[發(fā)明專利]OFDMA系統(tǒng)中利用碼分復(fù)用導(dǎo)頻的快速跳頻

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110162439.0
• 申請(qǐng)日: 2004-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN102208919A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿維尼施·阿格拉瓦爾;愛德華·哈里森·蒂格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號(hào): H04B1/715
• 分類號(hào): H04B1/715;H04L27/26;H04L25/02
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 張揚(yáng);王英

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2004年5月7日，題為“OFDMA系統(tǒng)中利用碼分復(fù)用導(dǎo)頻的快速跳頻”，申請(qǐng)?zhí)枮?00480019900.5的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2003年5月12日提交的、題為“Fast?Frequency?Hopping?with?a?Code?Division?Mulitplexed?Pilot?in?an?OFDMA?System”、待決的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/470,107的優(yōu)先權(quán)，后者以引用的方式并入此處。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及通信，更具體地講，涉及在正交頻分多址(OFDMA)通信系統(tǒng)中支持利用碼分復(fù)用(CDM)導(dǎo)頻的快速跳頻的技術(shù)。

技術(shù)背景

在跳頻擴(kuò)頻(FHSS)通信系統(tǒng)中，在不同的時(shí)間間隔內(nèi)在不同的頻率子帶或子載波上發(fā)送數(shù)據(jù)，該時(shí)間間隔也稱為“跳頻周期”。這些頻率子帶可以由正交頻分復(fù)用(OFDM)、其它多載波調(diào)制技術(shù)或一些其它的方式提供。使用FHSS，數(shù)據(jù)發(fā)送以偽隨機(jī)的方式從一個(gè)子帶跳頻到另一個(gè)子帶。這種跳頻實(shí)現(xiàn)了頻率分集，并使得數(shù)據(jù)發(fā)送能夠更好地抵擋有害的路徑效應(yīng)，例如，窄帶干擾、阻塞和衰落等。

OFDMA系統(tǒng)使用了OFDM技術(shù)，能夠同時(shí)支持多個(gè)用戶。對(duì)于跳頻OFDMA系統(tǒng)，使用分配給每個(gè)用戶的特定跳頻(FH)序列對(duì)該用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送。FH序列表示在每個(gè)跳頻周期內(nèi)用于數(shù)據(jù)發(fā)送的特定子帶。可以使用不同的FH序列同時(shí)發(fā)送多個(gè)用戶的多個(gè)數(shù)據(jù)傳輸。這些FH序列被定義為互相正交，從而使得在每個(gè)跳頻周期內(nèi)每個(gè)子帶僅由一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送使用。通過(guò)使用正交的FH序列，可以避免小區(qū)內(nèi)干擾，并且，在獲得頻率分集益處的同時(shí)，多個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送之間也不會(huì)相互干擾。

OFDMA系統(tǒng)可被部署為具有多個(gè)小區(qū)，其中，小區(qū)通常指基站和/或它的覆蓋區(qū)域。在一個(gè)小區(qū)內(nèi)的給定子帶上的數(shù)據(jù)發(fā)送會(huì)對(duì)相鄰小區(qū)內(nèi)的同一子帶上的另一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送造成干擾。為了使小區(qū)間干擾隨機(jī)化，通常將每個(gè)小區(qū)的FH序列定義為相對(duì)于相鄰小區(qū)的FH序列是偽隨機(jī)的。通過(guò)使用偽隨機(jī)FH序列，實(shí)現(xiàn)了干擾分集，并且，一個(gè)給定小區(qū)內(nèi)某一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)發(fā)送將在足夠長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)觀測(cè)到來(lái)自其他小區(qū)中其他用戶的數(shù)據(jù)發(fā)送的平均干擾。

在任一給定時(shí)刻，小區(qū)間干擾隨不同子帶變化很大。考慮到不同子帶上干擾的差異，在選擇數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)率時(shí)通常使用一個(gè)余量。如果干擾變化性很大，則一般需要一個(gè)大的余量來(lái)獲得數(shù)據(jù)發(fā)送的低錯(cuò)包率(PER)。大的余量導(dǎo)致數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)率的大幅降低，這限制了系統(tǒng)容量。

跳頻能夠平均小區(qū)間干擾并且減少所需的余量。增加跳頻速率會(huì)帶來(lái)更好的干擾平均，并且減少所需的余量。對(duì)于某些通過(guò)多跳頻技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并且不能使用諸如自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)(ARQ)的其它技術(shù)的傳輸類型而言，快速跳頻速率對(duì)于減輕有害的干擾效應(yīng)特別有利。

跳頻速率一般受到信道估計(jì)需求的限制。對(duì)于OFDMA系統(tǒng)，數(shù)據(jù)發(fā)送所用的每個(gè)子帶的信道響應(yīng)通常由接收機(jī)進(jìn)行估計(jì)，然后該子帶的信道響應(yīng)估計(jì)被用來(lái)對(duì)在該子帶上接收的數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)。通常根據(jù)在該子帶上接收的導(dǎo)頻符號(hào)，完成每個(gè)子帶的信道估計(jì)。在快速衰落的通信信道中，衰落速率通常阻止接收機(jī)對(duì)在同一個(gè)子帶上從前一個(gè)跳頻接收的導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行組合。因此，為了獨(dú)立地對(duì)每個(gè)跳頻周期的信道響應(yīng)進(jìn)行估計(jì)，需要在該跳頻周期內(nèi)發(fā)送足夠數(shù)量的導(dǎo)頻符號(hào)以便接收機(jī)能夠獲得充分準(zhǔn)確的信道響應(yīng)估計(jì)。這些導(dǎo)頻符號(hào)代表了每個(gè)跳頻周期的固定開銷。在這種情況下，增加跳頻速率也會(huì)增加導(dǎo)頻開銷。

所以，現(xiàn)有技術(shù)中需要支持快速跳頻而又不會(huì)增加OFDMA系統(tǒng)的導(dǎo)頻開銷的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供在多載波通信系統(tǒng)(例如，OFDMA系統(tǒng))中支持利用CDM導(dǎo)頻的快速跳頻的技術(shù)。系統(tǒng)中的每個(gè)發(fā)射機(jī)(例如，每個(gè)終端)在所有的子帶上發(fā)送寬帶導(dǎo)頻，以使接收機(jī)(例如，基站)能夠同時(shí)對(duì)整個(gè)信道響應(yīng)進(jìn)行估計(jì)。每個(gè)發(fā)射機(jī)的寬帶導(dǎo)頻可以使用直接序列擴(kuò)頻處理并基于分配給該發(fā)射機(jī)的偽隨機(jī)(PN)碼而生成。這樣，接收機(jī)就可以對(duì)由多個(gè)發(fā)射機(jī)同時(shí)發(fā)送的多個(gè)寬帶導(dǎo)頻單獨(dú)地進(jìn)行識(shí)別和恢復(fù)。對(duì)于時(shí)分復(fù)用(TDM)/CDM導(dǎo)頻發(fā)送方式，每個(gè)發(fā)射機(jī)以突發(fā)方式發(fā)送寬帶導(dǎo)頻。對(duì)于連續(xù)的CDM導(dǎo)頻發(fā)送方法，每個(gè)發(fā)射機(jī)連續(xù)地發(fā)送寬帶導(dǎo)頻，盡管發(fā)射功率電平很低。