Регулирование мощности и диспетчеризация в системе ofdm

Регулирование мощности и диспетчеризация в системе ofdm

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Испрашивание приоритета согласно 35 U.S.C. §119

Настоящая Заявка на патент испрашивает приоритет Предварительной заявки № 60/470 727, озаглавленной "Power Control and Scheduling in an OFDM System", зарегистрированной 14 мая 2003 года, переуступленной правопреемнику этой заявки и включенной в настоящий документ посредством ссылки.

Область техники

Изобретение относится к области беспроводной связи. Более конкретно изобретение относится к системам и способам регулирования мощности передачи и распределения несущих в системе множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM).

Описание предшествующего уровня техники

Системы беспроводной связи постоянно основывались на передаче громадных объемов данных в различных условиях работы. Величина частотного спектра (или полоса пропускания), которая выделяется системе связи, зачастую ограничена правительственными постановлениями. Таким образом, существует постоянная необходимость в том, чтобы оптимизировать пропускную способность в данной полосе частот системы связи.

Проблема оптимизации пропускной способности в данной полосе частот связи осложняется необходимостью одновременно поддерживать множество пользователей. Каждый пользователь может иметь различные потребности в связи. Один пользователь может передавать сигналы на низкой скорости, такие как речевые сигналы, тогда как другой пользователь может передавать сигналы данных на высокой скорости, такие как видео. Система связи может реализовать конкретный способ эффективного использования полосы частот связи для поддержки множества пользователей.

Системы беспроводной связи могут быть реализованы множеством различных способов. Например, в системах беспроводной связи используются множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA), множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA), множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA) и множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). Каждая из различных систем связи имеет преимущества и недостатки, связанные с конкретными аспектами систем.

На фиг. 1 показано частотно-временное представление сигналов в типичной системе OFDM. Система OFDM имеет выделенный частотный спектр 120. Выделенный частотный спектр 120 делится на множество несущих частот, например, 130a-130d и 132a-132d. Множество несущих частот в системе OFDM могут также упоминаться как поднесущие. Каждая из поднесущих, например, 130a, модулируется потоком данных с низкой скоростью передачи. Помимо этого, как подразумевает название системы, каждая из поднесущих, например, 130a, является ортогональной по отношению ко всем остальным поднесущим, например, 130b-130d и 132a-132d.

Поднесущие, например, 130a-130d, могут быть реализованы как ортогональные по отношению друг к другу, посредством стробирования поднесущей. Поднесущая, например, 130a, запираемая и отпираемая с помощью прямоугольного окна, генерирует частотный спектр, имеющий форму (sin (x))/x. Прямоугольный период стробирования и разнос поднесущих, например, 130a и 130b, может быть выбран таким образом, что спектр модулируемой первой поднесущей 130a обнуляется на центральных частотах других поднесущих, например, 130b-130d.

Система OFDM может конфигурироваться для поддержки множества пользователей, посредством выделения части поднесущих каждому пользователю. Например, первому пользователю может быть выделен первый набор поднесущих 130a-130d, а второму пользователю может быть выделен второй набор поднесущих 132a-132d. Число поднесущих, выделяемых пользователям, не обязательно должно быть одинаковым, и поднесущие не обязательно должны находиться в непрерывной полосе.

Таким образом, во временной области передается ряд символов 110a-110n OFDM, что приводит к частотному спектру ортогональных поднесущих 130a-130d и 132a-132d. Каждая из поднесущих, например, 130a, модулируется независимо. Одна или более поднесущих 130a-130d может быть выделена отдельному каналу связи. Помимо этого, число поднесущих, выделяемых конкретному пользователю, может изменяться во времени.

Таким образом, OFDM является эффективным методом мультиплексирования для передачи данных на высокой скорости по беспроводным каналам, который может быть реализован в системах беспроводной связи, например, системах сотовой связи, поддерживающих большое число пользователей. Однако сотовые системы используют концепцию повторного использования частот, чтобы повысить эффективность использования спектра. Повторное использование частот приводит к внутриканальной помехе (CCI), которая является основным источником снижения производительности в таких системах. Как описано выше, все пользователи в одной сотовой ячейке или секторе системы OFDM являются ортогональными по отношению друг к другу, поскольку все поднесущие являются ортогональными. Таким образом, в одной сотовой ячейке или секторе множество поднесущих по существу не создают взаимных помех друг другу. Однако соседние сотовые ячейки или секторы могут использовать один и тот же разнос частот вследствие повторного использования частот. Следовательно, в системе OFDM пользователи в различных сотовых ячейках или секторах являются источниками взаимных помех и создают основной источник CCI для соседних сотовых ячеек или секторов.

Приемное устройство может работать в замкнутом контуре регулирования мощности с передающим устройством. Передающее устройство в типовом случае регулирует уровень мощности, передаваемый на каждой поднесущей, чтобы сохранять отношение "сигнал-взаимная помеха плюс шум" (SNIR), требуемое для определенного уровня качества обслуживания (QOS) или производительности.

Желательно поддерживать мощность передачи на каждой поднесущей в заранее определенном интервале, чтобы минимизировать необходимый динамический диапазон приемного устройства. Помимо этого, желательно минимизировать величину CCI посредством минимизации помех, генерируемых конкретным передающим устройством.

Сущность изобретения

Предложены способ и устройство для диспетчеризации поднесущих в системе OFDM. В одном аспекте изобретение относится к способу диспетчеризации поднесущих в системе OFDM. Способ включает в себя определение отношения "сигнал-шум" для выделенных поднесущих в канале связи OFDM и регулирование числа выделенных поднесущих на основе, по меньшей мере, частично отношения "сигнал-шум". В другом аспекте способ включает в себя прием на базовой станции передаваемого беспроводным способом сигнала OFDM от терминала, определение уровня "сигнал-шум" для выделенных поднесущих в сигнале OFDM, определение того, находится ли отношение "сигнал-шум" в заранее определенном диапазоне и диспетчеризацию числа поднесущих для канала связи от терминала к базовой станции, по меньшей мере, частично, на основе того, находится ли отношение "сигнал-шум" в заранее определенном диапазоне.

В еще одном аспекте изобретение относится к устройству для диспетчеризации поднесущих в системе OFDM. Устройство содержит блок оценки шума, обеспечивающий оценивание уровня шума в полосе частот поднесущей, модуль определения отношения "сигнал-шум", связанный с блоком оценки шума и обеспечивающий определение отношения "сигнал-шум" в полосе частот поднесущей и диспетчер поднесущих, связанный с модулем определения отношения "сигнал-шум" и обеспечивающий распределение числа с поднесущих, по меньшей мере частично, на основе того, находится ли отношение "сигнал-шум" в заранее определенном диапазоне.

В еще одном аспекте изобретение относится к способу диспетчеризации поднесущих в системе OFDM, включающий в себя прием распределения поднесущих, модификацию скорости кодирования данных, предоставляемых выделенной поднесущей, по меньшей мере частично, на основе числа поднесущих в распределении поднесущих и генерирование сигнала OFDM с использованием числа поднесущих в распределении поднесущих.

Краткое описание чертежей

Вышеописанные другие аспекты, признаки и преимущества изобретения поясняются в последующем подробном описании со ссылками на чертежи. На чертежах аналогичные ссылочные символы идентифицируют идентичные или функционально эквивалентные элементы.

Фиг. 1 - функциональное частотно-временное представление типичной системы OFDM.

Фиг. 2 - функциональная блок-схема системы OFDM, реализованной в сотовой среде.

Фиг. 3 - функциональная блок-схема передающего устройства OFDM.

Фиг. 4A-4B - функциональные блок-схемы приемных устройств OFDM.

Фиг. 5 - схема спектра части полосы частот OFDM.

Фиг. 6 - блок-схема последовательности операций способа определения шума и взаимных помех в системе OFDM.

Фиг. 7 - блок-схема последовательности операций способа диспетчеризации поднесущих в системе OFDM.

Фиг. 8 - функциональная блок-схема модуля регулирования мощности и диспетчеризации поднесущих.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

Предпочтительно управлять мощностью различных пользователей в системе OFDM, так чтобы отношение сигнал-шум в полосе частот сигнала было одинаковым для всех пользователей. В системе OFDM полезно поддерживать одинаковое отношение сигнал-шум в каждой полосе частот поднесущих для всех пользователей. Поддержание одинаковых отношений сигнал-шум поднесущих помогает минимизировать взаимные помехи между несущими. Поддержание одинаковых отношений сигнал-шум поднесущих также помогает уменьшить динамический диапазон приемного устройства. Снижение динамического диапазона приемного устройства упрощает требования к усилителям мощности, используемым в приемном устройстве, потенциально снижая затраты на приемное устройство. Спектральная плотность мощности передачи OFDM для всех пользователей может поддерживаться в заранее определенном диапазоне посредством определения отношения сигнал-шум в каждой полосе частот поднесущей и регулирования числа поднесущих, выделяемых каналу связи, частично на основе отношений сигнал-шум.

Функциональная блок-схема сотовой беспроводной системы 200 связи OFDM, имеющей приемные устройства, которые реализуют определение шума и взаимных помех поднесущих, показана на фиг. 2. Система 200 OFDM включает в себя ряд базовых станций 210a-210g, которые обеспечивают связь для ряда терминалов 220a-220o. Базовая станция, например, 210a может быть стационарной станцией, используемой для обмена данными с терминалами, например, 220a и может также определяться как пункт доступа, узел B или каким-либо другим термином.

Различные терминалы 220a-220o могут быть распределены по системе 200 OFDM, и каждый терминал может быть стационарным, например, 220k, или мобильным, например, 220b. Терминал, например, 220a может также определяться как мобильная станция, удаленная станция, абонентская аппаратура (UE), терминал доступа или каким-либо другим термином. Каждый терминал, например, 220a может обмениваться данными с одной или, возможно, несколькими базовыми станциями по нисходящему каналу и/или восходящему каналу в любой данный момент времени. Каждый терминал, например, 220m может включать в себя передающее устройство 300m OFDM и приемное устройство 400m OFDM, чтобы обеспечивать связь с одной или более базовыми станциями. Варианты осуществления передающего устройства 300m OFDM и приемного устройства 400m OFDM подробнее описаны на фиг. 3 и 4. На фиг. 2 терминалы 220a-220o могут принимать, например, пилот-сигналы, сигнализацию и передачи пользовательских данных от базовых станций 210a-210g.

Каждая базовая станция, например, 210a, в системе 200 OFDM предоставляет покрытие конкретной географической области, например, 202a. Область покрытия каждой базовой станции в типовом случае зависит от различных факторов (к примеру, территории, препятствий и т.д.), но для простоты часто представляется идеальным шестиугольником, как показано на фиг. 2. Базовая станция и/или ее область покрытия также определяется как сотовая ячейка, в зависимости от контекста, в котором используется термин.

Чтобы повысить пропускную способность, область покрытия каждой базовой станции, например, 210a, может быть разбита на несколько секторов. Если каждая сотовая ячейка разбита на три сектора, то каждый сектор разделенной на сектора сотовой ячейки часто представляется идеальным клином 120°, который представляет одну треть ячейки. Каждый сектор может обслуживаться соответствующей базовой приемо-передающей подсистемой (BTS), например, 212d. BTS 212d включает в себя передающее устройство 300d OFDM и приемное устройство 400d OFDM, каждое из которых подробнее описано на фиг. 3 и 4. Для разделенной на сектора ячейки базовая станция для этой ячейки включает в себя все BTS, которые обслуживают секторы этой ячейки. Термин "сектор" также часто используется для ссылки на BTS и/или ее область покрытия, в зависимости от контекста, в котором используется термин.

Как подробнее описано ниже, каждая базовая станция, например, 210a, в типовом случае реализует передающее устройство, обеспечивающее передачи по нисходящей линии связи, также называемой прямой линией связи, к терминалам, например, 520a. Помимо того, каждая базовая станция, например, 210a, также реализует приемное устройство, обеспечивающий прием передач по восходящей линии связи, также называемой линией обратной связи от терминалов, например, 520a.

В направлении нисходящей линии связи передающее устройство базовой станции принимает сигнал от источника сигнала, которым может быть коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN) или какой-либо другой источник сигнала. Передающее устройство базовой станции затем преобразует сигнал в сигнал OFDM, который должен быть передан одному или более терминалов. Передающее устройство базовой станции может оцифровывать сигнал, мультиплексировать сигнал в несколько параллельных сигналов и модулировать заранее определенное число поднесущих, соответствующее числу параллельных путей сигнала. Число поднесущих может быть постоянным или может изменяться. Помимо этого, поднесущие могут быть соседними по отношению друг к другу, для определения непрерывной полосы частот, или могут быть не смежными, занимая ряд независимых полос частот. Базовая станция в способе может выделять поднесущие, которые являются постоянными, например, в случае фиксированного числа поднесущих, псевдослучайными или случайными. Передающее устройство базовой станции может также включать в себя аналоговую или радиочастотную (RF) часть, чтобы преобразовывать сигналы базовой полосы OFDM в желательную полосу частот передачи.

В системе 200 OFDM повторное использование частоты может происходить в каждой сотовой ячейке. Т.е. частоты восходящей и нисходящей линий связи, используемые первой базовой станцией, например, 210d, в первой сотовой ячейке, например, 202d, могут быть использованы базовыми станциями 210a-c и 210e-g в соседних сотовых ячейках 202a-c и 202e-g. Как описано выше, передающее устройство каждой базовой станции вносит внутриканальные помехи (CCI), испытываемые соседними приемными устройствами, в данном случае приемными устройствами соседних терминалов. Например, передающее устройство в первой базовой станции 210f вносит вклад в CCI терминалов 220e и 220g в соседних сотовых ячейках 202c и 202d, которые не осуществляют связь с первой базовой станцией 210f. Для минимизации величины CCI, испытываемых соседними терминалами, передающее устройство базовой станции может быть частью системы регулирования мощности в замкнутом контуре.

Для минимизации величины CCI, испытываемых терминалами вне сотовой ячейки, например, 202f, передающее устройство базовой станции может минимизировать мощность RF, которую оно передает каждому из терминалов 220m и 220l, с которыми осуществляет связь базовая станция 210f. Передающее устройство базовой станции может управлять мощностью передачи частично на основе определения уровня шума в каждой полосе поднесущей и сигнала управления мощностью, передаваемого терминалом и принимаемого приемным устройством базовой станции.

Базовая станция, например, 210b, может попытаться сохранить заранее определенное значение SINR или C/I для каждой поднесущей, так чтобы для терминалов, например, 220b-d поддерживалось заранее определенное качество обслуживания. Значение SINR или C/I, которое больше, чем заранее определенное значение, может в незначительной степени улучшить качество обслуживания, воспринимаемое терминалом, например, 520b, но при этом приведет к увеличению CCI для соседних сотовых ячеек 202a, 202d и 202e. И наоборот, значение SINR или C/I, которое ниже заранее определенного уровня, может привести к значительному снижению качества обслуживания, испытываемого терминалом 220b.

Приемное устройство базовой станции может измерять уровни шума и взаимных помех в каждой из полос поднесущей, как часть контура управления мощностью, который устанавливает SINR или C/I сигнала передачи. Приемное устройство базовой станции измеряет уровни шума и взаимных помех в каждой из полос поднесущей и сохраняет уровни. Поскольку поднесущие выделяются каналам связи, передающее устройство базовой станции анализирует уровни шума и взаимных помех при определении мощности, выделяемой каждой поднесущей. Таким образом, передающее устройство базовой станции может поддерживать заранее определенное значение SINR или C/I для каждой поднесущей, которое минимизирует CCI, испытываемое терминалами в других сотовых ячейках.

В другом варианте осуществления терминал, например, 220i, может попытаться сохранить минимально принятый SINR или C/I, требуемые для достижения заранее определенного качества обслуживания. Когда принятый SINR или C/I находится выше заранее определенного уровня, терминал 220i может передать сигнал базовой станции 210f, чтобы запросить базовую станцию 210f уменьшить мощность сигнала передачи. Альтернативно, если принятый SINR или C/I находится ниже заранее определенного уровня, терминал 220i может передать сигнал базовой станции 210f, чтобы запросить базовую станцию 210f увеличить мощность сигнала передачи. Таким образом, посредством минимизации мощности, передаваемой любому данному терминалу, величина CCI, испытываемых терминалами в соседних ячейках, минимизируется.

На фиг. 3 представлена функциональная блок-схема предающего устройства 300 OFDM, которое может быть встроено, например, в базовую приемо-передающую станцию или терминал. Функциональная блок-схема передающего устройства 300 OFDM включает в себя элементы секции базовой полосы передающего устройства, но показывает обработку сигнала, интерфейс источника или радиочастотные секции, которые могут быть включены в передающее устройство 300.

Передающее устройство 300 OFDM включает в себя один или более источников 302, которые соответствуют одному или более потокам данных. Когда передающим устройством 300 OFDM является передающее устройство базовой станции, источники 302 могут включать в себя потоки данных из внешней сети, например, сети PSTN. Каждый из потоков данных может быть предназначен для отдельного терминала. Источники 302 могут включать в себя речевые потоки и потоки данных, когда передающим устройством OFDM является передающее устройство терминала.

Данные, предоставляемые источниками 302, могут представлять собой множество параллельных потоков данных, последовательных потоков данных или сочетанием потоков данных. Источники 302 предоставляют данные кодеру 304. Кодер 304 обрабатывает потоки данных, предоставляемые источниками 302. Кодер 304 может включать в себя функциональные блоки, которые выполняют перемежение, кодирование и группировку, как известно в данной области техники. Кодер 304 не ограничен выполнением конкретного типа перемежения. Например, кодер 304 может независимо чередовать блок данных источника для каждого терминала.

Передающее устройство 300 не ограничено конкретным типом кодирования. Например, кодер 304 может выполнять кодирование Рида-Соломона или сверточное кодирование. Скорость кодирования может быть фиксированной или может изменяться в зависимости от числа поднесущих, выделенных каналу связи с терминалом. Например, кодер 304 может выполнять сверточное кодирование с половинной скоростью кодера, когда первое число поднесущих выделено терминалу, и может быть управляемым, чтобы выполнять сверточное кодирование с одной третьей скорости, когда второе число поднесущих выделено терминалу. В другом примере модулятор может выполнять кодирование Рида-Соломона со скоростью, которая варьируется в зависимости от числа поднесущих, выделенных терминалу. Скорость кодирования может варьироваться периодически или может управляться модулем 312 выделения поднесущих. Например, кодер 304 может быть выполнен с возможностью выполнения блочного чередования, и число битов данных в блоке может соответствовать периоду кадра. Скорость кодирования может быть регулируемой на каждой границе периода кадра. Альтернативно, скорость кодирования может регулироваться в какой-либо другой границе.

Поскольку скорость кодера может регулироваться относительно числа поднесущих, выделенных каналу связи, кодер может конфигурироваться для обеспечения N_max различных скоростей кодирования, где N_max представляет максимальное число поднесущих, которые могут быть выделены каналу связи. Выход кодера 304 подключен к модулятору 310.

Модулятор 310 может быть выполнен с возможностью модулировать кодированные данные с использованием заранее определенного формата. Например, модулятор 310 может выполнять квадратурную амплитудную модуляцию (QAM), квадратурную фазовую манипуляцию (QPSK), двухпозиционную фазовую манипуляцию (BPSK) либо какой-либо другой формат модуляции. В другом варианте осуществления модулятор 310 обрабатывает данные в формате для модуляции поднесущих.

Модулятор 310 также может включать в себя усилители или усилительные каскады, чтобы регулировать амплитуду символов данных, выделенных поднесущим. Модулятор 310 может регулировать коэффициент усиления усилителей на основе поднесущей, при этом коэффициент усиления для каждой поднесущей зависит, по меньшей мере, частично от шума и взаимных помех в полосе поднесущей. Модулятор 310 также может регулировать коэффициент усиления для каждой поднесущей частично на основе значения C/I или SINR либо сигнала управления мощностью, передаваемого приемным устройством.

Выход модулятора 310 связан с входом мультиплексора 320 1:N, где N представляет максимальное число поднесущих, используемых в канале передачи системы связи. Мультиплексор 320 может также определяться как "преобразователь последовательного кода в параллельный", поскольку мультиплексор 320 принимает последовательные данные от модулятора 310 и преобразует их в параллельный формат, чтобы взаимодействовать с множеством поднесущих.

Модуль 312 распределения поднесущих управляет кодером 304, модулятором 310 и мультиплексором 320. Число поднесущих, используемых для поддержки данных источника, может быть, и в типовом случае меньше, чем максимальное число поднесущих, используемых в канале передачи системы связи. Число поднесущих, выделяемых конкретному каналу связи, может меняться во времени. Способ выделения ряда поднесущих каналу связи описан ниже со ссылкой на фиг. 7. Помимо этого, даже если число поднесущих, выделенных конкретному каналу связи, остается неизменным, идентификационные данные поднесущих могут меняться со временем.

Поднесущие могут случайно (или псевдослучайно) выделяться каналам связи. Поскольку идентификационные данные поднесущих могут меняться, полосы частот, занимаемые каналом связи, могут меняться со временем. Система связи может представлять собой систему со скачкообразным изменением частоты, реализующую предварительно определенный способ скачкообразного изменения частоты.

Модуль 312 распределение поднесущих может реализовывать способ скачкообразного изменения частоты и может отслеживать набор используемых поднесущих и наборы поднесущих, выделенные каналам связи. Например, в базовой станции с тремя сигналами прямой линии связи модуль 312 распределения поднесущих может выделить первый набор поднесущих первому каналу связи, второй набор поднесущих - второму каналу связи, а третий набор поднесущих - третьему каналу связи. Число поднесущих частот в каждом наборе может быть одинаковым или может различаться. Модуль 312 распределения поднесущих отслеживает число поднесущих, выделенных каналам связи, и число поднесущих, которые находятся в режиме ожидания, могут быть выделены каналам связи.

Модуль 312 распределения поднесущих управляет модулятором 310, для обеспечения желательного кодирования и требуемой модуляции, поддерживающей набор выделенных поднесущих. Помимо этого, модуль 312 распределения поднесущих управляет мультиплексором 320, так что данные от модулятора 310 выдаются в канал мультиплексора, соответствующий выделенной поднесущей. Таким образом, модуль 312 распределения поднесущих управляет идентификационными данными и числом поднесущих, выделенных конкретному каналу связи. Модуль 312 распределения поднесущих также отслеживает идентификационные данные поднесущих, которые находятся в режиме ожидания и которые могут быть выделены каналу связи.

Выход мультиплексора 320 связан с модулем 330 обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ). Параллельная шина 322, имеющая ширину, равную или большую, чем общее число поднесущих, связывает параллельный выход из мультиплексора 320 с модулем 330 ОБПФ.

Преобразование Фурье выполняет отображения из временной области в частотную область. Таким образом, обратное преобразование Фурье выполняет отображение из частотной области во временную область. Модуль 330 ОБПФ преобразует модулированные поднесущие в сигнал временной области. Свойства преобразования Фурье обеспечивают, что сигналы поднесущих равномерно разнесены и ортогональны по отношению друг к другу.

Параллельный выход из модуля 330 ОБПФ связан с демультиплексором 340 с помощью другой параллельной шины 332. Демультиплексор 340 преобразует поток параллельных модулированных данных в последовательный поток. Выходной сигнал демультиплексора 340 может затем подаваться на генератор защитной полосы частот (не показан), а затем - на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) (не показан). Генератор защитной полосы вставляет период времени между последовательными символами OFDM, чтобы минимизировать влияние межсимвольных помех вследствие многолучевого распространения в канале связи. Выходной сигнал ЦАП затем может подаваться на радиочастотное передающее устройство (не показано), которое преобразует с повышением частоты сигнал OFDM в желательную полосу частот передачи.

На фиг. 4A-4B представлены функциональные блок-схемы вариантов осуществления приемного устройства 400 OFDM. Приемное устройство 400 OFDM может быть реализовано в базовой станции или терминале, например, мобильном терминале. Приемное устройство 400 OFDM, показанное на фиг. 4A, реализует блок оценки шума главным образом в цифровой области, тогда как приемное устройство 400 OFDM фиг. 4B реализует блок оценки шума главным образом в аналоговой области. Блок оценки шума основывается частично на обнаруженных сигналах и может быть реализован в процессоре 460 и памяти 470.

Приемное устройство 400 OFDM, показанное на фиг. 4A, принимает в антенне 402 радиочастотные сигналы, которые передаются дополнительным передающим устройством OFDM. Выход антенны 420 связан с приемным устройством 410, которое может фильтровать, усиливать и осуществлять преобразование с понижением частоты в базовую полосу принятый сигнал OFDM.

Выходной сигнал базовой полосы из приемного устройства 410 подается в модуль 420 удаления защиты, предназначенный для удаления защитного интервала, вставленного между символами OFDM в передающем устройстве. Выходной сигнал модуля 420 удаления защиты подается в аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 422, который преобразует аналоговый сигнал базовой полосы в цифровое представление. Выходной сигнал АЦП 422 подается на мультиплексор 424, который преобразует последовательный сигнал базовой полосы в N параллельных каналов данных. Число N представляет общее число поднесущих OFDM. Символы в каждом из параллельных каналов данных представляют стробированные символы временной области сигнала OFDM.

Параллельные каналы данных связаны с модулем 430 быстрого преобразования Фурье (БПФ). Модуль 430 БПФ преобразует стробированные сигналы временной области в сигналы частотной области. Каждый из выходных сигналов из модуля 430 БПФ представляет модулированную поднесущую.

Параллельный выход из модуля 430 БПФ связан с демодулятором 440, который демодулирует поднесущие OFDM. Демодулятор 440 может конфигурироваться, чтобы демодулировать только поднабор поднесущих, принимаемых приемным устройством 400, или может конфигурироваться, чтобы демодулировать все выходные сигналы модуля 430 БПФ, соответствующие всем поднесущим. Выходной сигнал демодулятора 440 может быть одним символом или может быть множеством символов. Например, если поднесущая квадратурно модулирована, то демодулятор 440 может выводить синфазную и квадратурную составляющую сигнала демодулированного символа.

Выход демодулятора 440 связан с детектором 450. Детектор 450 конфигурируется, для детектирования принятой мощности в каждой из полос частот поднесущих. Детектор 450 может детектировать принятую мощность посредством детектирования или иного определения, например, мощности, амплитуды, абсолютной величины, квадрата абсолютной величины и т.п., или какого-либо другого представления демодулированного сигнала поднесущей, который коррелируется с принятой мощностью. Например, возведенная в квадрат величина квадратурно модулированного сигнала может быть определена посредством суммирования квадратов синфазной и квадратурной составляющей сигнала. Детектор 450 может включать в себя множество детекторов или может включать в себя один детектор, который определяет продетектированное значение полезных сигналов поднесущих до появления следующего демодулированного символа.

Процессор 460 взаимодействует с памятью 470, которая включает в себя считываемые процессором инструкции. Память 470 может также включать в себя перезаписываемые ячейки памяти, которые используются для хранения и обновления продетектированных значений шума поднесущих.

Поднесущие, выделенные конкретному каналу связи, могут меняться у каждой границы символов. Последовательность скачкообразного изменения частоты или информация скачкообразного изменения частоты, которая идентифицирует поднесущие, выделенные каналу связи для приемного устройства 400, также может быть сохранена в памяти 470. Процессор 460 использует информацию скачкообразного изменения частоты, чтобы оптимизировать производительность модуля 430 БПФ, демодулятора 440 и детектора 450. Таким образом, процессор 460 может использовать последовательность скачкообразного изменения частоты или другую информацию скачкообразного изменения частоты, чтобы идентифицировать, какие из поднесущих выделены каналу связи и какие из поднесущих находятся в режиме ожидания.

Например, когда меньше чем общее число поднесущих выделено каналу связи к приемному устройству 400, процессор 460 может управлять модулем 430 БПФ, чтобы определять только те выходные сигналы БПФ, которые соответствуют выделенным поднесущим. В другом варианте осуществления процессор 460 управляет модулем 430 БПФ, чтобы определять выходные сигналы, соответствующие поднесущим, выделенным каналу связи к приемному устройству 400, плюс выходные сигналы, соответствующие поднесущим, которые находятся в режиме ожидания и не выделены ни одному каналу связи. Процессор 460 может ослабить нагрузку на модуль 430 БПФ посредством уменьшения числа выходных сигналов БПФ, которые ему нужно определить.

Процессор 460 также может управлять демодулятором 440, чтобы демодулировать только те сигналы, для которых модуль 430 БПФ предоставляет выходной сигнал. Помимо этого, процессор 460 может управлять детектором 450 для детектирования только тех сигналов поднесущих, которые соответствуют находящимся в режиме ожидания или невыделенным поднесущим. Поскольку детектор 450 может быть ограничен детектированием уровней шума в невыделенных поднесущих, детектор 450 может конфигурироваться для детектирования сигналов до демодулятора. Однако размещение детектора 450 после демодулятора 440 может быть предпочтительным, поскольку шум, продетектированный детектором 450, должен проходить такую же обработку сигнала, что и обработка символов в этой поднесущей. Таким образом, статистические свойства обработки сигнала для демодулированного шума аналогичны статистическим свойствам соответствующим демодулированным символам.

Процессор 460 может отслеживать шум в поднесущих посредством детектирования мощности демодулированного шума в поднесущей, когда поднесущая не выделена каналу связи. Продетектированная мощность невыделенной поднесущей представляет мощность взаимных помех плюс шум в этой полосе поднесущей. Процессор может сохранять продетектированную мощность в ячейке памяти в памяти 470, соответствующей поднесущей. В системе OFDM со скачкообразным изменением частоты идентификационные данные невыделенных поднесущих изменяются во времени и могут изменяться у каждой границы символов.

Процессор 460 может сохранять некоторое число измерений продетектированной мощности для первой поднесущей в независимых ячейках памяти. Затем процессор 460 может усреднять заранее определенное число измерений продетектированной мощности. Альтернативно, процессор 460 может вычислять взвешенное среднее шума и взаимных помех посредством взвешивания каждого из сохраненных измерений продетектированной мощности коэффициентом, который зависит частично от “возраста” измерения продетектированной мощности. В еще одном варианте осуществления процессор 460 может сохранять продетектированную мощность шума и взаимных помех в соответствующей ячейке памяти 470. Затем процессор 460 может обновлять значение шума и взаимных помех, чтобы генерировать оценку шума для конкретной поднесущей посредством взвешивания сохраненного значения первой величиной и взвешивания новой продетектированной мощности второй величиной и сохранения суммы в ячейке памяти, соответствующей поднесущей. При использовании альтернативного способа обновления требуется только N ячеек памяти, чтобы сохранить N оценок шума и взаимных помех поднесущих. Можно отметить, что доступны другие способы сохранения и обновления значений шума и взаимных помех для поднесущих.

Распознанная мощность невыделенной поднесущей представляет агрегированный шум и взаимные помехи для полосы этой поднесущей, если ни один мешающий источник не ведет широковещательную передачу в полосе частот. Когда ни один мешающий источник не ведет широковещательную передачу в полосе частот, продетектированная мощность представляет продетектированную мощность минимального уровня шума.

Система OFDM может гарантировать, что ни один системный источник не ведет широковещательную передачу мешающего сигнала в полосе поднесущей посредством синхронизации всех передающих устройств и задания периода, в течение которого все передающие устройства не ведут передачу на конкретной поднесущей. То есть, когда оценка шума выполняется в приемном устройстве терминала, все базовые станции в системе OFDM могут периодически прекращать передачу на одной или более заранее определенных поднесущих в течение заранее определенного периода символов. Передача данных в системе OFDM не прекращается в течение периода, в котором одна поднесущая не выделена, поскольку все остальные поднесущие могут по-прежнему быть выделены каналам связи. Таким образом, уровень шума без взаимных помех может быть определен для каждой полосы поднесущих посредством синхронизации передающих устройств и периодического невыделения каждой из поднесущих какому-либо каналу связи для одного или более периодов символов. Затем уровень шума без источников помех может быть определен для полосы поднесущей в течение периода невыделения.

На фиг. 4B представлена функциональная блок-схема другого варианта осуществления приемного устройства 400 OFDM, в котором шум и взаимные помехи детектируются с помощью аналоговых устройств. Приемное устройство 400 сначала принимает сигналы OFDM в антенне 402 и подают выходной сигнал антенны 402 в приемное устройств