CN102132510A - 用于无线甚高吞吐量系统的mimo和sdma信令 - Google Patents

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Abstract

公开了若干种通信装置，该通信装置包括处理系统，所述处理系统用于生成和/或接收多个流，每个流具有包括多个部分的一个或多个数据分组，其中对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立，所述处理系统还用于对所述数据分组进行编码和调制和/或解码和解调。还公开了若干种通信方法，用于：生成和/或接收多个流，每个流具有包括多个部分的一个或多个数据分组；以及对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制和/或解码和解调，每个数据分组中的每个部分的编码和调制和/或解码和解调与同一数据分组中的其它部分的编码和调制和/或解码和解调相独立。

Description

用于无线甚高吞吐量系统的MIMO和SDMA信令
相关申请的交叉引用
基于35U.S.C.§119要求优先权
本专利申请要求2008年8月21日提交的标题为“MIMO AND SDMASIGNALING FOR 802.11 VERY HIGH THROUGHPUT SYSTEMS”的临时申请No.61/090,840的优先权，该临时申请已被转让给了本申请的受让人并由此通过引用将其明确并入本文。
技术领域
下面的说明书总体上涉及通信系统，并且更具体地涉及多种用于对数据分组的单独部分独立地进行编码和调制的系统和方法。
背景技术
为了解决无线通信系统所要求的不断增长的带宽需求的问题，正在开发多种不同的方案，这些方案允许多个用户终端通过共享信道资源来与单个接入点通信，同时实现高的数据吞吐量。多输入多输出(MIMO)技术代表一种这样的方法，该方法作为下一代通信系统的流行技术近期已经出现了。在多种新兴的无线通信标准中已经采纳了MIMO技术，例如，电气电子工程师协会(IEEE)802.11标准。IEEE 802.11表示由IEEE 802.11委员会为短距离通信(例如，数十米到数百米)所开发的一组无线局域网(WLAN)空中接口标准。
下一代802.11系统将有可能使用8-16个发射天线。只要使用多码字(MCW)发射机，最大均方差(MMSE)连续干扰消除(SIC)接收机就可以实现MIMO系统的容量。但是，具有MMSE SIC接收机的MCW发射机导致了非常大的存储量和复杂度，尤其是当天线数量很大的时候。随着无线系统开始增长，需要降低大的存储量需求和处理器复杂度。
发明内容
在本申请的一个方案中，一种通信装置包括处理系统，所述处理系统用于生成多个流，每个流具有包括多个部分的数据分组，其中所述处理系统还用于对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立。
在本申请的另一个方案中，一种装置包括处理系统，所述处理系统用于接收多个流，其中每个流具有包括多个部分的数据分组，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立，所述处理系统还用于对所述数据分组进行解码和解调。
在本申请的另一个方案中，一种通信方法包括：生成多个流，每个流具有包括多个部分的数据分组；以及对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立。
在本申请的另一个方案中，一种通信方法包括：接收多个流，其中每个流具有包括多个部分的数据分组，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立；以及对所述数据分组进行解码和解调。
在本申请的另一个方案中，一种通信装置包括：用于生成多个流的模块，每个流具有包括多个部分的数据分组；以及用于对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制的模块，其中，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立。
在本申请的另一个方案中，一种通信装置包括：用于接收多个流的模块，其中每个流具有包括多个部分的数据分组，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立；以及用于对所述数据分组进行解码和解调的模块。
在本申请的另一个方案中，一种用于通信的计算机程序产品包括：用指令编码的机器可读介质，所述指令是可执行的，用于执行以下操作：生成多个流，每个流具有包括多个部分的数据分组，其中所述处理系统还用于对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立。
在本申请的另一个方案中，一种用于通信的计算机程序产品包括：用指令编码的机器可读介质，所述指令是可执行的，用于执行以下操作：接收多个流，其中每个流具有包括多个部分的数据分组，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立；以及对所述数据分组进行解码和解调。
在本申请的另一个方案中，一种接入终端包括：处理系统，所述处理系统用于生成多个流，每个流具有包括多个部分的数据分组，其中所述处理系统还用于对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立；以及用户接口，所述用户接口由所述处理系统支持。
在本申请的另一个方案中，一种接入点包括：无线网络适配器，所述无线网络适配器用于支持对等节点到网络的回程连接(backhaulconnection)；以及处理系统，所述处理系统用于接收多个流，其中每个流具有包括多个部分的数据分组，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立，所述处理系统还用于对所述数据分组进行解码和解调。
在本申请的另一个方案中，一种接入终端包括：处理系统，所述处理系统用于接收多个流，其中每个流具有包括多个部分的数据分组，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立，所述处理系统还用于对所述数据分组进行解码和解调；以及用户接口，所述用户接口由所述处理系统支持。
在本申请的另一个方案中，一种接入点包括：无线网络适配器，所述无线网络适配器用于支持对等节点到网络的回程连接；以及处理系统，所述处理系统用于生成多个流，每个流具有包括多个部分的数据分组，其中所述处理系统还用于对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立。
利用本申请的一个或多个方案，可以将每个流的数据分组分解成多个部分，并且所述部分被单独地编码。对于利用卷积编码的方案而言，可以给每个部分增加尾比特，或者可以利用每个部分的咬尾(tail biting)。此外，可以给每个部分增加CRC，从而允许接收机在对每个部分进行解码后校验所述CRC，因此提供了分组错误的早期指示。如果接收机确定对于任一部分所述CRC有错，则接收机可以放弃分组解码，从而节省了功率。此外，通过将CRC包括在每个部分中，接收机可以提供关于重发哪些个部分的更好指示。利用本申请的一个或多个方案，当将LDPC编码用于所述部分时，它固有地提供这样的CRC校验。将数据分组分解成多个部分的优点例如是降低延迟并且降低了复杂度，这是因为可以在所述部分中进行解码和干扰消除，而不是在整个分组上进行解码和干扰消除。在本申请的一些方案中，通过沿着朝着分组末端的方向来降低所述部分的尺寸，可以沿着朝着分组末端的方向来提高处理速度。
附图说明
将在下面的具体实施方式和附图中描述本申请的这些以及其它示例性特征，在附图中：
图1是无线通信网络的图；
图2是图1的无线通信网络中的无线节点所用的协议的帧结构；
图3是图1的无线通信网络中的无线节点的PHY层的信号处理功能的实例的方框图；
图4是示出了图1的无线通信网络中的无线节点的多码字(MCW)发射机的实例的方框图；
图5是示出了由图1的无线通信网络中的无线节点的连续干扰消除(SIC)接收机所执行的处理的实例的方框图；
图6是示出了根据本申请的方案的通信装置的功能实例的方框图；以及
图7是示出了根据本申请的另一个方案的通信装置的功能实例的方框图。
根据一般惯例，为了清楚起见可以简化一些附图。因此，附图可以不描绘给定装置(例如，设备)或方法的全部部分。最后，在整个说明书和附图中，使用相同的附图标记来表示相同的特征。
具体实施方式
下文参考附图更完整地描述了通信系统和过程的各种方案。但是，该通信系统和过程可以用多种不同的形式来实现，并且不应将该通信系统和过程理解为仅限于本申请文件所给出的任意特定的结构或功能。相反，提供这些方案，使得本申请文件是详尽并且完整的，并且本申请文件将完整地向本领域技术人员传达本申请文件的保护范围。基于本文的教导，本领域技术人员应该认识到，本申请文件的保护范围旨在包含本文所公开的内容中的任意方案，无论其是独立地实现的还是结合本申请的任意其它方案来实现的。例如，可以使用本文阐述的任意数量的方案来实现一种装置或者实施一种方法。另外，本申请的保护范围旨在包含使用本文阐述的内容中的各种方案之外的其它结构、功能或结构和功能所实施的装置或方法。应该理解，本文所包含的内容中的任意方案可以由权利要求的一个或多个要素来体现。
现在将参考图1来介绍无线网络的几个方案。无线网络100被显示为具有若干个无线节点，将这些无线节点一般性地表示为节点110和120。每个无线节点能够进行接收和/或发射。在接下来的详细描述中，对于下行链路通信，使用术语“接入点”来命名发射节点并且使用术语“接入终端”来命名接收节点；而对于上行链路通信，使用术语“接入点”来命名接收节点并且使用术语“接入终端”来命名发射节点。但是，本领域技术人员将容易地理解：接入点和/或接入终端可以使用其它术语或命名。例如，接入点可以被称为基站、基站收发信台、站点、终端、节点、用作接入点的接入终端或者一些其它合适的术语。接入终端可以被称为用户终端、移动台、用户站点、站点、无线设备、终端、节点或一些其它合适的术语。本申请全文所述的各个概念旨在适用于所有合适的无线节点，而不管它们的具体命名。
无线网络100可以支持分布在整个地理区域上的任意数量的接入点，以便为接入终端120提供覆盖范围。系统控制器130可以用于提供所述接入点的协调和控制，并且系统控制器130还为接入终端120提供对其它网络(例如，因特网)的接入。为了简化起见，显示了一个接入点110。接入点通常是向覆盖范围的地理区域中的接入终端提供回程服务的固定终端；但是，在一些应用中，接入点可以是移动的。接入终端可以是固定的或移动的，接入终端利用接入点的回程服务或者参加与其它接入终端的对等通信。接入终端的实例包括电话(例如，蜂窝式电话)、膝上型计算机、台式计算机、个人数字助理(PDA)、数字音频播放器(例如MP3播放器)、照相机、游戏控制台或者任意其它合适的无线节点。
在接下来的详细描述中，将参考(下面描述的)MIMO系统来描述通信系统的各种方案，MIMO系统支持任意合适的无线技术，例如正交频分复用(OFDM)。OFDM是一种扩频技术，其将数据分发在以精确频率间隔开的大量子载波上。该间隔提供了“正交性”，该“正交性”使得接收机能够从子载波恢复数据。OFDM系统可以执行IEEE 802.11或者一些其它空中接口标准。其它合适的无线技术包括，例如，码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)或者任意其它合适的无线技术或者合适的无线技术的任意组合。可以利用IS-2000、IS-95、IS-856、宽带CDMA(WCDMA)或者一些其它合适的空中接口标准来实现CDMA系统。TDMA系统可以执行全球移动通信系统(GSM)或一些其它合适的空中接口标准。本领域技术人员将容易地认识到，本申请的各个方案并不限于任意特定的无线技术和/或空中接口标准。
无线网络100可以支持MIMO技术。使用MIMO技术，接入点110可以同时与多个接入终端120通信，或者接入点110使用空分多址(SDMA)同时向装配有多个天线的接入终端120发送多个数据流。SDMA是一种多址方案，该多址方案允许同时将多个流发送到不同的接收机以便共享同一频道，并由此提供更高的用户容量。这是通过如下操作实现的：对每个数据流进行空间预编码，然后在下行链路上通过不同的发射天线来发射经过空间预编码之后所得到的每个流。在这里，SDMA形式的空间预编码的结果是在不同的接收天线处接收每个数据流，尽管数据流与接收天线之间的一一对应关系不是必需的。例如，MIMO通信系统可以采用多(NT)个发射天线和多(NR)个接收天线来进行数据传输。可以将由NT个发射天线和NR个接收天线所形成的MIMO信道分解成NS个独立的信道，其中NS＜＝min{NT，NR}。NS个独立信道中的每一个还可以被称为MIMO信道的空间子信道(或者传输信道)。对于NS＝NT＜＝NR的满秩MIMO信道而言，可以从NT个发射天线中的每一个发射天线发射独立的数据流。当接入点110和接入终端120两者都装配有多个天线(NT和NR)时，不用附加的带宽或发射功率就能提高数据吞吐量。这可以通过将发射机上的高数据速率信号分割成多个具有不同空间特征的较低速率的数据流来实现，从而使得接收机能够将这些流分到多个信道中并且正确地组合这些流以便恢复高速率数据信号。
无线节点(无论该无线节点是接入点还是接入终端)可以用下面的协议来实现，即该协议是采用例如图2中所示的分层结构的协议。分层协议结构可以包括：物理(PHY)层206，其实现所有物理和电气规范以便将无线节点接口到共享的无线信道；介质接入控制(MAC)层204，其协调对共享的无线信道的接入；以及应用层202，其执行各种数据处理功能，包括例如语音和多媒体编解码器和图形处理。该协议的PHY层206负责提供如下所述的各种信号处理功能(例如，调制、编码、空间处理等等)。对于任何特定的应用而言，可能需要另外的协议层(例如，网络层、传输层)。在一些结构中，无线节点可以用作接入点与接入终端之间的中继点或者两个接入终端之间的中继点，并且因此无线节点可以不需要应用层。本领域技术人员将能够容易地根据特定的应用和施加于整个系统上的总设计约束来实现用于任意无线节点的恰当协议。
当无线节点处于发射模式时，应用层202处理数据，将数据分成多个分组并且将数据分组提供给MAC层204。MAC层204利用来自应用层的数据分组来组合MAC分组210，MAC分组210的有效载荷212携带来自应用层的数据分组。可替换地，MAC分组210的有效载荷可以携带来自应用层202的数据分组的片断或多个数据分组。每个MAC分组210包括MAC报头214并且可以包括检错码216。MAC分组210有时被称为MAC协议数据单元(MPDU)，但是MAC分组210还可以被称为帧、数据分组、时隙、段或者任意其它合适的命名。
当MAC决定进行发射时，它向物理(PHY)层206提供至少一个MAC分组210。在PHY层206上，将数据(或MAC)分组210分成多个部分或“子分组”218，并且为每个子分组218添加检错码216a，使得接收机可以确定是否成功地解码了每个子分组218(下文将进行更详细的解释)。添加到每个单个子分组218的检错码216a可以是循环冗余校验(CRC)码、校验和码、奇偶校验码、低密度奇偶校验码(LDPC)或者一些其它合适的检错码。
将子分组218组合到PHY层有效载荷222中，其中将PHY层前导码226和/或PHY层报头228附加到PHY层有效载荷222，从而创建PHY层分组220。PHY层分组220的有效载荷可以携带一个或多个MAC分组的所述部分(子分组)的一部分或全部。接收节点可以使用PHY层前导码226来检测PHY分组220的开始并且将其与发射机的节点数据时钟同步，PHY层前导码226有时又被称为物理层会聚协议(PLCP)。PHY层报头228可以用于提供其它信息，例如，子分组218的数量、用于对每个子分组218进行编码和调制的调制和编码方案、每个分组和/或子分组的OFDM符号的数量和/或用于对包括在PHY层有效载荷222中的每个子分组218进行划界和解码的其它信息。PHY分组220有时被称为物理层协议数据单元(PPDU)，但是PHY分组220还可以被称为帧、分组、时隙、段或者任意其它合适的命名。
当无线节点处于接收模式时，上述过程翻转。即，PHY层206检测来自无线信道的输入PHY分组220。报头和/或前导码(228、226)允许PHY层206同步PHY分组220和子分组218，并且执行各种信号处理功能(例如，以下更加详细描述的解调、解码、空间处理等等)，这些信号处理功能是当无线节点处于发射模式时所执行的那些功能的翻转。一旦对子分组218进行解码，就可以使用该子分组218中的检错码216a来确定子分组218是否被正确地解码了。在处理之后，PHY层206恢复PHY分组的有效载荷222中所携带的子分组218，将子分组218重新组合成一个或多个MAC分组210，并且将(多个)MAC分组210提供给MAC层204。
MAC层204对每个重新组合的MAC分组210的检错码216a进行校验，以确定它是否被成功地解码。如果该MAC分组的检错码216a指示它被成功地解码，则将MAC分组210的有效载荷提供给应用层202。如果MAC分组210的检错码216a指示它没有被成功地解码，则丢弃MAC分组210或者仅丢弃对应的MAC子分组218。可以将确认(ACK)发送回发射节点，以指示哪些个数据分组被成功地解码了。发射节点使用ACK来确定哪些个数据分组需要重传(如果有数据分组需要重传的话)。在一些配置中，只有在确定每个子分组218已经被正确地解码时才发送ACK。在该配置中，如果确定MAC分组210的任意子分组在传输期间已经受到了破坏，则不发送ACK。在一些配置中，为每个成功解码的子分组发送单独的ACK。在该配置中，仅需要对未被正确解码的子分组进行重传。在一些情况下，可以将需要重传的子分组218集中到一个MAC分组210中。在一些配置中，ACK机制为每个重新组合的MAC分组210提供用于指示哪些个子分组被成功地解码以及哪些个子分组未被成功地解码的信息。
在一些情况下，使用卷积码来对子分组218进行编码。当采用卷积码时，可以将尾比特添加到子分组上。尾比特可以是全零，例如在“零尾码”中，并且尾比特用于将编码器返回到零状态，使得可以从零状态开始接收机上的解码过程。通过将尾比特添加到每个子分组218的末端，在每个子分组218之前，将编码器返回到零状态。因此，通过在每个子分组之前重新初始化编码器，每个子分组218的编码可以与PHY层分组220中的每个其它子分组218的编码相独立。还可以独立地调制该独立编码的子分组。此外，编码器的开始状态和结束状态对于用来解码PHY层分组220的解码器而言是已知的。同样地，可以解码每个子分组218，在一些情况下，每个子分组218的解调与PHY层分组220中的每个其它子分组218的解调相独立。可以将CRC 216添加到已添加了尾比特的每个子分组218上，从而可以如上所述地确定每个子分组218是否与PHY层分组220中的每个其它子分组218相独立地被成功解码了。
在一些配置中，使用了咬尾卷积码。当使用咬尾时，不将尾比特添加到子分组218上。相反，使用子分组218的最后几个比特，例如“Q”个比特(其中“Q”表示预定数量的比特)来初始化编码器，从而使得编码器的开始状态和结束状态相同，但不必为零。通过使用子分组218的最后“Q”个比特来初始化编码器，通过对每个子分组218循环应用卷积码，每个子分组218的编码可以与PHY层分组220中的每个其它子分组218的编码相独立。还可以独立地调制该独立编码的子分组。利用咬尾编码，解码器知道编码器的开始状态和结束状态是相同的，但不知道开始状态和结束状态是什么。因此，解码器必须能够确定开始状态和结束状态，以便例如通过将卷积解码应用于接收的子分组218的循环上来解码子分组。解码器能够利用在PHY层报头228和/或前导码226中提供的信息来确定子分组218的开始状态和结束状态。同样地，可以解码每个子分组218，并且每个子分组218的解码与PHY层分组中的每个其它子分组218的解码相独立，而且在一些情况下，每个子分组218的解调与PHY层分组中的每个其它子分组218的解调相独立。当使用咬尾时，还可以将CRC 216添加到每个子分组218上，使得可以如上所述地确定每个子分组218是否已经与PHY层分组220中的每个其它子分组218相独立地被成功解码了。
在一些情况下，将低密度奇偶校验码(LDPC)单独地应用于每个子分组218。在该情况下，沿着朝向每个子分组218的末端的方向，使用较小的LDPC块。可以采用与以上所建议的用于卷积码的附加CRC 216相同的方式来在接收机端使用由LDPC所执行的固有奇偶校验。
除了上述任意内容之外，可以沿着朝向PHY层分组220的末端的方向提供较小的子分组，从而进一步增加检错和解码效率。
图3是示出了当无线节点处于发射模式时PHY层的信号处理功能实例的概念性方框图。在该实例中，TX处理系统300执行信号处理功能。在TX处理系统300中，TX数据处理器302从数据源301接收数据。接收的数据可以包括来自图2的MAC层204的数据(或MAC)分组210。TX数据处理器302将数据(或MAC)分组210分成多个部分(或子分组)218、将检错码216a添加到每个子分组218上、以及将每个子分组218组合成PHY层分组220，如图2所示。TX数据处理器302可以用于对包括检错码216a的每个子分组218进行编码，其中对包括检错码216a的每个子分组218进行的编码与PHY层分组220中的每个其它子分组218的编码相独立。该编码过程包括使用上述尾比特或咬尾或LDPC的卷积码。该编码过程导致了用于每个子分组218的码符号序列，TX数据处理器302可以将该码符号序列组合成块并且映射到信号星座上以产生用于每个子分组218的一系列调制符号。
在执行OFDM的无线节点中，可以将来自TX数据处理器302的调制符号提供给OFDM调制器304。OFDM调制器304将调制符号分成并行的流，并且将每个流映射到OFDM子载波上。TX空间处理器305对OFDM流进行空间处理。这可以通过对每个子载波的NS个并行OFDM符号进行空间预编码来实现，例如这可以通过将第n个子载波上的调制符号乘以波束成形或SDMA预编码矩阵例如W(n)来实现，该矩阵具有NT乘以NS个复合元素。然后，OFDM调制器304的IFFT 304a将作为结果的NT个空间预编码流转换到时域，然后将其发送到不同的发射机306，每个发射机306具有发射天线308。每个发射机306用各自的预编码流来调制RF载波以便在无线信道上传输，并且每个发射机306经由其各自的发射天线308来发射经过RF调制的流。
在将用于表示子分组218的每个调制符号系列应用于OFDM调制器304和空间处理器305之后，该用于表示子分组218的每个调制符号系列可以包括例如1到4个OFDM符号，OFDM符号包括检错码。
类似地，TX数据处理器302可以将输入的数据流分成NS个并行流，并且TX数据处理器302独立地对这些流或者这些流的部分进行编码和调制，下文将参照多码字(MCW)模式对此进行描述。
MIMO设计具有两种操作模式——单码字(SCW)和多码字(MCW)。在MCW模式中，发射机可以独立地对在每个空间流上发射的数据进行编码。例如，如图4的TX处理系统400所示，处于发射模式的无线节点可以包括NT个(在一个实例中，NT＝4)TX数据处理器402a-402d，它们从数据源401接收数据。每个TX数据处理器402以与上述关于TX数据处理器302类似的方式对从数据源401接收的数据进行处理和编码，结果使得每个TX数据处理器402产生一系列调制符号。在执行OFDM的无线节点中，每个TX数据处理器402可以包括OFDM调制器，该OFDM调制器将接收的调制符号分成并行的OFDM流。TX空间处理器403对OFDM流进行空间处理，这可以通过对每个子载波的NS个并行OFDM符号进行空间预编码来实现，例如这可以通过将第n个子载波上的调制符号乘以波束成形或SDMA预编码矩阵来实现，该矩阵具有NT乘以NS个复合元素。然后，IFFT404a-404d将作为结果的NT个空间预编码流变换到时域，然后将其分别发送到不同的发射机406a-406d，发射机406a-406d每个具有各自的发射天线408a-408d。每个发射机406利用各自的预编码流来调制RF载波以便在无线信道上发射，并且经由其各自的发射天线408来发射经过RF调制的流。在一些方案中，与TX数据处理器402相独立地提供一个或多个OFDM调制器，以便将调制符号分成多个流。所述流由空间处理器进行空间处理并且由包括在OFDM调制器中的IFFT转换到时域上，从而产生每个空间映射流的OFDM符号或符号流。然后，将OFDM符号或符号流独立地发送到不同的发射机，每个发射机具有各自的天线，如上所述。
上述发射机(例如，图3中的306和图4中的406)可以是独立的发射机或者可以被集成到诸如收发器之类的任意其它部件中。
在MIMO通信系统中，在接收机端，可以由利用连续干扰消除(SIC)的接收机的多(NR)个接收天线来接收多(NT)个发射天线所发射的空间流。当接收机利用SIC时，接收机顺序地对数据流进行解码。SIC处理技术试图使用空间或空时接收机处理一次恢复一个发射的符号流，并且消除由每个“恢复的”符号流引起的干扰，使得稍后恢复的符号流经历较小的干扰。SIC算法如下工作：解码第一数据流，然后在重新编码并且将编码后的第一流乘以所估计的信道状态之后从接收的信号中减去它的影响以便从第二流上去除由于第一流的传输所引起的干扰，从而产生经修改的符号流，然后解码第二流，等等。因此，SIC处理包括多个级，将要被恢复的每个发射的符号流对应一个级。每一级(除了最后一级之外)恢复其中一个发射的符号流并且消除由于该恢复的符号流所引起的干扰，以便得到用于下一级的经修改的符号流。每个后续恢复的符号流经历较小的干扰，并且能够实现比无干扰消除时更高的SNR。
图5的方框图示出了由采用SIC接收机500的RX处理系统所执行的处理的实例，该SIC接收机500包括在采用某些配置的无线节点中。SIC接收机500包括NR个接收机516a-516r，每个接收机具有各自的接收天线518a-518r。当无线节点处于接收模式时，NR个接收机516a-516r中的每一个通过其各自的天线518接收从NT个发射天线(例如，分别是图3和图4中的发射天线308和408)发射的信号。NR个接收机516a-516r对各自的接收信号进行调节(例如，滤波、放大和下变频)、将已调节的信号数字化以提供抽样、以及进一步对抽样进行处理(例如，数据解调)以提供接收的发射符号流。然后，将来自所有接收机516的接收的发射符号流提供给RXOFDM处理器504。
RX OFDM处理器504包括FFT处理器，其对每个接收的OFDM符号进行变换，以便为该符号周期所用的NF个频率子信道提供NF个接收符号的向量。RX OFDM处理器504然后将NR个接收的符号流提供给RX SIC处理器501。类似于包括多个并行的IFFT的TX处理系统400，RX OFDM处理器504还可以包括多(例如，NR)个并行地排列的FFT处理器，以便执行FFT处理。
SIC接收机500还可以包括用于对每个接收的符号流进行处理的NS个级联的接收机处理级502a-502n。如果NR个空间流是由SIC接收机500的NR个接收天线接收的，那么可以使用SIC处理技术来处理NR个接收的符号流，以检测NS个发射的符号流。NS个级对NR个接收的符号流进行处理以便连续地在每个级上恢复一个发射的符号流。在恢复每个发射的符号流时，对它引起的对剩余的尚未恢复的符号流所引起的干扰进行估计，并且将该干扰从接收的符号流中消除，并且下一级进一步处理该“经修改”的符号流以恢复下一个发射的符号流。通过在每个子分组中包括检错码来辅助符号流的恢复。例如，如果每个子分组包括1-4个符号，那么为每个1-4个符号提供检测码。因此，在确定符号是否已经被正确地解码之前，仅需要解码1-4个符号，并且可以迅速地将精确的干扰估计应用于符号的下一个级(从中减去)。此外，因为通过独立地对每个子分组进行编码和调制而降低了符号流的长度，所以在每个符号流中仅包括数量减少的将要恢复的符号。例如，当(如在上述实例中)在每个子分组中包括1-4个符号时，SIC接收机500仅需要缓冲最多1-4个符号。
每个接收机处理级502(除了最后一级502n之外)包括空间处理器506、RX数据处理器508和干扰消除器510。最后一级502n仅包括空间处理器506n和RX数据处理器508n。
在该实例中，将接收的符号流提供给RX空间处理器506a-506n，其对信息执行空间处理以恢复去往该接收机的任意空间流。可以根据信道相关矩阵求逆(CCMI)、最小均方差(MMSE)或一些其它合适的技术来执行空间处理。可以使用RX数据处理器508a-508n来将调制符号转换回信号星座中的正确的点。由于无线信道中的噪声和其它干扰，调制符号可能不对应于原始信号星座中的点的准确位置。RX数据处理器508a-508n通过找出接收点与信号星座中的有效符号的位置之间的最小距离来检测最有可能发射了哪个调制符号。在前向纠错(FEC)码的情况下，可以使用这些软判决(例如)来计算与给定的调制符号相关联的码符号的对数似然比(LLR)。然后，RX数据处理器508a-508n使用码符号LLR的序列，以便在将最初发射的数据通过数据接收装置520提供给MAC层之前对该数据进行解码。
对于第一级502a，空间处理器506基于特定的空间或空时接收机处理技术来接收并且处理来自NR个RX接收机516a-516r的、由RX OFDM处理器504处理的NR个接收的符号流(记为向量y 1 )，以便提供NS个检测符号流(记为向量x)，其中NS≤NT。对于具有OFDM的MIMO，NR个接收的符号流包括一个频率子信道的接收符号。选择对应于最低数据速率的检测符号流x 1 ，并且将其提供给RX数据处理器508a。RX数据处理器508a进一步处理(例如，解调、解交织和解码)为第一级所选择的检测符号流x 1 ，以便提供已解码的数据流。空间处理器506a还提供信道响应的估计，其用于为所有级执行空间或空时处理。
第一级502a的干扰消除器510a还接收来自接收机516a-516r的NR个接收的符号流(即，向量y 1 )。干扰消除器510a还从RX数据处理器508a接收解码的数据流，并且执行处理(例如，编码、交织、调制、与对应的信道响应相乘等等)，从而得到NR个重新调制的符号流，该NR个重新调制的符号流是由刚恢复的数据流所引起的干扰分量的估计。然后，从第一级的输入符号流中减去重新调制的符号流，从而得到NR个经修改的符号流(记为向量y 2 )，其包括全部，除了所减去的(即，消除的)干扰分量。然后，将NR个经修改的符号流提供给下一级。
对于第二级502b到最后一级502n中的每一级，空间处理器506为该级接收并且处理来自前一级中的干扰消除器510的NR个经修改的符号流，从而得到该级的检测符号流。RX数据处理器504选择并且处理对应于该级上的最低数据速率的检测符号流，以便为该级提供解码的数据流。对于第二级到倒数第二级中的每一级，该级中的干扰消除器510从前一级中的干扰消除器510接收NR个经修改的符号流并且从同一级内的RX数据处理器508接收解码的数据流，得到NR个重新调制的符号流并且为下一级提供NR个经修改的符号流。
接收机516a-516r可以是独立的接收机或者可以被集成到诸如收发器之类的任意其它部件中。
SIC接收机500可以利用流水线技术来处理所接收的符号流。流水线允许并行地处理符号流，在该并行处理中，如上面所述，第一级处理第一符号流，然后将其转发到第二级来处理，等等。当第一级将第一符号流转发到第二级时，第一级开始处理第二符号流，而无需等待第一符号流的处理被完成。当第一级已经完成第二符号流的处理并且第二级已经完成第二符号流的处理时，第一级可以开始处理第三符号流，并且第二级可以开始处理第二符号流，等等。利用流水线的SIC接收机500的每一级以类似的方式进行操作，从而处理连续的流，而无需等待所有级完成以前接收的流的处理。
在一些配置中，每个流包括相同的数据分组，从而允许波束成形和由于分集导致的增益增加。然而，在一些配置中，可以在每个流中发射不同的数据分组，从而增加了带宽并且使得吞吐量更高。一些其它配置可以支持空间流的组合，其中一些具有相同的数据内容并且其它的具有不同的数据内容。
虽然已经针对SIC接收机描述了本申请的各个方案，但是本申请并不限于此。例如，一些方案可以利用诸如迫零(ZF)、最小均方差(MMSE)或近最大似然接收机之类的MIMO检测器。
图6是示出了根据本申请的一个方案的通信装置600的功能实例的方框图。通信装置600包括：用于生成多个流的模块602，其中每个流具有包括多个部分的数据分组；以及用于对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制的模块604，其中，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立。
图7是示出了根据本申请的另一个方案的通信装置700的功能实例的方框图。通信装置700包括：用于接收多个流的模块702，其中每个流具有包括多个部分的数据分组，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立；以及用于对所述数据分组进行解码和解调的模块704。
可以利用一个或多个通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、其它可编程逻辑部件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件部件或被设计成用于执行本文所述功能的上述部件的任意组合来实现本文所述的所有元件、部件和模块。通用处理器可以是微处理器、控制器、微控制器、状态机或能够执行软件的任意其它电路。应该将软件广义地理解为意味着指令、数据或它们的组合，无论它们被称为软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言还是其它。软件可以存储在机器可读介质上或者嵌入在一个或多个部件中，例如DSP或ASIC。机器可读介质可以包括各种存储部件，包括例如，RAM(随机存取存储器)、闪存、ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦写可编程只读存储器)、寄存器、磁盘、光盘、硬盘或任意其它合适的存储介质，或者它们的任意组合。机器可读介质还可以包括传输线、由数据调制的载波和/或用于向无线节点提供软件的其它装置。机器可读介质可以实现在计算机程序产品中。计算机程序产品可以包括包装材料。
本文所述的元件、部件和模块被实现在硬件、软件中还是被实现在硬件和软件的组合中将取决于施加在整个系统上的特定应用和设计约束。对于每种特定的应用，本领域技术人员可以以变化的方式来实现所述的功能，但是不应将该实现决策解释为引起偏离了本申请的保护范围。
提供先前的描述是为了使本领域技术人员能够完全理解本申请的完整保护范围。对本文披露的各种结构的修改对于本领域技术人员来说是很显而易见的。因此，不要意图将权利要求限于本文包含的内容中的各种方案；相反，权利要求与权利要求的语言表达的全部范围相一致，其中，除非特别声明，否则采用单数形式来引用元件不是想要意味着“一个且仅有一个”，而是指“一个或多个”。除非特别声明，否则术语“一些”指的是一个或多个。通过引用的方式将本领域普通技术人员已知的或稍后会知道的、本申请全文中描述的各种方案中的要素的所有结构和功能的等价物明确并入到本文中，并意图被权利要求所涵盖。而且，本文披露的任何内容都不是要奉献给公众，不管这种内容是否明确地记载在权利要求中。没有权利要求要素可以根据35U.S.C.§112第六段的条款来解释，除非使用短语“用于...的装置”明确地记载了该要素，或者在方法权利要求的情况下，使用短语“用于...的步骤”记载了该要素。

Claims (78)

1.一种通信装置，包括：
处理系统，所述处理系统用于生成多个流，每个流具有包括多个部分的数据分组，其中所述处理系统还用于对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理系统还用于以SDMA传输模式向不同的用户发射所述多个流中的每个流。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理系统还用于以MIMO传输模式向同一用户发射多个流。
4.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理系统还用于以SDMA传输模式向不同的用户传输流的子集，其中，以MIMO传输模式向用户发射流的每个子集。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理系统还用于以SDMA传输模式向不同的用户传输单个流与多个流的组合。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理系统还用于为每个数据分组中的每个部分提供检错码。
7.如权利要求6所述的装置，其中，每个检错码包括CRC码。
8.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理系统还用于为每个数据分组中的每个部分提供一个或多个尾比特。
9.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理系统还用于为每个数据分组中的每个部分提供咬尾编码。
10.如权利要求1所述的装置，其中，靠近每个数据分组末端的部分比其它部分小。
11.如权利要求1所述的装置，其中，所述处理系统还用于为每个数据分组中的每个部分提供边界。
12.如权利要求1所述的装置，其中，每个数据分组包括MAC层分组。
13.如权利要求1所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括至少一个OFDM符号。
14.如权利要求1所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括多个OFDM符号中的多个子载波。
15.如权利要求1所述的装置，还包括多个天线，所述处理系统还用于将每个流提供给所述天线的子集来进行发射。
16.一种通信装置，包括：
处理系统，所述处理系统用于接收多个流，其中每个流具有包括多个部分的数据分组，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立，所述处理系统还用于对所述数据分组进行解码和解调。
17.如权利要求16所述的装置，其中，所述处理系统还用于通过执行MIMO检测和/或干扰消除来对去往接收多个流的不同用户的流进行恢复。
18.如权利要求16所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括检错码，所述处理系统还用于使用所述检错码来进行解码并且校验每个数据分组中的每个部分中的错误。
19.如权利要求18所述的装置，其中，每个检错码包括CRC码。
20.如权利要求16所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括一个或多个尾比特，所述处理系统还用于使用所述尾比特来对每个数据分组中的每个部分进行解码和解调。
21.如权利要求16所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括咬尾编码，所述处理系统还用于使用所述咬尾来对每个数据分组中的每个部分进行解码和解调。
22.如权利要求16所述的装置，其中，靠近每个数据分组末端的部分比其它部分小，所述处理系统还用于使用较小的部分来对所述数据分组进行解码和解调。
23.如权利要求16所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括边界，所述处理系统还用于使用所述边界来对每个数据分组中的每个部分进行解码和解调。
24.如权利要求16所述的装置，其中，每个数据分组包括MAC层分组。
25.如权利要求16所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括至少一个OFDM符号。
26.如权利要求16所述的装置，其中，所述处理系统包括SIC接收机。
27.如权利要求16所述的装置，其中，所述处理系统包括MIMO检测器，所述MIMO检测器包括迫零(ZF)、最小均方差(MMSE)和近极大似然接收机中的任意一个。
28.如权利要求16所述的装置，其中，所述处理系统还用于以流水线的形式对所述流中的所述数据分组进行解码和解调。
29.一种通信方法，包括：
生成多个流，每个流具有包括多个部分的数据分组；以及
对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立。
30.如权利要求29所述的方法，还包括为每个数据分组中的每个部分提供检错码。
31.如权利要求30所述的方法，其中，每个检错码包括CRC码。
32.如权利要求29所述的方法，还包括为每个数据分组中的每个部分提供一个或多个尾比特。
33.如权利要求29所述的装置，还包括为每个数据分组中的每个部分提供咬尾。
34.如权利要求29所述的装置，其中，靠近每个数据分组末端的部分比其它部分小。
35.如权利要求29所述的方法，还包括为每个数据分组中的每个部分提供边界。
36.如权利要求29所述的方法，其中，每个数据分组包括MAC层分组。
37.如权利要求29所述的方法，其中，每个数据分组中的每个部分包括多个OFDM符号。
38.如权利要求29所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括在多个OFDM符号中的多个子载波。
39.如权利要求29所述的方法，还包括将每个流提供给多个天线中的不同天线来进行发射。
40.一种通信方法，包括：
接收多个流，其中每个流具有包括多个部分的数据分组，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立；以及
对所述数据分组进行解码和解调。
41.如权利要求40所述的方法，其中，每个数据分组中的每个部分包括检错码，所述方法还包括使用所述检错码来进行解码并且校验每个数据分组中的每个部分中的错误。
42.如权利要求41所述的方法，其中，每个检错码包括CRC码。
43.如权利要求40所述的方法，其中，每个数据分组中的每个部分包括一个或多个尾比特，所述方法还包括使用所述尾比特来对每个数据分组中的每个部分进行解码和解调。
44.如权利要求40所述的方法，其中，每个数据分组中的每个部分包括咬尾编码，所述方法还包括使用所述咬尾来对每个数据分组中的每个部分进行解码和解调。
45.如权利要求40所述的方法，其中，靠近每个数据分组末端的部分比其它部分小，所述方法还包括使用较小的部分来对所述数据分组进行解码和解调。
46.如权利要求40所述的方法，其中，每个数据分组中的每个部分包括边界，所述方法还包括使用所述边界来对每个数据分组中的每个部分进行解码和解调。
47.如权利要求40所述的方法，其中，每个数据分组包括MAC层分组。
48.如权利要求40所述的方法，其中，每个数据分组中的每个部分包括多个OFDM符号。
49.如权利要求40所述的方法，还包括利用SIC接收机、迫零(ZF)接收机、最小均方差(MMSE)接收机和近极大似然接收机中的任意一个来进行接收。
50.如权利要求40所述的方法，还包括以流水线的形式对所述流中的所述数据分组进行解码和解调。
51.一种通信装置，包括：
用于生成多个流的模块，每个流具有包括多个部分的数据分组；以及
用于对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制的模块，其中，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立。
52.如权利要求51所述的装置，还包括用于为每个数据分组中的每个部分提供检错码的模块。
53.如权利要求52所述的装置，其中，每个检错码包括CRC码。
54.如权利要求51所述的装置，还包括用于为每个数据分组中的每个部分提供一个或多个尾比特的模块。
55.如权利要求51所述的装置，还包括用于为每个数据分组中的每个部分提供咬尾编码的模块。
56.如权利要求51所述的装置，其中，靠近每个数据分组末端的部分比其它部分小。
57.如权利要求51所述的装置，还包括用于为每个数据分组中的每个部分提供边界的模块。
58.如权利要求51所述的装置，其中，每个数据分组包括MAC层分组。
59.如权利要求51所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括多个OFDM符号。
60.如权利要求51所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括多个OFDM符号中的多个子载波。
61.如权利要求51所述的装置，还包括用于将每个流提供给多个天线中的不同的天线来进行发射的模块。
62.一种通信装置，包括：
用于接收多个流的模块，其中每个流具有包括多个部分的数据分组，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立；以及
用于对每个数据中的每个部分进行解码和解调的模块。
63.如权利要求62所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括检错码，所述装置还包括用于使用所述检错码来进行解码并且校验每个数据分组中的每个部分中的错误的模块。
64.如权利要求63所述的装置，其中，每个检错码包括CRC码。
65.如权利要求62所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括一个或多个尾比特，所述装置还包括用于使用所述尾比特来对每个数据分组中的每个部分进行解码和解调的模块。
66.如权利要求62所述的方法，其中，每个数据分组中的每个部分包括咬尾编码，所述装置还包括用于使用所述咬尾来对每个数据分组中的每个部分进行解码和解调的模块。
67.如权利要求62所述的方法，其中，靠近每个数据分组末端的部分比其它部分小，所述装置还包括用于使用较小的部分来对所述数据分组进行解码和解调的模块。
68.如权利要求62所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括边界，所述装置还包括用于使用所述边界来对每个数据分组中的每个部分进行解码和解调的模块。
69.如权利要求62所述的装置，其中，每个数据分组MAC层分组。
70.如权利要求62所述的装置，其中，每个数据分组中的每个部分包括多个OFDM符号。
71.如权利要求62所述的装置，还用于利用SIC接收机、迫零(ZF)接收机、最小均方差(MMSE)接收机和近极大似然接收机中的任意一个来进行接收的模块。
72.如权利要求62所述的装置，还包括用于以流水线的形式对所述流中的所述数据分组进行解码和解调的模块。
73.一种用于通信的计算机程序产品，包括：
用指令编码的机器可读介质，所述指令是可执行的，用于执行以下操作：
生成多个流，每个流具有包括多个部分的数据分组，其中处理系统还用于对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立。
74.一种用于通信的计算机程序产品，包括：
用指令编码的机器可读介质，所述指令是可执行的，用于执行以下操作：
接收多个流，其中每个流具有包括多个部分的数据分组，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立；以及
对每个数据分组中的每个部分进行解码和解调。
75.一种接入终端，包括：
处理系统，所述处理系统用于生成多个流，每个流具有包括多个部分的数据分组，其中所述处理系统还用于对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立；以及
用户接口，所述用户接口由所述处理系统支持。
76.一种接入点，包括：
无线网络适配器，所述无线网络适配器用于支持到网络的回程连接；以及
处理系统，所述处理系统用于接收多个流，其中每个流具有包括多个部分的数据分组，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立，所述处理系统还用于对每个数据分组中的每个部分进行解码和解调。
77.一种接入终端，包括：
处理系统，所述处理系统用于接收多个流，其中每个流具有包括多个部分的数据分组，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立，所述处理系统还用于对每个数据分组中的每个部分进行解码和解调；以及
用户接口，所述用户接口由所述处理系统支持。
78.一种接入点，包括：
无线网络适配器，所述无线网络适配器用于支持对等节点到网络的回程连接；以及
处理系统，所述处理系统用于生成多个流，每个流具有包括多个部分的数据分组，其中所述处理系统还用于对每个数据分组中的每个部分进行编码和调制，每个数据分组中的每个部分的编码和调制与同一数据分组中的其它部分的编码和调制相独立。
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