мультиплексирование в ортогональной восходящей линии связи в системах многостанционного доступа с кодовым разделением каналов на многих несущих

Формула изобретения

1. Способ беспроводной связи со многими несущими, содержащий этапы, на которых:

разделяют поднесущие в восходящем канале на непересекающиеся группы;

выделяют хотя бы один время-частотный блок, каждый время-частотный блок имеет длительность скачка и непересекающуюся группу;

присваивают каждому пользователю отличный набор ортогональных кодов;

распределяют символы каждого пользователя по хотя бы одному выделенному время-частотному блоку, причем символы каждого пользователя распределяют с использованием отличных наборов ортогональных кодов, присвоенных пользователям;

отображают каждый распределенный символ в символ модуляции в хотя бы одном время-частотном блоке;

генерируют ортогональную форму волны на основе отображенных символов; и

передают ортогональную форму волны.

2. Способ по п.1, в котором этап, на котором разделяют поднесущие, дополнительно содержит отделение смежных поднесущих в непересекающуюся группу.

3. Способ по п.1, в котором этап, на котором генерируют ортогональную форму волны, содержит генерирование формы волны частотно ортогонального разделения с мультиплексированием (волны OFDM), и в котором передача ортогональной формы волны содержит передачу волны OFDM.

4. Способ по п.1, в котором этап, на котором генерируют ортогональную форму волны, содержит генерирование формы волны частотно ортогонального разделения системы многостанционного доступа (OFDMA), и в котором передача ортогональной волны содержит передачу формы волны OFDMA.

5. Способ по п.1, в котором непересекающиеся группы независимо скачкообразно меняют частоту.

6. Способ по п.1, в котором распределение символов содержит распределение символов пилот-сигнала.

7. Способ по п.1, в котором распределение символов содержит распределение символов ACK/NACK (подтверждение приема негативного подтверждения приема).

8. Способ по п.1, в котором распределение символов, содержит распределение символов CQI (указание качества канала).

9. Способ по п.1, в котором распределение символов, содержит распределение символов запроса.

10. Способ по п.1, в котором ортогональные коды представляют собой коды Уолша (Walsh).

11. Способ по п.1, в котором ортогональные коды представляют собой коды Голда (Gold).

12. Устройство для беспроводной связи на многих несущих, содержащее:

средство для того, чтобы разделить поднесущие на восходящем канале на непересекающиеся группы;

средство для того, чтобы выделить хотя бы один время-частотный блок, каждый время-частотный блок имеет длительность скачка и непересекающуюся группу;

средство для того, чтобы присвоить каждому пользователю отличный набор ортогональных кодов;

средство для того, чтобы распределить символы каждого пользователя по выделенному хотя бы одному время-частотному блоку, причем символы каждого пользователя распределяют с использованием упомянутого отличного набора ортогональных кодов, присвоенного пользователю;

средство для того, чтобы отобразить каждый распределенный символ в модулированный символ в упомянутом хотя бы одном время-частотном блоке;

средство для того, чтобы генерировать ортогональную форму волны, основанную на отображенных символах; и

средство для того, чтобы передать ортогональную форму волны.

13. Устройство для беспроводной связи на многих несущих, содержащее:

контроллер, выполненный с возможностью:

разделять поднесущие на восходящем канале на непересекающиеся группы,

размещать хотя бы один время-частотный блок, каждый время-частотный блок имеет длительность скачка и непересекающуюся группу; и

присваивать каждому пользователю отличный набор ортогональных кодов;

процессор, выполненный с возможностью:

распределять символы каждого пользователя по размещенному хотя бы одному время-частотному блоку, в котором символы каждого пользователя распределены с использованием упомянутого отличного набора ортогональных кодов, присвоенных пользователю; и

отображать каждый символ в символ модуляции в хотя бы одном время-частотном блоке; и

передатчик, выполненный с возможностью:

генерировать ортогональную форму волны на основе отображенных символов; и передавать ортогональную форму волны.

14. Приемник в беспроводной системе связи на многих несущих, содержащий:

антенну для приема ортогональной формы волны;

демодулятор, для того чтобы демодулировать ортогональную форму волны, таким образом, создавая распределенные символы;

процессор для того, чтобы выделить время-частотный блок из распределенных символов; и

блок сборки для того, чтобы собрать распределенные символы во время-частотном блоке с использованием ортогонального кода пользователя.

15. Машиночитаемый носитель, воплощающий код, исполняемый процессором, для осуществления способа беспроводной связи на многих несущих, причем способ содержит:

разделяют поднесущие на восходящем канале на непересекающиеся группы;

выделяют хотя бы один время-частотный блок, каждый время-частотный блок имеет длительность скачка и непересекающуюся группу;

присваивают каждому пользователю отличный набор ортогональных кодов;

распределяют символы каждого пользователя по выделенному хотя бы одному время-частотному блоку, причем символы каждого пользователя распределены, с использованием упомянутого отличного набора ортогональных кодов, присвоенных пользователю;

отображают каждый распределенный символ в символ модуляции в хотя бы одном время-частотном блоке; генерируют ортогональную форму волны, основанную на отображенных символах; и передают ортогональную форму волны.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к области связи, и более точно к технологии многостанционного доступа с кодовым разделением каналов на многих несущих (МДКРКМН, MC-CDMA) в ортогональной восходящей линии связи системы беспроводной связи.

Уровень техники

В системах связи с расширением спектра скачкообразной перестройкой частоты (РССПЧ) данные передаются на разных частотных поддиапазонах или поднесущих в различные интервалы времени, также называемые периодами скачков. Эти частотные поддиапазоны могут быть получены посредством частотно-ортогонального разделения с мультиплексированием (OFDM), другими технологиями на основе многих несущих или некоторыми другими построениями. При использовании РССПЧ передача данных совершает скачки из одного поддиапазона в другой псевдослучайным образом. Эти скачки обеспечивают разброс частоты и позволяют лучше противостоять факторам, мешающим передаче данных, таким как узкополосные помехи, глушение, замирание и т.д.

Система многостанционного доступа с частотно-ортогональным разделением (МДЧОР, OFDMA) использует ортогональное частотное разделение с мультиплексированием (OFDM) и может работать со множеством пользователей одновременно. В системе МДЧОР со скачкообразной перестройкой частоты данные каждого пользователя передаются с использованием особой последовательности скачкообразных перестроек частоты (СПЧ), установленной для этого пользователя. Последовательность скачкообразных перестроек частоты (СПЧ) указывает особый поддиапазон, используемый в передаче данных в каждом периоде скачка. С использованием различных последовательностей СПЧ может быть осуществлено одновременно множество передач данных для многих пользователей. Эти последовательности СПЧ должны быть ортогональными друг другу так, чтобы только одна передача данных использовала каждый поддиапазон в каждый период скачка. Посредством использования ортогональных последовательностей СПЧ избегают помех от смежных сот, и несколько одновременных передач данных не мешают друг другу, тем самым позволяя использовать преимущества частотного разделения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технология, представленная здесь, предназначена для поддержки мультиплексирования в системах МДКРКМН в ортогональной восходящей линии связи системы беспроводной связи.

В этом аспекте способ беспроводной связи со многими несущими содержит разделение поднесущих восходящей линии связи на непересекающиеся группы, выделение хотя бы одного время-частотного блока, каждый время-частотный блок имеет интервал между скачками частоты и непересекающуюся группу, присваивают различные наборы ортогональных кодов каждому пользователю, распределяют символы каждого пользователя по выделенному хотя бы одному время-частотному блоку, причем символы каждого пользователя распределяют использованием различных наборов ортогональных кодов, присвоенных каждому пользователю, отображают каждый символ в модулированный символ в хотя бы одном время-частотном блоке, генерируют на основе отображенных символов ортогональную форму волны и передают эту ортогональную форму волны.

В одном аспекте сгенерированная ортогональная форма волны есть волна OFDM. В другом аспекте сгенерированная ортогональная форма волны есть форма волны в системе МДЧОР.

В этом аспекте устройство для беспроводной связи со многими несущими содержит средство для разделения поднесущих восходящей линии связи на непересекающиеся группы, средство для выделения хотя бы одного время-частотного блока, каждый время-частотный блок имеет свое время скачка и непересекающуюся группу, средство для присвоения различного набора ортогональных кодов каждому пользователю, средство для раcпространения символов каждого пользователя по выделенному хотя бы одному время-частотному блоку, причем символы каждого пользователя распространяются с использованием различных наборов ортогональных кодов, присвоенных каждому пользователю, средство для отображения каждого символа в модулированный символ в хотя бы одном время-частотном блоке, средство для генерирования ортогональной формы волны на основе отображенных символов и средство для передачи ортогональной формы волны.

В еще одном аспекте машиночитаемый носитель, воплощающий способ беспроводной связи на многих несущих, что включает в себя разделение поднесущих на восходящей линии связи на непересекающиеся группы, выделение хотя бы одного время-частотного блока, каждый время-частотный блок имеет длительность скачка и непересекающуюся группу, присваивание различного набора ортогональных кодов каждому пользователю, распространение символов каждого пользователя по выделенному хотя бы одному время-частотному блоку, причем символы каждого пользователя распространяет с использованием различных наборов ортогональных кодов, присвоенных пользователем, отображение каждого символа в модулированный символ в хотя бы одном время-частотном блоке, генерирование ортогональной формы волны на основе отображенных символов, и передачу этой ортогональной формы волны.

В еще одном аспекте устройство для беспроводной передачи данных на многих поднесущих содержит контроллер, процессор и передатчик. Контроллер выполняет разделение поднесущих в восходящей линии связи на непересекающиеся группы, выделяет хотя бы один время-частотный блок, каждый время-частотный блок имеет длительность скачка и непересекающуюся группу, и присваивает различный набор ортогональных кодов каждому пользователю. Процессор способен распространять символы каждого пользователя по размещенному, хотя бы одному время-частотному блоку так, чтобы символы каждого пользователя были распространены с использованием различных наборов ортогональных кодов, присвоенных каждому пользователю, и отображены в модулированные символы в хотя бы одном время-частотном блоке. Передатчик способен генерировать ортогональную форму волны на основе отображенных символов и передавать эту ортогональную форму волны.

В этом аспекте приемник в системе беспроводной связи со многими несущими содержит антенну для приема ортогональной формы волны, демодулятор для демодулирования ортогональной формы волны, тем самым создающий распространенные символы, процессор для определения время-частотного блока из распространенных символов, и сборщик для собирания распределенных по время-частотному блоку символов с использованием ортогонального кода пользователя.

Различные аспекты и варианты осуществления этого изобретения описаны ниже более подробно

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Основные свойства, возможности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из подробного описания, представленного ниже вместе с чертежами, на которых приведены сквозные ссылки, в которых:

Фиг.1 дает общее представление о МДКРКМН в контексте системы многостанционного доступа с частотно-ортогональным разделением и скачкообразной перестройкой частоты (МДЧОРСПЧ, MC-CDMA) в соответствии с вариантом осуществления.

Фиг.2 показывает блок-схему терминала в соответствии с вариантом осуществления и

Фиг.3 показывает блок-схему базовой станции в соответствии с вариантом осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Слово «примерное» используется здесь в смысле «служит примером, как частный случай или в качестве иллюстративного». Любое осуществление или проект, описанные здесь как «примерный» не обязательно должен быть истолкован как предпочтительный или имеющий преимущества перед другими вариантами осуществления или проектами.

Система МДЧОР может быть выполнена с множеством сот, где сотой обычно называют базовую станцию и/или охватываемую ею территорию. Передача данных в соте на данном поддиапазоне действует как помеха на другие передачи данных на том же поддиапазоне в соседней соте. Чтобы ввести случайность в процессы помех между сотами, последовательности скачкообразных перестроек частоты (СПЧ) для каждой соты обычно определены как псевдослучайные по отношению к последовательностям СПЧ соседних сот. Посредством использования псевдослучайных последовательностей скачкообразной перестройки частоты (СПЧ) достигается разброс помех и передача данных для пользователя в данной соте может показать за достаточно большой период времени средний уровень помех от передач данных для других пользователей в других сотах.

Помехи между сотами могут существенно отличаться при переходе от поддиапазона к поддиапазону в каждый момент времени. Для учета изменений величины помех по поддиапазонам обычно пользуются коэффициентом запаса помехозащищенности, используемым при выборе скорости передачи данных. Высокий коэффициент запаса помехозащищенности обычно необходим, чтобы достичь низкой частоты появления ошибок в пакете (ЧПОП, FER), если при передаче данных изменчивость помех велика. Высокий коэффициент запаса помехозащищенности приводит к большему замедлению в скорости передачи данных, что ограничивает пропускную способность.

Скачкообразная перестройка частоты может усреднить внутрисотовые помехи и снизить требуемый предел. Повышение частоты скачкообразных перестроек частоты приводит к лучшему усреднению помех и снижает требуемый предел. Высокая частота скачкообразных перестроек частоты особенно полезна для некоторых типов передач, которые кодируют данные во множестве частотных скачков и где невозможно использовать другие технологии, такие как автоматический запрос на повторную передачу (АЗПП, ARQ) для уменьшения вредного влияния помех.

Система МДКРКМН с частотно-ортогональным разделением и мультиплексированием в канале к базовой станции есть система связи, основанная на комбинации схемы CDMA и передачи сигналов с частотно ортогональным разделением каналов с мультиплексированием (OFDM). МДКРКМН есть эффективная технология передачи на нисходящей линии связи, поскольку ортогональность между мультиплексированными сигналами может сохраняться даже после прохождения через многолучевой канал (предполагая точную синхронизацию по времени и частоте между пользовательской и базовой станциями), тем самым обеспечивается надежное разделение мультиплексированных сигналов в приемнике.

С другой стороны МДКРКМН не такой же успешный как технология множественного доступа по восходящей линии связи. Передача по восходящей линии связи в своей основе отлична от передачи по нисходящей линии связи в том, что сигналы, переданные от различных пользовательских терминалов, подвергаются воздействию от разных каналов. Чтобы данная технология работала на восходящей линии связи из-за природы мультиплексирования и чувствительности к ошибке оценки канала в МДКРКМН, для проведения оценки канала несоразмерное количество ресурса системы должно быть на время занято для этих целей. К тому же, синхронизация на восходящей линии связи оказывается более сложной проблемой, поскольку пользователи видят различные каналы, доплеровские сдвиги и часто находятся на разных расстояниях от базовой станции.

Однако тщательное применение технологии МДКРКМН, как технологии мультиплексирования в контексте восходящей линии связи МДЧОРСПЧ может привести к значительному улучшению использования ресурсов, особенно в терминах использования пропускной способности передачи с низкой спектральной эффективностью.

В системе МДЧОРСПЧ пользователю при подключении к базовой станции присваивается поднабор поднесущих и через некоторое время скачкообразно меняется частота. Скачок помогает улучшить частотный разброс и усреднить помехи во времени. В варианте осуществления поднесущие в восходящей линии связи разделяются на непересекающиеся группы и каждая группа скачкообразно меняет частоту независимо от остальных. Поскольку каналы из последовательностей поднесущих (внутри группы) ожидаются сильно взаимосвязанными, эти каналы можно оценить используя обычные пилотные символы, что ведет к значительной экономии на служебных символах в сравнении с применением случайных скачкообразных изменений частоты. К тому же система МДЧОРСПЧ использует циклический механизм управления хронированием восходящей линии связи для гарантии того, что все сигналы восходящей линии связи приходят внутри малого временного окна (т.е. в пределах длительности циклического префикса), что позволяет уменьшать межсимвольные помехи (МСП, ISI) и помехи между несущими (ПМН, IСI).

В варианте осуществления система МДЧОРСПЧ поддерживает мультиплексирование МДКРКМН, либо по различным пользователям, либо по различным сигналам от одного пользователя. Фиг.1 дает общее представление о МДКРКМН в контексте МДЧОРСПЧ в соответствии с вариантом осуществления. Горизонтальная ось - для OFDM символов. Вертикальная ось - для поднесущих 110.

Пример предполагает группу с восемью несущими со скачкообразным изменением частоты через восемь OFDM символов.

Таким образом, имеется 64 модуляционных символа в каждом время-частотном блоке 106. Длительность 102 скачка и соединение несущих 108 показаны для одного время-частотного блока.

В варианте осуществления во время-частотном блоке время и частота соприкасаются с соседними. Время-частотный блок есть непрерывное выделение OFDM символов и поднесущих. В качестве альтернативы частоты не соприкасаются в одном время-частотном блоке, но частоты, являющиеся частью одного и того же время-частотного блока, ортогональны одна другой.

Каждому пользователю присваивается отдельный набор ортогональных кодов для использования в расширении спектра (распространении или распределении) соответствующих символов данных (или пилот-сигнала) по выделенному время-частотному блоку. Примеры ортогональных кодов включают в себя коды Уолша и Коды Голда, оба известные специалистам в данной области техники.

После распространения каждый символ отображается в один из символов модуляции в заданном время-частотном блоке. Затем на основе этих символов генерируется соответствующая МДЧОР форма волны (следуя стандартной технологии генерации МДЧОР волны). Как можно видеть, множество пользователей совместно используют одно и то же время-частотное выделение - заметное отличие от традиционного МДЧОРСПЧ, где пользователям присваиваются различные наборы время-частотных выделений для обеспечения ортогональности. С правильным выбором числа поднесущих в группе и длительности скачка соответствующие каналы различных пользователей являются постоянными по некоторому время-частотному выделению, тем самым позволяя пользователям быть разделенными на основе уникальных сигнатур/кодов расширения спектра, присвоенных различным пользователям.

Сигналы МДКРКМН от различных пользователей мультиплексируются по одному и тому же время-частотному размещению. Соответствующий канал от каждого пользователя, как ожидается, будет постоянным по каждому время-частотному размещению, таким образом позволяя разделение в приемнике.

Эта технология особенно эффективна в мультиплексировании спектрально-низкоэффективных передач от различных пользователей (например, пилотных символов, ACK/NACK символов и т.д.) по одному и тому же время-частотному размещению в восходящей линии связи. Кроме того, эта технология может также быть использована, чтобы помочь уменьшить ограничения ресурсов при определенных планах действий.

Так, например, рассматривается однобитовая передача (например, пилотного символа или символа подтверждения/неподтверждения ACK/NACK) по восходящей линии связи. Чтобы отвечать требованиям производительности, должно быть достигнуто некоторое количество принятых значений сигнал/шум (ОСШ, SNR). Пользователь может либо передать бит по одной передаче на очень высокой мощности или передать его на меньшей мощности по нескольким передачам (например, через повторы). Первая технология дает в результате высокую эффективность использования полосы пропускания (т.к. требуется только одна передача), но страдает от ограничения ресурса соединения, и, что еще хуже, из-за плохих эксплуатационных показателей вследствие отсутствия разброса частота/помеха. Упомянутый альтернативный подход заключается в посылке этого одного бита по нескольким передачам. Для улучшения разброса частота/помеха каждая передача может иметь место в другое время и/или на другой частоте. Этот подход даст, вероятно, более надежный прием на приемнике, но это будет за счет больших служебных затрат полосы пропускания и вероятно, большего времени передачи. Большее время передачи бита ACK/NACK приведет к меньшему времени обработки в передатчике, особенно в системах, где используется автоматический гибридный запрос на повторную передачу (H-ARQ).

Компромиссом является использование технологии передачи, которая в состоянии достигать достаточную величину разброса частота/помеха, при этом продолжая использовать приемлемую часть полосы пропускания. Может быть использована ранее рассматривавшаяся конструкция с групповым перескоком последовательных несущих. В этих условиях пользователь посылает однобитовое число по множеству время-частотных блоков, чтобы получить разброс частота/помеха. Более того, сигналы от множества пользователей ортогонально мультиплексируются в один конкретный время-частотный блок для минимизации общего использования полосы пропускания. Для рассмотрения этого более позднего суждения рассмотрим случай, когда пользователь передает однобитовое число через М передач. Предположим, что N передач попали в конкретный время-частотный блок (т.е. пользователь передал его через M/N блоков). Значит пользователю требуется N модуляционных символов от каждого блока. Предполагая, что в общей сложности имеется K модуляционных символов во время-частотном блоке, каждый блок может тогда поддержать самое большее K/N пользователей. Ясно, если канал остается довольно постоянным (по времени и частоте) по каждому время-частотному блоку, можно с готовностью применить технологию мультиплексирования МДКРКМН. Также, каждому пользователю присваивают одну из ортогональных последовательностей кодов для модулирования соответствующего символа данных. Ортогонально-распространяемые символы затем накладываются на соответствующие поднесущие, из которых может быть сгенерирована форма волны канала OFDM.

После присвоения ортогональной последовательности кода каждому пользователю, до K пользователей (их сигналы) может быть мультиплексировано в каждом время-частотном блоке, при этом все еще будет возможность собрать то же самое количество энергии (после сужения спектра). Кроме того, так как каждый пользователь теперь передает по всему время-частотному блоку, экономия ресурса подключения является прямым побочным продуктом. Экономия ресурса подключения получается прежде всего из того факта, что каждый пользовательский сеанс передачи имеет большую продолжительность.

Эта технология передачи может также быть обобщена на работу в условиях, где пользователи передают больше чем по одному биту каждый. В частности всегда возможно изменить передачу от каждого пользователя таким образом, чтобы сигналы от множества пользователей могли быть мультиплексированы по каждому время-частотному блоку (то есть через преднамеренное распространение). Истинная экономия полосы пропускания, однако, реально приходит, когда код повторения (который является формой расширения спектра) является присущим упомянутой передаче.

В установках МДЧОРСПЧ код повторения также полезен как средство ослабить ограничение ресурса канала. Например, из-за ограничения ресурса канала пользователь, возможно, не в состоянии будет отвечать требованию параметра SNR для принимаемого сигнала, передавая закодированный символ по одной передаче. Один способ обойти это состоит в том, чтобы передать каждый закодированный символ по множеству передач, каждая с более низкой мощностью, в различные моменты времени (то есть через повторы). Ясно, что применяя предложенную технологию мультиплексирования пользовательских сигналов, желаемый результат может быть достигнут наряду со сведением до минимума служебных символов.

Фиг.2 показывает блок-схему осуществления терминала 220x, который является одним из терминалов в системе МДЧОР 200. Для простоты на Фиг.2 показана только передающая часть терминала 220x.

В терминале 220x, кодировщик/чередователь 212 получает трафик данных из источника данных 210 и, возможно, данные для управления и другие данные из контроллера 240.

Кодировщик/чередователь 212 форматирует, кодирует, и чередует полученные данные, чтобы получить закодированные данные. Затем модулятор 214 модулирует закодированные данные в соответствии с одной или более схемами модуляции (например, QPSK, М-PSK, М-QAM, и так далее), чтобы получить символы модуляции (или просто "символы данных").

Каждый символ модуляции - комплексное значение для конкретной точки в сигнальном созвездии ( signal constellation ) для модулирующей схемы, используемой для этого символа модуляции.

Модулятор 220 OFDM выполняет скачки частоты и OFDM- обработку символов данных. В модуляторе 220 OFDM, передающий (TX FH) процессор 222 передачи в системе со скачкообразной перестройкой частоты, получает символы данных и обеспечивает эти символы данных в соответствующих поддиапазонах, определенных последовательностью скачков частоты FH для канала трафика, назначенного терминалу 220x. Эта последовательность скачков частоты указывает конкретный поддиапазон для использования в каждый период скачка, и она предоставляется контроллером 240. Процессор 222 передачи (TX FH) со скачкообразной перестройкой частоты подготавливает символы данных. Символы данных динамически перескакивают из поддиапазона в поддиапазон псевдослучайным образом, определенным последовательностью скачков частоты. В течение каждого периода символа OFDM процессор 222 передачи (TX FH) со скачкообразной перестройкой частоты обеспечивает N "передаваемых" символов для N поддиапазонов. Эти N передаваемых символов составлены из одного символа данных для поддиапазона, используемого для передачи данных (если происходит передача данных), и значение сигнала ноль для каждого поддиапазона, не используемого для передачи данных.

Модуль 224 обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ) получает N передаваемых символов в течение каждого периода символа OFDM. Модуль ОБПФ 224 затем преобразовывает N передаваемых символов к временной области, используя N-точечную инверсию БПФ, чтобы получить "преобразованный" символ, который содержит N элементов "данных" временной области. Каждый элемент данных - сложное значение, которое будет передано в один элементарный период. (Скорость передачи элементов сигнала связана с полной полосой пропускания системы). Циклический префиксный генератор 226 получает N элементов данных для каждого преобразованного символа и повторяет часть преобразованного символа, чтобы сформировать символ канала OFDM, который содержит N+Cp элементов данных, где Cp - число повторяемых элементов данных. Повторяемая часть часто упоминается как циклический префикс и используется, чтобы бороться с межсимвольными помехами (ISI), вызванными частотно-селективным замиранием. Период символа OFDM соответствует продолжительности одного символа канала OFDM, который равен N+Cp элементарных периодов. Циклический префиксный генератор 226 обеспечивает поток элементов данных для потока символов OFDM.

Процессор 230 передачи (TX) пилот-сигналов получает поток элементов данных и хотя бы один пилотный символ. Процессор 230 передачи (TX) пилот-сигналов генерирует узкополосные пилот-сигналы. Процессор 230 передачи (TX) пилот-сигналов выдает поток «передаваемых» элементов. Модуль 232 передатчика (TMTR) обрабатывает поток передаваемых элементов, чтобы получить модулированный сигнал, который передается от антенны 234 к базовой станции.

Фиг.3 показывает блок-схему осуществления базовой станции 210x, которая является одной из базовых станций в системе 200 МДЧОР. Для простоты только приемная часть базовой станции 210x показана на Фиг.3.

Модулированный сигнал, переданный терминалом 220x, получен антенной 252. Полученный сигнал от антенны 252 передается и обрабатывается модулем 254 приемника (RCVR), чтобы получить выборки. Модуль приемника 254 может далее выполнить типовое преобразование выборок (от частоты дискретизации приемника до скорости следования элементов), коррекцию частоты/фазы, и другую предварительную обработку на выборках. Модуль 254 приемника обеспечивает поток "принятых" элементов.

Процессор 260 приема пилот-сигналов получает и обрабатывает поток принятых элементов, чтобы восстановить узкополосные пилот-сигналы и элементы данных, переданные терминалом 220x. Несколько примеров процессора 260 приема пилот-сигналов описаны ниже. Процессор 260 приема пилот-сигналов обеспечивает поток принятых элементов данных к демодулятору 270 OFDM и оценку усиления канала к процессору 262 цифровых сигналов (DSF). Процессор 262 цифровых сигналов (DSF) рассчитывает предполагаемое усиление канала, чтобы получить расчетную оценку отклика канала, используемую для демодуляции данных, как описано ниже.

В демодуляторе 270 OFDM модуль 272 удаления циклического префикса получает поток принятых элементов данных и удаляет циклический префикс, присоединенный к каждому принятому символу OFDM, чтобы получить преобразованный символ. Модуль 274 быстрого преобразования Фурье (БПФ) далее преобразовывает каждый принятый преобразованный символ в частотной области с использованием N-точечного БПФ, чтобы получить N принятых символов для N поддиапазонов. Процессор 276 приема сигналов со скачкообразным изменением частоты получает N принятых символов в течение каждого периода символа OFDM и выдает полученный символ от надлежащего поддиапазона, как полученный символ данных в течение этого периода символа OFDM. Конкретный поддиапазон, из которого необходимо получить принятый символ данных в каждом периоде символа OFDM определен последовательностью скачков частоты для канала трафика, присвоенного терминалу 220x. Эта последовательность скачков частоты обеспечивается контроллером 290. Так как передача данных терминалом 220x динамически меняет скачкообразно частоту от поддиапазона к поддиапазону, процессор 276 приема сигналов со скачкообразным изменением частоты управляет согласно с процессором 222 передачи (TX FH) сигналов со скачкообразным изменением частоты в терминале 220x и обеспечивает полученные символы данных из надлежащих поддиапазонов. Последовательность скачкообразных перестроек частоты, используемая RX FH процессором 276 в базовой станции 210x, является той же самой что и последовательность FH, используемая передающим (TX FH) процессором 222 в терминале 220x. Кроме того, последовательности скачков частоты в базовой станции 210x и терминале 220x синхронизированы. RX FH процессор 276 обеспечивает поток полученных символов данных к демодулятору 280.

Демодулятор 280 получает и когерентно демодулирует полученные символы данных вместе с оценками отклика канала от процессора 262 цифровых сигналов (DSP), чтобы получить восстановленные символы данных. Отклики канала оцениваются для поддиапазонов, используемых для передачи данных. Демодулятор 280 далее обратно отображает восстановленные символы данных, чтобы получить демодулированные данные. Декодировщик/чередователь 282 далее ликвидирует чередование и декодирует демодулируемые данные, чтобы получить декодированные данные, которые могут быть предоставлены приемнику 284 данных для сохранения. В целом, обработка данных модулями в базовой станции 210x комплементарна обработке, выполненной соответствующими модулями в терминале 420x.

Контроллеры 240 и 290 управляют работой терминала 220x и базовой станции 210x соответственно. Модули 242 и 292 памяти обеспечивают память для кодов программы и данных, используемых контроллерами 240 и 290 соответственно. Контроллеры 240 и 290 могут также выполнить обработку, связанную с пилот-сигналом. Например, контроллеры 240 и 290 могут определить интервалы времени, когда узкополосный пилот-сигнал для терминала 220x должен быть передан и соответственно принят.

Для ясности Фиг.2 и 3 показывают передачу и прием соответственно, пилот-сигнала и данных по обратному каналу. Подобная или иная обработка может быть выполнена для передачи пилот-сигнала и данных в прямом канале.

Технологии, описанные здесь, могут использоваться для системы МДЧОРСПЧ так же как и для других беспроводных систем коммуникации со многими несущими. Например, эти технологии могут использоваться в системах, которые используют другие технологии модуляции с многими несущими, такой как дискретная многочастотная технология (DMT).

Технологии, описанные здесь, могут использоваться для эффективных узкополосных каналов передачи пилот-сигналов в реализации технологии с временным разделением дуплекса (TDD). Экономия получается и в использовании пропускной способности системы и в ресурсе канала для каждого пользователя. Возьмем, к примеру, трех пользователей, каждый из которых передает символ за три промежутка времени, каждый пользователь передает свой символ с 1/3 мощности передачи за три промежутка времени.

Технологии, описанные здесь, могут быть осуществлены различными средствами в передатчике и приемнике. Описанная обработка данных и пилот-сигнала в передатчике и приемнике может быть выполнена в аппаратных средствах, программном обеспечении, или в комбинации того и другого. Для аппаратной реализации процессоры (например, (TX) процессор 230 передачи пилот-сигналов, процессор 260 приема пилот-сигналов, цифровой сигнальный процессор (ЦСП) 222, и так далее) могут быть осуществлены в одном или более специализированных интегральных схемах (ASIC), процессорах цифровых сигналов (DSP), цифровых устройствах обработки сигналов (DSPDs), программируемых логических устройствах (PLDs), перепрограммируемых вентильных матрицах (FPGAs), в процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, в других электронных модулях, предназначенных выполнять функции, описанные здесь, или в комбинации перечисленного.

Для программной реализации описанная обработка пилот-сигнала и данных в передатчике и приемнике могут быть осуществлены с модулями (например, процедуры, функции, и так далее), которые выполняют функции, описанные здесь. Программные коды могут быть сохранены в модулях памяти (например, модули 242 и 292 памяти на Фиг.2, 3) и выполняться процессорами (например, контроллерами 240 и 290). Модуль памяти может быть встроен в процессор или может быть внешним по отношению к процессору, когда он может быть соединен с процессором через различные средства, известные специалистам в данной области техники.

Предыдущее описание раскрытых воплощений предоставлено, чтобы дать возможность специалистам в данной области техники собрать или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих воплощений будут наверняка очевидны для специалистов в данной области техники, и универсальные принципы, определенные здесь, могут быть применены к другим осуществлениям, не отступая от духа или не выходя за границы объема изобретения. Таким образом, существующее изобретение не предназначено быть ограниченным воплощениями, показанными здесь, но должно получить самую широкую защиту в соответствии с принципами и новыми особенностями, раскрытыми здесь.