專利名稱：用于編碼傳輸?shù)亩嗑S星座圖的旋轉(zhuǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括而言，本發(fā)明涉及無線通信，具體而言，涉及用于在無線通信系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)并發(fā)送多維星座圖的技木。
背景技術(shù)：
在高數(shù)據(jù)速率正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中(例如但不限于WiMedia超寬帶(UWB))，信道分集是主要關(guān)注的問題。在這種系統(tǒng)中，相關(guān)碼字可以跨越多個子載波。第一碼字和第二相關(guān)碼字之間的距離可能沒有跨越足夠多的子載波來保持高效通信。如果部分子載波衰落，則可能難以區(qū)分碼字。已經(jīng)研究了各種技術(shù)來增加碼字分集但沒有提供完全的解決方案。由Boutros和 Viterbo 在“bignal space diversity A power-and bandwidth-efucient diversitytechnique for the Rayleigh fading channel，，IEEE Trans. Inform. Theroy,1996 年 3月，42 卷，502-518 頁中討論的；以及由 M. L. McCloud 在“ Analysis and design of shortblock OFDM spreading matrices for use on multipath fading channels^IEEE Trans.Comm.，2005年4月，53卷，656-665頁中討論的ー種技術(shù)將若干不相關(guān)的子載波分組以構(gòu)成多維星座圖。在這種系統(tǒng)中，可以將子載波建模為或視為星座圖的軸。然而，多維星座圖的任何子載波/軸出現(xiàn)衰退或衰落會導(dǎo)致星座點沿非衰落軸落在彼此的上方。從而星座點不再是可辨別的且傳輸中的誤差率也會増加。在另一方面，如果多維星座圖適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)，則星座點可以在ー個子載波衰退時保持為可區(qū)別的。如果多維星座圖適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)，則星座圖可以在不增加發(fā)射功率或帶寬的情況下改善碼字分集。公知的用于旋轉(zhuǎn)多維星座圖的技術(shù)包括(I)對于空時碼(STC)，按照表示為Θ的旋轉(zhuǎn)矢量來最小化比特差錯率(BER)，同時將BER表示為加權(quán)平均；(2)最小化符號差錯率(SER);以及(3)最小化所有矢量的修正的Chernoff近似值的最大值。用于旋轉(zhuǎn)多維星座圖的技術(shù)可以包括假設(shè)維度是復(fù)數(shù)。由 M. Brehler 和 M. K. Varanasi 在“Training-codes for the noncoherentmulti-antenna block-Rayleigh-fading channel”Proc.第 37 次會議,信息科學(xué)與系統(tǒng)，Baltimore, MD，Mar. 1214,2003中討論了如下技術(shù)通過按照旋轉(zhuǎn)矢量 來最小化BER同時將BER表示為加權(quán)平均來旋轉(zhuǎn)用于STC的多維星座圖。該技術(shù)可以應(yīng)用在存在編碼的情況下，在該編碼情況下軟比特進入接收機后續(xù)階段。由 M. L. McCloud 在“Analysis and design of short block OFDM spreadingmatrices for use on multipath fading channels，，IEEE Trans. Comm, 2005 年 4 月，53卷，656-665頁中討論了通過最小化SER來旋轉(zhuǎn)多維星座圖，在本文中并入了上述文獻的全部內(nèi)容。當(dāng)具有BRE的未編碼系統(tǒng)不具有數(shù)據(jù)包差錯率(PER)需求時，該技術(shù)可以應(yīng)用于該系統(tǒng)。Boutros和Viterbo在上述參考文獻中討論了如下技術(shù)通過最小化所有矢量的修正的ChernofT近似值的最大值來旋轉(zhuǎn)多維星座圖。該技術(shù)可能不會改善平均差錯率，并且該技術(shù)使得一些碼字幾乎沒有較小分集，從而當(dāng)發(fā)生子載波衰落時容易出現(xiàn)誤差。在該技術(shù)的變體中，可以使分集階數(shù)最大化以應(yīng)對衰落，這樣可以使得大多數(shù)誤差矢量跨越多個維度。該變體可以適用于具有PER而非BER的未編碼調(diào)制需求。該變體可以確保最弱的(最差情況)碼字得到足夠保護。
在Boutros和Viterbo的上述參考文獻中，他們還討論了用于旋轉(zhuǎn)多維星座圖的技木，該技術(shù)還可以包括使用最大乘積距離規(guī)則，其需要所有誤差矢量的完整分集。這些技術(shù)還可以包括使用唯一變量來避免處理大量的可能的高維度旋轉(zhuǎn)以及與高維度相關(guān)的大量變量，其中該唯一變量由J. Boutros和E. Viterbo在上述參考文獻中表示為“ λ ”。與該唯一變量相關(guān)的技術(shù)還包括并入對所允許的旋轉(zhuǎn)的ー個或多個約束。這些技術(shù)還包括使用類Hadamard結(jié)構(gòu),在該結(jié)構(gòu)中優(yōu)化了子矩陣及其組合。

發(fā)明內(nèi)容
盡管已經(jīng)開發(fā)了用于旋轉(zhuǎn)多維星座圖的各種技術(shù)，但是這些公知技術(shù)沒有提供最優(yōu)解決方案并且可能包括不期望的局限性。因此存在對用于在無線通信系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)并發(fā)送多維星座圖的更佳技術(shù)的需求。本文公開了用于在無線通信系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)并發(fā)送多維星座圖的新型及改進的方案。根據(jù)該方案的一方面，ー種旋轉(zhuǎn)多維星座圖的方法包括構(gòu)建第一旋轉(zhuǎn)矩陣，其中第一旋轉(zhuǎn)矩陣的第一列包括基于多維星座圖中的軸數(shù)目的第一矩陣元素，第一旋轉(zhuǎn)矩陣的其它列包括第一矩陣元素的第一組置換；構(gòu)建第二旋轉(zhuǎn)矩陣，其中第二旋轉(zhuǎn)矩陣的第一列包括基于多維星座圖中的軸數(shù)目的第一矩陣元素，第二旋轉(zhuǎn)矩陣的其它列包括第一矩陣元素的第二組置換；對該第一旋轉(zhuǎn)矩陣和第二旋轉(zhuǎn)矩陣施加正交性約束；在該第一旋轉(zhuǎn)矩陣和第二旋轉(zhuǎn)矩陣中選擇最優(yōu)旋轉(zhuǎn)矩陣；以及使用該最優(yōu)旋轉(zhuǎn)矩陣來旋轉(zhuǎn)多維星座圖。根據(jù)該方案的另一方面，ー種裝置包括用于構(gòu)建第一旋轉(zhuǎn)矩陣的模塊，其中第一旋轉(zhuǎn)矩陣的第一列包括基于多維星座圖中軸數(shù)目的第一矩陣元素，第一旋轉(zhuǎn)矩陣的其它列包括第一矩陣元素的第一組置換；用于構(gòu)建第二旋轉(zhuǎn)矩陣的模塊，其中第二旋轉(zhuǎn)矩陣的第一列包括基于多維星座圖中軸數(shù)目的第一矩陣元素，第二旋轉(zhuǎn)矩陣的其它列包括第一矩陣元素的第二組置換；用于對該第一旋轉(zhuǎn)矩陣和第二旋轉(zhuǎn)矩陣施加正交性約束的模塊；用于在該第一旋轉(zhuǎn)矩陣和第二旋轉(zhuǎn)矩陣中選擇最優(yōu)旋轉(zhuǎn)矩陣的模塊；以及用于使用該最優(yōu)旋轉(zhuǎn)矩陣來旋轉(zhuǎn)多維星座圖的模塊。根據(jù)該方案的另一方面，ー種具有可由一個或多個處理器執(zhí)行的指令集的計算機可讀介質(zhì)包括用于構(gòu)建第一旋轉(zhuǎn)矩陣的代碼，其中第一旋轉(zhuǎn)矩陣的第一列包括基于多維星座圖中軸數(shù)目的第一矩陣元素，第一旋轉(zhuǎn)矩陣的其它列包括第一矩陣元素的第一組置換；用于構(gòu)建第二旋轉(zhuǎn)矩陣的代碼，其中第二旋轉(zhuǎn)矩陣的第一列包括基于多維星座圖中軸數(shù)目的第一矩陣元素，第二旋轉(zhuǎn)矩陣的其它列包括第一矩陣元素的第二組置換；用于對該第一旋轉(zhuǎn)矩陣和第二旋轉(zhuǎn)矩陣施加正交性約束的代碼；用于在該第一旋轉(zhuǎn)矩陣和第二旋轉(zhuǎn)矩陣中選擇最優(yōu)旋轉(zhuǎn)矩陣的代碼；以及用于使用該最優(yōu)旋轉(zhuǎn)矩陣來旋轉(zhuǎn)多維星座圖的代碼。根據(jù)該方案的另一方面，ー種旋轉(zhuǎn)多維星座圖的方法包括確定星座圖中星座點的數(shù)目；確定星座圖中維度的數(shù)目；針對星座點確定與維度相關(guān)的多個加權(quán)因子；調(diào)整加權(quán)因子使得星座點跨越多個維度；以及使用加權(quán)因子來旋轉(zhuǎn)星座圖。根據(jù)該方案的另一方面，ー種旋轉(zhuǎn)多維星座圖的方法包括在多維星座圖中標(biāo)識多個星座點；計算多個多維星座圖的多個誤差概率，其中計算多個誤差概率包括確定星座 圖中的維度以及每ー維度的星座點數(shù)目；以及基于誤差概率來旋轉(zhuǎn)多維星座圖。根據(jù)該方案的另一方面，ー種使用多個子載波來發(fā)送多維星座圖的方法包括將載波分為多個子載波組，其中基于星座圖中的維度數(shù)目來確定這些子載波組的大??；將數(shù)據(jù)包分成多個子包，這些子包包括子載波組標(biāo)識符；將多個子載波組中的第一組分配給多個子包中的第一子包；將多個子載波組中的第二組分配給多個子包中的第二子包；將多個子包發(fā)送給接收機；基于多個數(shù)據(jù)包中第一數(shù)據(jù)包的傳輸質(zhì)量來判斷是否繼續(xù)使用第一組子載波，其中可以使用子載波組標(biāo)識符來評估傳輸質(zhì)量；以及基于多個數(shù)據(jù)包中第二數(shù)據(jù)包的傳輸質(zhì)量來判斷是否繼續(xù)使用第二組子載波。通過參考以下附圖及具體說明，本文公開的用于旋轉(zhuǎn)并發(fā)送多維星座圖的改進技術(shù)的其它系統(tǒng)、方法、方面、特征、實施例和優(yōu)點對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是或?qū)⒆兊蔑@而易見。所有這些附加系統(tǒng)、方法、方面、特征、實施例和優(yōu)點g在包括在本說明內(nèi)并且g在包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。


應(yīng)當(dāng)理解，這些附圖僅用于說明的目的。此外，不必對附圖中的部件進行縮放和強調(diào)，而是用于說明本文公開的裝置和方法的原理。在附圖中，相同的參考標(biāo)記在不同示圖中表不相同的部件。圖I是包括星座圖旋轉(zhuǎn)器和星座圖交織器的示例性無線通信系統(tǒng)的方框圖。圖2是圖I的星座圖交織器的方框圖。圖3是針對ニ維星座圖的示例性誤差星座圖的示意圖。圖4是示出了示例性計算的最優(yōu)ニ維和四維星座圖旋轉(zhuǎn)的表格。圖5是示出了旋轉(zhuǎn)多維星座圖的方法的流程圖。圖6是示出了旋轉(zhuǎn)多維星座圖的第二方法的流程圖。圖7是示出了發(fā)送多維星座圖的方法的流程圖。
具體實施例方式以下參照附圖且合并附圖的具體說明描述并示出了ー個或多個具體實施例。這些實施例被充分具體地示出并描述以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┧蟊Ｗo的內(nèi)容，其中這些實施例僅用于示例和教導(dǎo)而非進行限定。因此為簡明起見，本文省略了對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的某些信息。 詞語“示例性”在本文用于表示“作為實例、例子或事例”。這里描述為“示例性”的任何特征、實施例或變體不應(yīng)理解為比其它特征、實施例或變體更優(yōu)或有利。在本文中描述的所有實施例和變體是示例性的實施例和變體，其中提供這些實施例和變體以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造并使用本發(fā)明，而并非用于限定所附權(quán)利要求所述的保護范圍。圖I示出了包括發(fā)射機100和接收機102的示例性無線通信系統(tǒng)10的方框圖。無線通信系統(tǒng)10可以配置用于在ー個或多個無線通信網(wǎng)絡(luò)中工作。適當(dāng)無線通信網(wǎng)絡(luò)的實例包括但不局限于超寬帶(UWB)網(wǎng)絡(luò)、WiMedia UWB、基于碼分多址(CDMA)的網(wǎng)絡(luò)、正交頻分復(fù)用(OFDM)、WCDMA、GSM、UTMS、AMPS、PHS 網(wǎng)絡(luò)等。發(fā)射機 100 包括子包(subpacket)創(chuàng)建器部件106、編碼器108、星座圖交織器110、調(diào)制器112、快速 傅立葉逆變換(IFFT) 114、子載波分組器(grouper) 116、模擬和射頻(RF)部件118以及天線120。通過將星座點(例如，由矢量定義的星座點)置于多維星座圖內(nèi)，編碼器108可以構(gòu)成碼字。碼字可以是與置于空間結(jié)構(gòu)中的一個或多個數(shù)據(jù)點相關(guān)聯(lián)的信息。星座圖可以是空間結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)表示，其中碼字可以表示為空間結(jié)構(gòu)中的位置。星座點可以是星座圖中的離散位置。星座圖交織器110可以將星座點插入到多個子載波上。子載波可以是無線通信系統(tǒng)中發(fā)射機和接收機之間的射頻載波上的不同信號。發(fā)射機110將所發(fā)送的信號提供到輸出載波信號上并通過天線120提供到接收機102，其中所發(fā)送的數(shù)據(jù)至少部分是多個多維星座圖內(nèi)的多個星座點的形式。接收機102包括模擬和RF部件124、快速傅立葉變換(FFT) 126、解調(diào)器130、解交織器132、解碼器134以及子包合井部件136。天線122從發(fā)射機100接收載波信號，其包括多個多維星座圖內(nèi)的多個星座點。解交織器132可以恢復(fù)在發(fā)射機100中構(gòu)成的子載波組的部分星座點，解碼器134可以根據(jù)由解交織器132恢復(fù)的部分來重新構(gòu)成星座點。返回到發(fā)射機100，子包創(chuàng)建器部件106可以在線路104上接收包或幀形式的數(shù)據(jù)。子包創(chuàng)建器部件106可以至少部分地基于在線路152上提供的反饋信息來將數(shù)據(jù)劃分為多個子包。在線路152上，接收機102可以向發(fā)射機100提供信息，該信息關(guān)于發(fā)射機100是否已經(jīng)成功地發(fā)送子包以及接收機102是否已經(jīng)成功地接收子包。這些子包可以分別包括校驗和。隨后通過編碼器108將這些子包中的數(shù)據(jù)變換為多個星座點。然后，星座圖交織器110可以將星座點插入到由子載波分組器116標(biāo)識的多個子載波組上。在線路154上，接收機102可以向發(fā)射機100提供反饋信息，該反饋信息涉及與子載波組相關(guān)的先前子包是否已經(jīng)由發(fā)射機100成功地發(fā)出并由接收機102成功地接收。然后，在信道狀況變化之前，子載波分組器116可以使用成功的子載波組。信道可以是如下介質(zhì)，無線通信系統(tǒng)中的多個協(xié)同操作的設(shè)備通過該介質(zhì)交換信息。信道可以支持多個子載波?？梢韵蚪邮諜C102通知正在使用的組類型，例如但不局限于通過在所發(fā)送的報頭中放置幾個比特以通知接收機102正在使用的子組。然后，交織器110可以向調(diào)制器112提供已交織的星座點。調(diào)制器112將已交織的星座點調(diào)制到基帶信號上。在ー些配置中，調(diào)制器112將已交織的星座點放置到已經(jīng)根據(jù)下面公開的任何旋轉(zhuǎn)技術(shù)進行旋轉(zhuǎn)的多維星座圖上。
IFFT 114接收已調(diào)制的信號和來自子載波分組器116的子載波組的標(biāo)識，并且將逆變換的信號提供到模擬和RF部件118。如果對IFFT 114的輸入是矢量形式的，則IFFT 114可以對該矢量進行逆離散傅立葉變換(DFT)。如果對IFFT 114的輸入是矩陣形式的，則IFFT114可以對該矩陣的每列進行逆DFT。模擬和RF部件118可以在線路156上向天線120提供組合的基帶信號和載波信號。返回到接收機102，天線122在線路158上向模擬和RF部件124提供與基帶信號組合的輸入載波信號。模擬和RF部件124將載波信號分離出并將所接收的基帶信號提供到FFT 126。FFT 126將經(jīng)過變換的接收的基帶信號提供給解調(diào)器130。解調(diào)器130將多個子載波信號提供給解交織器132。在ー些配置中，解調(diào)器使星座圖去旋轉(zhuǎn)(derotate)。解交織器132將子載波組的標(biāo)識和子載波信號提供給解碼器134。解碼器134恢復(fù)由編碼器108建立的多個星座點。子包合并器136使用所接收的星座點來提供合并的子包以構(gòu)成包 或幀，從而在線路138上提供接收的數(shù)據(jù)。子包合并器136還可以向發(fā)射機100提供反饋，如虛線152和154所示?？梢酝ㄟ^與接收機102關(guān)聯(lián)的第二發(fā)射機(未示出)來發(fā)送對發(fā)射機100的反饋，并且可以經(jīng)由與發(fā)射機100關(guān)聯(lián)的第二接收機(未示出)來接收該反饋。因此，線路152和154是反饋路徑的圖形表示，其中該反饋路徑可以用任何方式(包括經(jīng)由第二發(fā)射機(未示出))從接收機102向發(fā)射機100發(fā)送信息，其可以使用天線122向使用天線120的第二接收機(未示出)發(fā)送信息。解碼器134可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任何兼容的解碼器類型，包括但不局限于接近理想的對數(shù)似然解碼器、最小均方誤差(MMSE)量化器、迫零(ZF)量化器、球面解碼器等。MMSE或ZF量化器可以配置用于反轉(zhuǎn)信道并使得所接收的星座圖去旋轉(zhuǎn)。更優(yōu)的對數(shù)似然比(LLR)解碼器可以直接用于經(jīng)過旋轉(zhuǎn)且信道改變的所發(fā)送的星座點。然而，當(dāng)所接收的星座圖包括三個或更多維度時，接近理想的對數(shù)似然解碼器會出現(xiàn)問題。MMSE和ZF量化器會導(dǎo)致性能損失。球面解碼器可能需要復(fù)雜的硬件。圖2示出了圖I的星座圖交織器110的方框圖。星座圖交織器110可以包括比特交織器202和子載波交織器204。除了使編碼比特進行交織外，還可以通過子載波使星座圖維度交織，從而人工地建立不同的信道狀況。在星座圖交織器110中，子載波組可以連續(xù)地變化?？商鎿Q地，一旦發(fā)現(xiàn)良好的交織，則在信道發(fā)生變化之前該交織可以是固定的。取決于信道的布局，ー個子載波組可能是良好的，而另ー個子載波組可能是較差的。如果經(jīng)過交織的子載波組是固定的，則ー些信道可能是不幸的并導(dǎo)致大量比特誤差，而其它信道可能是相對幸運的并且不會出現(xiàn)任何比特誤差。比特誤差趨向于是突發(fā)的。因此，即使在過度地遭受最差信道時，事實上也可以改善數(shù)據(jù)包誤差率(PER)。在UWB情況下，較差的信道可能持續(xù)幾分鐘?？商鎿Q地，如果經(jīng)過交織的子載波組持續(xù)變化，則可以在信道之間達到平衡。通過這種增強的分集可以改善比特誤差率(BER)。然而，因為許多數(shù)據(jù)包可以包括至少ー個較差子載波組實例和比特誤差的較大機率，所以PER可能較差。ー個比特誤差可能足以使得刪除該包。例如，如果使用唯一校驗和，則ー個比特誤差就會使得刪除該包。星座圖交織器110和線路152和154上的反饋路徑可以解決該問題。星座圖交織器110可以包括第一級和第二級，比如比特交織器202作為第一級而子載波交織器204作為第二級。子包創(chuàng)建器部件106可以將數(shù)據(jù)劃分為多個子包，其中每個子包可以包括ー個校驗和。在子包內(nèi)，子載波組可以是固定的。然而，可以針對不同的子包使用多個子載波組，這樣可以改善大部分信道的數(shù)據(jù)速率。在信道變化時間和向發(fā)射機100通知進行所需分組的時間之間可能存在不期望的延遲。在一些情況下，發(fā)射機100能夠在不等待反饋的情況下確定良好的載波組。例如在發(fā)射機側(cè)能夠已知信道的時分雙エ(TDD)系統(tǒng)中，算法可以預(yù)測可以哪些組工作以及哪些組不工作。例如，避免使用同一組的空間子載波內(nèi)的兩個較弱的子載波是有利的。在一些情況下，加入反饋系統(tǒng)可能增加傳輸時間、功率需求和處理時間?？梢詫⒈恍D(zhuǎn)的多維星座圖視為塊碼(block code)，其中以跨越盡可能多的維度的方式來選擇每個星座點，其中維度表示子載波。維度可以是星座圖的空間結(jié)構(gòu)的軸?？梢詫⒆虞d波數(shù)學(xué)建模為星座圖的維度。例如，星座點(2，0，0，0)可以是次優(yōu)選擇，因為星座點(1，1，1，1)在星座圖中跨越較多維度，所以其可以是更優(yōu)選擇。這里示 出的示例性星座圖旋轉(zhuǎn)技術(shù)通常試圖在任何一個維度衰退之后將星座點之間的最小距離最大化。盡管所示星座圖旋轉(zhuǎn)技術(shù)可以利用包括空時碼(STC)的編碼和未編碼調(diào)制方案來實施，但是舉例而言，本文通常在比特交織編碼調(diào)制(BICM)系統(tǒng)的背景下來描述當(dāng)前星座圖旋轉(zhuǎn)技術(shù)的使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，本文所示的技術(shù)可以利用其它調(diào)制系統(tǒng)來實施。在BICM系統(tǒng)中，ー個重要的度量不直接與星座點相關(guān)，而是與星座點攜帯的軟比特相關(guān)。舉例而言，本文關(guān)注于具有Gray映射的矩形星座圖。在ー些空間系統(tǒng)中，可能難以找到用于每個星座點的良好的比特標(biāo)記系統(tǒng)，例如具有數(shù)目為2的冪次方的點的六邊形。通過保證在相鄰點之間一次僅ー個比特變化，Gray編號方式可以良好地用于矩形星座圖。該矩形星座圖看起來像是典型的正交幅度調(diào)制(QAM)星座圖。通常假設(shè)星座圖維度為復(fù)數(shù)。在現(xiàn)實問題中，維度通常是實數(shù)。在無線通信系統(tǒng)中經(jīng)常使用正交I/Q調(diào)制。在復(fù)平面中表示正交I/Q調(diào)制基帶信號。然而，在將若干子載波進行組合以構(gòu)成多維星座圖時，相同子載波的I和Q信道是相關(guān)的并且可能一起衰落。然而，來自第一子載波的I和Q信道可能與來自不相關(guān)子載波的I和/或Q信道是隔離的并且是獨立分組的。在接收機102處，例如通過解調(diào)器130可以執(zhí)行第一去旋轉(zhuǎn)操作以便分離I和Q信道并對其進行單獨處理。因此，可以將空間中的每個維度建模為實維度。所示星座圖旋轉(zhuǎn)技術(shù)可以對Chernoff邊界應(yīng)用更精確的近似法?，F(xiàn)有星座圖旋轉(zhuǎn)技術(shù)通常運用最大乘積距離規(guī)則，其必須具有所有誤差矢量的完整分集。取代在現(xiàn)有星座圖旋轉(zhuǎn)中使用的最大乘積距離規(guī)則，所示星座圖旋轉(zhuǎn)技術(shù)允許對所有旋轉(zhuǎn)進行優(yōu)化。所示星座圖旋轉(zhuǎn)技術(shù)可以對BER進行優(yōu)化。盡管本文描述的方案對本領(lǐng)域已知的很多通信信道是通用的，但是舉例而言，所考慮的信道主要是具有理想交織的Rayleigh信道以及具有實際交織的IEEE 802. 15. 3a信道CM2。IEEE 802. 15. 3a信道CM2是由WiMedia UWB使用的信道模型。CM2是近似的Rayleigh，主要的區(qū)別在于交織方案。因為衰落沒有那么深，所以Ricean信道不象Rayleigh信道那么令人難以接受。在這里提供的示例中，通常通過考慮每ー維度的獨立Rayleigh衰落來優(yōu)化多維星座圖旋轉(zhuǎn)。因為空間子載波可以以彼此相對遠離并且獨立衰落的方式組合在一起，所以該假設(shè)通常是有效的。但是在實際系統(tǒng)中，子載波數(shù)目可能是有限的并且子載波必須在相同的所發(fā)送的數(shù)據(jù)包內(nèi)循環(huán)利用，即一次又一次的重用。在下面討論的示例性數(shù)學(xué)模型中，假設(shè)交織器(例如星座圖交織器110)是理想的并且子載波是獨立的，以便降低計算星座圖旋轉(zhuǎn)時的復(fù)雜度。對于2維星座圖，存在圍繞中心的唯一旋轉(zhuǎn)角度。在3維星座圖中，對于類似立體的立方雙曲線，存在3個旋轉(zhuǎn)角(例如，歐拉(Euler)角)。在4維星座圖中，存在6個這種
旋轉(zhuǎn)。通常，對于每種2個軸的組合存在ー個旋轉(zhuǎn)。在D維星座圖中，存在個可能的旋
轉(zhuǎn)。在5維星座圖中，存在10個可能的旋轉(zhuǎn)。由于計算復(fù)雜度，星座圖維度可以限制為4。然而，如下所示，可以使用対稱性來降低計算復(fù)雜度并允許考慮大于4的維度。隨著星座圖維度數(shù)的増加，可能的旋轉(zhuǎn)數(shù)目以及需要考慮的星座圖中的星座點數(shù)目(或約束)會顯著增加。隨著維度數(shù)増加可以應(yīng)用收益遞減法則。圍繞軸i和i’的旋轉(zhuǎn)角θπ,可以通過大小為D X D的Givens旋轉(zhuǎn)矩陣民(Θ ii;)來建模。例如，如果D = 4，i = 2，i，= 4，則
權(quán)利要求
1.一種使用多個子載波來發(fā)送多維星座圖的方法，所述方法包括 將載波分為多個子載波組，其中，基于所述多維星座圖中的維度的數(shù)目來確定所述子載波組的大??； 將數(shù)據(jù)包分為多個子包，每個所述子包包括子載波組標(biāo)識符； 將所述多個子載波組中的第一組分配給所述多個子包中的第一子包； 將所述多個子載波組中的第二組分配給所述多個子包中的第二子包； 將所述多個子包發(fā)送給接收機； 基于所述多個子包中的所述第一子包的傳輸質(zhì)量來判斷是否繼續(xù)使用所述第一子載波組，其中，被分配給所述第一子包的所述第一子載波組的子載波組標(biāo)識符用于評估所述多個子包中的所述第一子包的傳輸質(zhì)量；以及 基于所述多個子包中的所述第二子包的傳輸質(zhì)量來判斷是否繼續(xù)使用所述第二子載波組。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括 從所述接收機接收對應(yīng)于所述第一子包的傳輸質(zhì)量的信息。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述對應(yīng)于所述第一子包的傳輸質(zhì)量的信息指示所述接收機是否成功接收到所述第一子包。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，被分配給所述第一子包的所述第一子載波組的子載波組標(biāo)識符用于基于從所述接收機接收的、用于指示所述接收機是否成功接收到所述第一子包的信息來評估所述第一子包的傳輸質(zhì)量。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括 旋轉(zhuǎn)第二多維星座圖以產(chǎn)生所述多維星座圖。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，旋轉(zhuǎn)所述第二多維星座圖包括 構(gòu)建第一旋轉(zhuǎn)矩陣，其中，所述第一旋轉(zhuǎn)矩陣的第一列包括基于所述多維星座圖中的軸數(shù)目的第一矩陣元素，所述第一旋轉(zhuǎn)矩陣的其它列包括所述第一矩陣元素的第一組置換； 構(gòu)建第二旋轉(zhuǎn)矩陣，其中，所述第二旋轉(zhuǎn)矩陣的第一列包括基于所述多維星座圖中的軸數(shù)目的所述第一矩陣元素，所述第二旋轉(zhuǎn)矩陣的其它列包括所述第一矩陣元素的第二組置換； 對所述第一旋轉(zhuǎn)矩陣和第二旋轉(zhuǎn)矩陣施加正交性約束； 在所述第一旋轉(zhuǎn)矩陣和第二旋轉(zhuǎn)矩陣中選擇一個旋轉(zhuǎn)矩陣；以及 使用所述旋轉(zhuǎn)矩陣來旋轉(zhuǎn)所述第二多維星座圖。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括 計算所述多維星座圖的多個誤差概率。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括 基于所述多個誤差概率來選擇所述旋轉(zhuǎn)矩陣。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述多維星座圖中的每個軸表示一個子載波。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，旋轉(zhuǎn)所述第二多維星座圖包括 確定所述第二多維星座圖中的星座點的數(shù)目； 確定所述第二多維星座圖中的維度的數(shù)目；針對所述星座點確定與所述維度相關(guān)的多個加權(quán)因子； 調(diào)整所述加權(quán)因子使得所述星座點跨越多個維度；以及 使用所述加權(quán)因子旋轉(zhuǎn)所述第二多維星座圖。
11.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，旋轉(zhuǎn)所述第二多維星座圖包括 在所述第二多維星座圖中標(biāo)識多個星座點； 針對所述第二多維星座圖計算誤差概率，其中，計算所述誤差概率包括確定所述第二多維星座圖中的維度以及每一維度中所述多個星座點的星座點數(shù)目；以及基于所述誤差概率來旋轉(zhuǎn)所述第二多維星座圖。
12.一種使用多個子載波來發(fā)送多維星座圖的設(shè)備，所述設(shè)備包括處理器，所述處理器被配置為 將載波分為多個子載波組，其中，基于所述多維星座圖中的維度的數(shù)目來確定所述子載波組的大??； 將數(shù)據(jù)包分為多個子包，每個所述子包包括子載波組標(biāo)識符； 將所述多個子載波組中的第一組分配給所述多個子包中的第一子包； 將所述多個子載波組中的第二組分配給所述多個子包中的第二子包； 將所述多個子包發(fā)送給接收機； 基于所述多個子包中的所述第一子包的傳輸質(zhì)量來判斷是否繼續(xù)使用所述第一子載波組，其中，被分配給所述第一子包的所述第一子載波組的子載波組標(biāo)識符用于評估所述多個子包中的所述第一子包的傳輸質(zhì)量；以及 基于所述多個子包中的所述第二子包的傳輸質(zhì)量來判斷是否繼續(xù)使用所述第二子載波組。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述處理器還被配置為 從所述接收機接收對應(yīng)于所述第一子包的傳輸質(zhì)量的信息。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述對應(yīng)于所述第一子包的傳輸質(zhì)量的信息指示所述接收機是否成功接收到所述第一子包。
15.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，被分配給所述第一子包的所述第一子載波組的子載波組標(biāo)識符用于基于從所述接收機接收的、用于指示所述接收機是否成功接收到所述第一子包的信息來評估所述第一子包的傳輸質(zhì)量。
16.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述處理器還被配置為 旋轉(zhuǎn)第二多維星座圖以產(chǎn)生所述多維星座圖。
17.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述處理器被配置為通過以下操作來旋轉(zhuǎn)所述第二多維星座圖 構(gòu)建第一旋轉(zhuǎn)矩陣，其中，所述第一旋轉(zhuǎn)矩陣的第一列包括基于所述多維星座圖中的軸數(shù)目的第一矩陣元素，所述第一旋轉(zhuǎn)矩陣的其它列包括所述第一矩陣元素的第一組置換； 構(gòu)建第二旋轉(zhuǎn)矩陣，其中，所述第二旋轉(zhuǎn)矩陣的第一列包括基于所述多維星座圖中的軸數(shù)目的所述第一矩陣元素，所述第二旋轉(zhuǎn)矩陣的其它列包括所述第一矩陣元素的第二組置換； 對所述第一旋轉(zhuǎn)矩陣和第二旋轉(zhuǎn)矩陣施加正交性約束；在所述第一旋轉(zhuǎn)矩陣和第二旋轉(zhuǎn)矩陣中選擇一個旋轉(zhuǎn)矩陣；以及 使用所述旋轉(zhuǎn)矩陣來旋轉(zhuǎn)所述第二多維星座圖。
18.一種使用多個子載波來發(fā)送多維星座圖的裝置，所述裝置包括 用于將載波分為多個子載波組的模塊，其中，基于所述多維星座圖中的維度的數(shù)目來確定所述子載波組的大??； 用于將數(shù)據(jù)包分為多個子包的模塊，每個所述子包包括子載波組標(biāo)識符； 用于將所述多個子載波組中的第一組分配給所述多個子包中的第一子包的模塊； 用于將所述多個子載波組中的第二組分配給所述多個子包中的第二子包的模塊； 用于將所述多個子包發(fā)送給接收機的模塊； 用于基于所述多個子包中的所述第一子包的傳輸質(zhì)量來判斷是否繼續(xù)使用所述第一子載波組的模塊，其中，被分配給所述第一子包的所述第一子載波組的子載波組標(biāo)識符用于評估所述多個子包中的所述第一子包的傳輸質(zhì)量；以及 用于基于所述多個子包中的所述第二子包的傳輸質(zhì)量來判斷是否繼續(xù)使用所述第二子載波組的模塊。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，還包括 用于從所述接收機接收對應(yīng)于所述第一子包的傳輸質(zhì)量的信息的模塊。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述對應(yīng)于所述第一子包的傳輸質(zhì)量的信息指示所述接收機是否成功接收到所述第一子包。
21.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，被分配給所述第一子包的所述第一子載波組的子載波組標(biāo)識符用于基于從所述接收機接收的、用于指示所述接收機是否成功接收到所述第一子包的信息來評估所述第一子包的傳輸質(zhì)量。
22.如權(quán)利要求18所述的裝置，還包括 用于旋轉(zhuǎn)第二多維星座圖以產(chǎn)生所述多維星座圖的模塊。
23.一種包括指令的非暫時性計算機可讀介質(zhì)，當(dāng)所述指令由處理器執(zhí)行時使得所述處理器進行以下操作 將載波分為多個子載波組，其中，基于所述多維星座圖中的維度的數(shù)目來確定所述子載波組的大??； 將數(shù)據(jù)包分為多個子包，每個所述子包包括子載波組標(biāo)識符； 將所述多個子載波組中的第一組分配給所述多個子包中的第一子包； 將所述多個子載波組中的第二組分配給所述多個子包中的第二子包； 將所述多個子包發(fā)送給接收機； 基于所述多個子包中的所述第一子包的傳輸質(zhì)量來判斷是否繼續(xù)使用所述第一子載波組，其中，被分配給所述第一子包的所述第一子載波組的子載波組標(biāo)識符用于評估所述多個子包中的所述第一子包的傳輸質(zhì)量；以及 基于所述多個子包中的所述第二子包的傳輸質(zhì)量來判斷是否繼續(xù)使用所述第二子載波組。
24.如權(quán)利要求23所述的非暫時性計算機可讀介質(zhì)，還包括當(dāng)由處理器執(zhí)行時使得所述處理器執(zhí)行下列操作的指令 旋轉(zhuǎn)第二多維星座圖以產(chǎn)生所述多維星座圖。
全文摘要
一種用于編碼傳輸?shù)亩嗑S星座圖的旋轉(zhuǎn)。一種使用多個子載波來發(fā)送多維星座圖的方法包括將載波分為多個子載波組以及將數(shù)據(jù)包分為多個子包。該方法還包括將多個子載波組中的第一組分配給多個子包中的第一子包以及將多個子載波組中的第二組分配給多個子包中的第二子包。該方法還包括將多個子包發(fā)送給接收機，基于多個子包中的第一子包的傳輸質(zhì)量來判斷是否繼續(xù)使用第一子載波組，以及基于多個子包中的第二子包的傳輸質(zhì)量來判斷是否繼續(xù)使用第二子載波組。
文檔編號H04L1/00GK102684828SQ201210058578
公開日2012年9月19日 申請日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者O·杜拉爾, R·克拉比 申請人:高通股份有限公司