CN1802798A - 无线通信***中用于多载波调制的峰均功率比管理 - Google Patents
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Abstract
用于在无线通信***中管理用于多载波调制的峰均功率比的技术。多址***中的不同终端可以具有不同的需要的发射功率。分配给每个终端的载波数量取决于其需要的发射功率。具有较高的需要的发射功率的终端可以被分配有较少的载波(与较小的PAPR相关联),以允许所述功率放大器工作在较高的功率电平。由于所述功率放大器工作在较低的功率电平,因此,具有较低的需要的发射功率的终端可以被分配有较多的载波(与较高的PAPR相关联)。分配给所述终端的特定载波还可以由其发射功率电平来确定以减小带外发射。具有较高的需要的发射功率的终端可以被指派有接近所述工作频带中心的载波,而具有较低的需要的发射功率的终端可以被指派有接近频带边缘的载波。
Description
技术领域
本发明一般涉及数据通信,并且特别涉及用于在无线通信***中管理用于多载波调制的峰均功率比(PAPR,peak-to-average power ratio)。
背景技术
无线通信***被广泛地部署以提供各种类型的通信,例如语音、数据等。所述***可以是多址***,其能够通过共享可用***资源(例如,带宽及传输功率等)来支持与多个用户的通信。所述多址***的例子包括码分多址(CDMA)***、时分多址(TDMA)***、频分多址(FDMA)***以及正交频分多址(OFDMA)***。
无线通信***可以采用多载波调制用于数据传输。多载波调制的普通例子包括正交频分复用(OFDM)以及离散多音调(DMT)。OFDM有效地将整个***带宽分成若干正交子带。每个子带与各自的载波相关联,数据可以在所述载波上被调制。用于子带的载波可以用数据来独立地调制,并且所调制的载波因而可以被加在一起以产生输出波形。
多载波调制具有某些理想的特性,包括抵抗多径效应的能力。然而,多载波调制的主要缺点是针对输出波形的较高的峰均功率比(PAPR),即,由多载波调制所产生的波形的峰值功率与平均功率的比值可能较高。当载波用数据来独立地调制时,较高的PAPR是由于所有载波的可能的同相(相干)相加。实际上,可以看到,对于多载波调制来说,峰值功率可以多达平均功率的N倍,其中N是载波的数目。
用于由多载波调制所产生的波形的较高的PAPR通常需要功率放大器,所述功率放大器工作在平均功率电平,所述平均功率电平典型地远低于所述峰值功率电平(即,从峰值功率的后退(backed-off))。这是由于波形中较大的峰值可能导致所述功率放大器工作在高度非线性区域或者可能削波(clip),然后,这将导致交调失真或者能够降低信号质量的其它后果。通过以从峰值功率的后退来操作所述功率放大器,该功率放大器可以处理波形中的较大峰值而不会产生过度的失真,其中所述后退典型地是4至7dB。然而,在当所述波形中没有较大峰值的其它时间期间,所述后退代表着所述功率放大器的低效操作。因此,非常期望使所述波形的PAPR最小化,以使得所述功率放大器在期望或者需要的情况下可以较接近峰值功率电平地***作。
已经介绍了各种方案来最小化用于多载波调制的PAPR。所述方案的大部分力求减少波形本身的PAPR。例如,一种传统的方案提出将待传输的数据映射到指定的码字中,所述码字由于其与较低的PAPR相关联而特别地被选择。另一种传统的方案提出使用“峰值减小载波(peak reductioncarrier)”,其通过减小波形中的峰值的方式而被调制。再一种传统的方案提出以不同的相位在所有的载波上调制数据,从而试图减小波形的PAPR。用于减小PAPR的这些各种传统方案不可以应用于某些多载波通信***。如下文所述,例如,如果用于所有载波的数据是不可用或不可访问的,则这可能是这种情况。
因此,现有技术中需要用于在无线通信***中管理用于多载波调制的PAPR的技术。
发明内容
这里提供用于在各种无线多址多载波通信***(例如,OFDMA***)中管理PAPR的技术。可以认识到,多址通信***中的不同终端可以与不同的需要的发射功率相关联,以达到其所希望的接收信号质量。载波可以基于终端需要的发射功率而被指派给所述终端。
在一方面,分配给每个终端的载波数量是取决于其需要的发射功率的。较少的载波可以被分配给具有较高的需要的发射功率的终端。由于较小的PAPR与通过较少载波所产生的波形相关联,因此,所述功率放大器可以通过较小的后退而***作,并且所述波形可以以较高的功率电平而被发射。相反地,较多的载波可以被分配给具有较低的需要的发射功率的终端。即使较大的PAPR与通过较多载波所产生的波形相关联,由于需要的发射功率较低,因此,所述功率放大器也可以提供较大的后退。
在另一方面,指派给所述终端的指定的载波是通过其发射功率电平而被确定的。具有较高的需要的发射功率的终端更有可能产生较高级别的交调失真。这些终端可以被指派有接近工作频带的中心的载波,以使得其失真可以落在所述工作频带内。相反地,具有较低的需要的发射功率的终端可能产生较低级别的交调失真。由于所述失真将可能低于所指定的带外发射需求,因此,这些终端可以被指派有接近所述工作频带的边缘的载波。
下文更加详细地描述本发明的各个方面和实施例。
附图说明
结合附图,根据下面的详细描述,本发明的特征、特性及优点将变得更加明显,在所述附图中,相同的参考标记表示相同的部分,其中:
图1示出了无线多址通信***;
图2示出了可以被用于OFDMA***的子带/载波结构;
图3A示出了由多载波调制产生的两个假定的波形;
图3B示出了所述两个波形通过最大发射功率Pmax并且以最小化交调失真的方式而进行的传输;
图3C示出了所述两个波形的传输,假设最大发射功率Pmax并且使用功率控制以获得期望的接收信号质量;
图4示出了以减少带外发射的方式来将载波指派给终端;
图5示出了将载波分配及指派给终端的过程;以及
图6示出了接入点和两个终端的框图。
具体实施方式
图1示出了采用多载波调制的无线多址通信***100的图。***100包括若干接入点110,其与若干终端120进行通信(为了简单起见,图1中仅示出了两个接入点110a和110b)。接入点是用于与所述终端进行通信的固定站。接入点还可以被称为基站或某些其它术语。
终端是与所述接入点进行通信的站。终端还可以被称为接入终端、用户终端、远程站、移动台、无线通信设备或某些其它术语。每个终端可以在任何给定的时刻与一个或多个接入点在下行链路和/或上行链路上进行通信。所述下行链路(即,前向链路)是指从接入点到终端的传输,并且所述上行链路(即,反向链路)是指从终端到接入点的传输。
***控制器130耦合到接入点并且还可以耦合到其它***/网络(例如,分组数据网)。***控制器130针对与其耦合的接入点提供协调和控制。通过所述接入点,***控制器130还控制数据在终端之间以及在终端和耦合到其它***/网络的其它用户之间的路由。
这里所描述的用于管理PAPR的技术可以在各种无线多址多载波通信***中被实现。例如,***100可以是使用OFDM用于数据传输的OFDMA***。而且,这些技术可以被用于上行链路以及下行链路。为了清楚起见,这些技术特别地针对OFDMA***中的上行链路而被描述。在下面的描述中,激活的终端是被调度用于上行链路(以及可能是下行链路)的数据传输的终端。
图2示出了可以被用于OFDMA***的子带/载波结构200。所述***具有总***带宽W MHz,所述总***带宽使用OFDM而被分成N个正交的子带210。每个子带具有W/N MHz的带宽,并且与各自的载波212相关联,可以在所述载波上调制数据。
在典型的OFDM***中,仅N个总载波中的M个载波被用于数据传输,其中M<N。剩余的N-M个载波不被用于数据传输并且其关联的子带用作保护子带(guard subband),以允许所述***满足频谱屏蔽(mask)需求。所述M个可用的载波包括载波F至F+M-1,其中F是整数,其通常被选择使得M个可用的载波在所述工作频带的中心。
对于OFDM来说,可以用数据来独立地调制用于N个子带的多达N个载波。所调制的载波然后被加在一起以形成输出波形。所调制的载波可以相干地(即,同相地)相加,在这种情况下,波形中将会有较大的幅度。可以看到,通过N个独立调制的载波所产生的波形的峰值功率可以比所述波形的平均功率大许多倍。PAPR的准确值取决于许多因素。而且,感兴趣的值通常不是绝对峰值,而是某种统计值,例如,什么瞬时功率值比如说在99%的时间里被超出。
图3A示出了由多载波调制所产生的两个假定波形310和312的图。水平轴表示时间,而垂直轴表示功率。波形310是通过L个载波而被产生的,而波形312是通过2·L个载波而被产生的,其中L可以是大于1的任何整数。波形310的平均功率与波形312的平均功率相同。然而,由于使用两倍数量的的载波来产生波形312,因此,波形312的峰值功率是波形310的峰值功率的两倍。因此,波形312的PAPR大于波形310的PAPR。
由多载波调制所产生的波形典型地以限制交调失真的量的方式而被发射。对于所述波形而言,这需要所述功率放大器工作在平均功率电平Pavg,对于所述功率放大器而言,所述平均功率电平从所述峰值或最大功率电平Pmax而被减小或者后退。后退的量被选择以使所述功率放大器不用(或最低限度地)工作在高度非线性区域或削波。更特别地,所述后退通常被选择以使由所述功率放大器所产生的失真被限制在特定的级别。
图3B示出了图3A中的两个波形以最大发射功率Pmax并且以最小化失真的方式而进行的传输。波形310可以就后退BO1而被发射,所述后退是由用于所述波形的PAPR1来部分地确定的(例如,BO1≤PAPR1)。类似地,波形312可以就后退BO2而被发射,所述后退是由用于所述波形的PAPR2来部分地确定的(例如,BO2≤PAPR2)。波形310的平均发射功率(Pavg1)可以近似为波形312的平均发射功率(Pavg2)的两倍,而仍将失真限制在大约相同的级别上。Pavg1对Pavg2的准确的比率取决于用于波形310和312的特定的后退。
对于OFDMA***,M个可用的载波可以在多个激活的终端之间共享。在上行链路上,每个激活的终端可以被分配有特定的载波组,所述终端可以在所述载波上发射数据。可以如下面描述的那样来确定分配给每个激活终端的载波数量以及哪些特定的载波指派给每个终端。被分配给每个终端的载波可以是邻近的或者不是邻近的。每个激活的终端因而可以利用其特定的指派的载波来进行发射。
再次参考图1,所述终端可以在整个***中散布。每个终端与到其接入点的特定路径损耗相关联,所述损耗主要取决于所述终端和接入点之间的距离。每个终端在所述接入点还需要特定的接收信号质量,以达到目标性能级别。需要的接收信号质量可以由特定的接收信噪比(SNR)来量化,并且所述目标性能级别可以由特定的帧误差率(FER,frame error rate)、分组差错率(PER,packet error rate)等来量化。用于每个终端的需要的发射功率取决于其路径损耗及其需要的接收信号质量。
如果终端散布在整个***中,则路径损耗典型地在终端和终端之间是不同的。而且,所期望的接收信号质量可以根据例如其数据速率而在终端与终端之间是不同的。因此,需要的发射功率典型地在终端与终端之间是不同的。一般地,远离所述接入点的终端具有到所述接入点的较大的路径损耗,并且因而需要较高的发射功率以达到给定的接收信号质量。例如,终端120a、120b、120d以及120g可能需要比终端120c、120e和120f更高的发射功率,以在其相应的接入点达到同样的信号质量。
每个终端与可以用于传输的特定的最大发射功率Pmax相关联。所述最大发射功率可以由管理约束(regulatory constraints)、***设计和/或终端所使用的功率放大器的限制所确定。可以被用于上行链路数据传输的最大发射功率量因而被限制为Pmax。
功率控制环可以被维护以控制每个激活的终端的发射功率。由于对所述激活终端来说所述路径损耗可能存在很大差异,因此,如果所述终端都以相同的功率电平进行发射,则在所述接入点用于所述终端的接收功率可能变化很大(例如,多达80dB)。即使正交子带是由OFDM产生的,来自于激活终端的上行链路传输例如由于其定时和/或频率的偏移也可能彼此干扰。为了限制载波附近的干扰量,每个激活终端的发射功率可以被控制或调节,以使用于所述终端的接收信号质量在可接受的范围之内。用于每个终端的需要的发射功率因而将基于可能是粗的(coarse)上行链路功率控制而被确定。
在一方面,分配给每个激活终端的载波数量取决于其需要的发射功率。因此,不同数量的载波可以根据其需要的发射功率而被分配给不同的终端。当路径损耗较大时,需要较高的发射功率以实现所期望的接收信号质量。如果需要较高的发射功率,则可以分配较少的载波。由于较小的PAPR与用较少载波所产生的波形相关联,因此,功率放大器可以就较小的后退而***作,并且所述波形可以以较高的功率电平而被发射。相反地,由于当路径损耗较小时需要较低的发射功率,因此,可以分配较多的载波。即使较大的PAPR与通过较多载波所产生的波形相关联,所述功率放大器也可以提供较大的后退,这是因为用于所述波形的需要的发射功率较低。
图3C示出了图3A中的两种波形的传输,假设最大发射功率Pmax以及使用功率控制以获得期望的接收信号质量。波形310通过需要的平均功率Preq1而被发射,所述平均功率从Pmax至少后退BO1。波形312通过需要的平均功率Preq2而被发射,所述平均功率从Pmax至少后退BO2。需要的平均功率Preq1和Preq2可以由路径损耗以及需要的接收信号质量来确定,该信号质量与发射所述波形的终端相关联。用于波形310的较高的需要的平均功率可能是由于较大的路径损耗和/或用于所述波形的较高的需要的接收信号质量。如上所述,所述后退BO1和BO2可以基于所述波形的PAPR而被确定。
如图3C所示,对于由最大发射功率Pmax所约束的功率放大器,用于波形310的较高的需要的平均功率Preq1可以由所述功率放大器来提供,这是因为所述波形是通过较少的载波所产生的并且与较小的后退相关联。即使波形312是通过较多的载波所产生的并且与较大的后退相关联,由于所述功率电平较低,因此用于该波形的需要的平均功率Preq2也可以通过所述功率放大器而被提供。
可以被分配给每个激活的终端的载波的最大数量因而可以取决于需要的发射功率以及用于所述终端的最大发射功率。可以被分配给每个终端的最大载波数量的确定可以是基于各种方案的,下文描述了其中两个方案。
在第一载波分配方案中,形成了用于最大可允许的平均功率对载波数量的表。所述表可以包括一个条目用于可以被分配的每个可能的载波数量。例如,所述表可以包括N个条目用于N个载波,其中i表示用于所述表中的第i个条目的载波数量。对于每个条目,可以用于关联的载波数量i的最高平均功率Pmavg,i被确定(例如,根据经验,通过仿真或通过某些其它方式)。所述最大可允许的平均功率Pmavg,i是基于用于所述终端的最大发射功率Pmax的假设的(其可以针对所述***或者通过管理约束而被指定)。所述表可以如表1所示被形成。
表1
由于具有较多载波的波形与较大的后退相关联,因此,所述最大可允许平均功率随着载波数量的增加而减小(即,Pmavg,1>Pmavg,2>…>Pmavg,N)。
可以被分配给每个激活终端的最大载波数量因而可以基于用于所述终端的需要的发射功率Preq以及所述表而被确定。特别地,用于所述终端的需要的发射功率可以与所述表中的最大可允许平均功率进行比较。识别了大于或等于Preq的最小的最大可允许平均功率(Pmavg,S),并且确定了与所述Pmavg,S相关联的载波数量S。所述终端因而可以被分配任何小于或等于S的载波数量。
在第二载波分配方案中,形成了用于需要的后退对载波数量的表。所述表也可以包括一个条目,用于可以被分配的每个可能的载波数量。对于每个条目,用于关联的载波数量i需要的最小后退BOi被确定(例如,根据经验,通过仿真或通过某些其它方式)。所述表可以如表2所示被形成。
表2
具有较多载波的波形与较大的后退相关联,使得BON>…>BO2>BOi。
可以被分配给每个激活终端的最大载波数量因而可以基于需要的发射功率和用于所述终端的最大发射功率而被确定。特别地,用于所述终端的所述最大发射功率和需要的发射功率之间的差值首先被计算。所计算的差值然后与所述表中需要的后退进行比较。然后,识别小于或等于所计算的差值的最大的需要的后退(BOs),并且确定与所述BOs相关联的载波数量S。所述终端因而可以被分配有小于或等于S的任何载波数量。
可以被分配给每个激活终端的最大载波数量可以在开始被确定,如上所述。分配给每个终端的实际载波数量因而可以基于任意数量的附加因素而被确定。所述因素可以涉及(1)将被发射的数据量、(2)公平、(3)所述终端的优先权等。实际分配给每个终端的特定的载波数量等于或小于可以被分配的最大载波数量。分配给每个终端的特定的载波可以是邻近的或者不是邻近的。
许多无线通信***工作在具有限制带外发射量的频谱屏蔽需求的频带中。对于所述***,哪些载波分配给每个激活的终端可以被选择,以使尽可能地减少或最小化带外发射。
图4示出了针对典型的射频(RF)工作频带的典型的发射需求。所述工作频带具有频谱屏蔽需求,该频谱屏蔽需求由特定的最大带内发射和特定的最大带外发射来表征其特性。所述最大带内发射可以例如通过特定的每MHz发射功率约束而被指定。类似地,所述最大带外发射可以通过频率f1以下和频率f2以上的指定的每MHz发射功率而被指定。
功率放大器典型地被设计,以使其在低到中输出功率级别上是线性的,并且在较高的输出功率电平变得更加非线性。因此,当功率放大器工作在较高的输出功率电平时,功率放大器中的较高级别的非线性可以导致落在信号频带之外的交调失真。所述失真的量取决于功率放大器的特定的设计以及输出功率电平。如果非线性和/或输出功率电平足够高,则得到的失真可以超过所指定的最大带外发射需求。
另一方面,指派给激活终端的特定的载波是由其需要的发射功率来确定的。具有到接入点的较大路径损耗(例如,位于靠近覆盖区域边缘的终端)和/或较高的需要的接收信号质量的终端,需要以较高的功率电平来进行发射以在所述接入点达到需要的接收信号质量。所述终端因而较可能产生较高级别的交调失真。所述终端因而可以被指派以接近所述工作频带中心的载波,以使所述失真可以落在所述工作频带内。来自于所述终端的较高级别的失真可以引起对其它载波的附加干扰,因此,用于这些载波的发射功率可以相应地增加以应付所述较高级别的干扰。
相反地,具有到接入点的较小路径损耗(例如,接近所述接入点的终端)和/或较低的需要的接收信号质量的终端,可以以较低的功率电平进行发射,并且在所述接入点仍达到需要的接收信号质量。所述终端因而可能产生较低级别的交调失真。所述终端于是被指派以接近所述工作频带边缘的载波,这是因为失真将可能低于所指定的最大带外发射需求。分配给每个终端的特定载波可以位于所述工作频带的特定部分内,但不必是邻近的。
图4还示出了以减小带外发射的方式的对激活终端的载波指派。接近所述工作频带中心的一组载波410可以被指派给需要以较高输出功率电平进行发射的终端。接近所述工作频带边缘的两组载波412和414可以被指派给能够以较低输出功率电平进行发射的相同或者不同的终端。在所述载波组上的上行链路传输是来自多个终端的。然而,为了清楚起见,在图4中,所述上行链路传输被叠加在相同的图中。
在一个载波指派方案中,基于激活终端需要的发射功率而将载波指派给该激活终端。对于给定的传输间隔,首先确定分配给每个激活终端的载波数量(例如,基于所述激活终端的需要的发射功率以及可能地如上所述的其它因素)。所述激活的终端可以与不同的需要的发射功率相关联。指派给具有最大的需要的发射功率的激活终端的载波组因而被选择为接近所述工作频带的中心,用于具有次最大的需要的发射功率的激活终端的载波组被选择为最接近所述工作频带的中心的载波,等等,并且用于具有最低的需要的发射功率的激活终端的载波组因而被选择为朝着所述工作频带的边缘。所述载波指派方案可以尽可能地减小带外发射。
在另一个载波指派方案中,每个可用的载波与分别的门限功率电平相关联,并且所述载波基于所述门限功率电平和用于所述激活终端的需要的发射功率而被指派给该激活终端。特别地,如果需要的发射功率等于或小于所述门限功率电平,则给定的载波可以被指派给终端。接近所述工作频带中心的载波可以与较高的门限功率电平相关联,以及,朝着所述带宽的边缘的载波可以与较低的门限功率电平相关联。所述门限功率电平可以被选择,以使所指定的带外发射可以针对给定的多载波调制方案而被满足。因此,位于接近覆盖区域的边缘的并且具有较高的需要的发射功率的终端可以仅被指派有接近所述工作频带中心的载波,而具有较低的需要的发射功率的终端可以被指派有所述工作频带中任何地方的载波。
所述载波还可以以减小带外发射的某些其它方式而被指派给所述激活终端,并且这是在本发明的范围之内的。而且,这里所描述的载波指派技术可以单独地被使用或者结合上面所描述的载波分配技术而被使用。
图5示出了分配及指派载波给激活终端的过程500的实施例的流程图。开始,获得了关于将被调度用于数据传输的每个终端的发射功率的有关信息(步骤512)。在一个实施例中,获得了用于每个终端的需要的发射功率和最大发射功率。用于每个终端的需要的发射功率可以由终端来发送或者基于某些其它方式而被获得。用于每个终端的最大发射功率可以由终端来发送,这被称为先验的(a priori),或者可以基于某些其它方式而被获得。在另一个实施例中,获得了用于每个终端的最大发射功率和需要的发射功率之间的差值。在又一个实施例中,可以获得用于每个终端的最大发射功率和初始发射功率(例如在注册期间),并且用于所述终端的需要的发射功率可以之后基于所述初始发射功率和被发送给终端的所有功率控制命令的累积而被估计。因此,所述相关发射功率信息可以以各种形式而被提供。
然后,基于所述发射功率信息(例如基于需要的发射功率和最大发射功率)来确定可以被分配给每个终端的最大载波数量(步骤514)。这可以通过使用各种方案来达到,例如,上述两个载波分配方案。基于(1)可以被分配给所述终端的最大载波数量、(2)用于对所有终端进行分配的可用的总载波数量、(3)任何数量的其它因素,特定的载波数量因而可以被分配给每个终端(步骤516)。分配给每个终端的载波数量被限制在可以被分配的最大数量范围内。而且,被分配给所述终端的所有载波的总和被限制在针对分配可用的载波总数范围内。
特定的载波因而以一种方式被指派给每个终端,以使带外发射的量可以被减小或最小化(步骤518)。这可以通过使用例如上述两种载波指派方案的各种方案而被达到。为每个终端所指派的载波于是可以通过载波指派被信号通知给所述终端。每个调度的终端因而将使用所述特定的指派的载波并在所调度的时间期间进行发射。
图6示出了在多址多载波通信***100中的接入点110x和两个终端120x及120y的实施例的框图。
在下行链路上,在接入点110x,发射(TX)数据处理器614接收来自数据源612的业务数据(即,信息比特)以及来自控制器620和调度器630的信令和其它信息。例如,控制器620可以提供用于调节所述激活终端的发射功率的功率控制(PC)命令,并且调度器630可以针对所述终端提供载波的指派。所述各种类型的数据可以在不同的传输信道上被发送。TX数据处理器614使用多载波调制(例如,OFDM)对所接收的数据进行编码和调制,以提供调制的数据(例如,OFDM符号)。发射器单元(TMTR)616然后处理所调制的数据以产生下行链路调制信号,所述信号然后从天线618被发射。
在终端120x及120y的每个处,所发射的下行链路调制信号由天线652来接收,并且被提供给接收器单元(RCVR)654。接收器单元654处理并数字化所接收的信号以提供抽样。然后,接收(RX)数据处理器656对所述抽样进行解调及解码,以提供解码的数据,所述数据包括所恢复的业务数据、消息、信令等。所述业务数据可以被提供给数据宿658,而为所述终端所发送的载波指派及PC命令被提供给控制器660。
控制器660使用所述特定载波来引导上行链路上的数据传输,所述载波已经被指派给所述终端并且在所接收的载波指派中被指示。控制器660还基于所接收的PC命令来调节用于上行链路传输的发射功率。
对于上行链路,在每个激活终端120,TX数据处理器674接收来自于数据源672的业务数据以及来自于控制器660的信令和其它信息。例如,控制器660可以提供这样的信息:指示用于所述终端的需要的发射功率、最大发射功率或最大发射功率和需要的发射功率之间的差值。所述各种类型的数据通过TX数据处理器674使用所指派的载波而被编码和调制,并且还通过发射器单元676而被处理,以产生上行链路调制信号,所述信号然后从天线652被发射。
在接入点110x,来自于所述终端的发射的上行链路调制信号由天线618来接收、由接收器单元632来处理并且由RX数据处理器634来解调和解码。接收器单元632可以为每个终端估计接收信号质量(例如,接收的信噪比(SNR)),并且提供所述信息给控制器620。控制器620然后可以推导用于每个终端的PC命令,以使用于所述终端的接收信号质量被维持在可接受的范围之内。RX数据处理器634提供用于每个终端的恢复的反馈信息(例如,需要的发射功率)给控制器620和调度器630。
调度器630使用所述反馈信息来执行若干功能,例如(1)选择一组终端用于上行链路上的数据传输,以及(2)将载波指派给所选择的终端。用于所调度的终端的载波指派然后针对所述终端在下行链路上被发射。
为了清楚起见,已经针对OFDMA***中的上行链路而特别描述了用于管理PAPR的技术。所述技术还可以被用于从接入点到终端的下行链路传输。在一个下行链路传输方案中,与所述上行链路类似地将OFDMA用于所述下行链路,并且,在给定的时间间隔内,载波多路复用可以被用于在下行链路上将数据同时传送给多个终端。在另一个下行链路传输方案中,数据以时分复用(TDM)的方式在某个时刻被传送给一个终端。对于两个下行链路传输方案,分配给每个终端的载波数量以及指派给每个终端的特定载波可以基于用于所述终端的需要的发射功率如上所述的那样被确定。对于所述OFDMA下行链路传输方案,可用的载波可以被指派给多个终端,以使得用于所有调度的终端的下行链路信号的PAPR可以被维持在特定的目标之内。对于所述TDM-OFDMA下行链路传输方案,指派给正在被服务的终端的载波数量可以被选择,以使到所述终端的下行链路信号的PAPR也被维持在所述目标之内。用于每个调度的终端的数据因而可以使用所述特定的指派的载波并且以用于所述终端的需要的发射功率而被发射。
对于OFDM,将在每个载波上被发射的数据首先使用被选择用于所述载波的特定调制方案而被调制(即,符号映射),从而为每个符号周期提供一个调制符号。用于所述终端的调制符号然后被定标(scale)以达到用于所述终端的需要的发射功率。未使用的载波然后被提供以零信号值。对于每个符号周期,用于M个可用载波的M个被定标的符号以及用于未使用的载波的N-M个零,使用快速傅立叶反变换(IFFT)而被变换到时域,以获得包括N个时域抽样的“变换的”符号。为了抵抗由频率选择性衰落(其是由多径信道所产生的)所造成的符号间干扰,每个变换的符号的一部分可以被重复以形成相应的OFDM符号。以这种方式针对不同的符号周期所产生的OFDM符号然后被处理,以产生被发射给所述终端的下行链路调制信号。
对于所述下行链路,如果M个可用的载波都以相同的功率电平而被发射,则所述OFDM波形的PAPR可以较大。然而,通过将较多的载波指派给具有较低的需要的发射功率的终端以及将较少的载波指派给具有较高的需要的发射功率的终端,所述波形的PAPR将会较小。因此,这将允许所述接入点处的功率放大器就较小的后退并且以较高的输出功率电平而***作。这又可以允许较高的数据速率被用于所述终端中的一个或多个。
可以通过各种方式来实现这里所描述的用于管理用于多载波调制的PAPR的技术。例如,所述技术可以在硬件、软件及其组合中被实现。对于硬件实现,用于在接入点和终端的每一个处实现所述技术的元件可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为实现这里描述的功能的其它电子单元或其组合内被实现。
对于软件实现,这里所描述的技术可以通过执行这里描述的功能的模块(例如,程序、函数等)而被实现。所述软件代码可以被存储在存储器单元中(例如,图6中的存储器单元622和662)并由处理器(例如,控制器620和660以及调度器630)来执行。所述存储器单元可以实现在处理器的内部或者其外部,在这种情况下,其可以通过现有技术中已知的各种装置而通信地被耦合到所述处理器。
提供了所公开的实施例的之前描述以使本领域的普通技术人员能够制造或使用本发明。所述实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是很明显的,并且,这里所定义的一般原理可以被应用于其它实施例,而不脱离本发明的精神或范围。因此,本发明不限于这里所示的实施例,而是符合与这里公开的原理和新颖性特征一致的最广泛的范围。
Claims (24)
1.一种用于在无线多载波通信***中管理用于多载波调制的峰均功率比(PAPR)的方法,该方法包括下列步骤:
基于用于多个终端中的每一个的需要的发射功率来确定可以被分配给所述每个终端的最大载波数量;
将特定的载波数量分配给每个终端,所述载波数量小于或等于为所述终端所确定的所述最大载波数量。
2.根据权利要求1的方法,其中,所述为每个终端进行确定包括:
将用于所述终端的需要的发射功率与用于不同数量载波的最大可允许功率进行比较,并且其中,可以被分配给所述终端的所述最大载波数量等于关联于最小的最大可允许功率的载波数量,所述最小的最大可允许功率高于所述需要的发射功率。
3.根据权利要求1的方法,其中,所述为每个终端进行确定包括:
计算用于所述终端的最大发射功率和用于所述终端的所述需要的发射功率之间的差值,并且其中,可以被分配给所述终端的所述最大载波数量是基于所计算的差值而被确定的。
4.根据权利要求3的方法,其中,所述为每个终端进行确定还包括:
将所计算的差值与用于不同数量载波的需要的后退进行比较,并且其中,可以被分配给所述终端的所述最大载波数量等于关联于最大需要的后退的载波数量,所述最大需要的后退小于所计算的差值。
5.根据权利要求1的方法,还包括:
以减小带外发射的方式来将特定的载波指派给每个终端。
6.根据权利要求5的方法,其中,将位于工作频带的中心附近的载波指派给与较高的需要的发射功率相关联的终端,以及将位于所述工作频带的边缘附近的载波指派给与较低的需要的发射功率相关联的终端。
7.根据权利要求5的方法,其中,所述将特定的载波指派给每个终端包括:
基于用于所述终端的所述需要的发射功率来确定可以被指派给该终端的载波组,
从所述载波组选择所述特定的载波以指派给该终端。
8.根据权利要求1的方法,还包括:
在被分配给每个终端的特定数量的载波上并且以用于所述终端的所述需要的发射功率,来发射用于该终端的数据。
9.根据权利要求1的方法,还包括:
在被分配给每个终端的所述特定数量的载波上接收来自于所述终端的数据传输。
10.根据权利要求1的方法,其中,被分配给每个终端的所述特定数量的载波还基于可用于分配给所述多个终端的总载波数量。
11.根据权利要求1的方法,其中,被分配给每个终端的所述特定数量的载波还基于至少一个附加因素。
12.根据权利要求11的方法,其中,所述至少一个附加因素包括涉及要传输的数据量的因素。
13.根据权利要求1的方法,其中,用于每个终端的所述需要的发射功率是基于用于所述终端的需要的接收信号质量而被确定的。
14.根据权利要求1的方法,其中,用于每个终端的所述需要的发射功率是基于为所述终端所维持的功率控制环而被确定的。
15.根据权利要求1的方法,其中,所述无线通信***实现正交频分复用(OFDM)。
16.一种分配载波以在实现正交频分复用(OFDM)的无线通信***中管理峰均功率比(PAPR)的方法,该方法包括下列步骤:
基于用于多个终端中的每一个的需要的发射功率来确定可以被分配给所述终端的最大载波数量;
将特定的载波数量分配给每个终端,所述载波数量小于或等于为所述终端所确定的所述最大载波数量;以及
以减小带外发射的方式将特定的载波指派给每个终端。
17.一种在无线多载波通信***中的设备,该设备包括:
基于用于多个终端中的每一个的需要的发射功率来确定可以被分配给所述终端的最大载波数量的装置;
用于将特定的载波数量分配给每个终端的装置,所述载波数量小于或等于为所述终端确定的所述最大载波数量。
18.根据权利要求17的设备,还包括:
用于以减小带外发射的方式将特定的载波指派给每个终端的装置。
19.根据权利要求17的设备,还包括:
用于在分配给每个终端的所述特定数量的载波上接收来自于所述终端的数据传输的装置。
20.根据权利要求17的设备,还包括:
在被分配给每个终端的所述特定数量的载波上并且以用于所述终端的所述需要的发射功率来发射数据给所述终端的装置。
21.一种无线多载波通信***中的接入点,该接入点包括:
调度器,其可以基于用于多个终端中的每一个的需要的发射功率来确定可以被分配给所述终端的最大载波数量;将特定的载波数量分配给每个终端,所述载波数量小于或等于为所述终端确定的所述最大载波数量;以及提供载波指派,其指示分配给每个终端的特定载波数量;以及
发射数据处理器,其可以处理所述载波指派以传输给所述多个终端。
22.一种在无线通信***中使用多载波调制来发射数据的方法,该方法包括下列步骤:
接收将被用于数据传输的特定的载波数量的分配,其中,所述特定的载波数量小于或等于可以被用于数据传输的最大载波数量,并且其中,所述最大载波数量是基于用于所述数据传输的需要的发射功率而被确定的;以及
使用所述特定数量的载波来发射数据。
23.根据权利要求22的方法,其中,在已经被指派的特定载波上发射数据以减小带外发射。
24.一种无线多载波通信***中的设备,包括:
用于接收将被用于数据传输的特定载波数量的分配的装置,其中,所述特定载波数量小于或等于可以被用于数据传输的最大载波数量,并且其中,所述最大载波数量是基于用于所述数据传输的需要的发射功率而被确定的;以及
用于使用所述特定数量的载波来发射数据的装置。
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