TW200814582A - Bandwidth asymmetric communication system - Google Patents

Description

200814582 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】

本發明係關於一種通信系統’其包括具有用以採用一射 頻發射射齡職信號之—上行鏈路發送單元的至少一個 終知機以及具有用以接收該等射頻_M信號之—上行鍵 路接收單㈣—接取點，該等〇fdm信號得以正交分頻多 40聰)調變。此外，本發明係關於—種用於此類通信 系統的對應通信方法與終端機以及揍取點。 【先前技術】 迄今已知的所有無線通信系統均需要接取點（行動電产 基地台）及終端機（行動電信系統中的行動台/終端 機）以採用相同頻寬操作。此在經濟上具有下列消極後 果：低功率及低成本終端機無法在成本及功率消耗方面有 效地使用高速空氣介面。由於此傳統設計’所以不同空氣 介：必須用於不同功率及成本等級的終端機以便適應不同 頻寬、功率消耗、位元速率以及成本要求。例如， 係用於很低㈣、低成本及低速裝置，例如無線感測器、 用於無線個人區域網路（WPAN)應用的藍牙、以及用於無 線區域網路（WLAN)應用的802.1 lb/g/a。 正交分頻多工（0FDM)系統係傳統上基於發射器中的反 轉離散傅立葉變換（IDFT)以及接收器中的離散傅立葉變換 ⑴打），其中⑴打及抓丁之大小係相同的。此意味著若接 取點（AP)係在使用1點DFT/IDFT (即具有N個次載波的 OFDM) ’則行動終端機（mt)亦必須使用n點；qft/IDFT。即 I223I5.doc 200814582 使在依據應用之睡日车咨Μ、古、办，& _時貝枓逮率將資料調變式次載波動態地 指派給- MT的多速率系統中，仍將价側腳服了之大小 固定為AP側mFT/附之大小。此舉具有下列後果旧前 端頻寬、ADC/DAC f顧1+叙a 土圭 、數位轉換器/數位類比轉換器）以 及基頻取樣速率對請及财而言始終係相同的，即使慰 每時間單位具有甚少的使用者資料欲傳送亦如此。此使得 南輸出AP/基地台去接介/ 支扠很低功率、低成本以及小型裝置實 務上不可行。 【發明内容】 發明之—目的係提供-種通㈣統、其中使用的對應 以方法與終端機以及接取點’藉由上述項可以降低實施 方案的複雜性。 該目的係依據本發明藉由下列通信系統而達到：如請求 、、仏系統’其特徵為該上行鏈路發送單元及發射的. =〇_信號之頻寬係小於該上行鏈路接收單元之頻 μ如請求項2之通信系統’其特徵為該下行鍵路發 m之頻寬係大於該下行鍵路接收單元之頻寬而且該下 發送單元經調適心產生並發射具有-頻寬的射頻 以’該頻寬係小於該下行鏈路發送單元之頻寬而 且係4於該下行鏈路接收單元之頻寬。 依據本發明之一終端機、一接取點以及一通信方法係定 義在請求項6至3〇卜該終端機及該接取點之較佳具體者 她例係定義在附屬項中。應瞭解，可以採用與該終端機及 该接取點之附屬項中定義的相同或相似方式而開發該通信 1223l5.doc 200814582 系統及方法。 在與已知通信系統設計相比之建議的通信系統設計中實 施範例偏移。藉由使用OFDM之特殊特性並將OFDM與其 他技術組合，首次使得高頻寬接取點（基地台）可以支援不 同頻寬等級的（行動)終端機可行。例如，1⑽0 ^^$的1 • Gbps @ 100 MHz接取點可與 200 US$M 500 Mbps @ 50 - MHz多媒體裝置通信且與1 US$的64 kpbs@10 kHz無線感 測器並聯通信。 • 不像傳統OFDM系統設計（其中AP及MT將相同頻寬用於 上行鏈路發送單元及上行鏈路接收單元，特定言之，在該 等單元中使用相同大小的DFT/IDFT)—樣，依據本發明建 議的新設計允許MT具有與AP相同或比其小的頻寬，特定 言之，使用大小與AP相同或比其小的DFT/IDFT。同樣 地，對於下行鏈路而言，本發明允許AP與MT通信，該等 MT具有與AP相同或比其小的頻寬，特定言之，具有與AP 相同或比其小的大小之DFT/IDFT。 為解釋此點，首先應注意N點DFT產生次載波-N/(2 Ts) 與N/(2 Ts)-1之間的離散頻譜，其中Ts係OFDM符號速率並 且N係DFT/IDFT之大小。未包含正最大頻率次載波 - N/(2TS)，因為DFT代表週期性頻譜。然而，透過調查 DFT/IDFT之新特性的使用以創建分裂性新OFDM系統，已 發現DFT/IDFT之新特性，其現在藉由下列二個引理加以 概述。 引理1 :假定Xtx(k)及Xrx(k)分別表示發射器及接收器之 122315.doc 200814582 DFT頻譜係數，其中發射器以取樣速率Fix使用^^點！^^了 以產生頻寬Ftx/2之OFDM信號x(t)，而且接收器以取樣速率 Frx使用Nrx點DFT以解調變接收信號x(t)。若Ntx=Ftx/f^2t Nrx=Frx/f>2r、r>t、以及 L=Nrx/Ntxu，則其保持：針對 〇mNtx，l，xrx(k)=L Xtx(k)，並且針對 ，

Xrx(k) = 〇，其中f△係次載波間距，其係設定為對於發射哭 • 及接收器係相同的。在本文中，引理1係針對上行鏈路頻 _ 非對稱的理論基礎。 引理2 ·假定Xtx(k)及Xrx(k)分別表示發射器及接收器之 DFT頻譜係數，其中發射器以取樣速率l使用凡j mFT 以產生頻覓Frx/2之OFDM信號x(t)，而且接收器以取樣速 率Frx使用Nrx點DFT以解調變接收信號X⑴。若

Ntx-、Nrx=Frx/f>2r、t>r、以及 L=Ntx/Nrx>1，則其 保持：針對㈣Hi，Xrx(k)=Xtx(k)/L，其中f△係次載波 間距，其係設定為對於發射器及接收器係相同的。在本文 • 中，引理2係針對下行鏈路頻寬非對稱的理論基礎。 採用引理1，現在可以創建一新型〇FDM系統，其八1>使 ， 用單一 Nrx點DFT或FFT以解調變不同頻寬之OFDM信號， 其已在具有Ntx」點IDFT或IFF 丁的不中加以議關 、 變，其中i係該等ΜΤ的索引。唯—較佳的約束係，次載波 間距f△對於AP及MT係相同的，並且队“二2。、 〇 一 採用引理2,現在可以創建一新型〇FDM系統，其Αρ可 使用單- Ntx點跡丁或IFFT以調變不同頻寬之⑽娜號。 122315. doc 200814582 猎由使用L DFT或FFT，由不同頻寬之MT解調變此等 信號，其中i係該等術的索引。唯一較佳的約束係，次載 波間距f△對於AP及MT係相同的，並且、 t>r_i 〇 — 應注意’為證據的簡單起見’用於以上引理⑴的傳統 τ索引規則亚未使用，而係假定索引_範圍係從最負 頻率（Η)至最正頻率（㈣以或〇。然而，纟以下說明 中，再次採取傳統DFT索引規則。 車^小的DFT大小（―般為較小的頻寬）意味著較低基頻及 RF别端頻寬’此依次意味著較低基頻複雜性、較低功率消 耗以及較小終端機大小。對於極端情況而纟，MT僅使用 AP之二個最低頻率次載波[。及^，因此可以為很低功率且 便宜。頻寬非對稱通信系、統係因此基於新〇fdm系統設 計，其導致接取點中的低實施方案複雜性，特定言之，藉 由使所有多頻寬終端機共用DFT或FFT操作。 本I明之較佳具體實施例係定義在附屬項中。請求項3 及義關於頻寬、符號長度以及保護間隔的通信系統之 ，體實施例。請求項9至11定義該終端機之上行鏈路發送 早冗的具體實施例，請求項17至21定義該接取點之上行鏈 路接收單元的具體實施例，請求項12至15以及22至26定義 /下行鏈路發送單元以及該下行鏈路接收單元的對應具體 實施例。 右该接取點有規律地或在要求時傳送或接收前文至/自 不同行動終端機，如依據如請求項4及5令要求的有利具體 122315.doc 200814582 實施例所建議’則可以改良該新系統之性能。在此具體實 施例中’引入一般下行鏈路及上行鏈路前文設計要求，並 且建議滿足對不同頻寬之Μτ的此要求之一特定前文序列 集》

當依據本發明建議的頻寬非對稱OFDM系統將在實務上 (例如針對5 GHz頻帶）加以引入時，該系統必須與實務上 以同一頻帶已經加以使用的可能現有的已知舊〇Fdm系統 (例如IEEE802.1 U以及IEEE8〇2 lln系統）共存。此外，可 此存在下列強烈要求：Ap可以支援新沉咖系統及已經存 在的舊系統之使用者台。因&，依據本發明之接取點的另 ，具體實施例係建議在請求項28至对，該等請求項使Μ 能在該等系統模式之—中交替地操作，或㈣在二個系统 模式令操作’即使在同一頻帶中。較佳而t，如以上定義 的發射器及接收器架構之功能區塊係由A”新使用以支援 除新頻寬非對稱Ο聰系統之使用者台以外的舊〇職系 統之使用者台（MT)。 【實施方式】 上行鏈路發射器用之一般佈局 已知上行鏈路同步係對任何0FDM系統的真正挑戰。 用頻寬非對稱0FDM’此問題將會更嚴重，因為該接取 及不同終端機中的取#速率與低通濾波器之間的失 -步增加實務實施方案中的不同步之程度。在—〇 、 統中’術語同步涵蓋時脈、頻率、相位以及時序 般而言，在指時序同步時應考量沉 ^ 乂 °， 订溉从及訊框] 122315.doc 200814582 罪新穎的技術組合（此將從以下說明的具體實施例 及护 本叙明之通信系統對頻率、相位、時脈以 私7、方面的實務抖動係穩固的。傳統MC-CDMA系統横 二人载波進仃擴展，此需要優良頻率、時脈及時序同步以 知^ h的都卜勒偏移以維持展頻碼之間的正交性。儘管已 t :不曰妨礙展頻碼之間的正交性，但是若擴展並非 “人载波而係沿每一個次載波進行，則在AP中仍需要自

故5 、柒機的頻道編碼符號之間的時序同步以確保自不同 終端機的展頻碼之間的正交性。 、而。本發明係關於一種通信系統，其包含至少一 個接取και， ^ 山 ϋ電k網路中的一基地台）以及至少一個終 端機（例如一雷彳t A丄 而丄 電^、、，罔路中的至少一個行動電話）。雖然一般 , 一已知通“系統中的接取點相關聯的終端機必須具 /相同頻寬以便能夠彼此通信’但是此點在依據本發明之 糸、统令 yT ^ ^ ^ 而要。假設終端機的第k個頻寬等級係定義為

而機之等、級’其咖卿丁僅有2k個係數並且其基頻取樣 速率係2k f -p V △，△係次载波距離，則其保持上行鏈路Nrx / ，其中 Ntx=2k。 ^員示用於上行鏈路的發射器架構之方塊圖，即依據 本發日月且用认 U . 用於一基本非對稱OFDM通信系統之一特定頻寬 使用者終端機（MT)的上行鏈路發送單元1之示意 1 。在接收應用資料之後，一頻道編碼器及交錯器 (I %為上行鏈路符號產生構件）產生複雜（I/Q)數值頻 道編碼資Μ ^ t 、、應左思’實數值符號係在此處視為複數值資 I22315.doc 12 200814582 中虛構Q成分係零。次載波映射器 器10得到m個頻道編碼資料符號， u，其係該終端機之頻寬尊級特定 為並射器U之輸入向量，其包含，個符號作 1一去刀—…、、柒機可以就共同虛擬隨機序列同意該接取 單元（未顯示）以採用了、 之Nu__tx.次载波將a 1之加個資料

符號映射成"。作為分集增益與計算要求之間的折衷，、並 非逐個OFDM符號而係逐個時槽改變次載波映射。在每一 個t槽@ Nu—以個:欠载波中的相同㈤係用於每一個輸入向 量A1 〇

料符號之特殊情況，其 11從頻道編碼器及交錯 其中m係小於或等於Nu IFFT之大小。 像在傳、洗OFDM系統中一樣，需要接近ιρττ之第队」“2 個係數並且代表〇FDM符號中最高頻率次載波的總個 次2波之一小部分不用於通信。此係因為在不採取此措施 勺U況下日守域中的功率成形濾波器會產生調變的信號頻 y曰之延伸部分而且將引入ICI。此外，通常也不發射直流 人載波。因此將此等未使用的次载波之FF丁係數設定為 零。 如此構造的Nu—tx個ρρτ係數係次載波映射器u之輸出 B! ’其在IFFT單元12中經歷队，點IFFT以產生最大頻寬 Nu_tx f△之一 ofdm符號。視需要地，由於頻道（例如TDD頻 道）的互易，所以藉由使用下行鏈路頻道估計之IFFT之 前，可以執行預等化。 藉由OFDM符號之部分循環延伸部分，在IFFT之後將一 122315.doc -13- 200814582 保護週期（GP)插入保護週期插入單元13中。為達到用於所 有不同終機頻寬等級的統一 〇FDM解調變架構，該保護 週期較佳對所有終端機係相同的。 嫌GP插入早几〗3之後藉由一功率成形濾波器14以限制頻 π外發迗功率，並且藉由一傳統數位類比轉換器 及傳、洗RF則端（RF發送單元）16，二者針對頻寬n" f△進行 最佳化。 一 、頻道、扁碼斋及交錯器J 〇以及次載波映射器Η係一般亦稱 為0FDM編碼構件，而且編碼構件及IFFT單元12係 一般亦稱為〇F〇]V[調變構件。 為解祝以上說明之方案中的信號流程，假定頻道編碼器 及交錯器1G中的—輸出資料序列為A⑴、A⑺、A(3)、 A(4)、A(5)、...，其中歸),-1®、a_2(k)、...a_m(k))T 係具有m個複雜成分的向量。每—個成分a」(k)之實部及虛 部分別代表頻道編碼資料符號之則成分。序列A(k)係較 佳儲#在頻道編碼器及交錯器1()之—輸出打嘴列中，且 由次載波映射器11在要求時加以讀丨。 二於頻道編碼器及交錯器1〇之每一個輸出向量A㈨而 人載波映射器i [採用考量的端終機中的 個次載波將其,個成分a—i(k)㈣、』）映射成/:可以^ 使用直流次載波以及具有正及負號的某些最高頻率 波。圖2解說對於㈣0而言’次載波映射器11中的可行映 射。 、 每-個如此構造的輸出資料符號B(k)均為頻域中的— 122315.doc -14- 200814582 =:符號。Nu，點請變換器12將頻域中的該_符 號受換成時域中的一 0FDM符號。Gp插入器13將取自時域 0醜符號或、-姻值樣本的最❹一^^ 循壞字首添加至時域0FDM符號。圖3解說將—循環字首添 加至時域OFDM符號。 具有保護«之如此構造㈣FDM錢时數位低通遽 ’ 乂進]了功率成形。可以或可以不採用高於時域㈣μ符 號之取樣速率的—取樣速率對此功率成形咖μ進行取 樣。 上行鏈路接收器用之一般佈局 圖4顯示詩上行鏈路的接收器架構之方_，即依據 本發明且用於一基本非對稱_通信系統之一接取點 (ΑΡ)之上行鏈路接收單元4的示意佈局。—傳請前端4〇 絲比數位轉換器（繼)41(其尺寸針對N_f△之最大頻寬 而疋）從-特定頻寬等級之一終端機接收r f 〇聰信號而 .與該等終端機之該頻寬等級無關。針對此處所示的且體實 施例’假定相同或不同頻寬之不同終端機無法在不衝突的 情況下同時與該接取點通信。 4 1可進仃超取樣以支援隨後的數位低通濾波哭 (_42，其邊緣頻率係針對最大頻寬u△而非針對^ 端機特定頻寬NU一tx f△而定。時域中的數位㈣對於所有 頻寬等級而言係共同的。若ADC 41係在進行超取樣以支 數位LPF 42 ’則该數位LpF將進行反向降低取樣以恢復 所需要的共同（最大）接收器取樣速率Nu_rx込。 Ϊ22315.doc -15- 200814582 於在數位㈣42之後，在假級號時間同步的條件下，從 元流（即基頻0聰信號）摘取包含卿境的正確 付號。一終端機特定時域頻率/相位/時序偏移估計 ㈣根據前文中的特定位元型樣執行頻率、相位及時序與 付與追縱。若由其他構件維持該發射器與該接收器之間的 準同步’料以移除時域頻率/相W時序偏移估計器们。

移除時域頻率/相位/時序偏移估計器43之後，藉由―仰 移除器卿除㈣«期，並且其賦_^樣本採用队乂 點FFT單元45經歷__頻寬等級獨立咖以獲得—頻域〇咖 信號。 J經歷頻寬等級獨立FFT之後，實行頻寬等級與終端機特 定操作。首先，從Nu—rd®FFT係數擷取終端機特定次載 波此係在視_及混合單元46( —般稱為上行鏈路重新構 造早兀）中進行。若發射器i中的功率成形濾波器M係理想 、則保"且接收杰4中無1SI(符號間干擾）接收，Nu_rJ4 FFT 之則面Nu_tx/2個係數精確地代表具有正號的队」χ/2個最小 頻率-人載波（包含直流次載波）而且Nu—η點FFT之最後Nu以/2 ► — 個係數代表具有負號的Nu_tx/2個最小頻率次載波。此將意 才曰P返後的視窗操作單獨可以為考量的頻寬等級從全部Μ。以 個FFT係數擷取nu」x個次載波（MT意指終端機並且AP意指 接取點）： E4MT ⑴=F4AP ⑴，若 〇 s i gNu」x/2 -1 E4Mlr(i) = F4ap (Nu—rx_ Nu，+ i)，若队>/2 $ ; 圖6解說此映射。 i22315.doc -16 - 200814582 以上，F4AP⑴表不在Nu_rxSFFT之後於接取點中獲得的 第i個FFT係數，並且E4MT⑴表示在考量的頻寬等:之終 端機中產生的第i個FFT係數。 ;然而’在實務系統中’發射器中的功率成形遽波器 14(參見圖^並不理想。通常而言，應用(根上升餘弦）rrc 或RC(上升餘弦）滤波器，其將延伸所用的次載波之原始 - 〇FDM頻譜至鄰近頻帶’此將導致接收的有用信號能量擴 φ 展至不同於圖6中的前面個及最後Nu_tx/2個次載波的 二欠載波。0*，一般而言，需要應用一視窗及混合操作而 代替以上針對所論述的理想情況之簡單視窗操作。 。因此，一較佳具體實施例中的頻寬等級特定視窗及混合 單元46從自圖4之队，點FFT單元牝的队，個fft係數 選擇前面K/2個FFT係數及最後〖/2個FFT係數，其中队u SK<Nu-rx。藉由在接收器中對此等K個FFT係數的線性或非 線性濾波器操作而重新構造自考量的終端機之發射的 • OFDM符號之f h„ft係數E4mt (i)。—般而言，此操作可 加以表達為： . E4mt ⑴=函數（F4AP(m)，F4ap ⑻）， ^於所有mn而言，〇-<麟/2]，U/w 。 2该終端機傳送前文及/或前導音調，則提供一終端機 =:頻域頻率/相位’時序偏移估計器47以執行頻域中的另 .、率相位/蚪序偏移估計。頻域頻率/相位/時序偏移估 計器47亦利用ό n士丄、 1古 守域頻率/相位/時序偏移估計器43的έ士果 以增加估計夕社由 、、、口禾 精度及可信度。此外，提供一頻率/相位/時 I22315.doc 200814582 序偏移補償器48，A脾畀处a 去旦μ ^將最終頻率/相位/時序估計結果用於 考里的終端機以補償 用於 外，該接取點可經由右^ 夂之偏私。此 而將最終頻率/相位/時序 k的拴制貝訊 才序估汁結果回授給該終端機。 出向Ϊ器49中對頻率/相位/時序偏移補償器轉之輸。 率/相1/日士端機特定頻道等化，因為其結果在清除頻

哭49逆、、:移之後更依賴於D4而非Ε4μΤ⑴。頻道等化 遞运一輸出向量C4,其包含該終端機之所有可行的次 載波。因為頻道等化哭 时49之後的資料C4仍受雜訊及干擾的 衫妻’所以一般而t，可應用終端機特定資料偵測器 5〇(例如MLSE)以在統計上最佳化用於每一個使用的次載 波之解調變結果。將統計上最佳化㈣測結果B4遞送至次 載波解映射裔51，其將m個資料符號（即複數值頻道編碼符 唬）重新構造為用於考量的終端機之成分a4。最終，資料 符號在頻道解碼n及解交錯器52中得以解交錯及頻道解碼 以獲得原始上層資料信號。 重新構造單το 46、次载波解映射器5丨以及頻道解碼器及 解父錯裔52係一般亦稱為上行鏈路〇]?1)]^解碼構件，而且 FFT單το 45以及OFDM解碼構件係一般亦稱為上行鏈路 OFDM解調變構件。 接著，解釋以上說明的方案之信號流程。因為在該接取 點中，接收器40具有較高頻寬及基頻、比該終端機中的發 射器高的取樣速率，所以具有保護週期之接收的時域 OFDM符號將包含Nu_rx+Nu」x_gi^g]取樣點，其中一般而言 122315.doc 200814582

Nu-rx/N、d”x_gp/N、tx—以 及其保護週期之絕對持續時 所產生的絕對持續時間相同 接收器進行取樣。 =2。然而，時域〇FDM符號 間係與由該終端機中的發射器 ，因為以2k倍更高的速率對該 個時域OFDM符號務 GP私除裔44從具有保護間隔的每一 除队·^，個先前樣本，如圖$所解說。

Nu_rx點FFT變換器45將沒有保護週期的時域〇fdm符號 變換為頻域中的一0FDM符號。由該終端機發送的原： Nu_tx個OFDM次載波係藉由從队―rx點FF1^u頻譜係 數取前面U2個樣本及最後個樣本（如圖6所解 说）’或藉由更複雜的頻域濾波操作而加以重新構造。 以如此重新構造的以MT發射器FFT視窗為基礎的〇fdm 符號在頻率/相位/時序偏移補償、頻道等化及資料偵測中 經歷首次處理。接著，次餘解映射器51將每—個頻域 OFDM#冑响之m個重新構造的資料次載波映射成❻個頻 j編碼資料符號a_i (k)、a_2(k)、..· a—m(k)以藉由頻道解碼 琴及解交錯器52進行進一步的處理。 下行鏈路發射器用之一般佈局 接著，解釋用於下行鏈路的發射器及接收器架構之具體 實施例。假定終端機之第k個頻寬等級係定義為終端機2 等級，其FFT/IFFT僅具有Nd_rx=2k個係數，並且其基頻取 樣速率係Nd_rx f△。假定該接取點中的〇FDM取樣速率係

Nd—ix f△，其中Nd」x係用於0FDM調變的FFT引擎之大小， 則其保持下行鏈路Nd_tx / Nd_rx>!。 122315.doc 19 200814582 圖7顯不用於下行鏈路的一發射器架構之方塊圖，即依 f發明且用於基本非對稱〇FDM通信系統之—接取點的 下饤鏈路發运单元7之示意佈局，其非常類似於圖1所示的 上行鏈路發射器方塊圖。圖7之區塊7,僅包含終端機(因此 頻寬）特定操作。 刚面一個區塊，即頻道編碼器及交錯器70(一般稱為下 行鏈路符號產生構件)及次載波映射器71係與圖i中的對應 區塊10及11相同。對於-特每—個接收终 端機而言’該次載波映射器將自頻道編碼器及交錯器70的 m個頻道編碼（複數值〇FDM)資料符號a 成 個嶋次載波以獲得一頻域〇歷源信號 0<α<1反映不應該使用具有正及負號的最高頻率次載波(且 可此亦包括直流次載波）之_小部分以避免由該發射器及/ 或接收器中的可能非線性所引起的ICI。 ^ 另外’ LPF單元72中的可選頻寬等級特定功率成形遽波 以及預等化操作可在FFT頻譜範圍内應用於次载波映射器 71之輸出B7，以進-步改良用於至考量的終端機之估計頻 道的發射頻寬特定信號之頻譜特性以獲得輸出& 因為用於Nd_』FFT的傳統FFT係數索引規則係用於所 有終端機而與其在圖7中的頻寬無關，所以由終端機特定 次載波映射器單元71產生的頻寬特定砰丁索引一般需要加 以重新排序，以滿足用於所有頻寬等級的共同aFT之放大 FFT視窗中的頻率對應。因此，如由圖4之單元46㈣行且 如圖6所示的次載波重新排列程序係由索引偏移器乃（一般 122315.doc -20- 200814582 亦稱為構造單元）執行，但是在與以上解釋用於上行鍵路 發送之重新構造程序相反的方向上執行。 在此重新排列程序之後，為考量的終端機在一 單元 74中產錢〇χ個維FFT向量，其僅包含欲由該終端機接收 的至多前面Nd_rx/2個及最後Ν〇χ/2個非零頻.譜係數。在此 具體實施例t -般將處射間的F F τ係數設定為零。 在索引偏移器73之後的操作係與頻寬等級無關。圖了中 的所有料制單元74至78的尺寸係僅採料對Ndtx點 贿的傳統方式而戈，其對應於Ά之最大系統頻寬。 。頻道編碼器及交錯器70、次载波映射器71以及索引偏移 』係-般亦稱為下行鏈路〇咖編碼構件，而且該等下 行鏈路OFDM編碼構件及丁單

調變構件。 早心係一般亦稱梅M 類似於圖1，為解說圖7之方宰 & 茶τ的k唬流程，假定頻道

編碼器及交錯器70中的輸A 7叛出貝枓序列為A(l)、A(2)、 A⑺、A(4)、A(5)、 ，A 由 0"、 … 其中 A(k)=(a—l(k)、 ^ 、’《邮係具有m個複雜成分的向量。每一個成 为aj(k)之實部及虛部分別代

士八, J代表頻道編碼資料符號之I及Q 刀。序列A(k)係較佳健存在^ ^ ^ 於r丄 了你項迢、，扁碼态及交錯器70之一 輸出FIFO佇列中，且 力 出。 戟及映射淼7丨在要求時加以讀 對於頻道編碼器及交許 — 士 λ # ^ ^ 、，日7〇之母一個輸出向量A(k)而 石，次載波映射器7 ；[掠田土曰 分腺甘/ 知考I的汹丁接收器之Nd rx個次載 波將其m個成分af - — (〜、…111)映射成m。可以不使用直 1223I5.doc 200814582 ^ 欠載波以及具有正及負號的某些最高頻率次載波。圖8 解祝對於m=10而言，次載波映射器”中的可行映射。 次载波映射器71之每一個如斗雄、也k μ 母们如此構造的輸出資料符號係關 於基於考量中的ΜΤ接收器之FFT ^丨的㈣符號。 因為此頻寬等級特定0胸符號之頻譜可在實際發送期間 得以延長，所以可應用預防性功率成形Lpp加逐漸降低 〇聰符號頻譜之邊緣處的功率。圖9顯示可行的功率成形 LPF函數。 在功率成形LPF 72之後，素引偏移器73將以MT接收器 為基礎的FFT索引重新映射成以^發射器為基礎的FFT索 引’其FF 丁大小NcLtx係大於Μτ接收器之附大小Ν“χ。重 新映射係稭由下列方式進行··指派以Μτ接收器為基礎的 FFT視自之刖面队―rx/2個次载波給以發射器為基礎的 視_之岫面Nd_rx/2個索引，並且指派以MT接收器為基 礎的FF丁視窗之最後Ν〇χ/2個次載波給以Ap發射器為基礎 的FF丁視囪之最後Ν〇χ/2個索引。圖解說此操作。 下行鏈路接收器用之一般佈局 圖1 1顯不用於下打鏈路的一接收器架構之方塊圖，即依 發明且用於一基本非對稱〇FDM通信系統的一特定頻 寬等級之一使用者終端機的下行鏈路接收單元〗丨之示意佈 局。 針對終端機特定頻寬Nd_rx f△而定尺度的一傳統RF前端 11 〇、—傳統ADC 111以及一傳統數位低通濾波器丨丨2從該 接取點接收混合RF0FDM信號，將該等信號轉換成數位格 122315.doc -22- 200814582 式亚屬出頻罗外不合需要的信號。數位l 位信號僅包含達到頻之後的數 之最小頻寬的頻係考量的終端機之頻寬） 玖浐機 若將—前文傳送至考量中的 &而機’則時域頻率/相位/時序 $里中的 中的特殊位元型樣而執 $ °益根據該前文 订頻率、相位及時序 在時域頻率/相位/時序偏移估計考113之後;Γ 。 器⑴中移除保護週_ ^113之後’於—GP移除 ⑴中經歷傳❹d::r ㈣域⑽ 載波。 …0匕3達到考量的終端機之頻寬的次 2該接取點傳送共同或終端機特定域 頻率/相位/時序偏移估計器 乃則頻域 相位/時序偏移估計。 執订頻域中的另—頻率/ 於頻道估計的前導音調以及储構造以便其亦承载用 ^ α 頻域令的額外頻率/相位/時序 =位=率/相位/時序偏移估計器116亦利用自時域頻 :二：=:序偏移補償器 叫中調變之次載波上的偏移\，以補償頻域0刪信號 117'^1’在頻道等化器118中對頻率/相位/時序偏移補償器 =出向量叫執行頻道等化，因為其結果在清除頻率/ 承夺序偏移之後更依賴於D11而非E11。頻道等化器118 八輸出向量C11，其包含該終端機之所有可行的次載 為頻道等化為118之輸出向量C11仍受雜訊及干擾的 122315.doc -23 · 200814582 '5V專所以一般而言，可應用資料偵測器119(例如MLSE) 以在統計上最佳化用於—使用的次載波上的每—個連接之 解調變結果。 將統計上最佳化的制結㈣送至次載波解映射器 2〇 、/、將m個複數值編碼符號重新構造為用於考量的終端 機之成刀Al 1。最終，頻道編碼符號在頻道解碼器及解交 錯器⑵中得轉交錯及親解敎獲得原始上層資料信

號。 次載波解映射器120以及頻道解碼器及解交錯器i2i係一 般亦稱為下行鏈路〇FDM解碼構件，而且咖單元ιΐ5及該 等OFDM解瑪構件係—般亦稱為下行鏈路侧％解調 件。 町接收器係一傳統0FDM接收器。在ADC m(其可採 用高於勝Nox “速率進行計時）之後，執行數位低通 慮波器112。若ADC U1係在超取樣，則在數位LPF⑴後 亦進行一降低取樣以達到所需要白々頻寬η【△。 GP移除器54從具有保護週期的每—個時域〇fdm信號移 除Nd—rx_gp個先前樣本，如圖丨2所解說。

Nd_rx點FFT變換器i i 5將沒有保護週期的時域〇刪符號 變換為頻域中的一 _符號。在頻率/相位/時序偏移補 仏、頻道等化以及資㈣測之後，次载波解映射器12〇將 每-個頻域沉麗符號响之瓜個重新構造的已使用的次 載波映射成m個頻道編碼資料符號& i(k)、 a_2(k)、…a_m(k)以由頻道解碼器及解交錯器η〗進行進一 122315.doc -24- 200814582 步的處理。 以下解釋如以上詳細說明的依據本發明之—般通信系統 的另外具體實施例。 前文設計 f先解釋使用從該AP至屬於一特定頻寬等級的一河丁之 - 下行鏈路發送以及從屬於一特定頻寬等級的—Μτ至該Ap 之上行鏈路發送中的前文之一具體實施例。 • G熟知0FDM系統需要前文以實現該發射器與該接收琴 之間的頻率/時脈、相位以及時序同步，此對於良好性能 係很至關重要的。前文的處理發生在上行鍵路及下行鍵路 接收器之時域頻率/相位/時序偏移估計器及/或頻域頻率/ 守序偏私估§十益中。存在許多不同方法可供將前文 用於各種類型的同步。 因為該A P必須支援依據本發明之以上說明的頻寬非對 2^)聰系統中的不同頻寬之MT，所以直接制傳統前文 ’ ：,十乾例可能會導致獨立產生並處理用於不同頻寬等級的 雨文。此將意味著增加數量的系統控制資料（此係額外負 擔）’以及更多的基頻處理。以下解釋一協調式前文設計 方法，其由該方法可以避免此等缺點。 建議之頻寬非對稱OFDM系統中的AP支援不同頻寬之 MT。假定M丁之第k個頻寬等級係定義為之等級，其 FFT/IFFT僅具有2k個係數，並且其取樣速率係^ f△，其中f△係次载波間距，其係針對AP及ΜΤ而設定為相 等在不失去一般性的情況下，AP之FFT/IFFT取樣速率 122315.doc -25- 200814582 係等於屬於最高頻寬等級的MT之FFT/IFFT取樣速率 在巴色伐定理（Parseval's Theorem)之後

(’>2 (’)必=(/)& (/X 在頻域中具有良好自相關特性之一 〇FDM前文亦將在時域 令具有良好自相關特性。此係用於IEEE802 1 la系統的前 文係基於具有頻域中的良妤自相關特性之短及長同步序列

的原因，儘管同步操作本身於大多數實務實施方案中係在 時域中進行。 一假定AP中的FFT單元之大小係N=2kmax。此等1^頻譜係數 ^體上代表從-N 4/2至^^匕/2-1的（週期性）頻譜。不同頻寬 等級之MT不同地使用此整個頻譜内的FFT係數。圖13解說 5頻覓等級如何共用不同頻譜係數。頻譜係數的頻率越 低則頻寬等級使用該等係數越多。 戶f為不同頻寬之Μτ係在使用其重疊頻譜内的次載波， 所以現在可以設計具有協調式訊框結構的前文序列率p =不同頻寬之MT使用。對於單—使用者接取之情況， 則 之頻寬必須適合該使用者 下行鏈路前女甘 者之頻見當然’可以傳送- 接收使 ，”頻寬係大於該接收使用者之頻寬。但是 低效率使用之頻寬以外的能量則浪f，此導致發送功率之 言，較二 =此’對於以上說明的單-使用者情況下而 而每-個^使用如下心的協調式訊框結構之前文集， 一妒…文之頻寬適合對應頻寬等級之頻寬。 的:文集將滿足下列要求以得到具有協調式訊框結構 122315.doc -26- 200814582 a)集 Pr一k(i) “ = 〇、 Λ,. — ••U-1)中的第k個前文之旭,個樣本 (通常稱為碼片）之| —加时』卜 + 母個將‘派給第k個頻寬等級之_個 特的次載波。在兮隹士仏十^ ^ Μ集中的不同前文之總數目的碼片之間存 在關係。若用於具有2,個次载波的第k個頻寬之前文 Ρ〇Φ)包，個瑪片’則用於具有2k+1個次載波的第k+1 個頻寬之前文Pr k-f 1 Λ·、4# —人 -k Hi)將包含2Mk個碼片，即Mk+产2Mk。

Pr—k+1⑴之前面Mk個碼片將指派給與pr—k⑴之Mk個碼片 相同的次载波。 b) 對於奴加以考量的最小頻χ等級（其包含^^心卜個 最低頻率FFT係數）而言，在最小頻寬等級之頻寬範圍内的 Μ111111⑴之碼片將具有良好的自相關特性。此暗示，存 在足夠的碼片(例如>4)，纟在最小頻寬等級內。 c) 對於一個頻寬等級匕及w其分別包含π及^個π丁係 並kl k2>kmin)而S，在第kHS)頻寬等級内的Pr_kl⑴ 之碼片的自相關特性將等於或好於在第^個頻寬等級内的 h_k2⑴之碼片的自相關特性。此係因為用於第h個頻寬 等級之Pr-kl⑴包含比用於第k2個頻寬等級之Pr k2⑴多的 碼片。 d) 在同-頻寬等級内的任何二個不同前文Μ⑴及％⑴ 之樣本將彼此正交。 按”、、此等^又汁要求並假定最低頻寬等級將包含足夠的 FFT係數（例如Nmin=16)，車交佳建議將長度（k之正交金氏 碼用作第k個頻寬等級所需的專用前文，例如下列書籍中 所說明··由 L. H_、M. Muenster ' β丄㈤、τ 122315.doc *27- 200814582

Keller、John WUey以及8_於2〇〇4年6月所寫的，，寬頻多使 用者通信、WLAN及廣播用之〇FDM及Mc_cdma”，其中 說明此類正交金氏碼。然而，具有良好自相關特性及可能 的2k之長度的任何其他碼系列亦可用作不同頻寬等級所需 的前文。以下提供不同長度之金氏碼集之一範例，其顯示 如何將每-個金氏序列之樣本指派給對應頻寬等級之選擇 的次載波。

假定kmax*最大頻寬等級之索引，並且係最大頻寬 等級之次載波的數目。假設用於最大頻寬等級的金氏序列 係Pr一kmax⑴，其具有長度Mkmax=2imax，其中一般而言 MkmaxSNmax。假設不同頻寬等級之數目係(。〈瓜），並 且kmin係用於最小頻寬等級的索引。以最小頻寬等級開 始，以下連續設計規則適用。 a) 最小頻寬等級將包含金氏序列pr-kmax⑴之前面 Mkmin= Mkmax /Q個樣本。此等Mkmin個樣本可以或可以不等 距地指派給可依據所需個別系統設計加以選擇的最小頻寬 等級之Nmin=2kmin個次載波。 b) 假定Mk個樣本係指派給第k個頻寬等級，第k+1個頻寬 等級將包含金.氏序列Pr-kmax(i)之前面2Mk個樣本。此等 2Mk個樣本之前一半係與第k個頻寬等級的樣本相同。此意 指第k個頻寬等級決定其對次載波的指派。此等2Mk個樣本 之後一半係指派給在第k+1個頻寬等級之頻率内但並非在 第k個頻寬等級之頻率内的次載波。此外，可自由選擇此 等2Mk個樣本之後一半所指派的次載波之位置。 122315 .doc • 28 - 200814582 包含Mk個樣本之如此產生的金氏序列pr-k(i)係在頻寬上 限於第k個頻寬等級之頻寬，並因此可用作屬於第乂個頻寬 等級之任何MT所需的下行鏈路及/或上行鏈路前文。若用 於不同頻寬等級的二個前文係在其佔用頻寬中重疊，則其 在重疊頻帶中的樣本係始終指派給相同的次載波。

作為一範例，假定3個不同頻寬等級。最大頻寬等具有 64個FFT係數，第二大頻寬等級具有^個仲了係數，以及 最小頻寬等級具有.16 . fft係數。此意指而且 kmin=4。用於最大頻寬等級的金氏序列具有12偭樣本

Pf-6(〇，fI、…、12。圖14顯示如何從用於最大頻寬等級 及其對個選擇次載波4、8、12、19、23、27、35、39、 8 5 3 5 8的彳日派之此金氏序列開始，依據以上設計 見則决疋用於其他頻寬等級及其對次載波的指派之前文序 =。圖14A顯示用於最大頻寬等級及對12個次載波的可行 指派之前文Pr 一 6(i)，圖14B顯示用於第二大頻寬等級及對6 個认載波之得到的指派之前文卜―5⑴，圖i4c顯示用於最 小頻寬等級及對3個次載波之得到的指派之前文pr」(i)。 圖15顯示具有用於前文插入之構件的上行鏈路發射器ia 之佈局’其係基於圖丨所示的佈局。交換機18決定是否將 在上行鏈路上由該尉發送一前文㈣或— 〇fdm使用者資 料區塊。時域前文產生器17可在時域中直接產生前文，或 百先在頻域中依據—設計規則產生—臨時前文，並接著透 = NU—以點IFFT將此臨時前文變換為最終時域前文。該時域 刖文k佳储存在一記憶體（未顯示）中。當交換機18係在 122315.doc -29- 200814582 上位置時，以正確時脈速率讀出該時域前文，並且延緩 OFDM使用者資料區塊之發送。 在上行鏈路接收器（如一般顯示在圖句中，時域頻率/相 位/時序偏移估計器43及/或頻域頻率/相位/時序偏移估計 為47將使用該前文序列。若僅時域頻率/相位/時序偏移估 計器43使用該前文序列，則僅圖4所示的上行鏈路接收器斗 之RF前端4〇、ADC 41、數位LpF u以及時域頻率/相位/時 序偏移估計器43將處理該前文序列。若頻域頻率/相位“夺 序偏移估計器47亦使用該前文序列，則上行鏈路接收器4 之共同Nu—⑴點FFT單元45、視窗及混合單元46以及頻域頻 率/相位/時序偏移估計器47亦將處理該前文序列。Gp移除 器44可以根據該前文之.實際設計而停用。 圖16顯示具有用於前文插入之構件的下行鏈路發射器 之一佈局，其係基於圖7所示的佈局。交換機8〇決定該Ap 是否將在下行鏈路中發送一前文序列或一 〇FDM使用者資 料區塊。時域前文產生器79可直接在時域中產生前文，或 首先依據用於考量中的頻寬等級之傳統FFT索引編號系统 之一設計規則在頻域中產生-臨時前文。接著，該臨時前 文需要進行索引偏移至共同FFT單元之FFT索引編號系 、、先，並透過用於所有頻寬等級的共同队卞點11?1?丁最終變換 成時域前文。時域前文係較佳儲存在一記憶體中。當交換 機係在下位置時，以正確時脈速率讀出時域前文，並且延 緩OFD1V[使用者資料區塊之發送。 在下订鏈路接收器（如一般顯示在圖u)中，時域頻率/相 122315.doc -30- 200814582 κ 、序偏私估计器1 13及/或頻域頻率/机位/時序偏移估計 器，將使用該前文序列。若僅時域頻率/相位/時序偏移估 前文序0 ’則僅圖11所示的下行鏈路接收 器η之RF前端110、ADC ηι、數位LPF 112以及時域頻率 . 寸序偏私估计益113將處理該前文序列。若頻域頻率 “ 相序偏移估計器116亦使用該前文序列，則Ν〇χ& 單元11 5以及頻域頻率/相位/時序偏移^古計器η $亦將 Φ <〆4文序列。GP移除器114可以根據該前文之實際設 計而停用。 、 —藉mp有規律地或在要求時傳送或接收前文至，自不 同之以上建議補充依據本發明所建議的通信系統。其 使得Τ之成本、大小及功率消耗可測量，因此比任何單 一已知無線系統涵蓋更大領域的可能應用。 已知通信系統與新通信系統之間的共存 接著I 1明-具體實施例，其解釋已知通信系 ， 統與依據本發明的OFDM通信系 '统之間的共存，即使係在 同一頻帶中。 . 從最大硬體組件共用及與新及舊㈣Μ系統之MT的可能 . 同時通信之基本要求開始，對於此要求而言，重要的係將 新OFDM系統之次載波間距w定為舊〇職系統之次載波 間距。對於mEE802.lla/n而言，次載波間距係2〇 MHz/64 = 312.5 kHz。新_Μ系統之上行鍵路保護週期係 假定為等於或大於舊〇聰系統之上行鍵路保護週期，並 且下行鏈路保護週期係假定為對於二個系統而言係相同 122315.doc -31 - 200814582 的。 為向新OFDM系統之MT通知舊OFDM系統之活動，若該 AP係在舊系統模式中，則該AP採用込/4的頻率傳送一連續 餘弦波形，即使該AP係同時亦在新系統模式中。此咅指連 續餘弦波形僅於該AP係僅在新系統模式中的情況下才缺 . 少。將餘弦波形之頻率選擇為接近於頻道編碼符號的直流 ' 次載波’因為直流次載波既非由舊OFDM系統也非由新 φ OFDM系統使用。新〇FDM系統之Μτ採用給定頻率债測餘 弦波形以得到舊0FDM系統之存在方面的通知。餘弦波形 上的頻率、或相位或振幅調變可將自的很低速度發^ 訊息輸送至新頻寬非對稱0roM系統之所有町。此等訊息 可以包含（例如）舊系統之參數。 共存的交替模式具體實施例 依據與舊〇聰系統之共存的交替模式具體實施例，一 旦驗已偵測舊系統模式中的使用者活動，則該Ap在新 馨糸統模式與舊系統模式之間使盆 .m ^ ，、耜作父替。為偵測舊系統 ^者的目的起見，該獅藉由傳送連續餘弦波形而暫 .❹止新“中的所有發送，從而藉由舊系統之使用者台 ❿使共用頻譜不進行載波感測，因此該使 ==與—的程序。若在-時間週期： 收相關聯明求，則該A]p終止傳 ^ ^ 傅V連續餘弦波形，從而切換 回至用於新系統的正常模式。 、 /至’一個售系統之使用者與該AP相關聯，則該Ap 藉由開啟及關閉連續餘弦 、 將 餘弦波形而在二個模式之間使其操作 122315.doc -32- 200814582 而，一一個糸統中的流量負载或另一優先權.策略 =…個模式中的持續時間。於在-給定時間週期内 未摘測到售系統中的活動之後，達 持續時間。 凡犋式中的最小 以下論述新頻寬非對_職系統之發㈣及接收μ =何可重新用於該APt㈣咖_統。該論述係基於 二月且在圖4中顯示的上行鍵路接收器架構以及以上 =兒月且在圖7中顯示的下行鏈路發射器架構。 參考如圖4所示的上行鏈路接收器架構，不需要將用於 "的新RF前端添加至支援舊系統802.Ua/n。若上行鏈 路保護週期對於不同系統係不同的，則圖4中的Gp移除哭 4將針對實際系統模式移除正峰保護週期 :之頻寬與支援的頻寬等級之-的頻寬-致，所以共同: f心5及視窗及混合單心可以重新用於舊系統。 该視窗及混合單元將遞送舊〇_系統之队個附係 數’根據該等係數隨後可以進行針對舊系統的專用基頻處 理。此意指隨圖4中的視窗及混合單元倾面的單元無法 =不進行修改的情況下重新使用。因此提供上行鏈路接收 益4A之基於圖4之佈局的修改佈局，如圖17所示。因為時 域頻率/相位/時序偏移估計器4 3係設計用於新〇 F D Μ系 所以在用於舊OFDM系統的時域中添加專用匹配滤波 為53，其係與舊OFDM系統之短及長前文匹配，從而執行 $、率及日守序獲彳于。此外，提供舊上行鏈路接收器基頻子系 、洗54 ’其遵照傳統設計中的fft。 1223l5.d( -33- 200814582 :應'主忍，區塊53及54僅於該AP係在舊系統模式中的情 系活動的，區塊43、47至52僅於該AP係在新系統模 式中的情況下才係活動的，以及其餘區塊4〇至42及44至46 係任一模式中的共同區塊。 蒼考如圖7所示的下行鏈路發射器架構，舊OFDM系統需 匕用基頻功此區塊直至頻域中的功率成形UF Μ。此意 指可重新使用性從功率成形LPF 72開始。因此提供下㈣ 路I射益7B之基於圖7之佈局的修改佈局，如圖a所示。 舊下行鏈路發射器基頻子系統81的專用功能區塊將產生 E7mt—u⑴向量，其包含該舊系統之nl.ff丁係數。對於 IEEE802.11a 而 +，μ -η 、 ° NL-64。可依靠功率成形LpF 72對 E7MT_u(i)執行可選數位波形成形操作以更好地與頻道特徵 匹配。因為舊系統之頻寬與支援的頻寬等級之—的頻寬一 致，所以用於該頻寬等級的索引偏移器可重新用於將舊系 統之nl個頻譜係數偏移至共同耐單元74之凡匕點視窗内 的正確位置。在IFFT單元74之後，Gp插入器75將插入保 濩週期’而與系統模式無關。圖7中的DAC 77及奸前端78 因此可完全重新用於舊系統。 應注意，區塊81僅於該AP係在舊系統模式中的情況下 才係活動的’區塊70至72僅於該Ap係在新系統模式中的情 況下才係活動的，以及其餘區塊73至78係任—模式争的: 同區塊。此外，圖18中的代表性向量4(其料對新2 統而產生)不應包含舊系統81之頻帶内的次载波 伴 二個系統之頻率分割。 ’' 1223l5.doc -34· 200814582 共存的同時模式具體實施例 、以上解說之共存的交替模式具體實施例具有下列缺點 在舊系統模式中，僅用於新系統的整個頻寬之一部八 得到使用。下列共存的同時模式具體實施例藉由以下方： :服：點：若至t 一個舊系統之使用者係與該AP相關 "、許新〇FDM系統之所有MT在處於舊系、统之頻帶 外的其頻寬等級内的次载波上與該Ap通信。此意指尸取 料續餘弦波形，則新系統之所有MT及該AP制止使用: 舊系統佔用之頻帶内的次都 用的前文及前導音二载波。此亦適用於在新嶋使 因為舊系統之頻道編碼符號達到該A p而與 結 OFDM付號時序無關，所以對於自上行鏈路接收器的新系 統及售系統之頻道編碼符號而言，同時Fft比較困難。因 :，僅圖4所示的架構之rf前端⑽應該由二個系統同時使 \此舉由於用於二個系統的頻率分割(即無共用次載波) ==因此提供上行鏈路接收器4B之基於圖4之佈局的 "。，如圖19所示0在共同ADC區塊41之後，使用一 ㈣Μ “❹支«統所需的所有其餘 必要基頻功能之—上行鏈路接收器基頻子“55，其可採 用作為用於新〇 p D Μ系統所f的基頻分支之硬體時脈的一 不同硬體時脈而運行。 隨=新系統之FFT單元45後的視窗及混合單元牝將僅 ==糸統之頻帶外的重新排列次載波。用於舊系統之獨 土，員子糸統55中的數位LPF濾波器（未顯示）（通常緊隨 122315.doc -35- 200814582 ADC 4 1後）將關注僅舊系統之相關頻寬得以濾出。 應注意在同時模式中，圖19所示的所有區塊—般係活動 的此外，應注意對於同時模式而言，該AP中的下行鏈路 發射器具有與用於如圖18之交替模式之Ap中的下行鏈路發 射印木構相同的架構。唯一的差異係，在同時模式中所有 區塊一般係活動的，此意指區塊70至72及81係同時活動 〜 的。 • 圖20顯示其中可使用本發明的一通信系統之一簡單方塊 圖圖20特定顯示一揍取點Αρ，其具有一上行鏈路接收單 元4及下行鏈路發送單元7以及二個終端機MT1、ΜΤ2， 其包括一上行鏈路發送單元1及一下行鏈路接收單元11。 此類通H统可以係（例如）電信系統，其中接取點Μ代表 複數個基地台之一並且其中終端機ΜΤ1、ΜΤ2代表行動台 或其他行動裝置。然而，該通信系統亦可以係任何其他類 型及/或用於任何其他目的。 肇 用以貫現已知0FDM系統與新〇FDM系統之間的共存之 以上建議補充依據本發明所建議的通信系統。其使得訄丁 之成本、大小及功率消耗可測量，因此比任何單一已知無 . 線系統涵蓋更大領域的可能應用。特定言之，實現下列新 • 功能： )°亥AP可以通告新頻寬非對稱OFDM系統之MT :舊 〇FDM系統已變為活動，並且舊OFDM系統所需要的頻譜 貝源得到阻擋以由新頻寬非對稱OFDM系統使用。 )A 了以在一個系統模式之間進行切換，或與二個不 I22315.doc -36· 用於舊OFDM系統的新 頻單元（例如軟體模組）之 200814582 同OFDM系統之MT並列通信。 此外，已顯示可以重新使用 OFDM系統之所有RF成分以及基 部分。 總之，起於依據本發明之通信 挑戰如下。 系統之新設計的主要技術 不同頻寬之MT可以在不 時間（例如以TDMA、

以CDMA為基礎） 位元速率之多個 FDMA、CSMA為基礎）或相同時間（例如 與該AP通信。 一給定頻寬等級之MT仍可以具有不同 連接（每一個終端機等級内的多速率） 自不同頻寬之MT的頻道編碼符號之間的上行鏈路同步 藉由具有用於不同頻寬之所有MT的單一 FFT/IFFT引擎 之一共同OFDM調變及解調變架構執行的該八？之低複雜性 實施方案

藉由使甩該AP中的一共同RF頻道選擇濾波器用於不同 頻寬之所有MT而執行的RF前端之低複雜性實施方案 對頻道等化的有效支援 對干擾減輕的有效支援 對預失真或預等化的有效支援 對載波間干擾（ICI)、符號間干擾（ISI)以及都卜勒偏移的 穩固性

對時序、頻率、相位及時脈偏移的降低靈敏性 有效率的MAC 122315.doc -37- 200814582 頻譜與舊無線系統的共存。 應注意本發明並不限於以上說明的具體實施例之任一 者’例如包含行㈣話及基W電信網路或— IEEE802.1 la 系統。本發明、^ ^ ^ 一 丹係般適用於任何現有或未來 種類的f及此類通仏系統之終端機及接取點以發送任何 =的内容。本發明亦不限於任何特定頻率範圍或調變技 φ _已在圖式及以上說日种詳細地解說並說明本發明， 但是此類解說及說明係視為具解說及示範性而非限制性； f發明並不限於所揭示的具體實施例。熟習技術人士在實 把本么明日寸可以從圖式、揭示内容以及所附申請專利範圍 之研九而瞭解並實現所揭示的具體實施例之其他變化。 在申請專利範圍中，詞語，，包括”並不排除其他元件或步 .驟’並且不定冠詞”-”或”-個"並不排除複數形式。單一 凡件或其他單元可完成中請專利範圍中陳述的若干項目之 驗m相互不同的附屬項中陳述某些措施的唯—事實龙 不私不此等措施的組合無法突出優點地加以使用。 t β專利耗圍中的任何參考記號均不應該視為限制該範 疇。 【圖式簡單說明】 現在苓考圖式更詳細地說明本發明，其中： 圖1顯不用於上行鏈路之一發射器架構的方塊圖， 圖2及3解說用於上行鏈路之該發射器中的信號流程， 圖4顯示用於上行鏈路之一接收器架構的方塊圖， 122315.doc -38- 200814582 圖5及6解說用於上行鏈路 丁缒路之该接收器中的信號流程， 圖7顯示用於下行鏈路之一袼益 ^發射裔架構的方塊圖， 圖8至10解說用於下行鏈路 进路之该發射器中的信號流程，

圖Π顯示用於下行鏈路之一桩 R 接收裔木構的方塊圖， 圖12解說用於下行鏈路之該接收器中的信號流程， 圖13解說不同頻寬等級如何共用不同頻譜係數， 圖14顯示前文設計之一範丄 _ 乾例该没計以用於具有12個# 本的最大頻寬等級之金氏序列開始， 圖1 5顯示用於具有前文插的. 曰]上仃鏈路之一發射器架賴 之一具體實施例的方塊圖， 圖_示用於具有前文插入的下行鏈路之一發射器架損 之一具體實施例的方塊圖， 圖17顯示用於實現與現有通信系統的交替使用之上行錢 路的接收盗架構之一具體實施例的方塊圖， 圖18顯示用於實現與現有通信系統的交替使用之下行鍵 路的一發射器架構之一具體實施例的方塊圖， 圖1 9顯示用於實現與現有通信系統的同時使用之上行鍵 路的—接收器架構之一具體實施例的方塊圖，及 圖 圖20顯示其中可使用本發明的一通信系統之一簡單方塊 【主要元件符號說明】

1 4 4A 上行鏈路發送單元 上行鏈路接收單元 上行鏈路接收器 1223l5.doc -39- 200814582 4B 上行鏈路接收器 7 下行鏈路發送單元 7r 區塊 7 A 7B 10

11 12

13 14 15 16 17 18 40 41 下行鏈路發送單元 下行鏈路發射器 頻道編碼錯器/上行鏈路〇 f D Μ 調變構件/上行鏈路編碼構件/上行鍵 路符號產生構件 下行鏈路接收單元次载波映射器/下行 鏈路接收/上行鏈路〇FDM調變構件/ 上行鏈路編碼構件/上行鏈路次載波映 射構件 IFFT單元/IFFT變換器/上行鏈路 〇FDM調變構件/上行鏈路IFFT構件 保護週期（GP)插入單元/Gp插入器 功率成型濾波器/功率成形以^ 數位類比轉換器(DAC) RF前端（RF發送單元）/上行鏈路RF發 射構件 時域前文產生器/前文添加構件 交換機/前文添加構件 RF前端/接收HZ上行鏈路好接收觀件 類比數位轉換器（ADC)/上行鏈路RF接 收構件 122315.doc -40- 200814582 42 43 4445

47 4 8 49

51 52 5354 位低通濾波器（LPF)/上行鏈路Rp接 收構件時域頻率7相位/時序偏移估計器/前文 孑估構件/第一上行鏈路解碼構件 Gp移徐器 FFT單元/FFT變換器/上行鏈路〇FDM 解調變構件/上行鏈路抒了構件 視窗及混合單元/重新構造單元/上行 鏈路OFDM解調變構件/上行鏈路解碼 構件/上行鏈路重新構造構件 頻域頻率/相位/時序偏移估計器/前文 辛估構件/第一上行鏈路解碼構件頻率/相位/時序偏移補償器/第一上行 鏈路解碼構件 頻道等化器/第一上行鏈路解碼構件 貝料偵測器/第一上行鏈路解碼構件 次載波解映射器/上行鏈路OFDM解調 變構件/第一上行鏈路解碼構件/上行 鏈路次載波解映射構件 頻道解碼器及解交錯器/上行鏈路 OFDM解調變構件/第一上行鏈路解碼 構件/上行鏈路符號產生構件 匹配濾波|§ /第二上行鏈路解碼構件 舊上行鏈路接收器基頻子系統/第二上 1223I5.doc -41 - 200814582 55 70 71

72 73 74 75

76 77 78 79 80 81 110 行鏈路解碼構件 舊上行鏈路接收器基頻子系統 頻道編碼器及交錯器/下行鏈路〇fdm 调變構件/第一下行鏈路編碼構件/下 行鏈路符號產生構件 終端機特定次載波映射器單元/次载波 映射器/下行鏈路〇FDM^變構件/第一 下行鏈路編碼構件/下行鏈路次載波映 射構件 ~ 功率成形LPF/第一下行鏈路編碼構件 索引偏移器/下行鏈路OFDM調變構件/ 下行鏈路編碼構件/下行鏈路構造構件 IFFT單元/下行鏠路〇FDM調變構件/下 行鏈路IFFT構件 GP插入器 功率成形LPF DAC RF前端/下行鏈路RF發射構件/指示哭 發射構件 時域前文產生器/前文添加構件 交換機/前文添加構件/第二下行鏈路 編碼構件 舊下行鏈路發射器基頻子系統 RF前端/下行鏈路反^接收構件/指示养 122315.doc -42- 200814582 111 112 113 114 115

116 117 118 119 120 121 AP MT1 MT2 發射構件 ADC 數位低通遽、波器/數位LPF 時域頻率/相位/時序偏移估計器/前文 评估構件 GP移除器 FFT單元/FF丁變換器/下行鏈路〇FDM 解調變構件/下行鏈路FFt構件 頻域頻率/相位/時序偏移估計器/前文 評估構件 頻率/相位/時序偏移補償器 頻道等化器 資料偵測器 次載波解映射器/下行鏈路OFDM解調 變構件/下行鏈路解碼構件/下行鏈路 次載波解映射構件 頻道解瑪器及解交錯器/下行鏈路 OFDM解调變構件/下行鏈路解碼構件/ 下行鏈路符號解映射構件 接取點 終端機 終端機 1223I5.doc -43-

Claims (1)

1. 200814582 十、申請專利範圍:

   種通> 系統，其包括具有用以採用一射頻發射射 ⑽DM信號之一上行鍵路發送單元⑴的至少一個終端機 以及具有用以接收該等射頻OFDM信號之一上行鏈路接 收早兀（4)的一接取點，該等〇FDM信號得以正交類分， =(OFDM) I[該通信系統的特徵為該上行鏈路發送 早凡以及該等發射的射頻OFDM信號之頻寬係小於該二 行鏈路接收單元之該頻寬。 2. 如請求項！之通信系統，其中該接取點有 射頻發射射⑧職信號之—下行鏈路發送= = 用以接收該等射頻0FDM信號之一下行鏈路接收單元 (11)，該通㈣統的特徵為該下行鏈路發送單元之該頻 寬係大於該下行鏈路接收單元之該頻寬而且該下行鍵路 發送單元經調適用以產生並發射具有一頻寬的射頻 二脑信號’該頻寬係小於該下行鏈路發送單元之該頻 寬並且係等於該下行鏈路接收單元之該頻寬。 3. 如請求項1及2之通信&統，其特徵為該上行鏈路發送單 元⑴及下行鏈路發送單元⑺經調適用以產生並發射具 有相等OFDM符號長度以及該等〇脑符號之間的相等保 護週斯之射頻OFDM信號。 ’其特徵為該上行鏈路發送 送單元（7A)包括用以產生並 4.如請求項1及/或2之通信系統 單元（1A)及/或該下行鍵路發 添加前a至該等發射的射頻0FDM信號之前文添加構件 (17 ' 18 ’ 79、80)而且該上行鍵路接收單元⑷及/或該下 122315.doc 200814582 鏈路接收單兀(7)包括用以偵測並評估接收之射頻 〇FDM信號中的該等前文的前文評估構件(43、47 .、 "3、116)。 ， 5·如請求項4之通信系統，其特徵為該等前文添加構件 (17、18 ; 79、80)經調適用以添加依據一金氏碼 文0 6· 、用X在如明求項1之通信系統中進行通信的方法， :通信系統包括具有用以採用—射頻發射射頻〇 F崎 號之一上行鏈路發送單元⑴的至少—個終端機以及具^ 用以接收該等射頻〇FDM信號之—上行鏈路接收單元 =接取點’該等。贿信號得以正交分頻多工(〇fdm) :交’該方法㈣徵為該上行鏈路發送單元以及該等發 元之該頻寬。就之㈣見係小於該上行鍵路接收單 7. ::求Γ:!以在如請求項2之通信系統中進行通信的 〇 M /、 /亥接取點具有用以採用一射頻發射射頻 議雜號之-下行鏈路發送單元⑺而且該至卜個成 端機具有用以接收該等射頻咖之 1 、 收單綱，該方法的特徵為該下接 頻寬係大於該下行鏈路接收 4 發送單元—以產生並發行鍵路 ητ7ΤΛΛ /、有一頻寬的射頻 嶋_號，該頻寬係小.於該τ行鏈路發送單元之、 8. 寬而且係等於該下行鏈路接收單.元之該頻寬。…貝 一種用於如請求項1之通信系統的終端機，其包括一上 1223 15.doc 200814582 2路發送.單元⑴，該單請以細-射頻發射射頻 D机由-接取點接收，該接取點具有用以接收 該等射頻OFDM信號之一上行鏈路接收單元⑷，該等 〇F?ML唬得以正交分頻多工(〇FDM)調變，該終端機的 行鏈路發送單元以及該等發射的射頻咖μ 说之忒頻見儀小於該上行鏈路接收單元之該頻寬。 污长項8之終端機，其特徵為該上行鏈發送單元包 括·· -上行鏈路OFDM調變構件（1〇、u、12)，其用以將一 輸入貝料信號轉換成一基頻〇FDM信號，該信號具有以 一次载波距離（fA)隔開的Nu_tx個頻率次載波，以及 上仃鏈路RF發射構件（16)，其用以將該基頻〇FDm信 號轉換成該射頻0FDM信號並發射具有队，乘以該次载 波距離（fA)之一頻寬的該射頻〇fdm信號， 其中邊上行鏈路〇171)从調變構件以及該上行鏈路^^發 射構件具有Nu-tx乘以該次載波距離（£△)之一頻寬。 10. 如明求項9之終端機，其特徵為該上行鏈路〇1?]〇]^調變構 件包括： 上行鏈路編碼構件（10、n)，其用以從該資料信號得 到一頻域OFDM源信號，該頻域〇1^]^源信號包括队，個 OFDM次載波，以及 上订鍵路IFFT構件（12)，其用以對該頻域〇]?1)]^源信 唬執行一 Nu_tx點反轉快速傅立葉變換操作以獲得該基頻 OFDM信號。 122315.doc 200814582 其特彳政為該上行鏈路編碼構件包 11·如請求項10之終端機， 括·· -上行鏈路㈣產生構件⑽，其心㈣請信號之 位疋映射成複數值頻道編碼符號，以及 -上行鏈路絲波映射構件（11)，其用崎料複數值 頻道編碼符號映射紙」刻贿次载波以獲得該頻 OFDM源信號。

   A如請求項8之用於如請求項2之通信系統的終端機，豈包 括一下行鏈路接收單元⑴），其用以接收由—接取點發 射的㈣OTOM&號’該接取點具有—下行鏈路發送单 M4)，其用以採用—射頻發射射頻〇fdm信號，該終端 機的特徵為該下行鏈路發送單元之該頻寬係大於該下行 鏈路接收單元之該頻寬而且該下行鏈路發送單元經調適 用以產生並發射具有一頻寬的射頻〇FDM信號，該頻寬 係小於該下行鏈路發送單元之該㈣而且係等於該下行 鏈路接收單元之該頻寬。 其特徵為該下行鏈路接收單元 13.如請求項12之終端機 U1)包括： 行鏈路RF接收構件（11〇)，其用以接收一射頻〇?]31^ 信號並用以將該接收的射頻〇FDM信號轉換成一基頻 OFDM信號，以及 -下行鏈路OFDM解調變構件（115、12〇、121)，其用以 將忒基頻〇fdM信號解調變成一輸出資料信號， 其中該下行鏈路RF接收構件以及該下行鏈路〇FDM解 122315.doc 200814582 調變構件具有Nd_rx乘以該次載波距離之一頻寬，其 中Nd-rx係等於或小於Nd_tx。 4 · 士 s长項13之終端機，其特徵為該下行鏈路解調 變構件包括： 下行鏈路FFT構件(115)，其用以對該基頻〇FDM信號 執灯Nd_rx點快速傅立葉變換操作以獲得一頻域OFDM 信號，該頻域OFDM信號包含沁”個頻率次載波，以及 -下行鏈路解碼構件（120、121)’其用以從該頻域 OFDM^號得到該輸出資料信號。 15. 如請求項14之終端機’其特徵為該下行鏈路解碼構件包 括： •下行鏈路次载波解映射構件（12〇)，其用以將該頻域 OFDM信號之該Nd」x個頻率次載波解映射成複數值頻道 編碼符號，以及 -下行鏈路符號解映射構件（121>，其用以將該等複數值 頻道編碼符號解映射成該輸出資料信號之位元。 16. -種用於如請求項}之通信系統的接取點，其包括一上 行鏈路接收單元(4)，該單元用以接收由一終端機發射的 射頻〇FDM信號，該終端機具有一上行鍵路發送單元 ⑴’其用以採用一射頻發射射頻〇fdm信號，該等 〇軸信號得以正交分頻多卫（ofdm)調變，該接取點的 2徵為該上行鏈路發送單元以及該等發射的射頻0FDM 信號之該頻寬係小於該上行鏈路接收單元之該頻寬。 Θ來項1 6之接取點，其特徵為該上行鏈路接收單元包 122315.doc 200814582 括： -上行鏈路RF接收構件(4〇至42)，其用以接收一射頻 ofdm^號並用以將該接收的射頻〇fdm信號轉換成一基 頻OFDM信號，以及 _上行鏈路0FDM解調變構件（45、46、51、52)，其用 以將該基頻OFDM信號解調變成一資料信號， 其中該上行鏈路!^接收構件以及該上行鏈路解

   凋變構件具有Nu—rx乘以該次载波距離（£δ)之一頻驚，其 中Nu—rx係等於或大於。 士明求項17之接取點，其特徵為該上行鏈路解調 變構件包括： 1 ^行鏈路FFT構件（45)，其用以對該基頻〇fdm信號執 7 Nu—rX點快速傅立葉變換操作以獲得一頻域OFDM信 號’該頻域OFDM信號包含队―j〇fdm次載波，以及 一上行鏈路解碼構件（46、 〇FDM化號得到該資料信號 51、52)，其用以從該頻域 其特徵為該上行鏈路解碼構件包 19·如請求項18之接取點 括： 二二鏈路重新構造構件(46)，其用以採用該频 _號之該等接收的u 〇聰次載波重新榷 2:: 一聰次载波’其中該NU」X個頻率次輩 Λ至乂個終端機發射的該射頻OFDM信號， 0=聽路*載波解映射構件（51)m將該頻 仏虎之該等重新構造的K固頻率次载波解映 122315.doc 200814582 成複數值頻道編碼符號，以及 _上行鏈路符號產生構件（52)，其用以將該等複數值頻 道編碼符號解映射成該資料信號之位元。 20‘ 士明求項19之接取點’其特徵為該上行鏈路重新構造構 件（46)經調適用以藉由選擇本質上該頻域Nu_rx點OFDM 信號之前面Nu—tx/2個及最後Νυ」χ/2個次載波，採用談頻 域OFDM^遞之該Νυ」χ個頻率次載波而重新構造該A ^ 個頻率次載波。 一 ㈢长員20之接取點，其特徵為該上行鏈路重新構造構 件（46)經調適用以從包含在指示數值Nujx之接收的射頻 號中的一資讯或藉由分析該接收的射頻信 號之δ亥頻見而獲得該數值的該資訊。 22·如請求項16之用於如請求項2之通信系統的接取點，其 包括一下行鏈路發送單元（7)，該單元用以採用一射頻發 射射頻Ο F D Μ信號以由該至少一個終端機接收，該終端 機具有一下仃鏈路接收單元（1 ，其用以接收該等射頻 OFDM信號，該接取點的特徵為該下行鏈路發送單元之 該頻寬係大於該下行鏈路接收單元之該頻寬而且該下行 鍵路發it單元經調適用以產生並發射具有一頻寬的射頻 OFDM信號，該頻寬係小於該下行鏈路發送單元之該頻 寬並且係等於該下行鏈路接.收單元之該頻寬。 、 23·如請求項22之接取點，其特徵為該下行鏈路發送單元（？） 包括： -下行鏈路OFDM調變構件（7〇、71、73、74)，其用以 122315.doc n 200814582 將輸入貝料仏號轉換成具有以次載波距離仏）所隔開 的Nd)個頻率次载波之一基頻_職號，該轉換使用 違Ν〇χ個頻率次载波之N(u個頻率纟載波以調變該輸入 資料信號，Nd—rx係等於或小於Ndj，以及 下行鏈路RF發射構件（78)，其用以將讓基頻〇1?〇^信 ^ ^ ic lt It Μ OFDMff E ^ ^ # ^ Nd_tx^ α ^ ^ ^ 波距離（fA)之一頻寬的該射頻〇FDM信號， 其_該下行鏈路〇FDM調變構件以及該下行鏈路尺？發 射構件具有Nd」x乘以該次载波距離（ω之一頻寬： 月求員23之接取點，其特徵為該下行鏈路調變 構件包括： -下行鏈路編碼構件（70、71、73)，其用以從該輸入資 料信號得到-頻域0FDM源信號，該頻域〇fdm源信號包 括Nd,個0FDM次載波，Ν〇χ乘以該次載波距離仏）係該 至少一個終端機之該頻寬，以及 _下行鏈路IFFT構件（74),其用以對該頻域OFDM源信 號執行-Nd_tx點反轉快速傅立葉變換操作以獲得該基頻 OFDM信號。 、 25·如睛求項23之接取點，其特徵為該下行鏈路編碼構件包 括：. -下行鏈路符號產生構件（70)，其用以將該輸入資料信 號之位元映射成複數值頻道編碼符號， -下行鏈路次載波映射構件（71)，其用以將該等複數值 頻道編碼符號映射成队々個0FDM次載波以獲得該頻域 122315.doc 200814582 OFDM源信號，以及 -下行鏈路構造構件（73)，其用以從該頻域〇FI)m源信 號之該Nd_rx個頻率次載波獲得以個頻率次載波。 26·如請求項25之接取，點，其特徵為該下行鏈路構造構件 (73)經調適用以將本質上該頻域队_^點〇FDM.號之前 面Nd—rx/2個次載波映射成前面N(rx/2個次載波並且將最 後队―rx/2個次載波映射成最後Ν(以2個次載波，並且將

   其餘Nd_tx - Nd —rx個未使用的次載波設定為焚。 27. 如請求項16及22之接取點，其特徵為該揍取點之該上行 鏈路接收單元（4)及該下行鏈路發送單元（7)經調適用以 分別接收並發射具有不同頻寬的射頻〇]?]；)]^信號。 28. 如請求項16之接取點，其特徵為 与垓上仃鏈路接收單元 (4A)包括： -第一上行鏈路解碼構件（43、47至52)，其用以從自_ 第一通信系統之一終端機接收的該頻域〇FDm^ ^ 一第一資料信號，以及 。儿于- -第二上行鏈路解碼構件（53、54)，Α田 兮謹 ^ ^ ，、用以從自不同戈 该弟一通指糸統的一第二通信系統 終端機接收ήίι ^ 頻域OFDM信號得到一第二資料信號。 13 29.如請求項22之接取點，其特徵為該 (7B)包括， 〆下仃鏈路發送單; 從該資料信 第一通信系 -第一下行鏈路編碼構件（70至72)，其用以 號得到一第一頻域〇FDM^信號以發射至— 統之一終端機，以及 122315.doc 200814582 用以從該資料信 至不同於該第一 號得 通信 *弟·一下/ί亍鍵路編碼構件（8 1)，其 到一第二頻域OFDM源信號以發射 系統的一第二通信系統之一終端機 30·如請求項16及22之接取點，其特徵為 一 传该下行鏈路蘇、、…。 几（7)包括指示器發射構件（78)，复 -早 )卉用从發射一指示哭作

   連續餘弦波形，指示-第二通信系統之存在或不存在， 特定言之為一舊0FDM通信系統，其用以藉由該下行鏈 :接收單元(")而接收及評估，該單元包括用以接收及 砰估該指示器信號的指示器接收構件（ι 1〇)。 122315.doc -10-