本申请要求2004年10月14日递交的,发明名称为“METHODSAND APPARATUS FOR ADJUSTING BANDWIDTH ALLOCATIONIN AWIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEM”的第60/618,616号美国临时专利申请的优先权,在这里明确地将它引入作为参考。
具体实施方式
图2是说明示例性的5MHz带宽204系统中示例性的OFDM单载频信号的示意图202。如图所示,339个单载频信号(单载频信号1 208、单载频信号2 210、单载频信号3 212、……、单载频信号339214)按照示例性的11.25kHz间隔(216、218)均匀分开。代表三组,每组有113个单载频信号的这339个单载频信号占用3×1.27MHz或者近似为3.8MHz频带206的总带宽。略微大于3.8MHz频带的功率整形滤波器220占用频带222。这样就留下包括区域224和226的组合,略微小于1.2MHz的一个剩余部分未被使用,按照本发明的方法可以部分地利用这个部分。
图3是说明示例性的5MHz带宽304系统中示例性的OFDM单载频信号的示意图302。如图所示,339个单载频信号(单载频信号1 308、单载频信号2 310、单载频信号3 312、……、单载频信号339314)按照示例性的12.25kHz间隔(316、318)均匀分开。单载频信号间隙按照本发明的方法从11.25kHz(图3)增加到12.25kHz(图3),以便更加充分地利用可用带宽。代表三组,每组有113个单载频信号的这339个单载频信号占用3×1.384MHz或者近似为4.15MHz频带306的总带宽。略微大于4.15MHz频带的功率整形滤波器320占用频带322。这样就留下略微小于0.85MHz,包括区域324和326的组合的一个剩余部分未被使用。
图4包括本发明的方法中的示意图400、420、440和460,用于说明本发明中与对应的OFDM码元发射时间间隔变化相联系的单载频信号频率间隙的变化特征。图4画出了用于示意图400和440的频率轴401以及用于示意图420和460的时间轴403。
示意图400画出了两个示例性的单载频信号,单载频信号1A 402和单载频信号2A404,单载频信号间隙为11.25kHz 406。这个11.25kHz的单载频信号间隙406还可以被看作与单个单载频信号402、404相联系的带宽。与频率示意图400对应的是时间示意图420,它说明A单载频信号的OFDM码元发射时间间隔TsymA 422。在OFDM码元发射时间Tsym A 422期间,在单个单载频信号(例如单载频信号1A402)上发射调制码元。
示意图440画出了两个示例性的单载频信号,单载频信号1B 442和单载频信号2B 444,单载频信号间隙为12.25kHz 446。这个12.25kHz的单载频信号间隙446还可以被看作与单个单载频信号442、444相联系的带宽。与频率示意图440对应的是时间示意图460,它说明B单载频信号的OFDM码元发射时间间隔Tsym B 462。在OFDM码元发射时间Tsym B 462期间,在单个单载频信号(例如单载频信号1B442)上发射调制码元。
从图4可以看出,单载频信号间隙和OFDM码元发射时间间隔之间存在一个相反的关系。根据本发明,当单载频信号间隙增大,占据更多带宽的时候,OFDM码元发射单载频信号则按比例下降。在这两种情况下,对于所传递的给定的调制码元,消耗同样的空中链路资源(用带宽乘以时间来表示)。另外,在这两种变化中,这一系统能够利用同样的基本结构,例如同样数量的单载频信号,同样的单载频信号下标编制方案,同样的跳频序列,每个时隙同样数量的单载频信号,每个超时隙同样数量的单载频信号等等。但是,在示意图440和446表示的变化中,可用总带宽得到更加充分的利用,在给定的持续时间里传递更多的调制码元。这样就能够导致随着频率间隔增大数据速率按比例增长。
图5包括频率-时间示意图502、552,以便进一步说明本发明的特征。示意图502的垂直轴504表示频率,水平轴506表示时间。在垂直轴504(单载频信号A下标)和水平轴506(A单载频信号的OFDM码元下标)上将替换表示画在括弧中。可用带宽503大于所使用的四个单载频信号(下标=0,1,2,3)占据的带宽。每个单载频信号占据一个频带,德尔塔fA 508。OFDM码元发射时间间隔TSYMA510是利用单独一个单载频信号发射一个调制码元的时间。空中链路资源用于传递调制码元的每个基本单元是单载频信号码元512,用一个方框表示。七个连续的OFDM码元时间表示半个时隙514。
示意图552中垂直轴554表示频率,水平轴556表示时间。示意图552中的频率-时间标尺与示意图502中的一样。在垂直轴554(单载频信号B下标)和水平轴556(B单载频信号的OFDM码元下标)上将替换表示画在括弧中。示意图552中可用带宽503与示意图502中的可用带宽503相同。在示意图552中,带宽503全部被所使用的四个单载频信号(下标=0,1,2,3)占据。每个单载频信号占据一个频带,德尔塔fB 558,它比德尔塔fA 508大。OFDM码元发射时间间隔TSYMB 560是利用单独一个类型的B单载频信号发射一个调制码元的时间,并且小于TSYMA 510。空中链路资源用于传递调制码元的每个基本单元是单载频信号码元562,用一个矩形框表示。七个连续的OFDM码元时间表示半个时隙564。可以看出,半个时隙564持续时间比半个时隙514的持续时间短。固定时间间隔505等于用示意图502的12个OFDM码元时间表示的时间或者示意图552中16个码元时间表示的时间。每种单载频信号-码元512、562都能够传递同样或者近似相同量的信息。在固定时间505期间,平均有48个单载频信号-码元,也称为发射单元,可以用来传递示意图502中的调制码元;但是对于示意图552,平均有64个单载频信号-码元可用。
用示意图600来说明本发明的方法中从示例性的基站传递带宽信息给示例性的无线终端的示例性方法。基站、扇区或者小区发射机发送出下行链路广播信号,例如信标信号、导频信号,象分配信号这种其它广播信号,并且无线终端能够基于所传递的信息监视、接收和计算出频带特性。
在图6所示的实例中,示意图600说明包括19个单载频信号(下标0、……、18)的示例性带宽A 604。垂直轴602表示频率;垂直轴602还用括弧表示(A类单载频信号的下行链路单载频信号下标)。将信标信号(例如基站扇区发射功率集中在一个或少量单载频信号的高功率信号)示出为在单载频信号下标0处的信标1A 606以及在单载频信号下标10处的信标2A 608。在这个实例中,根据本发明,信标信号606、608以固定数量的单载频信号610(例如10个单载频信号)分隔开。
类似地,示意图600还画出了包括19个单载频信号(下标0、……、18)的示例性带宽B 654。垂直轴652表示频率;垂直轴652还用括弧表示(B类单载频信号的下行链路单载频信号下标)。将信标信号画成在单载频信号下标0处的信标1B 656和单载频信号下标10处的信标2B 658。在这个实例中,根据本发明,信标信号之间间隔固定数量的单载频信号660,例如相隔10个单载频信号。
在一个示例性的系统中,在系统的第一区域(例如第一扇区/小区组合)里,可以针对具有A类单载频信号的带宽A的结构实现基站,而在第二区域(例如第二扇区/小区组合)中,可以针对具有B类单载频信号的带宽B的结构实现基站。在这两个区域中,基于下标号采用相同总数的单载频信号,并且使用相同的基本结构。
要注意,610表示的频率差小于660表示的频率差;但是,单载频信号下标计数差相同。无线终端能够监视信标,接收这对信标信号,并且知道两个信标信号之间固定的单载频信号下标差,为这个信标信号对的发射机计算合适的单载频信号间隙。将系统构造成使用同样数量的单载频信号,而不管带宽如何变化以后,无线终端就能够在知道了系统中使用的单载频信号数量的情况下,从信标信号间隔确定带宽。然后,根据本发明,无线终端调整它的时钟来与合适的单载频信号间隙相对应。对其时钟的这一调整还会按比例改变所使用的OFDM码元时序。本发明的这一方法允许无线终端识别和适应各种带宽,同时仍然维持基本的系统结构,例如同样数量的单载频信号,同样数量的OFDM码元时间/时隙,同样数量的OFDM码元时间/超时隙。本发明的这种方法采用灵活、低成本的实现方式来更加充分地利用OFDM环境中的可用带宽。
图10是说明本发明中划分成包括三个频带(1.27MHz带宽频带1004,1.38MHz带宽频带1006和1.48MHz带宽频带1008)的示例性5MHz带宽1002的示意图1000。每个频带都包括可以用于OFDM信号的113个OFDM单载频信号;对于每个频带,单载频信号间隙都不相同。1.27MHz频带1004包括单载频信号间隙(1034、1036)为11.25kHz的单载频信号(单载频信号1 1010、单载频信号2 1012、单载频信号3 1014、……、单载频信号113 1016)。频带1004利用功率整形滤波器1001,该滤波器占用略微大于1.27MHz的带宽1007。1.38MHz频带1006包括单载频信号间隙(1038、1040)为12.25kHz的单载频信号(单载频信号1 1018、单载频信号2 1020、单载频信号3 1022、……、单载频信号113 1024)。频带1006利用功率整形滤波器1003,该滤波器占用略微大于1.38MHz的带宽1009。1.48MHz频带1008包括单载频信号间隙(1042、1044)为13.25kHz的单载频信号(单载频信号1 1026、单载频信号2 1028、单载频信号31030、……、单载频信号113 1032)。频带1008利用功率整形滤波器1005,该滤波器1005占用略微大于1.48MHz的带宽1011。
在图10中,频带(1004、1006、1008)可以分别对应于给定小区内的(扇区A、扇区B、扇区C)。可能已经选择了不同的带宽,这些不同的带宽对应于给定扇区内的不同负荷状况。在不同扇区之间移动的无线终端可以使用本发明的方法,确定扇区内频带的特性,并且为适当的操作以及与扇区同步进行调整,例如调整其时钟。
图7说明按照本发明实现的支持可调整带宽分配的示例性无线通信系统700。系统700利用本发明的装置和方法。图7包括多个示例性的多扇区小区:小区1 702、小区2 704、小区3 706。每个小区(702、704、706)都分别代表基站(BS)(BS 1 708、BS2 710、BS 3712)的无线覆盖区。在这个示例性的实施例中,每个小区702、704、706都包括三个扇区(A、B、C)。小区1 702包括扇区A 714、扇区B 716和扇区C 718。小区2 704包括扇区A 720、扇区B 722和扇区C 724。小区3 706包括扇区A 726、扇区B 728和扇区C 730。在其它实施例中,每个小区可能有不同数量的扇区,例如每个小区1个扇区,每个小区2个扇区,或者每个小区3个以上的扇区。另外,不同的小区可以有不同数量的扇区。
基站708、710、712包括分给扇区的发射机,每个分给扇区的发射机都发射下行链路广播信号,例如信标信号、导频信号、分配信号等等;根据本发明,一些广播信号传递扇区频带特性信息,例如单载频信号间隙。无线终端(WT),例如移动节点(MN),可以在整个系统内移动,至少部分地基于收到的广播信号确定扇区的频带特性,并且重新配置成适应于与所希望的基站扇区附着点相对应的扇区频带特性。无线终端通过到基站的无线链路与对等节点(例如其它移动节点)通信。在小区1 702扇区A 714中,无线终端(732、734)分别通过无线链路(733、735)连接到基站1 708。在小区1 702扇区B716中,无线终端(736、738)分别通过无线链路(737、739)连接到基站1 708。在小区1 702扇区C 718中,无线终端(740、742)分别通过无线链路(741、743)连接到基站1 708。在小区2 704扇区A 720中,无线终端(744、746)分别通过无线链路(745、747)连接到基站2 710。在小区2 704扇区B 722中,无线终端(748、750)分别通过无线链路(749、751)连接到基站2 710。在小区2 704扇区C 724中,无线终端(752、754)分别通过无线链路(753、755)连接到基站2 710。在小区3 706扇区A 726中,无线终端(756、758)分别通过无线链路(757、759)连接到基站3 712。在小区3 706扇区B 728中,无线终端(760、762)分别通过无线链路(761、763)连接到基站3 712。在小区3 706扇区C 730中,无线终端(764、766)分别通过无线链路(765、767)连接到基站3 712。
基站可以通过网络连接,从而为给定小区内的无线终端提供到位于给定小区外的对等终端的连接。在系统700中,基站(708、710、712)分别通过网络链路(770、772、774)连接到网络节点768。网络节点768,例如路由器,连接到其它网络节点,例如其它基站、路由器、归属代理节点、AAA服务器节点等等,并且通过网络链路776连接到因特网。网络链路770、772、774、776可以是例如光纤链路。
图8是按照本发明实现,利用本发明的方法的示例性基站-接入节点800的示意图。示例性基站800可以是图7所示系统700的任意基站708、710、712。示例性的基站800包括多个接收机:扇区A接收机802、扇区B接收机802’以及扇区C接收机802”,每个接收机(802、802’、802”)分别连接到接收机天线(803、803’、803”)。示例性基站800还包括多个发射机:扇区A发射机804、扇区B发射机804’以及扇区C发射机804”,每个发射机(804、804’、804”)分别连接到发射机天线(805、805’、805”)。每个扇区接收机(802、802’、802”)都分别包括译码器(807、807’、807”),用于对收自无线终端900(见图9),包括上行链路业务信道信号(例如上行链路用户数据)的上行链路信号进行译码。每个扇区发射机(804、804’、804”)都包括编码器(809、809’、809”),用于对包括下行链路广播信号(例如信标信号)的下行链路信号进行编码,并且用于对下行链路业务信道信号(例如用户数据)进行编码。基站800还包括处理器806、I/O接口808、存储器810和I/O设备811。接收机(802、802’、802”)、发射机(804、804’、804”)、处理器806、I/O接口808、存储器810和I/O设备811通过总线813连接到一起,各个单元可以通过这条总线交换数据和信息。
存储器810包括例程812和数据/信息814。处理器806,例如CPU,执行这些例程812,并且利用存储器810中的数据/信息814来控制基站800的工作,并且实施本发明的方法,包括为每个扇区设置频带特性以及将频带特性信息传递给无线终端。I/O接口808将基站800连接到因特网和其它网络节点(例如路由器)、其它基站800、AAA服务器等等,提供从基站800到系统内其它节点的连接,并且让通过无线链路连接到基站800的无线终端与系统不同小区内的其它无线终端通信。I/O设备811,例如键盘、鼠标器和显示终端,为系统管理员提供界面来配置基站,例如为每个扇区选择带宽、单载频信号间隙、单载频信号数量、单载频信号频率范围、信标单载频信号等等这样的频带信息。
例程812包括通信例程816和基站控制例程818。通信例程816实现基站800使用的各种通信协议。基站控制例程818包括调度程序模块820、信标信号模块822和带宽控制模块824。带宽控制模块824包括单载频信号间隔模块826和OFDM码元时间模块828。
数据信息814包括无线终端数据/信息830、带宽选择信息832和系统信息834。无线终端数据/信息830包括多个无线终端数据/信息组:无线终端1数据/信息836、无线终端N数据/信息838。无线终端1数据/信息836包括数据840、会话信息842、终端ID 844和扇区ID 846。数据840,例如用户数据,包括来自无线终端1给无线终端1的对等节点/收自无线终端1的对等节点给无线终端1的信息。会话信息842包括关于无线终端1和其它对等节点之间的通信会话的信息,例如路由选择信息。终端ID 844是基站为无线终端1分配的ID。扇区ID信息846包括扇区(例如扇区A)的标识,无线终端1通过这个扇区连接到基站800。
带宽选择信息832包括标识与每个扇区相联系的带宽的信息。带宽选择信息832可以在基站800中预编程,通过用户I/O设备811输入,和/或根据被监视系统负荷信息来改变。
系统信息848包括时序和频率结构信息848、信标信息850、依赖于BS/扇区的信息852以及频率间隔/OFDM时序调整信息854。时序和频率结构信息848包括单载频信号信息856、OFDM码元时序信息858、时隙信息860、超时隙信息862和可用带宽信息864。按照本发明的方法,在一些实施例中,时序和频率结构信息848给出整个系统中使用的基本结构参数,在系统中不同位置处调整频带分配的时候这些信息维持不变。基本结构信息的这种一致性使得无线终端能够很容易地适应不同的带宽分配,而不必进行繁琐的重新配置。单载频信号信息856包括象所用单载频信号的数量(例如113个单载频信号)和标称单载频信号间隔这样的信息。OFDM码元时序信息858包括象标称时序这样的信息,用来利用一个单载频信号发射一个OFDM调制码元。时隙信息860包括一些信息,例如有一个时隙的OFDM码元时间的数量(例如16)。超时隙信息862包括象时隙个数(例如8个,包括一个超时隙)这样的信息。可用带宽信息864包括象可用带宽这样的信息,例如可以被划分成用于基站扇区之间的5MHz的总带宽。
信标信息850包括定义与信标信号相联系的单载频信号和功率电平的信息。在本发明的各个实施例中,信标信息850包括频带特性信息,例如用整个系统使用的预定信标单载频信号下标号表示的(比如分隔来自同一个基站扇区发射机的信标信号的10个单载频信号),用于传递单载频信号间隙给无线终端的信息。其它频带特性信息可以包括用于标识频带边界的信息,例如使用其频带的末端单载频信号的信标信号。在一些实施例中,信标信息850还可以包括扇区和/或小区标识信息。
依赖于基站/扇区的信息852包括与基站对应的信息,例如控制参数(比如为了让无线终端识别基站/扇区发射机,跳频导引信号使用的斜率)。其它的依赖于基站/扇区的信息可以包括与工作的扇区相联系的具体频率、带宽、基础单载频信号等等。
频率间隔/OFDM时序调整信息854包括一些信息,例如来自每个扇区的信息848包括的标称信息的频率间隔/OFDM码元时序调整量。在一些实施例中,信息854包括时钟调整因子,用于扇区的时候,这个时钟调整因子和谐地调整单载频信号频率间隔和OFDM码元时序,例如,当增大单载频信号码元间隔来增加所分配的带宽的时候,OFDM码元发射时间间隔成比例下降。在一些实施例中,可以从一组离散调整步骤选择调整值。
基站控制例程818控制基站800的工作,该基站800包括接收机802、802’、802”,发射机804、804’、804”,I/O接口808和I/O设备811,例程818控制本发明的方法的实施,包括带宽调整。调度程序模块820(例如调度程序)基于例如一组规则和优先级,针对竞争用户的上行链路和下行链路业务信道段的调度作出判断。信标信号模块822利用包括带宽选择信息832和系统信息834的数据信息814来控制每个扇区的信标信号的产生和发射。信标信号,例如扇区发射机能量集中在一个或少量单载频信号上的高功率广播信号,可以传递基站和扇区标识信息。另外,根据本发明,信标信号传递带宽特性信息给无线终端,例如单载频信号间隔、频带带宽、基础单载频信号基准信息等等,与扇区使用的频带相对应。带宽控制模块824控制基站800的工作,来为每个扇区维持具体频带,并利用这些频带工作。单载频信号间隔模块826利用带宽选择信息832从频率间隔/OFDM时序调整信息854选择调整信息来改变单载频信号信息856中包括的标称单载频信号间隔。OFDM码元时间模块828利用带宽选择信息832来从频率间隔/OFDM时序调整信息854选择调整信息,以改变单载频信号信息856中包括的OFDM标称时序。在一些实施例中,单个调整模块通过例如调整与扇区对应的基站中的时钟设置来实现模块826、828的功能。
图9是按照本发明实施并且利用本发明的方法的示例性无线终端900(例如移动节点)。示例性的无线终端900可以是图7所示示例性系统700的任意无线终端732、734、736、738、740、742、744、746、748、750、752、754、756、758、760、762、764、766。示例性的无线终端900包括连接到接收机天线901的接收机902。示例性的无线终端900还包括连接到发射机天线903的发射机904。接收机902包括译码器903,用于对下行链路信号进行译码,该下行链路信号包括下行链路广播信号,例如信标信号、导频信号、分配信号,还包括给无线终端900的下行链路单播或多播信号,例如用户数据。发射机904包括用于对上行链路信号进行编码的编码器905,这些信号包括上行链路业务信道信号,例如来自无线终端900的用户数据。无线终端900还包括处理器906、用户I/O设备908、可调整时钟模块909和存储器910。接收机902、发射机904、处理器906、I/O用户设备908、可调整时钟模块909以及存储器910都通过总线911连接在一起,通过这条总线,各个单元可以交换数据和信息。
存储器910包括例程912和数据/信息914。处理器906,例如CPU,执行这些例程912,并且利用存储器910中的数据/信息914来控制无线终端900的操作,并且实施本发明的方法,包括接收频带特性信息以及利用传递过来的频带特性对无线终端900进行调整。用户I/O设备908(例如显示器、键盘、小键盘、鼠标器、麦克风、扬声器等等)允许无线终端900的用户接收和访问来自其他用户(例如对等节点)的数据和信息,并且输入数据/信息,传递给其他用户。
例程912包括通信例程916和无线终端控制例程918。通信例程916实现无线终端900使用的各种通信协议。无线终端控制例程918包括信标信号处理模块920和时序(时钟)调整模块922。
数据/信息914包括终端标识符(ID)924、基站标识符信息926、扇区ID信息928、数据930、收到的信标信息932(包括被测信标单载频信号间隔信息934)、计算出来的时钟调整信息936、用户/设备/会话/资源信息938以及系统信息940。
终端ID 924是基站分配的用户ID,例如活动用户ID。基站ID信息926包括用于标识目前被无线终端900用作附着点的基站的信息,例如从导引码元获得的斜率值。扇区ID信息928是例如用来标识无线终端900在其中工作的当前扇区的扇区类型标识符的值。数据930,例如用户数据,包括通过基站800在与无线终端900的通信会话中从无线终端900的对等节点收到的,和/或发射给该对等节点的数据。
收到的信标信息932包括从收到的和处理过的信标信号提取的信息,例如产生所述信标信号的基站和扇区发射机的标识,收到的信标信号功率电平,以及被测信标单载频信号间隔934。例如,对于给定的基站扇区,扇区发射机发射信标信号,从而使用一组n个单载频信号中的两个单载频信号,并且这两个单载频信号被已知数量的单载频信号分隔开,例如第一信标信号使用具有下标号x的单载频信号,第二单载频信号具有下标号(x+10)。两个信标信号可以在不同的时刻传递,各自使用例如序列中的一个单载频信号,或者可以同时发射两个单载频信号。计算出来的时钟调整信息936包括调整值,例如比例因子或偏移,基于被测信标单载频信号间隔934,该间隔被用来设置无线终端900里的频带特性,以便与被无线终端900用作附着点的扇区基站匹配。
用户/设备/会话/资源/信息938包括属于与对等节点的通信会话的信息,例如属于对等节点的标识和路由选择信息。
系统信息940包括时序和频率结构信息942以及依赖于基站/扇区的信息944。时序和频率结构信息942包括单载频信号信息946、OFDM码元时序信息948、时隙信息950和超时隙信息952。在一些实施例中,根据本发明的方法,时序和频率结构信息942定义整个系统中使用的基本结构参数,在系统的不同位置调整频带分配的时候,这些参数维持不变。基本结构信息的这种一致性允许无线终端900能够很容易地适应不同的带宽分配,而不会有繁琐的重新配置。单载频信号信息946包括象所使用的单载频信号的数量(例如113个单载频信号)这样的信息,还包括标称单载频信号间隔。OFDM码元时序信息948包括象用来利用一个单载频信号发射一个OFDM调制码元的标称时序这样的信息。时隙信息950包括一些信息,例如有一个时隙的OFDM码元时间的数量,例如16。超时隙信息952包括一些信息,例如有一个超时隙的时隙数量,例如8。
依赖于基站/扇区的信息944包括信标信息954和载波信息956。例如,不同的基站扇区发射机可以使用不同的信标信号组,例如使用不同的单载频信号,从而使接收该信标信号的无线终端900能够识别源。通过信标信号传送的这种基站/扇区标识信息包括在信标信息954中。系统不同小区中的不同扇区可以使用不同的载频并且与这些不同的载频相联系;这些信息可以包括在载波信息956中。
无线终端控制例程918控制无线终端900的工作过程,该无线终端900包括接收机902、发射机904和用户I/O设备908;例程918还实现本发明的方法,接收频带特性信息,调整无线终端900中的设置,在按照本发明分配的频带上工作。
信标信号处理模块920使用包括新标信息954的数据/信息914来控制接收机902,以便接收和处理信标信号,获得收到的信标信息932,包括被测信标单载频信号间隔934。时序(时钟)调整模块922利用包括被测信标单载频信号间隔934的数据/信息914来确定计算出来的时钟调整信息936,当无线终端900决定将对应的扇区基站用作它的附着点的时候,可以使用它们。基于计算出来的时钟调整信息936,无线终端900控制可调整时钟模块909,来匹配扇区基站的单载频信号间隙和OFDM码元时序。在这个示例性的实施例中,来自可调整时钟模块909的输出去往用户I/O设备908、处理器906、接收机902和发射机904。处理器906与接收机902和发射机904一起控制无线终端900的工作过程,改变信息942的标称时序和频率结构,匹配扇区基站附着点使用的实际单载频信号间隙和OFDM码元发射时序,支持同步操作。
图11是一个流程图1100,它说明按照本发明在系统的不同部分具有不同带宽的示例性无线通信系统的示例性操作方法。在步骤1102中开始操作,基站加电并初始化。操作从步骤1102到步骤1104和步骤1110。
在步骤1104中,基站为每个扇区选择带宽。例如,基站可以从分配的5MHz总带宽中为三个扇区中的每一个选择使用1.38MHz的带宽。在一些实施例中,可以将不同的带宽用于不同的扇区。在一些实施例中,至少一些扇区的带宽可以是预定的和固定的。在一些实施例中,至少一些扇区的带宽是可变的,可以在工作期间改变,以便例如将不同时间的不同负荷考虑在内。在一些实施例中,带宽是从一组离散值中选择出来的。在一些实施例中,带宽是通过用户输入,例如系统管理员输入选择出来的。操作从步骤1104进入步骤1106。在步骤1106中,基站为每个扇区针对选定的带宽调整单载频信号间隙和OFDM码元时序。例如,系统可以使用固定数量的单载频信号(例如113个),可以将单载频信号间隙从11.25kHz的标称设置(对应于1.27MHz的标称带宽)调整到12.25kHz的新设置(对应于1.38MHz的带宽),同时可以按比例将OFDM码元时间从标称值调整下来。操作从步骤1106进入步骤1108。在步骤1108中,基站以扇区为单位(例如周期性地)产生和发射信标信号,至少一些所述信标信号包括频带特性信息。例如,扇区基站发射机可以利用下标=x的单载频信号以及下标=x+10的单载频信号(例如周期性地)产生和发射信标信号,整个系统中都可以将10个下标单位的单载频信号差固定下来,而不管所选择的带宽或小区/扇区或操作。x的值可以是用于将信标信号与具体基站和扇区相联系的标识符。基站扇区发射机也可以在不同的时间发射两个不同的信标信号(例如交替地发射),第一个信标信号的单载频信号下标为x,第二个信标信号的单载频信号下标为x+10。另外,在一些实施例中,基站还可以发射包括基准单载频信号(例如这个频带的第一个单载频信号)的基准信标信号。在一些实施例中,基站可以交替发射不同类型的信标信号。
在步骤1110中,无线终端加电,并且接收信标信号。信标信号是高功率信号,扇区发射机能量的全部或大多数都集中在一个或少数几个单载频信号上。无线终端很容易检测到信标信号,为了处理信标信号中的至少一些,无线终端不必与基站具有精确的时序同步。例如,当前无线终端可以被设置在1.27MHz的标称带宽上,具有与它相联系的单载频信号间隙和OFDM码元发射时序,但是,收到的信标信号可以工作在与1.38MHz带宽相对应的单载频信号间隙和OFDM时序上。操作从步骤1110进入步骤1112。在步骤1112中,无线终端处理信标信号。在子步骤1114中,无线终端确定收到的信标信号的功率。在子步骤1116中,无线终端通过子步骤1118和1120确定基站/扇区频带特性信息。在子步骤1118中,无线终端确定单载频信号间隙。例如,考虑示例性的第一类型信标信号包括相隔10个单载频信号下标单位的两个单载频信号,而不管所采用的带宽和系统的扇区小区。知道了这一固定关系以后,无线终端可以测量频率间隔,计算单个单载频信号的单载频信号间隙或带宽,并且了解了系统中所使用的单载频信号的数量以后,无线终端可以计算扇区基站所采用的带宽。在子步骤1120中,无线终端从例如基准类型信标信号确定频带的基础单载频信号或基准单载频信号的频率。
操作从步骤1112进入步骤1122。在步骤1122中,对于具有对应的已处理信标信号的每个基站/扇区,无线终端从无线终端的当前设置或者从无线终端的标称设置计算时钟调整信息,例如,偏移或缩放(scaling)。操作从步骤1122进入步骤1124。在步骤1124中,无线终端选择附着点,例如与收到的最强信标信号相对应的扇区基站。操作从步骤1124进入步骤1126。在步骤1126中,无线终端利用来自步骤1122的时钟调整信息调整其时钟模块,以便适应在步骤1124中选择的基站扇区发射机/接收机的单载频信号间隙和带宽。在步骤1126中,无线终端900还可以与基站扇区发射机/接收机同步,从而能够处理正常信号,例如上行链路和下行链路业务信道信号。
虽然是针对信标信号的情况进行的描述,但是,根据本发明,频带特性信息也可以从其它广播信号,例如导频信号,来传送和确定。
在一些实施例中,除了或者代替单载频信号间隙,还可以改变频带特性的其它成分,以利用带宽。例如,系统的一个区域用于给定频带的OFDM单载频信号的数量可以与另一个区域的不同。在这样一个实施例中,根据本发明,可以使用广播信号,例如信标信号,来传送这些信息给无线终端,从而使无线终端能够适应到对应于无线终端希望附着过去的基站的扇区使用的带宽、结构和格式。
图12是本发明中用于无线通信系统(例如包括多个基站和多个无线终端,例如移动节点,的正交频分复用系统(OFDM)扩频多址无线通信系统)的一个示例性通信方法的流程图1200。这一示例性的方法从步骤1201开始,其中系统中的多个基站加电并初始化。操作从开始步骤1201进入步骤1202、1204和1206。步骤1202和1204是并行执行的。根据移动节点切换初始化来执行步骤1206,例如根据是从移动节点,从基站,还是从无线通信系统中的另一个节点(例如集中式的控制节点)进行切换。
在步骤1202中,位于第一基站中的第一OFDM发射机在第一频带内均匀分布的第一数量的单载频信号上发射下行链路信号。步骤1202包括子步骤1208和子步骤1210。在子步骤1208中,第一基站利用第一组储存的控制信道结构信息根据预定循环发射模式(recurring transmission pattern)来控制至少一些控制信号由所述第一发射机的发射。在子步骤1210中,第一基站产生码元发射时序控制信号来控制所述第一发射机发射的码元的持续时间。
在步骤1204中,位于第二基站内的第二OFDM发射机在比所述第一频带宽的第二频带内均匀分布的第二数量的单载频信号上发射下行链路信号,其中的第二基站不同于所述第一基站,所述单载频信号的第二数量与所述单载频信号的第一数量相同。在一些实施例中,第一数量的单载频信号至少有10个单载频信号。例如,在一些实施例中,第一数量的单载频信号是113个单载频信号。在另一个示例性的实施例中,第一数量的单载频信号是339个单载频信号。步骤1204包括子步骤1212和子步骤1214。在子步骤1212中,第二基站利用第二组储存的控制信道结构信息来按照预定的循环发射模式控制至少一些控制信号的发射。在子步骤1214中,第二基站产生码元发射时序控制信号来控制所述第二发射机发射的码元的持续时间,所述第二发射机发射的码元的持续时间短于所述第一发射机发射的码元的持续时间。
在一些实施例中,第一和第二发射机使用的循环发射模式的周期相差一个量,这个量正比于码元发射持续时间之差,其中码元发射持续时间之差是所述第一发射机处码元发射持续时间与所述第二发射机处码元发射持续时间之差。
在各个实施例中,所述第一发射机发射的码元的码元持续时间包括循环前缀部分和码元主体部分(symbol body potion),所述第二发射机发射的码元的码元持续时间短于所述第一发射机发射的码元的码元持续时间,并且(1)所述第一发射机发射的码元的主体部分的持续时间与(2)所述第二发射机发射的码元的主体部分的持续时间之比跟(3)所述第二频带的带宽与(4)所述第一频带的带宽之比相同。在一些这样的实施例中,(1)所述第一发射机发射的码元的循环前缀部分的持续时间与(2)所述第二发射机发射的码元的循环前缀部分的持续时间之比跟(3)所述第二频带的带宽与(4)所述第一频带的带宽之比也相同。
在一些实施例中,(1)所述第一发射机发射的码元的持续时间与(2)所述第二发射机发射的码元的持续时间之比跟(3)所述第二发射机发射的两个相邻单载频信号之间的频率间隔与(4)所述第一发射机发射的两个相邻单载频信号之间的频率间隔之比相等。在一些这样的实施例中,这个比小于1.3∶1。
在一些实施例中,第一和第二发射机之一工作在2.5GHz频带的一部分中,第一和第二发射机中的另一个工作在450MHz频带的一部分中。
在步骤1206里,基站进行移动节点切换,并且继续与正在进行的通信会话相对应的通信。步骤1206包括子步骤1216和子步骤1218。在子步骤1216中,第一基站完成到第二基站的移动节点切换。在步骤1218中,对应于在切换之前所述第一基站中正在进行的通信会话,第二基站发射数据包给所述移动节点。
在各个实施例中,将同样的上行链路控制信号的循环控制信令方式用于第一和第二基站中的每一个基站。
图13是一个表格1300,它说明与两个示例性的基站相对应的示例性的信息,这些基站是按照本发明实现的示例性通信系统的一部分。例如,两个基站可以是针对图12中描述的示例性方法描述的第一和第二基站,这些基站包括储存的下行链路时序/频率结构信息,从而控制参考表13描述的实现方式,并支持两个基站之间移动节点的切换。第一栏1302描述行列出的每一项;第二栏1304包括基站1OFDM发射机信息;第三栏1306包括基站2 OFDM发射机信息。第一行1308说明每个基站在它的发射机下行链路单载频信号块中使用113个单载频信号。第二行1310说明基站1 OFDM发射机下行链路单载频信号块的下行链路单载频信号块的频带是1271.25kHz,而基站2 OFDM发射机下行链路单载频信号块的频带是1525.50kHz。第三行1312表明下行链路单载频信号块频带是其一部分的频谱带是基站1 OFDM发射机的2.5GHz频带,并且是基站2 OFDM发射机的450MHz频带。第四行1314表明OFDM码元的持续时间对于基站1OFDM发射机是800/9微秒,或者近似为89微秒,对于基站2 OFDM发射机是800/10.8微秒,或者近似为74微秒。第五行1316表明OFDM码元主体部分的持续时间对于基站1 OFDM发射机是(800/9)(128/144)微秒,或者近似为79微秒,对于基站2 OFDM发射机是(800/10.8)(128/144)微秒,或者近似为66微秒。第六行1318表明OFDM码元循环前缀部分的持续时间对于基站1 OFDM发射机是(800/9)(16/144)微秒,或者近似为9.9微秒,对于基站2 OFDM发射机是(800/10.8)(16/144)微秒,或者近似为8.2微秒。第七行1320表明相邻单载频信号之间的频率间隔对于基站1 OFDM发射机是11.25kHz,对于基站2 OFDM发射机是13.5kHz。第八行1322表明重复的下行链路时间结构,例如131328个连续OFDM码元持续时间时间周期的特超时隙(superulta slot)对于基站1 OFDM发射机是11.6736秒,对于基站2 OFDM发射机是9.728秒。
包括图14A和图14B的组合的图14是一个流程图,它说明本发明中无线通信设备的一种示例性工作方法。例如,无线通信设备可以是示例性的OFDM扩频多址无线通信系统中的无线终端,例如移动节点。示例性的方法在步骤1402中开始,其中无线通信设备已经加电,初始化,并且与第一基站建立了无线通信链路。操作从步骤1402进入步骤1404。
在步骤1404中,无线通信设备在第一时间周期期间在第一频带中均匀分布的第一数量的单载频信号上向第一基站发射上行链路信号,这个第一频带是与第一基站相联系的上行链路频带。在一些实施例中,第一数量的单载频信号至少是10个。在一些实施例中,第一数量的单载频信号是113个。在一些实施例中,在所述第一个时间周期期间发射的上行链路信号是OFDM码元。例如,OFDM码元可以包括第一频带的所述组上行链路单载频信号,例如一组113个连续均匀分布的单载频信号。继续这一实例,对于通信设备和发射的给定上行链路OFDM码元,可能已经给这个无线通信设备分配了单载频信号的一个子集,在这个子集上安排具有非零能量的调制码元,而在其它单载频信号上没有能量。例如,单载频信号的这个子集可以包括专用控制信道单载频信号,有时还包括另外的单载频信号,例如与业务信道段相联系的14个单载频信号。通过这种方式,对于给定的OFDM码元发射时间周期,可以将第一频带上的这组上行链路单载频信号划分给多个无线通信设备。继续这一实例,考虑第一频带的上行链路单载频信号是按照上行链路单载频信号跳频序列进行跳频的这种情况。如果给无线通信设备分配一个专用控制信道的预跳逻辑单载频信号,那么,随着时间流逝,该逻辑单载频信号将对应于第一频带中物理单载频信号中不同的一些。通过这种方式,在第一时间周期上,所述无线通信设备使用第一频带的所述组单载频信号。
步骤1404包括子步骤1410和子步骤1412。在子步骤1410中,无线通信设备使用一组储存的结构信息,包括储存的控制信道结构信息,用来控制第一时间周期期间所述上行链路信号的发射,至少有一些控制信号按照预定的循环发射模式出现。在子步骤1412中,无线通信设备产生码元发射时序控制信号,控制在第一时间周期期间发射的码元的持续时间。
操作从步骤1404进入步骤1406。在步骤1406中,在第三时间周期期间,无线通信设备进行支持与第二基站的连接的操作,例如作为注册过程和/或切换过程的一部分。步骤1406包括子步骤1414、1416、1418和1420。在子步骤1414中,无线通信设备将它的接收机从所述第一基站使用的下行链路频带(例如第四频带)切换到第三频带,所述第三频带是第二基站使用的下行链路频带。操作从子步骤1414进入子步骤1416。在子步骤1416中,无线通信设备的接收机接收第三频带的信号,所述第三频带与所述第二基站使用的第二频带具有已知的频率关系,所述第二频带是上行链路频带。在一些实施例中,从第三频带收到的信号包括至少一个高功率信标信号。在一些这种实施例中,信标信号包括最多两个单载频信号,以第一或第二基站发射用户数据使用的最高功率电平的至少两倍发射该信标信号。在一些实施例中,信标信号是窄带信号。操作从子步骤1416进入子步骤1418。在子步骤1418中,无线通信设备从所述第三频带(例如信标信号)中收到的信号确定相邻单载频信号间隙,将该间隔用于所述第二频带。操作从子步骤1418进入子步骤1420。在子步骤1420中,无线通信设备调整发射机码元时序,产生具有所确定的单载频信号间隔的单载频信号。
操作从步骤1406通过连接节点A 1407进入步骤1408。在步骤1408中,无线通信设备在第二时间周期内在第二频带内均匀分布的第二数量的单载频信号上发射上行链路信号,例如OFDM码元,其中的第二频带比第一频带宽,所述第二数量的单载频信号与所述第一数量的单载频信号数量一样多。步骤1408包括子步骤1422和子步骤1424。
在子步骤1422中,无线通信设备使用所述组储存的结构信息,包括储存的在第二时间周期期间控制所述上行链路信号的发射的控制信道结构信息,至少有一些控制信号按照在第一时间周期期间使用的同样的预定循环发射模式出现。在一些实施例中,在所述第一和第二时间周期期间使用的循环发射模式的周期相差量正比于(1)第二频带的带宽与(2)第一频带的带宽之比。
在子步骤1424中,无线通信设备产生码元发射时序控制信号,来控制第二时间周期期间发射的码元的持续时间,所述无线通信设备在所述第二时间周期期间发射的码元的持续时间比所述无线通信设备在所述第一时间周期期间发射的码元的持续时间短。
在各个实施例中,所述无线通信设备在所述第一时间周期期间发射的码元的码元持续时间包括循环前缀部分和码元主体部分,所述无线通信设备在所述第二时间周期期间发射的码元的码元持续时间比无线通信设备在所述第一周期期间发射的码元的持续时间短,(1)所述第一时间周期期间发射的码元的主体部分的持续时间与(2)所述第二时间周期期间发射的码元的主体部分的持续时间之比跟(3)所述第二频带的带宽与(4)所述第一频带的带宽之比相同。在一些这样的实施例中,(1)所述第一时间周期期间发射的码元的循环前缀部分的持续时间与(2)所述第二时间周期期间发射的码元的循环前缀部分的持续时间之比也跟(3)所述第二频带的带宽与(4)所述第一频带的带宽之比相同。
在一些实施例中,(1)所述第一时间周期期间发射的码元的持续时间与(2)所述第二时间周期期间发射的码元的持续时间之比等于(3)所述第二时间周期期间发射的两个相邻单载频信号之间的频率间隔与(4)所述第一时间周期期间发射的两个相邻单载频信号之间的频率间隔之比。在一些这样的实施例中,这个比小于1.3∶1,例如1.2∶1。
在一些实施例中,第一和第二频带之一在2.5GHz频带的一部分中,第一和第二频带中的另外一个在450MHz频带的一部分中。
图15是一个表1500,它说明与四个示例性的频带相对应的示例性的信息,这四个频带是本发明一个示例性通信系统的一部分,这四个示例性的频带由按照本发明实现的同样的示例性无线终端使用。例如,这些频带可以是针对图14中描述的示例性方法描述的示例性的频带,所述无线通信设备包括储存的时序/频率结构信息,从而控制参考表15所描述的实施方式,并且支持在每个基站处的注册操作,支持到每个基站的通信链路,并且支持通信设备在两个基站之间的切换。
第一栏1502描述行中列出的每一项;第二栏1504包括频带1信息;第三栏1506包括频带2信息;第四栏1508包括频带3信息;第五栏1510包括频带4信息。第一行1512说明每个频带使用113个均匀分布的单载频信号。第二行1514说明频带1和2是上行链路频带,而频带3和4则是下行链路频带。第三行1516表明频带1和4对应于基站1,而频带2和3则对应于基站2。第四行1518说明与频带1和4相联系的带宽是1271.25kHz,而与频带2和3相联系的带宽则是1525.50kHz。第五行1520说明包含频带1和频带4的频谱带是2.5GHz频带,而包含频带2和3的频谱带则是450MHz频带。在一些实施例中,用于特定基站的频谱带随地理位置、国家、政府规章和/或许可协议而定。第七行1522表明OFDM码元的持续时间对于频带1和4是(800/9)微秒或者近似89微秒,而对于频带2和3则是(800/10.8)微秒或者近似74微秒。第八行1526表明OFDM码元主体部分的持续时间对于频带1和4是(800/9)(128/144)微秒或者近似为79微秒,对于频带2和3则是(800/10.8)(128/144)微秒或者近似为66微秒。第九行1528表明OFDM码元循环前缀部分的持续时间对于频带1和4是(800/9)(16/144)微秒或者近似9.9微秒,对于频带2和3是(800/10.8)(16/144)微秒或者近似为8.2微秒。第十行1530表明相邻单载频信号之间的频率间隔对于频带1和频带4是11.25kHz,而对于频带2和频带4则是13.5kHz。第十一行1530表明重复时序结构(例如131328个连续OFDM码元持续时间时间周期的特超时隙)对于频带1和4是11.6736秒,而对于频带2和3则是9.728秒。第十二行1532表明上行链路频带1相对于下行链路频带4具有已知的5085kHz的偏移,上行链路频带2相对于下行链路频带3具有已知的6102kHz偏移。
图16说明按照本发明实现,利用本发明的方法的一个示例性无线终端1600,例如移动节点。示例性的无线终端1600包括通过总线1615连接在一起的接收机模块1602、发射控制模块1604、处理器1606、用户I/O设备1608和存储器1610,各个单元可以通过这条总线交换数据和信息。接收机模块1602与接收天线1601连接,通过该接收天线1601,无线终端1600从基站接收下行链路信号。接收机模块1602包括译码器1603,该译码器1603对收到的,被基站在发射之前进行了编码的下行链路信号进行译码。接收机模块1602从下行链路频带接收下行链路信号,以能够控制的方式给它设置了例如第二基站使用的第三频带。
发射控制模块1604包括发射机1607、第一模式控制模块1611和第二模式控制模块1613。发射控制模块1604控制无线终端1600工作在不同的工作模式中,在不同的工作模式期间使用不同带宽的单载频信号。发射机1607连接到发射天线1605,通过发射天线1605,无线终端发射上行链路信号给基站。在一些实施例中,将同样的天线用于接收机和发射机。发射机1607包括编码器1609,用于在发射之前对数据/信息进行编码。第一模式控制模块1611在第一工作模式期间控制发射操作,第一模式控制模块1611控制发射机1607在第一频带内均匀分布的第一数量的单载频信号上发射信号。第二模式控制模块1613控制第二工作模式期间的发射操作,第二模式控制模块1613控制发射机1607在第二频带内均匀分布的第二数量的单载频信号上发射信号,该第二频带比第一频带宽,所述单载频信号的第二数量与所述单载频信号的第一数量相同。在一些实施例中,第一数量的单载频至少有10个。在一些实施例中,第一数量的单载频信号有113个。在各个实施例中,在第一和第二工作模式期间发射的上行链路信号是OFDM码元。例如,每个OFDM码元都可以用OFDM码元发射信息1638来表示。
存储器1610包括例程1612和数据/信息1614。处理器1606(例如CPU)执行例程1612,并且利用存储器1610中的数据/信息1614来控制无线终端1600的工作,并且实现本发明的方法。用户I/O设备1608,例如麦克风、扬声器、键盘、小键盘、显示器、照相机、开关等等,为无线终端1600的用户提供用户接口来输入数据/信息,输出数据/信息,控制各个应用,以及操作各个功能和特征,例如无线终端的功率,初始化通信会话等等。
例程1612包括通信例程1616和无线终端控制例程1618。通信例程1616实现无线终端1600使用的各种通信协议。无线终端控制例程1618包括发射码元时序控制模块1620、单载频信号间隔确定模块1622、时序控制模块1624和接收机频率控制模块1626。
发射码元时序控制模块1620产生码元发射时序控制信号1640,用来分别控制在第一和第二工作模式期间(例如在第一和第二时间周期期间)发射的码元的持续时间。在各个实施例中,每个码元持续时间包括循环前缀部分和码元主体部分以及将(1)在第一时间周期期间发射的码元的主体部分的持续时间与(2)在第二时间周期期间发射的码元的主体部分的持续时间之比控制成跟(3)第二频带的带宽与(4)第一频带的带宽之比相同。在各个实施例中,模块1620产生的控制信号1640将第二工作模式期间发射的码元的持续时间控制成比无线终端1600在第一时间周期期间发射的码元的持续时间短。在一些这种实施例中,将第一工作模式期间发射的码元的持续时间与第二工作模式期间发射的码元的持续时间之比控制成等于(3)第二工作模式期间发射的两个相邻单载频信号之间的频率间隔与(4)第一工作模式期间发射的两个相邻单载频信号之间的频率间隔之比。在一些这种实施例中,这个比小于1.3∶1,例如1.2∶1。在一些实施例中,第一和第二频带之一在2.5GHz频带的一部分中,第一和第二频带中的另一个在450MHz频带的一部分中。在一些实施例中,第一工作模式对应于无线终端与第一基站通信的时间周期,而第二工作模式则对应于无线终端与不同于第一基站的第二基站通信的时间周期。
单载频信号间隔确定模块1622利用来自收到的下行链路信号的信息来确定要使用的单载频信号间隔。单载频信号间隔确定模块1622从收到的第三频带内的信号(例如信标信号)确定相邻单载频信号1642之间要用于第二频带的间隔,第三频带是第二基站使用的下行链路频带,与第二频带具有已知的频率关系。时序控制模块1624调整发射机码元时序来产生具有所确定单载频信号间隔的单载频信号。
接收机频率控制模块1626将接收机1602切换到在下行链路频带之间改变。例如,在接收机接收第三频带的信号之前,接收机频率控制模块1626将接收机模块1602从第一基站使用的下行链路频带(例如第四频带)切换到第二基站使用的下行链路频带,第三频带。在各个实施例中,收到的信号1644包括信标信号1646。
数据/信息1614包括终端标识符1628、基站标识信息1630、扇区标识信息1632、数据1634、工作模式1636、OFDM发射码元信息1638、码元发射时序控制信号1640、确定的相邻单载频信号间隔信息1642,以及收到的包括信标信号信息1646的信号1644。在一些实施例中,信标信号是高功率窄带信号,例如包括一个或者最多两个单载频信号,具有第一或第二基站发射用户数据所使用的最高功率的至少两倍的发射功率的窄带信号。终端ID 1628是例如基站分配的无线终端标识符或多个无线终端标识符,例如活动用户标识符。基站标识信息1630包括标识无线终端1600用作附着点的基站的信息。扇区ID信息1632包括标识用作附着点的基站扇区的信息。工作模式1636标识无线终端1600的当前工作模式,例如第一模式或第二模式,在第一模式中,上行链路信号受到第一模式控制模块1611的控制,具有第一单载频信号间隔和OFDM发射码元持续时间,在第二模式中,上行链路信号受到第二模式控制模块1613控制,具有第二单载频信号间隔和OFDM码元发射时间持续时间。数据/信息1614还包括用户/设备/会话/资源信息1648和系统信息1650。用户/设备/会话/资源信息1648包括用户设备信息,与无线终端1600进行通信会话的对等节点的信息,路由选择信息,以及资源信息,例如分配给无线终端1600的上行链路和下行链路段。系统信息1650包括储存的结构信息1652。储存的结构信息1652包括控制信道结构信息1654、多组上行链路频带信息(UL频带1信息1658、……、UL频带N信息1660),以及多组下行链路频带信息(下行链路频带1信息1662、……、下行链路频带N信息1664)。控制信道结构信息1654包括预定的循环发射模式信息1656。控制信道结构信息1654被用于控制第一和第二工作模式期间信号的发射,至少一些控制信号按照信息1656表不的预定的循环发射模式出现,这对于第一和第二工作模式都相同。在一些实施例中,在第一和第二工作模式期间使用的循环发射模式的周期的不同量正比于(1)第二频带的带宽和(2)第一频带的带宽之比。
图17说明按照本发明实现,利用了本发明的方法的示例性通信系统1700。示例性通信系统1700是例如示例性的OFDM扩频多址无线通信系统。示例性的系统1700包括连接在一起的多个基站(第一基站1702、第二基站1702’)。第一基站1702和第二基站1702’分别通过网络链路1751、1753与网络接点1701(例如路由器)连接。系统1700中的至少一些基站利用不同的OFDM单载频信号间隔和不同的OFDM码元发射时间周期工作。系统1700中的至少一些无线终端能够支持与利用不同的OFDM单载频信号间隔和OFDM码元时序周期的基站的工作。在一些实施例中,一些这种无线终端参与在利用不同的单载频信号间隔和OFDM发射时间周期的基站之间的切换操作,例如,无线终端调整它的时序/频率来与特定基站的时序/频率结构匹配。网络节点1701通过网络链路1755连接到其它网络节点和/或因特网。网络链路1751、1753、1755是例如光纤链路。示例性的系统1700还包括多个无线终端(WT 1 1600’,……,WTN 1600”)。在一些实施例中,无线终端(1600’,1600”)可以用图16所示示例性的无线终端1600来表示。连接到第一基站1702的时候,无线终端11600,通过无线链路1759连接。连接到第二基站1702’的时候,无线终端1 1600’通过无线链路1761连接。连接到第一基站1702的时候,无线终端N 1600”通过无线链路1763连接。连接到第二基站1702’的时候,无线终端N 1600”通过链路1765连接。
第一基站1702包括通过总线1711连接在一起的第一发射机1704,例如OFDM发射机,第一接收机1706,例如OFDM发射机,处理器1708,例如CPU,I/O接口1710,以及第一存储器1712,各个单元通过该总线1711交换数据和信息。
第一发射机1704连接到发射天线1705,通过它发射下行链路信号给无线终端。第一发射机1704在第一频带内均匀分布的第一数量的单载频信号上发射下行链路信号。在一些实施例中,第一数量的单载频信号至少有10个。在一些实施例中,第一数量的单载频信号有113个。
第一接收机1706连接到接收天线1707,第一基站1702通过它从多个无线终端接收上行链路信号。第一接收机1706使用在第四频带内均匀分布的一组上行链路单载频信号,例如113个。在这个示例性的实施例中,在用于所述组下行链路单载频信号的第一频带和用于所述组上行链路单载频信号的第四频带之间存在固定关系,这两组互不重叠。但是,第一和第四频带形成较大频带(例如2.5GHz频带)的一部分。
I/O接口1710将第一基站1702连接到其它网络节点和/或因特网。I/O接口1710提供返程链路(backhaul)连接,从而使将第一基站1702用作其网络附着点的无线终端能够与将不同的基站用作其网络附着点的对等节点进行通信。
第一存储器1712包括例程1714和数据/信息1716。处理器1708执行例程1714并利用第一存储器1712中的数据/信息1716来控制第一基站1702的工作,并实现本发明的方法。
例程1714包括第一时序控制模块1718、切换控制模块1722和数据包发射控制模块1724。数据/信息1716包括时序/频率结构信息1725,以及为第一发射机1720产生的码元发射时序控制信号。时序频率结构信息1725包括第一组储存的控制信道结构信息1726,储存的循环控制信号方式信息1728,第一单载频信号间隔信息1729,和第一OFDM码元持续时间信息1731。数据/信息1721还包括在无线终端之间传递的作为通信会话一部分的数据包1721,例如有用户数据(比如话音数据、文本数据、图像数据、文件数据等等)的数据包。
第一组储存的控制信道结构信息1726用于控制第一发射机1704按照储存的循环控制信令方式信息1728说明的预定循环发射模式发射至少一些控制信号,例如包括信标信号和导引信号。第一单载频信号间隔信息1729包括标识所述第一发射机1704和所述第一接收机1706使用的OFDM单载频信号间隔的信息。第一OFDM码元持续时间信息1731包括标识第一发射机1704和第一接收机1706使用的OFDM码元的持续时间的信息。
第一时序控制模块1718产生码元发射时序控制信号来控制第一发射机1704发射的码元的持续时间,该码元持续时间包括循环前缀部分和码元主体部分。切换控制模块1722用于实现无线终端从/到其它基站的切换。其它基站中的一些,例如第二基站1702’,使用与第一基站1702所用的不同的OFDM单载频信号间隔/OFDM码元持续时间。切换控制模块1722控制第一基站来完成无线终端(例如移动节点)到第二基站1702’的切换。
数据包发射控制模块1724控制第一基站来发射数据包,例如数据包1721,给移动节点。
第二基站1702’包括通过总线1711’连接在一起的第二发射机1704,,例如OFDM发射机,第二接收机1706’,例如OFDM发射机,处理器1708’,例如CPU,I/O接口1710’,以及第二存储器1712’,各个单元通过该总线1711’交换数据和信息。
第二发射机1704’连接到发射天线1705’,通过它发射下行链路信号给无线终端。第二发射机1704’在第二频带内均匀分布的第二数量的单载频信号上发射下行链路信号,这个第二频带比第一基站1702使用的第一频带宽。单载频信号的第二数量至少与第一基站1702使用的单载频信号的第一数量一样。
第二接收机1706’连接到接收天线1707’,第二基站1702’通过它从多个无线终端接收上行链路信号。第二接收机1706’使用一组上行链路单载频信号,例如在第三频带内均匀分布的113个上行链路单载频信号。在这个示例性的实施例中,在用于所述组下行链路单载频信号的第二频带和用于所述组上行链路单载频信号的第三频带之间存在固定关系,这两组互不重叠。但是,第二和第三频带形成较大频带(例如450MHz频带)的一部分。
I/O接口1710’将第二基站1702’连接到其它网络节点和/或因特网。I/O接口1710’提供返程链路连接,从而使将第二基站1702’用作其网络附着点的无线终端能够与将不同的基站用作其网络附着点的对等节点进行通信。
第二存储器1712’包括例程1714’和数据/信息1716’。处理器1708’执行例程1714’并利用第二存储器1712’中的数据/信息1716’来控制第二基站1702’的工作,并实现本发明的方法。
例程1714’包括第二时序控制模块1718’、切换控制模块1722’和数据包发射控制模块1724’。数据/信息1716’包括时序/频率结构信息1725’,以及为第二发射机1720’产生的码元发射时序控制信号。时序频率结构信息1725’包括第二组储存的控制信道结构信息1726’,储存的循环控制信号方式信息1728’,第二单载频信号间隔信息1729’,和第二OFDM码元持续时间信息1731’。数据/信息1721’还包括在无线终端之间传递的作为通信会话一部分的数据包1721’,例如有用户数据(比如话音数据、文本数据、图像数据、文件数据等等)的数据包。
第二组储存的控制信道结构信息1726’用于控制第二发射机1704’按照储存的循环控制信令方式信息1728’说明的预定循环发射模式发射至少一些控制信号,例如包括信标信号和导引信号。第二单载频信号间隔信息1729’包括标识所述第二发射机1704’和所述第二接收机1706’使用的OFDM单载频信号间隔的信息。第二OFDM码元持续时间信息1731’包括标识第二发射机1704’和第二接收机1706’使用的OFDM码元的持续时间的信息。
第二时序控制模块1718’产生码元发射时序控制信号来控制第二发射机1704’发射的码元的持续时间,该码元持续时间包括循环前缀部分和码元主体部分。切换控制模块1722’用于实现无线终端从/到其它基站的切换。其它基站中的一些,例如第一基站1702,使用与第二基站1702’所用的不同的OFDM单载频信号间隔/OFDM码元持续时间。切换控制模块1722’控制第二基站来完成无线终端(例如移动节点)从第一基站1702的切换。
数据包发射控制模块1724’控制第二基站来发射数据包,例如数据包1721’,给移动节点。例如,发射给所述移动节点的数据包可以对应于在切换到第二基站1702’之前,所述第一基站1702处正在进行的通信会话。
在一些实施例中,用于第一和第二发射机(1704、1704’)的循环发射模式的周期不同,相差量正比于码元发射持续时间的差,其中码元发射持续时间的差是第一发射机1704处码元发射时间的持续时间与第二发射机1704’处码元发射时间的持续时间之差。在一些实施例中,储存的循环控制信令方式信息(1728、1728’)包括用于上行链路控制信号的信息。
在一些实施例中,第一和第二时序控制模块(1718、1718’)控制发射码元时序,从而使第二发射机1704’发射的码元的持续时间短于第一发射机1704发射的码元的持续时间,并且(1)第一发射机1704发射的码元的主体部分的持续时间与(2)第二发射机1704’发射的码元的主体部分的持续时间之比跟(3)第二频带的带宽与(4)第一频带的带宽之比相同。在一些这种实施例中,第一和第二时序控制模块(1718、1718’)控制发射码元时序,从而使第一发射机1704发射的码元的循环前缀部分的持续时间与(2)第二发射机1704’发射的码元的循环前缀部分的持续时间跟(3)第二频带的带宽与(4)第一频带的带宽之比相同。
在一些实施例中,(1)第一发射机1704发射的码元的持续时间与(2)第二发射机1704’发射的码元的持续时间之比等于(3)第二发射机1704’发射的两个相邻单载频信号之间的频率间隔与(4)第一发射机1704发射的两个相邻单载频信号之间的频率间隔之比。在一些这种实施例中,这个比小于或等于1.3∶1,例如1.05∶1或者1.1∶1或者1.2∶1。
在一些实施例中,有多个基站使用第一OFDM单载频信号间隔和OFDM码元持续时间,多个基站使用第二OFDM单载频信号间隔和OFDM码元持续时间。
在图17的示例性实施例中说明了使用不同单载频信号间隔和OFDM码元持续时间的第一和第二发射机(1704、1704’)各自立于不同的基站中。在一些实施例中,第一和第二发射机位于同一个基站中。例如,第一发射机可以对应于第一基站扇区,第二发射机可以对应于第二基站扇区扇区,第二基站扇区不同于第一基站扇区,但是属于同一基站。作为另一个实例,第一发射机和第二发射机都可以对应于同一基站的同一基站扇区,但是可以对应于不同的载频。
本发明的特征可以用一个或多个模块来实现。用于实现本发明的模块可以用软件、硬件或者软件和硬件的组合来实现。
上述方法或方法步骤中的许多都可以在一个或多个通信网络节点中,用包括在机器可读介质(例如存储器,比如RAM、软盘等等)中的机器可执行指令(例如软件)来实现,以控制机器(例如拥有或没有其它硬件的通用计算机)来实现上述方法的一部分或全部。此外,本发明还直接涉及包括机器可执行指令,用于让机器(例如处理器及其硬件)实现上述方法的一个或多个步骤的机器可读介质。
上面描述的本发明的方法和设备的数不清的其它变化对于本领域技术人员而言是显而易见的。这些变化属于本发明的范围之内。在各个实施例中,本发明的方法和装置可以被用于CDMA、正交频分复用(OFDM)和/或能够用于在接入节点和移动节点之间提供无线通信链路的各种其它通信技术。在一些实施例中,将接入节点实现为利用OFDM和/或CDMA建立通信链路的基站。在各实施例中,将移动节点实现为笔记本计算机、个人数据助理(PDA)或者其它便携式装置,包括接收机/发射机电路和逻辑和/或例程,用于实现本发明的方法。