抗回波反射和頻偏的信號調(diào)制方法
【專利摘要】一種調(diào)制通信信號(諸如光纖、有線電子或無線信號等)的方法，其方式為便于對回波和頻移的信號失真效應進行自動校正，同時仍允許高數(shù)據(jù)傳輸速率。旨在用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號被分配到NxN矩陣中，并且用于加權(quán)或調(diào)制一族循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形。雖然這些波形隨后在傳輸過程中可能會失真，其基本的循環(huán)時間和頻率重復結(jié)構(gòu)便于使用改進的接收器，這些接收器具有能夠利用重復模式對這些失真進行校正的解卷積設備。可以在不同的時間間隔和頻率間隔組合上的N個時間塊內(nèi)、以能夠允許對來自不同發(fā)射器的塊進行交錯的方式以發(fā)送各種波形。還討論了在信道探測/表征、系統(tǒng)優(yōu)化以及雷達中的應用。
【專利說明】抗回波反射和頻偏的信號調(diào)制方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年3月26日提交的發(fā)明人為羅尼·海達尼（Ronny Hadani)和 什洛旲?塞利姆·拉基布（Shlomo Selim Rakib)的臨時專利61/615, 884 "抗回波反射 和頻偏的信號調(diào)制方法（SIGNAL MODULATION METHOD RESISTANT TO ECHO REFLECTIONS AND FREQUENCY OFFSETS) "的優(yōu)先權(quán)利益；本申請還是2012年3月27日提交的發(fā)明人為 什洛旲?塞利姆·拉基布（Shlomo Selim Rakib)和羅尼?海達尼（Ronny Hadani)的美 國專利申請13/430, 690"抗回波反射和頻偏的信號調(diào)制方法（SIGNAL MODULATION METHOD RESISTANT TO ECHO REFLECTIONS AND FREQUENCY OFFSETS)" 的部分繼續(xù)申請；這兩個申 請的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。

【背景技術(shù)】
[0003] 發(fā)明領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明涉及通信協(xié)議和方法的一般領(lǐng)域，并且更具體地涉及抗回波反射、頻偏以 及其他通信信道損傷的調(diào)制通信信號的方法。
[0005] 相關(guān)技術(shù)說明
[0006]現(xiàn)代電子通信（諸如光纖通信、基于電線或電纜的通信、以及無線通信）全部通過 調(diào)制信號并且在它們對應的光纖、電線/電纜、或無線介質(zhì)上發(fā)送這些信號來操作。通常以 光速或者接近光速行進的這些信號可能受到各種退化或信道損傷的影響。例如，每當調(diào)制 信號遇到光纖或電線/電纜中的結(jié)合點，光纖或電線/電纜介質(zhì)就可能潛在地產(chǎn)生回波信 號。當無線信號反彈離開諸如建筑物的側(cè)面以及其他結(jié)構(gòu)等無線反射面時，也可能潛在地 產(chǎn)生回波信號。類似地，頻移可以在光纖或電線/電纜穿過具有在某種程度上不同的信號 傳播屬性或不同的環(huán)境溫度的光纖或電纜的不同區(qū)域時發(fā)生；對無線信號，傳輸?shù)揭苿拥?車輛或者從其傳輸來的信號可能遇到也會導致頻移的多普勒效應。另外，基礎設備（g卩，發(fā) 射器和接收器）自身不會始終完美地運行，并且也可能產(chǎn)生頻移。
[0007] 這些回波效應和頻移是不想要的，并且如果這種移位變得過大，可能導致較低信 號傳輸速率以及較高錯誤率。因此，降低這種回波效應和頻移的方法在通信領(lǐng)域具有很高 的效用。
[0008] 在父申請13/117, 119中，提出了一種無線信號調(diào)制的新穎方法，該方法的操作方 式是將數(shù)據(jù)符號擴散在比以前現(xiàn)有技術(shù)方法所使用的更大的時間、頻率和譜形（波形）范 圍上（例如，比時分多址接入（TDMA)、全球移動通信系統(tǒng)（GSM)、碼分多址接入（CDMA)、頻 分多址接入（FDMA)、正交頻分復用（0FDM)或其他方法等方法中的更大）。這種較新的方 法在13/117, 119中被稱為"正交時頻移位和頻譜整形（0TFSSS) "，并且在此將被簡稱為縮 寫"0TFS"，其通過以比以前的方法更大的"塊"或幀發(fā)送數(shù)據(jù)來操作。也就是說，雖然現(xiàn)有 技術(shù)的CDMA或0FDM方法可能在設定的時間間隔上在通信鏈路上發(fā)送"N"個符號的單元或 幀，但是13/1Π , 119的發(fā)明通常將基于N2個符號的最小單元或幀，并且經(jīng)常在更長的時段 上傳輸這些N2個符號。使用0TFS調(diào)制，相比于現(xiàn)有技術(shù)方法的情況，被傳輸?shù)拿恳粋€數(shù)據(jù) 符號或元素都在時間、頻率和譜形空間的更大程度上擴散。而結(jié)果是，在接收器端，開始求 解任意給定數(shù)據(jù)符號的值通常將花費更長的時間，因為在接收到N2個符號的全幀時，該符 號必須逐漸地形成或累積。
[0009]可替代地，父申請1V117, 119教導了一種無線組合時間、頻率和頻譜整形通信方 法，該方法以NxN(N2)的卷積單元矩陣（數(shù)據(jù)巾貞）傳輸數(shù)據(jù)，其中，通常在N個時擴間隔（每 一個由N個時間片組成）上接收所有N 2個數(shù)據(jù)符號，或者一個都不接收。為了為傳輸過程 確定時間、波形以及數(shù)據(jù)符號分布，將N2大小的數(shù)據(jù)幀矩陣乘以第一 NxN時頻移位矩陣，進 行置換，然后乘以第二NxN頻譜整形矩陣，由此在整個所產(chǎn)生的NxN矩陣（在' 119中，稱為 TFSSS數(shù)據(jù)矩陣）上混合每一個數(shù)據(jù)符號。然后，在每時間片一個元素的基礎上，對該N2的 TFSSS數(shù)據(jù)矩陣的列進行選擇、調(diào)制和傳輸。在接收器，重構(gòu)并解卷積出副本TFSSS矩陣，從 而使數(shù)據(jù)顯示出來。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 在本申請中，我們對早先的OTFS調(diào)制方案測試進行了修訂，并將其擴展到更全面 的覆蓋附加類型的通信介質(zhì)（即，光學、電線/電纜、以及無線）。另外，我們還在早先的 OTFS概念上進行了擴展，并且對利用循環(huán)時移和循環(huán)頻移波形的先進信號調(diào)制方案如何能 夠在廣泛范圍的情況下對校正信道損傷是十分有用的進行了附加細節(jié)的探索。
[0011]根據(jù)早先的'119的OTFS概念的本擴展，在某些實施例中，本發(fā)明可以是一種使用 被調(diào)制成用于允許對回波反射和頻偏的信號損傷效應進行自動補償?shù)臒o線信號來傳送多 個數(shù)據(jù)符號的方法。這種方法通常將包括將該多個數(shù)據(jù)符號分配到一個或多個NxN符號矩 陣中，并且使用這些一個或多個NxN符號矩陣以控制發(fā)射器的信號調(diào)制。這里，在發(fā)射器 處，對每一個NxN符號矩陣，發(fā)射器使用每一個數(shù)據(jù)符號對N個波形進行加權(quán)，這些N個波 形是從根據(jù)編碼矩陣U確定的N個循環(huán)時移以及N個循環(huán)頻移波形的全排列的N 2大小的集 合中選擇出的。最終結(jié)果是為每一個數(shù)據(jù)符號生成了 N個符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移 的波形。通常該編碼矩陣U被選擇為具有相應的逆解碼矩陣υΗ的NxN單式矩陣。本質(zhì)上， 該約束意味著編碼矩陣U生成能夠最終被解碼的結(jié)果。
[0012]同樣在發(fā)射器處，對NxN符號矩陣中的每一個數(shù)據(jù)符號，發(fā)射器將對相應的N個符 號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形進行求和，并且到整個NxN符號矩陣都被如此編碼過的 時候，將產(chǎn)生N2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形。
[0013] 然后發(fā)射器將在N個時間塊或者頻率塊的任意組合上傳輸結(jié)構(gòu)化為N個復合波形 的這些N2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形。
[0014]為了對這次傳輸進行接收以及解碼，所傳輸?shù)腘2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及循 環(huán)頻移波形隨后被由相應的解碼矩陣UH所控制的接收器所接收。然后，接收器將使用該解 碼矩陣UH以在各個NxN符號矩陣中重構(gòu)原始的符號。
[0015]該傳輸和接收過程一般由各種電子設備來完成，諸如所裝配的微處理器、所裝配 的數(shù)字信號處理器、或控制信號發(fā)射器的卷積和調(diào)制部件的其他電子電路。同樣，接收和解 調(diào)過程通常也依賴于所裝配的微處理器、所裝配的數(shù)字信號處理器、或控制信號接收器的 解調(diào)、累積和解卷積部件的其他電子電路。雖然因為無線發(fā)射器和接收器經(jīng)常適合討論，在 本說明書中將經(jīng)常使用無線示例，應該理解，這些示例不旨在是限制性的。在替代實施例 中，發(fā)射器和接收器可以是光學/光纖發(fā)射器和接收器、電線或電纜發(fā)射器和接收器、或者 其他類型的發(fā)射器和接收器。原則上，更特殊的信號傳輸介質(zhì)（諸如聲信號等）也可以使 用本方法來完成。
[0016] 如前文討論的，不管用來傳輸各種波形的介質(zhì)（例如，光學信號、電學信號、或者 無線信號）如何，各種信號損傷（諸如各種回波反射和頻移）可能會使這些波形失真或者 被損傷。結(jié)果是，接收器經(jīng)常接收到原始信號的失真形式。這里，本發(fā)明利用了循環(huán)時移和 循環(huán)頻移波形對檢測和校正此類失真特別有用的見解。
[0017] 因為通信信號通過其對應的通信介質(zhì)以有限的速度（經(jīng)常是光速或者接近光速） 進行傳播，并且因為從原始發(fā)射器到接收器之間的距離通?；旧喜煌诎l(fā)射器與產(chǎn)生回 波的位置之間的距離、以及產(chǎn)生回波的位置與接收器之間的距離，回波反射的凈效應是接 收器處的回波反射，原始的傳輸波形和原始波形的時移版本都被接收，從而導致了失真的 復合信號。
[0018] 然而，通過使用循環(huán)時移波形，位于接收器的時間解卷積設備能夠分析波形的循 環(huán)時間變化模式，確定重復模式，并且使用這些重復模式來幫助將回波失真信號分解回為 各信號的各時移版本。時間解卷積設備還能夠確定需要時偏（或多個時偏）的多少來使 得時間延遲回波信號能夠與原始或直接信號相匹配。該時偏值（在此被稱為時間解卷積參 數(shù)）既能夠給出關(guān)于回波地點相對于發(fā)射器和接收器的相對位置的有用信息，還能夠幫助 系統(tǒng)對發(fā)生在發(fā)射器和接收器之間的信號損傷中的某些進行表征。這能夠有助于通信系統(tǒng) 為了更好的性能自動地對自身進行優(yōu)化。
[0019] 除了回波反射，發(fā)生能夠?qū)е乱粋€或多個頻移的其他信號失真。這里，容易理解的 示例是多普勒移位現(xiàn)象。多普勒移位或多普勒效應是當波發(fā)射器靠近或者遠離波接收器 時發(fā)生的波頻變化。這些頻移在例如無線移動發(fā)射器靠近或者遠離固定接收器時可能發(fā) 生。如果無線移動發(fā)射器正在向固定接收器移動，其傳輸?shù)臒o線波形將會被偏移到更高的 頻率，如果接收器期望較低頻率上調(diào)制的信號，這可能會造成混亂。如果無線移動發(fā)射器正 在垂直于接收器移動，甚至可能產(chǎn)生更加混亂的結(jié)果，并且在無線移動發(fā)射器的路徑上也 會有回波源（諸如建筑物）。由于多普勒效應，回波源接收到原始信號的藍色移位（更高頻 率）版本，并且將該原始信號的藍色移位（更高頻率）版本反射給接收器。結(jié)果是，接收器 將接收到原始較低頻率上的直接無線波形、以及原始信號的時間延遲更高頻率版本，從而 造成相當大的混亂。
[0020] 這里，循環(huán)時移波形和循環(huán)頻移波形的使用也可以有助于解決這類問題，因為循 環(huán)變化提供了重要的模式匹配信息，該模式匹配信息可以允許接收器確定所接收到的信號 的什么部分是失真的以及涉及多少失真。在此，這些循環(huán)變化信號允許接收器對所接收到 的信號進行二維（例如時間和頻率）解卷積。例如，接收器的頻率解卷積部分能夠分析波 形的循環(huán)頻率變化模式，本質(zhì)上是進行頻率模式匹配，并且將已失真的信號分解為各信號 的各頻移版本。同時，接收器的該部分還能夠確定需要時偏的多少來使得頻率失真信號能 夠與原始或直接信號相匹配。該頻偏值（在此被稱為"頻率解卷積參數(shù)"）能夠給出關(guān)于發(fā) 射器相對于接收器的速度的有用信息。其能夠幫助系統(tǒng)對發(fā)生在發(fā)射器和接收器之間的頻 移信號損傷中的某些進行表征。
[0021] 如前文，接收器的時間解卷積部件能夠分析波形的循環(huán)時間變化模式，同樣是進 行時間模式匹配，并且將回波失真信號分解回為原始信號的各時移版本。接收器的時間解 卷積部分還能夠確定需要時偏的多少來使得時間延遲回波信號能夠與原始或直接信號相 匹配。該時偏值（同樣稱為"時間解卷積參數(shù)"）還能夠給出關(guān)于回波地點的相對位置的有 用信息，還能夠幫助系統(tǒng)對發(fā)生在發(fā)射器和接收器之間的信號損傷中的某些進行表征。
[0022] 當應用于發(fā)射器、接收器、以及可能以相對于彼此不同的距離和速度存在的回波 源時，時間和頻率解卷積的凈效應都是允許接收器適當?shù)亟忉屢褤p傷的回波和頻移通信信 號。
[0023]另外，即使在接收器處從原始傳輸信號的未失真形式接收的能量太低以至于具有 不希望的信噪比，通過應用適當?shù)臅r偏和頻偏、或解卷積參數(shù)，來自信號的時移和/或頻移 版本的可能以其他方式加劇噪聲的能量反而可以被約束以對信號做出貢獻。
[0024] 如前文，時間和頻率解卷積參數(shù)還能夠提供關(guān)于回波地點相對于發(fā)射器和接收器 以及發(fā)射器和接收器之間的不同速度的相對位置和速度的有用信息。這些進而可以幫助系 統(tǒng)對發(fā)生在發(fā)射器和接收器之間的信號損傷中的某些進行表征，以及協(xié)助自動系統(tǒng)優(yōu)化方 法。
[0025] 因此，在某些實施例中，本發(fā)明還可以提供一種用于改進的通信信號接收器的方 法，其中，由于回波反射和頻偏之一或者兩者的組合，多個由于回波反射和頻偏的信號導致 接收器接收時間和/或頻率卷積信號，該時間和/或頻率卷積信號代表由發(fā)射器之前發(fā)送 的N 2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及頻移的波形的時移和/或頻移版本。這里，改進的接收 器將進一步對損傷信號進行時間和/或頻率解卷積，以對各種回波反射和頻偏進行校正。 該改進的接收器方法將導致時間和頻率解卷積結(jié)果（即，具有較高質(zhì)量和較低信噪比的信 號），以及除了自動通信信道優(yōu)化之外的、對其他目的也有幫助的各種時間和頻率解卷積參 數(shù)。這些其他目的可以包括信道探測（即，對各種通信系統(tǒng)信號損傷進行更好地表征）、根 據(jù)不同信號損傷自適應地選擇調(diào)制方法、乃至對雷達系統(tǒng)的改善。
[0026] 還將對'119的0TFS方法的其他擴展（諸如發(fā)送波形塊的替代方法）進行論述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1示出了傳輸循環(huán)時移波形如何能夠有助于幫助接收器對所接收的信號進行 時間解卷積以便對各種類型的回波反射進行補償?shù)氖纠?br> [0028] 圖2示出了傳輸循環(huán)時移與循環(huán)頻移波形如何能夠有助于幫助接收器進行所接 收的信號的時間和頻率以便對回波反射和頻移（在該示例中為多普勒效應頻移）進行補償 的示例。
[0029] 圖3示出了基本構(gòu)造塊（基向量、數(shù)據(jù)向量、傅立葉向量和傳輸向量）中的某些的 示例，這些基本構(gòu)造塊可以用于生成循環(huán)時移和循環(huán)頻移波形。
[0030] 圖4示出了一種循環(huán)時移和頻移傳輸方法的圖示，該方法可用于編碼和傳輸數(shù) 據(jù)。
[0031] 圖5示出了一種循環(huán)時移和頻移接收方法的圖示，該方法可用于接收數(shù)據(jù)。
[0032] 圖6A示出了發(fā)射器所傳輸?shù)母鞣N復合波形塊可以作為一系列N個連續(xù)時間塊 (即，其間沒有任何其他塊）來傳輸，或者可替代地，可以與來自不同的符號矩陣（其在某些 情況下可能來自于不同的發(fā)射器）的塊相互時間交錯地傳輸?？商娲?，這些波形塊可以 在頻率上被調(diào)換至一個或多個非常不同的頻率范圍，并且同時被平行地傳輸。
[0033] 圖6B示出了發(fā)射器所傳輸?shù)母鞣N復合波形塊可以作為較短持續(xù)時間塊在一個或 多個較廣的頻率范圍上、或者作為較長持續(xù)時間塊在一個或多個較小的頻率范圍上進行傳 輸。
[0034] 圖7示出了發(fā)射器傳輸一系列的N個連續(xù)時間塊的示例。在某些實施例中，發(fā)射器 可以進一步包括預均衡步驟，該步驟對回波反射和頻移等各種通信信道損傷進行預補償。
[0035] 圖8A示出了改進的接收器的示例，該改進的接收器在數(shù)學上對回波反射和頻移 的效應進行補償。這種時間和頻率解卷積的一系列數(shù)學運算可以另外輸出解卷積參數(shù)，這 些解卷積參數(shù)還可以給出有關(guān)回波反射和頻移使得主要信號失真的程度的信息。
[0036]圖8B示出了一種改進的接收器的示例，該改進的接收器利用時間和頻率解卷積 設備對回波反射和頻移的效應進行校正。該時間和頻率解卷積設備可以另外輸出解卷積參 數(shù)，這些解卷積參數(shù)還可以給出有關(guān)回波反射和頻移使得基礎信號失真的程度的信息。 [0037]圖9A示出了回波反射和頻移如何能夠使得傳輸信號模糊或損傷或失真的示例。 [0038]圖9B示出了一種自適應線性均衡器的示例，該自適應線性均衡器可以用于校正 此類失真。
[0039]圖9C示出了一種自適應決策回饋均衡器的示例，該自適應決策回饋均衡器可以 用于校正此類失真。
[0040] 圖10示出了時間-頻率圖，該時間-頻率圖給出了傳輸過程中信號可能遇到的各 種回波（時移）和頻移的可視化。這還可以被稱為信道脈沖響應。
[0041] 圖11示出了自適應決策回饋均衡器前饋（FF)部分所執(zhí)行的功能的示例。
[0042] 圖12示出了自適應決策回饋均衡器反饋（FB)部分所運行的功能的示例。
[0043]圖I3示出了在一種交錯方案中，傳輸各種不同的時間塊可以是有用的，在該方案 中，傳輸所有N個塊所需要的時間可以在不同的數(shù)據(jù)矩陣D之間變化，并且其中，這樣的交 錯方案根據(jù)不同的優(yōu)化方案來考慮延遲,g卩，傳輸所有N個塊所需要的時間。

【具體實施方式】
[0044]矩陣標記：在某些場合，為了更好地傳達以下事實：可以使用矩陣數(shù)學標記來更 精確地表達很多由軟件控制的發(fā)射器和接收器功能，經(jīng)常會使用矩陣括號標記（諸如[D] 或[U])來表達NxN矩陣，如"D"、"U"等。然而應當注意，一般而言，如果文本涉及或者帶有 或者不帶有括號標記的具體NxN矩陣，其意圖和結(jié)果都是一樣的。括號的使用僅旨在作為 一種使那個具體矩陣（例如，D或者[D])的基本NxN矩陣性質(zhì)在初始讀數(shù)時更加明顯的方 式。
[0045]如前面所討論的，在父申請13/117, 119中，在一個實施例中，0TFS方法可以被看 成是一種在通信鏈接上傳輸數(shù)據(jù)符號（即，一個數(shù)據(jù)幀[D])的至少一個NxN矩陣的方法， 其中，每一個數(shù)據(jù)巾貞是多達N 2個數(shù)據(jù)兀素或符號的矩陣，并且n將大于1。這種方法通常將 包括：獲得混合模數(shù)無線發(fā)射器，兩者通常均由微處理器所控制；以及將每個數(shù)據(jù)元素分 配給唯一波形（相應的波形），該唯一波形源自在時擴間隔（即，發(fā)送一個數(shù)據(jù)塊所需要的 時間）上持續(xù)N個時間片的基本波形，具有該基本波形的時間和頻率循環(huán)移位的數(shù)據(jù)元素 特定組合。根據(jù)此方法，將數(shù)據(jù)幀[D]中的每一個數(shù)據(jù)元素乘以它的相應波形，從而產(chǎn)生 N2 個加權(quán)唯一波形。這里，在一個時擴間隔上，對應于數(shù)據(jù)幀[D]中的每一個數(shù)據(jù)元素的所有 的N2個加權(quán)唯一波形同時進行組合，并且持續(xù)N個時間片的不同的唯一基本波形可用于每 個連續(xù)時擴間隔。
[0046]這里，在某種程度上，將不再強調(diào)對時間片的標記。這里，主要的標準是：取決于所 使用的波形，所花費的以傳輸這些波形的時間（前文被稱為N個時間片）相對于這些波形 來說應該是足夠長的，以便允許波形被完全傳輸。'119的時擴間隔概念可以被理解為充分 傳輸這些波形所需要的時間長度。前文，這也相當于稱為N個時間片。在本術(shù)語中，這可以 被理解為傳輸時間數(shù)據(jù)塊所需要的時間的對應。
[0047] ' 119教導了 ：典型地，一組N個唯一波形用于每一個連續(xù)時擴間隔，并且這組N個 唯一波形通常形成正交基。
[0048] 'II9還教導了：為了接收此數(shù)據(jù)，接收器將在通信鏈路上接收至少一個數(shù)據(jù)中貞 ([D])，所述數(shù)據(jù)幀包括具有高達N2個數(shù)據(jù)元素的矩陣，同樣，N大于1。接收器進而將使所 接收到的信號與該組所有N 2個波形進行相關(guān)，這些波形前文由發(fā)射器分配給該特定時擴間 隔的每個數(shù)據(jù)元素，從而為N2個數(shù)據(jù)元素的每一個產(chǎn)生唯一相關(guān)分數(shù)。然后，對于每一個 數(shù)據(jù)元素，接收器將在N個時擴間隔上對這些相關(guān)分數(shù)進行求和。然后，這些相關(guān)分數(shù)的求 和將重新產(chǎn)生該至少一個數(shù)據(jù)幀[D]的N 2個數(shù)據(jù)元素。
[0049] 更具體地，13/117, 119教導了一種在無線通信鏈路上傳輸并接收至少一個nxn數(shù) 據(jù)幀（[D])的方法；其中，該數(shù)據(jù)幀包括具有高達N2個數(shù)據(jù)元素的矩陣，N大于1。這里，對 數(shù)據(jù)幀（[D])的數(shù)據(jù)元素進行了卷積（在本申請中，通常使用替代性術(shù)語"編碼"來代替， 以避免與時間和頻率解卷積方法的本教導相混淆），從而使得當被傳輸時每一個數(shù)據(jù)元素 的值將會遍布于多個無線波形上，每一個波形具有特征頻率，并且每一個波形攜帶了數(shù)據(jù) 幀的多個數(shù)據(jù)元素的卷積（編碼）結(jié)果。'II 9方法將通過在多個時刻上循環(huán)移位該多個無 線波形的頻率來傳輸卷積（編碼）結(jié)果，從而使得每一個數(shù)據(jù)元素的值作為在多個時刻上 發(fā)送的多個循環(huán)頻移波形來傳輸。這種方法還將接收并解卷積（解碼）在多個時刻上發(fā)送 的該多個循環(huán)頻移波形，從而重構(gòu)所述至少一個數(shù)據(jù)幀（[D])的副本。'119還教導了以下 約束：這種卷積和解卷積使得直到實質(zhì)上已經(jīng)傳輸并接收了所有的所述多個循環(huán)頻移波形 才能保證以滿精度來重構(gòu)任意數(shù)據(jù)幀（[D])的任意數(shù)據(jù)元素。這里，這種約束在某種程度 上被放松，因為糾錯方法原則上能夠提供某些丟失數(shù)據(jù)。然而，大多數(shù)波形應該被傳輸并接 收的一般想法仍然存在。
[0050] '119還教導了：通常每一個數(shù)據(jù)元素（符號）將會被分配唯一波形，該唯一波形 經(jīng)常源自在一個時擴間隔上持續(xù)N個時間片的基本波形，具有所述基本波形的時間和頻率 循環(huán)移位的數(shù)據(jù)元素特定組合。'II 9還教導了：進一步將來自數(shù)據(jù)幀[D]的該數(shù)據(jù)元素乘 以它的相應波形，從而產(chǎn)生N2個加權(quán)唯一波形。在'1 19的某些實施例中，在一個時擴間隔 上，對應于數(shù)據(jù)幀[D]中每一個數(shù)據(jù)元素的所有N2個加權(quán)唯一波形將同時進行組合。'119 還教導了 ：持續(xù)N個時間片的不同的唯一基本波形可以用于每一個連續(xù)時擴間隔。通常一 組N個唯一波形可以用于每一個連續(xù)時擴間隔（例如，根據(jù)本術(shù)語的時間塊），并且這組N 個唯一波形將形成正交基。
[0051] 在本申請中，對基本的'II9的0TFS概念進行了一般化和擴展，并特別強調(diào)地對使 用循環(huán)時移和循環(huán)頻移波形的優(yōu)點和應用進行了更加詳細的展示。為此，較少地關(guān)注用于 產(chǎn)生復雜波形的矩陣數(shù)學而較多地關(guān)注波形的基礎循環(huán)時移和循環(huán)頻移性質(zhì)是有幫助的。 結(jié)果是，雖然作為一種產(chǎn)生循環(huán)時移和循環(huán)頻移波形的具體方法，'119的矩陣數(shù)學討論仍 然是有用的，但是在本申請中將不再強調(diào)，雖然前面討論的部分將會被重復。對于有可能適 合本發(fā)明的某些實施例的各種示例性矩陣數(shù)學方法的更完整討論，請參考通過引用結(jié)合在 此的 13/117, 119。
[0052] 圖1示出了傳輸循環(huán)時移波形如何能夠有助于幫助接收器對所接收信號進行時 間解卷積以便對各種類型的回波反射進行補償?shù)氖纠?br> [0053] 這里，請記住，各種信號都以有限的速度（經(jīng)常是光速或者接近光速）行進。在圖 1中，無線發(fā)射器（100)在多個方向上傳輸復雜的循環(huán)時移和循環(huán)頻移無線波形（102)。這 些信號（104)中的某些直接到接收器（106)。其他信號（108)反彈離開無線反射器，諸如建 筑物（107)等。這些"回波"反射（110)必須行進更長的距離以到達接收器（ 106)，并且因 此最終被時間延遲。結(jié)果是，接收器（106)接收失真信號（112)，該失真信號是原波形（104) 與回波波形（110)的總和。
[0054] 然而，由于本發(fā)明依賴于循環(huán)時移波形的傳輸，接收器處的時間解卷積設備（可 替代地，時間均衡器）（114)能夠分析波形的循環(huán)時間變化模式，本質(zhì)上是進行模式匹配， 并且將相當復雜與失真的信號分解回為各信號的各時移版本：對應（104)的版本（116)，以 及對應（110)的版本（118)。同時，時間解卷積設備（114)還能夠確定需要時偏（120)的 多少來使得時間延遲回波信號（118)、（110)能夠與原始或直接信號（116)、（104)相匹配。 該時偏值（120)(在此被稱為時間解卷積參數(shù)）能夠給出關(guān)于回波地點相對于發(fā)射器和接 收器的相對位置的有用信息，還能夠幫助系統(tǒng)對發(fā)生在發(fā)射器和接收器之間的信號損傷中 的某些進行表征。
[0055]圖2示出了傳輸循環(huán)時移與循環(huán)頻移波形如何能夠有助于幫助接收器進行所接 收信號的時間和頻率以便對回波反射和頻移（在該示例中為多普勒效應頻移）進行補償?shù)?示例。
[0056] 在圖2中，移動的無線發(fā)射器（200)同樣在多個方向上傳輸復雜的循環(huán)時移和循 環(huán)頻移無線波形（202)。這里，為簡單起見，假設發(fā)射器（200)正在垂直于接收器（206)移 動使得其既不是移向也不是離開接收器，因此，沒有相對于接收器（206)的多普勒頻移。 [0057] 這里，還假設發(fā)射器（200)正在移向無線反射器，諸如建筑物（207)，因此，原無線 波形（202)將會被多普勒效應相對于反射器（207)向較高頻率移位（藍色移位）。
[0058] 在本示例中，因此這些直接到接收器（206)的信號（204)將不會被頻移。然而，反 彈離開無線反射器（這里同樣為建筑物（207))的多普勒移位無線信號（208)將會以一種 較高頻率的移位形式產(chǎn)生回波。這些較高頻率的移位"回波"反射（210)也必須行進更長 的距離以到達接收器（206)，并且因此最終也被時間延遲。結(jié)果是，接收器（206)接收雙重 失真信號（212)，該失真信號是原波形（204)與時移和頻移回波波形（210)的總和。
[0059] 然而如前文，由于本發(fā)明依賴于循環(huán)時移波形的傳輸，接收器處的時間和頻率解 卷積設備（可替代地，時間和頻率自適應均衡器）（214)能夠分析波形的循環(huán)時間變化和頻 率變化模式，本質(zhì)上是進行模式匹配，并且將非常復雜與失真的信號分解回為各信號的各 時移和頻移版本：對應（204)的版本（216)，以及對應（210)的版本（218)。同時，時間和 頻率解卷積設備（214)還能夠確定需要時偏（220)和頻偏（222)的多少來使得時間延遲和 頻移回波信號（21S)、（2l〇)能夠與原始或直接信號（216)、（2〇4)相匹配。該時偏值 （220) (在此被稱為時間解卷積參數(shù)）以及頻偏值（222)(在此被稱為頻率解卷積參數(shù)）能夠給出 關(guān)于回波地點相對于發(fā)射器和接收器的相對位置的有用信息，還能夠幫助系統(tǒng)對發(fā)生在發(fā) 射器和接收器之間的信號損傷中的某些進行表征。
[0060] 當應用于發(fā)射器、接收器、以及可能以相對于彼此不同的距離和速度存在的回波 源時，時間和頻率解卷積的凈效應都是允許接收器適當?shù)亟忉屢褤p傷的信號。這里，即使在 主要信號中接收到的能量太低，通過應用適當?shù)臅r偏和頻偏或解卷積參數(shù)，可以將來自信 號的時移和/或頻移版本的能量添加到主要信號中，從而導致在接收器處的噪音較小并且 更加可靠的信號。另外，時間和頻率解卷積參數(shù)能夠給出關(guān)于回波地點相對于發(fā)射器和接 收器以及發(fā)射器和接收器之間的不同速度的相對位置和速度的有用信息；以及還能夠幫助 系統(tǒng)對發(fā)生在發(fā)射器和接收器之間的信號損傷中的某些進行表征。
[0061] 因此，在某些實施例中，本發(fā)明還可以是一種提供改進的接收器的方法，其中，由 于回波反射和頻偏之一或者兩者的組合，多個由于回波反射和頻偏的信號導致接收器接收 時間和/或頻率卷積信號，該時間和/或頻率卷積信號代表N 2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以 及頻移的波形的時移和/或頻移版本。這里，改進的接收器將進一步對時間和/或頻率卷 積信號進行時間和/或頻率解卷積，以對所述回波反射和頻偏進行校正。這將導致時間和 頻率解卷積結(jié)果（即，典型地具有較高質(zhì)量和較低信噪比的信號），以及，如將要討論的，對 很多其他目的都有幫助的各種時間和頻率解卷積參數(shù)。
[0062] 然而，在開始對其他應用進行更詳細的討論之前，首先對各種波形進行更詳細的 討論是有幫助的。
[0063] 本發(fā)明通常利用通過將該多個數(shù)據(jù)符號分配到一個或多個NxN符號矩陣中、并且 使用這些一個或多個NxN符號矩陣以控制無線發(fā)射器的信號調(diào)制而產(chǎn)生的波形。這里，對 每一個NxN符號矩陣，發(fā)射器可以使用每一個數(shù)據(jù)符號對N個波形進行加權(quán)，這些波形是從 根據(jù)編碼矩陣U確定的N個循環(huán)時移以及N個循環(huán)頻移波形的全排列的N 2大小的集合中選 擇出的，從而為每一個數(shù)據(jù)符號產(chǎn)生N個符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形。該編碼矩 陣U被選擇為具有相應的逆解碼矩陣U H的NxN單式矩陣。對NxN符號矩陣中的每一個數(shù)據(jù) 符號，該方法將進一步對該N個符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形進行求和，從而產(chǎn)生N 2 個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射器將在N個時間塊或者頻 率塊的任意組合上傳輸結(jié)構(gòu)化為N個復合波形的這些N 2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及循 環(huán)頻移波形。
[0064] 雖然很多不同的方案可以被用來實現(xiàn)該方法，這里對前文在'119中討論的方法 中的某些進行簡單的回顧是有幫助的。雖然不旨在是限制性的，'119的方法和方案提供了 一種實現(xiàn)本發(fā)明的調(diào)制方案的方式。
[0065] 如前文所討論的，在同樣通過引用結(jié)合在此的父申請13/117, 119中，可以使用各 種波形在通信鏈路上傳輸和接收至少一個數(shù)據(jù)幀[D](由具有多達N2個數(shù)據(jù)符號和元素的 矩陣所組成）。這里，每一個數(shù)據(jù)符號可以被分配唯一波形（指定對應波形），該波形源自 基本波形。
[0066]例如，可以通過將每一個數(shù)據(jù)符號分配給唯一波形（對應波形）來使數(shù)據(jù)矩陣[D] 的數(shù)據(jù)符號遍布于循環(huán)變化的時移和頻移的范圍上，該波形源自長度為N個時間片（在本 ----------- 災 申請中，優(yōu)選術(shù)語為傳輸該波形所需要的時間，諸如時間塊）的基本波形，具有該基本波形 的時間和頻率循移位的數(shù)據(jù)元素特定組合。 7
[0067] # 'II9中，數(shù)據(jù)中貞[D]中的每個符號乘以它的相應波形，從而產(chǎn)生-系列N2個加 權(quán)唯一波形。在一個時擴間隔（或時間塊間隔）上，對應于數(shù)據(jù)幀[D]中每一個數(shù)據(jù)符號的 所有N2個加權(quán)唯一波形同時進行組合并傳輸。進一步地，長度為（或持續(xù)時間為）一個時 間塊（N個時間片）的不同唯一基本波形可以用于每一個連續(xù)時擴間隔（連續(xù)時間塊）。因 此，對應于一個時間塊的不同的唯一基本波形可以用于每一個連續(xù)的時擴間隔，并且該組 N 個唯一波形通吊將形成正交基。本質(zhì)上，[D]的每一個符號（部分地）反復或者在所有n個 時間塊上、或者可替代地在時間塊和頻率塊的某個組合（例如所分配的頻率范圍）上進行 傳輸。
[0068] 一在'119中，為了在每一個時間塊上接收數(shù)據(jù)，將所接收到的信號與該組所有#個 波形進行相關(guān)，這些波形事先由發(fā)射器分配給該特定時間塊的每個數(shù)據(jù)符號。（因此，就像 其他編碼/解碼方法一樣，其中，接收器知道該組N 2個波形，這些波形由發(fā)射器分配給每一 個數(shù)據(jù)符號）。當執(zhí)行這種相關(guān)時，接收器可以為該N2個數(shù)據(jù)符號的每一個產(chǎn)生唯一相關(guān) 分數(shù)。該過程將在時間塊和頻率塊的某種組合上進行重復，直到所有的N個塊都被接收。原 始的數(shù)據(jù)矩陣[D]因此可以由接收器通過對每個數(shù)據(jù)符號在 N個時間塊或頻率塊上求和相 關(guān)分數(shù)來重構(gòu)，并且這種相關(guān)分數(shù)的求和將重新產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀[D]的#個數(shù)據(jù)符號。
[0069] 'II9的圖3不出了基本構(gòu)造塊（基向量、數(shù)據(jù)向量、傅立葉向量和傳輸向量）中 的某些的示例，這些基本構(gòu)造塊可以用于根據(jù)本發(fā)明來編碼和解碼數(shù)據(jù)。這里，數(shù)據(jù)向量 (300)可以被理解為NxN的[D]矩陣的N個符號（通常是一行、列或?qū)蔷€），基向量（302) 可以被理解為NxN的[U!]矩陣的N個符號（通常是一行、列或?qū)蔷€），傅立葉向量（304) 可以被理解為NxN的[U 2]矩陣的N個符號（通常是一行、列或?qū)蔷€），該[u2]矩陣通常是 離散傅立葉變換（DFT)或離散傅立葉逆變換（IDFT)矩陣。傳輸向量（306)可以被理解為 控制發(fā)射器的掃描或選擇過程，并且傳輸幀（ 3〇8)由單元Tm(310)組成，每個單元本質(zhì)上是 時間塊或時擴間隔，其本身可看做是由多個時間片組成。因此，傳輸向量可以被理解為包含 N個單一時擴間隔或N個時間塊（122)、（310)，而時擴間隔或時間塊又由多個（例如N個） 時間片組成。
[0070] 注意，與' 119相反，在本發(fā)明的某些實施例中，這些N個時間塊中的某些可以被非 連續(xù)地傳輸；或者可替代地，這些N個時間塊的某些可以被頻移到完全不同的頻率范圍，并 且與來自原始組的N個時間塊的其他時間塊相互平行地傳輸，以加速傳輸時間。這隨后將 在圖6中更詳細地進行討論。
[0071] 這里，如前文所討論的，為了允許我們更多地關(guān)注基本循環(huán)時移和循環(huán)頻移波 形，通常將以簡化的形式對適當?shù)恼{(diào)制方案的一個實施例的詳細方面（如前面在父申請 13/117, II9中所更加詳細討論的）進行一般化和討論。因此這里，例如，實現(xiàn)本方法"從N 個循環(huán)時移以及N個循環(huán)頻移波形的全排列的N2集合中進行選擇"的一種方式可以與可選 的置換運算P(至少部分地）相對應，以及與在'119中所討論的、并且這里在圖3到圖5中 所簡單回顧的其他步驟相對應。另外，N個循環(huán)時移以及N個循環(huán)頻移波形的全排列的N 2 集合可以被理解為例如至少部分地通過離散傅立葉變換（DFT)矩陣或者離散傅立葉逆變 換（IDFT)矩陣來描述。該DFT和IDFT矩陣可以被發(fā)射器用來例如釆用一系列實數(shù)或復數(shù) 并將它們調(diào)制為一系列的不同波形。
[0072]例如，可以用來產(chǎn)生這些N個循環(huán)時移以及N個循環(huán)頻移波形的DFT和IDFT矩陣 的各個行可以被理解為傅立葉向量。一般而言，傅立葉向量可以創(chuàng)建以下類型的復數(shù)正弦 波形：
[0073] ^ 5F
[0074] 其中，對于NxN的DFT矩陣，X是DFT矩陣的第k行第N列的傅立葉向量的系數(shù)， 并且j是列號。該傅立葉向量的乘積可以被認為是如何產(chǎn)生在本發(fā)明中適用的各種時移和 頻移波形的一個示例，但是同樣，該具體的示例不旨在是限制性的。
[0075] 在圖3中，線（312)表明每個傅立葉向量波形（304)被顯示在時擴間隔Tm(310) 上，這里該時擴間隔對應于一個時間塊。
[0076] 圖4示出了一種循環(huán)卷積方法的一個示例的圖示，該方法可由發(fā)射器使用來編碼 數(shù)據(jù)并且傳輸數(shù)據(jù)。如前文在'119中所討論的，尤其是在[UJ是由長度為N的循環(huán)置換 的勒讓德數(shù)所組成的情況中，那么在矩陣數(shù)學層次上，卷積數(shù)據(jù)并掃描數(shù)據(jù)的過程可以可 替代地被理解為基礎數(shù)據(jù)的循環(huán)卷積。這里，d'd^cT 1可以被理解為[D]矩陣的數(shù)據(jù)向量 (300)分量的符號或符號，1/系數(shù)可以被理解為表示[UJ矩陣的基向量（302)分量，并且X 系數(shù)可以被理解為表示[U2]矩陣的傅立葉向量（304)分量。在圖4中，各[bn*X k]之和也 可以被稱為"復合波形"。因此，符號的完整的[D]矩陣將最終作為N個復合波形進行傳輸。
[0077] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二形式的一種循環(huán)解卷積方法的圖示，該方法可由接 收器用來解碼所接收到的數(shù)據(jù)。同樣如前文在'119中所討論的，尤其是在[UJ是由長度 為N的循環(huán)置換的勒讓德數(shù)所組成的情況中，那么解卷積數(shù)據(jù)并重構(gòu)數(shù)據(jù)的矩陣數(shù)學過程 可以可替代地被理解為對前文在圖4中卷積（編碼）的傳輸數(shù)據(jù)進行循環(huán)解卷積（循環(huán)解 碼），該過程代表接收器所使用的方法中的某些。這里，?d°、?d k、?cT1可以被理解為[D] 矩陣的數(shù)據(jù)向量（400)分量的重構(gòu)符號（符號），b m系數(shù)同樣可以被理解為表示[UJ矩陣 的基向量（302)分量，并且X系數(shù)同樣可以被理解為表示[U2]矩陣的傅立葉向量（304)分 量。這里，GU (402)是由接收器接收并解調(diào)的累積信號（230)的一部分。
[0078] 雖然'119主要關(guān)注以一種時間連續(xù)的方式發(fā)送各種波形的示例，這里將更加詳 細地討論其他的可能性。
[0079] 圖6Α示出了由發(fā)射器（600)所傳輸?shù)母鞣N波形塊可以作為一系列Ν個連續(xù)時間 塊（即，其間沒有任何其他塊）來傳輸。這些連續(xù)時間塊可以是連續(xù)的（即，不同波形塊之 間只有最小時間間隙或者沒有時間間隙）（602)、或者它們可以是稀疏連續(xù)的（604)(即，在 不同波形塊之間具有時間間隙），在某些實施例中可以用于同步、握手、偵聽其他發(fā)射器、信 道評估以及其他目的。
[0080] 替代性地，各種波形時間塊可以用一種連續(xù)的或者稀疏交錯的方式（610)與來自 一個或多個不同的符號矩陣（606、608)(其在某些情況下可能來自于不同的發(fā)射器）的塊 相互時間交錯地傳輸。
[0081] 作為另一種替代方案，各種波形時間塊中的某些可以在頻率上被調(diào)換至非常不同 的頻段或者頻率范圍（612)、（614)、（616)這可以加速傳輸時間，因為現(xiàn)在多個波形時間塊 可以作為不同的時間塊同時被傳輸。如（618)和（620)所示，這種多頻段傳輸還可以用一 種連續(xù)的、稀疏連續(xù)的、連續(xù)交錯的、或者稀疏連續(xù)交錯的方式來完成。
[0082] 這里，（622)和（628)代表一個時間塊，并且（624)和（630)代表下一時間塊。這 里，如馬上將要描述的，通過根據(jù)不同頻率載波來調(diào)制信號，可以形成各種頻率范圍（612)、 (614)、（616)。因此，例如，可以通過調(diào)制1GHz的頻率載波來傳輸頻率范圍或頻段（612)， 可以通過調(diào)制1. 3GHz的頻率載波來傳輸頻率范圍或頻段（614)，并且可以通過調(diào)制1. 6GHz 的頻率載波來傳輸頻率范圍或頻段（615)，以此類推。
[0083] 可替代地，N個復合波形可以在至少N個時間塊上被傳輸，這些復合波形自身源自 前文所討論的N2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形。這些N個時間塊可以在時 間（如602、604)上連續(xù)地傳輸，或者可替代地，與來自不同的第二NxN符號矩陣的N個時 間塊時間交錯的傳輸。
[0084]圖6B示出了發(fā)射器所傳輸?shù)母鞣N復合波形塊可以作為較短持續(xù)時間塊在一個或 多個較廣的頻率范圍上、或者作為較長持續(xù)時間塊在一個或多個較小的頻率范圍上進行傳 輸。
[0085] 注意與圖6A的區(qū)別。圖6B示出了頻率帶寬與時間之間的權(quán)衡。而在（640)中， 每一個頻率范圍（612)、（614)、以及（616)的可用帶寬相對較大，在（642)中，每一個頻率 范圍（632)、（634)、以及（636)的可用帶寬相當小。這里，本發(fā)明可以通過允許每個時間塊 更多的時間來進行補償。因此，至于（640)，由于高可用帶寬，時間塊（622)和（624)可以比 較短；在（642)中，由于低可用帶寬，傳輸復合波形所需的時間塊（626)必須相應地較長。 [0086] 那么，對于圖6A和圖6B，如果只有一個基礎載頻，所有的N個塊必須作為N個時間 塊在時間上連續(xù)地傳輸。如果有少于N個可用多基礎載頻，那么所有的N個塊可以作為N 個時間塊與N個頻率塊的某種組合進行傳輸。如果有N個或者更多個可用基礎載頻，那么 所有的N個塊可以作為N個時間塊在持續(xù)1個時間塊上進行傳輸。
[0087] 圖7示出了發(fā)射器的示例，與前文在'119中所討論的類似，該發(fā)射器傳輸一系列 的N個連續(xù)波形時間塊。這里，同樣的，時間塊的長度對應于前文在'119中所討論的N個 時間片。注意，該示例不旨在是限制性的。
[0088] 該發(fā)射器可以包括更面向數(shù)字化的計算端（701)和更面向模擬信號的調(diào)制端 (702)。在數(shù)字端（701)，電子電路（其可以是微處理器、數(shù)字信號處理器、或其他類似設備） 將數(shù)據(jù)矩陣[D] (7〇3)作為輸入接受，并且可以或者生成或者將[UJ (704))(例如DFT/IDFT 矩陣）和[U2] (705)(例如，如其他地方所討論的編碼矩陣U)矩陣以及置換方案P作為輸 入接受，前文在此、以及在同樣通過引用結(jié)合在此的父申請13/117, 119中、以及本文后面 的示例中所描述的。于是數(shù)字部分將產(chǎn)生在'119中被稱為TFSSS矩陣、并且能夠可替代地 稱為0TFS (時移/頻移）矩陣。一旦生成，可以從該矩陣通過以下方式選擇單個元素：通常 首先從TFSSS矩陣選擇一列N個元素，然后向下掃描這一列并每次挑出單個元素（706)。通 常每個時間塊將選擇一個新的元素。
[0089] 因此在每個連續(xù)的時間片上，可以將TFSSS矩陣（708)的一個元素用于控制調(diào)制 電路（7〇2)。在本發(fā)明的一個實施例中，調(diào)制方案為：元素將被分成其實部和虛部，經(jīng)過斬 波和濾波，然后用于控制正弦和余弦發(fā)生器的操作，從而產(chǎn)生復合模擬波形（720)。到整個 原始的NxN數(shù)據(jù)符號矩陣[D]都被傳輸時，凈效應是以如下形式傳輸數(shù)據(jù)：結(jié)構(gòu)化為N個 復合波形的N 2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形。在圖7中示出的示例中，在N 個時間塊上在N個連續(xù)波形上傳輸數(shù)據(jù)。然而，如其他地方所討論的，其他方案也是有可能 的，例如復合波形的某些被調(diào)換至不同的頻率范圍、并且同時被平行地傳輸。一般情況下， 可以在N個時間塊或者頻率塊的任何組合上傳輸復合波形。
[0090] 因此，在該方案中（同樣忽略了開銷影響），來自矩陣（708)的第一列的元素 tu 至?η>1可以作為復合波形在第一時間塊中進行發(fā)送。來自矩陣（708)的第二列的下一元素 t1>2至tn，2可以作為復合波形在下一時間塊中進行發(fā)送，以此類推。
[0091] 于是各種波形行進到接收器，在這里它們可以被解調(diào)，并且然后數(shù)據(jù)被重構(gòu)。
[0092] 在某些實施例中，發(fā)射器可以進一步的包括預均衡步驟（703)，并且輸出可以是或 者周期性0TFS信號（ 72〇)或者預均衡的0TFS信號（730)。因此，如果接收器檢測到例如發(fā) 射器的未補償信號受到特定的回波反射和頻移的影響，那么接收器可以將有關(guān)這些回波反 射和頻移的校正信息傳輸?shù)桨l(fā)射器，然后發(fā)射器可以在預均衡步驟（703)中對信號進行整 形以便進行補償。因此，例如，如果存在回波延遲，發(fā)射器可以發(fā)送具有抗回波抵消波形的 信號。類似地，如果存在頻移，發(fā)射器可以執(zhí)行逆頻移以便進行補償。
[0093] 圖8A示出了改進的接收器的示例，該改進的接收器在數(shù)學上對回波反射和頻移 的效應進行補償。這種時間和頻率解卷積的一系列數(shù)學運算可以另外輸出解卷積參數(shù)，這 些解卷積參數(shù)還可以給出有關(guān)回波反射和頻移使得基礎信號失真的程度的信息。這可以通 過解卷積設備或自適應均衡器在步驟（802A)中操作來完成。
[0094]圖部示出了一種改進的接收器的示例，該改進的接收器利用時間和頻率解卷積 設備（8〇2B)(類似于前文在圖1和圖2中所討論的設備（114)和（224))對回波反射和頻 移的效應進行校正。這種時間和頻率解卷積設備可以另外輸出解卷積參數(shù)（808)(類似于 前文在圖1和圖2中所討論的設備（120)、（220)和（222))，這些解卷積參數(shù)可以給出有關(guān) 回波反射和頻移使得基礎信號（720)失真的程度的信息。
[0095] 在圖8A和8B中，假設復合波形（720)從傳輸開始已經(jīng)如前文在圖1和圖2中所 示出的由于各種回波反射和/或頻移而失真，從而產(chǎn)生了失真波形（800)(這里，為簡便起 見，畫出了簡單的回波反射延遲失真）。而在圖8A中，該效應被數(shù)學地補償了，在圖8B中， 為了清理信號，時間和頻率解卷積設備（802A或802B)(例如，自適應均衡器）可以分析失 真波形（800)，并且借助于原始復合波形由N個循環(huán)時移和N個循環(huán)頻移波形組成的知識， 確定什么類型的時偏和頻偏能夠最好地將失真波形（802A或802B)解卷積回為原始波形 (720)的很相近的表示，其中，這里解卷積的波形被表示為波形（804)。在圖8B的方案或?qū)?施例中，該解卷積的波形然后被饋送到前文在圖5所示的接收器（806)中，然后在接收器中 信號可以如前文所描述的進一步被處理。在圖8A的實施例中，時間和頻率解卷積可以在接 收器（ 8〇6)中完成。
[0096] 在進行這種解卷積的過程中，或者時間和頻率解卷積設備（802A或802B)或者 數(shù)學解卷積過程都將產(chǎn)生一組解卷積參數(shù)（808)。例如，在如下的簡單情況下：原始波形 (720)僅由于被時間t偏移所偏移的單一回波反射而失真，并且到原始波形（720)和回波 波形到達接收器的時候，所產(chǎn)生的失真信號（800)為90%原始波形和10% t偏移回波波形， 那么解卷積參數(shù)（808)可以輸出90% -10%信號混合以及^值。典型地，當然，實際失真 波形（800)將典型地包括很多各種時偏和頻偏分量，并且在此同樣的，除了對其進行清理， 時間和頻率解卷積設備（802)還可以上報各種時偏、頻偏、以及各種信號（800)分量的百分 比混合。
[0097] 如前文在圖6A和圖6B中所討論的，N個時間塊中的各種復合波形可以用各種方 式進行傳輸。除了時間連續(xù)的傳輸，即，第一塊，隨后（通常后接可以可選地用于握手或者 其他控制信號的時間間隙）是第二時間塊，然后是第三時間塊，可以用其他方案傳輸復合 波形的各個塊。
[0098] 在某些實施例中，例如在可能有多個發(fā)射器以及可能還有多個接收器的網(wǎng)絡系統(tǒng) 中，使用多于一種編碼方法來傳輸來自各個發(fā)射器的數(shù)據(jù)是有幫助的。這里，例如，第一組N 個時間塊可以傳輸源自于第一 NxN符號矩陣、以及源自于使用第一單式矩陣[UJ的第一發(fā) 射器的數(shù)據(jù)符號。第二組N個時間塊可以傳輸源自于第二NxN符號矩陣、以及源自于使用 第二單式矩陣[U 2]的第二發(fā)射器的數(shù)據(jù)符號。這里，取決于實施例，[仏]和[U2]可以完全 相同或者不同。因為源自第一發(fā)射器的信號可能遇到不同的損傷（例如，不同的回波反射、 不同的頻移），循環(huán)時移和循環(huán)頻移波形的某些方案可以比其他方案操作地更好。在此，這 些波形以及前文所討論的單式矩陣[UJ和[U 2]可以基于所述第一發(fā)射器、所述第二發(fā)射器 和所述接收器的系統(tǒng)和環(huán)境的這些特定回波反射、頻偏、以及其他信號損傷的特性來進行 選擇。
[0099] 這里，例如，根據(jù)圖8進行操作的接收器可能例如使用其特定的解卷積參數(shù)（808) 來提出可能在該環(huán)境下給出更優(yōu)操作的循環(huán)時移和循環(huán)頻移波形的替代集合。然后接收器 可能將該建議（或命令）傳輸?shù)侥莻€相應的發(fā)射器?？梢允褂萌魏晤愋偷乃Ｍ男盘杺?輸和編碼方案來完成這類"握手"。因此，在多發(fā)射器和接收器的環(huán)境下，每一個發(fā)射器可 以嘗試優(yōu)化其信號，從而使得其指定接收器能夠最好地處理那個具體發(fā)射器-接收器-通 信-介質(zhì)環(huán)境的獨特損傷。
[0100] 在某些情況下，在傳輸大量數(shù)據(jù)之前，或者在所希望的任何時間，給定的發(fā)射器和 接收器可以選擇更直接地測試各種回波反射、頻移或者發(fā)射器和接收器系統(tǒng)和環(huán)境的其他 損傷。這可以通過例如使得發(fā)射器發(fā)送測試信號來完成，其中，多個數(shù)據(jù)符號被選擇為已知 測試符號，并且接收器知道（即，具有這些已知的具體測試符號的記錄）。由于接收器準確 地知道它將接收什么類型的信號，接收器通常將具有更好的能力來使用它的時間和頻率解 卷積設備（802)，并且獲得更加精準的時間和頻率解卷積（808)。這將允許系統(tǒng)更加精確地 確定所述發(fā)射器和所述接收器的系統(tǒng)和環(huán)境的回波反射、頻偏、以及其他信號損傷的特性。 這進而可以用于命令發(fā)射器移位到適合該情況的更優(yōu)的通信方案（例如，各種U矩陣）。 [0101] 在某些實施例中，當發(fā)射器是無線發(fā)射器并且接收器是無線接收器、并且頻偏是 由多普勒效應造成的時候，解卷積參數(shù)（即，回波反射和頻偏的特性）的更精確的確定可以 用于雷達系統(tǒng)中以確定在所述發(fā)射器和接收器的所述環(huán)境中的至少一個對象的位置和速 度。
[0102]示例：
[0103] 微處理器控制的發(fā)射器可以通過以下方式來封裝一系列不同的符號"d"（例如， 屯、(12、(13···)用于傳輸：重新封裝符號或?qū)⒎柗峙涞礁鱾€NxN矩陣[D]的各個元素中，例 如通過將屯分配給[D]矩陣的第一行第一列（例如，士 = d。，。)、將d2分配給[D]矩陣的第 一行第二列（例如，d2 = dy)，以此類推，直到[D]矩陣的所有NxN個符號都為滿。這里，一 旦我們用完了要傳輸?shù)膁符號，剩余的[D]矩陣元素可以被設為0或者指示空項的其他值。
[0104]用作傳輸數(shù)據(jù)的主要基礎的各種基本波形（這里稱為"音調(diào)"，說明這些波形具有 特性正弦形狀）可以使用NxN離散傅立葉逆變換（IDFT)矩陣[W]來描述，其中，對[W]中 i27T}k 「 的每一個元素 W, w 廠或者可替代地，_ = 因此， 通過矩陣乘法運算[W]*[D],將[D]中的單個數(shù)據(jù)元素 d轉(zhuǎn)換并且分配為各個基音w的 組合，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)矩陣的音調(diào)轉(zhuǎn)換和分配形式，這里由NxN矩陣[A]描述，其中，[A]二 [W]*[D]。
[0105]為了產(chǎn)生本發(fā)明的N個循環(huán)時移和N個循環(huán)頻移波形，音調(diào)轉(zhuǎn)換和分配的數(shù)據(jù)矩 陣[A]于是自身進一步通過模算術(shù)或者"時鐘"算術(shù)被置換，從而創(chuàng)建NxN矩陣[B]，其中，對 于[B]的每一個元素b，bi,j = ai (i+jWdN。這可以可替代地被表達為[B]=置換（Permute) ([A]) =P(IDFT*[D])。因此，時鐘算術(shù)控制循環(huán)時移和頻移的模式。
[0106]然后，前文所描述的單式矩陣[U]可以用于在[B]上進行運算，從而產(chǎn)生NxN傳輸 矩陣[T]，其中，[T] = [B]*[U]，從而產(chǎn)生根據(jù)編碼矩陣[U]確定的N個循環(huán)時移和N個循 環(huán)頻移波形的全排列的N2大小的集合。
[0107]可替代地，NxN 傳輸矩陣[T] = P(IDFT*[D])*[U]。
[0108] 然后，典型地在每一列的基礎上，每一單獨列N用于進一步調(diào)制頻率載波（例如， 如果我們正在圍繞1GHz的頻率范圍內(nèi)進行傳輸，載波將被設為1GHz)，并且因此，NxN矩陣 [T]的具有N個元素的每一列為每一個數(shù)據(jù)符號產(chǎn)生n個符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移 波形。于是有效地，發(fā)射器每次將來自[T]的一列的N個符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波 形的總和傳輸為例如時間數(shù)據(jù)塊上的復合波形?？商娲?，發(fā)射器可以為[T]的不同列使 用不同的頻率載波，從而例如在一個頻率載波上傳輸[T]的一列、并且在不同的頻率載波 上同時傳輸[T]的不同的列，從而同時傳輸更多數(shù)據(jù)，當然，這樣做會使用更多的帶寬。使 用不同的頻率載波同時傳輸[T]的不止一列的該替代方法將被稱為頻率塊，其中，每一個 頻率載波被認為是其自身的頻率塊。
[0109] 因此，由于NxN矩陣[T]具有N列，如前文在圖6A和圖6B中所示的，發(fā)射器將在 N個時間塊或者頻率塊的任意組合上傳輸結(jié)構(gòu)化為N個復合波形的N2個求和符號加權(quán)循環(huán) 時移以及循環(huán)頻移波形。
[0110]在接收器側(cè)，傳輸過程本質(zhì)上被逆向。這里，例如，微處理器控制的接收器當然會 如該具體應用所希望的那樣在各個時間塊或者頻率塊上接收[T]的各個列（例如，接收N 個復合波形，也被稱為N個符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形）。如果例如有很多可用帶 寬并且時間非常重要，那么數(shù)據(jù)將作為多個頻率塊在多個頻率載波上被發(fā)射器所傳輸、并 且被接收器所接收。另一方面，如果可用帶寬更加有限、和/或時間（延遲）不是很重要， 那么相反，在多個時間塊上，發(fā)射器將進行傳輸，并且接收器將進行接收。
[0111]所以有效地，接收器調(diào)諧為該一個或多個頻率載波，并且在為那個具體應用所設 置的時間和頻率塊的數(shù)目上最終將來自原始的NxN傳輸矩陣[T]的數(shù)據(jù)或系數(shù)接收為NxN 接收矩陣[R]，其中，[R]類似于[T]，但是由于各種通信損傷，可能不是完全相同的。
[0112] 于是，微處理器控制的接收器將傳輸過程逆向為一系列步驟，這些步驟逆向地模 仿原始傳輸過程。NxN接收矩陣[R]首先被逆解碼矩陣[UH]解碼，從而產(chǎn)生原始置換矩陣 [B]的適當?shù)陌姹?，這里稱為[Βκ]，其中，[Br] = ([R]*[Uh])。
[0113] 然后，接收器進行逆向時鐘運算，以便通過在NxN[BK]矩陣的元素上進行逆向模數(shù) 學或逆向時鐘算術(shù)運算從循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形（或音調(diào)）中收回數(shù)據(jù)，為NxN[B K]矩 陣的每一個元素#產(chǎn)生這產(chǎn)生了數(shù)據(jù)矩陣[A]的音調(diào)轉(zhuǎn)換和分配 0 形式的"解循環(huán)時移和解循環(huán)頻移"版本，這里稱為[Ακ]?？商娲?，[AR]=逆置換（Inverse Permute) ([Βκ])，或者[AK] = P-1 ([R] * [UH])。
[0114] 然后接收器進一步通過使用原始傅立葉逆變換矩陣（IDFT)的NxN離散傅立葉變 換矩陣（DFT)分析[A]矩陣來從[AR]矩陣中提取原始數(shù)據(jù)符號d的至少一個逼近。
[0115] 這里，對于每一個所接收到的符號dR，dK是NxN的所接收到的數(shù)據(jù)矩陣[D R]的元 素，其中，[DK] = DFT*AK，或者[DK] = DFT*P_1([R]*[Uh])。
[0116] 因此，原始的N2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移和循環(huán)頻移波形隨后被接收器所接收， 該接收器由相應的解碼矩陣U H(還表示為[UH])所控制。接收器（例如接收器的微處理器以 及相關(guān)聯(lián)的軟件）使用該解碼矩陣[U H]來對一個或多個原始傳輸?shù)腘xN符號矩陣[D](或 者這些傳輸符號中的至少一個逼近）中的各個傳輸符號"d"進行重構(gòu)。
[0117] 如前文所討論的，有若干種方式來對由回波反射和頻移的信號損傷效應造成的失 真進行校正。一種方式是，在接收器前端，利用循環(huán)時移和循環(huán)頻移波形或"音調(diào)"形成了 一種可預測的時間-頻率模式、并且位于接收器前端的"啞"解卷積設備能夠識別這些模式 以及所反射的回波和這些模式的頻移版本的事實，并且通過模式識別過程進行適當?shù)慕饩?積?？商娲?，失真可以在數(shù)學上由接收器的軟件來校正，這里通過進行合適的數(shù)學轉(zhuǎn)換來 在本質(zhì)上確定所反射的回波和頻移效應，并且解決這些效應。作為第三替代方案，一旦通過 任何一個過程，接收器確定通信介質(zhì)的具體時間和頻率失真的時間和頻率解卷積參數(shù)，接 收器可以向發(fā)射器傳輸命令以指示發(fā)射器在本質(zhì)上對這些效應進行預補償或者預編碼。也 就是說，如果例如接收器檢測到回波，發(fā)射器可以被指示來以一種偏移該回波的方式進行 傳輸，以此類推。
[0118] 圖9A示出了回波反射和頻移如何通過誘導加 性噪聲（902)使得傳輸信號（900) 模糊或損傷或失真的示例。這些失真可以被建模為作用在數(shù)據(jù)數(shù)組上的二維濾波器。這種 濾波器表示例如多個具有時延和多普勒移位的回波的出現(xiàn)。為了減少這些失真，可以或者 在接收器的后續(xù)接收過程（904)之前預均衡信號，或者在〇·*矩陣已經(jīng)在（906)被恢復之后 可替代地進行后均衡。該均衡過程可以通過模擬或者數(shù)字方法來完成。所接收到的D矩陣 的均衡形式在理想的情況下將完全地重新產(chǎn)生原始的D矩陣，被稱為D%。
[0119] 圖9B示出了一種自適應線性均衡器的示例，該自適應線性均衡器可以用于校正 此類失真。該自適應線性均衡器可以在步驟（904)中作為更模擬的方法而起作用、或者在 步驟（906)中通常作為更數(shù)字和數(shù)學的過程而起作用。
[0120] 在某些實施例中，如在共同未決的專利61/615, 884中所詳細描述的，該專利的內(nèi) 容通過引用結(jié)合在此，該均衡器可以根據(jù)以下函數(shù)進行操作： Rc
[0121 ] Μ = ￡ C(/) * X(^ - /) + 7(1) L-Lc 擇
[0122] 進一步的討論請參見申請61/615, 884。
[0123] 圖9C示出了一種自適應決策回饋均衡器的示例，該自適應決策回饋均衡器可以 用于校正此類失真。該均衡器在前饋過程（910)中在主要信號之上對回波和頻移信號都進 行了移位，并且然后還在（912)中使用了反饋信號取消方法來進一步移除任何殘留的回波 和頻移信號。該方法然后有效地將結(jié)果信號四舍五入為離散值。
[0124] 在某些實施例中，也如在共同未決的專利61/615, 884中所詳細描述的，該均衡器 可以根據(jù)以下函數(shù)進行操作： Rp .1--.1
[0125] (it)=寬 Fif) * γφ+?)-文慰奶，zh φ +?) '-乙 F l-?β
[0126] 其中，XH(k) = Q(Xs(k))
[0127] 如前文，進一步的討論請參見申請61/615, 884。
[0128] 圖10示出了時間-頻率圖，該時間-頻率圖給出了傳輸過程中信號可能遇到的 各種回波（時移）和頻移的可視化。這還可以被稱為信道脈沖響應。如果沒有任何回波 (時移）或者頻移，那么圖10將顯現(xiàn)為在一個限定的時間和頻率上的單個尖峰。然而，由 于各種回波和頻移，在（1000)可以表示為尖峰的原始信號反而遍布于時間（1002)和頻率 (1004)上，并且這里的問題是：或者在接收器的進一步處理（904)之前，或者在接收器已經(jīng) 對妒階段（906)進行了處理之后，校正這些效應。其他替代方案，通過在傳輸之前預均衡 信號（908)來在發(fā)射器階段進行預均衡可以由相關(guān)的過程來控制。
[0129] 圖11示出了自適應決策回饋均衡器（圖9C)前饋（FF)部分（910)所執(zhí)行的功能 的示例。為簡單起見，均衡器的這一部分（910)發(fā)揮作用從而將回波或頻移信號移位到再 一次與主信號相一致，并且因此在減小回波和頻移信號強度的同時增強主信號的強度。 [0130]圖12示出了自適應決策回饋均衡器（圖9C)反饋（FB)部分（912)所運行的功能 的示例。當均衡器的前饋（FF)部分（910)已經(jīng)對主要的偏移和回波和頻移信號進行了處 理，仍然會剩余某些殘余的回波和頻率信號。反饋（FB)部分（912)本質(zhì)上是用以抵消那些 殘留痕跡的回波信號，本質(zhì)上對于系統(tǒng)的該部分而言是像自適應消除器那樣起作用。
[0131] 然后，自適應決策回饋均衡器（914)的均衡器部分將結(jié)果信號四舍五入到最接近 的均衡值，從而使得例如傳輸后的符號" 1"再次在接收端顯示為" 1 "而不是"〇· 9""。
[0132] 如前文所討論的，在共同未決的申請61/615, 884中描述了尤其適合于步驟8〇2B 的該均衡方法的替代性數(shù)學討論，該專利的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。
[0133] 最終交錯討論：
[0134] 回到交錯概念，圖13示出了在一種交錯方案中，傳輸各種不同的時間塊可以是有 用的，在該方案中，傳輸所有N個塊所需要的時間可以在不同的數(shù)據(jù)矩陣D之間變化，并且 其中，這樣的交錯方案根據(jù)不同的優(yōu)化方案來考慮延遲，即傳輸所有N個塊所需要的時間。
【權(quán)利要求】
1. 一種使用被調(diào)制成用于允許對回波反射和頻偏的信號損傷效應進行自動補償?shù)男?號來傳送多個數(shù)據(jù)符號的方法，所述方法包括： 將所述多個數(shù)據(jù)符號分配到一個或多個NxN符號矩陣中； 使用所述一個或多個NxN符號矩陣以控制一個發(fā)射器的信號調(diào)制，其中，對每一個所 述NxN符號矩陣，所述發(fā)射器使用每一個數(shù)據(jù)符號對N個波形進行加權(quán)，這些波形是從根據(jù) 一個編碼矩陣U確定的N個循環(huán)時移以及N個循環(huán)頻移波形的全排列的一個N 2大小的集 合中選擇出的，從而為每一個數(shù)據(jù)符號產(chǎn)生N個符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形； 其中，所述編碼矩陣U被選擇為具有一個相應的逆解碼矩陣UH的一個NxN單式矩陣； 對所述NxN符號矩陣中的每一個數(shù)據(jù)符號，對該N個符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移 波形進行求和，從而產(chǎn)生N2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形； 以及，在N個時間塊或者頻率塊的任意組合上傳輸結(jié)構(gòu)化為N個復合波形的所述N2個 求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，N大于1。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述信號是一個無線信號，或者其中，所述信號是 在一根光學或電流導線、光纖或電纜上攜帶的一個光學或電子信號；以及 其中，所述頻偏由或者多普勒移位或者其他非多普勒效應所造成。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述N2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波 形隨后被一個由所述相應的解碼矩陣U H所控制的接收器接收；以及 使用所述解碼矩陣UH以使得所述接收器能夠在所述一個或多個NxN符號矩陣中重構(gòu) 被傳輸?shù)姆枴?br> 5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，由于回波反射和頻偏之一或者兩者的組合，多個由 于回波反射和頻偏的信號導致所述接收器接收一個時間和頻率卷積信號，該時間和頻率卷 積信號代表所述N 2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及頻移的波形的時移和頻移版本； 進一步在所述接收器處對所述時間和頻率卷積信號進行時間和頻率解卷積，以對所述 回波反射和頻偏進行校正； 從而產(chǎn)生多個時間和頻率解卷積結(jié)果，以及多個時間和頻率解卷積參數(shù)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述多個數(shù)據(jù)符號被選擇為已知測試符號，所述接 收器具有所述已知測試符號的記錄；進一步使用在對所述時間和頻率卷積信號進行時間和 頻率解卷積的過程中所獲得的所述時間和頻率解卷積參數(shù)，以確定所述發(fā)射器和所述接收 器的系統(tǒng)和環(huán)境的回波反射、頻偏、以及其他信號損傷的特性。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述發(fā)射器和所述接收器的系統(tǒng)和環(huán)境的回波反 射、頻偏、以及其他信號損傷的所述特性用于選擇具有為在所述系統(tǒng)和環(huán)境中的優(yōu)越性能 而選擇的多個屬性的一個編碼矩陣U和一個解碼矩陣U H。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，結(jié)構(gòu)化為N個復合波形的所述N2個求和符號加權(quán) 循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形在至少N個時間塊上進行傳輸。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，對每一個所述NxN符號矩陣，所有N個時間塊或者 在時間上被連續(xù)地傳輸； 或者其中，對每一個所述NxN符號矩陣，來自一個第一所述NxN符號矩陣的N個時間塊 與從來自一個不同的第二NxN符號矩陣的N個時間塊時間交錯的傳輸。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，來自一個第一所述NxN符號矩陣的第一組N個時 間塊源自于使用一個第一單式矩陣Α的一個第一發(fā)射器，并且來自一個第二所述NxN符號 矩陣的第二組N個時間塊源自于使用一個第二單式矩陣U 2的一個第二發(fā)射器； 其中，仏和隊可以完全相同或者不同；以及 其中，可以基于所述第一發(fā)射器、所述第二發(fā)射器和所述接收器的系統(tǒng)和環(huán)境的回波 反射、頻偏、以及其他信號損傷的特性來選擇Α和U2。
11. 一種使用被調(diào)制成用于允許對回波反射和頻偏的無線信號損傷效應進行自動補償 的無線信號來傳送多個數(shù)據(jù)符號的方法，所述方法包括： 將所述多個數(shù)據(jù)符號分配到一個或多個NxN符號矩陣中； 使用所述一個或多個NxN符號矩陣以控制一個無線發(fā)射器的無線信號調(diào)制，其中，對 每一個所述NxN符號矩陣，所述無線發(fā)射器使用每一個數(shù)據(jù)符號對N個波形進行加權(quán)，這些 波形是從根據(jù)一個編碼矩陣U確定的N個循環(huán)時移以及N個循環(huán)頻移波形的全排列的一個 N2大小的集合中選擇出的，從而為每一個數(shù)據(jù)符號產(chǎn)生N個符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻 移波形； 其中，所述編碼矩陣U被選擇為具有一個相應的逆解碼矩陣UH的一個NxN單式矩陣； 對所述NxN符號矩陣中的每一個數(shù)據(jù)符號，對該N個符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移 波形進行求和，從而產(chǎn)生N2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形； 以及，在N個時間塊或者頻率塊的任意組合上傳輸結(jié)構(gòu)化為N個復合波形的所述N2個 求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述N2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移 波形隨后被一個由所述相應的解碼矩陣U H所控制的無線接收器接收；以及 使用所述解碼矩陣UH以使得所述無線接收器能夠在所述一個或多個NxN符號矩陣中 重構(gòu)被傳輸?shù)姆枴?br> 13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，由于回波反射和頻偏之一或者兩者的組合，多個 由于回波反射和頻偏的信號導致所述接收器接收一個時間和頻率卷積信號，該時間和頻率 卷積信號代表所述N 2個求和符號加權(quán)循環(huán)時移以及頻移的波形的時移和頻移版本； 進一步在所述接收器處對所述時間和頻率卷積信號進行時間和頻率解卷積，以對所述 回波反射和頻偏進行校正； 從而產(chǎn)生多個時間和頻率解卷積結(jié)果，以及多個時間和頻率解卷積參數(shù)。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述多個數(shù)據(jù)符號被選擇為已知測試符號，所述 接收器具有所述已知測試符號的記錄；進一步使用在對所述時間和頻率卷積信號進行時間 和頻率解卷積的過程中所獲得的所述時間和頻率解卷積參數(shù)，以確定所述發(fā)射器和所述接 收器的系統(tǒng)和環(huán)境的回波反射、頻偏、以及其他信號損傷的特性。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述發(fā)射器和所述接收器的系統(tǒng)和環(huán)境的回波 反射、頻偏、以及其他信號損傷的所述特性用于選擇具有為在所述系統(tǒng)和環(huán)境中的優(yōu)越性 能而選擇的多個屬性的一個編碼矩陣U和一個解碼矩陣U H。
16. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述頻偏中的至少某些是由速度引起的多普勒 效應所造成的，用在一個雷達系統(tǒng)中以確定在所述發(fā)射器和接收器的所述環(huán)境中的至少一 個對象的位置和速度。
17. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，結(jié)構(gòu)化為N個復合波形的所述N2個求和符號加 權(quán)循環(huán)時移以及循環(huán)頻移波形在至少N個時間塊上進行傳輸。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，對每一個所述NxN符號矩陣，所有N個時間塊或 者在時間上被連續(xù)地傳輸； 或者其中，對每一個所述NxN符號矩陣，來自一個第一所述NxN符號矩陣的N個時間塊 與從來自一個不同的第二NxN符號矩陣的N個時間塊時間交錯的傳輸。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，來自一個第一所述NxN符號矩陣的第一組N個時 間塊源自于使用一個第一單式矩陣A的一個第一無線發(fā)射器，并且來自一個第二所述NxN 符號矩陣的第二組N個時間塊源自于使用一個第二單式矩陣U2的一個第二無線發(fā)射器； 其中，仏和隊可以完全相同或者不同；以及 其中，可以基于所述第一發(fā)射器、所述第二發(fā)射器和所述無線接收器的系統(tǒng)和環(huán)境的 回波反射、頻偏、以及其他信號損傷的特性來選擇Α和U2。
20. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，N大于1。
【文檔編號】H04B1/00GK104285379SQ201380024034
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月26日
【發(fā)明者】什洛莫·塞利姆·拉基布, 龍尼·哈達尼 申請人:科源技術(shù)有限公司