專利名稱：蜂窩正交頻分復用系統中的通用頻率再用的導頻設計的制作方法
技術領域：
以下總體上涉及在通信系統中的預期的源和接收器之間傳送信息，更特別地涉及 頻率再用和導頻副載波的設計，以最小化在來自導致干擾的其他源的傳送過程中的同信道 干擾。
背景技術：
有若干個增加無線網絡吞吐量的常規技術。這些技術目的在于擴大能夠通過網絡 被傳送的信息的量，同時最小化傳送過程中錯誤發生的概率。這些技術中的一個是頻率再 用，其需要在網絡上使用相同的頻率用于多個同時傳送。多數的無線通信系統被設計成實 現頻率再用為一(frequencyreuse of one)，其常被稱為“通用”頻率再用因數。頻率再用 為一意思是指網絡中的每個小區的源或基站同時使用相同的頻率集用于信息的傳送。但是 在無線系統中，由于由相鄰小區的源產生的同信道干擾，實現頻率再用為一是個挑戰。因 此，單獨的通信技術可被用于信息的傳送以區分由每個小區中的源傳送的信息。用于減小同信道干擾的技術之一是正交頻分復用(OFDM)。OFDM是使用大數目的 密集副載波來傳送信息的數字多載波調制方案，該密集副載波包括正交數據符號集。這些 副載波典型地在頻率上重疊，但是通過使用例如快速傅里葉變換之類的算法而被分離。每 個副載波典型地用常規調制方案進行調制，例如正交幅度調制或幅度和相移鍵控，以使得 數據率保持與單載波調制方案相近似。傳統的OFDM需要估計信道以確定源之間的同信道干擾。但是，為了確定源之間 的干擾，人必須知道用于傳送的信道的參數。這個必需的知識提出了蜂窩通信系統的難 題——頻率再用為一的實現產生了同信道干擾，該同信道干擾使得更難以估計信道的參 數，而使用例如OFDM的多載波調制方案去消除同信道干擾又需要知道信道的參數。
發明內容
因此，公開了系統和方法，其用于在源和接收器之間傳送信息以在最小化同信道 干擾時最大化吞吐量。這些系統和方法使得無線通信更可靠地發生，而不必浪費網絡中的 寶貴的吞吐量資源。所公開的實施方式可被應用于任何適當的無線通信系統中，例如包括多個裝置或 系統的蜂窩系統(例如，移動網絡)或無線互聯網系統(例如，WiMAX網絡)。使用蜂窩系 統作為例子，蜂窩系統可包括多個源或基站，所述多個源可各自與在指派給該基站的區域 中的接收器或移動臺(例如蜂窩電話)進行通信。但是，當移動臺被連接到蜂窩網絡時，移 動臺可不僅從預期的源(例如，被指派覆蓋移動臺所處區域的基站)接收無線電信號，還可 從一個或多個干擾源(例如，傳送數據到其他移動臺的相鄰的或鄰近的基站)接收無線電 信號。因此，移動臺可被配置為以不僅考慮預期的源的特征而且還考慮任何干擾源的特征 的方式對所接收到的信號進行解碼。所預期的源和干擾源可針對稱為“數據副載波”和“導頻副載波”的數據序列和導頻序列分別廣播單獨的信號。特定的基站可不使用一個或多個可用于傳送導頻模式或數據 的副載波頻率。這些頻帶可被稱為“未用副載波”。數據序列可包括通過網絡傳送的信息， 而導頻序列可包括用于特定的傳送區域的信道信息。導頻和數據副載波可在不同的頻帶上 被廣播。為了為數據副載波保持頻率再用為一同時避免同信道干擾，導頻副載波和數據副 載波可用不同的頻率再用因數被廣播。例如，數據副載波的頻率再用可以是一，而導頻副載 波的頻率再用可以是分數。這個傳送方案折衷(compromise) 了真正的通用頻率再用，但允 許有更好的信道估計的導頻副載波的設計。 所預期的源和干擾源可用特定的設計廣播導頻副載波以最小化同信道干擾的影 響。這個設計可包括在多個基站中分布導頻副載波。這些導頻副載波可以按照頻率、時間 或頻率和時間被分布。這個設計還可包括在多個基站中共享導頻副載波。這些導頻副載波 可包括正交序列。另外，導頻副載波可包括偽噪聲碼序列。偽噪聲碼序列可被用作導頻副 載波的符號，或者偽噪聲碼序列可被應用于現存導頻序列的每個符號。移動臺可接收信號，該信號對應于與預期的源有關的預期的信號和與干擾源有關 的干擾信號。移動臺可檢測所接收到的信號中的導頻副載波和數據副載波，并且估計與干 擾源相關的信道信息。信道信息可允許移動臺確定所接收到的信號中的哪個部分與干擾信 號相對應。移動臺可通過分析從干擾源接收到的導頻副載波來作出這個確定。根據導頻 副載波的導頻序列，移動臺可確定與移動臺和干擾源之間的物理空間相關的干擾信道增益 (例如，增益的幅度和相位)。或者，移動臺可以只計算干擾信道增益的大小信息，例如干擾 信道增益的平均幅度平方或瞬時幅度平方。移動臺可使用所估計的信道信息來恢復所接收信號中與干擾信號相對應的部分。 這個恢復可以是基于由預期的源和至少一個干擾源廣播的導頻副載波的設計的。恢復可以 基于以下事實，即，數據副載波的頻率再用和導頻副載波的頻率再用是不同的，導頻副載波 包括正交序列，以及/或導頻副載波包括偽噪聲碼序列。例如，數據副載波的頻率再用可以 是l/p，導頻副載波的頻率再用可以是1/P*Q，其中P和Q是大于1的整數，1/P大于1/P*Q。移動裝置可能能夠檢測導頻副載波是否被分布在頻率、時間或頻率和時間當中的 至少一個中。另外，移動裝置可能能夠檢測導頻副載波是否在裝置中被共享。這些功能中 的每一個都可被移動裝置的適當的信號處理和/或控制電路執行。如果導頻副載波被在基 站中共享并包括正交序列，則接收器可使用前向快速傅里葉變換來解調信號并恢復原始被 傳送的信息。
基于以下詳細描述的考慮，連同隨附的圖，本發明的以上和其他方面和優勢將很 明顯，圖中，同樣的參考符號在所有圖中指同樣的部分，并且其中圖1為說明性的蜂窩系統的三個無線小區的圖示；圖2為說明性的基站發射器的方框圖；圖3為說明性的移動臺接收器的方框圖；圖4為在頻率上分布導頻副載波的說明性的方案的圖示；圖5為在頻率上分布導頻副載波和在時間上位移該分布的說明性方案的圖示；圖6為在時間上分布導頻副載波的說明性方案的圖示；
圖7為在多個基站中共享導頻副載波的說明性方案的圖示；圖8示出了在預期的源和接收器之間傳送信息以最小化來自干擾源的同信道干 擾的說明性的過程的流程圖；圖9為可利用所公開的技術的示范性的硬盤驅動器的方框圖；圖10為可利用所公開的技術的示范性的數字多功能盤的方框圖；圖11為可利用所公開的技術的示范性的蜂窩電話的方框圖；圖12為可利用所公開的技術的示范性的機頂盒的方框圖；以及圖13為可利用所公開的技術的示范性的媒體播放器的方框圖。
具體實施例方式圖1示出了說明性的蜂窩系統100的簡圖。蜂窩系統100可包括被互連以形成移 動或蜂窩網絡的多個基站。這些基站可包括基站122、142和162。這些基站中的每一個可 被配置成與位于該基站的無線電通信范圍內的特定的物理區域內的移動臺進行通信。物理 區域可被稱為無線小區。特別地，基站122可與無線小區120中的移動臺通信，基站142可 與無線小區140中的移動臺(例如，移動臺144和146)進行通信，并且基站162可與無線 小區160中的移動臺(例如，移動臺164)進行通信。在圖1中，無線小區120、140和160 被表示為六邊形區域，但這個形狀僅僅是說明性的。移動臺144、146和164可以是與移動網絡的基站兼容的任何合適類型的蜂窩電 話。例如，移動臺144、146和164可以基于與基站122、142和162兼容的通信標準或協議 進行操作。蜂窩系統100的基站和移動臺可以使用任何適當的常規蜂窩協議進行操作，例 如全球移動通信系統(“GSM”)標準，基于碼分多址(“CDMA”)的標準，基于正交頻分多址 (“0FDMA”)的標準(例如WiMAX)，或使用非常規協議進行操作。蜂窩系統100中的基站和移動臺可使用多種調制和編碼方案中的任何一種使得 通信可靠。例如，基站122、142和162可用基于正交頻分復用(“OFDM”)的調制方案進行 操作。適當的調制和編碼方案的進一步的例子將在以下連同圖2和圖3—起進行詳細討論。 為了向移動臺通知基站所用的調制和編碼，基站122、142和162可向至少它們各自的無線 小區中的移動臺廣播控制序列。這個控制序列可以具有導頻序列或導頻模式的形式。除了 編碼和調制信息，控制序列還可包括任何其他適當的控制信息，移動臺可使用該控制信息 解釋被基站發送的數據。例如，控制序列可包括關于以下的信息數據幀如何被構造、每個 幀中包括有多少符號、下一個數據塊的預期的接收者(例如，移動臺)。基站122、142和162可傳送導頻模式或序列到其無線小區中的每個移動臺以為每個移動臺提供相位對準信息等等。導頻模式可基于特定的偽噪聲(“PN”)序列，并且每個 基站可使用不同的PN序列。不同的PN序列可允許移動臺(例如，移動臺144)識別與所接 收到的導頻模式相關的基站。基站122、142和162可將導頻模式或序列和網絡數據廣播到無線電通信范圍內的 所有移動臺。這使得每個基站不僅傳送信息到該基站的無線小區中的任意移動臺，還可傳 送信息到與該基站充分近的鄰近無線小區中的移動臺。例如，由于無線小區140中的移動 臺144與基站142的鄰近，移動臺144可主要接收來自基站142的信息。另一方面，移動臺 146可能能夠不僅接收來自無線小區140中的基站142的信息，還可以接收來自鄰近的無線小區160中的基站162的干擾信息。導頻模式或序列和網絡數據可在基站122、142和162 的主要傳送所承載的獨立信號上被傳送。這些獨立的傳送可被稱為副載波。每個副載波可 在不同的頻帶上被傳送，或者它們可在重疊頻帶上被傳送。如果基站142和162使用副載 波頻率進行操作而使得從這兩個源接收的信號不容易被區分，則移動臺146可受到有時被 稱為“小區間同信道干擾”(或簡稱“同信道干擾”或“干擾”)的效應的影響。
為了簡單，移動臺146所期待的(例如，來自基站142，或“預期的源，，的)無線電 信號有時候可被稱為“預期的信號”，并且相應信道(例如，“預期的信道”)的信道增益有時 候可被符號hk表示。來自鄰近的移動臺(例如，來自基站162，或“干擾源”)的無線電信號 有時候可被稱為“干擾信號”，并且相應信道(例如，“干擾信道”)的信道增益有時候可被符 號gk表示。在很多情況中，同信道干擾(例如，基站162對移動臺146的影響)可以強于可在 從基站到移動臺的數據傳送過程中發生的任何噪聲。當移動臺在兩個無線小區邊界附近時 可能尤其如此。在常規的通信協議中，同信道干擾可通過使鄰近的基站使用不同的頻道廣 播網絡數據來被避免。例如，如果蜂窩系統100要使用這些常規協議中的一個進行操作，則 移動網絡可指派第一頻道給基站122和無線小區120，指派第二頻道給基站142和無線小區 140，指派第三頻道給基站162和無線小區160。通過使鄰近的基站使用不同的頻道，在特定 的無線小區中的移動臺可受到來自鄰近無線小區中的基站的很小干擾到無干擾的影響。例 如，在這種情況下，即使移動臺146可能能夠接收來自鄰近的基站162的干擾信號，移動臺 146也可僅調諧到基站142的頻道上以保證來自基站162的無線電信號實質上被排除掉。在一些實施方式中，蜂窩系統100的每個無線小區都可被進一步地分割成物理區 域，有時候這些物理區域被稱為扇區，當前的協議可為每個扇區指派不同的頻道。無線小區 可被分解為任何適當數目的扇區(例如，2-10個扇區)。例如，無線小區120可被分解為三 個扇區扇區130、扇區132和扇區134。同樣地，無線小區140可被分解為扇區150、扇區 152和扇區154，并且無線小區160可被分解為扇區170、174和176。在當前協議中，這些扇 區中的每一個都可被移動網絡指派不同或相同的頻道。例如，移動網絡可將無線小區120、 140和160中的三個扇區的每一個指派到不同頻道，使得沒有鄰近的扇區使用相同的頻道。 如同每個無線小區被指派了不同頻率的以上的例子一樣，這種情況也允許移動臺將所接收 到的信號解碼而不考慮干擾的影響。為鄰近的基站或扇區指派不同的頻帶的通信技術可被稱為頻率再用。如以上所 述，蜂窩系統100可以使用三個不同頻道以實現頻率再用。這樣的通信系統可被稱為具有 1/3的頻率再用。雖然頻率再用減小了干擾，但頻率再用沒有有效地利用可用于蜂窩系統的帶寬。 也就是說，蜂窩系統被指派了有限數量的帶寬。每個基站僅使用可用帶寬的一部分，每個基 站所具有的頻譜效率(以及因此所具有的最大數據率)遠低于可能的頻譜效率和可被實現 的數據率。因此，如以下更加詳細的描述，實施方式包括可實現更大的頻率再用的技術。這 些技術可被用于常規的通信協議例如OFDM。進一步地，提供了可對抗小區間同信道干擾的 影響以使得不必要在鄰近的無線小區或扇區內使用不同的頻道的技術。雖然本發明的一些實施方式是按照蜂窩系統，例如蜂窩系統100來進行描述的，但那只是說明性的。實施方式的技術、特征和功能可被應用于其他適當的通信系統，例如Wifi和無線互聯網系統(例如，WiMAX系統)。圖2示出了可為作為無線電信號270傳送而準備網絡信息210的基站發射器200 的簡化的方框圖。在一些實施方式中，基站發射器200可被實現為用于圖1的基站122、142 和162中的一個或多個的發射器。基站發射器200可包括編碼器220、交織器240和調制器 260。編碼器220可基于適當的糾錯碼(“ECC”)對網絡信息210進行編碼。例如，編碼 器220可使用記憶(memory)為m的卷積碼(例如，比率為1/2或比率為2/3的卷積碼)進 行操作。編碼器220因此可將網絡信息210轉換為編碼的二進制數據的流，所述網絡信息 210可以是某種形式的數字信息(例如，二進制數據的流)。由于編碼器220可具有m的記 憶，因此由編碼器220生成的編碼流中的每m個連續比特都依賴于網絡信息210的同一個 比特的值。為了消除可能由這個依賴性導致的負面影響(例如，當存在突發錯誤時無法可 靠地解碼)，編碼流可被交織器240進行交織。特別地，交織器240可改變編碼流中的比特 的順序以保證被交織的序列中的相鄰比特有效地相互獨立。基站發射器200的調制器260可被配置為將交織器240產生的交織的數字序列轉 換成用于傳送的信號。調制器260可首先基于調制方案的大小(size)將被交織后的序列 的比特分組成符號，然后可將符號調制成具有由調制方案所指定的特定的大小和相位的信 號。調制器260可使用具有不同大小中任何一個的任何適當的調制方案。例如，調制器260 可利用正交調幅(“QAM”)方案(例如，4QAM，16QAM，32QAM)或相移鍵控(“PSK”)調制方 案(例如，QPSK, 16PSK, 32PSK)。調制器260所用的特定的調制方案可被設計為用編碼器200所使用的特定的糾錯 碼(ECC)有效地進行操作。這種類型的通信技術通常被稱為編碼調制。因此，由于圖2的 基站發射器200也包括交織器240，由基站發射器200所使用的整體通信技術可被稱為比特 交織編碼調制(“BICM”)。調制器260可產生用于傳送到一個或多個移動臺(例如，移動臺144、146或162) 的無線電信號270。無線電信號270有時候可由變量χ表示。在某個時刻，k，無線電信號 270可代表編碼/交織的網絡信息210的符號，在某個時刻，k+Ι，無線電信號270可代表編 碼/交織的網絡信息210的下一個符號。為了簡單，變量Xk將以下用于表示在特定的時刻 k被采樣的無線電信號270的值。在一些實施方式中，k代表無線電信號270的另一類型的 維度而不是時間，例如空間維度或頻率維度。無線電信號270可能在從基站發射器200到移動臺的數據傳送過程中受到噪聲 (例如，隨機噪聲或信號相關噪聲)的影響。在一些情況下，無線電信號270還可受到進一 步使無線電信號270失真的同信道干擾的影響。因此，即使無線電信號270被傳送，移動臺 接收器實際上接收到的無線電信號也可能與無線電信號270有相當大的不同。圖3示出了移動臺接收器300的簡化的方框圖。在一些實施方式中，移動臺接收器300可作為一個或多個移動臺144、146和164的部分被實現。移動臺接收器300可被配 置為對無線電信號270的有噪聲的或失真形式進行接收和解碼(圖2)。特別地，移動臺接 收器300可接收無線電信號370，其可能是受到隨機或信號相關噪聲和小區間同信道干擾 的影響之后的無線電信號270。對于某個時刻k，無線電信號370有時候可被變量yk表示。 數學上，無線電信號370可由下式給出
yk = hkxk+vk.(式 1)在式1中，hk是信道增益，其代表預期信道的幅度和相位效果，vk可代表影響無線電信號270的噪聲和干擾。因為式1中的Vk可以是噪聲和干擾的組合，所以式1可被重寫為yk = hkxk+wk+zk,(式 2)其中Zk構成了 Vk的噪聲分量，Wk構成了 Vk的干擾分量。最后，由于干擾信號可與 干擾信道增益&有關(如以上連同圖1所述)，式2可被重寫為yk = hkxk+gksk+zk.(式 3)這里，Sk可以是無線電信號，其代表干擾基站意圖傳送到不同移動臺的符 號。注意到Sk可與帶有不同數目的信號星座點、不同幅值和不同符號到信號點映射 (symbol-to-signal point mapping)的調制方案相關。移動臺接收器300可被配置為解碼無線電信號370并且獲得初始傳送信息(例 如，圖2的網絡信息210)的估計。為了解碼無線電信號370，移動臺接收器300可包括解調 器360，解交織器340和解碼器320。這些接收器部件中的每一個可對應于基站發射器200 中的傳送部件并可有效地撤銷(undo)由相應發射器部件執行的操作。例如，解調器360可 對應于調制器260，其可使用至少如調制器260所設定的調制方案和信號星座來解調/解映 射無線電信號370。解交織器340可對應于交織器240并且可將所接收到的數據的順序返 回到其初始順序，例如，解碼器320所期望的順序。解碼器320可以是相應于編碼器220的 軟解碼器，并且可基于與編碼器220的相同的糾錯碼(例如，卷積碼)來執行解碼。因此， 解碼器320可產生網絡信息(例如，網絡信息210)的估計310。如果移動臺300成功地解 釋了無線電信號370，估計310就可能是與網絡信息210相同的數字序列。圖3的移動臺接收器300可使用干擾源的準確的信道和調制信息來為所接收到的 信號370計算軟信息。不僅使用噪聲和干擾的功率，解調器360可計算可靠和準確得多的 對數似然比或其他軟度量。為了計算信道信息估計，移動臺接收器300例如可以包括被配 置為估計干擾信道增益的計算邏輯(未示出)。計算邏輯還可被配置為計算預期的信道增 益。計算邏輯可通過分析從每個源接收到的導頻模式的特征來計算這些信道信息估計。這 個分析可基于由基站所廣播的導頻模式的特定的設計。在一個例子中，如果每個源基于正 交序列廣播導頻模式，則計算邏輯可在不同導頻模式之間作出區分。在另一個例子中，如果 每個源基于唯一的PN序列廣播導頻模式，則計算邏輯可在不同的導頻模式之間作出區分。 例如，根據各種導頻模式的分析，計算邏輯產生干擾和/或預期的信道增益的估計。移動臺 接收器300可計算在操作過程中的任何適當時間的信道信息估計，所述適當時間例如是在 加電時，當初始連接到基站時，周期地，每當導頻序列被傳送時，等等。軟信息的改進的估計 可允許解碼器320產生網絡信息310的更準確的估計。現參考圖4-圖7，導頻副載波的廣播的各種說明性的方案被示出。如以上關于圖 3所提到的，蜂窩通信系統中用于由例如期望的源和干擾源之類的基站所廣播的導頻副載 波的特定的設計可允許移動臺接收器在不同的導頻模式之間作出區分。這種在移動臺接收 器上的導頻模式的分離可使得有更好的信道估計，其最終導致更準確地恢復所接收到的信 號中對應于所期望的信號的部分。這些說明性的方案中的每個都示出了三個基站的廣播副 載波。但是，這個數目僅僅是說明性的，這是因為圖4-圖7中的每個方案都可被任何數目的基站所使用，例如5、10、50、100、500、1000、5000或多于5000個基站。另夕卜，圖4-圖7中
所示的副載波的數目僅僅是說明性的，這是因為可以有任意數目的副載波被基站廣播，例 如5、10、50、100、500、1000、5000或多于5000個副載波。進一步地，圖4-圖7中的特定的
基站的每個副載波都可與另一個基站的副載波在頻率上對準，或者可與另一個基站的副載 波在頻率上有重疊。參考圖4，用于在頻率上分布導頻副載波的說明性方案400的圖示被示出。在方案 400中，獨特的導頻模式或序列在獨特的導頻副載波集416、426和436中被每個基站410、 420和430所廣播。進一步地，導頻副載波在每個基站410、420和430中被廣播，其所用的 頻率再用因數與用于廣播數據副載波412、422和432的頻率再用因數不同。如方案400中 所示，導頻副載波的頻率再用因數是分數(這種情況下為1/3)，而數據副載波的頻率再用 因數等于一。因此，方案400犧牲了通用的頻率再用以消除在接收器所接收到的信號中的 可能的同信道干擾。
進一步地，在方案400中，用于每個基站的每個導頻副載波都在唯一的頻率范圍 內被廣播。因此，方案400可包括未使用的副載波414、424和434，其中的每一個對應于另 外的基站410、420和430的導頻副載波。例如，基站430可不在基站410的導頻副載波416 和基站420的導頻副載波426所使用的頻率上廣播數據副載波或導頻副載波。盡管方案 400示出未使用的副載波414、424和434在頻率上與導頻副載波416、426和436相鄰，但未 使用的副載波414、424和434在頻率上可與導頻副載波416、426和436不相鄰。移動臺接收器(例如圖3的移動臺接收器300)可接收具有從基站410、420和430 廣播的所有副載波的疊加的信號。因此，假設副載波在每個基站410、420和430之間在頻 率上對準，在導頻副載波之間作出區分就可能不需要在導頻副載波416、426和436的廣播 中有進一步的設計考慮。但是，如果副載波在頻率上不對準，在導頻副載波的廣播中就可能 需要有進一步的設計考慮。這些設計考慮將在以下參考圖7進行討論。未使用的副載波和導頻副載波的模式可在每個基站410、420和430所廣播的副載 波中特定的頻帶上重復。這些未使用的副載波和導頻副載波的模式的重復可允許在移動臺 接收器上的關于導頻模式或序列的更大的信息冗余，因此就使得由數據副載波412、422和 432的分析所提供的網絡信息的估計有較少的錯誤。現參考圖5，用于在頻率上分布導頻副載波和隨時間位移該分布的說明性方案 500的圖示被示出。在方案500中，數據副載波，導頻副載波和未使用的副載波的模式512、 522和532可在特定的時間段之后，在每個基站510、520和530中在頻率上進行位移，形成 副載波的新的模式514、524和534。時間段可以是任意時間段，例如一納秒、一微秒，一毫秒 或大于一毫秒。這些位移可以是規則的，意思是它們可發生在每個時間段，或者它們可根據 時間上的任何特定的模式發生。例如，數據副載波，導頻副載波，和未使用的副載波特定的 模式512、522或532可每兩個時間段在頻率上進行位移，然后是在一個時間段后的另一位 移。另外，每個位移過程中的頻率上的位移可以是相同的，或者可根據任何特定的模式而不 同。如果一定的某些頻率被淹沒在干擾之中或由于環境或網絡條件而不可用于傳送，則位 移的這樣的模式可使得移動臺接收器(例如，圖3中的移動臺接收器300)在導頻副載波之 間更快且更有效地作出區分。在某些實施方式中，頻率上的位移將在基站510、520和530之間被協調。也就是說，頻率上的位移將會發生以使得導頻副載波在頻率上的位置將總是與在所有基站510、 520和530中未使用的副載波在頻率上相對準。現參考圖6，用于在時間上分布導頻副載波的說明性方案600的圖被示出。在方 案600中，由基站610、620和630廣播的導頻模式時間上錯開特定的時間段，如模式612、 622和632所示出。例如，基站610在時刻t0，再次在時刻t3，并且隨后每兩個時間段，廣播 導頻副載波Pl ；基站620在時刻tl，再次在時刻間t4，并且隨后每兩個時間段，廣播導頻副 載波P2 ；以及基站630在時刻t2，再次在時刻t5，并且隨后每兩個時間段，廣播導頻副載波 P3。另外，每個基站610、620和630以相同的頻率集廣播它們的導頻副載波。在這種方式 中，導頻副載波的廣播占用極小的帶寬量，同時允許移動臺接收器(例如，圖3中的移動臺 接收器300)在所接收到的導頻副載波之間作出區分。 在某些實施方式中，模式612、622和632可在每個基站610、620和630所廣播的 副載波中的特定的頻帶上重復。另外，在與關于圖5所討論的方案500相類似的特定的時 間段之后，模式612、622和632可同時地位移頻率。通過在時間上稀疏地傳送特定的導頻副載波，方案600可僅在某些系統中有用， 在該系統中對于信道檢測并不總需要導頻模式的副本。但是，方案600具有為基站提供額 外的副載波以用于廣播數據副載波，因此增加了系統的總的吞吐量的優勢。現參考圖7，在多個基站中共享導頻副載波的說明性方案700的圖示被示出。在 方案700中，基站710、720和730在相同的或重疊的頻率集上廣播導頻副載波712、722和 732。單獨的導頻副載波P1、P2和P3可根據信道上廣播的數據的期望的冗余度被廣播任意 數目的次數。例如，如方案700中所示，導頻副載波P1、P2和P3的每個被廣播三次。另外， 在方案700中優選地，導頻副載波712、722和732在頻率上相鄰。共享導頻副載波的設計選擇可與前述所討論的任意設計相組合——例如，方案 500和600。例如，在與關于圖5所討論的方案500相類似的特定的時間段之后，導頻副載 波712、722和732可同時地位移頻率。在另一個例子中，導頻副載波712、722和732可在 類似于關于圖6所討論的方案600在時間上錯開。另外，導頻副載波712、722和732可在 每個基站710、720和730中在副載波中的特定的頻帶上重復。移動臺接收器(例如，圖3的移動臺接收器300)可接收具有由基站710、720和730 廣播的所有副載波的疊加的信號。因為由基站710、720和730所廣播的導頻副載波712、 722和732可至少部分地在頻率上重疊，如果不使用進一步的技術設計所共享的導頻副載 波，移動臺接收器可能不能夠在共享的導頻副載波P1、P2和P3之間作出區分。為了使移動臺接收器在共享的導頻副載波之間作出區分，它們可被設計成包括正 交序列。例如，在網絡中有三個傳送基站的方案700中，假設符號是二進制數字，Pl可能是 序列[100]，P2可能是序列W10]，P3可能是序列W01]。在網絡中有三個基站的另一個例 子中，假設符號是復數，Pl可能是序列[111]，P2可能是序列[1 eJ2K/3 勺，P3可能是序 列[1 eJ4"/3 eJ2"/3]0進一步地，用于具有N個基站(其中N為任意數字)的網絡的正交序 列可以是大小為N乘N的傅立葉矩陣的列。另外，用于具有N個基站(其中N為偶數)的 網絡的正交序列可以是大小為N乘以N的哈達馬矩陣的列。為了通過使用被設計為包括正交序列的共享導頻副載波而使信道估計成功，信道 的特征在相應于正交序列的長度的時間段內保持不變是重要的。如果信道的特征在該時間段內改變，移動接收器將很難在所接收到的導頻副載波內的正交序列之間作出區分。進一步地，為了使移動臺接收器在所共享的導頻副載波之間作出區分，它們可被設計為包括從偽噪聲(PN)碼生成的數據符號的序列。這個設計可能在以下情況特別有用 當網絡中的基站的數目大約有成百上千時，或者來自預期的源的傳送功率與干擾源相比有 大的不同時，在廣播導頻副載波之間作出區分。PN碼具有與隨機的符號序列的值的范圍相 似的值的范圍，但是符號被確定性地生成。PN碼的例子可包括最大長度序列、戈德(Gold) 碼、卡沙米(Kasami)碼和巴克碼。偽噪聲碼可被應用于導頻副載波中的每個符號。例如， 假設網絡中有N個基站，每個基站廣播長度為N個符號的導頻副載波。假定導頻序列是二 進制的，導頻序列的每個比特都可乘以N比特長的偽噪聲序列。結果所得到的比特序列就 可被用作導頻副載波的導頻序列。N符號長的導頻序列可以是如以上所提到的正交序列。另外，PN碼可被應用于先前所提到方案中的任一個，這些方案對于每個基站使用 獨特的導頻副載波集——例如，關于圖4、5和6所討論的方案400、500和600。在這樣的方 案中，唯一的PN序列可被生成并用作每個獨特的導頻副載波的導頻序列自身。現參考圖8，在預期的源和接收器之間傳送信息以最小化來自至少一個干擾源的 同信道干擾的說明性過程800的流程圖被示出。過程800開始于步驟810。在步驟810，導 頻副載波和數據副載波從預期的源和干擾源廣播。副載波可以無線電信號270 (圖2)的形 式被廣播。源可以與基站發射器200 (圖2)實質上類似。數據副載波和導頻副載波的頻率 再用可根據任何特定的設計而不同，例如在關于圖4、圖5、圖6和圖7的方案400、500、600 和700中所討論的設計。例如，數據副載波的頻率再用可與導頻副載波的頻率再用不同。更 具體地，導頻副載波的頻率再用可能是分數，而數據副載波的頻率再用可能是一。這個傳送 方案折衷了真正通用的頻率再用，但是允許導頻副載波的設計以有更好的信道估計。導頻 副載波可根據關于圖4、圖5、圖6和圖7的方案400、500、600和700中任一個被設計。副 載波的頻率再用和導頻副載波的設計可由編碼器220、交織器240和調制器260 (圖2)中一 個或多個實現。在步驟810中導頻副載波和數據副載波被廣播之后，過程800進行到步驟820。在 步驟820，信號在接收器被接收。接收器可與移動臺接收器300 (圖3)在實質上類似。信號 的部分可對應于與預期的源相關的預期信號，以及與干擾源相關的干擾信號，如關于無線 電信號370 (圖3)所描述的一樣。—旦在步驟820信號被接收到，所接收到的信號的對應于預期信號的部分在步驟 830被恢復。這個恢復可由解碼器320、解交織器340和解調器360使用關于圖3所討論的 技術中的一個或多個而實現。現參考圖9-圖15，本發明的各種示范性的實現被示出。現參考圖9，本發明可在硬盤驅動器(HDD)900中被實現。本發明可實現信號處理 和/或控制電路中的任一個或兩者，其在圖9中一般被標識為902。在一些實現中，HDD 900 中的信號處理和/或控制電路902和/或其他電路(未示出)可處理數據、執行編碼和/ 或加密、執行計算，和/或對輸出到和/或接收自磁性存儲介質906的數據進行格式化。HDD 900可與主機裝置(未示出)通過一個或多個有線或無線通信鏈接908進行 通信，所述主機裝置例如計算機、移動計算裝置例如個人數字助手、蜂窩電話、媒體或MP3 播放器等諸如此類，和/或其他裝置。HDD 900可被連接到存儲器909例如隨機存取存儲器(RAM)，非易失性存儲器例如閃存，只讀存儲器(ROM)和/或其他適當的電子數據儲存設備。現參考圖10，本發明可在數字多功能盤(DVD)驅動器910中實現。本發明可實現 信號處理和/或控制電路中任一個或兩者，其在圖10中一般被標識為912，以及/或DVD驅 動器910的海量數據儲存設備918。DVD驅動器910中的信號處理和/或控制電路912和/ 或其他電路(未示出)可處理數據、執行編碼和/或加密、執行計算，和/或將從光儲存介 質916讀取的數據和/或寫到該光儲存介質916上的數據格式化。在一些實現中，DVD驅 動器910中的信號處理和/或控制電路912和/或其他電路(未示出)也可執行其他功能 例如編碼和/或解碼和/或任何其他與DVD驅動器相關的信號處理功能。DVD驅動器910可與輸出裝置(未示出)通過一個或多個有線或無線通信鏈接917 進行通信，所述輸出裝置例如計算機、電視或其他裝置。DVD驅動器910可與以非易失性方 式存儲數據的海量數據儲存設備918進行通信。海量數據儲存設備918可包括硬盤驅動器 (HDD)。HDD可具有圖9中所示的配置。HDD可以是包括一個或多個直徑大約小于1. 8”的 盤片的微型HDD。DVD驅動器910可被連接到存儲器919，例如RAM、ROM，非易失性存儲器例 如閃存和/或其他適當的電子數據儲存設備。現參考圖11，本發明可在可包括蜂窩天線951的蜂窩電話950中實現。本發明可 實現在圖11中一般被標識為952的信號處理和/或控制電路中任一個或兩者，蜂窩電話 950的WLAN網絡接口 968和/或海量數據儲存設備964。在一些實現中，蜂窩電話950包 括麥克風956、音頻輸出958例如揚聲器和/或音頻輸出插孔、顯示器960和/或輸入裝置 962例如鍵盤、定點裝置、聲音啟動和/或其他輸入裝置。蜂窩電話950中的信號處理和/ 或控制電路952和/或其他電路(未示出)可處理數據、執行編碼和/或加密、執行計算、 格式化數據和/或執行其他蜂窩電話功能。蜂窩電話950可與以非易失性方式儲存數據的海量數據儲存設備964例如光和/ 或磁性儲存裝置例如硬盤驅動器和/或DVD進行通信。至少一個HDD可具有圖9中所示的 配置以及/或至少一個DVD具有圖10中所示的配置。HDD可為包括一個或多個直徑大約小 于1. 8”的盤片的微型HDD。蜂窩電話950可被連接到存儲器966例如RAM、ROM、非易失性 存儲器例如閃存和/或其他適當的電子數據儲存設備。蜂窩電話950也可支持通過WLAN 網絡接口 968與WLAN的連接。現參考圖12，本發明可在機頂盒980中被實現。本發明可實現在圖14中一般被 標識為984的信號處理和/或控制電路中任一個或兩者、機頂盒980的WLAN網絡接口 996 和/或海量數據儲存設備990。機頂盒980接收來自諸如寬帶源的源的信號，并且輸出適 合于諸如電視和/或監視器和/或其他視頻和/或音頻輸出裝置的顯示器988的標準的和 /或高清晰度音頻/視頻信號。機頂盒984的信號處理和/或控制電路984和/或其他電 路(未示出)可處理數據、執行編碼和/或加密、執行計算、格式化數據和/或執行其他機 頂盒功能。機頂盒980可與以非易失性方式儲存數據的海量數據儲存設備990進行通信。海 量數據儲存設備990可包括光和/或磁性儲存裝置例如硬盤驅動器和/或DVD。至少一個 HDD可具有圖9中所示的配置以及/或至少一個DVD可具有圖10中所示的配置。HDD可以 是包括一個或多個具有大約小于1. 8”的直徑的盤片的微型HDD。機頂盒980可被連接到 存儲器994，例如RAM、R0M、非易失性存儲器例如閃存和/或其他適當的電子數據儲存設備。機頂盒980也可支持通過WLAN網絡接口 996的與WLAN的連接。現參考圖13，本發明可在媒體播放器1000中被實現。本發明可實現在圖15中一般被標識為1004的信號處理和/或控制電路中任一個或兩者、媒體播放器1000的WLAN網 絡接口 1016和/或海量數據儲存設備1010。在一些實現中，媒體播放器1000包括顯示器 1007和/或用戶輸入1008例如鍵盤、觸摸板等諸如此類。在一些實現中，媒體播放器1000 可利用圖形用戶接口(⑶I)，其典型地通過顯示器1007和/或用戶輸入1008來利用菜單、 下拉菜單、圖標和/或點擊界面。媒體播放器1000進一步地包括音頻輸出1009例如揚聲 器和/或音頻輸出插孔。媒體播放器1000的信號處理和/或控制電路1004和/或其他電 路(未示出)可處理數據、執行編碼和/或加密、執行計算、格式化數據和/或執行任何其 他媒體播放器功能。媒體播放器1000可與以非易失性方式儲存例如壓縮的音頻和/或視頻內容的數 據的海量數據儲存設備1010進行通信。在一些實現中，壓縮的音頻文件包括符合MP3格式 或其他適當的壓縮的音頻和/或視頻格式的文件。海量數據儲存器可包括光和/或磁性儲 存裝置例如硬盤驅動器HDD和/或DVD。至少一個HDD可具有圖9所示的配置以及/或至 少一個DVD可具有圖10所示的配置。HDD可以是包括一個或多個具有大約小于1. 8”的直 徑的盤片的微型HDD。媒體播放器1000可連接到存儲器1014例如RAM、ROM、非易失性存儲 器例如閃存和/或其他適當的電子數據儲存設備。媒體播放器1000也可支持通過WLAN網 絡接口 1016的與WLAN的鏈接。除上述那些實現以外的另外的其他實現是預期的。前面描述用于在蜂窩正交頻分復用系統中的通用頻率再用的導頻設計。本領域技 術人員將意識到本發明可通過所描述的實施方式之外的其他實施方式實現，所描述的實施 方式被呈現的目的用于說明而非用于限制。
權利要求
一種在第一裝置和第二裝置之間傳送信息以最小化來自至少一個干擾裝置的同信道干擾的方法，所述方法包括從所述第一裝置和所述至少一個干擾裝置廣播多個導頻副載波和多個數據副載波，其中所述數據副載波的頻率再用和所述導頻副載波的頻率再用是不同的；在所述第二裝置接收復合信號，其中所述信號的部分對應于與所述第一裝置相關的第一信號和與所述至少一個干擾裝置相關的干擾信號；以及基于所述多個導頻副載波恢復對應于所述第一信號的所述復合信號的部分。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述數據副載波的所述頻率再用為1/P，并且所述導 頻副載波的所述頻率再用為1/P*Q，其中，P和Q為大于1的整數，并且數1/P大于數1/P*Q。
3.如權利要求1所述的方法，其中廣播所述多個導頻副載波包括在第一頻帶上廣播第 一導頻副載波并且在不同的頻帶上廣播其他導頻副載波和數據副載波。
4.如權利要求3所述的方法，其中用于廣播所述多個導頻副載波的頻譜是連續的。
5.如權利要求3所述的方法，其中所述第一頻帶在一時間段后改變。
6.如權利要求1所述的方法，其中廣播所述多個導頻副載波包括在第一時間段廣播第 一導頻副載波和在不同時間段廣播其他導頻副載波和數據副載波。
7.如權利要求6所述的方法，其中所述第一時間段在一時間段后改變。
8.如權利要求1所述的方法，其中所述多個導頻副載波包括多個正交序列。
9.如權利要求8所述的方法，其中所述多個正交序列對應于大小為N乘N的傅立葉矩 陣或哈達馬矩陣中之一的列，其中N為由所述第一裝置和所述至少一個干擾裝置的組組成 的源的總數。
10.如權利要求8所述的方法，其中廣播所述多個導頻副載波包括所述第一裝置和至 少一個干擾裝置中的每一個在至少一個重疊的頻帶上廣播導頻副載波。
11.如權利要求10所述的方法，其中廣播所述多個導頻副載波進一步包括所述第一裝 置和至少一個干擾裝置中的每一個在一數量的重疊頻帶上廣播導頻副載波，重疊頻帶的數 量與由所述第一裝置和至少一個干擾裝置的組組成的源的總數量相等。
12.如權利要求10所述的方法，其中所述重疊頻帶的數量在一時間段后改變。
13.如權利要求1所述的方法，其中所述多個導頻副載波的每一個包括偽噪聲碼序列。
14.如權利要求8所述的方法，其中所述多個導頻副載波的每一個的每個符號被乘以 偽噪聲碼序列，所述偽噪聲碼序列的長度等于由所述第一裝置和至少一個干擾裝置組成的 源的總數量。
15.如權利要求1所述的方法，進一步包括估計與所述第一裝置相關的預期的信道信息。
16.一種用于在多個源和第二裝置之間傳送信息以最小化來自所述多個源的同信道干 擾的系統，所述系統包括第一裝置和至少一個干擾裝置，所述第一裝置和至少一個干擾裝置配置為從所述第一 裝置和所述至少一個干擾裝置廣播多個導頻副載波和多個數據副載波，其中，所述數據副 載波的頻率再用和所述導頻副載波的頻率再用是不同的；以及第二裝置，所述第二裝置配置為接收復合信號，其中所述信號的部分對應于與所述第一裝置相關的第一信號和與所述至少一個干擾裝置相關的干擾信號；以及基于所述多個導頻副載波恢復對應于所述第一信號的所接收到的信號的部分。
17.如權利要求16所述的系統，其中所述數據副載波的所述頻率再用為1/P，并且所述 導頻副載波的所述頻率再用為1/P*Q，其中，P和Q為大于1的整數，并且數1/P大于數1/ P*Q。
18.如權利要求16所述的系統，其中所述第一裝置和至少一個干擾裝置進一步配置為 在第一頻帶上廣播第一導頻副載波并且在不同的頻帶上廣播其他導頻副載波和數據副載 波。
19.如權利要求18所述的系統，其中用于廣播所述多個導頻副載波的頻譜是連續的。
20.如權利要求18所述的系統，其中所述第一頻帶在一時間段后改變。
21.如權利要求16所述的系統，其中所述第一裝置和至少一個干擾裝置進一步配置為 在第一時間段廣播第一導頻副載波并且在不同時間段廣播其他導頻副載波和數據副載波。
22.如權利要求21所述的系統，其中所述第一時間段在一時間段后改變。
23.如權利要求16所述的系統，其中所述多個導頻副載波包括多個正交序列。
24.如權利要求23所述的系統，其中所述多個正交序列對應于大小為N乘N的傅立葉 矩陣和哈達馬矩陣中之一的列，其中N為由所述第一裝置和至少一個干擾裝置的組組成的 源的總數量。
25.如權利要求23所述的系統，其中所述第一裝置和至少一個干擾裝置中的每一個進 一步配置為在至少一個重疊頻帶上廣播導頻副載波。
26.如權利要求25所述的系統，其中所述第一裝置和至少一個干擾裝置中的每一個進 一步配置為在一數量的重疊頻帶上廣播導頻副載波，重疊頻帶的數量與由所述第一裝置和 至少一個干擾裝置的組組成的源的總數量相等。
27.如權利要求25所述的系統，其中所述重疊頻帶的數量在固定時間段后改變。
28.如權利要求16所述的系統，其中所述多個導頻副載波的每一個包括偽噪聲碼序列。
29.如權利要求23所述的系統，其中所述多個導頻副載波的每一個的每個符號被乘以 偽噪聲碼序列，所述偽噪聲碼序列的長度等于由所述第一裝置和至少一個干擾裝置組成的 源的總數量。
30.如權利要求15所述的系統，其中所述第二裝置進一步配置為估計與所述第一裝置 相關的預期的信道信息。
31.一種移動裝置，其最小化同信道干擾對所接收到的復合信號的影響，其中所述信號 的至少部分對應于與第一裝置相關的第一信號和與至少一個干擾裝置相關的干擾信號，所 述移動裝置包括信號處理電路，所述信號處理電路配置為檢測所接收到的信號中的多個導頻副載波和多個數據副載波；分析所述多個導頻副載波中的至少一個導頻副載波的導頻序列，以確定廣播所述至少 一個導頻副載波的至少一個干擾裝置和所述移動裝置之間的干擾信道增益；以及基于所述干擾信道增益和所述多個導頻副載波恢復對應于所述第一信號的所述所接 收到的信號的部分，其中所述數據副載波的頻率再用和所述導頻副載波的頻率再用是不同 的。
32.如權利要求31所述的移動裝置，其中所述數據副載波的所述頻率再用為1/P，并且所述導頻副載波的所述頻率再用為1/P*Q，其中，P和Q為大于1的整數并且1/P大于1/ P*Q。
33.如權利要求31所述的移動裝置，其中所述多個導頻副載波包括多個正交序列。
34.如權利要求33所述的移動裝置，其中所述信號處理電路被進一步配置為使用快速 傅立葉變換解調所述復合信號。
35.如權利要求31所述的移動裝置，其中所述多個導頻副載波中的每一個包括偽噪聲 碼序列。
36.如權利要求31所述的移動裝置，其中所述信號處理電路進一步配置為檢測所述多 個導頻副載波是否被分布在頻率、時間或頻率和時間兩者這三者中的至少一者中。
37.如權利要求31所述的移動裝置，其中所述信號處理電路進一步配置為檢測所述多 個導頻副載波是否在至少一個第一裝置和干擾裝置中被共享。
全文摘要
提供了系統和方法，用于在預期的源和接收器之間傳送信息以最小化來自至少一個干擾源的同信道干擾。導頻副載波和數據副載波可從預期的源和至少一個干擾源被廣播。導頻副載波可在基站中被共享，或在頻率、時間或頻率和時間兩者上在基站中分布。另外，導頻副載波的頻率再用因數可以不同于數據副載波的頻率再用因數。接收器接收對應于來自預期的源的預期的信號和來自至少一個干擾源的干擾信號的復合信號。對應于預期的信號的所接收到的信號的部分可被接收器根據導頻副載波的廣播而恢復。
文檔編號H04L25/02GK101822010SQ200880103674
公開日2010年9月1日 申請日期2008年8月12日 優先權日2007年8月15日
發明者婁蕙苓, 李貞元 申請人:馬維爾國際貿易有限公司