TW567701B - Method of multiplexing data words in a multicarrier transmit diversity system, multiplexer, demultiplexer, and transceiver for wireless communication - Google Patents
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Description
567701 192. 9: 26 1 ... - ·Τ~
技術蓺ll| 本發明關於發射天線多樣性範圍,特別關於在一多載體 傳輸夕樣性系統中多工資料字之方法。本發明亦關於一多 工备,以多工一資料符號之順序,及解多工器以解多工資 料符號之多工順序。 Μ i知技藝討論 典線通信系統裝置峰值傳輸率在過去數年内已有穩定增 加。但峰值傳輸率仍被限於如路徑損失,有限之頻譜可用 性及衰減。 么射機多樣性為對付無線通信系統中衰》咸之有效技術。 數種不同傳輸多樣性計劃已被提出。在Li,Y ; chuang, he·; Sollenkrger,NR :等人所撰之供〇FDM之發射機多 樣性及其在高速率資料無線網路中之影響,公布於^的年了 月之IEEE月刊Νο·7之卷17,之選擇範圍内,已範例揭示延 遲’置換及空間時間編碼之發射多樣性計劃。根據延遲方 法’-自第-發射機天線發射之信號,及自另—發射機天 線發射之·信號為第—發射機天線發射信號之延遲版式。在 置換U巾曼之#號自第一發射機天線發射,調變信 號之置換自另一發射機天線發射。應用空間時間編碼之‘ 式’ -信號編碼為數個資料字,每_資料字自不同發射 天、巧。在傳輸期間,資料字在時間域内由連續發射資 料子資料符號,在單載波頻率上被擴展(或多工卜 、 =體㈣之另_發射多樣性計劃,為空間·頻率編碼。 α 2間·頻率編碼,一信號被編碼為數個資料字,每一資 -4- 567701
A7 B7 五、發明説明(2 ) 料字在正交頻率,即正交次載波之頻率域内以發射每一資 料字之資料符號予以擴展(或多工)。空間頻率編碼之範例 计劃揭示於由Mudulodu,S. ; Paulraj,A.:所揭示之供頻 率選擇行衰減頻道之發射多樣性計劃,公布於2000年11月 之Globecom月刊,舊金山1089-1093頁。根據此文件揭示之 多載體系統,與編碼信號相關之資料字較佳在時間域内予 以多工’儘管正交頻率可用,資料字因此亦可在頻率域内 予以多工。此係因為一項事實,即如利用頻率域内之多工 ’所用之頻率,即副載波,必須見於相同頻道,此點,在 頻率選擇性衰減頻道中並非經常可能。但,在次載波於相 同頻道經歷之情況下,應瞭解,在時間域中之多工或頻率 域中之多工,或二者之結合,均可使用。在時間域及頻率 將資料字之資料符號予以結合多工,係在時間域及頻率域 内同時多工。其意義為資料字在跨時間及跨頻率均被擴展。 與上述各不同傳輸多樣性計劃不同,在多載體傳輸多樣 性系統中’有一種多工資料字方法之需求,其可容易適應 不同無線·通信系統之各規格。尚有一對應多工器及一解多 工器解多工器之需求。 本發明詳細說明 獲得之資料符號,一步 一或多個資料段,該一 目削之需求已由多載體傳輸多樣性系統中多工資料字之 方法,而獲得滿足,該方法包含一步驟以產生複數個資料 段,每一資料段包含資料字,每一資料字包含自資料信號 一步驟以決定與至少一傳輸限制有關之 該一或多個資料段之資料字是否有待在 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)--------- 3 367701 α; Ο C; η - 年日修正 五 、發明説明( 時間域或頻率域中容, 料段資料字^2。 根據決定之結果將資 t明〈多工方法並不限於—特別傳輸多樣性,口 用之傳輸多樣性計劃能自-資料信號產生,複數個 述結構之資料段。例如,段編碼之傳輸多樣性計劃 空間時lit此種資料段。較佳為,產生之資料段具有與 樣性^丨TBC)矩陣相似之矩陣結構。同時,傳輸多 需保證全面傳輸多樣性。換言之:本發明並不 ::在'貝料信號中包含之每一資訊符號自每一發射機天線 ^之特=如此’本發明-較佳實㈣包含充份發射多樣 此二卜’本發明不限於任何數目之發射與接收天線。較佳 二每 > 料段之資料字數目等於發射天線之數目,俾一 7段之每—資料字可自-個別發射機天線發射,如備有 固以上之接收天線’最大比例組合之接收多樣性計劃可 以應用。但其他接收多樣性計劃亦可使用。 根據本.發明’已經決定在__資料段位準上,資料字應如 何加以多工。資料段位準上之決定可使多工域自一資料段 =變至隨後之資料段’如吾人必須對付特別預限定或改變 '輸限制時’此乃為一優點。此外’本發明之多工方法可 應用在不同無線通信系統,而無需因為在資料段位準上選 擇多工域而獲得之特殊多工彈性,而作主要改變。多工域 可為每-資料段各別決定’或同時為複數個資料段決定。 例如’資料段之順序可決定’俾在資料段順序内所含之 -6- X 297公釐) f紙張尺度適用中國时標準_) A4規格(21? 567701 92. 9. 26
有κ料字’均需在時間域或頻率域内予以多工。 多或之决毛應考慮一或多個傳輸限制。例如,傳輸限 制可包含一或多個實際傳輸限制,或一或多個資料相關之 2輸限制。其亦可包含一或多個實際傳輸限制及一或多個 n目關·^傳輸限制。實際傳輸限制係關於實際傳輸條件 其可自實際傳輸參數,如頻道相關帶寬或相關時間演繹 而來。資料相關傳輸限制係關於系統特殊限制,例如,關 於所用《資料字之多工計劃,資料信號結構,資料段結構 ’資料字或資料符號之結構。 夕資料符號可自資料信號以不同方式獲得,視所用之傳輸 =樣性而定。例如,使用置換之傳輸多樣性計劃時,含於 資料字中之資料符號為包含在資料信號内之資訊符號之置 換L在另一例中,如利用段編碼之傳輸多樣性計劃,包含 在資料竽中之資料符號係得自包含於資料信號中之資訊符 號,係以置換及基本算法作業,如否定及複合共軛方式獲 得0 自一或·多個資料段產生之 一較佳實施例,資料信號有 例如,資料信號可具有向量 數目之資訊符號。資訊符號 方法之特殊無線通信系統有 同型式之資訊符號以供不同 使用之資料中,含一前文, 及一或多個用戶資料部分二 資料#號可有任何型式。根據 一分立資訊符號順序之格式。 之結構,每一向量包含預限定 之性質,與使用本發明之多工 關。許多無線通信系統使用不 目的。例如,某無線通信系統 一或多個用戶資料部分或前文 者。通常,前文有一預定結構 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 567701 产 1.,'^^·,产 <—.ί.--'-**^*·^^-〜*** - 五、發明説明( ,被用來作料料,頻㈣步及時 之 以下將較詳細說明數個與資料 目的。 施例,資料相關之傳輸限制為包含料=第 在時間域内應予多工之預宏 貝科子内, ::一資料字内之_資料符號不能::擇通:為:含 多載體傳财樣性㈣中記'《料切Π關在 當特殊資料段之資料字將在時間域多工 資料字中之Ν個資料符號可代表,—s匕。於母― 料字傳輸所需之時間間隙。另 a載波上早-資 料字應在頻率域多工時:包:::面特殊資料段之資 之副載一時間間隙期間,一單-資料字傳輸所需 』佳為::別資料段之所有資料字包含相同數 如讀信號之結構中,包含在特殊資料段之每 料子中之資料符號數目,等於資料符號之預定之數㈣, 則=資科.段之資料字可在時間域内予以多工。否則,如資 t信號之結構中,包含在特殊資料段之每—資料字中資料 符號數目’不等於預個資料符號時,此資料段之資 料:可在頻率域内予以多工。如資料信號或其部份有一預 ^疋之長度’此一區分將屬必要’因為,預定之長度可意 t對應貝料信號之預定長度之總數Nd個資料符號或一部 份’並非預定之N個資料符號之整數倍,其應包含在時間 或内^工之> 料孚内。在此情況下,預定數目N個資料符 -8 - 本紙張尺度適财_緖準_) 格(MM撕公爱) ,CJ A7 工 ^ B7 五、發明説!) — 以^正數2被安排在資料字之資料段中,其在時間域内予 夕工,資料符號之餘項NR = mc)d(ND/N:m資料字被安排 ;資料段中,該資料字在頻率域中予以多工。 一=此,將在時間域及在頻率域之多工組合,由包含在每 、=料孚,其應在時間域内多工之預定N個資料符號引起 =料符㈣合問題可獲得解決。此種資料符號擬合問題 傲馬料仏號或資料信號之一部份有一預限定之長度時,即 =為適切,因為無線傳輸系統要求,資料信號之前文部份 j用戶資料部份必須包含某數目之資訊符號。因此,所有 貝料段之資料字,最後資料段除外,均在時間域内予以多 工’取後資料段之資料字可在時間域或頻率域多工,視最 後資料段之資料字之數目是否等於資料符號之預定之1^個 數目。 、以上已說明,包含在每一資料字中之預定N個資料符號 <資料相關之傳輸限制。根據一第二實施例,資料信號可 ^ έ 或夕個週期性結構,資料相關之傳輸限制可為週期 性結構之保持,故週斯性結構在接收機侧仍為週期性。在 一貝料信號之前文中可包含一或多個週期性結構,例如以 二或多個相同前文資訊符號之形式。週期性結構係一優異 結構,因為其可利用較低複雜性之同步算法。 在與週期性結構相關之多工資料符號為時間域内多工之 情況下,週期性結構之週期性可能消失。因此,至少週期 性結構或其部分相關之資料段之資料字,須在頻率域多工 。將資料段之資料字在頻率域内多工,可以保證,週期結 ^紙張尺度適—財關冢標準(CNS) Α4規格(21GX297公爱) ----------
、發明説明( 構之週期性可以維持。 當自週期性、纟士媒+ ^ ^ 、"苒或其一部分產生之資料段之資料字在頻 牛域多工時,自i 絲明抓夕 /、餘資料信號產生之資料段之資料字宜在 時間段多工。例如 ^ +次Μ、 自含週期性結構之前文產生之資料段 炙貝科竽,在頻率妯7 次祖π、次/、手域了以多工,自用戶之對應資料產生之 貝科段 < 資料字至少 、 ^ 芏乂 —邵分可在時間域多工。 二亡貝料相關〈傳輸限制或資料相關傳輸限制之外,當 L疋奋或多特殊資料段之資料字應在時間域或頻率域多工 :際傳輸限制應予以考慮。根據一較佳實施例,決定 、根據同時汗估一或多個資料相關之傳輸限制與 一或多個實際傳輸限制之組合。 實際傳輸限制可根據至少一頻道相關帶寬決定 Β 1/τ 裝 及一相關時間 (1) 並…、!,1/(2、) ⑺’、4 D為都卜勒頻率,、ms為頻道脈衝響應之延遲擴展 之平方均裉。,許多傳輸多樣性計劃’在-資料字之傳輸期間需要固定 或至少近似固定之頻道參數。如資料字將在頻率域中多工 ,則需要一較大之相關帶寬。即以下關係 Bc >〉N/T (3) 必須實現’至少近似實現’其中N為每個資料字中之資 料符號數目’T為資料符號之週期,即,—時間隙之週期。 -相當大之相關帶寬需要鄰近副載波之岐頻道參數必須 -10 -
訂 線 )07701 92. 9. 26 五、發明説明(8 幾乎為恆定。 則需要一相對 另方面,如資料字需在時間域内多工 較大相關時間。即以下關係 、一 tc " T · N (4) 必須貫現,或至少折彳余 乂近似實現。換言之·· N後續資料符號必 "I疋^員道參數,即,單副載波頻道參數必須在N · T週 期保持彳亙定。 實::2 ?限制可由坪估關係(3)及⑷之-或二者是否已 實現而決疋。視關係(3)及⑷何者為最佳實現,根據通常法 則,決疋資料段之資料字係在時間域或頻率域加以多工。 1如,偏離此一通常法則可能變為必須,此係因為資料相 ㊉傳輸限制所造成。例如,資料符號擬合問題或週期性結 構所4遇之問越,雖然在時間域内工為較佳,但至少某些 資料段之資料字必須在頻率域予以多工。如進一步之財 ’改變之傳輸條件可能使m料段之資料字必須在時間 或夕工而其他貝料段之資料字則必須在頻率域多工。在 第三例中-,自前文產生之資料段之資料字可在時間域内多 工’而自用戶資料部份產生之資料段資料字可在頻率域多 工。此種結合之優點為’上述之資料符號擬合問題,其通 常與用戶資料部份有關’可以避免,而自前文產生資料段 之資料字之時間域多工,可使有-良好頻道估計。 如上所述,為達成充份多樣性,每_資訊符號必須由每 -發射機天線發射。充份傳輸多樣性另一需求為,天線信 號彼此為正交。意即此等資料符號必續調變為副載波,其 本紙張尺度適财® S家標準(CNS) A4規格(21GX297公 -11 567701 9. 26 ; A7 B7 五、發明説明(9 ) 為彼此正交。但,本發明在副載波非正交時亦可實施。 圖式簡略說明 本發明之進一步優點將可自參考以下之本發明較佳實施 例之說明,及伴隨之圖式而獲得更為明確,其中: 圖1顯示本發明待處理之實際脈衝串型式中之資料信號; 圖2為本發明適於多工資料字之供無線通信之收發機方 塊圖; 圖3顯示HIPERLAN/2標準中限定之數調變計劃; 圖4為圖2中所述之收發機之段代碼編碼器; 圖5顯示一傳輸天線多樣性計劃之構型; 圖6為本發明在時間域内多工資料字之略圖; 圖7為本發明頻率域中多工資料字之略圖; 較佳實施例詳細說明 雖然本發明可用於任何使用傳輸多樣性計劃之多載體傳 輸多樣性系統,以產生具有上述結構之資料段,以下較佳 實施例之說明係範例說明,關於使用正交分頻多工(OFDM) ,及利用段編碼以自資料信號產生資料段之多載體系統。 以下敘述之範例多載體系統,係自歐洲無線本地區網路 (WLAN)標準之高性能無線電本地區網路2型 (HIPERLAN/2)演繹而來。HIPERLAN/2系統操作於5GHz頻 率範圍。HIPERLAN/2之概述曾揭示於ETSI TR 101 683, 寬頻無線電存取網路(BRAN) ; HIPERLAN 2型;系統概述 ,VI· 1.1(2000- 02),及 HIPERLAN/2之物理層曾敘述於ETSI TS 101 475 ;寬頻無線電存取網路(BRAN) ; HIPERLAN 2 __ _— —__-12 - 本紙張尺度適用中國國g準(CNS) A4規格(210 X 297公登) ; 五、發明説明(10 ) 型;物理(PHY)層,VI .1.1(2000-04)。OFDM之多載體計劃 ,其規定在HIPERLAN/2標準中,在頻率選擇性環境中非常 堅實。 直到現在,HIPERLAN/2系統及其他許多無線通信系統, 均無法支援傳輸多樣性,儘管一項事實,即傳輸多樣性可 改善傳輸性能,及降低如萊理衰減之快速衰減之負面效應 。但在多載體通信系統上使用標準傳輸多樣性計劃,可導 致不同之問題,此等問題今後將以HIPERLAN/2系統予以範 例說明。 圖1中,說明HIPERLAN/2之典型實際脈衝串。此實際脈 衝串包含一由前文符號及用戶資料部份組成之前文,用戶 資料部份含用戶資料符號。在HIPERLAN/2中,利用五種不 同實際脈衝申,每種實際脈衝串有一專用前文。但,最後 三個前文符號構成週期性結構,其與所有前文型式相同。 此週期性結構包含32抽樣之一短OFDM符號C32,由64抽樣 之二相同正規OFDM符號C64跟隨。短OFDM符號C32為一循 環性字首_,其為C64 OFDM符號之後半之重復。圖中說明之 所謂C-前文在HIPERLAN/2中係供頻道評估,頻率同步及時 序同步之用。C-前文中之週期性結構係屬必要,以便使用 較低複雜性之同步算法。 圖1說明之實際脈衝串之用戶資料部份,包含發射特殊協 定資料單元(PDU)序列所需之可變數目NSYM個OFDM符號 。用戶資料部份之每一 OFDM符號,包含一循環字首及有 用資料部份。循環字首包含有用資料部份之一循環連續, -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 567701 年月
A7 B7 五、發明説明(n ) 及插在其前面。因此,循環字首為有用資料部份之最後抽 樣之副本。有用資料副本之長度等於64個抽樣,約為3·2 週期。循環字首之長度為16(必須)或8(選擇性)抽樣,及有一 0.8 ps或0.4 ps之週期。一 OFDM抽樣因此共有一長度為80 或72抽樣,對應一符號週期為4.0 ps或3.6 ps。一 OFDM符 號因此具有在時間域之一擴展。一 OFDM符號尚具有在頻 率域之擴展。根據HIPERLAN/2,一 OFDM符號在52個副載 波上擴展。48個副載波為複合值副載波調變符號保留,4 個副載波為前導保留。 自以上所述,非常清楚,圖1說明之HIPERLAN/2實際脈 衝串,在時間方向及頻率方向有一預限定長度。此外,圖1 之實際脈衝串含週期性結構。圖1之實際脈衝串之此等特性 在HIPERLAN/2系統或一相似無線通信系統必須適應傳輸 多樣性時,可能引起問題。 以典型HIPERLAN/2構想而言,上述關係(4)通常可以實 現,因為都卜勒頻率fD較低。但,特別是在戶外環境中, 可能發生相當大之延遲擴展.。結果關係(3)無法經常實現。 因此,如在時間域中之STBC多工之傳輸多樣性計劃,自空 間-時間資料字上之頻道應儘量為恆定之觀點而言通常較 佳應為供HIPERLAN/2之傳輸多樣性計劃。但,當STBC應 用在具有圖1說明之結構或相似結構之實際脈衝串時,可能 引起數個問題。 所含之實際脈衝串及OFDM符號二者在時間域及頻率域 中均具有預限定之大小。結果,STBC需要每一 STBC資料 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝 訂 t 567701 f/i修正i 補充 A7 — _B7 五、發明説明(12 ) ^ 字有一預定之長度N。因此,資料單元擬合問題,在一前 文或用戶資料部份之OFDM符號不能計劃為一 STBC資料字 長度之整數倍數時,即可發生。此外,當應用STBC在圖1 所述之週期性C-前文時,C-前文之週期性即行消失。此乃 因為一事實,與第二C64 OFDM符號相關之一或多個STBC 資料字將不再等於與第一個C64 OFDM符號之一或多個 STBC資料字。週期性之消失,可導致一問題,即在前文中 使用週期性結構之符號同步算法不能再使用。此外,C32 OFDM符號亦不能作為前文内分隔OFDM符號之保衛間隔 。其理由為,在多路徑傳播情況下,第一 C64 OFDM符號干 擾第二C64 OFDM符號,其不再等於第一 C64 OFDM符號。 以上未清楚討論之問題及其他問題,在資料字根據本發 明予以多工時不會發生。圖2中,說明適於實施本發明方法 之收發機10之物理層。收發機10包含一擾波器12,一 FEC 編碼單元14,一内插單元16,一變換單元18,一 OFDM單 元20,一脈衝串構成單元22,一段代碼編碼器24,一多工 器26,一無線電發射器30及一控制單元32。段代碼編碼器 24及多工器26共同構成一編碼器/多工器單元28。 圖1之收發機10自資料鏈路控制(DLC)接收一 PDU系列作 為輸入信號。每一 PDU系列由資訊位元組成,資訊位元被 幀入一實際脈衝串中,即一系列待編碼,多工及發射之 OFDM符號。 收到PDU系列後,收發機10内之傳輸位元速率根據鏈路 適應機構選擇一適當實際模式予以構型。一實際模式之特 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐) 567701 92. 9. 26 〜, A7 :..….._____B7 五、發明説明(1:Γ1 ~~ 徵為一特殊調變計劃及一特殊代碼率。在HIPERLAN/2標準 中,指定數種不同調之調變計劃,如BPSK,QPSK,16-QAM 及64-QAM。同時,供前向誤差控制,具有代碼率1/2,9/16 及3/4之卷積代碼被指定,該等代碼係得自速率1/2之卷積母 代碼之收縮。圖3說明可能之合成實際模式。自6-54百萬位 元/秒範圍之資料率,應用不同信號字母調變OFDM副載波 ,及應用不同收縮圖案於一母卷積碼,可以改變。 一旦適當之實際模式已選擇,含於PDU系列之Νβτ^ττ資訊 位元與長度-127擾頻器12加以擾頻。擾頻後位元可輸出至 FEC編碼單元14,編碼單元14將NBpDU擾頻之PDU位元根據 前設定之前向誤差改正加以編碼。 由FEC編碼單元14輸出之編碼位元被輸入至内插單元16 ,其利用適當内插計劃,為選擇之實際模式將編碼之位元 内插。内插之位元輸入至轉換單元18,其中,根據選擇之 實際模式,將插入之位元轉換為調變合成點,以實施副載 波調變,如上所述,OFDM副載波利用BPSK,QPSK,16-QAM 或64-QAM調變加以調變,視選擇之資料傳輸之實際模式而 定。 轉換單元18輸出一複合之訂戶調變符號位元流,其在 OFDM單元中分成48複合數之各組。在OFDM單元中,一複 合基帶信號以OFDM調變產生,如於ETSI TS 101 475 ,寬 頻無線電存取網路(BRAN) ; HIPERLAN 2型;物理(PHY) 層,Vl.i,1(20〇〇-〇4)所述。 在已插入導引副載波之OFDM單元20中,產生之複合基 本紙張尺度適财國國"1^(CNS) Α4規格(21GX 297公爱) ! 567701 A7 B7 五、發明説明(14 帶OFDM信號被輸入實際脈衝串單元22,在該處,一適當 之前文附於PDU系列而建成實際脈衝串。由實際脈衝串單 元22產生之實際脈衝串之格式如圖1所示。實際脈衝串單元 22因此輸出一複合基帶OFDM符號,以實際脈衝串之形式 輸出至段代碼編碼器24。 段代碼編碼器24之功能,參考圖4之說明。通常,段代碼 編碼器24接收以系列向量形式之χ=;長度κ之[XX X ]τ 之輸入信號。段代碼編碼器24將每一向量X編碼,及為每一 向量X輸出一包含複數個信號向量(:(1)口,C(2)〇 ..·〇:(Μ)之資 料段,如圖4說明。每一信號向量c(1) ,c(2)□…C(M)對真 一信號資料字。自向量X產生之資料段包含Μ個資料字,其 中Μ為發射機之天線數。 每一資料字C(1),其中i=l…Μ包含Ν個資料符號,即,每 一資料字C⑴之長度為Ν。Ν之值不能自由選擇,因為由資 料字C所變化範圍之矩陣,在此實施例中必須為正交。以 正交代碼矩陣C之資料段之數個舉例,已揭示於美專利號 碼6,088,4_08中。本實施例中之段編碼方法中,所有代碼矩 陣C之資料符號Cji係得自輸入向量又組件,並為簡單線性函 數,或其複合共輛。 如在一接收天線接收之一信號向量丫以γ=[Υΐ,γ…γ ]τ 代表’ υ與代碼矩陣c間之關係如下: -γι Ί Υ2 C (1) Γ⑴ c/2) C2(
h(1)D M) h(2)Q -17- 本紙張尺度適用巾a國家標準(CNS) &视格_ χ 297公釐) 567701
—ΥΝ 一 — cN⑴ cn(2> - cn(m) h(M)D (5) 其中之h(1)代表自第丨個發射天線至接收天線之頻道之頻 道係數。對多個接收天線之廣義性甚為明顯。 以下對二及三發射機天線之可能段代碼矩陣之舉例詳加 說明。具有二發射天線及一接收天線之無線通信系統之構 型’如圖5所說明。以二個發射天線言,一具有代碼率j 之可能段代碼矩陣c為: 〇「Xlx2- 一 \^本 γ木一 ""入2入2 (6) 以三個發天線言,代碼率R=0,5之可能段代碼矩陣c為:
χι Χ2 Χ3 -Χ2 Χι- Χ4 -Χ3 Χ4 Χι -Χ4 -Χ3 Χ2 Χ*2 X ⑺ 〇 -X*2 X\ -X*4 -X*3 X*4
——x*4-x*3 XV 代碼率R被界定為輸入向量X之長度K,及每一代碼字c⑴ □之長度N之比值··
R=K/N -18 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) (8) 567701
如圖4所見,段代碼編碼器24為每一資料信號以向量乂形 j,輸出矩陣c形式之資料段。由資料段編碼器24輸出^ 資料段被輸入至多工器26,其根據外部提供之控制信號在 時間域或頻率域,將每一資料段之資料字c⑴予以多工。栌 制信號由控制單元32根據傳輸限制之估計而產生。傳輸限 制之估計及多工器26由控制單元32之控制,稍後將詳細說明 〇 在多載體計劃OFDM中,段代碼編碼器24之輸出被調變 為彼此正交之副載波。將含0FDM系統中個別資料字之資 料段加以多工有二可能性。根據圖6之第一個可能性,特殊 資料段之資料字在時間方向(STBC)被延伸。換言之:資料 字在時間域被多工。根據第二個可能性,資料段之資料字 在頻率方向被延伸,如圖7說明。此意指,資料字被在頻率 域多工。以代碼矩陣形式之資料段之資料字在頻率域多工 ’以下將稱為空間-頻率段編碼(SFBC)。 如自圖6,7中可知,資料段之個別資料字係自不同發射 天線發射:根據圖6之多工計劃,個別資料段在一個別副載 波上,在N.T之時間間隔發射,其中n為每一資料字中之資 料符號數目,T為一資料符號之期間。根據圖7之多工計 ’個別資料段在N個副載波上被擴展並在τ時間間隔被發 射。可清楚看出,圖6中多工計劃當關係(4)實現時,可被 使用,當關係(3)實現時,圖7之多工計劃可被使用。 編碼器/多工器單元28之編碼及多工輸出信號,輸入至無 線電發射機30。發射機30在複數個發射天線上,以編碼器/ -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇Χ297公釐) 567701 平H— 年月曰 j •一 —... t修正: A7 B7 五、發明説明( 多工器28之輸出信號調變頻載波實施無線電傳輸。圖2之收 發機10尚包含圖2中未說明之接收機級。接收機級有一物理 層及組件’以實施圖2說明之組件之反向作業。例如,接收 機級包含除擾頻器,一 FEC解碼單元,一解多工器解多工 器/解碼器單元有一解多工器解多工器及一段代碼解碼器。 現在,多工器26之控制將以參考實際及資料相關之傳輸 限制,作較細節說明,該限制如使用圖1之實際脈衝串時可 能發生。根據典型HIPERLAN/2概念,假定關係(4)實現, 關係(3)並非可保證實現。此可對應實際狀況,stbc傳輸之 基本性能較SFBC傳輸之基本性能為佳。基本性能之意義為 僅考慮實際傳輸限制。此情況下,控制單元32可決定,資 料段必須在時間域多工。如實際傳輸參數改變時,將發生 一情況’即關係(4)不再實現,關係(3)至少可適當實現。在 此強況下,控制單元32決定資料段之資料字不再於時間域 多工。反之,控制單元32控制多工器26,俾資料段之資料 字在頻率域予以多工。 目削為止,僅貫際傳輸限制已被考慮。如資料相關之傳 輸限制亦甚重要,控制單元32控制多工器26,即係額外考 慮資料相關之傳輸限制。 以上已提出,必須與圖丨中之實際脈衝串之環境考慮之傳 輸限制,為C-前文中週期性結構之保持,及提供一預限定 之資料符號數目N於將在時間域多工之每一資料字。此二 與資料相關之傳輸限制可發生於數組合中。 根據第一個概念,資料信號具有圖丨說明之實際脈衝串結
裝 訂
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567701 92. 9. 26 18 五、發明説明( 構’及包含用戶資料部分,及之 步假定’保持週期結構之資料相二、Ά刖又進- 符骑ir人叫阳& 十相關 < 傳輸限制,在無資料 付號擬a問7¾發生於用戶資料. 眭,ώ义、4日 种邵刀時,必須加以考慮。此 時,與則又相關之資料段之資料 丁 办m& 見针子,根據SFBC於頻率域多 工,與用戶資料相關之資料段之
Fe ^ 叮仅又貪科字,根據STBC ,在時 間域多工。將得自前文之資料
^ ^ 卞予在頻率域多工,C32 OFDM 付唬及二C64 OFDM符號之保持可以達成。 根據自^之實際脈衝串所得之第二概念,前文中之週期 性結構必須保持,此外,資料符號擬合問題, 戶資料部分。如第一概今中,卢△义 愿用 罘概必中仵自前文之資料段之資料字 ,根據SFBC在頻率域多工。因為資料符號擬合問題,與用 戶資料結構有關之最後資料段之資料字,所含之預限定之 N個資料符號’較前資料段之資料字中所含者為少。因此 ’僅有前資料段之資料字(含預限定之N個資料符號)根據 STBC在時間域多工。最後資料段之資料字包含n = mod(ND/N)個資料符號,並根據SFBC在頻率多工,其中之1^ 為在一發射天線上發射之資料符號總數。 根據第三個概念,前文内週期性結構保持之資料相關傳 輸限制,與用戶資料部分無關,但資料符號擬合問題與用 戶資料部分有關。此時,與前文相關之資料段之資料字如 第二概念所述,根據STBC在時間域多工,而與資料部分相 關之資料段之資料字如上述第二概念予以多工。換言1目 該最末資料段之資料字具有一長度為Nr之資料符號7 $及 該前資料段之資料字具有一預先定義長度為N之資料符號 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公爱) 567701
A7 B7 五、 發明説明( 19 ) 根據第四個概念,保持一週期性結構之資料相關之傳輸 限制必須考慮,Be»N/T之實際傳輸限制至少可近似實現。 此時,與前文相關之資料之資料字,根據STBC在時間域多 工,與用戶資料相關之資料段之資料字,根據SFBC在頻率 域多工。利用STBC供前文之用,可實施一良好之頻道估計 。由於使用STBC供前文之用,SFBC之微小不良性能,根 據良好之頻道估計之干擾抑制之接收機算法,得以補償。 利用STBC供前文,以SFBC共用戶資料部分,有一優點, 即與用戶資料部分之資料符號擬合問題不再出現。 根據本發明,基於資料相關與實際傳輸限制之組合,額 外之概念可易於實現。此外,本發明亦可應用於與圖1所述 之實際脈衝串結構不同之資料信號。本發明可以STBC及 SFBC之組合傳輸多樣性計劃實現,其他傳輸多樣性計劃亦 可使用。 圖式元件符號說明 10 收發機 22 脈衝串構成單元 12 擾波器 24 段代碼編碼器 14 FEC編碼單元 26 多工器 16 内插單元 28 編碼器/多工器單元 18 變換單元 30 無線電發射器 20 OFDM單元 32 控制單元 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- 567701•種在夕U專輸多樣性系、统中多工處理資料字之方 法,包含·· a) 產生複數個資料 ⑴ 具竹#又(C),每一資料段(C)包含資料字 (〇:1),及每一資料字(C⑴)包含得自一資料信號 料符號(Cj⑴); 員打貝 b) 如-或多個資料段(c)之資料字⑷⑴)將在時間域及頻 率域多工處理時,決定與至少一傳輸限制相關之一或 多資料段(C); C)根據步驟b)之決定多工處理資料段(c)之資料字⑷⑴) 〇 2·如申請專利範圍第1項之方法, q其中該資料信號包含至少一前文及一用戶資料部分。 3·如申請專利範圍第1項之方法, 其中d至少一傳輸限制包含一資料相關之傳輸限制。 4.:申請專利範圍第3項之方法,其中該資料相關之傳輸 p制為應包含於每一資料字(c⑴)中之資料符號(Cj⑴)之 預限定·數目(N)。 J 5·如申請專利範圍第4項之方法, 、其中孩包含預限定數目(Ν)個資料符號(q⑴)之資料 予(c(1)),在時間域多工處理,及含多或少資料符號(Cj⑴) 之、料字(c(1))在頻率域多工處理。 6·如申請專利範圍第4項之方法, 义其中該資料信號或其一部分又一預定之長度,其中該 貝料付號(C/0)之預定數目之整數倍安排在有資料字裝 訂張尺度適斜國®家標準(CNS) A4規格(21 0X297公釐) 567701 年月I Α8 Β8 C8 D8 “修正: 補充ί 申請專利範園 (C ))《資料段(C)内,其將在 =⑹之資料符號(C,安排在具以 、斗焱(C)中,其將在頻率段多工處理。 7·如申請專利範園第6項之方 並 一預定長度。 ,、中该用戶資料部分有 8·如申請專利範圍第7項之方法, 域fI文相關之該資料段(C)之資料字⑷⑴)在時間 9如申-專利rC 與傳輸限制有關。 • 1甲Μ專利範圍第1項之方法, 10 4 資料信號包含—或多個週期性結構(C32,C64)。 10·如申請專利範圍第9項之方法, 2中該-或多個週期性結構(⑶,C64)包含在前 11·如申請專利範圍第9項之方法, =中該資料相關之傳輸限制為一或多個週 (C32, C64)之保持。 W 12 如申請專利範圍第9項之方法, 13 其中·泛與-或多個週期性結構⑹2,㈤)相關之 丰又(C)足至少貝料字⑷⑴),為在頻率域多工處理。 如申請專利範圍第12項之方法, 其中該與用戶資料部分相關之資料段(C)之資料字 (C(1)),在時間域多工處理。 14.如申請專利範圍第!項之方法。其中該至少一傳輸限制 包含一實際傳輸限制。 1 5 ·如申請專利範圍第14項之方法, -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(^297公擎^ » vn ^κιι 其中孩實際傳輸限制係根據至少一相關帶寬及一相關 時間決定。 •如申凊專利範圍第15項之方法,其中該實際傳輸限制 =根據假疋關係Bc》N/T已實現而決定,其中之Β。為相關 帶寬,Ν為每一資料字⑷⑴)之資料符號(Cj⑴)數目,丁為 資料符號(Cj⑴:)之期間。 7 ·如申睛專利範圍第16項之方法, 其中該實際傳輸限制Be»N/T如能近似實現,與前文 相關之資料段(C)之資料字(c⑴)則在時間域多工處理, 與用戶資料順序相關之資料段(c)之資料字((:⑴)在頻率 域多工處理。 18·如申請專利範圍第15項之方法, 其中泫實際傳輸限制係由評估關係、〉〉Ν · τ是否實現 而決定,其中之、為相關時間,Ν為每個資料字(c⑴)之 資料符號之數目,T為資料符號(Cj⑴)之一期間。 19. 如申請專利範圍第丨項之方法,其j中之資料段(c)係由段 編碼或·置換方式得自資料信號。 20. 如申請專利範圍第之方法,其中該資料符號(^⑴) 調變成L彼此成為正交之副載波。 j 21· —種適於在多載體傳輸多樣性系統中多工處理資料字 之多工器(26),其包含有: 予 a) —段代碼編碼器(24),用以產生複數個資料段(c )’各資料段(C)包含有資料字(c(i)),且各資 料字(c(1))包含有取自一資料信號之資料符號胃( -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 567701Cj 22. b) (?:n2) ’若一或多資料段(c)之資料· ()人於時間域及頻率域多工處理,用以報墟 ::傳,限制決定該一或多資料段(C);及根據. c) -多工H(26),用以根據該控制單元(叫之 ,多工處理該資料段(C)之資料字)。 > -種適於解多工處理資料字之解多王器,該等 多載體傳輸多樣性系統中已根據至少-傳輸限制多: 處理而解多工處理,該解多工器包含有: a) —早το,若包含於一或多已接收資料段(匸)中之資 料字資料字(C⑴)已被多H心決定於時 間域及頻率域中之一或多個接收之資料段(C );及 b) —單元,用以根據該決定解多工處理該資料段(c ) 之資料字資料字(C(i)),並提供複數個資料段(c ),各資料段(C)包含有資料字(c;(n),且各資 料+( C (1))包含有取自一原始資料信號之資料符 號(Cj(i))。 2 3 · —種供我線通信之收發機,包含如申請專利範圍第2 1 項之多工器及如申請專利範圍第22項之解多工器之至 少一者0 -4 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)裝 訂
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