способ и устройство для выделения поднесущих в широкодиапазонной системе беспроводной передачи, использующей множество несущих

Формула изобретения

1. Способ выделения множества поднесущих для подканала в системе беспроводной передачи, где мобильная станция и базовая станция осуществляют связь друг с другом по меньшей мере через один подканал, содержащий этапы, на которых:

группируют поднесущие соты во множество групп поднесущих, причем каждая из множества групп включает в себя по меньшей мере одну последовательность из Q поднесущих; и

выделяют множество поднесущих для подканала посредством выбора одной поднесущей из каждой группы поднесущих, используя информацию идентификации сот и множество последовательностей Рида-Соломона.

2. Способ по п.1, в котором число поднесущих на подканал равно числу групп поднесущих.

3. Способ по п.2, в котором информация идентификации соты является частным и остатком от деления числа m - идентификационного номера соты (ID) - на число Q.

4. Способ по п.3, в котором этап выделения содержит вычисление индексов поднесущих, которые включаются в подканал, по

Sub_carrier(i)=Q·i+S(i),

где Sub_carrier(i) указывает индекс каждой поднесущей, если число групп поднесущих равно Q-1, то переменная i указывает индекс каждой группы поднесущих, выбранный от 0 до Q-2, a S(i) является (i+1)-м элементом последовательности поднесущих S_m, , которая вычисляется по

S_m, =S_m+{ , , ,..., , },

GF(Q),

где - индекс подканала, выбираемый от 0 до суммарного числа подканалов минус один, a S_m является последовательностью идентификации сот и вычисляется по

S_m =c₀·S0+c₁·S1,

где c₀, c₁ являются выбранными частным и остатком от деления числа m на число Q, a S0 и S1 являются множеством последовательностей Рида-Соломона.

5. Способ по п.4, в котором множество последовательностей Рида-Соломона, S0 и S1, вычисляются по

S0={a,a ²,a³,...,a^Q-2 ,a^Q-1)},

S1={a² ,a⁴,a⁶,...,a ^2(Q-2),a^2(Q-1)},

(a ^m 1 для m<Q-1, a^Q-1=1),

где а - примитивный элемент GF(Q).

6. Способ по п.5, в котором эквивалентные последовательности S0 и S1 могут генерироваться циклическим сдвигом множества последовательностей.

7. Способ по п.5, в котором число поднесущих на подканал может увеличиваться/уменьшаться.

8. Способ по п.3, в котором, если число всех поднесущих системы равно Q(Q-1), если определено N групп поднесущих, и QxN поднесущих используются для передачи каждого символа, то возможное число передаваемых символов составит (Q-1)/N, этап выделения содержит вычисление индексов поднесущих, которые включены в подканал, по

Sub_carrier index(n;i)=Q·(i-N·[i/N])+S _m, (i), n=i/N,

где [i/N] представляет максимальное целое число, меньшее или равное i/N, Sub_carrier index(n;i) указывает индекс каждой поднесущей, n указывает индекс символа, переменная i указывает индекс каждой группы поднесущих, выбираемый от 0 до числа групп поднесущих минус один, и последовательность поднесущих S_m, вычисляется по

S_m, =S_m+{ , , ,..., , },

GF(Q),

где - индекс подканала, выбираемый от 0 до суммарного числа подканалов минус один, и S_m является последовательностью идентификации сот и вычисляется по

S_m =c₀·S0+c₁·S1,

где c₀, c₁ являются выбранными частным и остатком от деления числа m на число Q, a S0 и S1 являются множеством последовательностей Рида-Соломона.

9. Способ по п.8, в котором множество последовательностей Рида- Соломона, S0 и S1, вычисляются по

S0={a,a ²,a³,...,a^Q-2 ,a^Q-1)},

S1={a² ,a⁴,a⁶,...,a ^2(Q-2),a^2(Q-1)},

(a ^m 1 для m<Q-1, a^Q-1=1),

где а - примитивный элемент GF(Q).

10. Способ по п.9, в котором эквивалентные последовательности S0 и S1 могут генерироваться циклическим сдвигом множества последовательностей.

11. Способ по п.9, в котором число поднесущих на подканал может увеличиваться/уменьшаться.

12. Способ по п.3, в котором этап выделения содержит вычисление индексов поднесущих, которые включаются в подканал, по

Sub_carrier(i)=Q·i+S"(i),

где Sub_carrier(i) указывает индекс каждой поднесущей, переменная i указывает индекс каждой группы поднесущих, выбранный от 0 до числа групп поднесущих минус один, a S"(i) является (i+1)-ым элементом последовательности S", который вычисляется по

S'=c ₀·S0+{ , , ,..., , }, GF(Q),

S"=S'+c₁·S1,

где S' является последовательностью для идентификации сот, S" является последовательностью, представляющей -й подканал соты, имеющей число m ID соты, с ₀, с₁ являются выбранными частным и остатком от деления числа m на число Q, a S0 и S1 являются множеством последовательностей Рида-Соломона и вычисляются по

S0={a,a²,a³,...,a ^Q-2,a^Q-1)},

S1={a ²,a⁴,a⁶,...,a ^2(Q-2),a^2(Q-1)},

(a ^m 1 для m<Q-1, a^Q-1=1),

где а - примитивный элемент GF(Q).

13. Способ по п.12, в котором эквивалентные последовательности S0 и S1 могут генерироваться циклическим сдвигом множества последовательностей.

14. Способ по п.12, в котором число поднесущих на подканал может увеличиваться/уменьшаться.

15. Способ по п.3, в котором, если (Q-M) поднесущих выделяется для каждого подканала, этап выделения содержит вычисление индексов поднесущих, которые включаются в подканал, по

Sub_carrier(i)=Q·i+S(i),

где Sub_carrier(i) указывает индекс каждой поднесущей, переменная i указывает индекс каждой группы поднесущих, выбранный от 0 до числа групп поднесущих (Q-M)-1, a S(i) является (i+1)-м элементом последовательности поднесущих S_m, , которая вычисляется по

S_m, =S_m+{ , , ,..., , },

GF(Q),

где - индекс подканала, изменяющийся от 0 до суммарного числа подканалов минус один, и S_m является последовательностью идентификации сот и вычисляется по

S_m =c₀·S0+c₁·S1,

где c₀, c₁ являются выбранными частным и остатком от деления числа m на число Q, а и S0 и S1 являются множеством последовательностей Рида-Соломона.

16. Способ по п.15, в котором множество последовательностей Рида-Соломона, S0 и S1, вычисляются по

S0={a,a ²,a³,...,a^Q-2 ,a^Q-1)},

S1={a² ,a⁴,a⁶,...,a ^2(Q-2),a^2(Q-1)},

(a ^m 1 для m<Q-1, a^Q-1=1),

где а - примитивный элемент GF(Q).

17. Способ по п.16, в котором эквивалентные последовательности S0 и S1 могут генерироваться циклическим сдвигом множества последовательностей.

18. Способ по п.16, в котором число поднесущих на подканал может увеличиваться/уменьшаться.

19. Устройство для выделения множества поднесущих для подканала в системе беспроводной передачи, где мобильная станция и базовая станция осуществляют связь друг с другом по меньшей мере через один подканал, содержащее:

генератор групп поднесущих для группирования поднесущих соты во множество групп поднесущих, причем каждая из множества групп включает в себя по меньшей мере одну последовательность из Q поднесущих;

блок разделения сот для генерирования последовательностей для идентификации сот, используя информацию идентификации сот и множество последовательностей Рида-Соломона; и

блок выделения поднесущих для выделения множества поднесущих для подканала, используя последовательность для идентификации сот.

20. Устройство по п.19, в котором число поднесущих на подканал равно числу групп поднесущих.

21. Устройство по п.20, в котором информация идентификации соты является частным и остатком от деления числа m - идентификационного номера соты (ID) - на число Q.

22. Устройство по п.21, в котором блок выделения поднесущих выделяет поднесущие, имеющие индексы, для подканалов, посредством вычисления индексов поднесущих по

Sub_carrier(i)=Q·i+S(i),

где Sub_carrier(i) указывает индекс каждой поднесущей, переменная i указывает индекс каждой группы поднесущих, выбранный от 0 до числа групп поднесущих минус один, a S(i) является (i+1)-м элементом последовательности поднесущих S_m, , которая вычисляется по

S_m, =S_m+{ , , ..., , },

GF(Q),

где - индекс подканала, выбираемый от 0 до суммарного числа подканалов минус один, a S_m является последовательностью идентификации сот и вычисляется по

S_m =c₀·S0+c₁·S1,

где c₀, c₁ являются выбранными частным и остатком от деления числа m на число Q, a S0 и S1 являются множеством последовательностей Рида-Соломона.

23. Устройство по п.22, в котором множество последовательностей Рида-Соломона, S0 и S1, вычисляются по

S0={a,a ²,a³,...,a^Q-2 ,a^Q-1)},

S1={a² ,a⁴,a⁶,...,a ^2(Q-2),a^2(Q-1)},

(a ^m 1 для m<Q-1, a^Q-1=1),

где а - примитивный элемент GF(Q).

24. Устройство по п.23, в котором эквивалентные последовательности S0 и S1 могут генерироваться циклическим сдвигом упомянутого множества последовательностей.

25. Устройство по п.23, в котором число поднесущих на подканал может увеличиваться/уменьшаться.

26. Устройство по п.21, в котором, если число всех поднесущих системы равно Q(Q-1), если определено N групп поднесущих, и QxN поднесущих используются для передачи каждого символа, то возможное число передаваемых символов составит (Q-1)/N, блок выделения поднесущих выделяет поднесущие, имеющие индексы, для подканала посредством вычисления индексов поднесущих по

Sub_carrier index(n;i)=Q·(i-N·[i/N])+S _m, (i), n=i/N,

где [i/N] представляет максимальное целое число, меньше чем или равное i/N, Sub_carrier index(n;i) указывает индекс каждой поднесущей, n указывает индекс символа, переменная i указывает индекс каждой группы поднесущих, выбираемый от 0 до числа групп поднесущих минус один, а последовательность поднесущих S_m, вычисляются по

S_m, =S_m+{ , , ,..., , },

GF(Q),

где - индекс подканала, выбираемый от 0 до суммарного числа подканалов минус один, a S_m является последовательностью идентификации сот и вычисляется по

S_m =c₀·S0+c₁·S1,

где c₀, c₁ являются выбранными частным и остатком от деления числа m на число Q, a S0 и S1 являются множеством последовательностей Рида-Соломона.

27. Устройство по п.26, в котором множество последовательностей Рида-Соломона, S0 и S1, вычисляются по

S0={a,a ²,a³,...,a^Q-2 ,a^Q-1)},

S1={a² ,a⁴,a⁶,...,a ^2(Q-2),a^2(Q-1)},

(a ^m 1 для m<Q-1, a^Q-1=1),

где а - примитивный элемент GF(Q).

28. Устройство по п.27, в котором эквивалентные последовательности S0 и S1 могут генерироваться циклическим сдвигом множества последовательностей.

29. Устройство по п.27, в котором число поднесущих на подканал может увеличиваться/уменьшаться.

30. Устройство по п.21, в котором блок выделения поднесущих выделяет поднесущие, имеющие индексы, для подканала посредством вычисления индексов поднесущих по

Sub_carrier(i)=Q·i+S"(i),

где Sub_carrier(i) указывает индекс каждой поднесущей, переменная i указывает индекс каждой группы поднесущих, выбранный от 0 до числа групп поднесущих минус один, a S"(i) является (i+1)-м элементом последовательности S", который вычисляется по

S'=c ₀·S0+{ , , ,... , }, GF(Q),

S"=S'+c₁·S1,

где S' является последовательностью для идентификации сот, S" является последовательностью, представляющей -й подканал соты, имеющей число m ID соты, c ₀, c₁ являются выбранными частным и остатком от деления числа m на число Q, a S0 и S1 являются множеством последовательностей Рида-Соломона и вычисляются по

S0={a,a²,a³,...,a ^Q-2,a^Q-1)},

S1={a ²,a⁴,a⁶,...,a ^2(Q-2),a^2(Q-1)},

(a ^m 1 для m<Q-1, a^Q-1=1),

где а - примитивный элемент GF(Q).

31. Устройство по п.30, в котором эквивалентные последовательности S0 и S1 могут генерироваться циклическим сдвигом множества последовательностей.

32. Устройство по п.30, в котором число поднесущих на подканал может увеличиваться/уменьшаться.

33. Устройство по п.21, в котором если (Q-M) поднесущих выделяются для каждого подканала, блок выделения поднесущих выделяет поднесущие, имеющие индексы, для подканала посредством вычисления индексов поднесущих по

Sub_carrier(i)=Q·i+S(i),

где Sub_carrier(i) указывает индекс каждой поднесущей, переменная i указывает индекс каждой группы поднесущих, выбранный от 0 до числа групп поднесущих (Q-M)-1, a S(i) является (i+1)-м элементом последовательности поднесущих S_m, , которая вычисляется по

S_m =S_m+{ , , ,..., , },

GF(Q),

где - индекс подканала, выбираемый от 0 до суммарного числа подканалов минус один, a S_m является последовательностью идентификации сот и вычисляется по

S_m =c₀·S0+c₁·S1,

где c₀, c₁ являются выбранными частным и остатком от деления числа m на число Q, a S0 и S1 являются множеством последовательностей Рида-Соломона и вычисляются по

S0={a,a²,a ³,...,a^Q-2,a^Q-1) },

S1={a²,a⁴ ,a⁶,...,a^2(Q-2),a ^2(Q-1)},

(a^m 1 для m<Q-1, a^Q-1=1),

где а - примитивный элемент GF(Q).

34. Устройство по п.33, в котором эквивалентные последовательности S0 и S1 могут генерироваться циклическим сдвигом множества последовательностей.

35. Устройство по п.33, в котором число поднесущих на подканал может увеличиваться/уменьшаться.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в общем, к способу выделения ресурсов связи в широкодиапазонной системе беспроводной передачи и, в частности, к способу и устройству для выделения поднесущих в широкодиапазонной системе беспроводной передачи, использующей множество несущих.

Предшествующий уровень техники

Первые системы MCM (ММН) (Модуляции множества несущих) появились в конце 1950 гг. для военной высокочастотной радиосвязи. OFDM (МОЧР) (Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением), особый случай MCM с перекрытием ортогональных поднесущих, первоначально было разработано в 1970 гг. В OFDM последовательность последовательных символов преобразуется в последовательность параллельных символов и модулируется во взаимно ортогональные поднесущие до передачи. Из-за трудности ортогональной модуляции между множеством несущих OFDM ограничило практическое применение в системах передачи.

Однако в 1971 г. Weinsten и др. предложили схему OFDM, которая применяет DFT (ДПФ) (Дискретное преобразование Фурье) для параллельной передачи данных в качестве процесса эффективной модуляции/демодуляции, тем самым создав движущую силу для разработки OFDM. Кроме того, введение защитного интервала дополнительно уменьшило неблагоприятные эффекты многолучевого распространения и распространение задержки в системах связи. Хотя сложное аппаратное обеспечение создало препятствие в широком распространении использования OFDM, недавние продвижения в методах цифровой обработки сигналов, включая в себя FFT (БПФ) (Быстрое преобразование Фурье) и IFFT (ИБПФ) (Инверсное быстрое преобразование Фурье), дало возможность практическому воплощению OFDM.

OFDM может быть воплощено для передач цифровых данных, таких как DAB (ЦАР) (цифровое аудио широковещание), цифровое ТВ широковещание, WLAN (БЛВС) (Беспроводная локальная вычислительная сеть) и W-ATM (РБАП) (Режим беспроводной асинхронной передачи). OFDM также обнаруживает высокую эффективность частотного использования, уменьшает эффекты ISI (МСП) (межсимвольные помехи) посредством защитных интервалов и является устойчивой против затухания многолучевого распространения передачи. Поэтому OFDM обеспечивает оптимальную эффективность передачи для высокоскоростной передачи данных.

Методы множественного доступа на основе OFDM разделяются на OFDMA (МДОЧР) (Множественный доступ с ортогональным частотным разделением) и FH (ПЧ) (Перескок частоты)-OFDM. FH-OFDM является комбинацией FH и OFDM. OFDM и FH-OFDM совместно пытаются достигнуть выигрыша от частотного разнесения посредством распределения модуляции данных по всему частотному диапазону. OFDMA является схемой передачи каждого символа OFDM среди множества поднесущих, которые формируют один подканал.

Применения OFDMA для широкодиапазонных систем беспроводной передачи включают в себя системы, установленные в стандартах IEEE 802.16a и IEEE 802.16е. Такие системы OFDMA используют 2048 точечное FFT, например разделяют 1702 тонов на 166 пилот-тонов и 1536 тонов данных. 1536 тонов данных дополнительно разделяются на 32 подканала для выделения пользователям, каждый подканал включает в себя 48 тонов данных. OFDMA является методом множественного доступа, где частотная область разделяется на подканалы, при этом каждый подканал имеет множество поднесущих. Временная область разделяется на множество временных интервалов и подканалы распределяются пользователям.

Система IEEE 802.16a или IEEE 802.16e разделяет широкий диапазон частот 10 МГц на подканалы только по частотной области. Примерно 1600-1700 поднесущих выделяется для одного символа OFDM с использованием 2048 точек FFT. Таким образом, число сот может быть увеличено в зависимости от выделения поднесущих. Тем не менее, только около 40 сот идентифицируемы в предшествующем уровне техники, когда подканалы формируются посредством выделения поднесущих, учитывая коллизию между каналами во многосотовой среде. Для облегчения развертывания широкодиапазонной беспроводной сети число идентифицируемых сот должно быть около 100. В этом контексте традиционные способы выделения подканалов/поднесущих в схеме OFDMA ограничиваются числом сот, которые она может обслуживать.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является, по существу, решение по меньшей мере указанных выше проблем и/или недостатков и обеспечение по меньшей мере нижеследующих преимуществ. Соответственно целью настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для выделения поднесущих для увеличения количества сот в широкодиапазонной системе беспроводной передачи, использующей множество несущих.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение способа и устройства для выделения поднесущих для уменьшения столкновений (коллизий) между подканалами в широкодиапазонной системе беспроводной передачи, использующей множество несущих.

Указанные выше цели достигаются посредством обеспечения способа и устройства для выделения поднесущих в широкодиапазонной системе беспроводной передачи, использующей множество несущих.

В соответствии с одним объектом настоящего изобретения в способе выделения множества поднесущих в подканал в системе беспроводной передачи, где мобильная станция и базовая станция осуществляют связь друг с другом через по меньшей один подканал, поднесущие соты группируются во множество групп поднесущих, при этом каждая из множества групп включает в себя по меньшей мере одну последующую поднесущую, и множество поднесущих выделяется в подканал посредством выбора одной поднесущей из каждой группы поднесущих, используя идентификационную информацию соты, множество последовательностей Рида-Соломона и информацию, относящуюся к группам поднесущих.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения в устройстве для выделения множества поднесущих в подканал в системе беспроводной передачи, где мобильная станция и базовая станция осуществляют связь друг с другом через по меньшей мере один подканал, генератор группы поднесущих группирует поднесущие соты во множество групп поднесущих, при этом каждая из множества групп включает в себя по меньшей мере одну последующую поднесущую, разделитель сот создает последовательность для идентификации сот, используя идентификационную информацию сот, и множество последовательностей Рида-Соломона, и блок выделения поднесущих выделяет множество поднесущих в подканал, используя последовательность для идентификации сот и информацию, относящуюся к группам поднесущих.

Краткое описание чертежей

Указанные выше и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания, взятого в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:

Фиг.1 - блок-схема передатчика в системе связи с OFDMA в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 - блок-схема устройства для выделения поднесущих в широкодиапазонной системе беспроводной передачи, использующей множество несущих, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3 показывает способ выделения поднесущих в широкодиапазонной системе беспроводной передачи, использующей множество несущих, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.4а и 4в показывают образование подканалов по множеству символов посредством выделения поднесущих на основе индексирования поднесущих в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны здесь ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи. В последующем описании общеизвестные функции или устройства не описываются подробно, т.к. они будут затенять изобретение ненужными подробностями.

Фиг.1 является блок-схемой передатчика системы связи с OFDMA в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг.1 передатчик включает в себя блок 101 вставки CRC (КЦИК) (Контроль циклическим избыточным кодом) для создания битов CRC, посредством которых передачи проверяются на ошибки, кодер 103 для кодирования битов данных, блок 105 отображения символов для выполнения модуляции символов по заранее заданной схеме модуляции и блок 107 выделения подканалов для выделения подканалов пользователям, используя идентификационные последовательности сот и последовательности подканалов, способом, который максимизирует число идентифицируемых сот, подробно описанным позже.

Передатчик дополнительно включает в себя последовательно-параллельный преобразователь 109 (SPC) (Посл-Пар) для преобразования последовательных модулированных символов в параллельные сигналы, блок 111 вставки пилот-символов, блок 113 обратного преобразования Фурье (IFFT) для IFFT обработки параллельно модулированных сигналов подканалов, параллельно-последовательный преобразователь 115 (PSC) (Пар-Посл) для преобразования параллельно модулированных сигналов в последовательность последовательных символов, блок 117 вставки защитного интервала для вставки защитного интервала в последовательность последовательных символов, аналого-цифровой преобразователь 119 (DAC) (АЦП) и радиочастотный (RF) (РЧ) процессор 121.

При работе при генерации битов пользовательских данных и битов данных управления (далее совместно называются как биты информационных данных) для передачи блок 101 вставки CRC вставляет биты CRC в биты информационных данных, а кодер 103 кодирует данные с выхода устройства 101 вставки CRC в соответствии с заранее заданным способом кодирования, который может включать в себя турбокодирование или сверточное кодирование с заранее заданной скоростью кодирования.

Блок 105 отображения символов модулирует кодированные биты в символы в соответствии с заранее заданной схемой модуляции, такой как QPSK (КФМн) (квадратурная фазовая манипуляция) или 16QAM (КАМ) (квадратурная амплитудная модуляция). Блок 107 выделения подканалов затем выделяет подканал для модулированных символов.

Выделение подканала выполняется с использованием последовательности идентификации сот и последовательности подканалов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, как описано подробно ниже. SPC 109 преобразует в параллельное представление последовательные модулированные символы, для которых выделены подканал и соответствующий ему частотный диапазон. Устройство 111 вставки пилот-символов затем вставляет пилот-символы в параллельные модулированные символы.

Далее IFFT 113 выполняет N-точечное IFFT над сигналом с выхода блока 111 вставки пилот-символов. PSC 115 затем преобразует сигналы IFFT в последовательные сигналы. Блок 117 вставки защитного интервала вставляет заранее заданный защитный интервал в последовательный сигнал. Защитный интервал используется для исключения помехи между предыдущим символом OFDM, переданным за время предыдущего символа OFDM, и текущим символом OFDM, переданным за время текущего символа OFDM, когда передается последовательность символов OFDM.

АЦП 119 преобразует выходной сигнал блока 117 вставки защитного интервала в аналоговый сигнал. Процессор 121 RF (радиочастоты), включающий в себя фильтр и ВЧ-тракт, обрабатывает аналоговый сигнал в RF сигнал для эфирной передачи, и передает RF сигнал в радиосеть через передающую (Tx) антенну 123.

Выделение подканалов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения выполняется в блоке 107 выделения подканалов, что увеличивает число идентифицируемых сот посредством использования блока 107 выделения подканалов.

Перед описанием способа выделения подканалов настоящего изобретения кратко будет описана канальная структура для системы передачи с OFDMA, для которой применяется настоящее изобретение.

Система связи с OFDMA передает данные параллельной передачи по множеству взаимно ортогональных поднесущих. Поднесущие включают в себя поднесущие данных для доставки данных и пилот-поднесущие для канальной оценки. Один подканал включает в себя множество поднесущих. Подканал является основным блоком обслуживания одного абонента, и каждый абонент передает/принимает данные по меньшей мере по одному подканалу.

Поэтому в случае, когда один абонент занимает один подканал, система передачи с OFDMA может приспосабливаться к стольким абонентам, сколько доступно подканалов. Каждая поднесущая помечается индексом или индексом поднесущей, указывающим логическое местоположение поднесущей. С этой канальной структурой число сот, установленных в каждой базовой станции, и помех между сотами может управляться посредством выделения поднесущих подканалам соответственно в терминах местоположения поднесущих.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения поднесущие индексируются с использованием кода коррекции ошибок, названного последовательностью Рида-Соломона (RS Seq) (ПРС), и затем выделяются в соответствии с их логическими местоположениями с тем, чтобы минимизировать коллизии между подканалами. RS Seq является способом кодирования, который позволяет корректировать множество ошибок в высокоскоростной передаче данных. Основные принципы RS Seq общеизвестны и таким образом здесь они не описываются.

Фиг.2 является блок-схемой устройства выделения поднесущих в широкодиапазонной системе беспроводной передачи, использующей множество несущих, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Устройство выделения поднесущих выполняется в виде блока 107 выделения подканалов по фиг.1, включающего в себя генератор 107а групп, устройство 107b разделения сот и блок 107с выделения поднесущих.

На фиг.2 генератор 107а групп поднесущих группирует поднесущие соты во множество групп поднесущих, причем каждая из множества групп включает в себя по меньшей мере одну последующую поднесущую. Группирование поднесущих будет описано позже со ссылкой на фиг.3. Устройство разделения 107b сот создает последовательность для идентификации сот, используя идентификационную информацию сот и множество последовательностей Рида-Соломона. Блок 107с выделения поднесущих распределяет множество поднесущих в подканал, используя последовательность для идентификации сот и информацию, относящуюся к группам поднесущих.

В соответствии с настоящим изобретением последовательности идентификации сот составлены так, что при задании Q последующих поднесущих в каждой группе поднесущих могут быть идентифицированы Q² сот. Кроме того, последовательности подканалов составлены для выделения до Q подканалов в соте.

Поэтому число идентифицируемых сот и подканалов, доступных для всех сот, может быть повышено до второй степени доступными обычными методами.

Ниже будут описаны подробно способ выделения поднесущих, последовательности идентификации сот и последовательности подканалов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 показывает способ выделения поднесущих в широкодиапазонной системе беспроводной передачи, использующей множество несущих в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг.3 все поднесущие 210, выделенные для одной соты, группируются в (Q-1) групп 220 поднесущих, причем каждая группа включает в себя Q последовательных поднесущих 210. RS Seq, указывающая логическое местоположения поднесущих, определяется полем GF(Q) Галуа. GF(Q) замкнуто для некоторых операций и имеет Q элементов {0, 1, 2, ..., Q-1}. Если GF(Q) замкнуто для конкретной операции, результат операции попадает в это же GF(Q).

Когда Q является простым числом, суммирование и умножение по GF(Q) определяется формулой (1):

a + b = (a + b)modQ

a,b {0,1,2, ..., Q-1} (1)

и формулой (2):

a*b = (a*b)modQ

a,b {0,1,2, ..., Q-1} (2)

где оператор "mod" представляет взятие по модулю.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения GF(Q) замкнуто для суммирования и умножения, определенных по формуле (1) и формуле (2). Последовательность S_m (m является числом сот) идентификации сот, определенная по GF(Q), является последовательностью, определенной конкретным числом сот, для использования в определении логических местоположений поднесущих 210 для каждого подканала. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления последовательность S_m,в подканалов генерируется с использованием последовательности идентификации сот и параметра для каждого подканала для определения местоположений поднесущих для каждого подканала. (Q-1) поднесущих 210, выбранных из различных групп 220 поднесущих, предпочтительно образуют один подканал (Q=7 на фиг.3). Следует отметить, что число поднесущих 210 на каждый канал может увеличиваться или уменьшаться.

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения индекс поднесущей определяется формулой (3):

Sub_carrier(i)=Q*i+ S(i) (3)

где Sub_carrier(i) является индексом поднесущей, i является индексом или групповым индексом группы 220 поднесущих, а S(i) является (i+1)-ым элементом последовательности S _m,в подканалов, представляющими поднесущую 210 в группе 220 поднесущих. Групповой индекс i=0, 1, ..., Q-2. Когда определена S_m,в, подканал определяется для соты.

Например, если все 42 поднесущих 210, помеченных индексами поднесущих {0,1,2, ..., 41), группируются в шесть групп 220 поднесущих, как показано на фиг.3, шесть поднесущих 210 для одного из подканалов от #0 до #6 могут быть определены с помощью последовательности S_m,в подканалов длиной 6. Заданная S _m,в = {3, 2, 6, 4, 5, 1}, {7*0+3, 7*1+2, ..., 7*5+1} вычисляется для индексов i=0, 1, ..., 5 поднесущих в каждом подканале по формуле (3). Таким образом, подканал создается из поднесущих с индексами {3, 9, 20, 25, 33, 36}.

Ниже будет подробно описана последовательность S_m идентификации сот и последовательность S_m,в подканалов.

Настоящее изобретение предпочтительно определяет последовательность S_m идентификации сот, используя идентификационную информацию сот и множество последовательностей. Информация идентификации соты может быть, например, ID (ИД) соты, и множество последовательностей является основными последовательностями S₀ и S₁, определенными в настоящем изобретении. Хотя может быть определено больше основных последовательностей, последующее описание сделано с двумя основными последовательностями.

Основные последовательности S₀ и S ₁ определяются формулой (4):

S0={a,a ²,a³ , ..., a^Q-2, a ^Q-1)}

S1={a ²,a⁴ ,a⁶, ..., a ^2(Q-2), a ^2(Q-1)}

(a ^m 1 для m<Q-1, a^Q-1 =1) (4)

где a - примитивный элемент GF(Q). Для Q=7, a⁶ mod 7=1 и, таким образом, a=3 элемент GF(Q). Таким образом,

S0= {3,3²,3 ²,3⁴,3⁵,3 ⁶}mod 7= {3,2,6,4,5,1} и

S1= {3² ,3⁴,3⁶,3 ²,3⁴,3⁶}mod 7= {2,4,1,2,4,1}

Элементы этих основных последовательностей могут быть циклически сдвинуты.

Идентификационная последовательность S_m сот для m^й соты определяется формулой (5)

S _m=c₀*S0+c ₁*S1={c ₀a+c₁a ², c₀ a²+c ₁a⁴, ..., c ₀a^Q-1 +c₁a ^2(Q-1)} (5)

где может быть определено, что m=c₀+Qc₁. Частное и остаток m mod Q являются c₁ и с ₀ соответственно. Здесь m обозначает информацию идентификации соты, которая является номером соты (ID соты). с ₀ и c₁ являются коэффициентами идентификации сот и могут заменять друг друга.

Например, когда Q=7, c ₀ и c₁ выбираются от 0 до 6. Число всевозможных комбинаций c₀ и c ₁ равно Q², т.к. значения Q доступны для каждых c₀ и c₁ , следовательно, при Q=7, может быть разделено 49 сот. Следовательно, в соответствии с формулой (5) может быть разделено Q ² сот.

Последовательность S_m,в подканалов, используемая для задания подканалов для m-й соты, вычисляется посредством добавления заранее заданного сдвига , как показано в формуле (6):

S _m,в = S_m + { , , , ..., , }

в GF(Q) (6)

где изменяется от 0 до (Q-1). Следовательно, до Q подканалов может быть выделено для одной соты.

В соответствии с вышеописанным способом до Q² сот может быть идентифицировано с помощью последовательности S_m идентификации сот, определенной по формуле (5), и до Q подканалов может быть выделено для одной соты, используя последовательность S _m,в подканалов, определенную формулой (6). Следовательно, общее число подканалов, доступных всем сотам, равно Q ³.

Полученная таким образом последовательность идентификации сот реализуется так хорошо, что самое большое два столкновения (коллизии) возникает между соседними сотами. Если c ₁=0 для каждой соты в формуле (5) (т.е. число сот сохраняется на обычном уровне), S_m становится обычной RS Seq. В этом случае возникает самое большее одно столкновение между соседними сотами.

Таблица 1 ниже содержит список множества последовательностей подканалов для соты базовой станции, например, с m=1 (т.е. c₀=1, c ₁=0).

Таблица 1
S1,0	3	2	6	4	5	1
S 1,1	4	3	0	5	6	2
S1,2	5	4	1	6	0	3
S1,3	6	5	2	0	1	4
S1,4	0	6	3	1	2	5
S1,5	1	0	4	2	3	6
S1,6	2	1	5	3	4	0

Таблица 2 показывает последовательности идентификации сот для множества базовых станций при предположении, что GF(7), a=3, S0={3,2,6,4,5,1} и S1={2,4,1,2,4,1}.

Таблица 2
S0	0	0	0	0	0	0	S 7	2	4	1	2	4	1
S1	3	2	6	4	5	1	S8	5	6	0	6	2	2
S2	6	4	5	1	3	2	S9	1	1	6	3	0	3
S 3	2	6	4	5	1	3	S10	4	3	5	0	5	4
S4	5	1	3	2	6	4	S11	0	5	4	4	3	5
S 5	1	3	2	6	4	5	S12	3	0	3	1	1	6
S6	4	5	1	3	2	6	S13	6	2	2	5	6	0

Хотя для Q=7, до 49 (=Q²) сот S₀ -S₄₈ могут быть идентифицируемыми, таблица 2 показывает только часть из них ради простоты.

Таблица 1 показывает последовательности подканалов для базовой станции #1 (m=1). Сравнение между последовательностями подканалов таблицы 1 и последовательностями #0 подканалов других сот, показанных в таблице 2, показывает, что самое большее одна коллизия случается, когда c₁=0 в сотах. Например, между S ₀ - S₆ таблицы 2 и последовательностями подканалов таблицы 1. Самое большее две коллизии случаются, например, между S₇ - S₁₃ таблицы 2 и последовательностями подканалов таблицы 1.

Хотя формула (5) и формула (6) используется в качестве последовательности идентификации сот и последовательности подканалов соответственно, они могут быть изменены различным способом для достижения последовательности идентификации сот и последовательности подканалов. Для этого последовательность идентификации сот и последовательность подканалов вычисляют по формуле (7):

S'=c ₀*S0+{ , , , ..., , }, GF(Q)

S"=S'+c ₁*S1 (7)

где S' служит в качестве последовательности идентификации сот, а S" служит в качестве последовательности подканалов. В этом случае не может быть различий в числе коллизий между подканалами по сравнению с упомянутым выше первоначальным способом. Следует отметить, что другие способы также доступны. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, определенном формулой (7), индекс поднесущей определяется формулой (3) или нижеследующей формулой (9).

Хотя (Q-1) поднесущих выделяются для каждого подканала в указанном выше варианте осуществления, число поднесущих для каждого подканала не ограничивается по величине. Если число поднесущих для каждого подканала меньше, чем (Q-1), связанные последовательности усекаются до необходимой длины. Например, если число поднесущих на подканал устанавливается (Q-M), основные последовательности S0 и S1 изменяются, как показано в формуле (8):

S0={a,a² ,a³, ..., a ^(Q-M-1)}

S1={a ²,a⁴ ,a⁶, ..., a ^2(Q-M-1)}

(a ^m 1 для m<Q-1, a^Q-1 =1) (8)

Используются первые (Q-M) поднесущих начальных последовательностей. Аналогичным образом, если число поднесущих на подканал устанавливается больше, чем (Q-1), столько поднесущих, сколько требуется, может быть достигнуто посредством повторения основных последовательностей. Если каждый подканал включает в себя 2х(Q-1) поднесущих, основные последовательности S0 и S1 появляются дважды посредством повторения.

Фиг.3 показывает распределение 42 подканалов в 7 подканалов по GF(7). На фиг.3 две коллизии случаются между подканалами соты 2 и соты 3, показанные пунктирным квадратом. Подканалы пересекаются самое большое один раз между сотой 1 и сотой 2.

Максимальное число идентифицируемых сот необходимо увеличить для облегчения установления базовой станции в системе беспроводной передачи с коэффициентом повторного использования частоты 1. Для этого поднесущие могут быть выделены не только для одного символа OFDM, но и для множества символов OFDM. Однако этот способ ограничивает структуру кадра числом символов OFDM, используемых для выделения поднесущих.

Настоящее изобретение позволяет увеличивать число символов в качестве единиц выделения поднесущих до второй степени от того, что возможно обычными способами, когда необходимо.

При задании Q(Q-1) поднесущих, если N групп поднесущих определены, используя QxN поднесущих в каждом символе OFDM, и используется (Q-1)/N символов OFDM, индексы поднесущих вычисляются по формуле (9):

Sub_carrier index(n;i)=Q*(i-N*[i/N])+S _m, (i), n=i/N (9)

В формуле (9), когда Q=7 и N=2, групповой индекс i группы 220 поднесущих выбирается от 0 до 5 (т.е. от 0 до Q-2), а индекс n символа равен 0 или 1. Здесь [i/N] представляет максимальное целое число, меньшее или равное i/N. Индекс поднесущей подканала #0 для базовой станции #1 равен 11 для n=0 и i=3, 13 для n=1 и i=1, и 10 для n=2 и i=0.

Фиг.4а и 4в показывают способ выделения поднесущих для подканалов в соответствии с формулой (9), когда Q=7 и N=2 и 3 соответственно.

Выделение поднесущих выполняется для переноса двух символов на фиг.4а и трех символов на фиг.4в. Как описано ранее, выделение поднесущих, показанное на фиг.3, ведет к коллизиям самое большее двух поднесущих между различными подканалами различных сот. Подканал индексируется по формуле (9), когда использование последовательностей, определенных по GF(Q), приводит к не более чем к одной коллизии поднесущих между подканалами в каждых Q сотах #0 до #(Q-1), #Q до #(2Q-1) и #2Q до #(3Q-1).

В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения число идентифицируемых сот увеличивается до второй степени по сравнению с обычными способами, использующими ограниченные ресурсы поднесущих в системах передачи с OFDMA. Кроме того, когда максимальное число обычных идентифицируемых сот сохраняется, нумерация сот настоящего изобретения ограничивает число случаев коллизий между подканалами до 1 без структурных модификаций.

Хотя изобретение показано и описано со ссылками на определенные варианты его осуществления, специалисту в области техники будет понятно, что различные изменения в форме и деталях могут быть сделаны здесь без отхода от сущности и объема изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.