专利名称：利用高吞吐量空间频率分组码的多天线系统和方法
技术领域：
本发明的实施例涉及无线通信，并且在一些实施例中，涉及多载波通信系统。
背景为了提高无线通信的数据速率和/或吞吐量，无线信号可以在不止一个利用相同频率的子载波的空间信道上使用不止一个发射天线来发射。这些系统有时称为多输入输出(MIMO)系统并可以采用天线之间的多径分集。传统的MIMO系统可以利用卷积编码和/或维特比编码来编码信号，然而这些技术对天线分隔和天线衰落相关灵敏。
从而普遍需要用于提高无线通信的数据速率和/或吞吐量的设备和方法。
附图简短说明所附权利要求针对本发明各种实施例的其中一些。然而，当和附图一起考虑时，详细说明给出了本发明实施例的更完全的理解，附图中相似的附图标记指相似的单元，以及
图1是依照本发明一些实施例的多载波发射机的框图；图2示出依照本发明一些实施例的预编码的符号向量；图3示出依照本发明一些实施例的空间频率映射；图4是依照本发明一些实施例的多载波接收机的框图；
图5是依照本发明一些实施例的空间频率符号发射过程的流程图；以及图6是依照本发明一些实施例的符号接收和解码过程的流程图。
详细说明接下来的说明和附图示出的本发明的特定实施例足够使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的和其他的变化。例子仅代表可能的变化。除非明确要求，各个分量和功能是任选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以包括在或取代另一些实施例的部分和特征。本发明实施例的范围包括权利要求的全部范围和那些权利要求所有可达到的范围。只是为了方便，本发明的上述实施例在本文可以分别或一起通过术语“发明”来引用，并且在实际上公开多于一个发明或发明概念时，不是意图自愿地将该申请的范围局限于任何单个发明或发明概念。
图1是依照本发明一些实施例的多载波发射机的框图。多载波发射机100可以是无线通信装置的一部分，并可以通过多载波通信信道发射多载波通信信号，如正交频分复用(OFDM)通信信号。
在一些实施例中，多载波发射机100编码用于在包括不止一个空间信道的多载波通信信道上发射的符号并可以使用发射天线114中的不止一个。在一些实施例中，多载波发射机100使用高吞吐量空间频率分组码(block code)并可以不需要使用卷积或纠错编码，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，由多载波发射机100使用高吞吐量空间频率分组码可以不需要维特比解码，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，增加的吞吐量和/或增加的范围可以通过在利用卷积码的具有相似的比特差错率和带宽的系统上使用高吞吐量空间频率分组码来实现。
在一些实施例中，多载波发射机100可以包括预编码器106，通过将每个符号向量105乘以复数域(complex field)矩阵来编码多个符号向量105以生成预编码的符号向量107。在一些实施例中，多载波发射机100可以包括分配器108以将预编码的符号向量107分组到多个组109中。每组109可以有预编码的符号向量107中的不止一个。在一些实施例中，多载波发射机100还可以包括空间频率符号映射器110以将预编码的符号向量107中每个预编码的符号映射到多载波通信信道的多个子载波之一和多个空间信道之一。在一些实施例中，空间频率符号映射器110可以至少部分基于符号的组和符号在组内的位置将预编码的符号映射到子载波之一和空间信道之一，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
在一些实施例中，空间频率符号映射器110可以至少部分基于符号的组和符号在组内的位置将预编码的符号映射到子载波之一和发射天线114之一，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在这些实施例中，发射天线114中的每个可以和空间信道之一关联，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
在一些实施例中，多载波发射机100还可以包括符号映射器102以从输入串行比特流101生成符号的串行符号流103。在一些实施例中，映射器102可以作为正交幅度调制(QAM)符号映射器以生成QAM符号的串行符号流，尽管本发明的范围不局限在这个方面。在一些实施例中，多载波发射机100还可以包括串并行转换器104以从串行符号流生成多个并行符号向量105。符号向量105中的每个可以有不止一个符号。在一些实施例中，并行符号向量105可以是QAM符号向量。
在一些实施例中，多载波发射机100还可以包括快速傅立叶逆变换(IFFT)电路112来从由空间频率符号映射器110提供的空间频率映射的符号111生成用于在相应的一个空间信道或相应的一个发射天线114上RF发射的信号113。在一些实施例中，信号113可以是用于发射的打包信号。在一些实施例中，将循环前缀(CP)添加到信号113的电路可以包括在IFFT电路112之后的信号路径中以帮助减少符号间干扰，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，发射天线114中的每个可以对应空间信道之一，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
在一些实施例中，预编码器106可以是线性方形(linear-square)预编码器并且可以分别预编码并行符号向量105中的每个以生成多个并行的预编码的符号向量107。在一些实施例中，由预编码器106使用的复数域矩阵(例如，θ)可以是具有基本按行(row-wise)的范德蒙德结构的方形复数域矩阵，尽管本发明的范围不局限于这个方面。范德蒙德矩阵可以指的是出现在拉格朗日插值多项式的多项式最小二乘拟合和来自分布的矩量的统计分布重建中的一种矩阵，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
在一些实施例中，预编码器106可以编码数量为M×G个并行符号向量105，并且每个并行符号向量105可以有M×K个符号。在这些实施例中，分配器108可以将预编码的符号向量107分组到并行符号向量107的G个组109中。这些组109中的每组可以有预编码的符号向量107中的M个。在这些实施例中，可以选择M、G和K以满足方程Nc＝M×K×G，其中Nc可以指多载波信道的数据子载波的数量。M、G和K可以是小于100的正整数，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，M可以对应空间信道和/或发射天线114的数量。例如，当多载波通信信道包括16个数据子载波而发射机使用4个发射天线时，M可以是4，G可以是2而K可以是2。发射的符号的总数可以是每个符号向量的符号数(即，M×K)乘向量数(即，M×G)，它会是64个符号。16个符号(即，这16个数据子载波中每个数据子载波一个符号)可以由各个IFFT电路112调制并由发射天线114中相应的一个发射。在实施例中，尤其可以基于子载波的数量和天线的数量选择K和G。
图2示出依照本发明一些实施例的预编码的符号矢量。在一些实施例中，可以将预编码的符号向量207的符号与一层符号关联。预编码的符号向量207可以对应预编码的符号向量107(图1)，尽管本发明的范围不局限于这个方面。可以将预编码的符号向量207分组到两个或更多组209中。每个预编码的符号向量207可以包括多个预编码的符号203。在一些实施例中，对于G个组中的每组可以有M层。在一些实施例中，层的数量M可以至多不超过发射天线的数量。在这些实施例中，空间频率符号映射器，例如空间频率符号映射器110(图1)，可以基于与符号关联的组和层将预编码的符号向量207中的每个预编码的符号203映射到子载波之一和发射天线之一。在这些实施例中，空间频率符号映射器110(图1)可以将M×K×G个符号映射到每个发射天线和/或空间信道并且可以以M×K×G个符号的倍数将所映射的符号提供给与发射天线关联的例如IFFT电路112(图1)的IFFT电路用于在子载波上调制。图2示出本发明的实施例，其中，预编码的符号向量207的这两个组(即，组109)中的每组包括4层，每层中，预编码的符号向量207中每个包括预编码的符号203中的8个。在所示的此例中，多载波通信信道可以有16个数据子载波，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
在一些实施例中，空间频率符号映射器110(图1)可以基于预编码的符号的组和在组内的位置以连续的方式将层中的至少一些预编码的符号203映射到子载波和发射天线上，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，可以将第一组的第一预编码的符号映射到第一子载波和第一发射天线上，可以将第一组的第二预编码的符号映射到第二子载波和第二发射天线上，等等。可以选择特定的映射以尤其实现增加的分集。
图3示出依照本发明一些实施例的空间频率映射。可以基于预编码的符号层和组将预编码的符号303映射到发射天线114(图1)或空间信道302(如行中所示)之一和子载波304(如列中所示)之一上。在图3中，预编码的符号303可以对应预编码的符号203(图2)并示为Sijk，其中i表示第i层，j表示组号而k表示第k个预编码的符号。在所示具有16个数据子载波的例子中，可以将第一组的预编码的符号303映射到子载波1到4和子载波9到12上，同时可以将第二组的预编码符号303映射到子载波5到8和子载波13到16上。
在一些实施例中，在此图中可以将某层的预编码的符号303呈对角线映射。例如，对于第一组的符号，可以将第一层的第一符号306映射到第一子载波和第一发射天线上，可以将第一层的第二符号308映射到第二子载波和第二发射天线上，可以将第一层的第三符号310映射到第三子载波和第三发射天线上，可以将第一层的第四符号312映射到第四子载波和第四发射天线上，可以将第一层的第五符号314映射到到第九子载波和第一发射天线上，可以将第一层的第六符号316映射到第十子载波和第二发射天线上，可以将第一层的第七符号318映射到第十一子载波和第三发射天线上，以及可以将第一层的第八符号310映射到第十二子载波和第四发射天线上。此映射可以类似地应用于其他层和其他组，如图3示。基于层和组的其他映射也可以由空间频率符号映射器110(图1)执行。
参照图1，在一些实施例中，空间信道可以是相关(例如，频率非正交)信道。在这些实施例中，每个空间信道可以采用相同频率符号调制的子载波。在一些实施例中，空间信道之间的不相关(例如，至少部分正交)可以通过天线分隔来实现。在一些实施例中，发射天线114互相之间可以有至少大约发射频率的半波长的间隔。在一些实施例中，可以选择间隔使得不同的天线经历不相关的信道衰落。在一些实施例中，由多载波收发信机100采用的高吞吐量空间频率分组码可以对小的天线间隔或分隔不灵敏，并可以对天线衰落相关是健壮的。在一些实施例中，天线分隔可以略微与发射波长有关。在一些实施例中，空间信道之间的不相关可以通过波束形成来实现，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
在一些实施例中，多载波通信信道可以包括多个符号调制的子载波。在一些实施例中，每个符号调制的子载波可以实际上在其他子载波的中心频率上有零陷(null)以实现多载波通信信道的子载波之间实际的正交。在一些实施例中，多载波通信信道可以是包括多个正交频分复用(OFDM)子载波的OFDM通信信道，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
在一些实施例中，多载波发射机100可以利用空间分集发射天线114中的不止一个将信道“划分”成一个或更多空间信道。在一些实施例中，每个发射天线可以确定一个空间发射信道。在其他实施例中，多载波发射机100可以采用波束形成技术将信道“划分”为空间信道。在这些实施例中，每个空间信道可以用于在与其他空间信道相同的子载波上传递单独的或独立的数据流，从而允许额外数据的传递而不增加频率带宽。空间信道的使用可以利用信道的多径特性。在一些实施例中，空间信道可以是非正交的信道，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
在一些实施例中，串并行转换器104可以在映射器102之前的信号路径中操作。依照一些实施例，多载波发射机100的映射器102可以依照单独的子载波调制指定对子载波进行符号调制。这可以称为自适应比特加载(ABL)。从而，一个或更多比特可以通过在子载波上调制的符号来表示。用于单独的子信道的调制指定可以基于该子载波的信道特性或信道条件，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，子载波调制指定范围可以从每符号0比特直到每符号10个或更多比特。
在一些实施例中，可以将多载波符号认为是在单独的子载波上调制的符号的组合。由于每符号调制的子载波的比特数可变以及可以组成多载波信道的子信道的数量可变，每多载波符号的比特数可以变化很大。
在一些实施例中，多载波通信信道的频谱可以包括5GHz频谱或2.4GHz频谱中的子载波。在这些实施例中，5GHz频谱可以包括从大约4.9到5.9GHz范围的频率，而2.4GHz频谱可以包括从大约2.3到2.5GHz范围的频率，尽管本发明的范围不局限于这个方面，因为其他频谱也同样是适合的。
图4是依照本发明一些实施例的多载波接收机的框图。多载波接收机400可以是无线通信装置的一部分，并可以通过多载波通信信道接收多载波通信信号，例如OFDM通信信号。在一些实施例中，多载波接收机400可以是通信站的一部分，它还可以包括多载波发射机，例如多载波发射机100(图1)，尽管其他多载波发射机也可以是适合的。
在一些实施例中，多载波接收机400可以通过多载波通信信道在不止一个空间信道上接收信号并且可以使用接收天线402中的不止一个。在一些实施例中，多载波接收机400解码也许已经用高吞吐量空间频率分组码编码的信号并且可以不需要使用卷积或纠错解码，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，高吞吐量空间频率分组码的使用可以不需要维特比解码，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，增加的吞吐量和/或增加的范围可以通过在利用卷积码的具有相似的比特差错率和带宽的系统上使用高吞吐量空间频率分组码来实现。在一些实施例中，多载波接收机400利用迭代抑制(nulling)过程以连续消除来自各符号层的干扰，解码通过多载波通信信道接收的用高吞吐量空间频率分组码编码的信号。
在一些实施例中，多载波接收机400可以包括分用器406以通过组合接收的符号向量405的相应的子载波频率分量生成符号向量407的组。每组符号向量407可以有从不同子载波组合的符号分量。在一些实施例中，符号向量407可以通过分用器406生成G组(图4中示出两组)。在一些实施例中，符号向量407中的每个的长度可以为M×K个编码的符号。在一些实施例中，分用器406可以将行向量整形为列向量以收集并分组来自在所有接收天线402上接收的一些子载波的信息，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
多载波接收机400还可以包括与每组符号向量407关联的零陷消除器408以基于解码的符号向量420在每个子载波基础上为关联组的符号向量执行零陷消除。零陷消除器408可以生成零陷消除的符号向量409。
多载波接收机400还可以包括与每组关联的解码器410以解码零陷消除的符号向量409。在一些实施例中，解码器410可以是球解码器以对关联组的符号层进行球解码并且将解码器410的输出乘以复数域矩阵(每次一个解码的层)，它可以称为θ。这样，解码器410可以为零陷消除器408重生成预编码的符号向量420(例如，以重生成当前层)以便零陷消除器408可以消除当前层的来自符号向量407的贡献直到所有层都被解码。在一些实施例中，可以对每个子载波进行一次抑制，而消除可以进行M-1次迭代直到所有层都被解码，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，解码器410可以在球或球形范围内执行最大似然(ML)检测，不同于穷举ML检测。在一些实施例中，解码器410可以为多载波通信信道的每个子载波生成解码的QAM符号向量411。
在一些实施例中，零陷消除器408可以对符号抑制，使得第i层仍可以有从第一层到第i-1层的干扰，而对于特定的子载波频率基本没有来自符号向量内的第i+1层到第M层的干扰，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，零陷消除器408还可以在基于符号向量420抑制之后消除符号向量407中的一些元素。这可以连续执行直到所有层被解码。在一些实施例中，这可以是迭代过程。例如，在第一次迭代期间，没有什么可以消除，所以反馈的解码的符号向量420可以是0。
在一些实施例中，多载波接收机400还可以包括FFT电路404以解调通过接收天线402接收的多载波通信信道的子载波从而生成与每个接收天线关联的接收符号向量405。接收符号向量405(即，来自每个天线402)可以包括来自多载波通信信道的每个子载波的符号分量。在一些实施例中，接收天线402的数量可以大于或等于在发射多载波通信信号中使用的发射天线或空间信道的数量，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
在一些实施例中，多载波接收机400还可以包括符号解映射器412来为每组解映射解码的符号向量111以生成多个并行比特集413。符号解映射器412可以是QAM解映射器，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，多载波接收机400还可以包括并串行转换器414以从多个并行比特集413生成串行比特流415。
在一些实施例中，可以在FFT电路404之前的信号路径中包括移除由发射机添加的以帮助减少符号间干扰的循环前缀(CP)的电路(未示出)，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
多载波发射机100(图1)和/或多载波接收机400可以是个人数字助理(PDA)、带无线通信性能的膝上型或便携计算机、web读写板、无线电话、无线耳机、呼机、即时消息传送装置、数字照相机、接入点或其他可以无线接收和/或发射信息的装置的一部分。在一些实施例中，依照特定的通信标准，例如包括用于无线局域网(WLAN)的IEEE 802.11(a)、802.11(b)、802.11(g/h)和/或802.11(n)标准和用于无线城域网(WMAN)的802.16标准的电气和电子工程师协会(IEEE)标准，多载波发射机100(图1)可以发射而多载波接收机400可以接收射频(RF)通信，尽管依照包括地面数字视频广播(DVB-T)广播标准和高性能无线电局域网(HiperLAN)标准的其他技术，发射机100(图1)和/或接收机400也可以适合于发射和/或接收通信。
尽管在例示的802.11x实现(例如，802.11a、802.11g、802.11HT等)的上下文中论述本发明的一些实施例，但是权利要求书不是如此有限。本发明的一些实施例可以实现为利用多载波无线通信信道(例如，正交频分复用(OFDM)、离散多音调制(DMT)等)的任何无线系统的一部分，例如可以没有限制地用在无线个人域网(WPAN)、无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)、无线广域网(WWAN)、蜂窝网、第三代(3G)网、第四代(4G)网、通用移动电话系统(UMTS)等通信系统内。
在一些实施例中，发射天线114(图1)中的每个和接收天线402中的每个可以包括定向或全向天线，包括例如偶极天线、单极天线、环形天线、微带天线或适合于接收和/或发射RF信号的其他类型天线。
在一些实施例中，多载波发射机100(图1)和/或多载波接收机400可以是单一多载波通信站的一部分。尽管多载波发射机100(图1)和/或多载波接收机400作为一个或更多无线通信装置的一部分示出，多载波发射机100(图1)和/或多载波接收机400可以是几乎任何无线或有线通信装置的一部分，包括通用处理或计算系统。在一些实施例中，多载波发射机100(图1)和/或多载波接收机400可以是电池供电装置的一部分。在一些实施例中，当发射机100(图1)和接收机400是通信站的一部分时，可以共享发射和接收天线，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
尽管多载波发射机100(图1)和/或多载波接收机400作为具有若干单独的功能单元示出，可以将功能单元中的一个或更多组合并可以通过软件配置单元的组合来实现，例如包括数字信号处理器(DSP)的处理单元和/或其他硬件单元。例如，示出的单元可以包括一个或更多微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)和用来执行至少本文所述功能的各种硬件和逻辑电路的组合。
除非另外特别声明，如处理、计算、运算、判断、显示等术语可以指一个或更多处理或计算系统或可以将在处理系统的寄存器和存储器内表示为物理(例如，电子)量的数据处理并转换为在处理系统的寄存器或存储器内同样表示为物理量的其他数据的类似装置或其他上述信息存储、发射或显示装置的动作和/或过程。此外，如本文所用，计算装置包括与可以是易失的或非易失的存储器或它们的组合的计算机可读存储器耦合的一个或更多处理单元。
图5是依照本发明一些实施例的空间频率符号发射过程的流程图。空间频率符号发射过程500可以由例如多载波发射机100(图1)的多载波发射机执行，尽管其他多载波发射机也可以是适合的。在一些实施例中，过程500可以编码用于通过包括不止一个空间信道的多载波通信信道发射的符号并且可以使用不止一个发射天线。
操作502包括从输入串行比特流生成串行符号流。在一些实施例中，操作502可以由例如映射器102(图1)的符号映射器执行。
操作504包括从串行符号流生成多个并行符号向量。符号向量中的每个可以有不止一个符号。在一些实施例中，操作504可以由例如串并行转换器104(图1)的串并行转换器执行。
操作506包括通过将符号向量中的每个乘以复数域矩阵来编码多个符号向量以生成预编码的符号向量。在一些实施例中，操作506包括用线性方形预编码器编码符号向量来分别预编码多个并行符号向量中的每个以生成多个并行预编码的符号向量。在一些实施例中，复数域矩阵可以是具有基本按行的范德蒙德结构的方形复数域矩阵，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，操作506可以由例如预编码器106(图1)的预编码器执行。
操作508包括将预编码的符号向量分组到多个组中。每组可以有预编码的符号向量中的不止一个。在一些实施例中，操作508可以由例如分配器108(图1)的分配器执行。
操作510包括至少部分基于预编码的符号的组及预编码的符号在组内的位置将预编码的符号向量中预编码的符号映射到多载波通信信道的多个子载波之一和多个空间信道之一上。在一些实施例中，操作510可以包括将预编码的符号向量中预编码的符号向量映射到多载波通信信道的子载波之一和多个发射天线之一上。每个发射天线可以对应空间信道之一，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，操作510可以由例如空间频率符号映射器110(图1)的空间频率符号映射器执行。
操作512包括执行快速傅立叶逆变换(IFFT)以从在操作510中生成的空间频率映射的符号生成用于在空间信道中相应的一个上RF发射的调制的信号。
图6是依照本发明一些实施例的符号接收和解码过程的流程图。符号接收和解码过程600可以由例如多载波接收机400(图4)的多载波接收机来执行，尽管其他多载波接收机也可以是适合的。可以执行过程600以解码由例如多载波发射机100(图1)的多载波发射机发射的信号或解码由过程500(图5)生成的多载波信号，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
操作604包括解调通过多个接收天线接收的多载波信号的子载波以生成与每个接收天线关联的接收符号向量。在一些实施例中，接收符号向量可以包括来自多载波通信信道子载波中的每个的符号分量。在一些实施例中，操作604可以由例如FFT电路404(图4)的FFT电路来执行。
操作606包括通过组合接收符号向量的相应的子载波频率分量来生成符号向量的组。在一些实施例中，操作606包括整形和/或分用符号向量。在一些实施例中，每组符号向量可以包括从不同子载波组合的符号分量。在一些实施例中，操作606可以由例如分用器406(图4)的分用器来执行。
操作608包括基于解码的符号向量在每个子载波基础上为关联组的符号向量执行零陷消除以生成零陷消除的符号向量。在一些实施例中，操作608可以迭代消除来自连续层中符号向量的干扰。在一些实施例中，零陷消除器可以抑制来自符号向量407(图4)的干扰，使得第i层仍可以有来自第一层到第i-1层的干扰，而可以基本没有来自第i+1层到第M层的干扰，尽管本发明的范围不局限于这个方面。在一些实施例中，操作608可以由例如零陷消除器408(图4)的零陷消除器来执行。
操作610包括通过每次一层将解码的输出乘以复数域矩阵来解码关联组的符号层以重生成符号向量用于执行零陷消除。在一些实施例中，操作610可以由例如解码器410(图4)的解码器执行。在一些实施例中，操作610包括球解码来为多载波通信信道的每个子载波生成解码的QAM符号向量，尽管本发明的范围不局限于这个方面。
操作612包括为每组解映射解码的符号向量以生成多个并行比特集。操作612可以由例如解映射器412(图4)的符号解映射器执行。
操作614包括从多个并行比特集生成串行比特流。在一些实施例中，操作614可以由例如并串行转换器414(图4)的并串行转换器执行。
尽管将过程500和600的各个操作作为单独的操作示出和说明，但是可以将各个操作中的一个或更多同时执行，并且不要求操作按照示出的顺序执行。
本发明的实施例可以以硬件、固件和软件之一或其组合实现。本发明的实施例还可以作为存储在机器可读介质上的指令来实现，这些指令可以由至少一个处理器读出和执行以进行本文所述的操作。机器可读介质可以包括以可由机器(例如，计算机)读取的形式存储或发射信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存装置、电的、光的、声的或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)以及其他。
提供摘要是为了符合要求摘要的37C.F.R第1.72(b)节，这将容许读者确认技术公开内容的性质和要点。可以理解，提交它不是用来限制或解释权利要求的范围和含义。
在前面详细说明中，为了使公开内容简单化，偶尔在单个实施例中将各种特征组合在一起。该公开的方法不被解释为反映主题内容所声明的实施例比在每个权利要求中明确叙述的需要更多的特征的意图。此外，如下面的权利要求反映的，发明是少于单个公开实施例的所有特征。从而，下面的权利要求由此结合到详细的说明中，而每个权利要求独立地作为单独的首选实施例。
权利要求
1.一种多载波发射机包括预编码器，通过将多个符号向量中的每个乘以复数域矩阵来编码所述符号向量以生成预编码的符号向量；分配器，将所述预编码的符号向量分组到多个组中，每组有所述预编码的符号向量中的不止一个；以及空间频率符号映射器，至少部分基于所述预编码的符号的组和所述预编码的符号在所述组内的位置将所述预编码的符号向量的预编码的符号映射到多载波通信信道的多个子载波之一和多个空间信道之一上。
2.如权利要求1所述的发射机，还包括符号映射器，从输入串行比特流生成串行符号流；以及串并行转换器，从所述串行符号流生成所述多个并行符号向量，所述符号向量中的每个有不止一个符号。
3.如权利要求2所述的发射机，还包括从由空间频率符号映射器提供的空间频率映射的符号生成用于在所述空间信道中相应的一个上射频(RF)发射的信号的快速傅立叶逆变换(IFFT)电路。
4.如权利要求1所述的发射机，其中所述预编码器是分别预编码所述多个并行符号向量中的每个以生成多个并行预编码的符号向量的线性方形预编码器。
5.如权利要求4所述的发射机，其中所述复数域矩阵是具有基本按行的范德蒙德结构的方形复数域矩阵。
6.如权利要求1所述的发射机，还包括多个发射天线，每个发射天线对应所述空间信道之一。
7.如权利要求6所述的发射机，其中所述预编码器编码数量为MxG个并行符号向量，每个并行符号向量有MxK个符号，所述分配器将所述预编码的符号向量分组到所述并行符号向量的G个组中，每组有所述预编码的符号向量中的M个，M、G和K是正整数，MxKxG等于所述多载波通信信道的数据子载波的数量，以及M对应于所述发射天线的数量。
8.如权利要求7所述的发射机，其中所述预编码的符号向量的符号与符号层关联，其中对于每组，层的数量是M，所述空间频率符号映射器基于与所述符号关联的组和层将所述预编码的符号向量中每个预编码的符号映射到所述子载波之一和所述发射天线之一上，以及所述空间频率符号映射器将MxKxG个符号映射到每个发射天线上并以所述MxKxG个符号的倍数将所映射的符号提供给与所述发射天线关联的IFFT电路用于在所述子载波上调制。
9.如权利要求7所述的发射机，其中所述空间频率符号映射器基于所述符号的组和在所述组内的位置将所述层的至少一些符号以连续方式映射到所述子载波和所述发射天线上。
10.如权利要求1所述的发射机，其中所述多载波通信信道包括所述多个空间信道，每个空间信道与所述多个发射天线之一关联，每个空间信道采用与其他空间信道相同的频率子载波，所述发射天线互相之间有至少大约发射频率的半波长的间隔。
11.如权利要求1所述的发射机，其中所述多载波通信信道包括多个符号调制的子载波，以及每个符号调制的子载波可以实际上在所述其他子载波的中心频率上有零陷以实现在所述多载波通信信道的子载波之间实际的正交。
12.如权利要求1所述的发射机，其中所述发射机是包括所述多载波发射机和多载波接收机的多载波通信站的一部分，其中所述多载波接收机包括分用器，通过组合接收符号向量的相应的子载波频率分量生成符号向量的组；与符号向量的每组关联的零陷消除器，基于解码的符号向量在每个子载波基础上为所关联的组的符号向量执行零陷消除，所述零陷消除器生成零陷消除的符号向量；与每组关联的解码器，解码所关联的组的符号层并且每次一层将所述解码器的输出乘以复数域矩阵来为所述零陷消除器重生成符号向量。
13.一种多载波接收机包括分用器，通过组合接收符号向量的相应的子载波频率分量生成符号向量的组；与符号向量的每组关联的零陷消除器，基于解码的符号向量在每个子载波基础上为所关联的组的符号向量执行零陷消除，所述零陷消除器生成零陷消除的符号向量；与每组关联的解码器，解码所关联的组的符号层并且每次一层将所述解码器的输出乘以复数域矩阵来为所述零陷消除器重生成符号向量。
14.如权利要求13所述的接收机，其中所述零陷消除器迭代消除来自连续层中的符号向量的干扰。
15.如权利要求13所述的接收机，其中由所述分用器生成的每组符号向量包括从不同子载波组合的符号分量，以及所述解码器是球解码器并且为所述多载波通信信道的每个子载波生成解码的正交幅度调制的符号向量。
16.如权利要求13所述的接收机，还包括FFT电路，解调通过多个接收天线接收的所述多载波通信信号的接收的子载波来生成与每个接收天线关联的接收符号向量，所述接收符号向量包括来自所述多载波通信信道的多个子载波的符号分量；解映射器，为每组解映射所解码的符号向量来生成多个并行比特集；以及并串行转换器，从所述多个并行比特集生成串行比特流。
17.如权利要求13所述的接收机，其中所述接收机是包括所述多载波接收机和多载波发射机的多载波通信站的一部分，其中所述多载波发射机包括预编码器，通过将多个符号向量中的每个乘以复数域矩阵来编码所述符号向量以生成预编码的符号向量；分配器，将所述预编码的符号向量分组到多个组中，每组有所述预编码的符号向量中的不止一个；以及空间频率符号映射器，至少部分基于所述预编码的符号的组和所述预编码的符号在所述组内的位置将所述预编码的符号向量的预编码的符号映射到多载波通信信道的多个子载波之一和多个空间信道之一上。
18.一种通信站包括多个天线；以及多载波发射机，以空间频率分组码来编码符号用于在多载波通信信道上发射，其中所述空间频率分组码包括映射到所述多个发射天线和所述多载波通信信道的子载波上的预编码的符号。
19.如权利要求18所述的通信站，其中所述多载波发射机包括预编码器，通过将多个符号向量中的每个乘以复数域矩阵来编码所述符号向量以生成预编码的符号向量；分配器，将所述预编码的符号向量分组到多个组中，每组有所述预编码的符号向量中的不止一个；以及空间频率符号映射器，至少部分基于所述预编码的符号的组和所述预编码的符号在所述组内的位置将所述预编码的符号向量的预编码的符号映射到多载波通信信道的多个子载波之一和多个空间信道之一上。
20.如权利要求18所述的通信站，还包括多载波接收机，利用迭代抑制过程以连续消除来自各符号层的干扰，解码通过所述多载波通信信道接收的用所述空间频率分组码编码的信号。
21.如权利要求20所述的通信站，其中所述多载波接收机包括分用器，通过组合接收符号向量的相应的子载波频率分量生成符号向量的组；与符号向量的每组关联的零陷消除器，基于解码的符号向量在每个子载波基础上为所关联的组的符号向量执行零陷消除，所述零陷消除器生成零陷消除的符号向量；与每组关联的解码器，解码所关联的组的符号层并且每次一层将所述解码器的输出乘以复数域矩阵来为所述零陷消除器重生成符号向量。
22.一种通过多载波通信信道发射的方法包括通过将多个符号向量中的每个乘以复数域矩阵来编码所述符号向量以生成预编码的符号向量；将所述预编码的符号向量分组到多个组中，每组有所述预编码的符号向量中的不止一个；以及至少部分基于所述预编码的符号的组和所述预编码的符号在所述组内的位置将所述预编码的符号向量的预编码的符号映射到多载波通信信道的多个子载波之一和多个空间信道之一上。
23.如权利要求22所述的方法包括从输入串行比特流生成串行符号流；以及从所述串行符号流生成所述多个并行符号向量，所述符号向量中的每个有不止一个符号。
24.如权利要求23所述的方法还包括执行快速傅立叶逆变换(IFFT)，以从通过所述预编码的符号的映射生成的空间频率映射的符号生成用于在所述空间信道中相应的一个上射频(RF)发射的信号。
25.如权利要求22所述的方法，其中编码包括以分别预编码所述多个并行符号向量中的每个以生成多个并行预编码的符号向量的线性方形预编码器来编码所述符号向量。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述复数域矩阵是具有基本按行的范德蒙德结构的方形复数域矩阵。
27.如权利要求22所述的方法，其中所述映射包括将所述预编码的符号向量的预编码的符号映射到所述多载波通信信道的子载波之一和多个发射天线之一上，其中每个发射天线对应所述空间信道之一。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述编码包括编码数量为MxG个并行符号向量，每个并行符号向量有MxK个符号，所述分组包括将所述预编码的符号向量分组到所述并行符号向量的G个组中，每组有所述预编码的符号向量中的M个，M、G和K是正整数，MxKxG等于所述多载波通信信道的数据子载波的数量，以及M对应所述发射天线的数量。
29.如权利要求28所述的方法，其中所述预编码的符号向量的符号与符号层关联，其中对于每组，层的数量是M，所述映射还包括基于与所述符号关联的组和层将所述预编码的符号向量中每个预编码的符号映射到所述子载波之一和所述发射天线之一上，以及所述映射还包括将MxKxG个符号映射到每个发射天线上并以所述MxKxG个符号的倍数提供所映射的符号用于在所述子载波上调制。
30.如权利要求28所述的方法，其中所述映射包括基于所述符号的组和在所述组内的位置将所述层的至少一些符号以连续方式映射到所述子载波和所述发射天线上。
31.如权利要求22所述的方法，其中所述多载波通信信道包括所述多个空间信道，每个空间信道与所述多个发射天线之一关联，每个空间信道采用与其他空间信道相同的频率子载波，所述发射天线互相之间有至少大约发射频率的半波长的间隔。
32.如权利要求22所述的方法，其中所述多载波通信信道包括多个符号调制的子载波，以及每个符号调制的子载波可以实际上在所述其他子载波的中心频率上有零陷以实现在所述多载波通信信道的子载波之间实际的正交。
33.一种通过多载波通信信道接收的方法，包括通过组合接收符号向量的相应的子载波频率分量生成符号向量的组；基于解码的符号向量在每个子载波基础上为所关联的组的符号向量执行零陷消除以生成零陷消除的符号向量；通过每次一层将解码的输出乘以复数域矩阵来解码所关联的组的符号层以重生成符号向量用于执行所述零陷消除。
34.如权利要求33所述的方法，其中执行零陷消除包括迭代消除来自连续层中的符号向量的干扰。
35.如权利要求33所述的方法，其中每组符号向量包括从不同子载波组合的符号分量，并且解码包括球解码来为所述多载波通信信道的每个子载波生成解码的正交幅度调制的符号向量。
36.如权利要求35所述的方法，还包括解调通过多个接收天线接收的所述多载波通信信号的接收的子载波来生成与每个接收天线关联的接收符号向量，所述接收符号向量包括来自所述多载波通信信道的多个子载波的符号分量；为每组解映射所解码的符号向量来生成多个并行比特集；以及从所述多个并行比特集生成串行比特流。
37.一种系统包括一个或更多基本全向的发射天线；耦合到所述发射天线的多载波发射机，所述多载波发射机包括预编码器，通过将多个符号向量中的每个乘以复数域矩阵来编码所述符号向量以生成预编码的符号向量；分配器，将所述预编码的符号向量分组到多个组中，每组有所述预编码的符号向量中的不止一个；以及空间频率符号映射器，至少部分基于所述预编码的符号的组和所述预编码的符号在所述组内的位置将所述预编码的符号向量的预编码的符号映射到多载波通信信道的多个子载波之一和多个空间信道之一上。
38.如权利要求37所述的系统，其中所述发射机还包括符号映射器，从输入串行比特流生成串行符号流；以及串并行转换器，从所述串行符号流生成所述多个并行符号向量，所述符号向量中的每个有不止一个符号。
39.如权利要求38所述的系统，其中所述发射机还包括从由空间频率符号映射器提供的空间频率映射的符号生成用于在所述空间信道中相应的一个上射频(RF)发射的信号的快速傅立叶逆变换(IFFT)电路。
40.一种机器可读的提供指令的介质，当它们由一个或更多处理器执行时，使得所述处理器执行的操作包括通过将多个符号向量中的每个乘以复数域矩阵来编码所述符号向量以生成预编码的符号向量；将所述预编码的符号向量分组到多个组中，每组有所述预编码的符号向量中的不止一个；以及至少部分基于所述预编码的符号的组和所述预编码的符号在所述组内的位置将所述预编码的符号向量的预编码的符号映射到多载波通信信道的多个子载波之一和多个空间信道之一上。
41.如权利要求40所述的机器可读介质，其中所述指令，当进一步由所述处理器中的一个或更多执行时，使得所述处理器执行的操作还包括从输入串行比特流生成串行符号流；以及从所述串行符号流生成所述多个并行符号向量，所述符号向量中的每个有不止一个符号。
42.如权利要求41所述的机器可读介质，其中所述指令，当进一步由所述处理器中的一个或更多执行时，使得所述处理器执行的操作还包括，执行快速傅立叶逆变换(IFFT)，以从通过所述预编码的符号的映射生成的空间频率映射的符号生成用于在所述空间信道中相应的一个上射频(RF)发射的信号。
全文摘要
多载波发射机使用高吞吐量空间频率分组码将发射符号映射到多载波通信信道的某个发射天线和某个子载波上。
文档编号H04L1/02GK1849769SQ200480026317
公开日2006年10月18日 申请日期2004年9月10日 优先权日2003年9月15日
发明者L·邵 申请人:英特尔公司