專利名稱：降低ofdm信號的papr的方法和系統的制作方法
技術領域：
概括地講，本公開涉及無線通信，具體地說，本公開涉及降低正交頻分復用(OFDM) 信號的峰均功率比(PAPR)。
背景技術：
正交頻分復用(OFDM)是將頻帶(例如系統帶寬)分為多個(N個)正交子帶的一 種多載波復用方案。還可以將這些子帶稱為音調、子載波、頻點等等。使用0FDM，每個子帶 與可以用數據獨立調制的一個相應子載波相關聯。OFDM具有某些所希望的特性如頻譜效率高以及應對多徑效應的堅強性。但是， OFDM的主要缺陷在于峰均功率比(PAPR)高，這意味著OFDM波形的峰值功率和平均功率之 間的比值很高。OFDM波形的高PAI^R是因為用數據進行獨立調制時全部子載波的同相疊加 造成的。實際上，峰值功率會達到平均值功率的N倍。OFDM波形的高PAPR不是所希望的，它會降低性能。例如OFDM波形中的大尖峰會 導致發(fā)射機的功率放大器工作在高非線性區(qū)域或者很可能發(fā)生限幅，這又進而造成相互調 制、失真或者降低信號質量的其它非自然產物。下降的信號質量又會反過來影響信道估計、 數據檢測等等的性能。因此，本領域存在對提供良好性能且PAPR不高的發(fā)射方案的需求。

發(fā)明內容
特定的實施例提供一種在無線通信系統中利用正交頻分復用(OFDM)傳輸數據的 方法。這種方法一般包括對數據的已調制符號進行串并轉換來獲得第一樣本序列；對第 一樣本序列進行時頻變換來獲得第二樣本序列。其中時頻變換包括對第一樣本序列進行 第一置換來獲得已置換樣本序列，對已置換樣本序列進行涉及酉矩陣的變換來獲得已變換 樣本序列，對已變換樣本序列進行第二置換來獲得第二樣本序列；以及從第二樣本序列生 成用于傳輸的OFDM符號。特定實施例提供一種使用正交頻分復用(OFDM)的無線通信發(fā)射機。這種發(fā)射機 一般包括對數據的已調制符號進行串并轉換來獲得第一樣本序列的邏輯。對第一樣本序 列進行時頻變換來獲得第二樣本序列的邏輯。其中進行時頻變換的邏輯包括對第一樣本 序列進行第一置換來獲得已置換樣本序列的邏輯，對已置換樣本序列進行涉及酉矩陣的變 換來獲得已變換樣本序列的邏輯，對已變換樣本序列進行第二置換來獲得第二樣本序列的 邏輯；從第二樣本序列生成用于傳輸的OFDM符號的邏輯。特定實施例提供一種使用正交頻分復用(OFDM)的無線通信裝置。這種裝置一般 包括對數據的已調制符號進行串并轉換來獲得第一樣本序列的模塊；對第一樣本序列進 行時頻變換來獲得第二樣本序列的模塊。其中進行時頻變換的模塊包括對第一樣本序 列進行第一置換來獲得已置換樣本序列的模塊，對已置換樣本序列進行涉及酉矩陣的變換 來獲得已變換樣本序列的模塊，對已變換樣本序列進行第二置換來獲得第二樣本序列的模塊；從第二樣本序列生成用于傳輸的OFDM符號的模塊。特定實施例提供一種計算機可讀介質，其中包括程序，用于在使用正交頻分復用 (OFDM)的無線通信系統中傳輸數據。當由處理器執(zhí)行時，這種程序進行的操作一般包括 對數據的已調制符號進行串并轉換來獲得第一樣本序列；對第一樣本序列進行時頻變換來 獲得第二樣本序列。其中時頻變換包括對第一樣本序列進行第一置換來獲得已置換樣本 序列，對已置換樣本序列進行涉及酉矩陣的變換來獲得已變換樣本序列，對已變換樣本序 列進行第二置換來獲得第二樣本序列；從第二樣本序列生成用于傳輸的OFDM符號。特定實施例提供一種計算機程序產品，用于處理數據，在使用正交頻分復用 (OFDM)的無線通信系統中進行傳輸。這種計算機程序產品包括計算機可讀介質，計算機可 讀介質包括其中存儲的一組指令，這一組指令可由一個或多個處理器執(zhí)行。這一組指令包 括對數據的已調制符號進行串并轉換來獲得第一樣本序列的指令；對第一樣本序列進行 時頻變換來獲得第二樣本序列的指令。其中進行時頻變換的指令包括對第一樣本序列進 行第一置換來獲得已置換樣本序列的指令，對已置換樣本序列進行涉及酉矩陣的變換來獲 得已變換樣本序列的指令，對已變換樣本序列進行第二置換來獲得第二樣本序列的指令; 從第二樣本序列生成用于傳輸的OFDM符號的指令；


參考各個實施例，進行更具體的描述以及上述的主要說明，可以對上述本公開的 特征有詳細的了解，其中一些實施例將參考附圖進行描述。但是，應該注意到，附圖僅僅說 明了本公開的特定類型的實施例，因此，不應將其視為對本公開的限制，本文的描述允許其 它的等效實施例。圖1示出了無線通信系統；圖2示出了根據SC-FDMA的OFDMA信號發(fā)生器的方框圖；圖3示出了根據SC-FDMA生成OFDMA信號的示例性操作；圖3A示出了能夠進行圖3中示出的操作的示例性組件；圖4示出了根據單載波頻分多址(SC-FDMA)生成具有降低的PAPR的循環(huán)置換 (CyP) OFDMA信號的示例性操作；圖4A示出了能夠進行圖4中示出的操作的示例性組件；圖5示出了根據本公開的特定實施例的示例性CyP OFDMA信號發(fā)生器的方框圖；圖6示出了可以在本公開的特定實施例中使用的示例性MXK范德蒙酉矩陣；圖7示出了可以在本公開特定實施例中使用的示例性基線循環(huán)置換矩陣；圖8示出了根據本公開的特定實施例，用于仿真降低PAPR的結果的示例性配置的 表；圖9示出了不同仿真配置的PAPR測量結果的示例性匯總表；圖 10 示出 了使用 1024 點 IDFT 和 BPSK 調制的 OFDM、SC-FDMA 和 CyP-OFDMA 系統 中示例性PAI3R特性的示例圖；圖11示出了使用64點IDFT和BPSK調制的OFDM、SC-FDMA和CyP-OFDMA系統中 示例性PAI3R特性的示例圖；圖12示出了使用64點IDFT或1024點IDFT和BPSK調制的OFDM、SC-FDMA和
7CyP-OFDMA系統中示例性PAPR特性的示例圖。
具體實施例方式本申請中提到的“示例性”一詞是指“舉一個例子、實例或作為說明”。本申請中描 述為“示例性”的任何實施例不應理解為比其它實施例更優(yōu)選或更具優(yōu)勢。圖1示出了具有多個基站110和多個終端120的無線通信系統100?；疽话闶桥c 終端進行通信的固定站，也稱為接入點、節(jié)點B等等。每個基站110為特定的地理區(qū)域102 提供通信覆蓋。根據使用的上下文不同，術語“小區(qū)”可以指基站和/或其覆蓋區(qū)域。為了 提高系統容量，將基站的覆蓋區(qū)域分割成許多更小的區(qū)域，例如三個更小的區(qū)域l(Ma、104b 和l(Mc。這些更小的區(qū)域是通過基站的多個天線組成的不同天線波束形成的。每個更小的 區(qū)域由相應的基站收發(fā)機子系統(BTQ提供服務。根據使用的上下文不同，術語“扇區(qū)”可 以指BTS和/或其覆蓋區(qū)域。對于扇區(qū)化小區(qū)，這個小區(qū)全部扇區(qū)的BTS通常都是在該小 區(qū)的基站中。終端120通常散布在系統中，每個終端可以是固定的或移動的。終端也可稱為移 動臺、用戶設備等等。終端可以是無線設備、蜂窩電話、個人數字助理(PDA)、無線調制解調 器卡等等。在任何給定時刻，每個終端可以與一個或可能多個基站在前向和反向鏈路上進 行通信。前向鏈路(或下行鏈路)是指從基站到終端的通信鏈路，而反向鏈路(或上行鏈 路)是指從終端到基站的通信鏈路。為了簡單起見，圖1僅示出了在反向鏈路上從終端進 行的發(fā)射。在一些實施例中，系統控制器130與基站110相連接，并為這些基站提供協調和控 制。對于分布式架構，如果需要，基站可以相互進行通信。系統100使用單載波頻分多址(SC-FDMA)、正交頻分多址(OFDMA)和/或其它復用 方案。SC-FDMA包括交織FDMA (IFDMA)，在子帶上發(fā)送數據，這些子帶分布在整個頻帶上 ’局 域化的FDMA (LFDMA)，在一組相鄰子帶上發(fā)送數據；以及增強型FDMA (EFDMA)，在多組相鄰 的子帶上發(fā)送數據。IFDMA也稱作分布式FDMA，LFDMA也稱作窄帶FDMA、經典FDMA和FDMA。 OFDMA使用OFDM。在時域使用IFDMA、LFDMA和EFDMA發(fā)送調制符號，在頻域使用OFDM發(fā) 送調制符號。通常，系統100對前向和反向鏈路使用一種或多種復用方案。例如系統100 可以(1)在前向和反向鏈路上都使用SC-FDMA(如IFDMA、LFDMA或EFDMA) ； (2)在一條鏈 路上使用一個版本的SC-FDMA(如EFDMA)，在另一條鏈路上使用另一個版本的SC-FDMA(如 IFDMA) ； (3)在反向鏈路上使用SC-FDMA，在前向鏈路上使用OFDMA ；或者(4)復用方案的一 些其它組合?？梢栽诿織l鏈路上使用SC-FDMA、OFDMA和/或其它復用方案或者它們的組 合，來獲得所需要的性能。例如可以為給定的鏈路使用SC-FDMA和0FDMA，為一些子帶使用 SC-FDMA，在其它子帶上使用0FDMA。理想的情況是在反向鏈路上使用SC-FDMA來獲得較低 的PAPR，降低對終端功率放大器的要求。理想的情況是在前向鏈路上使用OFDMA從而有可 能獲得更高的系統容量。 在一般OFDM發(fā)射機中，在單個符號周期中發(fā)送輸入數據X，k = 0，1，. . .，N-I。 在串并變換、N點離散傅里葉逆變換(N-IDFT)和并串變換之后，將輸入數據變換為如下離 散時間序列
權利要求
1.一種在無線通信系統中利用正交頻分復用(OFDM)傳輸數據的方法，包括 對所述數據的已調制符號進行串并轉換來獲得第一樣本序列；對所述第一樣本序列進行時頻變換來獲得第二樣本序列，其中所述時頻變換包括 對所述第一樣本序列進行第一置換來獲得已置換樣本序列； 對所述已置換樣本序列進行涉及酉矩陣的變換來獲得已變換樣本序列；并且 對所述已變換樣本序列進行第二置換來獲得所述第二樣本序列；以及 從所述第二樣本序列生成用于傳輸的OFDM符號。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述酉矩陣包括范德蒙酉矩陣。
3.如權利要求1所述的方法，其中對所述第一樣本序列進行時頻變換來獲得第二樣本 序列的步驟包括在時域中進行所述第一置換。
4.如權利要求3所述的方法，其中應用的循環(huán)置換矩陣的索引i和j是通過仿真確定的；并且 特定的調制類型使用特定的一組矩陣。
5.如權利要求1所述的方法，其中所述第一置換包括循環(huán)置換。
6.如權利要求5所述的方法，其中應用的循環(huán)置換矩陣的索引i和j是通過選擇對于特定的調制類型導致最小峰均功率 比(PAPR)值的值確定的。
7.如權利要求1所述的方法，其中從所述第二樣本序列生成用于傳輸的OFDM符號包括將所述第二樣本序列映射到一組子載波來獲得第三樣本序列；對所述第三樣本序列進行頻時逆變換來獲得第四樣本序列；以及對所述第四樣本序列進行并串轉換來獲得作為OFDM符號用于傳輸的第五樣本序列。
8.如權利要求7所述的方法，進一步包括在進行所述IFDT之后，使用所述第四樣本序列進行內插。
9.如權利要求7所述的方法，其中對所述已置換樣本序列進行涉及酉矩陣的變換來獲得已變換樣本序列的步驟包括進 行數字傅里葉變換(DFT)；并且對所述第三樣本序列進行頻時逆變換來獲得第四樣本序列的步驟包括進行數字傅里 葉逆變換(IDFT)。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述IDFT的尺寸等于DFT的尺寸。
11.一種利用正交頻分復用(OFDM)的無線通信發(fā)射機，包括 對數據的已調制符號進行串并轉換來獲得第一樣本序列的邏輯；對所述第一樣本序列進行時頻變換來獲得第二樣本序列的邏輯，其中進行時頻變換的 邏輯包括對所述第一樣本序列進行第一置換來獲得已置換樣本序列的邏輯； 對所述已置換樣本序列進行涉及酉矩陣的變換來獲得已變換樣本序列的邏輯；以及 對所述已變換樣本序列進行第二置換來獲得所述第二樣本序列的邏輯；以及 從所述第二樣本序列生成用于傳輸的OFDM符號的邏輯。
12.如權利要求11所述的發(fā)射機，其中所述酉矩陣包括范德蒙酉矩陣。
13.如權利要求11所述的發(fā)射機，其中對所述第一樣本序列進行時頻變換來獲得第二 樣本序列的邏輯用于在時域中進行所述第一置換。
14.如權利要求13所述的發(fā)射機，其中應用的循環(huán)置換矩陣的索引i和j是通過仿真確定的；并且 特定的調制類型使用特定的一組矩陣。
15.如權利要求11所述的發(fā)射機，其中所述第一置換包括循環(huán)置換。
16.如權利要求15所述的發(fā)射機，其中應用的循環(huán)置換矩陣的索引i和j是通過選擇 對于特定的調制類型導致最小峰均功率比(PAPR)值的值確定的。
17.如權利要求11所述的發(fā)射機，其中從所述第二樣本序列生成用于傳輸的OFDM符號 的邏輯用于將所述第二樣本序列映射到一組子載波來獲得第三樣本序列；對所述第三樣本序列進行頻時逆變換來獲得第四樣本序列；以及對所述第四樣本序列進行并串轉換來獲得作為OFDM符號用于傳輸的第五樣本序列。
18.如權利要求17所述的發(fā)射機，進一步包括在進行所述IFDT之后，使用所述第四樣本序列進行內插的邏輯。
19.如權利要求17所述的發(fā)射機，其中對所述已置換樣本序列進行涉及酉矩陣的變換來獲得已變換樣本序列的邏輯用于進 行數字傅里葉變換(DFT)；以及對所述第三樣本序列進行頻時逆變換來獲得第四樣本序列的邏輯用于進行數字傅里 葉逆變換(IDFT)。
20.如權利要求19所述的發(fā)射機，其中所述IDFT的尺寸等于所述DFT的尺寸。
21.一種利用正交頻分復用(OFDM)的無線通信裝置，包括對數據的已調制符號進行串并轉換來獲得第一樣本序列的模塊； 對所述第一樣本序列進行時頻變換來獲得第二樣本序列的模塊，其中進行時頻變換的 模塊包括對所述第一樣本序列進行第一置換來獲得已置換樣本序列的模塊； 對所述已置換樣本序列進行涉及酉矩陣的變換來獲得已變換樣本序列的模塊；以及 對所述已變換樣本序列進行第二置換來獲得所述第二樣本序列的模塊；以及 從所述第二樣本序列生成用于傳輸的OFDM符號的模塊。
22.如權利要求21所述的裝置，其中所述酉矩陣包括范德蒙酉矩陣。
23.如權利要求21所述的裝置，其中對所述第一樣本序列進行時頻變換來獲得第二樣 本序列的模塊用于在時域中進行所述第一置換。
24.如權利要求23所述的裝置，其中應用的循環(huán)置換矩陣的索引i和j是通過仿真確定的；并且 特定的調制類型使用特定的一組矩陣。
25.如權利要求21所述的裝置，其中所述第一置換包括循環(huán)置換。
26.如權利要求25所述的裝置，其中應用的循環(huán)置換矩陣的索引i和j是通過選擇對 于特定的調制類型導致最小峰均功率比(PAPR)值的值確定的。
27.如權利要求21所述的發(fā)射機，其中從所述第二樣本序列生成用于傳輸的OFDM符號 的模塊用于將所述第二樣本序列映射到一組子載波來獲得第三樣本序列；對所述第三樣本序列進行頻時逆變換來獲得第四樣本序列；以及對所述第四樣本序列進行并串轉換來獲得作為OFDM符號用于傳輸的第五樣本序列。
28.如權利要求27所述的發(fā)射機，進一步包括在進行所述IFDT之后，使用所述第四樣本序列進行內插的模塊。
29.如權利要求27所述的發(fā)射機，其中對所述已置換樣本序列進行涉及酉矩陣的變換來獲得已變換樣本序列的模塊用于進 行數字傅里葉變換(DFT)；以及對所述第三樣本序列進行頻時逆變換來獲得第四樣本序列的模塊用于進行數字傅里 葉逆變換(IDFT)。
30.如權利要求四所述的發(fā)射機，其中所述IDFT的尺寸等于所述DFT的尺寸。
31.一種計算機程序產品，用于處理數據，以便在使用正交頻分復用(OFDM)的無線通 信系統中進行傳輸，所述計算機程序產品包括計算機可讀介質，所述計算機可讀介質包括 其中存儲的一組指令，所述一組指令可由一個或多個處理器執(zhí)行，所述一組指令包括對所述數據的已調制符號進行串并轉換來獲得第一樣本序列的指令； 對所述第一樣本序列進行時頻變換來獲得第二樣本序列的指令，其中進行時頻變換的 指令包括對所述第一樣本序列進行第一置換來獲得已置換樣本序列的指令； 對所述已置換樣本序列進行涉及酉矩陣的變換來獲得已變換樣本序列的指令；以及 對所述已變換樣本序列進行第二置換來獲得所述第二樣本序列的指令；以及 從所述第二樣本序列生成用于傳輸的OFDM符號的指令。
32.如權利要求31所述的計算機程序產品，其中所述酉矩陣包括范德蒙酉矩陣。
33.如權利要求31所述的計算機程序產品，其中對所述第一樣本序列進行時頻變換來 獲得第二樣本序列的指令包括在時域中進行所述第一置換的指令。
34.如權利要求33所述的計算機程序產品，其中應用的循環(huán)置換矩陣的索引i和j是通過仿真確定的；并且 特定的調制類型使用特定的一組矩陣。
35.如權利要求31所述的計算機程序產品，其中所述第一置換包括循環(huán)置換。
36.如權利要求35所述的計算機程序產品，其中應用的循環(huán)置換矩陣的索引i和j是 通過選擇對于特定的調制類型導致最小峰均功率比(PAPR)值的值確定的。
37.如權利要求31所述的計算機程序產品，其中從所述第二樣本序列生成用于傳輸的 OFDM符號的指令包括將所述第二樣本序列映射到一組子載波來獲得第三樣本序列的指令； 對所述第三樣本序列進行頻時逆變換來獲得第四樣本序列的指令；以及對所述第四樣本序列進行并串轉換來獲得作為OFDM符號用于傳輸的第五樣本序列的 指令。
38.如權利要求37所述的計算機程序產品，其中所述一組指令進一步包括 在進行所述IFDT之后，使用所述第四樣本序列進行內插的指令。
39.如權利要求37所述的計算機程序產品，其中對所述已置換樣本序列進行涉及酉矩陣的變換來獲得已變換樣本序列的指令包括用 于進行數字傅里葉變換(DFT)的指令；以及對所述第三樣本序列進行頻時逆變換來獲得第四樣本序列的指令包括用于進行數字 傅里葉逆變換(IDFT)的指令。
40.如權利要求39所述的計算機程序產品，其中所述IDFT的尺寸等于所述DFT的尺
全文摘要
本公開的特定實施例提供了一種方法和裝置，用于降低單載波頻分多址(SC-FDMA)系統中發(fā)射信號的峰均功率比(PAPR)。這種方法使用時域信號的置換和/或頻域信號的置換或者經酉矩陣變換的信號的置換。這種裝置可以包括M點DFT或一些其它M×M酉矩陣、N點IDFT、內插和頻率轉換單元以及尺寸為M×M的一對可能的不同置換矩陣，其中M小于或等于N。
文檔編號H04L27/26GK102077536SQ200980124872
公開日2011年5月25日 申請日期2009年7月8日 優(yōu)先權日2008年7月8日
發(fā)明者A·F·納吉布, J·H·樸, J·W·金, T·R·張 申請人:高通股份有限公司