TWI387236B - 一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置、發射機、接收機，及其通訊系統 - Google Patents

一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置、發射機、接收機，及其通訊系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI387236B
TWI387236B TW096132386A TW96132386A TWI387236B TW I387236 B TWI387236 B TW I387236B TW 096132386 A TW096132386 A TW 096132386A TW 96132386 A TW96132386 A TW 96132386A TW I387236 B TWI387236 B TW I387236B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
csok
unit
code
spread spectrum
Prior art date
Application number
TW096132386A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200910805A (en
Inventor
Jeng Kuang Hwang
Yu Lun Chiu
Original Assignee
Univ Yuan Ze
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Yuan Ze filed Critical Univ Yuan Ze
Priority to TW096132386A priority Critical patent/TWI387236B/zh
Priority to US11/979,410 priority patent/US8036287B2/en
Publication of TW200910805A publication Critical patent/TW200910805A/zh
Priority to US13/234,744 priority patent/US8594156B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI387236B publication Critical patent/TWI387236B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0001—Arrangements for dividing the transmission path
    • H04L5/0014—Three-dimensional division
    • H04L5/0016—Time-frequency-code
    • H04L5/0021—Time-frequency-code in which codes are applied as a frequency-domain sequences, e.g. MC-CDMA
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03159—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the frequency domain

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置、發射機、接收機，及其通訊 系統
本發明係一種關於展頻映射裝置、發射機、接收機，與通訊系統，特別係指用於多載波-分碼多工多重存取(Multi-Carrier Code Division Multiple Access，簡稱MC-CDMA)傳輸技術且結合循環位移以及正交鍵移調變之多載波展頻映射裝置、發射機、接收機，與通訊系統。
MC-CDMA是一種多載波傳輸架構(multi-carrier transmission technique)，比起傳統的正交分頻多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，簡稱OFDM)或分碼多工多重存取(Code Division Multiple Access，簡稱CDMA)之通訊技術，其結合了OFDM及CDMA兩者的優點。換言之，此技術的最大優點為可達到頻率分集、較高的頻寬效益等。如同OFDM系統，MC-CDMA將可用的頻段分配成許多低速率且互相正交的子載波成分，並且使用循環字首(Cyclic Prefix，簡稱CP)當做保護區間(guard interval)來減緩多路徑通道(multi-path)所引起的符碼間干擾(inter-symbol interference，簡稱ISI)。不同於直接序列分碼多工多重存取系統(Direct Sequence Code Division Multiple Access，簡稱DS-CDMA)，需要複雜度高的犁耙接收機(Rake receiver)，以及需要使用消除干擾技術，以達到較佳的頻率分集效果。MC-CDMA在使用一般的頻域等化技術下，可在多個使用者同時存在的情況下，還保有良好的位元錯誤率(BER)性能。換句話說，MC-CDMA可以視為一種在頻域使用展頻技巧的OFDM系統，當展頻因子(spreading factor,SF)等於1的時候，MC-CDMA即變回為OFDM系統，並且沒有處理增益及抗通道衰減的能力。傳統上，MC-CDMA在完全同步以及沒有ISI的傳輸環境下，使用Walsh-Hadamard為展頻碼(WH code)來抑制多用戶的干擾。然而MC-CDMA的訊號有較高的功率峰值與均值比(PAPR)，且性能隨著ISI影響而大幅降低。因此，傳統MC-CDMA操作於實際通道環境時，在頻寬效益以及功率效益上都有 著變差的傾向。
為了解決上述MC-CDMA在頻寬效益以及功率效益所造成的問題，本發明係提出一種MC-CDMA架構，有別於傳統MC-CDMA系統只使用一組展頻碼在頻率域將資訊位元進行展頻的動作，本發明所提出以循環位移及正交鍵移調變(cyclic-shift orthogonal keying，簡稱CSOK)為主之MC-CDMA系統，本質上是利用多組展頻碼來增加頻寬效益的一種方式。首先根據CSOK的技術特徵提出一種基本模式，此基本模式包括：採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置、發射機、接收機，與通訊系統。接著提出可進一步增加位元傳輸率的延伸模式，此延伸模式可彈性改善頻寬效益、位元錯誤率(BER)性能以及功率峰值與均值比(PAPR)。
因此本發明根據上述基本模式提出一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，包含有：一調變單元(modulation unit)，用以接收P個資料位元，經由一調變(modulation)方式以將這P個資料位元轉換成一調變符碼d i ；一循環位移單元(Cyclic Shift Orthogonal Keying unit，簡稱CSOK單元)，用以接收一基底碼c (0)及R個資料位元，並將此基底碼c (0)根據此R個資料位元進行循環位移以產生一CSOK符碼；以及一乘法器(multiplier)，用以將此調變符碼d i 與此CSOK符碼相乘，以產生一展頻訊號c i。
此外，本發明根據上述基本模式提出一種發射機，用於一多載波分碼多重存取(MC-CDMA)之通訊系統，包含有：一串並列轉換器(S/P converter)，以序列方式(in serial)接收一組資料位元(a set of data bits)，並將此組資料位元以並列方式(in parallel)輸出成一第一部份資料位元與一第二部份資料位元；一採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，包含有：一調變單元，用以接收自此串並列轉換器(S/P converter)所輸出的此第一部份資料位元，經由一調變方式(modulation)以將此第一部份資料位元轉換成一調變符碼d i ；一循環位移單元(Cyclic Shift Orthogonal Keying,CSOK unit)，用以接收一基底碼c (0)及此第二部份資料位元， 並將此基底碼c (0)根據此第二部份資料位元進行循環位移以產生一CSOK符碼；以及一乘法器(multiplier)，用以將此調變符碼di與此CSOK符碼相乘以產生一展頻信號c i；一串並列轉換器(S/P converter)，用以串列接收此展頻信號c i，並將此展頻信號c i轉換成並列輸出；一反傅立葉轉換單元(N-point IFFT)，具有N點長度，用以接收來自此串並列輸出之展頻信號c i，並將其進行反傅立葉轉換以產生一時域信號；以及一循環字首加入單元(CP insertion unit)，用以將一具有區間T CP 的循環字首CP(cyclic prefix)加入此時域信號。
此外，本發明根據上述基本模式另提出一種接收機，用於一多載波分碼多重存取(MC-CDMA)之通訊系統，包含有：一循環字首移除單元(CP removal unit)，用以移除所接收一時域信號(time-domain signal)之循環字首CP(cyclic prefix)；一第一傅立葉轉換單元，將已除去循環字首之此時域訊號，經過傅立葉轉換(Fourier Transform)以產生一頻域訊號r i ；一頻域等化單元(frequency domain equalizer,FDE)，將此頻域訊號r i 經過頻域等化(frequency-domain equalizing)處理以產生一等化訊號y i ；一CSOK解展頻單元(CSOK despreading unit)，用以接收此等化訊號y i 及一基底碼c (0)以解展頻成一解展頻訊號z i；一CSOK決策單元(CSOK decision unit)，用以接收此解展頻訊號z i，並根據一決策機制將此解展頻訊號z i轉換成一調變符碼估測值及一CSOK符碼的估測值；一調變反映射單元，用以接收此估測值，並經調變反映射以產生一第一部分資料位元；一CSOK反映射單元，用以接收此CSOK符碼估測值，並經CSOK反映射以產生一第二部分資料位元；以及一並串列轉換器(P/S converter)，經並串列轉換以產生串列之第一部分與第二部分加總之資料位元。
此外，本發明根據上述基本模式另提出一種通訊系統，使用多載子分碼多重存取(MC-CDMA)技術，包含有：一發射機(transmitter)，包含：一串並列轉換器(S/P converter)，以序列方式(in serial)接收一組資料位元(a set of data bits)，並將此組資料位元以並列方式(in parallel)轉換成第一部份資料位元與第二部份資料位元；一採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，包含有：一調變單元，以 接收自此串並列轉換器(S/P converter)所輸出的此第一部份資料位元，經由一調變方式(modulation)以將此第一部份轉換成一調變符碼d i ；一循環位移單元(Cyclic Shift Orthogonal Keying,CSOK unit)，用以接收一基底碼c (0)及此第二部份資料位元，並將此基底碼c (0)根據此第二部份資料位元進行循環位移以產生一CSOK符碼；以及一乘法器(multiplier)，用以將此調變符碼d i 與此CSOK符碼相乘以產生一展頻信號c i；一串並列轉換器(S/P converter)，用以串列接收此展頻信號c i，並將此展頻信號c i轉換成並列輸出；一反傅立葉轉換單元(N-point IFFT)，用以接收來自此串並列輸出之展頻信號c i，並將其進行反傅立葉轉換以產生一時域信號；以及一循環字首加入單元(CP insertion unit)，用以將一具有區間T CP 的循環字首CP(cyclic prefix)加入此時域信號；一接收機(receiver)，包含：一循環字首移除單元(CP removal unit)，用以移除所接收一時域信號(time-domain signal)之循環字首CP(cyclic prefix)；一第一傅立葉轉換單元(N-point FFT)，將已除去循環字首之此時域訊號，經過傅立葉轉換(Fourier Transform)以產生一頻域訊號r i ；一頻域等化單元(frequency domain equalizer,FDE)，將此頻域訊號r i 經過頻域等化以產生一等化訊號y i ；一CSOK解展頻單元(CSOK despreading unit)，用以接收此等化訊號y i 及一基底碼c (0)，而將其解展頻成一解展頻訊號z i；一CSOK決策單元，用以接收此解展頻訊號z i，並根據一決策機制將此解展頻訊號z i轉換成一調變符碼估測值及一CSOK符碼估測值；一調變反映射單元，用以接收此調變符碼估測值，並經調變反映射以還原產生此第一部份資料位元；一CSOK反映射單元，用以接收此CSOK符碼估測值，並經CSOK反映射以還原產生此第二部份資料位元；以及一並串列轉換器(P/S converter)，經並串列轉換以產生此第一部份資料位元及此第二部加總之串列資料位元。
接著提出可進一步增加位元傳輸率的延伸模式，此延伸模式所提出的發射機、接收機及通訊系統係根據上述基本模式所對應延伸出的發射機、接收機及通訊系統，因此可更加彈性的改善頻寬效益、位元錯誤率(Bit Error Rate,BER)性能以及功率峰值與均值比(Power Average Peak Rate,PAPR)。
因此，上述兩種通訊模式包含了以下特性：
(1)由單展頻碼延伸至多碼的展頻系統可明顯增加頻寬效益。
(2)正交碼的組數越多時，位元錯誤率(BER)性能將會有隨之增加的顯著改善。
(3)採用朱氏序列(Chu Sequence)做為CSOK的展頻碼，可輕易得到具有彼此正交性特性的展頻碼組。
(4)根據傅立葉轉換循環性的特性，設計一高效率的頻率域CS-MBOK解展頻器及符碼解映射器。
(5)較低的PAPR影響，使得傳送端的功率效益可以大大的增加。
(6)就如同CDMA系統一樣，新系統依然可以抵抗多路徑衰減通道和同頻干擾(co-channel interference CCI)。
由於本發明係揭露一種用於無線通訊的收發系統，其中所利用之OFDM及CDMA基本原理，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之結構示意，並未亦不需要依據實際尺寸完整繪製，盍先敘明。
請參考第一A圖，係根據本發明所揭露之第一較佳實施例，為一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置(Multi-carrier Spread Spectrum device Using Cyclic-Shift Orthogonal Keying)12，包含有：一調變單元(modulation unit)121、一循環位移單元(簡稱CSOK單元)122以及一乘法器(multiplier)123，其中調變單元121用以接收P個資料位元，經由一調變(modulation)方式以將此P個資料位元轉換成一調變符碼d i ，換言之，P即為每個調變符碼d i 可對應之位元數；循環位移單元122用以接收一基底碼c (0)及R個資料位元，並將此基底碼c (0)根據此R個資料位元進行循環位移以產生一CSOK符碼；乘法器123用以將上述調變符碼d i 與CSOK符碼相乘，以產生一展頻信號c i，其特徵在於此基底碼c (0)係為具有一預設長度N的序列，而此預設長度N係為二的冪次方且為一正整數(positive integer)，因此此循環位移單元122據此可產生N組展頻碼，而此展頻 碼即為本實施例所述之CSOK符碼。利用正交鍵移調變方式，每組展頻碼(即CSOK符碼)可對應至R=log2N個位元，換言之，將某一組展頻碼，即基底碼c (0)=[c(0)…c N-1] T 經循環位移不同數目的位元後，則可產生N組展頻碼{c (k), k=0,1,...,N-1}，其中c (k)=[c 0,k …c 0,N-1 c 0,0…c 0,k-1] T 為c (0)經循環位移k位元之後的第k組展頻碼。此外，從循環位移的概念中可得知，彼此為循環位移的兩組展頻碼間，若想具有正交的特性(其內積將等於零)，則所選定的基底碼c (0)需為具有理想自相關(perfect correlated sequence)之序列。
在上述實施例中，調變方式可為二階相移鍵控調變(Binary Phase Shift Keying，簡稱BPSK)、四階相移鍵控調變(Quadrature Phase Shift Keying，簡稱QPSK)、M階相移鍵控調變(M-ray Phase Shift Keying，簡稱MPSK)、M階正交振幅調變(M-ray Quadrature Amplitude Modulation，簡稱MQAM)及M階差分相移鍵控調變(M-ray Difference Phase Shift Keying，簡稱MDPSK)的其中一種。由於本發明係採用一種具有N點長度且多相位之朱氏序列(Chu Sequence)為展頻碼，若N為偶數，則朱氏序列(Chu Sequence)可從以下方程式得到： 其中q與N為正整數，且gcd(q,N)=1。由於朱氏序列(Chu Sequence)有理想的自相關特性(perfect correlation)，且朱氏序列(Chu Sequence)具有常數包封(constant envelope)的特性，將可大幅的降低功率峰值與均值比PAPR，因此在多載波系統中，可使放大器非線性的問題得以改善。由於一共有N組可能的展頻碼可供對應，因此每組展頻碼可代表R個資料位元，每組展頻碼可乘上一個由其他調變方式所產生的調變符碼d i ，來增加傳送的位元數，因此多載波展頻映射裝置12所輸出的展頻訊號c i可以下式來表示： 其中i為時間的指標、d i 為調變符碼，m i 為展頻符碼的循環位移且m i =[s i,0…s i,R-1]2→10,代表將二進位轉換成十進位的運算，為c (0)循環位移m i 位元之第m i 組展頻碼。在此可注意到，若調變符碼d i 是由BPSK來組成，則 上式訊號可視為一般所謂的M-ray雙正交鍵移(M-ray Bi-Orthogonal Key,MBOK)，同理調變符碼也可利用上述QPSK，16QAM，DQPSK等常用類比調變，而使得COSK訊號增加不同數量的位元傳輸率。
請參考第一B圖，係根據本發明所揭露之第二較佳實施例，為一種發射機10，用於一多載波分碼多重存取(MC-CDMA)之通訊系統，包含有：一串並列轉換器(S/P converter，如圖示之S/P)11、一採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置12、一串並列轉換器(如圖示之S/P)13、一反傅立葉轉換單元(inverted fast Fourier transformer,IFFT)14以及一循環字首加入單元(CP insertion unit)15。其中串並列轉換器11以序列方式(in serial)接收一組資料位元(a set of data bits)，並將此組資料位元以並列方式(in parallel)輸出成一第一部份資料位元(如圖示之P位元)與一第二部份資料位元(如圖示之R位元)；採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置12用以接收第一部份資料位元及第二部份資料位元而產生一展頻信號c i，此採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置12的結構、技術特徵及傳輸訊號相同於第一較佳實施例；串並列轉換器13用以串列接收此展頻信號c i，並將此展頻信號c i轉換成並列輸出；反傅立葉轉換單元14具有N點長度，用以接收來自此串並列輸出之展頻信號c i，並將其進行反傅立葉轉換以產生一時域信號；以及循環字首加入單元(CP insertion unit)15，用以將一具有區間T CP 的循環字首CP(cyclic prefix)加入此時域信號，其中區間T CP 必須大於多路徑通道的最大時間延遲。
因此，被對應的展頻碼(即CSOK符碼)經過反傅立葉轉換之後，再加上一段區間為T CP 的循環字首CP以產生一時域訊號，其中此T CP 必須大於多路徑通道的最大時間延遲。因此一組時域訊號區間可表示為T FFT +T CP ，其中T FFT 為傅立葉轉換區間。因此，此系統的通道頻寬仍然與傳統的MC-CDMA相同。本發明所提出的新系統承襲了MC-CDMA的優點，如低複雜度的接收機以及有處理增益可以抑制同頻干擾，此外由於利用了CSOK多碼系統的特性，在需要較大的處理增益而採用較大的N值時，可有效改善頻寬效益，同時由於一個符碼時間 內所能搭載的位元數增加，在相同位元能量下(bit energy)，位元錯誤率(BER)性能上將有所改善。
請參考第一C圖，係根據本發明所揭露之第三較佳實施例，為一種接收機20，用於一多載波分碼多重存取(MC-CDMA)之通訊系統，包含有：一循環字首移除單元(CP removal unit)21、一傅立葉轉換單元(N-point FFT)22、一頻域等化單元(frequency domain equalizer,FDE)23、一CSOK解展頻單元(CSOK despreading unit)24、一CSOK決策單元(CSOK decision unit)25、一CSOK反映射單元26、一調變反映射單元27以及一並串列轉換器(P/S converter)28。其中循環字首移除單元21用以移除所接收一時域信號(time-domain signal)之循環字首CP(cyclic prefix)；傅立葉轉換單元22將已除去循環字首之此時域訊號，經過傅立葉轉換(Fourier Transform)以產生一頻域訊號r i ；頻域等化單元23，將此頻域訊號r i 經過頻域等化處理以產生一等化訊號y i ；此CSOK解展頻單元24用以接收此等化訊號y i 及一基底碼c (0)(未圖示)以解展頻成一解展頻訊號z i；CSOK決策單元(CSOK decision unit)25用以接收此解展頻訊號z i，並根據一決策機制將此解展頻訊號z i轉換成一調變符碼估測值及一CSOK符碼估測值；調變反映射單元27用以接收此估測值，並經調變反映射以產生一第一部分資料位元；CSOK反映射單元26用以接收此CSOK符碼估測值，並經CSOK反映射以產生一第二部分資料位元；以及並串列轉換器經並串列轉換以產生串列之第一部分與第二部分加總之資料位元。
在上述實施例中，CSOK解展頻單元24係以時域(time domain)或頻域(frequency domain)之解展頻技術將來自頻域等化單元23之等化訊號y i 進行解展頻，當進行時域解展頻時，則CSOK解展頻單元24另外包含一碼相關裝置(未圖示)以進行時域解展頻；當進行頻域解展頻時，則CSOK解展頻單元另外包含一頻域解展頻裝置(未圖示)，其包括另一傅立葉轉換單元、一乘法器、一串並列轉換器S/P及一反傅立葉轉換單元以進行頻域解展頻。此外CSOK決策單元25 根據一最大似然法則(Maximum likelihood based，簡稱ML)之決策機制以將此解展頻訊號z i轉換成一調變符碼估測值及一CSOK符碼估測值，其中此解展頻訊號z i係經由上述碼相關裝置240或者上述頻域解展頻裝置241處理而產生之。
在上述實施例中，係根據採用最大似然法則ML的演算法，以求得相對應於第二種較佳實施例中發射訊號的最佳等化器(即第一圖C之頻域等化單元23)及決策器(即第一圖C之CSOK決策單元25)，由第二種較佳實施例中，發射訊號的模型(2)中可見，每次僅傳送一組展頻碼的系統，不同的僅是調變符碼的不同，在本接收機中，接收訊號去除CP後，經過傅立葉轉換的輸出訊號可以下式表示： 其中，[H 0…H N-1]為通道的頻率響應，F是一大小為N×N 的傅立葉矩陣，w為功率為的白色高斯雜訊。欲得到第i時刻訊號最佳等化及決策法則，吾人利用ML法則，求得在其似然函數(Likelihood Function)為最大時的決策法則，則由發射訊號(2)以及接收訊號(3)的訊號模型，可得到下式估測法則 在此為方便計算而省去時間指標i，經整理及運算後運算後可得下式， 上式的ML符碼決策法則，可得知最佳之等化器為係數[H 0…H N-1]*之頻率域等化器，此結果即為一般所謂之最大比率合成(maximum ratio combining,MRC)方法，因此頻域等化單元23輸出的等化訊號y i 可表示為 且CSOK解展頻單元24輸出之解展頻訊號z i係由一實路解展頻訊號(未圖示)及一虛路解展頻訊號(未圖示)所組成，則第m組碼相關器輸出z m (未圖示)可表示為： 因此基於ML法則而求得之最佳決策法則可表示為 若第二種較佳實施例中發射機，其調變單元(modulation unit)121選用QPSK，則其決策法則可簡化為下列形式 若為BPSK，則為 若第二種較佳實施例中發射機，其調變單元(modulation unit)121選用QPSK，除了上述之ML法則所求得之決策法則，下列決策法則亦常出現在一般的習知技術中
請參考第一D圖，係根據本發明所揭露之第四較佳實施例，為一種使用多載子分碼多重存取(MC-CDMA)技術之通訊系統30，此通訊系統30包含發射機10與接收機20，而此發射機10用以接收一組資料位元(a set of data bits)，並將其經過適當的循環位移、信號調變及展頻映射之後以產生一時域信號輸出，接收機20用以接收此時域信號，再將其經過頻域等化、解展頻及反映射之後以還原上述資料位元，其中此發射機10的結構及技術特徵相同於第二較佳實施例，此接收機20的結構及技術特徵則相同於第三較佳實施例。
請參考第二A圖，係根據延伸模式所揭露之第五較佳實施例，為另一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置(A Multi-carrier Spread Spectrum device Using Cyclic-Shift Orthogonal Keying)42，其包含有一第一採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置421、一第二採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置422、一相位轉換單元(phase rotation unit)423以及一加法器424，其中第一採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置421接收一基底碼c (0)以及第一組資料位 元SI i以將其展頻映射而產生一第一展頻信號；第二採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置422接收一基底碼c (0)以及第二組資料位元SQ i以將其展頻映射而產生一第二展頻信號；相位轉換單元423用以將上述所輸入之第二展頻信號經相位轉換使其與此輸入信號呈九十度相位差的輸出信號；加法器424將上述第一展頻信號以及與具有相位差之輸出信號相加後而產生一加總展頻信號c i。因此輸入至IFFT的訊號可以下式來表示： 其中i為時間的指標、d i 為調變符碼，m I i 為第一展頻信號相對應之展頻碼的循環位移，m Q i 為第二展頻信號相對應之展頻碼的循環位移。此外，上述第一採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置421及第二採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置422之結構與技術特徵分別如上述第一較佳實施例之說明，同時本實施例所採用之調變方式係為二階相移鍵控調變(Binary Phase Shift Keying,BPSK)。
請參考第二B圖，係根據本發明所揭露之第六較佳實施例，為另一種發射機40，用於一多載波分碼多重存取(MC-CDMA)之通訊系統，包含有一串並列轉換器41、一採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置42、一串並列轉換器43、一反傅立葉轉換單元44以及一循環字首加入單元45。其中串並列轉換器41以序列方式(in serial)接收兩組資料位元(a set of data bits)Si，並將此兩組資料位元Si經由串並列轉換以並列方式(in parallel)輸出成一第一組資料位元(a first set of data bits)SI i及一第二組資料位元(a second set of data bits)SQ i；採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置42用以接收上述第一組資料位元SI i與第二組資料位元SQ i，並將其經展頻映射處理後以產生一展頻訊號c i輸出，其中此採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置42的結構及技術特徵相同於第五較佳實施例之說明；串並列轉換器43用以串列接收上述展頻訊號c i，並將此展頻訊號c i轉換成並列輸出；反傅立葉轉換單元44用以接收來自上述串並列轉換器43輸出之展頻訊號c i，並將其進行反傅立葉轉換以產生一時域信號；循環字首加入單元45 用以將一具有區間T CP 的循環字首CP(cyclic prefix)加入上述時域信號，其中此區間T CP 必須大於多路徑通道的最大時間延遲。
請參考第二C圖，係根據本發明所揭露之第七較佳實施例，為一種接收機50，用於一多載波分碼多重存取(MC-CDMA)之通訊系統，包含有：一循環字首移除單元51、一第一傅立葉轉換單元52、一頻域等化單元53、一CSOK解展頻單元54、一CSOK決策單元55、一符碼反映射單元56以及一並串列轉換器57。其中循環字首移除單元51用以移除所接收之時域信號之循環字首CP(cyclic prefix)；第一傅立葉轉換單元52將已除去循環字首之時域訊號，經過傅立葉轉換(Fourier Transform)以產生一頻域訊號r i ；頻域等化單元53，將上述頻域訊號r i 經過頻域等化處理以產生一等化訊號y i ；CSOK解展頻單元54用以接收上述等化訊號y i 及一基底碼c (0)(未圖示)以解展頻成一解展頻訊號z i；CSOK決策單元55用以接收此解展頻訊號z i，並根據一決策機制將上述解展頻訊號z i轉換成一第一調變符碼估測值、一第一CSOK符碼估測值、一第二調變符碼估測值及一第二CSOK符碼估測值；符碼反映射單元56更進一步包含一第一CSOK反映射單元561、一第一調變反映射單元562、一第二CSOK反映射單元563及一第二調變反映射單元564，其中第一CSOK反映射單元561用以接收上述第一CSOK符碼估測值並對其進行CSOK反映射，第一調變反映射單元562用以接收上述第一調變符碼估測值並對其進行調變反映射，第二CSOK反映射單元563用以接收上述第二CSOK符碼估測值並對其進行CSOK反映射；第二調變反映射單元564用以接收上述第二調變符碼估測值並對其進行調變反映射；並串列轉換器57將上述經調變反映射及CSOK反映射之符碼估測值進行並串列轉換以產生包括一估測之第一組資料位元及一估測之第二組資料位元所組成之資料位元。
在上述實施例中，解展頻訊號z i係由一實路解展頻訊號(未圖示)及一虛路解展頻訊號(未圖示)所組成。且係根據採用最大似然法則ML的演算法，以求得相對應於第五種較佳實施例中發射訊號的最佳等化器(即第二圖C之頻域等化 單元53)及決策器(即第二圖C之CSOK決策單元54)，由第五種較佳實施例中，發射訊號的模型(12)可得知，在本接收機中，接收訊號去除CP後，經過FFT的輸出訊號可以下式表示： 。欲得到第i時刻訊號最佳等化及決策法則，吾人利用ML法則，求得在其似然函數(Likelihood Function)為最大時的決策法則，則由發射訊號(12)以及接收訊號(13)的訊號模型，可得到下式估測法則 其中,在此為方便計算而省去時間指標i，經整理及運算後運算後可得下式， 其中函數Re{x}為取一複數x的實數部份，函數Im{x}為取一複數x的實數部份，上式的ML符碼決策法則，可得知最佳之等化器為係數[H 0…H N-1]*之頻率域等化器，此結果即為一般所謂之最大比率合成(maximum ratio combining,MRC)方法，且CSOK解展頻單元54輸出之解展頻訊號z i係由一實路解展頻訊號(未圖示)及一虛路解展頻訊號(未圖示)所組成，其實通道的以及虛通道的第m組碼相關器輸出,可表示為： 則其決策法則可寫成下式 倘若不考慮多路徑通道所造成的通道效應，其決策法則亦可簡化為下式
此外，上述之首移除單元51、第一傅立葉轉換單元52、頻域等化單元53、CSOK解展頻單元54、CSOK決策單元55、符碼反映射單元56及並串列轉換器57的結構與技術特徵相同於上述第三較佳實施例之說明。
請參考第二D圖，係根據本發明所揭露之第八較佳實施例，為一種使用多載子分碼多重存取(MC-CDMA)技術之通訊系統60，此通訊系統60包含一發射機40與一接收機50，而此發射機40用以接收一第一組資料位元及一第二組資料位元等兩組資料位元Si，並將其經過適當的循環位移、信號調變及展頻映射之後以產生一時域信號輸出，接收機50用以接收上述時域信號，再將其經過頻域等化、解展頻及反映射之後以還原上述兩組資料位元，其中此發射機40的結構及技術特徵相同於第六較佳實施例，此接收機50的結構及技術特徵則相同於第七較佳實施例。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之權利範圍；同時以上的描述，對於熟知本技術領域之專門人士應可明瞭及實施，因此其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍中。
10、40‧‧‧發射機
11、13、41、43‧‧‧串並列轉換器
12、42‧‧‧採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置
121、421‧‧‧調變單元
122、422‧‧‧循環位移單元
123‧‧‧乘法器
14、44‧‧‧反傅立葉轉換單元
15、45‧‧‧循環字首加入單元
20、50‧‧‧接收機
21、51‧‧‧循環字首移除單元
22、52‧‧‧第一傅立葉轉換單元
23、53‧‧‧頻域等化單元
24、54‧‧‧CSOK解展頻單元
240‧‧‧碼相關裝置
241‧‧‧頻域解展頻裝置
25、55‧‧‧CSOK決策單元
26、56‧‧‧調變反映射單元
27‧‧‧CSOK反映射單元
28、57‧‧‧並串列轉換器
30、60‧‧‧通訊系統
421‧‧‧第一採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置
422‧‧‧第二採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置
423‧‧‧相位轉換單元
424‧‧‧加法器
561‧‧‧第一CSOK反映射單元
562‧‧‧第一調變反映射單元
563‧‧‧第二CSOK反映射單元
564‧‧‧第二調變反映射單元
第一A圖為一方塊圖，係根據本發明所提出之一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置。
第一B圖為一方塊圖，係根據本發明所提出之一種發射機。
第一C圖為一方塊圖，係根據本發明所提出之一種接收機。
第一D圖為一方塊圖，係根據本發明所提出之一種通訊系統。
第二A圖為一方塊圖，係根據本發明所提出之另一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置。
第二B圖為一方塊圖，係根據本發明所提出之另一種發射機。
第二C圖為一方塊圖，係根據本發明所提出之另一種接收機。
第二D圖為一方塊圖，係根據本發明所提出之另一種通訊系統。
11、13‧‧‧串並列轉換器
12‧‧‧採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置
121‧‧‧調變單元
122‧‧‧循環位移單元
123‧‧‧乘法器
14‧‧‧反傅立葉轉換單元
15‧‧‧循環字首加入單元
20‧‧‧接收機
21‧‧‧循環字首移除單元
22‧‧‧第一傅立葉轉換單元
23‧‧‧頻域等化單元
24‧‧‧CSOK解展頻單元
25‧‧‧CSOK決策單元
26‧‧‧調變反映射單元
27‧‧‧CSOK反映射單元
28‧‧‧並串列轉換器
30‧‧‧通訊系統

Claims (66)

  1. 一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置(A Multi-carrier Spread Spectrum device Using Cyclic-Shift Orthogonal Keying)，包含有：一調變單元(modulation unit)，用以接收一第一部份資料位元，經由一調變(modulation)方式以將該第一部份資料位元轉換成一調變符碼d i ；一循環位移單元(Cyclic Shift Orthogonal Keying,CSOK unit)，用以接收一基底碼c (0)及一第二部份資料位元，並將該基底碼c (0)根據該第二部份資料位元進行循環位移以產生一CSOK符碼；以及一乘法器(multiplier)，用以將該調變符碼d i 與該CSOK符碼相乘，以產生一展頻信號c i。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，其中該調變方式係為二階相移鍵控調變(Binary Phase Shift Keying,BPSK)。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，其中該調變方式係為四階相移鍵控調變(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，其中該調變方式係為M階相移鍵控調變(M-ray Phase Shift Keying,MPSK)。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，其中該調變方式係為M階正交振幅調變(M-ray Quadrature Amplitude Modulation,MQAM)。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，其中該調變方式係為M階差分相移鍵控調變(M-ray Difference Phase Shift Keying,MDPSK)。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述之採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，其中該基底碼c (0)係具有一預設長度N的序列。
  8. 依據申請專利範圍第1或7項所述之採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，其中該第二部份資料位元之位元數R係由下列公式所得：R=log2N。
  9. 依據申請專利範圍第7項所述之採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，其中該預設長度N係為二的冪次方且為一正整數(positive integer)。
  10. 依據申請專利範圍第7項所述之採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，其中該序列係為一具有多相位之朱式序列(Chu sequence)。
  11. 一種發射機，用於一多載波分碼多重存取之通訊系統，包含有：一串並列轉換器(S/P converter)，以序列方式(in serial)接收一組資料位元(a set of data bits)，並將該組資料位元以並列方式(in parallel)輸出成一第一部份資料位元與一第二部份資料位元；一採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，包含有：一調變單元，用以接收自該串並列轉換器(S/P converter)所輸出的該第一部份資料位元，經由一調變方式(modulation)以將該第一部份資料位元轉換成一調變符碼d i ；一循環位移單元(CSOK unit)，用以接收一基底碼c (0)及該第二部份資料位元，並將該基底碼c (0)根據該第二部份資料位元進行循環位移以產生一CSOK符碼；以及一乘法器(multiplier)，用以將該調變符碼d i 與該CSOK符碼相乘以產生一展頻信號c i；一串並列轉換器(S/P converter)，用以串列接收該展頻信號c i，並將該展頻信號c i轉換成並列輸出；一反傅立葉轉換單元，用以接收來自該串並列輸出之展頻信號c i，並將其進行反傅立葉轉換以產生一時域信號；以及一循環字首加入單元(CP insertion unit)，用以將一具有區間TCP的循環字首CP(cyclic prefix)加入該時域信號。
  12. 依據申請專利範圍第11項所述之發射機，其中該調變方式係為二階相移鍵控調變(Binary Phase Shift Keying,BPSK)。
  13. 依據申請專利範圍第11項所述之發射機，其中該調變方式係為四階相移鍵 控調變(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)。
  14. 依據申請專利範圍第11項所述之發射機，其中該調變方式係為M階相移鍵控調變(M-ray Phase Shift Keying,MPSK)及M階正交振幅調變(M-ray Quadrature Amplitude Modulation,MQAM)的其中一種。
  15. 依據申請專利範圍第11項所述之發射機，其中該調變方式係為M階差分相移鍵控調變(M-ray Difference Phase Shift Keying,MDPSK)。
  16. 依據申請專利範圍第11項所述之發射機，其中該基底碼c (0)係為一具有預設長度N的序列。
  17. 依據申請專利範圍第11或16項所述之發射機，其中該第二部份資料位元之位元數R係由下列公式所得：R=log2N。
  18. 依據申請專利範圍第16項所述之發射機，其中該預設長度N係為二的冪次方且為一正整數。
  19. 依據申請專利範圍第16項所述之發射機，其中該序列係為一具有多相位之朱式序列(Chu sequence)。
  20. 依據申請專利範圍第11項所述之發射機，其中該區間TCP必須大於多路徑通道的最大時間延遲。
  21. 一種接收機，用於一多載波分碼多重存取(MC-CDMA)之通訊系統，包含有：一循環字首移除單元(CP removal unit)，用以移除所接收一時域信號(time-domain signal)之循環字首CP(cyclic prefix)；一第一傅立葉轉換單元，將已除去循環字首之該時域訊號，經過傅立葉轉換(Fourier Transform)以產生一頻域訊號r i；一頻域等化單元(frequency domain equalizer,FDE)，將該頻域訊號r i經過頻域等化(frequency-domain equalizing)處理以產生一等化訊號y i；一CSOK解展頻單元(CSOK despreading unit)，用以接收該等化訊號y i及一基底碼c(0)以解展頻成一解展頻訊號z i；一CSOK決策單元(CSOK decision unit)，用以接收該解展頻訊號z i，並根據一決 策機制將該解展頻訊號z i轉換成一調變符碼的估測值及一CSOK符碼的估測值；一調變反映射單元，用以接收該估測值，並經調變反映射以產生一第一部分資料位元；一CSOK反映射單元，用以接收該CSOK符碼的估測值，並經CSOK反映射以產生一第二部分資料位元；以及一並串列轉換器(P/S converter)，經並串列轉換以產生串列之第一部分與第二部分加總之資料位元。
  22. 依據申請專利範圍第21項所述之接收機，其中該CSOK解展頻單元係以時域為主進行解展頻。
  23. 依據申請專利範圍第22項所述之接收機，其中該CSOK解展頻單元另外包含一碼相關裝置(code correlation bank)以進行時域解展頻。
  24. 依據申請專利範圍第21項所述之接收機，其中該CSOK解展頻單元係以頻域為主進行解展頻。
  25. 依據申請專利範圍第21項所述之接收機，其中該決策機制係根據一最大似然法則(Maximum likelihood based,ML-Based)而進行之。
  26. 依據申請專利範圍第21或23項所述之接收機，其中該解展頻訊號z i係經由該碼相關裝置(code correlation bank)處理而產生之。
  27. 一種通訊系統，使用多載子分碼多重存取(MC-CDMA)技術，包含有：一發射機(transmitter)，包含：一串並列轉換器(S/P converter)，以序列方式(in serial)接收一組資料位元(a set of data bits)，並將該組資料位元以並列方式(in parallel)轉換成第一部份資料位元與第二部份資料位元；一採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，包含有：一調變單元，以接收自該串並列轉換器(S/P converter)所輸出的該第一部份資料位元，經由一調變方式(modulation)以將該第一部份轉換成一調變符碼di； 一循環位移單元(CSOK unit)，用以接收一基底碼c(0)及該第二部份資料位元，並將該基底碼c(0)根據該第二部份資料位元進行循環位移以產生一CSOK符碼；以及一乘法器，用以將該調變符碼di與該CSOK符碼相乘以產生一展頻信號ci；一串並列轉換器，用以串列接收該展頻信號ci，並將該展頻信號ci轉換成並列輸出；一反傅立葉轉換單元，用以接收來自該串並列輸出之展頻信號ci，並將其進行反傅立葉轉換以產生一時域信號；以及一循環字首加入單元(CP insertion unit)，用以將一具有區間TCP的循環字首CP加入該時域信號；一接收機(receiver)，包含：一循環字首移除單元，用以移除所接收一時域信號(time-domain signal)之循環字首CP；一第一傅立葉轉換單元，將已除去循環字首之該時域訊號，經過傅立葉轉換(Fourier Transform)以產生一頻域訊號ri；一頻域等化單元(frequency domain equalizer,FDE)，將該頻域訊號r i經過頻域等化以產生一等化訊號y i；一CSOK解展頻單元(CSOK despreading unit)，用以接收該等化訊號y i及一基底碼c (0)，而將其解展頻成一解展頻訊號zi；一CSOK決策單元，用以接收該解展頻訊號zi，並根據一決策機制將該解展頻訊號zi轉換成一調變符碼的估測值及一CSOK符碼的估測值；一調變反映射單元，用以接收該估測值，並經調變反映射以還原產生該第一部份資料位元；一CSOK反映射單元，用以接收該CSOK符碼的估測值，並經CSOK反映射以還原產生該第二部份資料位元；以及 一並串列轉換器(P/S converter)，經並串列轉換以產生該第一部份資料位元及該第二部加總之串列資料位元。
  28. 依據申請專利範圍第27項所述之通訊系統，其中該調變方式係為二階相移鍵控調變(Binary Phase Shift Keying,BPSK)。
  29. 依據申請專利範圍第27項所述之通訊系統，其中該調變方式係為四階相移鍵控調變(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK)。
  30. 依據申請專利範圍第27項所述之通訊系統，其中該調變方式係為M階相移鍵控調變(M-ray Phase Shift Keying,MPSK)。
  31. 依據申請專利範圍第27項所述之通訊系統，其中該調變方式係為M階正交振幅調變(M-ray Quadrature Amplitude Modulation,MQAM)。
  32. 依據申請專利範圍第27項所述之通訊系統，其中該調變方式係為M階差分相移鍵控調變(M-ray Difference Phase Shift Keying,MDPSK)。
  33. 依據申請專利範圍第27項所述之通訊系統，其中該基底碼c(0)係為一具有預設長度N的序列。
  34. 依據申請專利範圍第27或33項所述之通訊系統，其中該第二部份資料位元之位元數R係由下列公式所得：R=log2N。
  35. 依據申請專利範圍第33項所述之通訊系統，其中該預設長度N係為二的冪次方且為一正整數(positive integer)。
  36. 依據申請專利範圍第33項所述之通訊系統，其中該序列係為一具有多相位之朱式序列(Chu sequence)。
  37. 依據申請專利範圍第27項所述之通訊系統，其中該區間TCP必須大於多路徑通道的最大時間延遲。
  38. 依據申請專利範圍第27項所述之通訊系統，其中該CSOK解展頻單元係以時域為主進行解展頻。
  39. 依據申請專利範圍第38項所述之通訊系統，其中該CSOK解展頻單元另外包含一碼相關裝置(code correlation bank)以進行時域解展頻。
  40. 依據申請專利範圍第27項所述之通訊系統，其中該CSOK解展頻單元係以頻域為主進行解展頻。
  41. 依據申請專利範圍第27項所述之通訊系統，其中該決策機制係根據一最大似然法則而進行之。
  42. 依據申請專利範圍第27或39項所述之通訊系統，其中該解展頻訊號zi係經由該碼相關裝置(code correlation bank)處理而產生之。
  43. 一種發射機，用於一多載波分碼多重存取(MC-CDMA)之通訊系統，包含有：一串並列轉換器(S/P converter)，用以接收一第一組資料位元(a first set of data bits)及一第二組資料位元(a second set of data bits)，經由串並列轉換而將該第一組資料位元及該第二組資料位元以並列輸出；一第一採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，用以接收一基底碼c (0)以及來自上述串並列轉換器所輸出之該第一組資料位元，將其展頻映射後產生一第一展頻信號；一第二採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，用以接收一基底碼c (0)以及來自上述串並列轉換器所輸出之該第二組資料位元，將其展頻映射後產生一第二展頻信號；一相位轉換單元(phase rotation unit)，用以將該第二展頻信號經相位轉換後產生一具有相位差之第二展頻信號；以及一加法器，將該第一展頻信號以及該具有相位差之第二展頻信號相加後而產生一加總展頻信號c i；一串並列轉換器(S/P converter)，用以接收該加總展頻信號c i，經由串並列轉換而將該加總展頻信號c i以並列輸出；一反傅立葉轉換單元，用以接收來自該串並列輸出之加總展頻信號c i，並將其進行反傅立葉轉換以產生一時域信號；以及一循環字首加入單元(CP insertion unit)，用以將一具有區間T CP 的循環字首CP加入該時域信號。
  44. 依據申請專利範圍第43項所述之發射機，其中該相位轉換單元係將一輸入信號轉換成與該輸入信號之九十度相位差的一輸出信號。
  45. 依據申請專利範圍第43項所述之發射機，其中該基底碼c (0)係為一具有預設長度N的序列。
  46. 依據申請專利範圍第45項所述之發射機，其中該預設長度N係為二的冪次方且為一正整數(positive integer)。
  47. 依據申請專利範圍第45項所述之發射機，其中該序列係為一具有多相位之朱式序列(Chu sequence)。
  48. 一種接收機，用於一多載波分碼多重存取之通訊系統，包含有：一循環字首移除單元，用以移除所接收一時域信號之循環字首CP；一第一傅立葉轉換單元，將已除去循環字首之該時域訊號，經過傅立葉轉換以產生一頻域訊號r i ；一頻域等化單元，將該頻域訊號r i 經頻域等化處理以產生一等化訊號y i ；一CSOK解展頻單元，用以接收該等化訊號y i 及一基底碼c (0)，而將其解展頻成一解展頻訊號z i；一CSOK決策單元，用以接收該解展頻訊號z i，根據一決策機制將該解展頻訊號z i轉換成一第一調變符碼估測值、一第一CSOK符碼估測值、一第二調變符碼估測值，及一第二CSOK符碼估測值；一第一調變反映射單元，用以接收該第一調變符碼估測值並對其進行調變反映射；一第二調變反映射單元，用以接收該第二調變符碼估測值並對其進行調變反映射；一第一CSOK反映射單元，用以接收該第一CSOK符碼估測值並對其進行CSOK反映射；一第二CSOK反映射單元，用以接收該第二CSOK符碼估測值並對其進行CSOK反映射；以及 一並串列轉換器，將上述經調變反映射及CSOK反映射之符碼估測值進行並串列轉換以產生一估測之第一組資料位元及一估測之第二組資料位元。
  49. 依據申請專利範圍第48項所述之接收機，其中該CSOK解展頻單元係以時域為主進行解展頻。
  50. 依據申請專利範圍第49項所述之接收機，其中該CSOK解展頻單元另外包含一碼相關裝置(code correlation bank)以進行時域解展頻。
  51. 依據申請專利範圍第48項所述之接收機，其中該CSOK解展頻單元係以頻域為主進行解展頻。
  52. 依據申請專利範圍第48項所述之接收機，其中該決策機制係根據一最大似然法則而進行之。
  53. 依據申請專利範圍第48項所述之接收機，其中該解展頻訊號z i係由一實路解展頻訊號及一虛路解展頻訊號所組成。
  54. 一種通訊系統，使用多載子分碼多重存取(MC-CDMA)技術，包含有：一發射機(transmitter)，包含：一串並列轉換器(S/P converter)，用以接收一第一組資料位元(a first set of data bits)及一第二組資料位元(a second set of data bits)，經由串並列轉換而將該第一組資料位元以及該第二組資料位元分別輸出；一第一採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，用以接收一基底碼c (0)以及來自上述串並列轉換器所輸出之該第一組資料位元，將其展頻映射後產生一第一展頻信號；一第二採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置，用以接收一基底碼c (0)以及來自上述串並列轉換器所輸出之該第二組資料位元，將其展頻映射後產生一第二展頻信號；一相位轉換單元(phase rotation unit)，用以將該第二展頻信號經相位轉換後產生一具有相位差之第二展頻信號；以及一加法器，將該第一展頻信號以及該具有相位差之第二展頻信號相加後 而產生一加總展頻信號c i；一串並列轉換器(S/P converter)，用以接收該加總展頻信號c i，經由串並列轉換而將該加總展頻信號c i輸出；一反傅立葉轉換單元，用以接收來自該串並列輸出之加總展頻信號c i，並將其進行反傅立葉轉換以產生一時域信號；以及一循環字首加入單元，用以將一具有區間T CP 的循環字首CP(cyclic prefix)加入該時域信號；一接收機(receiver)，包含：一循環字首移除單元(CP removal unit)，用以移除所接收一時域信號(time-domain signal)之循環字首CP；一第一傅立葉轉換單元，將已除去循環字首之該時域訊號，經過傅立葉轉換(Fourier Transform)以產生一頻域訊號r i (frequency-domain signal)；一頻域等化單元，將該頻域訊號r i 經過頻域等化(frequency-domain equalizing)處理以產生一等化訊號y i (equalized signal)；一CSOK解展頻單元，用以接收該等化訊號y i 及一基底碼c (0)，而將其解展頻成一解展頻訊號z i；一CSOK決策單元，用以接收該解展頻訊號z i，根據一決策機制將該解展頻訊號z i轉換成一第一調變符碼估測值、一第一CSOK符碼估測值、一第二調變符碼估測值及一第二CSOK符碼估測值；一第一調變反映射單元，用以接收該第一調變符碼估測值並對其進行調變反映射；一第二調變反映射單元，用以接收該第二調變符碼估測值並對其進行調變反映射；一第一CSOK反映射單元，用以接收該第一CSOK符碼估測值並對其進行CSOK反映射；一第二CSOK反映射單元，用以接收該第二CSOK符碼估測值並對其進 行CSOK反映射；以及一並串列轉換器(P/S converter)，係將上述經調變反映射及CSOK反映射之符碼估測值進行並串列轉換以還原產生一估測之第一組資料位元及一估測之第二組資料位元。
  55. 依據申請專利範圍第54項所述之通訊系統，其中該調變方式係為二階相移鍵控調變(Binary Phase Shift Keying,BPSK)。
  56. 依據申請專利範圍第54項所述之通訊系統，其中該基底碼c (0)係為一具有預設長度N的序列。
  57. 依據申請專利範圍第56項所述之通訊系統，其中該預設長度N係為二的冪次方且為一正整數(positive integer)。
  58. 依據申請專利範圍第56項所述之通訊系統，其中該序列係為一具有多相位之朱式序列(Chu sequence)。
  59. 依據申請專利範圍第54項所述之通訊系統，其中該區間T CP 必須大於多路徑通道的最大時間延遲。
  60. 依據申請專利範圍第54項所述之通訊系統，其中該CSOK解展頻單元係以時域為主進行解展頻。
  61. 依據申請專利範圍第60項所述之通訊系統，其中該CSOK解展頻單元另外包含一碼相關裝置(code correlation bank)以進行時域解展頻。
  62. 依據申請專利範圍第54項所述之通訊系統，其中該CSOK解展頻單元係以頻域為主進行解展頻。
  63. 依據申請專利範圍第54項所述之通訊系統，其中該決策機制係根據一最大似然法則而進行之。
  64. 依據申請專利範圍第54項所述之通訊系統，其中該解展頻訊號z i係為一實數部份之解展頻訊號，及一虛數部份之解展頻訊號所組成。
  65. 依據申請專利範圍第21項或48項所述之接收機，其中該頻域等化單元係根據一最大比率合成(maximum ratio combining,MRC)方法以進行頻域等化處理。
  66. 依據申請專利範圍第27項或54項所述之通訊系統，其中該頻域等化單元係根據一最大比率合成(maximum ratio combining,MRC)方法以進行頻域等化處理。
TW096132386A 2007-08-31 2007-08-31 一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置、發射機、接收機，及其通訊系統 TWI387236B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW096132386A TWI387236B (zh) 2007-08-31 2007-08-31 一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置、發射機、接收機，及其通訊系統
US11/979,410 US8036287B2 (en) 2007-08-31 2007-11-02 Multi-carrier spread spectrum device using cyclic shift orthogonal keying, transmitter, receiver, and communication system thereof
US13/234,744 US8594156B2 (en) 2007-08-31 2011-09-16 Multi-carrier spread spectrum device using cyclic shift orthogonal keying, transmitter, receiver, and communication system thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW096132386A TWI387236B (zh) 2007-08-31 2007-08-31 一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置、發射機、接收機，及其通訊系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200910805A TW200910805A (en) 2009-03-01
TWI387236B true TWI387236B (zh) 2013-02-21

Family

ID=40407344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW096132386A TWI387236B (zh) 2007-08-31 2007-08-31 一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置、發射機、接收機，及其通訊系統

Country Status (2)

Country Link
US (2) US8036287B2 (zh)
TW (1) TWI387236B (zh)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7929407B2 (en) * 2005-03-30 2011-04-19 Nortel Networks Limited Method and system for combining OFDM and transformed OFDM
US8312551B2 (en) * 2007-02-15 2012-11-13 Harris Corporation Low level sequence as an anti-tamper Mechanism
US8611530B2 (en) * 2007-05-22 2013-12-17 Harris Corporation Encryption via induced unweighted errors
US8180055B2 (en) * 2008-02-05 2012-05-15 Harris Corporation Cryptographic system incorporating a digitally generated chaotic numerical sequence
US8363830B2 (en) * 2008-02-07 2013-01-29 Harris Corporation Cryptographic system configured to perform a mixed radix conversion with a priori defined statistical artifacts
WO2009105418A1 (en) 2008-02-20 2009-08-27 Hobbit Wave Beamforming devices and methods
US8139764B2 (en) * 2008-05-06 2012-03-20 Harris Corporation Closed galois field cryptographic system
US8320557B2 (en) * 2008-05-08 2012-11-27 Harris Corporation Cryptographic system including a mixed radix number generator with chosen statistical artifacts
US8145692B2 (en) * 2008-05-29 2012-03-27 Harris Corporation Digital generation of an accelerated or decelerated chaotic numerical sequence
US8325702B2 (en) * 2008-08-29 2012-12-04 Harris Corporation Multi-tier ad-hoc network in which at least two types of non-interfering waveforms are communicated during a timeslot
US8165065B2 (en) * 2008-10-09 2012-04-24 Harris Corporation Ad-hoc network acquisition using chaotic sequence spread waveform
US8406276B2 (en) * 2008-12-29 2013-03-26 Harris Corporation Communications system employing orthogonal chaotic spreading codes
US8351484B2 (en) * 2008-12-29 2013-01-08 Harris Corporation Communications system employing chaotic spreading codes with static offsets
RU2505942C2 (ru) * 2009-01-20 2014-01-27 Фудзицу Лимитед Система радиосвязи
US8457077B2 (en) * 2009-03-03 2013-06-04 Harris Corporation Communications system employing orthogonal chaotic spreading codes
US8509284B2 (en) * 2009-06-08 2013-08-13 Harris Corporation Symbol duration dithering for secured chaotic communications
US8428102B2 (en) * 2009-06-08 2013-04-23 Harris Corporation Continuous time chaos dithering
US8428103B2 (en) * 2009-06-10 2013-04-23 Harris Corporation Discrete time chaos dithering
US8369376B2 (en) * 2009-07-01 2013-02-05 Harris Corporation Bit error rate reduction in chaotic communications
US8406352B2 (en) * 2009-07-01 2013-03-26 Harris Corporation Symbol estimation for chaotic spread spectrum signal
US8340295B2 (en) * 2009-07-01 2012-12-25 Harris Corporation High-speed cryptographic system using chaotic sequences
US8379689B2 (en) * 2009-07-01 2013-02-19 Harris Corporation Anti-jam communications having selectively variable peak-to-average power ratio including a chaotic constant amplitude zero autocorrelation waveform
US8385385B2 (en) * 2009-07-01 2013-02-26 Harris Corporation Permission-based secure multiple access communication systems
US8428104B2 (en) * 2009-07-01 2013-04-23 Harris Corporation Permission-based multiple access communications systems
US8363700B2 (en) * 2009-07-01 2013-01-29 Harris Corporation Rake receiver for spread spectrum chaotic communications systems
US8369377B2 (en) * 2009-07-22 2013-02-05 Harris Corporation Adaptive link communications using adaptive chaotic spread waveform
US8848909B2 (en) * 2009-07-22 2014-09-30 Harris Corporation Permission-based TDMA chaotic communication systems
US8345725B2 (en) * 2010-03-11 2013-01-01 Harris Corporation Hidden Markov Model detection for spread spectrum waveforms
US8948718B2 (en) 2012-03-07 2015-02-03 Hobbit Wave, Inc. Devices and methods using the Hermetic Transform
US9154353B2 (en) 2012-03-07 2015-10-06 Hobbit Wave, Inc. Devices and methods using the hermetic transform for transmitting and receiving signals using OFDM
CN102647390B (zh) * 2012-03-21 2014-10-15 电子科技大学 变换域通信系统及其实现方法
CN102611670B (zh) * 2012-03-21 2014-05-21 电子科技大学 一种变换域通信系统及其实现方法
US9531431B2 (en) * 2013-10-25 2016-12-27 Hobbit Wave, Inc. Devices and methods employing hermetic transforms for encoding and decoding digital information in spread-spectrum communications systems
WO2015105592A2 (en) 2013-11-22 2015-07-16 Hobbit Wave Radar using hermetic transforms
US11304661B2 (en) 2014-10-23 2022-04-19 VertoCOMM, Inc. Enhanced imaging devices, and image construction methods and processes employing hermetic transforms
US9871684B2 (en) 2014-11-17 2018-01-16 VertoCOMM, Inc. Devices and methods for hermetic transform filters
CN105141392A (zh) * 2015-07-27 2015-12-09 哈尔滨工业大学 基于相关峰位置的cdma信号调制的通信方法
TWI581579B (zh) 2015-12-30 2017-05-01 義守大學 通訊接收裝置、其訊號接收方法、訊號處理方法及訊號傳送方法
US9571317B1 (en) * 2016-01-20 2017-02-14 Harris Corporation Bandwidth efficient continuous phase modulation
US10305717B2 (en) 2016-02-26 2019-05-28 VertoCOMM, Inc. Devices and methods using the hermetic transform for transmitting and receiving signals using multi-channel signaling
TWI684334B (zh) * 2016-12-16 2020-02-01 大陸商貴州濎通芯物聯技術有限公司 循環頻移正交分頻多工之展頻裝置
US11212151B2 (en) * 2017-08-23 2021-12-28 Qualcomm Incorporated User multiplexing for uplink control information
US20220116070A1 (en) * 2020-03-06 2022-04-14 Battelle Energy Alliance, Llc Spread spectrum communication, and associated devices, systems, and methods
CN111988062B (zh) * 2020-08-31 2021-09-21 厦门大学 基于索引调制的多序列扩频系统
CN113630149B (zh) * 2021-07-30 2022-09-16 厦门大学 一种基于索引调制的多序列扩频通信方法及系统
CN116405055B (zh) * 2023-06-07 2023-08-29 中国人民解放军国防科技大学 一种扩频通信方法、系统及相关装置
CN116614339B (zh) * 2023-07-17 2023-10-03 天地信息网络研究院(安徽)有限公司 一种mc-cdma系统的papr抑制发射机

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070014272A1 (en) * 2005-06-16 2007-01-18 Ravi Palanki Pilot and data transmission in a quasi-orthogonal single-carrier frequency division multiple access system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7418043B2 (en) * 2000-07-19 2008-08-26 Lot 41 Acquisition Foundation, Llc Software adaptable high performance multicarrier transmission protocol
US7339955B2 (en) * 2000-09-25 2008-03-04 Pulse-Link, Inc. TDMA communication method and apparatus using cyclic spreading codes
US7869546B2 (en) * 2004-09-30 2011-01-11 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Multicode transmission using Walsh Hadamard transform
US7489755B2 (en) * 2005-02-09 2009-02-10 Motorola, Inc. Method and apparatus for transmission and reception of data
US7844018B2 (en) * 2007-01-02 2010-11-30 Qualcomm Incorporated Methods and apparatuses for reducing inter-carrier interference in an OFDM system
US8059735B2 (en) * 2007-06-04 2011-11-15 Texas Instruments Incorporated Allocation of block spreading sequences

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070014272A1 (en) * 2005-06-16 2007-01-18 Ravi Palanki Pilot and data transmission in a quasi-orthogonal single-carrier frequency division multiple access system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jeng-Kuang Hwang, Yu-Lun Chiu, Rih-Lung Chung,"A New Class of MC-CDMA System Using Cyclic-Shift M-ary Biorthogonal keying",Intelligent Signal Processing and Communications, 2006. ISPACS '06. International Symposium on. 2006/12/15 *

Also Published As

Publication number Publication date
US8594156B2 (en) 2013-11-26
US20090059882A1 (en) 2009-03-05
US20120039364A1 (en) 2012-02-16
TW200910805A (en) 2009-03-01
US8036287B2 (en) 2011-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI387236B (zh) 一種採用循環位移正交鍵之多載波展頻映射裝置、發射機、接收機，及其通訊系統
JP5157430B2 (ja) 送信装置、送受信装置、送信方法、送受信方法
US7876806B2 (en) Orthogonal frequency division multiplexing-code division multiple access system
TWI405429B (zh) 使用載體傳輸資料的設備和方法
US20060140294A1 (en) Block modulation
US20080008081A1 (en) Adaptative multi-carrier code division multiple access
US7620115B2 (en) Space code block coding and spreading apparatus and method for transmission diversity and CDMA diversity transmitter and CDMA mobile station receiver using the same
CN110518935B (zh) 基于mc-cdma的水声通信系统及papr抑制方法
TWI253814B (en) System, receiver and method of operation for spread OFDM wireless communication
CN113315541B (zh) 一种伪随机相位序列扩频调制方法
US8520715B2 (en) Adaptative multi-carrier code division multiple access
CN101237251A (zh) 可用于高速移动环境下的直扩-正交频分复用调制解调方法
JP3880370B2 (ja) マルチキャリヤｃｄｍａ受信装置
JP4588430B2 (ja) 直交周波数分割多重変調を使用して超広帯域信号を通信する方法および受信機
KR20060072096A (ko) 선형 등화기를 사용하는 직교 주파수 분할 다중화 통신시스템에서 엘엘알 산출 방법 및 그 장치
Xia et al. A suboptimal TR algorithm with fixed phase rotation for PAPR reduction in MC-CDMA system
Lélé et al. OFDM/OQAM for Spread-Spectrum Transmission
TWI666886B (zh) 傳送裝置、接收裝置及應用於正交分頻多工分碼多重存取系統中的方法
Hwang et al. A new class of MC-CDMA systems using cyclic-shift M-ary biorthogonal keying
Yadav et al. Comparative Analysis of BER and PAPR for OFDM, OFDM–CDMA, OFDM-MC-CDMA & OFDM–IDMA Systems.
Kattoush A novel radon-wavelet-based multi-carrier code division multiple access transceiver design and simulation under different channel conditions.
Deng et al. A low-PAPR multiplexed MC-CDMA system with enhanced data rate over multipath channels
WO2008029704A1 (fr) Dispositif de transmission, dispositif de réception, système de communication, et procédé de communication
Medhi et al. DWT based multi carrier CDMA system using ANN-aided channel estimation
KR100589858B1 (ko) 단일 반송파 방식을 채용한 통신 시스템과 그시스템에서의 신호 송수신 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees