[发明专利]将空时编码数据映射到宽带无线通信系统中的副载波的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于映射宽带无线通信系统中的数据的装置及方法，特别涉及用于在正交频分多址接入(OFDMA)通信系统中将空时编码数据分配给副载波的装置及方法。

背景技术

通信的基本问题是如何在信道上有效地和可靠地传输数据。当前，移动通信系统正向高速、高质量的无线数据包通信系统发展，以在面向语言的业务之外还提供数据业务和多媒体业务。

与有线信道环境不同，在移动通信系统的无线信道环境中，由于多种因素例如多径干扰、遮蔽、波衰减、时变噪声以及衰落，发射信号不可避免地受到损耗。

信息损耗造成发射信号的严重失真，降低了整个系统的性能。为了减少信息损耗，可以采用许多误差控制技术以提高系统可靠性。基本的误差控制技术是使用纠错码。

分集技术可以用来减轻无线通信系统中的多径衰减。分集技术可分为时间分集、频率分集以及天线分集。

天线分集使用多个天线。此分集方案可以进一步划分为使用多个接收(Rx)天线的接收天线分集、使用多个发射(Tx)天线的发射天线分集以及使用多个发射天线和多个接收天线的多输入多输出(MIMO)。

MIMO是空时编码(STC)的特殊情况，通过经由多个发射天线发射以预定的编码方式编码的信号，将时域编码扩展为空间域编码，以达到较低误差率的目标。

V.Tarokh等人建议把空时分组码(STBC)作为有效地应用天线分集的方法之一(见“Space-Time Block Coding from OrthogonalDesigns”，IEEE Trans，On Info.，Theory，Vol.45，pp.1456-1467，July1999)。Tarokh的空时分组码方案是对两个或者更多T_x天线的S.M.Alamouti的发射天线分集方案的扩展(见‘A Simple TransmitDiversity Technique for Wireless Communications’，IEEE Journal onSelected Area in Communications，Vol.16，pp.1451-1458，October1988)。Alamouti的STBC方案有益地提供了最大分集度，也即等于没有数据速率损耗的发射天线数量的分集度，即使通过两个T_x天线发射复符号。

图1为使用Tarokh空时分组码方案的传统无线通信系统中的发射器的框图。该发射器包括调制器100、串并(S/P)转换器102、STBC编码器104以及四个T_x天线106、108、110以及112。

参照图1，调制器100根据预定的调制方案来调制输入的信息数据(或者编码的数据)。该调制方案可以是二相相移键控调制(BPSK)、四相相移键控调制(QPSK)、正交幅度调制(QAM)、正差幅度调制(PAM)以及相移键控调制(PSK)中的一种。

串并转换器102并行化从调制器100接收的串行调制符号S₁、S₂、S₃以及S₄。STBC编码器104通过空时分组码对四个调制符号S₁、S₂、S₃以及S₄进行编码而生成八个符号组合，并通过四个发射天线106至112发射它们。公式(1)表示用于生成所述八个符号组合的编码矩阵：