ES2702090T3 - Method and apparatus for data transmission through guard subcarriers in multi-carrier OFDM systems - Google Patents

Abstract

Un método, que comprende: (a) alinear una pluralidad de subportadoras de guarda entre canales de frecuencia adyacentes en un sistema inalámbrico de OFDM de múltiples portadoras para compensar cualquier desplazamiento de frecuencia entre subportadoras de guarda solapantes, en el que se usan portadoras de frecuencia de radio adyacentes para llevar señales de radio transmitidas a través de los canales de frecuencia adyacentes; (b) identificar un número de subportadoras de guarda entre la pluralidad de subportadoras de guarda disponibles para transmisión de datos en una unidad de recursos físicos predefinida, en el que las subportadoras de guarda identificadas no solapan con subportadoras de datos normales de las señales de radio transmitidas a través de los canales de frecuencia adyacentes; y (c) reservar, cuando cada canal de frecuencia se transmite por un módulo de RF de múltiples portadoras separado correspondiente, la frecuencia de portadora de RF de cada canal de frecuencia como una subportadora NULA, o, como alternativa, reservar, cuando se transmiten varios canales de frecuencia mediante un módulo de RF de múltiples portadoras, la frecuencia de portadora de RF de dicho módulo de RF de múltiples portadoras como una subportadora NULA.A method, comprising: (a) aligning a plurality of guard subcarriers between adjacent frequency channels in a multiple carrier OFDM wireless system to compensate for any frequency shifts between overlapping guard subcarriers, in which frequency carriers are used adjacent radios to carry radio signals transmitted through the adjacent frequency channels; (b) identifying a number of guard subcarriers among the plurality of guard subcarriers available for data transmission in a predefined physical resource unit, in which the identified guard subcarriers do not overlap with normal data subcarriers of the radio signals transmitted through adjacent frequency channels; and (c) reserving, when each frequency channel is transmitted by a corresponding separate multiple carrier RF module, the RF carrier frequency of each frequency channel as a NULA subcarrier, or, alternatively, reserving, when transmitted. multiple frequency channels by a multiple carrier RF module, the RF carrier frequency of said multiple carrier RF module as a NULA subcarrier.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Método y aparato de transmisión de datos a través de subportadoras de guarda en sistemas de OFDM de múltiples portadoras.Method and apparatus for data transmission through guard subcarriers in multi-carrier OFDM systems.

Referencia cruzada a solicitudes relacionadasCross reference to related requests

Esta solicitud reivindica prioridad bajo 35 U.S.C. §119 de la Solicitud Provisional de Estados Unidos Número 61/078.535, titulada “Subsidiary Communication in Multiband OFDMA Systems” presentada el 7 de julio de 2008. This application claims priority under 35 U.S.C. §119 of the United States Provisional Application Number 61 / 078,535, entitled "Subsidiary Communication in Multiband OFDMA Systems" filed on July 7, 2008.

Campo técnicoTechnical field

Las realizaciones desveladas se refieren en general a comunicaciones de red inalámbrica, y, más particularmente, a comunicación de datos a través de subportadoras de guarda y arquitectura de transceptor de frecuencia de radio flexible en sistemas de OFDM de múltiples portadoras.The disclosed embodiments generally relate to wireless network communications, and, more particularly, to data communication via guard subcarriers and flexible radio frequency transceiver architecture in multi-carrier OFDM systems.

AntecedentesBackground

En sistemas de comunicaciones inalámbricas actuales, se usan típicamente anchos de banda de radio de 5 MHz~10 MHz para hasta 100 Mbps de tasa de transmisión pico. Se requiere tasa de transmisión pico mucho más alta para los sistemas inalámbricos de la siguiente generación. Por ejemplo, se requiere tasa de transmisión pico de 1 Gbps por la ITU-R para sistemas de IMT-Avanzada tales como los sistemas de comunicaciones móviles de la 4a generación (“4G”). Las tecnologías de transmisión actuales, sin embargo, es muy difícil que realicen eficacia de espectro de transmisión de 100 bps/Hz. En los siguientes pocos años previsibles, únicamente puede anticiparse hasta 15 bps/Hz de eficacia de espectro de transmisión. Por lo tanto, serán necesarios anchos de banda de radio mucho más amplios (es decir, al menos 40 MHz) para que los sistemas de comunicaciones inalámbricas de la siguiente generación consigan tasa de transmisión pico de 1 Gbps.In current wireless communications systems, radio bandwidths of 5 MHz ~ 10 MHz are typically used for up to 100 Mbps peak rate. Much higher peak transmission rate is required for next-generation wireless systems. For example, a 1 Gbps peak transmission rate is required by the ITU-R for IMT-Advanced systems such as the 4th generation mobile communication systems ("4G"). Current transmission technologies, however, are very difficult to achieve transmission spectrum efficiency of 100 bps / Hz. In the next few foreseeable years, only up to 15 bps / Hz of transmission spectrum efficiency can be anticipated. Therefore, much broader radio bandwidths (ie, at least 40 MHz) will be required for next generation wireless communication systems to achieve a peak transmission rate of 1 Gbps.

La multiplexación por división ortogonal de frecuencia (OFDM) es un esquema de multiplexación eficaz para realizar tasa de transmisión elevada a través de canal de frecuencia selectiva sin la perturbación de interferencia inter­ portadora. Típicamente hay dos arquitecturas típicas para utilizar ancho de banda de radio mucho más amplio para el sistema de OFDM. En un sistema de OFDM tradicional, se usa una frecuencia de radio (RF) única para llevar una señal de radio de banda ancha, y en un sistema de múltiples portadoras de OFDM, se usan múltiples portadoras de RF para llevar múltiples señales de radio de banda más estrecha. Un sistema de múltiples portadoras de OFDM tiene diversas ventajas en comparación con un sistema de OFDM tradicional tal como compatibilidad hacia atrás más fácil, mejor reutilización de diseño de hardware de única portadora heredado, mayor flexibilidad de hardware de estación móvil, e inferior Relación de Potencia Pico a Media (PAPR) para transmisión de enlace ascendente. Por lo tanto, los sistemas de múltiples portadoras de OFDM se han convertido en la arquitectura de sistema de línea de base en normas de borrador del IEEE 802.16 m y 3GPP LTE-Avanzada para satisfacer los requisitos de sistema. El documento WO 2008/118429 A1 desvela un ejemplo de asignación de ancho de banda de OFDM u OFDMA de múltiples portadoras típico con las subportadoras de guarda.Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is an efficient multiplexing scheme to realize high transmission rate through selective frequency channel without interfering intercarrier interference. Typically there are two typical architectures to use much wider radio bandwidth for the OFDM system. In a traditional OFDM system, a single radio frequency (RF) is used to carry a broadband radio signal, and in a multiple OFDM carrier system, multiple RF carriers are used to carry multiple radio signals from narrower band. A multi-carrier OFDM system has several advantages compared to a traditional OFDM system such as easier backward compatibility, better hardware reuse of single legacy carrier, greater flexibility of mobile station hardware, and lower Power Ratio Peak to Average (PAPR) for uplink transmission. Therefore, OFDM's multiple carrier systems have become the baseline system architecture in draft standards of IEEE 802.16 m and 3GPP LTE-Advanced to meet system requirements. WO 2008/118429 A1 discloses an example of typical carrier OFDM or OFDMA bandwidth allocation with the guard subcarriers.

El documento JP 2002 290 364 A desvela un concepto para evitar desperdiciar ancho de banda de espectro en subportadoras de guarda entre dos canales vecinos.JP 2002 290 364 A discloses a concept to avoid wasting spectrum bandwidth on guard subcarriers between two neighboring channels.

La Figura 1 (Técnica anterior) ilustra una arquitectura típica para utilizar ancho de banda de radio mucho más amplio para el sistema 11 de múltiples portadoras de OFDM. En el sistema 11 de múltiples portadoras de OFDM, se usan múltiples portadoras para llevar múltiples señales de radio con ancho de banda más estrecho (denominado señal de radio de banda más estrecha). En el ejemplo de la Figura 1, el ancho de banda de radio total del sistema 11 de múltiples portadoras de OFDM es de 40 MHz, y se usan cuatro portadoras de RF N.° 1-N.° 4 para llevar cuatro señales de radio de banda más estrecha N.° 1-N.° 4, cada una transmitida a través de un correspondiente canal de frecuencia de 10 MHz N.° 1-N.° 4 (es decir, ancho de banda de 10 MHz, 1024FFT). Para cada portadora de RF, el ancho de banda de radio global se particiona adicionalmente en un gran número de subportadoras, que están estrechamente espaciadas y son ortogonales entre sí para transmisión de datos. Cuando hay canales de frecuencia contiguos usados para transmisión de datos, las subportadoras entre canales de frecuencia adyacentes pueden solaparse entre sí. Por lo tanto, las subportadoras solapantes localizadas entre canales de frecuencia adyacentes típicamente se reservan como subportadoras de guarda para evitar interferencia de señal.Figure 1 (prior art) illustrates a typical architecture for using much wider radio bandwidth for the system 11 of multiple OFDM carriers. In the OFDM multiple carrier system 11, multiple carriers are used to carry multiple radio signals with narrower bandwidth (so-called narrower band radio signal). In the example of Figure 1, the total radio bandwidth of the OFDM multiple carrier system 11 is 40 MHz, and four RF carriers No. 1-N ° 4 are used to carry four radio signals Narrowband No. 1-No. 4, each transmitted through a corresponding 10 MHz frequency channel No. 1-No. 4 (ie, 10 MHz bandwidth, 1024FFT) . For each RF carrier, the global radio bandwidth is further partitioned into a large number of subcarriers, which are closely spaced and orthogonal to each other for data transmission. When there are contiguous frequency channels used for data transmission, the subcarriers between adjacent frequency channels may overlap each other. Therefore, the overlapping subcarriers located between adjacent frequency channels are typically reserved as guard subcarriers to avoid signal interference.

Como se ilustra en la Figura 1, en ambos extremos de cada canal de frecuencia, se reserva un cierto número de subportadoras como subportadoras NULAS de manera que no se usan para transmisión de datos. Sin embargo, si ambos canales de frecuencia adyacentes se controlan y gestionan por la misma estación base, entonces no es necesario tener estas subportadoras solapantes entre canales de frecuencia adyacentes para que se reserven como subportadoras de guarda. En su lugar, las subportadoras de guarda entre canales de frecuencia adyacentes pueden usarse para transmisión de datos de manera que pueda aumentarse en caudal del sistema global. Por ejemplo, en sistemas de comunicaciones inalámbricas del IEEE 802.16m, permitir la transmisión de datos a través de subportadoras de guarda puede aumentar el caudal de sistema en el 2,08 % para dos canales de frecuencia de 10 MHz contiguos, en el 2,77 % para tres canales de frecuencia de 10 MHz contiguos, y en el 3,125 % para cuatro canales de frecuencia de 10 MHz contiguos. Por lo tanto es deseable posibilitar la transmisión de datos a través de subportadoras de guarda para aumentar el caudal de sistema global y la tasa de transmisión pico.As illustrated in Figure 1, at both ends of each frequency channel, a number of subcarriers are reserved as NULAS subcarriers so that they are not used for data transmission. However, if both adjacent frequency channels are controlled and managed by the same base station, then it is not necessary to have these subcarriers overlap between adjacent frequency channels to be reserved as guard subcarriers. Instead, the guard subcarriers between adjacent frequency channels can be used for data transmission so that it can be increased in overall system throughput. For example, in wireless communication systems of the IEEE 802.16m, allow the transmission of data through Guard subcarriers can increase system throughput by 2.08% for two contiguous 10 MHz frequency channels, by 2.77% for three contiguous 10 MHz frequency channels, and by 3.125% for four frequency channels. 10 MHz frequency contiguous. It is therefore desirable to enable the transmission of data through guard subcarriers to increase the overall system throughput and the peak transmission rate.

SumarioSummary

En un primer aspecto novedoso, se proporciona un método de transmisión de datos a través de subportadoras de guarda en un sistema de OFDM de múltiples portadoras. Se usan portadoras de frecuencia de radio (RF) adyacentes para llevar señales de radio transmitidas a través de canales de frecuencia adyacentes. Una pluralidad de subportadoras de guarda entre canales de frecuencia adyacentes se alinea e identifican para transmisión de datos en una unidad de recursos físicos predefinida. Las subportadoras de guarda identificadas no solapan con subportadoras de datos normales de las señales de radio transmitidas a través de los canales de frecuencia adyacentes. Una o más de las subportadoras de guarda identificadas en una o más frecuencias de portadora de RF se reservan como subportadoras NULAS. El caudal de sistema global se aumenta utilizando subportadoras de guarda para transmisión de datos.In a first novel aspect, a method of transmitting data through guard subcarriers in a multi-carrier OFDM system is provided. Adjacent radio frequency (RF) carriers are used to carry radio signals transmitted through adjacent frequency channels. A plurality of guard subcarriers between adjacent frequency channels are aligned and identified for data transmission in a predefined physical resource unit. The identified guard subcarriers do not overlap with normal data subcarriers of the radio signals transmitted through the adjacent frequency channels. One or more of the guard subcarriers identified at one or more RF carrier frequencies are reserved as NULAS subcarriers. The overall system throughput is increased using guard subcarriers for data transmission.

En una realización, una estación base servidora transmite periódicamente una señal de referencia a través de las subportadoras de guarda que se utilizan para transmisión de datos. El uso de la señal de referencia graba tara en la indicación de mensaje de MAC y proporciona flexibilidad para diversos escenarios de asignación de subportadora de guarda. En otra realización, se identifica una portadora subsidiaria que consiste en subportadoras de guarda agregadas utilizadas para transmisión de datos. Definiendo la portadora subsidiaria, la estación base servidora puede usar una sencilla indicación de capa de MAC para indicar si se soportan subportadoras de guarda para transmisión de datos con una estación móvil particular.In one embodiment, a serving base station periodically transmits a reference signal through the guard subcarriers that are used for data transmission. The use of the reference signal records tare in the MAC message indication and provides flexibility for various guard subcarrier allocation scenarios. In another embodiment, a subsidiary carrier consisting of aggregate guard subcarriers used for data transmission is identified. By defining the subsidiary carrier, the serving base station can use a simple MAC layer indication to indicate if guard subcarriers are supported for data transmission with a particular mobile station.

En un segundo aspecto novedoso, se proporciona una arquitectura de transceptor de múltiples portadoras flexible en un sistema de OFDM de múltiples portadoras. Se implementan diferentes esquemas de transmisión de datos de múltiples portadoras y/o MIMO/SISO reconfigurando de manera adaptativa los mismos módulos de hardware que incluyen un módulo de capa de MAC común, un controlador de múltiples portadoras adaptativo, múltiples entidades de capa física, y múltiples entidades de RF. En una primera realización, se soporta un esquema de transmisión de datos 4x4 MIMO de única portadora; en una segunda realización, se soporta un esquema de transmisión de datos 2x2 MIMO de múltiples portadoras (dos portadoras de RF); y en una tercera realización, se soporta un esquema de transmisión de datos SISO de múltiples portadoras (cuatro portadoras de RF). El número de antenas para transmisión de MIMO a través de cada canal de frecuencia es el número total de entidades de RF dividido por el número de canales de frecuencia activos.In a second novel aspect, a multi-carrier flexible transceiver architecture is provided in a multi-carrier OFDM system. Different data transmission schemes of multiple carriers and / or MIMO / SISO are implemented by adaptively reconfiguring the same hardware modules that include a common MAC layer module, an adaptive multiple carrier controller, multiple physical layer entities, and multiple RF entities. In a first embodiment, a single carrier 4x4 MIMO data transmission scheme is supported; in a second embodiment, a 2x2 MIMO data transmission scheme of multiple carriers (two RF carriers) is supported; and in a third embodiment, a SISO data transmission scheme of multiple carriers (four RF carriers) is supported. The number of antennas for MIMO transmission through each frequency channel is the total number of RF entities divided by the number of active frequency channels.

Adicionalmente, puede usarse la arquitectura de transceptor de múltiples portadoras flexible para soportar transmisión de datos a través de subportadoras de guarda. En una realización, una estación móvil soporta dos canales de frecuencia de 10 MHz contiguos. En un ejemplo, su hardware de transceptor se implementa utilizando dos FFT de 1024 y dos filtros de RF de ancho de banda de 10 MHz para transmitir y recibir señales de OFDMA de 2x10 MHz a través de dos canales de frecuencia adyacentes. En otro ejemplo, su hardware de transceptor se implementa utilizando una única FFT de 2048 y un filtro de RF de ancho de banda de 20 MHz para transmitir y recibir señales de OFDMA de 2 x 10 MHz a través de dos canales de frecuencia adyacentes. Bajo la segunda implementación, las subportadoras solapadas siempre están alineadas y la estación móvil puede transmitir/recibir fácilmente señales de radio a través de las subportadoras de guarda entre los dos canales de frecuencia adyacentes.Additionally, the flexible multiple carrier transceiver architecture can be used to support data transmission through guard subcarriers. In one embodiment, a mobile station supports two contiguous 10 MHz frequency channels. In one example, your transceiver hardware is implemented using two 1024 FFTs and two RF filters of 10 MHz bandwidth to transmit and receive 2x10 MHz OFDMA signals through two adjacent frequency channels. In another example, your transceiver hardware is implemented using a single 2048 FFT and an RF filter of 20 MHz bandwidth to transmit and receive 2 x 10 MHz OFDMA signals through two adjacent frequency channels. Under the second implementation, the overlapping subcarriers are always aligned and the mobile station can easily transmit / receive radio signals through the guard subcarriers between the two adjacent frequency channels.

Otras realizaciones y ventajas se describen en la descripción detallada a continuación. Este resumen no pretende definir la invención. La invención se define mediante las reivindicaciones.Other embodiments and advantages are described in the detailed description below. This summary does not intend to define the invention. The invention is defined by the claims.

Breve descripción de los dibujosBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Los dibujos adjuntos, donde números de referencia similares indican componentes similares, ilustran realizaciones de la invención.The accompanying drawings, where like reference numerals indicate similar components, illustrate embodiments of the invention.

La Figura 1 (Técnica anterior) ilustra una arquitectura típica para utilizar ancho de banda de radio mucho más ancho para un sistema de OFDM de múltiples portadoras.Figure 1 (prior art) illustrates a typical architecture for using much wider radio bandwidth for a multi-carrier OFDM system.

La Figura 2 ilustra un método de transmisión de datos a través de subportadoras de guarda en un sistema inalámbrico de múltiples portadoras de acuerdo con un primer aspecto novedoso.Figure 2 illustrates a method of transmitting data across guard subcarriers in a multi-carrier wireless system according to a first novel aspect.

La Figura 3 ilustra un método de alineación e identificación de subportadoras de guarda para transmisión de datos. La Figura 4 ilustra un método de reserva de una subportadora de guarda como una subportadora nula cuando se soporta transmisión de datos.Figure 3 illustrates a method of aligning and identifying guard subcarriers for data transmission. Figure 4 illustrates a method of reserving a guard subcarrier as a null subcarrier when supports data transmission.

La Figura 5 ilustra una realización de transmisión de una señal de referencia a través de subportadoras de guarda. La Figura 6 ilustra otra realización de transmisión de una señal de referencia a través de subportadoras de guarda. La Figura 7 ilustra un canal de frecuencia subsidiario que consiste en subportadoras de guarda agregadas.Figure 5 illustrates an embodiment of transmitting a reference signal through guard subcarriers. Figure 6 illustrates another embodiment of transmitting a reference signal through guard subcarriers. Figure 7 illustrates a subsidiary frequency channel consisting of aggregate guard subcarriers.

La Figura 8 ilustra una realización de la arquitectura de transceptor de múltiples portadoras flexible en un sistema inalámbrico de múltiples portadoras.Figure 8 illustrates an embodiment of the flexible multiple carrier transceiver architecture in a multiple carrier wireless system.

La Figura 9 ilustra una segunda realización de la arquitectura de transceptor de múltiples portadoras flexible en un sistema inalámbrico de múltiples portadoras.Figure 9 illustrates a second embodiment of the flexible multiple carrier transceiver architecture in a multi-carrier wireless system.

La Figura 10 ilustra una tercera realización de la arquitectura de transceptor de múltiples portadoras flexible en un sistema inalámbrico de múltiples portadoras.Figure 10 illustrates a third embodiment of the flexible multiple carrier transceiver architecture in a multiple carrier wireless system.

La Figura 11 ilustra una realización de la arquitectura de transceptor de múltiples portadoras flexible en un sistema inalámbrico de múltiples portadoras para soportar transmisión de datos a través de subportadoras de guarda.Figure 11 illustrates an embodiment of the flexible multiple carrier transceiver architecture in a multiple carrier wireless system for supporting data transmission through guard subcarriers.

La Figura 12 ilustra otro ejemplo de la arquitectura de transceptor flexible para soportar operación de múltiples portadoras.Figure 12 illustrates another example of the flexible transceiver architecture for supporting multiple carrier operation.

Descripción detalladaDetailed description

Se hará ahora referencia en detalle a algunas realizaciones de la invención, ejemplos de las cuales se ilustran en los dibujos adjuntos.Reference will now be made in detail to some embodiments of the invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

La Figura 2 ilustra un método de transmisión de datos a través de subportadoras de guarda en un sistema 21 de comunicaciones inalámbricas de Multiplexación por División Ortogonal de Frecuencia (OFDM) de múltiples portadoras de acuerdo con un primer aspecto novedoso. El sistema 21 inalámbrico comende una estación BS22 base de múltiples portadoras y una estación MS23 móvil de múltiples portadoras. BS22 comprende un módulo 24 de frecuencia de radio (RF) de múltiples portadoras acoplado a una pluralidad de antenas, que soporta múltiples portadoras de RF para transmisión de datos. MS23 comprende un módulo 25 de RF de múltiples portadoras acoplado a una pluralidad de antenas, que soporta múltiples portadoras de RF para transmisión de datos. En el ejemplo de la Figura 2, se usan dos portadoras de RF de radio contiguas N.° 1 y N.° 2 para llevar dos señales de radio N.° 1 y N.° 2, cada una transmitida a través de un correspondiente canal de frecuencia de 10 MHz N.° 1-N.° 2 (es decir, ancho de banda de 10 MHz, 1024 FFT) respectivamente. Para cada canal de frecuencia, el ancho de banda de radio global se particiona adicionalmente en un gran número de subportadoras, que están estrechamente espaciadas y ortogonales entre sí para transmisión de datos a través de cada señal de radio. Como se ilustra en la Figura 2, en el sistema 21 inalámbrico de OFDM de múltiples portadoras, se comunican flujos de datos entre BS22 y MS23 usando una unidad 26 de recursos físico predefinida (PRU), que comprende un número de subportadoras consecutivas en dominio de frecuencia y un número de símbolos de OFDM consecutivos en el dominio del tiempo. Estas subportadoras usadas para transmisión de datos se denominan como subportadoras de datos normales. Cuando se usan portadoras de RF continuas (por ejemplo, las portadoras de RF N.° 1 y N.° 2) para transmisión de datos, las subportadoras localizadas en ambos extremos de cada canal de frecuencia pueden solapar entre sí. Para evitar la interferencia de señal, estas subportadoras se reservan como subportadoras de guarda. Típicamente, las subportadoras de guarda están configuradas como subportadoras NULAS y no pueden usarse para transmisión de datos. En un aspecto novedoso, con más detalles descritos a continuación con respecto a la Figura 3, un cierto número de las subportadoras de guarda originalmente reservadas están alienadas y entonces identificadas para soportar transmisión de datos usando una PRU predefinida. En el ejemplo de la Figura 2, la PRU 26 comprende dieciocho subportadoras consecutivas y dieciséis símbolos de OFDM consecutivos. Se usa el mismo tamaño de PRU para transmisión de datos a través de subportadoras de datos normales así como las subportadoras de guarda identificadas. Además, el mismo patrón de piloto diseñado para subportadoras de datos normales puede usarse también para las subportadoras de guarda identificadas.Figure 2 illustrates a method of transmitting data across guard subcarriers in a multiple frequency carrier Orthogonal Division Multiplexing (OFDM) wireless communications system 21 according to a first novel aspect. The wireless system 21 comprises a base station BS22 of multiple carriers and a mobile station MS23 of multiple carriers. BS22 comprises a radio frequency (RF) module of multiple carriers coupled to a plurality of antennas, which supports multiple RF carriers for data transmission. MS23 comprises a multi-carrier RF module 25 coupled to a plurality of antennas, which supports multiple RF carriers for data transmission. In the example of Figure 2, two contiguous radio RF carriers No. 1 and No. 2 are used to carry two radio signals No. 1 and No. 2, each transmitted through a corresponding 10 MHz frequency channel No. 1-No. 2 (ie, 10 MHz bandwidth, 1024 FFT) respectively. For each frequency channel, the global radio bandwidth is further partitioned into a large number of subcarriers, which are closely spaced and orthogonal to each other for data transmission through each radio signal. As illustrated in Figure 2, in the multi-carrier OFDM wireless system 21, data streams are communicated between BS22 and MS23 using a predefined physical resource unit (PRU) 26, comprising a number of consecutive subcarriers in the domain of frequency and a number of consecutive OFDM symbols in the time domain. These subcarriers used for data transmission are referred to as normal data subcarriers. When continuous RF carriers (for example, RF carriers No. 1 and No. 2) are used for data transmission, the subcarriers located at both ends of each frequency channel may overlap each other. To avoid signal interference, these subcarriers are reserved as guard subcarriers. Typically, guard subcarriers are configured as NULAS subcarriers and can not be used for data transmission. In a novel aspect, with more details described below with respect to Figure 3, a number of the originally reserved guard subcarriers are aligned and then identified to support data transmission using a predefined PRU. In the example of Figure 2, the PRU 26 comprises eighteen consecutive subcarriers and sixteen consecutive OFDM symbols. The same PRU size is used for data transmission through normal data subcarriers as well as the identified guard subcarriers. In addition, the same pilot pattern designed for normal data subcarriers can also be used for the identified guard subcarriers.

La Figura 3 ilustra un método de alineación e identificación de subportadoras de guarda para transmisión de datos en el sistema 21 inalámbrico. Como se ilustra en la Figura 3, las subportadoras de guarda solapadas entre canales de frecuencia adyacentes N.° 1 y N.° 2 pueden utilizarse para transmisión de datos únicamente si las subportadoras de señal de radio N.° 1 transmitidas a través del canal de frecuencia N.° 1 se alinearan con las subportadoras de señales de radio transmitidas a través de los canales de frecuencia adyacentes (por ejemplo, la señal de radio N.° 2 transmitida a través del canal de frecuencia N.° 2) en el dominio de la frecuencia. La alineación puede conseguirse aplicando un desplazamiento de frecuencia a través de la frecuencia de portadora de RF de las señales de radio. En el ejemplo de la Figura 3, se aplica un desplazamiento de frecuencia de 3,128 KHz a través de la frecuencia de portadora de RF de señal de radio N.° 2 para hacerla desplazada de la frecuencia central del canal de frecuencia N.° 2 para alinear las subportadoras de guarda solapadas en la señal de radio transmitida a través de dos canales de frecuencia de 10 MHz adyacentes. Para más detalles sobre alineación de subportadoras, véanse los documentos relacionados tales como ⁱE^e E 802.16m-09/0267r1, “Text Input for Sub-Carrier Alignment based on P802.16m SDD”. Figure 3 illustrates a method of aligning and identifying guard subcarriers for data transmission in the wireless system 21. As illustrated in Figure 3, overlapping guard subcarriers between adjacent frequency channels No. 1 and No. 2 can be used for data transmission only if the No. 1 radio signal subcarriers transmitted through the channel of frequency No. 1 will be aligned with the subcarriers of radio signals transmitted through the adjacent frequency channels (eg, radio signal No. 2 transmitted through frequency channel No. 2) in the domain of frequency. Alignment can be achieved by applying a frequency offset across the RF carrier frequency of the radio signals. In In the example of Figure 3, a frequency shift of 3.128 KHz is applied across the RF carrier frequency of radio signal No. 2 to make it shifted from the center frequency of frequency channel No. 2 to align overlapping guard subcarriers in the radio signal transmitted through two adjacent 10 MHz frequency channels. For more details on subcarrier alignment, see related documents such as ⁱ E ^and E 802.16m-09 / 0267r1, "Text Input for Sub-Carrier Alignment based on P802.16m SDD".

Después de alineación de subportadora, se realiza cálculo adicional de manera que únicamente aquellas subportadoras de guarda que no solapan con subportadoras de datos normales están disponibles para transmisión de datos. En el ejemplo de la Figura 3, cada canal de frecuencia comprende 864 (2 * 432) subportadoras, que se particionan en 48 (2 * 24) PRU para transmisión de datos. En este ejemplo particular, cuarenta y siete subportadoras de guarda entre los dos canales de frecuencia adyacentes N.° 1 y N.° 2 no solapan con las subportadoras de datos normales de señal de radio N.° 1 y N.° 2. Aquellas subportadoras de guarda se identifican por el sistema 21 inalámbrico como subportadoras que pueden usarse para transmisión de datos. Hay muchos anchos de banda de canal de frecuencia nominales considerados por el IEEE 802.16m, que incluyen 5, 7, 8,75, 10 y 20 MHz. Cada combinación de diferente ancho de banda para canales de frecuencia adyacentes dará como resultado diferente número de subportadoras de guarda disponibles para transmisión de datos. Dará como resultado por lo tanto alta carga si el sistema 21 inalámbrico necesita señalizar explícitamente todos los posibles números de subportadoras de guarda disponibles bajo diferentes combinaciones.After subcarrier alignment, additional calculation is performed so that only those guard subcarriers that do not overlap with normal data subcarriers are available for data transmission. In the example of Figure 3, each frequency channel comprises 864 (2 * 432) subcarriers, which are partitioned into 48 (2 * 24) PRUs for data transmission. In this particular example, forty-seven guard subcarriers between the two adjacent frequency channels No. 1 and No. 2 do not overlap with the normal subcarriers of radio signal data No. 1 and No. 2. Those guard subcarriers are identified by the wireless system 21 as subcarriers that can be used for data transmission. There are many nominal frequency channel bandwidths considered by the IEEE 802.16m, which include 5, 7, 8.75, 10 and 20 MHz. Each combination of different bandwidth for adjacent frequency channels will result in different number of guard subcarriers available for data transmission. It will therefore result in high load if the wireless system 21 needs to explicitly signal all possible numbers of guard subcarriers available under different combinations.

De acuerdo con el primer aspecto novedoso, las subportadoras de guarda identificadas se particionan en PRU para transmisión de datos. El mismo tamaño de PRU y patrón de piloto diseñado para subportadoras de datos normales puede reutilizarse por las subportadoras de guarda identificadas. Reutilizando el mismo tamaño de PRU y patrón de piloto, puede reutilizarse también cierto diseño de capa física tal como el algoritmo de estimación de canal. Adicionalmente, se reduce la tara de complejidad y señalización de hardware puesto que puede realizarse señalización en un tamaño de PRU predefinido en lugar de un número arbitrario.According to the first novel aspect, the identified guard subcarriers are partitioned into PRU for data transmission. The same PRU size and pilot pattern designed for normal data subcarriers can be reused by the identified guard subcarriers. By reusing the same PRU size and pilot pattern, a certain physical layer design such as the channel estimation algorithm can also be reused. Additionally, hardware complexity and signaling overhead is reduced since signaling can be done at a predefined PRU size instead of an arbitrary number.

La Figura 4 ilustra un método de reserva de al menos una subportadora de guarda como subportadora NULA cuando se soporta transmisión de datos. Hay dos métodos de hardware diferentes para implementar transmisión de datos a través de dos canales de frecuencia contiguos. En el método N.° 1, se usan dos módulos de capa física separados (PHYN.° 1 y PHYN.° 2) como los módulos de hardware de banda base para utilizar dos 1024 FFT y dos filtros de RF de 10 MHz para transmitir/recibir señales de radio de OFDMA de 2x10 MHz a través de dos canales de frecuencia adyacentes. La frecuencia de portadora de RF de cada canal de frecuencia, denominada como subportadora de corriente directa (CC), necesita reservarse como subportadora NULA para evitar interferencia de señal. En el método N.° 2, se comparte un único módulo de capa física (PHY) como el módulo de hardware de banda base para utilizar una FFT de 2048 y filtro de RF de ancho de banda de 20 MHz para transmitir/recibir señales de radio de OFDMA de 2x10 MHz en paralelo a través de dos canales de frecuencia adyacentes. Similar al método N.° 1, la frecuencia de portadora de RF (subportadora de CC) bajo el método N.° 2 también necesita reservarse como subportadora NULA para evitar la interferencia de señal. En el método 2, sin embargo, la subportadora de CC pertenece a una de las subportadoras de guarda identificadas. Por lo tanto, para asegurar la transmisión de datos apropiada, al menos necesita identificarse una subportadora de guarda identificada para que se reserve como subportadora NULA.Figure 4 illustrates a reservation method of at least one guard subcarrier as a NULA subcarrier when data transmission is supported. There are two different hardware methods to implement data transmission through two contiguous frequency channels. In method No. 1, two separate physical layer modules (PHYN. ° 1 and PHYN. ° 2) are used as the baseband hardware modules to use two 1024 FFT and two 10 MHz RF filters to transmit / receive OFDMA radio signals of 2x10 MHz through two adjacent frequency channels. The RF carrier frequency of each frequency channel, referred to as a direct current (DC) subcarrier, needs to be reserved as a NULA subcarrier to avoid signal interference. In method No. 2, a single physical layer (PHY) module is shared as the baseband hardware module to use a 2048 FFT and RF filter of 20 MHz bandwidth to transmit / receive signals from 2x10 MHz OFDMA radio in parallel through two adjacent frequency channels. Similar to method No. 1, the RF carrier frequency (DC subcarrier) under method No. 2 also needs to be reserved as a NULA subcarrier to avoid signal interference. In method 2, however, the CC subcarrier belongs to one of the identified guard subcarriers. Therefore, to ensure proper data transmission, at least one identified guard subcarrier needs to be identified to be reserved as a NULA subcarrier.

Las Figuras 5-6 ilustran dos ejemplos de transmisión de una señal de referencia a través de subportadoras de guarda. Entre subportadoras de guarda disponibles para transmisión de datos, la estación base servidora necesitará aún comunicar con las estaciones móviles sobre las que están actualmente asignadas y utilizadas las subportadoras de guarda para transmisión de datos. Usar un mensaje de MAC para indicar tal asignación explícitamente puede dar como resultado alta tara. En su lugar, la estación base servidora transmite periódicamente una señal de referencia (por ejemplo, preámbulo) a través de las subportadoras de guarda que se usan para transmisión de datos de manera que las estaciones móviles pueden detectar la localización de las subportadoras de guarda utilizadas. En el ejemplo de la Figura 5, todas las subportadoras de guarda identificadas se usan para transmisión de datos. En el ejemplo de la Figura 6, únicamente algunas de las subportadoras de guarda identificadas se utilizan para transmisión de datos. En ambos ejemplos, la estación base servidora transmite periódicamente una señal de referencia a través de las subportadoras de guarda utilizadas para indicar la localización de las subportadoras de guarda utilizadas. El uso de la señal de referencia graba tara en la indicación de mensaje de MAC y proporciona flexibilidad para diversos escenarios de asignación.Figures 5-6 illustrate two examples of transmission of a reference signal through guard subcarriers. Among guard subcarriers available for data transmission, the serving base station will still need to communicate with the mobile stations over which the guard subcarriers for data transmission are currently allocated and used. Using a MAC message to indicate such allocation explicitly can result in high tare. Instead, the serving base station periodically transmits a reference signal (eg, preamble) through the guard subcarriers that are used for data transmission so that the mobile stations can detect the location of the used guard subcarriers. . In the example of Figure 5, all identified guard subcarriers are used for data transmission. In the example of Figure 6, only some of the identified guard subcarriers are used for data transmission. In both examples, the serving base station periodically transmits a reference signal through the guard subcarriers used to indicate the location of the used guard subcarriers. The use of the reference signal records tare in the MAC message indication and provides flexibility for various allocation scenarios.

La Figura 7 ilustra un canal de frecuencia subsidiario que consiste en subportadoras de guarda agregadas. En el ejemplo de la Figura 7, los canales de frecuencia N.° 1 están configurados como un canal de frecuencia primario, que incluye toda la configuración de canal de control para sincronización, difusión, multidifusión y unidifusión de señales de control. Los canales de frecuencia N.° 2-N.° 4 están configurados como canales de frecuencia secundarios, que incluyen únicamente configuración de canal de control esencial. Las subportadoras de guarda identificadas entre canales de frecuencia contiguos están agregadas e identificadas como el canal de frecuencia subsidiario, que puede tener la misma configuración de canal de control que los canales de frecuencia secundarios. Definiendo los canales de frecuencia subsidiarios, la estación base servidora puede usar una sencilla indicación de capa de MAC (por ejemplo, un único bit) para indicar si se usan subportadoras de guarda para transmisión de datos con una estación móvil particular. Si se soporta la transmisión de datos a través de subportadoras de guarda, entonces la estación base servidora puede transmitir periódicamente una señal de referencia a través de las subportadoras de guarda utilizadas para indicar sus localizaciones, como se ha ilustrado anteriormente con respecto a las Figuras 5 y 6.Figure 7 illustrates a subsidiary frequency channel consisting of aggregate guard subcarriers. In the example of Figure 7, the frequency channels No. 1 are configured as a primary frequency channel, which includes the entire control channel configuration for synchronization, broadcast, multicast and unicast of control signals. Frequency channels No. 2-No. 4 are configured as secondary frequency channels, which include only essential control channel configuration. The guard subcarriers identified between contiguous frequency channels are aggregated and identified as the subsidiary frequency channel, which may have the same control channel configuration as the secondary frequency channels. By defining subsidiary frequency channels, the serving base station can use a simple MAC layer indication (eg, a single bit) to indicate if guard subcarriers are used for data transmission with a particular mobile station. If data transmission is supported via guard subcarriers, then the serving base station may periodically transmit a reference signal through the guard subcarriers used to indicate its locations, as illustrated above with respect to FIGS. and 6.

En un segundo aspecto novedoso, se proporciona una arquitectura de transceptor de múltiples portadoras flexible para soportar transmisión de múltiples portadoras en sistemas inalámbricos. La Figura 8 ilustra una realización de la arquitectura de transceptor de múltiples portadoras flexible en un sistema 80 inalámbrico de múltiples portadoras. El sistema 80 de múltiples portadoras comprende un transmisor 81 inalámbrico para transmisión de datos y un receptor inalámbrico 85 para recepción de datos. El transmisor 81 comprende una entidad de control de MAC común 82, un controlador 83 de múltiples portadoras adaptativo, un multiplexor 84, una pluralidad de entidades de capa física de transmisión TXPHY1-TXPHY4, y una pluralidad de entidades de RF de transmisión TXRF1-TXRF4 acopladas a una pluralidad de antenas para transmitir señales de radio. De manera similar, el receptor 85 comprende una entidad 86 de control de MAC común, un controlador 87 de múltiples portadoras adaptativo, un multiplexor 88, una pluralidad de entidades de capa física de recepción RXPHY1-RXPHY4, y una pluralidad de entidades de RF de recepción RXRF1-RXRF4 acopladas a una pluralidad de antenas para recibir señales de radio.In a second novel aspect, a flexible multiple carrier transceiver architecture is provided to support transmission of multiple carriers in wireless systems. Figure 8 illustrates an embodiment of the flexible multiple carrier transceiver architecture in a multi-carrier wireless system 80. The multi-carrier system 80 comprises a wireless transmitter 81 for data transmission and a wireless receiver 85 for data reception. The transmitter 81 comprises a common MAC control entity 82, an adaptive multiple carrier controller 83, a multiplexer 84, a plurality of physical transmission layer entities TXPHY1-TXPHY4, and a plurality of transmission RF entities TXRF1-TXRF4 coupled to a plurality of antennas for transmitting radio signals. Similarly, the receiver 85 comprises a common MAC control entity 86, an adaptive multiple carrier controller 87, a multiplexer 88, a plurality of physical reception layer entities RXPHY1-RXPHY4, and a plurality of RF entities of reception RXRF1-RXRF4 coupled to a plurality of antennas to receive radio signals.

Para el transmisor 81, el controlador 82 de MAC común configura el controlador 83 de múltiples portadoras adaptativo y las entidades de capa física de transmisión TXPHY1-TXPHY4 para procesar señales de radio llevadas por un número de portadoras de RF y transmitidas a través de un correspondiente canal de frecuencia. Además, el controlador 83 de múltiples portadoras adaptativo controla las frecuencias de portadora de RF de las entidades de RF de transmisión TXRF1-TXRF4; cada entidad de RF de transmisión es operable para transmitir una señal de radio a través del correspondiente canal de frecuencia. De manera similar, para el receptor 85, el controlador 86 de MAC común configura el controlador 87 de múltiples portadoras adaptativo y las entidades de capa física de recepción RXPHY1- RXPHY4 para procesar señales de radio llevadas por un número de portadoras de RF y recibidas a través de un correspondiente canal de frecuencia. Además, el controlador 87 de múltiples portadoras adaptativo controla las frecuencias de portadora de RF de las entidades de RF de recepción RXRF1-RXRF4; cada entidad de RF de recepción es operable para recibir una señal de radio a través del correspondiente canal de frecuencia.For the transmitter 81, the common MAC controller 82 configures the adaptive multiple carrier controller 83 and the physical transmission layer entities TXPHY1-TXPHY4 to process radio signals carried by a number of RF carriers and transmitted through a corresponding one. frequency channel. In addition, the adaptive multi-carrier controller 83 controls the RF carrier frequencies of the transmitting RF entities TXRF1-TXRF4; each transmission RF entity is operable to transmit a radio signal through the corresponding frequency channel. Similarly, for the receiver 85, the common MAC controller 86 configures the adaptive multiple carrier controller 87 and the physical receiving layer entities RXPHY1-RXPHY4 to process radio signals carried by a number of RF carriers and received at through a corresponding frequency channel. In addition, the adaptive multi-carrier controller 87 controls the RF carrier frequencies of the receiving RF entities RXRF1-RXRF4; each receiving RF entity is operable to receive a radio signal through the corresponding frequency channel.

En el ejemplo de la Figura 8, una entidad de capa física de transmisión TXPHY1 está activada y acoplada a todas las entidades de RF de transmisión TXRF1-TXRF4 a través del multiplexor 84. TXPHY1 está configurada para procesar una primera señal de radio llevada por la portadora de RF N.° 1 y transmitido a través de un canal de frecuencia activo N.° 1. El canal de frecuencia N.° 1 tiene una frecuencia de portadora de RF de fü. Además, el controlador 83 de múltiples portadoras adaptativo controla cada una de las entidades de RF de transmisión TXRF1-TXRF4 para transmitir la primera señal de radio a través del canal de frecuencia N.° 1 con RF frecuencia de portadora f⁰. Se aplica similar configuración y control para la entidad de capa física de recepción RXPH1 y para las entidades de RF de recepción RXRF1-RXRF4. Usando tal configuración y control, se soporta un esquema de transmisión de datos de única portadora (portadora de RF N.° 1) múltiple entrada múltiple salida 4x4 (MIMO) en el sistema 80 inalámbrico de múltiples portadoras.In the example of Figure 8, a transmission physical layer entity TXPHY1 is activated and coupled to all transmitting RF entities TXRF1-TXRF4 through multiplexer 84. TXPHY1 is configured to process a first radio signal carried by the RF carrier No. 1 and transmitted through an active frequency channel No. 1. Frequency channel No. 1 has an RF carrier frequency of f. Furthermore, the controller 83 controls multiple carrier adaptive each RF transmission entities TXRF1-TXRF4 to transmit the first radio signal through frequency channel # 1 RF carrier frequency f ^0. Similar configuration and control is applied for the physical receiving layer entity RXPH1 and for the RF receiving entities RXRF1-RXRF4. Using such configuration and control, a single-carrier multiple-input 4x4 (MIMO) multiple-carrier data transmission scheme (RF carrier No. 1) is supported in the multi-carrier wireless system 80.

La Figura 9 ilustra una segunda realización de la arquitectura de transceptor de múltiples portadoras flexible en el sistema 80 inalámbrico de múltiples portadoras. En el ejemplo de la Figura 9, se activan y acoplan dos entidades de capa física de transmisión TXPHY1 y TXPHY2 a todas las entidades de RF de transmisión TXRF1-TXRF4 a través del multiplexor 84. TXPHY1 está configurada para procesar una primera señal de radio llevada por la portadora de RF N.° 1 y transmitida a través del canal de frecuencia activo N.° 1, y TXPHY2 está configurada para procesar una segunda señal de radio llevada por la portadora de RF N.° 2 y transmitida a través del canal de frecuencia activo N.° 2. El canal de frecuencia N.° 1 tiene una frecuencia de portadora de RF de f⁰ y el canal de frecuencia N.° 2 tiene una frecuencia de portadora de RF de f¹. Además, el controlador 83 de múltiples portadoras adaptativo controla TXRF1-TXRF2 para transmitir la primera señal de radio a través del canal de frecuencia activo N.° 1 con frecuencia de portadora de RF f⁰, y controla TXRF3-TXRF4 para transmitir la segunda señal de radio a través del canal de frecuencia activo N.° 2 con frecuencia de portadora de RF f¹. Se aplica configuración y control similar para la entidad de capa física de recepción RXPHY1, RXPHY2, y cuatro entidades de RF de recepción RXRF1-RXRF4. Usando tal configuración y control, se soporta un esquema de datos de transmisión de 2x2 MIMO de múltiples portadoras (portadora de R^f N.° 1 y portadora de RF N.° 2) en el sistema 80 inalámbrico de múltiples portadoras.Figure 9 illustrates a second embodiment of the flexible multiple carrier transceiver architecture in the multi-carrier wireless system 80. In the example of Figure 9, two transmission physical layer entities TXPHY1 and TXPHY2 are activated and coupled to all transmitting RF entities TXRF1-TXRF4 through multiplexer 84. TXPHY1 is configured to process a first carried radio signal by the RF carrier No. 1 and transmitted through the active frequency channel No. 1, and TXPHY2 is configured to process a second radio signal carried by the RF carrier No. 2 and transmitted through the channel of active frequency No. 2. Frequency channel No. 1 has an RF carrier frequency of f ⁰ and frequency channel No. 2 has an RF carrier frequency of f ¹ . In addition, the adaptive multi-carrier controller 83 controls TXRF1-TXRF2 to transmit the first radio signal through the active frequency channel No. 1 with RF carrier frequency f ⁰ , and controls TXRF3-TXRF4 to transmit the second signal of radio through active frequency channel No. 2 with RF carrier frequency f ¹ . Similar configuration and control is applied for the physical receiving layer entity RXPHY1, RXPHY2, and four receiving RF entities RXRF1-RXRF4. Using such configuration and control, a 2x2 MIMO transmission data scheme of multiple carriers (carrier of R ^f No. 1 and carrier of RF No. 2) is supported in the multi-carrier wireless system 80.

La Figura 10 ilustra una tercera realización de la arquitectura de transceptor de múltiples portadoras flexible en el sistema 80 inalámbrico de múltiples portadoras. En el ejemplo de la Figura 10, todas las cuatro entidades de capa física de transmisión TXPHY1-TXPHY4 se activan y acoplan a todas las cuatro entidades de RF de transmisión TXRF1-TXRF4 a través del multiplexor 84. Las TXPHY1-TXPHY4 están configuradas para procesar cuatro señales de radio llevadas por cuatro portadoras de RF diferentes (las portadoras de RF N.° 1-N.° 4) y transmitidas a través de cuatro canales de frecuencia activos N.° 1-N.° 4 respectivamente. Los canales de frecuencia N.° 1-N.° 4 cada uno tiene una frecuencia de portadora de RF de f0-f3 respectivamente. Además, el controlador 83 de múltiples portadoras adaptativo controla TXRF1-TXRF4 para transmitir las cuatro señales de radio a través de los canales de frecuencia activos N.° 1-4 con las frecuencias de portadora de RF de f0-f3 respectivamente. Se aplica similar configuración y control para todas las cuatro entidades de capa física de recepción RXPHY1-RXPHY4 y todas las cuatro entidades de RF de recepción RXRF1-RXRF4. Usando la configuración y protocolo anteriormente descritos, se soporta un esquema de transmisión de datos de única entrada única salida (SISO) de múltiples portadoras (portadoras de RF N.° 1-N.° 4) en el sistema 80 inalámbrico de múltiples portadoras.Figure 10 illustrates a third embodiment of the flexible multiple carrier transceiver architecture in the multi-carrier wireless system 80. In the example of Figure 10, all four transmission physical layer entities TXPHY1-TXPHY4 are activated and coupled to all four transmission RF entities TXRF1-TXRF4 through multiplexer 84. The TXPHY1-TXPHY4 are configured to process four radio signals carried by four different RF carriers (RF carriers No. 1-No. 4) and transmitted through four active frequency channels No. 1-No. 4 respectively. Frequency channels No. 1-No. 4 each have an RF carrier frequency of f0-f3 respectively. In addition, the adaptive multiple carrier controller 83 controls TXRF1-TXRF4 to transmit the four radio signals through the active frequency channels No. 1-4 with the RF carrier frequencies of f0-f3 respectively. Similar configuration and control is applied for all four physical receiving layer entities RXPHY1-RXPHY4 and all four entities RF reception RXRF1-RXRF4. Using the configuration and protocol described above, a single-input single output (SISO) data transmission scheme of multiple carriers (RF carriers No. 1-No. 4) is supported in the multi-carrier wireless system 80.

De acuerdo con el segundo aspecto novedoso de la arquitectura de transceptor de múltiples portadoras flexible, el sistema 80 inalámbrico puede reconfigurar de manera adaptativa el esquema de transmisión de datos deseable basándose en la negociación entre el transmisor y el receptor. El mismo recurso de hardware, incluyendo un controlador de capa de MAC, múltiples módulos de hardware de banda base de capa física, múltiples transceptores de RF, y múltiples antenas, se comparten para implementar diferente combinación de esquemas de transmisión de datos de múltiples portadoras y/o MIMO/ SISO. El número de antenas para soportar transmisión de MIMO a través de cada canal de frecuencia es el número total de entidades de RF dividido por el número de canales de frecuencia activos soportados.In accordance with the second novel aspect of the flexible multi-carrier transceiver architecture, the wireless system 80 can adaptively reconfigure the desirable data transmission scheme based on the negotiation between the transmitter and the receiver. The same hardware resource, including a MAC layer controller, multiple physical layer baseband hardware modules, multiple RF transceivers, and multiple antennas, are shared to implement different combinations of multi-carrier data transmission schemes and / or MIMO / SISO. The number of antennas to support MIMO transmission through each frequency channel is the total number of RF entities divided by the number of active frequency channels supported.

Adicionalmente, tal arquitectura de transceptor de múltiples portadoras flexible puede usarse para soportar transmisión de datos a través de subportadoras de guarda. La Figura 11 ilustra una realización de la arquitectura de transceptor de múltiples portadoras flexible en el sistema 80 inalámbrico de múltiples portadoras para soportar transmisión de datos a través de subportadoras de guarda. En el ejemplo de la Figura 11, TXPHY1, TXRF1, RXPHY1 y RXRF1 están configuradas y controladas para procesar y transmitir una primera señal de radio asociada con los canales de frecuencia N.° 1 que tienen una frecuencia de portadora de RF de fü, que es el canal de frecuencia primario. TXPHY2, TXRF2, RXPHY2 y RXRF2 están configuradas y controladas para procesar y transmitir una segunda señal de radio asociada con un número de subportadoras de guarda que tienen una frecuencia de portadora de RF de f⁰,¹, que es el canal de frecuencia subsidiario entre canales de frecuencia adyacentes N.° 1 y N.° 2. TXPHY3, ^tX^r F3, RXPHY3 y RXRF3 están configuradas y controladas para procesar y transmitir una tercera señal de radio asociada con los canales de frecuencia N.° 2 que tienen una frecuencia de portadora de RF de f², que es el canal de frecuencia secundario. TXPHY4, TXRF4, RXPHY4 y RXRF4 están configuradas y controladas para procesar y transmitir una cuarta señal de radio asociada con un número de subportadoras de guarda que tienen una frecuencia de portadora de RF de f2,3, que es el canal de frecuencia subsidiario entre canales de frecuencia adyacentes N.° 3 y N.° 4. Por lo tanto, pueden usarse también los mismos módulos de hardware y componentes usados para transmisión de datos de múltiples portadoras y/o MIMO/ SISO para transmisión de datos a través de subportadoras de guarda. No hay restricciones sobre cada localización de portadora a usarse, y el sistema puede activarse o desactivarse de manera flexible basándose en la condición de sistema tal como carga y demanda de tráfico.Additionally, such a flexible multiple carrier transceiver architecture can be used to support data transmission through guard subcarriers. Figure 11 illustrates an embodiment of the flexible multiple carrier transceiver architecture in the multi-carrier wireless system 80 to support data transmission through guard subcarriers. In the example of Figure 11, TXPHY1, TXRF1, RXPHY1 and RXRF1 are configured and controlled to process and transmit a first radio signal associated with frequency channels No. 1 having an RF carrier frequency of f, which is the primary frequency channel. TXPHY2, TXRF2, RXPHY2 and RXRF2 are configured and controlled to process and transmit a second radio signal associated with a number of guard subcarriers having an RF carrier frequency of f ⁰ , ¹ , which is the subsidiary frequency channel between adjacent frequency channels No. 1 and No. 2. TXPHY3, ^t X ^r F3, RXPHY3 and RXRF3 are configured and controlled to process and transmit a third radio signal associated with frequency channels No. 2 having a RF carrier frequency of f ² , which is the secondary frequency channel. TXPHY4, TXRF4, RXPHY4 and RXRF4 are configured and controlled to process and transmit a fourth radio signal associated with a number of guard subcarriers that have an RF carrier frequency of f2.3, which is the subsidiary frequency channel between channels adjacent frequencies No. 3 and No. 4. Therefore, the same hardware modules and components used for multi-carrier data transmission and / or MIMO / SISO can also be used for data transmission through subcarriers of guard. There are no restrictions on each carrier location to be used, and the system can be activated or deactivated in a flexible manner based on the system condition such as traffic load and demand.

Como se ha ilustrado anteriormente con respecto a la Figura 4, hay dos métodos de hardware diferentes para implementar transmisión de datos a través de dos canales de frecuencia contiguos. En el ejemplo de la Figura 11, se usa el método de implementación N.° 1 puesto que las entidades de capa física TXPHY1-TXPHY3 y RXPHY1-RXPHY3 y las entidades de RF TXRF1-TXRF3 y RXRF1-RXRF3 se representan como tres módulos de hardware de banda base separados y tres filtros de RF de banda estrecha diferentes. Sin embargo, de manera consistente con el método de implementación N.° 2 ilustrado anteriormente con respecto a la Figura 4, estas entidades de capa física y entidades de RF pueden implementarse usando un único módulo de hardware de banda base y un filtro de RF de banda ancha. Por ejemplo, TXPHY1-TXPHY3, RXPHY1-RXPHY3 y TXRF1-TXRF3, RXRF1-RXRF3 pueden implementarse compartiendo un único módulo de hardware de banda base (TXMOD o RXMOD), que utiliza una única FFT y un filtro de RF de banda ancha para generar y transmitir/recibir tres señales de radio de OFDMA en paralelo. Las señales de radio de OFDMA generadas usando un único módulo de hardware de banda base son equivalentes a las señales de radio de OFDMA generadas por tres módulos de hardware de banda base separados que tienen frecuencias de portadora de RF correspondientes. Además, parte de las entidades de RF (es decir, antenas) pueden compartirse para ambos métodos de implementación.As illustrated above with respect to Figure 4, there are two different hardware methods for implementing data transmission through two contiguous frequency channels. In the example of Figure 11, implementation method No. 1 is used since the physical layer entities TXPHY1-TXPHY3 and RXPHY1-RXPHY3 and the RF entities TXRF1-TXRF3 and RXRF1-RXRF3 are represented as three modules of Separate baseband hardware and three different narrowband RF filters. However, in a manner consistent with implementation method No. 2 illustrated above with respect to Figure 4, these physical layer entities and RF entities can be implemented using a single baseband hardware module and an RF filter of broadband. For example, TXPHY1-TXPHY3, RXPHY1-RXPHY3 and TXRF1-TXRF3, RXRF1-RXRF3 can be implemented by sharing a single baseband hardware module (TXMOD or RXMOD), which uses a single FFT and a broadband RF filter to generate and transmit / receive three OFDMA radio signals in parallel. The OFDMA radio signals generated using a single baseband hardware module are equivalent to the OFDMA radio signals generated by three separate baseband hardware modules having corresponding RF carrier frequencies. In addition, part of the RF entities (ie, antennas) can be shared for both implementation methods.

La Figura 12 ilustra otro ejemplo de la arquitectura de transceptor flexible para soportar operación de múltiples portadoras. Para una estación base servidora BS, soporta todas las portadoras de RF para servir a diferentes estaciones móviles (MS1-MS3). Por otra parte, cada estación móvil puede soportar únicamente transmisión de portadora única (por ejemplo MS1), transmisión de múltiples portadoras a través de canales de frecuencia contiguos (por ejemplo MS2), o transmisión de múltiples portadoras a través de portadoras no contiguas (por ejemplo MS3). Para una estación móvil que soporta dos canales de frecuencia de 10 MHz contiguos (por ejemplo MS2), un ejemplo para implementar su hardware de transceptor es utilizar una única FFT de 2048 y un filtro de RF de ancho de banda de 20 MHz para transmitir señales de OFDMA de 2x10 MHz a través de dos canales de frecuencia adyacentes. Usando este método de implementación, las subportadoras solapadas siempre están alineadas y la estación móvil puede transmitir fácilmente señales de radio a través de las subportadoras de guarda entre los dos canales de frecuencia adyacentes.Figure 12 illustrates another example of the flexible transceiver architecture for supporting multiple carrier operation. For a BS serving base station, it supports all RF carriers to serve different mobile stations (MS1-MS3). On the other hand, each mobile station can only support single carrier transmission (eg MS1), transmission of multiple carriers through contiguous frequency channels (eg MS2), or transmission of multiple carriers through non-contiguous carriers (eg. example MS3). For a mobile station that supports two contiguous 10 MHz frequency channels (eg MS2), an example to implement its transceiver hardware is to use a single 2048 FFT and an RF filter of 20 MHz bandwidth to transmit signals of OFDMA of 2x10 MHz through two adjacent frequency channels. Using this implementation method, the overlapping subcarriers are always aligned and the mobile station can easily transmit radio signals through the guard subcarriers between the two adjacent frequency channels.

Aunque la presente invención se ha descrito en relación con ciertas realizaciones específicas para fines instructivos, la presente invención no está limitada a las mismas. Por consiguiente, pueden ponerse en práctica diversas modificaciones, adaptaciones y combinaciones de diversas características de las realizaciones descritas sin alejarse del alcance de la invención como se expone en las reivindicaciones. Although the present invention has been described in connection with certain specific embodiments for instructional purposes, the present invention is not limited thereto. Accordingly, various modifications, adaptations and combinations of various features of the described embodiments can be implemented without departing from the scope of the invention as set forth in the claims.

Claims (12)

REIVINDICACIONES 1. Un método, que comprende:1. A method, comprising: (a) alinear una pluralidad de subportadoras de guarda entre canales de frecuencia adyacentes en un sistema inalámbrico de OFDM de múltiples portadoras para compensar cualquier desplazamiento de frecuencia entre subportadoras de guarda solapantes, en el que se usan portadoras de frecuencia de radio adyacentes para llevar señales de radio transmitidas a través de los canales de frecuencia adyacentes;(a) aligning a plurality of guard subcarriers between adjacent frequency channels in a multi-carrier wireless OFDM system to compensate for any frequency shifts between overlapping guard subcarriers, in which adjacent radio frequency carriers are used to carry signals radio transmitted through the adjacent frequency channels; (b) identificar un número de subportadoras de guarda entre la pluralidad de subportadoras de guarda disponibles para transmisión de datos en una unidad de recursos físicos predefinida, en el que las subportadoras de guarda identificadas no solapan con subportadoras de datos normales de las señales de radio transmitidas a través de los canales de frecuencia adyacentes; y(b) identifying a number of guard subcarriers among the plurality of guard subcarriers available for data transmission in a predefined physical resource unit, in which the identified guard subcarriers do not overlap with normal data subcarriers of the radio signals transmitted through adjacent frequency channels; Y (c) reservar, cuando cada canal de frecuencia se transmite por un módulo de RF de múltiples portadoras separado correspondiente, la frecuencia de portadora de RF de cada canal de frecuencia como una subportadora NULA, o, como alternativa, reservar, cuando se transmiten varios canales de frecuencia mediante un módulo de RF de múltiples portadoras, la frecuencia de portadora de RF de dicho módulo de RF de múltiples portadoras como una subportadora NULA.(c) reserve, when each frequency channel is transmitted by a corresponding separate multiple carrier RF module, the RF carrier frequency of each frequency channel as a NULA subcarrier, or, alternatively, reserve, when transmitting several Frequency channels through a multi-carrier RF module, the RF carrier frequency of said multiple carrier RF module as a NULA subcarrier. 2. El método de la reivindicación 1, en el que las subportadoras de guarda identificadas se reservan originalmente para no transmisión de datos si no se alinean, y en el que las subportadoras de guarda identificadas son ortogonales a las subportadoras de datos normales.The method of claim 1, wherein the identified guard subcarriers are originally reserved for non-data transmission if they are not aligned, and wherein the identified guard subcarriers are orthogonal to the normal data subcarriers. 3. El método de la reivindicación 1, en el que se usa el mismo tamaño de unidad de recursos físicos para las subportadoras de guarda identificadas así como para subportadoras de datos normales.The method of claim 1, wherein the same physical resource unit size is used for the identified guard subcarriers as well as for normal data subcarriers. 4. El método de la reivindicación 3, en el que se usa el mismo patrón piloto para las subportadoras de guarda identificadas así como para subportadoras de datos normales.The method of claim 3, wherein the same pilot pattern is used for the identified guard subcarriers as well as for normal data subcarriers. 5. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente:5. The method of claim 1, further comprising: asignar subportadoras de guarda a utilizarse para transmisión de datos, en el que una señal de referencia se transmite periódicamente a través de las subportadoras de guarda utilizadas.assign guard subcarriers to be used for data transmission, in which a reference signal is transmitted periodically through the used guard subcarriers. 6. El método de la reivindicación 1, en el que las subportadoras de guarda identificadas se agregan en un canal de frecuencia subsidiario, y en el que una indicación de capa de MAC indica el soporte de transmisión de datos a través del canal de frecuencia subsidiario.The method of claim 1, wherein the identified guard subcarriers are aggregated into a subsidiary frequency channel, and wherein a MAC layer indication indicates the data transmission medium through the subsidiary frequency channel . 7. Un dispositivo (MS23, BS22) inalámbrico de múltiples portadoras, que comprende:7. A multiple carrier wireless device (MS23, BS22), comprising: una pluralidad de antenas, en el que cada antena está adaptada para recibir y transmitir señales de radio llevadas por portadoras de frecuencia de radio adyacentes y transmitidas a través de canales de frecuencia adyacentes en un sistema inalámbrico de OFDM de múltiples portadoras; y uno o más módulos (24, 25) de RF de múltiples portadoras acoplados a la pluralidad de antenas y adaptados para alinear un número de subportadoras de guarda solapadas de la señal de radio transmitida a través de los canales de frecuencia adyacentes para compensar cualesquiera desplazamientos de frecuencia entre dichas subportadoras de guarda solapadas, para identificar dichas subportadoras de guarda alineadas para transmisión de datos en una unidad de recursos físicos predefinida, en el que las subportadoras de guarda identificadas no solapan con subportadoras de datos normales de las señales de radio transmitidas a través de los canales de frecuencia adyacentes, y para reservar, cuando cada canal de frecuencia se transmite por un correspondiente módulo de RF de múltiples portadoras separado, la frecuencia de portadora de RF de cada canal de frecuencia como una subportadora NULA, o, como alternativa, para reservar, cuando se transmiten varios canales de frecuencia por un módulo de RF de múltiples portadoras, la frecuencia de portadora de RF de dicho módulo de RF de múltiples portadoras como una subportadora NULA.a plurality of antennas, wherein each antenna is adapted to receive and transmit radio signals carried by adjacent radio frequency carriers and transmitted through adjacent frequency channels in a multi-carrier OFDM wireless system; and one or more RF modules (24, 25) of multiple carriers coupled to the plurality of antennas and adapted to align a number of overlapping guard subcarriers of the radio signal transmitted through the adjacent frequency channels to compensate for any offsets. of frequency between said overlapping guard subcarriers, to identify said guard subcarriers aligned for data transmission in a predefined physical resource unit, in which the identified guard subcarriers do not overlap with normal data subcarriers of the radio signals transmitted to through the adjacent frequency channels, and to reserve, when each frequency channel is transmitted by a corresponding separate multiple carrier RF module, the RF carrier frequency of each frequency channel as a NULA subcarrier, or, alternatively , to reserve, when several frequency channels are transmitted by a Multi-carrier RF radio module, the RF carrier frequency of said multi-carrier RF module as a NULA sub-carrier. 8. El dispositivo inalámbrico de la reivindicación 7, en el que las subportadoras de guarda identificadas se reservan originalmente para no transmisión de datos si no están alineadas, y en el que las subportadoras de guarda identificadas son ortogonales a subportadoras de datos normales.The wireless device of claim 7, wherein the identified guard subcarriers are originally reserved for non-data transmission if they are not aligned, and wherein the identified guard subcarriers are orthogonal to normal data subcarriers. 9. El dispositivo inalámbrico de la reivindicación 7, adaptado para usar el mismo tamaño de unidad de recursos físicos para las subportadoras de guarda identificadas así como para subportadoras de datos normales.The wireless device of claim 7, adapted to use the same physical resource unit size for the identified guard subcarriers as well as for normal data subcarriers. 10. El dispositivo inalámbrico de la reivindicación 9, adaptado para usar el mismo patrón de piloto para las subportadoras de guarda identificadas así como para subportadoras de datos normales.The wireless device of claim 9, adapted to use the same pilot pattern for the identified guard subcarriers as well as for normal data subcarriers. 11. El dispositivo inalámbrico de la reivindicación 7, adaptado para transmitir periódicamente una señal de referencia a través de subportadoras de guarda asignadas que se utilizan para transmisión de datos. The wireless device of claim 7, adapted to periodically transmit a reference signal through assigned guard subcarriers that are used for data transmission. 12. El dispositivo inalámbrico de la reivindicación 7, adaptado para agregar las subportadoras de guarda identificadas en un canal de frecuencia subsidiario, y en el que una indicación de capa de MAC indica el soporte de transmisión de datos a través del canal de frecuencia subsidiario. The wireless device of claim 7, adapted to aggregate the identified guard subcarriers in a subsidiary frequency channel, and wherein a MAC layer indication indicates the data transmission medium through the subsidiary frequency channel.