TW201105058A - Method and apparatus of subcarrier grouping for a wireless communication system - Google Patents

Description

201105058 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係指一種用於一無線通訊系統之次载波分組方法及裝 置’尤指一種將次載波群組大小設為小於或等於同調頻寬，使同一 次載波群組内的次載波具有較高關聯性的次載波分絍方法及裝置。 0【S前技術】 、 正交分頻多重存取（Orthogonal Frequency Division Multiple Access ’ OFDMA )技術是一種以正交分頻多工（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術為基礎的多重存取的技術，其 可在相同頻譜下，提供更多通道及更多服務。因此，如WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access )' LTE( Long-Term • Evolution )等無線通訊系統皆支援OFDMA技術。 詳細來說’ OFDM技術是「多載波調變」（Multi carrier Modulation ’ MCM)傳輸方法的一種，其基本的概念是把一個高速 傳輸速率的數據串流’切割成許多平行且較低速的傳輸速率串流， 並且把每一個次串流調變到不同的次載波（Subcarrier)上。在此情 形下’符碼（Symbol)的時間變得夠長，所以通道導致的延遲變得 只是符碼時間的-小部份，因而可消除或減少符碼間干擾（論 201105058

Symbol Interference) ’ 有效提昇頻譜利用率（Spectrum efficienCy)， 增加系統的資料傳輸量。而OFDM技術配合不同的多重存取方式， 如 FDMA (Frequency Division Multiple Access )、TDMA (Time Division Multiple Access)及 CDMA (Code Division Multiple

Access)，可以將OFDM技術從定點接取無線系統擴展為具有行動 能力的蜂巢式系統。 OFDMA技術就是0FDM/FDMA的簡稱，其係將〇fdm所得 的次載波進一步再分成幾個次載波群組，又可稱作「次通道」 (Subchannd)。因此’在卿嫩系統中，次通道為基地台^配資 源時’最小的鮮資源單位，而不_次通道可能分配給不同的用 戶（或用戶群用戶也可以選擇通道條件較好的次通道進行數 輸。 w财’錢逼-般由操作頻帶内接連的次载波所 成’而次通道的大小，即次通道所包含的次紐 =方式決定。例如:若次載波數量為说，則習知= :將母8個次驗設定為-次通道，共32個次通道。這 娜魏賴__料紐騎分組，喊 性、傳輪環境等’可能導致傳輪效率降低。 4 【發明内容】 201105058 因此，本發明之主要目的即在於提供一種次載波分組方法 置。 ' 本發明揭露一種用於一無線通訊系統之次載波分組方法，該無 線通訊系統包含複數個次載波，該次載波分組方法包含有判斷該複 數個次載波之一同調頻寬；以及根據該同調頻寬，將該複數個次載 波分為複數個次載波群組，每一次載波群組的大小小於或等於該同 ^ 調頻寬。 本發明另揭露一種用於一無線通訊系統之襞置，用來執行如上 所述之次載波分組方法，以將該無線通訊系統之複數個次载波分為 複數個次載波群組。 本發明另揭露一種用於一無線通訊系統之傳輸方法，包含有偵 測該無線通訊系統之複數個次載波；判斷該複數個次載波之一同調 鲁頻寬；根據該同調頻寬，將該複數個次載波分為複數個次載波群組， 每一次载波群組的大小小於或等於該同調頻寬；以及將該複數個次 载波群組之一次載波群組分配給一用戶，用以傳輸資料至該用戶。 本發明另揭露一種用於一無線通訊系統之裝置，用來執行如上 所述之傳輸方法，以傳輸資料至一用戶。 【實施方式】 201105058 針對無線通訊系統中次載波的分組方式，本發明係根據一同調 頻寬（CoherentBandwidth)，決定每一次載波群組的大小，即次通 道大小。首先，多重路徑傳輸會造成傳輸通道令各頻率成份遭受不 同程度的衰減，當鄰近頻率間所遭受的衰減程度有較大的相關性 時，此範圍即定義為同調頻寬。也就是說，在同調頻寬之内的每個 頻率成分都有相同（或相近）的增益和線性的相位移。因此，對 OFDMA系統而言’任何在同調頻寬之内的兩個次載波，會受到相 同的通道效應，使其振幅等特性有很高的關聯性，而在同調頻寬之 外的次載波，所遭受的通道效應則大為不同。在此情形下，本發明 係設定次通道的寬度應小於或等於同調頻寬，使同一次通道内的次 載波受到相同的通道效應，以利於波束形成（Beamf〇nning)等應用。 上述分組方式可歸納為一次載波分組流程1〇，如第〗圖所示。 次載波分組流程10用於一無線通訊系統中對複數個次载波進行分 組，其包含以下步驟： .步驟100 :開始。 步驟102 :判斷該複數個次載波之一同調頻寬。 步驟1〇4 ··根據該同調頻寬，將該複數個:大載波分為複數個次載 波群組’每-次載波群組的大小小於或等於該同調 寬。 步驟106 :結束。 201105058 透過次載波分組流程l〇，本發明係先判斷同調頻寬，再將複數 個次載波分為複數個次載波群組，且每一次載波群組的大小小於或 等於同調頻寬。如此-來，同-次載波群組巾的次載波會受到相同 的通道效應，使系統可正確判斷各次载波群組的條件或狀態，以有 效分配資源。 簡單來說，本發明係將次載波群組的大小（即次通道大小）設 鲁為小於或等於同調頻寬，使同一次通道内的次載波具有較高的關聯 性。需注意的是，同調頻寬的定義或判斷方式應為本領域具通常知 識者所熟知，而不限於特定流程或步驟，舉例說明如下。 如前所述，在OFDMA系統中，同調頻寬之内的次載波會有很 咼的關聯性，因此可藉此計算對應於一次載波間隔的交相關函數 (Cross-Correlation )’其可以下式表示：

=Σ hjk) y h\k + D) 丨刚 |λ*(α：+ζ))[ (式1) 其中，C表示交相關函數，h(k)表示所有次載波依頻率大小排列後 的第k個次載波，D表示次載波間隔值，及*表示共軛複數。 次載波間驗D係預先設定，為_整數，#設找次載波間隔 值D後，可計算出交相關函數（> 接著，將交相關函數匚與一預設 臨限值TH比較。若交相關函數c小於臨限值TH，表示在所設定 的次載波間齡DT ’次載細的相雜小_設值，應重新設定 201105058 次載波間隔值D。反之，若交相關函數c大於或等於臨限值TH， 表示在所設定的次載波間隔值D下，次载波間的相關性高於預設 值’換5之’在次載波間隔值D之範圍内的次載波係在同調頻寬内。 據此’可以下式判斷同調頻寬： BW_CR g BW—SCR X D，（式 2) 其中，BW_CR表示同調頻寬，BW_SCR表示次載波寬度。 由於本發明係將次載波群組的大小（次通道大小）設為小於或 等於同調頻寬，因此，根據式2，可將次通道大小設為次載波寬度 BW一SCR與次载波間隔值D的乘積’以符合本發明之要求，即： BW一SCH = BW—SCR X D，（式 3 ) 其中’ BW_SCH表示次通道大小。 藉由上述運作方式，次載波分組流程1〇可衍生為一次載波分組 流程20 ’如第2圖所示。次載波分組流程2〇包含以下步驟： 步驟200 :開始。 步驟202 :設定次載波間隔值D。 h{k) h.(k + D) \h(k)\X\h\k + D)\ 步驟204 :計算¢: = 2 k 步驟206 :判斷C是否大於臨限值ΤΗ。若是，進行步驟2〇8 ; 若否，回到步驟202，以重設次載波間隔值D。 步驟208 :設定次通道大小BW_SCH為次載波寬度bW_scr與 次載波間隔值D的乘積。 201105058 步驟210 :結束。 因此’透過次載波分組流程20 ’次通道大小bw_SCH會小於 同調頻寬，使得同-魏道的錢波具梭高_雜，系統可正 確判斷各次通道的條件或狀態，以有效分配無線資源。 需注意的是，次載波分組流程1G或2G伽於㈣嫩系統中 決定次載波群組的大小’在實際朗時，可透過軟體、減、硬體 等方式實現，以將所有次載波分為適當大小的群組。 在習知技術中’系統係採隨機或固定大小方式決定次通道大 小，未考慮通道特性、傳輸環境等特性。相較之下本發明考慮次 載波特性’將次通道的寬度設為小於或等闕調歡，_一次通 道内的次做受咖_通道聽，使纽可正確觸各次 ^戈狀態，贿齡配錄，同時有獅波輕細_ 等應用。 〃 FDIVlA技術已使用於許多無線通訊系統中，因】 載齡赠㈣，絲據觸紅無線通㈣ 、充適备地調整運作方式。舉例來說，若應用

標準之無線通端财，首先，基地台舰行通道蝴H EStlmatlGn) ’明斷讀波狀態及次載波之_頻寬。接著，抱 同調頻寬，將所有賴波分為複數歡餘馳，每—次载波群 201105058 即-次通道，且其大小（次通道所包含的次載波數量）應小於或等 於同麵寬。錢’基齡以次通道騎位，分轉輪魏。在此 情形下，基地台進行龍分配所需的複雜度可大幅降低^例如，若 次載波數量為256，關翻寬為16慨触寬度，触通道所包 含的次載波數量為16，因此，原本需針對256個次載波進行資源分 配可降低為16個次通道。更重要的是，由於本發日⑽根據同調頻寬 進行次載波的分組，使得同一次通道内的次載波所遭受的通道效應 皆相近，則基地台可評估各個次通道的傳輸條件，進而根據用戶（或 用戶群）的需求’分配合適的次通道。 綜上所述’本發明將次載波群組大小（即次通道大小）設為小 於或等於同調頻寬，使同一次載波群組内的次载波具有較高的關聯 性。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍 所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明實施例一次載波分組流程之示意圖。 第2圖為本發明實施例另一次載波分組流程之示意圖。 要元件符號說明】 201105058 10、20次載波分組流程 100、102、104、106、200、202、204、206、208、210 步驟

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Claims (1)

1. 201105058 七、申請專利範圍： 1. 一種用於一無線通訊系統之次载波分組方法，該無線通訊系統 包含複數個次載波’該次載波分組方法包含有： 判斷該複數個次載波之一同§周頻寬（c〇herent Bandwidth );以及 根據該同調頻寬，將該複數個次载波分為複數個次載波群組，每 一次載波群組的大小小於或等於該同調頻寬。 2. 如請求項1所述之次載波分組方法，其中判斷該複數個次載波 之該同調頻寬之步驟，包含有： 設定一間隔值； 計算該複數個次載波對應於該間隔值之一交相關函數 (Cross-Correlation);以及 比較該交相關函數與一臨限值，以判斷該同調頻寬。 3. 如請求項2所述之次載波分組方法，其中計算該複數個次載波 對應於該間隔值之該交相關函數之步驟，係計算一方程式，垓 方程式為： r_^h(k) ^h\k + D) · ~r\Kk)\ \h\k+D)\ f 其中’ c表示該交相關函數，h(k)表示該複數個:欠载波依頻率大 小排列後的第k個次做，D絲該_值，及*表示 複數。 ^ 12 201105058 4.如請求項2所述之次载波分組方法，其中比較該交相關函數與 該臨限值，以判斷該同調頻寬之步驟，包含有於該交相關函數 大於該臨限值時’判斷該同調頻寬大於該間隔值與該複數個次 載波之一次載波寬度的乘積。 5·如请求項1所述之次载波分組方法，其中該無線通訊系統採用 正父为頻多重存取（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)技術。 6. 一種用於一無線通訊系統之裝置，用來執行請求項丨所述之次 載波分組方法’以將該無線通訊系統之複數個次載波分為複數 個次載波群組。 7. 一種用於一無線通訊系統之傳輸方法，包含有： 偵測該無線通訊系統之複數個次載波； 判斷該複數個次載波之一同調頻寬（C〇herent Bandwidth ); 根據該同調頻寬’將該複數個次載波分為複數個次載波群組，每 一次載波群組的大小小於或等於該同調頻寬；以及 將該複數個次載波群組之—次載波群組分配給一用戶，用以傳輸 資料至該用戶。 8·如請求項7所述之傳輸方法，其中判斷該複數個次載波之該同 調頻寬之步驟，包含有： 13 201105058 設定一間隔值； 計算該複數個次載波對應於該間隔值之一交相關函數 (Cross-Correlation);以及 比較該交相關函數與一臨限值，以判斷該同調頻寬。 9.如請求項8所述之傳輸方法，其中計算該複數個次载波對應於 該間隔值之該交相關函數之步驟，係計算一方程式，該方程式 為： (2 = 办(免)χ ^ (Λ + D) · ~ * Iwi f 其中，c表示該交相關函數，h(k)表示該複數個次載波依頻率大 小排列後的第k個次載波，D表示該間隔值，及*表示共軛 複數。 10.如明求項8所述之傳輸方法，其中比較該交相關函數與該臨限 值’以判斷該同調頻寬之步驟，包含有於該交相關函數大於該 臨限值時’判斷該同調頻寬大於該間隔值與該複數個次載波之 一次載波寬度的乘積。 11.如请求項7所述之傳輸方法，其中該無線通訊系統採用正交分 頻夕重存取（Orthogonal FreqUenCy Division Multiple Access， OPDMA)技術。 201105058 .12. —律用於一無線通訊系統之裝置，用來執行請求項7所述之傳 輸方法，以傳輸資料至一用戶。 八、圖式： 15