專利名稱：頻段自適應(yīng)的無線通信的制作方法
頻段自適應(yīng)的無線通信相關(guān)申請本發(fā)明專利申請要求根據(jù)35 United States Code gll9(e)而享 有2005年7月27日提交的美國臨時專利申請60/702,883的優(yōu)先權(quán)， 其中該申請在這里全部引入作為參考。技術(shù)領(lǐng)域本公開主要涉及一種用于多頻段無線通信的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。 其中，可以在用于無線通信的范圍以內(nèi)使用的頻段和/或傳輸格式將 被識別。此外，通過評估每一個可用頻段的信號質(zhì)量度量，可以選擇 至少一個被識別頻段，以便根據(jù)確定的信號質(zhì)量來進行通信。
背景技術(shù)：
常規(guī)的無線設(shè)備被設(shè)計成使用受限的發(fā)射功率電平而在特定頻 率范圍或頻段以內(nèi)工作或執(zhí)行操作。對受聯(lián)邦通信委員會(FCC)管 制的頻段來說，這其中的主要類型的頻段包括許可頻段、半許可頻段、 無牌照頻段和重疊頻段。FCC為所述每一個頻段都規(guī)定了發(fā)射功率 限度，由此提供了公共安全性，并且降低了潛在的同頻段或相鄰頻段 干擾電平。例示的許可頻段包括蜂窩電話或個人通信服務(wù)(PCS)頻段。美 國的蜂窩通信通常工作在824~849MHz以及869~894MHz的頻率 范圍以內(nèi)。美國的寬帶PCS通信通常工作在1850~1910MHz以及 1930~1990MHz的頻率范圍以內(nèi)，而窄帶PCS則通常工作在 901~902MHz、 930~931MHz以及940~941MHz的頻率范圍以內(nèi)。 近來，附加的50MHz頻段(4940 4900MHz)已經(jīng)可以使用，該頻 段被稱為4.9GHz許可頻段，它是FCC為了支持公共安全性而指定 的。此外，本發(fā)明還設(shè)想了其他許可頻段，例如所謂的第三代(3G) 無線通信，這其中包括如下頻段，例如1710~1755MHz 、2110 2155MHz、 2305~2320MHz、 2345~2360MHz (無線通信服 務(wù)，WCS帶寬)以及2500~2690MHz(多信道多點分發(fā)服務(wù)，MMDS 頻段)。通常，許可頻段的許可證持有者具有在指定地理區(qū)域以及在 規(guī)定期限和指定時間以內(nèi)使用該頻段提供服務(wù)的專有權(quán)。從通常不允 許其他服務(wù)供應(yīng)方在相同時間、相同頻段和相同區(qū)域提供服務(wù)的意義 上講，該許可是獨占的。此外，所預(yù)期的其他許可頻段包括但不局限 于被識別成為WiMAX分配的許可頻段(WiMAX被定義為全球微波 接入互操作性)。近來，F(xiàn)CC開放了 3.65GHz 3.7GHz范圍的半許可頻段。這個半許可頻段是一個可供所有許可證持有者依照非獨占條款使用的全 國性頻段。半許可頻段的許可證持有者需要在他們之間進行協(xié)調(diào)，以 便在共存于相同區(qū)域時降低互擾等級以及同等地共享頻段。這個半許 可頻段對所有許可證持有者來說都是免費的，并且對許可證持有者的 數(shù)量也沒有限制。對無牌照頻段、例如,工業(yè)、科學及醫(yī)療(ISM)頻段以及無牌照 國家信息基礎(chǔ)架構(gòu)(UNII)頻段來說，這些頻段是眾多周知的，并 且是可以由任何數(shù)量的設(shè)備共享的。 一般來說，這些無牌照頻段包含 的是例如900MHz、 2.4GHz、 5.0GHz以及5.8GHz的頻率，并且 這些頻率通常被用于無繩電話、無線局域網(wǎng)(WLAN)以及藍牙設(shè)備。重疊頻段是處于3.1GHz 10.6GHz的范圍以內(nèi)的頻段。例示的 重疊頻段是為了供所謂的超寬帶(UWB)設(shè)備使用而被分配的。UWB 頻段是一個無牌照頻段，該頻段在其頻率范圍以內(nèi)與很多許可頻段是 重疊的。發(fā)明內(nèi)容本公開標識的是一種系統(tǒng)、設(shè)備和方法，其中所述系統(tǒng)、設(shè)備和 方法對所有可用頻段的用途加以利用，以便根據(jù)其對每個可用頻段的 總體信號質(zhì)量等級的判定來選擇至少一個用于通信的可用頻段。根據(jù) 本公開，無論是許可、半許可還是無牌照頻段，所有這些頻段都被認 為是有價值的，并且這些頻段可以用于實現(xiàn)最大的頻譜效率。


圖l是被設(shè)置為實施頻段自適應(yīng)操作的無線電設(shè)備架構(gòu)的框圖例示。圖2是被設(shè)置為實施頻段自適應(yīng)操作的無線電設(shè)備架構(gòu)的另一個 框圖例示。圖3是描述與被設(shè)置為實施頻段自適應(yīng)操作的無線電設(shè)備結(jié)合使 用的點到點網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的圖示。圖4是描述與被設(shè)置為實施頻段自適應(yīng)操作的無線電設(shè)備結(jié)合使 用的點到多點網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的圖示。圖5是描述與被設(shè)置為實施頻段自適應(yīng)操作的無線電設(shè)備結(jié)合使 用的網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的圖示。圖6描述的是應(yīng)用頻段自適應(yīng)通信方法的基本系統(tǒng)流程。圖7描述的是用于頻段自適應(yīng)通信設(shè)備的接收機中的可用頻段合 格化處理的系統(tǒng)流程。圖8描述的是用于在頻段自適應(yīng)通信設(shè)備中的發(fā)射機中為傳輸選 擇最優(yōu)方案的處理的系統(tǒng)流程。圖9 18描述的是用于頻段自適應(yīng)通信設(shè)備的多種架構(gòu)和方法。圖19描述的是用于頻段自適應(yīng)通信設(shè)備的通用架構(gòu)和方法。
具體實施例方式
本公開主要涉及一種用于多頻段無線通信的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。 其中，可以在無線通信范圍以內(nèi)使用的頻段和/或傳輸格式將被識別。 此外，通過評估每一個可用頻段的信號質(zhì)量度量，可以選擇至少一個 被識別頻段，以便根據(jù)確定的信號質(zhì)量來進行通信。本描述涉及一種可以用于幫助實現(xiàn)與無線通信設(shè)備的改進通信 的通信系統(tǒng)、設(shè)備和方法。例示的無線通信設(shè)備包括但不局限于蜂窩 電話設(shè)備和被配置成實施無線通信的個人數(shù)字助理(PDA)設(shè)備。無
論頻段是許可、半許可、無牌照還是重疊的，無線通信設(shè)備都可以使 用任意數(shù)量的可用頻段，以便建立具有通過信號質(zhì)量度量或標準確定 的最佳可用無線電鏈路性能和/或最佳頻譜效率的通信鏈路。簡要地說，在這里公開的是一種用于多頻段無線通信的系統(tǒng)、設(shè) 備和方法。其中，可以在無線通信范圍以內(nèi)使用的頻段和/或傳輸格 式將被識別。接收機對每一個頻段的信號質(zhì)量度量進行評估，以便識 別合格的頻段。所述合格的頻段可以依照信號質(zhì)量度量的一個或多個 組合來進行排序，其中合格頻段列表可被傳送到發(fā)射機。發(fā)射機被設(shè) 置為評估合格頻段列表，并且根據(jù)可用頻段以及選定的通信優(yōu)化方案 來選擇一種通信方法。此外，發(fā)射機可以使用多個頻段和通信方法， 由此可以將許可、無牌照、半許可和重疊頻段組合在一起并同時將其 用于通信。接收機持續(xù)監(jiān)視通信，并且可以向發(fā)射機報告鏈路性能， 以便對選定的通信方法實施自適應(yīng)控制。系統(tǒng)綜述在本系統(tǒng)中使用了兩種類型的組件，即基站/接入點和手持客戶機 設(shè)備/數(shù)據(jù)客戶機設(shè)備。在不同的系統(tǒng)組件中，每一個系統(tǒng)組件都具 有相似的無線電設(shè)備架構(gòu)，并且在下文中將會參考圖1來對其進行描 述。如圖1所示，框圖級無線電設(shè)備架構(gòu)(100)包括一個或多個多 頻段RF收發(fā)機(110)， 一個或多個基帶處理器(120)以及應(yīng)用接 口 (130)。每一個多頻段RF收發(fā)機(110)都被設(shè)置為與至少一個 天線(140)以及至少一個基帶處理器(120)進行通信。該基帶處 理器被設(shè)置為處理來自多頻段RF收發(fā)機(110)接收的信號以及向 其傳送的信號，并且與應(yīng)用接口 (130)進行協(xié)調(diào)。在某些實施例中，每一個RF收發(fā)機(110)都可以被設(shè)置為覆 蓋了一個單獨的頻段，由此RF收發(fā)機共同提供用于多頻段通信的設(shè) 備。在其他實施例中，單個的RF收發(fā)機可以被設(shè)置為結(jié)合一個恰當 適配于多頻段應(yīng)用的寬頻段頻率同步器來使用頻段自適應(yīng)RF鏈。在 別的實施例中，軟件無線電RF收發(fā)機被設(shè)置為覆蓋了所有可能的頻
段。關(guān)于軟件無線電應(yīng)用的實例包括個人通信服務(wù)或PCS頻段，例 如1800GHz/1900GHz頻段，工業(yè)科學醫(yī)療或ISM頻段，例如 2.4GHz，非獨占頻段，例如3.65GHz，無牌照國家信息基礎(chǔ)架構(gòu) (UNII)頻段，例如5.0GHz和5.8GHz頻段。天線140可以是單獨的天線或天線集合，在該集合中，每一個單 獨的天線都被設(shè)置為覆蓋了一個特定頻段。在某些實施例中，接收機 和發(fā)射機可以使用單獨的天線。在其他實施例中，RF收發(fā)機的發(fā)射 機和接收機部分可以被設(shè)置為使用一個公共天線。雖然在上文中是依 照單獨的接收機和發(fā)射機部分來描述的，但是可以預(yù)期的是，在本公 開中，接收機和發(fā)射機的表示既可以集成在單個的收發(fā)機部件之中， 也可以劃分在單獨的接收機和發(fā)射機部分之中。如圖2所示，另一個框圖級無線電設(shè)備架構(gòu)(200)包括"n"個 多頻段RF收發(fā)機(211， 212…21n)， 一個或多個基帶處理器(220) 以及應(yīng)用接口 (230)。在這個實例中，每一個多頻段RF收發(fā)機(211， 212，…21n)都被設(shè)置為與相應(yīng)的天線(241， 242...24n)進行通信， 并且還與至少一個基帶處理器(220)進行通信?；鶐幚砥鞅辉O(shè)置 為對從多頻段RF收發(fā)機(210，211...21n)接收以及向其傳送的信 號進行處理，并且與應(yīng)用接口 (230)進行協(xié)調(diào)。所述基帶處理器負責所有的傳輸信號處理功能。根據(jù)不同的評估 標準，基帶處理器可以為在單個頻率波段上進行的通信選擇單個傳輸 類型，或者可以為在多個頻段上進行的通信自適應(yīng)組合多種傳輸類 型。該基帶處理器被配置成評估所有相關(guān)的通信信號質(zhì)量度量(例如 噪聲電平、接口電平、接收信號電平、鏈路性能、比特差錯率等等)， 以便確定使用哪些頻段來進行通信。用于多頻段通信的網(wǎng)絡(luò)拓撲舉例來說，所描述的通信系統(tǒng)可以在點到點網(wǎng)絡(luò)、點到多點 (P-MP)網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)(WLAN)或網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中使用。在圖3中描述的是點到點網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(300)。如所示，第一設(shè)備(設(shè) 備A， 310)與第二設(shè)備(設(shè)備B， 330)進行直接通信。每一個設(shè) 備都包含了基帶處理器和多頻段收發(fā)機，其中該收發(fā)機依照本公開進 行調(diào)整，以便在具有自適應(yīng)通信的多個頻段(例如fl, f2.,.fn)上執(zhí)行傳送(320)和接收(330)。根據(jù)可以在區(qū)域內(nèi)部得到的可用通信 服務(wù)，通信設(shè)備A可以是基站設(shè)備或接入點。此外，設(shè)備B可以是 接入點、蜂窩電話之類的無線通信設(shè)備、WiFi設(shè)備或其他某些設(shè)備。雖然點到點網(wǎng)絡(luò)可以提供高速互連連接，但是它們通常并不容易 劃分到大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中。但是，點到點網(wǎng)絡(luò)可以作為蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)之間 的基站回程連接使用或者作為橋接到核心網(wǎng)絡(luò)的WiFi網(wǎng)絡(luò)中的接入 點使用。其它的點到點網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用包括與超寬帶(UWB)設(shè)備、無繩 電話、藍牙設(shè)備或是具有類似無線電傳輸特征的設(shè)備的連接。圖4描述的是點到多點(P-MP)網(wǎng)絡(luò)(400)的系統(tǒng)架構(gòu)。對蜂 窩網(wǎng)絡(luò)、例如全球移動通信系統(tǒng)(GSM)網(wǎng)絡(luò)和個人通信網(wǎng)絡(luò)(PCS) 來說，這些蜂窩網(wǎng)絡(luò)都是P-MP系統(tǒng)。通常，P-MP包括多個處于呼 叫區(qū)域以內(nèi)的多個小區(qū)站點，并且在所述區(qū)域中，每一個小區(qū)都可以 包括三個、四個或六個扇區(qū)。小區(qū)或小區(qū)中的扇區(qū)具有服務(wù)基站，該 服務(wù)基站被設(shè)置為接收和傳送針對手持機設(shè)備的通信。在P-MP無線 局域網(wǎng)(WLAN)中，接入點取代了基站，由此多個數(shù)據(jù)客戶機可以 同時與接入點(AP)進行通信，其中舉例來說，所述數(shù)據(jù)客戶機可 以是膝上型計算機、個人數(shù)字助理(PDA)、個人信息管理器(PIM) 或其他無線LAN設(shè)備。在某些情況下，諸如臺式計算機或膝上型計 算機之類的計算設(shè)備被配置成與印刷電路板(PC)卡或個人計算機 存儲卡國際聯(lián)合會(PCMCIA)卡進行無線通信。圖5描述的是一個網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)(500)系統(tǒng)架構(gòu)。網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)可以包 括很多相似和/或相同的設(shè)備，其中每一個設(shè)備都充當了網(wǎng)絡(luò)中的一 個網(wǎng)格節(jié)點。相鄰節(jié)點之間的無線電傳輸與點到點系統(tǒng)相似，其中處 于無線電傳輸鏈路兩端的設(shè)備都被稱為對等站，并且這些對等站可以 具有相同或相似的最小傳輸特征。當網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點發(fā)生故障 時，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量可被指引到任何一個剩余節(jié)點。此外，網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)還可 以用于WiFi網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。
頻段自適應(yīng)通信——普遍性本公開設(shè)想的是一種自適應(yīng)地將許可、無牌照、半許可和重疊頻 率表頻段用于通信的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。例示的許可頻段包括蜂窩頻段，例如800/900MHz頻段，PCS頻段，例如1800/1900MHz頻段， 以及用于寬帶公共安全性的4.9GHz頻段。無牌照頻段包括900MHz 頻段、2.4GHz頻段、5.0GHz頻段以及5.8GHz頻段。例示的半許 可頻段包括3.65GHz頻段。例示的重疊頻段則包括UWB頻段，例 如3.1GHz 10.6GHz。所描述的系統(tǒng)使用了全新的傳輸架構(gòu)，在該架構(gòu)中，無線鏈路的 發(fā)射機和接收機全都使用了如先前所述的多頻段RF收發(fā)機以及基帶 處理器。在一個例示配置中，所有無牌照/半許可頻段可以被一個多 頻段RF收發(fā)機覆蓋，其中發(fā)射機和接收機兩者中的一個或多個基帶 處理器將會托管所有那些用于自適應(yīng)使用多個頻段的算法?？梢栽O(shè)置 發(fā)射和接收基帶處理器一起工作，以便根據(jù)數(shù)據(jù)吞吐量、比特差錯率 (BER)、可靠性等鏈路質(zhì)量標準來增強無線鏈路傳輸性能。該系統(tǒng) 被配置成根據(jù)與每個頻段相關(guān)聯(lián)的傳輸目標、發(fā)射功率限度以及接收 機測量結(jié)果來有選擇地和/或同時使用通信鏈路中的可用頻段。對于 將多個頻段與規(guī)定的傳輸架構(gòu)結(jié)合使用的傳輸方法或方案來說，這些 方法或方案包括但不局限于多頻段復(fù)用、頻率分集、頻率跳變、頻段 跳變以及這些和其他傳輸方法的各種組合。發(fā)射機可以被設(shè)置為根據(jù)傳輸性能目標、傳輸功率限度、每個頻 段的傳輸屬性以及來自每個頻段中的無線鏈路接收機的干擾加噪聲 電平測量結(jié)果來選擇一種最優(yōu)傳輸方法。無線鏈路接收機被設(shè)置為頻 繁的在不同頻段上執(zhí)行測量，以便調(diào)査和評估每個頻段的信道狀況。 這些測量結(jié)果將被用作頻段自適應(yīng)傳輸算法的判定支持信息。并且所 設(shè)想的測量結(jié)果至少包括關(guān)于每個信道、每個頻率、每組信道或每組 頻率的下列信息噪聲電平、干擾電平、噪聲加干擾電平以及接收信 號強度指示符(RSSI)電平。所預(yù)期的例示頻率和頻段至少包括 1.8/1.9GHz、 2.4GHz、 3.65GHz、 5.0GHz以及5.8GHz頻段。例
示的鏈路性能參數(shù)至少包括比特差錯率(BER)、符號差錯率(SER)、 塊差錯率(BLER)、幀差錯率(FER)、均方誤差(MSE)以及數(shù) 據(jù)吞吐率。接收機則根據(jù)請求而將這些測量結(jié)果和差錯率頻繁地反饋 給發(fā)射機?？傮w來說，無線鏈路自適應(yīng)地工作在多個頻段上，以便優(yōu)化鏈路 或系統(tǒng)性能，例如數(shù)據(jù)吞吐量、比特差錯率(BER)、覆蓋范圍以及 可靠性。本公開的頻段自適應(yīng)方法可以與傳統(tǒng)的鏈路自適應(yīng)以及其他 的多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)相結(jié)合，以便實現(xiàn)進一步的傳輸優(yōu)化?？傮w的頻譜效率和無線電傳輸性能可以使用當前公開的方法來 優(yōu)化。在很多位置和時間實例中，無牌照頻段有可能遭遇到較少干擾， 并且該頻段可以用于提供服務(wù)或是增強許可頻段上的其他無線電傳 輸。本公開描述了一種根據(jù)傳輸目標、傳播環(huán)境和評估得出的通信鏈 路性能來自適應(yīng)使用可用頻段的方法。頻段自適應(yīng)通信方法圖6描述的是應(yīng)用頻段自適應(yīng)通信方法的基本系統(tǒng)流程(600)。在系統(tǒng)開始工作之后(601)，接收機將會識別可用于通信的所有 頻段。該接收機通過測量每個頻段中的頻段質(zhì)量(諸如信號電平之類) 來初始評估可用頻段(610)。當信號電平令人滿意時(例如噪聲/干 擾并未過多)，接收機將該頻段合格化成可供通信使用(620)。發(fā)射機從接收機那里請求合格頻段列表和/或相應(yīng)的測量結(jié)果，并 且依照某些方案/標準來評估與合格頻段相關(guān)聯(lián)的鏈路質(zhì)量(630)。 在發(fā)射機評估了鏈路質(zhì)量之后，該發(fā)射機將會根據(jù)已識別頻段評估來 選擇一種傳輸方法(640)。選定的通信方法可以包括依照鏈路自適應(yīng) 方法并且根據(jù)可用頻段的動態(tài)評估性能而在單個頻段或多個頻段上 傳輸數(shù)據(jù)。關(guān)于性能標準/方案的實例包括合格頻段上的最優(yōu)發(fā)射功 率分配、最大數(shù)據(jù)吞吐量、最高信號電平、最低干擾電平等等。然后，數(shù)據(jù)將會使用選定傳輸方法并借助多頻段RF發(fā)射機而被 傳送。接收機的信號處理會在發(fā)射機執(zhí)行發(fā)射的同時繼續(xù)監(jiān)視和評估
通信鏈路的性能(650)。關(guān)于通信鏈路的性能度量可以根據(jù)請求而被 反饋給發(fā)射機，以便進行進一步的評估?？捎妙l段有可能根據(jù)不同的干擾電平、變化的環(huán)境因素以及移動 設(shè)備情況下的通信設(shè)備的移動而隨時間發(fā)生變化。由于接收機持續(xù)地 監(jiān)視和識別合格的頻段，并且持續(xù)地將合格的頻段報告給發(fā)射機，因 此發(fā)射機可以根據(jù)需要來動態(tài)改變選定的傳輸方法。圖7描述的是用于接收機的可用頻段合格化處理的系統(tǒng)流程 (700)。在啟動合格化處理之后(701)，這時將會選擇用于評估的 頻段(710)。通過評估選定頻段的噪聲電平、干擾電平和/或接收機 信號強度指示符(RSSI)電平(720)，可以確定選定頻段是否滿足 通信(740)。當該頻段令人滿意時，這個頻段將被添加到合格頻段列 表中(760)，這其中包含了頻段質(zhì)量的任何相關(guān)標記。如果還要評估 附加頻段(770),那么將會選擇下一個頻段(780)，并且該處理將 會重復(fù)執(zhí)行，直至評估了所有頻段為止。在某些實施例中，接收機的基帶處理器(750)會對RSSI電平 進行排序，由此將合格列表作為基于信號質(zhì)量的有序列表來加以提 供。在另一個實例中，其中使用了干擾電平來對合格頻段列表進行排 序。此外，在另一個實例中，其中使用了噪聲電平來對合格頻段列表 進行排序。在再一個實例中，RSSI電平、干擾電平和/或噪聲電平的 組合被用于對合格頻段列表進行排序。在進一步的實例中，任何一個 被測信號質(zhì)量連同該頻段的指示符一起包含在合格列表中，由此發(fā)射 機邏輯可將該信息用于頻段自適應(yīng)選擇處理。在某些實施例中，接收機的合格化可用頻段的處理并不是按照圖 7描述的迭代循環(huán)結(jié)構(gòu)順序執(zhí)行的。取而代之的是，每個頻段的合格 化處理可以釆用相互并行的方式執(zhí)行。當RSSI電平大于預(yù)定閾值電平時，接收機可以合格化一個頻段。 對每個頻段來說，關(guān)于RSSI電平閾值的選擇可以是不同的，并且該 選擇可以以傳輸對特定頻段中的干擾的最大容限為基礎(chǔ)。例如，由于 半許可頻段通常是結(jié)合自控發(fā)射功率方案來工作的，因此，許可頻段
中的干擾可以大于半許可頻段的干擾。由此，半許可頻段的共享將會 更為公平。圖8描述的是發(fā)射機選擇用于傳輸?shù)倪x擇最優(yōu)方法或方案的處理的系統(tǒng)流程(800)。在啟動選擇處理之后(801)，發(fā)射機選擇一個 優(yōu)化目標(810)，并且識別關(guān)于選定優(yōu)化目標的所有限制(820)。 然后，對任意數(shù)量的鏈路質(zhì)量度量來說，作為其基礎(chǔ)的支持信息將被 收集(830)，其中該度量包括但不局限于評估干擾電平(831)、噪 聲電平(832)、 RSSI電平(833)、報告的比特差錯率(834)、均方 誤差率(835)、鏈路可靠性(836)、數(shù)據(jù)吞吐量(837)、發(fā)射功率 限制(838)以及覆蓋距離(839)。然后，發(fā)射機將會識別所有可行 的傳輸方案以及不同的傳輸架構(gòu)參數(shù)(840)。之后，發(fā)射機將會根據(jù) 選定的優(yōu)化目標并且對照每一個可行傳輸方案來加權(quán)收集到的支持 信息(850)。這些傳輸方案將被排序(860)并且將會為選定的優(yōu)化 目標選擇最佳的傳輸方案(870)。然后，發(fā)射機被配置成依照選定的 傳輸方法來執(zhí)行傳輸(880)。在選擇傳輸方法的過程中，發(fā)射機可以具有各種優(yōu)化目標。例示 的傳輸目標可以包括最大數(shù)據(jù)吞吐量、最大覆蓋距離和/或最高鏈 路可靠性(例如最低比特差錯率、最低均方誤差等等)。此外，可供 每一個頻段使用的發(fā)射功率以及每一個設(shè)備傳送的總功率有可能因 為不同的規(guī)章(例如FCC規(guī)章)而具有限制。一旦識別了最優(yōu)的傳輸方案，那么可以采用與傳統(tǒng)的單頻段通信 方法相同的方式而在多個頻段上同時開始傳輸。接收機被設(shè)置為依照 比特差錯率(BER)、幀差錯率(FER)、塊差錯率(BLER)或均方 誤差(MSE)之類的標準來持續(xù)監(jiān)視用于無線鏈路的傳輸性能度量。 這些性能度量將被反饋給發(fā)射機，以便支持鏈路自適應(yīng)。只要鏈路自 適應(yīng)不再對現(xiàn)有傳輸情形充分有效，則重復(fù)執(zhí)行圖8描述的優(yōu)化功 能。傳輸架構(gòu)和方法對使用頻段自適應(yīng)通信方法的傳輸架構(gòu)來說，有很多此類架構(gòu)是
可以使用的，這其中包括但不局限于頻段復(fù)用方法、多頻率分集方法、 多頻段頻率跳變方法、頻段跳變方法、多數(shù)據(jù)流頻率分集方法、多數(shù) 據(jù)流頻率跳變方法、頻段復(fù)用頻率分集方法、頻段復(fù)用頻率跳變方法 以及FEC多數(shù)據(jù)流方法。圖9和IO描述的是用于頻段復(fù)用傳輸方法的架構(gòu)(900〉。該方 法的目標是在一定的覆蓋距離以及在具有一定的鏈路可靠性的情況 下實現(xiàn)最大數(shù)據(jù)吞吐量。根據(jù)該方法，發(fā)射機(910)從接收機(930) 請求一個合格頻段列表。該發(fā)射機對照一組傳輸參數(shù)來篩選該列表中 的所有頻段，其中舉例來說，該傳輸參數(shù)可以是發(fā)射功率限制和最小 傳輸性能需求(例如BER、 SER、 BLER、 FER、 MSE等等)。此 外，發(fā)射機還識別一定數(shù)量(例如"N"個)合格頻段，其中每一個 數(shù)量都至少支持最小數(shù)據(jù)率。在發(fā)射機(910)中，數(shù)據(jù)流被分成(914)子數(shù)據(jù)流，由此基帶 處理器(912)可以采用相互并行的方式來獨立處理每個頻段(913) 或子鏈路。 一個或多個多頻段RF收發(fā)機(911)接收經(jīng)過處理的子 鏈路，并且經(jīng)由一個或多個天線(920)來傳送這些子鏈路。在接收機(930)中，一個或多個多頻段RF收發(fā)機(931)經(jīng)由 一個或多個天線(940)來接收頻段復(fù)用信號。每一個接收到的頻率 都會由基帶處理器(932)內(nèi)部的相應(yīng)的基帶處理塊(933)進行處 理，并且所述處理塊會為每一個頻段提供子數(shù)據(jù)流。接收機(930) 中的數(shù)據(jù)流分路器(934)則將這些子數(shù)據(jù)流組合成一個單獨的數(shù)據(jù) 流。如圖10所示，每一個單獨的子鏈路都會在發(fā)射機基帶處理器 (1010)中借由FEC編碼器塊(1011)、交織塊(1012)、符號映 射或調(diào)制塊(1013)以及信道或天線映射塊(1014)而處理。輸入 比特流由發(fā)射基帶處理器(1010)進行處理，然后則從RF收發(fā)機塊 (1020)提供到天線(1030)。同樣，每一個單獨的子鏈路都會在接 收機基帶處理器(1050)中借由接收機信號處理塊(1054)、符號去 映射或解調(diào)塊(1053)、解交織塊(1052)以及FEC解碼器塊(1051)
而處理。從天線(1070)經(jīng)由RF收發(fā)機(1060)接收的信號將會 由接收機基帶處理器(1050)進行處理，以便提供輸出比特流。在 接收機基帶處理器(1050)上，不同的統(tǒng)計信息和差錯率將被收集， 并且將被提供給與發(fā)射基帶處理器(1010)進行通信的鏈路自適應(yīng) 功能(1040)。這種頻段復(fù)用方法具有用于無線鏈路的峰值數(shù)據(jù)速率(i )，其中該速率對應(yīng)于'=1其中及^n是第i個數(shù)據(jù)流或子鏈路在特定位置以及在具有BER、 BLER或FER之類的最低鏈路性能的情況下支持的最小數(shù)據(jù)率，n 是第Z個數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)率。iV是頻段的數(shù)量。圖ll描述的是多頻段頻率分集傳輸方法(1100)。該方法的目的 是在具有一定數(shù)據(jù)吞吐量的情況下實現(xiàn)最大覆蓋距離和鏈路可靠性。 特別地，在深衰落環(huán)境中，該方法是非常有效的。根據(jù)該方法，發(fā)射 機依照預(yù)定的FCC限制以及頻段傳輸屬性而將發(fā)射功率分配給每一 個頻段。發(fā)射基帶處理器(1110)使用FEC編碼器(1111)、交織 塊(1112)、符號映射或調(diào)制器塊(1113)以及頻段映射塊(1114) 來為輸入比特流產(chǎn)生編碼和調(diào)制符號流。多頻段收發(fā)機(1120)則 經(jīng)由天線1130而在每一個頻段上執(zhí)行傳送。在接收機處，多頻段RF收發(fā)機(1160)經(jīng)由天線1170接收信 號，并且將其提供給接收機基帶處理器(1150)，該基帶處理器產(chǎn)生 輸出比特流。接收機基帶處理器(1150)使用分集組合塊(1154) 來產(chǎn)生符號，其中該分集組合塊使用的是最大比合并(MRC)或最 小均方誤差(MMSE)算法。這些符號被提供到去映射或解調(diào)塊 (1153)。經(jīng)過去映射的符號由解交織塊(1152)進行解交織，并且 由FEC解碼器(1151)進行解碼，以便提供輸出比特流。接收機鏈 路性能參數(shù)同樣可以反饋給發(fā)射機，以便實施基于傳播狀況的自適應(yīng) 編碼調(diào)制。 圖12描述的是一種多頻段頻率跳變傳輸方法(1200)。該方法的 目標是在實現(xiàn)最大覆蓋距離或鏈路可靠性的同時實現(xiàn)降低的干擾電 平。特別的，對處于多個頻段上的廣闊的頻率范圍來說，該方法是非常有效的。根據(jù)該方法，發(fā)射機根據(jù)預(yù)定的FCC限度和頻段傳播屬 性而將發(fā)射功率分配給每一個頻段。發(fā)射基帶處理器(1210)使用 FEC編碼器塊(1211 )、交織塊(1212)、符號映射或調(diào)制器塊(1213) 以及頻率跳變擴展塊(1214)來為輸入比特流產(chǎn)生編碼調(diào)制符號流。 多頻段收發(fā)機(1220)經(jīng)由天線(1230)而在每一個頻段上執(zhí)行發(fā) 射。符號流則以分配在每個頻段中的發(fā)射功率而被映射到頻率跳變隨 機圖案序列中。在接收機處，多頻段RF收發(fā)機(1260)經(jīng)由天線(1270)接收 信號，并且將信號提供給接收機基帶處理器(1250)，該處理器產(chǎn)生 輸出比特流。接收機基帶處理器(1250)使用了頻率跳變解擴器塊 (1254)，所述解擴器塊則使用已知的頻率跳變隨機序列來產(chǎn)生符 號。這些符號被提供給去映射或解調(diào)塊(1253)。經(jīng)過去映射的符號 將會由解交織塊(1252)解交織，并且將會由FEC解碼器(1251) 解碼，以便提供輸出比特流。接收機鏈路性能參數(shù)同樣可以反饋給發(fā) 射機，以便根據(jù)傳播狀況來實施自適應(yīng)編碼調(diào)制。圖13描述的是一種頻段跳變傳輸方法(1300)。除了帶寬和跳變 圖案之外，該方法是圖12的頻率跳變傳輸方法相似。該方法的跳變 圖案沒有必要是隨機的，并且未必依賴于鏈路傳輸性能。根據(jù)該方法， 發(fā)射機依照預(yù)定的FECC限度以及頻段的傳輸屬性而將發(fā)射功率分 配給每一個頻段。發(fā)射基帶處理器(1310)使用FEC編碼器塊 (1311)、交織塊(1312)、符號映射或調(diào)制器塊(1313)以及頻段 跳變塊(1314)來為輸入比特流產(chǎn)生編碼調(diào)制符號流。多頻段收發(fā) 機(1320)在第一指定時間間隔經(jīng)由天線(1330)而在一個頻段上 執(zhí)行傳送。對每一個后續(xù)時間間隔來說，所使用的是一個不同頻段。在接收機處，多頻段RF收發(fā)機(1360)經(jīng)由天線(1370)接收 信號，并且向接收機基帶處理器(1350)提供一個信號，該處理器
產(chǎn)生輸出比特流。接收機基帶處理器(1350)使用接收信號處理塊(1354)，并且該處理器塊將會使用己知的頻段跳變序列來產(chǎn)生符 號。這些符號被提供給去映射或解調(diào)塊(1353)。經(jīng)過去映射的符號 由解交織塊(1352)解交織，并且由FEC解碼器(1351)解碼，以 便提供輸出比特流。同樣，接收機鏈路性能參數(shù)可被反饋給發(fā)射機， 以便根據(jù)傳播狀況來實施自適應(yīng)編碼和調(diào)制。
圖14描述的是多流分集傳輸方法的架構(gòu)(1400)。該方法是來自 圖11的多頻段頻率分集方法的擴展。在鏈路自適應(yīng)和可用分集度方 面，這種方法更為靈活。根據(jù)該方法，發(fā)射機(1410)同樣從接收 機(1430)請求合格頻段列表。數(shù)據(jù)流被分成(1415)子數(shù)據(jù)流， 由此基帶處理器(1412)可以通過編碼/調(diào)制塊(1413)來產(chǎn)生若干 個單獨編碼/調(diào)制的符號流。
對每個編碼/調(diào)制符號流來說，在分集頻 段選擇和映射塊(1414)之前將會產(chǎn)生少量相同的符號流副本，以 便用于頻率分集。對具有mi個相同副本或子數(shù)據(jù)流的第i個單獨編 碼/調(diào)制的符號流來說，分集頻段選擇/映射塊(1414)將會選擇mi 個頻段，并且會將mi個相同副本或子流映射到mi個頻段中。根據(jù)用 于特定頻率方法的傳輸方法，不同的編碼/調(diào)制符號流可以共享或者 重疊一個或多個頻段?；鶐幚砥鲿蛞粋€或多個多頻段RF收發(fā)機(1411) 提供組合的多頻段傳輸，以便經(jīng)由一個或多個天線(1420) 來執(zhí)行傳輸。
在接收機(1430)中， 一個或多個多頻段RF收發(fā)機(1431)經(jīng) 由一個或多個天線(1440)接收多數(shù)據(jù)流分集信號?；鶐幚韷K (1432)執(zhí)行信道估計、補償和分集頻段組合(1434)，以便分離每 一個子數(shù)據(jù)流的符號。來自每一個子數(shù)據(jù)流的符號由接收機基帶子流 處理塊(1433)進行解碼、解交織和解調(diào)，以便產(chǎn)生子數(shù)據(jù)流，而 這些子數(shù)據(jù)流隨后則由接收機數(shù)據(jù)流分路器塊(1435)合并到一個 單獨的數(shù)據(jù)流中。接收機基帶處理器(1432)同樣被設(shè)置為監(jiān)視和 測量子鏈路/流性能，并且將性能度量反向報告給發(fā)射機基帶處理器(1412) 。在發(fā)射機(1410)中，每一個單獨的符號流都具有自己的 編碼/調(diào)制塊(1413)，并且這些編碼/調(diào)制塊根據(jù)接收到的子鏈路/流
傳輸性能來自適應(yīng)地優(yōu)化編碼/調(diào)制方案。圖15描述的是用于多數(shù)據(jù)流頻率跳變傳輸方法的架構(gòu)(1500)。 這種方法是來自圖12的多頻段頻率跳變方法的一種擴展。在鏈路自 適應(yīng)方面，這種方法更為靈活，并且更有效地使用了可用頻段。根據(jù) 該方法，發(fā)射機(1510)同樣從接收機(1530)請求合格頻段列表。 數(shù)據(jù)流分路器(1515)將數(shù)據(jù)流分成子數(shù)據(jù)流，由此基帶處理器 (1512)可以通過編碼/調(diào)制塊(1513)來產(chǎn)生若干個單獨編碼/調(diào)制 的符號流。頻段在選定的頻段集合上根據(jù)頻率跳變隨機圖案序列并且 借助頻段選擇/頻率跳變/擴展塊(1514)映射每一個編碼/調(diào)制符號流， 其中每一個頻段都被分配了恰當?shù)墓β孰娖?。根?jù)用于特定頻率方法 的傳輸方法，不同的編碼/調(diào)制符號流可以共享或者重疊一個或多個 頻段。發(fā)射機基帶處理器(1512)將組合的多頻段傳輸提供給一個 或多個多頻段RF收發(fā)機(1511)，以便經(jīng)由一個或多個天線(1520) 來進行傳輸。在接收機(1530)處， 一個或多個多頻段RF收發(fā)機(1531)經(jīng) 由一個或多個天線(1540)來接收多數(shù)據(jù)流頻率跳變信號。基帶處 理塊(1532)通過執(zhí)行頻率跳變解擴處理功能(1534)來分離每一 個子數(shù)據(jù)流的符號。來自每一個子數(shù)據(jù)流的符號由接收機基帶子數(shù)據(jù) 流處理塊(1533)進行解碼、解交織和解調(diào)。以便產(chǎn)生子數(shù)據(jù)流， 隨后，接收機數(shù)據(jù)流分路器塊(1535)會將這些子數(shù)據(jù)流合并到一 個單獨的數(shù)據(jù)流中。接收機基帶處理器(1532)同樣被設(shè)置為監(jiān)視 和測量子鏈路/流性能，并且將性能度量反向報告給發(fā)射機基帶處理 器(1512)。在發(fā)射機(1510)中，每一個單獨的符號流都具有自己 的編碼/調(diào)制塊(1513)，所述編碼/調(diào)制塊根據(jù)接收到的子鏈路/流傳 輸性能來自適應(yīng)地優(yōu)化編碼/調(diào)制方案。圖16描述的是用于多頻段復(fù)用和頻率分集合并傳輸方法的架構(gòu) (1600)。相比于其他的單獨方法，這種合并方法同時使用了復(fù)用和 分集方法來提供更大的靈活性，并且有效使用了可用頻段。某些頻段 有可能在路徑損耗、多普勒擴展、延遲擴展以及其他受環(huán)境影響的性
能度量方面優(yōu)于其他頻段。這兩種方法的組合可以相互補償這兩種方 法的缺陷，由此優(yōu)化最低鏈路性能。該方法包括兩種主要的方法復(fù) 用和分集。多頻段復(fù)用部分與參考圖9所描述的方法基本相同，而頻 率分集部分則與為圖14描述的方法基本相同。這兩種方法的劃分是 受覆蓋距離以及最低鏈路性能需求限制的。發(fā)射機(1610)同樣從接收機(1630)請求合格頻段列表。數(shù)據(jù) 流同樣由數(shù)據(jù)流分路器塊(1616)分成子數(shù)據(jù)流，由此基帶處理器 (1612)可以借助編碼/調(diào)制塊(1613)與基帶處理塊(1614)的組 合來產(chǎn)生若干個單獨編碼/調(diào)制的符號流。這些編碼/調(diào)制符號流將會 借助分集頻段選擇映射塊(1615)而映射。發(fā)射機基帶處理器(1612) 向一個或多個多頻段RF收發(fā)機(1611)提供多頻段復(fù)用和頻率分集 傳輸，以便經(jīng)由一個或多個天線(1620)來進行傳輸。在接收機(1630)中， 一個或多個RF收發(fā)機(1631)同樣接收 來自一個或多個天線(1640)的傳輸。接收機基帶處理塊(1632) 執(zhí)行信道估計、補償和分集頻段合并(1635)，以便分離每一個子數(shù) 據(jù)流的符號，然后，這些符號將會由接收機基帶子流處理塊(1633) 進行解碼、解交織和解調(diào)，以便產(chǎn)生子數(shù)據(jù)流。對每一個頻段來說， 在這里還提供了附加的基帶處理功能(1634)，以便產(chǎn)生附加的子數(shù) 據(jù)流，其中所有子數(shù)據(jù)流將會由接收機數(shù)據(jù)流分路器塊(1636)進 行合并。接收機基帶處理器(1632)同樣被設(shè)置為監(jiān)視和測量子鏈 路/流性能，并且將性能度量反向報告給發(fā)射機基帶處理器(1612)， 以便在發(fā)射機(1610)中自適應(yīng)優(yōu)化子鏈路/流。圖17描述的是用于多頻段復(fù)用和頻率跳變合并傳輸方法的架構(gòu) (1700)。與其他的單個方法相比，這種合并方法同時利用了多頻段 復(fù)用和頻率跳變方法，以便提供更大的靈活性以及更有效地使用可用 頻段。某些頻段有可能在路徑損耗、多普勒擴展、延遲擴展和其他受 環(huán)境影響的性能度量方面優(yōu)于其他頻段。這兩種方法的組合可以相互 補償這兩種方法的缺陷，由此可以優(yōu)化最低鏈路性能。該方法是由兩 種主要的方法組成的復(fù)用和頻率跳變。其中多頻段復(fù)用功部分與參
考圖9所描述的方法基本相同，而頻率跳變部分則與為圖15描述的 方法基本相同。這兩種方法的劃分是受覆蓋距離以及最低鏈路性能需 求限制的。發(fā)射機(1710)同樣從接收機(1730)請求合格頻段列表。數(shù)據(jù) 流同樣由數(shù)據(jù)流分路器塊(1716)分成子數(shù)據(jù)流，由此基帶處理器 (1712)可以借助編碼/調(diào)制塊(1713)與基帶處理塊(1714)的組 合來產(chǎn)生若千個單獨編碼/調(diào)制的符號流。這些編碼/調(diào)制符號流將會 借助頻段選擇和頻率跳變/擴展塊(1715)而映射。發(fā)射機基帶處理 器(1712)向一個或多個多頻段RF收發(fā)機(1711)提供多頻段復(fù) 用和頻率分集傳輸，以便經(jīng)由一個或多個天線(1720)來進行傳輸。在接收機(1730)中， 一個或多個多頻段RF收發(fā)機(1731)同 樣接收來自一個或多個天線(1740)的傳輸。接收機基帶處理塊 (1732)執(zhí)行頻率跳變解擴功能(1735)，以便分離每一個子數(shù)據(jù)流 的符號，然后，這些符號將會由接收機基帶子流處理塊(1733)進 行解碼、解交織和解調(diào)，以便產(chǎn)生子數(shù)據(jù)流。對每一個頻段來說，提 供了附加的基帶處理功能(1734)，以便產(chǎn)生附加的子數(shù)據(jù)流，其中 所有子數(shù)據(jù)流將會由接收機數(shù)據(jù)流分路器塊(1736)進行合并。接 收機基帶處理器(1732)同樣被設(shè)置為監(jiān)視和測量子鏈路/流性能， 并且將性能度量反向報告給發(fā)射機基帶處理器(1712)，以便在發(fā)射 機(1710)中自適應(yīng)優(yōu)化子鏈路/數(shù)據(jù)流。圖18顯示的是與先前描述的多頻段/多數(shù)據(jù)流方法相串聯(lián)的FEC 方案的方法。該方法是由FEC方法和多頻段/多數(shù)據(jù)流方法組成的。用于這種組合方法的發(fā)射機(1810)包括FEC編碼器塊(1815)、 交織塊(1814)、數(shù)據(jù)流分路器塊(1813)、多數(shù)據(jù)流基帶處理器塊(1812)以及多頻段RF收發(fā)機(1811)。在被數(shù)據(jù)流分路器塊(1813) 分成多個數(shù)據(jù)流之前，輸入到發(fā)射機的比特將會由FEC編碼器塊(1815)進行編碼，并且將會由交織塊(1814)進行交織。來自數(shù) 據(jù)流分路器塊(1813)的數(shù)據(jù)流由基帶處理塊(1812)以與前述方 式相類似的方式進行處理，由此多頻段RF收發(fā)機(1811)可以借助 一個或多個天線(1820)來傳送組合信號。以相似方式被設(shè)置用于這種組合方法的接收機(1830)，并且該接收機包含了多頻段RF收 發(fā)機(1831)、多數(shù)據(jù)流基帶處理器塊(1832)、數(shù)據(jù)流分路器塊 (1833)、解交織塊(1834)以及FEC解碼器塊(1835)。借助多頻段/多流傳輸方法，鏈路性能未必在多個頻段上都是令人 滿意的。通過添加附加的FEC編碼器和附加的交織功能，所有數(shù)據(jù) 流都會被交叉，由此，多個頻段將會進一步增強總體鏈路傳輸性能。 與先前描述的多頻段/多數(shù)據(jù)流方法相比，這種方法能夠容忍特定頻 段上的單獨數(shù)據(jù)流或傳輸?shù)母蠼导?。組合的傳輸架構(gòu)和方法上述傳輸架構(gòu)將會組合在圖19描述的通用傳輸架構(gòu)中。這種通 用架構(gòu)假設(shè)在無線鏈路的發(fā)射機和接收機上可以使用多個頻段和多 個天線，并且用于接收機和發(fā)射機的每一個多頻段RF收發(fā)機都被設(shè) 置為覆蓋了 N個頻段。此外還假設(shè)在特定頻段上進行的任何單獨傳 輸或子鏈路都可以在發(fā)射機上使用Mt個天線，并且可以在接收機上使用Mr個天線。發(fā)射機(1910)包括多頻段RF收發(fā)機塊(1911)、基帶處理器 塊(1912)以及數(shù)據(jù)流分路器塊(1916)?；鶐幚砥鲏K(1912)可 以在功能和/或物理上被分成用于每一個數(shù)據(jù)流的編碼/交織/調(diào)制功 能(1913)以及頻段選擇/映射/加權(quán)復(fù)用/跳變/分集處理功能(1915)。 與先前的描述相似，發(fā)射機(1910)從接收機(1930)請求合格頻 段列表。數(shù)據(jù)流分路器塊(1916)將數(shù)據(jù)流分成子數(shù)據(jù)流，由此基 帶處理器(1912)可以產(chǎn)生(1913)若干個單獨編碼/調(diào)制/交織的符 號流。這些符號流由基帶處理器(1912)執(zhí)行算法處理(1915)，以 便提供用于選定通信方法的頻段選擇、復(fù)用和分集所需要的頻段選 擇、映射、加權(quán)和其他功能。發(fā)射機基帶處理器(1912)被設(shè)置為 向一個或多個多頻段RF收發(fā)機(1911)提供頻段適配傳輸，以便經(jīng) 由一個或多個天線(1920)來執(zhí)行傳輸。以與發(fā)射機塊相似的方式設(shè)置接收機(1930)，并且包括多頻段
RF收發(fā)機塊(1931)、基帶處理器塊(1932)以及數(shù)據(jù)流分路器塊 (1936)。用于接收機(1930)的基帶處理器塊(1932)同樣可以在功能和/或物理上被分成用于每一個流的解碼/解交織/解調(diào)功能 (1933),以及頻段處理/去映射/解復(fù)用/跳變?nèi)U/分集組合處理功能 (1935)。接收機基帶處理器(1932)同樣被設(shè)置為監(jiān)視和測量子鏈路/流性能，并且將性能度量反向報告給發(fā)射機基帶處理器(1912)，以便在發(fā)射機中自適應(yīng)地優(yōu)化子鏈路/流(1910)。這種通用傳輸方法還可以進一步描述如下。發(fā)射機(1910)中的 基帶處理器(1912)可以根據(jù)將要實現(xiàn)的傳輸增益來產(chǎn)生L個獨立 的編碼/調(diào)制符號流，其中L>0。舉個例子，對頻率表頻段/空間復(fù)用 方法來說，L=MtxN，對分集或跳變增益方法來說，L<MtxN， 在每一個編碼/調(diào)制符號流或子鏈路中，其中可以有"k"個FEC編 碼速率和"n"個調(diào)制等級。例如，k^4具有碼速率2/3、 3/4、 5/6、 7/8; r^4QAM調(diào)制等級BPSK、 QPSK、 16-QAM以及64-QAM。 由此，在這里總共有十六種編碼/調(diào)制組合。在發(fā)射機(1910)上，基帶處理器(1912)中的功能塊提供了所 有映射、加權(quán)和跳變算法。處于發(fā)射機(1910)基帶處理器(1912) 中的功能塊還可以將獨立的編碼/調(diào)制符號流映射和/或加權(quán)到N個頻 段以及Mt個發(fā)射天線，以便通過下列方法來實現(xiàn)諸如數(shù)據(jù)吞吐量、 覆蓋距離和鏈路可靠性之類的最大傳輸性能增益頻率頻段/空間復(fù) 用、頻率/空間分集、頻率跳變、頻段跳變、與多頻段/多數(shù)據(jù)流方法 串聯(lián)的FEC以及所述方法組合。在接收機(1930)上，基帶處理器(1932)中的功能塊實施去映 射以及必要的接收信號處理。接收機(1930)中的其他基帶處理功 能則執(zhí)行解調(diào)、解碼和合并功能。發(fā)射機和接收機的基帶處理器全都包含了用于特定頻段或多個 頻段上的單個符號流的所有鏈路自適應(yīng)功能/算法。此外，在發(fā)射機 和接收機的基帶處理器中還包含了發(fā)射功率管理算法。無線鏈路的總的數(shù)據(jù)率是如下給出的所有獨立數(shù)據(jù)流或子鏈路
的總和其中兄wn是第〖個數(shù)據(jù)流或子鏈路在特定位置以及在具有BER、 BLER或FER之類的最低鏈路性能的情況下支持的最小數(shù)據(jù)率，及 是第i個數(shù)據(jù)流或子鏈路的數(shù)據(jù)率。上述基帶處理器既可以使用微處理器或微控制器之類的通用設(shè) 備實現(xiàn)，也可以作為數(shù)字信號處理器(DSP)之類的專用設(shè)備來實現(xiàn)。 借助這些設(shè)備，所有無線鏈路傳輸算法都可以作為可被下載到這些設(shè) 備的固件來提供。這里描述的鏈路自適應(yīng)方法使用了眾多的算法，由 此基帶處理功能的功能劃分可以作為軟件或固件提供，其中軟件可以 被動態(tài)配置成重新調(diào)整或改變處理功能，以便使用特定的算法來實現(xiàn) 目標。本公開適合在范圍廣闊的應(yīng)用中使用。在無線電傳輸成本降低以 及具有合理性能的情況下，頻譜效率得到了提升。這些技術(shù)可以應(yīng)用 于任何無線傳輸系統(tǒng)。對大型和/或小型服務(wù)供應(yīng)商、尤其是那些未 必具有足夠頻譜來提供與WLAN相似的無線寬帶服務(wù)的服務(wù)供應(yīng)商 來說，這些服務(wù)供應(yīng)商可以當前描述的技術(shù)。在一個實例中，服務(wù)供 應(yīng)商可以在無牌照和新的非獨占許可頻段中運營一個WLAN，從而 遭遇到較小的干擾。在另一個實例中，服務(wù)供應(yīng)商可以在小型城鎮(zhèn)、 社區(qū)、隔離扇區(qū)、某些城市中心或是某些室內(nèi)環(huán)境中在不同頻段上運 營一個基于WLAN的寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)。上述說明、實例和數(shù)據(jù)提供了關(guān)于實施例組成的制造和使用方式 的全面描述。雖然是在特定于結(jié)構(gòu)特征和/或方法的語言中描述主題 的，但是應(yīng)該理解，附加權(quán)利要求中定義的主題未必局限于上文描述 的特定特征或特定實施方式。在這里可以使用計算設(shè)備、通信特征、 應(yīng)用和分布式軟件和/或硬件系統(tǒng)的眾多其他配置，以便實施所描述 的動態(tài)用戶接口。雖然這里描述的眾多實例集中于FCC工作頻段， 但是本公開并不局限于此，并且其他的國際頻段同樣是可以考慮的， 例如受國際電信聯(lián)盟(ITU)監(jiān)視和發(fā)布的頻段。由此，上文描述的 特定特征和方法是作為用于實施權(quán)利要求和實施例的例示形式公開 的。
權(quán)利要求
1. 一種頻段自適應(yīng)無線通信系統(tǒng)，包括裝置，用于識別可用傳輸格式；裝置，用于根據(jù)無線電鏈路質(zhì)量度量來評估所識別的可用傳輸格式；以及裝置，用于根據(jù)評估得到的無線電鏈路質(zhì)量度量為通信選擇至少一個所識別的可用傳輸格式。
2. 權(quán)利要求l的頻段自適應(yīng)無線通信系統(tǒng)，其中可用傳輸格式包 括下列至少之一單傳輸頻率格式，多頻率傳輸格式，傳輸頻段格式， 多頻段復(fù)用格式，頻率分集格式，頻率跳變格式，頻段跳變格式以及 802.11格式。
3. 權(quán)利要求l的頻段自適應(yīng)無線通信系統(tǒng)，可用傳輸格式包括下列至少之一許可頻段，無牌照頻段，半許可頻段，以及重疊頻段。
4. 權(quán)利要求l的頻段自適應(yīng)無線通信系統(tǒng)，其中用于評估的裝置被設(shè)置為針對下列至少之一評估無線電鏈路質(zhì)量度量噪聲電平，干擾電平，噪聲加干擾電平，接收信號強度指示符(RSSI)電平，信 噪比，信號噪聲干擾比，比特差錯率(BER)，符號差錯率(SER)， 塊差錯率(BLER)，幀差錯率(FER)，均方誤差(MSE)以及數(shù) 據(jù)吞吐率。
5. 權(quán)利要求l的頻段自適應(yīng)無線通信系統(tǒng)，其中用于選擇的裝置 被設(shè)置用于選擇至少兩種傳輸格式。
6. —種頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，該設(shè)備被設(shè)置用于在多個頻率 上進行通信，包括裝置，用于識別可用頻率，其中所述可用頻率是從下列至少之一 中選出的許可頻段，無牌照頻段，半許可頻段，以及重疊頻段；權(quán)利要求書第2/7頁裝置，用于根據(jù)無線電鏈路質(zhì)量度量來評估所識別的頻率；以及裝置，用于根據(jù)評估得到的無線電鏈路質(zhì)量度量為通信選擇至少 一個所識別的頻率。
7. 權(quán)利要求6的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，該可用頻段包括下列至少之一蜂窩通信頻段，800MHz頻段，900MHz頻段，PCS通信頻段， 1800MHz頻段，1900MHz頻段，4.9GHz頻段，GSM通信頻段， 2.4GHz無牌照頻段，5.0GHz無牌照頻段，5.8GHz無牌照頻段， 3.65GHz半許可頻段，UWB頻段，范圍從3.1GHz到10.6GHz的 重疊頻段，3G許可頻段，WCS頻段，MMDS頻段以及WiMax頻 段。
8. 權(quán)利要求6的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，其中無線電鏈路質(zhì)量 度量包括下列至少之一接收信號強度指示符(RSSI)電平，無線 電鏈路質(zhì)量，頻譜完整性，數(shù)據(jù)吞吐率，比特差錯率，均方誤差(MSE)，信噪比，噪聲電平，干擾電平，以及噪聲加干擾電平。
9. 權(quán)利要求6的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，其中該設(shè)備被設(shè)置用 于在通信系統(tǒng)中執(zhí)行通信，并且該通信系統(tǒng)與下列至少之一相對應(yīng) 點到多點系統(tǒng)，點到點系統(tǒng)以及網(wǎng)格系統(tǒng)。
10. 權(quán)利要求6的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，還包括被設(shè)置用 于接收關(guān)于第一可用頻率的信號的第一天線，以及被設(shè)置用于接收關(guān) 于第二可用頻率的信號的第二天線。
11. 權(quán)利要求6的設(shè)備，還包括被設(shè)置用于接收關(guān)于第一可用頻率的信號的天線，其中該天線還被設(shè)置用于接收關(guān)于第二可用頻率 的信號。
12. 權(quán)利要求6的設(shè)備，其中該設(shè)備包括下列至少之一計算設(shè)備，便攜式計算設(shè)備，臺式計算機，膝上型計算機，掌上計算機，口袋式計算機，個人計算機存儲卡國際聯(lián)合會(PCMCIA)卡或PC卡，蜂窩電話，個人數(shù)字助理(PDA),個人信息管理器(PIM)，無線接入點(WAP)，基站，基站收發(fā)機，微電子電路以及電路板。
13. 權(quán)利要求6的設(shè)備，其中用于評估的裝置包括下列至少之一專用集成電路(ASIC)，微處理器，微控制器，CISC處理器，RISC 處理器，數(shù)字信號處理器(DSP)以及基帶處理器。
14. 一種頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，被設(shè)置用于在多個頻率上進行通信，該頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備包括多頻段接收機，被設(shè)置用于有選擇地接收來自多個頻率的傳輸，其中這些頻率來自下列至少之一許可頻段，無牌照頻段，半許可頻 段以及重疊頻段；以及與多頻段接收機進行通信的基帶處理器，其中該基帶處理器被設(shè) 置用于識別可用傳輸頻率；評估與可用傳輸頻率相關(guān)聯(lián)的信號質(zhì)量； 對與可用傳輸頻率關(guān)聯(lián)的評估信號質(zhì)量進行排序；以及 根據(jù)所述排序來選擇至少一個可用頻率。
15. 權(quán)利要求14的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，其中與接收信號相 關(guān)聯(lián)的信號質(zhì)量包括下列至少之一信號強度，RSSI電平，無線電 鏈路質(zhì)量，頻譜完整性，數(shù)據(jù)吞吐量，比特差錯率，信噪比以及干擾 電平。
16. 權(quán)利要求14的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，還包括被設(shè)置用 于與多頻段接收機進行通信的第一天線和第二天線。
17. 權(quán)利要求14的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，其中多頻段接收機包括被設(shè)置用于接收具有第一傳輸格式的信號的第一接收機，以及被 設(shè)置用于接收具有第二傳輸格式的信號的第二接收機。
18. 權(quán)利要求14的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，其中多頻段接收機包括被設(shè)置用于接收具有第一載波頻率的信號的第一接收機，以及被 設(shè)置用于接收具有第二載波頻率的信號的第二接收機。
19. 權(quán)利要求14的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，其中基帶處理器包括下列至少之一專用集成電路(ASIC)，微處理器，微控制器，CISC處理器，RISC處理器，數(shù)字信號處理器(DSP)以及基帶處 理器電路。
20. 權(quán)利要求14的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，還包括被設(shè)置用 于有選擇地在多個頻率上執(zhí)行傳送的多頻段發(fā)射機。
21. 權(quán)利要求20的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，其中多頻段發(fā)射機 包括被設(shè)置用于傳送具有第一傳輸格式的信號的第一發(fā)射機，以及被 設(shè)置用于傳送具有第二傳輸格式的信號的第二發(fā)射機。
22. 權(quán)利要求20的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，其中多頻段發(fā)射機 包括被設(shè)置用于傳送具有第一載波頻率的信號的第一發(fā)射機，以及被 設(shè)置用于傳送具有第二載波頻率的信號的第二發(fā)射機。
23. 權(quán)利要求14的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，還包括多頻段發(fā) 射機，被設(shè)置成有選擇地在多個頻率上執(zhí)行傳送，其中多頻段接收機 和多頻段發(fā)射機是作為包含下列至少之一的多頻段收發(fā)機來設(shè)置的 單芯片收發(fā)機，多芯片組收發(fā)機，以及多頻段收發(fā)機電路。
24. —種頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，被設(shè)置用于在多個頻率上進行通信，該頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備包括被設(shè)置用于在選定頻段上執(zhí)行傳送的發(fā)射機； 被設(shè)置用于從選定頻段進行接收的接收機；與接收機進行通信的處理器裝置，其中該處理器裝置被設(shè)置用于 評估與接收信號相關(guān)聯(lián)的信號質(zhì)量；以及與發(fā)射機和接收機中的至少一個進行通信的選擇裝置，其中該選 擇裝置被設(shè)置用于識別選定的頻段，并且其中選定的頻段與下列至少 之一相對應(yīng)許可頻段，無牌照頻段，半許可頻段以及重疊頻段。
25. 權(quán)利要求24的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，其中與接收信號相關(guān)聯(lián)的信號質(zhì)量包括下列至少之一信號強度，無線電鏈路質(zhì)量，頻譜完整性，數(shù)據(jù)吞吐量，比特差錯率，符號差錯率，塊差錯率，幀差 錯率，均方誤差，噪聲電平，干擾電平，信噪比以及噪聲加干擾電平。
26. 權(quán)利要求24的頻段自適應(yīng)無線通信設(shè)備，其中處理器裝置和 選擇裝置中的至少一個被設(shè)置用于測量與每一個可用頻段相關(guān)聯(lián)的 信號質(zhì)量，以及根據(jù)其測得的信號質(zhì)量對可用頻段進行排序。
27. —種用于在頻段自適應(yīng)無線通信系統(tǒng)中選擇傳輸格式的方法，包括識別一組可用傳輸格式，其中該組可用傳輸格式包括下列至少之單傳輸頻率格式，多頻率傳輸格式，傳輸頻段格式，多頻段復(fù)用格式， 頻率分集格式，頻率跳變格式， 頻段跳變格式，以及 802.11格式； 收集與每一個可用傳輸格式相關(guān)聯(lián)的信息；從收集到的信息中為每一個可用傳輸格式確定至少一個傳輸質(zhì)量 因數(shù)；根據(jù)傳輸標準并且通過評估每一個可用傳輸格式的至少一個傳輸 質(zhì)量因數(shù)來對每一個可用傳輸格式進行排序；以及根據(jù)所述排序來選擇至少一個可用傳輸格式。
28. 權(quán)利要求27的方法，其中收集到的信息包括下列至少之一 信號強度，無線電鏈路質(zhì)量，頻譜完整性，數(shù)據(jù)吞吐量，比特差錯率， 符號差錯率，塊差錯率，幀差錯率，均方誤差，信噪比，干擾電平， 噪聲加干擾電平。
29. 權(quán)利要求27的方法，其中收集到的信息是從査找表中獲取的， 并且該査找表是依照傳輸格式來索引的，其中該査找表包含下列至少 之一功率損耗，鏈路數(shù)據(jù)吞吐量，傳輸SNR，涉及AWGN信道 的SINR增益以及信號范圍。
30. 權(quán)利要求27的方法，其中收集到的信息是從接收機估計中獲 取的，其中接收機估計包含下列至少之一快衰落，慢衰落，Rayleigh 衰落，Ricean衰落K因數(shù)，接收機信號強度，信道估計，以及傳播 狀況估計。
31. 權(quán)利要求27的方法，其中傳輸質(zhì)量因數(shù)包括下列至少之一 信號范圍等級，功率損耗等級，發(fā)射功率等級，數(shù)據(jù)吞吐量等級，可 靠性等級，比特差錯率，均方誤差等級，干擾電平等級，以及傳輸優(yōu) 化目標，其中傳輸優(yōu)化目標包括下列至少之一最大化鏈路數(shù)據(jù)吞吐 量，最大化覆蓋距離，最小化功率損耗，最大化鏈路可靠性，以及最 小化信號干擾。
32. 權(quán)利要求27的方法，其中傳輸標準包括加權(quán)和，該加權(quán)和是 從下列至少之一中計算得到的預(yù)期數(shù)據(jù)吞吐量，預(yù)期功率損耗，預(yù) 期可靠性等級以及預(yù)期信號范圍。
33. 權(quán)利要求27的方法，其中可用傳輸格式還與下列至少之一相對應(yīng)許可頻率，許可頻段，無牌照頻率，無牌照頻段，半許可頻率，半許可頻段，重疊頻率以及重疊頻段。
34. 權(quán)利要求27的方法，可用傳輸格式包括下列至少之一許可 頻段，無牌照頻段，半許可頻段，以及重疊頻段。
35. 權(quán)利要求27的方法，還包括在選擇步驟之后，檢測與至少 一個可用傳輸格式相關(guān)聯(lián)的信號質(zhì)量變化，以及響應(yīng)于檢測到的變化，重復(fù)執(zhí)行識別、收集、排序和選擇步驟中的至少一個。
36. 權(quán)利要求27的方法，還包括監(jiān)視與至少一個可用傳輸格式相關(guān)聯(lián)的信號質(zhì)量，以及根據(jù)所監(jiān)視的信號質(zhì)量來更新所述排序。
37. 權(quán)利要求36的方法，其中響應(yīng)于下列至少之一發(fā)起監(jiān)視信號質(zhì)量用戶請求，預(yù)定調(diào)度，規(guī)定的時間間隔，系統(tǒng)生成的請求以及持續(xù)監(jiān)視。
38. 權(quán)利要求27的方法，還包括選擇用于接收的默認傳輸格式。
全文摘要
在這里公開的是一種用于多頻段無線通信的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。其中，可以在無線通信范圍以內(nèi)使用的頻段和/或傳輸格式被識別。接收機對每一個頻段的信號質(zhì)量度量進行評估，以便識別合格的頻段。所述合格的頻段可以依照信號質(zhì)量度量的一個或多個組合來進行排序，其中合格頻段列表可被傳送到發(fā)射機。發(fā)射機被調(diào)整成評估合格頻段列表，并且根據(jù)可用頻段以及選定的通信優(yōu)化方案來選擇一種通信方法。此外，發(fā)射機可以使用多個頻段和通信方法，由此可以將許可、無牌照、半許可和重疊頻段組合在一起并同時將其用于通信。接收機持續(xù)監(jiān)視通信，并且可以向發(fā)射機報告鏈路性能，以便對選定的通信方法實施自適應(yīng)控制。
文檔編號H04L12/28GK101401480SQ200680035788
公開日2009年4月1日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月27日
發(fā)明者張宏亮, 馬克·邁克德羅米德 申請人:T-移動網(wǎng)美國有限公司