專利名稱：帶寬非對稱通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，其包括至少一個具有用于以射頻發(fā)射射頻
OFDM信號的上行鏈路發(fā)射單元的終端，以及具有用于接收所述射頻 OFDM信號的上行鏈路接收單元的接入點，所述OFDM信號經(jīng)過正交頻分 復(fù)用(OFDM)調(diào)制。此外，本發(fā)明涉及相應(yīng)的通信方法以及用于這種 通信系統(tǒng)中的終端和接入點。
背景技術(shù)：
目前已知的所有無線通信系統(tǒng)要求接入點(移動電信系統(tǒng)中的基 站)和終端(移動電信系統(tǒng)中的移動站/終端)兩者都工作于相同的帶 寬下。這具有以下經(jīng)濟方面的負面影響不能由低功率和低成本終端 在成本和功率消耗方面有效地使用高速空中接口 。由于這種傳統(tǒng)的設(shè) 計，不同的空中接口必須用于不同功率和成本類別的終端，以便處理 不同的帶寬、功耗、比特率和成本要求。例如，Zigbee用于甚低功率、 低成本和低速度設(shè)備(例如無線傳感器)，藍牙用于無線個域網(wǎng)(WPAN ) 應(yīng)用，以及802. 11b/g/a用于無線局域網(wǎng)(WLAN)應(yīng)用。
正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)傳統(tǒng)上基于發(fā)射器中的逆離散傅立葉 變換(IDFT)以及接收器中的離散傅立葉變換(DFT)，其中IDFT和 DFT的尺寸大小是相同的。這意味著如果接入點(AP)正在使用N點 DFT/IDFT (即具有N個副載波的OFDM)，那么移動終端(MT )也必須 使用N點DFT/IDFT。即使在其中依照應(yīng)用的瞬時數(shù)據(jù)速率動態(tài)地將數(shù) 據(jù)調(diào)制的副載波分配給MT的多速率系統(tǒng)中，MT側(cè)的DFT/IDFT的尺寸 仍然固定為AP側(cè)的IDFT/DFT的尺寸。其結(jié)果是，即使MT每時間單位 具有少得多的要發(fā)送的用戶數(shù)據(jù)，RF前端帶寬、ADC/DAC (模數(shù)轉(zhuǎn)換器 /數(shù)模轉(zhuǎn)換器)以及基帶采樣率對于AP和MT也總是相同的。這使得在 實踐中高吞吐量AP/基站支持甚低功率、低成本和小尺寸的設(shè)備成為不 可能
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供通信系統(tǒng)、相應(yīng)的通信方法以及在其中使用 的終端和接入點，通過其可以降低實現(xiàn)的復(fù)雜度。
依照本發(fā)明，這個目的是通過如權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)以及
如權(quán)利要求2所述的通信系統(tǒng)來實現(xiàn)的，如權(quán)利要求1所述的通信系 統(tǒng)的特征在于，所述上行鏈路發(fā)射單元的帶寬以及發(fā)射的射頻0FDM信 號的帶寬小于所述上行鏈路接收單元的帶寬，如權(quán)利要求2所述的通 信系統(tǒng)的特征在于，所述下行鏈路發(fā)射單元的帶寬大于所述下行鏈路 接收單元的帶寬，并且該下行鏈路發(fā)射單元適于產(chǎn)生和發(fā)射帶寬比該 下行鏈路發(fā)射單元的帶寬小并且等于所述下行鏈路接收單元的帶寬的 射頻0FDM信號。
權(quán)利要求6-30中限定了依照本發(fā)明的終端、接入點和通信方法。 從屬權(quán)利要求中限定了終端和接入點的優(yōu)選實施例。應(yīng)當理解，可以 以如終端和接入點的從屬權(quán)利要求中所限定的相同或相似的方式來開 發(fā)所述通信系統(tǒng)和方法。
相比于已知的通信系統(tǒng)設(shè)計，在提出的通信系統(tǒng)設(shè)計中進行了范 式轉(zhuǎn)變(paradigm shift)。通過利用OFDM的特殊性質(zhì)并且將OFDM 與其他技術(shù)相結(jié)合，首次使得高帶寬接入點(基站)可以支持不同帶 寬類別的(移動)終端成為可能。例如，1000美元的1Gbps @ 100MHz 接入點可以與200美元的500Mbps @ 50MHz多媒體設(shè)備以及與1美元 的64kbps (^10kHz無線傳感器并行地進行通信。
與其中AP和MT對于上行鏈路發(fā)射單元和上行鏈路接收單元使用 相同的帶寬——特別是在所述單元中使用相同尺寸的DFT/1DFT——的 傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)設(shè)計不同的是，依照本發(fā)明提出的新設(shè)計允許MT具有 與AP相同或者更小的帶寬，特別是允許MT使用與AP相同或者更小尺 寸的DFT/IDFT。類似地，對于下行鏈路而言，本發(fā)明允許AP與具有和 AP相同或者更小的帶寬一一特別是具有和AP相同或者更小尺寸的 DFT/IDFT——的MT進行通信。
為了解釋這一點，首先應(yīng)當回憶N點DFT產(chǎn)生副載波-N/(2Ts)和 N/(2TS)-1之間的離散頻譜，其中L為OFDM符號速率，N為DFT/IDFT 的尺寸。正的最高頻率副載波N/(2Ts)沒有被包括在內(nèi)，因為DFT代表 周期性頻譜。然而，通過對利用DFT/IDFT的新性質(zhì)以便建立分裂性 (disruptive) OFDM系統(tǒng)的研究，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 DFT/IDFT的新性質(zhì)，其現(xiàn)在由以下兩個引理來概括。
引理1:令Xt,(k)和Xu(k)分別表示發(fā)射器和接收器的DFT頻譜系 數(shù)，其中發(fā)射器使用采樣率為F"的Nt,點IDFT來產(chǎn)生帶寬為Ftx/2的 OFDM信號x (t)，并且接收器使用采樣率為Frx的^點DFT來解調(diào)所接 收的信號x(t)。如果N,Ftx/f^2t、 Nrx=F /fA=2r、 r>t并且L= Nrx/Ntx^， 那么對于0^Ntx-l, Xrx(kXXtx(k)成立，并且對于Nt^k《Nrx-l， Xri(k)=0成立，其中fA為副載波間距，其對于發(fā)射器和接收器二者都 被設(shè)置成相同。這里，引理l是上行鏈路帶寬非對稱性的理論基礎(chǔ)。
引理2:令Xtx (k)和X (k)分別表示發(fā)射器和接收器的DFT頻譜系 數(shù)，其中發(fā)射器使用采樣率為Ft,的N"點IDFT來產(chǎn)生帶寬為Frx/2的 OFDM信號x(t)，并且接收器使用采樣率為F"的Nr,點DFT來解調(diào)所接 收的信號x(t)。如果N"《/f,21、 Nrx=Frx/fA=2r、 t>r并且I^N,"N屮， 那么對于0《k《Nrx-1， X"(k)= Xtx(k)/L成立，其中fA為副栽波間距， 其對于發(fā)射器和接收器二者都被設(shè)置成相同。這里，引理2是下行鏈 路帶寬非對稱性的理論基礎(chǔ)。
現(xiàn)在，利用引理l，可以建立新類型的OFDM系統(tǒng)，其AP使用單次 l點DFT或FFT來對在不同MT中利用Ntx」A IDFT或IFFT進行了 OFDM 調(diào)制的不同帶寬的OFDM信號進行解調(diào)，其中i為MT的標號。唯一優(yōu) 選的約束為，副栽波間距G對于AP和MT 二者都是相同的，并且 Ntxi-2( \ Nrx=2r、 rkt丄
現(xiàn)在，利用引理2，可以建立新類型的OFDM系統(tǒng)，其AP可以使用 單次Ntx點IDFT或IFFT來對不同帶寬的OFDM信號進行調(diào)制。這些信 號將由不同帶寬的MT通過使用N —i點DFT或FFT來進行解調(diào)，其中i 為MT的標號。唯一優(yōu)選的約束為，副載波間距fA對于AP和MT二者都 是相同的，并且Ntx-2t、 Nrii=2ri、 di。
應(yīng)當注意，為了證明簡單起見，上述引理1和2的常規(guī)DFT標號 規(guī)則沒有被使用，而是假設(shè)標號k從最負的頻率(k=0)到最正的頻率 (k-Ntx或Nu)。然而，在以下描述中，再次假設(shè)常規(guī)的DFT標號。
更小的DFT尺寸(一般而言更小的帶寬)意味著更低的基帶和RF 前端帶寬，其又意味著更低的基帶復(fù)雜度、更低的功耗以及更小的終 端尺寸。對于極端的情況而言，MT只使用AP的兩個最低頻率副栽波 f。和f\，因而可以是甚低功率且廉價的。因此，所述帶寬非對稱通信系統(tǒng)基于新的OFDM系統(tǒng)設(shè)計，其特別地通過對于所有多帶寬終端共享 一個DFT或FFT運算而在接入點中導(dǎo)致低實現(xiàn)復(fù)雜度。
從屬權(quán)利要求中限定了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。權(quán)利要求3和27在 帶寬、符號長度和保護間隔方面限定了所述通信系統(tǒng)的實施例。權(quán)利 要求9-11限定了終端的上行鏈路發(fā)射單元的實施例，權(quán)利要求17-21 限定了接入點的上行鏈路接收單元的實施例，權(quán)利要求12-15以及權(quán) 利要求22-26限定了下行鏈路發(fā)射單元和下行鏈路接收單元的相應(yīng)實 施例。
如依照權(quán)利要求4和5中所述的有利實施例所提出的，如果接入 點定期地或者根據(jù)到達/來自不同移動終端的要求發(fā)送或接收前導(dǎo)，那 么就可以提高所述新系統(tǒng)的性能。在該實施例中，引入了一般的下行 鏈路和上行鏈路前導(dǎo)設(shè)計要求，并且提出了滿足該要求的用于不同帶 寬MT的一組特定前導(dǎo)序列。
當實踐中(例如對于5GHz頻帶)引入依照本發(fā)明提出的帶寬非對 稱OFDM系統(tǒng)時，該系統(tǒng)必須與實踐中可能存在的已經(jīng)在相同頻帶下使 用的已知傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)(例如IEEE802. lla和IEEE802. lln系統(tǒng))共 存。此外，可能存在AP可以支持所述新OFDM系統(tǒng)和已經(jīng)存在的傳統(tǒng) 系統(tǒng)二者的用戶站的強烈要求。因此，權(quán)利要求28-30中提出了依照 本發(fā)明的接入點的另外的實施例，甚至處于相同的頻帶中，其將允許 AP可以可替換地工作于所述系統(tǒng)模式之一下，或者并發(fā)地工作于兩個 系統(tǒng)模式下。優(yōu)選地，除了支持所述新的帶寬非對稱OFDM系統(tǒng)的用戶 站之外，以上限定的發(fā)射器和接收器體系結(jié)構(gòu)的功能框還由AP重新用 來支持傳統(tǒng)0FDM系統(tǒng)的用戶站(MT)。
現(xiàn)在將參照附圖更加詳細地解釋本發(fā)明，在附圖中 圖1示出了用于上行鏈路的發(fā)射器體系結(jié)構(gòu)的框圖 圖2和3示出了用于上行鏈路的發(fā)射器中的信號流 圖4示出了用于上行鏈路的接收器體系結(jié)構(gòu)的框圖 圖5和6示出了用于上行鏈路的接收器中的信號流 圖7示出了用于下行鏈路的發(fā)射器體系結(jié)構(gòu)的框圖 圖8-10示出了用于下行鏈路的發(fā)射器中的信號流;
12圖11示出了用于下行鏈路的接收器體系結(jié)構(gòu)的框圖12示出了用于下行鏈路的接收器中的信號流；
圖13示出了不同的帶寬類別如何共用不同的頻譜系數(shù)；
圖14示出了前導(dǎo)設(shè)計的一個實例，其以用于具有12個樣本的最
大帶寬類別的Gold序列開始；
圖15示出了用于上行鏈路的具有前導(dǎo)插入的發(fā)射器體系結(jié)構(gòu)的實
施例的框圖16示出了用于下行鏈路的具有前導(dǎo)插入的發(fā)射器體系結(jié)構(gòu)的實 施例的框圖17示出了用于上行鏈路的接收器體系結(jié)構(gòu)的實施例的框圖，其 允許交替地與現(xiàn)有通信系統(tǒng)一起使用；
圖18示出了用于下行鏈路的發(fā)射器體系結(jié)構(gòu)的實施例的框圖，其 允許交替地與現(xiàn)有通信系統(tǒng)一起使用；
圖19示出了用于上行鏈路的接收器體系結(jié)構(gòu)的實施例的框圖，其 允許并發(fā)地與現(xiàn)有通信系統(tǒng)一起使用；以及
圖20示出了其中可以使用本發(fā)明的通信系統(tǒng)的筒單框圖。
具體實施例方式
用于上行鏈路發(fā)射器的總體布局
已知上行鏈路同步對于任何OFDM系統(tǒng)而言非常具有挑戰(zhàn)性。對于 帶寬非對稱OFDM而言，這個問題甚至更加嚴重，因為在實際的實現(xiàn)方 式中，接入點和不同的終端中的采樣率和低通濾波器之間的失配將進 一步增大失去同步的程度。在OFDM系統(tǒng)中，術(shù)語"同步，，涵蓋了時鐘 同步、頻率同步、相位同步和定時同步。 一般而言，當提到定時同步 時，應(yīng)當考慮OFDM符號和幀同步二者。根據(jù)以下描述的實施例應(yīng)當明 白，借助于創(chuàng)新性技術(shù)組合，使得依照本發(fā)明的通信系統(tǒng)對于頻率、 相位、時鐘和定時的實際抖動是穩(wěn)健的。常規(guī)的MC-CDMA系統(tǒng)在副載 波上進行擴頻，這要求良好的頻率同步、時鐘同步和定時同步以及非 常小的多普勒(Doppler)頻移，以便維持擴頻碼之間的正交性。雖然 已知ICI不會破壞擴頻碼之間的正交性，但是如果所述擴頻不在副載 波上進行，而是順著每個副載波進行，那么在AP中通常仍然需要來自 不同終端的信道編碼符號之間的定時同步，以便確保來自不同終端的擴頻碼之間的正交性。
本發(fā)明總體上涉及一種通信系統(tǒng)，其包括至少一個接入點，例
如電信網(wǎng)絡(luò)中的z基站；以及至少一個終端；例如電信網(wǎng)絡(luò)中的至少一
個移動電話。雖然一般而言在已知的通信系統(tǒng)中與接入點關(guān)聯(lián)的終端 必定需要具有相同的帶寬，以便能夠彼此通信，但是在依照本發(fā)明的
系統(tǒng)中卻不需要這樣。令第k個帶寬類別的終端被限定為這樣的終端 類別其FFT/IFFT只有21個系數(shù)并且其基帶采樣率為2kfA， &為副載 波距離，那么對于上行鏈路而言，L=Nrx/Ntx21成立，其中N^2、
圖1示出了用于上行鏈路的發(fā)射器體系結(jié)構(gòu)的框圖，即依照本發(fā) 明的特定帶寬類別的用戶終端(MT)的上行鏈路發(fā)射單元1的示意性 布局，其用于基本的非對稱0FDM通信系統(tǒng)。 一旦接收到應(yīng)用數(shù)據(jù)，信 道編碼器和交織器10 (—般稱為上行鏈路符號發(fā)生裝置)產(chǎn)生復(fù)數(shù) (I/Q)值信道編碼數(shù)據(jù)。應(yīng)當指出的是，實數(shù)值符號在這里被視為虛 部Q分量為零的復(fù)數(shù)值數(shù)據(jù)符號的特例。副載波映射器ll從信道編碼 器和交織器10獲得m個信道編碼數(shù)據(jù)符號，其中m小于或等于Nu tx, Nu tx為所述終端的特定于帶寬類別的IFFT的尺寸。
Al表示副載波映射器11的輸入矢量，其包含作為其分量的m個符 號。所述終端可以與接入單元(未示出)協(xié)定公共的偽隨機序列，以 便對Al的m個數(shù)據(jù)符號到IFFT的Nu tx個副載波中的m個副載波的映 射進行改變。作為分集增益與計算要求之間的折衷，副載波映射的改 變不是一個OFDM符號接一個OFDM符號地進行的，而是一個時隙接一 個時隙地進行的。在每個時隙內(nèi)，Nu)個副載波中相同的m個副載波用 于每個輸入矢量Al。
像在常規(guī)OFDM系統(tǒng)中一樣，要求位于IFFT的第Nu.tx/2個系數(shù)周圍 并且代表OFDM符號中的最高頻率副載波的全部Nutx個副載波中的小部 分不用于通信。這是因為時域中的功率成形濾波器將導(dǎo)致調(diào)制信號頻 譜的擴展，并且如果不采用這種措施的話，將引入ICI。此外，通常也 不發(fā)射DC副載波。因此，這些未使用的副載波的FFT系數(shù)被設(shè)置為零。
這樣構(gòu)造的Nu，個FFT系數(shù)是副載波映射器11的輸出Bl，其在 IFFT單元12中經(jīng)歷K,點IFFT，以便產(chǎn)生最大帶寬Nu txf^的OFDM符 號?？蛇x地，由于信道(例如TDD信道)的互易性，因此可以在IFFT 之前通過利用下行鏈路信道估計來執(zhí)行預(yù)均衡化。在IFFT之后，在保護時段插入單元13中通過OFDM符號的分數(shù)循 環(huán)擴展來插入保護時段(GP)。為了對于所有不同的終端帶寬類別實 現(xiàn)統(tǒng)一的OFDM解調(diào)結(jié)構(gòu)體系，該保護時段優(yōu)選地對于所有終端都是相 同的。
GP插入單元13之后是限制帶外發(fā)射功率的功率成形濾波器14以 及對于帶寬Nu tx fA被優(yōu)化的常規(guī)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC ) 15和RF前端(RF 發(fā)射單元)16。
信道編碼器和交織器10以及副栽波映射器11也統(tǒng)稱為0FDM編碼 裝置，該OFDM編碼裝置和IFFT單元12也統(tǒng)稱為0FDM調(diào)制裝置。
為了說明上述方案中的信號流，假設(shè)信道編碼器和交織器10處的 輸出數(shù)據(jù)序列為A(l), A(2), A(3)， A(4), A(5),...，(其中A(k)=(a—l(k), a—2(k), ...a—m(k))T)為具有m個復(fù)數(shù)分量的矢量。每個分量a一i(k)的實部 和虛部分別代表信道編碼數(shù)據(jù)符號的I分量和Q分量。序列A(k)優(yōu)選地 存儲在信道編碼器和交織器10的輸出FIFO隊列中，并且在需要時將 由副載波映射器11讀出。
對于信道編碼器和交織器10的每個輸出矢量A(k)而言，副載波映 射器11將其m個分量a i(k), Fl,..m映射到所考慮終端的發(fā)射器的Nu tx 個副載波中的m個上?？梢圆皇褂肈C副載波和某些具有正負號的最高 頻率的副載波。圖2中示出了副栽波映射器11中針對111=1()的一種可 能的映射。
每個這樣構(gòu)造的輸出數(shù)據(jù)符號B(k)是頻域中的OFDM符號。Nutx 點IFFT變換器12將所述頻域OFDM符號變換成時域OFDM符號。GP插 入器14向所述時域OFDM符號添加從所述時域OFDM符號的后Nutxgp個 樣本或者Nutxgp個零值樣本中取出的循環(huán)前綴。圖3示出了將循環(huán)前 綴添加到所述時域OFDM符號。
這樣構(gòu)造的具有保護時段的OFDM符號經(jīng)歷用于功率成形的數(shù)字低 通濾波?？梢砸员人鰰r域OFDM符號的采樣率更高的采樣率來對該功 率成形LPF 14進行采樣，或者不對其進行采樣。
用于上行鏈路接收器的總體布局
圖4示出了用于上行鏈路的接收器體系結(jié)構(gòu)的框圖，即依照本發(fā) 明的接入點UP)的上行鏈路接收單元4的示意性布局，其用于基本的非對稱0FDM通信系統(tǒng)。被設(shè)計用于最大帶寬Nu re &的常規(guī)RF前端 40和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 41與終端的帶寬類別無關(guān)地接收來自特定帶 寬類別的終端的RF 0FDM信號。對于這里示出的實施例而言，假設(shè)相
同帶寬或不同帶寬的不同終端不能無沖突地同時與接入點進行通信。 ADC 41可以進行過采樣以便支持后續(xù)的數(shù)字低通濾波器(LPF)22，
所述數(shù)字低通濾波器22的邊緣頻率被設(shè)計用于最大帶寬Nu，fA，而不 是被設(shè)計用于特定于終端的帶寬NutxfA。時域中的數(shù)字LPF 42對于所 有帶寬類別是共用的。如果ADC 41進行過采樣以便支持數(shù)字LPF 42， 那么該數(shù)字LPF將進行相反的欠采樣以便恢復(fù)所需的共同的(最大) 接收器采樣率NurefA。
在數(shù)字LPF42之后，在符號時間同步的假設(shè)下，將從進入的比特 流(即基帶OFDM信號)中提取包含GP塊的正確的0FDM符號。特定于 終端的時域頻率/相位/定時偏移估計器43基于前導(dǎo)中的特殊比特模式 執(zhí)行頻率、相位和定時采集和跟蹤。如果發(fā)射器和接收器之間的準同 步由其他裝置維持，那么可以移除該時域頻率/相位/定時偏移估計器 43。
在時域頻率/相位/定時偏移估計器43之后，由GP移除器44移除 保護時段，并且其余的Nu,個樣本利用Nu 點FFT單元45進行與帶寬 類別無關(guān)的FFT，以便獲得頻域OFDM信號。
在與帶寬類別無關(guān)的FFT之后，執(zhí)行特定于帶寬類別和終端的操 作。首先，從Nu，個FFT系數(shù)中提取出特定于終端的副載波，這在開 窗&混合單元46 (—般稱為上行鏈路重構(gòu)單元)中完成。如果發(fā)射器l 中的功率成形濾波器14是理想的(這將保證接收器4處的無ISI (碼 間干擾)接收)，那么Nu 點FFT的前Nu tx/2個系數(shù)將完全代表具有 正號的Nu tx/2個最低頻率的副栽波(包括DC )，并且艮 點FFT的后 Nu tx/2個系數(shù)將完全代表所述OFDM信號中具有負號的Nu tx/2個最低頻 率的副載波。這意味著對于所考慮的帶寬類別而言，以下開窗操作獨 自能夠從全部Rrx個FFT系數(shù)中提取出化tx個副載波(MT表示終端， AP表示接入點)
如果0 S i 2NU tx/2 -1 ，那么E4MT (i) = F4AP (i);
如果Nu—tx/2 S i SNU—tx-1 ，那么E4MT (i) = F4AP (Nu—rx - Nutx + i)。
圖6中示出了這種映射。在上面，F(xiàn)4AP (i)表示Nu 點FFT之后接入點中獲得的笫i個FFT 系數(shù)，E4MT(0表示在所考慮帶寬類別的終端中產(chǎn)生的第i個FFT系數(shù)。
然而，在實際的系統(tǒng)中，所述發(fā)射器中的功率成形濾波器14 (參 見圖1)不是理想的。通常，應(yīng)用(根升余弦)RRC或RC (升余弦)濾 波器，其將所使用的副載波的原始OFDM頻譜擴展到相鄰的頻帶，這將 導(dǎo)致所接收的有用信號能量擴散到與圖6中前Nutx/2個和后KJ2個副 載波不同的其他副載波。因此， 一般而言，需要應(yīng)用開窗和混合操作， 而不是應(yīng)用以上針對所討論的理想情況的簡單開窗操作。
因此，在一個優(yōu)選的實施例中，特定于帶寬類別的開窗&混合單元 26從圖4中的Nu，點FFT單元45的Nu，個FFT系數(shù)F4,p中選擇出前 K/2個FFT系數(shù)和后K/2個FFT系數(shù)，其中Nu tx^^Nu rx。在接收器中， 通過對這K個FFT系數(shù)進行線性或非線性濾波運算來重構(gòu)來自所考慮 終端的所發(fā)射的OFDM符號的第i個FFT系數(shù)E4MT(i)。 一般而言，該運 算可以表示為
對于滿足(Km^K/2-l, Nu rx-K/2SnS Nu rx-l的所有m、n，E4MT(i) = function (F4AP (m), F4AP(n))。
如果終端發(fā)送前導(dǎo)和/或?qū)ьl音(pilot tone),那么特定于終端 的頻域頻率/相位/定時偏移估計器47被提供用于執(zhí)行頻域中的另 一個 頻域頻率/相位/定時偏移估計。所述頻域頻率/相位/定時偏移估計器 47也利用來自時域頻率/相位/定時偏移估計器43的結(jié)果以便增加該 估計的精度和置信度。此外，提供了頻率/相位/定時偏移補償器48, 其利用所考慮終端的最終的頻率/相位/定時估計結(jié)果以便補償E4MT (i) 中調(diào)制的副載波的偏移。此外，接入點可以通過下行鏈路信道中傳送 的控制信息將這些最終的頻率/相位/定時偏移估計結(jié)果反饋回到終 端。
在信道均衡器49中，對頻率/相位/定時偏移補償器48的輸出矢 量D4進行特定于終端的信道均衡化，這是因為在清除了頻率/相位/定 時偏移之后，其結(jié)果對于D4而不是E4mt(0更加可靠。信道均衡器49 產(chǎn)生輸出矢量C4，其包含所述終端的所有可能的副栽波。由于信道均 衡器49之后的數(shù)據(jù)C4仍然受到噪聲和干擾的影響，因而通?？梢詰?yīng) 用特定于終端的數(shù)據(jù)檢測器50 (例如MLSE)來對用于每個使用的副載 波的解調(diào)結(jié)果進行統(tǒng)計優(yōu)化。統(tǒng)計優(yōu)化的檢測結(jié)果B4被提供給副載波
17解映射器51，其重構(gòu)出m個數(shù)據(jù)符號(即復(fù)數(shù)值信道編碼符號)作為 用于所考慮終端的A4的分量。最后，這些數(shù)據(jù)符號在信道解碼器和解 交織器52中經(jīng)過解交織和信道解碼以便獲得原始的上層數(shù)據(jù)信號。
重構(gòu)單元46、副栽波解映射器51以及信道解碼器和解交織器52 也統(tǒng)稱為上行鏈路OFDM解碼裝置，F(xiàn)FT單元55和該OFDM解碼裝置也 統(tǒng)稱為上行鏈路OFDM解調(diào)裝置。
接下來，將解釋上述方案中的信號流。由于與終端中的發(fā)射器相 比，在接入點中接收器40具有更高的帶寬并且基帶具有更高的采樣率， 因而接收的具有保護時段的時域OFDM符號一般地將包含Nurx+Nurxgp 個采樣點，其中Nurx/Nutx = Nurxgp/Nutxgp = 2k。然而，該時域OFDM符號 及其保護時段的絕對持續(xù)時間與終端中的發(fā)射器產(chǎn)生的相同，這是因 為接收器是以2k倍的更高速率而被采樣的。
如圖5所示，GP移除器44從每個具有保護間隔的時域0FDM符號
中移除Nur、gp個在前的樣本。
Nu ^點FFT變換器45將沒有保護時段的時域0FDM符號變換成頻域
中的OFDM符號。通過如圖6所示從Nu k點FFT的Nu,個頻譜系數(shù)中取 出前Nu tx/2個樣本和后Nu tx/2個樣本來重構(gòu)所述終端發(fā)射的原始Nu tx 個OFDM副載波，或者通過更加復(fù)雜的頻域濾波運算來重構(gòu)所述終端發(fā) 射的原始Nu，個OFDM副栽波。
這樣重構(gòu)的基于MT發(fā)射器FFT窗的OFDM符號首先經(jīng)歷頻率/相位 /定時偏移補償、信道均衡化和數(shù)據(jù)檢測方面的處理。接著，副載波解 映射器51將每個頻域OFDM符號B(k)的m個重構(gòu)的數(shù)據(jù)副載波映射成 m個信道編碼數(shù)據(jù)符號a一l(k), a—2(k), ... a—m(k)，以便由信道解碼器和解 交織器52進行進一步的處理。
用于下行鏈路發(fā)射器的總體布局
接下來，將解釋用于下行鏈路的發(fā)射器和接收器結(jié)構(gòu)體系的實施 例。令第k個帶寬類別的終端被限定為這樣的終端的類別其FFT/IFFT 只有Nd」廣2k個系數(shù)，并且其基帶采樣率為NdrxfA。令接入點中的OFDM 采樣率為NdtxfA，其中Ndtx為用于OFDM調(diào)制的FFT引擎的尺寸，那么
對于下4亍鏈路而言，！^Ndtx/Ndrx^l成立。
圖7示出了用于下行鏈路的發(fā)射器體系結(jié)構(gòu)的框圖，即依照本發(fā)明的接入點的下行鏈路發(fā)射單元7的示意性布局，其用于基本的非對 稱OFDM通信系統(tǒng)，與圖1中示出的么行鏈路發(fā)射器框圖非常相似。圖 7的框7，只包含特定于終端(從而帶寬)的操作。
前兩個框即信道編碼器和交織器70 (—般稱為下行鏈路符號發(fā)生 裝置)以及副載波映射器71與圖1中的相應(yīng)框10和ll相同。對于特 定帶寬Nd」xfA的每個接收終端而言，該副載波映射器將來自信道編碼器 和交織器70的m個信道編碼(復(fù)數(shù)值0FDM)數(shù)據(jù)符號A7映射到最大 aNd，個OFDM副栽波，以便獲得頻域OFDM源信號B7，其中0<ct<l反映 如下事實不應(yīng)當使用既具有正號又具有負號的最高頻率副載波的小 部分以及可能還有DC副載波，以便避免由發(fā)射器和/或接收器中可能 的非線性造成的ICI。
此外，可以在FFT頻譜域中對副載波映射器71的輸出B7施加預(yù)
均衡化操作以及可選的LPF單元72中的特定于帶寬類別的功率成形濾
波，以便為到達所考慮終端的被估計信道進一步改善發(fā)射的特定于帶 會M OPDVMt吾沾瓶i基,W:^.從而竑媒鹼^ r.7
由于在圖7中Nd)點FFT的常規(guī)FFT系數(shù)標號規(guī)則與所有終端的 帶寬無關(guān)地用于這些終端，因而通常需要對從特定于終端的副載波映 射器單元71得到的特定于帶寬的FFT標號重新進行排序，以便所有帶 寬類別的公共IFFT滿足放大的FFT窗中的頻率對應(yīng)性。因此，由標號 移位器73 (—般也稱為構(gòu)造單元)實現(xiàn)由圖4的單元46執(zhí)行的以及如 圖6所示的副載波重新排序過程，但是與以上針對上行鏈路發(fā)射所解 釋的重構(gòu)過程相比，以相反的方向來進行該操作。
在這個重新排序過程之后，在IFFT單元74中為所考慮的終端產(chǎn) 生Nd)維FFT矢量，其至多只包含要由該終端接收的前Nd」x/2個和后 Nd，/2個非零頻譜系數(shù)。在該實施例中，處于中間的FFT系數(shù)通常被設(shè) 置為零。
標號移位器73之后的操作是與帶寬類別無關(guān)的。圖7中的所有這 些公共的單元74-78只是以常規(guī)的方式被設(shè)計用于Nd，點IFFT，其相 應(yīng)于最大的系統(tǒng)帶寬Nd txfA。
信道編碼器和交織器70、副載波映射器71以及標號移位器73也 統(tǒng)稱為下行鏈路0FDM編碼裝置，該下行鏈路OFDM編碼裝置和IFFT單 元74也統(tǒng)稱為0FDM調(diào)制裝置。類似于圖1，為了說明圖7的方案中的信號流，假設(shè)信道編碼器和 交織器70處的輸出數(shù)據(jù)序列為A(l), A(2), A(3), A(4)， A(5),(其中 A(k)=(a—l(k), a—2(k), ...a—m(k))T)為具有m個復(fù)數(shù)分量的矢量。每個分量 a—Kk)的實部和虛部分別代表信道編碼數(shù)據(jù)符號的I分量和Q分量。序 列A(k)優(yōu)選地存儲在信道編碼器和交織器70的輸出FIFO隊列中，并 且在需要時將由副載波映射器71讀出。
對于信道編碼器和交織器70的每個輸出矢量A(k)而言，副載波映 射器71將其m個分量a—i(k), Fl,..m映射到所考慮MT的接收器的Nd rx 個副載波中的m個副載波上?？梢圆皇褂肈C副載波和某些具有正負號 的最高頻率的副載波。圖8中示出了副載波映射器71中針對m-lO的 一種可能的映射。
副載波映射器71的每個這樣構(gòu)造的輸出數(shù)據(jù)符號是關(guān)于FFT標號 的頻域OFDM符號，其基于所考慮的MT接收器。由于該特定于帶寬類 別的OFDM符號的頻譜在實際發(fā)射期間可能被擴展，因而可以應(yīng)用預(yù)防 性功率成形LPF 72來逐漸降低OFDM符號頻譜的邊緣處的功率。圖9 中示出了一種可能的功率成形LPF函數(shù)。
在功率成形LPF 72之后，標號移位器73將基于MT接收器的FFT 標號重新映射到基于AP發(fā)射器的FFT標號，其FFT尺寸Nd，大于MT 接收器的FFT尺寸Ndre。通過以下操作來實現(xiàn)該重新映射將基于MT 接收器的FFT窗的前Nd^/2個副載波分配給基于AP發(fā)射器的FFT窗的 前Nd re/2個標號，并且將基于MT接收器的FFT窗的后Nd」x/2個副載波 分配給基于AP發(fā)射器的FFT窗的后Ndrx /2個標號。圖10中示出了這 個操作。
用于下行鏈路接收器的總體布局
圖11示出了用于下行鏈路的接收器體系結(jié)構(gòu)的框圖，即依照本發(fā) 明的特定帶寬類別的用戶終端的下行鏈路接收單元11的示意性布局， 其用于基本的非對稱OFDM通信系統(tǒng)。
被設(shè)計用于特定于終端的帶寬Nd， fA的常規(guī)的RF前端110、常規(guī) 的ADC 111以及常規(guī)的數(shù)字低通濾波器112接收來自接入點的混合RF OF脂信號、將這些信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式并且濾除不希望的帶外信號。 數(shù)字LPF 112之后的數(shù)字信號只包含最小帶寬到帶寬Ndre乙的信道編碼符號，所述帶寬Nd，fA是所考慮的終端的帶寬。如果前導(dǎo)被發(fā)送到所
考慮的終端，那么時域頻率/相位/定時偏移估計器113基于前導(dǎo)中的 特殊比特模式執(zhí)行頻率、相位和定時采集和跟蹤。在時域頻率/相位/ 定時偏移估計器113之后，在GP移除器114中移除保護時段，并且其 余的Nd ,x個樣本在FFT單元115中經(jīng)歷常規(guī)的Nd 點FFT。 Nd 點FFT 單元115的輸出矢量Ell (頻域0FDM信號)包含高達所考慮終端的帶 寬的副載波。
如果接入點發(fā)送公共的或者特定于終端的導(dǎo)頻，那么頻域頻率/相 位/定時偏移估計器116可以執(zhí)行另一個頻域頻率/相位/定時偏移估 計。可以構(gòu)造前導(dǎo)，使得它也攜帶用于信道估計以及附加的頻域頻率/ 相位/定時跟蹤的導(dǎo)頻。所述頻域頻率/相位/定時偏移估計器116也利 用來自時域頻率/相位/定時偏移估計器113的結(jié)果以便增加該估計的 精度和置信度。頻率/相位/定時偏移補償器117利用所考慮終端的最 終的頻率/相位/定時估計結(jié)果以便補償頻域OFDM信號Ell中調(diào)制的副
載波的偏移。
其后，在信道均衡器118中，對頻率/相位/定時偏移補償器117 的輸出矢量D5進行信道均衡化，這是因為在清除了頻率/相位/定時偏 移之后，其結(jié)果對于Dll而不是Ell更加可靠。信道均衡器118產(chǎn)生 輸出矢量Cll，其包含所述終端的所有可能的副載波。由于信道均衡器 118的輸出矢量Cll仍然受到噪聲和干擾的影響，因而通常可以應(yīng)用數(shù) 據(jù)檢測器119 (例如MLSE)來對用于使用的副載波的每個連接的解調(diào) 結(jié)果進行統(tǒng)計優(yōu)化。
統(tǒng)計優(yōu)化的檢測結(jié)果被提供給副載波解映射器120，其重構(gòu)出m個 復(fù)數(shù)值信道編碼符號作為用于所考慮終端的All的分量。最后，這些 信道編碼符號在信道解碼器和解交織器121中經(jīng)過解交織和信道解碼 以便獲得原始的上層數(shù)據(jù)。
副載波解映射器120以及信道解碼器和解交織器121也統(tǒng)稱為下 行鏈路OFDM解碼裝置，F(xiàn)FT單元115和該OFDM解碼裝置也統(tǒng)稱為下行 鏈路0FDM解調(diào)裝置。
MT接收器是常規(guī)的0FDM接收器。在可以以高于BW=Nd，fA的速率 向其施加時鐘的ADC lll之后，執(zhí)行數(shù)字低通濾波112。如果ADC 111 進行過采樣，那么數(shù)字LPF 112之后還有欠采樣到所需的帶寬NdKfA。如圖12所示，GP移除器54從具有保護時段的每個時域0FDM符號 中移除Nd re gp個在先的樣本。
Nd，泉FFT變換器115將沒有保護時段的時域OF固符號變換成頻 域中的OFDM符號。在頻率/相位/定時偏移補償、信道均衡化和數(shù)據(jù)檢 測之后，副載波解映射器120將每個頻域OFDM符號B(k)的m個重構(gòu)的 所用副載波映射成ffl個信道編碼數(shù)據(jù)符號a—l(k), a—2(k), ... a—m(k)，以便 由信道解碼器和解交織器121進行進一步的處理。
在下文中，將對上面詳細描述的依照本發(fā)明的一般通信系統(tǒng)的另 外的實施例進行詳細解釋。
前導(dǎo)設(shè)計
首先，將對在從AP到屬于特定帶寬類別的MT的下行鏈路傳輸中 或者在自屬于特定帶寬類別的MT到AP的上行鏈路傳輸中使用前導(dǎo)的 實施例進行解釋。
眾所周知，OFDM系統(tǒng)需要前導(dǎo)來允許實現(xiàn)發(fā)射器和接收器之間的 頻率/時鐘同步、相位同步和定時同步，這對于良好的性能是非常重要 的。前導(dǎo)的處理發(fā)生在上行鏈路和下行鏈路接收器的時域頻率/相位/ 定時偏移估計器和/或頻域頻率/相位/定時偏移估計器中。對于各種類 型的同步，存在多種不同的利用前導(dǎo)的方法。
由于在依照本發(fā)明的上述帶寬非對稱OFDM系統(tǒng)中AP必須支持不 同帶寬的MT，因而常規(guī)前導(dǎo)設(shè)計范式的直接應(yīng)用可能導(dǎo)致用于不同帶 寬類別的前導(dǎo)的獨立的產(chǎn)生和處理。這將意味著更多的基帶處理以及 作為開銷的增加的系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)量。在下文中，將解釋協(xié)調(diào)的前導(dǎo)設(shè) 計方法，根據(jù)該方法可以避免這些缺點。
所提出的帶寬非對稱OFDM系統(tǒng)中的AP支持不同帶寬的MT。令第 k個帶寬類別的MT被限定為這樣的MT類別其FFT/IFFT只有^個系 數(shù)并且其FFT/IFFT采樣率為2kfA，其中^為副載波間距，其對于AP和 MT 二者都被設(shè)置成相等。不失一般性，AP的FFT/IFFT采樣率等于屬 于最高帶寬類別的MT的采樣率。
根據(jù)帕塞瓦爾(Parseval)定理
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頻域中具有良好自相關(guān)性質(zhì)的OFDM前導(dǎo)在時域中也將具有良好的自相關(guān)性質(zhì)。這就是在大多數(shù)實際實現(xiàn)方式中IEEE802. lla系統(tǒng)的前導(dǎo)基 于具有良好頻域自相關(guān)性質(zhì)的短同步序列和長同步序列，而在時域中 完成同步操作本身的原因。
令A(yù)P中的FFT單元的尺寸為N=2kmax。這N個頻譜系數(shù)在物理上代
恭從一1M IA"》'J丄N IA" —l fr、J、 / J, OT》賞。7、 PJ '中—見犬刀曙J WV附l -1、 Pi
使用該整個頻譜上的FFT系數(shù)。圖13示出了不同的帶寬類別如何共用
不同的頻譜系數(shù)。頻譜系數(shù)的頻率越低，使用它們的帶寬類別就越多。
由于不同帶寬的MT使用其重疊頻譜內(nèi)的副載波，因而現(xiàn)存在設(shè)計 一組具有協(xié)調(diào)的框架結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)序列Pr(i)以便不同帶寬的MT使用的可 能性。對于單個用戶接入的情況而言，前導(dǎo)的帶寬必須與該用戶的帶 寬匹配。當然，可以發(fā)送帶寬大于接收用戶的帶寬的下行鏈路前導(dǎo)。 但是，接收用戶的帶寬之外的能量被浪費掉了，這導(dǎo)致發(fā)射功率的使 用效率不高。因此，對于上述單個用戶的情況而言，在每個前導(dǎo)的帶 寬與相應(yīng)帶寬類別的帶寬匹配的同時，優(yōu)選地建議使用 一組以下所示 的協(xié)調(diào)框架結(jié)構(gòu)的前導(dǎo)。
概而言之，應(yīng)當滿足以下要求以便獲得具有協(xié)調(diào)的框架結(jié)構(gòu)的那 組前導(dǎo)序列
a)所述組中笫k個前導(dǎo)的Mk個樣本(通常稱為碼片(chip)) 的每一個Pr k(i)， i=0,..M—k-l應(yīng)當^皮分配給第k個帶寬類別的唯——個副 載波。在所述組中的不同前導(dǎo)的碼片總數(shù)之間存在一定關(guān)系。如果具 有2k個副載波的第k個帶寬類別的前導(dǎo)Pr k(O包含Mk個碼片，那么具 有2k+1個副載波的第k+l個帶寬類別的前導(dǎo)Pr一k+l(i)應(yīng)當包含2Mk個碼 片，即Mk+1=2Mk。 Pr—k+l(i)的前Mk個碼片應(yīng)當與Pr k(i)的Mk個碼片分 配給相同的副載波。
b )對于要考慮的包含Nmin=2kmin個最低頻率FFT系數(shù)的最小帶寬類 別而言，落入最小帶寬類別的帶寬中的Pr一kmin(i)的碼片應(yīng)當具有良好 的自相關(guān)性質(zhì)。這意味著存在足夠的碼片(比如>4)落入最小帶寬類 別中。
c )對于分別包含2kl個和2^個FFT系數(shù)并且k戶k2〉k,的兩個帶寬 類別k,和k2而言，落入第k,個帶寬類別中的Pr—kl(i)的碼片的自相關(guān)性 質(zhì)應(yīng)當優(yōu)于落入第k2個帶寬類別中的Pr一k2(i)的碼片的自相關(guān)性質(zhì)，或 者與之相同。這是因為第k,個帶寬類別的Pr一kl(i)比第k2個帶寬類別的Pr—k2(i)包含更多的碼片。
d )落入相同帶寬類別中的任何兩個不同前導(dǎo)Pr, (i)和Pr2(i)的樣本應(yīng) 當彼此正交。
遵循這些設(shè)計要求并且假設(shè)最低帶寬類別將包含足夠的FFT系數(shù)， 比如N匪-16，那么優(yōu)選地建議使用長度為M—k的正交Gold碼作為第k 個帶寬類別的專用前導(dǎo)，像例如在L.Hanzo, M.Muenster， B,J.Choi, T. Keller的著作"0醒and MC-C腿for Broadband Multi-User Communications, WLANs and Broadcasting" (John Wiley & Sons, 2004年6月)中所描述的那樣，在所述著作中描述了這樣的正交Gold 碼。然而，任何具有良好自相關(guān)性質(zhì)以及可能的2k長度的其他代碼族 也可以用作不同帶寬類別的前導(dǎo)。在下文中，將給出一組不同長度Gold 碼的實例，其示出每個Go 1 d序列的樣本如何被分配給相應(yīng)帶寬類別的 所選副栽波。
假設(shè)kmax為最大帶寬類別的標號，N,為最大帶寬類別中的副載波
的數(shù)量。令最大帶寬類別的Gold序列為Pr kmax(i)，其一般具有長度 Mtoax=2mmax，其中Mkma^N隱。令不同帶寬類別的數(shù)量為Q=2q，q<m，并 且k自為最小帶寬類別的標號。從最小帶寬類別開始，以下連續(xù)的設(shè)計 規(guī)則適用
a )最小帶寬類別應(yīng)當包含Go 1 d序列Pr—kmax(i)的前Mtoin= Mkmax /Q 個樣本。這Mk^個樣本可以等距或不等距地被分配給可以依照希望的 單獨的系統(tǒng)設(shè)計而選擇的最小帶寬類別的Nmm=2kmm個副載波。
b)假設(shè)Mk個樣本被分配給第k個帶寬類別，那么第k+1個帶寬 類別應(yīng)當包含Gold序列Pr—kmax(i)的前2Mk個樣本。這2Mk個樣本的前 一半與第k個帶寬類別的樣本相同。這意味著第k個帶寬類別決定其 向副載波的分配。這2Mk個樣本的后一半被分配給落入第k+1個帶寬 類別的頻率中但是沒有落入第k個帶寬類別的頻率中的副載波。此外， 可以自由選擇向其分配這2Mk個樣本的后一半的副載波的位置。
這樣產(chǎn)生的包含Mk個樣本的Gold序列Pr—k(i)帶寬受限于第k個帶 寬類別的帶寬，并且因而可以用作任何屬于第k個帶寬類別的MT的下 行鏈路和/或上行鏈路前導(dǎo)。如果不同帶寬類別的兩個前導(dǎo)在其占用的 帶寬中是重疊的，那么其在重疊頻帶中的樣本總是被分配給相同的副 載波。舉例而言，假設(shè)3個不同的帶寬類別。最大的帶寬類別具有64個 FFT系數(shù)，第二大的帶寬類別具有32個FFT系數(shù)，最小的帶寬類別具 有16個FFT系數(shù)。這意味著kmax=6并且kmin=4。最大帶寬類別的Gold 序列具有12個樣本Pr—6(i), i=l, ,12。圖14示出了從最大帶寬類別的這 個Gold序列及其向12個選擇的副載波4， 8, 12, 19， 23， 27, 35, 39， 43, 48, 53 58的分配開始，如何依照上述設(shè)計規(guī)則確定其他帶寬類別的前導(dǎo)序列 及其向副載波的分配。圖14A示出了最大帶寬類別的前導(dǎo)Pr一6(i)以及向 12個副載波的可能的分配，圖14B示出了第二大帶寬類別的前導(dǎo)Pr—5(0 以及導(dǎo)出的向6個副載波的分配，圖14C示出了最小帶寬類別的前導(dǎo) Pr一4(1)以及導(dǎo)出的向3個副載波的分配。
圖15示出了具有用于前導(dǎo)插入的裝置的上行鏈路發(fā)射器1A的布 局，其基于圖1中示出的布局。開關(guān)18決定在上行鏈路中是否將由MT 發(fā)射前導(dǎo)序列或者OFDM用戶數(shù)據(jù)塊。時域前導(dǎo)發(fā)生器17可以直接在 時域產(chǎn)生前導(dǎo)，或者首先依照設(shè)計規(guī)則在頻域產(chǎn)生臨時的前導(dǎo)，并且 然后通過Nu)點IFFT將該臨時的前導(dǎo)變換成最終的時域前導(dǎo)。該時域 前導(dǎo)優(yōu)選地存儲在存儲器(未示出)中。當開關(guān)18處于上面的位置時， 以正確的時鐘速率讀出該時域前導(dǎo)并且桂起OFDM用戶數(shù)據(jù)塊的發(fā)射。
在(如圖4中一般地示出的)上行鏈路接收器處，所述前導(dǎo)序列 將由時域頻率/相位/定時偏移估計器43和/或頻域頻率/相位/定時偏 移估計器47加以利用。如果只有時域頻率/相位/定時偏移估計器43 將利用所述前導(dǎo)序列，那么只有圖4中示出的上行鏈路接收器4的RF 前端40、 ADC 41、數(shù)字LPF 42和時域頻率/相位/定時偏移估計器43 將處理該前導(dǎo)序列。如果還有頻域頻率/相位/定時偏移估計器47將利 用所述前導(dǎo)序列，那么上行鏈路接收器4的公共Krx點FFT單元45、 開窗&混合單元46以及頻域頻率/相位/定時偏移估計器47也將處理該 前導(dǎo)序列。根據(jù)該前導(dǎo)的實際設(shè)計，可以禁用GP移除器44。
圖16示出了具有用于前導(dǎo)插入的裝置的下行鏈路發(fā)射器7A的布 局，其基于圖7中示出的布局。開關(guān)80確定在下行鏈路中AP是否將 發(fā)射前導(dǎo)序列或者OFDM用戶數(shù)據(jù)塊。時域前導(dǎo)發(fā)生器79可以直接在 時域產(chǎn)生前導(dǎo)，或者首先依照用于所考慮帶寬類別的常規(guī)FFT標號編 號系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)則在頻域首先產(chǎn)生臨時的前導(dǎo)。然后，該臨時的前導(dǎo) 需要被標號移位到所述公共FFT單元的FFT標號編號系統(tǒng)，并且最后
25通過用于所有帶寬類別的公共Ndtx點IFFT將該臨時的前導(dǎo)變換成時域 前導(dǎo)。該時域前導(dǎo)優(yōu)選地存儲在存儲器中。當所述開關(guān)處于下面的位 置時，以正確的時鐘速率讀出該時域前導(dǎo)，并且掛起OFDM用戶數(shù)據(jù)塊 的發(fā)射。
在(如圖11中一般地示出的)下行鏈路接收器處,所述前導(dǎo)序列 將由時域頻率/相位/定時偏移估計器113和/或頻域頻率/相位/定時偏 移估計器116加以利用。如果只有時域頻率/相位/定時偏移估計器113 將利用所述前導(dǎo)序列，那么只有圖11中示出的下行鏈路接收器11中 的RF前端llO、 ADClll、數(shù)字LPF 112和時域頻率/相位/定時偏移估 計器113將處理該前導(dǎo)序列。如果還有頻域頻率/相位/定時偏移估計 器116將利用所述前導(dǎo)序列，那么Nd，*、 FFT單元115以及頻域頻率/ 相位/定時偏移估計器116也將處理該前導(dǎo)序列。根據(jù)該前導(dǎo)的實際設(shè) 計，可以禁用GP移除器114。
上述通過AP定期地或者根據(jù)到達/來自不同MT的要求發(fā)送或接收 前導(dǎo)的建議是對依照本發(fā)明提出的通信系統(tǒng)的補充。它使得MT的成本、 尺寸和功耗是可調(diào)節(jié)的，從而涵蓋比任何單個已知無線系統(tǒng)大得多的 潛在應(yīng)用領(lǐng)域。
已知通信系統(tǒng)和新的通信系統(tǒng)之間的共存
接下來，將描述一個實施例，其解釋已知OFDM通信系統(tǒng)與依照本 發(fā)明的OFDM通信系統(tǒng)之間甚至在相同頻帶內(nèi)的共存。
以與所述新的OFDM系統(tǒng)和傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)的MT的可能的并發(fā)通信 以及最大的硬件部件共享的基本要求開始，對于該要求重要的是，新 的OFDM系統(tǒng)的副載波間距fA被設(shè)置成傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)的副載波間距4。 對于IEEE802. lla/n而言，副載波間距為20MHz/64=312.5 kHz。所述新 的OFDM系統(tǒng)的上行鏈路保護時段假設(shè)與傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)的相同或者比 它更大，并且下行鏈路保護時段假設(shè)對于這兩種系統(tǒng)是相同的。
為了向新的OFDM系統(tǒng)的MT通知傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)的活動，AP在其處 于傳統(tǒng)系統(tǒng)模式的情況下，甚至在其同時也處于新系統(tǒng)模式的情況下， 以頻率fV4發(fā)送連續(xù)余弦波形。這意味著該連續(xù)余弦波形僅在AP只處 于新系統(tǒng)模式的情況下不存在。該余弦波形的頻率被選擇成接近信道 編碼符號的DC副載波，因為所述DC副載波既不由傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)使用，也不由新的OFDM系統(tǒng)使用。新的OFDM系統(tǒng)的MT以給定頻率檢測余弦 波形，以便被通知傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)的存在性。該余弦波形的調(diào)頻或調(diào)相 或調(diào)幅可以將非常低速的信令消息從AP傳送到新的帶寬非對稱OFDM 系統(tǒng)的所有MT 。這些消息可以包括例如所述傳統(tǒng)系統(tǒng)的參數(shù)。
針對共存的交替模式實施例
依照針對與傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)共存的交替模式實施例， 一旦AP檢測 到傳統(tǒng)系統(tǒng)模式下的用戶活動，那么它就在新系統(tǒng)模式和傳統(tǒng)系統(tǒng)模 式之間輪換其操作。為了檢測傳統(tǒng)系統(tǒng)的用戶，AP可以通過發(fā)送連續(xù) 余弦波形而臨時掛起新系統(tǒng)中的所有發(fā)射，從而使得傳統(tǒng)系統(tǒng)的用戶 站能任意對共享頻譜進行載波感測，結(jié)果它將在傳統(tǒng)系統(tǒng)模式下啟動 與AP的關(guān)聯(lián)過程。如果在一定時間段之內(nèi)沒有接收到關(guān)聯(lián)請求，那么 AP就終止發(fā)送連續(xù)余弦波形，從而切換回新系統(tǒng)的正常模式。
如果至少一個傳統(tǒng)系統(tǒng)用戶與AP關(guān)聯(lián)，那么AP應(yīng)當通過打開和 關(guān)閉所述連續(xù)余弦波形來在兩種模式之間輪換其操作。將根據(jù)每種系 統(tǒng)中的業(yè)務(wù)負載或者另一種優(yōu)先級策略來決定每種模式下的持續(xù)時 間。在檢測到傳統(tǒng)系統(tǒng)中沒有活動達給定時間段之后，達到傳統(tǒng)系統(tǒng) 模式下的最小持續(xù)時間。
下面，將討論在AP中新的帶寬非對稱OFDM系統(tǒng)的發(fā)射器和接收 器部件可以如何重新用于傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)。該討論基于以上所述并且在 圖4中示出的上行鏈路接收器體系結(jié)構(gòu)以及以上所述并且在圖7中示 出的下行鏈路發(fā)射器體系結(jié)構(gòu)。
參照如圖4所示的上行鏈路接收器體系結(jié)構(gòu)，沒有必要為AP添加 新的RF前端以便支持傳統(tǒng)系統(tǒng)802. 11a/n。如果上行鏈路保護時段對 于不同的系統(tǒng)是不同的，那么圖4中的GP移除器44應(yīng)當對于實際系 統(tǒng)模式而移除正確的保護時段樣本。由于傳統(tǒng)系統(tǒng)的帶寬與所支持的 帶寬類別之一的帶寬一致，因而公共的Nu 點FFT 45以及開窗&混合 單元46可以重新用于該傳統(tǒng)系統(tǒng)。
所述開窗&混合將得到傳統(tǒng)0FDM系統(tǒng)的^個FFT系數(shù)，用于該傳 統(tǒng)系統(tǒng)的專用基帶處理可以采用這些系數(shù)。這意味著圖4中開窗&混合 單元46之后的單元不能不加修改地被重新使用。因此提供基于圖4布 局的上行鏈路接收器4A的修改的布局，如圖17所示。由于時域頻率/相位/定時偏移估計器43被設(shè)計用于新的OFDM系統(tǒng)，因而在時域中添 加了專用匹配濾波器53以用于傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)，其與傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)的 短前導(dǎo)和長前導(dǎo)匹配，以便進行頻率和定時采集。此外，提供了傳統(tǒng) 上行鏈路接收器基帶子系統(tǒng)54，其遵循常規(guī)設(shè)計中的FFT。
應(yīng)當指出的是，框53和54僅在AP處于傳統(tǒng)系統(tǒng)模式的情況下是 有效的，框43、 47-52僅在AP處于新系統(tǒng)模式的情況下是有效的，并 且其余框40-42以及44-46是兩種模式下的公共框。
參照如圖7所示的下行鏈路發(fā)射器體系結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)需要 直到頻域中的功率成形LPF 72的專用基帶功能框。這意味著可重用性 以功率成形LPF 72開始。因此提供基于圖7布局的下行鏈路發(fā)射器7B 的修改的布局，如圖18所示。傳統(tǒng)下行鏈路發(fā)射器基帶子系統(tǒng)81的 專用功能框?qū)a(chǎn)生E7MT u(i)矢量，其包含該傳統(tǒng)系統(tǒng)的Nl個FFT系數(shù)。 對于IEEE802. lla而言，NL-64。可選地，可以借助于功率成形LPF 72 對E7MT u(i)進行數(shù)字波形成形操作以便更好地匹配信道特性。由于傳統(tǒng) 系統(tǒng)的帶寬與所支持的帶寬類別之一的帶寬一致，因而用于該帶寬類 別的標號移位器可以被重新使用，以便將所述傳統(tǒng)系統(tǒng)的N^個頻譜系 數(shù)移位到公共IFFT單元74的Nd)點窗口內(nèi)的正確位置。在IFFT單元 74之后，GP插入器75將與系統(tǒng)模式無關(guān)地插入公共的保護時段。然 后，圖7中的DAC 77和RF前端78完全可以;故重新用于所述傳統(tǒng)系統(tǒng)。
應(yīng)當指出的是，框81僅在AP處于傳統(tǒng)系統(tǒng)模式的情況下是有效 的，框70-72僅在AP處于新系統(tǒng)模式的情況下是有效的，并且其余框 73-78是兩種模式下的公共框。此外，圖18中的被產(chǎn)生用于所述新系 統(tǒng)的代表性矢量E7MT不能包含傳統(tǒng)子系統(tǒng)81的頻帶內(nèi)的副載波，以便 確保這兩種系統(tǒng)的頻率劃分。
針對共存的并發(fā)模式實施例
以上解釋的針對共存的交替模式實施例具有的缺點在于，在傳統(tǒng) 系統(tǒng)模式下，只使用了新系統(tǒng)的整個帶寬的一部分。以下針對共存的 并發(fā)模式實施例借助于以下方式克服了這個缺點如果至少一個傳統(tǒng) 系統(tǒng)用戶與AP關(guān)聯(lián)，則允許新的OFDM系統(tǒng)的所有MT通過其帶寬類別 內(nèi)位于傳統(tǒng)系統(tǒng)的頻帶之外的那些副載波與AP進行通信。這意味著只 要連續(xù)余弦波形4皮發(fā)射，那么新系統(tǒng)的所有MT以及所述AP避免使用
28由傳統(tǒng)系統(tǒng)占用的頻帶內(nèi)的副載波。這也適用于新系統(tǒng)中使用的前導(dǎo) 和導(dǎo)頻。
由于傳統(tǒng)系統(tǒng)的信道編碼號與新系統(tǒng)的OFDM符號定時無關(guān)地到達 AP，因而在上行鏈路接收器中對于來自新系統(tǒng)和傳統(tǒng)系統(tǒng)二者的信道 編碼符號進行并發(fā)的FFT是困難的。因此，只有圖4中所示體系結(jié)構(gòu) 的RF前端40應(yīng)當由這兩種系統(tǒng)并發(fā)地使用，這由于對于所述兩種系 統(tǒng)的頻率劃分(即沒有共享副載波)而成為可能。因此提供基于圖4 布局的上行鏈路接收器4B的修改的布局，如圖19所示。在公共的ADC 框41之后，使用了附加的獨立基帶分支，包括用于傳統(tǒng)系統(tǒng)的所有其 余必要基帶功能的上行鏈路接收器基帶子系統(tǒng)55，其可以運行在與用 于新OFDM系統(tǒng)的基帶分支的硬件時鐘不同的硬件時鐘下。
用于新系統(tǒng)的FFT單元45之后的開窗&混合單元46應(yīng)當只產(chǎn)生傳 統(tǒng)系統(tǒng)的頻帶之外的重新排序的副載波。用于傳統(tǒng)系統(tǒng)的通常緊跟在 ADC41之后的獨立基帶子系統(tǒng)55中的數(shù)字LPF濾波器(未示出)應(yīng)當 注意只濾除傳統(tǒng)系統(tǒng)的相關(guān)帶寬。
應(yīng)當指出的是，在并發(fā)模式下，圖19中示出的所有框一般都是活 動的。此外，應(yīng)當指出的是，用于并發(fā)模式的AP中的下行鏈路發(fā)射器 與圖18所示用于交替模式的AP中的下行鏈路發(fā)射器體系結(jié)構(gòu)具有相 同的體系結(jié)構(gòu)。唯一的區(qū)別在于，在并發(fā)模式下，所有的框一般都是 有效的，其意^^未著框70-72和81在相同時間是有效的。
圖20示出了其中可以使用本發(fā)明的通信系統(tǒng)的簡單框圖。圖20 特別地示出了具有上行鏈路接收單元4和下行鏈路發(fā)射單元7的接入 點AP以及包括上行鏈路發(fā)射單元1和下行鏈路接收單元11的兩個終 端MT1、 MT2。這種通信系統(tǒng)可以例如是這樣的電信系統(tǒng)其中接入點 AP代表多個基站之一并且其中終端MT1、MT2代表移動站或其他移動設(shè) 備。然而，該通信系統(tǒng)也可以是任何其他類型和/或用于任何其他目的。
上述允許實現(xiàn)已知OFDM系統(tǒng)和新的OFDM系統(tǒng)之間的共存的建i義 是對依照本發(fā)明提出的通信系統(tǒng)的補充。它可以使得MT的成本、尺寸 和功耗是可調(diào)節(jié)的，從而涵蓋了比任何單個已知無線系統(tǒng)大得多的潛 在應(yīng)用領(lǐng)域。特別地，允許以下新的功能
a) AP可以向新的帶寬非對稱OFDM系統(tǒng)的MT告知傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng) 已經(jīng)變成有效的并且傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)所需的所有頻譜資源被阻止，以供新的帶寬非對稱OFDM系統(tǒng)使用。
b)該AP可以在所述兩種系統(tǒng)模式之間切換，或者并行地與這兩 種不同的OFDM系統(tǒng)的MT進行通信。
此外，已經(jīng)i正明，可以將新的OFDM系統(tǒng)的所有RF部件以及基帶 單元的部分(例如軟件模塊)重新用于傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)。
概而言之，依照本發(fā)明的通信系統(tǒng)的新設(shè)計帶來的主要技術(shù)挑戰(zhàn) 如下。
不同帶寬的MT可以在不同的時間(例如基于TDMA、 FDMA、 CSMA) 或者在相同的時間(例如基于CDMA)與AP進行通信
給定帶寬類別的MT仍然可以具有多個不同比特率的連接(每個終 端類別內(nèi)的多速率)
來自不同帶寬的MT的信道編碼符號之間的上行鏈路同步
對于不同帶寬的所有MT，通過具有單個FFT/IFFT引擎的公共OFDM 調(diào)制和解調(diào)體系結(jié)構(gòu)來低復(fù)雜度地實現(xiàn)AP
對于不同帶寬的所有MT，通過在AP中使用公共RF信道選擇濾波 器來低復(fù)雜度地實現(xiàn)RF前端
對于信道均衡化的有效支持
對于干擾減輕的有效支持
對于預(yù)失真或預(yù)均衡化的有效支持
對于載波間干擾(ICI )、碼間干擾(ISI )和多普勒頻移的健壯
性
對于定時偏移、頻率偏移、相位偏移和時鐘偏移的降低的靈敏度 有效率的MAC
與傳統(tǒng)無線系統(tǒng)的頻譜共存。
應(yīng)當指出的是，本發(fā)明并不限于上述實施例中的任何一個，例如 包括移動電話和基站的電信網(wǎng)絡(luò)或者IEEE802. lla系統(tǒng)。本發(fā)明通常 可以應(yīng)用于任何現(xiàn)有或未來的通信系統(tǒng)中以及可應(yīng)用于用來傳輸任何 種類的內(nèi)容的這樣的通信系統(tǒng)的終端和接入點中。本發(fā)明同樣不限于 任何特定頻率范圍或者調(diào)制技術(shù)。
盡管在附圖和以上描述中詳細地例示和描述了本發(fā)明，但是這樣 的例示和描述應(yīng)當被視為說明性或示例性的而不是限制性的；本發(fā)明 并不限于所公開的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實施要求保護的本發(fā)明
30時根據(jù)對于附圖、公開以及所附權(quán)利要求的研究可以理解和實現(xiàn)所公 開的實施例的其他變型。
在權(quán)利要求中，措詞"包括"并沒有排除其他元件或步驟，并且 不定冠詞"一，，并沒有排除復(fù)數(shù)。單個元件或其他單元可以實現(xiàn)權(quán)利 要求中列舉的若干項目的功能。在相互不同的從屬權(quán)利要求中列舉某 些技術(shù)措施這一事實并不意味著不可以利用這些技術(shù)措施的組合。
權(quán)利要求中的任何附圖標記不應(yīng)當被視為限制了保護范圍。
權(quán)利要求
1. 一種通信系統(tǒng)，包括至少一個具有用于以射頻發(fā)射射頻OFDM信號的上行鏈路發(fā)射單元(1)的終端以及具有用于接收所述射頻OFDM信號的上行鏈路接收單元(4)的接入點，所述OFDM信號經(jīng)過正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制，該通信系統(tǒng)的特征在于，所述上行鏈路發(fā)射單元以及所述發(fā)射的射頻OFDM信號的帶寬小于所述上行鏈路接收單元的帶寬。
2. 特別是依照權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中所述接入點具有用于 以射頻發(fā)射射頻OFDM信號的下行鏈路發(fā)射單元(7)，并且所述至少 一個終端具有用于接收所述射頻OFDM信號的下行鏈路接收單元(11 )， 該通信系統(tǒng)的特征在于，所述下行鏈路發(fā)射單元的帶寬大于所述下行 鏈路接收單元的帶寬，并且該下行鏈路發(fā)射單元適于產(chǎn)生和發(fā)射帶寬 比該下行鏈路發(fā)射單元的帶寬小并且等于所述下行鏈路接收單元的帶 寬的射頻0FDM信號。
3. 依照權(quán)利要求1和2的通信系統(tǒng)，其特征在于，上行鏈路發(fā)射 單元(1)和下行鏈路發(fā)射單元(7)適于產(chǎn)生和發(fā)射具有相等0FDM符 號長度以及所述OFDM符號之間的相等保護間隔的射頻OFDM信號。
4. 依照權(quán)利要求1和/或2的通信系統(tǒng)，其特征在于，上行鏈路發(fā) 射單元(1A)和/或下行鏈路發(fā)射單元(7A)包括用于產(chǎn)生前導(dǎo)并且向 發(fā)射的射頻OFDM信號添加前導(dǎo)的前導(dǎo)添加裝置(17， 18; 79; 80)和 前導(dǎo)，并且上行鏈路接收單元(4)和/或下行鏈路接收單元(7)包括 用于檢測和估計接收的射頻OFDM信號中的前導(dǎo)的前導(dǎo)估計裝置(43， 47; 113， 116)。
5. 依照權(quán)利要求4的通信系統(tǒng)，其特征在于，導(dǎo)言添加裝置(17, 18; 79， 80)適于依照Gold碼添加導(dǎo)言。
6. —種用于在依照權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)中進行通信的方法，所 述通信系統(tǒng)包括至少一個具有用于以射頻發(fā)射射頻OFDM信號的上行鏈 路發(fā)射單元(1)的終端以及具有用于接收所述射頻0FDM信號的上行 鏈路接收單元(4)的接入點，所述0FDM信號經(jīng)過正交頻分復(fù)用(0FDM) 調(diào)制，其特征在于，所述上行鏈路發(fā)射單元以及所述發(fā)射的射頻0FDM 信號的帶寬小于所述上行鏈路接收單元的帶寬。
7. 特別是依照權(quán)利要求6的用于在依照權(quán)利要求2的通信系統(tǒng)中進行通信的方法，其中所述接入點具有用于以射頻發(fā)射射頻0FDM信號 的下行鏈路發(fā)射單元(7)，并且所述至少一個終端具有用于接收所述 射頻OFDM信號的下行鏈路接收單元(11)，其特征在于，所述下行鏈 路發(fā)射單元的帶寬大于所述下行鏈路接收單元的帶寬，該下行鏈路發(fā) 射單元適于產(chǎn)生和發(fā)射帶寬比該下行鏈路發(fā)射單元的帶寬小并且等于 所述下行鏈路接收單元的帶寬的射頻0FDM信號。
8. —種用于依照權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)中的終端，包括用于以射 頻發(fā)射射頻OFDM信號以供接入點接收的上行鏈路發(fā)射單元(1)，所 述接入點具有用于接收所述射頻OFDM信號的上行鏈路接收單元(4)， 所述OFDM信號經(jīng)過正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制，其特征在于，所述上 行鏈路發(fā)射單元以及所述發(fā)射的射頻OFDM信號的帶寬小于所述上行鏈 路接收單元的帶寬。
9. 依照權(quán)利要求8的終端，其特征在于，所述上行鏈路發(fā)射單元 包括-上行鏈路OFDM調(diào)制裝置(10， 11， 12),其用于將輸入數(shù)據(jù)信 號轉(zhuǎn)換成具有以副載波距離(fA )分隔的Nu tx個頻率副載波的基帶OFDM 信號，以及-上行鏈路RF發(fā)射裝置(16 )，其用于將所述基帶0F畫信號轉(zhuǎn) 換成所述射頻OFDM信號并且用于發(fā)射具有Nutx倍于副載波距離(fA) 的帶寬的所述射頻0FDM信號，其中所述上行鏈路OFDM調(diào)制裝置以及所述上行鏈路RF發(fā)射裝置具有Nutx倍于副載波距離(fA)的帶寬。
10. 依照權(quán)利要求9的終端，其特征在于，所述上行鏈路OFDM調(diào) 制裝置包括-上行鏈路編碼裝置(10， 11)，其用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)信號導(dǎo)出 頻域OFDM源信號，該頻域OFDM源信號包括Nu;個OFDM副載波，以及-上行鏈路IFFT裝置(12 )，其用于對所述頻域OFDM源信號執(zhí) 行Nu tx點逆快速傅立葉變換操作以便獲得所述基帶OFDM信號。
11. 依照權(quán)利要求10的終端，其特征在于，所述上行鏈路編碼裝 置包括-上行鏈路符號發(fā)生裝置(10)，其用于將所述數(shù)據(jù)信號的比特 映射到復(fù)數(shù)值信道編碼符號，以及-上行鏈路副載波映射裝置(11)，其用于將所述復(fù)數(shù)值信道編碼符號映射到Nu，個OFDM副載波以便獲得所述頻域OFDM源信號。
12. 特別是依照權(quán)利要求8的用于依照權(quán)利要求2的通信系統(tǒng)中 的終端，包括用于接收由接入點發(fā)射的射頻OF鹿信號的下行鏈路接收 單元(ll)，所述接入點具有用于以射頻發(fā)射射頻OFDM信號的下行鏈 路發(fā)射單元(4)，其特征在于，所述下行鏈路發(fā)射單元的帶寬大于所 述下行鏈路接收單元的帶寬，并且該下行鏈路發(fā)射單元適于產(chǎn)生和發(fā) 射帶寬比該下行鏈路發(fā)射單元的帶寬小并且等于所述下行鏈路接收單 元的帶寬的射頻0FDM信號。
13. 依照權(quán)利要求12的終端，其特征在于，所述下行鏈路接收單 元(11 )包括-下行鏈路RF接收裝置(110)，其用于接收射頻OF固信號，并 且用于將所述接收的射頻OFDM信號轉(zhuǎn)換成基帶0FDM信號，以及-下行鏈路OFDM解調(diào)裝置(115， 120， 121)，其用于將所述基 帶0FDM信號解調(diào)成輸出數(shù)據(jù)信號，其中所述下行鏈路RF接收裝置以及所述下行鏈路OFDM解調(diào)裝置具有Nd,倍于副載波距離(fA)的帶寬，其中Ndrx等于或小于Ndtx。
14. 依照權(quán)利要求13的終端，其特征在于，所述下行鏈路0FDM 解調(diào)裝置包括-下行鏈路FFT裝置(115 )，其用于對所述J^帶0FDM信號執(zhí)行 Nd ,x點快速傅立葉變換操作以便獲得頻域OFDM信號，該頻域OFDM信 號包括Nd，個頻率副載波，以及-下行鏈路解碼裝置(120， 121)，其用于根據(jù)所述頻域0FDM信 號導(dǎo)出所述輸出數(shù)據(jù)信號。
15. 依照權(quán)利要求14的終端，其特征在于，所述下行鏈路解碼裝 置包括-下行鏈路副載波解映射裝置(120),其用于將所述頻域OFDM 信號的Nd，個頻率副載波解映射到復(fù)數(shù)值信道編碼符號，以及-下行鏈路符號解映射裝置(121),其用于將所述復(fù)數(shù)值信道編 碼符號解映射到所述輸出數(shù)據(jù)信號的比特。
16. —種用于依照權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)中的接入點，包括用于 接收由終端發(fā)射的射頻OFDM信號的上行鏈路接收單元(4)，所述終端具有用于以射頻發(fā)射射頻OFDM信號的上行鏈路發(fā)射單元(1)，所 述OFDM信號經(jīng)過正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制，其特征在于，所述上行 鏈路發(fā)射單元以及所述發(fā)射的射頻OFDM信號的帶寬小于所述上行鏈路 接收單元的帶寬。
17. 依照權(quán)利要求16的接入點，其特征在于，所述上行鏈路接收 單元包括-上行鏈路RF接收裝置(40-42 )，其用于接收射頻0F固信號， 并且用于將所述接收的射頻OFDM信號轉(zhuǎn)換成基帶0FDM信號，以及-上行鏈路OF固解調(diào)裝置(45， 46, 51， 52)，其用于將所述基 帶OFDM信號解調(diào)成數(shù)據(jù)信號，其中所述上行鏈路RF接收裝置以及所述上行鏈路OFDM解調(diào)裝置具有Nurx倍于副栽波距離(fA)的帶寬，其中Nurx等于或大于K^。
18. 依照權(quán)利要求17的接入點，其特征在于，所述上行鏈路OFDM 解調(diào)裝置包括-上行鏈路FFT裝置(45)，其用于對所述基帶OFDM信號執(zhí)行 Nurx點快速傅立葉變換運算，以便獲得頻域OFDM信號，該頻域OFDM 信號包括Nuj個0FDM副載波，以及-上行鏈路解碼裝置(46, 51， 52)，其用于根據(jù)所述頻域OFDM 信號導(dǎo)出所述數(shù)據(jù)信號。
19. 依照權(quán)利要求18的接入點，其特征在于，所述上行鏈路解碼 裝置包括-.-上行鏈路重構(gòu)裝置(46)，其用于根據(jù)所述頻域OFDM信號的接 收的Nu 個OFDM副栽波重構(gòu)所述發(fā)送的Nu》個OFDM副載波，其中所 述N。,個頻率副載波代表從所述至少一個終端發(fā)射的所述射頻0FDM信號，-上行鏈路副栽波解映射裝置(51),其用于將所述頻域OFDM信 號的重構(gòu)的Nu，個頻率副載波解映射到復(fù)數(shù)值信道編碼符號，以及-上行鏈路符號發(fā)生裝置(52)，其用于將所述復(fù)數(shù)值信道編碼 符號解映射到所述數(shù)據(jù)信號的比特。
20. 依照權(quán)利要求19的接入點，其特征在于，所述上行鏈路重構(gòu) 裝置(26)適于通過選擇基本上所述頻域Nurx點0FDM信號的前Nu乂2 個和后Nu tx/2個副栽波來從所述頻域OFDM信號的所述Nu re個頻率副栽波重構(gòu)所述Nutx個頻率副載波。
21. 依照權(quán)利要求20的接入點，其特征在于，所述上行鏈路重構(gòu) 裝置(46)適于根據(jù)包含在所述接收的射頻OFDM信號中的指示Nutx 值的信息或者通過分析所述接收的射頻OFDM信號的帶寬來獲得Nutx值 的信息。
22. 特別是依照權(quán)利要求16的用于依照權(quán)利要求2的通信系統(tǒng)中 的接入點，包括用于以射頻發(fā)射射頻OFDM信號以供所述至少一個終端 接收的下行鏈路發(fā)射單元(7 )，所述終端具有用于接收所述射頻OFDM 信號的下行鏈路接收單元(11)，其特征在于，所述下行鏈路發(fā)射單 元的帶寬大于所述下行鏈路接收單元的帶寬，并且該下行鏈路發(fā)射單 元適于產(chǎn)生和發(fā)射帶寬比該下行鏈路發(fā)射單元的帶寬小并且等于所述 下行鏈路接收單元的帶寬的射頻0FDM信號。
23. 依照權(quán)利要求22的接入點，其特征在于，所述下行鏈路發(fā)射 單元(7 )包括-下行鏈路OFDM調(diào)制裝置(70， 71， 73， 74)，其用于將輸入數(shù) 據(jù)信號轉(zhuǎn)換成具有以副載波距離(fA)分隔的Nd tx個頻率副載波的基帶 OFDM信號，使用所述Nd tx個頻率副載波中的Nd n個來調(diào)制所述輸入數(shù)據(jù)信號，Ndrx等于或小于Ndtx，以及-下行鏈路RF發(fā)射裝置(78)，其用于將所述基帶0FDM信號轉(zhuǎn) 換成所述射頻0FDM信號，并且用于發(fā)射具有Ndtx倍于副載波距離(fA) 的帶寬的所述射頻0FDM信號，其中所述下行鏈路OFDM調(diào)制裝置以及所述下行鏈路RF發(fā)射裝置 具有Ndtx倍于副載波距離(fA)的帶寬。
24. 依照權(quán)利要求23的接入點，其特征在于，所述下行鏈路OFDM 調(diào)制裝置包括-下行鏈路編碼裝置(70， 71， 73)，其用于根據(jù)所述輸入數(shù)據(jù) 信號導(dǎo)出頻域OFDM源信號，該頻域OFDM源信號包括Nd rx個OFDM副載 波，Nd，乘以副載波距離(fA)為所述至少一個終端的帶寬，以及-下行鏈路IFFT裝置(44 )，其用于對所述頻域OFDM源信號執(zhí) 行Nd tx點逆快速傅立葉變換運算，以便獲得所述基帶OFDM信號。
25. 依照權(quán)利要求23的接入點，其特征在于，所述下行鏈路編碼 裝置包括-下行鏈路符號發(fā)生裝置(70),其用于將所述輸入數(shù)據(jù)信號的 比特映射到復(fù)數(shù)值信道編碼符號，-下行鏈路副載波映射裝置(71),其用于將所述復(fù)數(shù)值信道編 碼符號映射到Nd 個OFDM副載波，以便獲得所述頻域0F畫源信號， 以及-下行鏈路構(gòu)造裝置(73)，其用于根據(jù)所述頻域OFDM信號的所 述Nd re個頻率副栽波獲得Nd tx個頻率副載波。
26. 依照權(quán)利要求25的接入點，其特征在于，所述下行鏈路構(gòu)造 裝置(73)適于將基本上前Nd J2個副載波映射到所述頻域Nd，點OFDM 信號的前Nd fx/2個副載波，將后Nd IX/2個副載波映射到所述頻域Nd tx 點OFDM信號的后Nd re/2個副載波并且設(shè)置其余Nd tx-Nd rx個未使用的副 載波為零。
27. 依照權(quán)利要求16和22的接入點，其特征在于，該接入點的 上行鏈路接收單元(4)以及下行鏈路發(fā)射單元(7)適于分別接收和 發(fā)射具有不同帶寬的射頻OFDM信號。
28. 依照權(quán)利要求16的接入點，其特征在于，所述上行鏈路接收 單元(4A)包括-第一上行鏈路解碼裝置(43， 47-52 )，其用于根據(jù)從第一通信 系統(tǒng)的終端接收的頻域OFDM信號導(dǎo)出第一數(shù)據(jù)信號，以及-第二上行鏈路解碼裝置(53， 54)，其用于根據(jù)從第二通信系 統(tǒng)的終端接收的頻域OFDM信號導(dǎo)出第二數(shù)據(jù)信號，該第二通信系統(tǒng)不 同于所述第一通信系統(tǒng)。
29. 依照權(quán)利要求22的接入點，其特征在于，所述下行鏈路發(fā)射 單元(7B)包括-第一下行鏈路編碼裝置(70-72 )，其用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)信號導(dǎo) 出第 一頻域OFDM源信號以供發(fā)射到第 一通信系統(tǒng)的終端，以及-第二下行鏈路編碼裝置(81)，其用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)信號導(dǎo)出 第二頻域OFDM源信號以供發(fā)射到第二通信系統(tǒng)的終端，該第二通信系 統(tǒng)不同于所述第一通信系統(tǒng)。
30. 依照權(quán)利要求16和22的接入點，其特征在于，所述下行鏈 路發(fā)射單元(7)包括指示符發(fā)射裝置(78),其用于發(fā)射指示符信號， 特別是頻率接近DC副載波的連續(xù)余弦波形，以供下行鏈路接收單元(ll)進行接收和估計，所述指示符信號指示笫二通信系統(tǒng)、特別是傳統(tǒng)OFDM通信系統(tǒng)的存在或不存在，所述下行鏈路接收單元(11 )包 括用于接收和估計所述指示符信號的指示符接收裝置(110)。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶寬非對稱通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括至少一個具有用于以射頻發(fā)射射頻OFDM信號的上行鏈路發(fā)射單元(1)的終端以及具有用于接收所述射頻OFDM信號的上行鏈路接收單元(4)的接入點，所述OFDM信號經(jīng)過正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制。為了降低實現(xiàn)復(fù)雜度和同步要求，提出了一種通信系統(tǒng)，其中所述上行鏈路發(fā)射單元的帶寬以及所述發(fā)射的射頻OFDM信號的帶寬小于所述上行鏈路接收單元的帶寬。此外，提出了一種通信系統(tǒng)，其中所述接入點的下行鏈路發(fā)射單元(7)的帶寬大于所述至少一個終端的下行鏈路接收單元(11)的帶寬，并且其中該下行鏈路發(fā)射單元適于產(chǎn)生和發(fā)射帶寬比該下行鏈路發(fā)射單元的帶寬小并且等于所述下行鏈路接收單元的帶寬的射頻OFDM信號。再者，本發(fā)明涉及用于這樣的通信系統(tǒng)中的通信方法、終端和接入點。
文檔編號H04B7/26GK101485117SQ200780025456
公開日2009年7月15日 申請日期2007年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月5日
發(fā)明者杜永剛 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司