CN100576838C - 使用复数信号交换的块编码模块和块编码方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空时和/或空频块编码方法，包括：接收至少两个复数信号，其中所述至少两个复数信号中的每个复数信号包括实部和虚部；对于所述至少两个复数信号中的每一个复数信号，生成包括有交换实部和交换虚部的交换复数信号，其中所述交换实部对应所述虚部，所述交换虚部对应所述实部；对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码以生成空时和/或空频块编码信号。

Description

使用复数信号交换的块编码模块和块编码方法

技术领域

本发明涉及编码通信，更具体地说，涉及空间-时间和/或空间-频率块编码(block encoding)。

背景技术

已知的通信系统支持无线和/或有线通信设备间的无线和有线通信。所述通信系统的范围包括国内和/或国际蜂窝电话系统至点对点室内无线网络。每种通信系统根据一个或多个通信标准建立和运行。例如，无线通信系统可依据一种或多种标准运行，包括但不限于IEEE 802.11、蓝牙、高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码多分址(CDMA)、本地多点分布系统(LMDS)、多信道多点分布系统(MMDS)等等。

依据无线通信系统的类别，无线通信设备，如蜂窝电话、双向无线电、个人数字助手(PDA)、个人电脑(PC)、便携式电脑、家庭娱乐系统等等，可直接或间接地与其它无线通信系统通信。对于直接通信(也被称作点对点通信)，参予的无线通信设备调谐其接收器和发射器至同样的信道(如，无线通信系统的多个无线电频率(RF)载波之一)并通过所述信道通信。对于间接无线通信，每个无线通信设备直接与相关的基站(如蜂窝通信服务)和/或相关的接入点(如室内或建筑内无线网路)通过指定的信道通信。为了完成无线通信设备之间的通信连接，相关的基站和/或接入点通过系统控制器、公共交换电话网络、互联网和/或其它广域网络直接互相通信。

对于参与无线通信的每个无线通信设备，包括内置无线电收发器(如接收器和发射器)或耦合至相关的无线电收发器(如室内和/或建筑内无线通信网络的基站、RF调制解调器等等)。众所周知，接收器耦合至天线，并包括低噪音放大器，、一个或多个中频阶、一个滤波阶和一个数据复原阶。低噪音放大器通过天线接收入站RF信号并随后放大。所述一个或多个中频阶使用一个或多个本地振荡混合放大后的RF信号以转化放大后的RF信号为基带信号或中频(IF)信号。滤波阶对基带信号或IF信号进行滤波以衰减掉不需要的信号，产生滤波后信号。数据复原阶根据特定的无线通信标准从滤波后信号复原出原始数据。

众所周知，发射器包括数据调制阶、一个或多个中频阶和一个功率放大器。数据调制阶根据特定的无线通信标准转化原始数据为基带信号。所述一个或多个频率阶通过一个或多个本地振荡混合基带信号以产生RF信号。功率放大器在通过天线发射之前放大该RF信号。

在多数系统中，发射器包括一个发射该RF信号的天线，发射的信号由接收器的一个或多个天线接收。当接收器包括两个或多个天线时，接收器会选择其中之一接收输入RF信号。在这种情况下，发射器和接收器之间的无线通信为单输出单输入(SISO)通信，尽管接收器包括多个天线用作分集天线(即选择其中之一接收输入RF信号)。对于SISO无线通信，收发器包括一个发射器和一个接收器。目前，大多数IEEE 802.11、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b或IEEE 802.11g无线局域网采用SISO无线通信。

其它类别的无线通信包括单输入多输出(SIMO)、多输入单输出(MISO)和多输入多输出(MIMO)。在SIMO无线通信中，一个发射器将数据处理为无线电频率信号并传输至接收器。接收器包括两个或多个天线以及两个或多个接收器路径。每个天线接收RF信号并提供信号至对应的接收器路径(如LNA，下变频转换模块、滤波器和ADC)。每个接收器路径处理接收的RF信号以产生数字信号，然后将该数字信号组合并处理以获取发射的数据。

对于MISO无线通信，发射器包括两个或多个传输路径(如数模转换器、滤波器、上变频转换模块和功率放大器)，每个传输路径将基带信号的对应部分转换为RF信号，并通过对应的天线传输至接收器。接收器包括一个接收器路径，从发射器接收多个RF信号。在这种情况下，接收器使用聚束技术(beamforming)将多个RF信号合并为一个信号以进行处理。

对于MIMO无线通信，发射器和接收器均包括多个路径。在这种通信中，发射器使用空间的、频率的或时间的编码函数并行处理数据以产生两个或多个数据流。发射器包括多个传输路径以将每个数据流转换为多个RF信号。接收器通过多个接收器接收所述多个RF信号，使用空间、频率或时间解码函数获取所述数据流。然后将获取的数据流合并，并随后进行处理以复原原始数据。

在MIMO或MISO通信的很多例子中，接收器的天线数量少于发射器。为了适应这种差别，发射器和接收器采用了空间-时间块编码或空间-频率块编码技术。在Alamouti等人的美国专利No.6185258便公开了一种这样的空间-时间或空间-频率块编码技术。Alamouti等人的专利公开了一种简单的块编码方案，其中符号通过多个传输信道传输，且该编码技术仅包括简单的算术运算，例如，非运算和共轭运算。尽管在Alamouti等人的块编码技术中提供了一种块编码方案，也还需要其他可替代的块编码技术。

因此，需要一种使用复数信号交换技术的空间-时间和/或空间-频率块编码方法和设备。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种编码方法，所述方法包括：

接收至少两个复数信号，其中每个复数信号包括实部和虚部；

对于所述至少两个复数信号中的每一个复数信号，生成包括有交换实部和交换虚部的交换复数信号，其中所述交换实部对应所述虚部，所述交换虚部对应所述实部；

对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码以产生编码信号；

其中：

所述对至少两个复数信号和至少两个交换复数信号进行编码进一步包括：

对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号在时间上进行编码以产生空间-时间块编码信号；和/或

对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号在频率上进行编码以产生空间-频率块编码信号。

优选地，所述方法进一步包括：

所述至少两个复数信号中的第一复数信号S₀表示为 $S_0=S_{0i}+\sqrt{-1}\·S_{0q},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_0i表示所述第一复数信号的实部，S_0q表示所述第一复数信号的虚部；

所述至少两个复数信号中的第二复数信号S₁表示为 $S_1=S_{1i}+\sqrt{-1}\·S_{1q},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_1i表示所述第二复数信号的实部，S_1q表示所述第二复数信号的虚部；

所述至少两个交换复数信号的第一交换复数信号σ(S₀)表示为 $\mathrm{\σ}\left(S_0\right)=S_{0q}+\sqrt{-1}\·S_{0i},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_0q表示所述第一交换复数信号的交换实部，S_0i表示所述第一交换复数信号的交换虚部；

所述至少两个交换复数信号的第二交换复数信号σ(S₁)表示为 $\mathrm{\σ}\left(S_1\right)=S_{1q}+\sqrt{-1}\·S_{1i},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_1q表示所述第二交换复数信号的交换实部，S_1i表示所述第二交换复数信号的交换虚部。

优选地，对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号在时间上进行编码进一步包括：

在第一时间段内，将对应于正交频分复用(OFDM)传输的副载波k上的第一星座点(constellation point)的第一复数信号置于第一发射天线路径上；

在第二时间段内，将对应于所述OFDM传输的副载波k+1上的第二星座点的第二复数信号置于第一发射天线路径上；

在所述第一时间段内，将第二交换复数信号的负数形式置于第二发射天线路径的副载波k上；

在所述第二时间段内，将第一交换复数信号置于第二发射天线路径的副载波k+1上。

优选地，对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号在频率上进行编码进一步包括：

在第一时间段内，将对应于OFDM传输的副载波k上的第一星座点的第一复数信号置于第一发射天线路径；

在第一时间段内，将对应于OFDM传输的副载波k上的第二星座点的第二复数信号置于第二发射天线路径；

在第二时间段内，将第二交换复数信号的负数形式置于第一发射天线路径的副载波k+1上；

在第二时间段内，将第一交换复数信号置于第二发射天线路径的副载波k+1上。

根据本发明的一个方面，提供一种基带发送处理模块，包括：

编码模块，对出站数据进行编码以产生编码数据；

交错模块，将所述编码数据交错为多个交错的编码数据流；

多个符号映射模块，将所述多个交错的编码数据流映射为多个符号流；

域转换模块，将所述多个符号流从频域转换至时域以产生多个时域符号流；以及

块编码模块，用于：

从所述多个时域符号流的至少两个中接收至少两个复数信号，其中每个复数信号包括实部和虚部，且所述至少两个复数信号中的第一复数信号来自所述至少两个时域符号流的第一个，所述至少两个复数信号中的第二复数信号来自所述至少两个时域符号流的第二个；

对于所述至少两个复数信号中的每一个复数信号，生成交换复数信号，其中至少两个交换复数信号中的每一个交换复数信号包括交换实部和交换虚部，其中交换实部对应所述虚部，交换虚部对应所述实部；

对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号编码以产生块编码信号；

其中：

所述块编码模块通过以下方法对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码：

在时间上对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码以产生空间-时间块编码信号；和/或

在频率上对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码以产生空间-频率块编码信号。

优选地，所述基带发送处理模块进一步包括：

所述至少两个复数信号中的第一复数信号S₀，表示为 $S_0=S_{0i}+\sqrt{-1}\·S_{0q},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_0i表示所述第一复数信号的实部，S_0q表示所述第一复数信号的虚部；

所述至少两个复数信号中的第二复数信号S₁，表示为 $S_1=S_{1i}+\sqrt{-1}\·S_{1q},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_1i表示所述第二复数信号的实部，S_1q表示所述第二复数信号的虚部；

所述至少两个交换复数信号的第一交换复数信号σ(S₀)，表示为 $\mathrm{\σ}\left(S_0\right)=S_{0q}+\sqrt{-1}\·S_{0i},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_0q表示所述第一交换复数信号的交换实部，S_0i表示所述第一交换复数信号的交换虚部；

所述至少两个交换复数信号的第二交换复数信号σ(S₁)，表示为 $\mathrm{\σ}\left(S_1\right)=S_{1q}+\sqrt{-1}\·S_{1i},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_1q表示所述第二交换复数信号的交换实部，S_1i表示所述第二交换复数信号的交换虚部。

优选地，所述基带发送处理模块进一步包括：

所述第一复数信号对应于一个时间段内第一传输天线的正交频分复用(OFDM)传输中副载波k上的第一星座点；

所述第二复数信号对应于所述时间段内第一传输天线的OFDM传输中副载波k+1上的第二星座点；

所述时间段内第二传输天线的副载波k上的所述第二交换复数信号的负数表示；

所述时间段内第二传输天线的副载波k+1上的所述第一交换复数信号。

优选地，所述基带发射处理模块进一步包括：

所述第一复数信号对应于一个时间段内第一传输天线的正交频分复用(OFDM)传输中副载波k上的第一星座点；

所述第二复数信号对应于所述时间段内第二传输天线的OFDM传输中副载波k上的第二星座点；

所述时间段内第一传输天线的副载波k+1上的所述第二交换复数信号的负数表示；

所述时间段内第二传输天线的副载波k+1上的所述第一交换复数信号。

根据本发明的一个方面，提供一种块编码模块，包括：

生成模块，对接收的至少两个复数信号中的每一个复数信号，生成交换复数信号，其中所述至少两个复数信号的每一个包括实部和虚部，其中至少两个交换复数信号的每一个包括交换实部和交换虚部，且交换实部对应所述虚部，交换虚部对应所述实部；

编码模块，对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码以产生块编码信号；

其中：

所述编码模块进一步通过以下方法对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码：

在时间上对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码以产生空间-时间块编码信号；和/或

在频率上对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码以产生空间-频率块编码信号。

优选地，所述块编码模块进一步包括：

所述至少两个复数信号中的第一复数信号S₀，表示为 $S_0=S_{0i}+\sqrt{-1}\·S_{0q},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_0i表示所述第一复数信号的实部，S_0q表示所述第一复数信号的虚部；

所述至少两个复数信号中的第二复数信号S₁，表示为 $S_1=S_{1i}+\sqrt{-1}\·S_{1q},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_1i表示所述第二复数信号的实部，S_1q表示所述第二复数信号的虚部；

所述至少两个交换复数信号的第一交换复数信号σ(S₀)，表示为 $\mathrm{\σ}\left(S_0\right)=S_{0q}+\sqrt{-1}\·S_{0i},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_0q表示所述第一交换复数信号的交换实部，S_0i表示所述第一交换复数信号的交换虚部；

所述至少两个交换复数信号的第二交换复数信号σ(S₁)，表示为 $\mathrm{\σ}\left(S_1\right)=S_{1q}+\sqrt{-1}\·S_{1i},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_1q表示所述第二交换复数信号的交换实部，S_1i表示所述第二交换复数信号的交换虚部。

优选地，所述块编码模块进一步包括：

所述第一复数信号对应于一个时间段内第一传输天线的正交频分复用(OFDM)传输中副载波k上的第一星座点；

所述第二复数信号对应于所述时间段内第一传输天线的OFDM传输中副载波k+1上的第二星座点；

所述时间段内第二传输天线的副载波k上的所述第二交换复数信号的负数表示；

所述时间段内第二传输天线的副载波k+1上的所述第一交换复数信号。

优选地，所述空间块编码模块包括：

所述第一复数信号对应于一个时间段内第一传输天线的正交频分复用(OFDM)传输中副载波k上的第一星座点；

所述第二复数信号对应于所述时间段内第二传输天线的OFDM传输中副载波k上的第二星座点；

所述时间段内第一传输天线的副载波k+1上的所述第二交换复数信号的负数表示；

所述时间段内第二传输天线的副载波k+1上的所述第一交换复数信号。

本发明的各种优点、各个方面和创新特征，以及其中所示例的实施例的细节，将在以下的说明书和附图中进行详细介绍。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明无线通信系统的方框示意图；

图2是本发明无线通信设备的方框示意图；

图3是本发明基带发送处理模块的方框示意图；

图4是本发明空时和/或空频块编码模块的方框示意图；

图5A是本发明复数信号的示意图；

图5B是现有技术的复数共轭信号的示意图；

图5C是本发明交换复数信号的示意图；

图6是本发明空时和/或空频块编码的一个实施例的示意图；

图7是本发明OFDM信号的空时块编码的一个实施例的示意图；

图8是本发明OFDM信号的空频块编码的一个实施例的示意图；

图9是本发明接收基带处理模块的方框示意图。

具体实施方式

图1所示为通信系统10的方框示意图，包括多个基站和/或接入点12和16、多个无线通信设备18-32以及网络硬件设备34。需要注意的是，网络硬件34可以是路由器、交换机、网桥、调制解调器、系统控制器等等为通信系统10提供广域网连接42的设备。进一步注意，无线通信设备18-32可以是笔记本电脑主机18和26、个人数字助手主机20和30、个人电脑主机24和32和/或蜂窝电话主机22和28。无线通信设备的细节将参照图2进行详细描述。

无线通信设备22、23和24位于一个独立基本服务集(IBSS)区域内，且直接通信(如点对点)。在这种配置中，这些设备22、23和24仅互相通信。为了与系统10内或系统10外的其它无线通信设备通信，设备22、23和/或24需要加入基站或接入点12或16之一。

基站或接入点12、16分别位于基本服务集(BSS)区域11和13中，并通过局域网连接36、38可操作地连接至网络硬件34。所述连接为基站或接入点12、16提供与系统10内其它设备的连接性，并通过WAN连接42提供与其它网络的连接性。为了与其BSS 11或13内的无线通信设备通信，基站或接入点12、16具有相关联的天线或天线阵列。例如，基站或接入点12与无线通信设备18和20进行无线通信，而基站或接入点16与无线通信设备26-32进行无线通信。一般来说，无线通信设备向特定的基站或接入点12、16登记以接收来自通信系统10的服务。

一般来说，基站用于蜂窝电话系统和类似的系统，接入点用于室内或建筑内无线网络(如IEEE802.11及其各种版本、蓝牙和/或任何其他类型的基于射频的网络协议)。不管通信系统为何种特定类型，每个无线通信设备包括有内置的无线电装置和/或与一无线电装置连接。

图2是本发明无线通信设备的方框示意图，包括主机设备18-32和相关联的无线电装置60。对于蜂窝电话主机，无线电装置60是内置设备。对于个人数字助手主机、便携式电脑主机和/或个人电脑主机，无线电装置60可以是内置的或外部连接的设备。

如图所示，主机设备18-32包括处理模块50、存储器52、无线电接口54、输入接口58和输出接口56。处理模块50和存储器52执行一般由主机设备完成的对应的指令。例如，对于蜂窝电话主机设备，处理模块50根据特定的蜂窝电话标准执行对应的通信功能。

无线电接口54允许从无线电装置60接收数据和将数据发送至无线电装置60。对于从无线电装置60接收的数据(如入站数据)，无线电接口54提供数据至处理模块50以进行进一步处理和/或路由至输出接口56。输出接口56提供连接至输出显示设备，如显示器、监视器、扬声器等等能呈现接收的数据的设备。无线电接口54还将来自处理模块50的数据提供给无线电装置60。处理模块50可从输入设备，如键盘、键区、麦克风等等，通过输入接口58接收出站数据，或由其自身产生数据。对于通过输入接口58接收的数据，处理模块50可对该数据执行对应的主机功能和/或通过无线电接口54将其路由至无线电装置60。

无线电装置60包括主机接口62、基带处理模块100、存储器65、多个射频(RF)发射器106-110、发送/接收(T/R)模块115、多个天线81-85、多个RF接收器118-120、信道带宽调整模块87和本地振荡模块74。基带处理模块100结合存储于存储器65中的操作指令，分别执行数字接收器功能和数字发射器功能。数字接收器功能包括但不限于数字中频(IF)至基带转换、解调、星座解映射、解码、解交错、快速傅立叶变换、循环前缀移除、空间和时间解码和/或解扰。数字发射器功能包括但不限于加扰、解码、交错、星座映射、调制、傅立叶逆变换、循环前缀增加、空间和时间编码以及数字基带至IF转换。基带处理模块100可使用一个或多个处理设备实现。所述处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型机算计、中央处理器、场编程门阵列、可编程逻辑设备、状态器、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或任何基于操作指令操作信号(模拟和/或数字)的设备。存储器65可以是单个存储设备或多个存储设备。所述存储设备可为只读存储器、随机访问存储器、非永久性存储器、永久性从初期、静态存储器、动态存储器、闪存和/或任何存储数字信息的设备。需要注意的是，当处理模块100通过状态器、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路实现一个或多个功能时，存储对应指令的存储器嵌入在包括状态器、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路内。

工作时，无线电装置60从主机设备通过主机接口62接收入站数据94。基带处理模块64接收出站数据88，并基于模式选择信号102生成一个或多个出站符号流90。模式选择信号102将指出与各种IEEE 802.11标准的一个或多个具体模式相适应的特定操作模式。例如，模式选择信号102可指出2.4GHz的频带，20或25MHz的信道分隔和54Mbps的最大比特率。在所述一般范畴中，模式选择信号将进一步表示范围从1Mbps至54Mbps的特定速率。此外，该模式选择信号可表示特定的调制类型，包括但不限于巴克(Barker)码调制、BPSK、QPSK、CCK、16QAM和/或64QAM。所述模式选择信号102还可包括编码率、每个副载波的编码位数量(NBPSC)、每个OFDM符号的编码位(NCBPS)和/或每个OFDM符号的数据位(NDBPS)。模式选择信号102还可表示对应模式的特定信道化，提供信道数量和对应的中心频率。模式选择信号102可进一步表示功率频谱密度掩码值和MIMO通信最初可使用的天线的数量。

基带处理模块100，基于模式选择信号102从出站数据94产生一个或多个出站符号流104。例如，如果模式选择信号102表示一个传输天线正用于选择的特定模式，基带处理模块100将产生一个出站符号流104。或者，如果模式选择信号102表示2、3或4个天线，基带处理模块100将从出站数据94产生2、3或4个出站符号流104。

根据基带模块10产生的出站数据流104的数量，激活对应数量的RF发射器106-110以转换出站符号流104为出站RF信号112。通常，每个RF发射器106-110包括数字滤波器和上采样模块、数模转换模块、模拟滤波器模块、频率上转换模块、功率放大器和射频带通滤波器。RF发射器106-110提供出站RF信号112至发射/接收模块114，再由其将每个出站RF信号提供给对应的天线81-85。

当无线电装置60处于接收模式时，发射/接收模块114通过天线81-85接收一个或多个入站RF信号116，并将其提供给一个或多个RF接收器118-122。RF接收器118-122，基于信道带宽调整模块87提供的设置，转换入站RF信号116为对应数量的入站符号流124。入站符号流124的数量与数据接收的特定模式相对应。基带处理模块100将入站符号流124转换为入站数据92，然后通过主机接口62提供给主机设备18-32。

本领域普通技术人员能够理解的是，图2所示的无线通信设备可使用一个或多个集成电路实现。例如，该主机设备可实现于一个集成电路，而基带处理模块100和存储器65实现于第二集成电路，无线电装置60剩下的部件，除去天线81-85外，可实现于第三集成电路。或者又例如，无线电装置60可在一个集成电路上实现。再例如，主机设备的处理模块50和基带处理模块100可为是实现于一个集成电路上的通用处理设备。此外，存储器52和存储器65可实现于一个集成电路上和/或与处理模块50以及基带处理模块100的通用处理模块一起实现在相同的集成电路上。

图3是本发明基带处理模块100内的基带发射处理部分100-TX的方框示意图，包括编码模块120、收缩处理模块(puncture module)122、交换机、交错模块，其可包括多个交错模块124、126或一个交错器和一个交换模块、多个星座编码模块128、130、空时和/或空频块编码模块132以及多个快速傅立叶逆变换(IFFT)模块134、136，用于转换出站数据94为出站符号流104。本领域技术人员能够理解的是，依据发射路径的数量，所述基带发射处理部分可包括交错模块124和126、星座映射模块128和130以及IFFT模块134和136每个中的两个或多个。此外，本领域技术人员能够进一步理解的是，编码模块120、收缩处理模块122、交错模块124和126、星座映射模块128和130以及IFFT模块134和136可根据一个或多个无线通信标准工作，所述标准包括但不限于IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE 802.11n。

在一个实施例中，可操作地连接的编码模块120根据一个或多个无线通信标准将出站数据94转换成编码数据。收缩处理模块122对该编码数据进行收缩处理以产生收缩编码数据。可操作地连接的多个交错模块124和126将收缩编码数据交错为多个交错数据流。可操作地连接的多个星座映射模块128和130将所述多个交错数据流映射为多个数据符号流，其中所述数据符号流中的每个数据符号包括一个或多个复数信号。可操作地连接的空时和/或空频块编码模块132(以下将结合图4-8给出进一步描述)将多个复数信号131和133(例如至少两个复数信号)编码为多个空时和/或空频块编码信号135和137。可操作地连接的多个IFFT模块124和136将多个空时和/或空频块编码信号135和137转换为多个出站符号流104。

图4是空时和/或空频块编码模块132的示意图，包括生成模块152和编码模块154。可操作地连接的生成模块152接收至少两个复数信号131和133，所述至少两个复数信号中的每一个复数信号包括实部和虚部。例如，第一复数信号(S₀)表示为 $S_0=S_{0i}+\sqrt{-1}\·S_{0q},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_0i表示第一复数信号的实部，S_0q表示第一复数信号的虚部；第二复数信号(S₁)表示为 $S_1=S_{1i}+\sqrt{-1}\·S_{1q},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_1i表示所述第二复数信号的实部，S_1q表示所述第二复数信号的虚部。

一旦接收到复数信号，所述生成模块为每个复数信号生成交换复数信号，每个交换复数信号包括交换实部和交换虚部，其中交换实部对应于所述复数信号的虚部，交换虚部对应于所述复数信号的实部。例如，第一交换复数信号σ(S₀)可表示为 $\mathrm{\σ}\left(S_0\right)=S_{0q}+\sqrt{-1}\·S_{0i},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_0q表示所述第一交换复数信号的交换实部，S_0i表示所述第一交换复数信号的交换虚部；第二交换复数信号σ(S₁)可表示为 $\mathrm{\σ}\left(S_1\right)=S_{1q}+\sqrt{-1}\·S_{1i},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_1q表示所述第二交换复数信号的交换实部，S_1i表示所述第二交换复数信号的交换虚部。

可操作地连接的编码模块154对复数信号131和133以及交换复数信号151和153进行编码以生成空时和/或空频块编码信号135和137。在一个实施例中，编码模块154在时间上对所述复数信号和交换复数信号进行编码以产生空时块编码信号。在另一个实施例中，编码模块154在频率上对所述复数信号和交换复数信号进行编码以产生空频块编码信号。

图5A-5C分别是复数信号131和133、现有技术中的共轭复数信号以及交换复数信号151和153的示意图。根据空时和/或空频块编码模块132的各种实施例可知，所述编码可使用复数信号和交换复数信号按照空时块编码和/或使用复数信号和交换复数信号按照空频块编码来完成，而无需创建复数共轭信号。

图6是两个发射天线TX_1和TX_2 160、162(即两条发射路径)与一个接收天线RX 164之间的空时和/或空频块编码的示意图。所述两个信道路径表示为h_1 166和h_2 168。因为有两条发射路径，但仅有一条接收路径，此例中的发射路径进行时间段170内的空时块编码(STBC)。例如，对于第一个时间段t₀ 172，所述STBC将第一复数信号176(S₀)置于第一发射路径上，将第二复数信号178(S₁)置于第二发射路径上。在第二时间段t₁ 174中，STBC将第二交换复数信号的负数182(-σS₁)置于第一发射路径上，将第一交换复数信号180(-σS₀)置于第二发射路径上。因此，通过RX天线164接收的信号(y)可表示为y(t₀)＝h_1×S₀+h_2×S₁和y(t₁)＝h_1×(-σS₁)+h_2×(σS₀)。

图7是本发明正交频分复用(OFDM)传输的空时块编码的示意图。通常，用于OFDM传输的空时块编码方法在第一时间段内，将对应于OFDM传输的副载波k上的第一星座点的第一复数信号置于第一发射天线路径上。该空时块编码方法进一步在第二时间段内，将对应所述OFDM传输的副载波k+1上的第二星座点的第二复数信号置于第一发射天线路径上。该空时块编码方法进一步在所述第一时间段内，将第二交换复数信号的负数形式置于第二发射天线路径的副载波k上。该空时块编码方法进一步在所述第二时间段内，将第一交换复数信号置于第二发射天线路径的副载波k+1上。

在图7的例子中，一个符号包括多个复数信号[x]，且每个符号的复数信号的数量对应于OFDM传输中的传送数据的副载波(k)的数量。在该例子中，x(0_0)205表示符号_0 190的第0复数信号，x(0_1)206表示符号_0 190的第1复数信号，x(0_2)207表示符号_0 190的第2复数信号，x(0_3)208表示符号_0 190的第3复数信号；x(1_0)215表示符号_1 191的第0复数信号，x(1_1)216表示符号_1 191的第1复数信号，x(1_2)217表示符号_1 191的第2复数信号，x(1_3)218表示符号_1 191的第3复数信号；x(2_0)225表示符号_2 192的第0复数信号，x(2_1)226表示符号_2 192的第1复数信号，x(2_2)227表示符号_2 192的第2复数信号，x(2_3)228表示符号_2 192的第3复数信号。此外，σ[x(0_0)]220代表符号_0 190的第0交换复数信号，σ[x(0_1)]221代表符号_0190的第1交换复数信号，σ[x(0_2)]222代表符号_0 190的第2交换复数信号，σ[x(0_3)]223代表符号_0 190的第3交换复数信号；σ[x(1_0)]210代表符号_1191的第0交换复数信号，σ[x(1_1)]211代表符号_1 191的第1交换复数信号，σ[x(1_2)]212代表符号_1 191的第2交换复数信号，σ[x(1_3)]213代表符号_1191的第3交换复数信号；σ[x(3_0)]230代表符号_3的第0交换复数信号，σ[x(3_1)]231代表符号_3的第1交换复数信号，σ[x(3_2)]232代表符号_3的第2交换复数信号，σ[x(3_3)]233代表符号_3的第3交换复数信号。

如图所示，在第0和第一符号190和191、第二符号192和第三符号等等之间的空时块编码是在时间上进行的。空时块编码的空间成分200由发射路径(如天线)的数量引入。在这个例子中，有两个发射天线[ant_0 201和ant_1202]。对于OFDM传输的空时块编码，每个数据副载波_n 196-199传送对应的复数信号或交换复数信号。例如，天线_0201上的副载波_0 196在第一时间段内传送x(0_0)，天线_1 202上的副载波_0 196在第一时间段内传送-σ[x(1_0)]，天线_0 201的副载波_0 196在第二时间段内传送x(1_0)，天线_1 202上的副载波_0 196在第二时间段内传送σ[x(0_0)]。同样地，天线_0 201上的副载波_1 197在第一时间段内传送x(0_1)，天线_1 202上的副载波_1 197在第一时间段内传送-σ[x(1_1)]，天线_0 201上的副载波_1 197在第二时间段内传送x(1_1)，天线_1 202上的副载波_1 197在第二时间段内传送σ[x(0_1)]。

图8是OFDM传输的空频块编码的示意图。通常，OFDM传输的空频块编码在第一时间段内将对应于OFDM传输的副载波k上的第一星座点的第一复数信号置于第一发射天线路径。OFDM传输的空频块编码在第一时间段内将对应于OFDM传输的副载波k上的第二星座点的第二复数信号置于第二发射天线路径。所述OFDM传输的空频块编码在第二时间段内将第二交换复数信号的负数形式置于第一发射天线路径的副载波k+1上。所述OFDM传输的空频块编码在第二时间段内将第一交换复数信号置于第二发射天线路径的副载波k+1上。

在图8所示的特定例子中，一个符号包括多个复数信号[x]，每个符号包括的复数信号的数量对应于OFDM传输的传送数据的副载波(k)的数量。在这个例子中，x(0_0)205表示符号_0 190的第0复数信号，x(0_1)206表示符号_0 190的第1复数信号，x(0_2)207表示符号_0 190的第2复数信号，x(0_3)208表示符号_0 190的第3复数信号；x(1_0)215表示符号_1 191的第0复数信号，x(1_1)216表示符号_1 191的第1复数信号，x(1_2)217表示符号_1 191的第2复数信号，x(1_3)218表示符号_1 191的第3复数信号；x(2_0)225表示符号_2 192的第0复数信号，x(2_1)226表示符号_2 192的第1复数信号，x(2_2)227表示符号_2 192的第2复数信号，x(2_3)228表示符号_2 192的第3复数信号。此外，σ[x(0_0)]220表示符号_0 190的第0交换复数信号，σ[x(0_1)]221表示符号_0 190的第1交换复数信号，σ[x(0_2)]222表示符号_0 190的第2交换复数信号，σ[x(0_3)]223表示符号_0 190的第3交换复数信号；σ[x(1_0)]210表示符号_1 191的第0交换复数信号，σ[x(1_1)]211表示符号_1 191的第1交换复数信号，σ[x(1_2)]212表示符号_1 191的第2交换复数信号，σ[x(1_3)]213表示符号_1 191的第3交换复数信号；σ[x(2_0)]240表示符号_2 192的第0交换复数信号，σ[x(2_1)]241表示符号_2 192的第1交换复数信号，σ[x(2_2)]242表示符号_2 192的第2交换复数信号，σ[x(2_3)]243表示符号_2 192的第3交换复数信号。

如图所示，第0和第1副载波196和197、第2和第3副载波198和199等等之间的空频块编码在频率上进行。空频块编码的空间成分200由发射路径(如天线)的数量引入。在这个例子中，有两个发射天线[ant_0 201和ant_1202]。对于OFDM传输的空频块编码，每个符号190-192支持对应的复数信号或交换复数信号。例如，天线_0 201上的符号_0 190第一时间段内在副载波196上支持x(0_0)，天线_1 202上的符号_0 190第一时间段内在副载波_0 196上支持-σ[x(0_1)]，天线_0 201上的符号_0 190第一时间段内在副载波_1 197上支持x(0_1)，天线_1 202上的符号_0 190第一时间段内在副载波_1 197上支持σ[x(0_0)]。同样地，天线_0 201上的符号_1 191第二时间段内在副载波_0 196上支持x(1_0)，天线_1 202上的符号_1 191第二时间段内在副载波_0 196上支持-σ[x(1_1)]，天线_0201上的符号_1 191第二时间段内在副载波_1 107上支持x(1_1)，天线_1 202上的符号_1 191第二时间段内在副载波_1 197的支持σ[x(1_0)]。

图9是基带接收处理部分100-RX的方框示意图，包括多个快速傅立叶变换(FFT)模块240、242、空时和/或空频块解码模块244、多个星座解映射模块246、248、多个解交错模块250、252、交换机、解收缩处理模块254以及转换多个入站符号流124为入站数据92的解码模块156。本领域技术人员能够理解的是，基带接收处理100-RX可包括解交错模块250、252、星座解映射模块246、248和FFT模块240、242每个中的两个或多个。此外，本领域技术人员能够理解的是，解码模块256、解收缩处理模块254、解交错模块250、252、星座解映射模块246、248以及FFT模块240、242可依据一个或多个无线通信标准工作，包括但不限于IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE 802.11n。

在一个实施例中，可操作地连接的多个FFT模块240、242将多个入站符号流124转换为多个空时和/或空频块编码符号流。可操作地连接的空时和/或空频块解码模块244将所述多个空时和/或空频块编码符号流解码为多个数据符号流。可操作地连接的多个星座解映射模块将多个数据符号流解映射为多个交错数据流。可操作地连接的多个解交错模块将所述多个交错数据流解交错为编码数据。可操作地连接的解码模块将该编码数据转换为入站数据92。在一个实施例中，空时和/或空频块解码模块244执行图3所示的空时和/或空频块编码模块132的逆向功能。

本领域普通技术人员可以理解，术语“基本上”或“大约”，正如这里可能用到的，对相应的术语提供一种业内可接受的公差。这种业内可接受的公差从小于1％到20％，并对应于，但不限于，组件值、集成电路处理波动、温度波动、上升和下降时间和/或热噪声。本领域普通技术人员还可以理解，术语“可操作地连接”，正如这里可能用到的，包括通过另一个组件、元件、电路或模块直接连接和间接连接，其中对于间接连接，中间插入组件、元件、电路或模块并不改变信号的信息，但可以调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。本领域普通技术人员可知，推断连接(亦即，一个元件根据推论连接到另一个元件)包括两个元件之间用相同于“可操作地连接”的方法直接和间接连接。本领域普通技术人员还可知，术语“比较结果有利”，正如这里可能用的，指两个或多个元件、项目、信号等之间的比较提供一个想要的关系。例如，当想要的关系是信号1具有大于信号2的振幅时，当信号1的振幅大于信号2的振幅或信号2的振幅小于信号1振幅时，可以得到有利的比较结果。

以上介绍了一种使用交换复数信号的空时和/或空频块编码的方法和设备。本领域技术人员能够理解的是，根据本发明的教导，还可以推出其它各种实施例而不脱离本发明权利要求的范围。

Claims (6)

1、一种编码方法，其特征在于，所述方法包括：

接收至少两个复数信号，其中每个复数信号包括实部和虚部；

对于所述至少两个复数信号中的每一个复数信号，生成包括有交换实部和交换虚部的交换复数信号，其中所述交换实部对应所述虚部，所述交换虚部对应所述实部；

对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码以产生编码信号；

其中，所述对至少两个复数信号和至少两个交换复数信号进行编码进一步包括：

对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号在时间上进行编码以产生空间-时间块编码信号；和/或

对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号在频率上进行编码以产生空间-频率块编码信号。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

所述至少两个复数信号中的第一复数信号S₀表示为 $S_0=S_{0i}+\sqrt{-1}\·S_{0q},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_0i表示所述第一复数信号的实部，S_0q表示所述第一复数信号的虚部；

所述至少两个复数信号中的第二复数信号S₁表示为 $S_1=S_{1i}+\sqrt{-1}\·S_{1q},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_1i表示所述第二复数信号的实部，S_1q表示所述第二复数信号的虚部；

所述至少两个交换复数信号的第一交换复数信号σ(S₀)表示为 $\mathrm{\σ}\left(S_0\right)=S_{0q}+\sqrt{-1}\·S_{0i},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_0q表示所述第一交换复数信号的交换实部，S_0i表示所述第一交换复数信号的交换虚部；

所述至少两个交换复数信号的第二交换复数信号σ(S₁)表示为 $\mathrm{\σ}\left(S_1\right)=S_{1q}+\sqrt{-1}\·S_{1i},$ 其中“i”表示同相成分，“q”表示正交成分，S_1q表示所述第二交换复数信号的交换实部，S_1i表示所述第二交换复数信号的交换虚部。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号在时间上进行编码进一步包括：

在第一时间段内，将对应于OFDM传输的副载波k上的第一星座点的第一复数信号置于第一发射天线路径上；

在第二时间段内，将对应于所述OFDM传输的副载波k+1上的第二星座点的第二复数信号置于第一发射天线路径上；

在所述第一时间段内，将第二交换复数信号的负数形式置于第二发射天线路径的副载波k上；

在所述第二时间段内，将第一交换复数信号置于第二发射天线路径的副载波k+1上。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号在频率上进行编码进一步包括：

在第一时间段内，将对应于OFDM传输的副载波k上的第一星座点的第一复数信号置于第一发射天线路径；

在第一时间段内，将对应于OFDM传输的副载波k上的第二星座点的第二复数信号置于第二发射天线路径；

在第二时间段内，将第二交换复数信号的负数形式置于第一发射天线路径的副载波k+1上；

在第二时间段内，将第一交换复数信号置于第二发射天线路径的副载波k+1上。

5、一种基带发射处理模块，其特征在于，包括：

编码模块，对出站数据进行编码以产生编码数据；

交错模块，将所述编码数据交错为多个交错的编码数据流；

多个符号映射模块，将所述多个交错的编码数据流映射为多个符号流；

域转换模块，将所述多个符号流从频域转换至时域以产生多个时域符号流；以及

块编码模块，用于：

从所述多个时域符号流的至少两个中接收至少两个复数信号，其中每个复数信号包括实部和虚部，且所述至少两个复数信号中的第一复数信号来自所述至少两个时域符号流的第一个，所述至少两个复数信号中的第二复数信号来自所述至少两个时域符号流的第二个；

对于所述至少两个复数信号中的每一个复数信号，生成交换复数信号，其中至少两个交换复数信号中的每一个交换复数信号包括交换实部和交换虚部，其中交换实部对应所述虚部，交换虚部对应所述实部；

对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号编码以产生块编码信号；

其中，所述块编码模块通过以下方法对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码：

在时间上对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码以产生空间-时间块编码信号；和/或

在频率上对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码以产生空间-频率块编码信号。

6、一种块编码模块，其特征在于，包括：

生成模块，对接收的至少两个复数信号中的每一个复数信号，生成交换复数信号，其中所述至少两个复数信号的每一个包括实部和虚部，其中至少两个交换复数信号的每一个包括交换实部和交换虚部，且交换实部对应所述虚部，交换虚部对应所述实部；

编码模块，对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码以产生块编码信号；

其中，所述编码模块进一步通过以下方法对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码：

在时间上对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码以产生空间-时间块编码信号；和/或

在频率上对所述至少两个复数信号和所述至少两个交换复数信号进行编码以产生空间-频率块编码信号。

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