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峰值平均功率比控制

阅读:860发布:2020-05-11

专利汇可以提供峰值平均功率比控制专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且公开一种降低基于OFDM的无线系统中的峰值 平均功率 比(PAPR)的方法。通过恰当地选择供传输的子分组,可获得降低的PAPR。例如,调度器可选择按照与每个子分组的PAPR相关联的顺序依次传送子分组,直到正确收到至少一个子分组为止。在本 发明 的一个 实施例 中,传输的顺序被选择为从最低PAPR到最高PAPR。,下面是峰值平均功率比控制专利的具体信息内容。

1、一种传送信息的方法,所述方法包括:
从信息形成第一和第二子分组;
确定第一和第二子分组的峰值平均功率比;和
按照和每个子分组的峰值平均功率比相关联的顺序传送第一和 第二子分组中的至少一个。
2、按照权利要求1所述的方法,其中按照和每个子分组的峰值 平均功率比相关联的顺序传送第一和第二子分组中的至少一个还包括 首先传送具有最低峰值平均功率比的子分组。
3、按照权利要求1所述的方法,其中按照和每个子分组的峰值 平均功率比相关联的顺序传送第一和第二子分组中的至少一个还包括 首先传送具有最低峰值平均功率比的子分组,并且响应收到具有最低 峰值平均功率比的子分组未被正确接收的信号,传送具有较高峰值平 均功率比的子分组。
4、按照权利要求3所述的方法,还包括:
响应收到指示第一和第二子分组中的至少一个未被正确接收的 信号,从后续的一组信息形成第三和第四子分组;
确定第三和第四子分组的峰值平均功率比;和
按照和每个子分组的峰值平均功率比相关联的顺序传送第三和 第四子分组中的至少一个。
5、按照权利要求1所述的方法,其中从信息形成第一和第二子 分组还包括从信息形成第一和第二可自解码的子分组。
6、一种传送信息的方法,所述方法包括:
从信息形成多个子分组;
确定所述多个子分组中的至少一部分的峰值平均功率比;和
按照和每个子分组的峰值平均功率比相关联的顺序传送所述多 个子分组中的至少一个。
7、按照权利要求6所述的方法,其中按照和每个子分组的峰值 平均功率比相关联的顺序传送所述多个子分组中的至少一个还包括首 先传送具有最低峰值平均功率比的子分组。
8、按照权利要求6所述的方法,其中按照和每个子分组的峰值 平均功率比相关联的顺序传送所述多个子分组中的至少一个还包括首 先传送具有最低峰值平均功率比的子分组,并且之后响应收到具有最 低峰值平均功率比的子分组未被正确接收的信号,传送具有次低峰值 平均功率比的子分组。
9、按照权利要求6所述的方法,其中按照和每个子分组的峰值 平均功率比相关联的顺序传送所述多个子分组中的至少一个还包括按 照从最低峰值平均功率比到最高峰值平均功率比的顺序依次传送每个 子分组,直到收到至少一个子分组被正确接收的信号为止。
10、按照权利要求6所述的方法,其中按照和每个子分组的峰值 平均功率比相关联的顺序传送所述多个子分组中的至少一个还包括:
选择第一子分组;和
响应选择的子分组的峰值平均功率比小于预选标准,传送第一子 分组。

说明书全文

技术领域

发明涉及通信,更具体地说,涉及无线通信。

背景技术

在无线通信内,采用了各种传输技术。两种相当常见的技术是码 分多址访问(CDMA)和正交频分多路复用(OFDM)。CDMA是一种调 制和多址访问技术,采用不同的正交Walsh码的多个用户可被多路复 用到共同的载频上。由于其干扰平均化和多路径分集的有益性质, CDMA已用在各种无线通信系统中。本领域的技术人员会认识到在 CDMA系统中扩展信号产生允许对在很低的载波干扰比(C/I)下接收 的传输解码的足够处理增益。于是,CDMA传输能够抵抗高平的干 扰,允许具有通用频率复用(在系统中的所有扇区中使用相同的频率) 的部署。采用CDMA的无线通信系统的例子是第二代IS-95系统和第 三代蜂窝系统,例如UMTS(通用移动通信系统)和cdma2000。CDMA 也用在用于无线LAN(局域网)的IEEE 802.11b标准中。
在CDMA下行链路(基站到移动站)中,当在移动站接收不同的 Walsh码时,不同Walsh码上的传输是正交的。这归因于在下行链路 上从固定的位置(基站)传送信号,并且所有Walsh码被同步接收的事 实。于是,在不存在多路径信号的情况下,不同代码上的传输不会相 互干扰。但是,在存在多路径传播(蜂窝环境特有)的情况下,Walsh 码不再正交,从而相互干扰,产生符号间干扰(ISI)和多址干扰(MAI)。 ISI和MAI限制了可达到的最大信噪比(SNR),从而限制了可被支持 的最大数据速率。
在CDMA上行链路(移动站到基站)上也存在该问题,因为即使在 不存在任何多路径信号的情况下,来自多个用户的接收Walsh码也不 正交。在上行链路中,从位于不同位置的移动站到基站的传播时间常 常不同。当接收的代码到达基站时,它们并不同步,于是对于来自不 同移动站的信号,不能保证正交性。来自多个用户的传输相互干扰, 产生多址干扰(MAI),于是成为每个用户观察到噪声攀升的原因之一。 通常,基站的噪声攀升被保存为低于称为热噪声增加量(RoT)阈值的某 一阈值之下,以便保证理想的系统容量和覆盖范围。基站的电路产生 一定量的取决于温度的噪声(称为热噪声)。RoT阈值限制高于热噪声 的功率量,在该功率量下,能够接收移动站传输。所述阈值以及来自 其它用户的干扰限制CDMA上行链路上传输的可达到的数据速率和 容量。
OFDM不存在与CDMA相关的一些问题。例如,在OFDM中 通过利用更长的符号持续时间,显著降低了ISI。此外,传输在正交 子载波上进行,而不会产生任何多址干扰(MAI)。在OFDM系统中, 高数据速率流被从并行转换成串行,导致每个并行流上较低的速率。 每个流上较低的速率允许利用更长的符号持续时间。多个并行数据流 被映射到OFDM的正交子载波。通过尽可能紧密地安置调制的载波, OFDM调制有效地使用无线电频谱,而不会导致载波间干扰(ICI)。至 少部分由于其优良的性能,在各种标准中已采用OFDM调制,最著名 的是数字音频广播(DAB),数字视频广播(DVB),非对称数字用户线 (ADSL),IEEE LAN(802.11a和802.11g)和IEEE MAN 802.16a。另外 正在考虑把OFDM调制用于各种下一代无线标准。
虽然OFDM提供优于CDMA的一些优点,不过OFDM信号存 在自己的缺陷。例如,OFDM具有较高的峰值平均功率比(PAPR), 这要求更昂贵的具有大动态范围的功率放大器。在缺少这些昂贵的功 率放大器的情况下,OFDM信号很可能被切断,以致误码率(BER)和/ 或差错率(FER)性能将降低。所述切断还会导致子载波之间的互调 产物和出自频带能量的干扰。
本发明的目的是克服,至少减轻上面陈述的一个或多个问题的影 响。

发明内容

在本发明的一个实施例中,提供一种传送信息的方法。所述方法 包括从信息形成第一和第二子分组,并确定第一和第二子分组的峰值 平均功率比(peak-to-average power ratio)。随后按照和每个子分组 的峰值平均功率比相关联的顺序传送第一和第二子分组中的至少一 个。
在本发明的另一实施例中,提供一种传送信息的方法。该方法包 括从信息形成多个子分组,确定所述多个分组中的至少一部分的峰值 平均功率比。随后按照和每个子分组的峰值平均功率比相关联的顺序 传送所述多个子分组中的至少一个。
附图说明
结合附图,参考下面的说明可理解本发明,其中相同的附图标记 表示相同的部件,其中:
图1图解说明OFDM发射器链的程式化表示;
图2图解说明在混合ARQ系统中形成子分组的一种例证技术;
图3图解说明在混合ARQ操作中控制子分组的传输的技术的一 个实施例的程式化表示;
图4图解说明在混合ARQ操作中传送子分组的技术的一个实施 例的程式化表示;
图5图解说明在混合ARQ操作中传送子分组的技术的一个实施 例的程式化表示;
图6图解说明在混合ARQ操作中传送子分组的技术的一个实施 例的程式化表示;
图7图解说明在混合ARQ操作中传送子分组的技术的一个实施 例的程式化表示;
图8图解说明可被用于在混合ARQ操作中控制子分组的传输的 软件例程的一个实施例。
虽然本发明易于做出各种修改和变化,不过附图中举例表示了本 发明的具体实施例,并且这里详细说明了本发明的具体实施例。但是, 应明白具体实施例的描述并不意图把本发明局限于公开的特定形式, 相反,本发明将覆盖落入由附加的权利要求限定的本发明的精神和范 围内的所有修改、等同和替换。

具体实施方式

下面说明本发明的例证实施例。为了清楚起见,本说明书中没有 描述实际实现的所有特征。当然在认识到在任意这样的实际实施例的 部署中,可做出各种特定于实现的决定,以实现开发人员的特定目的, 例如遵守和系统有关的及和事务有关的约束,所述约束将因实现而异。 此外,要认识到这样的开发努可能复杂并且耗时,不过对于受益于 本公开的那些普通技术人员来说,仍然是常规任务。
一般来说,这里公开了降低基于OFDM的无线系统中的峰值平 均功率比(PAPR)的方法。在本发明的一个实施例中,通过利用混合 ARQ,恰当地选择系统中可用的(用于传输的)子分组,可获得降低的 PAPR。
现在参见附图,尤其是参见图1,表示了常规的OFDM发射器链 100的程式化表示。一般,呈称为编码器分组的一组比特形式的信息 被硬件/软件/固件105编码、交错和调制成Q符号和I符号。本领域 的技术人员将认识到所述信息可采取各种形式,包括(但不限于)控制 信息,数据,计时,功率等,并且可以是可用在各种应用,例如蜂窝 通信,网络通信,VoIP,802.11类通信等中的那种信息。
一组I和Q符号由多路分解器110进行串并行转换,并被映射到 可用子载波上。未使用的子载波被填充零,从而不携带任何符号,如 在115所示。在120,对子载波符号进行IFFT(反向快速傅里叶变换) 操作,所得到的符号由多路复用器125进行并串行转换,从而形成时 域信号,该时域信号被硬件/软件/固件130正交调制并转换到RF频率 以便传输。在OFDM发射器链100的一些实施例中,在转换成RF频 率之前,可采用基带滤波器135。
一般,较高的PAPR可能源于相同通信信道上的几个并行传输。 例如,CDMA系统中的高PAPR源于多个Walsh码上的并行传输。 在一个OFDM系统中,高PAPR是几个子载波上的并行传输的结果。
现在参见图2,图中表示了在混合ARQ系统中,由编码器分组 形成子分组的一种例证技术。这里称为编码器分组的信息分组作为输 入信号被提供给信道编码器200。在本发明的一个例证实施例中,信 道编码器200可采用具有1/5速率码(rate 1/5 code)的涡轮编码。信道 编码器200增加该信息的冗余,以便提供在接收器纠正错误的能力。 编码器200提供的一系列的编码比特在205被打孔和/或重复,从而形 成子分组,例如子分组SP1-SP4。本领域的技术人员会认识到形成的 子分组的数目是设计标准的函数,除了其它因素之外,还取决于混合 ARQ过程中允许的base编码速率和重传尝试的最大数目。在本发明 的一个例证实施例中,由信息分组形成的四个子分组都是可自解码的, 即,信息分组(编码器分组)可潜在地从子分组中的任意单个子分组恢 复。但是,本发明的原理能够容易地应用于不可自解码的子分组的情 况。
随后如在215所示,在调度器210的控制下,子分组SP1-SP4 可被发送或映射到恰当的子载波。通过控制子分组SP1-SP4的映射, 可显著降低PAPR。
图3和4中描述了例证的混合ARQ操作的程式表示。在图3中, 分别响应收到由于子分组传输未被正确接收,来自接收器的非确认 (NACK)反馈信号,从编码器分组得到的所有四个子分组SP1-SP4被 顺序传送。在图4中,在两个子分组的传输之后,第一个编码器分组 完成,如在正确接收子分组S2之后的ACK信号的传输所示。在收到 关于前一编码器分组的ACK响应之后,基站随后开始新的编码器分 组的传输。在现有系统中,按照预定的顺序传送子分组,即,子分组 S1,之后是子分组S2、S3和S4等。
本领域的技术人员会认识到每个子分组通常包含不同的一组编 码比特,于是当利用CDMA中的多个Walsh码或OFDM系统中的多 个子载波传送时,通常产生不同的PAPR比。由于多个子分组可用于 相同编码器分组的解码,因此通过恰当地选择用于在指定时间传输的 子分组,能够控制PAPR。即,调度器210可选择偏离首先是子分组 S1,之后是子分组S2、S3和S4的常规顺序,代之以按照从最低PAPR 到最高PAPR的顺序选择子分组。
图5中表示了根据本发明的原理的混合ARQ操作的一个例子。 不存在子分组传输的任何预定顺序。对于指定编码器分组的传输来说, 选择导致最低PAPR的子分组用于传输(例如,子分组S3,来自图3 中的第一编码器分组的第三子分组)。如果该传输不成功(例如,收到 NACK响应),那么选择具有次低PAPR的子分组用于传输(子分组S2, 来自图3中的第一编码器分组的第二子分组)。利用该原理的子分组的 传输在多数情况下避免了导致较高PAPR的子分组的传输。这归因于 在第一和第二混合ARQ尝试中的成功解码的可能性通常高于在更后 尝试中的成功的可能性。由于子分组可能被无序传送,因此子分组序 列号可用信号明确地向接收器通知。
根据本发明的另一实施例,如图6中所示,从传输子分组的列表 中除去超过预定PAPR阈值标准的子分组。在本例子中,子分组S1 违反PAPR标准,从可能的传输中被除去。随后可按照所需的顺序, 例如结合图5陈述的顺序传送剩余的子分组S2-S3。为了允许更大数 目的混合ARQ传输尝试,潜地在可重复子分组传输。例如,在从接 收器收到第三NACK之后,在图6的例子中重复子分组S2。
根据本发明的另一实施例,来自一个以上用户的子分组被选择以 便同时传输,如图7中所示。在这种情况下,PAPR适用于由来自多 个用户的子分组的同时传输产生的总信号。于是,来自每个用户的子 分组被选择,以致PAPR标准被满足。
在图7中所示的例子中,在第一次尝试中,子分组S3选自用户 A,子分组S1选自用户B。在第二次尝试中,子分组S2选自用户A, 子分组S3选自用户B。在两次尝试之后,用户B的编码器分组传输 获得成功。于是,在第三次尝试中,子分组S4选自用户A。注意,只 有当不存在其它用户传输时,PAPR标准才适用于自用户A的传输。
图8中表示了描述关于PAPR控制的子分组选择过程的一个实施 例的例证流程图。该过程在方框800,从选择供传输的新编码器分组 开始。在方框805,选择与新的编码器分组相关的子分组。在方框810, 如果选择的子分组不满足确定的PAPR标准(例如,选择的子分组具有 超过预定阈值的PAPR),那么控制返回方框805,选择另一子分组, 并重复该过程。另一方面,如果选择的子分组满足PAPR标准,那么 在方框815,该子分组被传送给接收器(接收器可以是基站或移动单元, 取决于传输的方向)。在方框820,发射器等待来自接收器的 ACK/NACK,指示该子分组被/未被正确接收。如果该子分组未被正 确接收,由NACK信号的接收指示,那么方框825把控制转移回方框 805,选择另一子分组并重复该过程。另一方面,如果该子分组被正确 接收,由ACK信号的接收指示,那么方框825把控制转移回方框800, 选择另一新的编码器分组,并重复该过程。
公开了一种控制通信系统中的峰值平均功率(PAPR)的技术。提 出的方案选择一组导致最低PAPR的混合ARQ子分组,用于在指定 时间传输。在本发明的一个备选实施例中,选择低于预选PAPR,但 是不一定导致最低PAPR的子分组是有益的。即,可确定具有可接受 的PAPR的一群子分组,随后调度器可从该群体中随机选择,只有当 该群体被选完之后,才采用未包含在该群体中的子分组。
本领域中的技术人员会认识到各个实施例中图解说明的各个系 统层,例程或模可以是可执行的控制单元(例如调度器210(参见图 2))。控制单元可包括微处理器,微控制器数字信号处理器,处理器 卡(包括一个或多个微处理器或控制器),或者其它控制或计算装置, 以及包含在一个或多个存储装置中的可执行指令。存储装置可包括用 于保存数据和指令的一个或多个机器可读存储媒体。存储媒体可包括 不同形式的存储器,包括半导体存储器装置,例如动态或静态随机存 取存储器(DRAM或SRAM),可擦可编程只读存储器(EPROM),电可 擦可编程只读存储器(EEPROM)和快速存储器;磁盘,例如硬盘,软 盘,可拆卸磁盘;包括磁带在内的其它磁性媒体;和光学媒体,例如 光盘(CD)或数字视频光盘(DVD)。构成各个系统中的各个软件层,例 程或模块的指令可被保存在相应的存储装置中。当由相应的控制单元 执行时,指令使对应的系统执行程控动作。
上面公开的特定实施例只是例证性的,因为在利用上述教导的情 况下,对于本领域的技术人员来说,本发明显然可被修改,并按照不 同但是等效的方式实践。此外,除了下面的权利要求中描述的之外, 对这里表示的结构或设计的细节没有任何限制。于是,上面描述的特 定实施例显然可被变更或修改,并且所有这样的变化都在本发明的范 围和精神之内。因此,保护范围由下面的权利要求限定。
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