Совместное использование схем мультиплексирования с несколькими несущими и с одной несущей для беспроводной связи

Совместное использование схем мультиплексирования с несколькими несущими и с одной несущей для беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

По данной заявке испрашивается приоритет, согласно 35 U.S.С.119, по дате подачи предварительной заявки на патент (США), порядковый номер 60/863885, озаглавленной "JOINT USE OF MULTI-CARRIER AND SINGLE-CARRIER MULTIPLEXING SCHEMES FOR WIRELESS COMMUNICATION", поданной 1 ноября 2006 года, которая в полном объеме содержится в данном документе посредством ссылки.

Уровень техники

Системы беспроводной связи широко развертываются для того, чтобы предоставлять различные типы связи, такие как речь, данные, видео и т.д. Эти системы могут быть системами множественного доступа, допускающими поддержку связи с несколькими терминалами доступа посредством совместного использования доступных системных ресурсов (к примеру, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (FDMA) или SC-FDM. Типично, система беспроводной связи содержит несколько базовых станций, при этом каждая базовая станция обменивается данными с мобильной станцией с помощью прямой линии связи, а каждая мобильная станция (или терминал доступа) обменивается данными с базовой станцией(ями) с помощью обратной линии связи.

Системы на основе CDMA, в общем, являются более отказоустойчивыми по сравнению с системами FDMA, поскольку они могут гибко увеличивать коды для кодирования с расширением спектра в каналах в соответствии с требованиями по полосе пропускания. Следовательно, в отличие от систем FDMA, они дают возможность многократного использования каналов для соседних сот/секторов. Тем не менее, такое многократное использование каналов может уменьшать пропускную способность систем помимо вызывания помех на границах сот/секторов, которые совместно используют каналы. Следовательно, хотя CDMA может эффективно доставлять множество сигналов на низкой скорости передачи данных, таких как мобильная речь, эта технология не может быть оптимальной для одновременной доставки высокоскоростных сигналов, таких как широкополосные данные.

Системы на основе OFDM являются более эффективными для обработки многолучевого распространения и частотно-избирательного затухания в широкополосном канале. Частотно-избирательный канал возникает, когда передаваемый сигнал испытывает окружение многолучевого распространения, где данный принимаемый символ потенциально может быть поврежден посредством ряда предыдущих символов. Это явление известно как межсимвольные помехи (ISI). OFDM основано на идее мультиплексирования с частотным разделением (FDM), которое влечет за собой отправку нескольких сигналов на различных частотах. OFDM-сигнал в полосе модулирующих частот - это сумма некоторого числа близко расположенных ортогональных поднесущих. Посредством использования ортогональных частот поднесущие в рамках OFDM-системы могут фактически перекрываться без создания помех друг другу, тем самым достигая большей спектральной эффективности по сравнению с FDM. Хотя OFDM-системы упрощают одновременное обслуживание нескольких пользователей посредством назначения различных наборов ортогональных поднесущих различным пользователям, они испытывают недостаток в виде высокого PAPR (отношения пиковой мощности к средней мощности), приводящего к более низкой отдаче мощности. Этот недостаток может быть преодолен посредством модифицированной версии OFDM для передач по восходящей линии связи в Долговременном развитии (LTE) сотовых систем, называемом FDM с одной несущей (SC-FDM).

SC-FDM-системы похожи на OFDM-системы, поскольку они используют различные ортогональные частоты (поднесущие) для того, чтобы передавать информационные символы. Тем не менее, в отличие от OFDM-систем, информационные символы сначала проходят через DFT-преобразование/кодирование с расширением спектра перед прохождением через тональное преобразование и IFFT. Эта операция уменьшает колебания во временной области и приводит к более низкому PAPR. В рамках SC-FDM-систем поднесущие могут быть распределены по терминалам в соответствии с различными способами. Один способ, известный как локализованное SC-FDM (LFDM), влечет за собой назначение смежного набора поднесущих для пользовательского оборудования (UE), чтобы передавать его символы. Другой способ известен как перемежаемое FDM (IFDM), где занятые поднесущие являются равноотстоящими друг от друга. Тем не менее, вследствие различных факторов SC-FDM может ограничивать операции, которые требуются для систем/способов связи, что позволяет предоставлять гибкость при оптимизации использования мощности.

Сущность изобретения

Далее представлена упрощенная сущность заявленного предмета изобретения, для того чтобы предоставить базовое понимание некоторых аспектов вариантов осуществления заявленного предмета изобретения. Эта сущность не является всесторонним обзором заявленного предмета изобретения. Она не имеет намерения ни определять ключевые или важнейшие элементы заявленного предмета изобретения, ни разграничивать объем заявленного предмета изобретения. Ее единственная цель - представить некоторые понятия заявленного предмета изобретения в упрощенной форме в качестве вступления в более подробное описание, которое представлено далее. Устройство, которое способствует гибкости в системах связи, раскрыто в соответствии с аспектом. Оно содержит процессор, ассоциативно связанный с узлом В, который указывает одному или более абонентских устройств (UE) работать в соответствии со схемой мультиплексирования с несколькими несущими или схемой мультиплексирования с одной несущей и выполнять обработку для передачи, принимаемой от UE, в соответствии с указанной схемой мультиплексирования. Одно или более передающих устройств передают, по меньшей мере, указание в одно или более UE. UE могут передавать свои атрибуты, например SNR, в узел В, который может использовать передаваемые атрибуты для того, чтобы определять соответствующую схему мультиплексирования для соответствующих UE.

Согласно дополнительным аспектам, UE с высокими SNR используют схему мультиплексирования с несколькими несущими, такую как OFDM, тогда как UE с низкими SNR используют схему мультиплексирования с одной несущей, такую как LFDM. В соответствии с дополнительным аспектом процессор, ассоциативно связанный с узлом В, выбирает схему мультиплексирования с одной несущей для режима с одним входом и многими выходами (SIMO) и схему мультиплексирования с несколькими несущими для режима со многими входами и многими выходами (MIMO).

Другой аспект ассоциативно связан с операциями планировщика. Как заявлено выше, хотя LFDM ассоциативно связано с низким PAPR, это ограничивает операции планировщика, поскольку он разрешает передачу данных только в смежных блоках ресурсов. Планировщик в соответствии с различными аспектами, раскрытыми в данном документе, полустатически выбирает схему мультиплексирования с одной несущей или схему мультиплексирования с несколькими несущими для UE. На основе, например, SNR, ассоциативно связанного с UE, планировщик может упрощать передачу либо в OFDM-режиме для UE с высоким SNR, либо в LFDM-режиме для UE с низким SNR. В соответствии с дополнительными аспектами UE может передавать несколько потоков данных. В этом случае планировщик упрощает передачу потоков данных с высоким SNR в схеме мультиплексирования с несколькими несущими, к примеру OFDM, и потоков данных с низким SNR в схеме мультиплексирования с одной несущей, к примеру, LFDM.

Таким образом, на основе выбора схемы мультиплексирования другие аспекты ассоциативно связаны с использованием DFT-модуля в модуляторе. Символы, ассоциативно связанные с LFDM-схемой, преобразуются с помощью DFT-модуля в модуляторе, тогда как DFT-модуль опускается при обработке символов в соответствии с OFDM-схемой. Дополнительно, UE диспетчеризовано так, чтобы передавать по непрерывным поднесущим для схемы мультиплексирования с одной несущей, при этом непрерывные или прерывистые поднесущие могут быть назначены для UE для передач, использующих схему мультиплексирования с несколькими несущими.

В соответствии с дополнительным аспектом планировщик также может динамически выбирать схему мультиплексирования с одной несущей или схему мультиплексирования с несколькими несущими для UE. Он отправляет указание относительно выбранной схемы через служебные сигналы в UE. Служебные сигналы могут содержать бит режима, имеющий первое значение, чтобы указывать выбор схемы мультиплексирования с несколькими несущими, или второе значение, чтобы указывать то, что схема мультиплексирования с одной несущей была выбрана.

Другой аспект относится к приему передач от UE через несколько антенн и выполнению обнаружения со многими входами и многими выходами (MIMO), чтобы пространственно разделять несколько потоков, отправляемых в передаче. Если несколько потоков данных принимаются в узле В от UE, процессор может обрабатывать потоки данных, модулируемые с помощью схемы мультиплексирования с одной несущей, как SIMO, а потоки, модулируемые с помощью схемы мультиплексирования с несколькими несущими, как MIMO.

Другой аспект относится к способу беспроводной связи, который включает в себя: отправку указания в пользовательское оборудование (UE) работать в соответствии со схемой мультиплексирования с несколькими несущими или схемой мультиплексирования с одной несущей. Процессор в ассоциативно связанном узле В выполняет обработку для передачи, принимаемой от UE, в соответствии с указанной схемой мультиплексирования. Дополнительный аспект относится к приему атрибутов, например, значений SNR, ассоциативно связанных, с передачами от UE. Соответственно, различные аспекты методологии относятся к выбору схемы мультиплексирования с одной несущей для передач с низким отношением "сигнал-шум" (SNR) и выбору схемы мультиплексирования с несколькими несущими для передач с высоким SNR. Комбинация схем мультиплексирования с одной несущей и несколькими несущими, как пояснено выше, используется для передачи множества потоков данных с различными значениями SNR.

В другом аспекте раскрыта система, в которой процессор выполнен с возможностью принимать указание относительно того, должен ли он работать в соответствии со схемой мультиплексирования с несколькими несущими или схемой мультиплексирования с одной несущей. На основе указания он обрабатывает данные, которые должны быть переданы. Например, данные могут быть обработаны с помощью схемы мультиплексирования с несколькими несущими, такой как OFDM, в которой данные преобразуются в одну из непрерывных или прерывистых поднесущих, или схемы мультиплексирования с одной несущей, такой как LFDM, в которой данные могут преобразоваться в непрерывный набор поднесущих. UE может переключаться между двумя различными схемами полустатически или динамически на основе указания, принимаемого от ассоциативно связанного узла В. В дополнительном аспекте UE может использовать различные схемы мультиплексирования для различных уровней в MIMO-режиме, если оно передает множество потоков данных, имеющих различные значения SNR.

Другие аспекты относятся к формированию контрольных последовательностей в UE в зависимости от выбора схемы мультиплексирования. Если выбрана схема мультиплексирования с одной несущей, процессор может формировать первую контрольную последовательность на основе многофазной последовательности. Дополнительно, процессор отправляет контрольный сигнал без данных в символе с одной несущей, если выбрана схема мультиплексирования с одной несущей. Напротив, если выбрана схема мультиплексирования с несколькими несущими, данные могут быть мультиплексированы с контрольными символами в одном символе с несколькими несущими.

Последующее описание и прилагаемые чертежи подробно излагают определенные иллюстративные аспекты заявленного предмета изобретения. Эти аспекты, тем не менее, указывают только на некоторые из множества способов, в которых могут быть использованы принципы заявленного предмета изобретения, и заявленный предмет изобретения имеет намерение включать в себя все такие аспекты и их эквиваленты. Другие преимущества и отличительные признаки заявленного предмета изобретения должны стать очевидными из нижеследующего подробного описания заявленного предмета изобретения, рассматриваемого вместе с чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает систему беспроводной связи с несколькими узлами В и несколькими абонентскими устройствами (UE).

Фиг.2А показывает структуру поднесущей, которая используется для OFDM согласно варианту осуществления.

Фиг.2В показывает структуру поднесущей, которая может использоваться для SC-FDM в соответствии с аспектом изобретения.

Фиг.3 показывает блок-схему одного узла В и двух UE и в системе.

Фиг.4А показывает блок-схему OFDM-модулятора, который используется в соответствии с аспектом.

Фиг.4В показывает блок-схему LFDM-модулятора, который также может использоваться в соответствии с другим аспектом.

Фиг.5А показывает блок-схему OFDM-демодулятора.

Фиг.5В иллюстрирует блок-схему LFDM-демодулятора.

Фиг.6 иллюстрирует аспект, который относится к полустатическому разделению, в котором UE выполнено с возможностью функционирования в OFDM-режиме или LFDM-режиме в соответствии с различными аспектами.

Фиг.7 является методологией связи, ассоциативно связанной с другим аспектом, который упоминается как динамическая диспетчеризация.

Фиг.8 является блок-схемой последовательности операций способа, которая поясняет работу планировщика в соответствии с аспектом.

Фиг.9 иллюстрирует схему дерева каналов, содержащего В=16 наборов поднесущих в первом ярусе, которые могут использоваться для того, чтобы назначать блоки ресурсов в соответствии с аспектом.

Фиг.10 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей методологию диспетчеризации использования подполос частот так, чтобы повышать производительность.

Фиг.11 является методологией связи, которая использует различные аспекты, описанные в данном документе, для того, чтобы реализовать OFDM/LFDM- схемы в рамках MU-MIMO-системы, чтобы воспользоваться преимуществом признаков в обеих системах.

Фиг.12 иллюстрирует другой аспект, который относится к включению преимуществ OFDM/LFDM-схем в систему связи.

Фиг.13 является методологией передачи, используемой посредством системы связи при передаче в LFDM-режиме в соответствии с различными аспектами, поясненными в данном документе.

Описание изобретения

Заявленный предмет изобретения далее описывается со ссылками на чертежи, на которых одинаковые позиции ссылок используются для того, чтобы ссылаться на одинаковые элементы. В последующем описании, для целей пояснения, многие конкретные детали изложены для того, чтобы обеспечить полное понимание заявленного предмета изобретения. Тем не менее, очевидно, что заявленный предмет изобретения может быть применен на практике без этих конкретных деталей. В иных случаях распространенные структуры и устройства показаны в форме блок-схем для того, чтобы упрощать описание заявленного предмета изобретения.

Далее описываются различные варианты осуществления со ссылками на чертежи, на которых одинаковые номера ссылок используются для того, чтобы ссылаться на одинаковые элементы. В последующем описании, для целей пояснения, многие конкретные детали пояснены для того, чтобы обеспечить полное понимание одного или более аспектов. Тем не менее, может быть очевидным, что эти варианты осуществления могут быть применены на практике без этих конкретных деталей. В других случаях распространенные структуры и устройства показаны в форме блок-схем для того, чтобы упрощать описание одного или более вариантов осуществления. При использовании в данной заявке термины "компонент", "модуль", "система" и т.п. имеют намерение ссылаться на связанный с компьютером объект, будь-то аппаратные средства, микропрограммное обеспечение, комбинация аппаратных средств и программного обеспечения, программное обеспечение или программное обеспечение в ходе исполнения. Например, компонент может быть, но не только, процессом, запущенным на процессоре, процессором, интегральной схемой, объектом, исполняемым файлом, потоком исполнения, программой и/или компьютером. В качестве иллюстрации, и приложение, запущенное на вычислительном устройстве, и вычислительное устройство могут быть компонентом. Один или более компонентов могут постоянно размещаться внутри процесса и/или потока исполнения, и компонент может быть локализован на компьютере и/или распределен между двумя и более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут приводиться в исполнение с различных машиночитаемых носителей, имеющих сохраненными различные структуры данных. Компоненты могут обмениваться данными посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (к примеру, данных из одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или по сети, например по Интернету с другими системами посредством сигнала).

Различные варианты осуществления представляются относительно систем, которые могут включать в себя ряд устройств, компонентов, модулей и т.п. Следует понимать и принимать во внимание, что различные системы могут включать в себя дополнительные устройства, компоненты, модули и т.д. и/или могут не включать в себя все из устройств, компонентов, модулей и т.д., поясненных в связи с чертежами. Также может использоваться комбинация этих подходов.

Слово "примерный" используется в данном документе для того, чтобы обозначать "служащий в качестве примера, отдельного случая или иллюстрации". Любой вариант осуществления или проект, описанный в данном документе как "примерный", необязательно должен быть истолкован как предпочтительный или выгодный по сравнению с другими вариантами осуществления или проектами. Слово "прослушивание" используется в данном документе так, чтобы означать, что устройство получателя (точка доступа или терминал доступа) принимает и обрабатывает данные, принимаемые по данному каналу.

Различные аспекты могут содержать схемы и/или методики логического вывода в связи с переходом ресурсов связи. При использовании в данном документе термин "логический вывод", в общем, означает процесс рассуждения о или обозначения состояний системы, окружения и/или пользователя из набора данных наблюдения, полученных через события и/или данные. Логический вывод может быть использован для того, чтобы идентифицировать конкретный контекст или действие, либо может формировать распределение вероятностей, к примеру, по состояниям. Логический вывод может быть вероятностным, т.е. вычислением распределения вероятностей по интересующим состояниям на основе рассмотрения данных и событий, или теоретическим согласно теории принятия решений, полагаясь на вероятностный логический вывод и рассматривая отображаемые действия с самой высокой ожидаемой полезностью в контексте неопределенности целей и намерений пользователя. Логический вывод также может означать методики, используемые для компоновки высокоуровневых событий из набора событий и/или данных. Такой логический вывод приводит к составлению новых событий или действий из набора наблюдаемых событий и/или сохраненных данных событий, независимо от того, соотносятся ли события в тесной временной близости и исходят ли события и данные из одного или нескольких источников событий и данных.

Кроме того, различные аспекты описываются в данном документе в связи с абонентской станцией. Абонентскую станцию также можно называть системой, абонентским устройством, мобильной станцией, мобильным устройством, удаленной станцией, точкой доступа, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, пользовательским агентом, пользовательским устройством, мобильным устройством, портативным устройством связи или пользовательским оборудованием. Абонентской станцией может быть сотовый телефон, беспроводной телефон, телефон по протоколу инициирования сеанса (SIP), станция беспроводного абонентского доступа (WLL), персональное цифровое устройство (PDA), "карманное" устройство с поддержкой беспроводных соединений или другое обрабатывающее устройство, подключенное к беспроводному модему.

Более того, различные аспекты или признаки, описанные в данном документе, могут быть реализованы как способ, устройство или изделие с помощью стандартных методик программирования и/или разработки. Термин "изделие" при использовании в данном документе имеет намерение содержать в себе вычислительную программу, доступную из любого машиночитаемого устройства, носителя или среды. Например, машиночитаемые носители могут включать в себя, но не только, магнитные устройства хранения (к примеру, жесткий диск, гибкий диск, магнитную ленту и т.д.), оптические диски (к примеру, компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD) и т.д.), смарт-карты и устройства флэш-памяти (к примеру, EPROM, карточка, карта, флэш-диск и т.д.). Дополнительно, различные носители хранения, описанные в данном документе, могут представлять одно или более устройств и/или других машиночитаемых носителей для хранения информации. Термин "машиночитаемый носитель" может включать в себя, без ограничений, беспроводные каналы и различные другие носители, допускающие хранение, размещение и/или перенос команд(ы) и/или данных.

Сокращение PAPR является существенным фактором для передач по восходящей линии связи, где использование усилителя мощности должно быть оптимизировано для UE. Следовательно, LFDM выбирается как форма сигнала передачи для восходящих линий связи вследствие ее преимущества по низкому PAR в сравнении с формой сигнала OFDM в LTE. Тем не менее, чтобы поддерживать низкое PAR, каждый пользователь LFDM должен использовать смежную полосу частот, что налагает дополнительные потери и негибкость при операциях диспетчеризации. В сравнении другие схемы мультиплексирования с несколькими несущими, такие как OFDM, предоставляют гибкость, а также большую эффективность линии связи. Различные системы и способы связи раскрыты в данном документе, которые включают обе этих схемы так, чтобы UE мог воспользоваться преимуществом низкого PAPR, ассоциативно связанного с одной схемой, при этом извлекая пользу из гибкости, ассоциативно связанной с другой схемой. Хотя конкретные варианты осуществления описаны с LFDM в качестве схемы модуляции, можно принимать во внимание, что IFDM также может быть использована для модуляции сигналов, чтобы воспользоваться преимуществом различных аспектов, поясняемых в данном документе.

Фиг.1 иллюстрирует систему 100 беспроводной связи с несколькими узлами В 110 и несколькими абонентскими устройствами (UE) 120. Узел В - это, в общем, стационарная станция, которая обменивается данными с UE, и он также может упоминаться как усовершенствованный узел В (eNode В), базовая станция, точка доступа и т.д. Каждый узел В 110 предоставляет покрытие связи для конкретной географической области. Термин "сота" может относиться к узлу В и/или его зоне покрытия, в зависимости от контекста, в котором используется термин. Чтобы повысить пропускную способность системы, зона покрытия узла В может быть секционирована на несколько (к примеру, три) меньших зон. Каждая меньшая зона может обслуживаться посредством соответствующей базовой приемо-передающей подсистемы (BTS). Термин "сектор" может относиться к BTS и/или ее зоне покрытия, в зависимости от контекста, в котором используется термин. Для секторизованной соты BTS для всех секторов этой соты типично совместно расположены в рамках узла В соты.

UE 120 могут быть распределены по системе. UE может быть стационарным или мобильным, и также может упоминаться как мобильная станция (MS), мобильное оборудование (ME), терминал, терминал доступа (AT), станция (STA) и т.д. UE может быть сотовым телефоном, персональным цифровым устройством (PDA), устройством беспроводной связи, карманным устройством, абонентским устройством, беспроводным модемом, дорожным компьютером и т.д. UE может обмениваться данными с нулем, одним или несколькими узлами В в нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи в любой данный момент. Нисходящая линия связи (или прямая линия связи) относится к линии связи от узлов В к UE, а восходящая линия связи (или обратная линия связи) относится к линии связи от UE к узлам В. В последующем описании термины "UE" и "пользователь" используются взаимозаменяемо.

Системный контроллер 130 может подключаться к узлам В 110 и предоставлять координацию и управление для этих узлов В. Системный контроллер 130 может быть одним сетевым объектом или набором сетевых объектов. В распределенной архитектуре узлы В могут обмениваться данными друг с другом по мере необходимости. В некоторых аспектах система может поддерживать несколько протоколов, такие как CDMA и OFDMA, которые могут использоваться поочередно для передачи по RL и FL или для только одного или другого. Помимо этого, в системе связи OFDMA один или более AT могут поддерживать обратную линию связи CDMA, наряду или вместо обратной линии связи OFDM.

Методики, описанные в данном документе, могут использоваться для различных систем беспроводной связи, таких как системы связи с множественным доступом, широковещательные системы, беспроводные локальные вычислительные сети (WLAN) и т.д. Термины "системы" и "сети" зачастую используются взаимозаменяемо. Система множественного доступа может использовать схему множественного доступа, такую как множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA), множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA), множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA), ортогональный FDMA (OFDMA), FDMA с одной несущей (SC-FDMA) и т.д. Система множественного доступа также может использовать комбинацию схем множественного доступа, к примеру одну или более схем множественного доступа для нисходящей линии связи и одну или более схем множественного доступа для восходящей линии связи.

Фиг.2А показывает структуру 200 поднесушей, которая может использоваться для OFDM. Полоса пропускания системы секционируется на всего К поднесущих, которым могут быть назначены индексы 1-К. В общем, К может быть любым целочисленным значением, но типично является степенью двух для того, чтобы упрощать вычисление. К также упоминается как размер быстрого преобразования Фурье (FFT). Только поднабор из всего К поднесущих может быть подходящим для использования при передаче, а оставшиеся поднесущие могут быть защитными поднесущими без передачи. В качестве конкретного примера К может быть равно 512, и 300 поднесущих могут быть подходящими для использования при передаче. Для простоты последующее описание предполагает, что все из всего К поднесущих являются подходящими для использования при передаче. В общем, любое число поднесущих и любые из всего К поднесущих могут быть назначены для UE и использованы для передачи OFDM.

Все К поднесущих могут быть скомпонованы в Q подполос частот, где Q может быть любым значением. Каждая подполоса частот может включать в себя Р непрерывных/последовательных поднесущих, где P×Q≤K. Например, подполоса 1 частот может включать в себя поднесущие от 1 до Р, подполоса 2 частот может включать в себя поднесущие от Р+1 до 2Р и т.д., и подполоса частот Q может включать в себя поднесущие от К-Р+1 до К.

Фиг.2 В показывает структуру 210 поднесущей, которая может использоваться для SC-FDM. Все К поднесущих могут быть скомпонованы в В блоков ресурсов (RB). Каждый блок ресурсов может включать в себя N непрерывных поднесущих, и блок ресурсов b может включать в себя поднесущие от (b-1)×М+1 до b×N, для b=1, 2, …, В. В общем, N и В могут быть любым целочисленным значением. В качестве конкретного примера N может быть равно 12, а В может быть равно 25, когда 300 подходящих для использования поднесущих доступно. Блок ресурсов может быть наименьшей единицей поднесущих, которые могут быть выделены для UE. В этом случае UE может быть выделено целое число блоков ресурсов. В общем, любое число непрерывных поднесущих может быть назначено для UE и использовано для передачи LFDM, при этом равномерно разделенные поднесущие могут быть назначены ассоциативно связанному UE при IFDM-схеме. Различным UE может быть назначено различное число поднесущих.

OFDM имеет определенные требуемые характеристики, в том числе возможность противостоять эффектам многолучевого распространения, которые преобладают в наземной системе связи. Тем не менее, главным недостатком OFDM является высокое отношение пиковой мощности к средней мощности (PAPR) для формы сигнала OFDM, т.е. отношение пиковой мощности к средней мощности для формы сигнала OFDM может быть высоким. Высокое PAPR вытекает из возможного синфазного (или когерентного) суммирования всех поднесущих, когда они независимо модулируются с помощью данных. Высокое PAPR для формы сигнала OFDM нежелательно и может ухудшать производительность. Например, большие пики в форме сигнала OFDM могут приводить к тому, что усилитель мощности работает в области высокой нелинейности или, возможно, отсекается, что затем может вызывать интермодуляционное искажение и другие артефакты, которые могут ухудшать качество сигнала. Чтобы не допустить нелинейности, усилитель мощности может управляться со снижением среднего уровня выходной мощности, который является более низким, чем уровень пиковой мощности. Посредством управления усилителем мощности со снижением выходной мощности от пиковой мощности, где снижение выходной мощности может колебаться от 4 до 7 дБ, усилитель мощности может обрабатывать большие пики в форме сигнала без формирования чрезмерного искажения.

Как указано выше, SC-FDM (к примеру, LFDM или IFDM) имеет определенные требуемые характеристики, такие как устойчивость к эффектам многолучевого распространения, аналогичные OFDM. Кроме того, SC-FDM не имеет высокое PAPR, поскольку символы модуляции отправляются во временной области для SC-FDM. PAPR формы сигнала SC-FDM является функцией от сигнального созвездия, выбранного для использования (к примеру, M-PSK - М-ричная фазовая манипуляция, M-QAM - многоуровневая квадратурная амплитудная модуляция и т.д.). Тем не менее, символы модуляции временной области в SC-FDM имеют предрасположенность к межсимвольным помехам, обусловленную неплоским каналом связи. Частотная коррекция может быть выполнена для принимаемых символов, чтобы уменьшать отрицательные воздействия межсимвольных помех.

В аспекте OFDM и SC-FDM (к примеру, LFDM) могут использоваться для передачи по данной линии связи (например, восходящей линии связи). В общем, эффективность линии связи для формы сигнала OFDM превышает эффективность для формы сигнала SC-FDM. Более высокая эффективность линии связи OFDM компенсируется большими потерями выходной мощности усилителя мощности для OFDM, чем для SC-FDM. SC-FDM, таким образом, имеет преимущество низкого PAPR в сравнении с OFDM. Для UE с высоким соотношением "сигнал-шум" (SNR) усиление уровня линии связи в OFDM может превышать преимущество по PAPR в SC-FDM. При использовании и OFDM, и SC-FDM система может извлекать выгоду из более высокой эффективности линии связи OFDM для сценариев с высоким SNR, a также преимущество по PAPR в SC-FDM для сценариев с низким SNR.

В общем, любая SC-FDM-схема может использоваться совместно с OFDM. Кроме того, OFDM и SC-FDM могут совместно использоваться для восходящей линии связи или нисходящей линии связи, или и восходящей линии связи, и нисходящей линии связи. Для ясности, большая часть последующего описания посвящена совместному использованию OFDM и LFDM в восходящей линии связи.

Фиг.3 показывает блок-схему одного узла В 110 и двух UE 120х и 120у в системе 100. Узел В 110 оснащен несколькими (Т>1) антеннами 326a-326t. UE 120х оснащено одной (R=1) антенной 352х. UE 120у оснащено несколькими (R>1) антеннами 352а-352r. Каждая антенна может быть физической антенной или антенной решеткой.

В узле В 110 процессор 320 данных передачи (ТХ) принимает данные графика для обслуживаемых UE из источника 312 данных и служебные сигналы из контроллера/процессора 340. ТХ-процессор 320 обрабатывает (к примеру, форматирует, кодирует, перемежает и выполняет символьное преобразование) данные графика и служебные сигналы и формирует символы данных. ТХ-процессор 320 также формирует и мультиплексирует контрольные символы с символами данных. При использовании в данном документе символ данных - это символ для данных или служебных сигналов, контрольный символ - это символ для контрольных сигналов, и символ типично является комплексным значением. Символы данных и контрольные символы могут быть символами модуляции из такой схемы модуляции, как PSK (фазовая манипуляция) или QAM (квадратурная амплитудная модуляция). Контрольные символы также могут быть сформированы другими способами. Контрольные сигналы - это данные, которые известны заранее и узлу В, и UE.

ТХ MIMO-процессор 322 выполняет пространственную обработку передающего устройства для данных и контрольных символов. Процессор 322 может выполнять прямое преобразование MIMO, предварительное кодирование, формирование диаграммы направленности и т.д. Символ данных может быть отправлен из одной антенны для прямого преобразования MIMO или из нескольких антенн для предварительного кодирования и формирования диаграммы направленности. Процессор 322 предоставляет Т выходных потоков символов в Т модуляторов (MOD) 324a-324t. Каждый модулятор 324 выполняет модуляцию (к примеру, для OFDM, LFDM и т.д.) своих выходных символов, чтобы получать выходные выборки. Каждый модулятор 324 дополнительно обрабатывает (к примеру, преобразует в налоговую форму, фильтрует, усиливает и преобразует с повышением частоты) свои выходные выборки и формирует сигнал нисходящей линии связи. Т сигналов нисходящей линии связи из модуляторов 324a-324t передаются из Т антенн 326a-326t, соответственно.

В каждом UE 120 одна или несколько антенн 352 принимают сигналы нисходящей линии связи от узла В 110. Каждая антенна 352 предоставляет принимаемый сигнал в соответствующий демодулятор (DEMOD) 354. Каждый демодулятор 354 обрабатывает (к примеру, фильтрует, усиливает, преобразует с понижением частоты и оцифровывает) свой принимаемый сигнал, чтобы получать принимаемые выборки. Каждый демодулятор 354 дополнительно выполняет демодуляцию (к примеру, для OFDM, LFDM и т.д.) принимаемых выборок, чтобы получать принимаемые символы.

В UE 120х с одной антенной детектор 360х данных выполняет обнаружение данных (к примеру, согласованную фильтрацию или частотную коррекцию) для принимаемых символов и предоставляет оценки символов данных. Процессор данных 362х приема (RX) затем обрабатывает (к примеру, выполняет обратное символьное преобразование, выполняет обратное перемежение и декодирует) оценки символов данных и предоставляет декодированные данные в приемник 364х данных и служебные сигналы в контроллер/процессор 380х. В UE 120у с несколькими антеннами MIMO-детектор 360у выполняет MIMO-обнаружение для принимаемых символов и предоставляет оценки символов данных. Процессор RX-данных 362у затем обрабатывает оценки символов данных и предоставляет декодированные данные в приемник 364у данных и служебные сигналы в контроллер/процессор 380у.

UE 120х и 120у могут передавать данные графика, служебные сигналы и/или контрольные сигналы по восходящей линии связи в узел В 110. Служебные сигналы могут включать в себя информацию обратной связи, используемую для передачи данных по нисходящей линии связи. Информация обратной связи может включать в себя, к примеру, матрицу предварительного кодирования, выбранную из набора матриц предварительного кодирования, один или более столбцов выбранной матрицы предварительного кодирования, оценку SNR или скорость для каждого потока данных и т.д. Узел В может использовать информацию обратной связи для того, чтобы диспетчеризовать и передавать данные в UE.

В каждом UE 120 данные графика из источника 372 данных и служебные сигналы из контроллера/процессора 380 обрабатываются посредством процессора 374 ТХ-данных, дополнительно обрабатываются посредством ТХ MIMO-процессора 376 (если применим), модулируются (к примеру, для OFDM, LFDM и т.д.) и приводятся к требуемым п