CN1701530A - 在基于正交频分复用方案的移动通信系统中使用的传输设备和方法 - Google Patents

在基于正交频分复用方案的移动通信系统中使用的传输设备和方法 Download PDF

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Abstract

根据给定的时间间隔，要发送给单独的用户的单帧信息比特序列被划分成多个时间。多个划分时间内的信息比特序列也划分，并且利用不同的沃尔什码对划分的信息比特序列进行扩频。扩频信息比特序列被结合到与单独的用户相关的单个序列，然后将其输出。划分已经被结合到单个序列的信息比特序列。在能够利用子载波频率对扩频信息比特序列进行映射处理的多个带宽上分发扩频信息比特序列。然后，执行跳频功能，这样带宽不会与由给定时间间隔所给定的时间频率小区重叠。

Description

在基于正交频分复用方案的移动通信系统中使用的传输设备和方法
技术领域
本发明涉及一种在基于OFDM(正交频分复用)的移动通信系统中使用的传输设备和方法，更具体地说，涉及一种在OFDM方案基础上，支持多址方案的传输设备和方法。
背景技术
近来，移动通信系统已经从用于向使用者提供语音信号的移动系统发展到用于向使用者提供高速和高质量无线数据分组的无线分组通信系统，以便任何人能够利用各种数据服务和多媒体服务。第三代移动通信系统被分类成异步3GPP(第三代伙伴计划)和同步3GPP2，它们都被标准化用于实现高速和高质量无线分组通信服务。例如，在3GPP中HSDPA(高速下行链路分组存取)标准正在进展中，并且在3GPP2中1xEV-DV(1x发展数据和语音)标准正在进展中。用于下行链路的1xEV-DV标准是“IS-2000版本C”。目前，上行链路的标准正在进展中，并且上行链路在标题“IS-2000版本D”下正在被标准化。对于使用者或用户在第三代移动通信系统中接收高速(大于2Mbps)和高质量无线数据分组传输服务前述标准是必须的。第四代移动通信系统对于使用者或用户接收更高速度和更高质量的多媒体通信服务而言是必须的。
提供高速和高质量无线数据分组服务的技术方案需要能够开发更多种和丰富内容的改进的软件和能够开发无线访问技术的改进的硬件，其能够向用户提供优良的服务并具有高谱效率。
将首先描述技术方案之中的前述改进硬件。
通常信道环境将损坏在无线通信中可用的高速和高质量数据服务。用于无线通信的信道环境通常被多种因素改变，例如，白噪声、接收信号功率中的变化、遮蔽、用户站(SS)的移动、速度中频率变化引起的多普勒效应、以及其他用户或多路径信号引起的干扰。因此，为了提供前述的高速无线数据分组服务，需要在第二代或者第三代移动通信系统上进行技术改进，其改进用于信道变化的适应能力。尽管传统系统中使用的高速功率控制方案增强了这种信道变化的适应能力，但是当前处理高速数据分组传输系统标准的3GPP和3GPP2通常是利用自适应调制和编码(AMC)方案以及混合自动重复请求(HARQ)方案。
AMC方案根据下行链路信道中的变化改变调制方案和信道编码器的编码率。在这种情况下，通常可以利用起终端接收器作用的SS通过测量信号的信-噪比(SNR)来获得下行链路信道质量信息。SS通过上行链路将信道质量信息发送给BS(基站)。BS基于下行链路信道质量信息预测下行链路信道条件，并基于预测的下行链路信道条件规定合适的调制方案和用于信道编码器的编码率。因此，自适应调制和编码(AMC)系统使高阶(high-order)调制方案和高编码率适合具有优良信道的SS(用户站)。然而，AMC系统使低阶(low-order)调制方案和低编码率适合具有相对差的信道的SS。典型地，具有优良信道的SS可以位于BS附近，并且具有相对差的信道的SS可以位于小区边界。与根据高速功率控制的传统方案相比，前述AMC方案可以极大地减少干扰信号。从而使系统性能改善。
如果未预料到的错误出现在初始传输数据分组中，则HARQ方案要求重发数据分组以补偿错误分组。在这种情况下，预定链路控制方案适合于错误分组的补偿处理，并且被认为等于HARQ方案。HARQ方案被称作寻觅结合(CC Chase Combining)方案，并被分类成完全增量冗余(FIR)方案和部分增量冗余(PIR)方案。CC方案在重发操作期间以与初始传输处理类似的方式发送所有的分组。在这种情况下，接收端结合重发分组和初始传输分组以增加解码器中接收的编码比特的可靠性，以便接收端可以获得全部系统性能增益。在这种情况下，如果两个相同的分组被彼此结合，则出现与迭代编码相同的效果，并且平均可以获得大约3dB的性能增益。
FIR方案重发仅由从信道编码器生成的冗余比特组成的分组，来代替重发相同的分组，以便FIR方案可以改善包括在接收端的解码器的编码增益。即，解码器在解码处理期间利用初始传输信息和新冗佘比特，从而增加编码比特。结果，解码器的性能也被改善。众所周知在编码理论中，低编码率获得的性能增益大于迭代编码率获得的性能增益。因此，当仅考虑性能增益时，FIR方案提供比CC方案更好的性能。
PIR方案在重发时间发送由信息比特和新信息比特的结合组成的数据分组。PIR方案在解码处理期间将信息比特和初始传输信息比特结合，以便它可以获得与CC方案类似的效果。而且，PIR方案利用冗余比特执行解码处理，以便它可以获得与FIR方案类似的效果。PIR方案具有比FIR方案大的编码率，这样PIR方案性能被认为是FIR和CC方案的单独性能之间的中间体。然而，HARQ方案必须考虑与性能和系统复杂性相关的各种因素(例如，缓冲器大小和信令等)，这样很难确定任何一个因素。
假设，AMC方案和HARQ方案使用能够改进信道变化的自适应能力的独立技术或者彼此结合，可以极大地提高系统性能。换言之，如果由AMC方案确定适合于下行链路信道条件的解调方案和信道编码器的编码率，那么发送对应于确定信息的数据分组。
然而，虽然使用上述的两种方案，也不能解决在无线电通信中遇到的主要问题，例如无线电资源的缺少。更具体地，必须开发具有较高频谱效率的基于多址的技术，以最大化用户能力并使得能够实现多媒体服务所需的高速数据传输。总之，必须开发具有较高频谱效率的新多址方案，以便提供高速和高质量分组数据服务。
发明内容
因此，鉴于上述和其它问题产生本发明，本发明的目的是提供一种用于提供代表下一代移动通信系统的目标的、高速无线多媒体服务所需的宽带频谱资源的设备和方法。
本发明的另一目的是提供一种用于有效利用时间频率资源的多址方案和相关发送器。
本发明的又一目的是提供一种有效的多址方案和时间频率资源利用方法，其可以有效地提供代表下一代移动通信系统的目标的高速无线多媒体服务。
本发明的另一目的是提供一种包括CDMA方案的特征和以OFDM(正交频分复用)方案为基础的跳频方案的特征的多址方案，和用于多址方案的发送器。
本发明的另一目的是提供一种包括CDMA方案的特征和以OFDM(正交频分复用)方案为基础的跳频方案的特征的多址方案中的前向信道结构。
本发明的另一目的是提供一种结合部分的OFDM方案、CDMA方案和跳频方案的多址方案，以及多址方案中使用的发送器。
本发明的另一目的是提供一种有区别地将时间频率资源分配给单独的用户的多址方案，以及在多址方案中使用的发送器。
本发明的又一目的是提供一种用于有区别地将时间频率资源分配给与单独的用户相对应的单独的服务的多址方案，以及多址方案中使用的发送器。
根据本发明的一个方面，本发明的上述和其它目的通过提供一种用于从BS(基站)发送器发送信息比特序列到多个用户的设备而实现，包括：多个信道划分器，用于根据给定时间间隔将要发送给单独的用户的信息比特序列的单个帧时间划分成多个时间，在多个划分时间内划分信息比特序列，利用不同的沃尔什码扩频划分的信息比特序列，将扩频信息比特序列结合到与单独的用户相关的单个序列，并输出单个序列；以及跳频器，用于划分单个序列，在能够利用子载波频率映射处理扩频信息比特序列的多个带宽上分配扩频信息比特序列，并防止每个带宽与由给定时间间隔所给定的时间频率小区重叠。
根据本发明的另一方面，提供一种用于从BS(基站)发送器发送信息比特序列到多个用户的方法，包括步骤：a)根据给定时间间隔将要发送给单独的用户的信息比特序列划分成多个时间，划分多个划分时间内的信息比特序列，利用不同的沃尔什码对所述划分的信息比特序列进行扩频，将扩频信息比特序列结合到与单独的用户相关的单个序列，并生成所述单个序列；以及b)划分已经在步骤(a)中结合到单个序列的信息比特序列，在能够利用子载波频率对扩频信息比特序列进行映射处理的多个带宽上分发扩频信息比特序列，并执行跳频功能以便每个带宽不会与由给定时间间隔给定的时间频率小区重叠。
根据本发明的另一方面，提供一种在能够从BS(基站)发送器向多个用户发送信息比特序列的移动通信系统中使用的传输设备，包括：多个业务信道发送器，用于将与预定用户相对应的调制数据符号序列划分成划分调制数据符号序列，其数目等于分配给预定用户的子信道数，利用不同的信道划分码对各个划分调制数据符号序列进行扩频，和利用包含相应子信道的子载波执行映射处理；TDM(时分多路复用器)，用于从业务信道发送器接收第一输入信号，第一输入信号包括来自业务信道发送器的业务信道信号、导频信道信号、和同步和共用信道信号，它们已经由预定信道划分码扩频并且由预定调制方案调制，并且用于接收前同步码信道信号作为第二输入信号，这样第一输入信号和第二输入信号在子信道的时域单元被选择；以及IFT(反傅立叶变换)单元，对由TDM选择的信号进行IFT处理，并生成IFT处理结果。
根据本发明的另一方面，提供一种在能够从BS(基站)发送器向多个用户发送信息比特序列的移动通信系统中使用的传输方法，包括步骤：a)将与预定用户相对应的调制数据符号序列划分成划分调制数据符号序列，其数目等于分配给预定用户的子信道数，利用不同的信道划分码扩频各个划分调制数据符号序列，并执行与包含相应子信道的子载波相关的映射处理；b)多路复用第一输入信号和第二输入信号，这样在子信道的时域单元中选择第一输入信号和第二输入信号，其中第一输入信号包括业务信道信号、导频信道信号、同步和共用信道信号，它们已经由预定信道划分码扩频并已经由预定调制方案调制，并且其中前同步码信道信号是第二输入信号；和c)对在步骤(b)选择的信号进行IFT(反傅立叶变换)处理，并生成IFT处理结果。
根据本发明的又一方面，提供一种在基于多址方案的移动通信系统中使用的传输方法，包括步骤：a)将至少一个子信道分配给预定用户，并利用与包含子信道的单独的子载波相关的规定编码码对预定用户的数据进行扩频；b)与子信道的单独的输出数据相关，对每个时间间隔分配不同的子载波，子载波的单元被确定为时域中的每个子信道；和c)对分配子载波区域中的数据进行IFT(反傅立叶变换)处理，这样将其转换成时域数据。
附图说明
通过结合附图从下面的详细描述中可以更加清楚地理解本发明的上述和其他目的、特性和其他优点，其中：
图1是说明根据本发明的时间频率资源的示例性利用的图；
图2是根据本发明的多址方案的移动通信系统中使用的发送器的方框图；
图3是根据本发明的图2的信道划分器的详细方框图；
图4是说明根据本发明有效利用时间频率资源的例子的图；
图5是根据本发明的能够提供高速无线多媒体服务的前向信道的方框图；
图6是根据本发明的能够支持多址方案的发送器的详细方框图；
图7是根据本发明处理图6中所示的发送器的输出信号的发送器的方框图。
具体实施方式
现在，将通过参考附图描述本发明的优选实施例。在附图中，尽管在不同的附图中，相同或类似的元件由相同的参考数字表示。在下面的描述中，将不详细描述众所周知的功能和结构，因为它将导致本发明主题的含混不清。
本发明提供一种伴随有有效利用时间频率资源的多址方法，以便实现代表下一代移动通信系统的目标的高速无线多媒体服务，以及在多址方法中使用的发送器。
代表下一代移动通信系统的目标的高速无线多媒体服务需要宽带频谱资源。然而，当利用宽带频谱资源时，由于多径传播导致无线传输路径造成的衰落现象突出，并且即使在传输频带中也可以很容易地观察到频率选择性衰落现象。因此，为了实现高速无线多媒体服务，对于频率选择性衰落现象具有非常强阻力的OFDM方案好于传统的CDMA方案，这样最近许多开发者都对OFDM方案进行了深入地研究。
典型地，OFDM方案使得子信道频谱保持它们之间的相互正交，并且也使得子信道频谱彼此重叠，得到优良的频谱效率。而且，OFDM方案利用IFFT(反快速傅立叶变换)实现调制处理，并利用FFT(快速傅立叶变换)实现解调处理。例如，基于OFDM方案的多址方案可以被认为是将全部子载波的部分分配给特定用户的OFDM方案。OFDM方案不需要用于频道扩展的扩频序列(spreading sequence)。OFDM方案根据无线传输路径的衰落特性可以动态地改变分配给特定用户的子载波集，OFDM方案的这种操作典型地被称为“动态资源分配”或“跳频”。
需要扩频序列的多址方案被分成时域中的扩频方案和频域中的扩频方案。时域中的扩频方案在时域中执行用户信号的扩频，并控制利用子载波对扩频信号进行映射处理。频域中的扩频方案在频域中执行用户信号的多路复用用，控制利用子载波对多路复用信号进行映射处理，并利用正交序列辨别用户信号。
根据本发明的下述多址方案可以实现基于OFDM方案的多址方案的特性、CDMA方案的特性、和对频率选择性衰落具有强阻力的跳频方案的特性。应该注意，上述新的多址方案被称作跳频-正交频率码分复用(FH-OFCDMA)方案。
图1是说明根据本发明的时间频率资源的示例性利用的图。在图1中，横坐标是时域，纵坐标是频域。
关于能够通过有效利用时间频率资源支持K个用户的多址方案，参考数字101是分配给第一用户的时间频率资源，参考数字102是分配给第二用户的时间频率资源，参考数字103是分配给第三用户的时间频率资源，以及参考数字104是分配给第K用户的时间频率资源。分配给每个用户的时间频率资源由预定带宽和预定时间确定。根据每个用户要求的服务的分类信息分配带宽。例如，宽的带宽被分配给已经要求了一项需要大量时间频率资源的服务(例如，高速分组数据服务，等)的用户。然而，窄的带宽被分配给已经要求了一项需要少量时间频率资源的服务(例如，语音服务，等)的用户。上述带宽分配意味着时间频率资源可以被不同地分配给多个用户。在图1中，与第二用户相比，剩余的用户每一个被分配给相对宽的带宽。具体地，在所有用户中最宽的带宽被分配给第K个用户。在将分配给第一用户的时间频率资源101与分配给第三用户的时间频率资源103相比校的情况下，相对大量的时间资源被分配给第一用户而不是第三用户。如果最大的带宽被分配给第K个用户，这意味着第K个用户当前使用了与剩余用户相比需要更多时间频率资源的服务。
可以由下面的公式1-4来表示带宽BW1、BW2、BW3和BWK。
BW1
n1＝M1×m……(1)
其中M1是分配给第一用户的子信道数目，m是由单个子信道组成的子载波的数目，n1是分配给第一用户的子载波的总数目。
BW2
n2＝M2×m……(2)
其中M2是分配给第二用户的子信道数目，m是由单个子信道组成的子载波的数目，n2是分配给第二用户的子载波的总数目。
BW3
n3＝M3×m……(3)
其中M3是分配给第三用户的子信道数目，m是由单个子信道组成的子载波的数目，n3是分配给第三用户的子载波的总数目。
BWk
nk＝Mk×m……(1)
其中Mk是分配给第k用户的子信道数目，m是由单个子信道组成的子载波的数目，nk是分配给第k用户的子载波的总数目。
如从上述公式1-4可以看出的，通过用各个子载波的带宽Δfsc乘以分配给第k个用户的全部子载波的数目nk确定带宽。通过用扩频因子乘以分配给第k个用户的子信道的数目(Mk)来确定分配给第k个用户的全部子载波的数目nk，其等于包括第k个子信道的子载波的乘积。
因此，如果调节分配给用户的子信道的数目，则也可以调节用户可用的带宽。在这种情况下，考虑相应用户的可用时间频率资源和服务需求来分配带宽的上述操作被称作调度算法，它并不局限于任何特定的调度算法的实施例，并且同样地可以采用各种调度算法。
用于每个用户的带宽分配必须在频域中预定的总带宽BWT内被执行。在总带宽BWT中可用的所有子载波的数目(M)和分配给各个用户的子载波的数目(nk)均可以由下面的公式5表示：
Σ k = 1 K n k ≤ M - - - - ( 5 )
图2是根据本发明的在多址方案的移动通信系统中使用的发送器的方框图。支持图1中所示的前述时间频率资源利用的发送器的详细结构示于图2中。假设，与K个用户相关的信号(d1，d2，…，dk)的传输以与图1相同的方式示于图2中。而且，假设与K个用户相关的信号(d1，d2，…，dk)已经被信道编码和数据调制。例如，在以下描述中分类用户的情况下，K代表用户的总数目。例如，如果10个用户存在，K是10，并且K适合于从10个用户中确定任意用户。
参考图2，与各个用户相关的信号(d1，d2，…，dk)被发送到相应时间延迟控制器201、211和221。更具体地，一序列d1的第一用户信号被发送到第一时间延迟控制器201，一序列d2的第二用户信号被发送到第二时间延迟控制器211，一序列dk的第K用户信号被发送到第K时间延迟控制器221。时间延迟控制器201、211和221可以对每个用户在时间频率资源的时域中调节相对开始点。例如，假设如图1建立每个用户的时间频率域的分配，第一时间延迟控制器201将调节在分配给第一用户的第一时间频率资源101的时域中的相对开始点。在时间延迟控制器201、211、221输出对于每个用户的、调节相对开始点的信号之后，对于每个用户的信号被分别发送到与时间延迟控制器201、211和221相对应的串/并(S/P)转换器202、212和222。S/P转换器202、212和222以与预定数目分支(n1，n2，…，nk)相等的序列形式并行输出每个用户的信号。不同的分支数(n1≠n2≠，…，≠nk)被分配给S/P转换器202、212和222，或者相同分支数(n1＝n2＝，…，＝nk)也可以被分配给S/P转换器202、212和222。在这种情况下，从S/P转换器202、212和222传输的每个分支的信号具有持续时间，该持续时间与相应进入信号相比增加了预定数目分支(n1，n2，…，nk)。S/P转换器202、212和222的输出信号被发送给信道划分器(channelizer)203、213和223。信道划分器203、213和223在时域中被扩频同时根据与预定数目分支相同的进入信号分类。此后，相加扩频信号，这样产生单个扩频信号。将参考图3给出信道划分器203、213、223的详细描述。信道划分器203、213和223的输出信号被发送到S/P转换器204、214和224。S/P转换器204、214和224将信号转换成并行信号，并以与预定数目分支(n1，n2，…，nk)相同的序列的形式输出信道划分器203、213和223的输出信号。在这种情况下，从S/P转换器204、214和224生成的每个分支的信号被设置成持续时间，所述持续时间比相应进入信号大预定数目的分支(n1，n2，…，nk)。因此，通过S/P转换器202、212和222从S/P转换器204、214和224产生的用户信号可以被认为是由CDMA方案处理的信号。在第一端为各个S/P转换器202、212和222预先确定的分支数(n1，n2，…，nk)等于在第二端为各个S/P转换器204、214和224预先确定的分支数(n1，n2，…，nk)，如图2所示，但是应该注意本发明不限于图2中所示的上述实施例。例如，在第一端为各个S/P转换器202、212和222预先确定的分支数(n1，n2，…，nk)可以不同于第二端为各个S/P转换器204、214和224预先确定的分支数(n1，n2，…，nk)。
S/P转换器204、214和224的输出信号被发送到跳频器231。跳频器231可以根据无线传输路径的衰落特性动态地改变为每个用户分配的子载波集。更具体地，跳频器231可以被认为是一种能够跳频将要发送的信号的频率的结构。图1中所示的时间频率资源利用例子可能伴随有在特定时间遇到的衰落特性。在图2中，时间延迟控制器201、211和221从跳频器231分离开。然而，如果需要的话，跳频器231可以包括时间延迟控制器201、211和221，这样它可以调节每个用户信号的时间延迟。在这种情况下，可以忽略时间延迟控制器201、211和221。尽管本发明没有描述跳频器231所需的详细跳频模式，但是在其中分配给每个用户的子载波集没有重叠的预定范围内可以提出跳频器231可用的多种跳频模式。
跳频器231的输出信号被发送给反傅立叶变换(IFT)单元232。IFT单元232将频域的输出信号转换成时域的另一信号，并生成时域的信号。IFT单元232可以使OFDM方案适应将要发送的信号。由IFT单元232转换成时域信号的传输信号被转换到射频(RF)频带，然后被发送给目标。
图3是根据本发明的图2的每个信道划分器203、213或223的详细方框图。假设下面的描述涉及第K个用户信号的第K个信道划分器223。
参考图2和3，利用S/P转换器222将第K个用户信号转换成nk序列。nk(n(K，1)，n(K，2)，…，n(K，K))序列中的第一序列n(K，1)被发送到第一扩频单元302，并且被正交序列W0乘，以便它被扩频。nk(n(K，1)，n(K，2)，…，n(K.K))序列中的第二序列n(K，2)被发送到第二扩频单元303，并且被正交序列W1乘，以便它被扩频。nk(n(K，1)，n(K，2)，…，n(K，K))序列中的第n序列n(K，n)被发送到第n扩频单元304，并且被正交序列Wn-1乘，以便它被扩频。如果执行对于每个进入序列的利用不同正交序列的前述扩频，那么在进入序列中不会出现干扰。从第一到第n扩频单元302、302和304产生的n个扩频信号被发送到加法器305。加法器305相加扩频信号，并生成一序列单个扩频信号。从加法器305生成的扩频信号被发送到加扰器(scrambler)306。加扰器306接收加扰序列作为另一进入信号，并用加扰序列乘以扩频信号，并输出加扰信号。加扰器306防止由于频率碰撞现象产生的干扰，其中在蜂窝环境下在频域中相应信号与附近BS(基站)的输出信号重叠。加扰器306被引入作为改善相应信号的接收特性的方法。如果从附近BS发送的干扰信号的影响是可以忽略的，则如果需要的话可以忽略加扰器306。图3描述了与图2的S/P转换器222的输出信号相等的、在nk(n(K，1)，n(K，2)，…，n(K，K))序列中将要在相同子信道发送的m序列(例如，第一序列)相关的信道划分器223的详细结构。更具体地，图3描述了图2的信道划分器223的一部分。在nk(n(K，1)，n(K，2)，…，n(K.K))序列中与图2的S/P转换器222的输出信号相等的剩余序列被分组到n单元。如图3信道划分n个分组序列，并将其通过不同子信道发送。
如从图2和3所示的发送器的描述中可知的，根据本发明的多址方法可以实现基于OFDM方案的多址方案的特性、CDMA方案的特性和对频率选择性衰落具有非常强阻力的跳频方案的特性。
图4是说明根据本发明有效利用时间频率资源的例子的图。在图4中，单元块包括预定数目的子载波，并被称作具有与OFDM符号间隔相同持续时间的时间频率小区(TRC)。多个子载波被分配给TFC。与分配给TFC的各个子载波相对应的数据由CDMA方案处理，然后利用各个子载波由OFDM方案处理。在利用CDMA方案的情况下，由为各个子载波规定的预定信道划分码扩频数据，由规定的加扰码加扰扩频数据。在图4中，帧小区(FC)被定义为时间频率域，具有等于TFC的预定倍数(例如，32倍)的带宽ΔfFC和等于TFC的预定倍数(例如，16倍)的帧持续时间。如果FC适合于本发明，则在AMC技术的应用时间不频繁发布无线传输的测量结果。
图4描述了在单个FC中包含的两个不同的子信道，即，子信道A和子信道B。两个不同的子信道可以被分别分配给不同的用户，或者也可以被分配给一个用户。根据时间中的改变，各个子信道被跳频处理预定频率间隔。这意味着根据随时间变化的衰落特性分配给各个用户的子信道被动态改变。图4描述了跳频模式的特定图形的例子。然而，本发明不总是限于图4的示例模式，因为根据需要能够以多种方式定义本发明的跳频模式。
在利用AMC技术的情况下，SS(用户站)以预定时间间隔测量无线传输路径的当前状态，并将测量结果报告给BS(基站)。一旦从SS接收无线传输路径状态信息，BS将改变AMC方案。改变的AMC方案被报告给SS。然后，SS利用由BS改变的调制和编码方案将一信号发送给期望的目标。本发明报告FC单元中的无线传输路径状态信息，这样它可以减少AMC技术遇到的负载。根据AMC技术遇到的开销信息量可以适当地调节FC。例如，如果大量开销信息存在，则可以展宽FC。如果小量开销信息存在，则可以缩小FC。
用于向特定用户提供服务的发送器通常使用多个子信道。必须考虑QoS(服务质量)和同时的用户数，以便使用多个子信道。
图5是根据本发明能够提供高速无线多媒体服务的前向信道的方框图。更具体地，表示由本发明提出的多址方案的FH-OFCDMA(跳频-正交频率码分多址)方案的前向信道被定义为图5中的“前向FH-OFCDMA信道”。“前向FH-OFCDMA信道”包括导频信道、同步(sync)信道、前同步码信道、业务信道和共用控制信道，或者还可以仅包括前同步码信道。将参考图6和7描述“前向FH-OFCDMA信道”的例子。导频信道可以允许SS获取BS，或者可以适合于执行信道估计。同步信道可以允许SS获取BS信息和定时信息。前同步码信道基本上适合于执行帧同步，或者还可以适合于执行信道估计。业务信道适合于作为用于传输信息数据的物理信道。尽管在图5中前同步码被单独表示以建立帧同步，但是如果需要，通过前同步码信道发送的前同步码信息可以作为在业务信道发送的帧的前同步码而被发送。共用控制信道被用作物理信道，该物理信道用于发送用于接收业务信道上发送的信息数据所需的控制信息。
图6是实现图5的信道结构的示例性发送器的详细方框图。图5中显示的单个信道的发送器示于图6中。
在下文中将参考图6描述单个信道的发送器。
关于在业务信道上发送用户数据的发送器，第k个用户的一序列编码比特根据信道编码处理而产生(未示出)，然后将其发送到调制器601。调制器601利用QPSK、16QAM或64QAM调制方案调制编码比特，并输出调制符号。在利用AMC方案的情况下，调制器601使用的调制方案由BS根据当前无线传输路径状态信息来确定。多个从调制器601产生的调制符号的每一个具有复数值。
从调制器601产生的调制符号被发送到比率匹配器602。序列重复处理或符号穿孔处理被应用于在比率匹配器602接收的调制符号。更具体地，比率匹配器602制造调制符号以匹配在无线电信道上发送的分组的传输格式，并输出制造结果。在这种情况下，传输格式包括能够经由单个帧发送的调制符号数。从比率匹配器602产生的调制符号序列被发送到第一多路分解器603。第一多路分解器603多路分解所述调制符号序列，并通过预定数目的分支输出每个子信道的调制符号序列。分支数对应于第k个用于用户服务的子信道的数目(Mk)，并且Mk可以被确定为从1到16的数目。参考字符‘k’是1和K之间的数字，并且参考字符‘K’被定义为最大服务可用用户的数目。在这种情况下，利用第一多路分解器603为每个分支产生的每个子信道的调制符号序列具有预定的持续时间。然而，这与第一多路分解器603中接收的调制符号序列的持续时间不相关。
一旦从第一多路分解器603接收每个子信道的调制符号序列，则需要最多MK个子信道发送器，以便在不同子信道上发送所述接收的调制符号序列。因此，图6描述MK个子信道发送器。尽管关于接收调制符号序列子信道发送器彼此不同，但它们执行相同的操作，这样为了便于描述下面的描述将仅涉及一个子信道发送器。一个或多个子信道可以被分配给各个用户的业务信道，这样一个或多个子信道发送器也可以适用于在各个用户的业务信道上发送数据。
已经从第一多路分解器603接收的每个子信道的调制符号序列，被发送到MK第二多路分解器604和614中的相应第二多路分解器。例如，已经从第一多路分解器603接收的每个子信道的调制符号序列中的与第一子信道相对应的调制符号序列被发送到第二多路分解器604。第二多路分解器604多路分解与第一子信道相对应的调制符号序列，并输出每个子载波的多个调制符号序列。每个子载波的调制符号序列的数目等于仅仅一个子信道中包含的子载波的数目‘m’。在这种情况下，每个子载波的调制符号序列的每个具有预定持续时间，该预定持续时间比每个子信道的调制符号的数目大‘m’倍。已经从第二多路分解器604接收的每个子载波的调制符号序列被发送到信道划分器605。信道划分器605利用具有预定长度‘m’的正交序列对每个子载波的调制符号序列进行扩频，并输出扩频的调制符号序列。在这种情况下，每个子载波的调制符号序列被不同的正交序列扩频。在芯片单元中、已由信道划分器605根据单个子载波扩频后的输出序列被发送到加法器606。加法器606在芯片单元中将每个子载波的输出序列相加，并以单个序列的形式输出加法结果。加法器606的输出序列被发送到加扰器607。加扰器607用加法器606的输出序列乘以从加扰序列生成器613生成的加扰码，并输出加扰序列。从接收调制符号序列的第二多路分解器604到生成加扰序列的加扰器607的前述元件可以等于对应于CDMA方案中信号处理所需的元件。
加扰序列被发送到映射单元608。利用包括分配给加扰序列的第一子信道的子载波映射处理在映射单元608接收的加扰序列。映射单元608可以根据无线传输路径的衰落特性执行能够动态改变包括子信道的子载波的跳频功能。
尽管前述描述没有公开具体例子，很明显与除了第一子信道的剩余子信道相对应的子信道发送器可以以与前述子信道发送器相同的方式将数据输出到单个子信道。
第二，关于用于在导频信道上发送导频信号(即，未调制信号)的导频信道发送器，未调制信号被发送到导频音位置确定单元621。导频音位置确定单元621确定导频音将要被插入的子载波位置。因此，导频音被插入到确定的子载波位置。
第三，关于用于在同步信道上发送信息数据的同步信道发送器，信息数据被发送到信道编码器631。信道编码器631编码同步信道的信息数据，并输出编码的信息数据。编码信息数据被发送到调制器632。调制器632根据预定调制方案调制所述编码信息数据，并以同步信道数据的形式输出调制结果。
第四，关于用于在共用控制信道上发送控制信息的共用信道发送器，控制信息被发送到信道编码器641。信道编码器641编码共用控制信道的控制信息，并输出所述编码控制信息。所述编码控制信息被发送到调制器642。调制器642根据预定调制方案调制所述编码控制信息，并以共用控制信道数据的形式输出所述调制结果。
图7描述了根据本发明的前向FH-OFCDMA信道的结构。图7中所示的输入端“A”被连接到图6中所示的输出端“A”，这样可以实现本发明的发送器。因此，图6的发送器的输出信号被发送到图7的输入端“A”。输出信号包括业务信道数据、导频信道数据、同步信道数据、和共用控制信道数据，它们从每个子信道产生。
参考图7，图6的输出信号通过输入端“A”被发送到时分多路复用(TDM)的输入端。前同步码信道信号也被发送到TDM701的其他输入端。TDM701对图6的输出信号和前同步码信道信号进行TDM处理，并输出TDM处理结果。回去参考图4，单个FC在时域中包括16TFC。TDM701从16TFC中选择/输出第一TFC中的前同步码信道，并在除了第一TFC的剩余15个TFC中选择/输出所述输出信号。已经从TDM701产生的、与前同步码信道信号或剩余信道信号相对应的输出信号被发送到IFT(反傅立叶变换)单元702。IFT单元702从对应于前同步码信道信号或剩余信道信号的输出信号中IFT处理其自己的输入信号，这样它将频域信号转化成时域信号。IFT单元702的输出信号作为本发明的“前向FH-OFCDMA信道”被发送。
从上述说明可以很显然，在利用根据本发明的多址方案和时间频率资源利用的情况下，可以有效地利用时间频率资源，并且最大化频谱效率。因此，期望本发明将有效地提供满足下一代移动通信系统的目标的高速无线多媒体服务。
而且，本发明可以实现基于OFDM方案的多址方案的特性、CDMA方案的特性和对频率选择性衰落具有强阻力的跳频方案的特性。
尽管为了说明的目的已经公开了本发明的有些实施例，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求公开的本发明的范围和原理的情况下，可以对其进行各种修改、添加和替换。

Claims (21)

1.一种用于从BS(基站)发送器向多个用户发送信息比特序列的设备，包括：
多个信道划分器，根据给定时间间隔将要发送给单独的用户的单帧信息比特序列划分成多个划分时间，划分多个划分时间内的信息比特序列，利用不同的沃尔什码对划分的信息比特序列进行扩频，将扩频信息比特序列结合到与多个用户相关的单个序列，并输出单个序列；以及
跳频器，划分单个序列，在能够利用子载波频率对扩频信息比特序列进行映射处理的多个带宽上分发扩频信息比特序列，并防止每个带宽与由给定时间间隔所给定的时间频率小区重叠。
2.如权利要求1所述的设备，其中信息比特序列数等于包含子信道的子载波数。
3.如权利要求1所述的设备，其中跳频器基于无线传输路径的特性将在前时域中分配给单个子信道的子载波转换成次级子载波，这样跳频器执行跳频功能。
4.如权利要求1所述的设备，还包括：
多个与用户信息比特序列数相对应的时间延迟控制器，用于在时域中调节用户的相对开始点。
5.如权利要求1所述的设备，其中每个信道划分器包括：
第一S/P(串/并)转换器，响应于各个用户，将在子信道单元接收的每个信息比特划分成多个信息比特序列；
多个扩频单元，用不同信道划分码乘以信息比特序列，并产生扩频信息比特序列；
加法器，将从扩频单元接收的扩频信息比特序列相加，并生成单个扩频信息比特序列；
加扰器，用预定加扰码乘以单个扩频信息比特序列，并生成加扰信息比特序列；以及
第二S/P转换器，将加扰信息比特序列划分成多个加扰信息比特序列，并生成加扰信息比特序列。
6.如权利要求1所述的设备，其中根据用户的QoS(服务质量)，给每个用户至少分配一个子信道。
7.如权利要求3所述的设备，其中无线传输路径包括帧小区(FC)单元中自己当前的状态。
8.一种用于从BS(基站)发送器发送信息比特序列到多个用户的方法，包括步骤：
a)根据给定时间间隔将要发送给单独的用户的信息比特序列划分成多个时间，划分多个划分时间内的信息比特序列，利用不同的沃尔什码对所述划分的信息比特序列进行扩频，将扩频信息比特序列结合到与单独的用户相关的单个序列，并生成所述单个序列；以及
b)划分已经在步骤(a)中结合到单个序列的信息比特序列，在能够利用子载波频率对扩频信息比特序列进行映射处理的多个带宽上分发扩频信息比特序列，并执行跳频功能以便每个带宽不会与由给定时间间隔给定的时间频率小区重叠。
9.如权利要求8所述的方法，其中信息比特序列数等于包含子信道的子载波数。
10.如权利要求8所述的方法，其中跳频功能将包含在前时域中的单独的子信道的子载波转换成次级子载波。
11.如权利要求8所述的方法，进一步包括步骤：
c)响应于用户的信息比特序列，调节时域中用户的相对开始点。
12.如权利要求8所述的方法，其中步骤(a)包括步骤：
a1)响应于各个用户将在子信道单元中接收的每个信息比特划分成多个信息比特序列；
a2)用不同的信道划分码乘以信息比特序列，并产生扩频信息比特序列；
a3)将从步骤(a2)接收的扩频信息比特序列相加，并生成单个扩频信息比特序列。
a4)用预定加扰码乘以扩频信息比特序列，并生成加扰的信息比特序列；以及
a5)将所述加扰的信息比特序列划分成多个加扰的信息比特序列，并生成加扰的信息比特序列。
13.如权利要求8所述的方法，其中根据用户的QoS(服务质量)为每个用户至少分配一个子信道。
14.如权利要求9所述的方法，其中无线传输路径报告其在帧小区(FC)单元中的当前状态。
15.一种在能够从BS(基站)发送器向多个用户发送信息比特序列的移动通信系统中使用的传输设备，包括：
多个业务信道发送器，用于将与预定用户相对应的调制数据符号序列划分成划分调制数据符号序列，其数目等于分配给预定用户的子信道数，利用不同的信道划分码对各个划分调制数据符号序列进行扩频，和利用包含相应子信道的子载波执行映射处理；
TDM(时分多路复用器)，用于从业务信道发送器接收第一输入信号，第一输入信号包括来自业务信道发送器的业务信道信号、导频信道信号、和同步和共用信道信号，它们已经由预定信道划分码扩频，并且由预定调制方案调制，并且用于接收前同步码信道信号作为第二输入信号，这样第一输入信号和第二输入信号在子信道的时域单元被选择；以及
IFT(反傅立叶变换)单元，对由TDM选择的信号进行IFT处理，并生成IFT处理结果。
16.如权利要求15所述的设备，其中TDM选择分配给帧小区(FC)中预定用户的初始子信道的时域中的第二输入信号，并选择除初始子信道之外的剩余子信道的时域中的第一输入信号。
17.如权利要求15所述的设备，其中每个业务信道发送器包括：
多路分解器，用于将每个划分调制数据符号序列划分成等于包含相应子信道的子载波数的多个部分；
信道划分器，利用不同的信道划分码扩频已经根据子载波被划分的各个划分调制数据符号序列；
加法器，将已经根据子载波被扩频的划分调制数据符号序列相加，并生成多个划分调制数据符号序列；
加扰器，用预定加扰码乘以单个划分调制数据符号序列，并生成相乘结果；以及
映射单元，利用包含相应子信道的单独的子载波对加扰器的输出信号进行映射处理。
18.一种在能够从BS(基站)发送器向多个用户发送信息比特序列的移动通信系统中使用的传输方法，包括步骤：
a)将与预定用户相对应的调制数据符号序列划分成划分调制数据符号序列，其数目等于分配给预定用户的子信道数，利用不同的信道划分码扩频各个划分调制数据符号序列，并执行与包含相应子信道的子载波相关的映射处理；
b)多路复用第一输入信号和第二输入信号，这样在子信道的时域单元中选择第一输入信号和第二输入信号，其中第一输入信号包括业务信道信号、导频信道信号、同步和共用信道信号，它们已经由预定信道划分码扩频并已经由预定调制方案调制，并且其中前同步码信道信号是第二输入信号；和
c)对在步骤(b)选择的信号进行IFT(反傅立叶变换)处理，并生成IFT处理结果。
19.如权利要求18所述的方法，其中步骤(b)包括步骤：
b1)在分配给帧小区(FC)中的预定用户的初始子信道的时域中选择第二输入信号，并在除初始子信道的剩余子信道的时域中选择第一输入信号。
20.如权利要求18所述的方法，其中步骤(a)包括：
a1)将每个划分调制数据符号序列划分成等于包含相应子信道的子载波数的多个部分；
a2)利用不同的信道划分码对已经根据子载波而被划分的各个划分调制数据符号序列进行扩频；
a3)将已经根据子载波进行扩频的划分调制数据符号序列相加，并生成多个划分调制数据符号序列；
a4)用预定加扰码乘以单个划分调制数据符号序列，并生成相乘结果；以及
a5)利用包含相应子信道的单独的子载波对步骤(a4)的输出信号进行映射处理。
21.一种在基于多址方案的移动通信系统中使用的传输方法，包括步骤：
a)将至少一个子信道分配给预定用户，并利用与包含子信道的单独的子载波相关的规定编码码对预定用户的数据进行扩频；
b)与子信道的单独的输出数据相关，对每个时间间隔分配不同的子载波，子载波的单元被确定为时域中的每个子信道；和
c)对分配子载波区域中的数据进行IFT(反傅立叶变换)处理，这样将其转换成时域数据。
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