專利名稱：通過在碼元域中重復重組來減少模糊度的方法和發(fā)射機結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信系統(tǒng)。本發(fā)明尤其應用于這樣的通信系統(tǒng)，其中諸如在移動通信系統(tǒng)或者衛(wèi)星通信中那樣、數(shù)據(jù)在時變或者頻變信道上傳輸。
背景技術：
為了在長距離或者無線鏈路上傳輸，將數(shù)字數(shù)據(jù)調制到一個或多個載波上。先有技術中已知有各種調制方案，諸如幅移鍵控(ASK)、相移鍵控(PSK)、和如同正交調幅QAM那樣的混合振幅和相位調制。在所有上述調制類型中，就例如電壓或者電場強度而言，已調制的信號可以表示為u(t)＝Re(A·ejwt)位序列，或者數(shù)據(jù)字由復值(complex value)A所表示，其中|A‾|=(Re(A‾))2+(Im(A‾))2]]>表示已調制信號的瞬時振幅，而且(A)＝arctan(Im(A)/Re(A))表示已調制信號的瞬時相位。在位序列和復值之間的分配被稱為映射。通常，包括b位位序列的數(shù)據(jù)字產生2b位序列到2b復值的映射。
因為實際的傳輸信道由于相移和衰減使已調制信號失真，并且它們向信號添加噪聲，所以在解調之后的接收數(shù)據(jù)中出現(xiàn)了錯誤。錯誤概率通常隨著數(shù)據(jù)速率的上升而上升，也就是說，隨著調制狀態(tài)數(shù)目的上升以及碼元持續(xù)時間的下降而上升。為了處理這樣的錯誤，可以將冗余添加到數(shù)據(jù)中，其允許識別出并校正錯誤的碼元。一種更經濟的方法由諸如混合自動重復請求HARQ和增量冗余之類的、僅僅重復傳輸已經出現(xiàn)不可糾正錯誤的數(shù)據(jù)的方法所給出。
在先有技術傳輸重復數(shù)據(jù)的基本方法中，重新使用在第一次傳輸中所應用的相同映射來進行重傳。因此表示重復的數(shù)據(jù)字的復值和表示原始數(shù)據(jù)字的復值相同。這將被稱為“簡單映射”。
EP 1 293 059 B1示出了一種重組數(shù)字調制碼元以便改善所有位的平均可靠性的方法。這通過改變位到調制碼元的映射規(guī)則來實現(xiàn)。這個專利關注于在ARQ系統(tǒng)中對重傳數(shù)據(jù)字的重組。
WO 2004 036 817和WO 2004 036 818描述了如何為其中原始和重復數(shù)據(jù)字在不同分集支路上傳輸?shù)南到y(tǒng)、或者結合ARQ系統(tǒng)實現(xiàn)可靠性平均效應。
為了簡單起見，在上面引用的專利公開中的方法和機制將被稱為“星座重組”或者“CoRe”。
有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)之間的主要差別是信息要在其上進行傳輸?shù)奈锢硇诺赖奶匦?。無線或者移動信道根據(jù)其特別的特性而隨著時間和/或頻率發(fā)生改變。在大多數(shù)現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)中，為了獲得良好的性能，在接收機中對數(shù)據(jù)碼元的解調需要對信道的精確估計，這通常用信道系數(shù)來測量，而該信道系數(shù)包括有關該信道的功率、相位、或者這兩個屬性的知識。為了便于估計，通常將具有預定明確振幅和/或相位值、可用于確定信道系數(shù)的一些導頻碼元插入到數(shù)據(jù)碼元流中或者插入在數(shù)據(jù)碼元流之間。這個信息然后用于像自適應濾波之類的校正措施。
“判決反饋解調”是一個迭代處理，其中第一次粗略信道估計(或者根本就沒有)用于解調數(shù)據(jù)碼元。在解調之后，并優(yōu)選為在解碼之后，將所獲得的信息反饋到信道估計器，以便根據(jù)該數(shù)據(jù)碼元進行改進的估計。顯然這個處理不僅導致延遲且在每個迭代步驟中需要大量計算，而且由于反饋回路、它還在很大程度上取決于第一次粗略信道估計的質量。這樣的過程例如可從2001年7月，IEEE Transactions on Communications，第49卷第7期，第1176-1184頁，由Lutz H.-J.Lampe和Robert Schober所著的“Iterative Decision-Feedback Diffrential Demodulation of Bit-Interleaved Coded MDPSKfor FlatRayleigh Fading Channels”中得知。
通常，數(shù)據(jù)碼元本身不能準確地用于信道估計，這是因為在解調之前是不知道振幅和/或相位的。接收機必須在有可能進行信道估計之前，基于所接收的信號對發(fā)送碼元作出結論。因為對碼元的識別可能是錯誤的，所以在信道估計中引入了模糊度。這個特性可以從附圖1中看出，而且表格1中進一步描述了該特性，以示出在不同數(shù)字調制方案中所涉及的模糊度數(shù)目。
表格1.選定數(shù)字調制方法的屬性

根據(jù)表格1，還容易地得出迭代判決-反饋解調方案的性能將進一步在很大程度上取決于調制方案中所涉及的模糊度數(shù)目。有關發(fā)送碼元的錯誤假定導致信道估計的錯誤結果。特別地，在具有高調制狀態(tài)數(shù)目的調制方案中，由于不可避免的噪聲而存在高的錯誤碼元可能性。錯誤信道估計反過來又導致錯誤的校正，并因此導致所接收碼元中的更多錯誤。因此，在相關技術領域存在改善信道估計可靠性的需要。
上述現(xiàn)有技術僅僅通過重組映射或者通過映射之前的位操作、解決了對被映射到一個數(shù)字碼元上的位的平均位可靠性進行平均的方面。雖然如果非常準確地知道時間/頻率變量的信道、則該技術具有良好的效果，但是它并未提供手段用于在相干時間/頻率與數(shù)據(jù)包相比相對小時、在接收機處提高對時間/頻率變量信道的認識。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中改善信道估計可靠性的方法。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種能夠改善信道估計可靠性的、用于數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)射機。
這個目的通過定義一種將所重復的數(shù)據(jù)字映射到信號星座點上的特殊方式來實現(xiàn)。當組合原始和所重復的數(shù)據(jù)碼元時，選擇減少模糊度的重組星座模式。也就是說，可以通過添加在復數(shù)平面中、表示相同數(shù)據(jù)字的第一次傳輸和重新傳輸?shù)男亲c的復值或者矢量而獲得的不同結果數(shù)目小于原始星座點或者調制狀態(tài)的數(shù)目。這個減少的模糊度數(shù)目便于較好的信道估計、更少地依賴于所傳輸?shù)膶嶋H數(shù)據(jù)碼元或者獨立于該實際數(shù)據(jù)碼元。
為了實現(xiàn)振幅模糊度數(shù)目的減少1.確定原始星座中的每個星座點的振幅和相位值。這可以用復值表示。
2.對于原始星座中的每個星座點，確定一個或者更多(多個)復數(shù)對應部分，以便a.為所有數(shù)據(jù)字進行的原始復值和(多個)對應部分復值的相干組合產生了和原始星座相比、數(shù)目減少的振幅級別b.(多個)對應部分星座的平均發(fā)射功率和原始星座的平均發(fā)射功率相同(可選)。
為了實現(xiàn)相位模糊度數(shù)目的減少，繼續(xù)進行如下處理1.確定原始星座中的每個星座點的振幅和相位值。這可以用復值表示。
2.對于原始星座中的每個星座點，確定一個或者更多(多個)復數(shù)對應部分，以便a.為所有數(shù)據(jù)字中的每一個或者至少一部分進行的原始復值和對應部分復值(多個)的相干組合產生了和原始星座相比、數(shù)目減少的相位級別；b.(多個)對應部分星座的平均發(fā)射功率和原始星座的平均發(fā)射功率相同(可選)。
步驟b在兩種情況下都是可選的，這是因為它對于減少模糊度不是必需的。但是，它提供了對于傳輸和重新傳輸信號、在信道上統(tǒng)一的發(fā)射功率的優(yōu)點。
當然應當注意到，對于每個數(shù)據(jù)字，在原始星座和對應部分星座之間存在一一對應關系。因此，在原始星座和每個對應部分星座的星座點之間的關系是明確的，但是可以是任意的。此外，所有對應部分星座具有與原始星座相同數(shù)目的星座點(不同的調制狀態(tài)，分配了不同的復值)。
對應部分星座(多個)可以由下列方法生成1.將復平面劃分為兩個子平面，每個包括一半星座點。
2.對于每個子平面，獲得在該子平面中的全部星座點的平均復值點。
3.對于每個子平面，通過在該平均復值點上近似鏡像每個子平面中的星座點來獲得對應部分星座。
因為每個系統(tǒng)總會向所傳輸?shù)男盘柼砑釉肼暫褪д?，因此?yōu)選但不是必需的是，所提及的鏡像在數(shù)學上是精確的。在實際系統(tǒng)中，近似鏡像就會是足夠的。近似意指在實際星座點和理想鏡像位置之間的距離小于到表示數(shù)據(jù)字不同值的最接近星座點的距離的一半。可以在復值的定點表示法中有利地采用這樣的近似鏡像，其中由于定點數(shù)降低的精度而不能表示數(shù)學上精確的解。
如果不需要恒定平均發(fā)射功率的條件，則可以應用下列更一般的方法1.將復平面劃分為兩個子平面，每個子平面包括一半星座點。
2.對于每個子平面，相對于在該子平面中的至少一些星座點獲得對稱軸。
3.對于每個子平面，通過在該子平面中的對稱軸上的一個預定點上近似鏡像每個子平面中的星座點，獲得對應部分星座。
本領域技術人員應當理解，這些步驟需要非常簡單的幾何或者微積分知識。
應當注意到，對于與復平面中至少一條任意軸對稱的星座，優(yōu)選為相對于未包括任何信號點的這樣的對稱軸進行到兩個半平面的劃分。對于與實軸或者虛軸對稱的星座，則使用相應的軸；否則對稱軸將是傾斜的。
顯而易見，如果星座不與每個子平面內的鏡像點點對稱，則這種方法可能產生形狀不同于原始星座的對應部分星座。如果原始星座表示除了QAM之外的PSK或者任何混合ASK/PSK調制，則這尤其是正確的。
保持原始星座的形狀可能在接收機中的解調器(LLR計算器)的實現(xiàn)方面具有優(yōu)點，此處不會對其進行進一步的詳細論述。
為了保持和原始星座相同的、用于對應部分星座的形狀，則應當改變生成對應部分星座的步驟1到步驟3，其如下所示1.將復平面劃分為兩個子平面，每個子平面包括一半星座點。
2.創(chuàng)建對應部分星座，以便對應部分星座的數(shù)目比子平面中的星座點數(shù)目少一。
3.對于在每個對應部分星座中的每個子平面，置換數(shù)據(jù)字到星座點上的映射，以便在原始和對應部分星座中、每個數(shù)據(jù)字有且僅有一次被映射到每個星座點上。
對于某些調制方案，解調不一定需要同時減少振幅和相位模糊度。例如，在PSK方案中，全部數(shù)據(jù)信息包括在調制碼元的相位角中，而振幅是完全無關的。對于PSK，可以應用下列過程以便獲得降低了相位模糊度的對應部分星座1.將復平面劃分為多個子平面，每個子平面包括相同數(shù)目的星座點。這個步驟是可選的，并且可以省略。在這種情況下，整個復平面被認為是一個“子”平面。
2.對于每個子平面，相對于在這個子平面內的至少一部分星座點的位置確定對稱軸。
3.通過在這個子平面的對稱軸上鏡像這個子平面中的星座點來獲得對應部分星座。
使用原始星座的字映射，即根據(jù)原始星座將數(shù)據(jù)字映射到復值上，產生了原始星座碼元或者簡單的原始碼元。類似地，使用對應部分星座的數(shù)據(jù)字映射，即根據(jù)對應部分星座將數(shù)據(jù)字映射到復值上，產生了對應部分星座碼元或者簡單的對應部分碼元。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法，包括第一傳輸步驟(1205)，根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射(401)、傳輸在載波上調制的數(shù)據(jù)字；以及至少一次進一步的傳輸步驟(1206)，根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的至少一次進一步映射(402)，傳輸在載波上調制的同一個數(shù)據(jù)字，其中，通過根據(jù)所述第一次和所述至少一次進一步映射、為每個數(shù)據(jù)字值添加與所述數(shù)據(jù)字值相關聯(lián)的復值而可為所有數(shù)據(jù)字值獲得的不同組合值(410，411)、(712，713)、(811-814)的數(shù)目小于在所述第一次映射內的不同數(shù)據(jù)字值(401，701，801)的數(shù)目。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法包括步驟根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射，傳輸在載波上調制的數(shù)據(jù)字；以及根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射，傳輸在載波上調制的所述數(shù)據(jù)字，其中根據(jù)以下步驟從數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射中獲得數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射i.將表示數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射的復平面劃分為至少兩個子平面(404，405)；ii.相對于在子平面每個部分中包括的調制狀態(tài)、為子平面的至少一部分確定對稱軸(412)；以及iii.向數(shù)據(jù)字值的至少一部分分配在所述第二次映射(402)中的復值(409)，所述復值在所述復平面中具有從根據(jù)所述第一次映射(401)而分配給所述數(shù)據(jù)字的復值的位置(408)、相對于所述第一次映射(401)的復值(408)位于其中的子平面(405)的對稱軸上的點(407)近似鏡像而得到的位置。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法，包括m個傳輸步驟，根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射，傳輸在載波上調制的數(shù)據(jù)字；以及根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的m-1次進一步映射，將在載波上調制的數(shù)據(jù)字傳輸m-1次，其中通過以下步驟從第一次映射中獲得數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的m-1次進一步映射i.將表示數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射的復平面劃分為多個子平面(706，707)，在子平面的至少一部分內的調制狀態(tài)數(shù)目為m；以及ii.向數(shù)據(jù)字值的至少一部分分配在同一個子平面內的不同調制狀態(tài)，每次映射分配一個。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種用于在采用相移鍵控調制的數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法，包括步驟根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射，傳輸在載波上調制的數(shù)據(jù)字；以及根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射，傳輸在載波上調制的所述數(shù)據(jù)字；其中根據(jù)以下步驟從數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射中獲得數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射i.將表示數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射的復平面劃分為多個子平面(804，805)，這些子平面的至少一部分具有相對于在該子平面中包括的全部調制狀態(tài)的位置的對稱軸(806)；ii.相對于在子平面的每個部分中包括的調制狀態(tài)，為子平面的至少一部分確定對稱軸(806)；以及iii.向數(shù)據(jù)字值至少一部分中的每一個分配所述第二次映射(802)中的復值，所述復值在所述復平面中具有從根據(jù)所述第一次映射(801)分配給所述數(shù)據(jù)字的調制狀態(tài)的位置(807)、相對于根據(jù)所述第一次映射(801)的調制狀態(tài)(807)位于其中的子平面中的對稱軸(806)近似鏡像得到的位置(808)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種計算機可讀存儲介質已經在其上存儲了程序指令，當所述程序指令在數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)射機的處理器中執(zhí)行時，導致發(fā)射機執(zhí)行根據(jù)如上所述方面之一的方法。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種用于數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)射機(1300)，包括重復器(1304)，用于接收數(shù)據(jù)字，并且重復所接收的數(shù)據(jù)字至少一次；以及映射器(1310)，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)字和它們的副本(repetition)的值，將這些數(shù)據(jù)字和它們的副本映射到調制狀態(tài)。所述映射器被配置為a)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射，將數(shù)據(jù)字映射到調制狀態(tài)；以及b)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的至少一次進一步映射，將數(shù)據(jù)字的至少一個副本映射到調制狀態(tài)。所述發(fā)射機還包括映射控制單元(1306)，被配置為向所述映射器提供所述第一次和所述至少一次進一步映射，其中通過根據(jù)所述第一次和所述至少一次進一步映射、為每個數(shù)據(jù)字值添加與所述數(shù)據(jù)字值相關聯(lián)的調制狀態(tài)的復值而可以為所有數(shù)據(jù)字值獲得的不同組合狀態(tài)的數(shù)目低于在數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的所述第一次映射內的不同數(shù)據(jù)字值的數(shù)目。該發(fā)射機還包括調制器(1311)，用于根據(jù)調制狀態(tài)調制載波。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種用于數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)射機(1300)，包括重復器(1304)，用于接收數(shù)據(jù)字，并且重復所接收的數(shù)據(jù)字至少一次；以及映射器(1305)，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)字和它們的副本的值，將這些數(shù)據(jù)字和它們的副本映射到調制狀態(tài)。所述映射器被配置為a)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射，將數(shù)據(jù)字映射到調制狀態(tài)；以及b)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射，將數(shù)據(jù)字的副本映射到調制狀態(tài)。所述發(fā)射機還包括映射控制單元(1306)，被配置為向所述映射器提供所述第一次和所述第二次映射，其中根據(jù)以下步驟從數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的所述第一次映射中獲得數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射i.將表示數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射的復平面劃分為多個子平面；ii.計算在子平面的至少一部分的每一個中包括的全部調制狀態(tài)的復值的平均值；以及iii.向所述數(shù)據(jù)字值至少一部分中的每一個分配所述第二次映射中的復值，所述復值在所述復平面中具有從根據(jù)所述第一次映射分配給所述數(shù)據(jù)字值的復值的位置、相對于根據(jù)所述第一次映射的復值位于其中的子平面中的全部調制狀態(tài)的平均值的位置來近似鏡像而獲得的位置。所述發(fā)射機還包括調制器(1311)，用于根據(jù)調制狀態(tài)調制載波。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種用于數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)射機(1300)，包括重復器(1304)，用于接收數(shù)據(jù)字，并且重復所接收的數(shù)據(jù)字至少m-1次；映射器(1305)，用于根據(jù)數(shù)據(jù)字以及它們的副本的值、以及根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的m次不同映射，將數(shù)據(jù)字和它們的副本映射到調制狀態(tài)；以及映射控制單元(1306)，被配置為向所述映射器提供所述m次映射，其中根據(jù)以下步驟從數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射中獲得數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的m-1次進一步映射i.將表示數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射的復平面劃分為多個子平面，在子平面的至少一部分內的調制狀態(tài)數(shù)目等于傳輸步驟數(shù)目；以及ii.向數(shù)據(jù)字值的至少一部分分配在相同子平面內的不同調制狀態(tài)，每次映射分配一個。所述發(fā)射機還包括調制器(1311)，用于根據(jù)調制狀態(tài)調制載波。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種用于采用相移鍵控調制的數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)射機(1300)，包括重復器(1304)，用于接收數(shù)據(jù)字，并且重復所接收的數(shù)據(jù)字一次；以及映射器(1305)，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)字和它們的副本的值，將這些數(shù)據(jù)字和它們的副本映射到調制狀態(tài)。所述映射器被配置為a)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射，將數(shù)據(jù)字映射到調制狀態(tài)；以及b)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射，將數(shù)據(jù)字的副本映射到調制狀態(tài)。所述發(fā)射機還包括映射控制單元(1306)，被配置為向所述映射器提供所述第一和所述第二次映射，其中根據(jù)以下步驟從數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的所述第一次映射中獲得數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射i.將表示數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射的復平面劃分為多個子平面，這些子平面的至少一部分具有相對于在該子平面中包括的全部調制狀態(tài)復值的位置的對稱軸；以及ii.向所述數(shù)據(jù)字值的至少一部分中的每一個分配在所述第二次映射中的復值，所述復值在所述復平面中具有從根據(jù)所述第一次映射分配給所述數(shù)據(jù)字值的復值的位置、相對于根據(jù)所述第一次映射的復值位于其中的子平面的對稱軸近似鏡像而獲得的位置。所述發(fā)射機還包括調制器(1311)，用于根據(jù)調制狀態(tài)調制載波。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種用于數(shù)字無線通信系統(tǒng)的基站(1400)包括根據(jù)如上所述的一個方面的發(fā)射機(1300)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種用于數(shù)字無線通信系統(tǒng)的移動站(1500)包括根據(jù)如上所述的一個方面的發(fā)射機(1300)。


為了闡述本發(fā)明的原理，將附圖并入說明書并形成說明書的一部分。不要將附圖理解為限制本發(fā)明，而僅僅是如何構造和使用本發(fā)明的說明性和描述性示例。根據(jù)如附圖所述的下面對本發(fā)明的更詳細描述，其進一步的特征和優(yōu)點將變得明顯，其中圖1給出了各種數(shù)字調制映射星座的概述；圖2說明了16-QAM中第10個數(shù)據(jù)字的原始和重復數(shù)據(jù)字位置的示例；圖3說明了64-QAM中第14和39個數(shù)據(jù)字的原始和重復數(shù)據(jù)字位置的示例；圖4描述了當所述方法應用于QPSK調制時的效果；
圖5說明了用于原始8-PSK調制的兩個映射的替換示例；圖6示出了用于原始16-PSK調制的兩個映射的替換示例；圖7和8說明了在8-PSK調制的情況下、提高信道估計可靠性的兩個替換方式；圖9示出了用于16-PSK調制的八個映射的示例；圖10a-c描述了分別使用圖9中的2、4或者8個不同映射對同一個數(shù)據(jù)字值相干組合而產生的示例；圖11描述了用于導頻和數(shù)據(jù)碼元的一維幀結構的示例；圖12說明了用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǖ牟襟E；圖13示出了發(fā)射機鏈的示例；圖14說明了基站的示范結構；圖15說明了移動站的示范結構；圖16a-c示出了將原始和對應部分映射組合為用于原始8-PSK調制的超級映射的示例；圖17a-c示出了將原始和對應部分映射組合為用于原始16-QAM調制的超級映射的示例；圖18示出了16-QAM中的原始映射和對應部分映射示例，其類似于QPSK調制狀態(tài)、產生了四個不同的組合結果值。
在所有示出映射或者星座的附圖中，由數(shù)字標記來標識點。對于本領域技術人員來說，顯而易見這個標記意欲表示在通信環(huán)境中的給定數(shù)據(jù)字或者位序列；標記本身僅僅用于標識固定但是任意的數(shù)據(jù)字；因此，順序標記不必表示就它們的二進制、八進制、十進制、十六進制、或者其它數(shù)字表示法而言為順序的位序列。
具體實施例方式
圖2示出了使用16-QAM調制方案的傳輸示例。根據(jù)表格1，這樣的數(shù)據(jù)調制碼元攜帶4位。在此處描述的方法中，這4位被傳輸兩次1.使用第一星座映射201用于四位的原始數(shù)據(jù)字；2.使用第二個不同的星座202用于四位的重復數(shù)據(jù)字。
不失一般性，我們在下面假定星座的平均發(fā)射功率等于1。在這些圖中給出的值涉及這個情況。對于本領域技術人員來說，如果平均發(fā)射功率不同于1如何適當?shù)卣{整這些值是顯而易見的。如何獲得數(shù)字調制碼元發(fā)射功率值，以便所有數(shù)字調制碼元的平均發(fā)射功率為1或者任何其它任意值也是顯然的。
為了從原始星座201中獲得對應部分星座202，沿著虛軸203將復平面劃分為兩個子平面204和205。對于圖2中的星座，虛軸是對稱軸。還可以使用對角線206，但是為兩個子平面選擇沒有星座點位于其上的分界線是有利的。接下來，確定這兩個子平面的對稱軸。在附圖2的情況下，對于兩個子平面，實軸207是對稱軸。為了在組合原始傳輸數(shù)據(jù)字和其重復版本之后獲得降低的模糊度，在對應部分星座中的星座點的位置必須從原始星座點、相對于對稱軸即實軸207上的點208、209鏡像。根據(jù)到子平面204和205的劃分，所有屬于子平面204的星座點必須相對于點208鏡像，而所有屬于子平面205的星座點必須相對于點209鏡像。為了實現(xiàn)傳輸和重新傳輸?shù)南嗤骄l(fā)射功率，這個鏡像點208、209應該等于這個子平面中的所有復值的平均值。
在圖2中，突出顯示了字數(shù)10的原始映射和對應部分星座的調制狀態(tài)或者星座點。
圖3示出了64-QAM的第一次映射301和進一步映射302。這里，復平面再次沿著虛軸303分為兩個子平面。然后對于第二次映射，每個星座點分別根據(jù)星座點所屬的子平面，從它在第一星座中的原始位置、相對于同一子平面中的平均復值304、305進行鏡像。
對于QPSK示例，圖4中說明了組合相同任意字的原始傳輸和重復傳輸?shù)慕Y果。為了從第一次或者原始映射401中獲得第二次或者進一步或者對應部分映射402，沿著虛軸403將復平面劃分為兩個子平面404和405。在每個子平面中，分別相對于平均值406和407鏡像星座點。字數(shù)“1”在第一次映射中由矢量408表示，并且在第二次映射中由矢量409表示。因為平均載波振幅被定義為1，所以每個矢量具有長度1。碼元的相干組合等同于將兩個矢量相加以產生值為的實數(shù)410。圖4 b-d分別示出了字數(shù)“2”、“3”和“4”的相干組合?？雌饋恚愃朴贐PSK調制，模糊度數(shù)目減少為一個振幅級別和兩個相位級別410和411。這允許容易和明確地確定傳輸信道的衰減，以及其在-π和+π之間的相移。
結合圖4為QPSK示例闡述的原理可以類似方式應用于全部QAM星座，借此，與調制狀態(tài)或者星座點的數(shù)目無關，相干組合僅僅產生兩個值。
如果不需要為對應部分(或者第二或者進一步)星座保持原始星座的形狀，則總是有可能找到滿足將模糊度數(shù)目至少降低到BPSK等效要求的單個對應部分星座。圖5示出了用于這個情況的示例，其中原始(第一)映射遵循8-PSK方案。為了在兩個映射的相干組合之后實現(xiàn)BPSK等效，沿著虛軸503將復平面劃分為子平面504和505。在每個子平面中，每個星座點分別關于平均復值506或者507鏡像。例如，用于字數(shù)“1”的星座點相對于點507鏡像到位置508。對應部分(第二次)映射502產生了混合ASK/PSK的星座。圖6示出了用于其中原始(第一次)映射是16-PSK方案的情況的類似情況。如果將模糊度減少到BPSK等值，則對應部分(第二次)映射是完全無規(guī)律的。
如果應該為對應部分星座(多個)保持原始星座的形狀，這可能出現(xiàn)需要超過一個對應部分星座來把模糊度降低到BPSK等效情況。這對于具有超過四個信號星座點的PSK調制尤其成立。在圖7中為8-PSK、以及在圖9和圖10 a-c中為16-PSK給出了這樣的對應部分星座和這些星座的相干組合結果的示例。
轉向圖7，原始星座(第一次映射)701的復平面由虛軸705分為兩個子平面706和707。在每個子平面內，置換給定數(shù)據(jù)字到星座點上的映射，以便在所有映射701-704中，同一個字正好分配給其子平面中的每個位置(星座點)一次。因此，同一個字的全部四次傳輸?shù)南喔山M合產生了相同的值而與字值無關。在圖7中，字數(shù)“1”在第一次映射701中由矢量708表示，在第二次映射702中由矢量709表示，在第三次映射703中由矢量710表示，而且在映射704中由矢量711表示。對于分配到右半平面的所有字值，結果712為大致2.6131的實值，這是因為對于所有字值，僅僅以不同次序添加了相同的矢量。類似地，對于分配到左半平面的所有值，結果713為大致-2.6131的實值。因此，通過使用字在星座點上的四次映射，可以實現(xiàn)一個振幅和兩個相位級別的BPSK等效情況。
如果僅僅應當為PSK方案除去相位模糊度，則僅僅使用產生像在圖8或者圖10a或者10b中的組合結果的一個對應部分星座就可以是足夠的，其中這些圖中已示出了僅僅兩個相位級別(在這種情況下，為到實軸的0度和180度)。
在圖8中，復平面沿著虛軸803劃分為子平面804和805。不是將每個星座位置從它在第一次映射801中的位置相對于點鏡像以獲得在第二次映射802內的位置，而是該位置相對于作為兩個子平面對稱軸的實軸806鏡像。字數(shù)“1”的第一次(原始)傳輸和重復傳輸?shù)慕M合為矢量807和808的總和，其產生了在點812處、大致0.7654的實值。這同樣將對字數(shù)“4”適用。當為字數(shù)“2”或者“3”組合矢量809和810時，結果為點8 11處的大致1.8478。
即使振幅的模糊度高于1，這樣的情況也將大大改善信道估計性能，因為在PSK調制方案的解調處理中可以不需要精確的振幅。
圖9示出了用于16-PSK的8個不同映射。如果僅僅組合第一次和第二次映射，則如圖10a所示，可能有8個結果(四個振幅級別和兩個相位級別)。當組合前四次映射時，如圖10b所示，出現(xiàn)四個結果(兩個振幅級別和兩個相位級別)。只有當組合全部8個映射時，模糊度減少為2個相位級別。
在這個發(fā)明中公開的過程可以解釋為在字的原始和重復版本之間、字到星座點映射規(guī)則的重組。因此，在下文中，我們還將這種方法簡稱為“重復重組”或者“ReRe”。
并非在幀中的所有字都必須使用當前發(fā)明中公開的重復重組方法傳輸。如果信道僅僅緩慢改變，則少量ReRe字足以有助于接收機的良好的信道估計狀態(tài)。因此，其它數(shù)據(jù)字可以使用諸如簡單映射重復或者星座重組(CoRe)重復之類的、先有技術已知的其它方法。后者是優(yōu)選的解決方案，這是因為它通常在接收機處提供了較小的誤碼率。圖11中描述了這樣的替換。數(shù)據(jù)幀1101包括根據(jù)先有技術(在這種情況下為星座重組)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。相反，數(shù)據(jù)幀1102僅僅包括根據(jù)此處給出的方法傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀1103包括根據(jù)這兩種方法傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。如上面詳細描述的那樣，使用第一次(原始)映射傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字1104作為數(shù)據(jù)字1105而根據(jù)第二次映射重復。這同樣適用于數(shù)據(jù)字1106，其作為數(shù)據(jù)字1107而被重新傳輸。
可以另外顯式地以控制信道或者借助于預定參數(shù)從發(fā)射機向接收機發(fā)信號通知ReRe數(shù)據(jù)碼元的量和位置，以向接收機提供數(shù)據(jù)幀中的哪個部分遵循哪個重復策略的知識。
對于快速變化的無線電信道，在時間幀內的相鄰位置傳輸原始碼元和其對應碼元(多個)是有利的，這是因為重復重組的益處取決于對于原始和對應部分碼元盡可能相等的信道狀態(tài)。做為選擇，將有可能在FDMA系統(tǒng)的不同頻率信道中，或者在CDMA系統(tǒng)的不同編碼信道中同時傳輸原始碼元和對應碼元。對于本領域技術人員來說，顯然可以組合這些替換選擇。例如，在OFDM系統(tǒng)中，可以在相鄰子載波上、相鄰時隙中、或者二者上傳輸原始和對應部分碼元。當存在幾個對應部分碼元要與同一個原始碼元一起傳輸，例如存在用于8-PSK的三個對應部分碼元時，尤其適用后一種可能性。然后第一對應部分碼元可以在與原始碼元相同的子載波中的相鄰時隙中傳輸；第二對應部分碼元可以在與原始碼元相鄰的子載波中的相同時隙中傳輸；第三對應部分碼元可以在與原始碼元相鄰的時隙的相鄰子載波中傳輸。
附圖所示的示例示出了星座映射產生了處于圖形中的右軸上的組合信號點，其中圖形中的右軸通常表示復信號平面中的實部軸。對于本領域技術人員來說，顯然可以定義其它的如下映射，其實現(xiàn)了模糊度數(shù)目的降低而沒有產生在實軸上的組合信號點。例如，非常容易定義產生虛軸上的信號點的QAM映射。類似地，有可能容易地定義用于PSK的映射，其產生了在相對于實軸以某個角度傾斜的直線上的點。選擇這樣的映射中的哪個可以是系統(tǒng)設計員的實現(xiàn)選擇，而沒有對這個發(fā)明所涉及的技術原理有直接影響。
如果原始星座未如這些附圖所示，而是移位某個角度或者橫向值，則出現(xiàn)類似的情況。根據(jù)圖1顯然可以將4-ASK/2-PSK解釋為8-ASK的移位版本。因此，對于本領域技術人員來說，顯然可以為這樣的情況導出恰當?shù)挠成洹?br> 這個描述已經關注于需要相干解調的調制星座。因此，公式化所述算法以便原始和重組星座點也被相干地組合。然而，顯然可以容易地修改設計算法以及組合方法以適用于非相干的方法。例如，對于ASK，對載波振幅的簡單非相干檢測將是可能的，而且可以添加標量值以用于組合。
在上面的詳細描述中，總是已經使用了兩個子平面。作為到子平面的多個劃分的替換示例，可以進行到4個四分之一平面的劃分，每個四分之一平面類似于復平面的四分之一。在圖9中，到第一次映射的對應部分星座然后可以是同一個圖中的第三次映射；從模糊度角度來看，結果產生的組合則將等同于QPSK調制。
圖18a-b中分別示出了用于16-QAM的原始和對應部分映射，其結果產生了QPSK等效組合。即使存在較高的、在這樣的替換選擇中涉及的模糊度級別數(shù)目，它也可以有利地在通信系統(tǒng)中采樣；一方面，增加了模糊度級別的數(shù)目使得信道估計較不精確，但是另一方面，較好地平衡了傳輸和重新傳輸數(shù)據(jù)字的功率，使得可以改善解調之后的LLR統(tǒng)計數(shù)值，這反過來可以改善接收機中的后續(xù)解碼階段的性能。因此，本發(fā)明的目標可以是等同于QPSK、8-PSK、8-ASK的結果組合。本領域的技術人員會理解，一旦與原始星座相比、在結果組合中的模糊度級別數(shù)目降低了，則將實現(xiàn)改善。
選擇對應部分映射時的進一步附帶條件是在任何情況下，相干組合都不應該產生復平面的原點。這只不過是由于接收機不能從復值為0的組合信號點中提取任何有關信道狀態(tài)的信息。
在另一個替換中，僅僅全部可能調制狀態(tài)的子集或者全部現(xiàn)有數(shù)據(jù)字值的子集可能經受所描述的方法。即使以這種方式，也可以降低在確定傳輸信道屬性方面的模糊度。
這個描述已經假定原始和重復數(shù)據(jù)字組成了同一個b位位序列的每一個。為了描述簡單起見，將映射假定為將b位映射到一個復值上。因此原始星座包括2b個不同的復值，而對應部分星座包括2b個復值。本領域技術人員應當注意到，可以將原始星座和一個或多個對應部分星座概括成為“超級星座”。這個超級星座然后可以表示概括原始映射和一個或多個對應部分映射的“超級映射”。在這種情況下，表示原始或者對應部分映射的控制信息必須包括在超級映射或者超級星座中。
將控制字預掛在每個數(shù)據(jù)字之前?？刂谱譃槊總€傳輸假定特定的值，例如用于數(shù)據(jù)字的第一次傳輸?shù)摹?”、用于同一個數(shù)據(jù)字第二次傳輸?shù)摹?”、諸如此類。超級映射將串聯(lián)的控制字和數(shù)據(jù)字的不同值映射為調制狀態(tài)或者超級星座點。因此，為控制字的不同值獲得從數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的不同映射。如果以恰當?shù)姆绞讲贾贸売成?，則從數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的不同映射可以呈現(xiàn)出如上所述的屬性。
圖16a示出了用于示例8-PSK的原始星座，而圖16b示出了相關的對應部分星座。例如，星座點1601表示第一次傳輸中的碼元“1”，而星座點1602表示在第二次傳輸或者重新傳輸中的相同碼元。
可以注意到，與圖6所示的星座的不同之處限于星座點的不同標記。這從差別只不過是為了方便；本領域技術人員將意識到，碼元是從1編號到8還是從0編號到7僅僅是習慣問題。根據(jù)圖16a和16b中的星座，通過包括來自這兩個星座的星座點、向標記預置引導“0”或者“1”來分別表示這個星座點是使用原始映射還是對應部分映射生成，而獲得圖16c中的超級星座。因此，在圖16c中，所有包括以“0”開始的標記的點等同于原始星座點和相應的映射，而所有包括以“1”開始的標記的點等同于對應部分星座和相應的映射。
圖17a示出了用于示例16-QAM的原始星座，而圖17b示出了相關的對應部分星座?？梢宰⒁獾?，根據(jù)如上所述用于圖16a-c相同的原因，與圖2所示的星座的差別限于星座點的不同標記。根據(jù)圖17a和17b中的星座，通過包括來自這兩個星座的星座點、向標記預置引導“0”或者“1”來分別表示這個星座點是使用原始映射還是對應部分映射生成，而獲得圖17c中的超級星座。因為星座點的位置是相同的，而且原始和對應部分星座僅僅在標記方面有改變，所以在圖16c中，每個星座點必須表示兩個標記。例如，星座點1701表示第一次傳輸中的值“1”，在第二次傳輸或者重新傳輸中的值“4”。因此，它表示超級星座中的值“01”和“14”。類似地，點1702表示第一次傳輸中的“4”和第二次傳輸中的“1”。在圖17c中的超級星座中，它表示值“04”和“11”。
所有以“0”開始的標記等同于原始星座點和相應的映射和標記，而所有以“1”開始的標記等同于對應部分星座和相應的映射和標記。
可以注意到，這樣的超級映射和超級星座本質上類似于在網格編碼調制(Trellis-Coded Modulation)的技術領域中的技術人員所知的、所謂的“集劃分”方法。用于這個的示例文獻可以在1987年2月，IEEE CommunicationsMagazine，第25卷第2期的第5-11和12-21頁，由G.Ungerboeck所著的“Trellis-coded modulation with redundant signal sets Part IIntroduction”和“Trellis-coded modulation with redundant signal sets Part IIState of the art”中找到。
圖12示出了可以用來在數(shù)字通信系統(tǒng)中降低數(shù)據(jù)碼元模糊度的方法的流程圖。該方法包括映射生成步驟1201、傳輸步驟1205和一個或多個重新傳輸步驟1206。
首先，在步驟1202生成第一次映射。根據(jù)指定算法、或者通過簡單地從存儲在采用這種方法的發(fā)射機中的表格中讀取這個映射，來隨機地生成這個映射。這個表格還可以從如同為其指定了該傳輸?shù)幕净蛘咭苿诱灸菢拥牧硪粋€實體接收。進一步的步驟1203然后根據(jù)上面給定的算法之一生成第二次映射。步驟1204查詢是否應該生成更多的映射。在應該的情況下，循環(huán)返回到步驟1203。如果不應該，則該方法繼續(xù)進行步驟1205。所生成的映射可以存儲在表格中用于稍后使用。因此，對于每個傳輸會話乃至對于每個傳輸數(shù)據(jù)字，生成步驟1201都不是必須的。此外，還有可能例如利用固件下載在生產發(fā)射機期間存儲全部使用的映射，或者有可能從另一個實體接收全部映射并且將它們存儲在存儲器的表格中。
在步驟1205，根據(jù)表示數(shù)據(jù)字的第一次映射傳輸碼元。根據(jù)在步驟1203生成的第二次映射，在步驟1206再次傳輸同一個數(shù)據(jù)字作為重新傳輸碼元。步驟1207查詢根據(jù)應該傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字、是否存在更多的映射。如果是存在的這種情況，則該方法返回以重復步驟1206和1207。如果不存在進一步的映射，則該方法結束這個數(shù)據(jù)字的傳輸。雖然相同數(shù)據(jù)字的全部傳輸應該有利地以緊密時間接近性發(fā)送，但是可以在中間傳輸其它數(shù)據(jù)字。
在圖13中說明了發(fā)射機1300，其可以用于根據(jù)如上所述方法傳輸數(shù)據(jù)。
在發(fā)射機1300中，要傳輸?shù)男畔⑽涣髟诰幋a器1301中編碼。編碼位流在隨機位交織器1302中交織。在S/P單元1303中，將位組組合為數(shù)據(jù)字。要組合的位數(shù)目取決于可用的調制狀態(tài)數(shù)目。例如，對于16-QAM，Id 16＝4位被組合到一個數(shù)據(jù)字中，對于64-QAM，Id 64＝6位被組合到一個數(shù)據(jù)字中。在重復器1304中，重復數(shù)據(jù)字以便重新傳輸。重復因子和要重復的數(shù)據(jù)字比率取決于該方法的特定版本。將所生成的字發(fā)送給映射器1305。映射器1305可以根據(jù)不同的模式工作。在等同于簡單映射的第一模式中，它使用簡單的一個字到星座點映射將未重復的字或者重復的字映射到復數(shù)碼元。在星座重組模式中，映射器1305通過將不同的映射應用到由重復器1304生成的字，來應用在現(xiàn)有技術部分中描述的星座重組。在第三模式中，映射器1305將此處描述的方法應用到由重復器1304生成的字。映射器1305由映射控制單元1306所控制，該映射控制單元1306選擇要應用到字的映射模式。如果選擇了第三模式，則映射器1305從映射控制單元1306接收映射信息，其中該映射控制單元1306可以包括存儲器1307用于存儲包括映射信息的表格。映射控制單元1306被進一步配置為在第三映射模式中，根據(jù)上面定義的規(guī)則選擇從用于第一次傳輸?shù)牡谝淮斡成渲袑С龅摹⒂糜谥匦聜鬏數(shù)牡诙瓦M一步映射(即，對應部分映射或者對應部分星座)?？梢愿鶕?jù)上面給出的規(guī)則在運行時計算這些映射。做為選擇，它們可以從已經根據(jù)通信系統(tǒng)設計預先存儲了它們的存儲器1307的表格中讀出。
根據(jù)由網絡或者由接收單元提供的信息，可以替換地使用如上所述的各種映射模式。進一步，類似圖11所示的幀1103、可以根據(jù)預定義的模式在單個幀內交替地使用它們。有關這樣的模式的信息、以及有關所使用映射的信息可以經由控制數(shù)據(jù)發(fā)射機1308和傳輸信道1312發(fā)送給接收單元。此外，重復控制單元1309根據(jù)映射控制單元1306的要求控制重復器1304的重復因子。例如，在第三映射模式中，重復控制單元1309從映射控制單元1306接收有關選則映射所需要的重復數(shù)目的信息。
在映射之后，在調制器1311中將信息調制到載波上之前，添加導頻數(shù)據(jù)并且在導頻/數(shù)據(jù)幀生成單元1310中組合成幀。經由信道1312將已調制信號發(fā)送給接收實體。
取決于具體實現(xiàn)，發(fā)射機1300還可以包括像IF級、混合器、功率放大器或者天線之類的單元。從信號流的角度上看，還可以將這樣的單元看作包括在信道1312中，這是因為它們全部都可以向添加噪聲，并且在該信號上施加相移或者衰減。
單元1301到1311可以在專用硬件或者數(shù)字信號處理器中實現(xiàn)。在這種情況下，處理器通過執(zhí)行從像只讀存儲器、電可擦只讀存儲器、或者閃速存儲器那樣的計算機可讀存儲介質中讀取的指令，來執(zhí)行此處描述的方法。這些指令還可以存儲在如同磁盤、光盤、或者磁帶那樣的其他計算機可讀介質上，以便在開始使用設備之前將這些指令下載到設備中。此外，混合的硬件和軟件實施例是可能的。
發(fā)射機1300可以是如圖14所示的基站1400的一部分。這樣的基站還可以包括適當?shù)慕邮諜C1404、數(shù)據(jù)處理單元1401和1402、以及核心網絡接口1403。
基站1400的對應部分可以是如圖15所示的移動站1500。除了發(fā)射機1300和接收機1510之外，移動站還可以包括天線1501、天線開關1502、數(shù)據(jù)處理單元1503、和控制器1504。
移動站1500可以是移動電話或者要并入到便攜式計算機、PDA、車輛、自動售貨機等中的模塊。移動電話還可以包括混合信號單元1505和用戶接口，而用戶接口包括鍵盤1506、顯示器1507、揚聲器1508、和麥克風1509。
根據(jù)本發(fā)明的方法和接收機可以有利地改善數(shù)字通信系統(tǒng)中的信道估計的可靠性。較好的信道估計具有降低誤碼率的優(yōu)點，而且可以在弱覆蓋范圍、快速衰落狀態(tài)及其它不利環(huán)境的區(qū)域中提供與無線通信系統(tǒng)的連接。
雖然已經結合在本發(fā)明中構造的實施例描述了本發(fā)明，但是對于本領域技術人員來說，鑒于上述示教可以進行對本發(fā)明的各種修改、改變和改進，它們在所附權利要求的范圍之內而沒有背離本發(fā)明的精神和想要的范圍。另外，此處沒有描述相信本領域普通技術人員熟悉的那些領域，以便沒有不必要地使此處描述的本發(fā)明變得不清楚。因此，應當理解，本發(fā)明不受特定描述的實施例所限制，而是僅僅由附加權利要求的范圍所限制。
權利要求
1.一種用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括a)第一傳輸步驟(1205)，根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射(401)來傳輸在載波上調制的數(shù)據(jù)字；以及b)至少一次進一步傳輸步驟(1206)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的至少一次進一步映射(402)，傳輸在載波上調制的相同數(shù)據(jù)字，其中通過根據(jù)所述第一次和所述至少一次進一步映射、為每個數(shù)據(jù)字值添加與所述數(shù)據(jù)字值相關聯(lián)的復值而可為所有數(shù)據(jù)字值獲得的不同組合值(410，411)、(712，713)、(811-814)的數(shù)目小于在所述第一次映射內的不同數(shù)據(jù)字值(401，701，801)的數(shù)目。
2.一種用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括步驟a)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射，傳輸在載波上調制的數(shù)據(jù)字；以及b)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射，傳輸在載波上調制的所述數(shù)據(jù)字，其中數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射是根據(jù)以下步驟從數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射中獲得的i.將表示數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射的復平面劃分為至少兩個子平面(404，405)；ii.結合在子平面每個部分中包括的調制狀態(tài)，為所述子平面的至少一部分確定對稱軸(412)；以及iii.向數(shù)據(jù)字值的至少一部分分配所述第二次映射(402)中的復值(409)，所述復值在復平面中具有從根據(jù)所述第一次映射(401)而分配給所述數(shù)據(jù)字的復值的位置(408)、相對于根據(jù)所述第一次映射(401)的復值(408)位于其中的子平面(405)的對稱軸上的點(407)近似鏡像而得到的位置。
3.如權利要求2所述的方法，其中，在步驟iii中，在所述對稱軸(412)中起鏡像中心作用的點(407)是在第一次映射(401)中分配給調制狀態(tài)的所述至少部分、并且位于所述子平面(405)內的全部復值的平均。
4.一種用于在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括m個傳輸步驟a)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射，傳輸在載波上調制的數(shù)據(jù)字；以及b)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的m-1次進一步映射，將在載波上調制的數(shù)據(jù)字傳輸m-1次，其中通過以下步驟從第一次映射中獲得數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的m-1次進一步映射i.將表示數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射的復平面劃分為子平面(706，707)，在至少一部分子平面內的調制狀態(tài)數(shù)目為m；以及ii.向數(shù)據(jù)字值的至少一部分分配在同一個子平面內的不同調制狀態(tài)，每次映射分配一個。
5.一種用于在采用相移鍵控調制的數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括步驟a)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射，傳輸在載波上調制的數(shù)據(jù)字；以及b)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射，傳輸在載波上調制的所述數(shù)據(jù)字，其中根據(jù)以下步驟從數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射中獲得數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射i.將表示數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射的復平面劃分為子平面(804，805)，這些子平面的至少一部分具有相對于在該子平面中包括的全部調制狀態(tài)位置的對稱軸(806)；ii.相對于在子平面每個部分中包括的調制狀態(tài)，為所述子平面的至少一部分確定對稱軸(806)；以及iii.向數(shù)據(jù)字值的至少一部分中的每一個分配所述第二次映射(802)中的復值，所述復值在所述復平面中具有從根據(jù)所述第一次映射(801)分配給所述數(shù)據(jù)字的調制狀態(tài)的位置(807)、相對于根據(jù)所述第一次映射(801)的調制狀態(tài)(807)位于其中的子平面中的對稱軸(806)近似鏡像得到的位置(808)。
6.如權利要求2到5中的一個所述的方法，其中，相對于與在第一次映射中包括的、全部調制狀態(tài)的復值位置相關的對稱軸(203，303，403，503，803)，將所述復平面劃分為所述子平面。
7.如權利要求2到6中的一個所述的方法，其中所述復平面被劃分為所述子平面，以便沒有調制狀態(tài)的復值位于子平面之間的邊界線(203，303，403，503，803)上。
8.如權利要求1到7中的一個所述的方法，其中，所述傳輸步驟在同一個傳輸信道上順序進行。
9.如權利要求1到7中的一個所述的方法，其中所述數(shù)字通信系統(tǒng)包括頻分多路接入部件，而且所述傳輸步驟在不同的頻率信道上進行。
10.如權利要求1到9中的一個所述的方法，其中，將所述傳輸步驟應用到每個傳輸?shù)拇a元。
11.如權利要求1到9中的一個所述的方法，其中，對于每個傳輸幀，將所述第二次和進一步傳輸步驟應用于定義數(shù)目的數(shù)據(jù)碼元。
12.如權利要求2到11中的一個所述的方法，其中，子平面(404，405)的數(shù)目等于2。
13.如權利要求1到12中的一個所述的方法，其中，所述第一次映射和所述至少一次更進一步的映射通過向每個數(shù)據(jù)字預置引導控制字、而從公用的超級映射獲得，其中所述超級映射將控制字和數(shù)據(jù)字的串聯(lián)值映射到調制狀態(tài)，而且每個傳輸與控制字的特定值相關聯(lián)。
14.一種計算機可讀存儲介質，在其上存儲了程序指令，當所述程序指令在數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)射機的處理器中執(zhí)行時，致使發(fā)射機執(zhí)行根據(jù)權利要求1到13之一的方法。
15.一種用于數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)射機(1300)，所述發(fā)射機包括重復器(1304)，用于接收數(shù)據(jù)字，并且重復所接收的數(shù)據(jù)字至少一次；映射器(1310)，用于根據(jù)數(shù)據(jù)字和它們的副本的值將數(shù)據(jù)字和它們的副本映射到調制狀態(tài)，其中映射器被配置為a)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射，將數(shù)據(jù)字映射到調制狀態(tài)；以及b)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的至少一次進一步映射，將數(shù)據(jù)字的至少一個副本映射到調制狀態(tài)；映射控制單元(1306)，被配置為向所述映射器提供所述第一次和所述至少一次進一步映射，其中通過根據(jù)所述第一次和所述至少一次進一步映射、為每個數(shù)據(jù)字值添加與所述數(shù)據(jù)字值相關聯(lián)的調制狀態(tài)的復值而可以為所有數(shù)據(jù)字值獲得的不同組合狀態(tài)的數(shù)目低于在數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的所述第一次映射內的不同數(shù)據(jù)字值的數(shù)目；以及調制器(1311)，用于根據(jù)調制狀態(tài)調制載波。
16.一種用于數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)射機(1300)，所述發(fā)射機包括重復器(1304)，用于接收數(shù)據(jù)字，并且重復所接收的數(shù)據(jù)字一次；映射器(1305)，用于根據(jù)數(shù)據(jù)字和它們的副本的值將數(shù)據(jù)字和它們的副本映射到調制狀態(tài)，所述映射器被配置為a)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射，將數(shù)據(jù)字映射到調制狀態(tài)；以及b)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射，將數(shù)據(jù)字的副本映射到調制狀態(tài)；映射控制單元(1306)，被配置為向所述映射器提供所述第一次和所述至第二次映射，其中根據(jù)以下步驟從數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的所述第一次映射中獲得數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射i.將表示數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射的復平面劃分為多個子平面；ii.計算在子平面的至少一部分的每一個中包括的全部調制狀態(tài)的復值的平均值；以及iii.向所述數(shù)據(jù)字值的至少一部分中的每一個分配所述第二次映射中的復值，所述復值在所述復平面中具有從根據(jù)所述第一次映射分配給所述數(shù)據(jù)字值的復值的位置、相對于所述第一次映射的復值位于其中的子平面中的全部調制狀態(tài)的平均值的位置近似鏡像而獲得的位置；以及調制器(1311)，用于根據(jù)所述調制狀態(tài)調制載波。
17.一種用于數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)射機(1300)，所述發(fā)射機包括重復器(1304)，用于接收數(shù)據(jù)字，并且將所接收的數(shù)據(jù)字重復至少m-1次；映射器(1305)，用于根據(jù)數(shù)據(jù)字以及它們的副本的值、以及根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的m次不同映射，將數(shù)據(jù)字和它們的副本映射到調制狀態(tài)；映射控制單元(1306)，被配置為向所述映射器提供所述m次映射，其中根據(jù)以下步驟從數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射中獲得數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的m-1次進一步映射i.將表示數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射的復平面劃分為多個子平面，在所述多個子平面的至少一部分內的調制狀態(tài)的數(shù)目等于傳輸步驟數(shù)目；以及ii.向數(shù)據(jù)字值的至少一部分分配在同一個子平面內的不同調制狀態(tài)，每次映射分配一個。以及調制器(1311)，用于根據(jù)所述調制狀態(tài)調制載波。
18.一種用于采用相移鍵控調制的數(shù)字通信系統(tǒng)的發(fā)射機(1300)，所述發(fā)射機包括重復器(1304)，用于接收數(shù)據(jù)字，并且將所接收的數(shù)據(jù)字重復一次；映射器(1305)，用于根據(jù)數(shù)據(jù)字和它們的副本的值將數(shù)據(jù)字和它們的副本映射到調制狀態(tài)，所述映射器被配置為a)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射，將數(shù)據(jù)字映射到調制狀態(tài)；以及b)根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射，將數(shù)據(jù)字的副本映射到調制狀態(tài)；映射控制單元(1306)，被配置為向所述映射器提供所述第一次和所述第二次映射，其中根據(jù)以下步驟從數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的所述第一次映射中獲得數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次映射i.將表示數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射的復平面劃分為多個子平面，這些子平面的至少一部分具有相對于在該子平面中包括的全部調制狀態(tài)復值的位置的對稱軸；和ii.向所述數(shù)據(jù)字值的至少一部分中的每一個分配在所述第二次映射中的復值，所述復值在所述復平面中具有從根據(jù)所述第一次映射分配給所述數(shù)據(jù)字值的復值的位置、相對于根據(jù)所述第一次映射的復值位于其中的子平面的對稱軸近似鏡像而獲得的位置；以及調制器(1311)，用于根據(jù)調制狀態(tài)調制載波。
19.如權利要求15到18中的一個所述的發(fā)射機，其中，所述映射控制單元(1306)被進一步配置為基于在數(shù)據(jù)幀內特定數(shù)據(jù)字的位置、僅僅為所述數(shù)據(jù)字的一部分向所述映射器(1305)提供所述第二次和更進一步的映射。
20.如權利要求15到19中的一個所述的發(fā)射機，其中，所述映射控制單元包括存儲裝置(1307)，用于將所述映射存儲在其上。
21.如權利要求15到20中的一個所述的發(fā)射機，還包括重復控制單元(1309)，用于基于所述數(shù)據(jù)字在幀內的位置、根據(jù)數(shù)據(jù)字應該被重復還是不被重復的判決來控制重復器(1304)。
22.如權利要求15到21中的一個所述的發(fā)射機，還包括控制數(shù)據(jù)傳輸裝置(1308)，被配置為傳輸有關所述映射的信息或者有關副本數(shù)據(jù)字在幀內位置的信息。
23.一種用于數(shù)字無線通信系統(tǒng)的基站(1400)，包括根據(jù)權利要求15到22之一的發(fā)射機(1300)。
24.一種用于數(shù)字無線通信系統(tǒng)的移動站(1500)，包括根據(jù)權利要求15到22之一的發(fā)射機(1300)。
全文摘要
提供了一種通過降低為信道估計計算的接收碼元識別中的模糊度、來改善數(shù)字通信系統(tǒng)中的信道估計可靠性的方法。利用數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第二次、重組映射，而將根據(jù)數(shù)據(jù)字值到調制狀態(tài)的第一次映射而傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字重新傳輸至少一次。第二次映射以及可能的進一步映射以這樣的方式從第一次映射中生成，其中可以通過組合所傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)碼元和重新傳輸?shù)膶獢?shù)據(jù)碼元(多個)而獲得的不同結果的數(shù)目低于在第一次映射中的原始調制狀態(tài)的數(shù)目。
文檔編號H04L27/34GK101057440SQ200580037686
公開日2007年10月17日 申請日期2005年7月20日 優(yōu)先權日2004年11月3日
發(fā)明者亞歷山大·戈利奇克埃德勒馮埃爾布沃特, 克里斯琴·溫格特, 吉井勇 申請人:松下電器產業(yè)株式會社