适于本地化跳变ofdma和功率有效ofdma复用的方法和设备的制作方法
专利名称：适于本地化跳变ofdma和功率有效ofdma复用的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及适于本地化跳变OFDMA和功率有效OFDMA复用的 方法和设备。
背景技术：
在无线通信中，上行链路功率不足是新兴的蜂窝数据业务的重要 问题。该问题源于以下蜂窝运营商的目标的組合较高无线频率(与语 音服务的无线频率相比)；较高位速率；深的室内穿透；以及与现有语 音BS基础设施共处。
多音频调制(OFDM)是有吸引力的，因为它不受信道色散的影响 且具有频谱效率，但是功率不足对于OFDM尤其严重。原因在于差的 峰值平均功率比(PAPR)(信号幅度是瑞利分布的，即使在QPSK 调制音频的情况下)。在上一种情况中，PA回退(back-off)由带外 发射限制；为了满足规定的频谱屏蔽，它必须为 10dB。
因此，存在改善无线通信系统、方法和设备的强烈要求。
发明内容
本发明提供一种设备，包括配置为在频率邻接的、跳变的子信 道中进行OFDM发射的收发机。
本发明还提供一种方法，包括在频率邻接的、跳变的子信道中 使用OFDM发射无线地发射信息。
本发明还提供一种包括存储介质的物品，所述存储介质已在其上 存储指令，当所述指令由计算平台运行时，导致在频率邻接的、跳变 的子信道中使用OFDM发射无线地发射信息。
本发明还提供一种方法，包括使用符合IEEE 802.16标准的无线网络中的发射机，所述发射机能够使上行链路(UL)轮替方案用于自 适应调制和编码(AMC)置换，因此提供每3个符号一跳的本地化分配。
在说明书的结论部分特別指出本发明的主旨并对其明确要求权 利。但是，通过参考结合附图阅读的以下详细描述，会更好的理解本 发明的组织和操作方法及其目的、特征和优点，其中
图1示出在本发明的一个实施例中带外发射如何按比例收缩；
图2示出描绘本发明的一个实施例的每一跳分别(在边缘和在中 心处)的频谱的结果的仿真；
图3是本发明的一个实施例的在多跳间隔上的平均频谱的图示说
明；
图4是示出本发明的一个实施例在链路预算方面的增益的图示说明。
将意识到，为了说明的简洁和清楚，附图中示出的元素不一定按 比例绘出。例如，为了清楚， 一些元素的尺寸相对于其他元素被夸大。 而且，在认为合适之处，在各图中重复了引用标号以指示对应或相似 的元素。
具体实施例方式
在下列详细描述中，阐述了多个具体细节以便提供对本发明的透 彻理解。然而，本领域技术人员将理解，无需这些具体细节也可实现 本发明。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程、组件和电 路，以免使本发明含混不清。
在下列详细描述中，阐述了多个具体细节以便提供对本发明的透 彻理解。然而，本领域技术人员将理解，无需这些具体细节也可实现 本发明。在其他情况下，没有详细描述^^知的方法、过程、组件、单 元和/或电路，以免使本发明含混不清。尽管本发明的实施例不限于这方面，但是使用诸如"处理"、"计 算"、"运算"、"确定，，、"建立，，、"分析，，、"检查，，等术语 的讨论涉及计算机、计算平台、计算系统或其他电子计算装置的操作 和/或处理，这些装置把在计算机的寄存器和/或存储器中的表示成物 理(如电子)量的数据操纵和/或转换成在计算机的寄存器和/或存储 器或可存储执行操作和/或处理的指令的其它信息存储介质内的同样 表示成物理量的其它数据。
尽管本发明的实施例不限于这方面，但是如本文所用的术语"大 多数"和"若干"可包括例如"多个"或"两个或两个以上"。术语 "大多数，，和"若干"可通篇使用以描述两个或两个以上组件、装置、 元件、单元、参数等。例如，"若干基站，，可包括两个或两个以上基 站。
本发明的一个实施例向用于多点对点OFDMA无线发射(例如 WiMax上行链路)的设备和方法提供减少的发射回退。在本发明的一 个实施例中，方法通过将总RF信道划分成频率邻接的、跳变的、相 对较窄的子信道来工作，每个子信道由单个发射机使用。发射可为高 度非线性的，但是互调产物保持在总信道内，并且它们并不违反带外 发射屏蔽也不产生不可接受的误差矢量幅度(EVM)/串话。
在本发明的一个实施例中，尤其对于IEEE 802.16(又名WiMax) 来说，本发明提出使上行链路(UL)轮替方案用于自适应调制和编码 (AMC)置换(目前UL轮替方案只能应用于UL部分使用的子信道 (PUSC)),这将提供每3个符号一跳的本地化分配。在本发明的一 个实施例中，本发明特别应用于使用AMC和UL轮替方案的WiMax。
多音频调制(OFDM)是有吸引力的，因为它不会受信道色散的影 响且具有频谱效率，但是功率不足对于OFDM尤其严重。原因在于差 的峰值平均功率比(PAPR)(信号幅度是瑞利分布的，即使在QPSK 调制音频的情况下)。在上一种情况中，PA回退由带外发射限制； 为了满足规定的频谱屏蔽，它必须为 10dB。2009訓本发明的实施例通过本地化高度非线性OFDM解决了功率不足 的问题，并通过频率跳变来增加分集。本发明的该方式不损害对信道 色散的调制免疫性，并且获得链路预算改善 6dB(与非本地化的 OFDM相比)。
对于功率不足的WiMax用户，本发明的实施例提供在频率邻接 的、跳变的、相对较窄的子信道(例如，每个用户在达到1/5的总BW 上发射，从而能够服从频谦屏蔽限制)中进行OFDM发射，PA回退达 到OdB。 OFDMA符号的"力口窗(windowing)和重叠(overlapping)" 不应在跳边界进行。
本发明的实施例提供用户的本地化分配的频率跳变，而不用改变 载波频率。因此，用户保持彼此正交，并且无需时间(在跳边界)或频 率中的额外保护带。该发射的优点在于如下机制用户能够发射比他 以全BW分配能发射的功率更多的功率。
由于子信道邻接，互调产物不违反频谱屏蔽。换句话说，因为信 号的带宽收缩，假定无记忆的失真(memory-less distortion),带外发 射按比例将110收缩至120,如图1中所示，统一表示为100。
PA的输出可表示为输出信号(与输入成比例)与自动干扰(与输入 零相关)的和。由于瑞利分布的输入幅度，自动干扰的功率证明是相对 较小(尽管信号形状可能严重失真)。OFDM接收才几对所接收的符号 进行FFT转换。在进行此操作时，它使自动干扰(几乎)均匀地分散 在音频上；更精确地说，自动干扰+来自相邻子信道的干扰=平坦信 道中的常数。
因此，可定义有效SNR-信号'路径增益/(N。 +自动干扰'路径增 益)。因为本发明未由频谱屏蔽限制，所以给定路径增益，可选取PA 回退来将有效SNR最大化。
现在转到图2, 200是示出当通过PAPP3 PA模型时每一跳(220
和240)分另'J(在边缘和在中心)的频谱的结果的仿真。符合FCC频谱屏 蔽的最大功率对于边缘和中心分配分别是25.3dBm ( 220 )和30.4dBm(240)，而对于常规OFDM/OFDMA信号，能发射最大23dBm。
现在参考图3， 300是在多跳间隔上的平均频谱的图形说明。以 此方式，本发明能获得具有ldBPA回退的 5dB有效SNR(这提供鲁 棒的l位/Hz发射)，为得到具有9dB回退的同样的有效SNR,将需要 额外的6dB路径增益。
现在参考图4， 400是示出在链路预算方面的增益的图形说明。 链路预算的改善 6dB (与非本地化的OFDM相比)。这可利用简单 和公知的OFDM解调器来实现。因此，本发明的实施例将OFDM调 制与强非线性Tx失真以及邻接的、相对较窄的、跳变的子信道化结 合。
虽然本文已说明和描述了本发明的特定特征，但是本领域技术人 员可设想许多修改、替换、改变和等效物。因此，应理解，所附权利 要求旨在涵盖属于本发明实质精神的所有此类修改和改变。
权利要求
1. 一种设备，包括配置为在频率邻接的、跳变的子信道中进行OFDM发射的收发机。
2. 如权利要求1所述的设备，其中所述子信道是相对较窄的子信 道，其中每个用户发射达到总BW的1/5。
3. 如权利要求2所述的设备，其中所述发射具有达到0dB的功率 放大器回退。
4. 如权利要求3所述的设备，其中防止在跳边界进行OFDMA符 号的加窗和重叠。
5. 如权利要求1所述的设备，其中所述收发机可在电气与电子工 程师协会(IEEE)802.16标准中操作。
6. 如权利要求1所述的设备，其中所述频率跳变是在不用改变载 波频率的用户的本地化分配中，因此所述用户保持与其他用户正交， 并且无需在时间和频率中的额外保护带。
7. —种方法，包4舌在频率邻接的、跳变的子信道中使用OFDM发射无线地发射信息。
8. 如权利要求7所述的方法，其中所述子信道是相对较窄的子信 道，其中每个用户发射达到总BW的1/5。
9. 如权利要求8所述的方法，还包括使用具有功率放大器回退达 到0dB的发射。
10. 如权利要求9所述的方法，还包括防止在跳边界进行OFDMA 符号的加窗和重叠。
11 .如权利要求7所述的方法，其中所述收发机可在电气与电子工 程师协会(IEEE)802.16标准中操作。
12.—种包括存储介质的物品，所述存储介质已在其上存储指令，当所述指令由计算平台运行时，导致在频率邻接的、跳变的子信道中-使用OFDM发射无线地发射信息。
13. 如权利要求12所述的物品，其中所述子信道是相对较窄的子 信道，其中每个用户发射达到总BW的1/5。
14. 如权利要求12所述的物品，还包括在运行时还包括使用具有 功率放大器回退达到0dB的发射的指令。
15. 如权利要求14所述的物品，还包括在运行时还包括防止在跳 边界进行OFDMA符号的"加窗和重叠，，的指令。
16. 如权利要求12所述的物品，其中所述收发机可在电气与电子 工程师协会(IEEE)802.16标准中操作。
17. —种方法，包4舌使用符合IEEE 802.16标准的无线网络中的发射机，所述发射机 能够使上行链路(UL)轮替方案用于自适应调制和编码(AMC)置换，因 此提供每3个符号一跳的本地化分配。
18. 如权利要求17所述的方法，还包括在频率邻接的、跳变的子 信道中使用OFDM发射。
19. 如权利要求18所述的方法，其中所述子信道是相对较窄的子 信道，其中每个用户发射达到总BW的1/5。
20. 如权利要求19所述的方法，还包括使用具有功率力文大器回退 达到0dB的发射。
21 .如权利要求20所述的方法，还包括防止在跳边界进行OFDMA 符号的加窗和重叠。
全文摘要
本发明为适于本地化跳变OFDMA和功率有效OFDMA复用的方法和设备。本发明的实施例提供包括收发机的设备，该收发机配置为在频率邻接的、跳变的子信道中进行OFDM发射。
文档编号H04L27/26GK101505289SQ20091000578
公开日2009年8月12日 申请日期2009年2月4日 优先权日2008年2月4日
发明者T·哈雷尔, V·克拉夫特索夫 申请人:英特尔公司
技术领域：
本发明涉及适于本地化跳变OFDMA和功率有效OFDMA复用的 方法和设备。
背景技术：
在无线通信中，上行链路功率不足是新兴的蜂窝数据业务的重要 问题。该问题源于以下蜂窝运营商的目标的組合较高无线频率(与语 音服务的无线频率相比)；较高位速率；深的室内穿透；以及与现有语 音BS基础设施共处。
多音频调制(OFDM)是有吸引力的，因为它不受信道色散的影响 且具有频谱效率，但是功率不足对于OFDM尤其严重。原因在于差的 峰值平均功率比(PAPR)(信号幅度是瑞利分布的，即使在QPSK 调制音频的情况下)。在上一种情况中，PA回退(back-off)由带外 发射限制；为了满足规定的频谱屏蔽，它必须为 10dB。
因此，存在改善无线通信系统、方法和设备的强烈要求。
发明内容
本发明提供一种设备，包括配置为在频率邻接的、跳变的子信 道中进行OFDM发射的收发机。
本发明还提供一种方法，包括在频率邻接的、跳变的子信道中 使用OFDM发射无线地发射信息。
本发明还提供一种包括存储介质的物品，所述存储介质已在其上 存储指令，当所述指令由计算平台运行时，导致在频率邻接的、跳变 的子信道中使用OFDM发射无线地发射信息。
本发明还提供一种方法，包括使用符合IEEE 802.16标准的无线网络中的发射机，所述发射机能够使上行链路(UL)轮替方案用于自 适应调制和编码(AMC)置换，因此提供每3个符号一跳的本地化分配。
在说明书的结论部分特別指出本发明的主旨并对其明确要求权 利。但是，通过参考结合附图阅读的以下详细描述，会更好的理解本 发明的组织和操作方法及其目的、特征和优点，其中
图1示出在本发明的一个实施例中带外发射如何按比例收缩；
图2示出描绘本发明的一个实施例的每一跳分别(在边缘和在中 心处)的频谱的结果的仿真；
图3是本发明的一个实施例的在多跳间隔上的平均频谱的图示说
明；
图4是示出本发明的一个实施例在链路预算方面的增益的图示说明。
将意识到，为了说明的简洁和清楚，附图中示出的元素不一定按 比例绘出。例如，为了清楚， 一些元素的尺寸相对于其他元素被夸大。 而且，在认为合适之处，在各图中重复了引用标号以指示对应或相似 的元素。
具体实施例方式
在下列详细描述中，阐述了多个具体细节以便提供对本发明的透 彻理解。然而，本领域技术人员将理解，无需这些具体细节也可实现 本发明。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程、组件和电 路，以免使本发明含混不清。
在下列详细描述中，阐述了多个具体细节以便提供对本发明的透 彻理解。然而，本领域技术人员将理解，无需这些具体细节也可实现 本发明。在其他情况下，没有详细描述^^知的方法、过程、组件、单 元和/或电路，以免使本发明含混不清。尽管本发明的实施例不限于这方面，但是使用诸如"处理"、"计 算"、"运算"、"确定，，、"建立，，、"分析，，、"检查，，等术语 的讨论涉及计算机、计算平台、计算系统或其他电子计算装置的操作 和/或处理，这些装置把在计算机的寄存器和/或存储器中的表示成物 理(如电子)量的数据操纵和/或转换成在计算机的寄存器和/或存储 器或可存储执行操作和/或处理的指令的其它信息存储介质内的同样 表示成物理量的其它数据。
尽管本发明的实施例不限于这方面，但是如本文所用的术语"大 多数"和"若干"可包括例如"多个"或"两个或两个以上"。术语 "大多数，，和"若干"可通篇使用以描述两个或两个以上组件、装置、 元件、单元、参数等。例如，"若干基站，，可包括两个或两个以上基 站。
本发明的一个实施例向用于多点对点OFDMA无线发射(例如 WiMax上行链路)的设备和方法提供减少的发射回退。在本发明的一 个实施例中，方法通过将总RF信道划分成频率邻接的、跳变的、相 对较窄的子信道来工作，每个子信道由单个发射机使用。发射可为高 度非线性的，但是互调产物保持在总信道内，并且它们并不违反带外 发射屏蔽也不产生不可接受的误差矢量幅度(EVM)/串话。
在本发明的一个实施例中，尤其对于IEEE 802.16(又名WiMax) 来说，本发明提出使上行链路(UL)轮替方案用于自适应调制和编码 (AMC)置换(目前UL轮替方案只能应用于UL部分使用的子信道 (PUSC)),这将提供每3个符号一跳的本地化分配。在本发明的一 个实施例中，本发明特别应用于使用AMC和UL轮替方案的WiMax。
多音频调制(OFDM)是有吸引力的，因为它不会受信道色散的影 响且具有频谱效率，但是功率不足对于OFDM尤其严重。原因在于差 的峰值平均功率比(PAPR)(信号幅度是瑞利分布的，即使在QPSK 调制音频的情况下)。在上一种情况中，PA回退由带外发射限制； 为了满足规定的频谱屏蔽，它必须为 10dB。2009訓本发明的实施例通过本地化高度非线性OFDM解决了功率不足 的问题，并通过频率跳变来增加分集。本发明的该方式不损害对信道 色散的调制免疫性，并且获得链路预算改善 6dB(与非本地化的 OFDM相比)。
对于功率不足的WiMax用户，本发明的实施例提供在频率邻接 的、跳变的、相对较窄的子信道(例如，每个用户在达到1/5的总BW 上发射，从而能够服从频谦屏蔽限制)中进行OFDM发射，PA回退达 到OdB。 OFDMA符号的"力口窗(windowing)和重叠(overlapping)" 不应在跳边界进行。
本发明的实施例提供用户的本地化分配的频率跳变，而不用改变 载波频率。因此，用户保持彼此正交，并且无需时间(在跳边界)或频 率中的额外保护带。该发射的优点在于如下机制用户能够发射比他 以全BW分配能发射的功率更多的功率。
由于子信道邻接，互调产物不违反频谱屏蔽。换句话说，因为信 号的带宽收缩，假定无记忆的失真(memory-less distortion),带外发 射按比例将110收缩至120,如图1中所示，统一表示为100。
PA的输出可表示为输出信号(与输入成比例)与自动干扰(与输入 零相关)的和。由于瑞利分布的输入幅度，自动干扰的功率证明是相对 较小(尽管信号形状可能严重失真)。OFDM接收才几对所接收的符号 进行FFT转换。在进行此操作时，它使自动干扰(几乎)均匀地分散 在音频上；更精确地说，自动干扰+来自相邻子信道的干扰=平坦信 道中的常数。
因此，可定义有效SNR-信号'路径增益/(N。 +自动干扰'路径增 益)。因为本发明未由频谱屏蔽限制，所以给定路径增益，可选取PA 回退来将有效SNR最大化。
现在转到图2, 200是示出当通过PAPP3 PA模型时每一跳(220
和240)分另'J(在边缘和在中心)的频谱的结果的仿真。符合FCC频谱屏 蔽的最大功率对于边缘和中心分配分别是25.3dBm ( 220 )和30.4dBm(240)，而对于常规OFDM/OFDMA信号，能发射最大23dBm。
现在参考图3， 300是在多跳间隔上的平均频谱的图形说明。以 此方式，本发明能获得具有ldBPA回退的 5dB有效SNR(这提供鲁 棒的l位/Hz发射)，为得到具有9dB回退的同样的有效SNR,将需要 额外的6dB路径增益。
现在参考图4， 400是示出在链路预算方面的增益的图形说明。 链路预算的改善 6dB (与非本地化的OFDM相比)。这可利用简单 和公知的OFDM解调器来实现。因此，本发明的实施例将OFDM调 制与强非线性Tx失真以及邻接的、相对较窄的、跳变的子信道化结 合。
虽然本文已说明和描述了本发明的特定特征，但是本领域技术人 员可设想许多修改、替换、改变和等效物。因此，应理解，所附权利 要求旨在涵盖属于本发明实质精神的所有此类修改和改变。
权利要求
1. 一种设备，包括配置为在频率邻接的、跳变的子信道中进行OFDM发射的收发机。
2. 如权利要求1所述的设备，其中所述子信道是相对较窄的子信 道，其中每个用户发射达到总BW的1/5。
3. 如权利要求2所述的设备，其中所述发射具有达到0dB的功率 放大器回退。
4. 如权利要求3所述的设备，其中防止在跳边界进行OFDMA符 号的加窗和重叠。
5. 如权利要求1所述的设备，其中所述收发机可在电气与电子工 程师协会(IEEE)802.16标准中操作。
6. 如权利要求1所述的设备，其中所述频率跳变是在不用改变载 波频率的用户的本地化分配中，因此所述用户保持与其他用户正交， 并且无需在时间和频率中的额外保护带。
7. —种方法，包4舌在频率邻接的、跳变的子信道中使用OFDM发射无线地发射信息。
8. 如权利要求7所述的方法，其中所述子信道是相对较窄的子信 道，其中每个用户发射达到总BW的1/5。
9. 如权利要求8所述的方法，还包括使用具有功率放大器回退达 到0dB的发射。
10. 如权利要求9所述的方法，还包括防止在跳边界进行OFDMA 符号的加窗和重叠。
11 .如权利要求7所述的方法，其中所述收发机可在电气与电子工 程师协会(IEEE)802.16标准中操作。
12.—种包括存储介质的物品，所述存储介质已在其上存储指令，当所述指令由计算平台运行时，导致在频率邻接的、跳变的子信道中-使用OFDM发射无线地发射信息。
13. 如权利要求12所述的物品，其中所述子信道是相对较窄的子 信道，其中每个用户发射达到总BW的1/5。
14. 如权利要求12所述的物品，还包括在运行时还包括使用具有 功率放大器回退达到0dB的发射的指令。
15. 如权利要求14所述的物品，还包括在运行时还包括防止在跳 边界进行OFDMA符号的"加窗和重叠，，的指令。
16. 如权利要求12所述的物品，其中所述收发机可在电气与电子 工程师协会(IEEE)802.16标准中操作。
17. —种方法，包4舌使用符合IEEE 802.16标准的无线网络中的发射机，所述发射机 能够使上行链路(UL)轮替方案用于自适应调制和编码(AMC)置换，因 此提供每3个符号一跳的本地化分配。
18. 如权利要求17所述的方法，还包括在频率邻接的、跳变的子 信道中使用OFDM发射。
19. 如权利要求18所述的方法，其中所述子信道是相对较窄的子 信道，其中每个用户发射达到总BW的1/5。
20. 如权利要求19所述的方法，还包括使用具有功率力文大器回退 达到0dB的发射。
21 .如权利要求20所述的方法，还包括防止在跳边界进行OFDMA 符号的加窗和重叠。
全文摘要
本发明为适于本地化跳变OFDMA和功率有效OFDMA复用的方法和设备。本发明的实施例提供包括收发机的设备，该收发机配置为在频率邻接的、跳变的子信道中进行OFDM发射。
文档编号H04L27/26GK101505289SQ20091000578
公开日2009年8月12日 申请日期2009年2月4日 优先权日2008年2月4日
发明者T·哈雷尔, V·克拉夫特索夫 申请人:英特尔公司
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