專利名稱：發(fā)射分集方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在電信網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)發(fā)射分集的方法。
背景技術(shù)：
顧名思義，"超3G"移動電信網(wǎng)絡(luò)旨在提供對現(xiàn)在的3G移動電信網(wǎng) 絡(luò)的改進。正在被作為目標(biāo)的一種這樣的改進是將現(xiàn)有3G數(shù)據(jù)速率提高10倍，這意味著超3G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)在下行鏈路方向提供100Mbps的目標(biāo)數(shù)據(jù) 速率并且在上行鏈路方向提供50Mbps的目標(biāo)數(shù)據(jù)速率。期望在未來的超3G移動電信網(wǎng)絡(luò)中可獲得的服務(wù)應(yīng)當(dāng)與現(xiàn)有的3G HSDPA (高速下行鏈 路分組接入)、MBMS (多媒體廣播-組播服務(wù))和HSUPA (高速上行鏈 路分組接入)服務(wù)相類似，但是要具有高得多的數(shù)據(jù)速率。
為了在超3G網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)如此高的數(shù)據(jù)速率，新的無線電接入技術(shù)一正交頻分復(fù)用(OFDM)已經(jīng)與更高級的調(diào)制(64-QAM) —起被提出， 并且使用了 turbo或LDPC (低密度奇偶校驗)編碼方案以及諸如多輸入多輸出(MIMO)之類的其它特征。OFDM是一種可以被用于高速數(shù)據(jù)通信的調(diào)制技術(shù)，其主要思想是在多個頻譜重疊的正交副載波上并行發(fā)送數(shù) 據(jù)。
OFDM被認為具有超越其它無線接入技術(shù)的某些優(yōu)點，包括如下幾方面
˙通過仔細選擇用于所謂的副載波的頻率以及將副載波之間的頻率間隔定義為等于OFDM符號持續(xù)時間的倒數(shù)，可以獲得高頻譜效率。
˙OFDM相對于其它技術(shù)具有優(yōu)越的功率效率，因為在信號空間沒有擁擠現(xiàn)象。
˙通過在時域中的連續(xù)的OFDM符號之間引入保護間隔，可以使OFDM對多徑干擾具有很強的耐受力。OFDM對窄帶干擾具有很強的耐受力。
然而，OFDM對諸如相位噪聲、載波頻偏、I/Q失衡、相位畸變和線 性問題的損害是很敏感的，可引起載波間干擾，減小SINR (信號干擾噪 聲比)并且產(chǎn)生互調(diào)問題。這些所確知的損害始終存在于OFDM的執(zhí)行 中，并且影響應(yīng)用更高級的調(diào)制方案和編碼方案的能力，從而使實現(xiàn)上述 目標(biāo)數(shù)據(jù)速率更加困難。此外，用于減輕和減小上述損害的花費也很高。

發(fā)明內(nèi)容
在廣義上，本發(fā)明人已經(jīng)確定通過將利用空時編碼而提供的發(fā)射分集 (TX分集)引入到使用OFDM的網(wǎng)絡(luò)中，可以實現(xiàn)對上述所確知的損害 的至少部分補償。
具體地，本發(fā)明提供了一種用于分別在發(fā)射機中執(zhí)行發(fā)射分集編碼并 且在接收機中執(zhí)行發(fā)射分集解碼的算法。本發(fā)明的實施例可以在所謂的 "超3G"無線電通信網(wǎng)絡(luò)的上下文中方便地被描述。然而，本發(fā)明不應(yīng) 當(dāng)被認為是局限于這種類型的網(wǎng)絡(luò)。
在本發(fā)明的第一方面中，提供了一種對要在包括具有不同頻率的N個 副載波的無線信道上發(fā)送的至少一個數(shù)據(jù)符號序列進行處理的方法，該方 法包括如下歩驟
在所述至少一個數(shù)據(jù)符號序列中定義多個數(shù)據(jù)符號塊，每個數(shù)據(jù)符號 塊包括與N個副載波中的每個副載波對應(yīng)的一個數(shù)據(jù)符號；
對每個數(shù)據(jù)符號塊進行處理，以改變塊中的至少兩個數(shù)據(jù)符號與它們 相應(yīng)的副載波之間的對應(yīng)關(guān)系，從而創(chuàng)建經(jīng)過處理的塊，在經(jīng)過處理的塊 中，每個數(shù)據(jù)符號對應(yīng)于副載波中的一個副載波；
為每個經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)符號塊生成相應(yīng)的共軛數(shù)據(jù)符號塊，共軛數(shù)據(jù) 符號塊包括N個數(shù)據(jù)符號，這N個數(shù)據(jù)符號是經(jīng)過處理的符號塊中相應(yīng)數(shù) 據(jù)符號的復(fù)共軛；
對成對的經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)符號塊進行處理，以便按照第一時間順序在 N個副載波上通過第一天線發(fā)射；并且
對成對的共軛數(shù)據(jù)符號塊進行處理，以便按照相反的時間順序在N個
副載波上通過第二天線發(fā)射。
該方法可以進一步包括在一個數(shù)據(jù)符號序列中定義數(shù)據(jù)符號塊，并且 其中，成對的經(jīng)過處理的塊對應(yīng)于具有順序接收到的N個數(shù)據(jù)符號的塊。 或者，該方法可以包括對多個數(shù)據(jù)序列進行處理。在此情形下，是為了生 成相應(yīng)的多個數(shù)據(jù)符號塊，每個數(shù)據(jù)符號塊包括一個與N個副載波中的一 個副載波相對應(yīng)的數(shù)據(jù)符號。
對每個數(shù)據(jù)符號塊進行處理以改變塊中的至少兩個數(shù)據(jù)符號與它們相 應(yīng)的副載波之間的對應(yīng)關(guān)系，可以包括改變塊中的大多數(shù)數(shù)據(jù)符號和它們 相應(yīng)的副載波之間的對應(yīng)關(guān)系。對每個數(shù)據(jù)符號塊進行處理以改變塊中的 至少兩個數(shù)據(jù)符號與它們相應(yīng)的副載波之間的對應(yīng)關(guān)系，可以包括改變塊 中的所有數(shù)據(jù)符號和它們相應(yīng)的副載波之間的對應(yīng)關(guān)系。
對每個數(shù)據(jù)符號塊進行處理以改變塊中的至少兩個數(shù)據(jù)符號與它們相 應(yīng)的副載波之間的對應(yīng)關(guān)系，優(yōu)選地包括對每個塊中的數(shù)據(jù)符號進行交 織，從而改變與N個副載波的相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系。
在本發(fā)明的第二方面中，提供了一種對要在無線信道上傳輸?shù)闹辽僖?個數(shù)據(jù)符號序列進行處理的方法，該方法包括如下歩驟
(a) 在所述至少一個數(shù)據(jù)符號序列中定義多個數(shù)據(jù)符號塊；
(b) 逐塊地對至少一個數(shù)據(jù)符號序列進行處理，以便在順序發(fā)射的
信號中提供頻率分集；
(c) 對具有兩個或多個塊的組中的數(shù)據(jù)符號塊進行處理，以便在順 序發(fā)射的信號中提供時間分集；以及
(d) 處理數(shù)據(jù)塊以在至少兩個天線上發(fā)射，以便在順序發(fā)射的信號 中提供空間分集。
步驟(b)優(yōu)選地包括，對每個數(shù)據(jù)符號塊進行處理，以改變塊中的 至少兩個數(shù)據(jù)符號與它們相應(yīng)的副載波之間的對應(yīng)關(guān)系，從而創(chuàng)建經(jīng)過處 理的塊，在經(jīng)過處理的塊中，每個數(shù)據(jù)符號對應(yīng)于副載波中的一個副載波。
步驟(c)可以包括，為每個經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)符號塊生成相應(yīng)的共軛 數(shù)據(jù)符號塊，共軛數(shù)據(jù)符號塊包括N個數(shù)據(jù)符號，這N個數(shù)據(jù)符號是經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)符號塊中相應(yīng)數(shù)據(jù)符號的復(fù)共軛。
步驟(d)可以包括，對經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)符號塊的組進行處理，以按 照第一時間順序在N個副載波上通過第一天線發(fā)射；并且對相應(yīng)的共軛數(shù) 據(jù)符號塊的組進行處理，以按照不同的時間順序在N個副載波上通過第二 天線發(fā)射。
在本發(fā)明的第三方面中，提供了一種發(fā)射分集編碼器，其被配置用于 對要在包括具有不同頻率的N個副載波的無線信道上發(fā)射的至少一個數(shù)據(jù) 符號序列進行處理，該編碼器包括
塊定義級，其被配置用于在所述至少一個數(shù)據(jù)符號序列中定義多個數(shù) 據(jù)符號塊；
頻率編碼器，其被配置用于對數(shù)據(jù)符號塊進行處理，以便在數(shù)據(jù)符號塊內(nèi)提供頻率分集；
空時編碼器，其被配置用于對具有兩個或多個塊的組中的數(shù)據(jù)塊進行 處理，以便提供經(jīng)由不同天線發(fā)射的塊之間的時間分集。
優(yōu)選的，頻率編碼器被配置用于在頻域中對塊的數(shù)據(jù)符號進行交織， 以便在塊中提供頻率分集。
空時編碼器可以被配置用于生成與每個經(jīng)過頻率編碼的數(shù)據(jù)符號塊對應(yīng)的共軛數(shù)據(jù)符號塊，共軛數(shù)據(jù)符號塊包括N個數(shù)據(jù)符號，這N個數(shù)據(jù)符 號是經(jīng)過頻率編碼的數(shù)據(jù)符號塊中的相應(yīng)數(shù)據(jù)符號的復(fù)共軛；并且對成對 的經(jīng)過頻率編碼的塊進行處理，以便按照第一時間順序通過第一天線發(fā) 射；并且對成對的共軛塊進行處理，以便按照相反的時間順序通過第二天 線發(fā)射。
在本發(fā)明的第四方面中，提供了一種用于包括至少兩個發(fā)射天線和這 里所描述的發(fā)射分集編碼器的無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射機。本發(fā)明的另一方面 提供了一種用于包括這樣的發(fā)射機的無線通信網(wǎng)絡(luò)的基站。


現(xiàn)在將參考附圖僅通過非限定性示例來描述本發(fā)明的說明性實施例， 其中
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的包括TX分集編碼器的發(fā)射機的框圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的包括TX分集編碼器的發(fā)射機的框圖3A示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的能夠應(yīng)用于要以高數(shù)據(jù)速率發(fā)射的單個用戶的數(shù)據(jù)的TX分集編碼導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)符號排列；
圖3B示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的能夠應(yīng)用于要以高數(shù)據(jù)速率發(fā)射的單個用戶的數(shù)據(jù)的TX分集編碼導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)符號排列；
圖4A示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的能夠應(yīng)用于要以低數(shù)據(jù)速率發(fā)射的多個用戶的數(shù)據(jù)或用于信令的TX分集編碼導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)符號排列；
圖4B示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的能夠應(yīng)用于要以低數(shù)據(jù)速率發(fā)射的多個用戶的數(shù)據(jù)或用于信令的TX分集編碼導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)符號排列；
圖5A示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的能夠應(yīng)用于要以低數(shù)據(jù)速率發(fā)射的多個用戶的數(shù)據(jù)或用于信令的TX分集編碼導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)符號排列；
圖5B示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的能夠應(yīng)用于要以低數(shù)據(jù)速率發(fā)射的多個用戶的數(shù)據(jù)或用于信令的TX分集編碼導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)符號排列；
圖6示意性地示出現(xiàn)有技術(shù)的空時編碼器；
圖7描述用于輸入到圖1所示的頻率編碼器中的符號序列；
圖8描述根據(jù)本發(fā)明的實施例在應(yīng)用塊移位(block shifting)之后的圖7中的符號序列；
圖9描述根據(jù)本發(fā)明的實施例在進行交織之后的圖8中的符號序列；
圖10示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的空時編碼器；
圖11A示出來自根據(jù)本發(fā)明的實施例進行操作的STC編碼器的輸出符號序列；
圖11B示出來自根據(jù)本發(fā)明的實施例進行操作的STC編碼器的輸出符 號序列；
圖12描述用于輸入到圖2所示的頻率編碼器中的符號序列；
圖13示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的空時編碼器；
圖14描述來自圖13的STC編碼器的輸出符號序列；
圖15描述來自根據(jù)本發(fā)明的另一實施例進行操作的STC編碼器的輸 出符號序列；以及
圖16是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的被配置用于接收經(jīng)過編碼的信號
的接收機的框圖。
具體實施例方式
如上所述，本發(fā)明人已經(jīng)確定現(xiàn)有技術(shù)的空時編碼方法可適用于采用
了 OFDM的電信網(wǎng)絡(luò)中來至少部分地改善上述一個或多個缺點。圖6描述 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進行操作的典型的空時編碼(STC)配置?；?00包括兩 根天線702和704，用于分別經(jīng)由信道 和^向用戶設(shè)備(UE) 706發(fā)射 一對符號&和&+1。利用現(xiàn)有的STC技術(shù)，這對符號&和《,+1通過天線702 而被發(fā)射，并且符號對-《+1和《通過天線704而被發(fā)射。
為了在UE706中執(zhí)行解碼，在UE706處接收到的符號可以表示為
<formula>see original document page 11</formula>
其中
SN和SN-1是需要得出的估計符號
AN。和A1分別是來自天線1和2的信道估計
等式l
在該示例中，可以利用下面的表達式得出所估計的接收符號SN和
SN+1<formula>see original document page 11</formula>禾口 <formula>see original document page 11</formula> 等式2
然而，在使用OFDM的電信網(wǎng)絡(luò)中，子信道上的連續(xù)數(shù)據(jù)符號不是在 空中接口上被連續(xù)發(fā)射的，而連續(xù)數(shù)據(jù)符號是在不同子信道(頻率)上在 同一時間被發(fā)射的。
將描述與下述發(fā)射環(huán)境有關(guān)的根據(jù)本發(fā)明的實施例的利用TX分集編 碼器來實現(xiàn)TX分集的三種方法
1. 一種適用于高數(shù)據(jù)速率用戶業(yè)務(wù)(例如在對UE進行高速下行鏈路 數(shù)據(jù)分組傳輸時通常會出現(xiàn)的用戶業(yè)務(wù)，例如，應(yīng)用程序業(yè)務(wù))的
TX分集的實現(xiàn)方式。
2. 兩種適用于低數(shù)據(jù)速率用戶業(yè)務(wù)(諸如信令和/或控制信息)的TX
分集的實現(xiàn)方式。對于這種類型的業(yè)務(wù)，下面描述了兩種方案
a. —種用于在來自單個用戶的數(shù)據(jù)符號與其它用戶的業(yè)務(wù)進行時間
復(fù)用時使用的TX分集實現(xiàn)方式；以及
b. —種用于在來自單個用戶的數(shù)據(jù)符號與其它用戶的業(yè)務(wù)進行頻率 復(fù)用時使用的TX分集實現(xiàn)方式。
應(yīng)當(dāng)注意，示例性實施例僅僅是作為示例來被描述的，并且本發(fā)明并 不限于這些實現(xiàn)方式。
說明性TX分集方法可以在圖1和圖2所示類型的發(fā)射機中實現(xiàn)。在 此，圖l示出能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的實施例的第一種發(fā)射機配置。
發(fā)射機100在TX分集編碼器104處接收數(shù)據(jù)符號序列102， TX分集 編碼器104包括頻率編碼器模塊106和空時編碼器108，其操作的細節(jié)將 在下面通過優(yōu)選實施例詳細描述。
空時編碼器108輸出與兩個天線112.2和112.2對應(yīng)的兩個經(jīng)過編碼的 數(shù)據(jù)流110.1和110.2。數(shù)據(jù)流110.1和110.2中的每個數(shù)據(jù)流被傳送到各 自的OFDM調(diào)制級114.1和114.2，以經(jīng)歷OFDM調(diào)制。
OFDM調(diào)制級114.1和114.2的輸出隨后在通過數(shù)模轉(zhuǎn)換級118.1和 118.2轉(zhuǎn)換成模擬信號之前在相應(yīng)的濾波級116.1和116.2中過濾波。模擬 信號隨后被用于通過模塊120.1和120.2對射頻載波信號進行調(diào)制，以通 過相應(yīng)的天線112.1禾Q 112.2進行發(fā)射。
通過閱讀對優(yōu)選實施例的描述，TX分集編碼器104和OFDM調(diào)制級 114.1和114.2的更多細節(jié)將變得清楚。
圖2類似于圖1，其描述了能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的實施例的示例性發(fā)射機 配置。圖2的發(fā)射機200中與圖1中所示出的組件相同的組件被標(biāo)有相同 的標(biāo)號，并且不再詳細論述其操作。
在圖2中，發(fā)射機200接收輸入數(shù)據(jù)序列102，輸入數(shù)據(jù)序列102被 輸入到TX分集編碼器202。在圖2的實施例中，TX分集編碼器202包括 初始級204，在該級中，執(zhí)行對數(shù)據(jù)符號序列102的串并轉(zhuǎn)換，并且還進 行頻率編碼和交織。然后，針對每個端副載波的經(jīng)過頻率編碼的交織數(shù)據(jù) 被提供給空時編碼器206?？諘r編碼器的輸出隨后被傳送到與發(fā)射機200 的各個天線112.1和112.2對應(yīng)的OFDM調(diào)制級208.1和208.2。下面將描 述TX分集編碼器202和OFDM調(diào)制級208.1和208.2的更多的細節(jié)。
圖3A、 3B、 4A、 4B、 5A、 5B描述了要在給定時間段通過兩個天線 (112.1和112.2)發(fā)射的用戶和導(dǎo)頻數(shù)據(jù)符號。在該示例中，在天線 112.1禾n U2.2上，相應(yīng)的數(shù)據(jù)符號塊302和304通過如306.1到306.N所 示的N個副載波頻率被發(fā)射。給定時隙上的發(fā)射被表示為圖中的橫行，其 意思是，行308.0上的所有數(shù)據(jù)符號同時在它們相應(yīng)的副載波i到N上被 發(fā)射，之后行308.1等上的數(shù)據(jù)符號被發(fā)射， 一直到行308.K上的數(shù)據(jù)符 號被發(fā)射時所示出的時間段結(jié)束為止。
在圖3A和圖3B示出的TX分集方案的第一實施例(該實施例可以方 便地用于高數(shù)據(jù)速率用戶業(yè)務(wù)，例如，對UE的高速下行鏈路數(shù)據(jù)分組傳 輸)中，單個用戶的數(shù)據(jù)符號占用了整個OFDM物理信道單元(即，所選 擇的時間段上的所有副載波頻率)并且沒有被其它用戶的數(shù)據(jù)符號復(fù)用。 這在圖3A和圖3B中被示出，圖3A和圖3B描述了在適用于OFDM技術(shù) 的TX分集編碼之后通過第一天線(112.1)和第二天線(112.2)發(fā)射的導(dǎo) 頻和數(shù)據(jù)符號排列300。
在該示例中，針對天線112.1和112.2的導(dǎo)頻模式310.1和310.2包括 頻域中經(jīng)過交織的針對天線112.1的導(dǎo)頻符號312.1和針對天線112.2的導(dǎo) 頻符號312.2。通過天線112.1發(fā)射的導(dǎo)頻模式向量和通過天線112.2發(fā)射 的導(dǎo)頻模式向量是正交的。這允許UE將來自天線112.1的接收信號與來 自天線112.2的接收信號區(qū)別開來?？梢钥闯?，導(dǎo)頻模式310.1和310.2在
每個副載波306.1到306.N上與用戶業(yè)務(wù)(數(shù)據(jù)行308.0到308.k)時間復(fù)用。
在該實施例中，通過天線112.1和112.2發(fā)射的兩個數(shù)據(jù)符號之間的時 間分集是通過顛倒在兩個天線上發(fā)射相應(yīng)的成對符號塊的順序而提供的。 例如，在天線112.1上按照第一順序被發(fā)射的成對符號塊314.1A和 314.1B，即，符號塊314.1A之后是符號塊314.1B。在第二天線112.2中，相應(yīng)的符號塊314.2A和314.2B以相反的順序被發(fā)射，即，符號塊314.2B 之后是符號塊314.2A。
在實施本實施例時，圖1的發(fā)射機100的頻率編碼器模塊106將分配 給用戶以進行數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)母陛d波的數(shù)量(在此情況中為N)作為輸入并且執(zhí)行如圖7所示的塊移位過程。
圖7描述所接收到的數(shù)據(jù)符號序列(例如，圖1中的輸入序列 102)。第一N個數(shù)據(jù)符號S(O)到S(N-1)被分成一組，從而形成第一符號塊S0。之后的N個數(shù)據(jù)符號S(N)到S(2N-1)被分成一組，從而形成第二符號塊S1該符號塊被時間移位，以便與向量S0成對。同樣，如圖8所示， 一塊接一塊地，之后的符號塊S2和S3等一起構(gòu)成一對。
每個具有N個符號的塊(例如S1)中的符號然后被交織，以便生成對應(yīng)的經(jīng)過交織的長度為N的符號塊(例如，X1)，如圖9所示。對塊(例如S1)中的連續(xù)符號的交織通過防止連續(xù)符號以相鄰的副載波頻率被傳輸而最大化了連續(xù)符號的頻率分集。該交織的步驟還可以與來自其它用戶的其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)結(jié)合來最大化整個發(fā)射機帶寬的頻率分集。
經(jīng)過交織的符號塊(例如，X1)然后被并行傳送到空時編碼器(圖1 中的108)，并行地進行空時編碼?？諘r編碼器108然后將成對的符號 (例如，[X(O)、 X(N)]， [X(l)、 X(N+1)]， [X(2)、 X(N+2)]…)用作輸入并且對圖1O所示出的每個副載波逐對地執(zhí)行空時編碼。在圖10中，對于第一副載波的符號對X(O)和X(N)被接收，并且進一步被處理，以便通過第一天線112.1被發(fā)射。如上所述，符號對的復(fù)共軛X*(O)、 -X*(N)在相同副載波上通過第二天線112.2被發(fā)射。這將在描速空時編碼器108的輸出的圖11A和圖11B中被更清楚地說明。
圖11A和圖11B描述分別通過天線112.1和112.2發(fā)射的符號序列 1200.1和1200.2。在第一天線112.1上，符號X(O)到X(N-1)通過N個副載 波頻率被發(fā)射，之后是符號X(N)到X(2N-1)，而在第二天線112.2上，符 號-X*(N)到-X*(2N-l)首先通過副載波被發(fā)射，之后是符號X氣O)到X*(N-1)。
現(xiàn)在將結(jié)合圖4A、圖4B、圖5A和圖5B描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的 適用于低數(shù)據(jù)速率用戶業(yè)務(wù)(例如用于建立UE和BS之間的對等通信的 信令和/或控制信息)的利用TX分集編碼器實現(xiàn)TX分集的可替代方法。 圖4A和圖4B描述來自單個用戶的數(shù)據(jù)符號與其它用戶業(yè)務(wù)時間復(fù)用的情 形，而圖5A和圖5B描述用戶的數(shù)據(jù)與其它用戶業(yè)務(wù)頻率復(fù)用的情形。
首先返回到圖4A和圖4B，其描述適用于在來自單個用戶的數(shù)據(jù)符號 與其它用戶業(yè)務(wù)時間復(fù)用時使用的TX分集實現(xiàn)方式。圖4A和圖4B描述 根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的在可應(yīng)用于OFDM技術(shù)的TX分集編碼之后通 過第一天線(112.1)和第二天線(112.2)發(fā)射的導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)符號排列 400。在該示例中，針對天線112.1和天線112.2的導(dǎo)頻模式310.1和310.2 與先前的實施例是一樣的。如在先前的實施例中，導(dǎo)頻模式310.1和310.2 與多個用戶的業(yè)務(wù)時間復(fù)用。
另外，各個數(shù)據(jù)符號塊302和304通過如列306.1到306.N所示的N 個副載波頻率被發(fā)射。給定時隙上的發(fā)射被表示為圖中的橫行，其意思 是，行308.0上的所有數(shù)據(jù)符號同時在它們相應(yīng)的副載波1到N上被發(fā) 射，之后行308.1上的數(shù)據(jù)符號被發(fā)射， 一直到行308.K上的數(shù)據(jù)被發(fā)射 時所示出的時間段結(jié)束為止。在該實施例中，多個用戶的數(shù)據(jù)以時間復(fù)用 的方式在所有副載波上被發(fā)射，意思是，塊302中的每行(例如308.0) 數(shù)據(jù)包括僅僅與單個UE (例如，UEo到UEk)有關(guān)的符號。
在該實施例中，部分TX分集和全部頻率分集可以通過使用下面的方 法來實現(xiàn)。
與每個UE對應(yīng)的數(shù)據(jù)是速率匹配的，以使得對于每個用戶，在預(yù)定 數(shù)量的副載波上傳輸?shù)姆柕臄?shù)量是相等的。按照此種方式，可以省略了 就第一實施例所描述的塊移位步驟。因此，TX分集編碼器104的頻率編碼器106通過對與每個UE對應(yīng)的數(shù)據(jù)符號塊(例如，S。)執(zhí)行塊頻率交 織來實現(xiàn)頻率分集。
接著，如圖13和圖14所示，空時編碼器108對與兩個UE對應(yīng)的輸 入符號序列進行操作，從而形成成對的符號塊，以進行空時編碼。該過程 類似于就第一實施例所描述的過程。然而，如圖12所示，與不同UE數(shù)據(jù) 有關(guān)的成對的經(jīng)過交織的符號塊Xue,和XUE2被傳送到空時編碼器(圖1 中的108)，以并行地進行空時編碼。空時編碼器108然后將成對的符號 (例如，[XUE1(0)、 XUE2(0)]，[XUE1(1)、 XUE2(1)]， ...[XUE1(N)、 XUE2, 用作輸入并且對圖13所示出的每個副載波逐對地執(zhí)行空時編碼。在圖13中，對于第一副載波的符號對XUE1(0)、Xue2(0)被接收，并且進一步被處理，以便通過第一天線112.1來發(fā)射。如上所述，符號對的復(fù)共軛X*UE1(0) 和-X*ue2(0)在相同副載波上通過第二天線112.2來發(fā)射。
根據(jù)該方法，圖14描述了分別通過天線112.1禾n 112.2發(fā)射的符號序 列1500.1和1500.2。在第一天線112.1上，符號X,(O)到Xue!(N-1)在N個副載波頻率中被發(fā)射，之后是符號Xuk(O)到XUE2(N-1)，而在第二天線112.2上，符號-X、e2(0)到-XuE2(N-l)首先通過副載波被發(fā)射，之后是符號-X*UE1(0)到X*UE1(N-1)。
圖5A和圖5B描述可以在用戶的數(shù)據(jù)與其它用戶業(yè)務(wù)頻率復(fù)用的情形 下方便地實現(xiàn)TX分集的第二種方法。圖5A和圖5B描述了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的在可應(yīng)用于OFDM技術(shù)的TX分集編碼之后通過第一天線 (112.1)和第二天線(112.2)發(fā)射的導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)符號排列500。同樣，對 于天線1和天線2的導(dǎo)頻模式310.1和310.2與先前的實施例是一樣的。如 在先前的實施例中，導(dǎo)頻模式310.1和310.2與多個用戶的業(yè)務(wù)時間復(fù) 用。
各個數(shù)據(jù)符號塊302和304通過如列306.1到306.N所示的N個副載波頻率被發(fā)射。給定時隙中的發(fā)射被表示為圖中的橫行，其意思是，行308.0上的所有數(shù)據(jù)符號同時在它們相應(yīng)的副載波1到N上被發(fā)射，之后行308.1上的數(shù)據(jù)符號被發(fā)射，一直到行308.K上的數(shù)據(jù)被發(fā)射時所示出的時間段結(jié)束為止。在該實施例中，多個用戶的數(shù)據(jù)在所有時隙中被發(fā)
射，但是僅在單個副載波中被發(fā)射，例如，用戶的業(yè)務(wù)被頻率復(fù)用。因
此，在圖5A和圖5B中，其意思是塊302中的每個數(shù)據(jù)符號列(例如 306.1)包含僅僅與單個用戶(例如UE,)有關(guān)的數(shù)據(jù)符號。
現(xiàn)在將結(jié)合圖4A、圖4B、圖5A和圖5B描述適用于低數(shù)據(jù)速率用戶 業(yè)務(wù)(例如用于建立UE和BS之間的點對點通信的信令和/或控制信息) 的實現(xiàn)TX分集的可替代方法。圖4A和圖4B描述來自單個用戶的數(shù)據(jù)符 號與其它用戶業(yè)務(wù)時間復(fù)用的情形，而圖5A和圖5B描述用戶的數(shù)據(jù)與其 它用戶業(yè)務(wù)頻率復(fù)用的情形，而每行(例如308.0)數(shù)據(jù)包含要在不同頻 率載波中傳輸?shù)呐c所有UE有關(guān)的數(shù)據(jù)符號。為了實現(xiàn)對這種類型的數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)的TX分集，TX分集編碼器104的頻率編碼器106是透明的并且空吋 編碼器108按照如圖6所示起作用。
返回圖1，在上述每個情況中，空時編碼器108的輸出(與所應(yīng)用的 數(shù)據(jù)特性和TX分集方法無關(guān))然后被輸入到相應(yīng)的OFDM調(diào)制器114.1 和114.2，以進行串并轉(zhuǎn)換、通過使用逆向快速傅立葉變換進行調(diào)制，并 且為了防止多徑時延符號的目的而在進一步被模塊116到120處理和傳輸 之前插入循環(huán)前綴。
如上所述，圖2描述被配置為適用于本發(fā)明的實施例的第二 TX硬件 配置。在圖2中，TX分集編碼器202被配置用于按照下面的方式進行操 作。
對于被時分復(fù)用的高數(shù)據(jù)速率用戶業(yè)務(wù)以及低數(shù)據(jù)速率用戶業(yè)務(wù)，如 圖4A和圖4B所示，初始級204接收要在N個副載波上傳輸?shù)腘個符號 的塊并且執(zhí)行按照針對圖9所描述的交織過程。然而，在如圖5A、圖5B 中所描述的被頻率復(fù)用的低數(shù)據(jù)速率的情況下，該級是透明的，并且來自 多個用戶的業(yè)務(wù)被并行輸入到空時編碼器206中。
在該示例中，圖2的空時編碼器206通過采用一個副載波上的成對符 號并且根據(jù)圖15對每對符號執(zhí)行空時編碼來對每個副載波執(zhí)行空時編 碼。圖15中的空時編碼按照與圖6類似的方式進行操作，只是不直接對 輸入的數(shù)據(jù)符號SN和SN+1進行操作，其對由初始級204所生成的經(jīng)過交織
的符號(即，&和^ +1)進行操作。在這點上，符號對A和x"+通過天線 112.1被發(fā)射，并且符號對-《—,和;T通過天線112.2被發(fā)射。
圖16描述根據(jù)本發(fā)明的實施例進行操作的接收機的框圖。在圖16 中，接收機1700在天線1702處接收無線電頻率信號。所接收到的信號在 RF解調(diào)級1704中被解調(diào)并由模數(shù)轉(zhuǎn)換器1706轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。數(shù)字信號 然后被傳送到循環(huán)前綴移除級1708并且公共導(dǎo)頻符號被移除。
業(yè)務(wù)信號在1710中經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換，并且對應(yīng)于N個副載波的信號被 傳送到FFT級1712，以通過使用FFT處理算法進行離散傅立葉變換。N 個頻域信號然后由并串轉(zhuǎn)換器1714轉(zhuǎn)換回串行數(shù)據(jù)流并且被傳送到解擾 和解擴級1716。擾頻和解擴級1716的輸出被傳送到導(dǎo)頻數(shù)據(jù)分離級 1718，在該級中，導(dǎo)頻符號被移除，以便被信道估計級1720用來生成對 于發(fā)射天線l和2的信道估計。
與兩個發(fā)射天線對應(yīng)的信道估計被傳送給按照下面的內(nèi)容進行操作的 均衡和發(fā)射分集解碼級1722。頻率解碼模塊1724對均衡和發(fā)射分集解碼 級1722的輸出進行處理并且將第一輸出信號傳送給信令解碼器1726并將 第二輸出信號傳送給數(shù)據(jù)信道解碼器1728。
由快速信令解碼器1723解碼的控制信息然后通過控制器1730被傳 送，控制器1730負責(zé)對如下模塊進行配置
■串并模塊1710;
-FFT模塊1712;
"并串模塊1714;
"解擾和解擴模塊1716;以及
-導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)分離模塊1718; 以便根據(jù)在傳輸基站處復(fù)用的業(yè)務(wù)的不同拓撲來正確地接收和解調(diào)所希望 的信號。
對于如圖3A和圖3B所示的高數(shù)據(jù)速率用戶業(yè)務(wù)，這些模塊被配置用 于在執(zhí)行TX分集解碼和頻率解碼時接收并解調(diào)整個模塊(時間和頻 率)。對于如圖4A、圖4B、圖5A、圖5B所示出的低數(shù)據(jù)速率用戶業(yè) 務(wù)，所接收到的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)所使用的復(fù)用類型來處理。在多個用戶的數(shù)
據(jù)被時分復(fù)用(TDM)(參見圖4A和圖4B)的情況下，時域中的兩個連續(xù)的符號在所有被分配的副載波上被接收并被解調(diào)。在此種情況下，UE被配置用于接收和解調(diào)所有被分配的副載波上的之前的一個符號以及當(dāng)前的一個符號；或者所有被分配的副載波上的當(dāng)前的一個符號以及之后的一個符號。這將依賴于用戶數(shù)據(jù)被復(fù)用的方式。用戶設(shè)備將接收合適的信令 數(shù)據(jù)，以將復(fù)用方式告知該用戶設(shè)備。當(dāng)多個用戶的數(shù)據(jù)被頻分復(fù)用 (FDM)時(如圖5A和圖5B)，所有被分配的副載波上的所有符號都被接收并被解調(diào)。
均衡和TX分集解碼模塊1722按照如下方式執(zhí)行TX分集解碼。對于 如圖3A和圖3B所示的高數(shù)據(jù)速率用戶業(yè)務(wù)，可以通過使用下面的數(shù)學(xué)表 達式來得出被估計符號Si
<formula>see original document page 19</formula>
并且
<formula>see original document page 19</formula>
其中
N是數(shù)據(jù)符號在其上并行傳輸?shù)母陛d波的數(shù)目 。
ac是在位置Ri和Rn+1,處對第一天線112.1的平均信道估計
ai是在位置Ri和Rn+1處對第二天線112.2的平均信道估計
等式3
對于如圖4A和圖4B中所示出的低數(shù)據(jù)速率用戶業(yè)務(wù)，當(dāng)UE被配置 用于接收并解調(diào)在前的一個OFDM符號以及當(dāng)前的一個OFDM符號時， 下面的數(shù)學(xué)表達式(等式4)被用于執(zhí)行TX分集解調(diào)，以得出被估計的 Si
<formula>see original document page 19</formula>
其中
N是數(shù)據(jù)符號在其上并行傳輸?shù)母陛d波的數(shù)目
a。是在位置Ri,.和Ri-n處對第一天線112.1的平均信道估計
爲(wèi)是在位置Ri,.和Ri-n處對第二天線112.2的平均信道估計
等式4
在UE被配置用于接收并解調(diào)當(dāng)前的一個OFDM符號和之后的一個 OFDM符號時，下面的數(shù)學(xué)表達式(等式5)被用于執(zhí)行TX分集解調(diào)， 以得出被估計的Si<formula>see original document page 20</formula>其中
N是數(shù)據(jù)符號在其上并行傳輸?shù)母陛d波的數(shù)目
a。是在位置Ri,.和Ri-n處對第一天線112.1的平均信道估計
a1是在位置Ri和Ri+1處對第二天線112.2的平均信道估計
等式5
對于如圖5A和5B中示出的使用了 OFDM的低數(shù)據(jù)速率用戶業(yè)務(wù)， 兩個連續(xù)接收的信號Si和Si+1可以通過使用下面的表達式來被TX分集解 調(diào)
<formula>see original document page 20</formula>禾口<formula>see original document page 20</formula>其中a0是在位置R1和Ri+1,處對第一天線112.1的平均信道估計 a1是在位置Ri和Ri+1處對第二天線112.2的平均信道估計
等式6
頻率解碼模塊1724對來自模塊1722的經(jīng)過TX分集解碼的符號執(zhí)行 模塊(KXN)解交織。其中，N是分配給UE的副載波的數(shù)目，K是該模
塊中的符號的數(shù)目。
應(yīng)當(dāng)理解，在此說明書中公開和定義的本發(fā)明可以擴展到上述或者從 正文或附圖中明顯得出的兩個和多個個體特征的所有可替代組合。所有這 些不同的組合構(gòu)成了本發(fā)明的各個可替代的方面。
權(quán)利要求
1.一種對要在包括具有不同頻率的N個副載波的無線信道上傳輸?shù)闹辽僖粋€數(shù)據(jù)符號序列進行處理的方法，包括在至少一個數(shù)據(jù)符號序列中定義多個數(shù)據(jù)符號塊，每個所述數(shù)據(jù)符號塊包括一個與所述N個副載波中的一個副載波對應(yīng)的數(shù)據(jù)符號；對每個所述數(shù)據(jù)符號塊進行處理，以改變塊中至少兩個數(shù)據(jù)符號與它們相應(yīng)的副載波之間的對應(yīng)關(guān)系，從而創(chuàng)建經(jīng)過處理的塊，在所述經(jīng)過處理的塊中，每個數(shù)據(jù)符號與所述副載波中的一個副載波相對應(yīng)；為每個所述經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)符號塊生成相應(yīng)的共軛數(shù)據(jù)符號塊，所述共軛數(shù)據(jù)符號塊包括作為所述經(jīng)過處理的符號塊中的相應(yīng)數(shù)據(jù)符號的復(fù)共軛的N個符號；對成對的所述經(jīng)過處理的符號塊進行處理，以按照第一時間順序在所述N個副載波上通過第一天線發(fā)射；并且對成對的所述共軛符號塊進行處理，以按照相反的時間順序在所述N個副載波上通過第二天線發(fā)射。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在一個數(shù)據(jù)符號序列中定義符號塊，其中，所述成對的經(jīng)過處理的塊對應(yīng)于順序接收的N個符號的塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括對多個數(shù)據(jù)序列進行處理，其中，以便生成對應(yīng)的多個符號塊，每個所述符號塊包括一個與所述N個副載波中的一個副載波對應(yīng)的符號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述對每個所述符號塊進行處理包括改變塊中的大多數(shù)符號和它們相應(yīng)的副載波之間的對應(yīng)關(guān)系。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述對每個所述符號塊進行處理包括改變塊中的所有符號和它們相應(yīng)的副載波之間的對應(yīng)關(guān)系。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任一項權(quán)利要求所述的方法，其中，所述 對每個所述符號塊進行處理包括對塊中的符號進行交織，以改變與所述 N個副載波的相應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系。
7. —種對要在無線信道上傳輸?shù)闹辽僖粋€數(shù)據(jù)符號序列進行處理的方 法，包括(a) 在至少一個數(shù)據(jù)符號序列中定義多個數(shù)據(jù)符號塊；(b) 逐塊地對至少一個數(shù)據(jù)符號序列進行處理，以在連續(xù)傳輸?shù)男?號中提供頻率分集；(c) 在具有兩個或多個塊的組中對所述數(shù)據(jù)塊進行處理，以在連續(xù)傳輸?shù)男盘栔刑峁r間分集；(d) 對所述數(shù)據(jù)塊進行處理以通過至少兩個天線發(fā)射，從而在連續(xù) 傳輸?shù)男盘栔刑峁┛臻g分集。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述對至少一個數(shù)據(jù)符號序列進行處理包括對每個所述符號塊進行處理，以改變塊中的至少兩個符號與它們相應(yīng) 的副載波之間的對應(yīng)關(guān)系，從而創(chuàng)建經(jīng)過處理的塊，在所述經(jīng)過處理的塊 中，每個符號與所述副載波中的一個副載波相對應(yīng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述對兩個或多個塊的組中的塊進行處理包括為每個經(jīng)過處理的符號塊生成共軛符號塊，所述共軛符號塊包括作為所述經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)塊中的相應(yīng)符號的復(fù)共軛的N個符號。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述對用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊進行處理包括對成組的所述經(jīng)過處理的符號塊進行處理，以按照第一時間順序在N 個副載波上通過第一天線發(fā)射；并且對相應(yīng)的成組的所述共軛符號塊進行處理，以按照不同的時間順序在 N個副載波上通過第二天線發(fā)射。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，經(jīng)過處理的塊和共軛塊的組 包括兩個塊。
12. —種被配置用于對要在包括具有不同頻率的N個副載波的無線信 道上傳輸?shù)闹辽僖粋€數(shù)據(jù)符號序列進行處理的發(fā)射分集編碼器，包括塊定義級，被配置用于在至少一個數(shù)據(jù)符號序列中定義多個符號塊； 頻率編碼器，被配置用于對符號塊進行處理，以在符號塊內(nèi)提供頻率分集；空時編碼器，被配置用于對兩個或多個塊的組中的數(shù)據(jù)塊進行處理， 以在通過不同天線發(fā)射的塊之間提供時間分集。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)射分集編碼器，其中，所述頻率編碼器被配置用于在頻域中對塊的符號進行交織，以在塊中提供頻率分集。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的發(fā)射分集編碼器，其中，所述空時 編碼器被配置用于生成與每個經(jīng)過頻率編碼的符號塊對應(yīng)的共軛符號塊， 所述共軛符號塊包括作為經(jīng)過頻率編碼的符號塊中的相應(yīng)符號的復(fù)共軛的N個符號；并且對成對的所述經(jīng)過頻率編碼的塊進行處理，以按照第一時間順序通過第一天線發(fā)射；并且對成對的所述共軛塊進行處理，以按照相反的時 間順序通過第二天線發(fā)射。
15. —種用于無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射機，包括至少兩個發(fā)射天線和如權(quán)利要求12到14中任一項權(quán)利要求所述的發(fā)射分集編碼器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)射機，還包括至少一個用于對通過多個天線上發(fā)射的數(shù)據(jù)進行調(diào)制的OFDM調(diào)制器。
17. —種用于無線通信系統(tǒng)的基站，包括如權(quán)利要求16所述的發(fā)射機。
18. —種用于對所接收到的在無線信道上被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號序列進行處理的方法，包括確定用于傳輸數(shù)據(jù)符號序列的空時編碼方案； 基于所確定的空時編碼方案，在所接收到的數(shù)據(jù)符號序列中定義至少一個數(shù)據(jù)符號塊；并且根據(jù)所確定的空時編碼方案對至少一個數(shù)據(jù)符號塊進行處理。
19. 如權(quán)利要求18所述的用于對所接收到的在無線信道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 符號序列進行處理的方法，其中，所述確定空時編碼方案是基于所接收到 的信令數(shù)據(jù)而作出的。
20. 如權(quán)利要求18或19所述的用于對所接收到的在無線信道上被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號序列進行處理的方法，其中，所定義的符號塊包括在多個副 載波上傳輸?shù)亩鄠€連續(xù)的數(shù)據(jù)符號。
21. 如權(quán)利要求18或19所述的用于對所接收到的在無線信道上被傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)符號序列進行處理的方法，其中，所定義的符號塊包括在單個副 載波上傳輸?shù)亩鄠€連續(xù)的數(shù)據(jù)符號。
22. 如權(quán)利要求18或19所述的用于對所接收到的在無線信道上被傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)符號序列進行處理的方法，其中，所定義的符號塊包括在多個副 載波上傳輸?shù)亩鄠€數(shù)據(jù)符號。
23. 如權(quán)利要求18到22中的任一項權(quán)利要求所述的用于對所接收到 的在無線信道上被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號序列進行處理的方法，還包括生成與 被用于傳輸所述無線信道的多個發(fā)射天線相對應(yīng)的多個信道估計。
24. —種用于接收在無線信道上被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號序列的接收機，包括發(fā)射分集解碼器，被配置用于根據(jù)權(quán)利要求1到11中的任一項權(quán)利 要求對被處理用于傳輸?shù)男盘栠M行解碼。
25. —種用于接收在無線信道上被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號序列的接收機，包括發(fā)射分集解碼器，被配置用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求18到23中任一項權(quán) 利要求所述的方法。
26. —種用于無線電信網(wǎng)絡(luò)的移動臺，包括 如權(quán)利要求24和25中的任一項權(quán)利要求所述的接收機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在電信網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)發(fā)射分集的方法。具體地，本發(fā)明提供了一種用于分別在發(fā)射機(100)中執(zhí)行發(fā)射分集編碼并且在接收機(1700)中執(zhí)行發(fā)射分集解碼的算法。在該方法中，經(jīng)過處理的成對數(shù)據(jù)塊(314.1A，314.1B)以第一時間順序在N個副載波上通過第一天線(112.1)被發(fā)射并且以相反的時間順序通過第二天線(112.2)被發(fā)射。
文檔編號H04B7/06GK101208878SQ20068002304
公開日2008年6月25日 申請日期2006年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者喬里昂·懷特, 彭·恩古亞 申請人:日本電氣株式會社