[发明专利]一种发射机

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统领域，具体地说涉及一种用于OFDM(正交频分复用)通信的改进交织方法。 

背景技术

OFDM(正交频分复用)是一种以相对较低复杂性实现在强噪声信道上传输高数据速率的传输技术，并且应用于数字音频广播(DAB)和数字视频广播(DVB)中。OFDM具有一些良好的性质，例如高的频谱效率和信道散射的鲁棒性，因此，它将很可能用于诸如数字移动无线通信之类的未来宽带应用中。 

简要地说，在OFDM系统中，待传输的数据被调制扩频到大量载波上，并且由这些载波中的每个载波转送的数据速率正比于载波数目而因此降低。这些载波具有相等的、精确选定的频率间隔，并且子载波的频带不是分开的而是重叠的。通过使用IFFT(快速傅里叶逆变换)作为调制，以这样的方式选择子载波的间隔：对于某子载波调制的信号，能从接收的信号中正确地恢复，而所有其它信号为零。进行载波间隔的选择以保证其正交性，这也是正交频分复用的由来。 

设计适当的OFDM系统把散射衰落信道转变成为无需先进的时域均衡器的平坦衰落信道。这提供了明显的实施优点，因为不需要均衡器并因此降低了收发信机的复杂性，但是这也导致了系统不能获得信道所提供的频率分集。与单载波通信系统相反(对于单载波通信系统，设计良好的均衡器可捕获信道中的可用频率分集)，OFDM系统必须借助于特定的方法来达到无线环境提供的更高阶分集性能。 

 这在有关OFDM的文献中是很公知的，并且捕获信道频率分集的一个可接受的方法是使用编码(例如卷积码或turbo码)，它的输出比特被调制扩频在所有的子载波上。正如在S.K.Wilson和J.M.Cioffi的′A comparison of a single-carriersystem using a DFE and a coded OFDM system in a broadcast Rayleigh-fadingchannel′(信息论国际讨论会(ISIT)，1995年9月)中描述的那样，只要编码的分集重数大于信道的频率分集重数，则此方法就可捕获可用频率分集。 

因为OFDM有效地创建了一组平坦衰落信道，因此设计来改善平坦衰落信道上的通信性能的任何技术都可以应用到OFDM上。 

一种改善平坦衰落信道中通常未编码(即没有冗余被加到信息比特流上)通信信号的分集性能的方法是：增加调制符号的分集重数，即增加所谓的调制分集。在″Signal Space Diversity：A Power-and Bandwidth-Efficient DiversityTechnique for the Rayleigh Fading Channel″(IEEE信息论学报，第44卷，第4期，1998年7月，Joseph Boutros和Emanuele Viterbo)中分析了此备选分集技术。通过把某些旋转应用到传统的信号星座上，以使任何两个星座点获得最大数量的相异分量的方式来增加调制分集。已传输的信号矢量的衰落因此分散在许多分量上并且实现了更好的噪声效应防护，因为那些分量受到不同的衰落影响，并且没有两个点会同时被破坏。在这个文献中示出：当调制分集较大时，多维的QAM(正交调幅)星座变得对衰落不敏感。 

可是，上述文献假定了理想交织并且没有利用OFDM系统的任何特殊特性，特别是没有利用多用户OFDM系统的任何特性(在多用户OFDM系统中，每个OFDM符号间隔内，单用户只使用总可用频谱的一部分)。调制分集的缺点在于：在非理想交织的情况下，性能增益可能是微不足道的。 

在Dennis L.Goeckel和Ganesh Ananthaswamy的″On the Design ofMultidimensional Signal Sets for OFDM Systems″(IEEE通信学报，第50卷，第3期，2002年3月)中进一步得到相关的现有技术。在这个文献中，为常规的OFDM传输系统开发了″合并若干个子载波、传送来自一个多维星座中的符号″。建议了一种编码调制技术：从多维复信号集合中选取符号，然后所选定符号的每一维用OFDM系统选定的子载波调制，这样获得分集增益。在这个文献中，在每 个OFDM符号间隔中，星座符号分量的传输用分散的子载波调制。这种方法有一些缺点。首先，这个文献没有描述对多用户系统的应用。即使它能应用到多用户系统中，则由于子载波的分散特性，也导致难于进行信道估计。其次，由于特定的、非标准的、非旋转的星座结构，使得检测更复杂；第三，高斯信道中的性能不是最佳的。