專利名稱：用于ofdm系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)分集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及無(wú)線通信系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及正交頻分復(fù)用(“OFDM”)發(fā)射機(jī)。
背景技術(shù)：
眾所周知，無(wú)線通信常常經(jīng)歷多徑衰落信道，這使得在加性高斯白噪聲信道中的可靠接收更加難以實(shí)現(xiàn)。已經(jīng)顯示出發(fā)射機(jī)分集是克服該難題的一種有效的途徑。歷史上，許多發(fā)射機(jī)分集方案都是在接收機(jī)側(cè)實(shí)施，其將從多個(gè)天線單元接收的信號(hào)相組合，以期從不同天線收到的信號(hào)不同時(shí)經(jīng)歷衰落。從不同天線獲取的信號(hào)通過(guò)交換分集、最大比率組合等等而被組合。
為了降低無(wú)線系統(tǒng)的成本，在無(wú)線通信中，在移動(dòng)臺(tái)的接收機(jī)上放置若干天線是不現(xiàn)實(shí)的?；谶@種理解，發(fā)射機(jī)分集編碼是以移動(dòng)用戶的低成本來(lái)克服多徑衰落信道的一種較好的方法。發(fā)射機(jī)分集編碼方案包括啟用兩個(gè)發(fā)射機(jī)天線和一個(gè)接收機(jī)天線。來(lái)自發(fā)射機(jī)的信號(hào)流被分成兩個(gè)流，這兩個(gè)流在由兩個(gè)不同的天線發(fā)射之前被編碼。該發(fā)射機(jī)分集編碼方案可提高無(wú)線通信系統(tǒng)的誤差性能、數(shù)率、或者容量。
該發(fā)射機(jī)分集編碼方案最初是為單載波、時(shí)域空間編碼系統(tǒng)而開(kāi)發(fā)。已提議在OFDM多載波系統(tǒng)中將該發(fā)射機(jī)分集編碼方案實(shí)現(xiàn)成交叉OFDM碼元發(fā)射機(jī)分集編碼，其中在解碼所述的發(fā)射機(jī)分集編碼之前，接收機(jī)要保存至少兩個(gè)OFDM碼元。此結(jié)果對(duì)于發(fā)送給MAC層處理的分組是一個(gè)延遲。因此為了對(duì)所述發(fā)射機(jī)分集編碼進(jìn)行解碼，期望在OFDM多載波系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)分集編碼方案，而不要求接收機(jī)保存至少兩個(gè)OFDM碼元。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)提供一種發(fā)射機(jī)分集編碼技術(shù)來(lái)克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，該編碼技術(shù)在一個(gè)OFDM碼元中的一對(duì)OFDM子載波流之間進(jìn)行編碼。
本發(fā)明的一種形式是包括分集編碼級(jí)和OFDM發(fā)射級(jí)的發(fā)射機(jī)。分集編碼級(jí)將數(shù)據(jù)輸入信號(hào)分成一對(duì)OFDM子載波流。分集編碼級(jí)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)OFDM子載波流的交叉子載波發(fā)射機(jī)分集編碼，由此生成一對(duì)已編碼OFDM子載波流。OFDM發(fā)射級(jí)將每個(gè)已編碼的OFDM子載波轉(zhuǎn)換成已調(diào)制的發(fā)射機(jī)信號(hào)。
本發(fā)明的第二種形式是操作發(fā)射機(jī)的方法。首先，數(shù)據(jù)輸入信號(hào)被分成一對(duì)OFDM子載波流。其次，實(shí)現(xiàn)OFDM子載波流的交叉子載波發(fā)射機(jī)分集編碼，由此生成一對(duì)已編碼OFDM子載波流。第三，將每個(gè)已編碼的OFDM子載波流轉(zhuǎn)換成經(jīng)調(diào)制的發(fā)射機(jī)信號(hào)。


結(jié)合附圖來(lái)閱讀下面對(duì)當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，本發(fā)明前面的形式以及其它形式、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。細(xì)節(jié)性的描述和附圖只是例示本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等價(jià)物來(lái)限定。
圖1舉例說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的OFDM系統(tǒng)的框圖；圖2舉例說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的OFDM傳輸方法的流程圖表示；圖3舉例說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的圖1的無(wú)線通信系統(tǒng)的分集編碼級(jí)的框圖；圖4和圖5舉例說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的一對(duì)OFDM子載波流；圖6和圖7舉例說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的一對(duì)已編碼OFDM子載波流。
圖8舉例說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的圖1的OFDM系統(tǒng)的OFDM發(fā)射級(jí)的框圖；圖9舉例說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的圖1的OFDM系統(tǒng)的接收機(jī)框圖；具體實(shí)施方式
圖1舉例說(shuō)明了OFDM系統(tǒng)10，其利用了發(fā)射機(jī)20、一對(duì)發(fā)射機(jī)天線50和51、接收機(jī)天線60、接收機(jī)70來(lái)實(shí)現(xiàn)由圖2中所示的流程圖80表示的本發(fā)明的OFDM傳輸方法。一接收到數(shù)據(jù)輸入信號(hào)d(t)，發(fā)射機(jī)20的分集編碼級(jí)30就執(zhí)行流程圖80的階段S82和S84，發(fā)射機(jī)20的OFDM發(fā)射級(jí)40執(zhí)行流程圖80的階段S86。一接收到一對(duì)接收機(jī)信號(hào)r0和r1，接收機(jī)70就執(zhí)行流程圖80的階段S88。可以串行或者優(yōu)選地并行執(zhí)行流程圖80的各種階段S82-S88。
圖3舉例說(shuō)明了用于執(zhí)行階段S82和S84的分集編碼級(jí)30的一個(gè)實(shí)施方式。所例示的分集編碼級(jí)30的實(shí)施方式采用擾頻器31、FED碼32、和一個(gè)交織器/映射器33，用來(lái)在階段S82期間將輸入數(shù)據(jù)d(t)分成一個(gè)OFDM子載波流S0和一個(gè)OFDM子載波流S1。在一個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)輸入信號(hào)d(t)在階段S82期間的分拆是基于一種索引，諸如，比如如圖4所示范的OFDM子載波流S0具有數(shù)據(jù)輸入信號(hào)d(t)的奇數(shù)碼元，而如圖5所示范的OFDM子載波流S1具有數(shù)據(jù)輸入信號(hào)d(t)的偶數(shù)碼元。
例示的分集編碼級(jí)30的實(shí)施方式還用發(fā)射機(jī)分集編碼器34來(lái)實(shí)現(xiàn)OFDM子載波流S0和OFDM子載波流S1的交叉子載波發(fā)射機(jī)分集編碼，由此在階段S84期間生成一個(gè)已編碼的OFDM子載波流ES0和一個(gè)已編碼的子載波流ES1。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述已編碼的OFDM子載波流ES0包括多個(gè)碼元對(duì)，每個(gè)碼元對(duì)在鄰近的頻率組(bin)之中具有OFDM子載波流S0的復(fù)數(shù)共軛碼元和OFDM子載波流S1的負(fù)復(fù)數(shù)共軛碼元，如圖6中示范性例示。此外，已編碼OFDM子載波流ES1包括多個(gè)碼元對(duì)，每個(gè)碼元對(duì)在鄰近的頻率組之中具有OFDM子載波流S0的碼元和OFDM子載波流S1的碼元，如圖7中示范性例示。
圖8舉例說(shuō)明了用于執(zhí)行階段S86的OFDM發(fā)射級(jí)40的一個(gè)實(shí)施方式。發(fā)射級(jí)40的例示實(shí)施方式利用串行/并行轉(zhuǎn)換器41a、逆向快速傅立葉變換(“IFFT”)42a、保護(hù)間隔(“GI”)加法器43a、SWS 44a、IQ調(diào)制器45a、本地振蕩器46a、混頻器47a、本地振蕩器48a、以及射頻發(fā)射機(jī)49a，將已編碼的OFDM子載波流ES0變換成已調(diào)制發(fā)射信號(hào)S0，該發(fā)射信號(hào)S0經(jīng)由發(fā)射機(jī)天線50發(fā)射到接收機(jī)天線60(圖1)。發(fā)射級(jí)40的例示實(shí)施方式還利用串行/并行轉(zhuǎn)換器41b、逆向快速傅立葉變換42b、保護(hù)間隔、加法器43b、SWS 44b、IQ調(diào)制器45b、本地振蕩器46b、混頻器47b、本地振蕩器48b、以及射頻發(fā)射機(jī)49b，將已編碼OFDM子載波流ES1變換成已調(diào)制發(fā)射信號(hào)S1，該發(fā)射信號(hào)S1經(jīng)由發(fā)射機(jī)天線51發(fā)射到接收機(jī)天線60。
圖9舉例說(shuō)明了在接收已收到碼元r0和r1時(shí)用于執(zhí)行階段S88的接收機(jī)70的一個(gè)實(shí)施方式。在從已收到碼元r0和r1恢復(fù)調(diào)制的發(fā)射機(jī)信號(hào)s0和s1時(shí)，接收機(jī)70的例示實(shí)施方式利用信道估計(jì)器71，用于根據(jù)下列已知等式[1]-[4]，分別生成對(duì)發(fā)射機(jī)天線50和51的信道估計(jì)h00=a00ejθ00---[1]]]>h01=a01ejθ01---[2]]]>h10=a10ejθ10---[3]]]>h11=a11ejθ11---[4]]]>其中信道估計(jì)h00表示在發(fā)射第一采樣時(shí)發(fā)射機(jī)天線50的信道，信道估計(jì)h01表示在發(fā)射第二采樣時(shí)發(fā)射機(jī)天線50的信道，信道估計(jì)h10表示在發(fā)射第一采樣時(shí)發(fā)射機(jī)天線51的信道，信道估計(jì)h11表示在發(fā)射第二采樣時(shí)發(fā)射機(jī)天線51的信道。
接收機(jī)70的例示實(shí)施方式利用一個(gè)混合器72，用于根據(jù)下列等式[5]-[8]，基于每個(gè)用戶經(jīng)歷平坦的衰落信道的假設(shè)，分別生成估計(jì)的發(fā)射機(jī)信號(hào) 和估計(jì)的發(fā)射機(jī)信號(hào) r0＝r(t)＝h0js0+h1js1+n0[5]r1=r(t+1)=-h0js1*+h1js0*+n1---[6]]]>s~0=h01*r0+h10*r1*h00h01*+h10h11*+noise1---[7]]]>s~1=h11*r0+h00*r1*h00h01*+h10h11*+noise2---[8]]]>其中n0表示對(duì)發(fā)射機(jī)天線50的噪聲和干擾，n1表示對(duì)發(fā)射機(jī)天線51的噪聲和干擾。
接收機(jī)70的例示實(shí)施方式利用傳統(tǒng)的維特比譯碼器形式的最大似然檢測(cè)器73，分別從估計(jì)的發(fā)射機(jī)信號(hào) 和 推導(dǎo)出已調(diào)制的發(fā)射機(jī)信號(hào)s0和s1。
重要的是，應(yīng)當(dāng)指出圖1-9例示了本發(fā)明的特定應(yīng)用和實(shí)施方式，但并不是想將本公開(kāi)內(nèi)容或權(quán)利要求的范圍限制到在此展示的特定應(yīng)用和實(shí)施方式。一旦閱讀了說(shuō)明書(shū)并查閱了它的附圖，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將立即明白，本發(fā)明的無(wú)數(shù)其它實(shí)施方式也是可能的，而且這些實(shí)施方式是可以預(yù)期的，且在當(dāng)前請(qǐng)求保護(hù)的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
盡管于此公開(kāi)的本發(fā)明實(shí)施方式被認(rèn)為是優(yōu)選的，但是仍可做出各種改變和修改而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求表示，并且本發(fā)明意在包含處于等價(jià)物的含義和范圍之中的所有改變。
權(quán)利要求
1.一種OFDM發(fā)射機(jī)(20)，包括分集編碼級(jí)(30)，包括用于將數(shù)據(jù)輸入信號(hào)分成第一OFDM子載波流(S0)和第二OFDM子載波流(S1)的裝置，所述分集編碼級(jí)(30)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)第一OFDM子載波流(S0)和第二OFDM子載波流(S1)的交叉子載波發(fā)射機(jī)分集編碼，由此生成第一已編碼OFDM子載波流(ES0)和第二已編碼OFDM子載波流(ES1)；和OFDM碼元級(jí)(40)，包括用于將第一已編碼的OFDM子載波流(ES0)轉(zhuǎn)換成第一已調(diào)制發(fā)射機(jī)信號(hào)(s0)的裝置，所述OFDM碼元級(jí)(40)用于將第二已編碼OFDM子載波流(ES1)轉(zhuǎn)換成第二已調(diào)制發(fā)射機(jī)信號(hào)(s1)。
2.權(quán)利要求1所述的OFDM系統(tǒng)，其中所述第一OFDM子載波流(S0)包括數(shù)據(jù)輸入信號(hào)的奇數(shù)碼元。
3.權(quán)利要求1所述的OFDM發(fā)射機(jī)(20)，其中所述第二OFDM子載波流(S1)包括數(shù)據(jù)輸入信號(hào)的偶數(shù)碼元。
4.權(quán)利要求1所述的OFDM發(fā)射機(jī)(20)，其中所述第一已編碼的OFDM子載波(ES0)包括多個(gè)碼元對(duì)，每個(gè)碼元對(duì)在鄰近的頻率組之中具有所述第一OFDM子載波流(S0)的復(fù)數(shù)共軛碼元和所述第二OFDM子載波流(S1)的負(fù)復(fù)數(shù)共軛碼元。
5.權(quán)利要求1所述的OFDM發(fā)射機(jī)(20)，其中所述第二已編碼的OFDM子載波流(ES1)包括多個(gè)碼元對(duì)，每個(gè)碼元對(duì)在鄰近的頻率組之中具有所述第二OFDM子載波流(S0)的碼元和所述第二OFDM子載波流(S1)的碼元。
6.一種操作OFDM發(fā)射機(jī)(20)的方法(80)，所述方法(80)包括(S82)將數(shù)據(jù)輸入信號(hào)分成第一OFDM子載波流(S0)和第二OFDM子載波流(S1)；和(S84)實(shí)現(xiàn)第一OFDM子載波流(S0)和第二OFDM子載波流(S1)的交叉子載波發(fā)射機(jī)分集編碼，由此生成第一已編碼的OFDM子載波流(ES0)和第二已編碼OFDM子載波流(ES1)。
7.權(quán)利要求6所述的方法(80)，還包括(S86)將第一已編碼的OFDM子載波(ES0)轉(zhuǎn)換成第一已調(diào)制的發(fā)射機(jī)信號(hào)(s0)；以及(S86)將第二已編碼OFDM子載波流(ES1)轉(zhuǎn)換成第二已調(diào)制的發(fā)射機(jī)信號(hào)(s1)。
全文摘要
OFDM系統(tǒng)(10)的發(fā)射機(jī)(20)將數(shù)據(jù)輸入信號(hào)分成一對(duì)OFDM子載波流(S0，S1)。該發(fā)射機(jī)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)OFDM子載波流(S0，S1)的交叉子載波發(fā)射機(jī)分集編碼。結(jié)果是一對(duì)已編碼的OFDM子載波(ES0，ES1)，它們分別被轉(zhuǎn)換成已調(diào)制發(fā)射機(jī)信號(hào)(s
文檔編號(hào)H04L27/26GK1729642SQ200380106707
公開(kāi)日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2003年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月19日
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