[发明专利]用于OFDM跳频的信道映射的方法和装置

说明书

本申请是国际申请日为2003年9月29日、国际申请号为PCT/IB2003/004272、进入中国国家阶段的申请号为03823495.5、发明名称为“用于OFDM跳频的信道映射的方法和装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及无线通信，特别涉及在正交频分复用系统中的信道映射。

背景技术

由于正交频分复用（OFDM）是多载波传输技术，所以可用频谱被分成许多子载波，每个子载波用相对低的数据速率的数据来调制。通过向不同用户分配不同的子载波，OFDM支持多路接入。用于OFDM的子载波是正交的并且被精密地间隔排列，以提供有效的频谱。每个窄带子载波采用不同调制格式来调制，例如正交相移键控（QPSK）和正交调幅（QAM）。采用逆快速傅立叶变换（IFFT）来提供OFDM调制。最初，用于传输的数据被映射到基于正交的码元上，该基于正交的码元被编码到个别子载波上。对这组经过调制的子载波执行IFFT，以在时域中产生OFDM码元。通常，创建循环前缀，并且在OFDM码元被放大和发射之前，将该循环前缀添加到OFDM码元的开头上。在接收期间，利用快速傅立叶变换（FFT）处理OFDM码元来恢复被调制的子载波，从中可恢复并解码已发射的码元，以得出所发射的码元。

众所周知，为便于多个用户接入，用于发射的数据被分配给邻近的子载波组，其中这些组从一个OFDM码元到下一个保持一致。参照图1，每个圆圈表示用于一个OFDM码元序列的一个子载波。每一行表示与一个OFDM码元相关的子载波，并且每个OFDM码元随着时间的过去按照顺序发射。在本实例中，用户1和2需要语音业务，用户3需要数据业务，用户4需要视频业务。语音业务需要低于数据业务的数据速率，而视频业务需要最多的资源。同样地，专门用于语音（例如用于用户1和2）的这些子载波组少于用于用户3和4的那些子载波组。用户4采用与前三个用户合起来一样多的频谱。值得注意地，沿着用于OFDM频谱的时间-频率平面，用户数据到不同子载波的映射是重复的和一致的。由于通信信道的重大变化、尤其对于频率选择性衰落信道来说的重大变化，以及时间-频率平面上的干扰，这种多路接入映射导致每个用户的载波干扰比不同。不同的载波干扰比将引起对于每个用户来说不等的性能退化。

在使信道变化的影响最小化的努力中，已采用跳频方案来系统地将与每个用户相关的这些子载波组重新映射到时间-频率平面中的不同点上，如图2所示。因此，为用户分配了一个或多个传输块，该传输块由在固定数量的相邻OFDM码元内的固定数量的子载波组成。因此，用户不必为每个OFDM码元在相同的子载波组上进行发射，而是将根据指定的跳跃模式在一段时间之后跳到不同的子载波。图2所示的子载波跳跃方案相对于图1所示固定的时间-频率分配提高了性能；然而，如果充分利用贯穿整个频带的分集，则性能可进一步提高。

除了对有效适应需要不同比特率的业务的需要和为给定用户从一项业务切换到另一业务的能力，还需要容易地控制子载波分配，以支持多用户的可变比特率的业务。因此，需要一种有效的子载波映射技术，以支持可变比特率的业务并最小化信道变化以及在时间-频率平面上的干扰的影响。

发明内容

本发明提供了一种技术，用于在OFDM环境中支持可变比特率的业务，同时最小化衰落信道变化及干扰的影响。通常，基本接入信道（BACH）由多个OFDM码元上固定数量的子载波来定义。虽然对于BACH来说子载波的数量保持固定，但是用于任一给定BACH的子载波将从一个码元跳到另一码元。因此，用所选数量的码元序列上的子载波的跳跃模式来定义BACH。

在优选实施例中，BACH具有下述特征。BACH由一组分布在多个如上所述的OFDM码元上的子载波形成。在每个OFDM码元中，2ⁿ个子载波被分配给指定的BACH，其中n为整数。在BACH中的这些子载波在频域中等间隔地排列，并分布在整个频带上。当每个BACH具有等间隔排列的2ⁿ个子载波时，可应用子集快速傅立叶变换（FFT）以在接收期间只提取BACH中的子载波。该子集FFT降低与能够工作在整个OFDM码元上的全范围FFT相关的计算复杂度，以恢复每个与该OFDM码元相关的子载波，而不仅仅是那些与BACH相关的子载波。优选地，采用伪随机模式，用于BACH从一个OFDM码元到下一个OFDM码元的子载波映射，以便尽可能有效地使该BACH有效地分布在子载波的整个频带上。如果为任一给定用户实施空间时间编码（STC），则与给定的STC块内连续OFDM码元上的BACH相关的这些子载波将保持相同，以集合有关STC的信息。