CN1893310B - 多流循环移位延迟发射器及其发射基带处理模块 - Google Patents

多流循环移位延迟发射器及其发射基带处理模块 Download PDF

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Abstract

一种多流循环移位延迟发射器，包括基带处理模块和多个RF发射段。所述基带处理模块用于将输出数据转换为多个发射基带流，并对所述多个发射基带信号流中的至少一个进行循环移位延迟来生成至少一个循环移位延迟发射基带信号流。所述多个RF发射段用于将所述多个发射基带信号流和至少一个循环移位延迟发射基带信号流转换为多个RF信号。

Description

多流循环移位延迟发射器及其发射基带处理模块
技术领域
本发明涉及无线通信。具体的，本发明涉及无线通信发射器。
背景技术
众所周知，通信系统是用来支持无线和/或有线通信设备之间的无线和有线通信的。这样的通信系统涵盖范围从国内和/或国际蜂窝电话系统到互联网至点对点室内无线网络。每种通信系统依照一种或多种通信标准建造并工作。例如，无线通信系统可根据一种或多种标准工作，这些标准包括但不限于IEEE802.11、蓝牙、高级移动电话服务(AMPS)、数字AMPS、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、本地多点分配系统(LMDS)、多信道多点分配系统(MMDS)和/或上述标准的改进。
根据无线通信系统的类型，无线通信设备如蜂窝电话、收发报机、个人数字助理(PDA)、个人计算机(PC)、笔记本电脑、家庭娱乐设备等等彼此之间进行直接或间接的通信。就直接通信而言(也称为点对点通信)，参与的无线通信设备将其发射器和接收器调至相同的信道(例如，无线通信系统多个射频(RF)载波中的一个)，然后在该信道上进行通信。对间接无线通信而言，每个无线通信设备通过分配的信道直接与相关的基站(例如，用于蜂窝服务的)和/或相关接入点(例如，用于室内或建筑物内无线网络)进行通信的。为完成无线通信设备间的通信，相关的基站和/或相关的接入点通过系统控制器、通过公共交换电话网络、通过互联网、和/或通过一些其他广域网彼此进行直接通信。
对参与到无线通信中的每种无线通信设备来说，其组成包括内置无线收发器(也就是发射器和接收器)，或连接到相关的无线收发器(例如，用于室内和/或建筑物内无线通信网络的基站、RF调制解调器等)。众所周知，接收器连接到天线上，并包括低噪音放大器、一个或多个中频级、滤波级和数据恢复级。低噪音放大器通过天线接收发来的RF信号，然后将其进行放大。一个或多个中频级将放大后的RF信号混入一个或多个本地振荡器中，将放大后的RF信号转换为基带信号或中频(IF)信号。滤波级对基带信号或中频信号进行滤波，将不需要的信号从基带信号中削弱，生成滤波后信号。数据恢复级根据特定的无线通信标准从滤波后信号中恢复出原始数据。
众所周知，发射器包括数据调制级、一个或多个中频级和功率放大器。数据调制级根据特定的无线通信标准将原始数据转换为基带信号。一个或多个中频级将基带信号混入一个或多个本地振荡器中生成RF信号。功率放大器在将RF信号通过天线发射之前对其进行放大。
在许多系统中，发射器包括用于发射RF信号的一个天线、发射后的RF信号由接收器的一个或多个天线所接收。当接收器包含两个或多个天线时，接收器会选择其中的一个来接收进入的RF信号。在这种情况下，发射器和接收器之间的无线通信本质上是单出单入(SISO)通信，即使接收器包含用作分集天线(也就是从中选择一个来接收进入的RF信号)的多个天线。对于SISO无线通信而言，收发器包括一个发射器和一个接收器。当前，使用IEEE802.11、802.11a、802.11b或802.11g的多数无线局域网(WLAN)使用SISO无线通信。
无线通信的其他类型还包括单入多出(SIMO)、多入单出(MISO)和多入多出(MIMO)。在SIMO无线通信中，单个发射器将数据转换为发往接收器的射频信号。接收器包括两个或多个天线和两个或多个路径。每个天线接收RF信号并将其发往相应的接收器路径(例如，LNA、下变频转换模块、滤波器和ADC)。每个接收器路径对收到的RF信号进行处理来生成数字信号，后经合并处理，重新获取所发射的数据。
对于多入单出(MISO)无线通信而言，发射器包括两个或多个发射路径(也就是数模转换器、滤波器、上变频转换模块和功率放大器)，每个发射路径将相应的基带信号转换为RF信号，然后通过相应的天线发往接收器。接收器包括单个接收器路径，用于从发射器接收多个RF信号。在这种情况下，接收器使用波束赋形技术来将多个RF信号合并为一个信号进行处理。
对于多入多出(MIMO)无线通信而言，发射器和接收器分别包含多个路径。在这样的通信中，发射器使用空时编码功能并行的处理数据，来生成两个或多个数据流。发射器包含多个发射路径，将每个数据流转换为多个RF信号。接收器通过多个接收器路径来接收多个RF信号，所述接收器路径使用空时编解码功能重新获取数据流。重新获取的数据流随后进行合并、处理来恢复原始的数据。
为了进一步改善MISO无线通信，发射器可使用循环移位延迟分集(CDD)。对于MISO通信来说，CDD是这样一种技术，它通过多个发射天线发射相同的信号，其中每个信号彼此之间进行了时间移位。这样的时间移位通过将信道变得有更多的频率选择性来将编码增益最大化，以此来提供分集增益。在接收器末端，接收器使用典型的最小均方误差(MMSE)来探测信号，因此，接收器不需要使用额外的电路。
在将CDD应用于MISO无线通信后，由于MIMO无线通信更高的复杂度，尚未将CDD应用于MIMO无线通信之中。
因此，需要一种应用于MIMO无线通信的多流循环移位延迟发射器。
发明内容
本发明涉及的设备和操作方法在下面的附图说明、具体实施方式和权利要求中进行了进一步的描述。
依据本发明的一个方面，提供了一种多流循环移位延迟发射器，包括：
基带处理模块，用于：
将输出数据转换成多个发射基带信号流；
对至少一个所述多个发射基带信号流进行循环移位延迟，生成至少一个循环移位延迟发射基带信号流；以及
多个射频(RF)发射部件，用于将多个发射基带信号流和至少一个循环移位延迟发射基带信号流转换为多个RF信号。
优选的，所述基带处理模块还用于：多个发射基带信号的循环排序(circular ordering)、超时、循环移位延迟，使传送所述多个RF信号的信道随机化。
优选的，所述循环排序包括：
对循环排序的每个时间间隔：
向选中的多个RF发射段提供所述多个发射基带信号流；
向所述多个RF发射段中余下的至少一个RF发射段提供至少一个循环移位延迟发射基带信号流；
在所述循环排序中至少一个时间间隔到另一个时间间隔之间：
向不同的选中的所述多个RF发射段提供所述多个发射基带信号流；
向所述多个RF发射段中至少一个不同的余下的RF发射段提供至少一个循环移位延迟发射基带信号流。
优选的，至少一个所述多个发射基带信号流的所述循环移位延迟包括：
在所述循环排序中至少一个时间间隔到另一个时间间隔之间：对至少一个所述其它多个发射基带信号流进行循环移位延迟。
根据本发明的一个方面，发射基带处理模块包括：
编码模块，用于对输出数据进行编码，来生成编码输出数据；
交错模块，用于将所述编码输出数据转换为多个交错数据流；
多个映射模块，用于将所述多个交错数据流映射到多个符号流中；
循环移位延迟模块，用于对所述多个符号流中的至少一个进行循环移位延迟，来生成至少一个循环移位延迟符号流；
多个快速傅立叶逆变换(IFFT)模块，用于将所述多个符号流和所述至少一个循环移位延迟符号流从频率域转换到时间域。
优选的，所述循环移位延迟模块包括：
多个循环时间延迟单元，其数量等于所述多个符号流的数量的整数倍，其中所述多个循环时间延迟单元对所述多个符号流进行循环移位延迟，来生成多个循环移位延迟符号流，其中包含至少一个循环移位延迟符号流。
优选的，所述循环移位延迟模块还包括：
交换模块，可操作地连接到所述多个循环时间延迟单元，其中，所述切换模块将所述多个循环时间延迟单元和所述多个映射模块依次轮流连接到所述多个IFFT模块，使传送多个射频(RF)信号的信道随机化，其中，所述多个射频信号包含对应于所述时间域多个符号流的分量。
优选的，所述切换模块还用于将所述多个循环时间延迟单元和所述多个映射模块依次轮流连接到所述多个IFFT模块，用于：
在循环排序的每个时间间隔内：
将所述多个循环时间延迟单元连接到选中的多个IFFT模块上；
将所述多个映射模块连接到余下的所述多个IFFT模块上；
在循环排序的至少一个时间间隔到另一时间间隔之间：
将所述多个循环时间延迟单元连接到不同的选中的多个IFFT模块；以及
将所述多个映射模块连接到不同的余下的多个IFFT模块。
优选的，所述循环移位延迟模块包括：
循环时间延迟单元；
第一切换模块，其中所述第一切换模块在多个时间间隔内选择性的将所述多个映射模块连接到所述循环时间延迟单元上，其中所述循环时间延迟单元对所述多个符号流进行循环移位延迟，来生成多个循环移位延迟符号流，其中，对于所述多个时间间隔中的给定时间间隔，生成至少一个循环移位延迟符号流。
优选的，所述循环移位延迟模块还包括：
第二切换模块，可操作地连接到所述循环时间延迟单元，其中，所述第二切换模块将循环时间延迟单元和所述多个映射模块依次轮流连接到所述多个IFFT模块上，使得传送多个射频(RF)信号的信道随机化，其中，所述多个RF信号包含对应于所述时间域多个符号流的分量。
优选的，所述第二切换模块还用于将所述循环时间延迟单元和所述多个映射模块依次轮流连接到所述多个IFFT模块，用于：
在所述循环排序的每个时间间隔：
将所述循环时间延迟单元连接到所述多个IFFT模块中选中的一个上；
将所述多个映射模块连接余下的多个IFFT模块；
在所述循环排序的至少一个时间间隔到另一个时间间隔：
将所述循环时间延迟单元连接到所述多个IFFT模块中选中的不同的的一个上；
将所述多个映射模块连接到不同的余下的所述多个IFFT模块上。
根据本发明的一个方面，一种多流循环移位延迟发射器包括：
基带处理模块，包括：
编码模块，用于对输出数据进行编码，来生成编码输出数据；
交错模块，用于将所述编码输出数据转换为多个交错数据流；
多个映射模块，用于将所述多个交错数据流转换为多个符号流；
循环移位延迟模块，用于对至少一个所述多个符号流进行循环移位延迟，用于生成至少一个循环移位延迟符号流；以及
多个快速傅立叶逆变换(IFFT)模块，用于将所述多个符号流和所述至少一个循环移位延迟符号流从频率域转换到时间域，来生成多个时间域符号流；以及
多个射频(RF)发射段，用于将所述多个时间域符号流转换为多个RF信号。
优选的，所述循环移位延迟模块包括：
多个循环时间延迟单元，其数量等于所述多个符号流的数量的整数倍，其中所述多个循环时间延迟单元对所述多个符号流进行循环移位延迟，来生成多个循环移位延迟符号流，其中包含至少一个循环移位延迟符号流。
优选的，所述循环移位延迟模块还包括：
切换模块，可操作地连接到所述多个循环时间延迟单元，且将所述多个循环时间延迟单元和所述多个映射模块依次轮流连接到所述多个IFFT模块，使得传送所述多个RF信号的信道随机化。
优选的，所述切换模块还用于将所述多个循环时间延迟单元和所述多个映射模块依次轮流连接到所述多个IFFT模块，用于：
在所述循环排序的每个时间间隔：
将所述多个循环时间延迟单元连接到选中的所述多个IFFT模块；以及
将所述多个映射模块连接到余下的所述多个IFFT模块；
在所述循环排序的至少一个时间间隔到另一个时间间隔之间：
将所述多个循环时间延迟单元连接到不同的选中的所述多个IFFT模块；以及
将所述多个映射模块连接到不同的余下的所述多个IFFT模块。
优选的，所述循环移位延迟模块包括：
循环时间延迟单元；以及
第一切换模块，其在多个时间间隔内选择性的将所述多个映射模块连接到循环时间延迟单元，其中，所述循环时间延迟单元对所述多个符号流进行循环移位延迟，来生成多个循环移位延迟符号流，其中，在所述多个时间间隔的给定时间间隔内，生成所述至少一个循环移位延迟符号流。
优选的，所述循环移位延迟模块还包括：
第二切换模块，可操作地连接到所述循环时间延迟单元，将循环时间延迟单元和所述多个映射模块依次轮流连接到所述多个IFFT模块，使传送多个RF信号的信道随机化。
优选的，所述第二切换模块还用于将所述循环时间延迟单元和所述多个映射模块依次轮流连接到所述多个IFFT模块：
在所述循环排序的每个时间间隔：
将所述循环时间延迟单元连接到选中的所述多个IFFT模块中选中的一个上；以及
将所述多个映射模块连接到余下的所述多个IFFT模块；
在所述循环排序的至少一个时间间隔到另一个时间间隔之间：
将所述循环时间延迟单元连接到所述多个IFFT模块中选中的不同的的一个上；以及
将所述多个映射模块连接到不同的余下的所述多个IFFT模块。
附图说明
在参考下面的详细描述和相应附图后，本发明的特点和优点将更加清晰。
图1是依据本发明的无线通信系统的示意性框图。
图2是依据本发明的无线通信设备的示意性框图。
图3是依据本发明的另一无线通信设备的示意性框图。
图4是依据本发明的发射基带处理模块的示意性框图。
图5是依据本发明的循环移位延迟分集的示意图。
图6是依据本发明的备用循环移位延迟分集的示意图。
图7是依据本发明的发射基带处理模块的示意性框图。
图8是依据本发明的循环移位延迟模块的示意性框图。
图9是依据本发明的循环移位延迟模块的功能示意图。
图10是依据本发明的另一循环移位延迟模块的功能示意图。
图11是依据本发明的另一个循环移位延迟模块的实施例的示意性框图。
具体实施方式
图1是通信系统10的示意性框图，其组成包括多个基站和/或接入点12、16、多个无线通信设备18-32和网络硬件组件34。需要注意的是网络硬件34可以是路由器、交换机、网桥、调制解调器、系统控制器等，用于为通信系统10提供广域网连接42。此外还需注意的是无线通信设备18-32可以是笔记本主机18和26、个人数字助理主机20和30、个人计算机主机24和32和/或蜂窝电话主机22和28。将会参照图2对无线通信设备做更为详细的描述。
无线通信设备22、23和24位于独立的基本服务集合(IBSS)区域中，并进行直接通信(也就是，点到点)。在这种配置中，这些设备22、23和24只能彼此之间进行通信。为了与系统10内的其他无线通信设备通信，或者与系统10外的设备通信，设备22、23和/或24需要注册到其中一个基站或接入点12或16中。
基站或接入点12、16分别位于基本服务集合(BSS)区域11和13内，并通过本地局域网连接36、38可操作地连接到网络硬件34上。这样的连接使得基站或接入点12或16可以连接到系统10内的其他设备，并通过WAN连接42连接到其他网络。要想同其BSS 11和13内的无线通信设备通信，每个基站或接入点12-16需要有相关的天线和天线阵列。例如，基站或接入点12与无线通信设备18和20进行无线通信，基站或接入点16与无线通信设备26-32无线通信。典型的，无线通信设备注册到特定的基站或接入点12、16上，以接收来自通信系统10的服务。
通常，基站应用于蜂窝电话系统或类似的系统，接入点应用于室内或建筑物内的无线网络(例如IEEE802.11和其中的版本、蓝牙和/或其他类型的基于射频的网络协议)。无论通信系统是何种类型，每个无线通信设备都包含内置的无线电装置和/或连接到无线电装置上。
图2是无线通信设备的示意性框图，其组成包括主机设备18-32和相关的无线电装置60。对于蜂窝电话主机而言，无线电装置60是内置的组件。对于个人数字助理主机、笔记本电脑主机和/或个人计算机主机而言，无线电装置60可以是内置的、也可以是外部连接的组件。
如图所示，主机设备18-32包含处理模块50、存储器52、无线接口54、输入接口58和输出接口56。处理模块50和存储器52执行相应的通常由主机设备完成的指令。例如，对于蜂窝电话主机设备而言，处理模块50依照特定的蜂窝电话标准来执行相应的通信功能。
无线接口54可与无线电装置6交换数据。对于从无线电装置60收到的数据(例如，输入数据)，无线接口54将数据发往处理模块50做进一步处理和/或将其路由至输出接口56。输出接口56提供到输出显示设备例如显示器、监视器、话筒等的连接，使得收到的数据能够显示出来。无线接口54还可将数据从处理模块50发往无线电装置60。处理模块50可通过输入接口58从输入设备如键盘、键区、麦克风等接收输出的数据，或自己生成数据。对于通过输入接口58收到的数据，处理模块50可对数据执行相应的主机功能，和/或通过无线接口54将数据路由至无线电装置60。
无线电装置60包括主机接口62、数字接收器处理模块64、模数转换器66、高通和低通滤波模块68、中频混合下变频转换级70、接收器滤波器71、低噪音放大器72、发射器/接收器交换器73、本地振荡模块74、存储器75、数字发射器处理模块76、数模转换器78、滤波/增益模块80、中频上变频转换级82、功率放大器84、发射器滤波模块85、信道带宽调整模块87和天线86。天线86可以是由发射和接收路径共享的单独的天线，由TX/Rx交换器73控制，或包括发射路径和接收路径的独立天线。天线的实现方式与无线通信设备所遵从的特定标准有关。
数字接收器处理模块64和数字发射器处理模块76，与存储在存储器75中的操作指令一起，分别实现数字接收器功能和数字发射器功能。数字接收器功能包括但不限于，数字中频到基带转换、解调制、星座图解映射、解码和/或解扰。数字发射器功能包括但不限于加扰、编码、星座图映射、调制和/或数字基带到中频转换。数字接收器和发射器处理模块64和76可使用同一处理设备、单独的处理设备或多个处理设备来实现。这样的处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、字段可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于操作指令来处理信号(模拟和/或数字)的任何设备。存储器75可以是单个存储设备或多个存储设备。这样的存储设备可以是只读存储器、随机访问存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存和/或存储数字信息的任何设备。需要注意的是，当处理模块64和/或76通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路来实现一种或多种其自身功能时，存储相应操作指令的存储器内嵌在包含所述状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中。
在操作过程中，无线电装置60通过主机接口62从主机设备接收输出数据94。主机接口62将输出数据94路由至数字发射器处理模块76，后者依据特定的无线通信标准(例如，IEEE802.11、蓝牙等)对输出数据94进行处理，来生成输出基带信号96。输出基带信号96将是数字基带信号(例如，0 IF)或数字低中频信号，其中低中频信号的频率范围通常是100kHz-几兆Hz之间。
数模转换器78将输出基带信号96从数字域转换为模拟域。滤波/增益模块80在将信号提供给中频混合级82之前，对模拟信号进行滤波，和/或对其增益进行调整。基于由本地振荡模块74生成的发射器本地振荡信号83，中频混合级82将模拟基带或低中频信号转换为RF信号。功率放大器84将RF信号进行放大，来生成输出RF信号98，后者随后由发射器滤波模块85进行滤波。天线86将输出RF信号98发往目标设备如基站、接入点和/或其他无线通信设备。
无线电模块60也通过天线86接收由基站、接入点或其他无线通信设备发出的输入RF信号88。天线86通过TX/Rx交换器73将输入RF信号88发往接收器滤波模块71，Rx滤波器71对输入RF信号88进行带通滤波。Rx滤波器71将滤波后的RF信号发往低噪音放大器72，后者将信号88放大，来生成放大后的输入RF信号。低噪音放大器72将放大后的输入RF信号发往中频混合模块70，中频混合模块70基于由本地振荡模块74生成的接收器本地振荡信号81将放大后的输入RF信号直接转换为输入低中频信号或基带信号。下变频转换模块70将输入低中频信号或基带信号发往滤波/增益模块68。高通和低通滤波模块68基于信道带宽调整模块87的设置对输入低中频IF信号进行滤波，生成滤波后输入信号。
模数转换器66将滤波后的基带信号从模拟域转换为数字域，来生成输入基带信号90，它可以是数字基带信号或数字低中频信号，其中低中频信号的频率范围通常是100kHz至几兆Hz之间。数字接收器处理模块64基于信道带宽调整模块87的设置对输入基带信号90进行解码、解扰、解映射和/或解调制，依据无线电装置60使用的特定无线通信标准重新获得输入数据92。主机接口62通过无线接口54将重新获得的输入数据92发往主机设备18-32。
本领域的技术人员应当明白，图2中的无线通信设备可使用一块或多块集成电路来实现。例如，主机设备可在一块集成电路上实现，数字接收器处理模块64、数字发射器处理模块76和存储器75可在第二块集成电路上实现，无线电装置60的其余的组件除天线86以外可在第三块集成电路上实现。作为选择性的例子，无线电装置60可在单独的一块集成电路上实现。而在另一个例子中，主机设备处理模块50和数字接收器和发射器处理模块64和76可以作为共同处理设备在单独的集成电路上实现。此外，存储器52和存储器75可在单独的集成电路上实现和/或作为处理模块50、数字接收器和发射器处理模块64和76的的共同处理模块在同一集成电路上实现。
图3是无线通信设备的示意性框图，其组成包括主机设备18-32和相关的无线电装置60。对于蜂窝电话主机来说，无线电装置60是内置组件。对于个人数字助理、笔记本主机和/或个人计算机主机来说，无线电60可以是内置的或外部连接的组件。
如图所示，主机设备18-32包括处理模块50、存储器52、无线接口54、输入接口58和输出接口56。处理模块50和存储器52执行相应的通常由主机设备执行的指令。例如，对于蜂窝电话主机设备而言，处理模块50依据特定的蜂窝电话标准完成相应的通信功能。
无线接口54可与无线电装置60之间交换数据。对于从无线电装置60收到的数据来说(例如，输入数据)，无线接口54将数据发往处理模块50做进一步处理，和/或将其路由至输出接口56。输出接口56可提供到输出显示设备如显示器、监视器、话筒等设备的连接，以将收到的数据显示出来。无线接口54还可将数据从处理模块50发往无线电装置60。处理模块50可通过输入接口58从输入设备如键盘、键区、麦克风等接收输出数据，或自己生成数据。对于通过输入接口58收到的数据，处理模块50可对数据进行相应的主机操作，和/或将数据通过无线接口54路由至无线电装置60。
无线电装置60包括主机接口62、基带处理模块100、存储器65、多个射频(RF)发射器106-110、发射/接收(T/R)模块114、多个天线81-85、多个RF接收器118-120、信道带宽调整模块87和本地振荡模块74。基带处理模块100，与存储在存储器65中的操作指令一起，分别实现数字接收器功能和数字发射器功能。数字接收器功能包括但不限于数字中频到基带转换、解调制、星座图解映射、解码、解交错、快速傅立叶变换、循环前缀移除、空时解码和/或解扰。数字发射器功能包括但不限于，加扰、编码、交错、星座图映射、调制、快速傅立叶逆变换、循环前缀添加，空时编码和数字基带到中频转换。基带处理模块100可使用一个或多个处理设备来实现。这样的处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、字段可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路和/或基于操作指令处理信号(模拟和/或数字)的任何设备。存储器65可以是单个存储设备或多个存储设备。这样的存储设备可以是只读存储器、随机访问存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存和/或存储数字信息的任何设备。需要注意的是，当处理模块100通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路来实现一种或多种其自身功能时，存储相应操作指令的存储器内嵌在包含所述状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中。
在操作过程中，无线电装置60通过主机接口62从主机设备接收输出数据94。基带处理模块64接收输出数据88，基于模式选择信号102生成一个或多个输出符号流90。模式选择信号102将指示遵从多种IEEE802.11标准中的一种或多种模式中的特定操作模式。例如，模式选择信号102可指示2.4GHz的频率带宽，20或22MHz的信道带宽和54Mb/s的最大比特率。在这些常用的类别中，模式选择信号还能指示1Mb/s到54Mb/s范围内的特定速率。此外，模式选择信号还能指示特定的调制类型，其中包括但不限于巴克编码调制、BPSK、QPSK、CCK、16QAM和/或64QAM。模式选择信号102还可包括编码率、每个副载波中多个编码位(NBPSC)、每个OFDM符号中多个编码位(NCBPS)和/或每个OFDM符号中的数据比特(NDBPS)。模式选择信号102还可为相应的模式进行特定的信道化，该相应的模式提供信道数量和相应的中心频率。模式选择信号102还可指示功率频谱密度掩码和为MIMO通信而最初使用的多个天线。
基带处理模块100基于模式选择信号102从输出数据94生成一个或多个输出符号流104。例如，如果模式选择信号102指示为选中的特定模式使用了单独的发射天线，则基带处理模块100将生成单独的输出符号流104。作为选择，如果模式选择信号102指示使用了2、3或4根天线，则基带处理模块100将从输出数据94生成2、3或4个输出符号流104。
根据基带模块10生成的输出流104的数量，激活相应数量的RF发射器106-110来将输出符号流104转换为输出RF信号112。通常情况下，RF发射器106-110中的每一个都包括数字滤波器和上采样模块、数模转换模块、模拟滤波模块、上变频转换模块、功率放大器和射频带通滤波器。RF发射器106-110将输出RF信号112发往发射/接收模块114，后者将每个输出RF信号发往相应的天线81-85。
当无线电装置60处于接收模式时，发射/接收模块114通过天线81-85接收一个或多个输入RF信号116，然后提供给一个或多个RF接收器118-122。RF接收器118-122基于信道带宽调整模块87提供的设置将输入RF信号116转换为相应数量的输入符号流124。输入符号流124的数量对应于接收数据的特定模式。基带处理模块100将输入符号流124转换为输入数据92，然后通过主机接口62发往主机设备18-32。
本领域的技术人员应当明白，图3中描述的无线通信系统可使用一块或多块集成电路来实现。例如，主机设备可在一块集成电路上实现，基带处理模块100和存储器65可在第二块集成电路上实现，而无线电装置60的其他部分除天线81-85以外，可在第三块集成电路上实现。作为选择性的例子，无线电装置60可在单独一块集成电路上实现。而在另一方案中，主机设备处理模块50和基带处理模块100可以是在单个集成电路上实现的共同处理设备。此外，存储器52和存储器65可在单块集成电路上实现，和/或作为处理模块50和基带处理模块100的共同处理模块在同一块集成电路上实现。
图4是发射基带处理模块100-TX的功能性示意方块图，该模块包括多个发射(TX)路径基带处理130和循环移位延迟132。多个TX路径基带处理130对输出数据94进行处理，来生成多个发射基带信号流134。这个步骤可依照一种或多种无线通信标准，包括但不限于IEEE 802.11a、b、g和n等来实现。
循环移位延迟功能132用于对至少一个所述多个发射基带信号流进行循环移位延迟，生成至少一个循环移位延迟发射基带(BB)信号流136。发射基带信号流134和至少一个循环移位延迟发射基带信号流136包括输出符号流104。循环移位延迟132是基于一种数学上的概念，即时间域中的时间延迟等于频率域中的相位移位：FFT(x(t-n))＝X(fk)exp(-j2πnBf)，其中FFT(x(t))＝X(f)，Bf＝带宽/FFT大小，k是频率指数，n是循环移位延迟分集(CDD)时间。
在一个实施例中，信道带宽为20MHz和64个音调，B1＝0.1325MHz，CDD＝50纳秒，则exp(-j2πnBf)＝exp(-j2π(k/32)).
循环移位延迟132可通过多种方式完成。例如，循环移位延迟可在循环排序、超时中完成，其中，对多个发射基带信号进行了循环移位延迟，使得发送多个RF信号的信道随机化。通过使这些信道随机化，可实现发射分集增益，并且信道更具频率选择性，这样就减小了编码和增益。
在另一个实施例中，循环移位延迟132可通过循环排序来完成，所述循环移位包括在每个循环排序时间间隔另一个无线通信传输中的帧或包，该时间间隔对应于OFDM传输中一个符号的传输或OFD传输中一个帧的传输，将多个发射基带信号流发往多个RF传输段中选中的传输段。随后，循环排序继续进行，将至少一个循环移位延迟发射基带信号流发往余下的所述多个RF传输段中的至少一个。循环排序继续进行，从至少一个时间间隔到另一个时间间隔，将多个发射基带信号流发往所述多个RF传输段中不同的所选中的传输段。循环排序继续进行，将至少一个循环移位延迟发射基带信号发往余下的多个RF传输段至少一个不同的传输段。因此，随着这一过程的不断进行，发射路径持续不断的对从循环移位延迟形式交换过来的基带信号流或信号本身进行处理，并且不断变换将其发往RF传输路径的方式，以此来实现随机化。在实施例中，循环排序可包括不变时间间隔段的一些时间间隔。图5和6是循环排序的图形表示。
图5描述了循环移位延迟分集系统的循环排序，该循环移位延迟分集系统包括2个基带发射流(流1和流2)和4个发射天线(TXANT1-4)。描述中还包括包含4个时间间隔(t0-t3)的时间分量。时间间隔对应于符号、帧、包或任何其他无线传输时间度量单位的传输。在该描述中，在时间t0，流1在没有进行循环移位延迟的情况下发往发射天线1，通过1来表示；同时，循环移位延迟形式的流1发往天线2，通过CDD来表示。在时间间隔t0，流2以未延迟形式发往天线3，而循环移位延迟形式的流2则发往天线4。在下一个时间间隔t1，经过在时间间隔t0进行处理后，流1发往发射天线1和发射天线2。对于流2，未延迟形式的流2发往发射天线4，而循环延迟形式的流2发往发射天线3。
在时间间隔t2，循环延迟形式的流1发往发射天线1，未延迟形式的流1发往天线2。同样在时间间隔t2，未延迟形式的流2发往发射天线3，延迟形式的发往发射天线4。在时间间隔t3，未延迟形式的流1发往发射天线2，延迟形式的流1发往发射天线1。同样在时间间隔t3，未延迟形式的流2发往发射天线4，延迟形式的发往发射天线3。
本领域的技术人员应当明白，也可通过其他方式向发射天线提供延迟和非延迟形式的多个流，例如，延迟形式的流1，例如，图5中发射天线2和3还可进行替换，即流1使用发射天线3，流2使用发射天线2。其他变换也是显而易见的。此外，本领域的技术人员应当明白，图5中的描述包含在数量上与流数量相对应的循环移位延迟元件。这样一来，在这种描述中，每个流就有非延迟的形式和循环延迟的形式。本领域的技术人员应当明白，也可为每个流进行更多的循环延迟，使得每个流有多个循环移位延迟的形式，以发往不同的发射路径。例如，如果图5中的描述扩展至6个发射天线，则每个流可包含2个循环延迟的表现形式，以类似图5中描述的方式向天线提供非延迟和循环延迟形式的流。
图6描述了循环移位延迟处理132的循环排序，其中两个流(流1和流2)共享循环移位延迟组件。在该图示中，发射器包括3个发射天线(TX ANT 1-3)。图6的图示还包括4个时间间隔t0-t3，对应于符号、帧、符号组、包和/或无线传输系统的任何其他时间度量单位的传输。在时间间隔t0，流1进行了循环移位延迟并提供给发射天线2。未延迟形式的流1提供给天线1。未移位形式的流2提供给发射天线3。
在时间间隔t1，对流2进行循环移位延迟，然后提供给天线2。同样在时间间隔t1，未延迟形式的流1提供给发射天线1，未延迟形式的流2提供给天线3。在时间间隔t2，再次对第一流进行循环移位延迟，并提供给发射天线1。未延迟形式的流1提供给发射天线2，未延迟形式的流2提供给天线3。在时间间隔t3，对第二流进行循环移位，然后提供给发射天线2。未延迟形式的流2提供给发射天线2，未延迟形式的流1提供给发射天线1。
图7是发射基带处理模块100-TX的实施例的示意性框图，其中包括编码模块140、收缩模块142、多个交错模块144-146、多个星座图映射模块148-150、循环移位延迟模块152和多个快速傅立叶逆变换(IFFT)模块154-160。
编码模块140用于对输出数据94进行编码，生成编码输出数据，然后发往收缩模块142。收缩模块142对编码数据进行收缩，随后发往多个交错模块144-146。多个交错模块用于将编码输出数据转换为多个交错数据流。多个星座图映射模块148--150用于将多个交错数据流映射到多个符号流。本领域的技术人员应当明白，编码模块140、收缩模块142、交错模块144-146和星座图映射模块148-150可依照一个或多个无线通信标准，包括但不限于IEEE802.11a，b，g等工作。
循环移位延迟模块152用于对至少一个所述多个符号流进行循环移位，来生成至少一个循环移位延迟符号流。循环移位延迟模块将所述至少一个循环移位延迟符号流和多个符号流发往多个IFFT模块154-160，IFFT模块154-160用于将多个符号流和至少一个循环移位延迟符号流从频率域转换到时间域，生成输出符号流104。输出符号流104随后发往图3中的RF传输段106-110。
循环移位延迟模块152可执行循环排序，对多个符号流进行循环移位延迟来生成至少一个循环移位延迟符号流。在图8-10中，描述了循环移位延迟模块152的多个实施例和功能性。
图8是循环移位延迟模块152的示意性方块图，它连接到星座图映射模块148和150，以及多个IFFT模块154-164。在这个实施例中，循环移位延迟模块152包括4个循环时间延迟单元170-176。由4个循环时间延迟单元170-176中的每一个所引入的延迟量与具体的应用有关。例如，在包含64个副载波的20MHz信道上的OFDM传输中，第一延迟接近50纳秒，第二延迟接近100纳秒。
在这段描述中，基带发射处理模块包括2个发射流，分别由星座图映射模块148和150处理。循环移位延迟模块152将未延迟形式的每个流发往IFFT模块154和160。循环时间延迟单元170将星座图映射模块148生成的第一时间延迟形式的符号流发往IFFT模块156。循环时间延迟单元172提供星座图映射模块148生成的第二时间延迟形式的符号流、并将该延迟形式发往IFFT模块158。
循环时间延迟单元174提供星座图映射模块150生成的第一时间延迟形式的符号流、并将该延迟形式发往IFFT模块162。循环时间延迟单元176提供星座图映射模块150生成的第二时间延迟形式的符号流、并将该延迟形式发往IFFT模块164。
在这段描述中，每个流包括2个循环时间延迟单元。通常，延迟单元的数量是流数量的整数倍。例如，这个倍数可以是1，这样一来在这个例子中只出现了循环时间延迟单元170和174。
图9是循环延迟模块152的示意性框图，它实现了循环延迟的循环排序超时。在这该图示中，循环移位延迟模块152包括2个循环时间延迟单元170和172。循环移位延迟模块152还包括交换模块180，用于将星座图映射模块148和150生成的延迟和非延迟形式的符号流发往IFFT模块154-160。
在时间间隔T0，交换模块180用于将星座图映射模块148生成的未延迟形式的符号流发往IFFT模块154，将其延迟形式的符号流发往IFFT模块156。交换模块180在时间间隔T0将星座图映射模块150生成的未延迟形式的符号流发往IFFT模块158，将其延迟形式的符号流发往IFFT模块160。
在时间间隔T1，交换模块180用于将星座图映射模块148生成的未延迟形式的符号流发往IFFT模块154，将延迟形式的符号流发往IFFT模块156。交换模块180还用于在时间T1将星座图映射模块150生成的未延迟形式的符号发往IFFT模块160，将延迟形式的符号流发往IFFT模块158。
在时间间隔T2，交换模块180用于将映射模块148生成的未延迟形式的符号流发往IFFT模块156，将其延迟形式的符号流发往IFFT模块154。同样在时间间隔T2，交换模块180还用于星座图映射模块150生成的未延迟形式的符号发往IFFT模块158，将其延迟形式的符号流发往IFFT模块160。
在时间间隔T3，交换模块180用于将星座图映射模块148生成的未延迟形式的符号流发往IFFT模块156，将延迟形式的符号流发往IFFT模块154。同样在时间间隔T3，交换模块180还用于星座图映射模块150生成的未延迟形式的符号发往IFFT模块160，将延迟形式的符号流发往IFFT模块158。
图10是循环移位延迟模块152的功能示意性框图，它实现了循环移位延迟的不同循环排序。在这个实施例中，循环移位延迟模块152包括2个循环时间延迟单元170和172、以及交换模块180。在时间间隔T0，交换模块180被配置得与图9中相同。在时间间隔T1，交换模块180用于将星座图映射模块148生成的未延迟形式的符号发往IFFT模块158，将延迟形式的符号发往IFFT模块156。交换模块180还用于将星座图映射模块150生成的未延迟形式的符号发往IFFT模块154，将延迟形式的符号发往IFFT模块160。交换模块180在时间间隔T2和T3提供如图所示的连接。循环排序继续进行，使得超时后每个IFFT模块154-160处理星座图映射模块148和150生成的延迟和非延迟形式的符号，将传送RF信号的信道随机化。
图11是循环移位延迟模块152另一实施例的示意性框图，其组成包括第一交换模块190、循环时间延迟单元170和第二交换模块192。在这段描述中，发射基带处理模块通过星座图映射模块148和150来处理2个数据流。此外，基带发射处理模块包含3个IFFT模块154-158。
第一交换模块190用于以每个时间间隔为基础将星座图映射模块148或者星座图映射模块150生成的符号发往循环时间延迟单元170。第二交换模块192用于将星座图映射模块148和150生成的未延迟形式的符号发往IFFT模块154-158中的2个。第二交换模块192还用于将星座图映射模块148和150生成的延迟形式的符号发往IFFT模块154-158中的其余几个模块。在一个实施例中，循环移位延迟模块152可使用图6中描述的方式工作。
本专业普通技术人员会意识到，术语“基本上”或“大约”，正如这里可能用到的，对相应的术语提供一种业内可接受的公差。这种业内可接受的公差从小于1％到20％，并对应于，但不限于，组件值、集成电路处理波动、温度波动、上升和下降时间和/或热噪声。项目之间的这种相关性从百分之几的差别至较大的差别。本专业普通技术人员还会意识到，术语“可操作地连接”，正如这里可能用到的，包括通过另一个组件、元件、电路或模块直接连接和间接连接，其中对于间接连接，中间插入组件、元件、电路或模块并不改变信号的信息，但可以调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。正如本专业普通技术人员会意识到的，推断连接(亦即，一个元件根据推论连接到另一个元件)包括两个元件之间用相同于“可操作地连接”的方法直接和间接连接。正如本专业普通技术人员还会意识到的，术语“比较结果有利”，正如这里可能用的，指两个或多个元件、项目、信号等之间的比较提供一个想要的关系。例如，当想要的关系是信号1具有大于信号2的振幅时，当信号1的振幅大于信号2的振幅或信号2的振幅小于信号1振幅时，可以得到有利的比较结果。
前面的讨论揭示了一种用于MIMO通信的多流循环移位延迟发射器。本领域的技术人员应当明白，在不脱离权利要求范围的情况下，还可从本发明中产生许多其他的实施例。

Claims (6)

1.一种多流循环移位延迟发射器，其特征在于，包括：
基带处理模块，用于：
将输出数据转换成多个发射基带信号流；
对至少一个所述多个发射基带信号流进行循环移位延迟，生成至少一个循环移位延迟发射基带信号流；
所述基带处理模块还用于：通过对多个发射基带信号进行循环排序或超时，以实现循环移位延迟，使传送所述多个射频信号的信道随机化，以及
多个射频发射部件，用于将多个发射基带信号流和至少一个循环移位延迟发射基带信号流转换为多个射频信号。
2.根据权利要求1所述的多流循环移位延迟发射器，其特征在于，所述循环排序包括：
对循环排序的每个时间间隔：
向选中的多个射频发射段提供所述多个发射基带信号流；
向所述多个射频发射段中余下的至少一个射频发射段提供至少一个循环移位延迟发射基带信号流；
在所述循环排序中至少一个时间间隔到另一个时间间隔之间：
向不同的选中的所述多个射频发射段提供所述多个发射基带信号流；
向所述多个射频发射段中至少一个不同的余下的射频发射段提供至少一个循环移位延迟发射基带信号流。
3.根据权利要求1或2所述的多流循环移位延迟发射器，其特征在于，至少一个所述多个发射基带信号流的所述循环移位延迟包括：
在所述循环排序中至少一个时间间隔到另一个时间间隔之间：对至少一个所述其它多个发射基带信号流进行循环移位延迟。
4.根据权利要求1或2所述的多流循环移位延迟发射器，其特征在于，所述发射基带处理模块包括：
编码模块，用于对输出数据进行编码，来生成编码输出数据；
交错模块，用于将所述编码输出数据转换为多个交错数据流；
多个映射模块，用于将所述多个交错数据流映射到多个符号流中；
循环移位延迟模块，用于对所述多个符号流中的至少一个进行循环移位延迟，来生成至少一个循环移位延迟符号流；
多个快速傅立叶逆变换模块，用于将所述多个符号流和所述至少一个循环移位延迟符号流从频率域转换到时间域。
5.根据权利要求4所述的发射基带处理模块，其特征在于，所述循环移位延迟模块包括：
多个循环时间延迟单元，其数量等于所述多个符号流的数量的整数倍，其中所述多个循环时间延迟单元对所述多个符号流进行循环移位延迟，来生成多个循环移位延迟符号流，其中包含至少一个循环移位延迟符号流。
6.根据权利要求4所述的发射基带处理模块，其特征在于，所述循环移位延迟模块还包括：
交换模块，可操作地连接到所述多个循环时间延迟单元，其中，所述切换模块将所述多个循环时间延迟单元和所述多个映射模块依次轮流连接到所述多个快速傅立叶逆变换模块，使传送多个射频信号的信道随机化，其中，所述多个射频信号包含对应于所述时间域多个符号流的分量。
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