專利名稱：用于多輸入多輸出(mimo)和空分多址(sdma)系統(tǒng)中的正交導頻頻調(diào)映射的方法和裝置的制作方法
用于多輸入多輸出(MIMO)和空分多址(SDMA)系統(tǒng)中的正交導頻頻調(diào)映射的方法和裝置背景I.領域本公開一般涉及無線通信，尤其涉及使用多個空間流和導頻頻調(diào)的無線傳輸。II.背景為了解決無線通信系統(tǒng)所需的增長的帶寬要求問題，正在開發(fā)不同的方案以允許多個用戶終端能通過共享信道資源與單個接入點通信，同時達成高數(shù)據(jù)吞吐量。多輸入多輸出(MIMO)技術代表一種此類方法，其是最近出現(xiàn)的用于下一代通信系統(tǒng)的流行技術。 MIMO技術已在諸如電氣電子工程師學會(IEEE)802. 11標準等若干新興無線通信標準中采用。IEEE 802. 11表示由IEEE802. 11委員會為短程通信(例如，幾十米到幾百米)開發(fā)的無線局域網(wǎng)(WLAN)空中接口標準的集合?？辗侄嘀?SDMA)是使得同時向不同接收機發(fā)射的多個流能夠共享相同的頻率信道并且結果提供更高用戶容量的多址方案。SDMA是蜂窩無線系統(tǒng)中常見且典型的MIMO方案。在傳統(tǒng)上，導頻頻調(diào)被用于輔助傳送和接收。在SDMA系統(tǒng)中，可使用多個傳送空間流通過在空間流中循環(huán)來傳送導頻頻調(diào)。然而，頻譜平坦性成為一個問題，并且如果在恰巧正攜帶特定導頻頻調(diào)的空間流上發(fā)生衰落，則對該特定導頻頻調(diào)的導頻追蹤可能失敗。概述本文中所公開的各方面對于采用諸如由電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)802. 11標準頒布的多輸入多輸出(MIMO)技術、以及空分多址(SDMA)的無線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)而言可能是有利的。然而，本公開并非旨在被限定于此類系統(tǒng)，因為其他應用可從類似的優(yōu)點獲
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frff. ο根據(jù)本公開的一方面，提供了一種無線通信方法。更具體而言，該無線通信方法包括標識其中將在通信信道上在多個空間流中傳送表示經(jīng)編碼數(shù)據(jù)的碼元的多個碼元周期；標識這多個碼元周期中的多個導頻頻調(diào)的多個導頻頻調(diào)值以創(chuàng)建導頻頻調(diào)映射，其中所標識的導頻頻調(diào)值使得接收機在接收到這多個導頻頻調(diào)中的至少一些時得到使該接收機能表征和減輕任何通信損傷并潛在可能獲得傳送空間流分集益處的信號，其中當在一個或更多個維度上組合這些碼元時，該導頻頻調(diào)映射中的導頻頻調(diào)值里的至少兩個是正交的；以及在這多個碼元周期里在這多個空間流上傳送這些碼元和這多個導頻頻調(diào)。根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種無線通信設備。該無線通信設備包括用于標識其中將在通信信道上在多個空間流中傳送表示經(jīng)編碼數(shù)據(jù)的碼元的多個碼元周期的裝置；用于標識這多個碼元周期中的多個導頻頻調(diào)的多個導頻頻調(diào)值以創(chuàng)建導頻頻調(diào)映射的裝置，其中所標識的導頻頻調(diào)值使得接收機在接收到這多個導頻頻調(diào)中的至少一些時得到使該接收機能表征和減輕任何通信損傷并潛在可能獲得傳送空間流分集益處的信號，其中當在一個或更多個維度上組合這些碼元時，該導頻頻調(diào)映射中的導頻頻調(diào)值里的至少兩個是正交的；以及用于在這多個碼元周期里在這多個空間流上傳送這些碼元和這多個導頻頻調(diào)的裝置。根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種無線通信裝置。該無線通信裝置包括處理系統(tǒng)，其被配置成標識其中將在通信信道上在多個空間流中傳送表示經(jīng)編碼數(shù)據(jù)的碼元的多個碼元周期；標識這多個碼元周期中的多個導頻頻調(diào)的多個導頻頻調(diào)值以創(chuàng)建導頻頻調(diào)映射，其中所標識的導頻頻調(diào)值使得接收機在接收到這多個導頻頻調(diào)中的至少一些時得到使該接收機能表征和減輕任何通信損傷并潛在可能獲得傳送空間流分集益處的信號，其中當在一個或更多個維度上組合這些碼元時，該導頻頻調(diào)映射中的導頻頻調(diào)值里的至少兩個是正交的；以及在這多個碼元周期里在這多個空間流上傳送這些碼元和這多個導頻頻調(diào)。根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種用于無線通信的計算機程序產(chǎn)品。該計算機程序產(chǎn)品包括機器可讀介質(zhì)，其編碼有能執(zhí)行用于以下動作的指令標識其中將在通信信道上在多個空間流中傳送表示經(jīng)編碼數(shù)據(jù)的碼元的多個碼元周期；標識這多個碼元周期中的多個導頻頻調(diào)的多個導頻頻調(diào)值以創(chuàng)建導頻頻調(diào)映射，其中所標識的導頻頻調(diào)值使得接收機在接收到這多個導頻頻調(diào)中的至少一些時得到使該接收機能表征和減輕任何通信損傷并潛在可能獲得傳送空間流分集益處的信號，其中當在一個或更多個維度上組合這些碼元時，該導頻頻調(diào)映射中的導頻頻調(diào)值里的至少兩個是正交的；以及在這多個碼元周期里在這多個空間流上傳送這些碼元和這多個導頻頻調(diào)。根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種無線通信設備。該無線通信設備包括碼元標識器，配置成標識其中將在通信信道上在多個空間流中傳送表示經(jīng)編碼數(shù)據(jù)的碼元的多個碼元周期；耦合到碼元標識器的導頻頻調(diào)映射器，用于標識這多個碼元周期中的多個導頻頻調(diào)的多個導頻頻調(diào)值以創(chuàng)建導頻頻調(diào)映射，其中所標識的導頻頻調(diào)值使得接收機在接收到這多個導頻頻調(diào)中的至少一些時得到使該接收機能表征和減輕任何通信損傷并潛在可能獲得傳送空間流分集益處的信號，其中當在兩個維度上組合這些碼元時，該導頻頻調(diào)映射中的導頻頻調(diào)值里的至少兩個是正交的；以及耦合到導頻頻調(diào)映射器的發(fā)射機，用于在這多個碼元周期里在這多個空間流上傳送這些碼元和這多個導頻頻調(diào)。盡管本文中描述了特定方面，但對這些方面的眾多變動和置換落在本公開的范圍之內(nèi)。雖然提到了優(yōu)選方面的一些益處和優(yōu)點，但本公開的范圍并非旨在被限定于特定益處、用途或目標。相反，本公開的各方面旨在寬泛地應用于不同的無線技術、系統(tǒng)配置、網(wǎng)絡和傳輸協(xié)議，其中一些作為示例在附圖和以下詳細描述中解說。詳細描述和附圖僅僅解說本公開而非限制本公開，本公開的范圍應由所附權利要求及其等效技術方案來定義。附圖簡述參照以下附圖來理解根據(jù)本公開的各方面，附圖中

圖1是可與本文中所包含的本公開的各方面聯(lián)用的無線網(wǎng)絡的框圖；圖2是根據(jù)本文中所包含的本公開的各方面配置的無線節(jié)點的框圖；圖3是根據(jù)本文中所包含的本公開的各方面配置的無線發(fā)射機的框圖；圖4是根據(jù)本文中所包含的本公開的各方面配置的無線接收機的框圖；圖5是更詳細地示出的圖3的發(fā)射機的一部分的框圖；以及圖6是根據(jù)本公開的一方面配置的在MIMO和SDMA系統(tǒng)中提供正交導頻頻調(diào)映射的無線通信設備的示例系統(tǒng)的解說。根據(jù)常見的實踐，為了清楚起見，附圖中的某些可被簡化。因此，附圖可不繪制給定裝置(例如，設備)或方法的所有組成部分。最后，類似附圖標記可用于通篇標示說明書和附圖中的類似特征。詳細描述以下描述本公開的各個方面。應當顯見的是，本文中的示教可以用各種形式來體現(xiàn)，并且本文中所公開的任何特定結構、功能或兩者僅是代表性的?；诒疚牡慕淌?，本領域技術人員應領會本文所公開的方面可獨立于任何其它方面來實現(xiàn)并且這些方面中的兩個或多個可以各種方式被組合。例如，可以使用本文中所闡述的任何數(shù)目的方面來實現(xiàn)裝置或?qū)嵺`方法。另外，可用除本文所闡述的方面的一個或多個之外或與之不同的其它結構、 功能或結構和功能來實現(xiàn)這種裝置或?qū)嵺`這種方法。在以下描述中，為便于解釋，闡述了眾多具體細節(jié)以提供對本公開的透徹理解。然而應當了解，本文中示出和描述的特定方面并非旨在要將本公開局限于任何特定形式，而是相反地，本公開是要涵蓋落在由權利要求書定義的本公開的范圍內(nèi)的所有修改、替換和等效方案?，F(xiàn)在將參照圖1給出無線網(wǎng)絡的若干方面。無線網(wǎng)絡100被示為具有若干無線節(jié)點，一般被指定為節(jié)點110和120a-120g。每個無線節(jié)點能夠接收和/或發(fā)射。在以下詳細的描述中，對于下行鏈路通信而言，術語“接入點”用來指發(fā)射節(jié)點并且術語“接入終端 (AT) ”用來指接收節(jié)點，而對于上行鏈路通信而言，術語“接入點(AP) ”用來指接收節(jié)點并且術語“接入終端”用來指發(fā)射節(jié)點。然而，本領域技術人員將容易理解，其他術語或命名也可用于接入點和/或接入終端。作為示例，接入點可被稱為基站、基收發(fā)機站、站、終端、 節(jié)點、充當接入點的接入終端、或者其他某個合適的術語。接入終端可被稱為用戶終端、移動站、訂戶站、站、無線設備、終端、節(jié)點、或者其他某個合適的術語。本公開通篇所描述的各種概念旨在應用于所有合適的無線節(jié)點，而不論其具體的命名為何。無線網(wǎng)絡100可支持分布在一地理區(qū)域中的任何數(shù)目個接入點以提供對接入終端120a-120g的覆蓋。系統(tǒng)控制器130可用來提供對接入點的協(xié)調(diào)和控制，以及為接入終端120a-120g接入其他網(wǎng)絡(例如，因特網(wǎng))。為簡單起見，僅示出一個接入點110。接入點一般是向覆蓋地理區(qū)域中的接入終端提供回程服務的固定終端，然而在一些應用中，接入點可以是移動的。可以是固定的或者移動的接入終端利用接入點的回程服務，或者從事與其他接入終端的對等通信。接入終端的示例包括電話(例如，蜂窩電話)、膝上型計算機、 臺式計算機、個人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)字音頻播放器(例如，MP3播放器)、相機、游戲控制臺、 或者任何其他合適的無線節(jié)點。無線網(wǎng)絡100可以支持MIMO技術。使用MIMO技術，接入點110可以使用SDMA同時與接入終端120a-120g中的多個接入終端通信。如本公開的背景部分中所解釋的，SDMA 是多址方案，其使同時傳輸?shù)讲煌邮諜C的多個流能夠共享相同的頻率信道并且因此提供更高的用戶容量。這是通過空間預編碼每一數(shù)據(jù)流、然后通過下行鏈路上的發(fā)射天線發(fā)射經(jīng)空間預編碼的流來達成的。在SDMA和波束成形中，將每個副載波及每個時間采樣在一個 MIMO矢量中捕捉到的空間流乘以加權/波束成形矩陣，從而得到將在發(fā)射天線上發(fā)射的另一個矢量。由此，每一空間流被空間擴展且在所有發(fā)射天線上被發(fā)射，或者換言之，每個發(fā)射天線發(fā)射這些空間流的加權總和。經(jīng)空間預編碼的數(shù)據(jù)流抵達具有不同空間簽名的接入終端，這些簽名使得每個接入終端能夠恢復目的地為該接入終端的數(shù)據(jù)流。在上行鏈路上，接入終端120a-120g中的每一個發(fā)送經(jīng)空間預編碼的數(shù)據(jù)流，這使得接入點110能夠標識每個經(jīng)空間預編碼的數(shù)據(jù)流的源。一個或更多個接入終端120a_120g可配備有多個天線以啟用某種功能。以此配置，接入點110處的多個天線可用于與多天線接入點通信從而在無需附加帶寬或發(fā)射功率的情況下改善數(shù)據(jù)吞吐量。這可以通過將發(fā)射機處的高數(shù)據(jù)率信號拆分成具有不同空間簽名的多個較低速率數(shù)據(jù)流、由此使得接收機能夠?qū)⑦@些流分成多個信道并且適當?shù)亟M合這些流以恢復出高速率數(shù)據(jù)信號來達成。雖然以下公開中的一些部分將描述亦支持MIMO技術的接入終端，但是接入點110 也可以配置成支持并不支持MIMO技術的接入終端。此辦法可以允許較老版本的接入終端 (即，“傳承”終端)繼續(xù)部署在無線網(wǎng)絡中，從而延長其有用壽命，而同時允許在適當場合引入更新的MIMO接入終端。在以下詳細的描述中，將參照支持諸如正交頻分復用(OFDM)的任何合適的無線技術的MIMO系統(tǒng)來描述本發(fā)明的各種方面。OFDM是將數(shù)據(jù)分布在以精確頻率間隔開的數(shù)個副載波上的擴頻技術。該間隔提供使接收機能夠從副載波恢復數(shù)據(jù)的“正交性”。OFDM系統(tǒng)可以實現(xiàn)IEEE 802. 11或者其他某種空中接口標準。作為示例而非局限，其他合適的無線技術包括碼分多址(CDMA)、時分多址 (TDMA)、或者其他任何合適的無線技術、或者合適的無線技術的組合。CDMA系統(tǒng)可以實現(xiàn)成能在IS-2000、IS-95、IS-856、寬帶CDMA(WCDMA)、或者其他合適的空中接口標準下操作。 TDMA系統(tǒng)可以實現(xiàn)全球移動通信系統(tǒng)(GSM)或者其他某種合適的空中接口標準。如本領域技術人員將容易領會的那樣，本公開的各個方面不限于任何具體的無線技術和/或空中接口標準。圖2解說根據(jù)本文中所包含的本公開的各方面配置的能在無線網(wǎng)絡100中使用的無線節(jié)點200。在發(fā)射模式中，發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器202可用于接收來自數(shù)據(jù)源201的數(shù)據(jù)并且編碼該數(shù)據(jù)以便于接收節(jié)點處的前向糾錯(FEC)。TX數(shù)據(jù)處理器202中可使用的編碼方案的示例是卷積編碼和turbo碼編碼方案。編碼過程得到代碼符號序列，其可由TX數(shù)據(jù)處理器202編組在一起并且映射到信號星座以產(chǎn)生調(diào)制碼元序列。在實現(xiàn)OFDM的無線節(jié)點中，來自TX數(shù)據(jù)處理器202的調(diào)制碼元可被提供給OFDM 調(diào)制器204。OFDM調(diào)制器204將調(diào)制碼元拆分成數(shù)個并行流并隨后將每個流映射到一副載波。隨后對每個副載波集執(zhí)行快速傅里葉逆變換(IFFT)以產(chǎn)生時域OFDM碼元，其中每個 OFDM碼元具有一副載波集。OFDM碼元分布在多個數(shù)據(jù)分組的有效載荷中。在無線節(jié)點200的至少一種配置中，連同每個數(shù)據(jù)分組中的有效載荷攜帶至少一個導頻信號。導頻典型地是由導頻單元203生成的非數(shù)據(jù)承載信號，用以使得接收機能捕獲一個或更多個相關聯(lián)的數(shù)據(jù)承載(話務)信號信道的時基，并提供用于對此類相關聯(lián)話務信道進行相干解調(diào)的相位基準。OFDM調(diào)制器204將導頻信號拆分成數(shù)個并行流并隨后使用某種調(diào)制星座將每個流映射到一副載波。隨后對每個副載波集執(zhí)行IFFT以產(chǎn)生構成導頻信號的一個或更多個時域OFDM碼元。隨后將導頻信號追加至由每個數(shù)據(jù)分組攜帶的有效載荷，然后將數(shù)據(jù)分組的相應部分提供給TX空間處理器205。TX空間處理器205對數(shù)據(jù)分組執(zhí)行空間處理。這可通過將數(shù)據(jù)分組空間預編碼成數(shù)個經(jīng)空間預編碼的流、并隨后經(jīng)由多個收發(fā)機206a-206n將經(jīng)空間預編碼的流提供給多個天線208a-208n來完成。每個收發(fā)機用相應的經(jīng)預編碼流來調(diào)制RF載波以供在無線信道上傳輸。在接收模式中，多個收發(fā)機206a-206n中的每一個通過其各自的天線接收信號。 每個收發(fā)機可用來恢復調(diào)制到RF載波上的信息并將該信息提供給RX空間處理器210。RX空間處理器210對該信息執(zhí)行空間處理以恢復目的地為無線節(jié)點200的任何空間流上所攜帶的數(shù)據(jù)分組?？臻g處理可根據(jù)信道相關矩陣求逆(CCMI)、最小均方誤差 (MMSE)、軟干擾消除(SIC)、或其他合適的技術來執(zhí)行。OFDM解調(diào)器212恢復數(shù)據(jù)分組的有效載荷中的OFDM碼元中每一副載波上所攜帶的數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)復用到調(diào)制碼元流中，其中包括導頻信號。OFDM解調(diào)器212使用快速傅里葉變換(FFT)將流從時域變換到頻域。頻域信號為每一副載波包括單獨的流。信道估計器215接收來自OFDM解調(diào)器212的包含導頻信號的流并估計信道響應。 由于通過無線信道傳輸，一般將對每個導頻信號進行相移。計算經(jīng)相移的導頻信號的MMSE 估計，并且這些估計被用來估計相位誤差以及因此估計信道響應。信道響應被提供給RX數(shù)據(jù)處理器214。如圖4中進一步解釋的，以下在WLAN系統(tǒng)中，可通過使用前同步碼和導頻頻調(diào)追蹤和表征信道、頻率、時基和/或相位和任何偏移量來獲得信道估計。RX數(shù)據(jù)處理器214被用于將每個調(diào)制碼元轉(zhuǎn)譯回信號星座中的正確點。由于無線信道中的噪聲和其他擾動，調(diào)制碼元可能并不對應于原始信號星座中的點的確切位置。通過使用信道響應，RX數(shù)據(jù)處理器214通過尋找接收到的點與信號星座中有效碼元的位置之間的最小距離來檢測最可能被發(fā)射的是哪個調(diào)制碼元。例如在turbo碼的情形中，這些軟判決可用于計算與給定的調(diào)制碼元相關聯(lián)的代碼符號的對數(shù)似然比(LLR)。RX數(shù)據(jù)處理器 214隨后使用代碼符號LLR序列和相位誤差估計來在將數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)阱218之前將原始發(fā)射的數(shù)據(jù)解碼。圖3解說了可使用本文中所描述的導頻頻調(diào)方案的無線發(fā)射機300。如圖所示， 無線發(fā)射機300包括編碼器304，編碼器304具有用于接收要傳送給無線接收機(或多個無線接收機)的數(shù)據(jù)的輸入。在數(shù)據(jù)已由加擾器302加擾之后，編碼器304可針對FEC、加密、分組化和/或其他已知編碼來編碼數(shù)據(jù)以用于無線傳輸。交織單元306可用來交織來自編碼器304的經(jīng)編碼數(shù)據(jù)。圖3中所解說的維度表示允許數(shù)據(jù)分配的各種構造。給定比特或比特集可僅涉及與星座點相對應的比特編組或比特集，并且被映射到各維度中的特定位置。一般而言，從無線發(fā)射機300發(fā)射映射到這些維度中不同位置的比特和/或信號，以使得預期在接收機處能以一定的概率區(qū)分它們。在本公開的一方面，從無線發(fā)射機300發(fā)射每個空間流以使得預期在接收機處能以一定的概率區(qū)分不同空間流上的傳輸。這些維度包括空間維度、頻率維度和/或時間維度。例如，對于空間維度，映射到一個空間維度的所有比特是作為一個空間流來發(fā)射的。該空間流可使用其自己的天線來發(fā)射，該天線在空間上與其他天線分開。此外，該空間流可使用在多個空間上分開的天線上其自己的正交重疊、使用其自己的極化來發(fā)射。已知且可以使用用于空間流分離的許多技術，包括涉及在空間中分離開天線的那些技術或?qū)⒃试S其信號在接收機處得以區(qū)分的其他技術。在圖3中所示的示例中，有Ntx個空間流(用這么多天線示出，但不必總是如此)。Ntx的示例包括2、3、4、10或其他大于1的數(shù)字。在一些實例中，由于其他空間流失效，可能只有一個空間流是可用的，但是應理解，本文中所描述的方案的一些益處僅在一個以上空間流的情況下才會產(chǎn)生。在本公開的一方面——其中無線發(fā)射機300使用多個頻率副載波發(fā)射，頻率維度有多個值，以使得映射器可將一些比特映射到一個頻率副載波而將其他比特映射到另一個頻率副載波。用于數(shù)據(jù)的頻率副載波可以是由IEEE 802. 11標準為數(shù)據(jù)副載波指定的那些副載波。其他頻率副載波可保留作為不(或不總是)攜帶數(shù)據(jù)的保護頻段、導頻頻調(diào)副載波、或之類的。在圖3中所解說的示例中，有N。個攜帶數(shù)據(jù)或?qū)ьl值的副載波。對于0FDM， Nc的示例包括52、56、104、114或其他大于1的數(shù)字。有可能對單副載波系統(tǒng)使用這些技術，諸如通過進行空-時導頻映射，其中導頻頻調(diào)和數(shù)據(jù)被時分復用到副載波上，但本文中的大部分示例假定多個副載波用于進行空-時-頻映射。時間維度是指碼元周期，其中不同比特被分配給不同碼元周期。在有多個空間流、 多個副載波和多個碼元周期的情況下，一個碼元周期的傳輸可以被稱為“ΜΙΜΟ(多輸入多輸出)0FDM(正交頻分復用)碼元”。經(jīng)編碼數(shù)據(jù)的傳輸速率可通過將每簡單碼元的比特數(shù)目(即所使用的星座數(shù)目的log2)乘以空間流的數(shù)目再乘以數(shù)據(jù)副載波的數(shù)目、并除以碼元周期的長度來確定。如圖3中所示，不同空間流沿不同路徑行進。在一些實現(xiàn)中，這NTX條路徑是用截然不同的硬件來實現(xiàn)的，而在其他實現(xiàn)中，路徑硬件重用于一個以上空間流或者路徑邏輯是在針對一個或更多個空間流執(zhí)行的軟件中實現(xiàn)的。每個空間流的元素用附圖標記示出， 類似元素的實例具有相同的附圖標記。然而，為解釋簡單化，一個單鏈路將用于描述本文中所公開的各方面。星座映射器308將所提供的數(shù)據(jù)映射到星座中。例如，在使用正交調(diào)幅(QAM)的場合，星座映射器308可每空間流、每數(shù)據(jù)副載波、每碼元周期提供4比特，并且對于每空間流、每數(shù)據(jù)副載波、每碼元周期輸出16-QAM星座信號，以創(chuàng)建串-并(S/P)數(shù)據(jù)路徑?？墒褂弥T如64-QAM等其他調(diào)制方案，這將導致每空間流、每數(shù)據(jù)副載波、每碼元周期消耗6比特。其它變體也是可能的。如所解說的，可使用空-時(ST)映射器310將星座映射器308的輸出散布在ST 維度上。多個導頻頻調(diào)插入器312為導頻頻調(diào)副載波插入導頻頻調(diào)，然后使用空-頻(SF) 映射器314將導頻頻調(diào)副載波散布在SF維度上。在本公開的一方面，ST映射器310和SF 映射器314是可任選的。在本公開的另一方面，ST映射器310和SF映射器314被組合在 STF映射器中。來自導頻頻調(diào)插入器312或SF映射器314的信號集合被提供給多個快速傅里葉逆變換(IFFT)單元316，IFFT單元316將數(shù)據(jù)和所插入導頻頻調(diào)的頻率信號變換成時域信號，諸如散布在空間流上的多個信號和對應碼元周期k的時域采樣。這些時域信號隨后由多個編排器318(示為每空間流一個編排器)處理，編排器 318將IFFT單元316的輸出轉(zhuǎn)換成并-串(P/S)信號。在本公開的一方面，這多個編排器 318在將這些信號提供給多個發(fā)射機射頻(TX RF)塊320之前還提供循環(huán)前綴追加(S卩，添加保護區(qū)間)和加窗，TX RF塊320向多個天線322輸出RF信號，從而在針對由無線接收機進行接收而合適地配置的無線介質(zhì)上傳送原始輸入加擾器302的數(shù)據(jù)。
10
對于MIMO傳輸，發(fā)射分集增益是接收機處的增益，以使得傳送流的分集能改善分組差錯率(PER)相對信噪比(SNR)。使用本文中所解釋的技術中的一些，接收機能更好地表征通信信道、發(fā)射機損傷和/或接收機損傷，諸如相位噪聲和頻率偏移。通過改善的表征， 接收機在面臨由通信信道、發(fā)射機損傷和/或接收機損傷引入的信號畸變時將能更好地解碼所傳送的數(shù)據(jù)。圖4解說可接收并使用來自諸如無線發(fā)射機300等無線發(fā)射機的信號的無線接收機400。優(yōu)選地，無線接收機400使得其能使用由無線發(fā)射機生成的導頻頻調(diào)來表征信道 (變動)、發(fā)射機損傷和/或接收機損傷，并使用該表征來改善對在傳輸中編碼的數(shù)據(jù)的接收。如所解說的，無線接收機400包括多個天線Nkx 422，其中^ix是指接收空間流的數(shù)目，其可大于、小于或等于傳送空間流的數(shù)目Ntx，天線Nkx 422將接收到的信號饋送給多個 (Nex)接收機射頻(RX RF)塊420。如同無線發(fā)射機300那樣，所處理的空間流的數(shù)目無需等于天線數(shù)目，并且每個流無需被限定于一個天線，因為可使用諸如波束調(diào)向、正交化或其他技術等各種技術來得到多個接收機流。RX RF塊420將其信號輸出給同步模塊414，同步模塊414將其輸出提供給執(zhí)行針對無線發(fā)射機300所描述的相應元件的逆功能的各種元件。例如，多個解編排器418 (示為每接收空間流一個解編排器)接收同步模塊414的輸出，以及移除任何所添加的前綴并創(chuàng)建并行數(shù)據(jù)流以供多個FTT單元416進行FFT處理。這多個FTT單元416將數(shù)據(jù)流從時域變換到頻域，而導頻頻調(diào)處理器412檢測每個接收空間流中包含的任何頻域信號以綜合地確定發(fā)射機發(fā)送的導頻頻調(diào)、頻率副載波和碼元周期組。據(jù)此，檢測器404檢測并解碼各個維度上的數(shù)據(jù)并輸出無線接收機400對發(fā)射機所發(fā)送內(nèi)容的估計。如果無線接收機400知曉作為總信息序列的一部分發(fā)送的傳送序列，則無線接收機400可在這些已知傳送序列(即，訓練序列)的輔助下執(zhí)行信道估計。為了輔助進行恰當?shù)膶ьl頻調(diào)追蹤、處理、數(shù)據(jù)檢測和解碼，基于來自同步模塊414的結果，或者如果解編排和FFT對于關于總信息序列的數(shù)據(jù)部分的已知傳送序列而言是相同的，則基于來自這多個FFT單元416的結果，信道估計模塊430將估計信號提供給導頻頻調(diào)處理器412和檢測器 404。圖5解說了可在無線發(fā)射機300中實現(xiàn)的無線發(fā)射機的詳細部分500的示例。如以上所解釋的，諸如由映射器或之類的提供的數(shù)據(jù)頻調(diào)以及來自導頻頻調(diào)插入器312的導頻頻調(diào)可被提供給諸如IFFT單元316等IFFT單元。占用不同頻率副載波的數(shù)據(jù)頻調(diào)和導頻頻調(diào)被應用于IFFT單元316的不同抽頭，以創(chuàng)建恰適的時域信號。在此示例中，由導頻頻調(diào)插入器312插入的特定導頻頻調(diào)是由導頻頻調(diào)發(fā)生器502驅(qū)動的。導頻頻調(diào)發(fā)生器502 確定用于每個空間流、每個導頻頻調(diào)(其中發(fā)射機提供多個導頻頻調(diào)副載波)和用于每個碼元周期的導頻頻調(diào)振幅(以及可能還有相位)。導頻頻調(diào)的值可從控制信號以及可能還從偽隨機數(shù)(PN)發(fā)生器504推導出來。由此，在一碼元周期中，導頻發(fā)生器502將指定一個或更多個導頻頻調(diào)中的每一個在多個空間流上的振幅(以及可能還有相位)。振幅在一些情形中可以為0，這意味著特定空間流的特定導頻頻調(diào)可能不被發(fā)射。碼元周期序列上的一組導頻頻調(diào)值在本文中被稱為導頻頻調(diào)序列。在本公開的一方面，給定空間流和導頻副載波的導頻頻調(diào)值被視為在一碼元周期里是恒定的，并且從一個特定碼元周期到下一個時可以改變或可以不改變。在這些辦法中，這些值可被稱為“導頻碼元”。由此，導頻發(fā)生器可包括用于為多個空間流和多個導頻頻調(diào)副載波確定每碼元周期將為這些流和副載波提供哪些導頻頻調(diào)碼元的邏輯。用于確定導頻頻調(diào)序列的各種辦法在本文中描述，具體是在以下描述。通過使用如由導頻頻調(diào)插入器512插入的可區(qū)分導頻序列集，可為每個空間流分開估計諸如相位噪聲和偏移、頻率偏移、時基漂移、振幅波動、信道變動和/或其他可能損傷等損傷。具體而言，時間上的正交矢量集可被應用到多個空間流上以區(qū)分不同的空間流，并且由此能夠獲益于空間流分集，同時在各個空間流上分布功率。具體而言，時間上的正交矢量集可被應用到多個發(fā)射機天線以區(qū)分不同的天線。在本公開的一方面，在這些天線之間均等地分布功率。本文中所公開的各方面利用正交導頻頻調(diào)映射。在不失一般性的情況下，MIMO或 SDMA應用聯(lián)合OFDM將被用來描述本公開的各方面。在所描述的示例中，導頻頻調(diào)映射在空域中是正交的，這在諸如SDMA應用等應用中將是有益的，因為空間上的正交性允許獨立地追蹤系統(tǒng)損傷和空間流異常?？苫诒疚闹兴拿枋鰟?chuàng)建其他導頻頻調(diào)映射，這些映射是正交的并且包括一個或更多個其他維度，諸如時間和頻率。假定第η個OFDM碼元和第iSTS個空-時流的第k個副載波上的碼元記為那么，對于第η個OFDM碼元和第iSTS個空-時流，如果第k個副載波是導頻頻調(diào)， 則本公開一方面的導頻頻調(diào)映射表示為X(is7s, ) = Ρη^Μη^,η)⑵其中η:是OFDM碼元索引，其始于0，在本文中所包含的本公開的一方面中遵循草案6.0 標準第20節(jié)中的IEEE 802. Iln記號；ζ 是常數(shù)，在本文中所包含的本公開的一方面中其取決于前同步碼中的信號字段數(shù)目；ρχ 是偽隨機序列，在本文中所包含的本公開的一方面中其諸如ΙΕΕΕ802. 11-2007 標準第17. 3. 5. 9節(jié)中提供的偽隨機序列；mk 是導頻頻調(diào)與第η個OFDM碼元的副載波索引k的時-頻導頻頻調(diào)映射；以及，對應于重疊正交碼的元素，從而在空間維度中達成正交性。本文中提供示例以進一步解說本公開所提議的正交導頻頻調(diào)映射的各種辦法。這些示例并非意在是限定性的，而是用來解說本文中所公開的概念。在一個示例中，考慮覆蓋 4個導頻頻調(diào)并且每4個OFDM碼元重復的時-頻導頻頻調(diào)映射m=。在不失一般性的情況
下，假定導頻頻調(diào)索引k為-26、-7,7和26。此類導頻頻調(diào)映射的示例在下表中解說表1 針對4個導頻頻調(diào)和4個OFDM碼元的導頻頻調(diào)映射
權利要求
1.一種用于無線通信的方法，包括標識其中將在通信信道上在多個空間流中傳送表示經(jīng)編碼數(shù)據(jù)的碼元的多個碼元周期；標識所述多個碼元周期中的多個導頻頻調(diào)的多個導頻頻調(diào)值以創(chuàng)建導頻頻調(diào)映射，其中所標識的導頻頻調(diào)值使得接收機在接收到所述多個導頻頻調(diào)中的至少一些時得到使所述接收機能表征和減輕任何通信損傷并潛在可能獲得傳送空間流分集益處的信號，其中當在一個或更多個維度上組合所述碼元時，所述導頻頻調(diào)映射中的所述導頻頻調(diào)值里的至少兩個是正交的；以及在所述多個碼元周期里在所述多個空間流上傳送所述碼元和所述多個導頻頻調(diào)。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述一個或更多個維度是從包括空間維度、 時間維度和頻率維度的集合中選取的。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述正交的導頻頻調(diào)映射被添加到多個 OFDM碼元。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述正交的導頻頻調(diào)映射被添加到所述多個OFDM碼元的固定副載波。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將導頻頻調(diào)圖案與正交碼重疊以在多個維度中達成正交性。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述正交碼是通過從Hadamard矩陣的行和列之一取一個條目來獲得的。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述正交的導頻頻調(diào)映射在一分組中每預定多個碼元就重復。
8.如權利要求3所述的方法，其特征在于，還包括用比所述導頻頻調(diào)映射更長的序列來更改所述導頻頻調(diào)映射以創(chuàng)建比所述導頻頻調(diào)映射有更長重復周期的正交導頻頻調(diào)映射圖案。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述序列是諸如IEEE802. 11標準第 17. 3. 5. 9節(jié)給出的偽隨機序列。
10.一種通信設備，包括用于標識其中將在通信信道上在多個空間流中傳送表示經(jīng)編碼數(shù)據(jù)的碼元的多個碼元周期的裝置；用于標識所述多個碼元周期中的多個導頻頻調(diào)的多個導頻頻調(diào)值以創(chuàng)建導頻頻調(diào)映射的裝置，其中所標識的導頻頻調(diào)值使得接收機在接收到所述多個導頻頻調(diào)中的至少一些時得到使所述接收機能表征和減輕任何通信損傷并潛在可能獲得傳送空間流分集益處的信號，其中當在一個或更多個維度上組合所述碼元時，所述導頻頻調(diào)映射中的所述導頻頻調(diào)值里的至少兩個是正交的；以及用于在所述多個碼元周期里在所述多個空間流上傳送所述碼元和所述多個導頻頻調(diào)的裝置。
11.如權利要求10所述的通信設備，其特征在于，所述一個或更多個維度是從包括空間維度、時間維度和頻率維度的集合中選取的。
12.如權利要求10所述的通信設備，其特征在于，所述正交的導頻頻調(diào)映射被添加到多個OFDM碼元。
13.如權利要求12所述的通信設備，其特征在于，所述正交的導頻頻調(diào)映射被添加到所述多個OFDM碼元的固定副載波。
14.如權利要求10所述的通信設備，其特征在于，還包括用于將導頻頻調(diào)圖案與正交碼重疊以在多個維度中達成正交性的裝置。
15.如權利要求14所述的通信設備，其特征在于，所述正交碼是通過從Hadamard矩陣的行和列之一取一個條目來獲得的。
16.如權利要求10所述的通信設備，其特征在于，所述正交的導頻頻調(diào)映射在一分組中每預定多個碼元就重復。
17.如權利要求12所述的通信設備，其特征在于，還包括用于用比所述導頻頻調(diào)映射更長的序列來更改所述導頻頻調(diào)映射以創(chuàng)建比所述導頻頻調(diào)映射有更長重復周期的正交導頻頻調(diào)映射圖案的裝置。
18.如權利要求17所述的通信設備，其特征在于，所述序列是諸如IEEE802.11標準第 17. 3. 5. 9節(jié)給出的偽隨機序列。
19.一種通信裝置，包括處理系統(tǒng)，配置成標識其中將在通信信道上在多個空間流中傳送表示經(jīng)編碼數(shù)據(jù)的碼元的多個碼元周期；標識所述多個碼元周期中的多個導頻頻調(diào)的多個導頻頻調(diào)值以創(chuàng)建導頻頻調(diào)映射，其中所標識的導頻頻調(diào)值使得接收機在接收到所述多個導頻頻調(diào)中的至少一些時得到使所述接收機能表征和減輕任何通信損傷并潛在可能獲得傳送空間流分集益處的信號，其中當在一個或更多個維度上組合所述碼元時，所述導頻頻調(diào)映射中的所述導頻頻調(diào)值里的至少兩個是正交的；以及在所述多個碼元周期里在所述多個空間流上傳送所述碼元和所述多個導頻頻調(diào)。
20.如權利要求19所述的通信裝置，其特征在于，所述一個或更多個維度是從包括空間維度、時間維度和頻率維度的集合中選取的。
21.如權利要求19所述的通信裝置，其特征在于，所述正交的導頻頻調(diào)映射被添加到多個OFDM碼元。
22.如權利要求21所述的通信裝置，其特征在于，所述正交的導頻頻調(diào)映射被添加到所述多個OFDM碼元的固定副載波。
23.如權利要求19所述的通信裝置，其特征在于，所述處理系統(tǒng)還被配置成將導頻頻調(diào)圖案與正交碼重疊以在多個維度中達成正交性。
24.如權利要求23所述的通信裝置，其特征在于，所述正交碼是通過從Hadamard矩陣的行和列之一取一個條目來獲得的。
25.如權利要求19所述的通信裝置，其特征在于，所述正交的導頻頻調(diào)映射在一分組中每預定多個碼元就重復。
26.如權利要求25所述的通信裝置，其特征在于，所述處理系統(tǒng)還被配置成用比所述導頻頻調(diào)映射更長的序列來更改所述導頻頻調(diào)映射以創(chuàng)建比所述導頻頻調(diào)映射有更長重復周期的正交導頻頻調(diào)映射圖案。
27.如權利要求沈所述的通信裝置，其特征在于，所述序列是諸如IEEE802.11標準第 17. 3. 5. 9節(jié)給出的偽隨機序列。
28.一種用于無線通信的計算機程序產(chǎn)品，包括 機器可讀介質(zhì)，其編碼有能執(zhí)行用于以下動作的指令標識其中將在通信信道上在多個空間流中傳送表示經(jīng)編碼數(shù)據(jù)的碼元的多個碼元周期；標識所述多個碼元周期中的多個導頻頻調(diào)的多個導頻頻調(diào)值以創(chuàng)建導頻頻調(diào)映射，其中所標識的導頻頻調(diào)值使得接收機在接收到所述多個導頻頻調(diào)中的至少一些時得到使所述接收機能表征和減輕任何通信損傷并潛在可能獲得傳送空間流分集益處的信號，其中當在一個或更多個維度上組合所述碼元時，所述導頻頻調(diào)映射中的所述導頻頻調(diào)值里的至少兩個是正交的；以及在所述多個碼元周期里在所述多個空間流上傳送所述碼元和所述多個導頻頻調(diào)。
29.一種無線通信設備，包括碼元標識器，配置成標識其中將在通信信道上在多個空間流中傳送表示經(jīng)編碼數(shù)據(jù)的碼元的多個碼元周期；耦合到所述碼元標識器的導頻頻調(diào)映射器，用于標識所述多個碼元周期中的多個導頻頻調(diào)的多個導頻頻調(diào)值以創(chuàng)建導頻頻調(diào)映射，其中所標識的導頻頻調(diào)值使得接收機在接收到所述多個導頻頻調(diào)中的至少一些時得到使所述接收機能表征和減輕任何通信損傷并潛在可能獲得傳送空間流分集益處的信號，其中當在一個或更多個維度上組合所述碼元時， 所述導頻頻調(diào)映射中的所述導頻頻調(diào)值里的至少兩個是正交的；以及耦合到所述導頻頻調(diào)映射器的發(fā)射機，用于在所述多個碼元周期里在所述多個空間流上傳送所述碼元和所述多個導頻頻調(diào)。
全文摘要
公開了用于在多輸入多輸出(MIMO)和空分多址(SDMA)系統(tǒng)中進行正交導頻頻調(diào)映射的方法和裝置。該方法一方面包括標識其中將在通信信道上在多個空間流中傳送表示經(jīng)編碼數(shù)據(jù)的碼元的多個碼元周期；標識這多個碼元周期中的多個導頻頻調(diào)的多個導頻頻調(diào)值以創(chuàng)建導頻頻調(diào)映射，其中所標識的導頻頻調(diào)值使得接收機在接收到這多個導頻頻調(diào)中的至少一些時得到使該接收機能表征和減輕任何通信損傷并潛在可能獲得傳送空間流分集益處的信號，其中當在至少一個維度上組合這些碼元時，該導頻頻調(diào)映射中的導頻頻調(diào)值里的至少兩個是正交的；以及在這多個碼元周期里在這多個空間流上傳送這些碼元和這多個導頻頻調(diào)。
文檔編號H04L5/00GK102439894SQ201080008668
公開日2012年5月2日 申請日期2010年2月12日 優(yōu)先權日2009年2月13日
發(fā)明者A·萬澤斯特, D·J·R·范尼 申請人:高通股份有限公司