CN101378379B - 一种发射机 - Google Patents
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Abstract
提供一种发射机,包括:导频生成单元,用于生成多个导频码元;比特序列生成单元,用于翻转第一比特序列中的每个比特,生成第二比特序列;发射块生成单元,用于通过将按照所述第一和第二比特序列中的比特的每一个的值确定的相位旋转,给予与所述比特的每一个对应的所述导频码元的每一个,来生成发射块;以及发射单元,用于发射所述发射块。
Description
技术领域
本发明涉及单载波信号发射机和接收机。具体而言,本发明涉及多路复用数据的发射方法和接收方法。
背景技术
在单载波方案中,有一种IFDMA(交织FDMA)方案,它以一种特殊模式重复数据序列,产生以特定间隔排列的频率分量(子载波)组成的单载波信号(见“Interleaved FDMA-A New Spread-Spectrum Multiple-AccessScheme”,Proc ofICC’98,1998年6月)。
按照上述IFDMA方案,将多个数据序列进行多路复用,同时利用多个信道(例如由偶数编号的频率分量组成的偶数编号信道以及由奇数编号的频率分量组成的奇数编号信道)发射时,存在一个问题:发射信号的信号点不再是QPSK和8PSK这种特殊信号点,发射信号的峰值功率增大。
发明内容
根据本发明的一个方面,提供一种发射机,包括:
导频生成单元,用于生成多个导频码元;
比特序列生成单元,用于翻转第一比特序列中的每个比特,生成第二比特序列;
发射块生成单元,用于通过将按照所述第一和第二比特序列中的比特的每一个的值确定的相位旋转,给予与所述比特的每一个对应的所述导频码元的每一个,生成发射块;以及
发射单元,用于发射所述发射块。
根据本发明的一个方面,提供第一调制单元,用于调制第一比特序 列,生成多个第一调制码元;
信号点集选择单元,用于按照所述第一调制码元的每一个的值,从多个信号点集选择信号点集,所述多个信号点集之间的关系为以IQ平面上原点为中心旋转;
第二调制单元,用于利用为与第二比特序列中比特的每一个对应的所述第一调制码元的每一个选择的信号点,调制所述第二比特序列中所述比特的每一个,来生成与所述第一调制码元相同数量的第二调制码元;
发射块生成单元,用于在所述第一调制码元的每一个和与所述第一调制码元的每一个相对应的所述第二调制码元的每一个之间,进行相加处理和相减处理,来生成发射块,该发射块包括与所述第一调制码元的两倍一样多的发射码元;以及
发射单元,用于发射所述发射块。
根据本发明的一个方面,提供一种发射机,包括:
导频生成单元,用于生成多个导频码元;
信号点集选择单元,用于按照所述导频码元的每一个的值,从多个信号点集选择信号点集,所述多个信号点集之间的关系为以IQ平面上的原点为中心旋转;
第二调制单元,用于利用信号点集调制第二比特序列中比特的每一个,来生成与所述导频码元相同数量的第二调制码元,所述信号点集是为与所述第二比特序列中所述比特的每一个对应的所述导频码元的每一个选择的;
发射块生成单元,用于通过在所述导频码元的每一个和与所述第一调制码元的每一个相对应的所述第二调制码元的每一个之间,进行相加处理和相减处理,来生成发射块,该发射块包括与所述导频码元的两倍一样多的发射码元;以及
发射单元,用于发射所述发射块。
根据本发明的一个方面,提供一种发射机,包括:
导频生成单元,用于生成多个导频码元;
比特序列接收单元,用于接收与所述导频码元相同数量的比特组成的第二比特序列;
比特翻转单元,用于按照与所述第二比特序列中比特的每一个对应的所述导频码元的每一个的信号点,翻转所述第二比特序列中所述比特的每一个,获得翻转了的第二比特序列;
第一块生成单元,用于通过重复所述导频码元,生成包括加倍导频码元的第一块,或者生成包括所述导频码元和所述导频码元的符号翻转了的符号翻转的导频码元的第一块;
第二块生成单元,用于通过翻转所述翻转了的第二比特序列的每一比特,生成第三比特序列,并且通过将所述翻转了的比特序列和所述第三比特序列互相合并来生成第二块;
发射块生成单元,用于通过将按照所述第二块中比特的每一个的值确定的相位旋转,给予与所述第二块中所述比特的每一个对应的所述第一块中所述导频码元的每一个,来生成发射块;以及
发射单元,用于发射所述发射块,
其中所述第一块中所述导频码元的每一个对应于MPSK调制的信号点的任何一个,并且
给予所述第一块中所述导频码元的每一个的相位旋转是这样的相位旋转,它使得所述导频码元的每一个再次变成MPSK调制的信号点的任何一个。
根据本发明的一个方面,提供一种接收机,包括:
傅里页变换单元,用于对收到的信号进行傅里页变换,将所述收到的信号分解成多个频率分量;
分开单元,用于将所述频率分量分开成由每隔一个第一频率分量组成的第一接收频率数据,以及由每隔一个的第二频率分量组成的第二接收频率数据,所述第二频率分量不同于相应的所述第一频率分量;
第一逆傅里页变换单元,用于对所述第一接收频率数据进行逆傅里页变换,获得包括多个第一接收码元的第一码元序列;
第二逆傅里页变换单元,用于对所述第二接收频率数据进行逆傅里页 变换,获得包括与所述第一接收码元相同数量的第二接收码元的第二码元序列;
第一解调单元,用于对所述第一码元序列中包括的所述第一接收码元的每一个进行解调;
相位纠正单元,用于将按照所述第二码元序列中的位置确定的相位旋转,加到所述第二接收码元的每一个上去;
信号点集选择单元,用于按照所述第一接收码元的每一个的值,从多个信号点集选择信号点集,所述多个信号点集之间的关系为以IQ平面上原点为中心旋转;以及
第二解调单元,用于在信号点集的基础之上,对相位旋转过的第二接收码元的每一个进行解调,所述信号点集是为与所述相位旋转过的第二接收码元的每一个对应的所述第一接收码元的每一个选择的。
附图说明
图1示出本发明一个实施例中发射机的第一配置实例;
图2说明本发明的实施例中发射块生成单元16的操作;
图3说明本发明的实施例中GI添加单元17的操作;
图4示出本发明的实施例中发射机的第二配置实例;
图5说明本发明的实施例中相位纠正单元的操作;
图6说明本发明的实施例中用于发射机的子载波;
图7说明本发明的实施例中子载波映射单元的操作;
图8示出本发明的实施例中发射机的第三配置实例;
图9示出本发明的实施例中子载波号和频率数据之间的对应;
图10示出本发明的实施例中发射机的第四配置实例;
图11示出本发明的实施例中发射机的第五配置实例;
图12示出本发明的实施例中发射机的第六配置实例;
图13示出本发明的实施例中发射机的第七配置实例;
图14示出本发明的实施例中发射机的第八配置实例;
图15说明本发明的实施例中发射机的第八配置实例的操作;
图16示出本发明的实施例中发射机的第九配置实例;
图17说明本发明的实施例中第一调制单元11、第二调制单元14和信号点控制单元13的操作;
图18是说明本发明的实施例中第一调制单元11、第二调制单元14和信号点控制单元13的操作的另一个示意图;
图19示出本发明的实施例中发射调制信号点的第一配置实例;
图20提供本发明的实施例中发射调制信号点第一配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述;
图21提供本发明的实施例中发射调制信号点第一配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间另一个关系实例的概述;
图22示出本发明的实施例中发射调制信号点的第二配置实例;
图23提供本发明的实施例中发射调制信号点第二配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述;
图24提供本发明的实施例中发射调制信号点第二配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间另一个关系实例的概述;
图25示出本发明的实施例中发射调制信号点的第三配置实例;
图26提供本发明的实施例中发射调制信号点第三配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述;
图27提供本发明的实施例中发射调制信号点第三配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间另一个关系实例的概述;
图28示出本发明的实施例中发射调制信号点的第四配置实例;
图29提供本发明的实施例中发射调制信号点第四配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述;
图30提供本发明的实施例中发射调制信号点第四配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间另一个关系实例的概述;
图31示出本发明的实施例中发射调制信号点的第五配置实例;
图32提供本发明的实施例中发射调制信号点第五配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述;
图33提供本发明的实施例中发射调制信号点第五配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间另一个关系实例的概述;
图34示出本发明的实施例中发射调制信号点的第六配置实例;
图35提供本发明的实施例中发射调制信号点第六配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述;
图36提供本发明的实施例中发射调制信号点第六配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间另一个关系实例的概述;
图37提供本发明的实施例中发射调制信号点第八配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述;
图38提供本发明的实施例中发射调制信号点第八配置实例的第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间另一个关系实例的概述;
图39示出本发明的实施例中接收机的第一配置实例;
图40示出本发明的实施例中接收机的FFT变换单元的输出实例;
图41说明本发明的实施例中子载波划分单元的操作;
图42说明本发明的实施例中接收机的相位纠正单元的操作;
图43说明本发明的实施例中第一解调单元、第二解调单元和信号点纠正单元的操作;
图44示出本发明的实施例中接收机的第二配置实例;
图45示出本发明的实施例中接收机的第三配置实例;
图46说明本发明的实施例中接收机第三配置实例的操作;
图47示出本发明的实施例中接收机的第四配置实例;以及
图48示出本发明的实施例中接收机的第五配置实例
具体实施方式
下面参考附图来详细介绍本发明的实施例。
图1示出本发明的实施例中发射机的第一配置实例。更加具体地说,图1示出发射机的第一配置实例,这一发射机用于对第一比特序列和第二比特序列的两个数据序列进行多路复用和发射,并且以单载波信号格式发射这个发射信号。
第一比特序列在第一调制单元11处按照第一调制方法进行数据调制,作为多个第一调制码元进行输出。第一块生成单元12收集N/2个第一调制码元并生成和输出第一块。
第二比特序列在第二调制单元14处按照第二调制方法进行数据调制, 作为数量与第一调制码元的数量一样多的多个第二调制码元进行输出。但是,属于第二调制单元14使用的信号点的第二调制信号点,根据属于第一块中第一调制码元使用的信号点的第一调制信号点而改变,并且受信号点控制单元(信号点选择单元)13控制。本发明通过信号点控制单元13的操作来调整最终发射的码元(发射块生成单元16生成的码元)的信号点,从而生成峰值功率被抑制的单载波信号。对于每个第一调制码元,信号点控制单元13根据这个第一调制码元的值,从多个信号点集选择信号点集,这里的多个信号点集之间的关系为以IQ平面上原点为中心旋转;并且为第二调制单元14指定被选信号点集,用于调制与第一调制码元对应的比特。信号点集选择单元的操作细节将在以后说明。与第一块生成单元12的情形一样,第二块生成单元15收集从第二调制单元14输出的N/2个第二调制码元,并生成和输出第二块。
发射块生成单元(发射块生成单元)16在第一块和第二块之间进行相加和相减,生成并输出N个码元组成的发射块。图2说明发射块生成单元16的操作。如图2(a)所示,第一块由N/2个第一调制码元a(1)~a(N/2)组成;如图2(b)所示,第二块由N/2个第二调制码元b(1)~b(N/2)组成。在这种情况下,发射块中前半部分的发射码元x(1)~x(N/2)由第一块和第二块的和生成,也就是说x(n)=a(n)+b(n);后半部分x(N/2+1)~x(N)由第一块和第二块的差生成,也就是说,x(N/2+n)=a(n)-b(n),如图2(c)所示。通过这种方式,相同符号的第一块被重复(a(1)~a(N/2)两个集合并排排列),相反符号的第二块被重复(b(1)~b(N/2)和-b(1)~-b(N/2)并排排列);因此在接收机中的傅里页变换处理以后,第一块只有偶数编号的频率分量,第二块只有奇数编号的频率分量。也就是说,如果发射N个码元的块:a(1)、a(2)、a(3)、……、a(N/2)、a(1)、a(2)、a(3)、……、a(N2)(假设是块A),那么在接收机处经过傅里页变换处理以后,这个块只有偶数编号的频率分量。类似地,如果发射N个码元的块:b(1)、b(2)、b(3)、……、b(N/2)、-b(1)、-b(2)、-b(3)、……、-b(N2)(块B),在接收机处经过傅里页变换处理以后,这个块只有奇数编号的频率分量。因此,将块A和块B加在一起获得的N个码元的块a(1)+b(1)、a(2)+b(2)、a(3)+b(3)……a(N/2)+b(N/2)、a(1)-b(1)、a(2)-b(2)、a(3)-b(3)……a(N2)-b(N2)被发射时,在接收机处经过傅里页变 换以后,用偶数编号的频率分量获得块A,用奇数编号的频率分量获得块B。本发明的特征之一是对信号点控制单元13进行操作,使得发射块中的发射码元x(n)成为广泛使用的调制方案(例如QPSK和8PSK)中的特殊信号点。
下一步,GI添加单元17为了减小通信路径中多径干扰这一目的给发射块添加保护间隔(GI)。在图3(a)所示发射块的情况下,将发射块尾部的K个码元添加到发射块的头部作为保护间隔,如图3(b)所示。在发射块内延伸,循环重复的保护间隔也被称为“循环前缀”。
在D/A转换单元18处将添加了GI的发射块从数字信号转换成模拟信号,在RF/IF发射单元19处转换成无线电信号,从天线20发射出去。
图4示出本发明的实施例中发射机的第二配置实例。图1所示的发射机的第一配置实例具有通过在时域中的信号处理生成发射块的配置,图4所示的发射机的第二配置实例则具有通过在频域中的信号处理生成发射块的配置。
在图4中,一直到第一块生成单元12和第二块生成单元15分别输出第一块和第二块为止,操作都和图1中第一配置实例里的操作相同,因此在这里省去了对它们的说明。
相位纠正单元22用相位旋转乘以b(n),其中b(n)是第二块的第n个(n=1,2,...,N/2)元素。在这里,。相位纠正单元22的输入和输出在图5(a)和5(b)中示出。用这样一个相位旋转乘以第二块的原因是为了消除第二块被转换到频域,映射到奇数编号的子载波然后恢复到时域时产生的相位旋转。
下一步,FFT变换单元(第一傅里页变换单元和第二傅里页变换单元)21和23以N/2的尺寸,对第一块以及在相位纠正单元22处经过相位旋转的第二块,进行傅里页变换(快速傅里页变换)处理;这些块被变换成第一频率块(第一频率数据)和第二频率块(第二频率数据),它们分别是尺寸为N/2的频域数据。子载波映射单元24将第一频率块和第二频率块的相应元素映射到N个互相正交的子载波,如图6所示。给这N个子载波编号,使得直流分量用偶数编号。偶数编号的子载波或奇数编号的子载波是N个子载波中每隔一个第一子载波;奇数编号的子载波或偶数编号的子载波对应于不同于每个第一子载波的每隔一个第二子载波。
图7说明子载波映射中将第一频率块和第二频率块映射到子载波的方法。图7(a)示出第一频率块,图7(b)示出第二频率块。如图7(c)所示,将第一频率块的元素A(1)~A(N/2)顺序映射到偶数编号的子载波,将第二频率块的元素B(1)~B(N/2)顺序映射到奇数编号的子载波。
IFFT变换单元(逆傅里页变换单元)25通过逆傅里叶变换(逆快速傅里页变换)处理,将映射成N个子载波的频率数据重新变换成时域数据。如果IFFT变换单元25处IFFT尺寸是N,那么IFFT变换单元25的输出变成与图2(c)所示第一配置实例中发射块的相同。因为数字单元或模拟单元处的滤波处理(没有示出),通常用比数据映射的尺寸N大的值作为实际IFFT尺寸;但这不是本发明的关注点。因此为了方便说明,假设IFFT尺寸是必要的最小尺寸(在这种情况下是N),除非特别说明。由于图4中从GI添加单元17往前的操作基本上和图1所示的操作相同,因此这里省去了对它们的说明。
图8示出本发明的实施例中发射机的第三配置实例。在图8中,直到发射块生成单元16的操作与图1中发射机第一配置实例的那些相同,图8中发射块生成单元16的输出也和图2(c)中示出的相似。在第三配置实例中,通过在FFT变换单元(傅里页变换单元)26中进行傅里页变换处理将发射块变换成频域数据,在子载波映射单元24处将频域数据映射到子载波,通过在IFFT变换单元25处的逆傅里叶变换处理,已映射数据被重新变换成时域数据。
图9说明FFT变换单元26的输出中频域数据X(1)~X(N)和子载波映射单元24处图6所示子载波之间的对应。IFFT变换单元25通过逆傅里叶变换处理将映射到N个子载波的频率数据重新变换成时域数据。由于后续操作跟图1和图4所示第一和第二配置实例中的那些相同,因此将省去对它们的说明。此外,IFFT变换单元25的输出等同于图2(c)所示发射块的那些。
图10示出本发明的实施例中发射机的第四配置实例。在图1、图4和图8中示出的发射机的第一到第三配置实例中,生成第一块和第二块这两块,然后生成发射块或者与之对应的IFFT变换单元的输出。发射机第四配置实例的不同之处在于发射块是直接从第一比特序列和第二比特序列生成 的。
如图2所示,通过在a(n)和b(n)之间进行相加或相减生成发射块的每个元素x(n)。在这里,将第一调制单元11使用的调制信号点集定义为“第一调制信号点集”,将第二调制单元14使用的调制信号点集定义为“第二调制信号点集”。也就是说{a(n)∈第一调制信号点集}和{b(n)∈第二调制信号点集}。此外,当信号点x(n)的集合被定义为“发射调制信号点集”即{x(n)∈发射调制信号点集}时,有一个关系存在:发射调制信号点集=第一调制信号点集±第二调制信号点集。但是,如同下面将说明的一样,本发明具有如下特征:b(n)的第二调制信号点随着a(n)的值改变。
在图10中,信号点选择单元31直接从来自发射调制信号点集的第一比特序列和第二比特序列选择与x(n)对应的信号点,调制单元32输出与所选信号点对应的码元。由于信号点x(n)和x(N/2+n)具有一种成对的关系,例如a(n)+b(n)和a(n)-b(n),因此当x(n)被确定时,x(N/2+n)也被自动确定。块生成单元33收集从调制单元32输出的N个码元x(1)~x(N),生成和输出图2(c)所示的发射块。调制单元32和块生成单元33的集合形成例如发射块生成单元。
通过这种方式,信号点选择单元31包括信号点集存储器,这个存储器中储存着信号点集,这个信号点集定义按照如下方式获得的信号点:按照第一比特数据和第二比特数据的组合,在第一调制码元和第二调制码元之间进行相加处理和相减处理,其中第一调制码元是对第一比特数据(例如a(n))应用第一调制获得的,第二调制码元是对第二比特数据(例如b(n))应用第二调制获得的;以及接收单元,这个接收单元接收第一比特序列和第二比特序列,第一比特序列包括多片第一比特数据,第二比特序列包括跟第一比特序列中包括的第一比特数据一样多片的第二比特数据。对于互相对应的第一比特数据和第二比特数据的每个集合,信号点选择单元31从信号点集存储器中的信号点集选择与第一比特数据和第二比特数据之间的相加和相减对应的信号点。发射块生成单元(调制单元32和块生成单元33)生成与信号点选择单元31为每个集合选择的信号点对应的发射码元,并生成发射块,这个发射块包括从每个集合获得的发射码元。
图10中从GI添加单元17往前的操作与图1中的那些相同,因此将省 去对它们的说明。
图11示出本发明的实施例中发射机的第五配置实例。一直到块生成单元33的组件都与图10所示第四配置实例中的那些相同。与图10的差别在于发射块被FFT变换单元(傅里页变换单元)26变换到频域,频域数据被子载波映射单元24映射到子载波,然后已映射数据被IFFT变换单元(逆傅里页变换单元)25重新变换到时域并被发射出去。也就是说,从FFT变换单元26往前的操作与图8所示第三配置实例的那些相同。
图12示出本发明的实施例中发射机的第六配置实例。与图1所示第一配置实例的差别仅仅是第一比特序列和第一调制单元11被导频生成单元41替换。也就是说,如果第一调制单元11的输出的调制码元a(n)(n=1,2,...,N/2)被看作固定导频码元,那么第六配置实例等效于第一配置实例(图1)。但是,对于导频码元,这个实例的不同之处在于:对于接收机而言a(n)是已知的,不需要进行解调,这在以后将进行说明。其它方面和图1中的第一配置实例里的那些相同,因此省去了对它们的说明。
图13示出本发明的实施例中发射机的第七配置实例。这个实施例与图10所示第四配置实例的不同之处仅仅在于:信号点选择单元31从第一比特序列和第二比特序列选择信号点的第四实施例,在这个实施例中被改变,因此从导频生成单元41生成的导频码元和第二比特序列选择信号点。
很明显,还能按照图12或13所示的相同方式,为图4、图8和图11所示的发射机的第二、第三和第五配置实例,实现发射导频码元而不是第一比特序列的配置。
图14示出本发明的实施例中发射机的第八配置实例。与图1所示第一配置实例的情形一样,第一调制单元11从第一比特序列生成调制码元a(n)(n=1,2,...,N/2)。第一块生成单元12输出重复a(1)~a(N/2)两次的N个码元组成的第一块。图15(a)示出第一块的配置实例。a(n)(第一调制码元)对应于例如MPSK(多相移键控)调制的信号点。
比特翻转单元44接收第二比特序列作为输入。比特序列翻转单元44包括接收第二比特序列的比特序列接收单元。比特序列翻转单元44按照a(n)的信号点将第二比特序列的0和1翻转。假设比特翻转单元44的输出是c(n)(n=1,2,...,N/2),那么第二块生成单元15将c(1)~c(N/2)与从c(1)~c(N/2) 的比特翻转得到的比特序列组合起来,输出N比特组成的第二块。图15(b)示出第二块的配置实例。在这里,d(n)表示c(n)的比特翻转,也就是从0和1之间的切换得到的比特序列。比特序列c(1)~c(N/2)对应于第三比特序列。
下一步,相位控制单元45按照第二块的第n(n=1,2,...,N)比特的值,旋转第一块的第n码元的值,其中第二块是第二块生成单元15的输出。例如,当这一比特是0时,相位旋转量维持为0,当这一比特是1时,第一块的第n个码元的值旋转θ[弧度]。也就是说,给予a(n)(第一调制码元)的相位旋转是这样一个相位旋转,它使得第一调制码元再次变成MPSK调制的信号点。块生成单元33输出相位控制单元45的输出的N个码元,作为发射块。块生成单元33和相位控制单元45的集合形成例如发射块生成单元。图15(c)示出发射块的配置实例。从块生成单元33往前的操作与图10所示发射机的第四配置实例的操作相同,因此将省去对它们的说明。
发射机的第八配置实例生成的发射块也是基本上与到此为止示出的发射机的第一到第七配置实例生成的发射块相同,能够等效地通过两个调制信号点的相加和相减来表示。也就是说,可以按照如下格式来表示发射块:x(n)=a1(n)+b1(n)和x(n+N/2)=a1(n)-b1(n)。例如,假设c(n)=1,a1(n)=(x(n)+x(n+N/2))/2=a(n)(1+exp(jθ))/2,并且如果这被理解为b1(n)=(x(n)-x(n+N/2))/2=a(n)(1-exp(jθ))/2,就会获得同样的结果。
此外,很明显,利用傅里页变换处理,与图11所示发射机的第五配置实例相同的配置也可以被用作图14中从块生成单元往前的配置。
图16示出本发明的实施例中发射机的第九配置实例。图16对应于图14,只有第一调制单元11被导频生成单元41代替,第一调制码元被已知导频码元代替,因此很显然类似于第八配置实例的那些的讨论继续有效,因此将省去对它们的说明。在第九配置实例中,通过经由第二比特序列将较简单的相位旋转加到导频码元上去,就可能将导频码元与比特序列多路复用,如同在发射机的第六和第七配置实例的情形一样,并且接收方能够很容易地通过傅里页变换,将导频码元从第二比特序列分开,如同下面将描述的一样。
在这以后,将说明发射机的第一、第二、第三和第六配置实例中,第一调制单元11(或者导频生成单元41)、信号点控制单元13和第二调制单 元14如何生成发射块中的发射调制信号点。
图17说明信号点控制单元13和第二调制单元14如何根据第一调制码元(或导频码元)进行操作,其中第一调制码元(或导频码元)是第一调制单元11的输出,还是第一块的元素,并说明什么样的发射调制信号点被作为结果输出。
图17(a)示出第一调制码元a(n)的一个实例,并假设a(n)是一个复信号点a(n)=R1×exp(jθ)。在这里,a(n)是PSK(相移键控)、QAM(正交幅度调制)、APSK(幅度相位偏移键控)这种调制方案的一个信号点,或者当a(n)是导频码元时的固定复信号点。
图17(b)示出被信号点控制单元13控制之前第二调制单元14使用的第二调制信号点的一个实例,并且示出BPSK(二相移键控)的信号点。在这个实例中,当b(n)是比特1时,b(n)=R2;当b(n)是比特0时,b(n)=-R2。
信号点控制单元13旋转BPSK的两个第二调制信号点(信号点集),使得BPSK的I轴变成垂直于连接原点和a(n)的直线。更准确地说,旋转BPSK的信号点集,使得连接两个BPSK第二调制信号点的直线变成垂直于连接原点和a(n)的直线。在这里,由于a(n)相对于复平面I轴的相位是θ[弧度],因此,控制使得以原点为中心逆时针旋转θ-π/2[弧度]的第二调制信号点被第二调制单元14用作第二调制信号点(图17(c))。
在BPSK这种情形中,在旋转量是θ-π/2[弧度]和θ+π/2[弧度]这两种情形的时候两条直线变成互相垂直,但是信号点控制单元13也可以进行控制,从而总是选择大于-π/2并且不大于π/2的旋转量。应用这种控制允许b(n)的比特1信号点总是存在于复平面的这样一个区域内:其实部是0或更大,即使是在信号点旋转以后。但是,这样做排除了实部是0虚部是0或更小的区域。进行这种信号点控制还允许仅仅按照BPSK进行解调,即使施加了相位旋转。
图17(d)示出发射调制信号点x(n)=a(n)+b(n),它是第一调制码元a(n)和第二调制码元b(n)分别如图17(a)和图17(b)所示时发射块的第n个元素。在图中,PX1和PX0分别表示b(n)是1和b(n)是0时的信号点。在这种情况下,由于可以将信号点表示为x(N/2+n)=a(n)-b(n),因此存在如下特性:当x(n)是PX1时,x(N/2+n)是PX0;当x(n)是PX0时,x(N/2+n)是PX1。 此外,PX0和PX1的幅度都是
这样,通过旋转BPSK的信号点集,使得第二调制信号点的I轴或连接BPSK两个信号点的直线变成垂直于连接原点和第一调制码元的直线,就能够在两个调制码元a(n)和b(n)之间进行相加或相减操作时,幅度R的最大值最小,并作为结果抑制发射信号的峰值功率的增加。此外,通过按照后面将说明的方式适当地设置第一调制码元和第二调制码元的幅度R1和R2,就能够进行控制,使得发射调制信号点变成PSK这种特殊调制方案的信号点。
图18说明当第二调制单元14使用QPSK时,信号点控制单元13和第二调制单元14如何根据第一调制码元(或导频码元)进行操作来生成发射调制信号点,其中第一调制码元(或导频码元)是第一调制单元11的输出,还是第一块的元素。
图18(a)示出第一调制码元a(n)的一个实例,并假设a(n)是一个复信号点a(n)=R1×exp(jθ)。在这里,a(n)是PSK(相移键控)、QAM(正交幅度调制)、APSK(幅度相位偏移键控)等等这种调制的一个信号点,或者当a(n)是导频码元时的某个固定复信号点。
图18(b)示出被信号点控制单元13控制之前第二调制单元14使用的第二调制信号点的一个实例,并且示出QPSK的信号点。也就是说,图18(b)示出当b(n)的两个比特的信息是00、01、10和11时的信号点。
如同18(c)所示,信号点控制单元13旋转信号点,使得定义四个第二调制信号点的周边(外形)的直线变成平行或垂直于连接原点和a(n)的直线。也就是说,信号点控制单元13旋转信号点,使得连接相邻信号点的直线中的至少任何一根,变成垂直于连接原点和a(n)的直线,其中连接相邻信号点的直线定义四个第二调制信号点(信号点集)的外形。在这里,如同BPSK情形一样,信号点控制单元13将QPSK信号点逆时针旋转θ-π/2[弧度],使得连接原点和a(n)的直线变成垂直于连接b(n)=01和b(n)=00的直线。在QPSK情形中,总共有四个量的旋转,直线因此变成垂直或平行;除了θ-π/2[弧度]以外,θ[弧度]、θ-π[弧度]和θ+π/2[弧度],但是信号点控制单元13还可以进行控制,从而选择总是大于-π/4并且不大于π/4的旋转量。进行这种控制引起b(n)=00总是位于复平面第一象限(实部和虚部都不小 于0)。在这里,排除了I轴上的信号点。使用这种相位旋转还允许QPSK的解调而不知道相位旋转。
图18(d)示出在第一调制码元a(n)和第二调制码元b(n)之间进行相加和相减生成的信号点PX0~PX3。在这种情况下,PX0和PX1的幅度变成如图所示的R3,PX2和PX3的幅度变成R4。也就是说,发射调制信号点被生成为在幅度为 或 的圆周上的信号点。
在这以后,将利用具体实例来说明发射调制信号点的配置方法。
图19示出本发明的实施例中发射调制信号点的第一配置实例。
图19(a)示出QPSK的第一调制信号点PA1~PA4,QPSK是第一调制单元11的调制方案。图19(b)示出BPSK的第二调制信号点,BPSK是第二调制单元14的调制方案。当第一调制信号点是PA1或PA3时,PB10或PB11被用作第二调制信号点;当第一调制信号点是PA2或PA4时,使用PB20或PB21。图19(c)示出通过在第一调制信号点和第二调制信号点之间的相加和相减生成的发射调制信号点PX1~PX4。图19(c)的实例是如下情形:第一调制信号点和第二调制信号点的幅度(功率)相同,以及作为结果,发射调制信号点变成QPSK,如同在第一调制信号点的情形中一样。但是,幅度变成倍。图19(c)示出的发射调制信号点可以利用图10和图11所示发射机的第四或第五配置实例中的信号点选择单元31,从第一比特序列和第二比特序列直接生成。
图20提供相对于发射调制信号点的第一配置实例(图19),第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述。图20还描述对应的第一调制信号点和第二调制信号点一起。例如,当第一比特序列的两个比特是00,第二比特序列的一个比特是0时,为x(n)选择PX2,为x(N/2+n)选择PX1,作为发射调制信号点。在图20的实例中,当第二比特序列的那个比特是1时,第二调制信号点的实部被设置成变成0或更大(但是排除了实部是0并且虚部是0或更小的情形)。图20中比特序列和调制信号点的组合只是实例,很显然同样的讨论适用于其它组合。图21提供相对于发射调制信号点的第一配置实例(图19),第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间另一个关系实例的概述。在图21的实例中,第二比 特序列的BPSK的调制点被设置,从而仅仅相对于第一调制信号点旋转。这些图示出相对于图17(b)中BPSK的基准相位,第二调制信号点的相位旋转量[弧度]。
图22示出本发明的实施例中发射调制信号点的第二配置实例。
图22(a)示出π/4偏移QPSK的第一调制信号点PA1~PA4、PA5~PA8,π/4偏移QPSK是第一调制单元11中的调制方案。图22(b)示出BPSK的第二调制信号点,BPSK是第二调制单元14的调制方案。如同图19中的情形一样,当第一调制信号点是PA1或PA3时,PB10或PB11被用作第二调制信号点;当第一调制信号点是PA2或PA4时,使用PB20或PB21;当第一调制信号点是PA5或PA7时,使用PB30或PB31;当第一调制信号点是PA6或PA8时,使用PB40或PB41。图22(c)示出通过在第一调制信号点和第二调制信号点之间的相加和相减生成的发射调制信号点PX1~PX8。在图22(c)的实例中,第一调制信号点和第二调制信号点的幅度(功率)相同,作为结果,发射调制信号点变成π/4偏移QPSK,如同第一调制信号点的情形一样。图22所示的第二配置实例还可以被看作已经通过如下方式获得:根据奇数编号的码元和偶数编号的码元仅仅将图19所示的信号点偏移π/4。
图23提供相对于发射调制信号点的第二配置实例(图22),第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述。在图23的实例中,当第二比特序列的那个比特是1时,第二调制信号点的实部被设置成变成0或更大(但是排除实部是0并且虚部是0或更小的情形)。图24提供相对于发射调制信号点的第二配置实例(图22),第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间另一个关系实例的概述。在图24的实例中,第二比特序列的BPSK的调制点被设置,从而仅仅相对于第一调制信号点旋转。这些图示出相对于图17(b)中BPSK的基准相位,第二调制信号点的相位旋转量[弧度]。
图25示出本发明的实施例中发射调制信号点的第三配置实例。
图25(a)示出8PSK的第一调制信号点PA1~PA8,8PSK是第一调制单元11中的调制方案。图25(b)示出BPSK的第二调制信号点,BPSK是第二调制单元14中的调制方案。如同图22中的情形一样,当第一调制信号点是PA1或PA3时,PB10或PB11被用作第二调制信号点;当第一调制信号 点是PA2或PA4时,使用PB20或PB21;当第一调制信号点是PA5或PA7时,使用PB30或PB31;当第一调制信号点是PA6或PA8时,使用B40或PB41。图25(c)示出通过在第一调制信号点和第二调制信号点之间的相加和相减生成的发射调制信号点PX1~PX8。在图22(c)的实例中,第一调制信号点和第二调制信号点的幅度(功率)相同,作为结果,发射调制信号点变成8PSK,如同第一调制信号点中的情形一样。π/4偏移QPSK等效于使用信号点的一个子集,差别在于8PSK信号点中奇数编号的码元和偶数编号的码元。因此,图25和图22基本上相同。
图26提供相对于发射调制信号点的第三配置实例(图25),第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述。在图26的实例中,当第二比特序列的那个比特是1时,第二调制信号点的实部被设置成变成0或更大(但是排除实部是0并且虚部是0或更小的情形)。图27提供相对于发射调制信号点的第三配置实例(图25),第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间另一个关系实例的概述。在图27的实例中,第二比特序列的BPSK的调制点被设置,从而仅仅相对于第一调制信号点旋转。这些图示出相对于图17(b)中BPSK的基准相位,第二调制信号点的相位旋转量[弧度]。
图28示出本发明的实施例中发射调制信号点的第四配置实例。
图28(a)示出8PSK的第一调制信号点PA1~PA8,8PSK是第一调制单元11中的调制方案,并且与图25(a)相同。图28(b)示出BPSK的第二调制信号点,BPSK是第二调制单元14中的调制方案。但是,图28(b)与图25(b)的差别在于信号点的幅度,并且图28(b)中8PSK和BPSK之间幅度之比是1:tan(0.1875π)=1:0.66818。图28(c)示出通过在第一调制信号点和第二调制信号点之间的相加和相减生成的发射调制信号点PX1~PX16。作为调整8PSK和BPSK的幅度的结果,发射调制信号点变成16PSK,如图所示。
图29提供相对于发射调制信号点的第四配置实例(图28),第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述。在图29的实例中,当第二比特序列的那个比特是1时,第二调制信号点的实部被设置成变成0或更大(但是排除实部是0并且虚部是0或更小的情形)。图30提供相对于发射调制信号点的第四配置实例(图28),第一比特序列、第二 比特序列和发射调制信号点之间另一个关系实例的概述。在图30的实例中,第二比特序列的BPSK的调制点被设置,从而仅仅相对于第一调制信号点旋转。这些图示出相对于图17(b)中BPSK的基准相位,第二调制信号点的相位旋转量[弧度]。
图31示出本发明的实施例中发射调制信号点的第五配置实例。
图31(a)示出π/4偏移BPSK的第一调制信号点PA1~PA4,π/4偏移BPSK是第一调制单元11中的调制方案。图31(b)示出BPSK的第二调制信号点,BPSK是第二调制单元14中的调制方案。当第一调制信号点是PA1或PA3时,PB10或PB11被用作第二调制信号点;当第一调制信号点是PA2或PA4时,使用PB20或PB21。图31(c)示出通过在第一调制信号点和第二调制信号点之间的相加和相减生成的发射调制信号点PX1~PX8。图31(c)的实例是如下情形:第一调制信号点和第二调制信号点的幅度(功率)相同,以及作为结果,发射调制信号点变成π/4偏移QPSK。
图32提供相对于发射调制信号点的第五配置实例(图31),第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述。在图32的实例中,当第二比特序列的那个比特是1时,第二调制信号点的实部被设置成变成0或更大(但是排除了实部是0并且虚部是0或更小的情形)。图33提供相对于发射调制信号点的第五配置实例(图31),第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间另一个关系实例的概述。在图33的实例中,第二比特序列的BPSK的调制点被设置,从而仅仅相对于第一调制信号点旋转。这些图示出相对于图17(b)中BPSK的基准相位,第二调制信号点的相位旋转量[弧度]。
图34示出本发明的实施例中发射调制信号点的第六配置实例。
图34(a)示出8PSK或π/4偏移QPSK的第一调制信号点PA1~PA8,8PSK或π/4偏移QPSK是第一调制单元11的调制方案。图34(b)示出QPSK的第二调制信号点,QPSK是第二调制单元14的调制方案。当第一调制信号点是PA1、PA3、PA5和PA7时,PB11、PB12、PA13和PA14的任何一个被用作第二调制信号点;当第一调制信号点是PA2、PA4、PA6和PA8时,使用PB21、PB22、PB23和PB24的任何一个。图34(c)示出通过在第一调制信号点和第二调制信号点之间的相加和相减生成的发射调制信号点。图 34(c)示出如下情形:第一调制信号点和第二调制信号点的幅度(功率)相同,作为结果,发射调制信号点变成由具有不同幅度的两个8PSK组成的16APSK的信号点PX1~PX16。在这种情况中,如果第一调制信号点和第二调制信号点的幅度都被假设成是R,那么16APSK的信号点的幅度变成 和
图35提供相对于发射调制信号点的第六配置实例(图34),第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述。在图35的实例中,当第二比特序列的那些比特是00时,第二调制信号点被设置成位于第一象限(实部和虚部是0或更大,除了I轴上的点以外)。图36提供相对于发射调制信号点的第六配置实例(图34),第一比特序列、第二比特序列和发射调制信号点之间另一个关系实例的概述。在图36的实例中,第二比特序列的QPSK的调制点被设置,从而仅仅相对于第一调制信号点旋转。这些图示出相对于图18(b)中QPSK的基准相位,第二调制信号点的相位旋转量[弧度]。
下面示出发射机的第八和第九配置实例(图14和图16)中生成发射块的方法的实例。作为实例,将说明如下情形:从第一调制单元11或导频生成单元41输出的N/2个码元a(n)(n=1,2,...,N/2)是图22(c)中示出的π/4偏移QPSK的调制信号点。也就是说,a(n)是一个信号点,当n是偶数时,这个信号点是PX1~PX4的任何一个;或者当n是奇数时,是PX5~PX8的任何一个。比特翻转单元44根据第一调制单元11或导频生成单元41的a(n)的信号点,翻转第二比特序列的比特的值。第二比特序列被改变成N/2比特的比特序列c(n)(n=1,2,...,N/2),其中一些比特被比特翻转单元44根据情况翻转。如果假设相位控制单元45进行0或π/2[弧度]的相位旋转,那么发射块的N个码元是x(n)=a(n);当c(n)或d(n)=0时,x(N/2+n)=j×a(n);以及当c(n)或d(n)=1时,x(n)=j×a(n),x(N/2+n)=a(n),并且能够理解通过简单运算能够为a(n)生成发射块。在这里, 在这种情况中,由于相对于a(n),只有0或π/2[弧度]的相位旋转被加到x(n),因此很明显,x(n)的信号点与a(n)一样也在同一个π/4偏移QPSK的信号点上。很明显,例如,当a(n)是8PSK的信号点时,x(n)也是8PSK的信号点;当a(n)是16PSK的信号点时,x(n)也是16PSK的信号点。
图37提供当比特翻转单元44设置比特翻转,从而等效于图23中示出的发射调制信号点的第二配置实例时,第一调制信号点、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述。在这里,b(n)表示将输入比特翻转单元44的比特,c(n)表示将从比特翻转单元44输出的比特。此外,d(n)表示比特翻转过的c(n)。如上所示,由于这一方法生成的发射块完全等效于通过如图23中示出的两个调制信号点之间的相加和相减所表示的,因此这个比特翻转单元44中的比特翻转意味着第二调制信号点的BPSK的信号点的0和1仅仅被倒换过来,从而使得第二调制信号点的比特1变成复平面上实部的0或者更大。
图38提供当比特翻转单元44设置比特翻转,从而等效于图24中示出的发射调制信号点的第二配置实例时,第一调制信号点、第二比特序列和发射调制信号点之间关系实例的概述。由于这种情形对应于BPSK的调制信号点的简单旋转,因此比特翻转是不必要的,并且图38中的b(n)和c(n)相同。
下面将描述如下一个事实:发射机的第八或第九配置实例中利用上述方法生成的发射块基本上等效于发射机的第一到第七配置实例中生成的发射块。按照上述实例相同的方式,假设发射机的第八或第九配置实例中生成的发射块的第n个码元x(n)是如图22(c)所示的π/4偏移QPSK的信号点。例如,假设c(n)=0并且x(n)=AX1、x(N/2+n)=AX2=j×AX1,那么x(n)和x(N/2+n)可以用图22(a)中的第一调制信号点a1(n)和图22(b)中示出的第二调制信号点b1(n)的相加和相减表示为x(n)=a1(n)+b1(n)、x(N/2+n)=a1(n)-b1(n)。但是,a1(n)=PA1,b1(n)=PB10。如同发射机的第一到第七配置实例中所说明的一样,x(n)和x(N/2+n)分别通过两个调制信号点的相加和相减来表示,因此发射机的第一到第九配置实例中生成的所有发射块基本等效。在这种情况中,图14中第一调制单元11的输出a(n)等效于例如图1中第一调制单元11的输出a1(n),并且很明显存在如下关系:a(n)简单地对应于a1(n)乘以固定值同样可以理解,c(n)与b1(n)具有一一对应。
图23和37之间的比较说明要生成同样的发射调制信号点,第一数据序列的值和第二数据序列的值(在图37的情形中的b(n))完全相同。同样, 图24和图38之间的比较说明要生成同样的发射调制信号点,第一数据序列和第二数据序列的值(在图38的情形中的b(n))也是完全相同。也就是说,即便发射机按照如图37和图38所示的第八或第九配置实例生成发射块,由于这个发射块的发射信号完全等效于第一到第七配置实例中生成的那些,因此接收机能够对发射块解调,就好象是按照图23和图24生成的一样。
在这里,将第一调制信号点是图22所示的π/4偏移QPSK这种情况作为实例,描述了发射机的第八和第九配置实例,但是如图19、图25、图28、图31所示,很明显,即使第一调制信号点是QPSK、8PSK、16PSK、BPSK,也能通过利用相似的方法通过第一调制信号点上的相位旋转来生成发射块。
在这以后,将描述第一到第九配置实例中接收从发射机发射的信号的接收机的配置。
图39示出本发明的实施例中接收机的第一配置实例。接收机的第一配置实例是接收机从第一到第五和第八配置实例中的发射机接收信号的配置。
从天线50收到的无线电信号通过RF/IF接收单元51转换成基带信号,并且由A/D转换单元52从模拟信号转换成数字信号。GI消除单元53去掉发射机的GI添加单元17添加到数字信号上去的长度的保护间隔。接下来,FFT变换单元(傅里页变换单元)54对发射的发射块进行傅里页变换,将收到的发射块分解成互相正交的频率分量(子载波)。假设经过傅里页变换的收到的信号在这里被称为“接收频率数据”。图40示出FFT变换单元54的输出处包含接收频率数据的N个频率分量(子载波)的实例。下一步,均衡单元55为每个频率分量将接收频率数据乘以一个复数来纠正通信路径上的畸变,纠正通信路径。纠正方法的实例包括MMSE(最小均方差)和ZF(迫零)标准这些均衡方法。此外,尽管因为不是本发明的重点而省去了详细说明,对发射信号应用滤波处理时,N个以上的频率分量包括FFT变换单元54的输出处的发射块分量,但是既然多个过剩频率分量(超过N个)是混叠分量,可以在均衡处理中在均衡单元55处将这些过剩频率分量与N个频率分量合并。
下一步,子载波划分单元(分开单元)56将N个频率分量组成的经过了均衡处理的接收频率数据,划分成偶数编号的频率分量和奇数编号的频率分量。图41示出如下实例:将接收频率数据划分成偶数编号的频率分量组成的第一接收频率块(第一接收频率数据),以及奇数编号的频率分量组成的第二接收频率块(第二接收频率数据)。图41(a)示出接收频率数据和子载波之间的对应;图41(b)示出第一接收频率块;图41(c)示出第二接收频率块。偶数编号或奇数编号的频率分量对应于例如多个频率分量中每隔一个第一频率分量,奇数编号或偶数编号的频率分量对应于例如每隔一个第二频率分量,第二频率分量不同于相应的第一频率分量。
在IFFT变换单元57和58处分别对第一接收频率块和第二接收频率块进行尺寸为N/2的逆傅里页变换处理,将它们重新变换成时间轴信号。将IFFT变换单元57和58的输出定义为第一接收块(对应于例如包括多个第一接收码元的第一码元序列)和第二接收块(对应于例如包括多个第二接收码元的第二码元序列)。第一接收块和第二接收块分别对应于发射的第一块和第二块。
第二接收块由奇数编号的频率分量组成,在IFFT变换单元58处经过了相位旋转,因此相位纠正单元59对第二接收块进行相位旋转补偿处理。图42示出相位纠正单元59的操作实例。如图42所示,属于第二接收块的第n个元素(n=1,2,...,N/2)的经过相位旋转,输出 在这里φ=2π/N。
第一解调单元60对在第一解调单元11处调制的数据进行解调。解调方法可以是正常数据解调方法本身,因此,例如,如果第一调制单元11使用QPSK调制,可以使用正常QPSK解调。
另一方面,第二解调单元62进行数据解调,伴随第一解调单元60处的第一接收块的解调结果,或者根据第一接收块中包括的第一接收码元本身的值的信号点纠正。
图43说明信号点纠正单元(信号点选择单元)61和第二解调单元62的操作。
图43(a)示出第一接收块本身的第n个元素或者第一解调单元的判决结果,并且假设的相位是θ(n),如图所示。信号点纠正单元61进 行控制,在图43(b)中示出的相位纠正单元59的输出处,消除发射机的信号点控制单元13处对第二接收块的第n个元素施加的相位旋转。
例如,当发射机处的第一调制信号点是的判决结果的信号点,并且信号点控制单元13处第二调制信号点的相位旋转量是时,乘以 并且第二解调单元62进行正常的BPSK解调,获得例如图17(b)中示出的信号点(见图43(c))。在第八配置实例中的发射机的情形中,总是进行BPSK解调。可以进行这样的处理,因为基于图20~图35中示出的调制信号点的对应,能够从第一调制信号点的解调结果判断第二调制单元14处使用了什么种类的调制信号点。
可以替换地,还能够不用第一解调单元60处的解调结果而是在 解调之前的相位θ(n),将乘以exp(-jθ(n)),然后进行正常的BPSK解调,在第二解调单元62处获得例如图17(b)中示出的信号点。这一方法使得第二解调单元62能够进行数据解调而不利用第一解调单元60的解调结果。
另一方面,第二解调单元62还能完全独立于第一解调单元60进行解调。这种方法是还能够用于例如如下情形的解调方法:只有偶数编号的子载波受到充分大的干扰不能被解调。如图19(b)、图22(b)、图25(b)、图28(b)、图31(b)和图34(b)所示,有可能被用作第二调制信号点的信号点的数量大于调制原始第二调制信号点的数据必不可少的调制信号点的数量。例如,在图19(b)的情形中,第二调制单元14处的调制方案是BPSK,但是在第二调制单元14处生成的第二调制信号点属于QPSK。但是,这两个信号点(例如PB10和PB20)都意味着同样的比特0。也就是说,第二解调单元62不是当作BPSK而是当作QPSK进行解调,选择具有最短欧几里德距离的信号点,从而能够直接对第二比特序列解调。但是,在这种情况下解调的差错率特性不是BPSK而是QPSK的码元差错率特性。
图44示出本发明的实施例中接收机的第二配置实例。接收机的第二配置实例是从第六、第七和第九配置实例中的发射机接收信号的接收机配置。与第一配置实例(图39)的差别在于,因为发射的不是第一比特序列而是导频码元,因此没有第一解调单元60。取而代之,有一个导频生成单元65生成类似于在发射机处导频生成单元41的那些的导频码元,还有信道估计 单元(通信路径估计单元)64利用导频码元来进行信道估计。更进一步,均衡单元63位于子载波划分单元56后面,因为只有第二比特序列需要。导频生成单元65对应于用来储存例如多个导频码元的导频存储器。直到FFT变换单元54的操作与第一配置实例中接收机的那些相同,因此省去了对它们的说明。
如同图41的实例那种情形一样,子载波划分单元56将接收频率数据划分别分成偶数编号的频率和奇数编号的频率分量。第一接收频率块对应于导频码元的频率响应乘以通信路径的频率响应,其中的导频码元是已知数据。因此,信道估计单元64能够根据第一接收频率块和导频生成单元65生成的导频码元估计通信路径响应。
均衡单元63利用信道估计单元64的结果来纠正通信路径的畸变。
经过了均衡处理的第二接收频率块按照图39中相同的方式在IFFT变换单元58处进行逆傅里叶变换处理,按照图42中一样的方式在相位纠正单元59处进行相位纠正处理。这样,从相位纠正单元59输出N/2个元素组成的第二接收块。
信号点纠正单元(信号点选择单元)61和第二解调单元62的操作与图39中第一配置实例中的那些基本相同。差别在于第一配置实例利用第一解调单元60的解调结果,而第二配置实例则可以使用本身是已知数据的导频码元来补偿信号点。
图45示出本发明的实施例中接收机的第三配置实例。与第一配置实例(图39)的基本差别在于接收机采用尺寸为N的IFFT变换单元66、67和提取单元68、69代替使用相位纠正单元59来对每个比特序列进行解调。直到均衡单元55的处理与第一配置实例中的那些相同,子载波划分单元(接收频率数据生成单元)70将图41(a)所示的接收频率数据划分成子载波,从而将图46(a)和图46(b)中示出的N个样本的信号输入IFFT变换单元66、67。也就是说,将一个信号输入IFFT变换单元66,这个信号的偶数编号的频率分量不变,并且它的其它分量被设置成0;将一个信号输入IFFT变换单元67,这个信号的奇数编号的频率分量不变,它的其它分量被设置成0。当尺寸为N的IFFT变换单元(它对应于例如第一逆傅里页变换单元)66对图46(a)中的信号进行逆傅里叶变换时,输出长度为N/2的相同数据重复构成 的信号(图46(c)),因此提取单元(它对应于例如第一提取单元)68从IFFT变换单元66的输出的开头提取长度N/2,将这个长度输入第一解调单元60。此外,当尺寸为N的IFFT变换单元(它对应于例如第二逆傅里页变换单元)67对图46(b)中的信号进行逆傅里叶变换时,输出一个信号,这个信号由长度为N/2的相同并且符号翻转的数据重复组成(图46(d)),因此,提取单元(它对应于例如第二提取单元)69从IFFT变换单元67的输出的开头提取长度N/2,将这个长度输入第二解调单元62。这样,子载波划分单元(接收频率数据生成单元)70利用设置成0的多个频率分量中每隔一个第一频率分量(偶数编号的频率分量或奇数编号的频率分量)的值生成第一接收频率数据,利用不同于设置成0的每个第一频率分量的每隔一个第二频率分量(奇数编号的频率分量或偶数编号的频率分量)的值生成第二接收频率数据。输入相应解调单元60、62的信号与第一配置实例(图39)中的那些完全相同,因此将省去对后续操作的说明。
图47示出本发明的实施例中接收机的第四配置实例。接收机的第四配置实例具有从第六、第七和第九配置实例中的发射机接收信号的接收机配置。与第三配置实例(图45)的差别在于,因为发射的不是第一比特序列而是导频码元,因此没有第一解调单元60。取而代之,有一个导频生成单元(导频存储器)65生成类似于在发射机处导频生成单元41的那些的导频码元;还有信道估计单元(通信路径估计单元)64利用导频码元来进行信道估计。更进一步,另一个差别在于,均衡单元70位于子载波划分单元56后面,因为只有第二比特序列需要均衡单元70。其余的是第二配置实例(图44)和第三配置实例(图45)的组合,因此省去了对它们的说明。
到此为止,实施例已经说明了如下情形:第一比特序列生成的第一调制码元包括在傅里叶变换以后频域中偶数编号的频率分量里,第二比特序列生成的第二调制码元包括在奇数编号的频率分量里。但是,很显然,本发明也可以应用于如下情形:第一比特序列生成的第一调制码元包括在奇数编号的频率分量里,第二比特序列生成的第二调制码元包括在偶数编号的频率分量里。下面将说明在如下情形下发射机和接收机配置的差别:偶数编号的频率分量和奇数编号的频率分量倒换过来。
在到此为止发射机的第一、第二、第三和第六配置实例中,当第一调 制码元是a(n)(n=1,2,...,N/2),第二调制码元是b(n)(n=1,2,...,N/2)时,发射块中的发射码元x(n)(n=1,2,...,N)是x(n)=a(n)+b(n)(n=1,2,...,N/2),x(N/2+n)=a(n)-b(n)(n=1,2,,..,N/2)。如果x(n)(n=1,2,...,N/2)不变,x(N/2+n)乘以-1以获得x(N/2+n)=-a(n)+b(n),那么第一调制码元被包括在奇数编号的频率分量里,第二调制码元包括在偶数编号的频率分量里。在图4中发射机的第二配置实例里,这等效于子载波映射单元24,其中图7中示出的第一频率块则被映射到奇数编号的子载波,第二频率块被映射到偶数编号的子载波,第二块生成单元15以后的相位纠正单元被移到第一块生成单元后面。
类似地,发射机的第四、第五和第七配置实例意味着图20、图21、图23、图24、图26、图27、图29、图30、图32、图33、图35、图36、图37和图38中的发射调制信号点x(N/2+n)被乘以-1的信号点代替。例如,在图20和图21的情形中,x(N/2+n)的信号点PX1、PX2、PX3和PX4分别被PX3、PX4、PX1和PX2代替。
此外,在发射机的第八和第九配置实例中,如果假设a(1)、a(2)、...、a(N/2)以相反的符号重复,也就是说如果假设第一块是a(1)、a(2)、...、a(N/2)、-a(1)、-a(2)、...、-a(N/2),那么偶数编号的频率分量和奇数编号的频率分量会倒换过来。
下一步,将说明偶数编号的频率分量和奇数编号的频率分量倒换过来的情况下的接收机配置。在接收机的第一和第二配置实例中,子载波划分单元56假设将接收频率数据的奇数编号的频率分量作为第一频率块,将偶数编号的频率分量作为第二频率块。也就是说这意味着在图41中,第一接收频率块和第二接收频率块仅仅是倒换过来。此外,由于需要相位纠正单元59(见图39)来纠正奇数编号的频率分量,因此第二解调单元62以前的相位纠正单元变成不必要的,取而代之在接收机的第一配置实例中,相位纠正单元被插在第一解调单元60以前。这个实施例中接收机的第五配置实例在图48中示出。这是这样一个接收机配置实例:将上述改变增加到图39中示出的接收机的第一配置实例。
此外,在接收机的第三和第四配置实例中,只有子载波划分单元的输出需要改变。也就是说,对于第二比特序列,图46(a)变成IFFT变换单元 67的输入;对于第一比特序列,图46(b)变成IFFT变换单元66的输入。
利用上述方法,还可以将本发明应用于如下情形:第一比特序列生成的第一调制码元包括在傅里叶变换以后频域中奇数编号的频率分量里,第二比特序列生成的第二调制码元包括在奇数编号的频率分量里。
如上所述,这个实施例可以实现一种发射机,这种发射机能够频率复用两个不同的数据序列,同时维持单载波信号的调制信号点并发射复用信号。此外,这个实施例还可以实现这样一种接收机,这种接收机能够通过在重复单载波信号的同时用傅里页变换分开频率分量的方式来对两个不同的数据序列进行解调。
Claims (5)
1.一种发射机,包括:
导频生成单元,用于生成多个导频码元;
比特序列生成单元,用于翻转第一比特序列中的每个比特,生成第二比特序列;
发射块生成单元,用于通过将按照所述第一和第二比特序列中的比特的每一个的值确定的相位旋转,给予与所述比特的每一个对应的所述导频码元的每一个,生成发射块;以及
发射单元,用于发射所述发射块。
2.如权利要求1所述的发射机,其中:
所述导频生成单元通过重复导频码元来生成加倍导频码元,作为所述多个导频码元;或者
所述导频生成单元生成导频码元和所述导频码元的符号被翻转的符号翻转的导频码元,作为所述多个导频码元。
3.如权利要求1所述的发射机,其中:
所述导频码元的每一个对应于MPSK调制的信号点的任何一个;并且
给予所述导频码元的每一个的相位旋转,是使得所述导频码元的每一个再次变成MPSK调制的信号点的任何一个的相位旋转。
4.如权利要求1所述的发射机,其中:
当对应于所述导频码元的每一个的比特的值是0时,所述导频码元的每一个的相位旋转0弧度;当它是1时,旋转π/2弧度。
5.一种发射机,包括:
导频生成单元,用于生成多个导频码元;
比特序列接收单元,用于接收与所述导频码元相同数量的比特组成的第二比特序列;
比特翻转单元,用于按照与所述第二比特序列中比特的每一个对应的所述导频码元的每一个的信号点,翻转所述第二比特序列中所述比特的每一个,获得翻转了的第二比特序列;
第一块生成单元,用于通过重复所述导频码元,生成包括加倍导频码元的第一块;或者生成包括所述导频码元和所述导频码元的符号翻转了的符号翻转的导频码元的第一块;
第二块生成单元,用于通过翻转所述翻转了的第二比特序列的每一比特,生成第三比特序列,并且通过将所述翻转了的比特序列和所述第三比特序列互相合并来生成第二块;
发射块生成单元,用于通过将按照所述第二块中比特的每一个的值确定的相位旋转,给予与所述第二块中所述比特的每一个对应的所述第一块中所述导频码元的每一个,来生成发射块;以及
发射单元,用于发射所述发射块,
其中所述第一块中所述导频码元的每一个对应于MPSK调制的信号点的任何一个,并且
给予所述第一块中所述导频码元的每一个的相位旋转是这样的相位旋转,它使得所述导频码元的每一个再次变成MPSK调制的信号点的任何一个。
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