[发明专利]在使用DCT-OFDM的无线通信网络中的多路接入的方法和装置

说明书

技术领域

本发明概括而言涉及无线通信网络，并且更具体而言涉及用于在基于DCT-OFDM(离散余弦变换正交频分复用)的无线通信网络中提供多路接入的方法和装置。

背景技术

在开发以及规划的无线通信系统如3GPP LTE、IEEE WiMAX802.16x、IEEE WiFi 802.11x等等中，基于离散傅立叶变换(DFT)处理的OFDM是一种盛行的调制方法。当基于DFT的调制用于多载波信号如LTE和先进LTE中所使用的OFDM信号的发射时，提供了有效的并且实用的信道均衡算法。此外，结合基于DFT的以及其他OFDM信号结构的使用，可以实现能够进行灵活的资源分配的多路接入技术方案(例如正交频分多址或OFDMA)。

但是，OFDM信号的特征在于它的功率包络的波动很大，这导致信号功率的偶然的尖峰——例如，这种信号的特征在于具有相对高的峰均值功率比(PAPR)或高的“立方度量”(CM)。高PAPR/CM信号中的大的功率波动对于发射OFDM信号的射频(RF)功率放大器(放大器链)强加了相当多设计要求。具体而言，该大的功率波动要求利用相当大的回退来操作RF Pas，以具有足够的裕度来容纳OFDM信号中的功率峰值。更一般性而言，总发射信号链必须在一种或多种意义上被“尺寸限定”为处理OFDM信号的最坏情况功率峰值。

对于对能量、成本或空间苛刻的设计(例如移动设备)，DFT-OFDM所要求的功率回退裕度导致技术方案的效率低下。因此，已经引入了对于标准OFDM系统的修改，以获得跟单载波系统具有大体上相同的DFT-OFDM优点但是具有更加压缩的信号动态的系统。两种最盛行的技术是分散式单载波OFDMA(有时候被称为B-IFDMA)和集中式单载波(LOC-SC)OFDMA，又被称为DFTS-OFDM。3GPP LTE已经采用了LOC-SC-OFDMA，以提高上行链路传输的效率。

在LOC/DIST-SC-OFDMA两者中，在发射器处的逆DFT(IDFT)调制器之前是标准DFT预编码器。该两种技术的不同之处在于来自该DFT预编码器的输出被映射到IDFT上的输入的方式不同。在接收器端执行对应的逆处理，并且可以按照与常规OFDM/OFDMA相同的方式执行线性均衡技术。作为进一步的替换，研究者已经研究了基于使用离散余弦变换(DCT)处理的新的调制系统。例如见P.Tang，N.C.Beaulieu的“A Comparison of DCT-Based OFDM and DFT-Based OFDM in Frequency Offset and Fading Channels，”IEEE2006。

为了通过例如降低误比特率(BER)来提高系统性能，其他工作触及在OFDM环境中使用基于DCT的发射“预编码”。例如见de Fein，C.和Fagan，A.D.的“Precoded OFDM-An Idea Whose Time Has Come，”2004ISSC，Belfast。关于基于DCT的OFDM的环境中的预编码的其他工作例如出现在由Wang，Zhengdao和Giannakis，Georgios发表的“Linearly Precoded or Coded OFDM against Wireless Channel Fades？”Third IEEE Signals Processing Workshop，Taiwan，2001。

大体上，利用基于DCT的OFDM，发射器采用DCT(或等效地，IDCT)进行调制处理。与常规的基于DFT的OFDM系统相比，DCT-OFDM环境中均衡更复杂。但是，基于在接收器处采用对称循环前缀(CP)和预滤波器，基于DCT的OFDM系统保持DFT-OFDM的有吸引力的信道对角化属性。例如见由N.Al-Dhahir，H.Minn，S.Satish发表的“Optimum DCT-Based Multicarrier Transceivers for Frequency-Selective Channels，”IEEE 2006。

尽管基于DCT的OFDM提供大量有前途的特性，但是在DCT-OFDM系统中使用的基础信号仍然有可能经历在硬件的实际局限内难以处理的可能的巨大包络波动。此外，看起来在开发允许多个用户协同调度的有效的多路接入技术同时仍然有利地提供低的PAPR/CM方面仍然存在相当多的工作。

发明内容