用于在無線通信系統(tǒng)中支持時間正交幅度調(diào)制的裝置和方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于無線通信系統(tǒng)中的信號的調(diào)制和解調(diào)。
【背景技術】
[0002] 一般地，用于無線通信的發(fā)送側的信號處理過程是由信道編碼、調(diào)制、上變頻和發(fā) 送來完成。與此對應，接收側的信號處理是由下變頻、解調(diào)和信號解碼來完成。在此，接收側 的解碼包括計算每比特或每符號的解碼度量的過程。一般地，對數(shù)似然比（LogLikelihood Ratio,LLR)被廣泛地用作解碼度量。
[0003] 生成LLR要求以干擾和噪聲信號的特定概率分布為前提。為了執(zhí)行具有低復雜度 的解碼，傳統(tǒng)技術假設干擾信號為高斯分布。因此，為了使干擾信號的特性最大程度地近似 于高斯分布，主要使用正交幅度調(diào)制（QAM)系列的調(diào)制方法。但，已眾所周知的是，非高斯 信道具有比高斯信道更大的信道容量。因此，若適當?shù)貓?zhí)行解碼，那么非高斯信道能夠提供 比高斯信道更好的解碼性能。
[0004] 據(jù)此，存在開發(fā)使干擾信號能夠遵循非高斯分布的調(diào)制方法的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服以上討論的缺點，主要目的是為了提供一種無線通信系統(tǒng)中用于支持使 噪聲和干擾信號能夠遵循非高斯分布的調(diào)制/解調(diào)技術的裝置和方法。
[0006] 本發(fā)明的另一方面是為了提供無線通信系統(tǒng)中，在應用時間正交幅度調(diào)制（TQAM) 技術時用于解決時間軸的符號集中（symbolconcentration)的問題的裝置和方法。
[0007] 本發(fā)明的又一方面是為了提供無線通信系統(tǒng)中用于計算具有低TQAM復雜度的高 斯解碼度量的裝置和方法。
[0008] 本發(fā)明的又一方面是為了提供無線通信系統(tǒng)中用于計算近似于TQAM信道容量的 非高斯解碼度量的裝置和方法。
[0009] 以上方面通過提供無線通信系統(tǒng)中用于支持時間正交幅度調(diào)制的裝置和方法來 實現(xiàn)。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了無線通信系統(tǒng)中發(fā)送端的操作方法。該方法包括 如下操作：生成由正交幅度調(diào)制（QAM)符號和該QAM符號所映射到的時間資源的位置的組 合所標識的發(fā)送符號；在時間軸上移位所述發(fā)送符號中包括的QAM符號當中的至少一個 QAM符號；以及基于指示被移位的量的移位值來重新調(diào)整所述QAM符號的星座點。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了無線通信系統(tǒng)中接收端的操作方法。該方法包括 如下操作：接收由QAM符號和該QAM符號所映射到的時間資源的位置的組合所標識的接收 符號；恢復在發(fā)送端中為了在所述接收符號中包括的QAM符號的時間軸分布的均勻化已 經(jīng)執(zhí)行的至少一個移位；生成用于接收符號的解碼度量；以及使用所述解碼度量來執(zhí)行解 碼。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了無線通信系統(tǒng)中發(fā)送端裝置。該裝置包括調(diào)制解 調(diào)器和射頻（RF)發(fā)送單元。該調(diào)制解調(diào)器生成由QAM符號和該QAM符號所映射到的時間 資源的位置的組合所標識的發(fā)送符號；在時間軸上移位所述發(fā)送符號中包括的QAM符號當 中的至少一個QAM符號；以及基于指示被移位的量的移位值來重新調(diào)整所述QAM符號的星 座點。該RF發(fā)送單元發(fā)送信號。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了無線通信系統(tǒng)中接收端裝置。該裝置包括接收單 元和調(diào)制解調(diào)器。該接收單元接收由QAM符號和該QAM符號所映射到的時間資源的位置的 組合所標識的接收符號。該調(diào)制解調(diào)器恢復在發(fā)送端中為了所述接收符號中包括的QAM符 號的時間軸分布的均勻化已經(jīng)執(zhí)行的至少一個移位；生成用于接收符號的解碼度量；以及 使用所述解碼度量來執(zhí)行解碼。
[0014] 在對下面的【具體實施方式】進行描述之前，對貫穿本專利文件中所使用的某些詞和 短語的定義進行闡明是有利的：術語"包括（include) "和"包含（comprise) "以及其派生 詞意味著包括而不是限制；術語"或"是包含性的，意味著和/或；短語"與……相關聯(lián)"和 "與其相關聯(lián)"以及派生詞可以意味著包括、被包括在內(nèi)、與……互連，包含，被包含在內(nèi)、連 接到或與......連接、親合到或與......親合、可與......通信、與......合作、交錯（interleave)、 并列（juxtapose)、接近于…、綁定到或與......綁定、具有、具有…屬性等；并且術語"控制 器"指的是控制至少一個操作的任一設備、系統(tǒng)或其部分，這種設備可以實現(xiàn)在可由硬件、 固件或軟件、或者硬件、固件或軟件中的至少兩個的一些組合實現(xiàn)中。應該注意到，與任一 特定控制器相關聯(lián)的功能可以本地地或遠程地集中或分布。提供特定詞匯和短語的定義以 用于本專利文件的通篇文檔，本領域普通技術人員應當理解，即便不是在大多數(shù)情況下，那 么在許多情況下，這些定義也適用于現(xiàn)有的以及將來的對這些所定義詞匯和短語的使用。
【附圖說明】
[0015] 為了更全面地理解本公開及其優(yōu)點，現(xiàn)提供結合附圖的以下描述，附圖中相同的 附圖標記代表相同的部件：
[0016] 圖1A至圖1C示出頻率正交幅度調(diào)制（FQAM)技術的構思；
[0017] 圖2A至圖2C示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的時間正交幅度調(diào)制（TQAM)技術的構思；
[0018] 圖3A至圖3H示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的當在無線通信系統(tǒng)中應用TQAM時的幀 的部分；
[0019] 圖4A至圖4C為示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的在無線通信系統(tǒng)中使TQAM符 號均勻的過程的圖；
[0020] 圖5A至圖5H為示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的無線通信系統(tǒng)中的4-TQAM的 星座點的示例的圖；
[0021] 圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的無線通信系統(tǒng)中的TQAM概率密度函數(shù) (roF)的生成部件的構造的框圖；
[0022] 圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的發(fā)送端的操作過程的流程圖；
[0023] 圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例在無線通信系統(tǒng)中接收端的解碼度量生 成過程的流程圖；
[0024] 圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例在無線通信系統(tǒng)中接收端的信息比特流 的確定過程的流程圖；
[0025] 圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的無線通信系統(tǒng)中用于TQAM符號解碼的 接收器結構的框圖；
[0026] 圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的無線通信系統(tǒng)中用于時間-頻率-混 合-QAM(TF-混合-QAM)符號解碼的接收器結構的框圖；
[0027]圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的無線通信系統(tǒng)中發(fā)送端的構造的框 圖；以及
[0028]圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的無線通信系統(tǒng)中接收端的構造的框 圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面討論的圖1到圖13以及在本專利文件中用來描述本公開原理的各種實施例 僅僅是示例性的，不應以限制本公開范圍的方式進行解釋。本領域普通技術人員將理解，本 公開的原理可以在任何適當布置的電信技術中實現(xiàn)。本文中下面將參照附圖描述本發(fā)明的 優(yōu)選實施例。在以下描述中，不對公知的功能或構造詳細描述，因為其中不必要的細節(jié)會混 淆本發(fā)明。并且，以下描述的、考慮到本發(fā)明中的功能來定義的術語可以依賴于用戶和操作 者的意圖或?qū)嵺`而不同。因此，該術語應當基于整個說明書的公開內(nèi)容來定義。
[0030] 以下，本發(fā)明描述了無線通信系統(tǒng)中用于支持使噪聲和干擾信號能夠遵循非高斯 分布的調(diào)制/解調(diào)技術的技術。
[0031] 伴隨使得干擾信號能夠遵循非高斯分布的調(diào)制方法，已經(jīng)提出了頻率正交幅度調(diào) 制（FQAM)技術。FQAM是組合正交幅度調(diào)制（QAM)和頻移鍵控（FSK)的混合調(diào)制方法。FQAM 具有QAM的高頻譜效率、FSK的非高斯分布的干擾信號等等的所有優(yōu)點。FQAM技術的構思 如以下圖1中所述。
[0032] 圖1示出FQAM技術的構思。圖1表現(xiàn)組合4-QAM和4-FSK的16-FQAM。
[0033] 參照圖1，如圖1(a)中所示的4-QAM具有直角坐標系中的四個星座點，由此能夠生 成具有不同相位的四個復符號。圖1(b)中所示的4-FSK使用四個頻率值，由此能夠生成具 有不同頻率值的四個復符號。圖1 (c)中所示的16-FQAM是4-QAM和4-FSK的組合。如圖 1 (c)中，因為FQAM符號能夠具有不同的四個頻率值并且同時能夠具有不同的四個相位值， 所以能夠生成總共16個FQAM符號。
[0034] 如上，F(xiàn)QAM使用QAM符號是否被映射到哪個頻率，通過頻率數(shù)目來擴展只能由QAM 表達的比特流的數(shù)目。換言之，F(xiàn)QAM使用FSK符號的相位和大小，通過QAM符號的數(shù)目、擴 展只能由FSK表達的比特流的數(shù)目。也就是說，F(xiàn)QAM符號是由FSK符號的相位和大小以及 QAM符號所映射的頻率資源的位置的組合來標識的。
[0035] 本發(fā)明提出了將時移鍵控（TSK)而不是FSK與QAM組合的調(diào)制方法。以下，本發(fā) 明將組合TSK和QAM的調(diào)制方法定名為'時間正交幅度調(diào)制（TQAM) '。TQAM技術的構思在 以下圖2中描述。
[0036] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的TQAM技術的構思。圖2表示組合4-QAM 和 4-TSK的 16-TQAM。
[0037] 參照圖2,如圖2 (a)中所示的4-QAM具有直角坐標系中的四個星座點，由此能夠生 成具有不同相位的四個復符號。圖2(b)中所示的4-TSK使用四個傳輸時間點，由此能夠生 成具有不同傳輸時間點的四個復符號。圖2 (c)中所示的16-TQAM是4-QAM和4-TSK的組 合。如圖2(c)中，因為TQAM符號能夠具有不同的四個傳輸時間點并且同時能夠具有不同 的四個相位值，所以能夠生成總共16個TQAM符號。
[0038] 如上，TQAM使用QAM符號是否被映射到哪個時間資源，通過時間資源的數(shù)目、擴展 只能由QAM表達的比特流的數(shù)目。換言之，TQAM使用TSK符號的相位和大小，通過QAM符 號的數(shù)目、擴展只能由TSK表達的比特流的數(shù)目。也就是說，TQAM符號是由TSK符號的相 位和大小以及QAM符號所映射的時間資源的位置的組合來標識的。
[0039] 與FQAM相比，TQAM具有如下優(yōu)點。通常，時間軸的信道變化速度要低于頻率軸的 信道變化速度。因此，當如TQAM中那樣符號被廣泛地布置在時間軸時，導頻開銷能夠減少。 此外，與FQAM相比，TQAM在每一個符號要求少量的頻率資源。因此，將TQAM應用于頻率受 限的環(huán)境是容易的。此外，不使用正交頻分復用（OFDM)的系統(tǒng)要求根據(jù)所使用頻率的大小 的多個匹配濾波器。在此情況下，與FQAM接收端相比，TQAM接收端具有簡單的接收結構， 因為TQAM符號檢測僅在相同頻率中被要求。
[0040] 相反，TQAM可能具有以下缺點。當應用TQAM時的部分幀被如下描述。圖3示出 根據(jù)本發(fā)明的實施例的當向無線通信系統(tǒng)應用TQAM時的幀的部分。圖3表示了當將TQAM 應用于OFDM/正交頻分多址（0FDMA)無線通信系統(tǒng)時的幀的部分。圖3舉例說明了如以上 圖2中的16-TQAM。
[0041] 圖3中，水平軸表示時間，并且垂直軸表示頻率。時間軸是以OFDM符號為單位來 劃分的，并且頻率軸是以子載波為單位來劃分的。并且，一個OFDM符號和一個子載波構成 的單位被稱為音調(diào)（tone)。參照圖3, 一個TQAM塊包括占據(jù)一個子載波和四個OFDM符號 的四個音調(diào)。在圖3中，在一個TQAM塊中包括的四個OFDM符號被相鄰地示出。但這是一 個例子，并且在一個TQAM塊中包括的四個OFDM符號可能不是物理上連續(xù)的。
[0042] 在每個TQAM塊中，QAM符號所映射的OFDM符號的位置是根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的值來確 定的。作為結果，時間軸上QAM符號的分布可能是不均勻的。圖3中，OFDM符號1(301)不 包括QAM符號、OFDM符號2 (302)包括一個QAM符號、OFDM符號3 (303)包括兩個QAM符號， 并且OFDM符號4 (304)包括一個QAM符號。
[0043] 如上所述，在TQAM的情況下，存在其中不發(fā)送功率的時間軸部分（例如，OFDM符號 1(301)