專利名稱：多載波通信系統(tǒng)和峰值功率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及諸如正交頻分多路復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)的多載波通信系統(tǒng)，更具體地講，本發(fā)明適用于一種控制這樣的系統(tǒng)中的傳輸?shù)姆逯?均值包絡(luò)功率比(PMEPR)的機(jī)制。
目前已經(jīng)針對許多不同種類的通信系統(tǒng)提出了諸如OFDM的多載波傳輸方案，這些系統(tǒng)包含數(shù)字音頻廣播(DAB)和寬帶無線局域網(wǎng)(LANs)。這些方案的優(yōu)點(diǎn)是在理論上可以在高時間發(fā)散信道上實(shí)現(xiàn)不受限制的傳輸速率，雖然這種信道產(chǎn)生于一個信號的多個有延遲、衰減和有相位偏移的路徑的累加和，從而呈現(xiàn)出畸變特征。不幸的是，OFDM產(chǎn)生的復(fù)合信號包絡(luò)表現(xiàn)出高PMEPR(該術(shù)語也被稱作“峰值系數(shù)”)。并且，為了減輕多載波系統(tǒng)中的畸變和頻譜擴(kuò)展效應(yīng)(如相鄰信道干擾)，需要用一個線性(并且因而是低效的)發(fā)送放大器放大該復(fù)合信號包絡(luò)。
除了上述缺點(diǎn)之外，多載波信號的平均功率(針對特定的峰值包絡(luò)功率(PEP)限值)顯著低于固定包絡(luò)、單載波信號(諸如在蜂窩通信系統(tǒng)中使用的高斯最小移位鍵控(GMSK)信號)的平均功率。因而一個系統(tǒng)的多載波傳輸方案的選擇在當(dāng)前并沒有最大限度利用可用功率范圍。
這樣，通常希望減少多載波傳輸方案的PMEPR，從而得到與使用在通信系統(tǒng)中可用的有限頻譜中的多載波信號相關(guān)的固有優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，其中提供了一種在多個子信道上同時發(fā)送信息的通信設(shè)備，該通信設(shè)備包括用第一編碼方案對多個子信道中每一個子信道的信息進(jìn)行編碼的裝置，上述第一編碼方案融入了第二編碼方案和一種根據(jù)第二編碼方案中的冗余導(dǎo)出的變換，上述第一編碼方案產(chǎn)生具有成對歐幾里德距離特性的碼字，該特性對應(yīng)于由第二編碼方案單獨(dú)編碼的相同信息的特性，并且上述變換的選擇應(yīng) 使得從上述碼字導(dǎo)出的調(diào)制復(fù)合信號包絡(luò)具有相對于單獨(dú)用第二編碼方案編碼的對應(yīng)調(diào)制信息的PMEPR而言被減少了的峰值-均值包絡(luò)功率比(PMEPR)；和根據(jù)上述碼字調(diào)制上述子信道以產(chǎn)生復(fù)合信號包絡(luò)的裝置。
編碼裝置可以包括利用上述第二編碼方案對多個子信道中每一個子信道的信息進(jìn)行編碼以產(chǎn)生信道編碼信息的第一編碼裝置；和利用上述變換對多個子信道中每一個子信道的信道編碼信息進(jìn)行編碼的第二編碼裝置，上述變換把信道編碼信息轉(zhuǎn)換成具有對應(yīng)于其它信道編碼信息的特性的成對歐幾里德距離特性的碼字。
在一個最優(yōu)實(shí)施例中，變換是單獨(dú)用第二編碼方案和一組訓(xùn)練向量編碼的信息的函數(shù)，根據(jù)一個以峰值包絡(luò)功率的升序排列的聯(lián)合(associative)映射可以得到該變換；并且該變換可以包含針對由上述第二編碼方案編碼的信息的固定屏蔽向量的符號模v加法，其中0，1，…，v-1表示編碼信息中各個符號的可能值。
在本發(fā)明的另一方面，其中提供了一種在多個子信道上同時發(fā)送信息的方法，該方法包括的步驟有用第一編碼方案對多個子信道中每一個子信道的信息進(jìn)行編碼，上述第一編碼方案融入了第二編碼方案和一種根據(jù)第二編碼方案中的冗余導(dǎo)出的變換，上述第一編碼方案產(chǎn)生具有具有成對歐幾里德距離特性的碼字，該特性對應(yīng)于由第二編碼方案單獨(dú)編碼的相同信息的特性，并且上述變換的選擇應(yīng)使得從上述碼字導(dǎo)出的調(diào)制復(fù)合信號包絡(luò)具有相對于單獨(dú)用第二編碼方案編碼的對應(yīng)調(diào)制信息的PMEPR而言被減少了的峰值-均值包絡(luò)功率比(PMEPR)；并且根據(jù)上述碼字調(diào)制上述子信道以產(chǎn)生復(fù)合信號包絡(luò)。
編碼步驟可以包括利用上述第二編碼方案對多個子信道中每一個子信道的信息進(jìn)行編碼以產(chǎn)生信道編碼信息；并且利用上述變換對多個子信道中每一個子信道的信道編碼信息進(jìn)行編碼，上述變換把信道編碼信息轉(zhuǎn)換成具有對應(yīng)于其它信道編碼信息的特性的成對歐幾里德距離特性的碼字。
本發(fā)明提供了一種通過以避免過度的PEP的方式編碼發(fā)送序列從而能顯著改進(jìn)PMEPR的機(jī)制。
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的說明性實(shí)施例，其中

圖1是該機(jī)制的物理表示，利用該機(jī)制構(gòu)成了現(xiàn)有技術(shù)的時間發(fā)散信道；
圖2是圖示現(xiàn)有技術(shù)的多載波系統(tǒng)的時域信號的構(gòu)成的波形圖；圖3說明了針對圖2的多載波系統(tǒng)的時域信號的常見線性放大器的工作特性和工作點(diǎn)；圖4是基于本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例的多載波收發(fā)器的模塊圖；圖5示出了在圖4的多載波收發(fā)器中產(chǎn)生的碼字向量；圖6圖示了計算用于圖4的多載波收發(fā)器的屏蔽向量的過程(基于本發(fā)明的一個最優(yōu)實(shí)施例)；圖7是把圖4的多載波收發(fā)器使用的波形的時域表示和圖2的多載波系統(tǒng)的時域信號進(jìn)行對比的圖形表示。
參照圖1，其中說明了構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的時間發(fā)散信道的機(jī)制的物理表示。顯然，數(shù)據(jù)信號r(t)受到路徑(圖中只示出兩個)多樣性的影響，其中一個路徑包括一個時間延遲10，一個衰減器12和一個相位偏移13。在稍后的一個點(diǎn)上混合不同路徑的多樣性(如累加和模塊14所示)以得到畸變信號R(t)?？梢岳斫?，隨著數(shù)據(jù)信號r(t)的帶寬的增加，時間延遲周期對信號的影響就越大，從而限制了對可用帶寬的利用。
圖2是圖示現(xiàn)有技術(shù)的多載波系統(tǒng)的時域信號的構(gòu)成的波形圖。實(shí)際上，圖2表示了一種OFDM方案，其中通過把數(shù)據(jù)(未示出)分布在多個頻率子信道20-26(在本實(shí)例中為四個子信道)上來減輕時間延遲效應(yīng)。通常，在該方案中，第一子信道(子信道1)和其它子信道的頻率之間存在一種頻率關(guān)系，例如子信道2的頻率是子信道1的頻率的兩倍，而子信道3的頻率是子信道1的頻率的三倍(等等)?？梢岳斫猓赃@種方式分布數(shù)據(jù)具有使各個子信道對固有延遲擴(kuò)展不太敏感的效果。疊加來自各個子信道的單個信號(在累加和模塊28中進(jìn)行)產(chǎn)生了一個復(fù)合包絡(luò)30，該包絡(luò)具有被相對較低(但振蕩)的信號波形33所分隔的功率尖峰信號32。但是，功率尖峰信號32具有一個數(shù)值比整個復(fù)合包絡(luò)30的平均功率電平36更大的峰值包絡(luò)功率(PEP)34。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，其中說明了一種常見的針對圖2的多載波系統(tǒng)的時域信號的線性放大器(未示出)的工作特性40和工作點(diǎn)42?？梢岳斫猓€性放大器在輸入信號和輸出信號之間提供有限的線性增益。在某個輸入功率(Pin)閾值44上出現(xiàn)放大中的非線性特性46。為了優(yōu)化在需要線性發(fā)送器(或類似的裝置)的通信系統(tǒng)中對線性放大器的使用，在工作點(diǎn)42附近定位一個輸入信號(在這種情況下為復(fù)合信號包絡(luò)30的時域表示)。更具體地，規(guī)劃復(fù)合信號包絡(luò)30，使得其平均功率電平36(在考慮到放大器的增益時)提供期望的輸出電平，從而使信號包絡(luò)30的主要部分處在放大器的線性范圍48內(nèi)。不幸的是，功率尖峰信號32的PEP34超出了放大器的線性工作范圍，使得其中包含的信息被放大器的非線性特性所扭曲。更重要的是，諸如ETSI(歐洲技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中心)的標(biāo)準(zhǔn)化組織可能要求在操作中遵守特定的，比如10瓦的最大發(fā)送功率輸出電平。因而，為了容納相對較高(但相對較少見)的功率尖峰32的PEP，輸入信號(復(fù)合信號包絡(luò)30)需要把工作點(diǎn)42重新定位在一個較低的電平上，從而減少對平均發(fā)送功率的放大程度，并且相應(yīng)縮小發(fā)送器(其中使用了線性放大器)的范圍。
盡管圖4是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的多載波收發(fā)器60的模塊圖，但可以理解本發(fā)明并不僅限于雙向通信設(shè)備，并且多載波發(fā)送器可以被認(rèn)為是與多載波接收器(原則上可以包含虛線框61中的電路和具有屏蔽向量形式的變換的組合，該變換是下面將要描述的函數(shù))物理分離的設(shè)備。
多載波發(fā)送器包含一個產(chǎn)生數(shù)據(jù)流63的數(shù)據(jù)源62，一個串-并轉(zhuǎn)換器64，一個信道編碼器66，一個混合器68，一組k個相同的調(diào)制器70和一個屏蔽向量72(存儲在存儲器中)。在本例中，數(shù)據(jù)源產(chǎn)生數(shù)據(jù)符號流，而各個符號均可以具有邏輯值0，1，…，v-1中的任意一個值，其中v是大于一的整數(shù)；在所描述的實(shí)施例中，v＝2，即數(shù)據(jù)源產(chǎn)生二進(jìn)制數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^任何常規(guī)的方式用諸如電平或信號相位的物理值來表示邏輯值。以s＝ejφ的形式把這些邏輯值表示成復(fù)平面中的單位圓上的點(diǎn)，其中j＝-11/2和φ取相應(yīng)的值2π·0v,2π·1v,···,2π·(v-1)v]]>例如，當(dāng)v＝4時，可以分別用復(fù)數(shù)值1，j，-1，-j表示邏輯值0，1，2和3。在一般情況下，不需要象前面那樣限制邏輯值，即它們可以具有形式為s＝m.ejφ的任意復(fù)數(shù)值，其中m表示任意的幅度，而φ表示任意的相位。
串-并轉(zhuǎn)換器64對數(shù)據(jù)流63作出響應(yīng)并且把數(shù)據(jù)流63轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)字74，該數(shù)據(jù)字依次被輸入到信道編碼器66，而該編碼器進(jìn)行分組碼以便進(jìn)行差錯控制。在混合器68中用屏蔽向量72對從信道編碼器66輸出的碼字向量75進(jìn)行變換，并且接著混合器68的輸出被提供給k個相同的調(diào)制器組70以便最終產(chǎn)生具有適于傳輸?shù)膹?fù)合信號包絡(luò)78的輸出信號76。k個調(diào)制器組70中的各個調(diào)制器均被指定一個具體的子信道頻率，并且子信道之間的間隔是正交的，即在子信道(載波)之間沒有干擾?？梢岳斫猓梢粋€微處理器(未示出)來進(jìn)行多載波發(fā)送器的操作控制。
簡要參照圖5，其中說明了碼字向量75的格式。各碼字向量75均包含k個二進(jìn)制數(shù)字(位)，其中有n個信息位80和k-n個校驗位，碼字向量75的長度定義了子信道(載波)的數(shù)量和在多載波傳輸中使用的調(diào)制器的數(shù)量。碼字向量75和屏蔽向量72長度相同，即都是k個位。信道編碼過程提供了k-n個校驗位。
以數(shù)學(xué)形式可以把多載波信號的復(fù)合包絡(luò)78表示如下u(t)=r(t)r*(t)]]>其中所發(fā)送的信號是r(t)=Σi=1kSi(t)e2πjfit]]>并且r*(t)是復(fù)共軛；si(t)是第i個載波的并行數(shù)據(jù)；而fi是第i個載波的頻率。包絡(luò)功率是u(t)2。
可以理解，諸如在本發(fā)明的環(huán)境中所涉及的線性分組碼有必要包含全零碼字。這種碼字為OFDM系統(tǒng)產(chǎn)生盡可能最大的PEP。為了避免這種PEP(和與其周期性出現(xiàn)相關(guān)的問題)，所描述的本發(fā)明的實(shí)施例通過在調(diào)制之前用屏蔽向量72中的對應(yīng)位進(jìn)行位模2加法來混合碼字向量75中的相應(yīng)位，從而提供對數(shù)據(jù)的預(yù)處理以便在輸出信號76中產(chǎn)生被減少了的PMEPR。在v＞2的情況下，進(jìn)行符號模v加法。在一般情況下(s＝m.ejφ)，通過以復(fù)數(shù)形式表示的碼字向量75和屏蔽向量72的符號乘法來進(jìn)行混合。
更具體地，目前已經(jīng)認(rèn)識到，由于碼字向量75中的信息位80的數(shù)量n是固定的(因為系統(tǒng)所選擇的編碼，比如，與漢明碼相比較的格雷碼的校驗位所提供的健壯性而導(dǎo)致的)，所以可能的碼字向量75的數(shù)量是有限的，即有2n個。但是，屏蔽向量的組合數(shù)是2k，該組合數(shù)通常很大。因而選擇屏蔽向量72，使得該向量與任何可能的碼字向量75均不一致，并且其加法與調(diào)制域中的全零情況不同。實(shí)際上本發(fā)明利用了通過在編碼方案中包含校驗位所提供的冗余；即附加字(通過包含至少一個校驗位而得到并且不構(gòu)成一個合法的碼字向量)中的一個字被用于屏蔽向量。
盡管有許多確定兩個向量之間的相似度的技術(shù)(如相關(guān))，在本發(fā)明的這個實(shí)施例中使用最小化兩個向量之間的歐幾里德距離的概念以確定對屏蔽向量72的選擇。兩個k位復(fù)合向量a＝(a(1)，a(2)，a(3)，…，a(k))和b＝(b(1)，b(2)，b(3)，…，b(k))之間的歐幾里德距離d被定義如下d=Σi=1k|a(i)-b(i)|]]>并且此后被表示成||a-b||可以理解，當(dāng)在邏輯值為0至v-1的情況下導(dǎo)出歐幾里德距離時，這些值首先必須被表示成上述復(fù)平面中的單位圓上的點(diǎn)。
圖6圖示了確定用于圖4的多載波收發(fā)器的屏蔽向量72(長度為k位的唯一數(shù)據(jù)字)。具體地，產(chǎn)生所有可能的2k個k位向量pi，并且這些向量pi的相應(yīng)位被k個調(diào)制器70的調(diào)制器組中合適的調(diào)制器所調(diào)制，從而得到各個可能的向量pi的PEP值。向量pi組90包含所有被忽略的2n個碼字向量75，并且剩余的(2k-2n)個向量pi構(gòu)成的向量組92被列表以產(chǎn)生一個按PEP幅度94的順序排列的聯(lián)合(associative)映射。根據(jù)(2k-2n)個向量pi構(gòu)成的剩余向量組92的這種排列順序，最初選擇2n個第一(最低)向量pi構(gòu)成的一個子集96。該子集96表示一個訓(xùn)練向量的初始子集，象信道編碼器66產(chǎn)生的2n個碼字向量75那樣，該初始子集潛在擁有確切相同的成對歐幾里德距離特性，但復(fù)合包絡(luò)78的PMEPR被減小了。(在二進(jìn)制邏輯值的情況下保持成對歐幾里德距離特性等價于保持成對漢明距離特性)。
為了確定碼字90組和子集96之間的相似度，用一個對于具體的i和h值滿足等式w＝pi*ch的測試屏蔽向量w修正各個碼字向量，其中i和h是下標(biāo)，而*表示按位異或(模2加法)，ch是第h個碼字向量而pi是子集96中的一個訓(xùn)練向量。更具體地，如果考慮(為了舉例的目的)一組包含四個可選編碼的模塊碼字90，則規(guī)劃訓(xùn)練向量96的初始子集以便包含四個訓(xùn)練向量(具有四個最低PEP值)。碼字向量集的第一成員97與訓(xùn)練向量子集的第一成員98被數(shù)學(xué)混合(在本實(shí)施例中，被異或)，從而產(chǎn)生第一測試屏蔽向量。第一測試屏蔽向量接著被系統(tǒng)地加以使用，從而修正所有四個碼字向量，以便根據(jù)等式dih＝||pi-w*ch||得到所有被修正的碼字向量之間的歐幾里德距離dih的零值和訓(xùn)練向量初始子集96的所有成員的置換。但是，在記錄到任何非零歐幾里德距離的情況下，必須拋棄第一測試屏蔽向量，并且根據(jù)或許與用于計算第一測試屏蔽向量的碼字向量相同的碼字向量，同時結(jié)合來自子集96的具有下一個最低PEP值的不同訓(xùn)練向量99來計算第二測試屏蔽向量。接著第二測試屏蔽向量接著被系統(tǒng)地加以使用，從而修正所有四個碼字向量，以便得到所有被修正的碼字向量之間的歐幾里德距離的零值和訓(xùn)練向量初始子集96的所有成員的置換。再一次地，如果記錄到任何非零歐幾里德距離，則拋棄第二測試屏蔽向量并產(chǎn)生另一個(新的)測試屏蔽向量。顯然，利用四個碼字向量和訓(xùn)練向量96初始子集，可以系統(tǒng)地產(chǎn)生并應(yīng)用十六個可能的測試屏蔽向量，以期找到所有經(jīng)過修正的碼字向量之間的零歐幾里德距離(和直接映射)和所有訓(xùn)練向量的置換。但是，可能在十六個可能的測試屏蔽向量中沒有一個可以產(chǎn)生直接映射的，所以有必要增加訓(xùn)練向量的數(shù)量，從而產(chǎn)生一個較大的包含(2n+1)個訓(xùn)練向量的子集100。最好是簡單地通過加上具有按順序排列成下一個的最低PEP的訓(xùn)練向量來增加較大的子集。接著用這個擴(kuò)大的子集100恢復(fù)尋找提供一個全零歐幾里德距離結(jié)果的測試屏蔽向量。如果有必要，再次增加訓(xùn)練向量的數(shù)量，使得訓(xùn)練向量子集的大小接近具有(2k-2n)個可能訓(xùn)練向量的全集102的大小。圖6說明的映射圖示出怎樣導(dǎo)出測試屏蔽向量和怎樣使用這些向量來確定屏蔽向量72。
現(xiàn)在可以理解，直到發(fā)現(xiàn)非零歐幾里德距離之前，測試屏蔽向量對于任何一組計算而言都是固定的，并且不被修正。之所以這樣有兩個原因第一，必須針對所有可能的碼字向量90來維護(hù)分組碼的成對歐幾里德距離特性；第二，只需要一個從ch碼字向量到pi訓(xùn)練向量的映射。因而，所涉及的把碼字向量集映射到具有相同成對歐幾里德距離特性的訓(xùn)練向量集的第一測試屏蔽向量表示一種期望的變換，并且被指定為系統(tǒng)的屏蔽向量72。實(shí)際上，使用屏蔽向量保證永遠(yuǎn)不發(fā)送最壞情況的全零碼字。
所描述的選擇屏蔽向量的過程滿足下述規(guī)則如果[歐幾里德距離對于所有碼字均為零]則[接受w作為最優(yōu)加權(quán)向量]否則[增加訓(xùn)練集的大小]結(jié)束為了減少計算，可以期望選擇一個包含超過2n個訓(xùn)練向量的初始子集，并且/或者每次把訓(xùn)練子集增加多于一個的向量；但是，在這些情況下可能使所得到的PMEPR大于最優(yōu)值。
圖7是把圖4的多載波收發(fā)器使用的波形的時域表示和圖2的多載波系統(tǒng)的時域信號進(jìn)行對比的圖形表示。與現(xiàn)有技術(shù)的時域包絡(luò)30相比，在各個子信道上把屏蔽向量72用于各碼字向量75具有減少PMEPR的效果。新的復(fù)合信號包絡(luò)78具有減小了的PEP尖峰信號，該尖峰信號被一個具有新的信號波形110的區(qū)域所分隔，與現(xiàn)有技術(shù)的復(fù)合信號包絡(luò)30相比該波形經(jīng)歷了較少的未端偏移。
由于減少了復(fù)合信號包絡(luò)的PEP值并相應(yīng)減少了復(fù)合信號包絡(luò)功率中的峰值-峰值變化，使用本發(fā)明的編碼方案允許以更為靈活的方式來使用線性放大器。包絡(luò)的功率分布的減少提供了把處于工作點(diǎn)上的放大器操作到其非線性范圍的能力，并且不需要對放大器進(jìn)行限幅。而且對于一個具體的調(diào)節(jié)峰值功率限值，由于增加了復(fù)合信號包絡(luò)的平均功率，使用本發(fā)明的發(fā)送器的發(fā)送范圍也增加了。根據(jù)編碼冗余導(dǎo)出屏蔽向量并且該向量是調(diào)制的一部分，所以使用本發(fā)明的編碼方案不會降低頻譜效率。因而，不需要額外的傳遞信息的副載波子信道。
另外，寬帶數(shù)據(jù)的分段及其在多個窄帶載波(子信道)上的傳輸消除了在通信系統(tǒng)中對高速均衡器的需要。
再次參照圖4，其中說明了一個基于本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例的多載波接收器62。多載波接收器被用來接收具有復(fù)合信號包絡(luò)78的多載波信號76。所接收的信號76被提供給k個相同的解調(diào)器組112，該解調(diào)器組中的各個解調(diào)器均被指定一個具體的子信道頻率。在混合器116中對來自k個解調(diào)器組112的信號114使用屏蔽向量72(用于發(fā)送)，以便把信號114解碼成適于信道解碼器120中的信道解碼的信號格式118。來自信道解碼器120的信道解碼信號122最終以并行或串行的方式被提供給一個諸如可視的顯示器或可聽電路的數(shù)據(jù)接收器124。在后一種情況下，在信道解碼器120和數(shù)據(jù)接收器124之間設(shè)置一個并-串轉(zhuǎn)換器126?？梢岳斫?，由一個微處理器(未示出)來進(jìn)行多載波接收器62的操作控制。
在本發(fā)明的接收器61的一個可選實(shí)施例中，假定存在通過一個包頭(類似于以GSM時隙發(fā)送的準(zhǔn)(midamble)同步序列)進(jìn)行同步，則可以省略混合器116?？梢岳斫?，這種同步的出現(xiàn)可被用來消除被屏蔽向量72引入信息信號78的信道相位偏移(或旋轉(zhuǎn))。更確切地說，預(yù)先確定有必要在解調(diào)器112中使用的同步序列，使得屏蔽向量72作為時間發(fā)散信道(圖1中所示)的一部分而出現(xiàn)，從而在解調(diào)期間消除了同步和屏蔽向量的影響。因而在接收器中不需要額外的處理，并且轉(zhuǎn)移到本發(fā)明所提供的編碼方案不需要重新設(shè)計現(xiàn)有的接收器。
當(dāng)然，可以理解前面的描述只是以舉例的方式給出的，并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以進(jìn)行詳細(xì)的修改。例如，只需一次確定屏蔽向量，并且實(shí)際上構(gòu)成了在信道編碼器66中實(shí)現(xiàn)的編碼的固定變換。相應(yīng)地，可以預(yù)先把屏蔽向量與編碼中的各碼字相混合，并且把經(jīng)過變換的碼字存儲在信道編碼器66中。信道編碼器接著編碼數(shù)據(jù)流63并把屏蔽向量用在單獨(dú)的混合操作中，并且可以省略混合器。在接收器61中可以進(jìn)行類似的修改。盡管前面的描述在一般的無線傳輸環(huán)境中討論了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解多載波系統(tǒng)可以把光纖技術(shù)用作多信息載波的通信資源。另外，盡管以PEP幅度94的排列順序來安排最優(yōu)實(shí)施例的訓(xùn)練向量，但可以認(rèn)為按這種順序提供給信道編碼的調(diào)制函數(shù)是對優(yōu)點(diǎn)和益處的補(bǔ)充，而這些優(yōu)點(diǎn)和益處是通過用根據(jù)固有編碼冗余導(dǎo)出的屏蔽向量對多載波系統(tǒng)的單個子信道進(jìn)行編碼而得到的。這樣，有可能不對屏蔽向量進(jìn)行優(yōu)化也可以產(chǎn)生具有盡可能最低的PMEPR的復(fù)合信號包絡(luò)，盡管復(fù)合信號包絡(luò)會具有改進(jìn)的PMEPR。
權(quán)利要求
1.一種在多個子信道上同時發(fā)送信息的通信設(shè)備，該通信設(shè)備包括用第一編碼方案對多個子信道中每一個子信道的信息進(jìn)行編碼的裝置，上述第一編碼方案融入了第二編碼方案和一種根據(jù)第二編碼方案中的冗余導(dǎo)出的變換，上述第一編碼方案產(chǎn)生具有成對歐幾里德距離特性的碼字，該特性對應(yīng)于由第二編碼方案單獨(dú)編碼的相同信息的特性，并且所選擇的上述變換使得從上述碼字導(dǎo)出的調(diào)制復(fù)合信號包絡(luò)具有相對于單獨(dú)用第二編碼方案編碼的對應(yīng)調(diào)制信息的PMEPR而言被減少了的峰值-均值包絡(luò)功率比(PMEPR)；和根據(jù)上述碼字調(diào)制上述子信道以產(chǎn)生復(fù)合信號包絡(luò)的調(diào)制裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的通信設(shè)備，其中上述編碼裝置包括利用上述第二編碼方案對多個子信道中每一個子信道的信息進(jìn)行編碼以產(chǎn)生信道編碼信息的第一編碼裝置；和利用上述變換對多個子信道中每一個子信道的信道編碼信息進(jìn)行編碼的第二編碼裝置，上述變換把信道編碼信息轉(zhuǎn)換成具有對應(yīng)于信道編碼信息的特性的成對歐幾里德距離特性的碼字。
3.如權(quán)利要求1或2所述的通信設(shè)備，其中變換是單獨(dú)用上述第二編碼方案和一組訓(xùn)練向量編碼的信息的函數(shù)，根據(jù)一個以峰值包絡(luò)功率的升序排列的聯(lián)合(associative)映射可以得到該變換。
4.如前面任何一個權(quán)利要求所述的通信設(shè)備，其中變換包含針對由上述第二編碼方案編碼的信息的固定屏蔽向量的符號模v加法，其中0，1，…，v-1表示編碼信息中各個符號的可能值。
5.如前面任何一個權(quán)利要求所述的通信設(shè)備，其中第二編碼方案使用線性糾錯碼。
6.如前面任何一個權(quán)利要求所述的通信設(shè)備，其中碼字是二進(jìn)制符號碼字。
7.如前面任何一個權(quán)利要求所述的通信設(shè)備，其中多個子信道包括一個正交頻分多路復(fù)用。
8.如前面任何一個權(quán)利要求所述的通信設(shè)備，其中通信設(shè)備是一個無線通信設(shè)備。
9.一種在多個子信道上同時發(fā)送信息的方法，該方法包括步驟用第一編碼方案對多個子信道中每一個子信道的信息進(jìn)行編碼，上述第一編碼方案融入了第二編碼方案和一種根據(jù)第二編碼方案中的冗余導(dǎo)出的變換，上述第一編碼方案產(chǎn)生具有具有成對歐幾里德距離特性的碼字，該特性對應(yīng)于由第二編碼方案單獨(dú)編碼的相同信息的特性，并且所選擇的上述變換使得從上述碼字導(dǎo)出的調(diào)制復(fù)合信號包絡(luò)具有相對于單獨(dú)用第二編碼方案編碼的對應(yīng)調(diào)制信息的PMEPR而言被減少了的峰值-均值包絡(luò)功率比(PMEPR)；并根據(jù)上述碼字調(diào)制上述子信道以產(chǎn)生復(fù)合信號包絡(luò)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中編碼步驟包括利用上述第二編碼方案對多個子信道中每一個子信道的信息進(jìn)行編碼以產(chǎn)生信道編碼信息；并利用上述變換對多個子信道中每一個子信道的信道編碼信息進(jìn)行編碼，上述變換把信道編碼信息轉(zhuǎn)換成具有對應(yīng)于信道編碼信息的特性的成對歐幾里德距離特性的碼字。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其中變換是單獨(dú)用上述第二編碼方案和一組訓(xùn)練向量編碼的信息的函數(shù)，根據(jù)一個以峰值包絡(luò)功率的升序排列的聯(lián)合(associative)映射可以得到該變換。
12.如權(quán)利要求9，10或11所述的方法，其中變換包含針對由上述第二編碼方案編碼的信息的固定屏蔽向量的符號模v加法，其中0，1，…，v-1表示編碼信息中各個符號的可能值。
13.如權(quán)利要求9至12中任何一個所述的方法，其中第二編碼方案使用線性糾錯碼。
14.如權(quán)利要求9至13中任何一個所述的方法，其中碼字是二進(jìn)制符號碼字。
15.如權(quán)利要求9至14中任何一個所述的方法，其中多個子信道包括一個正交頻分多路復(fù)用。
16.如權(quán)利要求9至15中任何一個所述的方法，其中多個子信道是無線通信子信道。
全文摘要
一種在多個子信道上同時發(fā)送信息(76,78)的通信設(shè)備(60)用一個編碼方案對多個子信道中的每一個子信道的信息(75)進(jìn)行編碼,從而產(chǎn)生信道編碼信息。根據(jù)編碼方案中的冗余導(dǎo)出的屏蔽向量(72)對信道編碼信息(75)進(jìn)行編碼(68),從而把信道編碼信息(75)轉(zhuǎn)換成具有與信道編碼信息(75)的特性相同的成對歐幾里德距離特性的碼字。接著在調(diào)制器中根據(jù)碼字進(jìn)行的子信道調(diào)制產(chǎn)生如圖所示的復(fù)合信號包絡(luò)(78),該包絡(luò)具有相對于對應(yīng)調(diào)制信道編碼信息的PMEPR而言被減少了的峰值—均值包絡(luò)功率比(PMEPR)。
文檔編號H04L27/26GK1178052SQ97190020
公開日1998年4月1日 申請日期1997年1月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月17日
發(fā)明者阿蘭·埃德華·瓊斯, 蒂莫西·阿蘭·威爾金森 申請人:摩托羅拉有限公司, 惠普公司