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CN1284317C - Ofdm发送和接收设备 - Google Patents

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CN1284317C
CN1284317C CNB021439257A CN02143925A CN1284317C CN 1284317 C CN1284317 C CN 1284317C CN B021439257 A CNB021439257 A CN B021439257A CN 02143925 A CN02143925 A CN 02143925A CN 1284317 C CN1284317 C CN 1284317C
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Abstract

OFDM发送和接收设备针对目标发送和接收设备发送和接收包含多个副载波的OFDM信号，该副载波由该目标发送和接收设备通过相应的预定传输信道发送，所述设备包括：接收从目标发送和接收设备发送的OFDM信号的接收单元；计算单元，被用来计算对应于接收的OFDM信号中包含的副载波的各个传输信道的信道响应特征数值，并且得到第一计算数值；第一比较单元，被用来比较第一计算数值和一预定阈值，计算包含高于该预定阈值的信道响应特征数值的副载波的数量与所有副载波的数量之间的比值，并且得到计算的比值；至少根据计算的比值设置传输条件的设置单元；和根据设置的传输条件发送OFDM信号的发送单元。

Description

OFDM发送和接收设备
对相关专利申请的交叉引用
本专利申请基于2001年9月28日提交的在先日本专利申请2001-303416，并且根据该专利申请要求优先权，这里参考引用了该专利申请的全部内容。
技术领域
本发明涉及用于发送OFDM(正交频分多路复用)信号的无线通信系统的OFDM发送和接收设备。
背景技术
在无线通信系统中，通常通过多路径发送信号，多路径是建筑物等等造成的电波反射的结果。因此接收信号发生畸变。畸变因地点和时间的不同而不同。在这样的无线传播环境中，通过改变例如调制形式、编码速率等等的传输条件，可以使数据传输的有效速率最大。通常，接收器访问已知基准信号或数据序列以得到接收信号强度或传输信道响应特征，并且接收器接着设置适用于传播环境的传输条件。
如果被发送信号是诸如OFDM信号的宽带信号，则多路径导致频率选择性衰减。在出现频率选择性衰减时，具有不同频率的OFDM信号副载波的强度互不相同。会出现具有良好接收特性的副载波和具有退化接收特性的副载波。由于存在具有退化接收信号特征的副载波，即使在所有副载波的平均接收信号强度或传输信道响应特征较高的情况下也非常可能发生错误。因此，即使选择适于副载波的平均传播环境的传输条件，该条件也不会显著改进有效数据传输速率。
如上所述，在传统OFDM发送和接收设备中，根据所有副载波的平均信号强度或传输信道响应特征设置传输条件。因此，如果存在具有退化接收信号特征的副载波，则在设定的传输条件下不能提高有效数据传输速率。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种OFDM发送和接收设备，该设备通过根据各个副载波的传输信道响应特征设置最优传输条件来提高有效数据传输速率。
为了实现该目的，根据本发明的第一方面，提供一种OFDM发送和接收设备，针对目标发送和接收设备发送和接收包含多个副载波的OFDM信号，该副载波由该目标发送和接收设备通过相应的预定传输信道发送，所述设备包括：接收从目标发送和接收设备发送的OFDM信号的接收单元；计算单元，被用来计算对应于接收的OFDM信号中包含的副载波的各个传输信道的信道响应特征数值，并且得到第一计算数值；第一比较单元，被用来比较第一计算数值和一预定阈值，计算包含高于该预定阈值的信道响应特征数值的副载波的数量与所有副载波的数量之间的比值，并且得到计算的比值；至少根据计算的比值设置传输条件的设置单元；和根据设置的传输条件发送OFDM信号的发送单元。
根据本发明的第二方面，提供一种OFDM发送和接收设备，针对目标发送和接收设备发送和接收包含多个副载波的OFDM信号，所述副载波包含相应的传输信道响应，所述设备包括：接收从目标发送和接收设备发送的OFDM信号的接收单元；计算单元，被用来计算对应于接收的OFDM信号中包含的副载波的各个传输信道的信道响应特征数值，并且得到第一计算数值；第一比较单元，被用来比较第一计算数值和一预定阈值，并且计算包含高于该预定阈值的信道响应特征数值的副载波的数量与所有副载波的数量之间的比值；生成单元，至少根据第一比较单元计算的比值生成传输条件设置信息，所述传输条件设置信息确定在目标发送和接收设备向OFDM发送和接收设备发送信息时目标发送和接收设备需要的传输条件；和向目标发送和接收设备发送传输条件设置信息的发送单元。
根据本发明的第三方面，提供一种OFDM发送和接收设备，针对目标发送和接收设备发送和接收包含多个副载波的OFDM信号，所述副载波包含相应的传输信道响应，所述设备包括：接收从目标发送和接收设备发送的OFDM信号的接收单元；计算单元，被用来计算对应于接收的OFDM信号中包含的副载波的各个传输信道的信道响应特征数值，并且得到计算的数值；比较单元，被用来比较计算的数值和预定阈值，并且计算包含高于预定阈值的信道响应特征数值的副载波的数量与所有副载波的数量之间的比值；集成单元，至少根据比较单元计算的比值集成传输条件设置指标的信息，在目标发送和接收设备向OFDM发送和接收设备发送信息时，所述传输条件设置指标被目标发送和接收设备用来设置传输条件；和向目标发送和接收设备发送传输条件设置指标的信息的发送单元。
附图说明
图1是图解基于本发明的第一实施例的OFDM发送和接收设备的模块图；
图2是图解基于本发明的第二实施例的OFDM发送和接收设备的模块图；
图3是图解基于本发明的第三实施例的OFDM发送和接收设备的模块图；
图4是图解基于本发明的第四实施例的OFDM发送和接收设备(发起设备)的模块图；
图5是图解基于本发明的第四实施例的OFDM发送和接收设备(目标设备)的模块图；
图6是图解基于本发明的第五实施例的OFDM发送和接收设备(发起设备)的模块图；
图7是图解基于本发明的第五实施例的OFDM发送和接收设备(目标设备)的模块图；
图8是图解基于本发明的第六实施例的OFDM发送和接收设备(发起设备)的模块图；
图9是图解基于本发明的第六实施例的OFDM发送和接收设备(目标设备)的模块图；
图10是图解基于本发明的第七实施例的OFDM发送和接收设备的模块图。
具体实施方式
下面参照附图说明基于本发明实施例的OFDM发送和接收设备。
在包含基站和移动终端的移动无线通信系统或无线LAN系统中，使用基于本发明实施例的OFDM发送和接收设备。各个OFDM发送和接收设备可以被安装在移动终端或基站中。当OFDM设备被安装在移动终端中时，目标发送和接收设备可以是被安装在基站或目标移动终端中的OFDM发送和接收设备。当OFDM设备被安装在基站中时，目标发送和接收设备被安装在移动终端或另一个基站中。
(第一实施例)
图1是图解基于本发明的第一实施例的OFDM发送和接收设备的模块图。在这种OFDM发送和接收设备中，设置用于向目标发送和接收设备发送OFDM信号的传输条件，其中将OFDM发送和接收设备(发起设备)接收的OFDM信号的强度，和OFDM信号的副载波的传输信道响应特征数值与预定阈值之间的比值用作传输条件设置指标。
下面描述用于从实施例的OFDM发送和接收设备(发起设备)向目标发送和接收设备发送OFDM信号的发送器结构。
发送数据序列10被输入到副载波调制器11，其中序列10被转换成多个正交副载波。副载波调制器11根据传输条件设置单元12设置的传输条件(例如调制形式、编码速率、分组长度和发送功率)生成各个副载波，后面会描述上述设置过程。
在IFFT(快速富立叶逆变换)单元13中对从副载波调制器11输出的各个副载波信号进行IFFT处理，结果各个副载波信号被转换成时变波信号。所得到时变波信号被输入到发送单元14。发送单元14将包含已知信号序列和保护时间的分组头加到各个时变波信号中，并且将所得到信号转换成模拟信号。在此之后，发送单元14对模拟信号进行频率转换以便与预定本振信号同步，从而生成RF频段OFDM信号(OFDM调制信号)。从天线15将这样生成的OFDM信号当作无线电波发射出去。发送单元14在必要时使用传输条件设置单元12设置OFDM信号的发送功率。
现在描述用于接收从目标OFDM发送和接收设备发送的OFDM信号的发起方发送和接收设备的接收器结构。
天线15接收从目标发送和接收设备发送的OFDM信号。天线15接收的RF频段OFDM信号被输入到接收单元16。接收单元16使用预定频率信号对接收的OFDM信号进行频率转换，从而产生基带信号。接收单元16接着对所得到信号进行模数转换、时间同步和频率同步。
从接收单元16输出、作为基带信号的接收OFDM信号被输入到FFT(快速富立叶变换)单元17。作为接收单元16中同步处理的结果，设置FFT单元17中使用的FFT窗口。FFT单元17在接收单元16中设置的FFT窗口的各个单元中执行FFT处理，从而产生接收副载波信号。副载波解调器18解调各个副载波信号，从而还原出与目标发送和接收设备发送的数据序列相同的接收数据序列19。
从接收单元16输出、具有模拟波或数字转换之后的数字波形式的接收OFDM信号被输入到接收信号强度测量单元20，其中测量接收信号的强度。指示测量信号强度的信息被输入到传输条件设置单元12。
FFT单元17的输出还被输入到传输信道响应计算单元21。通过使用FFT单元17的输出中包含的接收OFDM信号的各个副载波含有的分组头，传输信道响应计算单元21计算从目标发送和接收设备到发起方发送和接收设备的各个传输信道的传输信道响应特征，即响应特征。(各个副载波包含分组头和数据符号。)传输信道响应计算单元21获得的有关传输信道响应特征的信息被输入到副载波解调器18。
在副载波解调器18中，使用传输信道响应计算单元21计算的传输信道响应特征对FFT单元17的输出中包含的各个副载波的数据符号内含有的数据副载波进行畸变校正。因而解调了数据副载波。在这种情况下，作为数据符号中包含的已知副载波的导频载波可以被用来校正数据副载波的畸变。
有关传输信道响应计算单元21计算的传输信道响应特征的信息也被输入到副载波传输信道响应比较单元22。副载波传输信道响应比较单元22将被测量成各个副载波的传输信道特征的数值中的至少一个与预定阈值相比较，从而计算出其被测量成信道特征的数值高于预定阈值的副载波与所有副载波的比值A。被测量成信道特征的数值是振幅、功率和畸变(相位旋转度)数值。更具体地说，副载波传输信道响应比较单元22将振幅衰减、功率衰减或相位旋转数值等等用作阈值，即所有副载波的平均传输信道响应特征。然而不总需要副载波传输信道响应比较单元22将各个副载波的传输信道响应特征数值与阈值相比较。假如相邻副载波的传输信道响应特征相互类似，则可以将每几个副载波的至少一个传输信道响应特征数值与预定阈值相比较。
副载波传输信道响应比较单元22的输出，即指示其被测量成信道特征的数值高于阈值的副载波与所有副载波的比值A的信息被输入到传输条件设置单元12。通过将副载波传输信道响应比较单元22计算的比值A和接收信号强度测量单元20测量的接收信号强度用作传输条件设置指标，传输条件设置单元12设置传输条件。此外，传输条件设置单元12在必要时参考通信质量设置信息23设置传输条件。
传输条件可以是在作为发起设备的OFDM发送和接收设备发送OFDM信号时使用的调制形式、纠错编码的编码速率、分组长度和发送功率。根据其被测量成信道特征的数值高于阈值的副载波与所有副载波的比值A，和接收信号强度测量单元20测量的接收信号强度，传输条件设置单元12设置传输条件中的至少一个。下面更详细地描述在传输条件设置单元12中使用的传输条件设置方法。
                                 表格1
接收信号强度 ＜-70dBm ≥-70dBm，＜-50dBm ≥-50dBm
比值A ＜30％ ≥30％ ＜30％ ≥30％ ＜30％ ≥30％
调  制形式 BPSK QPSK BPSK QPSK BPSK 16QAM
编  码速率 r＝1/2 r＝1/2 r＝3/4 r＝3/4 r＝1/2 r＝1/2
表格1示出了实施例中使用的传输条件设置方法所使用的具体条件的例子。接收信号强度被分类成三个范围--小于-70dBm的范围，-70dBm到-50dBm的范围，和大于等于-50dBm的范围。其被测量成信道特征的数值高于阈值的副载波与所有副载波的比值A被分类成两个范围--小于30％的范围和大于等于30％的范围。这种分类允许使用适当的调制形式和编码速率。
在表格1所示的情况下，接收OFDM信号的强度越低，调制形式的噪声抑制能力就越高，并且编码速率就越低。更具体地说，BPSK(二进制相移键控)，QPSK(正交相移键控)和16 QAM(16正交振幅调制)可被用作调制形式，其中噪声抑制能力被表述如下：BPSK＞QPSK＞16QAM。因而，根据接收信号强度进行的调制形式和编码速率选择允许有稳定的通信质量和较高的有效传输速率。
此外，如果存在具有退化传输信道响应特征，即退化接收特性的副载波，通过将其被测量成信道特征的数值高于阈值的副载波与所有副载波的比值A增加成另一个传输条件设置指标，允许调制形式具有更高的噪声抑制能力，并且允许降低编码速率。这意味着即使退化的传播环境造成显著的频率选择性衰减，也可以提供稳定的通信质量，并且可以显著提高有效数据传输速率。
传输条件设置单元12也可以根据接收信号强度，或其被测量成信道特征的数值高于阈值的副载波与所有副载波的比值A设置分组长度或发送功率。在这种情况下，随着接收信号强度或比值A的降低，单元12降低分组长度或增加发送功率。这种方式可以提供与上述相同的优点。因而，通过将接收信号强度或比值A用作传输条件设置指标，足够将调制形式、纠错编码的编码速率、分组长度和发送功率中的至少一个当作传输条件来设置。
                                                  表格2
接收信号强度       ＜-70dBm     ≥-70dBm，＜-50dBm      ≥-50dBm
比值A ＜30％  ≥30％ ＜30％  ≥30％ ＜30％  ≥30％
PER＜10-2 调制形式 BPSK  BPSK BPSK  QPSK BPSK  QPSK
编码速率 r＝1/2  r＝1/2 r＝1/2  r＝1/2 r＝3/4  r＝3/4
PER≥10-2 调制形式 BPSK  QPSK BPSK  QPSK QPSK  16QAM
编码速率 r＝1/2  r＝1/2 r＝3/4  r＝3/4 r＝1/2  r＝1/2
表格2示出了实施例中使用的传输条件设置方法所使用的其它具体条件的例子。在这种情况下，在考虑到要求的通信质量以及接收信号强度和比值A的情况下设置传输条件(调制形式、编码速率等等)。
根据图1示出的通信质量设置信息23确定要求的通信质量。在表格2所示的情况下，根据分组差错率(PER)进行确定。PER被分类成两个范围--大于等于1％的范围和小于1％的范围。如表格2所示，随着所要求的PER的下降，通过使用具有高噪声抑制能力的调制形式或降低编码速率来满足要求的PER，从而增强了通信质量。
如上所述，根据传输条件设置指标--接收信号强度，其被测量成信道特征的数值高于阈值的副载波与所有副载波的比值A，和要求的通信质量中的两个或全部指标设置传输条件。然而可以通过将比值A单独用作传输条件设置指标来设置传输条件。
(第二实施例)
下面参照图2描述本发明的第二实施例。在图1和2中，类似的附图标记表示类似的单元。第二实施例的OFDM发送和接收设备与第一实施例的不同之处在于，在第二实施例的OFDM发送和接收设备中将图1示出的副载波传输信道响应比较单元22替代成导频载波传输信道比较单元24。
如第一实施例中所述，导频载波被用于各个副载波的数据副载波的畸变校正，所述导频载波是FFT单元17的输出中包含的数据符号所含有的已知副载波。因此，如果各个导频载波的接收特性发生退化，则各个副载波的接收特性也会退化。在第二实施例中，根据各个副载波的导频载波的接收特性设置传输条件，从而稳定通信质量并且提高有效数据传输速率。
传输传输信道响应计算单元21的输出中包含的、关于各个导频载波的传输信道响应特征的信息被输入到导频载波传输信道响应比较单元24。导频载波传输信道响应比较单元24将被测量成各个导频载波的传输信道响应特征的信道特征的数值中的至少一个与预定阈值相比较，从而计算出其被测量成信道特征的数值高于阈值的导频载波与所有导频载波的比值B。象第一实施例中的各个副载波的传输信道响应特征数值那样，被测量成信道特征的数值可以是振幅、功率和相位旋转数值。在这种情况下，导频载波传输信道响应比较单元24将振幅衰减、功率衰减或相位旋转数值等等用作阈值，即所有副载波或导频载波的平均传输信道响应特征。
导频载波传输信道响应比较单元24的输出，即指示其被测量成信道特征的数值高于阈值的导频载波与所有导频载波的比值B的信息被输入到传输条件设置单元12。通过将导频载波传输信道响应比较单元24计算的比值B和接收信号强度测量单元20测量的接收信号强度用作传输条件设置指标，传输条件设置单元12设置传输条件。此外，传输条件设置单元12在必要时参考通信质量设置信息23设置传输条件。
                                               表格3
接收信号强度      ＜-70dBm     ≥-70dBm，＜-50dBm       ≥-50dBm
比值B ＜50％  ≥50％  ＜50％  ≥50％  ＜50％  ≥50％
PER＜10-2 调制形式 BPSK  BPSK  BPSK  QPSK  QPSK  QPSK
编码速率 r＝1/2  r＝1/2  r＝3/4  r＝1/2  r＝1/2  r＝3/4
PER≥10-2 调制形式 BPSK  QPSK  QPSK  QPSK  QPSK  16QAM
编码速率 r＝1/2  r＝1/2  r＝1/2  r＝3/4  r＝3/4  r＝1/2
表格3示出了第二实施例的传输条件设置单元12中使用的传输条件设置方法所使用的具体条件的例子。象在表格1和2中示出的那样，接收信号强度被分类成三个范围--小于-70dBm的范围，-70dBm到-50dBm的范围，和大于等于-50dBm的范围。其被测量成信道特征的数值高于阈值的导频载波与所有导频载波的比值B被分类成两个范围--小于50％的范围和大于等于50％的范围。这种分类允许使用适当的调制形式和编码速率。
换言之，在实施例中，接收OFDM信号的强度越低，所使用的调制形式的噪声抑制能力就越高，并且编码速率就越低。结果，可以提供稳定的通信质量，并且可以提高有效数据传输速率。
此外，如果存在具有退化传输信道响应特征，即退化接收特性的导频载波，通过将其被测量成信道特征的数值高于阈值的导频载波与所有导频载波的比值B增加成另一个传输条件设置指标，允许调制形式具有更高的噪声抑制能力，并且允许降低编码速率。这意味着即使退化的传播环境造成显著的频率选择性衰减，也可以提供稳定的通信质量，并且可以显著提高有效数据传输速率。
此外，如表格3所示，使用PER定义所要求的通信质量。根据所要求的PER是不小于1％还是大于1％，可以改变传输条件。换言之，通过使用具有高噪声抑制能力的调制形式，或者通过降低编码速率，可以稳定通信质量。
传输条件设置单元12也可以根据接收信号强度，或其被测量成信道特征的数值高于阈值的导频载波与所有导频载波的比值B设置分组长度或发送功率。在这种情况下，由于接收信号强度或比值B被降低，单元12可以提供与前面降低分组长度或提高发送功率相同的优点。因而，通过将接收信号强度或比值B用作传输条件设置指标，足够将调制形式、纠错编码的编码速率、分组长度和发送功率中的至少一个当作传输条件来设置。
另外，在第二实施例中，根据传输条件设置指标--接收信号强度，其被测量成信道特征的数值高于阈值的导频载波与所有导频载波的比值B，和所要求的通信质量中的两个或全部指标，设置传输条件。然而可以通过将比值B单独用作传输条件设置指标来设置传输条件。
(第三实施例)
参照图3描述基于本发明第三实施例的OFDM发送和接收设备。在图1、2和3中，类似的附图标记表示类似的单元。通过合并第一和第二实施例获得第三实施例的OFDM发送和接收设备。
具体地，指示各个副载波的传输信道响应特征并且被包含在传输信道响应计算单元21的输出中的信息被输入到副载波传输信道响应比较单元22。类似地，指示各个导频载波的传输信道响应特征并且被包含在传输信道响应计算单元21的输出中的信息被输入到导频载波传输信道响应比较单元24。副载波传输信道响应比较单元22将被测量成各个副载波的传输信道特征的数值与第一阈值相比较，从而计算出其被测量成信道特征的数值高于第一阈值的副载波与所有副载波的比值。另一方面，导频载波传输信道响应比较单元24将被测量成各个导频载波的传输信道特征的数值与第二阈值相比较，从而计算出其被测量成信道特征的数值高于第二阈值的导频载波与所有导频载波的比值。
通过将副载波传输信道响应比较单元22和导频载波传输信道响应比较单元24分别计算的比值A和比值B，和接收信号强度测量单元20测量的接收信号强度用作传输条件设置指标，传输条件设置单元12设置传输条件。此外，传输条件设置单元12在必要时参考通信质量设置信息23设置传输条件。
                                             表格4
接收信号强度                 ＜-70dBm                 ≥-70dBm，＜-50dBm
比值A        ＜30％        ≥30％         ＜30％         ≥30％
比值B ＜50％  ≥50％  ＜50％  ≥50％  ＜50％  ≥50％  ＜50％  ≥50％
调制形式 BPSK  BPSK  BPSK  QPSK  BPSK  QPSK  QPSK  16QAM
编码速率 r＝1/2  r＝3/4  r＝1/2  r＝1/2  r＝3/4  r＝1/2  r＝1/2  r＝1/2
       (待续)
                      表格4
接收信号强度                ≥-50dBm
比值A       ＜30％        ≥30％
比值B ＜50％  ≥50％  ＜50％  ≥50％
调制形式 QPSK  QPSK  QPSK  16QAM
编码速率 r＝1/2  r＝3/4  r＝3/4  r＝3/4
表格4示出了第三实施例的传输条件设置单元12中使用的传输条件设置方法所使用的具体条件的例子。象在表格1、2和3中示出的那样，接收信号强度被分类成三个范围--小于-70dBm的范围，-70dBm到-50dBm的范围，和大于等于-50dBm的范围。象在表格1和2中那样，其被测量成信道特征的数值高于第一阈值的副载波与所有副载波的比值A被分类成两个范围--小于30％的范围和大于适于30％的范围。此外，象在表格3中那样，其被测量成信道特征的数值高于第二阈值的导频载波与所有导频载波的比值B被分类成两个范围--小于50％的范围和大于等于50％的范围。
根据上述分类，接收OFDM信号的强度越低，所使用的调制形式的噪声抑制能力就越高，并且编码速率就越低。结果，可以提供稳定的通信质量，并且可以提高有效数据传输速率。此外，如果存在具有退化传输信道响应特征，即退化接收特性的副载波和/或导频载波，通过将其被测量成信道特征的数值高于第一阈值的副载波与所有副载波的比值A，及其被测量成信道特征的数值高于第二阈值的导频载波与所有导频载波的比值B增加成其它传输条件设置指标，允许调制形式具有更高的噪声抑制能力，并且允许进一步降低编码速率。这意味着即使退化的传播环境造成显著的频率选择性衰减，也可以提供稳定的通信质量，并且可以显著提高有效数据传输速率。
                                          表格5
接收信号强度                ＜-70dBm                   ≥-70dBm，＜-50dBm
比值A        ＜30％        ≥30％         ＜30％         ≥30％
比值B ＜50％  ≥50％  ＜50％  ≥50％  ＜50％  ≥50％  ＜50％  ≥50％
PER＜10-2 调制形式 BPSK  BPSK  BPSK  BPSK  BPSK  BPSK  BPSK  QPSK
编码速率 r＝1/2  r＝1/2  r＝1/2  r＝3/4  r＝1/2  r＝3/4  r＝3/4  r＝3/4
PER≥10-2 调制形式 BPSK  BPSK  BPSK  QPSK  BPSK  QPSK  QPSK  16QAM
编码速率 r＝1/2  r＝3/4  r＝1/2  r＝1/2  r＝3/4  r＝1/2  r＝1/2  r＝1/2
     (待续)
                              表格5
接收信号强度                 ≥-50dBm
比值A       ＜30％        ≥30％
比值B ＜50％  ≥50％  ＜50％  ≥50％
PER＜10-2 调制形式 BPSK  QPSK  16QAM  16QAM
编码速率 r＝3/4  r＝1/2  r＝1/2  r＝1/2
PER≥10-2 调制形式 QPSK  QPSK  QPSK  16QAM
编码速率 r＝1/2  r＝3/4  r＝3/4  r＝3/4
表格5示出了第三实施例的传输条件设置单元12中使用的传输条件设置方法所使用的具体条件的例子。在这种情况下，如表格4所示，在考虑到所要求的通信质量，以及接收信号强度，其被测量成信道特征的数值高于第一阈值的副载波与所有副载波的比值A，及其被测量成信道特征的数值高于第二阈值的导频载波与所有导频载波的比值B的情况下，设置传输条件(调制形式、编码速率等等)。象在表格2和3中那样，根据PER确定所要求的通信质量。所要求的PER被分类成两个范围--大于等于1％的范围和小于1％的范围。随着所要求的PER的下降，通过使用具有高噪声抑制能力的调制形式或降低编码速率来满足要求的PER，从而增强了通信质量。
传输条件设置单元12也可以根据接收信号强度，其被测量成信道特征的数值高于第一阈值的副载波与所有副载波的比值A，和其被测量成信道特征的数值高于第二阈值的导频载波与所有导频载波的比值B设置分组长度或发送功率。在这种情况下，随着接收信号强度或比值A或B的降低，单元12降低分组长度或增加发送功率。这种方式可以提供与上述相同的优点。因而，通过将接收信号强度或比值A或B用作传输条件设置指标，足够将调制形式、纠错编码的编码速率、分组长度和发送功率中的至少一个当作传输条件来设置。
另外，在第三实施例中，根据传输条件设置指标--接收信号强度，其被测量成信道特征的数值高于第一阈值的副载波与所有副载波的比值A，其被测量成信道特征的数值高于第二阈值的导频载波与所有导频载波的比值B，和所要求的通信质量中的三个或全部指标，设置传输条件。然而，可以通过将比值A和B单独用作传输条件设置指标来设置传输条件。
现在描述本发明的其它实施例。
在第一至第三实施例中，根据从目标发送和接收设备发送到发起方发送和接收设备的OFDM信号获得传输条件设置指标(接收信号强度、比值A和B、及所要求的通信质量等等)，并且使用这些指标设置传输条件。第一至第三实施例适用于这样的情况，其中在从发起设备到目标设备的传输期间具有的传输信道响应特征与从目标设备到发起设备的传输期间具有的传输信道响应特征基本相同(例如，在发起和目标设备使用相同传输频段的情况下)。
另一方面，如果前一种传输信道响应特征与后一种传输信道响应特征不同，则根据从目标设备发送到发起设备的OFDM信号足够获得用于设置在从目标设备到发起设备的传输期间具有的传输条件的传输条件设置指标，从而设置了目标设备的传输条件。以后描述的第四至第六实施例便涉及这种情况。
(第四实施例)
图4是图解基于本发明第四实施例的OFDM发送和接收设备(发起设备)的模块图。通过修改图3示出的第三实施例获得该设备。在图3和4中，类似的附图标记表示类似的单元。第四实施例与第三实施例的不同之处仅在于，在第四实施例中，图3的传输条件设置单元12被传输条件设置信息生成单元31替代，并且作为单元31的输出的传输条件设置信息被输入到发送单元14。
传输条件设置信息生成单元31将接收信号强度测量单元20，副载波传输信道响应比较单元22和导频载波传输信道响应比较单元24的输出当作传输条件指标输入。根据输入的传输条件设置指标，单元31通过与第三实施例的传输条件设置单元12执行的过程相同的过程，获得当目标发送和接收设备向实施例的OFDM发送和接收设备(发起设备)发送信号时使用的传输条件(调制形式、编码速率、分组长度和发送功率等等)。根据获得的传输条件，传输条件设置信息生成单元31产生传输条件设置信息以便允许目标设备设置其传输条件。这样产生的传输条件设置信息通过发送单元14被发送到目标发送和接收设备。目标设备接着根据发送的传输条件设置信息设置传输条件。
图5图解了作为基于本发明第四实施例的目标设备的OFDM发送和接收设备。从图4示出的OFDM发送和接收设备发送的传输条件设置信息通过天线15和接收单元16被输入到传输条件设置单元32。根据输入的传输条件设置信息，传输条件设置单元32设置副载波调制器11的调制形式和/或编码速率，及发送单元14的发送功率。
如上所述，在第四实施例中，被合并到图4的发起方发送和接收设备中的接收信号强度测量单元20，副载波传输信道响应比较单元22和导频载波传输信道响应比较单元24获得传输条件设置指标，以便允许目标发送和接收设备向发起方OFDM发送和接收设备发送信号。根据传输条件设置指标，传输条件设置信息生成单元31产生传输条件设置信息以便允许目标发送和接收设备设置其传输条件。发送单元14向图5的目标发送和接收设备发送所产生的传输条件设置信息。目标发送和接收设备接着根据发送的传输条件设置信息设置传输条件。
于是，目标发送和接收设备不执行产生用于设置传输条件的传输条件设置信息的操作。换言之，通过发起方发送和接收设备产生传输条件设置信息。
因此，即使从发起设备到目标设备的传输期间具有的传输信道响应特征不同于从目标设备到发起设备的传输期间具有的传输信道响应特征，目标设备也可以设置最优的传输条件，并且因此获得与第三实施例中相同的优点。
换言之，由于图4的发起方发送和接收设备接收的信号的强度被降低，图5的目标发送和接收设备通过使用具有更高噪声抑制能力的调制形式或降低编码速率，可以提供稳定的通信质量。结果，可以提高目标设备的有效数据传输速率。此外，如果存在具有退化传输信道响应特征，即退化接收特性的副载波和/或导频载波，通过将其预定特征数值高于第一阈值的副载波与所有副载波的比值A，及其被测量成信道特征的数值高于第二阈值的导频载波与所有导频载波的比值B增加成传输条件设置指标，允许调制形式具有更高的噪声抑制能力，并且允许进一步降低编码速率。这意味着即使退化的传播环境造成显著的频率选择性衰减，也可以提供稳定的通信质量，并且可以显著提高有效数据传输速率。
另外，在第四实施例中，象在第三实施例中那样，根据传输条件设置指标--接收信号强度，其被测量成信道特征的数值高于第一阈值的副载波与所有副载波的比值A，其被测量成信道特征的数值高于第二阈值的导频载波与所有导频载波的比值B，和所要求的通信质量中的三个或全部指标，设置传输条件。然而，可以通过将比值A和B单独用作传输条件设置指标来设置传输条件。
(第五实施例)
图6图解了基于本发明第五实施例的OFDM发送和接收设备(发起设备)。通过修改图4示出的第四实施例获得该设备。在图4和6中，类似的附图标记表示类似的单元。第五实施例与第四实施例的不同之处仅在于，在第五实施例中，传输条件设置信息生成单元31的输出没有被输入到发送单元14，而是被输入到副载波调制器11。
图7图解了作为基于本发明第五实施例的目标设备的OFDM发送和接收设备。在图5和7中，类似的附图标记表示类似的单元。图7与图5的结构的不同之处仅在于，在图7的配置中，从副载波解调器18的输出中提取传输条件设置信息(该处理对应于图6的发起设备执行的处理，在图6的处理中传输条件设置信息被输入到副载波调制器11)，并且传输条件设置信息被输入到传输条件设置单元32。
如上所述，可以通过副载波调制器11和副载波解调器18发送传输条件设置信息。这种方式可以提供与第四实施例相同的优点。
(第六实施例)
图8图解了基于本发明第六实施例的OFDM发送和接收设备(发起设备)。通过修改图3的的第三实施例获得该设备。在图3和8中，类似的附图标记表示类似的单元。第六实施例与第三实施例的不同之处仅在于，在第六实施例中，图3的传输条件设置单元12被传输条件设置指标信息集成单元41替代，并且作为单元41的输出的传输条件设置指标信息被输入到发送单元14。
传输条件设置指标信息集成单元41将接收信号强度测量单元20，副载波传输信道响应比较单元22和导频载波传输信道响应比较单元24的输出作为传输条件设置指标输入来输入，并且合成它们。这样产生的传输条件设置指标信息通过发送单元14被发送到目标发送和接收设备。目标设备根据发送的传输条件设置指标信息设置传输条件。
图9图解了作为基于本发明第六实施例的目标设备的OFDM发送和接收设备。当必要时，从图8示出的OFDM发送和接收设备发送的传输条件设置指标信息通过天线15和接收单元16被输入到传输条件设置指标信息分离单元42。根据输入的传输条件设置指标信息，单元42通过与第三实施例的传输条件设置单元12执行的方式相同的方式，设置用于向OFDM发送和接收设备(发起设备)发送信号的传输条件(调制形式、编码速率和发送功率等等)。根据获得的传输条件，传输条件设置指标信息分离单元42生成传输条件设置信息以便允许目标设备设置其传输条件。此后，传输条件设置指标信息分离单元42向传输条件设置单元43输出传输条件设置信息。传输条件设置单元43根据输入的传输条件设置信息设置传输条件。具体地，传输条件设置单元43将副载波调制器11的调制形式或编码速率，及发送单元14的发送功率当作传输条件来设置。
如上所述，在第六实施例中，图8的发起方发送和接收设备的发送单元14向图9的目标发送和接收设备提供传输条件设置指标信息，以便允许目标设备设置被用来发送信号的传输条件，所述信息指示被合并到图8的发起方发送和接收设备中的接收信号强度测量单元20，副载波传输信道响应比较单元22和导频载波传输信道响应比较单元24的输出。目标设备根据接收的传输条件设置指标信息设置传输条件。这意味着即使从发起设备到目标设备的传输期间具有的传输信道响应特征不同于从目标设备到发起设备的传输期间具有的传输信道响应特征，目标设备也可以设置最优传输条件。于是，目标发送和接收设备可以提供与第四或第五实施例相同的优点。
在第六实施例中，从发起设备发送到目标设备的信息不是传输条件设置信息，而是传输条件设置指标信息。传输条件设置指标信息的数据量小于传输条件设置信息的数据量。因此，由于在第六实施例中从发起设备向目标设备发送的发送数据量小于第四和第五实施例，第六实施例比第四和第五实施例更加有利。
在第六实施例中，象在第四或第五实施例中那样，根据传输条件设置指标--接收信号强度，其被测量成信道特征的数值高于第一阈值的副载波与所有副载波的比值A，其被测量成信道特征的数值高于第二阈值的导频载波与所有导频载波的比值B，和所要求的通信质量中的三个或全部指标，设置传输条件。然而，通过将单独的比值A或B，或者比值A和B用作传输条件设置指标，可以设置传输条件。
(第七实施例)
图10图解了基于本发明第七实施例的OFDM发送和接收设备。通过合并图3和9的OFDM发送和接收设备的功能来实现该设备。具体地，传输条件设置指标信息分离单元51被加到图3的OFDM设备中。此外，提供传输条件设置单元，其功能是通过将被合并到发起设备中的接收信号强度测量单元20，副载波传输信道响应比较单元22和导频载波传输信道响应比较单元24的输出用作传输条件设置指标信息，设置发起设备的传输条件。单元52还具有这样的功能，即根据从目标发送和接收设备发送并且被传输条件设置指标信息分离单元51分离出的传输条件设置指标信息，设置发起设备的传输条件。
在第七实施例中，如果从发起方发送和接收设备到目标发送和接收设备的传输期间具有的传输信道响应特征与从目标设备到发起设备的传输期间具有的传输信道响应特征基本相同，则象在第三实施例中那样，通过将接收信号强度测量单元20，副载波传输信道响应比较单元22和导频载波传输信道响应比较单元24的输出用作传输条件设置指标信息来设置发起设备的传输条件。
另一方面中，如果从发起方发送和接收设备到目标发送和接收设备的传输期间具有的传输信道响应特征不同于从目标设备到目标设备的传输期间具有的传输信道响应特征，则象在图9的基于第六实施例的目标设备，或图10的基于第七实施例的设备中那样，根据从目标设备发送的OFDM信号设置发起设备的传输条件。换言之，传输条件设置单元52根据传输条件设置指标信息分离单元51分离的传输条件设置指标信息设置发起设备的传输条件。
于是，在第七实施例中，不管发起和目标设备之间传输信道响应特征是否相同，均可以设置最优传输条件。此外，由于对第七实施例的修改，通过将其被测量成信道特征的数值高于第一阈值的副载波与所有副载波的比值A或其被测量成信道特征的数值高于第二阈值的导频载波与所有导频载波的比值B，或者比值A和B用作传输条件设置指标，可以设置传输条件。
通过上述结构，可以根据各个传输信道的传输信道响应特征设置传输条件，从而提高了有效数据传输速率。
本领域的技术人员会很容易地想到其它优点和修改。因此，本发明的范围不仅限于图中示出和这里描述的具体细节和典型实施例。因此，在不偏离如所附权利要求书及其等同描述限定的总的发明概念的构思或范围的前提下，可以进行各种修改。

Claims (20)

1.一种OFDM发送和接收设备，针对目标发送和接收设备发送和接收包含多个副载波的OFDM信号，该副载波由该目标发送和接收设备通过相应的预定传输信道发送，所述设备包括：
接收从目标发送和接收设备发送的OFDM信号的接收单元；
计算单元，被用来计算对应于接收的OFDM信号中包含的副载波的各个传输信道的信道响应特征数值，并且得到第一计算数值；
第一比较单元，被用来比较第一计算数值和一预定阈值，计算包含高于该预定阈值的信道响应特征数值的副载波的数量与所有副载波的数量之间的比值，并且得到计算的比值；
至少根据计算的比值设置传输条件的设置单元；和
根据设置的传输条件发送OFDM信号的发送单元。
2.如权利要求1所述的OFDM发送和接收设备，其中：
计算单元计算各个传输信道的信道响应特征数值，并且获得第二计算数值，其中所述传输信道对应于接收的OFDM信号中包含的导频载波；并且
所述OFDM发送和接收设备还包括第二比较单元，用于将第二计算数值与一预定阈值相比较，并且计算包含高于该预定阈值的信道响应特征数值的导频载波的数量与所有导频载波的数量的比值。
3.如权利要求1所述的OFDM发送和接收设备，其中：
计算单元计算各个传输信道的信道响应特征数值，并且获得该第一计算数值，其中所述传输信道对应于接收的OFDM信号中包含的分组头所含有的副载波；并且
第一比较单元将第一计算数值与一预定阈值相比较，并且计算包含高于该预定阈值的信道响应特征数值的副载波的数量与所有副载波的数量的比值。
4.如权利要求1所述的OFDM发送和接收设备，其中设置单元将调制形式、纠错编码时使用的编码速率、分组长度和发送功率中的至少一个当作传输条件来设置。
5.如权利要求1所述的OFDM发送和接收设备，还包括测量单元，所述测量单元测量接收的OFDM信号的强度，其中设置单元还根据测量的接收信号强度设置传输条件。
6.如权利要求1所述的OFDM发送和接收设备，还包括测量单元，所述测量单元测量接收的OFDM信号的强度，其中设置单元还根据测量的接收信号强度和所要求的通信质量设置传输条件。
7.如权利要求1所述的OFDM发送和接收设备，其中第一比较单元将振幅、功率和畸变中对应于信道响应特征数值的至少一个与该预定阈值相比较。
8.如权利要求2所述的OFDM发送和接收设备，其中：
计算单元计算对应于接收的OFDM信号中包含的副载波的第一组信道响应特征数值，并且还计算对应于接收的OFDM信号中包含的数据符号所含有的导频载波的第二组信道响应特征数值；并且
第一比较单元将第一组数值与一第一预定阈值相比较，并且计算包含高于该第一预定阈值的第一组数值的副载波的数量与所有副载波的数量的第一比值；并且
第二比较单元将第二组数值与一第二预定阈值相比较，并且计算包含高于该第二预定阈值的第二组数值的导频载波的数量与所有导频载波的数量的比值；并且
设置单元至少根据第一和第二比值来设置传输条件。
9.如权利要求8所述的OFDM发送和接收设备，其中：
第一比较单元将振幅、功率和畸变中对应于第一组数值的至少一个与该第一预定阈值相比较；并且
第二比较单元将振幅、功率和畸变中对应于第二组数值的至少一个与该第二预定阈值相比较。
10.如权利要求2所述的OFDM发送和接收设备，其中：
计算单元计算对应于接收的OFDM信号中包含的分组头所含有的副载波的第一组信道响应特征数值，并且还计算对应于接收的OFDM信号中包含的数据符号所含有的导频载波的第二组信道响应特征数值；并且
第一比较单元将第一组数值与一第一预定阈值相比较，并且计算包含高于该第一预定阈值的第一组数值的副载波的数量与所有副载波的数量的第一比值；并且
第二比较单元将第二组数值与一第二预定阈值相比较，并且计算包含高于该第二预定阈值的第二组数值的导频载波的数量与所有导频载波的数量的第二比值；并且
设置单元至少根据第一和第二比值设置传输条件。
11.如权利要求10所述的OFDM发送和接收设备，其中：
第一比较单元将振幅、功率和畸变中对应于第一组数值的至少一个与该第一预定阈值相比较；并且
第二比较单元将振幅、功率和畸变中对应于第二组数值的至少一个与该第二预定阈值相比较。
12.一种OFDM发送和接收设备，针对目标发送和接收设备发送和接收包含多个副载波的OFDM信号，所述副载波包含相应的传输信道响应，所述设备包括：
接收从目标发送和接收设备发送的OFDM信号的接收单元；
计算单元，被用来计算对应于接收的OFDM信号中包含的副载波的各个传输信道的信道响应特征数值，并且得到第一计算数值；
第一比较单元，被用来比较第一计算数值和一预定阈值，并且计算包含高于该预定阈值的信道响应特征数值的副载波的数量与所有副载波的数量之间的比值；
生成单元，至少根据第一比较单元计算的比值生成传输条件设置信息，所述传输条件设置信息确定在目标发送和接收设备向OFDM发送和接收设备发送信息时目标发送和接收设备需要的传输条件；和
向目标发送和接收设备发送传输条件设置信息的发送单元。
13.如权利要求12所述的OFDM发送和接收设备，其中：
计算单元计算对应于接收的OFDM信号中包含的导频载波的信道响应特征数值，并且获得第二计算数值；并且
所述OFDM发送和接收设备还包括第二比较单元，用于将第二计算数值与一预定阈值相比较，并且计算包含高于该预定阈值的信道响应特征数值的导频载波的数量与所有导频载波的数量的比值。
14.如权利要求12所述的OFDM发送和接收设备，其中：
计算单元计算各个传输信道的信道响应特征数值，并且获得该第一计算数值，其中所述传输信道对应于接收的OFDM信号中包含的分组头所含有的副载波；并且
第一比较单元将第一计算数值与一预定阈值相比较，并且计算包含高于该预定阈值的信道响应特征数值的副载波的数量与所有副载波的数量的比值。
15.如权利要求12所述的OFDM发送和接收设备，其中
第一比较单元将振幅、功率和畸变中对应于信道响应特征数值的至少一个与该预定阈值相比较。
16.如权利要求13所述的OFDM发送和接收设备，其中：
计算单元计算对应于接收的OFDM信号中包含的副载波的第一组信道响应特征数值，并且还计算对应于接收的OFDM信号中包含的数据符号所含有的导频载波的第二组信道响应特征数值；并且
第一比较单元将第一组数值与一第一预定阈值相比较，并且计算包含高于该第一预定阈值的第一组数值的副载波的数量与所有副载波的数量的第一比值；并且
第二比较单元将第二组数值与一第二预定阈值相比较，并且计算包含高于该第二预定阈值的第二组数值的导频载波的数量与所有导频载波的数量的第二比值；并且
生成单元至少根据基于第一和第二比值，生成传输条件设置信息，所述传输条件设置信息确定在目标发送和接收设备向OFDM发送和接收设备发送信息时目标发送和接收设备需要的传输条件。
17.如权利要求16所述的OFDM发送和接收设备，其中：
第一比较单元将振幅、功率和畸变中对应于第一组数值的至少一个与第一预定阈值相比较；并且
第二比较单元将振幅、功率和畸变中对应于第二组数值的至少一个与第二预定阈值相比较。
18.如权利要求13所述的OFDM发送和接收设备，其中：
计算单元计算对应于接收的OFDM信号中包含的分组头所含有的副载波的第一组信道响应特征数值，并且还计算对应于接收的OFDM信号中包含的数据符号所含有的导频载波的第二组信道响应特征数值；并且
第一比较单元将第一组数值与一第一预定阈值相比较，并且计算包含高于该第一预定阈值的第一组数值的副载波的数量与所有副载波的数量的第一比值；并且
第二比较单元将第二组数值与一第二预定阈值相比较，并且计算包含高于该第二预定阈值的第二组数值的导频载波的数量与所有导频载波的数量的第二比值；并且
生成单元至少根据第一和第二比值生成传输条件设置信息，所述传输条件设置信息确定在目标发送和接收设备向OFDM发送和接收设备发送信息时目标发送和接收设备需要的传输条件。
19.如权利要求18所述的OFDM发送和接收设备，其中：
第一比较单元将振幅、功率和畸变中对应于第一组数值的至少一个与第一预定阈值相比较；并且
第二比较单元将振幅、功率和畸变中对应于第二组数值的至少一个与第二预定阈值相比较。
20.一种OFDM发送和接收设备，针对目标发送和接收设备发送和接收包含多个副载波的OFDM信号，所述副载波包含相应的传输信道响应，所述设备包括：
接收从目标发送和接收设备发送的OFDM信号的接收单元；
计算单元，被用来计算对应于接收的OFDM信号中包含的副载波的各个传输信道的信道响应特征数值，并且得到计算的数值；
比较单元，被用来比较计算的数值和预定阈值，并且计算包含高于预定阈值的信道响应特征数值的副载波的数量与所有副载波的数量之间的比值；
集成单元，至少根据比较单元计算的比值集成传输条件设置指标的信息，在目标发送和接收设备向OFDM发送和接收设备发送信息时，所述传输条件设置指标被目标发送和接收设备用来设置传输条件；和
向目标发送和接收设备发送传输条件设置指标的信息的发送单元。
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