專(zhuān)利名稱(chēng)：使用重疊上行鏈路載波頻譜的多用戶(hù)通信系統(tǒng)、設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，更具體地講，涉及有效利用帶寬的多用戶(hù)雙向通信系統(tǒng)。
眾所周知，通信系統(tǒng)包括多個(gè)用戶(hù)單元，該用戶(hù)單元通過(guò)在無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男盘?hào)與一或多個(gè)基或頂端單元進(jìn)行通信。一個(gè)這樣的通信系統(tǒng)是雙向無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。在雙向無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，服務(wù)接入點(diǎn)由一個(gè)通常包含一個(gè)發(fā)送器和接收器，或收發(fā)器的基單元提供?；鶈卧梢蕴峁┑搅硪粋€(gè)諸如公共電話(huà)交換網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)的連接，其中公共電話(huà)交換網(wǎng)通常被稱(chēng)作PSTN。由于服務(wù)接入通常是基于預(yù)約(subscription-based)方式的，所以由一個(gè)稱(chēng)作用戶(hù)單元的設(shè)備來(lái)提供遠(yuǎn)程服務(wù)連接。這些用戶(hù)單元可以是通常包括通過(guò)RF頻譜與基單元進(jìn)行通信的，“類(lèi)似電話(huà)的”手持設(shè)備的移動(dòng)收發(fā)器。各用戶(hù)單元通過(guò)向基單元發(fā)送一個(gè)信號(hào)來(lái)向基單元傳送信息。用戶(hù)單元向基單元發(fā)送的信號(hào)可以被稱(chēng)作反向鏈路信號(hào)或上行鏈路信號(hào)?；鶈卧ㄟ^(guò)發(fā)送可以被稱(chēng)作前向鏈路信號(hào)或下行鏈路信號(hào)的信號(hào)向用戶(hù)單元傳送信息。
由于對(duì)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的使用不斷得到擴(kuò)展，更多的可用RF頻譜正被占用。因而，希望現(xiàn)代的通信系統(tǒng)能夠有效地利用帶寬。正交頻分多路復(fù)用(OFDM)是現(xiàn)有技術(shù)中已知的一種方法，該方法允許把一個(gè)高速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流分成一組低速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，并且各低速數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流均被調(diào)制單獨(dú)的數(shù)據(jù)載波信號(hào)。正如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，調(diào)制的數(shù)據(jù)載波信號(hào)具有不同的載波頻率，但載波頻率被分隔得很近，使得相鄰調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)的頻譜具有顯示的重疊。
由于具有良好的帶寬效率潛力和對(duì)某些種類(lèi)的信道損傷的抵抗能力，當(dāng)前在包含但不僅限于數(shù)字音頻廣播(DAB)和有線(xiàn)調(diào)制解調(diào)器的廣播和有線(xiàn)應(yīng)用中使用了OFDM。并且，OFDM可以被用于多用戶(hù)雙向通信系統(tǒng)的前向鏈路。在這些應(yīng)用中，由于多路調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)均是在單個(gè)發(fā)送器單元中產(chǎn)生的，所以能夠輕易地(比如使用離散富立葉變換)控制它們之間的關(guān)系。在DAB的情況下，在單個(gè)的發(fā)送信源中同時(shí)產(chǎn)生，累加并廣播調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)。在通信系統(tǒng)前向鏈路的情況下，在單個(gè)的基單元中同時(shí)產(chǎn)生，累加并發(fā)送調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)。
需要有一種允許在反向鏈路(用戶(hù)單元到基單元或多對(duì)一的鏈路)上使用類(lèi)似于OFDM的，有效利用帶寬的頻譜重疊發(fā)送技術(shù)的多用戶(hù)雙向通信系統(tǒng)，其中多路調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)不完全從單個(gè)的發(fā)送器中產(chǎn)生。


圖1是關(guān)于本發(fā)明使用的一個(gè)符號(hào)脈沖整形函數(shù)，gv(t)的最優(yōu)實(shí)施例的簡(jiǎn)圖。
圖2是圖示基于本發(fā)明的兩個(gè)均具有不同的載波頻率但具有重疊的信號(hào)頻譜的調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)的簡(jiǎn)圖，其中調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)來(lái)自單獨(dú)兩個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元，而上述用戶(hù)單元同時(shí)發(fā)送一個(gè)反向鏈路信號(hào)。
圖3是圖示基于本發(fā)明的多用戶(hù)雙向無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖。
圖4是圖示基于本發(fā)明的，包含一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器/專(zhuān)用集成電路的重疊帶寬用戶(hù)單元的簡(jiǎn)圖。
本發(fā)明提供了一個(gè)允許在反向鏈路上使用有效利用帶寬的頻譜重疊傳輸?shù)碾p向通信系統(tǒng)，其中從多個(gè)用戶(hù)單元上同時(shí)進(jìn)行多路反向鏈路發(fā)送，由于上述用戶(hù)單元的反向鏈路信號(hào)頻率頻譜可以重疊，所以以后稱(chēng)之為重疊帶寬用戶(hù)單元。當(dāng)多個(gè)用戶(hù)單元在相同的時(shí)隙間隔內(nèi)進(jìn)行發(fā)送時(shí)，在比如一個(gè)使用頻分多址(FDMA)方法或混合FDMA/TDMA方法的系統(tǒng)中可以同時(shí)進(jìn)行反向鏈路發(fā)送。
通過(guò)控制并協(xié)調(diào)來(lái)自分立的重疊帶寬用戶(hù)單元的發(fā)送信號(hào)的參數(shù)，可以避免多個(gè)正在發(fā)送的重疊帶寬用戶(hù)單元之間的相互干擾。通過(guò)允許在雙向通信系統(tǒng)的反向鏈路上進(jìn)行類(lèi)似OFDM的頻譜重疊發(fā)送，本發(fā)明允許雙向通信系統(tǒng)的反向鏈路得到與雙向通信系統(tǒng)的前向鏈路類(lèi)似的帶寬效率，假定在雙向通信系統(tǒng)的前向鏈路上使用OFDM。
在本發(fā)明中，通過(guò)控制并協(xié)調(diào)反向鏈路發(fā)送信號(hào)的參數(shù)，可以避免多個(gè)正在發(fā)送的重疊帶寬用戶(hù)單元在一個(gè)類(lèi)似OFDM的頻譜重疊反向鏈路上發(fā)生的相互干擾。下面給出保證避免相互干擾的條件。首先從一個(gè)正在發(fā)送反向鏈路信號(hào)的重疊帶寬用戶(hù)單元的普通情況出發(fā)。反向鏈路信號(hào)是包含一或多個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)的數(shù)字調(diào)制信號(hào)。調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)是經(jīng)過(guò)發(fā)送單元中的數(shù)字信息源調(diào)制的載波，其中調(diào)制方法可以包含M元正交相移鍵控(M-PSK)，M元正交調(diào)幅(QAM)或任何其它的在現(xiàn)有技術(shù)中已知的數(shù)字調(diào)制方法。在OFDM中，各個(gè)載波被通稱(chēng)為副載波或單音(tone)。一個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)有其相應(yīng)的載波頻率，符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)和符號(hào)脈沖整形函數(shù)。當(dāng)發(fā)生反向鏈路發(fā)送時(shí)符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)確定出符號(hào)定時(shí)。從所有已知的與OFDM兼容的脈沖整形函數(shù)中選出一個(gè)用來(lái)對(duì)調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)中的符號(hào)進(jìn)行調(diào)制的脈沖整形函數(shù)。最通用的脈沖整形函數(shù)在脈沖整形函數(shù)時(shí)延內(nèi)取一個(gè)固定值。如果脈沖整形函數(shù)在整個(gè)脈沖整形過(guò)程中保持一個(gè)固定值，則該函數(shù)被通稱(chēng)為矩形脈沖整形函數(shù)。一個(gè)脈沖函數(shù)gv(t)的最優(yōu)實(shí)施例在下面的等式中被定義，并且在圖1，編號(hào)100中被示出。
在這個(gè)脈沖整形定義中，從0至ts的脈沖整形部分此后被稱(chēng)作有用符號(hào)部分，而ts被稱(chēng)作有用符號(hào)時(shí)延。從ts至Ts的脈沖整形部分是通稱(chēng)為循環(huán)擴(kuò)展，周期擴(kuò)展或保護(hù)間隔的符號(hào)擴(kuò)展部分。循環(huán)擴(kuò)展部分可以被放在有用符號(hào)部分之前而不是之后，在這種情況下也可以被稱(chēng)作一個(gè)循環(huán)前綴。在出現(xiàn)多路徑信道的情況下有時(shí)在OFDM中使用循環(huán)擴(kuò)展可以改進(jìn)性能。
考慮一個(gè)基于所定義的脈沖整形的OFDM信號(hào)。在一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，可以通過(guò)單個(gè)的基單元在一個(gè)前向鏈路上向多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送該信號(hào)。下面的等式說(shuō)明了一個(gè)基于所定義的脈沖整形函數(shù)gv(t)的OFDM信號(hào)，x(t)。N給出用于發(fā)送的副載波的數(shù)量。Xk，m給出所發(fā)送的符號(hào)，而A(t)ejΦ(t)給出信道衰減和相位旋轉(zhuǎn)。
由于所有的包含OFDM信號(hào)的調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)具有相同的符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)并且以1/ts的間隔被加以頻率分隔，所以任何的重疊帶寬用戶(hù)單元均能夠在不受其它的調(diào)制數(shù)據(jù)載波干擾的情況下檢測(cè)任意調(diào)制數(shù)據(jù)載波上的數(shù)據(jù)。通過(guò)在一個(gè)長(zhǎng)度為ts的固定時(shí)間窗口上對(duì)接收的OFDM信號(hào)進(jìn)行積分來(lái)進(jìn)行這種檢測(cè)。下面的等式說(shuō)明了在給定接收OFDM信號(hào)x(t)的情況下由第pth個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元對(duì)第n個(gè)符號(hào)進(jìn)行的檢測(cè)。
現(xiàn)在考慮調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)來(lái)自?xún)蓚€(gè)單獨(dú)的重疊帶寬用戶(hù)單元的情況，其中每個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元均發(fā)送一個(gè)具有一個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)的反向鏈路信號(hào)，而每個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)均具有不同的載波頻率，但具有如圖2，編號(hào)200所示的重疊信號(hào)頻譜。在這種情況下，由于重疊帶寬用戶(hù)單元在物理上是分離的，所以它們包含單獨(dú)的本振頻率，時(shí)間基準(zhǔn)和相位基準(zhǔn)。這些局部基準(zhǔn)均是建立在各個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元中所含的本機(jī)振蕩器的基礎(chǔ)上的。也要注意，由于傳播路徑的差異，第二個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元反向鏈路信號(hào)的衰減和相位旋轉(zhuǎn)不同于第一個(gè)單元?？梢酝ㄟ^(guò)下面的等式表示出在基單元接收的包含來(lái)自?xún)蓚€(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元反向鏈路信號(hào)的總和的一個(gè)復(fù)合信號(hào)。由k＝0標(biāo)識(shí)的等式部分對(duì)應(yīng)于在第一反向鏈路上發(fā)送的信號(hào)，而由k＝1標(biāo)識(shí)的等式部分對(duì)應(yīng)于在第二反向鏈路上發(fā)送的信號(hào)。時(shí)間基準(zhǔn)和本振頻率基準(zhǔn)分別由δk和νk表示。注意，由于等式表示了在基單元接收的信號(hào)，所以基單元和兩個(gè)用戶(hù)單元之間的任何傳播延遲差均是表示時(shí)間基準(zhǔn)的變量中的一部分。Ak(t)表示信道造成的衰減，ejΦk(t)表示信道或局部相位基準(zhǔn)偏移造成的相位旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)基單元試圖檢測(cè)來(lái)自第一反向鏈路的調(diào)制數(shù)據(jù)載波時(shí)，通常存在來(lái)自第二反向鏈路的干擾。這種干擾是由兩個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的時(shí)間基準(zhǔn)或本振頻率基準(zhǔn)的失配造成的。下面的等式說(shuō)明了對(duì)第一反向鏈路上發(fā)送的第n個(gè)信號(hào)進(jìn)行的檢測(cè)，其中假定時(shí)間基準(zhǔn)同步情況良好并且在本振頻率基準(zhǔn)之間存在失配。具體地，兩個(gè)反向鏈路信號(hào)以相同的符號(hào)定時(shí)到達(dá)基單元，但不再以1/ts的整數(shù)倍數(shù)作為頻率分隔的間隔。用數(shù)學(xué)方式表示，δ0＝0，δ1＝0，ν0＝0并且ν1≠0
假定在從基單元接收的信號(hào)的符號(hào)定時(shí)之間有良好的同步，如下面等式所示如果本振頻率基準(zhǔn)之間的失配變成0，則前面給出的干擾項(xiàng)會(huì)消失
下面的等式說(shuō)明了針對(duì)在第一反向鏈路上發(fā)送的第n個(gè)符號(hào)所進(jìn)行的檢測(cè)，假定兩個(gè)本振頻率基準(zhǔn)之間有良好的同步并且在時(shí)間基準(zhǔn)之間存在失配。兩個(gè)反向鏈路信號(hào)以1/ts的整數(shù)倍數(shù)作為頻率間隔到達(dá)基單元，但不再具有相同的符號(hào)定時(shí)。用數(shù)學(xué)方式表示，ν0＝0，ν1＝0，δ0＝0，δ1≠0。
<claim>1.一種用于譜分析中離散Fourier變換的高精度數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于包括下述步驟(1)對(duì)連續(xù)信號(hào)函數(shù)f(t)進(jìn)行離散化抽樣，即f^(t)=&Sigma;k=0N-1f(t)&delta;(t-k&Delta;t)]]>這里Δt為抽樣間隔，δ(t)為脈沖函數(shù)。在本發(fā)明中，每一抽樣間隔內(nèi)是用分段線(xiàn)性函數(shù)(折線(xiàn))來(lái)逼近原連續(xù)信號(hào)函數(shù)f(t)。(2)對(duì)離散的抽樣信號(hào)f(tk)，首先按經(jīng)典的FFT計(jì)算變換。F^(&omega;j)=&Delta;tT0&Sigma;k=0N-1f(tk)e-2&pi;i&omega;jtk]]>=1N&Sigma;k=0N-1f(tk)e-2&pi;i&omega;jtk]]>以及首尾兩點(diǎn)變換F^(t0,tN,&omega;j)=&Delta;tT0[f(tN)e-2&pi;i&omega;jtN-f(t0)e-2&pi;i&omega;jt0]]]>=1N[f(tN)e-2&pi;i&omega;jtN-f(t0)e-2&pi;i&omega;jt0]]]>(3)對(duì)應(yīng)于每一ωj，定義相應(yīng)的“譜修正乘子”C1(ωj)及C2(ωj)為C1(&omega;j)=(sin(&pi;&omega;j&Delta;t)&pi;&omega;j&Delta;t)2]]>C2(&omega;j)=12(sin(&pi;&omega;j&Delta;t)&pi;&omega;j&Delta;t)2+12&pi;&omega;j&Delta;t&lsqb;1-sin(2&pi;&omega;j&Delta;t)2&pi;&omega;j&Delta;t&rsqb;i]]>(4)將“譜修正乘子”C1(ωj)及C2(ωj)分別作用在經(jīng)典FFT變換的結(jié)果
及首尾兩點(diǎn)變換
上就可以得到具有高精度的離散Fourier變換，即F(&omega;j)=C1(&omega;j)&CenterDot;F^(&omega;j)+C2(&omega;j)&CenterDot;F^(t0,tN,&omega;j)]]>該式可以計(jì)算對(duì)應(yīng)于任意ωj的Fourier變換。(5)對(duì)應(yīng)于高精度離散Fourier變換F(ωj)的逆變換，可用Fourier級(jí)數(shù)的諧波合成定理來(lái)獲取，為f(tk)=&Sigma;j=-MMF(&omega;j)&CenterDot;e-2&pi;i&omega;jtk]]>CASE 2-Ts+ts＜δ1＜0
CASE 30＜δ1＜+ts
這三種檢測(cè)來(lái)自第一重疊帶寬用戶(hù)單元的第n個(gè)符號(hào)的情況可以被總結(jié)成下面的等式。
假定兩個(gè)反向鏈路信號(hào)以1/ts的頻率間隔到達(dá)基單元，當(dāng)符號(hào)定時(shí)的失配接近0時(shí)上述等式中的干擾項(xiàng)消失。注意對(duì)循環(huán)擴(kuò)展的使用減輕了對(duì)兩個(gè)反向鏈路發(fā)送的符號(hào)定時(shí)相等的要求。定時(shí)基準(zhǔn)可以相差一個(gè)最多能夠達(dá)到循環(huán)擴(kuò)展時(shí)延的數(shù)量。即假定兩個(gè)反向鏈路信號(hào)以1/ts的頻率間隔到達(dá)基單元，為使第二反向鏈路信號(hào)不干擾第一反向鏈路信號(hào)，對(duì)第二反向鏈路信號(hào)的要求是-Δts＜δ1＜0。
簡(jiǎn)化上述分析的方面在于分別檢查定時(shí)基準(zhǔn)失配和本振頻率基準(zhǔn)失配。換而言之，定時(shí)基準(zhǔn)被設(shè)成相同而本振頻率基準(zhǔn)失配，或者本振頻率基準(zhǔn)被設(shè)成相同而定時(shí)基準(zhǔn)失配。實(shí)際上，定時(shí)基準(zhǔn)和本振頻率基準(zhǔn)均需匹配以便基單元能夠正確檢測(cè)不受其它反向鏈路信號(hào)干擾的反向鏈路信號(hào)。
并且，盡管上述分析是針對(duì)單個(gè)的，來(lái)自?xún)蓚€(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元并且具有接近ts的載波間隔的調(diào)制數(shù)據(jù)載波而給出的，但該分析也適用于具有多于兩個(gè)的重疊帶寬用戶(hù)單元和接近1/ts的任意整數(shù)倍數(shù)的載波間隔的情況。
為了避免相互干擾，通信系統(tǒng)必須以一種預(yù)定的方式控制各重疊帶寬用戶(hù)單元的本振頻率基準(zhǔn)和符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)。頻率基準(zhǔn)的要求是以1/ts的整數(shù)倍數(shù)的頻率間隔來(lái)分隔調(diào)制數(shù)據(jù)載波頻率。時(shí)間基準(zhǔn)的要求是所有反向鏈路信號(hào)以相同的符號(hào)定時(shí)到達(dá)基單元，這意味著不管那個(gè)用戶(hù)發(fā)送了符號(hào)，均在相對(duì)于一個(gè)基單元符號(hào)時(shí)鐘而言是相同的定時(shí)段上開(kāi)始接收符號(hào)。注意，如前面的等式所示，在適當(dāng)控制頻率和符號(hào)定時(shí)參數(shù)的情況下到達(dá)基單元的反向鏈路信號(hào)的振幅和相位旋轉(zhuǎn)差不會(huì)產(chǎn)生干擾。當(dāng)前的分析表明，通過(guò)在來(lái)自單獨(dú)的重疊帶寬用戶(hù)單元反向鏈路信號(hào)的調(diào)制數(shù)據(jù)載波之間使用一種有1/ts那么少的頻率間隔，可以實(shí)現(xiàn)一種有效利用帶寬的多用戶(hù)反向鏈路，并且即使反向鏈路信號(hào)的頻譜如圖2所示那樣發(fā)生重疊，也可以避免相互干擾。
下面描述避免在一個(gè)類(lèi)似OFDM的頻譜重疊反向鏈路上的多個(gè)正在發(fā)送的重疊帶寬用戶(hù)單元之間的相互干擾的方法。為了滿(mǎn)足時(shí)間基準(zhǔn)要求，各重疊帶寬用戶(hù)單元必須從前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出一個(gè)符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)?？梢酝ㄟ^(guò)開(kāi)環(huán)或閉環(huán)方式來(lái)導(dǎo)出該符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)。在一個(gè)開(kāi)環(huán)方案中，一個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元根據(jù)接收的前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出一個(gè)符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)。在一個(gè)最優(yōu)開(kāi)環(huán)方案中，重疊帶寬用戶(hù)單元根據(jù)前向鏈路信號(hào)的定時(shí)導(dǎo)出一個(gè)反向鏈路符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)。當(dāng)解調(diào)接收的前向鏈路信號(hào)時(shí)，重疊帶寬用戶(hù)單元使用一種在現(xiàn)有技術(shù)中已知的符號(hào)定時(shí)恢復(fù)方法確定出接收的前向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)。接著，根據(jù)接收的前向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)導(dǎo)出的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)被重疊帶寬用戶(hù)單元用作反向鏈路信號(hào)發(fā)送的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)。注意，正如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，用戶(hù)單元包含一個(gè)被用來(lái)初始本機(jī)符號(hào)時(shí)鐘的本機(jī)振蕩器，并且根據(jù)前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)可被用來(lái)修改本機(jī)符號(hào)時(shí)鐘。重疊帶寬用戶(hù)單元可以有選擇地把反向鏈路的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)提前一個(gè)數(shù)量，該數(shù)量等于重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送器和接收器中的模擬和數(shù)字處理電路引入的信號(hào)延遲。開(kāi)環(huán)符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)方法通常適用于地理范圍小的雙向通信系統(tǒng)，其中系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的傳播延遲可以忽略。為了能夠忽略傳播延遲，傳播延遲必須大大地小于ts，例如小于ts的1％。
在閉環(huán)方案中，前向鏈路和反向鏈路均使得重疊帶寬用戶(hù)單元能夠?qū)С龇聪蜴溌贩?hào)定時(shí)基準(zhǔn)。閉環(huán)方案的一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例是定時(shí)提前，此后稱(chēng)作閉環(huán)定時(shí)提前以強(qiáng)調(diào)閉環(huán)特性。在定時(shí)提前方案中，重疊帶寬用戶(hù)單元向基單元發(fā)送一個(gè)反向鏈路信號(hào)?；鶈卧獪y(cè)量接收的反向鏈路信號(hào)中的符號(hào)時(shí)間偏移。符號(hào)時(shí)間偏移是接收的反向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)和基單元基準(zhǔn)期望的接收信號(hào)符號(hào)定時(shí)之間的時(shí)間差?；鶈卧?jì)算出需要被引入到重疊帶寬用戶(hù)單元符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)之中以消除符號(hào)定時(shí)偏移的時(shí)間提前量。時(shí)間提前量通常等于測(cè)量的符號(hào)時(shí)間偏移。基單元接著通過(guò)前向鏈路向重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送時(shí)間提前量。重疊帶寬用戶(hù)單元接收時(shí)間提前量并根據(jù)所接收的時(shí)間提前量調(diào)整其發(fā)送符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)。被調(diào)整的發(fā)送符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)被用來(lái)確定后續(xù)的反向鏈路發(fā)送的符號(hào)定時(shí)。
為滿(mǎn)足重疊帶寬用戶(hù)單元中的頻率基準(zhǔn)需求，各重疊帶寬用戶(hù)單元必須根據(jù)基單元發(fā)送的前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出一個(gè)頻率基準(zhǔn)。在一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，前向鏈路信號(hào)包含已知的被周期發(fā)送的數(shù)據(jù)部分。重疊帶寬用戶(hù)單元接收前向鏈路信號(hào)并使用已知的數(shù)據(jù)部分導(dǎo)出一個(gè)精確的，被有效鎖定到基單元頻率基準(zhǔn)上的頻率基準(zhǔn)。合適的，諸如自動(dòng)頻率控制的在重疊帶寬用戶(hù)單元中導(dǎo)出頻率基準(zhǔn)的方法是在現(xiàn)有技術(shù)中已知的。
參照?qǐng)D3，編號(hào)300可以更全面地描述本發(fā)明。圖3圖示了基于本發(fā)明的多用戶(hù)雙向無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)300?；鶈卧?10提供一個(gè)服務(wù)接入點(diǎn)?；鶈卧?10向多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元，其中包括但不僅限于重疊帶寬用戶(hù)單元320和330提供同時(shí)服務(wù)。在一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，基單元310也提供到另一個(gè)諸如PSTN340的網(wǎng)絡(luò)的連接。從基單元310到一個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的通信鏈路此后被稱(chēng)作一個(gè)前向鏈路。從一個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元到基單元310的通信鏈路此后被稱(chēng)作一個(gè)反向鏈路。
在一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，基單元310發(fā)送的前向鏈路信號(hào)中包含一個(gè)OFDM信號(hào)。在這個(gè)最優(yōu)實(shí)施例下，數(shù)據(jù)流被從PSTN 340饋送到基單元310。在基單元310中，數(shù)據(jù)流被分成若干個(gè)低數(shù)據(jù)速率流，其中各個(gè)低數(shù)據(jù)速率流均使用OFDM調(diào)制一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)載波信號(hào)。在一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，使用以后被稱(chēng)作IFFT的快速富立葉逆變換以數(shù)字方式進(jìn)行這種調(diào)制。在一個(gè)可選的實(shí)施例中，可以以模擬方式進(jìn)行這種調(diào)制?；鶈卧?10從重疊帶寬用戶(hù)單元接收一個(gè)包含多個(gè)反向鏈路信號(hào)的復(fù)合信號(hào)，并且檢測(cè)各重疊帶寬用戶(hù)單元的反向鏈路信號(hào)。在本發(fā)明中，可以用一個(gè)OFDM解調(diào)器/檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)反向鏈路信號(hào)的解調(diào)/檢測(cè)。
在圖3，編號(hào)300的實(shí)施例中，多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元包含兩個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元320和330。但是，本發(fā)明完全適用于包含大量重疊帶寬用戶(hù)單元的系統(tǒng)。多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元接收前向鏈路信號(hào)并且根據(jù)前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出一個(gè)頻率基準(zhǔn)。各個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元最好是使用在現(xiàn)有技術(shù)中已知的一種自動(dòng)頻率控制來(lái)導(dǎo)出頻率基準(zhǔn)。如前所述，各個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元也根據(jù)前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出一個(gè)符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)。
多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元使用一個(gè)基于從前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)的符號(hào)定時(shí)同時(shí)向基單元發(fā)送反向鏈路信號(hào)，其中多個(gè)反向鏈路信號(hào)的頻譜是重疊的。各反向鏈路信號(hào)包含一或多個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)。
在一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，從一組允許的反向鏈路載波頻率中選出反向鏈路調(diào)制數(shù)據(jù)載波的載波頻率。這組允許的載波頻率受某些因素的影響，這些因素包含系統(tǒng)頻段分配和系統(tǒng)中可用反向鏈路發(fā)送的帶寬。以1/ts的整數(shù)倍的載波間隔對(duì)這組允許的反向鏈路載波頻率加以分隔，其中ts是反向鏈路有用符號(hào)時(shí)延。這組被分隔的載波頻率構(gòu)成了一個(gè)載波頻率“網(wǎng)格”。最好是在基單元和重疊帶寬用戶(hù)單元中預(yù)定，存儲(chǔ)并標(biāo)出載波頻率的網(wǎng)格值。
反向鏈路調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)的精確度依賴(lài)于重疊帶寬用戶(hù)單元的頻率基準(zhǔn)的精確度。重疊帶寬用戶(hù)單元頻率基準(zhǔn)的精確度通常依賴(lài)于重疊帶寬用戶(hù)單元中的本機(jī)振蕩器的精確度。最好是以前述方式，通過(guò)使用自動(dòng)頻率控制從前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出一個(gè)頻率基準(zhǔn)來(lái)消除本機(jī)振蕩器的非精確性。由于根據(jù)前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出頻率基準(zhǔn)，所以重疊帶寬用戶(hù)單元產(chǎn)生的調(diào)制數(shù)據(jù)載波的載波頻率會(huì)與基單元中的載波頻率網(wǎng)格的元素相吻合。
可以通過(guò)多種方式確定具體的重疊帶寬用戶(hù)單元用于其本身的反向鏈路調(diào)制數(shù)據(jù)載波的特定載波頻率。在一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，基單元在所發(fā)送的前向鏈路信號(hào)中包含來(lái)自上述允許反向鏈路載波頻率組的，可以使用的(即載波頻率當(dāng)前未被一個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元使用)一列反向鏈路載波頻率。重疊帶寬用戶(hù)單元從這列頻率中選出用于其反向鏈路調(diào)制數(shù)據(jù)載波的反向鏈路載波頻率。獨(dú)立的重疊帶寬用戶(hù)單元用于反向鏈路發(fā)送的載波頻率互不相同，從而避免出現(xiàn)獨(dú)立的重疊帶寬用戶(hù)單元的信號(hào)頻譜直接吻合的情況。
如果重疊帶寬用戶(hù)單元反向鏈路信號(hào)包含多個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波，則多個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波中至少一部分載波最好是使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的離散富立葉逆變換(IDFT)，以數(shù)字方式產(chǎn)生的載波。正如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，利用快速富立葉逆變換可以有效地實(shí)現(xiàn)IDFT。
在本發(fā)明的另一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，重疊帶寬用戶(hù)單元在調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)的脈沖整形函數(shù)中還包含一個(gè)循環(huán)擴(kuò)展部分。參照前面導(dǎo)出的等式，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)在基單元上接收的反向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)差值達(dá)到Δts的最大值時(shí)，一個(gè)循環(huán)擴(kuò)展部分時(shí)延Δts消除了反向鏈路信號(hào)中的相互干擾。這樣，即使是在重疊帶寬用戶(hù)單元的符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)中存在一定的非精確性的情況下，循環(huán)擴(kuò)展也可以使得能夠避免相互干擾。本發(fā)明的另一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例包含使用反向鏈路功率控制。如上所述，如果適當(dāng)?shù)乜刂聘鱾€(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)和頻率基準(zhǔn)，則可以避免重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送反向鏈路的中的相互干擾。但是，如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)乜刂浦丿B帶寬用戶(hù)單元的時(shí)間和頻率基準(zhǔn)，則會(huì)出現(xiàn)相互干擾。在這種情況下，正如前面的等式所指出的，干擾量與反向鏈路信號(hào)的振幅相關(guān)。如果某些重疊帶寬用戶(hù)單元反向鏈路信號(hào)以大于其它重疊帶寬用戶(hù)單元反向鏈路信號(hào)的振幅到達(dá)基單元，則干擾量會(huì)顯著增加。因而在參數(shù)不匹配的情況下反向鏈路功率控制對(duì)于限制干擾水平是有用的。反向鏈路功率控制方法是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。在一個(gè)最優(yōu)反向鏈路功率控制方法中，重疊帶寬用戶(hù)單元根據(jù)基單元的預(yù)定基準(zhǔn)反向鏈路期望接收功率來(lái)調(diào)整反向鏈路發(fā)送功率。在這個(gè)方案中，基單元把接收反向鏈路信號(hào)功率與期望的反向鏈路信號(hào)功率相比較。如果接收功率根本不接近期望功率，則基單元確定是否需要增加或減少重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送功率以便使接收功率更接近期望的功率。根據(jù)接收功率小于還是大于期望功率，基單元通過(guò)前向鏈路相應(yīng)地向重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送一個(gè)功率增加或功率減少消息。
參照?qǐng)D3，下面進(jìn)一步描述重疊帶寬用戶(hù)單元320。重疊帶寬用戶(hù)單元320包含一個(gè)接收器326，一個(gè)重疊帶寬發(fā)送器325，一個(gè)頻率基準(zhǔn)導(dǎo)出單元322和一個(gè)符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)導(dǎo)出單元321。接收器326和重疊帶寬發(fā)送器325與一個(gè)用于無(wú)線(xiàn)通信的天線(xiàn)相連。在一個(gè)可選的包含一個(gè)有線(xiàn)通信系統(tǒng)的實(shí)施例中，重疊帶寬發(fā)送器和接收器與通信系統(tǒng)接線(xiàn)設(shè)施相連。
接收器326被用來(lái)接收基單元310發(fā)送的前向鏈路信號(hào)。接收器326最好是對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行濾波，放大和下變轉(zhuǎn)換。接收器326最好還把接收信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式并且檢測(cè)接收信號(hào)中包含的信息。前向鏈路信號(hào)最好包含一個(gè)OFDM信號(hào)，并且最好是根據(jù)離散富立葉變換(DFT)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，正如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，利用快速富立葉變換(FFT)可以有效地實(shí)現(xiàn)DFT。
重疊帶寬發(fā)送器325被用來(lái)向基單元310發(fā)送反向鏈路信號(hào)。所發(fā)送的反向鏈路信號(hào)包含一或多個(gè)具有不同的載波頻率的調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)。前面已描述了確定調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)的載波頻率的最優(yōu)方法。如果重疊帶寬用戶(hù)單元反向鏈路信號(hào)包含多個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波，則多個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波中至少一部分載波最好是使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的離散富立葉逆變換(IDFT)，以數(shù)字方式產(chǎn)生的載波。正如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，利用快速富立葉逆變換可以有效地實(shí)現(xiàn)IDFT。重疊帶寬發(fā)送器325最好把數(shù)字形式的調(diào)制數(shù)據(jù)載波總和轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，并且對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，上變轉(zhuǎn)換和放大以便進(jìn)行發(fā)送。反向鏈路信號(hào)的頻譜擴(kuò)展到了可以被其它的，諸如重疊帶寬用戶(hù)單元330的重疊帶寬用戶(hù)單元以和圖1中所示的方式類(lèi)似的方式使用的頻段區(qū)域。正如前面的等式所指出的，盡管反向鏈路信號(hào)的頻譜擴(kuò)展到了可以被其它的重疊帶寬用戶(hù)單元使用的頻段區(qū)域，重疊帶寬用戶(hù)單元320不會(huì)干擾其它的反向鏈路通信。
頻率基準(zhǔn)導(dǎo)出單元322根據(jù)接收的前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出頻率基準(zhǔn)，并且部分根據(jù)所導(dǎo)出的頻率基準(zhǔn)確定出反向鏈路信號(hào)的一或多個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)的載波頻率。在一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，前向鏈路信號(hào)包含已知的，被周期性地發(fā)送的數(shù)據(jù)部分。重疊帶寬用戶(hù)單元接收前向鏈路信號(hào)并使用已知的數(shù)據(jù)部分導(dǎo)出一個(gè)精確的，被有效地鎖定到基單元頻率基準(zhǔn)的頻率基準(zhǔn)。諸如自動(dòng)頻率控制的，用來(lái)導(dǎo)出重疊帶寬用戶(hù)單元中的頻率基準(zhǔn)的適當(dāng)方法在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。前面已經(jīng)描述了通過(guò)從一組允許的反向鏈路載波頻率中選擇載波頻率來(lái)確定反向鏈路信號(hào)的載波頻率的最優(yōu)方法。
在另一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，基單元310測(cè)量反向鏈路信號(hào)中的頻率偏移，并且通過(guò)前向鏈路向用戶(hù)單元發(fā)送一個(gè)頻率調(diào)整消息。符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)導(dǎo)出單元321根據(jù)前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出一個(gè)符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)，并且根據(jù)所導(dǎo)出的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)調(diào)整反向鏈路發(fā)送信號(hào)的符號(hào)定時(shí)。如上所述，通過(guò)開(kāi)環(huán)或閉環(huán)方法可以導(dǎo)出符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)。
在一個(gè)最優(yōu)開(kāi)環(huán)方案中，重疊帶寬用戶(hù)單元根據(jù)接收的前向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)導(dǎo)出反向鏈路符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)。在解調(diào)接收的前向鏈路信號(hào)時(shí)，重疊帶寬用戶(hù)單元使用一種在現(xiàn)有技術(shù)中已知的符號(hào)定時(shí)恢復(fù)方法確定出接收的前向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)。接著根據(jù)接收的前向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)導(dǎo)出的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)被重疊帶寬用戶(hù)單元用作反向鏈路信號(hào)發(fā)送的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)?？蛇x地，重疊帶寬用戶(hù)單元可以把反向鏈路的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)提前一個(gè)量值，該量值等于重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送器和接收器中的模擬和數(shù)字處理鏈所引入的信號(hào)延遲。
開(kāi)環(huán)符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)方法通常適用于地理范圍較小的雙向通信系統(tǒng)，其中系統(tǒng)覆蓋范圍內(nèi)的傳播延遲可以忽略。為了能夠忽略延遲，傳播延遲必須大大小于ts，例如小于ts的1％。
閉環(huán)時(shí)間基準(zhǔn)導(dǎo)出方法的一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例是定時(shí)提前，此后稱(chēng)作閉環(huán)定時(shí)提前以強(qiáng)調(diào)閉環(huán)特性。在閉環(huán)定時(shí)提前中，重疊帶寬用戶(hù)單元向基單元發(fā)送一個(gè)反向鏈路信號(hào)?；鶈卧獪y(cè)量接收的反向鏈路信號(hào)中的符號(hào)時(shí)間偏移。符號(hào)時(shí)間偏移是接收的反向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)和基單元基準(zhǔn)期望的接收信號(hào)符號(hào)定時(shí)之間的時(shí)間差?；鶈卧?jì)算出需要被引入到重疊帶寬用戶(hù)單元符號(hào)定時(shí)之中以消除符號(hào)時(shí)間偏移的時(shí)間提前量。該時(shí)間提前量通常等于測(cè)量的符號(hào)時(shí)間偏移?；鶈卧又ㄟ^(guò)前向鏈路向重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送時(shí)間提前量。重疊帶寬用戶(hù)單元接收時(shí)間提前量并且符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)導(dǎo)出單元321根據(jù)所接收的時(shí)間提前量調(diào)整后續(xù)反向鏈路發(fā)送信號(hào)的符號(hào)定時(shí)。
在另一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，用戶(hù)單元320額外包含一個(gè)循環(huán)擴(kuò)展單元324。循環(huán)擴(kuò)展單元324被用來(lái)擴(kuò)展數(shù)據(jù)符號(hào)的時(shí)延，這些數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)反向鏈路信號(hào)的調(diào)制數(shù)據(jù)載波進(jìn)行調(diào)制。如前所述，經(jīng)過(guò)擴(kuò)展的符號(hào)包含一個(gè)有用符號(hào)部分和一個(gè)符號(hào)擴(kuò)展部分。在一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，重疊帶寬用戶(hù)單元反向鏈路信號(hào)包含多個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波，而多個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波最好是使用離散富立葉逆變換(IDFT)以數(shù)字方式產(chǎn)生的載波，正如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，利用快速富立葉逆變換可以有效地實(shí)現(xiàn)IDFT。正如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，通過(guò)首先復(fù)制一部分IDFT輸出向量并接著把復(fù)制的向量部分附在初始的IDFT輸出向量上，循環(huán)擴(kuò)展單元324的一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例為調(diào)制數(shù)據(jù)載波群產(chǎn)生符號(hào)擴(kuò)展部分。
參照前面導(dǎo)出的等式，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)在基單元上接收的反向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)差值達(dá)到Δts的最大值時(shí)，一個(gè)循環(huán)擴(kuò)展部分時(shí)延Δts消除了反向鏈路信號(hào)中的相互干擾。這樣，即使是在重疊帶寬用戶(hù)單元的符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)中存在一定的非精確性的情況下，循環(huán)擴(kuò)展也可以使得能夠避免相互干擾。但是，正如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，循環(huán)擴(kuò)展以和循環(huán)擴(kuò)展的時(shí)延成比例的方式減少了系統(tǒng)帶寬效率，因而應(yīng)當(dāng)盡量把循環(huán)擴(kuò)展部分控制在必要的程度上。
在另一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例中，用戶(hù)單元320額外包含一個(gè)功率控制單元323，該單元根據(jù)基單元的一個(gè)預(yù)定基準(zhǔn)反向鏈路期望接收功率調(diào)整反向鏈路信號(hào)的發(fā)送功率?；鶈卧呀邮辗聪蜴溌沸盘?hào)功率與期望的反向鏈路信號(hào)功率相比較。如果接收功率根本不接近期望功率，則基單元確定是否需要增加或減少重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送功率以便使接收功率更接近期望的功率。根據(jù)接收功率小于還是大于期望功率，基單元通過(guò)前向鏈路相應(yīng)地向重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送一個(gè)功率增加或功率減少消息。接著功率控制單元根據(jù)功率調(diào)整消息調(diào)整后續(xù)的反向鏈路發(fā)送的反向鏈路發(fā)送功率。
如圖4，編號(hào)400所示，符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)導(dǎo)出單元321，頻率基準(zhǔn)導(dǎo)出單元322，功率控制單元323和循環(huán)擴(kuò)展單元324可以被實(shí)現(xiàn)在硬件或軟件和硬件的組合之中。硬件實(shí)現(xiàn)最好包含一個(gè)專(zhuān)用集成電路(ASIC)。組合軟件/硬件實(shí)現(xiàn)最好包含一個(gè)執(zhí)行存儲(chǔ)程序的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。
現(xiàn)在回到圖3的基單元310，基單元310包含一個(gè)發(fā)送前向鏈路信號(hào)的發(fā)送器315；一個(gè)接收器316，該接收器接收針對(duì)多個(gè)反向鏈路信號(hào)的復(fù)合信號(hào)，而多個(gè)反向鏈路信號(hào)來(lái)自包含但不僅限于重疊帶寬用戶(hù)單元320和330的重疊帶寬用戶(hù)單元；和一個(gè)重疊信號(hào)頻譜檢測(cè)器314，該檢測(cè)器檢測(cè)來(lái)自多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元中的每一個(gè)單元的發(fā)送信號(hào)，以便保證使用至少兩個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的重疊發(fā)送信號(hào)頻譜來(lái)進(jìn)行通信。
接收器316最好是對(duì)復(fù)合接收信號(hào)進(jìn)行濾波，放大和下變轉(zhuǎn)換。接收器316最好也通過(guò)一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器把接收信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式并且把數(shù)字形式的信號(hào)傳送到重疊信號(hào)頻譜檢測(cè)器314。重疊信號(hào)頻譜檢測(cè)器314在把檢測(cè)出的反向鏈路信號(hào)傳送到公共交換電話(huà)網(wǎng)340之前從包含多個(gè)反向鏈路信號(hào)的復(fù)合接收信號(hào)中檢測(cè)并分離出單個(gè)的反向鏈路信號(hào)。最好是根據(jù)離散富立葉變換(DFT)從復(fù)合接收信號(hào)中檢測(cè)出單個(gè)的反向鏈路信號(hào)，正如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，利用快速富立葉變換(FFT)可以有效地實(shí)現(xiàn)DFT。
基/頂端單元310的另一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例包含一個(gè)接收符號(hào)定時(shí)偏移計(jì)算器311，該計(jì)算器測(cè)量一個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送的接收反向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)偏移，并且產(chǎn)生一個(gè)通過(guò)前向鏈路發(fā)送到用戶(hù)單元的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)調(diào)整值。
基單元310的另一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例包含一個(gè)功率測(cè)量控制單元313，該單元測(cè)量一個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送的接收反向鏈路信號(hào)的信號(hào)功率，比較信號(hào)功率和期望的信號(hào)功率，并且產(chǎn)生一個(gè)通過(guò)前向鏈路發(fā)送到用戶(hù)單元的發(fā)送功率調(diào)整值?；鶈卧?10的另一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例包含一個(gè)頻率偏移測(cè)量單元312，該單元測(cè)量一個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送的接收反向鏈路信號(hào)的頻率偏移，并且產(chǎn)生一個(gè)通過(guò)前向鏈路發(fā)送到用戶(hù)單元的頻率偏移調(diào)整值。
權(quán)利要求
1.一種能夠有效利用帶寬的多用戶(hù)數(shù)字通信系統(tǒng)，其中包含1A)一個(gè)基/頂端單元，該單元用于發(fā)送前向鏈路信號(hào)及接收包含多個(gè)來(lái)自多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的信號(hào)的復(fù)合信號(hào)并且檢測(cè)出來(lái)自多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元中的第一個(gè)單元的發(fā)送信號(hào)；1B)所述多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元，其中各個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元接收前向鏈路信號(hào)，至少根據(jù)前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出一個(gè)頻率基準(zhǔn)，并且至少根據(jù)前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出一個(gè)符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)，多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元均向基/頂端單元發(fā)送反向鏈路信號(hào)，基/頂端單元接收反向鏈路信號(hào)的復(fù)合反向鏈路信號(hào)，反向鏈路信號(hào)均包含至少一個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波，并且各個(gè)反向鏈路信號(hào)具有不同的載波頻率，被發(fā)送的反向鏈路信號(hào)均具有和符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)相應(yīng)的一個(gè)符號(hào)定時(shí)，并且反向鏈路信號(hào)的頻率譜是重疊的，以便能夠使用至少兩個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的重疊發(fā)送信號(hào)頻譜來(lái)進(jìn)行多用戶(hù)反向鏈路通信。
2.如權(quán)利要求1所述的能夠有效利用帶寬的多用戶(hù)數(shù)字通信系統(tǒng)，其中至少包含2A-2F中的一點(diǎn)2A)使用自動(dòng)頻率控制根據(jù)前向鏈路信號(hào)的載波頻率導(dǎo)出頻率基準(zhǔn)；2B)在重疊帶寬用戶(hù)單元中還包含一個(gè)擴(kuò)展反向鏈路信號(hào)的符號(hào)時(shí)延的符號(hào)循環(huán)擴(kuò)展單元；2C)根據(jù)前向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)導(dǎo)出符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)；2D)根據(jù)閉環(huán)定時(shí)提前導(dǎo)出符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)并且用戶(hù)單元收發(fā)器包含一個(gè)定時(shí)提前單元，在進(jìn)行發(fā)送時(shí)，該單元根據(jù)基/頂端收發(fā)器的時(shí)基基準(zhǔn)調(diào)整用戶(hù)單元的反向鏈路信號(hào)發(fā)送時(shí)間；2E)各個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元包含一個(gè)功率控制單元，該單元根據(jù)基/頂端單元的預(yù)定基準(zhǔn)反向鏈路期望接收功率來(lái)調(diào)整反向鏈路信號(hào)的發(fā)送功率；2F)根據(jù)前向鏈路信號(hào)中的頻率校正消息導(dǎo)出頻率基準(zhǔn)。
3.能夠有效利用帶寬的多用戶(hù)數(shù)字通信系統(tǒng)中的一個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元，其中一個(gè)基/頂端單元發(fā)送前向鏈路信號(hào)，接收來(lái)自重疊帶寬用戶(hù)單元的多個(gè)信號(hào)的復(fù)合信號(hào)并檢測(cè)出多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元中的每一個(gè)單元的發(fā)送信號(hào)，而重疊帶寬用戶(hù)單元接收前向鏈路信號(hào)，重疊帶寬用戶(hù)單元包含3A)一個(gè)接收前向鏈路信號(hào)的接收器；3B)一個(gè)重疊帶寬發(fā)送器，該發(fā)送器與一個(gè)頻率基準(zhǔn)導(dǎo)出單元和一個(gè)符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)導(dǎo)出單元相連，并且發(fā)送至少包含一個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)的反向鏈路信號(hào)，而反向鏈路信號(hào)頻譜重疊頻率接近一個(gè)載波頻率，該載波頻率不同于用于反向鏈路信號(hào)中的調(diào)制數(shù)據(jù)載波的載波頻率；3C)與接收器相連的頻率基準(zhǔn)導(dǎo)出單元，該單元至少根據(jù)前向鏈路信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)出的頻率基準(zhǔn)，并且部分根據(jù)所導(dǎo)出的頻率基準(zhǔn)確定出反向鏈路信號(hào)的至少一個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)的載波頻率；3D)與接收器和頻率基準(zhǔn)導(dǎo)出單元相連的符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)導(dǎo)出單元，該單元至少根據(jù)前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出一個(gè)符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)，并且根據(jù)所導(dǎo)出的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)調(diào)整反向鏈路發(fā)送信號(hào)的符號(hào)定時(shí)；以便能夠使用至少兩個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的重疊發(fā)送信號(hào)頻譜進(jìn)行多用戶(hù)反向鏈路通信。
4.如權(quán)利要求3所述的能夠有效利用帶寬的多用戶(hù)數(shù)字通信系統(tǒng)的重疊帶寬用戶(hù)單元，其中至少包含4A-4E中的一點(diǎn)4A)其中頻率基準(zhǔn)導(dǎo)出單元使用自動(dòng)頻率控制根據(jù)前向鏈路信號(hào)的載波頻率導(dǎo)出基準(zhǔn)頻率；4B)在重疊帶寬用戶(hù)單元中還包含一個(gè)擴(kuò)展反向鏈路信號(hào)的符號(hào)時(shí)延的符號(hào)循環(huán)擴(kuò)展單元；4C)其中符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)導(dǎo)出單元根據(jù)前向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)導(dǎo)出符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)；4D)其中符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)導(dǎo)出單元根據(jù)閉環(huán)定時(shí)提前導(dǎo)出符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)；4E)其中重疊帶寬用戶(hù)單元包含一個(gè)功率控制單元，該單元根據(jù)基/頂端單元的預(yù)定基準(zhǔn)反向鏈路期望接收功率來(lái)調(diào)整反向鏈路信號(hào)的發(fā)送功率。
5.一個(gè)能夠有效利用帶寬的多用戶(hù)數(shù)字通信系統(tǒng)的基/頂端單元，該系統(tǒng)包含多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元，其中各個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元接收前向鏈路信號(hào)，根據(jù)前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出一個(gè)頻率基準(zhǔn)，并且均向基/頂端單元發(fā)送至少包含一個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波的反向鏈路信號(hào)，各個(gè)反向鏈路信號(hào)具有不同的載波頻率，被發(fā)送的反向鏈路信號(hào)均具有至少部分地基于符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)的一個(gè)符號(hào)定時(shí)，并且反向鏈路信號(hào)的頻譜是重疊的，其中包含5A)一個(gè)與重疊發(fā)送信號(hào)頻譜檢測(cè)器相連的發(fā)送器，該發(fā)送器發(fā)送前向鏈路信號(hào)；5B)一個(gè)接收器，該接收器接收來(lái)自重疊帶寬用戶(hù)單元的多個(gè)反向鏈路信號(hào)的復(fù)合信號(hào)；5C)與接收器相連的重疊發(fā)送信號(hào)頻譜檢測(cè)器，該檢測(cè)器檢測(cè)出來(lái)自多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元中的每一個(gè)單元的發(fā)送信號(hào)；以便能夠使用至少兩個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的重疊發(fā)送信號(hào)頻譜進(jìn)行通信。
6.如權(quán)利要求5所述的能夠有效利用帶寬的多用戶(hù)數(shù)字通信系統(tǒng)的基/頂端單元，其中至少包含6A-6E中的一點(diǎn)6A)在重疊帶寬用戶(hù)單元中還包含一個(gè)擴(kuò)展反向鏈路信號(hào)的符號(hào)時(shí)延的符號(hào)循環(huán)擴(kuò)展單元；6B)還包含一個(gè)接收符號(hào)定時(shí)偏移計(jì)算器，該計(jì)算器測(cè)量一個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送的接收反向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)偏移，并且產(chǎn)生一個(gè)通過(guò)前向鏈路發(fā)送到用戶(hù)單元的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)調(diào)整值；6C)重疊帶寬用戶(hù)單元符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)導(dǎo)出單元根據(jù)閉環(huán)定時(shí)提前導(dǎo)出一個(gè)符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)；6D)還包含一個(gè)功率測(cè)量控制單元，該單元測(cè)量一個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送的接收反向鏈路信號(hào)的信號(hào)功率，比較信號(hào)功率和期望的信號(hào)功率，并且產(chǎn)生一個(gè)通過(guò)前向鏈路發(fā)送到用戶(hù)單元的反向鏈路發(fā)送功率調(diào)整值。6E)還包含一個(gè)頻率偏移測(cè)量單元，該單元測(cè)量一個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元發(fā)送的接收反向鏈路信號(hào)的頻率偏移，并且產(chǎn)生一個(gè)通過(guò)前向鏈路發(fā)送到用戶(hù)單元的反向鏈路頻率偏移調(diào)整值。
7.用于能夠有效利用帶寬的多用戶(hù)數(shù)字通信系統(tǒng)中的一個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的數(shù)字信號(hào)處理器/專(zhuān)用集成電路，其中一個(gè)基/頂端單元發(fā)送前向鏈路信號(hào)，接收來(lái)自重疊帶寬用戶(hù)單元的多個(gè)信號(hào)的復(fù)合信號(hào)并檢測(cè)出多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元中的每一個(gè)單元的發(fā)送信號(hào)，而重疊帶寬用戶(hù)單元接收前向鏈路信號(hào)，數(shù)字信號(hào)處理器/專(zhuān)用集成電路包含7A)一個(gè)與接收器相連的頻率基準(zhǔn)導(dǎo)出單元，該單元至少根據(jù)前向鏈路信號(hào)來(lái)產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)出頻率基準(zhǔn)，并且部分地根據(jù)所導(dǎo)出的頻率基準(zhǔn)確定出一個(gè)反向鏈路信號(hào)中至少一個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)的載波頻率，其中該反向鏈路信號(hào)包含至少一個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)，而反向鏈路信號(hào)頻譜重疊頻率接近一個(gè)載波頻率，該載波頻率不同于用于反向鏈路信號(hào)中的調(diào)制數(shù)據(jù)載波的載波頻率；7B)一個(gè)與接收器相連的符號(hào)時(shí)間基準(zhǔn)導(dǎo)出單元，該單元至少根據(jù)前向鏈路信號(hào)來(lái)導(dǎo)出一個(gè)符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)，并且根據(jù)所導(dǎo)出的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)來(lái)調(diào)整反向鏈路發(fā)送信號(hào)的符號(hào)定時(shí)；以便能夠使用至少兩個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的重疊發(fā)送信號(hào)頻譜進(jìn)行多用戶(hù)反向鏈路通信。
8.如權(quán)利要求7所述的用于能夠有效利用帶寬的多用戶(hù)數(shù)字通信系統(tǒng)中的一個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的數(shù)字信號(hào)處理器/專(zhuān)用集成電路，其中至少包含8A-8E中的一點(diǎn)8A)頻率基準(zhǔn)導(dǎo)出單元使用自動(dòng)頻率控制根據(jù)前向鏈路信號(hào)的載波頻率導(dǎo)出頻率基準(zhǔn)；8B)在重疊帶寬用戶(hù)單元中還包含一個(gè)擴(kuò)展反向鏈路信號(hào)的符號(hào)時(shí)延的符號(hào)循環(huán)擴(kuò)展單元；8C)符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)導(dǎo)出單元根據(jù)前向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)導(dǎo)出符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)；8D)符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)導(dǎo)出單元根據(jù)閉環(huán)定時(shí)提前導(dǎo)出符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)；8E)重疊帶寬用戶(hù)單元包含一個(gè)功率控制單元，該單元根據(jù)基/頂端單元的預(yù)定基準(zhǔn)反向鏈路期望接收功率來(lái)調(diào)整反向鏈路信號(hào)的發(fā)送功率。
9.在重疊帶寬用戶(hù)單元中提供能夠有效利用帶寬的多用戶(hù)數(shù)字通信的方法，其中一個(gè)基/頂端單元發(fā)送前向鏈路信號(hào)，接收來(lái)自重疊帶寬用戶(hù)單元的多個(gè)信號(hào)的復(fù)合信號(hào)并檢測(cè)出多個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元中的每一個(gè)單元的發(fā)送信號(hào)，而重疊帶寬用戶(hù)單元接收前向鏈路信號(hào)，該方法包括的步驟有9A)接收前向鏈路信號(hào)；9B)發(fā)送至少包含一個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)的反向鏈路信號(hào)，而反向鏈路信號(hào)頻譜重疊頻率接近一個(gè)載波頻率，該載波頻率不同于用于反向鏈路信號(hào)中的調(diào)制數(shù)據(jù)載波的載波頻率；9C)至少根據(jù)前向鏈路信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)出的頻率基準(zhǔn)，并且部分根據(jù)所導(dǎo)出的頻率基準(zhǔn)確定出反向鏈路信號(hào)的至少一個(gè)調(diào)制數(shù)據(jù)載波信號(hào)的載波頻率；9D)至少根據(jù)前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出一個(gè)符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)，并且根據(jù)所導(dǎo)出的符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)調(diào)整反向鏈路發(fā)送信號(hào)的符號(hào)定時(shí)；以便能夠使用至少兩個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的重疊發(fā)送信號(hào)頻譜進(jìn)行多用戶(hù)反向鏈路通信。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中至少包含10A-10E中的一點(diǎn)10A)使用自動(dòng)頻率控制根據(jù)前向鏈路信號(hào)的載波頻率導(dǎo)出頻率基準(zhǔn)；10B)在重疊帶寬用戶(hù)單元中還包含使用一種擴(kuò)展反向鏈路信號(hào)的符號(hào)時(shí)延的符號(hào)循環(huán)擴(kuò)展；10C)根據(jù)前向鏈路信號(hào)的符號(hào)定時(shí)導(dǎo)出符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)；10D)根據(jù)閉環(huán)定時(shí)提前導(dǎo)出符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)；10E)還包含一種功率控制，這種功率控制根據(jù)基/頂端單元的預(yù)定基準(zhǔn)反向鏈路期望接收功率來(lái)調(diào)整反向鏈路信號(hào)的發(fā)送功率。
全文摘要
本發(fā)明針對(duì)有效利用帶寬的多用戶(hù)數(shù)字通信系統(tǒng)提供了一種方法,系統(tǒng),用戶(hù)單元和基/頂端單元,上述通信系統(tǒng)允許使用至少兩個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的重疊發(fā)送信號(hào)頻譜進(jìn)行多用戶(hù)反向鏈路通信。重疊帶寬用戶(hù)單元接收前向鏈路信號(hào),根據(jù)前向鏈路信號(hào)導(dǎo)出頻率基準(zhǔn)和符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn),并且向基/頂端單元發(fā)送反向鏈路信號(hào),而基/頂端單元接收反向鏈路信號(hào)的復(fù)合反向鏈路信號(hào)。反向鏈路信號(hào)均包含至少一個(gè)具有不同載波頻率的調(diào)制數(shù)據(jù)載波。被發(fā)送的反向鏈路信號(hào)均具有一個(gè)對(duì)應(yīng)于符號(hào)定時(shí)基準(zhǔn)的符號(hào)定時(shí),并且在使用至少兩個(gè)重疊帶寬用戶(hù)單元的重疊發(fā)送信號(hào)頻譜的情況下反向鏈路信號(hào)的頻譜發(fā)生重疊。
文檔編號(hào)H04B1/40GK1189939SQ97190445
公開(kāi)日1998年8月5日 申請(qǐng)日期1997年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月11日
發(fā)明者克文·保姆, 尼克黑爾·S·那高達(dá), 羅格·勞林·彼特森, 詹姆斯·羅伯特·克爾頓 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司