专利名称：具有用于发射多个空间流的子信道频率分集的宽带多载波发射机的制作方法
技术领域：
本发明的一些实施例涉及多载波无线通信，并且一些实施例涉及在多个空间信道 上发射多数据流。
背景技术：
一些多载波通信系统将多载波通信信道划分为数个子信道。每个子信道可以使用 该多载波信道的一部分子载波。一些多载波通信系统使用天线分集，在由多个天线定义的 数个空间信道之一上发射数个子信道的每一个。这些多载波系统的一个问题是，子信道在 每个空间信道内使用相同频率的子载波。频率分集的缺乏降低了特定子信道的性能，尤其 是在它具有一个或多个有问题的子载波频率时。频率分集的缺乏还可能对一个用户的影响 多于对其他用户的影响。因此，存在对于在多载波MIMO系统内的不同空间信道的子信道之 间增加频率分集的一般需要。
图1是依据本发明的一些实施例的多载波发射机的框图；图2A和图2B说明依据本发明的一些实施例的空间信道结构；图2C说明依据本发明的一些实施例的逻辑子载波索引到物理子载波索引的映 射；和图3说明依据本发明的一些实施例的多载波信道的时间和频率结构的映射。
具体实施例方式以下描述和附图充分说明本发明的特定实施例，以使本领域普通技术人员可以实 施它们。其它实施例可能加入结构的、逻辑的、电的处理和其它变化。例子仅仅代表可能的 变化。单独的部件和功能是可选择的，除非明确地要求，并且操作顺序可以改变。一些实施 例的部分和特色可以包括在其它实施例的部分和特色中或被其代替。在权利要求书中列明 的本发明的数个实施例涵盖这份权利要求书的所有可得的等同物。可以将本发明的实施例 在本文中单独地或者共同地称作为术语“发明”，这仅仅是为了方便起见，而没有想要将本 申请的保护范围限制为任何单一的发明或发明构思，如果实际上披露了多于一个的实施例 的话。图1是依据本发明的一些实施例的多载波发射机的框图。多载波发射机100可以 根据输入比特流101产生用于在宽带多载波通信信道上传输的信号。在这些实施例中，多 载波发射机100可以在多个空间信道123上利用两个或更多个发射天线122发射多载波信 号，例如正交频分多址(OFDMA)信号。多载波通信信道可以是宽带多载波通信信道，并且可以包括多载波宽带通信信道 的一个或多个时隙以及一组子载波(可能是所有子载波)。在一些实施例中，宽带信道可以包括高达1024个或更多个子载波，但本发明的保护范围不限于此方面。子信道可以包括宽 带信道的一个或多个时隙以及一部分子载波，从而将宽带信道分成多个子信道。可以将使 用两个或更多个连续时隙的子信道称作为级联子信道。在一些实施例中，可以将一个子信道分配给一个特定的接收站或用户或将子信道 与一个特定的接收站或用户相关联。在这些实施例中，该特定接收站接收由多载波发射机 100通过每个空间信道在所分配到的子信道的子载波上发射的多载波信号。在一些实施例中，每个子信道可能具有不同数目的子载波，但这不是必需的。在一 些实施例中，一个子信道的多个子载波可以是邻近的子载波；然而，这不是必需的，因为在 其它实施例中，一个子信道的多个子载波不是邻近的。可以将一个子信道在多于一个的空 间信道上发射。每个空间信道123可以使用相同的子载波频率，并且可以与不同的发射天 线122或者不同的波束形成权值155相关，以利用与不同发射天线122相关的天线分集。在 一些实施例中，一个空间流指的是由单一发射天线发射的信号。在其它实施例中，空间流指 的是通过应用波束形成权值而由多天线发射的信号。子信道的数目以及子信道带宽(即， 涉及每个子信道使用的子载波数)可以随着用户数和他们带宽需求的变化而改变。多载波发射机100可以包括编码器102，用于编码输入比特流102并且产生已编码 的比特103。在一些实施例中，编码器102可以是前向纠错(FEC)编码器并且可以产生FEC 编码的比特块。多载波发射机100也可以包括多路分解器(demux) 104，用于将已编码的比特103 分配给多个数据流105之一。在一些实施例中，多路分解器104可以将FEC编码的比特块 连续地分配给每个数据流105。虽然图1给出了两个数据流105，但本发明的保护范围不限 于此方面。在一些实施例中，发射机100可以包含用于处理两个或更多个数据流105的电 路，而在一些实施例中，可以包含用于处理高达四个或更多个数据流105的电路。多载波发射机100也可以包括与每个数据流105相关的交织器106，用于对已编码 的比特103执行交织操作。在一些实施例中，多个交织器106的每个可以对FEC编码的比 特块执行块交织操作。多载波发射机100还可以包括与每个数据流105相关的调制器108，用于为多载波 通信信道的每个数据子载波产生星座符号，例如正交幅度调制(QAM)符号。多载波通信信 道可以是宽带多载波通信信道。在一些实施例中，调制器可以基于调制电平输入151产生 星座信号，可以将不同的调制电平(例如，每个星座符号的已编码比特数)分配给不同的数 据流105。这在下文将详细讨论。多载波发射机100还可以包括与每个空间信道相关的子载波映射电路110，用于 将星座符号映射到每个空间信道的每个子信道的子载波和时隙。作为它的输出，每个子载 波映射电路110可以为一个空间信道的每个子载波和时隙提供星座符号。子载波映射电路 110可以依据子载波映射信息153旋转或移动多个空间信道之间的子载波索引及/或时隙 索引，但本发明的保护范围不限于此方面。子载波映射电路110的操作在下文将详细描述。在一些实施例中，对每个空间信道，产生从QAM符号到物理子载波及/或物理时隙 的相异映射。可以将相异映射的产生用参数表示。例如，在一些实施例中，对每个空间信道 的映射可以循环移动已知量，以便对下一个空间信道产生映射。映射参数可以是移动量。 例如，在一些其它实施例中，可以使用交织操作来改变映射。在这些实施例中，对于第一个
6信道而言，映射可以是1、2、3、4至1、2、3、4，并且可以对第二个空间信道使用交织器(例如 2、4、1、3)。第一个信道的映射输出顺序(例如，1、2、3、4)可以通过交织器变换为2413。因 此，对第二个信道的映射是1、2、3、4至2、4、1、3。在一些实施例中，为了产生第三个信道的 映射，可以通过交织器将第二个信道的映射输出顺序进一步交织，其中参数是交织器。从而 第三个信道的映射是1、2、3、4至4、3、2、1。在以上两个例子中可以将映射的产生视作为迭 代的。即，对下一个信道的映射可以通过对当前信道的映射的恒定转换而产生。本发明的 一些其它实施例可以使用其它的参数方式，以迭代地(和/或同时地)产生相异映射。在一些实施例中，映射电路110产生的映射对于接收机是已知的和/或可以被提 供给该接收机。在一些实施例中，可以将映射以数据包(例如应答包)的报头形式发送给 接收机，可以在单输入单输出信道中发送给接收机，但本发明的保护范围不限于此方面。例 如，在一些实施例中，在两个邻近流之间的相对旋转/移动量可以是不变的(例如，24个子 载波)。例如，在一些实施例中，旋转/移动量可以是接收机已知的一些参数的函数。例如， 除第(i_l)个流的移动量之外的第i个流的移动量可以是第i个(级联的)子信道中的子 载波数。在一些802. 16(d)和(e)实施例中，每个子信道的子载波数可以是调制电平和FEC 码率的函数。在一些其它实施例中，额外的移动量可以是子信道中的物理子载波的最大数， 这依赖于FEC码率、调制电平以及信道置换方案。信道置换方案的一些例子可以包括部分 使用子信道(PUSC)利用、完全使用子信道(FUSC)利用以及先进调制与编码(AMC)，但本发 明的保护范围不限于此方面。在发送给接收机的数据包的报头中，可以包括开关比特，用于 指示是使用移动映射还是使用相异映射。在一些实施例中，可以通过多个空间信道发送一个数据流，并且每个空间信道可 以具有相异映射。在调制器108和子载波映射器110之间不需要一对一的对应关系，并且 在一些实施例中，子载波映射器110的数量可以大于调制器108的数量。然而，当对每个空 间信道应用不同的映射时，可以通过一个空间信道发送一个数据流。当通过多个空间信道 发送一个数据流时，对于多个空间信道的每个而言，映射可以是相同的。在一些实施例中，不同的数据流可以携带不同的代码比特。每个空间信道可以由 具有波束形成权值的一个发射天线或者多个发射天线而形成。多载波发射机100还可以包括空时编码(STC)编码器112，它可以对子载波映射 电路110提供的星座符号执行编码操作。在一些实施例中，STC编码器110可以增加冗余 信息到输入符号109，而在有些实施例中，输出流的数量可以大于输入流的数量。在一些实 施例中，STC编码器112可以不向输入符号109增加冗余信息，并且传送由映射电路110提 供的符号，而不加任何处理。在一些实施例中，一串数据流可以通过一个空间信道发送；然 而，可以将STC码用于增加冗余信息并且增加数据流数。例如，可以使用Alamouti码，它使 用一串输入数据流并且产生两串输出流，并且这两个输出使用两个空间信道传输。以此方 式，数据流数不一定等于空间信道数。然而，在一些实施例中，为了进行编码，使用STC编码 器112可能需要两个空间信道的映射不改变。在一些实施例中，STC编码器112可以增加冗余信息到输入QAM符号，并且可以产 生多于输入QAM符号数的符号。例如，对于一串输入数据流和四个发射天线而言，STC编码 器112可以为每个输入符号产生四个符号。可以将此称作为比率4 STC编码。在另一个例 子中，可以有四串输入数据流109和四个发射天线122。STC编码器112可能对输入符号什么也不做，而将它们在四串流上发送出去。可以将此称作为比率1 STC编码。在另一个例 子中，其中有三串输入数据流109和四个发射天线122，STC编码器112可以对每三个输入 符号产生四个符号。这可以称作为比率3 STC编码。当存在一串输入流并且存在多串输出 流时，这可以称作为纯分集模式。当存在多于一串的输入流并且STC不对输入符号执行任 何动作时，这可以称作为纯空间复用模式。多载波发射机100还可以包括多输入多输出(MIMO)预编码电路114，其可以作为 频域波束形成器，用于将频域中的波束形成器权值155应用到每个子载波，以进行波束形 成。多载波发射机100还可以包括与每个空间信道123相关的快速傅立叶反变换 (IFFT)电路116，用于根据与每个子载波相关的频域星座符号产生时域信号。在一些实施 例中，每个IFFT电路116可以对来自多载波通信信道的子载波的每个时隙产生OFDM符号。多载波发射机100还可以包括每个空间信道的数字模拟转换(DAC)电路118，用于 根据IFFT电路116提供的时域数字信号产生模拟信号。多载波发射机100还可以包括与每个空间信道123相关的射频(RF)发射机电路 120，用于产生通过相应的一个天线122发射的信号。多载波发射机100还可以包括处理电路150，它可以为每个空间信道产生调制电 平151，可以为子载波映射器110产生子载波映射信息153，可以提供波束形成器权值155 给MIMO预编码电路114。在一些实施例中，处理电路150可以包含一个或多个高层(S卩，高 于物理(PHY)层的层)，但本发明的保护范围不限于此方面。在一些宽带系统(包括一些依据IEEE 802. 16(e)标准操作的系统)中，对于所有 空间流或空间信道而言，星座符号至实际物理子载波的映射是相同的。换句话说，将相同的 子载波映射到每个空间信道的相同子信道。因此，对于所有空间信道而言，子信道结构是 相同的，所有空间信道是子载波和时隙的分割或集合。在垂直的MIMO模式下，可以在频率 空间或时间中将连续的代码比特连续填充进子信道中。例如，当空间信道1具有子信道1、 2、…N而空间信道2具有完全相同的分割结构(即，子信道1、2、…N)时，连续的代码比 特依以下次序填充子信道空间信道1中的子信道1、空间信道2中的子信道1、空间信道1 中的子信道2、空间信道2中的子信道2，依此类推。为了有助于频率和空间内的最大分集， 我们期望的是将邻近的代码比特分配给不同的子载波和不同的空间信道，因此上述的星座 符号至子载波的映射无助于最大化此分集。通过允许映射横跨空间信道而改变，以下描述的本发明的一些实施例有助于最大 化分集增益。例如，空间信道2的所有数据子载波的映射可以按照子信道1中的子载波数 循环移动。虽然子信道的填充次序可以如前一样，但是将填充顺序中的邻近子信道物理地 置于不同的子载波集上。本发明的一些实施例可以为连续代码比特提供改善的频率分集，因为任何特定子 信道可以使用不同空间信道内的不同子载波频率，从而在连续的代码比特之间提供额外的 频率分离。本发明的一些实施例可以提供改善的空间分集。在一些实施例中，对于多个频率子信道的每个而言，调制器108可以基于与每个 子信道相关的子载波数，为多串数据流105的每一串产生一个星座符号集。对于多个空间 信道122的每个而言，子载波映射电路110可以将星座符号集分配给每个子信道的子载波。
8子载波映射电路110可以在一些空间信道的子载波之间循环旋转分配结果，从而在一些空 间信道上对应的子信道使用不同的子载波集。在一些实施例中，作为循环旋转的一部分，子载波映射电路110可以以渐增量移 动至少一些但少于所有空间信道的空间信道内的子载波分配结果。在这些实施例中，渐增 量可以至少如包括第一个子信道的子载波数一样多，但本发明的保护范围不限于此方面。 在一些实施例中，每个子信道可以包括多载波通信信道的频率子载波的一个子集，每个子 信道可以是包括两个或更多时隙的级联子信道，并且每个时隙可以对应于正交频分多址 (OFDMA)符号时间。在这些实施例中，子载波映射电路可以将每个子信道的星座符号分配给 时隙，以增加在相关子信道内的时隙分集。在一些IEEE 802. 16(e)实施例中，一个子信道可以包括数个子载波(在整个频带 中它们可能不是物理上邻近的)以及每个子载波的固定数目的时隙。在这些实施例中，该 固定数目可以随着信道置换方案而改变(例如，对于FUSC和PUSC而言，该数目可以分别是 1和2)。如图2A和图2B所示，可以将子信道视为频域和时域中的矩形。对于频带AMC信 道置换而言，如图2B所示，一个子信道可以包括两个在时间上邻近的矩形。分配给移动站 的发射资源可以是数个子载波和数个时隙，也可以将它们视作为矩形。对于每个空间信道 而言，可以将该资源(有时称作为移动站的区)分成一个或多个子信道。子信道的大小不 需要是固定的，因为一些子信道可能具有的子载波比其他的多。子信道的填充顺序可以是 频率第一、空间第二及时间最后。在一个空间信道内的填充顺序可以在图2A中显示成空间 信道1。图2A中两个空间信道的矩形方框可以表示子信道。图2A中的所有子载波不一定 是邻近的。在图2A中显示为附图标记201的例子1中，通过相对于空间信道1旋转空间信 道2的频率维度中的子信道，可以增加并且可能最大化频域分集。空间信道1中的子信道 1(将其表示成附图标记204)使用的子载波不同于空间信道2中子信道1(将其表示成附图 标记206)的那些子载波。在实际的实施例中，两个空间信道中的对应(即，填充顺序邻近) 子信道可能无法依顺序填充并且可能通过旋转而脱离。然而，如图2C中所示，仍可能在两 个空间信道之间存在重叠，其中两个空间信道的子信道1和子信道2重叠在频率子载波中。 对应的子信道重叠越少，频率分集就越好。在例子2中，在图2A中表示成附图标记202，可 以增加并且可能最大化频率分集和时间分集。在例子2中，存在两次旋转。一次旋转是在 频域中，这与例子1中的相同，另一次旋转在时域中。将例子2中的每行相对于例子1中的 对应行旋转。在一些实施例中，对于可能在时隙之间变化的快速衰落信道而言，用户区内的时 隙分集可能是期望的。在这些实施例中，子载波映射电路100可以将第一个空间信道的第 一个子信道的星座符号分配给第一个时隙，并且可以将第二个空间信道的第一个子信道的 随后星座符号分配给不同于第一个时隙的时隙。在一些实施例中，当确定出信道为快速衰 落信道时，通过确定信道估计量何时在时隙上改变，数据处理电路150可以确定多载波通 信信道何时是快速衰落信道。在这些实施例中，子载波映射电路110可以将不同空间信道 的对应子信道的星座符号分配给多于一个的时隙。在一些实施例中，每个子载波可以与物理索引相关。子载波映射电路可以将子信 道的子载波的一个逻辑索引映射到子载波的物理索引之一，从而在每个空间信道中，子信道使用不同的物理子载波集。在一些实施例中，响应于调制电平输入151，调制器108可以依据多个调制电平之 一来调制每个空间信道的子载波。在一些情形下，调制器108可以对每个空间信道应用不 同的调制电平，但本发明的保护范围不限于此方面。在这些实施例的一些中，波束形成电路114可以在频域中将波束形成器权值155 应用到空间信道的子载波上。在这些实施例中，通过调制器108可以将不同的调制电平应 用到不同的空间信道，由发射天线122发射的信号可以展示每个空间信道的方向性。例如， 每个空间信道的波束形成权值155可以允许将每个空间信道内的子信道指引朝向特定方 向或用户站或用户，但本发明的保护范围不限于此方面。虽然将多载波发射机100描绘成具有数个不同的功能部件，但是也可以将一个或 多个功能部件相组合并且可以通过软件配置的部件(例如包含数字信号处理器(DSP)的处 理部件)及/或其他硬件部件的组合来实现。例如，一些部件可以包括一个或多个微处理 器、DSP、专用集成电路(ASIC)以及用于执行此处描述的至少一些功能的各种硬件和逻辑 电路的组合。在一些实施例中，多载波发射机100的功能部件可以指在一个或多个处理部 件上操作的一个或多个过程。在一些实施例中，子信道的数目可以低至一个，可以高至十个或更多。在一些实施 例中，空间信道的数目可以对应于发射天线122的数目，并且范围可以从少到两个到高达 十个或更多。在一些实施例中，发射天线122的数目可以等于四个，并且可以使用四个空间 信道，但本发明的保护范围不限于此方面。图2C说明依据本发明的一些实施例，逻辑子载波索引到物理子载波索引的映射。 在图2C中，将逻辑子载波索引表示成I1至iN，其中N对应于子载波的数目，并且将物理子 载波索引表示成J1至jN。在一些实施例中，每个子信道内的子载波的逻辑索引可以保持不 变，但逻辑至物理索引之间的映射可能改变。这样，对于不同的空间信道具有相同索引的子 信道存在于不同的物理子载波集。在一些实施例中，通过以适当的量循环旋转物理索引，这可以实现，其中索引是用 于特定空间信道的所有数据子载波的，并且将它们分配给特定用户。例如，空间信道1中的 子信道1可以使用逻辑索引1、2、…、24。为了避免与空间信道1重叠，并且有助于最大化 频率分集，空间信道2中的子信道1可以使用逻辑索引25、26、…、48。这等效于在空间信 道2中以24循环移动逻辑至物理索引之间的映射，如图2C所示。在这些实施例中，当空间 信道索引增加时，移动量会线性增加。在这个例子中，对于空间信道2的移动量可以是24， 而对于由第三个空间信道的子载波映射器的第一个子信道移动器所实现的空间信道3的 移动量可以是48。在一些IEEE 802. 16(d)和IEEE 802. 16(e)实施例中，最小的子信道内的子载波 数对于不同的信道置换方案可以是9、18、24和48。在这些实施例的一些中，可以将这些数 之一选择作为对应信道置换方案(例如PUSC、FUSC和频带AMC)的第二个空间信道的移动 大小，但本发明的保护范围不限于此方面。在另外一些IEEE 802. 16(d)和IEEE 802. 16(e) 实施例中，可以将这些数之一(例如24)选择作为所有信道置换方案的第二个空间信道的 移动大小，但本发明的保护范围不限于此方面。在一些实施例中，旋转的最佳移动大小可以依赖于所分配的时隙数、由编码器102实现的编码方案(图1所示)、调制阶次(例如16QAM对比64 QAM)以及信道置换方案。在本发明的一些替代性实施例中，第二个空间信道的移动大小可以是空间信道1 中子信道1中的子载波数。在这些实施例中，对于剩余的信道，移动大小可以线性增加，但 本发明的保护范围不限于此方面。在本发明的一些其它替代性实施例中，第二个空间信道的移动大小可以是在所有 有效子信道(具有或没有例如编码方案、调制阶次以及信道置换方案等限制)之上的子载 波的最大数，但本发明的保护范围不限于此方面。在一些其它实施例中，映射可以保持相同，但是子信道的填充顺序可以改变。例 如，可以首先填充空间信道1中的子信道1，接着填充空间信道2中的子信道2。频率分 集可以增加，因为这两个子信道可以使用不同的子载波集，在这些实施例中，数个调制器 108(图1所示)之一的输出可以与多于一个的子载波映射器110(图1所示)连接。在一些快速衰落信道情形下，信道状况会随时隙而改变。在一些实施例中，也可以 对每个空间信道将时隙索引旋转。例如，可以将子载波映射和时隙映射都旋转，从而可以将 空间信道2中的子信道1物理地置于不同于空间信道1中的子信道1的频率和时隙上。在 这些实施例中，时隙维度中的大幅移动可以提供改善的时间分集；然而，这受到所分配的时 隙数和解码延迟需求的限制。在一些其它实施例中，为了改变用于置换物理子载波索引的最终逻辑至物理映 射，可以使用每个空间信道的相异交织器。图3示出了依据本发明一些实施例的多载波信道的时间和频率结构的映射。图3 示出了两个空间信道空间信道1312和空间信道2314。每个空间信道可以包括在χ方向 上给出的时隙和在y方向上给出的子载波。在空间信道1312中，第一个子信道可以使用由 附图标记304指示的子载波和时隙，而第二个子信道可以使用由附图标记306指示的子载 波和时隙。在空间信道2314中，第一个子信道可以使用由附图标记304指示的子载波和时 隙，而第二个子信道可以使用由附图标记306指示的子载波和时隙，然而，在这个例子中， 可以将空间信道2中每个子信道的子载波从它们在空间信道1中的位置循环移动一个子载 波频率。虽然图3给出了一个子载波频率的移动，但本发明的保护范围不限于此方面。再参考图1，在一些实施例中，多载波发射机100可以是宽带通信站的一部分，该 宽带通信站可以在多载波通信信道上发射正交频分多址(OFDMA)通信信号。该多载波通信 信道可以在预定的频谱内，并且可以包括多个正交子载波。在一些实施例中，正交子载波可 以是相距较近的OFDMA子载波。为了有助于在相距较近的子载波之间实现正交性，每个子 载波在其它子载波的大约中心频率处具有空值。在一些实施例中，为了有助于在相距较近 的子载波之间实现正交性，每个子载波可以在一个符号周期内具有整数个周期，但本发明 的保护范围不限于此方面。在一些实施例中，多载波通信信号的频谱可以包括5 GHz的频谱或者2. 4 GHz的 频谱。在这些实施例中，该5 GHz的频谱可以包含范围从大约4. 9到5. 9 GHz的频率，而该 2.4 GHz频谱可以包含范围从大约2. 3到2. 5 GHz的频率，但本发明的保护范围不限于此方 面，如果其它频谱也同样合适的话。在一些宽带和WiMax实施例中，用于通信的频谱可以包 括在2和IlGHz之间的频率，但本发明的保护范围不限于此方面。在一些实施例中，多载波发射机100可以依据特定的通信标准发射RF通信信号，例如包含无线城域网(WMAN)的IEEE 802. 16(d)及/或(e)标准的电气电子工程师协会 (IEEE)标准，但多载波发射机100也适合依据其它技术来发射。在一些实施例中，多载波发 射机100可以是便携式无线通信装置的一部分，例如，该便携式无线通信装置可以是个人 数字助理(PDA)、具有无线通信能力的膝上型或便携式计算机、网络平板电脑、无绳电话、无 线耳机、寻呼机、即时通信装置、数码相机、接入点、电视机或可以无线接收及/或发射信息 的其它装置。在一些宽带和WiMax实施例中，多载波发射机100可以是WiMax发射站的一 部分。天线122可以包含定向或全向天线，例如，包含偶极天线、单极天线、贴片天线、环 形天线、微带天线或适用于发射RF信号的其它类型的天线。天线122的数量范围可以从少 到2个到高达10个或更多个。依据一些实施例，多载波100 (图1所示)可以依据单独的子载波调制分配方案来 调制子载波，称作为自适应比特加载(ABL)。因此，可变数量的比特可以由一个符号表示， 并且可以被调制在子载波上。提供给调制器108(图1所示)用于单独的子信道的调制分 配结果151是基于那个子载波的信道特性或信道状况的，但本发明的保护范围不限于此方 面。在一些实施例中，子载波调制分配范围可以从每个符号零比特到高达每个符号10个 或更多个比特。就调制电平而言，子载波调制分配方案可以包括二相相移键控(BPSK，每个 符号传送1比特)、四相相移键控(QPSK，每个符号传送2比特)、8PSK(每个符号传送3比 特)、16_正交幅度调制(16-QAM，每个符号传送4比特)、32-QAM(每个符号传送5比特)、 64-QAM(每个符号传送6比特)、128-QAM(每个符号传送7比特)以及256_QAM(每个符号 传送8比特)。每个子载波也可以使用具有较高数据传送率的调制电平。可以将OFDMA符号视为在每个空间信道的单独子载波上调制的符号组合。由于每 个调制有符号的子载波具有可变数量的比特并且构成空间信道的子信道的数目可变，因此 每个OFDMA符号的比特数可以千变万化。可以用硬件、固件及软件之一或其组合实现本发明的实施例。也可以将本发明的 实施例实现为储存在机器可读介质上的指令，可以由至少一个处理器读取并且执行以执行 此处描述的操作。机器可读介质可以包含用于以机器(例如计算机)可读的形式储存或 发射信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包含只读存储器(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、声的或其它形式的传播信号(例 如，载波、红外信号、数字信号等等)以及其它。37 C. F. R.部分1. 72(b)要求提供摘要，以使读者能确定本发明的本质和要点。应 当理解的是不应将其用于限制或解释权利要求书的保护范围或意义。在前面的详细描述中，为使说明书的编排得当，有时将各种特征一起组合进单一 的实施例中。不应将本发明的方法解释为反映以下意图权利得到主张的实施例需要的特 征多于每个权利要求中特别列明的特征。相反，正如以下权利要求所反映的那样，本发明体 现在少于单一披露的实施例的所有特征。因此，将以下权利要求书合并进该详细的描述中， 每项权利要求本身都代表一个单独的优选实施例。
权利要求
一种多载波发射机，包括调制器，多个数据流中的每个数据流使用一个调制器，所述调制器根据与每个子信道相关的数个子载波，为多个频率子信道中的每个子信道产生一个星座符号集；以及子载波映射电路，多个空间信道的每个空间信道使用一个子载波映射电路，所述子载波映射电路给每个子信道的子载波分配星座符号集，其中，所述子载波映射电路在一些空间信道的子载波之间改变分配结果，从而在一些空间信道上对应的子信道使用不同的子载波集。
2.权利要求1所述的多载波发射机，其中，所述子载波映射电路将至少一些但少于所 有空间信道的空间信道内的子载波分配结果以渐增量移动，所述渐增量至少和包括第一个 子信道的数个子载波一样多。
3.权利要求1所述的发射机，其中，每个子信道包括多载波通信信道的频率子载波的 一个子集，其中，每个子信道是进一步包括两个或更多个时隙的级联子信道，每个时隙对应于一 个正交频分多址符号时间，以及其中，所述子载波映射电路进一步将每个所述子信道的星座符号分配给所述时隙，以 增加相关子信道内的时隙分集。
4.权利要求3所述的发射机，其中，所述子载波映射电路将第一个空间信道的第一个 子信道的星座符号分配给第一个时隙，将第二个空间信道的第一个子信道的随后星座符号 分配给另一个时隙。
5.权利要求4所述的发射机，进一步包括数据处理电路，通过确定信道估计量何时在时隙上改变来确定所述多载波通信信道何 时是快速衰落信道，其中，所述子载波映射电路将不同空间信道的对应子信道的星座符号分配给多个时隙。
6.权利要求1所述的发射机，其中，每个子载波具有物理索引，以及其中，所述子载波映射电路将一个子信道的子载波的一个逻辑索引映射到所述子载波 的一个物理索引，从而在每个空间信道中子信道使用不同的物理子载波集。
7.权利要求1所述的发射机，其中，响应于调制电平输入，所述调制器依据多个调制 电平之一来调制每个空间信道的子载波，以及其中，所述调制器能对每个所述空间信道应用不同的调制电平。
8.权利要求7所述的发射机，进一步包括波束形成电路，用于在频域中将波束形成器权值应用到所述空间信道的子载波；以及与每个空间信道相关的发射天线，其中，当将所述波束形成器权值应用到不同的空间信道时，所述空间信道的子信道表 现出方向性。
9.权利要求1所述的多载波发射机，其中，所述发射机是WiMax多载波多输出的发射 机，并且是宽带通信站的一部分。
10.一种发射多载波通信信号的方法，包括基于与每个子信道相关的数个子载波，为多个频率子信道中的每一个产生一个星座符号集；以及对于多个空间信道中的每一个而言，给每个子信道的子载波分配星座符号集，其中，改 变一些空间信道的星座符号，从而对于所述空间信道中的至少一些而言，子信道使用不同 的子载波集。
11.权利要求10所述的方法，进一步包括将至少一些但少于所有空间信道的子信道的子载波分配结果以渐增量移动，所述渐增 量至少和包括第一个子信道的数个子载波一样多。
12.权利要求1所述的方法，其中，每个子信道包括多载波通信信道的频率子载波的 一个子集，其中，每个子信道是进一步包括两个或更多个时隙的级联子信道，每个时隙对应于一 个正交频分多址符号时间，以及其中，所述分配进一步包括将每个所述子信道的星座符号分配给所述时隙，以增加相 关子信道内的时隙分集。
13.权利要求12所述的方法，进一步包括将第一个空间信道的第一个子信道的星座符号分配给第一个时隙；以及将第二个空间信道的第一个子信道的随后星座符号分配给另一个时隙。
14.权利要求13所述的方法，进一步包括通过确定信道估计量何时在时隙上改变来确定所述多载波通信信道何时是快速衰落 信道；以及将不同空间信道的对应子信道的星座符号分配给多个时隙。
15.权利要求10所述的方法，其中，每个子载波具有物理索引，并且其中，所述方法进一步包括将空间信道的子载波的逻辑索引映射到所述子载波的一 个物理索引，从而对于每个空间信道而言，不同空间信道的对应子信道使用不同的子载波集。
16.权利要求10所述的方法，进一步包括依据多个调制电平之一来调制每个空间信道的子载波，其中，对于每个所述空间信道 应用一个不同的调制电平。
17.权利要求16所述的方法，进一步包括在频域中将波束形成器权值应用到所述空间信道的子载波，其中，当将所述波束形成 器权值应用到不同的空间信道时，所述不同的空间信道内的子信道表现出方向性。
18.一种系统，包括多个发射天线，每个发射天线与多个空间信道之一相关；以及多载波发射机，包括用于多个数据流中的每一个数据流的调制器和用于多个空间信 道中的每一个空间信道的子载波映射电路，所述调制器基于与每个子信道相关的数个子载 波，为多个频率子信道的每一个产生一个星座符号集，所述子载波映射电路给每个子信道 的子载波分配星座符号集，其中，所述子载波映射电路在一些空间信道的子载波之间改变分配结果，从而在一些 空间信道上对应的子信道使用不同的子载波集。
19.权利要求18所述的系统，其中，所述子载波映射电路将至少一些但少于所有空间信道的空间信道内的子载波分配结果以渐增量移动，所述渐增量至少和包括第一个子信道 的数个子载波一样多，其中，每个子信道包括多载波通信信道的频率子载波的一个子集， 其中，每个子信道是进一步包括两个或更多个时隙的级联子信道，每个时隙对应于一 个正交频分多址符号时间，以及其中，所述子载波映射电路进一步将每个所述子信道的星座符号分配给所述时隙，以 增加相关子信道内的时隙分集。
20.权利要求19所述的系统，其中，所述子载波映射电路将第一个空间信道的第一个 子信道的星座符号分配给第一个时隙，将第二个空间信道的第一个子信道的随后星座符号 分配给另一个时隙，以及其中，所述多载波发射机进一步包括数据处理电路，所述数据处理电路通过确定信道 估计量何时在时隙上改变来确定所述多载波通信信道何时是快速衰落信道，以及其中，所述子载波映射电路将不同空间信道的对应子信道的星座符号分配给多个时隙。
21.权利要求18所述的系统，其中，每个子载波具有物理索引，并且其中，所述子载波映射电路将子信道的子载波的逻辑索引映射到所述子载波的一个物 理索引，从而在每个空间信道中子信道使用不同的物理子载波集。
22.一种提供指令的机器可访问介质，当受访时使得机器执行包括以下各步骤的操作基于与每个子信道相关的数个子载波，为多个频率子信道的每一个产生一个星座符号 集；以及对于多个空间信道的每一个而言，给每个子信道的子载波分配星座符号集，其中，改变一 些空间信道的星座符号，从而对于至少一些所述空间信道而言，子信道使用不同的子载波集。
23.权利要求22所述的机器可访问介质，其中，在进一步受访时使得所述机器执行进 一步包括以下各步骤的操作将至少一些但少于所有空间信道的子信道的子载波分配结果以渐增量移动，所述渐增 量至少和包括第一个子信道的数个子载波一样多，其中，每个子信道包括多载波通信信道的频率子载波的一个子集， 其中，每个子信道是进一步包括两个或更多个时隙的级联子信道，每个时隙对应于一 个正交频分多址符号时间，以及其中，所述分配进一步包括将每个所述子信道的星座符号分配给所述时隙，以增加相 关子信道内的时隙分集。
24.权利要求23所述的机器可访问介质，其中，在进一步受访时使得所述机器执行进 一步包括以下各步骤的操作将第一个空间信道的第一个子信道的星座符号分配给第一个时隙； 将第二个空间信道的第一个子信道的随后星座符号分配给另一个时隙； 通过确定信道估计量何时在时隙上改变来确定所述多载波通信信道何时是快速衰落 信道；以及将不同空间信道的对应子信道的星座符号分配给多个时隙。
全文摘要
对于多个空间信道的每一个而言，一种多载波发射机给每个子信道的子载波分配星座符号集。将星座符号到子信道的分配结果在一些空间信道之间循环旋转，以便每个空间信道的子信道使用不同的子载波集，从而增强频率分集。
文档编号H04B7/06GK101919175SQ200680007287
公开日2010年12月15日 申请日期2006年3月8日 优先权日2005年3月8日
发明者A·达维多夫, Q·李, X·林 申请人:英特尔公司