[发明专利]OFDMA系统中在发射时间间隔期间切换天线的方法和系统

说明书

相关申请

本申请涉及Mehta等共同提交的名称为“Method and System forAntenna Selection in Wireless Networks(无线网络中的天线选择方法和系统)”的美国申请No.(案号MERL-1883)，以引证方式将其并入于此。

技术领域

本发明总体上涉及OFDM无线网络，更具体地涉及在这种网络中对天线进行切换。

背景技术

全球移动通信系统(GSM)的第三代合作伙伴计划(3GPP)规范包括针对GPRS、EDGE以及W-CDMA的规范。物理层多址方案的当前工作假设是上行使用OFDMA，下行使用单载波FDMA(SC-FDMA)。OFDM下行中的子载波间隔是15kHz，最多存在2048个可用的子载波。下行数据信道上所支持的调制格式是QPSK、16QAM以及64QAM。

根据3GPP长期演进(LTE)，发射在时间上被划分为时长为0.5ms的时隙，以及时长1.0ms的子帧。一个无线帧为10ms长。基本发射单元是发射时间间隔(TTI)。1个TTI可为一个或更多个时隙。

在各时隙期间，发射多个OFDM符号。各时隙可包括导频音(pilottone)和用户数据。导频音使得能够在接收机处进行信道估计以进行数据解调、天线选择以及无线资源分配。通常，接收机将信道估计发送回发射机，随后发射机能够根据最佳信道来选择天线。在动态环境中，周期地进行信道估计和天线选择以适应变化的信道状况和移动台。

各OFDM符号以循环前缀(CP)开始。CP使得在无线信道中存在多径干扰时的符号间干扰(ISI)最小化。当所接收的信号的第一CP长度的时长被丢弃时，结果信号变为该数据与信道的循环卷积。只要信道中的多径色散小于CP时长，这就是成立的。因此，不存在子载波之间的干扰(即载波间干扰(ICI))。

LTE中的OFDMA结构

在3GPP TR 25.814v1.2.2″Physical Layer Aspects for EvolvedUTRA，″Release 7，March 2006中描述了基本上行发射方案，以引证方式将其合并于此。该方案是具有循环前缀的单载波发射(SC-FDMA)，以实现上行用户间正交使得在接收机处能够具有有效的频域均衡。这使得能够与下行OFDM方案具有相对高的通用性，并且能够重用相同的参数(例如时钟频率)。

天线选择

3GPP系统使用多输入、多输出通信(MIMO)。也就是说，发射机和接收机可使用天线阵列来增加空间性。尽管MIMO系统效果很好，但它们也增加了发射机和接收机中的硬件和信号处理复杂度、功耗以及部件大小。复杂度增加的一个主要原因是各接收天线元件都要求包括低噪声放大器、下变频器以及模数转换器在内的专用射频(RF)链；并且各发射天线元件都要求包括数模转换器、上变频器以及功率放大器在内的RF链。另外，对在空间复用方案中接收的信号的处理或者利用空时格码进行的处理要求其复杂度随着发射和接收天线元件的数量而增加(有时呈指数增加)的复杂接收机。