[发明专利]用于利用无线通信中的频谱资源的系统和方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及无线通信，并且更特别地涉及用于利用无线通信频谱的传输资源的系统和方法。

背景技术

逐步发展的电信界正不断地提供用于使能数据信息的可靠传输和接收的各种技术进步。当更多的数据的需要随着如视频电话性能、MP3下载、视频下载及其它这样的内容等多媒体数据服务的诱人的吸引力而增加时，对增加的通信带宽、通信链路可靠性及通信链路资源管理的需要也是如此。这些建立的需要特别地应用于无线通信地区，此后在任何支持无线通信的地理区域内，有限的或受限制的通信频谱资源在多个用户之中被共享。

无线通信系统通常使用除其他事项外的数据压缩、数据调制技术、协议及接入技术，用于利用/共享传输带宽。在允许多个用户终端例如手机、TV频道、WiFi设备、蓝牙设备等的无线通信领域中存在很多复用技术，以共享公共传输资源。这些共享的公共资源可包括除其他事项外的传输带宽或者射频频谱的一个或多个部分。

接入技术通过分配传输时间、传输频率或传输时间和传输频率两者，或者通过利用如独特的代码(例如：伪随机二进制序列)的其它技术，给各种用户提供通信信道，试图促进在各种用户之中的无线通信频谱的共享。现有的接入技术的一些例子为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)及正交频分复用(OFDM)。

由采用如FDMA、TDMA、CDMA及OFDM等接入技术的当前无线通信技术使用的RF信道通常被预先设计。也就是，信道或者在频率、时间或频率和时间中或者在频率和代码中被限定。原则上，通常，用户共享一段频谱并且当通信完成时将该频谱释放。例如，GSM在200kHz信道内容纳多于8个同时呼叫(每200kHz被分配8个时隙)，CDMA在所分配的带宽的每1.25MHz(其中64个沃尔什(Walsh)码被分配)容纳大约50个呼叫，而3GPP/UMTS可在5MHz频谱内同时容纳128个呼叫。图1A-1E示出这些已知的接入技术中的一些。

图1A示出在采用FDMA的系统中的频谱资源分配，其中频谱被分成较小的不相交频带(即，b₁-b₆)，其中每个表示通信信道(即，n₁-n₆)。在FDMA中，每个信道在整个时间使用频带。可使用FDMA的系统为例如TV和音乐广播系统。如在图1B中所示，为了避免相邻信道干扰FDMA系统使用防护频带。与FDMA相反，图1B还示出OFDM系统中的频谱的分配。OFDM使用很多副载波/单音以承载信息。与每个用户相关联的数据信息被编码到多个重叠的副载波/单音上。因为这些副载波/单音彼此是正交的，因此没有经历相邻信道干扰。然而，从频率分配的角度，重叠的副载波/单音促进在频谱利用率中的增加。使用OFDM的系统为例如802.11、802.16x、WiMAX、802.20、Wibro(韩国)3GPP LTE、UMB、DVB-T及DVB-H。图1C示出采用TDMA的系统中的频谱资源分配，其中每个信道(即，n₁-n₆)利用用于某一时间量(即，t₁-t₆)的整个频谱。图1D示出采用频率和时间两者复用的系统中的频谱资源分配，其中每个信道(例如，n₁)被分配用于某一时间量(例如，t₁)的某一频带(例如，f₁)。这样的频谱分配方法的采用包括将频率和时间映射(或平面图)分成矩形。GSM系统是利用频率和时间两者复用的那些中之一，如在图1D中所示出的。图1E示出采用CDMA的系统中的频谱资源分配，其中每个信道(即，c₁-c₆)具有独特的代码。如所示出的，所有的信道(例如，c₁-c₆)使用整个频谱(即，F)、整个传输时间(即，T)，并且每个单独的信道被分配功率的某一部分(即，P₁-P₆)。

为了使相邻信道保持很好地分离以避免/减小信道间的干扰，由这些接入技术所使用的承载波形的数据信息(即，载波信号)也被预先设计。例如，GSM使用类高斯波形，W-CDMA使用根升余弦(RRC)，并且OFDM使用矩形脉冲。因此，提供允许有效的频谱利用同时维持信道的完整性的承载波形的数据信息是非常可取的。

根据至少一个方面，用于利用在通信频谱内的传输带宽的新的系统和方法被提供。

发明内容