專利名稱：通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信(communication)系統(tǒng)，尤其是涉及在編碼的OFDMA(正交頻分多址)射頻通信系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)多用戶副載波(subcarrier)分配。
背景技術(shù)：
在頻率選擇性的衰落信道中，不同的副載波將經(jīng)歷不同的信道增益。在傳統(tǒng)的OFDM(正交頻分復(fù)用)TDMA(時(shí)分多址)系統(tǒng)中，每個(gè)用戶在所有的副載波上同時(shí)進(jìn)行發(fā)送，并且用戶在時(shí)間上共享信道。如果信道理想地為發(fā)射機(jī)所知，所謂的“注水(water-filling)”策略(也就是當(dāng)信道增益提高時(shí)更多功率，當(dāng)信道增益降低時(shí)較少功率)被認(rèn)為是在最大化數(shù)據(jù)速率方面的最佳方案。在單個(gè)用戶OFDM系統(tǒng)中通過(guò)使用發(fā)送功率分配所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)速率增加是由于頻譜分集效果。
在OFDMA系統(tǒng)中，用戶在時(shí)間上并不共享信道，但是用戶通過(guò)在可用副載波的子集(通常是互斥的)上的傳送能夠在頻率上共享信道。副載波的集合可以被分類成帶有分配給用戶子信道的子信道。盡管注水原理仍然適用，但是副載波的共享引入了對(duì)多址的系統(tǒng)資源分配的附加自由度。因此，就需要考慮到在OFDMA中或多用戶OFDM系統(tǒng)中對(duì)副載波和功率分配的問(wèn)題的不同解決方法。很可能來(lái)自不同用戶的信號(hào)將經(jīng)歷獨(dú)立的衰減，這是由于用戶很可能不在相同的位置。因此，所有的用戶信號(hào)在相同副載波上遭受顯著衰減的概率就非常低。在多用戶OFDM系統(tǒng)中，可以使用多用戶分集來(lái)增加數(shù)據(jù)速率。
在OFDMA中，向一個(gè)用戶分配一個(gè)副載波通常能避免其它用戶使用這個(gè)副載波，這是由于避免在用戶共享相同的副載波時(shí)所引起的干擾是值得期望的。因此，最佳解決方法就不需要分配由單個(gè)選擇用戶(當(dāng)在單個(gè)用戶系統(tǒng)中)所了解的最佳副載波。情況可能是這樣，例如，由于另一個(gè)用戶碰巧沒(méi)有其它好的副載波，可能出現(xiàn)一個(gè)用戶的最佳副載波也是另一個(gè)用戶的最佳副載波的情況。因此應(yīng)當(dāng)考慮不同的方法。
如上面的敘述，由于存在可用于分配的多個(gè)副載波，OFDMA系統(tǒng)提供了額外的自由度，它是可以被使用的特性。OFDMA與多用戶方案(scenario)具有很好的匹配；對(duì)一個(gè)用戶具有低質(zhì)量的副載波可能對(duì)其它用戶具有高的質(zhì)量特性，并且可以相應(yīng)的進(jìn)行分配。通過(guò)適應(yīng)的分配副載波，就可以利用在處于不同位置中的用戶之間的信道分集。這個(gè)“多用戶分集”來(lái)源于包含用戶的獨(dú)立路徑損耗和衰減的信道分集。以前考慮的解決方法是建議采用對(duì)OFDMA系統(tǒng)合理的副載波和功率分配算法。例如，參見(jiàn)W.Rhee，J.M.Cioffi，在2000年5月15-18日，第51次IEEE，Vehicular Technology Conference Proceeding(車(chē)輛技術(shù)會(huì)議記錄)，2000，第2卷，第1085-1089頁(yè)的“Increase incapacity of multi-user OFDM system using dynamic subchannelallocation”，以及J.Jang，K.Bok Lee，在2003年2月，IEEE Journalon Selected Areas in Communication(關(guān)于通信中選擇區(qū)域的IEEE期刊)，出版號(hào)為2，卷號(hào)為21，第171-178頁(yè)的“Transmit PowerAdaptation for Multi-user OFDM Systems”。
圖1描述了在射頻電信(telecommunication)系統(tǒng)中的信道分集。基站1操作向移動(dòng)接收機(jī)21和22發(fā)送信號(hào)。諸如建筑物3的障礙可以引起在基站1和移動(dòng)用戶21和22之間采用多個(gè)路徑41和42的傳輸。這種現(xiàn)象是為人們所周知的并被稱為多徑分集。到達(dá)移動(dòng)接收機(jī)的信號(hào)將產(chǎn)生增益上的改變，該增益是作為頻率的函數(shù)，產(chǎn)生增益改變的原因是由于在這些路徑上出現(xiàn)了可變長(zhǎng)度的路徑和反射。這意味著不同的用戶接收不同副載波的不同增益值。
圖2描述了適合于在OFDM或OFDMA系統(tǒng)中應(yīng)用的基站。該基站10在編碼器102接收來(lái)自多個(gè)用戶的數(shù)據(jù)輸入U(xiǎn)1，U2...Uk。編碼器102將這些用戶數(shù)據(jù)信號(hào)U1到Uk編碼到副載波C1，C2...CN上?？刂破?08向用戶U1至Uk分配副載波C1至CN。發(fā)射機(jī)變換單元104采用副載波信號(hào)，并應(yīng)用逆快速傅里葉變換(IFFT)和并/串行變換來(lái)產(chǎn)生串行的輸出數(shù)據(jù)流。該數(shù)據(jù)流被提供到輸出單元106，該輸出單元添加循環(huán)前綴，并以公知的方式將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)用于從天線20發(fā)射。
控制器108接收指示每個(gè)用戶的信道副載波性能的反饋信號(hào)f1至fk。控制器108在控制信道上將控制信號(hào)110提供給移動(dòng)接收機(jī)。
圖3描述了在OFDM系統(tǒng)中使用的接收機(jī)。每個(gè)用戶具有連接到用戶接收機(jī)40的接收天線30。該用戶接收機(jī)40包括輸入單元402，該輸入單元402執(zhí)行輸入信號(hào)的模擬/數(shù)字變換，并消除由基站發(fā)射機(jī)附加的循環(huán)前綴。接著由接收機(jī)變換單元處理數(shù)字信號(hào)，該接收機(jī)變換單元應(yīng)用快速傅里葉變換(FFT)和串/并行變換以產(chǎn)生副載波信號(hào)C1至CN。副載波選擇器406根據(jù)接收的控制信號(hào)410來(lái)接收副載波信號(hào)，并選擇用戶K的副載波。這些副載波都被提供給解碼器408，由解碼器408解碼有關(guān)用戶K的數(shù)據(jù)信號(hào)，從而產(chǎn)生輸出信號(hào)Dk。
現(xiàn)在將敘述圖2中基站的操作和圖3中接收機(jī)的操作。
基站10中的控制器108根據(jù)副載波分配算法為每個(gè)用戶分配副載波，該基站已經(jīng)確定來(lái)自所有用戶的信道信息。假定信道的衰減特性對(duì)于碼元(或分組)持續(xù)時(shí)間是恒定的情況下，當(dāng)CSI(信道狀態(tài)信息)在發(fā)射機(jī)中可供使用時(shí)，發(fā)射機(jī)可以為用戶分配副載波，并且可以采用逐個(gè)碼元(或逐個(gè)分組)的方式適配發(fā)送功率，從而增加數(shù)據(jù)速率。
在提到的一個(gè)先前解決方案中，Rhee和Cioffi表明由于每個(gè)副載波被分配給對(duì)該副載波具有良好信道增益的用戶，就不需要在副載波之中執(zhí)行不同的功率分配。因此，算法僅僅需要找到對(duì)所有用戶最適合的副載波，并分配相等的功率；這導(dǎo)致較低的實(shí)施復(fù)雜性。
在提到的另一個(gè)先前解決方案中，Jang和Bok Lee提出在用戶被分配共享副載波的一般情況下的發(fā)送功率分配方案和副載波分配算法。在這種情況下，如果增加特定用戶信號(hào)的發(fā)送功率，就會(huì)增加對(duì)相同副載波上其它用戶信號(hào)的干擾。然而，在數(shù)學(xué)分析之后發(fā)現(xiàn)，如果副載波被分配給僅僅一個(gè)用戶，就可以使容量最大化，因此不會(huì)產(chǎn)生干擾(對(duì)于以前和未來(lái)的工作這已經(jīng)成為基本的假設(shè))。如同Rhee和Cioffi的情況一樣，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)相同的功率分配是最佳方案，這是由于基于分配的副載波上的注水將不會(huì)帶來(lái)任何顯著的增益，并將增加計(jì)算的復(fù)雜性。在最后提到的方案中，只有對(duì)該副載波具有最佳信道增益的用戶在該副載波上發(fā)送數(shù)據(jù)(對(duì)于每個(gè)副載波來(lái)說(shuō)檢驗(yàn)?zāi)膫€(gè)用戶具有最佳的增益)。并且發(fā)現(xiàn)對(duì)于用戶數(shù)量的增加會(huì)增加數(shù)據(jù)速率，這是由于它提供更多的多用戶分集。
盡管在Jang和Bok Lee提出的方案中，增加了每個(gè)副載波的接收平均SNR并增加了平均數(shù)據(jù)速率，但是這種算法對(duì)用戶來(lái)說(shuō)并不公平。分配給每個(gè)用戶的副載波數(shù)量并不固定，因此每個(gè)用戶可能具有不同的數(shù)據(jù)速率。此外，如果發(fā)生一個(gè)用戶并不具有為任何一個(gè)副載波所考慮的最佳的多用戶信道增益(例如，由于它的位置)，那么將根本沒(méi)有副載波會(huì)分配給該用戶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例能夠提供對(duì)編碼的OFDM系統(tǒng)的副載波進(jìn)行分配的技術(shù)，該OFDM系統(tǒng)具有每個(gè)子信道固定數(shù)量的分配副載波。實(shí)施例應(yīng)用了信道編碼，因此使用了度量，這利用了信道編碼特性。本發(fā)明提供了一種低復(fù)雜性的算法，它根據(jù)該度量，將最佳的可用副載波分配給每個(gè)用戶。在本發(fā)明的實(shí)施例中，除了實(shí)質(zhì)提高了下行鏈路容量之外，還使用了公平的副載波分配，它為每個(gè)用戶分配固定數(shù)量的副載波，并且確保在相同的SNR處所有用戶相似的PER(分組差錯(cuò)率)和BER(誤比特率)性能。
應(yīng)當(dāng)清楚在所有的副載波分配算法中存在一定數(shù)量的傳輸開(kāi)銷(xiāo)，這是由于基站必須將它們的分配副載波通知給移動(dòng)接收機(jī)。但是這種開(kāi)銷(xiāo)可以是相對(duì)較少的，特別是如果在信道緩慢變化的情況下。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種在使用多個(gè)副載波的多用戶電信系統(tǒng)中為子信道分配副載波的方法，該子信道被分配給至少一個(gè)用戶，該方法包括a)為多個(gè)副載波的每一個(gè)分配初始副載波；
b)檢測(cè)每個(gè)子信道的質(zhì)量；c)將子信道排序成質(zhì)量遞升的順序，來(lái)產(chǎn)生副載波的順序列表；d)按照由子信道的順序列表所確定的順序，為每個(gè)子信道分配更多的副載波；e)重復(fù)步驟c)和d)，直到所有的副載波都進(jìn)行了分配。
在這種使用本發(fā)明實(shí)施例的多用戶通信系統(tǒng)中，通過(guò)使用對(duì)每個(gè)子信道的質(zhì)量測(cè)量來(lái)為子信道分配副載波。初始副載波被分配給每個(gè)子信道，并測(cè)量質(zhì)量。根據(jù)每個(gè)子信道的質(zhì)量測(cè)量來(lái)分配后續(xù)的副載波。具有最低質(zhì)量測(cè)量的子信道接收最初的分配，具有最高質(zhì)量測(cè)量的子信道接收最后的分配。按照子信道質(zhì)量測(cè)量的重新排序來(lái)重復(fù)后續(xù)的分配，直到所有的副載波都進(jìn)行分配。替換的，可以使用SINR(信號(hào)干擾噪聲比)作為質(zhì)量測(cè)量。
將很容易的認(rèn)識(shí)到實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法特別適用于射頻電信系統(tǒng)。同樣將很容易的認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的原理可以適用于使用其它通信技術(shù)的其它通信系統(tǒng)。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述實(shí)施例的敘述并不是對(duì)本發(fā)明的限制，在不脫離如后附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍情況下，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)出多種替換的實(shí)施例。在權(quán)利要求中，所有在圓括號(hào)中放置的參考標(biāo)記將不被作為對(duì)權(quán)利要求的限制。在所有的權(quán)利要求和整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“包含”和“包括”等都不排除在除了那些列出的部件或步驟之外的其他部件或步驟的存在。部件的單數(shù)引用并不排除這種部件的復(fù)數(shù)引用，反之亦然。本發(fā)明可以采用包含幾種不同部件的硬件方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可以采用適合的編程計(jì)算機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)。在枚舉多個(gè)裝置的權(quán)利要求中，這些裝置中的幾個(gè)裝置可以由一個(gè)裝置和相同的硬件對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)。僅僅在相互不同的從屬權(quán)利要求中列舉某些測(cè)量的事實(shí)，并不表示不可以使用這些測(cè)量的組合來(lái)產(chǎn)生良好的效果。


圖1敘述了在無(wú)線電信系統(tǒng)中的多信道分集；
圖2是敘述應(yīng)用于OFDM無(wú)線電信系統(tǒng)中的基站發(fā)射機(jī)的功能圖；圖3是敘述應(yīng)用于OFDM無(wú)線電信系統(tǒng)中的接收機(jī)的功能圖；圖4是敘述在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法中的步驟流程圖；圖5和6敘述使用最初副載波選擇方法的性能；圖7至12敘述了對(duì)于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的性能結(jié)果；圖13敘述一個(gè)信道實(shí)現(xiàn)頻率響應(yīng)的實(shí)例；圖14敘述對(duì)于圖13的頻率響應(yīng)的副載波分配；圖15和16分別敘述了采用和不采用根據(jù)本發(fā)明的副載波分配的鏈路吞吐量。
具體實(shí)施例方式
在OFDM或OFDMA系統(tǒng)中，在現(xiàn)有的多路徑分集中所有的副載波將采用不同的振幅到達(dá)指定接收機(jī)。事實(shí)上，由于顯著的衰落效應(yīng)，一些副載波可能會(huì)完全丟失。因此，總的比特率和容量將由具有最小振幅的少數(shù)副載波來(lái)支配(即使可能會(huì)沒(méi)有差錯(cuò)地檢測(cè)出絕大多數(shù)副載波)。
為了試圖消除這個(gè)缺陷，絕大多數(shù)OFDM或OFDMA系統(tǒng)都使用信道編碼。通過(guò)在副載波上使用編碼，能夠校正弱的副載波的差錯(cuò)。編碼的OFDM/OFDMA系統(tǒng)的性能可以通過(guò)平均接收功率而不是最弱的副載波功率來(lái)確定。
在本發(fā)明的敘述實(shí)施例中，每個(gè)子信道(用戶)的平均接收功率(或信道增益)將用作質(zhì)量度量來(lái)分配副載波。副載波是以這種方式分配，這種方式是在不會(huì)最小化其它子信道中的平均接收功率的情況下，能夠最大化每個(gè)子信道的平均接收功率。這確保對(duì)所有用戶的公平方法(假定目前每個(gè)用戶被分配一個(gè)子信道)，從而導(dǎo)致在相同的SNR下用戶上類似的PER和BER性能。
盡管在敘述的實(shí)施例中使用功率電平作為質(zhì)量度量，但將很容易的認(rèn)識(shí)到本發(fā)明也可以應(yīng)用任何的質(zhì)量測(cè)量。例如，可以使用功率電平或SINR(信號(hào)干擾噪聲比)作為分配副載波的質(zhì)量測(cè)量的依據(jù)。也可以使用其它的質(zhì)量測(cè)量。
圖4是敘述實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的流程圖。由初始化與子信道功率電平相關(guān)的數(shù)據(jù)(在步驟A)開(kāi)始該方法。例如，將初始電平設(shè)置為零。在步驟B，為每個(gè)子信道尋找各自的初始副載波。查找每個(gè)初始副載波以找到對(duì)該用戶的最佳副載波增益。更新功率電平來(lái)反映分配的副載波，并且只要該副載波被分配，它就不再應(yīng)用于對(duì)其它子信道的分配。在步驟D，子信道按照功率電平遞升的順序來(lái)排序，以致最低的功率電平子信道位于列表的首位。在步驟E，按照在排序的功率電平列表中出現(xiàn)的子信道的順序來(lái)分配其它副載波，以使最低功率電平的子信道被首先分配其它的副載波。如果對(duì)所有的副載波進(jìn)行了分配(步驟F)，那么就結(jié)束過(guò)程(步驟G)直到下一個(gè)信道改變。如果沒(méi)有對(duì)所有的副載波進(jìn)行了分配，那么就重復(fù)步驟D和E，以便所有的副載波可以按照這種方式進(jìn)行分配。
Pk代表子信道(用戶)k的平均接收功率。N代表可用的副載波。Hk，n代表副載波n和用戶k的信道增益。在下面的實(shí)例中，子信道(用戶)的數(shù)量是16，副載波的數(shù)量是768，為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，假定每個(gè)用戶僅被分配一個(gè)子信道。注意到可以給特定用戶分配多個(gè)子信道，以便給予它們更大共享的可用資源，同時(shí)保持子信道之間資源的公平分配。將很容易的認(rèn)識(shí)到實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)可以應(yīng)用于任何數(shù)量的用戶和副載波。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法可以表示為下面的形式1、初始化對(duì)k＝1至16的所有用戶設(shè)置Pk＝0，N＝{1，2，3...，768}(可用的副載波)2、第一次對(duì)k＝1至K的每個(gè)用戶a)尋找滿足|hk，n|＞＝|hk，j|的副載波n，其中所有的jNb)依據(jù)Pk＝Pk+(hk，n|2，N＝N-{n}來(lái)更新a)中帶有n的Pk和N，從可用的副載波中消除這個(gè)副載波3、當(dāng)N＜＞0時(shí)(直到對(duì)所有的副載波進(jìn)行了分配)
a)依據(jù)具有較少功率的子信道來(lái)排序子信道。
b)對(duì)于得到的子信道k，尋找滿足|hk，n|＞＝|hk，j|的副載波n，其中所有的jNc)依據(jù)Pk＝Pk+|hk，n|2，N＝N-{n}來(lái)更新a)中帶有n的Pk和Nd)轉(zhuǎn)到簡(jiǎn)表中的下一個(gè)，直到所有的用戶都被分配了另外的副載波。
將以規(guī)則的間隔重復(fù)該技術(shù)，以適應(yīng)時(shí)間上的變化。
盡管本發(fā)明是參照無(wú)線電信系統(tǒng)進(jìn)行敘述，但是將很容易的認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的技術(shù)和原理可以適用于其它系統(tǒng)。
此外，盡管本發(fā)明的技術(shù)是參照基站進(jìn)行敘述，但是并不是必須由基站實(shí)現(xiàn)副載波的分配。在實(shí)際的系統(tǒng)中，一個(gè)或者多個(gè)甚至所有的用戶終端可以處理副載波的分配。
由于算法是確定的，如果所有的終端都訪問(wèn)信道上的相同信息，它們可以完全實(shí)施具有相同結(jié)果的算法。在這種系統(tǒng)中，需要給所有的終端提供涉及該信道的相關(guān)信息，這尤其是在沒(méi)有基站而使用分布式控制的網(wǎng)絡(luò)的情況中。通過(guò)使用系統(tǒng)中可用的控制信道就可以將該信息提供至每個(gè)用戶終端。
在下文中，依據(jù)下行鏈路情況下的BER(誤比特率)和PER(分組差錯(cuò)率)與SNR(信噪比)的比較圖，提供對(duì)于增強(qiáng)型編碼的OFDMA系統(tǒng)情況的物理層性能結(jié)果。如果信道沒(méi)有變化并且用戶接收機(jī)使用相同的副載波進(jìn)行發(fā)送，那么就可以在上行鏈路中獲得類似的性能增益。已經(jīng)獲得對(duì)作為指定的信道模式E的一些不同模式的性能結(jié)果。對(duì)于每個(gè)信道模型，產(chǎn)生2000個(gè)不相關(guān)的寬帶瑞利(Rayleigh)信道，以便與調(diào)制數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積。
為了調(diào)查給一個(gè)用戶分配非常好的副載波所獲得的可能增益，嘗試一種簡(jiǎn)單的貪婪(greedy)算法，該算法向一個(gè)用戶分配最佳的副載波而不考慮其它的用戶。圖5和6分別提供了編碼的OFDM系統(tǒng)的BER和PER性能與SNR的比較。對(duì)于這些結(jié)果，是使用了模式2(見(jiàn)表2)并且分組大小是54比特?？梢钥吹疆?dāng)給一個(gè)用戶分配最佳的副載波時(shí)，該性能與標(biāo)準(zhǔn)情況相比較具有顯著的增強(qiáng)，在標(biāo)準(zhǔn)情況下隨機(jī)副載波是在整個(gè)頻譜上進(jìn)行分配。這是由于以下兩個(gè)原因。首先，增強(qiáng)了這個(gè)用戶的平均接收功率(在48個(gè)副載波中)，其次較少的載波具有衰落，因此卷積碼可以較正更多的差錯(cuò)，并使性能得到提高。應(yīng)當(dāng)注意到的是整個(gè)頻譜上的平均功率保持相同，所改變的只是對(duì)特定用戶副載波的功率。
然而，如前所述，這并不是最佳的解決方案，這是由于可能出現(xiàn)用戶的最佳副載波同時(shí)是另一個(gè)碰巧沒(méi)有其它好副載波的用戶的最佳副載波情況。這意味著盡管用戶1的性能得到了增強(qiáng)，但是其他用戶的性能可能遭受損失。
圖7和圖8分別提供了對(duì)于模式2采用副載波分配算法的編碼OFDMA系統(tǒng)的BER和PER性能與SNR的比較。圖9和10提供了對(duì)于模式6的BER和PER性能(參見(jiàn)表2)。可以看到副載波分配算法提供了顯著的增益(見(jiàn)表1)，它的性能非常接近于最佳副載波的分配情況(在1dB內(nèi))。而且，從圖11中可以看出所有用戶的性能得到同等地增強(qiáng)，這與最佳副載波的分配算法相反。
為了獲得吞吐量結(jié)果，執(zhí)行對(duì)所有傳輸模式的模擬。圖12顯示了對(duì)所有的模式采用副載波分配算法的PER結(jié)果。
如前所述，增益是由于在理想副載波中增強(qiáng)的接收功率，增強(qiáng)的性能是由于較少的衰落。這可以從圖13和14中看出，圖13和14分別顯示了一個(gè)實(shí)例信道頻率響應(yīng)，以及在對(duì)48個(gè)副載波的副載波分配算法之后在接收機(jī)可以看到的結(jié)果。由于增強(qiáng)的接收功率所產(chǎn)生的平均增益被測(cè)量為4.8dB(基于所有的信道實(shí)現(xiàn)和用戶)。如前所述，剩余的增益是由于頻率響應(yīng)所引起的形狀(見(jiàn)圖12)，提供了相對(duì)平坦的信道。
表1在PER＝10-2的增益

表2對(duì)4G的調(diào)制參數(shù)

通過(guò)如在WP3中敘述的鏈路適配方案，可以選擇具有不同編碼和調(diào)制方案的物理層模式(表2)。該鏈路適配機(jī)制能夠使系統(tǒng)將傳輸模式和無(wú)線鏈路質(zhì)量進(jìn)行適配。
圖15和16顯示了在采用和不采用下行鏈路情況的副載波分配算法的情況下，基于PER結(jié)果和表2在建議的4G系統(tǒng)中的鏈路吞吐量。
可以觀察到在采用副載波分配算法時(shí)的吞吐量具有顯著的提高。該副載波分配算法可以獲得對(duì)下行鏈路18dB的SNR值的最大吞吐量(288Mbps)。
表3總結(jié)了這些吞吐量的提高。例如在5dB的SNR值的增強(qiáng)型系統(tǒng)可以支持高達(dá)120Mbps而不是30Mbps。這是由于現(xiàn)在可以使用模式4而不是模式2的事實(shí)?？梢钥吹綄?duì)其它SNR值所具有的類似的改進(jìn)。因此可以使用獲得的性能增益來(lái)減少發(fā)送功率，或者為相同的發(fā)送功率提供增強(qiáng)的容量。
表3吞吐量的提高

權(quán)利要求
1.一種在多用戶電信系統(tǒng)中向子信道分配副載波的方法，該電信系統(tǒng)使用多個(gè)副載波，該子信道被分配給至少一個(gè)用戶，該方法包括a)向多個(gè)子信道中的每一個(gè)分配初始副載波；b)檢測(cè)每個(gè)子信道的質(zhì)量；c)將子信道排序成質(zhì)量遞升的順序，以產(chǎn)生子信道的順序列表；d)按照由子信道的順序列表所確定的順序，向每個(gè)子信道分配更多的副載波；e)重復(fù)步驟c)和d)，直到對(duì)所有的副載波都進(jìn)行了分配。
2.如權(quán)利要求1所要求的方法，其中檢測(cè)每個(gè)子信道的質(zhì)量的步驟包括接收指示子信道質(zhì)量測(cè)量的反饋數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1或2所要求的方法，其中電信系統(tǒng)是無(wú)線通信系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一個(gè)所要求方法，其中電信系統(tǒng)是射頻電信系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求4所要求的方法，其中射頻電信系統(tǒng)是正交頻分多址OFDMA系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一個(gè)所要求的方法，其中通過(guò)電信系統(tǒng)的基站來(lái)執(zhí)行分配。
7.如權(quán)利要求1至6中任何一個(gè)所要求的方法，其中通過(guò)至少一個(gè)電信系統(tǒng)的終端來(lái)執(zhí)行分配。
8.如權(quán)利要求1至7中任何一個(gè)所要求的方法，其中該用戶或每個(gè)用戶是移動(dòng)終端。
9.如權(quán)利要求1至8中任何一個(gè)所要求的方法，其中質(zhì)量測(cè)量是功率電平測(cè)量。
10.如權(quán)利要求1至8中任何一個(gè)所要求的方法，其中質(zhì)量測(cè)量是SINR(信號(hào)干擾噪聲比)。
11.一種在電信系統(tǒng)中從基站向終端發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，該電信系統(tǒng)使用在各個(gè)副載波頻率的多個(gè)副載波，該方法包括向多個(gè)子信道中的每一個(gè)分配副載波；向每個(gè)終端分配至少一個(gè)子信道；在分配給該終端的子信道上將數(shù)據(jù)從基站發(fā)送至終端；其中向多個(gè)子信道中的每一個(gè)分配副載波的方法包括步驟a)向多個(gè)子信道中的每一個(gè)分配初始副載波；b)檢測(cè)每個(gè)子信道的質(zhì)量；c)將子信道排序成質(zhì)量遞升的順序，以產(chǎn)生子信道的順序列表；d)按照由子信道的順序列表所確定的順序，向每個(gè)子信道分配更多的副載波；e)重復(fù)步驟c)和d)，直到對(duì)所有的副載波都進(jìn)行了分配。
12.如權(quán)利要求11所要求的方法，其中檢測(cè)每個(gè)子信道的質(zhì)量的步驟包括接收指示子信道質(zhì)量測(cè)量的反饋數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求11或12所要求的方法，其中電信系統(tǒng)是無(wú)線通信系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求11至13中任何一個(gè)所要求方法，其中電信系統(tǒng)是射頻電信系統(tǒng)。
15.如權(quán)利要求14所要求的方法，其中射頻電信系統(tǒng)是正交頻分多址OFDMA系統(tǒng)。
16.如權(quán)利要求11至15中任何一個(gè)所要求的方法，其中通過(guò)電信系統(tǒng)的基站來(lái)執(zhí)行分配。
17.如權(quán)利要求11至16中任何一個(gè)所要求的方法，其中通過(guò)至少一個(gè)電信系統(tǒng)的終端來(lái)執(zhí)行分配。
18.如權(quán)利要求11至17中任何一個(gè)所要求的方法，其中該用戶或每個(gè)用戶是移動(dòng)終端。
19.如權(quán)利要求11至18中任何一個(gè)所要求的方法，其中質(zhì)量測(cè)量是功率電平測(cè)量。
20.如權(quán)利要求11至18中任何一個(gè)所要求的方法，其中質(zhì)量測(cè)量是SINR(信號(hào)干擾噪聲比)。
21.一種電信系統(tǒng)，包括基站，它操作用于發(fā)送信號(hào)至多個(gè)終端，在分配副載波的各自子信道上進(jìn)行發(fā)送該信號(hào)；至少一個(gè)終端，它操作用于從基站接收子信道通信；以及分配單元，它操作用于向子信道分配副載波，并向終端分配子信道，其中該分配單元操作用于a)向多個(gè)子信道中的每一個(gè)分配初始副載波；b)檢測(cè)每個(gè)子信道的質(zhì)量；c)將子信道排序成質(zhì)量遞升的順序，以產(chǎn)生子信道的順序列表；d)按照由子信道的順序列表所確定的順序，向每個(gè)子信道分配更多的副載波；e)重復(fù)步驟c)和d)，直到對(duì)所有的副載波都進(jìn)行了分配。
22.如權(quán)利要求21所要求的系統(tǒng)，其中該基站操作用于向多個(gè)子信道中的每一個(gè)分配副載波；向每個(gè)終端分配至少一個(gè)子信道；在分配給該終端的子信道上從基站向終端發(fā)送數(shù)據(jù)。
23.如權(quán)利要求21或22所要求的系統(tǒng)，其中分配單元操作用于接收指示子信道質(zhì)量的反饋數(shù)據(jù)。
24.如權(quán)利要求21至23中任何一個(gè)所要求的系統(tǒng)，其中電信系統(tǒng)是無(wú)線通信系統(tǒng)。
25.如權(quán)利要求21至24中任何一個(gè)所要求的系統(tǒng)，其中電信系統(tǒng)是射頻電信系統(tǒng)。
26.如權(quán)利要求25中所要求的系統(tǒng)，其中射頻電信系統(tǒng)是正交頻分多址OFDMA系統(tǒng)。
27.如權(quán)利要求21至26中任何一個(gè)所要求的系統(tǒng)，其中該分配單元是由基站提供。
28.如權(quán)利要求21至26中任何一個(gè)所要求的系統(tǒng)，該分配單元是由至少一個(gè)終端提供。
29.如權(quán)利要求21至28中任何一個(gè)所要求的系統(tǒng)，其中該終端或每個(gè)終端是移動(dòng)終端。
30.如權(quán)利要求21至29中任何一個(gè)所要求的系統(tǒng)，其中質(zhì)量測(cè)量是功率電平測(cè)量。
31.如權(quán)利要求21至29中任何一個(gè)所要求的系統(tǒng)，其中質(zhì)量測(cè)量是SINR(信號(hào)干擾噪聲比)。
32.一種用于電信系統(tǒng)的基站，該基站包括發(fā)送單元，它操作用于發(fā)送信號(hào)至多個(gè)終端，在被分配副載波的各個(gè)子信道上發(fā)送該信號(hào)；分配單元，它操作用于向子信道分配副載波，并向終端分配子信道，其中該分配單元操作用于a)向多個(gè)子信道中的每一個(gè)分配初始副載波；b)檢測(cè)每個(gè)子信道的質(zhì)量；c)將子信道排序成質(zhì)量遞升的順序，以產(chǎn)生子信道的順序列表；d)按照由子信道的順序列表所確定的順序，向每個(gè)子信道分配更多的副載波；e)重復(fù)步驟c)和d)，直到對(duì)所有的副載波都進(jìn)行了分配。
33.如權(quán)利要求21所要求的基站，該基站操作用于向多個(gè)子信道中的每一個(gè)分配副載波；向每個(gè)終端分配至少一個(gè)子信道；在分配給該終端的子信道上從基站向終端發(fā)送數(shù)據(jù)。
34.如權(quán)利要求32或33所要求的基站，其中該分配單元操作用于接收指示子信道質(zhì)量的反饋數(shù)據(jù)。
35.如權(quán)利要求32至34中任何一個(gè)所要求的基站，其中電信系統(tǒng)是無(wú)線通信系統(tǒng)。
36.如權(quán)利要求32至35中任何一個(gè)所要求的基站，其中電信系統(tǒng)是射頻電信系統(tǒng)。
37.如權(quán)利要求36所要求的基站，其中射頻電信系統(tǒng)是正交頻分多址OFDMA系統(tǒng)。
38.如權(quán)利要求32至37中任何一個(gè)所要求的基站，其中該終端或每個(gè)終端是移動(dòng)終端。
39.如權(quán)利要求32至38中任何一個(gè)所要求的基站，其中質(zhì)量測(cè)量是功率電平測(cè)量。
40.如權(quán)利要求32至38中任何一個(gè)所要求的基站，其中質(zhì)量測(cè)量是SINR(信號(hào)干擾噪聲比)。
41.一種用于接收從基站發(fā)送的子信道的終端，該終端包括接收單元，它操作接收從基站發(fā)送的子信道，該子信道被分配給該終端；檢測(cè)單元，它操作用于檢測(cè)分配給該終端的子信道的質(zhì)量；發(fā)送單元，它操作用于向基站發(fā)送檢測(cè)的質(zhì)量；其中該終端接收由基站確定的子信道，所述基站操作用于a)向多個(gè)子信道中的每一個(gè)分配初始副載波；b)檢測(cè)從終端發(fā)送的每個(gè)子信道的質(zhì)量；c)將子信道排序成質(zhì)量遞升的順序，以產(chǎn)生子信道的順序列表；d)按照由子信道的順序列表所確定的順序，向每個(gè)子信道分配更多的副載波；e)重復(fù)步驟c)和d)，直到對(duì)所有的副載波都進(jìn)行了分配。
42.如權(quán)利要求41所要求的終端，其中電信系統(tǒng)是無(wú)線通信系統(tǒng)。
43.如權(quán)利要求42所要求的終端，其中電信系統(tǒng)是射頻電信系統(tǒng)。
44.如權(quán)利要求43所要求的終端，其中射頻電信系統(tǒng)是正交頻分多址OFDMA系統(tǒng)。
45.如權(quán)利要求41至44中任何一個(gè)所要求的終端，其中還包括用于分配子信道的分配單元。
46.如權(quán)利要求41至45中任何一個(gè)所要求的終端，該終端是移動(dòng)終端。
47.如權(quán)利要求41至47中任何一個(gè)所要求的終端，其中質(zhì)量測(cè)量是功率電平測(cè)量。
48.如權(quán)利要求41至47中任何一個(gè)所要求的終端，其中質(zhì)量測(cè)量是SINR(信號(hào)干擾噪聲比)。
全文摘要
在多用戶通信系統(tǒng)中，通過(guò)使用每個(gè)子信道的質(zhì)量測(cè)量向子信道分配副載波。初始副載波被分配給每個(gè)子信道，并測(cè)量質(zhì)量度量。根據(jù)每個(gè)子信道的質(zhì)量測(cè)量來(lái)分配后續(xù)的副載波。具有最低質(zhì)量測(cè)量的子信道接收最初的分配，具有最高質(zhì)量測(cè)量的子信道接收最后的分配。按照重新排序的子信道質(zhì)量測(cè)量來(lái)重復(fù)后續(xù)的分配，直到對(duì)所有的副載波進(jìn)行了分配。
文檔編號(hào)H04L5/02GK1728696SQ20051008743
公開(kāi)日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月30日
發(fā)明者西蒙·阿默, 安吉拉·杜費(fèi)克斯 申請(qǐng)人:京瓷株式會(huì)社