Способы и устройства для комбинирования с максимальным отношением для дублированных сигналов в ofdma-системах

Изобретение относится к системам беспроводной связи, использующей схему мультиплексирования с ортогональным разделением по частоте, и предназначено для расширения зоны покрытия и расширения функциональности. В соответствии со способом для обработки принимаемого сигнала множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), который содержит дублированный сигнал, поднесущие в OFDMA-сигнале могут компоноваться в дублированный формат. OFDMA-сигнал может выравниваться и комбинироваться после того, как поднесущие скомпонованы в дублированный формат. Выравнивание и комбинирование могут выполняться в соответствии со схемой комбинирования с максимальным отношением (MRC). OFDMA-сигнал может быть обратно преобразован после того, как выполнены выравнивание и комбинирование. 4 н. и 33 з.п. ф-лы, 15 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее раскрытие сущности относится, в общем, к системам беспроводной связи. Более конкретно, настоящее раскрытие сущности относится к способам и устройствам для комбинирования с максимальным отношением для дублированных сигналов в системах множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Устройства беспроводной связи становятся более компактными и мощными, чтобы удовлетворять потребительские нужды и повышать портативность и удобство. Потребители становятся зависимыми от устройств беспроводной связи, таких как сотовые телефоны, персональные цифровые устройства (PDA), портативные компьютеры и т.п. Потребители пришли к тому, чтобы ожидать надежное обслуживание, расширенные зоны покрытия и расширенную функциональность. Устройства беспроводной связи могут упоминаться как мобильные станции, станции, терминалы доступа, пользовательские терминалы, терминалы, абонентские модули, абонентские устройства и т.д.

Система беспроводной связи может одновременно поддерживать связь для нескольких устройств беспроводной связи. Устройство беспроводной связи может осуществлять связь с одной или более базовыми станциями (которые альтернативно могут упоминаться как точки доступа, узлы B и т.д.) через передачи по восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Восходящая линия связи (или обратная линия связи) упоминается как линия связи от устройств беспроводной связи к базовым станциям, а нисходящая линия связи (или прямая линия связи) упоминается как линия связи от базовых станций к устройствам беспроводной связи.

Системы беспроводной связи могут быть системами множественного доступа, допускающими поддержку связи с несколькими пользователями посредством совместного использования доступных системных ресурсов (к примеру, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (FDMA).

Как указано выше, настоящее раскрытие сущности, в общем, относится к системам беспроводной связи. Более конкретно, настоящее раскрытие сущности относится к способам и устройствам для комбинирования с максимальным отношением для дублированных сигналов в системах множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 иллюстрирует пример системы беспроводной связи;

Фиг.2 иллюстрирует пример передающего устройства для OFDMA-системы;

Фиг.3A иллюстрирует пример кадра, который может быть передан из базовой станции в пользовательский терминал по нисходящей линии связи в OFDMA-системе;

Фиг.3B и 3C иллюстрируют примеры представлений в частотной области символа преамбулы;

Фиг.3D иллюстрирует пример представления в частотной области символа данных;

Фиг.4 иллюстрирует архитектуру с одним приемным устройством типичных OFDMA-систем;

Фиг.5 иллюстрирует пример способа передачи сообщения префикса кадра нисходящей линии связи по каналу заголовков управления кадрами;

Фиг.6 иллюстрирует пример системы для декодирования OFDMA-сигнала, который включает в себя дублированный сигнал;

Фиг.7 иллюстрирует один способ, которым пары дублирования могут распределяться по различным поднесущим;

Фиг.8 иллюстрирует другой способ, которым пары дублирования могут распределяться по различным поднесущим;

Фиг.9 иллюстрирует пример способа для декодирования OFDMA-сигнала, который включает в себя дублированный сигнал;

Фиг.10 иллюстрирует блоки "средство плюс функция", соответствующие способу, показанному на фиг.9;

Фиг.11 иллюстрирует различные компоненты, которые могут быть использованы в беспроводном устройстве.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Раскрыт способ для обработки принимаемого сигнала множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), который содержит дублированный сигнал. Способ может включать в себя компоновку поднесущих в OFDMA-сигнале в дублированный формат. Способ также может включать в себя выравнивание и комбинирование OFDMA-сигнала после того, как поднесущие скомпонованы в дублированный формат. Выравнивание и комбинирование могут выполняться в соответствии со схемой комбинирования с максимальным отношением (MRC). Способ также может включать в себя обратное преобразование OFDMA-сигнала. Обратное преобразование может выполняться после того, как выполнены выравнивание и комбинирование.

Также раскрыто беспроводное устройство для обработки принимаемого сигнала множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), который содержит дублированный сигнал. Беспроводное устройство может включать в себя первый модуль упреждающей компоновки поднесущих, который выполнен с возможностью компоновать поднесущие в OFDMA-сигнале в дублированный формат. Беспроводное устройство также может включать в себя модуль выравнивания и модуль комбинирования, который выполнен с возможностью выравнивать и комбинировать OFDMA-сигнал после того, как поднесущие скомпонованы в дублированный формат. Выравнивание и комбинирование могут выполняться в соответствии со схемой комбинирования с максимальным отношением (MRC). Беспроводное устройство также может включать в себя модуль обратного преобразования, который выполнен с возможностью обратно преобразовывать OFDMA-сигнал. Обратное преобразование может выполняться после того, как выполнены выравнивание и комбинирование.

Также раскрыто устройство для обработки принимаемого сигнала множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), который содержит дублированный сигнал. Устройство может включать в себя средство для компоновки поднесущих в OFDMA-сигнале в дублированный формат. Устройство также может включать в себя средство для выравнивания и комбинирования OFDMA-сигнала после того, как поднесущие скомпонованы в дублированный формат. Выравнивание и комбинирование могут выполняться в соответствии со схемой комбинирования с максимальным отношением (MRC). Устройство также может включать в себя средство для обратного преобразования OFDMA-сигнала. Обратное преобразование может выполняться после того, как выполнены выравнивание и комбинирование.

Также раскрыт компьютерный программный продукт для обработки принимаемого сигнала множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), который содержит дублированный сигнал. Компьютерный программный продукт может включать в себя машиночитаемый носитель, имеющий инструкции. Инструкции могут включать в себя код для компоновки поднесущих в OFDMA-сигнале в дублированный формат. Инструкции также могут включать в себя код для выравнивания и комбинирования OFDMA-сигнала после того, как поднесущие скомпонованы в дублированный формат. Выравнивание и комбинирование могут выполняться в соответствии со схемой комбинирования с максимальным отношением (MRC). Инструкции также могут включать в себя код для обратного преобразования OFDMA-сигнала. Обратное преобразование может выполняться после того, как выполнены выравнивание и комбинирование.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1 иллюстрирует пример системы 100 беспроводной связи. Система 100 беспроводной связи может быть системой 100 широкополосной беспроводной связи. Система 100 беспроводной связи предоставляет связь для ряда сот 102, каждая из которых обслуживается базовой станцией 104. Базовая станция 104 может быть стационарной станцией, которая осуществляет с пользовательскими терминалами 106. Базовая станция 104 альтернативно может упоминаться как точка доступа, узел B или некоторый другой термин.

Фиг.1 показывает различные пользовательские терминалы 106, рассредоточенные по всей системе 100. Пользовательские терминалы 106 могут быть фиксированными (т.е. стационарными) или мобильными. Пользовательские терминалы 106 альтернативно могут упоминаться как удаленные станции, терминалы доступа, терминалы, абонентские модули, мобильные станции, станции, абонентские устройства и т.д. Пользовательские терминалы 106 могут быть беспроводными устройствами, такими как сотовые телефоны, персональные цифровые устройства (PDA), карманные устройства, беспроводные модемы, портативные компьютеры, персональные компьютеры и т.д.

Линия связи, которая упрощает передачу из базовой станции 104 в пользовательский терминал 106, может упоминаться как нисходящая линия 108 связи, а линия связи, которая упрощает передачу из пользовательского терминала 106 в базовую станцию 104, может упоминаться как восходящая линия 110 связи. Альтернативно, нисходящая линия 108 связи может упоминаться как прямая линия связи или прямой канал, а восходящая линия 110 связи может упоминаться как обратная линия связи или обратный канал.

Сота 102 может быть разделена на несколько секторов 112. Сектор 112 является физической зоной покрытия в соте 102. Базовые станции 104 в системе 100 беспроводной связи могут использовать антенны, которые концентрируют поток мощности в конкретном секторе 112 соты 102. Такие антенны могут упоминаться как направленные антенны.

Способы и устройства настоящего раскрытия сущности могут быть использованы в системе широкополосной беспроводной связи. Термин "широкополосный беспроводной" упоминается как технология, которая предоставляет доступ к беспроводным сетям, сетям телефонной связи, Интернету и/или сетям передачи данных в данной области.

WiMAX, который означает стандарт общемировой совместимости широкополосного доступа в микроволновом диапазоне, является основанной на стандартах широкополосной беспроводной технологией, которая предоставляет широкополосные соединения с высокой пропускной способностью на большие расстояния. Сегодня предусмотрено два основных варианта применения WiMAX: WiMAX для стационарных устройств и WiMAX для мобильных устройств. Варианты применения WiMAX для стационарных устройств имеют тип "точка-многоточка" и позволяют широкополосный доступ в дома и офисы. WiMAX для мобильных устройств предлагает полную мобильность сотовых сетей на скоростях широкополосной передачи.

WiMAX для мобильных устройств основан на технологии OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов) и OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов). OFDM - это технология цифровой модуляции с несколькими несущими, которая с недавних пор нашла широкое применение во множестве систем связи с высокой скоростью передачи данных. В OFDM, поток передаваемых битов разделяется на несколько субпотоков с меньшей скоростью. Каждый субпоток модулируется с помощью одной из нескольких ортогональных поднесущих и отправляется по одному из множества параллельных подканалов. OFDMA является технологией множественного доступа на основе OFDM. В OFDMA пользователям могут назначаться поднесущие в различных временных интервалах. OFDMA является гибкой технологией множественного доступа, которая может приспосабливать множество пользователей с различными приложениями, скоростями передачи данных и требованиями по качеству обслуживания.

Быстрое развитие беспроводных объединенных сетей и связей привело к возрастающей потребности в высоких скоростях передачи данных в области техники услуг беспроводной связи. OFDMA-системы сегодня рассматриваются как одна из наиболее перспективных исследовательских областей и как ключевая технология для следующего поколения беспроводной связи. Это обусловлено тем фактом, что схемы OFDMA-модуляции могут предоставлять множество преимуществ, таких как эффективность модуляции, эффективность использования спектра, гибкость и сильная устойчивость к многолучевому распространению, по сравнению с традиционными схемами модуляции с одной несущей.

IEEE 802.16x является организацией-разработчиком новых стандартов, чтобы задавать радиоинтерфейс для стационарных и мобильных систем широкополосного беспроводного доступа (BWA). IEEE 802.16x приняла документ "IEEE P802.16-REVd/D5-2004" в мае 2004 года для стационарных BWA-систем и опубликовала документ "IEEE P802.16e/D12 Oct. 2005" в октябре 2005 года для мобильных BWA-систем. Эти два стандарта задали четыре различных физических уровня (PHY) и один уровень управления доступом к среде (MAC). Физический уровень OFDMA из четырех физических уровней является самым популярным в областях BWA для стационарных и мобильных устройств, соответственно.

Фиг.2 иллюстрирует пример передающего устройства 202 для OFDMA-системы. Передаваемые данные D _k 212 показаны подаваемым в модуль 214 преобразования. Модуль 214 преобразования может выполнять преобразование и модуляцию и может выводить преобразованный/модулированный сигнал M _k 216. Преобразованный/модулированный сигнал M _k 216 показан обрабатываемым компонентом 218 обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT), компонентом 220 вставки защитных интервалов, радиочастотным (RF) входным каскадом 222 и антенной 224. Результирующий сигнал 226 затем показан передаваемым в беспроводной канал h.

Фиг.3A иллюстрирует пример кадра 306, который может быть передан из базовой станции 104 в пользовательский терминал 106 по нисходящей линии связи 108 в OFDMA-системе. OFDMA-кадр 306 показан относительно временной оси 308. OFDMA-кадр 306 показан с одним символом 310 преамбулы и несколькими символами 312 данных. Хотя только один символ 310 преамбулы показан на фиг.3A, OFDMA-кадр 306 может включать в себя несколько символов 310 преамбулы.

Фиг.3B и 3C иллюстрируют примеры представлений в частотной области символа 310 преамбулы. Эти представления в частотной области показаны относительно оси 316 поднесущих. Показана область 318 используемых поднесущих. Также показаны две защитные области 320.

На фиг.3B, область 318 используемых поднесущих включает в себя пилотные поднесущие 314a, чередуемые с немодулированными поднесущими 314b. На фиг.3C, каждая поднесущая 314 в области 318 используемых поднесущих является пилотной поднесущей 314a.

Фиг.3D иллюстрирует пример представления в частотной области символа 312 данных. Символ 312 данных включает в себя и поднесущие 314c данных, и пилотные поднесущие 314a. Приемное устройство может выполнять оценку канала с использованием пилотных поднесущих 314a символа 310 преамбулы и/или пилотных поднесущих 314a символа 312 данных.

Число поднесущих 314 в OFDMA-системе может быть равным числу точек быстрого преобразования Фурье (FFT). Все доступные поднесущие 314 не могут использоваться. В частности, защитные поднесущие 314d в защитных областях 320 могут исключаться. На фиг.3B-3D, защитные поднесущие 314d показаны рядом с нижними и верхними полосами частот. Эти защитные поднесущие 314d не могут выделяться для поднесущих 314c данных или пилотных поднесущих 314a.

Фиг.4 иллюстрирует архитектуру 404 с одним приемным устройством типичных OFDMA-систем. Антенна 432 принимает OFDMA-сигнал 426a из беспроводного канала h. Принимаемый OFDMA-сигнал 426a обрабатывается входным RF-каскадом 434, компонентом 436 удаления защитных интервалов и компонентом 438 быстрого преобразования Фурье (FFT). Это приводит к OFDMA-сигналу 426b частотной области, который показан как R _k 426b на фиг.4.

Затем может выполняться оценка канала. OFDMA-сигнал R _k 426b частотной области показан предоставляемым в качестве ввода в модуль 442 оценки канала. Оценка канала может быть реализована с использованием пилотных тонов и интерполяционного процесса. Результатом оценки канала является оценка 444 канала, которая показана как H _k 444.

Показан модуль 446 выравнивания. OFDMA-сигнал R _k 426b частотной области может быть выровнен с использованием оценки H _k 444 канала в соответствии с уравнением (1):

Выводом модуля 446 выравнивания является выровненный сигнал 426c, который показан как E _k 426c. Выровненный сигнал E _k 426c может быть обратно преобразован и демодулирован модулем 450 обратного преобразования, давая в результате данные rD _k 452.

OFDMA-система может иметь функцию дублированной передачи. Например, стандарты IEEE802.16e поддерживают дублированную передачу для канала заголовков управления кадрами (FCH). Содержимое FCH-канала называется префиксом кадра нисходящей линии связи (DLFP). DLFP - это структура данных, которая передается в начале каждого кадра. DLFP содержит информацию, касающуюся текущего кадра, и преобразуется в FCH.

Фиг.5 иллюстрирует пример способа 500 FCH/DLFP-передачи. 24-битовое DLFP-сообщение 502 может предоставляться 501 и затем дублироваться 504, чтобы формировать 48-битовый блок 506. Следующие операции могут затем выполняться относительно 48-битового блока 506: сверточное кодирование 508, перемежение 510, QPSK-преобразование 512, выделение 514 временных интервалов OFDMA (выделение поднесущих), рандомизация 516 поднесущих и операция 518 N_fft-точечного обратного быстрого преобразования Фурье (IFFT).

Результатом сверточного кодирования 508 может быть блок 520 из 96 кодированных битов. Результатом перемежения 510 также может быть блок 522 из 96 кодированных битов. Результатом QPSK-преобразования 512 может быть блок 524 из 48 модулированных символов. Выделение 514 временных интервалов OFDMA (выделение поднесущих) может заключать в себе назначение временных интервалов от первого временного интервала 526, соответствующего сегменту.

Фиг.6 иллюстрирует пример системы 600 для декодирования OFDMA-сигнала, который включает в себя дублированный сигнал, такой как дублированное DLFP-сообщение. Передающее устройство 602 показано передающим OFDMA-сигнал s(t) 612 по каналу h(t) 616.

Приемное устройство 604 показано принимающим OFDMA-сигнал r(t) 620a. Принимаемый OFDMA-сигнал r(t) 620a может быть выражен так, как представлено в уравнении (2), где член n(t) указывает шум:

(2)

Показан FFT-компонент 622. FFT-компонент 622 может быть выполнен с возможностью осуществлять операцию N_fft-точечного FFT для принимаемого OFDMA-сигнала r(t) 620a. Результатом операции N_fft-точечного FFT является OFDMA-сигнал 620b частотной области. OFDMA-сигнал 620b частотной области может быть таким, как задано в уравнении (3):

(3)

Обратная рандомизация поднесущих может выполняться относительно OFDMA-сигнала 620b частотной области R _fft(n) для всех полезных поднесущих (т.е. поднесущих в области 318 используемых поднесущих). OFDMA-сигнал 620b частотной области R _fft(n) показан предоставляемым в модуль 624 обратной рандомизации поднесущих. Выводом модуля 624 обратной рандомизации поднесущих является обратно рандомизированный OFDMA-сигнал 620c, который показан как R _sdr(n) 620c.

Затем может выполняться оценка канала. Обратно рандомизированный сигнал R _sdr(n) 620c показан предоставляемым в качестве ввода в компонент 626 оценки канала. Результирующая оценка 630a канала показана как H _p(n,i) 630a, где n является таким, как указано выше, и i =..., sym(i-1), sym(i), sym(i+1),....

Затем может выполняться освобождение поднесущих. Обратно рандомизированный OFDMA-сигнал R _sdr(n) 620c показан предоставляемым в качестве ввода в первый компонент 628a освобождения поднесущих, и выводом первого компонента 628a освобождения поднесущих является освобожденный OFDMA-сигнал R _s(s,k) 620d. Оценка 630a H _p(n,i) канала показана предоставляемой в качестве ввода во второй компонент 628b освобождения поднесущих, и выводом второго компонента 628b освобождения поднесущих является оценка H _s(s,k) 630b освобожденного канала.

Член s - это индекс выделенного временного интервала, и s = 1, 2,..., N _s. Член N _s упоминается как число выделенных временных интервалов для блока кодирования. Член k - это индекс поднесущей, и k = 1, 2,..., N _sc. Член N _sc упоминается как число поднесущих для временного интервала.

Освобождение поднесущих может выполняться с использованием схемы перестановки, идентичной использованной в передающем устройстве 602 в целях выделения поднесущих. Освобождение поднесущих может заключать в себе извлечение соответствующих поднесущих и компоновку поднесущих в базовый формат временного интервала.

Как пояснено ниже, приемное устройство 604 может быть выполнено с возможностью осуществлять выравнивание и комбинирование на основе схемы комбинирования с максимальным отношением (MRC). Тем не менее, определенные вопросы могут возникать при применении схемы MRC-комбинирования для OFDMA-сигнала, который включает в себя дублированный сигнал. Например, дублирование может быть осуществлено до канального кодирования в передающем устройстве 602. (Для примера, см. способ 500 FCH/DLFP-передачи, который показан на фиг.5 и который был обсужден выше). Как правило, этапы, которые выполняются передающим устройством 602, выполняются в обратном порядке приемным устройством 604. Таким образом, может быть предпочтительным выполнять всю обработку, которая связана с дублированным сигналом, после канального декодирования (и, следовательно, после обратного преобразования) в приемном устройстве 604. Другими словами, это может рассматриваться как естественный порядок обработки в отношении процедуры в передающем устройстве 602. Тем не менее, может возникать такая ситуация, что оптимальная позиция для MRC-комбинирования дублированного сигнала находится до обратного преобразования.

Чтобы разрешать эту проблему, может быть использована схема упреждающей компоновки несущих. Схема упреждающей компоновки несущих может достигать результата в виде компоновки поднесущих в освобожденном OFDMA-сигнале R _s(s,k) 620d и оценки H _s(s,k) 630b освобожденного канала в дублированный формат. Схема упреждающей компоновки несущих может быть реализована посредством выполнения упреждающей обработки. Упреждающая обработка может включать в себя сбор сведений/обратное отслеживание процесса передачи, т.е. процесса, который осуществлен в передающем устройстве 602 (к примеру, дублирование → канальное кодирование → перемежение → преобразование). Упреждающая обработка также может включать в себя выполнение обратного перемежения до выравнивания и комбинирования (и, следовательно, до обратного преобразования).

Освобожденный OFDMA-сигнал R _s(s,k) 620d показан предоставляемым в первый модуль 632a упреждающей компоновки поднесущих. Выводом первого модуля 632a упреждающей компоновки поднесущих является OFDMA-сигнал R _dup(s,k) 620e в дублированном формате. Оценка H _s(s,k) 630b освобожденного канала предоставляется во второй модуль 632b упреждающей компоновки поднесущих. Выводом второго модуля 632b упреждающей компоновки поднесущих является оценка H _dup(s,k) 630c канала в дублированном формате.

Модуль выравнивания и модуль 634 комбинирования может быть выполнен с возможностью выравнивать и комбинировать OFDMA-сигнал R _dup(s,k) 620e в дублированном формате на основе MRC-схемы. Все соответствующие временные интервалы и дублированные сигналы (поднесущие) могут быть комбинированы с использованием MRC-схемы. Вывод модуля выравнивания и модуля 634 комбинирования показан как выровненный OFDMA-сигнал R _e(u) 620f.

Выравнивание и комбинирование могут выполняться в соответствии с уравнением (4):

(4)

В уравнении (4), член s является таким, как указано выше. Член u = 1, 2,..., N _u, где , и где N _sc является таким, как указано выше. Член ()* относится к комплексно-сопряженному числу для ().

Модуль 636 комбинирования на основе информации состояния канала (CSI) может быть выполнен с возможностью осуществлять CSI-комбинирование относительно оценки H _dup(s,k) 630c канала в дублированном формате. CSI-комбинирование также может быть основано на MRC-схеме. Вывод модуля 636 CSI-комбинирования показан как CSI-оценка H _e(u) 630d.

CSI-комбинирование может выполняться в соответствии с уравнением (5):

(5)

Показан SSCQ-компонент 638, где аббревиатура SSCQ означает мягкое решение (обратное преобразование), масштабирование, CSI-взвешивание и квантование. Как выровненный OFDMA-сигнал R _e(u) 620f, так и CSI-оценка H _e(u) 630d показаны предоставляемыми в качестве ввода в SSCQ-компонент 638. Выводом SSCQ-компонента 638 является обратно преобразованный OFDMA-сигнал R _d(x) 620g. Член x = 1, 2,..., N _x. Член N_x указывает число кодированных мягких битов для блока кодирования, и . Член N _mod упоминается как порядок модуляции. Например, N _mod = 2, если QPSK-модуляция используется.

Канальный декодер 640 может быть выполнен с возможностью осуществлять канальное декодирование относительно обратно преобразованного сигнала R _d(x) 620g. Результатом канального декодирования являются полезные данные 642.

При использовании в данном документе, термин "OFDMA-сигнал" 620 может, в общем, относиться к любому сигналу переноса данных, который обрабатывается в соответствии с OFDMA-технологиями. OFDMA-сигнал R _fft(n) 620b частотной области, обратно рандомизированный OFDMA-сигнал R _sdr(n) 620c, освобожденный OFDMA-сигнал R _s(s,k) 620d, OFDMA-сигнал R _dup(s,k) 620e в дублированном формате, выровненный OFDMA-сигнал R _e(u) 620f и обратно преобразованный OFDMA-сигнал R _d(x) 620g каждый представляют OFDMA-сигнал 620 на различных стадиях обработки приемным устройством 604.

При использовании в данном документе, термин "сигнал 630 информации состояния канала" может, в общем, относиться к любому сигналу, который связан с предоставлением оценки информации состояния канала. Оценка H _p(n,i) 630a канала, оценка H _s(s,k) 630b освобожденного канала, оценка H _dup(s,k) 630c канала в дублированном формате и оценка H _e(u) 630d информации состояния канала каждая представляют сигнал 630 CSI-оценки на различных стадиях обработки приемным устройством 604.

Фиг.7 иллюстрирует один способ, которым пары дублирования (т.е. данные, которые дублируются в OFDMA-сигнале 620) могут распределяться по различным поднесущим 712. Пары a₁ и a₂, b₁ и b₂, c₁ и c₂ и d₁ и d₂ дублируются, соответственно. Пара a₁ и a₂ содержит вещественные части первой поднесущей 712a и второй поднесущей 712b, соответственно. Пара b₁ и b₂ содержит мнимые части первой поднесущей 712a и второй поднесущей 712b, соответственно. Пара c₁ и c₂ содержит вещественные части третьей поднесущей 712c и четвертой поднесущей 712d, соответственно. Пара d₁ и d₂ содержит мнимые части третьей поднесущей 712c и четвертой поднесущей 712d, соответственно. Если пары дублирования распределены по различным поднесущим 712, как показано на фиг.7, основанное на MRC выравнивание и комбинирование и CSI-комбинирование могут выполняться в соответствии с уравнениями (4) и (5), соответственно.

Фиг.8 иллюстрирует другой способ, которым пары дублирования могут распределяться по различным поднесущим 812. Пары a₁ и a₂, b₁ и b₂ и c₁ и c₂ дублируются, соответственно. Пара a₁ и a₂ содержит вещественную часть первой поднесущей 812a и мнимую часть второй поднесущей 812b, соответственно. Пара b₁ и b₂ содержит мнимую часть первой поднесущей 812a и вещественную часть третьей поднесущей 812c, соответственно. Пара c₁ и c₂ содержит вещественную часть второй поднесущей 812b и мнимую часть третьей поднесущей 812c, соответственно.

Где принимаемый OFDMA-сигнал 620 включает в себя распределенные пары дублирования, как показано на фиг.8, основанное на MRC выравнивание и комбинирование могут выполняться в соответствии с уравнениями (6)-(8):

	(6)
	(7)
	(8)

CSI-комбинирование может выполняться в соответствии с уравнениями (9)-(11):

	(9)
	(10)
	(11)

При условии, что и , далее выравнивание и комбинирование для пары дублирования a₁ и a₂ может выполняться в соответствии с уравнением (12):

(12)

При условии, что и , затем выравнивание и комбинирование для пары дублирования b₁ и b₂ может выполняться в соответствии с уравнением (13):

(13)

При условии, что и , затем выравнивание и комбинирование для пары дублирования c₁ и c₂ может выполняться в соответствии с уравнением (14):

(14)

В уравнениях (12)-(14), и . Члены s, k, u и N _u являются такими, как указано выше.

Фиг.9 иллюстрирует пример способа 900 для декодирования OFDMA-сигнала, который включает в себя дублированный сигнал. Способ 900 может выполняться OFDMA приемным устройством 604.

Когда OFDMA-сигнал 620a принимается 902, операция N_fft-точечного FFT может выполняться 904 над принимаемым OFDMA-сигналом 620a, давая в результате OFDMA-сигнал 620b частотной области. Обратная рандомизация поднесущих может выполняться 906 относительно OFDMA-сигнала 620b частотной области, давая в результате обратно рандомизированный OFDMA-сигнал 620c. Обратно рандомизированный OFDMA-сигнал 620c может использоваться для того, чтобы выполнять 908 оценку канала, приводя к оценке 630a канала.

Освобождение поднесущих может выполняться 910 относительно обратно рандомизированного OFDMA-сигнала 620c, приводя к освобожденному OFDMA-сигналу 620d. Освобождение поднесущих также может выполняться 912 относительно оценки 630a канала, давая в результате оценку 630b освобожденного канала.

Схема упреждающей компоновки несущих может быть использована для того, чтобы компоновать 914 поднесущие в освобожденном OFDMA-сигнале 620d в дублированный формат 620e, а также компоновать 916 поднесущие в оценке 630b освобожденного канала в дублированный формат 630c. Выравнивание и комбинирование могут затем выполняться 918 относительно OFDMA-сигнала 620e в дублированном формате. CSI-комбинирование может выполняться 920 относительно оценки 630d канала в дублированном формате.

Обратное преобразование, масштабирование, CSI-взвешивание и квантование могут затем выполняться 922, давая в результате обратно преобразованный сигнал 620g. Канальное декодирование затем может выполняться 924 относительно обратно преобразованного сигнала 620g, давая в результате полезные данные 642.

Способ по фиг.9, описанный выше, может выполняться различным(и) аппаратным(и) и/или программным(и) компонентом(ами) и/или модулем(ями), соответствующим(и) блокам 1100 "средство плюс функция", проиллюстрированным на фиг.10. Другими словами, блоки 902-924, проиллюстрированные на фиг.9, соответствуют блокам 1002-1024 "средство плюс функция", проиллюстрированным на фиг.10.

Фиг.11 иллюстрирует различные компоненты, которые могут быть использованы в беспроводном устройстве 1102. Беспроводное устройство 1102 является примером устройства, которое может быть выполнено с возможностью реализовывать различные способы, описанные в данном документе. Беспроводное устройство 1102 может быть базовой станцией 104 или пользовательским терминалом 106.

Беспроводное устройство 1102 может включать в себя процессор 1104, который управляет работой беспроводного устройства 1102. Процессор 1104 также может упоминаться как центральный процессор (CPU). Запоминающее устройство 1106, которое может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ROM) и оперативное запоминающее устройство (RAM), предоставляет инструкции и данные в процессор 1104. Часть запоминающего устройства 1106 также может включать в себя энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (NVRAM). Процессор 1104 типично выполняет логические и арифметические операции на основе программных инструкций, сохраненных в запоминающем устройстве 1106. Инструкции в запоминающем устройстве 1106 могут выполняться для того, чтобы осуществлять способы, описанные в данном документе.

Беспроводное устройство 1102 также может включать в себя корпус 1108, который может включать в себя передающее устройство 1111 и приемное устройство 1112, чтобы давать возможность передачи и приема данных между беспроводным устройством 1102 и удаленным местоположением. Передающее устройство 1111 и приемное устройство 1112 могут быть комбинированы в приемопередающее устройство 1114. Антенна 1116 может быть прикреплена к корпусу 1108 и электрически соединена с приемопередающим устройством 1114. Беспроводное устройство 1102 также может включать в себя (не показаны) несколько передающих устройств, несколько приемных устройств, несколько приемопередающих устройств и/или несколько антенн.

Беспроводное устройство 1102 также может включать в себя детектор 1118 сигналов, который может использоваться для того, чтобы обнаруживать и определять количественно уровень сигналов, принимаемых приемопередающим устройством 1114. Детектор 1118 сигналов может обнаруживать такие сигналы, как полная энергия, энергия пилотных сигналов в расчете на элементарный сигнал псевдошумовой (PN) последовательности, спектральная плотность мощности и другие сигналы. Беспроводное устройство 1102 также может включать в себя процессор 1120 цифровых сигналов (DSP) для использования в обработке сигналов.

Различные компоненты беспроводного устройства 1102 могут быть соединены между собой системой 1122 шин, которая может включать в себя шину питания, шину управляющих сигналов и шину сигналов состояния в дополнение к шине данных. Тем не менее, для понятности, различные шины иллюстрируются на фиг.11 как система 1122 шин.

При использовании в данном документе термин "определение" заключает в себе множество действий, и, следовательно, "определение" может включать в себя расчет, вычисление, обработку, извлечение, сбор сведений, поиск (к примеру, поиск в таблице, базе данных или другой структуре данных), обнаружение и т.п. Также, "определение" может включать в себя прием (к примеру, прием информации), осуществление доступа (к примеру, осуществление доступа к данным в запоминающем устройстве) и т.п. Также, "определение" может включать в себя разрешение, отбор, выбор, установление и т.п.

Фраза "на основе" не означает "только на основе", если явно не указано иное. Иными словами, фраза "на основе" описывает как "только на основе", так и "по меньшей мере, на основе".

Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в связи с настоящим раскрытием сущности, могут быть реализованы или выполнены с помощью процессора общего назначения, процессора цифровых сигналов (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, дискретного логического элемента или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов либо любой комбинации вышеозначенного, предназначенной для того, чтобы выполнять описанные в данном документе функции. Процессором общего назначения может быть микропроцессор, но, в альтернативном варианте, процессором может быть любой доступный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор также может быть реализован как комбинация вычислительных устройств, к примеру, комбинация DSP и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров вместе с ядром DSP либо любая другая аналогичная конфигурация.

Этапы способа или алгоритма, описанные в связи с настоящим раскрытием сущности, могут быть реализованы непосредственно в аппаратных средствах, в программном модуле, приводимом в исполнение процессором, либо в комбинации вышеозначенного. Программный модуль может постоянно размещаться в любой форме носителя данных, который известен в данной области техники. Некоторые примеры носителей хранения данных, которые могут использоваться, включают в себя запоминающее устройство типа RAM, флэш-память, запоминающее устройство типа ROM, запоминающее устройство типа EPROM, запоминающее устройство типа EEPROM, регистры, жесткий диск, съемный диск, CD-ROM и т.д. Программный модуль может содержать одну инструкцию или множество инструкций и может быть распределен по нескольким различным сегментам кода, по различным программам и по нескольким носителям хранения данных. Носитель данных может быть соединен с процессором так, что процессор может считывать информацию и записывать информацию на носитель данных. В альтернативном варианте, носитель данных может быть встроен в процессор.

Способы, раскрытые в данном документе, содержат один или более этапов или действий для осуществления описанного способа. Этапы и/или действия способа могут меняться друг с другом без отступления от объема формулы изобретения. Другими словами, если конкретный порядок этапов или действий не указывается, порядок и/или использование конкретных этапов и/или действий может модифицироваться без отступления от объема формулы изобретения.

Описанные функции могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении, микропрограммном обеспечении или в любой комбинации вышеозначенного. Если реализованы в программном обеспечении, функции могут сохраняться как одна или более инструкций на машиночитаемом носителе. Машиночитаемый носитель может быть любым доступным носителем, к которому можно осуществлять доступ компьютером. В качестве примера, но не ограничения, машиночитаемый носитель может содержать RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другое устройство хранения на оптических дисках, устройство хранения на магнитных дисках или другие магнитные устройства хранения, либо любой другой носитель, который может быть использован для того, чтобы переносить или сохранять требуемый программный код в форме инструкций или структур данных, и к которому можно осуществлять доступ компьютером. Магнитный диск и оптический диск при использовании в данном документе включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, универсальный цифровой диск (DVD), гибкий диск и диск Blue-Ray®, при этом магнитные диски обычно воспроизводят данные магнитно, тогда как оптические диски обычно воспроизводят данные оптически с помощью лазеров.

Программное обеспечение или инструкции также могут передаваться по среде передачи. Например, если программное обеспечение передается из веб-узла, сервера или другого удаленного источника с помощью коаксиального кабеля, оптоволоконного кабеля, "витой пары", цифровой абонентской линии (DSL) или беспроводных технологий, таких как инфракрасные, радиопередающие и микроволновые среды, то коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, "витая пара", DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасные, радиопередающие и микроволновые среды, включены в определение среды передачи.

Дополнительно, следует принимать во внимание, что модули и/или другие соответствующие средства для выполнения способов и технологий, описанных в данном документе, таких как проиллюстрированные на фиг.9-10, могут быть загружены и/или иначе получены посредством мобильного устройства и/или базовой станции при соответствующих условиях. Например, такое устройство может быть соединено с сервером, чтобы упрощать передачу средства для осуществления способов, описанных в данном документе. Альтернативно, различные способы, описанные в данном документе, могут предоставляться через средство хранения (к примеру, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), физический носитель данных, такой как компакт-диск (CD) или гибкий диск и т.д.), так что мобильное устройство и/или базовая станция может получать различные способы при подключении или предоставлении средства хранения для устройства. Кроме того, любая другая подходящая технология для предоставления способов и технологий, описанных в данном документе, для устройства может быть использована.

Следует понимать, что формула изобретения не ограничена точной конфигурацией и компонентами, проиллюстрированными выше. Различные модификации, изменения и варьирования могут осуществляться в компоновке, работе и подробностях систем, способов и устройств, описанных в данном документе, без отступления от объема формулы изобретения.

1. Способ для обработки принимаемого сигнала множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), который содержит дублированный сигнал, содержащий этапы, на которых:
- выполняют упреждающую обработку, чтобы скомпоновать поднесущие в OFDMA-сигнале в дублированный формат;
- выравнивают и комбинируют дублированные поднесущие в соответствии со схемой суммирования по максимальному отношению (MRC); и
- обратно преобразуют OFDMA-сигнал, причем обратное преобразование выполняют после того, как выполнены выравнивание и комбинирование.

2. Способ по п.1, в котором упреждающая обработка содержит этап, на котором обратно отслеживают процесс передачи, который реализуется передатчиком OFDMA-сигнала.

3. Способ по п.1 или 2, в котором упреждающая обработка содержит этап, на котором выполняют обратное перемежение до выравнивания и комбинирования OFDMA-сигнала.

4. Способ по п.1, в котором выравнивание и комбинирование выполняют как , где s - это индекс выделенного временного интервала, где s=1, 2,…, N_s, где u=1, 2,…, N_u, где , где N_sc - это число поднесущих для временного интервала, где R_dup() - это OFDMA-сигнал, скомпонованный в дублированный формат, и где Н_duр() - это сигнал информации состояния канала, скомпонованный в дублированный формат.

5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
- выполняют упреждающую обработку, чтобы скомпоновать поднесущие в сигнале информации состояния канала (CSI) в дублированный формат; и способ дополнительно содержит этап, на котором:
- выполняют CSI-комбинирование относительно CSI-сигнала после того, как поднесущие скомпонованы в дублированный формат.

6. Способ по п.5, в котором CSI-комбинирование выполняют как , где s - это индекс выделенного временного интервала, где s=1, 2,…, N_s, где u=1, 2,…, N_u, где ,
где N_sc - это число поднесущих для временного интервала, и где H_dup() - это CSI-сигнал, скомпонованный в дублированный формат.

7. Способ по п.1, в котором OFDMA-сигнал содержит пары дублирования, которые распределены по различным поднесущим.

8. Способ по п.7, в котором пары дублирования содержат первую пару дублирования a₁ и a₂, вторую пару дублирования b₁ и b₂ и третью пару дублирования c₁ и с₂, причем R_dup(s,u)=a₁+jb₁ и R_dup(s,N_u+u)=с₁+ja₂, и причем выравнивание и комбинирование для первой пары дублирования а₁ и а₂ выполняют как , где
и .

9. Способ по п.7, в котором пары дублирования содержат первую пару дублирования a₁ и а₂, вторую пару дублирования b₁ и b₂ и третью пару дублирования c₁ и c₂, причем R_dup(s,u)=a₁+jb₁ и R_dup(s,N_u+u)=b₂+jc₂, и причем выравнивание и комбинирование для второй пары дублирования b₁ и b₂ выполняют как ,
где и .

10. Способ по п.7, в котором пары дублирования содержат первую пару дублирования a₁ и а₂, вторую пару дублирования b₁ и b₂ и третью пару дублирования с₁ и с₂, причем R_dup(s,u)=c₁+ja₂ и R_dup(s,N_u+u)=b₂+jc₂, и причем выравнивание и комбинирование для третьей пары дублирования c₁ и c₂ выполняют как , где и .

11. Способ по п.1, в котором дублированный сигнал содержит сообщение префикса кадра нисходящей линии связи (DLFP).

12. Устройство для обработки принимаемого сигнала множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), который содержит дублированный сигнал, содержащее:
- средство для выполнения упреждающей обработки, чтобы скомпоновать поднесущие в OFDMA-сигнале в дублированный формат;
- средство для выравнивания и комбинирования OFDMA сигнала после того как поднесущие были скомпонованы в дублированный формат, причем выравнивание и комбинирование выполняют в соответствии со схемой суммирования по максимальному отношению (MRC); и
- средство для обратного преобразования OFDMA-сигнала, причем обратное преобразование выполняют после того, как выполнены выравнивание и комбинирование.

13. Устройство по п.12, в котором средство для компоновки содержит:
- первый модуль упреждающей компоновки поднесущих, который выполнен с возможностью выполнять упреждающую обработку, чтобы скомпоновать поднесущие в OFDMA-сигнале в дублированный формат;
- средство для выравнивания и комбинирования содержащее модуль выравнивания и модуль комбинирования; и
- средство для обратного преобразования содержит модуль обратного преобразования.

14. Беспроводное устройство по п.13, в котором компоновка поднесущих в OFDMA-сигнале в дублированный формат содержит выполнение упреждающей обработки.

15. Беспроводное устройство по п.14, в котором упреждающая обработка содержит обратное отслеживание процесса передачи, который реализуется передатчиком OFDMA-сигнала.

16. Беспроводное устройство по п.14, в котором упреждающая обработка содержит выполнение обратного перемежения до выравнивания и комбинирования OFDMA-сигнала.

17. Беспроводное устройство по п.13, в котором выравнивание и комбинирование выполняют как , где s - это индекс выделенного временного интервала, где s=1, 2,…, N_s, где u=1, 2,…, N_u, где , где N_sc - это число поднесущих для временного интервала, где R_dup() - это OFDMA-сигнал, скомпонованный в дублированный формат, и где H_dup() - это сигнал информации состояния канала, скомпонованный в дублированный формат.

18. Беспроводное устройство по п.13, дополнительно содержащее:
- второй упреждающий модуль компоновки поднесущих, который выполнен с возможностью компоновать поднесущие в сигнале информации состояния канала (CSI) в дублированный формат; и
- модуль CSI-комбинирования, который выполнен с возможностью осуществлять CSI-комбинирование относительно CSI-сигнала после того, как поднесущие скомпонованы в дублированный формат.

19. Беспроводное устройство по п.18, в котором CSI-комбинирование выполняют как , где s - это индекс выделенного временного интервала, где s=1, 2,…, N_s, где u=1, 2,…, N_u, где , где N_sc - это число поднесущих для временного интервала, и где Н_dup() - это CSI-сигнал, скомпонованный в дублированный формат.

20. Беспроводное устройство по п.13, в котором OFDMA-сигнал содержит пары дублирования, которые распределены по различным поднесущим.

21. Беспроводное устройство по п.20, в котором пары дублирования содержат первую пару дублирования а₁ и а₂, вторую пару дублирования b₁ и b₂ и третью пару дублирования c₁ и c₂, причем R_dup(s,u)=a₁+jb₁ и R_dup(s,N_u+u)=c₁+ja₂, и причем выравнивание и комбинирование для первой пары дублирования a₁ и а₂ выполняют как где и .

22. Беспроводное устройство по п.20, в котором пары дублирования содержат первую пару дублирования a₁ и а₂, вторую пару дублирования b₁ и b₂ и третью пару дублирования c₁ и c₂, причем R_dup(s,u)=a₁+jb₁ и R_dup(s,N_u+u)=b₂+jc₂, и причем выравнивание и комбинирование для второй пары дублирования b₁ и b₂ выполняют как , где и .

23. Беспроводное устройство по п.20, в котором пары дублирования содержат первую пару дублирования a₁ и а₂, вторую пару дублирования b₁ и b₂ и третью пару дублирования c₁ и c₂, причем R_dup(s,u)=c₁+ja₂ и R_dup(s, N_u+u)=b₂+jc₂, и причем выравнивание и комбинирование для третьей пары дублирования c₁ и c₂ выполняют как , где и .

24. Беспроводное устройство по п.13, в котором дублированный сигнал содержит сообщение префикса кадра нисходящей линии связи (DLFP).

25. Устройство для обработки принимаемого сигнала множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), который содержит дублированный сигнал, содержащее:
- средство для выполнения упреждающей обработки, чтобы скомпоновать поднесущие в OFDMA-сигнале в дублированный формат;
- средство для выравнивания и комбинирования дублированных поднесущих в соответствии со схемой суммирования по максимальному отношению (MRC); и
- средство для обратного преобразования OFDMA-сигнала, причем обратное преобразование выполняют после того, как выполнены выравнивание и комбинирование.

26. Устройство по п.25, в котором компоновка поднесущих в OFDMA-сигнале в дублированный формат содержит выполнение упреждающей обработки.

27. Устройство по п.26, в котором упреждающая обработка содержит обратное отслеживание процесса передачи, который реализуется передатчиком OFDMA-сигнала.

28. Устройство по п.26, в котором упреждающая обработка содержит выполнение обратного перемежения до выравнивания и комбинирования OFDMA-сигнала.

29. Устройство по п.25, в котором выравнивание и комбинирование выполняют как , где s - это индекс выделенного временного интервала, где s=1, 2,…, N_s, где u=1, 2,…, N_u, где , где N_sc - это число поднесущих для временного интервала, где R_dup() - это OFDMA-сигнал, скомпонованный в дублированный формат, и где H_dup() - это сигнал информации состояния канала, скомпонованный в дублированный формат.

30. Устройство по п.25, дополнительно содержащее:
- средство для компоновки поднесущих в сигнале информации состояния канала (CSI) в дублированный формат; и
- средство для выполнения CSI-комбинирования относительно CSI-сигнала после того, как поднесущие скомпонованы в дублированный формат.

31. Устройство по п.30, в котором CSI-комбинирование выполняют как , где s - это индекс выделенного временного интервала, где s=1, 2,…, N_s, где u=1, 2,…, N_u, где , где N_sc - это число поднесущих для временного интервала, и где Н_duр() - это CSI-сигнал, скомпонованный в дублированный формат.

32. Устройство по п.25, в котором OFDMA-сигнал содержит пары дублирования, которые распределены по различным поднесущим.

33. Устройство по п.32, в котором пары дублирования содержат первую пару дублирования a₁ и а₂, вторую пару дублирования b₁ и b₂ и третью пару дублирования c₁ и c₂, причем R_dup(s,u)=a₁+jb₁ и R_dup(s,N,+u)=с₁+jа₂, и причем выравнивание и комбинирование для первой пары дублирования a₁ и а₂ выполняют как , где и .

34. Устройство по п.32, в котором пары дублирования содержат первую пару дублирования a₁ и а₂, вторую пару дублирования b₁ и b₂ и третью пару дублирования c₁ и c₂, причем R_dup(s,u)=a₁+jb₁ и R_dup(s,N_u+u)=b₂+jc₂, и причем выравнивание и комбинирование для второй пары дублирования b₁ и b₂ выполняют как , где и .

35. Устройство по п.32, в котором пары дублирования содержат первую пару дублирования а₁ и a₂, вторую пару дублирования b₁ и b₂ и третью пару дублирования c₁ и c₂, причем R_dup(s,u)=c₁+ja₂ и R_dup(s,N_u+u)=b₂+jc₂, и причем выравнивание и комбинирование для третьей пары дублирования c₁ и c₂ выполняют как , где
и .

36. Устройство по п.25, в котором дублированный сигнал содержит сообщение префикса кадра нисходящей линии связи (DLFP).

37. Машиночитаемый носитель, содержащий исполняемые компьютером команды, чтобы заставить компьютер осуществлять способ по любому из пп.1-11.