專利名稱：多載波無線網(wǎng)絡(luò)中的廣播疊加和消除的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)通常涉及無線通信，更具體地，涉及多載波無線網(wǎng)絡(luò)中的廣播和單播業(yè)務(wù)(traffic)的疊加以及干擾抑制的裝置和方法。

背景技術(shù)：
正交頻分復(fù)用(OFDM)是用戶在許多正交頻率(或者副載波)上進(jìn)行發(fā)送的多載波傳輸技術(shù)。在頻率上分別調(diào)制和分離正交副載波以便他們互不干擾。這提高了頻譜利用效率并且阻止了多徑影響。正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)允許一些副載波被分配給不同的用戶，而不是單個(gè)用戶。今天，OFDM和OFDMA技術(shù)被應(yīng)用于例如非對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL)的有線傳輸系統(tǒng)以及例如IEEE-802.11a/g(即，WiFi)、IEEE-802.16(即WiMAX)、數(shù)字音頻廣播(DAB)和數(shù)字視頻廣播(DVB)的無線傳輸系統(tǒng)。這種技術(shù)也被用于無線數(shù)字音頻和視頻廣播。
OFDM網(wǎng)絡(luò)支持面向多個(gè)用戶臺(tái)(即，用戶設(shè)備)的廣播業(yè)務(wù)和面向單個(gè)用戶臺(tái)的單播業(yè)務(wù)的傳輸。傳統(tǒng)的OFDM網(wǎng)絡(luò)通過在下行鏈路的不同傳輸時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)送廣播和單播業(yè)務(wù)，在下行鏈路(即，前向通道)中時(shí)分復(fù)用廣播和單播業(yè)務(wù)。因此，可以在第一傳輸時(shí)間間隔(TTI)內(nèi)發(fā)送廣播業(yè)務(wù)，同時(shí)在第一TTI以外的至少一個(gè)TTI內(nèi)發(fā)送單播業(yè)務(wù)。一般來說，每個(gè)TTI的持續(xù)時(shí)間被固定。一個(gè)TTI內(nèi)的OFDM碼元數(shù)相對(duì)于廣播業(yè)務(wù)和單播業(yè)務(wù)可以不同。一般來說，在廣播TTI中承載少量的OFDM碼元以便允許較長的循環(huán)前綴(cyclic prefix，CP)。
舉例來說，OFDM網(wǎng)絡(luò)在下行鏈路中可以發(fā)送5毫秒的幀。每個(gè)下行鏈路幀包含8個(gè)傳輸時(shí)間間隔，其中每個(gè)TTI持續(xù)0.625毫秒。每個(gè)第四TTI保留用于廣播業(yè)務(wù)。每個(gè)單播TTI包含K個(gè)OFDM碼元，并且每個(gè)廣播TTI包含小于K個(gè)OFDM碼元。
單播業(yè)務(wù)的信干噪比(SINR)可被寫為[等式1] 其中，值P表示在來自相同小區(qū)的用戶臺(tái)處的接收功率，以及值f表示其它小區(qū)和相同小區(qū)信號(hào)之間的比。在干擾受限的情況中(大部分蜂窩部署是這種情況)，fP>>N0。因此，SINR可被寫為 [等式2] 應(yīng)當(dāng)注意，增加功率P并不有助于改善單播SINR。
在利用OFDM的廣播業(yè)務(wù)的情況中，只要用戶臺(tái)從多個(gè)同步基站所接收的信號(hào)的相對(duì)延遲在OFDM碼元循環(huán)前綴長度之內(nèi)，則所述信號(hào)是正交的。因此，當(dāng)在全系統(tǒng)范圍內(nèi)發(fā)送相同的廣播內(nèi)容時(shí)，除了背景噪聲之外沒有干擾。基于OFDM的廣播中的平均SINR為[等式3] 其中，值P是在用戶臺(tái)處從一個(gè)基站所接收的功率，值K是從中接收廣播內(nèi)容的基站的數(shù)量，假設(shè)從K個(gè)基站接收相等的功率。應(yīng)當(dāng)注意，增加發(fā)送功率會(huì)導(dǎo)致廣播SINR的線性增加。
然而，時(shí)分復(fù)用廣播和單播業(yè)務(wù)的傳統(tǒng)OFDM網(wǎng)絡(luò)在單播業(yè)務(wù)發(fā)送期間浪費(fèi)功率。這種浪費(fèi)功率的原因是，由于來自鄰近小區(qū)的干擾增加，在單播業(yè)務(wù)發(fā)送傳輸周期期間以較高的功率發(fā)送并不有助于改善單播業(yè)務(wù)的SINR。結(jié)果，以減小的功率發(fā)送單播業(yè)務(wù)可以獲得相同的性能。然而，額外可利用的功率不能用于廣播業(yè)務(wù)，因?yàn)閺V播業(yè)務(wù)傳輸發(fā)生在與單播業(yè)務(wù)傳輸不同的時(shí)隙(即，TTI)中。因?yàn)樵诮o定TTI期間要么發(fā)送廣播業(yè)務(wù)要么發(fā)送單播業(yè)務(wù)，而不是兩者都發(fā)送，因此在單播業(yè)務(wù)和多播業(yè)務(wù)之間自適應(yīng)地分配可利用的下行鏈路功率是不可能的。這導(dǎo)致系統(tǒng)的效率較低。
因此，需要改善OFDM(或OFDMA)系統(tǒng)，使它能夠較好地利用下行鏈路發(fā)送功率。


發(fā)明內(nèi)容
在本公開的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種在能夠與正交頻分復(fù)用(OFDM)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中的多個(gè)用戶臺(tái)進(jìn)行通信的OFDM無線網(wǎng)絡(luò)中使用的基站。所述基站能夠在第一時(shí)隙中發(fā)送第一OFDM碼元，其中，第一OFDM碼元包括第一多個(gè)副載波，其中面向第一多個(gè)用戶臺(tái)的廣播數(shù)據(jù)被疊加在面向至少一個(gè)所選擇用戶臺(tái)的單播數(shù)據(jù)上。
在本公開的另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于發(fā)送廣播和單播數(shù)據(jù)給用戶臺(tái)的方法。所述方法包括在第一時(shí)隙中發(fā)送第一OFDM碼元的步驟，其中，第一OFDM碼元包括第一多個(gè)副載波，其中面向第一多個(gè)用戶臺(tái)的廣播數(shù)據(jù)被疊加在面向至少一個(gè)所選擇用戶臺(tái)的單播數(shù)據(jù)上。
在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種在能夠與OFDM無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中的多個(gè)用戶臺(tái)進(jìn)行通信的OFDM無線網(wǎng)絡(luò)中使用的基站。該基站能夠在第一時(shí)隙內(nèi)從第一天線發(fā)送第一OFDM碼元，并在第一時(shí)隙從第二天線發(fā)送第二OFDM碼元。第一OFDM碼元包括將廣播數(shù)據(jù)發(fā)送給第一多個(gè)用戶臺(tái)的第一多個(gè)副載波，第二OFDM碼元包括將單播數(shù)據(jù)發(fā)送給至少一個(gè)所選擇用戶臺(tái)的第二多個(gè)副載波。第一多個(gè)副載波和第二多個(gè)副載波中的至少一些是相同副載波，從而廣播數(shù)據(jù)在傳輸期間通過空中被疊加在單播數(shù)據(jù)上。
仍然在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了與OFDM無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的第一用戶臺(tái)。該第一用戶臺(tái)在第一時(shí)隙內(nèi)接收第一OFDM碼元，其中，第一OFDM碼元包括第一多個(gè)副載波，其中面向第一多個(gè)用戶臺(tái)的廣播數(shù)據(jù)被疊加在面向至少一個(gè)所選擇用戶臺(tái)的單播數(shù)據(jù)上。第一用戶臺(tái)包括廣播解調(diào)和解碼電路，用于接收廣播導(dǎo)頻信號(hào)以及從已接收第一OFDM碼元所產(chǎn)生的廣播和單播組合數(shù)據(jù)，并且從廣播和單播組合數(shù)據(jù)中提取廣播數(shù)據(jù)流。第一用戶臺(tái)進(jìn)一步包括消除電路，用于從廣播和單播組合數(shù)據(jù)中消除所提取的廣播數(shù)據(jù)流，從而恢復(fù)面向第一用戶臺(tái)的單播數(shù)據(jù)。
在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述之前，介紹本發(fā)明文檔中所使用的某些單詞和短語的定義是有益的術(shù)語“包括”和“包含”及其派生詞意味著沒有限制的包括；術(shù)語“或者”是包括界限的(inclusive)，意味著和/或；短語“與...關(guān)聯(lián)”和“與其關(guān)聯(lián)”及其派生詞的含義可以是包括、被包括在其中、與...互相連接、包含、被包含在其中、與...相連、與...相耦接、與...相通、與...合作、交織、把...并列、與...鄰接、被限制于、具有、具有...屬性等等。應(yīng)當(dāng)注意，與任何特定控制器相關(guān)聯(lián)的功能可以被本地或遠(yuǎn)程地集中或者分布。在本專利文獻(xiàn)全文中提供了某些單詞和短語的定義，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在許多(如果不是大多)情況下，此定義適用于所定義單詞和短語的以前和將來的使用。



為了更全面地理解本公開及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考結(jié)合附圖的以下描述，附圖中相似的參考編號(hào)表示相似的部件 圖1圖示了根據(jù)本公開原理的在下行鏈路中將廣播業(yè)務(wù)疊加在單播業(yè)務(wù)上的示例無線網(wǎng)絡(luò)； 圖2是根據(jù)本公開一個(gè)實(shí)施例的OFDM基站的高級(jí)框圖； 圖3更詳細(xì)地圖示了根據(jù)本公開一個(gè)實(shí)施例的示例用戶臺(tái)； 圖4是根據(jù)本公開另一個(gè)實(shí)施例的在下行鏈路中將廣播業(yè)務(wù)疊加在單播業(yè)務(wù)上的OFDM基站的高級(jí)框圖； 圖5是使用阿達(dá)瑪(Hadamard)變換的基站的另一個(gè)實(shí)施例的高級(jí)框圖； 圖6是使用FFT預(yù)編碼的基站的另一個(gè)實(shí)施例的高級(jí)框圖； 圖7更詳細(xì)地圖示了根據(jù)本公開一個(gè)實(shí)施例的示例用戶臺(tái)。

具體實(shí)施例方式 下面討論的圖1至7、以及在本發(fā)明文檔中被用于描述本公開原理的各種實(shí)施例僅僅是說明性的，在任何情況下不應(yīng)當(dāng)被解釋為對(duì)本公開范圍的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本公開的原理可以在任何經(jīng)適當(dāng)安排的通信系統(tǒng)中被實(shí)現(xiàn)。
本公開涉及在下行鏈路中將廣播業(yè)務(wù)疊加在單播業(yè)務(wù)上的傳輸技術(shù)。在恢復(fù)單播信號(hào)的接收機(jī)處解碼和去除被疊加的廣播信號(hào)。這提供了利用相同副載波資源的廣播和單播業(yè)務(wù)的同時(shí)傳輸，因此也允許廣播業(yè)務(wù)和單播業(yè)務(wù)之間的自適應(yīng)功率分配。這導(dǎo)致了更高的頻譜效率。
圖1圖示了根據(jù)本公開原理的在下行鏈路中將廣播業(yè)務(wù)疊加在單播業(yè)務(wù)上的示例無線網(wǎng)絡(luò)100。在所說明的實(shí)施例中，無線網(wǎng)絡(luò)100包括基站(BS)101、基站(BS)102、基站(BS)103、以及其他類似基站(未示出)?；?01與基站102和基站103進(jìn)行通信。基站101也與因特網(wǎng)130或者類似的基于IP的網(wǎng)絡(luò)(未示出)進(jìn)行通信。
基站102為在基站102的覆蓋區(qū)域120內(nèi)的第一多個(gè)用戶臺(tái)提供到因特網(wǎng)130的無線寬帶接入(經(jīng)由基站101)。第一多個(gè)用戶臺(tái)包括用戶臺(tái)111，可以位于小商業(yè)(SB)中；用戶臺(tái)112，可以位于企業(yè)(E)中；用戶臺(tái)113，可以位于WiFi熱點(diǎn)(HS)中；用戶臺(tái)114，可以位于第一住宅(R)中；用戶臺(tái)115，可以位于第二住宅(R)中；和用戶臺(tái)116，可以是例如蜂窩電話、無線筆記本電腦、無線PDA等的移動(dòng)設(shè)備(M)。
基站103為在基站103的覆蓋區(qū)域125內(nèi)的第二多個(gè)用戶臺(tái)提供到因特網(wǎng)130的無線寬帶接入(經(jīng)由基站101)。第二多個(gè)用戶臺(tái)包括用戶臺(tái)115和用戶臺(tái)116。在示例實(shí)施例中，基站101-103可以互相通信，并且利用OFDM或OFDMA技術(shù)與用戶臺(tái)111-116進(jìn)行通信。
基站101可以與更多或者更少數(shù)量的基站進(jìn)行通信。進(jìn)一步，雖然在圖1中僅僅畫出6個(gè)用戶臺(tái)，應(yīng)當(dāng)理解，無線網(wǎng)絡(luò)100可以為其他用戶臺(tái)提供無線寬帶接入。應(yīng)當(dāng)注意，用戶臺(tái)115和用戶臺(tái)116位于覆蓋區(qū)域120和覆蓋區(qū)域125的邊緣上。用戶臺(tái)115和用戶臺(tái)116每一個(gè)都可以與基站102和基站103進(jìn)行通信，并且如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，可被稱為工作在切換(handoff)模式。
用戶臺(tái)111-116通過因特網(wǎng)130可以接入語音、數(shù)據(jù)、視頻、視頻會(huì)議、和/或其它寬帶服務(wù)。在示例實(shí)施例中，用戶臺(tái)111-116中的一個(gè)或多個(gè)可以與WiFi WLAN的接入點(diǎn)(AP)相關(guān)聯(lián)。用戶臺(tái)116可以是包括無線激活膝上計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)據(jù)助理、筆記本電腦、手持設(shè)備、或者其它無線激活設(shè)備的許多移動(dòng)設(shè)備中的任何一個(gè)。用戶臺(tái)114和115可以是例如無線激活個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、膝上計(jì)算機(jī)、網(wǎng)關(guān)、或者其它設(shè)備。
圖2是根據(jù)本公開原理的在下行鏈路中將廣播業(yè)務(wù)疊加在單播業(yè)務(wù)上的基站102的高級(jí)框圖。基站102包括多個(gè)正交幅度調(diào)制(QAM)模塊205，包括示例QAM模塊205a、205b和205c；和多個(gè)串到并(S/P)模塊210，包括示例S/P模塊210a、210b、210c、210d和210e?；?BS)102進(jìn)一步包括擾碼乘法器模塊220a和220b；多個(gè)增益乘法器模塊230，包括示例增益乘法器模塊230a、230b、230c、230d和230e；加法器模塊235；逆快速傅立葉變換(IFFT)模塊240；并到串(P/S)模塊250；以及添加循環(huán)前綴(CP)模塊260。在圖2中的至少一些元件可以用軟件實(shí)現(xiàn)，其他元件可以由可配置的硬件來實(shí)現(xiàn)，或者由軟件和可配置硬件的混合來實(shí)現(xiàn)。特別地，注意，可以將圖2中的IFFT模塊實(shí)現(xiàn)為可配置的軟件算法，其中，可以根據(jù)所述實(shí)現(xiàn)來修改IFFT尺寸的值。
利用諸如卷積碼、Turbo碼或者低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼的信道編碼對(duì)廣播數(shù)據(jù)碼元、單播數(shù)據(jù)碼元以及控制數(shù)據(jù)碼元(例如，導(dǎo)頻信號(hào)、ACK/NACK消息)的流進(jìn)行單獨(dú)地編碼(未示出)。將已編碼的廣播、單播和控制碼元施加到QAM模塊210a-c的輸入。QAM模塊210a調(diào)制所述控制碼元流以產(chǎn)生第一頻域調(diào)制碼元序列。QAM模塊210b調(diào)制廣播碼元流以產(chǎn)生第二頻域調(diào)制碼元序列。廣播碼元流包括面向多個(gè)用戶臺(tái)的一個(gè)廣播數(shù)據(jù)流。QAM模塊210c調(diào)制單播碼元流以產(chǎn)生第三頻域調(diào)制碼元序列。單播碼元流可以包括面向單個(gè)用戶臺(tái)的單個(gè)單播數(shù)據(jù)流，或者可以包括多個(gè)單播數(shù)據(jù)子流，其中每個(gè)單播數(shù)據(jù)子流面向不同的用戶臺(tái)。
S/P模塊210a將來自QAM模塊205a的第一串行QAM控制碼元序列轉(zhuǎn)換(即多路分解)為并行格式，并且將并行格式QAM控制符號(hào)選擇性地映射到IFFT模塊240輸入端處的所選擇OFDM子載波。然而，來自S/P模塊210a的每個(gè)QAM控制碼元首先通過增益乘法器模塊230a中的一個(gè)乘法器乘以(即，定標(biāo)以)一個(gè)控制增益因子gc。然后將幅度已定標(biāo)QAM控制碼元施加到IFFT模塊240的所選擇輸入端。
類似地，S/P模塊210b將來自QAM模塊205b的第二串行QAM廣播碼元序列轉(zhuǎn)換(多路分解)為并行格式，并且將并行格式QAM廣播符號(hào)選擇性地映射到IFFT模塊240輸入端處的所選擇OFDM子載波。然而，來自S/P模塊210b的每個(gè)QAM廣播碼元首先通過增益乘法器模塊230b中的一個(gè)乘法器乘以(即，定標(biāo)以)一個(gè)廣播增益因子gb。然后將幅度已定標(biāo)的QAM廣播碼元施加到加法器模塊235中的加法器的輸入端，并且將幅度已定標(biāo)的QAM廣播碼元疊加到來自增益乘法器模塊230c的相應(yīng)幅度已定標(biāo)QAM單播碼元上。將來自加法器模塊235的總和施加到IFFT模塊240的所選擇輸入端。
同樣地，S/P模塊210c將來自QAM模塊205c的第三串行QAM單播碼元序列轉(zhuǎn)換(多路分解)為并行格式，并且將并行格式的QAM單播符號(hào)選擇性地映射到IFFT模塊240輸入端處的所選擇OFDM子載波。然而，來自S/P模塊210c的每個(gè)QAM單播碼元首先通過增益乘法器模塊230c中的一個(gè)乘法器乘以(即，定標(biāo)以)一個(gè)單播增益因子gu。然后將幅度已定標(biāo)QAM單播碼元疊加到來自于增益乘法器模塊230b的相應(yīng)幅度已定標(biāo)QAM廣播碼元上。
被加法器模塊235所執(zhí)行的加法操作將廣播數(shù)據(jù)疊加在單播數(shù)據(jù)上。加法器模塊235將廣播碼元與單播碼元相加，并且將組合后的碼元映射到IFFT模塊240輸入端處的OFDM副載波。基于逐個(gè)副載波地將所有廣播信號(hào)疊加在所有單播信號(hào)上，從而與副載波j對(duì)應(yīng)的廣播碼元被疊加(增加)在與副載波j對(duì)應(yīng)的單播碼元上。因此，相對(duì)于沒有疊加的實(shí)現(xiàn)，可以發(fā)送兩倍的信息。在這個(gè)例子中，假定針對(duì)每個(gè)副載波將廣播碼元疊加在單播碼元上。然而，在大多數(shù)情況中，這并不需要并且可能不成立。在大多情況中，單播數(shù)據(jù)量將大于廣播數(shù)據(jù)量，所以僅僅對(duì)于一些副載波而不是所有副載波，廣播數(shù)據(jù)將被疊加在單播數(shù)據(jù)上。
為了提供廣播和單播業(yè)務(wù)的相干解調(diào)，將參考導(dǎo)頻碼元從基站101-103發(fā)送到用戶臺(tái)111-116。對(duì)于廣播數(shù)據(jù)來說，從多個(gè)基站發(fā)送相同的內(nèi)容，因此對(duì)于廣播業(yè)務(wù)的精確解調(diào)，需要基于從多個(gè)基站傳輸?shù)乃行诺赖墓烙?jì)。然而，單播業(yè)務(wù)僅僅從單個(gè)基站被發(fā)送，因此僅僅需要從單個(gè)基站到用戶臺(tái)的信道估計(jì)。
這樣，當(dāng)廣播業(yè)務(wù)被疊加在單播業(yè)務(wù)上時(shí)，從基站發(fā)送兩種不同的導(dǎo)頻信號(hào)。為了在用戶臺(tái)區(qū)分這兩種導(dǎo)頻信號(hào)，廣播擾碼(SCb)加擾廣播導(dǎo)頻信號(hào)并且單播擾碼(SCu)加擾單播導(dǎo)頻信號(hào)。不同基站的單播擾碼SCu可以不同。然而，所有發(fā)送相同廣播內(nèi)容的基站中的廣播擾碼(SCb)可以相同。
S/P模塊210d接收已知的廣播導(dǎo)頻碼元流，并且將廣播導(dǎo)頻碼元轉(zhuǎn)換(多路分解)為并行格式。S/P模塊210d將廣播導(dǎo)頻碼元選擇性地映射到IFFT模塊240的輸入端處的所選擇的OFDM副載波。然而，來自S/P模塊210d的每個(gè)廣播導(dǎo)頻碼元首先通過擾碼乘法器模塊220a中的一個(gè)乘法器與廣播擾碼SCb相乘，然后通過增益乘法器模塊230d中的一個(gè)乘法器與廣播導(dǎo)頻增益因子gpl相乘(定標(biāo))。然后將已加擾和已定標(biāo)的廣播導(dǎo)頻碼元施加到IFFT模塊240的所選擇輸入端。
S/P模塊210e接收已知的單播導(dǎo)頻碼元流，并且將單播導(dǎo)頻碼元轉(zhuǎn)換(多路分解)為并行格式。S/P模塊210e將單播導(dǎo)頻碼元選擇性地映射到IFFT模塊240的輸入端處的所選擇OFDM副載波。然而，來自S/P模塊210e的每個(gè)廣播導(dǎo)頻碼元首先通過擾碼乘法器模塊220b中的一個(gè)乘法器與單播擾碼SCu相乘，然后通過增益乘法器模塊230e中的一個(gè)乘法器與單播導(dǎo)頻增益因子gp2相乘(定標(biāo))。然后將已加擾和已定標(biāo)的單播導(dǎo)頻碼元施加到IFFT模塊240的所選擇輸入端。
在圖2中，僅僅將擾碼用于廣播導(dǎo)頻信號(hào)和單播導(dǎo)頻信號(hào)。然而，這僅僅是為了圖解，不應(yīng)當(dāng)被理解為限制本公開的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，也可以將擾碼乘法器220插入S/P模塊210b和S/P模塊210c的輸出端以便加擾廣播數(shù)據(jù)碼元和單播數(shù)據(jù)碼元。
然后，IFFT模塊240對(duì)從增益乘法器模塊230a、加法器模塊235、增益乘法器模塊230d和230e所接收的N個(gè)輸入執(zhí)行大小為N的IFFT操作，并且產(chǎn)生N個(gè)輸出。IFFT模塊240可以從增益乘法器模塊230a接收控制數(shù)據(jù)的M1個(gè)輸入，從加法器模塊235接收廣播和單播組合數(shù)據(jù)的M2個(gè)輸入，從增益乘法器模塊230d接收廣播導(dǎo)頻信號(hào)的M3個(gè)輸入，以及從增益乘法器模塊230e接收單播導(dǎo)頻信號(hào)的M4個(gè)輸入。M1+M2+M3+M4之和小于或等于IFFT模塊240的大小N。在一些實(shí)施例中，可以在與單播碼元、廣播碼元和控制碼元不同的時(shí)隙中發(fā)送單播和廣播導(dǎo)頻信號(hào)。在那種情況中，在發(fā)送單播碼元、廣播碼元和控制碼元的時(shí)隙期間，M1+M2之和小于或等于IFFT模塊240的大小N，并且在發(fā)送單播和廣播導(dǎo)頻信號(hào)的時(shí)隙期間，M3+M4之和小于或等于IFFT模塊240的大小N。
應(yīng)當(dāng)注意，并不是來自加法器模塊235的所有M2個(gè)輸入都包括廣播和單播組合數(shù)據(jù)。如果單播數(shù)據(jù)量大于廣播數(shù)據(jù)量(可能的情形)，或者相反，來自加法器模塊235的M2個(gè)輸入只有一部分將包含廣播和單播組合數(shù)據(jù)，而來自加法器模塊235的M2個(gè)輸入的其它部分將只包含單播數(shù)據(jù)(最有可能的)或者只包含廣播數(shù)據(jù)。此外，在一些實(shí)施例中，來自增益乘法器模塊230c的所有輸入可以表示在一個(gè)時(shí)隙期間被發(fā)送給單個(gè)用戶臺(tái)的單個(gè)單播數(shù)據(jù)流。或者，可以將這些輸入分成兩個(gè)或多個(gè)副載波子組，其中每個(gè)副載波子組表示在一個(gè)時(shí)隙期間被發(fā)送給單個(gè)用戶臺(tái)的單個(gè)單播數(shù)據(jù)流。
P/S模塊250對(duì)來自IFFT模塊240的N個(gè)輸出進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生組合碼元的串行數(shù)據(jù)流。最后，在上變換(未示出)和傳輸之前添加循環(huán)前綴模塊260將循環(huán)前綴添加到IFFT模塊240的輸出。
根據(jù)本公開的原理，基站102能夠修改廣播增益因子gb和單播增益因子gu的值，以便在廣播業(yè)務(wù)和單播業(yè)務(wù)之間分配下行鏈路中的發(fā)射功率。這提供了一種在廣播和單播數(shù)據(jù)之間共享功率的能力。
圖3更詳細(xì)地圖示了根據(jù)本公開一個(gè)實(shí)施例的示例用戶臺(tái)(SS)116。圖3圖示了在SS116的OFDM接收機(jī)中執(zhí)行廣播信號(hào)的干擾消除的功能模塊。在對(duì)已接收RF信號(hào)進(jìn)行下變換(未示出)之后，去除循環(huán)前綴(CP)模塊310接收輸入的OFDM碼元并且去除與每個(gè)OFDM碼元相關(guān)聯(lián)的循環(huán)前綴。串并轉(zhuǎn)換模塊315將串行OFDM碼元轉(zhuǎn)換為并行格式并且將OFDM碼元施加到快速傅立葉變換(FFT)模塊320的輸入端。FFT模塊320執(zhí)行FFT操作，并且將FFT模塊320所輸出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在緩沖器325中以進(jìn)一步處理。
在一個(gè)處理步驟中，廣播解調(diào)和解碼模塊330從FFT模塊320接收廣播導(dǎo)頻信號(hào)，并且從緩沖器325內(nèi)的數(shù)據(jù)中解調(diào)和解碼廣播信息。將已解碼的廣播信息存儲(chǔ)在廣播信息緩沖器335中。在另一個(gè)處理步驟中，廣播編碼模塊340利用來自FFT模塊320的廣播導(dǎo)頻估計(jì)對(duì)緩沖器335中的已解碼廣播信息重編碼。這個(gè)操作實(shí)質(zhì)上是重構(gòu)廣播信號(hào)。然后，消除模塊345從緩沖器325中的已緩沖總信號(hào)中消除(即，減去)所重構(gòu)的廣播信號(hào)，從而，從總信號(hào)中去除廣播信號(hào)的影響。因此，消除模塊345的輸出是作為結(jié)果的總單播信號(hào)。
然后，單播解調(diào)和解碼模塊350利用來自FFT模塊320的單播導(dǎo)頻估計(jì)對(duì)來自消除模塊345的作為結(jié)果的單播信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼。然后，SS116使用來自單播解調(diào)和解碼模塊350的已解碼單播信號(hào)。因此，理想情況下，能夠無誤差地恢復(fù)出廣播流和單播流。
圖4是根據(jù)本公開另一個(gè)實(shí)施例的在下行鏈路中將廣播業(yè)務(wù)疊加在單播業(yè)務(wù)上的基站102的高級(jí)框圖。在該另一個(gè)實(shí)施例中，利用相同的OFDM副載波但是從不同的天線發(fā)送廣播業(yè)務(wù)和單播業(yè)務(wù)。因此，在空中而不是通過加法器模塊235組合廣播和單播數(shù)據(jù)。
在圖4的實(shí)施例中，實(shí)施兩條發(fā)送路徑。第一發(fā)送路徑包括QAM模塊205b、串并轉(zhuǎn)換(S/P)模塊210b、增益乘法器模塊230b、逆快速傅立葉變換(IFFT)模塊440a、并串轉(zhuǎn)換(P/S)模塊450a、添加循環(huán)前綴(CP)模塊460a和天線465a。第二發(fā)送路徑包括QAM模塊205c、串并轉(zhuǎn)換(S/P)模塊210c、增益乘法器模塊230c、逆快速傅立葉變換(IFFT)模塊440b、并串轉(zhuǎn)換(P/S)模塊450b、添加循環(huán)前綴(CP)模塊460b和天線465b。兩條發(fā)送路徑中的每個(gè)功能模塊的操作與圖2中相應(yīng)功能模塊的操作相似，不需要更詳細(xì)的解釋。
第一發(fā)送路徑接收、編碼和調(diào)制廣播數(shù)據(jù)，第二發(fā)送路徑接收、編碼和調(diào)制單播數(shù)據(jù)。然而，利用獨(dú)立的IFFT模塊440a和440b將已編碼和已調(diào)制的廣播和單播流映射到相同的OFDM副載波。從天線465a發(fā)送IFFT模塊440a的廣播流輸出。從天線465b發(fā)送IFFT模塊440b的單播流輸出。由于利用相同的帶寬(即，相同的副載波集合)發(fā)送廣播流和單播流兩者，因此在從天線465a和465b發(fā)送之后在空中疊加廣播信號(hào)和單播信號(hào)。
圖5是根據(jù)本公開另一個(gè)實(shí)施例的基站102的高級(jí)框圖。除了在廣播數(shù)據(jù)和單播數(shù)據(jù)的處理路徑中分別插入阿達(dá)碼變換(HT)515a和515b之外，圖5實(shí)質(zhì)上與圖2相同。在映射到IFFT模塊240的輸入端處的副載波之前對(duì)廣播和單播調(diào)制碼元執(zhí)行阿達(dá)碼變換操作。阿達(dá)碼變換操作允許將調(diào)制碼元擴(kuò)展到多個(gè)載波上，因此提供在頻率選擇無線多徑信道中的頻率分集。
圖6是根據(jù)本公開又一個(gè)實(shí)施例的基站102的高級(jí)框圖。除了在廣播數(shù)據(jù)和單播數(shù)據(jù)的處理路徑中分別插入FFT預(yù)編碼模塊615a和615b之外，圖6實(shí)質(zhì)上與圖2相同。在映射到IFFT模塊240的輸入端處的副載波之前對(duì)廣播和單播調(diào)制碼元兩者執(zhí)行FFT預(yù)編碼操作。類似于阿達(dá)碼變換操作，F(xiàn)FT預(yù)編碼操作允許將調(diào)制碼元擴(kuò)展到多個(gè)載波上，因此提供在頻率分集無線多徑信道中的頻率分集。在2006年3月14日申請(qǐng)的標(biāo)題為“Apparatus AndMethod For FT Pre-Coding Of Data To Reduce PARR In A Multi-CarrierWireless Network”的美國專利申請(qǐng)No.11/374,928中公開了發(fā)送信號(hào)的傅立葉變換預(yù)編碼技術(shù)。在此通過引用并入美國專利申請(qǐng)No.11/374,928的附圖和說明書，好像在這里全部提出一樣。
應(yīng)當(dāng)注意，只能對(duì)廣播流和單播流中的一個(gè)執(zhí)行阿達(dá)碼變換操作或者FFT預(yù)編碼操作以便滿足某些性能和復(fù)雜度目標(biāo)。更進(jìn)一步，也可以將阿達(dá)碼變換或FFT預(yù)編碼操作之后的廣播流和單播流映射到獨(dú)立的IFFT，并且在不同的天線上發(fā)送該廣播流和單播流，如圖4中所示。
圖7更詳細(xì)地體圖示了根據(jù)本公開一個(gè)實(shí)施例的示例用戶臺(tái)(SS)116。圖7圖示了當(dāng)如圖6中所示對(duì)廣播流進(jìn)行FFT預(yù)編碼時(shí)、在SS 116的OFDM接收機(jī)中執(zhí)行廣播信號(hào)的干擾消除的功能模塊。在對(duì)所接收RF信號(hào)下變換(未示出)之后，去除循環(huán)前綴(CP)模塊710接收輸入的OFDM碼元，并且去除與每個(gè)OFDM碼元相關(guān)聯(lián)的循環(huán)前綴。串并轉(zhuǎn)換模塊715將串行OFDM碼元轉(zhuǎn)換為并行格式，并且將所述OFDM碼元施加到快速傅立葉變換(FFT)模塊720的輸入端。然后，F(xiàn)FT模塊720執(zhí)行FFT操作，并且通過頻域均衡器(FDE)730、IFFT模塊735、廣播(BC)解碼模塊740、廣播(BC)重解碼模塊745、消除模塊750、頻域均衡器(FDE)755和單播(UC)解碼模塊740對(duì)FFT模塊720所輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
FDE 730從FFT模塊720接收廣播導(dǎo)頻信號(hào)和廣播數(shù)據(jù)。FDE 730利用已知的廣播導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)廣播數(shù)據(jù)碼元執(zhí)行頻域均衡。IFFT模塊735接收已均衡的廣播數(shù)據(jù)，并且反轉(zhuǎn)由圖6中的FFT模塊615a所執(zhí)行的FFT預(yù)編碼操作。然后，廣播解碼模塊740解碼廣播碼元以恢復(fù)原始的廣播數(shù)據(jù)流。
廣播重編碼模塊745利用廣播導(dǎo)頻信號(hào)估計(jì)對(duì)廣播數(shù)據(jù)流重編碼。然后，消除模塊750在FFT模塊720的輸出端從整個(gè)接收信號(hào)中消除(即，減去)重編碼的廣播流。因?yàn)橐呀?jīng)消除了廣播信號(hào)的影響，所以消除模塊750的輸出包含所接收的單播信號(hào)。然后，F(xiàn)DE 755對(duì)所接收的單播信號(hào)執(zhí)行頻域均衡。然后，單播解碼模塊760對(duì)已均衡的單播信號(hào)進(jìn)行解碼以恢復(fù)原始的單播數(shù)據(jù)流。應(yīng)當(dāng)注意，如果基站102中的FFT模塊615b對(duì)單播業(yè)務(wù)進(jìn)行了FFT預(yù)編碼，則在FDE 755的輸出端也將對(duì)單播數(shù)據(jù)執(zhí)行IFFT操作(未示出)。
雖然已經(jīng)利用示例實(shí)施例對(duì)本公開進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以建議各種改變和修改。本公開意圖包括落在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)的改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種在能夠與正交頻分復(fù)用(OFDM)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中的多個(gè)用戶臺(tái)進(jìn)行通信的OFDM無線網(wǎng)絡(luò)中使用的基站，該基站能夠在第一時(shí)隙中發(fā)送第一OFDM碼元，其中，第一OFDM碼元包括第一多個(gè)副載波，其中面向第一多個(gè)用戶臺(tái)的廣播數(shù)據(jù)被疊加在面向至少一個(gè)所選擇用戶臺(tái)的單播數(shù)據(jù)上。
2.如權(quán)利要求1所述的基站，其中，第一多個(gè)副載波被分布在分配給第一OFDM碼元的頻譜上。
3.如權(quán)利要求1所述的基站，其中，所述基站能夠調(diào)節(jié)用于控制第一多個(gè)副載波中的廣播數(shù)據(jù)的發(fā)射功率的廣播增益因子gb。
4.如權(quán)利要求3所述的基站，其中，所述基站能夠調(diào)節(jié)用于控制第一多個(gè)副載波中的單播數(shù)據(jù)的發(fā)射功率的單播增益因子gu。
5.如權(quán)利要求4所述的基站，其中，第一OFDM碼元進(jìn)一步包括第二多個(gè)副載波，用于發(fā)送面向第一多個(gè)用戶臺(tái)的廣播導(dǎo)頻信號(hào)；和第三多個(gè)副載波，用于發(fā)送面向至少一個(gè)所選擇用戶臺(tái)的單播導(dǎo)頻信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的基站，其中，所述基站能夠調(diào)節(jié)用于控制第二多個(gè)副載波的發(fā)射功率的廣播導(dǎo)頻增益因子gp1。
7.如權(quán)利要求6所述的基站，其中，所述基站能夠調(diào)節(jié)用于控制第三多個(gè)副載波的發(fā)射功率的單播導(dǎo)頻增益因子gp2。
8.一種正交頻分復(fù)用(OFDM)無線網(wǎng)絡(luò)，包括能夠與OFDM網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中的多個(gè)用戶臺(tái)進(jìn)行通信的多個(gè)基站，其中，多個(gè)基站中的每一個(gè)能夠在第一時(shí)隙中發(fā)送第一OFDM碼元，其中，所述第一OFDM碼元包括第一多個(gè)副載波，其中面向第一多個(gè)用戶臺(tái)的廣播數(shù)據(jù)被疊加在面向至少一個(gè)所選擇用戶臺(tái)的單播數(shù)據(jù)上。
9.如權(quán)利要求8所述的OFDM無線網(wǎng)絡(luò)，其中，第一多個(gè)副載波被分布在分配給第一OFDM碼元的頻譜上。
10.如權(quán)利要求8所述的OFDM無線網(wǎng)絡(luò)，其中，所述基站能夠調(diào)節(jié)用于控制第一多個(gè)副載波中的廣播數(shù)據(jù)的發(fā)射功率的廣播增益因子gb。
11.如權(quán)利要求10所述的OFDM無線網(wǎng)絡(luò)，其中，所述基站能夠調(diào)節(jié)用于控制第一多個(gè)副載波中的單播數(shù)據(jù)的發(fā)射功率的單播增益因子gu。
12.如權(quán)利要求11所述的OFDM無線網(wǎng)絡(luò)，其中，第一OFDM碼元進(jìn)一步包括第二多個(gè)副載波，用于發(fā)送面向第一多個(gè)用戶臺(tái)的廣播導(dǎo)頻信號(hào)；以及第三多個(gè)副載波，用于發(fā)送面向至少一個(gè)所選擇用戶臺(tái)的單播導(dǎo)頻信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的OFDM無線網(wǎng)絡(luò)，其中，所述基站能夠調(diào)節(jié)用于控制第二多個(gè)副載波的發(fā)射功率的廣播導(dǎo)頻增益因子gp1。
14.如權(quán)利要求13所述的OFDM無線網(wǎng)絡(luò)，其中，所述基站能夠調(diào)節(jié)用于控制第三多個(gè)副載波的發(fā)射功率的單播導(dǎo)頻增益因子gp2。
15.一種在能夠與正交頻分復(fù)用(OFDM)網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中的多個(gè)用戶臺(tái)進(jìn)行通信的OFDM網(wǎng)絡(luò)中使用的將廣播和單播數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶臺(tái)的方法，所述方法包括步驟
在第一時(shí)隙中發(fā)送第一OFDM碼元，其中，第一OFDM碼元包括第一多個(gè)副載波，其中面向第一多個(gè)用戶臺(tái)的廣播數(shù)據(jù)被疊加在面向至少一個(gè)所選擇用戶臺(tái)的單播數(shù)據(jù)上。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，第一多個(gè)副載波被分布在分配給第一OFDM碼元的頻譜上。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括步驟調(diào)節(jié)用于控制第一多個(gè)副載波中的廣播數(shù)據(jù)的發(fā)射功率的廣播增益因子gb。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括步驟調(diào)節(jié)用于控制第一多個(gè)副載波中的單播數(shù)據(jù)的發(fā)射功率的單播增益因子gu。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，第一OFDM碼元進(jìn)一步包括第二多個(gè)副載波，用于發(fā)送面向第一多個(gè)用戶臺(tái)的廣播導(dǎo)頻信號(hào)；以及第三多個(gè)副載波，用于發(fā)送面向至少一個(gè)所選擇用戶臺(tái)的單播導(dǎo)頻信號(hào)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括步驟調(diào)節(jié)用于控制第二多個(gè)副載波的發(fā)射功率的廣播導(dǎo)頻增益因子gp1。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括步驟調(diào)節(jié)用于控制第三多個(gè)副載波的發(fā)射功率的單播導(dǎo)頻增益因子gp2。
22.一種能夠與正交頻分復(fù)用(OFDM)無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的第一用戶臺(tái)，其中，所述第一用戶臺(tái)能夠在第一時(shí)隙中接收第一OFDM碼元，其中，第一OFDM碼元包括第一多個(gè)副載波，其中面向第一多個(gè)用戶臺(tái)的廣播數(shù)據(jù)被疊加在面向至少一個(gè)所選擇用戶臺(tái)的單播數(shù)據(jù)上。
23.如權(quán)利要求22所述的第一用戶臺(tái)，其中，所述第一用戶臺(tái)包括廣播解調(diào)和解碼電路，其能夠接收廣播導(dǎo)頻信號(hào)以及從第一OFDM碼元所產(chǎn)生的廣播和單播組合數(shù)據(jù)，并且從廣播和單播組合數(shù)據(jù)中提取廣播數(shù)據(jù)流。
24.如權(quán)利要求23所述的第一用戶臺(tái)，其中，所述第一用戶臺(tái)進(jìn)一步包括消除電路，其能夠從廣播和單播組合數(shù)據(jù)中消除所提取的廣播數(shù)據(jù)流，因此恢復(fù)面向第一用戶臺(tái)的單播數(shù)據(jù)。
25.一種在能夠與正交頻分復(fù)用(OFDM)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中的多個(gè)用戶臺(tái)進(jìn)行通信的OFDM無線網(wǎng)絡(luò)中使用的基站，該基站能夠在第一時(shí)隙中從第一天線發(fā)送第一OFDM碼元并且在第一時(shí)隙中從第二天線發(fā)送第二OFDM碼元，其中，第一OFDM碼元包括第一多個(gè)副載波，用于發(fā)送面向第一多個(gè)用戶臺(tái)的廣播數(shù)據(jù)，第二OFDM碼元包括第二多個(gè)副載波，用于發(fā)送面向至少一個(gè)所選擇用戶臺(tái)的單播數(shù)據(jù)，其中，第一多個(gè)副載波和第二多個(gè)副載波中的至少一些是相同的副載波，從而廣播數(shù)據(jù)在發(fā)送期間通過通信信道被疊加在單播數(shù)據(jù)上。
全文摘要
一種在能夠與正交頻分復(fù)用(OFDM)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中的多個(gè)用戶臺(tái)進(jìn)行通信的OFDM無線網(wǎng)絡(luò)中使用的基站。所述基站在第一時(shí)隙發(fā)送第一OFDM碼元，其中，第一OFDM碼元包括第一多個(gè)副載波，其中面向第一多個(gè)用戶臺(tái)的廣播數(shù)據(jù)被疊加在面向至少一個(gè)所選擇用戶臺(tái)的單播數(shù)據(jù)上。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101416461SQ200680054234
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月1日
發(fā)明者法羅克·卡恩 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社