專(zhuān)利名稱(chēng)：智能傳輸功率控制方案系統(tǒng)和方法
(1)發(fā)明背景依照本領(lǐng)域內(nèi)不同的公知標(biāo)準(zhǔn)，例如IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11a.，在正交頻分多路傳輸(OFDM)和/或離散多頻調(diào)制(DMT)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，站可以通過(guò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包來(lái)進(jìn)行相互之間的通信。
當(dāng)站通過(guò)頻率選擇信道進(jìn)行通信時(shí)，所傳送的數(shù)據(jù)通常含有錯(cuò)誤。這種數(shù)據(jù)錯(cuò)誤一般由BER(誤碼率)單元或PER(分組差錯(cuò)率)單元來(lái)測(cè)定。目前，站通常不在最優(yōu)或接近最優(yōu)的總體BER/PER下進(jìn)行操作。
(2)


本發(fā)明可以通過(guò)下列對(duì)本發(fā)明優(yōu)先實(shí)施例的詳細(xì)描述并配合附圖予以充分地理解圖1是包含依照本發(fā)明典型實(shí)施例的智能傳輸功率控制(ITPC)方案的通信系統(tǒng)示意圖；圖2是帶有依照本發(fā)明典型實(shí)施例的ITPC方案的OFDM標(biāo)準(zhǔn)802.11a收發(fā)器的功能塊示意圖；圖3是說(shuō)明圖2所示的ITPC方案更多細(xì)節(jié)的功能塊示意圖；圖4和圖5是說(shuō)明對(duì)使用依照本發(fā)明典型實(shí)施例的ITPC方案的OFDM收發(fā)器模擬結(jié)果的示意圖；圖6是包含依照本發(fā)明典型實(shí)施例的ITPC檢測(cè)器的通信系統(tǒng)的示意圖；圖7A、7B和7C是說(shuō)明依照本發(fā)明典型實(shí)施例兩個(gè)站之間的上游和下游OFDM的檢測(cè)過(guò)程的副載波頻譜圖。
圖8A和圖8B是兩個(gè)分別依照本發(fā)明實(shí)施例的ITPC檢測(cè)方案典型執(zhí)行的功能塊示意圖；圖9是一橫向?yàn)V波器的功能塊示意圖，該橫向?yàn)V波器包含在依照本發(fā)明典型實(shí)施例的ITPC檢測(cè)器的典型實(shí)施內(nèi)；以及圖10是包含依照兩個(gè)本發(fā)明典型實(shí)施例的ITPC檢測(cè)器/收發(fā)器的通信系統(tǒng)的示意圖。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)方面的實(shí)施例提供了可以使通信站能夠在最優(yōu)、接近最優(yōu)、或最小總體BER和/或PER進(jìn)行操作的一種裝置和/或一種方法。
本發(fā)明其他方面的實(shí)施例提供了檢測(cè)BER和/或PER最優(yōu)化/最小化解決方案用法的一種裝置和/或一種方法。
本發(fā)明的實(shí)施例介紹了一種新的自適應(yīng)智能傳輸功率控制(ITPC)方案。盡管本發(fā)明的范圍并不局限在這點(diǎn)上，但I(xiàn)TPC方案可以用于協(xié)同不同類(lèi)型的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，例如在依照像IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11a這樣預(yù)先確定好的標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行操作的系統(tǒng)，或者其他的OFDM或DMT系統(tǒng)，包括但不局限于同時(shí)使用多載波和/或副載波的系統(tǒng)。
圖1通過(guò)示意圖說(shuō)明了了一種連同本發(fā)明典型實(shí)施例一同使用的通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包含兩個(gè)站，即站1(表示為100)和站2(表示為110)，它們各自通過(guò)頻率選擇信道120進(jìn)行操作(例如通信)。這樣的信道可以是良性的或緩慢變化的，例如，所述信道可以是一具有較小信道偏移的(例如等于3dB到6dB)的頻率選擇信道。在這樣的系統(tǒng)中，正向和反向的信道在兩個(gè)站之間進(jìn)行單包交換的過(guò)程中可以是對(duì)稱(chēng)并且互逆的。站100和站110中的每一個(gè)都可以包含如同以下所詳細(xì)描述的收發(fā)器。雖然本發(fā)明的范圍并不局限在這點(diǎn)上，但是本發(fā)明實(shí)施例中的系統(tǒng)可以是“如同瞎的蝙蝠”類(lèi)型的系統(tǒng)，即在這樣的系統(tǒng)中所有信息的交換和傳輸都依照現(xiàn)有的通信標(biāo)準(zhǔn)。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，站100可以使用從站110收到的一個(gè)信號(hào)來(lái)初始化估計(jì)信道質(zhì)量和副載波功率增益?；谶@些估計(jì)，站100可以通過(guò)副載波對(duì)傳輸執(zhí)行最優(yōu)或接近最優(yōu)的功率分配。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，例如，通過(guò)約束使傳輸總功率保持恒定不變來(lái)進(jìn)行功率分配或再分配。在這里所定義的術(shù)語(yǔ)分配，也可以指的是功率的再分配。依照本發(fā)明典型實(shí)施例的功率再分配可以調(diào)節(jié)站100和站110傳輸?shù)某跏脊β史峙?，或者調(diào)節(jié)之前的功率再分配。
雖然本發(fā)明的范圍并不局限于這方面，但是站100基本上可以在所有的數(shù)據(jù)副載波中使用相同的調(diào)制和編碼技術(shù)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，比起帶有更高信道功率增益的副載波(“好”副載波)，更多的功率將被分配到帶有更低的信道功率增益的副載波(“差”副載波)上?？梢允褂迷诖嗽敿?xì)描述的方法來(lái)執(zhí)行這樣的分配，達(dá)到站110接收器中信噪比(SNR)的局部副載波均衡。這種功率均衡方案依照全局BER/PER最小化，或相反地，依照平均吞吐量最大化，可以是最優(yōu)或接近最優(yōu)的。
圖2通過(guò)示意說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例帶有ITPC方案250的OFDM標(biāo)準(zhǔn)802.11a收發(fā)器的功能塊圖。ITPC方案250可以在站100的發(fā)送機(jī)(TX)部分200和接收機(jī)(RX)部分210之間執(zhí)行，該方案可以包括收發(fā)器的任何部分，就如本領(lǐng)域內(nèi)所共知的那樣，除了此處所特別描述的元件之外。ITPC方案250可以包含一個(gè)局部副載波SNR預(yù)均衡器220，以及一個(gè)副載波加權(quán)單元230，它們中的一個(gè)或者全部可以使用任一所期望的硬件和/或軟件組合來(lái)執(zhí)行。RX部分210可以接收來(lái)自另一個(gè)站的分組，例如站110。這樣，SNR預(yù)均衡器220可以使ITPC方案250“開(kāi)”或“關(guān)”，并且可以使用本領(lǐng)域中任一合適的權(quán)重計(jì)算方法為T(mén)X部分200計(jì)算權(quán)重。
在向另一個(gè)站(例如站110)傳輸分組的過(guò)程中，副載波加權(quán)單元230可以基于由對(duì)應(yīng)副載波復(fù)數(shù)在SNR預(yù)均衡器220中計(jì)算出的副載波權(quán)重相乘而產(chǎn)生輸出信號(hào)，所述副載波復(fù)數(shù)可以表現(xiàn)映像塊中星座點(diǎn)。如圖2所示，系統(tǒng)可以包含并使用其他本領(lǐng)域內(nèi)所共知的元件；例如，RX部分包含串行轉(zhuǎn)并行(S/P)轉(zhuǎn)換器和刪除防衛(wèi)間隔(RGI)單元270、快速傅里葉變換(FFT)274、信道估計(jì)和均衡單元276、解映像單元278、TX部分200可以包含反FFT(IFFT)280、并行轉(zhuǎn)串行(P/S)轉(zhuǎn)換器以及增加防衛(wèi)間隔(AGI)單元282，所有這些單元可以包含本領(lǐng)域內(nèi)所公知的硬件和/或軟件元件。此外，系統(tǒng)可以包含并使用內(nèi)部和/或外部的天線(xiàn)290。
圖3通過(guò)示意圖更詳細(xì)地說(shuō)明了ITPC方案250的功能塊和它的單元，例如SNR預(yù)均衡器220和副載波加權(quán)單元230。SNR預(yù)均衡器220可以包含信道漂移估計(jì)器310、副載波權(quán)重計(jì)算子單元320，并且可以包含任選的遠(yuǎn)距離信道預(yù)測(cè)子單元330。
信道漂移估計(jì)器310可以計(jì)算信道漂移的瞬間值。為了達(dá)到這一點(diǎn)，基本上所有的副載波衰減增益量值都將被比較，并且確定最大增益量值和最小增益量值的比率。該比率可以稱(chēng)為“信道漂移”。
信道漂移值可以與給定的門(mén)限進(jìn)行比較，這可以確定信道質(zhì)量。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，門(mén)限值可以依照理論計(jì)算和模擬來(lái)預(yù)先確定。門(mén)限值可以預(yù)先存儲(chǔ)在任意的存儲(chǔ)器設(shè)備或緩沖器中(未示出)，或者可以被裝入或編入依照本發(fā)明用于功率分配的方法中。盡管本發(fā)明的范圍并不局限于這一點(diǎn)，但要注意的是理論計(jì)算和模擬表明依照本發(fā)明某些實(shí)施例的ITPC方案可以為信道漂移改善性能高達(dá)6dB。還要注意的是本發(fā)明的實(shí)施例可以使用這種特定的門(mén)限值或其他的門(mén)限值，例如使用具有較高信道漂移的不良信道，則可使用其他的自適應(yīng)比特和功率分配方案。
如果信道漂移值超過(guò)門(mén)限，那么ITPC方案250就會(huì)被“關(guān)”，并且副載波權(quán)重計(jì)算子單元320可以為副載波權(quán)重基本上產(chǎn)生所有的單位(也就是說(shuō)“1”)，這樣副載波權(quán)值就不會(huì)影響正在傳輸?shù)男盘?hào)。然而，如果信道漂移值低于門(mén)限，ITPC方案250可以被打“開(kāi)”并且副載波權(quán)重計(jì)算子單元320可以工作。
副載波權(quán)重計(jì)算子單元320可以定義副載波權(quán)重，那么更高的權(quán)重就會(huì)隨著更小的信道增益被賦給副載波，并且更小的權(quán)重就會(huì)隨著更大的信道增益被賦給副載波。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，副載波權(quán)重計(jì)算子單元320可以使用來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)OFDM信道均衡單元的反向副載波衰減增益估計(jì)(ISFGE)。本發(fā)明的另外實(shí)施例中，副載波權(quán)重計(jì)算子單元320可以使用來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)OFDM信道均衡單元的副載波衰減增益估計(jì)(SFGE)。注意，為了滿(mǎn)足總體發(fā)送機(jī)功率請(qǐng)求，副載波權(quán)重量值的和的平方可以是不變的并且等于副載波的數(shù)。
例如，當(dāng)在站操作在改變的環(huán)境中，或在接收現(xiàn)有分組過(guò)程中動(dòng)態(tài)信道的變化相對(duì)較大時(shí)，可使用任選的遠(yuǎn)距離信道預(yù)測(cè)子單元330。在這些情況下，在接收現(xiàn)有報(bào)文分組的過(guò)程中，遠(yuǎn)距離信道預(yù)測(cè)子單元330通過(guò)使用本領(lǐng)域內(nèi)所公知的算法可以預(yù)測(cè)副載波衰減增益。這樣，遠(yuǎn)距離信道預(yù)測(cè)子單元330可以發(fā)送信息給信道漂移估計(jì)器310和副載波權(quán)重計(jì)算子單元320，遠(yuǎn)距離信道預(yù)測(cè)子單元330的輸出信號(hào)(也就是權(quán)重)可以通過(guò)考慮在分組傳輸過(guò)程中預(yù)測(cè)副載波衰減增益來(lái)計(jì)算。
圖3進(jìn)一步描述了副載波加權(quán)單元230，所述副載波加權(quán)單元230可以接收輸入信號(hào)，包括來(lái)自SNR預(yù)均衡器220的副載波權(quán)重、引導(dǎo)副載波復(fù)數(shù)以及來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)OFDM副載波調(diào)制映像單元(未示出)的數(shù)據(jù)副載波復(fù)數(shù)。副載波加權(quán)單元230可以將副載波復(fù)數(shù)與它們相應(yīng)的由SNR預(yù)均衡器220提供的副載波權(quán)重相乘。所得出的加權(quán)副載波復(fù)數(shù)可由IFFT單元280接收，所述IFFT單元280可以包含本領(lǐng)域內(nèi)所公知的IFFT。
分析和模擬的結(jié)果可以確認(rèn)像站1這樣的站何時(shí)可以使用上述的ITPC方案，與常規(guī)的OFDM傳輸相比較，BER和/或PER值可以在其他的像站2這樣的站中減少。例如，圖4和圖5表示了OFDM收發(fā)器在36兆位/秒的數(shù)據(jù)速率、16-QAM調(diào)制類(lèi)型、3/4代碼速率和分組長(zhǎng)度為1000字節(jié)時(shí)的模擬結(jié)果。這樣的模擬可以通過(guò)相互補(bǔ)足的、雙射線(xiàn)的(例如帶有50納秒射線(xiàn)間延遲并且有-15dB相對(duì)功率)、靜態(tài)的頻率選擇信道模型，例如，一條帶有信道漂移值為D＝3dB的良性信道。圖4展示了在站1使用本發(fā)明某些實(shí)施例中的ITPC方案時(shí)，站2中RX性能的PER的絕對(duì)值。圖5展示了從本發(fā)明實(shí)施例的模擬中得到的PER值的曲線(xiàn)，與依照本發(fā)明某些實(shí)施例的ITPC方案的理論P(yáng)ER值相比較。例如，可以觀(guān)察到對(duì)SNR在16dB到18dB內(nèi)的范圍時(shí)發(fā)送到站2的分組來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的ITPC方案可以減少50％的PER。
盡管本發(fā)明的范圍并不局限在這方面，但是依照本發(fā)明實(shí)施例的ITPC方案至少有以下利益(a)當(dāng)站1和站2在良性的、緩慢變化的、互補(bǔ)的頻率選擇信道中操作時(shí)，在站2接收器中是接近最優(yōu)的總BER/PER。
(b)除了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)之外，沒(méi)有附加的信息需要在站1和站2之間傳輸，因此可以實(shí)現(xiàn)“如同瞎的蝙蝠”功率分配情況。
(c)ITPC方案的低復(fù)雜性允許在預(yù)先定義的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)中嚴(yán)格地使用該方案，例如，OFDM/IEEE 802.11a通信，如果期望，還包括基本上在所有數(shù)據(jù)副載波中使用相同類(lèi)型的調(diào)制和編碼技術(shù)。
(d)如果站1和站2在一條帶有深度衰減的快速變化信道上進(jìn)行操作的話(huà)，例如帶有可能由多路信號(hào)傳輸引起相對(duì)大的信道衰減的信道，本發(fā)明某些實(shí)施例的ITPC方案可能被“關(guān)閉”，并且站2的RX部分的性能將不會(huì)降低。
如上所述，本發(fā)明某些實(shí)施例的一個(gè)方面介紹了一種ITPC檢測(cè)器，所述檢測(cè)器可以檢測(cè)使用ITPC的站，例如，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)得到許可和/或一個(gè)未得到許可的ITPC方案。此外，ITPC檢測(cè)器可以檢測(cè)其他自適應(yīng)功率加載方案，例如會(huì)同時(shí)改變每個(gè)副載波的調(diào)制類(lèi)型、編碼類(lèi)型和/或功率分配的方案。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，ITPC檢測(cè)器可以在OFDM收發(fā)器的物理層(PHY)中實(shí)現(xiàn)，并且由媒體存取控制層(MAC)中來(lái)加以控制。ITPC檢測(cè)器可以是第一收發(fā)器(例如圖6所示的站1)的一部分，所述ITPC檢測(cè)器可以與帶有像以上所述的ITPC方案的第二收發(fā)器(例如圖6所示的站站2)建立連接。
圖6通過(guò)示意圖說(shuō)明了依照本發(fā)明典型實(shí)施例帶有ITPC檢測(cè)器的通信系統(tǒng)。所述系統(tǒng)至少包括兩個(gè)站，即站610(站1)和站620(站2)，它們分別通過(guò)頻率選擇信道600進(jìn)行操作。在這樣的系統(tǒng)中，當(dāng)站2可能包含ITPC方案時(shí)，站1就可能包含ITPC檢測(cè)器。
ITPC檢測(cè)器所使用的檢測(cè)方法可能是有效的并且基于例如站610的TX部分的OFDM下游信號(hào)的預(yù)計(jì)失真、以及之后的由站610的ITPC檢測(cè)器檢測(cè)站620的TX部分的上游信號(hào)失真。下游信號(hào)的預(yù)計(jì)失真和之后的頻率選擇信道失真可以由站620的ITPC方案察覺(jué)并且估計(jì)例如用“實(shí)”信道的轉(zhuǎn)移函數(shù)來(lái)表示。站620的ITPC方案可以通過(guò)預(yù)先定義的方式自動(dòng)地對(duì)預(yù)計(jì)失真信號(hào)起反應(yīng)作用。因?yàn)檎?20不會(huì)將信道失真和預(yù)計(jì)失真分開(kāi)，所以預(yù)計(jì)失真可以與信道轉(zhuǎn)移函數(shù)一同由使用像標(biāo)準(zhǔn)信道估計(jì)單元(圖2所示的276)來(lái)加以估計(jì)。與以上關(guān)于圖3的描述類(lèi)似，站620的SNR-預(yù)均衡器可對(duì)來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)信道估計(jì)單元(圖2所示的276)的信道估計(jì)重新計(jì)算，從而為站620的副載波加權(quán)單元(圖2所示的230)提供副載波權(quán)重，以模擬上述參考圖3的說(shuō)明的方式。考慮到總體轉(zhuǎn)換函數(shù)，這些可能在頻域中是等于預(yù)計(jì)失真轉(zhuǎn)換函數(shù)和物理信道轉(zhuǎn)換函數(shù)乘積來(lái)進(jìn)行估計(jì)。在時(shí)域中，總體響應(yīng)函數(shù)可能等于兩個(gè)響應(yīng)函數(shù)的卷積，例如預(yù)計(jì)失真響應(yīng)和物理信道響應(yīng)。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，處于研究中的使用依照本發(fā)明某些實(shí)施例的ITPC方案的站(站2)并不會(huì)注意到信號(hào)是預(yù)失真的。站2可以像通常的OFDM信號(hào)通過(guò)特殊信道那樣進(jìn)行操作，并且站2可以因此嘗試預(yù)均衡信道。這可能會(huì)導(dǎo)致傳輸信號(hào)包含相反的預(yù)計(jì)預(yù)失真，從而使ITPC檢測(cè)器能夠檢測(cè)到ITPC方案的活動(dòng)。
副載波復(fù)數(shù)可以通過(guò)站620的副載波調(diào)制映射單元來(lái)獲得。副載波復(fù)數(shù)可以與它們相應(yīng)的副載波權(quán)重相乘。這個(gè)相乘可由例如站620的副載波加權(quán)單元來(lái)完成。如本領(lǐng)域內(nèi)所公知的那樣，加權(quán)副載波復(fù)數(shù)可以通過(guò)IFFT單元來(lái)接收。上述過(guò)程可以形成副載波值的預(yù)失真，從而補(bǔ)償在上行傳輸?shù)倪^(guò)程中估計(jì)總體轉(zhuǎn)換函數(shù)的未來(lái)失真。然而，預(yù)失真可能是不正確的，因?yàn)閷?shí)物理信道轉(zhuǎn)換函數(shù)可能不符合由站620的RX部分所估計(jì)的已察覺(jué)到的總體轉(zhuǎn)換函數(shù)。站610的RX部分可以接收它自己的反向預(yù)計(jì)失真來(lái)代替接收完全均衡的頻率均勻信道響應(yīng)。如同以上所解釋的那樣，站610可以使用匹配濾的波來(lái)檢測(cè)對(duì)它自身的預(yù)計(jì)失真響應(yīng)，這可以通過(guò)站610的ITPC檢測(cè)器來(lái)執(zhí)行。
圖7A、7B和7C通過(guò)示意圖描述了根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施例的檢測(cè)過(guò)程可以通過(guò)使用兩個(gè)站的上游和下游(例如站1和站2)OFDM副載波頻譜圖來(lái)給出。
圖7A通過(guò)示意圖說(shuō)明了一個(gè)通過(guò)依據(jù)站2和站1連接并且不帶有檢測(cè)過(guò)程的使用ITPC方案的例子。方框710描述了可能由站1傳輸?shù)念l譜，同時(shí)方框712描述了可能由站2接收的頻譜。方框714描述了站2的預(yù)均衡傳輸頻譜，并且方框716描述了可能由站1接收的頻譜。如圖7A所示，站1和站2可以通過(guò)互補(bǔ)的、頻率選擇信道720進(jìn)行操作，該信道的轉(zhuǎn)換函數(shù)可以由方框722指出。
圖7B通過(guò)示意圖說(shuō)明了依照本發(fā)明實(shí)施例，通過(guò)站1的ITPC檢測(cè)器，在站2對(duì)ITPC方案活動(dòng)的典型檢測(cè)。方框750描述了由站1傳輸?shù)膸в蓄A(yù)計(jì)失真的頻譜，同時(shí)方框752描述了由站2接收的頻譜。方框754描述了站2的預(yù)均衡傳輸頻譜，并且方框756描述了可能由站1接收的頻譜，該頻譜可能包含反向的預(yù)計(jì)失真。如圖7B所示，站1和站2可以通過(guò)互補(bǔ)的、頻率選擇信道760進(jìn)行操作，該信道的轉(zhuǎn)換函數(shù)可以由方框762指出。
圖7C通過(guò)示意圖說(shuō)明了為了帶有常規(guī)OFDM收發(fā)器的站2的ITPC方案活動(dòng)的無(wú)檢測(cè)例子。方框770描述了可能由站610發(fā)送的帶有預(yù)計(jì)失真的頻譜，同時(shí)方框772描述了可能由站620接收的頻譜。方塊774描述了可能由站620發(fā)送的頻譜，同時(shí)方框776描述了由站610接收的頻譜。如圖7C所示，站1和站2可以通過(guò)互補(bǔ)的、頻率選擇信道760進(jìn)行操作，該信道的轉(zhuǎn)換函數(shù)可以由方框782指出。
一個(gè)可能用于協(xié)同OFDM信號(hào)的ITPC他檢測(cè)器可以包括三個(gè)主要單元測(cè)試生成程序；預(yù)計(jì)失真單元；以及檢測(cè)子單元。這些單元中的每一個(gè)都可以在時(shí)域和/或頻域中實(shí)施。圖8A和8B說(shuō)明了依照本發(fā)明實(shí)施例的ITPC檢測(cè)器方案的兩個(gè)典型實(shí)現(xiàn)方法。
圖8A通過(guò)示意圖說(shuō)明了依照本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例的包含ITPC檢測(cè)器805的站/收發(fā)器的部分，包括頻域中所實(shí)施的組件。圖8A所示ITPC檢測(cè)器805包括測(cè)試生成程序800，以在頻域中產(chǎn)生預(yù)定義測(cè)試信號(hào)，其中，復(fù)合權(quán)重可能很接近真實(shí)單元，因?yàn)樵谶@種情況下期望的預(yù)計(jì)失真可能很小。這些復(fù)合權(quán)重可能被用作預(yù)計(jì)失真單元的輸入信號(hào)，這可以通過(guò)例如以副載波加權(quán)單元810的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，來(lái)自調(diào)制映射方框的副載波復(fù)數(shù)可以與相應(yīng)的權(quán)重相乘，所述的響應(yīng)權(quán)重可以由測(cè)試生成程序產(chǎn)生的測(cè)試信號(hào)提供。注意，如果期望，那么為了滿(mǎn)足總體發(fā)送機(jī)功率的請(qǐng)求，副載波權(quán)重量值的平方和可能是恒定的，并且等于副載波的數(shù)。其次，如本領(lǐng)域內(nèi)所公知的那樣，集權(quán)副載波復(fù)數(shù)可傳送到IFFT單元，并且使用任意合適的處理OFDM TX下游信號(hào)的組件來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步處理。ITPC檢測(cè)器805還包括檢測(cè)子單元(未示出)，所述檢測(cè)子單元可以包括在頻域中進(jìn)行操作的匹配濾波器820和門(mén)限設(shè)備830。根據(jù)例如可提供的執(zhí)行復(fù)雜性和/或其他任何的技術(shù)/經(jīng)濟(jì)說(shuō)明書(shū)和/或設(shè)計(jì)要求，匹配濾波器820可以使用復(fù)數(shù)或?qū)嵪禂?shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。依照本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，至少由一個(gè)訓(xùn)練碼元(例如一個(gè)由標(biāo)準(zhǔn)OFDM信道估計(jì)單元處理的長(zhǎng)訓(xùn)練碼元)提供的副載波衰減增益估計(jì)的量值可與實(shí)系數(shù)一起用作為對(duì)頻域匹配濾波器820的輸入。在這個(gè)典型實(shí)施例中，匹配濾波器820系數(shù)可以包括與測(cè)試生成程序800所提供的相應(yīng)權(quán)重成反比例的實(shí)值。匹配濾波器820的輸出可以被門(mén)限設(shè)備830當(dāng)作輸入來(lái)接收。此外，對(duì)預(yù)先確定的假警報(bào)概率來(lái)說(shuō)，ITPC檢測(cè)器805可以利用Neyman-Pearson標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢測(cè)站2的ITPC方案活動(dòng)，從而在預(yù)先確定的門(mén)限上檢測(cè)匹配濾波器820響應(yīng)。如本領(lǐng)域內(nèi)所公知的那樣，包含上述ITPC檢測(cè)器805的站可以包括任何額外的收發(fā)器的電路組件，如本領(lǐng)域內(nèi)所公知的那樣，從而使站能夠使用內(nèi)部和/或外部天線(xiàn)840來(lái)傳輸和接收來(lái)自通信系統(tǒng)的信號(hào)。
參照?qǐng)D8B，圖8B通過(guò)示意圖說(shuō)明了另一種依照本發(fā)明實(shí)施例的包含ITPC檢測(cè)器855的站/收發(fā)器典型實(shí)施例，圖9通過(guò)示意圖說(shuō)明了橫向?yàn)V波器的功能性方案，所述功能性方案可以包含在ITPC檢測(cè)器855的典型實(shí)施方法中。在這個(gè)典型實(shí)施例中，如上述關(guān)于圖8A的實(shí)施例的描述，除了可以在頻域內(nèi)實(shí)現(xiàn)的匹配濾波器890之外，其他組件可以在時(shí)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)。圖8B中的ITPC檢測(cè)器855可以包括測(cè)試生成程序850，如上所述，由于預(yù)計(jì)失真可能很小，故在時(shí)域中產(chǎn)生預(yù)定義的測(cè)試信號(hào)，包括如實(shí)數(shù)和/或復(fù)數(shù)權(quán)重，如其值小于1。這些復(fù)數(shù)權(quán)重在預(yù)計(jì)失真單元中可以被用作輸入信號(hào)，這可以以時(shí)域橫向?yàn)V波器860的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，如方框862所示，所述橫向?yàn)V波器860可以接收來(lái)自并行轉(zhuǎn)串行轉(zhuǎn)換器和/或保護(hù)間隔(GI)加法單元的信號(hào)。橫向?yàn)V波器860的輸入信號(hào)表示整個(gè)時(shí)域OFDM輸入流。橫向?yàn)V波器860通過(guò)使用帶有預(yù)確定權(quán)重的錄音延遲線(xiàn)路來(lái)引入預(yù)計(jì)失真，例如從測(cè)試生成程序850中接收到的權(quán)重，以及在圖9中詳細(xì)說(shuō)明的求和方案。為了避免預(yù)計(jì)失真對(duì)數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的不利影響，橫向?yàn)V波器860(在圖9中詳細(xì)說(shuō)明)的總體響應(yīng)時(shí)間以及物理信道可能不比OFDM碼元的GI持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。例如，在依照標(biāo)準(zhǔn)802.11a的通信中，GI持續(xù)時(shí)間一般等于16個(gè)抽樣時(shí)間或大約等于800納秒。此外要注意為了滿(mǎn)足總體發(fā)送機(jī)功率請(qǐng)求，按歸一化值，橫向?yàn)V波器860中的系數(shù)的平方和也要等于1。依照本發(fā)明典型實(shí)施例的檢測(cè)子單元(未示出)通常類(lèi)似于上述圖8A所示的檢測(cè)子單元；然而，在這個(gè)典型實(shí)施例中，匹配濾波器系數(shù)可以通過(guò)FFT單元870從測(cè)試生成程序850的時(shí)域信號(hào)中來(lái)重新計(jì)算，這可以被用來(lái)將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)。如本領(lǐng)域內(nèi)所公知的那樣，包含上述ITPC檢測(cè)器855的站可以包括任意額外的收發(fā)器的電路元件，如本領(lǐng)域內(nèi)所公知的那樣，從而使站能夠使用內(nèi)部和/或/外部天線(xiàn)880來(lái)傳輸和接收來(lái)自通信系統(tǒng)的信號(hào)。
在上述兩個(gè)ITPC檢測(cè)器的典型實(shí)施例中，如圖8A和圖8B所示，為了改進(jìn)檢測(cè)效率，本發(fā)明某些實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)方法可以使用副載波復(fù)衰減增益估計(jì)和/或帶有復(fù)合系數(shù)的匹配濾波器中的任意一個(gè)。此外，ITPC檢測(cè)器還包括允許累積匹配濾波器對(duì)來(lái)自站2的幾個(gè)連續(xù)分組響應(yīng)的存儲(chǔ)設(shè)備。檢測(cè)效率也取決于信道估計(jì)的精度。
作為依照本發(fā)明某些實(shí)施例的檢測(cè)效率的例子，為了互補(bǔ)的雙射線(xiàn)(帶有50納秒射線(xiàn)間延遲并且有-15dB相對(duì)功率)、靜態(tài)的頻率選擇信道模型而執(zhí)行Matlab(R)模擬結(jié)果。該信道是帶有D＝3dB信道漂移值的良性信道。在這種模擬中，依照?qǐng)D8A通過(guò)示意圖所示的典型實(shí)施例，ITPC檢測(cè)器在頻域中被實(shí)現(xiàn)。依照標(biāo)準(zhǔn)OFDM802.11a，為了信道轉(zhuǎn)換函數(shù)的ML估計(jì)，該模擬使用了兩個(gè)長(zhǎng)訓(xùn)練碼元。為了對(duì)ITPC方案活動(dòng)的檢測(cè)，預(yù)計(jì)失真為-25dB，為復(fù)指數(shù)形式。這個(gè)在頻域中的失真相當(dāng)于由橫向?yàn)V波器產(chǎn)生的時(shí)域中的失真，所述橫向?yàn)V波器帶有下列真系數(shù)hn＝
。匹配濾波器在頻域中被實(shí)現(xiàn)，同時(shí)系數(shù)充分地與預(yù)計(jì)失真的回復(fù)響應(yīng)復(fù)共軛，在這個(gè)模擬中得到的ITPC檢測(cè)器的特性如下為了使SNR＝17dB并且假警報(bào)概率PFA＝0.01，正確檢測(cè)的概率為PD＝0.97。注意上述關(guān)系僅僅是對(duì)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的典型模擬而言，而決不是限制本發(fā)明的范圍。在其他模擬中或者在依照本發(fā)明某些實(shí)施例的ITPC檢測(cè)器實(shí)際實(shí)現(xiàn)方法中，檢測(cè)結(jié)果可能不同，并且檢測(cè)效率可能低或較高。
圖10通過(guò)示意圖描述了當(dāng)全部站(例如站1和站2)被用作ITPC收發(fā)器并且全部站包括ITPC檢測(cè)器時(shí)，OFDM信號(hào)的預(yù)計(jì)失真可能被用于傳輸服務(wù)信息，而對(duì)OFDM主數(shù)據(jù)流沒(méi)有不利影響。圖10通過(guò)示意圖說(shuō)明了這樣一種依照本發(fā)明實(shí)施例的傳輸系統(tǒng)的典型實(shí)施例。站1010(站1)和站1020(站2)中的每一個(gè)都可以包含ITPC檢測(cè)器。站1010和站1020可以通過(guò)頻率選擇信道1000進(jìn)行操作，并且全部的站可以有一組測(cè)試生成程序信號(hào)的先驗(yàn)消息，這被稱(chēng)為“編碼字”。
編碼字可以被定義為頻域中和/或時(shí)域中權(quán)重的某些組合。如圖9通過(guò)示意圖所示，在時(shí)域中，編碼字通過(guò)一組給定的收發(fā)器濾波器復(fù)數(shù)來(lái)表現(xiàn)，編碼字可以被表示成{h1i，h2i，...hNi}。隨后的典型計(jì)算基于標(biāo)準(zhǔn)801.11a參數(shù)來(lái)執(zhí)行，抽樣時(shí)間為50納秒的和OFDM防衛(wèi)間隔為16個(gè)抽樣(800納秒)。例如，一組編碼字可以依照信道平均功率延遲剖面圖和/或技術(shù)說(shuō)明書(shū)以及約束來(lái)選擇。作為典型的室內(nèi)信道的例子，信道響應(yīng)時(shí)間延遲通常不會(huì)超過(guò)大約250納秒，或5個(gè)抽樣，因此如果期望，盡管本發(fā)明的范圍并不局限于這方面，但是橫向?yàn)V波器系數(shù)hN的非零值可以在6＜n＜10的位置內(nèi)更好。
為了進(jìn)一步解釋這個(gè)例子，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，橫向?yàn)V波器可以產(chǎn)生原始信號(hào)的延遲副本。橫向?yàn)V波器系數(shù)的值對(duì)應(yīng)于這些副本的量值，并且特定系數(shù)的數(shù)量可以決定相應(yīng)的副本的延遲。然而，由于多路傳播(例如信道響應(yīng))，信道也會(huì)產(chǎn)生信號(hào)的副本。在這個(gè)例子中，如果與橫向?yàn)V波器非零系數(shù)位置相應(yīng)的延遲小于信道響應(yīng)時(shí)間(例如n＜5)，在來(lái)自橫向?yàn)V波器的響應(yīng)和信道響應(yīng)之間會(huì)有干擾，這會(huì)影響檢測(cè)和/或服務(wù)信息性能的執(zhí)行。如果橫向?yàn)V波器響應(yīng)延遲大于OFDM防衛(wèi)間隔和信道響應(yīng)時(shí)間(例如n＞10)的差值，由于總體延遲會(huì)超過(guò)OFDM防衛(wèi)間隔值，那么由信道延遲的橫向?yàn)V波器響應(yīng)可能引起不期望的交互碼元干擾。注意，為了對(duì)OFDM系統(tǒng)功率分配和BER/PER性能特性只有較小的影響，上述系數(shù)的量值可能相對(duì)地較小，例如在-20dB到-25dB范圍之內(nèi)。帶有這樣特殊測(cè)試生成程序的ITPC檢測(cè)器方案可以被稱(chēng)為“ITPC收發(fā)器”。
任一的像站1和站2這樣的站可以使用它的預(yù)計(jì)失真單元來(lái)發(fā)送服務(wù)信息，并且/或使用它的檢測(cè)單原來(lái)接收來(lái)自其他站的服務(wù)信息。在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，服務(wù)信息可以通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)信道估計(jì)單元以及一個(gè)或兩個(gè)長(zhǎng)訓(xùn)練碼元處理來(lái)提取。這樣傳輸一組像帶有一個(gè)非零橫向?yàn)V波器系數(shù)hn的簡(jiǎn)單編碼字的性能特性，可能與上述ITPC檢測(cè)器的特性相類(lèi)似。然而，使用合適的方案或依照合適的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)最優(yōu)化一組編碼字的選擇可以同時(shí)改進(jìn)服務(wù)信息吞吐量。
在本發(fā)明的某些典型實(shí)施例中，關(guān)于服務(wù)信息的提取，ITPC檢測(cè)器會(huì)使用或者包含專(zhuān)用高精度信道估計(jì)單元。為了改進(jìn)服務(wù)信息傳輸?shù)男阅埽@個(gè)專(zhuān)用高精度信道估計(jì)單元可以處理整個(gè)OFDM數(shù)據(jù)包。
但依照本發(fā)明的實(shí)施例，在通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)OFDM信號(hào)流改進(jìn)服務(wù)信息吞吐量的又一方法中包括了同時(shí)使用ITPC方案和ITPC收發(fā)器，其中ITPC方案可以均衡物理信道轉(zhuǎn)換函數(shù)并且收發(fā)器可以通過(guò)預(yù)均衡信道發(fā)送更多的服務(wù)信息。
盡管本發(fā)明的范圍并不局限于這方面，但要注意，在使用依照本發(fā)明實(shí)施例的ITPC檢測(cè)器時(shí)，會(huì)有以下受益(a)ITPC檢測(cè)器可以是多功能設(shè)備，它可以用作檢測(cè)ITPC活動(dòng)和/或用于服務(wù)信息傳輸。
(b)ITPC檢測(cè)器中所使用的預(yù)計(jì)失真可以與OFDM系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)和功能性相配。這樣，ITPC檢測(cè)器就可以在檢測(cè)方式和傳輸方式中不影響OFDM系統(tǒng)性能。
(c)在檢測(cè)和服務(wù)信息傳輸系統(tǒng)中，ITPC檢測(cè)器的低復(fù)雜性和高效率允許在OFDM IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11a框架中嚴(yán)格地使用ITPC檢測(cè)器。
本發(fā)明的實(shí)施例可以適用于特殊應(yīng)用或依照特殊設(shè)計(jì)請(qǐng)求，使用軟件、硬件或軟件與硬件的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)還可以包括存儲(chǔ)器單元、緩沖器和/或臨時(shí)和/或永久存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的寄存器和可以執(zhí)行上述操作或任何操作組合的多功能和/或特殊處理器、電路、邏輯系統(tǒng)、操作符、電路系統(tǒng)、塊、單元和/或子單元。這樣的單元或他們的任意組合，在這里被稱(chēng)為“電路系統(tǒng)”，并且在整體或部分中可以在通信設(shè)備的外部和/或內(nèi)部。
在此已經(jīng)說(shuō)明和描述了本發(fā)明特定的特點(diǎn)，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以想到許多修改、代替、變化和等效物。因此，可以理解附加的權(quán)利要求將覆蓋所有屬于本發(fā)明實(shí)際精神內(nèi)的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種方法，其特征在于，包括基于在多個(gè)副載波中將至少一個(gè)傳輸副載波復(fù)數(shù)中每個(gè)與相應(yīng)的副載波權(quán)重相乘，將傳輸功率分配到一個(gè)通信站。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括估計(jì)信道漂移以及將信道漂移與門(mén)限相比較，從而確定對(duì)所述通信站的傳輸功率分配。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括估計(jì)所述多個(gè)副載波衰減增益。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，還包括基于所述衰減增益計(jì)算所述副載波權(quán)重。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括接收來(lái)自信道均衡單元的反向副載波衰減增益以及基于所述衰減增益計(jì)算所述副載波權(quán)重。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，計(jì)算所述副載波權(quán)重包括使用遠(yuǎn)距離信道預(yù)測(cè)。
7.一種方法，包括將至少一個(gè)傳輸副載波復(fù)數(shù)與相應(yīng)的基于測(cè)試信號(hào)的副載波權(quán)重相乘；以及基于對(duì)已接的收副載波中所述測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)，檢測(cè)功率分配方案的運(yùn)用。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，檢測(cè)包括累加該接收副載波的至少兩個(gè)數(shù)據(jù)包的匹配濾波器響應(yīng)。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括從該接收副載波提取服務(wù)信息。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括在該傳輸副載波中傳輸服務(wù)信息。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，傳輸服務(wù)信息包括通過(guò)信道來(lái)傳輸該服務(wù)信息。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括預(yù)均橫所述信道。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，包括處理該接收副載波的數(shù)據(jù)包。
14.一種物品包括具有其上存儲(chǔ)指令的存儲(chǔ)媒介，當(dāng)由處理平臺(tái)執(zhí)行時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致基于在多個(gè)副載波中將至少一個(gè)傳輸副載波復(fù)數(shù)中每個(gè)與相應(yīng)的副載波權(quán)重相乘，將傳輸功率分配到通信站。
15.如權(quán)利要求14所述的物品，其特征在于，所述指令還會(huì)導(dǎo)致估計(jì)所述多個(gè)副載波的衰減增益。
16.一種物品，包括具有其上存儲(chǔ)指令的存儲(chǔ)媒介，當(dāng)由計(jì)算機(jī)平臺(tái)執(zhí)行時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致將至少一個(gè)傳輸副載波復(fù)數(shù)與相應(yīng)的基于測(cè)試信號(hào)的副載波權(quán)重相乘；以及基于對(duì)已接收的副載波中所述測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)，檢測(cè)功率分配方案的運(yùn)用。
17.如權(quán)利要求16所述的物品，其特征在于，所述導(dǎo)致檢測(cè)的指令會(huì)導(dǎo)致累加該接收副載波的至少兩個(gè)數(shù)據(jù)包的匹配濾波器響應(yīng)。
18.如權(quán)利要求16所述的物品，其特征在于，所述指令還會(huì)導(dǎo)致從該接收副載波中提取服務(wù)信息。
19.如權(quán)利要求16所述的物品，其特征在于，所述指令還會(huì)導(dǎo)致在該傳輸副載波中傳輸服務(wù)信息。
20.如權(quán)利要求19所述的物品，其特征在于，所述導(dǎo)致傳輸服務(wù)信息的指令會(huì)導(dǎo)致通過(guò)信道傳輸所述該服務(wù)信息。
21.如權(quán)利要求20所述的物品，其特征在于，所述指令還會(huì)導(dǎo)致預(yù)均衡所述信道。
22.如權(quán)利要求16所述的物品，其特征在于，所述指令會(huì)導(dǎo)致處理來(lái)自該接收副載波的數(shù)據(jù)包。
23.一種無(wú)線(xiàn)通信站，其特征在于，包括在由一個(gè)站傳輸?shù)亩鄠€(gè)副載波中，將至少一個(gè)副載波復(fù)數(shù)中每個(gè)與相應(yīng)的副載波權(quán)重相乘的電路系統(tǒng)；以及基于所述乘積，將傳輸功率分配到所述站的電路系統(tǒng)。
24.如權(quán)利要求23所述的無(wú)線(xiàn)通信站，其特征在于，還包括估計(jì)所述多個(gè)副載波的副載波衰減增益的電路系統(tǒng)。
25.如權(quán)利要求23所述的無(wú)線(xiàn)通信站，其特征在于，還包括傳輸所述多個(gè)副載波的天線(xiàn)。
26.一種設(shè)備，其特征在于，包括基于測(cè)試信號(hào)，將至少一個(gè)傳輸副載波的復(fù)數(shù)與相應(yīng)的權(quán)重相乘的電路系統(tǒng)；以及基于對(duì)已接收的副載波中所述測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)，檢測(cè)功率分配方案運(yùn)用的電路系統(tǒng)。
27.如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其特征在于，還包括通過(guò)信道傳輸所述傳輸副載波的天線(xiàn)。
28.如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其特征在于，還包括從所述接收副載波中提取服務(wù)信息的電路系統(tǒng)。
29.如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其特征在于，還包括在所述傳輸?shù)母陛d波中傳輸服務(wù)信息的電路系統(tǒng)。
30.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其特征在于，還包括預(yù)均衡所述信道的預(yù)均衡器。
31.一種無(wú)線(xiàn)通信站，其特征在于，包括傳輸大量副載波的天線(xiàn)；以及將至少一個(gè)副載波的復(fù)數(shù)中每個(gè)與相應(yīng)副載波權(quán)重相乘的電路系統(tǒng)，其中所述站的傳輸功率基于所述的乘積來(lái)分配。
32.如權(quán)利要求31所述的無(wú)線(xiàn)通信站，其特征在于，還包括估計(jì)所述多個(gè)副載波的副載波衰減增益的電路系統(tǒng)。
33.一種無(wú)線(xiàn)通信站，其特征在于，包括基于測(cè)試信號(hào)將傳輸副載波的復(fù)數(shù)與相應(yīng)權(quán)重相乘的電路系統(tǒng)；基于對(duì)已接收的副載波中所述測(cè)試信號(hào)的響應(yīng)，檢測(cè)功率分配方案運(yùn)用的電路系統(tǒng)；以及傳輸所述傳輸副載波的天線(xiàn)。
34.如權(quán)利要求33所述的無(wú)線(xiàn)通信站，其特征在于，還包括從所述接收副載波中提取服務(wù)信息的電路系統(tǒng)。
35.如權(quán)利要求33所述的無(wú)線(xiàn)通信站，其特征在于，還包括在所述傳輸副載波中傳輸服務(wù)信息的電路系統(tǒng)。
全文摘要
簡(jiǎn)要地，有一種自適應(yīng)的傳輸功率控制方案，可以在像無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)這樣的通信系統(tǒng)站中使用。根據(jù)將至少一個(gè)傳輸副載波復(fù)數(shù)中的每一個(gè)復(fù)數(shù)與相應(yīng)的副載波權(quán)重相乘，該方案可以將傳輸功率分派到通信站。此外，有一種檢測(cè)方案，該方案可以檢測(cè)通信系統(tǒng)站是否使用了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所確定的傳輸功率控制方案。發(fā)射功率的分派也可以用于通過(guò)信道傳輸額外的服務(wù)信息。
文檔編號(hào)H04L27/26GK1732635SQ200380107703
公開(kāi)日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2003年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者A·S·薩德瑞, A·A·梅爾特瑟弗, A·E·魯布特索夫, V·S·瑟杰弗 申請(qǐng)人:英特爾公司