TW200828883A

TW200828883A - Bonding adjacent TV bands, sub-carrier allocation, data burst definition and spread OFDMA in a physical layer for IEEE 802.22 WRAN communication systems

Info

Publication number: TW200828883A
Application number: TW096135617A
Authority: TW
Inventors: Vasanth R Gaddam; Dagnachew Birru
Original assignee: Koninkl Philips Electronics Nv
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2008-07-01
Also published as: EP2070245A2; KR20090075668A; WO2008038207A3; US20090323610A1; WO2008038207A2; CN101517956A; JP2010505292A

Description

200828883 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】 • 本發明係關於用於IEEE 802.22無線局域網路（WRAN)系統之實體層（PHY)。更特定言之，本發明提供用於WRAN 系統之ΡΉΥ層的匯整相鄰電視頻帶。更特定言之，本發明 ^ 提供PHY之一些關鍵元素，諸如用於WRAN通信系統之頻、道匯整、副載波分配、資料叢發定義及展頻正交分頻多重存取（OFDMA)調變。 ⑩ 【先前技術】特許設立IEEE 802.22工作組以開發基於感知無線電之 PHY/MAC/air_interface的標準以用於由免許可執照之設備在分配至電視廣播服務之頻譜中基於非干擾性來使用。在此方面，工作組已發布徵求建議書（CFP)，其要求提交關於選擇初始802.22規格之技術的建議書。可使用標準之應用中的一者為在無線局域網路（WRAN)中。此服務針對藉由利用現存於此等人口稀少區域中之未用電視頻道而將寬 ^ 頻帶存取帶至農村及遠端區域。主要考慮在於免許可執照之設備（亦稱作用戶端裝備 (CPE))避免干擾現佔用頻寬的電視廣播、無線麥克風及公用安全系統。因此，效率高地及有效地使用未用的電視頻寬為用於WRAN之PHY空中介面的主要目標。 η WRAN系統之操作係基於由在控制CPE(使用者終端機）之射頻（RF)特性之普遍接受標準下操作的基地台（BS)提供之固定無線存取。預期CPE可容易地購自消費電子商店， 125025.doc 200828883 而無需經特許或註冊，其包括干擾感測且由使用者或由專業人員來安裝。預期CPE為基於低成本UHF-TV調諧器之 RF设備。CPE之RF特性為在BS之總控制下，但rf信號感測預期由基地台及在BS之控制下的CPE來完成。後者的集中控制允許BS在中心聚集電視感測資訊，且在系統位準處採取行動以避免干擾（例如，變頻）且較有效地利用未用電視頻譜（例如，匯整鄰近未用電視頻道）。因此’需要一種有效利用可用頻寬之無線ΡΗγ空中介面。【發明内容】本發明提供一種用於IEEE 802.22通信系統之PHY層的系統、裝置及方法，本發明包括： 1.空相鄰電視頻道之頻道匯整； 2 _副載波分配 a·不同頻道匯整選項之副頻道定義，及 b_副頻道内之導頻及資料載波分配； 3·資料叢發定義；及 4·展頻OFDMA調變。【實施方式】一般熟習此項技術者應瞭解提供以下描述以達成說明之目的且並非用於限制。熟習此項技術者瞭解存在屬於本發明之精神及隨附申請專利範圍之範疇内的許多變化。可自當前描述中省略已知功能及結構之不必要的細節以不使本發明變得模糊晦澀。 125025.doc 200828883 :Ran系統必須能夠最大化利用空的電視頻帶。針對此目心之-種方法為匯整未由現佔用頻寬者佔用（亦即，空）的相鄰電視頻帶。本發明提供—種系統、裝置及方法以用有利於實施之方式來匯整至多三個空的且相鄰電視頻道。本發明在三個以上頻帶可用於匯整時亦為適用的。在本發明中，在非鄰近頻道之頻譜之中的一組鄰近頻道可指派至每一MAC/PHY堆疊。此等鄰近頻道被"匯整"在一起以由系統800之CPE 600來使用。超訊框結構9〇〇可用於將CPE 600之存取提供至由BS 7〇〇匯整在一起的多個受限電視頻道。例示性地，無線網路8〇〇經調適以使用mac/ PHY· $指派及超訊框在VHF及/或電視頻帶中操作。在美國（及一些其他國家）中，其中電視頻道化為6 MHz，超訊框900可用以有效地匯整6 ΜΉζ(一個頻道）、12 MHz(兩個頻道）及18 ΜΗζ(三個頻道）等。因此，超訊框前 V碼及SCH之並行通信促進經由進入網路8〇〇(例如， WRAN小區801)之CPE 600來有效使用匯整頻道。當多個電視頻帶可用時（亦即，在靈活頻寬情況下），兩種方法在當前可用於正交分頻多工（〇FDM)/〇FDMA系統中以充分利用可用頻寬。在第一方法中，FFT週期（及符號週期）對於不同頻寬選項保持恆定。在此第一方法中，FFT大小不同以隨可用頻寬而改變。在第二方法中，FFT大小對於不同頻寬選項為固定的，且FFT週期（及符號週期）不同以隨可用頻寬而改變。本發明之較佳實施例使用第一方法。使FFT週期相對於 125025.doc 200828883 可變頻寬保持怪定提供實施優勢，諸如固定取樣率、簡單濾波方案等。固定FFT週期轉換為固定載波之間的間距。在OFDM/OFDMA系統中，基於符號率來確定載波之間的間距，該符號率又由頻道延遲展頻來確定。保護間隔（gi) 經規定以解決與傳輸頻道相關聯之典型延遲展頻。由本發明之較佳實施例提供的頻道匯整方案係基於固定 FFT週期及可變FFT大小且提供cpE設計之最大靈活性。可使用較低取樣率設計（僅使個頻帶）以減少cpE成本，或可使用較高取樣率設計以在操作期間提供組態靈活性。亦可疋義副載波分配方案以使得其相對於可用電視頻帶之數目而言可縮放。若僅有一個頻帶可用，則僅分配在一個頻帶之跨度内的彼等副載波。在較佳實施例中，對於兩個及三個頻帶之狀況應用類似程序。此分配方案使得BS 700能夠在額外頻帶可用時增加副頻道之數目，且同時此等副頻道中之每一者在所有頻帶上展頻，從而啟用頻率分集。CPE 600由其BS 700基於其通信需求來分配一副頻道或複數個副頻道。圖1A說明較佳副載波分配方案之實例，其中副頻道〗至4 在所有頻帶上展頻以達成頻率分集。圖1B說明單一頻道以及一組2個相鄰匯整頻道及一組3個相鄰匯整頻道之副頻道的編號。圖1C說明總頻寬分配策略，其中3個空頻道已由Bs 7⑽ 匯整且指派至MAC/PHY堆疊#1，且2個空頻道已由Bs 7〇〇匯整且指派至MAC/PHY堆疊#2。 125025.doc 200828883 根據以下在標題為"OFDMA副載波分配”之部分中所描述的2部分方案，將副載波分配至每一副頻道。在以下論述中，如圖9中所說明，假定phy包括超訊框 900、超訊框前導碼、超訊框控制標頭（SCH)及複數個訊框。亦假定訊框1〇〇〇、訊框前導碼1〇〇41及訊框控制標頭 (FCH)1004.2說明於圖1〇中。如圖1〇中所說明，每一該訊框1000包括由滑動共存時槽分離之下遊子訊框DS 1002及上遊子訊框US 1003。如圖9之超訊框結構9〇0中所示，BS 7〇〇之超訊框傳輸以超訊框前導碼400之傳輸開始，繼之以超訊框控制標頭 (SCH)。因為超訊框前導碼及SCH必須由所有cpE 6⑽接收及解碼，所以組成欄位包括/傳輸所有可用頻帶中之相同資訊。SCH包括關於超訊框9〇〇之剩餘部分之結構的資訊。在每一PHY超訊框900期間，BS 7〇〇管理關於其小區 801中之CPE 6〇〇的所有上游及下游傳輸。為了提供實施簡單性（尤其對於濾波器而言），較佳實施例之超訊框前導碼與SCH包括位於此等頻帶中之每一者中之頻帶邊緣處的額外保護頻帶。自頂向下的ΡΉΥ訊框結構1〇〇〇如圖中所說明，盆中 PHY訊框1 〇〇〇包括主要下游（DS)子訊框i 〇〇2及上游（us)子訊框1002。在較佳實施例中，此等兩個子訊框之間的邊界經5周適以有助於控制下游及上游容量且包含滑動共存時槽。 DS子訊框1002包括下游實體協定資料單元（DS ρΗγ 125025.doc -10- 200828883 PDU)1004，其具有為達成共存目的之可能競爭時槽。在較佳實施例中，存在單一 DS子訊框1002。下游PHY PDU 1004以用於ΡΉΥ同步之前導碼1004.1開始。前導碼1004.1 後繼之以FCH叢發1004.2，其規定叢發設定檔及緊接FCH 1004.2之後的一或若干個下游叢發的長度。

US子訊框1003包括欄位，其用於經排程用於初始化之競爭時槽、用於頻寬請求之競爭時槽、緊急共存情形通知，以及至少一 US PHY PDU，自不同CPE 600傳輸後者中的每一者。在上游CPE PHY叢發之前，BS 700可排程至多三個競爭窗：初始化窗-用於測距； BW窗一用於CPE 700以請求自BS 600進行US頻寬分配；及 UCS通知窗一用於CPE 700進行報告及與現佔用頻寬者之緊急共存情形。 OFDMA符號描述由傳輸器602、702發送之RF信號可在數學上表示為 SRF(t) = Re| nTsm ) exp(;2^c〇 1 』，等式1 其中Re(·)表示信號之實數部分，且ΛΓ為PPDU中之符號的數目，為OFDM符號持續時間，/；為載波中心頻率且“⑴ 為第η個符號之複基頻帶表示。 125025.doc -11 - 200828883 〜(〇之精確形式由„及符號為⑽還是仍之部分來確定。時域描述糟由採用長度nfft向量之逆傅立葉（Fourier)變換來產生時域信號。藉由採用星座映射器輸出且***導頻及保護音調來形成向量。在接收器601、701處，藉由使用傅立葉變換將時域信號變換為頻域表示。快速傅立葉變換（FFT)演异法較佳用以實施傅立葉變換及其逆傅立葉變換。假定TVft表示IFFT輸出信號之持續時間。藉由***持續時間之保護間隔rG/(如圖2中所說明）來形成ofdMA符號， «而產生符號持續時間。以下在揭示符號參數之部分中給出心灯、L⑽之特定值。BS確定此等參數且接著將資訊傳送至cpe。頻域描述在頻域中，就其副載波來定義OFDMA符號。副載波可分類為：1)資料副載波，2)導頻副載波，3)保護副載波及 4)空值（包括DC)副載波。該分類係基於副載波之功能性。 DS及US可具有副載波之不同分配。副載波之總數由 FFT/IFFT大小確定。圖3說明OFDMA符號（假定6 MHz電視頻帶）之頻域描述。除DC副載波以外，所有剩餘保護/空值副載波置放於頻帶邊緣處。保護副载波不載運任何能量。導頻副載波分配於頻寬上。導頻及資料副載波及其副頻道分配之精確位置由所使用之特定組態來確定。藉由清除在對應頻寬之外的副載波來產生符號之6 MHz及12 MIiz版本0 125025.doc •12- 200828883 在圖3中說明OFDMA信號之頻域描述。應注意，此為代表圖。副載波之數目及副載波之相對位置不與表2中所提供之符號參數一致。符號參數對於6 MHz、12 MHz及18 MHz之不同頻寬選項而言，載波之間的間距AF為固定的。此意謂餐數Tfft亦為固定 - 的。保護間隔持續時間TGI較佳為以下導出值中之一者：

Tfft/32、Tfft/16、"Γffτ/8及 Tffτ/4。 ⑩ 載波之間的間距AF = 3376 Hz TFFT =-= 296.209/^

AF 對於7 MHz及8 MHz電視頻帶之狀況而言，載波之間的間距經適當修改以產生與6 MHz電視頻帶狀況相同數目之副載波。在表1中給出對於保護間隔之不同值的OFDM符號持續時間。 ® 表1 :不同保護間隔之符號持續時間 GI=Tfft/32 GI=T|tfj/16 GI=Tffx/8 GI=Tfft/4 T s YM=T FFT+T GI 305.650 μ8 314.722 μδ 333.235 μ8 370.261 μ8 表2展示不同參數及其對於三個頻寬之值。表2 : 3個頻寬之OFDMA參數參數頻寬=18 MHz 頻寬=12 MHz 頻寬=6 MHz 载波之間的間距， AF(Hz) 3376 3376 3376 FFT週期，Tfft(M*s) 296.209 296.209 296.209 副載波之總數’ Nfft 6144 4096 2048 125025.doc -13- 200828883 保護副載波之數目， Nn(L,DC,R) 960 (480,1，479) 640 (320,1，319) 320 (160,1，159) 已用副載波之數目， Nt=Nd+Np 5184 3456 1728 資料副載波之數目， Νπ 4608 3072 1536 導頻副载波之數目， ΝΡ 576 384 192 信號頻寬(MHz) 17.501184 11.667456 5.833728 OFDMA副載波分配基於表2中定義之參數，存在32個副頻道，每一副頻道

具有處於6 MHz模式之54個副載波。對於12 MHz及18 MHz 而言，副頻道之數目分別為64及96。副頻道中之每一者具有48個資料副載波及6個導頻副載波。下游（DS)中之副載波分配在下游中，在兩個步驟中執行副載波分配。在第一步驟中，每一副頻道被分配具有以下標準之54個副載波且由等式2給出： 1) 副載波分配於頻寬上，及 2) 副載波索引表示鏡像

SubCarrier(ny k) = Nch x (k - 28) + (^-1) w -1，2,…， A: = 1，2,…，27

SubCarrier(n, k) = Nch x(k- 27) + (^-1) ’ 1，2，.··，Τν^3 k = 28,29,...,54 等式 2 其中π及A分別表示副頻道索引及副載波索引，且表示副頻道之數目，且對於單一電視頻帶、2個電視頻帶及3個電視頻帶而言分別等於32、64及96。在第二步驟中，在每一副頻道内識別6個導頻副載波。導頻副載波均一地分配於OFDMA符號上。符號中之每個 125025.doc -14· 200828883 第9副載波被指定為導頻副載波。表3提供32個副頻道之導頻副載波索引。表3亦提供定義為導頻之副頻道内的對應副載波號碼。以上定義之副載波分配用於DS中之所有欄位，但SCH除外。上游（US)中之副載波分配 4 第2步驟副載波分配亦用於us 1〇〇3。在第一步驟中，等式2用以在32個副頻道中之每一者中分配54個副載波。在第二步驟中’在每一副頻道内識別6個導頻副載波。以下等式定義在給定副頻道之54個副載波内之導頻副載波的位置：等式3

PilotSubCarrierInd(ny m) = 5 + (m -1) x 9 其中所€[1，2，...，6]為副頻道”中之導頻號碼。視情況可以比資料副載波高之功率（約3 dB)來傳輸上游傳輸中的導頻副載波。剩餘索引被指定為資料副載波。表3:對於DS而言在副頻道中之每一者中的導頻分配副頻道# 副頻道内之副載波# 副載波索引副頻道# 副頻道内之副载波# 副載波索引副頻道# 副頻道内之副載波 # 副載波索引副頻道# 副頻道内之副载波 # 副载波索引 1 1 -864 9 3 -792 17 5 -720 25 ,7 -648 -360 1 10 -576 9 12 -504 17 14 -432 25 16 1 19 •288 9 21 -216 17 23 -144 25 25 -72 — 1 36 288 9 34 216 17 32 1 144 25 30 72 1 45 576 9 43 504 17 41 1 432 25 39 360 648 1 54 864 9 52 792 17 50 720 25 48 2 8 -639 10 1 -855 18 3 -783 26 5 -711 2 17 -351 10 10 -567 18 12 -495 26 14 -423 «135 135 — 2 26 -63 10 19 -279 18 21 -207 26 23 2 29 63 10 36 279 18 34 207 26 32 125025.doc -15- 200828883

2 38 351 10 45 567 18 43 495 26 41 423 2 47 639 10 54 855 18 52 783 26 50 711 3 6 -702 11 8 -630 19 1 -846 27 3 -774 3 15 -414 11 17 -342 19 10 -558 27 12 -486 3 24 -126 11 26 •54 19 19 -270 27 21 -198 3 31 126 11 29 54 19 36 270 27 34 198 3 40 414 11 38 342 19 45 558 27 43 486 3 49 702 11 47 630 19 54 846 27 52 774 4 4 -765 12 6 -693 20 8 -621 28 1 -837 4 13 -477 12 15 -405 20 17 •333 28 10 -549 4 22 -189 12 24 -117 20 26 -45 28 19 -261 4 33 189 12 31 117 20 29 45 28 36 261 4 42 477 12 40 405 20 38 333 28 45 549 4 51 765 12 49 693 20 47 621 28 54 837 5 2 -828 13 ί -756 21 6 -684 29 8 -612 5 11 -540 13 13 -468 21 15 •396 29 17 -324 5 20 -252 13 52 -180 21 24 -108 29 26 -36 5 35 252 13 33 180 21 31 108 29 29 36 5 44 540 13 42 468 21 40 396 29 38 324 5 53 828 13 51 756 21 49 684 29 47 612 6 9 •603 14 2 -819 22 4 -747 30 6 -675 6 18 •315 14 11 -531 22 13 •459 30 15 -387 6 27 •27 14 20 -243 22 22 -171 30 24 -99 6 28 27 14 35 243 22 33 171 30 31 99 6 37 315 14 44 531 22 42 459 30 40 387 6 46 603 14 53 819 22 51 747 30 49 675 7 7 -666 15 9 -594 23 2 •810 31 4 -738 7 16 -378 15 18 -306 23 11 -522 31 1—3 -450 7 25 -90 15 27 -18 23 20 -234 31 22 -162 7 30 90 15 28 18 23 35 234 31 33 162 7 39 378 15 37 306 23 44 522 31 42 450 7 48 666 15 46 594 23 53 810 31 51 738 8 5 -729 16 7 -657 24 9 -585 32 2 -801 8 14 •441 16 16 -369 24 18 -297 32 11 -513 8 23 -153 16 25 -81 24 27 -9 32 20 -225 8 32 153 16 30 81 24 28 9 32 35 225 8 41 441 16 39 369 24 37 297 32 44 513 8 50 729 16 48 657 24 46 585 32 53 801 頻道編碼頻道編碼包括資料擾頻401、RS編碼（選用）402.1、迴旋編碼402.2、擊穿402.3、位元交錯403及星座映射404。圖4 說明強制性頻道編碼過程。參見圖1 〇，頻道編碼器處理控制標頭及PPDU 1004之PSDU部分。頻道編碼器不處理 PPDU之前導碼部分1004.1。為了達成頻道編碼之目的，如圖5中所說明，每一資料 •16- 125025.doc 200828883 叢發500.i被進一步細分成資料區塊500.i.j。經編碼之資料的每一區塊經映射且傳輸於副頻道上。在較佳實施例中，分散式副載波分配用以定義副頻道。在使用鄰近副載波分配之替代實施例中，經編碼之資料的多個區塊經映射且傳輸於多個副頻道上。星座映射及調變展頻OFDMA調變資料調變現參看圖4,位元交錯器403之輸出連續地輸入至星座映射器404。送至映射器404之輸入資料首先被分為 NCBPC(2、4或6)個位元之群，且接著轉換為表示qPSK、 16-QAM或64-QAM星座點之複數。根據格雷碼（Gray-coded) 星座映射來執行映射。複值數由調變相依之正規化因子KM0D來按比例調整。表4提供在此部分中定義之不同調變類型的KM0D值。在表5中概述對於不同星座類型之每區塊經編碼之位元數目（Ncbpb)及每區塊資料位元數目以及、’扁碼率組合。應注思，區塊對應於在單一副頻道中傳輸之資料。表4:調變相依之正規化因子 ^變類i Ncbpc Kmod QPSK "2 '~" Ι/λ/2 16-QAM 4 1/V10 64-QAM ' Ι/λ/42 表S:對於不同星座類型之每區塊經編碼之位元數目 (NCBPB)及每區塊資料位元數目（Ndbpb)以及編碼率組合 125025.doc -17- 200828883 星座類型編碼率 Ncbpb Ndbpb 0PSK 1/2 96 48 0PSK 3/4 96 72 16-QAM 1/2 192 96 16-QAM 3/4 192 144 64-QAM 1/2 288 144 64-QAM 2/3 288 192 64-QAM 3/4 288 216 64-OAM 5/6 288 240

展頻OFDMA

16x16矩陣用以展頻星座映射器404之輸出。用於不同組態之矩陣的類型由PHY模式參數來確定。為了達成展頻之目的，星座映射器404之輸出被分組為16個符號之符號區塊。因為每一資料區塊較佳產生48個符號，所以一資料區塊產生3個此等符號區塊。 .根據以下等式執行展頻 s = cx 其中X表示星座映射器輸出向量且給定為Χ=[Χ1， Τ S表示定義為*之展頻符號，且c表示展頻矩陣。舉例而έ ’在哈德瑪得（Hadamard)展頻之狀況下，表示哈德瑪得展頻矩陣且由以下等式給出 Η 一 Η、 2n-k j F -p Η 其中丑^[ι]且2 —ij。在選擇非展頻模式時，展頻矩陣為C=I16xl6，單位矩陣。 125025.doc 18- 200828883 導頻調變使用QPSK星座映射來映射導頻。展頻不用於導頻上。導頻被定義為

PrefA) k < 0, JLA： e pilot indices Sp(k)= — 0 其他及 c〇nJ ( Pref (-绝)）k > Q，旦Jc E： pilot indices

Sp(k)= — 0 其他

以下定義Pref。較佳藉由使用兩個長度_8191偽隨機序列產生器且藉由將此等序列之前5 184個位元分別映射至I及q分量形成 QPSK符號而產生。較佳偽隨機序列產生器之產生器多項式給定為

Xl3+Xu +Xx 0 +X9 +X5 +X3 + \ A Xl3+Xu+Xl0+l 用值0 100G 0000 0000來初始化偽隨機產生器。由第一產生器產生（且映射至I-分量上）之前32個輸出位元為0000 0000 0001 0110 0011 1001 1101 0100，且對應參考前導碼符號給定為 ΡμΗ-2592:2561)={-Η，-H，小j，·Η，_1+j，小j，_ l-j，-1+j，-l-j，-1-j，+l+j，-l-j，+l+j，+l-j，-l-j，_l+j，-Lj， + l+j，+l+j，+l+j，-l+j，-l-j，+H，+l-j，+l-j，-l-j，+1+j，-i+j，+H，-i+j，-i+j}。現參看圖7 ’說明BS 700之較佳實施例，其中藉由在由 125025.doc -19- 200828883 傳輸器模組702傳輸之超訊框900中包括對於BS 700之RF範圍内之所有CPE 600的請求，BS 700請求量測所佔用之頻譜。BS 700自CPE 600接收回應，該等回應由接收器模組 701處理且儲存於所佔用之電視頻譜記憶體704中。BS基於此等所儲存之量測來確定至多3個空的且相鄰電視頻道之電視頻道匯整，將匯整結果儲存於電視頻道匯整記憶體 705中，及基於所確定之電視頻道匯整來將用於電視頻道使用之指令發送至RF範圍内的CPE。量測請求、電視頻道匯整之確定及用於電視頻道匯整之指令由BS 700基於規則週期性而執行，且關於BS 700之RF範圍内的所有CPE之電視頻道匯整的重新指令可能基於相同的規則週期性以避免干擾現佔用頻寬者。現參看圖6，在CPE 600之較佳實施例中，接收器601包含處理模組601.1，其組合來自副頻道之對應符號且解碼 FCH 1004.2資料以確定訊框500.i中之接續欄位的長度。 CPE 600亦自BS 700接收由頻譜感測器處理模組603處理之量測所佔用之電視頻譜的請求、由傳輸器處理模組602· 1 袼式化且由傳輸器602在超訊框900中傳輸的回應。CPE 600經由接收器601在超訊框900中自BS 700接收關於將使用哪些電視頻道之指令，且將此等指令儲存於電視頻道匯整記憶體604中。其後，CPE 600使用匯整電視頻道進行傳輸及接收直至由BS 700另外指示。圖8說明根據本發明修改之WRAN 800部署組態，亦即，複數個重疊WRAN小區801，其每一者包括根據本發明修 125025.doc -20- 200828883 改/定義之WRAN BS 700及根據本發明修改/定義之至少一 WRAN CPE 600 〇儘管已說明及描述本發明之較佳實施例，但熟習此項技術者應瞭解本文中所描述之本發明之實施例為說明性的， - 且可在不脫離本發明之真實範疇的情況下進行各種變化及修改且均等物可被用來替代其元件。另外，在不脫離本發 " 明之中心範疇之情況下，可進行許多修改以使本發明之教示適合特定情形。因此，希望本發明並不限於為進行本發 _ 明所預期之最佳模式而揭示的特定實施例，而希望本發明包括屬於其隨附申請專利範圍之範轉的所有實施例以及所有實施技術。【圖式簡單說明】圖1A說明根據本發明之副載波分配方案的較佳實施例；圖1B說明不同數目之匯整電視頻道的副頻道編號方案；圖1C說明各種類型之同期頻道使用（包括頻道匯整）之實 • 例；圖2說明根據本發明之OFDMA符號格式；圖3說明OFDMA信號（假定6 MHz電視頻道）之頻域描 , 述；圖4說明頻道編碼過程； . 圖5說明將資料叢發分割成資料區塊；圖6說明根據本發明修改之CPE的方塊圖；圖7說明根據本發明修改之BS的方塊圖；圖8說明根據本發明之BS及CPE的WRAN系統； 125025.doc -21- 200828883

圖9說明一超訊框結構；及圖10說明一訊框結構。【主要元件符號說明】 400 超訊框前導碼 401 資料擾頻 402.1 R S編碼 402.2 迴旋編碼 402.3 擊穿 403 位元交錯、位元交錯器 404 星座映射、星座映射器 500.1 > 500.2 > 500.x 資料叢發 500.Ϊ 資料叢發 500丄 1、500丄2、資料區塊 500丄3、500.Lp-l、 5 0 0. i. p 600 用戶端裝備（CPE) 601 接收器 601.1 處理模組 602 傳輸器 602.1 傳輸器處理模組 603 頻譜感測器處理模組 604 電視頻道匯整記憶體 700 基地台（BS) 701 接收器模組 125025.doc -22- 200828883 702 704 705 800 801 900 - 1000 1002 _ 1003 1004 1004.1 1004.2 傳輸器模組所佔用之電視頻譜記憶體電視頻道匯整記憶體 WR AN通信系統 WRAN小區超訊框結構訊框下游（DS)子訊框上游（US)子訊框下游實體協定資料單元（DS PHY PDU) 訊框前導碼訊框控制標頭（FCH) 125025.doc -23-

Claims

200828883 十、申請專利範圍： 1. 一種基於一超訊框（900)之無線局域網路（WRAN)通信系統（800)，其包含：至少一 WRAN小區（801)，其包括： -一用以管理該WRAN小區（801)之基地台（BS) ' (700)，及 - -由該BS(700)管理之至少一用戶端裝備（CPE) (600);及 • 一基於該超訊框（900)之實體（PHY)層，其包括由該基地台（700)進行之一頻道匯整，以動態地匯整至多三個相鄰空的電視頻道，使得一 FFT週期保持恆定，而一對應 FFT大小隨所匯整頻道之數目而變化，其中，該BS(700)動態地調整該頻道匯整且基於其現佔用頻寬者之瞬時頻道佔用來重新分配該等副載波，且在該等經動態匯整之電視頻道的所有頻帶上同時傳輸之該超訊框（900)中將該調整及重新分配傳達至該至少一 ® CPE(600)〇 2. 如請求項1之系統（800)，其中該PHY層進一步包含一可縮放且動態副載波分配，其包括：一用於該等匯整頻道之副頻道定義；及一副頻道内之一導頻及資料載波分配，嘗其中，該副載波分配分散於該等匯整頻道之所有頻帶上 ^ 以達成頻率分集。 3·如請求項2之系統（800)，其中該PHY層進一步包含一資 125025.doc 200828883 料叢發定義，其使每一資料叢發（500.i)細分成資料區塊 (50(Ki.j)且經編碼資料的每一區塊映射及傳輸於一單一副頻道中。 4.如請求項3之系統（800)，其中該PHY層進一步包含一展頻OFDMA調變，使得一符號區塊包含16個符號且由一 16x16矩陣來展頻，且一資料區塊包含3個該符號區塊。 ‘ 5·如請求項4之系統（800)，其中由該BS(700)基於該至少一 CPE(600)之通信需求來分配至少一副頻道給該至少一 _ CPE(600)。 6·如請求項5之系統（800)，其中使用QPSK星座映射來映射一導頻且展頻不用於一導頻上。 7·如請求項6之系統（800)，其中該展頻矩陣為一哈德瑪得展頻矩陣。 8.如請求項7之系統（800)，其中對於一第一模式而言，每一頻道具有32個副頻道，且對於一第二模式及一第三模 ^ 式而言，副頻道之數目分別為64及96，每一副頻道具有 48個資料副載波及6個導頻副載波。 9· 一種在一基於一超訊框（900)之WRAN通信系統（800)中提 ^ 供一PHY層之方法，其包含以下步驟：提供至少一 WRAN小區（801)，其包括一用以管理該 e WRAN小區（801)之基地台（BS)(700)及由該BS(700)管理之至少一用戶端裝備（CPE)(600);及藉由該BS(700)執行以下步驟來提供一基於該超訊框 (900)之 PHY 層： 125025.doc 200828883 該BS(700)基於該CPE(60〇)之通信需求分配至少一副頻道，動態地匯整若干至多三個相鄰空的電視頻道以使侍一 FFT週期保持恆定，而一對應FFT大小隨所匯整之頻道的數目而變化；藉由執行以下步驟，以一可縮放及動態方式分配每一該等匯整頻道之副載波，使得該等經分配之副載波分散於該等匯整頻道之所有頻帶上以達成頻率分集： -在該等匯整頻道上定義副頻道， -在該等所定義之副頻道内分配導頻及資料載波，動態地調整該數目之匯整頻道且基於其現佔用頻寬者之瞬時頻道佔用來重新分配該等副載波；及在该等經動態調整及匯整之電視頻道的所有頻帶上同時傳輸之該超訊框（900)中將該經調整數目之匯整頻道及重新分配之副載波傳達至該至少一 CPE(600)。 10·如請求項9之方法，其中該所提供之ρΗγ層進一步包含一可縮放且動態副載波分配，其包括：一用於該等匯整頻道之副頻道定義；及一副頻道内之一導頻及資料載波分配，其中’該副載波分配分散於該等匯整頻道之所有頻帶上以達成頻率分集。 11·如睛求項1〇之方法，其中該所提供之ΡΗΥ層進一步包含一資料叢發定義，其中每一資料叢發（5〇〇 i)被細分成資料C塊（500·i.j)且經編碼之資料的每一區塊被映射及傳輸於一單一副頻道上。 125025.doc 200828883 12. 如請求項11之方法，其中該所提供之PHY層進一步包含一展頻OFDMA調變，使得一符號區塊包含16個符號且由一 16x16矩陣來展頻，且一資料區塊包含3個該符號區塊。 13. 如請求項12之方法，其進一步包含BS(700)基於該至少一 CPE(600)之該等通信需求分配至少一副頻道給該至少一 ‘ CPE(600)之步驟。 14. 如請求項13之方法，其進一步包含使用QPSK星座映射 • 來映射一導頻以使得展頻不用於一導頻上之步驟。 15. 如請求項14之方法，其中該展頻矩陣為一哈德瑪得展頻矩陣。 16. 如請求項15之方法，其中對於一第一模式而言，每一頻道具有32個副頻道，且對於一第二模式及一第三模式而言，副頻道之數目分別為64及96，每一副頻道具有48個資料副载波及6個導頻副載波。 17. —種用於一基於一超訊框（90Ό)之WRAN通信系統（8 〇〇)的 ⑩ 由一基地台（BS)(700)管理之用戶端裝備（CPE)(600)，其包含： — 一基於該超訊框（900)之PHY層，其包括一動態頻道匯整機制、一可縮放且動態副載波分配方案、一資料叢發定義及一展頻OFDMA調變；一接收器（601)，其包含一處理模組（601.1)，以自該基地台（700)接收在該等經動態匯整之電視頻道的所有頻帶上同時傳輸之該超訊框（900)，且將該超訊框（900)儲存 125025.doc -4- 200828883 於一匯整記憶體604中，該超訊框（900)包括 -一動態頻道匯整，其含有至多三個相鄰空的電視頻道’使得一 FFT週期保持悝定，而一對應大小隨所匯整之頻道的數目而變化，及 •一可縮放及動態副載波分配，其包括 a. —用於該等匯整頻道之副頻道定義，及 b· —副頻道内之一導頻及資料載波分配，使得該副載波分配分散於該動態頻道匯整之所有頻帶上以達成頻率分集；一傳輸器（602)，其包含一處理模組（6〇2·ι)，該處理模組（602.1)使用具有一被細分成資料區塊（5〇〇丄〗）之資料叢發（5 00 .i)的該ΡΗΥ層，使得經編碼之資料的每一區塊精此映射及傳輸於一單一副頻道中，其中，由該傳輸器（601)及該接收器（602)使用之該展頻 OFDMA調變使用一符號區塊定義，其包含由一 16><16矩陣展頻之16個符號，且一資料區塊包含3個該符號區塊。 18. 如請求項17之CPE(600)，其中該CpE(6〇〇)由該BS(7〇〇)基於該CPE(600)之通信需求來分配至少一副頻道。 19. 如請求項18之CPE(600)，其中使用QpSK星座映射來映射一導頻且展頻不用於一導頻上。 20. 如請求項丨9之CPE(600)，其中該展頻矩陣為一哈德瑪得展頻矩陣。 21_如請求項20之CPE(600)，其中對於一第一模式而言每 125025.doc 200828883 一頻道具有32個副頻道，且對於一第二模式及一第三模式而言，副頻道之數目分別為64及96，每一副頻道具有 48個資料副載波及6個導頻副載波。 22· —種用於一基於一超訊框（900)之WRAN通信系統（800)的作為WRAN小區（801)管理之基地台（BS)(700)，該WRAN 小區（801)包括至少一用戶端裝備（CPE)(600)，該基地台 (BS)(700)包含：一基於該超訊框（900)之PHY層，其包括一動態頻道匯整機制、一可縮放且動態副載波分配方案、一資料叢發定義及一展頻OFDMA調變；一傳輸器模組（702)，其用以格式化該超訊框（900)且在該等經動態匯整之電視頻道的所有頻帶上同時傳輸該超訊框（900)，該超訊框（900)包括 -一動態頻道匯整，其含有至多三個相鄰空的電視頻道，使得一 FFT週期保持恆定，而一對應FFT大小隨所匯整之頻道的數目而變化，及 -一可縮放及動態副載波分配，其包括 a. —用於該等匯整頻道之副頻道定義，及 b_ —副頻道内之一導頻及資料載波分配，使得該副載波分配分散於該動態頻道匯整之所有頻帶上以達成頻率分集，其中由該BS(700)基於該至少一 CPE(600)之一通信需求來分配至少一副頻道給該至少一 CPE(700);及一接收器模組（701)，其使用該PHY層以接收一超訊框 125025.doc -6 - 200828883 (900)，該超訊框（900)包括該至少一€?£(700)之該通信需求，其中，由該傳輸器（601)及該接收器（602)使用之該展頻 OFDMA調變使用一符號區塊定義，其包含由一 16x16矩陣展頻之16個符號，且一資料區塊包含3個該符號區塊。 ‘ 23·如請求項22之BS(700)，其中使用QPSK星座映射來映射一導頻且展頻不用於一導頻上。 • 24·如請求項23之BS(700)，其中該16x16矩陣為一哈德瑪得展頻矩陣。 25.如請求項24之BS(700)，其中對於一第一模式而言，每一頻道具有32個副頻道，且對於一第二模式及一第三模式而言，副頻道之數目分別為64及96，每一副頻道具有48 個貨料副載波及6個導頻副載波。

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