號，其中所述邊帶是所述核心帶和所述操作帶寬之間的差。
10.如權(quán)利要求
6的方法，其中針對寬范圍的操作帶寬，將所述帶寬范圍分成較小的范圍，其中帶寬的最低范圍是基本范圍而其它范圍是較高范圍，且其中在較高范圍中所述采樣頻率是所述基本范圍的所述采樣頻率的倍數(shù)，且將對應(yīng)的FFT大小乘以和所述采樣頻率所乘的基本相同的因子，以保持所述OFDM符號結(jié)構(gòu)的時間持續(xù)；保持所述FFT的大小并相應(yīng)地縮短所述OFDM符號的持續(xù)時間；或增加所述FFT的大小并相應(yīng)地縮短所述OFDM符號的持續(xù)時間；以及其中所述核心帶的寬度小于或等于所述基本范圍中的最小帶寬。
11.一種在可變帶寬通信網(wǎng)絡(luò)中具有可改變帶寬的移動收發(fā)機，在所述網(wǎng)絡(luò)中，通信信號利用由子載波群組成的子信道，所述收發(fā)機包括用于信號采樣的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器；快速傅立葉變換和反快速傅立葉變換處理器(FFT/IFFT)，其中在采樣頻率和FFT/IFFT大小之間保持基本恒定的比率；掃描器，用于在進入?yún)^(qū)域時，對指定中心頻率的譜帶進行掃描，以找出信號并確定操作信道帶寬；用于維持核心帶以用于相關(guān)通信的裝置，其中所述核心帶沒有所述網(wǎng)絡(luò)的最小可能操作信道帶寬寬；以及用于增加所述子載波以加寬用于所述通信余量的信道帶寬的裝置。
12.如權(quán)利要求
11的收發(fā)機，其中所述中心頻率到帶寬的映射采用表格查找且提供給所述移動收發(fā)機的作為下行鏈路信息的信息是在廣播信道或報頭中。
13.如權(quán)利要求
11的收發(fā)機，其中所述信號是多載波碼分多址(MC-CDMA)或正交頻分多址(OFDMA)，且所述信號與下行鏈路、上行鏈路或二者一起使用，其中雙工技術(shù)是時分雙工(TDD)或頻分雙工(FDD)。
14.如權(quán)利要求
11的收發(fā)機，其中針對寬范圍的操作帶寬，所述帶寬范圍被分成較小的范圍，其中帶寬的最低范圍是基本范圍而其它范圍是較高范圍，且其中在較高范圍中所述采樣頻率是所述基本范圍的所述采樣頻率的倍數(shù)，且對應(yīng)的FFT/IFFT大小被乘以和所述采樣頻率所乘的基本相同的因子，以保持所述OFDM符號結(jié)構(gòu)的時間持續(xù)；所述FFT/IFFT的大小被保持并且所述OFDM符號的持續(xù)時間相應(yīng)地被縮短；或所述FFT/IFFT的大小被增加并且所述OFDM符號的持續(xù)時間相應(yīng)地被縮短；以及其中所述核心帶的寬度小于或等于所述基本范圍中的最小帶寬。
15.如權(quán)利要求
11的收發(fā)機，其中所述收發(fā)機是移動站且所述通信網(wǎng)絡(luò)是基站和移動站的無線網(wǎng)絡(luò)。
16.如權(quán)利要求
11的收發(fā)機，其中所述信號具有足以用于基本無線電操作的基本報頭，它是頻率內(nèi)容被限制在所述核心帶內(nèi)的所述時域中的直接序列，或是對應(yīng)于所述核心帶內(nèi)的特定頻率模式的OFDM符號；以及輔報頭，其占用邊帶并與所述基本報頭結(jié)合，以形成全帶寬報頭，且其中所述輔報頭是頻率響應(yīng)被限制在邊帶內(nèi)的時域中的直接序列，或是對應(yīng)于邊帶內(nèi)的特定頻率模式的OFDM符號，其中所述邊帶是所述核心帶和所述操作帶寬之間的差。
17.如權(quán)利要求
11的收發(fā)機，其中所述收發(fā)機在初始通信階段使用核心帶并在正常操作期間使用操作帶寬，且其中在進入?yún)^(qū)域時，所述移動收發(fā)機以核心帶來開始，并切換到用于附加數(shù)據(jù)和無線電控制子信道的操作帶寬。
18.一種在通信系統(tǒng)中使用的裝置，所述裝置包括具有FFT(快速傅立葉變換)裝置的移動站，其被配置為將寬范圍的操作帶寬分成較小的帶寬范圍，其中用于基本系統(tǒng)信息通信的預(yù)定帶小于或基本等于任何所述帶寬范圍的最小操作帶寬，且其中在帶寬范圍中采樣頻率是最低帶寬范圍的采樣頻率的倍數(shù)，并對應(yīng)于所述采樣頻率來形成所述FFT的大小，以保持OFDM符號結(jié)構(gòu)的時間持續(xù)；所述FFT大小被保持，并且所述OFDM符號的持續(xù)時間被相應(yīng)地縮短；或所述FFT大小被增加，并且所述OFDM符號的持續(xù)時間被相應(yīng)地縮短；當(dāng)進入?yún)^(qū)域時掃描譜帶，以在檢測到譜帶中的信號時確定所述操作帶寬；以及通過增加子載波而切換到所述操作帶寬以便傳送信號，其中指定數(shù)目的子載波形成了具有特定帶寬的信道。
19.如權(quán)利要求
18的系統(tǒng)，其中通過表格查找或下行鏈路信令來確定所述操作帶寬。
20.一種在基站和移動站的可變帶寬通信網(wǎng)絡(luò)中將移動站帶寬調(diào)整成基站操作帶寬的裝置，在網(wǎng)絡(luò)中信號利用了包括子載波群的子信道，所述裝置包括用于保持固定的時域信號結(jié)構(gòu)的裝置；用于在采樣頻率和FFT(快速傅立葉變換)大小之間保持基本恒定比率的裝置；用于調(diào)整子載波或子信道的數(shù)目以縮放所述信道并達到期望帶寬的裝置；用于作基本通信的核心帶的裝置，而所述核心帶主要居于用作不同通信方案的頻率的操作中心，并且所述核心帶基本上不會寬于所述系統(tǒng)中有可能最小操作信道的帶寬；以及用于掃描不同中心頻率的頻譜帶、檢測中心頻率的譜帶中的信號并確定區(qū)域的操作信道帶寬的裝置。
21.一種在自適應(yīng)可變帶寬無線通信系統(tǒng)中用于無線傳輸?shù)男盘?，所述通信系統(tǒng)能夠在每個均具有不同帶寬的多種不同通信方案下進行通信，所述信號包括子載波，其中指定數(shù)目的子載波構(gòu)成具有特定帶寬的信道；固定時域的信號結(jié)構(gòu)；用于無線電控制和操作信令的核心帶，其中所述核心帶基本上不會寬于所述系統(tǒng)中有可能最小操作信道的帶寬；以及一種配置，其中在采樣頻率與信號的FFT(快速傅立葉變換)和IFFT(反快速傅立葉變換)大小之間保持基本恒定的比率，或在相鄰子載波之間保持固定的間距；以及增加或減少至少一些子載波以縮放所述信道并實現(xiàn)需要的帶寬。
專利摘要
公開了用于具有可變信道帶寬的多載波通信的方法和裝置，其中時幀結(jié)構(gòu)和OFDM符號結(jié)構(gòu)是不變的，且頻域信號結(jié)構(gòu)是靈活的。在一個實施例中，移動站在進入地理區(qū)域中時，使用核心帶來啟動通信并獲得基本信息，且隨后切換到該區(qū)域的全操作帶寬以用于后繼的通信。如果移動站操作在寬范圍的帶寬，則移動站將全部范圍分成子范圍，并在每個子范圍中調(diào)整其采樣頻率和FFT大小。
文檔編號H04J11/00GK1998171SQ20058001299
公開日2007年7月11日 申請日期2005年4月29日
發(fā)明者李小東, 羅國揚, 李克民, 黃海明 申請人:橋揚科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan