专利名称：用于供基于单载波的控制信道用的混合fdm-cdm结构的方法和装置的制作方法
用于供基于单载波的控制信道用的混合fdm-cdm结构的方法和装置
相关申请的交叉引用 本申请依据35 u.s.c.第119部分要求2006年11月1日提交的题为"a method and apparatus for hybrid fdm-cdm structure for single carrier based control channels (用于供基于单载波的控制 信道用的混合fdm-cdm结构的方法和装置)"的美国临时专利申请s/n. 60/863,955的优先权，该申请通过援引全部纳入于此。
背景
i. 领域
以下描述一般涉及无线通信，尤其涉及用于基于单载波的控制信道的混合 fdm (频分复用)-cdm (码分复用)结构，该结构为给定用户提供提高的频 率分集。
ii. 背景
无线通信系统被广泛部署用以提供诸如语音、数据等各种类型的通信内 容。典型无线通信系统可以是能够通过共享可用系统资源(例如，带宽、发射 功率...)来支持多用户通信的多址系统。这些多址系统的示例可包括码分多址 (cdma)系统、时分多址(tdma)系统、频分多址(fdma)系统、以及 正交频分多址(ofdma)系统等。
一般，无线多址通信系统可同时支持多个移动设备的通信。每个移动设备 可经由前向和反向链路上的传输与一个或多个基站通信。前向链路(或下行链 路)是指从基站至移动设备的通信链路，而反向链路(或上行链路)是指从移 动设备至基站的通信链路。此外，移动设备与基站之间的通信可经由单输入单 输出(siso)系统、多输入单输出(miso)系统、多输入多输出(mimo) 系统等来建立mimo系统通常采用多个(wr)发射天线和多个(a^)接收天线进行数 据传输。由这7vr个发射及a^个接收天线构成的mimo信道可被分解为 个也被称为空间信道的独立信道，其中ws2^^，^j。这a^个独立信道中的每 一个对应于一维度。此外，在利用了这多个发射和接收天线所创建的附加维度 的情况下，mimo系统可提供经改善的性能(例如，提高的频谱效率、更高的 吞吐量和/或更高的可靠性)。
mimo系统可支持各种双工技术以在公共物理介质上划分前向链路和反 向链路通信。例如，频分双工(fdd)系统可利用不同频区进行前向和反向链 路通信。此外，在时分双工(tdd)系统中，前向和反向链路通信可使用公共 频区。然而，常规技术不允许用户通过分毗邻频调传送，因此不能向给定用户 提供最大频率分集来采用整个可用带宽发射信号。
概要
以下给出对一个或多个方面的简化概述以图提供对此类方面的基本理解。 此概要不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关 键性或决定性要素亦非试图界定任意或所有方面的范围。其唯一的目的是要以 简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加具体的说明之 序。
根据系统的一方面，本文描述了一种能在无线通信系统中操作以从用户的 角度而言使频率分集最大化的装置。该装置包括用于对来自不同组中用户的 信号执行频分复用(fdm)的装置；以及用于对来自相同组中用户的信号执行 频域中的码分复用(cdm)的装置。此外，该装置还包括用于对来自相同组中 用户的信号执行时域中的码分复用(cdm)的装置。
本说明书的另一方面涉及一种最大化频率分集以供给定用户在可用带宽 中发射单载波控制信号的方法。该方法包括对来自不同组中用户的信号进行频 分复用(fdm);对来自相同组中用户的信号进行频域中的码分复用(cdm); 以及对来自相同组中用户的信号进行时域中的码分复用(cdm)。因此，所 发射的信号具有混合fdm-cdm结构。
本说明书的一方面公开了一种能在无线通信系统中操作的、从用户的角度而言使频率分集最大化的装置。该装置包括标识来自给定小区中的用户的收到
信号的混合fdm-cdm接收组件，其中该收到信号采用混合fdm-cdm方案。 在接收端处在时域和频域中解调并解扩收到信号以确定所发射的信号。
根据本说明书的另一方面，公开了一种助益单载波控制信号的检出的方 法。该方法包括接收支持混合fdm-cdm (频分复用-码分复用)结构的传入 信号。收到信号是通过采用大多数任意解调技术来解调的。该方法还包括在时 域中解扩收到信号并在频域中解扩收到信号以获得由给定小区中的特定用户 发射的信号。
本说明书的另一方面示教了一种助益恢复由用户发射的控制信号的无线 通信装置。该无线通信装置包括用于接收支持混合fdm-cdm (频分复用-码 分复用)结构的传入信号的装置。此外，该无线通信系统装置包括用于解调收 到信号的装置和用于在时域和频域中解扩收到信号以确定由特定小区中的特 定用户发射的信号的装置。
根据本说明书的一方面，公开了一种用于接收釆用混合fdm-cdm (频分 复用-码分复用)结构的单载波控制信号的方法，该方法包括部分地基于对 收到信号的解调来标识来自至少一个小区中的用户的信号集合；以及部分地基 于在时域和频域中对信号集合执行的解扩操作来标识与至少一个小区中的特 定用户相关联的至少一个信号。从用户的角度而言，混合fdm-cdm结构使频 率分集最大化。
本说明书的又一方面涉及无线通信装置，包括存储器，该存储器保存与发 射采用混合fdm-cdm结构的单载波控制信道有关的指令。该无线通信装置还 包括耦合至存储器的处理器，该处理器被配置成执行保存在存储器中的指令。
根据本主题说明书的一方面，提供了一种从用户的角度而言使频率分集最 大化的无线通信系统。该系统包括处理器，该处理器被配置成将控制信道分 成彼此进行频分复用(fdm)的一个或多个组，以及在时域和频域中对来自一 个或多个组中每一个内的用户的控制信道信号执行码分复用(cdm)。
根据说明书的又一方面，公开了一种无线通信装置，该装置包括存储器， 该存储器保存与接收采用混合fdm-cdm结构的单载波控制信道有关的指令; 以及耦合至所述存储器的处理器，该处理器被配置成执行保存在存储器中的指令。
为能达成前述及相关目的，这一个或多个方面包括在下文中充分描述并在 所附权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了这一个或多个方 面的某些直观方面。但是，这些方面仅仅是指示了可采用各个方面的原理的各 种方式中的若干种，并且所描述的方面旨在涵盖所有此类方面及其等效方案。
附图简述
图1是根据本文中所阐述的各种方面的无线通信系统的图解。
图2是诸如可与一个或多个方面联用的具有多个基站和多个终端的无线 通信系统的图解。
图3是根据系统的一方面的以混合fdm-cdm (频分复用-码分复用)结 构发射信号的示例系统的图解。
图4是根据系统的一方面的接收具有混合fdm-cdm结构的信号的示例 系统的图解。
图5是根据说明书的一方面的助益采用混合fdm-cdm结构发射信号的 示例方法的图解。
图6是助益恢复无线通信系统中由用户采用混合fdm-cdm结构发射的 信号的示例方法的图解。
图7a-b图解了描绘用户可通过采用常规系统在其上传送单载波控制信道 的频率的示例图表。
图8是根据系统的一方面的从给定用户的角度而言助益频率分集的提高 的示例混合fdm-cdm的图解。
图9是根据本主题说明书的一方面的在小区间传输期间可维持导频之间 的正交性的示例时域cdm结构的图解。
图10是根据本主题公开的一方面的采用混合fdm-cdm结构发射信号的 示例移动设备的图解。
图11是根据系统的一方面的助益采用混合fdm-cdm结构的信号的恢复
的示例系统的图解。
图12是可与本文中描述的各种系统和方法联用的示例无线网络环境的图解。
图13是助益支持混合fdm-cdm结构的信号的发射的示例系统的图解。 图14是接收支持混合fdm-cdm结构的信号的示例系统的图解。
详细描述
现在参考附图来描述各种实施例，在附图中贯穿始终使用相同的附图标记 来引述相似的要素。在以下描述中，为便于解释，阐述了众多的具体细节以图 提供对一个或多个实施例的透彻理解。但是显而易见的是，没有这些具体细节 也可实践如此的实施例。在其它实例中，公知的结构和设备以框图形式示出以 助益于描述一个或更多个实施例。
如在本申请中使用的，术语"组件"、"模块"、"系统"之类意指计算机相关 实体，任其是硬件、固件、硬件与软件的组合、软件、还是执行中的软件。例 如，组件可以是但不限于在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行件、 执行的线程、程序、和/或计算机。作为例示，在计算设备上运行的应用和该计 算设备这两者都可以是组件。一个或更多个组件可驻留在进程和/或执行的线程 内，并且组件可局部化在一台计算机上和/或分布在两台或更多台计算机之间。 另外，这些组件能从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。诸 组件可借助于本地和/或远程进程来通信，诸如根据具有一个或更多个数据分组 的信号(例如，来自一个组件的数据，其中该组件正借助于该信号与局部系统、 分布式系统、和/或跨诸如因特网等的网络与其他系统中的另一个组件交互)来 作此通信。另外，术语"参考信号"、"导频"等在本申请中可互换地使用，且意 在指代通过通信系统传送的供监督、控制、均衡、连贯性、同步、参考的目的 等的信号。
此外，在本文中描述了与移动设备有关的各个实施例。移动设备也可称为 系统、订户单元、订户站、移动站、移动台、远程站、远程终端、接入终端、
用户终端、终端、无线通信设备、用户代理、用户设备、或用户装备(ue)。 移动设备可以是蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(sip)话机、无线本地 环路(wll)站、个人数字助理(pda)、具有无线连接能力的手持式设备、 计算设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。此外，在本文中描述了与基站有关的各个实施例。基站可以用于与诸移动设备通信，并且也可以接入 点、b节点、或其他某个术语来述及。
此外，本文中描述的各种方面或特征可使用标准编程和/或工程技术被实 现为方法、装置、或制造品。如在本文中使用的术语"制造品"旨在涵盖可从任 何计算机可读设备、载波、或媒介访问的计算机程序。例如，计算机可读介质 可包括但不限于磁存储设备(例如硬盘、软盘、磁条等)、光盘(例如，压縮
盘(cd)、数字多功能盘(dvd)等)、智能卡、以及闪存设备(例如，eprom、 记忆卡、记忆棒、钥匙驱动器等)。另外，本文中描述的各种存储介质可代表 用于存储信息的一个或多个设备和/或其他机器可读介质。术语"机器可读介质" 可包括但不限于无线信道以及能够存储、包含、和/或携带指令和/或数据的各 种其他媒介。
现在参照图1，示出了根据本文所呈现的各个实施例的无线通信系统100。 系统100包括基站102，后者可包括多个天线组。例如， 一个天线组可包括天 线104和106，另一组可包括天线108和110，以及又一组可包括天线112和 114。每个天线组示出了两个天线，然而，每组可使用更多或更少的天线。如 本领域技术人员将可领会的，基站102可另外包括发射机链和接收机链，其各 自又可包括与信号发射和接收相关联的多个组件(例如，处理器、调制器、复 用器、解调器、分用器、天线等)。
基站102可与诸如移动设备116和移动设备122等一个或多个移动设备通 信；然而，应领会，基站102可与基本上任意数目的同移动设备116和122相 似的移动设备通信。移动设备116和122可以是例如蜂窝电话、智能电话、膝 上机、手持式通信设备、手持式计算设备、卫星无线电、全球定位系统、pda、 和/或其他适合用于在无线通信系统ioo上进行通信的设备。如图所示，移动设 备116与天线112和114处于通信状态，在此天线112和114在前向链路118 上向移动设备116传送信息，并在反向链路120上从移动设备116接收信息。 此外，移动设备122与天线104和106处于通信状态，在此天线104和106在 前向链路124上向移动设备122传送信息，并在反向链路126上从移动设备122 接收信息。在频分双工(fdd)系统中，例如前向链路118可利用不同于反向 链路120所用的频带，以及前向链路124可采用不同于反向链路126所用的频带。此外，在时分双工(tdd)系统中，前向链路118和反向链路120可利用 公共频带，以及前向链路124和反向链路126可利用公共频带。
天线集和/或它们被任命在其中通信的区域可被称作基站102的扇区。例 如，多个天线可被设计成与落在基站102所覆盖的区域的一扇区中的诸移动设 备通信。在前向链路118和124上的通信中，基站102的发射天线可利用波束 成形来提高移动设备116和122的前向链路118和124的信噪比。同时，当基 站102利用波束成形向随机散布在相关联的覆盖内的移动设备116和122传送 时，相邻蜂窝小区中的移动设备受到的干扰相比于基站通过单个天线向其所有 移动设备传送的情形要小。
现在参照图2，示出了根据本文所呈现的各个方面的无线通信系统200。 系统200可包括一个或多个接入点202，后者在彼此间和/或向一个或多个终端 204进行无线通信信号的接收、发射、中继等。每个基站202可包括多个发射 机链和接收机链，例如，每个发射天线和接收天线一个，这些链的每一个又可 包括与信号发射和接收相关联的多个组件(例如，处理器、调制器、复用器、 解调器、分用器、天线等)。终端204可以是例如蜂窝电话、智能电话、膝上 机、手持式通信设备、手持式计算设备、卫星无线电、全球定位系统、pda、 和/或其他适合用于在无线系统200上进行通信的设备。另外，每个终端204 可包括诸如多输入多输出(mimo)系统所用的一个或多个发射机链和接收机 链。如本领域技术人员将可领会的，每个发射机链和接收机链可包括与信号发 射和接收相关联的多个组件(例如，处理器、调制器、复用器、解调器、分用 器、天线等)。
如图2中所例示的，每个接入节点提供对特定地理区域206的通信覆盖。 术语"小区"可指代接入点和/或其覆盖区，这取决于上下文。为了改进系统容量， 接入点覆盖区可被分成多个更小的区域(例如，三个更小的区域208a、 208b 和208c)。每个更小的区域是由相应基收发机子系统(bts)服务的。术语"扇 区"可指代bts和/或其覆盖区，这取决于上下文。对于扇区化小区，小区中所 有扇区的基收发机子系统通常共处于小区的接入点内。
终端204通常分散在整个系统200中。每个终端204可以是固定或移动的。 每个终端204可在任何给定时刻在前向和反向链路上与一个或多个接入点202通信。
对于集中式架构，系统控制器210耦合接入点202并提供对接入点202 的协调和控制。对于分布式架构，接入点202可根据需要彼此通信。接入点之 间经由系统控制器210等的通信可被称为回程信令。
本文所描述的技术可用于具有扇区化小区的系统200以及具有非扇区化 小区的系统。出于清晰起见，以下描述是针对具有扇区化小区的系统。术语"接 入点"一般被用于指服务一扇区的固定站以及服务一小区的固定站。术语"终 端"和"用户"可互换地使用，且术语"扇区"和"接入点"也可互换地使用。服务接 入点/扇区是终端与其通信的接入点/扇区。相邻接入点/扇区是终端未与其通信 的接入点/扇区。
参看图3，其例示了示例系统300，该系统为待发射信号生成混合 fdm-cdm结构。通常，系统300可以是大多数任何通信系统(未示出)—— 例如lte (长期演进)系统——的部分。lte系统通常但不限于关注提升效率、 降低成本、改善服务、利用新频谱机会、以及与其它开放标准的更佳整合等。 通常，lte系统可将ofdma (正交频分多址)用于下行链路(发射塔到移动 设备)以及将单载波用于上行链路(移动设备到发射塔)。此外，系统可通过 每个站两个或多个天线来采用mimo (多输入多输出)。
通常，ofdm调制通过向个体用户指派副载波子集来达成多址。因此， 可向每个用户指派一特定泛频调(overtone)集合以向基站发射信号。此外， 在上行链路(反向链路)期间，常规系统采用不准许用户在不同的非毗邻频调 上传送的单载波调制技术。常规系统可采用fdm (频分复用)来传送逻辑信 道。
在一方面，逻辑信道可被分类成控制信号和话务信道。通常，逻辑控制 信道可包括作为用于广播系统控制信息的dl (下行链路)信道的广播控制信 道(bcch)、作为传送寻呼信息的dl信道的寻呼控制信道(pcch)、和/ 或作为用于传送一个或若干mtch的多媒体广播和多播服务(mbms)调度 及控制信息的点对多点dl信道的多播控制信道(mcch)。通常，在建立rrc (无线电资源控制)连接之后，此信道仅可由接收mbms (注意旧的 mcch msch)的ue (用户装备)来使用。此外，专用控制信道(dcch)是点对点双向信道，该专用控制信道传送专用控制信息并由具备rrc连接的
l正使用。在一方面，逻辑话务信道包括作为专注于一个ue的用于传递用户 信息的点对点双向信道的专用话务信道(dtch)、以及作为用于传送话务数 据的点对多点dl信道的多播话务信道(mtch)。
在一方面，传输信道通常可被分类成dl (下行链路)和ul (上行链路) 信道。dl传输信道可包括广播信道(bch)、下行链路共享数据信道 (dl-sdch)和寻呼信道(pch)，该pch可支持ue省电(由网络向ue 指示drx周期)、在整个小区上广播以及被映射到可用于其它控制/话务信道 的phy资源。ul传输信道可包括随机接入信道(rach)、请求信道(reqch)、 上行链路共享数据信道(ul-sdch)以及一个或多个phy信道。phy信道 可包括一组dl信道和ul信道，诸如但不限于公共导频信道(cpich)、同 步信道(sch)、公共控制信道(ccch)、共享dl控制信道(sdcch)、 多播控制信道(mcch)、共享ul指派信道(suach)、确认信道(ackch)、 dl物理共享数据信道(dl-psdch) 、 ul功率控制信道(upcch)、寻呼 指示器信道(pich)、负载指示器信道(lich)、物理随机接入信道(prach)、 信道质量指示器信道(cqich)、确认信道(ackch)、天线子集指示器信 道(asich)、共享请求信道(sreqch) 、 ul物理共享数据信道(ul-psdch)、 宽带导频信道(bpich)等。
典型地，提供保持单载波波形的低par (以使得在任何给定时间，信道 在频率上相毗邻或均匀地相隔)特性的信道结构。然而，由常规系统提供的结 构不准许用户在非毗邻信道上传送。
回顾图3，系统300可包括混合fdm-cdm生成组件302，后者可被用来 在给定宽带上为用户达成最大频率分集，以使得用户可在不同的非毗邻频调上 发射信号。混合fdm-cdm生成组件302可包括混合fdm-cdm调制器304， 后者可接收要发射的信号(例如，控制信号)并利用混合fdm-cdm技术调制 该信号。混合fdm-cdm技术可以是fdm和fd-cdm (频域码分复用)的组 合。
混合fdm-cdm技术可向给定小区中的用户提供提高的频率分集，从而 使得各个用户可在整个可用带宽上发射。混合fdm-cdm调制器304可采用大多数任意扩展序列——例如zadoff-chu (zc)序列——的循环移位来达成多址 通信。此外，可釆用跳频技术来达成更大的频率分集并更高效地利用可用带宽。
调制信号随后可被发送给可用来进一步将信号复用的参考信号(rs)复 用器306。 rs复用器306可采用时域cdm以使得可在接收机处标识出不同小 区中的用户。因此，相邻小区中的用户可将相同带宽和相同zc序列用于 fd-cdm。扩展操作可由rs复用器306通过在时域中采用大多数任意扩展码 来执行。作为示例，可在时域中将序列与唯一hadamard码相乘。可领会，rs 复用器306可采用大多数任意正交码。因此，在跨不同小区使用不同正交码的 情况下，跨不同小区的用户可占用相同带宽并可使用相同序列集合来发射信 号。rs复用器306确保使用相同序列进行调制的不同小区中的用户的导频不 相互干扰。通常，复用信号可经由天线发射给接收机或基站(未示出)。复用 信号在接收机处可被处理以确定原始信号。
现在参看图4，其图解了根据具本发明的方面的可用于检出收到信号的系 统400。系统400通常包括可经由一个或多个天线(未示出)接收传入信号的 混合fdm-cdm接收组件402。 混合fdm-cdm接收组件402可以是大多数 任意通信系统(例如，mimo系统)中诸如基站或移动设备等的接收机端的部 分。
收到信号可由解调器404解调以分离出每个小区的用户组。可领会，可采 用大多数任何调制技术来标识不同组。作为示例，解调器404可采用fft (快 速傅里叶变换)来进行频率解调。此外，如果已在发射机处使用跳频方案，则 解调器404可在接收端处采用逆反跳跃序列来检测信号。因此，解调器404 可分离出来自不同小区的用户集合的信号。
现在可使用解调信号来通过对由解调器404标识出的每一用户集合执行 解扩操作来分离出来自每个小区中各个用户的信号,这可由解扩器406来执行。 解扩器406可在时域和频域中对解调信号执行解扩操作，以恢复由特定小区中 的特定用户发射的信号。解扩器406可采用一个或多个解扩滤波器来标识来自 小区中的用户组中的特定用户的信号。通常，解扩滤波器可采用作为由用户在 发射期间采用的扩展码的逆反的解扩码。
图5图解了根据本说明书的一方面的采用混合fdm-cdm结构发射信号的方法500。虽然出于说明的目的，在这里例如以流程图的形式示出的一个或 多个方法被示出并描述为一系列动作，但是应当理解并领会，本主题说明书不 限于这些动作次序，因为根据说明书一些动作可按与在本文示出且描述的其它 动作不同次序发生和/或与之并行地发生。例如，本领域技术人员将可理解并领 会，方法集可被替换地表示成一系列相互关联的状态或事件，就像在状态图中 那样。此外，并非所有例示的动作皆为实现根据说明书的方法集所必要的。
回顾图5，在502处可接收待发射的信号。随后在504处可采用混合 fdm-cdm结构调制收到信号。调制可允许每个用户占用整个可用带宽。作 为示例，可采用chu-复用来调制收到信号以使得给定小区中的每个用户可占用 非毗邻频调集合。然而，可领会，可采用大多数任意序列在频域中进行复用。 此外，可使信号跳频以达成提高的频率分集。
在506处，在时域中进一步复用fdm-cdm信号。可采用扩展码来在时 域中执行码分复用。作为示例，可将长度为4的hadamard序列与fdm-cdm 信号相乘。然而，可采用大多数任意长度的任何正交序列来进行复用。时域中 的cdm使不同(相邻)小区中用户的导频保持正交性，且可被用来创建跨诸 小区的多个参考信号。
现在参看图6，其图解了恢复由用户采用混合fdm-cdm结构发射的信号 的方法600。在602处接收传入信号。信号可被一个或多个天线接收到，且随 后在604处被解调以分离出由不同小区中的用户组使用相同带宽发射的信号。 可通过大多数任意频率解调技术一诸如但不限于fft——来执行解调。因 此，可采用频率解调来标识来自给定小区的用户集合的信号。
来自给定小区中的每个用户的信号可通过执行时域和频域中的信号解扩 来分离出。在606处可对解调信号执行时域中的解扩操作。此外，在608处可 对解调信号执行频域中的解扩操作。可采用大多数任意解扩滤波技术来滤出来 自给定小区中特定用户的信号。通常，滤波技术可采用作为由该特定用户在传 输期间采用的扩展码的逆反的解扩码。因此，来自特定小区中特定用户的信号 可被标识出且各个信号可在610处被进一步处理。
图7a-7b图解了描绘用户可通过采用常规系统在其上传送单载波控制信 道的频率的示例图表。图7a描绘了 su-mimo (单用户多输入多输出)或其中两个用户可在毗邻频调上传送信号的sdma(空分多址)结构。可将fdmrs (参考信号)结构702用于小区内传输。通常，通信系统传送参考信号以起到 服务诸接收机和系统的目的，这些目的包括但不限于供接收机处数据信号的相 干解调的信道介质估计和供传输调度目的的信道质量估计。
如可从图7a中看到的，两个流(0和1)可占用相同带宽。这些流可以 是来自相同ue (su-mimo)或不同ue (sdma)。用于两个流的rs可使用 fdm来正交地发射。此外，可观测到，所有0和1在毗邻频调中被一同传送。 最初，流0占用带宽的下半区而流1占用上半区。在下一传输期间，流1占用 带宽的下半区而流o占用上半区。然而，可注意到两个流不能在频谱中相互 交织。因此，常规系统不准许在非毗邻频调上传送流。
现在参看图7b,其图解了具有占用给定带宽(例如，180khz)的六个流 (0、 1、 2、 3、 4和5)的常规fdm复用结构704。每个流代表来自给定小区 中一用户的信号。通常，给定小区中的用户可釆用结构704来发射控制信号(例 如，ack、 cqi等)。用户可如所示地占用频谱中已被分配给他们的不同部分。 因此，没有其他用户可占用特定用户所用的频谱。作为示例，用户3不能占用 频谱中由用户o占用的那部分。此外，可采用跳频方案来提高给定用户的频率 分集。例如，用户o在前两个码元中占用最低频率但在第三码元中跳跃至更高 频率。然而，无论跳跃方案如何，常规系统都不准许一个频调集合被一个以上 的用户占用，由此限制了频率分集。另外，如在常规结构704所见的，用户可 仅占用整个可用带宽中的两个频调。例如，即使在实现跳频方案之后，用户o 也仅可占用180khz可用总带宽中的60khz，
图8图解根据说明书的一方面的从给定用户的角度而言进一步提高频率 分集的示例混合fdm-cdm结构800。如图中所见，每个用户可占用整个可用 带宽并由此可使频率分集最大化。作为示例，每个用户0-5可在180khz的整 个带宽上发射。因此，用户可在非毗邻频调上发射并达成最大频率分集。混合 fdm-cdm结构可如以上所描述地通过复用来生成。例如，可将chu序列用作 复用期间的频域扩展码。可采用此混合fdm-cdm结构800来从给定小区中的 多个用户发射。
现在参看图9，其图解了可维护小区间传输期间导频之间的正交性的示例时域cdm结构900。作为示例，可在结构900中采用长度为4的hadamard 序列。然而，可领会，可采用大多数任意长度的大多数任意正交序列。所例示 的[ ]和[-]码元代表正交覆盖。序列[ ][ ][ ][ ]、 [ ][ ][-][-]、 [ ][-][ ][-]禾口 [ ][-][-][ ]在时间上彼此正交。如从附图中所见的，给定小区中的用户可在时 域中采用此正交扩展码连同频域中的序列(如从图8中结构800所见的)以避 免干扰来自相邻小区的另 一用户的导频。
可向给定小区分配图9中所例示的四个hadamard序列中的一者。给定小 区中的用户可采用特定hadamard序列，以使得相邻小区中的用户可采用不同 正交序列。因此，在接收机端，由不同小区的用户发射的信号可被容易地标识， 即使用户在频域中采用相同扩展码亦是如此。在接收机处可在时域中执行解扩 操作，以分离出相邻小区中在频域内采用相同扩展码的用户。
作为另一示例，可将长度为2的hadamard序列用于时域cdm。此序列 可向下行链路提供对称结构，并且可通过跨上行链路和下行链路重用块来简化 实现。此外，数目增加的chu序列可用作rs，尤其可用于较小带宽的分配。
结构800 (图8中)和卯0 (图9中)在保持给定小区中各用户之间的正 交性的同时达成最大频率分集。此外，它们基于小区之间的解扩操作维护导频 的正交性。
图10是根据本系统的一方面的采用混合fdm-cdm结构来发射信号的示 例移动设备1000的图解。移动设备1000包括从例如接收天线(未图示)接收 信号并对接收到的信号执行典型动作(例如，滤波、放大、下变频等)并将经 调理的信号数字化以获得采样的接收机1002。通常，ofdma信号是在下行链 路上接收到的。接收机1002可以是例如mmse接收机，且可包括解调收到码 元并将它们提供给处理器1006以进行信道估计的解调器1004。处理器1006 可以是专用于分析接收机1002接收到的信息和/或生成供发射机1016传送的信 息的处理器、控制移动设备1000的一个或多个组件的处理器、和/或既分析接 收机1002接收到的信息、生成供发射机1016传送的信息、又控制移动设备1000 的一个或多个组件的处理器。
移动设备1000可另外包括操作性地耦合至处理器1006的存储器1008， 后者可存储要传送的数据、接收到的数据、与可用信道有关的信息、与经分析的信号和/或干扰强度相关联的数据、与所指派的信道、功率、率有关的信息、 以及任何其他适用于估计信道和经由信道传达的信息。存储器1008可另外存 储与估计和/或利用信道(例如，基于性能、基于容量等)相关联的协议和/或 算法。
将可领会，本文中描述的数据存储(例如，存储器1008)或可为易失性 存储器或可为非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。藉由 例示而非限定，非易失性存储器可包括制度存储器(rom)、可编程rom
(prom)、电可编程rom (eprom)、电可擦式prom (eeprom)、或 闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)，其扮演外部高速缓存式 存储器的角色。藉由例示而非限定，ram有许多形式可用，诸如同步ram
(sram)、动态ram (dram)、同步dram (sdram)、双倍数据率 sdram (ddr sdram)、增强型sdram (esdram)、同步链路dram
(sldram)、以及直接存储器总线ram (drram)。本发明系统和方法 的存储器1008旨在涵盖而不限于这些以及任何其他合适类型的存储器。
移动设备1000还包括混合fdm-cdm信号生成组件104和向例如基站、 另一移动设备等发射信号(例如，基cqi和差分cqi)的发射机1016。尽管 被描绘为是与处理器1006分设的，但是应领会半连接控制器1010和/或混合 fdm-cdm信号生成组件1014可以是处理器1006或数个处理器(未示出)的 一部分。混合fdm-cdm信号生成组件1014可被用来在频域以及时域中复用 待发射的信号。混合fdm-cdm信号生成组件1014将信号复用以最大化频率 分集以使得多个用户可在非毗邻频调上发射。
图11是根据本系统的一方面的助益恢复采用混合fdm-cdm结构的信号 的示例系统1100的图解。系统1100包括基站1102 (例如，接入点…)，基站 1 no具有通过多个接收天线1106接收来自 一个或多个移动设备1104的信号的 接收机1110、以及通过发射天线1108向这一个或多个移动设备1104作发射的 发射机1124。接收机1110可从接收天线1106接收信息，并且操作性地与解调 并解扩接收到的信息的混合fdm-cdm接收组件1112相关联。混合fdm-cdm 接收组件1112可分离来自不同小区中的用户组的信号并在随后通过在时域以 及频域中采用解扩滤波器来分离出每个组内的个体用户。解扩滤波器采用作为移动设备1104处所采用的扩展码的逆反的码。已解调码元通过与以上关于图
io所述的处理器相类似且耦合至存储器1116的处理器1114进行分析，该存储 器1116存储与估计信号(例如，导频)强度和/或干扰强度有关的信息、要传 送至移动设备1104 (或不同的基站(未示出))或要从其接收的数据、和/或 与执行本文所阐述的各种动作和功能有关的任何其它合适信息。
可将待传送的信息提供给调制器1122。调制器1122可复用信息以供由发 射机1126通过天线1108发射给移动设备1104。通常，可将ofdma用于下 行链路传输。尽管被描绘为是与处理器1114分设的，但是应领会，半连接控 制器1118、和/或调制器1122可以是处理器1114或数个处理器(未示出)的 一部分。
图12示出了示例无线通信系统1200。为简洁起见，无线通信系统1200 描绘了一个基站1210和一个接入设备1250。但是应领会，应该领会系统1200 可包括一个以上的基站和/或一个以上的移动设备，其中外加的基站和/或移动 设备可与下面描述的示例基站1210和移动设备1250基本相似或相异。另外， 应该领会基站1210和/或移动设备1250可采用本文所述的系统(图3-4和 10-11)和/或方法(图5-6)来助益其间的无线通信。
在基站1210处，数个数据流的话务数据从数据源1212被提供给发射(tx) 数据处理器1214。根据示例，每个数据流可在相应的天线上发射。tx数据处 理器1214基于为每个话务数据流选择的特定编码方案来格式化、编码、和交 织该话务数据流以提供经编码的数据。
每个数据流的经编码的数据可使用正交频分复用(ofdm)技术来与导频 数据多路复用。另外或替换地，导频码元可以是频分复用(fdm)、时分复用 (tdm)、或码分复用(cdm)的。导频数据通常是以已知方式处理的已知 数据图案，并且可在移动设备1250上被用来估计信道响应。每个数据流的经 多路复用的导频和已编码数据可基于为该数据流选择的特定调制方案(例如， 二进制相移键控(bpsk)、正交相移键控(qpsk) 、 m相移键控(m-psk)、 m正交调幅(m-qam)等)来调制(例如，码元映射)以提供调制码元。每 个数据流的数据率、编码、和调制可由处理器1230执行或提供的指令来确定。
数据流的调制码元可被提供给tx mimo处理器1220，后者可进一步处理这些调制码元(例如，针对ofdm) 。 txmimo处理器1220然后将a^个 调制码元流提供给个a^个发射机(tmtr) 1222a到1222t。在各种实施例中， tx mimo处理器1220向各数据流的码元以及该码元从其处被发射的天线应用 波束成形权重。
每个发射机1222接收并处理相应的码元流以提供一个或多个模拟信号， 并进一步调节(例如，放大、滤波、和上变频)该模拟信号以提供适于在mimo 信道上传输的经调制的信号。此外，来自发射机1222a到1222t的7^个已调制 信号随后各自从a^个天线1224a到1224t被发射。
在移动设备1250处，所发射的已调制信号被a^个天线1252a到1252r所 接收，并且从每个天线1252接收到的信号被提供给相应的接收机(rcvr) 1254a到1254r。每个接收机1254调节(例如，滤波、放大、及下变频)相应 的收到信号，数字化该经调节的信号以提供样本，并且进一步处理这些样本以 提供相对应的"收到"码元流。
rx数据处理器1260可从a^个接收机1254接收这a^个收到码元流并基 于特定接收机处理技术对其进行处理以提供a^个"检测出的"码元流。rx数据 处理器1260可解调、解交织、和解码每个检测出的码元流以恢复该数据流的 话务数据。rx数据处理器1260的处理与基站1210处txmimo处理器1220 和tx数据处理器1214执行的处理互补。
处理器1270可定期如上所述地确定使用哪个预编码矩阵。此外，处理器 1270可编制包括矩阵索引部分和秩值部分的反向链路消息。
反向链路消息可包括关于该通信链路和/或该收到数据流的各种类型的信 息。反向链路消息可由tx数据处理器1238——其还从数据源1236接收数个 数据流的话务数据——处理，由调制器1280调制，由发射机1254a到1254r 调节，并被传送回基站1210。
在基站1210处，来自移动设备1250的已调制信号被天线1224所接收， 由接收机1222调节，由解调器1240解调，并由rx数据处理器1242处理以 提取移动设备1250所发射的反向链路消息。此外，处理器1230可处理所提取 的消息以确定使用哪个预编码矩阵来确定波束成形权重。
处理器1230和1270可分别指导(例如，控帝lj、协调、管理等)基站1210和移动设备1250处的操作。可使相应各处理器1230和1270与存储程序代码 和数据的存储器1232和1272相关联。处理器1230和1270还可执行推导分别 针对上行链路和下行链路的频率和冲激响应估计的计算。
应该理解，在此所描述的各实施例可由硬件、软件、固件、中间件、微代 码、或其任何组合来实现。对于硬件实现，各个处理单元可在一个或多个专用 集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理器件(dspd)、 可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、处理器、控制器、 微控制器、微处理器、设计成执行本文中描述的功能的其他电子单元、或其组 合内实现。
当在软件、固件、中间件或微代码、程序代码或代码段中实现这些实施例 时，它们可被存储在诸如存储组件的机器可读介质中。代码段可代表过程、函 数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类、或是指令、数据结构、 或程序语句的任何组合。通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数、或存 储器内容， 一代码段可被耦合到另一代码段或硬件电路。信息、自变量、参数、
数据等可使用包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等任何合适的 手段被传递、转发、或传输。
对于软件实现，本文中描述的技术可用执行本文中描述的功能的模块(例 如，过程、函数等等)来实现。软件代码可被存储在存储器单元中并由处理器 来执行。存储器单元可在处理器内实现或外置于处理器，在后一种情形中其可 经由本领域中所知的各种手段被通信地耦合到处理器。
关于图13，其图解了采用混合fdm-cdm结构来助益基于单载波的控制 信道的传送的系统1300。例如，系统1300可至少部分地驻留在移动设备内。 应该领会，系统1300被表示为包括功能块，它们可以是代表由处理器、软件、 或其组合(例如，固件)实现的功能的功能块。系统1300包括助益反向链路 传输的电组件的逻辑分组1302。例如，逻辑分组1302可包括用于通过采用混 合fdm-cdm结构调制信号的电组件。混合fdm-cdm结构通过准许用户在 非毗邻频调上发射来向给定用户提供最大频率分集。此外，逻辑分组1302可 包括用于执行时域中的cdm的电组件。时域中的cdm可允许毗邻小区中的 用户使用相同频率进行频域中的cdm。因此，毗邻小区中使用相同频率进行频域中的cdm的用户的导频将因在时域中执行的cdm而没有干扰。另外， 系统1300可包括保存用于执行与电组件1304和1306相关联的功能的指令的 存储器1308。尽管被示为外置于存储器1308，应该理解，电组件1304和1306 中的一个或多个可存在于存储器1308内部。
转到图14，其图解了根据本说明书的一方面的标识来自特定小区中的特 定用户的信号的系统1400。系统1400可驻留在例如基站内。如图所示，系统 1400包括可代表由处理器、软件、或其组合(例如，固件)实现的功能的功能 块。系统1400包括可协同工作的数个电组件的逻辑分组1402。逻辑分组1402 可包括解调收到信号的电组件1404。例如，接收机可被包括在基站中以接收来 自采用混合fdm-cdm结构发射信号的移动设备的消息。组件1404可解调信 号以标识来自特定组中各用户的信号。此外，逻辑分组1402可包括用于执行 时域中的信号解扩的电组件1406。此外，逻辑分组1402可包括用于执行频域 中的信号解扩的电组件1408。时域和频域中的解扩操作可标识来自所标识组中 特定用户的信号。另外，系统1400可包括保存用于执行与电组件1404、 1406 和1408相关联的功能的指令的存储器1410。尽管被示为外置于存储器1410， 应该理解，电组件1404、 1406和1408可存在于存储器1410内部。
上面所描述的包括了一个或多个方面的示例。当然，要为描述前述这些方 面而描述组件或方法集的每一种可构想到的组合是不可能的，但是本领域普通 技术人员将可认识到，有许多进一步的组合和置换是可能的。相应地，所描述 的这些方面旨在涵盖落在所附权利要求的范围内的所有此类替换、修改和变 形。此外，就术语"包括"在本具体说明或权利要求书中使用的范畴而言，此类 术语旨在以与术语"包含"于权利要求中被用作过渡词时所解释的相类似的方 式作可兼之解。
权利要求
1.一种能在无线通信系统中操作以从用户的角度而言使频率分集最大化的装置，所述装置包括用于对来自不同组中用户的信号执行频分复用的装置；用于对来自相同组中用户的信号执行频域中的码分复用(cdm)的装置；以及用于对来自相同组中用户的信号执行时域中的码分复用(cdm)的装置。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于发射所述复用信号 以使得给定组中的用户可在给定码元中毗邻的频调集合以及不同码元中的不 同毗邻频调集合上发射的装置。
3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于采用扩展序列的循 环移位来达成频域中的cdm的装置。
4. 如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述扩展序列是zadoff-chu 序列。
5. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于釆用正交扩展码来 达成时域中的cdm的装置。
6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述扩展码是hadamard序列。
7. —种能在无线通信系统中操作以从用户的角度而言使频率分集最大化 的装置，所述装置包括混合fdm-cdm (频分复用-码分复用)生成组件，其发射通过采用 fdm-cdm方案复用的、来自给定小区中的用户的控制信号。
8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括对所述待发射的控制信 号执行fd-cdm (频域-码分复用)的混合fdm-cdm调制器。
9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述fdm-cdm调制器采用 扩展序列的循环移位来达成fd-cdm。
10. 如权利要求9所述的装置，其特征在于，扩展序列是zadoff-chu序列。
11. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括对所述待发射的信号 执行td-cdm (时域-码分复用)的参考信号(rs)复用器。
12. 如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述rs复用器在时域中 采用正交扩展码来达成td-cdm。
13. 如权利要求12所述的装置，其特征在于，扩展码是hadamard码。
14. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括用于发射所述控制信 号的发射机。
15. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述混合fdm-cdm调制器 采用跳频方案来提高频率分集。
16. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制信号具有单载波波形。
17. —种最大化频率分集以供给定用户在可用带宽中发射单载波控制信 号的方法，包括对来自不同组中用户的信号进行频分复用(fdm); 对来自相同组中用户的信号进行频域中的码分复用(cdm);以及 对来自相同组中用户的信号进行时域中的码分复用(cdm)。
18. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括发射所述复用信号 以使得给定组中的用户可在给定码元中毗邻的频调集合以及不同码元中的不 同毗邻频调集合上发射。
19. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括采用扩展序列的循 环移位来达成频域中的cdm。
20. 如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述扩展序列是zadoff-chu 序列。
21. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括采用正交扩展码来 达成时域中的cdm。
22. 如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述扩展码是hadamard序列。
23. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括采用跳频方案来提 高频率分集。
24. —种能在无线通信系统中操作以从用户的角度而言使频率分集最大 化的装置，所述装置包括混合fdm-cdm接收组件，其标识来自给定小区中的用户的收到信号， 所述收到信号采用混合fdm-cdm方案。
25. 如权利要求24所述的装置，其特征在于，还包括解调所述收到信号 的组件。
26. 如权利要求24所述的装置，其特征在于，还包括通过采用快速傅里 叶变换(fft)分离出至少一个用户集合的组件。
27. 如权利要求24所述的装置，其特征在于，还包括采用逆反跳跃序列 来检测所述收到信号的组件。
28. 如权利要求24所述的装置，其特征在于，还包括执行时域和频域中 的解扩操作以分离出由特定组中的特定用户发射的信号的组件。
29. 如权利要求28所述的装置，其特征在于，还包括采用解扩码来标识 所述收到信号的解扩滤波器，所述解扩码是由所述用户在发射期间采用的扩展 码的逆反。
30. 如权利要求28所述的装置，其特征在于，还包括用于接收传入信号 的一个或多个天线。
31. —种助益单载波控制信号的检出的方法，包括 接收支持混合fdm-cdm (频分复用-码分复用)结构的传入信号； 解调所述收到信号；在时域中解扩所述收到信号；以及 在频域中解扩所述收到信号。
32. 如权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括将逆反跳跃序列应 用于所述收到信号。
33. 如权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括应用快速傅里叶变 换(fft)来分离出来自小区中一个或多个用户的信号。
34. —种助益恢复由用户发射的控制信号的无线通信装置，包括 用于接收支持混合fdm-cdm (频分复用-码分复用)结构的传入信号的装置；用于解调所述收到信号的装置；以及 用于在时域和频率中解扩所述收到信号的装置。
35. 如权利要求34所述的无线通信装置，其特征在于，所述控制信号是 单载波波形。
36. 如权利要求34所述的无线通信装置，其特征在于，还包括用于将逆 反跳跃序列应用于所述收到信号的装置。
37. —种用于接收采用混合fdm-cdm(频分复用-码分复用)结构的单载 波控制信号的方法，包括部分地基于对收到信号的解调来标识来自至少一个小区中的用户的信号 集合；以及部分地基于在时域和频域中对所述信号集合执行的解扩操作来标识与所 述至少一个小区中的特定用户相关联的至少一个信号。
38. 如权利要求37所述的方法，其特征在于，还包括应用快速傅里叶变 换(fft)来分离出所述信号集合。
39. 如权利要求37所述的方法，其特征在于，还包括采用滤波技术来执 行所述解扩操作。
40. —种无线通信装置，包括存储器，其保存与发射采用混合fdm-cdm (频分复用-码分复用)结 构的单载波控制信道有关的指令；以及耦合至所述存储器的处理器，配置成执行保存在所述存储器中的所述指令。
41. 在从用户的角度而言使频率分集最大化的无线通信系统中， 一种装置包括处理器，其被配置成将控制信道分成彼此进行频分复用(fdm)的一个或多个组；以及 在时域和频域中对来自所述一个或多个组中每一个内的用户的控制信道信号执行码分复用(cdm)。
42. 如权利要求41所述的无线通信系统，其特征在于，所述频域中的码 分复用是通过采用扩展序列的循环移位来执行的。
43. 如权利要求42所述的无线通信系统，其特征在于，所述扩展序列是 zadoff-chu序列。
44. 如权利要求41所述的无线通信系统，其特征在于，所述时域中的码 分复用是通过采用正交扩展码来执行的。
45. 如权利要求44所述的无线通信系统，其特征在于，所述扩展码是 hadamard序歹u 。
46. —种无线通信装置，包括存储器，其保存与接收采用混合fdm-cdm (频分复用-码分复用)结 构的单载波控制信道有关的指令；以及耦合至所述存储器的处理器，配置成执行保存在所述存储器中的所述指令。
全文摘要
提供了一种用于供单载波控制信道用的混合fdm(频分复用)-cdm(码分复用)的系统和方法。该混合fdm-cdm结构以使得来自给定小区中用户的信号之间的正交性得以维持的方式使整个可用带宽上的频率分集最大化。因此，给定小区中的用户可在非毗邻频调集合上发射。此外，混合fdm-cdm结构基于时域中的解扩操作维持不同小区中用户的导频的正交性。
文档编号h04l5/02gk101529788sq200780040169
公开日2009年9月9日 申请日期2007年10月29日 优先权日2006年11月1日
发明者d·p·玛拉迪 申请人:高通股份有限公司