CN1496625A - 多载波发射分集系统中的复用方法 - Google Patents

Abstract

多载波发射分集系统中的复用方法。本发明涉及在多载波发射分集系统中复用数据字的方法。该方法包括如下步骤：生成多个数据块，每个数据块包括数据字，每个数据字包含从数据信号导出的数据符号；针对一个或多个数据块，根据至少一种传输约束判定在时域中还是在频域中复用所述一个或多个数据块的数据字；以及根据所述判定结果复用数据块的数据字。

Description

多载波发射分集系统中的复用方法

技术领域

本发明涉及发射天线分集领域，具体讲，涉及多载波发射分集系统中复用数据字的方法。本发明还涉及用于复用数据符号序列的复用器和用于对复用的数据符号序列去复用的去复用器。

背景技术

无线通信系统中的峰值传输率近年来一直在稳步增长。然而，由于路径损耗、有限的频谱可利用率和衰落等原因，峰值传输率仍旧受限制。

发射分集是抗无线通信系统中衰落的非常有效的技术。已经提出了若干不同的发射分集方案。在Li，Y；Chuang，J.C.；Sollenberger，N.R.的“用于OFDM系统的发射分集及其对高速率数据无线网络的影响”(IEEE Journal on Selec.Areas，Vol.17，No.7，July 1999)文章中，示范性地描述了带延迟的发射分集方案、置换和空间-时间编码。根据这种延迟方法，信号从第一发射天线发送，而其它发射天线发射的信号则是从第一发射天线发送的信号的延迟版本。在置换方案中，调制信号从第一发射天线发送，而调制信号的置换从其它发射天线发送。通过空间-时间编码将信号编码成若干数据字，且每个数据字从不同的发射天线发送。在发送过程中，通过单一载波频率连续发送数据字的数据符号，从而在时域中扩展(或复用)各数据字。

用于多载波系统的另一种发射分集方案是空间-频率编码。借助于空间-频率编码，将信号编码成若干数据字，且通过在正交频率、即正交副载波上发送每个数据字的数据符号，从而在频域中扩展(或复用)各数据字。Mudulodu，S.；Paulraj，A的“用于频率选择性衰落信道的发射分集方案”(Proc.Globecom，San Francisco，pp.1089-1093，Nov.2000)论文中描述了一种示范性的空间-频率编码方案。根据该论文所描述的多载波系统，最好在时域中复用与编码信号有关的数据字，虽然正交频率是可用的，并因此还可以在频域中复用数据字。这是因为：如果利用频域中的复用，则所用的频率、即副载波必须看见同一信道，但这在频率选择性衰落信道中并不总是可能的。然而，如果副载波遇到同一信道，则据说无论在时域中复用还是在频域中复用，或者是二者组合，都可采用。通过结合时域复用与频域复用，同时在时域和频域中复用数据字的数据符号。这意味着在时间上和频率上扩展数据字。

脱离迄今已知的各种发射分集方案，需要一种在多载波发射分集系统中复用数据字的方法，该方法可以容易地适合于不同无线通信系统的规范。亦存在对相应复用器和去复用器的需要。

发明简述

通过在多载波发射分集系统中复用数据字的方法来满足存在的需要，该方法包括如下步骤：生成多个数据块，每个数据块包括数据字，每个数据字包含从数据信号导出的数据符号；针对一个或多个数据块，依据至少一种传输约束，判定在时域中还是在频域中复用所述一个或多个数据块的数据字；以及根据所述判定结果复用所述数据块的数据字。

本发明的复用方法不限于特定的发射分集方案，只要所利用的发射分集方案允许从数据信号生成多个具有上述结构的数据块。例如，分组编码和置换的发射分集方案允许生成这样的数据块。最好是，所生成的数据块具有类似于空间-时间分组码(STBC)矩阵的矩阵结构。而且，不要求发射分集方案确保完全的发射分集。换言之，本发明不要求数据信号中包括的每个信息符号一定要从各发射天线发送。不过，本发明的最佳实施例包括完全发射分集的特征。

而且，本发明不限于发送和接收天线的任何数量。最好是，每个数据块的数据字的数量等于发射天线的数量，以便数据块的每个数据字可以从独立的发射天线发送。如果提供不止一个接收天线，则可以应用最大比合并的接收分集方案。不过，也可以采用其它接收分集方案。

根据本发明，如何复用数据字的判定在数据块级进行。如果必须满足特定的预定义或变化的各种传输约束，在数据块级的判决允许从一个数据块到后续数据块改换复用域，这是有利的。而且，根据本发明的复用方法可以应用于各种无线通信系统而无需进行大的更改，因为在数据块级选取复用域得到特定复用灵活性。可以为每个数据块单独或为多个数据块同时确定复用域。例如，可以为一个数据块序列判定，在时域或频域中复用该数据块序列中所包括的所有数据字。

复用域通过将一种或多种传输约束纳入考虑而加以确定。例如，传输约束可包括一个或多个物理传输约束或一个或多个数据相关的传输约束。它也可同时包括一个或多个物理传输约束以及一个或多个数据相关的传输约束。物理传输约束涉及物理传输条件并且可从诸如信道相干带宽或相干时间的物理传输参数中导出。数据相关的传输约束涉及系统特定的约束，例如关于数据字所用的复用方案、数据信号的结构、数据块的结构、数据字的结构或数据符号的结构。

数据符号可以依据所用的发射分集方案以各种方式从数据信号中导出。例如，如果采用置换的发射分集方案，数据字中包含的数据符号是数据信号中所包含的信息符号的置换。作为另一示例，如果采用分组编码的发射分集方案，则通过置换和基本的算术运算(例如取反和复共轭)从包含于数据信号中的信息符号获得数据字中所包含的数据符号。

从中生成一个或多个数据块的数据信号可以具有任何格式。根据最佳实施例，数据信号具有离散信息符号序列的格式。例如，数据信号可以具有向量结构，每个向量包括预定义数量的信息符号。信息符号的性质可随采用根据本发明的复用方法的特定无线通信系统而定。很多无线通信系统采用不同类型的信息符号用于不同的目的。例如，一些无线通信系统使用包括前置码、一个或多个用户数据部分、或者同时包括前置码和一个或多个用户数据部分的数据信号。通常，前置码具有预定义的结构，用于诸如信道估计、频率同步和定时同步的目的。

下文中更详细地描述几个示范性的数据相关传输约束。根据第一实施例，数据相关的传输约束是将要包括在每个将在时域中复用的数据字中的预定义的N个数据符号。通常，将要包括在每个数据字中的N个数据符号不能随意选择，因为这可能取决于例如码率、数据块必须是正交矩阵的条件或多载波发射分集系统内存储器资源的可用性。

当要在时域中复用特定数据块的数据字时，将包括在每个数据字内的N个数据符号可代表在单一副载波上发送单个数据字所需的时隙数。另一方面，当要在频域中复用特定数据块的数据字时，每个数据字中要包括的N个数据符号代表在单个时隙中传输单个数据字所需的副载波数。

各个数据块的所有数据字最好包括相同数量的数据符号。如果数据信号具有这样的结构，使得特定数据块的每个数据字中所包括的数据符号数量等于预定义的数据符号数量N，则这种数据块的数据字可以在时域中复用。否则，即，如果数据信号具有这样的结构，使得特定数据块的每个数据字中所包括的数据符号数量不等于预定义的数据符号数量N，则这种数据块的数据字可以在频域中复用。如果数据信号或其一部分具有预定义的长度，则这种区分将是必要的，因为预定义的长度可能意味着：与数据信号或其一部分的预定义长度对应的数据符号总数N_D不是应包括在将在时域中复用的数据字内的预定义数据符号数量N的整数倍。在这种情况下，将预定义数量N的整数倍的数据符号安排在时域中复用的数据字的数据块中，而将其余N_R＝mod(N_D/N)个数据符号安排在频域中复用的数据字的数据块中。

这样，时域中复用与频域中复用相结合，就可以解决数据符号适配问题，这个问题是因每个将在时域中复用的数据字内要包括预定义的N个数据符号。这种数据符号适配问题可能在数据信号或数据信号的一部分具有预定义长度时变得相关，因为无线传输系统要求数据信号的前置码部分或用户数据部分一定要包括一定数量的信息符号。因此，在时域中复用除最后的数据块以外的所有数据块的数据字，并且根据最后数据块的数据字是否包含与预定义的数据符号数量N相等的数据符号数而定，在时域或频域中复用最后数据块的数据字。

至此已经说明各数据字内要包括预定义的N个数据符号的数据相关的传输约束。根据第二实施例，数据信号可能包括一个或多个周期性结构，以及数据相关的传输约束可以是保持周期性结构，使得周期性结构在接收机侧仍旧是周期性的。一个或多个周期性结构可以包括在数据信号的前置码中，例如，采取两个或两个以上相同前置码信息符号的形式。周期性结构是有利的，因为它们允许使用复杂性相对较低的同步算法。

如果在时域中复用与周期性结构有关的数据符号，则周期性结构的周期性可能丧失。因此，至少在频域中复用与周期性结构或部分周期性结构相关的数据块的数据字。通过在频域中复用这些数据块的数据字，可以确保维持周期性结构的周期性。

当在频域中复用从周期性结构或其部分生成的数据块的数据字时，从其余数据信号生成的数据块的数据字最好在时域中复用。例如，如果在频域中复用从包括周期性结构的前置码生成的数据块的数据字，则从相应用户数据部分生成的数据块的数据字可以至少部分在时域中复用。

代替数据相关的传输约束或除了数据相关的传输约束，可在判定一个或多个特定数据块的数据字要在时域中还是在频域中复用时可将物理传输约束纳入考虑。根据最佳实施例，作出判定是基于同时评估一种或多种数据相关传输约束以及一种或多种物理传输约束的组合。

物理传输约束可根据信道相干带宽和相干时间中至少一种来确定：

B_C≈1/τ_rms                                  (1)

t_C≈1/(2·f_D)                                (2)

其中f_D是多普勒频率，而τ_rms是信道脉冲响应延迟扩展的均方根。

很多发射分集方案要求在发送一个数据字期间保持恒定或至少接近恒定的信道参数。如果数据字将在频域中复用，则需要较大的相干带宽。这意味着必须至少近似满足以下关系式：

B_C＞＞N/T                                     (3)其中N是每个数据字的数据符号数量，而T是一个数据符号的持续时间，即一个时隙的持续时间。较大的相干带宽要求N个相邻副载波的信道参数必须几乎恒定。

另一方面，如果将在时域中复用数据字，则要求较大的相干时间。这意味着必须至少近似满足以下关系式：

t_C＞＞T·N                                    (4)换言之：N个相继的数据符号必须具有几乎恒定的信道参数，即单个副载波的信道参数必须在N·T时期内保持恒定。

物理传输约束可以通过评估是否满足关系式(3)和(4)其中之一或两者而确定。作为一般规则，依据关系式(3)和(4)中哪个被最好地满足而定，判定在时域中还是在频域中复用数据块的数据字。由于数据相关的传输约束，偏离这种一般规则可能是必要的。例如，数据符号适配问题或周期性结构碰到的问题可能要求：尽管一般最好在时域中复用，但必须要在频域中复用至少一些数据块的数据字。作为另一个示例，改变传输条件可能要求：必须在时域中复用一些数据块的数据字，而且必须在频域中复用其它数据块的数据字。作为第三示例，可在时域中复用从前置码生成的数据块的数据字，并且可在频域中复用从用户数据部分生成的数据块的数据字。这种组合具有这样的优点：可以避免通常与用户数据部分最相关的上述数据符号适配问题，同时在时域中复用从前置码生成的数据块的数据字允许好的信道估计。

上面提到，为了取得全分集，每个信息符号必须从各发射天线发送。全发射分集的另一要求是天线信号要彼此正交。这意味着，数据符号必须调制到彼此正交的副载波上。然而，本发明还可以在副载波不正交的情况下实施。

附图简述

参照以下根据附图对本发明最佳实施例所作的说明，本发明的其它优点将变得显而易见，其中：

图1表示根据本发明的要处理的物理突发形式的数据信号；

图2是根据本发明、适合复用数据字的无线通信所用的收发信机的框图；

图3表示HIPERLAN/2(高性能无线局域网/2)标准中定义的几种调制方案；

图4表示图2所示收发信机的分组码编码器；

图5表示发射天线分集方案的配置；

图6是根据本发明、在时域中复用数据字的示意图；以及

图7是根据本发明、在频域中复用数据字的示意图。

最佳实施例的说明

尽管本发明可用于采用允许生成具有上述结构的数据块的发射分集方案的任何多载波发射分集系统，但以下最佳实施例的说明是针对使用正交频分复用(OFDM)和利用分组编码从数据信号中生成数据块的多载波系统而示范性地提出的。

下述的示范性多载波系统源自欧洲无线局域网(WLAN)标准：高性能无线局域网类型2(HIPERLAN/2)。HIPERLAN/2系统专为在5GHz频带中工作而设计。HIPERLAN/2的系统概述在ETSI TR 101683，宽带无线接入网(BRAN)；HIPERLAN类型2；系统概述，V1.1.1(2000-02)中给出。而HIPERLAN/2的物理层则在ETSI TS 101475；宽带无线接入网(BRAN)；HIPERLAN类型2；物理(PHY)层，V1.1.1(2000-04)中描述。HIPERLAN/2标准中规定的OFDM多载波方案在频率选择性环境中非常健壮。

到目前为止，HIPERLAN/2系统和很多其它无线通信系统不支持发射分集，尽管发射分集将会改善传输性能并减少类似瑞利衰落的快速衰落的负面效应。然而，将标准发射分集方案应用于多载波通信系统可能导致各种问题，这些问题将在后面针对HIPERLAN/2系统作示范性描述。

图1说明HIPERLAN/2的典型物理突发。该物理突发包括由前置码符号构成的前置码和由用户数据符号构成的用户数据部分。HIPERLAN/2中规定了5种不同的物理突发，每种物理突发具有独有的前置码。然而，最后三个前置码符号构成一种周期性结构，这种周期性结构对所有前置码类型是相同的。这种周期性结构由一个32个样本的短OFDM符号C32、接着是两个相同的64样本的常规OFDM符号C64构成。短OFDM符号C32是一种循环前缀，它是C64 OFDM符号之一的下半部分的重复。图1所示的所谓的C前置码在HIPERLAN/2中用于信道估计、频率同步以及定时同步。C前置码内的周期性结构是为了允许使用复杂性较低的同步算法所必需的。

图1所示物理突发的用户数据部分包括发送特定协议数据单元(PDU)序列所要求的N_SYM个OFDM符号，数量N_SYM是可变的。用户数据部分的每个OFDM符号由循环前缀和有用数据部分构成。循环前缀由有用数据部分的周期性延长构成，并插在有用数据部分之前。因此，循环前缀是有用数据部分的最后几个样本的拷贝。有用数据部分的长度等于64个样本，其持续时间为3.2μs。循环前缀的长度为16(强制的)或8(可选的)个样本，持续时间为0.8μs或0.4μs。总而言之，OFDM符号的长度为80或72个样本，相应的符号持续时间分别为4.0μs或3.6μs。因此OFDM符号在时域中具有扩展。而且，OFDM符号在频域中也有扩展。根据HIPERLAN/2，OFDM符号在52个副载波上扩展。48个副载波为复值副载波调制符号保留，而4个副载波为导频保留。

从上述显而易见，图1所示的HIPERLAN/2物理突发在时间方向上和在频率方向上都具有预定义的长度。而且，图1的物理突发包括周期性结构。除了别的因素以外，图1的物理突发的这些特征在必须对HIPERLAN/2系统或类似的无线通信系统作修改以适合发射分集时，可能导致一些问题。

对于典型的HIPERLAN/2方案，通常会满足上述关系式(4)，这是因为多普勒频率f_D较低。然而，特别是在户外环境中，可能会出现较大的延迟扩展。所以不可能始终满足关系式(3)。因此，从一个空间-时间数据字上的信道应该尽可能恒定的观点来自，对于HIPERLAN/2情况，类似在时域中执行STBC复用的发射分集方案通常应该是最佳发射分集方案。然而，当STBC应用于具有图1所示结构或类似结构的物理突发时会出现一些严重问题。

物理突发和其中包括的OFDM符号在时域和频域中都具有预定义的维数。同时，STBC要求每个STBC数据字具有预定长度N。因此，如果例如前置码或用户数据部分的OFDM符号的维数不能映射到一个STBC数据字长度的整数倍，就会出现数据单元适配问题。而且，把STBC应用于图1所示的周期性C前置码时，C前置码的周期性就丧失了。这是因为如下事实：与第二C64 OFDM符号相关的一个或多个STBC数据字将不再等于与第一C64 OFDM符号相关的一个或多个STBC数据字。然而，周期性的丧失会导致这种问题，即不能再采用利用前置码内周期性结构的符号同步算法。而且，C32OFDM符号不能再用作在前置码内将OFDM符号分开的保护间隔。原因就是，如果发生多径传播，第一C64 OFDM符号会干扰与第一C64 OFDM符号不再相等的第二C64 OFDM符号。

当根据本发明复用数据字时，不会出现以上问题和未明确讨论的其它问题。图2说明适于实现根据本发明的方法的收发信机10的物理层。收发信机10包括扰码器12、FEC编码单元14、交织单元16、映射单元18、OFDM单元20、突发形成单元22、分组码编码器24、复用器26、无线电发射机30和控制单元32。分组码编码器24和复用器26共同构成编码器/复用器单元28。

图1所示的收发信机10从数据链路控制(DLC)接收作为输入信号的PDU序列。每个PDU序列由信息比特构成，这些信息比特将要编入物理突发，即将被编码、复用以及发送的OFDM符号序列。

在收到PDU序列时，根据链路适配机制选择合适的物理模式来配置收发信机10内的传输比特率。物理模式的特征在于特定的调制方案和特定的码率。HIPERLAN/2标准中规定了几种不同的相干调制方案，例如BPSK、QPSK、16-QAM以及可选的64-QAM。而且，规定将码率为1/2、9/16和3/4的卷积码用于前向纠错，这些卷积码是通过对码率为1/2的卷积母码删截而获得的。图3中描绘可能得到的物理模式。范围在6至54兆比特/秒之间的数据率可以这样改变：将各种信号字母用于调制OFDM副载波以及将不同的删截图案用于母卷积码。

一旦选定合适的物理模式，就用长度为127的扰码器12对PDU序列内包含的N_BPDU个信息比特加扰。然后将加扰比特输出到FEC编码单元14，由其根据前述的前向纠错对N_BPDU个加扰的PDU比特编码。

将FEC编码单元14输出的编码比特输入交织单元16，由其利用选定的物理模式的合适的交织方案对编码比特交织。将交织比特输入映射单元18，在该处执行副载波调制，根据选定的物理模式将交织比特映射到各调制星座点。如上所述，依据为数据传输选定的物理模式，使用BPSK、QPSK、16-QAM或64-QAM调制对OFDM副载波进行调制。

映射单元18输出复值副载波调制符号流，这些符号在OFDM单元中分成48个复数一组的若干组。在OFDM单元，通过OFDM调制产生复基带信号，OFDM调制在以下标准中描述：ETSI TS 101475，宽带无线接入网(BRAN)；HIPERLAN类型2；物理(PHY)层，V1.1.1(2000-04)。

在插入导频副载波的OFDM单元20内产生的复基带OFDM符号输入到物理突发单元22中，在那里将合适的前置码附加到PDU序列，形成物理突发。物理突发单元22产生的物理突发具有如图1所示的格式。这样，物理突发单元22以物理突发的形式向分组码编码器24输出复基带OFDM符号序列。

现参照图4对分组码编码器24的功能作一般性描述。一般而言，分组码编码器24接收形式为一系列长度为K的向量X＝[X₁X₂...X_K]^T的输入信号。分组码编码器24对每个向量X编码并输出对应每个向量X的包括图4所示的多个信号向量C⁽¹⁾、C⁽²⁾...C^(M)的数据块。每个信号向量C⁽¹⁾、C⁽²⁾...C^(M)对应一个数据字。因此，从向量X生成的数据块包括M个数据字，其中M是发射机天线的数目。

每个数据字C⁽ⁱ⁾(其中i＝1...M)包括N个数据符号，即每个数据字C⁽ⁱ⁾的长度为N。N的值不能随意选择，因为矩阵C的行数据字C⁽ⁱ⁾在此实施例中必须正交。US 6088408中描述了几种正交码矩阵C形式的数据块示例。在本实施例中所描述的分组编码方法中，码矩阵C的所有数据符号C_j ⁱ都是从输入向量X的分量导出的，是其或者其复共轭的简单线性函数。

如果一个接收天线处的接收信号向量Y用Y＝[Y₁Y₂...Y_N]^T表示，则Y和码矩阵C的关系如下：

其中h⁽ⁱ⁾表示从第i个发射天线到接收天线的信道的信道系数。推广到更多的接收天线是直截了当的。

以下分别对用于两个和三个发射天线的可能分组码矩阵的示例作更详细的讨论。具有两个发射天线和一个接收天线的无线通信系统的结构如图5所示。对于两个发射天线，一种可能的码率为R＝1的分组码矩阵C为：

$C=\left[\begin{array}{cc}{X}_1& X_2\\ -X_2^{*}& X_2^{*}\end{array}\right]---\left(6\right)$

对于三个发射天线，一种可能的码率为R＝0.5的分组码矩阵C为：

码率R定义为输入向量X的长度K与每个码字C⁽ⁱ⁾的长度N之比：               R＝K/N                     (8)

从图4中可见，分组码编码器24为每个形式为向量X的数据信号输出形式为矩阵C的数据块。将分组码编码器24输出的数据块输入到复用器26，由它根据外部提供的控制信号在时域或频域中对每个数据块的数据字(向量C⁽ⁱ⁾)进行复用。控制信号由控制单元32根据对传输约束的评估而生成。传输约束的评估以及控制单元32对复用器26的控制将于后面作详述。

在多载波方案OFDM中，将分组码编码器24的输出调制到彼此正交的副载波上。OFDM系统中对包括各数据字的数据块执行复用，基本上存在两种可能性。根据图6所示的第一种可能性，在时间方向上对特定数据块的数据字作扩展(STBC)。换言之：在时域中对数据字作复用。根据第二种可能性，如图7所示，在频率方向上对数据块的数据字作扩展。这意味着在频域中对数据字进行复用。在频域中对形式为码矩阵的数据块的数据字进行复用将在后面称为空间-频率分组编码(SFBC)。

从图6和7可见，从不同的发射天线发送数据块的各数据字。根据图6所示的复用方案，在N×T的时间间隔内在各个副载波上发送各个数据块，其中N是每个数据字的数据符号的个数，而T是一个数据符号的持续时间。根据图7的复用方案，在时间间隔T期间发送在N个副载波上扩展的各个数据块。可以清楚地看到，当满足关系式(4)时，一般可使用图6的复用方案，而当满足关系式(3)时，一般可使用图7的复用方案。

编码器/复用器单元28的编码和复用输出信号被输入无线电发射机30。无线电发射机30通过用编码器/复用器单元28的输出信号调制射频载波，在多个发射天线上进行无线电发射。图2的收发信机10还包括图2中未示出的接收级。接收级所含物理层具有执行图2所示部件的逆操作的部件。例如，接收级包括解扰器、FEC编码单元、含有去复用器和分组码解码器的去复用器/解码器单元、等等。

现在，将同时参照物理的和数据相关的传输约束对复用器26的控制作更详细的描述，如果使用如图1所示的物理突发，则传输约束可能出现。根据典型的HIPERLAN/2方案，假定满足关系式(4)，但不能总是保证关系(3)得到满足。这对应于如下实际情况：STBC传输的基本性能比SFBC传输的基本性能好。这里的基本性能意味着仅将物理传输约束纳入考虑。在这种情况下，控制单元32可以判定数据块必须在时域中进行复用。然而，如果物理传输参数变化，就可能出现这种情况：不再满足关系式(4)，而至少近似满足关系式(3)。在这种情况下，控制单元32将判定不再在时域中对数据块的数据字进行复用。相反，控制单元32控制复用器26，以便在频域中对数据块的数据字进行复用。

到目前为止，已经考虑了物理传输约束。如果数据相关的传输约束也很重要，控制单元32通过另外将数据相关的传输约束纳入考虑而对复用器26进行控制。

以上已经提到，必须联系图1所示物理突发来考虑的传输约束是保持C前置码中的周期性结构以及提供将在时域中复用的每个数据字中的预定义的N个数据符号。这两个数据相关的传输约束可能出现在若干种组合中。

根据第一方案，数据信号具有图1所示物理突发的结构，且包括用户数据部分和具有周期性结构的前置码。还假定必须将保持周期性结构的数据相关的传输约束纳入考虑，尽管对于用户数据部分并没有出现数据符号适配问题。在这种情况下，在频域中根据SFBC对与前置码相关的数据块的数据字执行复用，而在时域中根据STBC对与用户数据部分相关的数据块的数据字执行复用。通过在频域中复用从前置码导出的数据字，就可以保持C32 OFDM符号和两个C64OFDM符号的顺序。

根据从图1所示物理突发导出的第二方案，必须保持前置码内的周期性结构并将与用户数据部分有关的数据符号适配问题纳入考虑。与第一方案中类似，在频域中根据SFBC对从前置码导出的数据块的数据字执行复用。由于数据符号适配问题，与用户数据结构相关的最后的数据块的数据字包含比前面数据块的数据字中所包含的预定义的数据符号数量N少的数据符号。因此，仅在时域中根据STBC对前面数据块的数据字(包含预定义的N个数据符号)执行复用。最后数据块的数据字包含N_R＝mod(N_D/N)个数据符号，且在频域中根据SFBC对这些数据符号执行复用，其中N_D是将要在一个发射天线上发送的数据符号总数。

根据第三方案，对用户数据部分而言，保持前置码内周期性结构的数据相关的传输约束是不相关的，而数据符号适配问题则是相关的。在这种情况下，在时域中根据STBC对与前置码相关的数据块的数据字执行复用，而对与用户数据部分相关的数据块的数据字则如以上针对第二方案所述进行复用。换言之：最后数据块的数据字的长度为N_R个数据符号，而前面数据块的数据字的预定义长度为N个数据符号。

根据第四方案，不必将保持周期性结构的数据相关的传输约束纳入考虑，但至少应近似满足B_C＞＞N/T的物理传输约束。在这种情况下，在时域中根据STBC对与前置码相关的数据块的数据字执行复用，而在频域中根据SFBC对与用户数据部分相关的数据块的数据字执行复用。通过对前置码使用STBC，就可以执行好的信道估计。由于对前置码使用STBC，可以凭借基于好的信道估计的干扰抑制的接收机算法对稍差的SFBC性能作补偿。对前置码使用STBC，而对用户数据部分使用SFBC的优点在于，与用户数据部分有关的数据符号适配问题就不会出现。

根据本发明，可以容易地实现基于数据相关的和物理的传输约束的其它组合的其它方案。而且，本发明还可以容易地应用于具有不同于图1所示物理突发结构的数据信号。尽管本发明最好使用STBC和SFBC组合的发射分集方案来实施，但也可使用其它的发射分集方案。

Claims (23)

1.一种在多载波发射分集系统中复用数据字的方法，它包括：

a)生成多个数据块(C)，每个数据块(C)包括数据字(C⁽ⁱ⁾)，而每个数据字(C⁽ⁱ⁾)包含从数据信号导出的数据符号(C_j ⁽ⁱ⁾)；

b)针对一个或多个数据块(C)，根据至少一种传输约束判定在时域还是在频域中复用所述一个或多个数据块(C)的数据字(C⁽ⁱ⁾)；以及

c)根据步骤b)中的所述判定来复用所述数据块(C)的所述数据字(C⁽ⁱ⁾)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据信号包括前置码和用户数据部分中至少一种。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个传输约束包括数据相关的传输约束。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据相关的传输约束是在要在时域中进行复用的每个数据字(C⁽ⁱ⁾)中要包括预定义数量(N)的数据符号(C_j ⁽ⁱ⁾)。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在时域中复用包含所述预定义数量(N)的数据符号(C_j ⁽ⁱ⁾)的数据字(C⁽ⁱ⁾)，而在频域中复用包含或多或少的数据符号(C_j ⁽ⁱ⁾)的数据字(C⁽ⁱ⁾)。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述数据信号或其一部分具有预定义长度，并且将所述预定义数量的整数倍的数据符号(C_j ⁽ⁱ⁾)安排于具有在时域中复用的数据字(C⁽ⁱ⁾)的数据块中，而将其余的数据符号(C_j ⁽ⁱ⁾)安排于具有在频域中复用的数据字(C⁽ⁱ⁾)的数据块(C)中。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述数据信号的所述用户数据部分具有所述预定义长度。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，随所述传输约束而定，或者完全在频域中或者完全在时域中复用与所述前置码相关的数据块(C)的数据字(C⁽ⁱ⁾)。

9.如权利要求1至8其中之一所述的方法，其特征在于，所述数据信号包括一个或多个周期性结构(C32，C64)。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述一个或多个周期性结构(C32，C64)包含于所述前置码中。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述数据相关的传输约束是保持所述一个或多个周期性结构(C32，C64)。

12.如权利要求9至11其中之一所述的方法，其特征在于，在频域中至少复用与所述周期性结构(C32，C64)相关的数据块(C)的数据字(C⁽ⁱ⁾)。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在时域中复用与所述用户数据部分相关的数据块(C)的数据字(C⁽ⁱ⁾)。

14.如权利要求1至13其中之一所述的方法，其特征在于，所述至少一种传输约束包括物理传输约束。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，根据相干带宽和相干时间中至少一项来确定所述物理传输约束。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述物理传输约束是通过评估是否满足关系式B_C＞＞N/T来确定的，其中B_C是所述相干带宽，N是每个数据字(C⁽ⁱ⁾)的数据符号(C_j ⁽ⁱ⁾)的数量，以及T是所述数据符号(C_j ⁽ⁱ⁾)之一的持续时间。

17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述物理传输约束是通过评估是否满足关系式t_C＞＞N·T来确定的，其中t_c是所述相干时间，N是每个数据字(C⁽ⁱ⁾)的数据符号(C_j ⁽ⁱ⁾)的数量，以及T是所述数据符号(C_j ⁽ⁱ⁾)之一的持续时间。

18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，当至少近似满足所述物理传输约束B_C＞＞N/T时，在时域中复用与所述前置码相关的所述数据块(C)的数据字(C⁽ⁱ⁾)，而在频域中复用与所述用户数据序列相关的所述数据块(C)的数据字(C⁽ⁱ⁾)。

19.如权利要求1至18其中之一所述的方法，其特征在于，所述数据块(C)是通过分组编码或通过置换而从所述数据信号中获得的。

20.如权利要求1至19其中之一所述的方法，其特征在于，将所述数据符号(C_j ⁽ⁱ⁾)调制到彼此正交的副载波上。

21.一种复用器(26)，适合于根据如权利要求1至20其中之一所述的方法对数据字进行复用。

22.一种去复用器，适合于对权利要求21的复用器所复用的数据字进行去复用。

23.一种用于无线通信的收发信机，它包括如权利要求21所述的复用器和如权利要求22所述的去复用器中的至少一种。

Images