CN1951046A - 用于为正交频分多址通信中的自适应天线系统产生报头序列的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了用于在OFDMA通信系统中产生支持空分多址的自适应天线系统的报头序列的方法和设备。具体地说，公开了用于形成报头序列的方法，该报头序列用于识别位于包括分配给移动订户站的多个子信道的通信系统的蜂窝(cell)或者扇区(sector)内的多个移动订户站的每一个，每个子信道包括多个收集器，每个收集器包括在频域中的n个相邻的子载波，在发送每个子信道之前发送报头序列，该方法包括步骤：通过根据频域中的预定相移序列来对预定序列进行相移以产生报头序列。

Description

用于为正交频分多址通信中的自适应天线系统 产生报头序列的方法和设备

技术领域

本发明涉及使用正交频分多址方案的正交频分多址通信系统(OFDMA通信系统)，更具体地说，本发明涉及用于为OFDMA通信系统中的自适应天线系统(AAS)产生报头(preamble)序列的方法和设备。

背景技术

人们正在设计第四代(4G)通信系统(即，下一代通信系统)，以将具有各种服务质量(QoS)的服务提供给用户并且支持大约100Mbps的传输速率。具体地说，在当前的4G通信系统中，正在积极地进行研究以寻求通过诸如局域网(LAN)系统和城域网(MAN)系统之类的宽带无线接入通信系统中确保移动性和QoS来支持高速服务。现在在研究中的代表通信系统是电气和电子工程师协会(IEEE)802.16通信系统。

IEEE 802.16通信系统使用正交频分复用和正交频分多址(OFDM/OFDMA)方案，以使无线MAN系统的物理信道能够支持宽带传输网络。IEEE 802.16通信系统使用正交频分复用方案‘OFDM’和正交频分多址(OFDMA)方案，以使无线MAN系统的物理信道能够支持宽带传输网络。IEEE 802.16通信系统包括IEEE 802.16d通信系统和IEEE 802.16e通信系统。IEEE 802.16d通信系统仅仅考虑订户站(SS)当前是静止的一个状态(即不完全考虑SS的移动性的状态)和信号蜂窝(cell)结构。与IEEE 802.16d通信系统相反，IEEE 802.16e通信系统考虑SS的移动性。这里，为了便于说明，将具有移动性的订户站称为移动订户站(MSS)。

同时，IEEE 802.16e通信系统使用多天线方案来扩展通信系统的蜂窝服务区域，并且使用空分多址(SDMA)方案来增加通信系统的容量。为了使用SDMA方案，需要设计报头以便精确地测量每个MSS的信道质量信息(CQI)。基站通过使用报头之间的关联关系来最小化束之间的干扰，并且产生具有根据每个MSS而估计的信道状态的精确的束，从而基站可以通过防止一个MSS的信号与其他MSS的信号干扰来正确地解码数据。

下面，将参照图1来描述使用SDMA方案的IEEE 802.16e通信系统的结构。

图1示出了使用普通SDMA方案的蜂窝系统的结构的示意图。

基站101将相同的频率资源和时间资源分配给彼此不同的MSS(未示出)，从而MSS可以在通过第一束102所传送的第一空间信道和通过第二束103所传送的第二空间信道中同时使用相同的频率资源和时间资源。为了如上述那样将相同的频率资源和时间资源分配给多个MSS，需要基站形成空间上彼此分开的多个束。

同时，为了下行链路中形成上述束，需要上行链路的正确状态信息。因此，在典型的IEEE 802.16 OFDMA通信系统中，将用于支持AAS的AAS报头序列加入到要被传送的每个下行链路和上行链路帧中，从而可以确定下行链路和上行链路的正确状态信息。

图2示出了普通IEEE 802.16e OFDMA通信系统的帧结构的示意图。

将IEEE 802.16e OFDMA通信系统的帧分为下行链路帧201和上行链路帧202。下行链路帧201包括下行报头部分、帧控制头部(FCH)部分、下行MAP(DL-MAP)部分、上行MAP(UL-MAP)部分、多个AAS报头部分和多个下行链路脉冲串(burst)(DL脉冲串)部分(例如，下行链路部分#1、下行链路脉冲串部分#2、下行链路脉冲串部分#3和下行链路脉冲串部分#4)。

下行链路报头部分是用于传送用于发射器和接收器(例如，基站和MSS)之间的同步获取的同步信号的区域，也就是，用于发送下行链路报头序列的区域。FCH部分是用于传送关于子信道、范围、调制方案等的基本信息的区域。DL-MAP部分是用于传送DL-MAP消息的区域，而UL-MAP是用于传送UL-MAP消息的区域。这里，包括在DL-MAP消息和UL-MAP消息中的信息元素(IE)与本发明没有直接关系，所以省略对其的详细描述。AAS报头部分是用于将下行AAS报头序列进行发送以支持AAS的区域，而下行链路脉冲串部分是用于传送下行数据以将MSS定为目标的区域。

上行链路帧202包括多个AAS报头部分和多个上行链路脉冲串(UL脉冲串)部分，也就是，上行链路脉冲串部分#1、上行链路脉冲串部分#2、上行链路脉冲串部分#3和上行链路脉冲串部分#4。

上行链路帧202中的AAS报头部分是用于发送上行链路AAS报头序列以支持AAS的区域，而上行链路脉冲串部分是用于传送MSS的上行链路数据以将基站定为目标的区域。

同时，如图2中所示，在每个DL脉冲串和UL脉冲串之前的阶段传送AAS报头。基站通过使用下行链路AAS报头序列来估计上行链路信道状态，并且产生与所估计的上行链路信道状态对应的下行链路束。

但是，在当前IEEE 802.16e通信系统标准中，没有定义用于彼此不同的空间信道(即，用于彼此不同的束)的AAS报头序列。因此，当位于彼此不同的位置的多个MSS的每一个都在相同的上行链路中在相同的时间通过相同的子载波传送相同的报头序列时，基站不能为每个MSS估计信道并且产生对应的束。也就是说，传统AAS报头序列不能支持OFDMA通信系统中的SDMA方案。因此，最好开发一种方法，其将不同的ASS报头序列分配给彼此不同的空间信道，因此AAS报头序列的每个接收端都可以分辩空间信道以产生束。

发明内容

因此，已经制成了本发明以解决现有技术中发生的上述问题，并且本发明的目的是提供用于为OFDMA通信系统中的自适应天线(AAS)产生报头序列的设备和方法。

本发明的另一个目的是提供用于产生AAS报头序列的设备和方法，当在OFDMA通信系统中使用空分多址(SDMA)方案时，其允许将用于传送不同空间信道所产生的束进行彼此区分。

本发明的再一个目的是提供设备和方法，用于产生通过其来区分扇区(sector)或者蜂窝中的多个束以便能够在OFDMA通信系统中使用SDMA方案的AAS报头序列。

为了实现这些和其他的目的，根据本发明的一个方面，提供一种用于形成报头序列的方法，该报头序列用于识别位于包括分配给移动订户站的多个子信道的通信系统的蜂窝或者扇区内的多个移动订户站的每一个，每个子信道包括多个收集器(bin)，每个收集器包括在频域中的n个相邻的子载波，在发送每个子信道之前发送报头序列，该方法包括通过根据频域中预定的相移(phase shift)序列来对预定序列进行相移以产生报头序列。

根据本发明的另一个方面，提供一种形成报头序列的方法，该报头序列用于识别位于包括分配给移动订户站的多个子信道的通信系统的蜂窝或者扇区内的多个移动订户站的每一个，每个子信道包括多个收集器(bin)，每个收集器包括在频域中的n个相邻的子载波，在发送每个子信道之前发送报头序列，该方法包括通过根据时域中的预定时间间隔循环移位预定序列以产生报头序列。

根据本发明的另一个方面，提供用于在频域中包括多个收集器的通信系统中通过空间信道发送资源的方法，每个收集器包括预定数量的相邻数据子载波和一个导频子载波，该方法包括步骤：基于根据空间信道的束索引来产生Walsh码，并且基于根据基于Walsh码的蜂窝标识符来确定子载波的位置，所述Walsh码具有与束索引相等的预定索引长度，相对于除了位置确定的子载波之外的数据子载波，通过将通过相邻数据子载波传送的下行链路报头序列与Walsh码相乘以产生报头序列，并且通过空间信道将所产生的报头序列空间地分配给移动订户站。

根据本发明的另一个方面，提供用于形成报头序列的设备，该报头序列用于识别位于包括分配给移动订户站的多个子信道的通信系统的蜂窝或者扇区内的多个移动订户站的每一个，每个子信道包括多个收集器，每个收集器包括在频域中的n个相邻的子载波，在发送每个子信道之前发送报头序列，该设备包括通过根据频域中的预定相移序列来对预定序列进行相移以产生报头序列的报头序列产生器。

根据本发明的另一个方面，提供用于形成报头序列的设备，该报头序列用于识别位于包括分配给移动订户站的多个子信道的通信系统的蜂窝或者扇区内的多个移动订户站的每一个，每个子信道包括多个收集器，每个收集器包括在频域中的n个相邻的子载波，在发送每个子信道之前发送报头序列，该设备包括通过根据时域中的预定时间间隔循环移位预定序列以产生报头序列的报头序列产生器。

根据本发明的另一个方面，提供用于在频域中包括多个收集器的通信系统中通过空间信道分配资源的方法，每个收集器包括预定数量的相邻数据子载波和一个导频子载波，该设备包括报头序列产生器，用于确定与收集器的结构对应的保留子载波的位置，并且通过将输入数据比特与由束索引所选择的Walsh码相乘以产生报头序列。

附图说明

通过结合附图在下面进行的描述，本发明的上面和其他目的、特点和优点将变得显而易见，在附图中：

图1示出了使用普通空分多址(SDMA)方案的IEEE 802.16通信系统的结构的示意图；

图2示出了普通IEEE 802.16通信系统的帧结构的示意图；

图3示出了在普通IEEE 802.16通信系统中的收集器结构的示意图；

图4示出了根据本发明第一实施方式的AAS报头序列的结构的示意图；

图5示出了根据本发明第一实施方式的、用于在IEEE 802.16通信系统中执行AAS报头序列产生功能的发射器的结构的框图；

图6示出了了根据本发明第一实施方式的产生AAS报头序列的过程的流程图；

图7示出了根据本发明第二实施方式的AAS报头序列的结构的示意图；

图8示出了根据本发明第二实施方式的、用于在IEEE 802.16通信系统中执行AAS报头序列产生功能的发射器的结构的框图；和

图9示出了根据本发明第二实施方式的产生AAS报头序列的过程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的优选实施方式。在本发明的实施方式的下面描述中，当可能使得本发明的主题变得模糊时将省略被合并在此的对已知功能和配置的描述。

本发明提供用于为自适应天线系统(AAS)产生报头序列的设备和方法，该自适应天线系统可以在使用诸如IEEE(电气和电子工程师协会)802.16e通信系统之类的正交频分多址(OFDMA)方案的正交频分多址(OFDMA)通信系统(OFDMA通信系统)中支持空分多址(SDMA)方案。

虽然为了便于描述，关于IEEE 802.16e通信系统来描述本发明，但是还可以将在本发明中提出的用于为AAS产生报头序列(AAS报头序列)的设备和方法应用于使用OFDMA方案的其他系统，或者应用于使用其他适合的通信方案的其他天线系统。

在为IEEE 802.16e通信系统的AAS结构分配资源时，将一个收集器分配给每个移动订户站(MSS)。这里，收集器意味着由一个OFDM符号占用的九个子载波。因此，将根据本发明的AAS报头序列根据收集器结构映射到九个子载波。

图3示出了在普通IEEE 802.16e通信系统中收集器(bin)结构的示意图。

收集器包括八个数据子载波和一个导频子载波，因此包括总共九个子载波。在这种情况中，导频子载波位于收集器的中间。而且，流过收集器形成一个子信道。

通过，如参照图2在上面所描述的，在IEEE 802.16e通信系统中的下行链路脉冲串(DL脉冲串)和上行链路脉冲串(UL脉冲串的每一个都包括多个子载波。将一个OFDM符号长度的AAS报头序列(其在相同子载波中被定义为每个DL脉冲串和UL脉冲串的AAS报头序列)插入到对应DL脉冲串或者UL脉冲串的前面部分，然后传送DL脉冲串和UL脉冲串。当为了OFDMA系统的AMC(自适应调制和编码)和AAS的子信道的结构分配资源时，将具有“九个子载波×一个符号”大小的一个收集器分配给每个MSS。这里，如上所述，收集器的大小(九个子载波×一个符号)意味着由一个OFDM符号占用九个子载波。在下面的描述中，AAS报头序列的基本单元时九个子载波并且在频率范围中在收集器中进行排列。

图4示出了根据本发明第一实施方式的ASS报头序列的结构的示意图。

如上所述，AAS报头序列包括九个子载波，也就是，八个AAS报头子载波和一个报头子载波。在这种情况中，不通过保留子载波传送信号。八个AAS报头子载波承载通过将现存的下行链路报头信号(其由八个AAS报头子载波承载)乘以8进制Walsh码而获得的信号。

在图4中，“W_k(n)”表示与第k索引对应的Walsh码的第n个信号，而“PR(n)”表述现存下行链路报头序列的第n子载波。在这种情况中，从空间信道索引来确定Walsh码的码索引。因此，可能总共有八个空间信道。

同时，可以将AAS报头序列中的保留子载波的位置表示如下：

Reserved_Subcarrier_Position＝mod(Cell_ID，9)       公式1

这里，“Cell_ID”表示分配给对应蜂窝的标识符(ID)。保留子载波的位置通过将标识符的操作对九取模而根据蜂窝变化。可以通过上述根据蜂窝改变保留子载波的位置来减小蜂窝之间的干扰。此外，可以在保留子载波的位置上测量蜂窝之间干扰的幅度。

图5示出了根据本发明第一实施方式在IEEE 802.16e通信系统中执行AAS报头序列产生功能的发射器的结构的框图。

发射器包括：数据符号产生器500、AAS报头序列产生器510、复用器520、子载波映射单元521、逆快速傅立叶变换(IFFT)单元522、并行到串行转换器523、保护间隔插入器524、数字到模拟变换器525和射频(RF)处理器526。

数据符号产生器500包括：数据比特产生器501、编码器502、交织器503和调制器504。AAS报头序列产生器510包括导频序列产生器511、Walsh码产生器512、保留子载波位置选择器513和乘法器514。

首先，当产生要被传送的信息比特时，数据比特产生器501输出信息比特到编码器502。编码器502接收从数据比特产生器501输出的信息比特，根据预定的编码方案对所接收的信息比特进行编码，然后将所编码的信息比特输出到交织器503。这里，编码方案包括卷积编码方案、具有预定编码率的turbo编码方案等。交织器503接收从编码器502输出的信号，对于所接收的信号执行交织操作，然后将所交织的信号输出到调制器504。调制器504接收从交织器503输出的信号，根据预定的调制方案来调制所接收的信号以产生调制的信号，然后将所调制的信号输出到复用器520。

同时，导频序列产生器511产生与预定蜂窝标识符对应的导频序列，然后将所产生的导频序列输出到乘法器514。这里，导频序列产生器511进行操作以与上述方案相同的方案产生导频序列，所以省略对其的详细描述。Walsh码产生器512产生由根据系统设置给出的束索引所选择的Walsh码，然后将所产生的Walsh码输出到保留子载波位置选择器513。保留子载波位置选择器513选择所产生的Walsh码的位置以与给定的收集器结构对应，并且将所选择的信息输出到复用器514。这里，保留子载波位置选择器513通过与上述参照公式1所描述的蜂窝标识符相关在子载波数量上的蜂窝标识符的模运算，来选择根据每个蜂窝变化的保留子载波的位置，从而减少蜂窝之间的干扰。

乘法器514将从导频序列产生器511中所产生的导频序列乘以从保留子载波位置选择器513中输出的Walsh码，并且输出所产生的信号到复用器520。

复用器520根据每个时间点的调度将从调制器504所输出的信号和从乘法器514中输出的信号进行复用，并且输出所产生的信号到子载波映射单元521。子载波映射单元521接收从复用器520输出的信号，将所接收的信号映射到对应的子载波，然后将所产生的信号输出到IFFT单元522。IFFT单元522接收从子载波映射单元521输出的信号，对所接收的信号执行IFFT，然后将所产生的信号输出到并行到串行转换器523。并行到串行转换器523将从IFFT单元522输出的信号转换为串行信号，然后将串行信号输出到保护间隔插入器524。

保护间隔插入器524将保护间隔信号插入到从并行到串行转换器523中输出的串行信号中，并且将所产生的信号输出到数字到模拟转换器525。这里，插入保护间隔以消除当在OFDM通信系统中传送OFDM符号时，在之前OFDM符号时间所发送的之前OFDM符号和在当前OFDM符号时间要被发送的当前OFDM符号之间的干扰。而且，以循环前缀方案和循环后缀方案之一来插入保护间隔。根据循环前缀方案，拷贝在时域中预定数量的OFDM符号的最后样本，并且插入到有效OFDM符号中。根据循环后缀方案，拷贝在时域中预定数量的OFDM符号的第一样本，并且插入到有效的OFDM符号中。数字到模拟转换器525接收从保护间隔插入器524输出的信号，将所接收的信号转换为模拟信号，然后将模拟信号输出到RF处理器526。这里，RF处理器526包括滤波器、前端单元等。RF处理器526对从数字到模拟转换器525输出的模拟信号进行RF处理，以便能够无线地传送该信号，然后将RF处理过的信号经由传送(Tx)天线无线传送。

简言之，由数据符号产生器500来产生数据比特，而由ASS报头序列产生器510来产生ASS报头序列。这里，通过将由束索引所选择的Walsh码与通过与传统报头序列产生方案相同的方案所产生的序列相乘来产生AAS报头序列。在这种情况中，选择保留子载波的位置以通过保留子载波位置选择器513对应于收集器结构。之后，数据比特和AAS报头序列通过复用器520，根据子载波映射单元51÷21中的子载波分配规则进行映射，然后进行OFDM调制以进行传送。

图6示出了根据本发明第一实施方式用于在图5中所示的AAS报头序列产生器中产生AAS报头序列的过程的流程图。

首先，AAS报头序列产生器510在步骤601中根据给定的空间信道产生与束索引对应的8进制Walsh码，然后前进到步骤603。在步骤603，与所产生的Walsh码对应，根据基站号码，即分配给基站的蜂窝标识符(Cell_ID)，来选择保留子载波的位置，然后执行步骤605。在步骤605，当已经通过选择步骤确定了保留子载波的位置，与出了保留子载波以外的子载波相关将现存的下行链路报头序列和所产生的8进制Walsh码相乘在一起，然后输出所产生的信号。在这种情况中，不通过与“Reserved_Subscriber_Position”对应的子载波传送信号，可以将分配给这个子载波的功率用于其他子载波的功率。

根据分配给对应基站的蜂窝标识符(Cell_ID)来确定“Reserved_Subscriber_Position”。如在这里所使用的，将“Reserved_Subscriber_Position”定义为通过将蜂窝标识符除以九所获得的余数。当将蜂窝适当安排时，这种结构在关于九个子载波域的报头中减少子载波之间的干扰。

下面，将参照图7到9来描述根据本发明第二实施方式的用于产生AAS报头序列的设备和方法以及AAS报头序列。

根据本发明的第二实施方式，对于每个空间信道定义AAS报头序列，也就是说，对于彼此不同的束定义不同的序列。而且，通过将具有正交性质的序列(例如离散傅立叶变换序列)加扰到下行链路报头序列，也就是说，与下行链路报头序列高度相关。

图7示出了根据本发明第二实施方式的AAS报头序列的结构的示意图。

如上所述，产生根据本发明第二实施方式的AAS报头序列以映射到九个子载波，也就是说，九个AAS报头子载波。而且，九个AAS报头子载波承载信号，其通过将由这些子载波所承载的现存下行链路报头信号与通过9点离散傅立叶变换(DFT)运算所产生的长度“ine”的正交序列相乘而获得。将通过正交序列相乘而获得的信号一对一地映射到通过将蜂窝标识符(Cell ID)与同扇区标识符(sector ID)对应而选择的下行链路报头序列相乘而获得的序列。

这里，通过在公式2中所示出的9×9DFT矩阵内随机地选择一行而获得9点基于DFT的正交序列。

公式2

这里，可以将与第k索引对应的9点基于DFT的正交序列“S_k”表述为下面的公式3。

Sk＝1 e^j2πk/9 e^j4πk/9 e^j6πk/9 e^j8πk/9 e^j10πk/9 e^j12πk/9 e^j14πk/9 e^j16πk/9公式3

这里，从空间信道索引中确定9点基于DFT的正交序列“S_k”的序列索引，其意味着总共可以存在有九个空间信道。

图7示出了其中将空间信道#1与9点基于DFT的正交序列#1“S₁”相乘的例子。这里，“PR(n)”表示现存下行链路报头序列的第n个子载波信号。

可以将AAS报头在时域中等效地表示如下。将在频域中将IFFT应用于现存下行链路报头序列PR(n)而获得的时域中的信号“pr(m)”如公式4中进行表示。这里，“pr(m)”表示时域中现存下行链路报头序列的第m子载波信号。

$\mathrm{pr}\left(m\right)=\frac{1}{N_{\mathrm{FFT}}}\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{FFT}}-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{PR}\left(n\right)e^{j\frac{2\mathrm{\πnm}}{N_{\mathrm{FFT}}}}$ 公式4

同时，将第k个AAS报头序列“PR_AAS ^(k)(n)”的时域信号“pr_AAS ^(k)(m)”表示在公式5中，将PR_AAS ^(k)(n)和pr_AAS ^(k)(m)是分别表示在频域和时域中的相等信号。

$p{r}_{\mathrm{AAS}}^{\left(k\right)}\left(m\right)=\frac{1}{N_{\mathrm{FFT}}}\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{FFT}}-1}{\mathrm{\Σ}}}P{R}_{\mathrm{AAS}}^{\left(k\right)}\left(n\right)e^{j\frac{2\mathrm{\πnm}}{N_{\mathrm{FFT}}}}$

$=\frac{1}{N_{\mathrm{FFT}}}\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{FFT}}-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{PR}\left(n\right)e^{j\frac{2\mathrm{\πkn}}{9}}{e}^{j\frac{2\mathrm{\πnm}}{N_{\mathrm{FFT}}}}$

$=\frac{1}{N_{\mathrm{FFT}}}\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{FFT}}-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{PR}\left(n\right)e^{j\frac{2\mathrm{\πn}}{N_{\mathrm{FFT}}}(m+\frac{k\·N_{\mathrm{FFT}}}{9})}$

$=\mathrm{pr}(m+\frac{k\·N_{\mathrm{FFT}}}{9})$ 公式5

根据本发明第二实施方式提出的AAS报头等于通过将现存下行链路报头序列在时间轴上移位“N_FFT/9”的整数倍而获得的序列。因此，可以同在时间轴上将现存下行链路报头序列移位N_FFT/9”的整数倍而获得AAS报头，替代了将现存下行链路报头序列在频域中乘以基于DFT的序列。

图8示出了根据本发明的第二实施方式，用于在IEEE 802.16e通信系统中执行AAS报头序列产生功能的发射器的结构的框图。

该发射器包括数据符号产生器830、AAS报头序列产生器840、复用器850、子载波映射单元851、IFFT单元852、并行到串行转换器853、保护间隔插入器854、数字到模拟转换器855和RF处理器856。

数据符号产生器830包括数据比特产生器831、编码器832、交织器833和调制器834。AAS报头序列产生器840包括导频序列产生器841、DFT码产生器842和乘法器843。

首先，当产生要被传送的信息比特时，数据比特产生器831输出信息比特到编码器832。编码器832接收从数据比特产生器831输出的信息比特，根据预定的编码方案将所接收的信息比特进行编码，然后将所编码的信息比特输出到交织器833。这里，编码方案包括具有预定编码率的turbo编码方案和卷积编码方案等。交织器833接收从编码器832输出的信号，执行关于所接收的信号的交织操作，然后将所交织的信号输出到调制器834。调制器834接收从交换器833输出的信号，根据预定的调制方案来调制所接收的信号以产生调制过的信号，然后将所调制的信号输出到复用器850。

同时，导频序列产生器841产生与预定的蜂窝标识符和扇区标识符对应的导频序列，然后将该导频序列输出到乘法器843。这里，导频序列产生器841进行操作以与上述相同的方案来产生导频序列，因此省略对其的详细描述。DFT码产生器842产生与预定束索引对应的DFT码，然后将该DFT码输出到乘法器843。乘法器843将从导频序列产生器841中所产生的导频序列与从DFT码产生器842中输出的DFT码相乘，而且将所产生的信号输出到复用器850。

复用器850将从调制器834输出的信号和从乘法器834中输出的信号按照每个时间点上的调度进行复用，而且将所产生的信号输出到子载波映射单元851。子载波映射单元851接收从复用器850输出的信号，将所接收的信号映射到对应子载波，然后将所产生的信号输出到IFFT单元852。IFFT单元852接收从子载波映射单元851输出的信号，为所接收的信号执行IFFT，然后将所产生的信号输出到并行到串行转换器853。并行到串行转换器853将从IFFT单元852输出的信号转换为串行信号，并且将该串行信号输出到保护间隔插入器854。

保护间隔插入器854将保护间隔插入到从并行到串行转换器853中输出的串行信号中，而且将所产生的信号输出到数字到模拟转换器855。这里，插入保护间隔以去除当在OFDM通信系统中传送OFDM符号时，在之前OFDM符号时间所传送的之前OFDM符号和在当前OFDM符号时间所传送的当前OFDM之间的干扰。而且，以循环前缀方案和循环后缀方案之一来插入保护间隔。根据循环前缀方案，拷贝时域中的OFDM符号的预定数量的最后样本并且插入到有效的OFDM符号中。根据循环后缀方案，将时域中预定数量的OFDM符号的最先样本进行拷贝并且插入到有效的OFDM符号中。

数字到模拟转换器855接收从保护间隔插入器854输出的信号，将所接收的信号转换为模拟信号，然后将模拟信号输出到RF处理器856。这里，RF处理器856包括滤波器、前端单元等。RF处理器856对从数字到模拟转换器855输出的模拟信号进行RF处理以便可以无线地传送该信号，然后经由发射(Tx)天线无线地输出经过RF处理的信号。

简言之，由数据符号产生器830来产生数据比特，而由AAS报头序列产生器840来产生AAS报头序列。在这种情况中，通过将以与传统报头序列产生方案相同的方案所产生的序列乘以由束索引所选择的9点基于DFT的正交码来产生AAS报头序列。数据比特和AAS报头序列通过复用器850，根据子载波映射单元851中的子载波分配规则进行映射，然后被OFDM调制以进行传送。

图9示出了根据本发明第二实施方式，用于在图8中所示的AAS报头序列产生器中产生AAS报头序列的过程的流程图。

首先，AAS报头序列产生器840在步骤901根据给定空间信道产生与束索引对应的9点基于DFT的正交码。在步骤903，将现存下行链路报头(即数据比特)乘以所产生的9点基于DFT的正交码，从而产生AAS报头序列。之后，数据比特和AAS报头序列通过复用器850，根据子载波映射单元中的子载波分配规则进行映射，然后被OFDM调制以进行传送。根据本发明的第二实施方式，在AAS报头中的所有子载波都承载信号，这与其中只有8个子载波承载信号的本发明第一实施方式不同。

如上所述，根据在本发明的正交频分多址通信系统中用于为自适应天线系统(AAS)产生报头序列的设备和方法，将具有正交性质的不同报头分配给使用AAS的OFDMA通信系统中不同的空间信道，从而可以为每个空间信道形成不同的束。由于为每个空间信道形成不同的束，所以能够支持空分多址(SDMA)。因此，可以再次使用相同的频率资源和时间资源。此外，可以通过再次使用相同的频率资源和时间资源来增加蜂窝容量。

虽然已经参数其特定优选实施方式示出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不偏离所附权利要求所定义的本发明的精神和范围的条件下，可以在形式上和细节上进行各种改变。因此，本发明的范围不受限制上述实施方式，而是由权利要求及其等效物进行限制。

Claims (27)

1.一种用于形成报头序列的方法，该报头序列用于识别位于包括分配给移动订户站的多个子信道的通信系统的蜂窝或者扇区内的多个移动订户站的每一个，每个子信道包括多个收集器，每个收集器包括在频域中的n个相邻的子载波，在发送每个子信道之前发送报头序列，该方法包括步骤：

通过根据频域中的预定相移序列来对预定序列进行相移以产生报头序列。

2.根据权利要求1所述的方法，其中相移序列是基于离散傅立叶变换(DFT)的正交序列。

3.根据权利要求1所述的方法，其中产生报头序列的步骤包括：

根据频域中的束索引来产生正交序列；和

通过将输入数据比特乘以所产生的正交序列以产生报头序列。

4.根据权利要求3所述的方法，其中通过从以下矩阵中选择一行来获得正交序列：

5.根据权利要求4所述的方法，其中与所选择的行对应的正交序列S_k由S_k＝1 e^j2πk/9 e^j4πk/9 e^j6πk/9 e^j8πk/9 e^j10πk/9 e^j12πk/9 e^j14πk/9 e^j16πk/9表示，而且从给定空间信道索引中确定正交序列的序列索引。

6.一种形成报头序列的方法，该报头序列用于识别位于包括分配给移动订户站的多个子信道的通信系统的蜂窝或者扇区内的多个移动订户站的每一个，每个子信道包括多个收集器，每个收集器包括在频域中的n个相邻的子载波，在发送每个子信道之前发送报头序列，该方法包括步骤：

通过根据时域中的预定时间间隔循环移位预定序列以产生报头序列。

7.根据权利要求6所述的方法，其中循环移位序列确保频域中特定不同报头之间的正交性。

8.根据权利要求6所述的方法，其中产生报头序列的步骤包括通过在时间轴上根据预定的整数倍来循环移位下行链路报头序列的获得步骤。

9.根据权利要求6所述的方法，其中报头序列通过下面获得：

$\mathrm{pr}\left(m\right)=\frac{1}{N_{\mathrm{FFT}}}\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{FFT}}-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{PR}\left(n\right)e^{j\frac{2\mathrm{\πnm}}{N_{\mathrm{FFT}}}}.$

10.根据权利要求9所述的方法，其中时域中的报头序列的信号通过下面获得：

$p{r}_{\mathrm{AAS}}^{\left(k\right)}\left(m\right)=\frac{1}{N_{\mathrm{FFT}}}\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{FFT}}-1}{\mathrm{\Σ}}}P{R}_{\mathrm{AAS}}^{\left(k\right)}\left(n\right)e^{j\frac{2\mathrm{\πnm}}{N_{\mathrm{FFT}}}}$

$=\frac{1}{N_{\mathrm{FFT}}}\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{FFT}}-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{PR}\left(n\right)e^{j\frac{2\mathrm{\πkn}}{9}}{e}^{j\frac{2\mathrm{\πnm}}{N_{\mathrm{FFT}}}}.$

$=\frac{1}{N_{\mathrm{FFT}}}\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{FFT}}-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{PR}\left(n\right)e^{j\frac{2\mathrm{\πn}}{N_{\mathrm{FFT}}}(m+\frac{k\·N_{\mathrm{FFT}}}{9})}$

$=\mathrm{pr}(m+\frac{k\·N_{\mathrm{FFT}}}{9})$

11.一种用于在频域中包括多个收集器的通信系统中通过空间信道发送资源的方法，每个收集器包括预定数量的相邻数据子载波和一个导频子载波，该方法包括步骤：

基于根据空间信道的束索引来产生Walsh码，并且根据基于Walsh码的蜂窝标识符来确定子载波的位置，所述Walsh码具有与束索引相等的预定索引长度；

相对于除了位置确定的子载波之外的数据子载波，通过将通过相邻数据子载波传送的下行链路报头序列与Walsh码相乘以产生报头序列；并且

通过空间信道将所产生的报头序列空间地分配给移动订户站。

12.根据权利要求11所述的方法，其中确定位置的子载波不承载信号。

13.根据权利要求11所述的方法，其中确定位置的子载波的位置根据蜂窝标识符来确定，并且通过下面限定的预定模运算根据每个蜂窝而变化：

Reserved_Subcarrier_Position＝mod(Cell_ID，9)。

14.一种用于形成报头序列的设备，该报头序列用于识别位于包括分配给移动订户站的多个子信道的通信系统的蜂窝或者扇区内的多个移动订户站的每一个，每个子信道包括多个收集器，每个收集器包括在频域中的n个相邻的子载波，在发送每个子信道之前发送报头序列，该设备包括：

通过根据频域中的预定相移序列来对预定序列进行相移以产生报头序列的报头序列产生器。

15.根据权利要求14所述的设备，其中相移序列是基于离散傅立叶变换(DFT)的正交序列。

16.根据权利要求14所述的设备，其中报头序列产生器包括：

导频序列产生器，用于产生与预定蜂窝标识符和扇区标识符对应的导频序列；

离散傅立叶变换(DFT)码产生器，用于根据频域中预定的束索引通过DFT运算产生正交序列；和

乘法器，用于将导频序列乘以正交序列并且输出最终报头序列。

17.根据权利要求16所述的设备，其中通过从下面选择一行来获得正交序列：

18.根据权利要求17所述的设备，其中与所选择的行对应的正交序列S_k由S_k＝1 e^j2πk/9 e^j4πk/9 e^j6πk/9 e^j8πk/9 e^j10πk/9 e^j12πk/9 e^j14πk/9 e^j16πk/9表示，而且从给定空间信道索引中确定正交序列的序列索引。

19.一种用于形成报头序列的设备，该报头序列用于识别位于包括分配给移动订户站的多个子信道的通信系统的蜂窝或者扇区内的多个移动订户站的每一个，每个子信道包括多个收集器，每个收集器包括在频域中的n个相邻的子载波，在发送每个子信道之前发送报头序列，该设备包括：

通过根据时域中的预定时间间隔循环移位预定序列以产生报头序列的报头序列产生器。

20.根据权利要求19所述的设备，其中循环移位序列确保频域中特定不同报头之间的正交性。

21.根据权利要求19所述的设备，其中通过在时间轴上根据预定的整数倍来循环移位下行链路报头序列所获得的报头序列产生器。

22.根据权利要求19所述的设备，其中报头序列通过下面获得：

$\mathrm{pr}\left(m\right)=\frac{1}{N_{\mathrm{FFT}}}\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{FFT}}-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{PR}\left(n\right)e^{j\frac{2\mathrm{\πnm}}{N_{\mathrm{FFT}}}}.$

23.根据权利要求22所述的方法，其中时域中的报头序列的信号通过下面获得：

$p{r}_{\mathrm{AAS}}^{\left(k\right)}\left(m\right)=\frac{1}{N_{\mathrm{FFT}}}\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{FFT}}-1}{\mathrm{\Σ}}}P{R}_{\mathrm{AAS}}^{\left(k\right)}\left(n\right)e^{j\frac{2\mathrm{\πnm}}{N_{\mathrm{FFT}}}}$

$=\frac{1}{N_{\mathrm{FFT}}}\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{FFT}}-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{PR}\left(n\right)e^{j\frac{2\mathrm{\πkn}}{9}}{e}^{j\frac{2\mathrm{\πnm}}{N_{\mathrm{FFT}}}}.$

$=\frac{1}{N_{\mathrm{FFT}}}\underset{n=0}{\overset{N_{\mathrm{FFT}}-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{PR}\left(n\right)e^{j\frac{2\mathrm{\πn}}{N_{\mathrm{FFT}}}(m+\frac{k\·N_{\mathrm{FFT}}}{9})}$

$=\mathrm{pr}(m+\frac{k\·N_{\mathrm{FFT}}}{9})$

24.一种用于在通信系统中通过空间信道分配资源的设备，所述系统包括频域中的多个收集器，每个收集器包括预定数量的相邻数据子载波和一个导频子载波，该设备包括：

报头序列产生器，用于确定与收集器的结构对应的保留子载波的位置，并且通过将输入数据比特乘以由束索引所选择的Walsh码以产生报头序列。

25.根据权利要求24所述的设备，其中所述报头序列产生器包括：

导频序列产生器，用于产生与预定蜂窝标识符对应的导频序列；

Walsh码产生器，用于根据空间信道和收集器结构产生Walsh码，该Walsh码具有等于束索引的预定索引长度；

保留子载波位置选择器，用于根据基于Walsh码的蜂窝标识符来确定保留子载波的位置；和

乘法器，用于相对于出了保留子载波以外的数据子载波，将通过数据子载波传送的下行链路报头序列乘以Walsh码。

26.根据权利要求25所述的设备，其中位置确定的子载波不承载信号。

27.根据权利要求25所述的设备，其中保留子载波的位置根据蜂窝标识符来确定，并且通过下面限定的预定模运算根据每个蜂窝而变化：

Reserved_Subcarrier_Position＝mod(Cell_ID，9)。

Images