專利名稱：采用虛擬信道在多輸入多輸出系統(tǒng)中的碼率適配的制作方法
背景信息通信系統(tǒng)包括需要設置的多個參數(shù)，諸如任何將被使用的數(shù)據(jù)速率、調(diào)制方案、碼率和刪截類型。一些通信系統(tǒng)可包括可根據(jù)變化的條件適配的某些特征或參數(shù)。例如，一些系統(tǒng)允許數(shù)據(jù)傳輸速率根據(jù)所檢測的傳輸條件或信道質(zhì)量來調(diào)節(jié)。
附圖簡述

圖1是簡圖，說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的無線通信系統(tǒng)的實例。圖2是根據(jù)一個示例實施例的無線發(fā)射機和無線接收機的框圖。圖3是簡圖，說明根據(jù)一個示例實施例的圖2所示的碼位分配器的操作。圖4是根據(jù)另一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。圖5是根據(jù)又一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。圖6是根據(jù)另一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。圖7是根據(jù)又一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。圖8是根據(jù)又一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。圖9是根據(jù)又一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。圖10是根據(jù)又一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。
詳細描述在以下詳細描述中，闡述大量具體細節(jié)，以便提供對本發(fā)明的實施例的透徹理解。然而，本領域的技術人員會理解，沒有這些具體細節(jié)，也可以實施本發(fā)明的實施例。在其它情況下，沒有詳細描述眾所周知的方法、過程和技術，以免影響對上述實施例的理解。以下詳細描述的某些部分按照對計算機存儲器中的數(shù)據(jù)位或二進制數(shù)字信號的操作的算法和符號表示來提供。這些算法描述和表示可能是數(shù)據(jù)處理領域的技術人員用于向本領域的其他技術人員傳達其工作實質(zhì)的技術。算法在此一般被認為是產(chǎn)生預期結果的有條理的動作或操作序列。它們包括物理量的物理處理。這些量通常但不一定采取能夠被存儲、傳送、組合、比較以及以其它方式處理的電或磁信號的形式。主要為了一般使用的原因，將這些信號稱作位、值、元素、符號、字符、項、數(shù)等，已經(jīng)證明有時很便利。但是，應當理解，所有這些及類似的項均與適當?shù)奈锢砹筷P聯(lián)，并且只是應用于這些量的便捷標簽。若沒有明確說明，從以下論述中清楚地知道，在整個說明書中，采用諸如“處理”、“計算”、“運算”、“確定”等術語的論述表示計算機或計算系統(tǒng)或者類似的電子計算裝置的動作或過程，所述計算機或計算系統(tǒng)或者類似的電子計算裝置處理表示為計算系統(tǒng)的寄存器或存儲器中的物理量、如電子量的數(shù)據(jù)或者將其轉(zhuǎn)換為類似地表示為計算系統(tǒng)的存儲器、寄存器或者其它這種信息存儲、傳送或顯示裝置中的物理量的其它數(shù)據(jù)。本發(fā)明的實施例可包括用于執(zhí)行本文所述操作的設備。這個設備可專門為預期目的而構造，或者可包括通過計算裝置中存儲的程序有選擇地激活或重新配置的通用計算裝置。這種程序可存儲在存儲媒體中，例如但不限于任何類型的盤，包括軟盤、光盤、CD-ROM、磁光盤；只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、電可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、閃存、磁或光卡；或者適合存儲電子指令并且能夠耦合到計算裝置的系統(tǒng)總線的其它任何類型的媒體。本文提供的過程和顯示不是固有地與任何特定計算裝置或其它設備相關。各種通用系統(tǒng)可與根據(jù)本文理論的程序配合使用，或者構建更專用的設備來執(zhí)行預期方法可證明是便利的。各種這類系統(tǒng)的預期結構將通過以下描述來呈現(xiàn)。另外，本發(fā)明的實施例沒有參照任何具體編程語言來描述。大家會理解，各種編程語言可用來實現(xiàn)本文所述的本發(fā)明的理論。在以下描述和權利要求中，可采用術語“耦合”和“連接”及其派生詞。在具體實施例中，“連接”可用來表明兩個或兩個以上元件相互直接物理或電氣接觸?！榜詈稀笨杀硎緝蓚€或兩個以上元件直接物理或電氣接觸。但是，“耦合”也可表示兩個或兩個以上元件可能不是相互直接接觸，但可能仍然相互配合或交互。值得注意的是，說明書中提到“一個實施例”或“實施例”在這個上下文中表示結合該實施例所述的具體特征、結構或特性可包含在本發(fā)明的至少一個實施例中。因此，詞組“在一個實施例中”或“一個實施例”在本說明書的各個位置的出現(xiàn)不一定指的是同一個實施例，而是可能指的是不同的實施例。應當理解，本發(fā)明的實施例可用于各種應用中。雖然本發(fā)明不限于這個方面，但是本文公開的電路可用于許多設備中，例如用于無線電系統(tǒng)的發(fā)射機和接收機中。僅舉例說明，意在包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的無線電系統(tǒng)包括無線局域網(wǎng)(WLAN)裝置、無線城域網(wǎng)(WMAN)裝置和無線廣域網(wǎng)(WWAN)裝置，其中包括無線網(wǎng)絡接口裝置和網(wǎng)絡接口卡(NIC)、基站、接入點(AP)、網(wǎng)關、橋接器、集線器、蜂窩無線電話通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、雙向無線電通信系統(tǒng)、單向?qū)ず魴C、雙向?qū)ず魴C、個人通信系統(tǒng)(PCS)、個人計算機(PC)、個人數(shù)字助理(PDA)等等，但本發(fā)明的范圍不限于這個方面。本文所使用的術語“分組”可包括可在節(jié)點或站之間或者通過網(wǎng)絡路由或傳送的數(shù)據(jù)單元。如本文所使用的術語“分組”可包括幀、協(xié)議數(shù)據(jù)單元或其它數(shù)據(jù)單元。分組可包括例如可包含一個或多個地址字段、控制字段和數(shù)據(jù)的一組位。數(shù)據(jù)塊可能是數(shù)據(jù)或信息位的任何單元。參照附圖，附圖中的相似標號表示相似元件，圖1是簡圖，說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的無線通信系統(tǒng)的實例。在圖1所示的通信系統(tǒng)100中，用戶無線系統(tǒng)116可包括耦合到天線117和耦合到處理器112的無線收發(fā)信機110。在一個實施例中，處理器112可包括單個處理器，或者可包括基帶處理器和應用處理器，但本發(fā)明的范圍不限于這個方面。根據(jù)一個實施例，處理器112可包括基帶處理器和媒體訪問控制(MAC)。處理器112可耦合到存儲器114，存儲器114可包括諸如DRAM之類的易失性存儲器、諸如閃存之類的非易失性存儲器，或者可包括諸如硬盤驅(qū)動器之類的其它類型的存儲裝置，但本發(fā)明的范圍不限于這個方面。存儲器114的某些部分或全部可包含在與處理器112相同的集成電路上，或者存儲器114的某些部分或全部可設置在處理器112的集成電路外部的集成電路或其它媒體、如硬盤驅(qū)動器上，但本發(fā)明的范圍不限于這個方面。根據(jù)一個實施例，可在存儲器114中提供軟件以供處理器112執(zhí)行，從而允許無線系統(tǒng)116執(zhí)行各種任務，在本文中可描述這些任務的一部分。無線系統(tǒng)116可經(jīng)由無線通信鏈路134與接入點(AP)128(或者基站或其它無線系統(tǒng))進行通信，在其中，接入點128可包括至少一個天線118。天線117和118均可能是例如定向天線或全向天線，可能是單振子天線或多振子天線系統(tǒng)或陣列天線等等，但本發(fā)明不限于此。雖然圖1中未示出，但是AP 128例如可包括與無線系統(tǒng)116相似的結構，其中包括無線收發(fā)信機、處理器、存儲器以及存儲器中提供的軟件，以便允許AP 128執(zhí)行各種功能。在一個示例實施例中，無線系統(tǒng)116和AP 128可看作是無線通信系統(tǒng)、如WLAN系統(tǒng)中的站。接入點128可耦合到網(wǎng)絡130，使得無線系統(tǒng)116可通過經(jīng)由無線通信鏈路134與接入點128通信來與網(wǎng)絡130、包括耦合到網(wǎng)絡130的裝置進行通信。網(wǎng)絡130可包括公用網(wǎng)絡、如電話網(wǎng)絡或因特網(wǎng)，或者網(wǎng)絡130可包括專有網(wǎng)絡、如內(nèi)部網(wǎng)，或者公用和專用網(wǎng)絡的組合，但本發(fā)明的范圍不限于這個方面。無線系統(tǒng)116與接入點128之間的通信可經(jīng)由無線局域網(wǎng)(WLAN)來實現(xiàn)，例如可符合諸如IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE802.11g、IEEE 802.11n、IEEE 802.15、IEEE 802.16之類的電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)標準的網(wǎng)絡，但本發(fā)明的范圍不限于這個方面。在另一個實施例中，無線系統(tǒng)116與接入點128之間的通信可經(jīng)由符合3GPP標準的蜂窩通信網(wǎng)絡來實現(xiàn)，但本發(fā)明的范圍不限于這個方面。本發(fā)明的一個或多個方面可適用于其中信息可通過單載波傳送的單載波系統(tǒng)?；蛘?，本發(fā)明的一個或多個方面可適用于多載波系統(tǒng)、例如OFDM(正交頻分復用)系統(tǒng)，在其中，信息可通過多個載波或副載波傳送，但本發(fā)明不限于這個方面。根據(jù)一個示例實施例，本發(fā)明的一個或多個方面可適用于稱作MIMO的多輸入多輸出無線系統(tǒng)。MIMO系統(tǒng)可采用兩個或兩個以上天線來傳送和接收信息，以便利用空間分集(例如采用包括兩個或兩個以上天線單元的天線陣列)。圖2是根據(jù)一個示例實施例的傳送信息的無線發(fā)射機202和接收信息的無線接收機270的框圖。發(fā)射機202和接收機270可進行無線通信。無線發(fā)射機202可以是第一無線收發(fā)信機(同時包括無線發(fā)射機以及接收機)的一部分。同樣，無線接收機270可以是第二無線收發(fā)信機(同時包括無線發(fā)射機以及接收機)的一部分。如圖2所示，在一個示例實施例中，無線發(fā)射機202可包括對數(shù)據(jù)位編碼的編碼器205、把碼位分配給多個空間信道的碼位分配器210、把碼位組映射到空間信道中的一個或多個的調(diào)制符號的QAM映射器215以及空間波束成形器220。在一個示例實施例中，空間信道可通過空間復用的多個發(fā)射天線和多個接收天線來形成，但本發(fā)明不限于此。在空間復用中，根據(jù)一個示例實施例，發(fā)射以及接收側(cè)均可具有多個天線，以及多個數(shù)據(jù)流可同時通過多個空間信道發(fā)送和接收，但本發(fā)明不限于此。也可采用其它類型的空間信道。在一個示例實施例中，各空間信道可經(jīng)由分開的天線發(fā)射，但本發(fā)明不限于此。但是，更常見的是，空間信道可通過波束成形矩陣，使得空間信道組的某種組合可經(jīng)由各天線發(fā)射，但本發(fā)明不限于此。天線225和230耦合到空間波束成形器220以便接收和發(fā)射信號。在一個示例實施例中，F(xiàn)EC編碼器205、碼位分配器210、QAM映射器215和空間波束成形器220中的一個或多個可在控制器232的控制下進行操作，但本發(fā)明不限于此。參照圖2，編碼器205例如可包括前向糾錯(FEC)編碼器。數(shù)據(jù)的編碼例如可包括采用編碼技術(例如卷積編碼、塊編碼等)對已接收數(shù)據(jù)位進行編碼，以便產(chǎn)生編碼位或碼位。FEC編碼器205可按照特定碼率對數(shù)據(jù)位進行編碼。碼率可認為是數(shù)據(jù)位/碼位之比。例如，如果FEC編碼器205對于每5個數(shù)據(jù)位輸出10個碼位，則碼率可認為是碼率＝5/10或。從FEC編碼器205輸出的碼率又可稱作源碼率或者原始或標稱碼率。在一個示例實施例中，F(xiàn)EC編碼器205可按照一個碼率對數(shù)據(jù)位編碼，或者按照多個可能的碼率中的一個所選碼率對數(shù)據(jù)位編碼。FEC編碼器205可具有例如3/4的最大碼率，但本發(fā)明不限于此。如下面所述，根據(jù)一個示例實施例，原始碼率可通過把一個或多個碼位分配給一個或多個虛擬信道來增加，但本發(fā)明不限于此。在一個示例實施例中，虛擬信道可能是假(或偽)信道，它未被傳送，或者在其中具有被刪截或者以零或接近零功率傳送的一個或多個位，等等，但本發(fā)明不限于此。虛擬信道的數(shù)量可能為零或更多(例如0、1、2、3、4、...)，以及虛擬信道的數(shù)量可能是可變的。例如，發(fā)射機使用的虛擬信道的數(shù)量例如可根據(jù)諸如信噪比、差錯率、接收信號強度之類的信道條件來選擇。例如，對于超過第一預定門限的信道條件，發(fā)射機可選擇比如一個虛擬信道以用來增加發(fā)射機的碼率(如接收機所看到的)。對于超過第二預定信道條件的信道條件，發(fā)射機可選擇使用兩個虛擬信道以更高地增加碼率，但本發(fā)明不限于此。同樣參照圖2，碼位分配器210可耦合到FEC編碼器205的輸出。碼位分配器210可把已接收碼位解復用或分配或分派到多個空間信道中的一個或多個。例如，在一個簡單實施例中，每第四個碼位可按照循環(huán)方式分配在信道1-4的每個上，但本發(fā)明不限于此。其它許多技術可用于把碼位分派或分配到多個信道，包括在信道的每個上分派不相等數(shù)量的位。在一個示例實施例中，碼位分配器210可把碼位的每個分配或分派到空間信道之一，包括例如空間信道1-4(表示為來自碼位分配器210的輸出)。根據(jù)一個示例實施例，碼位分配器210可把各碼位分派到實際空間信道或者分派到虛擬(或假)空間信道。根據(jù)一個示例實施例，分派到實際信道的碼位可被傳送，而分派到虛擬信道的碼位則通常可丟棄(例如可能未被傳送或者以零功率傳送或者被刪截)，但本發(fā)明不限于此。刪截可包括例如丟棄或去掉(例如不傳送)某些碼位，例如以便增加發(fā)射機的碼率。根據(jù)一個示例實施例，信道1和2可以是實際空間信道，而信道3和4可以是虛擬空間信道。因此，此系統(tǒng)可被認為是虛擬4×4MIMO系統(tǒng)(例如包括兩個實際空間信道加上兩個虛擬空間信道)。在一個示例實施例中，符號n×m可表示系統(tǒng)中有n個發(fā)射天線和m個接收天線，以及空間信道的最大數(shù)量可能是n與m之間的最小數(shù)量，但本發(fā)明不限于此。然而，系統(tǒng)可被認為是實際2×2MIMO系統(tǒng)，因為在發(fā)射側(cè)以及接收側(cè)都只有2個實際天線(只有2個實際天線)。根據(jù)一個示例實施例，發(fā)射機可通知接收機發(fā)射機將采用4個空間信道發(fā)送4個數(shù)據(jù)流，而它實際上僅采用2個可用空間信道發(fā)送2個數(shù)據(jù)流。接收機首先可從已接收信號中估算被發(fā)送的實際數(shù)據(jù)流(或信道)的數(shù)量，然而可對其進行解調(diào)。在另一個示例實施例中，發(fā)射機和接收機可按照其中支持一定數(shù)量(例如可能是可變的)的空間信道的預定標準或協(xié)議進行通信。例如，標準或協(xié)議可支持4個空間信道或者至多4個空間信道，但本發(fā)明不限于此。在一個示例實施例中，接收機可假定這些空間信道是實際信道。在一個示例實施例中，可能在標準或協(xié)議中沒有提供或者沒有明確支持發(fā)射機采用一個或多個虛擬信道的概念(例如，可能不是接收機已知的)。例如，發(fā)射機可采用包括2個實際信道和2個虛擬信道的4個空間信道，盡管符合標準的接收機可能不了解虛擬信道，但本發(fā)明不限于此。為了增加有效的碼率，發(fā)射機可故意自稱能使用標準中的發(fā)送4個實際空間信道的合法傳輸模式，而它可實際上僅發(fā)送2個實際信道，并丟棄或刪截另外2個信道(在虛擬信道中)。這樣，發(fā)射機可有效地增加碼率，同時采用預先存在的碼率(例如不要求更高的碼率明確加入標準中)，但本發(fā)明不限于這種情況。因此，采用這種偽(虛擬)4-空間信道模式(例如在發(fā)射機上具有2個虛擬信道和2個實際信道)的優(yōu)點在于，這種4-空間信道模式可能已經(jīng)在發(fā)射機與接收機之間的標準協(xié)議中定義，并且可用于增加有效的碼率，而不一定要在標準中定義附加碼率，但本發(fā)明不限于此。其它許多實施例是可行的，本發(fā)明不限于上述實例。例如，作為替代方式，一個或多個虛擬信道(例如虛擬信道模式)的使用可由例如發(fā)射機與接收機之間的特定協(xié)議或標準明確支持，但本發(fā)明不限于此。這些只是一些附加實施例，其它許多實現(xiàn)是可行的并且落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。在一個示例實施例中，MIMO系統(tǒng)的發(fā)射機可包括L個空間信道，并且可包括具有非零功率負荷的K個實際信道，以及可包括具有零功率負荷的L-K個虛擬(或假)信道(其中K＜L)(例如，這類虛擬信道的碼位可能沒有傳送，或者可能被丟棄或可能以其它方式被刪截)。為了增加碼率，可提供一個或多個虛擬信道(以及一個或多個實際信道)。發(fā)射機可把碼位分派到實際信道(例如信道1和2)，并且可把碼位分派到一個或多個虛擬信道(例如信道3和4)。根據(jù)一個示例實施例，通過把一個或多個碼位分派到一個或多個虛擬信道，有效的碼率(例如接收機可看到的)可增加，因為分派到虛擬信道的碼位可被丟棄。參照圖2，QAM映射器215耦合到碼位分配器210的輸出。在圖2的實例中，QAM映射器接收對于實際信道1和2的碼位輸出。對于到QAM映射器215的各空間信道輸入(例如對于實際信道1和2)，QAM映射器215可把碼位組映射到對應的調(diào)制符號。在一個示例實施例中，QAM映射器215(以及本文公開的其它QAM映射器)可把碼位映射到用于特定物理OFDM副載波的調(diào)制符號。QAM映射器215可根據(jù)各輸入空間信道的輸入碼位來輸出符號。數(shù)據(jù)吞吐量可能受到碼率以及用于符號的調(diào)制方案影響?？刹捎酶鞣N不同的調(diào)制方案。例如，可采用以下調(diào)制方案二相相移鍵控(BPSK)，正交相移鍵控(QPSK)，諸如16-QAM(16個不同符號)、64-QAM(64個不同符號)、256QAM之類的正交幅度調(diào)制(QAM)，但本發(fā)明不限于此?？刹捎闷渌{(diào)制方案?？蛇x擇不同的調(diào)制方案并用于每個不同的信道，但本發(fā)明不限于此。例如，如果64-QAM被選擇用于信道1，則通過信道1提供的每組6個碼位可映射到對應的64-QAM符號。另外，例如，如果16-QAM被選擇用于信道2，則在信道2上接收的每組4個碼位可映射到16-QAM調(diào)制符號(星座符號)。按照另一個示例實施例，例如根據(jù)諸如SNR、接收信號強度之類的測量或接收的信道質(zhì)量參數(shù)或者其它值或測量值，不同的碼率和調(diào)制方案可用于各空間信道。用于各信道的碼率和調(diào)制方案例如可由控制器232根據(jù)這類參數(shù)或測量值來選擇。控制器232可向碼位分配器210提供控制信號，從而把某些碼位(或指定數(shù)量的碼位)分派或分配到實際信道，以及把其它碼位分配或分派到虛擬信道，以便實現(xiàn)那個信道的預期碼率。這樣，分派到虛擬信道的碼位的數(shù)量可在控制器232的控制下進行調(diào)節(jié)，以便改變用于各實際空間信道的碼率。同樣，控制器232可向QAM映射器215提供控制信號，以便根據(jù)測量或接收的信道條件或者其它測量值或值來選擇用于各空間信道(例如用于各實際信道)的調(diào)制方案。在一個示例實施例中，更高的碼率和更高的調(diào)制方案可用于具有更高質(zhì)量的信號(例如更高的SNR或更大的接收信號強度)的空間信道，以便提高這類空間信道上的吞吐量，但本發(fā)明不限于此。空間波束成形器220(圖2)耦合到QAM映射器215的輸出?？臻g波束成形器220可調(diào)節(jié)天線225和230的每個的幅度(或增益)和相位，以便形成或控制由天線225和230放射的電磁波束(即，提供電磁波束的預期峰值和零值)。例如可進行波束成形，以便改進接收機270上的信號接收。波束成形可通過把復合權(例如包含幅度和相位)施加到(或乘以)發(fā)射信號來實現(xiàn)。在這種情況中，根據(jù)一個示例實施例，發(fā)射信號可能是QAM映射器215輸出的實際空間信道(例如信道1和2)的QAM符號，QAM符號可與復合權相乘，但本發(fā)明不限于此。在發(fā)射機220中還可提供其它塊(未示出)。在一個示例實施例中，空間波束成形器220可包括處理器或數(shù)字信號處理器來生成和施加(例如乘以)復合權。在一個示例實施例中，空間波束成形器220可能是自適應空間波束成形器，在其中，復合權可即時適配以便改進接收信號的質(zhì)量，但本發(fā)明不限于此。同樣參照圖2，根據(jù)一個示例實施例，接收機270可經(jīng)由天線275和280對與兩個實際信道(信道1和2)關聯(lián)的信號進行接收和解調(diào)。根據(jù)一個示例實施例，對于分派到虛擬信道的丟失碼位，接收機270可在對信道解碼器(未示出)的輸入上插入零，因為這些丟失碼位可能在發(fā)射機上已經(jīng)作為虛擬空間信道的一部分被丟棄或去掉，但本發(fā)明不限于此。在一個示例實施例中，作為編碼過程的一部分，在接收機270所接收的其它碼位中提供的冗余信息可用于生成分派到虛擬信道的丟失碼位，但本發(fā)明不限于此。其它技術可用于在發(fā)射機202上處理分派到虛擬信道的丟失碼位。例如，接收機270可對丟失碼位分派低置信度或零置信度，例如作為維特比解碼算法的一部分，但本發(fā)明不限于此。圖3是簡圖，說明根據(jù)一個示例實施例的碼位分配器210(圖2)的操作。如圖3的實例所示，13個數(shù)據(jù)位可由FEC編碼器205編碼為26個碼位，從而提供為的原始碼率或源碼率。26個碼位由碼位分配器210分配或分派到4個空間信道。在一個示例實施例中，12個碼位被分派到信道1(實際信道)，8個碼位被分派到信道2(實際信道)，4個碼位被分派到信道3(虛擬信道)，以及2個碼位被分派到信道4(虛擬信道)，但本發(fā)明不限于此。在圖2中可以看到，信道1和2中的碼位被發(fā)送到QAM映射器215上以便進行映射，并且最終被傳送，而分派到(虛擬)信道3和4的碼位則可被丟棄，因而可有效地被刪截。因此，在這個實例中，由于經(jīng)由虛擬信道3和4被丟棄的6個位，碼率有效地從增加到13/20。下表1說明應用于空間信道的每個的某些示例調(diào)制方案和幅度或增益。在這個示例實施例中，零功率被施加到虛擬信道3和4，由此丟棄或者不傳送那些信道上的碼位，但本發(fā)明不限于此。另外，在這個實例中，64-QAM可用作信道1的調(diào)制方案(例如由于信道1上更高質(zhì)量的信道或者更高的SNR)，16-QAM可用于信道2，QPSK可用于虛擬信道3，以及BPSK可用于虛擬信道4。這只是一個實例，本發(fā)明不限于此。增益、調(diào)制方案等的許多不同組合可用于不同的信道。根據(jù)一個示例實施例，虛擬空間信道3和4的碼位可能不一定映射到調(diào)制符號，因為這些碼位可能優(yōu)選地被丟棄或刪截以便增加碼率。另外，在這個實例中，分派到信道1的12個碼位被映射到兩個64-QAM調(diào)制符號(每個符號6個碼位)，而分派到信道2的8個碼位則可映射到兩個16-QAM符號(每個符號4個位)。
表1-采用虛擬信道的刪截的實例。 在一個示例實施例中，發(fā)射機可預先選擇可分派到虛擬空間信道的碼位或碼位的數(shù)量(這類碼位通常可被丟棄或有效地刪截)，或者可例如根據(jù)諸如信噪比(SNR)、接收信號強度或其它質(zhì)量參數(shù)之類的所測量信道質(zhì)量動態(tài)(例如即時地)進行這種判定。例如，在另一個實施例中，先前分派到信道3的4個位可經(jīng)由實際信道2傳送，而先前分派到信道2的8個位則可被分派到虛擬信道3(有效地刪截)，從而在這個實例中，由于10個位對6個位的刪截，提供為13/16的略高碼率。圖4是根據(jù)另一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。發(fā)射機400(圖4)基本上與發(fā)射機202(圖2)相同，但是有刪截器405A、405B和交織器410A、410B。刪截器405A和405B分別耦合到從碼位分配器210輸出的信道1和信道2，以便有選擇地刪截相應空間信道中輸出的碼位流中的一個或多個位。這種附加的按信道刪截(例如除了虛擬信道的使用之外)可允許發(fā)射機碼率的進一步增加或變更。同樣參照圖4，交織器410A和410B分別耦合到刪截器405A和405B的輸出。交織器410A和410B可交織或改變輸入到QAM映射器415A和415B的碼位的順序。或者，可提供單個交織器410(耦合到兩個刪截器以及耦合到兩個QAM映射器)，也允許不同空間信道之間的碼位的交織(除了空間信道內(nèi)的碼位的交織之外)。在一個示例實施例中，交織器410(以及本文所公開的其它交織器)可對輸入位序列執(zhí)行置換，它可改變輸入位序列與輸出位序列之間的順序(改變從交織器的輸入到其輸出的位的順序)。例如，輸入位序列b1、b2、b3、b4、b5、b6可改變?yōu)閎6、b1、b2、b3、b4、b5。在一個示例實施例中，塊交織器可用來改變位的順序，它例如可把一組位寫入矩陣的行，然后按列讀出這些位以改變位的塊的順序。在接收機上，這個操作可被反轉(zhuǎn)，以便把位重新放入其原始順序?？刹捎闷渌愋偷慕豢椘鳎缇矸e交織器等。以上所述的示例交織器僅作為實例來提供，并且本發(fā)明不限于此。QAM映射器415可把碼位組映射到用于空間信道中的一個或多個的調(diào)制符號，以及在一個示例實施例中，可把碼位映射到用于特定或所選的物理OFDM副載波的符號，但是本發(fā)明不限于此。雖然圖4中未示出，但是，發(fā)射機400可包括控制器、如圖2的控制器232，以便控制下列各項的一個或多個的操作FEC編碼器205、碼位分配器210、刪截器405、交織器410、QAM映射器415以及空間波束成形器220，但本發(fā)明不限于此。圖5是根據(jù)又一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。圖5所示的這個示例發(fā)射機500與圖4中的發(fā)射機400相似。但是，發(fā)射機500包括設置在FEC編碼器205與碼位分配器210之間的刪截器505。刪截器505可刪截(或者丟棄或去掉)從FEC編碼器輸出的一個或多個位，并且還可用來改變或增加從編碼器205輸出的碼率。增加碼率的另一個機會(除了刪截器505之外)可通過虛擬信道的使用經(jīng)由碼位分配器210來提供，如上所述。發(fā)射機500還包括耦合到從碼位分配器輸出的多個實際空間信道以及耦合到QAM映射器415A、415B的交織器510。發(fā)射機500的其它方面基本上與發(fā)射機400相同。圖6是根據(jù)另一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。發(fā)射機600可與以上所述的發(fā)射機極為相似，但有一些細微變化。發(fā)射機600可包括對數(shù)據(jù)位編碼的一個或多個FEC編碼器205、刪截碼位的一個或多個刪截器605、交織碼位的交織器610、碼位分配器210以及QAM映射器415A、415B(例如分別用于空間信道A和B)。發(fā)射機600可包括為各空間信道應用可變功率負荷(例如在未示出的控制器的控制下)的功率調(diào)節(jié)617以及空間波束成形器220?；蛘撸β收{(diào)節(jié)617可設置在波束成形器220中。圖7是根據(jù)又一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。發(fā)射機700可與以上所述的發(fā)射機極為相似，但有一些細微變化。發(fā)射機700可包括對數(shù)據(jù)位編碼的一個或多個FEC編碼器205、刪截碼位的一個或多個刪截器505、交織碼位的交織器710、碼位分配器210以及QAM映射器415A、415B(例如分別用于空間信道A和B)。發(fā)射機700可包括為各空間信道應用可變功率負荷(例如在未示出的控制器的控制下)的功率調(diào)節(jié)617以及空間波束成形器220?；蛘?，功率調(diào)節(jié)617可設置在波束成形器220中。圖8是根據(jù)又一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。發(fā)射機800可與以上所述的發(fā)射機極為相似，但有一些細微變化。發(fā)射機800可包括把數(shù)據(jù)位編碼為碼位的一個或多個FEC編碼器205、刪截碼位的一個或多個刪截器505以及把碼位分配到一個或多個空間信道(包括實際和虛擬信道)的碼位分配器210。碼位分配器210例如可根據(jù)信道條件來選擇要使用的可變數(shù)量的虛擬信道。碼位可被分配給實際信道或者分配給虛擬信道(如果虛擬信道已經(jīng)由發(fā)射機選擇使用)。提供交織器710來交織碼位，例如各實際空間信道采用一個交織器(交織器1、2和3)。在一個示例實施例中，交織器可能不同，它產(chǎn)生各交織器的不同輸出順序。對于各空間信道提供QAM映射器415(例如QAM映射器1、2和3)。發(fā)射機800可包括為各空間信道應用可變功率負荷(例如在未示出的控制器的控制下)的功率調(diào)節(jié)617以及空間波束成形器220。或者，功率調(diào)節(jié)617可設置在波束成形器220中。圖9是根據(jù)又一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。發(fā)射機900可與圖8所示的發(fā)射機800極為相似，但有以下所述的某些差別?？蔀橐粋€或多個實際空間信道提供循環(huán)移位器905。循環(huán)移位器可把一組位移動一定數(shù)量的位置，然后再將它們輸出。在一個示例實施例中，循環(huán)移位可被認為是旋轉(zhuǎn)移位，但本發(fā)明不限于此。例如，輸入位序列b1、b2、b3、b4、b5的一步循環(huán)移位可產(chǎn)生輸出序列b5、b1、b2、b3、b4、b6。對輸入序列b1、b2、b3、b4、b5、b6的兩步循環(huán)移位可產(chǎn)生輸出序列b5、b6、b1、b2、b3、b4，但本發(fā)明不限于此。可使用其它類型的循環(huán)移位?？梢钥吹?，在圖9的示例實施例中，碼位經(jīng)過循環(huán)移位、交織、然后再映射到QAM符號。在一個示例實施例中，各實際空間信道可循環(huán)移位與對于其它實際空間信道進行的循環(huán)移位量相同或不同的量。在一個示例實施例中，對于實際空間信道的循環(huán)移位量可在實際空間信道上線性增加。例如，實際空間信道1可包括零位位置的循環(huán)移位(因此沒有圖9中的循環(huán)移位器)、實際空間信道2可對位循環(huán)移位5個位位置(通過圖9中的循環(huán)移位2)，以及實際空間信道3可對位循環(huán)移位10個位位置(通過圖9中的循環(huán)移位3)。因此，每個相繼實際空間信道可例如提供線性增加的循環(huán)移位量。在這個實例中，循環(huán)移位量增加5個位位置，但可采用任何數(shù)量。循環(huán)移位量例如在未示出的控制器的控制下可能是可變的。圖10是根據(jù)又一個示例實施例的無線發(fā)射機的框圖。發(fā)射機1000可與圖9所示的發(fā)射機900極為相似，但有以下所述的某些差別。循環(huán)移位器905可設置在QAM映射器415之后以及設置在功率調(diào)節(jié)617之前。因此，在圖10所示的示例發(fā)射機中，碼位經(jīng)過交織并映射到QAM符號。循環(huán)移位器905則可執(zhí)行QAM符號的循環(huán)移位。與以上對于圖9的實例相似，QAM符號的循環(huán)移位量可在實際空間信道上線性增加。例如，空間信道0可對一組符號循環(huán)移位0個符號(因此沒有用于信道0的循環(huán)移位器)，空間信道1可對一組符號循環(huán)移位4個符號(循環(huán)移位2)，以及實際空間信道3可對一組符號循環(huán)移位8個符號，但本發(fā)明不限于此。循環(huán)移位量例如在未示出的控制器的控制下可能是可變的。根據(jù)一個示例實施例，對于以上附圖所示的發(fā)射機中的一個或多個，不同的功率負荷或功率調(diào)節(jié)可添加到各實際空間流或者各實際空間信道。例如，可為實際空間信道中的一個或多個提供可調(diào)節(jié)功率負荷。這可稱作功率注水法。在某些實施例中，功率注水法可允許發(fā)射機對良好的空間信道應用更多傳輸功率，并通過它發(fā)送更多數(shù)據(jù)(例如對于具有更高質(zhì)量或更高S/N比的那些信道)。雖然如本文所述來說明了本發(fā)明的實施例的某些特征，但本領域的技術人員現(xiàn)在會想到許多修改、替換、變更以及等效方案。因此要理解，所附權利要求意在涵蓋落入本發(fā)明的實施例的實質(zhì)之內(nèi)的所有這類修改和變更。
權利要求
1.一種設備，包括編碼器，把多個數(shù)據(jù)位編碼為多個碼位；碼位分配器，把所述碼位的至少一部分分派或分配到一個或多個實際空間信道以便傳輸，以及把至少一部分碼位分配到一個或多個虛擬空間信道，分配或分派到一個或多個虛擬空間信道的所述碼位將被丟棄、刪截或以基本上零功率傳送，以便有效地增加碼率。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述編碼器包括FEC編碼器。
3.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述編碼器包括卷積編碼器。
4.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述編碼器包括塊編碼器。
5.如權利要求1所述的設備，其特征在于，還包括QAM映射器。
6.如權利要求1所述的設備，其特征在于，還包括符號映射器，耦合到所述位分配器，把編碼位映射到多個符號之一；以及空間波束成形器，耦合到所述符號映射器。
7.如權利要求1所述的設備，其特征在于，還包括刪截器，刪截一個或多個位；交織器，交織一個或多個位；符號映射器，耦合到所述交織器，把碼位映射到一個或多個調(diào)制符號；以及空間波束成形器，耦合到所述符號映射器。
8.如權利要求7所述的設備，其特征在于，還包括根據(jù)測量或接收的信道質(zhì)量或者其它測量值或參數(shù)自適應地控制所述碼位分配器把所選數(shù)量的位分派到所述虛擬空間信道中的一個或多個的控制器。
9.如權利要求7所述的設備，其特征在于，還包括自適應地控制所述符號映射器把來自一個或多個實際空間信道的碼位映射到所述控制器所選或所指定的調(diào)制方案的符號的控制器，所述調(diào)制方案由所述控制器根據(jù)各個實際空間信道的測量或接收的信道質(zhì)量或者其它測量值或參數(shù)來選擇。
10.如權利要求7所述的設備，其特征在于，還包括自適應地控制下列各項中的兩個或兩個以上的控制器a)將被分配或分派到虛擬信道以由此增加碼率的碼位的數(shù)量；b)將被用于一個或多個實際信道的調(diào)制方案；c)如果有的話，將由所述刪截器刪截的位的數(shù)量；以及d)將被用于所述波束成形器的幅度和/或相位系數(shù)；以及e)將由所述編碼器用來對數(shù)據(jù)位編碼的碼率。
11.如權利要求7所述的設備，其特征在于，還包括自適應地控制下列各項中的三個或三個以上的控制器a)將被分配或分派到虛擬信道以由此增加碼率的碼位的數(shù)量；b)將被用于一個或多個實際信道的調(diào)制方案；c)如果有的話，將由所述刪截器刪截的位的數(shù)量；以及d)將被用于所述波束成形器的幅度和/或相位系數(shù)；e)將由所述編碼器用來對數(shù)據(jù)位編碼的碼率；以及f)將被用于一個或多個實際信道的功率負荷的數(shù)量。
12.如權利要求1所述的設備，其特征在于，還包括自適應空間波束成形器。
13.一種MIMO發(fā)射機，包括編碼器，把多個數(shù)據(jù)位編碼為多個碼位；碼位分配器，把所述碼位的至少一部分分配或分派到一個或多個實際空間信道以便傳輸，以及把所述碼位的至少一部分分配到一個或多個虛擬空間信道，分配或分派到所述虛擬空間信道中的一個或多個的所述碼位將被丟棄、刪截或以基本上零功率傳送，以便有效地增加所述發(fā)射機的碼率；符號映射器，把碼位映射到一個或多個調(diào)制符號；空間波束成形器，耦合到所述符號映射器；以及控制器，所述控制器自適應地選擇將由所述符號映射器用來映射各個實際信道的符號的調(diào)制方案，或者控制所述符號映射器對于各個實際空間信道采用所選調(diào)制方案，其中，對于各個實際空間信道可采用不同的調(diào)制方案。
14.如權利要求13所述的MIMO發(fā)射機，其特征在于，所述控制器還自適應地控制所述波束成形器的操作。
15.如權利要求13所述的MIMO發(fā)射機，其特征在于，還包括丟棄或刪截一個或多個位的刪截器。
16.如權利要求13所述的MIMO發(fā)射機，其特征在于，所述控制器還自適應地調(diào)節(jié)將用于一個或多個實際信道的功率負荷。
17.一種增加MIMO發(fā)射機的碼率的方法，所述方法包括把一個或多個數(shù)據(jù)位編碼為一個或多個碼位；把所述碼位的至少一部分分派到一個或多個實際空間信道以便傳輸；以及把所述碼位的至少一部分分派到一個或多個虛擬空間信道，分派到所述一個或多個虛擬空間信道的所述碼位將被丟棄、刪截或者以基本上零功率傳送，以便有效地增加所述發(fā)射機的碼率。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，還包括把一個或多個實際空間信道的一個或多個碼位映射到一個或多個調(diào)制符號；以及傳送所述符號。
19.如權利要求17所述的方法，其特征在于，還包括對從所述發(fā)射機輸出的電磁輻射進行波束成形。
20.如權利要求17所述的方法，其特征在于，還包括刪截一個或多個位；在實際空間信道內(nèi)和/或在不同的實際空間信道之間或者在所有實際和虛擬信道之中交織一個或多個碼位；把一個或多個實際空間信道的一個或多個碼位映射到一個或多個調(diào)制符號；以及對輸出的電磁輻射進行空間波束成形。
21.如權利要求20所述的方法，其特征在于，還包括選擇將用于各個實際空間信道的調(diào)制方案。
22.如權利要求21所述的方法，其特征在于，下列的兩個或兩個以上步驟根據(jù)信道條件或其它測量值自適應地執(zhí)行把所述碼位的至少一部分分派到一個或多個虛擬空間信道；刪截一個或多個位；選擇將用于各個實際空間信道的調(diào)制方案；把一個或多個實際空間信道的一個或多個碼位映射到一個或多個調(diào)制符號；以及對輸出的電磁輻射進行空間波束成形。
23.如權利要求21所述的方法，其特征在于，下列的三個或三個以上步驟根據(jù)信道條件或其它測量值自適應地執(zhí)行把所述碼位的至少一部分分派到一個或多個虛擬空間信道；刪截一個或多個位；選擇將用于各個實際空間信道的調(diào)制方案；把一個或多個實際空間信道的一個或多個碼位映射到一個或多個調(diào)制符號；對輸出的電磁輻射進行空間波束成形；以及調(diào)節(jié)將用于一個或多個實際信道的功率負荷。
24.一種無線發(fā)射機，包括編碼器，把多個數(shù)據(jù)位編碼為多個碼位；控制器，選擇要使用的虛擬信道的數(shù)量，所述虛擬信道的數(shù)量為零或更多；碼位分配器，把所述碼位的至少一部分分配或分派到一個或多個實際信道以便傳輸；如果虛擬信道的所選數(shù)量為一個或多個，則所述碼位分配器把所述碼位的一個或多個分配到所述所選虛擬信道，分配或分派到所述虛擬空間信道的所述碼位將被丟棄、刪截或者以基本上零功率傳送，以便有效地增加所述發(fā)射機的碼率。
25.如權利要求24所述的發(fā)射機，其特征在于，還包括符號映射器，把碼位映射到一個或多個調(diào)制符號；空間波束成形器，耦合到所述符號映射器；以及控制器，所述控制器自適應地選擇將由所述符號映射器用來映射各個實際信道的符號的調(diào)制方案，或者控制所述符號映射器對于各個實際空間信道采用所選調(diào)制方案，其中，對于各個實際空間信道可使用不同的調(diào)制方案。
26.如權利要求24所述的發(fā)射機，其特征在于，還包括一個或多個交織器，交織碼位；以及一個或多個循環(huán)移位器，執(zhí)行循環(huán)移位。
27.如權利要求26所述的發(fā)射機，其特征在于，所述一個或多個循環(huán)移位器在多個實際信道上執(zhí)行線性增加量的循環(huán)移位。
28.如權利要求24所述的發(fā)射機，其特征在于，還包括一個或多個交織器，交織碼位；一個或多個QAM映射器，把碼位映射到符號；以及一個或多個循環(huán)移位器，對于從所述一個或多個QAM映射器輸出的符號執(zhí)行循環(huán)移位。
全文摘要
描述了采用一個或多個虛擬信道來增加MIMO系統(tǒng)中的碼率的各種技術和實施例。
文檔編號H04L1/00GK101040479SQ200580035206
公開日2007年9月19日 申請日期2005年11月3日 優(yōu)先權日2004年11月15日
發(fā)明者Q·李, A·潘 申請人:英特爾公司