專利名稱：用于無線通信的極化狀態(tài)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般地，本發(fā)明涉及復(fù)用與調(diào)制領(lǐng)域。更具體地，在特定實(shí)施例中，本發(fā)明涉及用于極化狀態(tài)技術(shù)的方案，其在無線通信中特別有用。
背景技術(shù)：
對(duì)受限資源(特別是受限于分配的帶寬與受限于便攜電池時(shí)間的電力)的限制之下日益增長(zhǎng)的信道容量與數(shù)據(jù)速率的需要已導(dǎo)致各種技術(shù)的進(jìn)展。已取得這樣的進(jìn)展的一種技術(shù)是使用基于相位、幅度與頻率的域的調(diào)制與信道化的技術(shù)。這樣的先進(jìn)調(diào)制技術(shù)的一個(gè)示例是正交頻分復(fù)用(OFDM)，其已在諸如802.11a與HiperLAN/2等無線局域網(wǎng)(WLAN)應(yīng)用中得到成功應(yīng)用。在OFDM中，在相等間隔的載波頻率上同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，使用傅立葉變換技術(shù)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)。通過適當(dāng)?shù)剡x擇傅立葉變換轉(zhuǎn)換中的頻率，OFDM可將多個(gè)調(diào)制的載波壓縮到指定的帶寬中，同時(shí)充分保持正交性，以消除載波間干擾。產(chǎn)生的OFDM傳輸可對(duì)于多徑魯棒，同時(shí)在變化的信道狀況下仍提供高數(shù)據(jù)速率。
提議的增強(qiáng)信道容量的另一領(lǐng)域是使用多輸入多輸出(MIMO)天線結(jié)構(gòu)。在空分復(fù)用中，將輸入數(shù)據(jù)流劃分為若干平行的流并同時(shí)發(fā)射。盡管有其優(yōu)點(diǎn)，由于其固有的復(fù)雜性以及需要多個(gè)天線結(jié)構(gòu)，MIMO系統(tǒng)尚未普及。
最后，已經(jīng)以特定方式使用極化域，其中使用兩個(gè)正交極化天線來生成兩個(gè)相應(yīng)的正交極化狀態(tài)，其用于改善數(shù)據(jù)吞吐量。其一個(gè)示例是衛(wèi)星通信，其中使用一個(gè)天線(與極化狀態(tài))發(fā)射第一組數(shù)據(jù)，而使用一正交極化天線發(fā)射第二組數(shù)據(jù)，從而令數(shù)據(jù)吞吐量加倍，而不增加帶寬。
存在對(duì)這樣的技術(shù)的需要，其將進(jìn)一步增加具有受限資源的系統(tǒng)之內(nèi)的數(shù)據(jù)吞吐量。


在所附繪圖中通過示例而非限制的方式闡釋本發(fā)明，其中相似的引用指示相似的組件，其中圖1是極化橢圓的繪圖，其顯示場(chǎng)幅度與角度；圖2是用于映射極化狀態(tài)的龐加萊(Poincaré)球的繪圖；圖3是龐加萊球的一部分的繪圖，其顯示龐加萊球上極化狀態(tài)的映射；圖4是發(fā)射器設(shè)備的框圖，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例；圖5是圖4中顯示的發(fā)射器設(shè)備的一部分的框圖，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例；圖6是接收器設(shè)備的一部分的框圖，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例；圖7是示例性發(fā)射器的框圖，其采用極化狀態(tài)映射以增加多載波正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)速率，其遵照本發(fā)明的實(shí)施例；圖8是接收器的框圖，其從參照?qǐng)D7描述的發(fā)射器接收信號(hào)，其遵照本發(fā)明的實(shí)施例；圖9闡釋遵照本發(fā)明的特定實(shí)施例的通信系統(tǒng)中到龐加萊球的極化狀態(tài)映射；圖10是具有極化損失因子的積累分布函數(shù)的仿真曲線圖；
圖11是具有載波干擾比改善的仿真曲線圖；圖12闡釋遵照本發(fā)明的特定實(shí)施例的通信系統(tǒng)中到龐加萊球的極化狀態(tài)映射；圖13與14是對(duì)時(shí)分幀結(jié)構(gòu)的闡釋，其用于導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)的兩個(gè)示例，其可用于多載波通信系統(tǒng)的發(fā)射幀之內(nèi)；圖15是描繪MU與AP之間的通信的示例性協(xié)議的流程圖，其方式遵照本發(fā)明的特定實(shí)施例；圖16是闡釋幀結(jié)構(gòu)與爭(zhēng)用時(shí)隙的定時(shí)圖，其適宜于用在本發(fā)明的特定實(shí)施例中；圖17是闡釋示例性偽噪聲極化狀態(tài)跳變(PN-PSH)發(fā)射器的框圖，其遵照本發(fā)明的特定實(shí)施例；圖18是闡釋示例性PN-PSH接收器的框圖，其與參照?qǐng)D17描述的PN-PSH發(fā)射器相一致；圖19是闡釋示例性直接序列極化狀態(tài)跳變(DS-PSH)發(fā)射器框圖的框圖，其遵照本發(fā)明的特定實(shí)施例；圖20是闡釋示例性DS-PSH接收器的框圖，其遵照本發(fā)明的特定實(shí)施例；圖21是闡釋示例性混合DS/PSH發(fā)射器的框圖，其遵照本發(fā)明的特定實(shí)施例；圖22是闡釋示例性混合DS/PSH接收器的框圖，其遵照本發(fā)明的特定實(shí)施例；圖23是極化狀態(tài)對(duì)時(shí)間的曲線，其闡釋示例性FH/PSH混合MA比特序列，其遵照本發(fā)明的特定實(shí)施例；和圖24是極化狀態(tài)對(duì)時(shí)間的曲線，其闡釋示例性TH/PSH混合MA比特序列，其遵照本發(fā)明的特定實(shí)施例。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，繪圖中的組件為了簡(jiǎn)單和清晰而繪制，不一定按比例畫出。例如，繪圖中的一些組件的尺寸相對(duì)于其它組件而言可能被夸大，以幫助促進(jìn)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的理解。
具體實(shí)施例方式
盡管本發(fā)明易于以多種不同的形式實(shí)施，繪圖中顯示了特定實(shí)施例，并且將在這里詳細(xì)描述這些特定實(shí)施例，需要理解的是，本公開應(yīng)被視為本發(fā)明的原則的示例，而無意將本發(fā)明限制到顯示和描述的特定實(shí)施例。在下面的描述中，使用相似的引用號(hào)來描述繪圖的多個(gè)視圖中相同、相似或?qū)?yīng)的組件。
在特定實(shí)施例中，本發(fā)明使用極化狀態(tài)作為無線通信中的獨(dú)特機(jī)制來改善信道容量和/或在同一信道上復(fù)用多個(gè)用戶。這樣，可使用極化狀態(tài)的使用以在無線通信中提供額外的自由度。
空間中信號(hào)波形的特征在于至少以下參數(shù)幅度、時(shí)間、頻率、相位、與極化。在無線通信中可使用這些參數(shù)中的每一個(gè)來為數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的信號(hào)特征。盡管前四個(gè)已經(jīng)為電子通信得到充分研究和全面開發(fā)，對(duì)極化的興趣主要在雷達(dá)與光學(xué)應(yīng)用中。我們這里應(yīng)考慮以獨(dú)特的方式將極化應(yīng)用到無線通信。
最簡(jiǎn)單地說，波的極化是對(duì)空間中的固定點(diǎn)上瞬時(shí)電場(chǎng)矢量的尖端關(guān)于時(shí)間的運(yùn)動(dòng)的描述。這意味著我們實(shí)際上取出波在空間中的傳播的切片并觀察場(chǎng)在該空間中的振蕩。比如說，考慮線性極化波其電場(chǎng)矢量尖端關(guān)于時(shí)間在直線上運(yùn)動(dòng)(參見，比如說，W.L.Stutzman，Polarization in Electromagnetic Systems，Boston，MAArtech House，1993)。
從天線極化的角度來理解極化的工程應(yīng)用。天線的表面電流產(chǎn)生平行電場(chǎng)；源電流的振蕩特性產(chǎn)生振蕩場(chǎng)，其導(dǎo)致球面波從天線結(jié)構(gòu)傳播開。在天線的遠(yuǎn)處，電場(chǎng)變得完全垂直于傳播方向，導(dǎo)致平面波。包含平面波的電場(chǎng)矢量(與磁場(chǎng)矢量)的平面稱為極化平面。
正如發(fā)射天線的表面電流產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)在接收天線上感應(yīng)出表面電流。如果兩天線是同極化的(即，它們具有相同的極化)，則存在電場(chǎng)從發(fā)射器到接收器的完全耦合。如果天線是交叉極化的(即，它們的極化是正交的)，沒有電流在接收天線上感應(yīng)出來。這對(duì)于任何極化(即，線性、圓形、等等)都是正確的。因此，可將極化視為信號(hào)水平修飾符，其取決于天線相對(duì)于發(fā)射的或接收的傳播波的方向。
考慮極化的數(shù)學(xué)描述。對(duì)于在-z方向上傳播的平面波，瞬時(shí)場(chǎng)可寫為Ez(z;t)=a^xEccos(ωc+k·z+φx)+a^yEycos(ωct+k·z+φy)---(1)]]>其中k＝2π/λ，而Ex與Ey分別是x與y分量的最大幅度。通過幅度調(diào)制，(本領(lǐng)域技術(shù)人員)將意識(shí)到，Ex與Ey可隨時(shí)間變化，但在符號(hào)周期期間恒定。為本描述的目的起見，不失一般性，令z＝0，使得(1)現(xiàn)在變?yōu)镋→z(0;t)=E→z(t)=a^xExcos(ωct+φx)+a^yEycos(ωct+φy)---(2)]]>特別令人感興趣的是相位φx與φy，以及幅度比，其可用于生成想要的極化。下面給出一些示例Δφlp＝φy-φx＝nπ n＝0，1，2，... (3) |Excp|＝|Eycp| (5)其中下標(biāo)lp與cp分別表示線性與圓形極化波。這些關(guān)系對(duì)于后面的推導(dǎo)而言是重要的。我們可通過令φx＝0并令δ為電場(chǎng)的y分量領(lǐng)先x分量的相位，進(jìn)一步簡(jiǎn)化(2)，從而E→z(t)=a^xExcos(ωct)+a^yEycos(ωct+δ)---(6)]]>通過三角關(guān)系可看到，固定位置(例如，z＝0)處Ez(t)矢量的尖端的運(yùn)動(dòng)在本質(zhì)上是橢圓，如圖1中所示的那樣?？梢杂幂S向比R來描述極化度，其定義為R=EmaxEmin=OAOB≥1---(7)]]>其為極化橢圓的主軸50對(duì)副軸54的比。橢圓角56傳統(tǒng)地定義為ε＝cot-1(-R)，-45°≤ε≤45° (8)其中R的符號(hào)＝+表示右手極化，而R＝-表示左手極化。傳統(tǒng)上使用斜角τ(圖1中的58)來描述橢圓的方向；其為主軸50相對(duì)于x軸的角度，如圖2中所示的那樣，并由下式給出τ=tan-1(E2E1),]]>0°≤τ≤180° (19)其中E2為主軸的x軸分量40，而E1為主軸的y軸分量42。對(duì)(ε，τ)是一對(duì)獨(dú)立值，其完全定義極化橢圓的形狀。完全定義極化橢圓的形狀的另一對(duì)獨(dú)立值是(γ，δ)。角度δ已被描述為電場(chǎng)的y分量領(lǐng)先x分量的相位，為簡(jiǎn)單起見，這里稱之為極化相位差。角度γ(圖1中的60)給出x與y軸幅度分量的關(guān)系，在下面定義。存在其它刻畫電場(chǎng)的極化的特征的傳統(tǒng)方法，例如使用Stokes參數(shù)或復(fù)極化比。這些可作為對(duì)下面的描述中使用的參數(shù)的替代，這是因?yàn)榭蓪⑺鼈冴P(guān)聯(lián)到已描述的參數(shù)對(duì)。
線性極化與圓形極化(信號(hào)幅度相等，但具有90°的極化相位差)是橢圓極化的特殊(極限)情形。在量化信號(hào)的“極化狀態(tài)”時(shí)，極化橢圓的重要性變得顯而易見，其參考刻畫狀態(tài)時(shí)間(例如符號(hào)時(shí)間或碼片時(shí)間)期間電場(chǎng)的極化的特征的獨(dú)立變量的值，該期間內(nèi)變量保持恒定。上面描述的幅度關(guān)系與角度唯一地確定波形的極化狀態(tài)。當(dāng)將多個(gè)極化狀態(tài)映射到龐加萊(Poincaré)球時(shí)，可有效地可視化它們的關(guān)系。圖2中顯示了龐加萊球，其中球的“赤道”捕獲了所有的線性極化，而“極點(diǎn)”捕獲了圓形極化。依照慣例，“北”半球包括所有左手橢圓極化；南半球用于右手橢圓極化。球的表面上直接相對(duì)的點(diǎn)表示正交的極化狀態(tài)。在此圖形中，LP＝線性極化，VP＝垂直極化，HP＝水平極化，LHCP＝左旋極化，而RHCP＝右旋極化。線性極化(LP)的標(biāo)志意欲指示關(guān)于龐加萊球的赤道平面的45度角。
依照函數(shù)論中的正交性的眾所周知的原則，將意識(shí)到，可以以正交狀態(tài)的線性組合表示任何極化狀態(tài)。因此，為達(dá)到給定的極化狀態(tài)，可適當(dāng)?shù)丶訖?quán)正交狀態(tài)，使得其疊加產(chǎn)生想要的狀態(tài)?？傊?，生成任何極化狀態(tài)僅需要兩個(gè)正交狀態(tài)。
考慮以某想要的斜角τ生成線性極化波。僅使用幅度相等但相位關(guān)系為δ′(注意，方程(4)中的相位角_x無需相等)的左旋極化(LHCP)與右旋極化(RHCP)，產(chǎn)生的線性極化波具有斜角τ＝δ′/2。橢圓極化狀態(tài)的生成要求圓形與線性極化狀態(tài)的線性組合，但由于后者系由圓形極化導(dǎo)出，可用于生成橢圓極化狀態(tài)的兩個(gè)正交極化狀態(tài)為兩個(gè)正交圓形狀態(tài)。可從LHCP與RHCP波的線性組合產(chǎn)生任何極化狀態(tài)。
然而，LHCP與RHCP在天線結(jié)構(gòu)中不常使用。雙極化天線典型地構(gòu)造為線性水平與線性垂直極化組件，這是因?yàn)樗鼈児逃械暮?jiǎn)單性。在本文本中顯示和描述兩個(gè)天線的地方，雙極化天線在功能上是等價(jià)的。換言之，為本討論的目的起見，一對(duì)天線(其中一個(gè)天線垂直極化，一個(gè)天線水平極化)可等價(jià)地、無差別地稱為正交天線或雙極化天線。基于波之間的相位差，雙極化天線也可產(chǎn)生圓形極化波形。根據(jù)上面進(jìn)行的討論，有可能從線性水平與線性垂直極化產(chǎn)生任何極化狀態(tài)。事實(shí)上，可使用任何兩個(gè)正交的極化狀態(tài)來產(chǎn)生任何其它極化狀態(tài)。這為生成極化狀態(tài)提供了靈活性，甚至在已有的天線安裝中也是如此。當(dāng)使用非正交的兩個(gè)天線時(shí)，這里將它們中的一個(gè)稱為參考天線，而將另一個(gè)稱為關(guān)聯(lián)天線。在這樣的情形中，當(dāng)天線足夠接近正交(例如，在某角度之內(nèi))時(shí)，典型地，下面給出的公式將是精確的，無需修改。在兩個(gè)天線并非足夠地正交的情形中，這樣的非正交極化天線必須發(fā)射或接收的信號(hào)的值可通過使用從這里描述的極化方程導(dǎo)出的關(guān)系，從這里描述的為正交天線確定的信號(hào)值確定，并且可能不能以足夠的幅度生成所有極化狀態(tài)。在這樣的情形中，可能需要第三天線，或者將天線重新排列得更接近正交可能更為實(shí)際。這樣，正交天線是優(yōu)選的但并非必須的。一般地，在下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的描述中將使用正交天線。
到目前為止，我們一直使用橢圓與斜角，這是因?yàn)樗鼈儗?duì)于表示橢圓與龐加萊球上的極化而言是方便的。另一角度對(duì)直接涉及我們先前討論的信號(hào)參數(shù)，即信號(hào)幅度(其比例用于確定大圓角γ)與δ，極化相位差。γ與δ的值優(yōu)選地由系統(tǒng)的發(fā)射器(與接收器)用來建立想要的極化狀態(tài)，盡管，如上面提到的那樣，作為可供選擇的其它替代方案，可以使用其它組獨(dú)立參數(shù)。大圓角定義為γ=tan-1(E2maxE1max),]]>0≤γ≤90°(10)其中E2max是電場(chǎng)的最大x軸值44(圖1)，而E1max是電場(chǎng)的最大y軸值46。大圓角γ與極化相位差δ可通過(下面的公式)關(guān)系到橢圓與斜角
2ε＝sin-1[sin(2γ)sin(δ)] (11)2τ=tan-1[sin(2γ)cos(δ)cos(2γ)]---(12)]]>參照?qǐng)D3，龐加萊球的一部分的繪圖顯示極化狀態(tài)P(γ，δ)在龐加萊球的表面上的映射。作為可供選擇的另一替代方案，該極化狀態(tài)的特征可刻畫為極化狀態(tài)P(ε，τ)。球面角ε、τ、γ、與δ在圖3中標(biāo)識(shí)，其中角COE為小于90度的角。球面角2ε與2τ分別為P(ε，τ)的緯度與經(jīng)度，而球面角2γ與δ分別為從水平極化點(diǎn)到P(γ，δ)的大圓距離以及該大圓的平面關(guān)于赤道平面的角度。
如上面陳述的那樣，龐加萊球通常對(duì)于查看極化狀態(tài)以及測(cè)量極化狀態(tài)之間的“距離”是有效的。進(jìn)一步地，運(yùn)動(dòng)或環(huán)境變化對(duì)極化的影響可通過使用龐加萊球簡(jiǎn)潔地捕獲。為了將本發(fā)明的獨(dú)特性與極化狀態(tài)在龐加萊球上的表示關(guān)系起來，首先考慮一個(gè)數(shù)據(jù)流在水平極化天線上、而另一數(shù)據(jù)流在垂直極化天線上的傳輸，其對(duì)于傳統(tǒng)系統(tǒng)而言是典型的實(shí)踐。從這些正交極化狀態(tài)的傳輸產(chǎn)生的平面波的電場(chǎng)的極化可由龐加萊球上的HP與VP處的極化狀態(tài)表示。(在此點(diǎn)上不考慮采用的調(diào)制的規(guī)格，也不考慮正在建模的是單載波還是多載波系統(tǒng)。本發(fā)明的特定實(shí)施例可以以這些情形中的任一個(gè)實(shí)現(xiàn)。)在理論上，如果接收器采用水平與垂直極化天線并可解析信號(hào)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率可翻番。其實(shí)現(xiàn)基本上不使用額外的帶寬。該增加的吞吐量不是“免費(fèi)的”，因?yàn)槊恳恍盘?hào)的范圍由發(fā)射信號(hào)的功率決定，而在資源受限的世界中，獲取更多吞吐量的能力可能是非常有價(jià)值的?？梢哉f，使用一組兩個(gè)正交極化狀態(tài)來取得此改善。然而，遵照本發(fā)明，使用一組超過兩個(gè)極化狀態(tài)的設(shè)備與方法被用于進(jìn)一步增加系統(tǒng)吞吐量，其實(shí)現(xiàn)僅使用兩個(gè)正交極化天線。
一般地，該獨(dú)特的技術(shù)可通過首先建立極化狀態(tài)的星座(或集合)來實(shí)現(xiàn)，其包括至少一個(gè)非正交極化狀態(tài)對(duì)。因?yàn)閮H在龐加萊球直徑相對(duì)的狀態(tài)彼此正交，該要求也通過使用龐加萊球參數(shù)建立包括至少三個(gè)不同的極化狀態(tài)的星座來滿足。極化狀態(tài)的星座(P)，或極化星座(P)，典型地在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)建立(作為值的表或者產(chǎn)生值的方程)，盡管在某些應(yīng)用中，可從系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)建立的多個(gè)極化星座(P)n中選擇極化星座，或者等價(jià)地，可在系統(tǒng)操作期間選擇星座的子集(P1)(子星座(P1))。
星座(P)的極化狀態(tài)優(yōu)選地設(shè)計(jì)為最大化星座的距離度量。優(yōu)選地，該度量是基于使用龐加萊球確定的距離，更具體地，使用標(biāo)識(shí)相鄰鑲嵌區(qū)的極化狀態(tài)對(duì)之間的大圓角或距離。例如，星座可設(shè)計(jì)為使這樣的對(duì)的距離大致相等。例如，當(dāng)使用大圓距離測(cè)量相鄰狀態(tài)的距離時(shí)，內(nèi)接于龐加萊球的立方體的頂點(diǎn)處的8個(gè)極化狀態(tài)將具有相等間隔的極化狀態(tài)。然而，其它度量是可能的。比如說，一組已知極化參數(shù)為正則化的Stokes參數(shù)s1、s2、s3，可將其作為龐加萊球狀態(tài)到三維(x，y，z)直角坐標(biāo)系統(tǒng)的投影，使得另一距離測(cè)量可以是此“Stoke”空間中相鄰鑲嵌區(qū)之間的笛卡爾距離。當(dāng)尋找最接近(距離最小)給定狀態(tài)的狀態(tài)時(shí)，這樣的距離度量也用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)極化狀態(tài)之間的距離。
在傳輸信息期間，從極化狀態(tài)的星座選擇一個(gè)(Pj)或多個(gè)(Pj1，Pj2，...)極化狀態(tài)，其將用于在狀態(tài)時(shí)間期間調(diào)制發(fā)射的信號(hào)，并且可選地，將其與正交非極化調(diào)制狀態(tài)組合，以形成組合調(diào)制狀態(tài)(波狀態(tài))，其標(biāo)識(shí)與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)(即，送往用戶設(shè)備或由用戶設(shè)備發(fā)射)的一組數(shù)據(jù)。每一組合調(diào)制狀態(tài)的兩個(gè)分量用于調(diào)制兩個(gè)信號(hào)；一個(gè)信號(hào)自具有參考極化(即水平極化)的第一天線(參考天線)發(fā)射，而另一信號(hào)自具有不同于參考極化的極化(即垂直極化)的第二天線(關(guān)聯(lián)天線)發(fā)射。組合調(diào)制狀態(tài)除極化狀態(tài)之外可包括正交非極化調(diào)制狀態(tài)；其示例為幅度調(diào)制狀態(tài)、絕對(duì)相位調(diào)制狀態(tài)、頻率調(diào)制狀態(tài)、或這些調(diào)制狀態(tài)的組合。下面給出以這種方式操作的系統(tǒng)的示例，但首先描述用于發(fā)射具有基于一或多個(gè)極化狀態(tài)確定的波狀態(tài)的信號(hào)的設(shè)備與方法。
參照?qǐng)D4，顯示了用于通信系統(tǒng)中的發(fā)射器設(shè)備400的框圖，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。發(fā)射器設(shè)備400包括數(shù)據(jù)與用戶設(shè)備標(biāo)識(shí)功能405，其準(zhǔn)備與向或從一或多個(gè)用戶設(shè)備的一部分信息的傳送相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)作為一系列數(shù)據(jù)集連結(jié)到映射器410，其在這里也描述為極化映射器，每一數(shù)據(jù)集用于在狀態(tài)時(shí)間期間生成波狀態(tài)(WS)。一個(gè)數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)可以與超過一個(gè)用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)。數(shù)據(jù)可表示任何形式的信息，例如文本、話音、圖像、視頻、或混合媒體。數(shù)據(jù)與用戶設(shè)備標(biāo)識(shí)功能405確定與數(shù)據(jù)集相關(guān)聯(lián)的用戶設(shè)備，或者，當(dāng)數(shù)據(jù)集與超過一個(gè)用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的，數(shù)據(jù)與用戶設(shè)備標(biāo)識(shí)功能405確定數(shù)據(jù)集的子集與相關(guān)聯(lián)的意欲接收每一子集的用戶設(shè)備。映射器410使用數(shù)據(jù)與相關(guān)聯(lián)的用戶設(shè)備標(biāo)識(shí)來產(chǎn)生一系列參考極化映射器輸出分量(RP(s))與對(duì)應(yīng)的一系列關(guān)聯(lián)極化映射器輸出分量(AP(s))。作為可供選擇的另一替代方案，分量RP(s)與AP(s)稱為參考波狀態(tài)調(diào)制信號(hào)與關(guān)聯(lián)波狀態(tài)調(diào)制信號(hào)。這些是上面描述的波狀態(tài)的分量?；谟捎成淦?10自包括至少兩個(gè)非正交極化狀態(tài)的極化狀態(tài)(Pj，j＝1 to J)的星座(P)選擇的極化狀態(tài)(Pj)，一對(duì)參考與關(guān)聯(lián)映射器輸出分量的每一組合定義波狀態(tài)(WS)。發(fā)射器設(shè)備400進(jìn)一步包括參考極化(RP)調(diào)制器420，其產(chǎn)生調(diào)制的RP信號(hào)(RP(t))，其為來自分量(RP(s))的窄帶信號(hào)，還包括關(guān)聯(lián)極化(AP)調(diào)制器425，其產(chǎn)生調(diào)制的AP信號(hào)(AP(t))，其為來自分量(AP(s))的窄帶信號(hào)。調(diào)制的RP信號(hào)(RP(t))連接到參考信號(hào)(R)發(fā)射器430，其放大調(diào)制的RP信號(hào)，產(chǎn)生連接到第一極化天線440的參考發(fā)射信號(hào)。調(diào)制的AP信號(hào)(AP(t))連接到關(guān)聯(lián)信號(hào)(O)發(fā)射器435，其放大調(diào)制的AP信號(hào)，產(chǎn)生連接到第二極化天線445的關(guān)聯(lián)發(fā)射信號(hào)，第二極化天線445的極化與第一極化天線440不同。優(yōu)選地，兩個(gè)天線440、445的極化是正交的。來自兩個(gè)天線440、445的無線信號(hào)在遠(yuǎn)場(chǎng)組合，變成基本上窄帶平面波射頻信號(hào)，其按照由映射器410確定的組合調(diào)制狀態(tài)極化。
對(duì)于每一狀態(tài)時(shí)間，映射器410從優(yōu)選地存儲(chǔ)在極化狀態(tài)表412中的極化狀態(tài)集(或星座)選擇至少一個(gè)極化狀態(tài)?？纱嬖诔^一個(gè)極化表，或者作為對(duì)存儲(chǔ)的替代，可在需要時(shí)計(jì)算極化狀態(tài)。而且，對(duì)于每一狀態(tài)時(shí)間，映射器410可選擇正交非極化調(diào)制狀態(tài)，其優(yōu)選地存儲(chǔ)在非極化狀態(tài)表414中，但作為可供選擇的另一替代方案，也可以計(jì)算它們。一個(gè)正交非極化調(diào)制的狀態(tài)中的變化獨(dú)立于任一其它的正交非極化或極化調(diào)制的狀態(tài)中的變化，禁止自外部施加的關(guān)系。正交非極化調(diào)制包括幅度、絕對(duì)相位、頻率、時(shí)間(如跳變跳時(shí)中那樣)、或其互斥組合(即，幅度/絕對(duì)相位調(diào)制正交于頻率與極化調(diào)制)，此后更簡(jiǎn)單地稱之為非極化調(diào)制。非極化調(diào)制的狀態(tài)這里稱為非極化狀態(tài)。非極化調(diào)制的一個(gè)示例是眾所周知的16QAM(具有16個(gè)狀態(tài)的四幅度調(diào)制)。當(dāng)選擇一個(gè)極化狀態(tài)以及一或多個(gè)非極化狀態(tài)時(shí)，由組合功能416將它們組合，以便為狀態(tài)時(shí)間產(chǎn)生參考極化映射器輸出分量(RP(s))與相應(yīng)的關(guān)聯(lián)極化映射器輸出分量(AP(s))。組合功能416以這樣的方式組合一個(gè)極化狀態(tài)以及一或多個(gè)非極化狀態(tài)以生成組合調(diào)制狀態(tài)，其保持狀態(tài)的正交本質(zhì)。下面的關(guān)系為幅度/絕對(duì)相位闡釋了這一點(diǎn)。此關(guān)系從方程(2)獲得，其通過縮放幅度系數(shù)，使得其組合幅度為1，并通過使δ等于Φy與Φx的差。
E→z(t)=|E|(a^xexcos(ωct+φ)+a^yeycos(ωct+φ+δ))---(13)]]>其中|E|=Ex2+Ey2,]]>ex＝Ex/|E|，并且ey＝Ey/|E|在方程13中，Φx現(xiàn)在寫為Φ，因?yàn)槠鋵?duì)于電場(chǎng)的x與y分量是共同的。為清晰起見，這里將Φ稱為電場(chǎng)的絕對(duì)相位，以將其從δ區(qū)別開，這里將δ稱為極化相位，或極化相位差。方程(13)也可寫為E→z(t)=|E|(a^xcosγcos(ωct+φ)+a^ysinγcos(ωct+φ+δ))---(14)]]>
或者以復(fù)數(shù)形式為E→z(t)=Re[|E|(a^ccosγ+a^yejδsinγ)ej(w1t+φ)]---(15)]]>根據(jù)方程14，其對(duì)于為窄帶信號(hào)的頻率信號(hào)而言是精確的，可看到|E|、Φ、與ωc可隨狀態(tài)時(shí)間變化，而極化參數(shù)(γ與δ)的值可獨(dú)立地確定；因此，幅度狀態(tài)、絕對(duì)相位狀態(tài)、與頻率狀態(tài)可獨(dú)立于極化狀態(tài)而變化。
參照?qǐng)D5，顯示了發(fā)射器設(shè)備400的框圖的一部分，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在此發(fā)射器設(shè)備400實(shí)施例中，映射器410的輸出實(shí)際上作為參考極化映射器輸出分量(RP(s))的同相(RPI)與正交(RPQ)系數(shù)以及關(guān)聯(lián)極化映射器輸出分量(AP(s))的同相(API)與正交(APQ)系數(shù)產(chǎn)生。對(duì)于極化狀態(tài)，映射器輸出分量的正交與正交相位(波狀態(tài))系數(shù)可由方程(14)或(15)為正交極化天線確定為RPI(s)＝cosγs＝IRP(16)RPQ(s)＝0API(s)＝sinγscosδs＝IAPAPQ(s)＝sinγssinδs＝QAP其中IRP、IAP、與QAP為極化狀態(tài)的復(fù)系數(shù)；IRP為極化狀態(tài)的參考極化分量的同相系數(shù)，而IAP、與QAP為極化狀態(tài)的關(guān)聯(lián)極化分量的復(fù)系數(shù)。當(dāng)極化狀態(tài)(γs，δs)與幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)(|Es|，Φs)組合時(shí)，組合調(diào)制(波狀態(tài))的同相與正交相位系數(shù)可由方程(14)或(15)為正交極化天線確定為RPI(s)＝|Es|cosγscosφs＝IRPIΨ(17)
RPQ(s)＝|Es|cosγssinφs＝IRPQΨAPI(s)＝|Es|sinγscos(φs+δs)＝IAPIΨ+QAPQΨAPQ(s)＝|Es|sinγssin(φs+δs)＝IAPQΨ-QAPIΨ其中IΨ＝|E|cosΨ與QΨ＝|E|sinΨ為幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)的復(fù)系數(shù)。這些系數(shù)連接到復(fù)調(diào)制器422、427，其優(yōu)選地使用數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)現(xiàn)，以組合同相與正交相位系數(shù)，以在狀態(tài)時(shí)間期間生成離散波形。由復(fù)調(diào)制器生成的樣本連接到傳統(tǒng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器/濾波器424、429，其生成RP(t)與AP(t)信號(hào)，這些信號(hào)由正交天線440、445放大和發(fā)射?？墒褂每晒┻x擇的其它技術(shù)，例如使用模擬復(fù)調(diào)制器或其它狀態(tài)機(jī)復(fù)調(diào)制器。遵照本發(fā)明的第一實(shí)施例，映射器410具有極化表412，其為極化星座P中的每一狀態(tài)存儲(chǔ)參數(shù)值γj與δj，還具有非極化表414，其為幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)(Ψm，m＝1 to M)的星座Ψ中的每一狀態(tài)存儲(chǔ)參數(shù)值|Em|與Φm。其后，可使用方程(16)計(jì)算極化狀態(tài)，或使用方程組(17)中的中央因子計(jì)算組合調(diào)制狀態(tài)，以生成復(fù)I與Q波狀態(tài)系數(shù)RPI、RPQ、API、與APQ。遵照本發(fā)明的另一實(shí)施例，映射器410具有極化表412，其為極化狀態(tài)的星座P中的每一狀態(tài)存儲(chǔ)復(fù)系數(shù)IRP、IAP、與IQP，還具有另一表414，其為幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)的星座Ψ中的每一狀態(tài)存儲(chǔ)系數(shù)IΨ與QΨ，并使用方程組(17)中的右手因子將其組合，以生成I與Q波狀態(tài)系數(shù)RPI、RPQ、API、與APQ。在某些實(shí)施例中，可能有多個(gè)極化表和/或非極化表，而為特定目的對(duì)極化狀態(tài)的選擇限制在一個(gè)表。例如，可由基站從分配給用戶設(shè)備的極化星座或子星座選擇這樣的極化狀態(tài)，其為移動(dòng)單元編碼數(shù)據(jù)符號(hào)。
可通過修改值ωc來實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)制與跳頻。可通過分配沒有信號(hào)的時(shí)隙和存在具有組合的或單獨(dú)的調(diào)制狀態(tài)的信號(hào)的其它時(shí)隙來實(shí)現(xiàn)跳時(shí)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，基于由對(duì)應(yīng)于用戶設(shè)備的偽噪聲(PN)發(fā)生器發(fā)生的偽隨機(jī)數(shù)來選擇極化狀態(tài)(Pj)，并基于與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)(發(fā)送給用戶設(shè)備或自用戶設(shè)備接收)的數(shù)據(jù)集的子集來選擇幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)(Ψm)。
在本實(shí)施例的另一實(shí)現(xiàn)方式中，基于由對(duì)應(yīng)于用戶設(shè)備的偽噪聲(PN)發(fā)生器發(fā)生的偽隨機(jī)數(shù)來選擇幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)(Ψm)，并基于與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集的子集來選擇極化狀態(tài)(Pj)。
參照?qǐng)D6，顯示了用在通信系統(tǒng)中的接收器設(shè)備600的框圖，其遵照參照?qǐng)D4與5描述的優(yōu)選實(shí)施例400。無線信號(hào)由兩個(gè)不同地極化的天線450、455截獲，這些天線可正交地極化，并連接到兩個(gè)接收器前端參考信號(hào)前端(R FE)460與關(guān)聯(lián)信號(hào)前端(O FE)465，其按照必要的那樣將信號(hào)下變頻并將它們轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，參考接收極化信號(hào)分量R’P(t)與關(guān)聯(lián)接收極化信號(hào)分量A’P(t)。其后，在A/D功能470、475中將基帶信號(hào)從模擬轉(zhuǎn)換為數(shù)字。使用可包括接收導(dǎo)頻信號(hào)在內(nèi)的技術(shù)，獲得與發(fā)射信號(hào)的頻率與相位的同步，并確定接收與發(fā)射信號(hào)的相對(duì)幅度以及接收信號(hào)與發(fā)射信號(hào)之間的旋轉(zhuǎn)角度。A/D功能470、475提供參考接收極化樣本分量R’P(s)與關(guān)聯(lián)接收極化樣本分量A’P(s)的同相與正交相位抽樣系數(shù)。將這些系數(shù)供應(yīng)給極化處理器(或極化解映射器)480。極化處理器480包括極化濾波器485，其糾正信道缺陷(如下面更詳細(xì)地描述的那樣)，糾正不想要的信號(hào)(如下面更詳細(xì)地描述的那樣)，從而生成想要的信號(hào)的最佳估計(jì)，還包括狀態(tài)解映射器486，其確定最可能的發(fā)射的狀態(tài)。當(dāng)接收器600被設(shè)計(jì)為僅接收意欲送往一個(gè)用戶設(shè)備的信號(hào)時(shí)，則將最可能的狀態(tài)連接到數(shù)據(jù)與用戶設(shè)備ID功能490，其僅需將該狀態(tài)作為意欲送往該用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)集的指示接受。當(dāng)接收器600被設(shè)計(jì)為接收意欲由固定設(shè)備(即，基站控制器)處理的信號(hào)時(shí)，則將最可能的狀態(tài)連接到數(shù)據(jù)與用戶設(shè)備ID功能490，其可從該狀態(tài)確定用戶設(shè)備ID與數(shù)據(jù)集。優(yōu)選地，可將狀態(tài)從狀態(tài)解映射器486傳送到數(shù)據(jù)與用戶設(shè)備ID功能，其中狀態(tài)作為一組二進(jìn)制索引，即狀態(tài)號(hào)，或者作為可供選擇的另一替代方案，以其它的方式，例如狀態(tài)參數(shù)或數(shù)字同相與正交系數(shù)。例如，如果存在16個(gè)極化狀態(tài)與16個(gè)QAM狀態(tài)，可將接收的極化與幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)作為二進(jìn)制狀態(tài)號(hào)(例如，0110、0101)、或狀態(tài)參數(shù)(例如，對(duì)于極化，轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制值的以弧度為單位的γ與δ或ε與τ，對(duì)于幅度/絕對(duì)相位，+10、-11；或者對(duì)于極化，IRP、IAP、與QAP，對(duì)于幅度/絕對(duì)相位，IΨ、QΨ，其均為二進(jìn)制值)。同樣的可供選擇的替代方案可用于將此信息從數(shù)據(jù)與用戶ID功能405傳送到發(fā)射器400的極化處理器410。
極化濾波器485包括極化矢量發(fā)生器484，其連接到點(diǎn)積功能482。當(dāng)接收信號(hào)包括與超過一個(gè)用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的同時(shí)的信息，并且用戶設(shè)備由信號(hào)的極化狀態(tài)標(biāo)識(shí)時(shí)，極化矢量發(fā)生器484可確定不想要的信號(hào)的用戶設(shè)備的極化狀態(tài)，并將其連接到點(diǎn)積功能482。點(diǎn)積功能482對(duì)組合的不想要的極化矢量的同相與正交相位系數(shù)同由A/D功能470、475生成的系數(shù)進(jìn)行點(diǎn)積，以生成想要的信號(hào)的最佳估計(jì)。這在下面更詳細(xì)地解釋。想要的信號(hào)連接到狀態(tài)解映射器486，其中使用系數(shù)R’PI、R’PQ、A’PI、與A’PQ來確定極化與幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)的最佳估計(jì)。狀態(tài)解映射器486優(yōu)選地包括極化星座(P’)487與非極化星座(NP’)488(在此示例中，幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)星座(Ψ’))，其至少包含與接收器600相關(guān)聯(lián)的各個(gè)狀態(tài)(即，它們可以是固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中包括的較大星座的子集)。極化處理器480使用極化與幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)的最佳估計(jì)與星座(其可作為表來實(shí)施)，以使用這里在其它地方描述的距離度量，確定星座中最接近最佳估計(jì)的狀態(tài)。這些是最可能的傳送給數(shù)據(jù)與用戶設(shè)備ID功能490的發(fā)射狀態(tài)(P’j)。
將意識(shí)到，在本獨(dú)特發(fā)明的初步實(shí)現(xiàn)中，不使用非極化狀態(tài)；使用至少三個(gè)極化狀態(tài)；在每一狀態(tài)時(shí)間期間使用一個(gè)，以確定一數(shù)據(jù)集。例如，使用16個(gè)極化狀態(tài)來標(biāo)識(shí)4比特集。可將包括發(fā)射器400與接收器600的通信系統(tǒng)描述為這樣的通信系統(tǒng)，其中從兩個(gè)不同地極化的天線發(fā)射無線信號(hào)，其在無線信號(hào)的波狀態(tài)傳送信息的狀態(tài)時(shí)間期間得到調(diào)制，并基于自包括至少三個(gè)極化狀態(tài)的極化狀態(tài)星座中選擇的一或多個(gè)極化狀態(tài)。對(duì)一個(gè)實(shí)施例的總結(jié)是，從信息的一部分形成非極化調(diào)制狀態(tài)，選擇與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的極化狀態(tài)，并將非極化調(diào)制狀態(tài)與選擇的極化狀態(tài)組合，以形成用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)。其后，將不同用戶設(shè)備的用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)組合，以確定波狀態(tài)?？墒褂镁€性組合來組合用戶可識(shí)別符號(hào)。
現(xiàn)在將描述極化調(diào)制的獨(dú)特使用的其它示例。
參照?qǐng)D7，顯示了示例性發(fā)射器700的框圖，其采用極化狀態(tài)映射以增加多載波正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)速率，其遵照本發(fā)明的實(shí)施例?？蓪㈩愃萍夹g(shù)應(yīng)用到單載波調(diào)制與其它多載波調(diào)制。
將輸入數(shù)據(jù)提供給編碼與交織框70，其操作以提供冗余，該冗余可糾正諸如衰減等信號(hào)路徑退化。在72，將框70的輸出從串行數(shù)據(jù)集轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)集。在此示例中，將4級(jí)正交幅度調(diào)制(QAM)與四極化狀態(tài)調(diào)制組合，從而將每一OFDM子信道的數(shù)據(jù)速率從每狀態(tài)時(shí)間兩比特加倍到每狀態(tài)時(shí)間四比特。在極化映射框74處，將QAM符號(hào)與極化狀態(tài)映射到復(fù)波狀態(tài)，使得對(duì)于參考與關(guān)聯(lián)極化信道，該復(fù)數(shù)和所選QAM與極化狀態(tài)關(guān)聯(lián)。表1中顯示了可由發(fā)射器700使用的組合4級(jí)調(diào)制QPSK狀態(tài)與4極化狀態(tài)的示例性映射。極化狀態(tài)為水平(H)、垂直(V)、45°線性極化(LP@45)與135°線性極化(LP@135)。
為了減小由錯(cuò)誤極化狀態(tài)檢測(cè)導(dǎo)致的錯(cuò)誤的數(shù)目，可以以與標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制技術(shù)類似的方式采用格雷編碼。

表1其后，分別在框78與80，對(duì)每一子信道的由系數(shù)RPI、RPQ、API、與APQ表示的復(fù)狀態(tài)進(jìn)行快速傅立葉反變換(IFFT)，生成數(shù)字化幅度值的并行集，其分別在框82與84被轉(zhuǎn)換為串行值。將意識(shí)到，進(jìn)行快速傅立葉反變換與使用多個(gè)混頻器進(jìn)行頻率復(fù)用在功能上等價(jià)，但是是在數(shù)字域中進(jìn)行，優(yōu)選地使用數(shù)字信號(hào)處理器。
為闡釋這一點(diǎn)，當(dāng)使用正交極化天線時(shí)，為參考與關(guān)聯(lián)信道準(zhǔn)備單個(gè)OFDM符號(hào)如下SRP=1NΣm=0N-1(RPIm+jRPQm)exp(j2πmn/N)---(18)]]>
SAP=1NΣm=0N-1(APIm+jAPQm)exp(j2πmn/N)---(19)]]>其中，m為子載波頻率，N為一個(gè)OFDM符號(hào)之內(nèi)子載波的數(shù)目，而n表示離散時(shí)間。(20)與(21)的實(shí)部(其為被發(fā)送的信號(hào))為SRP(n)=1NΣm=0N-1ERmcos(2πmn/N+θRm)---(20)]]>SAP(n)=1NΣm=0N-1EAmcos(2πmn/N+θAm)---(21)]]>其幅度ERm=RPIm2+RPQm2,EAm=APIm2+APQm2---(22)]]>相位θRm＝tan-1(RPIm/RPQm)，θOm＝tan-1(OPIm/OPQm) (23)由并串轉(zhuǎn)換器82、84將IFFT 78、80的輸出轉(zhuǎn)換為串行數(shù)值集。分別在D/A轉(zhuǎn)換器86與88進(jìn)行數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換，繼之以在RF部件90與92放大、頻率轉(zhuǎn)換、與濾波，并以兩個(gè)天線94與96發(fā)射。當(dāng)兩個(gè)天線展現(xiàn)兩正交極化特性時(shí)，每一路徑上的發(fā)射信號(hào)由下式給出SRP(t)=1NΣm=0N-1ERmcos[2π(fc+fm)t+θRm],0≤t≤TOFDM---(24)]]>
SAP(t)=1NΣm=0N-1EAmcos[2π(fc+fm)t+θAm],0≤t≤TOFDM---(25)]]>這里，t為時(shí)間，fc為載波頻率，而fm為第m個(gè)子信道的頻率。注意方程(24)-(25)與(2)之間的相似性，其中相位與幅度對(duì)應(yīng)，即，ERm≅Ex,θRm≅φx---(26)]]>EAm≅Ey,θAm≅φy---(27)]]>這樣，將意識(shí)到，極化狀態(tài)映射已導(dǎo)致數(shù)據(jù)速率增加，在此情形中數(shù)據(jù)速率加倍。
參照?qǐng)D7描述的發(fā)射器中使用的提議的極化狀態(tài)映射技術(shù)的框圖顯示了對(duì)于發(fā)射器的參考與關(guān)聯(lián)信道中的每一個(gè)進(jìn)行重復(fù)的操作。將數(shù)據(jù)集編碼并交織并發(fā)送給串并轉(zhuǎn)換器72。其后，對(duì)于每一子信道，由極化映射器74將每一QAM數(shù)據(jù)集映射到極化狀態(tài)，如從該數(shù)據(jù)集確定的那樣，并且其后映射器輸出由IFFT 78、80進(jìn)行處理?？梢赃x擇循環(huán)地?cái)U(kuò)展符號(hào)(增加保護(hù)間隔)，其后，數(shù)據(jù)由并串轉(zhuǎn)換器82、84幅度系數(shù)進(jìn)行處理。在DAC 86、88中將幅度系數(shù)轉(zhuǎn)換到模擬信號(hào)，并且其后由RF部件90、92處理幅度系數(shù)，RF部件進(jìn)行上變頻、放大、與發(fā)射。
通過使用更多極化狀態(tài)，甚至可獲得更高的數(shù)據(jù)速率增加。例如，在OFDM通信系統(tǒng)中，可使用下面的技術(shù)發(fā)送N個(gè)用戶設(shè)備的Q個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)1)從信息的一部分形成非極化調(diào)制狀態(tài)；2)選擇與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的極化狀態(tài)作為極化狀態(tài)；3)將非極化調(diào)制狀態(tài)與選擇的極化狀態(tài)組合，以形成用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)；
4)重復(fù)步驟1)、2)、與3)，以便為Q個(gè)用戶設(shè)備中的每一個(gè)形成不超過N個(gè)用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)；5)將Q個(gè)用戶設(shè)備中的每一個(gè)的一用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)組合，以形成N個(gè)子信道參考波狀態(tài)分量之一與N個(gè)子信道關(guān)聯(lián)波狀態(tài)分量之一；6)使用快速傅立葉反變換，將在步驟5)形成的N個(gè)子信道參考波狀態(tài)分量組合，以生成復(fù)參考與關(guān)聯(lián)波狀態(tài)系數(shù)；和7)使用復(fù)參考波狀態(tài)系數(shù)與復(fù)關(guān)聯(lián)波狀態(tài)系數(shù)，生成調(diào)制無線信號(hào)。
參照?qǐng)D8，顯示了接收器800的框圖，其遵照本發(fā)明的實(shí)施例。一般地，在接收器800中執(zhí)行發(fā)射器700中執(zhí)行的操作的反操作，以恢復(fù)解調(diào)的數(shù)據(jù)。在此示例性實(shí)施例中，兩個(gè)不同地極化的天線102與104將接收的信號(hào)分別提供給RF部件106與108。RF部件106與108放大、濾波并將接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，其后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器110與112分別將該基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字抽樣。其后由串并轉(zhuǎn)換器114與116分別將數(shù)字樣本轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)值。在由極化處理器(也稱解映射器)122處理之前，在FFT框118與120對(duì)并行數(shù)據(jù)值進(jìn)行快速傅立葉變換，極化處理器122糾正信道缺陷與不想要的信號(hào)(如下面更詳細(xì)地描述的那樣)，并將FFT數(shù)據(jù)映射回并行數(shù)據(jù)，如其先前由發(fā)射器的框72產(chǎn)生的那樣。其后，在128，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)流，其后將串行數(shù)據(jù)流傳遞給框130以進(jìn)行解碼與解交織，以完全恢復(fù)原先發(fā)射的數(shù)據(jù)。
這樣，在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，有可能在狀態(tài)時(shí)間之內(nèi)分配更大數(shù)目的調(diào)制狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)速率增加，或提供信道化，如下面更詳細(xì)地描述的那樣。通過遵循上面描述的技術(shù)，有可能為每一OFDM信號(hào)實(shí)現(xiàn)更高數(shù)目的極化狀態(tài)映射(3比特、4比特、等等)。唯一重要的問題是為唯一地標(biāo)識(shí)狀態(tài)起見，極化狀態(tài)在龐加萊球上的密度，以及極化狀態(tài)彼此靠近的程度。我們可認(rèn)為這與M-QAM多少類似，在M-QAM中需要更高的信噪比(SNR)；為將更大數(shù)目的比特映射到更多極化狀態(tài)，需要更高的極化功率對(duì)噪聲比(PNR)。
可將包括發(fā)射器700與接收器800的OFDM通信系統(tǒng)描述為這樣的通信系統(tǒng)，其中生成多個(gè)頻率信道，其中每一頻率信道在狀態(tài)時(shí)間期間具有極化狀態(tài)，其基于要傳送的信息的一部分；并且由頻率復(fù)用組合多個(gè)頻率信道，以形成波狀態(tài)。當(dāng)使用上面描述的數(shù)字方法時(shí)，數(shù)字地表示頻率信道；僅在組合數(shù)字信道之后創(chuàng)建實(shí)時(shí)信號(hào)。
將進(jìn)一步意識(shí)到，可在超寬帶系統(tǒng)中使用與這里參照OFDM發(fā)射器700與接收器800描述的非常相似的技術(shù)，在超寬帶系統(tǒng)中，每一子載波的帶寬滿足管制實(shí)體的要求，并且子載波的總帶寬大于載波頻率的25％，該載波頻率位于最低與最高子載波頻率之間的一個(gè)定義的值(例如中間值)。
極化映射對(duì)于載波對(duì)干擾的改善可遵照某些規(guī)定的量映射極化狀態(tài)，使得狀態(tài)可落在龐加萊球上的特定區(qū)域中，或擴(kuò)展到整個(gè)球。在后一情形中，適當(dāng)?shù)剡x擇將極化狀態(tài)放在球上與球鑲嵌問題類似(即，點(diǎn)在球表面上的分布)。傳播信道與所需的規(guī)范將確定是否將點(diǎn)均勻地分布在龐加萊球上。在靜態(tài)或者甚至準(zhǔn)靜態(tài)信道中，極化狀態(tài)的等距離分布可能是適宜的。然而，在更移動(dòng)的應(yīng)用中，球的特定區(qū)域有可能將容忍極化狀態(tài)的更密集的聚集。這可經(jīng)由極化導(dǎo)頻的傳輸以及接收器端適宜的糾正技術(shù)來測(cè)試，如下面將討論的那樣。
在通信系統(tǒng)的開發(fā)中，值得仔細(xì)考慮的參數(shù)之一是載波干擾(C/I)比。為通信系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)牟僮髋c可靠的通信起見，依據(jù)采用的調(diào)制的類型，此參數(shù)的值一般不得不超過特定水平。在蜂窩式應(yīng)用中，在同一頻率上發(fā)射的基站(BS)由某預(yù)定義的距離隔開，如C/I要求確定的那樣，導(dǎo)致某重用模式。一般地，對(duì)于這些無線系統(tǒng)而言，在特定區(qū)域中為操作分配頻譜。結(jié)果，應(yīng)預(yù)測(cè)和控制共信道干擾。
這與無線局域網(wǎng)(WLAN)應(yīng)用的情形不同，其中可由多個(gè)系統(tǒng)使用可用的頻譜，只要它們的設(shè)備滿足聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)定義的規(guī)則。在設(shè)備制造商或服務(wù)提供商之間不要求協(xié)調(diào)。因此，確保C/I要求的傳統(tǒng)重用方法可能不適用。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)極化狀態(tài)映射，以改善共信道干擾并增大系統(tǒng)容量。
為描述此實(shí)施例，考慮方程(24)與(25)，其為OFDM的基本極化狀態(tài)映射方程。如我們已經(jīng)注意的那樣，(在-z方向中)發(fā)射信號(hào)的極化狀態(tài)由干擾(例如，水平)與關(guān)聯(lián)(例如，垂直)分量之間的幅度比及其相位差確定。在適宜的條件下，接收器參考(例如，水平極化)與關(guān)聯(lián)(例如，垂直極化)天線的輸出由下式給出SR(t)=1NΣm=0N-1ERmCRmcos[2π(fc+fm)t+θRm+φRm],0≤t≤TOFDM---(28)]]>SA(t)=1NΣm=0N-1EAmCAmcos[2π(fc+fm)t+θAm+φAm],0≤t≤TOFDM---(29)]]>其中Cm與φm分別表示第m個(gè)子載波的極化信道抽頭增益與相位。方程(28)與(29)假定不存在ISI(符號(hào)間干擾)、ICI(載波間干擾)，并且TOFDM＜＜信道的相干時(shí)間。另外，在顯然的簡(jiǎn)化之后，此方案也適用于窄帶單載波信號(hào)。
在此實(shí)施例中，可使用極化狀態(tài)映射來增大系統(tǒng)容量，其通過使用極化狀態(tài)將在一狀態(tài)時(shí)間內(nèi)發(fā)射的信息標(biāo)識(shí)到多個(gè)移動(dòng)單元(MU)(也稱為用戶設(shè)備)中對(duì)應(yīng)的一個(gè)。對(duì)極化狀態(tài)映射/解映射操作給予特別注意，并將極化濾波作為改善系統(tǒng)性能的額外的極化狀態(tài)處理包括進(jìn)來。
信號(hào)強(qiáng)度在極化狀態(tài)描述中是不必要的量，因此引入正則化復(fù)矢量表示如下e^=cos(γm)x^+ejδmsin(γm)y^---(30)]]>其中γm=tan-1(EVmEHm),]]>0≤γ≤π/2；δm＝θVm-θHm，-π＜δ＜π(31)當(dāng)包括幅度/絕對(duì)相位調(diào)制時(shí)，方程(30)擴(kuò)展為方程(15)。
如已經(jīng)注意到的那樣，參數(shù)2γ表示大圓距離的平面到水平極化(HP)點(diǎn)的角度，而δ為相對(duì)于赤道的大圓角。這些角度就是將信號(hào)映射到龐加萊球上所必需的一切。
參照表2，現(xiàn)在描述映射與解映射操作的示例。在此示例中，接入點(diǎn)(AP)使用同一頻率與時(shí)隙與多個(gè)用戶設(shè)備通信，如圖9中描繪的那樣。可實(shí)現(xiàn)參照?qǐng)D4-6描述的發(fā)射器400與接收器600，以遵照本示例操作。在此示例中，參考與關(guān)聯(lián)天線分別為水平與垂直極化天線。我們假定將AP與每一移動(dòng)單元(MU——也稱為用戶設(shè)備)建模為在準(zhǔn)靜態(tài)環(huán)境中操作，使得接收信號(hào)的極化狀態(tài)(PS)在包括多個(gè)符號(hào)時(shí)間的幀持續(xù)時(shí)間內(nèi)不變。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將參照單個(gè)載波進(jìn)行分析，需要意識(shí)到的是，可以對(duì)其它子載波進(jìn)行類似的操作。其后，我們將首先考慮將兩個(gè)MU中的每一個(gè)的幅度/絕對(duì)相位星座映射到分配給每一MU的PS上，如表2中列出的那樣，導(dǎo)致生成用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)。


表2在表2中，水平與垂直分量在同一行中。選擇組合調(diào)制狀態(tài)值，使得對(duì)于每一用戶設(shè)備，每一組合映射到龐加萊球上的單個(gè)極化狀態(tài)?，F(xiàn)在，假定意欲送往第一MU的發(fā)射狀態(tài)的PS位于龐加萊球的第一區(qū)域中，而意欲送往另一MU的發(fā)射狀態(tài)的PS位于不相鄰區(qū)域中，如圖9中所示的那樣?？梢砸匀绫?中所示的方式為每一單元分析這些狀態(tài)。還可實(shí)現(xiàn)參照?qǐng)D4-6描述的發(fā)射器400與接收器600，以遵照本示例操作。
為簡(jiǎn)單起見，現(xiàn)在假定兩MU均使用同一正交相移鍵控(QPSK)狀態(tài)(但它們不必以同樣的順序定義)。添加和使用復(fù)系數(shù)，以生成發(fā)射信號(hào)分量，將其應(yīng)用到參考與關(guān)聯(lián)天線，以便為每一所選用戶生成一極化狀態(tài)。這樣，通過不同用戶設(shè)備的用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)的線性組合確定波狀態(tài)。AP的發(fā)射器天線輸出處的復(fù)合電場(chǎng)現(xiàn)在可寫為E→(nT)={Σn=1NEH1(nT)cos[2π(fc+f1)(t-nT)+θH1(nT)]+Σn=1NEH2(nT)cos[2π(fc+f1)(t-nT)+θH2(nT)]}x^+]]>{Σn=1NEV1(nT)cos[2π(fc+f1)(t-nT)+θV1(nT)]+Σn=1NEV2(nT)cos[2π(fc+f1)(t-nT)+θV2(nT)]}x^---(32)]]>其中E(nT)是第n個(gè)符號(hào)周期T期間的電場(chǎng)幅度，θ(nT)是周期T期間的第n個(gè)相位，H1表示用戶1的“水平”(參考)狀態(tài)，V2是用戶2的“垂直”(正交)狀態(tài)，等等，fc是載波頻率，而f1是第一個(gè)子載波的頻率(我們選擇其進(jìn)行描述)。由于IFFT是線性算子，其允許同時(shí)生成具有不同極化狀態(tài)的多個(gè)符號(hào)。事實(shí)上，盡管僅考慮一個(gè)干擾者，如果能容忍C/I中的退化，有可能支持多個(gè)用戶(這一點(diǎn)在下面更詳細(xì)地描述)。
在第一MU的接收器處，在量化(A/D)過程之后，將生成的復(fù)電壓發(fā)送給FFT框，其中進(jìn)行解調(diào)。FFT的輸出現(xiàn)在可寫為SH(t)＝RH1CH1exp[j(θH1+φH1)]+RH2CH2exp[j(θH2+φH2)]＝KH1+KH2，(33)(單個(gè)子載波)SV(t)＝RV1CV1exp[j(θV1+φV1)]+RV2CV2exp[j(θV2+φV2)]＝KV1+KV2，(34)(單個(gè)子載波)其中H1表示用戶1的水平極化狀態(tài)，等等。將這些復(fù)值發(fā)送給極化處理器122，如圖8中所示的那樣。極化處理器122的功能是增大兩個(gè)單元之間的C/I比，并利用點(diǎn)積來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
截獲的電場(chǎng)與接收天線之間的極化損失因子(PLF)可定義為PLF=10log|E^i·E^a|2(dB)---(35)]]>其中 是單位矢量，其分別表示入射場(chǎng)(其典型地包括反射分量)的極化狀態(tài)與接收器天線的極化的單位矢量，而·表示點(diǎn)積操作。在此示例中，接收器知曉其自身的極化狀態(tài)與第二MU的極化狀態(tài)。存在多種方法可用在通信系統(tǒng)中，使得第一MU知曉其它MU的極化狀態(tài)。例如，在信標(biāo)信號(hào)期間，接入點(diǎn)可識(shí)別分配給活動(dòng)的移動(dòng)單元的極化狀態(tài)。或者，比如說，MU可具有其它MU的極化狀態(tài)表，該表周期性地更新。第一MU的接收器中的基帶處理單元可在參考與關(guān)聯(lián)信道(將這些在名義上標(biāo)識(shí)為水平與垂直，但注意，可參照發(fā)射天線旋轉(zhuǎn)MU天線集，且天線無需包括正交極化天線)中生成復(fù)第二MU參考電壓，使得不想要的信號(hào)與第二MU參考電壓之間的點(diǎn)積等于零。這些復(fù)電壓也稱為極化矢量，或抵消矢量。
為確定信道缺陷，信標(biāo)信號(hào)還可包括一或多個(gè)信道糾正導(dǎo)頻信號(hào)(即，包括從單個(gè)調(diào)制狀態(tài)(其可包括極化狀態(tài))的預(yù)先確定的組合形成的調(diào)制狀態(tài)的波狀態(tài))，MU使用其來糾正由信道與第一MU的接收天線的旋轉(zhuǎn)引入的幅度與相位不平衡。下面描述某些可能的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)。極化濾波器使用此信息來在應(yīng)用抵消矢量之前糾正接收信號(hào)中的信道缺陷。
可通過修改抵消矢量的復(fù)電壓水平，來實(shí)現(xiàn)不想要的信號(hào)的抵消與想要的信號(hào)的衰減之間的折中。當(dāng)接收器生成的噪聲接近想要的信號(hào)的值時(shí)，可使用此類處理。
在將信號(hào)發(fā)送到極化處理器之前，將信道糾正應(yīng)用到參考與關(guān)聯(lián)極化路徑中的接收符號(hào)。在出向(AP到MU)通信(即這里描述的情形)中，想要的與不想要的信號(hào)同樣地受到信道的影響。因此，CH1＝CH2且φH1＝φH2，并且對(duì)于垂直極化信道而言也是如此。假定完美的信道均衡，由極化處理器生成的過濾的值由下式給出PPO=[(KHC1+KHC2)x^+(KVC1+KVC2)y^]·(KH2⊥x^+KV2⊥y^)---(36)]]>其中C下標(biāo)指示已為信道缺陷糾正該符號(hào)，而⊥上標(biāo)表示不想要的信號(hào)與極化處理器生成的復(fù)值(如遵照方程(35)確定的那樣)之間的正交。事實(shí)上，方程(36)可寫為PPO=(KHC1x^+KVC1y^)·(KH2⊥x^+KV2⊥y^)(KHC2x^+KVC2y^)·(KH2⊥x^+KV2⊥y^)---(37)]]>
PPO=(KHC1x^+KVC1y^)·(KH2⊥x^+KV2⊥y^)=RH1exp[j(θH1)]·KH2⊥+---(38)]]>RV1exp[j(θV1)]·Kv2⊥]]>PPO是由AP發(fā)送的意欲送往第一MU的接收組合調(diào)制狀態(tài)的最佳估計(jì)，其從稱為濾波矢量或抵消狀態(tài)的矢量與糾正的接收信號(hào)的點(diǎn)積確定。注意，極化濾波過程的結(jié)果是復(fù)標(biāo)量，其等于參考與關(guān)聯(lián)信道中接收的符號(hào)的和，其由通過極化處理器確定的第二MU的正交值修改。由于第一MU知曉不想要的信號(hào)的抵消狀態(tài)分量的值，但不知曉接收信號(hào)是否意欲送往其自身(第一MU)，其可將抵消矢量與每一可能的糾正的發(fā)射極化狀態(tài)(即，分配給所有活動(dòng)MU的極化狀態(tài)中的每一個(gè)，由已知信道糾正修改)進(jìn)行點(diǎn)積，并將信道糾正的接收信號(hào)與乘法結(jié)果進(jìn)行最大似然比較，以確定最有可能發(fā)射的極化狀態(tài)。當(dāng)涉及超過一個(gè)不想要的MU信號(hào)時(shí)，則MU可通過不想要的信號(hào)的干擾極化狀態(tài)的矢量加法確定復(fù)合干擾狀態(tài)，并且極化處理器使用復(fù)合干擾狀態(tài)為復(fù)合干擾狀態(tài)生成抵消矢量并使用如上面所描述的抵消矢量來確定最有可能發(fā)射的極化狀態(tài)。遵照本發(fā)明的實(shí)施例，可使用龐加萊球上的最小大圓距離來確定由第一MU標(biāo)識(shí)的組合調(diào)制狀態(tài)的星座或子星座中哪一狀態(tài)最接近意欲送往第一MU的接收狀態(tài)的PPO估計(jì)，從而是最有可能發(fā)射的狀態(tài)。這樣，在圖9中，進(jìn)行移動(dòng)單元(MU)的極化狀態(tài)到改善關(guān)于干擾移動(dòng)單元的C/I的極化狀態(tài)的映射。注意，將MU映射到一個(gè)區(qū)域中的單個(gè)極化狀態(tài)。遵照另一可供選擇的實(shí)施例，首先確定過濾的信號(hào)PPO的極化狀態(tài)(其為接收的想要的極化狀態(tài)的最佳估計(jì))。其與包括所有可能的想要的極化狀態(tài)的極化星座一同使用，以使用最小距離度量確定最有可能發(fā)射的極化狀態(tài)，其后使用該狀態(tài)來確定一或多個(gè)接收的想要的非極化調(diào)制狀態(tài)的最佳估計(jì)，并且使用該最佳估計(jì)連同包括所有可能的想要的非極化狀態(tài)的非極化星座一同使用，以通過最小距離度量確定最有可能發(fā)射的非極化狀態(tài)。
將意識(shí)到，上面的描述細(xì)述了這樣的情形，其中AP發(fā)射包括兩個(gè)MU的狀態(tài)的信號(hào)，且分析在第一MU處進(jìn)行，使得第二MU的信號(hào)為不想要的信號(hào)。然而，當(dāng)同時(shí)接收來自多個(gè)MU的信號(hào)時(shí)，可使用同一方法來分析在接入點(diǎn)或移動(dòng)單元處接收的信號(hào)。在此情形中，當(dāng)試圖恢復(fù)來自第一MU的信息時(shí)，來自第二或多個(gè)其它MU的信號(hào)是干擾的不想要的信號(hào)。本發(fā)明的好處仍將產(chǎn)生，但由于從不同發(fā)射器接收的信號(hào)的不完美的同步，以及由各個(gè)信道引入的幅度與相位不平衡的較不完美的估計(jì)，這些好處有可能多少有些減少。
將進(jìn)一步意識(shí)到，作為增加到第一MU的數(shù)據(jù)傳輸帶寬的一種方法，可向第一MU分配超過一個(gè)極化狀態(tài)；在此示例中，可通過對(duì)不想要的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波操作，如上面所描述的那樣，確定分配給第一MU的多個(gè)極化狀態(tài)中的每一個(gè)的最有可能發(fā)射的非極化調(diào)制狀態(tài)。
將進(jìn)一步意識(shí)到，可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的此實(shí)施例的某些好處，而無需糾正接收信號(hào)分量，但要使用濾波矢量，其基于不想要的信號(hào)的已知極化狀態(tài)。
參照?qǐng)D10，具有想要的信號(hào)的PLF(如方程(35)定義的那樣)的CDF(積累分布函數(shù))的曲線的圖顯示了用于改善多個(gè)用戶設(shè)備之間的C/I的極化狀態(tài)映射的一些仿真結(jié)果。注意，最壞情形是當(dāng)將想要的與不想要的信號(hào)的極化狀態(tài)限制到龐加萊球的同一區(qū)域時(shí)；在此情形中，顯著地去除不想要的信號(hào)有可能是不可行的，因?yàn)橄胍男盘?hào)也將追隨它。最佳情形是當(dāng)想要的與不想要的信號(hào)位于相對(duì)區(qū)域時(shí)；在此情形中，我們有差不多100％的幾率令PLF＝10dB。因?yàn)樵诖饲樾沃杏锌赡芑旧贤耆貋G棄不想要的信號(hào)，接收器可決定是否利用接收信號(hào)的極化狀態(tài)，即，選擇不同的極化狀態(tài)，使得不想要的信號(hào)沒有完全抵消，但想要的信號(hào)的極化損失因子(與信噪比)得到改善。
參照?qǐng)D11，另一圖顯示了最佳情形中實(shí)際C/I改善相對(duì)于不想要的信號(hào)的數(shù)目的仿真曲線，其中想要的與多個(gè)不想要的信號(hào)位于相對(duì)的區(qū)域上。顯然的是，當(dāng)有四個(gè)或更多干擾者時(shí)，C/I改善多少受到削減。這意味著這可能是對(duì)在此狀況下能夠處理的不想要的信號(hào)的數(shù)目的實(shí)際限制。然而，需要注意的是，仍然有可能通過適宜地處理不想要的信號(hào)，支持多個(gè)用戶設(shè)備。這在下一步處理，其中關(guān)于用戶設(shè)備的數(shù)目與系統(tǒng)中的信道狀況進(jìn)行實(shí)際極化狀態(tài)分配。
圖10中提供的結(jié)果是在這樣的假定下獲得僅有一個(gè)不想要的信號(hào)，并且其功率等于想要的信號(hào)的功率。將用戶設(shè)備的極化狀態(tài)放置在龐加萊球上可將要求的C/I比，接收器生成的噪聲水平，以及想要的信號(hào)與由干擾MU生成的不想要的信號(hào)的接收功率納入考慮。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的技術(shù)是經(jīng)由(以下公式)為第一MU選擇極化狀態(tài)，其與干擾者的PS正交E^i·E^d=0---(39)]]>其中 分別表示干擾與想要的信號(hào)的極化狀態(tài)?？梢钥闯觯赏ㄟ^使用下式來滿足(41)E^dH*=E^iV,E^dV*=E^iH---(40)]]>其中下標(biāo)H與V分別表示參考與正交極化分量，而*表示復(fù)共軛操作。當(dāng)僅有單個(gè)干擾者時(shí)，在理論上有可能使C/I趨近無窮大。然而，還應(yīng)確定想要的信號(hào)的極化損失因子，使得可在接收器端的信噪比(SNR)與C/I比之間得到最佳折中。
參照?qǐng)D12，標(biāo)注龐加萊球，以顯示這樣的情形，其中將一個(gè)移動(dòng)單元的極化狀態(tài)的子星座(子集)映射到龐加萊球上的一個(gè)區(qū)域中。在此情形中，關(guān)于樞軸極化狀態(tài)(其可以是子星座的中心，如圖12中所顯示的那樣，或者其可以是子星座點(diǎn)之一)進(jìn)行此映射，可選擇該狀態(tài)，使得多個(gè)用戶設(shè)備之間的C/I比增大，導(dǎo)致具有更高容量的系統(tǒng)?？赏ㄟ^將FFT操作之前的樞軸極化狀態(tài)處的組合調(diào)制狀態(tài)確定的復(fù)電壓乘以一組N個(gè)偏移復(fù)電壓之一，來實(shí)現(xiàn)樞軸極化狀態(tài)周圍的極化狀態(tài)轉(zhuǎn)換，其中已確定偏移復(fù)電壓，以便以量Δγn，Δδn轉(zhuǎn)換樞軸極化狀態(tài)。在另一技術(shù)中，子星座包括一組樞軸極化狀態(tài)與轉(zhuǎn)換的極化狀態(tài)，且索引方案允許使用C/I分析的結(jié)果選擇轉(zhuǎn)換的極化狀態(tài)。這樣，圖12顯示移動(dòng)單元(MU)的極化狀態(tài)到龐加萊球的區(qū)域中的極化狀態(tài)的子集、或子星座之一的映射，其改善了相對(duì)于干擾移動(dòng)單元的C/I。注意，將MU的子星座映射到龐加萊球的區(qū)域上。在此示例中，樞軸極化狀態(tài)位于子星座的中心。此技術(shù)還可描述為從極化狀態(tài)的星座的子集中選擇與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的極化狀態(tài)，其中該子集中的極化狀態(tài)由用戶設(shè)備的樞軸極化狀態(tài)的極化定義參數(shù)的增量改變確定。對(duì)于多個(gè)用戶設(shè)備，增量改變可依賴于用戶設(shè)備處的C/I比，也可依賴于用戶設(shè)備中的一或多個(gè)的接收功率水平，以及干擾設(shè)備的數(shù)量。
另一可供選擇的使用極化狀態(tài)來向超過一個(gè)用戶同時(shí)發(fā)射數(shù)據(jù)的流程是使用表解碼器。在此技術(shù)中，將每一用戶設(shè)備的信息映射到從分配給每一用戶設(shè)備的極化狀態(tài)的子星座選擇的極化狀態(tài)，并發(fā)射信號(hào)。在每一狀態(tài)時(shí)間，信號(hào)可建模為對(duì)于每一用戶設(shè)備選擇的狀態(tài)的組合。復(fù)合信號(hào)的極化狀態(tài)不同于每一單個(gè)信號(hào)的任一極化狀態(tài)。每一用戶設(shè)備的比特組合確定要從用戶的極化子星座選擇的狀態(tài)。在接收器中存儲(chǔ)包含所有可能的用戶設(shè)備比特與接收極化狀態(tài)組合的表。其后，在抵消不想要的信號(hào)后，將接收信號(hào)的極化狀態(tài)與所有可能的極化狀態(tài)進(jìn)行比較。選擇最接近接收信號(hào)的極化的極化狀態(tài)(使用，比如說，狀態(tài)在龐加萊球上的最小大圓距離)。解碼的用戶比特是對(duì)應(yīng)于所選極化狀態(tài)的比特組合。
如傳統(tǒng)調(diào)制方案中那樣，可使用導(dǎo)頻符號(hào)，以便糾正由信道導(dǎo)致的退化，但也可獨(dú)特地用于糾正接收天線關(guān)于發(fā)射天線的誤定向。導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)將取決于系統(tǒng)操作的環(huán)境，以及想要的傳輸效率。參照?qǐng)D13與14，顯示了時(shí)分幀結(jié)構(gòu)，其用于導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)的兩個(gè)示例的多個(gè)子信道，該導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)可用于多載波通信系統(tǒng)的發(fā)射幀之內(nèi)，其中字母D表示數(shù)據(jù)，而P表示導(dǎo)頻。時(shí)隙與子信道結(jié)構(gòu)可以是OFDM系統(tǒng)中使用的類型。接收器可使用空時(shí)隙，以確定是否有干擾信號(hào)，并估計(jì)極化狀態(tài)。圖13顯示一開始用于估計(jì)信道的極化導(dǎo)頻，且假定該信道對(duì)于傳輸?shù)氖Ｓ嗖糠质庆o態(tài)的(與802.11a中的準(zhǔn)靜態(tài)假定類似)。圖14的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)顯示在時(shí)間與頻率上分布的極化導(dǎo)頻，并且可適宜于高移動(dòng)性應(yīng)用，其中信道的極化動(dòng)態(tài)隨時(shí)間迅速改變。這樣，在兩種示例中，狀態(tài)時(shí)間(時(shí)隙時(shí)間)為導(dǎo)頻狀態(tài)時(shí)間，而波狀態(tài)包括從極化星座選擇并與頻率狀態(tài)組合的極化狀態(tài)。上面已描述用于C/I改善的極化狀態(tài)映射過程?，F(xiàn)在描述用于MU與AP之間的通信、涉及確定多個(gè)用戶的極化狀態(tài)與分配過程的一種技術(shù)，其改善系統(tǒng)容量。在此情形中，重點(diǎn)不過多地放在調(diào)制或如何映射極化狀態(tài)(即，對(duì)于星座選項(xiàng)而言，映射到單個(gè)PS，或是映射到極化樞軸PS)上。作為替代，焦點(diǎn)主要在多個(gè)MU(移動(dòng)單元)與單個(gè)AP(接入點(diǎn))之間的通信，以及如何使用極化狀態(tài)映射將用戶設(shè)備分配到其各自的狀態(tài)以增進(jìn)系統(tǒng)容量上。
參照?qǐng)D15，顯示了通信過程的流程圖，其遵照本發(fā)明的實(shí)施例。除框150之外(其中信息的傳送發(fā)生在AP與使用專用極化狀態(tài)的MU之間)，AP與MU之間的任何其它通信均可發(fā)生，比如說，在傳統(tǒng)的垂直極化信道上。這里描述的MAC(媒體接入控制)層與IEEE 802.11MAC非常類似。兩者均基于CSMA/CA(具有沖突避免的載波偵聽多址接入)。本發(fā)明的獨(dú)特性是本描述的主要焦點(diǎn)之一。
在此通信過程中，從152開始，在156，用戶設(shè)備請(qǐng)求連接。MU(用戶設(shè)備)在具有單個(gè)預(yù)先確定的極化狀態(tài)的信道上發(fā)起發(fā)現(xiàn)階段。當(dāng)在此發(fā)現(xiàn)階段中在164找到AP時(shí)，在168，MU同AP進(jìn)行鑒權(quán)與關(guān)聯(lián)流程。在172，MU與AP共享定時(shí)與頻率同步信息，并建立物理層參數(shù)，包括與用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腗U相關(guān)聯(lián)的極化狀態(tài)。其后，在150，可進(jìn)行AP與MU之間的數(shù)據(jù)傳輸。過程在154結(jié)束。
參照?qǐng)D16，定時(shí)圖闡釋用于支持利用極化狀態(tài)的多用戶的幀結(jié)構(gòu)與爭(zhēng)用時(shí)隙，其遵照參照15描述的本發(fā)明的實(shí)施例。如所闡釋的那樣，在不同極化狀態(tài)的MU與AP之間的通信的相鄰?fù)ㄐ艜r(shí)期202與204之間，爭(zhēng)用時(shí)期200發(fā)生。在當(dāng)前示例性實(shí)施例的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)期150期間，傳統(tǒng)802.11MAC僅能夠支持一個(gè)用戶。通過使用極化狀態(tài)映射，在同一時(shí)間段期間并在同一頻率上，使用與每一用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的極化狀態(tài)來為由極化狀態(tài)標(biāo)識(shí)的每一用戶設(shè)備標(biāo)識(shí)組合調(diào)制狀態(tài)，圖16中描繪的獨(dú)特的MAC幀能夠支持多個(gè)用戶。優(yōu)化爭(zhēng)用時(shí)期的長(zhǎng)度，使得允許多個(gè)用戶設(shè)備同時(shí)訪問信道。在當(dāng)前的802.11MAC標(biāo)準(zhǔn)中沒有此選項(xiàng)。在這里描述的獨(dú)特系統(tǒng)中，信道由三個(gè)參數(shù)定義；時(shí)隙、中心頻率與極化狀態(tài)。在爭(zhēng)用時(shí)期200期間，并且更具體地，在步驟172(參見圖15)PHY(物理)層信息在MU與AP之間傳輸期間，可通過將信息從AP傳輸，使下面的參數(shù)對(duì)于MU可用●時(shí)間同步AP→MU●頻率分配AP→MU●極化狀態(tài)(出向/入向)通信 AP→MU●爭(zhēng)用時(shí)期長(zhǎng)度AP→MU●編碼率 AP→MU●調(diào)制格式AP→MU可令A(yù)P負(fù)責(zé)為出向(AP→MU)與入向((AP←MU)通信分配極化狀態(tài)。極化狀態(tài)的選擇可基于接收功率水平、要求的C/I比與系統(tǒng)中的用戶數(shù)、或其它參數(shù)。這樣，AP可設(shè)置爭(zhēng)用時(shí)隙與支持的用戶設(shè)備數(shù)之間的最優(yōu)折中。爭(zhēng)用時(shí)隙數(shù)可以是一天中時(shí)間的函數(shù)(在深夜，流量很少，爭(zhēng)用時(shí)隙數(shù)也較少)，以及對(duì)于給定數(shù)目的通信幀AP已支持的用戶設(shè)備數(shù)的抽樣的函數(shù)。注意，如果單個(gè)MU可用，AP可行使高吞吐量選項(xiàng)，從而減小通信幀長(zhǎng)度，因?yàn)槭褂每捎脴O化狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)增加的數(shù)據(jù)速率特性。換言之，可向單個(gè)用戶分配同時(shí)的極化時(shí)隙，而非多個(gè)時(shí)隙。
在爭(zhēng)用時(shí)期(例如208)期間，一個(gè)示例的協(xié)議使用靜默時(shí)期212，繼之以隨機(jī)退避時(shí)期214。在216，傳輸接入請(qǐng)求，繼之以鑒權(quán)與關(guān)聯(lián)。其后，在220，從AP向MU傳輸物理層參數(shù)，如上面所描述的那樣。
這樣，載波偵聽多址、沖突避免通信系統(tǒng)的一個(gè)方面是在傳輸時(shí)期202、204期間，在狀態(tài)時(shí)間期間，可同時(shí)傳輸多個(gè)設(shè)備的用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)。
在這里，強(qiáng)調(diào)以下一點(diǎn)是有用的可使用極化導(dǎo)頻來糾正媒體的去極化效應(yīng)。MU可使用這些極化導(dǎo)頻來向AP通知其接收的極化狀態(tài)，反之亦然。與上面參照?qǐng)D9、以及方程(36)描述的技術(shù)非常類似地確定最有可能的非極化狀態(tài)。
在開發(fā)任意數(shù)目的通信場(chǎng)景中，可使用上面討論的極化狀態(tài)技術(shù)作為另一自由度。下面討論多個(gè)這樣的場(chǎng)景，需要理解的是，下面公開的特定實(shí)施例不應(yīng)被視為限制性的，而應(yīng)被視為本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮這些教導(dǎo)之后能夠想到的多種可能性的示例。
基于極化狀態(tài)跳變(PSH)的極化狀態(tài)分多址(PSDMA)多址方案被用于在多個(gè)用戶之間共享受限信道資源。在沖突避免系統(tǒng)中，單個(gè)用戶設(shè)備使用信道的基本上全部的資源。在此節(jié)中，考慮兩種不同種類的極化狀態(tài)跳變(PSH)，稱為基于偽噪聲發(fā)生器(PN-PSH)與直接序列(DS-PSH)。
PN-PSH(偽噪聲——極化狀態(tài)跳變)
參照?qǐng)D17，描繪了示例性PN-PSH發(fā)射1700的框圖，其遵照本發(fā)明的實(shí)施例。在此PN-PSH發(fā)射器1700中，向源編碼器252與信道編碼器254供應(yīng)數(shù)據(jù)，這些編碼器供應(yīng)適宜的數(shù)據(jù)編碼。源編碼器252取得模擬信號(hào)并將它們轉(zhuǎn)換為符號(hào)或比特的序列。信道編碼器254為差錯(cuò)糾正的目的向輸入比特添加冗余。交織256交織數(shù)據(jù)，以與克服突發(fā)噪聲與干擾的影響。其后，在調(diào)制器258處使用來自交織器256的數(shù)據(jù)來確定非極化調(diào)制狀態(tài)(例如，幅度/絕對(duì)相位狀態(tài))，并由參考與關(guān)聯(lián)極化狀態(tài)組合器260、270將非極化調(diào)制狀態(tài)的調(diào)制狀態(tài)分量與極化狀態(tài)的分量組合。可將調(diào)制器258描述為執(zhí)行與從映射器410的Ψ星座414選擇調(diào)制狀態(tài)(參見圖4)相類似的功能，并將參考與關(guān)聯(lián)極化狀態(tài)組合器260、270描述為執(zhí)行與映射器410的組合功能416相類似的功能。一旦映射到參考與關(guān)聯(lián)極化狀態(tài)，信號(hào)由包括復(fù)調(diào)制器與功率放大器262、274的RF部件進(jìn)行處理，并經(jīng)由天線264、276發(fā)射。使用圖17的發(fā)射器1700中PN序列發(fā)生器250的狀態(tài)確定信號(hào)的極化狀態(tài)。PN發(fā)生器250向極化狀態(tài)跳變器電路266提供偽隨機(jī)數(shù)，其向參考與關(guān)聯(lián)極化狀態(tài)組合器260、270提供極化狀態(tài)信息。為生成想要的波狀態(tài)，使用兩條路徑參考路徑，其包括參考極化組合260、RF部件262、與天線264，以及關(guān)聯(lián)路徑，其包括關(guān)聯(lián)極化組合器270、RF部件272、與天線274。因此，每一路徑的增益與相位由偽噪聲序列(PN發(fā)生器框250)生成的偽隨機(jī)數(shù)以及調(diào)制器258的輸出確定。天線264可以，比如說，是水平極化的，而天線276是垂直極化的，但也可使用其它非正交天線配置。將意識(shí)到，可將參考與關(guān)聯(lián)極化組合器260、270組合為一個(gè)表，或者一組計(jì)算式。
生成的極化狀態(tài)的總數(shù)目由下式給出N＝2(2m-1)(41)其中N與m分別是極化狀態(tài)的數(shù)目以及用于生成PN序列的移位寄存器階段的數(shù)目。對(duì)于m的一個(gè)值，可能存在多個(gè)偽噪聲發(fā)生器，其發(fā)生不同的序列。同一長(zhǎng)度m或不同長(zhǎng)度的不同PN序列發(fā)生器可用在發(fā)射器中，以實(shí)現(xiàn)極化跳變或非極化調(diào)制狀態(tài)，其為不同的用戶設(shè)備標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)。
在每一非極化調(diào)制狀態(tài)時(shí)間期間，在N個(gè)跳變時(shí)間中的每一個(gè)，PN發(fā)生器250向極化狀態(tài)跳變器266提供一比特序列，其定義一碼片。跳變器266選擇對(duì)應(yīng)于所提供的碼片序列的極化狀態(tài)，并將對(duì)應(yīng)的復(fù)極化分量傳遞給參考與關(guān)聯(lián)極化狀態(tài)組合器260與270。因此，以偽隨機(jī)選擇的極化狀態(tài)發(fā)射數(shù)據(jù)信息。在接收器端解調(diào)的一種方法是使用多數(shù)決定邏輯，即，如果至少(N+1)/2碼片具有相同的組合調(diào)制狀態(tài)，解碼該符號(hào)。
極化跳變率快于符號(hào)率的PN-PSH系統(tǒng)類型稱為快跳變。另一方面，在慢跳變PSH中，每符號(hào)時(shí)間改變極化狀態(tài)，或者更慢(極化跳變率慢于符號(hào)率)。
快跳變技術(shù)可進(jìn)一步描述為調(diào)制在N個(gè)狀態(tài)時(shí)間期間從兩個(gè)極化天線發(fā)射的無線信號(hào)，其中無線信號(hào)的N個(gè)波狀態(tài)是基于從包括至少三個(gè)極化狀態(tài)的極化狀態(tài)星座選擇的N個(gè)極化狀態(tài)的序列連同非極化調(diào)制狀態(tài)。非極化狀態(tài)量化一組數(shù)據(jù)符號(hào)，其為與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的信息的一部分。N個(gè)極化狀態(tài)的序列中的每一個(gè)使用由與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的偽噪聲序列發(fā)生器發(fā)生的偽隨機(jī)數(shù)從星座選擇(N個(gè)極化狀態(tài)不一定都是不同的，這是因?yàn)樗鼈兪莻坞S機(jī)地選擇的)。在用戶設(shè)備的接收器中同步地發(fā)生偽隨機(jī)數(shù)，并使用其來復(fù)制極化狀態(tài)序列，從而從非極化調(diào)制狀態(tài)恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)。
慢跳變技術(shù)可進(jìn)一步描述為調(diào)制在N個(gè)狀態(tài)時(shí)間期間從兩個(gè)極化天線發(fā)射的無線信號(hào)，其中無線信號(hào)的N個(gè)波狀態(tài)分別基于從極化狀態(tài)星座(P)選擇的一個(gè)極化狀態(tài)連同N個(gè)非極化調(diào)制狀態(tài)之一。(N個(gè)非極化狀態(tài)不一定是不同的狀態(tài)。)N個(gè)不一定不同的非極化調(diào)制狀態(tài)是從與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的一組數(shù)據(jù)符號(hào)確定。極化狀態(tài)使用由與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的偽噪聲序列發(fā)生器發(fā)生的一組比特從星座選擇。在用戶設(shè)備的接收器中同步地發(fā)生偽噪聲發(fā)生器序列，并使用其來復(fù)制極化狀態(tài)，從而從N個(gè)非極化調(diào)制狀態(tài)恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)。
參照?qǐng)D18，顯示了示例性PN-PSH接收器1800的框圖，其執(zhí)行圖17中所示的PN-PSH發(fā)射器1700的反操作。在天線302與304處截獲RF信號(hào)，其優(yōu)選地正交極化(水平與垂直極化，比如說)。RF信號(hào)分別由RF接收器電路306與308處理，以生成基帶信號(hào)，其后使用A/D轉(zhuǎn)換器310與312將基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字。A/D轉(zhuǎn)換器310與312的數(shù)字化輸出在匹配濾波器316與318中處理。匹配濾波器316與318是特殊的濾波器，其特征與輸入信號(hào)的(特征)匹配，以最大化輸出峰值信號(hào)對(duì)平均噪聲功率比。
分別在抽樣電路322與324處抽樣316與318的濾波的輸出，并由極化處理器330處理抽樣的信號(hào)。針對(duì)發(fā)射與接收信號(hào)之間的角度旋轉(zhuǎn)，極化處理器330糾正抽樣的信號(hào)，該角度旋轉(zhuǎn)可能由發(fā)射與接收天線之間的角度偏移導(dǎo)致，或者由從發(fā)射器傳播到接收器1800期間波的反射導(dǎo)致。這優(yōu)選地通過對(duì)來自發(fā)射器1700的導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量來完成。極化處理器330從PN序列發(fā)生器334接收PN序列，該序列對(duì)應(yīng)于發(fā)射所截獲的RF信號(hào)的設(shè)備的PN發(fā)生器250的PN序列，并向極化解映射器340供應(yīng)輸出信號(hào)，極化解映射器340使用PN序列來從星座或子星座選擇發(fā)射的極化狀態(tài)(該星座或子星座具有與發(fā)射器1700所使用者相同的PN序列到極化狀態(tài)的映射)，并使用所選極化狀態(tài)恢復(fù)幅度/絕對(duì)相位調(diào)制狀態(tài)，其使用方程(17)，該方程被修改以包括發(fā)射與接收信號(hào)之間的旋轉(zhuǎn)角度β。一旦極化解映射器340完成極化狀態(tài)解映射，在符號(hào)到二進(jìn)制映射器344處將輸出符號(hào)映射到二進(jìn)制。其后，可由解交織器346與解碼器348分別將二進(jìn)制數(shù)據(jù)解交織和解碼，以恢復(fù)發(fā)射數(shù)據(jù)。
DS-PSH(直接序列——極化狀態(tài)跳變)在此極化狀態(tài)跳變方案中，將每一數(shù)據(jù)比特間隔劃分為N個(gè)碼片。令c＝(c1c2...cN)表示PN序列，其中N＝2n-1，并且n為用于發(fā)生PN序列的位移寄存器階段的數(shù)目。以PN序列處理每一輸入數(shù)據(jù)比特，以得到碼片序列。處理的最簡(jiǎn)形式是異或操作。在此情形中，產(chǎn)生的碼片序列由(以下公式)給出ak，i＝dk_ci(42)其中ak，i、dk與ci表示對(duì)應(yīng)于第k個(gè)數(shù)據(jù)比特的第j個(gè)輸出碼片，以及PN序列的第j個(gè)碼片。在更一般的情形中，定義碼片集到極化狀態(tài)的映射(參見下面的三個(gè)示例)。這樣，以偽隨機(jī)的方式逐個(gè)碼片集改變發(fā)射信號(hào)的極化狀態(tài)，其由輸出碼片序列的映射確定。碼片集可以短如一碼片長(zhǎng)(如下面的示例1中那樣)，或者長(zhǎng)如形成數(shù)據(jù)比特的碼片集。
在此方案中，將極化碼字(通過由用于每一用戶設(shè)備的唯一PN序列發(fā)生器發(fā)生的數(shù)字從極化狀態(tài)星座中選擇的極化狀態(tài)序列)分配給用戶設(shè)備。每一用戶設(shè)備利用其極化碼字來調(diào)制信息并使用相關(guān)過程解調(diào)信息。參照?qǐng)D19，顯示了示例性DS-PSH發(fā)射器1900的框圖，其中在源編碼器350處接收數(shù)據(jù)。其后，源編碼的數(shù)據(jù)由信道編碼器354編碼。來自信道編碼器354的編碼數(shù)據(jù)由交織器356處理，其后傳遞給流處理器360，流處理器360也從PN發(fā)生器362接收PN序列。流處理器360遵照方程(42)工作。在其最簡(jiǎn)形式中，流處理器360對(duì)進(jìn)來的比特與PN序列比特執(zhí)行模2相加，但其它實(shí)施例也是可能的，而不偏離本發(fā)明，包括這樣的實(shí)施例，其中由PN序列處理復(fù)調(diào)制狀態(tài)。
在極化映射器366處，將流處理器360的輸出映射到極化狀態(tài)。極化映射366向發(fā)射器370供應(yīng)水平極化映射的信號(hào)，而向發(fā)射器374供應(yīng)垂直極化映射的信號(hào)。發(fā)射器370與374將其各自的輸入轉(zhuǎn)換為RF，并將這些信號(hào)分別傳遞給RF功率放大器376與378，以分別在水平極化天線380與垂直極化天線386上發(fā)射。
參照?qǐng)D20，DS-PSH接收器2000的框圖，其可反轉(zhuǎn)圖19的發(fā)射器中執(zhí)行的過程。在天線602處截獲水平極化RF信號(hào)，而在天線604處截獲垂直極化RF信號(hào)。這些信號(hào)分別由RF部件608與610處理，其可包括低噪聲放大器、濾波器與頻率轉(zhuǎn)換電路。將這些RF部件608與610的基帶輸出供應(yīng)給極化濾波器612，其將來自RF部件的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字抽樣，并執(zhí)行信道缺陷糾正與不想要的信號(hào)的削減的功能，如上面描述的那樣。產(chǎn)生的濾波器數(shù)字分量連接到極化解映射器618，其也接受來自第一PN發(fā)生器614的輸入，第一PN發(fā)生器614發(fā)生與發(fā)射器1900的PN發(fā)生器362所用的相同的PN碼字。極化解映射器618使用PN碼字來去除極化狀態(tài)并發(fā)生接收碼片集的流，其包括表示原始數(shù)據(jù)符號(hào)(在下面的示例中為比特)的碼片的碼片，該符號(hào)連接到發(fā)射器1900的流處理器360，但用于已在接收的無線信號(hào)中引起的未糾正的錯(cuò)誤。在執(zhí)行積分或累積功能的積分器626處，將極化解映射器618的碼片的輸出積分。積分器626的輸出傳遞到判決設(shè)備，其將模擬抽樣轉(zhuǎn)換為符號(hào)，該符號(hào)形成該特定實(shí)施例所用的符號(hào)字母表的一部分。恢復(fù)的數(shù)據(jù)在634處解交織，并在解碼器636與638處解碼。
在又一實(shí)施例中，其中DS編碼與PN-PSH均得到使用，在接收器2000中包括第二PN序列發(fā)生器614與流處理器。在此DS與PN-PSH組合中，要求兩個(gè)PN序列。此組合在發(fā)射器中實(shí)現(xiàn)，比如說，通過將發(fā)射器1700的PN發(fā)生器250作為發(fā)射器1900中的第二PN發(fā)生器包括進(jìn)來，第二PN發(fā)生器的輸出連接到極化映射器366，以生成極化跳變狀態(tài)。在此實(shí)施例中，發(fā)射器1900的第一PN發(fā)生器362生成PN碼字，其被用于生成傳統(tǒng)的PN處理的DS碼片。這些連接到極化映射器366，其使用第二PN發(fā)生器序列以組合DS碼片與跳變極化狀態(tài)，如上面參照?qǐng)D17描述的那樣。雙重DS與PN-PSH可分別使用對(duì)于用戶設(shè)備唯一的碼字，從而提供額外的干擾保護(hù)。在接收器2000中，RF部件608與610的基帶輸出供應(yīng)給極化濾波器612，其提供糾正信道缺陷與干擾的功能，如上面描述的那樣。極化濾波器612向極化解映射器618提供輸出，其使用PN狀態(tài)跳變序列來去除極化跳變狀態(tài)。產(chǎn)生的DS碼片連接到本實(shí)施例中使用的可選流處理器，而來自第二PN序列發(fā)生器622的碼字序列被用于恢復(fù)接收的符號(hào)碼片，接收器2000的其余部分如上面描述的那樣操作。
現(xiàn)在描述DS-PSH的第一示例，其中利用具有兩階段的PN碼字發(fā)生器。與此兩階段發(fā)生器相關(guān)聯(lián)的示例性的3碼片長(zhǎng)的PN序列是101。(一般地，可采用M個(gè)極化狀態(tài)，每一狀態(tài)能夠發(fā)出1或0(或多級(jí)符號(hào))。)在此示例中，采用兩極化狀態(tài)(M＝2)，即垂直(γ＝90°，δ＝0°)與水平(γ＝0°，δ＝0°)極化，其中1與0分別表示垂直與水平極化。在此示例中，首先由異或功能處理碼片與數(shù)據(jù)比特，以生成處理的流，其后使用該流來選擇兩個(gè)極化狀態(tài)之一，極化信號(hào)映射在表3中給出。

表3當(dāng)輸入比特流為01，快PSH(每比特3跳)時(shí)，處理的碼片序列將是010101，而在水平與垂直路徑上發(fā)射的信號(hào)將是{cos(ωt)，0，cos(ωt)，0，cos(ωt)，0}作為參考(水平)波信號(hào)和
{0，cos(ωt)，0，cos(ωt)，0，cos(ωt)}作為正交(垂直)波信號(hào)接收器與發(fā)射器PN同步。在PN序列的一個(gè)循環(huán)(三碼片)上積分接收信號(hào)，以得到比特判決。
在DS-PSH的第二示例中，獨(dú)立地使用碼片與比特值，以選擇四個(gè)波狀態(tài)之一(使用碼片值來選擇極化狀態(tài)，而數(shù)據(jù)比特選擇幅度/絕對(duì)相位狀態(tài))。波狀態(tài)映射在表4中給出。

表4當(dāng)輸入比特流同樣為01，快PSH(每比特3跳)時(shí)，在水平與垂直路徑上發(fā)射的信號(hào)將是{0，-cos(ωt)，0，0，cos(ωt)，0}作為參考(水平)波信號(hào)和{-cos(ωt)，0，-cos(ωt)，cos(ωt)，0，cos(ωt)}作為正交(垂直)波信號(hào)在DS-PSH的第三示例中，使用四個(gè)極化狀態(tài)，即水平、垂直、45°LP(線性極化)與135°LP(線性極化)。在此情形中，示例性PN循環(huán)為101101。注意，PN循環(huán)是前一情形的兩倍長(zhǎng)，因?yàn)橐詢蓚€(gè)碼片而非一個(gè)(碼片)表示每一極化狀態(tài)。此示例的極化映射顯示在表5中。使用比特狀態(tài)來選擇幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)，其通過反轉(zhuǎn)所選極化(Ex，Ey)的值。

表5對(duì)于輸入比特流10，發(fā)射信號(hào)將是{-cos(ωt)，cos(ωt)，cos(ωt)，-cos(ωt)，cos(ωt)，-cos(ωt)}作為參考(水平)波信號(hào)和{-cos(ωt)，cos(ωt)，0，cos(ωt)，-cos(ωt)，0}作為正交(垂直)波信號(hào)。
注意，在所有三個(gè)示例中，接收器與發(fā)射器PN同步。從結(jié)構(gòu)上說，示例三的接收器與前兩個(gè)示例相同，但積分時(shí)期為兩倍長(zhǎng)，這是因?yàn)楸忍卦赑N序列的兩個(gè)循環(huán)之內(nèi)發(fā)射。
混合PSH多址方案本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，有利地，在通信系統(tǒng)中可以在許多變形中利用極化狀態(tài)跳變以及將極化狀態(tài)作為額外的自由度使用。通過示例而非限制的方式，描述下面的多址方案，其組合極化狀態(tài)跳變(PSH)與其它MA方法混合頻分復(fù)用PSH(FDM/PSH)，混合時(shí)分復(fù)用PSH(TDM/PSH)，混合直接序列PSH(DS/PSH)，混合頻率跳變PSH(FH/PSH)與混合時(shí)間跳變PSH(TH/PSH)。
對(duì)于混合FDM/PSH(頻分復(fù)用PSH)與混合TDM/PSH(時(shí)分復(fù)用PSH)，對(duì)于FDM在頻率域中，而對(duì)于TDM在不同的時(shí)隙中，在非交疊信道上發(fā)射每一用戶設(shè)備的信息。在這里引入的混合方案中，對(duì)于FDM向頻率信道，而對(duì)于TDM向時(shí)隙，分配極化狀態(tài)。更具體地，由PN發(fā)生器確定每一FDM信道(或TDM時(shí)隙)的極化狀態(tài)。在接收器端，采用與輸入PN發(fā)生器同步的PN發(fā)生器。此PN發(fā)生器追蹤每一FDM信道(或TDM時(shí)隙)的極化狀態(tài)，其后信息得到解碼。
FDM/PSH技術(shù)可進(jìn)一步描述為包括下面的特性使用來自與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的PN序列的偽隨機(jī)數(shù)從極化星座選擇極化狀態(tài)。從一組頻率信道選擇與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的頻率信道。使用幅度調(diào)制、絕對(duì)相位調(diào)制、與幅度/絕對(duì)相位調(diào)制之一形成基于數(shù)據(jù)符號(hào)的非極化狀態(tài)。組合極化狀態(tài)、頻率信道(頻率狀態(tài))與非極化狀態(tài)，以便為用戶設(shè)備形成組合調(diào)制狀態(tài)，可將該組合調(diào)制狀態(tài)與用于其它用戶設(shè)備的組合調(diào)制狀態(tài)組合，以形成波狀態(tài)，從而通過在頻率信道中向多個(gè)用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，增大系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)吞吐量。
TDM/PSH技術(shù)可進(jìn)一步描述為包括下面的特性使用與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的偽隨機(jī)數(shù)從星座選擇極化狀態(tài)。從一組時(shí)隙選擇與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的時(shí)分復(fù)用時(shí)隙，以發(fā)射波狀態(tài)。使用幅度調(diào)制、絕對(duì)相位調(diào)制、與幅度/絕對(duì)相位調(diào)制之一形成基于與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的信息的一部分的非極化調(diào)制狀態(tài)。組合極化狀態(tài)與非極化調(diào)制狀態(tài)，以形成組合調(diào)制狀態(tài)，可將該組合調(diào)制狀態(tài)與用于其它用戶設(shè)備的組合調(diào)制狀態(tài)組合，以形成在時(shí)隙期間發(fā)射的波狀態(tài)，從而通過在同一時(shí)隙中向多個(gè)用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，增大系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)吞吐量。
參照?qǐng)D21，顯示了用于發(fā)射混合DS/PSH(直接序列PSH)調(diào)制的波信號(hào)的發(fā)射器2100的框圖，其遵照本發(fā)明的實(shí)施例。此示例中的系統(tǒng)是具有M個(gè)用戶設(shè)備(用戶設(shè)備1到用戶設(shè)備M)的同步直接序列(DS)通信系統(tǒng)。在功能650、652到654，將每一用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)以Walsh碼(W1到WM)分片，導(dǎo)致取值為-1與1的一系列符號(hào)，而產(chǎn)生的序列在658與RF得到調(diào)制。產(chǎn)生的序列的動(dòng)態(tài)范圍從-M到+M變化，其依據(jù)各個(gè)流的內(nèi)容。其后，在解復(fù)用器662處將流解復(fù)用為兩個(gè)分支。在極化狀態(tài)星座中共有(2M+1)2個(gè)可能的極化狀態(tài)，而在極化狀態(tài)映射器666處將每一碼片對(duì)映射為一極化狀態(tài)，并分別使用水平極化分支發(fā)射器670與垂直分支發(fā)射器680在水平與垂直極化天線678與680上發(fā)射。這樣，通過極化跳變實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)射。
參照?qǐng)D22，顯示了用于接收混合DS/PSH波信號(hào)的接收器2200的框圖，其遵照參照?qǐng)D21描述的本發(fā)明的實(shí)施例。在接收器2000處，分別由水平與垂直極化天線502與504截獲發(fā)射信號(hào)，這些天線將截獲的信號(hào)傳遞給水平分支接收器508與垂直分支接收器510。在極化狀態(tài)解映射器514處將每一進(jìn)來的碼片的極化狀態(tài)與所有可能的狀態(tài)進(jìn)行比較，并從接收的極化選擇具有最小距離(例如，龐加萊球上的最小大圓距離)的狀態(tài)。由極化狀態(tài)解映射器514將極化狀態(tài)反映射為電壓，而由復(fù)用器518復(fù)用這些電壓以形成直接序列CDMA信號(hào)。其后，在520、522到524處將該信號(hào)與Walsh碼W1到WM混合，以恢復(fù)用戶設(shè)備1到用戶設(shè)備M的各個(gè)用戶比特流(或者，如果接收器2000為單個(gè)用戶設(shè)備接收器，僅包括一個(gè)Walsh混合器)。
參照?qǐng)D23，顯示了示例性FH/PSH系統(tǒng)的極化狀態(tài)對(duì)時(shí)間的曲線，其遵照本發(fā)明的實(shí)施例。除使用PN序列以選擇跳變頻率之外，F(xiàn)H/PSH(頻率跳變PSH)利用基于由PN序列發(fā)生器發(fā)生的PN值(偽隨機(jī)數(shù))確定的偽隨機(jī)極化狀態(tài)。對(duì)于頻率與極化狀態(tài)跳變器，可使用同樣的PN序列發(fā)生器或兩個(gè)不同的PN發(fā)生器。在圖23中畫出的示例性系統(tǒng)中，每數(shù)據(jù)符號(hào)(其在本示例中為比特)有三個(gè)頻率跳變與三個(gè)極化狀態(tài)跳變。注意，一般地，每比特的頻率跳變數(shù)與每比特的極化狀態(tài)跳變數(shù)不一定相等?？蓪⒈炯夹g(shù)描述為這樣的技術(shù)，其中波狀態(tài)的狀態(tài)時(shí)間是數(shù)據(jù)碼片時(shí)間。使用偽隨機(jī)數(shù)從極化狀態(tài)星座中選擇極化狀態(tài)。使用第二偽隨機(jī)數(shù)從一組頻率信道中選擇頻率信道。使用幅度調(diào)制、絕對(duì)相位調(diào)制、與幅度/絕對(duì)相位調(diào)制之一形成非極化碼片狀態(tài)。通過組合極化狀態(tài)、頻率狀態(tài)、與碼片狀態(tài)，形成波狀態(tài)。
參照?qǐng)D24，顯示了用于示例性混合TH/PSH(時(shí)間跳變PSH)的極化狀態(tài)對(duì)時(shí)隙的曲線，其遵照本發(fā)明的實(shí)施例。TH系統(tǒng)在幀內(nèi)的時(shí)隙發(fā)射，其中所選時(shí)隙由PN發(fā)生器確定。與TH不同，TH/PSH系統(tǒng)裝備有兩個(gè)PN發(fā)生器，其發(fā)生由用戶設(shè)備標(biāo)識(shí)的PN序列一個(gè)負(fù)責(zé)幀內(nèi)的偽隨機(jī)時(shí)隙選擇，另一個(gè)為每一傳輸選擇偽隨機(jī)極化狀態(tài)?？蓪⒋思夹g(shù)描述為確定要在幀內(nèi)發(fā)射的非極化狀態(tài)，該幀的持續(xù)時(shí)間為狀態(tài)時(shí)間的倍數(shù)。第一偽隨機(jī)數(shù)由與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的第一偽噪聲序列發(fā)生器發(fā)生。使用第一偽隨機(jī)數(shù)選擇極化狀態(tài)。第二偽隨機(jī)數(shù)由與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的第二偽噪聲序列發(fā)生器發(fā)生。通過組合所選極化狀態(tài)與編碼數(shù)據(jù)的非極化狀態(tài)來確定波狀態(tài)。在幀內(nèi)的狀態(tài)時(shí)間發(fā)射波狀態(tài)，該幀通過使用第二偽隨機(jī)數(shù)來選擇。
在遵照本發(fā)明的另一實(shí)施例中，具有存儲(chǔ)器的狀態(tài)機(jī)存儲(chǔ)遵照上面描述的本發(fā)明的實(shí)施例生成的組合調(diào)制狀態(tài)。狀態(tài)機(jī)(其可以是在存儲(chǔ)的程序控制之下操作的定制順序邏輯電路或處理器)基于至少一個(gè)先前選擇的由上面所描述的技術(shù)之一生成的極化狀態(tài)存儲(chǔ)M個(gè)組合調(diào)制狀態(tài)的序列，并在存儲(chǔ)的序列上執(zhí)行邏輯操作以生成有記憶編碼的組合調(diào)制狀態(tài)，其具有參考與關(guān)聯(lián)復(fù)分量，這些分量用于生成波狀態(tài)。邏輯操作是基于存儲(chǔ)的序列(即，先前的組合調(diào)制狀態(tài)之一)中的至少一個(gè)，其包括極化狀態(tài)。這樣的有記憶編碼的示例為卷積編碼與turbo編碼。存儲(chǔ)的組合調(diào)制狀態(tài)序列也可以是基于當(dāng)前選擇的極化狀態(tài)或當(dāng)前確定的組合調(diào)制狀態(tài)。此狀態(tài)機(jī)可包括在參照?qǐng)D4描述的發(fā)射器400中，其通過包括狀態(tài)機(jī)(圖4中未顯示)，該狀態(tài)機(jī)連接到極化映射器416和RP與AP調(diào)制器420、425，并位于與這里描述的其它示例性發(fā)射器中的對(duì)應(yīng)位置。
其后，設(shè)備中用于接收有記憶編碼的組合調(diào)制狀態(tài)的接收器可包括具有存儲(chǔ)器的狀態(tài)機(jī)，其存儲(chǔ)接收的最佳估計(jì)的編碼的組合調(diào)制狀態(tài)，其被用于確定最有可能發(fā)射的調(diào)制狀態(tài)，其表示最大似然估計(jì)過程中與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的信息部分。所用的最大似然估計(jì)過程可以是維特比(Viterbi)解碼過程。此狀態(tài)機(jī)可包括在參照?qǐng)D6描述的示例中，其通過包括狀態(tài)機(jī)解碼器(圖6中未顯示)，其連接到極化濾波器485和狀態(tài)解映射器486，并位于與這里描述的其它示例性接收器中的對(duì)應(yīng)位置。
在某些上面的系統(tǒng)實(shí)施例(例如上面參照?qǐng)D4-6描述的發(fā)射器400與接收器600)中，可加強(qiáng)發(fā)射設(shè)備以包括位置功能?？蓮亩喾N位置確定機(jī)制之一獲得位置，例如來自GPS(全球定位系統(tǒng))接收器的信息，或者由用戶設(shè)備有線或無線地接收的消息中的信息，或者手工輸入。其后，可使用該位置來基于位置選擇極化狀態(tài)，例如將位置信息傳送到接收設(shè)備。作為可供選擇的另一替代方案，可使用該位置來選擇極化狀態(tài)的子星座，例如使用已知為較少受信號(hào)穿越的環(huán)境退化的狀態(tài)，或者，比如說，使用與來自該位置處所使用的其它用戶設(shè)備的信號(hào)更兼容(更少干擾)的狀態(tài)。在這樣的實(shí)施例中，移動(dòng)設(shè)備可將位置信息傳送給接入點(diǎn)，該接入點(diǎn)可判決要使用哪一子星座。在其它實(shí)施例中，存儲(chǔ)在查找表中的極化狀態(tài)值可以是一天中時(shí)間的函數(shù)，例如使用已知為較少受信號(hào)穿越的環(huán)境退化的狀態(tài)。必須向接收設(shè)備相應(yīng)地供應(yīng)—即，同樣的星座與同樣的位置或時(shí)間規(guī)則。在考慮本發(fā)明的教導(dǎo)之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到其它變形。
這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例典型地以電氣框圖的形式描述。優(yōu)選地，通過混合模擬硬件電路與組件(例如射頻放大器、混合器、與天線)和編程處理器(例如微處理器、電腦、或數(shù)字信號(hào)處理器(具有相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器))來實(shí)現(xiàn)電器框圖的框的功能，該混合被選擇為最優(yōu)化所構(gòu)成的產(chǎn)品的特定參數(shù)，例如成本、大小、與功率要求。將意識(shí)到，作為可供選擇的另一替代方案，可將框的功能解釋為方法的步驟，該方法通過硬件實(shí)現(xiàn)，并使用框的功能來描述。然而，本發(fā)明不應(yīng)限制為要求任何編程處理，這是因?yàn)楸景l(fā)明可使用等價(jià)于編程處理器的硬件組件來實(shí)現(xiàn)，例如專用硬件和/或狀態(tài)機(jī)。
這里描述的發(fā)射器與接收器可包括在非常寬廣種類的光電通信設(shè)備(即，其包括電路或光路，或兩者)中的任何一種之中，包括消費(fèi)者產(chǎn)品與商業(yè)產(chǎn)品，從復(fù)雜的視頻蜂窩式電話、機(jī)器人、與無線電腦，到廉價(jià)的個(gè)人區(qū)域聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，例如手持式設(shè)備；還包括空間與軍用產(chǎn)品，例如通信衛(wèi)星與通信控制系統(tǒng)。
在前述說明中，已參照特定實(shí)施例描述了本發(fā)明及其好處與優(yōu)點(diǎn)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員意識(shí)到，可進(jìn)行各種修改與變動(dòng)，而不偏離如權(quán)利要求書所闡明的本發(fā)明的范圍。相應(yīng)地，規(guī)范與圖形應(yīng)被視為闡釋性的而非限制性的，并且所有這樣的修改均被試圖包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。好處、優(yōu)點(diǎn)、問題的解決方案，以及任何可導(dǎo)致任何好處、優(yōu)點(diǎn)、或解決方案發(fā)生或變得更加顯著的一種或多種組件不應(yīng)被解釋為任何權(quán)利要求的決定性的、必需的、或本質(zhì)性的特性或組件。
如這里所使用的那樣，術(shù)語“包括”或其任何其它變形意欲覆蓋非排它性的包括，使得包括一組組件的過程、方法、物品、或設(shè)備不僅包括這些組件，還可包括未特別地列出的或該過程、方法、物品、或設(shè)備所固有的其它組件。
術(shù)語“多個(gè)”，如這里所使用的那樣，被定義為二或超過二。術(shù)語“另一”，如這里所使用的那樣，被定義為至少第二或更多。術(shù)語“包括”和/或“具有”，如這里所使用的那樣，被定義為包括。術(shù)語“連接”，如這里參照光電技術(shù)所使用的那樣，被定義為連接，盡管不一定是直接地，并且不一定是機(jī)械地。術(shù)語“程序”，如這里所使用的那樣，被定義為被設(shè)計(jì)為在電腦系統(tǒng)上執(zhí)行的指令序列?！俺绦颉?，或“電腦程序”，可包括子函數(shù)、函數(shù)、過程、對(duì)象方法、對(duì)象實(shí)現(xiàn)、可執(zhí)行應(yīng)用、applet、servlet、源代碼、目標(biāo)代碼、共享庫/動(dòng)態(tài)連接庫和/或其它被設(shè)計(jì)為在電腦系統(tǒng)上執(zhí)行的指令序列?！凹?，如這里所使用的那樣，意指非空集(即，對(duì)于這里定義的集，包括至少一個(gè)成員)，除非另外說明?！白蛹?，如這里所使用的那樣，意指集的任一非空部分，并可包含集的所有成員。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)射器設(shè)備，包括映射器，其將數(shù)據(jù)集映射到一系列參考極化映射器輸出分量(RP(s))與相對(duì)應(yīng)的一系列關(guān)聯(lián)極化映射器輸出分量(AP(s))，其中每一對(duì)所述參考與關(guān)聯(lián)映射器輸出分量的組合定義一系列波狀態(tài)(WS)之一，每一波狀態(tài)基于由所述映射器從包括至少兩個(gè)非正交狀態(tài)的極化狀態(tài)(Pj，j＝1 to J)的星座(P)中選擇的極化狀態(tài)(Pj)；第一極化天線，其發(fā)射參考無線信號(hào)，該信號(hào)使用所述一系列的參考極化映射器輸出分量(RP(s))進(jìn)行調(diào)制；和第二極化天線，其具有與所述第一極化天線的極化不同的極化，其發(fā)射關(guān)聯(lián)無線信號(hào)，該信號(hào)使用所述一系列的關(guān)聯(lián)極化映射器輸出分量(AP(s))進(jìn)行調(diào)制。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射器設(shè)備，進(jìn)一步包括RP調(diào)制器，其從所述分量(RP(s))生成RP調(diào)制信號(hào)(RP(t))；AP調(diào)制器，其從所述分量(AP(s))生成AP調(diào)制信號(hào)(AP(t))；和RP與AP發(fā)射器，其分別由所述RP(t)與AP(t)調(diào)制信號(hào)調(diào)制，其分別連接到所述第一與第二極化天線之一。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射器設(shè)備，進(jìn)一步包括表，其存儲(chǔ)所述極化狀態(tài)星座(P)的所述極化狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射器設(shè)備，其中所述映射器基于被標(biāo)識(shí)為要遞送給第一用戶的數(shù)據(jù)集的子集，從所述極化狀態(tài)星座(P)的子集(P1)選擇所述極化狀態(tài)Pj，其對(duì)應(yīng)于第一用戶設(shè)備。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射器設(shè)備，進(jìn)一步包括偽噪聲發(fā)生器，其中所述映射器基于由所述偽噪聲發(fā)生器發(fā)生的偽隨機(jī)數(shù)，選擇所述極化狀態(tài)Pj，其對(duì)應(yīng)于第一用戶設(shè)備。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射器設(shè)備，其中所述映射器基于與第一用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集的子集，選擇所述極化狀態(tài)Pj，并將所述數(shù)據(jù)集的所述子集與從由偽隨機(jī)發(fā)生器發(fā)生的偽隨機(jī)數(shù)中導(dǎo)出的對(duì)應(yīng)于所述第一用戶設(shè)備的數(shù)字相組合。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射器設(shè)備，其中所述映射器使用數(shù)據(jù)集的子集選擇所述極化狀態(tài)(Pj)。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射器設(shè)備，其中所述極化狀態(tài)星座(P)中的每一極化狀態(tài)(Pj)包括參考極化分量(RPi)與相對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)極化分量(APj)。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)射器設(shè)備，其中每一所述參考極化映射器輸出分量(RP(s))為來自所述星座(P)的參考極化分量(RPj)，而每一所述關(guān)聯(lián)極化映射器輸出分量(AP(s))為相對(duì)應(yīng)的來自所述星座(P)的關(guān)聯(lián)極化分量(APj)。
10.如權(quán)利要求8所述的發(fā)射器設(shè)備，其中所述第一與第二天線正交地極化，而所述星座(P)中參考極化分量(RPj)與相對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)極化分量(APj)的復(fù)系數(shù)由以下公式確定RPIj＝cosγjRPQj＝0APIj＝sinγjcosδjAPQj＝sinγjsinδj其中RPIj為所述參考極化分量(RPj)的同相值，而RPQj為所述參考極化分量(RPj)的正交值；APIj為所述關(guān)聯(lián)極化分量(APj)的同相值，而APQj為所述關(guān)聯(lián)極化分量(APj)的正交值；γj由arctan(E2j/E1j)確定；E1j為所述天線之一中的最大瞬時(shí)電壓；E2j為所述天線中的另一個(gè)中的最大瞬時(shí)電壓；而δj為E2j領(lǐng)先E1j的瞬時(shí)極化相位角。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射器設(shè)備，其中所述波狀態(tài)(WS)由所述映射器從自所述極化狀態(tài)星座(P)中選擇的所述極化狀態(tài)(Pj)以及自幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)(Ψm，m＝1 to M)的星座(Ψ)選擇的幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)(Ψm)確定。
12.如權(quán)利要求11所述的發(fā)射器設(shè)備，其中所述幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)星座(Ψ)中的每一幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)(Ψm)作為同相值(IΨm)與正交值(QΨm)存儲(chǔ)。
13.如權(quán)利要求11所述的發(fā)射器設(shè)備，其中所述第一與第二天線基本上正交地極化，而每一參考極化映射器輸出分量(RP(s))與每一對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)極化映射器輸出分量(AP(s))由以下公式確定RPI(ss＝i)＝|Ei|cosγicosφiRPQ(ss＝i)＝|Ei|cosγisinφiAPI(ss＝i)＝|Ei|sinγicos(φi+δi)APQ(ss＝i)＝|Ei|sinγisin(φi+δi)其中RPI(ss＝i)是狀態(tài)時(shí)間i的波狀態(tài)(WS(ss＝i))的參考極化分量的同相值，而RPQ(ss＝i)是狀態(tài)時(shí)間i的波狀態(tài)(WS(ss＝i))的參考極化分量的正交值；API(ss＝i)是所述波狀態(tài)(WS(ss＝i))的關(guān)聯(lián)極化分量的同相值，而APQ(ss＝i)是所述波狀態(tài)(WS(ss＝i))的關(guān)聯(lián)極化分量的正交值；|Ei|是所述幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)星座(Ψ)的所選狀態(tài)的幅度，Φi是所述幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)星座(Ψ)的所選狀態(tài)的絕對(duì)相位；γi是所述極化狀態(tài)星座(P)的所選狀態(tài)的幅度相關(guān)參數(shù)，而δi是所述極化狀態(tài)星座(P)的所選狀態(tài)的瞬時(shí)極化相位角。
14.如權(quán)利要求11所述的發(fā)射器設(shè)備，其中所述極化狀態(tài)(Pj)基于由對(duì)應(yīng)于用戶設(shè)備的發(fā)生器發(fā)生的偽隨機(jī)數(shù)來選擇，而所述幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)(Ψm)基于與所述用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集的子集來選擇。
15.如權(quán)利要求11所述的發(fā)射器設(shè)備，其中所述至少一個(gè)幅度/絕對(duì)相位狀態(tài)(Ψm)基于由偽隨機(jī)發(fā)生器發(fā)生的對(duì)應(yīng)于用戶設(shè)備的偽隨機(jī)數(shù)來選擇，而所述至少一個(gè)極化狀態(tài)(Pj)基于與所述用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集的子集來選擇。
16.如權(quán)利要求1所述的發(fā)射器設(shè)備，其中所述至少兩個(gè)非正交極化狀態(tài)包括至少三個(gè)極化狀態(tài)。
17.一種接收器設(shè)備，包括第一與第二天線，其在接收頻帶之內(nèi)不同地極化；參考極化(RP)接收器，其將由所述第一天線截獲的無線能量轉(zhuǎn)換為基帶參考接收極化信號(hào)分量(R’P(t))；關(guān)聯(lián)極化(AP)接收器，其將由所述第二天線截獲的無線能量轉(zhuǎn)換為基帶關(guān)聯(lián)接收極化信號(hào)分量(A’P(t))；參考極化解調(diào)器，其自所述基帶參考極化信號(hào)(R’P(t))生成一系列接收參考極化分量R’P(s)；關(guān)聯(lián)極化解調(diào)器，其自所述基帶關(guān)聯(lián)極化信號(hào)(A’P(t))生成一系列接收關(guān)聯(lián)極化分量A’P(s)；和解映射器，其通過為包括接收的參考極化分量R’P(s)與對(duì)應(yīng)的接收的關(guān)聯(lián)極化分量A’P(s)的每一對(duì)，從極化狀態(tài)星座(P’)選擇最有可能發(fā)射的極化狀態(tài)(P’j)，生成最有可能發(fā)射的數(shù)據(jù)集。
18.如權(quán)利要求17所述的接收器設(shè)備，其中所述解映射器包括極化濾波器，其使用濾波器矢量與接收參考極化分量R’P(s)以及對(duì)應(yīng)的接收關(guān)聯(lián)極化分量A’P(s)的點(diǎn)積，生成想要的信號(hào)的最佳估計(jì)；和狀態(tài)解映射器，其從想要的信號(hào)的最佳估計(jì)中確定最有可能發(fā)射的數(shù)據(jù)集。
19.如權(quán)利要求17所述的接收器設(shè)備，其中所述接收器測(cè)量信道特性并使用所述特性來糾正所述的接收參考極化分量R’P(s)與對(duì)應(yīng)的接收關(guān)聯(lián)極化分量A’P(s)。
20.一種無線通信方法，包括在狀態(tài)時(shí)間期間調(diào)制自兩個(gè)不同地極化的天線發(fā)射的無線信號(hào)，在所述狀態(tài)時(shí)間期間所述無線信號(hào)的波狀態(tài)傳送信息，并且基于自包括至少三個(gè)極化狀態(tài)的極化狀態(tài)星座中選擇的一或多個(gè)極化狀態(tài)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述波狀態(tài)由連接到所述兩個(gè)不同地極化的天線之一的參考發(fā)射信號(hào)和連接到所述兩個(gè)不同地極化的天線的另一個(gè)的關(guān)聯(lián)發(fā)射信號(hào)而生成，以產(chǎn)生具有組合極化狀態(tài)的所述波狀態(tài)，該組合極化狀態(tài)基于所述一或多個(gè)極化狀態(tài)。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括生成多個(gè)頻率信道，其中在所述狀態(tài)時(shí)間期間每一頻率信道具有極化狀態(tài)，其基于所述信息的一部分；和通過頻率復(fù)用組合所述多個(gè)頻率信道，以形成所述波狀態(tài)。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其進(jìn)一步包括由復(fù)調(diào)制器使用參考波狀態(tài)同相分量與參考波狀態(tài)正交分量生成參考波狀態(tài)調(diào)制信號(hào)；由復(fù)調(diào)制器使用關(guān)聯(lián)波狀態(tài)同相分量與關(guān)聯(lián)波狀態(tài)正交分量生成關(guān)聯(lián)波狀態(tài)調(diào)制信號(hào)；和使用所述參考波狀態(tài)調(diào)制信號(hào)調(diào)制參考發(fā)射信號(hào)，該信號(hào)連接到所述兩個(gè)不同地極化的天線中的第一個(gè)，并使用所述關(guān)聯(lián)波狀態(tài)調(diào)制信號(hào)調(diào)制參考發(fā)射信號(hào)，該信號(hào)連接到所述兩個(gè)不同地極化的天線中的第二個(gè)，從而生成所述波狀態(tài)。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括最大化所述極化狀態(tài)星座的距離度量。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述距離度量基于所述至少三個(gè)極化狀態(tài)的對(duì)之間的大圓距離，所述極化狀態(tài)使用龐加萊球坐標(biāo)進(jìn)行映射。
26.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述狀態(tài)時(shí)間是導(dǎo)頻狀態(tài)時(shí)間，而所述波狀態(tài)包括自所述星座選擇的單個(gè)預(yù)先確定的極化狀態(tài)。
27.如權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括生成所述波狀態(tài)，其包括組合一或多個(gè)組合調(diào)制狀態(tài)，其中每一組合調(diào)制狀態(tài)由一極化狀態(tài)形成，并且至少部分地由所述信息的一部分確定。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述的組合調(diào)制狀態(tài)中的每一個(gè)進(jìn)一步由非極化調(diào)制狀態(tài)形成，所述非極化調(diào)制狀態(tài)通過組合包括幅度、絕對(duì)相位與頻率調(diào)制的一組調(diào)制中的一或多個(gè)形成。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，進(jìn)一步包括從與用戶相關(guān)聯(lián)的所述信息的一部分形成非極化調(diào)制狀態(tài)；選擇與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的極化狀態(tài)作為所述極化狀態(tài)；和將所述非極化調(diào)制狀態(tài)與選擇的極化狀態(tài)組合，以形成用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，進(jìn)一步包括為不同用戶設(shè)備組合用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)，以確定所述波狀態(tài)。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其進(jìn)一步包括使用與一組被標(biāo)識(shí)為潛在干擾用戶設(shè)備的用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的一或多個(gè)參數(shù)，從所述極化狀態(tài)星座選擇與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述極化狀態(tài)，所述參數(shù)在這樣的參數(shù)組中，其包括所述用戶設(shè)備中的一或多個(gè)處的接收功率水平、要求的載波對(duì)干擾功率比、以及所述潛在干擾用戶設(shè)備的數(shù)量。
32.如權(quán)利要求29所述的方法，進(jìn)一步包括從所述極化狀態(tài)星座的子集選擇與所述用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述極化狀態(tài)，其中所述子集中的所述極化狀態(tài)由定義所述用戶設(shè)備的樞軸極化狀態(tài)的參數(shù)的所述極化的增量變化確定。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，進(jìn)一步包括使用與一組被標(biāo)識(shí)為潛在干擾用戶設(shè)備的用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的一或多個(gè)參數(shù)，選擇與所述用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述極化狀態(tài)，所述參數(shù)在這樣的參數(shù)組中，其包括所述用戶設(shè)備中的一或多個(gè)處的接收功率水平、要求的載波對(duì)干擾功率比、以及所述潛在干擾用戶設(shè)備的數(shù)量。
34.如權(quán)利要求29所述的方法，進(jìn)一步包括使用與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的一或多個(gè)參數(shù)，從所述極化狀態(tài)星座選擇所述極化狀態(tài)，所述參數(shù)在這樣的參數(shù)組中，其包括所述用戶設(shè)備的地理位置與一天中的時(shí)間。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中所述地理位置由以下之一確定由所述用戶設(shè)備通過有線或無線接收的位置標(biāo)識(shí)消息，人工輸入，連接到所述用戶設(shè)備的全球定位系統(tǒng)接收器。
36.如權(quán)利要求29所述的方法，進(jìn)一步包括重復(fù)所述形成、選擇、與組合步驟，以便為多個(gè)用戶設(shè)備中的每一個(gè)形成達(dá)到N個(gè)的用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)；為所述多個(gè)用戶設(shè)備中的每一個(gè)組合用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)，以形成N個(gè)子信道參考波狀態(tài)分量之一與N個(gè)子信道關(guān)聯(lián)波狀態(tài)分量之一；和組合N個(gè)子信道參考波狀態(tài)分量，其通過為所述多個(gè)用戶設(shè)備中的每一個(gè)重復(fù)所述用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)的所述組合來形成，其使用快速傅立葉反變換以生成復(fù)參考與關(guān)聯(lián)波狀態(tài)系數(shù)；和使用所述復(fù)參考波狀態(tài)系數(shù)與復(fù)關(guān)聯(lián)波狀態(tài)系數(shù)生成所述調(diào)制無線信號(hào)。
37.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述狀態(tài)時(shí)間是在載波偵聽多址、沖突避免通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)期中，且在所述狀態(tài)時(shí)間期間同時(shí)發(fā)射多個(gè)用戶設(shè)備的用戶可識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)。
38.如權(quán)利要求29所述的方法，其中在載波偵聽多址、沖突避免通信系統(tǒng)的沖突時(shí)期期間，將與一或多個(gè)用戶設(shè)備中的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)的預(yù)先確定的極化狀態(tài)標(biāo)識(shí)到?jīng)_突的用戶設(shè)備。
39.如權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括將所述極化狀態(tài)星座的極化狀態(tài)分配到極化信道。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，進(jìn)一步包括將所述極化信道分配到用戶設(shè)備。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，進(jìn)一步包括將所述極化狀態(tài)星座的其它極化狀態(tài)分配到其它極化信道；并遵照分配到所述用戶設(shè)備的帶寬，將所述其它極化信道中的至少一個(gè)分配到所述用戶設(shè)備。
42.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述波狀態(tài)是N個(gè)順序波狀態(tài)之一，所述方法進(jìn)一步包括確定非極化調(diào)制狀態(tài)，其量化與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述信息的一部分，所述非極化調(diào)制狀態(tài)具有N個(gè)狀態(tài)時(shí)間的持續(xù)時(shí)間；生成具有N個(gè)偽隨機(jī)數(shù)的序列，其與所述用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)；使用所述的N個(gè)偽隨機(jī)數(shù)的序列，從所述星座選擇具有N個(gè)極化調(diào)制狀態(tài)的序列；和通過組合所述的N個(gè)極化調(diào)制狀態(tài)的序列之一與所述非極化調(diào)制狀態(tài)，生成所述N個(gè)波狀態(tài)中的每一個(gè)。
43.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述波狀態(tài)是使用作為所述信息一部分的數(shù)據(jù)符號(hào)的碼片集從所述極化狀態(tài)星座中選擇的極化狀態(tài)，所述方法進(jìn)一步包括生成與所述用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的偽隨機(jī)數(shù)使用所述偽隨機(jī)數(shù)與所述碼片集的邏輯組合，從所述星座中選擇極化狀態(tài)；和將所述波狀態(tài)作為所述極化狀態(tài)而生成。
44.如權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括使用與第一用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的偽隨機(jī)數(shù)從所述星座中選擇第一極化狀態(tài)；從一組頻率信道中選擇與所述第一用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的第一頻率信道；使用幅度調(diào)制、絕對(duì)相位調(diào)制與幅度/絕對(duì)相位調(diào)制之一，基于與第一用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述信息的一部分，形成第一非極化狀態(tài)；和組合所述第一極化狀態(tài)、所述第一頻率信道與所述第一非極化調(diào)制狀態(tài)，以形成第一組合調(diào)制狀態(tài)；和從所述第一組合調(diào)制狀態(tài)形成所述波狀態(tài)。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，進(jìn)一步包括使用與第二用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的偽隨機(jī)數(shù)從所述星座中選擇第二極化狀態(tài)；使用幅度調(diào)制、絕對(duì)相位調(diào)制與幅度/絕對(duì)相位調(diào)制之一，基于與所述第二用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述信息的一部分，形成第二非極化狀態(tài)；將所述第二極化狀態(tài)和所述第二非極化調(diào)制狀態(tài)與所述第一頻率信道進(jìn)行組合，以形成第二組合調(diào)制狀態(tài)；和由所述第一與第二組合調(diào)制狀態(tài)的組合形成所述波狀態(tài)。
46.如權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括使用與第一用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的偽隨機(jī)數(shù)從所述星座中選擇第一極化狀態(tài)；從一組用于發(fā)射所述波狀態(tài)的時(shí)隙中選擇與所述第一用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的第一時(shí)分復(fù)用時(shí)隙；使用幅度調(diào)制、絕對(duì)相位調(diào)制與幅度/絕對(duì)相位調(diào)制之一，基于與所述第一用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述信息的一部分，形成第一非極化狀態(tài)；和組合所述第一極化狀態(tài)與所述第一非極化調(diào)制狀態(tài)，以形成第一組合調(diào)制狀態(tài)；和在所述第一時(shí)隙期間發(fā)射所述第一組合調(diào)制狀態(tài)。
47.如權(quán)利要求46所述的方法，進(jìn)一步包括使用與第二用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的偽隨機(jī)數(shù)從所述星座中選擇第二極化狀態(tài)；使用幅度調(diào)制、絕對(duì)相位調(diào)制與幅度/絕對(duì)相位調(diào)制之一，基于與所述第二用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述信息的一部分，形成第二非極化狀態(tài)；和組合所述第二極化狀態(tài)與所述第二非極化調(diào)制狀態(tài)，以形成第一二組合調(diào)制狀態(tài)；組合所述第一與第二組合調(diào)制狀態(tài)；和在所述第一時(shí)隙期間發(fā)射所述第一與第二組合調(diào)制狀態(tài)。
48.如權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括從意欲送往對(duì)應(yīng)的M個(gè)用戶設(shè)備的M個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)中的每一個(gè)中選擇碼片；執(zhí)行M個(gè)邏輯運(yùn)算，每一邏輯運(yùn)算為與所述M個(gè)用戶設(shè)備中的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)的正交函數(shù)值與來自所述的對(duì)應(yīng)的用戶設(shè)備的所述碼片的邏輯運(yùn)算；組合所述M個(gè)邏輯運(yùn)算的結(jié)果；和使用所述組合結(jié)果選擇極化狀態(tài)。
49.如權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括使用與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的第一偽隨機(jī)數(shù)從所述極化狀態(tài)星座中選擇極化狀態(tài)；使用與所述用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的第二偽隨機(jī)數(shù)從一組頻率信道中選擇頻率信道；使用幅度調(diào)制、絕對(duì)相位調(diào)制與幅度/絕對(duì)相位調(diào)制之一，從與所述用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述信息的一部分，形成非極化調(diào)制狀態(tài)；和組合所述極化狀態(tài)、所述頻率狀態(tài)與所述非極化調(diào)制狀態(tài)，以形成所述波狀態(tài)。
50.如權(quán)利要求20所述的方法，其進(jìn)一步包括確定非極化調(diào)制狀態(tài)，其量化與用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的所述信息的一部分，所述信息將在一幀之內(nèi)發(fā)射，該幀的持續(xù)時(shí)間為所述狀態(tài)時(shí)間的倍數(shù)；生成與所述用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的第一偽隨機(jī)數(shù)；使用所述第一偽隨機(jī)數(shù)選擇極化調(diào)制狀態(tài)；生成與所述用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的第二偽隨機(jī)數(shù)；通過組合所選擇的極化調(diào)制狀態(tài)與所述非極化調(diào)制狀態(tài)，確定所述波狀態(tài)；和在通過使用所述第二偽隨機(jī)數(shù)選擇的所述幀之內(nèi)，在狀態(tài)時(shí)間發(fā)射所述波狀態(tài)。
51.如權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括基于在存儲(chǔ)的組合調(diào)制狀態(tài)序列上執(zhí)行的邏輯運(yùn)算，形成所述波狀態(tài)，其中所述運(yùn)算基于包括極化狀態(tài)的至少一個(gè)先前的組合調(diào)制狀態(tài)。
52.一種無線通信方法，包括在狀態(tài)時(shí)間期間，解調(diào)由兩個(gè)不同地極化的天線截獲的無線信號(hào)，在所述狀態(tài)時(shí)間中，傳送信息的波狀態(tài)基于從至少三個(gè)極化狀態(tài)的星座中選擇的一或多個(gè)極化狀態(tài)。
53.如權(quán)利要求52所述的方法，其中，接收的想要的組合調(diào)制狀態(tài)包括基于一編碼組合調(diào)制狀態(tài)與另一編碼組合調(diào)制狀態(tài)的有記憶編碼的組合調(diào)制狀態(tài)，所述方法進(jìn)一步包括存儲(chǔ)接收的最佳估計(jì)的有記憶編碼的組合調(diào)制狀態(tài)，使用其與先前存儲(chǔ)的接收的最佳估計(jì)的有記憶編碼的組合調(diào)制狀態(tài)，以便在最大似然估計(jì)過程中確定最有可能的編碼組合調(diào)制狀態(tài)，其代表所述組合調(diào)制狀態(tài)。
54.一種用于接收無線信號(hào)的方法，包括生成參考接收信號(hào)(SH(t))與關(guān)聯(lián)接收信號(hào)(SV(t))，其包括截獲包括想要的與第一用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的組合調(diào)制狀態(tài)和不想要的與第二用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的組合調(diào)制狀態(tài)的無線信號(hào)，其中所述的想要的組合調(diào)制信號(hào)包括想要的與所述第一用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的極化狀態(tài)，而所述的不想要的調(diào)制信號(hào)包括不想要的與所述第二用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的極化狀態(tài)，并且其中所述無線信號(hào)由信道特性修改，并且其中所述截獲由兩個(gè)不同地極化的天線進(jìn)行，并且其中所述的想要的與不想要的極化狀態(tài)系從包括至少三個(gè)極化狀態(tài)的極化狀態(tài)星座中選擇。
55.如權(quán)利要求54所述的方法，進(jìn)一步包括針對(duì)所述信道特性，從所述參考接收信號(hào)(SH(t))與所述關(guān)聯(lián)接收信號(hào)(SV(t))生成復(fù)參考接收狀態(tài)分量，并生成復(fù)關(guān)聯(lián)接收狀態(tài)分量；生成抵消狀態(tài)的復(fù)分量，該抵消狀態(tài)與所述的不想要的組合調(diào)制無線信號(hào)的極化狀態(tài)正交地極化；生成所述復(fù)接收狀態(tài)分量與所述抵消狀態(tài)的所述復(fù)分量的復(fù)點(diǎn)積；和極化地處理所述的糾正的復(fù)接收狀態(tài)分量與所述抵消狀態(tài)的所述復(fù)分量的所述復(fù)點(diǎn)積，以確定所述的想要的組合調(diào)制狀態(tài)的最佳估計(jì)。
56.如權(quán)利要求53所述的方法，進(jìn)一步包括使用最佳估計(jì)的接收組合調(diào)制狀態(tài)與所有可能的想要的組合調(diào)制狀態(tài)的星座的狀態(tài)的最小距離，確定最有可能發(fā)射的組合調(diào)制狀態(tài)。
57.如權(quán)利要求53所述的方法，進(jìn)一步包括使用最佳估計(jì)的接收極化狀態(tài)與所有可能的想要的極化狀態(tài)的極化星座的狀態(tài)的最小距離，確定最有可能發(fā)射的極化狀態(tài)；使用最有可能發(fā)射的極化狀態(tài)，確定非極化調(diào)制狀態(tài)的最佳估計(jì)；和使用接收的非極化調(diào)制狀態(tài)與包括所有可能的想要的非極化狀態(tài)的非極化星座的狀態(tài)的最小距離，確定最有可能發(fā)射的非極化狀態(tài)。
58.如權(quán)利要求53所述的方法，其中在接收器處接收所述的想要的與不想要的組合調(diào)制信號(hào)，所述接收器根據(jù)從相互獨(dú)立的第一與第二用戶設(shè)備同時(shí)接收的無線信號(hào)確定最有可能的發(fā)射的狀態(tài)。
59.如權(quán)利要求53所述的方法，其中在接收器處接收所述的想要的與不想要的組合調(diào)制信號(hào)，所述接收器根據(jù)所發(fā)射的、包括所述的想要的與不想要的組合調(diào)制信號(hào)的無線信號(hào)確定最有可能的發(fā)射的狀態(tài)。
60.如權(quán)利要求53所述的方法，進(jìn)一步包括通過使用在與所述第二用戶設(shè)備相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)頻極化信號(hào)中接收的極化狀態(tài)，確定所述的不想要的組合調(diào)制信號(hào)的所述極化狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種通信系統(tǒng)，其包括發(fā)射器，在狀態(tài)時(shí)間期間調(diào)制從兩個(gè)不同地極化的天線發(fā)射的無線信號(hào)，在該狀態(tài)時(shí)間內(nèi)，無線信號(hào)的波狀態(tài)傳送信息，并且是基于從包括至少三個(gè)極化狀態(tài)的極化狀態(tài)星座中選擇的一或多個(gè)極化狀態(tài)。通信系統(tǒng)包括接收器，其在狀態(tài)時(shí)間期間通過兩個(gè)不同地極化的天線截獲無線信號(hào)，并解調(diào)該信號(hào)。極化狀態(tài)可標(biāo)識(shí)用戶設(shè)備，或者可量化意欲送往用戶設(shè)備的信息的一部分。
文檔編號(hào)H04L27/26GK1926783SQ200480020982
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2004年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
發(fā)明者薩爾瓦多·西貝卡斯, 塞萊斯蒂諾·A·科拉爾, 沙赫里亞爾·埃馬米, 格拉夫科斯·斯特拉蒂斯, 格雷格·雷澤 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司