使用多種碼元長度的多載波傳輸的製作方法

2023-05-22 14:36:41 2

專利名稱：使用多種碼元長度的多載波傳輸的製作方法
使用多種碼元長度的多載波傳輸本申請是申請號為200380105059. 7、國際申請日為2003年10月27日、發明名稱 為「使用多種碼元長度的多載波傳輸」的發明專利申請的分案申請。本申請要求下列優先權美國專利申請序列號No. 60/421/309號臨時申請，題為 "ΜΙΜΟ WLAN System」，提交於2002年10月25日，以及美國專利申請序列號No. 60/438, 601， 題 為"Pilot Transmission Schemes for WirelessMulti-Carrier Communication System」，提交於2003年1月7日，兩者都轉讓給本申請的受讓人並通過引用將它們所有的 目的完整地結合於此。背景I.領域本申請一般涉及數據通信，更具體地說，涉及正交頻分復用(OFDM)通信系統以及 用於提供OFDM碼元符號大小以增加無線效率的技術。
II.背景無線通信系統廣泛使用以提供各種類型的通信服務，例如語音、分組數據等等。這 些系統可使用0FDM，其是一種能夠為一些無線環境提供高性能的調製技術。OFDM將整個系 統帶寬有效地分割成數個(Ns個)正交的子頻帶，通常也稱為頻調、區段以及頻率子信道。 使用0FDM，每一個子頻帶與一不同的可能調製了數據的載波相關。在OFDM中，一信息比特流被轉換成一系列頻域調製碼元。一調製碼元可在每個 OFDM碼元周期(在下面定義)中在Ns個子頻帶中的每一個上發射。將要在每個OFDM碼元 周期中在Ns個子頻帶上被發射的調製碼元被使用快速傅立葉反變換(IFFT)變換到時域以 獲得一包含Ns個樣本的「變換的」碼元。至一 Ns點IFFT的輸入是Ns個頻域值而IFFT的 輸出是Ns個時域樣本。子頻帶的數量由IFFT的大小確定。增加IFFT的大小增加了子頻 帶的數量也增加了每個變換的碼元的樣本的數量，這相應地增加了要求用於發射該碼元的 時間。為了對抗用於數據傳輸的無線信道中的頻率選擇性衰減(下面描述)，每一個變 換的碼元的一部分通常會在傳輸前被重複。重複的部分通常被稱為循環前綴，且具有Ncp 個樣本的長度。循環前綴的長度通常是基於系統的延遲擴展選擇。一 OFDM碼元由一轉換 的碼元和其循環前綴組成。每一個OFDM碼元包含Ns+Ncp個樣本並具有Ns+Ncp個樣本周 期的持續時間，這是一個OFDM碼元周期。和OFDM碼元大小相關的循環前綴的大小會對OFDM系統的效率產生很大的影響。
循環前綴必須與每一個OFDM碼元一起被發射以簡化在一多路徑環境中的接收機處理，但
是循環前綴不攜載額外的信息。循環前綴可被視為在多路徑環境中操作時必須被浪費的帶
Ncp
寬。以這種方式被浪費的帶寬的比例可以使用下式計算:N N。例如，如果Ncp是16個
上、S ^ Cp
樣本而Ns是64個樣本，則20%的帶寬被損失用於循環前綴。這個百分比可通過使用Ns相 對大的值來減小。不幸的是，使用Ns相對大的值同樣會導致低效率，特別是將要被發射的 信息單元或者分組的大小比OFDM碼元的容量小得多的時候。例如，如果每個OFDM碼元可攜載480個信息比特，但是大多數一般分組包含96比特，則分組效率將是很差的而在發射 該一般分組時OFDM碼元的大多數容量被浪費。正交頻分多址(OFDMA)由於通過使用大OFDM碼元而導致容量擴充來改善低效率。 對於0FDMA，多個用戶使用頻域復用來共享大OFDM碼元。這是通過保留一組用於信令的子 頻帶並分配不同的不相交子頻帶組至不同的用戶來實現。然而，使用OFDMA的數據傳輸可 能由於各種因素而變得複雜，例如不同的功率要求、傳播延遲、都卜勒頻移、以及/或者共 享該大OFDM碼元的不同用戶的定時。現存的OFDM系統通常選擇一單一的OFDM碼元大小，其是多種目的的折衷，這些目 的可包括最小化循環前綴開銷以及最大化分組效率。使用該單一 OFDM碼元大小導致在發 射可變大小的分組時由於容量的擴展而引起的低效率。因此在本領域中需要一種OFDM系 統，其在發射可變大小的分組時能有效地操作。

發明內容
此處提供了使用不同大小的OFDM碼元來實現OFDM系統的更高的效率的技術。這 些技術可最小化循環前綴開銷和最大化分組效率兩方面的要求。OFDM碼元大小可基於準備 在一 OFDM系統中準備發射的負載的不同類型所希望的大小而被選擇。系統話務可被安排 至不同的分類中。對於每個分類，一個或多個合適大小的OFDM碼元可基於該分類中的話務 所期望有效負載大小而被選擇使用。例如，系統數據可被安排至控制數據、用戶數據、以及導頻數據。控制數據可使用 第一大小的OFDM碼元發射，用戶數據可使用第二大小的OFDM碼元和第一大小的OFDM碼元 發射，而導頻數據可使用第三大小(或者第一大小)的OFDM碼元發射。用戶數據還可以被 安排到子分類中，例如語音數據、分組數據、消息傳遞數據等等。一特定的OFDM碼元大小可 之後被選擇用於用戶數據的每一個子分類。作為替代或者附加，用於每個用戶的數據可被 使用一具有選擇用於該用戶的大小的OFDM碼元發射。為了改善分組效率，不同大小的OFDM 碼元可被用於一給定的用戶數據分組以更好地匹配OFDM碼元的容量至分組有效負載。一般，任何數量的OFDM碼元大小可被用於一 OFDM系統，而任何特定OFDM碼元大 小可被選擇使用。在一個示例設計中，兩個OFDM碼元大小的組合被使用以最大化分組效 率。在該示例設計中，一小的或短的OFDM碼元大小(例如，具有64子頻帶)被用於導頻和 控制數據。用戶數據可被在零個或多個具有大的或者長的OFDM碼元大小(例如，具有256 子頻帶)的OFDM碼元中以及在零個或多個具有小的OFDM碼元大小的OFDM碼元中發送，這 是根據有效負載的大小。在發射機和接收機處的處理(例如，編碼、交錯、碼元映射、以及空間處理)可以一 種考慮到不同大小的OFDM碼元的使用的形式被執行，如下面所描述的。本發明的各種方面 和實施例也在下面詳細描述。附圖簡述本發明的特徵、性質和優勢將從下面結合附圖的詳細描述中變得更加明顯，其中 相同的附圖標記始終表示相同的特徵，其中

圖1示出一 OFDM調製器的框圖；圖2示不同大小的OFDM碼元以及由於循環前綴的開銷；
4
圖3A和3B示出使用不同大小的OFDM碼元來發射不同類型的數據；圖4示出具有S級的IFFT單元，用於產生不同大小的OFDM碼元；圖5示出一示例MIM0-0FDM系統；圖6示出用於一 TDD MIM0-0FDM系統的幀結構；圖7示出用於數據分組和PHY幀的結構；圖8示出一接入點和兩個用戶終端的框圖；圖9A示出一可被用於該接入點和該用戶終端的發射機的框圖；以及圖9B示出該發射機單元中的調製器的框圖；詳細描述詞語「示例」在此處被用於表示「作為例子、示例或者說明」。任何在此處被作為「示 例」描述的實施例或者設計並不需要被描述為相對於其他的實施例是優選的或者具有優勢 的。圖1示出可用在一 OFDM系統中的OFDM調製器100的框圖。將要被發射的數據 (即，信息比特)通常首先在一編碼器(沒有示出)中使用一特定的編碼方法編碼以產生編 碼比特。例如，編碼器(沒有示出)可使用一前向差錯校正(FEC)碼，諸如分組碼、卷積碼 或者turbo碼。編碼比特接下來被分組到B比特二進位值中，其中B >1。每一個B比特值 接下來被基於一特定調製方案(例如，M-PSK或者M-QAM，其中M = 2B)映射到一指定調製 碼元。每一個調製碼元是信號星座圖中對應於用於該調製碼元的調製方案的一個複數值。對於每一個OFDM碼元周期，一調製碼元可在每一個用於數據傳輸的子頻帶上發 射，且對於每一個沒有使用的子頻帶提供一為零的信號值。快速傅立葉變換(IFFT)單元 110使用快速傅立葉反變換(IFFT)將每個OFDM碼元周期內的所有Ns個子頻帶的Ns個調 制碼元和零轉換到時域，以獲得包含Ns個樣本的變換的碼元。一循環前綴產生器120接下來重複每一個變換碼元的以部分一獲得一對應的包 含Ns+Ncp個樣本的OFDM碼元。循環前綴被用於對抗頻率選擇性衰落(即，在整個系統帶 寬上變化的頻率響應)，該衰減是由於系統的延遲擴展而引起。對於發射機發射的信號，在 接收機處最早到達和最晚到達的信號實例之間的系統延遲擴展是不同的。系統的延遲擴展 是對於所有系統中的發射機和接收機的期望最差情況的延遲擴展。頻率選擇性衰落導致碼 間串擾(ISI)，這是一種在所接收的信號中的每一個碼元起到對該接收信號中的後續碼元 的失真作用的現象。ISI失真通過影響正確檢測所接收的信號的能力而降低性能。為了有 效地對抗ISI，循環前綴的長度通常基於系統的延遲擴展而選擇，因此循環前綴包含了所有 多路徑能量中的一顯著部分。循環前綴對於每一個OFDM碼元表現為一固定Ncp個樣本的 開銷。圖2說明了不同大小的OFDM碼元，包括由於循環前綴的固定開銷。對於給定的系 統帶寬W MHz, OFDM碼元的大小或者持續時間是根據子頻帶的數量。如果系統帶寬通過使 用一 N點IFFT被分割成N個子頻帶，則結果變換碼元包含N個樣本並跨越N個樣本周期或 者N/W微妙。如圖2所示的，系統帶寬也可通過使用2N點IFFT被分割成2N個子頻帶。在 這種情況下，結果變換碼元可包含2N個樣本，跨越2N個樣本周期，並具有大約兩倍於具有 N個樣本的變換的碼元的數據攜載能力。類似地，圖2還示出了系統帶寬怎樣可使用4N點 IFFT被分割成4N個子頻帶。結果變換的碼元可包含4N個樣本並具有大約四倍於具有N個樣本的變換的碼元的數據攜載能力。如圖2所示的，由於循環前綴是一個固定的開銷，當碼元的大小增加時該開銷變 成OFDM碼元中的一個小的百分比。觀察另一個方法，僅僅一個循環前綴需要用於4N大小的 變換的碼元，而4個循環前綴需要用於等價的4個N大小的變換的碼元。循環前綴的開銷 的量可通過使用4N大小的大OFDM碼元而降低75%。(術語「大」和「長」在此處對於OFDM 碼元可互換地使用，而術語「小」和「短」也可互換地使用)。圖2表示效率改善(從循環前 綴觀點看)可通過使用具有最大可能大小的OFDM碼元而獲得。可使用的最大大小的OFDM 碼元通常由無線信道的相干(coherence)時間限制，其是無線信道基本保持恆定的時間。最大可能OFDM碼元的使用可能從其他觀點看是低效率的。具體而言，如果OFDM 碼元的數據攜載容量比將要發送的有效負載的容量大的多，則OFDM碼元的剩下的多餘容 量將變得沒有用處。該OFDM碼元的多餘容量表示了低效率。如果OFDM碼元太大，則由於 多餘容量造成的低效率可能比由於循環前綴造成低效率更大。在一示出的OFDM系統中，兩種類型的低效率都通過使用不同大小的OFDM碼元而 最小化。用於發射一數據單元的OFDM碼元大小可從一組可用的OFDM碼元大小中選擇，其相 應地可基於將要在OFDM系統中發射的不同類型的負載所希望的大小而選擇。系統話務可 被安排至不同的分類中。對於每一個分類，一個或多個合適大小的OFDM碼元可基於該分類 中的話務的期望有效負載大小和可能的其他考慮(例如，實現複雜度)而被選擇使用。一 OFDM碼元可被看作用於發送數據的矩形波串(boxcar)。一個或多個合適大小的矩形波串 可根據該分類將要發送的數據量而被選擇用於每一個數據分類。一數據單元可使用多個具 有固定大小或者可變大小的矩形波串而發送。例如，如果一數據單元消耗2. 1倍的「大」矩 形波串的容量，則將使用兩個「大」矩形波串和一個「小」矩形波串發送。作為一例，系統話務可被分割成三個基本分類——控制數據、用戶數據、和導頻數 據。控制數據通常組成全部系統話務的一小部分(例如，小於10%)並通常在小塊中被發 送。用戶數據組成系統話務的主要部分。為了最小化循環前綴開銷並最大化分組效率，一 短OFDM碼元可被用於發送控制數據和導頻，而長OFDM碼元和短OFDM碼元的組合可被用於 發送用戶數據。圖3A示出使用不同大小的OFDM碼元以在一 OFDM系統中發射不同類型的數據。為 了簡明，僅僅一個OFDM碼元大小被用於圖3A中的數據的每一個分類和類型。通常，任何數 量的OFDM碼元大小可被用於數據的每一個分類和類型。如圖3A中所示出的，導頻數據可使用具有大小Nsa的OFDM碼元發射，控制數據可 使用具有大小Nsb的OFDM碼元發射，而不同類型的用戶數據(或者用於不同用戶的數據) 可使用具有大小Nbc至Nsq的OFDM碼元發射。用戶數據可進一步被安排成諸如語音數據、 分組數據、消息傳遞數據等等的子分類中。一合適的OFDM碼元大小接下來可被選擇用於每 一個用戶數據的子分類。或者，每個用戶的數據可使用具有用於該用戶的合適大小的OFDM 碼元發射。用於特定用戶的OFDM碼元大小可基於各種考慮，諸如將要發射的數據的量、用 於該用戶的無線信道的相干時間等等而被選擇。 一般而言，任何數量的OFDM碼元大小可被用於OFDM系統，而任何特定OFDM碼元 大小可被選擇使用。通常，最小的OFDM碼元大小由循環前綴開銷指定而最大OFDM碼元大 小由無線信道的相干時間指定。對於實踐的考慮，2的冪(例如，32、64、128、256、512等等)的OFDM碼元大小通常會被選擇使用，因為在時域和頻域之間使用IFFT和快速傅立葉變換 操作進行變換比較容易。圖3A示出以時分復用(TDM)方式在不同的時間分段內不同類型的數據的傳輸。每 個幀(具有特定的持續時間)被分割成多個時間分段。每個時間分段可被用於發射特定類 型的數據。不同類型的數據也可以其他的方式發射，且這是在本發明的範圍之內。例如，導 頻和控制數據可在同一個時間分段內在不同的組的子頻帶上發射。如另一個例子，所有的 數據可對於每個幀在一個時間分段內發射。對於TDM幀結構，諸如在圖3A中示出的，特定的用於每個時間分段的OFDM碼元大 小可通過各種方式確定。在一個實施例中，用於每個時間分段的OFDM碼元大小是固定的並 且為OFDM系統中的發射機和接收機兩者先驗所知。在另一個實施例中，用於每個時間分段 的OFDM碼元大小是可配置的，並且例如，由發送用於每個幀的信令所指定。在另一個實施 例中，用於一些時間分段的OFDM碼元大小(例如，用於導頻和控制數據)可以是固定的而 用於其它時間分段的(例如，用戶數據)的OFDM碼元大小可以是可配置的。在後一種配置 中，發射機可使用固定碼元大小控制數據信道發射將要在後續的用戶數據OFDM碼元中使 用的OFDM碼元大小。圖3B示出使用兩種不同的OFDM碼元大小N和4N用於不同類型的數據。在該實 施例中，每個幀被分割成三個時間分段用於導頻、控制數據和用戶數據。導頻和控制數據使 用大小為N的OFDM碼元大小發射，而用戶數據使用大小為4N的OFDM碼元和大小為N的 OFDM碼元發射。一個或多個大小為N的OFDM碼元可在導頻和控制數據的每一個時間分段 發射。零個或多個大小為4N的OFDM碼元以及零個或多個大小為N的OFDM碼元可在用戶 數據的時間分段發射。圖4示出能夠產生不同大小的OFDM碼元的可變大小IFFT單元400的一個實施 例。IFFT單元400包括S級，其中S = Iog2Nmax, Nmax是將要產生的最大OFDM碼元的大小。 每個OFDM碼元周期的調製碼元被提供給一零插入以及排序單元410，其對調製碼元進行排 序，例如以一比特反轉(bit-reverse)順序，並在產生較小的OFDM碼元的時候插入合適數 量的零。單元410提供Nmax個排序的調製碼元和零至第一蝶形級420a，其執行一組蝶形計 算用於2點離散傅立葉反變換(IDFT)。從第一蝶形級420a的輸出接下來由每一個後續的 蝶形級420b至420s處理。每個蝶形級420使用一組用於該級的係數執行一組蝶形操作， 如業內所知的。從最後的蝶形級420s的輸出被提供給一選擇器單元430，其為每一個OFDM碼元 提供時域樣本。為了執行Nmax點IFFT，所有的蝶形級被啟用且Nmax個樣本由選擇器單元430 提供。為了執行Nmax//2點IFFT，除了最後的蝶形級420s以外的所有蝶形級被啟用且Nma!/2 個樣本由選擇器單元430提供。為了執行Nmax/4點IFFT，除了最後的兩個蝶形級420s和 420r以外的所有蝶形步驟被啟用且Nmax/4個樣本由選擇器單元430提供。一控制單元440 接收用於當前OFDM碼元周期的特定OFDM碼元大小的指示並提供用於單元410和430以及 蝶形級420的控制信號。IFFT單元400可實現一時域抽選或者頻域抽選IFFT算法。此外，IFFT單元400 可實現基數為4或者基數為2的IFFT，儘管基數為4的IFFT可能更加有效。IFFT單元400 可被設計為包括一個或多個蝶形計算單元。極限上，一個蝶形計算單元可以被用於一時間
7共享IFFT實現，而Nmax/基數個碟形計算單元可被用於完全平行IFFT計算。通常，所要求 的蝶形計算單元的數量是由用於這些單元的時鐘速度、OFDM碼元速率、以及最大IFFT大小 確定的。對於這些蝶形計算單元的正確的控制結合存儲器管理允許不同大小的IFFT可使 用單個的IFFT單元執行。如上面的圖1所描述的，循環前綴產生器120重複由選擇器430輸出的每一個變 換的碼元的一部分以為每一個OFDM碼元提供一循環前綴。相同的循環前綴可被用於不同 大小的OFDM碼元並可基於如上所述的系統延遲擴展而被選擇。循環前綴的長度也可以是 可配置的。例如，用於每個接收機的循環前綴長度可基於接收機的擴展延遲而被選擇，其可 以比系統的擴展延遲短。配置的循環前綴長度可被發送到接收機或者通過其他方法使接收 機知道。不同大小的OFDM碼元可被具有優勢地用在各種類型的OFDM系統中。例如，多個 OFDM碼元大小可被用於(1)使用單個天線用於發送和接收的單輸入單輸出OFDM系統，(2) 使用多個天線發送和使用單個天線接收的多輸入單輸出OFDM系統，(3)使用單個天線發送 和使用多個天線接收的多輸入單輸出OFDM系統，以及(4)使用多個天線發送和接收的多輸 入多輸出OFDM系統(即，MIM0-0FDM系統)。多個OFDM碼元大小也可被用於(1)使用不同 頻帶用於下行鏈路和上行鏈路的頻分雙工(FDD) OFDM系統，以及(2)使用一個頻帶以時間 共享的方式用於下行鏈路和上行鏈路兩者的時分雙工(TDD) OFDM系統。在一示例TDD MIM-OFDM系統中使用不同大小的OFDM碼元在下面描述。I. TDD MIM0-0FDM 系統圖5示出具有多個支持用於數個用戶終端(UT) 520的接入點(AP) 510的 MIM0-0FDM系統500。為了簡明，僅僅兩個接入點510a和510b在圖5中被示出。接入點是 一個用於與用戶終端通信的固定站且也可被稱為基站或者一些其他術語。一用戶終端也可 被稱為一接入終端、一移動站、一用戶裝備(UE)、一無線設備、或者一些其他術語。用戶終端 520可分布在整個系統中。每個用戶終端可以是固定的或者移動的終端並可以與一個或者 可能多個接入點在下行鏈路以及/或者上行鏈路上在任何給定的時刻通信。下行鏈路(即， 前向鏈路)是指從接入點至用戶終端的通信鏈路，而上行鏈路(即，反向鏈路)是指從用戶 終端至接入點的通信鏈路。在圖5中，接入點510a與用戶終端520a至520f通信，而接入點510b與用戶終端 520f至520k通信。一系統控制器530耦合至接入點510並可被設計為執行數個功能，諸如 ⑴協調並控制與之耦合的接入點，⑵在這些接入點之間路由數據，以及⑶接入並控制 與由這些接入點服務的用戶終端的通信。圖6示出可被用於MIM0-0FDM系統500的示例幀結構600。數據傳輸發生在TDD 幀的單元中，每一個跨越一特定的持續時間(例如，2毫秒)。每一個TDD幀被分割成下行 鏈路階段和上行鏈路階段，且每一個下行鏈路或者上行鏈路階段被進一步分割成多個分段 用於多個傳輸信道。在圖6所示的實施例中，下行鏈路傳輸信道包括廣播信道(BCH)、前向 鏈路控制信道(FCCH)、以及前向信道(FCH)，而上行鏈路傳輸信道包括反向信道(RCH)和隨 機接入信道(RACH)。在下行鏈路上，BCH分段600被用於發射一 BCH協議數據單元(PDU) 612，其包括信 標導頻部分614、MIMO導頻部分616、以及BCH消息部分618。BCH消息攜載該系統中的用戶的系統參數。一 FCCH分段620被用於發射一個FCCH PDU，其攜載用於下行鏈路和上行鏈 路資源的分配以及其他用於用戶終端的信令。一 FCH分段630被用於在下行鏈路上發射一 個或多個FCH PDU 632。不同類型的FCH PDU可被定義。例如，一 FCH PDU 632a包括導頻 部分634a(例如，操縱(steered)參考)以及數據分組部分636a。導頻部分也成為「前導 序列」。一 FCH PDU 632b包括數據分組單個部分636b。不同類型的導頻(信標導頻、MIMO 導頻、以及操縱參數)在前面所提到的美國臨時專利申請序列號No. 60/421,309中描述。在上行鏈路，一 RCH分段640被用於在上行鏈路上發射一個或多個RCHPDU 642。不 同類型的RCH PDU也可以被定義。例如，一 RCH PDU 642a包括數據分組的單個部分646a。 一 RCH PDU 642b包括導頻(例如，操縱參考)部分644b和數據分組部分646b。一 RACH分 組650被用戶終端用於獲取對系統的接入並在上行鏈路上發送短消息。一 RACH PDU 652 可在RACH分段650中發送並包括一導頻(例如，操縱參考)部分654和消息部分656。在圖6中部分和分段的持續時間沒有按比例畫出。在圖6中所示的幀結構和傳輸 信道在前述的美國臨時專利申請序列號No. 60/421，309中詳細描述。由於不同的傳輸信道可與不同類型的數據相關，一合適的OFDM碼元大小可被選 擇用於每一個傳輸信道。如果大量數據希望在一給定的傳輸信道上發射，則大OFDM碼元可 被選擇用於該傳輸信道。循環前綴將表現為大OFDM碼元中的小的百分比，並將獲得更高的 效率。相反，如果少量的數據將在一給定的傳輸信道上發射，則小OFDM碼元將被用於該傳 輸信道。儘管循環前綴表現為OFDM碼元中大的百分比，仍然可以通過減少多餘容量來獲得 更高的效率。因此，為了獲得更高的效率，每個傳輸信道的OFDM碼元可被選擇以匹配將在該傳 輸信道上發射的數據類型的期望有效負載大小。不同的OFDM碼元大小可被用於不同的傳 輸信道。此外，多個碼元大小可被用於一給定的傳輸信道。例如，FCH和RCH的每個PDU類 型可與用於該PDU類型的合適的OFDM碼元大小相關。大OFDM碼元可被用於大大小的FCH/ RCH PDU類型，而小OFDM碼元大小可被用於小大小FCH/RCH PDU類型。為了簡明，一示例設計在下面使用Nsi = 64的小OFDM碼元大小和Ns2 = 256的大 OFDM碼元大小描述。在該示例設計中，BCH、FCCH、以及RACH使用小OFDM碼元，而FCH和 RCH根據需要使用小和大OFDM碼元兩者。其他OFDM碼元大小也可被用於該傳輸信道，且這 是在本發明的範圍之內。例如，Ns3 = 128的大OFDM碼元大小可作為替換或者被附加地用 於 FCH 禾口 RCH0對於該示例設計，用於小OFDM碼元的64個子頻帶被分配索引_32至+31。對於 這64個子頻帶，48個子頻帶(例如，具有索引士 {1，-,6,8, -20,22,…，26})被用於 數據並被稱為數據子頻帶，4個子頻帶(例如，具有索引士 {7，21})被用於導頻和可能的信 令，DC子頻帶(具有索引0)沒有被使用，而剩下的子頻帶也沒有被使用並被用作守護子頻 帶。該OFDM子頻帶結構在前述的美國臨時專利申請序列號No. 60/421，309中描述。大OFDM碼元的256個子頻帶被分配索引_128至+127。小OFDM碼元的子頻帶可 被映射至大OFDM碼元的子頻帶上，基於下式1 = 4k+i 等式(1)其中k是短OFDM碼元中的子頻帶的索引(k = -32，…，+31)；i是具有i = 0，1，2，3的索引偏移，以及
1是長OFDM碼元中的子頻帶的索引(1 =-128，…，+127)。對於該示例設計，系統帶寬W= 20MHz，對於BCH、FCCH和RACH的循環前綴是Nm = 16的樣本，FCH和RCH的循環前綴是可配置為Nep2 = 8或者16。小OFDM碼元被用於BCH、 FCCH以及RACH將具有大小Nrei = 80個樣本或者4. 0微秒。如果Nep2 = 16被選擇使用，則 被用於FCH和RCH的大OFDM碼元會具有大小Nre2 = 272個樣本或者13. 6微秒。對於該示例設計，BCH分段具有固定的80微秒的持續時間，而每一個剩下的分段 具有可變的持續時間。對於TDD幀，每個在FCH和RCH上發送的PDU的開始相對於FCH和 RCH分段的開始以及RACH分段的開始相對於TDD幀的開始在FCCH分段中被發送的FCCH消 息中被提供。不同的OFDM碼元大小與不同的碼元持續時間相關。由於不同的OFDM碼元大 小可被用於不同的傳輸信道(且不同的OFDM碼元大小也可被用於同一個傳輸信道)，FCH 和RCH PDU的偏移被指定合適的時間解析度。對於上述的示例設計，時間解析度可以是循 環前綴的長度800納秒。對於2毫秒的TDD幀，一 12比特的值可被用於指示每一個FCH/ RCH PDU的開始。圖7示出一可在一 FCH或者RCH上的FCH或者RCH PDU中發送的數據分組636x 的示例結構。該數據分組使用整數個PHY幀710發送。每一個PHY幀710包括攜載PHY幀 的數據的有效負載欄位722、包括用於PHY幀的CRC值的CRC欄位724、以及包括一組用於 刷新編碼器的零的尾部比特欄位726。數據分組的第一 PHY幀710a還包括頭部欄位720、 其指示消息類型和持續時間。數據分組的最後一個PHY幀710m還包括填充比特欄位728， 其包含在有效負載尾部的零填充比特以填充最後的PHY幀。該PHY幀結構在前述的美國臨 時專利申請序列號No. 60/421，309中詳細描述。如果一個天線被用於數據傳輸，則每個PHY 幀710可被處理以獲得一個OFDM碼元750。相同的PHY幀結構可被用於在BCH或者FCCH上發送的消息。具體地說，一 BCH/ FCCH消息可使用整數個PHY幀發送，其中的每一個可被處理以獲得一 OFDM碼元。多個OFDM 碼元可被發射用於BCH/FCCH消息。對於在圖7中所示的實施例，數據的一 PHY幀在一個OFDM碼元中發送。不同的 PHY幀大小可被用於不同的OFDM碼元大小。數據的每一個PHY幀可基於特定的編碼方案編 碼並可進一步包括一 CRC值，該值允許單獨PHY幀被檢驗並在需要的時候重發。可在每一 個PHY幀中發送的信息比特的數量是根據選擇用於該PHY幀的編碼和調製方案。表1列出 了 一組可被用於MIM0-0FDM系統的速率，對於每個速率，有對於兩個PHY幀大小和兩個OFDM 碼元大小Nsi = 64NS2 = 256的各種參數。表1
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權利要求
一種在多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)通信系統中處理操縱參考的方法，包含從一組天線接收用於所述操縱參考的一組OFDM碼元；處理所述一組OFDM碼元以獲得用於多個子頻帶中的每一個子頻帶的操縱向量；以及內插用於所述多個子頻帶的操縱向量以獲得用於不在所述多個子頻帶中的附加子頻帶的操縱向量。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，內插用於所述多個子頻帶的操縱向量以獲 得用於不在所述多個子頻帶中的附加子頻帶的操縱向量包括通過內插用於短OFDM子頻帶的操縱向量來獲得用於長OFDM子頻帶的操縱向量。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述內插是以使得所述用於長OFDM子頻帶 的操縱向量在子頻帶和子頻帶之間相對於潛在的信道響應矩陣而言表現出有限的可變性。
4.一種在多輸入多輸出(MIMO)正交頻分多路復用(OFDM)通信系統中處理操縱參考的 設備，包含用於從一組天線接收用於所述操縱參考的一組OFDM碼元的裝置；用於處理所述一組OFDM碼元以獲得用於多個子頻帶中的每一個子頻帶的操縱向量的 裝置；以及用於內插用於所述多個子頻帶的操縱向量以獲得用於不在所述多個子頻帶中的附加 子頻帶的操縱向量的裝置。
5.如權利要求4所述的設備，其特徵在於，所述用於內插用於多個子頻帶的操縱向量 以獲得用於不在所述多個子頻帶中的附加子頻帶的操縱向量的裝置包括用於通過內插用於短OFDM子頻帶的操縱向量來獲得用於長OFDM子頻帶的操縱向量的直ο
6.如權利要求5所述的設備，其特徵在於，所述用於通過內插用於短OFDM子頻帶的操 縱向量來獲得用於長OFDM子頻帶的操縱向量的裝置被配置成以使得所述用於長OFDM子頻 帶的操縱向量在子頻帶和子頻帶之間相對於潛在的信道響應矩陣而言表現出有限的可變 性的方式來執行內插。
全文摘要
系統話務可被安排成不同的分類(例如，控制數據、用戶數據和導頻數據)。對於每一個分類，一個或多個合適大小的OFDM碼元被基於用於該分類中的話務的希望的有效負載大小而選擇使用。例如，控制數據可使用第一大小的OFDM碼元發射，用戶數據可使用第一和第二大小的OFDM碼元發射，而導頻數據可使用第三或者第一大小的OFDM碼元發射。在一示例設計中，小OFDM碼元被用於發送控制數據的導頻和傳輸信道，而大OFDM碼元和小OFDM碼元被用於發送用戶數據的傳輸信道。
文檔編號H04W28/20GK101997814SQ201010555909
公開日2011年3月30日 申請日期2003年10月27日 優先權日2002年10月25日
發明者J·R·沃爾頓, J·W·凱淳, M·華萊士, S·J·海華德 申請人:高通股份有限公司