專利名稱：通信系統(tǒng)的ofdm/ofdma幀結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及數(shù)字通信，尤其是涉及正交頻分復(fù)用(OFDM)和正交頻分多址 (0FDMA)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
存在對移動高速通信系統(tǒng)的增加的需要，以提供各種服務(wù)例如互聯(lián)網(wǎng)、電視、照片 共享和下載音樂文件。為了提供這樣的服務(wù)，移動高速通信系統(tǒng)必須能夠克服由環(huán)境造成 的各種困難的操作條件。在這些操作條件中的是多路徑信號、符號間干擾(ISI)和信道間 干擾(ICI)。在移動高速通信系統(tǒng)中，多路徑是從通過兩個或多個路徑到達(dá)接收天線的無線 信號產(chǎn)生的干擾。多路徑的原因包括大氣管道輸送、電離層反射和折射、以及來自陸地物體 例如山和建筑物的反射。在電信中，ISI是信號的失真形式，在該信號中一個符號干擾隨后 的符號。ICI是在可能彼此干擾的相鄰信道上信號的傳輸引起的信號的失真形式。

圖1示出移動無線信道操作環(huán)境100。移動無線信道操作環(huán)境100可包括基站 (BS) 102、移動臺(MS) 104、各種障礙物106/108/110、以及覆蓋地理區(qū)域101的一組抽象的 六邊形小區(qū) 126/130/132/134/136/138/140。每個小區(qū) 126/130/132/134/136/138/140 可 包括基站，其在其所分配的帶寬處操作以向其預(yù)期用戶提供充足的無線覆蓋。例如，基站 102可在所分配的信道傳輸帶寬處操作以向移動臺104提供充足的覆蓋?；?02和移動 臺104可分別通過下行無線幀118和上行無線幀124進(jìn)行通信。每個無線幀118/124可進(jìn) 一步分成子幀120/126，子幀120/126可包括數(shù)據(jù)符號122/128。在該移動無線信道操作 環(huán)境100中，從基站102傳輸?shù)男盘柨赡茉馐苌厦嫣岬降牟僮鳁l件。例如，多路徑信號分量 112可作為由自然和/或人造的物體106/108/110對傳輸?shù)男盘柕姆瓷?、散射和衍射的結(jié) 果出現(xiàn)。在接收天線114處，具有不同的延遲、衰減和相位的大量信號可從很多不同的方向 到達(dá)。通常，首先接收到的多路徑分量116 (—般是視線分量)和最后接收到的多路徑分量 (可能任何多路徑信號分量112)的到達(dá)時刻的時間差稱為延遲擴(kuò)展。具有各種延遲、衰減 和相位的信號的組合可能在所接收的信號中產(chǎn)生失真，例如ISI和ICI。失真可能復(fù)雜化接 收和所接收的信號到有用信息的轉(zhuǎn)換。例如，延遲擴(kuò)展可能引起包含在無線幀124中的有 用信息(數(shù)據(jù)符號)中的ISI。正交頻分復(fù)用(OFDM)是對高速通信發(fā)展的一種技術(shù)，其可減輕延遲擴(kuò)展和很多 其它困難的操作條件。OFDM將所分配的無線通信信道劃分成等帶寬的多個正交子信道。每 個子信道由唯一的一組子載波信號調(diào)制，為了最佳帶寬效率，這些子載波信號的頻率相等 地和最小地間隔開。這組子載波信號被選擇為正交的，意味著子載波中的任意兩個的內(nèi)積 等于零。以這種方式，分配給系統(tǒng)的整個帶寬分成正交子載波。
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正交頻分多址(0FDMA)是OFDM的多用戶版本。對于通信設(shè)備例如基站102，通過 將正交子載波的子集分配給單獨的用戶設(shè)備來實現(xiàn)多址。用戶設(shè)備可為基站102與之進(jìn)行 通信的移動臺104。逆快速傅立葉變換(IFFT)常常用于形成子載波，且正交子載波的數(shù)量確定待使 用的快速傅立葉變換(FFT)尺寸(Nm)。在IFFT的頻域中的信息符號(例如，數(shù)據(jù)符號) 轉(zhuǎn)換成正交子載波的時域調(diào)制。正交子載波的調(diào)制在具有持續(xù)時間Tu的時域內(nèi)形成信息 符號。持續(xù)時間Tu通常稱為OFDM有用符號持續(xù)時間。為了使子載波保持正交，正交子載
波之間的間隔A f被選擇為+，反之亦然，OFDM符號持續(xù)時間Tu為^?？捎谜蛔虞d波N。
BW
的數(shù)量(小于或等于NFFT的整數(shù))是信道傳輸帶寬(BW)除以子載波間隔，為j或BW*TU。圖2示出使用四個子載波的0FDM/0FDMA多載波傳輸?shù)脑怼６噍d波傳輸?shù)脑?是通過串行到并行轉(zhuǎn)換器將串行高速數(shù)據(jù)流202轉(zhuǎn)換成多個并行低速子流204。每個并行 子流被調(diào)制到N。個正交子載波206之一上，其中N。是例如可大于或等于128的整數(shù)。N。個 子流被調(diào)制到具有間隔A f 的N。個子載波206上，以便在N。個子載波206上實現(xiàn)信號之間 的正交性。因而產(chǎn)生的N。個并行的經(jīng)調(diào)制的數(shù)據(jù)符號210稱為OFDM符號。因為每個子載 波206上的符號率比初始串行數(shù)據(jù)202的符號率小得多，OFDM符號對計時較不敏感。因此， 由延遲擴(kuò)展引起的符號重疊(即，ISI)的效應(yīng)對信道減小了。圖3示出0FDM/0FDMA符號之間的ISI。如圖3所示，0FDM/0FDMA符號S1-S3可在 下行無線子幀118的子幀120上從基站(BS) 102被發(fā)送到移動臺(MS) 104(圖1)。多路徑 分量112 (圖1)可引起符號S1-S3的延遲擴(kuò)展302。延遲擴(kuò)展可使0FDM/0FDMA符號S1-S3 彼此重疊，使得ISI 304出現(xiàn)在0FDM/0FDMA符號S1-S2和S2-S3之間。如果ISI足夠大， 則信號接收被中斷。為了使0FDM/0FDMA系統(tǒng)對多路徑信號更可靠，對稱為循環(huán)前綴的信息符號進(jìn)行 擴(kuò)展。循環(huán)前綴402通常插在如圖4所示的相鄰0FDM/0FDMA符號之間。循環(huán)前綴402 —般 被附加到每個0FDM/0FDMA符號開始處，用于補(bǔ)償由如下所述的無線信道引入的延遲擴(kuò)展。 循環(huán)前綴402也可補(bǔ)償延遲擴(kuò)展的其它源，例如來自常常用在發(fā)射機(jī)中的脈沖整形濾波器 的源。通過顯著地減小或避免ISI和ICI的效應(yīng)，循環(huán)前綴402也有助于在子載波206 (圖 2)上維持0FDM/0FDMA信號之間的正交性。循環(huán)前綴402具有持續(xù)時間L，其可被加到有用 符號持續(xù)時間Tu上。因此，總0FDM/0FDMA符號持續(xù)時間TSYM可為Tu+Tp雖然在本例中，總 0FDM/0FDMA符號持續(xù)時間TSYM = TU+TG可用于發(fā)送0FDM/0FDMA符號，但只有有用符號持續(xù) 時間Tu(圖2)可用于用戶的數(shù)據(jù)符號發(fā)送。如上所述，循環(huán)前綴402是每個0FDM/0FDMA符號的循環(huán)擴(kuò)展，其通過延長0FDM/ 0FDMA符號的持續(xù)時間來獲得。圖5示出示例性循環(huán)前綴。在圖5中，正弦曲線504相應(yīng) 于原始正弦曲線，其中正弦曲線的一個周期具有持續(xù)時間3.2 i!S(g卩，具有20MHz采樣率的 64個樣本)。對于本例，子載波頻率是312. 5KHz。16個樣本的循環(huán)前綴502 (0. 8 y s)附加 到原始子載波504開始處，原始子載波504仍然具有頻率312. 5KHz的原始正弦曲線。正弦 曲線現(xiàn)在具有持續(xù)時間4. s，這允許接收機(jī)從較大的窗(4. s)選擇子載波504的一 個周期(3.2PS)。以這種方式，循環(huán)前綴502充當(dāng)緩沖區(qū)。在移動臺104(圖1)處的接收機(jī)在選擇0FDM/0FDMA符號(例如，S1_S3(圖3))的樣本時，可排除來自循環(huán)前綴502/402 的、被前面的符號破壞的樣本。循環(huán)前綴502/402持續(xù)時間應(yīng)被優(yōu)化以增加帶寬效率(即， bit/Hz)。在電信中，幀是固定或可變長度數(shù)據(jù)分組，其通過通信協(xié)議被編碼用于數(shù)字傳輸。 幀結(jié)構(gòu)是通信信道被分成幀(即，圖1中的118/124)或子幀(例如，圖1中的120/126)用 于傳輸?shù)姆绞?。OFDM或0FDMA系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)有助于確定通信系統(tǒng)的性能。在通信系統(tǒng)中， 在幀中的循環(huán)前綴的尺寸和計時由幀結(jié)構(gòu)指定。在現(xiàn)有0FDM/0FDMA系統(tǒng)中，例如微波接入(WiMAX)的無線互操作性，循環(huán)前綴是 可配置的，但當(dāng)系統(tǒng)被部署了時，它是固定的。這限制了針對有效的帶寬利用來對系統(tǒng)進(jìn)行 的配置，因為循環(huán)前綴不能被重新配置。此外，在現(xiàn)有幀結(jié)構(gòu)中，沒有允許基站對不同的通 信使用情況改變或重新配置循環(huán)前綴持續(xù)時間的機(jī)制。例如，當(dāng)在信道中的通信遭受嚴(yán)重 的多路徑效應(yīng)(即，大的延遲擴(kuò)展)時，較長的循環(huán)前綴可用于消除ISI和ICI。在有較少 的多路徑問題的較不嚴(yán)重的信道情況下，可使用短循環(huán)前綴，以便減小開銷和發(fā)射功率。因 此，需要一種更有效地使用循環(huán)前綴的、為高性能OFDM和0FDMA系統(tǒng)提供幀結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和 方法。發(fā)明概述公開了用于通信系統(tǒng)的0FDM/0FDMA幀結(jié)構(gòu)技術(shù)。0FDM/0FDMA幀結(jié)構(gòu)技術(shù)包括具 有有效地設(shè)置大小的循環(huán)前綴的可變長度子幀結(jié)構(gòu)，以及可操作來有效地利用0FDM/0FDMA 帶寬的有效的轉(zhuǎn)換間隙持續(xù)時間。此外，該幀結(jié)構(gòu)提供了與多個無線通信系統(tǒng)的兼容性。提 供了上行幀結(jié)構(gòu)和下行幀結(jié)構(gòu)。第一實施方式包括一種0FDM/0FDMA通信系統(tǒng)。該0FDM/0FDMA通信系統(tǒng)包括多個 射頻(RF)信道，其中RF信道包括不同的帶寬。該系統(tǒng)還包括用于提供多個OFDM子載波的 發(fā)射機(jī)。OFDM子載波包括固定的子載波間隔，其被選擇成使得OFDM子載波在數(shù)量上是可擴(kuò) 縮的，以利用任何RF信道。在一個實施方式中，在該通信系統(tǒng)中的所有RF信道帶寬可被子 載波間隔整除。此外，該系統(tǒng)還可包括耦合到發(fā)射機(jī)并可操作來提供靈活的無線幀結(jié)構(gòu)的處理 器，該無線幀結(jié)構(gòu)包括可操作來用于RF信道的多個可變長度循環(huán)前綴。第二實施方式包括一種通信系統(tǒng)。該通信系統(tǒng)包括支持可變循環(huán)前綴持續(xù)時間的 至少一個基站?？勺冄h(huán)前綴持續(xù)時間根據(jù)所述至少一個基站的小區(qū)覆蓋區(qū)域來選擇。該 系統(tǒng)還包括用于提供利用可變尺寸循環(huán)前綴持續(xù)時間的靈活的無線幀結(jié)構(gòu)。該靈活的無 線幀結(jié)構(gòu)由所述至少一個基站使用，用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到移動臺。處理器也可操作來計算與 至少一個子幀相關(guān)的多個計時間隙，其中計時間隙部分地基于可變循環(huán)前綴持續(xù)時間來計 笪弁。第三實施方式包括一種用于在無線網(wǎng)絡(luò)中RF信道中的通信的0FDM/0FDMA無線幀 結(jié)構(gòu)。該無線幀結(jié)構(gòu)包括多個0FDM符號，每個0FDM符號包括可變循環(huán)前綴持續(xù)時間和至 少一個0FDM數(shù)據(jù)符號。幀結(jié)構(gòu)還包括從0FDM符號的子集形成的多個可變尺寸子幀，以及 用于通過RF信道發(fā)送可變子幀的子集的多個無線幀。所述幀結(jié)構(gòu)還包括與無線幀相關(guān)的 多個計時間隙，用于在信號接收時提供對計時變化的防護(hù)。至少部分地基于可變循環(huán)前綴 持續(xù)時間來計算計時間隙。
第四實施方式包括一種通信系統(tǒng)。該通信系統(tǒng)包括多個RF信道，其中RF信道的 子集具有不同的信道帶寬。該系統(tǒng)還包括逆快速傅立葉變換(IFFT)模塊，其可操作來分別 將多個頻域數(shù)據(jù)符號轉(zhuǎn)換成多個時域數(shù)據(jù)符號。該系統(tǒng)還包括可操作來從多個可變長度循 環(huán)前綴中選擇一個循環(huán)前綴以獲得選定的循環(huán)前綴的循環(huán)前綴選擇器。該系統(tǒng)還包括可操 作來將選定的循環(huán)前綴添加到時域數(shù)據(jù)符號中的每一個以獲得多個OFDM幀的添加循環(huán)前 綴模塊。所述系統(tǒng)還可包括可操作來提供從OFDM幀的子集形成的多個可變尺寸子幀的處 理器。該處理器還可操作來提供多個無線幀，用于通過至少一個RF信道發(fā)送可變尺寸子幀 的子集。該處理器還可操作來計算與至少一個可變尺寸子幀相關(guān)的多個計時間隙，用于在 信號接收時提供對計時變化的防護(hù)。至少部分地基于選定的循環(huán)前綴的循環(huán)前綴持續(xù)時間 來計算計時間隙。第五實施方式包括一種用于在通信系統(tǒng)中通信的方法。該方法包括接收時域數(shù)據(jù) 符號用于在無線信道上發(fā)送，以及從多個可變長度循環(huán)前綴中選擇一個循環(huán)前綴以獲得選 定的循環(huán)前綴。該方法還包括將選定的循環(huán)前綴添加到每個時域數(shù)據(jù)符號中以獲得多個 OFDM中貞。第六實施方式包括一種用于通信系統(tǒng)的計算機(jī)可讀介質(zhì)。該計算機(jī)可讀介質(zhì)包括 用于接收時域數(shù)據(jù)符號以在無線信道上發(fā)送的程序代碼。該程序代碼還從用于無線信道的 多個可變長度循環(huán)前綴中選擇一個循環(huán)前綴以獲得選定的循環(huán)前綴。該程序代碼還將選定 的循環(huán)前綴添加到每個時域數(shù)據(jù)符號中以獲得多個OFDM幀。所述計算機(jī)可讀介質(zhì)還可包括用于在無線信道上發(fā)送OFDM幀之前將0FDM幀添加 到靈活的子幀的程序代碼。該程序代碼還可提供從0FDM幀的子集形成的多個可變尺寸子 幀，以及提供多個無線幀用于通過無線信道發(fā)送可變尺寸子幀的子集。該程序代碼還可計 算與至少一個可變尺寸子幀相關(guān)的多個計時間隙，用于在信號接收時提供對計時變化的防 護(hù)。部分地基于選定的循環(huán)前綴的循環(huán)前綴持續(xù)時間來計算計時間隙。下面參考附圖詳細(xì)描述了本公開的另外的特征和優(yōu)點以及本公開的各個實施方 式的結(jié)構(gòu)和操作。附圖的簡要說明參考下面的附圖詳細(xì)描述了根據(jù)一個或多個不同的實施方式的本公開。附圖僅僅 為了例證的目的被提供，且只描述本公開的示例性實施方式。這些附圖被提供以便于讀者 對本公開的理解，且不應(yīng)被認(rèn)為限制本公開的廣度、范圍或適用性。應(yīng)注意，為了說明的清 楚和容易，不一定按比例制出這些附圖。圖1是0FDM/0FDMA移動無線信道操作環(huán)境的圖示。圖2是使用四個子載波的0FDM/0FDMA多載波發(fā)送的原理的圖示。圖3是對由于ISI而失真的示例性0FDM/0FDMA符號的圖示。圖4是在時域中帶有循環(huán)前綴插入的示例性0FDM/0FDMA符號的圖示。圖5是0FDM/0FDMA符號在頻域中的示例性循環(huán)前綴擴(kuò)展的圖示。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示例性0FDM/0FDMA的示例性通信系統(tǒng)的圖示。圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示例性0FDM/0FDMA數(shù)字收發(fā)機(jī)的圖示。圖8是在頻域中的示例性0FDM/0FDMA信號定義的圖示。
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圖9是在時域中的示例性0FDM/0FDMA符號結(jié)構(gòu)的圖示。圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示例性0FDM/0FDMA子幀結(jié)構(gòu)的圖示。圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示例性0FDM/0FDMA上行和下行無線幀結(jié)構(gòu)的圖
7J\ o圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示例性0FDM/0FDMA上行和下行子幀結(jié)構(gòu)的圖
7J\ o圖13是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示例性0FDM/0FDMA的可選的無線幀結(jié)構(gòu)的圖
7J\ o圖14是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的對于n*l. 25MHz帶寬系列的示例性基本OFDM/ 0FDMA參數(shù)表的圖示。圖15是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的對于n*3. 5MHz帶寬系列的示例性基本OFDM/ 0FDMA參數(shù)表的圖示。圖16是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于0. 5,0. 675、1、1. 5、2和2. 5ms子幀、對于 n*l. 25MHz帶寬系列的示例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表的圖示。圖17是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的對于n*3. 5MHz帶寬系列的示例性基本OFDM/ 0FDMA參數(shù)表的圖示。圖18是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于0. 5ms子幀、n*l. 25MHz帶寬系列、子載波 頻率間隔為Af = 12. 5KHz的示例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表的圖示。圖19是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于0. 675ms子幀、n*l. 25MHz帶寬系列、子載 波頻率間隔為Af = 12. 5KHz的示例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表的圖示。圖20是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于1. 0ms子幀、對于n*l. 25MHz帶寬系列、子 載波頻率間隔為A f = 12. 5KHz的示例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表的圖示。圖21是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于1. 5ms子幀、n*l. 25MHz帶寬系列、子載波 頻率間隔為Af = 12. 5KHz的示例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表的圖示。圖22是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于2ms子幀、n*l. 25MHz帶寬系列、子載波頻 率間隔為A f 12. 5KHz的示例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表的圖示。圖23是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于2. 5ms子幀、對于n*l. 25MHz帶寬系列、子 載波頻率間隔為A f 12. 5KHz的示例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表的圖示。圖24是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于5MHz帶寬系列、子載波頻率間隔為 Af ^ 10. 94KHz的示例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表的圖示。圖25是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于5MHz帶寬系列、子載波頻率間隔為 Af ^ 12. 5KHz的示例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表的圖示。圖26是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于5MHz帶寬系列、子載波頻率間隔為 Af ^ 25KHz的示例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表的圖示。圖27是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示出用于創(chuàng)建具有可變循環(huán)前綴的幀結(jié)構(gòu)的 0FDM/0FDMA過程的流程圖的圖示。示例性實施方式的詳細(xì)描述提供了下面的描述以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠執(zhí)行和使用本發(fā)明。僅作為例子 提供了對特定設(shè)備、技術(shù)和應(yīng)用的描述。對在此描述的例子的各種更改對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是容易明顯的，且在此定義的一般原理可適用于其它例子和應(yīng)用，而不偏離本發(fā)明 的精神和范圍。因此，本發(fā)明沒有被規(guī)定為限于在此描述和示出的例子，而是符合與權(quán)利要 求一致的范圍。本公開針對用于通信系統(tǒng)的0FDM/0FDMA幀結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法。這里在一個實際 應(yīng)用，即，基站和多個移動設(shè)備之間的通信的背景下描述了本發(fā)明的實施方式。在這個背景 下，示例性系統(tǒng)可應(yīng)用來提供基站和多個移動設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信。然而，本公開的實施方 式不限于這樣的基站和移動設(shè)備通信應(yīng)用，且這里描述的方法也可在其它應(yīng)用例如移動到 移動通信或無線本地環(huán)路通信中利用。如在閱讀了本描述之后對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員明顯 的，這些僅僅是例子，且本發(fā)明不限于根據(jù)這些例子的操作。如在下面另外詳細(xì)地解釋的，0FDM/0FDMA幀結(jié)構(gòu)包括可變長度子幀結(jié)構(gòu)，其具有 可操作來有效地利用0FDM/0FDMA帶寬的有效地設(shè)置大小的循環(huán)前綴。幀結(jié)構(gòu)提供與多個 無線通信系統(tǒng)的兼容性。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)送和接收0FDM/0FDMA傳輸?shù)氖纠詿o線通信系統(tǒng) 600。系統(tǒng)600可包括配置成支持不需在此詳細(xì)描述的已知或傳統(tǒng)的操作特征的組件和元 件。在示例性實施方式中，系統(tǒng)600可用于在無線通信環(huán)境例如無線通信環(huán)境100 (圖1)中 發(fā)送和接收0FDM/0FDMA數(shù)據(jù)符號。系統(tǒng)600通常包括基站收發(fā)機(jī)模塊602、基站天線606、 移動臺收發(fā)機(jī)模塊608、移動臺天線612、基站處理器模塊616、基站存儲器模塊618、移動臺 存儲器模塊620、移動臺處理器模塊622和網(wǎng)絡(luò)通信模塊626。系統(tǒng)600可包括除了圖6所示的模塊以外的任何數(shù)量的模塊。此外，使用數(shù)據(jù)通 信總線(例如，628、630)或任何適當(dāng)?shù)幕ミB布置可將系統(tǒng)600的這些和其它元件互連在一 起。這樣的互連便于無線系統(tǒng)600的不同元件之間的通信。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，關(guān)于 在此公開的實施方式描述的各種例證性塊、模塊、電路和處理邏輯可在硬件、計算機(jī)可讀軟 件、固件或其任何實際組合中實現(xiàn)。為了清楚地示出硬件、固件和軟件的這種可互換性和兼 容性，各種例證性部件、塊、電路和步驟通常按照其功能來描述。這樣的功能是被實現(xiàn)為硬 件、固件還是軟件取決于特定的應(yīng)用和對總系統(tǒng)施加的設(shè)計限制。熟悉在此描述的概念的 人可用對每個特定的應(yīng)用適當(dāng)?shù)姆绞綄崿F(xiàn)這樣的功能，但這樣的實現(xiàn)決策不應(yīng)被解釋為引 起從本發(fā)明的范圍的偏離。在示例性0FDM/0FDMA系統(tǒng)600中，基站收發(fā)機(jī)602和移動臺收發(fā)機(jī)608每個都包 括發(fā)射機(jī)模塊和接收機(jī)模塊(在圖6中未示出)。在圖7的討論的背景下更詳細(xì)地解釋了 發(fā)射機(jī)和接收機(jī)模塊的操作。對于這個例子，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)模塊耦合到共享天線以形成 時分雙工(TDD)系統(tǒng)。基站收發(fā)機(jī)602耦合到基站天線606，且移動臺收發(fā)機(jī)608耦合到基 戰(zhàn)天線612。雖然在簡單的時分雙工(TDD)系統(tǒng)中只需要一個天線，更復(fù)雜的系統(tǒng)可設(shè)置有 多個和/或更多復(fù)雜的天線配置。此外，雖然沒有在這個圖中示出，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識 到，發(fā)射機(jī)可發(fā)送到多于一個的接收機(jī)，以及多個發(fā)射機(jī)可發(fā)送到同一接收機(jī)。在TDD系統(tǒng) 中，發(fā)送和接收計時間隙作為防護(hù)頻帶存在，以防止遭受從發(fā)送到接收的轉(zhuǎn)換，反之亦然。 例如，發(fā)送計時間隙(TTG)設(shè)計成分離下行發(fā)送周期TTG(DL)與上行發(fā)送周期TTG (UL)。下 行TTG(DL)在下行發(fā)送中在信號接收時提供對計時變化的防護(hù)。計時間隙的TTG(DL)部分 也用于防止下行無線信號與上行信號沖突。計時間隙的TTG(UL)部分用于使無線信號傳播 延遲偏移，使得所有上行信號在基站(BS)接收機(jī)處同步。TTG(DL)可允許TTD系統(tǒng)從下行鏈路到上行鏈路的轉(zhuǎn)換的充足的時間。類似地，上行TTG(UL)的TTG可允許TTD系統(tǒng)從上 行鏈路到下行鏈路的轉(zhuǎn)換的充足的時間。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，根據(jù)如在圖14的討論的 背景下更詳細(xì)地解釋的循環(huán)前綴持續(xù)時間可計算TTG(DL)和TTG(UL)。在圖6所描述的0FDM/0FDMA系統(tǒng)的特定例子中，“上行”收發(fā)機(jī)608包括與上行接 收機(jī)共享天線的0FDM/0FDMA發(fā)射機(jī)。雙工開關(guān)可以可選地以時間雙工方式將上行發(fā)射機(jī) 或接收機(jī)耦合到上行天線。類似地，“下行”收發(fā)機(jī)包括與下行發(fā)射機(jī)共享下行天線的OFDM/ 0FDMA接收機(jī)。下行雙工開關(guān)可以可選地以時間雙工方式將下行發(fā)射機(jī)或接收機(jī)耦合到下 行天線。兩個收發(fā)機(jī)602/608的操作在時間上協(xié)調(diào)，以便在下行0FDM/0FDMA發(fā)射機(jī)耦合到 下行天線606的同時，上行0FDM/0FDMA接收機(jī)耦合到上行天線612用于接收通過無線傳輸 鏈路614的發(fā)送。優(yōu)選地，存在具有在雙工方向上的變化之間的僅最小防護(hù)時間的緊密時 間同步。雖然很多0FDM/0FDMA將在兩個方向上使用0FDM/0FDMA技術(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將 認(rèn)識到，本發(fā)明的當(dāng)前實施方式適用于只在一個方向上使用0FDM/0FDMA技術(shù)，在相反的方 向上使用可選的傳輸技術(shù)(或甚至無線電靜默)的系統(tǒng)。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng) 理解，0FDM/0FDMA收發(fā)機(jī)模塊602/608可利用其它通信技術(shù)，例如，非限制性地，頻分雙工 (FDD)通信技術(shù)。移動臺收發(fā)機(jī)608和基站收發(fā)機(jī)602配置成通過無線數(shù)據(jù)通信鏈路614進(jìn)行通 信。移動臺收發(fā)機(jī)608和基站收發(fā)機(jī)602與可支持特定的無線通信協(xié)議和調(diào)制方案的適當(dāng) 配置的RF天線布置606/612協(xié)作。在示例性實施方式中，移動臺收發(fā)機(jī)608和基站收發(fā)機(jī) 602配置成支持工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如第三代合作伙伴計劃長期演進(jìn)(3GPP LTE)、第三代合作伙伴 計劃2超移動寬帶(3Gpp2 UMB)、時分同步碼分多址接入(TD-SCDMA)和無線微波接入互操 作性(WiMAX)等。移動臺收發(fā)機(jī)608和基站收發(fā)機(jī)602可配置成支持備選的或額外的無線 數(shù)據(jù)通信協(xié)議，包括IEEE 802. 16的未來變形，例如802. 16e、802. 16m等。在示例性實施方 式中，移動臺收發(fā)機(jī)608可用在用戶設(shè)備例如移動電話中?？蛇x地，移動臺收發(fā)機(jī)608可用 在個人數(shù)字助理(PDA)例如黑莓設(shè)備、Palm Treo、MP3播放器或其它類似的便攜式設(shè)備中。 在一些實施方式中，移動臺收發(fā)機(jī)608可為個人無線計算機(jī)，例如無線筆記本計算機(jī)、無線 掌上型計算機(jī)或其它移動計算機(jī)設(shè)備。在另外的實施方式中，本發(fā)明可在移動臺以及基站 中實現(xiàn)。在移動臺處的發(fā)射機(jī)可增加可變長度循環(huán)前綴并相應(yīng)地理解計時間隙的變化。然 而，在當(dāng)前的預(yù)期實踐中，移動臺的可變長度循環(huán)前綴的動態(tài)配置由基站設(shè)置。對于優(yōu)選的 循環(huán)前綴，移動臺可與基站協(xié)商?；究蓪⑺峙浣o特定的上行子幀，以使用優(yōu)選的循環(huán)前 綴發(fā)送。使用設(shè)計成執(zhí)行這里所述的功能的通用處理器、內(nèi)容可編址存儲器、數(shù)字信號處 理器、專用集成電路、現(xiàn)場可編程門陣列、任何適當(dāng)?shù)目删幊踢壿嬈骷?、分立的門或晶體管 邏輯、分立的硬件部件或其任何組合，可實施或?qū)崿F(xiàn)處理器模塊616/622。以這種方式，處理 器可被實現(xiàn)為微處理器、控制器、微控制器、狀態(tài)機(jī)等。處理器也可被實現(xiàn)為計算設(shè)備的組 合，例如數(shù)字信號處理器和微處理器的組合、多個微處理器、結(jié)合數(shù)字信號處理器核心的一 個或多個微處理器、或任何其它這樣的配置。處理器模塊616/622包括配置成執(zhí)行與OFDM/ 0FDMA系統(tǒng)600的操作相關(guān)的功能、技術(shù)和處理任務(wù)的處理邏輯。特別是，處理邏輯配置成 支持在這里描述的0FDM/0FDMA幀結(jié)構(gòu)參數(shù)。例如，處理器模塊616/612可適當(dāng)?shù)嘏渲贸捎嬎阊h(huán)前綴持續(xù)時間和計時轉(zhuǎn)換(TDD(UL)和TDD(DL))，如下所述，以提供靈活尺寸幀結(jié) 構(gòu)。例如，可從一個或多個子幀構(gòu)造幀，每個子幀由一個或多個符號以及計時間隙組成。計 時間隙是空閑傳輸時間的周期，例如TTG(DL)、TTG(UL)或RTG。根據(jù)這個新的定義，間隙時 間周期TTG和RTG包括在子幀中。定義幀和子幀(在LTE中也稱為“時隙”)的這種方法 極大地簡化了幀設(shè)計，且使它對不同的子幀設(shè)計靈活得多。最新定義的子幀在其時間周期 和邊界內(nèi)是完備的。具有不同的循環(huán)前綴的子幀可在同一系統(tǒng)和同一部署中共存。如上所 述，在一些實施方式中，處理邏輯可存在于基站中和/或可為與基站收發(fā)機(jī)602進(jìn)行通信的 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的部分。此外，結(jié)合這里公開的實施方式描述的方法或算法的步驟可直接體現(xiàn)在硬件中、 固件中、由處理器模塊616/622執(zhí)行的軟件模塊中、或其任何實際組合中。軟件模塊可存 在于存儲器模塊618/620中，存儲器模塊618/620可被實現(xiàn)為RAM存儲器、閃存、ROM存儲 器、EPR0M存儲器、EEPR0M存儲器、寄存器、硬盤、可移除的磁盤、CD-ROM或在本領(lǐng)域中已 知的任何其它形式的存儲介質(zhì)。在這方面，存儲器模塊618/620可分別耦合到處理器模塊 618/622，以便處理器模塊616/620可從存儲器模塊618/620讀取信息，或?qū)⑿畔懙酱鎯?器模塊618/620。作為例子，處理器模塊616和存儲器模塊618、處理器模塊622和存儲器 模塊620可存在于其各自的ASIC中。存儲器模塊618/620還可集成到處理器模塊616/60 中。在實施方式中，存儲器模塊618/620可包括高速緩沖存儲器，其用于在由處理器模塊 616/622執(zhí)行的指令的執(zhí)行期間存儲臨時變量或其它中間信息。存儲器模塊618/620還可 包括用于存儲由處理器模塊616/620執(zhí)行的指令的非易失性存儲器。存儲器模塊618/620可包括根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(未示 出)。幀結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)庫可配置成按需要存儲、維持并提供數(shù)據(jù)，來以下面描述的方式支持 系統(tǒng)600的功能。而且，幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫可為耦合到處理器616/622的本地數(shù)據(jù)庫，或可為遠(yuǎn) 程數(shù)據(jù)庫，例如中央網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫等。非限制性地，幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫可配置成維持幀結(jié)構(gòu)參數(shù)， 如下所述。以這種方式，為了存儲幀結(jié)構(gòu)參數(shù)的目的，幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫可包括查找表。網(wǎng)絡(luò)通信模塊626通常代表實現(xiàn)基站收發(fā)機(jī)602與基站收發(fā)機(jī)602所連接的網(wǎng)絡(luò) 部件之間的雙向通信的硬件、軟件、固件、處理邏輯和/或系統(tǒng)600的其它部件。例如，網(wǎng)絡(luò) 通信模塊626可配置成支持互聯(lián)網(wǎng)或WiMAX業(yè)務(wù)。在一般部署中，非限制性地，網(wǎng)絡(luò)通信模 塊626提供802. 3以太網(wǎng)接口，使得基站收發(fā)機(jī)602可與傳統(tǒng)的基于以太網(wǎng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行通信。以這種方式，網(wǎng)絡(luò)通信模塊626可包括用于連接到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(例如，移動交換 中心(MSC))的物理接口。圖7是可根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式配置的示例性0FDM/0FDMA收發(fā)機(jī)系統(tǒng) 700(例如，圖6中的收發(fā)機(jī)602或608)的結(jié)構(gòu)圖。圖7表示用于將有效地設(shè)置大小的循環(huán) 前綴添加到0FDM/0FDMA幀結(jié)構(gòu)的方法，該0FDM/0FDMA幀結(jié)構(gòu)可操作來有效地利用OFDM/ 0FDMA信道傳輸帶寬。應(yīng)理解，系統(tǒng)700可包括配置成支持已知或傳統(tǒng)的操作特征的額外的 部件和元件。為了簡潔起見，在此未詳細(xì)描述與諸如信道編碼/解碼、關(guān)聯(lián)技術(shù)、擴(kuò)展/解 擴(kuò)、脈沖整形、射頻(RF)技術(shù)等數(shù)字信號處理有關(guān)的傳統(tǒng)技術(shù)和部件以及系統(tǒng)700的其它 功能方面和各操作部件。0FDM/0FDMA系統(tǒng)700使用IFFT/FFT技術(shù)將數(shù)據(jù)無線地發(fā)送到基 礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備并從基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備無線地接收數(shù)據(jù)。離散傅立葉變換(DFT)和逆離散傅立葉變 換(IDFT)可分別用作FFT和IFFT的可選方案。
0FDM/0FDMA數(shù)字收發(fā)機(jī)系統(tǒng)700包括發(fā)射機(jī)701和接收機(jī)703。發(fā)射機(jī)701還包 括串行到并行轉(zhuǎn)換器702、0FDM/0FDMA模塊704和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)模塊712。0FDM/0FDMA 模塊704包括IDFT/IFFT模塊706、并行到串行轉(zhuǎn)換器708以及耦合到循環(huán)前綴選擇器709 的添加循環(huán)前綴模塊710。接收機(jī)703包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)模塊716、逆0FDM/0FDMA接 收機(jī)模塊718和并行到串行轉(zhuǎn)換器726。逆0FDM/0FDMA接收機(jī)模塊718包括移除循環(huán)前 綴模塊720、串行到并行轉(zhuǎn)換器722和DFT/FFT模塊724。在本例中，發(fā)射機(jī)701和接收機(jī) 703可通過多路徑傳播信道714或其它信道(例如，圖6中的614)發(fā)送并接收數(shù)據(jù)和其它 通信信號。在發(fā)射機(jī)701中，N。個源數(shù)據(jù)符號Dn (相應(yīng)于圖2中的串行數(shù)據(jù)符號202)的串行 流通過串行到并行轉(zhuǎn)換器702轉(zhuǎn)換成N。個并行數(shù)據(jù)符號(對應(yīng)于圖2中的并行數(shù)據(jù)符號 210)。在源和信道編碼、交織和符號映射之后，可例如從原始數(shù)據(jù)源(例如，文本消息)得 到源數(shù)據(jù)符號Dn。在串行到并行轉(zhuǎn)換702之后，N。個串行數(shù)據(jù)符號的源數(shù)據(jù)符號持續(xù)時間 Td導(dǎo)致0FDM/0FDMA符號持續(xù)時間Tu = N。*Td。并行數(shù)據(jù)符號接著通過IDFT/IFFT模塊706被調(diào)制到N。個不同的子載波(圖2 中的206)上。如上所解釋的，OFDM系統(tǒng)將N。個并行數(shù)據(jù)子流調(diào)制到N。個子載波(圖2中
的206)上。N。個子載波具有= *的頻率間隔，以便在N。個子載波上實現(xiàn)信號之間的正
交性。N。個并行的經(jīng)調(diào)制的信號形成OFDM符號(圖2中的210)。根據(jù)傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)帶 寬，系統(tǒng)700可使用例如64到4096個子載波，如下面更詳細(xì)解釋的。添加循環(huán)前綴模塊710接著用于將循環(huán)前綴添加到并行到串行轉(zhuǎn)換器708的輸 出。為了完全避免或明顯減小ISI的效應(yīng)，持續(xù)時間Te的循環(huán)前綴可插在相鄰的OFDM/ 0FDMA符號(圖4中的402)之間。循環(huán)前綴持續(xù)時間參數(shù)L可設(shè)置為不同的值，以便有 效地設(shè)置循環(huán)前綴的大小，以有效地利用0FDM/0FDMA帶寬。如上所解釋的，循環(huán)前綴是每 個OFDM符號的循環(huán)擴(kuò)展，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，通過將OFDM符號的持續(xù)時間擴(kuò)展到 Tsym = Tu+Tg來獲得該循環(huán)擴(kuò)展。例如，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，根據(jù)RF信道情況選擇循環(huán)前綴值。以這種方式，即 使系統(tǒng)被部署了，循環(huán)前綴還是可配置的，從而允許對帶寬的有效使用。因此，通信系統(tǒng)可 為網(wǎng)絡(luò)中的基站選擇不同的有效循環(huán)前綴長度，并可支持網(wǎng)絡(luò)中的不同基站的不同的循環(huán) 前綴長度。此外，通信系統(tǒng)可對同一基站支持在不同的下行和/或上行子幀中的不同的循 環(huán)前綴長度?？勺冄h(huán)前綴長度允許基站為不同的通信使用情況改變或配置循環(huán)前綴持續(xù) 時間，從而增加系統(tǒng)的帶寬效率(bit/Hz)。例如，當(dāng)通信在具有嚴(yán)重的多路徑(即，較大的 延遲擴(kuò)展)的信道中時，較長的循環(huán)前綴可用于消除ISI和ICI。在具有較少的多路徑的較 不嚴(yán)重的信道情況下，可使用短循環(huán)前綴，以便增加數(shù)據(jù)率(bit/sec)，并減少開銷和發(fā)射 功率。添加循環(huán)前綴模塊710可從循環(huán)前綴選擇器709接收循環(huán)前綴值。循環(huán)前綴選擇 器709可與處理器622和/或存儲器模塊620進(jìn)行通信，以獲得循環(huán)前綴的值。例如，該值 可相應(yīng)于基站覆蓋所需的循環(huán)前綴持續(xù)時間。循環(huán)前綴選擇器709接著將向添加循環(huán)前綴 模塊710提供適當(dāng)?shù)难h(huán)前綴值。例如，循環(huán)前綴持續(xù)時間可與多路徑延遲擴(kuò)展相關(guān)。當(dāng)毫 微微基站被部署時，例如由于基站功率放大器(PA)的低發(fā)射功率，它只覆蓋較小的區(qū)域或
14熱點。延遲擴(kuò)展變得非常小，因此這個毫微微BS和相關(guān)的移動臺應(yīng)(從不同的長度選項) 為下行和上行子幀發(fā)送選擇小循環(huán)前綴。另一方面，如果宏基站被部署，由于基站功率放大 器(PA)的大發(fā)射功率，基站可按服務(wù)移動臺的延遲擴(kuò)展(由基站確定或由單獨的移動臺請 求)將服務(wù)移動臺分組到不同的組中?；究蓪⑦@些不同組的移動臺分配到具有適當(dāng)?shù)难?環(huán)前綴設(shè)置的不同子幀中。循環(huán)前綴只是有用符號(Tu)的結(jié)尾部分的拷貝，它在空中被計 算和復(fù)制。循環(huán)前綴值可被選擇成使循環(huán)前綴有效地設(shè)置大小以有效地利用0FDM/0FDMA 帶寬，同時提供與多個無線通信系統(tǒng)兼容的幀結(jié)構(gòu)。下面在圖14-26的討論的背景下討論 所使用的特定循環(huán)前綴值。添加循環(huán)前綴模塊710的輸出接著傳遞通過D/A 712，以產(chǎn)生模擬信號用于發(fā)送。 D/A 712的輸出包括具有持續(xù)時間Tsym的信號波形X(t)。信號波形X(t)被上變頻(未示 出)，且RF信號被發(fā)送到信道714。在RF下變頻(未示出)之后，信道714的輸出是所接收的信號波形Y(t)，該信號 波形可包括來自信道的ISI和RF處理。所接收的信號Y(t)傳遞通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器716，模數(shù)
轉(zhuǎn)換器716的輸出序列Yu是以速率*采樣的所接收的信號Y(t)。*或更大的采樣率必須
確保對具有持續(xù)時間Td的數(shù)據(jù)符號Dn的數(shù)據(jù)率的正確的尼奎斯特采樣。因為ISI可在循環(huán)前綴時間周期內(nèi)呈現(xiàn)，在DFT/FFT解調(diào)之前，循環(huán)前綴樣本通過 移除循環(huán)前綴模塊720來移除。Y(t)的無ISI部分可通過串行到并行轉(zhuǎn)換器722轉(zhuǎn)換成并 行數(shù)據(jù)符號，并通過DFT/FFT模塊724解調(diào)。DFT/FFT模塊724的輸出是序列Rn，其是原始 數(shù)據(jù)符號0 連同任何傳輸誤差的所接收的復(fù)制品。接收機(jī)可合并沒有在這里說明的其它 技術(shù)，例如信道估計、最大接收比率組合等。圖8是示例性0FDM/0FDMA信號頻域定義800的圖示。如下面將解釋的，根據(jù)本發(fā) 明的實施方式，可使用對0FDM/0FDMA信號頻域中的子載波頻率的選擇，以確保與無線通信 標(biāo)準(zhǔn)的頻率兼容性。0FDM/0FDMA信號頻域定義800可包括標(biāo)稱信道傳輸帶寬(BW)802、信 號子載波的子集(NSK)804、信號帶寬(BWSK)808、DC子載波(DC)810、防護(hù)子載波812和采 樣頻率(Fs)814。在一些系統(tǒng)中，可以不定義DC子載波。對于給定的標(biāo)稱信道傳輸帶寬(BW) 802，來自多個子載波806的信號子載波的子 集804可用于使子載波804的帶寬與信道傳輸帶寬BW802匹配。信號子載波的子集804稱 為信號帶寬(BWsre)808。多個子載波806可包括DC子載波(DC)810，其不包含數(shù)據(jù)。在信 號帶寬(BWsre)808之外的沒有被使用的子載波可用作防護(hù)子載波812。防護(hù)子載波812的 目的是使信號能夠在時域中有平滑的起伏。圖9是0FDM/0FDMA信號的示例性時域符號結(jié)構(gòu)的圖示。圖9示出循環(huán)前綴在示 例性時域OFDM符號中的定位。時域符號結(jié)構(gòu)900包括有用符號時間(九或!^ )902、循環(huán) 前綴904、開窗周期(TWIN)908和總符號時間(Tsym)910。在一些系統(tǒng)中，可能沒有定義開窗周 期，這可作為具有零值的開窗周期來處理Twin = 0。由0FDM/0FDMA系統(tǒng)發(fā)送的一組OFDM數(shù)據(jù)符號的持續(xù)時間稱為有用符號時間(Tu 或!\吧)902。符號周期906的結(jié)尾部分的拷貝用于產(chǎn)生循環(huán)前綴(CP)904。通過使用循環(huán)擴(kuò) 展，用于在接收機(jī)處執(zhí)行FFT的樣本可在擴(kuò)展符號的長度上的任何地方獲取。這提供多路 徑抗擾性以及對符號時間同步誤差的容限?？稍谘h(huán)周期904之前和符號時間902的結(jié)束處添加小開窗周期(TWIN)908，以減少信號帶內(nèi)和帶外發(fā)射。在本例中，總符號時間(Tsym)910 可包括有用符號時間(九或！^一卯？^盾環(huán)前綴持續(xù)時間！^ 904和開窗周期(Twin)908。對 在時間長度Tsym中的一組OFDM數(shù)據(jù)符號的逆傅立葉變換(IFFT)產(chǎn)生0FDM/0FDMA波形。如上所述，很多干擾源例如ISI、ICI和多路徑可能對0FDM/0FDMA系統(tǒng)性能有影 響。此外，幀結(jié)構(gòu)和定義幀的參數(shù)的選擇也可確定0FDM/0FDMA系統(tǒng)的性能。通常必須在干 擾抵抗性和數(shù)據(jù)傳輸能力之間進(jìn)行折衷。該折衷通過選擇無線幀的參數(shù)來確定。例如，長 循環(huán)前綴可提高多路徑性能，但減小了系統(tǒng)的總吞吐量和總頻率效率。圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示例性0FDM/0FDMA子幀結(jié)構(gòu)的圖示。對于本 例，0FDM/0FDMA子幀結(jié)構(gòu)包括短子幀1002、常規(guī)子幀1004、長子幀1006和可選的低碼片率 (LCR)子幀1008。10ms無線幀可被分成20個或更多短子幀1002、10個常規(guī)子幀1004或5 個長子幀1006。對于以這種方式劃分的10ms無線幀，短子幀1002具有0. 5ms的持續(xù)時間， 常規(guī)子幀1004具有1ms的持續(xù)時間，以及長子幀1006具有2ms的持續(xù)時間。也可使用不 一定整除10ms無線幀的子幀的其它數(shù)量。在這種情況下，間隙保留在無線幀中。例如，長 子幀可具有六個長子幀，每個長子幀具有1. 5ms的持續(xù)時間。于是，子幀的總時間是9ms，這 在無線幀中留下lms的間隙。也可使用可選的低碼片率子幀1008。低碼片率子幀1008可 具有0. 675ms的持續(xù)時間，且10ms無線幀可被分成具有0. 55ms間隙的14個或更多低碼片 率子幀1008。這些子幀持續(xù)時間選擇可允許通信系統(tǒng)例如系統(tǒng)600減少與基于如上面在圖 6的背景下提到的各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的其它系統(tǒng)的干擾。幀結(jié)構(gòu)提供了與多個無線通信系統(tǒng)的兼容性。例如，低碼片率子幀1008的 0.675ms的持續(xù)時間可允許與時分同步碼分多址接入(TD-SCDMA)0FDM/0FDMA無線幀結(jié)構(gòu) 的兼容性。2ms持續(xù)時間的長子幀1006可允許與第三代合作伙伴計劃長期演進(jìn)(3GPP LTE) 0FDM/0FDMA無線幀結(jié)構(gòu)的兼容性，等等。圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示例性0FDM/0FDMA無線幀結(jié)構(gòu)1100的圖示。 0FDM/0FDMA無線幀結(jié)構(gòu)1100可包括五個示例性幀結(jié)構(gòu)1102、1104、1106、1108和1112?？?為上行或下行發(fā)送來分配子幀。第一幀結(jié)構(gòu)1102示出一系列交替的上行常規(guī)子幀(由指 向上的箭頭示出)和下行常規(guī)子幀(由指向下的箭頭示出)。第二示例性幀結(jié)構(gòu)1104示出 一系列交替的上行短子幀和下行短子幀。這可給出相同的上行數(shù)據(jù)率和下行數(shù)據(jù)率，但與 第一示例性幀結(jié)構(gòu)1102相反，第二示例性幀結(jié)構(gòu)1104由于開銷的增加將具有較低的總數(shù) 據(jù)率(bits/sec)，而由于子幀之間的延遲而具有較低的等待時間。較低的等待時間對一些 應(yīng)用如聲碼器是有用的，在聲碼器中時間延遲很重要。第三示例性幀結(jié)構(gòu)1106示出一系列 交替的上行常規(guī)子幀和下行長子幀。這可給出比上行數(shù)據(jù)率大的下行數(shù)據(jù)率。第四示例性 幀結(jié)構(gòu)1108示出一系列交替的上行短子幀和下行長子幀。這可給出比上行數(shù)據(jù)率甚至更 大的下行數(shù)據(jù)率。第五示例性幀結(jié)構(gòu)1110示出一系列交替的下行長子幀、上行短子幀和下 行短子幀。這對諸如互聯(lián)網(wǎng)下載的應(yīng)用是有用的，其中小控制命令與大網(wǎng)頁下載交替。在 很多現(xiàn)實世界情況下，特別是對于多址系統(tǒng)如0FDMA，對各種通信設(shè)備，在上行鏈路和下行 鏈路上的幀同步可能有計時變化。圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示例性0FDM/0FDMA上行和下行子幀結(jié)構(gòu)1200 的圖示。0FDM/0FDMA上行和下行子幀結(jié)構(gòu)1200包括下行子幀1202、單個上行子幀1204、 最后一個上行子幀1206和上行子幀1208。每個子幀1202/1204/1206/1208包括多個符號1210。下行子幀1202具有下行鏈路的發(fā)送計時間隙(TTG) (TTG(DL))1212。發(fā)送和接 收計時間隙作為防護(hù)周期存在以在TTD系統(tǒng)中防止遭受從發(fā)送到接收的轉(zhuǎn)換，反之亦然。 TTG(DL) 1212在信號接收時提供對計時變化的防護(hù)，并允許TDD系統(tǒng)從下行鏈路轉(zhuǎn)換到上 行鏈路的充足的時間。TTG(DL)是源于下行子幀的發(fā)送送/接收轉(zhuǎn)換間隙的一部分。對于單個上行子幀1204，在單個上行子幀1204的每次發(fā)送結(jié)束時存在發(fā)送計時 間隙，因為單個上行子幀1204是其系列中幀的開始和結(jié)尾。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，單 個上行子幀1204具有用于上行鏈路的發(fā)送計時間隙(TTG(UL))1214以及接收-發(fā)送轉(zhuǎn) 換間隙(RTG)1216。TTG(UL)1214和RTG 1216在信號接收時提供對計時變化的防護(hù)，且 TTG(UL) 1214允許TDD系統(tǒng)從下行鏈路轉(zhuǎn)換到上行鏈路的充足的時間。TTG(UL)是源于上 行子幀的發(fā)送/接收轉(zhuǎn)換間隙的一部分。RTG 1216允許TDD系統(tǒng)(圖6)從上行鏈路轉(zhuǎn)換 回下行鏈路的時間。因為RTG的必要的計時間隙周期常常非常短，它在系統(tǒng)設(shè)計中是可選 的。在一些系統(tǒng)中，RTG可被設(shè)置為0。在理論上，基站可能占用循環(huán)前綴時間的非常小的 部分以從發(fā)送轉(zhuǎn)換到接收模式，但一般由基站負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)上行幀何時開始。在一個實施方式 中，上行幀被提前發(fā)送以使傳播延遲偏移，因此存在非常充足的時間讓移動臺從發(fā)送模式 轉(zhuǎn)換到接收模式，而不犧牲用于事務(wù)的循環(huán)前綴。當(dāng)RTG被設(shè)置為0時，系統(tǒng)設(shè)計接著進(jìn)一 步簡化，然后“單個上行子幀” 1204和“最后一個上行子幀” 1206變成與只有TTG(UL) 1208 的“上行子幀”相同的設(shè)計。如果在幀中有一系列上行子幀，則上行子幀1208開始該系列，而最后一個上行子 幀1206結(jié)束該系列。上行子幀1208以TTG(UL) 1214開始該系列，TTG(UL) 1214提供時間 間隙以允許TDD無線系統(tǒng)基站從發(fā)送模式轉(zhuǎn)換到接收模式，以及TDD無線系統(tǒng)移動臺從接 收模式轉(zhuǎn)換到發(fā)送模式。在轉(zhuǎn)換之后，在上行鏈路上發(fā)送的隨后的子幀可以是不帶時間間 隙的子幀。對于上行系列中的最后一個子幀，最后一個上行子幀1206如上所述被發(fā)送，其 以RTG 1216結(jié)束該系列。RTG 1216提供時間間隙以允許TDD無線系統(tǒng)基站從接收模式轉(zhuǎn) 換到發(fā)送模式，以及TDD無線系統(tǒng)移動臺從發(fā)送模式轉(zhuǎn)換到接收模式。根據(jù)本發(fā)明的實施 方式，可如下所述在圖14的討論的背景中根據(jù)循環(huán)前綴持續(xù)時間計算TTG(DL)和TTG(UL) 的值。圖13是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的示例性0FDM/0FDMA的可選的無線幀結(jié)構(gòu)1300 的圖示?？蛇x的無線幀1300在長度1302上是5ms。它以0. 675ms的可選子幀1304開始。 接著75 y s下行導(dǎo)頻(DwPTS) 1306被發(fā)送。在發(fā)送之間允許75 u s間隙周期(GP) 1308，且 接著125 u s的所發(fā)送的上行導(dǎo)頻(UpPTS) 1310被發(fā)送。接著0. 675ms的可選子幀1312被 發(fā)送，一直到幀1300的結(jié)尾。在本發(fā)明的一個實施方式中，DwPTS、GP、UpPTS用于提供與 TD-SCDMA同步/吻合的下行和上行發(fā)送周期，供相鄰RF信道部署。圖14-26示出根據(jù)本發(fā)明的不同實施方式的對于幾個信道傳輸帶寬系列的示例 性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表。這些0FDM/0FDMA參數(shù)詳述0FDM/0FDMA幀結(jié)構(gòu)的可變長度子 幀參數(shù)。如上所解釋的，幀結(jié)構(gòu)可使用有效地設(shè)置大小的循環(huán)前綴提供與多個無線通信系 統(tǒng)的兼容性，以有效地利用0FDM/0FDMA帶寬。注意，在這些表中規(guī)定的數(shù)字僅僅是為了示 例的目的，且可使用0FDM/0FDMA參數(shù)的其它值。圖14是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的對于n*l. 25MHz帶寬系列的示例性基本OFDM/
170FDMA參數(shù)表的圖示。n*l. 25MHz帶寬系列包括基于1. 25MHz的倍數(shù)的1. 25,2. 5、5、10、 20和40MHz的信道傳輸帶寬。圖14示出子幀持續(xù)時間、子載波間隔、采樣頻率、FFT尺寸 NFFT、所占用的子載波的數(shù)量、每個子幀0FDM/0FDMA符號的數(shù)量、每個子幀的循環(huán)前綴持續(xù) 時間、以及每個子幀的TTG(DL)、TTG(UL)和RTG的循環(huán)前綴持續(xù)時間。FFT尺寸Nfft可為大于0FDM/0FDMA系統(tǒng)的采樣頻率Fs (圖8中的814)所需的信 號子載波(圖8中的804)的所需數(shù)量的2的最小乘方。例如，對于1. 25MHz的傳輸BW以 及載波間隔Af = 12. 5kHz，信號子載波(圖8中的804)的所需數(shù)量可為100。于是，F(xiàn)FT 尺寸Nfft等于128，其是小于100的2的最小乘方(即，27)。在本例中，F(xiàn)FT尺寸Nfft可從128擴(kuò)展到4096。當(dāng)可用信道傳輸帶寬BW增加時， NFFT也增加，使得Af恒定。這保持0FDM/0FDMA符號持續(xù)時間Tu是固定的，Tu與信道系統(tǒng) 帶寬BW無關(guān)。TmCT^zTu+TJ根據(jù)不同的部署情況是可配置的，因此使擴(kuò)縮對較高的層 有最小的影響。例如，7MHz系統(tǒng)可以有與10MHz系統(tǒng)相同的性能，除了最大數(shù)據(jù)吞吐量與 信道帶寬(BW)成比例。5MHz系統(tǒng)可通過緊鄰其添加另一 5MHz信道BW而遷移到10MHz系 統(tǒng)，而沒有防護(hù)頻帶，且通過簡單地使所有子載波彼此正交而不引起相鄰信道干擾。該遷移 可對同一基站和移動臺進(jìn)行，只要針對10MHz信道設(shè)計帶寬濾波器。世界上的所有頻帶和 柵(200KHz和250KHz)可被12. 5KHz整除，而沒有額外的帶寬和帶限制。可擴(kuò)縮的設(shè)計也 保持成本低。在這個示例性實施方式中，可使用具有固定子載波間隔值A(chǔ) f = 12. 5kHz的OFDM/ 0FDMA系統(tǒng)。選擇Af = 12. 5kHz，因為它不僅可整除200KHz的公共信道柵，而且整除 250KHz的可選的公共信道柵。因此，Af= 12. 5kHz可整除所有的RF信道，而沒有不必要 的殘余帶寬。此外，采用相同技術(shù)的相鄰頻帶將具有最小的信道間干擾(ICI)，所有相鄰子 載波簡單地彼此正交。類似地，A f = 10kHz、20kHz、25kHz可用于相同的目的。所選的A f 越高，系統(tǒng)可容忍的(通常由移動性引起的)多普勒偏移就越高。如上所述，在頻域中，0FDM 或0FDMA信號由正交子載波組成，且所使用的子載波的數(shù)量可小于或等于FFT尺寸(NFFT)。 例如，F(xiàn)FT尺寸(Nfft)可在包括128、256、512、1024、2048或4096的范圍內(nèi)?？筛鶕?jù)NFFT和A f使用下面的方程計算采樣頻率(例如，F(xiàn)S = 1. 6、3. 2、6. 4、12. 8、 25. 6 和 51. 2MHz)Fs=Af*NFFT使用這個特定子載波間隔，具有不同信道傳輸帶寬的RF信道是可擴(kuò)縮的。它們可 使用在快速傅立葉變換尺寸Nfft內(nèi)的一致的、所使用的子載波來定義。Af = 12. 5kHz的子 載波間隔具有循環(huán)前綴開銷與移動性支持的良好折衷和實現(xiàn)合理的頻率效率的特點。對于給定的標(biāo)稱信道傳輸帶寬BW(圖8中的802)，NFFT中只有NSK個子載波構(gòu)成 的子集被占用以用于信號帶寬BWsre。例如，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，1.25、2.5、5、10、20和 40MHz的信道傳輸帶寬BW的所占用的子載波的數(shù)量可分別為20、100、200、400、800、1600和 3200。如上所述，除了可用于用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠杏梅柍掷m(xù)時間Tu以外，額外的時間段 L可用于循環(huán)前綴的發(fā)送。循環(huán)前綴持續(xù)時間被預(yù)先附加到每個有用符號持續(xù)時間Tu的 開頭，并用于補(bǔ)償由信道響應(yīng)和由在發(fā)射機(jī)處使用的脈沖整形濾波器引入的頻散。因此， 雖然總0FDM/0FDMA符號持續(xù)時間TSYM = Tu+I^+T 用于發(fā)送0FDM符號，有用符號持續(xù)時間Tu = +可用于用戶數(shù)據(jù)傳輸。Tu因此被稱為有用0FDM/0FDMA符號持續(xù)時間。開窗時間
周期Twin是可選的，它在一些通信系統(tǒng)例如WiMAX的IEEE 802. 16e中可被設(shè)置為0。如上所述，在現(xiàn)有系統(tǒng)中，循環(huán)前綴是可配置的，但當(dāng)系統(tǒng)被部署了時，它是固定 的，從而為了有效地帶寬利用而限制了系統(tǒng)配置。在這些現(xiàn)有系統(tǒng)中，循環(huán)前綴長度可能不 是可變化的，且一個字節(jié)的循環(huán)前綴可存在。以這種方式，現(xiàn)有系統(tǒng)可能不允許基站改變或 配置循環(huán)前綴持續(xù)時間以針對變化的信道情況進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，例如，當(dāng)通信信道具有嚴(yán)重的多路徑延遲擴(kuò)展(即， 較大的延遲擴(kuò)展)時，較長的循環(huán)前綴持續(xù)時間可用于消除ISI。在具有較小的多路徑延 遲擴(kuò)展的較不嚴(yán)重的信號情況下，可使用短循環(huán)前綴，以便減小無線開銷，并提高總吞吐量 和頻譜效率。以這種方式，各種循環(huán)前綴類型可用于小的、常規(guī)的和大的小區(qū)場地部署，如 下面更詳細(xì)解釋的。各種循環(huán)前綴類型分別被稱為短、正常和長?？筛鶕?jù)下面的關(guān)系計算
CP
循環(huán)前綴持續(xù)時間L :Tg，其中Fs是如上所示的采樣頻率，且CPsamples是每循環(huán)前
綴的樣本的數(shù)量。其中CP.^zIV^可從已知的TdnFs得到。在特定的子幀配置例如 短、正常和長中選擇L的值。可為初始信道選擇初始L(加上Twin)。如圖14所示，在10MHz信道，可為正常循環(huán) 前綴(正常CP)配置一個上行子幀，t = 10 i! S，其中CPsamples可包括128個樣本?？蔀槎?循環(huán)前綴(短CP)配置另一上行子幀，1 = 3. 125PS，其中CPsamples可包括40個樣本。例 如，根據(jù)典型小區(qū)場地覆蓋選擇初始正常I = 10 y s，且使用下行控制信道、多播和廣播子 幀和正常L，以便所有的移動臺都能夠偵聽基站。然而，一旦基站識別出一個或多個移動臺 足夠靠近基站而具有小延遲擴(kuò)展，基站就可分配這些移動臺以在具有短循環(huán)前綴(短CP) Tg = 3. 125 us的上行子幀中發(fā)送?；具€可發(fā)送單播或多播信息，所以這些移動臺也可使 用具有短循環(huán)前綴(短CP) 1 = 3. 125 ys的下行子幀。例如，對于2. 5MHz的信道傳輸帶 寬和短循環(huán)前綴，可得到10(3. 125*3.2)的CPsamples值。以這種方式，對于給定的帶寬系列， CP—s可通過采樣頻率來縮放，以便保持循環(huán)前綴持續(xù)時間I恒定。例如，對于短循環(huán)前 綴，對于 1. 25/2. 5/5/10/20/40MHZ 的信道傳輸帶寬，CPsamples 可分別為 5/10/20/40/80/160， 同時L保持在3.125 ys。具有不同帶寬的系統(tǒng)將有相同的性能和用戶體驗。在WIMAX的 IEEE 802. 16e版本中，用戶從7MHz系統(tǒng)移動到10MHz系統(tǒng)，L相應(yīng)地隨著帶寬增加而減小。 同一用戶可能在10MHz系統(tǒng)中經(jīng)受更多的呼叫斷線。它對小區(qū)場地規(guī)劃強(qiáng)加很大的限制， 且難以在不同帶寬系統(tǒng)中維持相同的用戶體驗?？蛇x地，可根據(jù)相同的子載波間隔Af = 12. 5kHz為給定的信道傳輸帶寬選擇可 變循環(huán)前綴持續(xù)時間。例如，可分別為短、正常和長循環(huán)前綴選擇L 3. 125/10/16. 875 us 的循環(huán)前綴持續(xù)時間。這些循環(huán)前綴持續(xù)時間可用于小的、常規(guī)的和大的小區(qū)場地部署，如 上所述。為基站選擇在子幀中的0FDM/0FDMA符號的不同循環(huán)前綴允許支持不同類型的基 站小區(qū)和小區(qū)覆蓋區(qū)域。因此，通過消除不考慮在每個基站上對其小區(qū)覆蓋區(qū)域的不同條 件而要求整個網(wǎng)絡(luò)選擇相同的循環(huán)前綴這一需要，可簡化網(wǎng)絡(luò)部署。對于TDD系統(tǒng)，下行和上行無線傳播是相互的，基站可檢測并確定較小尺寸的循 環(huán)前綴對特定的移動臺是否足夠的。另一方面，移動臺也可測量來自基站的下行信號，以確
。對于給定的子幀持續(xù)時間貞，貞包括發(fā)送時間和
定什么尺寸的循環(huán)前綴對上行傳輸是足夠的。移動臺可向基站報告循環(huán)前綴的優(yōu)選尺寸。根據(jù)不同的循環(huán)前綴持續(xù)時間例如短、正常和長循環(huán)前綴持續(xù)時間可設(shè)計不同的 子幀(例如，短、常規(guī)、長)持續(xù)時間T〒tt。例如，在圖14中，對于短、常規(guī)和長持續(xù)時間，子 幀持續(xù)時間可分別為0. 5、1和1. 5ms。同樣在圖14中，對于短、常規(guī)和長持續(xù)時間， 1. 25MHz信道傳輸帶寬的循環(huán)前綴持續(xù)時間L+T 可分別為大約3. 125/10/16. 875 y s。因 此，可為數(shù)據(jù)發(fā)送而不是循環(huán)前綴發(fā)送分配有用帶寬，從而增加帶寬效率(bits/Hz)。以這 種方式，可最小化來自循環(huán)前綴持續(xù)時間的開銷。對于給定的T〒tt和循環(huán)前綴類型，每子幀0FDM/0FDMA符號的數(shù)量(NSYM)可為采樣 頻率FS*FFT尺寸Nfft的函數(shù)。Fs*Nfft可被選擇成使得NSYM可在整個帶寬系列中保持相 同。例如，對于1. 25MHz傳輸帶寬，可根據(jù)下面的關(guān)系計算Nsym 當(dāng)載波間隔Af固定時，有用符號持續(xù)時間的長度變?yōu)楹愣ǖ?，_+。
對于給定的循環(huán)前綴持續(xù)時間，也確定符號持續(xù)時間的長度(假定Twin = 0)，
空閑時間。發(fā)送時間被多個符號的無線信號占用，Nsym*Tsym。剩余的空閑時間用于發(fā)送轉(zhuǎn)換 間隙(TTG)時間！！^對貞并接收轉(zhuǎn)換間隙(RTG)時間RTG〒tt，后者一般只適用于上行子幀。 RTG的值常常很小。每子幀0FDM/0FDMA符號的數(shù)量(NSYM)可被如下計算在圖25的表中，1. 5ms的子幀長度T〒tt= 1500 u s用作例子來展示如何計算子幀
中的符號的數(shù)量。因為Af在口；！^泡處固定，！；二 -^=80 ys，我們可為該子幀選擇
￥
正常CP Te = 10 y s。我們還可假定RTG〒tt= 0和TTG〒tt> 10 u s來適應(yīng)額外的傳播延遲，
以導(dǎo)出下面的關(guān)系
= 7^-7T，- <1500-10-0=i656
smJ_ + T80 + 10
A/ G在一個實施方式中，子幀中的符號的數(shù)量是16，如圖25的表中所示的。從這個例子中，不考慮5MHz到20MHz的傳輸帶寬的尺寸，當(dāng)選擇了特定的CP長度 時，在特定的子幀中的符號的數(shù)量相同。對于特定的部署信道情況，選擇特定的CP ；對于不 同的傳輸帶寬，與移動性有關(guān)的RF性能保持大致相同，并具有相同的RF開銷。用戶將在系 統(tǒng)中享受類似的用戶體驗。
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此外，如圖25的表中所示，循環(huán)前綴越短，可放進(jìn)特定子幀中的符號的數(shù)量就越 高，從而為子幀提供較高的吞吐量。對于微微或毫微微小區(qū)部署，延遲擴(kuò)展和往返延遲常常 很小，所以基站和相關(guān)的移動臺可配置成以短循環(huán)前綴(短CP)發(fā)送，以提高頻率效率。對 于宏小區(qū)部署，覆蓋常常是重要的限制。由于高發(fā)射RF功率，宏小區(qū)自然有大的小區(qū)場地， 這對大多數(shù)無線信號增加了延遲擴(kuò)展和往返延遲。我們可配置基站和移動臺以及相關(guān)移 動臺具有長循環(huán)前綴(長CP)，以與充足的多路徑和大延遲擴(kuò)展競爭，以便減小符號間干擾 (ISI)。毫微微小區(qū)、微微小區(qū)和宏小區(qū)可被同時部署，且每個可具有優(yōu)化的CP選擇和頻率 效率。如關(guān)于圖12討論的，TTG(DL)、TTG(UL)和RTG可根據(jù)子幀和相應(yīng)的循環(huán)前綴的尺 寸變化。處理器模塊616/622可適當(dāng)?shù)嘏渲贸扇缦掠嬎鉚TG(DL)、TTG(UL)和RTG值使用下面的關(guān)系可計算TTG(DL)TTG(DL) = (DL子幀持續(xù)時間)-(DL子幀中符號的數(shù)量)*(0FDM/0FDMA 符號持續(xù)時間(TSYM))，其中0FDM/0FDMA符號持續(xù)時間=(循環(huán)前綴持續(xù)時間(Te)) + (IFFT時間(Tu)) + (開窗 時間(Twin))類似地，使用下面的關(guān)系可計算TTG(UL)TTG(UL) = (UL子幀持續(xù)時間)-(UL子幀中符號的數(shù)量)*(0FDM/0FDMA 符號持續(xù)時間(TSYM))，其中TSYM如上所示來計算。RTG通常很小，并可通過將時間周期從發(fā)送轉(zhuǎn)換到接收模式來獲得。如果在系統(tǒng)設(shè) 計中需要RTG，則RTG也應(yīng)以可被所有采樣時間整除的時間單位來定義。使用圖14中的表 作為例子，最小時間單位是Ts = 3. 125/5 = 0. 625 u So在這個特定的例子中，正常CP子幀 的RTG是1. 25 ii s?？蛇x地，對子幀RTG也可被設(shè)置為零。如圖14所述，對于長子幀和短循環(huán)前綴(CP)，TTG (DL)、TTG (UL)和RTG可分別為 3. 75iis、2. 5iis和1.25iis。類似地，對于長子幀和正常循環(huán)前綴，TTG (DL)、TTG (UL)和 RTG 可分別為 60 u s、58. 75 ii s 和 1. 25 u s，等等。圖15-26中的0FDM/0FDMA參數(shù)可共享與圖14相同的0FDM/0FDMA參數(shù)定義和功 能，因此在這里不多余地解釋這些定義和功能。圖15示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的對于3. 5MHz帶寬系列(信道傳輸帶寬3. 25、 7、14、28、56和112MHz)的示例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表。FFT尺寸NFFT可從512擴(kuò)展 到16384。類似于上述1. 25帶寬系列，具有固定的子載波間隔值A(chǔ)f = 12. 5kHz的OFDM/ 0FDMA系統(tǒng)可用于3. 5帶寬系列。如圖15所示，采樣頻率可為6. 4、12. 8,25. 6,51. 2、102. 4 和204. 8MHz。對于這個例子，對于3. 25、7、14、28、56和112MHz的信道傳輸帶寬BW，所占用 的子載波的數(shù)量分別是281、561、201、1121、2241、4481和8961。根據(jù)相同的Af 12. 5kHz條件，可選擇可變循環(huán)前綴持續(xù)時間加上開窗時間 (例如，TG+TffIN ^ 2. 97/10/16. 72 y s)。可變循環(huán)前綴持續(xù)時間分別稱為短、正常和長循環(huán) 前綴，并可用于小的、常規(guī)的和大的小區(qū)場地(圖1)部署?？蔀樽訋?例如，短、大和長) 中的0FDM/0FDMA符號選擇不同的循環(huán)前綴。分別根據(jù)不同的循環(huán)前綴持續(xù)時間例如短、正 常和長循環(huán)前綴持續(xù)時間可設(shè)計不同的子幀(例如，短、常規(guī)和長)持續(xù)時間T〒tt。例如，對于T子帔=0. 5、1和1. 5ms (圖8)，對于3. 5MHz信道傳輸帶寬，持續(xù)時間(開銷)可 分別為大約 2. 96/10/16. 875 u So如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，TTG (DL)、TTG (UL)和RTG可根據(jù)子幀和相應(yīng)的 循環(huán)前綴的尺寸變化。例如，如圖15所示，對于長子幀和短循環(huán)前綴，TTG(DL)、TTG(UL)和 RTG的循環(huán)前綴持續(xù)時間可分別為大約6. 56,6. 25和0. 31 u s。類似地，對于長子幀和正常 循環(huán)前綴，TTG(DL)、TTG(UL)和RTG的循環(huán)前綴持續(xù)時間可分別為60、59. 68和0. 31 y s，等寸。圖16示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于1.25MHz帶寬系列的示例性基本 0FDM/0FDMA參數(shù)表，顯示了可使用的額外的優(yōu)化開銷(W,)值。例如，對于短循環(huán)前 綴、正常循環(huán)前綴和長循環(huán)前綴，對于1. 25MHz信道傳輸帶寬BW，開銷值可分別為大約 2. 5/9. 37/16. 87(與圖 14 中的 3. 125/10/16. 875 比較)，等等。圖17示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于3. 5MHz帶寬系列的示例性基本OFDM/ 0FDMA參數(shù)表，顯示了可使用的額外的開銷值。例如，類似于上述1. 25MHz帶寬系列(圖16) 的Te+TWIN持續(xù)時間，但用于3. 5MHz帶寬系列。圖18-23是根據(jù)本發(fā)明的不同實施方式的示出對于0. 5,0. 675、1、1. 25、2和2. 5 子幀的TTG(DL)、TTG(UL)和RTG的值的圖16的擴(kuò)展。圖18示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于1. 25MHz帶寬系列與0. 5ms子幀的示 例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表。如圖18所示，對于0. 5ms子幀和短循環(huán)前綴(2. 5 u s), TTG(DL)、TTG (UL)和RTG的持續(xù)時間可分別為5、2. 5和2. 5 y s。類似地，對于0. 5ms子幀 和長循環(huán)前綴(15 u s)，TTG(DL)、TTG(UL)和RTG的持續(xù)時間可分別為大約112. 5,110和 2. 5u
S，等等O圖19示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于1. 25MHz帶寬系列與0. 675ms子幀的 示例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表。例如，如圖19所示，對于0. 675ms子幀和短循環(huán)前綴 (2. 5ii s)，TTG(DL)、TTG(UL)和RTG的持續(xù)時間可分別為15、12. 5和2. 5 y s。類似地，對于 0. 675ms子幀和長循環(huán)前綴(15 u s)，TTG(DL)、TTG(UL)和RTG的持續(xù)時間可分別為93. 75、 91. 25 和 2. 5ii s，等等。圖20示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于1. 25MHz帶寬系列與1ms子幀的示例 性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表。例如，如圖20所示，對于1ms子幀和短循環(huán)前綴(2. 5 u s), TTG(DL)、TTG(UL)和RTG的持續(xù)時間可分別為10,7. 5和2. 5 y s。類似地，對于0. 675ms子 幀和長循環(huán)前綴(15 u s)，TTG(DL)、TTG(UL)和RTG的持續(xù)時間可分別為31. 25,28. 75和 2. 5u
S，等等O圖21示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于1. 25MHz帶寬系列與1. 5ms子幀的示例 性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表。例如，如圖21所示，對于1. 5ms子幀和短循環(huán)前綴(2. 5 u s), TTG(DL)、TTG(UL)和RTG可分別為15、12. 5和2. 5 y s。類似地，對于1. 5ms子幀和長循環(huán) 前綴(15u s),TTG(DL)、TTG(UL)和 RTG 的持續(xù)時間可分別為 46. 875,44. 375 和 2. s，等寸。圖22示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于1. 25MHz帶寬系列與2ms子幀的示例 性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表。例如，如圖22所示，對于2ms子幀和短循環(huán)前綴(2. 5 u s), TTG(DL)、TTG(UL)和RTG的持續(xù)時間可分別為20,17. 5和2. s。類似地，對于2ms子幀和長循環(huán)前綴(15 u s)，TTG(DL)、TTG(UL)和RTG的持續(xù)時間可分別為大約62. 5、60和 2. 5u S，等等O圖23示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于5MHz帶寬系列與2. 5ms子幀的、用于在 具有20MHz的信道傳輸帶寬BW的信道中傳輸?shù)氖纠曰?FDM/0FDMA參數(shù)表。例如，如 圖23所示，對于2. 5ms子幀和短循環(huán)前綴(2. 5 u s), TTG(DL)、TTG(UL)和RTG的持續(xù)時間 可分別為25、22. 5和2. 5iis。類似地，對于2. 5ms子幀和長循環(huán)前綴(15u s), TTG(DL)、 TTG(UL)和RTG的持續(xù)時間可分別為大約78. 125,75. 625和2. s，等等?？蛇x地，系統(tǒng)600和700可使用不同的固定子載波間隔操作，因此提供不同的可擴(kuò) 縮性特點。以這種方式，本發(fā)明的實施方式可提供與各種通信系統(tǒng)的兼容性。例如，圖24-26 示出對于子載波間隔Af = 10. 9375KHz、12. 5KHz和25KHz，對于5MHz帶寬系列(信道傳輸 帶寬 5、7、8. 75、10、14 和 20MHz)的示例性基本 0FDM/0FDMA 參數(shù)表。A f = 10. 9375KHz 的 子載波間隔相應(yīng)于在IEEE 802. 16e (WiMAX)中使用的間隔。圖24示出對于子載波間隔A f = 10. 9375KHz，對于5MHz帶寬系列的示例性基本 0FDM/0FDMA參數(shù)表，該子載波間隔不能被所有的RF帶寬整除，因此根據(jù)本發(fā)明的實施方式 它不是良好的選擇。然而，對于5MHz和10MHz信道帶寬部署，移動WiMAX的IEEE 802. 16e 版本選擇Af = 10.9375KHz。為了一些向后兼容性考慮因素，對于未來WiMAX的IEEE 802. 16m版本，A f = 10. 9375KHz和A f = 21. 875KHz可用于其它信道帶寬部署。根據(jù)本 發(fā)明的這個實施方式，F(xiàn)FT尺寸NFFT可從512擴(kuò)展到2048。對如上所述的5、7、8. 75、10、 14和20MHz信道傳輸帶寬分別計算采樣頻率(例如，F(xiàn)s = 5. 6、11. 2、11. 2、11. 2、22. 4和 22. 4MHz)。在本例中，5、7、8. 75、10、14和20MHz的信道傳輸帶寬的所占用的子載波的數(shù)量 可分別為 421、589、735、841、1177、1681。對于 5MHz 帶寬系列，可選擇 2. 857,11. 428,17. 142 和22. 857 us的短循環(huán)前綴、正常循環(huán)前綴、長循環(huán)前綴和另一長循環(huán)前綴(CP2)持續(xù)時 間。根據(jù)不同的循環(huán)前綴持續(xù)時間例如短、長和正常循環(huán)前綴持續(xù)時間可設(shè)計不同的 子幀持續(xù)時間T〒tt。例如，子幀持續(xù)時間可為T〒tt= 0. 5、0. 675、1、1. 5、2和2. 5，且這些 子幀的循環(huán)前綴持續(xù)時間可從上面的循環(huán)前綴值中選擇。例如，對于在5MHz信道傳輸帶 寬BW處的0. 5ms子幀持續(xù)時間，可選擇2. 857 u s的短循環(huán)前綴，從而允許每幀5個OFDM/ 0FDMA符號被發(fā)送。TTG(DL)、TTG(UL)和RTG(圖12)的持續(xù)時間可根據(jù)子幀和相應(yīng)的循環(huán) 前綴的尺寸變化。例如，如圖25所示，對于5MHz帶寬系列，對于0. 5ms子幀和短循環(huán)前綴 (2. 857 u s)，TTG(DL)或TTG(UL)的持續(xù)時間可為28. 571 u s。類似地，對于0. 5ms子幀和 長循環(huán)前綴(17. 142 us)，TTG(DL)或TTG(UL)的持續(xù)時間可為大約65. 71 u s，等等。圖25示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、對于5MHz帶寬系列的示例性基本OFDM/ 0FDMA參數(shù)表。在本例中，F(xiàn)FT尺寸NFFT可從512擴(kuò)展到2048。固定子載波間隔值A(chǔ)f = 12. 5KHz (類似于1. 25MHz帶寬系列)可用于5MHz帶寬系列。對如上所述的5、7、8. 75、10、14和20MHz信道傳輸帶寬BW分別計算采樣頻率(例 如，F(xiàn)s = 6. 4、12. 8、12. 8、12. 8,25. 6 和 25. 6MHz)。對于本例，5、7、8. 75、10、14 和 20MHz 的 信道傳輸帶寬BW的所占用的子載波的數(shù)量可分別為401、561、701、801、1121、4481和1601。 對于這些信道傳輸帶寬，可選擇2. 5、10、15和20P s的短循環(huán)前綴、正常循環(huán)前綴、長循環(huán) 前綴和另一長循環(huán)前綴(CP2)持續(xù)時間。
23
根據(jù)不同的循環(huán)前綴持續(xù)時間例如短、長和正常循環(huán)前綴持續(xù)時間可設(shè)計不同的 子幀持續(xù)時間T〒tt。例如，T〒tt= 0. 5,0. 675、1、1. 5、2和2. 5，且這些子幀的循環(huán)前綴持續(xù) 時間可從2. 5、10、15和20 y s的循環(huán)前綴持續(xù)時間L值中選擇。例如，對于在5MHz信道傳 輸帶寬處的0. 5ms子幀持續(xù)時間，可選擇2. 5 y s的循環(huán)前綴持續(xù)時間。如上所述，TTG (DL)、 TTG(UL)和RTG(圖12)可根據(jù)子幀和相應(yīng)的循環(huán)前綴的尺寸變化。例如，如圖18所示，對 于5MHz的傳輸帶寬BW，對于0. 5ms子幀和短循環(huán)前綴(2. 5 u s),TTG(DL)或TTG(UL)的持 續(xù)時間可為5 u s。類似地，對于0. 5ms子幀和長循環(huán)前綴(15 u s),TTG(DL)或TTG(UL)的 持續(xù)時間可為大約120 y s，等等。圖26示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的、子載波間隔為Af 25KHz的、對于5MHz帶 寬系列的示例性基本0FDM/0FDMA參數(shù)表。FFT尺寸NFFT可從256擴(kuò)展到1024 (例如，256、 512、512、512、1024和1024)。對如上所述的5、7、8. 75、10、14和20MHz信道傳輸帶寬BW分 別計算采樣頻率(例如，F(xiàn)S = 6. 4、12. 8、12. 8、12. 8、25. 6和25. 6MHz)。這些信道傳輸帶寬 的所占用的子載波的數(shù)量可分別為201、281、351、401、561和801。對于這些信道傳輸帶寬， 可選擇2. 857 ii s、l 1.428 ii s、17. 142 y s和22. 857 u s的短循環(huán)前綴、正常循環(huán)前綴、長循 環(huán)前綴和另一長循環(huán)前綴(CP2)持續(xù)時間。根據(jù)不同的循環(huán)前綴持續(xù)時間例如短、長和正常循環(huán)前綴持續(xù)時間可設(shè)計不同的 子幀持續(xù)時間T〒tt。例如，子幀持續(xù)時間可為T〒tt= 0. 5,0. 675、1、1. 5、2和2. 5，且這些子 幀的循環(huán)前綴持續(xù)時間可從上面的循環(huán)前綴值中選擇。例如，對于在5MHz帶寬處的0. 5ms 子幀持續(xù)時間，可選擇2. 5 ii s的短循環(huán)前綴，從而允許在該幀中每幀11個0FDM/0FDMA符 號被發(fā)送。TTG(DL)、TTG(UL)和RTG(圖12)的持續(xù)時間可根據(jù)子幀和相應(yīng)的循環(huán)前綴的 尺寸變化。例如，如圖26所示，對于5MHz的信道傳輸帶寬，對于0. 5ms子幀和短循環(huán)前綴 (2. 5 ii s)，TTG(DL)或TTG(UL)的持續(xù)時間可為32. 5 y s。類似地，對于0. 5ms子幀和長循 環(huán)前綴(15 y s)，TTG(DL)或TTG(UL)的持續(xù)時間可為大約60y s，等等。圖27示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的顯示用于創(chuàng)建具有可變循環(huán)前綴的幀結(jié)構(gòu)的 0FDM/0FDMA過程2700的流程圖。結(jié)合這些過程執(zhí)行的各種任務(wù)可由軟件、硬件、固件、具有 用于執(zhí)行過程方法的計算機(jī)可執(zhí)行指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)、或其任何組合來實現(xiàn)。應(yīng)認(rèn)識 到，過程2700可包括任何數(shù)量的額外或可選的任務(wù)。圖27所示的任務(wù)不一定以所示的順 序執(zhí)行，且這些過程可合并到具有沒有在這里詳細(xì)描述的額外功能的更綜合的程序或過程 中。為了例證的目的，過程2700的下面描述可指上面結(jié)合圖6-26提到的元件。在各種實施 方式中，過程2700的部分可由系統(tǒng)600-700的不同元件例如收發(fā)機(jī)和處理器執(zhí)行。OFDM/ 0FDMA過程2700可共享與上面在圖6_26的背景下解釋的相同的0FDM/0FDMA定義和功能， 因此將不在這里多余地解釋這些定義和功能。過程2700可開始于0FDM/0FDMA發(fā)射機(jī)701接收用于在RF信道上發(fā)送的時域OFDM 數(shù)據(jù)符號(任務(wù)2702)。接著，循環(huán)前綴選擇器709從多個可變長度循環(huán)前綴中選擇一個循 環(huán)前綴(任務(wù)2704)。該循環(huán)前綴可從可用于RF信道的多個循環(huán)前綴選擇。例如，如圖14 所示，對于RF信道中的不同信道傳輸帶寬，RF信道可包括范圍從5到864個樣本的可變長 度循環(huán)前綴。如圖14所示，對于1. 25MHz信道傳輸帶寬BW，一組可變長度循環(huán)前綴包括分別包 含5、16和27個樣本的短、正常和長循環(huán)前綴長度。可擴(kuò)縮這些循環(huán)前綴以對其它信道傳輸BW(RF信道)中的每個得到這組循環(huán)前綴。例如，可擴(kuò)縮短循環(huán)前綴(例如，5個樣本) 以分別對2. 5、5、10、20和40MHz的信道傳輸帶寬BW得到10、20、40和80個樣本。對于這 些信道傳輸帶寬，可接著按照在圖14的討論的背景下所討論的，計算3. 125 us的循環(huán)前綴 持續(xù)時間。過程2700接著使用添加循環(huán)前綴模塊710將選定的循環(huán)前綴加到每個時域OFDM/ 0FDMA數(shù)據(jù)符號中，以得到多個OFDM幀(任務(wù)2706)。選定的循環(huán)前綴可按相應(yīng)的循環(huán)前綴 持續(xù)時間的數(shù)字樣本的形式。過程2700可接著在無線信道例如無線信道714上發(fā)送OFDM 幀(任務(wù)2708)。以這種方式，過程2700在信道上發(fā)送OFDM幀之前將OFDM幀添加到可變 尺寸的子幀。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，這些可變長度循環(huán)前綴可如上所述用于小的、常規(guī)的或 大的小區(qū)場地部署，以提高系統(tǒng)的帶寬效率(bit/Hz)。此外，為基站選擇用于子幀中的 0FDM/0FDMA符號的不同循環(huán)前綴允許支持不同類型的基站小區(qū)和小區(qū)覆蓋區(qū)域。因此，通 過消除要求整個網(wǎng)絡(luò)選擇相同的循環(huán)前綴而不考慮在每個基站上對其小區(qū)覆蓋區(qū)域的不 同條件，網(wǎng)絡(luò)部署可被簡化并變得更靈活。雖然上面描述了不同的實施方式，應(yīng)理解，它們僅作為例子而不是作為限制被提 供。同樣，各種圖可描述本公開的示例性結(jié)構(gòu)或其它配置，這被完成來有助于理解可包括在 本公開中的特征和功能。本公開并不限于所示示例性結(jié)構(gòu)和配置，而是可使用各種可選的 結(jié)構(gòu)和配置來實現(xiàn)。此外，雖然上面按照各種示例性實施方式和實現(xiàn)描述了本公開，應(yīng)理 解，在單獨的實施方式的一個或多個中描述的各種特征和功能在其適用性上不限于用來描 述它們的特定實施方式。它們替代地可單獨地或以某種組合應(yīng)用于本公開的其它實施方式 的一個或多個，無論這樣的實施方式是否被描述，以及無論這樣的特征是否呈現(xiàn)為所述實 施方式的一部分。因此，本發(fā)明的廣度和范圍不應(yīng)被上述示例性方法中的任何一個限制。在本文件中，如在此使用的術(shù)語“模塊”指軟件、固件、硬件和用于執(zhí)行這里所述的 相關(guān)功能的這些元件的任何組合。此外，為了討論的目的，各種模塊被描述為分立的模塊； 然而，如對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明顯的，可合并兩個或多個模塊以形成執(zhí)行根據(jù)本發(fā) 明的實施方式的相關(guān)功能的單個模塊。在本文件中，術(shù)語“計算機(jī)程序產(chǎn)品”、“計算機(jī)可讀介質(zhì)，，等通?？捎糜谥钢T如記 憶存儲設(shè)備或存儲單元的介質(zhì)。計算機(jī)可讀介質(zhì)的這些和其它形式可涉及存儲由處理器使 用的一個或多個指令，以使處理器執(zhí)行指定的操作。通常稱為“計算機(jī)程序代碼”(其可按 計算機(jī)程序或其它分組的形式被分組)的這樣的指令在被執(zhí)行時，實現(xiàn)計算系統(tǒng)。應(yīng)認(rèn)識到，為了清楚的目的，上面的說明參考不同的功能單元和處理器描述了本 發(fā)明的實施方式。然而，顯然，可使用在不同的功能單元、處理器或域之間的任何適當(dāng)?shù)墓?能分布，而不偏離本發(fā)明。例如，由單獨的處理器或控制器執(zhí)行的所示功能可由相同的處理 器或控制器執(zhí)行。因此，對特定的功能單元的參考僅被視為對用于提供期望功能的適當(dāng)裝 置的參考，而不是表示嚴(yán)格的邏輯或物理結(jié)構(gòu)或組織。除非另外明確地說明，在本文件使用的術(shù)語和短語及其變形應(yīng)被解釋為開放式 的，與限制性的相反。作為前述內(nèi)容的例子術(shù)語“包括”應(yīng)被詮釋為意指“非限制性地包 括”等；術(shù)語“例子”用于提供所討論的項目的示例性實例，而不是其詳盡的或限制性的列 表；以及形容詞例如“常規(guī)的”、“傳統(tǒng)的”、“正常的”、“標(biāo)準(zhǔn)的”、“已知的”和類似意義的術(shù)語不應(yīng)被解釋為將所述術(shù)語限制到給定的時間段或到給定時間時為止可用的術(shù)語。而相反這 些術(shù)語應(yīng)被詮釋為包括常規(guī)的、傳統(tǒng)的、正常的或標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，這些技術(shù)可能現(xiàn)在或在未來 的任何時間是可用的、已知的。同樣，使用連詞“和”連接的一組術(shù)語不應(yīng)被詮釋為需要出 現(xiàn)在該組中的那些術(shù)語的每一個，而是更確切地應(yīng)被詮釋為“和/或”，除非另外明確說明。 類似地，使用連詞“或”連接的一組術(shù)語不應(yīng)被詮釋為需要在該組中的相互排他性，而是更 確切地應(yīng)被詮釋為“和/或”，除非另外明確說明。此外，雖然可按單數(shù)描述或主張本公開的 術(shù)語、元件或部件，復(fù)數(shù)被設(shè)想為在其范圍內(nèi)，除非明確說明對單數(shù)的限制。在一些實例中 擴(kuò)展詞或短語例如“一個或多個”、“至少”、“但不限于”或其它類似的短語的存在不應(yīng)被詮 釋為意味著在可能缺少這樣的擴(kuò)展短語的實例中預(yù)期或需要較窄的情況。此外，在本發(fā)明的實施方式中可使用存儲器或其它儲存器以及通信部件。應(yīng)認(rèn)識 到，為了清楚的目的，上面的說明參考不同的功能單元和處理器描述了本發(fā)明的實施方式。 然而，顯然，可使用在不同的功能單元、處理邏輯元件或域之間的任何適當(dāng)?shù)墓δ芊植迹?不偏離本發(fā)明。例如，由單獨的處理邏輯元件或控制器執(zhí)行的所示功能可由相同的處理邏 輯元件或控制器執(zhí)行。因此，對特定的功能單元的參考僅被視為對用于提供所述功能的適 當(dāng)裝置的參考，而不是表示嚴(yán)格的邏輯或物理結(jié)構(gòu)或組織。此外，雖然被單獨列出，多個裝置、元件或方法步驟可由例如單個單元或處理邏輯 元件實現(xiàn)。此外，雖然單獨的特征可包括在不同的權(quán)利要求中，這些特征可能被有利地組 合。包括在不同的權(quán)利要求中并不意味著特征的組合是不可行的和/或有利的。此外，特 征包括在一種類別的權(quán)利要求中并不意味著對該類別的限制，而是更確切地，該特征可同 樣適當(dāng)?shù)剡m用于其他權(quán)利要求類別。
權(quán)利要求
一種OFDM通信系統(tǒng)，包括多個射頻(RF)信道，其中所述RF信道包括不同的帶寬；以及發(fā)射機(jī)，其用于提供多個OFDM子載波，其中所述OFDM子載波包括固定的子載波間隔，所述子載波間隔被選擇成使得所述OFDM子載波在數(shù)量上是可擴(kuò)縮的，以利用所述RF信道中的任何一個。
2.如權(quán)利要求1所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中能整除所分配的帶寬的所述固定的子載波 間隔被選擇成優(yōu)化帶寬效率。
3.如權(quán)利要求1所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中能整除200KHz或250KHz的信道柵的所述 固定的子載波間隔被選擇成優(yōu)化帶寬效率。
4.如權(quán)利要求1所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中所述固定的子載波間隔包括由大約 IOKHz,12. 5KHz和IOKHz或12. 5KHz的倍數(shù)例如20KHz和25KHz組成的組中的一個。
5.如權(quán)利要求1所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中所述固定的子載波間隔包括10.9375KHZ 或 21. 875KHz。
6.如權(quán)利要求1所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中所述OFDM通信系統(tǒng)是OFDMA通信系統(tǒng)。
7.一種包括多個射頻(RF)信道的OFDM通信系統(tǒng)，其中所述RF信道包括不同的帶寬， 所述OFDM通信系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)，其用于提供多個OFDM子載波，其中所述OFDM子載波包括固定的子載波間隔， 所述子載波間隔被選擇成使得所述OFDM子載波在數(shù)量上是可擴(kuò)縮的，以利用所述RF信道 中的任何一個；以及處理器模塊，其可操作來提供靈活的無線幀結(jié)構(gòu)，所述無線幀結(jié)構(gòu)包括可操作來用于 所述RF信道的多個可變長度循環(huán)前綴。
8.如權(quán)利要求7所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中對于每個RF信道，所述可變長度循環(huán)前綴 包括一組預(yù)定的循環(huán)前綴持續(xù)時間。
9.如權(quán)利要求8所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中同一組循環(huán)前綴持續(xù)時間由多個或所有的 RF信道使用。
10.如權(quán)利要求7所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中所述可變長度循環(huán)前綴中的每個能夠被 動態(tài)地選擇來用于所述RF信道中的每一個。
11.如權(quán)利要求7所述的OFDM通信系統(tǒng)，還包括多個OFDM幀，每個OFDM幀包括所述可 變長度循環(huán)前綴之一以及多個數(shù)據(jù)符號之一。
12.如權(quán)利要求11所述的OFDM通信系統(tǒng)，還包括多個可變尺寸子幀，每個可變尺寸子 幀包括所述OFDM幀的子集。
13.如權(quán)利要求12所述的OFDM通信系統(tǒng)，還包括與所述可變尺寸子幀中的至少一個相 關(guān)的多個計時間隙，其中所述計時間隙至少部分地根據(jù)所述可變長度循環(huán)前綴中的至少一 個的持續(xù)時間來計算。
14.如權(quán)利要求13所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中所述計時間隙在信號接收時提供對計時 變化的防護(hù)。
15.如權(quán)利要求14所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中所述計時間隙被置于下行子幀的結(jié)尾。
16.如權(quán)利要求14所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中所述計時間隙被置于上行子幀的開始。
17.如權(quán)利要求15和16所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中幀的發(fā)送轉(zhuǎn)換間隙(TTG)由來自下行子幀的計時間隙(TTG-DL)加上來自上行子幀的計時間隙(TTG-UL)組成。
18.如權(quán)利要求12所述的OFDM通信系統(tǒng)，還包括用于通過所述RF信道之一發(fā)送的多 個可變無線幀配置，其中所述可變無線幀配置包括所述可變尺寸子幀的子集。
19.如權(quán)利要求7所述的OFDM通信系統(tǒng)，其中所述一組循環(huán)前綴持續(xù)時間至少部分地 根據(jù)每個所述RF信道的條件來選擇。
20.—種通信系統(tǒng)，包括至少一個基站，其支持可變循環(huán)前綴持續(xù)時間，其中所述可變循環(huán)前綴持續(xù)時間根據(jù) 所述至少一個基站的小區(qū)覆蓋區(qū)域來選擇；以及處理器模塊，其用于提供利用所述可變尺寸循環(huán)前綴持續(xù)時間的靈活的無線幀結(jié)構(gòu)， 其中所述靈活的無線幀結(jié)構(gòu)由所述至少一個基站使用來將數(shù)據(jù)無線地發(fā)送到移動臺。
21.如權(quán)利要求20所述的通信系統(tǒng)，其中所述可變循環(huán)前綴持續(xù)時間根據(jù)固定的子載 波間隔來選擇。
22.如權(quán)利要求21所述的通信系統(tǒng)，其中所述固定的子載波間隔包括12.5KHz。
23.如權(quán)利要求22所述的通信系統(tǒng)，其中，對于n*l.25MHz帶寬系列，所述可變循環(huán)前 綴持續(xù)時間加上計時窗包括由大約3. 125 μ S、10 μ S和16. 875 μ s組成的組中的一個。
24.如權(quán)利要求22所述的通信系統(tǒng)，其中，對于n*3.5MHz帶寬系列，所述可變循環(huán)前綴 持續(xù)時間加上計時窗包括由大約3. 281 μ s、10 μ s和16. 178 μ s組成的組中的一個。
25.如權(quán)利要求22所述的通信系統(tǒng)，其中，對于n*l.25MHz和n*3. 25MHz帶寬系列，所 述可變循環(huán)前綴持續(xù)時間加上計時窗包括由大約2. 5 μ s、9. 375 μ S和16. 875 μ s組成的組 中的一個。
26.如權(quán)利要求22所述的通信系統(tǒng)，其中，對于5MHz帶寬系列，所述可變循環(huán)前綴持續(xù) 時間包括由大約2. 5 μ S、10 μ S、15 μ s禾口 20 μ s組成的組中的一個。
27.如權(quán)利要求21所述的通信系統(tǒng)，其中所述固定的子載波間隔包括大約 10.9375ΚΗζ。
28.如權(quán)利要求27所述的通信系統(tǒng)，其中，對于5MHz帶寬系列，所述可變循環(huán)前綴持續(xù) 時間包括由大約2. 857μ s、ll. 428μ s、17. 142 μ s和22. 857 μ s組成的組中的一個。
29.如權(quán)利要求21所述的通信系統(tǒng)，其中所述固定的子載波間隔包括大約25KHz。
30.如權(quán)利要求29所述的通信系統(tǒng)，其中，對于5KHz帶寬系列，所述可變循環(huán)前綴持續(xù) 時間包括由大約2. 5μ 8、10μ 8、15μ S和20組成的組中的一個。
31.如權(quán)利要求20所述的通信系統(tǒng)，其中用于第一基站的第一循環(huán)前綴持續(xù)時間不同 于用于第二基站的第二循環(huán)前綴持續(xù)時間。
32.如權(quán)利要求20所述的通信系統(tǒng)，其中所述靈活的無線幀結(jié)構(gòu)包括IOms無線幀。
33.如權(quán)利要求20所述的通信系統(tǒng)，其中所述靈活的無線幀結(jié)構(gòu)包括子幀，所述子幀 包括基于所述可變循環(huán)前綴持續(xù)時間的子幀持續(xù)時間選擇。
34.如權(quán)利要求33所述的通信系統(tǒng)，其中所述子幀持續(xù)時間選擇包括由大約0.5ms、 0. 675ms、lms、1. 25ms、1. 5ms>2ms 禾口 2. 5ms 組成的組中的一個。
35.如權(quán)利要求33所述的通信系統(tǒng)，其中所述子幀持續(xù)時間選擇允許系統(tǒng)減少與基于 多個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)的干擾。
36.如權(quán)利要求35所述的通信系統(tǒng)，其中所述工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)包括由下列項組成的組中的一個第三代合作伙伴計劃長期演進(jìn)(3GPP LTE)、第三代合作伙伴計劃2超移動寬帶(3GPP2 UMB)、時分同步碼分多址接入(TD-SCDMA)和無線微波接入互操作性(WiMAX)。
37.如權(quán)利要求33所述的通信系統(tǒng)，其中所述子幀包括多個子幀尺寸。
38.如權(quán)利要求37所述的通信系統(tǒng)，其中所述可變循環(huán)前綴持續(xù)時間是針對所述子幀 尺寸中的每一個來選擇的。
39.如權(quán)利要求33所述的通信系統(tǒng)，其中所述處理器模塊還可操作來計算與所述子幀 中的至少一個相關(guān)的多個計時間隙，其中所述計時間隙至少部分地根據(jù)所述可變循環(huán)前綴 持續(xù)時間來計算。
40.如權(quán)利要求39所述的通信系統(tǒng)，其中所述計時間隙包括由下列項組成的組中的一 個上行鏈路的發(fā)送計時間隙TTG(UL)、下行上行鏈路的發(fā)送計時間隙TTG(DL)和發(fā)送-接 收計時間隙(RTG)。
41.一種用于無線網(wǎng)絡(luò)中RF信道中的通信的OFDM/OFDMA無線幀結(jié)構(gòu)，所述無線幀結(jié)構(gòu) 包括多個OFDM符號，每個OFDM符號包括可變循環(huán)前綴持續(xù)時間和至少一個OFDM數(shù)據(jù)符號；多個可變尺寸子幀，其從所述OFDM符號的子集形成； 多個無線幀，其用于通過所述RF信道發(fā)送所述可變尺寸子幀的子集；以及 多個計時間隙，其與所述無線幀相關(guān)，用于在信號接收時提供對計時變化的防護(hù)，其中 所述計時間隙至少部分地根據(jù)所述可變循環(huán)前綴持續(xù)時間來計算。
42.如權(quán)利要求41所述的0FDM/0FDMA無線幀結(jié)構(gòu)，還包括用于所述可變尺寸子幀的子 幀結(jié)構(gòu)，所述子幀結(jié)構(gòu)包括下行子幀；以及上行子幀，其中所述上行子幀和所述下行子幀使用相同的RF信道來通信，且其中所述 下行子幀與所述上行子幀一起操作以實現(xiàn)最大發(fā)送_接收轉(zhuǎn)換時間間隙。
43.如權(quán)利要求42所述的0FDM/0FDMA無線幀結(jié)構(gòu)，其中所述發(fā)送-接收轉(zhuǎn)換時間間隙 大于從在基站的通信小區(qū)的邊緣處的移動臺到所述基站的往返延遲。
44.如權(quán)利要求41所述的0FDM/0FDMA無線幀結(jié)構(gòu)，其中所述可變循環(huán)前綴持續(xù)時間基 于在所述RF信道上使用的OFDM子載波的數(shù)量。
45.如權(quán)利要求41所述的0FDM/0FDMA無線幀結(jié)構(gòu)，其中所述網(wǎng)絡(luò)包括IEEE802. 16m 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。
46.一種包括多個RF信道的通信系統(tǒng)，其中所述RF信道包括不同的信道帶寬，所述通 信系統(tǒng)包括逆快速傅立葉變換模塊，其可操作來將多個頻域數(shù)據(jù)符號分別轉(zhuǎn)換成多個時域數(shù)據(jù)符號；循環(huán)前綴選擇器模塊，其可操作來從多個可變長度循環(huán)前綴選擇一循環(huán)前綴，以獲得 選定的循環(huán)前綴；以及添加循環(huán)前綴模塊，其可操作來將所述選定的循環(huán)前綴加到所述時域數(shù)據(jù)符號的每個 中，以獲得多個OFDM幀。
47.如權(quán)利要求46所述的通信系統(tǒng)，還包括處理器模塊，所述處理器模塊可操作來提供從所述OFDM幀的子集形成的多個可變尺寸子幀；提供多個無線幀，用于通過所述RF信道的至少一個發(fā)送所述可變尺寸子幀的子集；以及計算與所述可變尺寸子幀中的至少一個相關(guān)的多個計時間隙，以在信號接收時提供對 計時變化的防護(hù)，其中所述計時間隙至少部分地根據(jù)所述選定的循環(huán)前綴的循環(huán)前綴持續(xù) 時間來計算。
48.如權(quán)利要求47所述的通信系統(tǒng)，其中所述選定的循環(huán)前綴的循環(huán)前綴持續(xù)時間根 據(jù)所述RF信道之一的采樣率來確定。
49.一種用于在通信系統(tǒng)中通信的方法，所述方法包括 接收多個時域數(shù)據(jù)符號用于在無線信道上發(fā)送；從多個可變長度循環(huán)前綴選擇一循環(huán)前綴以獲得選定的循環(huán)前綴；以及 將所述選定的循環(huán)前綴加到所述時域數(shù)據(jù)符號的每個中，以獲得多個OFDM幀。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，還包括在所述無線信道上發(fā)送所述OFDM幀。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，還包括在發(fā)送之前將所述OFDM幀加到靈活的子幀。
52.如權(quán)利要求51所述的方法，其中所述靈活的子幀包括用于在信號接收時提供對計 時變化的防護(hù)的計時間隙，其中所述計時間隙至少部分地根據(jù)所述選定的循環(huán)前綴的循環(huán) 前綴持續(xù)時間來計算。
53.如權(quán)利要求51所述的方法，還包括在發(fā)送之前形成包括所述靈活的子幀的無線幀。
54.一種用于通信系統(tǒng)的計算機(jī)可讀介質(zhì)，包括用于下列操作的程序代碼 接收多個時域數(shù)據(jù)符號用于在無線信道上發(fā)送；從用于所述無線信道的多個可變長度循環(huán)前綴選擇一循環(huán)前綴，以獲得選定的循環(huán)前 綴；以及將所述選定的循環(huán)前綴加到所述時域數(shù)據(jù)符號的每個中，以獲得多個OFDM幀。
55.如權(quán)利要求54所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括用于在所述無線信道上發(fā)送所述 OFDM幀之前將所述OFDM幀加到靈活的子幀的程序代碼。
56.如權(quán)利要求55所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括用于下列操作的程序代碼 提供從所述OFDM幀的子集形成的多個可變尺寸子幀；提供多個無線幀，用于通過所述無線信道發(fā)送所述可變尺寸子幀的子集；以及 計算與所述可變尺寸子幀中的至少一個相關(guān)的多個計時間隙，用于在信號接收時提供 對計時變化的防護(hù)，其中所述計時間隙至少部分地根據(jù)所述選定的循環(huán)前綴的循環(huán)前綴持 續(xù)時間來計算。
57.如權(quán)利要求55所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，還包括用于在發(fā)送之前形成包括所述靈活 的子幀的無線幀的程序代碼。
全文摘要
公開了一種用于通信系統(tǒng)的OFDM/OFDMA幀結(jié)構(gòu)技術(shù)。該OFDM/OFDMA幀結(jié)構(gòu)技術(shù)包括具有有效地設(shè)置大小的循環(huán)前綴的可變長度子幀結(jié)構(gòu)，以及可操作來有效地利用OFDM/OFDMA帶寬的有效轉(zhuǎn)換間隙持續(xù)時間。此外，該幀結(jié)構(gòu)提供與多個無線通信系統(tǒng)的兼容性。提供了上行幀結(jié)構(gòu)和下行幀結(jié)構(gòu)。
文檔編號H04L27/26GK101855880SQ200880111899
公開日2010年10月6日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
發(fā)明者蔡思東 申請人:中興通訊美國公司