TW201014307A

TW201014307A - Method, apparatus and system for using guard tones in OFDM systems for increasing data rates and improving robustness

Info

Publication number: TW201014307A
Application number: TW098108483A
Authority: TW
Inventors: Nadeem Ahmed; Brian Joseph; Chris Heegard
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2010-04-01
Also published as: EP2266245A2; WO2009114728A3; KR20100134662A; JP5362749B2; KR101209085B1; WO2009114728A2; US8548073B2; US20090232238A1; CN101971555A; JP2013118669A; JP5722359B2; CN101971555B; JP2011514786A

Description

201014307 六、發明說明：根據專利法規定要求優先權本專利申請案請求2008年3月14曰提出申請的美國臨 /· 時專利申請No.61/036,849的優先權’所述臨時專利申請被轉讓給本申請的受讓人’因此通過參考將其明確地併入本文。 _ 【發明所屬之技術領域】本公開一般地涉及無線通訊系統，例如多頻帶〇Fdm (正交分頻多工）通訊系統》更具體地，本公開涉及用於在保持資料音調上的WiMedia資料流的同時，通過在保護音調 (guard tone )上使用解穿孔（depuncture )位元來提高資料速率和系統穩健性的方法。 . 【先前技術】在傳統的串列資料系統中，可以相繼地發送符號，其中 • 允許每個資料符號的頻譜占據整個頻寬。在並行資料傳輸系統中，可以對多個連續的資料流同時進行發送。在並行系統中，單個資料元素的頻譜可能僅占據可用頻寬的一小部分。在典型的並行資料系統中，可以將總信號頻帶劃分爲N 個重叠的頻率子通道。可以利用獨立的符號對每個子通道進行調制。然後，可以對多個子通道進行多工處理。在接收機處，可以利用相關技術對正交信號進行分離以 4 201014307 消除符號間干擾。可以通過仔細地選擇载波間隔以使得載波間隔等於有用符號周期的倒數 ,Α 連刼作。正交分頻多工 (OFDM)是一種多載波調制，其视士 > 以對载波間隔進行選擇以使得母個子載波與其他子載波正交。這種正交性可以避免鄰道干擾， m ^ ^ ^ 且可以防止解調器觀率、^描, 的益處可以是高頻譜效率、抗射頻（RF)干擾特性以及較低的多徑失真。在〇職中，可以將用於傳輸的子載波脈衝選擇爲矩 :。該操作的優勢在於：脈衝形成和調制的任務可以由離散傅立葉逆變換（IDFT)纟執行，纟 # it ^ ^ T』以非常有效地將離散辱立葉逆變換實現爲快速傅立葉逆變換收機可能僅需要FFT以反向執行該操作。因此’接將其可先對傳入的串列資料進行串列到並行的轉換，並將其封包爲Χ個位元’每個位元形成複 ❹ 所對應的子載波的信號群集，諸如16_ Χ 了以决疋 w IV 〇止父調幅（1 6 QAM )。了 W利用IFFT以基帶方式對複數進換间虫，，次飞丁複數進订調制，並將該複數轉換口串列資料以用於傳輸。可以將佴嚐姓姑 „ '、彌J以將保護符號插入到符號之曰1 ’以避免由多徑失真導殽蒋味“ 干擾（iSI)。可以將離 ==轉換到類比形式並進行低通據波以用於射頻（Μ)升 ’、然後，接收機僅僅執行發射機的逆處理。根據傅立葉變換定理，矩形脈衝形狀可以引起如圖1所載读W/X類型的子载波頻譜°子載波頻譜重叠。可以對财皮^發送的資訊進行分離的原因是正交闕係。通過使用行調制可以對子載波的間隔進行選擇，使得在對接 201014307 收信號進行估算的頻率虚, 所 (由圖]中的字母A-E來指午、有其他信號可以都是I '、）在封包通訊系統中， _ 了以首先將被傳送的資料封句几Λ 資料封包’並且資料封& 爲己一旦形成，往往就可以以離勒對資料封包進行傳送。—曰这， & , Α 間隔旦資料封包被傳遞到接收坫，以通過將多個封包的蒈却# 祝可貝訊4分級聯在一起來決定資料訊内容。通常，封包诵却么， V ^ 匕通讯糸統高效地使用通訊通道，需要在傳送資料封包的拉„ e ^ m 的時間段期間針對特定的通訊會話來分配通訊通道。封包诵·*η、3 μ 町匕通戒通道往往可以是由獨立的通訊站合所共用的共用通訊通遺，计山上、，道其中在這些通訊站集合之間同時實現獨立的通訊服務。在虽刖頒布的操作規範中闡明了結構化的資料格式。按照私準（諸如超寬帶WiMedia或者ECMA_368/369 )形成的資料封包的 >料格式可以包括前導部分和有效負載部分。其他封包通訊系統將資料類似地格式化爲也可以包括前導部 ❸分和有效負載部分的封包。封包的有效負載部分可以包含要 .進行傳送的貝訊。也就是說，有效負載部分可能是非決定性的。相反地’貧料封包的前導部分可能不包含要被傳送的資訊内容，但是其可能包括用於其他目的的決定性資料。具體而言，WiMedia或者ECMA_368/369封包的前導部分可以包括三個部分：封包同步序列、訊框同步序列和通道估計序列°封包同步序列和訊框同步序列的長度可以是24個〇fdM 符號’以及通道估計序列的長度可以是6個〇FDm符號。序列的總時間長度可以是9 3 7 5微秒。 201014307 在實現中，可以在w〗MediaPHY層内將〇FDM用作基本調制技術。在核心處’可以使用128個唯一頻段（fwcy ，Μη)或者「音調」，其中可以在這些頻段或音調上調制資訊。在所述128個音調中，可以有6個音調是不承載資訊的空 • (NULL)音調，可以有12個音調是包含用於跟踪的資料的 =導頻音調，可以有⑽個音調是承载封包有效負載的資料音調’以及可以有10個保護音調。 ❹ ^而’需要不斷地提高OFDM傳輸資料速率和改進系統穩健性。【發明内容】 ❿ 特定態樣提供了一種用於在無線通訊系統中提高資料王 :和改進穩健性的方法。所述方法_般地包括：識別用於』線正交分頻多卫（OFDM)信號的—組保護音調；對用於 OFDM傳輸的資料進行編碼；識制來對編碼諸進行穿1 ^較佳穿孔模式·’制所述較佳穿孔模式來對所述編碼資㈣ : 、及發送經穿孔的編碼資料，其中經穿孔的編^ 資料的一部分传右路、+. 係在所述一組保護音調的一部分上發送。特定態樣提# τ —錄田~ a .、了種用於無線通訊的方法。所述方法_ 般地包括.對用於傕一次 Γ〇ρηλ/Τ... 、及貝枓曰調來對用於正交分頻多二料 4進仃、，扁碼；利用穿孔模式來對編碼1 枓進仃穿孔以從所述編碼 * 穿孔的編碼資料，^ 私除組位疋；以及發心八中！穿孔的編碼資料的—部分係使用^ 201014307 調的至少一部分來發所述一組資料音調分離的一組保護音送。特疋癌樣提供了_種用於在無線通訊系統中提高資料速率和改進穩健性㈣置。所述裝置—般地包括：保、護音調識別器m於識別用於無線正交分頻多工（應）信號的一保護日調’編碼器，用於對用於〇fdm傳輸的資料進行編 :穿孔模式識別器，用於識別__較佳穿孔模式以對編碼資 ;、/于穿L穿孔叹備，用於利用所述較佳穿孔模式來對所述編碼資料進行穿孔；以及發射機，用於發送經穿孔的編碼資枓’其中經穿孔的編碼資料的一部分係在所述一組保護音調的一部分上發送。特定態樣提供了-種用於無線通訊的裝置。所述裝置一般：包括’編碼器’用於對使用一組資料音調來進行正交分 ❹ ::工（〇FDM)傳輸的資料進行編碼；穿孔設備，用於利 Z孔模式來對編碼資料進行穿孔以從所述編碼資料中移以及發射機，用於發送經穿孔的編瑪資料，其分離的Ή㈣刀係使用與所述一組資料音調謾9調的至少一部分來發送。特定態樣提供了一種用率和改_ “ 種用於在無線通訊系統t提高資料速千和改進穩健性的裝置。別槿杜 B 斤述裝置一般地包括：保護音調識

刊構件，用於識別用於I -紐保護”.編二: 頻多工（〇脑）信號的行編碼.φ 於對料GFDM傳㈣資料進、，孔模式識別構件，用於識別一較佳穿孔楔對編碼資料進杆空J，.办铋彳土芽孔褀式以對，孔構件，用於利用所述較佳穿孔模式 8 201014307 ，斤述、扁竭-貝料進行穿孔·，以及發射構件，用於發送經穿孔的編碼資料，甘士，& 分再中經穿孔的編碼資料的一部分係在所述一組保護音調的一部分上發送。特疋態樣提供了一種用於無線通訊的裝置。所述裝置一包括編竭構件，用於對使用一組資料音調來進行正交刀頻多工（OFDM)傳輸的資料進行編碼；穿孔構件，用於穿孔模式來對編碼資料進行穿孔以從所述編瑪資料中移除組位7L ’以及發射構件，用於發送經穿孔的編碼資料其中經穿孔的編碼資料的一部分係使用與所述一組資料音調分離的一組保護音調的至少一部分來發送。 .特丈態樣提供了一種用於在無線通訊系統中提高資料速率和改進穩健性的電腦程式産品。所述電腦程式産品包括編竭有指令的電腦可讀取媒冑，所述指令可被執行用於：識別用於無線正交分頻多工（0FDM)信號的一組保護音調丨對用於OFDM傳輸的資料進行編碼；識別用來對編碼資料進行穿孔的較佳m七利用料較佳穿孔模絲對所述編瑪資料進行穿孔；以及發送經穿孔的編碼資料，其中經穿孔的編竭資料的—部分係在所述—組保護音調的-部分上發送。、特定態樣提供了-種用於無線通訊的電腦程式産品。所述電腦程式產品包括料有指令的電腦可讀取媒體，所述指令可被執行用於：對使用一組資料音調來進行正交分頻多工 (OFDM)傳輸的資料進行編碼；利用穿孔模式來對編碼資料進行穿孔以從所述編碼資料中移除一組位元；以及發送經穿孔的編碼資料中經穿孔的編碼資料的一部分係使用與 201014307 部分來發所述一組資料音調分離的一組保護音調的至少送。特定態樣提供了一種用於在無線通訊系統中提高資料速率和改進穩健性的無線節點。所述無線節點—般地包括：至少一天線；識別器，用於識別用於無線正交分頻多工（〇fdm) 信號的一組保護音調；編碼器，用於對用於〇fdm傳輸的資料進行編碼；穿孔模式朗器，用於_用來對編碼資料進行穿孔的較佳穿孔模式；穿孔設備’用於利用所述較佳穿孔模式來對所述編碼資料進行穿孔；以及發射機，用於經由所述至少-天線來發送經穿孔的編碼資料’其中經穿孔的編碼資料的一部分係在所述一組保護音調的—部分上發送。特定態樣提供了一種用於無線通訊的無線節點。所述無線節點一般地包括··至少一天線；編碼器，用於對使用一組胃料音調來進行正交分頻多卫（〇FDM)傳輸的資料進行編碼’·穿孔設備，用於利用穿孔模式來對編碼資料進行穿孔以從所述編碼資料中移除一組位元；以及發射機，用於經由所述至少一天線來發送經穿孔的編碼資料，其中經穿孔的編碼資料的一部分係使用與所述一組資料音調分離的一組保護音調的至少一部分來發送。【實施方式】下面參考附圖對本發明的多個態樣進行更全面的描述。然而，可以以多個不同形式來實施本發明，並且不應將本發 10 201014307 ^又至j本公開中介紹的任何特定的結構或功能的限 ·】：提供這些態樣以使本公開變得全面和完整，並將本發明 •的範圍①全地傳達給本領域的技藝人士。基^本文的教示，本領域的技藝人士將理解，本發明的範圍旨在涵蓋本文所公開的本發明的任何態樣，無論這些態樣是獨立於本發明的任可其他態樣來實現還是與本發明的任何其他態樣組合來實 ^例如可以使用本文闡明的任意數目的態樣來實現裝置 Ο或執行方去。此外，本發明的範圍旨在涵蓋使用本文所闡明的本發明的多個態樣之外的其他結構、功能性或者結構和功兩者來實現的裝置或方法。應當理解，可以由請求項的或多個元素來實施本文所公開的本發明的任何態樣。、圖2繪不了在頻域中主通道和側通道之間的關係。在頻域中，保護音調201 # 202可以在主資料和引導頻音調21〇之外對-貝料進行調制。在實踐中，可以將保護音調視爲用來在肩路中的兩個設備之間傳送資訊、而不會導致所述設備不粵符&用於、料音調和引導頻音調的標準規範的通道。保護音調可以是由標準所保留的位元其被開放用於由開發者在疋制其設計時使用。在圖2繪示的實例中，保護音調201和202完全地位於標準資料和引導頻音調所占據的頻率之外。圖3缚示了根據本公開特定態樣的快速傅立葉逆變換 (IFFT )。可以饋送到IFFT 310的主資料分量是標準資料 301、引導頻音調302和保護音調303。標準資料301可以包括彳s號的資訊内容。引導頻音調3〇2是可用於將信號相位通 11 201014307 知給接收機的已知土 ^ a調°可以將引導頻音調用於相位偏移跟 ί示和校正，其中可w胺在& 乂將參考引導頻音調的相位與揍收音調相比較以估計和校正技此JjU ^ 得收機處的任何相位偏移，從而對發射機和接收機之間的任何_失料行校正。保護a調303可以類似於在WiMedia或者ECMA-368/369 甲定義的保護音調，在此將其併人本文作為參考。在該標準中可以有10個保護音調，其可以位於頻帶的任何—側。可以發送這些保護音調，徊β n 疋在其上所調制的是一些資料音調的田丨】本。本公開使用這此伴罐立1斗、甘2在一保邊a调或其子集以提高無線通訊的穩健性。圖4緣示了用於發送無線資料的方法。可以以編碼速率口將資料饋送到編碼ϋ/穿孔器4GI中。可以將編碼速率表達爲在給定編碼器周期中’輸人到編碼器的位元數量&與由編碼器輸出的通道符號數量„的比值。粵穿孔碼可以是實現較高編碼速率（即，較大的灸與”的比值）的通用方式。可以通過首奂先使用//«速率的編碼器來對資料進行編瑪，然後在編碼器的輪出處删除—些通道符號來建立穿孔碼。刪除通道輸出符號的過程被稱爲穿孔。’ 例如’爲了基於1/2速率編碼來建立3/4逮率編碼，可以根據下面的穿孔模式來删除通道符號. P = ( 1

u 1 〇J 其中「1」指示通道符號被發送，以s「Λ 及〇」指示通道符號被刪除。爲了看出如何實現3/4速率，物& 手將每一列視爲對應於輸 12 201014307 入到編碼器的位元，及將表中每個「1」視爲對應於輸出通道符號。在表中右 Τ令二個列和四個Γ 1」。可以將穿孔喝饋读5|丨+ 、丨交錯器402，並且需要的話可以加入填充（padding)位元。右牧足晨，可以由映射器403將碼映射爲實體傳輸信號。對於本公開的特定態樣，如下文所討論的，可以在保護曰調上使用解穿孔位元，同時保持資料音調上的WiMWa資 . 料流。 9 圖8緣示了根據本公開特定態樣的用於在〇fDM系統中使用保護音調以摄古咨士丨 ^ X徒间育枓速率和改進穩健性的示例性操作在1 8〇2處，發射機可以識別用於無線OFDM信號的- 組保護日_在18Q4處’發射機可以對用於OFDM傳輸的資料進行編碼。在丨8()6處，發射機可以識別用於對編碼資料進行穿孔的較佳穿孔模式。纟i 8〇8處發射機可以利用較佳穿孔模式來對編碼資料進行穿孔。I i8i〇處，發射機可以發送經穿孔的編碼資料’其中可以在-組保護音調的一 . 部分上發送經穿孔的編碼資料的一部分。圖5繪示了發射機50〇的方塊圖，發射機500可以實現在根據本公開特定態樣的多頻帶OFDM (正交分頻多工）通 Λ系統中。發射機5〇〇可以包括並行位元交錯迴旋碼 (bit-interleaved convolutional code，BICC)結構，在並行位元交錯迴旋碼（BICC)結構中，多個PHY核心501被複製和映射到1 6 Qam群集。與WiMedia PHY層當前所支援的資料速率相比’該複製可以允許較高資料速率。發射機500可 13 201014307 以包括-進位迴旋碼（Bcc)編碼器5〇2、穿孔模組504、 WiMedia交錯器506、映射器5〇8和快速傅立葉逆變換器 (IFFT) 510。 ' ° . BCC編碼器502可以接收輸入位元，並且可以對輸入位 •元進行迴旋編碼以產生編碼資料。穿孔模組5〇4可以使用選定穿孔模式（例如’穿孔矩陣）來對編碼資料進行穿孔，從而可以降低發送位元的數量並增加編碼速率。穿孔模式可以 φ包括並列的兩個獨立的穿孔模式（例如，資料穿孔模式和保護穿孔模式）’並且可以被用於優化所産生的碼。換句話說，可以利用（用於映射到資料音調的）資料穿孔資料進行穿孔…，並列地，可以利用（用於映射= 音調的）保護穿孔模式來對編碼資料進行穿孔。可以將穿孔模組504的資料穿孔模式的輸出提供給 WiMedia交錯器506,以進行在WiMedia標準中規定的位元交錯。例如，WiMedia標準規定位元交錯可以在三個層級上魯執行，所述三個層級爲6 0FDM符號區塊交錯器、音調〇fdm 符號區塊内交錯器和音調内迴圈移位器。此外，可以將穿孔模組5 04的保護穿孔模式的輸出提供給保護交錯器5 u。保護父錯器511可以類似於包括三級交錯器的貿…以“交錯器 506。然而，保護交錯器51 1和WiMedia交錯器506之間的差別可以包括每個區塊的大小以及迴圈移位值。例如，6 OFDM符號區塊交錯器的區塊大小可以是2〇位元（6*2〇位元）。保護音§周父錯器的區塊大小可以是5位元（.4 * 5位元）。迴圈移位器的移位值可以是3(相比而言，對於最高冒说以以 14 201014307 速率是33 )。可以將WiMedia交錯器506和保護交錯器511的輸出提供給映射器508，映射器508操作用於將編碼和交錯的資料序列映射到複群集上，例如根據格雷碼群集映射的QpSK (正 * 交相移鍵控）符號、16 QAM符號。此外，如前所述，發射機500可以包括並行位元交錯迴旋碼（BICC)結構，在並行位元父錯迴旋碼（BICC)結構中，多個ρΗγ核心5〇1被複 φ製和映射到16 QAM群集508。與WiMedia ΡΗΥ層當前所支援的資料速率相比，該複製可以允許較高資料速率。因此，發射機500可以還包括：BCC編碼器512 (類似於Bcc編碼器502) '穿孔模組514 (類似於穿孔模組5〇4)、界说以“ 交錯器516 (類似於WiMedia交錯器5〇6)以及保護交錯器 521(類似於保護交錯器511)。可以將交錯器516 和保護交錯器521的輸出提供給映射器5〇8，以進行向複群集上的映射。 » 在經過映射後，可以將符號提供給IFFT 51〇，以將符號的域轉換到時域。對變換後的符號進行處理和調制以用於無線電通道上的傳輸。應當理解，發射機5〇〇可以包括多種其他元件或功能，諸如D/A轉換器和射頻（RF)模組，但是對發射機的描述進行了簡化以便於更好地理解所公開的態樣。

WlMedla規範使用了用於産生編碼速率爲11=1/2、R==5/8 和R=3/4的穿孔模式。其分別在圖卜圖8中繪示。此外，其他期望的編碼速率包括R=2/3和R=4/5。圖9和圖ι〇分別繪不了對應於編碼速率R=2/3和R=ZM5的較佳穿孔模式（在最 15 201014307 小自由距離方面）。當在WlMedia資料流（保護音調複製）内的（圖5中的）並打BICC結構中使用時，貿厦以“穿孔模式（r=i/2、r=5/8 .以及 R=3/4)可以分別產生 640 Mbps、800 Mbps* 96〇Mbps .的資料速率。此外，WiMedia資料流中的較佳編碼速率R=2/3 和R /5 了以刀別產生855 3 Mbps和1024 Mbps的資料速率。 • 然而，一般地，如果代替使用資料音調的簡單複製，而使用保護日調來承載編碼位元，則可以獲得更穩健的系統。與系統僅將1〇〇個音調用於編碼資料相比，由於相容

WiMedia的OFDM系統中有1〇個保護音調，所以可以在保護曰調上放置更多（1〇% )的編碼資料。有效穿孔速率可以根據以下表格變化： --—----- 穿孔速率（資料音調）有效穿孔速率（資料+ ί呆護）. --- 1/2 5/11 --~一 5/8 25/44 3/4 ~~^LL^Z-- -—— UZ12 2/3 ~—--——_ 2_〇/33 4/5 ------ 8/11

用來定義新的有效穿孔模式的一種方式可以是搜索較佳 16 201014307 穿孔模式（例如 neighbor)方面）和R=8/u的所述模式的實例在最小自由距離及/或最近鄰（nearest ’圖11和圖12分別緣示了對應於r=5/i 然而，實現「古有效」（儘管可能並非最佳）穿孔速率的更實際的方法可以是：使用纟WiMedia定義的穿孔模式 /8 R~3/4)(圖6-圖8)或者較佳穿孔模式

(R-2/3、R=4/5)(圖9_圖1〇)作爲基礎，並且産生可以是該基礎的超集合的限定（qualified )模式。更具體而言，如果對基礎模式進行V次複製，則可以通過對先前經穿孔的一些位元進行解穿孔來産生有效速率。其淨效應可以是獲得資料音調模式和保護音龍式，其巾資料音龍式可以未從所述基礎發生改變，保護音龍式使用來自資料模式的一些要棄位元。® U-圖17繪示了這些「限定」模式以及向資：模式（未從WiMedia/較佳基礎發生改變）和保護模式的細分。請注意，冑（圖13们7中的）這些穿孔模式進行列方向的旋轉可得到具有相同的最小自由距.離屬性的等價穿孔模式。例如，在目U中緣示的是根據本公開特定態樣的限定穿孔模式〖302,該限定穿孔模式13〇2可以用來實現有效穿孔速率R=5/ll。可以藉由對圖6中繪示的基礎模式ρ=[ι ; ; 1](例如，WiMedia R=l/2的穿孔模式）進行五次複製，然後對先前經穿孔的位元中的一個位元丨3 〇3進行解穿孔來產生限定穿孔模式1302。因此，其淨效應可以s矣止吹 π从馮j以疋産生資料穿孔模式1304以及保護穿孔模式1306’其中資料穿孔模式13〇4 未從基礎模式發生改變，保護穿孔模式13〇6使用來自於資 17 201014307 料模式的先前經穿孔或丟棄位元中的一個位元13〇8。可以基於多種標準對圖13_圖17中繪示的限定穿孔模式進行優化。這些標準包括將最小自由距離最大化以及將最近鄰數直最小化。下面討論對應於較佳限定穿孔模式的自由距離和最近鄰設定檔（nearest neighbor profile)。對於本公開的特定態樣，可以按照以下方式來選擇對應於（圖13中的）限定爲r=5/π的穿孔模式的自由距離和最 ❹近鄰設定檔，其中d=自由距離，NN=最近鄰，Pbest=較佳穿孔模式，dist_profile =距離設定檔，以及NN矩陣對應於多個狀態（phase ): d=[10 11 12 13 14] NN=[8 24 41 63 126]

'11111、 Pbest = 1 0 0 0 0 1 1 1 L dist_profile = [10 11 12 13 14] '0 2 6 7 15^1 3 6 8 13 33 NN= 1 7 5 15 23 1 6 15 15 31 3 7 13 2气對於本公開的特定態樣，可以按照以下方式選擇對應於 (圖17中的）限定爲R=8/ll的穿孔模式的自由距離和最近 18 201014307 鄰設定檔，其中d=自由距離，NN=最近鄰，pbest=較佳穿孔模式，dist_proHle=距離設定檔’以及NN矩陣對應於多個狀態： d=[5 6 7 8 9] NN = [14 61 276 1300 6179]

'01110111、 Pbest= 1 0 0 0 1 0 0 0 <0 1 1 0 0 1 0 0少 dist_ _profile= =[5 6 '2 6 37 147 739、 0 3 8 40 222 1 4 18 82 377 NN = 2 18 69 295 1458 2 8 32 189 847 1 5 15 67 366 4 11 68 314 1423 、2 6 29 166 747；對於本公開的特定態樣’可以按照以下方式選擇對應於 (圖15中的）限定爲R=15/22的穿孔模式的自由距離和最近鄰設定權’其中d=自由距離’ NN=最近鄰，pbest=較佳穿孔模式’ dist_pr〇file =距離設定播’以及nN矩陣對應於多個狀態： 201014307 NN=[7 39 201 795 2977] ίι 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0、 Pbest = 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 • 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 b dist_profile = [5 6 7 8 9]

'0 0 7 4 44 0 2 2 20 53 0 5 9 47 190 0 1 6 18 62 0 1 7 30 112 1 6 15 64 321 0 3 7 29 121 0 7 40 109 503 0 4 12 60 235 0 1 5 27 101 0 5 33 113 405 0 1 16 61 209 0 2 5 21 74 0 4 17 55 206 、〇 2 10 43 167 對於本公開的特定態樣，可以按照以下方式選擇對應於 (圖14中的）限定爲R=25/44的穿孔模式的自由距離和最近鄰設定檔，其中自由距離，NN=最近鄰，Pbest=較佳穿孔模式，dist_profile =距離設定檔，以及NN矩陣對應於多個狀態： d = [7 8 9 10 1 1] 20 201014307 NN=[9 108 190 513 1413] p 11011010 ll〇1〇11〇1〇11〇1〇 Pbest= 1 〇 1 0 1 1 〇 1 0 1 1 ! ! 〇 ! J ! ! 〇 1 ! ! J 〇 1 V〇l〇1001〇l〇〇1〇1〇〇1〇1〇〇1〇i^ • 應當理解，圖13_圖17中繪示的限定穿孔模式僅僅是實例，也可以根據其他多個標準使用多個其他穿孔模式。在當前WiMediaPHY層的實現中，保護音調可以複製資籲料音調的子集。從而’只要信嗓比（SNR)足夠高，接收機就可以潜在地,忽略保護音調（稱爲「“ A」）並且仍㈣封包進行解碼。可選地，接收機可以使用保護音調上的複製資訊並且改進其㈣（稱爲「系统B」）（例如，在較低隨情况下對同一個封包進行解碼）。對於下一代PHY層實現，達到更咼穩健性的較佳方式可以保留在現有資料流中。然而，代替對資料音調的簡單複製，通過對解穿孔位元 (通常破丟棄以産生高速率編碼的編碼資料）進行映射可以參得到與保護音調複製相比更穩健的系統。事實上，在可以保 •持接收機處的同樣屬性的情况下’可以忽略保護音調來産生 .=準水平的性能（稱爲「系統c」），並且也可以使用二護音調來產生較高性能的接收機（稱爲「系統①」）。本公開的獨特屬性可以是：資料音調上的資料流相容基準「系統 A」。這可以實現對當前wiMediapHY層規範的自然擴展，並且可以實現下-代WiMedia ΡΗΥ層規範可能需要的在較高資料速率上的改進的穩健性。在當前公開所提出的系統中，可以認爲由兩個獨立的穿 21 201014307 孔模式（例如，資料穿孔模式和保護穿孔模式）並行地對資料進行穿孔。可以使資料穿孔模式的輸出通過第一交錯器並映射到資料音調。從而，對應於「系統A」、「系統B」、「系統C」和「系統D」的資料音調的内容可以相同❶可以使保護穿孔模式的輸出通過第二交錯器並接著映射到保護音調。可以使用在保護音調上承載的編碼位元（其可以包括 _個或多個從資料模式中丟棄的位元）來産生較高性能的接籲收機（例如「系統D」）。此外，通過使用並行位元交錯迴旋竭（BICC)結構（其中將多個ρΗγ核心複製和映射到μ QAM群集）’可以實現與WiMediapHY層當前所支援的資料速率相比更高的資料速率。可以由能㈣行相應功能的任何合適的模組來執行上述方法的多個操作。模組可以包括各種硬體及/或軟體元件及/ 或部件’其包括但不限於：專用積體電路（ASIC)或處理器。

-般地’對於附圖中繪示的操作而言，這些操作可以具有進行類似編號的相應的對應模組+功能元件。例如，_ Η中繪示的模組刪-i嶋對應於圖18A中繪示的電路區塊 1802A-1810A。本文中使用的術語「決定」包括廣泛的多種操作。例如，「決定」可以包括運算、計算、處理、推導、調查、查詢（例如，在表格、資料庫或其他資料結構中查詢）、查明等。此外’「決定j可以包括：接收r彳枯接收（例如，接收資訊）、存取（例如’存取記憶體中的資料）等。另外，決疋」還可包括解析、選擇、挑選、建立等。 22 201014307 可以由能夠執行上述方法的多個操作的任何合適執行所述操作’諸如各種㈣及/或㈣元件、電路及組。-般地，附圖中緣示的任何操作都可以由能夠執行作的相應功能模組來執行。 μ 可以利用通用處理器、數位信號處理器（Dsp) 艘電路（ASIC)、現場可程式閘陣列（㈣A)《其他可程式邏輯器件'個別閘Η或電晶體邏輯、個別硬體元件或者钟計用於執行本文所述功能的其任意組合來實現或執行^ 本公開所描料多種說明性邏輯區塊、魅和電路。通用處理器可以是微處理器，但是可選地，該處理器可以是任何商業例處理器、控制器、微控制器或者狀態機。處理器也 π以實現爲計算設備的組合’例如，DSP和微處理器的組合、多個微處理器的組合、一個或#容組合、或者任何其他這種配置。王里器與DSP内核的結合本公開所描述的方法或演算法的步驟可以直接實現在硬體、由處理器執行的軟體模組、或者兩者的組合中。軟 = = 心公知㈣㈣式的儲存媒體 MIAM)二儲存媒體的一些實例包括：隨機存取記憶體二取Γ記憶體（R0M)、快閃記憶體，臟記憶體、eeprom記恃微、你七ot7

… 存器、硬碟、可移磁碟、CD-ROM 包括單個指令或者多個指令，並且可以設 :媒體上、段中、不同的程式之間、以及在多個儲 L體：體可以耗合到處理器，從而處理器可以從儲、”取資訊或者將資訊寫到儲存媒體。可選地，儲存 23 201014307 媒體可以整合到處理器。本文公開的方法包括用於實現所述方法驟或操作。在不偽雜由βd 的個或多個步在不偏離申轉專利範圍的範步驟及㈣彳f 滑况τ方法的 ?吳句話說，除非規定操作的特定順序，在不偏㈣請專利範圍的範圍的 Ο 可以對特定步驟及/或操作的順序及/或使用進行更Γ下可以在硬體、軟體、勤體或其任何組合中實現所述的功。如果在軟體中實現，可以將該功能儲存爲電腦可讀取媒體上的或多個指令。錯存媒體可以是可由電腦存取的任何可用媒體°示例性地而非限制性地，這種電腦可讀取媒體可以包括：RAM、R0M、EEPR〇M、cd r〇m或其他光碟記憶體、磁碟料器或其他磁性㈣設備4者可用於以指令或資料結構形式携帶或健存期望程式碼並可由電腦存取的任何其他形式的媒體。本文中使用的磁片和碟片包括··麼縮光碟（CD)、雷射光碟、光碟、數位多功能光碟（DVD)、軟碟和藍光®碟片’纟中磁片通常磁性地複製資料’而碟片通常利用鐳射來光學地複製資料。因此，特定的態樣可以包括用於執行本文提出的操作的電腦程式産品。例如，這種電腦程式産品可以包括電腦可讀取媒體’該電腦可讀取媒體包括儲存（及/或編碼）在其上的指令，所述指令可由一或多個處理器運行用於執行本文所述的操作。對於特定的態樣，電腦程式産品可以包括封裝材料。也可以在傳輸媒體上發送軟體或指令。例如，如果使用同轴電纜、光纜 '雙絞線、數位用戶線路（DSL )或者諸如 24 201014307 ”工外射頻和微波的無線技術從網站、伺服器或者其他遠端源來發送軟體，冑同轴電欖、光規、雙絞線、DSL或者諸如紅外射頻和微波的無線技術被包括在媒體的定義之内。此外，應當理解，在可用的情况下，可以由用戶终端及/ 或基地D來下載及/或獲取用於執行本文所述的方法和技術的P ^及/或其他適當的模組。例如，可以將這種設備叙合到飼服器W便於對用於執行本文所述方法的模組的傳送。可選 Φ 地可以經由儲存模組（例如：RAM、ROM、諸如壓縮光碟 (CD)或軟碟的物理儲存媒體等）來提供本文所述的多種方法’使得當將該料模、_合或提供到設備後，好終端及或基地σ可以獲取所述各種方法。此外，可以利用用於將本文所述的方法和技術提供給設備的任何其他合適的技術。 -應當理解’ _請㈣範圍不受限於上㈣精確的結構和讀》在*背離中請專利範圍的範圍的情况下，可以在上述方法和I置的設置、操作和細節中進行各種更改、變化和改【圖式簡單說明】在所附的申請專利範圍中對祜纫s a T被爲是本公開特性的新穎特徵進行了間明。然而，通過參者署号下面對說明性態樣的詳細描述並結合附圖’將更好地鮮+公開自身以及較佳的使用模式、進一步的目標和其優勢，在附圖中：圖1繪示了.示例性的OFDM信號； 25 201014307 圖2緣不了在艇祕頭域中主通道和側通道之間的關係圖3續示了根播士變換據本公開特定態樣的快速傅立葉逆 (IFFT)； ' ®緣τ了用於發送無線資料的方法；圖緣:了根據本公開特定態樣的發射機的方塊圖圖6緣不了根撼士本A開特定態樣的示例性穿孔模式 (R= 1 /2 );

圖7繪示了根據本公開 (R=5/8 )；特定態樣的示例性穿孔模式圖8鳍'示了根輔·士、 (r—3/4 ). 據本公開特定態樣的示例性穿孔模式 A開特定態樣的示例性穿孔模式圖9繪示了根據本 R=2/3)；特定態樣的示例性穿孔模式特定態樣的示例性穿孔模式（較特定態樣的示例性穿孔模式（較圖10繪示了根據本公開 (R=4/5 )；

圖11繪示了根據本公開佳爲 R=5/l 1 ); 圖12繪示了根據本公開佳爲 R=8/l 1 ); (限定 (限定 (限定圖13繪示了根據本公門 A開特定態樣的限定穿孔. 舄R=5/l 1 )、資料穿？丨措 L模式和保護音調穿孔模式圖14繪示了根據本 A開特疋態樣的限定穿孔: 爲R=25/44)、資料穿 L模式和保護音調穿孔模圖1 5繪示了根據本公 A開特疋態樣的限定穿孔; 26 201014307 爲R= 15/22 )、資料穿孔模式和保護音調穿孔模式；圖16繪示了根據本公開特定態樣的限定穿孔模式（限定爲R=2〇/33 )、資料穿孔模式和保護音調穿孔模式；圖17繪示了根據本公開特定態樣的限定穿孔模式（限定爲R=8/l 1 )、資料穿孔模式和保護音調穿孔模式；圖1 8繪示了根據本公開特定態樣的用於在〇fdm系統中使用保護音調以提高資料速率和改進穩健性的示例性操作；以及圖18A繪示了能夠執行圖18中繪示的操作的示例性元件。【主要元件符號說明】 201保護音調 202保護音調 210標準資料和引導頻 301標準資料 3 02引導頻音調 303保護音調 310 IFFT 401編碼器/穿孔器 402交錯器和填充 403映射器/IFFT 5〇〇發射機 521保護交錯器 1302穿孔模式 13 04資料穿孔模式 13 06保護穿孔模式= 1800〜18 10步驟流程 1802A用於識別用於無線 OFDM信號的一組保護音調的電路 18〇4Α用於對用於〇fdM傳輸的資料進行編碼的電路 1806A用於識別用來對編碼 27 201014307 5 0 1傅立葉逆變換器 502 BCC編馬器 504穿孔器 506 WiMEDlA交錯 n 508 16 QMA格雷映射 510 IFFT 5 11保護交錯器 512 BCC編碼器 5 14穿孔器 516 WiMEDIA 交錯器資料進行穿孔的較佳穿孔模式的電路 1 808A用於利用較佳穿孔模式來對編碼資料進行穿孔的電路 181〇A用於發送經穿孔的編碼資料的電路，其中經穿孔的編碼資料的—部分係在所述一組保護音調的一部分上發送

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Claims

201014307 七、申請專利範圍： 1種用於纟&線通訊系統中提高資料健性的方法，該方法包括以下步驟：識別用於無線正交分頻客τ , 調； (OFDM )信號的一組保護音對用於OFDM傳輸的資料進行編碼；識別一較佳穿孔模式以對該編碼資料進行穿孔；利用該較佳穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔；以及發送該經穿孔的編褐資料，其中該經穿孔的編碼資料的部分係在該組保護音調的—部分上發送。 2、如請求項1之方法，其中識別-較佳穿孔模式以對該編碼資料進行穿孔之步驟包括以下步驟： " 識別一第一穿孔模式；識別一第二穿孔模式；利用該第一穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔；以及利用該第一穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔，以及其中利用該第一穿孔模式進行穿孔的該編碼資料的一部分係在該組保護音調的一部分上發送；以及其中利用該第二穿孔模式進行穿孔的該編碼資料的一部分係在一組資料音調的一部分上發送。 3、如請求項1之方法， 29 201014307 其令對用於OFDM傳輪的眘祖治，步驟：利用一當⑲ 貝科進仃編碼之步驟包括以下 W用一第一編碼器和一第下碼,· ’ 15來對該資料進行編其令利用該較佳穿孔模式來對驟包括以下步H來自碼讀進行穿孔之步孔以及餅“ 該第—編碼器的編碼資料進行穿皇t發逆編碼^的編^料進行穿孔；以及二發送該經穿孔的編碼資料之步驟包括以下步該一組保護音調的一部分 m Φ ^ 、來自於該第—編碼器的該 ••'生穿孔的編碼資料和來白女^铕料。 I杆和來自於該第二編碼器的該經穿孔的資，包括以下步驟：交分頻多工（OFDM)傳輸 4 種用於無線通訊的方法使用一組資料音調來對用於正的資料進行編碼；利用一穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔以從該編碼資料中移除一組位元；以及發送該經穿孔的編碼資料，其中該經穿孔的編瑪資料的一部分係使用與該組資料音調分離的一組保護音調的至少一部分來發送》如《青求項4之方法，其中經穿孔的編碼資料的該部分包括經由該穿孔從該編碼資料中移除的符號。 6、如請求項4之方法，其中利用一穿孔模式來對該編碼 201014307 資料進行穿孔以你诗姑以下步驟：。編竭資料中移除-組符號之步驟包括模Λ生限定穿孔模式，該限定穿孔模式包括-基礎穿孔模式的一超集合；以及利用該限定穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔。 7、如請求項6之方法，其中：該基礎穿孔模式對應於一第一預定穿孔速率；以及 —該限定穿孔模式對應於—第二預定穿孔速率’該第二預定穿孔速率低於該第—預定穿孔速率。如"青求項6之方法，其中産生一限定穿孔模式，其包括二基礎穿孔模式的_超集合之步驟包括以下步驟：

決足用於—或多個穿孔模式的__自由距離和最近鄰設定標中的至少一個；以及基於該決定來選擇作爲一限定穿孔模式的一穿孔模式。線通訊系統中提.高資料速率和.改進穩 9、一種用於在—盔健性的裝置，包括：一保護音調識別器，用以識別用於無線正交分頻多工 (OFDM )信號的_組保護音調；一編碼器，用以對用於OFD1V[傳輸的資料進行編碼；一穿孔模式識別器，用以識別一較佳穿孔模式以對哼編碼資料進行穿孔； ΠΧ 31 201014307 一穿孔設備’用以利用該較佳穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔；以及一發射機，用以發送該經穿孔的編碼資料，其中該經穿 •孔的編碼資料的一部分係在該組保護音調的一部分上發送。 1〇、如請求項9之裝置，其中該穿孔模式識別器包括：一第一穿孔模式識別器，用於識別一第一穿孔模式； φ 一第二穿孔模式識別器，用於識別一第二穿孔模式；一第一穿孔設備，用於利用該第—穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔；以及一第二穿孔設備，用於利用該第二穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔，以及其中利用該第一穿孔模式進行穿孔的該編碼資料的一部分係在該組保護音調的一部分上發送；以及其中利用該第二穿孔模式進行穿孔的該編碼資料的一部 • 分係在一組資料音調的一部分上發送。 11、如請求項9之裝置，其中用以對用於OFDM傳輸的資料進行編碼的該編碼器包括.用於利甩—第一編碼器和一第二編碼器來對該資料進行編碼的一編碼器；其中用以利用該較佳穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔的該穿孔設備包括：用於對來自於該第一編碼器的編碼資料進行穿孔的一電路以及用於對來自於該第二編碼器的編碼 32 201014307 資料進行穿孔的一電路；以及其中用以發送該經穿孔的編碼資料的該發射機包括··用於在該組保護音調的一部分上發送來自於該第一編碼器的該經穿孔的編瑪資料以及來自於該第二編碼器的該經穿孔的資料的一發射機。 12、一種用於無線通訊的裝置，包括：一編碼器’用於對使用一組資料音調來進行正交分頻多工（OFDM)傳輸的資料進行編碼；一穿孔設備，用於利用一穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔以從該編碼資料中移除一組位元；以及一發射機，用於發送該經穿孔的編碼資料，其中該經穿孔的編碼資料的一部分係使用與該組資料音調分離的一組保護音調的至少一部分來發送。 ❹ 13、如請求項12之裝置’其中經穿孔的編碼資料的譎部分包括：經由該穿孔從該編碼資料中移除的符號。 . 14、如請求項12之裝置，其中用於利用-穿孔模式㈣該編碼資料進行穿孔以從該編碼資料中移除一組符號的智穿孔設備包括： -產生n 1於產生—限定穿孔模式，該限定穿孔模3 包括一基礎穿孔模式的一超集合；以及 -電路，用於利用該限定穿孔模式來對該編碼資料進 33 201014307 穿孔。 15、如請求項14之裝置，其中： ^ 絲礎穿孔模式對應於一第一預定穿孔速率；以及〜限疋穿孔模式對應於—第二預定穿孔速率，該第二預定穿孔速率低於該第一預定穿孔速率。 • 16、如睛求項14夕駐堪社. 4之裝置，其中用於産生該限定穿孔模式的該産生器包括：決疋《X備，用於決定用於一或多個穿孔模式的一自由距離和最近鄰設定播中的至少一個；以及一選擇器1於基於該決定來選擇作爲—限模式的一穿孔模式。參㈣於在—無線通訊H巾提高資料速率和改i 穩健性的裝置，包括： Γ保護音調識別構件’用於識別用於無線正交分頻多: (OFDM )信號的一組保護音調；瑪構件，取對⑽G歷傳輸的請進行編碼；孔模式識別構件’用於識別一較佳穿孔模式碼資料進行穿孔；穿孔構件，用於利用該較佳穿？丨捃 .φ 對該編碼資料无仃穿孔，以及.. 發射構件，用於發送該經穿孔的 , 娜螞資料，其中該經^ 34 201014307 孔的編碼資料的—部分係在該組保護音調的—部分上發送。 I8、如凊求項17之裝置，其中該穿孔模式識別構件包括：第穿孔模式識別構件，用於識別一第一穿孔模式；第一穿孔模式識別構件，用於識別一第二穿孔模式；第一穿孔構件，用於利用該第―穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔；以及第一穿孔構件，用於利用該第二穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔，以及八其中利用該第一穿孔模式進行穿孔的該、编碼資料的一部刀係在該組保護音調的一部分上發送；以及八其中利用該第二穿孔模式進行穿孔的該編碼資料的一部刀係在組資料音調的一部分上發送。 19、如請求項1 7之裝置，其中用於對用於OFDM傳輸的資料進行編碼的該編碼構 ' &括·用於利用-第-編碼器和-第二編碼器來對該資料進行編碼的構件；、：其中用於利用該較佳穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔 =該穿孔構件包括：用於對來自於該第—編碼器的編碼資料 —穿孔以及對來自於該第二編碼器的編碼資料進行穿孔的構件；以及其中用於發送該經穿孔的編碼資料的該發射構件包括：用於在該組保護音調的一部分上發送來自於該第一編竭器 35 201014307 的該經穿孔的編碼資料以及來自於該第二編瑪器的該經穿孔的資料的構件。 20、—種用於無線通訊的裝置，包括：編碼構件，用於對使用一組資料音調來進行正交分頻多工（OFDM)傳輸的資料進行編碼；穿孔構件，用於利用一穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔以從該編碼資料中移除一組位元；以及發射構件，用於發送該經穿孔的編碼資料，其中該經穿孔的編碼資料的一部分係使用與該組資料音調分離的—組保護音調的至少一部分來發送。如請求項20之裝置，其中經穿孔的編碼資料的該部分包括：經由該穿孔從該編瑪資料中移除的符號。一穿孔模式來對余一組符號的該參 22、如請求項20之裝置，其中用於利用一該編碼資料進行穿孔以從該編碼資料中移除穿孔構件包括：

料進行穿孔。用於産生一限定穿孔模式，該限定穿孔模式 J模式的'超集合；以及用於利用該限定穿孔模式來對該編碼資如請求項22之裴置，其中 36 201014307 該基礎穿孔模式對應於第一預定穿孔速率；以及該限定穿孔模式對應於第二預定穿孔速率，該第二預定穿孔速率低於該第一預定穿孔速率。如清求項22之裳置，其中用於產生該限定穿孔模式的該產生構件包括：決定構件，用於決定對應於—或多個穿孔模式的一自由眷距離和最近鄰設定播中的至少一個；以及選擇構件，用於基於該決定來選擇作爲m孔模式的一穿孔模式。、25、-種用於無線通訊的電腦程式産☆，用於在一無線通訊系統中提高轉速率和改進穩健性，該電㈣式產品包括一編碼有指令的電腦可讀取媒體，該些指令可被執行用於： # 識別用於無線正交分頻多卫（〇醜）信號的-組保護音調；對用於OFDM傳輪的資料進行編碼；識別一較佳穿孔模式以對該編碼資料進行穿孔；利用該較佳穿孔模式來對該編碼資料進行穿孔；以及發送該經穿孔的編Μ料，其中該經穿孔的魏資料的一部分係在該組保護音調的一部分上發送。 26、—種用於無線通訊的電腦程式産品，其包括-編碼 37 201014307 有指令的電腦可讀取媒體，該些指令可被執行用於. 的料音調來進行正交分頻多工（咖⑷傳輸中移：：= 來及對編· 發送該經穿孔的編資具甲忑絰穿孔的編碼資料的一 β /刀係使用與該組資參一部分來發送。枓日調刀離的一組保護音調的至少隸21二種用於在—無線通訊线巾提高f料速率和改進穩健性的無線節點，包括：至少一天線；缺一識別盗’用於識別用於無線正交分頻多工（OFDM)信號的一組保護音調； ::碼器’用於對用於〇醜傳輸的資料進行編碼； …虹孔模式識別器’用於識別—較佳穿孔模式以對該編碼資料進行穿孔；谁肖帛㈣彳㈣較佳穿孔模^來對該編碼資料進行穿孔；以及 ^發㈣’❹經㈣至少_天線來發送該經穿孔的编調的一部分上發送。貝切—部分係在該組保護音 28 、一種用於無線通訊的無線節點，包括 38 201014307 至少一天線；一編碼器，用於對使用一組資料音調來進行正交分頻多工（OFDM)傳輸的資料進行編碼； ’一穿孔設備，用於利用一穿孔模式來對該編碼資料進行 «穿孔以從該編碼資料中移除一組位元；以及一發射機，用於經由該至少一天線來發送該經穿孔的編碼資料，其中該經穿孔的編碼資料的一部分係使用與該組資料音調分離的一組保護音調的至少一部分來發送。

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