CN101483629B - 发射装置和方法、以及接收装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发射装置和方法以及接收装置和方法。用于经由正交频分复用(OFDM)符号发射数据符号的方法，包括使数据符号成对，为每一数据符号对生成第一调制符号对，该第一对调制符号形成Alamouti信元的第一和第二调制符号，通过利用Alamouti信元的第一和第二调制符号调制为携带数据而分配的副载波，形成OFDM符号的第一型式，以及根据预定方式调制OFDM符号的第一型式的一个或多个导频载波。

Description

发射装置和方法、以及接收装置和方法
技术领域
本发明涉及经由正交频分复用(OFDM)符号发射数据的发射器和方法，所述OFDM符号包括多个数据承载副载波以及一个或多个导频载波。本发明还涉及通过OFDM符号接收数据的接收器和接收方法。
背景技术
数字视频广播地面标准(DVB-T(Digital Video Broadcasting-Terrestrialstandard))利用正交频分复用(OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing))来经由广播无线电通信信号将表示视频图像和声音的数据传送到接收器。对于DVB-T标准有两种公知的模式，即2k模式和8k模式。2k模式提供2048个副载波而8k模式提供8192个副载波。类似地对于数字视频广播手持标准(DVB-H)，提供了4k模式，其中数据载波的数量是3024。
按照数字视频广播地面广播标准的进一步发展，即DVB-T2，建议提供用于传送数据的其它模式以提高数字广播系统提供的数据速率。这例如允许DVB-T2标准被用来传送高清电视信号(High Definition television signal)。
为了改善所传输的数据的完整性，建议利用公知为Alamouti编码的空频分组编码技术(space-frequency block coding technique)，其要求数据符号是成对的，作为调制符号对被编码和传输。这样，与OFDM调制系统相结合，可形成多进多出(MIMO)或多进单出(MISO)通信系统。
欧洲专利EP1617569公开了利用OFDM的MIMO通信系统。
发明内容
按照本发明的一方面，提供一种经由正交频分复用(OFDM)符号发射数据符号的方法，所述OFDM符号包括多个数据承载副载波、一个或多个位于每一个OFDM符号的相同位置的连续导频副载波符号、以及根据预定方式在一个OFDM符号和另一个之间改变位置的离散导频副载波符号。该方法包括接收数据符号用于经由OFDM符号传送，使数据符号成对，为每一数据符号对，生成第一调制符号对，该第一调制符号对形成Alamouti信元的第一和第二调制符号，通过利用Alamouti信元的第一和第二调制符号调制为携带数据而分配的副载波，形成OFDM符号的第一型式，以及调制该OFDM符号的第一型式的一个或多个导频载波。该方法还包括为每一数据符号对生成第二调制符号对，该第二调制符号对形成针对OFDM符号的第一型式中的数据符号对而形成的Alamouti信元的第三和第四调制符号，通过利用Alamouti信元的第三和第四调制符号调制为携带数据而分配的副载波，形成OFDM符号的第二型式，调制该OFDM符号的第二型式的一个或多个导频载波，以及经由第一天线发射OFDM符号的第一型式，经由第二天线发射OFDM符号的第二型式。在导频副载波符号定位相对于位置承载副载波符号定位无前提条件的情况下，根据预定方式由连续导频符号副载波和离散导频符号副载波形成OFDM符号的第一和第二型式，使得对于数据符号对中的至少一个来说，其上有形成Alamouti信元的每一第一和第二调制符号以及第三和第四调制符号的副载波，在OFDM符号的第一型式和第二型式内通过至少一个其他数据承载副载波或一个或多个连续和离散导频符号副载波分离。
Alamouti编码作为能够实现MIMO(多进多出)或MISO(多进单出)通信系统的简单有效的方式而用于OFDM系统。Alamouti编码成对地对输入数据符号进行编码，以便形成两个调制符号对，即Alamouti信元的第一和第二调制符号与第三和第四调制符号。传统的Alamouti信元解码要求成对编码的符号在时间上(空时Alamouti)或频率上(空频)是邻近的，即邻近的副载波需要具有相同的信道系数。该前提条件会导致在导频载波定位方面出现问题并会在比特误码率/信噪比关系方面导致底限(floor)，因为在某信噪比值之上，信噪比的增加不会使比特误码率得到改善。比特误码率的最低限度是由于相邻载波的信道实际上并不相同而导致的。
2007年10月5日在DVB标准服务器中公开的来自BBC Research的OliverHaffenden的题为“Alamouti in Varying Channels”的文稿中公开了一种克服该传统Alamouti解码比特误码率底限的替代解码方案。Haffenden的该公开建议迫零技术来解码Alamouti信元。但是，根据其后由Oliver Haffenden于2007年11月29日在该DVB服务器上发表的题为“Pilot Patterns for MISO/MIMO”的文稿中所提供的公开，对在OFDM符号内在其上发射Alamouti信元的数据符号对的副载波对分群可限制导频副载波符号的定位，这是由于在OFDM符号的邻近或相邻副载波对上发射Alamouti信元的数据符号的要求造成的，尽管副载波的这种配对并不会总是被实现，这造成某些Alamouti信元对被导频符号副载波而分裂。该建议因此导致对导频符号副载波模式的限制，该建议确实包括在相邻副载波对上发射成对连续导频符号的要求。本发明的实施例利用可替代的Haffended解码方案来提供一种用于解码的概括技术，其允许发射形成Alamouti信元(成对编码的输入符号)的调制符号，使得Alamouti信元的调制符号不必在相邻的副载波(空频)或连续的OFDM符号(空时)中发射。优点有两方面：
·Alamouti编码和导频定位可以相互独立。导频间距可以被设计而不考虑Alamouti信元(反之亦然)。从而导频符号副载波模式可以被设计以便独立地提供通信信道的准确估计而不受OFDM符号内数据承载副载波位置的影响。从而与上述要求导频载波成对的由Oliver Haffenden在2007年11月29日发表的题为《PilotPatterns for MISO/MIMO》的文章中建议相反，导频载波可以是独立的。
·Alamouti信元的两个调制符号在频率和/或时间区域上扩展(Alamouti信元结构单元的交织)。由于附加的分集维度(diversity dimension)带来的性能改善可能是显著的。
在一些示例中，每个OFDM符号的数据承载副载波的数量是偶数，因此副载波可配对以用来发射Alamouti信元的数据符号对。进一步地，调制器可以被安排操作用以遍及每个OFDM符号来安置数据承载副载波符号，这种安置的效果是尽可能使形成每一Alamouti信元的第一和第二调制符号与第三和第四调制符号位于相邻的副载波对上。这样，如果Alamouti信元在相邻的副载波对上被发射，可使用根据传统的Alamouti解码的简化的解码技术，其假设信道频率响应系数对于Alamouti信元的两个数据符号来说是相同的。对于未在相邻的副载波对上发射的Alamouti信元来说，可应用例如迫零这样更复杂的技术，该技术假设信道频率响应系数对于Alamouti信元的每一数据符号来说是不同的。但是，已经发现当在具有有效多路径的环境中接收OFDM符号时，即使信元的数据符号对在相邻的副载波上被发射，传统Alamouti解码的使用也会导致相当可观的性能降低。因此，在某些示例中，用于接收由在以上所确定的发射装置发射的OFDM符号的装置，数据检测器被安排来检测由副载波携带的Alamouti信元的数据符号对，该检测使用例如迫零或最小均方误差技术，其利用信道频率响应系数的不同估计，来恢复来自Alamouti信元的数据符号对的估计，为OFDM符号的每一第一和第二型式内的每一数据承载副载波从Alamouti信元中恢复数据符号对的估计，无论该数据承载副载波的位置。
作为独立于数据符号定位而在OFDM符号内自由分配导频符号副载波的结果(如本发明的实施例中所提供的)，用于单进单出OFDM方案(诸如用于DVB的方案)的连续的或离散的导频副载波模式也可被用于多进单出OFDM方案(诸如用于DVB-T2的方案)。
在另一示例中，用于经由OFDM符号发射数据符号的装置可在第一多进单出模式下操作，其中调制器被安排用以形成OFDM符号的第一和第二型式，发射器可操作用以经由第一天线发射该OFDM的第一型式，经由第二天线发射OFDM符号的第二型式，并且该装置可在第二单进单出模式下操作。在该第二单进单出模式中，该调制器被安排操作用以
接收数据符号，
和数据符号一起调制OFDM符号的数据承载副载波，和
按照第一多进单出模式的相同预定方式调制连续和离散的导频符号副载波，该发射器被安排用以经由第一和第二天线中的至少一个来发射OFDM符号。
这样，用来发射数据符号的装置可在两种模式下操作，即使用Alamouti编码的MISO模式和不存在Alamouti编码的SISO模式，但相同的导频符号副载波模式都可被用于这两种模式，因此简化实施从而简化发射器与接收器的成本。这样，在一个示例中，可按照诸如DVB-T或DVB-T2的数字视频广播标准来排列离散和连续的导频符号副载波。
作为进一步的优点，由于Alamouti信元的数据符号对可独立地在OFDM符号的数据承载副载波符号上安排，数据符号可在被交织为Alamouti编码符号对的对之前进行纠错编码，因此改进编码性能。
本发明的各个方面和特征在所附的权利要求中进行定义。本发明的其他方面包括发射器和用于从正交频分复用(OFDM)符号或多个符号接收数据的接收器，以及用于利用OFDM符号进行通信的系统。
附图说明
现在将参考附图来仅仅举例说明本申请的实施例，其中对相同的部分提供相对应的附图标记，其中：
图1是例如用于DVB-T2标准的编码OFDM发射器的示意方框图；
图2是在图1中所示的适于说明本技术的例子的发射器的块的示意方框图；
图3是Alamouti编码矩阵的示例图；
图4是表示空频Alamouti编码技术的示意方框图；
图5是表示空时Alamouti编码技术的示意方框图；
图6是表示本技术的MISO系统的示意图；
图7是表示在数据副载波情况下导频载波分布的多个OFDM符号的示意图；
图8是表示与频率相关的信噪比图表，该图表针对Alamouti信元副载波的定位被示出；
图9是表示与频率相关的信噪比图表，该图表针对交织后的Alamouti信元；
图10是用于空时Alamouoti编码的已编码OFDM符号示意图；
图11是根据本技术的示例接收器的示意方框图；
图12根据本技术的另一示例接收器的示意方框图；
图13是表示Alamouti信元的调制符号如何在若干OFDM符号上扩展的示意图；
图14是表示Alamouti信元的调制符号如何在若干OFDM符号片段上扩展的示意图；
图15是表示Alamouti信元的调制符号如何依据信道频率响应周期扩展的示意图。
具体实施方式
DVB-T2示例
图1表示编码的OFDM(Coded OFDM)发射器的示例方框图，其例如可用于按照DVB-T2标准来发射视频图像和音频信号。在图1中节目源生成将要通过COFDM发射器发射的数据。视频编码器2、音频编码器4和数据编码器6生成要发射的视频、音频和其他数据，这些视频、音频和其他数据被馈送给节目复用器10。节目复用器10的输出与发射视频、音频和其他数据所需的其它信息一起形成复用流。该复用器10在连接信道12上提供流。这样的服用流可以有很多，其被馈送到不同的分支A、B等。简单起见，这里只描述分支A。
如图1所示，COFDM发射器20在复用器适配和能量扩散块(multiplexeradaptation and energy dispersal block)22处接收该流。该复用器适配和能量扩散块22使数据随机化，向对该流执行纠错编码的前向纠错编码器24提供恰当的数据。比特交织器26被提供用来对已编码的数据比特进行交织，例如对于DVB-T2是LDCP/BCH编码器输出。该比特交织器26的输出被馈送到比特至星座映射器28，其将比特组映射到用于转换经编码的数据比特所要使用的星座点(constellationpoint)。比特至星座映射器28的输出是表示实和虚分量的星座点标签。星座点标签表示根据所使用的调制方案而由两个或多个比特所形成的数据符号。这些数据符号通过时间交织器30，其效应是交织由多个LDPC码字而得到的数据符号。
所述数据符号和图1中的由分支B等产生的数据符号通过其它信道31被帧建立器32接收。接下来帧建立器32将多个数据符号形成为要在COFDM符号上输送的序列，其中，COFDM符号包括多个数据符号，每一数据符号被映射到一个副载波上。副载波的数量取决于系统的操作模式，所述操作模式可以包括1k、2k、4k、8k、16k或32k之一，每一操作模式例如根据下表提供不同数量的副载波：
  模式   副载波
  1K   756
  2K   1512
  4K   3024
  8K   6048
  16K   12096
  32K   24192
DVB-T/H适用的副载波数量
这样，在一个示例中，16k模式的副载波数量是12096。
每一帧包括许多这样的COFDM符号。接下来，在每一COFDM符号中要携带的数据符号序列被传递到符号交织器33。接下来COFDM符号由COFDM符号建立器块37生成，所述COFMD符号建立器块利用星座数据标签生成星座点的实部和虚部，以及同时引入从导频和嵌入式信号形成器36馈送的导频和同步信号。OFDM调制器38接下来形成时域OFDM符号，其被馈送到保护插入处理器40，以生成符号间的保护间隔，然后馈送到数模转换器42，并最后馈送到RF前端44中的RF放大器，用于由发射器通过天线46最后广播。
示例发射器
图2表示了利用本技术的示例发射器，其包括图1所示的发射器的部分，所述部分与本技术的解释有关。这样，为了清楚起见，图1所示的DVB-T2发射器的某些部分被省略。图2中，待传送的数据被比特至星座映射器28接收，其将通过OFDM符号或多个符号所传输的数据形成符号对。
如下面将要说明的，由于所使用的空时/频分组码是Alamouti码，所以数据符号被形成对。如下将要说明的，Alamouti编码可以以空时或空频来完成。同样地，在QAM调制器28.1内所形成的符号对，要么通过相同的OFDM符号利用不同的副载波传送，要么通过两个不同的OFDM符号在每一符号中利用相同的副载波传送，一个针对每一个数据符号。如下所述，数据符号对被用来生成第一和第二调制符号对，第一对提供Alamouti信元的第一和第二数据符号(S1，-S2*)，第二调制符号对提供Alamouti信元的第三和第四数据符号(S2，-S1*)。
QAM调制器28将用于在一个或两个OFDM符号上传送的数据符号对映射到QAM调制符号。Alamouti编码器28.2接收来自QAM调制器28的调制符号，并将对应于每一数据符号对的调制符号对(S1，S2)形成为Alamouti信元的第一和第二对((s1，-s2*)(s2，-s1*))。如下所述，第一和第二符号对被用于调制相同OFDM符号的第一和第二型式(version)的不同副载波(空频)或不同OFDM符号的第一和第二型式的相同副载波(空时)。符号或多个符号的每一型式经由上分支100或下分支102分别发射。
如上所述，尽管Alamouti编码通常要求例如在相邻的副载波中发射调制符号(空频)，本技术的实施例可以允许调制符号更自由地分配给OFDM符号或多个符号的数据承载副载波。因此，图2所示的发射器包括用于上分支和下分支100和102中的每一个的交织器33.1和33.2，其被安排以交织调制符号帧内的调制符号，用以在OFDM符号或符号的副载波上传输。两个不同发射路径的交织器对于一个OFDM符号的持续时间必须是相同的。对于时间方向上不同的OFDM符号应用不同的交织器方式是可行的，并可通过额外的方式提高分集(diversity)(另外：对于两个发射路径，在时间方向上针对每个OFDM符号使用相同的交织器)。
对于每一分支，用来传输的数据符号帧接下来被导频插入块37.1和37.2接收，其在OFDM帧的每个型式内形成导频符号用来调制导频载波。最终，调制符号和导频符号的帧由OFDM调制器37.1和37.2接收，其生成OFDM符号或多个符号的每一型式，用以经由相应的天线112和114分别发射。
Alamouti空频/时分组编码
Alamouti方案是用于具有双发射端口的MIMO/MISO系统的简单但有效的空时或空频编码方案。该编码可由图3所示的编码矩阵描述，对于Alamouti编码矩阵，标注了由S1和S2两个符号形成的、Alamouti信元的第一、第二、第三和第四调制符号116、118、120、122。
原始的Alamouti方案在第一瞬时k通过发射端口1和2发射符号s1和s2。在下一瞬时k+1通过发射端口1和2分别发射-s2*和s1*。与OFDM相组合，Alamouti编码可以以两种方式被应用：空频编码表示k和k+1被分配给相同OFDM符号的两个相邻副载波，而对于空时来说，k和k+1映射到两个连续OFDM符号的相同副载波上。
图4表示了应用于OFDM的空频编码示例。图4中，根据图2所示的发射器，生成OFDM符号的两种型式以通过每一上和下分支100、102的每一天线112、114进行发射。这样如在放大视图154内所示，两种型式150、152各自分别携带第一和第二调制符号对((s1，-s2*)(s2，-s1*))。
由于S的列是正交的，Alamouti方案属于正交码的种类，其允许简单解码：对于空时编码的Alamouti的传统解码来说，假设连续的OFDM符号经历相同的信道状况。另一方面，空频Alamouti方案要求相邻副载波的信道矩阵是相等的(典型地，对于足够大数量的副载波是成立的)。
如图5所示，与空频Alamouti相反，空时Alamouti通过不同的方式被编码。输入符号S1和S2如下成对地被分配。S1在第一发射天线112上在OFDM符号m的副载波n上被发送。在下一OFDM符号m+1上，符号-S2*在第一天线112上在相同的副载波n上被发送。同样，S2在第二发射天线114上在OFDM符号m的副载波n上被发送。在下一OFDM符号m+1上，调制符号S1*在第二天线114上在相同的副载波n上被发送。
Alamouti编码基本上可适用于任意数量的接收天线。为了更好地理解，如图6所示，针对MISO情形说明传统解码算法。在图6中，对应于空频编码的示例，提供一个接收天线160，其中，OFDM符号的每一型式通过不同的发射器天线112、114发射。
接收器从第一副载波接收下述信号r1(hxy信道指数的第二下标(y)指示副载波号)。
r1＝h11·S1+h21·S2(1)
根据相同方式，接收器接收下述信号r2：
r2＝-h12·S2*+h22·S1*(2)
在传统线性Alamouti解码中，假设重要的前提条件：邻近的副载波具有相同的信道系数：
h1＝h11＝h12(3)
h2＝h21＝h22(4)
根据该假设，(1)和(2)可以轻易求解s1和s2：
s 1 ^ = 1 ( | h 1 | 2 + | h 2 | 2 ) · ( h 1 * · r 1 + h 2 · r 2 * )
s 2 ^ = 1 ( | h 1 | 2 + | h 2 | 2 ) · ( h 2 * · r 1 - h 1 · r 2 * )
如果使用传统Alamouti解码，成对编码的输入符号必须是邻近的(在时间或频率方面)，以满足信道系数足够相等的条件(参见上文)。但是，很多OFDM系统使用在OFDM符号内所使用的导频载波来执行信道估计和信道追踪。这些导频以智能的方式被定位来满足所有信道估计和追踪要求：
·连续导频用于同步和信道追踪
·离散导频用于信道估计
导频模式的定位在所有情况下通常不匹配于上述Alamouti解码要求(对于频率或时间方向两者来说)。所以，对于诸如为DVB-T所建议的常规OFDM发射系统，遍及OFDM符号使用连续或离散导频，如图7所示。如图7所示，导频载波PC遍及每个OFDM符号。因此，当一些调制符号对可以被分配到相邻的副载波时，另外的必须被分配给中间具有导频载波的副载波，例如在最后一行166中的副载波162、164。
一种解决方案是应用不同的导频模式(pilot pattern)，使得该导频模式被限制用以确保为Alamouti信元的每一调制符号对所分配的副载波对满足Alamouti要求，从而导致退化的导频功能性或较高的导频总数(导致降低的吞吐率)。另外，导频和数据载波之间的排序复杂性增加。
Alamouti解码技术
本技术提供允许Alamouti编码用于混合导频和Alamouti对的方式。这样，对于导频载波的位置来说，并不存在前提条件。优选地，为了确保可用的副载波最大效率地用于Alamouti编码的数据载波，用于数据的副载波数量需要是偶数的，这样可用的副载波x可以完全地与x/2个Alamouti信元对准。
本技术使用已知的可替代解码方法解码用于Alamouti编码的信号。该解码技术克服了邻近的符号(在时间或频率上)必须具有相同信道系数的前提条件。重新从不具有相等信道系数前提条件的方程(1)和(2)开始仍然陈述求解s1和s2的可能性。在这种情况下，结果方程为：
s 1 ^ = 1 h 11 · h 12 * + h 21 · h 22 * · ( h 12 * · r 1 + h 21 · r 2 * )
s 2 ^ = 1 h 11 · h 12 * + h 21 · h 22 * · ( h 22 * · r 1 - h 11 · r 2 * ) .
建议通过该解码方法来解决由非相等邻近符号信道系数引起的比特误差。该解码方法可称为迫零(ZF(Zero Forcing))解决方案，其表示如下：
s ^ = H - 1 r
其中 s ^ = s ^ 1 s ^ 2 , H = h 11 - h 21 h 21 * h 22 * 和 r = r 1 r 2 .
也存在其他伪逆解决方案，包括最小均方误差(MMSE(Minimum MeanSquared Error))解决方案，其表示为：
s ^ = ( H * H + α 2 I ) - 1 H * r .
由于信道系数不再以任何方式耦合，Alamouti信元不必邻近。
作为第一结果，与传统Alamouti解码技术相比，如在图6中所示被导频载波“中断”的信元可以用本技术来解码，而带来OFDM通信系统的微不足道的性能退化。此外，由于上述解码方法可用于Alamouti信元的可被导频载波分离的调制符号，实际上那些调制符号可以通过任何量被分离。于是，如以上针对图2的接收器所说明的，并非只有导频载波可以以任何所期望的形式布置，调制符号可以在编码之后贯穿于OFDM符号或符号被分布。因此交织器104、106可以交织Alamouti信元的调制符号以改善诸如图1所示的LDPC编码器的所使用的编码纠错的性能。
允许Alamouti信元的调制符号按期望进行分布的两个主要优点在于：
·Alamouti编码完全与导频间距解耦：即使信元被导频中断，解码后通信系统的性能也不产生显著降低。如上所述，优选地对于空频Alamouti编码，数据载波的数量应是偶数(即每一OFDM符号的Alamouti信元数量是整数)。
·Alamouti信元的两个调制符号在时间和/或频率上被分布用以在又一维度(onemore dimension)上增加分集，例如通过使用交织器级。
另外发射器示例
图8提供了对于OFDM符号中每一副载波的信噪比相对频率的图表。如图8所示，存在区域170、172，其中信道响应具有低信噪比。因此，即使考虑到Alamouti的附加编码增益，在这些区域中Alamouti信元的调制符号仍很有可能产生比特误差。
本技术建议在频率和时间上在系统特定的范围上交织每一Alamouti信元的调制符号。如果对于在图8所示的示例使用频率交织器的例子，则Alamouti信元的两个调制符号将在可用的频率范围上扩展，如图9所示的那样。因此，如果以足够良好的信噪比仅接收结构单元(building block)之一，则Alamouti解码是可能的。因此，只要Alamouti信元的一个调制符号位于具有良好信噪的频率上，解码就是可能的。由于附加的分集，比特误差的数量因此得到减少，并且如果与纠错编码组合，本技术会更加有益。
图10表示操作用以执行空时Alamouti编码的如图2中所示的发射器的又一示例。如对于在图5中针对空频编码所示的示例所说明的，Alamouti信元的调制符号被分布在两个OFDM符号上，对其产生两个型式，分别用于从每个天线112、114发射。然而，按照本技术，不需要第一和第二OFDM符号必须是连续的，一个或多个其他OFDM符号可能置于携带Alamouti信元的调制符号的两个OFDM符号之间。例如，安排在m和m+2位置所发射的OFDM符号携带Alamouti信元的调制符号。但是，在m+1位置可以发射OFDM符号，携带其他数据，其可以与由OFDM符号m、m+2携带的数据交织。
接收器示例
图11提供利用本技术解码由在图2中所示的发射器所发射的Alamouti编码数据的示例性接收器。图11考虑以下示例，在该示例中，如在图7中通过示例所示的那样Alamouti信元的调制符号未被交织。图11提供OFDM接收器的简化方框图，其中只表示了图解本技术所需要的那些块。图11中，OFDM解调器200接收由接收器天线202检测到的OFDM符号或多个符号，并且将符号转换到时域，使得可通过导频提取块204提取出导频载波。当然，导频符号作为检测过程的一部分被用于执行信道估计和同步。提取导频载波符号以恢复承载调制符号的副载波，其被馈送到Alamouti解码器206。
控制器208为导频提取块204提供接收器所知道的导频载波的模式。该控制器还根据导频模式控制Alamouti解码器208。Alamouti解码器206使用任意一种简单解码技术来解码Alamouti信元的调制符号，所述简单解码技术假设，对于Alamouti信元的被解码的每个调制符号来说，频率响应系数是相同的(如上文所述)。该解码技术可以适用于在OFDM符号中使用相邻的副载波所发射和接收的Alamouti信元调制符号。但是，对于那些通过由例如导频载波所分离的副载波发射和接收的Alamouti信元调制符号来说，Alamouti解码器206然后利用信道频率响应系数的估计检测调制符号，该信道频率响应系数对应于OFDM符号的第一和第二型式(空频)的或第一和第二OFDM符号(空时)的每一个内的每一副载波位置，以及对应于每一第一和第二型式或第一和第二OFDM符号。从而控制器208控制Alamouti解码器的解码，这样在计算上更加复杂的Alamouti解码过程仅仅针对经由由其他副载波或导频载波分离的副载波所发射和接收的那些Alamouti信元调制符号被执行。
一旦Alamouti解码器206恢复了调制符号对，将它们馈送到QAM解调器210，该QAM解调器210解调QAM符号来恢复QAM符号表示的数据比特。。
图12提供了从OFDM符号检测数据的接收器示例，其中Alamouti信元的调制符号被交织，使得尽可能在OFDM符号的邻近副载波上不携带任何调制符号。图12表示了该示例，除了解交织器212被提供用于对Alamouti信元的调制符号解交织外，以与图11所示的接收器的相同的方式操作。此外，由于Alamouti信元的所有调制符号在非邻近副载波上被发射，则Alamouti信元的更加复杂的解码过程必须通过估计信道频率响应系数来执行，该信道频率响应系数对应于OFDM符号的第一和第二型式(空频)的或第一和第二OFDM符号(空时)的每一个内的每一副载波位置。
交织器方案
取决于OFDM系统参数和信道行为，交织器的结构看上去有所不同。下面列出一些示例：
频率交织器
如上所述，Alamouti信元的调制符号将通过频率交织器进行扩展：目标在于通过最佳可能的方式分布Alamouti信元结构单元。这种系统的例子是DVB-T/DVB-T2的频率交织器。通过获得相邻QAM符号(在当前情形：一个Alamouti信元调制符号)之间的最大平均距离，来设计所使用的分布序列，同时另外保证最小距离。
频率/时间交织器
对Alamouti信元结构单元扩展同样可应用于专用频率与(AND)时间范围。这里提到两个示例：
·该扩展应用于一些完整的OFDM符号。根据信道特征，这可以带来进一步的优势。其原理由下图所示：在时间上一些完整的OFDM符号作为交织器的扩展范围被使用(参见图13)。
·该扩展应用于一些局部的OFDM符号。像ISDB-T这样的系统并不使用全部数量的OFDM载波，而只是使用子集分组(subset block)(例如1段ISDB-T)。在这种情况下，一些相关的副载波分组被组合为交织器范围(参见图14)。
本技术可以以更智能的方式应用于双向通信系统，其中接收器可通知发射器信道特征：主回波路径(dominant echo path)导致信道频率响应的周期性衰落行为。通常，频率的周期是延迟长度的倒数值(例如：1usec回波->频率周期＝1MHz)。建议引入频率分组交织器(frequency block interleaver)，其在该周期数的二分之一上扩展Alamouti信元结构单元。这样，每一Alamouti信元包括至少一个具有良好SNR条件的分组，对于所有Alamouti信元，有可能实现无误差解码。图15表示在高和低SNR区域上扩展的两个Alamouti信元250、252、254、256的关系。
注意：还可以引入频率分组交织器，其在该周期数的n个二分之一上(over nhalfthis periodicity number)扩展Alamouti信元结构单元。n是任意奇数，增加频率上的扩展范围。
在其他实施方式中，用于发射数据符号的装置利用第一和第二正交频分复用(OFDM)符号，该OFDM符号包括多个数据承载副载波以及一个或多个导频副载波。该装置包括调制器和发射器。该调制器可操作用以：
接收数据符号用于经由OFDM符号传送，
将数据符号形成对，
对于每一数据符号对生成第一调制符号对，该第一调制符号对形成Alamouti信元的第一和第二调制符号，
通过分别利用Alamouti信元的第一和第二调制符号中不同的一个来调制相同的副载波，形成第一OFDM符号的第一型式和第二OFDM符号的第一型式，
调制OFDM符号的第一型式的一个或多个导频载波，
对于每一数据符号对，生成第二调制符号对，该第二调制符号对形成针对OFDM符号的第一型式中的数据符号对所形成的Alamouti信元的第三和第四调制符号，
通过分别利用Alamouti信元的第三和第四调制符号中不同的一个来调制相同的副载波，分别形成第一OFDM符号的第二型式和第二OFDM符号的第二型式，
调制OFDM符号的第二型式的一个或多个导频载波。发射器被安排操作用以经由第一天线发射第一和第二OFDM符号的第一型式，以及经由第二天线发射第一和第二OFDM符号的第二型式，其中对于数据符号对中的至少一个来说，第一和第二OFDM符号被发射，他们之间具有时间位移(temporal displacement)。
在用于接收数据的装置的其他实施方式中，该装置被安排以从第一和第二正交频分复用(OFDM)符号中接收数据，第一和第二OFDM符号包括多个数据承载副载波以及一个或多个导频载波，所述数据承载副载波携带成对的数据符号。该装置包括接收器和解调器。接收器被安排以经由第一天线接收第一和第二OFDM符号的第一型式，经由第二天线接收第一和第二OFDM符号的第二型式。解调器被安排操作用以：
从第一和第二OFDM符号的第一型式，为每一数据符号对形成第一调制符号对的估计，利用一个或多个导频副载波，所述第一调制符号对形成Alamouti信元的第一和第二调制符号，第一调制符号的估计从第一OFDM符号的副载波形成，第二调制符号从在第二OFDM符号的相同位置中的副载波形成，
从第一和第二OFDM符号的第二型式，为每一数据符号对形成第二调制符号对的估计，利用一个或多个导频载波，所述第二调制符号对形成Alamouti信元的第三和第四调制符号，第三调制符号的估计从第一OFDM符号的副载波形成，第四调制符号从在第二OFDM符号的相同位置中的副载波形成，
数据检测器可操作以从对应于从第一和第二OFDM符号的第一和第二型式中所恢复的每一Alamouti信元的第一和第二调制符号以及第三和第四调制符号生成每一数据符号对的估计，
其中第一和第二OFDM符号在时间上通过至少一个其他的OFDM符号分离，数据检测器可操作用以使用信道频率响应系数的不同估计来检测由副载波携带的数据符号对，该信道频率响应系数对应于每一第一和第二OFDM符号内的每一副载波位置。
此外，至少一些Alamouti信元的第一和第二调制符号以及第三和第四调制符号可分别通过第一和第二OFDM符号的第一和第二型式内的相同副载波携带，并且数据检测器可操作用以通过假设对应于第一和第二OFDM符号的每一第一和第二型式内的副载波位置的信道频率响应系数是相同的，来检测由OFDM符号携带的数据符号对。
在另一示例中，数据检测器可操作以根据是否从连续的OFDM符号或由对应于至少一个其他OFDM符号的时间量而分离的OFDM符号中检测到数据符号对来适配(adapt)检测技术。
按照另一个实施示例，提供经由第一和第二正交频分复用(OFDM)符号发射数据的方法。OFDM符号包括多个数据承载副载波以及一个或多个导频载波。该方法包括：
接收数据符号用于经由OFDM符号传送，
将数据符号形成对，
对于每一数据符号对，生成第一调制符号对，所述第一调制符号对形成Alamouti信元的第一和第二调制符号，
通过分别利用Alamouti信元的第一和第二调制符号中不同的一个来调制相同的副载波，形成第一OFDM符号的第一型式和第二OFDM符号的第一型式，
调制OFDM符号的第一型式的一个或多个导频载波，
对于每一数据符号对，生成第二调制符号对，所述第二调制符号对形成针对OFDM符号或多个OFDM符号的第一型式中的数据符号对所形成的Alamouti信元的第三和第四调制符号，
通过分别利用Alamouti信元的第三和第四调制符号中不同的一个来调制相同的副载波，形成第一OFDM符号的第二型式和第二OFDM符号的第二型式，
调制OFDM符号的第二型式的一个或多个导频载波，以及
经由第一天线发射第一和第二OFDM符号的第一型式，以及经由第二天线发射第一和第二OFDM符号的第二型式，其中对于数据符号对中的至少一个来说，第一和第二OFDM符号被发射，具有时间位移。
按照另一个示例，提供从第一和第二正交频分复用(OFDM)符号中接收数据的方法。OFDM符号包括多个数据承载副载波以及一个或多个导频载波。数据承载副载波携带成对的数据符号。该方法包括：
接收经由第一天线发射的第一和第二OFDM符号的第一型式，
接收经由第二天线发射的第一和第二OFDM符号的第二型式，
从第一和第二OFDM符号的第一型式，为每一数据符号对形成第一调制符号对的估计，利用一个或多个导频副载波，所述第一调制符号对形成Alamouti信元的第和第二调制符号，第一调制符号的估计从第一OFDM符号的副载波形成，第二调制符号从在第二OFDM符号的相同位置中的副载波形成，
从第一和第二OFDM符号的第二型式，为每一数据符号对形成第二调制符号对的估计，利用一个或多个导频载波，所述第二调制符号对形成Alamouti信元的第三和第四调制符号，第三调制符号的估计从第一OFDM符号的副载波形成，第四调制符号从在第二OFDM符号的相同位置中的副载波形成，
从第一和第二调制符号对生成每一数据符号对的估计，第一和第二调制符号对对应于从第一和第二OFDM符号的第一和第二型式中恢复的每一Alamouti信元，
其中第一和第二OFDM符号在时间上通过至少一个其他的OFDM符号分离，每一数据符号对的估计的生成包括：
使用信道频率响应系数的不同估计来检测由副载波携带的数据符号对，该信道频率响应系数对应于每一第一和第二OFDM符号内的每一副载波的位置。
本发明的各种进一步的方面和特征在所附的权利要求中进行了定义。可对上述示例进行多种方式的修改而不脱离本发明范围。例如，本发明并不局限于DVB-T或DVB-T2，而是可应用于任何示例性技术。

Claims (16)

1.一种用于经由正交频分复用(OFDM)符号发射数据符号的装置，所述OFDM符号包括多个数据承载副载波、一个或多个对于每一OFDM符号位于相同位置的连续导频副载波符号、以及根据预定方式在一个OFDM符号和另一个OFDM符号之间改变位置的离散导频副载波符号，该装置包括：
调制器，其可操作用以接收数据符号用于经由OFDM符号传送，
将数据符号形成对，
对于每一数据符号对，生成第一调制符号对，所述第一调制符号对形成Alamouti信元的第一和第二调制符号，
通过利用Alamouti信元的第一和第二调制符号调制为携带数据所分配的副载波，形成OFDM符号的第一型式，
调制OFDM符号的第一型式的一个或多个导频载波，
对于每一数据符号对，生成第二调制符号对，所述第二调制符号对形成针对OFDM符号的第一型式中的数据符号对而生成的Alamouti信元的第三和第四调制符号，
通过利用Alamouti信元的第三和第四调制符号调制为携带数据而分配的副载波，形成OFDM符号的第二型式，
调制OFDM符号的第二型式的一个或多个导频载波，以及
发射器，用于经由第一天线发射OFDM符号的第一型式，经由第二天线发射OFDM符号的第二型式，其中在导频副载波符号定位相对于数据承载副载波符号定位无前提条件的情况下根据预定的方式利用连续导频符号副载波和离散导频符号副载波形成OFDM符号，使得对于数据符号对中的至少一个来说，在其上有形成Alamouti信元第一和第二调制符号以及第三和第四调制符号的每一调制符号的副载波，在OFDM符号的第一型式和第二型式内通过至少一个其他数据承载副载波或一个或多个离散或连续导频符号副载波来分离。
2.根据权利要求1所述的装置，其中每一OFDM符号的数据承载副载波的数量是偶数。
3.根据权利要求1所述的装置，其中调制器被安排操作用以遍及每一OFDM符号来安置数据承载副载波符号，其效果是，尽可能使形成每一Alamouti信元的第一和第二调制符号与第三和第四调制符号位于相邻的或彼此尽可能接近的副载波对上。
4.根据权利要求1所述的装置，其中该装置能够在第一多输入模式下操作，其中调制器被安排用以形成OFDM符号的第一和第二型式，发射器可操作用以经由第一天线发射第一型式，经由第二天线发射第二型式，并且该装置能够在第二单输入模式下操作，其中调制器被安排操作用以
接收数据符号，
调制具有数据符号的OFDM符号的数据承载副载波，
按照预定方式调制OFDM符号的连续和离散导频符号副载波，并且发射器被安排操作用以经由第一和第二天线中的至少一个发射OFDM符号。
5.根据权利要求1所述的装置，其中按照DVB-T或DVB-T2数字视频广播标准安排离散和连续导频符号副载波。
6.根据权利要求1所述的装置，包括纠错编码器，其可操作用以在形成对之前对数据符号进行编码；帧建立器，其被安排操作用以将已编码的数据符号形成对；以及交织器，其可操作用以接收第一和第二调制符号对，并在调制器将Alamouti信元的第一、第二、第三和第四调制符号安排在OFDM符号的第一和第二型式的数据承载副载波上之前交织调制符号。
7.根据权利要求1所述的装置，其中将每一OFDM符号的副载波划分成逻辑群，每一群与不同信道相关联，从OFDM符号的第一型式的每一信道的副载波形成Alamouti信元的第一和第二调制符号，并且从OFDM符号的第二型式的每一信道的副载波形成Alamouti信元的第三和第四调制符号。
8.用于从正交频分复用(OFDM)符号接收数据的装置，所述数据由权利要求1所述的装置发射，所述OFDM符号包括多个数据承载副载波、一个或多个对于每一OFDM符号位于相同位置的连续导频副载波符号、以及根据预定方式在一个OFDM符号和另一个OFDM符号之间改变位置的离散导频副载波符号，该装置包括：
接收器，用于接收从第一天线发射的OFDM符号的第一型式、以及从第二天线发射的OFDM符号的第二型式，
解调器，可操作用以：
利用一个或多个导频副载波，从OFDM符号的第一型式，为每一数据符号对形成第一调制符号对的估计，所述第一调制符号对形成Alamouti信元的第一和第二调制符号，
利用一个或多个导频载波，从OFDM符号的第二型式，为每一数据符号对形成第二调制符号对的估计，所述第二调制符号对形成对应于OFDM符号的第一型式中的数据符号对的Alamouti信元的第三和第四调制符号，
数据检测器，可操作用以对应于从OFDM符号的第一和第二型式中恢复的每一Alamouti信元从第一、第二、第三和第四调制符号生成每一数据符号对的估计，
其中对于由OFDM符号的第一和第二型式携带的至少一个数据符号对，携带形成Alamouti信元的第一和第二调制符号以及第三和第四调制符号的调制符号的副载波在OFDM符号的第一和第二型式内分别通过至少一个其他数据承载副载波或一个或多个导频载波分离，和数据检测器，其可操作用以使用信道频率响应系数的不同估计来检测由通过至少一个其他数据承载副载波或导频载波分离的副载波所携带的数据符号对，该信道频率响应系数对应于OFDM符号的每一第一和第二型式内的每一副载波的位置。
9.根据权利要求8所述的装置，其中至少一些Alamouti信元的第一和第二调制符号以及第三和第四调制符号分别通过OFDM符号的第一和第二型式内的相邻副载波携带，并且数据检测器可操作用以通过假设对应于OFDM符号的每一第一和第二型式内的每一副载波的位置的信道频率响应系数是相同的，来检测由副载波所携带的数据符号对。
10.根据权利要求8所述的装置，其中数据检测器可操作用以根据数据符号对是否从相邻的副载波被检测或副载波是否具有在其间所插入的一个或多个其他副载波或导频载波来适配检测技术。
11.根据权利要求8所述的装置，其中数据检测器可操作用以使用信元的每一数据符号的信道频率响应系数的不同估计来检测由副载波所携带的Alamouti信元的数据符号对，用来对于OFDM符号内的每一数据承载副载波恢复Alamouti信元的数据符号对的估计，而不管数据承载副载波的位置。
12.根据权利要求11所述的装置，其中数据检测器使用迫零或最小均方误差技术来恢复每一Alamouti信元的数据符号对的估计。
13.根据权利要求8所述的装置，其中数据符号已经被纠错编码和交织，该装置包括：
解交织器，用于对每一Alamouti信元的第一和第二调制符号以及第三和第四调制符号进行解交织，数据检测器被安排用以针对Alamouti信元的已解交织的调制符号检测调制符号，以及
解码器，用于对从通过数据检测器所提供的经检测的调制符号所恢复的数据符号进行纠错解码。
14.一种用于经由正交频分复用(OFDM)符号发射数据符号的方法，所述OFDM符号包括多个数据承载副载波、一个或多个对于每一OFDM符号位于相同位置的连续导频副载波符号、以及根据预定方式在一个OFDM符号和另一个OFDM符号之间改变位置的离散导频副载波符号，该方法包括：
接收数据符号用于经由OFDM符号传送，
将数据符号形成对，
对于每一数据符号对，生成第一调制符号对，该第一调制符号对形成Alamouti信元的第一和第二调制符号，
通过利用第一调制符号对调制为携带数据而分配的副载波，形成OFDM符号的第一型式，
调制OFDM符号的第一型式的一个或多个导频载波，
对于每一数据符号对，生成第二调制符号对，该第二调制符号对形成针对OFDM符号的第一型式中的数据符号对而生成的Alamouti信元的第三和第四调制符号，
通过调制为承载具有Alamouti信元的第三和第四调制符号的数据而分配的副载波，形成OFDM符号的第二型式，
调制OFDM符号的第二型式的一个或多个导频载波，以及
经由第一天线发射OFDM符号的第一型式，经由第二天线发射OFDM符号的第二型式，其中对OFDM符号的第一型式的一个或多个导频符号副载波调制和对OFDM符号的第二型式的一个或多个导频符号副载波调制包括：在导频副载波符号定位相对于数据承载副载波符号定位无前提条件的情况下根据预定方式对连续导频符号副载波和离散导频符号副载波进行调制，使得对于数据符号对中的至少一个来说，在其上有形成Alamouti信元的第一和第二调制符号对的每一调制符号的副载波在OFDM符号的第一型式和第二型式内通过至少一个其他数据承载副载波或一个或多个离散或连续导频符号副载波来分离。
15.一种用于从权利要求14所述的方法发射的正交频分复用(OFDM)符号接收数据的方法，所述OFDM符号包括多个数据承载副载波、一个或多个对于每一OFDM符号位于相同位置的连续导频副载波符号、以及根据预定方式在一个OFDM符号和另一个OFDM符号之间改变位置的离散导频副载波符号，所述数据承载副载波携带配对的数据符号，该方法包括：
接收来自第一天线的OFDM符号的第一型式，以及来自第二天线的OFDM符号的第二型式，
利用一个或多个导频副载波，从OFDM符号的第一型式，为每一数据符号对形成第一调制符号对的估计，所述第一调制符号对形成Alamouti信元的第一和第二调制符号，
利用一个或多个导频载波，从OFDM符号的第二型式，为每一数据符号对形成第二调制符号对的估计，所述第二调制符号对形成对应于OFDM符号的第一型式中的数据符号对的Alamouti信元的第三和第四调制符号，
对应于从OFDM符号的第一和第二型式所恢复的每一Alamouti信元从第一、第二、第三和第四调制符号生成每一数据符号对的估计，
其中对于由OFDM符号的第一和第二型式携带的至少一个数据符号对，携带形成Alamouti信元的第一和第二调制符号以及第三和第四调制符号的调制符号的副载波在OFDM符号的第一和第二型式内分别通过至少一个其他数据承载副载波或一个或多个导频载波分离，以及生成每一数据符号对的估计包括：
使用信道频率响应系数的不同估计来检测由通过至少一个其他数据承载副载波或导频载波分离的副载波所携带的数据符号对，该信道频率响应系数对应于OFDM符号的每一第一和第二型式内的每一副载波的位置。
16.用于经由正交频分复用(OFDM)符号传送数据符号的系统，所述OFDM符号包括多个数据承载副载波、一个或多个对于每一OFDM符号位于相同位置的连续导频副载波符号、以及根据预定方式在一个OFDM符号和另一个OFDM符号之间改变位置的离散导频副载波符号，该系统包括用于发射的装置和用于接收的装置，
该用于发射的装置包括：
调制器，其可操作用以接收数据符号用于经由OFDM符号传送，
将数据符号形成对，
对于每一数据符号对，生成第一调制符号对，该第一调制符号对形成为Alamouti信元的第一和第二调制符号，
通过利用Alamouti信元的第一和第二调制符号调制为携带数据而分配的副载波，形成OFDM符号的第一型式，
调制OFDM符号的第一型式的一个或多个导频载波，
对于每一数据符号对，生成第二调制符号对，该第二调制符号对形成针对OFDM符号的第一型式中的数据符号对而形成的Alamouti信元的第三和第四调制符号，
通过利用Alamouti信元的第三和第四调制符号调制为携带数据而分配的副载波，形成OFDM符号的第二型式，
调制OFDM符号的第二型式的一个或多个导频载波，以及
发射器，用于经由第一天线发射OFDM符号的第一型式，经由第二天线发射OFDM符号的第二型式，其中在导频副载波符号定位相对于数据承载副载波符号定位无前提条件的情况下根据预定方式利用连续导频符号副载波和离散导频符号副载波形成OFDM符号，使得对于数据符号对中的至少一个来说，其上有形成Alamouti信元的第一和第二调制符号以及第三和第四调制符号的每一个调制符号的副载波，在OFDM符号的第一型式和第二型式内通过至少一个其他数据承载副载波或一个或多个离散或连续导频符号副载波来分离，以及该用于接收的装置包括：
接收器，用于接收从第一天线发射的OFDM符号的第一型式、以及从第二天线发射的OFDM符号的第二型式，
解调器，可操作用以：
利用一个或多个导频副载波，从OFDM符号的第一型式，为每一数据符号对形成第一调制符号对的估计，所述第一调制符号对形成Alamouti信元的第一和第二调制符号，
利用一个或多个导频载波，从OFDM符号的第二型式，为每一数据符号对形成第二调制符号对的估计，所述第二调制符号对形成对应于OFDM符号的第一型式中的符号对的Alamouti信元的第三和第四调制符号，
数据检测器，可操作用以对应于从OFDM符号的第一和第二型式中恢复的每一Alamouti信元从第一、第二、第三和第四调制符号生成每一数据符号对的估计，
其中对于由OFDM符号的第一和第二型式携带的至少一个数据符号对，携带形成Alamouti信元的第一和第二调制符号以及第三和第四调制符号的调制符号的副载波在OFDM符号的第一和第二型式内分别通过至少一个其他数据承载副载波或一个或多个导频载波分离，并且数据检测器可操作用以使用信道频率响应系数的不同估计来检测由通过至少一个其他数据承载副载波或导频载波分离的副载波所携带的数据符号对，该信道频率响应系数对应于OFDM符号的每一第一和第二型式内的每一副载波的位置。
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