SE503548C2 - Anordning i OFDM fleranvändarsystem - Google Patents

Description

2- 503 548 Vid OFDM-signalering används vanligen kanalkodning för att minska felsannolikheten. OFDM kombinerat med kanalkodning kallas COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex). System som an- vänder denna signaleringsform har under de senaste åren implemen - terats för olika typer av Broadcasting, d v s enkelriktade system för digital rundradio och för digital högupplösande TV. På senare tid har man också börjat intressera sig för att utnyttja de goda egenskapema hos OFDM för dubbelriktad kommunikation, t ex vid mobila system, radio-LAN och för punkt till multipunkt-tillämpningar.

I traditionella OFD-system försöker man vanligen komma till rätta med den frekvensselektiva fädningen genom att koda bort de fel som upp- står på de frekvenser som är starkt dämpade.

RED "REL 'R P EN Tgglgisxr PgQBLI-:M Det föreligger rent allmänt behov av att kunna eliminera fädnings- problemet på ett enklare sätt än t ex genom kodningsförfarande. Upp- finningen avser att lösa bl a detta problem. I ett system av hithörande slag föreligger det önskemål om att frekvensdämpningen skall kunna hållas över vissa förutbestämda värden för samtliga användare i syste- met. Uppfinningen avser att lösa även detta problem.

Det som huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för en anord- ning enligt uppfirmingen är att organ är anordnade att avkänna eller uppmäta dämpningen/förstärkníngen på de olika frekvenserna, och att förhindra signalstreck eller informationsöverföring på frekvenser som understiger en förutbestämd lägsta tillåten eller fastställd dämpning. 503 548 I en föredragen utföringsform utnyttjas ett OFDM-system, i vilket en identifierbar datasymbol för varje använd bärvåg är lätt extraherbar.

Vid uppträdande av respektive identifierbara datasymbol 'föreligger möjlighet att erhålla dämpningen genom jämförelse av sända- och mottagna amplituder. Nämnda organ avkänner nämnda frekvenser kontinuerligt eller med förutbestämda tidsintervall respektive radio - kanals variationer i systemet. På så vis erhålls adaptiv in- och bort- kopplad signal- respektive informationssändning alltefter som fre - kvensstämpningen över- respektive understiger den förutbestämda dämpningen.

Anordningen fungerar även i fallet om multiplexeringsfunktion som tillåter överlappningar mellan användama föreligger. Nämnda OFDM - system utnyttjas för ett antal (fåtal) användare, tex fyra användare, och arbetande med ett väsentligt större antal bärvågor, t ex 128 bärvågor, varvid organet är anordnat att utföra mätningar och dämpvärdebe- stämningar på samtliga eller, vid optimering, ett förutbestämt antal bärvågor.

I enlighet med uppfinningen föreligger även särdrag på hur organet skall fungera. Nämnda organ skall vara anordnat att uppsöka lägsta amplitud bland samtliga berörda bärvågor som för tillfället ej är tilldelade någon användare. Organet skall i detta sammanhang även uppsöka alla användare. Organet är vidare anordnat att tilldela den sålunda funna/ framtagna bärvågen till en användare som inte har tillräckligt många bärvågor tilldelade vid det aktuella tillfället och dessutom har mest att tjäna på att använda den funna bärvå gen, varvid urvalskriteriet kan vara högsta amplitud i förhållande till användarens medelamplitud. Organet kan upprepa dessa funktioner tills samtliga användare fått sig tilldelade så många bärvågor som behövs för ifrågavarande signal- eller informationssändning. Organet skall vidare 503 548 upprepa nämnda funktioner så ofta som behövs för att följa radiokanalens variationer.

FÖRDELAR Genom det ovan föreslagna uppnås en effektiv signalinformations- överföring i systemet. Samtliga användare kan få god kvalitet på sin radiokanal. Härvid kan nämnas att medeleffekten kan ökas väsentligt för alla användare och exempel på ökning mellan 3-5 dB för alla an - vändare kan uppnås trots att dämpningen kan gå ned till minus 37 dB, relativt maxeffekt för vissa frekvenser. Som exempel kan nä mnas att bärvågor som är dämpade mer än minus 13 dB inte använts i här angivet fall.

HèURBESKRIVNING En för närvarande föreslagen utföringsforrn av en anordning som uppvisar de för uppfinningar signifikativa kännetecknen skall beskrivas i nedanstående under samtidig hänvisning till bifogade ritningar där figur 1 visar ett OFDM-system med upplänkar från utstationer till basstationen och där frekvenser mäts och fördelas mellan användare, figur 2 i principform visar nedlänkar från en basstation till utstation där frekvenserna uppmäts vid respektive utstation och resultatet tillbakasignaleras till basstationen som utför frekvensfördelningen till användarna, och s 503 548 figur 3 i diagramform visar frekvenstilldelning för fyra användare på 128 bärvågor där alla användare signalerar på 32 frekvenser och där ingen överlappning är tillåten.

DETALIERAD UTFÖRINGSFORM I figur 1 är en basstation angiven med 1 och utstationer representerade med 2 och 3. Flera utstationer kan föreligga. Upplänkama är principiellt angivna med 4 och användare med 5. Basstationen är i detta fall försedd med organ 6 som på ett i och för sig känt sätt är anordnade att mäta dämpningen på respektive frekvens som symboliserats med 7, 8, 9 och 10.

I beroende av mätningen in- och urkopplas adaptivt olika frekvenser. I det fall frekvensema är dämpade och antar en lägsta tillåten dämpning sker ingen informations- eller signalöverföring via nämnda frekvens. I stället utväljs en annan frekvens enligt föreliggande uppfinning. An vändama 5 tillförsäkrar således i varje ögonblick ett tillräckligt antal avkänner frekvensema kontinuerligt eller med vissa intervall som ä r ställda efter radiokanalerna i fråga och tillför-säkrar den goda överför - ingen. Sammankopplingen av utvalda frekvenser och användare har symboliserats med matrisfonn.

Nämnda OFDM-system kan även innefatta nedlänkar 7 mellan bas- stationen 1'och utstationerna 2' respektive 3' o s v. Nämnda organ är därvid anordnade på såväl basstationen som respektive utstation och har givits beteckningama 6' respektive 6". Mätningen av dämpningen sker vid respektive utstation medelst organdelen. Resultatet av mätningen överförs till basstationen, t ex via en signalkanal 8. Organdelen 6' utför därefter fördelningen av godkända fre - kvenser till de olika användama 5' på motsvarande sätt som i ovanståen- de.

OFDM-systemet har fördelar i samband med nämnda mä tningsfunktion 503 548 genom att det naturligt arbetar med en datasymbol för varje använd bär - våg. Data symbolen kan lätt identifieras för respektive bärvåg och dämp - ningen kan erhållas genom att mottagen amplitud jämförs med utsänd amplitud.

Figur 3 avser att illustrera ett utföringsexempel där frekvenstilldelning utförts i ett stort OFDM-system för fyra användare och totalt 128 bärvåg or. Samtliga användare signalerar på 32 frekvenser. I föreliggande fall har multiplexeringsmetod som tillåter överlappning mellan användarna inte utnyttjats, även om en dylik användning är möjlig i och för sig. Systemet arbetar med en algoritm för frekvenstilldelning som är enkel och som inte har optimerats för att minimera den datamängd som måste signaleras till basstationen i en nedlänk. Inte heller mätförfarandet har optimerats, utan det förutsätts att alla frekvenser mäts för alla användare. Algoritmen garanterar att de mest dämpade bärvågoma inteanvänds för signalering, utom i de sällsynta fall då alla radiokanaler är svaga vid samma frekvens.

Nämnda organ 6,6', 6" arbetar med följande algoritm: 1. Sök rätt på den lägsta amplituden bland alla ej tilldelade bärvågor och alla användare. 2. Tilldela den funna bärvågen till den användare som inte har tillräckligt många bärvågor tilldelade och som dessutom har mest att tjäna på att använda den funna bärvågen, varvid urvalskriteriet kan vara högstamplitud i förhållande till användarens medelamp- litud. 3. Upprepa ovanstående enligt punkterna 1 och 2 tills användare har fått så många bärvågor som behövs. 4. Upprepa ovanstående enligt punkterna 1-3 så ofta som behövs för 503 548 att följa radiokanalens variation.

I figur 3 visas resultatet för fyra användare. I den övre delen 'av figuren framgår de fyra olika radiokanalernas amplituder för olika frekvenser.

Siffrorna i den övre figuren och strecken i den nedre visar vilka fre- kvenser som respektive användare fått sig tilldelade. Det framgår av diagrammet enligt figur 3 att de frekvenser som tilldelats i stort sett har samma amplituder som ligger på maximum för alla fyra radiokanalema.

Detta förhållande speglar naturligtvis det optimala. Det är inte över allt möjligt att uppnå maximum eftersom varje användare skall tilldelas ett bestämt antal bärvågor. I exemplet har medeleffekten ökat mellan tre och fem decibel för samtliga användare. Trots att det förekommer dämpning- ar på ner till minus 37 dB, relativt maxeffekt, används inte någon bärvåg som är mer dämpad än minus 13 dB.

Uppfinningen är inte begränsad till den i ovan såsom exempel visade utföringsformen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav och uppfinningstanken.

Claims (8)

5 Û 5 5 4 8 ° PATENTKRAV

1. Anordning vid fleranvändarsystem innefattande radiokanaler som för olika användare (5, 5') är oberoende och okorrelerade och där frekvenser 7, 8, 9, 10 p g a flervägsutbredning är mer eller mindre dämpade för en användare och mer eller mindre förstärkta för en annan användare, osv, där ifrågavarande system är ett OFDM-system, i vilket en identifierbar datasymbol för varje använd bärvåg är extraherbar, och vid uppträdande av respektive identifierbara datasymbol föreligger möjlighet att erhålla dämpningen genom jämförelse av sända och mottagna amplituder, och informationsöverföringen utgöres av den information som är överförbar på ett förutbestämt antal av kanalerna, och organ (6, 6', 6") är anordnat att avkänna eller uppmäta dämpningen/förstärkningen på de olika frekvenserna, och att förhindra signal- eller informationsöverföring på frekvenser som understiger en förutbestämd lägsta tillåten dämpning, kännetecknaddärav, a) att organet är anordnat att uppsöka lägsta amplituden bland alla berörda bärvågor som vid tillfället ej är tilldelad någon användare samt att uppsöka alla användare, b) att organet är anordnat att tilldela den sålunda funna/framtagna bärvågen till en användare som inte har tillräckligt många bärvågor tilldelade och dessutom har mesta att tjäna på att använda den funna bärvågen, varvid urvalskreteriet kan vara högsta amplitud i förhållande till användarens medelamplitud, c) att organet upprepar funktionerna enligt a och b tills samtliga användare fått så mpnga bärvågor som behövs, och d) att organet (6, 6', 6") upprepar funktionerna enligt a, b och c så ofta som behövs för att följa radiokanalernas variationer.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att fleranvändarsystemet innefattar både upp- och nedlänkar 4 respektive 7, att i upplänkarna, dvs från utstationerna till en basstation (1), mäter nämnda organ 6/basstationen upp dämpningen för de olika frekvenserna samt fördelar i beroende av mätningarna frekvenserna som de olika utstationerna skall signalera eller informationssända på. “ sus 548

3. Anordning enligt patentkraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att fleranvändarsystemet innefattar nedlänkar 7, dvs frå basstation till utstationer 2', 3', att respektive av sistnämnda utstation mäter dämpningen för varje frekvens, och att resultatet av mätningen signaleras till basstationen 1'/nämnd organ 6' som fördelar frekvenserna mellan användarna.

4. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att organet avkänner avkända frekvenser kontinuerligt, eller med förutbestämda tidsintervall, respektive radiokanalsvariation i systemet och på så vis adaptivt in- och bortkopplar frekvenser för signalering- respektive informationssändning allteftersom frekvensdämpningen över- respektive understiger förutbestämda dämpvärden.

5. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att den är aktiverad även i fallet om multiplexeringsfunktion som tillåter överlappningar mellan användarna föreligger.

6. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar ett OFDM-system för ett antal användare, t ex fyra användare, och arbetar med ett väsentligt större antal bärvågor, t ex 128 bärvågor, varvid organet är anordnat att utföra mätningar och dämpvärdebestämningar på samtliga eller, vid optimering, ett förutbestämt antal bärvågor.

7. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att tilldelade frekvenser erhåller amplituder som ligger väsentligen på maximum för alla fyra radiokanalerna.

8. Anordning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att användarna är tilldelade ett förutbestämt antal frekvenser som är lika för samtliga användare, att organet (6, 6', 6") avkänner/mäter systemets samtliga frekvenser kontinuerligt eller med intervall som kan vara förutbestämda, och att organet in- och urkopplar frekvenser till användarna i beroende på variationen i frekvensdämpningarna.