專(zhuān)利名稱：在正交調(diào)制系統(tǒng)中用于減小錯(cuò)誤的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及無(wú)線通信系統(tǒng)，以及具體地，涉及在無(wú)線通信系統(tǒng)中使用正交調(diào)制方案來(lái)編碼信息。
背景技術(shù)：
帶寬的有限可提供性是對(duì)于無(wú)線通信系統(tǒng)容量的關(guān)鍵約束條件。為了增大容量，開(kāi)發(fā)了諸如正交頻分復(fù)用(OFDM)的正交調(diào)制方案，用于把信息調(diào)制到載波上，并隨后傳輸該調(diào)制的信號(hào)。
OFDM是一種寬帶調(diào)制方案，它把分配用于通信會(huì)話的頻帶寬度劃分成多個(gè)更窄的子帶。每個(gè)子帶包括射頻(RF)子載波，其中每個(gè)子載波在數(shù)學(xué)上是與被包括在每個(gè)其他的子信道中的RF子載波正交的。子載波的正交性允許它們的各個(gè)頻譜重疊，而不引起與其他的載波的干擾(即，載波間干擾)。把頻帶寬度劃分成多個(gè)正交子帶允許一種能夠使用高的數(shù)據(jù)速率和非常有效地利用帶寬的調(diào)制方案。
圖1上顯示示例性O(shè)FDM通信系統(tǒng)100。OFDM通信系統(tǒng)100包括發(fā)送端260(方塊102-118)和接收端262(方塊122-136)。在發(fā)送端260，數(shù)據(jù)源102把數(shù)據(jù)(典型為比特流)發(fā)送到編碼器104。編碼器104把糾錯(cuò)碼(典型為前向糾錯(cuò)碼)加到比特流，并把編碼的比特流輸送到符號(hào)映射器(mapper)106。符號(hào)映射器106把比特流分組為P比特(P-元組)的組，然后把每個(gè)P-元組變換成M個(gè)可能的符號(hào)中的一個(gè)符號(hào)，以產(chǎn)生符號(hào)流，其中M＝2P，并且每個(gè)符號(hào)被表示為多維調(diào)制方案的點(diǎn)星座中的一個(gè)點(diǎn)。典型地，使用二維調(diào)制方案，諸如多相移位鍵控(MPSK)，或多進(jìn)制正交幅度調(diào)制(MQAM)調(diào)制方案。
符號(hào)映射器106把符號(hào)流輸送到串行-并行轉(zhuǎn)換器(S/P)108，諸如解多路復(fù)用器(demultiplexer)。S/P108把符號(hào)流從串行轉(zhuǎn)換為并行形式，并把N個(gè)并行符號(hào)的輸出加到正交調(diào)制器110，諸如離散傅立葉逆變換(IDFT)或快速傅立葉逆變換(IFFT)塊。正交調(diào)制器110用N個(gè)符號(hào)中的一個(gè)符號(hào)調(diào)制N個(gè)子載波的每個(gè)子載波，其中每個(gè)子載波與所有其他子載波正交，以產(chǎn)生N個(gè)并行調(diào)制的子載波。N個(gè)調(diào)制的子載波然后被正交調(diào)制器110輸送到并行-串行(P/S)轉(zhuǎn)換器112，諸如多路復(fù)用器(multiplexer)，它組合N個(gè)調(diào)制的子載波，以產(chǎn)生輸出信號(hào)113。P/S轉(zhuǎn)換器112把輸出信號(hào)113輸送到循環(huán)前綴(C/P)添加器114，它把保護(hù)帶間隔或循環(huán)前綴附加到該信號(hào)上，以產(chǎn)生輸出信號(hào)115。信號(hào)115然后被輸送到上變頻器116，它把信號(hào)115從基帶頻率上變頻到發(fā)射頻率。上變頻的信號(hào)被輸送到功率放大器(PA)118，它放大信號(hào)和通過(guò)天線發(fā)射該放大的信號(hào)。
通信系統(tǒng)100的接收端262實(shí)施與發(fā)送端260的相反的功能。接收的信號(hào)被路由到放大接收信號(hào)的低噪聲放大器(LNA)120，然后，被路由到下變頻器122，它把放大的信號(hào)從發(fā)送頻率下變頻到基帶頻率。基帶信號(hào)被輸送到循環(huán)前綴(C/P)去除器124，它去除被附加到該信號(hào)上的循環(huán)前綴。C/P去除器124把無(wú)循環(huán)前綴的信號(hào)輸送到S/P轉(zhuǎn)換器126。S/P轉(zhuǎn)換器126把下變頻的、無(wú)前綴的信號(hào)從串行轉(zhuǎn)換成并行形式，輸出N個(gè)并行調(diào)制子載波。N個(gè)并行調(diào)制子載波被輸送到正交解調(diào)器128，諸如離散傅立葉變換(DFT)或快速傅立葉變換(FFT)，它根據(jù)在正交調(diào)制器110中使用的N個(gè)正交函數(shù)解調(diào)發(fā)送的信息。正交解調(diào)器128的輸出包括基于N個(gè)調(diào)制子載波的N個(gè)并行的符號(hào)，其中該N個(gè)并行符號(hào)的每個(gè)符號(hào)是從在發(fā)送端260處使用的、星座的M個(gè)可能的符號(hào)中提取的。
正交解調(diào)器128把N個(gè)并行符號(hào)輸送到P/S轉(zhuǎn)換器132。P/S轉(zhuǎn)換器132把符號(hào)從并行轉(zhuǎn)換成串行形式，以產(chǎn)生符號(hào)流，并把符號(hào)流輸送到逆符號(hào)映射器132。逆符號(hào)映射器132根據(jù)符號(hào)映射器108所使用的符號(hào)映射方案來(lái)恢復(fù)相應(yīng)于每個(gè)符號(hào)的P-元組，從而產(chǎn)生比特流。逆符號(hào)映射器132然后把恢復(fù)的比特流輸送到譯碼器134。譯碼器134根據(jù)由編碼器104加上的糾錯(cuò)碼來(lái)譯碼該比特流，并把該譯碼的比特流輸送到數(shù)據(jù)宿136。
OFDM系統(tǒng)的帶寬效率的關(guān)鍵是子載波的正交性。為了保持載波正交性，OFDM系統(tǒng)把時(shí)間長(zhǎng)度為tg的保護(hù)帶間隔附加到每個(gè)OFDM符號(hào)。典型地，保護(hù)帶間隔是OFDM符號(hào)的最后Tg秒的拷貝，它通常被稱為“循環(huán)前綴”。因此，發(fā)送的OFDM符號(hào)通常被看作為包括兩個(gè)間隔，保護(hù)帶間隔Tg和OFDM符號(hào)間隔Ts，以使得發(fā)送的符號(hào)的整個(gè)間隔是Ttotal＝Tg+Ts。保護(hù)帶間隔或循環(huán)前綴的使用降低了頻譜效率，因?yàn)闀r(shí)間消耗在信息的重復(fù)部分上。所以，保護(hù)帶間隔的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)被限制。
然而，為了消除符號(hào)間干擾(在子帶中發(fā)送的一個(gè)符號(hào)與在同一個(gè)子帶中發(fā)送的隨后的符號(hào)相干擾)，保護(hù)帶間隔必須至少與由傳播環(huán)境引入到系統(tǒng)的多徑延遲或衰落一樣長(zhǎng)。
在無(wú)線通信系統(tǒng)中，多徑延遲可能是非常難以預(yù)測(cè)的。在這樣的系統(tǒng)中的多徑延遲是隨機(jī)現(xiàn)象，在有些情形下，在無(wú)線通信系統(tǒng)中引入到發(fā)送的信號(hào)中的多徑延遲不短于循環(huán)前綴的預(yù)先分配的長(zhǎng)度。OFDM系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于最大延遲或Tg。在OFDM系統(tǒng)中過(guò)大的多徑延遲造成子載波之間正交性的損失，并造成在子帶中發(fā)送的接連符號(hào)之間的干擾，產(chǎn)生不可減小的和無(wú)法接受的高的錯(cuò)誤平底(error floor)，也就是即使在非常高的信號(hào)噪聲比的通信中也不能減小的最小符號(hào)錯(cuò)誤率。
所以，需要一種可減小發(fā)送的信號(hào)中的錯(cuò)誤和在過(guò)大的多徑延遲的條件下保持符號(hào)錯(cuò)誤率為可接受的水平的方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)提供一種可減小發(fā)送的信號(hào)中的錯(cuò)誤和在過(guò)大的多徑延遲的條件下保持符號(hào)錯(cuò)誤率為可接受的水平的方法和設(shè)備而克服許多上述的問(wèn)題和/或缺點(diǎn)。本發(fā)明在具有多個(gè)通信設(shè)備而每個(gè)通信設(shè)備都利用正交調(diào)制方案的無(wú)線通信系統(tǒng)中是特別有用的。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包括該多個(gè)通信設(shè)備中的一個(gè)通信設(shè)備，該通信設(shè)備具有一個(gè)接收包括多個(gè)正交子載波的信號(hào)的接收機(jī)。被耦合到接收機(jī)的信號(hào)處理單元確定多個(gè)正交子載波的每個(gè)子載波的信號(hào)質(zhì)量度量，并根據(jù)所確定的信號(hào)質(zhì)量度量確定子載波抑制信息。被耦合到該信號(hào)處理單元的發(fā)射機(jī)然后發(fā)送該子載波抑制信息。子載波抑制信息可以被多個(gè)通信設(shè)備的第二通信設(shè)備使用，來(lái)抑制被包括在由第二通信設(shè)備發(fā)送的信號(hào)中的多個(gè)正交子載波的一個(gè)或多個(gè)正交子載波，由此減小可能被該抑制的子載波引入到發(fā)送信號(hào)中的信號(hào)失真和鄰信道干擾。
在本發(fā)明的替換實(shí)施例中，其中通信信道引入多徑延遲到發(fā)送的信號(hào)中，本發(fā)明包括一個(gè)通信設(shè)備，它具有被耦合到信號(hào)處理單元的接收機(jī)。接收機(jī)接收包括多個(gè)正交的子載波的信號(hào)。信號(hào)處理單元確定相應(yīng)于通信信道的轉(zhuǎn)移函數(shù)，確定基于所確定的通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)的均衡函數(shù)，并根據(jù)確定的均衡函數(shù)來(lái)處理信號(hào)。均衡函數(shù)在多徑延遲超過(guò)可容許的多徑延遲時(shí)減小多徑，由此減小接收信號(hào)中的錯(cuò)誤。
在本發(fā)明的另一個(gè)替換實(shí)施例中，除了根據(jù)確定的均衡函數(shù)處理接收信號(hào)以外，通信設(shè)備還接收包括多個(gè)正交子載波的另一第二信號(hào)，并根據(jù)該第二信號(hào)確定子載波抑制信息。
在本發(fā)明的又一個(gè)替換實(shí)施例中，其中發(fā)送的信號(hào)包括多個(gè)正交子載波，本發(fā)明組合子載波抑制信息和均衡函數(shù)的使用，以便減小在發(fā)送的信號(hào)中的錯(cuò)誤。多個(gè)通信設(shè)備的第一通信設(shè)備根據(jù)子載波抑制信息抑制多個(gè)正交子載波的一個(gè)正交子載波，以產(chǎn)生包括抑制的和未抑制的子載波的發(fā)送信號(hào)。第二通信設(shè)備接收該發(fā)送信號(hào)，確定減小接收信號(hào)的多徑延遲的均衡函數(shù)，并根據(jù)所確定的均衡函數(shù)處理該接收信號(hào)。


圖1是按照現(xiàn)有技術(shù)的示例性通信設(shè)備的方框圖。
圖2是按照本發(fā)明的實(shí)施例的通信系統(tǒng)的方框圖。
圖3是按照本發(fā)明的實(shí)施例的通信設(shè)備的方框圖。
圖4是按照本發(fā)明的實(shí)施例的復(fù)合通信信道的方框圖。
圖5是按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的通信系統(tǒng)的方框圖。
圖6是按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的通信設(shè)備的方框圖。
圖7是按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的復(fù)合通信信道的方框圖。
圖8是顯示按照本發(fā)明的實(shí)施例的、確定最佳復(fù)合均衡函數(shù)的處理過(guò)程的表。
圖9是按照本發(fā)明的實(shí)施例由通信系統(tǒng)在減小發(fā)送信號(hào)中的錯(cuò)誤時(shí)執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖。
圖10是按照本發(fā)明的實(shí)施例由通信系統(tǒng)執(zhí)行以確定多個(gè)均衡函數(shù)的步驟的邏輯流程圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D2-10，更詳細(xì)地描述本發(fā)明。圖2是按照本發(fā)明的實(shí)施例的通信系統(tǒng)200的方框圖。通信系統(tǒng)200包括發(fā)送端260和接收端262，如圖所示。通信系統(tǒng)200可以是例如蜂窩電話系統(tǒng)，其中發(fā)送端260被包括在蜂窩電話或其他類(lèi)型的用戶無(wú)線電單元內(nèi)，并且接收端262被包括在基站或其他固定接收設(shè)備內(nèi)，或反之。另外，發(fā)送端260和接收端262可以分別包括在分開(kāi)的用戶單元內(nèi)或分別包括在分開(kāi)的基站內(nèi)。當(dāng)然，本發(fā)明可以有利地應(yīng)用到其他類(lèi)型的通信系統(tǒng)，特別是無(wú)線通信系統(tǒng)。
圖3是能夠在按照本發(fā)明的實(shí)施例的通信系統(tǒng)200中運(yùn)行的通信設(shè)備300的方框圖。通信設(shè)備300可以是能夠在無(wú)線OFDM系統(tǒng)中工作的任何通信設(shè)備，諸如但不限于蜂窩電話或基站。優(yōu)選地，通信設(shè)備300能夠運(yùn)行在通信系統(tǒng)200的發(fā)送端260或接收端262的任一端，也就是它能夠是發(fā)射通信設(shè)備或接收通信設(shè)備。通信設(shè)備300包括天線302，該天線302被耦合到接收機(jī)304和發(fā)射機(jī)306的每一個(gè)。接收機(jī)304和發(fā)射機(jī)306還被耦合到信號(hào)處理單元308，該信號(hào)處理單元308還被耦合到數(shù)據(jù)源310和數(shù)據(jù)宿312的每一個(gè)。優(yōu)選地，發(fā)射機(jī)306包括上變頻器216和功率放大器218，并執(zhí)行發(fā)射機(jī)256的功能，接收機(jī)304包括低噪聲放大器220和下變頻器222，并執(zhí)行接收機(jī)258的功能，并且信號(hào)處理單元308執(zhí)行如下面關(guān)于圖2描述的每個(gè)塊204-214、224-234和250-254的功能，這些功能由發(fā)射通信設(shè)備與接收通信設(shè)備中合適的一個(gè)執(zhí)行。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到的，這里描述的信號(hào)處理單元308的各種功能可以以硬件電路被實(shí)施，諸如可編程邏輯陣列(PLA)或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)。替換地，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員還會(huì)看到的，一個(gè)或多個(gè)塊204-214、224-234和250-254的功能可以在信號(hào)處理單元308中由處理器執(zhí)行的軟件來(lái)實(shí)施，諸如微處理器或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，它執(zhí)行被存儲(chǔ)在相關(guān)的存儲(chǔ)器中的指令和程序。
在通信設(shè)備300中，數(shù)據(jù)源310把用戶信息，優(yōu)選為以二進(jìn)制形式的數(shù)據(jù)，提供到信號(hào)處理單元308，該用戶信息實(shí)際上可包括能夠以數(shù)字形式代表的任何事物，包括但不限于話音和圖象數(shù)據(jù)。例如，數(shù)據(jù)源310可以是模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)，它把從通信設(shè)備300的用戶處接收的用戶信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式。替換地，數(shù)據(jù)源310可被包括在信號(hào)處理單元308中，諸如是由信號(hào)處理單元308執(zhí)行的應(yīng)用。同樣地，數(shù)據(jù)宿312可以是數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(D/A)，它把從信號(hào)處理單元308處接收的數(shù)字信息轉(zhuǎn)換換成模擬格式，以便以后傳輸給通信設(shè)備300的用戶。替換地，數(shù)據(jù)宿312可以是由信號(hào)處理單元308執(zhí)行的應(yīng)用或是由設(shè)備300接收的信息的希望目的地的應(yīng)用。
在發(fā)送端260，諸如數(shù)據(jù)源310的數(shù)據(jù)源202把用戶信息，優(yōu)選為具有二進(jìn)制形式的數(shù)據(jù)，提供到編碼器204。編碼器204把糾錯(cuò)碼，優(yōu)選為前向糾錯(cuò)碼(FEC)，應(yīng)用到數(shù)據(jù)上。優(yōu)選地，編碼器204通過(guò)使用諸如Viterbi編碼算法的卷積碼來(lái)編碼數(shù)據(jù)；然而，在替換例中，可以使用塊碼(block code)。卷積碼和塊碼在技術(shù)上是熟知的，在這里不作更詳細(xì)的描述。所使用的糾錯(cuò)碼的類(lèi)型對(duì)于本發(fā)明并不是關(guān)鍵的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道許多類(lèi)型的糾錯(cuò)碼，這些糾錯(cuò)碼可被應(yīng)用到數(shù)據(jù)上，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。無(wú)論如何，編碼器204的輸出包括優(yōu)選地以二進(jìn)制數(shù)據(jù)(比特)格式表示的信息。
由編碼器204輸出的比特流然后被提供到符號(hào)映射器206。符號(hào)映射器206把比特流分組為P比特(P-元組)的組，并把每個(gè)P-元組變換成相應(yīng)的符號(hào)，以產(chǎn)生符號(hào)流。為此，包含M個(gè)可能符號(hào)的信號(hào)星座被定義在一個(gè)多維空間中，優(yōu)選為復(fù)數(shù)二維(I，Q)空間。每個(gè)符號(hào)包括在兩維空間內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)可被看作為兩個(gè)被縮放的基本矢量的矢量和。被使用來(lái)規(guī)定特定的點(diǎn)的兩個(gè)基本矢量的相應(yīng)幅度可被看作為該點(diǎn)的二維坐標(biāo)。為了達(dá)到希望的變換，符號(hào)映射器206把由編碼器204輸出的二進(jìn)制數(shù)值(比特)組裝成P-元組。每個(gè)P-元組然后被使用來(lái)從M個(gè)可能的符號(hào)中選擇一個(gè)符號(hào)，其中M＝2P。在一個(gè)實(shí)施例中，MPSK調(diào)制方案，諸如BPSK或QPSK，被應(yīng)用到每個(gè)P-元組；然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，可以使用許多類(lèi)型的多維符號(hào)映射方案，諸如其他的MPSK方案，或多進(jìn)制正交幅度調(diào)制(MQAM)方案，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
通信系統(tǒng)200可包括在發(fā)送端260的交織塊，和在接收端262的相應(yīng)的逆交織塊，它交織由符號(hào)映射器206產(chǎn)生的符號(hào)，以使得對(duì)突發(fā)信道產(chǎn)生影響的錯(cuò)誤最小化。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以使用塊交織，其中符號(hào)流被讀入到二維矩陣的行中，并被按列讀出，結(jié)果符號(hào)流中任何兩個(gè)相鄰的符號(hào)被分離。當(dāng)發(fā)送的符號(hào)被接收和由逆交織塊被去交織時(shí)，由信道引入的任何錯(cuò)誤突發(fā)被破壞，從而減小了錯(cuò)誤的影響和增大了前向糾錯(cuò)碼糾正這種錯(cuò)誤的能力。
符號(hào)映射器206把符號(hào)流輸送到S/P轉(zhuǎn)換器208。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，S/P轉(zhuǎn)換器208把符號(hào)流從串行轉(zhuǎn)換成并行，以產(chǎn)生N個(gè)并行符號(hào)，其中N是被包含在分配用于通信會(huì)話的頻帶寬度中的子載波的數(shù)目。S/P轉(zhuǎn)換器208然后把N個(gè)并行符號(hào)加到正交調(diào)制器210，替換地，當(dāng)少于N個(gè)子載波被正交調(diào)制器210調(diào)制時(shí)，S/P轉(zhuǎn)換器208產(chǎn)生相應(yīng)于由正交調(diào)制器調(diào)制的子載波數(shù)量的并行符號(hào)數(shù)量。
正交調(diào)制器210用N個(gè)并行符號(hào)的符號(hào)調(diào)制N個(gè)正交子載波的各個(gè)子載波，其中每個(gè)子載波相應(yīng)于在該頻帶中所包括的一個(gè)子帶。多個(gè)正交子載波Φn(t)，n＝0，1，...，N-1可以被認(rèn)為是形式為ej2π(W/N)nt(對(duì)于t∈
)的正弦或復(fù)指數(shù)，其中W是可提供的頻帶寬度，且W/N表示在子載波之間的頻率間隔。正如自始至終使用的，正交函數(shù)形成線性無(wú)關(guān)函數(shù)組(即，各個(gè)函數(shù)是互相無(wú)關(guān)的)。以另一種方式表示，在給定的時(shí)間間隔上各對(duì)函數(shù)的互相關(guān)為零的情形下，產(chǎn)生正交性。
正如在OFDM系統(tǒng)中已知的，正交調(diào)制器210的功能可以用快速傅立葉逆變換(IFFT)，或替換地用離散傅立葉逆變換(IDFT)來(lái)實(shí)施。N個(gè)并行符號(hào)作為輸入被提供到IFFT，IFFT輸出N個(gè)并行子載波Φn，其中N個(gè)并行子載波的每個(gè)子載波由N個(gè)并行輸入符號(hào)的相應(yīng)的輸入符號(hào)進(jìn)行調(diào)制。構(gòu)成IFFT輸出的調(diào)制的子載波然后被輸送到子載波抑制塊250。當(dāng)由子載波抑制信息表示時(shí)以及正如下面更詳細(xì)地描述的，子載波抑制塊250抑制一個(gè)或多個(gè)子載波，并輸送抑制的子載波和非抑制子載波，或替換地，只輸送未抑制的子載波到并行-串行(P/S)轉(zhuǎn)換器212。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，子載波抑制塊250可被包括在正交調(diào)制器210中。當(dāng)被包括在正交調(diào)制器210中時(shí)，子載波抑制塊250在N個(gè)子載波由正交調(diào)制器210用符號(hào)調(diào)制之前，抑制一個(gè)或多個(gè)子載波，即Ns個(gè)子載波。輸入的符號(hào)然后被調(diào)制在其余的、未抑制的子載波上，即被調(diào)制在Nns個(gè)子載波上，其中Nns＝N-Ns。在這個(gè)實(shí)施例中，S/P轉(zhuǎn)換器208把符號(hào)流從串行轉(zhuǎn)換成并行形式，以產(chǎn)生Nns個(gè)并行的符號(hào)，然后把Nns個(gè)并行的符號(hào)加到正交調(diào)制器210。正交調(diào)制器210用Nns個(gè)并行的符號(hào)中的符號(hào)調(diào)制Nns個(gè)未抑制的正交子載波的各個(gè)子載波，并輸送Ns個(gè)未調(diào)制的、抑制的子載波和Nns個(gè)調(diào)制的、未抑制子載波，或替換地，只輸送Ns個(gè)未抑制的子載波到P/S轉(zhuǎn)換器212。
在本發(fā)明中，子載波抑制塊250提供第一層錯(cuò)誤減小，通過(guò)抑制一個(gè)或多個(gè)子載波而減小由在不可預(yù)測(cè)的傳播環(huán)境下的多徑衰落造成的錯(cuò)誤率。例如，子載波可被抑制，以便在處理接收的OFDM信號(hào)時(shí)減小在從發(fā)射通信設(shè)備到接收通信設(shè)備的傳輸期間由子載波的過(guò)大的信號(hào)失真造成的錯(cuò)誤，以及減小功率到相鄰的子載波頻率的潛在耦合。在本發(fā)明中，接收通信設(shè)備的子載波測(cè)量塊252對(duì)于被包括在接收的OFDM信號(hào)中的每個(gè)子載波確定信號(hào)質(zhì)量度量，諸如信號(hào)功率測(cè)量、信號(hào)噪聲比(SNR)、或誤碼率(BER)。OFDM信號(hào)可以是用戶信息承載信號(hào)，或替換地可以是為了系統(tǒng)訓(xùn)練、同步或控制而發(fā)送的訓(xùn)練信號(hào)、導(dǎo)頻信號(hào)或控制信號(hào)。接收通信設(shè)備的子載波測(cè)量塊252然后根據(jù)所確定的信號(hào)質(zhì)量度量而確定子載波抑制信息。接收通信設(shè)備把所確定的子載波抑制信息通過(guò)發(fā)射機(jī)256發(fā)送到發(fā)射通信設(shè)備。發(fā)射通信設(shè)備的子載波抑制塊250通過(guò)接收機(jī)258接收子載波抑制信息，并且在由接收的子載波抑制信息指示時(shí)，對(duì)于以后的傳輸抑制一個(gè)或多個(gè)子載波。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，子載波抑制塊250抑制其相應(yīng)的信號(hào)質(zhì)量度量與信號(hào)質(zhì)量度量門(mén)限值相比較是不利的那些子載波。比較是由接收來(lái)自發(fā)射通信設(shè)備的OFDM傳輸?shù)慕邮胀ㄐ旁O(shè)備執(zhí)行的。在接收OFDM傳輸后，接收通信設(shè)備的子載波測(cè)量塊252確定每個(gè)子載波的信號(hào)質(zhì)量度量。例如，信號(hào)質(zhì)量度量可以是每個(gè)子載波的信號(hào)功率測(cè)量值，或可以是每個(gè)子載波的信號(hào)噪聲比(SNR)。子載波測(cè)量塊252然后把每個(gè)確定的信號(hào)質(zhì)量度量和被存儲(chǔ)在與接收通信設(shè)備的信號(hào)處理單元308有關(guān)的存儲(chǔ)器中的信號(hào)質(zhì)量度量門(mén)限值(諸如最小可接受的SNR或最小可接受的子載波信號(hào)功率)進(jìn)行比較。接收通信設(shè)備然后根據(jù)比較結(jié)果把子載波抑制信息輸送到發(fā)射通信設(shè)備。替換地，子載波抑制信息可包括所確定的信號(hào)質(zhì)量度量，并且每個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量與信號(hào)質(zhì)量度量門(mén)限值的比較可以由發(fā)射通信設(shè)備來(lái)執(zhí)行。當(dāng)信號(hào)質(zhì)量度量與信號(hào)質(zhì)量度量門(mén)限值的比較結(jié)果產(chǎn)生不可接受的結(jié)果時(shí)，諸如確定的SNR低于SNR門(mén)限值，或確定的信號(hào)功率電平低于信號(hào)功率電平門(mén)限值時(shí)，發(fā)射通信設(shè)備的子載波抑制塊250在以后到接收通信設(shè)備的傳輸中抑制相應(yīng)的子載波。優(yōu)選地，子載波抑制塊250通過(guò)用零因子來(lái)調(diào)制子載波而抑制子載波；然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，有其他的抑制子載波的方法，諸如除去或阻止子載波。用零因子調(diào)制子載波將導(dǎo)致在由發(fā)射通信設(shè)備發(fā)射的子載波的頻譜上的子載波頻率為零值。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，接收通信設(shè)備的子載波測(cè)量塊252確定每個(gè)子載波的信號(hào)質(zhì)量度量，并根據(jù)所確定的信號(hào)質(zhì)量度量分級(jí)地對(duì)子載波進(jìn)行排序。這樣，子載波抑制信息包括子載波的次序，或替換地，包括有關(guān)被傳送到發(fā)射通信設(shè)備的、基于該次序的預(yù)定數(shù)目的最壞性能的子載波的信息。替換地，該子載波抑制信息可包括所確定的信號(hào)質(zhì)量度量，且分級(jí)地排序可以由發(fā)射通信設(shè)備的子載波抑制塊250執(zhí)行。發(fā)射通信設(shè)備的子載波抑制塊250然后在以后到接收通信設(shè)備的傳輸中抑制具有最壞信號(hào)質(zhì)量度量的、預(yù)定數(shù)目的子載波中的每個(gè)子載波。
在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，通信系統(tǒng)200在接收的信號(hào)的峰值對(duì)平均功率比超過(guò)峰值對(duì)平均功率比的門(mén)限值時(shí)，可抑制一個(gè)或多個(gè)子載波。在這個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射通信設(shè)備發(fā)送OFDM信號(hào)，優(yōu)選地，發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)或控制信號(hào)到接收通信設(shè)備。接收通信設(shè)備的子載波測(cè)量塊252然后確定接收信號(hào)的峰值對(duì)平均功率比，并把所確定的峰值對(duì)平均功率比與峰值對(duì)平均功率比的門(mén)限值進(jìn)行比較。當(dāng)所確定的峰值對(duì)平均功率比超過(guò)峰值對(duì)平均功率比的門(mén)限值時(shí)，接收通信設(shè)備的信號(hào)處理單元308確定為了把峰值對(duì)平均功率比減小到低于門(mén)限值而可能被抑制的子載波的數(shù)量。接收通信設(shè)備把包括該確定數(shù)量的子載波抑制信息發(fā)送到發(fā)射通信設(shè)備，并且發(fā)射通信設(shè)備的子載波抑制塊250在以后到接收通信設(shè)備的傳輸中抑制所確定數(shù)量的子載波。替換地，所確定的峰值對(duì)平均功率比與峰值對(duì)平均功率比的門(mén)限值的比較，或?yàn)榱税逊逯祵?duì)平均功率比減小到低于門(mén)限值而被抑制的子載波的數(shù)量的確定，或者該比較與該確定，可以由發(fā)射通信設(shè)備的信號(hào)處理單元308來(lái)執(zhí)行。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，可以有許多用于根據(jù)峰值對(duì)平均功率比的比較結(jié)果來(lái)確定要抑制的子載波的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，接收通信設(shè)備的子載波測(cè)量塊252也如上所述地確定每個(gè)子載波的信號(hào)質(zhì)量度量，并且發(fā)射通信設(shè)備的子載波抑制塊250抑制具有最不利的信號(hào)質(zhì)量度量的子載波。在另一個(gè)實(shí)施例中，子載波抑制塊250以預(yù)定的次序抑制子載波，直至抑制了所確定數(shù)量的子載波為止。在再一個(gè)實(shí)施例中，如Schmidt和Kammeyer在1998年在佛羅倫薩的ICUPC會(huì)議上在報(bào)告“Adaptive Subcarrier Selection(自適應(yīng)子載波選擇)”中提出的，抑制的子載波數(shù)量的確定是基于子載波減小函數(shù)，諸如滑動(dòng)標(biāo)尺(sliding scale)，由此在所確定的峰值對(duì)平均功率比與峰值對(duì)平均功率比的門(mén)限值之間的差值越大(當(dāng)前者大于后者時(shí))，被抑制的子載波的數(shù)量越大。子載波減小函數(shù)可以應(yīng)用到單個(gè)訓(xùn)練或控制信號(hào)，以確定要抑制的子載波的總的數(shù)量，或者，子載波減小函數(shù)在迭代處理過(guò)程期間可被應(yīng)用到多個(gè)訓(xùn)練或控制信號(hào)的每一個(gè)，也就是，發(fā)射通信設(shè)備發(fā)送第二、第三等等的訓(xùn)練或控制信號(hào)，其中對(duì)于每個(gè)接連的發(fā)送來(lái)調(diào)節(jié)被抑制的子載波的數(shù)量，直至被確定的峰值對(duì)平均功率比下降到低于峰值對(duì)平均功率比的門(mén)限值為止。在再一個(gè)實(shí)施例中，替代子載波減小函數(shù)，迭代處理過(guò)程可在每次迭代時(shí)包括對(duì)預(yù)定數(shù)量的子載波的抑制，直至被確定的峰值對(duì)平均功率比下降到低于峰值對(duì)平均功率比的門(mén)限值為止。
P/S轉(zhuǎn)換器212，優(yōu)選地是多路復(fù)用器，把從子載波抑制塊250或(替換地)從正交調(diào)制器210接收的子載波從并行形式轉(zhuǎn)換成串行形式，以產(chǎn)生輸出信號(hào)513。P/S轉(zhuǎn)換器212把輸出信號(hào)213輸送到循環(huán)前綴(C/P)添加器214，它把保護(hù)帶間隔或循環(huán)前綴附加到信號(hào)213上，以產(chǎn)生輸出信號(hào)215。典型地，附加循環(huán)前綴包括附加每個(gè)OFDM符號(hào)的最后Tg秒作為加到它本身的前綴。優(yōu)選地，Tg有16個(gè)抽頭或0.8μs的預(yù)先分配的長(zhǎng)度；然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，循環(huán)前綴的預(yù)先分配的長(zhǎng)度取決于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者，因?yàn)橛稍O(shè)計(jì)者在較長(zhǎng)的循環(huán)前綴提供的較大保護(hù)與較長(zhǎng)前綴的不經(jīng)濟(jì)性之間作出權(quán)衡考慮。在選擇循環(huán)前綴長(zhǎng)度時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可能考慮的其他因素是現(xiàn)有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或市場(chǎng)的要求，以及在設(shè)計(jì)分開(kāi)的室內(nèi)和室外系統(tǒng)時(shí)部件的重新使用。循環(huán)前綴的長(zhǎng)度構(gòu)成通信系統(tǒng)200會(huì)經(jīng)受的最大多徑延遲，這是在多徑延遲造成正交子載波中接連發(fā)送的符號(hào)之間的符號(hào)間干擾(ISI)之前。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，諸如系統(tǒng)200的系統(tǒng)可容許有限量的符號(hào)間干擾，并因此可容許超過(guò)循環(huán)前綴的長(zhǎng)度的多徑延遲。
C/P添加器214把輸出信號(hào)215輸送到上變頻器216，它把信號(hào)215從基帶頻率上變頻為發(fā)射頻率。上變頻的信號(hào)被輸送到功率放大器(PA)218，它放大信號(hào)并通過(guò)天線發(fā)送該放大的信號(hào)。
在通信系統(tǒng)200的接收端，天線接收發(fā)送的信號(hào)。發(fā)送的信號(hào)被路由到放大接收信號(hào)的低噪聲放大器(LNA)220，然后被路由到下變頻器222，它把接收的和放大的信號(hào)從發(fā)送頻率下變頻到基帶頻率。下變頻器222然后把下變頻的信號(hào)輸送到均衡器254。
在包括通信信道240的具有恒定傳播環(huán)境的通信系統(tǒng)中，其中通信信道240的脈沖響應(yīng)被認(rèn)為是小于循環(huán)前綴的長(zhǎng)度，循環(huán)前綴的附加基本上保證OFDM符號(hào)的正交性。然而，在具有不可預(yù)測(cè)的傳播環(huán)境(諸如無(wú)線傳播環(huán)境)的通信系統(tǒng)中，多徑衰落可超過(guò)循環(huán)前綴的長(zhǎng)度，并造成子載波的正交性的損失。在本發(fā)明中，均衡器254通過(guò)對(duì)過(guò)大的多徑延遲進(jìn)行補(bǔ)償，即補(bǔ)償超過(guò)可容許的多徑延遲(諸如循環(huán)前綴的長(zhǎng)度)的延遲而提供第二層錯(cuò)誤減小，該過(guò)大的延遲由傳播環(huán)境和由在均衡器之前的、通信設(shè)備的接收端262引入到接收信號(hào)。
圖4是復(fù)合通信信道400的方框圖，復(fù)合通信信道400包括均衡器254和在該均衡器之前的通信信道402，其中g(shù)(k)和h(k)分別是相應(yīng)于均衡器和通信信道的單位脈沖響應(yīng)。通信信道402包括通信信道240，還包括在均衡器之前的、接收通信設(shè)備的接收端262(即，接收天線、LNA 220和下變頻器222)。均衡器254的任務(wù)是產(chǎn)生復(fù)合通信信道400，即，h(k)*g(k)(h(k)與g(k)進(jìn)行卷積)，它對(duì)于接收通信設(shè)備而言，看上去似乎是可容許的多徑延遲的通信信道，而不管傳播環(huán)境(即，通信信道402)的多徑延遲。可容許的多徑延遲是產(chǎn)生可接受的符號(hào)間干擾電平的延遲。優(yōu)選地，復(fù)合通信信道400看上去似乎是具有至多為循環(huán)前綴的長(zhǎng)度的多徑延遲(即，16個(gè)抽頭，其中每個(gè)抽頭相應(yīng)于信號(hào)的一個(gè)采樣，并在20MHz的采樣速率下，16個(gè)抽頭相應(yīng)于0.8μs的延遲)的通信信道，雖然在替換例中，復(fù)合的通信信道400的設(shè)計(jì)可以面向任何可容許的多徑延遲。
諸如通信信道402那樣的通信信道在數(shù)學(xué)上表示為數(shù)字有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，這在技術(shù)上是熟知的。例如，通信信道402可以用z變換格式表示為轉(zhuǎn)移函數(shù)，或FIR濾波器，H(z)=Σi=0Ihiz-i,]]>或可以用相應(yīng)的矢量H＝[h(0)h(1)...h(I)]來(lái)表示，其中h(0)，h(1)，...，h(I)的每一個(gè)是z變換表達(dá)式的系數(shù)。當(dāng)數(shù)字地實(shí)施FIR濾波器H(z)時(shí)，系數(shù)h(i)，i＝0，1，...，I的每一個(gè)相應(yīng)于濾波器中的抽頭并且‘I’相應(yīng)于濾波器中抽頭的數(shù)目，該抽頭數(shù)可超過(guò)優(yōu)選的最大容許的數(shù)目16。在本發(fā)明中，均衡器254是均衡函數(shù)，它可被表示為轉(zhuǎn)移函數(shù)，或FIR濾波器，G(z)=Σi=0Jgiz-i,]]>或可以用相應(yīng)的系數(shù)矢量G＝[g(0)g(1)...g(J)]來(lái)表示，其中系數(shù)g(i)，i＝1，...，J的每一個(gè)相應(yīng)于濾波器G(z)中的一個(gè)抽頭，并且‘J’相應(yīng)于均衡器中抽頭的數(shù)目。在本發(fā)明中，均衡器G(z)具有適當(dāng)?shù)某轭^數(shù)‘J’，以使得當(dāng)I＞16時(shí)，g(k)與h(k)的卷積產(chǎn)生具有小于或等于16個(gè)抽頭的延遲的復(fù)合通信信道。也就是說(shuō)，復(fù)合通信信道的單位脈沖響應(yīng)l(k)可被表示為l(k)=h(k)*g(k)]]>(h(k)與g(k)進(jìn)行卷積)=Σi=0I+J-1h(i)g(k-i)]]>=Σk=0ih(i)g(k-i)]]>對(duì)于i＝0，2，...，I+J-1=[l(0)l(1)···l(I+J-1)]]]>其中I(i)＝0對(duì)于i≥17優(yōu)選地，均衡器254(即，G(z))由接收通信設(shè)備的信號(hào)處理單元308如下地確定。濾波器H(z)可由自回歸移動(dòng)平均(ARMA)濾波器H(z)＝B(z)/A(z)取近似值，其中A(z)或B(z)都不等于1。顯然，當(dāng)B(z)可以通過(guò)使用不大于16個(gè)抽頭(對(duì)于復(fù)合通信信道的要求)被實(shí)施時(shí)，則A(z)是用于通信信道402(即H(z))的希望的均衡器254，因?yàn)镠(z)·A(z)＝B(z)，而B(niǎo)(z)是復(fù)合通信信道的z變換表達(dá)式。
許多方法在技術(shù)上是熟知的，由此信號(hào)處理單元308可以根據(jù)已知的導(dǎo)頻信號(hào)或訓(xùn)練信號(hào)的接收來(lái)確定信道轉(zhuǎn)移函數(shù)H(z)。例如，估計(jì)信道轉(zhuǎn)移函數(shù)簡(jiǎn)單的方法包括發(fā)射通信設(shè)備發(fā)送對(duì)于接收通信設(shè)備已知的OFDM符號(hào)。當(dāng)接收符號(hào)時(shí)，接收通信設(shè)備通過(guò)把接收信號(hào)的頻率響應(yīng)除以已知的OFDM符號(hào)的頻率響應(yīng)而估計(jì)信道轉(zhuǎn)移函數(shù)。電信科學(xué)研究所(ITS)、國(guó)家電信和信息管理局和美國(guó)商業(yè)部提出了確定信道轉(zhuǎn)移函數(shù)的另一個(gè)例子。發(fā)射通信設(shè)備用對(duì)于接收通信設(shè)備已知的偽隨機(jī)噪聲(PN)碼來(lái)調(diào)制射頻(RF)載波，以產(chǎn)生二進(jìn)制移相鍵控(BPSK)信號(hào)。接收通信設(shè)備的信號(hào)處理單元308下變頻接收信號(hào)，以產(chǎn)生基帶同相和正交相位信號(hào)。信號(hào)處理單元308然后采樣同相和正交相位信號(hào)，并把采樣的信號(hào)與已知的PN碼進(jìn)行相關(guān)，來(lái)確定信道的單位脈沖響應(yīng)和信道轉(zhuǎn)移函數(shù)。
Kenneth Welling在他的碩士論文中描述了確定信道轉(zhuǎn)移函數(shù)的又一個(gè)例子“Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexingon the Narrowband Aeronautical Telemetry Channel(在窄帶航空遙測(cè)信道上編碼的正交頻分復(fù)用)”，Brigham Young大學(xué)，電氣與計(jì)算機(jī)工程系，1999年11月。通信信道的雙射線模式假設(shè)視線路徑和單個(gè)反射路徑，并具有脈沖響應(yīng)h(t)＝δ(t)-Гejγδ(t-τ)，其中Г、γ和τ分別是反射路徑相對(duì)于視線路徑的衰減、相位和延遲。脈沖響應(yīng)的傅立葉變換表達(dá)式是H(f)＝1+Гe-j(2πfτ-γ)。三射線模式假設(shè)視線路徑、單個(gè)強(qiáng)的反射路徑和第二弱的反射路徑，并具有脈沖響應(yīng)h(t)＝δ(t)-Г1ejγ(1)δ(t-τ1)-Г2ejγ(2)δ(t-τ2)，其中Г1、γ(1)和τ1(或τ(1))分別是強(qiáng)的反射路徑相對(duì)于視線路徑的衰減、相位和延遲，并且Г2、γ(2)和τ2(或τ(2))分別是弱的反射路徑相對(duì)于視線路徑的衰減、相位和延遲。脈沖響應(yīng)的傅立葉變換表達(dá)式是H(f)＝1+Г1e-j(2π fτ(1)-γ(1))+Г2e-j(2πfτ(2)-γ(2))。參量Г、γ、τ、Г1、γ(1)、τ1、Г2、γ(2)和τ2的每一個(gè)可以通過(guò)經(jīng)由通信信道發(fā)送RF載波來(lái)經(jīng)驗(yàn)式地確定，其中的RF載波是由對(duì)于接收通信設(shè)備已知的預(yù)定長(zhǎng)度的雙極性NRZ PN序列調(diào)制的。接收通信設(shè)備的信號(hào)處理單元308下變頻接收信號(hào)，并計(jì)算在下變頻的接收信號(hào)與已知的PN序列之間的互相關(guān)，并根據(jù)該互相關(guān)，能夠確定這些參量。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，以上的任何脈沖響應(yīng)或脈沖響應(yīng)的傅立葉變換表達(dá)式可以容易地轉(zhuǎn)換成信道轉(zhuǎn)移函數(shù)的FIR表達(dá)式。
一旦確定H(z)，就可確定A(z)，以使得H(z)·A(z)＝B(z)，其中B(z)具有不多于16個(gè)抽頭。在技術(shù)上有許多已知的用于確定A(z)的方法。例如，正如由Thomas W.Parks和C.S.Burrus在他們的教科書(shū)“Digital Filter Design(數(shù)字濾波器設(shè)計(jì))”，N.Y.，John Wiley &Sons，1987，pp.226-228，ISBN 0471828963中，以及由Peter Melsa，Richard Younce，和Charles Rohrs在他們的論文“Impulse ResponseShortening for Discrete Multitone Transceiver(用于分離的多音收發(fā)信機(jī)的脈沖響應(yīng)縮短)”，IEEE Transactions onCommunications，Vol.44，No.12，December，1996中提出的，令
A(z)＝1+a1z-1+a2z-2+…+aNdz-Nd，和B(z)＝b0+b1z-1+…+b16z-16.
則方程B(z)＝H(z)·A(z)可以按矩陣格式被寫(xiě)為如下 其中Nd(與以上的‘N’無(wú)關(guān))是相應(yīng)于希望的均衡器A(z)的矢量a的長(zhǎng)度，而b是長(zhǎng)度Nd的矢量，但其中在矢量b的行17到Nd的每行中的數(shù)值是零，由此滿足對(duì)于希望的復(fù)合通信信道的要求?！甆e’是被插入到矢量b中的零的數(shù)目，也就是，Ne＝Nd-16，其中‘16’相應(yīng)于優(yōu)選的最大的抽頭或延遲的數(shù)目。優(yōu)選地，Nd近似地與發(fā)送的信號(hào)在通信系統(tǒng)200中經(jīng)受的最長(zhǎng)多徑延遲一樣長(zhǎng)，并由經(jīng)驗(yàn)研究確定。在本發(fā)明中，經(jīng)驗(yàn)研究表明，可接受的Nd的數(shù)值是25。替換地，經(jīng)驗(yàn)研究還表明，Ne的數(shù)值達(dá)到24也將提供良好的性能。
為了計(jì)算矢量a，確定矩陣H1和H2以及矢量z。矩陣H1包含矩陣H的行1到16(即，H1是‘16×Nd’的矩陣)。矩陣H2包含矩陣H的行17到‘Ne+16’的每行的列2到Nd(即，H2是‘Ne×(Nd-1)’的矩陣)。矢量z包含矩陣H的行17到‘Ne+16’的每行的第一列(即，z是‘Ne×1’的矢量)。然后，根據(jù)H2確定H2的偽-逆矩陣，即H2#。計(jì)算偽逆矩陣的方法在線性代數(shù)的技術(shù)中是熟知的，這里將不作詳細(xì)描述。
矢量a，即，矢量a*＝[a(1) a(2)…a(Nd)]，可以根據(jù)矩陣H2#和矢量z被確定，其中a1a2…aNd的每一個(gè)根據(jù)公式a＝-(H2#)z來(lái)確定。然后可以用矢量g代表均衡器254，即g(k)，它是通過(guò)實(shí)施如下提供的抽頭而被實(shí)施的g=1a*.]]>
實(shí)施均衡器g的結(jié)果是創(chuàng)建復(fù)合通信信道h(k)*g(k)，它在信號(hào)的多徑延遲超過(guò)可容許的多徑延遲的長(zhǎng)度(優(yōu)選地，被附加到信號(hào)的循環(huán)前綴的長(zhǎng)度，即循環(huán)前綴Tg)時(shí)，減小在該信道中傳輸?shù)男盘?hào)的多徑延遲。優(yōu)選地，過(guò)大的多徑延遲被均衡器254減小到循環(huán)前綴的長(zhǎng)度；然而，在替換例中，由于均衡器254只有有限的長(zhǎng)度，所以該減小可能也會(huì)少一些。通過(guò)在引入被發(fā)送信號(hào)中的延遲過(guò)大時(shí)減小所引入的多徑延遲，本發(fā)明減小符號(hào)間干擾(ISI)的電平，由此減小誤碼率和保護(hù)子載波的正交性。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，在本發(fā)明中描述的均衡的方法也可以在為不同于16個(gè)抽頭的可容許延遲和循環(huán)前綴長(zhǎng)度所設(shè)計(jì)的通信系統(tǒng)中使用。這種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者可以用設(shè)計(jì)者認(rèn)為合適的、相應(yīng)于對(duì)多徑延遲造成的符號(hào)間干擾的防護(hù)水平的、抽頭的任何數(shù)目來(lái)代替在以上的均衡器254的說(shuō)明中的數(shù)目‘16’。在本發(fā)明以上的說(shuō)明中，‘16’抽頭或0.8μs的使用僅僅意味著按照典型的OFDM系統(tǒng)說(shuō)明本發(fā)明的原理，而無(wú)論如何不是要限制本發(fā)明。
由均衡器254產(chǎn)生的信號(hào)然后被輸送到循環(huán)前綴(C/P)去除器224，它去除由C/P添加器214附加到信號(hào)的循環(huán)前綴。C/P去除器224把無(wú)循環(huán)前綴的信號(hào)輸送到S/P轉(zhuǎn)換器226。S/P轉(zhuǎn)換器226把無(wú)循環(huán)前綴的信號(hào)從串行形式轉(zhuǎn)換成并行形式，輸出多個(gè)并行的調(diào)制子載波。多個(gè)并行的調(diào)制子載波然后被路由到正交解調(diào)器228，諸如離散傅立葉變換(DFT)或快速傅立葉變換(FFT)，它根據(jù)在正交調(diào)制器210中使用的多個(gè)正交函數(shù)來(lái)解調(diào)發(fā)送的信息。正交解調(diào)器228的輸出包括基于多個(gè)調(diào)制的子載波的多個(gè)并行符號(hào)，其中多個(gè)并行符號(hào)的每個(gè)符號(hào)是從在發(fā)送端260處所使用星座的M個(gè)可能的符號(hào)中提取的。
正交解調(diào)器228把多個(gè)并行符號(hào)輸送到P/S轉(zhuǎn)換器232。P/S轉(zhuǎn)換器232把符號(hào)從并行形式轉(zhuǎn)換成串行形式，以產(chǎn)生一個(gè)符號(hào)流，并把符號(hào)流輸送到逆符號(hào)映射器232。逆符號(hào)映射器232從信號(hào)星座中取給定的符號(hào)作為輸入，并把它轉(zhuǎn)化成適合于輸入到譯碼器234的一組log2(M)個(gè)二進(jìn)制數(shù)值或比特。由逆符號(hào)映射器232產(chǎn)生的比特然后被輸送到譯碼器234。譯碼器234接著根據(jù)糾錯(cuò)碼對(duì)比特流進(jìn)行譯碼，提供接收的數(shù)據(jù)到適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)宿236，諸如數(shù)據(jù)宿312，該接收的數(shù)據(jù)最好是無(wú)錯(cuò)誤的。由譯碼器236執(zhí)行的運(yùn)行是編碼器204的逆運(yùn)行，它依賴于所使用的編碼的特定類(lèi)型。例如，在使用Viterbi編碼算法的場(chǎng)合下，本發(fā)明優(yōu)選地引用Viterbi譯碼器。同樣地，在使用塊碼的場(chǎng)合下，采用塊譯碼器。
通常，本發(fā)明提供在利用正交多載波調(diào)制方案的通信系統(tǒng)中用于錯(cuò)誤減小的方法和設(shè)備，其中用戶信息是通過(guò)多個(gè)正交子載波從發(fā)射通信設(shè)備發(fā)送到接收通信設(shè)備的。本發(fā)明通過(guò)提供一個(gè)或多個(gè)子載波的抑制而提供第一層錯(cuò)誤減小，這可能造成發(fā)送的信號(hào)的失真。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)子載波確定一個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量，以產(chǎn)生多個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量，然后把多個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量的每個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量與信號(hào)質(zhì)量度量的門(mén)限值進(jìn)行比較。與門(mén)限值比較為不利的那些信號(hào)質(zhì)量度量相應(yīng)于不希望的子載波，然后相對(duì)于隨后發(fā)送的信號(hào)來(lái)抑制不希望的子載波。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，子載波根據(jù)它們的相應(yīng)的信號(hào)質(zhì)量度量排序，然后相對(duì)于隨后發(fā)送的信號(hào)來(lái)抑制具有最壞的信號(hào)質(zhì)量度量的預(yù)定數(shù)量的子載波。在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，被發(fā)送信號(hào)的信號(hào)功率被用于確定需要抑制的子載波的數(shù)量，以便把信號(hào)功率減小到可接受的電平，優(yōu)選地是不會(huì)過(guò)激勵(lì)一個(gè)接收通信設(shè)備放大器的電平。然后相對(duì)于隨后發(fā)送的信號(hào)來(lái)抑制該確定數(shù)量的子載波。
本發(fā)明還通過(guò)提供接收信號(hào)的均衡而提供第二層錯(cuò)誤減小，它可以或不一定結(jié)合第一層錯(cuò)誤減小使用。在無(wú)線通信系統(tǒng)中，傳播環(huán)境的隨機(jī)性可引起超過(guò)該通信系統(tǒng)被設(shè)計(jì)容許的最大多徑延遲(諸如在OFDM系統(tǒng)中循環(huán)前綴的長(zhǎng)度)的多徑延遲。過(guò)大的多徑延遲會(huì)引起符號(hào)間干擾，并會(huì)導(dǎo)致不可接受的高的錯(cuò)誤平底。本發(fā)明提供均衡器，它把接收信號(hào)的過(guò)大的多徑延遲減小到可容許的延遲水平。
圖5是按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例(“多天線”實(shí)施例)的通信系統(tǒng)500的方框圖。在多天線實(shí)施例中，通信系統(tǒng)500的發(fā)送端560包括至少一個(gè)天線，并且通信系統(tǒng)500的接收端562包括多個(gè)天線564、565(顯示兩個(gè)天線)。通過(guò)在接收端562處包括多個(gè)天線564、565并通過(guò)提供與每個(gè)天線有關(guān)的分離的均衡器554、555，符號(hào)間干擾的減小程度可以超過(guò)單個(gè)接收天線可達(dá)到的水平。
雖然通信系統(tǒng)500被顯示為在發(fā)送端560處包括一個(gè)天線，并在接收端562處包含兩個(gè)天線，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，通信系統(tǒng)500可以在發(fā)送端560或發(fā)射通信設(shè)備處具有一個(gè)或多個(gè)天線，并可在接收端562或接收通信設(shè)備處具有任何數(shù)目的天線，而且，以下提供的說(shuō)明可以推廣到任何的這樣的通信系統(tǒng)或通信設(shè)備。
圖6是能夠運(yùn)行在通信系統(tǒng)500的通信設(shè)備600的方框圖。通信設(shè)備600可以是任何能夠進(jìn)行無(wú)線OFDM通信的通信設(shè)備，諸如但不限于蜂窩電話或基站。優(yōu)選地，通信設(shè)備600能夠運(yùn)行在通信系統(tǒng)500的發(fā)送端560或接收端562，也就是說(shuō)，它能夠是發(fā)射通信設(shè)備或接收通信設(shè)備。通信設(shè)備600包括多個(gè)天線602，604(顯示兩個(gè))，它們的每一個(gè)被耦合到相應(yīng)的接收機(jī)606、608(顯示兩個(gè))和發(fā)射機(jī)610。每個(gè)接收機(jī)606、608和發(fā)射機(jī)610還被耦合到信號(hào)處理單元612，該信號(hào)處理單元612還被耦合到數(shù)據(jù)源614和數(shù)據(jù)宿616的每一個(gè)。發(fā)射機(jī)610優(yōu)選地包括上變頻器516和功率放大器518，并執(zhí)行發(fā)射機(jī)556的功能。接收機(jī)606和608的每一個(gè)優(yōu)選地包括多個(gè)低噪聲放大器520、521中的一個(gè)和多個(gè)下變頻器522、523中的一個(gè)，并優(yōu)選地一起執(zhí)行接收機(jī)558的功能。信號(hào)處理單元612優(yōu)選地執(zhí)行塊504-514、524-534、550-555和558的每一個(gè)的功能，正如下面參照?qǐng)D5描述的，這些功能由發(fā)射通信設(shè)備或接收通信設(shè)備中合適的一個(gè)執(zhí)行。類(lèi)似于信號(hào)處理單元308，這里描述的信號(hào)處理單元612的各種功能可以用硬件、軟件、或硬件與軟件的組合被實(shí)施。
通信系統(tǒng)500的發(fā)送端560的運(yùn)行類(lèi)似于通信系統(tǒng)200的發(fā)送端260的運(yùn)行。編碼器504優(yōu)選地以二進(jìn)制形式從諸如數(shù)據(jù)源614那樣的數(shù)據(jù)源502接收用戶信息。編碼器504把糾錯(cuò)碼應(yīng)用到用戶信息上，并輸出比特流。比特流被路由到符號(hào)映射器506，該符號(hào)映射器506被耦合到編碼器504。符號(hào)映射器506把比特流分組為多個(gè)比特的組，并把比特的每個(gè)組變換成相應(yīng)的符號(hào)，以產(chǎn)生符號(hào)流。符號(hào)映射器506然后把符號(hào)流路由到S/P轉(zhuǎn)換器508，該S/P轉(zhuǎn)換器508被耦合到符號(hào)映射器。S/P轉(zhuǎn)換器508把符號(hào)流從串行形式轉(zhuǎn)換成并行形式，以產(chǎn)生N個(gè)并行符號(hào)，其中N是被包含在分配給通信會(huì)話的頻帶寬度中的子載波的數(shù)目。替換地，當(dāng)少于N個(gè)子載波被正交調(diào)制器510調(diào)制時(shí)，S/P轉(zhuǎn)換器508產(chǎn)生相應(yīng)于由正交調(diào)制器調(diào)制的子載波數(shù)量的多個(gè)并行符號(hào)。S/P轉(zhuǎn)換器508然后把該N個(gè)并行符號(hào)加到耦合到該S/P轉(zhuǎn)換器的正交調(diào)制器510。正交調(diào)制器510用N個(gè)并行符號(hào)中的符號(hào)調(diào)制N個(gè)正交子載波的各個(gè)子載波，并把調(diào)制的子載波輸送到子載波抑制塊550。
類(lèi)似于發(fā)送端260的子載波抑制塊250，發(fā)送端560的子載波抑制塊550通過(guò)接收機(jī)558接收來(lái)自接收端562的子載波抑制信息。子載波抑制信息包括類(lèi)似于以上參照通信系統(tǒng)200描述的子載波抑制信息的信息，并可以由接收端562處的子載波測(cè)量塊552確定，這類(lèi)似于在接收端262由子載波測(cè)量塊252確定子載波抑制信息。子載波測(cè)量塊552然后通過(guò)發(fā)射機(jī)556與天線564和565的任一個(gè)或二者把子載波抑制信息發(fā)送到發(fā)送端560。
當(dāng)用接收的子載波抑制信息指示時(shí)，子載波抑制塊550抑制已調(diào)制的子載波中的一個(gè)或多個(gè)，以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)抑制的子載波和一個(gè)或多個(gè)未抑制的子載波。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，子載波抑制塊550可被包括在正交調(diào)制器510中。當(dāng)被包括在正交調(diào)制器510時(shí)，在由正交調(diào)制器510調(diào)制之前，子載波抑制塊550抑制正交的子載波中的一個(gè)或多個(gè)，而正交調(diào)制器510只調(diào)制未抑制的子載波。
子載波抑制塊550，或替換地正交調(diào)制器510(當(dāng)子載波抑制塊550被包括在正交調(diào)制器中時(shí))，把抑制的和未抑制的子載波，或替換地僅僅把未抑制的子載波輸送到P/S轉(zhuǎn)換器512。P/S轉(zhuǎn)換器512把從子載波抑制塊550或替換地從正交調(diào)制器510接收的子載波從并行形式轉(zhuǎn)換為串行形式，以產(chǎn)生輸出信號(hào)513。P/S轉(zhuǎn)換器512把輸出信號(hào)513輸送到C/P添加器514，它把保護(hù)帶間隔或循環(huán)前綴附加到信號(hào)513上，以產(chǎn)生輸出信號(hào)515。C/P添加器514把輸出信號(hào)515輸送到上變頻器516，它把輸出信號(hào)515從基帶頻率上變頻到發(fā)射頻率。已上變頻的信號(hào)被輸送到功率放大器(PA)518，后者放大信號(hào)并通過(guò)一個(gè)或多個(gè)天線(顯示一個(gè)天線)和通信信道540發(fā)射該放大的信號(hào)。
在通信系統(tǒng)500的接收端562處，多個(gè)天線564、565的每個(gè)天線接收發(fā)送信號(hào)。多個(gè)天線564、565的每個(gè)天線相對(duì)于接收端562的不同的位置可導(dǎo)致接收信號(hào)具有不同的信號(hào)幅度和相位。每個(gè)天線564、565把接收的信號(hào)路由到被耦合到該天線的、多個(gè)低噪聲放大器(LNA)520、521中的一個(gè)放大器。LNA 520，521的每一個(gè)放大從天線564、565接收的信號(hào)，并把放大的信號(hào)路由到被耦合到該LNA的、多個(gè)下變頻器522、523中的一個(gè)下變頻器。下變頻器522、523的每一個(gè)把從LNA 522、523接收的信號(hào)從發(fā)送頻率下變頻到基帶頻率。每個(gè)下變頻器522、523然后把下變頻的信號(hào)輸送到被耦合到該下變頻器的、多個(gè)均衡器554、555中的一個(gè)均衡器。
均衡器554和555對(duì)于過(guò)大的多徑延遲進(jìn)行補(bǔ)償，即，補(bǔ)償超過(guò)可容許的多徑延遲(諸如循環(huán)前綴的長(zhǎng)度)的延遲，該過(guò)大的延遲可能是由不可預(yù)測(cè)的通信信道540引入到該接收信號(hào)中的。圖7是復(fù)合通信信道700的方框圖，該復(fù)合通信信道700包括多個(gè)均衡器554、555(顯示兩個(gè))和多個(gè)通信信道702、704，其中均衡器554、555的每一個(gè)之前都是多個(gè)通信信道702、704中的一個(gè)通信信道。在圖7上，g1(k)和h1(k)是分別相應(yīng)于均衡器554和通信信道702的單位脈沖響應(yīng)，并且g2(k)和h2(k)是分別相應(yīng)于均衡器555和通信信道704的單位脈沖響應(yīng)。通信信道702包括通信信道540以及在均衡器554之前的、接收通信設(shè)備的接收端562(即，接收天線564，LNA 520和下變頻器522)。通信信道704包括通信信道540以及在均衡器555之前的、接收通信設(shè)備的接收端562(即，接收天線565，LNA 521和下變頻器523)。
復(fù)合通信信道700可被表示為離散濾波器，f(k)，其中f(k)＝h1(k)*g1(k)+h2(k)*g2(k)(1)(即，h1(k)與g1(k)的卷積加上h2(k)與g2(k)的卷積)，均衡器554和555(即，g1(k)和g2(k))的任務(wù)是產(chǎn)生復(fù)合通信信道700，其中復(fù)合通信信道看起來(lái)似乎是一個(gè)對(duì)于該接收通信設(shè)備有可容許的多徑延遲的通信信道，而不管傳播環(huán)境(即，通信信道540)的多徑延遲如何。優(yōu)選地，復(fù)合通信信道700看起來(lái)似乎是具有至多為循環(huán)前綴的長(zhǎng)度的多徑延遲(即，‘L’個(gè)抽頭，其中L優(yōu)選地等于16)，但是在替換例中，復(fù)合的通信信道700的設(shè)計(jì)可能是面向任何可容許的多徑延遲的。
類(lèi)似于通信系統(tǒng)200，每個(gè)通信信道702和704可以表示為FIR濾波器。例如，每個(gè)通信信道hj(k)，j＝1，2，可被表示為相應(yīng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)，或FIR濾波器，Hj(z)=Σi=0Ihj,iz-i,]]>j＝1，2，或可以用相應(yīng)的矢量Hj＝[hj(0)hj(1)...hj(I)]j＝1，2，來(lái)表示，其中hj(0)，hj(1)，...，hj(I)的每一個(gè)是z變換表達(dá)式的系數(shù)。類(lèi)似地，均衡器554、555的每一個(gè)，或gj(k)，j＝1，2，是均衡函數(shù)，它可被表示為相應(yīng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)，或FIR濾波器，Gj(z)=Σi=0Jgj,iz-i,]]>j＝1，2，或可以用相應(yīng)的矢量Gj＝[gj(o)gj(1)...gj(J)]j＝1，2，來(lái)表示，其中每個(gè)系數(shù)gj(0)，gj(1)，...，gj(J)是相應(yīng)于濾波器Gj(z)中的一個(gè)抽頭的系數(shù)，而‘J’相應(yīng)于均衡器中抽頭的數(shù)目。在本發(fā)明中，均衡器G(z)具有適當(dāng)?shù)某轭^數(shù)‘J’，以使得當(dāng)I＞16時(shí)，g(k)與h(k)的卷積產(chǎn)生具有小于或等于16個(gè)抽頭的延遲的復(fù)合通信信道。
如上所述，均衡器554和555用來(lái)把復(fù)合通信信道f(k)的多徑延遲限制為‘L’個(gè)抽頭(優(yōu)選地L＝16)。以矩陣形式重寫(xiě)公式(1)f＝H1g1+H2g2(2)其中f是復(fù)合通信信道700的矢量表達(dá)式(即，相應(yīng)于復(fù)合通信信道700的離散濾波器的系數(shù)的表達(dá)式)，H1是相應(yīng)于通信信道702的轉(zhuǎn)移函數(shù)的矩陣表達(dá)式，g1是均衡器554的矢量表達(dá)式(即，相應(yīng)于均衡器554的數(shù)字濾波器的系數(shù))，H2是相應(yīng)于通信信道704的轉(zhuǎn)移函數(shù)的矩陣表達(dá)式，并且g2是均衡器555的矢量表達(dá)式(即，相應(yīng)于均衡器555的數(shù)字濾波器的系數(shù))。也就是，f＝[f(0) f(1) … f(L) f(L+1) … f(I+J-2)]T＝[fLTfRT]T，和 =Hj,LHj,R,]]>和gj＝[gj(0) gj(1) … gj(J-1)]T，
其中表達(dá)式[]T或xT相應(yīng)于由x表示的、或由括號(hào)之間的元素表示的矢量或矩陣的轉(zhuǎn)置，j＝1，2，fL和fR是矢量，它們分別包括f的頭L個(gè)抽頭和f的其余的抽頭，Hj，L和Hj，R是矩陣，它們分別包括Hj的頭L行和Hj的其余行，而J是均衡器554和555的每一個(gè)的長(zhǎng)度。強(qiáng)制施加的在f中只有L個(gè)非零抽頭的約束條件，意味著把fR的每個(gè)元素設(shè)置為零，這進(jìn)而又意味著HRg＝0 (3)其中HR＝[H1，RH2，R]，和 (4)g=g1g2.]]>矢量或?yàn)V波器g(因?yàn)間中的每項(xiàng)可被看作為數(shù)字濾波器中的抽頭)是包括多個(gè)均衡函數(shù)的每一個(gè)的復(fù)合均衡函數(shù)(即，g1和g2)。通過(guò)確定矢量g，本發(fā)明也確定每個(gè)g1和g2。
為了滿足f只有L個(gè)非零抽頭的約束條件，矩陣HR必須具有一個(gè)零空間，即，HR必須滿足約束條件I+J-L-1＜2J。這個(gè)條件可以通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇J而獲得。公式(3)包括“Md＝I+J-L-1”個(gè)約束的或依賴的變量，和“Mf＝J+L+1-I”個(gè)自由的或獨(dú)立的變量(‘Md’和‘Mf’是與以上的變量‘M’無(wú)關(guān)的)。矢量g可被表示為g=gfgd,]]>其中g(shù)f和gd的每一個(gè)是矢量，它們分別包括g的頭‘Mf’個(gè)(自由的)項(xiàng)和g的其余的‘Md’個(gè)(依賴的)項(xiàng)。同樣地，公式(4)中的矩陣HR可被重新分為HR＝[HfHd]，其中Hf是包括HR的頭Mf列的矩陣，而Hd是包括HR的其余的Md列的矩陣。公式(3)可被重寫(xiě)為Hfgf+Hdgd＝0，或gd＝-Hd-1Hfgf. (5)矩陣Hd總是方形的和滿秩的。因此，fL=(H1,L′-H2,L′Hd-1Hf)gf=A(h1,h2)gf,----(6)]]>其中H’1，L和H’2，L是分別包括H1中頭L行和H2中頭L行的矩陣。相應(yīng)于均衡器554(即，g1)和555(即，g2)的每一個(gè)的數(shù)字濾波器表達(dá)式或均衡函數(shù)然后可被寫(xiě)為如下g=IHd-IHfgf=B(h1,h2)gf,]]>和(7a)g1＝[g(1) g(2) … g(J)]T，g2＝[g(J+1) g(J+2) … g(2J)]T.(7b)對(duì)于滿足(3)中的約束條件的均衡器554和555，存在有無(wú)限個(gè)解。均衡器554和555可以根據(jù)以公式(7a)和(7b)的格式的任何g來(lái)構(gòu)建，其中在矢量g1和g2中的每個(gè)項(xiàng)相應(yīng)于在相應(yīng)的均衡器或均衡函數(shù)554和555中的一個(gè)抽頭。
上述用于確定均衡器554和555的技術(shù)沒(méi)有考慮噪聲增強(qiáng)的問(wèn)題。當(dāng)由上述的技術(shù)確定并然后被集成到通信系統(tǒng)500中、創(chuàng)建復(fù)合通信信道700的均衡器在一個(gè)或多個(gè)子載波上產(chǎn)生信號(hào)零值時(shí)，導(dǎo)致噪聲增強(qiáng)。零值本身不存在于均衡器中，也不能通過(guò)公式(7a)和(7b)求解。每個(gè)零值造成相應(yīng)于零值的子載波的信號(hào)分量的惡化，但并不造成噪聲分量的等價(jià)的惡化。結(jié)果，每個(gè)零值大大地增強(qiáng)子載波中的噪聲，由此使通信系統(tǒng)500的性能惡化。所以，本發(fā)明提供由接收端562或接收通信設(shè)備的信號(hào)處理單元308進(jìn)行的均衡器最佳化，以便減小選擇的濾波器g產(chǎn)生不希望的信號(hào)零值的可能性。然而，均衡器最佳化對(duì)于本發(fā)明是不必要的，在本發(fā)明的替換的實(shí)施例中，不包括均衡器最佳化。
信號(hào)處理單元308通過(guò)在方程(7a)和(7b)的無(wú)限個(gè)解中選擇最佳復(fù)合均衡函數(shù)g(并遵循f只有L個(gè)非零抽頭的約束條件)而使得均衡器554和555的性能(用對(duì)于給定的SNR的分組錯(cuò)誤率來(lái)度量)最佳化。在選擇最佳復(fù)合均衡函數(shù)g時(shí)，只需要考慮有限范圍的可能的復(fù)合均衡函數(shù)，而不用考慮滿足對(duì)于復(fù)合均衡函數(shù)g的約束條件的所有可能的復(fù)合均衡函數(shù)。
噪聲增強(qiáng)問(wèn)題逆向地相關(guān)于SNR。結(jié)果，噪聲增強(qiáng)問(wèn)題可以通過(guò)使得由于采用復(fù)合均衡函數(shù)g所造成的最小子載波SNR最大化而被解決。圖8是說(shuō)明通過(guò)使由于采用復(fù)合均衡函數(shù)g所造成的最小子載波SNR最大化而選擇最佳子載波的實(shí)施例的表800。表800的提供僅僅用于說(shuō)明本發(fā)明的原理，而不是打算限制本發(fā)明。
表800的每列相應(yīng)于在有限范圍的Nf個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)gf中的復(fù)合均衡函數(shù)，gfi，i＝1，...，Ngf。表800的每行相應(yīng)于在通信系統(tǒng)500中用于發(fā)送信息的多個(gè)子載波的一個(gè)子載波。對(duì)于Nf個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)，接收通信設(shè)備的信號(hào)處理單元308，優(yōu)選為接收通信設(shè)備的子載波測(cè)量塊552確定在由接收通信設(shè)備接收的信號(hào)中所包括的‘n’個(gè)子載波的每個(gè)子載波的SNR。也就是，對(duì)于第一復(fù)合均衡函數(shù)gf1，信號(hào)處理單元308確定‘n’個(gè)子載波的第一子載波的第一SNR(即，SNR1(gf1))，‘n’個(gè)子載波的第二子載波的第二SNR(即，SNR2(gf1))，‘n’個(gè)子載波的第三子載波的第三SNR(即，SNR3(gf1))，等等。同樣地，對(duì)于第二復(fù)合均衡函數(shù)gf2，信號(hào)處理單元308確定第一子載波的SNR(即，SNR1(gf2))，第二子載波的SNR(即，SNR2(gf2))，第三子載波的SNR(即，SNR3(gf2))，等等。對(duì)于每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)，gfi，i＝1，...，Ngf，可以類(lèi)似地確定其SNR。
信號(hào)處理單元308然后對(duì)于每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)gfi，從所確定的SNR中確定最小SNR。例如，對(duì)于復(fù)合均衡函數(shù)gf1，信號(hào)處理單元308從SNRj(gf1)，j＝1，...，n，中確定最小的SNR。對(duì)于復(fù)合均衡函數(shù)gf1的最小的SNR(例如SNR1(gf1))可被稱為SNRmin(gf1)。對(duì)于復(fù)合均衡函數(shù)gf2，信號(hào)處理單元308從SNRj(gf2)，j＝1，...，n，中確定最小的SNR，(例如SNR3(gf2))，并把對(duì)于復(fù)合均衡函數(shù)gf2的最小SNR稱為SNRmin(gf2)。對(duì)于復(fù)合均衡函數(shù)gf3，信號(hào)處理單元308從SNRj(gf3)，j＝1，...，n，中確定最小的SNR，(例如SNR2(gf3))，并把對(duì)于復(fù)合均衡函數(shù)gf3的最小SNR稱為SNRmin(gf3)。信號(hào)處理單元308然后把對(duì)于每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)gfi，i＝1，...，Ngf，所確定的最小的SNR互相進(jìn)行比較，并從這些最小SNR中間確定最大的SNR。也就是，信號(hào)處理單元308把每個(gè)SNRmin(gfi)，i＝1，...，Ngf，互相進(jìn)行比較，并從SNRmin(gfi)中間確定最大的SNR。然后，信號(hào)處理單元308從SNRmin(gfi)中間選擇相應(yīng)于最大的SNR的復(fù)合均衡函數(shù)，并使用選擇的復(fù)合均衡函數(shù)，按照方程(7a)和(7b)構(gòu)建均衡器554和555。
例如，第n子載波的SNR可被表示為
SNRn=|Fn|2|G1,n|2+|G2,n|2----(8)]]>其中F是f的FFT，并可被表示為F＝[F1F2...FN]T＝FFT{f，N}＝ΓJA(h1，h2)gfi＝Λgfi。同樣地，G1和G2分別是g1和g2的FFT，并可被表示為G1＝FFT{g1，N}＝Wgn(9a)G2＝FFT{g2，N)＝Y(jié)gn(9b)在(8)中的表達(dá)式可等價(jià)地寫(xiě)為SNRn(gn)=gnTλnλnTgngnT(υnυnT+μnμnT)gn----(10)]]>其中λn、μn和νn，分別是在矩陣Λ、W和Y的每一個(gè)中的第n行，被堆積為列矢量。
信號(hào)處理單元308通過(guò)確定遵從以下對(duì)于多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)gfi的每一個(gè)的約束條件的、對(duì)于多個(gè)濾波器的每個(gè)濾波器的最大值α，而使得由于選擇多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)gfi中的一個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)而得出的最小的SNR最大化。
SNRn(gn)＝gnT(λnλnT-αΛnΛnT-αμnμnT)gn＝gnTWngn＞0，其中n、0，1，…，N-1(11)通常，矩陣Wn是不定的。初始分配給α的數(shù)值取決于系統(tǒng)500的設(shè)計(jì)者。如果對(duì)于任何特定的‘n’，相關(guān)的矩陣Wn是負(fù)定的，則方程(11)的問(wèn)題是無(wú)解的，分配給α的數(shù)值應(yīng)當(dāng)減小。如果對(duì)于每個(gè)子載波‘n’，相關(guān)的矩陣Wn是正定的，則任何的gfi都行。對(duì)于不定的情形，方程(11)的解可能得到或者可能得不到。如果存在有滿足由方程(11)所施加的約束條件的α值，則α可被增加，并對(duì)于每個(gè)子載波‘n’重新確定SNRn(gfi)，直至得到數(shù)值α的最大值。產(chǎn)生對(duì)于α的最大值的那個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)gfi然后被信號(hào)處理單元308使用來(lái)構(gòu)建均衡器554和555。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)gf的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)所確定的最小子載波SNR的最大化可以由以下的最大化方程來(lái)代表max min SNRn(gf)＝max κ(gf)(12)gn∈CMf n＝0，1，...，N-1 gn∈CMf其中C是復(fù)數(shù)集。方程(12)沒(méi)有簡(jiǎn)單的分析解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，多種最佳化方法的任何一種方法可以提供可接受的次最佳解。
例如，次最佳解可以通過(guò)在復(fù)合均衡函數(shù)的子空間 上(也就是，在有限組的多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)gf上)求解方程(12)而得出，而不是在所有可能的g上求解方程(12)。子空間 是預(yù)先規(guī)定的，并且對(duì)于接收通信設(shè)備是已知的。模擬表明，子空間 的選擇對(duì)于系統(tǒng)500的性能不是關(guān)鍵的，并且如果使用足夠大數(shù)量的、任意地或隨機(jī)地選擇的復(fù)合均衡函數(shù)g，則可以找到可按受的復(fù)合均衡函數(shù)。信號(hào)處理單元308選擇數(shù)量為‘S’的固定的復(fù)合均衡函數(shù)gf，其中‘S’是子空間 的基數(shù)(即，元素?cái)?shù)目)。對(duì)于在復(fù)合均衡函數(shù)組gf中的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)gfi，信號(hào)處理單元308確定每個(gè)子載波的SNR，即SNRn(gfi)，n＝0，1，…，N-1。另外，對(duì)于每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)gfi，信號(hào)處理單元308確定nmin(gfi)，即，其SNRn(gfi)是最小值的子載波。對(duì)于子載波nmin(gfi)的SNRn被表示為SNRn，min(gfi)。g的次最佳確定，即gopt，是其SNRn，min(gfi)為最大值的復(fù)合均衡函數(shù)gfi。所確定的gopt然后被信號(hào)處理單元308用作為濾波器g，用來(lái)構(gòu)建每個(gè)均衡器554和555。
在另一個(gè)例子中，不通過(guò)確定對(duì)于每個(gè)子載波‘n’的SNR而求解方程(12)，并為了減小確定最佳復(fù)合均衡函數(shù)g的處理過(guò)程的復(fù)雜性，對(duì)于每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)gfi，可以只為每個(gè)子載波確定如公式(8)描述的SNRn的分子，即|Fn|2。對(duì)于每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)gfi，nmin(gfi)然后是其|Fn|2為最小的子載波。對(duì)于子載波nmin(gfi)的|Fn|2被表示為|Fn|2nmin(gfi)。g的次最佳確定，即gopt，是其|Fn|2nmin(gfi)為最大的復(fù)合均衡函數(shù)gfi。所確定的gopt然后被信號(hào)處理單元308用來(lái)構(gòu)建均衡器554和555的每一個(gè)。
由均衡器554和555產(chǎn)生的信號(hào)，每個(gè)被輸送到求和器558。求和器558組合信號(hào)，并把組合的信號(hào)輸送到循環(huán)前綴(C/P)去除器524。C/P去除器524去除由C/P添加器514附加到信號(hào)上的循環(huán)前綴。C/P去除器524把無(wú)循環(huán)前綴的信號(hào)輸送到S/P轉(zhuǎn)換器526。S/P轉(zhuǎn)換器526把無(wú)循環(huán)前綴的信號(hào)從串行形式轉(zhuǎn)換成并行形式，輸出多個(gè)并行調(diào)制子載波。多個(gè)并行調(diào)制子載波然后被S/P轉(zhuǎn)換器526路由到正交解調(diào)器528，諸如離散傅立葉變換(DFT)或快速傅立葉變換(FFT)，它根據(jù)在正交調(diào)制器510中使用的多個(gè)正交函數(shù)來(lái)解調(diào)發(fā)送的信息。正交解調(diào)器528的輸出包括根據(jù)多個(gè)調(diào)制的子載波的多個(gè)并行符號(hào)，其中多個(gè)并行符號(hào)的每個(gè)符號(hào)是從在發(fā)送端560處所使用星座的M個(gè)可能的符號(hào)中提取的。
正交解調(diào)器528把多個(gè)并行符號(hào)輸送到P/S轉(zhuǎn)換器532。P/S轉(zhuǎn)換器532把符號(hào)從并行形式轉(zhuǎn)換成串行形式，以產(chǎn)生一個(gè)符號(hào)流，并且把符號(hào)流輸送到逆符號(hào)映射器532。逆符號(hào)映射器532從信號(hào)星座中取給定的符號(hào)作為輸入，并把它轉(zhuǎn)化成適合于輸入到譯碼器534的一組log2(M)個(gè)二進(jìn)制數(shù)值或比特。由逆符號(hào)映射器532產(chǎn)生的比特然后被輸送到譯碼器534。譯碼器534根據(jù)糾錯(cuò)碼對(duì)比特流進(jìn)行譯碼，提供接收的數(shù)據(jù)到適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)宿536，諸如數(shù)據(jù)宿616，該接收的數(shù)據(jù)最佳地是無(wú)錯(cuò)誤的。
在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，子載波測(cè)量塊552可以根據(jù)gf的確定來(lái)確定子載波抑制信息。在確定gf后，均衡器554和555被構(gòu)建，并且對(duì)于每個(gè)子載波‘n’，n＝0，1，...，N-1，確定SNRn(gf)，或替換地確定|Fn|2。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定數(shù)目的最壞性能的子載波，也就是具有最低的確定的SNRn(gf)或|Fn|2的子載波，然后被選擇來(lái)進(jìn)行抑制。在另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)子載波的SNRn(gf)或|Fn|2與相應(yīng)的SNRn(gf)門(mén)限值或|Fn|2門(mén)限值進(jìn)行比較。與門(mén)限值比較為不利的(即，小于門(mén)限值)子載波被選擇來(lái)進(jìn)行抑制。然后，包括選擇的子載波的子載波抑制信息如上所述地被子載波測(cè)量塊552輸送到子載波抑制塊550。
通常，通過(guò)使用多個(gè)天線和多個(gè)均衡器，本發(fā)明還提供了優(yōu)于使用單個(gè)天線和單個(gè)均衡器可獲得的符號(hào)間干擾(ISI)減小的、改進(jìn)的符號(hào)間干擾(ISI)減小。在多個(gè)天線實(shí)施例中，多個(gè)天線564，565的每個(gè)天線與多個(gè)均衡器554，555的一個(gè)均衡器相聯(lián)系。然后通過(guò)確定一個(gè)矢量或?yàn)V波器g(其中g(shù)=g1g2]]>)而確定每個(gè)均衡器554，555。在矢量g1和g2的每一個(gè)中的項(xiàng)分別相應(yīng)于在均衡器554和555的每一個(gè)中的抽頭，并且，每個(gè)均衡器然后可以通過(guò)實(shí)施所指示的抽頭而被實(shí)現(xiàn)。確定矢量g，使得當(dāng)與其上發(fā)送OFDM信號(hào)的通信信道540組合時(shí)，創(chuàng)建一個(gè)復(fù)合通信信道700，它具有至多為可容許的延遲水平的多徑延遲。優(yōu)選地，該復(fù)合通信信道700被設(shè)計(jì)用于的可容許的延遲是被附加到發(fā)送的OFDM信號(hào)的循環(huán)前綴的長(zhǎng)度。
有一種可能，即多個(gè)天線實(shí)施例中的噪聲增強(qiáng)是由復(fù)合通信信道700產(chǎn)生的子載波零值造成的。所以，本發(fā)明還提供最佳化處理過(guò)程從有限范圍的可能濾波器g中間選擇一個(gè)最佳濾波器，它是最不可能產(chǎn)生這種零值的濾波器。最佳化處理過(guò)程確定由于在有限范圍的可能濾波器中的每個(gè)濾波器的實(shí)施而造成的子載波SNR，并根據(jù)與每個(gè)濾波器有關(guān)的子載波SNR選擇濾波器。優(yōu)選地，選擇處理過(guò)程包括選擇一個(gè)濾波器，它產(chǎn)生對(duì)于濾波器的最壞SNR(即，在對(duì)于多個(gè)子載波的每一個(gè)所確定的SNR中間的最小SNR)的最大值，雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，有許多其他方法可被使用來(lái)根據(jù)SNR選擇最佳濾波器。例如，替換的選擇處理過(guò)程可以選擇一個(gè)濾波器，它產(chǎn)生最少的、低于預(yù)定SNR門(mén)限值的子載波SNR值。
圖9是由通信系統(tǒng)在按照本發(fā)明的、在減小發(fā)送信號(hào)中的錯(cuò)誤時(shí)所執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖900，該系統(tǒng)包括多個(gè)通信設(shè)備，還包括具有多個(gè)正交子載波的發(fā)送的信號(hào)。優(yōu)選地，通信系統(tǒng)是無(wú)線通信系統(tǒng)，其中當(dāng)信號(hào)從多個(gè)通信設(shè)備的發(fā)射通信設(shè)備發(fā)送到多個(gè)無(wú)線設(shè)備的接收通信設(shè)備時(shí)，多徑延遲被引入到發(fā)送的信號(hào)。當(dāng)多個(gè)通信設(shè)備的第一通信設(shè)備確定(902)子載波抑制信息，并把子載波抑制信息發(fā)送到(903)多個(gè)通信設(shè)備的第二通信設(shè)備時(shí)，邏輯流程開(kāi)始(901)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，確定(902)子載波抑制信息的步驟包括確定多個(gè)正交子載波的每個(gè)子載波的信號(hào)質(zhì)量度量，以產(chǎn)生多個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量。第一通信設(shè)備然后根據(jù)多個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量發(fā)送(903)子載波抑制信息到第二通信設(shè)備。在本發(fā)明的替換實(shí)施例中，除了產(chǎn)生多個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量，確定(902)子載波抑制信息的步驟還包括把至少一個(gè)確定的信號(hào)質(zhì)量度量與信號(hào)質(zhì)量度量門(mén)限值進(jìn)行比較，以產(chǎn)生一個(gè)比較結(jié)果。第一通信設(shè)備然后根據(jù)比較結(jié)果發(fā)送(903)子載波抑制信息。在本發(fā)明的另一個(gè)替換實(shí)施例中，除了產(chǎn)生多個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量，確定(902)子載波抑制信息的步驟還包括根據(jù)多個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量確定多個(gè)正交子載波的次序。第一通信設(shè)備然后根據(jù)確定的次序發(fā)送(903)子載波抑制信息。在本發(fā)明的又一個(gè)替換實(shí)施例中，確定(902)子載波抑制信息的步驟包括由第一通信設(shè)備確定用于抑制的正交子載波的數(shù)量的步驟，以便減小發(fā)射功率電平到低于預(yù)定的功率電平門(mén)限值。第一通信設(shè)備然后根據(jù)確定的正交子載波數(shù)量發(fā)送(903)子載波抑制信息。
第二通信設(shè)備接收(904)發(fā)送的子載波抑制信息。當(dāng)發(fā)送的子載波抑制信息不表示(905)子載波的抑制時(shí)，第二通信設(shè)備發(fā)送(907)一個(gè)包括多個(gè)未抑制的正交子載波的信號(hào)。當(dāng)發(fā)送的子載波抑制信息表示(905)多個(gè)正交子載波的至少一個(gè)正交子載波應(yīng)被抑制時(shí)，第二通信設(shè)備抑制(906)至少一個(gè)正交子載波，以產(chǎn)生至少一個(gè)抑制的子載波和至少一個(gè)未抑制的子載波。第二通信設(shè)備然后發(fā)送(907)一個(gè)至少包括未抑制的子載波的信號(hào)。優(yōu)選地，當(dāng)至少一個(gè)子載波被抑制時(shí)，該至少一個(gè)抑制的子載波也被第二通信設(shè)備發(fā)送，但是替換地，該至少一個(gè)抑制的子載波可以不被發(fā)送。第一通信設(shè)備接收(908)由第二通信設(shè)備發(fā)送的信號(hào)，以產(chǎn)生接收信號(hào)。第一通信設(shè)備確定(909)至少一個(gè)均衡函數(shù)，打算在接收信號(hào)的多徑延遲超過(guò)可容許的水平時(shí)，優(yōu)選地在延遲超過(guò)由第一通信設(shè)備附加到該接收的信號(hào)上的循環(huán)前綴的長(zhǎng)度時(shí)，減小接收的信號(hào)的多徑延遲。第一通信設(shè)備然后根據(jù)至少一個(gè)確定的均衡函數(shù)處理(910)接收信號(hào)，由此減小接收信號(hào)的多徑延遲和減少符號(hào)間干擾存在于接收信號(hào)之中的潛在性，然后邏輯流程結(jié)束(911)。
確定(909)至少一個(gè)均衡函數(shù)的步驟優(yōu)選地包括確定通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)和確定希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)的步驟。確定(909)的步驟優(yōu)選地還包括根據(jù)通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)和希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)確定至少一個(gè)均衡函數(shù)的步驟，以使得均衡函數(shù)與通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)的卷積產(chǎn)生希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)。希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)包括可容許的多徑延遲，優(yōu)選地，包含近似等于被附加到發(fā)送的OFDM信號(hào)的循環(huán)前綴長(zhǎng)度的延遲。該至少一個(gè)均衡函數(shù)在多徑延遲超過(guò)該可容許的多徑延遲時(shí)，減小接收信號(hào)的多徑延遲。
在本發(fā)明的替換實(shí)施例中，本發(fā)明可包括第一通信設(shè)備執(zhí)行步驟(902)和(903)，其中子載波抑制信息是基于該信號(hào)質(zhì)量度量確定的，第二通信設(shè)備執(zhí)行步驟(904)-(907)，第一通信設(shè)備執(zhí)行步驟(909)，第一通信設(shè)備執(zhí)行步驟(908)-(910)，或這些步驟的組合。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，其中接收通信設(shè)備包括多個(gè)天線，確定(909)至少一個(gè)均衡函數(shù)的步驟包括確定多個(gè)均衡函數(shù)的步驟，其中多個(gè)均衡函數(shù)的每個(gè)均衡函數(shù)與多個(gè)天線的一個(gè)天線相聯(lián)系。圖10是當(dāng)多個(gè)均衡函數(shù)被包括在復(fù)合均衡函數(shù)時(shí)在確定多個(gè)均衡函數(shù)的步驟(909)中所包括的步驟的邏輯流程圖1000。當(dāng)接收通信設(shè)備確定(1002)多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)(例如，gfi，i＝1，...，Ngf)時(shí)，邏輯流程開(kāi)始(1001)，其中多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)包括多個(gè)均衡函數(shù)(例如，g1和g2)。在每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)中所包括的多個(gè)均衡函數(shù)打算在接收信號(hào)的多徑延遲超過(guò)可容許的水平時(shí)減小接收信號(hào)的多徑延遲。接收通信設(shè)備然后通過(guò)為每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)確定(1003)相應(yīng)于包含在接收通信設(shè)備接收的信號(hào)中的至少一個(gè)子載波的至少一個(gè)SNR，以產(chǎn)生多個(gè)SNR。根據(jù)所確定的SNR，接收通信設(shè)備然后從多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)中間選擇(1004)復(fù)合均衡函數(shù)，然后邏輯流程結(jié)束(1005)。在圖9上根據(jù)多個(gè)均衡函數(shù)的至少一個(gè)均衡函數(shù)處理(910)接收信號(hào)的步驟然后包括根據(jù)被包括在所選擇的復(fù)合均衡函數(shù)中的均衡函數(shù)處理接收信號(hào)的步驟。
優(yōu)選地，選擇(1004)復(fù)合均衡函數(shù)的步驟包括以下步驟。相應(yīng)于多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每一個(gè)的最小SNR(例如，SNRn，min(gfi))被確定來(lái)產(chǎn)生多個(gè)最小的SNR。多個(gè)最小SNR的每個(gè)最小SNR與其他的最小SNR進(jìn)行比較，以產(chǎn)生多個(gè)比較結(jié)果。根據(jù)多個(gè)比較結(jié)果，確定最大的最小SNR。相應(yīng)于所確定的最大的最小SNR的復(fù)合均衡函數(shù)(例如，gopt)然后被選擇用來(lái)處理(910)接收信號(hào)。
在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，其中確定(1003)至少一個(gè)SNR的步驟包括為多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)確定多個(gè)SNR的步驟，并且其中多個(gè)SNR的每一個(gè)相應(yīng)于包含在接收通信設(shè)備接收的信號(hào)中的多個(gè)子載波的不同子載波，選擇(1004)復(fù)合均衡函數(shù)的步驟可包括以下的步驟。為多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)確定的每個(gè)SNR與SNR門(mén)限值進(jìn)行比較。然后選擇一個(gè)產(chǎn)生最少的、與門(mén)限值比較為不利的SNR確定的復(fù)合均衡函數(shù)，以便處理(910)接收信號(hào)。
總之，本發(fā)明提供一種通信系統(tǒng)中用于錯(cuò)誤減小的方法和設(shè)備，該通信系統(tǒng)利用包括經(jīng)多個(gè)正交子載波傳輸用戶信息的正交調(diào)制方案。第一層錯(cuò)誤減小提供對(duì)于可能造成被發(fā)送的信號(hào)的失真的一個(gè)或多個(gè)子載波的抑制。第二層錯(cuò)誤減小可以或不一定結(jié)合第一層錯(cuò)誤減小一起使用，它提供對(duì)于接收信號(hào)的均衡，以便在多徑延遲超過(guò)可容許的多徑延遲時(shí)，優(yōu)選地，超過(guò)被附加到信號(hào)的循環(huán)前綴的長(zhǎng)度時(shí)，減小接收信號(hào)的多徑延遲。第一層和第二層錯(cuò)誤減小有助于保留子載波的正交性，該正交性對(duì)于從接收信號(hào)中正確地提取用戶信息是關(guān)鍵的。
雖然本發(fā)明是參照本發(fā)明的特定的實(shí)施例顯示和描述的，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)看到，可以在形式和細(xì)節(jié)上作出各種改變，而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種在包括多個(gè)通信設(shè)備和多個(gè)正交子載波的通信系統(tǒng)中用于錯(cuò)誤減小的方法，該方法包括以下步驟由該多個(gè)通信設(shè)備的第一通信設(shè)備確定用來(lái)減小被接收信號(hào)的多徑延遲的均衡函數(shù)；由該多個(gè)通信設(shè)備的第二通信設(shè)備接收子載波抑制信息；由該第二通信設(shè)備根據(jù)接收的子載波抑制信息來(lái)抑制該多個(gè)正交子載波的正交子載波，以產(chǎn)生抑制的子載波和未抑制的子載波；由該第二通信設(shè)備發(fā)送包括至少該未抑制的子載波的信號(hào)，以產(chǎn)生發(fā)送的信號(hào)；由該第一通信設(shè)備接收該發(fā)送的信號(hào)，以產(chǎn)生一個(gè)接收的信號(hào)；以及由該第一通信設(shè)備根據(jù)所確定的均衡函數(shù)處理該接收的信號(hào)。
2.權(quán)利要求1的方法，還包括以下步驟由第一通信設(shè)備確定對(duì)于該多個(gè)正交子載波的每個(gè)子載波的信號(hào)質(zhì)量度量，以產(chǎn)生多個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量；由第一通信設(shè)備根據(jù)該多個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量來(lái)發(fā)送子載波抑制信息；以及其中由第二通信設(shè)備接收的子載波抑制信息包括由第一通信設(shè)備發(fā)送的子載波抑制信息。
3.權(quán)利要求2的方法，還包括根據(jù)所確定的信號(hào)質(zhì)量度量來(lái)確定該多個(gè)正交子載波的次序的步驟，并且其中，抑制子載波的步驟包括根據(jù)所確定的次序來(lái)抑制該多個(gè)正交子載波的一個(gè)子載波，以產(chǎn)生至少一個(gè)抑制的子載波和至少一個(gè)未抑制的子載波的步驟。
4.權(quán)利要求2的方法，還包括把至少一個(gè)確定的信號(hào)質(zhì)量度量與信號(hào)質(zhì)量度量門(mén)限值進(jìn)行比較以產(chǎn)生比較結(jié)果的步驟，并且其中，抑制子載波的步驟包括根據(jù)比較次序來(lái)抑制該多個(gè)信息承載子載波的一個(gè)信息承載子載波，以產(chǎn)生至少一個(gè)抑制的子載波和至少一個(gè)未抑制的子載波的步驟。
5. 權(quán)利要求1的方法，還包括確定用于抑制的正交子載波的數(shù)量，以便將發(fā)射功率電平減小到低于預(yù)定的功率電平門(mén)限值的步驟，并且其中抑制正交子載波的步驟包括抑制所確定數(shù)量的正交子載波，以產(chǎn)生至少一個(gè)抑制的子載波和至少一個(gè)未抑制的子載波的步驟。
6.權(quán)利要求1的方法，其中確定均衡函數(shù)的步驟包括以下步驟確定信道轉(zhuǎn)移函數(shù)；確定希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)；根據(jù)所確定的信道轉(zhuǎn)移函數(shù)和希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)來(lái)確定一個(gè)均衡函數(shù)，其中在接收信號(hào)的多徑延遲超過(guò)可容許的多徑延遲時(shí)，該均衡函數(shù)減小接收信號(hào)的多徑延遲。
7.權(quán)利要求6的方法，其中均衡函數(shù)與估計(jì)的信道轉(zhuǎn)移函數(shù)的卷積產(chǎn)生包括可容許的多徑延遲的希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)。
8.權(quán)利要求6的方法，其中所確定的信道轉(zhuǎn)移函數(shù)包括比希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)的可容許多徑延遲更大的多徑延遲，并且其中該均衡函數(shù)減小接收信號(hào)的多徑延遲。
9.權(quán)利要求1的方法，其中第一通信設(shè)備包括多個(gè)天線，其中確定均衡函數(shù)的步驟包括由該多個(gè)通信設(shè)備的第一通信設(shè)備確定一起用來(lái)減小發(fā)送信號(hào)的多徑延遲的多個(gè)均衡函數(shù)的步驟，其中接收的步驟包括由第一通信設(shè)備經(jīng)多個(gè)天線的每個(gè)天線接收發(fā)送的信號(hào)，以產(chǎn)生多個(gè)接收信號(hào)的步驟，并且其中處理的步驟包括由第一通信設(shè)備根據(jù)多個(gè)確定的均衡函數(shù)中的一個(gè)確定的均衡函數(shù)處理該多個(gè)接收信號(hào)的每個(gè)接收信號(hào)的步驟。
10.權(quán)利要求9的方法，其中確定多個(gè)均衡函數(shù)的步驟包括以下步驟確定多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)，其中該多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)包括一起用來(lái)減小發(fā)送的信號(hào)的多徑延遲的多個(gè)均衡函數(shù)；從該多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)中間確定最佳的復(fù)合均衡函數(shù)；以及根據(jù)最佳復(fù)合均衡函數(shù)的確定來(lái)確定多個(gè)均衡函數(shù)。
11.權(quán)利要求10的方法，其中確定最佳復(fù)合均衡函數(shù)的步驟包括以下步驟對(duì)于該多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)，確定對(duì)于由第一通信設(shè)備接收的信號(hào)的至少一個(gè)子載波的信號(hào)噪聲比(SNR)，以產(chǎn)生確定的SNR；對(duì)于該多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)，從所確定的SNR中間確定最小的SNR；從對(duì)于該多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)所確定的最小SNR中間確定最大的SNR，以產(chǎn)生確定的最大SNR；以及根據(jù)相應(yīng)于所確定的最大SNR的復(fù)合均衡函數(shù)，確定最佳的復(fù)合均衡函數(shù)。
12.一種在包括多個(gè)正交子載波的通信系統(tǒng)中用于錯(cuò)誤減小的方法，該方法包括以下步驟對(duì)于該多個(gè)正交子載波的每個(gè)正交子載波，確定信號(hào)質(zhì)量度量，以產(chǎn)生多個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量；以及根據(jù)該多個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量的每個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量，抑制該多個(gè)正交子載波的一個(gè)正交子載波。
13.權(quán)利要求12的方法，其中抑制正交子載波的步驟包括以下步驟確定該多個(gè)正交子載波的次序；以及根據(jù)所確定的次序來(lái)抑制該多個(gè)正交子載波的一個(gè)正交子載波。
14.權(quán)利要求12的方法，其中抑制正交子載波的步驟包括以下步驟把該多個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量的至少一個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量與信號(hào)質(zhì)量度量門(mén)限值進(jìn)行比較，以產(chǎn)生一個(gè)比較結(jié)果；以及根據(jù)比較結(jié)果抑制該多個(gè)正交子載波的一個(gè)正交子載波。
15.權(quán)利要求12的方法，其中通信系統(tǒng)還包括用來(lái)發(fā)送用戶信息的發(fā)射通信設(shè)備和用來(lái)接收用戶信息的接收通信設(shè)備，其中確定信號(hào)質(zhì)量度量的步驟由接收通信設(shè)備執(zhí)行，并且其中抑制子載波的步驟由發(fā)射通信設(shè)備執(zhí)行。
16.一種在正交調(diào)制通信系統(tǒng)中用于錯(cuò)誤減小的方法，該方法包括以下步驟確定能夠減小包括多個(gè)正交子載波的接收信號(hào)的多徑延遲的均衡函數(shù)；以及根據(jù)該計(jì)算的均衡函數(shù)減小接收信號(hào)的延遲。
17.權(quán)利要求16的方法，其中確定均衡函數(shù)的步驟包括以下步驟確定信道轉(zhuǎn)移函數(shù)；確定希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)；以及確定一個(gè)均衡函數(shù)，它基于所確定的信道轉(zhuǎn)移函數(shù)與希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)并用來(lái)減小接收信號(hào)的多徑延遲。
18.權(quán)利要求17的方法，其中均衡函數(shù)與估計(jì)的信道轉(zhuǎn)移函數(shù)的卷積產(chǎn)生包括可容許的多徑延遲的、希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)。
19.權(quán)利要求17的方法，其中所確定的信道轉(zhuǎn)移函數(shù)包括比希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)的可容許多徑延遲更大的多徑延遲。
20.權(quán)利要求17的方法，其中確定均衡函數(shù)的步驟包括基于所確定的信道轉(zhuǎn)移函數(shù)和希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)來(lái)確定多個(gè)均衡函數(shù)的步驟，所述多個(gè)均衡函數(shù)一起用來(lái)減小接收信號(hào)的多徑延遲。
21.權(quán)利要求20的方法，其中確定多個(gè)均衡函數(shù)的步驟包括以下步驟確定多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)，其中該多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)包括一起用來(lái)減小接收信號(hào)的多徑延遲的多個(gè)均衡函數(shù)；從該多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)中間確定最佳的復(fù)合均衡函數(shù)；以及根據(jù)最佳復(fù)合均衡函數(shù)的確定來(lái)確定多個(gè)均衡函數(shù)。
22.權(quán)利要求21的方法，其中確定最佳復(fù)合均衡函數(shù)的步驟包括以下步驟對(duì)于該多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)，確定對(duì)于正交頻分復(fù)用信號(hào)的至少一個(gè)子載波的信號(hào)噪聲比(SNR)，以產(chǎn)生確定的SNR；對(duì)于該多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)，從所確定的SNR中間確定最小的SNR；從對(duì)于多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)所確定的最小SNR中間確定一個(gè)最大的SNR，以產(chǎn)生確定的最大SNR；以及根據(jù)相應(yīng)于所確定的最大SNR的復(fù)合均衡函數(shù)，確定最佳的復(fù)合均衡函數(shù)。
23.一種通信設(shè)備，包括接收機(jī)，接收包括多個(gè)正交子載波的信號(hào)；被耦合到該接收機(jī)的信號(hào)處理單元，它從該接收機(jī)接收多個(gè)正交子載波，確定對(duì)于該多個(gè)正交子載波的每個(gè)子載波的信號(hào)質(zhì)量度量，并且根據(jù)確定的信號(hào)質(zhì)量度量來(lái)確定子載波抑制信息；以及被耦合到該信號(hào)處理單元的發(fā)射機(jī)，從該信號(hào)處理單元接收子載波抑制信息，并發(fā)送該接收的子載波抑制信息。
24.權(quán)利要求23的通信設(shè)備，其中子載波抑制信息包括所確定的信號(hào)質(zhì)量度量。
25.權(quán)利要求23的通信設(shè)備，還包括與信號(hào)處理單元關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)信號(hào)質(zhì)量度量門(mén)限值，其中信號(hào)處理單元還從該存儲(chǔ)器中檢索信號(hào)質(zhì)量度量門(mén)限值，并把至少一個(gè)確定的信號(hào)質(zhì)量度量與信號(hào)質(zhì)量度量門(mén)限值進(jìn)行比較，以產(chǎn)生一個(gè)比較結(jié)果，并且其中子載波抑制信息包括該比較結(jié)果。
26.一種通信系統(tǒng)中的通信設(shè)備，該通信系統(tǒng)包括一個(gè)正交調(diào)制方案，其中用戶信息被調(diào)制在多個(gè)正交子載波上，該通信設(shè)備包括接收機(jī)，它接收包括子載波抑制信息的信號(hào)，其中該子載波抑制信息是基于為該多個(gè)正交子載波的每個(gè)正交子載波確定的多個(gè)信號(hào)質(zhì)量度量；被耦合到該接收機(jī)的信號(hào)處理單元，它接收該子載波抑制信息，根據(jù)該子載波抑制信息來(lái)抑制該多個(gè)正交子載波中的至少一個(gè)正交子載波，以產(chǎn)生抑制的正交子載波，接收從數(shù)據(jù)源發(fā)源的數(shù)據(jù)，把該數(shù)據(jù)調(diào)制在多個(gè)正交子載波的未抑制的正交子載波上，以產(chǎn)生一個(gè)已調(diào)制的、未抑制的正交子載波；以及被耦合到該信號(hào)處理單元的發(fā)射機(jī)，它發(fā)送該調(diào)制的、未抑制的正交子載波。
27.權(quán)利要求26的通信設(shè)備，其中信號(hào)處理單元在抑制該至少一個(gè)正交子載波之前把數(shù)據(jù)調(diào)制在該多個(gè)正交子載波的每個(gè)正交子載波上。
28.一種通信系統(tǒng)中的通信設(shè)備，在該通信系統(tǒng)中通信信道把多徑延遲引入到發(fā)送的信號(hào)中，該通信設(shè)備包括接收機(jī)，它接收包括多個(gè)正交子載波的信號(hào)；以及被耦合到該接收機(jī)的信號(hào)處理單元，它確定相應(yīng)于該通信信道的轉(zhuǎn)移函數(shù)，確定基于一個(gè)確定的通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)并在多徑延遲超過(guò)可容許的多徑延遲時(shí)減小該多徑延遲的均衡函數(shù)，并根據(jù)所確定的均衡函數(shù)來(lái)處理信號(hào)。
29.權(quán)利要求28的通信設(shè)備，其中由信號(hào)處理單元確定均衡函數(shù)包括確定希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)，和根據(jù)通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)和希望的復(fù)合通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)來(lái)確定均衡函數(shù)。
30.權(quán)利要求28的通信設(shè)備，其中包括多個(gè)正交子載波的信號(hào)包括第一信號(hào)，其中該接收機(jī)還接收包括多個(gè)正交子載波的第二信號(hào)，其中信號(hào)處理單元根據(jù)被包括在第一信號(hào)中的多個(gè)正交子載波確定子載波抑制信息，并把確定的子載波抑制信息輸送給被耦合到信號(hào)處理單元的發(fā)射機(jī)，并且其中發(fā)射機(jī)發(fā)送該子載波抑制信息。
31.權(quán)利要求28的通信設(shè)備，其中通信設(shè)備還包括多個(gè)天線，其中由接收機(jī)對(duì)信號(hào)的接收包括通過(guò)該多個(gè)天線的每個(gè)天線接收一個(gè)發(fā)送的信號(hào)，以產(chǎn)生多個(gè)接收的信號(hào)，其中該發(fā)送的信號(hào)包括多個(gè)正交子載波，其中由信號(hào)處理單元對(duì)均衡函數(shù)的確定包括根據(jù)至少一個(gè)通信信道轉(zhuǎn)移函數(shù)的確定，確定多個(gè)均衡函數(shù)，其中在多徑延遲超過(guò)一個(gè)可容許的多徑延遲時(shí)，該多個(gè)均衡函數(shù)一起用于減小該發(fā)送信號(hào)的多徑延遲，并且其中，由信號(hào)處理單元對(duì)信號(hào)的處理包括根據(jù)該多個(gè)確定的均衡函數(shù)的一個(gè)確定的均衡函數(shù)來(lái)處理每個(gè)接收信號(hào)。
32.權(quán)利要求31的通信設(shè)備，其中對(duì)多個(gè)均衡函數(shù)的確定包括確定多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)，其中該多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)包括一起用來(lái)減小該發(fā)送的信號(hào)的多徑延遲的多個(gè)均衡函數(shù)；從該多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)中間確定最佳復(fù)合均衡函數(shù)，并且根據(jù)對(duì)于最佳復(fù)合均衡函數(shù)的確定來(lái)確定多個(gè)均衡函數(shù)。
33.權(quán)利要求32的通信設(shè)備，其中對(duì)于最佳復(fù)合均衡函數(shù)的確定包括對(duì)于該多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)，確定對(duì)于由通信設(shè)備接收的信號(hào)的至少一個(gè)子載波的信號(hào)噪聲比(SNR)，以產(chǎn)生確定的SNR；對(duì)于該多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)，從確定的SNR中間確定最小的SNR；從對(duì)于多個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)的每個(gè)復(fù)合均衡函數(shù)所確定的最小SNR中間，確定最大的SNR，以產(chǎn)生確定的最大的SNR，并且根據(jù)相應(yīng)于該確定的最大的SNR來(lái)確定最佳復(fù)合均衡函數(shù)。
全文摘要
在包括多個(gè)正交子載波的通信系統(tǒng)中，通過(guò)抑制在發(fā)射通信設(shè)備中的子載波和通過(guò)均衡在接收通信設(shè)備中的接收信號(hào)來(lái)減小錯(cuò)誤的方法和設(shè)備。子載波抑制是基于相對(duì)每個(gè)子載波的信號(hào)質(zhì)量度量的確定，或是基于過(guò)激勵(lì)接收通信設(shè)備的放大器的過(guò)量信號(hào)功率的確定。接收信號(hào)的均衡是基于均衡函數(shù)，在多徑延遲超過(guò)可容許的多徑延遲時(shí)，該均衡函數(shù)可減小被引入到該發(fā)送的信號(hào)中的多徑延遲。
文檔編號(hào)H04J11/00GK1489852SQ01821177
公開(kāi)日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2001年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月22日
發(fā)明者A·坎南, A 坎南, T·卡杜斯, 潘 申請(qǐng)人:諾基亞公司