[发明专利]用于通信系统的灵活的OFDM/OFDMA帧结构

说明书

相关专利申请

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于以下临时申请的优先权的利益，即：2007年11月9日递交的名称为“Flexible OFDM/OFDMA FrameStructure For Communication Systems”的第60/986,809号临时申请、于2007年11月13日递交的名称为“Flexible OFDM/OFDMA Frame Structure ForCommunication Systems”的第60/987,747号临时申请、于2008年1月11日递交的名称为“Flexible OFDM/OFDMA Frame Structure ForCommunication Systems”的第61/020,690号临时申请、于2008年1月16日递交的名称为“Flexible OFDM/OFDMA Frame Structure ForCommunication Systems”的第61/021,442号临时申请、于2008年2月26日递交的名称为“Flexible OFDM/OFDMA Frame Structure ForCommunication Systems”的第61/031,658号临时申请以及于2008年3月19日递交的名称为“Flexible OFDM/OFDMA Frame Structure ForCommunication Systems”的第61/038,030号临时申请，所有上述临时申请通过引用全部并入本文中。

发明领域

本发明一般涉及数字通信，且更具体地涉及正交频分复用(OFDM)或正交频分多址(OFDMA)系统。

发明背景

对于移动高速通信系统提供各种服务例如下载音乐文件、TV、互联网和图片共享的需要日益增加。移动高速通信系统必须克服很多困难的操作条件。除很多的条件之外，系统还必须应对干扰、多路信号、改变的信号线直线对传的障碍、Doppler频移、符号间干扰(ISI)以及发送器和接收器之间改变的距离。正交频分复用(OFDM)是为高速通信开发的可以缓和这些不同条件中的很多条件的一种技术。

OFDM将分配的通信信道划分成具有相等带宽的若干正交子信道。每个子信道由唯一的子载波信号组调制，这组子载波信号的频率被相等地并最小地间隔开，以获得最佳的带宽效率。这组子载波信号被选择为正交的，意味着任意两个子载波的内积等于零。反向快速傅里叶变换(IFFT)常用于形成子载波。正交子载波的数量确定要使用的快速傅里叶变换(FFT)大小(N)。

正交频分多址(OFDMA)是OFDM的多用户版本。对于通信设备例如基站(BS)，多址通过将正交子载波的子集分配给与基站通信的各个用户设备例如移动站(MS)来实现。OFDMA可被考虑为频域和时域多址的组合，其中时频空间被分割开且移动站数据沿OFDM符号和子载波来分配。

在电信中，帧是长度固定或可变的数据包，其依照数字传输的通信协议编码。帧结构限定了复用器将通信信道划分成帧以用于传输的方式。OFDM或OFDMA系统的帧结构对系统的性能有主要影响。目前，对高性能OFDM和OFDM帧结构的选择有限。因此，需要为高性能OFDM和OFDMA系统提供灵活变帧结构的系统和方法。

特定地，此处称为“802.16e”或简单地称为“16e”的IEEE802.16标准的修订802.16e，限定了依照无线MAN-OFDMA参考系统的相对严格的帧结构。IEEE802.16标准的新的修订，即此处称为“802.16m”或简单地称为“16m”的802.16m修订被提出。如2007年10月19日的IEEE802.16m-07/002r4的IEEE802.16m系统需求文档(IEEE802.16m SRD)所指定的并通过引用全部并入本文中的802.16m的发展的要求，规定了优于820.16e无线MAN-OFDMA参考系统的性能上的很多改进和很多不同部署环境中的操作。性能上的改进包括减少空中接口的等待时间、增加用户和扇区吞吐量以及减小系统开销。在从静止到350千米/小时及以上的不同水平的移动性的情况下以及在具有完全不同的覆盖范围的扇区和小区中也需要操作，该完全不同的覆盖范围是从覆盖范围在10米到100米的微小区以及甚至毫微微小区到覆盖范围大于5千米的大的乡村宏小区。

目前IEEE802.16e中存在的相对严格的帧结构与OFDMA物理层操作不太可能在这样的不同的部署和操作条件下实现的性能最大化。因此，需要更灵活的帧结构使得在给定的部署和操作条件下更方便地实现最高性能。