專利名稱：在ofdm中基于檢測(cè)的干擾水平的數(shù)據(jù)分配的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)，更具體地涉及使用正交頻 分調(diào)制來提供時(shí)分雙工點(diǎn)到點(diǎn)無(wú)線電鏈路的系統(tǒng)和方法，所述正交頻 分調(diào)制在一部分可用工作頻帶經(jīng)受噪聲和/或干擾的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)提高的 可靠性。
背景技術(shù)：
已知的無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)采用正交頻分調(diào)制(OFDM)來提供時(shí) 分雙工(TDD)點(diǎn)到點(diǎn)無(wú)線電鏈路。此類無(wú)線通信系統(tǒng)通常包括設(shè)置 在TDD點(diǎn)到點(diǎn)無(wú)線電鏈路一端處的至少一個(gè)發(fā)射機(jī)，和設(shè)置在所述無(wú) 線電鏈路另一端處的至少一個(gè)接收機(jī)。所述發(fā)射機(jī)可以被配置為使用 指定的糾錯(cuò)編碼和調(diào)制技術(shù)通過一個(gè)或多個(gè)通信信道來發(fā)送數(shù)據(jù)信 號(hào)。此外，所述接收機(jī)可以被配置為捕獲發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，并采用指 定的信號(hào)處理技術(shù)將該信號(hào)解碼和解調(diào)以恢復(fù)用戶數(shù)據(jù)。另外，此類 無(wú)線通信系統(tǒng)通常采用自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)來調(diào)整諸如編碼率和調(diào)制方式 等各種傳輸參數(shù)，從而補(bǔ)償能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和/或速率產(chǎn)生負(fù)面 影響的信道特性變化。
使用點(diǎn)到點(diǎn)無(wú)線電鏈路的無(wú)線通信系統(tǒng)常常工作在經(jīng)許可的頻帶 中，分配所述許可的頻帶通常是為了保證系統(tǒng)不受到由在同一頻帶或 不同頻帶中工作的其它系統(tǒng)所引起的干擾的負(fù)面影響。例如，在同一 許可頻帶中工作的無(wú)線通信系統(tǒng)可以在位置上相互分開足以避免受到 來自在同一頻帶中的其它系統(tǒng)干擾的距離。另外，相互非常接近的無(wú) 線通信系統(tǒng)可以通過在不同的許可頻帶中工作來避免干擾。然而，存 在在許可的頻帶中操作無(wú)線通信系統(tǒng)的缺點(diǎn)。例如，可能需要此類系 統(tǒng)的用戶支付相當(dāng)多的許可費(fèi)用以在許可的頻帶中操作。另外，在許可的頻帶范圍內(nèi)無(wú)線通信系統(tǒng)有時(shí)可以導(dǎo)致所分配頻譜的低效使用。 為了避免支付高額的許可費(fèi)用并實(shí)現(xiàn)分配頻譜的更有效的利用，
可以將無(wú)線通信系統(tǒng)配置為在共享頻帶內(nèi)操作，諸如用于接近5.8 GHz 的無(wú)線LAN (WLAN)的非許可頻帶。然而，在共享頻帶范圍內(nèi)操作 無(wú)線通信系統(tǒng)也具有缺點(diǎn)。例如，由于用于設(shè)置在5.8 GHz的WLAN 的共享頻帶的非許可性，所以可以在同一地理區(qū)域內(nèi)部署工作在該共 享頻帶內(nèi)的一個(gè)以上WLAN。此外，也可以在同一地理區(qū)域內(nèi)部署在 同一共享頻帶中工作或生成具有共享頻帶中的分量的頻率諧波的雷達(dá) 和/或其它類型的無(wú)線通信系統(tǒng)。結(jié)果，可能需要在共享頻帶中工作的 無(wú)線通信系統(tǒng)以通過經(jīng)受提高的噪聲和/或干擾水平的信道進(jìn)行通信， 所述提高的噪聲和/或千擾水平可能妨礙系統(tǒng)保持高的數(shù)據(jù)傳輸速率的 能力。 ，
由于在共享頻帶中工作的無(wú)線通信系統(tǒng)可以被配置為遵循指定的
頻帶計(jì)劃并可以釆用指定的帶寬，所以這些系統(tǒng)生成的噪聲或干擾只 占在共享頻帶中的其它系統(tǒng)可用的工作頻帶的一部分。如上所述，無(wú)
線通信系統(tǒng)可以采用自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)來調(diào)整編碼率和調(diào)制方式以提供 與可靠操作一致的最大有效負(fù)荷。然而，自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)通?；谠?整個(gè)工作頻帶上平均的接收信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量來調(diào)整編碼率和調(diào)制方 式。結(jié)果，即使噪聲或干擾只能影響一部分工作頻帶，此類系統(tǒng)可以 提供降低的數(shù)據(jù)速率，或者可以確定頻帶不可用。
因此，理想的將是具有在避免上述傳統(tǒng)系統(tǒng)的缺點(diǎn)的同時(shí)，在一 部分可用工作頻帶經(jīng)受噪聲和/或干擾的環(huán)境中提供提高的可靠性的無(wú) 線寬帶通信系統(tǒng)。


結(jié)合附圖，參照本發(fā)明的以下詳細(xì)說明，將更全面的理解本發(fā)明，
在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)的方框圖2a是OFDM信號(hào)波形圖，其中多個(gè)子載波完全占用可用的工 作頻帶，并且其中一部分工作頻帶正在經(jīng)受干擾；
圖2b是圖2a的OFDM信號(hào)圖，其中降低了數(shù)據(jù)速率和承載數(shù)據(jù) 的子載波的數(shù)目；
圖2c是圖2b的OFDM信號(hào)圖，其中將承載數(shù)據(jù)的子載波分配給 經(jīng)歷降低的干擾水平的一部分工作頻帶；
圖2d是圖2c的OFDM信號(hào)圖，其中將所有承載數(shù)據(jù)的子載波分 配給經(jīng)歷降低的干擾水平的一部分工作頻帶；以及
圖3是操作圖1的無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
依照本發(fā)明，提供了一種在一部分可用工作頻帶經(jīng)受噪聲和/或干 擾的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)提高可靠性的無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)。本發(fā)明公開的無(wú)線 通信系統(tǒng)采用正交頻分調(diào)制(OFDM)信號(hào)波形中的多個(gè)子載波來通過 一個(gè)或多個(gè)時(shí)分雙工(TDD)點(diǎn)到點(diǎn)無(wú)線電鏈路來發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)。在 一種操作模式中，所公開的系統(tǒng)基于整個(gè)工作頻帶上的平均矢量誤差 的測(cè)量來確定可用的工作頻帶是否正在受到干擾。如果該工作頻帶正 在經(jīng)受干擾，則所公開的系統(tǒng)通過測(cè)量OFDM頻譜中的每個(gè)子載波的 矢量誤差并確定每個(gè)矢量誤差測(cè)量是否超過指定的可接受閾值來確定 此類干擾是否正在影響一部分或多部分工作頻帶。如果干擾僅僅影響 一部分工作頻帶，則所公開的系統(tǒng)減少用來發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)速率 和子載波的數(shù)目。
在一個(gè)實(shí)施例中，在塊糾錯(cuò)編碼/解碼技術(shù)中，基于系統(tǒng)每個(gè)周期 所處理的數(shù)據(jù)的塊尺寸來選擇降低的數(shù)據(jù)速率和承載數(shù)據(jù)的子載波的 減少的數(shù)目。接下來，所公開的系統(tǒng)在不向當(dāng)前正在經(jīng)受最高干擾水 平的子載波位置分配數(shù)據(jù)的同時(shí)分配將被發(fā)送到當(dāng)前正在經(jīng)受最低干 擾水平的子載波位置的數(shù)據(jù)。然后，所公開的系統(tǒng)通過確定一部分工 作頻帶是否仍在經(jīng)受顯著的干擾水平來優(yōu)化數(shù)據(jù)分配。例如，所公開的系統(tǒng)可以確定，對(duì)于OFDM頻譜中的每個(gè)子載波，該子載波的矢量 誤差是否仍然超過所述可接受閾值。如果干擾仍在影響一部分工作頻 帶，則可以進(jìn)一步減少用來發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率和子載波的數(shù)目，并 重復(fù)OFDM頻譜中的數(shù)據(jù)分配。例如，如果各個(gè)子載波的矢量誤差仍
然超過所述可接受閾值，則所公開的系統(tǒng)將來自該子載波的數(shù)據(jù)重新 分配給具有較低的相關(guān)矢量誤差的未使用子載波位置。這樣，響應(yīng)于
檢測(cè)到的干擾環(huán)境的變化，所公開的系統(tǒng)分配將被發(fā)送到子載波的數(shù) 據(jù)，該子載波占用工作頻帶的最佳部分。
通過識(shí)別正在經(jīng)受噪聲或干擾的一部分工作頻帶，并分配將被發(fā) 送到占用經(jīng)歷最小干擾的那些頻帶部分的子載波的數(shù)據(jù)，本發(fā)明公開 的無(wú)線通信系統(tǒng)在提供分配頻譜的更有效利用的同時(shí)，在存在干擾的 情況下實(shí)現(xiàn)提高的可靠性。
公開了一種在一部分可用工作頻帶經(jīng)受噪聲和/或干擾的環(huán)境中 提供提高的可靠性的無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)。本發(fā)明公開的無(wú)線通信系統(tǒng) 識(shí)別到一部分工作頻帶當(dāng)前正在經(jīng)受噪聲或干擾，并分配將被發(fā)送到 占用經(jīng)歷最小干擾的那些頻帶部分的子載波的數(shù)據(jù)，從而提供提高的 可靠性和分配頻譜的更有效利用。
圖1描繪了依照本發(fā)明的無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)100的說明性實(shí)施例。 無(wú)線通信系統(tǒng)100包括發(fā)射機(jī)102、發(fā)射天線122、接收機(jī)104、以及 接收天線124。例如，發(fā)射機(jī)102和發(fā)射天線122可以設(shè)置在無(wú)線電鏈 路的一端處，且接收機(jī)104和接收天線124可以設(shè)置在無(wú)線電鏈路的 另一端處，所述無(wú)線電鏈路在所示的實(shí)施例中是時(shí)分雙工(TDD)點(diǎn) 到點(diǎn)無(wú)線電鏈路。系統(tǒng)100被配置為采用正交頻分調(diào)制(OFDM)波形 中的多個(gè)子載波而通過TDD點(diǎn)到點(diǎn)無(wú)線電鏈路來發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)。請(qǐng)注 意，在TDD系統(tǒng)中，通常在無(wú)線電鏈路的每個(gè)末端處提供至少一個(gè)發(fā) 射機(jī)和至少一個(gè)接收機(jī)，從而允許系統(tǒng)在鏈路的每個(gè)末端處交替地發(fā) 送和接收信號(hào)。為了說明的明了性，圖1描繪了設(shè)置在無(wú)線電鏈路一端處的發(fā)射機(jī)102，接收機(jī)104設(shè)置在該鏈路的另一端處。應(yīng)認(rèn)識(shí)到在 點(diǎn)到點(diǎn)或點(diǎn)到多點(diǎn)應(yīng)用中可以采用無(wú)線通信系統(tǒng)100。
如圖1所示，發(fā)射機(jī)102包括前向糾錯(cuò)(FEC)塊編碼器106、映 射器108、發(fā)射機(jī)無(wú)線電管理器110、 OFDM符號(hào)合成器112、 OFDM 符號(hào)并行編碼器和調(diào)制器114、快速傅里葉逆變換(IFFT)處理器116、 并行到串行轉(zhuǎn)換器118、以及無(wú)線電發(fā)射機(jī)120。此外，接收機(jī)104包 括無(wú)線電接收機(jī)126、串行到并行轉(zhuǎn)換器128、快速傅里葉變換(FFT) 處理器130、 OFDM符號(hào)解碼器132、映射器134、干擾分析儀136、 接收機(jī)無(wú)線電管理器138、以及FEC塊解碼器140。請(qǐng)注意，接收機(jī)無(wú) 線電管理器138與發(fā)射機(jī)無(wú)線電管理器110之間的通信可以經(jīng)由低帶 寬信號(hào)142來實(shí)現(xiàn)，所述低帶寬信號(hào)信道142可以通過無(wú)線電鏈路沿 著單向或雙向而在分組數(shù)據(jù)報(bào)頭內(nèi)承載。
如上所述，發(fā)射機(jī)102包括FEC塊編碼器106，接收機(jī)104包括 FEC塊解碼器140。在發(fā)射機(jī)102處，F(xiàn)EC塊編碼器106被配置為接收 具有指定塊大小的至少一個(gè)輸入數(shù)據(jù)塊，并將該輸入數(shù)據(jù)塊編碼以形 成位數(shù)提高的輸出數(shù)據(jù)塊。如本領(lǐng)域中所已知的，如果在數(shù)據(jù)發(fā)送和 接收期間，塊中少于指定數(shù)目的位被損壞，則FEC塊編碼器106執(zhí)行 編碼操作以便可以將預(yù)定的算法應(yīng)用于接收機(jī)104處的數(shù)據(jù)塊以修正 數(shù)據(jù)。在本發(fā)明公開的實(shí)施例中，F(xiàn)EC塊解碼器140在與FEC塊編碼 器106相同的塊尺寸上操作，從而使解碼器140的成本和復(fù)雜性最小 化。具體地說，布置數(shù)據(jù)塊的發(fā)送格式，以便發(fā)射機(jī)102以塊碼長(zhǎng)度 的倍數(shù)來發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)射機(jī)102以脈沖形式發(fā)送數(shù)據(jù)，且每個(gè)發(fā)射脈 沖中的OFDM符號(hào)的數(shù)目的容量是多個(gè)輸出編碼塊尺寸的倍數(shù)。結(jié)果， 接收機(jī)104接收完整的數(shù)據(jù)塊以用于FEC塊解碼器140隨后執(zhí)行的解 碼，消除了存儲(chǔ)發(fā)射脈沖之間的數(shù)據(jù)的需要。
在示例性操作模式中，F(xiàn)EC塊編碼器106接收每個(gè)輸入數(shù)據(jù)塊， 并使用任何適當(dāng)?shù)募m錯(cuò)碼來將該數(shù)據(jù)塊編碼。然后，映射器108接收經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)塊，并將經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)映射到適當(dāng)?shù)淖虞d波。更具體地 說，在發(fā)射機(jī)無(wú)線電管理器110的控制下，映射器108將用于隨后調(diào) 制的數(shù)據(jù)映射到子載波上，該子載波對(duì)應(yīng)于當(dāng)前正在經(jīng)受最小干擾的 那部分工作頻帶。請(qǐng)注意，可以以公稱的零振幅或以任何其它適當(dāng)?shù)?減小振幅來調(diào)制未使用的子載波。此外，可以以公稱的零振幅或以任
何其它適當(dāng)?shù)臏p小振幅來調(diào)制OFDM頻譜中接近工作頻帶的上下邊緣 的子載波位置，以獲得聯(lián)邦條例所要求的頻譜形狀。在本發(fā)明公開的 實(shí)施例中，映射器108不將任何數(shù)據(jù)映射到對(duì)應(yīng)于當(dāng)前經(jīng)歷最大干擾 的那部分工作頻帶的子載波上。類似于未使用子載波和接近工作頻帶 的上下邊緣的子載波，可以以公稱的零振幅或以任何其它適當(dāng)?shù)臏p小 振幅來調(diào)制當(dāng)前受到顯著的干擾水平影響的子載波。
映射器108向組合相應(yīng)的OFDM符號(hào)的OFDM符號(hào)合成器112 提供經(jīng)映射的數(shù)據(jù)。接下來，并行編碼器和調(diào)制器114對(duì)OFDM信號(hào) 編碼并進(jìn)行調(diào)制，并將經(jīng)編碼和調(diào)制的符號(hào)提供給IFFT處理器116， IFFT處理器116可以具有固定的尺寸并可以提供固定數(shù)目的潛在子載 波位置。然后，IFFT處理器116將經(jīng)變換的符號(hào)提供給并行到串行轉(zhuǎn) 換器11S。這樣，OFDM符號(hào)被變換成時(shí)域樣本，該時(shí)域樣本被調(diào)制到 射頻(RF)載波上并由無(wú)線電發(fā)射機(jī)120和發(fā)射天線122以脈沖的形
式發(fā)送o
一旦在接收天線124處接收到數(shù)據(jù)的脈沖，無(wú)線電接收機(jī)126在 時(shí)域中對(duì)該數(shù)據(jù)脈沖進(jìn)行采樣，無(wú)線電接收機(jī)126將采樣的數(shù)據(jù)提供 給串行到并行轉(zhuǎn)換器128。接下來，串行到并行轉(zhuǎn)換器128以并行的形 式向FFT處理器130提供數(shù)據(jù)，F(xiàn)FT處理器130以振幅和相位重新構(gòu) 造組成每個(gè)OFDM信號(hào)的子載波。然后，OFDM符號(hào)解碼器140將 OFDM符號(hào)解碼成數(shù)據(jù)。為了便于OFDM符號(hào)的解碼，釆用子載波的 子集作為導(dǎo)頻音。具體地說，發(fā)射機(jī)102發(fā)送具有預(yù)定振幅和相位的 導(dǎo)頻音，以便可以通過本領(lǐng)域中已知的內(nèi)插法來生成信道均衡表。然 后，OFDM符號(hào)解碼器140將OFDM符號(hào)的振幅和相位信息與包含在信道均衡表中的信息相比較以解碼O F D M符號(hào)。
接下來，與接收機(jī)無(wú)線電管理器138相結(jié)合的干擾分析儀136確 定那些數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于有效的子載波位置，即對(duì)應(yīng)于當(dāng)前經(jīng)歷最小干擾的 那部分工作頻帶的子載波位置。在本發(fā)明公開的實(shí)施例中，將千擾分 析儀136配置為保持在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)求平均值的每個(gè)子載波的矢量誤 差的測(cè)量，所述時(shí)間段指示用于承載數(shù)據(jù)的子載波的適合性。本領(lǐng)域 中的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，對(duì)于每個(gè)子載波，可以通過取該子載波的接 收信號(hào)矢量與根據(jù)糾錯(cuò)數(shù)據(jù)導(dǎo)出的接收信號(hào)矢量的估計(jì)理想值之間的 差來確定所述矢量誤差。請(qǐng)注意，可以在時(shí)間上和/或子載波的數(shù)目上 對(duì)所述矢量誤差求平均值以提供接收到的信號(hào)質(zhì)量的測(cè)量。對(duì)于 OFDM頻譜中的未使用子載波位置，可以基于對(duì)應(yīng)于這些位置的接收 信號(hào)的振幅將為零的預(yù)期來計(jì)算矢量誤差。還將干擾分析儀136配置 為基于在傳輸序列中的預(yù)定間隙中接收到的功率來保持在整個(gè)工作頻 帶上平均的干擾水平的記錄，所述發(fā)送序列中的預(yù)定間隙通常稱為信 道可用性檢查周期。
為了確定干擾的存在，干擾分析儀136可以執(zhí)行在信號(hào)可用性檢 查周期期間接收到的信號(hào)的分析，或者可以確定子載波的矢量誤差測(cè) 量是否超過指定的可接受閾值。在替代實(shí)施例中，干擾分析儀136可 以執(zhí)行這些技術(shù)中所選的一種或這些技術(shù)的組合，以確定干擾的存在。 為了確定干擾是否只影響工作頻帶的一部分，干擾分析儀136可以獲 得OFDM頻譜中的每個(gè)子載波的矢量誤差的測(cè)量。如果干擾分析儀136 確定OFDM頻譜中的一些載波具有高水平的矢量誤差，而其它子載波 具有相對(duì)較低水平的矢量誤差，則接收機(jī)和發(fā)射機(jī)無(wú)線電管理器138、 110減少數(shù)據(jù)速率和用于承載數(shù)據(jù)的子載波的數(shù)目。減少數(shù)據(jù)速率和承 載數(shù)據(jù)的子載波的數(shù)目之后，發(fā)射機(jī)102可以將輸入數(shù)據(jù)分配給對(duì)應(yīng) 于當(dāng)前正在受到最小干擾的那部分工作頻帶的子載波。映射器134將 來自這些子載波位置的數(shù)據(jù)映射到FEC塊解碼器140中的適當(dāng)?shù)刂罚?FEC塊解碼器140在其輸出端處提供經(jīng)糾錯(cuò)的數(shù)據(jù)。請(qǐng)注意，不將所述對(duì)應(yīng)于當(dāng)前正在受到最大干擾的那部分工作頻帶的子載波用于承載 數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明公開的實(shí)施例中，從與將由FEC塊解碼器140每周期處 理的數(shù)據(jù)塊尺寸一致的值中選擇數(shù)據(jù)速率和承載數(shù)據(jù)的子載波的數(shù) 目。這樣，可以經(jīng)由尋址的重新分配將并行形式的輸入數(shù)據(jù)分配給受 干擾影響最小的子載波，消除了將用于分配的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到下一個(gè)可用 發(fā)射脈沖的需要。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以將無(wú)線通信系統(tǒng)100 配置為用占用公稱10 MHz、 20 MHz或30 MHz的頻率帶寬的OFDM 信號(hào)高效地執(zhí)行塊編碼。在這種情況下，如果工作頻帶是30MHz且干 擾環(huán)境要求減少數(shù)據(jù)速率和承載數(shù)據(jù)的子載波的數(shù)目，則可以將數(shù)據(jù) 速率和子載波的數(shù)目減少至20 MHz或10 MHz帶寬模式中通常使用的 水平。
參照以下說明性示例和圖2a 2d將更好地理解接收機(jī)和發(fā)射機(jī)無(wú) 線電管理器138、 110為了減少數(shù)據(jù)速率并優(yōu)化OFDM頻譜內(nèi)承載數(shù)據(jù) 的子載波的數(shù)目和位置而執(zhí)行的處理。圖2a描繪了包括完全占用可用 工作頻帶的多個(gè)子載波202的OFDM信號(hào)波形200a。如圖2a所示， 多個(gè)子載波202重疊以覆蓋具有指定截至頻率fl與f2之間的連續(xù)功率 譜的工作頻帶。由子載波202的重合所形成的復(fù)合信號(hào)而引起的平均 功率譜密度在整個(gè)工作頻帶內(nèi)近似是均勻的，朝著用于使與相鄰操作 信道的干擾最小化的頻帶邊緣下降。
如圖2a進(jìn)一步示出，工作頻帶內(nèi)存在多個(gè)干擾信號(hào)204、206、208。 例如，無(wú)線通信系統(tǒng)可以在非許可頻帶范圍內(nèi)操作，諸如設(shè)置在約5.8 GHz處的無(wú)線LAN (WLAN)的非許可頻帶，且干擾信號(hào)204、 206、 208可能是由來自在同一非許可頻帶內(nèi)的其它系統(tǒng)的傳輸所引起的。請(qǐng) 注意，干擾信號(hào)204、 206 208可以處于相對(duì)于OFDM信號(hào)200a的各 種水平，并可以具有工作頻帶內(nèi)的各種中心頻率和/或帶寬。在所示的 實(shí)施例中，干擾信號(hào)204、 206、 208處于高于OFDM信號(hào)200a的水平。結(jié)果，接近于干擾信號(hào)204、 206、 208所占用的頻率的子載波可能變 得損壞。應(yīng)認(rèn)識(shí)到即使在干擾信號(hào)204、 206、 208處于同一水平或處 于低于OFDM信號(hào)200a的水平時(shí)，信號(hào)與干擾加噪聲比可能仍然足以 引起干擾信號(hào)204、 206、 208附近的子載波的一些損壞，從而使這些 子載波的數(shù)據(jù)承載能力不可靠。
如上所述，在存在干擾的情況下，接收機(jī)和發(fā)射機(jī)無(wú)線電管理器 138、 110 (參見圖1)減少數(shù)據(jù)速率和用于承載數(shù)據(jù)的子載波的數(shù)目。 此外，基于與子載波相關(guān)的矢量誤差是否超過指定的可接受閾值來分 析每個(gè)承載數(shù)據(jù)的子載波以用于其在OFDM頻譜內(nèi)位置的可能的重新 分配。圖2b描繪了 OFDM信號(hào)波形200b，其對(duì)應(yīng)于減少數(shù)據(jù)速率和 承載數(shù)據(jù)的子載波的數(shù)目之后的OFDM信號(hào)200a (參見圖2a)。如圖 2b所示，接近干擾信號(hào)204的諸如子載波210的子載波可能由于其接 近于干擾信號(hào)204而變得損壞。例如，與子載波210相關(guān)的矢量誤差 可能由于其接近干擾信號(hào)204而超過可接受閾值。同樣地，接近干擾 信號(hào)206的子載波可能由予其接近干擾信號(hào)206而變得損壞。在本示 例中，在數(shù)據(jù)速率和承載數(shù)據(jù)的子載波的數(shù)目減少之后，沒有子載波 足夠地接近干擾信號(hào)208以使得由于其接近該干擾信號(hào)而變得損壞。
如果與子載波210相關(guān)的矢量誤差超過可接受閾值，則將用于該 子載波的數(shù)據(jù)分配給具有相關(guān)矢量誤差的子載波位置，所述相關(guān)矢量 誤差小于當(dāng)前子載波位置的矢量誤差。圖2c描繪了用于子載波210的 數(shù)據(jù)到對(duì)應(yīng)于子載波212的工作頻帶內(nèi)的位置的示例性分配，所述位 置距離干擾信號(hào)204、 206、 208的頻率遠(yuǎn)到足以避免受到這些干擾信 號(hào)的損壞。應(yīng)認(rèn)識(shí)到可以同樣地將非常接近于干擾信號(hào)204、 206、 208 的每個(gè)子載波的數(shù)據(jù)分配給當(dāng)前經(jīng)歷較小干擾的那些工作頻帶部分。 如上所述，接收機(jī)和發(fā)射機(jī)無(wú)線電管理器138、 110經(jīng)由通過低比特率 信令信道142 (參見圖1)發(fā)送信號(hào)來控制OFDM頻譜內(nèi)的數(shù)據(jù)分配。 在一個(gè)實(shí)施例中，可以依次對(duì)每個(gè)承載數(shù)據(jù)的子載波執(zhí)行工作頻帶內(nèi) 的矢量誤差測(cè)量和數(shù)據(jù)分配以降低對(duì)數(shù)據(jù)處理資源的需求并保證可以采用接收機(jī)和發(fā)射機(jī)無(wú)線電管理器138、110之間的低速率信令信道142 (參見圖1)。
圖2d描繪了完成工作頻帶內(nèi)子載波位置之間的數(shù)據(jù)分配之后的生 成OFDM頻譜。如圖2d所示，占用非常接近于干擾信號(hào)204、 206、 208的位置的子載波不被用來發(fā)送數(shù)據(jù)，并在功率方面使其最小化。在 一個(gè)實(shí)施例中，在子載波位置之間的最初數(shù)據(jù)分配之后，再次測(cè)量每 個(gè)子載波的矢量誤差以確定任何子載波是否正在受到顯著水平的干擾 的影響。如果顯著的干擾仍然影響一些子載波，則進(jìn)一步減少用來發(fā) 送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率和子載波的數(shù)目，并重復(fù)OFDM頻譜內(nèi)的數(shù)據(jù)分配。 每當(dāng)由于干擾的存在而減少數(shù)據(jù)速率和承載數(shù)據(jù)的子載波的數(shù)目時(shí)， 可以重復(fù)一次或多次子載波位置之間的此類數(shù)據(jù)重新分配。這樣，響 應(yīng)于檢測(cè)到的干擾環(huán)境的變化，本發(fā)明公開的無(wú)線通信系統(tǒng)可以改變 承載數(shù)據(jù)的子載波在工作頻帶內(nèi)的位置，從而保證將要發(fā)送的數(shù)據(jù)分 配給占用最佳頻帶部分的子載波。
應(yīng)認(rèn)識(shí)到對(duì)應(yīng)于導(dǎo)頻音的子載波位置不受上述數(shù)據(jù)分配過程的影 響。在本發(fā)明公開的實(shí)施例中，導(dǎo)頻音占據(jù)OFDM頻譜中的固定位置。 然而，請(qǐng)注意，在導(dǎo)頻音在受干擾影響的一部分工作頻帶內(nèi)下降的情 況下，可以基于對(duì)于導(dǎo)頻音而記錄的矢量誤差來將該導(dǎo)頻音對(duì)信道均 衡表的作用去加權(quán)(de-weighted)。
下面參照?qǐng)D3來描述操作本發(fā)明公開的無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)的示例 性方法。在這種示例性方法中，無(wú)線通信系統(tǒng)采用工作頻帶內(nèi)的多個(gè) 子載波來通過至少一個(gè)通信鏈路而發(fā)送數(shù)據(jù)。此外，每個(gè)子載波操作 頻帶內(nèi)具有相應(yīng)的位置。如步驟302所示，可以進(jìn)行這樣的確定工 作頻帶的至少一部分是否正在經(jīng)受提高的干擾水平，而工作頻帶的至 少另一部分是否正在經(jīng)受降低的干擾水平。如步驟304所示，如果工 作頻帶的至少一部分正在經(jīng)受提高的干擾水平，同時(shí)工作頻帶的至少 另一部分正在經(jīng)受降低的干擾水平，則將用于通過通信鏈路來發(fā)送數(shù)據(jù)的子載波的數(shù)目減少至第一減少數(shù)目的子載波。另外，如步驟306 所示，將要發(fā)送的數(shù)據(jù)分配、合所述第一減少數(shù)目的子載波之中的至少 一個(gè)子載波，其具有正在經(jīng)受降低的干擾水平的那部分工作頻帶內(nèi)的
相應(yīng)位置。最后，如步驟308所示，通過通信鏈路來發(fā)送承載數(shù)據(jù)的 子載波。在本發(fā)明公開的實(shí)施例中，通過TDD點(diǎn)到點(diǎn)無(wú)線電鏈路在 OFDM信號(hào)波形中發(fā)送承載數(shù)據(jù)的子載波。
應(yīng)認(rèn)識(shí)到實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所需的功能可以整體或部分地使用硬件、軟 件、固件、或其使用微控制器、微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、可編程 邏輯陣列、或任何適當(dāng)形式的硬件、軟件、和/或固件的一些組合來體 現(xiàn)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí)到在不違背本文公開的發(fā)明構(gòu)思的情 況下可以對(duì)在無(wú)線通信系統(tǒng)中提供干擾優(yōu)化的OFDM的上述系統(tǒng)和方 法進(jìn)行修改和變更。因此，除隨附權(quán)利要求的范圍和精神之外，不應(yīng) 將本發(fā)明視為受到限制。
權(quán)利要求
1. 一種操作無(wú)線通信系統(tǒng)的方法，所述系統(tǒng)采用工作頻帶內(nèi)的許多子載波來通過至少一個(gè)通信鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)，每個(gè)子載波在工作頻帶內(nèi)具有相應(yīng)的位置，該方法包括步驟在第一確定步驟中，確定所述工作頻帶的至少一部分是否正在經(jīng)受提高的干擾水平，同時(shí)所述工作頻帶的至少一部分正在經(jīng)受降低的干擾水平；以及如果工作頻帶的至少一部分正在經(jīng)受提高的干擾水平，同時(shí)工作頻帶的至少一部分正在經(jīng)受降低的干擾水平在第一減少步驟中，將用于通過所述通信鏈路來發(fā)送數(shù)據(jù)的所述子載波的數(shù)目減少至第一減少數(shù)目的子載波；在第一分配步驟中，分配將被發(fā)送到第一減少數(shù)目的子載波之中的至少一個(gè)子載波的數(shù)據(jù)，所述至少一個(gè)子載波在正在經(jīng)受降低的干擾水平的一部分工作頻帶內(nèi)具有相應(yīng)的位置；以及通過所述通信鏈路來發(fā)送第一數(shù)目的子載波之中的至少一個(gè)子載波。
2. 權(quán)利要求l所述的方法，還包括 重復(fù)所述第一確定步驟；以及如果工作頻帶的至少一部分正在經(jīng)受提高的干擾水平，同時(shí)工作 頻帶的至少一部分正在經(jīng)受降低的干擾水平在第二減少步驟中，將用于通過所述通信鏈路來發(fā)送數(shù)據(jù)的第一 數(shù)目的子載波減少至第二減少數(shù)目的子載波，所述第二數(shù)目的子載波 少于第一數(shù)目的子載波；以及在第二分配步驟中，分配將被發(fā)送到第二減少數(shù)目的子載波之中 的至少一個(gè)子載波的數(shù)據(jù)，所述至少一個(gè)子載波在正在經(jīng)受降低的干 擾水平的一部分工作頻帶內(nèi)具有相應(yīng)的位置。
3. 權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述第一確定步驟包括 測(cè)量與在工作頻帶內(nèi)暴有相應(yīng)位置的每個(gè)子載波相關(guān)的矢量誤差，以及確定與每個(gè)子載波相關(guān)的矢量誤差是否超過指定的閾值。
4. 權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述第一確定步驟包括 保持與在工作頻帶內(nèi)具有相應(yīng)位置的每個(gè)子載波相關(guān)的矢量誤差的時(shí)間平均測(cè)量，測(cè)量與每個(gè)子載波相關(guān)的第一矢量誤差，以及確定與每個(gè)子載波相關(guān)的第一矢量誤差是否超過矢量誤差的所述 時(shí)間平均測(cè)量。
5. 權(quán)利要求4所述的方法，還包括對(duì)第一數(shù)目的子載波中的每一 個(gè)依次執(zhí)行所述測(cè)量步驟和所述確定步驟。
6. 權(quán)利要求l所述的方法，其中，所述第一減少步驟包括降低數(shù)據(jù)速率以通過所述通信鏈路來發(fā)送數(shù)據(jù)。
7. 權(quán)利要求6所述的方法，還包括選擇數(shù)據(jù)速率和第一數(shù)目的子 載波，以使得所述系統(tǒng)的生成數(shù)據(jù)容量是預(yù)定數(shù)據(jù)塊尺寸的倍數(shù)。
8. 權(quán)利要求7所述的方法，還包括由FEC塊編碼器對(duì)將被發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼；以及由所述FEC塊編碼器提供至少一個(gè)編碼數(shù)據(jù)塊，其中，所述編碼 數(shù)據(jù)塊的尺寸對(duì)應(yīng)于所述預(yù)定數(shù)據(jù)塊尺寸。
9. 權(quán)利要求8所述的方法，還包括將所述編碼數(shù)據(jù)塊映射到第一 減少數(shù)目的子載波之中的至少一個(gè)子載波上，所述至少一個(gè)子載波在 正在經(jīng)受降低的干擾水平的一部分工作頻帶內(nèi)具有相應(yīng)的位置。
10. 權(quán)利要求1所述的方法，還包括通過所述通信鏈路以正交頻 分調(diào)制(OFDM)信號(hào)波形發(fā)送第一數(shù)目的子載波，所述通信鏈路包括時(shí)分雙工(TDD)點(diǎn)到點(diǎn)無(wú)線電鏈路。
11. 一種無(wú)線通信系統(tǒng)，包括至少一個(gè)發(fā)射機(jī)，操作用于以至少一個(gè)正交頻分調(diào)制(OFDM) 信號(hào)波形使用多個(gè)子載波來發(fā)送數(shù)據(jù)，所述OFDM信號(hào)波形通過至少 一個(gè)時(shí)分雙工(TDD)點(diǎn)到點(diǎn)無(wú)線電鏈路來發(fā)送，每個(gè)子載波在工作 頻帶內(nèi)具有相應(yīng)的位置；以及至少一個(gè)接收機(jī)，操作用于接收包括所述多個(gè)子載波的OFDM信號(hào)，其中，所述至少一個(gè)接收機(jī)還操作用于確定所述工作頻帶的至少一部分是否正在經(jīng)受提高的干擾水平， 同時(shí)所述工作頻帶的至少一部分是否正在經(jīng)受降低的干擾水平；以及 如果所述工作頻帶的至少一部分正在經(jīng)受提高的干擾水平，同時(shí)所述工作頻帶的至少一部分正在經(jīng)受降低的干擾水平通過至少一個(gè)信令信道向所述至少一個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)送至少一個(gè)控制 信號(hào)以將用于通過所述鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)的子載波的數(shù)目減少至第一減少 數(shù)目的子載波，以及分配將被發(fā)送到第一減少數(shù)目的子載波之中的至少一個(gè)子載波的數(shù)據(jù)，所述至少一個(gè)子載波在正在經(jīng)受降低的干擾水平的一部分工作 頻帶內(nèi)具有相應(yīng)的位置。
12. 權(quán)利要求ll所述的系統(tǒng)，其中，如果所述工作頻帶的至少一 部分正在經(jīng)受提高的干擾水平，同時(shí)所述工作頻帶的至少一部分正在 經(jīng)受降低的千擾水平，則所述至少一個(gè)接收機(jī)還用于通過所述至少一 個(gè)信令信道向所述至少一個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)送至少一個(gè)控制信號(hào)以將用于通 過所述鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)的第一數(shù)目的子載波減少至第二減少數(shù)目的子載 波，所述第二數(shù)目的子載波少于所述第一數(shù)目的子載波；以及分配將被發(fā)送到第二減少數(shù)目的子載波之中的至少一個(gè)子載波的數(shù)據(jù)，所述 至少一個(gè)子載波在正在經(jīng)受降低的干擾水平的一部分工作頻帶內(nèi)具有相應(yīng)的位置。
13. 權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)接收機(jī)操作還 用于測(cè)量與在工作頻帶內(nèi)具有相應(yīng)位置的每個(gè)子載波相關(guān)的矢量誤 差；以及確定所述與每個(gè)子載波相關(guān)的矢量誤差是否超過指定閾值。
14. 權(quán)利要求ll所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)接收機(jī)還用于 保持與在工作頻帶內(nèi)具有相應(yīng)位置的每個(gè)子載波相關(guān)的矢量誤差的時(shí) 間平均測(cè)量；測(cè)量與子載波序列中的每一個(gè)相關(guān)的第一矢量誤差；以 及確定與子載波序列中的每一個(gè)相關(guān)的第一矢量誤差是否超過矢量誤 差的時(shí)間平均測(cè)量。
15. 權(quán)利要求ll所述的系統(tǒng)，其中，如果所述工作頻帶的至少一 部分正在經(jīng)受提高的干擾水平，同時(shí)所述工作頻帶的至少一部分正在 經(jīng)受降低的干擾水平，則所述至少一個(gè)接收機(jī)還用于通過所述至少一 個(gè)信令信道來向所述至少一個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)送至少一個(gè)控制信號(hào)以降低用 于通過所述鏈路來發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率。
16. 權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)發(fā)射機(jī)還用于 選擇數(shù)據(jù)速率和第一數(shù)目的子載波，以使得生成的數(shù)據(jù)發(fā)送容量是預(yù) 定數(shù)據(jù)塊尺寸的倍數(shù)。
17. 權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)發(fā)射機(jī)包括前 向糾錯(cuò)(FEC)塊編碼器，其中，所述FEC塊編碼器用于將所述至少 一個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)編碼，并提供至少一個(gè)編碼數(shù)據(jù)塊，所述至少 一個(gè)編碼數(shù)據(jù)塊具有對(duì)應(yīng)于預(yù)定數(shù)據(jù)塊尺寸的尺寸。
18. 權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)發(fā)射機(jī)包括映 射器，該映射器用于將所rf編碼數(shù)據(jù)塊映射到第一減少數(shù)目的子載波 之中的至少一個(gè)子載波上，所述至少一個(gè)子載波在正在經(jīng)受降低的干 擾水平的一部分工作頻帶內(nèi)具有相應(yīng)的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)在可用工作頻帶的一些部分經(jīng)受干擾的環(huán)境中提供增加的可靠性。該系統(tǒng)確定工作頻帶是否正在經(jīng)受干擾。如果是這樣，則該系統(tǒng)確定(302)此類干擾是否正在影響頻帶的一個(gè)或多個(gè)部分。如果干擾僅僅影響部分頻帶，則所述系統(tǒng)減少(304)用來發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率和子載波的數(shù)目。接下來，所述系統(tǒng)在不向當(dāng)前正在經(jīng)受最高干擾水平的子載波分配數(shù)據(jù)的同時(shí)，分配(306)將被發(fā)送到當(dāng)前正在經(jīng)受最低干擾水平的子載波的數(shù)據(jù)。這樣，所述系統(tǒng)響應(yīng)于檢測(cè)到的干擾環(huán)境的變化來分配將被發(fā)送到占用最佳工作頻帶部分的子載波的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101513000SQ200780032533
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2007年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月29日
發(fā)明者奈杰爾·金, 彼得·斯特朗, 菲利普·波爾特 申請(qǐng)人:派平霍特網(wǎng)絡(luò)有限公司