專利名稱：用于通信系統的靈活的ofdm/ofdma幀結構的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及數字通信，且更具體地涉及正交頻分復用(OFDM)或正交頻分多 址(OFDMA)系統。
背景技術：
對于移動高速通信系統提供各種服務例如下載音樂文件、TV、互聯網和圖片共享 的需要日益增加。移動高速通信系統必須克服很多困難的操作條件。除很多的條件之外， 系統還必須應對干擾、多路信號、改變的信號線直線對傳的障礙、Doppler頻移、符號間干擾 (ISI)以及發送器和接收器之間改變的距離。正交頻分復用(OFDM)是為高速通信開發的可 以緩和這些不同條件中的很多條件的一種技術。OFDM將分配的通信信道劃分成具有相等帶寬的若干正交子信道。每個子信道由唯 一的子載波信號組調制，這組子載波信號的頻率被相等地并最小地間隔開，以獲得最佳的 帶寬效率。這組子載波信號被選擇為正交的，意味著任意兩個子載波的內積等于零。反向 快速傅里葉變換(IFFT)常用于形成子載波。正交子載波的數量確定要使用的快速傅里葉 變換(FFT)大小(N)。正交頻分多址(OFDMA)是OFDM的多用戶版本。對于通信設備例如基站(BS)，多 址通過將正交子載波的子集分配給與基站通信的各個用戶設備例如移動站(MS)來實現。 OFDMA可被考慮為頻域和時域多址的組合，其中時頻空間被分割開且移動站數據沿OFDM符 號和子載波來分配。在電信中，幀是長度固定或可變的數據包，其依照數字傳輸的通信協議編碼。幀結 構限定了復用器將通信信道劃分成幀以用于傳輸的方式。OFDM或OFDMA系統的幀結構對系 統的性能有主要影響。目前，對高性能OFDM和OFDM幀結構的選擇有限。因此，需要為高性 能OFDM和OFDMA系統提供靈活變幀結構的系統和方法。特定地，此處稱為“802. 16e”或簡單地稱為“16e”的IEEE802. 16標準的修訂802. 16e,限定了依照無線MAN-0FDMA參考系統的相對嚴格的幀結構。IEEE802. 16標準的 新的修訂，即此處稱為“802. 16m”或簡單地稱為“16m”的802. 16m修訂被提出。如2007年 10 月 19 日的 IEEE802. 16m-07/002r4 的 IEEE802. 16m 系統需求文檔(IEEE802. 16m SRD) 所指定的并通過引用全部并入本文中的802. 16m的發展的要求，規定了優于820. 16e無線 MAN-0FDMA參考系統的性能上的很多改進和很多不同部署環境中的操作。性能上的改進包 括減少空中接口的等待時間、增加用戶和扇區吞吐量以及減小系統開銷。在從靜止到350 千米/小時及以上的不同水平的移動性的情況下以及在具有完全不同的覆蓋范圍的扇區 和小區中也需要操作，該完全不同的覆蓋范圍是從覆蓋范圍在10米到100米的微小區以及 甚至毫微微小區到覆蓋范圍大于5千米的大的鄉村宏小區。目前IEEE802. 16e中存在的相對嚴格的幀結構與OFDMA物理層操作不太可能在這 樣的不同的部署和操作條件下實現的性能最大化。因此，需要更靈活的幀結構使得在給定 的部署和操作條件下更方便地實現最高性能。對IEEE802. 16m的系統設計增加的限制是需要在IEEE802. 16m MS的相同射頻 載波上同時支持遵守的IEEE802. 16e無線MAN-0FDMA參考系統的傳統的移動站(MS)。在 這個混合的操作模式中，傳統的MS必須能夠如同它們由僅遵守無線MAN-0FDMA參考系統 的基站(BS)服務一樣來操作。因此，還需要有為IEEE802. 16e下的傳統MS提供支持的 IEEE802. 16m 幀結構。
發明概要公開了用于通信系統的靈活的0FDM/0FDMA幀結構。該OFDM幀結構包括長度可配 置幀，該長度可配置幀包含可變長度子幀結構以有效地利用OFDM帶寬。另外，該幀結構有 利于多個無線通信系統之間的頻譜共享。在本發明的一個實施方式中，0FDM/0FDMA幀結構包括連續的固定長度幀的時間 序列，每個幀再分為一個或多個可變長度子幀且每個子幀在持續時間上是單位子幀的整數 倍。雖然幀的持續時間和單位子幀的持續時間Tu_sub對于0FDM/0FDMA幀結構的特定例 子是固定的，它們可對于0FDM/0FDMA結構的不同例子具有不同的值。示例性的幀持續時間 可以是Tftame = 5、10和20毫秒。示例性的單位子幀持續時間可以是Tu_sub = 0. 5,0. 675、1、 1. 25,1. 5以及2毫秒。幀持續時間和單位子幀持續時間的配置的這種靈活性有利于基于當 前和未來的工業標準的當前和未來系統的并存，例如第三代合作伙伴項目長期演進(3GPP LTE)、第三代合作伙伴項目2超移動寬帶(3GPP2 UMB)、時分同步碼分多址(TD-SCDMA)、微 波接入無線互通(WiMAX)等。在本發明的另一個實施方式中，0FDM/0FDMA幀的開始可由在幀的第一子幀的開始 處的下行傳輸的幀同步和控制信號的存在識別。幀同步和控制信號具有將幀傳輸的這個開 始和類似傳輸區分開的屬性，上述類似傳輸例如為，來自這個0FDM/0FDMA系統中的其他源 或來自共享相同的傳輸媒介(例如，相同的無線頻率)的其他的基于時分復用(TDM)的傳 輸技術的系統的傳輸、例如用于微波接入無線互通(WiMAX)。在本發明的另一個實施方式中，位于0FDM/0FDMA幀的開始處的幀同步和控制信 號包含兼容設備可接收和解碼以確定幀中的子幀結構的控制信息。這個幀控制信息靈活地 支持具有可在幀內也可在幀與幀之間變化的持續時間和方向(即，下行或者上行)的子幀的技術要求。這個靈活性使得0FMD/0FDMA幀結構能夠被調節來適應于0FDM/0FDMA空中接 口上所承載的數據的動態的服務質量(QoS)和系統控制要求。在本發明的另一個實施方式中，幀內的一個或多個子幀可被留出以由來自其他源 的傳輸使用，例如相同的0FDM/0FDMA系統中的其他源或來自共享相同傳輸媒介(例如相同 無線頻率)的基于其他時分復用(TDM)傳輸技術的系統，例如微波接入無線互通(WiMAX)。 幀和單位子幀持續時間的配置以及幀中的動態子幀持續時間的配置的靈活性使得易于適 應其他技術的TDM定時和幀要求。在本發明的另一個實施方式中，幀中的一個或多個子幀中的時間頻率物理傳輸資 源空間的區域可被留出以由來自其他源的傳輸使用，例如相同0FDM/0FDMA系統中的其他 源，或來自其他的基于時分復用(TDM)傳輸技術的共享相同傳輸媒介(例如，相同無線頻 率)的系統，例如微波接入無線互通(WiMAX)。當其他傳輸源僅占有主源(即，這個OFDM/ OFDMA幀結構的幀同步和控制信號的發射器)的傳輸頻率的子集時，這個方法是有利的。在本發明的又另一個實施方式中，描述了用于限定帶有對IEEE802. 16e標準 (16e)幀要求的傳統支持的IEEE802. 16m建議標準(16m)幀結構。該方法增加了允許幀分 區和定時以適合傳統的16e幀要求的靈活性。該方法可以適合于滿足16m要求(例如，較 短的延遲、較低的控制開銷等)的幀設計開始，且然后通過適當的資源保留將傳統的16e幀 和子幀置于16m幀結構中。在本發明的另一個實施方式中，幀還劃分為幀分區，其中每個幀分區在該分區中 的某已知位置包含對該分區的本地控制信息，且其中該分區的開始的位置被在前的分區中 的控制信息指定。幀分區中的本地控制信息包含適用于該分區的幀控制信息，其至少包括 分區中的子幀的位置、大小和方向，且可包括子幀中的數據傳輸分配的位置和大小以及用 于分區的其他類型的廣播控制信息。在本發明的另一個實施方式中，主載波中的控制信息提供了對輔載波中的傳輸和 資源分配的控制。這個輔載波可與主載波鄰接或不鄰接，且這些輔載波中的一個或多個的 資源連同主載波的資源構成了基站(BS)的可用資源。在本發明的另一個實施方式中，主載波的所有子幀用于下行方向(從BS到MS)且 輔載波的所有子幀用于上行方向(從MS到BS)，其代表了此處所描述的可應用于屬于BS的 載波的頻分雙工(FDD)布置的幀結構配置的特殊情況。在本發明的另一個實施方式中，0FDM/0FDMA通信系統的物理層基于12.5kHz 的固定子載波間隔。12. 5kHz的子載波間隔適用于所有的信道帶寬，例如5/10/20MHz、 3. 5/7/14MHz以及還有8. 75MHz的信道帶寬。12. 5kHz子載波間隔在802. 16m意圖要在其 中進行操作的所有的無線環境中表現良好，且與現有的和潛在的未來載波帶寬高度兼容。在本發明的另一個實施方式中，基于12. 5kHz子載波間隔的三個循環前綴(CP)長 度被提供并用于不同的無線情況。需要這三個CP長度以充分地將所需的CP長度和由CP 導致的容量的損失相平衡，以便滿足802. 16m預期的各種無線環境。三個CP長度是2. 5微 秒、10微秒和15微秒。本發明的其他特征和優勢以及本發明的各種實施方式的結構和操作在以下參考 附圖被詳細描述。附圖簡要描述
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本發明依照一個或多個不同實施方式參考以下圖詳細被描述。圖示僅用于說明的 目的被提供且只描述本發明的示例性實施方式。這些圖被提供以促進讀者對本發明的理解 且不應被考慮作為本發明的廣度、范圍或適用范圍的限制。應注意到為了說明的清晰和簡 便，這些圖示不必按比例繪制。
圖1示出了依照本發明的一個實施方式的通用的TDD幀結構。圖2示出了依照本發明的一個實施方式的幀控制的示例性方法。圖3示出了依照本發明的一個實施方式的幀控制的另一個示例性方法。圖4示出了依照本發明的一個實施方式的與其他的基于TDM的傳輸技術的頻譜共 享的示例性方法。圖5示出了依照本發明的一個實施方式的與其他的基于TDM的傳輸技術的頻譜共 享的另一個示例性方法。圖6示出了依照本發明的一個實施方式的圖5中的頻譜共享的示例性方法的另一 個方面。圖7示出了依照本發明的一個實施方式對主載波的輔載波的幀控制的示例性方法。圖8依照本發明的一個實施方式示出了圖7中示出的輔載波控制的示例性方法可 如何被應用到FDD操作模式。圖9示出了依照本發明的一個實施方式的支持傳統的802. 16e的802. 16m時分雙
工幀結構。圖10示出了依照本發明的一個實施方式的建議的802. 16m幀的基本格式和主要元素。圖11示出了依照本發明的一個實施方式的可被應用于DL子幀分區的單位子幀格 式的一些例子。圖12示出了依照本發明的一個實施方式的通過TDM支持傳統802. 16e幀的示例
性方法。圖13示出了依照本發明的一個實施方式的FDD幀結構。圖14示出了帶有傳統子載波間隔的相鄰載波和覆蓋載波部署的示例性操作。圖15示出了帶有防護頻帶的多載波部署的示例性操作。圖16示出了混合系統帶寬多載波部署的示例性操作。圖17示出了沒有防護頻帶的混合帶寬多載波部署的示例性操作。圖18示出了由于不同柵格導致的載波失調的示例性操作。圖19示出了依照本發明的一個實施方式的具有12. 5-kHz子載波間隔的802. 16m 系統。示例性實施方式的詳細描述在示例性實施方式的以下描述中，提到了形成本文的一部分的附圖，其中其通過 指定的實施方式的說明的方式被示出，本發明在所述指定的實施方式中被實踐。應理解其 他的實施方式可被使用且可作出結構的變化而不偏離本發明的較優的實施方式的范圍。本發明旨在用于通信系統的0FDM/0FDMA幀結構技術的系統和方法。本發明的實 施方式在一個實際的應用的環境中，即，在基站和多個移動設備之間的通信中在此處被描
11述。在這種情況下，示例性的系統可用于提供基站和多個移動設備之間的數據通信。但是 本發明不限于這樣的基站和移動設備通信應用，且此處所描述的方法還可用于其它應用就 像，例如，移動到移動通信、無線本地環路通信、無線中繼通信或無線回程通信中。為了提供最大的靈活性以滿足當前和未來系統的需要，依照本發明的實施方式的 基幀定義按等級順序可包括五個元素幀；幀分區；子幀；子幀分區；以及單位子幀。這些五 個幀元素中的每個幀元素將在以下描述。幀提供了主要外部結構，其管理MS可與幀邊界獲得同步以及開始與BS通信的快 慢。因此，幀主要以長度、同步信號的存在以及與幀有關的控制信息為特征，同步信號典型 地是幀的開始處的前導。因此幀長度被設定作為MS可獲得或重獲同步的快慢與幀同步的開銷和控制信息 產生的頻率的折中。對于同步延遲的考慮包括開始或重獲與BS的通信的時間，例如在初始 網絡進入或在同步喪失之后的恢復時的時間，或者對BS進行的基本信號測量的時間，例如 在鄰近掃描以支持交接期間的測量的時間。幀分區是幀的分片，其為安排相關性提供較短的時間幀。這是指對無線資源結構 的決定和對于幀分區的分配在幀分區的開始作出并通常不被改變。這些通過在幀分區的開 始出現的幀分區控制信令來傳送到MS。幀分區由一個或多個子幀組成，其中第一子幀應當是DL子幀以便容納幀分區控 制信令。幀分區的長度通常基于有效的排隊的DL業務和未解決的UL數據請求以及幀中的 接下來的子幀中的可用的DL和UL無線資源通過幀分區基礎動態地設定在幀分區上，盡管 如果幀中的幀分區可開始的可用位置是基于幀分區控制信令可被定位的固定位置，幀分區 的有效長度還可被相應地限制。在這種方式中，幀分區控制信令的安排水平和頻率與業務 負載相適應(即，當業務負載增加時變得更長以及不那么頻繁)。幀分區的最大長度由緊急 信令的最大容忍延遲管理，且如果最大長度短于幀的長度時可相應改變。幀中有一個或多 個幀分區。子幀被限定為具有相同的方向特性——即上行或下行——的幀內的連續數量的 時間單元的無線資源。因此，子幀以兩個參數為特征1)方向(上行或下行)以及2)長 度或持續時間。這個定義基本上保持了來自無線MAN-0FDMA參考系統的子幀的定義，除了 這種情況，即，如果子幀屬于不同的幀分區，則可能有兩個連續子幀具有相同的方向性(例 如，一下行子幀之后是另一個下行子幀)。子幀的長度可用粒度來設定，粒度由單位子幀管理，因為子幀包含整數倍的單位 子幀，最小長度為1單位子幀，最大長度由子幀所屬的幀分區的長度管理。由于子幀的長度管理TDD操作中的鏈接方向的改變速度，子幀的設置對空中接口 傳送延遲有直接影響，且因此對QoS和信令響應延遲有直接影響。子幀由一個或多個子幀分區組成。不同的子幀分區可以可能更適于與一定組的 MS通信的不同的物理層設定進行操作。這類似于無線MAN-0FDMA參考系統的排列域的概 念，但是具有重要區別，因為可能有可在子幀分區之間與子載波排列不同地設定的其他的 參數。子幀分區由相同或相容設置的一個或多個單位子幀組成，且因此，在長度上為整數倍 的單位子幀。
子幀分區的數量和長度基于在特定時間所服務的MS和業務的最佳設置而通過子 幀基礎在子幀上設定。子幀分區以其成分單位子幀的長度和特性為特征。對于具體的突發傳輸的無線資源分配可由來自子幀分區的單位子幀中的一組一 個或多個可獨立尋址的無線資源分配單位組成。突發傳輸不穿越子幀分區邊界發生。單位子幀被定義為在擁有特定物理層結構的無線載波的整體帶寬(即，所有的子 載波)的無線資源上的連續時間間隔，所述物理層結構例如為，導頻和數據子載波組織、無 線資源分配結構、OFDM符號結構，以及空閑時間長度和位置。媒介存取控制(MAC)的無線 資源分配被限定在單位子幀的邊界內，且因此，單位子幀還代表最大的可獨立尋址的無線 資源分配單位。單位子幀可被細分為可獨立尋址的更小單位的無線資源，但可獨立尋址的 無線資源分配單位不穿過單位子幀邊界。可選地，無線資源分配單位且因此相應地無線資 源分配的地址空間可被限定在子幀分區的跨度內。可被設置在單位子幀基礎上的物理層參數設置的屬性是進一步研究的課題，且其 將被要限定的可能的物理層無線資源設置管理。單位子幀由無線載波的所有子載波上的一 個或多個(典型地為幾個)連續OFDM符號周期和一個或多個空閑時間組成。單位子幀是幀結構的最小時間單位構建塊。包括以上所描述的所有五個元素的幀結構提供了最大的靈活性以符合當前和未 來系統的需要。但是，在可選的實施方式中，一個或多個幀元素可被除去以降低幀控制開銷 并改進特定系統的性能。圖1是依照本發明的一個實施方式的在時分雙工(TDD)模式中操作的示例性 0FDM/0FDMA幀的示圖。0FDM/0FDMA TDD幀定義100包括幀持續時間(Tftame) 100、幀同步和控制信號102、 具有不同持續時間的一個或多個下行子幀103和104，以及具有不同持續時間的一個或多 個上行子幀105和106。子幀包括整數倍的單位子幀持續時間(Tu_sub)101。相鄰子幀可提 供相同方向上的通信，例如105和103/104，或可提供相反方向上的通信，例如103/106。第 一子幀108是下行子幀且包括幀同步和控制信號102。幀同步和控制信號102中的幀同步信號一般是具有唯一已知特性的信號，該唯 一已知特性使其可容易地與幀中的其他信號區分，并與可使用相同傳輸媒介(例如，相同 無線頻率)的其他傳輸源的幀同步信號區分。對等地，幀同步信號顯示出強的自相關特性 (即，當信號與和其自身對齊的副本相比較時，其自相關函數的值具有突出的峰值)，并顯 示出具有與幀中的其他信號或與可使用相同傳輸媒介的其他傳輸源的其他幀同步信號的 弱的互相關特性。除了唯一性的特性，幀同步信號一般地還擁有有助于接收者適當地解調 和解碼幀內的其他控制和數據信號的其他的有用屬性。圖1中所示出的幀同步和控制信號 中的幀同步信號位于幀的開始，且一般地被作為幀的前導。圖2是依照本發明的實施方式的控制子幀結構的示例性方法的圖示。在這種方 法中，幀同步和控制信號200限定了整個幀的子幀結構。這個子幀結構定義至少包括以下 的控制信息1)指向幀內的每個子幀的開始的時間位置的指示符201，2)每個子幀的方向 202(即，子幀用于下行還是上行方向)，以及3)每個子幀的持續時間Tsub203。子幀指示符201可以若干方式實現。一個實現方式是作為從已知時間參考點起 的時間偏差，例如從幀的開始起的時間偏差。還有若干對于表示子幀時間偏差的時間單位
13的選項，例如用基于時鐘的時間單位(例如，微秒或毫秒)表示或用單位子幀的持續時間 OVsub)表示。因為每個子幀被限定為整數倍的單位子幀，用單位子幀的數量表示子幀的持 續時間是最有效的，因為這導致了表示子幀持續時間所需的信息位的最小數量。因此，到幀 內的每個子幀的開始的時間偏差可被表示為從幀的開始起的單位子幀的整數倍。作為對這方法的改進，限定每個子幀的開始的更好的方式是通過將其與子幀的持
續時間的說明相結合，將持續時間排列為一向量，在該向量中子幀持續時間從幀的開始起
按它們的順序被列出。通過這個改進的方法，從幀的開始起到幀內的子幀的開始的時間偏
差是從幀的開始到那個子幀之間所有插入其中的子幀的持續時間的和。關于幀內的子幀的
持續時間的向量組織，第η個子幀的時間偏移可被表示為
λ -1Toffset_sub [η] = Σ Tsub W
/-1子幀方向202可取兩個值中的一個值(即，下行或上行)且因此，可由每個子幀1 位的控制信息表示。這個子幀方向控制位可與每個子幀的其他屬性組合在一起或可被組織 為從幀的開始的第一個子幀起按子幀的順序索引的子幀方向控制位的向量。這些是組織幀 內的子幀方向控制信息的方式的例子；其他例子是可能的。為了以幀結構靈活性為代價減 小控制信號開銷，可應用的幀結構可從一組預先限定的設置中選擇，其中幀中的子幀的位 置、長度和方向可不需要單獨用信號通知。圖3是依照本發明的實施方式的控制子幀結構的另一個示例性方法的圖示。在這 個方法中，幀中的連續子幀分組到幀分區310中。幀可由一個或多個幀分區組成且幀分區 可具有不同的持續時間。幀分區提供了幀內的子幀結構的更加局部化的控制。幀分區的另 一個益處是將調度窗縮短到短于幀的持續時間的時間范圍的靈活性，其可有利于有嚴格時 間要求的業務的安排。幀分區310首先包括一下行子幀，該下行子幀包含位于子幀中的已知位置的幀分 區控制數據塊311 (例如，位于如圖3中所示的幀分區中的這個第一個下行子幀的頻率時間 空間的左上角)。在第一下行子幀之后，可有構成幀分區的、不同持續時間和不同方向的0 個或多個其他子幀。任何幀分區的最大持續時間受從該幀分區的開始到幀的結束之間留有 的單位子幀時間的數量限制。幀分區控制311限定了幀分區的子幀結構。這個子幀結構定義至少包括以下的 控制信息1)對在幀分區中的第一下行子幀之后的每個子幀的開始的時間位置的指示符 313,2)在幀分區中的第一下行子幀之后的每個子幀的方向314(即，子幀用于下行還是上 行傳輸)，3)每個子幀的持續時間Tsub315，以及4)對幀中的下一個幀分區的開始的指示符 312。如果幀的結構從預先定義的設置中選擇，則幀分區中的子幀的位置、持續時間和方向 由幀中的幀分區的開始的位置隱含，且因此不需要明確地用信號通知。子幀指示符313可以若干個方式實現。一種實現方式是作為從已知的時間參考點 開始的時間偏差，例如從幀分區的開始起的時間偏差。還有對于表示子幀時間偏差的時間 單位的若干選項，例如用基于時鐘的時間單位(例如，微秒或毫秒)表示或用單位子幀的持 續時間(Tu_sub)表示。因為每個子幀被限定為整數倍的單位子幀，用單位子幀的數量表示子 幀的持續時間是最有效的，因為這導致了表示子幀持續時間所需的信息位的最小數量。因 此，到幀分區內的每個子幀的開始的時間偏差可被表示為從幀分區的開始起的單位子幀的
14整數倍。作為對這方法的改進，限定每個子幀的開始的更好的方式是將其與子幀的持續時 間的說明相結合，將持續時間排列為一向量，在該向量中，子幀持續時間從幀分區的開始起 按它們的順序被列出。通過這個改進的方法，從幀分區的開始起到幀分區內的子幀的開始 的時間偏差是從幀分區的開始到那個子幀之間所有插入其中的子幀的持續時間的和。關于 幀分區內的子幀的持續時間的向量組織，第η個子幀的時間偏移可被表示為roffset_sJn] = h[i]
1-1子幀方向314可取兩個值中的一個值(即，下行或上行)且因此，可由每個子幀1 位的控制信息表示。這個子幀方向控制位可與每個子幀的其他屬性組合在一起或可被組織 為從幀分區的開始的第一個子幀起按子幀的順序索引的子幀方向控制位的向量。這些是組 織幀分區內的子幀方向控制信息的方式的例子；其他例子是可能的。位于每個幀分區內的幀分區控制信息中以及指定下一個幀分區的開始的時間位 置的指示符312可以若干方式實現。一個實現方式是作為從已知的時間參考點開始的時間 偏差，例如從幀分區的開始起的時間偏差。如果用來表達該時間偏差的時間單位是以單位 子幀的持續時間(TU_SJ的形式，則對于下一個幀分區的開始的時間偏差可被表示為從這個 幀分區的開始起的單位子幀的整數倍。對于幀中的最后的幀分區，指示符312包含適當的 唯一的值指示幀內沒有進一步的下一個幀分區。圖3的方法中，包含在幀同步和控制信號300中的幀控制信息包括應用在整個幀 基礎上的信息。這樣的信息可包括幀的持續時間、幀中的幀分區的數量、單位子幀持續時間 Tu-sub，關于0FDM/0FDMA信號中的哪個子載波在該幀內有效的限制，等等。圖4是依照本發明的實施方式的用于支持與基于其他的基于時分復用(TDM)的傳 輸技術的另一個系統的頻譜共享的示例性方法的圖示。通過單位子幀持續時間Tu_sub401和 幀持續時間400的設置所具有的靈活性，可容易提供時分復用形式的頻譜共享，就可適用 幀和子幀定時而言，支持其他技術的要求。對其他技術的僅有的要求是其不總是需要其操 作頻譜被完全使用。在這個頻譜共享的方法中，幀內的一定的子幀持續時間404可為其他系統的使用 預留。那些子幀持續時間在當前系統中被管理以使得在那些時間內當前系統沒有傳輸、下 行或上行。這意思是這些預留的子幀持續時間需要當前系統中的特殊指定。這個指定可以 很多方式來實現。指定這些預留的子幀持續時間的一個示例性方法是以當前系統的子幀被 限定的普通的方式限定它們，例如依照以上所描述的方法，并且增強如以上所描述的那樣 的子幀方向的限定以包括新的狀態值，該新的狀態值指示方向性不應用到這個子幀且因此 指示特定的子幀時間不被當前系統使用。為其他系統預留的子幀持續時間404按照如當前系統中作用的子幀的持續時間 相同的策略使用。具體地，這些持續時間被限定為單位子幀持續時間401的整數倍。不存在當前系統的子幀與為其他系統預留的子幀持續時間中的傳輸的物理參數 要相同這個限制。可能不同的物理傳輸參數的例子，包括但不限于，0FDM/0FDMA子載波間 隔、符號時間，以及循環前綴持續(CP)時間。在圖4中所示的例子中，其他系統以當前系統的帶寬的一半的信道帶寬操作。如
15容易從如4中所見，沒有其他系統相對于當前系統所使用的帶寬相關的所需帶寬的限制； 其他系統的帶寬可以小于、等于或大于當前系統的帶寬。在圖4所示的例子中，其他系統操作的信道的中心與當前系統中所使用的信道的 中心頻率有偏差。如可從圖4中容易看到的，沒有關于由其他系統使用的信道帶寬的相對 中心和由當前系統所使用的頻帶帶寬的中心的限制；由其他系統所使用的信道帶寬的中心 可在由當前系統使用的信道帶寬的中心之上、與其相同、或在其之下。也沒有由其他系統所 使用的信道帶寬完全落入當前系統的信道帶寬之內的限制；其他系統的信道帶寬的任意部 分可落到由當前系統所使用的信道帶寬的邊界之外。圖4的例子中，其他系統是以交替下行子幀410和412以及上行子幀411和413 操作的TDD系統，幀精確地包括跟隨有一個上行子幀的一個下行子幀，具有5毫秒幀持續時 間。可容易看出，其他系統在預留的子幀持續時間內的傳輸的方向對當前系統中的預留子 幀持續時間的分配要求不重要。其他系統的相關信息包括預留的子幀的最小周期，且如果 適用，還包括這個最小時期內的多個預留子幀之間的任何相關計時要求。其他系統所需的 預留的子幀的周期根據兩個參考預留子幀持續時間之間的間隔來限定，如由圖4中的預留 子幀持續時間410和412所表示的那樣。當前系統的幀時間應被選為其他系統所需的預 留子幀持續時間的最小周期的整數倍。以這種方式，當前系統的幀時間內的預留子幀持續 時間的相關位置保持固定，因此避免了關于預留子幀持續時間與由當前系統所需的任何周 期幀控制信息相沖突的任何問題。考慮到用于相對于其他系統的預留子幀的周期性要求來 設定當前系統的幀持續時間的準則，人們可看到如果其他系統的預留子幀持續時間以5毫 秒的間隔重復，則圖4的例子中的當前系統的10毫秒的幀持續時間的選擇是適當的選擇； 其他系統的下行子幀的預留子幀持續時間保持在當前系統的10毫秒幀內的相同的相對位 置，且因此有助于避免其他系統的預留幀持續時間與在當前系統的10毫秒幀的開始處的 幀同步和控制信號405之間的任何沖突。如可從圖4中所見，在落在參考預留子幀410和 412和這些參考預留子幀之間的其他預留子幀411和413之間的相對間隔可有一些變化。圖5是依照本發明的實施方式的用于支持與基于其他的基于時分復用(TDM)的傳 輸技術的另一個系統頻譜共享的另一個示例性方法的圖示。這個方法最適用于其他系統需 要不完全與當前系統的信道帶寬重疊的信道帶寬的預留的情況，因此不要求當前系統的整 個帶寬按要求被預留用于其它系統。這個方法僅在當前系統基于OFDMA技術時適用，因為 OFDMA技術可在任何時間利用子載波的子集。首先應注意到圖5的方法在很多方面與圖4的頻譜共享的基本方法類似，并且其 已與那個方法的描述相關聯地描述。因此，圖5的方法僅關于不同于圖4的基本方法的那 些方面被描述。如圖5中所示，這個方法利用基于二維(二維是時間和頻率)0FDMA信號中的矩形 區域的物理資源分配的概念。這樣的物理資源分配通常被稱為OFDMA區域。本系統的一個方面是在下行和上行子幀兩者中在時間和頻率的兩個維度上分配 不同的長度的OFDMA區域的能力。矩形OFDMA區域的邊緣被限于落入子幀的頻率和時間邊 界內。圖4的基本頻譜共享和圖5的更靈活的共享方法之間的一個區別是，在基本方法 中，其他系統的預留資源根據子幀持續時間來限定，而在本更靈活的方法中，其他系統的預
16留資源根據OFDMA區域來限定。因此，在更靈活的方法中，在需要為其他系統預留子載波的 時間間隔中，允許當前系統利用OFDMA信號中那些不被該其他系統需要的任何子載波。闡 述這個不同的另一個方式是，在基本的方法中，其他系統的預留區域作為當前系統中的獨 立子幀出現，而更靈活的方法中，預留區域作為當前系統的子幀中的OFDMA區域出現。更靈 活的方法的這個后一特征在圖5中示出，其中為其他系統預留的OFDMA區域(510、511、512、 513)位于當前系統中的子幀504內。與圖4中的基本方法類似，圖5中的更靈活的方法也沒有其他系統所使用的信道 帶寬完全落入當前系統的信道帶寬內的限制；其他系統的信道帶寬的任何部分可落到當前 系統所使用的信道帶寬的邊界之外。在后一種情況下，為其他系統預留的OFDMA區域的大 小由其他系統的信道帶寬和當前系統的信道帶寬的重疊的量確定。如果其他系統的預留的OFDMA區域落入當前系統的下行子幀中，則需要特殊的安 置考慮。這是因為子幀控制信息的可能性出現在該子幀中。如果出現，這個子幀控制信息 典型地位于子幀的前部(最早的時間)。如果適用，其他系統的預留OFDMA區域不可位于在 當前系統的下行子幀的前部。這個考慮在圖5中示出，其他系統的預留OFDMA區域510和 512不位于下行子幀中的第一單位子幀時間內。圖6提供了與圖5相同的示例情況的幀的圖示，但僅從當前系統的角度考慮。圖 示出了其他系統的預留OFDMA區域在當前系統中作為空區域出現，空區域是其中沒有來自 當前系統的傳輸、上行或下行的頻率時間區域。圖7示出了如以上所描述的基于幀分區的幀控制的方法可怎樣簡單地擴展以支 持一個或多個輔載波也被分配作為BS的可用資源以用于通過空中接口進行通信的情況。 輔載波701可與主載波700鄰接或不鄰接，且這些輔載波中的一個或多個的資源連同主載 波的資源構成了基站(BS)的可用資源。在圖7的支持多載波的擴展方法中，控制信息僅存在于主載波700上。除以上已 經描述的主載波700的最小控制信息之外，另外一組控制信息714提供了位于輔載波上的 幀分區中的傳輸的控制和資源分配。最小限度上，輔載波的每組幀分區控制信息714包括 輔載波的位置和大小，分別例如關于中心頻率和帶寬，或可選地由輔載波的標識符概括，其 中輔載波的位置和大小信息已預先與這樣的標識符相關聯，就這些信息而言，對于每個子 幀的位置、大小和方向的考慮與以上所討論的主載波700、下行子幀的數據傳輸的位置、大 小和MS分配以及上行子幀的UL數據傳輸的資源相同。在圖7的用于多載波支持的擴展的方法中，還引入了參數Tf,。ffsrt721，參數Tf, offset721代表在輔載波上的幀分區的開始和相關幀分區主載波之間引入的時間延遲。這樣 的偏差代表距主載波700的所允許的MS接收和處理輔載波714的幀分區控制信息時間，以 及如果適用，代表將發送和接收操作切換到輔載波701的所允許的時間。1。 #可被設計 作為固定系統參數或作為系統范圍內的或每個輔載波基礎上的可配置參數。在后一種情況 中，參數的值可包括在向由BS服務的MS的系統廣播信息中。圖8還示出了 BS上的多載波支持如何可被應用到頻分復用(FDD)操作中的示例 性方法。在BS的多載波操作的這特殊情況下，主載波800和輔載波801上的幀分區控制的 方法與如以上描述的一般的多載波操作所描述的方法相同，限制為，主載波800上的所有 子幀具有下行鏈路方向并且輔載波801上的所有子幀具有上行鏈路方向。
也在圖8的FDD支持的示例性方法中，參數Tf,。ffset821應被設計為在每個輔載 波基礎上可配置，以使得參數的值可根據是只支持全雙工FDDMS還是也需要支持半雙工 FDD (H-FDD)MS來適當地設置。H-FDD MS不在同一時間發送和接收。在H-FDD的情況下，可 由Tf,。ffset引入足夠的延遲，以使得在主載波800和輔載波801之間的相關幀分區之間充分 不疊加，以便對H-FDD MS執行足夠大小的下行和上行傳輸。例如，幀分區可被設置成相等 的大小，且延遲Tf, offset可被設置成幀分區的大小，以基本上提供對于主載波和輔載波之間 的特定幀分區的交替模式。如果在特定BS上只支持全雙工FDD MS, Tf,。ffset的值可被設置 得實質上較短，因為MS可同時在主載波800上接收和在輔載波801上發送；在這種情況下， 只需要為MS分配接收和處理輔載波的幀分區控制信息814的時間。Tf,。ffset的較短的值允 許BS和MS之間有數據的較快的變化，這尤其與控制信令交換有關——這可改進實質上從 快速信令交換獲益的某些操作的性能，例如混合自動重復請求(HARQ)操作。本發明的另一個實施方式描述了定義帶有對IEEE802. 16e標準(16e)幀結構的傳 統支持的、建議的IEEE802. 16m標準(16m)的新的方式。建議的IEEE802. 16m標準在將來可能是重要的，且16m幀結構需要具有適應性強 的、可擴展的基礎。但是，傳統的16e幀結構施加了限制其適應性的限制。因此，期望設計 16m幀結構以在將16m性能的降低最小化的同時在相同的載波上為傳統的16e移動站服務。 另外，避免兩個不同的16m設計是重要的一個是純16m基站(BS)另一個是帶有16e傳統 支持的16m BS。根據本發明的實施方式，16m幀設計的新的方法包括以下(1)以適合滿足16m要 求(例如，較短的延遲、較低的控制開銷等)的幀設計開始；(2)增加足夠的靈活性以允許 幀分區和定時以滿足傳統16e幀的要求；以及(3)通過適當的資源保留來將傳統的16e幀 和子幀裝入16m幀結構(無論16m幀結構是否提供傳統的支持，16m幀結構元素和控制都是 相同的)。依照本發明的一個實施方式的在時分雙工(TDD)模式中操作的0FDM/0FDMA幀的 示例性定義在圖1中示出。根據本發明的實施方式，16m幀結構提供了設置子幀參數的較大 靈活性。首先，幀持續時間不受子幀的數量和方向的約束。第二，幀持續時間不受滿足服務 質量(QoS)延遲要求的約束。第三，容量和延遲之間的權衡可通過子幀設置來控制。設置 子幀參數中的這個靈活性使得能容易地適應很多不同的情況。例如，交替短子幀可用于雙 向實時通信。16m幀結構在幀同步和控制信號中具有16m-特定的前導。幀同步和控制信號至少 包含適用于整個幀的控制參數，且可包括對于幀內的子幀的控制信息。對于子幀的控制信 息還可分步在子幀中。靈活性是16m幀設計的重要方面。根據本發明的實施方式，16m幀結構中的參數動 態可配置。16m幀結構可具有與傳統的16e幀相比較長的幀。但是，有較長的幀不等同于有 較長的子幀，且幀持續時間和子幀持續時間盡可能地獨立。子幀由方向和一組物理(PHY) 級屬性來區分。多數PHY屬性允許在子幀和子幀之間有不同。圖9示出了依照本發明的16m幀結構中的傳統的16e支持。根據本發明的這個實 施方式，16m幀結構900保留了圖1中描繪的靈活的幀的很多屬性。另外，如圖9中所示， 16m幀中的某些空子幀904被保留以用于傳統16e的使用。那些“空”子幀904的持續時
18間中沒有16m傳輸。這些持續時間被保留以供傳統的16e幀的子幀910、911、912和913使用。16m幀具有其本身的前導，該前導理想地與傳統的16e的現有前導正交。傳統的 16e MS將需要與傳統的16e前導幀同步，而支持16m的MS將與新的16m前導同步。在16m幀的開始和存在于16m幀的持續時間內的傳統的16e幀的開始之間有固定 的相對偏差。這可通過將16m幀持續時間設置為所嵌入的傳統16e幀持續時間的整數倍來 實現。16m子幀中的OFDMA物理層(PHY)的參數可與傳統的16e子幀中的那些參數不同。 無線資源管理被提供用于確定無線資源的多少比例可用于16m數據傳輸與傳統的16e數據 傳輸。依照本發明的一個實施方式，16m幀設計沒有不必要地受支持傳統的16e的限制。 在一個實施方式中，新的16m幀結構被限定為滿足16m關于幀結構的要求。傳統的16e支 持被作為嵌入在16m幀內的單獨的幀結構，且16m幀控制在有或沒有傳統的16e共享的操 作時是一致的。因此，16m幀結構兼容傳統的16e支持而不受其限制約束。為了最大化802. 16m的優勢，本發明的另一個實施方式提供了具有滿足802. 16m 要求的最大靈活性的幀結構。然后，傳統支持盡可能獨立地添加到這個新結構中。以這種 方式進行820. 16m幀結構設計相對于從傳統幀結構開始并增加802. 16m支持到傳統幀結構 中提供了幾個優勢，包括(1)最小化傳統幀結構對802. 16m幀結構的影響；(2)最小化在相同載波上服務傳統的16e移動站時802. 16m性能的降低；(3)允許802. 16m操作無論是否實現了傳統支持都是一致的；以及(4)當由實現了的傳統支持或沒有實現傳統支持的802. 16m BS服務時，都允許 802.16m MS都以相同的方式操作。在一個實施方式中，802. 16m幀結構不緊耦合應被獨立 控制的參數。這樣的參數包括在相反方向傳輸的機會的最大時間；幀同步機會之間的最 小時間；以及用于安排相關時間幀的參數。依照本發明的這個實施方式的16m幀結構還提供了可被應用于所有所要求的無 線載波操作情況的一致基幀結構和幀結構元素，該所要求的無線載波操作情況包括TDD、 FDD、半雙工FDD(H-FDD)以及多載波。圖10示出了依照本發明的一個實施方式的建議的IEEE802. 16m幀的基本格式和 主要元素。這個格式提供了足夠的靈活性以使得這個基幀的定義適應各種操作情況，例如 滿足不同的最小的業務QoS要求或用于不同的無線載波配置、不同的雙工模式或多載波操 作。但是，隨著設計的成熟，可犧牲某些靈活性作為對減小幀控制開銷的合理折中。參考圖10，基幀定義包括按層級順序的五個元素幀；幀分區；子幀、子幀分區；以 及單位子幀。基幀定義1100包括幀持續時間(TftaJ 1007、幀同步和控制信號1002、不同 持續時間的一個或多個下行子幀1003和1004、不同持續時間的一個或多個上行子幀105和 106。子幀包括整數個單位子幀持續時間(Tu_sub)1001。鄰接的子幀可提供相同方向上的通 信，例如1005和1003/1004，或可提供相反方向的通信，例如1003/1006。第一子幀1008是 下行幀且包含幀同步和控制信號1002。圖10中還示出，基幀1000中的連續子幀被分組到幀分區1010中。幀可由一個或多個幀分區構成，且幀分區可具有不同持續時間。幀分區提供了對幀內的子幀結構的更加 局部化的控制。幀分區的另一個益處是將調度窗縮短到短于幀的持續時間的時間范圍的靈 活性，這可有利于有嚴格時間要求的業務的安排。幀分區1010首先包括一下行子幀，該下行子幀包含位于該子幀中的已知位置的 幀分區控制數據塊1011 (例如，位于圖10中示出的幀分區中的這個第一下行子幀的頻率時 間空間的左上角)。在第一下行子幀之后，可有構成該幀分區的具有不同持續時間和不同方 向的0個或更多個其他子幀。任何幀分區的最大持續時間受從該幀分區開始到幀的結束所 留有的單位子幀時間的數目的限制。幀分區控制1011定義了幀分區的子幀結構。這個子幀結構定義至少包括以下的 控制信息1)對幀分區中第一下行子幀之后的每個子幀的開始的時間位置的指示符，2)在 幀分區中第一下行子幀之后的每個子幀的方向(即，子幀是用于下行傳輸還是上行傳輸)， 3)每個子幀的持續時間Tsub，4)對幀內的下一個幀分區的開始的指示符。子幀包括一個或多個子幀分區(圖10中未示出)。如以上所述，子幀分區包括具 有相同或相容的配置的一個或多個單位子幀，且因此，子幀分區在長度上是單位子幀的整 數倍。子幀分區的數量和長度基于對于MS的最好的配置以及在特定的時間所提供的業務 由子幀基礎在子幀上設置。子幀分區以其成分單位子幀的長度和屬性為特征。單位子幀可包含所有子載波上的一個或多個(通常為若干個)0FDMA符號周期和 一個或多個空閑時間。圖11提供了可應用于DL子幀分區的單位子幀格式的一些說明性例 子。圖11中的例子(a)示出了最大限度填充有OFDM符號周期1111、1112，…llln(S卩，理 想地，沒有空閑時間)的單位子幀1101。這種類型的子幀可通常用于除了以下情況之外的 所有情況對于時分復用(TDD)操作的情況的DL子幀中的最后子幀分區的最后單位子幀 的情況，或幀的第一子幀內的第一 DL子幀分區中的第一單位子幀的情況。圖11中的例子 (b)示出了包含用于在單位子幀的結尾進行方向轉換的足夠的空閑時間1199的單位子幀 1102，該單位子幀用作TDD模式中的DL子幀的最后子幀分區中的最后單位子幀。圖11中 的例子(c)示出了在單位子幀的開始包含同步符號1131的單位子幀1103。單位子幀1103 可以是在子幀分區中需要同步信號的地方所應用的單位子幀。根據本發明的另一個實施方式，如圖11中所示出的類似一組的單位子幀結構可 應用于UL子幀分區。單位子幀格式的精確設置將依賴于OFDMA符號參數和單位子幀長度 的限定，其確定了單位子幀內的符號周期的適合度。圖10中示出的基幀結構直接適用于TDD操作。TDD操作的主要的額外的考慮是幀 和子幀邊界和子幀方向在臨近的BS之間應一致以便最小化干擾問題。IEEE802. 16m BS對遵守無線MAN-0FDMA參考系統的MS的支持由對820. 16m幀的 子幀分區和傳統16e OFDMA幀的DL和UL子幀部分的時分復用(TDM)提供。圖12示出了 依照本發明的實施方式的通過TDM來支持傳統16e幀的示例性方法。帶有傳統支持的TDM操作的一些方面在以下示出。首先，IEEE802. 16m幀1200包 含用于IEEE 802. 16m操作的單獨的前導1202，其與傳統的無線MAN-0FDMA前導1212正交， 以實現IEEE802. 16m模式中的MS操作與依照無線MAN-0FDMA參考系統的那些操作之間幾 乎透明的操作。新的前導的詳細定義將被確定。第二，IEEE802. 16m幀1200的長度被設置為5毫秒的傳統的無線MAN-0FDMA幀長
20度的整數倍。這使得在IEEE802. 16m幀的開始和一個或多個在IEEE802. 16m幀內重疊的傳 統的無線MAN-0FDMA幀的開始之間保留有固定的偏差。第三，IEEE802. 16m幀1200使用幀內的空子幀分區1204保留幀的部分以用于傳 統的無線MAN-0FDMA幀1210。空子幀分區被限定為其中沒有IEEE802. 16m傳輸被BS或MS 產生的子幀分區。例如，空子幀分區1204的持續時間被保留以由傳統的16e幀1210的部 分1213和1214使用。第四，IEEE802. 16m幀使用由傳統的無線MAN-0FDMA參考系統提供的現有機制告 知傳統無線MAN-OFDMA MS在DL和UL子幀中被保留用于傳統使用的間隙。這樣的間隙 可位于DL和UL子幀中的任何符號偏移處，包括被插入到DL或UL子幀的中間以減小對 IEEE802. 16m操作的延遲影響。這個的例子在圖12中示出，其中第二傳統無線MAN-0FDMA 幀的DL子幀1215通過在傳統DL子幀時間范圍內插入一對IEEES02. 16m子幀1205而被分 為兩部分。根據本發明的實施方式，圖10的對于BS上的多個同時的載波的操作的基幀結構 的擴展提供了作為具體的子案例的FDD幀結構。帶有具體的FDD應用的這個擴展的多載波 幀結構在圖13中示出。FDD幀結構與TDD幀結構共用了相同的幀結構元素，在被認為是主控制載波的DL 載波1300中出現相同元素和控制。除了在DL載波本身中提供幀結構和無線資源分配控制， 作為主控制載波，其還對于UL載波1301提供幀結構和無線資源分配控制，UL載波1301被 認為是與主控制載波綁定的輔載波。由主控制DL載波提供的關于輔UL載波的控制信息的類型可被分為兩類1)半靜 態和2)動態。半靜態控制信息可以是可配置的且通常對于擴展的時間段保持不變(通常 直到某個系統配置改變為止)且還可作為系統廣播信息被傳送。動態控制信息通常根據與 控制信息相關的元素的一種情況到另一種情況的變化而變化。半靜態信息可包括以下的FDD幀控制數據輔UL載波1301的位置和大小、載波到 載波標識符的映射；從主控制DL載波的幀的開始到輔UL載波的相同幀的開始的時間偏移， Tf,。ffset1321。時間偏差Tf,。ffset1321在MS需要接收和處理輔UL載波上的控制信息之前，為 MS提供了接收和處理主載波上的控制信息的一些寬限量。為了支持半雙工FDD(H-FDD)操 作，這個偏差13121還可包括用于供信道從主控制DL載波切換到輔UL載波的寬限量，以及 確保在主控制DL載波的幀分區和輔UL載波的相同幀分區之間的有足夠的非重疊時間。對 于每個輔載波有單獨的Tf,。ffsrt。動態控制信息主要與每個幀分區相關聯且因此支持FDD(以及通常地支持多載 波)操作，輔UL載波的相關幀分區的新的一組的控制數據包括在主控制DL載波1300發送 的用于每個幀分區1320的幀分區控制信號1311中。輔UL載波1301的幀分區控制信號1311包括幀分區中的子幀配置。對于多載波操 作的FDD子案例，主控制載波上的所有的子幀是下行的，且輔載波上的所有子幀是上行的。 因此，通常不需要每個幀分區有多于一個的子幀，因為子幀的主要特征是其方向性。幀分區控制信號1311還包括幀分區中的每個子幀內的子幀分區配置、每個子幀 分區中的數據分配的配置和安排，以及指定了主控制DL載波上的幀分區到輔UL載波上的 相關幀分區的偏差的時間偏差Tfp, Offseto每個幀分區具有單獨的時間偏差允許輔載波上的幀分區長度與主控制DL載波上的相關幀分區的長度不同。期望802. 16m的設計使得802. 16是低成本高效的、全局的并且可與將來的技術良 好兼容的。滿足這些要求需要在802. 16m將如何受限于支持傳統MS的要求的限制和同時 又滿足作為全局IMT-Advanced技術的需要之間獲得某個平衡。802. 16m技術的基礎之一 是作為802. 16m的基礎物理層多址和傳輸技術的OFDMA技術的配置。為了使802. 16m成為 這樣低成本高效的、兼容、全局的技術，依照本發明的一個實施方式的OFDMA配置的新的方 法被采用，其中子載波間隔被固定為與16m要在其中操作的無線環境良好適應的、且與現 有的和潛在的將來的載波帶寬高度兼容的值。根據本發明的一個實施方式，16m的物理層 基于12. 5kHz的固定的子載波間隔。這個方法的原理和這個特定間隔的選擇以及保持當前 OFDMA參數的問題在以下被詳細描述。IEEE802. 16m 系統需求文檔(SRD)要求 IEEE802. 16m 應滿足 IMT-Advanced 要求。 另外，作為一部分包括在IEEE802. 16m中的所有的改進應有利于繼續改進的思想，使得當 技術超出802. 16m時，IEEE802. 16保持具有競爭力的性能。在另一方面，IEEE802. 16m SRD還要求IEEE802. 16m應為無線MAN-0FDMA參考系統 提供繼續的支持和互操作性，無線MAN-0FDMA參考系統被限定為與由WiMAX Forum Mobile System Profile Release 1. 0指定的功能集合相兼容的系統。例如，基于向后兼容的要求， 802. 16m BS支持在相同的RF載波上操作的802. 16m MS和傳統的MS。但是有很多問題存在于目前的傳統系統設計中。一些問題對系統實現、網絡部署 和設備成本有不利影響。因此應防止在設計802. 16m系統時繼承傳統系統的缺陷。OFDMA數字設置(numerology)是OFDM技術的基礎且直接影響幀結構設計，其是物 理層的一個基本元素。以下的部分描述了由傳統系統使用的OFDMA數字設置導致的一些問 題和其對目前傳統系統的影響。第1個問題是傳統數字設置不能緩解傳統支持的難度。具有5/10/20MHZ、 3. 5/7MHz和8. 75MHz帶寬的傳統系統具有基于不同系列帶寬獲得的不同的子載波間隔值， 且因此具有不同組的采樣頻率。這樣的不相容的采樣頻率組對設備施加了不必要的復雜 性來支持不同的帶寬。基于傳統支持要求，802. 16m BS支持都在相同的RF載波上操作的 802. 16m和傳統的MS。但是，16e (或WiMAX)部署中有三組傳統的數字設置，即5/10、7/14、 和8. 75。期望全部支持它們以保證與普通的裝置和設備的全球漫游的兼容性。但是，這些 傳統系統不僅具有不同的數字設置參數例如子載波間隔，它們還通常位于不同的頻帶。16m 設計中對于支持傳統系統具有巨大的挑戰。傳統的觀點是16m系統可采用現有的傳統數字設置，且可沒有很多難度地支持 16m系統。但是，這個方法將損害16m的性能。假設16m OFDMA設計基于已存在于802. 16e 中的數字設置，則這個方法下有兩個選擇。選擇1 采用原有的不同組數字設置。即使在綠色現場部署(在此處傳統支持關 閉)中，16m MS將支持所有的傳統采樣率和子載波間隔。這意味著對于全球漫游支持不同 的帶寬和不同的數字設置組。這個選擇可能是實現傳統支持的最簡單的方式。但是，現有 的長期演進(LTE)和超移動寬帶(UMB)設計的每個都已采用單個組的數字設置，但是16m 設計趨于保留對于5/7/8. 75Mhz系統帶寬的3組的數字設置。由于需要支持16m設備全球 漫游，減小帶有多組數字設置的16m的成本可能是困難的。另外，目前的16e數字設置(以
22下詳細闡述)具有很多問題。例如，不明確16m將如何處理被限定在700MHz和其他頻帶中 的6-MHz和12-MHz系統帶寬。為它們創建第四組數字設置不是好的選擇。預測哪些其他 帶寬將分配給IMT-Advanced是困難的。繼續增加新的組的數字設置將繼續使得將來的16m 需要有更高的成本和復雜的設計。其他的競爭技術使用單個組的數字設置和設計以支持不 同的頻帶中的不同的系統帶寬以實現全球漫游，且16m可能沒有很多競爭優勢。因此，選擇 1前景不是很好。選擇2 使用傳統組的數字設置中的一組(例如，最普遍的5/lOMHz)。MS將仍需 要支持不同組的數字設置以用于傳統的支持——即7/14MHZ和8. 75MHz。在16m和16e設 計之間共用僅一組數字設置將不再能實現。至少我們不能用一組數字設置用于全球漫游 的16m設計。因為無論以何種方式16m MS設計都將需要支持多采樣基礎頻率以用于傳統 支持，例如使用利用一個晶體或通過不同的晶體的速度變化過濾器提供對于16m(2. 5GHz、 10. 9375kHz)和16e(3. 5GHz、7. 8125kHz)兩者的支持，那么，無論16m使用的子載波間隔是 多少(10. 9375hHz或其他子載波間隔例如12. 5kHz)，在設計復雜度上都沒有不同。但是，如 以下所討論，使用10. 9375kHz子載波間隔存在很多問題。第2個問題是，由于未使用的防護子載波，傳統的數字設置具有低的頻譜效率。基 于常用的傳統16e設計的數字設置可見IEEE802. 15e 2005的表310a。在914個落進IOMHz 帶寬的子載波中，只有840個子載波可用于傳輸信息——8. 8%的帶寬被浪費。另外，被914 個子載波占用的帶寬未填滿IO-Mhz載波帶寬。以下是如何計算最大頻率效率的公式 其中RM。dulati。n是調制速率(例如，對于16QAM為4)，nUsedSubcarriers是額定的 (nominal)系統帶寬內使用的子載波的數量，Tsynwbtjl是符號周期，且BWsystem是額定的系統帶 覓ο讓我們設置循環前綴(CP) = 0以計算系統的最大nEffi。ienc;y。 其中^是子載波間隔。BWgystem ≥nMaximumSubcarriers x f Δ (公式 2~3)其中nMaximumSub。a iCTS是額定的系統帶寬可具有的子載波的最大數量。讓我們將公式2-2和公式2-3帶入公式2_1中，我們可得出如下結論
|0158」 頻率效率與系統帶寬內的子載波的最大數量中的被使用的子載波數的數量成 比例。我們可以看到，如果我們能使用73個防護子載波(η
MaximumSubcarriers ^-UsedSubcarriers
914-841 = 73)和1個DC子載波發送數據并將其除以子載波的最大數量914，那么新的16m 系統的可立即多出8. 8%的效率。本發明的一個實施方式中描述的建議的16m數字設置允 許所有的子載波用于數據傳輸而沒有防護子載波，因為相鄰鄰接的子載波間隔是對齊的。 這使得所建議的16m數字設置的操作效率在設計上比使用現有的16e數字設置的PUSC操 作多出8.8%。當運營帶寬在載波周圍具有足夠的防護頻帶時，那么該8. 8%將不被浪費掉。第3個問題是由于鄰接載波中的非對齊子載波，傳統數字設置在多載波部署中發 生容量損失。對于目前的無線MAN-0FDMA參考系統，載波的中心頻率位于從頻段邊緣開始 的250-kHz柵格處。250-kHz柵格是常用的，因為將全部的載波帶寬(其通常被設置為0. 5 或IMHz的倍數)平均劃分，且劃分得足夠精細以使得頻帶內的頻段或塊內的載波的位置的 微調具有靈活性，但是也劃分稍微粗糙，以減小潛在的中心頻率位置的數量(且因此限制 MS對操作載波的搜索次數)。因為250-kHz柵格可平均劃分現今的并且常用的載波帶寬， 鄰接的載波可彼此相鄰地設置且因此最大限度地利用可用頻譜。這種類型的RP部署的例 子在圖14中示出，其中兩個鄰接的5-Mhz載波使用傳統的子載波間隔部署。在圖14中還示出了在這種情況下對于5-MHz和IO-MHz帶寬使用10. 9375kHz的 傳統子載波間隔的問題——因為從載波中心頻率到載波邊緣沒有整數個子載波，子載波在 鄰接載波之間不對齊。OFDM操作的特點應為子載波上的傳輸在從該傳輸子載波開始的整數 子載波間隔的點處不引入干擾功率，但在這些點之間導致干擾功率。因此，子載波在鄰接載 波之間不對齊意味著，如果沒有正確處理的話，來自一個載波的邊緣附近的傳輸的干擾就 導致對鄰接載波的邊緣附近的子載波的額外的干擾。在傳統的無線0FDMA-MAN參考系統的 設計中，這個問題通過兩種方法的結合來解決1)在載波邊緣保留若干子載波作為未使用 的防護子載波，以使得通過傳輸的信號功率隨著增加的頻率分離而自然衰減來實現干擾的 減小，以及2)使用發射過濾器來將對鄰接載波的干擾功率進一步減小到可接受的水平。這 兩種方法導致開銷1)由于防護子載波導致的由5%到多于8%之間的容量的損失，以及2) 因為發射過濾器的要求而導致的實現成本/復雜度。傳統系統的這兩種開銷可通過將鄰接 載波之間的子載波簡單地對齊而消除。第4個問題是傳統的數字設置缺少對于多載波部署的多載波可擴縮性。服務提 供者通常更喜歡可擴縮的部署計劃，其中當業務增長時開始利用多個載波。在載波為相同 的系統帶寬或者是不同系統帶寬的混合時，不相容的子載波間隔不必要地限制1. 25MHz系 列(5,8. 75，10，20MHz)和3. 5MHz系列(3. 5,7,14MHz)的效率和靈活性以在多載波模式中 工作。圖15示出了帶有防護頻帶的多載波部署的示例性操作。圖16示出了混合系統帶寬 多載波部署的示例性操作。如果載波作為如圖15和圖16中示出的鄰接載波操作，由于不 相容的子載波間隔導致的載波間干擾使得如以上所討論的防護子載波的存在成為必要。另 外，多載波不能操作作為若干多帶寬到共用聚合帶寬(共用FFT)上的疊加以便在相同時間 支持具有不同帶寬能力的設備——這個特征對于在公共空中接口下支持具有大不相同的 成本、復雜度和吞吐量要求的設備是重要的(例如，從低速、低成本遠程數據采集/監控設 備到高端多媒體設備)。這個多載波模式在圖17中示出，其示出了沒有防護頻帶的混合帶 寬多載波部署的示例性操作。在本發明的一個實施方式中，16m使用12. 5kHz作為子載波間隔，且符合不同頻帶 中的不同柵格，且鄰接載波之間的子載波間隔對齊。因此，這個子載波間隔使得相同系統或 不同系統的混合系統的多載波部署易于被支持。這個功能為16m提供了與UMB和LTE相比 的相對優勢，如圖17中所示的，在相鄰載波之間的沒有防護子載波時，UMB和LTE不能支持 多載波部署。其說明了多載波部署中的巨大優勢和實現不同16m設備的全球漫游的最容易 的方式。
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第5個問題是改變柵格以解決第3個問題導致了其他問題。實現鄰接載波之間 的子載波的對齊的足夠的要求是將柵格限定為整數個的子載波間隔并將鄰接載波的中心 頻率分開整數個的柵格間隔。有兩個設計方法可被采用來滿足這個要求(a)保留傳統的 無線0FDMA-MAN參考系統中的子載波間隔并基于其限定新的柵格；以及(b)保留現有的 250-kHz柵格并限定802. 16m的新的子載波間隔。上述的方法(a)存在問題。因為802. 16m的載波中心與無線0FDMA-MAN參考系統 的載波中心不同，傳統的支持受到不利影響。載波的這種失調在圖18中示出。在圖18中要 注意到的重要的特征是，兩組載波之間的偏差不是恒定的，其使對傳統支持的設計和工程 實現嚴重地復雜化。由不同的柵格導致的中心頻率中的偏差導致了傳統區域和新的16m區 域之間在其占用疊加的頻率空間時的操作載波帶寬的失調和子載波的失調——圖18中示 出的例子。由于不同的柵格而導致的對802. 16m具有單獨一組載波中心頻率還對802. 16m MS搜索可用的16m或傳統的服務所需的時間有不利影響，這是因為需要搜索雙倍數量的可 能的中心頻率。尤其對于應用到5/10/20-MHz帶寬操作上的10. 9375-kHz子載波間隔，柵格不能 被限定為由也平均劃分5、10或20MHz帶寬的子載波間隔的整數倍構成。對于這種情況，在 與250kHz相同的柵格值范圍內只存在一個能夠以kHz的單位來限定(其他的可以更精細 的單位限定例如Hz或Hz的幾分之一)的175kHz的柵格值；且可容易看到175kHz不平均 劃分5、10或20Mhz。考慮到這種情況，只有兩種方法使得鄰接載波的中心頻率可與從頻段 邊緣算起的多個柵格對齊1)弓丨入圖15和圖16中示出的鄰接載波之間的間隙，以及2)如 圖17中示出，通過截斷載波的有效帶寬來消除對于鄰接載波之間的間隙的需要。在這兩種 情況下，一些頻譜的浪費是一定的。實現受到了影響，因為不能限定頻段或頻帶內的塊內的相同相對位置中的載波或 一組鄰接載波的一致的中心——這可影響設計中的低成本通用部分的可獲得性。以上提到的方法(a)的問題對于方法(b)不存在，因為對于方法(b)，按照定義，在 250-kHz柵格中將有整數個子載波間隔，且如之前提到的，250-kHz均勻地分布在802. 16目 前存在的所有載波帶寬中。使用均分250-kHz柵格的子載波間隔提供了另外的益處能夠 適應其他可能的未來帶寬，這點應被考慮到，以便最大化被分配的頻譜的使用而不發生與 方法(a)有關的任何問題。后者的一個例子將是支持基于6-MHz的載波帶寬，因為在美國， 寬帶無線服務的很多頻譜分配是6或12-Mhz范圍。方法(b)的潛在缺陷可能是需要802. 16m BS在實現了傳統支持時能夠在兩個子 載波間隔之間動態地轉換。這產生的另外的實現方式復雜度應是易控制的，因為這種類型 的動態轉換可通過簡單的設計來處理，且如果BS被設計為支持5/10-MHz、3. 5/7-MHz和 8. 75-MHz操作，則目前在無線MAN-0FDMA參考系統中存在使用相同硬件支持多載波間隔的 需要。另外，由于區域之間的載波帶寬和子載波間隔的失調，方法(a)還引入傳統區域和 802. 16m區域之間的不同的操作。解決方法(a)的這個問題的復雜度可能大于簡單地解決 方法(b)中的這些區域之間的兩個子載波間隔的復雜度。第6個問題是10. 9375的單個子載波間隔需要為每個系統帶寬限定被使用的子載 波。每個帶寬的被使用的子載波數量需要帶有第4個問題中所需的修改的限定。對于每個 新的系統帶寬都需要新的系統簡要特性。使用12. 5kHz子載波間隔，頻段類中的所有現有的帶寬分配可被均勻劃分。不需要為每個新的系統帶寬限定被使用的子載波。目前，我們 知道700MHz和其他頻段內分配了 6MHz和12MHz。對于我們來說難以預測哪些其他帶寬將 分配用于IMT-Advanced頻帶。通過12. 5kHz子載波間隔，我們確切地知道這些帶寬的被使 用的子載波是哪些，且16m設計將可前向兼容。當需要另外的防護子載波時，邊緣上的資源 塊可被放棄以滿足帶外發射要求。傳統數字設置的第7個問題是其具有不同數量的被使用的子載波。對于一個給定 FFT大小的傳統系統，由于不同的排列模式，被使用的子載波的數量的值是不同的，即使對 于同樣信道帶寬也是如此。例如，在其中FFT大小是1024且信道帶寬是IOMHz的傳統系統 中，在具有不同的帶寬效率時，被使用的子載波的數量在841到865范圍內。這個問題可以 通過適當的802. 16m幀結構設計來避免。通過共用的12. 5kHz子載波間隔，被使用的子載 波數量可被很好地確定而沒有混亂。在一方面，如移動WiMAX系統簡介所說明的，只有一種類型的循環前綴(CP)存在 于當前傳統系統中，其是有用的符號時間的1/8。第8個問題是傳統的數字設置使用單個的循環前綴(CP)用于系統部署中。當前 的傳統系統不支持網絡中的不同BS的不同CP長度，但只有一個有效CP值用于所有BS。實 際上沒有機制允許BS改變或配置當前傳統系統中的CP持續時間。但是，對不同的部署環 境只使用一種類型的CP長度是不適合的。例如，在嚴重的多徑效應(即，較大的延遲擴展) 的情況下，較長的CP應被用于消除ISI和ICI。但是，具有較少多徑效應的較簡單的情況只 需要短的CP以便減小開銷和傳輸功率。另一方面，由當前傳統系統限定的CP長度是有用的符號時間的一部分。但是CP 持續時間不應依賴于有用的符號時間，尤其是在當前傳統系統中，有用的符號時間在不同 的采樣頻率組之間變化。這導致了在多數部署情況下有不必要的開銷，并導致頻率效率的 不必要的減小。第9個問題是基于傳統數字設置的新的16m幀在時間上不與LTE幀結構向后兼 容。由于多組的現有傳統數字設置導致不相等的符號持續時間，基于子結構邊界的、與傳 統數字設置符號對齊的16m幀結構是不適合的。因此16m單位子幀設計(或等效詞語“時 隙”)不能與當前的LTE設計相匹配。其不能在時間上與LTE超幀向后兼容。由于16m已被指定采用作為IMT-Advanced技術，其不可避免地將與相同的 IMT-Advanced和IMT-2000頻帶并列地共同存在。如果在LTE系統在相同頻帶內被部署之 后16m不能被部署，將是個很大的缺陷。最可能的是LTE設備在接下來的幾年內先于16m 部署，且16m的潛能可能受到不必要的限制。通過將16m改變以采用12. 5kHz子載波間隔，16m設計將更有利于時間對齊的子幀 設計。子幀可被設計為與當前的LET多0. 5m時隙超幀結構時間上對齊。對于16m，與LTE 和TD-SCDMA幀結構共存是重要的。其可設計為使用PHY優化用于跨RAT切換設計，且在 技術上優于現有的LTE。此處所描述的16m設計可成為LTE未來演進的備選技術，并形成 IMT-Advanced融合的基線技術。根據本發明的實施方式，IEEE802. 16m系統具有以下的OFDMA數字設置 (1) 12. 5kHz的子載波間隔，(2)對于與LTE向后兼容的新的幀結構的支持，(3)多個CP選 擇，以及(4)與LTE時間對齊的幀結構設計。
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圖19示出了具有12. 5Khz的子載波間隔的16m系統。如圖19中所示，12. 5kHz的 子載波間隔被應用于所有的信道帶寬，例如5/10/20MHz、3. 5/7/14MHz的信道帶寬以及還 有8. 75MHz的信道帶寬。12. 5kHz子載波間隔具有良好的平衡移動性和CP開銷的頻率效率 的特性，且均勻劃分250-kHz信道柵格。不同的信道帶寬的采樣頻率將基于這個子載波間 隔和適當的FFT大小。其意味著所有的信道帶寬將具有相同的基礎采樣頻率。當使用相同 的OFDMA參數設置時，移動站可漫游到不同頻段中的不同載波帶寬——這個特征對于簡化 的連貫的4G標準和開發健康的生態系統是至關重要的。16m數字設置支持與LTE向后兼容的新的幀結構。現有的16e數字設計使得不可 能設計與LTE向后兼容的幀結構。帶有16e數字設置的16m將不能夠設計與LTE時隙時間 對齊的子幀或時隙。因為16m將在IMT-Advanced中，其能夠與LTE在相同的頻段內并行部 署是有意義的。16m數字設置支持多個CP選擇。表1是依照本發明的一個實施方式的子載波間隔 為12. 5KHz的基本OFDM參數的示例性表格。依照本發明的一個實施方式，基于12. 5-kHz 子載波間隔的三個CP長度被提供，并用于不同的無線環境。這三個CP長度被需要用于充 分地平衡所需的CP長度與由CP導致的容量損失，以便滿足802. 16m所預期的各種無線環 境。這三種類型的CP是具有2. 5微秒的持續時間的短CP，其通常用于很小的小區部署例 如戶內；普通CP，具有10微秒的持續時間，通常用于城市戶外和郊區環境；以及長CP，具有 15微秒持續時間，需要用于可能遇到大的延遲擴展的廣大的鄉村的小區。表1 12. 5kHz子載波間隔的數字設置 根據本發明的一個實施方式，被使用的子載波數量不依賴于排列模式。對于所有 類型的排列模式，在帶寬相同時，被使用的子載波的數量是相同的。根據本發明的另一個實 施方式，TDM模式用于傳統系統支持的下行(DL)和上行(UL)數據傳輸。16m數字設置支持與LTE時間對齊的幀結構設計。表2是依照本發明的一個實施 方式的與LTE時隙向后兼容的基本的單位子幀參數的示例性表格。表2與LTE時隙向后兼容的單位子幀 在本發明的另一個實施方式中，16m的物理層基于25kHz的固定子載波間隔。表3 是依照本發明的實施方式的移動模式的25系列(25KHz子載波間隔)的基本的OFDM參數 的示例性表格。
表3 25Khz子載波間隔的數字設置 雖然以上描述了本發明的各種實施方式，應理解它們只是以舉例的方式呈現的， 且不是限制性的。同樣地，各種圖可描述本發明的示例性結構或其他配置，其目的是幫助理 解本發明中所包括的特征和功能。本發明不限于所示出的示例性結構或配置，而是可使用 各種可替代的結構和配置來實現。另外，盡管本發明根據各種示例性實施方式和實現方式 來描述，應理解在獨立的實施方式中的一個或多個實施方式中所描述的各種特征和功能不 限于它們在其所描述的特定實施方式中的應用，而是可被單獨地或以某種組合的方式應用 于本發明的其他實施方式中的一個或多個中，無論這些實施方式是否被描述且無論這樣的 特征是否呈現作為所描述的實施方式的一部分。因此本發明的寬度和范圍不應被上述的示 例性實施方式中的任何實施方式限制。
權利要求
一種提供用于通信系統中的數據通信的幀的方法，包括生成包括一個或多個子幀的幀，每個子幀包括一個或多個單位子幀，每個單位子幀包括固定長度持續時間Tu sub，以及生成幀同步信號和用于控制所述幀中的所述子幀的幀控制信號。
2.如權利要求1所述的方法，還包括生成針對所述幀中的每個子幀的方向信息。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述方向信息指示所述子幀是用于下行傳輸還是用 于上行傳輸。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述方向信息包括方向控制位。
5.如權利要求2所述的方法，其中所述方向信息指示所述子幀是用于下行傳輸、上行 傳輸還是被預留。
6.如權利要求2所述的方法，其中所述方向信息指示所述子幀內的信道帶寬是用于下 行傳輸、上行傳輸還是被預留。
7.如權利要求2所述的方法，其中所述幀同步信號和所述幀控制信號位于處于所述幀 的開始處的下行子幀中。
8.如權利要求7所述的方法，其中所述幀同步信號易于與所述幀中的其他信號、與來 自于使用相同的傳輸媒介的其他傳輸源的幀同步信號區分開。
9.如權利要求7所述的方法，其中所述幀同步信號顯示出強的自相關特性以及與所述 幀中的其他信號、與來自于使用相同的傳輸媒介的其他傳輸源的幀同步信號之間的弱的互 相關特性。
10.如權利要求7所述的方法，其中所述幀控制信號包括所述幀中的每個子幀的方向 信息、開始時間位置以及持續時間Tsub。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述幀內的子幀的開始時間位置由所述幀的開始 起的時間偏差指定。
12.如權利要求11所述的方法，其中所述子幀的所述時間偏差被表示為整數倍的TU-sub °
13.如權利要求12所述的方法，其中所述子幀的所述時間偏差被表示為所述幀中的所 有在前的子幀的持續時間的和。
14.如權利要求10所述的方法，其中所述幀中的每個子幀的所述方向信息、所述開始 時間位置以及所述持續時間Tsub從一組預定的設置中選出，且不被單獨用信號通知。
15.如權利要求14所述的方法，還包括通過所述幀控制信號將所述選定的一組預定設 置傳輸到移動站。
16.如權利要求2所述的方法，還包括在所述幀中生成一個或多個幀分區，每個幀分區包括一個或多個子幀，以及 對于每個幀分區生成幀分區控制信號，用于控制該幀分區中的子幀。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述幀控制信號包括所述幀中的幀分區的數量。
18.如權利要求16所述的方法，其中所述幀分區控制信號位于處于所述幀分區的開始 處的下行子幀中，且包括針對所述幀分區中的每個子幀的方向信息、開始時間位置以及持 續時間Tsub。
19.如權利要求18所述的方法，其中所述幀分區中的子幀的開始時間位置由從該幀分區的開始起的時間偏差來指定。
20.如權利要求19所述的方法，其中所述子幀的所述時間偏差被表示為整數倍的T1 U-sub °
21.如權利要求20所述的方法，其中所述子幀的所述時間偏差被表示為所述幀分區中 的在前子幀的持續時間的和。
22.如權利要求19所述的方法，其中所述時間偏差由所述幀內的子幀的預定的位置和 持續時間、并由所述幀內的幀分區的位置和持續時間確定。
23.如權利要求18所述的方法，其中所述幀分區控制信號包括所述幀內的隨后的幀分 區的開始時間位置。
24.如權利要求1所述的方法，其中每個子幀包括一個或多個子幀分區，每個子幀分區 包括一個或多個單位子幀。
25.如權利要求24所述的方法，其中所述子幀包括子幀分區控制信號，所述子幀分區 控制信號包括針對所述子幀中的每個子幀分區的開始時間位置和持續時間Tsub。
26.如權利要求24所述的方法，其中所述幀分區控制信號包括針對所述子幀中的每個 子幀分區的開始時間位置和持續時間。
27.如權利要求24所述的方法，其中用于傳輸的可分配的以及可單獨或整體地識別的 無線資源的單元被限定在可用于在子幀分區中的傳輸的總的無線資源中。
28.如權利要求24所述的方法，其中用于傳輸的可分配的以及可單獨或整體地識別的 無線資源的單元被限定在可用于在單位子幀中的傳輸的總的無線資源中。
29.如權利要求1所述的方法，其中每個單位子幀包括一個或多個OFDM符號。
30.如權利要求29所述的方法，其中所述單位子幀在該單位子幀的結尾處包括空閑時間。
31.如權利要求29所述的方法，其中所述單位子幀在該單位子幀的開始處包括同步信號。
32.如權利要求1所述的方法，其中Tu_sub等于0.5,0. 675、1、1. 25、1. 5或2毫秒。
33.如權利要求1所述的方法，其中所述幀包括固定長度的持續時間，且等 于5、10或20毫秒。
34.一種在第一通信系統和第二通信系統之間頻譜共享的方法，所述方法包括 由所述第一通信系統發送第一幀，所述第一幀包括一個或多個子幀，每個子幀包括一個或多個單位子幀，每個單位子幀包括固定長度的持續時間Tu_sub，其中所述第一幀包括對 于每個子幀的方向信息，該方向信息指示該子幀是用于下行傳輸、上行傳輸還是被預留，由所述第二通信系統發送第二幀，所述第二幀包括一個或多個子幀，其中所述第二幀 占據所述第一幀內的被預留的子幀的持續時間。
35.如權利要求33所述的方法，其中所述第一幀包括位于所述第一幀的開始處的下行 子幀中的幀同步信號和幀控制信號。
36.如權利要求35所述的方法，其中所述幀控制信號包括針對所述幀中的每個子幀的 所述方向信息、開始時間位置以及持續時間Tsub。
37.如權利要求34所述的方法，其中所述第二通信系統不需要始終完全使用其操作頻
38.如權利要求34所述的方法，其中所述第一通信系統和所述第二通信系統具有不同 的子載波間隔。
39.如權利要求34所述的方法，其中所述第一通信系統和所述第二通信系統具有不同 的符號時間。
40.如權利要求34所述的方法，其中所述第一通信系統和所述第二通信系統具有不同 的0FDM/0FDMA循環前綴持續時間。
41.如權利要求34所述的方法，其中所述第一通信系統和所述第二通信系統具有不同 的信道帶寬。
42.如權利要求34所述的方法，其中所述第一通信系統和所述第二通信系統具有不同 的中心頻率。
43.如權利要求34所述的方法，其中所述被預留的子幀在所述第一幀中周期性地發 生，且所述第一幀包括等于所述被預留的子幀的最小周期的整數倍的持續時間。
44.如權利要求43所述的方法，其中所述第二幀包括等于所述被預留的子幀的所述最 小周期的持續時間。
45.如權利要求34所述的方法，其中所述被預留的子幀在所述第一幀中定位成使得所 述第二幀滿足所述第二通信系統的計時要求。
46.如權利要求34所述的方法，其中所述第一通信系統具有12.5kHz的子載波間隔。
47.如權利要求46所述的方法，其中所述第一載波支持三個循環前綴長度2.5、10以 及15微秒。
48.如權利要求34所述的方法，其中所述第一通信系統具有25kHz的子載波間隔。
49.如權利要求34所述的方法，其中所述被預留的子幀不被所述第一OFDMA通信系統 用于數據傳輸。
50.如權利要求49所述的方法，其中所述第一通信系統符合IEEE802.16m，且所述第二 通信符合IEEE802. 16e。
51.如權利要求34所述的方法，其中所述第一通信和所述第二通信在相同的載波上操作。
52.如權利要求34所述的方法，其中所述第一幀包括第一前導，所述第二幀包括第二 前導，且所述第一前導與所述第二前導正交。
53.如權利要求34所述的方法，其中所述第一幀的持續時間是所述第二幀的整數倍。
54.如權利要求53所述的方法，其中所述第二幀的持續時間是5毫秒。
55.如權利要求34所述的方法，其中所述第一幀包括一個或多個幀分區，每個幀分區 包括一個或多個子幀。
56.如權利要求55所述的方法，其中每個幀分區包括用于控制該幀分區中的子幀的幀 分區控制信號，所述幀分區控制信號包括所述幀中的每個子幀的所述方向信息、開始時間 位置以及持續時間Tsub。
57.如權利要求55所述的方法，其中每個子幀包括一個或多個子幀分區，每個子幀分 區包括一個或多個單位子幀。
58.如權利要求57所述的方法，其中每個子幀包括用于控制該子幀中的子幀分區的子 幀分區控制信號，所述子幀分區控制信號包括該子幀中的每個子幀分區的開始時間位置以及持續時間Tsub。
59.如權利要求58所述的方法，其中所述子幀分區控制信號包括針對每個子幀分區的 方向信息，該方向信息指示該子幀分區是用于下行傳輸、上行傳輸還是被預留。
60.如權利要求59所述的方法，還包括由所述第二通信系統在所述第一幀的所述被預 留的子幀分區的持續時間期間發送所述第二幀。
61.如權利要求34所述的方法，其中所述第一幀中的每個被預留的子幀的所述方向信 息指示所述被預留的子幀的信道帶寬是用于下行傳輸、上行傳輸還是被預留，且被預留的 子幀的被預留的信道帶寬不被所述第一通信系統使用來發送該被預留的子幀。
62.如權利要求61所述的方法，還包括所述第一通信在未被預留的信道帶寬上發送所 述第一幀中的被預留的子幀。
63.如權利要求62所述的方法，其中所述第一通信系統是OFDMA通信系統。
64.如權利要求61所述的方法，其中所述第二通信系統的信道帶寬不完全與所述第一 通信系統的信道帶寬重疊。
65.如權利要求64所述的方法，還包括所述第二通信在所述被預留的信道帶寬上發送 所述第二幀。
66.一種在第一通信系統和第二通信系統之間頻譜共享的方法，所述方法包括 由所述第一通信系統發送第一幀，所述第一幀包括一個或多個子幀，每個子幀包括一個或多個單位子幀，每個單位子幀包括固定長度的持續時間Tu_sub，其中所述第一幀包括針 對每個子幀的方向信息，該方向信息指示該子幀的頻率時間資源的區域是用于下行傳輸、 上行傳輸還是被預留；由所述第二通信系統發送第二幀，所述第二幀包括一個或多個子幀，其中所述第二幀 占據所述第一幀內的所述子幀的頻率時間資源的被預留的區域。
67.一種在通信系統中的幀控制的方法，所述方法包括在第一載波上發送第一幀，所述第一幀包括一個或多個幀分區，每個幀分區包括一個 或多個子幀，每個子幀包括一個或多個單位子幀，每個單位子幀包括固定長度的持續時間 T1U-SUb‘在第二載波上發送第二幀，所述第二幀包括一個或多個幀分區，每個幀分區包括一個 或多個子幀，其中所述第一幀內的每個幀分區在所述第二幀內具有相對應的幀分區。
68.如權利要求67所述的方法，其中所述第一幀包括位于所述第一幀的開始處的下行 子幀中的幀同步信號和幀控制信號。
69.如權利要求67所述的方法，其中所述第一幀內的每個幀分區在位于該幀分區的開 始處的下行子幀中包括幀分區控制信號，該幀分區控制信號用于控制該幀分區中的子幀以 及所述第二幀中的相對應的幀分區中的子幀。
70.如權利要求69所述的方法，其中所述幀分區控制信號包括針對所述幀分區中的每 個子幀以及所述第二幀中的相對應的幀分區中的每個子幀的方向信息、開始時間位置以及 持續時間Tsub。
71.如權利要求70所述的方法，其中所述方向信息指示所述子幀是用于下行傳輸還是 上行傳輸。
72.如權利要求70所述的方法，其中所述幀分區控制信號包括所述第一幀中的隨后的 幀分區的開始時間位置以及所述第二幀中的相對應的隨后的幀分區的開始時間位置。
73.如權利要求70所述的方法，其中所述幀分區控制信號包括所述第二載波的中心頻 率和帶寬。
74.如權利要求70所述的方法，其中所述幀分區控制信號包括所述第二載波的標識符。
75.如權利要求70所述的方法，其中所述幀分區控制信號包括關于所述第二載波上的 移動站分配的信息。
76.如權利要求70所述的方法，其中所述幀分區控制信號包括關于所述第二載波上用 于上行數據傳輸的資源的信息。
77.如權利要求70所述的方法，其中所述幀分區控制信號包括關于所述第二載波上用 于下行數據傳輸的資源的信息。
78.如權利要求67所述的方法，其中在所述第一幀中的幀分區和所述第二幀中的相對 應的幀分區之間存在時間延遲Tf,。ffset。
79.如權利要求78所述的方法，其中Tf,。ffsrt可基于所述第二載波配置。
80.如權利要求78所述的方法，其中Tf,。ffset允許移動站在接收和處理所述第一載波上 的所述幀分區控制信號之后轉換到所述第二載波以接收或發送所述第二幀中的相對應的 幀分區。
81.如權利要求67所述的方法，其中所述第一幀中的幀分區和所述第二幀中的相對應 的幀分區具有相同的持續時間。
82.如權利要求67所述的方法，其中所述第一幀中的幀分區和所述第二幀中的相對應 的幀分區具有不同的持續時間。
83.如權利要求67所述的方法，其中所述第一載波具有12.5kHz的子載波間隔。
84.如權利要求83所述的方法，其中所述第一載波支持三個循環前綴長度2.5、10以 及15微秒。
85.如權利要求67所述的方法，其中所述第一載波具有25kHz的子載波間隔。
86.如權利要求67所述的方法，其中所述第一幀中的幀分區中的每個子幀具有在所述 第二幀中的相對應的幀分區中的相對應的子幀，且所述第一幀中的每個子幀的開始時間位 置和持續時間Tsub等于所述第二幀中的相對應的子幀的開始時間位置和持續時間。
87.如權利要求86所述的方法，其中所述第一幀中的所有子幀用于下行傳輸，且所述 第二幀中的所有子幀用于上行傳輸。
88.如權利要求87所述的方法，還包括基站同時傳輸所述第一幀中的子幀和所述第二 幀中的子幀。
89.如權利要求87所述的方法，還包括移動站同時傳輸所述第一幀中的子幀和所述第 二幀中的子幀。
90 —種配置正交頻分復用(OFDM)或正交頻分多址(OFDMA)通信系統中的載波的方法， 所述方法包括設立具有第一中心頻率和第一信道帶寬的第一載波；設立具有第二中心頻率和第二信道帶寬的第二載波，其中所述第一載波和所述第二載波具有相同的載波間隔，所述第一信道帶寬鄰接于所述第二信道帶寬，所述第一中心頻率 和所述第二中心頻率被整數倍的頻率階躍分開，且所述頻率階躍是所述子載波間隔的整數 >倍。
91.如權利要求90所述的方法，還包括在所述第一載波的子載波上傳輸信號而不導致 對所述第二載波的子載波的實質干擾。
92.如權利要求91所述的方法，其中所述子載波間隔是12.5kHz。
93.如權利要求90所述的方法，還包括基站在所述第一載波上與第一移動站、在所述 第二載波上與第二移動站同時通信，其中所述第一載波和所述第二載波被所述基站作為單 個聚合的0FDM/0FDMA載波處理。
94.如權利要求93所述的方法，還包括在所述聚合的0FDM/0FDMA載波的子載波上傳輸 信號而不導致所述第一載波的子載波和所述第二載波的子載波之間的實質干擾。
95.如權利要求93所述的方法，其中所述子載波間隔是12.5kHz。
全文摘要
公開了用于通信系統的靈活的OFDM/OFDMA幀結構。OFDM幀結構技術包括長度可配置的幀，該長度可配置的幀包含可變長度幀結構以有效地使用OFDM帶寬。另外，該幀結構有利于多個通信系統之間的頻譜共享。
文檔編號H04W28/06GK101904125SQ200880122078
公開日2010年12月1日 申請日期2008年11月7日 優先權日2007年11月9日
發明者方惠英, 曲紅云, 杰里·周, 蔡思東 申請人:中興通訊美國公司