專利名稱：通信系統(tǒng)、發(fā)送器、接收器以及多路存取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有多輸入和多輸出(MIMO)信道的系統(tǒng)、在這樣 的系統(tǒng)中使用的發(fā)送器和接收器以及在這樣的系統(tǒng)中的多路存取方 法。
背景技術(shù)：
已知具有用于在不同點之間發(fā)送多個數(shù)據(jù)的多個發(fā)送天線和多個 接收天線(MIMO:多輸入多輸出)的系統(tǒng)[Bl]。因為MIMO系統(tǒng)的信 道容量隨著其發(fā)送天線的數(shù)目而線性地增加[B2]，因此這樣的系統(tǒng)已經(jīng) 吸引了大量的注意。為了獲得最高的吞吐量，每個發(fā)送天線發(fā)送通過 對要被發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的獨立的數(shù)據(jù)流。
在實際中，可以有這樣的系統(tǒng)的兩種實施模式。在這些模式中， 根據(jù)第一模式的系統(tǒng)在使用OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)調(diào)制信號之后 發(fā)送該信號[B3]、 [B4]。根據(jù)第二模式的系統(tǒng)在不進(jìn)行任何OFDM的情 況下發(fā)送信號。在信道中，來自不同的發(fā)送天線的信號在空間上混合， 而在接收器處，用于多個接收天線的信號處理技術(shù)用于分離信號。同 時發(fā)送多個信號的這兩種系統(tǒng)模式能夠分別用等式(1)和等式(2) 中所示的數(shù)學(xué)模型來表示。
對于OFDM-MIMO系統(tǒng)，每個頻率倉(bin)上的接收到的信號能 夠被表示為upH^+ii* eC腐 (1)
g巾
H =
Ml
OFDM-MIMO系統(tǒng)是不使用巻積運算的系統(tǒng)。
另一方面，對于具有頻率選擇性信道的非OFDM系統(tǒng)[B5]，接收到 的信號能夠被表示為
uw。 = + n;t e C
艦
(2)
其中，上標(biāo)"*"表示巻積運算，并且
(3)
等式(2)和(3)表示必須使用多個濾波器用于估計MIMO信道 的反向傳輸特性。為了從接收到的信號uw。獲得被發(fā)送的信號Xk，有必要 如上所述在接收器處使用H^。這種運算與OFDM-MIMO系統(tǒng)中的信號 分離相比計算量較大。在非OFDM系統(tǒng)中，接收器必須估計反向濾波器 以估計信道的反向特性并且這引起接收器的復(fù)雜性的增加。然而，在 OFDM-MIMO系統(tǒng)中沒有巻積運算并且沒有必要估計反向濾波器。
8在現(xiàn)有技術(shù)中，必須在信號分離之前估計信道狀態(tài)信息或者反向
信道。這樣的估計是通過發(fā)送訓(xùn)練信號(training signal)來實現(xiàn)的，該 訓(xùn)練信號在接收器處用于估計信道。然而，由于發(fā)送訓(xùn)練信號，必須 付出吞吐量減少的代價。另外的方法是MIMOCSI (信道狀態(tài)信息)或 者ICSI (反向信道狀態(tài)信息)的完全的盲識別(identification) [Bl]、 [B2]、 [B6]-[B8]。然而，為此，存在如下可能性分離的源產(chǎn)生初始發(fā) 送的信號的置換，即順序的置換[B8]。這樣的置換需要使用最大似然檢 測器(MLD)來去除，其考慮了所有可能的列方向的組合并且選擇具 有最小誤差的組合。
作為盲分離的源中發(fā)生置換的問題的解決方法，提出了基于向每 個發(fā)送器分配唯一濾波器的加標(biāo)簽(tagging)方案[B9]。唯一濾波器是 對于每個發(fā)送器具有不同的特性的濾波器。利用該技術(shù)，每個恒模源 信號在發(fā)送前由唯一濾波器進(jìn)行濾波。在接收機(jī)處，反向濾波器用于 將非恒模信號轉(zhuǎn)換回恒模信號。然而，因為每個源具有唯一濾波器， 因此只有需要的源將被取出，并且，結(jié)果，分離的信號將不用源置換。
然而，在這樣的加標(biāo)簽方案中，最終的信號會經(jīng)歷相位旋轉(zhuǎn)，如 在用于單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)的任何其它盲算法中一樣。該問題 的解決方法是差分QPSK模式調(diào)制[BIO]。也能夠使用信道解碼器，其在 配置上更為簡單，因為其僅涉及處理單一源?，F(xiàn)在，因為每個發(fā)送天 線被分配了唯一濾波器，因此這些濾波器的長度還必須隨著發(fā)送天線 的數(shù)目增加而增加，以便于保持濾波器的唯一性。濾波器長度上的這 樣的增加將增加接收器的計算復(fù)雜性[B9]。當(dāng)使用全通時，系統(tǒng)的等待 時間(latency)也將增加。
圖l示出基于加標(biāo)簽濾波器的OFDM-MIMO系統(tǒng)的基帶模型。為了 說明目的，假設(shè)恒模信號。該系統(tǒng)在發(fā)送側(cè)包括多個唯一濾波器101和 對各唯一濾波器提供的天線102。這里，提供N (N》2)個唯一濾波器 101。來自發(fā)送天線102的信號到達(dá)具有M個接收天線103的接收側(cè)。在
9接收側(cè)，另外設(shè)置有具有發(fā)送側(cè)的各濾波器101的反向特性的濾波器 104，以及對各濾波器104提供的信號處理器105。信號處理器105執(zhí)行 盲MIMO信號處理。在接收側(cè)，從每個信號處理器105將經(jīng)受了盲信號 分離的信號輸出。
在發(fā)送側(cè)，在對要被發(fā)送的數(shù)據(jù)實施串并轉(zhuǎn)換之后，利用唯一濾 波器101對并行數(shù)據(jù)的每個元素進(jìn)行濾波，所述濾波器101具有脈沖響 這里，上標(biāo)中的"(/)"對應(yīng)于被緩沖的輸入々W的索引 (index)，其中/=1W。
通過下式給出使用第/個天線發(fā)送的基帶信號 滿=(4)
其中作為^,Ot)的絕對值h("l對于所有的k值不是恒定的。對于平 坦MIMO信道，通過下式給出在天線標(biāo)號為/的天線103處接收到的基帶 信號
(5)
/=1 ;i=0
其中^/對應(yīng)于具有CSI (信道狀態(tài)信息)的矩陣H的第j行和第/列 的元素，并且 (Q是加性噪聲(additive noise)矢量 的第j項。為了 取出來自第一發(fā)送天線的信號，使用濾波器104對接收到的信號進(jìn)行濾 波，該濾波器104具有是y^w的倒數(shù)的脈沖響應(yīng)gg(n)-(i/y^(w))。因 此，在去除與第一信號關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽之后的從每個天線接收的信號可以
被表示為
w，-1
"ijW= ￡ Vj.(")gS(M) (6)其中A^是脈沖響應(yīng)S忍(")的長度。 一般來說，^^(")被設(shè)計成使得
<formula>formula see original document page 11</formula> (7)
其中，^")是由下式表示的克羅內(nèi)克德耳塔(Kronecker delta) 5(")=fe SSi (8)
并且D是由TT濾波器(加標(biāo)簽濾波器)的非最小相位產(chǎn)生的延遲。 從等式(6)，我們能夠因而說，隨著濾波器/^(n)的最大相位部分的 階數(shù)增加，延遲D也將增加。
在這樣的OFDM系統(tǒng)中，唯一加標(biāo)簽濾波器能夠放置在發(fā)送器處 在圖2中標(biāo)有<1〉的位置中，圖2示出0FDM-MIM0發(fā)送器的配置。假定 N是等于或者大于2的整數(shù)，該發(fā)送器使用N個發(fā)送天線W到弁N發(fā)送數(shù) 據(jù)。以下，天線標(biāo)號為j的發(fā)送天線，即第j個發(fā)送天線被表示為"發(fā)送 天線弁j"。
發(fā)送器包括信道編碼器lll，用于執(zhí)行二進(jìn)制輸入信號的信道編 碼；S/P轉(zhuǎn)換器112，用于對經(jīng)信道編碼的信號執(zhí)行串并轉(zhuǎn)換以將數(shù)據(jù)映 射到每個天線；S/P轉(zhuǎn)換器113，用于對S/P轉(zhuǎn)換器112的每個輸出執(zhí)行數(shù) 據(jù)串并轉(zhuǎn)換以將數(shù)據(jù)映射到子載波；IFFT單元114，其針對每個S/P轉(zhuǎn)換 器113被提供并且對來自對應(yīng)的S/P轉(zhuǎn)換器113的并行數(shù)據(jù)執(zhí)行快速傅里 葉逆變換；P/S轉(zhuǎn)換器115，其針對每個IFFT單元114被提供并且將對應(yīng) 的IFFT單元114的并行輸出轉(zhuǎn)換為串行信號；CP附加單元116，其針對 每個P/S轉(zhuǎn)換器115被提供并且將循環(huán)前綴(CP)附加到數(shù)據(jù)，加標(biāo)簽 濾波器117，其被提供在上述位置0的CP附加單元116的輸出處；以及 信號處理器118，其被提供在加標(biāo)簽濾波器117的輸出處以執(zhí)行用于發(fā) 送的信號處理。在該發(fā)送器中，用于執(zhí)行天線映射的S/P轉(zhuǎn)換器112具有N個輸出。
用于執(zhí)行子載波映射的S/P轉(zhuǎn)換器113、 IFFT單元114、 P/S轉(zhuǎn)換器115、 CP附加單元116、加標(biāo)簽濾波器117以及用于發(fā)送的信號處理器118被以 該順序級聯(lián)并且連接到S/P轉(zhuǎn)換器112的每個輸出。每個信號處理器118 的輸出被供給到發(fā)送天線W到弁N中對應(yīng)的發(fā)送天線。
這里，在信道編碼器lll中實施諸如加擾、CRC(循環(huán)冗余校驗)、 FEC (前向糾錯)、交織和調(diào)制之類的處理。在信號處理器118中實施 諸如上采樣、通過帶濾波器進(jìn)行的濾波、預(yù)失真、放大之類的處理。
在這樣的發(fā)送器中，加標(biāo)簽濾波器的位置不限于位置<1〉。能夠?qū)?加標(biāo)簽濾波器重新布置在位置<2>處，即IFFT單元114的輸出的位置處， 或者位置<3〉處，S卩S/P轉(zhuǎn)換器113的輸出的位置處，或者位置<4>，即 S/P轉(zhuǎn)換器112的輸出的位置處。
在接收器處，反向加標(biāo)簽濾波器將被設(shè)計為使其滿足上述等式(7) 和等式(8)。在圖3中示出了這些反向加標(biāo)簽濾波器的位置。圖3示出 在OFDM-MIMO系統(tǒng)中的接收器的配置的示例。
圖3中所示的接收器被提供有N個接收天線103。該接收器包括模 擬處理器121，其針對每個接收天線103被提供并且對接收到的信號執(zhí) 行放大、調(diào)制、模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換等；數(shù)字處理器122，其被提供在模擬 處理器121的輸出處并且執(zhí)行包括快速傅里葉變換(FFT)的處理；M 個反向加標(biāo)簽濾波器123; MIMO信號處理器124，其被供給來自M個反 向加標(biāo)簽濾波器123的信號并且執(zhí)行MIMO信號處理；P/S轉(zhuǎn)換器125， 其被提供用于來自MIMO信號處理器124的M組并行輸出的每個組并且 將對應(yīng)的并行輸出轉(zhuǎn)換為串行信號；P/S轉(zhuǎn)換器126，其被并行地供給各 P/S轉(zhuǎn)換器125的輸出并且將這些輸出轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)；以及信道解調(diào)器 127，其被提供在P/S轉(zhuǎn)換器126的輸出處以執(zhí)行信道解碼和解調(diào)。N個 數(shù)字處理器122中的每個包括M個輸出，其被輸入到M個反向加標(biāo)簽濾波器123的任何一個。因此，任何反向加標(biāo)簽濾波器123被供給來自M個 數(shù)字處理器122的輸出。
每個數(shù)字處理器122執(zhí)行諸如OFDM幀同步、下采樣、循環(huán)前綴的 去除以及快速傅里葉變換(FFT)之類的處理。P/S轉(zhuǎn)換器125可以或可 以不被提供有解交織矩陣。如果P/S轉(zhuǎn)換器125包括解交織矩陣，貝UP/S 轉(zhuǎn)換器125執(zhí)行基于解交織矩陣的交織。P/S轉(zhuǎn)換器126對來自天線的數(shù) 據(jù)執(zhí)行解映射。
然而，在基于加標(biāo)簽濾波器的MIMO系統(tǒng)中需要解決以下問題
(1) 為了說明的目的，考慮下述情況，即使用二階全通濾波器， 并且濾波器的所有極點位于距離復(fù)平面(z平面)的中心(原點)0.5 的半徑距離處。如圖4A中所示，當(dāng)有兩個源或者天線時，這兩個源的 極點之間的最大分離(Ps)將為"1"。如圖4B中所示，當(dāng)有八個源或 者天線時，兩個極點之間的最大分離將為—^(1+'，-°.5卜°'3827 。因此，隨 著源的數(shù)目增加，其極點彼此鄰近的兩個濾波器之間的類似性增加。 對已經(jīng)使用濾波器加標(biāo)簽的信號進(jìn)行區(qū)分將因此變得愈加地困難，其 中所述濾波器的極點的位置彼此鄰近。階數(shù)的增加將導(dǎo)致乘法器的數(shù) 目的增加并且因此系統(tǒng)的復(fù)雜性也將增加，這增加了系統(tǒng)的成本。
(2) 類似地，隨著全通濾波器階數(shù)的增加，與其反向功能關(guān)聯(lián) 的延遲也將增加。這樣長的延遲對于在延遲敏感的應(yīng)用中使用的系統(tǒng) 來說不是優(yōu)選的。這樣的延遲敏感的系統(tǒng)的示例包括諸如遠(yuǎn)程控制的 無人空間飛行器的設(shè)備。如果延遲超過對人類來說可接受的某一閾值， 其還會在通過語音呼叫而進(jìn)行的交談期間引起煩惱。
應(yīng)注意，在PCT公開WO2006/059767[Al]中，本發(fā)明人已經(jīng)提出了 一種具有多個天線或者源的系統(tǒng)，其中每個源被唯一濾波器濾波。日本專利特開申請No.2000-286821 (JP-2000-286821A) [A2〗公開
了一種OFDM通信設(shè)備，其使用少量的導(dǎo)頻符號來補(bǔ)償由于發(fā)送路徑 (信道)中的多徑衰落的變化而導(dǎo)致的接收失真并且能夠減少由于噪 聲導(dǎo)致的發(fā)送路徑估算誤差。該設(shè)備使用具有發(fā)送路徑的特性的反向 特性的濾波器，濾波對應(yīng)于信道狀態(tài)信息的信號并且通過將導(dǎo)頻數(shù)據(jù) 乘以FFT之后的信號來獲得時域中的信道狀態(tài)信息。
日本專利特開申請No. 2002-111756 (JP-2002-1U756A) [A3]公開
了一種無線電通信系統(tǒng)，其中濾波器被提供在發(fā)送器和接收器二者中 并且執(zhí)行適于傳播環(huán)境的衰落失真補(bǔ)償從而減少誤比特率。在該通信 系統(tǒng)中，在發(fā)送之前通過具有比輸入信號的最大帶寬窄的帶寬的濾波 器對信號的帶寬進(jìn)行限制。
日本專利特開申請No. 2005-318117 (JP-2005-318117A) [A4]公開
了一種閉環(huán)型MIMO發(fā)送系統(tǒng)，其通過在發(fā)送和接收天線以及流間選擇 不同的編碼率和不同的調(diào)制方案來實施數(shù)據(jù)發(fā)送。在該系統(tǒng)中，使用 加擾器來將數(shù)據(jù)映射到不同的天線。
日本專利特開申請No. H05-219488 (JP-5-219488A) [A5]公開了一
種用于發(fā)送和接收運動圖像信號的系統(tǒng)，其中交織器和加擾器被放置 在發(fā)送器中并且解交織器和解擾器被放置在接收器中。在該系統(tǒng)中， 發(fā)送信號經(jīng)受交織處理，并且NRZI (非歸零反向)轉(zhuǎn)換之前的加擾處 理被執(zhí)行，其被認(rèn)為是一種調(diào)制。
日本專利特開申請No. H11-215091 (JP-11-215091A) [A6]描述了
一種OFDM信號傳輸系統(tǒng)，其中發(fā)送信號序列在調(diào)制之前在發(fā)送器處經(jīng) 受加擾處理或者交織處理并且解調(diào)之后的信號在接收器處經(jīng)受解擾處 理或者解交織處理。
在下面，列出本說明中提到的參考[Al〗WO2006/059767 [A2] JP-2000-286821A [A3] JP國2002-111756A [A4] JP-2005-318117A [A5] JP-5隱219488A [A6] JP-11-215091A 1998年，Wireless Personal Communications,第6巻，第311-335 頁，以G. J. Foschini禾卩M. J. Gans名義的"On limits of wireless communications in a fading environment when using multiple antennas"。 2003年6月，IEEE期刊Selected Areas in Communications,第 21巻No,5第684-702頁，以A. Goldsmith, S. A. Jafar, N. Jindal和S. Vishwanath名義的"Capacity limits of MIMO channels"。 2003年，2003 IEEE 58th Vehicular Technology Conference,第 1巻第493.497頁，以y. Ogawa, K. Nishio, T. Nishimura和T. Ohgane名 義的"A MIMO-OFDM system for high-speed transmission"。 2005年l月，IEEE Communications Magazine,第43巻，No. 1， 第53-60頁，以H. Yang名義的"A road to future broadband wireless access: MIMO-OF畫-based air interface"。 1998年11月，IEEE會報，Signal Processing,第46巻，No. 11 ， 第2888-2897頁，以A. Belouchrani和M. G. Amin名義的"Blind source separation based on time-frequency signal representations"。 1999年9月22-24日，"Communication, Control, and Computing"的第37次外文學(xué)術(shù)會議的會議錄，第958-966頁，以T. L. Marzetta名義的"BLAST training: Estimating channel characteristics for high capacity space-time wireless"。 2003年12月14-17， "Neural Networks and Signal Processing" 的IEEE國際會議的會議錄的第2巻，第1429-1432頁，以Y. Li和L.Yang 名義的"Semi-blind MIMO channel identification based on error adjustment"。 1998年11月，IEEE會報on Information Theory,第44巻，No.
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1
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
本發(fā)明的一個目的是提供一種通信系統(tǒng)，其中在不使用訓(xùn)練信號
的情況下解決了置換(permutatation)的問題并且減少了加標(biāo)簽濾波器的 階數(shù)的增加。
本發(fā)明的另一目的是提供一種多路存取方法，其中在不使用訓(xùn)練 信號的情況下解決了置換的問題并且減少了加標(biāo)簽濾波器的階數(shù)的增 加。
本發(fā)明的又一目的是提供一種發(fā)送器和接收器，用于構(gòu)造下述通 信系統(tǒng)，其中在不使用訓(xùn)練信號的情況下解決了置換的問題并且減少 了加標(biāo)簽濾波器的階數(shù)的增加。
解決問題的方法
根據(jù)本發(fā)明的第一示例性方面，提供了一種通信系統(tǒng)，包括發(fā) 送器，用于通過傳輸信道發(fā)送信號；以及接收器，用于接收信號，其 中所述發(fā)送器包括濾波器，用于濾波調(diào)制的信號以修改調(diào)制的信號 的振幅和相位特性；以及第一處理裝置，用于對濾波的信號執(zhí)行交織 處理和/或加擾處理，并且其中所述接收器包括第二處理裝置，用于 對接收到的信號執(zhí)行解交織處理和/或解擾處理；以及反向濾波器，用 于濾波從第二處理裝置供給的信號。
根據(jù)本發(fā)明的第二示例性方面，提供了一種用于通過傳輸信道發(fā) 送信號的發(fā)送器，包括濾波器，用于濾波調(diào)制的信號以修改調(diào)制的 信號的振幅和相位特性；以及處理裝置，用于對濾波的信號執(zhí)行交織 處理和/或加擾處理。
根據(jù)本發(fā)明的第三示例性方面，提供了一種用于接收信號的接收 器，包括處理裝置，用于對接收到的信號執(zhí)行解交織處理和/或解擾處理；以及反向濾波器，用于濾波從處理裝置供給的信號。
根據(jù)本發(fā)明的第四示例性方面，提供一種在包括用于發(fā)送信號的發(fā)送器和用于接收信號的接收器的系統(tǒng)中的多路存取方法，所述方法包括向每個發(fā)送器唯一地分配標(biāo)簽，所述標(biāo)簽包括濾波器、交織器和/或加擾碼的組合，所述標(biāo)簽是從池或者組中取出的；使用該標(biāo)簽來處理每個發(fā)送器或者每個源的信號；以及在具有多個接收天線或者接收傳感器的接收器處，使用反向濾波器、解交織器和/或解擾器并且基于發(fā)送器的唯一標(biāo)簽解碼來自每個發(fā)送源或者每個發(fā)送天線的信號，使得只有來自具有相同標(biāo)簽的發(fā)送器的信號被再生。
根據(jù)本發(fā)明的第五示例性方面，提供一種根據(jù)OFDM方案的通信系統(tǒng)，包括具有交織器的上述發(fā)送器，其中所述交織器被配置成交織二維數(shù)據(jù)塊，在該二維數(shù)據(jù)塊中，行對應(yīng)于子載波索引，而列對應(yīng)于OFDM符號標(biāo)號，該交織器執(zhí)行交織，其中對于每個行，行中的數(shù)據(jù)被置換。
根據(jù)本發(fā)明的第六示例性方面，提供了一種根據(jù)OFDM方案的通信系統(tǒng)，包括具有交織器的上述發(fā)送器，其中所述交織器被配置成交織二維數(shù)據(jù)塊，在該二維數(shù)據(jù)塊中，行對應(yīng)于子載波索引，而列對應(yīng)于OFDM符號標(biāo)號，該交織器執(zhí)行交織，其中對于每個行，行中的數(shù)據(jù)被置換，然后行的順序被置換。


圖l是示出關(guān)于基于加標(biāo)簽濾波器的多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)的一般化基帶模型的框圖2是示出基于加標(biāo)簽濾波器的OFDM-MIMO發(fā)送器的示例的框
圖3是示出基于加標(biāo)簽濾波器的OFDM-MIMO接收器的示例的框
18圖4A和4B是分別示出對于源的數(shù)目為兩個和八個的情況下基于 加標(biāo)簽濾波器的全通濾波器中的極點和零點位置的圖5是示出基于包括濾波器、交織器和/或加擾器的加標(biāo)簽濾波器 的OFDM-MIMO發(fā)送器的框圖6是用于交織的數(shù)據(jù)塊的示圖7是對于具有天線標(biāo)號為1的天線的情況的內(nèi)子載波交織的示
圖8是示出為每個天線或者每個多輸入系統(tǒng)的標(biāo)簽產(chǎn)生加擾碼的
簡單方式的視圖9是示出用于分離已經(jīng)被加標(biāo)簽并且被使用N個發(fā)送天線發(fā)送的 N個信號的、具有M個接收天線的接收器的框圖10A和10B是調(diào)制和映射之后的信號的星座圖(constellation diagram);
圖11 A和11 B是對調(diào)制的信號進(jìn)行濾波之后的信號的星座圖； 圖12A和12B是用BPSK (二進(jìn)制相移鍵控)加擾碼加擾之后的信 號的星座圖13A和13B是通過兩個接收天線接收到的信號的星座圖； 圖14A和14B是通過兩個接收天線接收到的信號的星座圖，其中使
用"〇"和"X"示出兩種混合的信號；
圖15A和15B是解擾之后的接收到的信號的星座圖； 圖16A和16B是解擾之后的接收到的信號的星座圖，其中使用"O"
和"X"示出兩種混合的信號；
圖17A和17B是反向濾波之后的接收到的信號的星座圖； 圖18A和18B是反向濾波之后的接收到的信號的星座圖，其中使用 "〇"和"X"示出兩種混合的信號；
圖19是示出根據(jù)另一示例的發(fā)送器的框圖，其執(zhí)行加標(biāo)簽并且包
括N個發(fā)送天線；
圖20是示出包括具有多個接收天線的基站以及每個具有單發(fā)送天 線的多個發(fā)送器的系統(tǒng)的視圖21是示出發(fā)送器的另一示例的框19圖22是示出接收器的另一示例的框圖； 圖23是示出發(fā)送器的又一示例的框圖； 圖24是示出接收器的又一示例的框圖； 圖25是示出發(fā)送器的再一示例的框圖；以及
圖26是示出接收器的再一示例的框圖。
附圖標(biāo)記的說明 101唯一濾波器； 102發(fā)送天線； 103接收天線；
104、 211濾波器；
105、 118信號處理器；
111、 261信道編碼器；
112、 113、 201、 202 S/P轉(zhuǎn)換器;
114、 204 IFFT單元；
115、 125、 126、 244、 245 P/S轉(zhuǎn)換器；
116 CP附加單元；
117 加標(biāo)簽處理器； 121模擬處理器； 122數(shù)字處理器；
123 反向加標(biāo)簽濾波器；
124、 243 MIMO信號處理器； 127、 246 信道解調(diào)器； 203 加標(biāo)簽單元；
212 交織器；
213 加擾器；
231偽隨機(jī)二進(jìn)制碼生成器； 232 BPSK調(diào)制器； 233延遲元件； 234復(fù)制器；241預(yù)處理器； 242反向加標(biāo)簽單元； 251加擾碼生成器； 252乘法器；
253解交織器； 254反向濾波器； 262矩陣合成器； 263發(fā)送處理器；
301發(fā)送器；和
302接收器。
具體實施例方式
在本發(fā)明的示例性實施例中，被配置為通信系統(tǒng)的MIM O系統(tǒng)由 發(fā)送器、接收器以及發(fā)送器和接收器之間的MIMO信道組成。
圖5示出用于OFDM-MIMO系統(tǒng)的發(fā)送器的模型。為了說明的目 的，這里考慮基于OFDM的系統(tǒng)，但是如果信道不是頻率選擇性的，那 么相同的方法也自然地能夠應(yīng)用于非基于OFDM的MIMO系統(tǒng)。
假定N是等于或者大于2的整數(shù)，圖中示出的發(fā)送器被配置成接收 經(jīng)信道編碼的信號作為輸入信號并且從N個發(fā)送天線發(fā)送信號。該發(fā)送 器包括S/P轉(zhuǎn)換器201，用于對經(jīng)信道編碼的信號執(zhí)行串并轉(zhuǎn)換以將數(shù) 據(jù)映射到每個天線；S/P轉(zhuǎn)換器202，用于對S/P轉(zhuǎn)換器201的每個輸出執(zhí) 行串并轉(zhuǎn)換以將數(shù)據(jù)映射到子載波；加標(biāo)簽單元203，用于對來自各S/P 轉(zhuǎn)換器202的并行數(shù)據(jù)加標(biāo)簽；以及IFFT單元204，用于對被加標(biāo)簽的 并行數(shù)據(jù)執(zhí)行快速傅里葉逆變換。來自IFFT單元204的輸出數(shù)據(jù)被發(fā)送 到對應(yīng)的發(fā)送天線，如圖2中所示的發(fā)送器的情況。根據(jù)發(fā)送天線的數(shù) 目提供N個S/P轉(zhuǎn)換器202和N個IFFT單元204。每個S/P轉(zhuǎn)換器202可以或 者可以不被提供有交織矩陣。加標(biāo)簽單元203具有下述結(jié)構(gòu)，其中濾波器211、交織器212和加擾 器213針對每個S/P轉(zhuǎn)換器202的每個輸出被以該順序串聯(lián)。加擾器213 的輸出被供給到對應(yīng)的IFFT單元204。如后面所描述的，交織器212和 加擾器213的排列可以與這里所示的排列相反。替換地，可以省略交織 器212和加擾器213中的一個。
在圖5中，要被發(fā)送的信號，即經(jīng)信道編碼的信號，已經(jīng)通過加擾、 信道編碼、交織以及調(diào)制被編碼。因此要被發(fā)送的信號被稱為"調(diào)制 的信號"。首先在S/P轉(zhuǎn)換器201中使用任意串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)而將該調(diào) 制的信號從串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為N個流的并行數(shù)據(jù)。 一旦信號流已經(jīng)被劃分 為N個流，即已經(jīng)執(zhí)行了天線映射，每個流將被進(jìn)一步通過相應(yīng)的S/P 轉(zhuǎn)換器202劃分為Nsc個流。這里Nsc對應(yīng)于用于OFDM的子載波的數(shù)目。 注意，如現(xiàn)有技術(shù)的方法中那樣，由于空子載波能夠用作防護(hù)帶，因 此Nsc不需要對應(yīng)于IFFT (快速傅里葉逆變換)的大小(NIFFT)。如早 先所說明的，能夠使用還可以包括擴(kuò)展的任何方法來完成用于IFFT子 載波的串并轉(zhuǎn)換[Bll]。
在已經(jīng)將數(shù)據(jù)映射到每個分配的子載波之后，將用濾波器211 (標(biāo) 簽濾波器7^)濾波數(shù)據(jù)，其中下標(biāo)"/"對應(yīng)于發(fā)送天線的索引。因 此，/=1,2,...，N。與[B9]中示出的情況相比，濾波器7^不需要不同于 濾波器rg.。為了區(qū)分唯一濾波器與非唯一濾波器，我們將唯一濾波器 定義為7F,("),...， 7F^;)，其中NTF是唯一濾波器的數(shù)量。通過唯一性， 每個濾波器具有這樣的唯一相位特性和/或振幅特性，使得對于所有的 i,j問)，7F,(") # 7Ff)。
在對信號進(jìn)行濾波之后，然后在唯一交織器n,，即交織器2ii處
以下面的方式對信號進(jìn)行交織
(l-a)創(chuàng)建用于交織的數(shù)據(jù)塊。該數(shù)據(jù)塊具有與OFDM符號的符 號標(biāo)號相對應(yīng)的索引，以及與將用于發(fā)送的子載波的索引相對應(yīng)的索 引。為了說明目的，假定行索引，其是水平方向上的索引，對應(yīng)于符
22號標(biāo)號，而列索引，其是豎直方向上的索引，對應(yīng)于子載波。在圖6中 示出這類索引的示例。
(l曙b)對于每個子載波，使用交織圖形(interleaving pattern) 對符號進(jìn)行交織，其中c是子載波索引，而/是天線的索引。交織圖形~ 應(yīng)被設(shè)計為使得對于所有的c和所有的i， j(i^j)， 圖7示出對于 天線標(biāo)號為l，即/ = 1的情況的內(nèi)子載波交織。注意在單載波系統(tǒng)中， Nsc為l,因此c二0。
(l-c)還能夠?qū)⒆虞d波的位置從c交換到c'。然而，索引的交換必 須以下述方式進(jìn)行，即新的索引滿足上面(l-b)。注意索引的該交換 并不總是必要的。
唯一交織器n,是下述交織器，即其被設(shè)計為使得在上述(l-b) 和(l-c)中定義的組合交織器導(dǎo)致對于發(fā)送源或者天線的每個對應(yīng)子載 波不同的置換。
經(jīng)交織的數(shù)據(jù)然后被加擾器213用隨機(jī)加擾碼進(jìn)行加擾，在經(jīng)交織 的數(shù)據(jù)塊中說明該隨機(jī)加擾碼。如上述交織器的情況中一樣，該數(shù)據(jù) 塊具有對應(yīng)于符號索引的水平軸和對應(yīng)于被分配用于發(fā)送的子載波的 索引的豎直軸。使用Q^)為每個子載波定義天線或者源的加擾碼，其 中c是子載波索引，k是OFDM符號的索引，并且/是天線的索引，使得 對于所有的c和所有的i，j(i力)，G,Cc，/。用于天線#/的加擾碼然后被 描述為
<formula>formula see original document page 23</formula> (9)
在發(fā)送器中，由于為每個發(fā)送天線或者每個源唯一地建立的標(biāo)簽在加標(biāo)簽單元203中被定義為濾波器、交織器以及加擾碼的組合，在每 個標(biāo)簽中這三項中的至少一項對于標(biāo)簽必須不同以有資格成為唯一標(biāo) 簽。圖8示出能夠為多輸入系統(tǒng)的每個輸入或每個天線生成不同的加擾 碼的方法中的一種。
在圖8中，使用單偽隨機(jī)二進(jìn)制碼生成器231。在使用BPSK調(diào)制 方案進(jìn)行調(diào)制之后，隨機(jī)碼被延遲以便于為多輸入系統(tǒng)的每個輸入生 成碼。在圖8中的示例中，M個延遲元件(D) 233被串聯(lián)連接到BPSK 調(diào)制器232的輸出，該BPSK調(diào)制器232對通過偽隨機(jī)二進(jìn)制碼生成 器231生成的偽隨機(jī)數(shù)序列執(zhí)行BPSK調(diào)制。當(dāng)延遲不為零時，最終 的加擾碼對于每個天線或者每個源來說是唯一的。在該示例中生成的 簡單碼滿足條件^，'-q，'-…-e^^-w。已經(jīng)生成的碼通過針對各延遲元 件233而被提供的復(fù)制器123被復(fù)制到Nsc個子載波，并且然后與已經(jīng) 映射到各子載波的經(jīng)交織的數(shù)據(jù)符號進(jìn)行相乘。
接下來，說明接收器。在該示例性實施例中，對應(yīng)于發(fā)送器的輸 入(天線)標(biāo)號"1"的標(biāo)簽被用于在接收器處取出已經(jīng)通過輸入(天 線)標(biāo)號"1"發(fā)送的信號。圖9示出用于分離已經(jīng)使用N個發(fā)送天線發(fā) 送的N個源的、具有M個接收天線的接收器的示例。這里假定N^M。
示出的接收器包括針對每個接收天線103而被提供的預(yù)處理器 241; N個反向加標(biāo)簽單元242，其中的每一個從M個預(yù)處理器241接 收信號；MIMO信號處理器243，用于對來自N個反向加標(biāo)簽單元242 的信號執(zhí)行MIMO信號處理；P/S轉(zhuǎn)換器244，其針對來自MIMO信 號處理器243的M組并行輸出中的每一組被提供并且將對應(yīng)的并行輸 出轉(zhuǎn)換為串行信號；P/S轉(zhuǎn)換器245，用于并行地接收各P/S轉(zhuǎn)換器244 的輸出以將這些輸出轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)；以及信道解調(diào)器246，其被提供 在P/S轉(zhuǎn)換器245的輸出處并且執(zhí)行信道解碼和解調(diào)制。N個反向加標(biāo) 簽單元242分別對應(yīng)于N個發(fā)送天線。預(yù)處理器241對已在接收天線 處接收的接收到的信號執(zhí)行諸如放大、解調(diào)制、模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換、OFDM
24幀同步、下采樣、去除循環(huán)前綴、快速傅里葉變換(FFT)之類的處理。
P/S轉(zhuǎn)換器244可以或者可以不被提供有解交織矩陣。P/S轉(zhuǎn)換器245 對來自天線的數(shù)據(jù)執(zhí)行解映射。
對應(yīng)于第/個發(fā)送天線的反向加標(biāo)簽單元242被配置為執(zhí)行對應(yīng) 于已經(jīng)與在發(fā)送器處的第/個發(fā)送天線關(guān)聯(lián)地執(zhí)行的加標(biāo)簽的反向的 處理。該反向加標(biāo)簽單元包括碼生成器251，用于生成與已經(jīng)用于第 /個發(fā)送天線的加擾碼相同的加擾碼Q(W;乘法器252，用于將來自每 個預(yù)處理器241的信號乘以加擾碼Q(W以執(zhí)行解擾；解交織器253， 用于解交織由乘法器252解擾的信號；以及反向濾波器254，用于對經(jīng) 解交織的信號進(jìn)行濾波。乘法器252用作解擾器。
在該示例中，如果我們對已經(jīng)使用天線標(biāo)號"1"發(fā)送的信號感興 趣，那么來自接收天線中的每一個的每個信號將使用加擾碼C,(/t)被解 擾。接下來將通過解交織器253和反向濾波器254進(jìn)行處理。在該情 況中，反向濾波器254和解交織器253分別對應(yīng)于與天線標(biāo)號"1"關(guān) 聯(lián)的標(biāo)簽的濾波器211和交織器212。換句話說，解交織器253執(zhí)行通 過交織器212執(zhí)行的操作^的反向操作n「1 。反向濾波器254具有濾波 器211的反向濾波器特性。
在濾波之后，然后將用于基于初始發(fā)送的信號的屬性來分離信號 的自適應(yīng)算法應(yīng)用到來自在MIMO信號處理器243處的反向濾波器254 的信號。作為示例，如果初始信號是QPSK信號，那么已知恒模算法 [B12]-[B15]中的任何一個能夠被應(yīng)用來僅取出已經(jīng)從天線弁1發(fā)送的信 號。此后，信號被通過P/S轉(zhuǎn)換器244、 245以及信道解碼器246輸出， 如圖3中所示的現(xiàn)有技術(shù)中的接收器一樣。
將詳細(xì)地描述該通信系統(tǒng)中的操作。
為了說明的目的，假定有兩個發(fā)送(Tx)天線，并且在數(shù)據(jù)通過串并轉(zhuǎn)換映射到天線和子載波之后，信號為QPSK信號，其在加標(biāo)簽 之前的初始屬性是其恒模的本質(zhì)。恒模是指其絕對值恒定的信號，而 與能夠被假定為隨機(jī)的符號無關(guān)。圖IO示出在到用于每個發(fā)送天線的 子載波之后的串到并數(shù)據(jù)映射后在發(fā)送器處信號的星座圖。該星座圖
是示出在取水平軸用于同相分量(I)并且取豎直軸用于正交分量(Q)
的平面上信號點所在的位置的圖。
如上所述，用于兩個發(fā)送天線中的每一個的標(biāo)簽由濾波器、交織 器和加擾碼組成。因此，唯一標(biāo)簽?zāi)軌蛞虼送ㄟ^僅改變加擾碼來創(chuàng)建。
在該情況中，加擾碼是BPSK調(diào)制的信號。為了說明目的，假定使用 了兩個標(biāo)簽T喂-h(")巧c卩禾pT"g24^(") n2 c"。這些標(biāo)簽Tag,和Tag2分
別對應(yīng)于天線標(biāo)號"1"和天線標(biāo)號"2"，即發(fā)送天線#1和發(fā)送天線 #2。在該示例中，T^(")是全通濾波器，其被定義為
rF(")=Ht￡^ (10)
圖ll示出在使用組成他們唯一標(biāo)簽的相同濾波器進(jìn)行濾波之后的 兩個QPSK信號的星座圖。能夠注意到，因為在圖中信號點被分散地 分布，因此濾波破壞了 QPSK信號的恒模屬性。
在濾波之后，在該示例性實施例中對被濾波的數(shù)據(jù)進(jìn)行交織。因 為交織僅改變在其上將發(fā)送QPSK信號的子載波和符號，因此期望在 星座圖中的沒有改變。
圖12示出用通過BPSK調(diào)制的加擾碼Q、 C2加擾兩個經(jīng)交織的 信號之后的星座圖。注意在本示例中，信號不被擴(kuò)展，并且，結(jié)果， 不能應(yīng)用使用已知的CDMA解擴(kuò)和信號搜索技術(shù)的信號分離。
在圖13中示出當(dāng)接收到的信號通過等式(1)被調(diào)制時其星座圖。
26在該點，在圖13中示出的信號由在圖14中被描繪為"〇"和"X"
的兩個信號之和組成。注意由于MIMO信道或者M(jìn)IMO介質(zhì)的特性， 來自發(fā)送天線#1 (或者發(fā)送天線標(biāo)號#2)的信號被兩個接收器(Rx) 天線接收，而以相加的方式混合。圖14示出在用BPSK碼d解擾之后 來自接收天線即，接收天線#1和接收天線#2的每一個的信號的星座。
圖15示出在解擾時的接收到的信號的星座圖。與圖13中一樣， 圖15中描述的信號是在圖16中被描繪為"〇"和"X"的信號之和。
在進(jìn)行解交織和使用已經(jīng)在發(fā)送器處使用的濾波器的反向濾波器 進(jìn)行濾波之后，能夠獲得在圖17中示出其星座圖的信號。該信號由在 圖18中被描繪為"〇"和"X"的信號組成。從圖18，能夠看出，只 有用"〇"表示的來自發(fā)送天線#1的信號被轉(zhuǎn)換回恒模信號。另一方 面，已經(jīng)從發(fā)送天線#2發(fā)送的信號不具有恒模屬性。
即使使用了同一濾波器和同一交織器，這也將實現(xiàn)。因此，對于 給定數(shù)目的天線，沒有必要僅使用對每個天線是唯一的濾波器。能夠 共享濾波器，從而使得減少了要在標(biāo)簽中使用的濾波器的組的數(shù)目。
因此消除了設(shè)計具有非常長的脈沖響應(yīng)的濾波器以使用大量唯一濾波 器的需要，因為能夠共享有限的數(shù)目的唯一濾波器。此外，能夠從等 式(10)看出，設(shè)計具有該種實施的濾波器將不需要任何乘法器。還 因為加擾碼是BPSK調(diào)制的信號，因此加擾和解擾也將不涉及任何乘 法計算。
上述通信系統(tǒng)是這樣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括發(fā)送器，用于通過傳 輸信道發(fā)送信號；以及接收器，用于接收信號，其中所述發(fā)送器包括 濾波器，用于濾波調(diào)制的信號以修改調(diào)制的信號的振幅和相位特性； 交織器，用于交織濾波的信號的輸出；以及加擾器，用于加擾經(jīng)交織 的信號，并且其中所述接收器包括解擾器，用于解擾接收到的信號； 解交織器，用于解交織解擾的信號；以及反向濾波器，用于濾波解交織的信號。這里，交織器和加擾器是用作用于對濾波的信號執(zhí)行交織 處理和/或加擾處理的處理裝置的項目的示例。此外，解擾器和解交織 器是用作用于對接收到的信號執(zhí)行解交織處理和/或解擾處理的處理裝 置的項目的示例。
接下來，將描述根據(jù)另一示例性實施例的通信系統(tǒng)。
圖19示出在通信系統(tǒng)中的發(fā)送器的另一示例。示出的發(fā)送器是具 有N個發(fā)送天線的基站發(fā)送器。另一方面，接收器具有M個接收天線，
其中N》M。盡管該發(fā)送器類似于圖5中所示的，但是其與圖5中所示
的發(fā)送器的不同之處在于提供用于執(zhí)行輸入的二進(jìn)制信號的信道編碼
以及對應(yīng)于通過S/P轉(zhuǎn)換器201、 202進(jìn)行的串并轉(zhuǎn)換的處理的處理的 信道編碼器261來代替上述S/P轉(zhuǎn)換器201、 202，以及矩陣合成器262 被放置在加標(biāo)簽單元203和N個IFFT單元204之間。用于執(zhí)行循環(huán)前 綴的附加、上采樣、通過帶通濾波器的濾波等等的發(fā)送處理器263被 設(shè)置在各IFFT單元204的輸出處。
在發(fā)送器處，要被發(fā)送的信號在被調(diào)制之前在信道編碼器261處 被信道編碼。信道編碼將包括任何類型的前向糾錯技術(shù)、通過反復(fù)或 者擴(kuò)展進(jìn)行的編碼，以及，如果需要，交織器。在調(diào)制的情況下，要 被發(fā)送的信號是恒模信號，諸如QPSK、 X-QAM (正交幅度調(diào)制)、 X-QPSK，其中"X"是整數(shù)。當(dāng)X是大于4的整數(shù)時，信號應(yīng)被視為 經(jīng)較高階數(shù)級別調(diào)制的信號。X的典型示例是用于16-QAM的情況的 "16"。在調(diào)制之后，信號被映射到N個發(fā)送天線和子載波，如上所 述。注意，能夠?qū)⒂成渑c調(diào)制組合，或者在映射之后執(zhí)行調(diào)制。
接下來，已經(jīng)被分配給天線的每個信號流在加標(biāo)簽單元203處通 過濾波被處理，接著是交織處理和/或加擾處理。也能夠濾波信號并且 然后在交織之前使用加擾碼對其加擾。在IFFT (快速傅里葉逆變換) 操作之前，能夠通過矩陣合成器262，通過將輸入的信號與矩陣相乘來
28以一種方式或另一種方式合成信號。在圖19中所示的示例中，在矩陣 合成器262中，將來自一個天線的給定子載波的信號與來自其它剩余
天線的給定子載波的信號合并。 一般來說，該合并將涉及使用矩陣Gc，
其與信道特性有關(guān)。作為示例，在加標(biāo)簽之后，被分配給天線1的子
載波d (其中c"0'…，WscH并且Wsc對應(yīng)于子載波的數(shù)目)將被合并被 分配給天線j的子載波Cj的信號(其中Cye0，…，WscH并且Cl=Cj)，其 中j取值2， 3,...,N-1，N。數(shù)學(xué)上，這種合并將被表示為
(r刷=
'c,G
(11)
其中Ge是合并矩陣，xr^-w …《^"是在加標(biāo)簽之后分配給 子載波的信號矢量。上標(biāo)"TAG;"表示天線標(biāo)號"i"被加有標(biāo)簽TAGi。 圖19示出這些信號的位置。這里，當(dāng)矩陣Ge是單位矩陣時，系統(tǒng)等價 于沒有混合矩陣的情況，艮P，
(12)
接下來，將描述在發(fā)送器處的標(biāo)簽分配。
為了說明目的，假定使用了通過下面的等式分別給出其傳遞函數(shù)
的全通濾波器
1 一l+0.5z—1
-1
1 —0.5z_1
(13)
(14)
這些全通濾波器的反向濾波器的傳遞函數(shù)分別通過展開v^W")和
巧(")來近似。
接下來，將描述接收器。作為接收器，能夠使用類似于在圖9中 示出的接收器。在該情況下，通過N個接收天線中的每個接收到的信號在去除循環(huán)前綴和加Nn^T點的FFT (快速傅里葉變換)之前，被放
大和下變換(down-convert)(即，進(jìn)行到較低頻率的頻率轉(zhuǎn)換)。從 天線標(biāo)號i的發(fā)送天線，即發(fā)送天線#1發(fā)送的信號將如下地被取出
(a) 使用已經(jīng)在發(fā)送天線射處使用的加擾碼解擾信號；
(b) 使用對應(yīng)于已經(jīng)在發(fā)送天線糾處使用的交織器的解交織器 解交織信號；以及
(c)使用與發(fā)送天線糾關(guān)聯(lián)的濾波器的反向濾波器濾波信號。
接下來，將描述該示例性實施例的系統(tǒng)的操作。
為了說明目的，假定在串并映射到天線和子載波之后，信號是 QPSK。如上所述，用于兩個發(fā)送天線中的每一個的標(biāo)簽由濾波器、交 織器和加擾碼組成。在濾波之后，QPSK信號的恒模屬性將被破壞。接 下來，被濾波的數(shù)據(jù)被交織并且然后被使用加擾碼加擾。根據(jù)選擇的 標(biāo)簽，加擾碼可以或者可以不是相同的。
在接收器處，在去除循環(huán)前綴之后，對接收到的信號執(zhí)行FFT操 作。接下來解擾并且使用反向濾波器濾波信號。
最終，信號處理算法被應(yīng)用于將恒模信號與非恒模信號分離。如 上所述，分離的信號不會發(fā)生已經(jīng)成為現(xiàn)有技術(shù)中的問題的置換。能 夠應(yīng)用于QPSK信號的典型的算法是恒模算法。
接下來，將描述又一示例性實施例。在上面的示例性實施例中， 針對單發(fā)送器放置多個發(fā)送天線。在該示例性實施例中，描述了下述 情況，其中提供了每個具有單發(fā)送天線的多個發(fā)送器。該示例性實施 例是考慮下述情況來配置的，即其中每個具有單發(fā)送天線的多個發(fā)送 終端在服務(wù)區(qū)中移動的移動通信系統(tǒng)。每個發(fā)送器使用相同頻帶來發(fā) 送數(shù)據(jù)。接收器，其典型地為基站，裝備有多個接收天線。圖20示出 這樣的通信系統(tǒng)。為了說明目的，這里示出了使用相同頻帶執(zhí)行發(fā)送
30的兩個發(fā)送器301。這兩個發(fā)送器分別對應(yīng)于用戶#1和用戶#2。
在每個發(fā)送器處，二進(jìn)制數(shù)據(jù)被信道編碼、交織和調(diào)制。假定在
調(diào)制之后獲得QPSK信號。接下來，調(diào)制的數(shù)據(jù)被映射到已分配的子 載波。由于每個發(fā)送器301使用單發(fā)送天線，因此不需要執(zhí)行用于天 線映射的串并轉(zhuǎn)換。此外，每個發(fā)送器301被分配不同的標(biāo)簽，其包 括濾波器、交織器和/或加擾器。已經(jīng)說明了唯一標(biāo)簽的定義，即標(biāo)簽 中的差異。在圖20中示出用于用戶#1的情況的示例。在子載波映射之 后，信號被濾波、交織和/或加擾，如前面所述。
在接收器302，即基站處，在去除循環(huán)前綴之后對接收到的信號執(zhí) 行FFT操作。接下來，信號被解擾并使用反向濾波器被濾波。最終， 應(yīng)用信號處理算法以使恒模信號與非恒模信號分離，以便于取出需要 的信號而沒有任何置換。能夠?qū)PSK信號應(yīng)用的典型算法是恒模算 法。
圖20中示出的模型的操作的原理基本上與圖19中示出的相同。 因此，如圖19的模型中所說明的，在圖20中所示的模型中能分離來 自每個用戶的所有信號。為了實現(xiàn)此，每個用戶必須被分配唯一的標(biāo) 簽，其包括濾波器、交織器和/或加擾器。
接下來，將說明又一示例性實施例。如上所述，能夠交換圖5中 示出的發(fā)送器中的加標(biāo)簽單元203中的交織器212和加擾器213的位 置。圖21示出這樣的發(fā)送器。圖22示出與圖21中的發(fā)送器結(jié)合使用 的接收器。圖22中示出的接收器是下述接收器，其中交換了圖9中所 示的接收器中的反向加標(biāo)簽單元242中的作為解擾器的乘法器252以 及解交織器253的位置。通過圖21中所示的發(fā)送器、圖22中所示的 接收器以及發(fā)送器和接收器之間的MIMO信道來構(gòu)造通信系統(tǒng)。該通 信系統(tǒng)是下述系統(tǒng)，即所述系統(tǒng)包括發(fā)送器，用于通過傳輸信道發(fā) 送信號；以及接收器，用于接收信號，其中所述發(fā)送器包括濾波器，
31用于濾波調(diào)制的信號以修改調(diào)制的信號的振幅和相位特性；加擾器， 用于加擾濾波的信號的輸出；以及交織器，用于交織加擾的信號，并 且其中所述接收器包括解交織器，用于解交織接收到的信號；解擾 器，用于在信號被解交織之后解擾信號；以及反向濾波器，用于濾波 解擾的信號。這里，加擾器和交織器是用作用于對濾波的信號執(zhí)行交 織處理和/或加擾處理的處理裝置的項目的示例。此外，解交織器和解 擾器是用作用于對接收到的信號執(zhí)行解交織處理和/或解擾處理的處理 裝置的項目的示例。
此外，能夠從圖5中所示的發(fā)送器中的加標(biāo)簽單元203中去除交 織器212。圖23示出這樣的發(fā)送器。圖24示出與圖23中所示的發(fā)送 器結(jié)合使用的接收器。圖24中所示的接收器是下述接收器，即其中從 圖9中所示的接收器中的反向加標(biāo)簽單元242中去除了解交織器253。 通過圖23中所示的發(fā)送器、圖24中所示的接收器以及發(fā)送器和接收 器之間的MIMO信道來構(gòu)造通信系統(tǒng)。該通信系統(tǒng)是下述系統(tǒng)，其包 括發(fā)送器，用于通過傳輸信道發(fā)送信號；以及接收器，用于接收信 號，其中所述發(fā)送器包括濾波器，用于濾波調(diào)制的信號以修改調(diào)制 的信號的振幅和相位特性；以及加擾器，用于加擾濾波的信號的輸出， 并且其中所述接收器包括解擾器，用于解擾接收到的信號；以及反 向濾波器，用于濾波解擾的信號。這里，加擾器是用作用于對濾波的 信號執(zhí)行交織處理和/或加擾處理的處理裝置的項目的示例。此外，解 擾器是用作用于對接收到的信號執(zhí)行解交織處理和/或解擾處理的處理 裝置的項目的示例。
此外，能夠從圖5中所示的發(fā)送器中的加標(biāo)簽單元203中去除加 擾器213。圖25示出這樣的發(fā)送器。圖26示出與圖25中示出的發(fā)送 器結(jié)合使用的接收器。圖26中所示的接收器是下述接收器，其中從圖 9中所示的接收器中的反向加標(biāo)簽單元242中去除了由乘法器252和加 擾碼生成器251構(gòu)造的解擾器。通過圖25中所示的發(fā)送器、圖26中 所示的接收器以及發(fā)送器和接收器之間的MIMO信道來構(gòu)造通信系統(tǒng)。該通信系統(tǒng)是下述系統(tǒng)，其包括發(fā)送器，用于通過傳輸信道發(fā) 送信號；以及接收器，用于接收信號，其中所述發(fā)送器包括濾波器， 用于濾波調(diào)制的信號以修改調(diào)制的信號的振幅和相位特性；以及交織 器，用于交織濾波的信號，并且其中所述接收器包括解交織器，用 于解交織接收到的信號；以及反向濾波器，用于濾波解交織的信號。 這里，交織器是用作用于對濾波的信號執(zhí)行交織處理和/或加擾處理的 處理裝置的項目的示例。此外，解交織器是用作用于對接收到的信號 執(zhí)行解交織處理和/或解擾處理的處理裝置的項目的示例。
在上面的示例性實施例的每個中，濾波器可以被分配給多個用戶 或者源，從而，例如，每個用戶或者每個源具有相同的頻率特性。替 換地，濾波器可以被分配給多個用戶或者源，從而在源的濾波之后的 信號的頻譜被重疊。發(fā)送器中的濾波器是，例如，非線性濾波器或者 線性濾波器。全通濾波器，例如，能夠用作線性濾波器。
通過應(yīng)用上面的示例性實施例中的每一個能夠減少采用濾波器作 為標(biāo)簽的一部分的系統(tǒng)的等待時間。上述通信系統(tǒng)的采用減小了收發(fā) 器的復(fù)雜性，并且結(jié)果，能夠減少收發(fā)器的整個成本。
上面說明的本發(fā)明能夠應(yīng)用于具有多個發(fā)送天線和非頻率選擇性 的信道的系統(tǒng)[B16]。這樣的系統(tǒng)能夠通過多個天線和OFDM方案來實 施。如其它盲信號分離技術(shù)中一樣，本發(fā)明提出了一種能夠在不發(fā)送 訓(xùn)練信號的情況下執(zhí)行信號分離的方法。
本發(fā)明還能夠應(yīng)用在下述系統(tǒng)中，其中多個發(fā)送器共享同一帶寬， 并且接收器采用多個接收天線以分離信號。
根據(jù)本發(fā)明，由于將濾波器、交織器和/或加擾碼的組合用作例如 唯一濾波器，所以其被分配給每一個發(fā)送天線或者每個發(fā)送源，因此 能夠防止標(biāo)簽濾波器的階數(shù)的增加并且還防止由于使用全通濾波器導(dǎo)致的延遲的增加。
能夠?qū)⒒诒景l(fā)明的技術(shù)應(yīng)用到移動無線通信領(lǐng)域，其中多個用 戶共享同一信道，該信道可以是頻率信道、時間信道或者擴(kuò)展碼信道
(CDMA)。特別地是能夠在不使用任何訓(xùn)練信號的情況下最小化或 者消除來自其它網(wǎng)絡(luò)的干擾的無線網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。
本發(fā)明能夠使用的另一領(lǐng)域是使用多個傳感器或者頭在磁學(xué)或者 光學(xué)記錄介質(zhì)進(jìn)行記錄。在這樣的應(yīng)用中，能夠盲地取出所有的并行 軌道的數(shù)據(jù)而沒有任何置換。
還能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用到單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng) 可以是基于簡單QPSK的發(fā)送器以及具有盲自適應(yīng)均衡器的接收器。 在這類應(yīng)用中，實和虛部信道能夠被視為導(dǎo)致兩端口發(fā)送器和兩端口 接收器的信道。應(yīng)用在本發(fā)明中所示的思想將總是導(dǎo)致在實部信道上 取出實信號分量而總是在虛部信道上取出虛信號分量。
權(quán)利要求
1. 一種通信系統(tǒng)，包括用于通過傳輸信道發(fā)送信號的發(fā)送器；以及用于接收所述信號的接收器，其中所述發(fā)送器包括濾波器，用于濾波調(diào)制的信號以修改所述調(diào)制的信號的振幅和相位特性；以及第一處理裝置，用于對所述濾波的信號執(zhí)行交織處理和/或加擾處理，并且其中所述接收器包括第二處理裝置，用于對接收到的信號執(zhí)行解交織處理和/或解擾處理；以及反向濾波器，用于濾波從所述第二處理裝置供給的信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的通信系統(tǒng)，其中所述第一處理裝置包括 交織器，用于交織所述濾波的信號的輸出；以及加擾器，用于加擾所 述交織的信號，其中所述第二處理裝置包括解擾器，用于解擾所述接收到的信 號；以及解交織器，用于解交織所述解擾的信號，并且 其中所述反向濾波器濾波所述解交織的信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的通信系統(tǒng)，其中所述第一處理裝置包括 加擾器，用于加擾所述濾波的信號的輸出；以及交織器，用于交織所 述加擾的信號，其中所述第二處理裝置包括解交織器，用于解交織所述接收到 的信號；以及解擾器，用于解擾在解交織之后的信號，并且 其中所述反向濾波器濾波所述解擾的信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的通信系統(tǒng)，其中所述第一處理裝置包括 加擾器，用于加擾所述濾波的信號的輸出，其中所述第二處理裝置包括解擾器，用于解擾所述接收到的信號，并且其中所述反向濾波器濾波所述解擾的信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的通信系統(tǒng)，其中所述第一處理裝置包括 交織器，用于交織所述濾波的信號，其中所述第二處理裝置包括解交織器，用于解交織所述接收到的 信號，并且其中所述反向濾波器濾波所述解交織的信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的通信系統(tǒng)，其中所述濾波器被分配給多個用戶或者源，并且所有被分配給各用戶或者源的所述濾 波器具有相同的頻率特性。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的通信系統(tǒng)，其中所述濾波器 被分配給多個用戶或者源，并且所有被分配給各用戶或者源的所述濾 波器的頻譜彼此重疊。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的通信系統(tǒng)，其中所述發(fā)送器 中的所述濾波器是非線性濾波器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的通信系統(tǒng)，其中所述發(fā)送器 中的所述濾波器是線性濾波器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的通信系統(tǒng)，其中所述線性濾波器是全通 濾波器。
11. 一種用于通過傳輸信道發(fā)送信號的發(fā)送器，包括濾波器，用于濾波調(diào)制的信號以修改所述調(diào)制的信號的振幅和相 位特性；以及處理裝置，用于對所述濾波的信號執(zhí)行交織處理和/或加擾處理。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的發(fā)送器，其中所述處理裝置包括交織器，用于交織所述濾波的信號的輸出；以及加擾器，用于加擾所述 交織的信號。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的發(fā)送器，其中所述處理裝置包括加 擾器，用于加擾所述濾波的信號的輸出；以及交織器，用于交織所述 加擾的信號。
14. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的發(fā)送器，其中所述處理裝置包括加 擾器，用于加擾所述濾波的信號的輸出。
15. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的發(fā)送器，其中所述處理裝置包括交織 器，用于交織所述濾波的信號。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11至15中任一項所述的發(fā)送器，其中所述濾波 器被分配給多個用戶或者源，并且所有被分配給各用戶或者源的所述 濾波器具有相同的頻率特性。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11至15中任一項所述的發(fā)送器，其中所述濾波 器被分配給多個用戶或者源，并且所有被分配給各用戶或者源的所述 濾波器的頻譜彼此重疊。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11至17中任一項所述的發(fā)送器，其中所述濾波 器是非線性濾波器。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11至17中任一項所述的發(fā)送器，其中所述濾 波器是線性濾波器。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)送器，其中所述線性濾波器是全通 濾波器。
21. —種用于接收信號的接收器，包括處理裝置，用于對接收到的信號執(zhí)行解交織處理和/或解擾處理；以及反向濾波器，用于濾波從所述處理裝置供給的信號。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的接收器，其中所述處理裝置包括解 擾器，用于解擾所述接收到的信號；以及解交織器，用于解交織所述 解擾的信號，并且其中所述反向濾波器濾波所述解交織的信號。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的接收器，其中所述處理裝置包括解 交織器，用于解交織所述接收到的信號；以及解擾器，用于解擾在解 交織之后的所述信號，并且其中所述反向濾波器濾波所述解擾的信號。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的接收器，其中所述處理裝置包括解擾 器，用于解擾所述接收到的信號，并且其中所述反向濾波器濾波所述解擾的信號。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的接收器，其中所述處理裝置包括解交 織器，用于解交織所述接收到的信號，并且其中所述反向濾波器濾波所述解交織的信號。
26. —種在包括用于發(fā)送信號的發(fā)送器和用于接收信號的接收器 的系統(tǒng)中的多路存取方法，該方法包括向每個發(fā)送器唯一地分配標(biāo)簽，所述標(biāo)簽包括濾波器、交織器和/或加擾碼的組合，所述標(biāo)簽是從池或者組中取出的；使用所述標(biāo)簽來處理每個發(fā)送器或者源的信號；以及 在具有多個接收天線或者接收傳感器的接收器處，使用反向濾波器、解交織器和/或解擾器并且基于所述發(fā)送器的唯一標(biāo)簽解碼來自每個發(fā)送源或者每個發(fā)送天線的信號，使得只有來自具有相同標(biāo)簽的發(fā) 送器的信號被再生。
27. —種根據(jù)OFDM方案的通信系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求12、 13 和15中的任一項所述的發(fā)送器，其中所述交織器被配置成交織二維數(shù)據(jù)塊，在所述二維數(shù)據(jù)塊中， 行對應(yīng)于子載波索引而列對應(yīng)于OFDM符號標(biāo)號，所述交織器執(zhí)行交 織，其中，對于每個行，行中的數(shù)據(jù)被置換。
28. —種根據(jù)OFDM方案的通信系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求12、 13 和15中的任一項所述的發(fā)送器，其中所述交織器被配置成交織二維數(shù)據(jù)塊，在所述二維數(shù)據(jù)塊中， 行對應(yīng)于子載波索引而列對應(yīng)于OFDM符號標(biāo)號，所述交織器進(jìn)行交 織，其中對于每個行，行中的數(shù)據(jù)被置換并且然后行的順序被置換。
全文摘要
一種通信系統(tǒng)、發(fā)送器、接收器以及多路存取方法。通信系統(tǒng)包括用于通過傳輸信道發(fā)送信號的發(fā)送器以及用于接收信號的接收器。發(fā)送器包括用于濾波調(diào)制的信號以改變調(diào)制的信號的振幅和相位特性的濾波器以及用于對濾波的信號執(zhí)行交織處理和/或加擾處理的第一處理器。另一方面，接收器包括用于對接收到的信號進(jìn)行解交織處理和/或解擾處理的第二處理器以及用于濾波從第二處理器供給的信號的反向濾波器。
文檔編號H04J99/00GK101502022SQ20078003020
公開日2009年8月5日 申請日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者詹姆斯·阿烏爾·奧凱洛 申請人:日本電氣株式會社