專利名稱：用于多載波通信系統(tǒng)的可換算模式方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及多載波通信系統(tǒng)，包括但不限于射頻(RF)通信系統(tǒng)。本發(fā)明尤其涉及用于多載波通信系統(tǒng)的可換算模式(scalablepattern)方法。
通常，任何通信系統(tǒng)可攜帶的信息的數(shù)量是可用帶寬的函數(shù)。多載波通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)之一是可以通過增加子信道的數(shù)量到子信道總和的帶寬不超過可用帶寬的程度，以適應(yīng)不同的信道類型(例如，具有較寬帶寬)。然而，在此提到的對應(yīng)于特定帶寬并用于特定數(shù)量子信道的插入到數(shù)據(jù)碼元中同步碼元和導(dǎo)頻碼元是唯一定義的而不能夠換算。因此，對應(yīng)不同的帶寬，為適應(yīng)檢測不同數(shù)量的子信道中的信息，需要為不同的接收機(jī)定義唯一導(dǎo)頻內(nèi)插技術(shù)。通常，子信道的數(shù)量越多且相應(yīng)帶寬越寬，接收機(jī)中所需要的計(jì)算就越復(fù)雜?？珊喕邮諜C(jī)復(fù)雜程度的多載波系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是對現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)。
因此，存在對一種方法的需要，該方法定義可在多載波通信系統(tǒng)中使用的同步、導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)碼元模式，在不同數(shù)量的子信道和不同的相應(yīng)帶寬之間容易地?fù)Q算。有利的是，這種模式定義應(yīng)當(dāng)為第一個(gè)子信道定義同步、導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)格式，該格式對多個(gè)子信道都可以換算，并且對任意經(jīng)換算的版本允許使用類似的導(dǎo)頻內(nèi)插技術(shù)。本發(fā)明目的在于滿足或至少部分滿足這些需要。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的多信道QAM發(fā)射機(jī)方框圖；圖2示出16QAM碼元星群的例子根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例；圖3示出插入同步和導(dǎo)頻碼元后的碼元流的例子；圖4示出用于M個(gè)子信道QAM系統(tǒng)的頻譜圖示例；圖5示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的同步、導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)碼元的模式，分別對應(yīng)于50KHZ、100KHZ、150KHZ帶寬的、在八個(gè)，十六個(gè)和二十四個(gè)子信道之間換算；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多信道QAM接收機(jī)方框圖；和圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多信道圖6的QAM接收機(jī)中所使用的子信道解調(diào)模塊的方框圖。
發(fā)射機(jī)100從信息源102接收信號(hào)。在圖1的實(shí)施例中，將要發(fā)送的信息由比特流組成。所述比特流可以代表來自計(jì)算機(jī)、數(shù)字化語音、數(shù)字化視頻、和其它能夠由二進(jìn)制數(shù)字流表示的信號(hào)。來自信息源的比特流送入串并轉(zhuǎn)換器104，并在這里將其分割成M個(gè)不同的流。不同M個(gè)比特流中的每個(gè)流再被送入碼元轉(zhuǎn)換器106，由其將比特流變換成適于所選調(diào)制類型的碼元。因此，舉例來說，當(dāng)使用16QAM調(diào)制時(shí)，碼元轉(zhuǎn)換器106將M個(gè)不同比特流中的每個(gè)流變換成QAM碼元流?？蛇x地，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，串并轉(zhuǎn)換器104和碼元轉(zhuǎn)換器106可以互換，以使得比特流首先變換成QAM碼元，然后QAM碼元流再被分割成M個(gè)不同的流。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，從碼元轉(zhuǎn)換器106中出來的碼元流包含16QAM碼元。16QAM系統(tǒng)使用16個(gè)分立的復(fù)數(shù)碼元符號(hào)字母表。對QAM而言，碼元可以看作是圖2中所示出的笛卡爾坐標(biāo)系中的各點(diǎn)，在笛卡爾坐標(biāo)系中，碼元的實(shí)部在一個(gè)坐標(biāo)軸上，碼元的虛部在另一個(gè)坐標(biāo)軸上。這種圖形被稱做碼元星群。輸入碼元201可以表示成象3+3i這樣的復(fù)數(shù)。由于在字母表中有16個(gè)碼元，16QAM星群中的每個(gè)復(fù)數(shù)碼元可以被唯一地映射成四個(gè)二進(jìn)制數(shù)字。例如，碼元3+3i可以映射成二進(jìn)制數(shù)字0110。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，只要每個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)映射成唯一的16碼元，可以任意選擇對應(yīng)不同碼元的二進(jìn)制數(shù)。
當(dāng)碼元轉(zhuǎn)換器106從串并轉(zhuǎn)換器104接收比特流時(shí)，它將每個(gè)比特流分別解析成與比特?cái)?shù)相應(yīng)的比特組，這些比特組代表所選擇的不同的碼元調(diào)制類型，然后再將碼元組映射成合適的碼元。因此，在16QAM系統(tǒng)中，比特流被解析成四個(gè)比特組成的組。再使用上面討論的映射，將每個(gè)四比特組映射成相應(yīng)的16-QAM碼元?？蛇x地，可以通過使用公知的卷積編碼將比特流變換成16-QAM碼元流。另外的實(shí)施例中，含有將比特流變換成QPSK，64-QAM或其它非16-QAM碼元星群的碼元轉(zhuǎn)換器106。
返過來看圖1，M個(gè)復(fù)數(shù)碼元從碼元轉(zhuǎn)換器106發(fā)送到M個(gè)子信道處理塊108，110，112。為方便起見，在此將詳細(xì)描述僅用于第一子信道的處理塊108，因?yàn)橛糜谄渌有诺?10，112的處理塊的操作方式基本上與第一處理塊108相似。最后，轉(zhuǎn)向第一處理塊108，來自碼元轉(zhuǎn)換器106的數(shù)據(jù)碼元流D1提供給同步/導(dǎo)頻碼元插入塊114。這個(gè)塊將同步(“sync”)碼元和導(dǎo)頻碼元插入數(shù)據(jù)碼元流D1，產(chǎn)生組合碼元流S1。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，導(dǎo)頻和同步碼元插入到不同的數(shù)據(jù)碼元流D1到DM中，插入的位置由將在對圖5更加詳細(xì)描述的擴(kuò)展模式所確定。然后組合流S1又被發(fā)送到脈沖整形濾波器模塊116中，在這里將每個(gè)導(dǎo)頻、同步、和數(shù)據(jù)碼元整形以用于發(fā)射。整形的目的是限制每個(gè)子信道的頻譜寬度以便子信道或信號(hào)之間不互相重疊。
圖3示出了在插入用于時(shí)分多路(TDM)系統(tǒng)中的一個(gè)時(shí)隙的同步和導(dǎo)頻碼元后的組合碼元流的例子。時(shí)隙通常包括通過將二進(jìn)制數(shù)據(jù)從碼元星群映射到碼元而獲得的數(shù)據(jù)碼元302。在時(shí)隙的開始放入同步碼元304，使得接收機(jī)能夠確定執(zhí)行碼元采樣的最佳位置。碼元流還包含以所選間隔插入的導(dǎo)頻碼元306。導(dǎo)頻碼元306被接收機(jī)用來確定載波的相位和估算信號(hào)從發(fā)射機(jī)傳播到接收機(jī)過程中各種信道損壞(如，噪聲、失真)對信號(hào)的影響。接收機(jī)知道將要發(fā)送的導(dǎo)頻和同步碼元的特征以及它們在TDM時(shí)隙中的位置。這可以通過對每個(gè)時(shí)隙使用相同的導(dǎo)頻和同步碼元或通過對接收機(jī)和發(fā)射機(jī)采用相同的算法計(jì)算同步和導(dǎo)頻碼元而獲得。應(yīng)當(dāng)注意，導(dǎo)頻和同步碼元不必來自與數(shù)據(jù)碼元相同的星群。當(dāng)接收機(jī)收到信號(hào)時(shí)，會(huì)在所收到的碼元與發(fā)射的導(dǎo)頻碼元之間作比較，以允許接收機(jī)估算通信信道損壞的影響。而后，對所收到的碼元流信號(hào)進(jìn)行調(diào)整以補(bǔ)償收到的數(shù)據(jù)碼元的相位和幅度錯(cuò)誤。
再次返回圖1中的子信道處理模塊108，通過脈沖整形濾波器116之后，每個(gè)子信道流必須被變頻至分離的子載波頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)頻率變換是通過復(fù)數(shù)混頻器118完成的，它用子載波信號(hào)120來調(diào)制子信道碼元流。優(yōu)選地，每個(gè)子載波位于不同的頻率，使得子信道的頻率不重疊。
在子信道碼元流已經(jīng)被移到它們的子載波頻率后，這些子信道的輸出被疊加模塊122合成以形成組合信號(hào)S(t)。組合信號(hào)S(t)的實(shí)部和虛部被模塊124，126分開，然后提供給正交上變頻器128。如本領(lǐng)域所熟知的，正交上變頻器將組合信號(hào)S(t)的實(shí)部和虛部混合上變至射頻。上變頻信號(hào)供給放大器130，然后再供給天線132以用于發(fā)射。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，脈沖整形濾波器116，子信道混頻器118，和求和器122的運(yùn)算是在DSP中運(yùn)用快速傅立葉變換(FFT)濾波器組實(shí)現(xiàn)的。這種濾波器組完成多子信道調(diào)制器的使用方法在由Prentice-Hall公司出版的Ronald E.Crochiere和Lawrence R.Rabiner，所著的“多速率數(shù)字信號(hào)處理”一文第319-323頁示出，本文中引用作為參考。
圖4示出用于M個(gè)子信道系統(tǒng)的組信號(hào)S(t)的頻譜的例子。組合信號(hào)S(t)由位于各子信道帶寬b1，12，…bM的M個(gè)子信道402組成，全部M個(gè)子信道大約橫跨帶寬BM。通常，這些子信道M的可以由任意數(shù)量的子信道組成。子信道402的間隙選擇為足夠遠(yuǎn)以分開子信道402使之不明顯重疊，同時(shí)又足夠近以使得信號(hào)的整個(gè)帶寬不超過可用帶寬。
組合信號(hào)的帶寬BM也較為任意，但應(yīng)該符合通常權(quán)威的規(guī)定，比如美國聯(lián)邦通信委員會(huì)(“FCC”)的規(guī)定。例如，在746-806MHz頻帶中，F(xiàn)CC推薦允許三類信道的信道化50kHz，100kHz或150kHz。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，帶寬BM包括50kHz，100kHz或150kHz，對應(yīng)于這三類信道，子信道M的數(shù)量分別是8，16或24。在一個(gè)實(shí)施例中，子信道跨越5.4kHz的帶寬。這使得對8，16，和24子信道的實(shí)施例，占用的信號(hào)帶寬為44kHz，87kHz，和130kHz，分別適合50kHz，100kHz和150kHz的信道類型。然而應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，帶寬BM、子信道的數(shù)量和/或子信道的帶寬可以調(diào)整適合于不同的通信系統(tǒng)參數(shù)或不同的常規(guī)要求。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的分別對應(yīng)50kHz，100kHz和150kHz帶寬，識(shí)別同步碼元502、導(dǎo)頻碼元504和數(shù)據(jù)碼元的位置的TDM時(shí)隙結(jié)構(gòu)500，該結(jié)構(gòu)可在八，十六和二十四個(gè)子信道之間換算。圖中示出在縱坐標(biāo)上的標(biāo)識(shí)為1-24的子信道。橫坐標(biāo)代表時(shí)間。圖中的方塊代表時(shí)分多路(TDM)時(shí)隙中的同步、導(dǎo)頻、或數(shù)據(jù)碼元的位置。帶陰影的方塊是同步碼元502和導(dǎo)頻碼元504的位置。數(shù)據(jù)碼元506的位置由空白方塊表示。
如圖所示，TDM時(shí)隙結(jié)構(gòu)500可以認(rèn)為是定義了三個(gè)同步、導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)碼元的組或模式。對應(yīng)于帶寬50kHz，組510定義了識(shí)別用于八個(gè)子信道的數(shù)據(jù)碼元、同步碼元和導(dǎo)頻碼元位置的基本模式。組512和514分別定義識(shí)別用于十六個(gè)子信道的、對應(yīng)于100kHz帶寬和用于二十四個(gè)子信道、對應(yīng)于150kHz帶寬的數(shù)據(jù)碼元、同步碼元和導(dǎo)頻碼元位置的擴(kuò)展模式。視帶寬的情況，可使用二者之一任意模式。
觀察圖5可發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展模式512，514是通過對基本模式的一個(gè)或多個(gè)復(fù)制形成的。因此，在所示實(shí)施例中，擴(kuò)展模式512包括定義了8個(gè)子信道基本模式的組510的兩次復(fù)制，而擴(kuò)展模式510包括定義了8個(gè)子信道基本的三個(gè)復(fù)制。以相似的方式，8個(gè)子信道組510可以認(rèn)為是僅包含8個(gè)子信道基本模式的一次復(fù)制的擴(kuò)展模式。因此，由復(fù)制基本模式來產(chǎn)生信號(hào)。通常，在所示實(shí)施例中，當(dāng)基本模式由P個(gè)子信道組成而擴(kuò)展模式包含基本模式的N次復(fù)制，則擴(kuò)展模式將包含N×P個(gè)子信道，式中N和P為正整數(shù)，擴(kuò)展模式通常將占用大于與基本模式相應(yīng)的帶寬的N倍帶寬。也就是，參見圖4，如果擴(kuò)展模式M個(gè)子信道，且組合信號(hào)是用M個(gè)子信道碼元流來調(diào)制M個(gè)分離的載波信號(hào)而形成，組合信號(hào)的帶寬BM將為大于組合信號(hào)Bp的帶寬的N倍，這將通過對P個(gè)子信道進(jìn)行相應(yīng)步驟得到。
因?yàn)閿U(kuò)展模式512，514是基本模式的復(fù)制，擴(kuò)展模式中的數(shù)據(jù)碼元、同步碼元和導(dǎo)頻碼元對應(yīng)它們在基本模式中的位置。因此，例如在所示實(shí)施例中，同步碼元占用組510(子信道1-8)中的TDM時(shí)隙的每個(gè)子信道的前兩個(gè)位置，類似地，它們占用組子信道9-16中(即，基本模式的第一個(gè)復(fù)制)和子信道7-24(即，基本模式的第二個(gè)復(fù)制)的TDM時(shí)隙的每個(gè)子信道的前兩個(gè)位置。類似地，導(dǎo)頻碼元占用(在其它位置中)組510中子信道1，3，6和8中的第五個(gè)位置，并且它們占用子信道9，11，14和16，及子信道17，19，22和24中的相應(yīng)位置，依此類推。
正如將認(rèn)識(shí)到的，盡管圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的特定TDM時(shí)隙結(jié)構(gòu)500的模式組成方法，也可能是其它時(shí)隙結(jié)構(gòu)。例如，基本模式(組510)可以變化成包括數(shù)據(jù)碼元、同步碼元和/或?qū)ьl碼元的不同位置，不同數(shù)量的子信道，不同長度的TDM時(shí)隙等等，而擴(kuò)展模式可以包含多于三個(gè)基本模式的復(fù)制。然而，在任何情況下通過對基本模式的一個(gè)或多個(gè)復(fù)制形成導(dǎo)頻和同步碼元的擴(kuò)展模式的方式生成TDM時(shí)隙結(jié)構(gòu)。擴(kuò)展模式中的子信道數(shù)量將是基本模式中子信道數(shù)量的整數(shù)倍。
圖6示出可以與發(fā)射機(jī)100(圖1中)一同使用的接收機(jī)600。接收機(jī)600包括天線602，用于在信號(hào)已被通信信道損壞后，接收來自發(fā)射機(jī)的M個(gè)子QAM信號(hào)。這些損壞可能包括頻率選擇、瑞利衰落、和Rician衰落，噪聲附加，或多普勒頻移。然后，信號(hào)又被送到正交下變頻器，該正交下變頻器將接收到的信號(hào)從射頻下變頻至中心頻率為0Hz。這個(gè)下變頻信號(hào)又發(fā)送到M個(gè)子信道解調(diào)模塊610，612，614和同步模塊606中。
同步模塊606使用TDM時(shí)隙500(圖5中)的同步碼元確定時(shí)隙何時(shí)開始，何時(shí)對每個(gè)數(shù)據(jù)、同步和導(dǎo)頻碼元采樣，以便可以在碼元脈沖形狀的中間獲得采樣值。同步子系統(tǒng)是本領(lǐng)域所公知的。用于4個(gè)子信道QAM信號(hào)的同步子系統(tǒng)的例子可以在轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓者的美國專利號(hào)5,343,499題目為“正交幅度調(diào)制同步方法”(文中引用為“499專利”)的文中找到，在此全部引用作為參考。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到用于M個(gè)子QAM系統(tǒng)的同步子系統(tǒng)可以按專利‘499中教導(dǎo)的4個(gè)子信道QAM系統(tǒng)中容易地產(chǎn)生。同步模塊606所獲得的時(shí)間信息被送到M子信道解調(diào)器610，612，614。
M個(gè)子信道解調(diào)器610，612，614從正交下變頻器604接收M個(gè)子信道信號(hào)作為輸入，并從同步子系統(tǒng)606接收時(shí)間信息。子信道解調(diào)器輸出損壞的原始數(shù)據(jù)、導(dǎo)頻碼元和同步碼元。由于通信信道的影響，這些損壞的碼元與來自發(fā)射機(jī)100處(圖1)的碼元不同。損壞的數(shù)據(jù)碼元從子信道解調(diào)模塊610，612，614送入碼元確定模塊616，而損壞的導(dǎo)頻和同步碼元從子信道解調(diào)器610，612，614送入導(dǎo)頻內(nèi)插模塊618。
圖7更詳細(xì)地示出其中一個(gè)子信道解調(diào)模塊。從正交下變頻604(圖6)接收的組合信號(hào)送入復(fù)數(shù)混頻器702將被解調(diào)的子信道從子載波頻率變換到0Hz。這是通過用子載波信號(hào)704與接收的經(jīng)下變頻的信號(hào)混頻得到的。來自混頻器702的信號(hào)再被送入脈沖整形濾波器706中。脈沖整形濾波器706將除了一個(gè)中心頻率為0Hz的其它所有子信道從組合信號(hào)中除去。脈沖整形濾波器之外的所有信號(hào)再被送入碼元采樣器708中。碼元采樣器708在脈沖波形的中心采樣以獲得同步、導(dǎo)頻或數(shù)據(jù)碼元。碼元采樣器使用來自同步模塊606(圖6)的輸入來確定何時(shí)采樣。
來自碼元采樣器708的損壞的同步、導(dǎo)頻、和數(shù)據(jù)碼元被送入同步/導(dǎo)頻數(shù)據(jù)碼元解多路復(fù)用器710。同步/導(dǎo)頻數(shù)據(jù)碼元解多路復(fù)用器將從碼元采樣器708接收的損壞的碼元流分割成兩個(gè)流。然后，損壞的數(shù)據(jù)碼元送入碼元確定模塊616(圖6)，而損壞的導(dǎo)頻和同步碼元送入導(dǎo)頻內(nèi)插模塊618(圖6)。
導(dǎo)頻內(nèi)插模塊618從所有M個(gè)子信道解調(diào)器610，612，614接收來自同步/導(dǎo)頻數(shù)據(jù)碼元解多路復(fù)用器710接收的損壞的導(dǎo)頻和同步碼元。它為每個(gè)數(shù)據(jù)碼元產(chǎn)生通信信道影響的估算值。這些信道估算值從導(dǎo)頻內(nèi)插模塊618送入碼元確定模塊616，并在此被用來確定接收機(jī)發(fā)送的是哪些碼元。在轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓者的美國專利申請序列號(hào)07/783,289，題目為“具有時(shí)域?qū)ьl分量的通信信號(hào)”一文中詳細(xì)介紹了導(dǎo)頻內(nèi)插模塊618可使用的一個(gè)特定的基于導(dǎo)頻的通信信道估算方法，并在此全部引用作為參考。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，用于每個(gè)數(shù)據(jù)碼元位置的濾波器系數(shù)的確定是基于時(shí)隙中正在使用哪個(gè)導(dǎo)頻和同步碼元。濾波器系數(shù)是在通信信道增益和相位估計(jì)使用的數(shù)據(jù)碼元位置和導(dǎo)頻與同步碼元位置之間的時(shí)間和頻率的相對距離函數(shù)。因?yàn)門DM時(shí)隙結(jié)構(gòu)中的對稱性，對多個(gè)據(jù)碼元位置重復(fù)使用濾波器系數(shù)是可能的。例如，考慮圖5的TDM時(shí)隙500。假設(shè)通過使用導(dǎo)頻碼元518加以估算用于數(shù)據(jù)碼元516的信道增益和相位。當(dāng)使用導(dǎo)頻碼元522估算數(shù)據(jù)碼元位置520處的通信信道增益和相位時(shí)，可以使用同樣的導(dǎo)頻插入系數(shù)。這是由于數(shù)據(jù)碼元516和導(dǎo)頻碼元518之間的時(shí)間和頻率距離與數(shù)據(jù)碼元520和導(dǎo)頻碼元522之間的距離相同。通過這個(gè)例子，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到TDM時(shí)隙結(jié)構(gòu)中的對稱性可以減少時(shí)隙所需要的導(dǎo)頻插入系數(shù)的組數(shù)。這意味著對于計(jì)算濾波器系數(shù)只需做較少的工作，且節(jié)約了要求在接收機(jī)硬件中存儲(chǔ)濾波器系數(shù)的存儲(chǔ)器。
根據(jù)本發(fā)明的原理，當(dāng)通過復(fù)制同步、導(dǎo)頻和數(shù)據(jù)碼元若干次而產(chǎn)生TDM時(shí)隙時(shí)，可以進(jìn)一步減少接收機(jī)的復(fù)雜度。首先僅僅使用基本模式內(nèi)的導(dǎo)頻和同步碼元計(jì)算用于基本模式中的所有數(shù)據(jù)碼元位置的導(dǎo)頻插入系數(shù)。然后當(dāng)復(fù)制基本模式時(shí)，就可將相同的導(dǎo)頻插入系數(shù)用于復(fù)制部分的時(shí)隙中的數(shù)據(jù)碼元位置，這可減小接收機(jī)中的計(jì)算復(fù)雜度。
例如，考慮適于恢復(fù)十六個(gè)子信道的接收機(jī)情況，具有根據(jù)通過復(fù)制八個(gè)子信道的基本模式形成擴(kuò)展模式來定位的同步和導(dǎo)頻碼元。參見圖5，數(shù)據(jù)碼元516(子信道2)和數(shù)據(jù)碼元524(子信道10)占用擴(kuò)展模式中的相應(yīng)位置?？梢钥吹?，相對于子信道1-8中導(dǎo)頻和同步碼元的數(shù)據(jù)碼元516位置之間的時(shí)間和頻率距離與相對于子信道9-16中導(dǎo)頻和同步碼元的數(shù)據(jù)碼元524位置之間的時(shí)間和頻率的距離相同。這對于所有其它相應(yīng)的數(shù)據(jù)碼元位置來說都一樣。因此，相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，可以大大降低用于十六個(gè)子信道的接收機(jī)的復(fù)雜度，因?yàn)榭捎墒鶄€(gè)子信道接收機(jī)用來恢復(fù)在擴(kuò)展模式中的某個(gè)數(shù)據(jù)碼元的導(dǎo)頻插入系數(shù)(因而，成為導(dǎo)頻插入濾波器)與由八個(gè)子信道接收機(jī)用來恢復(fù)在基本模式中相應(yīng)的導(dǎo)頻碼元所使用導(dǎo)頻插入系數(shù)相同。同樣，所述的接收機(jī)復(fù)雜度的減小也適用于二十四個(gè)子信道接收機(jī)，或任何多個(gè)的八倍數(shù)個(gè)子信道接收機(jī)，因?yàn)槟切┙邮諜C(jī)也可以用與八個(gè)子信道接收機(jī)相同的導(dǎo)頻插入濾波器組構(gòu)造。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)接收機(jī)復(fù)雜度的減小并不依賴于圖5中的TDM時(shí)隙結(jié)構(gòu)。對于任何通過復(fù)制基本模式若干次的方式產(chǎn)生時(shí)隙格式的時(shí)隙結(jié)構(gòu)來說都是可能的。通常，隨之而來的是任何M個(gè)子信道接收機(jī)可以使用相同的導(dǎo)頻插入濾波器實(shí)現(xiàn)導(dǎo)頻插入，這是M個(gè)子信道的子集P所需要的，其中，M是P的倍數(shù)，并且P碼元流中的同步和導(dǎo)頻碼元的位置定義了基本模式，該格式被復(fù)制若干次以形成擴(kuò)展模式。
返回來看圖6，碼元確定模塊616使用來自子信道解多路復(fù)用器610，612，614的損壞的碼元，以及來自導(dǎo)頻內(nèi)插模塊618的信道增益和相位估計(jì)值來確定被發(fā)射機(jī)100發(fā)出的是哪個(gè)16-QAM碼元。在‘289專利中描述了一種實(shí)現(xiàn)方法。碼元確定模塊616向并行碼元到串行比特轉(zhuǎn)換器620輸出16-QAM碼元。并行碼元到串行比特轉(zhuǎn)換器將16-QAM碼元從M子信道映射成串行比特流。這個(gè)用來從16-QAM碼元獲得比特流的映射與碼元轉(zhuǎn)換器106(圖1)所用的映射相反。
如同發(fā)射機(jī)100(圖1)一樣，接收機(jī)600的許多(如果不是全部)功能可以在DSP中實(shí)現(xiàn)。接收機(jī)600的其它實(shí)現(xiàn)也是可能的。例如，如果發(fā)射機(jī)100(圖1)使用了不同于16QAM的信號(hào)星群，接收機(jī)M并行復(fù)數(shù)碼元到串行比特模塊620就必須使用與發(fā)射機(jī)100(圖1)相同的星群。如果接收機(jī)使用了所熟知的卷積編碼而不使用從比特到碼元星群的映射，接收機(jī)將使用相應(yīng)的解碼方法以回到串行比特流。在轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的美國專利5,134,635，題目為“使用信道狀態(tài)信息的軟件判決解碼的卷積解碼”一文中描述了這種方法，在此全部引用作為參考。
本發(fā)明可以在不背離其精神或本質(zhì)特征的情況下以其它特定形式實(shí)現(xiàn)。在各個(gè)方面，上述實(shí)施例都應(yīng)認(rèn)為是示例性而非限制性的。因此，本發(fā)明范圍應(yīng)當(dāng)由所附權(quán)利要求而非上文描述確定。所有來自權(quán)利要求的主旨和等同物范圍內(nèi)的改變應(yīng)當(dāng)包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.在使用時(shí)分復(fù)用時(shí)隙的通信系統(tǒng)中，一種在時(shí)分復(fù)用時(shí)隙內(nèi)定位同步和導(dǎo)頻碼元的方法，包括步驟將信息信號(hào)細(xì)分成M個(gè)比特流；將M個(gè)比特流中的每一個(gè)編碼成數(shù)據(jù)碼元以形成M個(gè)碼元流；和將所述同步和導(dǎo)頻碼元插入M個(gè)碼元流中，插入位置由擴(kuò)展模式定義的M個(gè)組合碼元流內(nèi)的同步碼元和導(dǎo)頻碼元的位置確定，所述擴(kuò)展模式包括定義用于M個(gè)組合碼元流子集的同步碼元和導(dǎo)頻碼元的位置的兩個(gè)或多個(gè)的基本模式的復(fù)制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括步驟用所述M個(gè)組合信號(hào)流的每個(gè)分別調(diào)制載波信號(hào)，產(chǎn)生以一個(gè)中心頻率為中心、并具有帶寬BM的M個(gè)子信道；將所述M個(gè)子信道組合成組合信號(hào)；并通過RF信道發(fā)射所述組合信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，進(jìn)一步包括步驟；接收所述組合信號(hào)；恢復(fù)所述M個(gè)組合碼元流；在所述M個(gè)組合碼元流中進(jìn)行導(dǎo)頻插入，以估算信道損壞對所述M個(gè)組合碼元流中的數(shù)據(jù)碼元的影響。修正所述數(shù)據(jù)碼元以克服所述信道損壞的影響。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述在M個(gè)組合碼元流中執(zhí)行導(dǎo)頻插入的步驟是由一組可在所述M個(gè)組合碼元流的子集P進(jìn)行導(dǎo)頻插入導(dǎo)頻插入濾波器實(shí)現(xiàn)的。
5.一種包括通信器件執(zhí)行以下步驟的方法接收發(fā)射的信號(hào)，其中所述的發(fā)射信號(hào)包括通過將第一個(gè)信息信號(hào)細(xì)分成M個(gè)比特流的方式從第一信息形成的信號(hào)，將所述M個(gè)比特流的每一個(gè)編碼成數(shù)據(jù)碼元以形成M個(gè)碼元流，將同步和導(dǎo)頻碼元插入所述M個(gè)碼元流中的每一個(gè)，產(chǎn)生M個(gè)組合碼元流，填充時(shí)分復(fù)用時(shí)隙，所述插入到M個(gè)碼元流中的同步和導(dǎo)頻碼元的位置由擴(kuò)展模式確定，所述擴(kuò)展模式包括基本模式的兩個(gè)或多個(gè)復(fù)制，其識(shí)別用于所述M個(gè)組合碼元流的子集P的同步碼元和導(dǎo)頻碼元的位置，用所述M個(gè)組合碼元流調(diào)制分離的載波信號(hào)以產(chǎn)生M個(gè)子信道，并將所述M個(gè)子信道合并成所述發(fā)射的信號(hào)；恢復(fù)所述M個(gè)組合碼元流；對所述M個(gè)組合碼元流進(jìn)行導(dǎo)頻插入以獲得相干解調(diào)，并估算信道損壞對所述M個(gè)組合碼元流中數(shù)據(jù)碼元的影響；和修正所述數(shù)據(jù)碼元以恢復(fù)所述信道損壞的影響。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中所述在M個(gè)組合碼元流中進(jìn)行導(dǎo)頻插入的步驟是通過一組導(dǎo)頻插入濾波器實(shí)現(xiàn)的，所述導(dǎo)頻插入濾波器可以對所述M個(gè)組合碼元流的P子集進(jìn)行導(dǎo)頻插入操作。
7.在使用多載波調(diào)制的數(shù)字通信系統(tǒng)中，一種包括發(fā)送器件發(fā)射時(shí)隙的方法，所述時(shí)隙包括定義用于對應(yīng)于第一帶寬的第一個(gè)子信道數(shù)的數(shù)據(jù)碼元、同步碼元和導(dǎo)頻碼元位置的基本模式的兩個(gè)或多個(gè)復(fù)制，其中所述兩個(gè)或多個(gè)復(fù)制共同定義用于對應(yīng)第二帶寬的第二個(gè)子信道數(shù)的數(shù)據(jù)碼元、同步碼元和導(dǎo)頻碼元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述第一個(gè)子信道數(shù)由八個(gè)子信道組成，且第一帶寬為50kHz；和所述第二個(gè)子信道數(shù)由十六個(gè)子信道組成，且第二帶寬為100kHz。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述第一個(gè)子信道數(shù)由八個(gè)子信道組成，且第一帶寬為50kHz；和所述第二個(gè)子信道數(shù)由二十四個(gè)子信道組成，且第二帶寬為150kHz。
全文摘要
本文公開了一種在多載波通信系統(tǒng)中為不同的子信道數(shù)定義同步碼元、導(dǎo)頻碼元和數(shù)據(jù)碼元位置的可換算模式方法。定義了基本模式(510)，識(shí)別用于對應(yīng)第一帶寬的第一個(gè)子信道數(shù)數(shù)的數(shù)據(jù)碼元、同步碼元和導(dǎo)頻碼元的位置。基本模式被復(fù)制或換算以形成擴(kuò)展模式(512，514)，識(shí)別用于對應(yīng)第二帶寬的子信道的擴(kuò)展數(shù)目(M)的數(shù)據(jù)碼元、同步碼元和導(dǎo)頻碼元的位置。
文檔編號(hào)H04L27/26GK1443407SQ01810955
公開日2003年9月17日 申請日期2001年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月1日
發(fā)明者凱文G·多貝施泰因, 布拉德利M·希本 申請人:摩托羅拉公司