CN102100103A - 无线通信系统中载波聚合的改进方法和设备 - Google Patents

Abstract

提供一种无线通信系统中载波聚合的改进方法和设备，其中至少聚合了两个正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM)载波，所述至少两个OFDM载波分别包含根据所述无线通信系统的副载波间隔分隔的副载波。根据设计方案，分配了频谱频率，使所述至少两个OFDM载波的副载波的位置按副载波间隔倍数彼此分隔。所述至少两个OFDM载波的传输也按照副载波间隔倍数彼此分开。且所述至少两个OFDM载波的传输是同步进行的。所述至少两个OFDM载波中至少有一个是与传统无线通信系统兼容的扩展式传统载波，其中所述扩展式传统载波是传统无线通信系统的传统载波，该载波至少增加了一个额外副载波。

Description

无线通信系统中载波聚合的改进方法和设备

技术领域

本发明的实施例涉及一种无线通信系统中至少两个正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM)载波的载波聚合的方法，其中，至少两个OFDM载波分别包含根据无线通信系统的副载波间隔分隔的副载波。

本发明的实施例还涉及一种无线通信系统中被安排用作至少两个OFDM载波的载波聚合的发射机，其中，至少两个OFDM载波分别包含根据无线通信系统的副载波间隔分隔的副载波。

本发明的实施例还涉及一种无线通信系统，这种系统使用根据本发明由载波聚合生成的聚合载波。

本发明的实施例还涉及一种计算机程序和一种计算机程序产品，用来执行本发明的方法。

背景技术

构建新的无线通信系统时，需要在原无线通信系统的基础上提高系统中的数据速率。由于需要不断提供新服务，因此对数据速率的要求就越来越高。同时，为了促使之前无线系统的用户购买新设备，如用户设备(User Equipment，简称UE)，每次启用新的无线通信系统或升级旧的系统时，应首先保证新系统或升级系统的向后兼容性。这种对系统要求的渐变也给用户留有足够的时间更换其设备。

本文档的发明实施例以第三代合作伙伴计划高级长期演进(Third Generation Partnership Project Long Term Evolution Advanced，简称3GPP LTE-Advanced)系统为例，因此不久前开始在3GPP中论述Advanced E-UTRA。但正如本领域技术人员所知晓的那样，本发明的实施例大体适用于所有采用多载波传输方式——如正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM)传输——的系统。

如3GPP中所述，LTE-Advanced系统应向后建立与第三代合作伙伴计划长期演进(Third Generation Partnership Project Long Term Evolution，简称3GPP LTE)系统兼容，且应符合国际电信联盟(International Telecommunication Union，简称ITU)对高级国际移动通信(International Mobile Telecommunication Advanced，简称IMT-Advanced)系统的要求。本文档中的术语LTE通常用来表示演进的全球陆地无线接入/演进的全球陆地无线接入网(E-UTRA/E-UTRAN)。相应地，本文档中的术语LTE-Advanced用来表示Advanced E-UTRA/Advanced E-UTRAN。对于LTE/LTE-Advanced，向后兼容性是指LTE用户设备(UE)将可以在LTE-Advanced系统中运作，3GPP也对这一术语进行了说明。同样地，“向后兼容”(或简称“兼容”)在此处以及整个文档中指的是传统系统设备(或称遗留系统，即较旧的系统)将可以在新确定的系统中工作。

一般来说，具有较高数据速率的新系统(如LTE-Advanced系统或类似系统)应当满足以下要求：

·向后与传统系统(如LTE系统或类似系统)兼容，

·新系统中的发射机复杂性较低(例如，低复杂性的LTE-Advanced发射机)，以及

·高频谱效率。

如上所述，向后兼容性应确保传统系统设备(如LTE UE)可以在新系统(如LTE-Advanced系统)中工作。这在启用新系统的初始阶段尤为重要，因为该阶段中新系统设备所占比例将远远小于传统系统设备所占比例。例如LTE-Advanced的初始阶段，在大多数用户尚未购买LTE-Advanced设备时，系统中LTE UE的数量将大于LTE-Advanced UE的数量。

此外，示例性IMT-Advanced和LTE-Advanced系统的特有功能是支持较高的数据速率，下行链路的数据速率几乎可达1Gbps。这必然需要较大的传输带宽，甚至可能高达100MHz。例如，LTE目前支持的可扩展性传输带宽最大为20MHz。由于需要为系统中的高数据速率提供更大的传输带宽，因此便出现传输带宽问题。

例如，LTE使用带有固定副载波间隔的OFDM调制，其可通过添加更多的副载波来提供可扩展性带宽。LTE中最小的时频资源以带宽为180kHz、持续时间为1ms的资源块表示。LTE中副载波的正常间隔为15kHz，载波频率光栅为100kHz。但还有一种模式下副载波间隔为7.5kHz。对于LTE，一般而言，较大的带宽有利于增加更多的资源块。但这需要对标准规范作出较大更改，例如控制信令方面，系统根据标准设计为假定将资源块的数量限定在110。

在LTE发展过程中，起初将UE最低可处理的最大带宽假定为10MHz。但这为系统设计带来若干问题，因此最终确认将UE可处理的传输带宽假定为20MHz。这些问题包括同步性、广播信道布局、切换测量以及UE占据系统带宽部分的能力。20MHz的UE可处理带宽最终解决了这些问题，但同时还针对使用两个单独的10MHz载波的可能性进行了讨论。

相应地，如果LTE-Advanced是基于可用系统带宽大于LTE UE传输带宽(即大于20MHz)这样一种解决方案，那么也会出现类似的向后兼容性问题，因为LTE UE的处理能力只有20MHz。因此首选另一种解决方案。

此外，较大的传输带宽需要较大的连续频谱分配，这通常很难实现。因此，为了将频谱使用率最大化，操作员需要聚合较小的频谱段，而这些频谱段可能不连续，甚至可能不在同一个频带上。这一操作有时也称频谱聚合。假定任何聚合频谱段粒度或位置均是不合理的，因为(举例来说)需要1层/2层(L1/L2)控制信令的相应支持。例如，目前LTE仅依赖由所采用的资源块数量直接定义的连续传输带宽。该数量被发送至UE。如此而来，使用LTE UE无法处理的较大的非连续传输带宽需要对L1/L2信令做出修改和/或扩展，同时会为系统设计带来问题。因此最好能找出其他解决方案。

综上所述，现有技术存在一个问题，那就是如何为新系统提供较大的传输带宽，以满足上述对兼容性、复杂性和频谱效率的要求。

发明内容

本发明实施例的一个目的在于，提供一种方法和设备用以解决上述问题。

本发明的实施例旨在提供一种载波聚合的方法和设备，以实现高的频谱效率和数据速率，同时实现低复杂性下的向后兼容性和可操作性。

根据权利要求1的特征部分，通过载波聚合方法来实现此目的，即通过以下步骤来实现：

-分配频谱频率，使至少两个OFDM载波的副载波的位置按副载波间隔倍数彼此分隔，以及

-在时间上同步传输至少两个OFDM载波，其中，

-所述至少两个OFDM载波中至少有一个是与传统无线通信系统兼容的扩展式传统载波，所述扩展式传统载波是传统无线通信系统的传统载波，该传统载波至少增加了一个额外副载波。

根据权利要求25的特征部分，还通过发射机来实现此目的，即通过包含以下部分的发射机来实现：

-一个分配实体，用来协助频谱频率的分配，使得至少两个OFDM载波的副载波的位置按副载波间隔倍数彼此分隔，

-一个同步实体，用于协助至少两个OFDM载波实现传输时间的同步，以及

-一个传输实体，用于协助至少两个OFDM载波的传输，其中

-所述至少两个OFDM载波中至少有一个是与传统无线通信系统兼容的扩展式传统载波，所述扩展式传统载波是传统无线通信系统的传统载波，该传统载波至少增加了一个额外副载波。

根据权利要求30的特征部分，还通过采用聚合载波的无线通信系统来实现此目的，即通过以下实体产生聚合载波：

-一个分配实体，用来协助频谱频率的分配，使得至少两个OFDM载波的副载波的位置按副载波间隔倍数彼此分隔，以及

-一个同步实体，用于协助至少两个OFDM载波实现传输时间的同步，其中

-所述至少两个OFDM载波中至少有一个是与传统无线通信系统兼容的扩展式传统载波，所述扩展式传统载波是传统无线通信系统的传统载波，该传统载波至少增加了一个额外副载波。

还通过一种计算机程序和一种包含计算机可读介质、可实施本发明中方法的计算机程序产品来实现此目的。

根据本发明的实施例，载波聚合的方法和设备之特点在于，同步副载波和传输OFDM载波时，OFDM载波(其中至少一个为扩展式传统载波)被聚合，从而实现了高的频谱频率。扩展式传统载波是通过增加副载波而得以扩展的传统载波。因此，在载波聚合中使用这些扩展式载波便可实现更高的数据速率和向后兼容性。而且，根据本发明，载波聚合可使用FFT运算生成传输信号，因此低复杂性的发射机便可执行载波聚合操作。

根据本发明的一个实施例，被聚合的OFDM载波通过单发射机发送。这是系统传输惯例，可以广泛运用。

根据本发明的一个实施例，被聚合的OFDM载波至少通过两个不同的发射机发送。此实施例适用于系统切换情况和多点传输，例如发射分集、网络多入多出(Multiple Input Multiple Output，简称MIMO)、空间复用等，其中，系统中的设备(如UE)接收来自多台发射机的信号。

根据本发明的一个实施例，所有被聚合的OFDM载波均为扩展式传统载波。由于各个扩展式传统载波均包含额外的副载波，因而此实施例实现了较高的数据速率。

根据本发明的一个实施例，至少有一个被聚合的OFDM载波为传统载波。因此，在所述至少两个OFDM载波中，除至少一个扩展式传统载波外，还包含至少一个传统载波。可以将扩展式传统载波与传统载波混合，这意味着可以根据(举例来说)系统中的数据速率要求来自定义传输。

根据本发明的一个实施例，额外副载波被添加至传统系统，使得扩展式传统载波与传统载波的中心频率相对称。

根据本发明的另一实施例，额外副载波被添加至传统系统，使扩展式传统载波与传统载波的中心频率不对称。

这些对称和不对称的扩展式传统载波随后被聚合在不同的组合中。这使得载波聚合颇具灵活性，且可以将额外副载波添加至扩展式传统载波，从而还可满足带外发射的不对称要求。据此实现了载波聚合，该聚合考虑到频谱的某些部分(例如，被聚合的OFDM载波之间)可以比频谱的其他部分(例如，载波聚合后的聚合载波末端)接收更多的带外发射。

根据本发明的一个实施例，聚合载波和/或扩展式传统载波的DC副载波不参与传输。这可在接收机接收传输信号时，减少其中本地振荡器的泄露问题。

在本发明的实施例总体理念的一次具体实施中，本发明的方法和设备可以在LTE-Advanced系统(相当于一般无线通信系统)中实施，将扩展式LTE载波(相当于一般扩展式传统载波)和/或LTE载波(相当于一般传统载波)聚合到LTE-Advanced载波(相当于一般聚合载波)中。

现参考某些优选实施例的附图，对本发明的典型实施例详情和聚合载波的优点进行阐释。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

图2为载波聚合的图示。

图3为非对称扩展式传统载波的图示。

图4为根据本发明方法的对称扩展式传统载波的图示。

图5为根据本发明方法的非对称扩展式传统载波的载波聚合的图示。

图6为混合了对称和非对称扩展式传统载波的载波聚合图示。

具体实施方式

根据本发明，在特定限制条件下使用一项被称为载波聚合的技术，实现了向后兼容性并提高了频谱利用率。根据本发明，该载波聚合在通用OFDM载波上完成，如下所述。但是，由于LTE-Advanced是可以实施本发明的系统中的一种，下文还针对LTE-Advanced的实施给出了一些示例。

根据本发明，对于LTE/LTE-Advanced示例，当使用载波聚合时，LTE-5Advanced信号频谱包含聚合的OFDM载波，所述聚合OFDM载波中至少有一个为扩展式LTE载波。此处以及整个文档所述的载波是指一组OFDM副载波。

根据本发明，LTE-Advanced可被看作是LTE的扩展。一个LTE UE一次可以存取一个单独的OFDM载波，而LTE-Advanced终端机可以同时发射和接收多个OFDM载波的频谱资源。因此LTE-Advanced系统在向后与LTE兼容的同时，还为LTE-Advanced UE提供了更高的比特率。

向后兼容则意味着，LTE-Advanced也需要使用100kHz载波频率光栅，采用同样的副载波间隔并支持180kHz资源块。在LTE中，资源块的多少决定着不同的传输带宽。LTE目前支持1.4、3、5、10、15和20MHz带宽，且所有LTE UE具有20MHz的带宽能力。

且LTE全载波是保持合理的系统复杂性和系统开销时聚合涉及的最小实体。以LTE为基础而自然完成的聚合也可以实现向后兼容性。而且，由于频谱为稀缺资源，将所有OFDM载波都用于LTE-Advanced UE的效率较低，因为并非系统中所有UE都是LTE-Advance UE。因此理想的情况是，LTE至少存取一些OFDM载波。

一般而言，在蜂窝OFDM无线通信系统中，由于带外频谱发射的特定限制，大部分的频谱被用作保护频带。例如，对LTE而言，20MHz载波的传输带宽相当于100个资源块，即18MHz。因此，2MHz的信道带宽被用作抑制带外发射的保护频带。需要用这一空间来保证将不对等的载波部署在20MHz外。但保护频带对系统的频谱效率也有影响。如本发明确认的那样，在OFDM系统中，副载波是正交的，如果两个OFDM载波相协调，可利用副载波进一步将OFDM载波间的保护带宽减至最小。这意味着如果聚合OFDM载波具有特定特征，那么用于保护带宽的频谱中的间隔可以大大减小。根据本发明，被聚合的OFDM载波的副载波应具有以下特性。副载波应：

●具有相同的副载波间隔，

●频率同步，从而使副载波频率的位置按副载波间隔(和载波频率光栅)倍数分隔，以及

●时间同步。

因此，应按照正在被聚合的OFDM载波的副载波定位方式为其分配频率，从而使它们按副载波间隔倍数分隔。此外，OFDM载波的传输也应保持时间同步。

图1为根据本发明，两个或多个OFDM载波的载波聚合方法的流程图。在第一个步骤中按OFDM载波的副载波定位方式执行频谱的频率分配，从而使它们按照副载波间隔倍数彼此分隔，即，执行频率同步。在方法的第二个步骤中，将OFDM载波的传输时间同步。根据本发明，至少一个OFDM载波是与传统无线通信系统兼容的扩展式传统载波。扩展式传统载波是通过向传统载波中添加一个或多个额外副载波而生成的，其中所述额外副载波已被加入用于传统系统保护频带的传统载波的频率中。

根据本发明，通过载波聚合方法可实现较高的频谱利用率，因为通过向这些频率添加额外的副载波，用于保护频带的频率被用于数据传输。下文对此进行了详细描述。

聚合OFDM载波的方法属性还保证了时频同步性，因此通过副载波正交基本实现了零副载波干扰。此外，聚合载波的信号可在一个OFDM块中生成(即，通过一个FFT运算)，从而产生了一个具有一条射频(Radio Frequency，简称RF)发射机链的低复杂性发射机。当然这只是本发明实施所涉及的一个问题。因此，实际上不需要通过一次FFT运算生成聚合载波的传输信号。只要它们同步便可。

此外，由于时频的同步性，聚合OFDM载波可以更加密集地分布，而这是改进频谱利用率的关键。为了实现高的频谱效率，时间同步精度最好处于循环前期的小部分内。

例如，在LTE-Advanced中，需将要聚合的OFDM载波的载波频率置于300kHz的栅格上，这样可确保这些载波频率按照15kHz副载波间隔的倍数分隔，且OFDM载波频率处于100kHz LTE光栅上。这是因为数字300是15和100的最小公倍数。因此，19800kHz和20100kHz是两个OFDM载波间的合适间隔。

图2显示了执行时间和频率同步的载波聚合。图中用两个LTE载波，LTE载波A和LTE载波B，被聚合至LTE-Advanced载波来说明载波聚合。

在图2中，两个LTE载波的频率间隔为f₂-f₀＝18.3MHz。这是位于300kHz栅格时，两个LTE载波间可以不重叠的最小距离。如本发明所确认的那样，由于此时两个LTE载波的宽均为18MHz且副载波间隔为15kHZ，因此可以在这两个LTE载波间加入19个额外副载波。额外副载波在图2中用虚线表示。所述19个副载波均可用于附加数据传输。因此，本发明的一个理念是使LTE载波A和LTE载波B在频率和时间上达到同步，从而完成额外的数据传输。

本发明利用这一理念生成扩展式载波，这种载波是通过向传统载波添加一个或多个额外副载波来实现的，聚合OFDM载波中至少有一个这样的扩展式载波，从而达到频率和时间的同步。

但是，如果图2中的两个LTE载波将相互独立(例如不同步)，那么LTE载波频率的间隔必须为20MHz，且可能无法在将带外发射保持在可接受范围的基础上利用额外副载波。独立LTE载波是不同操作符间的相关假设。但单独的操作符可以同步其LTE载波。

在图2的示例中，LTE载波间隔为18.3MHz，因而20MHz的LTE载波带剩余的频谱资源至少有1.7MHz。本发明发现这1.7MHz宽的频谱的全部或部分可用于数据传输，这无疑是有利的。

本发明在下文阐述的LTE情形基本适用于任何聚合了传统系统(此处相当于LTE系统)的扩展式传统载波(此处相当于扩展式LTE载波)的新型OFDM系统(此处相当于LTE-Advanced系统)，该聚合过程通过将额外副载波加入传统载波(相当于LTE载波)来完成。

根据本发明的载波聚合方法，至少聚合了两个OFDM载波，其中至少一个是扩展式传统载波。也可聚合两个以上的OFDM载波，且并非所有被聚合的OFDM载波都是扩展式传统载波。因此本发明的方法还适用于聚合任何数量的OFDM载波，其中一个或多个是扩展式传统载波，也有一个或多个不是扩展式传统载波。

根据本发明，时频同步极有可能增加频谱效率，其通过向频率中增加额外副载波(这起初是为保护频带而设计的)来实现。通过向传统载波(在LTE示例中为LTE载波)添加一个或多个额外副载波，生成扩展式传统载波(在LTE示例中为扩展式LTE载波)。从而提高了数据传输速率。

新系统的设备(LTE-Advanced UE)此时可使用扩展式载波的所有副载波，但传统系统的设备(LTE UE)仅可使用与原传统载波(LTE载波)相对应的副载波。且新系统的设备可使用多个OFDM载波(例如所有聚合OFDM载波)，而传统系统的设备仅可使用一个聚合OFDM载波。因此，包含一个传统载波和额外副载波的扩展式传统载波实现了与传统系统的向后兼容性，同时提高了频谱效率。

传统载波(LTE载波)是由其载波频率、信道结构和参考符号等确定的，这些是保证LTE UE功能的所有特征。额外副载波被加入LTE载波从而形成扩展式LTE载波，但并非必须支持这些LTE特征。相反，这些额外载波可用于LTE-Advanced特定功能和设计。因此，LTE UE可能无法解译扩展式LTE载波的额外副载波。但LTE UE仍可以在LTE-Advanced系统中工作，译为它可以解译扩展式LTE载波的LTE部分。

一般而言，根据本发明，无论LTE载波和扩展式LTE载波的尺寸(带宽)如何，LTE载波(即传统载波)是扩展式LTE载波(即通过向传统载波添加额外副载波而生成的扩展式传统载波)的一部分。因此扩展式LTE载波可以与LTE系统兼容，从而LTE UE可以在LTE-Advanced系统中工作。

根据本发明的一个实施例，LTE-Advanced的额外副载波通常被加入图2中LTE载波A的左侧和LTE载波B的右侧。

在LTE环境中，所定义的最小频率资源为180kHz资源块。也会出现这种情况，可以分配额外副载波的频带不是180kHz带宽的倍数。如果频谱带宽不是180kHz的倍数，也可以分配一部分资源块，使其也可以使用所有可用频带分配副载波。

具体而言，为传统载波的时间间隔-T_g≤t＜T_s定义的OFDM符号的基带信号(其中T_g是保护时间，T_g是符号时间)可如此生成：

$s\left(t\right)=\underset{k\∈I_L}{\mathrm{\Σ}}{X}_k{e}^{j2\mathrm{\π}\frac{k}{T_s}t}$ (方程式1)

其中，I_L是传统载波的副载波指数集，X_k是根据传统系统(如LTE)确定的调制符号。

对于扩展式传统载波，信号生成方程式如下：

$s\left(t\right)=\underset{k\∈I_L\∪I_B}{\mathrm{\Σ}}{X}_k{e}^{j2\mathrm{\π}\frac{k}{T_s}t}$ (方程式2)

其中，I_E是额外副载波的指数集，X_k是调制符号(对于k∈I_E，并非一定是根据传统标准确定的)。同样也要求额外副载波不与传统载波的副载波集相交，即

而且，根据本发明的不同实施例，扩展式传统载波可以与传统载波的中心频率对称或不对称。在本文档中，如果频谱中传统载波左右中心频率的副载波数量相同，则认为扩展式传统载波与相应传统载波的中心频率对称。相应地，如果频谱中传统载波左右中心频率的副载波数量不同，则认为载波与传统载波的中心频率不对称。

图3为根据本发明的一个实施例的一个非对称扩展式传统载波的示例。专用于LTE-Advanced的附加额外副载波(在图3中为黑色)被不对称地添加至传统载波中心频率f₀的周围，生成非对称扩展式传统载波。

图4描述了根据本发明，与传统载波的中心频率对称的扩展式传统载波。额外副载波在图中为黑色。

而且，根据本发明的一个实施例，这些扩展式传统载波被用于载波聚合。因此，扩展式传统载波必须达到时间和频率上的同步，且副载波必须置于正确的载波频率栅格。

图5和图6描述了根据本发明，适用于无数示例的载波聚合，其中，传统系统为LTE系统，新OFDM系统为LTE-Advanced系统。额外副载波在图中为黑色。

在图5和图6中，所有OFDM载波均为扩展式LTE载波。但如上所述，并非所有OFDM载波都必须是扩展式LTE载波。根据本发明，至少有一个被聚合的OFDM载波是扩展式LTE载波便可。此外，OFDM载波应在频率和时间上达到同步，以实现本发明的优点。

根据本发明，载波聚合涉及对称和非对称扩展式传统载波的混合。在图5和图6中有图示说明。

在图5中，两个非对称扩展式LTE载波被聚合，形成对称式LTE-Advanced载波。

在图6中，两个非对称扩展式LTE载波与一个对称扩展式LTE载波聚合，形成LTE-Advanced载波。

假定UE知晓传统载波的尺寸(即带宽)。例如，在LTE中，可用资源块的数量通过广播信道被发送至UE。LTE-Advanced UE还知晓其配置的传输带宽(即，相应扩展式LTE载波的带宽配置)。根据本发明的一个实施例，通过为允许的载波扩展数和载波聚合产生的聚合载波配置设置预定义规则来达到这一目的。根据本发明的这一实施例，这些规则为聚合载波的接收机(例如UE)所知。

根据本发明的另一实施例，通过向接收机发送有关此带宽配置的信息，来告知接收机(例如UE)聚合载波的配置。

对于下行和上行传输，由网络中的节点(例如eNodeB)决定载波聚合的配置方式。如上所述，这种配置要么被系统设备(如UE)知晓，要么被传送至该系统设备，因此设备可以接收和/或传输按照这种配置聚合的载波。

根据本发明的一个实施例，下行和上行的载波聚合配置有所不同。因此被用于下行传输的载波聚合不必与用于上行传输的载波聚合相同。这增加了系统的灵活性，在使下行和上行传输适应下行和上行传输的不同数据速率需求时，作用尤为明显。此外，对基带和RF实施而言，UE的复杂性要求尤其重要。因此适于使用UE复杂性要求较低的上行配置。

根据本发明的一个实施例，鉴于本地振荡器泄露，载波的直流(Direct Current，简称DC)副载波不用于传输。因此，对于扩展式传统载波或载波聚合产生的聚合载波，这些载波的基带等价表征DC副载波未被传输。不传输这些DC副载波的优点在于，减少了接收机接收传输信号时振荡器泄露的检测问题。以LTE/LTE-Advanced为例，根据本实施例，图1中的频率f₂和f₀未用于下行传输。而且出于同样的原因，也未采用LTE-Advanced载波的中心频率f₁进行传输。这样便可以通过单个FFT生成LTE-Advanced载波，为发射机复杂性带来积极作用。只使用一个FFT运算可以保证实施的低复杂性，并可以仅在发射机中使用一条射频(Radio Frequency，简称RF)链。因此图1中，当不使用DC副载波时，会有18个自由副载波可用于额外副载波的传输。

且LTE-Advanced载波的中心频率f₁会离开100kHz光栅。其结果是UE检测不到LTE-Advanced载波，因为UE只搜索100kHz光栅上的载波频率。但是，由于f₀和f₂均位于载波频率光栅上，可通过任何包含采集信道的LTE载波来存取LTE-Advanced载波。因此这不会成为系统中的问题。

根据本发明的一个实施例，载波聚合方法在下行发射机中执行，并用于下行传输。因此这时的OFDM载波被聚合在系统的节点服务设备中。对于蜂窝系统，例如LTE-Advanced系统，ODFM载波被聚合在基站(如eNodeB)中，且聚合载波被传输至系统中的移动台(如UE)。

根据本发明的一个实施例，对于下行传输，聚合载波是由从两台或多台发射机中传输的两个或多个OFDM载波聚合而成的。因此载波聚合是在载波从不同发射机发射时完成的，且两台发射机的传输时间是同步进行的。例如，在LTE-Advanced示例中，一个从第一eNodeB传输的OFDM载波与另一个从第二eNodeB传输的OFDM载波聚合。这在某些情形下非常有用，例如在系统切换时，一个UE正在接收从两台发射机(例如，一台服务信元发射机和一台目标信元发射机)传输的信号。根据本发明的此实施例，从服务信元传输的信号至少包含一个OFDM载波，从目标信元传输的信号至少包含一个OFDM载波，来自这两个信元的OFDM载波借此聚合。

根据本发明的一个实施例，载波聚合方法在上发射机中执行，并用于上行传输。因而此时OFDM载波被聚合在系统中的设备(如UE)中，且聚合的载波被用来传输至系统中的一个节点(如eNodeB)。

而且，根据本发明的一个实施例，在载波聚合中并非所有被聚合的OFDM载波均为扩展式传统载波(如扩展式LTE载波)，这在上文已有所阐述。因而产生了较高的数据效率。

此外，根据本发明的一个实施例，被聚合的OFDM载波中至少有一个是传统载波(即非扩展式传统载波)，比如正常的LTE载波。这使得载波聚合可以灵活地适应不同的数据速率需求和系统兼容性。

根据本发明的一个实施例，一个或多个额外副载波是无效的，即，不用于传输。因为至少有一个额外副载波无效，便可降低在接收机接收传输信号时，调节其接收链中的滤波器的风险。因此，至少保证一个额外副载波无效有利于接收器中(例如在UE中)滤波器的设计。

此外，根据本发明，载波聚合还适用于预编码OFDM技术，比如单载波频分多址(single Carrier Frequency Division Multiple Access，简称SC-FDMA)。在SC-FDMA系统中，方程式1中的X_k项相当于预编码调制符号。

一般而言，以上叙述的本发明方法的不同步骤可以组合或按任何合理顺序执行。当然如果要将本发明的一个步骤与另一步骤联合执行，那么前提条件是，该步骤中的频率分配、频率和时间同步性和载波聚合等方面必须满足要求。

此外，可以通过计算机程序来执行本发明的方法，该程序具有代码方法，当在计算机中运行时可促使计算机执行发明方法的步骤。计算机程序包含在计算机程序产品的计算机可读介质中。计算机可读介质基本上可由任何存储器组成，例如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)、可擦编程只读存储器(Erasable PROM，简称EPROM)、闪速存储器、电可擦编程只读存储器(Electrically Erasable PROM，简称EEPROM)或硬盘驱动器。

此外，还可在用来执行本发明方法的步骤的一台或多台发射机中实施本发明的方法。这种发射机包含一个分配实体、一个同步实体和一个传输实体。分配实体用来协助聚合的OFDM载波的副载波频谱频率的分配。频率的分配使OFDM载波的副载波的位置按所述副载波间隔的倍数彼此分隔。同步实体用来协助OFDM载波传输的时间同步。传输实体用来使聚合OFDM载波的传输。如上所述，根据本发明的方法，此时至少有一个OFDM载波是与传统无线通信系统兼容的扩展式传统载波。该扩展式传统载波是通过向传统无线通信系统的传统载波中至少加入一个额外载波来完成的。

根据本发明的一个实施例，一台发射机用来自主完成载波聚合。分配实体用来为被聚合的所有OFDM载波分配副载波。此外，同步实体和传输实体也被用来同步和传输被聚合的所有OFDM载波。

根据本发明的一个实施例，发射机用于下行传输，(举例来说)其位于LTE-Advanced系统的eNodeB。本文档中，eNodeB用来表示LTE-Advance系统中的一个节点，其与LTE系统中的eNodeB功能大体类似，即，作为基站。

根据本发明的一个实施例，发射机用于上行传输，且(举例来说)位于UE中。

此外，根据本发明的一个实施例，对于下行传输，来自于至少两台不同发射机的OFDM载波被聚合，发射机参与载波聚合。根据本发明的此实施例的发射机不同于上述发射机，因为此发射机包含一个同步实体，该实体用来使从该发射机传输的至少一个OFDM载波与至少一台其他下行发射机传输的至少一个其他OFDM载波达到传输时间的同步。所述发射机还包含一个分配实体，用来为从该发射机传输的至少一个OFDM载波分配副载波频率。所述发射机还包含一个传输实体，用来传输其为载波聚合提供的OFDM载波。

本发明还涉及一种无线通信系统，该系统可以操作通过本发明的载波聚合生成的上述聚合载波。所述无线通信系统包含一个分配实体和一个同步实体。这里的分配实体根据本发明的方法协助分配聚合OFDM载波的副载波频率。而同步实体用来使这些OFDM载波传输的时间同步。

上述本发明的发射机可用来执行本发明方法的任何步骤。

本领域的技术人员可比较下文阐述的典型实施例，对本发明中的载波聚合方法和设备作出修改。

Claims (30)

1.无线通信系统中至少两个正交频分复用载波的载波聚合方法，所述至少两个正交频分复用载波分别包含根据所述无线通信系统的副载波间隔分隔的副载波，

其特征在于以下步骤：

分配频谱频率，使所述至少两个正交频分复用载波的副载波的位置按所述副载波间隔的倍数彼此分隔，以及

使所述至少两个正交频分复用载波在时间上达到同步，其中，

所述至少两个正交频分复用载波中至少有一个是与传统无线通信系统兼容的扩展式传统载波，所述扩展式传统载波是所述传统无线通信系统的传统载波，该传统载波至少增加了一个额外副载波。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过载波聚合产生的聚合载波用于无线通信系统中的下行传输。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所有所述至少两个正交频分复用载波从单个发射机传输。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少两个正交频分复用载波从至少两个不同的发射机传输。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在系统切换时，所述至少两个正交频分复用载波中至少一个正交频分复用载波从服务信元发射机传输且至少一个正交频分复用载波从目标信元发射机传输。

6.根据权利要求2所述的方法，其中与所述用于下行传输的聚合载波的配置相关的信息被发送至所述无线通信系统的下行传输接收机。

7.根据权利要求2所述的方法，其中与所述用于下行传输的聚合载波的配置相关的信息被所述无线通信系统的下行传输接收机知晓。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，通过载波聚合产生的聚合载波用于无线通信系统中的上行传输。

9.根据权利要求8所述的方法，其中与所述用于上行传输的聚合载波的配置相关的信息被发送至所述无线通信系统的上行发射机。

10.根据权利要求8所述的方法，其中与所述用于上行传输的聚合载波的配置相关的信息被所述无线通信系统的上行发射机知晓。

11.根据权利要求2至8中任一权利要求所述的方法，其中所述用于下行传输的聚合载波与所述用于上行传输的聚合载波不同。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个额外副载波被添加至所述传统载波的至少一个频率群中，所述至少一个频率群被用作所述传统载波通信系统的保护频带。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个额外副载波被加入所述传统载波，使所述扩展式传统载波与传统载波的中心频率对称。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个额外副载波被加入所述传统载波，使所述扩展式传统载波不与传统载波的中心频率对称。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，至少一个但又并非所有所述至少一个额外副载波是无效的。

16.根据权利要求1所述的方法，其中所有所述至少两个正交频分复用载波是与所述传统无线通信系统兼容的扩展式传统载波。

17.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少两个正交频分复用载波除了包含所述至少一个扩展式传统载波外，还包含所述传统无线通信系统的一个传统载波。

18.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线通信系统是第三代合作伙伴计划高级演进的全球陆地无线接入网(Third Generation Partnership Project Advanced Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，简称3GPP E-UTRAN)。

19.根据权利要求1所述的方法，其中所述遗留无线通信系统是第三代合作伙伴计划演进的全球陆地无线接入网(Third Generation Partnership Project Advanced Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，简称3GPP E-UTRAN)。

20.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个扩展式传统载波的基带等价表征包括一个直流副载波，该直流副载波不用于传输。

21.根据权利要求1所述的方法，其中，通过载波聚合产生的聚合载波的基带等价表征包括一个直流副载波，该直流副载波不用于传输。

22.计算机程序，其特征在于代码方法，在计算机中运行该方法可促使计算机执行权利要求1至21中任一权利要求所述的方法。

23.计算机程序产品包含一个计算机可读介质和一个根据权利要求22所述的计算机程序，其中所述计算机程序包含于计算机可读介质中。

24.根据权利要求23所述的计算机程序产品，其中所述计算机可读介质由以下一个或多个物件组成：只读存储器、可编程只读存储器、可擦可编程只读存储器、闪速存储器、电可擦可编程只读存储器或硬盘驱动器。

25.一种无线通信系统中的发射机，所述下行发射机用于协助至少两个频分复用载波的载波聚合，所述至少两个正交频分复用载波分别包含根据所述无线通信系统的副载波间隔分隔的副载波，

其特征在于，所述下行发射机包括：

一个分配实体，用来协助频谱频率的分配，使所述至少两个正交频分复用载波的副载波的位置按所述副载波间隔的倍数彼此分隔，

一个同步实体，用于协助所述至少两个正交频分复用载波实现传输时间的同步，以及

一个传输实体，用于协助所述至少两个正交频分复用载波的传输，其中

所述至少两个正交频分复用载波中至少有一个是与传统无线通信系统兼容的扩展式传统载波，所述扩展式传统载波是所述传统无线通信系统的传统载波，该传统载波至少增加了一个额外副载波。

26.根据权利要求25所述的发射机，其中所述发射机用于自主完成所述载波聚合，其中：

所述分配实体用于分配所有所述至少两个正交频分复用载波的频谱频率，使所述副载波的位置按所述副载波间隔的倍数彼此分隔，

所述同步实体用于同步所有所述至少两个正交频分复用载波的传输，以及

所述传输实体用于传输所有所述至少两个正交频分复用载波。

27.根据要求25所述的发射机，其中所述发射机是上行发射机。

28.根据要求25所述的发射机，其中所述发射机是下行发射机。

29.根据权利要求28所述的发射机，其中所述发射机参与执行所述载波聚合，其中

所述分配实体用于分配所述至少两个正交频分复用载波中至少一个的副载波频谱频率，使所述副载波的位置按所述副载波间隔的倍数彼此分隔，

所述同步实体用于使所述至少两个正交频分复用载波中的所述至少一个与从至少一台其他下行发射机传输的所述至少两个正交频分复用载波中的至少一个其他载波达到传输时间的同步，以及

所述传输实体用于传输所述至少两个正交频分复用载波中所述至少一个载波。

30.一种使用聚合载波的无线通信系统，所述聚合载波由无线通信系统中至少两个正交频分复用载波的载波聚合生成，所述至少两个正交频分复用载波分别包含根据所述无线通信系统的副载波间隔分隔的副载波，

其特征在于，所述聚合载波由以下实体生成：

一个分配实体，用来协助频谱频率的分配，使所述至少两个正交频分复用载波的副载波的位置按所述副载波间隔的倍数彼此分隔，以及

一个同步实体，用于协助至少两个正交频分复用载波传输时间的同步，其中

所述至少两个正交频分复用载波中至少有一个是与传统无线通信系统兼容的扩展式传统载波，所述扩展式传统载波是所述传统无线通信系统的传统载波，该传统载波至少增加了一个额外副载波。

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