專利名稱：具有長(zhǎng)度可變的保護(hù)間隔的無線電傳輸?shù)闹谱鞣椒?br> 具有長(zhǎng)度可變的保護(hù)間隔的無線電傳輸
本發(fā)明涉及一種用于通過無線電將信息從發(fā)射機(jī)傳輸?shù)浇邮諜C(jī) 的方法，其中傳輸了第一總長(zhǎng)度的碼元，該碼元包括具有第一有效
數(shù)據(jù)的第一時(shí)段(Zeitabschnitt)和第一有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)的 第二時(shí)段。
在無線電通信系統(tǒng)中，例如具有語音信息、圖像信息、視頻信息、 SMS (短消息業(yè)務(wù)(Short Message Service) ) 、 MMS (多媒體消息 業(yè)務(wù)(Multimedia Messaging Service))或其它數(shù)據(jù)的消息借助 電磁波通過發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的無線電接口來傳輸。在這種情況 下，按照無線電通信系統(tǒng)的具體構(gòu)造，無線電站是不同類型的用戶 站或者是網(wǎng)絡(luò)側(cè)的無線電設(shè)備，如中繼器、無線電接入點(diǎn)或者基站。 在移動(dòng)無線電通信系統(tǒng)中，用戶站的至少一部分是移動(dòng)無線電站。 利用載頻來進(jìn)行電磁波的發(fā)射，這些載頻位于針對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)所設(shè)置 的頻帶中。
移動(dòng)無線電通信系統(tǒng)常常被構(gòu)造為例如按照GSM (全球移動(dòng)通信 系統(tǒng)(Global System for Mobile Communication))或UMTS (通 用移動(dòng)電信系統(tǒng)(Universal Mobi le Telecommuni cat ions System )) 標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩式系統(tǒng)，該蜂窩式系統(tǒng)具有例如由基站、用于檢查和控 制基站的設(shè)備和其它網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。除了這種覆 蓋廣闊區(qū)域(weitra函ig )組織的(超局域的(supralokal))蜂 窩式分等級(jí)無線電網(wǎng)絡(luò)之外，還存在具有通常在空間上明顯更嚴(yán)格 地凈皮限制的無線電覆蓋區(qū)域的無線局域網(wǎng)(WLAN， Wireless Local Area Networks )。用于WLAN的不同標(biāo)準(zhǔn)的例子是HiperLAN、 DECT、
IEEE 802. 11、藍(lán)牙和WATM。 ',、
力、
取方法(Multiple Access, MA)來調(diào)節(jié)。在這種多路存取中，傳輸 介質(zhì)可在時(shí)域(時(shí)分多址(Time Division Multiple Access ) ， T腿) 中、在頻域(頻分多址(Frequency Division Multiple Access)， 畫A)中、在碼域(碼分多址(Code Division Multiple Access )， CDMA)中或在空域(空分多址(Space Divis ion Mul t iple Access )，SDMA)中被分配在用戶站之間。也能將多路存取方法進(jìn)行組合，組 如把頻域多路存取方法與碼域多路存取方法相組合。
為了盡可能有效地傳輸數(shù)據(jù)，將可供使用的全部頻帶拆分為多個(gè) 子載波(多栽波方法)?；谶@種多載波系統(tǒng)的思想是，將傳輸寬 帶信號(hào)的原始問題轉(zhuǎn)化為傳輸多個(gè)窄帶信號(hào)。此外，這具有以下優(yōu) 點(diǎn)，即能降低對(duì)于接收機(jī)必要的復(fù)雜度。此外，把可用的帶寬劃分 為多個(gè)窄帶子載波使得在將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分配到不同的子載波上這 方面的數(shù)據(jù)傳輸具有明顯更高的粒度(Granularitaet)，也就是說， 無線電資源能以高的精度而被分配到要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)上或被分配到用 戶站上。尤其是在以可變的數(shù)據(jù)速率進(jìn)行傳輸?shù)那闆r下，或者在突 發(fā)式數(shù)據(jù)通信的情況下，通過將多個(gè)子載波分配給不同的用戶站能 有效地充分利用可用的帶寬。
多載波傳輸方法的例子是OFDM(正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing))， 其中針對(duì)子栽波而使用了 在時(shí)間上接近的矩形脈沖波形。子載波的頻率間隔被選擇來使得在 頻域中在其處分析子載波的信號(hào)的那個(gè)頻率處，其它子載波的信號(hào) 穿過零點(diǎn)。因此，這些子載波相互正交。在0FDM中，通過子載波的 以及在單個(gè)子載波上所傳輸信號(hào)的窄帶性的大多非常微小的間隔， 應(yīng)當(dāng)保證在單個(gè)子載波之內(nèi)的傳輸通常沒有頻率選擇性。這在接收 機(jī)上簡(jiǎn)化了信號(hào)修正。
本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，說明用于通過無線電進(jìn)行通信的有效 方法。此外還應(yīng)當(dāng)介紹用于執(zhí)行這些方法的合適的裝置。
該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的方法、以及通過具有并列權(quán) 利要求的特征的方法和裝置而得到解決。有利的改進(jìn)方案和擴(kuò)展方 案是從屬權(quán)利要求的主題。
在根據(jù)本發(fā)明的用于通過無線電將信息從發(fā)射機(jī)傳輸?shù)浇邮諜C(jī) 的方法中，第一總長(zhǎng)度的至少一個(gè)第一碼元被傳輸，該第一碼元包 括具有第一有效數(shù)據(jù)的第一時(shí)段和第一有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)的第 二時(shí)段。此外還傳輸?shù)谝豢傞L(zhǎng)度的至少一個(gè)第二碼元，該笫二碼元 包括第三時(shí)段和第四時(shí)段，該第三時(shí)段具有第二有效數(shù)據(jù)并且該第 三時(shí)段的長(zhǎng)度相對(duì)于第一時(shí)段不同，該笫四時(shí)段包括第二有效數(shù)據(jù) 的周期性重復(fù)并且該笫四時(shí)段的長(zhǎng)度相對(duì)于第二時(shí)段不同。
發(fā)射機(jī)有利地是無線電通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備，并且接收機(jī)是該 系統(tǒng)的移動(dòng)的或者靜止的用戶站，或者反之亦然。本發(fā)明不僅涉及 上行方向上的傳輸，而且涉及下行方向上的傳輸。
所述碼元被傳輸，這些碼元在時(shí)域中由至少兩個(gè)時(shí)段組成具有 有效數(shù)據(jù)的時(shí)段和有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)的時(shí)段。所述碼元能具有 其它的時(shí)段，可是所述碼元有利地僅僅由所迷的這兩個(gè)時(shí)段組成。 在這種情況下，碼元的總長(zhǎng)度等于所述的這兩個(gè)時(shí)段的長(zhǎng)度之和。
至少一個(gè)第一碼元和至少一個(gè)第二碼元從發(fā)射機(jī)被傳輸給接收 機(jī)。這兩個(gè)碼元的傳輸優(yōu)選地相繼進(jìn)行，可是也能同時(shí)傳輸。這兩 個(gè)碼元具有相同的總長(zhǎng)度，其中不僅針對(duì)有效數(shù)據(jù)的時(shí)段的兩個(gè)長(zhǎng) 度、而且周期性重復(fù)的時(shí)段的兩個(gè)長(zhǎng)度均是相互不同的。第一碼元 和第二碼元的總長(zhǎng)度不必精確地相等。因此，第一碼元的總長(zhǎng)度能
在容差范圍內(nèi)與第二碼元的總長(zhǎng)度不同。
第二時(shí)段和第四時(shí)段能被用于避免碼元間干擾，也即用于避免在
時(shí)間上連續(xù)發(fā)送的碼元之間的干擾。這種干擾由于無線電信道的不 同的多路傳播時(shí)間而形成。為了避免載波間干擾，也即為了避免相 鄰子載波之間的干擾，為避免碼元間干擾而引入的保護(hù)間隔、也即 第二時(shí)段和第四時(shí)段充滿了周期性的補(bǔ)充。
在本發(fā)明的擴(kuò)展方案中，根據(jù)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的傳輸信道的 至少一種特性和/或根據(jù)傳輸質(zhì)量，將傳輸至少一個(gè)第一碼元過渡到 傳輸至少一個(gè)第二碼元。因此，例如當(dāng)前的信道沖擊響應(yīng)和/或當(dāng)前 的和/或期望的信噪比能被包括在對(duì)在不同構(gòu)造的碼元之間過渡的 決定之內(nèi)。對(duì)所述過渡的決定優(yōu)選地在網(wǎng)絡(luò)側(cè)做出，并發(fā)信號(hào)通知 給有關(guān)的用戶站。
在根據(jù)本發(fā)明的用于在無線電通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電設(shè)備與 用戶站之間傳輸信息的第二方法中，在該網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電設(shè)備與第一 用戶站之間傳輸?shù)谝豢傞L(zhǎng)度的至少一個(gè)第一碼元，該第一碼元包括 具有第一有效數(shù)據(jù)的第一時(shí)段和第一有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)的第二
時(shí)段。此外，在該網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電設(shè)備與第二用戶站之間傳輸?shù)谝豢?長(zhǎng)度的至少一個(gè)第二碼元，該第二碼元包括第三時(shí)段和第四時(shí)段， 該第三時(shí)段具有第二有效數(shù)據(jù)并且該第三時(shí)段的長(zhǎng)度相對(duì)于第一時(shí)
段不同，該第四時(shí)段包括第二有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)并且該第四時(shí)段的長(zhǎng)度相對(duì)于第二時(shí)段不同。
碼元被傳輸，這些碼元在時(shí)域中由至少兩個(gè)時(shí)段組成具有有效 數(shù)據(jù)的時(shí)段和有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)的時(shí)段。所述碼元也能具有其 它的時(shí)段，可是所述碼元有利地僅僅由所述的這兩個(gè)時(shí)段組成。在 這種情況中，碼元的總長(zhǎng)度等于所述的這兩個(gè)時(shí)段的長(zhǎng)度之和。
網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電設(shè)備與第一用戶站之間的通信不僅可以在上行方 向上進(jìn)行，而且可以在下行方向上進(jìn)行。同樣，與該網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電 設(shè)備和第一用戶站之間的通信方向無關(guān)地，該網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電設(shè)備與 第二用戶站之間的通信不僅能在上行方向上進(jìn)行，而且能在下行方 向上進(jìn)行。所述至少一個(gè)第一碼元和所述至少一個(gè)第二碼元能同時(shí) 地或者相繼地在該網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電i殳備與用戶站之間;故傳輸。這兩個(gè) 碼元具有相同的總長(zhǎng)度，其中不僅針對(duì)有效數(shù)據(jù)的時(shí)段的兩個(gè)長(zhǎng) 度、而且周期性重復(fù)的時(shí)段的兩個(gè)長(zhǎng)度均相互不同。第一碼元和第 二碼元的總長(zhǎng)度不必精確相等。這樣，第一碼元的總長(zhǎng)度能在容差 范圍內(nèi)與第二碼元的總長(zhǎng)度不同。
該網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電設(shè)備是無線電通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備。該網(wǎng)絡(luò)側(cè) 無線電設(shè)備與其通信的第一和第二用戶站可以是移動(dòng)的或者靜止的 無線電站。
第二時(shí)段和第四時(shí)段可被用于避免碼元間干擾，也即用于避免在 時(shí)間上連續(xù)被發(fā)送的碼元之間的干擾。所述干擾由于無線電信道的 多路傳輸時(shí)間不同而形成。為了避免載波間干擾，也即為了避免相 鄰子載波之間的干擾，為避免碼元間干擾而引入的保護(hù)間隔、也即 第二時(shí)段和第四時(shí)段被充滿了周期性的補(bǔ)充。
在本發(fā)明的擴(kuò)展方案中，該網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電設(shè)備給第一用戶站發(fā)送 關(guān)于第一和/或第二時(shí)段長(zhǎng)度的信息，并給第二用戶站發(fā)送關(guān)于第三 和/或第四時(shí)段長(zhǎng)度的信息。這些信息可以明確地說明相應(yīng)的長(zhǎng)度。 可替換地，可能的是，這些信息能夠使得用戶站確定相應(yīng)的長(zhǎng)度。 有利地，例如根據(jù)該網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電設(shè)備與相應(yīng)用戶站之間的傳輸信 道的特性和/或根據(jù)傳輸質(zhì)量，該網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電設(shè)備或者與其相連的 網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備決定要使用的時(shí)段長(zhǎng)度。
如果OFDM碼元在頻帶的多個(gè)子載波上被傳輸，并且第一碼元和 第二碼元是OFDM碼元，那么這是特別有利的。
根據(jù)本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案，在發(fā)射機(jī)側(cè)和/或在接收機(jī)側(cè)處 理碼元時(shí)，第三時(shí)段的有效數(shù)據(jù)的采樣率與第一時(shí)段的有效數(shù)據(jù)的
采樣率不同，其中第三時(shí)段的有效數(shù)據(jù)的采樣值(Abtastwerte)的 數(shù)目等于第一時(shí)段的有效數(shù)據(jù)的采樣值的數(shù)目。盡管第一時(shí)段和第 三時(shí)段的持續(xù)時(shí)間不同，但有效數(shù)據(jù)的采樣值的數(shù)目是相同的，因 為對(duì)于該第一和該第三時(shí)段使用了不同的采樣率。
如果被用于傳輸至少一個(gè)第一碼元的子載波的數(shù)目不同于被用 于傳輸至少一個(gè)第二碼元的子載波的數(shù)目，那么這是有利的。此外， 被用于傳輸至少一個(gè)第一碼元的單個(gè)子載波的寬度不同于被用于傳 輸至少一個(gè)第二碼元的單個(gè)子載波的寬度。
可能的是，被用于傳輸至少一個(gè)第一碼元的頻域的寬度等于被用 于傳輸至少一個(gè)第二碼元的頻域的寬度。可替換地，被用于傳輸至 少一個(gè)第一碼元的頻域的寬度不同于被用于傳輸至少一個(gè)第二碼元 的頻域的寬度。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，在處理至少一個(gè)第一碼元時(shí)在發(fā)射機(jī)側(cè) 和/或在接收機(jī)側(cè)所使用的傅立葉變換或傅立葉逆變換的量與在處 理至少一個(gè)第二碼元時(shí)的量是相同的。該改進(jìn)方案與發(fā)射機(jī)和接收 機(jī)的硬件有關(guān)地、不費(fèi)事地實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法。
根據(jù)本發(fā)明的用于通過無線電給接收機(jī)發(fā)送信息的發(fā)射機(jī)具有 用于制訂并發(fā)送第一總長(zhǎng)度的至少一個(gè)第一碼元的裝置，該第一碼 元包括具有第一有效數(shù)據(jù)的第一時(shí)段和第一有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù) 的第二時(shí)段；并且該發(fā)射機(jī)還具有用于制訂并發(fā)送第一總長(zhǎng)度的至 少一個(gè)第二碼元的裝置，該第二碼元包括第三時(shí)段和第四時(shí)段，該
第三時(shí)段具有第二有效數(shù)據(jù)并且該第三時(shí)段的長(zhǎng)度相對(duì)于第一時(shí)段 不同，該第四時(shí)段包括第二有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)并且該第四時(shí)段 的長(zhǎng)度相對(duì)于第二時(shí)段不同。
根據(jù)本發(fā)明的用于通過無線電從發(fā)射機(jī)接收信息的接收機(jī)具有 用于接收并處理第一總長(zhǎng)度的至少一個(gè)第一碼元的裝置，該第一碼 元包括具有第一有效數(shù)據(jù)的第一時(shí)段和第一有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù) 的第二時(shí)段；并且該接收機(jī)還具有用于接收并處理第一總長(zhǎng)度的至 少一個(gè)第二碼元的裝置，該第二碼元包括第三時(shí)段和第四時(shí)段，該
第三時(shí)段具有第二有效數(shù)據(jù)并且該第三時(shí)段的長(zhǎng)度相對(duì)于笫一時(shí)段
不同，該第四時(shí)段包括第二有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)并且該第四時(shí)段 的長(zhǎng)度相對(duì)于第二時(shí)段不同。
根據(jù)本發(fā)明的、用于向用戶站發(fā)送信息并用于從用戶站接收信息 的無線電通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備具有用于向第一用戶站發(fā)送和/或 在上行方向上傳輸時(shí)從第一用戶站接收第一總長(zhǎng)度的至少一個(gè)第一 碼元的裝置，該第一碼元包括具有第一有效數(shù)據(jù)的第一時(shí)段和第一 有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)的第二時(shí)段，并且該網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備還具有用于 向第二用戶站發(fā)送和/或在上行方向上傳輸時(shí)從第二用戶站接收第
一總長(zhǎng)度的至少一個(gè)第二碼元，該第二碼元包括第三時(shí)段和第四時(shí) 段，該第三時(shí)段具有第二有效數(shù)據(jù)并且該第三時(shí)段的長(zhǎng)度相對(duì)于第 一時(shí)段不同，該第四時(shí)段包括第二有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)并且該第 四時(shí)段的長(zhǎng)度相對(duì)于第二時(shí)段不同。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射機(jī)、根據(jù)本發(fā)明的接收機(jī)和根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò) 側(cè)設(shè)備尤其是適于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法，其中這也適于所述改進(jìn) 方案和擴(kuò)展方案。對(duì)此，這些設(shè)備具有其它合適的裝置，尤其是具 有用于在頻帶的多個(gè)子載波上發(fā)送和/或接收碼元的裝置。
下面借助實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)解釋。在此

圖1示出了無線電通信系統(tǒng)的一部分， 圖2示出了 OFDM碼元在時(shí)域中的結(jié)構(gòu)， 圖3示出了 OFDM碼元在時(shí)域中和在頻域中的結(jié)構(gòu)。 圖1示出了基站BS的被示為六邊形的無線電覆蓋區(qū)域?；綛S 可以是區(qū)域廣布的(f laechenabdeckend)或者本地的無線電通信系 統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備。用戶站MS1和MS2位于該基站BS的無線電覆蓋區(qū) 域中。用戶站MS1和MS2可以是移動(dòng)的或者靜止的無線電站，諸如 是電話或者計(jì)算機(jī)?；綛S與用戶站MS1和MS2之間的通信不僅能 在上行方向上進(jìn)行，而且能在下行方向上進(jìn)行。在下文中說明的根 據(jù)本發(fā)明的方法不僅能被用于上行方向，而且也能4皮用于下行方 向。
基站BS與用戶站MS1和MS2之間的通信在使用OFDM的情況下來 進(jìn)行。為此采用了寬的頻帶，該頻帶被分成多個(gè)子載波。為了進(jìn)行 通信可以把可供使用的頻帶的一個(gè)、多個(gè)或所有子載波分配給用戶 站MS1或者M(jìn)S2。為了避免在時(shí)間上相鄰的OFDM碼元之間的碼元間
干擾，使用了具有周期性連續(xù)的保護(hù)間隔(用英語表達(dá)為guard interval )。保護(hù)間隔在OFDM中的應(yīng)用例如在V. Engels、H. Rohling、 S. Breide的"OFDM t)bertragungsverfahren ftir den Digitalen Fernsehrundf unk (用于數(shù)字電視廣播的OFDM傳輸方法)" (Sonderdruck aus den Rundfunktechnischen Mitteilungen 37. Jahrgang， 1993年，第6冊(cè)，第260-270頁(yè)，TU Braunschweig )中
被說明o
圖2示出了長(zhǎng)度為T碼元的0FDM碼元在時(shí)域T中的結(jié)構(gòu)。可以位 于該OFDM碼元的始端或末端的保護(hù)間隔GI具有長(zhǎng)度Td。有效數(shù)據(jù) 段DATA具有長(zhǎng)度T。rn。適用T碼元-T"+TiuTA。該有效數(shù)據(jù)通常由多個(gè) 采樣值組成，而該保護(hù)間隔GI包含該采樣值的重復(fù)。
碼元間干擾由于通過無線電信道在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的多路 傳輸而形成。因而，該保護(hù)間隔GI的長(zhǎng)度應(yīng)該被選擇來以致該長(zhǎng)度 比無線電信道的最長(zhǎng)的多路分量長(zhǎng)。由于多路傳輸而產(chǎn)生的延遲(用 英語表達(dá)為delay spread(延遲張開))可以從室內(nèi)傳輸時(shí)的100ns 達(dá)到直至室外傳輸時(shí)的數(shù)個(gè)HS。因而，對(duì)于室外傳輸應(yīng)該采用大的 保護(hù)間隔GI,而在室內(nèi)傳輸時(shí)，短的保護(hù)間隔GI就足夠了。 一方面， 如果保護(hù)間隔GI被選擇得過短，則傳輸質(zhì)量下降。在另一方面，長(zhǎng) 的保護(hù)間隔GI對(duì)應(yīng)于在大的范圍內(nèi)傳輸冗余的信息，由此降低了有 效數(shù)據(jù)速率。
圖3在左半邊示出了 0FDM碼元在時(shí)域T中的結(jié)構(gòu)，而在右半邊 示出了 0FDM碼元在頻域F中的結(jié)構(gòu)。按照最上面的部分圖，該保護(hù) 間隔GI具有0. 8ns的長(zhǎng)度T"，而該有效數(shù)據(jù)段DATA具有3. 2ps的 長(zhǎng)度T,A。因此，總碼元持續(xù)時(shí)間為0. 8ns + 3. 2ns=4. 0fis。該保護(hù)間 隔GI包含16個(gè)樣本，而該有效數(shù)據(jù)段DATA包含64個(gè)樣本，其中 樣本對(duì)應(yīng)于采樣值或單個(gè)碼元。使用了 20MHz的采樣頻率fs或50ns
的采樣持續(xù)時(shí)間ts。樣本的數(shù)目由^ = 64得出。
按照最上面的部分圖的右半邊，針對(duì)所考察的通信提供了 20MHz 的帶寬來使用。20MHz的帶寬被分成64個(gè)子載波SC。根據(jù)在OFDM 中要在發(fā)射機(jī)側(cè)和在接收機(jī)側(cè)執(zhí)行的FFT (快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform))或IFFT (快速傅立葉逆變換(Inverse Fast Fourier Transform))，子載波SC的數(shù)目對(duì)應(yīng)于有效數(shù)據(jù)段DATA
的樣本的數(shù)目。使用了 16. 4MHz來用于傳輸信息，其對(duì)應(yīng)于52個(gè)子 載波SC。在這種情況下，針對(duì)有效數(shù)據(jù)采用48個(gè)子載波SC,而針 對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)采用4個(gè)子載波SC。在其余的子載波SC上，也即在52 個(gè)子載波SC的兩側(cè)各6個(gè)子載波SC上不傳輸信息。該帶寬是保護(hù) 頻帶GB(用英語表達(dá)為guard band)。該保護(hù)頻帶被用于避免在 20MHz的帶寬之內(nèi)所傳輸?shù)男畔⑴c在其它頻率上所傳輸?shù)男畔⑾喔?擾。
根據(jù)本發(fā)明改變保護(hù)間隔GI的持續(xù)時(shí)間，其中總碼元持續(xù)時(shí)間 保持恒定。圖3的中間的部分圖示出了以下極端情況，即該保護(hù)間 隔GI的持續(xù)時(shí)間T"為Ops,而該有效數(shù)據(jù)段DATA的持續(xù)時(shí)間Tdata 對(duì)應(yīng)于4ps的總碼元持續(xù)時(shí)間。為了盡管該有效數(shù)據(jù)段DATA的持續(xù) 時(shí)間Tiuu改變但仍將有效數(shù)據(jù)段DATA的樣本的數(shù)目恒定地保持為64 個(gè)樣本，采樣頻率fs被降到16MHz,或采樣持續(xù)時(shí)間ts被提高到 62. 5ns。
由于在OFDM中有效數(shù)據(jù)段DATA的持續(xù)時(shí)間與子載波SC的寬度 成反比，所以該有效數(shù)據(jù)段DATA的持續(xù)時(shí)間T。ata的增加導(dǎo)致子載波 SC的寬度減小。因而，由于有效數(shù)據(jù)段DATA的64個(gè)樣本而使用的 64個(gè)子載波SC僅僅必需16MHz的帶寬。由于給該連接提供了 20MHz, 所以在16MHz的兩側(cè)分別有2MHz,其構(gòu)成了保護(hù)頻帶GB。因此，按 照?qǐng)D3的中間的圖示，64個(gè)子載波SC被用于傳輸信息，其中針對(duì)有 效數(shù)據(jù)采用60個(gè)子載波SC，而針對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)采用4個(gè)子載波SC。 剩余的帶寬、也即兩個(gè)2MHz沒有被分成子載波SC，以致這些保護(hù)頻 帶GB分別包含零個(gè)子載波。
圖3的最下面的部分圖示出了以下情況，即該保護(hù)間隔GI的長(zhǎng) 度T(h相對(duì)于最上面的部分圖被增加。該長(zhǎng)度Td為2. 4ns,而該有效 數(shù)據(jù)段DATA的持續(xù)時(shí)間LuTA僅僅為1. 6jis。為了使該有效數(shù)據(jù)段DATA 由64個(gè)樣本組成，采樣頻率fs被提高到40MHz，或采樣持續(xù)時(shí)間ts 被降低到25ns。通過縮短該有效數(shù)據(jù)段DATA的持續(xù)時(shí)間Tdata，子載 波SC的頻寬被提高，以致64個(gè)子載波SC的總寬度為40MHz。為了 傳輸信息而使用了 26個(gè)子載波SC，其對(duì)應(yīng)于16. 4MHz的總頻寬。在 這種情況下，針對(duì)有效數(shù)據(jù)采用22個(gè)子載波SC，而針對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)采 用4個(gè)子載波SC。此外，在這26個(gè)子載波SC的兩側(cè)，各有3個(gè)子
載波SC不被用于傳輸信息，而是被用作保護(hù)頻帶。因此存在其它32 個(gè)子載波SC,這些其它32個(gè)子載波SC超出該20MHz范圍，并且因 而沒有被使用。
借助圖3示例性解釋的方法能被概括如下保護(hù)間隔的長(zhǎng)度被改 變。由于在總碼元長(zhǎng)度恒定的情況下進(jìn)行改變，所以有效數(shù)據(jù)段的 長(zhǎng)度也變化。要在接收機(jī)側(cè)和在發(fā)射機(jī)側(cè)執(zhí)行的傅立葉變換或傅立 葉逆變換的量對(duì)于保護(hù)間隔GI的所有長(zhǎng)度都是相同的。這通過改變 采樣頻率來實(shí)現(xiàn)，以致有效數(shù)據(jù)段的樣本的數(shù)目在時(shí)域中是恒定 的。根據(jù)有效數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度與子載波的寬度之間的互逆性，子載波 的寬度隨著保護(hù)間隔的長(zhǎng)度的變化而變化。這意味著，在針對(duì)連接 給定帶寬(在圖3中為20MHz)時(shí)，該連接的子載波的總寬度小于或 者大于給定的帶寬。因而，在第二種情況下，這些子載波中的一些 可以不被用于該連接。因此，在時(shí)域中通過改變有效數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度 來適配數(shù)據(jù)速率，而在頻域中通過針對(duì)傳輸使用不同數(shù)量的子載波 來適配數(shù)據(jù)速率。
圖3的三個(gè)部分圖可以涉及基站與用戶站之間的某個(gè)連接，其 中，在第一時(shí)刻，OFDM碼元按照最上面的部分圖來構(gòu)造，在第二時(shí) 刻按照中間的部分圖來構(gòu)造，而在第三時(shí)刻按照最下面的部分圖來 構(gòu)造。因此，該保護(hù)間隔的長(zhǎng)度隨著時(shí)間變化。此外，最上面的部 分圖對(duì)應(yīng)于基站與第一用戶站之間的連接，中間的部分圖對(duì)應(yīng)于基 站與第二用戶站之間的連接，而最下面的部分圖對(duì)應(yīng)于基站與第三 用戶站之間的連接。在這種情況下，隨著連接來改變保護(hù)間隔的長(zhǎng) 度。對(duì)于單個(gè)連接，能隨著時(shí)間來進(jìn)行附加的改變。
優(yōu)選地根據(jù)信道沖擊響應(yīng)和/或相應(yīng)連接的所期望的或當(dāng)前的信 噪比來改變保護(hù)間隔的長(zhǎng)度。這樣，在由于多路傳播而存在長(zhǎng)延遲 的情況下，或在所期望的信噪比高或當(dāng)前信噪比低的情況下，使用 長(zhǎng)的保護(hù)間隔。發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的傳輸信道的信道沖擊響應(yīng)由 該接收機(jī)來確定。如果該接收機(jī)是用戶站，那么該用戶站就向該基 站通知由其確定的信道沖擊響應(yīng)。關(guān)于當(dāng)前的信噪比，相應(yīng)的情況 也適用。要使用的、保護(hù)間隔的長(zhǎng)度或者由其得到該保護(hù)間隔長(zhǎng)度 的另一量(諸如采樣頻率)由該基站或者由另一網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備來確定， 并發(fā)信號(hào)通知給該用戶站。由于傳輸信道的特性通常緩慢變化，所
以這種信令并不是常常必需的，以致由此所產(chǎn)生的信令開銷并不 大。
所述的行為方式具有以下優(yōu)點(diǎn)，即由于總碼元長(zhǎng)度恒定而獲得時(shí)
幀結(jié)構(gòu)。這使得發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的同步容易，并在TDMA方法中 是尤其有利的。通過將采樣頻率與有效數(shù)據(jù)段的長(zhǎng)度相匹配而可能 的是，僅僅唯一量的傅立葉變換必須能被執(zhí)行。這降低了發(fā)射機(jī)側(cè) 的和接收機(jī)側(cè)的復(fù)雜度。
針對(duì)該采樣頻率優(yōu)選地規(guī)定了最大值和最小值，諸如在圖3中為 16MHz和40MHz，其中所使用的采樣頻率必須位于該最大值到該最小 值之間。此外，對(duì)于該采樣頻率不應(yīng)使用該最大值到該最小值之間 的任意值，而是應(yīng)當(dāng)在給定總碼元長(zhǎng)度的情況下，對(duì)于每個(gè)總碼元 得到整數(shù)數(shù)目的樣本。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了根據(jù)當(dāng)前的無線電傳輸條件和/或所期望的傳輸質(zhì) 量來對(duì)OFDM碼元的組成進(jìn)行靈活匹配。通過基站向相應(yīng)的用戶站發(fā) 信號(hào)通知要在OFDM處理時(shí)使用的參數(shù)，在連接期間實(shí)現(xiàn)該匹配。對(duì) 于到不同用戶站的連接，基站能使用OFDM碼元的不同劃分。在這種 情況下，基站與不同用戶站之間的通信能根據(jù)TDMA工作方式相繼地 進(jìn)行和/或根據(jù)FDMA工作方式同時(shí)進(jìn)行。
本發(fā)明借助OFDM通信來進(jìn)行解釋，然而本發(fā)明并不限于OFDM 通信系統(tǒng)。更確切地說，也能在一個(gè)子載波上而不是在多個(gè)子載波 上傳輸具有可變的保護(hù)間隔的碼元。
權(quán)利要求
1.一種用于通過無線電將信息從發(fā)射機(jī)(BS、MS1、MS2)傳輸?shù)浇邮諜C(jī)(BS、MS1、MS2)的方法，其中，傳輸?shù)谝豢傞L(zhǎng)度(T碼元)的至少一個(gè)第一碼元，該第一碼元包括具有第一有效數(shù)據(jù)的第一時(shí)段(DATA)和所述第一有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)的第二時(shí)段(GI)，其特征在于，傳輸?shù)谝豢傞L(zhǎng)度(T碼元)的至少一個(gè)第二碼元，該第二碼元包括第三時(shí)段(DATA)和第四時(shí)段(GI)，該第三時(shí)段(DATA)具有第二有效數(shù)據(jù)并且該第三時(shí)段(DATA)的長(zhǎng)度相對(duì)于所述第一時(shí)段(DATA)不同，該第四時(shí)段(GI)包括所述第二有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)并且該第四時(shí)段(GI)的長(zhǎng)度相對(duì)于所述第二時(shí)段(GI)不同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)所述發(fā)射機(jī)(BS、 MS1、 MS2 )與所述接收機(jī)(BS、 MS1、 MS2 ) 之間的傳輸信道的至少一個(gè)特性，和/或根據(jù)傳輸質(zhì)量，將傳輸至少 一個(gè)第一碼元過渡到傳輸至少一個(gè)第二碼元。
3. —種用于在無線電通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電設(shè)備(BS)與用 戶站(MS1、 MS2)之間傳輸信息的方法，其中，在所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電設(shè)備(BS)與第一用戶站(BS1)之間傳輸 第一總長(zhǎng)度(T碼元)的至少一個(gè)笫一碼元，該第一碼元包括具有第一 有效數(shù)據(jù)的第一時(shí)段(DATA)和所述第一有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)的 第二時(shí)段(GI)，其特征在于，在所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線電設(shè)備(BS)與第二用戶站(MS2)之間傳輸 第一總長(zhǎng)度(T碼元)的至少一個(gè)第二碼元，該第二碼元包括第三時(shí)段 (DATA)和第四時(shí)段(GI)，該第三時(shí)段(DATA)具有第二有效數(shù) 據(jù)并且該第三時(shí)段(DATA)的長(zhǎng)度相對(duì)于所述第一時(shí)段(DATA)不 同，該第四時(shí)段(GI)包括所述第二有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)并且該 第四時(shí)段(GI)的長(zhǎng)度相對(duì)于所述第二時(shí)段(GI)不同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備(BS)給所述第一用戶站(MSI)發(fā)送關(guān)于所述 第一時(shí)段(DATA)和/或所述第二時(shí)段(GI)的長(zhǎng)度的信息，以及 所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備(BS)給所述第二用戶站(MS2)發(fā)送關(guān)于所述 第三時(shí)段(DATA)和/或所述第四時(shí)段(GI)的長(zhǎng)度的信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其中， OFDM碼元在頻帶的多個(gè)子載波(SC)上被傳輸， 以及所述第一碼元和所述第二碼元是0FDM碼元。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其中， 在發(fā)射機(jī)側(cè)和/或在接收機(jī)側(cè)處理所述碼元時(shí)，所述第三時(shí)段(DATA)的有效數(shù)據(jù)的采樣率(fs)與所述第一時(shí)段(DATA)的有效 數(shù)據(jù)的采樣率(fs)不同，其中，所述第三時(shí)段(DATA)的有效數(shù)據(jù) 的采樣值(樣本)的數(shù)目等于所述第一時(shí)段(DATA)的有效數(shù)據(jù)的 采樣值(樣本)的數(shù)目。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5至6之一所述的方法，其中， 被用于傳輸至少一個(gè)第一碼元的子載波(SC)的數(shù)目與被用于傳輸至少一個(gè)第二碼元的子載波(SC)的數(shù)量不同。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5至7之一所述的方法，其中， 被用于傳輸至少一個(gè)第一碼元的單個(gè)子栽波(SC)的寬度與被用于傳輸至少一個(gè)第二碼元的單個(gè)子載波(SC)的寬度不同。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其中，被用于傳輸至少一個(gè)第一碼元的頻域的寬度等于被用于傳輸至 少一個(gè)第二碼元的頻域的寬度相等。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其中，被用于傳輸至少一個(gè)第一碼元的頻域的寬度與被用于傳輸至少 一個(gè)第二碼元的頻域的寬度不同。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至IO之一所述的方法，其中， 在處理所述至少一個(gè)第一碼元時(shí)的在發(fā)射機(jī)側(cè)和/或在接收機(jī)側(cè)所使用的傅立葉變換的量與在處理所述至少一個(gè)第二碼元時(shí)的量相 同。
12. —種用于通過無線電向接收機(jī)(BS、 MS1、 MS2)發(fā)送信息的 發(fā)射機(jī)(BS、 MS1、 MS2),該發(fā)射機(jī)(BS、 MS1、 MS2 )具有用于制 訂并發(fā)送第一總長(zhǎng)度(T碼元)的至少一個(gè)第一碼元的裝置，該第一碼 元包括具有第一有效數(shù)據(jù)的第一時(shí)段(DATA)和所述第一有效數(shù)據(jù) 的周期性重復(fù)的笫二時(shí)段(GI)，其特征在于用于制訂并發(fā)送第一總長(zhǎng)度(T碼元)的至少一個(gè)第二 碼元的裝置，該第二碼元包括第三時(shí)段(DATA)和第四時(shí)段(GI)， 該第三時(shí)段(DATA)具有第二有效數(shù)據(jù)并且該第三時(shí)段(DATA)的 長(zhǎng)度相對(duì)于所述第一時(shí)段(DATA)不同，該第四時(shí)段(GI)包括所 述第二有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)并且該第四時(shí)段(GI)的長(zhǎng)度相對(duì)于 所述第二時(shí)段(GI )不同。
13. —種用于通過無線電從發(fā)射機(jī)(BS、 MS1、 MS2)接收信息的 接收機(jī)(BS、 MS1、 MS2)，該接收機(jī)(BS、 MS1、 MS2 )具有用于接 收并處理第一總長(zhǎng)度(T碼元)的至少一個(gè)第一碼元，該第一碼元包括 具有第一有效數(shù)據(jù)的笫一時(shí)段(DATA)和所述第一有效數(shù)據(jù)的周期 性重復(fù)的第二時(shí)段(GI)，其特征在于用于接收并處理第一總長(zhǎng)度(T碼元)的至少一個(gè)第二 碼元的裝置，該第二碼元包括第三時(shí)段(DATA)和第四時(shí)段(GI), 該第三時(shí)段(DATA)具有第二有效數(shù)據(jù)并且該第三時(shí)段(DATA)的 長(zhǎng)度相對(duì)于所述第一時(shí)段(DATA)不同，該第四時(shí)段(GI)包括所 述笫二有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)并且該第四時(shí)段(GI)的長(zhǎng)度相對(duì)于 所述第二時(shí)段(GI)不同。
14. 一種用于向用戶站(MS1、MS2 )發(fā)送信息并用于從用戶站(BS) 接收信息的無線電通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備(BS )，該網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備(BS ) 具有用于向第一用戶站(MS1、 MS2)發(fā)送和/或從第一用戶站(MSl、 MS"接收第一總長(zhǎng)度(T碼元)的至少一個(gè)第一碼元的裝置，該笫一 碼元包括具有第一有效數(shù)據(jù)的第一時(shí)段(DATA)和所述第一有效數(shù) 據(jù)的周期性重復(fù)的第二時(shí)段(GI)，其特征在于用于向第二用戶站(MS1、 MS2)發(fā)送和/或從第二用 戶站(MSl、 MS"接收第一總長(zhǎng)度(T碼元)的至少一個(gè)第二碼元的裝 置，該第二碼元包括第三時(shí)段(DATA)和第四時(shí)段(GI)，該第三 時(shí)段(DATA)具有第二有效數(shù)據(jù)并且該第三時(shí)段(DATA)的長(zhǎng)度相 對(duì)于所迷第一時(shí)段(DATA)不同，該第四時(shí)段(GI)包括所述第二 有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)并且該第四時(shí)段(GI)的長(zhǎng)度相對(duì)于所述第 二時(shí)段(GI)不同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過無線電將信息從發(fā)射機(jī)傳輸?shù)浇邮諜C(jī)的方法，特別是涉及用于傳輸OFDM碼元的方法。第一總長(zhǎng)度(T_碼元)的至少一個(gè)第一碼元被傳輸，該第一碼元包括具有第一有效數(shù)據(jù)的第一時(shí)段(DATA)和所述第一有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)的第二時(shí)段(GI)。此外，第一總長(zhǎng)度(T_碼元)的至少一個(gè)第二碼元被傳輸，該第二碼元包括第三時(shí)段(DATA)和第四時(shí)段(GI)，該第三時(shí)段(DATA)的長(zhǎng)度相對(duì)于第一時(shí)段(DATA)不同并且該第三時(shí)段(DATA)包含第二有效數(shù)據(jù)，該第四時(shí)段(GI)的長(zhǎng)度相對(duì)于第二時(shí)段(GI)不同并且該第四時(shí)段(GI)包括所述第二有效數(shù)據(jù)的周期性重復(fù)。此外，本發(fā)明還涉及用于執(zhí)行所述方法的發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備。
文檔編號(hào)H04L25/03GK101185300SQ200580049892
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2005年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者E·舒爾茨, W·齊瓦斯 申請(qǐng)人:諾基亞西門子通信有限責(zé)任兩合公司