通信系统中用于传送分组数据单元的发射器设备和方法

专利名称：通信系统中用于传送分组数据单元的发射器设备和方法
技术领域：
本发明 一般涉及通信系统中的发射器设备和发射器设备中用于 传送分组数据单元的方法。更具体来说，本发明涉及用于有效率地传送使用例如正交频分复用(OFDM)的多载波调制方法的调制方法 调制的分组数据单元的方法和发射器设备。
背景技术：
对于有线和无线通信系统来说，期望的是尽可能有效率地将能 够服务的用户的数量以及系统中用户使用的数据速率最大化。而且 系统还应该是鲁棒的，以使数据还能够在例如无线通信系统的不良 无线电条件的不良条件中传送。正交频分复用(OFDM)是能够在通信系统中使用用于有效率 且鲁棒地在信道上传送数据的调制方案或方法的一个示例。OFDM 及其相似调制方案的基本原理是，将高速率数据流分拆成同时在多 个子载波频率(即子信道)上传送的多个较低速率数据流。由此， 将较低速率数据流的信号(即波形)叠加到传送的OFDM信号中。 为了获得高频谦效率，子信道的频率响应重叠并正交，因此命名为 OFDM。通过在OFDM信号的每个分组数据单元(在OFDM中称为 OFDM码元)之间引入循环前缀作为"保护时间(guard time)",即 便信号通过时间离散信道，仍可以维持该正交性。循环前缀是OFDM 码元的最后一部分的副本，并且它被插入到该码元之前。这使得传 送的OFDM码元流循环，它在避免码元间和载波间干扰中起到决定 性的作用。OFDM在例如Edfors等人所著的"正交频分复用的介绍"("An introduction to orthogonal frequency-division multiplexing" by Edfors et al, Research Report TULEA 1996:16, Div. of Signal Processing, LuleaUniversity of Technology, Lulea, Sept. 1996.)中有描述。OFDM 还在"无线多媒体通信的OFDM" ("OFDM for Wireless Multimedia Communications" by Prasad et al, Artech House, 2000, ISBN 0-89006-530-6 )中有描述。OFDM是数字音频广播(DAB )、数字视频广播(DVB )、无线局域网(WLAN )标准Hiperlan2和正EE 802.1 la、无 线城域网(WMAN)标准正EE 802.16和ADSL (异步数字用户线路) 中使用的一种调制方案。它还是为移动通信的未来第4代无线电接 口设想的调制方案。OFDM的缺点之一是，对于构成OFDM码元的OFDM信号， 峰值功率与平均功率之间的比率(峰值均值比PAR)可能大。发生此情况可能是因为子信道数据流的波形叠加在OFDM信号上，并且 这些波形可能在某个瞬间增加瞬间高峰值。这种大峰值均值比降低 了发射器中功率放大器的效率，因为功率放大器需要设计有大补偿 (backoff)。否则，对于高信号功率的情况信号中将有失真。即失真 与功率效率之间存在权衡。PAR值越高，OFDM码元将对发射器(例 如功率放大器)的非理想特征越敏感。遇到相似问题的其他多载波 调制方案是例如正交码分复用(OCDM)或多载波码分多址(MC-CDMA)。正如所显示的，需要一种系统，当用于传送波形表示的分 组数据单元时，将由于分组数据单元对非理想发射器特征的高敏感 性所致的失真最小化。更具体来说，需要一种系统，当使用多栽波 调制方案传送分组数据单元时，将功率效率最大化的同时将由于分 组数据单元对非理想发射器特4正(例如PAR值)的高敏感性所致的 失真最小化。可以通过设计功率放大器的有效率的线性化技术以使功率放大 器可以放大较高信号功率而不会有失真来考虑到这种需要，这些技 术诸如Dorothy放大器，LANC (具有非线性分量的线性放大)和前 馈补偿机制。但是此类放大器的改进导致成本高昂的放大器，并且 相对较多的能耗。用于避免非理想发射器特征以及尤其是高PAR值所致的问题的多种其他过程已经有研究，如Prasad等人所著的"无线多媒体通信 的OFDM" ( "OFDM for Wireless Multimedia Communications" by Prasad et al )。许多此类过程的共同点在于它们主要致力于解决调制 和/或纠错编码过程中的因高PAR值所致的问题。但是，还描述了基 于多种形式的峰值限幅的其他过程。尽管如此，对峰值限幅，降低 了信噪比。例如US6175551和US6751267中描述的其他过程基于通 过减去适合的参考函数或替代^5马元的峰值消除。这些过程的缺点在 于产生了额外开销，即它们是功率无效率的。而且，在US6751267 的一个实施例中，引入有意的错误来降低PAR,该实施例以降低的 纠错性能为代价。通信中的一个典型特征是《吏用在发射时对数据加扰以及在接收 时对数据解扰。其目的在于将数椐流随机化以便达到频谱整形的目 的，而且还将传送未调制载波的可能性降至最小，并确保足够数量 的位转换以支持时钟恢复。在例如Hiperlan 2中，如"宽带无线电接 入网(BRAN ) ，， ( "Broadband Radio Access Networks (BRAN); HIPERLAN Type 2; Physical (PHY) layer", ETSI TS 101 475 Vl.2.2 (2001-02))中所述，物理层从上层(其中处理重发)接收分组并在 编码和调制之前将数据加扰。加扰发生器使用逐个MAC帧变化的种 子。上面的结果是，虽然根据环境有所不同，但是Hiperlan2 .使用一 种技术，其中如果接收器未正确地接收到分组，并且接收器已经发 送否定确认消息到发射器，则发射器将在重发之前将该分组重新加 扰。因此，如果分组未首先达到接收器的原因是例如它具有高PAR, 则将实现可能对于非理想发射器特征较不敏感(例如具有较低PAR) 的不同编码的分组。在此技术中，功率和传送资源不必要地被用于 传送后来需要重发的分组。
尽管多年来在此领域中进行了大量研究工作，但是仍未发现一 种完全令人满意的解决方案，以利用合理复杂度将功率效率最大化的同时将由于对非理想发射器特征(例如高PAR值)的高分组数据 单元敏感性所致的传送的分组数据单元中的错误最小化。发明内容本发明的目的在于当将分组数据单元从发射器传送到至少一个 接收器时，通过将传送的分组数据单元中的错误降至最小来改进通 信系统中的传送性能。根据本发明的解决方案通过如下操作来实现上文提到的目的， 为属于并行处理的不同流或不同子流的调制的分组数据单元确定对 非理想发射器特征的敏感度值，使得每个流或子流的一个调制的分 组数据单元准备好供选择来进行基本同时地传送，以及在每个传送 实例中，比较准备好供选择来进行基本同时地传送的每个分组数据 单元的敏感度值，并选择具有最低敏感度值的调制的分组数据单元 来进行传送。根据本发明的第一方面，才是出一种方法，该方法在通信系统中 用于将分组数据单元从发射器传送到至少一个接收器，其中将这些 分组数据单元加扰并调制成调制的分组数据单元，以及每个调制的 分组数据单元具有对发射器的非理想特征的敏感度。这些分组数据 单元属于至少两个数据流或子流的任何一个，其中分组数据单元是 连续安排的，使得每个流或子流的一个调制的分组数据单元准备好 供选择来进行基本同时地传送。该方法包括如下步骤在每个传送 时刻为准备好供选择来进行基本同时地传送的每个流或子流的每个 调制的分组数据单元确定对发射器的非理想特征的敏感度的敏感度 值；比较准备好供选择来进行基本同时地传送的每个流或子流的每个调制的分组数据单元的敏感度值；选择具有最低敏感度值的调制的分组数据单元来进行传送，以及传送所选的调制的分组数据单元。根据本发明的第二方面，提出一种发射器设备，该发射器设备 在通信系统中将分组数据单元传送到至少一个接收器，其中该发射 器设备包括发射器，该发射器具有设置为将分组数据单元加扰并调 制成调制的分组数据单元的至少两个加扰单元和至少两个调制单 元，以及每个调制的分组数据单元具有对发射器的非理想特征的敏 感度。这些分组数据单元属于至少两个数据流或子流的任何一个， 其中每个流的分组数据单元是连续安排的，使得一个调制的分组数 据单元准备好供选择来进行基本同时地传送。该发射器设备还包括调度器，该调度器设置为为准备好供选择来进行基本同时地传送的每个流或子流的每个比较准备好供选择来进行基本同时地传送的每个流或子流的每个调制的分组数据单元的敏感度值；选择具有最低敏感度值的调制的分组数据单元来进行传送，以及指示该发射器传送所选的调制的分组数据单元。根据本发明的优选实施例，调制的分组数据单元的对发射器的 非理想特征的敏感度的值是表示根据OFDM调制的调制的分组数据 单元的波形的峰值均值比值。根据本发明的另 一个实施例，将选择步骤中未被选择来传送的 调制的分组数据单元重新加扰并重新调制，然后才传送它们。本发明的优点在于，降低了传送的调制的分组数据单元的对非 理想发射器特征的敏感度的平均值，这将促使总体传送性能的提升。本发明的另 一个优点在于，传送的调制的分组数据单元中的错
误将减少，因为将重新处理具有对非理想发射器特征的高敏感度的 分组数据单元，然后才传送它们。再一个优点在于，可以不附带任何较大的额外复杂度来组建根 据本发明的解决方案，尤其是在发射器设备中已经执行使用用于调 度例如传输信道质量的其他参数的条件调度机制的情况中。本发明的还有 一个优点在于，这种调制的分组数据单元的针对 高敏感度值问题(例如PAR问题)的解决方案是功率有效率的。


图1示出基于OFDM的通信系统的节点中使用的现有技术发射 器的示意框图。图2示出根据本发明的方法实施例的流程图。图3图示根据本发明实施例的示意框图。图4示出根据本发明另一个实施例的示意框图。图5示出对于本发明的不同实施例的PAR降低性能的示意图。
具体实施方式
下文将参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的 优选实施例。但是本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应视为将本发明限定于所提出的这些实施例；相反，提出这些实施例以 使本文公开透彻且完整，它们将全面地将本发明的范围传达给本领 域技术人员。在附图中，相似的编号指代相似的组件。图1示出基于OFDM的通信系统的节点中的现有技术发射器的 示意框图。附图示出用于才艮据OFDM调制方案进行调制和传送所涉 及的功能框。首先在编码框101处将包含进入发射器100的分组数 据单元(PDU)的输入数据流编码，其中接收数据流并通过交织和 正交幅度调制(QAM)映射将数据流分成表示N个复信号样本的连 续位组。根据OFDM,将发射器使用的载波频率划分成N个子载波
频率。在编码框100处还可以引入其他编码，例如前向纠错编码(FEC)。在串行至并行转换器(S/P) 102处，将位组的每个串行位 流转换到并行形式。之后，在IFFT框103处对每个位组执行逆向快 速傅立叶变换(IFFT )。串行至并行转换对每个位组解复用，并且IFFT 搡作基本上相当于对每个位组执行复用和调制，其中将每个位组的 相应数据调制到N个子载波的每个子载波上，从而产生在OFDM中 称为OFDM码元的调制的分组数据单元(PDU)。之后，在CP框104 处将循环前缀(CP)添加到每个OFDM码元。循环前缀是OFDM 码元的最后一部分的副本，其中将最后一部分前置于OFDM码元。 添加循环前缀使传送的信号循环，它在避免码元间和载波间干扰中 起到决定性的作用。接下来在并行至串行转换器(P/S) 105处进行 并行至串行转换。还可以在P/S转换之后进行添加循环前缀的步骤。 然后，数模转换器(D/A) 106将数字信号转换成模拟信号，并由RF 传送框107将该模拟信号放大并传送。在上述的这种系.统中，可能由于OFDM码元对发射器的非理想 特征敏感而发生问题。即表示OFDM码元的波形可能有使它因非理 想发射器特征而或多或少容易失真的形状。OFDM码元对于非理想 发射器特征敏感的这样一个原因是，OFDM码元的信号功率的波形 具有大的峰值均值比(PAR)。如果OFDM码元具有高PAR值，在况下，信号峰值处的波形将失真。另一方面，如果OFDM码元具有 低PAR值，则相对于OFDM码元具有高PAR值的情况，发射器放 大器需要具有超过用于放大正确地构成OFDM码元的信号的较小工 作范围的线性特征。即，如果OFDM码元具有较低PAR值，则相对 于它具有高PAR值的情况，它对发射器的非理想特征较不敏感。因 此，PAR值是OFDM码元对发射器的非理想特征的敏感度的值。例如蜂窝通信系统的基站中的发射器设备可以适于同时从 一 个 发射器传送不同的数据流，其中这些数据流要被发送到不同的接收
器，例如移动台。在此情况中，可以使用条件调度机制来调度属于 不同数据流的分组数据单元，以便确定要传送的数据流的下 一个分 组数据单元。其目的是更好地利用多用户分集增益。在美国专利申请号6449490、美国专利申请号6400699以及Dong等人所著的"多 用户MIMO系统的条件传送调度，，("Opportunistic transmission scheduling for multiuser MIMO systems", by Dong et al, in Proc.正EE ICASSP, Apr. 2003, vol. 5, pp. 65-68 )中说明了条件调度机制。根据现 有技术的调度机制设置为考虑例如发往不同移动台的瞬时传输信道 质量。基于信道质量的信息，基站在每个传送事例中进行调度以传 送发往其瞬间信道容量最大的移动台的分组数据单元。调度机制还 可以考虑例如要发送到不同移动台的数据的类型和/或要发送到不同 移动台的数据的量。根据本发明的解决方案使用条件调度机制来修补传送属于准备少两个调制的分组数据单元的失真问题，条件调度机制分析不同数度的值，并有条件地(opportunistically)选择传送具有最低^t感度值的 调制的分组数据单元。敏感度值是调制的分组数据单元或表示调制 的分组数据单元的波形容易因非理想发射器特征(例如非线性放大 特征)而失真的程度的测定值。敏感度值可以是例如OFDM码元的 PAR值。这种用于条件调度的机制是非常不同于现有技术的调度机制 的，因为在本发明的调度机制中考虑的参数，即PDU敏感度值取决 于每个PDU的质量，更确切地来说取决于每个PDU的波形的质量。 相比之下，现有技术中的条件调度机制使用取决于要传送的整个消 息中的传送链路或信息的质量的不同调度参数。图2示出根据本发明的方法实施例的流程图。在该实施例中， 将从发射器传送均包含连续分组数据单元的至少两个单独的数据
流。以并行方式对这些单独的数据流加扰并调制201,使得基本同时 地将每个流的一个分组数据单元加扰并调制成调制的分组数据单 元。因此，每个流的一个调制的分组数据单元将准备好供选择来进 行基本同时地传送。之后，基于对调制的分组数据单元做出的测量确定202每个流的一个调制的分组数据单元的每一个的敏感度值。 在后续步骤203中，比较每个流的一个调制的分组数据单元的每一 个的敏感度值。然后，将选择204比较步骤中具有最低敏感度值的 调制的PDU来进行传送。此后，传送205所选的调制的PDU。因此， 使用基于每个调制的PDU的对非理想发射器特征的敏感度值的条件 调度机制来确定要在每个传送时刻传送哪个调制的PDU。而且，通 知206每个接收器传送了哪个调制的PDU以及传送到哪个地址，即 哪个接收器，有关更多细节，参见下文。由于比所选调制的PDU具有较高敏感度值而未被选择来进行传 送的调制的分组数据单元留在发射器中进行进一步处理，然后最终 才传送它。根据本发明的第一实施例，可以处理此类未被选择的调 制的PDU,以便将它的敏感度值与可以在调度机制中设置的阈值比 较208。如果敏感度值好于阈值209，则在所选PDU (即具有较低敏 感度值的调制的PUD)之后传送210未被选择的调制的PDU。如果 未被选择的调制的PDU的敏感度值差于阈值，则将未被选择的PDU 重新加扰并重新调制207,然后才传送210它。根据第二实施例，不 使用任何阁值，而是将所有未被选择的调制的PDU (即所有比第一 选择的PDU具有较高敏感度值的调制的PDU)重现加扰并重新调制 207，然后才传送210它们。对已经调制的PDU的重新加扰和重新 调制将产生不同且可能较好的敏感度值，例如较低的PAR值。当然， 对于并行数据流中的所有后续分组数据单元重复执行该流程图中描 述的过程。在加扰步骤中，可以使用用于对PDU加扰的不同序列。用于某 个PDU的加扰序列需要报告给接收器。在发送之前可能已经或尚未
对选择步骤中未被选择来进行传送的调制的PDU重新加扰的情况 中，这对于该PDU尤其重要。作为报告所用的加扰序列的备选方式， 接收器可以测试可能使用过的许多不同加扰序列，即所说的加扰序列的盲识别，并对结果执行循环冗余校验以查看对于该PDU使用了哪种加扰序列。如上文提到的，通知每个接收器传送了哪个调制的PDU。可以 采用至少两种备选方式来实现这目的。根据第一备选方式，每个PDU 可以包含每个接收器用于确定PDU发往某个接收器还是另一个接收 器的标识符。潜在地，每个PDU还可以包含流标识，它标识该PDU 属于哪个流(在多于一个数据流发往一个接收器的情况)。在多跳网 络中，这可以由目的地节点和PDU标识符表示。第二备选方式是使 用带外信令，即在与用于发送调制的PDU的信道分开的信道上发送 PDU标识。还可以使用带外信今，以便首先发送一定范围的调制的 PDU，并回顾指示发送了哪些PDU以及每个PDU属于哪个流。根据本发明的发射设备可以驻留在有线或无线通信网络中的任 何节点中，例如驻留在蜂窝系统的用于向多个移动台进行下行链路 传送的基站中或驻留在多跳网络中工作的节点中。根据本发明的发 射设备还可以驻留在移动台中用于进行上行链路传送，例如用于调 度一个数据流中的后续分组，而且还用于调度属于来自同一个移动 台^f旦不同的瞬时流的分组。图3图示了提出的本发明的示范实施例，其中假定基于OFDM 的移动通信系统。图3图示发射台(例如向多个移动台传送的基站)中 的发射设备，它具有发射器100和调度器310。发射台具有多个数据 流屮,、°P2、、，图示为队列301、 302、 303、每个流或队列包含连 续的分组数据单元。这些流可以指定发往一个接收器，或潜在地发 往多达三个接收器，例如在发射台是下行链路传送数据流的基站的 情况中的三个不同的移动台。发射器示出为具有用于对每个数据流 进行加扰的一个框，以及用于OFDM调制处理(即对每个数据流4丸 行FEC、 S/P、 IFFT、 CP和P/S)的一个共有框。尽管如此，OFDM 调制框在实际中可能被分成多个框。在加扰框307、 308、 309和调制框311、 312、 313中并行地处 理数据流^、中2、 93，以便基本同时地从每个队列输出每个队列301、 302、 303的一个分组数据单元(PDU) 304、 305、 306,并在相应的 加扰框307、 308、 309中和调制框311、 312、 313基本同时地对它们 进行加扰和OFDM调制，使得每个流或子流的一个调制的分组数据 单元准备好供选择来进行基本同时地传送。利用取决于传送瞬时的 序列对每个分组数据单元(PDU)304、 305、 306加扰，例如利用帧编 号或时间索引作为用于加扰的种子。在调制框311、 312、 313中，对 每个加扰的PDU执行前向纠错(FEC )编码、串行至并行转换(S/P )、 调制以及逆向快速傅立叶变换(IFFT)，并追加循环前缀(CP)和对 该PDU执行并行至串行转换(P/S)。然后，根据本发明的实施例， 当OFDM调制的PDU (所说的OFDM码元)准备就绪用于传送时， 测量单元316分析表示每个数据流^、 *2、 93的OFDM码元的波形， 并确定表示每个数据流^、 *2、 *3的OFDM码元的波形的峰值均值 比(PAR)值。该测量单元可以是发射器设备中单独的单元，或它可 以是调度器的一部分。而且，测量单元可以仅分析波形，并且可以 在调度器中进行确定。还可以将测量单元分成三个单独的测量单元， 每个数据流对应于一个。由调度器310在比较部件中比较每个OFDM 码元的PAR值。此后，在每个传送瞬时，调度器在选择部件中有条 件地选择具有最低PAR值的OFDM码元来进行传送。调度器310还 具有指示部件，该指示部件用于指示发射器传送具有最低PAR值的 OFDM码元，从而将此OFDM码元递交到发射器的射频(RF )步骤 314用于由天线315通过空中4秦口传送到接收器。可选地，追加循环 前缀可以在调度器选择了要传送哪个OFDM码元之后进行。在此情 况中，调度器需要在比较OFDM码元的PAR值时校正丟失的循环前 缀。
调度器310还可以具有用于确定如何处理未被发射器选择的OFDM码元(即相对于第一 OFDM码元具有较高PAR值的OFDM 码元)的能力。根据本发明的实施例，可以在比较部件中将此未被 选择的OFDM码元的PAR值与调度器310中设置的阔值比较，以及 如果PAR值好于阔值，则调度器将指示发射器在传送了首先选择用 于传送的OFDM码元之后传送该OFDM码元。如果该PAR值差于 阈值，则调度器将指示发射器对该OFDM码元重新加扰并重新调制， 然后才传送它。根据本发明的另一个实施例，调度器将指示发射器 对所有未选择用于首先传送的OFDM码元重新加扰并重新调制。而且，通知可以接收传送的OFDM码元的系统中的多达三个接 收器传送了哪个OFDM码元。通过将标识符追加到OFDM码元或使 用带外信令以使用分开的信道进行标识来进行该通知。在此情况中， 可以发送分开的消息，回顾以指示对多个已传送的OFDM码元的 OFDM码元标识。在此情况中，在调度器中或在发射器中设置用于 存储OFDM码元标识以及流标识(例如目的地地址)以及用于指示 发射器传送包含OFDM码元标识与流标识组合的广播消息的部件。图4中示出本发明的另一个示范实施例，它针对仅存在一个流^ 的情况。在此情况中，如果单个流^被拆分成多个子流402、 403、 404，则本发明的方法会是有利的，其中子流402包括分组数据单元 402a、 402b等，子流403包括分组数据单元403a、 403b等，并且子 流404包括分组数据单元404a、 404b等。在该示例中，单个流被拆 分成三个子流。尽管如此，还可以将流拆分成更多或更少的子流。 在该示范实施例中，执行与图2的实施例描述的操作相同的操作。 尽管如此，在此情况中，将在相应加扰单元405、 406、 407以及在 OFDM单元408、 409、 410中对流^中的连续PDU402a、 403a、 404a 同时地进行加扰以及OFDM调制，以便在相同的传送实例中，将在 调度器411中于相同的流^的调制的连续PDU 402a、 403a、 404a之 间做出选择。在此情况中，尤其重要的是在接收器处对PDU重新排
序。单个流拆分成的子流越多，则对于调度器在每个传送实例中可 供选择的调制的PDU越多。由此，如图5所示，如果使用对未被选 择的PDU重新加扰和重新调制的实施例，则使用的子流越多，平均PAR值越低，并且因此传送性能将提升。追求性能提升可能促成由于将流拆分成子流以及并行地处理子流时将需要多个IFFT和加扰单元而导致的额外复杂度。因为芯片复 杂度的主因并不是包括IFFT和加扰单元的信号处理部分，而是MAC 实现，由于多个IFFT和加扰单元导致的额外芯片复杂度将仅略微增 加整个芯片的复杂度。根据本发明的另一个实施例，发射设备可以使用图3所示的实 施例与图4所示的实施例的组合。即，发射设备可以具有多个数据 流，其中每个数据流可以被分成不同的子流用于在根据本发明的发 射器设备中进行后续处理。在备选实施例中，可以在调度之后而不是在调度之前添加根据 图3和图4的实施例的添加循环前缀(CP)。但是，添加CP可能稍 微影响平均功率，因此稍微影响PAR值。在本发明的备选实施例中，可以将根据本发明的敏感度值调度 (例如PAR值调度)与传统中基于传输信道质量和服务质量的条件 调度一起使用。具体来说，可以将敏感度值与传输信道质量方面(例 如无线电传播方面) 一起使用来用于调度的目的。在此情况中，在 发射器设备中测量或由发射器设备外部的测量单元来测量传输信道 质量，该发射器设备将测量的传输信道质量传送到发射器设备。用 于测量链路传输信道质量的传统方法是发送和接收导频信号(导 频)。因为导频是先验已知的，所以接收器可以确定该信道的多个方 面，并潜在地包括指示信道质量的对遇到的干扰的测量。根据一个 示例，当传输信道质量差以致于需要高发射功率时仅使用敏感度值 调度。因为如果可以使用较低的发射功率，则首要地减少敏感度问 题，所以这可能是有用的。 根据另一个示例，当确定如何处理未被选择的调制的PDU时， 在根椐本发明的调度机制中使用传输信道质量。在此情况中，当确定敏感度值并比较敏感度值(图2的步骤202和203 )时，在第一时 间点处测量每个PDU的传输信道的传输信道质量，并在确定如何处 理未被选择的PDU时，在笫二时间点处也测量传输信道质量。例如 如果确定第二时间点处的信道质量已提升到例如入调度器中设置的 信道质量阔值之上，则将传送未被选择的PDU。否则，可以将未被 选择的PDU重新加扰并重新调制，然后才传送它。因为如果信道质 量提升，则可以降低PDU的传送的信号的总功率，这意味着放大器 无需将PDU的信号放大很多，因此使信号较少失真，即对功率放大 器的非理想特征较不敏感，所以这是有利的。如果根据本发明的调度机制与基于服务质量的条件调度一起使 用，则还可以在本发明的调度过程内考虑诸如PDU剩余有效期、优 先级和公平度参数的服务质量参数。对非理想发射器特征的PDU敏感度的值的另一个示例是，取决 于构成PDU的信号的过零点数的值。信号中过零点越多，信号对非 理想发射器特征越敏感。但是这更多是针对单个载波系统，在单个 载波系统中过零点(如果调制允许这样的话)导致非常突然的相位 变化，功率放大器可能随之产生问题。还可以使用表示调制的分组数据单元的波形和发射器的射频 (RF)步骤的特征来计算对非理想发射器特征的PDU敏感度的值。 在此情况中，通过多项式以数学形式描述RF步骤的特征(包括放大 器的非线性)。对于每个调制的PDU，调制的PDU的波形乘以描述 RF步骤的多项式。此后，将其结果执行逆向快速傅立叶变换到频域。 然后分析结果，例如与频谱罩比较。可以按法定限制或以其他方式 设置频谱罩。如果PDU波形与RF步骤多项式的相乘结果的任何部 分高于允许的频谱罩，则该PDU将在传送中失真，并有破坏法定带 外辐射的风险。如图所示，此结果是对非理想发射器特征的敏感度
的值。可以使用频谙罩作为用于确定是否可以传送调制的PDU的阈值。尽管如此，本发明也可以在软件或硬件与软件的组合中实现。在此 情况中，可以利用发射设备中的计算机程序软件来实现用于执行根据权利要求卜15的步骤的对应部件。图5的示意图示出用于在基于OFDM的系统中利用本发明实现 的 PAR《直的互^卜可4奐分布函数(complementary Commutative Distribution Function),其中在例如具有单个数据流的发射器中使用 1、 2、 4或8个队列或子流(如图4所示)时采用64或256个子载 波(Nc)。在此示例中，将所有未被选择的PDU重新加扰和重新调 制，然后才传送它们。如果使用本发明的发射器，则仅使用1个队 列的情况相当于发射器仅具有未拆分成任何子流的单个流。这也相 当于未使用PAR降低，因为在每个传送实例中对于调度器来说没有 多于一个调制的分组数据单元要选择。如图所示，使用的队列或子 流越多，实现的平均PAR降低越高。如果使用8个队列，则附图示 出对于64和256个子载波，在概率10-2，通过使用本发明可实现大 约2.5-3 dB的改善。如上文解释的，本发明的益处在于，可以降低要传送的调制的 分組数据单元对非理想发射器特征的敏感度的平均值，这将促使传 送性能的提升。而且，在假定在发射器设备中无论以何种方式执行 条件调度的情况下，可以无需^f壬何大的额外复杂度来结合根据本发 明的解决方案。在附图和说明书中，公开有本发明的优选实施例和例子，虽然 采用了特定的术语，但是它们^5l是在通用和描述性意义上而非出于 限定的目的来使用，本发明的范围在所附权利要求中提出。
权利要求
1.一种在通信系统中用于将分组数据单元从发射器(100)传送到至少一个接收器的方法，其中将所述分组数据单元加扰并调制(201)成调制的分组数据单元，每个调制的分组数据单元具有对发射器的非理想特征的敏感度，以及所述分组数据单元属于至少两个数据流(301、302、303)或子流的任何一个，所述分组数据单元被连续地安排，使得每个流或子流的一个调制的分组数据单元准备好供选择来进行基本同时地传送，其特征在于，所述方法包括如下步骤，在每个传送时刻为准备好供选择来进行基本同时地传送的每个流或子流的每个调制的分组数据单元确定(202)对发射器的非理想特征的敏感度的敏感度值；比较(203)准备好供选择来进行基本同时地传送的每个流或子流的每个调制的分组数据单元的敏感度值；选择(204)具有最低敏感度值的调制的分组数据单元来进行传送；传送(208)所选调制的分组数据单元。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择步骤中未 被选择来传送的调制的分组数据单元保留以进行进一步处理。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，调制的分组数特征的值。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述敏 感度值是所述分组数据单元的信号功率的波形的峰值均值比。
5. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，使用表示所述调制 的分组数据单元的波形和发射器(100)的射频步骤(314)的特征 来确定所述敏感度值。
6. 如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，通过使用正交频分复用(OFDM)的多载波调制方法来调制所述分组数据单 元。
7. 如权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述至 少两个数据流或子流的调制的分组数据单元将在至少两个不同的传 输信道上传送，以及其中所述方法还包括如下步骤在每个传送时刻测量所述至少两个不同的传输信道的每一个的 传输信道质量。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括比 较所述至少两个不同的传输信道的每一个的传输信道质量的步骤， 以及其中所述选择步骤基于每个流或子流的 一个调制的分组数据单 元的每一个的敏感度值以及基于所述至少两个不同的传输信道的每一个的传输信道质量来选择用于传送的调制的分组数据单元，以及 所述传送步骤传送所选的调制的分组数据单元。
9. 如权利要求7或8所迷的方法，其特征在于，对于保留的调 制的分组数据单元，所述保留的调制的分组数据单元是所述选择步 骤中未被选择来传送的调制的分组数据单元，所述方法还包括如下 步骤在第二时刻重新测量要用于传送保留的调制的分组数据单元的 传输信道的传输信道质量；当要用于传送保留的调制的分组数据单元的传输信道的传输信 道质量已经提升时，传送(210)所述保留的调制的分组数据单元。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，传送所述保留的调 制的分组数据单元的步骤还包括当要用于传送所述保留的调制的 分组数据单元的传输信道的传输信道质量好于传输信道质量阈值 时，传送所述保留的调制的分组数据单元。
11. 如权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，对于保 留的调制的分组数据单元，所述保留的调制的分组数据单元是所述 选择步骤中未被选择来传送的调制的分组数据单元，所述方法还包括如下步骤将所述保留的调制的分组数据单元的敏感度值与敏感度值阈值 比较(208 );以及如果所述保留的调制的分组数据单元的敏感度值好于所述敏感 度值阈值，则传送(210)所述保留的调制的分组数据单元。
12. 如权利要求1-8或11中任一项所述的方法，其特征在于， 对于保留的调制的分组数据单元，所述保留的调制的分组数据单元 是所述选择步骤中未被选择来传送的调制的分组数据单元，所述方 法还包括如下步骤对所述保留的调制的分组数据单元重新加扰并重新调制(207 L 使得所述保留的调制的分组数椐单元取得新的敏感度值；根据所述新的敏感度值，传送(210)重新加扰和重新调制的保 留的调制的分组数据单元。
13. 如权利要求1-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述 方法还包括如下步骤通过将分组标识符追加到传送的分组数据单元来通知(206 )所 述至少一个接收器所述传送的分组数据单元发往哪个接收器。
14. 如权利要求1-12中任一项所述的方法，其特征在于，所述 方法还包括如下步骤通过带外信令来通知(206 )所述至少一个接收器所述传送的分 组数据单元发往哪个接收器。
15. 如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括 如下步骤通过回顾指示发送了哪个分组数据单元来通知(206)所述至少 一个接收器所述传送的分组数据单元发往哪个接收器。
16. —种在通信系统中用于将分组数据单元传送到至少一个接收 器的发射器设备，其中所述发射器设备包括发射器(100)，所述发射器(100)具有设置为将分组数据单元加扰并调制成调制的分组数 据单元的至少两个加扰单元(307、 308、 309 )和至少两个调制单元(311、 312、 313)， 以及每个调制的分组数据单元具有对所述发射 器的非理想特征的敏感度，以及所述分组数据单元属于至少两个数 据流(301、 302、 303 )或子流的任何一个，以及每个流的分组数据 单元被连续地安排，使得一个调制的分组数据单元准备好供选择来 进行基本同时地传送，其特征在于，所述发射器设备还包括调度器(310),所述调度器(310)设置为为准备好供选择来进行基本同时地传送的每个流或子流的一个 调制的分组数据单元的每一个确定对所述发射器的非理想特征的敏 感度的值；比较准备好供选择来进行基本同时地传送的每个流或子流的每 个调制的分组数据单元的敏感度值；选择具有最低敏感度值的调制的分组数据单元来进行传送； 指示所述发射器(100)传送所选的调制的分组数据单元。
17. 如权利要求16所述的发射器设备，其特征在于，所述发射 器设备还设置为保留未被选择来传送的调制的分组数据单元以进行 进一步处理。
18. 如权利要求16或17所述的发射器设备，其特征在于，调制的波形的特征的值。
19. 如权利要求16-18中任一项所述的发射器设备，其特征在 于，所述敏感度值是所述分组数据单元的信号功率的波形的峰值均 值比。
20. 如权利要求18所述的发射器设备，其特征在于，使用表示 所述调制的分组数据单元的波形和发射器的射频步骤(314)的特征 来确定所述敏感度值。
21. 如权利要求16-20中任一项所述的发射器设备，其特征在 于，通过使用正交频分复用(OFDM)的多载波调制方法来调制所述 分组数据单元。
22. 如权利要求16-21中任一项所述的发射器设备，其特征在 于，所述发射器设备还包括测量单元(316)，所述测量单元(316)设置一个调制的分组数据单元的每一个的敏感度值的值，其中测量的值 被所述调度器(310)用于确定所述敏感度值。
23. 如权利要求16-22中任一项所述的发射器设备，其特征在 于，所述至少两个数据流或子流的调制的分组数据单元将在至少两 个不同的传输信道上传送，以及所述发射器设备还设置为在每个传 送时刻测量所述至少两个不同的传输信道的每一个的传输信道质 量。
24. 如权利要求23所述的发射器设备，其特征在于，所述调度 器(310)还设置为比较所述至少两个不同的传输信道的每一个的传输信道质量； 基于每个流或子流的一个调制的分组数据单元的每一个的敏感度值以及基于所述至少两个不同的传输信道的每一个的传输信道质量来选择用于传送的调制的分組数据单元；以及指示所述发射器传送所选的调制的分组数据单元。
25. 如权利要求23或24所述的发射器设备，其特征在于，对于 保留的调制的分组数据单元，所述保留的调制的分组数据单元是未 被选择来传送的调制的分组数据单元，所述测量单元(316)还设置 为在第二时刻重新测量要用于传送保留的调制的分组数据单元的 传输信道的传输信道质量，以及 所述调度器(310)还设置为当要用于传送所述保留的调制的分组数据单元的传输信道的传 输信道质量已经提升时，指示所述发射器(100)传送所述保留的调 制的分组数据单元。
26. 如权利要求25所述的发射器设备，其特征在于，所述调度 器(310)还设置为当要用于传送所述保留的调制的分组数据单元的 传输信道的传输信道质量好于传输信道质量阈值时，指示所述发射 器(100)传送所述保留的调制的分組数据单元。
27. 如权利要求16-24中任一项所述的发射器设备，其特征在 于，对于保留的调制的分组数据单元，所述保留的调制的分组数据 单元是未被选择来传送的调制的分组数据单元，所述调度器(310) 还设置为比寿交；以及如果所述保留的调制的分组数据单元的敏感度值好于所述敏感 度值阈值，则指示所述发射器传送所述保留的调制的分组数据单元。
28. 如权利要求16-24或27中任一项所述的发射器设备，其特 征在于，对于保留的调制的分组数据单元，所述保留的调制的分组 数据单元是未被选择来传送的调制的分组数据单元，所述调度器(310)还设置为指示所述发射器(100)将所述保留的调制的分组数据单元重新 加扰并重新调制，使得所述保留的调制的分组数据单元取得新的敏 感度值；根据所述新的敏感度值，指示所述发射器(100)传送重新加扰 和重新调制的保留的调制的分组数据单元。
29. 如权利要求16-28中4壬一项所述的发射器设备，其特征在 于，所述发射器(100)还设置为通过将分组标识符追加到传送的分 组数据单元来通知所述至少一个接收器所述传送的分组数据单元发 往哪个接收器。
30. 如权利要求16-28中任一项所述的发射器设备，其特征在 于，所述发射器(100)还设置为通过带外信令来通知所述至少一个接收器所述传送的分组数据单元发往哪个接收器。
31. 如权利要求30所述的发射器设备，其特征在于，所述发射 器(100)还设置为通过回顾指示发送了哪个分组数据单元来通知所 述至少一个接收器所述传送的分组数据单元发往哪个接收器。
32. —种可加载到数字计算机装置的存储器中的计算机程序产 品，所述数字计算机装置驻留在发射器设备中，其特征在于，所述 计算机程序产品包括当所述计算机程序产品运行于所述计算机装置 上时用于执行如权利要求1-15中任一项所述的方法的软件代码部
全文摘要
在通信系统中，当根据正交频分复用(OFDM)调制从发射器设备传送的分组数据单元(PDU)时，表示调制的PDU的波形将遇到不同的峰值均值比值(PAR)，这致使PDU对非理想发射器特征呈不同的敏感性。为了将传送的PDU中的错误降至最小，在发射器(100)中并行且基本同时对至少两个PDU(304、305、306)加扰和调制，并在每个传送实例中确定至少两个PDU(304、305、306)的PAR值。在调度器(310)中将至少两个PDU的PAR测量值比较，该调度器选择具有最低PAR值的PDU来进行传送。调度器(310)然后指示发射器(100)传送所选PDU。如果将未被选择来传送的PDU重新加扰并重新调制，然后才传送它们，则在每个传送实例比较8个PDU的情况下可以利用本发明将传送的PDU的平均PAR值降低2-3dB。
文档编号H04L25/03GK101120563SQ200480044884
公开日2008年2月6日 申请日期2004年12月21日 优先权日2004年12月21日
发明者P·拉森 申请人:艾利森电话股份有限公司