专利名称：多重存取通讯系统的制作方法
技术领域：
此发明系有关于一多重存取通讯系统，特别但非专一地，涉及用以分配该多重存取通讯系统的系统带宽的方法和装置。
背景技术：
习知的正交频分复用(OFDM)系统一般使用一超外差架构，其中升/降转换器在一数字域中操作。该转换的一简单表示是基频->IF(中频)_>RF(射频)。这被执行以使得同相位/正交相位(I/Q)调制/解调制可被完美执行。为了减少在调制/解调制过程中的组件数目及进而降低成本需求。开发了一种超外差架构的替代架构。这就是零中频(kro-IF)架构，要不然称为直接转换架构，其中在模拟域中RF信号被直接地转换成基频，反之亦然。换言之，基频_>IF(中频)反之亦然。虽然此低成本替代架构具有减少硬件复杂度的优点，但是它的一主要缺点是引入了 I/Q不平衡。一般来说，存在两类型的I/Q不平衡及差异在于其是否为频率的一函数，即与频率无关或依频率而定。这两类型的I/Q不平衡的来源及建模(modeling)是十分不同的。前者，与频率无关的I/Q不平衡，是本地振荡器中硬件不准确的一结果且用一相位不匹配或一振幅不匹配来建模。后者，依频率而定的I/Q不平衡，由前端组件(包括低噪声放大器、低通滤波器及模拟/数字转换器)引入并被建模为在I及Q分支上的一时间脉冲响应不匹配。这些不匹配不仅减弱期望的信号，而且在其它副载波上也引入载波间的相互干扰且放大噪声。许多最近的工作都聚焦在高效估计和补充算法的设计上以在各种设定中，尤其是在单一天线OFDM系统的环境中发射并接收I/Q不平衡。这些本领域的先前贡献是基于此理解发射和接收I/Q不平衡是降级信号质量与系统性能的信道减损，且由所述不平衡所产生的干扰应该受抑制。
发明内容
概括地，本发明提出一种资源区块分配方法和利用I/Q不平衡来实现分集增益的设备。换言之，本发明利用I/Q不平衡而非试图减轻或抑制不平衡。依据本发明的一第一特定表式，本文提供了一种将一多重存取通讯系统的系统带宽分配给多个通讯装置的方法，该方法包含以下步骤，(i)划分该系统带宽的至少一部分以形成资源区块，在这些资源区块中存在对称于一载波频率的一或多对数据区块；(ii)将所述一或多个资源区块对选择性地分配给一或各别的所述多个通讯装置。用如在详细说明中予以描述的提出方法，这使该描述的实施例能够利用在该信号中的任何I/Q不平衡来实现分集增益。例如可能只有一对资源区块被分配给两或多个通讯装置。在此情况中，仍需要选择所述两或多个装置中哪一装置被分配该资源区块对。亦设想的是，所述两或多个通讯装置共享该资源区块对。例如，在某一次，所述通讯装置中的一通讯装置使用该资源区块对而在另一次另一通讯装置使用该资源区块对。以此方式，这确保了所述通讯装置被分配了一对资源区块以利用任何I/Q不平衡来实现分集增益。优选地，所述资源区块包含多个频带。在所述一或多个资源区块对中的所述资源区块可包含一相邻频带或它们可包含一或多个不相邻的频带。有利地，该方法是用于要被分配的多于一资源区块对。在此情况中，该方法可包含基于以下当中的至少一者所述资源区块的信道质量和该资源区块对的所述对称资源区块的关联来分配给每一资源区块对的所述资源区块一值。该方法也可包括基于所述分配值来分配每一资源区块对。在替代方法中，设想的是，并非所有分配了值的所述资源区块对被按对分配给使用者。例如，如果该系统带宽包含形成两对资源区块的四资源区块，设想的是所述对中的一对分配给一使用者(基于所述分配值)而另一对可以以一习知方式来分配，例如每一资源区块分配给一使用者。因此，所述分配资源区块的至少一分配资源区块被分配而可能不是所有。作为一替代，该方法可包含该步骤将来自该多于一资源区块对、靠近该系统带宽的所述边缘的一资源区块对分配给产生具有较大同相/正交相位不平衡(I/Q不平衡)的信号的所述多个通讯装置的一通讯装置。在一进一步的替代中，该方法可包含，在步骤(i)之前，将所述多个通讯装置分组，基于它们相对应的信号如何转换来供传输。该方法可进一步包含该步骤如果所述相对应的信号自基频被直接转换为射频，将所述多个通讯装置的选定的通讯装置分组为一第一组；及如果所述多个相对应的信号是基于该超外差架构而转换，将所述多个通讯装置的选定的通讯装置分组为一第二对；并基于所述分组来分配所述多个资源区块对。优选地，将要分配的在该带宽的边缘附近的资源区块对分配给该第一组。可在步骤(i)划分整个带宽系统。另外，只有该系统带宽的一部分是基于上面的方法来被划分和分配，而其它部分以一习知方式来分配给通讯装置。这可当做一“混合”分配方法。所述多个通讯装置可使用OFDM来供信号传输。一基站可使用上面讨论的所述方法来与诸如在一蜂巢式网络或其它通讯网络中的多个通讯装置通讯。在本发明的一第二特定表式中，本文提供一种处理一通讯装置的一接收机的信号的方法，该通讯装置是在具有一系统带宽的一多重存取通讯系统中的多个通讯装置中的一通讯装置，该系统带宽的至少一部分被划分以形成资源区块，在这些资源区块中存在与一载波频率对称的一或多对资源区块，它们被分配给一或各别的所述多个通讯装置，将来自一或多个资源区块对的一第一资源区块对分配给该通讯装置，该方法包含以下步骤接收被携载于所述一或多个资源区块对中的信号，所述接收到的信号适用于所述多个通讯装置；解映射所述已接收到的信号以撷取仅来自该已分配的第一资源区块对的信号；并基于所述解映射信号来恢复针对该通讯装置的原始信号。该第一资源区块对可包含一相邻频带。该恢复步骤可包括通过如下中的一者一最大可能性(ML)检测器、一有序连续干扰消除(OSIC)检测器或一迭代检测器处理该信号。一通讯装置可被设定以依据上面所述特征的该第二特定表式的该方法来与一基站通讯。一通讯网络在上行链路或下行链路通讯期间可使用上面的所述方法或较一般地供信号传输。亦设想的是，该方法可作为一集成电路来实施，该集成电路形成本发明的该第三和第四特定表式，如下在本发明的一第三特定表式中，本文提供了一多重存取通讯系统的一集成电路 (IC)，该多重存取通讯系统被设定用以分配该通讯系统的系统带宽，该IC包含(i) 一处理单元，其被设定以划分该系统带宽的至少一部分来形成资源区块，在这些资源区块中存在与一载波频率对称的一或多对资源区块，选择性地将所述一或多资源区块对分配给一或各别的所述多个通讯装置。此一 IC可用在一基站中。在本发明的一第四特定表式中，本文提供一多重存取通讯系统的一集成电路 (IC)，该多重存取通讯系统被设定用以处理一通讯装置的一接收机的信号，该通讯装置是在具有一系统带宽的一多重存取通讯系统中的多个通讯装置中的一通讯装置，该系统带宽的至少一部分被划分以形成资源区块，在这些资源区块中存在与一载波频率对称的一或多对资源区块，它们被分配给一或各别的所述多个通讯装置，将来自所述一或多个资源区块对的一第一资源区块对分配给该通讯装置，该IC包含一处理单元，其被设定以接收被携载于所述一或多个资源区块对中的所述信号，所述接收到的信号包括适用于所述多个通讯装置的信号；解映射所述已接收到的信号以撷取仅来自该已分配的第一资源区块对的信号；并基于所述解映射信号来恢复针对该通讯装置的原始信号。此一 IC可用在一通讯装置中。
为使本发明可被完全理解且易于付诸实施，现在将描述下面提供的一非限制性范例说明本发明，所描述的示范实施例参照说明性附图被提供，其中图1是一示意图式，显示用以发射具有发射I/Q不平衡的一复数信号的一 OFDM发射机的一部分；图2是显示一第一数据副载波和一单一副载波对应体的平均最小欧几里德距离的一图；图3是显示在一频率选择信道中各种检测方案的16-QAM调制的平均BER的一图；图4是显示在一典型城市信道中的图3检测方案的QPSK调制的平均BER ；图5是显示在一 AWGN信道中的图3检测方案的16-QAM调制的平均BER ；图6是一显示3GPP LTE-A的上行链路的一 SC-FDMA系统的各种组件的方块图，该 3GPP LTE-A的上行链路具有映射或配对以利用一发射信号的I/Q不平衡的副载波；图7a和7b说明习知资源分配方法；图7c说明依据本发明的该优选实施例的一资源分配方法；图8说明一现行LFDMA和群集的SC-FDMA资源区块分配映射；图9是一流程图，说明依据此发明的该优选实施例来分配资源的步骤；图10是显示具有一脉冲成型滤波器的各种资源区块分配方案的峰值与平均值功率比(PAPR)特性的一图；图10是显示不具有一脉冲成型滤波器的各种资源区块分配方案的峰值与平均值功率比(PAPR)特性的一图；图12是显示在3GPP LTE-A上行链路中一蜂巢边缘的一移动终端的平均BER性能的一图。
具体实施例方式为了了解优选实施例的优点和益处，以具有I/Q不平衡的一一般系统开始是适合的。这之后将是一性能分析部分，该性能分析部分在有和没有基于I/Q的副载波配对的情况下研究该发射I/Q不平衡在一最佳最大可能性检测器(MLD)的该最小欧几里德距离特性上的影响。接着，该基于I/Q的副载波配对应用于第三代合作伙伴计划高阶长期演进 (3GPP-LTE-A)。I)具有发射I/Q不平衡的系统模型图1显示一系统模型及在此实施例中，这是具有N个副载波的一单一天线OFDM发射机(未显示)的一复数信号传输部分100。在该理想情形中，没有任何发射I/Q不平衡， 该RF发射信号xKF(t)根据该基频发射信号x(t)按如下方式来表示。Xef (t) = R{x (t) exp (j ω ct)}= R{(R{x(t)}+jI{x(t)}) (cos(Qct)+jsin(Qct))}= R {χ (t)} cos ( ω ct) -I {x (t)} sin ( ω ct) ,(1)其中R{x(t)}与I{x(t)}分别是x(t)的实分量与虚分量，及ω。是载波频率。在存在依频率而定的发射I/Q不平衡的情况下，然而，该RF发射信号遭受一振幅不匹配—相位不匹配Φτ，如图1所示。方程(1)可接着被修改成Xef (t) = R {x (t)} (1+ ε T) cos (ω ct+Φ τ) —I {χ (t)} (1_ ε τ) sin (ω ct_ Φ τ)，且其基频等效方程可由下式给定xBB (t) = LPF {xEF (t) exp (-j ω ct)}= R {χ (t)} (1+ ε τ) cos (Φτ)+Ι {χ (t)} (1_ ε τ) sin ( Φ τ)+jR{x(t)} (1+ε T)sin(<j5T)+jI{x(t)} (1-ε T)C0S((j5T)，(2)其中LPF{ · }是移除在士2ω。的任何仿样的该低通滤波器操作。作为一备注，为了此实施例，该振幅和相位不匹配被限制使得0 < ε τ < 1且0 < Φτ < π /4。方程( 通过使用下式可被进一步简化R {χ (t)} = (x (t) +χ* (t)) /2 和 I {x (t)} = -j (χ (t) -χ* (t)) /2其中(·广是复数共轭转置。这致使xBB ⑴=α τχ( ) + β Tx*(t),
其中会COS Φτ + jer sill如’和Ar ^ er cos φτ + j ηφτ。在第k个副载波上的相
对应的频域基频等效发射信号由下式给定Xbb [k] = aTX[k] + ^TX*[-k]= aTXR] + 3TX*[N-k-l]。(3)其中k = N0、Nq+1 …Nq+K-2、Nq+K_1、Nq+K+1、Nq+K+2…Nq+2K。注意的是，我们已假定，与大多数如果不都是多载波系统一样，数据传输可得的总副载波是自第Ntl个副载波开始的一偶数I。该中心频率或直流(DC)副载波队+K未用于数据传输。自方程(3)，可观测到的是，X[k]受影像副载波的信号X[N-k_l]干扰。对于)ak]，X[N-k_l] e M，其中M是一调制字母表的所有可能的元素的一集合，该极坐标表示被考虑到以使得该表示自等概率的M复数星座点中的一点取值，但却具有不同的振幅Uk(m)和相位《fc(·),即，
权利要求
1.一种将一多重存取通讯系统的系统带宽分配给多个通讯装置的方法，该方法包含以下步骤(i)划分至少部分的该系统带宽以形成资源区块，在这些资源区块之间存在与一载波频率对称的一或多对所述资源区块；( )将所述一或多个资源区块对选择性地分配给一或各别的所述多个通讯装置。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述资源区块包含多个频带。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中在所述一或多个资源区块对中的所述资源区块包含一相邻频带。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中在所述一或多个资源区块对中的所述资源区块包含一或多个不相邻频带。
5.如权利要求前述任一项所述的方法，其进一步包含多于一资源区块对。
6.如权利要求5所述的方法，其进一步包含基于以下至少一者分配一值给每一资源区块对的所述资源区块所述资源区块的信道质量与该资源区块对的所述对称资源区块的关联。
7.如权利要求6所述的方法，其中步骤(ii)包括基于所述分配值来分配该分配资源区块对中的至少一者。
8.如权利要求5至7中任一项所述的方法，其进一步包含以下步骤将该多于一资源区块对靠近系统带宽的所述边缘的一资源区块对分配给所述多个通讯装置中的产生具有较大同相位/正交相位不平衡(I/Q不平衡)的一通讯装置。
9.如权利要求5所述的方法，其进一步包含，在步骤(i)的前，基于所述多个通讯装置对应的信号是如何转换供传输来将所述多个通讯装置分组。
10.如权利要求9所述的方法，其进一步包含以下步骤如果所述相对应的信号是自基频直接被转换至射频，将所述多个通讯装置中选定的数个通讯装置分组为一第一组；且如果所述相对应的信号是基于该超外差架构被转换，将所述多个通讯装置中选定的数个通讯装置分组为一第二组；并基于所述分组来分配所述多个资源区块对。
11.如权利要求9或10所述的方法，其中将要分配的带宽边缘附近的资源区块对分配为该第一组。
12.如权利要求前述任一项所述的方法，其中在步骤(i)中划分该整个系统带宽。
13.如权利要求前述任一项所述的方法，其中所述多个通讯装置使用OFDM来供信号传输。
14.一种处理一通讯装置的一接收机的信号的方法，该通讯装置是在具有一系统带宽的一多重存取通讯系统中的多个通讯装置中的一通讯装置，该系统带宽的至少一部分被划分以形成资源区块，其中有对称于一载波频率的一或多对资源区块，所述一或多个资源区块对被分配给一或各别的所述多个通讯装置，该通讯装置系被分配来自所述一或多个资源区块对的一第一资源区块，该方法包含以下步骤接收所述一或多个资源区块对中所携载的所述信号，所述接收到的信号包括所述多个通讯装置的信号；解映射所述接收到的信号以撷取仅来自该分配第一资源区块对的信号；并基于所述解映射信号来恢复该通讯装置的原始信号。
15.如权利要求14所述的方法，其中该第一资源区块对包含一相邻频带。
16.如权利要求14或权利要求15所述的方法，其中在该恢复步骤中包括由以下的一者来处理该信号一最大可能性检测器(ML)、一有序连续干扰消除(OSIC)检测器、或一迭代检测器。
17.—种基站，被设定来依据如权利要求1至13中任一项所述的方法来与多个通讯装置通讯。
18.—种通讯网络，被设定来在上行链路或下行链路通讯期间依据如权利要求1至16 中任一项所述的方法来通讯。
19.一种通讯装置，被设定来依据如权利要求14至16中任一项所述的方法来与一基站通讯。
20.一种用于被设定以分配该通讯系统的系统带宽的一多重存取通讯系统的集成电路 (IC)，该IC包含(i) 一处理单元，其被设定以划分该系统带宽的至少一部分来形成资源区块，在这些资源区块中存在对称于一载波频率的一或多对所述资源区决，选择性地将所述一或多个资源区块对分配给一或各别的所述多个通讯装置。
21.一种用于被设定以处理一通讯装置的一接收机的信号的一多重存取通讯系统的集成电路(IC)，该通讯装置是具有一系统带宽的一多重存取通讯系统中的多个通讯装置中之一，该系统带宽的至少一部分被划分以形成资源区块，其中有一或多对资源区块对称于一载波频率，所述一或多对资源区块被分配给一或各别的所述多个通讯装置，该通讯装置被分配一来自所述一或多个资源区块对的第一资源区块，该IC包含被设定以接收携载于所述一或多个资源区块对中的所述信号的一处理单元，所述接收到的信号包括适用于所述多个通讯装置的信号；解映射所述接收到的信号以撷取仅来自该分配的第一资源区块对的信号；并基于所述解映射的信号来恢复该通讯装置的原始信号。
22.—种基站，包含有一依据权利要求20所述的集成电路。
23.—种通讯装置，包含有一依据权利要求21所述的集成电路。
全文摘要
本发明揭露了一种多重存取通讯系统。在一已予以描述的实施例中，本发明揭露了一种分配该通讯系统的系统带宽的方法且该方法包含以下步骤，在步骤402，划分该多重存取通讯系统的系统带宽以形成其中包括一或多对对称于载波频率的资源区块；在步骤404，基于信道质量及对称于该载波频率的该资源区块与其对应资源区块之间的关联来将一值分配给每一资源区块；及在步骤406，所述对称的资源区块基于分配给各自的移动装置来供信号传输的所述值被映射，以形成各自的资源组。
文档编号H04W72/08GK102282900SQ200980153468
公开日2011年12月14日 申请日期2009年11月6日 优先权日2008年11月12日
发明者弗朗索瓦·保善·陈, 爱德华·国琛·区, 雷中定 申请人:新加坡科技研究局