具有用於發射多個空間流的子信道頻率分集的寬帶多載波發射機的製作方法

2023-04-29 07:10:51 2

專利名稱：具有用於發射多個空間流的子信道頻率分集的寬帶多載波發射機的製作方法
技術領域：
本發明的一些實施例涉及多載波無線通信，並且一些實施例涉及在多個空間信道 上發射多數據流。
背景技術：
一些多載波通信系統將多載波通信信道劃分為數個子信道。每個子信道可以使用 該多載波信道的一部分子載波。一些多載波通信系統使用天線分集，在由多個天線定義的 數個空間信道之一上發射數個子信道的每一個。這些多載波系統的一個問題是，子信道在 每個空間信道內使用相同頻率的子載波。頻率分集的缺乏降低了特定子信道的性能，尤其 是在它具有一個或多個有問題的子載波頻率時。頻率分集的缺乏還可能對一個用戶的影響 多於對其他用戶的影響。因此，存在對於在多載波MIMO系統內的不同空間信道的子信道之 間增加頻率分集的一般需要。


圖1是依據本發明的一些實施例的多載波發射機的框圖；圖2A和圖2B說明依據本發明的一些實施例的空間信道結構；圖2C說明依據本發明的一些實施例的邏輯子載波索引到物理子載波索引的映 射；和圖3說明依據本發明的一些實施例的多載波信道的時間和頻率結構的映射。
具體實施例方式以下描述和附圖充分說明本發明的特定實施例，以使本領域普通技術人員可以實 施它們。其它實施例可能加入結構的、邏輯的、電的處理和其它變化。例子僅僅代表可能的 變化。單獨的部件和功能是可選擇的，除非明確地要求，並且操作順序可以改變。一些實施 例的部分和特色可以包括在其它實施例的部分和特色中或被其代替。在權利要求書中列明 的本發明的數個實施例涵蓋這份權利要求書的所有可得的等同物。可以將本發明的實施例 在本文中單獨地或者共同地稱作為術語「發明」，這僅僅是為了方便起見，而沒有想要將本 申請的保護範圍限制為任何單一的發明或發明構思，如果實際上披露了多於一個的實施例 的話。圖1是依據本發明的一些實施例的多載波發射機的框圖。多載波發射機100可以 根據輸入比特流101產生用於在寬帶多載波通信信道上傳輸的信號。在這些實施例中，多 載波發射機100可以在多個空間信道123上利用兩個或更多個發射天線122發射多載波信 號，例如正交頻分多址(OFDMA)信號。多載波通信信道可以是寬帶多載波通信信道，並且可以包括多載波寬帶通信信道 的一個或多個時隙以及一組子載波(可能是所有子載波)。在一些實施例中，寬帶信道可以包括高達1024個或更多個子載波，但本發明的保護範圍不限於此方面。子信道可以包括寬 帶信道的一個或多個時隙以及一部分子載波，從而將寬帶信道分成多個子信道。可以將使 用兩個或更多個連續時隙的子信道稱作為級聯子信道。在一些實施例中，可以將一個子信道分配給一個特定的接收站或用戶或將子信道 與一個特定的接收站或用戶相關聯。在這些實施例中，該特定接收站接收由多載波發射機 100通過每個空間信道在所分配到的子信道的子載波上發射的多載波信號。在一些實施例中，每個子信道可能具有不同數目的子載波，但這不是必需的。在一 些實施例中，一個子信道的多個子載波可以是鄰近的子載波；然而，這不是必需的，因為在 其它實施例中，一個子信道的多個子載波不是鄰近的。可以將一個子信道在多於一個的空 間信道上發射。每個空間信道123可以使用相同的子載波頻率，並且可以與不同的發射天 線122或者不同的波束形成權值155相關，以利用與不同發射天線122相關的天線分集。在 一些實施例中，一個空間流指的是由單一發射天線發射的信號。在其它實施例中，空間流指 的是通過應用波束形成權值而由多天線發射的信號。子信道的數目以及子信道帶寬(即， 涉及每個子信道使用的子載波數)可以隨著用戶數和他們帶寬需求的變化而改變。多載波發射機100可以包括編碼器102，用於編碼輸入比特流102並且產生已編碼 的比特103。在一些實施例中，編碼器102可以是前向糾錯(FEC)編碼器並且可以產生FEC 編碼的比特塊。多載波發射機100也可以包括多路分解器(demux) 104，用於將已編碼的比特103 分配給多個數據流105之一。在一些實施例中，多路分解器104可以將FEC編碼的比特塊 連續地分配給每個數據流105。雖然圖1給出了兩個數據流105，但本發明的保護範圍不限 於此方面。在一些實施例中，發射機100可以包含用於處理兩個或更多個數據流105的電 路，而在一些實施例中，可以包含用於處理高達四個或更多個數據流105的電路。多載波發射機100也可以包括與每個數據流105相關的交織器106，用於對已編碼 的比特103執行交織操作。在一些實施例中，多個交織器106的每個可以對FEC編碼的比 特塊執行塊交織操作。多載波發射機100還可以包括與每個數據流105相關的調製器108，用於為多載波 通信信道的每個數據子載波產生星座符號，例如正交幅度調製(QAM)符號。多載波通信信 道可以是寬帶多載波通信信道。在一些實施例中，調製器可以基於調製電平輸入151產生 星座信號，可以將不同的調製電平(例如，每個星座符號的已編碼比特數)分配給不同的數 據流105。這在下文將詳細討論。多載波發射機100還可以包括與每個空間信道相關的子載波映射電路110，用於 將星座符號映射到每個空間信道的每個子信道的子載波和時隙。作為它的輸出，每個子載 波映射電路110可以為一個空間信道的每個子載波和時隙提供星座符號。子載波映射電路 110可以依據子載波映射信息153旋轉或移動多個空間信道之間的子載波索引及/或時隙 索引，但本發明的保護範圍不限於此方面。子載波映射電路110的操作在下文將詳細描述。在一些實施例中，對每個空間信道，產生從QAM符號到物理子載波及/或物理時隙 的相異映射。可以將相異映射的產生用參數表示。例如，在一些實施例中，對每個空間信道 的映射可以循環移動已知量，以便對下一個空間信道產生映射。映射參數可以是移動量。 例如，在一些其它實施例中，可以使用交織操作來改變映射。在這些實施例中，對於第一個
6信道而言，映射可以是1、2、3、4至1、2、3、4，並且可以對第二個空間信道使用交織器(例如 2、4、1、3)。第一個信道的映射輸出順序(例如，1、2、3、4)可以通過交織器變換為2413。因 此，對第二個信道的映射是1、2、3、4至2、4、1、3。在一些實施例中，為了產生第三個信道的 映射，可以通過交織器將第二個信道的映射輸出順序進一步交織，其中參數是交織器。從而 第三個信道的映射是1、2、3、4至4、3、2、1。在以上兩個例子中可以將映射的產生視作為迭 代的。即，對下一個信道的映射可以通過對當前信道的映射的恆定轉換而產生。本發明的 一些其它實施例可以使用其它的參數方式，以迭代地(和/或同時地)產生相異映射。在一些實施例中，映射電路110產生的映射對於接收機是已知的和/或可以被提 供給該接收機。在一些實施例中，可以將映射以數據包(例如應答包)的報頭形式發送給 接收機，可以在單輸入單輸出信道中發送給接收機，但本發明的保護範圍不限於此方面。例 如，在一些實施例中，在兩個鄰近流之間的相對旋轉/移動量可以是不變的(例如，24個子 載波)。例如，在一些實施例中，旋轉/移動量可以是接收機已知的一些參數的函數。例如， 除第(i_l)個流的移動量之外的第i個流的移動量可以是第i個(級聯的)子信道中的子 載波數。在一些802. 16(d)和(e)實施例中，每個子信道的子載波數可以是調製電平和FEC 碼率的函數。在一些其它實施例中，額外的移動量可以是子信道中的物理子載波的最大數， 這依賴於FEC碼率、調製電平以及信道置換方案。信道置換方案的一些例子可以包括部分 使用子信道(PUSC)利用、完全使用子信道(FUSC)利用以及先進調製與編碼(AMC)，但本發 明的保護範圍不限於此方面。在發送給接收機的數據包的報頭中，可以包括開關比特，用於 指示是使用移動映射還是使用相異映射。在一些實施例中，可以通過多個空間信道發送一個數據流，並且每個空間信道可 以具有相異映射。在調製器108和子載波映射器110之間不需要一對一的對應關係，並且 在一些實施例中，子載波映射器110的數量可以大於調製器108的數量。然而，當對每個空 間信道應用不同的映射時，可以通過一個空間信道發送一個數據流。當通過多個空間信道 發送一個數據流時，對於多個空間信道的每個而言，映射可以是相同的。在一些實施例中，不同的數據流可以攜帶不同的代碼比特。每個空間信道可以由 具有波束形成權值的一個發射天線或者多個發射天線而形成。多載波發射機100還可以包括空時編碼(STC)編碼器112，它可以對子載波映射 電路110提供的星座符號執行編碼操作。在一些實施例中，STC編碼器110可以增加冗餘 信息到輸入符號109，而在有些實施例中，輸出流的數量可以大於輸入流的數量。在一些實 施例中，STC編碼器112可以不向輸入符號109增加冗餘信息，並且傳送由映射電路110提 供的符號，而不加任何處理。在一些實施例中，一串數據流可以通過一個空間信道發送；然 而，可以將STC碼用於增加冗餘信息並且增加數據流數。例如，可以使用Alamouti碼，它使 用一串輸入數據流並且產生兩串輸出流，並且這兩個輸出使用兩個空間信道傳輸。以此方 式，數據流數不一定等於空間信道數。然而，在一些實施例中，為了進行編碼，使用STC編碼 器112可能需要兩個空間信道的映射不改變。在一些實施例中，STC編碼器112可以增加冗餘信息到輸入QAM符號，並且可以產 生多於輸入QAM符號數的符號。例如，對於一串輸入數據流和四個發射天線而言，STC編碼 器112可以為每個輸入符號產生四個符號。可以將此稱作為比率4 STC編碼。在另一個例 子中，可以有四串輸入數據流109和四個發射天線122。STC編碼器112可能對輸入符號什麼也不做，而將它們在四串流上發送出去。可以將此稱作為比率1 STC編碼。在另一個例 子中，其中有三串輸入數據流109和四個發射天線122，STC編碼器112可以對每三個輸入 符號產生四個符號。這可以稱作為比率3 STC編碼。當存在一串輸入流並且存在多串輸出 流時，這可以稱作為純分集模式。當存在多於一串的輸入流並且STC不對輸入符號執行任 何動作時，這可以稱作為純空間復用模式。多載波發射機100還可以包括多輸入多輸出(MIMO)預編碼電路114，其可以作為 頻域波束形成器，用於將頻域中的波束形成器權值155應用到每個子載波，以進行波束形 成。多載波發射機100還可以包括與每個空間信道123相關的快速傅立葉反變換 (IFFT)電路116，用於根據與每個子載波相關的頻域星座符號產生時域信號。在一些實施 例中，每個IFFT電路116可以對來自多載波通信信道的子載波的每個時隙產生OFDM符號。多載波發射機100還可以包括每個空間信道的數字模擬轉換(DAC)電路118，用於 根據IFFT電路116提供的時域數位訊號產生模擬信號。多載波發射機100還可以包括與每個空間信道123相關的射頻(RF)發射機電路 120，用於產生通過相應的一個天線122發射的信號。多載波發射機100還可以包括處理電路150，它可以為每個空間信道產生調製電 平151，可以為子載波映射器110產生子載波映射信息153，可以提供波束形成器權值155 給MIMO預編碼電路114。在一些實施例中，處理電路150可以包含一個或多個高層(S卩，高 於物理(PHY)層的層)，但本發明的保護範圍不限於此方面。在一些寬帶系統(包括一些依據IEEE 802. 16(e)標準操作的系統)中，對於所有 空間流或空間信道而言，星座符號至實際物理子載波的映射是相同的。換句話說，將相同的 子載波映射到每個空間信道的相同子信道。因此，對於所有空間信道而言，子信道結構是 相同的，所有空間信道是子載波和時隙的分割或集合。在垂直的MIMO模式下，可以在頻率 空間或時間中將連續的代碼比特連續填充進子信道中。例如，當空間信道1具有子信道1、 2、…N而空間信道2具有完全相同的分割結構(即，子信道1、2、…N)時，連續的代碼比 特依以下次序填充子信道空間信道1中的子信道1、空間信道2中的子信道1、空間信道1 中的子信道2、空間信道2中的子信道2，依此類推。為了有助於頻率和空間內的最大分集， 我們期望的是將鄰近的代碼比特分配給不同的子載波和不同的空間信道，因此上述的星座 符號至子載波的映射無助於最大化此分集。通過允許映射橫跨空間信道而改變，以下描述的本發明的一些實施例有助於最大 化分集增益。例如，空間信道2的所有數據子載波的映射可以按照子信道1中的子載波數 循環移動。雖然子信道的填充次序可以如前一樣，但是將填充順序中的鄰近子信道物理地 置於不同的子載波集上。本發明的一些實施例可以為連續代碼比特提供改善的頻率分集，因為任何特定子 信道可以使用不同空間信道內的不同子載波頻率，從而在連續的代碼比特之間提供額外的 頻率分離。本發明的一些實施例可以提供改善的空間分集。在一些實施例中，對於多個頻率子信道的每個而言，調製器108可以基於與每個 子信道相關的子載波數，為多串數據流105的每一串產生一個星座符號集。對於多個空間 信道122的每個而言，子載波映射電路110可以將星座符號集分配給每個子信道的子載波。
8子載波映射電路110可以在一些空間信道的子載波之間循環旋轉分配結果，從而在一些空 間信道上對應的子信道使用不同的子載波集。在一些實施例中，作為循環旋轉的一部分，子載波映射電路110可以以漸增量移 動至少一些但少於所有空間信道的空間信道內的子載波分配結果。在這些實施例中，漸增 量可以至少如包括第一個子信道的子載波數一樣多，但本發明的保護範圍不限於此方面。 在一些實施例中，每個子信道可以包括多載波通信信道的頻率子載波的一個子集，每個子 信道可以是包括兩個或更多時隙的級聯子信道，並且每個時隙可以對應於正交頻分多址 (OFDMA)符號時間。在這些實施例中，子載波映射電路可以將每個子信道的星座符號分配給 時隙，以增加在相關子信道內的時隙分集。在一些IEEE 802. 16(e)實施例中，一個子信道可以包括數個子載波(在整個頻帶 中它們可能不是物理上鄰近的)以及每個子載波的固定數目的時隙。在這些實施例中，該 固定數目可以隨著信道置換方案而改變(例如，對於FUSC和PUSC而言，該數目可以分別是 1和2)。如圖2A和圖2B所示，可以將子信道視為頻域和時域中的矩形。對於頻帶AMC信 道置換而言，如圖2B所示，一個子信道可以包括兩個在時間上鄰近的矩形。分配給移動站 的發射資源可以是數個子載波和數個時隙，也可以將它們視作為矩形。對於每個空間信道 而言，可以將該資源(有時稱作為移動站的區)分成一個或多個子信道。子信道的大小不 需要是固定的，因為一些子信道可能具有的子載波比其他的多。子信道的填充順序可以是 頻率第一、空間第二及時間最後。在一個空間信道內的填充順序可以在圖2A中顯示成空間 信道1。圖2A中兩個空間信道的矩形方框可以表示子信道。圖2A中的所有子載波不一定 是鄰近的。在圖2A中顯示為附圖標記201的例子1中，通過相對於空間信道1旋轉空間信 道2的頻率維度中的子信道，可以增加並且可能最大化頻域分集。空間信道1中的子信道 1(將其表示成附圖標記204)使用的子載波不同於空間信道2中子信道1(將其表示成附圖 標記206)的那些子載波。在實際的實施例中，兩個空間信道中的對應(即，填充順序鄰近) 子信道可能無法依順序填充並且可能通過旋轉而脫離。然而，如圖2C中所示，仍可能在兩 個空間信道之間存在重疊，其中兩個空間信道的子信道1和子信道2重疊在頻率子載波中。 對應的子信道重疊越少，頻率分集就越好。在例子2中，在圖2A中表示成附圖標記202，可 以增加並且可能最大化頻率分集和時間分集。在例子2中，存在兩次旋轉。一次旋轉是在 頻域中，這與例子1中的相同，另一次旋轉在時域中。將例子2中的每行相對於例子1中的 對應行旋轉。在一些實施例中，對於可能在時隙之間變化的快速衰落信道而言，用戶區內的時 隙分集可能是期望的。在這些實施例中，子載波映射電路100可以將第一個空間信道的第 一個子信道的星座符號分配給第一個時隙，並且可以將第二個空間信道的第一個子信道的 隨後星座符號分配給不同於第一個時隙的時隙。在一些實施例中，當確定出信道為快速衰 落信道時，通過確定信道估計量何時在時隙上改變，數據處理電路150可以確定多載波通 信信道何時是快速衰落信道。在這些實施例中，子載波映射電路110可以將不同空間信道 的對應子信道的星座符號分配給多於一個的時隙。在一些實施例中，每個子載波可以與物理索引相關。子載波映射電路可以將子信 道的子載波的一個邏輯索引映射到子載波的物理索引之一，從而在每個空間信道中，子信道使用不同的物理子載波集。在一些實施例中，響應於調製電平輸入151，調製器108可以依據多個調製電平之 一來調製每個空間信道的子載波。在一些情形下，調製器108可以對每個空間信道應用不 同的調製電平，但本發明的保護範圍不限於此方面。在這些實施例的一些中，波束形成電路114可以在頻域中將波束形成器權值155 應用到空間信道的子載波上。在這些實施例中，通過調製器108可以將不同的調製電平應 用到不同的空間信道，由發射天線122發射的信號可以展示每個空間信道的方向性。例如， 每個空間信道的波束形成權值155可以允許將每個空間信道內的子信道指引朝向特定方 向或用戶站或用戶，但本發明的保護範圍不限於此方面。雖然將多載波發射機100描繪成具有數個不同的功能部件，但是也可以將一個或 多個功能部件相組合併且可以通過軟體配置的部件(例如包含數位訊號處理器(DSP)的處 理部件)及/或其他硬體部件的組合來實現。例如，一些部件可以包括一個或多個微處理 器、DSP、專用集成電路(ASIC)以及用於執行此處描述的至少一些功能的各種硬體和邏輯 電路的組合。在一些實施例中，多載波發射機100的功能部件可以指在一個或多個處理部 件上操作的一個或多個過程。在一些實施例中，子信道的數目可以低至一個，可以高至十個或更多。在一些實施 例中，空間信道的數目可以對應於發射天線122的數目，並且範圍可以從少到兩個到高達 十個或更多。在一些實施例中，發射天線122的數目可以等於四個，並且可以使用四個空間 信道，但本發明的保護範圍不限於此方面。圖2C說明依據本發明的一些實施例，邏輯子載波索引到物理子載波索引的映射。 在圖2C中，將邏輯子載波索引表示成I1至iN，其中N對應於子載波的數目，並且將物理子 載波索引表示成J1至jN。在一些實施例中，每個子信道內的子載波的邏輯索引可以保持不 變，但邏輯至物理索引之間的映射可能改變。這樣，對於不同的空間信道具有相同索引的子 信道存在於不同的物理子載波集。在一些實施例中，通過以適當的量循環旋轉物理索引，這可以實現，其中索引是用 於特定空間信道的所有數據子載波的，並且將它們分配給特定用戶。例如，空間信道1中的 子信道1可以使用邏輯索引1、2、…、24。為了避免與空間信道1重疊，並且有助於最大化 頻率分集，空間信道2中的子信道1可以使用邏輯索引25、26、…、48。這等效於在空間信 道2中以24循環移動邏輯至物理索引之間的映射，如圖2C所示。在這些實施例中，當空間 信道索引增加時，移動量會線性增加。在這個例子中，對於空間信道2的移動量可以是24， 而對於由第三個空間信道的子載波映射器的第一個子信道移動器所實現的空間信道3的 移動量可以是48。在一些IEEE 802. 16(d)和IEEE 802. 16(e)實施例中，最小的子信道內的子載波 數對於不同的信道置換方案可以是9、18、24和48。在這些實施例的一些中，可以將這些數 之一選擇作為對應信道置換方案(例如PUSC、FUSC和頻帶AMC)的第二個空間信道的移動 大小，但本發明的保護範圍不限於此方面。在另外一些IEEE 802. 16(d)和IEEE 802. 16(e) 實施例中，可以將這些數之一(例如24)選擇作為所有信道置換方案的第二個空間信道的 移動大小，但本發明的保護範圍不限於此方面。在一些實施例中，旋轉的最佳移動大小可以依賴於所分配的時隙數、由編碼器102實現的編碼方案(圖1所示)、調製階次(例如16QAM對比64 QAM)以及信道置換方案。在本發明的一些替代性實施例中，第二個空間信道的移動大小可以是空間信道1 中子信道1中的子載波數。在這些實施例中，對於剩餘的信道，移動大小可以線性增加，但 本發明的保護範圍不限於此方面。在本發明的一些其它替代性實施例中，第二個空間信道的移動大小可以是在所有 有效子信道(具有或沒有例如編碼方案、調製階次以及信道置換方案等限制)之上的子載 波的最大數，但本發明的保護範圍不限於此方面。在一些其它實施例中，映射可以保持相同，但是子信道的填充順序可以改變。例 如，可以首先填充空間信道1中的子信道1，接著填充空間信道2中的子信道2。頻率分 集可以增加，因為這兩個子信道可以使用不同的子載波集，在這些實施例中，數個調製器 108(圖1所示)之一的輸出可以與多於一個的子載波映射器110(圖1所示)連接。在一些快速衰落信道情形下，信道狀況會隨時隙而改變。在一些實施例中，也可以 對每個空間信道將時隙索引旋轉。例如，可以將子載波映射和時隙映射都旋轉，從而可以將 空間信道2中的子信道1物理地置於不同於空間信道1中的子信道1的頻率和時隙上。在 這些實施例中，時隙維度中的大幅移動可以提供改善的時間分集；然而，這受到所分配的時 隙數和解碼延遲需求的限制。在一些其它實施例中，為了改變用於置換物理子載波索引的最終邏輯至物理映 射，可以使用每個空間信道的相異交織器。圖3示出了依據本發明一些實施例的多載波信道的時間和頻率結構的映射。圖3 示出了兩個空間信道空間信道1312和空間信道2314。每個空間信道可以包括在χ方向 上給出的時隙和在y方向上給出的子載波。在空間信道1312中，第一個子信道可以使用由 附圖標記304指示的子載波和時隙，而第二個子信道可以使用由附圖標記306指示的子載 波和時隙。在空間信道2314中，第一個子信道可以使用由附圖標記304指示的子載波和時 隙，而第二個子信道可以使用由附圖標記306指示的子載波和時隙，然而，在這個例子中， 可以將空間信道2中每個子信道的子載波從它們在空間信道1中的位置循環移動一個子載 波頻率。雖然圖3給出了一個子載波頻率的移動，但本發明的保護範圍不限於此方面。再參考圖1，在一些實施例中，多載波發射機100可以是寬帶通信站的一部分，該 寬帶通信站可以在多載波通信信道上發射正交頻分多址(OFDMA)通信信號。該多載波通信 信道可以在預定的頻譜內，並且可以包括多個正交子載波。在一些實施例中，正交子載波可 以是相距較近的OFDMA子載波。為了有助於在相距較近的子載波之間實現正交性，每個子 載波在其它子載波的大約中心頻率處具有空值。在一些實施例中，為了有助於在相距較近 的子載波之間實現正交性，每個子載波可以在一個符號周期內具有整數個周期，但本發明 的保護範圍不限於此方面。在一些實施例中，多載波通信信號的頻譜可以包括5 GHz的頻譜或者2. 4 GHz的 頻譜。在這些實施例中，該5 GHz的頻譜可以包含範圍從大約4. 9到5. 9 GHz的頻率，而該 2.4 GHz頻譜可以包含範圍從大約2. 3到2. 5 GHz的頻率，但本發明的保護範圍不限於此方 面，如果其它頻譜也同樣合適的話。在一些寬帶和WiMax實施例中，用於通信的頻譜可以包 括在2和IlGHz之間的頻率，但本發明的保護範圍不限於此方面。在一些實施例中，多載波發射機100可以依據特定的通信標準發射RF通信信號，例如包含無線城域網(WMAN)的IEEE 802. 16(d)及/或(e)標準的電氣電子工程師協會 (IEEE)標準，但多載波發射機100也適合依據其它技術來發射。在一些實施例中，多載波發 射機100可以是可攜式無線通信裝置的一部分，例如，該可攜式無線通信裝置可以是個人 數字助理(PDA)、具有無線通信能力的膝上型或可攜式計算機、網絡平板電腦、無繩電話、無 線耳機、尋呼機、即時通信裝置、數位相機、接入點、電視機或可以無線接收及/或發射信息 的其它裝置。在一些寬帶和WiMax實施例中，多載波發射機100可以是WiMax發射站的一 部分。天線122可以包含定向或全向天線，例如，包含偶極天線、單極天線、貼片天線、環 形天線、微帶天線或適用於發射RF信號的其它類型的天線。天線122的數量範圍可以從少 到2個到高達10個或更多個。依據一些實施例，多載波100 (圖1所示)可以依據單獨的子載波調製分配方案來 調製子載波，稱作為自適應比特加載(ABL)。因此，可變數量的比特可以由一個符號表示， 並且可以被調製在子載波上。提供給調製器108(圖1所示)用於單獨的子信道的調製分 配結果151是基於那個子載波的信道特性或信道狀況的，但本發明的保護範圍不限於此方 面。在一些實施例中，子載波調製分配範圍可以從每個符號零比特到高達每個符號10個 或更多個比特。就調製電平而言，子載波調製分配方案可以包括二相相移鍵控(BPSK，每個 符號傳送1比特)、四相相移鍵控(QPSK，每個符號傳送2比特)、8PSK(每個符號傳送3比 特)、16_正交幅度調製(16-QAM，每個符號傳送4比特)、32-QAM(每個符號傳送5比特)、 64-QAM(每個符號傳送6比特)、128-QAM(每個符號傳送7比特)以及256_QAM(每個符號 傳送8比特)。每個子載波也可以使用具有較高數據傳送率的調製電平。可以將OFDMA符號視為在每個空間信道的單獨子載波上調製的符號組合。由於每 個調製有符號的子載波具有可變數量的比特並且構成空間信道的子信道的數目可變，因此 每個OFDMA符號的比特數可以千變萬化。可以用硬體、固件及軟體之一或其組合實現本發明的實施例。也可以將本發明的 實施例實現為儲存在機器可讀介質上的指令，可以由至少一個處理器讀取並且執行以執行 此處描述的操作。機器可讀介質可以包含用於以機器(例如計算機)可讀的形式儲存或 發射信息的任何機構。例如，機器可讀介質可以包含只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器 (RAM)、磁碟存儲介質、光存儲介質、快閃記憶體裝置、電的、光的、聲的或其它形式的傳播信號(例 如，載波、紅外信號、數位訊號等等)以及其它。37 C. F. R.部分1. 72(b)要求提供摘要，以使讀者能確定本發明的本質和要點。應 當理解的是不應將其用於限制或解釋權利要求書的保護範圍或意義。在前面的詳細描述中，為使說明書的編排得當，有時將各種特徵一起組合進單一 的實施例中。不應將本發明的方法解釋為反映以下意圖權利得到主張的實施例需要的特 徵多於每個權利要求中特別列明的特徵。相反，正如以下權利要求所反映的那樣，本發明體 現在少於單一披露的實施例的所有特徵。因此，將以下權利要求書合併進該詳細的描述中， 每項權利要求本身都代表一個單獨的優選實施例。
權利要求
一種多載波發射機，包括調製器，多個數據流中的每個數據流使用一個調製器，所述調製器根據與每個子信道相關的數個子載波，為多個頻率子信道中的每個子信道產生一個星座符號集；以及子載波映射電路，多個空間信道的每個空間信道使用一個子載波映射電路，所述子載波映射電路給每個子信道的子載波分配星座符號集，其中，所述子載波映射電路在一些空間信道的子載波之間改變分配結果，從而在一些空間信道上對應的子信道使用不同的子載波集。
2.權利要求1所述的多載波發射機，其中，所述子載波映射電路將至少一些但少於所 有空間信道的空間信道內的子載波分配結果以漸增量移動，所述漸增量至少和包括第一個 子信道的數個子載波一樣多。
3.權利要求1所述的發射機，其中，每個子信道包括多載波通信信道的頻率子載波的 一個子集，其中，每個子信道是進一步包括兩個或更多個時隙的級聯子信道，每個時隙對應於一 個正交頻分多址符號時間，以及其中，所述子載波映射電路進一步將每個所述子信道的星座符號分配給所述時隙，以 增加相關子信道內的時隙分集。
4.權利要求3所述的發射機，其中，所述子載波映射電路將第一個空間信道的第一個 子信道的星座符號分配給第一個時隙，將第二個空間信道的第一個子信道的隨後星座符號 分配給另一個時隙。
5.權利要求4所述的發射機，進一步包括數據處理電路，通過確定信道估計量何時在時隙上改變來確定所述多載波通信信道何 時是快速衰落信道，其中，所述子載波映射電路將不同空間信道的對應子信道的星座符號分配給多個時隙。
6.權利要求1所述的發射機，其中，每個子載波具有物理索引，以及其中，所述子載波映射電路將一個子信道的子載波的一個邏輯索引映射到所述子載波 的一個物理索引，從而在每個空間信道中子信道使用不同的物理子載波集。
7.權利要求1所述的發射機，其中，響應於調製電平輸入，所述調製器依據多個調製 電平之一來調製每個空間信道的子載波，以及其中，所述調製器能對每個所述空間信道應用不同的調製電平。
8.權利要求7所述的發射機，進一步包括波束形成電路，用於在頻域中將波束形成器權值應用到所述空間信道的子載波；以及與每個空間信道相關的發射天線，其中，當將所述波束形成器權值應用到不同的空間信道時，所述空間信道的子信道表 現出方向性。
9.權利要求1所述的多載波發射機，其中，所述發射機是WiMax多載波多輸出的發射 機，並且是寬帶通信站的一部分。
10.一種發射多載波通信信號的方法，包括基於與每個子信道相關的數個子載波，為多個頻率子信道中的每一個產生一個星座符號集；以及對於多個空間信道中的每一個而言，給每個子信道的子載波分配星座符號集，其中，改 變一些空間信道的星座符號，從而對於所述空間信道中的至少一些而言，子信道使用不同 的子載波集。
11.權利要求10所述的方法，進一步包括將至少一些但少於所有空間信道的子信道的子載波分配結果以漸增量移動，所述漸增 量至少和包括第一個子信道的數個子載波一樣多。
12.權利要求1所述的方法，其中，每個子信道包括多載波通信信道的頻率子載波的 一個子集，其中，每個子信道是進一步包括兩個或更多個時隙的級聯子信道，每個時隙對應於一 個正交頻分多址符號時間，以及其中，所述分配進一步包括將每個所述子信道的星座符號分配給所述時隙，以增加相 關子信道內的時隙分集。
13.權利要求12所述的方法，進一步包括將第一個空間信道的第一個子信道的星座符號分配給第一個時隙；以及將第二個空間信道的第一個子信道的隨後星座符號分配給另一個時隙。
14.權利要求13所述的方法，進一步包括通過確定信道估計量何時在時隙上改變來確定所述多載波通信信道何時是快速衰落 信道；以及將不同空間信道的對應子信道的星座符號分配給多個時隙。
15.權利要求10所述的方法，其中，每個子載波具有物理索引，並且其中，所述方法進一步包括將空間信道的子載波的邏輯索引映射到所述子載波的一 個物理索引，從而對於每個空間信道而言，不同空間信道的對應子信道使用不同的子載波集。
16.權利要求10所述的方法，進一步包括依據多個調製電平之一來調製每個空間信道的子載波，其中，對於每個所述空間信道 應用一個不同的調製電平。
17.權利要求16所述的方法，進一步包括在頻域中將波束形成器權值應用到所述空間信道的子載波，其中，當將所述波束形成 器權值應用到不同的空間信道時，所述不同的空間信道內的子信道表現出方向性。
18.一種系統，包括多個發射天線，每個發射天線與多個空間信道之一相關；以及多載波發射機，包括用於多個數據流中的每一個數據流的調製器和用於多個空間信 道中的每一個空間信道的子載波映射電路，所述調製器基於與每個子信道相關的數個子載 波，為多個頻率子信道的每一個產生一個星座符號集，所述子載波映射電路給每個子信道 的子載波分配星座符號集，其中，所述子載波映射電路在一些空間信道的子載波之間改變分配結果，從而在一些 空間信道上對應的子信道使用不同的子載波集。
19.權利要求18所述的系統，其中，所述子載波映射電路將至少一些但少於所有空間信道的空間信道內的子載波分配結果以漸增量移動，所述漸增量至少和包括第一個子信道 的數個子載波一樣多，其中，每個子信道包括多載波通信信道的頻率子載波的一個子集， 其中，每個子信道是進一步包括兩個或更多個時隙的級聯子信道，每個時隙對應於一 個正交頻分多址符號時間，以及其中，所述子載波映射電路進一步將每個所述子信道的星座符號分配給所述時隙，以 增加相關子信道內的時隙分集。
20.權利要求19所述的系統，其中，所述子載波映射電路將第一個空間信道的第一個 子信道的星座符號分配給第一個時隙，將第二個空間信道的第一個子信道的隨後星座符號 分配給另一個時隙，以及其中，所述多載波發射機進一步包括數據處理電路，所述數據處理電路通過確定信道 估計量何時在時隙上改變來確定所述多載波通信信道何時是快速衰落信道，以及其中，所述子載波映射電路將不同空間信道的對應子信道的星座符號分配給多個時隙。
21.權利要求18所述的系統，其中，每個子載波具有物理索引，並且其中，所述子載波映射電路將子信道的子載波的邏輯索引映射到所述子載波的一個物 理索引，從而在每個空間信道中子信道使用不同的物理子載波集。
22.一種提供指令的機器可訪問介質，當受訪時使得機器執行包括以下各步驟的操作基於與每個子信道相關的數個子載波，為多個頻率子信道的每一個產生一個星座符號 集；以及對於多個空間信道的每一個而言，給每個子信道的子載波分配星座符號集，其中，改變一 些空間信道的星座符號，從而對於至少一些所述空間信道而言，子信道使用不同的子載波集。
23.權利要求22所述的機器可訪問介質，其中，在進一步受訪時使得所述機器執行進 一步包括以下各步驟的操作將至少一些但少於所有空間信道的子信道的子載波分配結果以漸增量移動，所述漸增 量至少和包括第一個子信道的數個子載波一樣多，其中，每個子信道包括多載波通信信道的頻率子載波的一個子集， 其中，每個子信道是進一步包括兩個或更多個時隙的級聯子信道，每個時隙對應於一 個正交頻分多址符號時間，以及其中，所述分配進一步包括將每個所述子信道的星座符號分配給所述時隙，以增加相 關子信道內的時隙分集。
24.權利要求23所述的機器可訪問介質，其中，在進一步受訪時使得所述機器執行進 一步包括以下各步驟的操作將第一個空間信道的第一個子信道的星座符號分配給第一個時隙； 將第二個空間信道的第一個子信道的隨後星座符號分配給另一個時隙； 通過確定信道估計量何時在時隙上改變來確定所述多載波通信信道何時是快速衰落 信道；以及將不同空間信道的對應子信道的星座符號分配給多個時隙。
全文摘要
對於多個空間信道的每一個而言，一種多載波發射機給每個子信道的子載波分配星座符號集。將星座符號到子信道的分配結果在一些空間信道之間循環旋轉，以便每個空間信道的子信道使用不同的子載波集，從而增強頻率分集。
文檔編號H04B7/06GK101919175SQ200680007287
公開日2010年12月15日 申請日期2006年3月8日 優先權日2005年3月8日
發明者A·達維多夫, Q·李, X·林 申請人:英特爾公司