用于处理具有可变保护间隔的数据帧的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于处理数据帧的方法和设备，该数据帧包括至少一个数据符号，具体地，包括至少一个OFDM数据符号。
【背景技术】
[0002]在正交频分复用(OFDM)通信系统中，保护间隔(GI)长度是固定并且限定的，以使得其覆盖最坏场景(即，较大的小区大小、远处对象的较长反射以及较长的范围)中遇到的最长多径时延。在诸如根据ETSI ETS300744，V1.5.1，2004的陆地数字视频广播(DVB-T)或根据ETSI TS136211，版本11.0.0，Release 11，2012年10月的长期演进(LTE)之类的更高级的标准中，定义了不同的GI长度，例如，与LTE格式相关联的三种GI长度为:针对大多数宏小区的基于4.96us的常规循环前缀(CP)、针对大的小区和小的单频网络的基于16.67us的扩展CP、以及针对大型SFN的基于33.33us的另一扩展CP。然而，这三种GI长度是由运营商基于小区规划来选择并且在运行期间来固定的。
[0003]常规的CP-OFDM中的主要问题在于保护间隔在长度和内容方面缺少了灵活性。在运行期间，GI不能针对普遍的信道色散进行设计。因此通常适当地选择GI长度，以覆盖预期的最坏的信道色散。在典型的更友好的信道条件下，这导致传输能力和吞吐量的大量损失，这是也可以转变到多用户环境中的一种劣势，即，GI长度不能针对单个用户进行设计。
[0004]常规的CP-OFDM中的另一问题在于GI长度与OFDM符号嵌入的帧格式之间的依赖关系。GI长度的改变(如果可能的话)必定导致帧结构(即，帧中OFDM符号的数目)的改变。例如，如果可能在运行期间在三种LTE CP长度之间进行切换，则帧格式也将必须改变。由于将可变长度的OFDM符号投射到固定长度的帧存在非常小的可能性，因此，GI的灵活性被严重限制在单用户的场景中，并且不可能实现于多用户环境。
【附图说明】
[0005]所包括的附图用来提供对本发明的某些方面的进一步理解，并且这些附图被合并于本说明书中组成本说明书的一部分。附图对某些方面进行了说明，并且与描述一起对这些方面的原理进行解释。其他方面和示例以及这些方面和示例的许多所期望的优势由于通过参照下面详细的描述而变得更好理解而易于领会。类似的参考标号表示相应的类似的部分。
[0006]图1示出了携带数据符号的数据帧的示例。
[0007]图2示出了携带数据符号的数据帧的示例。
[0008]图3A、图3B示出了示例性OFDM传输系统。
[0009]图4A、图4B示出了 OFDM符号格式的示例。
[0010]图5示出了用于处理数据帧的示例性方法的流程图。
[0011]图6示出了多用户环境的示例性配置。
[0012]图7示出了形成二维时频帧模式的数据帧的示例。
[0013]图8示出了用于处理数据帧的示例性方法的流程图。
[0014]图9示出了具有冗余子载波分配的示例性OFDM格式。
[0015]图10示出了用于处理数据帧的方法的性能图。
【具体实施方式】
[0016]参照附图对某些方面和示例进行描述，其中，类似的参考标号通常通篇用来指代类似的元件。在以下描述中，出于解释的目的，提出了大量具体细节以提供对一个或多个方面或示例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以利用更少的具体细节来实施一个或多个方面或示例。在其他实例中，以示意性的形式示出了已知的结构和元件，以有助于对一个或多个方面或示例进行描述。应当理解的是，可以使用其他示例，并且在不背离本公开的范围的情况下，可以做出结构或逻辑更改。
[0017]此外，尽管示例的特定特征或方面可以仅针对若干种实现方式中的一种进行公开，但在可能期望并且有利于任何给定的或特定的应用中时，该特征或方面可以与其他实现方式中的一个或多个其他特征或方面进行组合。而且，在某种程度上，术语“包括”、“具有”、“有”或它们的其他变体用于详细的描述或权利要求中，这些术语旨在于以类似于术语“包含”的方式而使用。可以使用术语“被耦合”和“被连接”以及派生物。应当理解，这些术语可以用于指示两个元件彼此合作或交互，而不考虑它们是进行直接的物理联系或电联系还是彼此没有直接的联系。另外，术语“示例性”仅仅指某一示例，而非最佳或最优的。因此，下面的详细描述不以限制的意义来理解，并且本公开的范围由所附权利要求来限定。
[0018]本文所描述的设备和方法可以用作无线电传输系统(即，以正交频分复用(OFDM)模式运行的系统)的一部分并且可以用于无线电传输系统。所公开的设备可以具体化于用于发送或接收OFDM无线电信号的设备的基带部分，具体地为基站、中继站、移动电话、手持设备或其他类型的移动无线电接收器。所描述的设备可以被用来执行本文所公开的方法，但也可以以任意其他方式来执行这些方法。
[0019]下面的描述可以结合任何类型的多载波无线电传输系统(具体地，采用诸如通用移动通信系统(UMTS)标准或长期演进(LTE)标准之类的多载波调制的任意移动通信系统)来阅读。
[0020]以下描述还可以结合数字视频广播(DVB-T/H)领域中的多载波无线电传输系统来阅读，该多载波无线电传输系统基于陆地发送器和适于移动或手持接收器的通信系统设计。然而，另外的其他通信系统(例如，卫星OFDM系统或数字用户线路(DSL)系统)可以受益于本文所概述的概念和原理。
[0021]本文所描述的方法和设备可以利用在本文所描述的多载波无线电传输系统内所采用的任意类型的天线配置来实现。具体地，本文所呈现的概念可应用于采用任意数目的发送和/或接收天线的无线电系统，即，单输入单输出(SISO)系统、单输入多输出(snro)系统、多输入单输出(MISO)系统以及多输入多输出(MIMO)系统。
[0022]参照图1，示出了携带数据符号102的数据帧100的示例。数据帧100具有预定的帧大小M，并且数据帧100包括多个被配置为在频域形成多个子载波的数据符号102。每个数据符号102包括用户数据部分(OFDM) 104和保护间隔部分(GI) 106，该保护间隔部分可以包括保护字(GW)。如下参数中的至少一个在对数据帧100进行处理的过程中是可变的:保护间隔部分106的大小L、用户数据部分104的大小N-L、数据符号102的大小N、数据帧100所包括的数据符号102的数目以及保护间隔部分106的内容。
[0023]在一个示例中，数据符号102根据正交频分复用技术而被编码。在一个示例中，保护间隔部分106包括保护字。在一个示例中，保护字是某一预定的保护字。在一个示例中，数据符号102的大小关于基本的数据符号大小(例如，一字节或一字)的二的幂进行变化。在一个示例中，保护间隔部分106的大小L基于如下参数中的至少一个:信道时延扩展、调制和编码集、Mnro层和天线配置以及链路方向(例如，上行或下行)。在一个示例中，数据符号102的大小N以及数据帧所包括的数据符号102的数目是预定的，并且数据符号102的保护间隔部分106的大小L和内容中的至少一者基于特定用户而言是可选的。
[0024]关于OFDM系统，图1中所描绘的数据帧100的符号格式也被称为可变-保护OFDM符号格式(VG-OFDM)，并且符号102被表示为OFDM符号。
[0025]数据帧100可以具有任意数目的OFDM符号102，例如，八个OFDM符号或任何其他二的幂的数目、3、6、7或任意其他数目。
[0026]在VG-OFDM中，保护间隔被包括在⑴DFT OFDM调制(解调)窗口中，该⑴DFTOFDM调制(解调)窗口的长度等于OFDM符号的长度N。所定义的OFDM符号102包括本文表示为用户数据部分104的长度为N-L的“有用”部分和本文表示为保护间隔部分106 (其填充有保护字(GW))的长度为L的保护间隔。图1在OFDM符号102的尾部示出了保护间隔部分106，但其还可以位于OFDM符号102的起始处或位于两端处。在一个示例中，VG-OFDM格式突出嵌入到固定的或预定的帧100结构中的固定长度的OFDM符号102的框架内的可变GI长度L。
[0027]在一个示例中，VG-OFDM用于支持唯一字(UW) -OFDM格式，因为二者均被设计为在OFDM符号102中包括GI 106。因此，为了实现一些Reed-Solomon (RS)编码增益并且辅助同步和信道估计，VG-OFDM支持填充GI 106的唯一(S卩，固定的)字的UW-OFDM特征。然而，VG-OFDM另外突出保护间隔106的可变长度以及可变内容(即，保护字)。VG-OFDM是以适于时变和/或特定于用户的信道和传输特性的新的灵活性为特征的通用格式。
[0028]VG-OFDM的优势如下:可变保护间隔106可以适于信道和链路上的传输条件，例如，信道时延扩展以及其他链路参数。如果信道时延扩展T比目前使用的GI 106短(T< L)，则缩短GI长度L，并且选择较短的GW。这避免了传输功率和数据速率的不必要的损失，从而增大了传输效率和吞吐量。如果信道时延扩展T超过目前使用的保护间隔106(T> L)，则增加GI长度L，并且选择较长的GW。这避免了符号间干扰，从而维护了传输质量。关于其他链路参数，GI 106还可以针对诸如MCS(调制/编码集)、M頂O层/天线、或链路方向(上行/下行)之类的参数进行调整。帧格式(即，每帧的OFDM符号的数目)独立于GI的适应性。帧格式可以保持固定不变，因此，定义、标准化以及实现将较为简单。适当定义的固定帧格式可以容纳不同长度N的OFDM符号102，这是进一步延伸GI长度范围的特征。
[0029]因而新型信号格式VG-OFDM以可变的可能特定于用户的保护间隔为特征，这些间隔(较大程度上)与OFDM符号长度和帧格式解耦合。相应的传输系统用于传输帧100。
[0030]参照图2，示出了携带数据符号302数据帧300的示例。数据帧300具有预定的