TWI337013B - Orthogonal frequency division multiplexing code division multiple access system - Google Patents

Description

1337013 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關無線通信系統。更特別是，本發明係有 關正交分頻多工(OFDM)分碼多重存取(CDMA)通信系統。 【先前技術】 未來無線通信網路將提供對用戶無線網際網路存取之 寬頻服務。這些寬頻服務係需具多路衰減所產生之有限頻 譜及符號間干擾(ISI)之分時(頻率選擇性)頻道之可靠及高 速率通信。正交分頻多工係因若干原因而為最有希望解之 -。正交分頻多王具有高頻譜鱗，㈣應性編碼及調變 可跨越次載波被運用。實施係因基帶調變及解調可使用如 反向快速富利葉轉換(IFFT)電路及快速富利葉轉換(FFT)電 路之簡單電路來執行而被簡化。因為多路環境中僅一分接 點等化器足以提供優越強固性，所以簡單接收器結構 正交分頻多工系統優點之一。其他例中，當正交分頻多: 結合跨越多次載波之信號擴展被使用時，係需更先進等化 器。 正父分頻多工已被若干標準採用，如數位聲音廣播 (DAB)，數位聲音廣播陸地(DAB_T)，IEEE 8〇2 u%，压邱 802.16及非對稱數位用戶線路(ADSL)。正交分頻多工係被 考慮採用於如第三代夥伴計劃(3Gpp)長期演進之寬頻分碼 多重存取(WCDMA) ’分褐多重存取2〇〇〇，第四代(犯)無 線系統，IEEE 802.11n，IEEE 8〇216 及 IEEE 8〇2 2〇。 儘管所有優點’正交分頻多工係具有若干缺點。正交 7 1337013 性功歪访+ 十巧功率比率信號經由非飨 =羊放大n被傳稱，會發生細顧失直^麵 π，係需具功率回退之高度線性功率放

/、父分頻多工之功率效率很低且實施正交分 之行動裝置電池壽命受限。 夕 ，降低正交分頻多工系統之峰值對平均功率比率 被廣泛地研究。這些峰㈣平均辨比顿㈣包含編 2限幅及濾波。這些方法有效性不同且各具有複雜性， 效能及頻譜效率之其自我内含置換。 【發明内容】 ' 本發明係有關正交分頻多功碼多重存取㈣。該系 統係α包含—傳送11及—接收器。傳送器處，擴展及次载波 映射單元可以擴展複合二次序列(SCQS)碼驢輸入資料符 號以產生複數碼>1 ’並映射各碼片至複數次載波之一。反 向離散虽利葉轉換(IDFT)或反向快速富利葉轉換單元係可 對被映射至次載波之碼⑽行反向離散富繼轉換或反向 快速富利雜換，域環字首(cp)·論人正交分頻多工 訊框中。並列對串列(P/s)轉換器可將時域資料轉換為串列 資料流。接收器處’串列對並列(S/P)轉換器可將被接收資 料轉換為複數被接收資料流，而循環字首係被移除自該被 接收資料。離散富利葉轉換(DFT)或快速富利葉轉換單元係 可對該被接收資料執行離散富利葉轉換或快速富利葉轉換 1337013 及執行等化。解展可將等化輯出解_來恢復該被 傳送資料。 【實施方式】 本發明可應用至實施正交分頻多工及分媽多重存取之 無線通信系統，如IEEE 802.11，IEEE 802.16，長期演進之 第三代(3G)蜂巢純，第四代(4G)系統，衛緣统’，數位 聲音廣播，數位視訊廣播(DVB)或類似者。 本發明特性可被併入積體電路(IC)或被配置於包含多 互連組件中之電路中。 本發明可提供具有改良峰值對平均功率比率及容量之 正交分頻分碼多重存取系統。本發鶴使用特殊擴展 碼，擴展複合二:欠序列碼來擴频人賴符號。擴展複合 二次序列碼包含兩組成；二次相位序列碼及正交(或偽正交） 擴展碼。被G鮮之二:欠她賴碼_為New_相位 碼(或多相碼），-般化啁啾狀序列(GCL)&以祕㈤序 列。二次相位序列亦被稱為多相序列。 為了支援可變擴展因子_)，二次相位序列(或多相 序列)之序列長度係被限制為K=2k。某些特殊例中(如隨機 存取頻道或上鏈料），二知目位糊⑽相序列)之序列 長度可為任何隨意整數。給予系統中此載波數N=2n，考慮 N序列長度為N。接著’一般Newman相位碼序列係被固 定。一般Newman相位碼序列係為：

Gk=eJ \k = Q，H\ 方程式(1) 9 1337013 更多正交Newman相位碼序列係藉由轉換該一般 Newman相位碼序列來創造。—般恤麵肪相位碼序列之 第1轉換版本(或離散富利葉轉換調變)係為·· ,JV ~ ik1 n l(〇 - ^ J U Jkl~ •e " e "，灸=0，1，…，#，I，/ = 〇i u ，’·.·， 1 方程式(2) 具不同轉換^ New_相㈣相雜此正交。 被Η標示之正交（偽正交）擴展碼之一例係為 Walsh-Hadamard碼，其係被給定： 一1 h2 方程式(3) 'Η2^ "严ι .A--， 2Κ Η ，針對m>l 方程式(4) 、複合—次相碼鋪由組合二次相位碼及正交 (偽正交)擴展碼來建構。針對特定擴制子π，擴展複合 Τ Γ係具有2^片。擴展複合二次序列碼之一般二 -人相位序列碼部分具有2m碼片，其為： +Gr.m A+,? G2_( 其中㈣]，，2、. 方程式(S) ，一 ...2 -卜 1=0，卜...，。二次相 位序列碼部分之第i變換 其中Η)小，Nl “ …、π 1，k=〇’ 1 ’ …，2m]，i=0小 I ο 方程式(6) 針對具有擴展因子2m 展複合二次相碼之认特讀展後合二次序列碼，擴 ·、 人(偽正交)擴展碼部分係藉由擴展

1J 因子r之正交(偽正交)擔展碼紐 如，第h編碼係被標示W，··）。、扁馬之-來給定。例 擴展複合二次序列碼^之第崎 第丨轉換版本之第匕場序= =有2大小之第h正交(偽正交)擴細之第k碼片之 C’ = Gf //-(M)，k=〇 1 2m1 彼成〜人 ,’···’2 ·1 方程式(7) 次相碼之編碼組大小係藉由正交(偽正 =)擴展二W分及二次相位序列碼部分之編碼組尺寸來決 因子為何’二次相位序列碼之編碼組尺寸均 ϋ二 ㈣次之不_聽來決定。正 又(偽正幻舰狀、_組尺核雜仙子而定。例如，

Walsh-Hadamard碼例中，嗲尺斗 2,加）。 °亥尺寸等於擴展因子 不同使用者係被分配不同擴展複合二次序列碼。為使 =器區分不同使用者，二次相位序列碼部分，正交(偽正 =)擴展碼部分或岭巾之二錢麵使狀擴展複合二 ，歹J碼係不同。擴展複合二次序列碼之編碼組係被顯示 於第2圖。無多路時’只要其二次相位序列碼部分不同， 不同擴展複合二次序列碼絲正交；駐交擴展碼被使 用-不同擴展複合二次序列碼僅於其二次相位序列碼部分 相同且偽it父擴展碼被使用時才是偽正交。兩例中，不同 編碼^之Μ存取干擾(題)係為零或非常小。 夕路衰减環境下’被分至不同制者之編碼應使二 相位序？μ馬部分變換差異愈大愈好。被分配至不同使用 者之編碼應使得若兩編碼之二次相位序列碼部分變換差異 ^於夕路頻道之最大延遲擴展，則兩編碼之間並無任何 夕重存取干擾。因此，對應正交(偽正交)擴展碼部分可被分 配為相同。可選擇是，二次相位序列碼部分變換差異可被 限制最^為多路頻道最大延遲擴展。此可以完全多重存取 擾抗擾f·生來創造更多編碼。只要系統中使用者數量僅 N/L ’則此可達成，其中N為次載波數而L為多路頻道最 大延遲擴展。 :兩編碼之二次她序列碼部分變換差異小於多路頻 遲擴展，則對應正交(偽正交)擴展碼部分應不同 •崎由二次她序列碼部分變換差異刪除之 存取干擾。 ，法中、’因為正交喝間之相關係藉由兩二次相位序列 ::目:被進-步降低’所以該多重存取干擾與傳統分碼 相較下可被降低。針對干擾限制系統(如分碼 ^重存取）’ ？重存取干_低意指线容量增加。 傳送父分頻多工-分碼多重存取系統係包含- 及」傳送器包含一擴展及次裁波映射部件 \正父刀頻多I部件。擴展及次載波映射部件可擴展輸 =及映_碼片至複數次載波之一： 正乂为頻^料可執行傳紅交 可被:行於頻域’時域或兩者中，其將被詳二:下擴展 圖係為依據本發明第-實施例之正交分頻多工分 1337013

碼多重存取系統100方塊圖。系統1〇〇係包含一傳送器11〇 及一接收器150。傳送器1〇〇係包含一展頻器112，一串列 對並列(S/P)轉換器114，一次載波映射單元116，一反向離 散虽利葉轉換單元118 ’ 一循環字首(CP)插入單元12〇，一 並列對串列(P/S)轉換器122及一可選擇混合器124。展頻 器112可使用擴展複合二次序列碼ηι於頻域中擴展輸入 資料符號HM。紐及:域波崎之料係_示於第3 ^中。擴展複合二次序列碼q所使用之擴展因子係為 )。一使用者可使用系統中所有2n次載波。因 此’可被-使用者傳送於—正交分頻乡工訊框_之資料符 號數係為。各資料符號d_l係藉由擴展碼Cill!擴 展為2m碼片113。2、片113接著藉由㈣對並列轉換器 114被轉換為2m並列碼片115，而各碼片係藉由次載波映 射單元U6被等距映射至次載波m之—。相同資料符號 之碼片所使用之各次載波間之距離係為严次載波。不同 =料符號之碼片係被依序映射至系統中之次載波，使資料 符號d⑴之碼片得以被映射至次載波2心七+卜、， 2*M，i=〇 ’ 卜，2n-m])。 … 乐分圆顯 402係被用來取代展頻写112以實施例°重複11 dm ^ 片迷率重複各資料符號 ⑴2 -人。破重複之資料符號4〇4係藉 r被轉換為r並列符號術，而各符號係藉由= 映射及加權單A 408依序等距映射至 載波間之距離係為-次載波。不同資料 9n-m *·· J ^ -I 5 1=0 » 1 » » 映射至各次載波之符號係藉由擴展複合 ^序^!碼加權使次載波2、·上之符號被乘上被標示 為之擴展複合二次序列妈之第k碼片。 入只Γ去’ ΐ第1目’被映射於次載波之碼片117係被饋 離散虽利葉轉換單元118被轉換树域資料119。循 =首接著藉由循環字首插人單元⑶被添加至各正交分 列框端i具有循環字首之時域#料121接著藉由並 心。列轉換器122被轉換為串列資料123且被傳送於無 j道上。應注意’反向離散富·轉換操作可被反向快 速虽利_換或其鋪似操作所取代，彳練村插入可於 f向離散富师轉換輸出被並_串列轉換^⑵轉換為 串列資料之前被執行，而彳轉字首移除可於該被接收作號 被串列對並列轉換器154轉換為並列資料流之前被執行虎 由於擴展資料之結構，反向離散富利葉轉換操作係可 破間化。反向離散富利葉轉換單元118之輸出119係可藉 由特定相位被轉換。該項位料對織人資·載波及資 料符號指標之函數。因此，反向離散富利雜換操作可騎 由不需太多計算之相位轉換計算來取代。 9 例如’假設n/2<m“且擴展複合二次序列碼之正交 正交)擴展碼部分為{1，1，·.,，1}。則反向離散富利葉轉換單元 118之第h輸出係被給定如下： 其中h值係滿足以下條件： 2 P + l^P = 0,l,...2m -1,/ = 〇,15...,2,,-λ, -1

:選擇於傳送^ UG處執行遮罩操作及於接收器W 处行對應解遮罩操作。遮罩目的係降低胞元間多重存取 干擾匕於傳送II 11〇處，混合器以4可於傳送之前將資料 123乘上遮罩碼125。對應解遮罩操作係被執行於接收器 150處。混合器152可將該被接收信號128乘上遮罩碼125 之共輛151以產生解遮罩資料流153。

方程式(8) 參考第1圖，接收器150係包含一可選混合器152， =列對並列轉換器154 ’ 一循環字首移除翠元156，一離 政田利葉轉換單元158，一等化器16〇及一解展頻器（包含 =法器162，一加法器164及一規度器166)。時域被接收 :料128係藉由串列對並列轉換器154被轉換為並列資料 抓，而循環字首係藉由循環字首移除單元156被移除。這 些操作效能係可如上述解釋被交換。來自循環字首移除單 几156之輸出157接著被饋入離散富利葉轉換單元158以 被轉換為頻域資料159。頻域資料159之等化係藉由等化 器160來執行。如傳統正交分頻多工系統中，簡單一分接 點等化器係可被用於各次載波處之頻域資料159。應注意， 離散富利葉轉換操作係可被快速富利葉轉換操作或其他類 似操作取代。 由於擴展資料結構因素’離散富利葉轉換操作亦可被 簡化。離散富利葉轉換單元之輸出159係為被特定相位轉 15 1337013 換之>料符號。該相位係為對應輸入資料次載波及資料符 號指標之函數。因此，離散富利葉轉換操作可藉由不需太 多計算之相位轉換計算來取代。其達成方式係類似但與相 對傳送器側處之反向離散富利葉轉換相反。

被等化資料係被解展頻於頻域處。等化之後各次载波 處之輸出161係藉由乘法器162被乘上被用於傳送器11〇 處之擴展複合二次序列碼<，k=〇，1，...，2'丨之對應碼 片之共概168。接著，财:域波處之乘法輸出163係被 加法器164加總，而該被加總輸出165係被規度器166正 規化有擴展複合二次序列碼之擴展因子以恢復資料167。 接收器15〇可進一步包含可處理解展頻哭輪 一 塊線性等化器或-聯合谓測器(無圖示)。任^型區塊線： 等化器或聯合侧ϋ均可被使用。區塊線性等化器或聯合 偵測器之一傳統配置係為最小均方差(難阳區塊線性^ 化器。此例中，頻道矩陣11係針對次載波被建立及計算，

而等化係使用該被建立頻道矩陣來執行使得： d = (HhH + a2I)~'HHr 方程式(9) 其中Η為頻道矩陣"為次載波h皮接收信號，；為次 載波中被等化資料向量。 針對上鏈操作’較佳於反向離散富利葉轉換操作之後 保持固定包絡’其促進有效及便宜功率放大器之使用。為 了保持岐包絡，町麟具有N=2n :城紅线之條件 必須被滿足。首先，擴展因子2m係被“限制，其 中1^」項意指大於a之最小整數。其次，針對擴展因子广 僅部分正父碼被用來結合二次相位序列碼以產生可獲得固 定包絡之擴展複合二次序列碼。例如，Newman相位碼及 Hadamard碼例中，僅Hadamard碼組之第一 21»"21碼(2m大小) 係被用來結合Newman相位序列碼以產生擴展複合二次序 列碼。項意指小於b之最大整數。 如上述’只要系統中使用者數量不超過N/L，則無多 重存取干擾且不需執行多使用者偵測(^^)。當系統中使 用者數量超過N/L時，則會衫重存取干擾且錢用者債 測可旎被貫施。多重存取干擾較具有相同使用者數量之傳 統分碼多重存取系統為優。 假s史系統中具有M使用者。則傳統分碼多重存取系統 中多使用者侧之使时數量將為M。細，依據本發明 之2分碼多重存取系統中多使用者侧之使用者數量將 為1，其與傳統分碼多重存取系統相較係被降低L度 夏。以此法，多使用者偵測操作之複雜性遠低於先前技術 傳統分碼多重存取系統中之多使用者侧。亦可使用傳送 器及/或接收器處之多天線。 第5圖係為依據本發明另一實施例之正交分頻多工分 碼多重存取系，统500(多載體直接序列(MC_DS)分碼多重存 取系統)方塊圖。系統500包含一傳送器51〇及一接收器 550。傳送器51〇係包含一串列對並列轉換器512，複數乘 ，器514，一次載波映射單元516，一反向離散富利葉轉換 單元518，一並列對串列轉換器52〇，一循環字首插入單元 522，及一可選擇混合器524。若系統5〇〇中具有次 載^則使用者i之N連續資料符號501係藉由串列對並 轉盗512從串列被轉換為N並列符號5〗3。使用者i 列#料符號513之第j資料符號係被標示為dj⑴， 二j 〇卜…’⑹。使用者1所使用之擴展複合二次序 」碼係被標示為Ci。各N並列資料符號5n係使用擴展複 5 — 人序列碼Ci511被擴展於時域中。擴展複合二次序列碼 ^丨·之擴展因子係為2m(o“a、，仏々一，，„ n 〃）’因此，各貧料符號513係 曰s展禝曰一次序列碼Ci5U被擴展為”碼片515。 各碼片持續期間’各N資料符號咖)之一碼片係被傳 送於其對應次毅』上。—使用者可使㈣統情有 2n次 ;因此可被-正交分頻多工訊框中之一使用者傳送 之資料符號數量係為2ηβ 、碼片515係藉由次載波映射單元516被等距映射至次 ，波。-人載波上之碼片517係、被饋入反向離散富利葉轉換 單疋518且被轉換為時域資料519。時域資料519係藉由 並歹]對串列轉換器520從並列被轉換為串列資料52卜循 %予·^藉由循環字首插入單元522被添加至各訊框端。 具循％字首之資料523係於無線頻道上被傳送。同樣單獨 使用擴展複合二次序列碼對各次做執行傳統直接序列分 碼多重存轉作’而次触上之直接序列分碼乡重存取信 號係使用JL交分鮮工結構被並列傳送。 接收器550係包含一循環字首移除單元554 , 一串列 對並列轉換器说，一離散富利葉轉換單元558，一等化器 560，複數雷克組合器562及一並列對串列轉換器5糾。首 1337013 首係藉由循環字首移除單元554經由無線頻道 “被接收> 料528被移除。資料555接著藉 痛換器556從串列被轉換為並列資料557。並列資料557 =著被饋入離散富利葉轉換單元现且被轉換為頻域資料 別。接者，藉由等化器56〇 _域資料559等化。如傳統 頻多工系統中’簡單—分接點等化器可被用於各次 載波處。

等化後各次載波上之資料561係於時域中被雷克组合 器562(包含解展頻器)恢復。各雷克組合器562所產生之^ 列資料符號563係藉由並列對串列轉換器564被並列對率 列轉換以恢復該被傳送資料。 —如第1圖之第一實施例中，可選擇於傳送器510處執 行遮罩操作及於接收器550處執行對應解遮罩操作以降低 月^間多重存取干擾。混合器524可於傳送之前將來自循 環子首插入單元522之輸出523乘上遮罩碼525。接收器 550之混合器552可將該被接收信號528乘上被用於傳送 器510處之遮罩碼Π5之共軛551。 第6圖係為依據本發明第三實施例之正交分頻多工分 碼多重存取系統600方塊圖。系統600包含一傳送器61〇 及一接收器650。傳送器610係包含一串列對並列轉換器 612 ’複數乘法器614 ’複數重複器616，複數串列對並列 轉換器618，一次載波映射及加權單元620，一反向離散富 利葉轉換單元622，一並列對串列轉換器624，一循環字首 插入單元626，及一可選擇混合器628。依據第三實施例， 19 1337013 輸入資料符號係被擴展兩次，一次於時域而另一次於頻 域。假設次載波總數為2n，而被用於時域及頻域擴展之擴 展因子分別為2P及2m。使用者i之Ντ連續資料符號6〇1 係藉由串列對並列轉換器612從串列被轉換為並列Ντ符號 613。Ντ值等於2_。使用者i之Ντ並列資料符號613之 第j資料符號係被標示為dj(i)，其中j=〇，1， ，。使

用者i所使用之時域擴展碼611係被標示為仏,(/，〇。各Ντ 並列資料符號613接著藉由乘法器614將符號613乘上時 域擴展碼〜⑽⑽錢擴展於時域f。時域擴展碼W，·) 之擴展因子係為被定義於方程式(3)及(4)中之2P。各資料符 號613係被擴展為2p碼片，而Ντ並列2P碼片流係被

時域擴展之後，頻域擴展係被執行。針對各碼片流i(對 應Ντ資料符號之第j資料符號），給定使用者i，Ντ碼片* 之各碼，於各碼片持續_被重複器616 : 被重複2m遍之碼#储由串珊並顺触6 並列2m碼片619。該2m碼只蛀芏益士 轉換為 元_依序映射至由^波映射及加權單 錢波。各讀波間之距離係 ‘、、，人/。次載波映射係被依序執行使得來自第 片爪流之被重複碼片係被映射至次载波2n.m㈣㈣，卜二 2m-l , j=0 ’ 1， ，9n-m 1、 各次載波2_.k+j上之:富獅轉換操作之前， 庠舰C之盆L 猎由被標示'之擴展複合二次 序列碼Ci之第k碼片加權。 人 使用者可使用系統中 所有2n次載波。因此 可被一 20 1337013 正交分頻多工訊框中之-使用者傳送 2n'm 〇

=_不第6财、統中之親擴展及次載波映射之 除了重複碼片2〇1遍，則615係被賴擴展碼 =妾擴展。針對各碼叫㈣Ντ資簡號之第』資料 給定使用者1，各碼片615係於各碼片持續期間藉 由乘法Θ 7〇2擴展複合二次序列碼_為，碼片爾，而 =擴展碼片7G4係藉由串列對並列轉換器寫被轉換為 碼片707 °如上述，這些並列碼片7〇7接著被次載 波映射單元708依序映射至y等距次載波。各次載波 間之距離係為2 nm次載波。：域波映射係被依序執行使得 來自第j石馬片流之被重複碼片係被映射至次載波严叫， (k=〇 小…’ 2m“ ’ j=〇 小，2«!'】)。

之資料符號數量係為 再參考第6 ® ’被映射至次載波上之碼片621係被饋 入反向離散富利葉轉換單元622，且被轉換為時域資料 623。時域資料623係藉由並列對串列轉㈣624從並列資 料被轉換為串列資料625，循環字首藉由循環字首插入單 兀626被添加至資才斗625之各訊框端。具有循環字首之資 料627係被傳送於無線頻道上。 接收器650係包含一可選混合器652，一循環字首移 ，單元654，一串列對並列轉換器656，一離散富利葉轉換 單元658，一等化器660，複數時間-頻率雷克組合器662 及一並列對串列轉換器664。於接收器65〇側，循環字首 係藉由循環字首移除單元654經由無線頻道從被接收資料 21 1337013 資料659係藉由等化器66〇被等化。如傳統正交分頻7 系統中’簡單-分接點等化器係可被用於各次載波處

等化之後，各次載波上之資料661係藉由時間-頻率雷 克組合器662恢復，其將被詳細解釋如下。各時間_頻率雷 克組合器啦所產生之並列資料符號663接著藉由並列對 串列轉換器664被並列對串列轉換以恢復該被傳送資料。 時間-頻率雷克組合器662係為可處理時間及頻率域於 傳送器處恢復被擴展於時間及頻率域中之雷克组合器。第 8圖顯示雷克組合器662例。熟練技術人士應注意^時間_ 頻率雷克組合器662可以許多不同方式被執行，而第8圖 所示配置係被提供當作例子而非限制。

632被移除。資料655接著藉由串列對並列轉換器6允從 串列被轉換為並列資料657。並列資料⑹被饋入離散富 利葉轉換單元658，且被轉換為頻域資料659。接著，頻域 合_係包含-次載波分組單*8〇2, 一=== 雷克組合器_。針對Ντ連續資料符號之各資料符號 J 〇 ’ 1 ’…，η) ’次載波分組單元802係可收集以下 ^波上之碼片6612_.k+j，總共2m瑪片。接著，解展頻 U 了，2m次，上之碼片執行頻域解展頻。解展頻 二隹匕3可將擴展複合二次序列碼之共輕813乘上該被 二碼片811之複數乘法器812，可加總該乘法輸出剔 ^一加法H 815，即可正規化雜加總輸㈣6之一規度 =7。頻域解展頻之後，广欠載波上之碼月係變成叫並 歹㈣“上之碼片818。為了恢復使用者；之第』資料符號， 22 1337013 時域雷克組合係藉由雷克組合器8〇6被執行於對應碼片流 818 上。 再次參考第6圖，可選擇於傳送器61〇處執行遮罩操 作及於接收H 65〇處執行對應解鮮操細降低胞元間多 重存取干擾。混合器628可於傳送之前將來自循環字 入單元626之輸出627乘上遮罩碼63〇。接收器65〇之混 合器652可將該被接收信號632乘上被用於傳送器⑽處 之遮罩碼之共輛651。 針騎有上述實施例’預定資料向量{哪(也就是預知 ㈣)可被傳送。此法巾’被上賴送信號可被當作隨機存 取頻道(RACH)之引示或上鏈引示信號 。例如，所有1， {1，1，...，1}之預定資料向量{火仍均可被傳送。 雖然本發明之特性及元件被以特定組合說明於較佳實 施例中’但各難及元件鮮S較佳實細之其他特性及 元件’或有或無本發明其他特性及元件之各種組合中被單 獨使用。 23 【圖式簡單說明】 本發明可從以下較佳實施例結合附圖說明得到更詳細 了解，其中： 第1圖係為依據本發明一實施例之正交分頻多工分碼 多重存取系統方塊圖； 第2圖顯示依據本發明之擴展複合二次序列碼之 組； 第3圖顯示第1圖系統中之擴展及次載波映射； ，第4 _示第1 _統中之擴展及次載波映射之替代 5圖係為依據本發明另—實施例之正交分頻多工分 碼夕重存取系統方塊圖； 八满係為依據本购和—實補之正交分頻多工 刀碼夕重存取系統方塊圖； 替代::圖:不第6圖系統中之頻域擴展及次載波映射之 例方=錄本發k日麵·頻轉克(Rake)組合器 24 1337013

【主要元件符號說明】 100、500、600正交分頻多工 101輸入資料符號 110、510、610 傳送 3 113 2m碼片 115 2m並列碼片 117次載波 119時域資料 121具有循環字首之時域資料 123串列資料 125遮罩碼 150、550、650 接收器 152可選混合器 154串列對並列轉換器 157、161 輸出 159頻域資料 162乘法器 164加法器 分碼多重存取系統 111擴展複合二次序列碼 112展頻器 114串列對並列(S/P)轉換器 116、708次載波映射單元 118反向離散富利葉轉換單元 120循環字首插入單元 122並列對串列(p /S)轉換器 124、552、628、652 混合器 128被接收信號 151、551、651遮罩碼的共軛 153解遮罩資料流 156循環字首移除單元 158離散虽利葉轉換單元 160等化器 163乘法輸出 165加總輸出 167資料 166規度器 168擴展複合二次序列碼之對應碼片之共拖 402重複器 406串列對並列轉換器 404被重複之資料符號 407 2m&列符號 25 1337013 408次載波映射及加權單元 501 N連續資料符號 512 _列對並列轉換器 513、601資料符號 514複數乘法器 515 2m碼片 516次載波映射單元 517碼片 518反向離散富利葉轉換單元519時域資料 520並列對串列轉換器 521串列資料 522循環字首插入單元 523具循環字首之資料 524、628、652可選擇混合器 525遮罩碼 528被接收資料 554循環字首移除單元 555、561 資料 556串列對並列轉換器 557並列資料 558離散富利葉轉換單元 559頻域資料 560等化器 562雷克組合器 563並列資料符號 564並列對串列轉換器 611時域擴展碼 612串列對並列轉換器 601 Ντ連續資料符號 613資料符號 614乘法器 615NT並列2P碼片流 616重複器 618 _列對並列轉換器 619並列2m碼片 620次載波映射及加權單元 621碼片 622反向離散富利葉轉換單元623時域資料 26 1337013

624並列對串列轉換器 625串列資料 626循環字首插入單元 627具有循環字首之資料 630遮罩碼 632被接收資料 654循環字首移除單元 655資料 656 _列對並列轉換器 657並列資料 658離散富利葉轉換單元 659頻域資料 660等化器 661資料 662時間-頻率雷克組合器 663並列資料符號 664並列對串列轉換器 702乘法器 703複合二次序列碼< 704 2m碼片 706串列對並列轉換器 707 2m&列碼片 709 2m等距次載波 802次載波分組單元 804解展頻器 806雷克組合器 811被收集碼片 812乘法器 813擴展複合二次序列碼之共軛 814乘法輸出 815加法器 816加總輸出 817規度器 818碼片 Cj擴展複合二次序列碼 CP循環字首 DFT離散富利葉轉換 IDFT反向離散富利葉轉換 OFDM正交分頻多工 P/S並列對串列 SCQS擴展複合二次序列 27 1337013 SF擴展因子 S/P串列對並列

28

Claims (1)

1337013

十、申請專利範圍： 1. 一種使用一混合正交分頻多工分碼多重存取方案以 送及接收資料之方法，該方法包含： 於一傳送器處， 入資料符號以 以一擴展複合二次序列碼擴展—輸 產生複數碼片； 映射各碼片至複數次載波之一；

對被映射至該次載波之該碼片執行一反向離散富 利葉轉換，以產生-時域資料； " 將該時域資料轉換為一序列資料流以便傳送；及 將一循環字首插入該資料；及 於一接收器處， 接收由s亥傳送器所傳送之資料； 從該接收資料移除該循環字首； 將该接收資料轉換為複數資料流； 對該複數資料流執行一離散富利葉轉換； 對-離散富利葉輸出執行等化； 之 藉t將於傳輸時所使狀驗複合二次序列碼、 共錄上轉化輪出及藉由加齡法結果 來解展頻該等化離散富利葉轉換。 如申請專利範圍第丨項之方法， 映射係藉由以下步驟而執行：、u / 將該輸入資料符號乘上 — 該輸入細綱碼來擴展 29 將該碼片轉換為複數並列碼片；及 映射各碼片至該次載波之一。 3.如申請專利範圍第1項之方法，其中該擴展及次載波 映射單元係藉由以下步驟而執行： 以一碼片速率重複該輸人資料符號多次； 將該被重複輸人資料符號轉換為複數並列符號； 映射各物重雜人資㈣號i該減次載波其中之 一；及 將各德重複輸人符縣上麵展複合二次序列碼之 一對應碼片。 4.

5. 如申:專概圍第1項之方法，其中該擴展及次載波 映射單it係藉由町步驟而執行： 將N輸人資料符_縣N糊舰； 將各讀人倾符齡上顯展複合二次序列碼，以 擴展該輸入資料符號；及 將各符號之一碼片映射至N次載 於各碼片持續期間， 波其中之一。 映二行其一載波 ^^tW4SFT^；SF；4_^；2 SFf為一頻域擴展因子 重複各該SF丁碼片SFf次， 30 1337013 6.

= SFf經重複竭片轉換為SFf並列碼片； 、射各喝片至該複數次載波其中之―;， 將各碼片乘上該擴展複合二 夕 如申請專利範_ 1項之方法碼片。 映射單元簡㈣下步驟吨行射韻展及次載波 二輸入資料符號轉換為%並列 符號係於時域中被擴展為SFT碼 因子 SFT為一時域擴展

7· 所獲得之各該SFt碼片乘上該擴展複合二次 瑪片展該石馬片，各碼片於賴中被擴展㈣ 馬片sff為一頻域擴展因子； 將自各》玄SFT碼片所獲得之該SFp碼片轉換為SFp並列 碼片；及 映射各碼片至該次載波其中之一。 如申請專利範圍第1項之方法，其中該擴展複合二次 序列碼係藉纽合-般二:欠她糊碼及—正交擴展 碼來建構。 8.如申凊專利範圍帛7項之方法，其中該擴展複合二次 序列碼係藉由具有2m碼片之二次相位序列碼變換版本 與具有2m擴展因子之正交擴展碼中的一正交擴展碼進 行碼片對碼片相乘來建構。 9’如申請專利範圍第8項之方法，其中該二次相位序列 碼為一 Newman相位碼序列、一般化啁啾狀序列及 31 1337013 Zadoff-Chu序列其巾之—，而該正賴展碼係為一 Walsh-Hadamard 碼。 10. 如申明專利範圍第8項之方法，其令該碼片流係被映 射至-人載波，該次載波是由總數2*1次載波間之/⑽次 載波所分隔。 11. 如申请專利範圍第8項之方法，其中不同使用者係被 分配不同擴展複合二次序列碼，該等擴展複合二次序 列碼在該二次相位序列碼及該正交擴展碼至少其中之 一相異。 12. 如中料利範圍第8項之方法，其巾不同使用者係被 分配具有儘可能與該二次相位序列碼一樣大之變換之 不同擴展複合二次序列碼。 13. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該二次相位序列 碼的變換係被限制為一頻道最大延遲擴展。 14. 如申凊專利範圍第9項之方法，其中該擴展因子2〇ι係 由卜/2」^^所限制，且僅Walsh-Hadamard碼之第一 2「m/21碼被用來結合該Newman相位序列碼以產生該擴 展複合—序列碼，其中La」意指大於a之一最小整 數，而Μ意指小於b之一最大整數。 15. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該反向離散富利 葉轉換及該離散富利葉轉換操作係藉由使用一對應輪 入資料次載波指標及資料符號指標而計算相移來執 行。 16. 如申請專利範圍第1項之方法，其_該傳送器進一 + 1337013 執行將一遮罩碼乘上該串列資料流以便傳送，而該接 收器進—步執行將該遮罩碼之一共輥乘上該接收信 號。 17. 如申請專利範圍第7項之方法，其帽正交擴展媽為 一偽正交擴展碼。 18.

19. 20. 21. 22.

如申請專概圍第丨項之方法，針該反向離散富利 葉轉換及離散富利葉轉換係分職由―反向快速富利 葉轉換及一快速富利葉轉換來執行。 如申請專利範圍第1項之方法，其t多使用者偵測係 進一步於解展頻器輸出上執行。 如申請專利翻第丨項之方法，其中在該接收器進一 步於，解賤H輸&上執行區塊線性等化。 如申請專利範圍第1項之方法，其令在該接收器進-步於該解展頻H輸出上執行—聯合伯測。 如^月專利犯圍第1項之方法，其中該傳送器及該接 收器至少其中之一包含多天線。 23. 24. =申料利範圍第1項之方法，射該輸人資料符號 係被預定且為該接收器所知。 t申請細_ 23項之方法，料自—預定資料向 量所產生的該傳送域可#作—隨機存取頻道引示及 引示信號其中之—。 種配置來執行無線通訊之傳送器，轉送器使用基 =-正交分頻多卫的分碼多重存取方案，該傳送器包 含· 33 1337013 一擴展及次載波映射單元，配置以一擴展複合二次序 列碼擴展一輸入資料符號以產生複數碼片及映射各碼 片至複數次載波之一； 一反向離散富利葉轉換單元’配置以對該被映射至該 次載波之該碼片執行反向離散富利葉轉換以產生時^ 資料； S

一並列對串列轉換器，配置以將該時域資料轉換為— 序列資料流以便傳送；及 循％子首插入單元，配置以將一循環字首插入該資 26. 如申請專利範圍第25項之傳送器， 波映射單元更包含： 其中該擴展及次載 一乘法器U以將該輸人龍符號乘上該擴展複合 二二 欠序列碼來擴展該輸人資料符號以產生該複數碼

一串列對並列轉換器， 數並列碼片；及 一次载波映射單元，配 中之一。 配置以將該概Μ轉換為複 置以映射各碼片至該次載波其 27. :==;5項之傳送器’其中該擴展及次載 一重複器，配置於以一 多次； 重複輪入資料符 一串列對並_脑，配置以將該經 34 號轉換為複數並列符號；及 —次載波映射及加權單元，配置以映射各該經重複輸 入資料符號至該複數次載波其中之一，並將各該經重 複輸入符號乘上該擴展複合二次序列碼之一對應碼 片。 ’

…划甲清寻利範圍第25項之傳送器，其中該擴展及次載 波映射單元更包含： —串列對並哺換^ ’配纽輸人⑽符號轉換 為N並列符號； N乘法器，配置以料N輸人#料符絲上該擴展複 δ 一次序列碼來擴展該輸入資料符號；及 :次載波映射單元，配置以於各別持續期間映射各 付號之一碼片至Ν次載波其中之一。 29.如申請專利範圍第乃

波映射單元更包含：㈣，射該擴展及次載 轉賴器，配置以將Ντ輸入資料符號 得換马Ντ並列輸入資料符號； f Μ Ντ^軸號乘 擴展碼’各輸人資料符號係於時域予次 片，SFT為-時域擴展因子； 皮擴展為SFT碼 Ντ重複器，配置以重複各兮 頻域擴展因子，㈣Τ喝片叫次’吣為- Ντ第二串列對並列轉換器，各第二 可將該SFF經重侧轉換為％她⑷^轉換器 35 1337013 一次載波_及加鮮元，⑽⑽ 婁=波其中之一’並將各碼片乘上該擴展複合= 序列碼之一對應碼片。 30. 利範圍第25項之傳送器，其中該擴展及次載 波映射早7L更包含： 二=並:轉換器’配置以將串列叫輸入資料 付號轉換為Ντ並列輸入資料符號； N丁第-乘法器，配置以將各Ντ輸入資料符號乘上一 時域擴展碼，各輸入資料餘缺# ^ 係於時域中被擴展為卯丁 碼片，SFT為一時域擴展因子； 配置轉時域中所獲得之各％ 乘上§_展複合二次序列碼以 於頻域中被擴展為SFf石馬片、X相，碼片係 叫第二串列對並_奐;片：為二=子; 配晉以脾白欠合弟—_列對並列轉換器 配置謂自各該SFt碼片所獲得之該 SFf並列碼片；及 Μ轉換為 2載波映射單元，配置以映射各利至該次载波其 31. 2請專利範圍第25項之傳送器，其令該 =藉由組合-般二次相位序列碼及-_ 总如申請專利範圍第31項之傳送 次序列碼係藉由一具碼片之一 Η <擴展硬。一 , B . m 馬片之—人相位序列碼變換 版本。一具有2擴展因子之正交擴展碼進行碼片對碼 36 1337013 片相乘來建構^ 33. 如申請專利範圍第31項之傳送器’其中該二次相位序 列碼為一 Newman相位碼序列 '一般化啁啾狀序列及 一 Za祕Chu序·中之—，而紅交擴展碼為一 Walsh-Hadamard 碼。 34. 如申請專利範圍第31項之傳送器，其中該碼片流係被 映射至次載波，該次載波是由總數2n次載波間之 鲁 次載波所分隔。 35. 如申請專利範圍第31項之傳送器，其中不同使用者係 被分配不同擴展複合二次序列碼，該等不同擴展複合 二次序列碼在該二次相位序列碼及該正交擴展碼至少 其中之一相異。 36. 如申請專利範圍第31項之傳送器，其中不同使用者係 被分配具有儘可能與該二次相位序列碼一樣大之變換 之不同擴展複合二次序列碼。 • 37.如申請專利範圍第31項之傳送器，其中該二次相位序 列碼變換係被限制為一頻道最大延遲擴展。 38·如申請專利範圍第32項之傳送器，其中該擴展因子 2m係由㈣““所限制，且僅漏也出加腑d碼之 第一2〔η"21碼被用來結合該Newman相位序列碼以產生 5亥擴展複合二次序列碼，其中La」意指大於a之一最小 整數，而意指小於b之一最大整數。 39.如申凊專利範圍第25項之傳送器，其中該反向離散富 利葉轉換操作係藉由使用一對應輸入資料次載波指標 37 1337013 及資料符號指標計算一相移來執行 40·如申請專利範圍第25項之傳送器， 步包含一混合器，其用於可將一遮 料流以便傳送。 其中該傳送器進一 罩碼乘上該串列資 41.如申請專利範圍第31項之傳送器 為一偽正交擴展碼。 其中該正交擴展碼

42. 如申請專利範圍第25項之傳送器， 利葉轉換係藉由一反向快速富利葉 43. 如申請專利範圍第25項之傳送器， 多天線。 其中該反向離散富 轉換來執行。 其中該傳送器包含

44·如”專利範圍第25項之傳送器 咕/H^r〜 T 5哀輸入資料符 號係被預定且為該接收器所知。 $ 45.如申請專利範圍第44項之傳送器，其中自一預定次才 向量所產生之該傳送信號，用以當作一隨機存 (RACH)之引示及引示信號其中之—。 一種用於在無線通訊中使用之接收器，該接收器使用 基於一正交分頻多工的分碼多重存取方案，其中—傳 送器是以一擴展複合二次序列碼擴展一輸入資料符號 以產生複數碼片，及使用正交分頻多工以映射該碼片 至複數次載波，該接收器包含： 一循環字首移除器，可從所接收資料移除一循環字首； 一串列對並列轉換器，可將該接收資料轉換為複數接 收資料流； 一離散富利葉轉換單元，可對該複數接收資料流執行 46. 38 47.

48. 49. 離散富利葉轉換； 等化θ ’可對該離散富利葉轉換單元 專化；及 解展頻器，可對該等化 之一 輸出執行 器之一輸出進行解展頻 如申睛專利範圍第4 ，器的-輸出上執行=貞:中進-步於該解 =請專利範圍第46項之接收器，進一步包含 、生等化器’用於在該解展頻器的 線性等化。 區塊 輸出上執行區塊 ^申請專利範圍第46項之接收器，進—步包含 測器，用以於該解展頻器的一執行聯合摘測輸出- 39 1337013

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1337013 4/6 k 條- Ώ1- OOS 2QU.0 CNJOJ9 OT—S.

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§§. 9LQ US hlo p/s轉換器

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1337013 七、指定代表圖： (:)本案指定代表圖為：第（i )圖。 (二）本代表圖之元件符號簡單說明： 100正交分頻多工分碼多重存取系統 ιοί輸入資料符號 110 傳送器 113 2m碼片 '_ 115 2m並列石馬片 117次載波 119時域資料 、， 丨21具有循環字首之時域資 123串列資料 125遮罩碼 150接收器 V # 152可選混合器 154串列對並列轉換器 157、161 輸出 159頻域資料 162乘法器 164加法器 166規度器 168擴展複合二次序歹^ 111擴展複合二次序列碼 112 展頻器 114串列對並列(s/ρ)轉換器 116次載波映射單元 118反向離散富利葉轉換單元 120循環字首插入單元 料122並列對串列(P/S)轉換器 124混合器 128被接收信號 151遮罩碼的共軛 153解遮罩資料流 156循環字首移除單元 158離散富利葉轉換單元 16〇等化器 163乘法輸出 165加總輸出 167資料 卜應碼片之共輛 5 1337013 Ci 擴展複合二次序列碼 IDFT反向離散富利葉轉換 CP 循環字首 <> OFDM正交分頻多工 P/S 並列對串列 SCQS擴展複合二次序列 S/P 串列對並列 • 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：