[發明專利]通信系統

有效

• 申請號: 200580048723.8
• 申請日: 2005-02-25
• 公開（公告）號: CN101129009A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 彭英;西蒙·阿默;喬·麥吉漢;橫田知好
• 申請（專利權）人: 京瓷株式會社
• 主分類號: H04J15/00
• 分類號: H04J15/00;H04J11/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 朱進桂

技術領域

本發明涉及通信系統，特別涉及編碼正交頻分多址(OFDMA，orthogonal?frequency?division?multiple?access)射頻通信系統中的動態多用戶副載波分配。

背景技術

在頻率選擇性衰落的信道中，不同的副載波將獲得不同的信道增益。在先前考慮的正交頻分復用(OFDM，Orthogonal?FrequencyDivision?Multiplex)時分多址(TDMA，Time?Division?Multiple?Access)系統中，每個用戶在所有的副載波上同時發射信號，并且用戶時分共享信道。如果信道為發射機所熟知，則所謂的“注水”策略(也就是在信道增益高時高功率，在信道增益低時低功率)被認為在最大化數據速率方面是最優的。在單個用戶OFDM系統中，通過發射功率分配而獲得的數據速率的提高是由于頻譜分集效應。

在正交頻分多址(OFDMA，orthogonal?frequency?division?multipleaccess)系統中，用戶不是時分共享信道，而是通過在可用的副載波的(典型地為互斥的)子集上發射信號而頻分共享信道。一組副載波可以聚合到一個子信道中，所述子信道被分配給用戶。盡管注水原理仍然適用，副載波的共享為多址的系統資源的分配帶來了額外的自由度。因此，必須考慮對OFDMA或者多用戶OFDM系統中的副載波和功率分配的問題的不同的解決方案。來自不同用戶的信號可能受到獨立的衰落，因為用戶可能不在同一個位置。因此，在同一個副載波上的所有用戶的信號都受到嚴重的衰落的可能性是非常低的。在多用戶OFDM系統中，利用多用戶分集能夠提高數據速率。

典型地，在OFDMA中，由于期望避免用戶共享同一個副載波時所產生的干擾，將一個副載波分配給一個用戶防止了其他用戶使用該副載波。因此，最優的解決方案不必是分配被單個所選擇的用戶視為最優的副載波(如同在單個用戶系統中)。例如，情況可能是這樣的，因為對于一個用戶的最優的副載波可能也是對于另一個恰好沒有其它合適的副載波的用戶的最優的副載波。因此應當考慮不同的方案。

如上文所述，由于有多個副載波可用于分配，OFDMA系統提供了額外的自由度，正是這種特性能夠被利用。OFDMA與多用戶的情況良好地匹配，對于一個用戶是低質量的副載波可能對于另一個用戶是高質量的，并因此可以被分配。通過自適應地分配副載波，可以利用在不同位置的用戶之間的信道分集。這種“多用戶分集”源于包括用戶的獨立路徑損耗和衰落的信道分集。先前考慮的解決方案建議了用于OFDMA系統的可能的副載波和功率分配算法。例如，參見W.Rhee和J.M.Cioffi的“Increase?in?capacity?of?multi-user?OFDM?systemusing?dynamic?subchannel?allocation”，Vehicular?Technology?ConferenceProceedings，2000，IEEE?51^st，Vol.2，15-18，2000年5月，第1085-1089頁；以及J.Jang和K.Bok?Lee的“Transmit?Power?Adaptation?forMulti-user?OFDM?Systems”，IEEE?Journal?on?Selected?Areas?inCommunications，Vol.21，2003年2月2日出版，第171-178頁。

當使用多個發送和/或接收天線時增加了復雜度。這樣的多天線系統被稱為MIMO系統，即多輸入多輸出系統。在所有的系統中，特別是在多天線系統中，考慮每個發射機天線和每個接收機天線之間的通信路徑是重要的。為了避免與多路徑衰落效應相混淆，在下文中將所述的通信路徑稱為“通信鏈路”。通信鏈路只是發射機天線與接收機天線之間的直接連接。例如，在單個天線系統中，在發射機與接收機之間有單個的通信鏈路。在每個發射機有兩個發射機天線且每個接收機有兩個接收機天線的多天線例子中，則有4條通信鏈路。