專利名稱：減小的峰值-rms比的多維信號(hào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來(lái)說，本發(fā)明涉及無(wú)線電信領(lǐng)域，具體來(lái)說，涉及用于生成具有減小的峰值幅 度-均方根幅度比的無(wú)線電信號(hào)的發(fā)射器和方法，其幫助改進(jìn)發(fā)射器的功率放大器的發(fā)射 效率。另外，本發(fā)明涉及可對(duì)無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行解碼的接收器。
背景技術(shù)：
同此定義下列縮寫詞，在現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的以下描述中涉及其中至少一部分。CDMA 碼分多址FIR有限脈沖響應(yīng)HSPA高速分組接入PA 功率放大器PCM脈沖碼調(diào)制PSK相移鍵控QAM正交幅度調(diào)制UMTS通用移動(dòng)電信服務(wù)WCDMA寬帶碼分多址本領(lǐng)域眾所周知，例如無(wú)線電信號(hào)等通信信號(hào)可被認(rèn)為具有二維復(fù)平面上的瞬態(tài) 復(fù)值，其中一維中的坐標(biāo)是無(wú)線電信號(hào)的正弦分量的帶符號(hào)幅度，而第二維中的坐標(biāo)是無(wú) 線電信號(hào)的余弦分量的帶符號(hào)幅度。由于余弦函數(shù)和正弦函數(shù)是相互正交的函數(shù)，所以它 們的相關(guān)性為零，這表示兩個(gè)維相對(duì)于彼此成直角。兩個(gè)維通常標(biāo)記為I和Q，表示“同相” 和“正交”。在這個(gè)信號(hào)空間中不存在其它正交維，它是一個(gè)平面。還眾所周知的是，表示比 特組的符號(hào)可位于I，Q平面，使得只要信噪比足夠高，任何兩個(gè)符號(hào)便相互充分分開以免 混淆。例如，16個(gè)符號(hào)可位于稱作16QAM的4X4網(wǎng)格上，并且向各點(diǎn)分配四個(gè)二進(jìn)制比特。 在64QAM中，64個(gè)符號(hào)可位于8X8網(wǎng)格上，并且向各點(diǎn)分配6個(gè)二進(jìn)制比特。還可使用點(diǎn) 的非矩形星座，例如16-PSK(相移鍵控)，其中16個(gè)點(diǎn)在圓周圍角平均分布，并且向每個(gè)點(diǎn) 分配4個(gè)二進(jìn)制比特。在現(xiàn)有技術(shù)中，一般認(rèn)為期望和已知的是按照格雷編碼方案將比特組分配給符號(hào) 點(diǎn)，使得分配給信號(hào)空間中的相鄰點(diǎn)的比特在盡可能少的比特位置中有所不同，理想地僅 在一個(gè)比特位置中。接下來(lái)提供關(guān)于這些眾所周知方案的一部分以及它們與現(xiàn)有技術(shù)關(guān)聯(lián) 的缺點(diǎn)的簡(jiǎn)述。1976年8月M日提交的美國(guó)專利No. 4084337描述一種4維調(diào)制方案，其中兩種無(wú)線電波極化用于提供兩個(gè)單獨(dú)信道，其中各信道能夠攜帶一個(gè)二維信號(hào)。在這個(gè)專利中，引 用 IEEE 文件"Digital Transmission with Four Dimensional modulation，，(Trans IEEE on Information Theory，1974年7月，第497-502頁(yè))，其中描述一種四維調(diào)制方案，它構(gòu)造 成具有峰值能量約束。峰值能量限制在其中描述成表示兩個(gè)極化中的功率之和不應(yīng)當(dāng)超過 某個(gè)最大值。例如，如果(I1，Q1)是一個(gè)極化上的同相和正交相位分量，而(I2，Q2)是另一 個(gè)極化上的同相和正交相位分量，則受到約束的總能量或功率表示為I12+Q12+I22+Q22。當(dāng) (ILQl)和(I2，Q2)單獨(dú)生成并且應(yīng)用于物理上獨(dú)立的信道、例如正交極化天線時(shí)，這是相 關(guān)且充分的約束。但是，如果(II，Ql)和(12，Q2)不是單獨(dú)生成并且沒有應(yīng)用于物理上分 開的信道，而是應(yīng)用于同一個(gè)物理信道，則所發(fā)射信號(hào)會(huì)是(11+12，Q1+Q2)，并且其能量或 功率與(Il+I2)2+0il+Q2)2成比例，這沒有受到相同量度約束。因此，需要一種不同的方案， 以便約束后一種情況下的峰值能量。1983年4月14日提交的美國(guó)專利No. 4597090公開一種用于單個(gè)物理信道的調(diào)制 方案，其中m個(gè)順序信號(hào)樣本上的信號(hào)空間(I，Q)中的兩個(gè)維被認(rèn)為形成an維空間，并且 其中將mN個(gè)數(shù)據(jù)比特編碼成an個(gè)維，其方式是以便通過將一個(gè)信號(hào)樣本的I，Q值的選擇 約束到取決于其它信號(hào)樣本的I，Q值的選擇來(lái)得到編碼增益。這是一種形式的格形編碼， 并且與獲得編碼增益相關(guān)，但是關(guān)于獲得無(wú)線電信號(hào)的峰值-rms比的減小比卻只字未提， 峰值-rms比的減小是與本論述相關(guān)的主題。在稱作WCDMA或UMTS的第三代蜂窩系統(tǒng)中，當(dāng)前存在規(guī)范中的稱作HSPA的方法， 它允許從移動(dòng)電話向網(wǎng)絡(luò)(或基站)的更高數(shù)據(jù)速率的傳輸。HSPA傳輸使用稱作“多碼 CDMA”的方式。在這種多碼CDMA系統(tǒng)中，通過將各數(shù)據(jù)符號(hào)與擴(kuò)展碼組合，將其在時(shí)間和頻 譜上展開。在下行鏈路(基站到移動(dòng)電話)，用于從基站發(fā)射信號(hào)的碼在基站處經(jīng)過協(xié)調(diào)， 使得它們相互正交。相比之下，在上行鏈路(移動(dòng)電話到基站)，不同移動(dòng)電話之間實(shí)現(xiàn)正 交性所需的協(xié)調(diào)被認(rèn)為太難實(shí)現(xiàn)，因此各移動(dòng)電話使用不同的隨機(jī)碼序列。但是，在各移動(dòng)電話處，仍然有可能生成在它們之間協(xié)調(diào)成相互正交的若干隨機(jī) 碼序列。這些正交碼的每個(gè)則可攜帶符號(hào)子流，使得組合符號(hào)流速率得到增強(qiáng)。但是，在這 種情況下，移動(dòng)電話的可用發(fā)射器功率將在不同碼之間劃分，這表示可對(duì)各子流成功接收 和無(wú)錯(cuò)誤解碼的范圍將減小。實(shí)際上，與通過只將發(fā)射器功率除以子流總數(shù)所預(yù)期的情況 相比，從移動(dòng)電話所發(fā)射的多碼調(diào)制信號(hào)中的每個(gè)子流的功率的減小的情況更差。這是因 為，與其說平均功率受到電池電壓限制，不如說峰值信號(hào)幅度正好受到電池電壓限制。因此，在第三代蜂窩系統(tǒng)中，希望一種調(diào)制方案，它在所有子流的合成峰值信號(hào)幅 度的約束內(nèi)開發(fā)每個(gè)子流的最大平均功率。例如，如果移動(dòng)電話使用具有三個(gè)長(zhǎng)度=4碼 的三碼多碼方案，其中各碼攜帶采用相似幅度的16QAM符號(hào)的子流，則在給定峰值幅度約 束內(nèi)發(fā)射的總平均功率在濾波成包含該頻譜之前低于峰值7. 32dB,并且每個(gè)子流的平均功 率低于峰值12. ldB。濾波一般進(jìn)一步增加峰值-rms比。HSPA標(biāo)準(zhǔn)描述對(duì)三個(gè)長(zhǎng)度=4擴(kuò) 展碼方案的改進(jìn)，原因在于它規(guī)定兩倍功率(V 2乘以幅度)的長(zhǎng)度=2碼，所述長(zhǎng)度=2 碼在與疊加和正交的長(zhǎng)度=4碼攜帶第三符號(hào)的相同時(shí)間周期中攜帶兩個(gè)符號(hào)，這有效地 實(shí)現(xiàn)與三個(gè)長(zhǎng)度=4碼相同的符號(hào)速率。這個(gè)4+ ，2)配置能夠開發(fā)低于峰值5. 44dB的 總平均功率，并且比關(guān)聯(lián)三個(gè)長(zhǎng)度=4擴(kuò)展碼方案的4+4+4配置要高1. 88dB的效率。但是，對(duì)于4+ ，2)配置，存在擴(kuò)展因子的減小，它只是在無(wú)擴(kuò)展(它還實(shí)現(xiàn)低峰值-rms比)方向上的一個(gè)發(fā)展，但是當(dāng)存在大量多徑信道失真時(shí)，所得無(wú)線電信號(hào)變得很 難解碼。鑒于以上所述，可以看到，一直并且仍然需要可解決與現(xiàn)有技術(shù)關(guān)聯(lián)的上述缺點(diǎn)及 其它缺點(diǎn)的發(fā)射器和方法。這些需要及其它需要通過本發(fā)明的發(fā)射器和方法得到解決。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種用于減小所發(fā)射無(wú)線電信號(hào)中的峰值-rms比、同時(shí) 在利用多維調(diào)制時(shí)對(duì)峰值合成符號(hào)幅度施加限制的方法。該方法包括下列步驟(a)將信 息編碼為二進(jìn)制比特流；(b)從二進(jìn)制比特流形成多個(gè)比特組，其中多個(gè)比特組表示多個(gè) 數(shù)據(jù)符號(hào)；(c)通過多維空間中的一組坐標(biāo)來(lái)表示各數(shù)據(jù)符號(hào)，其中多維空間中的維數(shù)對(duì) 應(yīng)于最終包括所發(fā)射無(wú)線電信號(hào)的至少三個(gè)正交分量的數(shù)量；以及(d)選擇各數(shù)據(jù)符號(hào) 的坐標(biāo)，使得各數(shù)據(jù)符號(hào)位于離開多維空間中最近的其它數(shù)據(jù)符號(hào)最小的距離，并且還使 得所發(fā)射無(wú)線電信號(hào)的峰值合成符號(hào)幅度-均方根幅度為最小。生成具有減小的峰值幅 度-均方根幅度比的無(wú)線電信號(hào)的這種方法幫助改進(jìn)發(fā)射器的功率放大器的發(fā)射效率。在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種傳遞數(shù)據(jù)符號(hào)、從而產(chǎn)生具有減小的峰值幅 度-均方根幅度比的發(fā)射信號(hào)的方法。該方法包括下列步驟(a)同時(shí)使用各攜帶同相或 實(shí)信號(hào)值和正交相位或虛信號(hào)值的多個(gè)加性組合擴(kuò)頻碼，以便提供至少三個(gè)獨(dú)立調(diào)制維， 各維攜帶一個(gè)坐標(biāo)值；以及(b)定義要與數(shù)據(jù)符號(hào)關(guān)聯(lián)的一組星座點(diǎn)，這些星座點(diǎn)分布在 由至少三個(gè)維所組成的空間內(nèi)，使得這些星座點(diǎn)的任何兩個(gè)之間的歐幾里德距離不小于期 望最小數(shù)，并且使得期望峰值幅度值沒有被任何點(diǎn)超過，峰值由下列量度的任一個(gè)來(lái)確定 (i)與多個(gè)加性組合擴(kuò)頻碼所攜帶的實(shí)信號(hào)值所提供的維對(duì)應(yīng)的任何星座點(diǎn)的坐標(biāo)的絕對(duì) 值之和；(ii)與多個(gè)加性組合擴(kuò)頻碼所攜帶的虛信號(hào)值所提供的維對(duì)應(yīng)的任何星座點(diǎn)的 坐標(biāo)的絕對(duì)值之和；以及(iii)下列項(xiàng)的平方和(a)與多個(gè)加性組合擴(kuò)頻碼所攜帶的實(shí)信 號(hào)值所提供的維對(duì)應(yīng)的任何星座點(diǎn)的坐標(biāo)的絕對(duì)值之和；以及(b)與多個(gè)加性組合擴(kuò)頻碼 所攜帶的虛信號(hào)值所提供的維對(duì)應(yīng)的任何點(diǎn)的星座坐標(biāo)的絕對(duì)值之和。生成具有減小的峰 值幅度-均方根幅度比的無(wú)線電信號(hào)的這種方法幫助改進(jìn)發(fā)射器的功率放大器的發(fā)射效 率。在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種發(fā)射器，所述發(fā)射器減小無(wú)線電信號(hào)中的峰 值-rms比，同時(shí)在利用多維調(diào)制時(shí)對(duì)峰值合成符號(hào)幅度施加限制。該發(fā)射機(jī)包括(a)編碼 器，將數(shù)據(jù)比特組分為第一小組和第二小組；(b)該編碼器使用第一小組比特來(lái)選擇分布 在第一多維空間內(nèi)的多個(gè)星座點(diǎn)之一，其中星座點(diǎn)的位置已經(jīng)確定成使得其坐標(biāo)之和小于 期望最大值，其中所選星座點(diǎn)的坐標(biāo)用于設(shè)置對(duì)應(yīng)復(fù)數(shù)的實(shí)部的值；(c)該編碼器使用第 二小組比特來(lái)選擇分布在第二多維空間內(nèi)的多個(gè)星座點(diǎn)的另一個(gè)，其中星座點(diǎn)的位置已經(jīng) 確定成使得其坐標(biāo)之和小于期望最大值，其中所選星座點(diǎn)的坐標(biāo)則用于設(shè)置對(duì)應(yīng)復(fù)數(shù)的虛 部的值；(d)該編碼器將一個(gè)實(shí)部和一個(gè)虛部組對(duì)以形成復(fù)數(shù)，而其余實(shí)部和虛部同樣地 組對(duì)以得到一組復(fù)數(shù)；(e)該編碼器分配復(fù)數(shù)以便與多個(gè)多碼片正交碼中的關(guān)聯(lián)碼相乘， 其中各復(fù)數(shù)與其碼的乘積隨后逐個(gè)碼片相加，以便得到多碼符號(hào)；(f)濾波器，接收多碼符 號(hào)流，并且對(duì)其濾波以約束發(fā)射頻譜；(g)調(diào)制器，采用射頻載波來(lái)調(diào)制已濾波信號(hào)；以及 (h)天線，發(fā)射已調(diào)制無(wú)線電信號(hào)。因此，通過生成具有減小的峰值幅度-均方根幅度比的 無(wú)線電信號(hào)，發(fā)射器的功率放大器的發(fā)射效率得到改進(jìn)。
在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種接收器，它對(duì)具有減小的峰值-rms比和受限峰值 合成符號(hào)幅度的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行解碼。在一個(gè)實(shí)施例中，該接收器包括解碼器，其中具有執(zhí) 行來(lái)自存儲(chǔ)器的處理器可執(zhí)行指令以通過下列步驟對(duì)無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行解碼的處理器(a) 確定無(wú)線電信號(hào)的數(shù)據(jù)符號(hào)位于其上或位于其內(nèi)的菱形星座的小平面；(b)確定無(wú)線電信 號(hào)的數(shù)據(jù)符號(hào)位于其內(nèi)的小平面上的點(diǎn)的子集；(c)確定點(diǎn)的子集中內(nèi)最接近數(shù)據(jù)符號(hào)的 坐標(biāo)值的點(diǎn)；以及(d)從小平面、點(diǎn)的子集和最接近點(diǎn)的組合來(lái)確定數(shù)據(jù)符號(hào)。在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種接收器，它對(duì)具有減小的峰值-rms比和受限峰值 合成符號(hào)幅度的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行解碼。在一個(gè)實(shí)施例中，該接收器包括解碼器，其中具有執(zhí) 行來(lái)自存儲(chǔ)器的處理器可執(zhí)行指令以通過下列步驟對(duì)無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行解碼的處理器(a) 假設(shè)第一菱形星座上的多個(gè)星座點(diǎn)的第一星座點(diǎn)，其中第一星座點(diǎn)與無(wú)線電信號(hào)的數(shù)據(jù)符 號(hào)關(guān)聯(lián)；(b)在給定假設(shè)的第一星座點(diǎn)的情況下確定第二菱形星座的第二星座點(diǎn)，其中第 二星座點(diǎn)與無(wú)線電信號(hào)的數(shù)據(jù)符號(hào)關(guān)聯(lián)；(c)確定描述假設(shè)的第一星座點(diǎn)和關(guān)聯(lián)的所確定 第二星座點(diǎn)預(yù)測(cè)所接收無(wú)線電信號(hào)的準(zhǔn)確程度的量度；以及(d)比較第一星座點(diǎn)的所有可 能假設(shè)的量度，并且選擇具有最佳量度的假設(shè)作為正確假設(shè)，由此對(duì)無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行解碼。本發(fā)明的附加方面將部分地在以下具體實(shí)施方式
、附圖和任何權(quán)利要求中提出， 部分地從具體實(shí)施方式
中得出或者可通過實(shí)施本發(fā)明來(lái)了解。要理解，以上的概括性描述和以下的具體實(shí)施方式
都只是示范和說明性的，而不 是對(duì)所公開的本發(fā)明的限制。


通過結(jié)合附圖參照以下具體實(shí)施方式
，可獲得對(duì)本發(fā)明的更全面了解，附圖包 括圖1是用于幫助說明本發(fā)明的傳統(tǒng)HSPA 4+(2,2)多碼蜂窩系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖；圖2是示出用于幫助說明本發(fā)明的16QAM星座的16個(gè)點(diǎn)的簡(jiǎn)圖；圖3示出與用于幫助說明本發(fā)明的傳統(tǒng)4+4+4多碼蜂窩系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的簡(jiǎn)圖；圖4是可視地示出用于幫助說明本發(fā)明、調(diào)制到長(zhǎng)度=4碼的16QAM符號(hào)相對(duì)調(diào) 制到雙倍功率(V 2乘以幅度)的長(zhǎng)度=2碼的16QAM符號(hào)的45度相位旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)圖；圖5是示出用于幫助說明本發(fā)明、當(dāng)+11+12+13 = 1時(shí)的I1、I2、I3的+++平面的 圖表；圖6是示出用于幫助說明本發(fā)明的菱形星座的簡(jiǎn)圖；圖7是示出用于幫助說明本發(fā)明、可將六個(gè)維11、01、12、02、13和03編組以形成 多維符號(hào)的不同方式的簡(jiǎn)圖；圖8是示出用于幫助說明本發(fā)明、具有降低頂點(diǎn)的菱形星座的簡(jiǎn)圖；圖9是具有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例配置的發(fā)射器的移動(dòng)電話的框圖；圖10是示出用于幫助說明本發(fā)明、6比特組到圖8所示菱形星座的格雷碼分配的 簡(jiǎn)圖；圖11是示出用于幫助說明本發(fā)明的錯(cuò)誤率與總發(fā)射信號(hào)功率噪聲比的圖表；圖12是示出用于幫助說明本發(fā)明的凹陷菱形星座的簡(jiǎn)圖；圖13是具有根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例配置的接收器的基站的框圖14-16是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、用于幫助說明圖13所示接收器如何對(duì)無(wú)線 電信號(hào)進(jìn)行解碼的簡(jiǎn)圖；以及圖17是具有根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例配置的接收器的基站的框圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括發(fā)射器(例如結(jié)合在移動(dòng)電話中)和方法，所述方法減小無(wú)線電信號(hào) 中的峰值-rms比，同時(shí)在利用多維調(diào)制時(shí)對(duì)峰值合成符號(hào)幅度施加限制。具體來(lái)說，發(fā)射 器將信息編碼為二進(jìn)制比特流，并且比特組組合成由數(shù)據(jù)符號(hào)來(lái)表示。各數(shù)據(jù)符號(hào)則由多 維空間中的一組坐標(biāo)來(lái)表示，其中多維空間中的多個(gè)維對(duì)應(yīng)于將包括所發(fā)射無(wú)線電信號(hào)的 至少三個(gè)正交分量。各數(shù)據(jù)符號(hào)的坐標(biāo)選擇成使得各數(shù)據(jù)符號(hào)位于離開多維空間中的最近 的其它數(shù)據(jù)符號(hào)最小的距離，并且還使得所發(fā)射無(wú)線電信號(hào)的峰值幅度-均方根幅度為最 小。在更詳細(xì)描述具有4+4+4配置的上述傳統(tǒng)三碼多碼方案和具有4+ , 配置的上述傳 統(tǒng)HSPA三碼多碼方案之后，提供關(guān)于可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同方式的詳細(xì)論述。參照?qǐng)D1，存在傳統(tǒng)HSPA三碼多碼蜂窩系統(tǒng)100的框圖，其中移動(dòng)電話102具有 發(fā)射器108，它向基站104發(fā)射每個(gè)4碼片調(diào)制周期具有三個(gè)16QAM符號(hào)S1、S2和S3的無(wú) 線電信號(hào)。如圖所示，長(zhǎng)度=2碼重復(fù)兩次，并且用于接連攜帶兩個(gè)16QAM符號(hào)S2和S2， 而與長(zhǎng)度=2碼正交的長(zhǎng)度=4碼被加性疊加，并且用于在相同4碼片周期期間攜帶第三 16QAM符號(hào)Si。16QAM符號(hào)星座具有圖2所示的一般形式。各16QAM符號(hào)Si、S2和S3攜 帶4個(gè)比特，因此對(duì)于三個(gè)符號(hào)S1、S2和S3，有在4碼片時(shí)間間隔中傳遞的12個(gè)比特，表示 22 = 4096種可能性。因此，在基站104處的解碼可包括測(cè)試全部4096種可能性(“強(qiáng)力” 方法)，或者可使用2008年2月22日提交的標(biāo)題為“有效多碼檢測(cè)(Efficient Multicode Detection)”的共同轉(zhuǎn)讓美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)12/035970中公開的減小復(fù)雜度方法，通過引 用將其內(nèi)容結(jié)合到本文中。使用16QAM符號(hào)的通信包括在信號(hào)的I和Q分量的每個(gè)分量上發(fā)射2個(gè)比特， 這些比特在復(fù)信號(hào)平面的兩個(gè)維的每個(gè)中圍繞零均勻分布。因此，I分量可取值+1.5、 +0. 5,-0. 5和-1. 5，而Q分量同樣獨(dú)立地可取值+1. 5,+0. 5,-0. 5和-1. 5。圖2示出16個(gè) 可能的信號(hào)點(diǎn)，它們?cè)贗、Q平面中位于規(guī)則矩形網(wǎng)格的交點(diǎn)。單個(gè)16QAM符號(hào)的峰值-rms 比可通過確定峰值幅度和均方根值來(lái)計(jì)算。峰值幅度在I和Q同時(shí)都取其最大幅度+/-1. 5 時(shí)發(fā)生，從而給出凈向量長(zhǎng)度1.5 V 2，而均方根值通過將對(duì)全部16個(gè)點(diǎn)的幅度的平方求 平均來(lái)計(jì)算，其中存在各具有平方幅度值(1.5 V 2)2 = 4.5的4個(gè)角點(diǎn)、各為平方幅度 (1. 52+0. 52) = 2. 5的側(cè)上的8個(gè)點(diǎn)以及中間的平方幅度(0. 5 V 2)2 = 0. 5的4個(gè)點(diǎn)。這 些點(diǎn)的平均數(shù)為0X4. 5+8X2. 5+4X0. 5)/16 = 2. 5。因此，rms值為V 2. 5即1. 58。因 此，峰值-rms幅度比為1. 5 V 2/ V 2. 5，它按照分貝為2. 55dB。但是，對(duì)于圖1的調(diào)制，可以看到，兩個(gè)I值和兩個(gè)Q值將在各碼片周期中重疊。 長(zhǎng)度=4碼的I值可以是四個(gè)值1. 5,0. 5、-0. 5、-1. 5其中之一，但長(zhǎng)度=2碼的I值要更 大，是V 2倍。同樣地縮放Q值。因此，應(yīng)用與以上所述相同的過程來(lái)計(jì)算峰值-rms比對(duì) 于背景部分所述的這種類型的多碼調(diào)制給出答案5. 44dB。另一方面，如果已經(jīng)使用圖3所 示的傳統(tǒng)4+4+4配置的三個(gè)長(zhǎng)度=4碼，則每個(gè)的I值會(huì)是值1. 5,0. 5、-0. 5或1. 5中的 任一個(gè)，從而給出峰值I值4. 5，并且同樣地給出峰值Q值，或者組合的I和Q的峰值幅度4. 5 V 2。但是，rms值剛好是以上計(jì)算為V 2. 5的單個(gè)16QAM傳輸?shù)膔ms值的V 3倍。因 此，疊加的三個(gè)長(zhǎng)度=4碼的峰值-rms比為4. 5 V 2/( V 3X V 2. 5) = 2. 32或7. 32dB， 又如背景部分所述。因此，當(dāng)峰值幅度受到限制時(shí)，圖1的4+ ，2)配置優(yōu)于圖3的4+4+4 碼配置。移動(dòng)電話的發(fā)射器108還具有功率放大器106，所述功率放大器無(wú)失真地生成平 均功率輸出，這除了其它因素之外還取決于信號(hào)的峰值-rms比。對(duì)于B類功率放大器106，
最大非失真效率在正好生成最大功率時(shí)發(fā)生，其中最大效率定義如下
權(quán)利要求
1.一種用于傳遞數(shù)據(jù)符號(hào)、從而產(chǎn)生具有減小的峰值幅度-均方根幅度比的所發(fā)射無(wú) 線電信號(hào)的方法，所述方法包括下列步驟同時(shí)使用各攜帶同相或?qū)嵭盘?hào)值以及正交相位或虛信號(hào)值的多個(gè)加性組合擴(kuò)頻碼來(lái) 提供至少三個(gè)獨(dú)立調(diào)制維，各維攜帶坐標(biāo)值；定義要與所述數(shù)據(jù)符號(hào)關(guān)聯(lián)的星座點(diǎn)集合，所述星座點(diǎn)分布在由至少三個(gè)維所組成的 空間內(nèi)，使得所述星座點(diǎn)的任何兩個(gè)之間的歐幾里德距離不小于期望最小數(shù)，并且使得期 望峰值幅度值沒有被任何點(diǎn)超過，所述峰值由下列量度的任一個(gè)來(lái)確定與所述多個(gè)加性組合擴(kuò)頻碼所攜帶的實(shí)信號(hào)值所提供的維對(duì)應(yīng)的任何星座點(diǎn)的坐標(biāo) 的絕對(duì)值之和；與所述多個(gè)加性組合擴(kuò)頻碼所攜帶的虛信號(hào)值所提供的維對(duì)應(yīng)的任何星座點(diǎn)的坐標(biāo) 的絕對(duì)值之和；以及下列項(xiàng)的平方之和(a)與所述多個(gè)加性組合擴(kuò)頻碼所攜帶的所述實(shí)信號(hào)值所提供的 所述維對(duì)應(yīng)的任何星座點(diǎn)的坐標(biāo)的所述絕對(duì)值之和；以及(b)與所述多個(gè)加性組合擴(kuò)頻碼 所攜帶的所述虛信號(hào)值所提供的所述維對(duì)應(yīng)的任何點(diǎn)的所述星座坐標(biāo)的所述絕對(duì)值之和。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述星座點(diǎn)的大多數(shù)處于在具有坐標(biāo)軸X、Y和 Z的三維空間中定義的菱形星座的外表面上，所述菱形星座的所述外表面由邊界方程|χ| + |y| + |Z| = 1 來(lái)定義。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括對(duì)所述無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行接收和解碼的所述步驟 包括下列步驟確定所發(fā)射數(shù)據(jù)符號(hào)位于其上或其內(nèi)的所述菱形星座的小平面； 確定所述所發(fā)射數(shù)據(jù)符號(hào)位于其內(nèi)的所述小平面上的點(diǎn)的子集； 確定所述點(diǎn)的子集內(nèi)最接近所述所發(fā)射數(shù)據(jù)符號(hào)的所接收坐標(biāo)值的點(diǎn)；以及 從所述小平面、所述點(diǎn)的子集和所述最接近點(diǎn)的組合來(lái)確定所述所發(fā)射數(shù)據(jù)符號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，確定所述所發(fā)射數(shù)據(jù)符號(hào)的所述步驟還包括使用 通過小平面編號(hào)、點(diǎn)的子集編號(hào)和最接近點(diǎn)編號(hào)來(lái)尋址的查找表。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)符號(hào)關(guān)聯(lián)到一對(duì)星座點(diǎn)，第一星座點(diǎn)從星 座點(diǎn)的第一集合中選擇，所述第一集合的大多數(shù)星座點(diǎn)位于在具有坐標(biāo)軸11、12和13的三 維空間中由邊界方程|Ι1| + |Ι2| + |Ι3| = ι所定義的第一菱形星座的所述表面上，以及第二 星座點(diǎn)從星座點(diǎn)的第二集合中選擇，所述第二集合的大多數(shù)星座點(diǎn)位于在具有坐標(biāo)軸Q1、 Q2和Q3的第二三維空間中由邊界方程I Ql I +1Q2 | +1Q3 | = 1所定義的第二菱形星座的所述 表面上。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括對(duì)所述無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行接收和解碼的所述步驟 包括下列步驟假設(shè)所述星座點(diǎn)的第一個(gè)，并且在給定所述假設(shè)的星座點(diǎn)的情況下確定所述第二星座點(diǎn)；確定描述關(guān)于所述假設(shè)的星座點(diǎn)和所述關(guān)聯(lián)的所確定第二星座點(diǎn)預(yù)測(cè)所接收無(wú)線電 信號(hào)的準(zhǔn)確程度的量度；比較所述第一星座點(diǎn)的所有可能假設(shè)的所述量度，并且選擇具有最佳量度的假設(shè)作為 正確假設(shè)，由此對(duì)所述無(wú)線電信號(hào)解碼。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)符號(hào)關(guān)聯(lián)到一對(duì)星座點(diǎn)，所述第一星座點(diǎn) 從星座點(diǎn)的第一集合中選擇，所述第一集合的大多數(shù)星座點(diǎn)位于在具有坐標(biāo)軸11、12和13 的三維空間中由邊界方程I Il I +112 I +113 I = A所定義的第一菱形星座的所述表面上，以及 所述第二星座點(diǎn)從星座點(diǎn)的第二集合中選擇，所述第二集合的大多數(shù)星座點(diǎn)位于在具有坐 標(biāo)軸Q1、Q2和Q3的第二三維空間中由邊界方程I Ql | +1 Q2 | +1 Q3 | = B所定義的第二菱形星 座的所述表面上，其中A和B的所述平方之和小于或等于期望最大值。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括對(duì)所述無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行接收和解碼的所述步驟 包括下列步驟假設(shè)所述星座點(diǎn)的第一個(gè)，并且在給定所述假設(shè)的星座點(diǎn)的情況下確定所述第二星座點(diǎn) 確定描述關(guān)于所述假設(shè)的星座點(diǎn)和所述關(guān)聯(lián)的所確定第二星座點(diǎn)預(yù)測(cè)所述所接收無(wú) 線電信號(hào)的準(zhǔn)確程度的量度；比較所述第一星座點(diǎn)的所有可能假設(shè)的所述量度，并且選擇具有最佳量度的假設(shè)作為 正確假設(shè)，由此對(duì)所述無(wú)線電信號(hào)解碼。
9.一種用于減小所發(fā)射無(wú)線電信號(hào)中的峰值-rms比、同時(shí)在利用多維調(diào)制時(shí)對(duì)峰值 合成符號(hào)幅度施加限制的方法，所述方法包括下列步驟將信息編碼成二進(jìn)制比特流；從所述二進(jìn)制比特流形成多個(gè)比特組，其中所述多個(gè)比特組表示多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)； 由多維空間中的一組坐標(biāo)來(lái)表示各數(shù)據(jù)符號(hào)，其中所述多維空間中的維數(shù)對(duì)應(yīng)于最終 包括所述所發(fā)射無(wú)線電信號(hào)的至少三個(gè)正交分量的數(shù)量；選擇各數(shù)據(jù)符號(hào)的坐標(biāo)，使得各數(shù)據(jù)符號(hào)位于離開所述多維空間中的最近的其它數(shù)據(jù) 符號(hào)最小的距離，并且還使得所述所發(fā)射無(wú)線電信號(hào)的所述峰值合成符號(hào)幅度-均方根幅 度為最小。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述多維空間由菱形星座來(lái)定義。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述多維空間由具有降低頂點(diǎn)的菱形星座來(lái)定義。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述多維空間由凹陷菱形星座來(lái)定義。
13.—種減小無(wú)線電信號(hào)中的峰值-rms比、同時(shí)在利用多維調(diào)制時(shí)對(duì)所述峰值合成符 號(hào)幅度施加限制的發(fā)射器，所述發(fā)射器包括編碼器，將數(shù)據(jù)比特組分為第一小組和第二小組；所述編碼器使用所述第一小組比特來(lái)選擇分布在第一多維空間內(nèi)的多個(gè)星座點(diǎn)之一， 其中所述星座點(diǎn)的位置已經(jīng)確定，使得其坐標(biāo)之和小于期望最大值，并且所述所選星座點(diǎn) 的坐標(biāo)用于設(shè)置對(duì)應(yīng)復(fù)數(shù)的實(shí)部的值；所述編碼器使用所述第二小組比特來(lái)選擇分布在第二多維空間內(nèi)的多個(gè)星座點(diǎn)中的 另一個(gè)，其中所述星座點(diǎn)的位置已經(jīng)確定，使得其坐標(biāo)之和小于期望最大值，并且所述所選 星座點(diǎn)的坐標(biāo)則用于設(shè)置對(duì)應(yīng)復(fù)數(shù)的虛部的值；所述編碼器將一個(gè)實(shí)部和一個(gè)虛部組對(duì)以形成復(fù)數(shù)，并且其余實(shí)部和虛部同樣地組對(duì) 以得到一組復(fù)數(shù)；所述編碼器分配所述復(fù)數(shù)以便與多個(gè)多碼片正交碼中的關(guān)聯(lián)碼相乘，其中各復(fù)數(shù)與其碼的乘積隨后逐個(gè)碼片相加，以便得到多碼符號(hào)；濾波器，接收所述多碼符號(hào)流，并且對(duì)其濾波以約束發(fā)射頻譜； 調(diào)制器，采用射頻載波來(lái)調(diào)制已濾波信號(hào)；以及 天線，發(fā)射已調(diào)制無(wú)線電信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的發(fā)射器，其中，各多維空間由菱形星座來(lái)定義。
15.如權(quán)利要求13所述的發(fā)射器，其中，各多維空間由具有降低頂點(diǎn)的菱形星座來(lái)定義。
16.如權(quán)利要求13所述的發(fā)射器，其中，各多維空間由凹陷菱形星座來(lái)定義。
17.一種對(duì)具有減小的峰值-rms比和受限峰值合成符號(hào)幅度的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行解碼 的接收器，所述接收器包括解碼器，具有執(zhí)行來(lái)自存儲(chǔ)器的處理器可執(zhí)行指令以通過下列步驟對(duì)所述無(wú)線電信號(hào) 進(jìn)行解碼的處理器確定所述無(wú)線電信號(hào)的數(shù)據(jù)符號(hào)位于其上或其內(nèi)的菱形星座的小平面； 確定所述無(wú)線電信號(hào)的所述數(shù)據(jù)符號(hào)位于其內(nèi)的所述小平面上的點(diǎn)的子集； 確定所述點(diǎn)的子集中最接近所述數(shù)據(jù)符號(hào)的坐標(biāo)值的點(diǎn)；以及 從所述小平面、所述點(diǎn)的子集和所述最接近點(diǎn)的組合來(lái)確定所述數(shù)據(jù)符號(hào)。
18.如權(quán)利要求17所述的接收器，其中，所述菱形星座在具有坐標(biāo)軸X、Y和Z的三維 空間中定義，并且所述菱形星座的外表面由邊界方程|x| + |y| + |z| = ι來(lái)定義。
19.一種對(duì)具有減小的峰值-rms比和受限峰值合成符號(hào)幅度的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行解碼 的接收器，所述接收器包括解碼器，具有執(zhí)行來(lái)自存儲(chǔ)器的處理器可執(zhí)行指令以通過下列步驟對(duì)所述無(wú)線電信號(hào) 進(jìn)行解碼的處理器假設(shè)第一菱形星座上的多個(gè)星座點(diǎn)的第一星座點(diǎn)，其中所述第一星座點(diǎn)與所述無(wú)線電 信號(hào)的數(shù)據(jù)符號(hào)關(guān)聯(lián)；在給定所述假設(shè)的第一星座點(diǎn)的情況下，確定第二菱形星座上的第二星座點(diǎn)，其中所 述第二星座點(diǎn)與所述無(wú)線電信號(hào)的數(shù)據(jù)符號(hào)關(guān)聯(lián)；確定描述關(guān)于所述假設(shè)的第一星座點(diǎn)和所述關(guān)聯(lián)的所確定第二星座點(diǎn)預(yù)測(cè)所接收無(wú) 線電信號(hào)的準(zhǔn)確程度的量度；以及比較所述第一星座點(diǎn)的所有可能假設(shè)的所述量度，并且選擇具有最佳量度的假設(shè)作為 正確假設(shè)，由此對(duì)所述無(wú)線電信號(hào)解碼。
20.如權(quán)利要求19所述的接收器，其中，在由邊界方程|I1|+ |I2| + |I3| = 1所界 定的具有坐標(biāo)軸II、12和13的三維空間中定義所述第一菱形星座，以及在由邊界方程Q1| + |Q2| + |Q3| = 1所界定的具有坐標(biāo)軸Q1、Q2和Q3的第二三維空間中定義所述第二菱 形星座。
21.如權(quán)利要求19所述的接收器，其中，在由邊界方程IIl 1 + 112 1 + 113 I =A所界 定的具有坐標(biāo)軸II、12和13的三維空間中定義所述第一菱形星座，以及在由邊界方程Ql I +1 Q2 I +1 Q3 I = B所界定的具有坐標(biāo)軸Q1、Q2和Q3的第二三維空間中定義所述第二菱 形星座，其中A和B的所述平方之和小于或等于期望最大值。
全文摘要
本文描述發(fā)射器和方法，它可生成具有減小的峰值幅度-均方根幅度比的無(wú)線電信號(hào)，這幫助改進(jìn)發(fā)射器的功率放大器的發(fā)射效率。另外，本文中還描述可對(duì)無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行解碼的接收器。
文檔編號(hào)H04L27/34GK102084632SQ200980126994
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日
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