CN1717889A

CN1717889A - 多天线通信系统的发送分集处理

Info

Publication number: CN1717889A
Application number: CNA2003801045546A
Authority: CN
Inventors: J·R·沃尔顿; J·W·凯淳; M·华莱士; S·J·海华德
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2006-01-04
Anticipated expiration: 2023-10-27
Also published as: EP1556983B1; JP2011030262A; CA2501449C; WO2004038987A3; AU2003284943B2; US20040081073A1; JP5199324B2; EP1556983A2; JP4739952B2; BRPI0315520B1; AU2003284943C1; IL167572A0; CN1717889B; WO2004038987A2; IL167572A; KR20050072767A; US8873365B2; AU2003284943A1; CA2501449A1; MXPA05004194A

Abstract

对于多天线OFDM系统中的发送分集，发射机对话务数据进行编码、交织和码元映射以得出数据码元。发射机处理每一对数据码元以得出两对发送码元，用于在(1)对于空时发送分集的两个OFDM码元周期内或者(2)对于空频发送分集的两个子带上，从一对天线发出。数据传输使用了N_T·(N_T－1)/2个不同的天线对，为相邻的子带使用不同的天线对，其中N_T是天线数目。系统可以支持多个OFDM码元尺寸。为不同的OFDM码元尺寸使用相同的编码、交织和调制方案来简化发射机和接收机处理。发射机按照所选的OFDM码元尺寸对每根天线的发送码元流进行OFDM调制。接收机执行相反的处理。

Description

多天线通信系统的发送分集处理

I.根据35U.S.C.§119

本专利申请要求第60/421,309号临时申请的优先权，后者题为“MIMO WLANSystem”，于2002年10月25日提交，被转让给本发明的受让人并且通过引用被结合于此。

背景

I.技术领域

本发明一般涉及通信，尤其涉及为多天线通信系统中的发送分集处理数据的技术。

II.背景技术

多天线通信系统采用了多根(N_T)发送天线以及一根或多根(N_R)接收天线进行数据传输。N_T根发送天线可用来通过从这些天线发出独立的数据流而提高系统吞吐量。N_T根发送天线也可以用来通过从这些天线发出单个数据流而改进可靠性。

多天线系统也可以使用正交频分复用(OFDM)。OFDM是有效地把总系统带宽分成多个(N_F)正交子带的调制技术。每个子带与可以用数据调制的一个相应子载波相关联。子带也称为音调、子载波、频段以及频率信道。

对于多天线系统，在每一对发送和接收天线之间存在一传播路径。在N_T根发送天线和NR根接收天线之间形成了N_T·N_R条传播路径。这些传播路径会经受不同的信道条件(例如不同的衰落、多径和干扰效应)并且可能实现不同的信号对噪声和干扰比(SNR)。因此，N_T·N_R条传播路径的信道响应会随着路径的改变而改变。对于一分散的通信信道，各条传播路径的信道响应也在N_F个子带间改变。由于信道条件会随时间改变，因此传播路径的信道响应也会类似地改变。

发送分集是指在空间、频率、时间或者这三维的组合上冗余的数据传输，以便提高数据传输的可靠性。发送分集的一个目标是使数据传输的分集在尽可能多的维数上最大，以便实现稳健的性能。另一目标是简化发射机和接收机处发送分集的处理。因此，本领域中需要能为多天线系统中的发送分集有效处理数据的技术。

发明内容

这里提供了用于在多天线OFDM系统中执行发送分集处理的技术。发射机按照一编码方案来编码话务数据以得出经编码的数据。编码方案可以包括一固定速率基码以及对于系统所支持的一组编码速率的一组重复和/或截短模式。发射机按照一交织方案来交织经编码的数据以得出经交织的数据。发射机接着按照一调制方案对经交织的数据进行码元映射以得出一数据码元流。系统可以支持多个OFDM码元尺寸以实现改进的效率。可以为不同的OFDM码元尺寸使用相同或类似的编码、交织和调制方案以简化发射机和接收机处的处理。

发射机处理每一对数据码元以得出用于从一对发送天线发出的两对发送码元。每个发送码元都是数据码元的一个版本。两对发送码元可以在以下子带上从一对天线发出：(1)对于空时发送分集(STTD)的两个OFDM码元周期内的同一子带上、或者(2)对于空频发送分集(SFTD)的同一OFDM码元周期的两个子带上。如果N_T根发送天线可用于数据传输，则可以使用N_T·(N_T-1)/2根不同的天线对来发送数据码元流。发射机按照所选的OFDM码元尺寸对每根发送天线的发送码元流进行变换(例如对其执行OFDM调制)，以便为该发送天线得出一相应的OFDM码元流。

接收机执行相反的处理以恢复话务数据，如下所述。下面进一步详述本发明的各个方面和实施例。

附图说明

图1示出多天线OFDM系统中的一接入点和两个用户终端；

图2示出接入点的发射机部份；

图3示出一编码器；

图4示出一重复/截短单元和一信道交织器；

图5示出一子带天线分配方案；

图6示出STTD方案的发送(TX)空间处理器；

图7示出SFTD方案的发送空间处理器；

图8示出一调制器；

图9示出具有多根天线的用户终端；

图10示出用于在发射机处执行发送分集处理的过程；以及

图11示出在接收机处以发送分集进行数据接收的过程。

具体实施方式

这里使用单词“示例性”意指“充当示例、实例或说明”。这里描述为“示例性”的任何实施例都不必被视为比其它实施例更为优选或有利。

这里所述的发送分集处理技术可用于(1)具有多根发送天线和单根接收天线的多输入单输出(MISO)系统、以及(2)具有多根发送天线和多根接收天线的多输入多输出(MIMO)系统。这些技术可用于下行链路以及上行链路。下行链路(即前向链路)是从接入点(例如基站)到用户终端(例如移动站)的通信链路，上行链路(即反向链路)是指从用户终端到接入点的通信链路。为了清楚，在使用OFDM的示例性多天线系统中为下行链路描述了这些技术。对于该示例性系统，接入点带有四根天线，每个用户终端都带有一根或多根天线。

图1示出多天线OFDM系统100中一接入点110以及两个用户终端150x和150y的实施例框图。用户终端150x带有单根天线152x，用户终端150y带有多根天线152a到152r。

在下行链路上，在接入点110处，发送(TX)数据处理器120接收来自数据源112的话务数据(例如信息比特)、来自控制器130的控制数据、以及可能来自调度器134的其它数据。各类数据可以在不同的传输信道上发送。发送数据处理器120基于一个或多个编码和调制方案来处理(例如组帧、扰乱、编码、交织和码元映射)不同类型的数据以得出一调制码元流。如这里所使用的，“数据码元”是指数据的调制码元，“导频码元”是指导频的调制码元。发送空间处理器122从发送数据处理器120接收数据码元流、对于发送分集对数据码元进行空间处理、在导频码元中多路复用、以及为每根发送天线提供一发送码元流。下面描述了发送数据处理器120和发送空间处理器122的处理。

各个调制器(MOD)126接收并处理一相应的发送码元流以得出一OFDM码元流，并进一步调节(例如放大、滤波和下变频)该OFDM码元流以生成一下行链路信号。来自四个调制器126a到126d的四个下行链路信号分别从四根天线128a到128d被发送到用户终端。

在各个用户终端150处，一根或多根天线152接收所发出的下行链路信号，每根天线把一接收信号提供给一相应的解调器(DEMOD)154。各个解调器154执行与调制器126处的处理相反的处理，并且提供一接收码元流。接收(RX)空间处理器160对来自全部解调器154的接收码元流进行空间处理以得出一经恢复的数据码元流，该经恢复的数据码元流是接入点110所发送的数据码元流的估计。接收数据处理器170接收经恢复的数据码元并将其多路分解到其相应的传输信道中。然后，各个传输信道的经恢复的数据码元都被处理(例如解映射、解交织、解码和解扰)以得出该传输信道的经解码数据。各个传输信道的经解码数据可以包括经恢复的用户数据、控制数据等等，它们可以被提供给数据宿172用于存储以及/或者被提供给控制器180用于进一步处理。

在各个用户终端150处，信道估计器(图1未示出)都估计下行链路信道响应并且提供信道估计，所述信道估计可以包括信道增益(或路径增益)估计、SNR估计等等。接收数据处理器170也可以提供下行链路上接收到的各个分组/帧的状态。控制器180接收信道估计和分组/帧状态并且收集接入点110的反馈信息。反馈信息和上行链路数据由发送数据处理器190处理、由发送空间处理器192(如果在用户终端150处存在)进行空间处理、与导频码元多路复用、由一个或多个调制器154调节、并且经由一根或多根天线152被发送到接入点110。

在接入点110处，所发送的上行链路信号被天线128所接收、被解调器126解调、并且由接收空间处理器140和接收数据处理器142以与用户终端150的处理相反的方式进行处理。经恢复的反馈信息被提供给控制器130和调度器134。调度器134可以使用反馈信息来执行多个功能，比如(1)调度一组用户终端用于下行链路和上行链路上的数据传输，以及(2)为所调度的终端分配可用的下行链路和上行链路资源。

控制器130和180分别控制接入点110和用户终端150处各个处理单元的操作。例如，控制器180可以确定下行链路为用户终端150支持的最大速率。控制器130可以为各个所调度的用户终端选择速率、有效负载尺寸以及OFDM码元尺寸。

接入点110和用户终端150处对于上行链路的处理可以与下行链路的处理相同或不同。

系统100使用一组传输信道来发送不同类型的数据。在一示例性设计中，在下行链路上，接入点110在广播信道(BCH)上发送系统信息、在前向控制信道(FCCH)上发送控制数据、以及在前向信道(FCH)上把话务数据发送到特定的用户终端。在上行链路上，用户终端150在随机接入信道(RACH)上发送接入数据和消息，在反向信道(RCH)上发送话务数据。其它系统设计可以使用不同的和/或其它的传输信道。可以为各个传输信道使用发送分集。

图2示出接入点110的发射机部份的框图。在发送数据处理器120内，组帧单元212格式化各个数据分组，例如通过生成一循环冗余校验(CRC)值并且为分组附着一报头。CRC值由接收机用来确定分组是被正确解码还是被错误解码。组帧可以对一些传输信道执行，而对其它传输信道省略。组帧也可以对于不同的传输信道而不同。各个分组被分开地编码和调制，并且被指定在一特定持续时间(例如一个或多个OFDM码元周期)内进行传输。扰乱器214扰乱经组帧的/未组帧的数据以便使数据随机化。

编码器216按照一编码方案对经扰乱的数据进行编码并且提供编码比特。编码提高了数据传输的可靠性。然后，重复/截短单元218重复或截短(即删除)一些编码比特以便得出各个分组的期望编码速率。在一实施例中，编码器216是一速率为1/2的二进制卷积编码器。通过把每个编码比特重复一次可以得出编码速率1/4。通过从编码器216删除一些编码比特可以得出大于1/2的编码速率。交织器220基于一交织方案对来自重复/截短单元218的编码比特进行交织(即重排)。交织为编码比特提供了时间、频率和/或空间分集。

码元映射单元222按照所选的调制方案来映射经交织的数据并且提供数据码元。码元映射可以如下实现：(1)组合B位的组以形成B位二进制值，其中B≥1，以及(2)把每个B位二进制值映射到与所选调制方案相对应的信号群中的一点。每个经映射的信号点都是复数值的，并且对应于一数据码元。码元映射单元222把一数据码元流提供给发送空间处理器122。

下面描述编码器216、重复/截短单元218、交织器222和码元映射单元222的示例性设计。编码、交织和码元映射可以基于控制器130所提供的控制信号来执行。

发送空间处理器122从发送数据处理器120接收数据码元流，并且如下所述为发送分集执行空间处理。发送空间处理器122把一个发送码元流提供给四根发送天线的四个调制器126a到126d的每一个。

图3示出编码器216的实施例，编码器216实现了系统的基码。在该实施例中，基码的速率为1/2，约束长度为7(K＝7)，卷积码的生成器为133和171(八进制)。

在编码器216内，多路复用器312从扰乱器214接收各个分组的经扰乱比特以及尾比特(例如零值)，并且提供经扰乱的比特，后面是六个尾比特。编码器216还包括串联耦合的六个延迟元件314a到314f。四个加法器316a到316d也串联耦合，并且用来实现第一生成器(133)。类似地，四个加法器318a到318d串联耦合并且用来实现第二生成器(171)。加法器进一步以实现两个生成器133和171的方式耦合到延迟元件314，如图3所示。

经扰乱的比特被提供给第一延迟元件314a以及加法器316a和318a。对于每个时钟周期，加法器316a到316d对到来的比特以及延迟元件314b、314c、314e和314f中保存的四个先前比特进行模2加，以得出该时钟周期的第一编码比特。类似地，加法器318a到318d对到来的比特以及延迟元件314a、314b、314c和314f中保存的四个先前比特进行模2加，以得出该时钟周期的第二编码比特。多路复用器320从两个生成器接收两个编码比特流，并将其多路复用成单个编码比特流。对于每个经扰乱的比特q_n，其中n是比特索引，生成了两个编码比特c_1n和c_2n，导致编码速率为1/2。

系统100支持用于数据传输的一组“速率”。表1列出系统所支持的一组示例性的14个速率，它们由速率索引0到13来标识。索引为0的速率是空数据速率(即没有数据传输)。每一个非零的速率都与为非衰落AWGN信道实现期望性能级别(例如1％的分组误差率(PER))所需的特定频谱效率、特定编码速率、特定调制方案以及特定的最小SNR相关联。频谱效率是指由系统带宽标准化的数据速率(即信息比特率)，单位为每秒每赫兹的比特数(bps/Hz)。各个速率的频谱效率由该速率的编码方案和调制方案确定。表1中各个速率的编码速率和调制方案对于示例性的系统是特殊的。

表1

					短OFDM码元		长OFDM码元
					短OFDM码元		长OFDM码元		速率索引	频谱效率(bps/Hz)	编码速率	调制方案	所需SNR(dB)	信息比特/OFDM码元	编码比特/OFDM码元	信息比特/OFDM码元	编码比特/OFDM码元
0	0.00	-	-	-	0	0	0	0	速率索引	频谱效率(bps/Hz)	编码速率	调制方案	所需SNR(dB)	信息比特/OFDM码元	编码比特/OFDM码元	信息比特/OFDM码元	编码比特/OFDM码元
0	0.00	-	-	-	0	0	0	0	1	0.25	1/4	BPSK	-1.8	12	48	48	192
2	0.5	1/2	BPSK	1.2	24	48	96	192	1	0.25	1/4	BPSK	-1.8	12	48	48	192
2	0.5	1/2	BPSK	1.2	24	48	96	192	3	1.0	1/2	QPSK	4.2	48	96	192	384
4	1.5	3/4	QPSK	6.8	72	96	288	384	3	1.0	1/2	QPSK	4.2	48	96	192	384
4	1.5	3/4	QPSK	6.8	72	96	288	384	5	2.0	1/2	16QAM	10.1	96	192	384	768

6	2.5	5/8	16QAM	11.7	120	192	480	768
6	2.5	5/8	16QAM	11.7	120	192	480	768	7	3.0	3/4	16QAM	13.2	144	192	576	768
8	3.5	7/12	64QAM	16.2	168	288	672	1152	7	3.0	3/4	16QAM	13.2	144	192	576	768
8	3.5	7/12	64QAM	16.2	168	288	672	1152	9	4.0	2/3	64QAM	17.4	192	288	768	1152
10	4.5	3/4	64QAM	18.8	216	288	864	1152	9	4.0	2/3	64QAM	17.4	192	288	768	1152
10	4.5	3/4	64QAM	18.8	216	288	864	1152	11	5.0	5/6	64QAM	20.0	240	288	960	1152
12	6.0	3/4	256QAM	24.2	288	384	1152	1536	11	5.0	5/6	64QAM	20.0	240	288	960	1152
12	6.0	3/4	256QAM	24.2	288	384	1152	1536	13	7.0	7/8	256QAM	26.3	336	384	1344	1536

表1中，BPSK表示二进制相移键控，QPSK表示四相移键控，QAM表示正交幅度调制。

编码器216基于单个基码对每个分组进行编码并且生成速率为1/2的编码比特。系统所支持的所有其它编码速率(如表1列出)可以通过或重复或截短编码比特来获得。

图4示出重复/截短单元218的一个实施例，该单元218可用来基于基码速率1/2生成各个编码速率。在重复/截短单元218内，来自编码器216的速率为1/2的编码比特或者被提供给重复单元412或者被提供给截短单元414。重复单元412把每个速率为1/2的编码比特重复一次以得出有效的编码速率1/4。截短单元414基于特定的截短模式删除一些速率为1/2的编码比特以得出期望的编码速率。表2列出可用于系统所支持的编码速率的示例性截短模式。也可以使用其它截短模式。

表2

编码速率	截短模式
编码速率	截短模式	1/2	11
7/12	11111110111110	1/2	11
7/12	11111110111110	5/8	1110111011
2/3	1110	5/8	1110111011
2/3	1110	3/4	111001
5/6	1110011001	3/4	111001
5/6	1110011001	7/8	11101010011001

对于编码速率k/n，对于每k个信息比特有n个经编码比特。速率为1/2的基码为每k个信息比特提供2k个速率为1/2的编码比特。为了得到编码速率k/n，截短单元218为从编码器216接收到的每个输入组的2k个速率1/2的编码比特输出n个编码比特。这样，从每组2k个速率1/2的编码比特中删除了2k-n个编码比特，以得到n个速率为k/n的编码比特。要从每组删除的编码比特由截短模式中的零值来表示。例如，为了得到编码速率7/12，从来自编码器216的每组14个编码比特中删除两个编码比特，所删除的比特是该组中的第8和第14个比特，如截短模式“11111110111110”所表示。如果期望的编码速率为1/2则不执行截短。

多路复用器416接收来自重复单元412的编码比特流以及来自截短单元414的编码比特流。如果期望的编码速率为1/4，多路复用器416就提供来自重复单元412的编码比特，如果期望的编码速率为1/2或更高，多路复用器416就提供来自截短单元414的编码比特。逻辑单元418接收编码控制并且为截短单元414生成一截短控制、为多路复用器416生成一多路复用器控制。

也可以使用除上述以外的其它编码方案和截短模式，这在本发明的范围内。例如，可以使用Turbo码、低密度奇偶校验(LDPC)码、块编码、一些其它码或者它们的任意组合来对数据进行编码。同样，可以为不同的传输信道使用不同的编码方案。例如，可以为传送系统信息和控制数据的传输信道使用卷积编码，而可以为传送话务数据的传输信道使用Turbo码。

根据上述的编码和截短方案，在接入点处的同一编码器和用户终端处的同一解码器可以支持多个编码速率。这会大大简化接入点和用户终端的设计。

系统100使用两个OFDM码元尺寸来实现较高的效率。在一示例性设计中，“短”OFDM码元由64个子带组成，“长”OFDM码元由256个子带组成。对于短OFDM码元，64个子带分配到索引-32到+31，48个子带(例如索引为K_S＝±{1，...，6，8，...，20，22，...，26})用于数据传输并且被称为数据子带，4个子带(例如索引为±{7，21})用于导频传输，DC子带(索引为0)未使用，其余子带也未使用并且充当保护子带。对于长OFDM码元，256个子带分配到索引-128到+127，192个子带(例如索引为K_L＝±{1，...，24，29，...，80，85，...，104})用于数据传输，16个子带(例如索引为±{25，...，28，81，...，84})用于导频传输，DC子带未使用，其余子带也未使用并且充当保护子带。

长OFDM码元的导频和数据子带可以基于以下条件被映射到短OFDM码元的导频和数据子带：

k_l＝4·k_s-sgn(k_s)·k_os (1)

其中k_s是短OFDM码元的子带索引(k_s∈K_S)；

k_os是子带索引偏移(k_os∈{0，1，2，3})；

sgn(k_s)提供了k_s的符号(即“+”或“-”)；以及

k_l是长OFDM码元的子带索引(k_l∈K_L)。短OFDM码元的各个数据/导频子带都与长OFDM码元的四个数据/导频子带相关联，后者与子带索引偏移k_os的四个值相关联。

表1还列出对于各个非零速率可以在各个短和长的OFDM码元内发送的数据比特数。数据分组可以用任何数量的长OFDM码元和少量的短OFDM码元来发送。例如，数据分组可以用N_L个长OFDM码元和N_S个短OFDM码元来发送，其中N_L≥0，3≥N_S≥0。N_L个长OFDM码元结尾处的N_S个短OFDM码元降低了未使用容量的数量。因此，可以使用不同尺寸的OFDM码元使OFDM码元的数据传送容量与分组有效负载更好地匹配，从而使分组效率最大。

在一实施例中，为短和长的OFDM码元使用了同一交织方案。要在各个短OFDM码元内发送的编码比特在全部48个数据子带间交织。要在各个长OFDM码元内发送的编码比特被分成四个块，每块中的编码比特都在一组相应的48个数据子带间交织。这两种情况下，交织在一个OFDM码元周期上执行。

图4还示出交织器220的实施例，交织器220既可用于短OFDM码元又可用于长OFDM码元。在交织器220内，多路分解器422从重复/截短单元218为各个OFDM码元接收一编码比特序列。编码比特序列标记为{c_i}，其中对于短OFDM码元，i∈{0，...，48·B-1}，对于长OFDM码元，i∈{0，...，192·B-1}，B是各个调制码元的编码比特数。

对于短OFDM码元，多路复用器422在序列中把全部48·B个编码比特提供给块交织器424a。然后，块交织器424a按照表3所示的频率交织方案在短OFDM码元的48个数据子带间交织(即重排)编码比特。对于该交织方案，序列{c_i}中的每个编码比特都分配到一比特索引：i模48。序列中的编码比特有效地被分成B组，每组包含分配到比特索引0到47的48个编码比特。每个比特索引与一相应的数据子带相关联。具有同一比特索引的所有编码比特都在与该比特索引相关的数据子带上被发送。例如，每组中的第一编码比特(比特索引为0)在子带-26上被发送，第二编码比特(比特索引为1)在子带1上被发送，第三编码比特(比特索引为2)在子带-17上被发送，依此类推。在交织了整个编码比特序列后，块交织器424a把经交织的比特提供给多路复用器426。对于短OFDM码元，块交织器424b、424c和424d未使用，多路复用器426仅从块交织器424a提供经交织的比特。

表3

子带索引k_S	比特索引	子带索引k_S	比特索引	子带索引k_S	比特索引	子带索引k_S	比特索引
子带索引k_S	比特索引	子带索引k_S	比特索引	子带索引k_S	比特索引	子带索引k_S	比特索引	-	-	-13	26	1	1	15	33
-26	0	-12	32	2	7	16	39	-	-	-13	26	1	1	15	33
-26	0	-12	32	2	7	16	39	-25	6	-11	38	3	13	17	45
-24	12	-10	44	4	19	18	5	-25	6	-11	38	3	13	17	45
-24	12	-10	44	4	19	18	5	-23	18	-9	4	5	25	19	11
-22	24	-8	10	6	31	20	17	-23	18	-9	4	5	25	19	11
-22	24	-8	10	6	31	20	17	-21	-	-7	-	7	-	21	-
-20	30	-6	16	8	37	22	23	-21	-	-7	-	7	-	21	-
-20	30	-6	16	8	37	22	23	-19	36	-5	22	9	43	23	29
-18	42	-4	28	10	3	24	35	-19	36	-5	22	9	43	23	29
-18	42	-4	28	10	3	24	35	-17	2	-3	34	11	9	25	41
-16	8	-2	10	12	15	26	47	-17	2	-3	34	11	9	25	41
-16	8	-2	10	12	15	26	47	-15	14	-1	46	13	21	-	-
-14	20	0	-	14	27	-	-	-15	14	-1	46	13	21	-	-

对于长OFDM码元，多路分解器422在序列中把第一块48·B个编码比特提供给块交织器424a，把第二块48·B个编码比特提供给块交织器424b，把第三块48·B个编码比特提供给块交织器424c，以及把最后一块48·B个编码比特提供给块交织器424d。交织器424a到424d中的四块编码比特分别分配到子带索引偏移k_os＝0、1、2和3。各个块交织器424以上述对于短OFDM码元所述的方式在48个数据子带间交织其编码比特。在交织了整个编码比特序列后，多路复用器426从块交织器424a到424d接收经交织的比特，并以适当顺序把这些比特映射到长OFDM码元的相应子带。特别是，使用各个块交织器424的短OFDM码元子带索引k_s和子带索引偏移k_os来生成相应的长OFDM码元子带索引k_l，如公式(1)所示。逻辑单元428从控制器130接收OFDM码元尺寸，并且为多路分解器422和多路复用器426生成控制。

图4示出信道交织器220的示例性设计。也可以使用能支持短和长OFDM码元两者的其它设计。例如，可以使用一交织器来保存要被交织的全部编码比特。多路复用器426或多路分解器422于是会把编码比特从该交织器映射到适当的子带。

表3所示的频率交织方案把具有偶数索引的编码比特(在截短后)分配给具有负索引的子带，把具有奇数索引的编码比特分配给具有正索引的子带。对于编码速率1/2，来自第一生成器133的编码比特在具有负索引的子带上被发送，来自第二生成器171的编码比特在具有正索引的子带上被发送。编码比特也可以被搅乱，使得来自各个生成器的编码比特在所有数据子带间扩展。

交织可以各种方式执行。例如，在数据子带间的交织后，各个子带的编码比特进一步在多个OFDM码元周期上交织以实现时间分集。

对于短和长的OFDM码元两者来说，交织器220为各个OFDM码元提供经交织的编码比特序列。序列包含各个数据子带的B个经交织的编码比特。然后，码元映射单元222基于所选速率所确定的调制方案把经交织的编码比特映射为数据码元，如表1所示。

表4示出系统所支持的六个调制方案的码元映射。对于每个调制方案(除了BPSK)，B/2个编码比特被映射到同相(I)分量，其它B/2个编码比特被映射到正交(Q)分量。在一实施例中，各个调制方案的信号群基于格雷(Gray)映射而定义。根据格雷映射，信号群中的相邻点(I和Q分量中)仅相差一个比特位置。格雷映射为较为可能的误差事件减少了比特误差数，所述误差事件对应于一接收码元被映射为正确位置附近的一个位置，该情况下仅错误检测到一个编码比特。

表4

BPSK
BPSK			b0	I	Q
0	-1	0	b0	I	Q
0	-1	0	1	1	0

QPSK
QPSK				b₀	I	b₁	Q
0	-1	0	-1	b₀	I	b₁	Q

256QAM
256QAM				b₀b₁b₂b₃	I	b₄b₅b₆b₇	Q
0000	-15	0000	-15	b₀b₁b₂b₃	I	b₄b₅b₆b₇	Q
0000	-15	0000	-15	0001	-13	0001	-13
0011	-11	0011	-11	0001	-13	0001	-13
0011	-11	0011	-11	0010	-9	0010	-9
0110	-7	0110	-7	0010	-9	0010	-9
0110	-7	0110	-7	0111	-5	0111	-5

1

16QAM
16QAM				b₀b₁	I	b₂b₃	Q
00	-3	00	-3	b₀b₁	I	b₂b₃	Q
00	-3	00	-3	01	-1	01	-1
11	1	11	1	01	-1	01	-1
11	1	11	1	10	3	10	3

64QAM
64QAM				b₀b₁b₂	I	b₃b₄b₅	Q
000	-7	000	-7	b₀b₁b₂	I	b₃b₄b₅	Q
000	-7	000	-7	001	-5	001	-5
011	-3	011	-3	001	-5	001	-5
011	-3	011	-3	010	-1	010	-1
110	1	110	1	010	-1	010	-1
110	1	110	1	111	3	111	3
101	5	101	5	111	3	111	3
101	5	101	5	100	7	100	7

0101	-3	0101	-3
0101	-3	0101	-3	0100	-1	0100	-1
1100	1	1100	1	0100	-1	0100	-1
1100	1	1100	1	1101	3	1101	3
1111	5	1111	5	1101	3	1101	3
1111	5	1111	5	1110	7	1110	7
1010	9	1010	9	1110	7	1110	7
1010	9	1010	9	1011	11	1011	11
1001	13	1001	13	1011	11	1011	11
1001	13	1001	13	1000	15	1000	15

对于表4所示的四个QAM调制方案的每一个，每个分量最左边的比特最不可能被错误接收，每个分量最右边的比特最可能被错误接收。为了为每个比特位置实现相等的差错概率，组成各个QAM码元的B个比特会被搅乱。这实际上会实现QAM码元的维数间的交织，使得形成QAM码元的编码比特被映射到QAM码元的不同比特位置。

表4所示各个调制方案的I和Q值用一标准化因子K_mod缩放，使相关信号群中所有信号点的平均功率都相等。表4示出各个调制方案的标准化因子。也可以使用标准化因子的量化值。于是，各个数据子带的数据码元s(k)会有以下形式：

s(k)＝(I+jQ)·K_mod (2)

其中对于短OFDM码元，k∈K_S，对于长OFDM码元，k∈K_L；

I和Q是对于所选调制方案在表4中的值；以及

K_mod取决于所选的调制方案。

系统100执行空间处理以实现两个维数间的发送分集。在一实施例中，系统100实现了(1)根据每子带和每OFDM码元对的空时发送分集(STTD)以便为短OFDM码元实现空间和时间分集，以及(2)根据每子带对和每OFDM码元的空频发送分集(SFTD)以便为长OFDM码元实现空间和频率分集。

短OFDM码元的一示例性STTD方案如下运作。假定在一给定的子带上要发送两个数据码元，标记为s₁和s₂。接入点生成两个向量x₁＝[s₁ s₂]^T和

{\underset{&OverBar;}{x}}_{2} = {[\begin{matrix} s_{2}^{*} & - s_{1}^{*} \end{matrix}]}^{T},

其中“^*”表示复共轭，“^T”表示转置。每个向量包括要在一个OFDM码元周期内从两根天线发出的两个发送码元(例如向量 x ₁在第一个OFDM码元周期内从两根天线发出，向量 x ₂在下一个OFDM码元周期内从两根天线发出)。因此，每个数据码元在两个OFDM码元周期上发送(例如发送码元s₁在第一OFDM码元周期中从一根天线发出，发送码元-s₁ ^*在下一个OFDM码元周期中从另一根天线发出)。

如果用户终端带有单根天线，则接收码元可以表示为：

r₁＝h₁s₁+h₂s₂+n₁， (3)

r_{2} = h_{1} s_{2}^{*} - h_{2} s_{1}^{*} + n_{2},

其中r₁和r₂是两个连续OFDM码元周期的两个接收码元；

h₁和h₂是对于所考虑的子带从两根发送天线到接收天线的路径增益；以及

n₁和n₂分别是两个接收码元r₁和r₂的噪声。

用户终端可以如下导出两个数据码元s₁和s₂的估计：

{\hat{s}}_{1} = \frac{h_{1}^{*} r_{1} - h_{2} r_{2}^{*}}{{| h_{1} |}^{2} + {| h_{2} |}^{2}} = s_{1} + \frac{h_{1}^{*} n_{1} - h_{2} n_{2}^{*}}{{| h_{1} |}^{2} + {| h_{2} |}^{2}}, - - - (4)

{\hat{s}}_{2} = \frac{h_{2}^{*} r_{1} + h_{1} r_{2}^{*}}{{| h_{1} |}^{2} + {| h_{2} |}^{2}} = s_{2} + \frac{h_{2}^{*} n_{1} + h_{1} n_{2}^{*}}{{| h_{1} |}^{2} + {| h_{2} |}^{2}}

或者，接入点可以生成两个向量

{\underset{&OverBar;}{x}}_{1} = {[\begin{matrix} s_{1} & - s_{2}^{*} \end{matrix}]}^{T}

和

{\underset{&OverBar;}{x}}_{2} = {[\begin{matrix} s_{2} & s_{1}^{*} \end{matrix}]}^{T},

并且在两个OFDM码元周期内顺序地发送这两个向量。用户终端可以导出两个数据码元的估计

{\hat{s}}_{1} = (h_{1}^{*} r_{1} + h_{2} r_{2}^{*}) / a

和

{\hat{s}}_{2} = (- h_{2} r_{1}^{*} + h_{1}^{*} r_{2}) / a

其中α＝|h₁|²+|h₂|²。

上述描述可以扩展到具有两根或多根发送天线、多根接收天线以及多个子带的系统。为各个数据子带使用两根发送天线。假定在一给定的子带k上要发送两个数据码元，标记为s₁(k)和s₂(k)。接入点生成两个向量 x ₁(k)＝[s₁(k) s₂(k)]^T和

{\underset{&OverBar;}{x}}_{2} (k) = {[\begin{matrix} s_{2}^{*} (k) & - s_{1}^{*} (k) \end{matrix}]}^{T},

或者等价地生成两个码元集

{x_{i} (k)} = \{\begin{matrix} s_{1} (k) & s_{2}^{*} (k) \end{matrix}\}

和

{x_{j} (k)} = \{\begin{matrix} s_{2} (k) & - s_{1}^{*} (k) \end{matrix}\} .

每个码元集包括从子带k上的相应天线要在两个OFDM码元周期内顺序发出的两个发送码元(即码元集{x_i(k)}在两个OFDM码元周期内在子带k上从天线i发出，码元集{x_j(k)}在相同的两个OFDM码元周期内在子带k上从天线j发出)。

如果用户终端带有多根天线，则接收码元可以表示为：

r ₁(k)＝ h _i(k)s₁(k)+ h _j(k)s₂(k)+ n ₁(k)， (5)

{\underset{&OverBar;}{r}}_{2} (k) = {\underset{&OverBar;}{h}}_{i} (k) s_{2}^{*} - {\underset{&OverBar;}{h}}_{j} (k) s_{1}^{*} (k) + {\underset{&OverBar;}{n}}_{2} (k),

其中 r ₁(k)和 r ₂(k)是在用户终端处在子带k上的两个连续OFDM码元周期内接收到的两个码元向量，每个向量都包括N_R根接收天线的N_R个接收码元；

h _i(k)和 h _j(k)分别是子带k的发送天线i和j的路径增益向量，每个向量都包括从相关的发送天线到N_R根接收天线的每一根的信道增益；以及

n ₁(k)和 n ₂(k)分别是两个接收码元向量 r ₁(k)和 r ₂(k)的噪声向量。

用户终端可以如下导出两个数据码元s₁(k)和s₂(k)的估计：

{\hat{s}}_{1} (k) = \frac{{h_{&OverBar;}^{^}}_{i}^{H} (k) {\underset{&OverBar;}{r}}_{1} - {\underset{&OverBar;}{r}}_{2}^{H} (k) {h_{&OverBar;}^{^}}_{j} (k)}{{| | {h_{&OverBar;}^{^}}_{i} (k) | |}^{2} + {| | {h_{&OverBar;}^{^}}_{j} (k) | |}^{2}} = s_{1} (k) + \frac{{h_{&OverBar;}^{^}}_{i}^{H} (k) {\underset{&OverBar;}{n}}_{1} (k) - {\underset{&OverBar;}{n}}_{2}^{H} (k) {h_{&OverBar;}^{^}}_{j} (k)}{{| | {h_{&OverBar;}^{^}}_{i} (k) | |}^{2} + {| | {h_{&OverBar;}^{^}}_{j} (k) | |}^{2}},

{\hat{s}}_{2} (k) = \frac{{h_{&OverBar;}^{^}}_{j}^{H} (k) {\underset{&OverBar;}{r}}_{1} - {\underset{&OverBar;}{r}}_{2}^{H} (k) {h_{&OverBar;}^{^}}_{j} (k)}{{| | {h_{&OverBar;}^{^}}_{i} (k) | |}^{2} + {| | {h_{&OverBar;}^{^}}_{j} (k) | |}^{2}} = s_{2} (k) + \frac{{h_{&OverBar;}^{^}}_{j}^{H} (k) {\underset{&OverBar;}{n}}_{1} (k) - {\underset{&OverBar;}{n}}_{2}^{H} (k) {h_{&OverBar;}^{^}}_{j} (k)}{{| | {h_{&OverBar;}^{^}}_{i} (k) | |}^{2} + {| | {h_{&OverBar;}^{^}}_{j} (k) | |}^{2}}, - - - (6)

或者，接入点可以生成两个码元集x_i(k)＝{s₁(k) s₂(k)}和

x_{j} (k) = \{\begin{matrix} - s_{2}^{*} (k) & s_{1}^{*} (k) \end{matrix}\}

并且从天线i和j发出这些码元集。用户终端可以导出两个数据码元的估计：

{\hat{s}}_{1} (k) = [{h_{&OverBar;}^{^}}_{i}^{H} (k) {- \underset{&OverBar;}{r}}_{1} (k) + {\underset{&OverBar;}{r}}_{2}^{H} (k) {h_{&OverBar;}^{^}}_{j} (k)] / β

和

{\hat{s}}_{2} (k) = [{h_{&OverBar;}^{^}}_{i}^{H} (k) {\underset{&OverBar;}{r}}_{2} (k) - {\underset{&OverBar;}{r}}_{1}^{H} (k) {h_{&OverBar;}^{^}}_{j} (k)] / β,

其中

β = {| | {h_{&OverBar;}^{^}}_{i} (k) | |}^{2} + {| | {h_{&OverBar;}^{^}}_{j} (k) | |}^{2} .

STTD方案为每个数据子带使用了一对发送天线。如果接入点带有两根发送天线，则两根天线都用于短OFDM码元的全部48个数据子带。如果接入点带有四根发送天线，则每根天线用于48个数据子带的一半。表5列出短OFDM码元的STTD方案的示例性子带-天线分配方案。

表5

子带索引k_S	发送天线索引	子带索引k_S	发送天线索引	子带索引k_S	发送天线索引	子带索引k_S	发送天线索引
子带索引k_S	发送天线索引	子带索引k_S	发送天线索引	子带索引k_S	发送天线索引	子带索引k_S	发送天线索引	-	-	-13	1，2	1	3.4	15	1，2
-26	1，2	-12	3，4	2	1，2	16	2，4	-	-	-13	1，2	1	3.4	15	1，2
-26	1，2	-12	3，4	2	1，2	16	2，4	-25	3，4	-11	1，3	3	2，4	17	1，3
-24	1，3	-10	2，4	4	1，3	18	2，3	-25	3，4	-11	1，3	3	2，4	17	1，3
-24	1，3	-10	2，4	4	1，3	18	2，3	-23	2，4	-9	1，4	5	2，3	19	1，4
-22	1，4	-8	2，3	6	1，4	20	3，4	-23	2，4	-9	1，4	5	2，3	19	1，4
-22	1，4	-8	2，3	6	1，4	20	3，4	-21	-	-7	-	7	-	21	-
-20	2，3	-6	1，2	8	3，4	22	1，2	-21	-	-7	-	7	-	21	-
-20	2，3	-6	1，2	8	3，4	22	1，2	-19	1，2	-5	3，4	9	1，2	23	2，4
-18	3，4	-4	1，3	10	2，4	24	1，3	-19	1，2	-5	3，4	9	1，2	23	2，4
-18	3，4	-4	1，3	10	2，4	24	1，3	-17	1，3	-3	2，4	11	1，3	25	2，3
-16	2，4	-2	1，4	12	2，3	26	1，4	-17	1，3	-3	2，4	11	1，3	25	2，3
-16	2，4	-2	1，4	12	2，3	26	1，4	-15	1，4	-1	2，3	13	1，4	-	-
-14	2，3	0	-	14	3，4	-	-	-15	1，4	-1	2，3	13	1，4	-	-

图5说明了表5所示的子带-天线分配方案。对于该方案，发送天线1和2用于索引为{-26，-19，-13，-6，2，9，15，22}的子带，发送天线3和4用于索引为{-25，-18，-12，-5，1，8.14，20}的子带，依此类推。四根发送天线有六个不同的天线对。六个天线对的每一个都用于8个数据子带，数据子带在48个数据子带间基本均匀地间隔。天线对到子带的分配使得为相邻子带使用不同的天线，这会提供更高的频率和空间分集。例如，天线1和2用于子带-26，天线3和4用于子带-25。

表5中的天线-子带分配也使全部四根发送天线都用于最低编码速率1/4的每个编码比特，这使空间分集最大化。对于编码速率1/4，每个编码比特被重复并且在两个子带上被发送，它们被映射到两个不相连的天线对，使得全部四根天线都用来发送该编码比特。例如，表3中的比特索引0和1对应于同一重复的编码比特，索引为0的编码比特在子带-26上从天线1和2发出，索引为1的编码比特在子带1上从天线3和4发出。

长OFDM码元的持续期约为短OFDM码元持续期的四倍。为了使处理延迟和缓冲要求最小，使用空频发送分集在两个子带上从两根天线同时发出两个长OFDM码元。

长OFDM码元的一个示例性SFTD方案如下运作。假定生成两个数据码元，标记为s(k₁)和s(k₁+1)，并且将其映射到长OFDM码元的两个相邻子带。接入点在子带k₁上从两根天线发出码元s(k₁)和s(k₁+1)，并且在子带k₁+1上从相同的两根天线发出码元s^*(k₁+1)和-s^*(k₁)。因为假定信道响应在两个子带上近似恒定，所以为数据码元对使用了相邻的子带。

如果接入点带有两根发送天线，则两根天线都用于长OFDM码元的全部192个数据子带。如果接入点带有四根发送天线，则也可以为长OFDM码元使用表5所示的相同的子带一天线分配方案。该情况下，首先把长OFDM码元的索引为k₁的子带映射到短OFDM码元的索引为k_S的相应子带，如下：

其中

是提供最接近于z但小于z的整数的运算符，以及

k_os是长OFDM子带索引k₁的子带索引偏移(k_os∈{0，1，2，3})。与所映射的短OFDM码元子带索引k_S相对应的天线对从表5中确定，并且用于索引为k₁的长OFDM码元子带。

对于SFTD方案，用户终端处为获得两个数据码元的估计的处理可以如公式(4)和(6)所示执行。然而，所述计算对于在两个子带上而不是在两个OFDM码元周期上获得的接收码元进行。

图6示出发送空间处理器122a的框图，处理器122a实现了短OFDM码元的STTD方案。发送空间处理器122a是图1中的发送空间处理器122的一个实施例。

在发送空间处理器122a内，多路分解器612从发送数据处理器120接收一数据码元流{s(k)}，对于短OFDM码元的48个数据子带把该码元流多路分解成48个数据码元子流，并且把每个子流提供给相应的空时编码器620。每个子流包括每个短OFDM码元周期的一个数据码元，所述码元周期对应于码元速率T_S ^-1，T_S是一个短OFDM码元的持续期。

在每个空时编码器620内，多路分解器622把数据码元子流多路分解成两个码元序列，每个序列的码元速率为(2T_S)^-1。第一个码元序列被提供给开关628a和单元624b的“0”输入端，单元624b对序列中的每个码元进行反转和共轭。第二个码元序列被提供给开关628b和单元624a的“0”输入端，单元624a对序列中的每个码元进行共轭。延迟单元626a把来自单元624a的码元延迟一个短OFDM码元周期，并把经延迟的码元提供个开关628a的“1”输入端。延迟单元626b把来自单元624b的码元延迟一个短OFDM码元周期，并把经延迟的码元提供个开关628b的“1”输入端。开关628a以短OFDM码元速率开关，并且在两个OFDM码元周期的每一个中为一根发送天线提供码元集

{x_{i} (k)} = \{\begin{matrix} s_{1} (k) & s_{2}^{*} (k) \end{matrix}\} .

类似地，开关628b以短OFDM码元速率开关，并且在两个OFDM码元周期的每一个中为另一根发送天线提供码元集

{x_{j} (k)} = \{\begin{matrix} s_{2} (k) & - s_{1}^{*} \end{matrix} (k)\} .

缓冲器/多路复用器630a到630d对来自空时编码器620的发送码元进行缓冲和多路复用。每个缓冲器/多路复用器630从适当的空时编码器620接收导频码元和发送码元，如表5所确定的。特别是，缓冲器/多路复用器630a接收映射到天线1的所有子带(例如子带-26、-24、-22、-19等等)的发送码元，缓冲器/多路复用器630b接收映射到天线2的所有子带(例如子带-26、-23、-20、-19等等)的发送码元，缓冲器/多路复用器630c接收映射到天线3的所有子带(例如子带-25、-24、-20、-18等等)的发送码元，而缓冲器/多路复用器630d接收映射到天线4的所有子带(例如子带-25、-23、-22、-18等等)的发送码元。

于是，对于每个短OFDM码元周期，每个缓冲器/多路复用器630多路复用了四个导频子带的四个导频码元、24个数据子带的24个发送码元、以及36个未使用子带的36个零值信号(或“零值”码元)，以便为总共64个子带形成一64个发送码元的序列。尽管对于短OFDM码元有48个数据子带，然而对于STTD方案为每根发送天线仅使用了24个子带，因为对于每个子带仅使用了两根天线，因此，每根天线的实际未使用子带数目为36而不是12。序列中的每个发送码元都可以是来自编码器620的发送码元、导频码元或零值码元，并且在一个短OFDM码元周期内在一个子带上被发送。每个缓冲器/多路复用器630为一根发送天线提供一发送码元流{x_i(k)}。每个发送码元流包含64个发送码元的级联序列，对于每个OFDM码元周期有一个序列。

图7示出发送空间处理器122b的框图，处理器122b实现了长OFDM码元的SFTD方案。发送空间处理器122b是图1中的发送空间处理器122的另一实施例。

在发送空间处理器122b内，多路分解器712从发送数据处理器120接收一数据码元流{s(k)}，对于长OFDM码元的192个数据子带把该流多路分解成192个数据码元子流，并且把每一对子流提供给相应的空频编码器720。每个子流包括各个长OFDM码元周期的一个数据码元，每个长OFDM码元周期对应于码元速率T_L ^-1，其中T_L是一个长OFDM码元的持续期。

每个空频编码器720接收对于两个子带k_l和k_l+1的一对数据码元子流。在每个编码器720内，单元724a对子带k_l+1的子流中的每个码元取共轭，单元724b对子带k_l的子流中的每个码元反转和取共轭。各个编码器720：(1)把两个数据码元子流提供给两个缓冲器/多路复用器730用于从两根相关的天线在子带k_l上发送，(2)把两个子流从单元724a和724b提供给相同的两根天线用于在子带k_l+1上发送。进入和离开各个空频编码器720的所有子流的码元速率为T_L ^-1。

各个缓冲器/多路复用器730接收导频码元并且从适当的空频编码器720发送码元，编码器如公式(7)和表5所确定。特别是，缓冲器/多路复用器730a、730b、730c和730d分别接收被映射到天线1、2、3和4的所有子带的发送码元。然后，各个缓冲器/多路复用器730为每个长OFDM码元周期多路复用16个导频子带的16个导频码元、192个数据子带的192个发送码元以及48个未使用子带的48个零值码元，以便为总共256个子带形成一256个发送码元的序列。对于SFTD方案，所有192个数据子带都用于数据传输。每个缓冲器/多路复用器730为一根发送天线提供一个发送码元流{x_i(k)}。

图8示出调制器126x一实施例的框图，调制器126x可用于图1中的各个调制器126a到126d。调制器126x包括与发射机单元(TMTR)820耦合的OFDM调制器810。OFDM调制器810包括一可变尺寸的快速傅立叶逆变换(IFFT)单元812和一循环前缀生成器814。IFFT单元812接收一发送码元流{x_i(k)}，对流{x_i(k)}中的每个L个发送码元的序列执行L点IFFT，并且为经变换的码元提供一个L个时域码片的相应序列。OFDM码元尺寸L由控制器130所提供的控制信号表示，对于短OFDM码元L＝64，对于长OFDM码元L＝256。循环前缀生成器814对来自IFFT单元812的每个经变换码元的一部分进行重复，以形成相应的OFDM码元。一OFDM码元周期对应于一个OFDM码元的持续期。循环前缀生成器814的输出是一OFDM码元流，其尺寸由控制信号确定。发射机单元820把OFDM码元流转换成一个或多个模拟信号，并且进一步调节(例如放大、滤波和上变频)所述模拟信号以便生成使用于从相关天线128x发出的下行链路信号。

图9示出具有多根(N_R＞1)天线的用户终端150y的框图。来自接入点110的下行链路信号被每一根天线152a到152r所接收。每根天线向一相应的解调器154提供一接收信号。

在各个解调器154内，接收机单元(RCVR)912对其接收信号进行调节(例如下变频、放大和滤波)和数字化，并且把一采样流提供给OFDM解调器。OFDM解调器包括一循环前缀删除单元914和一可变尺寸的快速傅立叶变换(FFT)单元916。单元914删除各个OFDM码元中的循环寻呼前缀，并且提供包含L个采样的一相应的接收的经变换码元，其中L取决于OFDM码元尺寸。可变尺寸FFT单元916接收来自单元914的采样流，对于接收到的经变换码元的流中每个L个采样的序列执行L点FFT，并且为该经变换码元提供一相应的L个接收码元的序列。解调器154a到154r把N_R个接收码元流(对于数据)提供给接收空间处理器160y，并且把接收到的导频码元提供给信道估计器960。

接收空间处理器160y用来自信道估计器960的信道增益估计对N_R个接收码元流执行空间处理，例如公式(6)所示。接收空间处理器160y向接收数据处理器170y提供一经恢复的数据码元流{(k)}，{(k)}是接入点110所发送的数据码元流{s(k)}的估计。

在接收数据处理器170y内，码元解映射单元972按照数据流所使用的调制方案对经恢复的数据码元进行解调，如控制器180y所提供的解调控制所表示。然后，信道解交织器974以与接入点110处执行的交织相反的方式对经解调的数据进行解交织，如控制器180y所提供的解交织控制所表示。对于短OFDM码元，为每个短OFDM码元在48个数据子带上执行解交织，与上述交织相反。对于长OFDM码元，同样如上所述，在四块48个数据子带的每一块上执行解交织。然后，解码器976以与接入点110处执行的编码相反的方式对经解交织的数据进行解码，如控制器180y所提供的解码控制所表示。对于上述卷积编码方案，可以为解码器976使用维特比解码器。解扰器978以与接入点110处执行的扰乱相反的方式对经解码的数据进行解扰。尽管在图9中未示出，CRC校验器可以基于每个分组中包括的CRC值来校验各个分组，以确定分组是被正确接收还是被错误接收。分组状态可用来开始用户终端150y错误接收到的分组的重发。

信道估计器960基于接收到的导频码元来估计各个信道特征(例如路径增益和噪声方差)。信道估计器960为每根接入点天线把一路径增益估计的向量

提供给接收空间处理器160y，接收空间处理器160y使用这些路径增益估计来恢复所发送的数据码元，如公式(6)所示。信道估计器960也把信道估计提供给控制器180y。控制器180y可以执行与用户终端150y处的发送分集处理有关的各个功能。控制器180y也可以基于信道估计和/或其它考虑因素来选择数据传输所使用的恰当速率和OFDM码元尺寸。

对于带有单根天线152x的用户终端，解调器154x提供一个接收码元流。接收空间处理器160x用信道增益估计(如公式(4)所示)对接收码元流执行空间处理，并且提供一经恢复的数据码元流{(k)}。然后，接收数据处理器170x以上述用户终端150y所用的方式对经恢复的数据码元流进行码元解映射、解交织、解码和解扰。

为了清楚，上面已经为示例性的多天线OFDM系统中的下行链路描述了发送分集处理技术。这些技术也可以由带有多根天线的用户终端用于上行链路。同样为了清楚，已经为OFDM系统描述了这些技术。OFDM系统可以支持一个OFDM码元尺寸、两个OFDM码元尺寸(如上所述)或者多于两个OFDM码元尺寸。这些技术中的许多技术也可以用于单载波多天线系统。

图10示出用于在多天线OFDM系统中的发射机处执行发送分集处理的过程1000的流程图。发射机按照一编码方案对话务数据进行编码以得出经编码的数据(方框1012)。编码方案可以包括一固定速率的基码以及对于系统所支持的一组编码速率的一组重复和/或截短模式。然后，发射机按照一交织方案对经编码的数据进行交织以得出经交织的数据(方框1014)。发射机接着按照一调制方案来映射经交织的数据，以得出一数据码元流(方框1016)。然后，发射机处理每一对数据码元以得出两对发送码元，用于从一对发送天线发出(方框1018)。每个发送码元都是数据码元的一种形式。两对发送码元可以或者在两个OFDM码元周期内或者在两个子带上从每对天线发出。如果N_T根发送天线可用于数据传输，则可以使用N_T·(N_T-1)/2个不同的天线对来发送数据码元。如果系统支持多个OFDM码元尺寸，则发射机按照所选的OFDM码元尺寸对每根发送天线的发送码元流进行变换(例如对其执行OFDM调制)，以便为该发送天线得出一相应的OFDM码元流(方框1020)。

图11示出用于在多天线OFDM系统的接收机处用发送分集执行数据接收的过程1100的流程图。接收机按照所选的OFDM码元尺寸对N_R根接收天线的每一根的采样流进行变换，以得出该接收天线的一相应的接收码元流，其中N_R≥1(方框1112)。接收机得出一接收码元向量流，其中每个向量包括N_R根天线的N_R个接收码元，并且是对应于一个OFDM码元周期内的一个子带(方框1114)。接收机用信道估计处理每一对接收码元向量以得出两个经恢复的数据码元，如公式(4)或(6)所示(方框1116)。两个向量对应于STTD方案的两个OFDM码元周期以及SFTD方案的两个子带。为接收码元向量流得出一经恢复的数据码元流。然后，接收机按照一解调方案对经恢复的数据码元流进行解映射以得出经解调的数据(方框1118)，按照一解交织方案来解交织经解调的数据以得出经解交织的数据(方框1120)，并且按照一解码方案来解码经解交织的数据以得出经解码的数据(方框1122)。解调、解交织和解码方案分别与发射机处使用的调制、交织和编码方案相反。

这里所述的发送分集处理技术可以通过各种手段来实现。例如，这些技术可以用硬件、软件或者它们的组合来实现。对于硬件实现而言，用于在各个接入点和用户终端处执行发送分集处理的处理单元可以在以下元器件内实现：一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计成执行这里所述功能的其它电子单元、或者它们的组合。

对于软件实现而言，发送分集处理技术可以用执行这里所述功能的模块(例如过程、功能等等)来实现。软件代码可以被保存在存储器单元(例如图1中的存储器单元132、182x或182y)中，并且由处理器(例如控制器130、180x或180y)执行。存储器单元可以在处理器内或处理器外实现，后一情况下它可以通过本领域公知的各种手段与处理器通信上耦合。

上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不背离本发明的精神或范围。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

Claims

1.一种处理数据用于在无线多天线正交频分复用(OFDM)通信系统中传输的方法，所述方法包括：

按照一编码方案对话务数据进行编码以得出经编码的数据；

按照一交织方案对经编码的数据进行交织以得出经交织的数据；

按照一调制方案对经交织的数据进行码元映射以得出一数据码元流；以及

处理所述流中的每一对数据码元以得出用于从一对天线发出的两对发送码元，其中每个发送码元是数据码元的一种形式。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每对数据码元的两对发送码元在两个OFDM码元周期内在同一子带上从一对天线发出。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每对数据码元的两对发送码元在一个OFDM码元周期内在两个子带上从一对天线发出。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，N根天线可用于数据传输，并且使用N_T·(N_T-1)/2个不同的天线对在所述流中发送数据码元对，其中N＞2。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，多个子带用于数据传输，并且为数据传输使用的相邻子带使用不同的天线对。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统支持具有S个子带的第一OFDM码元尺寸以及具有L个子带的第二OFDM码元尺寸，其中S是大于一的整数，L是S的整数倍数。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于还包括：

为多根天线形成多个发送码元流；以及

按照第一或第二OFDM码元尺寸来变换每个发送码元流以得出一相应的OFDM码元流。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编码包括：

按照一基码对话务数据进行编码以便以固定的编码速率得出编码比特，以及

以固定的编码速率截短编码比特以得出经编码的数据，所述经编码的数据由处在系统所支持的多个编码速率之一下的编码比特组成。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基码是速率为1/2的卷积编码。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述多个编码速率与多个截短模式相关联。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编码包括：

以固定的编码速率重复编码比特以便得出经编码的数据，所述经编码的数据由低于固定编码速率的较低编码速率下的编码比特组成。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交织包括：

从经编码的数据形成编码比特序列，以及

对于每个序列，基于交织方案把序列中的每个编码比特映射到多个子带之。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，每个编码比特序列都是为了一个OFDM码元周期内多个子带上的传输而指定的。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交织包括：

从经编码的数据形成编码比特序列，

把每个序列分成M个编码比特块，用于在M组不相连的子带上发送，对于每组子带有一个编码比特块，其中M≥2，以及

对于每个序列的M块的每一个，基于交织方案把块中的每个编码比特映射到该块的组中的一个子带。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述码元映射包括：

对经交织的数据内的B比特的集合成组，以形成B比特的二进制值，其中B≥1，以及

基于调制方案把每一个B比特的二进制值映射到一数据码元，其中所述调制方案用格雷映射来定义，使得该调制方案的信号群中两个相邻的数据码元在B个比特中最多相差一比特。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述码元映射还包括：

对于每个集合重排B个比特，其中经重排的B比特的集合用来形成B比特的二进制值。

17.无线多天线正交频分复用(OFDM)通信系统中的一种发射机，包括：

编码器，用于按照一编码方案对话务数据进行编码以得出经编码的数据；

交织器，用于按照一交织方案对经编码的数据进行交织以得出经交织的数据；

码元映射单元，用于按照一调制方案对经交织的数据进行码元映射以得出一数据码元流；以及

发送空间处理器，用于处理所述流中的每一对数据码元以得出用于从一对天线发出的两对发送码元，其中每个发送码元都是数据码元的一种形式。

18.如权利要求17所述的发射机，其特征在于，所述发送空间处理器用于实现空时发送分集，并且在两个OFDM码元周期内为每一对数据码元提供两对发送码元。

19.如权利要求17所述的发射机，其特征在于，所述发送空间处理器用于实现空频发送分集，并且在两个子带上为每一对数据码元提供两对发送码元。

20.如权利要求17所述的发射机，其特征在于，所述系统支持具有S个子带的第一OFDM码元尺寸以及具有L个子带的第二OFDM码元尺寸，其中S是大于一的整数，L是S的整数倍数。

21.如权利要求20所述的发射机，其特征在于还包括：

多根天线的多个调制器，每个调制器都用于为相关的天线变换一发送码元流以便为该天线得出一相应的OFDM码元流。

22.无线多天线正交频分复用(OFDM)通信系统中的一种装置，包括：

按照一编码方案对话务数据进行编码以得出经编码的数据的装置；

按照一交织方案对经编码的数据进行交织以得出经交织的数据的装置；

按照一调制方案对经交织的数据进行码元映射以得出一数据码元流的装置；以及

处理所述流中的每一对数据码元以得出用于从一对天线发出的两对发送码元的装置，其中每个发送码元都是数据码元的一种形式。

23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，每一对数据码元的两对发送码元在两个OFDM码元周期内从一对天线发出。

24.如权利要求22所述的装置，其特征在于，每一对数据码元的两对发送码元在两个子带上从一对天线发出。

25.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述系统支持具有S个子带的第一OFDM码元尺寸以及具有L个子带的第二OFDM码元尺寸，其中S是大于一的整数，L是S的整数倍数。

26.如权利要求25所述的装置，其特征在于还包括：

为多根天线形成多个发送码元流的装置；以及

按照第一或第二OFDM码元尺寸来变换每个发送码元流以得出一相应的OFDM码元流的装置。

27.一种处理数据用于在无线多天线通信系统中传输的方法，所述方法包括：

按照一编码方案对话务数据进行编码以得出经编码的数据；

对数据码元流进行多路分解，使得所述流中的每一对数据码元都从一对天线发出，而所述流中的连续数据码元对从不同的天线对发出。

28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述多路分解还使经编码数据中的每个编码比特都基于编码比特的编码速率从该编码比特可用的最大数目的天线发出。

29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述MIMO系统实现了正交频分复用。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述流中的每一对数据码元在一个子带上从一对天线发出，其中相邻子带的数据码元对在不同的天线对上发出。

31.如权利要求29所述的方法，其特征在于，经编码数据的每组S个编码比特被交织，其中S是数据传输所使用的子带数目。

32.一种处理数据用于在无线多天线正交频分复用(OFDM)通信系统中传输的方法，所述方法包括：

按照一编码方案对话务数据进行编码以得出经编码的数据；

对数据码元流进行多路分解，使得所述流中的每一对数据码元都在两个子带上从一对天线发出。

33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，所述流中的每一对数据码元在数据传输所用的两个相邻子带上发出。

34.如权利要求32所述的方法，其特征在于还包括：

处理所述流中的每一对数据码元以得出第一和第二发送码元对，每个发送码元都是数据码元对中一个数据码元的一种形式，其中第一发送码元对在第一子带上从天线对发出，第二发送码元对在第二子带上从天线对发出。

35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，所述第一和第二发送码元对分别在第一和第二子带上在一个OFDM码元周期内并行地发出。

36.一种在无线多天线正交频分复用(OFDM)通信系统中的接收机处处理数据的方法，所述方法包括：

获得一接收码元向量流，每个向量都包括N根接收天线的N个接收码元，其中N是一或大于一；

处理所述流中的每一对接收码元向量以得出两个经恢复的数据码元，它们是作为两个发送码元对从两根发送天线发出的两个数据码元的估计，每个发送码元都是数据码元的一种形式，其中为接收码元向量流获得一经恢复的数据码元流；

按照一解调方案对经恢复的数据码元流进行码元解映射以得出经解调的数据；

按照一解交织方案对经解调的数据进行解交织以得出经解交织的数据；以及

按照一解码方案对经解交织的数据进行解码以得出经解码的数据。

37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，每一对接收码元向量对应于两个OFDM码元周期。

38.如权利要求36所述的方法，其特征在于，每一对接收码元向量对应于两个子带。

39.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述系统支持具有S个子带的第一OFDM码元尺寸以及具有L个子带的第二OFDM码元尺寸，其中S是大于一的整数，L是S的整数倍数。

40.如权利要求39所述的方法，其特征在于还包括：

按照第一和第二OFDM码元尺寸为N根接收天线的每一根变换一采样流，以便为该接收天线得出一相应的接收码元流，其中所述接收码元向量流是从N根接收天线的N个接收码元流获得的。

41.如权利要求36所述的方法，其特征在于，N＝1，每个向量包括一根接收天线的一个接收码元。

42.如权利要求36所述的方法，其特征在于，N＞1，每个向量包括多根接收天线的多个接收码元。

43.无线多天线正交频分复用(OFDM)通信系统中的一种接收机，包括：

接收空间处理器，用于接收一接收码元向量流，并且处理所述流中的每一对接收码元向量以得出两个经恢复的数据码元，经恢复的数据码元是作为两个发送码元对从两根发送天线发出的两个数据码元的估计，每个发送码元都是数据码元的一种形式，其中每个向量包括N根接收天线的N个接收码元，N是一或大于一，经恢复的数据码元流是从接收码元向量流获得的；

码元解映射单元，用于按照一解调方案对经恢复的数据码元流进行码元解映射以得出经解调的数据；

解交织器，用于按照一解交织方案对经解调的数据进行解交织以得出经解交织的数据；以及

解码器，用于按照一解码方案对经解交织的数据进行解码以得出经解码的数据。

44.如权利要求43所述的接收机，其特征在于，每一对接收码元向量对应于两个OFDM码元周期。

45.如权利要求43所述的接收机，其特征在于，每一对接收码元向量对应于两个子带。

46.如权利要求43所述的接收机，其特征在于，所述系统支持具有S个子带的第一OFDM码元尺寸以及具有L个子带的第二OFDM码元尺寸，其中S是大于一的整数，L是S的整数倍数。

47.如权利要求46所述的接收机，其特征在于还包括：

N根接收天线的N个解调器，每个解调器用于按照第一或第二OFDM码元尺寸为相关的接收天线变换一采样流，以便为该接收天线得出一相应的接收码元流，其中所述接收码元向量流是从N根接收天线的N个接收码元流获得的。

48.无线多天线正交频分复用(OFDM)通信系统中的一种装置，包括：

用于获得一接收码元向量流的装置，每个向量都包括N根接收天线的N个接收码元，N是一或大于一；

处理所述流中的每一对接收码元向量以得出两个经恢复的数据码元的装置，所述经恢复的数据码元是作为两个发送码元对从两根发送天线发出的两个数据码元的估计，每个发送码元都是数据码元的一种形式，其中为接收码元向量流获得一经恢复的数据码元流；

按照一解调方案对经恢复的数据码元流进行码元解映射以得出经解调的数据的装置；

按照一解交织方案对经解调的数据进行解交织以得出经解交织的数据的装置；以及

按照一解码方案对经解交织的数据进行解码以得出经解码的数据的装置。

49.如权利要求48所述的装置，其特征在于，每一对接收码元向量对应于两个OFDM码元周期。

50.如权利要求48所述的装置，其特征在于，每一对接收码元向量对应于两个子带。

51.如权利要求48所述的装置，其特征在于，所述系统支持具有S个子带的第一OFDM码元尺寸以及具有L个子带的第二OFDM码元尺寸，其中S是大于一的整数，L是S的整数倍数。

52.如权利要求51所述的装置，其特征在于还包括：

按照第一或第二OFDM码元尺寸为N根接收天线的每一根变换一采样流以便为该接收天线得出一相应的接收码元流的装置，其中所述接收码元向量流是从N根接收天线的N个接收码元流获得的。