[發(fā)明專利]基于分組的OFDM系統(tǒng)中的傳輸PSD上限

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980142210.1
• 申請(qǐng)日: 2009-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN102197621A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金俊培;馬科斯·T·扎尼斯;皮特·尼爾斯·赫勒;斯圖爾特·桑德伯格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 阿威爾有限公司
• 主分類號(hào): H04L5/00
• 分類號(hào): H04L5/00
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求于2008年8月25日提交的發(fā)明名稱為“Maximum?Transmit?PSD?Adjustment?in?Packet-Based?OFDM?Systems”的第61/091,615號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)的權(quán)益以及35U.S.C.§119(e)規(guī)定的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)通過(guò)引用全部并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的示例方面涉及通信系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明的示例方面涉及基于正交頻分復(fù)用(OFDM)使用基于分組的傳輸來(lái)交換信息的通信系統(tǒng)，OFDM還被稱為多載波調(diào)制。更具體地，本發(fā)明的示例方面涉及當(dāng)在共享信道(其中多個(gè)用戶基于OFDM使用基于分組的傳輸來(lái)相互通信)上限定的功率譜密度(PSD)掩碼內(nèi)存在多個(gè)最大允許傳輸PSD電平時(shí)調(diào)節(jié)子載波的傳輸PSD電平。

背景技術(shù)

考慮兩個(gè)或者更多個(gè)用戶基于OFDM使用基于分組的傳輸在共享信道(例如單個(gè)頻帶)上相互通信的多用戶通信環(huán)境，分組通常由前同步碼、頭和負(fù)載形成并且使用分時(shí)或基于競(jìng)爭(zhēng)的介質(zhì)訪問(wèn)方法來(lái)傳輸。這樣的系統(tǒng)的例子包括IEEE?802.11(無(wú)線LAN)和IEEE?802.16(WiMAX)。

也稱為離散多音調(diào)(DMT)或者多載波通信的OFDM將傳輸頻帶劃分成多個(gè)子載波，子載波也稱為音調(diào)或者子信道，每個(gè)子載波單獨(dú)調(diào)制位或者位集，其中在每個(gè)子載波上調(diào)制的位數(shù)可以相同(向子載波分配恒定的或平坦的位)或者可以變化(向子載波分配可變化的位，也稱為“位加載”)。如果PSD掩碼在共享頻帶上并不恒定，換而言之，最大允許傳輸PSD值對(duì)于至少兩個(gè)子載波而言不同，并且最低與最高掩碼電平之差足夠大，則系統(tǒng)需要高動(dòng)態(tài)范圍的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)或數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)(這增加系統(tǒng)復(fù)雜性)或者受到高的ADC/DAC噪聲困擾(這造成在接收器處的性能下降)。

對(duì)于OFDM通信環(huán)境中的發(fā)射收發(fā)器，OFDM信號(hào)是大量正交子載波之和，在每個(gè)子載波上的基帶數(shù)據(jù)通常使用正交幅度調(diào)制(QAM)或者相移鍵控(PSK)來(lái)獨(dú)立調(diào)制。對(duì)于基帶通信，OFDM信號(hào)可以在未被頻率上移(或者上變頻)時(shí)被發(fā)送或者可以被上移(或者上變頻)一個(gè)載波(Fus)。對(duì)于RF通信，OFDM信號(hào)可以被進(jìn)一步上移(或者上變頻)一個(gè)RF載波(Fc)。圖17中示出基于RF的OFDM發(fā)射器的一個(gè)例子而圖18中示出基于RF的OFDM接收器的例子。

發(fā)明內(nèi)容

如本文所使用的，可互換地使用術(shù)語(yǔ)發(fā)射器、發(fā)射收發(fā)器和發(fā)射調(diào)制解調(diào)器，類似地，可互換地使用術(shù)語(yǔ)接收器、接收收發(fā)器和接收調(diào)制解調(diào)器以及可互換地使用術(shù)語(yǔ)調(diào)制解調(diào)器和收發(fā)器。

圖1圖示了根據(jù)頻率范圍的在電力線通信(PLC)中發(fā)現(xiàn)的非平坦PSD掩碼的例子，其包含最大傳輸PSD電平的大差值(在所給出的例子中為30dB)。

圖2圖示了經(jīng)調(diào)節(jié)的最大傳輸PSD電平的例子及其對(duì)信噪比(SNR)的影響。如果假設(shè)ADC噪聲為限制因素(也就是說(shuō)，背景噪聲低于-130dBm/Hz)，則這一例子圖示了減小最大傳輸PSD電平的益處。在圖2的例子中，將最大傳輸PSD電平從-50dBm/Hz(在左圖中)降低至-70dBm/Hz(在右圖中)造成30MHz以上子載波的SNR增加。30MHz以上子載波的SNR從30db(-80-(-110))增加至50db(-80-(-130))。

因此，通過(guò)改變最大傳輸PSD電平、對(duì)PSD掩碼施加上限，可用子載波上可用SNR的總和增加，因此增加可獲得的OFDM數(shù)據(jù)速率。換而言之，最大傳輸PSD掩碼可以用來(lái)降低至少一個(gè)子載波的傳輸PSD值，這造成至少一個(gè)子載波的SNR增加。改變最大傳輸PSD電平可以稱為上限函數(shù)，因此如本文所討論的那樣，術(shù)語(yǔ)“傳輸PSD上限”可以與“最大傳輸PSD值”互換。

為了選擇傳輸PSD上限電平的值，在發(fā)射器與接收器之間的消息傳送是有幫助的。圖3圖示了在兩個(gè)收發(fā)器之間的概念通信路徑的例子。為了輔助本文的討論，本文所使用的若干參數(shù)被定義為：

ITPC_T：如發(fā)射器設(shè)置的分組的初始傳輸PSD上限值(dBm/Hz)。

PTPC_R：如接收器設(shè)置的分組的建議傳輸PSD上限值(dBm/Hz)。

ATPC_T：如發(fā)射器設(shè)置的分組的實(shí)際傳輸PSD上限值(dBm/Hz)。

HTPC_X：在通信路徑X(即X＝TRDP、TRMP、RTMP)上傳輸?shù)姆纸M頭中的位域，其表明用于當(dāng)前分組的傳輸PSD上限電平(dBm/Hz)。

BAT_R：由接收器構(gòu)建的每一分組的位分配表。