CN102388591B - 支持频带缩放的蜂窝无线通信系统中发送和接收配置有保护频带的下行链路信号的方法和装置 - Google Patents

支持频带缩放的蜂窝无线通信系统中发送和接收配置有保护频带的下行链路信号的方法和装置 Download PDF

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Abstract

公开了由连续子频带形成的无线通信系统的保护频带的配置。具体公开了中间保护频带的设计，所述中间保护频带用于防止在相邻子频带之间的干扰，并且调整在通过载波聚合形成宽带的诸如多载波OFDM系统和多载波CDMA系统的无线通信系统的每一频带中发送的信号之间的频率差。进一步公开了相关发送/接收方法和设备。

Description

支持频带缩放的蜂窝无线通信系统中发送和接收配置有保护频带的下行链路信号的方法和装置
技术领域
本发明一般涉及支持频带缩放的蜂窝无线通信系统，并且更具体地涉及在支持频带缩放的蜂窝无线通信系统中发送和接收在相邻子带之间具有保护频带的下行链路信号的方法和装置。
背景技术
近来，正交频分复用(OFDM)技术正被广泛地用于移动通信系统。
OFDM技术具有许多优点：消除来自无线通信信道的多径信号分量之间的干扰；确保多址用户之间的正交性；以及使得能够有效地使用频率资源。由此，与直接序列码分多址(DS-CDMA)相比，OFDM技术在高速率数据传输和宽带系统中是有用的。
图1是示出基于OFDM的下行链路的帧结构的图。
特别的，图1示出了在作为第三代伙伴项目(3GPP)的下一代移动通信标准的增强通用地面无线接入(EUTRA)中的基于OFDM的下行链路的帧结构。
参照图1，20MHz的系统带宽101包含一百个资源块(RB)102。单个RB由在相邻子载波之间具有15kHZ的频率间隔的12个子载波103构成。存在14个OFDM码元间隔104，并且在每一OFDM码元间隔104中通过每一子载波103来发送下行链路信道的调制码元。在每一OFDM码元间隔中的每一子载波部分称为资源元素(RE)106。如图1中所示，单个RB总共包含168个RE(即14个OFDM码元和12个子载波的乘积)。在单个OFDM码元间隔104中，根据数据传输速率，可以向单个下行链路数据信道的传输分配一个或多个RB。
图2是示出在LTE系统下行链路中根据系统带宽的在同步信道和广播信道之间的频域映射的图。
在蜂窝无线通信服务中提供高速率无线数据服务的一个重要问题是支持可缩放的带宽。例如，LTE(长期演进)系统可以具有各种带宽，如20MHz、15MHz、10MHz、5MHz、3MHz、1.4MHz等。服务提供者可以选择这些带宽之一来提供他们的服务，并且用户设备也可以具有各种类型，如支持直到20MHz的带宽的类型或者仅支持1.4MHz的带宽的类型。此外，目标是提供具有高级IMT(IMT-Advanced)要求的水平的服务的高级LTE(下文中称为LTE-A)系统可以通过LTE载波的载波聚合来提供具有100MHz的带宽的宽带服务。
在基于可缩放带宽的系统下，首次接入系统的任何用户设备没有关于系统带宽的信息并且因而应当能够成功进行小区搜索。通过该小区搜索，用户设备可以获得小区ID和在发送器和接收器之间的同步以用于数据和控制信息的解调。系统带宽可以在小区搜索期间从同步信道(下文中称为SCH)获得或者在小区搜索后通过对广播信道(下文中称为BCH)的解调来获得。BCH是用于发送有关用户设备接入的特定小区的系统信息的信道。在小区搜索后，用户设备在别的事情之前解调BCH。通过接收BCH，用户设备可以获得诸如系统带宽、系统帧号(SFN)和一些物理信道的设置之类的小区信息。
图2示范性地示出了根据系统带宽的SCH和BCH的传输。用户设备通过SCH来执行小区搜索，并且在成功进行小区搜索之后，通过接收BCH来获得关于每一小区的系统信息。
在图2中，附图标记200表示频率轴。通过系统频带的中间部分利用1.08MHz的带宽来发送SCH 204和BCH 206，而不管系统带宽如何。因此，用户设备通过寻找RF载波202来获得系统的首次同步而与系统带宽无关，并且然后在RF载波202周围的1.08MHz带宽中针对SCH 204执行小区搜索。在小区搜索后，用户设备通过对经由同一1.08MHz带宽传输的BCH 206进行解调来获得系统信息。
图3是示出在LTE系统中通过无线帧的SCH和BCH的传输结构的图。
图3示出了在10ms的无线帧306中的SCH和BCH的传输。SCH被划分成主同步信号(PSS)300和辅同步信号(SSS)301，并且在子帧#0和#5上发送。PSS 300和SSS 301的每一个具有一个OFDM码元间隔308并且通过在整个系统带宽303的中间部分的1.08MHz的带宽来发送，如图2所示。在子帧#0利用四个OFDM码元间隔来发送BCH 302。
LTE-A系统要求比LTE系统高的速率的数据传输宽带。此外，LTE用户设备的向后兼容也是重要的，应当使得LTE用户设备能够接入LTE-A系统。
为此，在LTE-A系统的下行链路中，整个系统频带被划分成具有使得LTE用户设备能够进行接收的带宽的子频带。可用于更宽的接收带宽的LTE-A设备可以通过所有的子频带来接收数据。
在基于LTE载波的聚合的LTE-A系统的情况下，需要使得基站的OFDM发送器能够通过仅仅使用单个逆快速傅里叶变换(IFFT)单元来在LTE载波的有用频带中发送信号的有效方案。
发明内容
因此，本发明将解决上述问题和/或缺点，并且提供至少下面描述的优点。
本发明的一个方面是提供用于在通过载波聚合形成宽带的无线通信系统中发送和接收具有中间保护频带的下行链路信号的方法和装置。
本发明的另一方面既实现了在形成中间保护频带时的低复杂度的发送器和接收器，又使得用户设备能够针对小区搜索使用在每一有用频带中发送的同步信道(SCH)。
根据本发明一个方面，提供一种在支持带宽缩放的蜂窝无线通信系统中的基站上发送在至少两个子频带之间具有保护频带的下行链路信号的方法，所述方法包括：将一信号映射到与除在至少两个子频带当中的相邻子频带之间的中间保护频带之外的有用频带对应的逆快速傅里叶变换(IFFT)输入；并且发送映射信号，其中，所述中间保护频带的带宽被如此确定以便在相邻子频带的中央频率之间的间隔变成子载波间隔和频率栅缺省值的公倍数。
在所述方法中，可以利用下列公式来确定所述中间保护频带的带宽：中间保护频带的带宽＝m*G+G-MOD(A+B+D，G)，其中，m是零或正整数，其中，G是子载波间隔和频率栅缺省值的最小公倍数，其中，A和B的每一个是相邻子频带的每一有用频带的一半带宽，以及其中，D是DC子载波的带宽。
根据本发明的另一方面，提供一种在支持带宽缩放的蜂窝无线通信系统中的用户设备上接收在至少两个子频带之间具有保护频带的下行链路信号的方法，所述方法包括：将一接收信号映射到快速傅里叶变换(FFT)输出，所述接收信号与除在至少两个子频带当中的相邻子频带之间的中间保护频带之外的有用频带对应；并且接收映射信号，其中，所述中间保护频带的带宽被如此确定以便在相邻子频带的中央频率之间的间隔变成子载波间隔和频率栅缺省值的公倍数。
在该方法中，可以利用下列公式来确定所述中间保护频带的带宽：中间保护频带的带宽＝m*G+G-MOD(A+B+D，G)，其中，m是零或正整数，其中，G是子载波间隔和频率栅缺省值的最小公倍数，其中，A和B的每一个是相邻子频带的每一有用频带的一半带宽，以及其中，D是DC子载波的带宽。
此外，在从基站获取作为中间保护频带的带宽系统参数的m和相邻子频带的每一有用频带的带宽后，可以利用所述公式来计算所述中间保护频带的带宽。
根据本发明的另一方面，提供一种在支持带宽缩放的蜂窝无线通信系统中的基站上发送在至少两个子频带之间具有保护频带的下行链路信号的装置，所述装置包括：逆快速傅里叶变换(IFFT)单元，被配置成接收要发送的信号，对所述信号执行IFFT，以及输出信号；子载波码元映射器，被配置成执行信号到与除在至少两个子频带当中的相邻子频带之间的中间保护频带之外的有用频带对应的IFFT输入的映射；和控制器，被配置成如此确定所述中间保护频带的带宽以便在相邻子频带的中央频率之间的间隔变成子载波间隔和频率栅缺省值的公倍数。
在所述装置中，控制器可以被进一步配置成利用下列公式来确定所述中间保护频带的带宽：中间保护频带的带宽＝m*G+G-MOD(A+B+D，G)，其中，m是零或正整数，其中，G是子载波间隔和频率栅缺省值的最小公倍数，其中，A和B的每一个是相邻子频带的每一有用频带的一半带宽，以及其中，D是DC子载波的带宽。
根据本发明的仍一方面，提供一种在支持带宽缩放的蜂窝无线通信系统中的用户设备上接收在至少两个子频带之间具有保护频带的下行链路信号的装置，所述装置包括：快速傅里叶变换(FFT)单元，被配置成对接收信号执行FFT并且输出信号；码元接收器，被配置成接收在相应信道中的FFT输出并且解调所述输出；子载波码元去映射器，被配置成执行所述信号到FFT输出的映射，并且然后将映射FFT输出输入到码元接收器，其中所述信号与除在至少两个子频带当中的相邻子频带之间的中间保护频带之外的有用频带对应；和控制器，被配置成如此确定所述中间保护频带的带宽以便在相邻子频带的中央频率之间的间隔变成子载波间隔和频率栅缺省值的公倍数。
在所述装置中，所述控制器可以被进一步配置成利用下列公式来确定所述中间保护频带的带宽：中间保护频带的带宽＝m*G+G-MOD(A+B+D，G)，其中，m是零或正整数，其中，G是子载波间隔和频率栅缺省值的最小公倍数，其中，A和B的每一个是相邻子频带的每一有用频带的一半带宽，以及其中，D是DC子载波的带宽。
此外，所述控制器可以被进一步配置成在从基站获取作为中间保护频带的带宽系统参数的m和相邻子频带的每一有用频带的带宽后，利用所述公式来计算所述中间保护频带的带宽。
因此，本发明可以使得通过载波聚合形成宽带的LTE-A系统能够通过利用单个IFFT单元和单个FFT单元来发送和接收在每一LTE子频带中包含的信号，因而减少了在基站的发送器和用户设备的接收器中的复杂度。此外，该发明可以使得用户设备能够接收在每一子频带中发送的SCH，并且也可以将其用于小区搜索。
从下面结合公开了本发明的示范性实施例的附图进行的详细描述，本发明的其他方面、优点和突出特征对于本领域技术人员来说将变得清楚。
附图说明
图1是示出基于OFDM的下行链路的帧结构的图。
图2是示出在LTE系统的下行链路中根据系统带宽的在同步信道和广播信道之间的频域映射的图。
图3是示出在LTE系统中的通过无线电帧的SCH和BCH的传输结构的图。
图4是示出根据本发明一示范性实施例的下行链路帧的示例的图。
图5是示出根据本发明一示范性实施例的用于设置中间保护频带的带宽的方法的图。
图6是示出根据本发明另一示范性实施例的用于设置中间保护频带的带宽的方法的图。
图7是示出根据本发明再一示范性实施例的用于设置中间保护频带的带宽的方法的图。
图8是示出根据本发明仍一示范性实施例的用于设置中间保护频带的带宽的方法的图。
图9是示出根据本发明进一步的另一示范性实施例的用于设置中间保护频带的带宽的方法的图。
图10是示出根据本发明一示范性实施例的在基站上发送下行链路信号的方法的流程图。
图11是示出根据本发明一示范性实施例的在用户设备上接收下行链路信号的方法的流程图。
图12是示出根据本发明一示范性实施例的基站的用于发送下行链路信号的发送器的方框图。
图13是示出根据本发明一示范性实施例的用户设备的用于接收下行链路信号的接收器的方框图。
具体实施方式
现在将参照附图全面地描述本发明的示范性的非限制性的实施例。但是，本发明可以以许多不同形式来体现，并且不应当被理解为限于在此阐述的示范性实施例。而是，提供所公开的实施例以便本公开将是透彻的和完整的，并且向本领域技术人员全面地传达本发明的范围。可以在不脱离本发明的范围的情况下，在变化的和数量众多的实施例中采用本发明的原理和特征。
而且，可能不描述或图解公知或广泛使用的技术、元素、结构和处理以避免模糊本发明的实质。虽然附图表示本发明的示范性实施例，但是为了更好地图解和说明本发明，不是必须按照比例来绘制附图，并且可以放大或省略某些特征。
虽然利用基于OFDM的无线通信系统特别是3GPP EUTRA标准来提供所公开的实施例，但是本领域技术人员将理解，本发明的主要特征可以方便地应用于任何其他的通信系统，而不会脱离本发明的精神和范围。
本发明的一个主要特点是提供在利用载波聚合的宽带无线通信系统中形成中间保护频带的方法。具体地，本发明实现了在形成中间保护频带时的具有低复杂度的基站的发送器和用户设备的接收器，并且使得用户设备能够将在每一有用频带中发送的同步信道(SCH)用于小区搜索。
图4是示出根据本发明一示范性实施例的下行链路帧的示例的图。
图4示出了通过聚合两个具有20MHz的带宽的LTE载波形成的、具有40MHz的带宽的LTE-A系统频带。子频带#1 401和子频带#2 405的每一个是20MHz LTE载波的有用频带，并且在其中发送下行链路信号。附图标记402和406的每一个表示被发送以使得用户设备能够在每一有用频带中执行小区搜索的SCH。附图标记403和407的每一个表示不通过其发送信号的DC子载波。附图标记400和408的每一个表示保护频带，而附图标记404表示中间保护频带，其防止在相邻有用频带401和405之间的干扰，并且用于调整在有用频带中发送的信号之间的频率差。
具体地，在如图4中所示的由多个LTE载波形成的LTE-A系统的情况中，中间保护频带404的带宽被设置为子载波间隔的倍数(即确切数字的倍数)以便基站的OFDM发送器可以通过单独利用单个逆快速傅里叶变换(IFFT)单元来发送多个LTE载波的有用频带信号。
如果中间保护频带的带宽不是子载波间隔的倍数，则基站的发送器应当使用每一个均对应于20MHz的带宽的两个IFFT单元(在图4的情况中)，并且由此分开发送有用频带401和405的信道。
根据本发明的实施例，中间保护频带404的带宽被设置为子载波间隔的倍数。因此，在图4的情况中，可以通过对应于40MHz的带宽的单个IFFT单元来发送在有用频带401和405中包含的所有下行链路信道信号。
如上所述，降低基站和用户设备的发送器和接收器的复杂度的方式是将中间保护频带的带宽设置为子载波间隔的倍数。因此，基站可以通过利用单个IFFT单元来发送在整个系统频带的LTE子频带中包含的下行链路信号，并且用户设备也可以通过利用对应于整个系统带宽的单个快速傅里叶变换(FFT)单元来接收信号。
此外，为了用户设备接收在每一子频带中发送的SCH并且使用其来进行小区搜索，SCH的中央频率应当出现在标准中定义的频率栅(frequency raster)上。在3GPP标准中，该频率栅被设置为100kHz的间隔。在图4的情况中，与SCH 402和406的中央频率对应的DC子载波403和407的频率应当是100kHz的倍数，以便用户设备可以接收该SCH，并且利用它们来进行小区搜索。
因此，本发明提出了根据上面讨论的两种情况的对于中间保护频带的设计方法，所述两种情况为其中允许基站发送器通过单独利用单个IFFT单元来发送在每一子频带中发送的信道信号的情况以及其中在每一子频带中的SCH的中央频率应当是频率栅的值的倍数的情况。同时，由于LTE系统可以具有如图2所示的各种系统带宽，所以中间保护频带的设计可根据相邻子频带的带宽而变化。在此提出的设计方法可类似地应用到具有通过载波聚合的频带扩展的上行链路的情况。
现在，将通过各种实施例来描述本发明提出的中间保护频带的设计方法和相关的发送/接收方法和装置。
第一实施例
图5是示出根据本发明一示范性实施例的用于设置中间保护频带的带宽的方法的图。
图5示出了通过聚合一个具有20MHz的带宽的LTE载波和另一具有10MHz的带宽的LTE载波而形成的具有30MHz的带宽的LTE-A系统频带。
在子频带#1和#2中，附图标记501和505分别表示20MHz LTE载波的有用频带和10MHz LTE载波的有用频带，并且在有用频带中发送下行链路信号。附图标记502和506表示每一个被发送以使得用户设备能够在每一有用频带中执行小区搜索的SCH。附图标记503和507表示不通过其发送信号的DC子载波。
附图标记500和508表示保护频带，而附图标记504表示中间保护频带，其防止在有用频带501和505之间的干扰，或者用于调整在有用频带501和505中发送的信号之间的频率差。
具体地，在如图5中所示的由多个LTE载波形成的LTE-A系统的情况中，中间保护频带504的带宽被设置为子载波间隔的倍数(即确切数字的倍数)以便基站的OFDM发送器可以通过单独利用单个IFFT单元来发送多个LTE载波的有用频带的信号。在图5的情况中，可以通过与30MHz的带宽对应的单个IFFT单元来发送在有用频带501和505中包含的所有下行链路信道信号。当子载波间隔是15kHz并且频率栅的缺省值是100kHz时，可以通过利用公式1来计算中间保护频带504的带宽：
[公式1]
中间保护频带的带宽
＝m*300kHz+300kHz-MOD(9MHz+4.5MHz+15kHz，300kHz)
＝m*300kHz+285kHz
在公式1中，m是零或正整数，300kHz是15kHz(即子载波间隔)和100kHz(即频率栅的缺省值)的最小公倍数。
在两个DC子载波503和507之间的除中间保护频带504外的带宽以及在中央频率之间的间隔(＝9MHz+4.5MHz+15kHz)都不是300kHz的倍数。因此，应当通过公式1来获得中间保护间隔504的带宽。
在两个中央频率之间的带宽等于将中间保护频带的带宽、每个子载波的有用带宽的一半带宽之和、以及两个DC子载波的每一个一半带宽之和相加的总值。为了将两个中央频率之间的带宽设置为300kHz的倍数，将每一子频带的有用频带的一半带宽之和与两个DC子载波的每一个一半带宽之和相加得到的总值除以300kHz，并且然后从300kHz中减去用除法运算后的余数。得到的值被确定为中间保护频带的带宽。对于上述计算，使用模运算。
在公式1中，模运算(MOD)通过将4515kHz除以300kHz来产生余数15kHz，通过从300kHz中减去该余数来得到285kHz。
在公式1中，m用于防止在两个相邻有用频带之间的干扰，因此，根据干扰的量来合适地设置m的值。m的值根据相邻载波的带宽可以是固定的，或者通过系统的信令发送而被提供给用户设备。
同时，在公式1中，为了每一子频带的中央频率出现在频率栅上，在两个中央频率之间的间隔应当是子载波间隔的倍数，并且也是频率栅的缺省值的倍数。
这意味着在两个中央频率之间的间隔应当是300kHz(子载波间隔和频率栅的缺省值的最小公倍数)的倍数。这里，在两个中央频率之间的间隔等于在两个子频带的15kHz的DC子载波503和507的精确的中央之间的距离。也就是说，在两个中央频率之间的除中间保护频带504之外的带宽是在左频带中的DC子载波503的一半间隔、左频带中的有用频带501的一半带宽、在右频带中的有用频带505的一半带宽、和在右频带中的DC子载波505的一半间隔之和。
由于在左频带中的DC子载波503的一半间隔和在右频带中的DC子载波507的一半间隔之和等于单个DC子载波的间隔，公式1考虑作为是DC子载波间隔得15kHz。而且，通过将附加值(285kHz，为将在两个中央频率之间的除中间保护频带504之外的带宽设置为300kHz的倍数而计算的)加到中间保护频带的带宽值(300kHz的倍数)，获得上述公式。
最终，当从公式1获得的结果值被设置为中间保护频带的带宽时，两个LTE载波的SCH出现在频率栅上，并且同样，通过选择m的合适值，可以防止在两个LTE载波的相邻有用频带之间的干扰。
公式1可被用于其中两个LTE载波的每一有用频带的一半带宽是300kHz的倍数的所有情况。但是，如果至少一个LTE载波的有用频带的一半带宽不是300kHz的倍数，则用于将在两个中央频率之间的除中间保护频带之外的带宽设置为300kHz的倍数的附加值变成不同的，并因而应当更改在上述公式中考虑的值。将在下面介绍这样的情况。
第二实施例
图6是示出根据本发明另一示范性实施例的用于设置中间保护频带的带宽的方法的图。
图6示出了通过聚合一个具有20MHz的带宽的LTE载波和另一具有5MHz的带宽的LTE载波形成的具有25MHz的带宽的LTE-A系统频带。在子频带#1和#2中，附图标记601和605分别表示20MHz LTE载波的有用频带和5MHz LTE载波的有用频带，并且在有用频带中发送下行链路信号。附图标记602和606表示每一个均被发送以使得用户设备能够在每一有用频带中执行小区搜索的SCH。附图标记603和607表示不通过其发送信号的DC子载波。附图标记600和608表示保护频带，而附图标记604表示中间保护频带。
在图6所示的系统频带中，可以通过利用公式2来计算中间保护频带604的带宽。中间保护频带的带宽用于将在两个DC子载波603和607之间的间隔(或两个中央频率之间的间隔)设置为子载波间隔的倍数，以及进一步设置为频率栅的缺省值的倍数。这里，子载波间隔是15kHz，频率栅的缺省值是100kHz。
[公式2]
中间保护频带的带宽
＝m*300kHz+300kHz-MOD(9MHz+2.25MHz+15kHz，300kHz)
＝m*300kHz+135kHz
在公式2中，m是零或正整数，300kHz是15kHz(即子载波间隔)和100kHz(即频率栅的缺省值)的最小公倍数。由于在两个DC子载波603和607之间的除中间保护频带604外的带宽(＝9MHz+2.25MHz+15kHz)不是300kHz的倍数，所以应当利用公式2来获得中间保护频带的带宽。
在公式2中，模运算(MOD)通过将11265kHz除以300kHz来产生余数165kHz，通过从300kHz中减去该余数来得到135kHz。
第二实施例对应于其中一个LTE载波的有用频带的一半带宽是300kHz的倍数而另一LTE载波的有用频带的一半带宽不是300kHz的倍数的情形。因此，该情形不同于其中两个LTE载波的每一有用频带的一半带宽都是300kHz的倍数的第一实施例。即，由于两个LTE载波之一的有用频带的一半带宽不是300kHz的倍数，所以需要附加值135kHz来将该一半带宽设置成300kHz的倍数。这是公式2和公式1不同的原因。
具体而言，将2.25MHz设置成300kHz的倍数(2250kHz+150kHz)需要150kHz。而且，将DC子载波间隔15kHz设置成300kHz的倍数(15kHz+285kHz)需要285kHz。因此，当150kHz和285kHz之和除以300kHz时，获得余数135kHz。公式2简单地表达了这个过程。
第二实施例告知：如果任何LTE载波的有用频带的一半带宽不是300kHz的倍数，则用于将上述一半带宽设置成300kHz的倍数的附加值依赖于上述一半带宽。因此，在由两个或更多LTE载波组成的具有各种带宽的LTE-A系统中，依赖于带宽缩放性，根据可缩放的带宽的组合而改变中间保护频带的带宽。
第三实施例
图7是示出根据本发明再一示范性实施例的用于设置中间保护频带的带宽的方法的图。
图7示出了通过聚合两个均具有1.4MHz的带宽的LTE载波形成的具有2.8MHz的带宽的LTE-A系统频带。在子频带#1和#2中，附图标记701和705的每一个表示1.4MHz LTE载波的有用频带，并且在有用频带中发送下行链路信号。附图标记702和706表示每一个均被发送以使得用户设备能够在每一有用频带中执行小区搜索的SCH。附图标记703和707表示不通过其发送信号的DC子载波。附图标记700和708表示保护频带，而附图标记704表示在有用频带701和705之间的中间保护频带。
在图7所示的系统频带中，可以通过利用公式3来计算中间保护频带704的带宽。中间保护频带的带宽用于将在两个DC子载波703和707之间的间隔设置为子载波间隔的倍数，以及进一步设置为频率栅的缺省值的倍数。这里，子载波间隔是15kHz，频率栅的缺省值是100kHz。
[公式3]
中间保护频带的带宽
＝m*300kHz+300kHz-MOD(0.54MHz+0.54MHz+15kHz，300kHz)
＝m*300kHz+105kHz
在公式3中，m是零或正整数，300kHz是15kHz(即子载波间隔)和100kHz(即频率栅的缺省值)的最小公倍数。由于在两个DC子载波之间的除中间保护频带704外的带宽(＝0.54MHz+0.54MHz+15kHz)不是300kHz的倍数，所以应当利用公式3来获得中间保护频带的带宽。
在公式3中，模运算(MOD)通过将1095kHz除以300kHz来产生余数195kHz，通过从300kHz中减去该余数来得到105kHz。
与第一和第二实施例相反，第三实施例对应于其中两个LTE载波的每一有用频带的一半带宽都不是300kHz的倍数的情形。即，由于两个LTE载波的每一有用频带的一半带宽都不是300kHz的倍数，所以需要附加值105kHz来将该一半带宽设置成300kHz的倍数。具体而言，将1.08MHz(0.54MHz+0.54MHz)设置成300kHz的倍数(540kHz+540kHz+120kHz)需要120kHz。而且，将DC子载波间隔15kHz设置成300kHz的倍数(150kHz+285kHz)需要285kHz。因此，当120kHz和285kHz之和除以300kHz时，获得余数105kHz。公式3简单地表达了这个过程。
第一、第二和第三实施例告知：中间保护频带的带宽使得每一LTE载波的有用频带的一半带宽为300kHz的倍数。这里，作为子载波间隔和频率栅的缺省值的最小公倍数的300kHz是确定中间保护频带的带宽的关键参数。因此，在具有不同的子载波间隔或不同的频率栅的缺省值的另一系统中，改变中间保护频带的带宽。
第四实施例
图8是示出根据本发明仍一示范性实施例的用于设置中间保护频带的带宽的方法的图。
图8示出了通过聚合两个均具有任意选择的带宽的LTE载波形成的一般的LTE-A系统频带。在子频带#1和#2中，附图标记801和805表示每一LTE载波的有用频带，并且在有用频带中发送下行链路信号。附图标记802和806表示每一个均被发送以使得用户设备能够在每一有用频带801和805中执行小区搜索的SCH。附图标记803和807表示不通过其发送信号的DC子载波。附图标记800和808表示保护频带，而附图标记804表示在有用频带801和805之间的中间保护频带。
LTE载波的有用频带801和805分别具有它们的特定带宽2AMHz和2BMHz。附图标记812和813的每一个表示有用频带的带宽和DC子载波的15kHz的带宽之和(2A MHz+15kHz，2B MHz+15kHz)。
这里，由附图标记810和811表示的A MHz和B MHz的每一个表示每一LTE载波的有用频带的一半带宽。附图标记802和806表示每一个均被发送以使得用户设备能够在每一个有用频带801和805中执行小区搜索的SCH。附图标记803和807表示不发送信号的DC子载波。附图标记800和808表示保护频带，附图标记804表示在有用频带801和805之间的中间保护频带。
在图8所示的系统频带中，子载波间隔是D kHz并且频率栅的缺省值是E kHz。这里，中间保护频带的带宽用于将两个DC子载波803和807之间的间隔设置为子载波间隔的倍数，并进一步设置为频率栅的缺省值的倍数。
[公式4]
中间保护频带的带宽
＝m*G kHz+G kHz-MOD(A MHz+B MHz+D kHz，G kHz)
在公式4中，m是零或正整数，G kHz是子载波间隔D kHz和频率栅的缺省值E kHz的最小公倍数。为了将在两个DC子载波之间(或在中央频率之间)的除了中间保护频带之外的带宽(＝A MHz+B MHz+D kHz)设置成G kHz的倍数，应当通过公式4来获得中间保护频带的带宽。
LTE系统具有诸如20MHz、15MHz、10MHz、5MHz、3MHz和1.4MHz的各种系统带宽。这里，在每一系统带宽中的有用频带的带宽是18MHz、13.5MHz、9MHz、4.5MHz、2.7MHz或1.08MHz。因此，对应于AMHz或BMHz的有用频带的一半带宽是9MHz、6.75MHz、4.5MHz、2.25MHz、1.35MHz或0.54MHz。下面给出的表1示出了加到如上所述具有各种系统带宽的LTE载波的中间保护频带的各种带宽。表1假定子载波间隔D是15kHz，频率栅缺省值E是100kHz。例如，在具有1.4MHz的带宽的LTE载波的情况中，有用频带的一半带宽是0.54MHz。因此，为了将该值设置成作为子载波间隔15kHz和频率栅缺省值100kHz的最小公倍数的300kHz的倍数，对于中间保护频带的带宽，需要额外带宽60kHz。类似地，在其他情况下，获得中间保护频带的带宽所需的额外带宽的值，如表1中所提供的。
表1示出了加到LTE载波的各种系统带宽中的中间保护频带的带宽。
表1
因此，通过使用表1中给出的基于LTE载波的各种系统带宽的中间保护频带的特定带宽，可以获得针对具有任何系统带宽的两个LTE载波的任意组合的中间保护频带的带宽。这示出在表2中。
下给出的表2示出了用于设置针对具有任何系统带宽的两个LTE载波的任意组合的中间保护频带的带宽。
表2
参照表1和2，当LTE载波1和2的系统带宽分别是5MHz和15MHz时，如表1中所给出的，加到每一LTE载波中的中间保护频带的带宽是150kHz，并且总的相加的中间保护频带的带宽是300kHz。因此，通过将300kHz加到使得DC子载波15kHz成为300kHz的倍数所需的285kHz上，并且然后将和除以300kHz，利用余数285kHz获得中间保护频带的带宽。由于在这种情况下总的相加的中间保护频带的带宽是300kHz的倍数，所以，中间保护频带的带宽等于其中两个LTE载波的每一有用频带的一半带宽是300kHz的情况下的带宽。
在另一示例中，当LTE载波1和2的系统带宽分别是5MHz和1.4MHz时，如表1中所给出的，加到这些LTE载波上的中间保护频带的带宽是150kHz和60kHz，并且总的加上的中间保护频带的带宽是210kHz。因此，通过将210kHz加到使得DC子载波15kHz成为300kHz的倍数所需的285kHz上，并且然后将和除以300kHz，利用余数195kHz获得中间保护频带的带宽。
利用这样的结果，可以根据每一LTE载波的系统带宽来确定中间保护频带的带宽。这里，在系统中m的值可以是固定的。可替换地，基站可以确定该值并且通过系统信息(SI)或物理广播信道(PBCH)将其提供给用户设备。
上述公式和表格用于确定在两个相邻LTE载波之间的中间保护频带的带宽。但是，它们也可以应用于其他的具有多于2的数量的LTE载波的系统。在这些情况中，用于确定在每一对的两个相邻LTE载波之间的中间保护频带的带宽的m的值可以彼此相等或者彼此不同。
第五实施例
图9是示出根据本发明进一步的另一示范性实施例的用于设置中间保护频带的带宽的方法的图。
图9示出了通过聚合具有10MHz、5MHz和5MHz的带宽的三个LTE载波形成的具有20MHz的带宽的LTE-A系统频带。在图9中，两个中间保护频带904和905分别具有435kHz的带宽和285kHz的带宽。这些是基于表2，其示出了在LTE载波1和2的系统带宽10MHz和5MHz的一种情况下的中间保护频带的带宽以及在LTE载波1和2的系统带宽5MHz和5MHz的另一种情况下的中间保护频带的带宽。
这里，m的值被设置成1和0。上述的两个中间保护频带904和908的带宽使得每一SCH 903、907和911为子载波带宽15kHz和频率栅100kHz的公倍数，并由此使得能够在每一子频带中接收SCH。另外，即使仅仅使用单个IFFT单元，也可以在相应子频带的有用频带901、905和909中发送所有的下行链路信道信号。
另一方面，用于确定第一中间保护频带904的带宽的m的值被设置为1。即，在子频带#1和#2之间的第一中间保护频带904的带宽被确定为435kHz(＝300+135)，大于中间保护频带的最小可能带宽135kHz，这考虑到了子频带之间的干扰。另一方面，用于确定第二中间保护频带908的带宽的m的值被设置为0。即，由于中间保护频带的最小可能带宽285kHz足以防止在子频带之间的干扰，所以在子频带#2和#3之间的第二中间保护频带908的带宽被确定为285kHz。
因此，考虑到子频带之间的干扰的程度，基站可以确定m的值，然后调整中间保护频带的带宽。
现在，将在下文中描述通过上述的中间保护频带的带宽分配执行通信的方法。图10是示出根据本发明一示范性实施例的在基站上发送下行链路信号的方法的流程图。
参照图10，基站通过利用每一子频带的带宽以及进一步利用表2或上述公式来确定每一中间保护频带的带宽(步骤1000)。即，当利用至少两个载波执行通信时，基站确定中间保护频带的带宽以便在两个相邻载波的两个中央频率之间的间隔变成子载波间隔和频率栅缺省值的最小公倍数的倍数。此外，基站根据在相邻子频带之间的干扰的程度来确定m(系统参数之一)的值。
接下来，基站执行在下行链路信号和除了对应于中间保护频带的发送IFFT输入之外的对应于有用子频带的IFFT输入之间的映射(步骤1001)。然后基站在IFFT处理之后向用户设备发送信号(步骤1002)。
同时，为了降低正在发送的下行链路信号的峰均功率比(PAPR)，基站可以进一步执行在特定信号和对应于中间保护频带的部分或全部子载波的IFFT输入之间的附加映射。
现在，将在下文中描述接收通过上述的用于设置中间保护频带的方法发送的信号的方法。图11是示出根据本发明一示范性实施例的在用户设备上接收下行链路信号的方法的流程图。
参照图11，用户设备利用接收的SCH执行小区搜索并获得小区ID和同步(步骤1100)。
其后，用户设备从PBCH和SI获得关于获得同步的子频带的系统信息(步骤1101)。然后，用户设备获得中间保护频带的带宽系统参数和在整个系统频带中的每一子频带的带宽(步骤1102)。这里，中间保护频带的带宽系统参数被表示为m。
接下来，用户设备通过利用所获得的中间保护频带的带宽系统参数来计算每一中间保护频带的带宽(步骤1103)。然后，用户设备根据所获得的子频带配置信息建立接收的FFT输出映射，并且接收下行链路信号(步骤1104)。即，用户设备执行在接收的FFT输出和除中间保护频带的带宽之外的有用频带之间的映射，并且然后接收映射的下行链路信号。
在图10和11的情况中，基站发送在整个系统频带中的每一子频带的带宽和m的值到用户设备以便用户设备可以识别出中间保护频带的带宽。然后，利用接收的值，用户设备计算中间保护频带的带宽。
为了不仅简单化要发送的系统信息，而且从用户设备消除对中间保护频带的带宽的计算负担，在表2中给出的用于确定中间保护频带的带宽的m值可以针对每一组合而被预先定义并且被提供给基站和用户设备两者。在这种情况下，用户设备可以仅仅获取关于在整个系统频带中的每一子频带的带宽的信息，以便获得在子频带之间的每一固定的中间保护频带的带宽。
另外，基站可以不发送关于在整个系统频带中的所有子频带的带宽的信息，而是仅仅发送关于相邻子频带的带宽的信息，从而用户设备可以设置在相邻LTE载波之间的中间保护频带。
如果在整个系统频带中的每一子频带的带宽是固定的并且如果在各个子频带之间的中间保护频带的带宽是变化的，则用户设备可以通过利用它自己的DC子载波频率的值来了解相邻LTE载波的带宽。因此，一旦从基站获得中间保护频带的带宽系统参数m，用户设备可以通过利用表2或上述公式来获得中间保护频带的带宽。
进一步的更简单的情形是提前固定整个系统频带中的每一子频带的带宽，并且在利用表2或上述公式的计算获得各个子频带之后，提前固定在各个子频带之间的每一中间保护频带的带宽。在这种情况下，用户设备可以仅从DC子载波频率知道中间保护频带的带宽。如在此之前所讨论的，存在许多用于确定中间保护频带的带宽的可用方法，可以在考虑用户设备的性能和系统的操作效率的情况下选择它们中的一个。
现在，将在下文中描述用于通过如上所述分配中间保护频带的带宽来执行通信的基站和用户设备的配置。
首先，将描述发送下行链路信号的基站的配置。图12是示出根据本发明一示范性实施例的基站的用于发送下行链路信号的发送器的方框图。
参照图12，基站的发送器包括：IFFT单元1200、子载波码元映射器1201、控制器1202(即下行链路物理信道码元创建/映射/IFFT控制器)、广播信道码元创建器1203(即BCH子载波码元创建器)、同步信道码元创建器1204(即SCH子载波码元创建器)、控制信道码元创建器1205(即PDCCH子载波码元创建器)、和数据信道码元创建器1206(即PDSCH子载波码元创建器)。
广播信道码元创建器1203、同步信道码元创建器1204、控制信道码元创建器1205和数据信道码元创建器1206分别创建BCH、SCH、PDCCH和PDSCH信道的子载波码元。这些创建器1203、1204、1205和1206将统称为码元创建器。
子载波码元映射器1201根据相应信道的码元应当映射到的子载波来执行BCH、SCH、PDCCH和PDSCH信道的子载波码元到IFFT单元1200的合适输入的映射。
控制器1202确定每一中间保护频带的带宽。即，控制器1202确定在相邻子频带之间的中间保护频带的带宽以便两个相邻子频带的中央频率之间的间隔变成子载波间隔和频率栅缺省值的最小公倍数的倍数。
然后，控制器1202执行在码元映射的子载波和除对应于中间保护频带的IFFT输入之外的对应于有用子频带的IFFT输入之间的映射。即，控制器1202控制子载波码元映射器1201以便子载波码元映射到IFFT单元1200的输入，其中从IFFT单元1200的输入中排除了对应于中间保护频带的信号。
此外，控制器1202使得上述信道的码元能够映射到在相应子帧或子频带中的IFFT单元1100的精确输入。例如，在控制器1202的控制下，SCH可以映射到在IFFT输入中的对应于如图4中所示的子频带#1和#2的每一子频带。
同时，为了降低从基站发送的下行链路信号的PAPR，控制器1202可以进一步使得特定信号能够映射到中间保护频带的一部分或整个子载波。
接下来，将描述接收下行链路信号的用户设备的配置。图13是示出根据本发明一示范性实施例的用户设备的用于接收下行链路信号的接收器的方框图。
参照图13，用户设备的接收器包括无线射频/中频(RF/IF)接收器1310、RF/IF控制器1311、FFT单元1300、子载波码元去映射器1301、数据信道码元解调器1302(即PDSCH子载波码元解调器)、控制信道码元解调器1303(即PDCCH子载波码元解调器)、同步信道码元接收器1304(即SCH子载波码元接收器)、广播信道码元解调器1305(即BCH子载波码元解调器)和控制器1306(即下行链路物理信道码元解调/去映射/FFT控制器)。
RF/IF接收器1310在RF/IF控制器1311的控制下建立带宽和中央频率以便接收用户设备锁定(camp)的子频带的下行链路信号。
FFT单元1300对接收的下行链路OFDM信号执行傅里叶变换并且然后输出接收的子载波码元。
子载波码元去映射器1301将接收的子载波码元输入到相应的信道的解调器1302至1305。
数据信道码元解调器1302、控制信道码元解调器1303和广播信道码元解调器1305对相应信道的接收的子载波码元执行解调，并由此获得期望的数据。
同步信道码元接收器1304通过在小区搜索中执行在接收的主同步信号/辅助同步信号(PSS/SSS)和可能的PSS/SSS序列之间的相关运算来找到应用于当前小区的PSS/SSS序列，并由此获得同步。
数据信道码元解调器1302、控制信道码元解调器1303、同步信道码元接收器1304和广播信道码元解调器1305将统称为码元接收器。
控制器1306通过从经由广播信道码元解调器1305或数据信道码元解调器1302接收的系统信息计算每一中间保护频带的带宽来建立FFT单元1300的输出映射，并且，在接收到每一信道的相应OFDM码元时，控制通过在相应FFT输出中的去映射的解调。
即，当获得至少两个子频带的同步时，控制器1306通过利用获得同步的子频带的带宽和中间保护频带的带宽系统参数m来计算中间保护频带的带宽。然后，控制器1306根据计算得到的中间保护频带的带宽来建立FFT单元1300的输出映射以便可以使用除中间保护频带的信号之外的有用频带的信号的码元，并且控制子载波码元去映射器1301以便可以在相应的码元接收器中输入码元。
虽然已参照本发明的示范性实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式上和细节上的各种修改。

Claims (10)

1.一种在支持带宽缩放的蜂窝无线通信系统中的基站上发送在至少两个子频带之间具有保护频带的下行链路信号的方法，所述方法包括：
将一信号映射到与除在至少两个子频带当中的相邻子频带之间的中间保护频带之外的有用频带对应的逆快速傅里叶变换（IFFT）输入；并且
发送映射信号，
其中，所述中间保护频带的带宽被如此确定以便在相邻子频带的中央频率之间的间隔变成子载波间隔和频率栅缺省值的公倍数。
2.如权利要求1所述的方法，其中，利用下列公式来确定所述中间保护频带的带宽：
中间保护频带的带宽=m*G+G–MOD(A+B+D,G)，
其中，m是零或正整数，表示中间保护频带的带宽系统参数，
其中，G是子载波间隔和频率栅缺省值的最小公倍数，
其中，A和B的每一个是相邻子频带的每一有用频带的一半带宽，以及
其中，D是DC子载波的带宽。
3.一种在支持带宽缩放的蜂窝无线通信系统中的用户设备上接收在至少两个子频带之间具有保护频带的下行链路信号的方法，所述方法包括：
将一接收信号映射到快速傅里叶变换（FFT）输出，所述接收信号与除在至少两个子频带当中的相邻子频带之间的中间保护频带之外的有用频带对应；并且
接收映射信号，
其中，所述中间保护频带的带宽被如此确定以便在相邻子频带的中央频率之间的间隔变成子载波间隔和频率栅缺省值的公倍数。
4.如权利要求3所述的方法，其中，利用下列公式来确定所述中间保护频带的带宽：
中间保护频带的带宽=m*G+G–MOD(A+B+D,G)，
其中，m是零或正整数，表示中间保护频带的带宽系统参数，
其中，G是子载波间隔和频率栅缺省值的最小公倍数，
其中，A和B的每一个是相邻子频带的每一有用频带的一半带宽，以及
其中，D是DC子载波的带宽。
5.如权利要求4所述的方法，其中，在从基站获取作为中间保护频带的带宽系统参数的m和相邻子频带的每一有用频带的带宽后，利用所述公式来计算所述中间保护频带的带宽。
6.一种在支持带宽缩放的蜂窝无线通信系统中的基站上发送在至少两个子频带之间具有保护频带的下行链路信号的装置，所述装置包括：
逆快速傅里叶变换（IFFT）单元，被配置成接收要发送的信号，对所述信号执行IFFT，以及输出信号；
子载波码元映射器，被配置成执行信号到与除在至少两个子频带当中的相邻子频带之间的中间保护频带之外的有用频带对应的IFFT输入的映射；和
控制器，被配置成如此确定所述中间保护频带的带宽以便在相邻子频带的中央频率之间的间隔变成子载波间隔和频率栅缺省值的公倍数。
7.如权利要求6所述的装置，其中，控制器被进一步配置成利用下列公式来确定所述中间保护频带的带宽：
中间保护频带的带宽=m*G+G–MOD(A+B+D,G)，
其中，m是零或正整数，表示中间保护频带的带宽系统参数，
其中，G是子载波间隔和频率栅缺省值的最小公倍数，
其中，A和B的每一个是相邻子频带的每一有用频带的一半带宽，以及
其中，D是DC子载波的带宽。
8.一种在支持带宽缩放的蜂窝无线通信系统中的用户设备上接收在至少两个子频带之间具有保护频带的下行链路信号的装置，所述装置包括：
快速傅里叶变换（FFT）单元，被配置成对接收信号执行FFT并且输出信号；
码元接收器，被配置成接收在相应信道中的FFT输出并且解调所述输出；
子载波码元去映射器，被配置成执行所述信号到FFT输出的映射，并且然后将映射FFT输出输入到码元接收器，其中所述信号与除在至少两个子频带当中的相邻子频带之间的中间保护频带之外的有用频带对应；和
控制器，被配置成如此确定所述中间保护频带的带宽以便在相邻子频带的中央频率之间的间隔变成子载波间隔和频率栅缺省值的公倍数。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述控制器被进一步配置成利用下列公式来确定所述中间保护频带的带宽：
中间保护频带的带宽=m*G+G–MOD(A+B+D,G)，
其中，m是零或正整数，表示中间保护频带的带宽系统参数，
其中，G是子载波间隔和频率栅缺省值的最小公倍数，
其中，A和B的每一个是相邻子频带的每一有用频带的一半带宽，以及
其中，D是DC子载波的带宽。
10.如权利要求9所述的装置，其中，所述控制器被进一步配置成在从基站获取作为中间保护频带的带宽系统参数的m和相邻子频带的每一有用频带的带宽后，利用所述公式来计算所述中间保护频带的带宽。
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