專(zhuān)利名稱(chēng)：用于降低多天線多載波系統(tǒng)中高峰均功率比的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在多天線多載波系統(tǒng)中降低高峰均功率比(PAPR)的方法及相應(yīng)的設(shè)備，以及本發(fā)明尤其適用于多輸入多輸出的正交頻分復(fù)用(MIMO-OFDM)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
OFDM技術(shù)因其高頻譜利用率以及便于快速實(shí)現(xiàn)等原因越來(lái)越受到人們的關(guān)注。目前，OFDM技術(shù)已經(jīng)成為無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的一部分，并成為超三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中最有前景的技術(shù)之一。
多天線技術(shù)和OFDM技術(shù)的結(jié)合能夠極大地提高頻譜效率，提高無(wú)線系統(tǒng)的容量。因此，近年來(lái)在世界上受到越來(lái)越多的關(guān)注，已經(jīng)逐漸成為目前第三代移動(dòng)通信伙伴計(jì)劃(3GPP)組織提出的長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)和下一代無(wú)線通信系統(tǒng)物理層的核心技術(shù)。
但是，OFDM系統(tǒng)由于存在著多個(gè)正交的子載波，其輸出是多個(gè)子信道信號(hào)的疊加。因此，當(dāng)所有信號(hào)的相位一致時(shí)，所得到的疊加信號(hào)的瞬時(shí)功率就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)的平均功率，從而將導(dǎo)致較高的PAPR，這是通信系統(tǒng)中所不希望見(jiàn)到的情況。在OFDM系統(tǒng)中存在有關(guān)于較高PAPR的問(wèn)題。當(dāng)采用MIMO-OFDM系統(tǒng)時(shí)，所述關(guān)于較高PAPR的問(wèn)題會(huì)被引入到MIMO-OFDM系統(tǒng)中。因此，具有較高的PAPR也是MIMO-OFDM系統(tǒng)的一大缺點(diǎn)。
目前，用于降低高PAPR的方法主要針對(duì)單輸入單輸出的正交頻分復(fù)用(SISO-OFDM)系統(tǒng)，而很少有人對(duì)MIMO-OFDM系統(tǒng)中的高PAPR問(wèn)題進(jìn)行研究，并且相應(yīng)地提出有效的解決方案。最簡(jiǎn)單的一種用于在MIMO-OFDM系統(tǒng)中降低高PAPR的方法可以是把SISO-OFDM系統(tǒng)中的方法直接應(yīng)用到MIMO-OFDM系統(tǒng)的每根天線上。這種方法不能夠利用交叉天線的特性來(lái)有效的降低高PAPR，因此，不是一種優(yōu)選的方法。
因此，需要一種新的技術(shù)方案來(lái)解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。所述技術(shù)方案應(yīng)該充分考慮交叉天線的特性來(lái)有效地降低PAPR。并且，所述方案還應(yīng)該盡量減少用于恢復(fù)原始信息所需的邊帶信息(SI)的量，從而能夠有效提高頻帶利用率，以及還應(yīng)該降低計(jì)算復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于降低多天線多載波系統(tǒng)中的高PAPR。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于有效提高多天線多載波系統(tǒng)中的頻帶利用率。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于有效降低多天線多載波系統(tǒng)中的處理復(fù)雜度。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于降低多天線多載波系統(tǒng)中的峰均功率比的方法，其中，所述多天線多載波系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)射天線，在每根發(fā)射天線上發(fā)送包括多個(gè)子載波的符號(hào)塊，每個(gè)符號(hào)塊又可以分成多個(gè)子符號(hào)塊，所述方法包括以下步驟a)將各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)的符號(hào)塊中的各個(gè)子符號(hào)塊分成互不重疊的多個(gè)子符號(hào)塊組；b)對(duì)所述多個(gè)子符號(hào)塊組中的子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理；以及c)通過(guò)各個(gè)發(fā)射天線發(fā)送所述符號(hào)塊。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括d)分別計(jì)算在進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理之前各個(gè)發(fā)射天線上的相應(yīng)符號(hào)塊的第一峰均功率比；e)分別計(jì)算經(jīng)過(guò)處理后的第二峰均功率比；以及f)利用第一峰均功率比和第二峰均功率比來(lái)確定是否對(duì)所述子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。其中，在所述步驟f)中，利用第一峰均功率比和第二峰均功率比，根據(jù)最小平均準(zhǔn)則或最小最大準(zhǔn)則或二者的組合來(lái)確定是否對(duì)所述子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括在對(duì)所述多個(gè)子符號(hào)塊組中的一個(gè)對(duì)子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理之后，對(duì)其它子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。如果確定進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理，則用第二峰均功率比來(lái)更新第一峰均功率比，以用于對(duì)其它子符號(hào)塊組的螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括設(shè)定一門(mén)限值，如果所述第一和第二峰均功率比之一小于所述門(mén)限值，則不再對(duì)其它子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，所述步驟a)還包括對(duì)除第一發(fā)射天線之外的其余發(fā)射天線的子符號(hào)塊的次序進(jìn)行隨機(jī)化處理。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包括將每個(gè)子符號(hào)塊分為兩個(gè)二階子符號(hào)塊，以及采用相鄰方式、交織和隨機(jī)方式中的至少一種方式，針對(duì)所述二階子符號(hào)塊進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。另外，還可以根據(jù)矩陣來(lái)確定對(duì)所述多個(gè)子符號(hào)塊組中的子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于降低多天線多載波系統(tǒng)中的峰均功率比的設(shè)備，其中，所述多天線多載波系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)射天線，在每根發(fā)射天線上發(fā)送包括多個(gè)子載波的符號(hào)塊，每個(gè)符號(hào)塊又可以分成多個(gè)子符號(hào)塊，所述設(shè)備包括以下裝置分組裝置，用于將各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)的符號(hào)塊中的各個(gè)子符號(hào)塊分成互不重疊的多個(gè)子符號(hào)塊組；螺旋和反轉(zhuǎn)裝置，用于對(duì)所述多個(gè)子符號(hào)塊組中的子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理；以及發(fā)射天線，用于發(fā)送所述符號(hào)塊。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括峰均功率比計(jì)算裝置，用于分別計(jì)算各個(gè)發(fā)射天線上的相應(yīng)符號(hào)塊的峰均功率比；以及確定裝置，用于利用由峰均功率比計(jì)算裝置所計(jì)算的、在經(jīng)過(guò)螺旋和反轉(zhuǎn)裝置前各個(gè)發(fā)射天線上的相應(yīng)符號(hào)塊的第一峰均功率比和經(jīng)過(guò)螺旋和反轉(zhuǎn)裝置后的第二峰均功率比，確定是否采用經(jīng)過(guò)螺旋和反轉(zhuǎn)裝置的符號(hào)塊。
其中，所述確定裝置利用第一峰均功率比和第二峰均功率比，根據(jù)最小平均準(zhǔn)則或最小最大準(zhǔn)則或二者的組合來(lái)確定是否采用經(jīng)過(guò)螺旋和反轉(zhuǎn)裝置的符號(hào)塊。其中，所述螺旋和反轉(zhuǎn)裝置對(duì)多個(gè)子符號(hào)塊組進(jìn)行處理。其中，所述確定裝置包括用于存儲(chǔ)第一峰均功率比的存儲(chǔ)器，以及如果確定采用經(jīng)過(guò)螺旋和反轉(zhuǎn)裝置的符號(hào)塊，則所述確定裝置用第二峰均功率比來(lái)更新第一峰均功率比，以用于對(duì)其它子符號(hào)塊組的處理。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括門(mén)限值比較器，其存儲(chǔ)一門(mén)限值，如果所述第一和第二峰均功率比之一小于所述門(mén)限值，則門(mén)限值比較器確定不再由螺旋和反轉(zhuǎn)裝置對(duì)其它子符號(hào)塊組進(jìn)行處理。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述分組裝置還包括用于對(duì)除第一發(fā)射天線之外的其余發(fā)射天線的子符號(hào)塊的次序進(jìn)行隨機(jī)化處理的裝置。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述分組裝置還包括用于將每個(gè)子符號(hào)塊分為兩個(gè)二階子符號(hào)塊的裝置，以及所述螺旋和反轉(zhuǎn)裝置還包括用于采用相鄰方式、交織和隨機(jī)方式中的至少一種方式針對(duì)所述二階子符號(hào)塊進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理的裝置。
在另一個(gè)實(shí)施例中，所述螺旋和反轉(zhuǎn)裝置根據(jù)矩陣來(lái)確定對(duì)所述多個(gè)子符號(hào)塊組中的子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。
在根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備中，在反轉(zhuǎn)處理中的反轉(zhuǎn)因子可以是從包括以下因子的組中選擇至少一個(gè)因子1，-1，j，-j。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備，對(duì)符號(hào)進(jìn)行螺旋，使得各天線上的符號(hào)分布更為隨機(jī)，從而防止在一個(gè)符號(hào)塊中連續(xù)出現(xiàn)較多的同相子載波，因此，可以避免出現(xiàn)高的峰均功率比。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)將某個(gè)子符號(hào)塊進(jìn)行反轉(zhuǎn)，能夠使得整個(gè)符號(hào)塊在相位上的分布更為均勻，減小了各個(gè)符號(hào)相位重疊的概率，因此，可以避免出現(xiàn)高的峰均功率比。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，在執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的螺旋和反轉(zhuǎn)處理之前對(duì)各個(gè)天線的子符號(hào)的次序進(jìn)行隨機(jī)化，這樣就可以組成隨機(jī)的子符號(hào)塊組，與連續(xù)排列子符號(hào)塊的方式相比，這種隨機(jī)的方式能夠使得經(jīng)過(guò)螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理后整個(gè)符號(hào)塊在相位上的分布更為均勻，減小了各個(gè)符號(hào)相位重疊的概率，因此，可以避免出現(xiàn)高的峰均功率比。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備對(duì)子符號(hào)塊進(jìn)行再劃分，從而可以在更小的范圍內(nèi)降低符號(hào)塊的峰均功率比。
另外，根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備提供了多種子符號(hào)塊組合方式來(lái)執(zhí)行降低峰均功率比的功能，例如，所述方式可以包括但不限于相鄰、交織和隨機(jī)方式等。這樣，所述方法和設(shè)備在實(shí)現(xiàn)上更加靈活。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備可以通過(guò)設(shè)置門(mén)限值和建立矩陣來(lái)簡(jiǎn)化處理。例如，通過(guò)使用矩陣，降低計(jì)算的復(fù)雜度，并且能減少SI的發(fā)送量。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，在本發(fā)明中，將反轉(zhuǎn)因子擴(kuò)展為{1，-1，-j，j}，使得可供選擇的相位因子更多，從而可以更好得降低高的峰均功率比。例如，如果進(jìn)行最優(yōu)的組合的話，并且假設(shè)子符號(hào)塊組的數(shù)量為4，則如果反轉(zhuǎn)因子為{+1，-1}，那么可選的排列組合只有24＝16種，而如果反轉(zhuǎn)因子為{+1，-1，-j，j}，那么可以有44＝256種排列組合的方式。


參照附圖，根據(jù)下面的詳細(xì)描述，可以更加清楚地理解本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MIMO-OFDM系統(tǒng)中發(fā)射端和接收端的示意框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的多天線聯(lián)合螺旋和反轉(zhuǎn)方法的原理圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例以連續(xù)和隨機(jī)方式組合一階子符號(hào)塊的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例以相鄰、交織和隨機(jī)方式對(duì)二階子符號(hào)塊進(jìn)行處理的示意圖；圖5是說(shuō)明如何將相位因子擴(kuò)展到{1，-1，+j，-j}的示意圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了簡(jiǎn)明和清楚起見(jiàn)，附圖中的單元不必按照比例來(lái)進(jìn)行繪制，并且在不同附圖中，相同參考標(biāo)記表示相同的單元。此外，為了描述的簡(jiǎn)明以及不會(huì)在不必要的方面使得本發(fā)明模糊，而省略了關(guān)于公知步驟和單元的描述和細(xì)節(jié)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，前面的一般描述和下面的詳細(xì)描述是對(duì)發(fā)明進(jìn)行舉例和說(shuō)明的，而不是為了對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制的。
下面以MIMO-OFDM系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)明如何在天線多載波系統(tǒng)中應(yīng)用本發(fā)明。
針對(duì)前面所述的MIMO-OFDM系統(tǒng)中存在的高PAPR問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種多天線聯(lián)合螺旋和反轉(zhuǎn)(MAJTI，Multi-Antenna JointThread and Inverse)方法來(lái)降低多天線多載波系統(tǒng)中的高PAPR。所述方法能有效降低高PAPR，并且所需發(fā)送的SI的數(shù)量不會(huì)隨著天線數(shù)的增加而增加，并且所述方法能夠有效地提高頻帶利用率，同時(shí)也能降低系統(tǒng)中處理的復(fù)雜度。
下面通過(guò)例子來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
圖1是MIMO-OFDM系統(tǒng)發(fā)射端和接收端的示意框圖。作為示例，在圖1中示出了4根發(fā)射天線，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所述天線的數(shù)量可以擴(kuò)展為任意的發(fā)射天線數(shù)量。
如圖1所示，經(jīng)調(diào)制的數(shù)據(jù)符號(hào)首先經(jīng)過(guò)垂直貝爾實(shí)驗(yàn)室分層空時(shí)(V-BLAST)編碼。接著，采用根據(jù)本發(fā)明的MAJTI方法，根據(jù)最小平均或最小最大準(zhǔn)則對(duì)編碼后的符號(hào)進(jìn)行處理，從而降低高PAPR。最后，經(jīng)處理的符號(hào)從4根發(fā)射天線發(fā)送出去。在接收端，執(zhí)行與上述過(guò)程相對(duì)應(yīng)的逆過(guò)程，并且根據(jù)邊帶信息SI恢復(fù)出原始的數(shù)據(jù)信息。
下面參照?qǐng)D2具體描述根據(jù)本發(fā)明的MAJTI方法。
首先，作為一個(gè)非限制性的例子，假設(shè)在每根天線的同一時(shí)隙上有一個(gè)OFDM符號(hào)塊，每個(gè)OFDM符號(hào)塊的子載波總數(shù)為32，每個(gè)OFDM符號(hào)塊分成4個(gè)一階子符號(hào)塊，以及每個(gè)一階子符號(hào)塊的子載波數(shù)為8個(gè)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，每個(gè)OFDM符號(hào)塊的子載波數(shù)不限于32個(gè)，而可以是更多或者更少的其它數(shù)目，但是優(yōu)選地是2n個(gè)；以及一階子符號(hào)塊的數(shù)目也不限于4個(gè)，而是可以是任意的數(shù)目。另外，類(lèi)似地，所述一階子符號(hào)塊還可以分為二階子符號(hào)塊，以及所述二階子符號(hào)塊還可以分為三階子符號(hào)塊，依此類(lèi)推。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的MAJTI方法的示意框圖。在圖2中，Xik表示在第k根天線上的笫i個(gè)一階子符號(hào)塊； 表示在經(jīng)過(guò)用于降低PAPR的第一層(即，螺旋層)之后在第k根天線上的第i個(gè)一階子符號(hào)塊；以及Xi，jk(i，k＝1，2，3，4；j＝1，2，…，8)表示在第k根天線上的第i個(gè)一階子符號(hào)塊中的第j個(gè)位置處的符號(hào)。在圖2中示出了四組一階子符號(hào)塊，所述子符號(hào)塊互不重疊。
如圖2所示，在用于降低PAPR的第一層，可以采用連續(xù)的方式對(duì)一階子符號(hào)塊進(jìn)行組合。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的MAJTI方法之前，還可以對(duì)除第一根天線外的所有天線上的一階子符號(hào)塊的次序進(jìn)行隨機(jī)化處理，這樣可以組合成隨機(jī)的一階子符號(hào)塊組。通過(guò)所述隨機(jī)化處理，待發(fā)射的符號(hào)具有更加隨機(jī)的相位。因此，與連續(xù)排列符號(hào)的方式相比，所述隨機(jī)方式能夠進(jìn)一步降低出現(xiàn)高PAPR的概率，從而改進(jìn)了系統(tǒng)的性能。在圖3中示出了一種進(jìn)行隨機(jī)化的例子。如圖3所示，如果采用連續(xù)的組合方式，那么發(fā)射天線1-4上的第一組一階子符號(hào)塊是{X11，X12，X13，X14}；而如果采用隨機(jī)的組合方式，則第一組一階子符號(hào)塊可以是{X11，X32，X23，X14}，或者可以是其它的組合方式。
作為一個(gè)非限制性的例子，在圖2中示意性地說(shuō)明了如何對(duì)發(fā)射天線1至發(fā)射天線4上的第二組一階子符號(hào)塊(即，由發(fā)射天線1-4的每一個(gè)相應(yīng)符號(hào)塊中的第二個(gè)一階子符號(hào)塊組成的組)進(jìn)行MAJTI處理。當(dāng)然，還可以對(duì)所述天線上的其它組的一階子符號(hào)塊組進(jìn)行MAJTI處理，例如，在對(duì)第二組一階子符號(hào)塊進(jìn)行MAJTI處理之前，可以已經(jīng)對(duì)第一組一階子符號(hào)塊進(jìn)行過(guò)MAJTI處理。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，對(duì)所述一階子符號(hào)的分組是任意的，例如，可以任意地從每根天線中取一個(gè)一階子符號(hào)塊來(lái)組成一組。
根據(jù)本發(fā)明的MAJTI方法包括兩層處理，分別為天線間螺旋級(jí)處理和反轉(zhuǎn)級(jí)處理。
首先，對(duì)第二組一階子符號(hào)塊進(jìn)行第一層處理，即，螺旋級(jí)處理，而保持其余的一階子符號(hào)塊組不變，所述處理如下所述。
a)在每根天線的第2個(gè)一階子符號(hào)塊中的第1個(gè)符號(hào)(即，X2，1k(k＝1，2，3，4))位置處，保持所有天線上的所述符號(hào)不變。
b)在每根天線的第2個(gè)一階子符號(hào)塊中的第2個(gè)符號(hào)(即，X2，2k(k＝1，2，3，4))位置處，把天線1的原始符號(hào)移位到天線2，天線2的原始符號(hào)移位到天線3，天線3的原始符號(hào)移位到天線4，天線4的原始符號(hào)移位到天線1，即將符號(hào)X2，21，X2，22，X2，23和X2，24分別移到天線2、天線3、天線4和天線1。
c)在每根天線的第2個(gè)一階子符號(hào)塊中的第3個(gè)符號(hào)(即，X2，3k(k＝1，2，3，4))位置處，把天線1的原始符號(hào)移位到天線3，天線2的原始符號(hào)移位到天線4，天線3的原始符號(hào)移位到天線1，天線4的原始符號(hào)移位到天線2，即將X2，31，X2，32，X2，33和X2，34分別移到天線3、天線4、天線1和天線2。
d)在每根天線的第2個(gè)一階子符號(hào)塊中的第4個(gè)符號(hào)(即，X2，4k(k＝1，2，3，4))位置處，把天線1的原始符號(hào)移位到天線4，天線2的原始符號(hào)移位到天線1，天線3的原始符號(hào)移位到天線2，天線4的原始符號(hào)移位到天線3，即將X2，41，X2，42，X2，43和X2,44分別移到天線4、天線1、天線2和天線3。
e)對(duì)于每根天線的第2個(gè)一階子符號(hào)塊中的第5～8個(gè)符號(hào)(即，X2，jk(k＝1，2，3，4；j＝5，6，7，8))位置，分別重復(fù)步驟a)～d)操作。
f)在一個(gè)實(shí)施例中，還可以針對(duì)各個(gè)天線上的所述符號(hào)塊計(jì)算PAPR，從而得出圖1中發(fā)射天線1至發(fā)射天線4的PAPR值，其分別為PAPR1′，PAPR2′，PAPR3′和PAPR4′，并且把這四個(gè)值定義為一組，標(biāo)號(hào)為P′。圖1中的PAPR1，PAPR2，PAPR3和PAPR4表示本次螺旋級(jí)處理之前發(fā)射天線1至發(fā)射天線4上的所述相應(yīng)符號(hào)塊的PAPR值，并且把這四個(gè)值定義為一組，標(biāo)號(hào)為P。根據(jù)最小平均準(zhǔn)則或根據(jù)最小最大準(zhǔn)則，確定是否采用經(jīng)螺旋的符號(hào)進(jìn)行發(fā)送。具體來(lái)說(shuō)，在根據(jù)最小平均準(zhǔn)則進(jìn)行處理的過(guò)程中，首先分別計(jì)算P′的平均值和P的平均值；然后比較P′的平均值和P的平均值，即，確定最小平均值，如果P′的平均值小于P的平均值，則進(jìn)行螺旋，否則，不進(jìn)行螺旋。在根據(jù)最小最大值準(zhǔn)則進(jìn)行處理的過(guò)程中，首先分別計(jì)算P′的最大值和P的最大值；然后對(duì)P′的最大值和P的最大值進(jìn)行比較，即，確定P′和P的最小最大值，如果P′的最大值小于P的最大值，則進(jìn)行螺旋，否則就不進(jìn)行螺旋?？梢灾徊捎米钚∑骄鶞?zhǔn)則或者只采用最小最大值準(zhǔn)則來(lái)確定是否進(jìn)行螺旋處理。在一個(gè)實(shí)施例中，還可以將二者結(jié)合起來(lái)確定是否進(jìn)行螺旋處理，例如，只要滿(mǎn)足最小平均準(zhǔn)則和最小最大值準(zhǔn)則之一就進(jìn)行螺旋處理，或者只有當(dāng)最小平均準(zhǔn)則和最小最大值準(zhǔn)則全部滿(mǎn)足時(shí)才進(jìn)行螺旋處理，等等。之后，可以更新P的平均值和/或最大值，例如，如果確定進(jìn)行螺旋，則以所計(jì)算的P′的平均值和/或最大值來(lái)更新P的平均值和/或最大值，以便用于對(duì)其它子符號(hào)塊的螺旋，例如用于對(duì)第三組一階子符號(hào)塊的螺旋處理；否則，保持P的平均值和/或最大值不變。
g)在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，在對(duì)本組一階子符號(hào)塊進(jìn)行螺旋處理之后，如果此時(shí)P的平均值和/或最大值大于預(yù)設(shè)的門(mén)限值，則繼續(xù)對(duì)下一組一階子符號(hào)塊(例如，第三組一階子符號(hào)塊)進(jìn)行螺旋處理，直至完成對(duì)所有子符號(hào)塊的螺旋處理；反之，如果此時(shí)P的平均值和/或最大值小于預(yù)設(shè)的門(mén)限值，則可以在所有天線上對(duì)所述OFDM符號(hào)塊進(jìn)行發(fā)射，并且開(kāi)始對(duì)下一組OFDM符號(hào)塊進(jìn)行MAJTI處理。
根據(jù)本發(fā)明的MAJTI方法，除了如上所述的螺旋處理之外還可以進(jìn)行用于降低高PAPR的第二層處理，即，反轉(zhuǎn)級(jí)處理。例如，在圖2中示出了如何進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理的一個(gè)例子。
如圖2所示，圖中以連續(xù)組合第二組一階子符號(hào)塊為例說(shuō)明了如何進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理。
a)經(jīng)過(guò)第一層處理(螺旋級(jí)處理)后，發(fā)射天線1至發(fā)射天線4的第二組一階子符號(hào)塊為 和 把這四個(gè)一階子符號(hào)塊都乘以-1。除了采用{1，-1}的相位因子集合之外，還可以采用其它的相位因子，例如，如圖5所示，對(duì)符號(hào)塊的第二組一階子符號(hào)塊采用{-1}的相位因子，而對(duì)第四組一階子符號(hào)塊采用{-j}的相位因子。還可以采用其它的相位因子，例如，相位因子的集合可以是{1，-1，+j，-j}。
b)針對(duì)各個(gè)天線上的所述符號(hào)塊計(jì)算PAPR值，以及根據(jù)最小平均準(zhǔn)則和/或最小最大準(zhǔn)則，確定是否進(jìn)行反轉(zhuǎn)。另外，如果進(jìn)行反轉(zhuǎn)，則還可更新P的平均值和/或最大值。該過(guò)程與螺旋級(jí)處理中的步驟f)類(lèi)似，因此，此處不再進(jìn)行贅述。
c)可選地，在對(duì)本組一階子符號(hào)塊進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理之后，如果此時(shí)P的平均值和/或最大值大于預(yù)設(shè)的門(mén)限值，則繼續(xù)對(duì)下一組一階子符號(hào)塊(例如，第三組一階子符號(hào)塊)進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理，直至完成對(duì)所有子符號(hào)塊的反轉(zhuǎn)處理；反之，如果此時(shí)P的平均值和/或最大值小于預(yù)設(shè)的門(mén)限值，則可以直接在所有天線上對(duì)所述OFDM符號(hào)塊進(jìn)行發(fā)射，并且開(kāi)始對(duì)下一組OFDM符號(hào)塊進(jìn)行MAJTI處理。
在一個(gè)實(shí)施例中，可以只對(duì)符號(hào)塊進(jìn)行螺旋處理或者只對(duì)符號(hào)塊進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理?；蛘撸瑢?duì)于符號(hào)塊中的一些符號(hào)塊只進(jìn)行螺旋處理，而對(duì)另一些符號(hào)塊只進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理。
另外，如上所述，在每次對(duì)一組子符號(hào)塊進(jìn)行螺旋處理之后，立即根據(jù)最小平均準(zhǔn)則或根據(jù)最小最大準(zhǔn)則來(lái)確定是否采用經(jīng)螺旋的符號(hào)。或者，在每次對(duì)一組子符號(hào)塊進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理之后，立即根據(jù)最小平均準(zhǔn)則或根據(jù)最小最大準(zhǔn)則來(lái)確定是否采用經(jīng)反轉(zhuǎn)的符號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，還可以在對(duì)一組子符號(hào)塊進(jìn)行螺旋處理(上文中螺旋級(jí)處理的步驟a)-e))和反轉(zhuǎn)處理(上文中反轉(zhuǎn)級(jí)處理的步驟a))之后，再根據(jù)最小平均準(zhǔn)則或根據(jù)最小最大準(zhǔn)則來(lái)確定是否采用經(jīng)螺旋-反轉(zhuǎn)的符號(hào)。
除了對(duì)所有的一階子符號(hào)塊組都進(jìn)行MAJTI處理外，還可以通過(guò)建立如下的矩陣來(lái)確定如何對(duì)每根天線上子符號(hào)塊進(jìn)行MAJTI處理。
1110011100010110101110001010000101001111]]>仍然以四根發(fā)射天線為例，上述矩陣的每一行表示對(duì)一組一階子符號(hào)塊的處理。矩陣中的每一個(gè)元素t1t2(t1，t2∈{0，1})表示對(duì)一根天線上的一個(gè)一階子符號(hào)塊的處理方式，其中，t1＝1表示進(jìn)行螺旋，t1＝0表示不進(jìn)行螺旋；同理，t2＝1表示進(jìn)行反轉(zhuǎn)，t2＝0不進(jìn)行反轉(zhuǎn)。
另外，還可以將所有天線上的每個(gè)一階子符號(hào)塊再分割成兩個(gè)二階子符號(hào)塊。如圖4所示，Xitk(k，i＝1，2，3，4；t＝1，2)表示第k根天線的笫i個(gè)一階子符號(hào)塊所分割成的笫t個(gè)二階子符號(hào)塊。如圖4所示，所有天線上的一階子符號(hào)塊組合成互不重疊的四組一階子符號(hào)塊，其中，所述一階子符號(hào)塊是連續(xù)組合的。如圖4所示，可以采用相鄰方式(即，連續(xù)四個(gè)二階子符號(hào)塊都進(jìn)行螺旋，而剩下的四個(gè)二階子符號(hào)塊進(jìn)行反轉(zhuǎn))、交織方式(即，在二階子符號(hào)塊之間交錯(cuò)進(jìn)行螺旋和反轉(zhuǎn))和隨機(jī)方式(隨機(jī)地對(duì)二階子符號(hào)塊進(jìn)行螺旋或反轉(zhuǎn))來(lái)進(jìn)行MAJTI處理。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚地知道，螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理的順序并不是固定的，上面所述的順序僅僅是示例性的并且不應(yīng)當(dāng)作為對(duì)本發(fā)明的限制。例如，可以先對(duì)所有一階子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理后，然后再進(jìn)行反轉(zhuǎn)處理；或者，可以在對(duì)其中的一個(gè)一階子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋和反轉(zhuǎn)處理之后，再對(duì)其余的一階子符號(hào)塊組(下一個(gè)一階子符號(hào)塊組)進(jìn)行所述處理，等等。
圖6示出了用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的MAJTI方法的設(shè)備的框圖。
如圖6所示，所述MAJTI設(shè)備包括分組裝置，螺旋和反轉(zhuǎn)裝置，發(fā)射天線，峰均功率比計(jì)算裝置，確定裝置以及門(mén)限值比較器。
下面對(duì)所述裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。
分組裝置用于接收經(jīng)過(guò)空時(shí)編碼的符號(hào)塊(例如，圖1中經(jīng)過(guò)V-BLAST編碼的符號(hào)塊)，以及將各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)的符號(hào)塊中的各個(gè)子符號(hào)塊分成互不重疊的多個(gè)子符號(hào)塊組。在一個(gè)實(shí)施例中，所述分組裝置還包括用于對(duì)除第一發(fā)射天線之外的其余發(fā)射天線的子符號(hào)塊的次序進(jìn)行隨機(jī)化處理的裝置。
螺旋和反轉(zhuǎn)裝置用于對(duì)所述多個(gè)子符號(hào)塊組中的子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理或者反轉(zhuǎn)處理，或者進(jìn)行所述兩種處理處理。所述螺旋和反轉(zhuǎn)裝置可以對(duì)多個(gè)子符號(hào)塊組進(jìn)行處理。另外，所述螺旋和反轉(zhuǎn)裝置還可以根據(jù)矩陣來(lái)確定對(duì)所述多個(gè)子符號(hào)塊組中的子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和/或反轉(zhuǎn)處理。在一個(gè)實(shí)施例中，在反轉(zhuǎn)處理中的反轉(zhuǎn)因子是從包括以下因子的組中選擇的至少一個(gè)因子1，-1，j，-j。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述分組裝置還可以包括用于將每個(gè)子符號(hào)塊分為兩個(gè)二階子符號(hào)塊的裝置，以及所述螺旋和反轉(zhuǎn)裝置還包括用于采用相鄰方式、交織和隨機(jī)方式中的至少一種方式針對(duì)所述二階子符號(hào)塊進(jìn)行螺旋處理和/或反轉(zhuǎn)處理的裝置。
峰均功率比計(jì)算裝置，用于分別計(jì)算各個(gè)發(fā)射天線上的相應(yīng)符號(hào)塊的峰均功率比，包括計(jì)算在經(jīng)過(guò)螺旋和反轉(zhuǎn)裝置前用于各個(gè)發(fā)射天線的相應(yīng)符號(hào)塊的第一峰均功率比以及計(jì)算經(jīng)過(guò)螺旋和反轉(zhuǎn)裝置后的第二峰均功率比。
確定裝置用于利用由峰均功率比計(jì)算裝置所計(jì)算的第一峰均功率比和第二峰均功率比，確定是否采用經(jīng)過(guò)螺旋和反轉(zhuǎn)裝置的符號(hào)塊。在一個(gè)實(shí)施例中，所述確定裝置可以利用第一峰均功率比和第二峰均功率比，根據(jù)最小平均準(zhǔn)則和/或最小最大準(zhǔn)則來(lái)確定螺旋和反轉(zhuǎn)裝置是否進(jìn)行螺旋和/或反轉(zhuǎn)處理。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述確定裝置包括用于存儲(chǔ)第一峰均功率比的存儲(chǔ)器，以及如果確定螺旋和反轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行螺旋和/或反轉(zhuǎn)處理，則所述確定裝置用第二峰均功率比來(lái)更新第一峰均功率比，以用于對(duì)其它子符號(hào)塊組的處理。
門(mén)限值比較器用于存儲(chǔ)一門(mén)限值。如果所述第一和第二峰均功率比之一小于所述門(mén)限值，則門(mén)限值比較器確定不再由螺旋和反轉(zhuǎn)裝置對(duì)其它子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋和/或反轉(zhuǎn)處理。
發(fā)射天線，用于發(fā)送所述符號(hào)塊，其可以包括圖1中所示的IFFT模塊和數(shù)模變換模塊。
可以通過(guò)各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法及設(shè)備。例如，可以通過(guò)軟件、硬件、固件以及其任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法及設(shè)備。上面描述方法步驟的順序僅是為了說(shuō)明性的目的而采用的，除非明確的說(shuō)明，否則，本分明的方法的步驟不限于上面具體描述的順序。另外，在某些實(shí)施例中，本發(fā)明還可以體現(xiàn)為在記錄介質(zhì)上所記錄的程序，其包括用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的機(jī)器可讀指令。
盡管上面已經(jīng)通過(guò)例子對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上述例子僅是說(shuō)明性的而并非是對(duì)本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)上述實(shí)施例做出修改。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種用于降低多天線多載波系統(tǒng)中的峰均功率比的方法，其中，所述多天線多載波系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)射天線，在每根發(fā)射天線上發(fā)送包括多個(gè)子載波的符號(hào)塊，每個(gè)符號(hào)塊又可以分成多個(gè)子符號(hào)塊，所述方法包括以下步驟a)將各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)的符號(hào)塊中的各個(gè)子符號(hào)塊分成互不重疊的多個(gè)子符號(hào)塊組；b)對(duì)所述多個(gè)子符號(hào)塊組中的子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理；以及c)通過(guò)各個(gè)發(fā)射天線發(fā)送所述符號(hào)塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括d)分別計(jì)算在進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理之前各個(gè)發(fā)射天線上的相應(yīng)符號(hào)塊的第一峰均功率比；e)分別計(jì)算經(jīng)過(guò)處理后的第二峰均功率比；以及f)利用第一峰均功率比和第二峰均功率比來(lái)確定是否對(duì)所述子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，在所述步驟f)中，利用第一峰均功率比和第二峰均功率比，根據(jù)最小平均準(zhǔn)則或最小最大準(zhǔn)則或二者的組合來(lái)確定是否對(duì)所述子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，還包括在對(duì)所述多個(gè)子符號(hào)塊組中的一個(gè)子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理之后，還對(duì)其它子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，還包括如果確定進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理，則用第二峰均功率比來(lái)更新第一峰均功率比，以用于對(duì)其它子符號(hào)塊組的螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，還包括設(shè)定一門(mén)限值，如果所述第一和第二峰均功率比之一小于所述門(mén)限值，則不再對(duì)其它子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述步驟a)還包括對(duì)除第一發(fā)射天線之外的其余發(fā)射天線的子符號(hào)塊的次序進(jìn)行隨機(jī)化處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括將每個(gè)子符號(hào)塊分為兩個(gè)二階子符號(hào)塊，以及采用相鄰方式、交織和隨機(jī)方式中的至少一種方式，針對(duì)所述二階子符號(hào)塊進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，根據(jù)矩陣來(lái)確定對(duì)所述多個(gè)子符號(hào)塊組中的子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，在反轉(zhuǎn)處理中的反轉(zhuǎn)因子是從包括以下因子的組中選擇的至少一個(gè)因子1，-1，j，-j。
11.一種用于降低多天線多載波系統(tǒng)中的峰均功率比的設(shè)備，其中，所述多天線多載波系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)射天線，在每根發(fā)射天線上發(fā)送包括多個(gè)子載波的符號(hào)塊，每個(gè)符號(hào)塊又可以分成多個(gè)子符號(hào)塊，所述設(shè)備包括以下裝置分組裝置，用于將各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)的符號(hào)塊中的各個(gè)子符號(hào)塊分成互不重疊的多個(gè)子符號(hào)塊組；螺旋和反轉(zhuǎn)裝置，用于對(duì)所述多個(gè)子符號(hào)塊組中的子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理；以及發(fā)射天線，用于發(fā)送所述符號(hào)塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，還包括峰均功率比計(jì)算裝置，用于分別計(jì)算各個(gè)發(fā)射天線上的相應(yīng)符號(hào)塊的峰均功率比；以及確定裝置，用于利用由峰均功率比計(jì)算裝置所計(jì)算的、在經(jīng)過(guò)螺旋和反轉(zhuǎn)裝置前各個(gè)發(fā)射天線上的相應(yīng)符號(hào)塊的第一峰均功率比和經(jīng)過(guò)螺旋和反轉(zhuǎn)裝置后的第二峰均功率比，確定是否采用經(jīng)過(guò)螺旋和反轉(zhuǎn)裝置的符號(hào)塊。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，其中，所述確定裝置利用第一峰均功率比和第二峰均功率比，根據(jù)最小平均準(zhǔn)則或最小最大準(zhǔn)則或二者的組合來(lái)確定是否采用經(jīng)過(guò)螺旋和反轉(zhuǎn)裝置的符號(hào)塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12的設(shè)備，其中，所述螺旋和反轉(zhuǎn)裝置對(duì)多個(gè)子符號(hào)塊組進(jìn)行處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，其中，所述確定裝置包括用于存儲(chǔ)第一峰均功率比的存儲(chǔ)器，以及如果確定采用經(jīng)過(guò)螺旋和反轉(zhuǎn)裝置的符號(hào)塊，則所述確定裝置用第二峰均功率比來(lái)更新第一峰均功率比，以用于對(duì)其它子符號(hào)塊組的處理。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的設(shè)備，還包括門(mén)限值比較器，其存儲(chǔ)一門(mén)限值，如果所述第一和第二峰均功率比之一小于所述門(mén)限值，則門(mén)限值比較器確定不再由螺旋和反轉(zhuǎn)裝置對(duì)其它子符號(hào)塊組進(jìn)行處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中，所述分組裝置還包括用于對(duì)除第一發(fā)射天線之外的其余發(fā)射天線的子符號(hào)塊的次序進(jìn)行隨機(jī)化處理的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中，所述分組裝置還包括用于將每個(gè)子符號(hào)塊分為兩個(gè)二階子符號(hào)塊的裝置，以及所述螺旋和反轉(zhuǎn)裝置還包括用于采用相鄰方式、交織和隨機(jī)方式中的至少一種方式針對(duì)所述二階子符號(hào)塊進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中，所述螺旋和反轉(zhuǎn)裝置根據(jù)矩陣來(lái)確定對(duì)所述多個(gè)子符號(hào)塊組中的子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理。
20.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其中，在反轉(zhuǎn)處理中的反轉(zhuǎn)因子是從包括以下因子的組中選擇的至少一個(gè)因子1，-1，j，-j。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于降低多天線多載波系統(tǒng)中的峰均功率比的方法和設(shè)備。其中，所述多天線多載波系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)射天線，在每根發(fā)射天線上發(fā)送包括多個(gè)子載波的符號(hào)塊，每個(gè)符號(hào)塊又可以分成多個(gè)子符號(hào)塊，所述方法包括以下步驟a)將各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)的符號(hào)塊中的各個(gè)子符號(hào)塊分成互不重疊的多個(gè)子符號(hào)塊組；b)對(duì)所述多個(gè)子符號(hào)塊組中的子符號(hào)塊組進(jìn)行螺旋處理和反轉(zhuǎn)處理中的至少一種處理；以及c)通過(guò)各個(gè)發(fā)射天線發(fā)送所述符號(hào)塊。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101030957SQ200710064438
公開(kāi)日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月15日
發(fā)明者張建華, 張平, 黃江春, 徐國(guó)鑫 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué), 韓國(guó)電子通信研究院