專利名稱：多載波無線通信系統(tǒng)中的自適應(yīng)比特加載和功率分配的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方案總地涉及無線通信系統(tǒng)，更具體地說，涉及采用例如自適應(yīng)比特加載和功率分配技術(shù)中的一種或多種技術(shù)的自適應(yīng)多個載波(這里稱為“多載波(multicarrier)”)的無線通信系統(tǒng)、設(shè)備和相關(guān)方法。
背景技術(shù)：
多載波通信系統(tǒng)，例如正交頻分復(fù)用(OFDM)、離散多音頻(DMT)等的特征一般在于與通信信道有關(guān)的頻帶被劃分為多個較小的子頻帶(這里稱為“子載波(subcarrier)”)。在多載波通信系統(tǒng)中信息(例如，數(shù)據(jù)、音頻、視頻等)在臺站之間的傳送是通過將信息內(nèi)容劃分成多片(例如，符號)，然后經(jīng)由多個獨立的子載波并行地傳輸這些信息片而完成的。當(dāng)通過子載波傳輸?shù)姆栔芷诒刃诺乐械淖畲蠖鄰窖舆t還要長時，可以顯著減小符號間串?dāng)_效應(yīng)。
在信道內(nèi)通過多個子載波來同時傳送內(nèi)容，多載波通信系統(tǒng)就很有希望實現(xiàn)高吞吐率(throughput)的無線應(yīng)用。用于提高系統(tǒng)吞吐率(即，信道在任意給定的時間上可以傳送的內(nèi)容量)的傳統(tǒng)技術(shù)強調(diào)的是對“好”子載波(例如，提供的閾值(threshold)數(shù)據(jù)率達(dá)到或超過閾值性能特性(例如，信噪比SNR)的那些子載波)的識別和利用超過“壞”子載波(它們被反激活)。接著處理剩余的活動子載波以達(dá)到“最優(yōu)”香農(nóng)(Shannon)“注水(water-filling)”方案。這樣的傳統(tǒng)技術(shù)在計算上一般是很昂貴的，而在系統(tǒng)吞吐率上并沒有提供相稱的改進(jìn)。


在附圖中以示例而非限制的方式圖示說明了本發(fā)明的實施方案，其中相近的標(biāo)號表示相似的元件，在附圖中
圖1是根據(jù)一種示例性的實現(xiàn)包含本發(fā)明教導(dǎo)的示例性多載波無線網(wǎng)絡(luò)的框圖；圖2是根據(jù)一個示例性的實現(xiàn)包含本發(fā)明教導(dǎo)的示例性收發(fā)機的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案圖示了用于提高多載波無線通信信道中的系統(tǒng)吞吐率的方法的通信流程圖；圖4和5根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案提供了多個子載波之間的比特加載和功率分配的圖解說明；圖6是根據(jù)本發(fā)明一種示例性的實現(xiàn)用于證明利用子載波管理代理所實現(xiàn)的改進(jìn)的圖解說明；以及圖7是一種示例性的制品的框圖，該制品包括的內(nèi)容在由訪問的機器執(zhí)行時致使該機器實現(xiàn)本發(fā)明的(一個或更多個)實施方案的一個或多個方面。
具體實施例方式
這里一般性地介紹了提供自適應(yīng)多載波無線通信系統(tǒng)的系統(tǒng)、設(shè)備和相關(guān)方法的實施方案。就此，根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的僅一個示例性的實施方案，介紹了一種自適應(yīng)子載波管理代理(SMA)用于至少部分基于接收到的或感知到的信道狀態(tài)信息來自適應(yīng)地修改在“好”和“壞”子載波之中的比特加載和分布、編碼類型、調(diào)制類型和/或功率分配。術(shù)語“比特加載(bit loading)”一般被本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解為信息內(nèi)容到多個數(shù)據(jù)流的選擇性分配、內(nèi)容的編碼、以及已編碼內(nèi)容到多個調(diào)制方案中的一個選中方案的映射，但是本發(fā)明在這方面并不受限。當(dāng)執(zhí)行在多個流之間進(jìn)行功率分配的附加步驟時，處理過程被認(rèn)為是星座圖(constellation)成形之一。
隨著下面進(jìn)一步的展開，這里介紹的創(chuàng)新性子載波管理代理(SMA)可以將傳統(tǒng)的香農(nóng)注水技術(shù)用于活動子載波的初始確定、這些子載波之間的比特加載和活動子載波之間的功率分配。接著，自適應(yīng)地確定在多個子集的每一個中的子載波的數(shù)量，力圖保持每個子集內(nèi)利用一種或多種信道質(zhì)量度量所測量的給定性能水平。根據(jù)一種示例性的實現(xiàn)，SMA可以重新分配表現(xiàn)較好的子載波(所謂的“好”子載波)的功率用于表現(xiàn)較差的子載波(所謂的“壞”子載波)，甚至可以重新激活一開始被反激活的(例如，被關(guān)閉的)子載波。按照這種方式，引入采用所公開的比特和功率加載(BPL)技術(shù)的SMA后，與使用傳統(tǒng)技術(shù)的方式相比，對于給定的性能度量有效地實現(xiàn)了更高的數(shù)據(jù)率。
在整篇說明書中提及“一個實施方案”或“實施方案”是指關(guān)于該實施方案所描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施方案中。因此，短語“在一個實施方案中”或者“在實施方案中”在整篇說明書中不同地方的出現(xiàn)不一定全是指相同的實施方案。此外，在一個或多個實施方案中可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞綄⒕唧w的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合起來。
示例性的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境現(xiàn)在參考圖1，根據(jù)本發(fā)明一個示例性的實施方案給出了可以實現(xiàn)本發(fā)明的教導(dǎo)的示例性無線通信環(huán)境100。如圖所示，網(wǎng)絡(luò)100被描繪為包括兩個或更多的電子設(shè)備102、104，它們通過在與兩個設(shè)備相關(guān)聯(lián)的收發(fā)機116、118之間建立的通信信道106而選擇性地耦合在無線通信中。根據(jù)如上所述的本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)備102、104的每一個分別描繪了子載波管理代理(SMA)112、114的實施方案，用以實現(xiàn)自適應(yīng)比特加載和功率控制技術(shù)，力圖保證在多個子載波子集的每一個中具有固定的質(zhì)量性能度量。
使用在這里，收發(fā)機116、118可以包括發(fā)射機和接收機功能的組合，并且完全可以包括一個或多個發(fā)射機電路和/或接收機電路，但本發(fā)明在這方面并不受限。收發(fā)機116、118與一個或多個天線耦合，這些天線可以為設(shè)備102、104之一或兩者提供空分多址(SDMA)(或波束賦形)或多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)特性。使用在這里，收發(fā)機116、118意圖代表大范圍內(nèi)的多載波無線通信收發(fā)機中的任何一種，例如包括適于用在符合以下標(biāo)準(zhǔn)的通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的收發(fā)機，所述標(biāo)準(zhǔn)例如是電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)802.11任務(wù)組“n”(俗稱為802.11n)、802.15任務(wù)組“3a”(802.15.3a)等、增強型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)(EDGE)規(guī)范、和/或第三代伙伴計劃(3GPP)規(guī)范，但本發(fā)明在這方面并不受限。根據(jù)一種示例性的實現(xiàn)，收發(fā)機116、118可以采用正交頻分復(fù)用(OFDM)，如上所述。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，通信信道106的特性與設(shè)備(102，104)用來建立信道的無線收發(fā)機116、118的類型是相稱的。因此，根據(jù)一種示例性的實現(xiàn)，收發(fā)機116、118可以選擇性地建立一條或多條OFDM無線通信信道，例如信道106，所述信道可以包括上行鏈路成分和下行鏈路成分中的一個或多個，這些成分中至少有一個是由多個子載波組成的。使用在這里，已建立的無線通信信道106協(xié)助兩個設(shè)備102、104之間信息無線地交換。這樣的信息可以包括有效載荷內(nèi)容(音頻、視頻、數(shù)據(jù)等)以及控制內(nèi)容(例如信道狀態(tài)信息等)中的一種或多種。
除了傳送有效載荷內(nèi)容的上行鏈路成分和下行鏈路成分這樣的傳統(tǒng)概念外，設(shè)備102、104還可以經(jīng)由一條或多條通信路徑(未具體標(biāo)注)來交換信道狀態(tài)信息(CSI)，包括但不限于帶內(nèi)通信路徑(例如，嵌入在通信信道106內(nèi))、帶外無線通信路徑或者有線線路通信路徑。
如上所述，電子設(shè)備102、104被描繪為包括子載波管理代理(SMA)112、114的實施方案。使用在這里，SMA(112，114)與收發(fā)機(116，118)的至少發(fā)射機和/或接收機元件一起協(xié)同工作，以便有選擇地并且動態(tài)地控制發(fā)射機和/或接收機的多個信道處理參數(shù)中的任何一個或多個。根據(jù)一個實施方案，信道處理參數(shù)可以包括在構(gòu)成多載波通信信道106的多個子載波的至少一個子集中的各個子載波當(dāng)中的比特加載、編碼類型、調(diào)制類型和/或功率分配中的一項或多項。根據(jù)一個示例性的實施方案，SMA 112、114響應(yīng)于接收到的或者感知到的信道狀態(tài)信息，發(fā)起這種對收發(fā)機的信道處理參數(shù)的自適應(yīng)控制。
根據(jù)一個實施方案，在信息發(fā)送前，SMA(112，114)可以至少部分基于信道狀態(tài)信息來動態(tài)地確定多個子載波中的哪些將用在信道中(多個活動子載波)并且計算在子載波的至少一個子集中的各個子載波當(dāng)中的比特加載、編碼類型、調(diào)制類型和/或功率分配中的一項或多項。下面將進(jìn)一步展開，SMA 112、114在子載波之間執(zhí)行這種自適應(yīng)比特加載和功率重分配以得到給定的信道質(zhì)量度量，同時提高總信道吞吐率。在這方面，根據(jù)一個實施方案，SMA 112和114可以采用比特和功率加載算法(BPLA)來自適應(yīng)地并且動態(tài)地控制比特加載和功率分配中的一項或多項，從而不僅利用“好”的子載波，而且開發(fā)一個或多個選中的“壞”子載波。通過改進(jìn)較低等級(lower-order)的子載波的RATE(速率)，或者重新激活一開始被識別為“壞”子載波并且在前面的信息發(fā)送期間被反激活的子載波，SMA 112、114有效增大了通信信道的總吞吐率。
用在這里的與SMA 112、114相關(guān)聯(lián)的獨特標(biāo)號只是想要表示在設(shè)備102、104的每一個中，SMA的實現(xiàn)不必完全相同。事實上，在一個實施方案中，SMA 112被描繪為集成在收發(fā)機116內(nèi)，而SMA 114只是耦合到相關(guān)聯(lián)的一個或多個收發(fā)機118。因此，應(yīng)當(dāng)清楚的是，SMA多變的復(fù)雜性和實現(xiàn)只要至少實現(xiàn)了所要求保護(hù)的發(fā)明，就被認(rèn)為落在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
示例性的SMA體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)在簡要地參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案介紹了一種示例性的子載波管理代理(SMA)體系結(jié)構(gòu)200的框圖。為描述簡單和清楚起見，子載波管理代理(SMA)202被描繪為功能上與發(fā)射機204和/或接收機206的某些元件耦合，但本發(fā)明在這方面并不受限。使用在這里，SMA 200完全可以作為SMA 112實現(xiàn)在設(shè)備102中，和/或作為SMA114實現(xiàn)在設(shè)備104中，但也可以使用SMA的其他實施方案。
在圖2的上下文中，示例性的SMA 202被描繪為包括控制元件、比特和功率加載(BPL)計算器、比特掩碼發(fā)生器、編碼引擎、調(diào)制引擎、功率分配引擎和相關(guān)存儲器器件中的一個或多個，但本發(fā)明在這方面并不受限。應(yīng)當(dāng)理解，在替換性的實施方案中，SMA 202的一個或多個元件完全可以被合并、刪除、或者劃分成幾個功能元件，而不會偏離本發(fā)明的范圍和精神。使用在這里，SMA 202的一個或多個元件完全可以用硬件、軟件、固件和/或它們的組合中的一種或多種來實現(xiàn)。
根據(jù)一個實施方案，SMA 202至少可以部分基于接收到的或感知到的信道狀態(tài)信息(CSI)236來有選擇地控制關(guān)聯(lián)的發(fā)射機204和/或接收機206的一項或多項信道處理特征，以在給定的信道質(zhì)量性能閾值上提高信道吞吐率(例如，按數(shù)據(jù)率等測量的)。根據(jù)一個實施方案，SMA 202可以從遠(yuǎn)端設(shè)備接收信道狀態(tài)信息(CSI)236，或者利用本地接收機來感知信道狀態(tài)信息(CSI)。
使用在這里，CSI 236完全可以包括信道傳輸函數(shù)或其估計、一種或多種射頻(RF)信號特性、和/或一個或多個信道質(zhì)量參數(shù)中的一項或多項。即，CSI 236可以包括頻域或時域上的信道傳輸函數(shù)估計。CSI 236可以包括一個或多個射頻(RF)信道性能指示符，例如信噪比(SNR)、信干噪比(SINR)、接收信號強度指示(RSSI)等。CSI 236還可以包括與從接收信號解碼出的信息相關(guān)聯(lián)的一個或多個信道質(zhì)量參數(shù)，例如誤比特率(BER)、分組(packet)錯誤率(PER)、誤符號率(SER)等。CSI 236可以包括由遠(yuǎn)端設(shè)備的SMA計算出來的一個或多個信道處理參數(shù)(例如，比特加載、編碼類型、調(diào)制類型和/或功率分配)。根據(jù)一個實施方案，CSI 236與經(jīng)由信道106的一次或多次在先傳輸相關(guān)聯(lián)。
下面將進(jìn)一步展開，設(shè)備102、104中的收發(fā)機116、118完全可以一開始由于初始傳輸而建立無線通信信道106。SMA 202可以接收來自遠(yuǎn)端接收機的信道狀態(tài)信息(CSI)236，或者接收由本地接收機(206)感知到的信道狀態(tài)信息。SMA使用一種或多種傳統(tǒng)的注水技術(shù)來管理多載波信道的子載波，以便初始確定“壞”子載波，這些子載波被反激活(關(guān)閉)，并且在剩余的(好)子載波之間進(jìn)行功率分配。剩余的子載波(即，好子載波)一開始根據(jù)給定的信道質(zhì)量性能閾值被劃分成若干子集，以根據(jù)選定的編碼和調(diào)制類型來處理，其中向每個固定子集中的每個子載波施加某個功率值。
為了提高信道吞吐率，SMA 202可以在滿足目標(biāo)信道質(zhì)量閾值時有選擇地修改在關(guān)聯(lián)的發(fā)射機(204)和/或接收機(206)中執(zhí)行的信道處理，。在這方面，根據(jù)一個示例性的實施方案，在構(gòu)成多載波信道106的子載波的每個子集中，例如根據(jù)調(diào)制和編碼類型的組合來指定子載波(這里稱為RATE組合，或者子載波子集)，并且對子載波功率進(jìn)行重新調(diào)節(jié)。每個RATE子集中的子載波的數(shù)量被自適應(yīng)地確定，但本發(fā)明的范圍在這方面并不受限。
下面將進(jìn)一步展開，在重新調(diào)節(jié)子載波功率時，SMA 202可以從較高RATE的子集中重新分配某些功率以供在較低RATE的子集中使用，和/或用于重新激活在初始的注水過程期間被反激活的子載波。根據(jù)一個示例性的實施方案，SMA 202可以調(diào)用SMA 202的一種功率分配特征，該特征動態(tài)地生成多個權(quán)重系數(shù)，這些系數(shù)被施加于對應(yīng)的多個數(shù)據(jù)流中的一個或多個數(shù)據(jù)流，用以控制施加于一個給定數(shù)據(jù)流的有效功率。根據(jù)一個示例性的實施方案，SMA 202所執(zhí)行的功率分配可被約束為滿足由管理機構(gòu)、系統(tǒng)設(shè)計約束等提出的各種峰值功率和/或功率譜密度要求。
簡要地說，圖2的發(fā)射機204被描繪為包括串并轉(zhuǎn)換模塊210、一個或多個編碼器212、(一個或多個)映射器214、(一個或多個)加權(quán)(weighting)模塊216、(一個或多個)反向快速傅立葉變換(IFFT)元件218以及并串轉(zhuǎn)換和GI插入元件220中的一個或多個，用以生成輸出(TX)信號，但本發(fā)明在這方面并不受限。根據(jù)一個示例性的實現(xiàn)，發(fā)射機204在串并轉(zhuǎn)換模塊210處接收信息，在該模塊210中接收的信息被轉(zhuǎn)換成多個并行信息流。根據(jù)一個實施方案，根據(jù)從SMA 202內(nèi)的比特掩碼發(fā)生器接收的比特掩碼來將信息轉(zhuǎn)換成并行子流。
然后，多個子流可以穿過一個或多個編碼器212、映射器214和接下來的加權(quán)模塊，然后由反向快速傅立葉變換模塊218來處理。可以動態(tài)地應(yīng)用多種編碼技術(shù)中的任何一種，然后編碼后的內(nèi)容穿過(一個或多個)映射器214，其中對內(nèi)容施行適當(dāng)?shù)恼{(diào)制技術(shù)。根據(jù)一個實施方案，可以使用BPSK、QPSK、8-PSK、16QAM、64QAM、128QAM、256QAM等調(diào)制技術(shù)中的任何一種或多種，但本發(fā)明在這方面并不受限。類似地，也可以使用多種編碼率中的任何一種，例如1/2、2/3、3/4、5/6、7/8、1等。IFFT 218的輸出穿過并串轉(zhuǎn)換器模塊220以生成輸出信號，在模塊220中可以根據(jù)OFDM系統(tǒng)來施加循環(huán)前綴或保護(hù)間隔(GI)，但本發(fā)明在這方面并不受限。輸出信號的各個單元(element)可以被引導(dǎo)至選定的一個或多個天線(未具體標(biāo)注)，以作為無線通信信道的一個組成部分(element)(上行鏈路或下行鏈路)發(fā)送出去。
根據(jù)一個示例性的實施方案，SMA 202可以選擇性地控制比特掩碼、編碼類型和/或調(diào)制類型中的一項或多項，以便有效地控制發(fā)射機在各個子載波及其子集上的比特加載。更具體地說，下面將進(jìn)一步展開，SMA 202可以生成比特掩碼、編碼控制內(nèi)容、映射器控制內(nèi)容和/或功率分配系數(shù)(或權(quán)重)中的一個或多個，提供給串并轉(zhuǎn)換模塊210、(一個或多個)編碼器212、(一個或多個)映射器214和/或加權(quán)模塊216中的一個或多個，以便自適應(yīng)地控制在各個子載波之間的比特加載和功率分配，從而在子載波上獲得給定的性能度量(例如，BER、PER等)。
如圖所示，接收機206例如可以經(jīng)由通信信道106接收無線信號，并且處理該信號以生成嵌入在接收的多載波信號106內(nèi)的信息的表示234。在這方面，接收機204被描繪為包括(一個或多個)串并轉(zhuǎn)換器和GI去除元件222、(一個或多個)快速傅立葉變換元件224、(一個或多個)均衡器和加權(quán)元件226、(一個或多個)反向映射器228、(一個或多個)解碼器230和(一個或多個)并串轉(zhuǎn)換元件232中的一項或多項，用以生成嵌入在接收信號內(nèi)的信息的表示234。
根據(jù)圖示的示例性實施方案，接收機206接收到的信號是多載波信號，例如OFDM信號。根據(jù)下面進(jìn)一步論述的一種示例性的實現(xiàn)，接收機206的一個或多個元件從SMA202接收控制內(nèi)容(例如，比特分布掩碼、編碼類型、調(diào)制類型和/或功率分配系數(shù))，用于控制各個接收到的子載波的一個或多個處理特性(例如，解調(diào)、解碼等)。
根據(jù)一種示例性的實現(xiàn)，并串轉(zhuǎn)換元件232、(一個或多個)解碼器230、(一個或多個)反向映射器228和/或加權(quán)模塊226中的一個或多個可以從SMA 202接收控制內(nèi)容，用于自適應(yīng)地控制從各個子載波中的內(nèi)容恢復(fù)，以在子載波上產(chǎn)生給定的質(zhì)量度量(例如，BER、PER等)。根據(jù)一個示例性的實施方案，SMA 202向接收機206的一個或多個元件226-232提供的控制內(nèi)容與提供給發(fā)射元件的控制內(nèi)容是相稱的。根據(jù)一個實施方案，發(fā)射機204和接收機206元件可以支持多條完全不同的通信信道，其中提供給發(fā)射機和接收機的控制內(nèi)容適于每一條給定的通信信道。
因此，根據(jù)前面已經(jīng)介紹并且下面將進(jìn)一步展開的示例性實施方案，SMA 202可以自適應(yīng)地修改應(yīng)用于相關(guān)聯(lián)的發(fā)射機和/或接收機的一個或多個元件(如圖所示)的比特分布掩碼、編碼類型、調(diào)制類型和/或功率分配系數(shù)中的一項或多項，以便在保證某些性能閾值的同時提高信道吞吐率。下面將參考圖3-7更完整地描述有關(guān)如何進(jìn)行這些修改、以及SMA 202的哪些元件可以執(zhí)行這種處理過程的細(xì)節(jié)。
示例性的SMA操作翻到圖3，根據(jù)一個示例性的實施方案給出了多個電子設(shè)備(例如102、104)之間的通信流圖300，其圖示了一種用于提高多載波無線通信系統(tǒng)中的信道吞吐率的示例性方法。使用在這里，通信信道的特性完全可以包括子載波功率增益λi＝|Hi|2(其中Hi是第i子載波的信道傳輸函數(shù))、子載波噪聲功率σn，i2等當(dāng)中的一個或多個。
根據(jù)一個實施方案，這些值可被SMA 202用來針對在信道的接收機側(cè)一種給定的信道質(zhì)量性能度量(例如BER)，在數(shù)據(jù)率(或者說信道吞吐率)最大化的準(zhǔn)則下，確定在發(fā)射機側(cè)各子載波間的最優(yōu)功率分配戶Pi(其中Pi是分配給第i子載波的功率，Ptotal假定為恒定的)，但本發(fā)明在這方面并不受限。
如圖所示，過程開始于一個設(shè)備(例如設(shè)備102)向遠(yuǎn)端設(shè)備(例如設(shè)備104)發(fā)送信息302。根據(jù)一個示例性的實施方案，這一初始發(fā)送完全可以在設(shè)備102、104之間的初始握手期間或者作為初始握手的組成部分而被執(zhí)行，但本發(fā)明不局限于此。例如，該初始發(fā)送可以包括請求發(fā)送(RTS)/清除發(fā)送(CTS)類型交換的組成部分，其中所述信息包括請求發(fā)送(RTS)幀。
一旦接收到發(fā)送的信息(302)，設(shè)備104就可以確定在接收所發(fā)送的信息時觀測到的一個或多個信道特性(例如，信道狀態(tài)信息(CSI))，框304。根據(jù)一個示例性的實施方案，信道特性可以包括觀測到的信道(106)的射頻(RF)信號特性(SNR、SINR、RSSI、衰落特性等)和/或與經(jīng)由信道接收的解碼后的內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的信道質(zhì)量性能特性(BER、PER、FER、SER等)中的任何一個或多個。對一個或多個信道特性的確定完全可以根據(jù)接收機(206)的傳統(tǒng)操作宋完成，或者也可以由設(shè)備104的SMA(118)的一個或多個元件來完成。
在單元306中，SMA 202計算比特加載和功率分布。根據(jù)一個實施方案，SMA 202調(diào)用BPL計算器的一個實例來確定比特加載和功率分布。在這方面，根據(jù)一個示例性的實施方案，對于給定數(shù)量Nsc(例如48個)的子載波以及給定集合的RATE(RATE＝{RATE1，...，RATEM})，可以按照升序來預(yù)先定義和排列(ranked)在gRATE={gRATE1,...,gRATEM}]]>的子載波信噪比(SNR)閾值的集合。使用在這里，gRATEk是第k類型的RATE組合(調(diào)制和編碼)的SNR閾值，其中假定在每個子載波上只有加性高斯白噪聲(AWGN)。例如，在IEEE 802.11a通信模型中，針對具有編碼率R＝1/2的BPSK(最低階編碼)來計算閾值gRATE1。
根據(jù)一個示例性的實施方案，SMA 202確定每個子載波的SNR(例如，γi=λiPiσn,i2)]]>是否等于閾值gRATEk，使得對于第k類型的RATE組合實現(xiàn)所必需的信道質(zhì)量性能閾值(例如BER)。通過使用信道特性，每個子載波中的有效噪聲功率可以被確定為σi2=σn,i2λi]]>(再次，其中σ2i是第i子載波中的子載波噪聲功率，λi是第i子載波的與信道傳輸函數(shù)相關(guān)聯(lián)的子載波功率增益)。
SMA 202例如通過按照有效噪聲功率(σi2)的升序來排序(sorting)Nsc子載波而開始初始注水階段，其中σi2=σmin2]]>并且σNsc2=σmax2.]]>根據(jù)一個示例性的實施方案，排序后的子載波被SMA 202控制邏輯放入建立在存儲器中的索引表中。在這方面，SMA 202保持子載波在譜內(nèi)分配的順序和理解。
一旦子載波已被排序，SMA 202就識別壞的(關(guān)閉的)子載波。根據(jù)一個實施方案，SNRγi小于閾值gRAIL1(與最低的調(diào)制加編碼RATE組合相關(guān)聯(lián))的子載波將被關(guān)閉。在這方面，根據(jù)一個實施方案，SMA 202可以將Non設(shè)置為等于子載波的總數(shù)Nsc，然后例如根據(jù)以下方程1來確定自適應(yīng)水平AA=1Non(Ptatal+Σi=1Nonσi2)---[1]]]>如果用于該子載波的自適應(yīng)水平(adaptive level)滿足A<(gRATE1+1)σNon2]]>(等于小于閾值gRATE1的SNRγi)，則第Non子載波被識別為“壞”子載波并被關(guān)閉。然后，SMA202前進(jìn)到索引列表中的下一子載波，并且計算用于下一子載波的自適應(yīng)水平(A)。以上過程繼續(xù)，直到測量出的用于列表中子載波的自適應(yīng)水平超過性能度量閾值為止，即A≥(gRATE1+1)σNon2,]]>這代表了索引中用于“好”子載波的子載波閾值，即，此處性能度量SNRγi大于閾值gRATE1，并且可以為子載波保證BER。
一旦識別出活動子載波，SMA 202就在子載波之間設(shè)置初始功率分布以進(jìn)行發(fā)送。根據(jù)傳統(tǒng)的注水原理，功率均勻分布在活動子載波上，而反激活的子載波被關(guān)閉，根據(jù)以下方程來進(jìn)行數(shù)學(xué)表示PiWF=A-σi2,i=1...Non0,i=(Non+1)...NSC---[2]]]>
此時，SMA 202已根據(jù)注水原理定義了序號為i＝1...Non的子載波是活動的(好的)，而序號為i＝(Non+1)...Nsc的子載波不滿足保證的性能度量(壞子載波)而被反激活。參考圖4來圖形化地說明初始功率分布。
為了完成BPL計算，SMA 202確認(rèn)(identify)子載波之間的比特加載和最終功率分布，甚至重新激活在注水過程中一開始被反激活的子載波的至少一個子集，框308。SMA202通過尋找最大速率(maximum rate)(RATEm)而開始這一調(diào)整過程，對于所述最大速率，閾值gRATEm等于或小于“最佳”子載波性能度量(例如SNRγ1)，數(shù)學(xué)上表示為gRATEm≤γ1=P1WFσ12---[3]]]>根據(jù)一個示例性的實施方案，RATEm是最大RATE，它將被用于具有最高信道功率增益的子載波。
一旦識別出最大可用速率(RATEm)，SMA 202就確定適于以識別出的速率來處理的子載波的最大數(shù)量，這里表示為NRATEm。根據(jù)一個示例性的實施方案，SMA 202確認(rèn)適于以識別出的RATEm來處理的子載波的最大數(shù)量(NRATEm)，滿足以下不等式γRATEmITPC=Σi=1NRATEmPiWFΣi=1NRATEmσ12≥gRATEm---[4]]]>該不等式的左側(cè)是接收機側(cè)的性能度量(例如，每子載波SNR)的解析表達(dá)式。根據(jù)一個示例性的實施方案，所述解析表達(dá)式假定根據(jù)某種智能發(fā)射功率控制(ITPC)的預(yù)均衡處理在發(fā)射側(cè)被用于給定的子載波子集i＝1...NRATEm。
根據(jù)一個示例性的實施方案，可以使用適于OFDM的自適應(yīng)智能發(fā)射功率控制方案，例如在Sadri等人2002年12月30日遞交的、名稱為“用于智能化發(fā)射功率控制方案的系統(tǒng)和方法(SYSTEM AND METHOD FOR INTELLIGENT TRANSMITTED POWERCONTROL SCHEME)”的共同待審查申請10/330,675中介紹的方案，該申請與本發(fā)明共同屬于同一受讓人，其公開內(nèi)容以引用的方式包含在這里用于所有目的。已經(jīng)證明，在上述申請中介紹的預(yù)均衡處理過程在一個子集中給定總功率的情況下減小了BER。因此，計算子載波的數(shù)量NRATEm時考慮了SNR預(yù)均衡處理。
由此，SMA 202為子載波子集i＝1...NRATEm設(shè)置RATEm(第m種組合的調(diào)制加編碼)。然后，SMA 202為該子載波子集設(shè)置在發(fā)射側(cè)的功率分布PiOPT=gRATEm·σi2,(i=1...NRATEm).]]>需要強調(diào)的是，對于這樣一種發(fā)射側(cè)的功率分配，該子集的所有子載波在接收側(cè)都將具有相等的性能度量(例如，SNRγiOPT=gRATEm),]]>并且將具有與作為目標(biāo)的固定性能度量相等的性能度量(例如BER)。
根據(jù)一個示例性的實施方案，為了滿足規(guī)定的功率要求，SMA 202可以將發(fā)射功率分布與規(guī)定(regulatory)閾值進(jìn)行比較，例如PiOPT≤PthresholdGovt_agency.]]>如果以上不等式對于某個子載波不成立，則SMA 202選擇性地將該子載波排除在RATEm子載波子集之外。對于該子載波，可以使用較低等級的RATE(RATEm-1)。
在給定的性能閾值(例如BER)下，一旦SMA 202確定了該子集的功率分布后，它就可以計算該子集的總功率PTATEmopt=Σi=1NRATEmPiopt.]]>多余的功率PmEXTRA被認(rèn)為是給定子集的初始注水方案的總功率和所獲得的功率PRATEmopt之間的差，例如根據(jù)下面的方程5PmEXTRA=Σi=1NRATEmPiWF-Σi=1NRATEmPiopt---[5]]]>根據(jù)一個實施方案，出現(xiàn)這一多余功率是由于調(diào)制和編碼的離散類型。在真空中增加子載波的數(shù)量而不解決功率分配是不夠的。同時，多于或超出子集中每個子載波為實現(xiàn)給定的性能度量(例如BER)所必需的最小量的功率被“浪費”了，從這個意義上說該功率是多余的，它更適當(dāng)?shù)貞?yīng)被施加于其他子載波或者用于重新激活先前被反激活的子載波。
根據(jù)一個實施方案，SMA 202在剩余的、較低等級的子集中迭代地重新分配識別出的多余功率。根據(jù)一個示例性的實施方案，SMA 202可以得到在相鄰的較低等級RATE子集(即RATEm-1)中的子載波的最大數(shù)量為γRATEm,lITPC=PmEXTRA+Σi=NRATEm+1NRATEm-1PiWFΣi=NRATEm+1NRATEm-1σi2≥gRATEm-1---[6]]]>如果該不等式對于任何NRATEm-1不成立，則RATEm-1必須被略過并且SMA 202前進(jìn)到下一子集RATEm-2或者后面的速率。
然后，SMA 202設(shè)置RATEm-1，即第(m-1)種調(diào)制和編碼類型，用于索引為i＝{NRATEm+1，...，NRATEm-1}的子載波的子集。然后，對于該子載波子集，SMA 202將發(fā)射側(cè)的功率分布設(shè)置等于Piopt=gRATEm-1·σi2.]]>發(fā)射側(cè)的這樣一種功率分配將具有均勻分布的SNRγi＝gRATEm-1以及與目標(biāo)性能度量相等的均勻性能度量(例如BER)。所獲得的功率分配結(jié)果使得SMA 202能夠計算該子集的總功率，即PRATEm-1opt=Σi=NRATEm+1NRATEm-1Piopt.]]>根據(jù)總功率的這一確定結(jié)果，SMA 202可以將可用的多余功率的值(累積和)更新為Pm-1EXTRA=PmEXTRA+(Σi=NRATRm+1NRATEm-1PiWF-Σi=NRATEm+1NRATEm-1Piopt)---[7]]]>這一過程可以迭代地重復(fù)，直到RATE1子集，或者直到出現(xiàn)所有子載波對于當(dāng)前RATEl都是活動的情形(即NRATEl＝Nsc)。在后面的情形中，所有子載波中的SNR不高并且使用1≤k≤l-1內(nèi)的RATE，這種情形對于吞吐率最大化而言是不合理的。
一旦已經(jīng)確認(rèn)了比特加載和最終的功率分布，SMA 202就可以向遠(yuǎn)端設(shè)備發(fā)送(310)提議的比特加載和功率分布，以用在后續(xù)的信道處理中。在框312中，遠(yuǎn)端設(shè)備接收并且在設(shè)備之間的通信信道的后續(xù)信道處理期間選擇性地應(yīng)用所提議的比特加載和功率分布。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，這樣做，SMA 202就獲得了所有子載波的比特分配(調(diào)制加編碼組合)和功率分布。這些比特分配和功率分布用于增大(或者，最大化)總數(shù)據(jù)率，并且保證性能度量等于給定的性能值(例如，BER＝10-5)。在這一過程結(jié)束時，活動子載波的初始數(shù)量Non只可能增加，因為最后活動子載波的初始選擇已保證了不等式γNon≤gRATE1]]>的成立。另外，通過將保留的功率PkEXTRA從較高等級的子集“注入(transfusion)”到較低等級的子集，也可以增大活動子載波的數(shù)量。比特加載和功率分布的重新分配被圖形化地描繪在圖5中。
根據(jù)一個實施方案，在最后的子集形成后仍保留的多余功率PlEXTRA可以在所有活動的子載波上進(jìn)行分配，它可用來改進(jìn)這些子載波的性能(例如，降低在接收機上經(jīng)受的BER)。在另一個實施方案中，SMA 202要實現(xiàn)所要求的性能度量同時減少(或者節(jié)約)功率(即，功率節(jié)約模式)，可以不使用所識別的多余功率PiEXTRA。
如上所述，圖4和5根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案提供了在自適應(yīng)比特和功率加載的各個階段的功率分配的圖形說明。簡要地看圖4，描繪了多載波無線通信信道的多個子載波的頻譜圖。更具體地說，圖400圖形化地描繪了如上所述已經(jīng)根據(jù)SMA 202所采用的初始注水技術(shù)進(jìn)行處理的多個活動子載波的頻譜圖。如圖所示，SMA 202識別好的子載波(Non)1-43，其中比特加載和功率分布在活動子載波之間均勻分配。剩余的子載波(即，SNRγ1小于閾值gRATE1的壞子載波)被反激活。
在圖5中，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)示出了在由SMA 202完成最終的比特加載和功率分配后無線通信信道的子載波的圖形說明。更具體地說，圖5圖示了對于一種給定的信道實現(xiàn)和一個給定的RATE集合的每子載波功率分配。根據(jù)一個示例性的實施方案，RATE4代表64QAM，R＝1/2；RATE3代表16QAM，R＝1/2；RATE2代表QPSK，R＝1/2；而RATE1代表BPSK和R＝1/2。如圖所示，活動子載波的數(shù)量從43(見圖4)增大到44。參考圖6給出了增大后吞吐率的圖形說明。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實現(xiàn)證明通過使用比特和功率加載代理(agent)而實現(xiàn)的信道吞吐率改進(jìn)的圖形說明。為了圖示通過SMA 202實現(xiàn)的自適應(yīng)比特加載和功率分配而獲得的改進(jìn)，相對于傳統(tǒng)OFDM系統(tǒng)下的總吞吐率(604)描繪了在SMA比特加載和功率分配后的總吞吐率(602)的圖形比較。如圖所示，SMA 202實現(xiàn)的自適應(yīng)比特加載和功率分配與傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)相比呈現(xiàn)出4-5分貝(dB)的SNR增益。
因此，與在多載波信道的不同子載波之間進(jìn)行比特和功率加載的傳統(tǒng)“注水”方法相反，這里介紹的子載波管理代理(SMA)通過在多載波信道中的子載波之間分配并且隨后重新調(diào)整功率分配和比特加載以便增大吞吐率，從而增大了多載波通信信道的有效吞吐率，同時保持或改進(jìn)一個或多個信道參數(shù)。根據(jù)一個示例性的實施方案，SMA在(多個)子載波或者多組子載波之間調(diào)整比特/功率預(yù)算，以實際上滿足例如與信道質(zhì)量度量相關(guān)聯(lián)的給定閾值，所述信道質(zhì)量度量例如是誤比特率(BER)、分組錯誤率(PER)、信噪比(SNR)、信干噪比(SINR)、接收功率水平等。
替換性的實施方案圖7圖示了包括內(nèi)容的示例性存儲介質(zhì)的框圖，所述內(nèi)容在被調(diào)用時使得訪問的機器實現(xiàn)子載波管理代理200和/或相關(guān)方法300的一個或多個方面。在這方面，存儲介質(zhì)700包括內(nèi)容702(例如，指令、數(shù)據(jù)或它們的任意組合)，該內(nèi)容在被執(zhí)行時使得訪問設(shè)備實現(xiàn)上述SMA 200的一個或多個方面。
機器可讀(存儲)介質(zhì)700可以包括但不限于軟盤、光盤、CD-ROM和磁光盤、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、閃存、或者適于存儲電子指令的其他類型介質(zhì)/機器可讀介質(zhì)。此外，本發(fā)明也可以作為計算機程序產(chǎn)品而被下載，其中所述程序可以經(jīng)由通信鏈路(例如，調(diào)制解調(diào)器、無線電或網(wǎng)絡(luò)連接)，利用包含在載波或其他傳播介質(zhì)中的數(shù)據(jù)信號從遠(yuǎn)端設(shè)備傳輸?shù)桨l(fā)出請求的計算機。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實施方案可以用于多種應(yīng)用。雖然本發(fā)明在這方面并不受限，但是這里公開的電路可以用在很多設(shè)備中，例如用在無線電系統(tǒng)的發(fā)射機和接收機中。意圖包括在本發(fā)明范圍內(nèi)的無線電系統(tǒng)包括無線局域網(wǎng)(WLAN)設(shè)備和無線廣域網(wǎng)(WWAN)設(shè)備，所述設(shè)備包括無線網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)、基站、接入點(AP)、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)橋、網(wǎng)絡(luò)中心(hub)、蜂窩無線電話通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、雙向無線電通信系統(tǒng)、單向?qū)ず魴C、雙向?qū)ず魴C、個人通信系統(tǒng)(PCS)、個人計算機(PC)、個人數(shù)字助理(PDA)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、個人區(qū)域網(wǎng)(PAN)等，這僅僅是例子而已，本發(fā)明的范圍在這方面并不受限。
意圖包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)的無線通信系統(tǒng)的類型包括但不限于無線局域網(wǎng)(WLAN)、無線廣域網(wǎng)(WWAN)、碼分多址(CDMA)蜂窩無線電話通信系統(tǒng)、全球移動通信系統(tǒng)(GSM)蜂窩無線電話系統(tǒng)、北美數(shù)字蜂窩(NADC)蜂窩無線電話系統(tǒng)、時分多址(TDMA)系統(tǒng)、擴展TDMA(E-TDMA)蜂窩無線電話系統(tǒng)、諸如寬帶CDMA(WCDMA)、CDMA-2000等的第三代(3G)系統(tǒng)等等，但本發(fā)明的范圍在這方面并不受限。
本發(fā)明的實施方案也可以被包括在集成電路模塊中，這些模塊被稱為核心存儲器、緩存(cache memory)、或者存儲將由微處理器執(zhí)行的電子指令或者存儲可用在算術(shù)運算中的數(shù)據(jù)的其他類型存儲器?？傊?，使用與所要求保護(hù)的主題一致的多級多米諾邏輯的實施方案可以給微處理器帶來益處，具體地說，可以被包含在存儲器器件的地址譯碼器中。注意，所述實施方案可以被集成到無線電系統(tǒng)或手持便攜設(shè)備中，特別是當(dāng)設(shè)備依賴于功耗降低時。因此，想要把膝上型計算機、蜂窩無線電話通信系統(tǒng)、雙向無線電通信系統(tǒng)、單向?qū)ず魴C、雙向?qū)ず魴C、個人通信系統(tǒng)(PCS)、個人數(shù)字助理(PDA)、照相機和其他產(chǎn)品都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本發(fā)明包括多種操作。本發(fā)明的操作可以由圖1和/或圖2中示出的硬件組件來執(zhí)行，或者可以具體實施為機器可執(zhí)行內(nèi)容(例如指令)702，它可被用來使得以所述指令編程的通用或?qū)Ｓ锰幚砥骰蜻壿嬰娐穲?zhí)行所述操作。可替換地，可以利用硬件和軟件的組合來執(zhí)行操作。此外，雖然在計算設(shè)備的環(huán)境中描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，這樣的功能完全可以實施在多種可替換實施方案的任何一個中，例如集成在通信設(shè)備(例如蜂窩電話)中。
在以上描述中，為了解釋，闡述了大量具體的細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的完整理解。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚的是，沒有這些具體的細(xì)節(jié)也可以實現(xiàn)本發(fā)明。此外，以框圖的形式示出了公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備。上述創(chuàng)新構(gòu)思的任意變體方案都被認(rèn)為落入本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。在此，所圖示的具體的示例性實施方案不想用于限制本發(fā)明，而只是圖示說明它。因此，本發(fā)明的范圍不是由以上提供的具體實施例來決定，而僅由所附權(quán)利要求書的平實語言來決定。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括接收與具有多個子載波的多載波無線通信信道相關(guān)聯(lián)的信道狀態(tài)信息，其中所述信道被處理，以識別所述子載波當(dāng)中的活動子載波以及初始功率分布；以及至少部分基于所述接收到的信道狀態(tài)信息來選擇一種比特加載和最終功率分布以用于所述通信信道的子載波的后續(xù)處理中，其中所述比特加載和最終功率分布增大信道吞吐率，同時保證活動子載波當(dāng)中的信道質(zhì)量度量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中對所述多載波無線通信信道中的活動子載波和功率分布的識別是一開始使用注水技術(shù)來確立的。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，所述注水技術(shù)包括根據(jù)信道性能度量來排序所述子載波；在排序后的子載波當(dāng)中識別不滿足所述信道性能度量的子載波作為閾值，其中在所述閾值之上或之下的子載波被識別為壞子載波；反激活所述壞子載波；以及在所述通信信道的活動子載波之間分配可用的功率。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述信道狀態(tài)信息是從遠(yuǎn)端設(shè)備接收的。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，所述信道狀態(tài)信息包括一個或多個由所述遠(yuǎn)端設(shè)備確定的信道處理參數(shù)，所述參數(shù)包括比特加載、編碼類型、調(diào)制類型和功率分配。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述信道狀態(tài)信息代表信道性能特性和信道質(zhì)量特性中的一個或更多個。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述信道性能特性包括射頻(RF)特性，所述射頻特性包括接收信號強度指示(RSSI)、信噪比(SNR)、信干噪比(SINR)、衰落特性和多普勒特性中的一項或更多項。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述信道質(zhì)量特性包括誤比特率(BER)、分組錯誤率(PER)、誤符號率(SER)和誤幀率(FER)中的一項或多項。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，選擇比特加載和最終功率分布的部分包括在所述活動子載波當(dāng)中識別超過信道質(zhì)量性能閾值的那些子載波；通過確定在識別出的子載波中可以減去多少功率，使得它們?nèi)匀粷M足但不超過所述信道質(zhì)量性能閾值，從而計算多余功率值；以及將所述多余功率的至少一個子集從較高速率的子載波子集中應(yīng)用于較低速率的子集中的子載波。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中應(yīng)用較高速率的子集中的多余功率值的操作包括將所述多余功率應(yīng)用于較低速率的子集中被反激活的子載波，以增加活動子載波的數(shù)量以及信道吞吐率。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括修改初始功率系數(shù)的至少一個子集，以重新激活一開始被反激活的一個或更多個子載波。
12.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述信道狀態(tài)信息是從本地接收機接收的，并且代表了信道傳輸函數(shù)的估計。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中基于對發(fā)射自遠(yuǎn)端設(shè)備的無線信號的接收，所述信道傳輸函數(shù)是頻域中的信道傳輸函數(shù)估計和時域中的信道傳輸函數(shù)估計中的一個或更多個。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，選擇比特加載和最終功率分布的部分包括在所述活動子載波當(dāng)中識別超過信道質(zhì)量性能閾值的那些子載波；通過確定在識別出的子載波中可以減去多少功率，使得它們?nèi)匀粷M足但不超過所述信道質(zhì)量性能閾值，從而計算多余功率值；以及將所述多余功率的至少一個子集從較高速率的子載波子集中應(yīng)用于較低速率的子集中的子載波。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中應(yīng)用較高速率的子集中的多余功率值的操作包括將所述多余功率應(yīng)用于較低速率的子集中被反激活的子載波，以增加活動子載波的數(shù)量以及信道吞吐率。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括修改被應(yīng)用于所述子載波的多個功率系數(shù)的至少一個子集，以重新激活一開始被反激活的一個或更多個子載波。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括修改被應(yīng)用于多個子載波的功率系數(shù)的至少一個子集，包括支持比特加載和最終功率分布的多載波通信信道重新激活一開始被反激活的子載波的至少一個子集。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括向遠(yuǎn)端發(fā)射機發(fā)出消息，以將所述比特加載和最終功率分布應(yīng)用于所述多載波通信信道的后續(xù)處理。
19.一種包括內(nèi)容的存儲介質(zhì)，所述內(nèi)容在被訪問設(shè)備執(zhí)行時致使該設(shè)備實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1的方法。
20.一種設(shè)備，包括收發(fā)機，其與遠(yuǎn)端收發(fā)機之間建立多載波通信信道；以及與所述收發(fā)機耦合的子載波管理代理(SMA)，其接收與具有多個子載波的多載波無線通信信道相關(guān)聯(lián)的信道狀態(tài)信息，其中所述信道被處理，以識別所述子載波當(dāng)中的活動子載波以及初始功率分布，并且至少部分基于所述接收到的信道狀態(tài)信息來選擇一種比特加載和最終功率分布以用在對所述通信信道的子載波的后續(xù)處理中，其中所述比特加載和最終功率分布增大信道吞吐率，同時保證活動子載波當(dāng)中的信道質(zhì)量度量。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述SMA利用注水技術(shù)來識別所述多載波無線通信信道中的活動子載波和功率分布。
22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述SMA根據(jù)信道性能度量來排序所述子載波，在排序后的子載波當(dāng)中識別不滿足所述信道性能度量的子載波作為閾值，其中在所述閾值之上或之下的子載波被識別為壞子載波，反激活識別出的壞子載波，并且在所述通信信道的活動子載波之間分配可用的功率。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，所述信道狀態(tài)信息包括一個或多個由所述遠(yuǎn)端設(shè)備確定的信道處理參數(shù)，所述參數(shù)包括比特加載、編碼類型、調(diào)制類型和功率分配。
24.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述信道狀態(tài)信息代表信道性能特性和信道質(zhì)量特性中的一個或更多個。
25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述信道性能特性包括射頻(RF)特性，所述射頻特性包括接收信號強度指示(RSSI)、信噪比(SNR)、信干噪比(SINR)、衰落特性和多普勒特性中的一項或多項。
26.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中所述信道質(zhì)量特性包括誤比特率(BER)、分組錯誤率(PER)、誤符號率(SER)和誤幀率(FER)中的一項或更多項。
27.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中所述SMA在所述活動子載波當(dāng)中識別超過信道質(zhì)量性能閾值的那些子載波，計算在識別出的子載波中可以減去多少功率，使得它們?nèi)匀粷M足但不超過所述信道質(zhì)量性能閾值，從而識別多余功率水平，并且將所述多余功率的至少一個子集從較高速率的子載波子集中應(yīng)用于較低速率的子集中的子載波。
28.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中所述SMA選擇性地將在一個或更多個較高速率的子集中識別出的多余功率值的至少一個子集應(yīng)用于在較低速率的子集中被反激活的子載波，以增加活動子載波的數(shù)量以及信道吞吐率。
29.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述SMA動態(tài)地生成更新后的功率系數(shù)，用以替換初始功率系數(shù)的至少一個子集，并且選擇性地將所述更新后的系數(shù)應(yīng)用于所述發(fā)射機的加權(quán)元件。
30.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中所述SMA在所述活動子載波當(dāng)中識別超過信道質(zhì)量性能閾值的那些子載波，計算在識別出的子載波中可以減去多少功率，使得它們?nèi)匀粷M足但不超過所述信道質(zhì)量性能閾值，從而識別多余功率水平，并且將所述多余功率的至少一個子集從較高速率的子載波子集中應(yīng)用于較低速率的子集中的子載波。
31.如權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中所述SMA動態(tài)地生成控制內(nèi)容以便應(yīng)用于所述收發(fā)機的一個或更多個元件，所述控制內(nèi)容包括比特分布掩碼、編碼類型、調(diào)制(類型)和功率分配系數(shù)中的一項或更多項。
32.如權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中所述SMA選擇性地將在一個或多個較高速率的子集中識別出的多余功率值的至少一個子集應(yīng)用于在較低速率的子集中被反激活的子載波，以增加活動子載波的數(shù)量以及信道吞吐率。
33.一種系統(tǒng)，包括一個或更多個偶極天線；選擇性地耦合到所述天線中的一個或更多個的收發(fā)機，該收發(fā)機與遠(yuǎn)端收發(fā)機之間建立多載波通信信道；以及與所述收發(fā)機耦合的子載波管理代理(SMA)，該SMA接收與具有多個子載波的多載波無線通信信道相關(guān)聯(lián)的信道狀態(tài)信息，其中所述信道被處理，以識別所述子載波當(dāng)中的活動子載波以及初始功率分布，并且至少部分基于所述接收到的信道狀態(tài)信息來選擇一種比特加載和最終功率分布以用在對所述通信信道的子載波的后續(xù)處理中，其中所述比特加載和最終功率分布增大信道吞吐率，同時保證活動子載波當(dāng)中的信道質(zhì)量度量。
34.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述SMA利用注水技術(shù)來識別所述多載波無線通信信道中的活動子載波和功率分布。
35.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，所述信道狀態(tài)信息包括一個或多個由所述遠(yuǎn)端設(shè)備確定的信道處理參數(shù)，所述參數(shù)包括比特加載、編碼類型、調(diào)制類型和功率分配。
36.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述信道狀態(tài)信息代表信道性能特性和信道質(zhì)量特性中的一個或更多個。
37.如權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其中所述信道性能特性包括射頻(RF)特性，所述射頻特性包括接收信號強度指示(RSSI)、信噪比(SNR)、信干噪比(SINR)、衰落特性和多普勒特性中的一項或多項。
38.如權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其中所述信道質(zhì)量特性包括誤比特率(BER)、分組錯誤率(PER)、誤符號率(SER)和誤幀率(FER)中的一項或多項。
39.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述SMA在所述活動子載波當(dāng)中識別超過信道質(zhì)量性能閾值的那些子載波，計算在識別出的子載波中可以減去多少功率，使得它們?nèi)匀粷M足但不超過所述信道質(zhì)量性能閾值，從而識別多余功率水平，并且將所述多余功率的至少一個子集從較高速率的子載波子集中應(yīng)用于較低速率的子集中的子載波。
40.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中所述SMA選擇性地將在一個或多個較高速率的子集中識別出的多余功率值的至少一個子集應(yīng)用于在較低速率的子集中被反激活的子載波，以增加活動子載波的數(shù)量以及信道吞吐率。
41.一種包括內(nèi)容的存儲介質(zhì)，所述內(nèi)容在被訪問設(shè)備執(zhí)行時使得該設(shè)備能夠選擇性地接收與具有多個子載波的多載波無線通信信道相關(guān)聯(lián)的信道狀態(tài)信息，其中所述信道被處理，以識別所述子載波當(dāng)中的活動子載波以及初始功率分布，并且至少部分基于所述接收到的信道狀態(tài)信息來選擇一種比特加載和最終功率分布以用在對所述通信信道的子載波的后續(xù)處理中，其中所述比特加載和最終功率分布增大信道吞吐率，同時保證活動子載波當(dāng)中的信道質(zhì)量度量。
42.如權(quán)利要求41所述的存儲介質(zhì)，還包括在被執(zhí)行時致使所述訪問設(shè)備采用注水技術(shù)來識別所述多載波無線通信信道中的活動子載波和初始功率分布的內(nèi)容。
43.如權(quán)利要求41所述的存儲介質(zhì)，選擇比特加載和最終功率分布的部分包括在所述活動子載波當(dāng)中識別超過信道質(zhì)量性能閾值的那些子載波；通過確定在識別出的子載波中可以減去多少功率，使得它們?nèi)匀粷M足但不超過所述信道質(zhì)量性能閾值，從而計算多余功率值；以及將所述多余功率的至少一個子集從較高速率的子載波子集中應(yīng)用于較低速率的子集中的子載波。
44.如權(quán)利要求43所述的存儲介質(zhì)，其中應(yīng)用較高速率的子集中的多余功率值包括將所述多余功率應(yīng)用于較低速率的子集中被反激活的子載波，以增加活動子載波的數(shù)量以及信道吞吐率。
全文摘要
這里一般性地公開了自適應(yīng)多載波無線通信系統(tǒng)、設(shè)備及相關(guān)方法。在這方面，根據(jù)一個實施方案，自適應(yīng)子載波管理代理(SMA)基于一項或多項信道質(zhì)量度量，自適應(yīng)地修改“好”和“壞”子載波當(dāng)中的比特加載和分布、編碼類型、調(diào)制類型和/或功率分配中的一項或多項。
文檔編號H04L1/00GK1894864SQ200480029281
公開日2007年1月10日 申請日期2004年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月8日
發(fā)明者亞歷山大·馬爾特塞夫, 阿里·薩德利, 亞歷克?！敳纪腥? 塞捷·蒂拉斯珀爾斯基 申請人:英特爾公司