CN102340474B - 用符号加载降低严重干扰的影响的ofdm传送器和方法 - Google Patents

Abstract

本发明名称为“用符号加载降低严重干扰的影响的OFDM传送器和方法”。本文公开通过符号加载来降低OFDM系统中副载波上干扰的影响的OFDM传送器和方法的实施例。在映射到不同的信号维的两个或更多输入数据符号的组上执行线性变换以生成对应的两个或更多输出数据符号。每个输出数据符号具有增加数量的星座点。配置每个输出数据符号以用于在所述不同信号维之一内传送，线性变换可以配置成使得所述两个或更多输出数据符号的每个携带该组输入数据符号的每个的信息。映射到不同信号维的输入数据符号的这种一起编码可提供改进的可靠性以对抗衰落和严重干扰。不同的信号维可包括频率、时间和/或空间维。

Description

用符号加载降低严重干扰的影响的OFDM传送器和方法

优先权要求

本申请依据35U.S.C.119(e)要求对2009年12月31日提交的美国临时专利申请序列号61/291,787(引用号P33337Z)的优先权，它通过引用整体结合于本文。

技术领域

实施例有关多载波无线通信。一些实施例涉及使用正交频分复用(OFDM)信号来通信的无线网络。一些实施例涉及WiFi无线网络，包括根据IEEE 802.11标准(包括IEEE 802.11ac提议的标准)之一配置的那些WiFi无线网络。一些实施例涉及WiMAX无线网络，包括根据IEEE 802.16标准之一配置的那些WiMAX无线网络。一些实施例涉及LTE无线网络，包括根据3GPP E-UTRA通信标准之一配置的那些LTE无线网络。

背景技术

多载波无线网络使用多个个体载波(副载波)来传递数据符号。当任何一个副载波上存在严重干扰或很深的衰落时，副载波上传送的数据符号可能不能被恢复。

干扰尤其是WiFi网络的问题，因为它们在频谱的免许可部分中操作。干扰能扰乱(jam)频带的一部分或一些空间信道。此外，邻近的WiFi网络的信道分配可能部分地重叠，从而导致大部分宽带(高达副载波的2/3)中的干扰。在一些情况中，无论其他副载波上信道质量可能有多好，仍可能丢失整个分组，因为纠错(例如卷积)码不能容许丢失大部分或全部在扰乱的副载波上传送的位。

因此，存在对用于减少无线网络中干扰影响的传送器和方法的一般需要。还存在对减少无线网络中干扰影响的提供改进的吞吐量和可靠性以对抗严重干扰和衰落的传送器和方法的一般需要。

发明内容

本发明提供一种OFDM传送器，包括：线性变换电路，在映射到不同信号维的两个或更多输入数据符号的组上执行线性变换以生成对应的两个或更多输出数据符号，所述输出数据符号的每个具有增加数量的星座点；以及传送器电路，配置每个输出数据符号以用于所述不同信号维之一内的传送，其中所述线性变换配置成使得所述两个或更多输出数据符号的每个携带所述组的所述两个或更多输入数据符号的信息。

本发明还提供一种通过符号加载来降低OFDM系统中副载波上的干扰的影响的方法，所述方法包括：在映射到不同信号维的两个或更多输入数据符号的组上执行线性变换以生成对应的两个或更多输出数据符号，所述输出数据符号的每个具有增加数量的星座点；以及配置每个输出数据符号以用于所述不同信号维之一内的传送，其中所述线性变换配置成使得所述两个或更多输出数据符号的每个携带所述组的所述两个或更多输入数据符号的信息。

本发明还提供一种降低OFDM系统中副载波上的干扰的影响的方法，所述方法包括：从输入数据符号的集合选择输入数据符号的对，所述集合的每个输入数据符号最初映射到定义信道带宽的多个数据副载波的一个副载波，每个选择的对的输入数据符号最初映射到具有约为所述多个副载波中副载波数量的一半的分隔的不相邻副载波；在输入数据符号的每对上执行线性变换以生成输出数据符号的对应对，输出数据符号对的每个输出数据符号相比与其对应的输入数据符号具有更大数量的星座点；以及配置每个输出数据符号以用于所关联的输入数据符号最初映射到的副载波上的传送，其中所述线性变换配置成使得所述输出数据符号的每个携带所关联的对的两个输入数据符号的信息。

本发明还提供一种用于降低OFDM系统中干扰的影响的方法，所述方法包括：确定信道带宽内的干扰是否严重；当所述干扰严重时：在映射到不同信号维的两个或更多输入数据符号的组上执行线性变换以生成对应的两个或更多输出数据符号，所述输出数据符号的每个具有增加数量的星座点；以及配置每个输出数据符号以用于所述不同信号维之一内的传送，以及当所述干扰不严重时，抑制执行所述线性变换，并配置两个或更多输入数据符号的所述组以用于所映射的信号维内的传送。

本发明还提供一种系统，包括：一个或多个天线；以及OFDM传送器，耦合到所述一个或多个天线，其中所述OFDM传送器包括：线性变换电路，在映射到不同信号维的两个或更多输入数据符号的组上执行线性变换以生成对应的两个或更多输出数据符号，所述输出数据符号的每个具有增加数量的星座点；以及传送器电路，配置每个输出数据符号以用于使用所述一个或多个天线在所述不同信号维之一内的传送，其中所述线性变换配置成使得所述两个或更多输出数据符号的每个携带所述组的所述两个或更多输入数据符号的信息。

附图说明

图1是根据一些实施例的OFDM传送器的功能图；

图2示出根据一些实施例的符号加载；以及

图3示出根据常规位映射技术映射到两个副载波的两个数据符号的星座点；

图4示出根据一些实施例的符号加载之后图3的两个数据符号的星座点；以及

图5、6和7示出根据一些实施例的对于多种信噪比(SNR)的仿真分组错误率(PER)的比较。

具体实施方式

下文描述和附图充分地示出特定实施例，以使本领域技术人员能够实施它们。其他实施例可以引入结构、逻辑、电子、过程和其他的更改。一些实施例的部分和特征可以被包括在其他实施例的部分和特征中或替代它们。权利要求中陈述的实施例涵盖那些权利要求的所有可用等效物。根据实施例，将多个信号维上的数据符号一起编码以用于改进可靠性来对抗衰落和严重干扰。信号维包括时间、频率和空间。下文更详细地描述这些实施例。

图1是根据一些实施例的OFDM传送器的功能图。OFDM传送器100除其他以外可包括符号生成器和映射器106、线性变换电路108、传送器电路112和控制器114。OFDM传送器100可配置成在多载波通信信道的多个副载波上传送OFDM符号。符号生成器和映射器106可以由编码的位流105的位来生成调制符号。调制符号可以是QAM符号。每个调制符号可具有多个星座点(这取决于它们的符号调制级别而定)，并且可以称为输入数据符号107。线性变换电路108可以对映射到不同的信号维的一组两个或更多输入数据符号107执行线性变换，以生成对应的两个或更多输出数据符号109。每个输出数据符号109具有增加数量的星座点。传送器电路112可配置成在不同信号维之一内传送每个输出数据符号109。

线性变换可配置成使得两个或更多输出数据符号109的每一个携带该组输入数据符号107的每一个的所有信息。这种映射到不同信号维的输入数据符号107的组的一起编码通过加载输出数据符号109的符号来提供改进的可靠性，以对抗衰落和干扰。

在一些实施例中，不同的信号维可以包括频率、时间或空间维。可以使用一个或多个不同信号维的组合。当不同信号维包括频率维时，该组两个或更多输入数据符号107最初映射到不同副载波。当不同信号维包括时间维时，该组两个或更多输入数据符号107最初映射到不同OFDM符号。当不同信号维包括空间维时，该组两个或更多输入数据符号107最初映射到不同空间信道。在一些实施例中，这两个或更多输入数据符号可映射到这些信号维的单一个信号维(例如，频率维)，而在另一个实施例中，这些输入数据符号可以映射到两个或更多不同信号维的组合。

当信号维包括频率维时，该组两个或更多输入数据符号107最初映射到不相邻的副载波，并且传送器电路112配置成调制每个输出数据符号109以用于在所述不相邻副载波之一上传送。每个不相邻副载波携带来自该组数据符号107的每一个的信息。由于这些副载波的任何一个上的严重干扰而将丢失的信息能够被恢复，因为它在另一个副载波上传送。每个输出数据符号109的增加数量的星座点允许副载波携带该组输入数据符号107的信息。如下文更详细描述的，线性变换可以选为使每个输出数据符号109携带该组两个或更多输入数据符号107的信息。正如图2中所示，如果副载波k₁被干扰203扰乱，则可以在副载波k2上恢复来自输入数据符号107的信息(b₁和b₂)，因为输出数据符号d₂包括输入数据符号b₁和b₂的信息。

在一些实施例中，线性变换可配置成使每个输出数据符号109的星座点的数量包括所选组的每个输入数据符号107的星座点的数量之积。例如，当对两个输入数据符号107执行线性变化以生成两个输出数据符号109时，每个输出数据符号的星座点的数量是N₁×N₂，其中N₁是输入数据符号之一的星座点的数量，N₂是另一个输入数据符号的星座点的数量。在其中每个输入符号具有两个星座点的示例中，每个输出符号将具有四个星座点。在其中每个输入符号具有三个星座点的示例中，每个输出符号将具有九个星座点。在其中每个输入符号具有四个星座点的示例中，每个输出符号将具有十六个星座点。实施例的范围不局限于对具有相同数量的星座点的输入数据符号执行线性变换。例如，当采用自适应位加载时，如果所选组的两个输入数据符号107的一个输入数据符号具有两个星座点而该所选组的另一个输入数据符号具有三个星座点，则每个输出数据符号可以具有六个星座点。

在一些实施例中，线性变换包括将输入数据符号107乘以包括一个或多个复数的变换矩阵Q。该变换矩阵可以选为使每个输出数据符号109携带输入数据符号107的信息。下文更详细地讨论这些实施例。在一些实施例中，该变换矩阵可以具有对于传送功率归一化为常量的Frobenius范数。

在一些实施例中，符号生成器和映射器106可以生成输入数据符号107的集合。该集合的每个输入数据符号最初可以映射到包括信道带宽的多个副载波的副载波之一。控制器114可以从该集合中选择输入数据符号107的组。控制器114可选择用于组的输入数据符号107，所述符号映射到通过将多个副载波的副载波总数除以组中输入数据符号的数量来分隔的副载波，以实现为组选择的输入数据符号之间的最大副载波分隔。

在每组使用两个输入数据符号107的实施例中，可以按副载波的总数的大约一半来分隔为组选择的输入数据符号107。在每组使用三个输入数据符号107的实施例中，可以按副载波的总数的大约三分之一来分隔为组选择的输入数据符号107。在每组使用四个输入数据符号107的实施例中，可以按副载波的总数的大约四分之一来分隔为组选择的输入数据符号107。输出数据副载波109将具有与输入数据符号107的副载波分隔相同的副载波分隔，因为输出数据符号调制在那些副载波上。

在一些实施例中，控制器114配置成从输入数据符号107的集合中选择输入数据符号的附加组，并使线性变换电路108执行选择的输入数据符号的每组的线性变换以生成输出数据符号109的对应组。当信号维是频率维时，每组选择的输入数据符号对应于不同的不相邻副载波，集合的每个输入数据符号映射到包括信道带宽的多个副载波的一个副载波。

在一些实施例中，可以从集合选择输入数据符号的附加组，开且线性变换电路108可以执行选择的输入数据符号的每组的线性变换以生成输出数据符号的组，直到为多个副载波的每个副载波生成输出数据符号。输出数据符号109映射到每个副载波，并且输出数据符号109的集合可包括配置用于传送电路112进行传送的OFDM符号。在导频插入之后，可以对输出数据符号109的集合执行IFFT以生成时域输出信号113以用于表示OFDM符号的传送。

在图2中所示的一些特定实施例中，输入数据符号107的组可以包括可以一起编码的两个输入数据符号(b₁和b₂)。在这些实施例中，输入数据符号107包括分别最初映射(例如，最初指派)到第一和第二不相邻副载波(k₁、k₂)的第一和第二输入数据符号(b₁、b₂)。输出数据符号109可包括可配置成用于分别在第一和第二不相邻副载波(k₁、k₂)上传送的第一和第二输出数据符号(d1、d₂)。每个输出数据符号109的增加数量的星座点允许第一和第二不相邻副载波都携带第一和第二输入数据符号107的所有信息。在此示例实施例中，输出数据符号109各具有两倍于每个输入数据符号107的星座点数量。在这些实施例中，如果输入数据符号107包括例如两个BPSK符号，则两个输出数据符号109可以各包括4-PSK符号。在这些实施例的一些中，第一和第二不相邻副载波按多达包括信道带宽的副载波201的数量的一半来分隔。

在一些示例实施例中，输入数据符号107的组可包括要一起编码的三个输入数据符号。在这些实施例中，输入数据符号107包括分别最初映射到第一、第二和第三不相邻副载波的第一、第二和第三输入数据符号。输出数据符号109包括配置成用于分别在第一、第二和第三不相邻副载波上传送的第一、第二和第三输出数据符号。每个输出数据符号109的增加数量的星座点允许第一、第二和第三副载波携带第一、第二和第三输入数据符号107的所有信息。第一、第二和第三不相邻副载波可以按多达包括信道带宽的副载波的数量的三分之一来分隔。在这些实施例中，如果每个输入数据符号107包括例如三个BPSK符号，则三个输出数据符号109可以各具有九个星座点。

在一些备选实施例中，通过线性变换生成的输出数据符号109的数量可以大于输入数据符号107的数量以用于增加的稳定性。在这些实施例中，使用非平方变换矩阵。例如，三个输入数据符号107可以通过5×3线性变换矩阵来变换以生成五个输出数据符号109。

在一些实施例中，OFDM传送器100可包括提供、确定或测量信道带宽内干扰115的电路。当干扰115低于阈值级别时，控制器114可以使线性变换电路108抑制对输入数据符号107执行线性变换，并使传送器电路112配置输入数据符号107以用于输入数据符号107最初映射到的不相邻副载波上的调制。在这些实施例中，当干扰115低于阈值级别时，不执行任何线性变换，并且传送的数据符号上的星座点的数量没有增加，因为输入数据符号107可以在一对一的方式中直接映射到输出数据符号。在这些实施例中，当测量的干扰处于或高于阈值级别时，可以执行线性变换。干扰115可能是跨信道带宽的干扰或对于任何一个或多个副载波的干扰。在这些实施例的一些中，可以基于PER或分组重传(例如H-ARQ)的次数来确定干扰115。在这些实施例中，当跨带宽或特定副载波上的干扰115严重时，可以执行输入数据符号的一起编码。对于特定副载波的严重干扰是其中该副载波上传送的符号因扰乱的副载波上传送的大部分或所有位丢失而不能恢复的干扰。严重干扰还可以是导致分组丢失的干扰。在这些实施例中，用于测量干扰的阈值级别可以是定义严重干扰的阈值级别。

在一些实施例中，当较长期信道信息已知时，控制器114可配置成识别具有较好信道质量的副载波201和具有较差信道质量的副载波201，如图2中所示。控制器114可以将线性变换电路108配置成与功率加载一起应用线性变换以对具有较好信道质量的副载波提供增加的功率级别以及对具有较差信道质量的副载波提供降低的功率级别。在这些实施例中，因为副载波k₂(如图2中所示)具有较好的信道质量而副载波k₁具有较差的信道质量，所以可以将线性变换配置成对副载波k₂提供增加的功率级别以及对副载波k₁提供减少的功率级别。在这些实施例中，具有较好信道质量的副载波可以是具有低于预定级别的干扰的副载波，而具有较差信道质量的副载波可以是具有处于或高于预定级别的干扰的副载波，但是实施例的范围在此方面不受限制，

在图1中所示的实施例中，对映射的数据符号(即，输入数据符号107)执行线性变换。在一些备选实施例中，可以对编码的位流105的码位(codebit)执行线性变换。在这些备选实施例中，符号生成器和映射器106可以提供在数据路径中线性变换电路108之后(即，可以交换符号生成器和映射器106和线性变换电路108的位置)。

虽然OFDM传送器100示出为具有多个分开的功能元件，但是一个或多个功能元件可组合，并且可以通过软件配置的元件(例如，包括数字信号处理器(DSP)的处理元件)和/或其他硬件元件的组合来实现。例如，一些元件可以包括一个或多个微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)和用于执行至少本文描述的功能的多种硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中，OFDM传送器100的功能元件可以指一个或多个处理元件上操作的一个或多个过程。

图3示出根据常规位映射技术映射到两个副载波的两个数据符号的星座点。在此示例中，每个副载波采用BPSK星座来传送一个码位。如果使用的码率是2/3并且一个副载波被扰乱或在很深衰落中，则当剩余位的数量小于信息位的数量时，可能不能恢复信息位，从而导致分组丢失。如图4中所示，本文公开的实施例通过在两个副载波上均加载两个输入码位的信息而改进了此示例中符号传送的健壮性。

图4示出根据一些实施例的符号加载之后图3的两个数据符号的星座点。即使一个副载波被扰乱，如果另一个副载波未经受严重干扰(即，被扰乱)或处于很深的衰落中，则码位仍能够被检测并恢复。在此示例中，使用旋转矩阵作为线性变换以用于在两个副载波上加载码位信息。在此示例中，两个输入码位首先通过旋转矩阵来混合(即，执行线性变换)，如下所示：

$\frac{1}{\sqrt{1.25}}\left[\begin{array}{cc}1& 0.5\\ -0.5& 1\end{array}\right]$

然后可将输出数据符号加载到副载波上，如：

$\left[\begin{array}{c}{d}_1\\ d_2\end{array}\right]=\frac{1}{1.25}\left[\begin{array}{cc}1& 0.5\\ -0.5& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{b}_1\\ b2\end{array}\right]---\left(1\right)$

其中d_k是加载到第k个副载波的符号，以及

b_k∈{1，-1}表示要加载到第k个副载波的二进制码位。d_k的星座现在具有四个点，并且每个点指定两个位的信息，如图4中所示。即使一个副载波被扰乱，所有码位b_k仍存在，并且能潜在地从另一个(未扰乱的)副载波来恢复。应该指出，并非所有旋转矩阵都是适合的。例如，旋转矩阵 $\frac{1}{\sqrt{2}}\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ -1& 1\end{array}\right]$ 的加载的符号只有三个星座点0、并因此仅不完全携带两个位的信息。

一般来说，可以按以下公式来生成输出数据符号109：

$\left[\begin{array}{c}{d}_1\\ .\\ .\\ .\\ d_N\end{array}\right]=Q\left[\begin{array}{c}{s}_1\\ .\\ .\\ .\\ s_M\end{array}\right],---\left(2\right)$

其中Q是具有一个或多个复数的线性变换矩阵，以及S_m是第m个输入数据符号。在一些实施例中，N(输出数据符号的数量)可以大于M(输入数据符号的数量)以用于增加的稳定性。矩阵Q可以是酉矩阵或其Frobenius范数对于传送功率归一化为常量的任何其他矩阵，其中

$1={\mathrm{\Σ}}_{i,j}^{N,M}{\left|\right|q_{i,j}\left|\right|}^2.$

除了健壮性外，在一些实施例中，线性变换矩阵Q还能提供功率加载。例如， $Q=\left[\begin{array}{cc}1& j\\ 0& 0\end{array}\right]$ 将所有功率和信息加载在第一副载波上。当OFDM传送器100具有有关副载波的信道质量的长期信息或有关干扰的信息时，功率加载可以是有用的。功率加载对于两个或更多空间信道上的传送或波束形成也可以是有用的。在这些实施例中，OFDM传送器100(图1)的控制器114(图1)可对于缓慢变化的信道在长时间平均意义上增加具有较高信道质量的副载波的功率级别以及降低具有较低信道质量的副载波的功率级别。

在一些实施例中，线性变换矩阵Q可以是特定的2×2酉矩阵：

$Q=\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& \sin \mathrm{\θ}\\ e^{\mathrm{j\β}}\sin \mathrm{\θ}& -e^{\mathrm{j\β}}\cos \mathrm{\θ}\end{array}\right],$

在这些实施例中，θ∈[0，2π)和是可根据长期信道统计和特定调整和编码方案来优化的角度。可以在频率中分隔每次线性变换产生的传送的符号(输出数据符号109)以用于增强分集。在衰落信道中，可以选择最大分隔。对于2×2线性变换矩阵Q，副载波分隔可以高达约信道带宽的一半。在一些备选实施例中，N个副载波的信道带宽可以分成M个块，因此每个块有N/M个副载波。在这些实施例中，映射可以将副载波号1与副载波M/2配成一对，等等。N的范围可以从如五十二那么小或更小到多于数百。M的范围可以从二到十或更多。

除了在频率维中混合码位外，实施例还可应用于在时间和空间维中混合码位。例如，在空间维中，可以跨多个空间信道来混合码位。根据IEEE 802.11n标准，将不相等调制阶数应用于不同的波束形成的空间信道以用于改进吞吐量。这导致反馈每个波束形成的信道的调制阶数的附加开销并导致将不均匀分布的位解复用的附加复杂性。结果，此特征通常在许多IEEE 802.11n兼容的产品中不受支持。本文公开的实施例通过符号加载可去除对不相等调制配置的需要。在这些实施例中，输入数据符号107(图1)可具有相同的调制和编码级别。

在这些实施例中，MIMO接收器能从波束形成的前同步码测量旋转的信道，并使用常规最大似然解码器将加载的符号解调。因此，简化了实现复杂性同时提供至少相当的(如果未改进)性能。此外，使用变换矩阵Q的功率加载提供优于常规IEEE 802.11n技术的附加获益，而无任何附加的复杂性且具有较小的链路自适应开销。本文公开的实施例还可跨波束形成的信道(空间信号维)、跨副载波(频率信号维)和跨OFDM符号(时间信号维)应用于WiMAX和LTE系统。

图5、6和7示出根据一些实施例的对于多种SNR的仿真的PER的比较。在图5中，仿真QPSK调制级别、3/4的码率和1×1的天线配置。在图5中，线501示出对于常规位映射的PER，并且线502示出对于根据本文公开的实施例的位映射的PER。图5示出无干扰的情况。

在图6中，在有干扰的情况中仿真QPSK调制级别、3/4的码率和1×1的天线配置。图6示出当带宽的1/3被扰乱(例如，由于部分重叠的信道所致)时的PER。在图6中，线601示出对于常规位映射的PER，线602示出对于根据本文公开的实施例的位映射的PER。

图7示出对于波束形成的信道的PER。在图7中，仿真QPSK调制级别、3/4的码率和具有很好的波束形成的4×2的天线配置。在图7中，线701示出对于常规位映射的PER，线702示出对于根据本文公开的实施例的位映射的PER。图7示出跨空间信道的性能。

在这些仿真中，信道模型是具有非视线(NLOS)掩蔽的IEEE802.11n信道模型D。信道码是802.11卷积码。分组大小是1000字节。接收器是2×2最大似然架构。图5、6和7中示出的仿真结果示出增益中的改进和PER中的降低。高码率方案上的改进是明显的，但是对于1/2的码率，增益减少。对于图5中所示的无干扰仿真，当码率高于1/2时，增益对于10％PER为大于1dB，对于1％PER约为2dB。

对于码率高于1/2的图6中所示的干扰情况，三分之一的副载波被相邻频带扰乱。在此情况中，使用常规位映射的传送基本被阻挡(即，分组丢失)。相比之下，根据实施例利用符号加载实现了可接受的PER，并且可以实现大于10dB的增益。对于衰落信道，本文公开的实施例可改进分集阶数，如图5中较陡PER斜率所示。在波束形成的空间信道的情况中，如图7中所示，在PER 10％处观察到1.5dB增益。

OFDM传送器100(图1)可以是可通过多载波通信信道来传送OFDM通信信号的多载波传送器。在这些实施例的一些中，OFDM传送器100可以是无线局域网(WLAN)通信站(如无线接入点(AP))、基站或包括无线保真(WiFi)设备的移动设备的部分。在这些多载波实施例的一些中，OFDM传送器100可以是宽带无线接入(BWA)网络通信站(如全球微波接入互操作性(WiMax)通信站)的部分，但是本发明的范围此方面不受限制，因为OFDM传送器100可以是几乎任何无线通信设备的部分。

在一些实施例中，OFDM传送器100可以根据特定通信标准来通信，例如电气和电子工程师协会(IEEE)标准，包括IEEE 802.11标准和/或提议的规范(用于WLAN)，但是本发明的范围在此方面不受限制，因为它们还可以适合于根据其他技术和标准来传送和/或接收通信。在一些实施例中，OFDM传送器100可以根据用于无线城域网(WMAN)的IEEE 802.16(e)和IEEE 802.16-2004标准(包括其变型和演进)来通信，但是本发明的范围在此方面不受限制，因为它们还可以适合于根据其他技术和标准来传送和/或接收通信。对于有关IEEE 802.11和IEEE 802.16标准的更多信息，请参考“IEEE Standardsfor Information Technology--Telecommunications and InformationExchange between Systems”-局域网-特定要求-部分11“WirelessLAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)，ISO/IEC 8802-11：1999”，以及城域网-特定要求-部分16：“AirInterface for Fixed Broadband Wireless Access Systems”(2005年5月)以及相关的修订/版本。

在一些其他实施例中，OFDM传送器100可以是通用地面无线电接入网(UTRAN)长期演进(LTE)(也称为3GPP-LTE和E-UTRA)基站或移动台的部分。在这些3GPP-LTE实施例中，OFDM传送器100可以根据用于UTRAN-LTE的第三代合作伙伴项目(3GPP)标准发行版8(2008年3月)(包括其变型和演进)来通信。

OFDM传送器100可以耦合到一个或多个定向或全向天线，包括，例如，双极天线、单极天线、贴片天线、环路天线、微带天线或适合于传送OFDM信号的其他类型的天线。在一些实施例中，不使用两个或更多天线，而是可以使用具有多个孔径的单个天线。在这些实施例中，每个孔径可以视为单独的天线。在一些多输入多输出(MIMO)实施例中，天线可有效地分隔以利用空间分集和可导致的不同信道特性。

提供摘要以符合37C.F.R.1.72(b)节，其要求将允许读者确知技术公开的性质或要点的摘要。它的提交带有以下理解：它将不用于限制或解释权利要求的范围或含义。所附权利要求由此结合到详细描述中，其中每个权利要求独立作为单独的实施例。

Claims (29)

1.一种OFDM传送器，包括：

线性变换电路，在映射到不同信号维中之一的两个或更多输入数据符号的组上执行线性变换以生成对应的两个或更多输出数据符号，所述输出数据符号的每个相比与其对应的输入数据符号具有增加数量的星座点；以及

传送器电路，配置每个输出数据符号以用于所述不同信号维中所述之一内的传送，

其中所述线性变换配置成使得所述两个或更多输出数据符号的每个携带所述组的所述两个或更多输入数据符号中每一个的信息，

其中所述两个或更多输入数据符号的组初始映射到所述不同信号维中所述之一的不同信道上，并且

其中所述两个或更多输出数据符号配置成在所述不同信号维中所述之一的不同信道上传送。

2.如权利要求1所述的传送器，其中所述不同信号维包括频率、时间和空间维。

3.如权利要求2所述的传送器，其中当所述不同信号维包括频率维时，所述组的两个或更多输入数据符号最初映射到不同副载波，

其中当所述不同信号维包括时间维时，所述组的两个或更多输入数据符号最初映射到不同OFDM符号，以及

其中，当所述不同信号维包括空间维时，所述组的两个或更多输入数据符号最初映射到不同空间信道。

4.如权利要求3所述的传送器，其中所述输入数据符号映射到所述不同信号维的两个或更多信号维的组合。

5.如权利要求2所述的传送器，其中当所述不同信号维包括频率维时，所述组的两个或更多输入数据符号最初映射到不相邻的副载波，以及传送器电路配置成调制每个输出数据符号以用于所述不相邻副载波之一上的传送；以及

其中所述不相邻副载波的每个携带来自所述组的输入数据符号的每个的信息。

6.如权利要求1所述的传送器，其中所述线性变换配置成使得每个输出数据符号的星座点的数量包括所选择的组的输入数据符号的每个的星座点的数量之积。

7.如权利要求6所述的传送器，其中所述线性变换包括将所述输入数据符号乘以包括一个或多个复数的变换矩阵Q，选择所述变换矩阵使得所述输出数据符号的每个携带所述两个或更多输入数据符号的信息。

8.如权利要求7所述的传送器，其中所述变换矩阵具有对于传送功率归一化为常量的Frobenius范数。

9.如权利要求5所述的传送器，还包括：

符号生成器，生成输入数据符号的集合，其中所述集合的每个输入数据符号最初映射到包括信道带宽的多个副载波的副载波之一；以及

控制器，从所述集合选择输入数据符号的所述组，其中所述控制器选择用于所述组的输入数据符号，所述输入数据符号映射到通过将所述多个副载波的副载波总数除以所述组中输入数据符号的数量来分隔的副载波，以实现为所述组选择的输入数据符号之间的最大副载波分隔。

10.如权利要求9所述的传送器，其中所述控制器配置成从输入数据符号的所述集合来选择输入数据符号的附加组，并使所述线性变换电路执行选择的输入数据符号的每组的线性变换以生成输出数据符号的对应组，以及

其中当所述不同信号维是频率维时：

每组选择的输入数据符号对应于不同的不相邻副载波；以及

其中所述集合的每个输入数据符号映射到包括信道带宽的所述多个副载波的一个副载波。

11.如权利要求10所述的传送器，其中从所述集合选择输入数据符号的所述附加组，并且所述线性变换电路配置成执行选择的输入数据符号的每组的线性变换以生成输出数据符号的组，直到为所述多个副载波的每个副载波生成输出数据符号，以及

其中所述输出数据符号映射到每个副载波，并包括为传送配置的OFDM符号。

12.如权利要求9所述的传送器，其中所述输入数据符号包括分别最初映射到第一和第二不相邻副载波的第一和第二输入数据符号，以及

其中所述输出数据符号包括用于分别在所述第一和第二不相邻副载波上传送的第一和第二输出数据符号，

其中所述输出数据符号的每个的增加数量的星座点允许所述第一和所述第二副载波都携带所述第一和第二输入数据符号的所有信息，以及

其中所述输出数据符号各具有两倍于每个输入数据符号的星座点的数量。

13.如权利要求12所述的传送器，其中所述第一和第二不相邻副载波按高达包括信道带宽的副载波的数量的一半来分隔。

14.如权利要求5所述的传送器，其中所述输入数据符号包括分别最初映射到第一、第二和第三不相邻副载波的第一、第二和第三输入数据符号，以及

其中所述输出数据符号包括配置成用于分别在所述第一、第二和第三不相邻副载波上传送的第一、第二和第三输出数据符号，

其中所述输出数据符号的每个的增加数量的星座点允许所述第一、第二和第三副载波携带所述第一、第二和第三输入数据符号的所有信息，

其中所述第一、第二和第三输出数据符号各具有九倍于每个输入数据符号的星座点的数量，以及

其中所述第一、第二和第三不相邻副载波按高达包括信道带宽的副载波的数量的三分之一来分隔。

15.如权利要求9所述的传送器，还包括：测量信道带宽内干扰的电路，

其中当所测量的干扰低于阈值级别时，所述控制器配置成使所述线性变换电路抑制在所述输入数据符号上执行所述线性变换，并使所述传送器电路配置所述输入数据符号以用于在所述输入数据符号最初映射的不相邻副载波上调制。

16.如权利要求15所述的传送器，其中所述干扰基于分组错误率或分组重传次数之一。

17.如权利要求9所述的传送器，其中当长期信道信息已知时，所述控制器配置成：

识别所述多个副载波中具有较好信道质量的副载波和具有较差信道质量的副载波；以及

将所述线性变换电路配置成与功率加载一起应用所述线性变换，以对具有较好信道质量的副载波提供增加的功率级别以及对具有较差信道质量的副载波提供降低的功率级别。

18.一种通过符号加载来降低OFDM系统中副载波上的干扰的影响的方法，所述方法包括：

在映射到不同信号维中之一的两个或更多输入数据符号的组上执行线性变换以生成对应的两个或更多输出数据符号，所述输出数据符号的每个相比与其对应的输入数据符号具有增加数量的星座点；以及

配置每个输出数据符号以用于所述不同信号维中所述之一内的传送，

其中所述线性变换配置成使得所述两个或更多输出数据符号的每个携带所述组的所述两个或更多输入数据符号中每一个的信息，

其中所述两个或更多输入数据符号的组初始映射到所述不同信号维中所述之一的不同信道上，并且

其中所述两个或更多输出数据符号配置成在所述不同信号维中所述之一的不同信道上传送。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述不同信号维包括频率、时间和空间维。

20.如权利要求19所述的方法，其中当所述不同信号维包括频率维时，所述组的两个或更多输入数据符号最初映射到不相邻副载波，并且配置每个输出数据符号以用于在所述不相邻副载波之一上传送，以及

其中所述不相邻副载波的每个携带来自所述组的输入数据符号的每个的信息。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述输入数据符号映射到所述不同信号维的两个或更多信号维的组合。

22.如权利要求20所述的方法，其中所述线性变换配置成使得每个输出数据符号的星座点的数量包括所选择的组的输入数据符号的每个的星座点的数量之积，

其中所述线性变换包括将所述输入数据符号乘以包括一个或多个复数的变换矩阵Q，选择所述变换矩阵使得所述输出数据符号的每个携带所述输入数据符号的信息，以及

其中所述变换矩阵具有对于传送功率归一化为常量的Frobenius范数。

23.如权利要求20所述的方法，还包括：

生成输入数据符号的集合，其中所述集合的每个输入数据符号最初映射到包括信道带宽的多个副载波的副载波之一；以及

通过控制器从所述集合选择输入数据符号的组，其中所述控制器选择用于每组的输入数据符号，所述输入数据符号映射到通过将所述多个副载波的副载波总数除以所述组中输入数据符号的数量来分隔的副载波，以实现为所述组选择的输入数据符号之间的最大副载波分隔。

24.一种降低OFDM系统中副载波上的干扰的影响的方法，所述方法包括：

从输入数据符号的集合选择输入数据符号的对，所述集合的每个输入数据符号最初映射到定义信道带宽的多个数据副载波的一个副载波，每个选择的对的输入数据符号最初映射到具有约为所述多个副载波中副载波数量的一半的分隔的不相邻副载波；

在输入数据符号的每对上执行线性变换以生成输出数据符号的对应对，输出数据符号对的每个输出数据符号相比与其对应的输入数据符号具有更大数量的星座点；以及

配置每个输出数据符号以用于所关联的输入数据符号最初映射到的副载波上的传送，

其中所述线性变换配置成使得所述输出数据符号的每个携带所关联的对的两个输入数据符号的信息。

25.如权利要求24所述的方法，其中对于所述集合的所有输入数据符号执行所述选择、所述执行所述线性变换和所述配置以生成与OFDM符号对应的输出数据符号的集合。

26.如权利要求25所述的方法，其中所述线性变换配置成使得每个输出数据符号的星座点的数量包括所选择的组的输入数据符号的每个的星座点的数量之积，以及

其中所述线性变换包括将所述输入数据符号乘以包括一个或多个复数的变换矩阵Q，选择所述变换矩阵使得所述输出数据符号的每个携带所述输入数据符号的信息。

27.一种用于降低OFDM系统中干扰的影响的方法，所述方法包括：

确定信道带宽内的干扰是否严重；

当所述干扰严重时：

在映射到不同信号维中之一的两个或更多输入数据符号的组上执行线性变换以生成对应的两个或更多输出数据符号，所述输出数据符号的每个相比与其对应的输入数据符号具有增加数量的星座点；以及

配置每个输出数据符号以用于所述不同信号维中所述之一内的传送，以及

当所述干扰不严重时，抑制执行所述线性变换，并配置两个或更多输入数据符号的所述组以用于所映射的信号维内的传送，

其中，所述线性变换配置成使得所述输出数据符号的每个携带输入数据符号的组中每一个输入数据符号的信息，

其中所述两个或更多输入数据符号的组初始映射到所述不同信号维中所述之一的不同信道上，并且

其中所述两个或更多输出数据符号配置成在所述不同信号维中所述之一的不同信道上传送。

28.如权利要求27所述的方法，其中所述OFDM系统利用多个副载波，

其中所述输入数据符号映射到不相邻副载波，以及

其中严重干扰是所述副载波的任何一个或多个上导致分组丢失的干扰级别。

29.一种OFDM系统，包括：

一个或多个天线；以及

OFDM传送器，耦合到所述一个或多个天线，其中所述OFDM传送器包括：

线性变换电路，在映射到不同信号维中之一的两个或更多输入数据符号的组上执行线性变换以生成对应的两个或更多输出数据符号，所述输出数据符号的每个相比与其对应的输入数据符号具有增加数量的星座点；以及

传送器电路，配置每个输出数据符号以用于使用所述一个或多个天线在所述不同信号维中所述之一内的传送，

其中所述线性变换配置成使得所述两个或更多输出数据符号的每个携带所述组的所述两个或更多输入数据符号中每一个的信息，

其中所述两个或更多输入数据符号的组初始映射到所述不同信号维中所述之一的不同信道上，并且

其中所述两个或更多输出数据符号配置成在所述不同信号维中所述之一的不同信道上传送。