專利名稱：Ofdm系統(tǒng)的時(shí)變循環(huán)延遲分集的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文一般涉及無線通信，特別涉及多天線系統(tǒng)中的信號傳輸。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)中，來自發(fā)射機(jī)的RF調(diào)制信號可以通過多個(gè)傳播路徑到達(dá)接收機(jī)。由于例如衰落和多徑的多種因素，傳播路徑的特性通常隨時(shí)間改變。為了提供分集以抑制有害路徑影響以及提高性能，可以使用多個(gè)發(fā)射和接收天線。多進(jìn)多出(MIMO)通信系統(tǒng)采用多個(gè)(NT個(gè))發(fā)射天線以及多個(gè)(NR個(gè))接收天線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由NT個(gè)發(fā)射天線以及NR個(gè)接收天線構(gòu)成的MIMO信道可以分解成為NS個(gè)獨(dú)立信道，其中NS≤min{NT，NR}。NS個(gè)獨(dú)立信道中的每一個(gè)也可被稱為MIMO信道的一個(gè)空間子信道(或者一個(gè)傳輸信道)，并且對應(yīng)于一個(gè)維度。
至少在某種程度上如下情況是真實(shí)的，即，如果發(fā)射天線和接收天線之間的傳播路徑是線性獨(dú)立的(即，一條路徑上的傳輸不會作為其它路徑上的傳輸?shù)木€性組合而形成)，則正確接收數(shù)據(jù)傳輸?shù)目赡苄跃蜁S著天線數(shù)量的增加而增加。通常，當(dāng)發(fā)射和接收天線增加時(shí)，分集增加且性能提高。
為了進(jìn)一步提高信道的分集，可以使用發(fā)射分集技術(shù)。已經(jīng)開發(fā)出了許多發(fā)射分集技術(shù)。其中一種技術(shù)是發(fā)射延遲分集。在發(fā)射延遲分集中，發(fā)射機(jī)利用兩個(gè)天線來發(fā)射同一信號，其中第二天線發(fā)射的信號是第一天線發(fā)射信號的延遲。這樣，第二天線通過建立可以在接收機(jī)處收集的第二組獨(dú)立多徑元素來形成分集。如果第一發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的多徑發(fā)生衰落，則第二發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的多徑可能沒有發(fā)生衰落，在這種情況下將在接收機(jī)處維持可接受的信噪比(SNR)。因?yàn)樵诮邮諜C(jī)處僅需估計(jì)復(fù)合的TX0+TX1信道，因而這種技術(shù)易于實(shí)現(xiàn)。發(fā)射延遲分集的最大缺點(diǎn)是其增加了信道的有效延遲擴(kuò)展，并且在第二天線引起的多徑開始出現(xiàn)并與第一天線的多徑發(fā)生破壞性地相互作用時(shí)，發(fā)射延遲分集的執(zhí)行效果不佳，因此降低了分集的整體水平。
為了處理標(biāo)準(zhǔn)延遲分集問題，開發(fā)出了其它延遲分集技術(shù)。其中一種技術(shù)被稱為循環(huán)延遲分集。循環(huán)延遲是指ni個(gè)符號中每個(gè)符號的采樣依照其作為符號的一部分而被發(fā)射的順序移位。那些位于符號有效部分之外的采樣在符號起始處發(fā)射。在這項(xiàng)技術(shù)中，將前綴從前面添加(pre-pend)到固定了延遲或順序的每個(gè)采樣，以便將采樣作為符號的一部分而從特定的天線進(jìn)行發(fā)射。然而，循環(huán)延遲會產(chǎn)生較長的延遲，因而其將被限定為部分保護(hù)間隔周期以避免符號間干擾。
循環(huán)延遲分集方案可能引起信道的頻率選擇性，因而對于平坦信道其可提供分集的益處。然而，當(dāng)信道不在其時(shí)間選擇中時(shí)，循環(huán)延遲分集不提供任何時(shí)間分集。例如，如果兩個(gè)發(fā)射天線處于緩慢衰落或者靜態(tài)信道中，循環(huán)移位Δm可能總是使得兩個(gè)信道(例如H1(n)和H2(n))破壞性地(或者結(jié)構(gòu)性地)疊加(addition)。
因此，期望提出一種延遲分集方案，其可將用于提供分集的信道的破壞性或結(jié)構(gòu)性疊加的可能性最小化。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方案中，一種用于提供發(fā)射分集的方法包括在第一延遲周期后向第一天線提供第一符號；在與第一延遲周期不同的第二延遲周期后向第一天線提供第二符號；在與第一延遲周期和第二延遲周期不同的第三延遲周期后向第一天線提供第三符號。
在另一方案中，一種發(fā)射機(jī)包括至少兩個(gè)天線；調(diào)制器；以及延遲電路，將從調(diào)制器輸出到天線的符號延遲一個(gè)隨時(shí)間改變的延遲周期。
在附加方案中，一種無線發(fā)射機(jī)包括至少兩個(gè)天線；存儲器，存儲多個(gè)符號，每個(gè)符號包括多個(gè)采樣，其中，所述存儲器在第一延遲之后向所述至少兩個(gè)天線中的一個(gè)天線輸出第一符號的多個(gè)采樣，并且在第二延遲之后向所述一個(gè)天線輸出所述多個(gè)符號中的第二符號的多個(gè)采樣。所述第一延遲和所述第二延遲不同。
在另一方案中，一種發(fā)射機(jī)包括至少三個(gè)天線；調(diào)制器；第一延遲電路，連接在調(diào)制器與所述至少兩個(gè)天線中的一個(gè)天線之間，其將從調(diào)制器輸出到天線的符號延遲隨時(shí)間改變的一個(gè)延遲周期；以及第二延遲電路，連接在調(diào)制器和所述至少兩個(gè)天線中的另一個(gè)天線之間，其將從調(diào)制器輸出到另一個(gè)天線的符號延遲隨時(shí)間改變的另一個(gè)延遲周期。所述另一個(gè)延遲周期和所述延遲周期不同。
在另一方案中，一種在多信道通信系統(tǒng)中提供發(fā)射分集的方法包括對將要在第一天線上發(fā)射的第一符號應(yīng)用第一移相；以及對將要在第二天線上發(fā)射的所述第一符號應(yīng)用不同于第一相移的第二相移。
在另一方案中，一種發(fā)射機(jī)包括至少兩個(gè)天線；調(diào)制器；以及移相電路，其對由調(diào)制器輸出到天線的符號應(yīng)用隨時(shí)間改變的相移。


通過以下結(jié)合附圖給出的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征、性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中，相似的參考符號進(jìn)行相應(yīng)地標(biāo)識，其中圖1示出MIMO系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)系統(tǒng)和接收機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例的框圖；圖2示出提供時(shí)變延遲分集的發(fā)射機(jī)單元的實(shí)施例的框圖；圖3示出對從同一天線發(fā)射的符號所應(yīng)用的時(shí)變延遲的實(shí)施例的框圖；圖4示出對從多個(gè)天線發(fā)射的符號所應(yīng)用的時(shí)變延遲的實(shí)施例的框圖；
圖5示出提供時(shí)變延遲分集的發(fā)射機(jī)單元的另一實(shí)施例的框圖；圖6示出可以使用時(shí)變延遲分集的接收機(jī)單元的實(shí)施例的框圖；圖7示出延遲部件的實(shí)施例的框圖；圖8示出用于提供時(shí)變分集的方法的實(shí)施例的流程圖；圖9示出提供時(shí)變延遲分集的發(fā)射機(jī)單元的另一實(shí)施例的框圖；以及圖10示出用于提供時(shí)變分集的方法的另一實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖給出的詳細(xì)描述旨在作為對示例性實(shí)施例的描述，而并非旨在代表能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的唯一實(shí)施例。說明書中使用的術(shù)語“示例性的”指“作為實(shí)例、例子或者示例的”，不應(yīng)將其視為優(yōu)選于或者優(yōu)于其它實(shí)施例。詳細(xì)描述包括為提供對本發(fā)明的全面理解的目的所需的詳細(xì)細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會清楚，本發(fā)明可在不具備這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)。在一些例子中，以框圖的形式示出公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以避免使本發(fā)明的概念變得不清楚。
多信道通信系統(tǒng)包括多進(jìn)多出(MIMO)通信系統(tǒng)、正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)、采用OFDM的MIMO系統(tǒng)(即MIMO-OFDM系統(tǒng))以及其它類型的傳輸。為了清楚起見，針對MIMO系統(tǒng)具體描述各種方案和實(shí)施例。
MIMO系統(tǒng)采用多個(gè)(NT個(gè))發(fā)射天線和多個(gè)(NR個(gè))接收天線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由NT個(gè)發(fā)射天線和NR個(gè)接收天線構(gòu)成的MIMO信道可以分解為NS個(gè)獨(dú)立信道，其中NS≤min{NT，NR}。NS個(gè)獨(dú)立信道中的每一個(gè)也可被稱為MIMO信道的一個(gè)空間子信道(或者傳輸信道)?？臻g子信道的數(shù)量由MIMO信道的本征模(eigenmode)的數(shù)量決定，本征模的數(shù)量又取決于信道響應(yīng)矩陣H，其中H描述NT個(gè)發(fā)射天線和NR個(gè)接收天線之間的響應(yīng)。信道響應(yīng)矩陣H的元素由獨(dú)立的高斯隨機(jī)變量{hi，j}組成，i＝1，2，...NR，j＝1，2，...NT，其中hi，j是第j個(gè)發(fā)射天線和第i個(gè)接收天線之間的耦合(即復(fù)數(shù)增益)。為了簡化起見，假設(shè)信道響應(yīng)矩陣H是全秩的(即NS＝NT≤NR)，并且一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)流可以從NT個(gè)發(fā)射天線中的每一個(gè)進(jìn)行發(fā)射。
圖1是MIMO系統(tǒng)100中發(fā)射機(jī)系統(tǒng)110和接收機(jī)系統(tǒng)150的實(shí)施例的框圖。在發(fā)射機(jī)系統(tǒng)110處，從數(shù)據(jù)源112向發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器114提供多個(gè)數(shù)據(jù)流的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)數(shù)據(jù)流在各自的發(fā)射天線上發(fā)射。TX數(shù)據(jù)處理器114基于為每個(gè)數(shù)據(jù)流選擇的用于提供編碼數(shù)據(jù)的特定編碼方案，對每個(gè)數(shù)據(jù)流的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化、編碼以及交織。
利用例如時(shí)分復(fù)用(TDM)或者碼分復(fù)用(CDM)，可將每個(gè)數(shù)據(jù)流的編碼數(shù)據(jù)與導(dǎo)頻數(shù)據(jù)復(fù)用。導(dǎo)頻數(shù)據(jù)通常是以公知方式處理的公知數(shù)據(jù)類型，并且可在接收機(jī)系統(tǒng)處用來估計(jì)信道響應(yīng)。然后，基于為每個(gè)數(shù)據(jù)流選擇的特定調(diào)制方案(例如BPSK、QPSK、M-PSK或者M(jìn)-QAM)，對每個(gè)數(shù)據(jù)流的復(fù)用導(dǎo)頻和編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制(即符號映射)以提供調(diào)制符號。每個(gè)數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)速率、編碼和調(diào)制可以由處理器130提供的控制所確定。
然后，將全部數(shù)據(jù)流的調(diào)制符號提供到TX MIMO處理器120，TX MIMO處理器120進(jìn)一步處理調(diào)制符號(例如OFDM)。然后，TX MIMO處理器120將NT個(gè)調(diào)制符號流提供給NT個(gè)發(fā)射機(jī)(TMTR)122a至122t。每個(gè)發(fā)射機(jī)122接收并處理各自的符號流，以提供一個(gè)或者多個(gè)模擬信號，并且進(jìn)一步對模擬信號進(jìn)行調(diào)整(例如放大、濾波以及上變頻)，以提供適合在MIMO信道上傳輸?shù)恼{(diào)制信號。
在接收機(jī)系統(tǒng)150處，所發(fā)射的調(diào)制信號由NR個(gè)天線152a至152r接收，并且來自每個(gè)天線152的接收信號被提供到各自的接收機(jī)(RCVR)154。每個(gè)接收機(jī)154調(diào)整(例如濾波、放大以及下變頻)各自的接收信號，將已調(diào)整的信號數(shù)字化以提供采樣，然后處理采樣以提供相應(yīng)的“接收”符號流。
然后，RX MIMO/數(shù)據(jù)處理器160從NR個(gè)接收機(jī)154接收NR個(gè)接收符號流，并基于特定的接收機(jī)處理技術(shù)對NR個(gè)接收符號流進(jìn)行處理，以提供NT個(gè)“檢測”符號流。下面詳細(xì)描述RX MIMO/數(shù)據(jù)處理器160進(jìn)行的處理。每個(gè)檢測符號流包括多個(gè)符號，這些符號是對針對相應(yīng)數(shù)據(jù)流而發(fā)射的調(diào)制符號的估計(jì)。然后，RX MIMO/數(shù)據(jù)處理器160對每個(gè)檢測符號流進(jìn)行解調(diào)、解交織以及解碼，以恢復(fù)該數(shù)據(jù)流的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。RX MIMO/數(shù)據(jù)處理器160進(jìn)行的處理與發(fā)射機(jī)系統(tǒng)110處TX MIMO處理器120和TX數(shù)據(jù)處理器114進(jìn)行的處理相互補(bǔ)。
RX MIMO處理器160可以例如基于與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)復(fù)用的導(dǎo)頻，導(dǎo)出對NT個(gè)發(fā)射天線和NR個(gè)接收天線之間的信道響應(yīng)的估計(jì)。信道響應(yīng)估計(jì)可以用來在接收機(jī)處進(jìn)行空間或者空/時(shí)處理。RX MIMO處理器160還可以估計(jì)檢測符號流的信噪干擾比(SNR)以及可能的其它信道特性，并將這些量提供給處理器170。RX MIMO/數(shù)據(jù)處理器160或者處理器170還可以導(dǎo)出對系統(tǒng)的“運(yùn)行(operating)”SNR的估計(jì)，其指示通信鏈路的狀況。然后，處理器170提供信道狀態(tài)信息(CSI)，其可以包括關(guān)于通信鏈路和/或接收數(shù)據(jù)流的各種類型的信息。例如，CSI可以僅包括運(yùn)行SNR。然后，CSI由TX數(shù)據(jù)處理器178進(jìn)行處理，由調(diào)制器180進(jìn)行調(diào)制，由發(fā)射機(jī)154a至154r進(jìn)行調(diào)整，并且被發(fā)回到發(fā)射機(jī)系統(tǒng)110。
在發(fā)射機(jī)系統(tǒng)110處，來自接收機(jī)系統(tǒng)150的調(diào)制信號由天線124接收，由接收機(jī)122調(diào)整，由解調(diào)器140解調(diào)，并且由RX數(shù)據(jù)處理器142進(jìn)行處理，以恢復(fù)出由接收機(jī)系統(tǒng)報(bào)告的CSI。然后，所報(bào)告的CSI被提供到處理器130，并用于(1)確定用于數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)速率以及編碼和調(diào)制方案，以及(2)生成對TX數(shù)據(jù)處理器114和TX MIMO處理器120的各種控制。
處理器130和170控制在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)系統(tǒng)處的操作，其中發(fā)射機(jī)和接收機(jī)與適當(dāng)?shù)陌l(fā)射和接收數(shù)據(jù)處理器相連。存儲器132和172分別為處理器130和170使用的程序代碼和數(shù)據(jù)提供存儲。
OFDM MIMO系統(tǒng)的模型可以表示為y=Hx+n，方程(1)其中，y是接收向量，即y‾=[y1y2...yNR]T]]>，其中{yi}是從第i個(gè)接收天線上接收的項(xiàng)，i∈{1，...NR}；
x是發(fā)射向量，即x‾=[x1x2...xNT]T]]>,其中{xj}是從第j個(gè)發(fā)射天線上發(fā)射的項(xiàng)，j∈{1，...NT}；H是MIMO信道的信道響應(yīng)矩陣；n是均值向量為0且協(xié)方差矩陣Λn＝σ2I的加性高斯白噪聲(AWGN)，其中0是由0組成的向量，I是對角線上為1而其它位置上為0的單位矩陣，σ2是噪聲方差；以及[.]T表示[.]的轉(zhuǎn)置。
由于傳播環(huán)境中的散射，從NT個(gè)發(fā)射天線發(fā)射的NT個(gè)符號流在接收機(jī)處互相干擾。特別地，從一個(gè)發(fā)射天線發(fā)射的一個(gè)給定符號流可被全部NR個(gè)接收天線以不同的幅度和相位接收。從而，每個(gè)接收信號可能包括NT個(gè)發(fā)射符號流中的每一個(gè)符號流的分量。NR個(gè)接收信號將一起包括全部NT個(gè)發(fā)射符號流。然而，所述NT個(gè)符號流分散在NR個(gè)接收信號之中。
在接收機(jī)處，可以使用各種處理技術(shù)來處理NR個(gè)接收信號，以檢測NT個(gè)發(fā)射符號流。這些接收機(jī)處理技術(shù)可以分為兩大類·空間和空-時(shí)接收機(jī)處理技術(shù)(也稱為均衡技術(shù))，以及·“連續(xù)調(diào)零/均衡和干擾抵消”接收機(jī)處理技術(shù)(也稱為“連續(xù)干擾抵消”或者“連續(xù)抵消”接收機(jī)處理技術(shù))。
圖2是發(fā)射機(jī)單元200的一部分的框圖，其可作為發(fā)射機(jī)系統(tǒng)(例如圖1中發(fā)射機(jī)系統(tǒng)110)的發(fā)射機(jī)部分的實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，可以對將要在NT個(gè)發(fā)射天線上發(fā)射的NT個(gè)數(shù)據(jù)流中的每個(gè)數(shù)據(jù)流使用單獨(dú)的數(shù)據(jù)速率以及編碼和調(diào)制方案(即基于每個(gè)天線進(jìn)行單獨(dú)的編碼和調(diào)制)。可以基于處理器130提供的控制確定用于每個(gè)發(fā)射天線的特定數(shù)據(jù)速率以及編碼和調(diào)制方案，并且數(shù)據(jù)速率可以按照上文所述進(jìn)行確定。
在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)單元200包括發(fā)射數(shù)據(jù)處理器202，其根據(jù)單獨(dú)的編碼和調(diào)制方案對每個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行接收、編碼和調(diào)制，以提供調(diào)制符號并進(jìn)行發(fā)射，MIMO發(fā)射數(shù)據(jù)處理器202和發(fā)射數(shù)據(jù)處理器204分別是圖1中發(fā)射數(shù)據(jù)處理器114和發(fā)射MIMO處理器120的一個(gè)實(shí)施例。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，發(fā)射數(shù)據(jù)處理器202包括解復(fù)用器210、NT個(gè)編碼器212a至212t以及NT個(gè)信道交織器214a至214t(即對于每個(gè)發(fā)射天線有一組解復(fù)用器、編碼器和信道交織器)。解復(fù)用器210將數(shù)據(jù)(即信息比特)解復(fù)用為對應(yīng)于NT個(gè)發(fā)射天線的NT個(gè)數(shù)據(jù)流，以用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。NT個(gè)數(shù)據(jù)流可以關(guān)聯(lián)于不同的數(shù)據(jù)速率，其可由在一個(gè)實(shí)施例中由處理器130或者170(圖1)提供的速率控制功能所確定。每個(gè)數(shù)據(jù)流被提供到各自的編碼器212a至212t。
每個(gè)編碼器212a至212t接收各自的數(shù)據(jù)流，并基于為所述數(shù)據(jù)流選擇的特定編碼方案對所述數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼，以提供編碼比特。在一個(gè)實(shí)施例中，編碼可被用于增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。在一個(gè)實(shí)施例中，編碼方案可以包括循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)編碼、卷積編碼、Turbo編碼、塊編碼等的任意組合。然后，將來自每個(gè)編碼器212a至212t的編碼比特提供到各自的信道交織器214a至214t，信道交織器214a至214t基于特定的交織方案對編碼比特進(jìn)行交織。交織為編碼比特提供時(shí)間分集、允許基于用于該數(shù)據(jù)流的傳輸信道的平均SNR發(fā)射數(shù)據(jù)、抑制衰落以及消除用于形成每個(gè)調(diào)制符號的編碼比特之間的相關(guān)性。
來自每個(gè)信道交織器214a至214t的編碼交織比特被提供到發(fā)射MIMO處理器204中各自的符號映射模塊222a至222t，符號映射模塊222a至222t對這些比特進(jìn)行映射以形成調(diào)制符號。
由每個(gè)符號映射模塊222a至222t實(shí)現(xiàn)的特定調(diào)制方案由處理器130提供的調(diào)制控制所確定。每個(gè)符號映射模塊222a至222t分組出多個(gè)由qi個(gè)編碼交織比特構(gòu)成的集合以形成非二進(jìn)制符號，然后將每個(gè)非二進(jìn)制符號映射到與所選調(diào)制方案(例如QPSK、M-PSK、M-QAM或者其它調(diào)制方案)相對應(yīng)的信號星座圖中的特定點(diǎn)。每個(gè)映射信號點(diǎn)對應(yīng)于一個(gè)Mj維(Mj-ary)調(diào)制符號，其中Mj對應(yīng)于為第j個(gè)發(fā)射天線選擇的特定調(diào)制方案，且Mj=2qj]]>。然后，符號映射模塊222a至222t提供NT個(gè)調(diào)制符號流。
在圖2中所示的具體實(shí)施例中，發(fā)射MIMO處理器204除了包括符號映射模塊222a至222t外，還包括調(diào)制器224和逆快速傅立葉變換(IFFT)模塊226a至226t。調(diào)制器224調(diào)制采樣，以在恰當(dāng)?shù)淖訋Ш桶l(fā)射天線上形成NT個(gè)流的調(diào)制符號。此外，調(diào)制器224以規(guī)定的功率電平提供NT個(gè)符號流中的每個(gè)符號流。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)制器224可以根據(jù)由例如處理器130或170的處理器所控制的跳頻序列調(diào)制符號。在該實(shí)施例中，對NT個(gè)符號流進(jìn)行調(diào)制所采用的頻率可能對于傳輸循環(huán)的每一組或每一塊符號、每一幀或者幀的一部分而發(fā)生改變。
每個(gè)IFFT模塊226a至226t從調(diào)制器224接收各自的調(diào)制符號流。每個(gè)IFFT模塊226a至226t分組出多個(gè)由NF個(gè)調(diào)制符號構(gòu)成的集合以形成相應(yīng)的調(diào)制符號向量，并利用逆快速傅立葉變換將每個(gè)調(diào)制符號向量轉(zhuǎn)換為其時(shí)域表示(稱為OFDM符號)。IFFT模塊226a至226t可被設(shè)計(jì)為在任意數(shù)量(8、16、32、...、NF)的頻率子信道上進(jìn)行逆變換。
每個(gè)由IFFT模塊226a至226t生成的調(diào)制符號向量的時(shí)域表示被提供到相關(guān)的循環(huán)前綴發(fā)生器228a至228t。循環(huán)前綴發(fā)生器228a至228t將具有固定數(shù)量采樣的前綴從前面添加到構(gòu)成OFDM符號的NS個(gè)采樣以形成相應(yīng)的傳輸符號，所述固定數(shù)量的采樣通常是從OFDM符號末端算起的多個(gè)采樣。前綴被設(shè)計(jì)用來提高性能，以抑制例如由頻率選擇性衰落引起的信道擴(kuò)散等有害路徑影響。然后，循環(huán)前綴發(fā)生器228a至228t將傳輸符號流提供到相關(guān)的延遲部件230a至230t-1。
每個(gè)延遲部件230a至230t-1向從循環(huán)前綴發(fā)生器228a至228t輸出的每個(gè)符號提供延遲。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)延遲部件230a至230t-1所提供的延遲隨時(shí)間改變。在一個(gè)實(shí)施例中，這種延遲使得其在循環(huán)前綴發(fā)生器所輸出的連續(xù)符號之間或者在將要連續(xù)地從發(fā)射機(jī)單元200發(fā)射的連續(xù)符號之間發(fā)生改變。在另一實(shí)施例中，延遲可能在由兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或者更多符號構(gòu)成的組之間發(fā)生改變，其中一個(gè)組內(nèi)的每個(gè)符號具有相同的延遲。在附加實(shí)例中，在一個(gè)幀或一個(gè)突發(fā)周期(burst period)內(nèi)的全部符號具有相同的延遲，其中每個(gè)幀或突發(fā)周期中的每個(gè)符號都具有與之前或之后的幀或突發(fā)周期中的每個(gè)符號不同的延遲。
此外，在圖2所示的實(shí)施例中，由每個(gè)延遲部件230a至230t-1提供的延遲都與其它延遲單元提供的延遲不同。此外，盡管圖2示出循環(huán)前綴發(fā)生器228a未連接到延遲部件，然而其它實(shí)施例可以將延遲部件提供到循環(huán)前綴發(fā)生器228a至228t中的每一個(gè)的輸出端。
延遲部件230a至230t-1所輸出的符號被提供到相關(guān)的發(fā)射機(jī)232a到232t，使得天線232a至232t根據(jù)延遲部件230a至230t-1所提供的延遲而發(fā)射所述符號。
如上所述，在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)延遲部件230a至230t-1所提供的時(shí)變延遲Δm隨著時(shí)間而發(fā)生改變。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)方程2的延遲將第i個(gè)OFDM符號作為發(fā)射符號從天線m進(jìn)行發(fā)射s((k-Δm)modN)=1NΣn=0N-1Xne-j(2π/N)nΔm(i)·e-j(2π/N)nk]]>(方程2)可將在這種情況下得到的整個(gè)信道表示為H(i,n)=Σm=1MHm(i,n)·e-j(2π/N)nΔm(i)]]>(方程3)其中Hm(i，n)是對于從第m個(gè)發(fā)射天線到接收天線的信道脈沖響應(yīng)的信道n階離散傅立葉變換(DFT)系數(shù)。
通過使用這種時(shí)變延遲可以將頻率選擇性和時(shí)間選擇性引入到信道中，其可用來提高性能。例如，通過在不同的子載波和不同的OFDM符號上對傳輸符號應(yīng)用時(shí)變延遲，可以同時(shí)提供時(shí)間選擇性和頻率選擇性。此外，在對多個(gè)用戶進(jìn)行傳輸?shù)那闆r下，由于每個(gè)用戶接收機(jī)的信道狀況與其它用戶接收機(jī)的信道狀況均不同，因而，通過改變符號的延遲而提供的信道的時(shí)間變化可以用來向多個(gè)用戶中的每一個(gè)用戶提供分集增益。
在一個(gè)實(shí)施例中，延遲Δm(i)可以在將每個(gè)連續(xù)符號或連續(xù)符號構(gòu)成的組延遲n*β個(gè)采樣的情況下以線性方式隨時(shí)間改變，其中β是常數(shù)，n在0，1，...，N-1之間改變，并且其中N是一個(gè)幀、突發(fā)周期或者符號流中的符號數(shù)量。在另一實(shí)施例中，延遲Δm(i)可以是相對于相鄰信道(即NT個(gè)天線中的天線)及之前和/或之后符號的、基于偽隨機(jī)序列的隨機(jī)延遲。在附加實(shí)施例中，延遲隨著f(x)而改變，其中f是函數(shù)，例如正弦、余弦或者其它時(shí)變函數(shù)，x在0，1，...，N-1或其某個(gè)倍數(shù)之間改變，并且其中N是一個(gè)幀、突發(fā)周期或者符號流中的符號數(shù)量。在上述的每一個(gè)實(shí)施例中，延遲也可以基于反饋信息而改變，在這種情況下，接收機(jī)發(fā)回描述整個(gè)信道狀況的信道質(zhì)量指示符，并且改變Δm(i)以提高整體質(zhì)量。
參考圖3，示出了對從同一天線發(fā)射的符號所應(yīng)用的時(shí)變延遲的實(shí)施例。生成符號S1、S2、S3和S4以便分別在連續(xù)時(shí)隙T1、T2、T3和T4期間進(jìn)行發(fā)射。每個(gè)符號S1、S2、S3和S4包括九個(gè)采樣NS1、NS2、NS3、NS4、NS5、NS6、NS7、NS8、NS9以及雙采樣循環(huán)前綴NC1和NC2，其中NC1和NC2分別是采樣NS8和NS9。應(yīng)當(dāng)注意，每個(gè)采樣的內(nèi)容可能對于每個(gè)符號都是不同的。應(yīng)當(dāng)注意，采樣NS1、NS2、NS3、NS4、NS5、NS6、NS7、NS8、NS9可以按照NS1、NS2、NS3、NS4、NS5、NS6、NS7、NS8、NS9的順序組合形成符號S1。
然后，延遲部件(例如延遲部件230a)向從同一天線發(fā)射的符號S1、S2、S3和S4提供延遲。在圖3所示的實(shí)施例中，符號S1的延遲是一個(gè)采樣周期t1。將要在同一天線上緊接在符號S1之后發(fā)射的下一個(gè)符號S2被延遲兩個(gè)采樣周期t1和t2。將要在同一天線上緊接在符號S2之后發(fā)射的下一個(gè)符號S3被延遲三個(gè)采樣周期t1、t2和t3。將要在同一天線上緊接在符號S3之后發(fā)射的下一個(gè)符號S4被延遲四個(gè)采樣周期t1、t2、t3和t4。如果將要在同一天線上發(fā)射附加符號，則下一個(gè)連續(xù)符號將以五個(gè)采樣周期t1、t2、t3、t4和t5的延遲進(jìn)行發(fā)射。通過這種方式，可以將線性時(shí)變延遲應(yīng)用于從天線進(jìn)行的傳輸，所述天線可以是或者可以不是MIMO系統(tǒng)的一部分。
應(yīng)當(dāng)注意，延遲周期的線性變化不必是以一個(gè)采樣周期為單位的序列，而可以是以2個(gè)或者更多個(gè)采樣周期為單位的序列，例如，第一符號S1可被延遲三個(gè)采樣周期，第二符號S2可被延遲六個(gè)采樣周期，第三符號S3可被延遲九個(gè)采樣周期，第四符號S4可被延遲十二個(gè)采樣周期。此外，線性變化不必在每個(gè)連續(xù)符號之間改變，而是可以針對符號組發(fā)生改變，例如，符號S1和S2分別被延遲一個(gè)采樣周期，符號S3和S4分別被延遲兩個(gè)或者更多個(gè)采樣周期。
參考圖4，示出了對從多個(gè)天線發(fā)射的符號應(yīng)用時(shí)變延遲的實(shí)施例。將要從天線A1、A2、A3和A4上發(fā)射同一符號S1。符號S1包括九個(gè)采樣NS1、NS2、NS3、NS4、NS5、NS6、NS7、NS8、NS9和雙采樣循環(huán)前綴NC1和NC2，其中NC1和NC2分別是采樣NS和NS9。在第一天線A1上不對符號S1應(yīng)用任何采樣周期的延遲。在第二天線A2上將符號S1延遲一個(gè)采樣周期t1。在第三天線A3上將符號S1延遲兩個(gè)采樣周期t1和t2。在第四天線A4上將符號S1延遲三個(gè)采樣周期t1、t2和t3。由此，在MIMO系統(tǒng)中，除了由天線A1、A2、A3和A4提供空間分集外，還可提供時(shí)間和頻率分集。
向圖4所示方案提供的時(shí)間分集及其變化能夠減小同一符號的相同采樣發(fā)生沖突的可能性，從而使得信道的破壞性或結(jié)構(gòu)性疊加的可能性最小化。
應(yīng)當(dāng)注意，在同一天線上發(fā)射的同一符號之間的延遲變化不必是線性的或者是與其它天線上的延遲相關(guān)，只要是如果將要基本同時(shí)地發(fā)射符號，就在每個(gè)天線上延遲不同的量即可。
應(yīng)當(dāng)注意，所使用的級數(shù)不必對應(yīng)于天線的數(shù)量，并且可以對應(yīng)于比天線數(shù)量更小或更大數(shù)量的組來發(fā)生改變。
此外，如對圖2的討論，所述延遲可以是隨機(jī)的并且可以基于例如正弦、余弦或者其它函數(shù)等函數(shù)。在一些實(shí)施例中，延遲周期被限制于一個(gè)符號中的多個(gè)采樣，其中延遲周期可以在固定或隨機(jī)數(shù)量的符號之后進(jìn)行重復(fù)。此外，應(yīng)當(dāng)注意，符號間的延遲可以是部分采樣周期，并且不限制于整個(gè)采樣周期的倍數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過使用發(fā)射機(jī)單元200的一個(gè)或者多個(gè)時(shí)鐘的部分時(shí)鐘周期來實(shí)現(xiàn)部分延遲。
參考圖5，示出了提供時(shí)變延遲分集的發(fā)射機(jī)單元的另一實(shí)施例的框圖。發(fā)射機(jī)單元500與發(fā)射機(jī)單元200基本相同。此外，定標(biāo)電路(scaling circuit)554a至554t-1分別連接到延遲部件530a至530t-1之一的輸出端。定標(biāo)電路534a至534t-1向延遲部件534a至534t-1中的每一個(gè)所提供的延遲提供固定的定標(biāo)移位(scalar shift)。例如，對每個(gè)延遲應(yīng)用固定移位，使得例如如果應(yīng)用0.5的常數(shù)移位，則一個(gè)單采樣周期延遲將是0.5個(gè)采樣周期，一個(gè)雙采樣周期延遲將是一個(gè)采樣周期，一個(gè)五采樣周期延遲將是2.5個(gè)采樣周期。在一個(gè)實(shí)施例中，定標(biāo)電路554a至554t-1中的每一個(gè)提供與其它定標(biāo)電路不同的移位。在一個(gè)實(shí)施例中，在定標(biāo)電路554a至534t-1上提供線性累進(jìn)，即定標(biāo)電路554a提供的移位小于554b，554b提供的移位小于554c等等。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管圖5示出了循環(huán)前綴發(fā)生器228a未連接到延遲部件，但是其它實(shí)施例可以將延遲部件提供到循環(huán)前綴發(fā)生器228a至228t中的每一個(gè)的輸出端。此外，盡管圖5示出了循環(huán)前綴發(fā)生器228a未連接到定標(biāo)電路，但是其它實(shí)施例可以將定標(biāo)電路提供到循環(huán)前綴發(fā)生器228a至228t中的每一個(gè)的輸出端，而不考慮延遲電路是否連接到循環(huán)前綴發(fā)生器。
參考圖6，示出了可以使用時(shí)變延遲分集的接收機(jī)單元的實(shí)施例的框圖。發(fā)射信號分別由天線602a至602r接收，并由接收機(jī)604a至604r處理，以提供NR個(gè)采樣流，NR個(gè)采樣流將接著被提供到RX處理器606。
在解調(diào)器608中，循環(huán)前綴移除部件612a至612r以及FFT模塊614a至614r提供NR個(gè)符號流。循環(huán)前綴移除部件612a至612r移除包含在每個(gè)傳輸符號中的循環(huán)前綴，以提供相應(yīng)的恢復(fù)OFDM符號。
然后，F(xiàn)FT模塊614a至614r利用快速傅立葉變換對符號流的每個(gè)恢復(fù)符號進(jìn)行變換，以提供由每個(gè)傳輸符號周期內(nèi)對應(yīng)于NF個(gè)頻率子信道的NF個(gè)恢復(fù)調(diào)制信號組成的向量。FFT模塊614a至614r將NR個(gè)接收符號流提供到空間處理器620。
空間處理器620對NR個(gè)接收符號流進(jìn)行空間或者空時(shí)處理，以提供NT個(gè)檢測符號流，NT個(gè)檢測符號流是對NT個(gè)發(fā)射符號流的估計(jì)?？臻g處理器620可以實(shí)現(xiàn)線性ZF均衡器、信道相關(guān)矩陣反轉(zhuǎn)(CCMI)均衡器、最小均方差(MMSE)均衡器、MMSE線性均衡器(MMSE-LE)、判決反饋均衡器(DFE)或者其它均衡器，這些實(shí)現(xiàn)在美國專利申請?zhí)朜o.09/993,087、09/854,235、09/826,481以及09/956,444中描述和示出，通過參考從整體上將上述的每一個(gè)申請包含在本文中。
空間處理器620能夠補(bǔ)償由發(fā)射機(jī)的延遲部件和/或定標(biāo)電路提供的時(shí)變延遲，已針對圖2和圖5對其進(jìn)行了討論。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，通過使接收機(jī)600先驗(yàn)已知成為線性的、基于偽隨機(jī)序列而成為隨機(jī)的或者成為函數(shù)的延遲方案，可以提供這種補(bǔ)償。例如，通過使所有發(fā)射機(jī)使用同一方案或者提供關(guān)于用作發(fā)射機(jī)與接收機(jī)單元600之間通信初始化一部分的方案的信息，可以提供上述認(rèn)知。
然后，復(fù)用器/解復(fù)用器622對檢測符號進(jìn)行復(fù)用/解復(fù)用，并將對應(yīng)于ND個(gè)數(shù)據(jù)流的ND個(gè)聚集檢測符號流提供到ND個(gè)符號解映射部件624a至624r。然后，每個(gè)符號解映射部件624a至624r根據(jù)與用于數(shù)據(jù)流的調(diào)制方案相互補(bǔ)的解調(diào)方案來對檢測符號進(jìn)行解調(diào)。然后，將來自ND個(gè)符號解映射部件624a至624r的ND個(gè)解調(diào)數(shù)據(jù)流提供到RX數(shù)據(jù)處理器610。
在RX數(shù)據(jù)處理器610中，信道解交織器632a至632r以與在發(fā)射機(jī)系統(tǒng)處對數(shù)據(jù)流進(jìn)行的處理相互補(bǔ)的方式對每個(gè)解調(diào)數(shù)據(jù)流進(jìn)行解交織，并且解碼器634a至634r以與在發(fā)射機(jī)系統(tǒng)處進(jìn)行的處理相互補(bǔ)的方式對解交織數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。例如，如果在發(fā)射機(jī)單元處分別進(jìn)行Turbo或卷積編碼，則解碼器634a至634r可以采用Turbo解碼器或者Viterbi解碼器。來自每個(gè)解碼器634a至634r的解碼數(shù)據(jù)流表示對發(fā)射數(shù)據(jù)流的估計(jì)。解碼器634a至634r也可以提供每個(gè)接收分組的狀態(tài)(例如，其指示是進(jìn)行了正確接收還是錯(cuò)誤接收)。解碼器634a至634r還可以存儲未被正確解碼的分組的解調(diào)數(shù)據(jù)，使得該數(shù)據(jù)可以與來自后續(xù)增加的傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行合并以及解碼。
在圖6所示的實(shí)施例中，信道估計(jì)器640估計(jì)信道響應(yīng)以及噪聲方差，并將這些估計(jì)提供到處理器650?？梢曰趯?dǎo)頻的檢測符號對信道響應(yīng)和噪聲方差進(jìn)行估計(jì)。
處理器650可被設(shè)計(jì)用來執(zhí)行多種與速率選擇相關(guān)的功能。例如，處理器650可以基于信道估計(jì)以及其它參數(shù)(例如調(diào)制方案)來確定可用于每個(gè)數(shù)據(jù)流的最大數(shù)據(jù)速率。
參考圖7，示出了延遲部件的實(shí)施例的框圖。處理器700經(jīng)由總線702與存儲器704連接。存儲器704用來存儲被提供用于傳輸?shù)恼{(diào)制符號的時(shí)域表示的采樣。每個(gè)符號的采樣存儲在處理器700已知的存儲器地址中。然后，處理器700可以通過對連續(xù)的符號組或者幀或突發(fā)周期中的符號使用任意期望的時(shí)變延遲，指示存儲器704輸出每個(gè)符號的采樣。
如針對圖3和圖4的描述，每個(gè)符號的延遲可能在將要連續(xù)發(fā)射的符號組中的每個(gè)符號之間改變，以及在不同的幀或突發(fā)周期中的符號之間改變。存儲器的使用允許將任意預(yù)先確定的或者適合的方案用來對符號提供延遲，并因此提供可以基于信道狀況和預(yù)先確定的方案而改變(例如線性變化)的時(shí)間分集。
參考圖8，示出了用于提供時(shí)變延遲分集的方法的實(shí)施例的流程圖。在方框800，提供了表示在經(jīng)過逆快速傅立葉變換之后的一個(gè)或多個(gè)調(diào)制符號的采樣。然后，在方框802，將循環(huán)前綴從前面添加到每個(gè)調(diào)制符號。前綴的大小可以根據(jù)需要而改變，在一個(gè)實(shí)施例中，前綴可以是32個(gè)或者更多個(gè)采樣。
然后，在方框804，將包括循環(huán)前綴的采樣存儲在存儲器中，在一個(gè)實(shí)施例中，存儲器可以是緩沖器。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)在從前面添加循環(huán)前綴之后提供每個(gè)調(diào)制符號的采樣的順序，將所述采樣存儲在存儲器中。在其它實(shí)施例中，可以以任意期望的順序存儲每個(gè)調(diào)制符號的采樣。在方框806，根據(jù)第一延遲N移除將要發(fā)射的第一符號。在方框808，根據(jù)第二延遲移除下一個(gè)將要發(fā)射的符號，其中第二延遲與第一延遲不同。第二延遲以及后面符號的附加延遲可以是N+β延遲，其中β可以從N線性增加或減小、基于N發(fā)生隨機(jī)變化或者作為某函數(shù)的結(jié)果。
然后，在方框810，確定需要延遲的符號是否已被發(fā)射或使用。如果確定為否，則在方框808，根據(jù)相同的時(shí)間變化向來自存儲器或者緩沖器的后面符號的輸出提供附加延遲。如果確定為是，則處理結(jié)束，并且在方框812按照對方框800-804的描述提供附加符號。
參照圖9，示出了提供時(shí)變延遲分集的發(fā)射機(jī)單元的另一實(shí)施例的框圖。發(fā)射機(jī)單元900與發(fā)射機(jī)單元200基本相同。然而，取代使用連接到IFFT模塊226a至226t的輸出端的延遲部件230a至230t-1，將相移電路930a至930t-1連接在IFFT模塊926a至926t之前，以接收調(diào)制器924的輸出。相移電路930a至930t-向每個(gè)符號的采樣提供時(shí)變相移。例如，相移電路930a可以向調(diào)制器輸出的第一符號的采樣提供相移Φ1，向下一個(gè)或者后面符號的采樣提供相移Φ1。后面符號的采樣可以具有相同或者不同量的相移。在IFFT模塊926a至926t進(jìn)行了IFFT之后，這種相移可作為在時(shí)域中的延遲。
每個(gè)相移電路930a至930t可以提供與其它移相電路930a至930t不同的相移，以便使從多個(gè)天線發(fā)射的同一符號的延遲在每個(gè)天線處均不相同。這種變化可以是或者可以不是應(yīng)用在其它天線上的相移的函數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)移相電路930a至930t所提供的相移使得該相移在調(diào)制器輸出的連續(xù)符號之間改變。在其它實(shí)施例中，相移可以在由兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或者更多個(gè)符號構(gòu)成的組之間改變，其中組內(nèi)的每個(gè)符號具有相同的相移。在附加實(shí)施例中，一幀或者一個(gè)突發(fā)周期中的所有符號具有相同的相移，每個(gè)幀或每個(gè)突發(fā)周期對于每個(gè)符號具有與之前或之后的幀或突發(fā)周期不同的相移。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管圖9示出了相移電路未連接到循環(huán)前綴發(fā)生器928a，但是其它實(shí)施例可將相移電路提供到循環(huán)前綴發(fā)生器928a至928t中每一個(gè)的輸出端。
在某些實(shí)施例中，調(diào)制器和相移電路可以包括處理器。
參考圖10，示出了用于提供時(shí)變延遲分集的方法的實(shí)施例的流程圖。在方框1000，對調(diào)制器輸出的第一符號的采樣應(yīng)用第一相移Φ1。然后，在方框1002，對第二符號的采樣應(yīng)用相移Φ2，其中Φ2與Φ1不同。然后，在方框1004，確定是否還有符號要被相移。如果沒有，則在方框106接著對調(diào)制器輸出的下一個(gè)符號的采樣應(yīng)用可能與Φ1或Φ2相同或者不同的相移。然后重復(fù)該處理，直到?jīng)]有其它符號要應(yīng)用相移為止。
如果沒有其它符號要進(jìn)行相移，則在方框1008對符號進(jìn)行IFFT，在方框1010從前面添加循環(huán)前綴，并在方框1012將符號存儲在存儲器中，在一個(gè)實(shí)施例中存儲器可以是緩沖器。在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)在從前面添加了循環(huán)前綴之后提供每個(gè)調(diào)制符號的采樣的順序，將這些采樣存儲在存儲器中。在其它實(shí)施例中，可以以任意期望的順序存儲每個(gè)調(diào)制符號的采樣。
在某些實(shí)施例中，相移可能在連續(xù)符號、符號組或者幀之間相差一個(gè)相位，該相位等于一個(gè)定角(constant angle)乘以一個(gè)對應(yīng)于符號在符號流中的位置的變化數(shù)值或者其它順序數(shù)值。該定角可以是固定的，或者可以隨其它時(shí)間常數(shù)而改變。此外，對于不同的天線，應(yīng)用在符號上的定角可以不同。
在其它實(shí)施例中，相移可以根據(jù)相對于其它符號的隨機(jī)相位來發(fā)生改變。這可以通過使用偽隨機(jī)碼來產(chǎn)生相移而實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)當(dāng)注意，盡管圖10示出了等待執(zhí)行IFFT和從前面添加循環(huán)前綴，直到將相移應(yīng)用到一幀或突發(fā)周期的所有符號，但是在完成對一幀或突發(fā)周期的每個(gè)符號的相移之前，可以單獨(dú)地或者以組的形式對每個(gè)符號進(jìn)行IFFT以及從前面添加循環(huán)前綴。
應(yīng)當(dāng)注意，發(fā)射機(jī)200和500可以接收并處理各自的調(diào)制符號流(對于不具有OFDM的MIMO)或者傳輸符號流(對于具有OFDM的MIMO)以生成調(diào)制信號，調(diào)制信號接著從相關(guān)的天線進(jìn)行發(fā)射。也可以實(shí)現(xiàn)其它的發(fā)射機(jī)單元設(shè)計(jì)，其將位于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
在下面的U.S.專利申請中詳細(xì)描述了具有OFDM和不具有OFDM的MIMO系統(tǒng)的編碼和調(diào)制·U.S.專利申請?zhí)朜o.09/993,087，名稱為“Multiple-AccessMultiple-Input Multiple-Output(MIMO)Communication System”，于2001年11月6日遞交；·U.S.專利申請?zhí)朜o.09/854,235，名稱為“Method and Apparatusfor Processing Data in a Multiple-Input Multiple-Output(MIMO)Communication System Utilizing Channel State Information”，于2001年5月11日遞交；·U.S.專利申請?zhí)朜o.09/826,481以及09/956,449，名稱均為“Method and Apparatus for Utilizing Channel State Information in aWireless Communication System”，分別于2001年3月23日和2001年9月18日遞交；·U.S.專利申請?zhí)朜o.09/776,075，名稱為“Coding Scheme for aWireless Communication System”，于2001年2月1日遞交；以及·U.S.專利申請?zhí)朜o.09/532,492，名稱為“High Efficiency，HighPerformance Communications System Employing Multi-CarrierModulation”，于2000年3月30日遞交。
上述申請都已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人，在此通過參考而援引這些申請。申請?zhí)朜o.09/776,075描述了一種編碼方案，其中通過利用相同的基本碼(例如卷積或者Turbo碼)對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼可以得到不同的速率，并且通過調(diào)整鑿孔可以得到預(yù)期的速率。也可以使用其它編碼和調(diào)制方案，其將位于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會清楚，結(jié)合本文所公開的實(shí)施例描述的各種示意性邏輯方框、模塊、電路以及算法可以實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者兩者的組合。為了清楚地說明硬件與軟件的這種可互換性，在上文中已經(jīng)在功能性方面一般性地描述了各種示意性組件、方框、模塊、電路以及算法。所述功能是實(shí)現(xiàn)為硬件還是實(shí)現(xiàn)為軟件取決于施加在整個(gè)系統(tǒng)上的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)要求。熟練的技術(shù)人員對于每個(gè)特定應(yīng)用可以以各種方式實(shí)現(xiàn)所述功能，但是不應(yīng)將這些實(shí)現(xiàn)結(jié)果解釋為脫離了本發(fā)明的范圍。
結(jié)合本文所公開實(shí)施例描述的各種示意性邏輯方框、處理器、模塊以及電路可以由如下硬件實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行，即通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、電路、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或者設(shè)計(jì)用于執(zhí)行本文所述功能的任意組合。通用處理器可以是微處理器，但是可選地，處理器也可以是任何傳統(tǒng)處理器、處理器、微處理器或者狀態(tài)機(jī)。處理器也可以用器件的組合來實(shí)現(xiàn)，例如，DSP和微處理器的組合、多個(gè)微處理器的組合、一個(gè)或多個(gè)微控制器與DSP內(nèi)核的組合、多個(gè)邏輯部件的組合、多個(gè)電路的組合或者其它這樣的配置。
結(jié)合本文所公開實(shí)施例描述的方法或者算法可以直接實(shí)現(xiàn)在硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊或者兩者的組合中。軟件模塊可以駐留在RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器或者本領(lǐng)域公知的任何其它形式的存儲介質(zhì)中。示例性的存儲介質(zhì)連接到處理器，使得處理器能夠從存儲介質(zhì)讀取信息并向存儲介質(zhì)寫入信息?？蛇x地，存儲介質(zhì)可以集成到處理器中。處理器和存儲介質(zhì)可以駐留在ASIC中。ASIC可以駐留在用戶終端中?？蛇x地，處理器和存儲介質(zhì)可以在用戶終端中駐留為分立組件。
提供了已公開實(shí)施例的上述說明，以便使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員都能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。這些實(shí)施例的各種修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，并且在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以將本文定義的一般原理應(yīng)用到其它實(shí)施例。因此，本發(fā)明并未受限于本文所示的實(shí)施例，而應(yīng)給予與本文公開的原理和新穎特征相一致的最寬范圍。
權(quán)利要求
1.一種在多信道通信系統(tǒng)中提供發(fā)射分集的方法，包括向第一天線提供包括第一組采樣的第一符號；在第一延遲周期后，向第二天線提供所述第一符號；向所述第一天線提供包括第二組采樣的第二符號；在與所述第一延遲周期不同的第二延遲周期后，向所述第二天線提供所述第二符號；向所述第一天線提供包括第三組采樣的第三符號；在與所述第一延遲周期和所述第二延遲周期不同的第三延遲周期后，向所述第二天線提供所述第三符號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一符號、第二符號和第三符號是同一符號流中的連續(xù)符號。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第三符號在所述第二符號后立即發(fā)射，其中所述第二符號在所述第一符號后立即發(fā)射。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一符號、第二符號和第三符號是同一符號流中的非連續(xù)符號。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第一符號和所述第二符號間隔多個(gè)符號，并且所述第二符號和所述第三符號間隔所述多個(gè)符號。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一符號、第二符號和第三符號分別在不同的幀中發(fā)射。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述第一延遲周期后提供所述第一符號的步驟包括對所述第一組采樣中的每個(gè)采樣應(yīng)用第一相移；在與所述第一延遲周期不同的所述第二延遲周期后提供所述第二符號的步驟包括對所述第二組采樣應(yīng)用與所述第一相移不同的第二相移；以及在與所述第一延遲周期和所述第二延遲周期不同的第三延遲周期后提供所述第三符號的步驟包括對所述第三組采樣應(yīng)用與所述第一相移和所述第二相移不同的第三相移。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一延遲周期包括X個(gè)采樣周期的延遲，所述第二延遲周期包括X+β個(gè)采樣周期的延遲，并且所述第三延遲周期包括X+2β個(gè)采樣周期的延遲。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一延遲周期包括X個(gè)采樣周期的延遲，所述第二延遲周期包括Y個(gè)采樣周期的延遲，其中Y個(gè)采樣周期是不同于X的任意數(shù)量的采樣周期，并且所述第三延遲周期包括Z個(gè)采樣周期的延遲，其中Z個(gè)采樣周期是不同于X或Y的任意數(shù)量的采樣周期。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一延遲周期包括f(x)個(gè)采樣周期的延遲，所述第二延遲周期包括f(x+1)個(gè)采樣周期的延遲，并且所述第三延遲包括f(x+1)個(gè)采樣周期的延遲，其中f是函數(shù)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括根據(jù)不同的載波頻率調(diào)制所述第一符號、第二符號和第三符號。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括對所述第一延遲周期、第二延遲周期和第三周期提供定標(biāo)移位。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于反饋信息確定所述第一延遲周期、所述第二延遲周期和所述第三延遲周期。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在提供所述第一符號之前，向所述第一符號添加循環(huán)前綴；在提供所述第二符號之前，向所述第二符號添加循環(huán)前綴；以及在提供所述第三符號之前，向所述第三符號添加循環(huán)前綴。
15.一種發(fā)射機(jī)，包括至少兩個(gè)天線；連接到所述至少兩個(gè)天線的調(diào)制器；以及延遲電路，其連接在所述調(diào)制器與所述至少兩個(gè)天線中的一個(gè)之間，所述延遲電路將從所述調(diào)制器輸出到所述天線的符號延遲一個(gè)隨時(shí)間改變的延遲周期。
16.如權(quán)利要求15所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述延遲電路提供所述延遲周期，使得所述延遲周期在由所述調(diào)制器輸出到所述天線的多個(gè)連續(xù)符號之間不同。
17.如權(quán)利要求15所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述延遲電路提供所述延遲周期，使得所述延遲周期在多個(gè)連續(xù)符號之間相差多個(gè)采樣周期，所述多個(gè)采樣周期等于一個(gè)常數(shù)乘以一個(gè)對應(yīng)于符號位置的變化數(shù)值。
18.如權(quán)利要求15所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述延遲電路提供所述延遲周期，使得所述延遲周期在多個(gè)連續(xù)符號之間相差相對于其它多個(gè)連續(xù)符號的隨機(jī)數(shù)量的采樣周期。
19.如權(quán)利要求15所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述延遲電路提供所述延遲周期，使得所述延遲周期在多個(gè)連續(xù)符號之間相差f(x)個(gè)采樣周期，其中f是函數(shù)，x是根據(jù)符號位置而改變的數(shù)值。
20.如權(quán)利要求15所述的發(fā)射機(jī)，還包括定標(biāo)電路，其連接在所述延遲電路與所述天線之間。
21.如權(quán)利要求15所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述調(diào)制器使用頻帶中的不同載波頻率來調(diào)制符號。
22.如權(quán)利要求15所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述調(diào)制器和所述延遲電路包括處理器。
23.如權(quán)利要求15所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述至少兩個(gè)天線包括至少三個(gè)天線，所述發(fā)射機(jī)還包括另一個(gè)延遲電路，其連接在所述調(diào)制器與所述至少三個(gè)天線中的另一個(gè)天線之間，所述另一個(gè)延遲電路提供隨時(shí)間改變的另一個(gè)延遲周期，其中所述另一個(gè)延遲周期和所述延遲周期對于每個(gè)符號是不同的。
24.如權(quán)利要求23所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述延遲周期在由所述調(diào)制器輸出到所述天線的多個(gè)連續(xù)符號之間不同，并且所述另一個(gè)延遲周期在由所述調(diào)制器輸出到所述另一個(gè)天線的多個(gè)連續(xù)符號之間不同，并且其中，多個(gè)連續(xù)符號之間的所述延遲周期改變n*β個(gè)采樣，并且多個(gè)連續(xù)符號之間的所述另一個(gè)延遲周期改變n*(β+k)個(gè)采樣。
25.如權(quán)利要求25所述的發(fā)射機(jī)，還包括循環(huán)前綴發(fā)生器電路，其連接在所述調(diào)制器與所述延遲電路之間。
26.一種無線發(fā)射機(jī)，包括至少兩個(gè)天線；以及連接到所述天線的存儲器，所述存儲器存儲多個(gè)符號，每個(gè)符號包括多個(gè)采樣，其中，所述存儲器在第一延遲之后向所述至少兩個(gè)天線中的一個(gè)天線輸出所述多個(gè)符號中的第一符號的多個(gè)采樣，并且在第二延遲之后向所述一個(gè)天線輸出所述多個(gè)符號中的第二符號的多個(gè)采樣，其中所述第一延遲和所述第二延遲不同。
27.如權(quán)利要求26所述的無線發(fā)射機(jī)，其中，所述第二延遲比所述第一延遲大n*β個(gè)采樣，其中n是所述第二符號在符號流中的順序位置，β是常數(shù)。
28.如權(quán)利要求26所述的無線發(fā)射機(jī)，其中，所述第一延遲是f(x)個(gè)采樣，并且所述第二延遲是f(x+1)個(gè)采樣，其中f是函數(shù)。
29.如權(quán)利要求26所述的無線發(fā)射機(jī)，其中，所述存儲器包括緩沖器。
30.如權(quán)利要求26所述的無線發(fā)射機(jī)，還包括連接到所述存儲器的循環(huán)前綴發(fā)生器，在將所述多個(gè)符號存儲到所述存儲器中之前，所述循環(huán)前綴發(fā)生器向所述多個(gè)符號中的每個(gè)符號添加循環(huán)前綴。
31.如權(quán)利要求26所述的無線發(fā)射機(jī)，其中，所述至少兩個(gè)天線包括至少三個(gè)天線，其中，所述存儲器在第三延遲后向所述至少三個(gè)天線中的另一個(gè)天線提供所述第一符號，并且在第四延遲后向所述另一個(gè)天線提供所述第二符號，其中所述第一延遲、第二延遲、第三延遲和第四延遲彼此均不相同。
32.如權(quán)利要求26所述的無線發(fā)射機(jī)，其中，所述第二延遲與所述第一延遲相差n*β個(gè)采樣，并且所述第四延遲與所述第三延遲相差n*(β+k)個(gè)采樣，其中n是符號在符號流中的位置，β和k是常數(shù)。
33.一種用于發(fā)射多個(gè)符號的發(fā)射機(jī)，包括多個(gè)天線；連接到所述多個(gè)天線的調(diào)制器，其對在所述多個(gè)天線上發(fā)射的多個(gè)符號進(jìn)行調(diào)制；以及用于對由所述調(diào)制器輸出的每個(gè)符號提供延遲以及在由所述調(diào)制器輸出的多個(gè)連續(xù)符號之間改變所述延遲的裝置。
34.如權(quán)利要求33所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述用于進(jìn)行提供操作的裝置包括用于在多個(gè)連續(xù)符號之間提供以n*β個(gè)采樣發(fā)生改變的延遲的裝置，其中n是所述第二符號在符號流中的順序位置，β是常數(shù)。
35.如權(quán)利要求33所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述用于進(jìn)行提供操作的裝置包括用于在多個(gè)連續(xù)符號之間提供以隨機(jī)數(shù)量的采樣發(fā)生改變的延遲的裝置。
36.如權(quán)利要求33所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述用于進(jìn)行提供操作的裝置包括用于在多個(gè)連續(xù)符號之間提供以f(x)個(gè)采樣發(fā)生改變的延遲的裝置，其中f是函數(shù)。
37.如權(quán)利要求33所述的發(fā)射機(jī)，還包括調(diào)制器，其使用多個(gè)載波頻率對所述多個(gè)符號進(jìn)行調(diào)制。
38.如權(quán)利要求33所述的發(fā)射機(jī)，還包括用于向提供給所述多個(gè)符號中的每個(gè)符號的所述延遲提供定標(biāo)移位的裝置。
39.如權(quán)利要求33所述的發(fā)射機(jī)，還包括用于向所述多個(gè)符號中的每個(gè)符號添加由N個(gè)采樣構(gòu)成的循環(huán)前綴的裝置。
40.一種發(fā)射機(jī)，包括至少三個(gè)天線；連接到所述至少三個(gè)天線的調(diào)制器；第一延遲電路，其連接在所述調(diào)制器與所述至少兩個(gè)天線中的一個(gè)天線之間，所述第一延遲電路將從所述調(diào)制器輸出到所述天線的符號延遲一個(gè)隨時(shí)間改變的延遲周期；第二延遲電路，其連接在所述調(diào)制器與所述至少兩個(gè)天線中的另一個(gè)天線之間，所述第一延遲電路將從所述調(diào)制器輸出到所述另一個(gè)天線的符號延遲隨時(shí)間改變的另一個(gè)延遲周期，其中，所述另一個(gè)延遲周期和所述延遲周期不同。
41.如權(quán)利要求40所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述延遲電路提供所述延遲周期，使得所述延遲周期在由所述調(diào)制器輸出到所述天線的多個(gè)連續(xù)符號之間不同，并且所述另一個(gè)延遲電路提供所述另一個(gè)延遲周期，使得所述另一個(gè)延遲周期在由所述調(diào)制器輸出到所述另一個(gè)天線的多個(gè)連續(xù)符號之間不同。
42.如權(quán)利要求40所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述延遲電路提供所述延遲周期，使得所述延遲周期在多個(gè)連續(xù)符號之間相差多個(gè)采樣周期，所述多個(gè)采樣周期等于一個(gè)常數(shù)乘以一個(gè)對應(yīng)于符號位置的變化數(shù)值；并且所述另一個(gè)延遲電路提供所述另一個(gè)延遲周期，使得所述另一個(gè)延遲周期在多個(gè)連續(xù)符號之間相差多個(gè)采樣周期，所述多個(gè)采樣周期等于另一個(gè)常數(shù)乘以一個(gè)對應(yīng)于符號位置的變化數(shù)值。
43.如權(quán)利要求40所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述另一個(gè)延遲電路提供所述延遲周期，使得所述延遲周期在多個(gè)連續(xù)符號之間相差相對于其它多個(gè)連續(xù)符號的隨機(jī)數(shù)量的采樣周期。
44.如權(quán)利要求40所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述延遲電路提供所述延遲周期，使得所述延遲周期在多個(gè)連續(xù)符號之間相差f(x)個(gè)采樣周期，其中f是函數(shù)，x是根據(jù)符號位置而改變的數(shù)值，并且所述另一個(gè)延遲電路提供所述另一個(gè)延遲周期，使得所述另一個(gè)延遲周期在多個(gè)連續(xù)符號之間相差g(x)個(gè)采樣周期，其中g(shù)是與f不同的函數(shù)，x是根據(jù)符號位置而改變的數(shù)值。
45.如權(quán)利要求40所述的發(fā)射機(jī)，還包括定標(biāo)電路，其連接在所述延遲電路與所述天線之間；以及另一個(gè)定標(biāo)電路，其連接在所述另一個(gè)延遲電路與所述另一個(gè)天線之間。
46.如權(quán)利要求40所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述調(diào)制器使用頻帶中的不同載波頻率來調(diào)制符號。
47.如權(quán)利要求40所述的發(fā)射機(jī)，還包括循環(huán)前綴發(fā)生器電路，其連接在調(diào)制器與所述延遲電路之間；以及另一個(gè)循環(huán)前綴發(fā)生器電路，其連接在所述調(diào)制器與所述另一個(gè)延遲電路之間。
48.一種用于在多信道通信系統(tǒng)中提供發(fā)射分集的方法，包括對將要在第一天線上發(fā)射的第一符號應(yīng)用第一相移，所述第一符號包括第一組采樣；以及對將要在第二天線上發(fā)射的所述第一符號應(yīng)用與所述第一相移不同的第二相移，所述第二符號包括第二組采樣。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，還包括對將要在所述第一天線上發(fā)射的第二符號應(yīng)用第三相移，以及對將要在所述第二天線上發(fā)射的所述第二符號應(yīng)用第四相移，其中所述第一、第二、第三和第四相移彼此均不相同。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，其中，所述第二符號在所述第一符號后立即發(fā)射。
51.如權(quán)利要求49所述的方法，其中，所述第一符號和第二符號是同一符號流中的不連續(xù)符號。
52.如權(quán)利要求49所述的方法，其中，所述第一符號和第二符號分別在不同的幀中發(fā)射。
53.如權(quán)利要求49所述的方法，還包括根據(jù)不同的載波頻率調(diào)制所述第一符號和第二符號。
54.如權(quán)利要求48所述的方法，其中，基于反饋信息確定所述第一相移和所述第二相移。
55.如權(quán)利要求48所述的方法，還包括在傳輸之前對所述第一符號應(yīng)用IFFT操作。
56.一種發(fā)射機(jī)，包括至少兩個(gè)天線；連接到所述至少兩個(gè)天線的調(diào)制器；以及相移電路，其連接在所述調(diào)制器與所述至少兩個(gè)天線中的一個(gè)天線之間，所述相移電路對由所述調(diào)制器輸出到所述天線的符號應(yīng)用隨時(shí)間改變的相移。
57.如權(quán)利要求56所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述相移電路提供所述相移，使得所述相移在由所述調(diào)制器輸出到所述天線的多個(gè)連續(xù)符號之間不同。
58.如權(quán)利要求56所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述相移電路提供所述相移，使得所述相移在多個(gè)連續(xù)符號之間相差一個(gè)相位，該相位等于一個(gè)定角乘以一個(gè)對應(yīng)于符號位置的變化數(shù)值。
59.如權(quán)利要求56所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述相移電路提供所述相移，使得所述相移在多個(gè)符號之間相差相對于其它符號的隨機(jī)相位。
60.如權(quán)利要求56所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述調(diào)制器使用頻帶中的不同載波頻率來調(diào)制符號。
61.如權(quán)利要求56所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述調(diào)制器和所述相移電路包括處理器。
62.如權(quán)利要求56所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述至少兩個(gè)天線包括至少三個(gè)天線，所述發(fā)射機(jī)還包括另一個(gè)相移電路，其連接在所述調(diào)制器與所述至少三個(gè)天線中的另一個(gè)天線之間，所述另一個(gè)相移電路提供隨時(shí)間改變的另一個(gè)相移，其中所述另一個(gè)相移與所述相移對于每個(gè)符號是不同的。
63.如權(quán)利要求56所述的發(fā)射機(jī)，還包括IFFT模塊，其連接到所述相移電路的一個(gè)輸出端。
全文摘要
提出了對將要從一個(gè)或多個(gè)天線發(fā)射的符號應(yīng)用時(shí)變延遲的方法和設(shè)備。
文檔編號H04B7/06GK1989722SQ200580024102
公開日2007年6月27日 申請日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月17日
發(fā)明者艾曼·福茲·納吉布, 阿夫內(nèi)什·阿格拉瓦拉 申請人:高通股份有限公司