[发明专利]基于分组的OFDM系统中的传输PSD上限

说明书

相关申请

本申请要求于2008年8月25日提交的发明名称为“Maximum Transmit PSD Adjustment in Packet-Based OFDM Systems”的第61/091,615号美国专利申请的权益以及35U.S.C.§119(e)规定的优先权，该申请通过引用全部并入本文。

技术领域

本发明的示例方面涉及通信系统。更具体地，本发明的示例方面涉及基于正交频分复用(OFDM)使用基于分组的传输来交换信息的通信系统，OFDM还被称为多载波调制。更具体地，本发明的示例方面涉及当在共享信道(其中多个用户基于OFDM使用基于分组的传输来相互通信)上限定的功率谱密度(PSD)掩码内存在多个最大允许传输PSD电平时调节子载波的传输PSD电平。

背景技术

考虑两个或者更多个用户基于OFDM使用基于分组的传输在共享信道(例如单个频带)上相互通信的多用户通信环境，分组通常由前同步码、头和负载形成并且使用分时或基于竞争的介质访问方法来传输。这样的系统的例子包括IEEE 802.11(无线LAN)和IEEE 802.16(WiMAX)。

也称为离散多音调(DMT)或者多载波通信的OFDM将传输频带划分成多个子载波，子载波也称为音调或者子信道，每个子载波单独调制位或者位集，其中在每个子载波上调制的位数可以相同(向子载波分配恒定的或平坦的位)或者可以变化(向子载波分配可变化的位，也称为“位加载”)。如果PSD掩码在共享频带上并不恒定，换而言之，最大允许传输PSD值对于至少两个子载波而言不同，并且最低与最高掩码电平之差足够大，则系统需要高动态范围的模数转换器(ADC)或数模转换器(DAC)(这增加系统复杂性)或者受到高的ADC/DAC噪声困扰(这造成在接收器处的性能下降)。

对于OFDM通信环境中的发射收发器，OFDM信号是大量正交子载波之和，在每个子载波上的基带数据通常使用正交幅度调制(QAM)或者相移键控(PSK)来独立调制。对于基带通信，OFDM信号可以在未被频率上移(或者上变频)时被发送或者可以被上移(或者上变频)一个载波(Fus)。对于RF通信，OFDM信号可以被进一步上移(或者上变频)一个RF载波(Fc)。图17中示出基于RF的OFDM发射器的一个例子而图18中示出基于RF的OFDM接收器的例子。

发明内容

如本文所使用的，可互换地使用术语发射器、发射收发器和发射调制解调器，类似地，可互换地使用术语接收器、接收收发器和接收调制解调器以及可互换地使用术语调制解调器和收发器。

图1图示了根据频率范围的在电力线通信(PLC)中发现的非平坦PSD掩码的例子，其包含最大传输PSD电平的大差值(在所给出的例子中为30dB)。

图2图示了经调节的最大传输PSD电平的例子及其对信噪比(SNR)的影响。如果假设ADC噪声为限制因素(也就是说，背景噪声低于-130dBm/Hz)，则这一例子图示了减小最大传输PSD电平的益处。在图2的例子中，将最大传输PSD电平从-50dBm/Hz(在左图中)降低至-70dBm/Hz(在右图中)造成30MHz以上子载波的SNR增加。30MHz以上子载波的SNR从30db(-80-(-110))增加至50db(-80-(-130))。

因此，通过改变最大传输PSD电平、对PSD掩码施加上限，可用子载波上可用SNR的总和增加，因此增加可获得的OFDM数据速率。换而言之，最大传输PSD掩码可以用来降低至少一个子载波的传输PSD值，这造成至少一个子载波的SNR增加。改变最大传输PSD电平可以称为上限函数，因此如本文所讨论的那样，术语“传输PSD上限”可以与“最大传输PSD值”互换。

为了选择传输PSD上限电平的值，在发射器与接收器之间的消息传送是有帮助的。图3图示了在两个收发器之间的概念通信路径的例子。为了辅助本文的讨论，本文所使用的若干参数被定义为：

ITPC_T：如发射器设置的分组的初始传输PSD上限值(dBm/Hz)。

PTPC_R：如接收器设置的分组的建议传输PSD上限值(dBm/Hz)。

ATPC_T：如发射器设置的分组的实际传输PSD上限值(dBm/Hz)。

HTPC_X：在通信路径X(即X＝TRDP、TRMP、RTMP)上传输的分组头中的位域，其表明用于当前分组的传输PSD上限电平(dBm/Hz)。

BAT_R：由接收器构建的每一分组的位分配表。