TW567701B - Method of multiplexing data words in a multicarrier transmit diversity system, multiplexer, demultiplexer, and transceiver for wireless communication - Google Patents

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

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線 -20-

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)

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

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   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） 567701

   Cj 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)

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