CN1498473A - 多输入一多输出信道中提高带宽效率的方法和*** - Google Patents

多输入一多输出信道中提高带宽效率的方法和*** Download PDF

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Abstract

在一个公开的实施例中，把一个输入比特流提供给网格编码块。例如，网格编码块使用速率6/7代码能够进行卷积编码。然后对网格编码块的输出使用例如具有128个信号点或调制码元的网格编码正交幅度调制进行调制。能够对如此产生的调制码元的序列进行分集编码。分集编码例如可以是空间时间编码，或者是空间频率编码。把调制码元的序列或者经分集编码的调制码元的序列馈送给两个或多个Walsh覆盖。例如，能够提供调制码元序列的复制物以增加分集，或者可以使用对调制码元序列的多路分解以增加数据传输率或“吞吐量”。把Walsh覆盖的输出作为单独的输入馈送入通信信道。

Description

多输入一多输出信道中提高带宽效率的方法和***
                             背景
1. 发明领域
本发明一般涉及无线通信***领域。本发明尤其涉及使用多输入多输出信道的宽带码分多址通信***的信号发射。
2. 相关技术
在无线通信***中，数个用户共享一个公用通信信道。为了避免多个用户同时经通信信道传送信息而引起冲突，对于将可用信道容量分配给用户需要一些规则。由各种形式的多址协议可以得出用户存取通信信道的规则。一种协议的形式称为码分多址(CDMA)。除了对一个有限容量的信道提供多址分配之外，协议还能提供其他功能，例如，提供用户的相互隔离(即，限制用户间的干扰)以及通过使不想要的接收机中断和使其译码困难(亦称为低中断概率)而提供安全性。
在CDMA***中，通过对信号编码将每个信号与其他的用户信号分开。每个用户将其信息信号唯一地编码为发射信号。知道用户的编码序列的想要的接收机能够对发射信号译码而接收该信息。信息信号的编码扩展了其频谱，因而经编码的发射信号的带宽要比信息信号原先的带宽要宽得多由于这个原因，CDMA也称之为“扩展频谱”调制或编码。每个用户信号的能量散布在信道带宽内，从而每个用户信号对于其他用户而言如同噪声。只要译码过程能够达到足够的信噪比(即，从其他用户信号的“噪声”中分离出想要的用户信号)，即可恢复在信号中的信息。影响用户信号的信息恢复的其他因素是每个用户环境方面的不同条件，诸如由于遮蔽和多径造成的衰落。简言之，遮蔽是由一个实际物体(例如，一幢大的建筑物)阻断了发射机和接收机之间的信号传送路径。多径是一种信号失真，它是信号经过多条不同长度的路径而在不同时刻抵达接收机的结果。多径也称为通信信道的“时间散布”。多径衰落也可能随时间而改变。例如，在行驶着的汽车中所载的通信装置中，多径衰落的数量可以迅速改变。
为了对扩展频谱信号提供有效的编码和译码，已经实施了多种方法。这些方法包括差错检测和校正码以及卷积码。在无线通信中，尤其是在话音通信中，希望同时在两个用户之间提供双向的通信，这称之为双工或全双工。用CDMA提供双工的一种方法是频分双工。在频分双工中，一个频带用于从基站到移动用户的通信，称为前向信道；而另一个频带用于从移动用户到基站的通信，称为反向信道。前向信道也可称为下行链路，而反向信道也可称为上行链路。上行链路和下行链路之间的编码和调制的特殊实施可以不同。
对用户信号中的数字数据形式的信息进行编码以避免差错。如上面所讨论的，例如，作为时变多径衰落的效应的结果，可以发生差错。通过将冗余引入信息信号，编码使数字数据避免了差错。用于检测差错的代码称为纠错码。两种基本类型的差错检测和纠正码是块码和卷积码。
通过把来自用户信号的数字信息的连续的比特信息序列映射为用于发射的连续的经编码的比特序列，卷积码进行运作。作为对比，卷积码与块码的不同之处在于前者不首先将信息序列划分成离散块并加以编码。通过使信息序列通过移位寄存器来产生卷积码。一般，移位寄存器包含N级(每级中有k位)和n个函数发生器。使信息序列在某一时刻移位通过N级k位，而对于信息序列的每k位，n个函数发生器产生n位的经编码的序列。代码速率定义为R＝k/n，并且等于正在编码的用户信息的输入速率除以正在发射的经编码的信息的输出速率。数目N称为代码的约束长度；代码的复杂性(或计算成本)随约束长度而指数地增加。例如，在某些CDMA***中使用约束长度9和代码速率3/4的卷积码。
将连续的信息比特序列映射为连续的经编码的比特序列的高度构造的本性使得能够用卷积码的译码算法，该算法与用于块码的算法很不相同。能够以不同的方式表示由特殊的卷积码完成的编码。例如，编码可以用发生器多项式、逻辑表、状态图或者网格图来表示。例如，如果编码用网格图来表示，则该特殊的网格图将依赖于被表示的特殊的卷积码。网格图表示如此依赖于卷积码，从而假如已知网格图表示，则能够完成对于经编码的序列的译码。
对于信号发射而言，卷积编码可以与使用被称为“网格编码调制”技术的调制相结合。网格编码调制如此将卷积编码与信号调制相结合，从而编码带来的增加的好处要比抵消调制更复杂信号的额外成本更多。比较不同的信号发射方法的一种做法是比较带宽效率。典型地，通过把对于给定频宽发送的信息量(称为“归一化的数据率”)与每比特的SNR作比较来测量带宽效率。对于给定的每比特的SNR，可能达到的最大的归一化数据率是信道的理论最大容量，称之为信道的“香农(Shannon)容量”。一种信号传送方法的带宽效率越高，则它越能使用信道的全Shannon容量。具有多个发射天线和多个接收天线，且使用每对发射和接收天线之间的所有可能的信号路径的信道称为多输入多输出(“MIMO”)信道。可知，在某些信道条件下的MIMO信道要比只用一对发射-接收天线的类似信道有较高的Shannon容量。
对于信号接收而言，信号必须被解调和译码。有许多种译卷积码的方法，它们也被称为“检测”。一种使用网格图表示的译卷积码的方法是维特比(Viterbi)译码。在网格图中，通过网格的每条路径相应于一个可能的来自卷积编码器的经编码的序列以及产生该经编码的序列的原始信息序列。Viterbi算法使用实际接收到的经编码的序列来对通过网格的某些路径确定度量值而不考虑其他路径。最后，译码器选择一条通过网格的具有最合适的度量值的路径，并由此对相应的信息序列译码。于是，如本领域中所知晓的，Viterbi译码器提供最大似然检测。
如上所述，编码的目的之一是避免用户信号中的信息有因各种现象(例如，多径衰落)造成的差错。能够用来提高信号可靠性的另一类技术称之为“分集”。简而言之，分集通过向接收机提供经独立衰落(即，高度不相关)的信号路径传送的同一信息信号的数个复制物而使用了无线电传播的随机性质。例如，如果一条无线电信号路径经受深度衰落，另一条独立路径可以有强信号。由于具有一条以上的路径，能够从信息信号的信噪比改善对路径的选择。分集的一种实施是RAKE接收机，它使用在接收机处的数个天线以提供对于不同信号路径的选择。RAKE接收机的缺点是其效率在高数据率时下降。如本领域中所知晓的，抵消时间分散或多径效应的一种方法是使用正交频分多路复用(“OFDM”)。OFDM在高数据率时工作得很好，由此避免了RAKE接收机在高数据率时效率低下的缺点。
能够用来提高信号可靠性的还有一类称之为“功率控制”的技术。简言之，为了补偿在通信信道中的变化的条件(诸如不同用户的相对移动以及多径衰落)，功率控制调节正在发射机处发射的信号功率。功率控制依赖于从接收装置返回发射机的有关信道条件信息，或“信道状态信息”(CSI)的发送。因此，功率控制是一种CSI技术。还有其他的CSI技术，例如，它们包括使用信号发射的单独的“导频信号”和“训练时段”。另一方面，分集技术都是非CSI技术，为实施这些技术无需单独发送信道条件信息。一般，非CSI技术比较简单并且实施起来不昂贵，因为非CSI技术避免了发送信道状态信息的复杂性。
此外，与CSI技术相比，非CSI技术有这样一个优点：它避免了在信道上发送信道状态信息(即，非用户信息)带来的“开销”。在用信道容量(即，对于给定的每比特SNR的Shannon容量)来发送非用户信息(即，CSI)的条件下，用于发送用户信息的信道容量较少，因而降低了发射的有效带宽效率。发射机为了能有效使用信道状态信息，在高数据率下，一个不稳定的信道或信道条件改变得不够缓慢的信道要求发送信道状态信息，以跟上信道条件的改变。于是，非CSI技术能够为信道条件易遭迅速变化的移动通信提供好处。
MIMO信道有大信道容量的优点已经与许多CSI技术一起被使用了。对于无线通信，非CSI技术诸如编码、分集和OFDM也能用来改善差错性能和“吞吐量”(即，用户信息的数据率)。于是，在本领域内有这样的需要，即，通过在MIMO信道中提高发射的有效带宽效率来利用大的MIMO信道容量。在本领域内还有这样的需要，即，通过使用高的带宽效率以改进在MIMO信道中无线通信的差错性能、数据率和容量。
                            发明概要
本发明针对在多输入-多输出信道中提高带宽效率的方法和***。本发明无需在本领域中提高带宽效率又避免了发送信道状态信息的缺点。本发明还改进了在多输入多输出信道中无线通信的差错性能、数据率和容量。
在本发明的一个方面中，将输入比特流提供给网格编码块。例如，网格编码块能够使用速率6/7码执行卷积编码。然后使用例如具有128个信号点或调制码元的经网格编码的正交幅度调制对网格编码块的输出进行调制。能够对由此产生的调制码元序列进行分集编码。分集编码例如可以是空间时间编码或空间频率编码。把调制码元序列或者经分集编码的调制码元的序列馈送至两个或多个正交沃尔什(Walsh)覆盖。例如，可以提供调制码元序列的复制物以增加分集，或使用调制码元序列的多路分解以提高数据率或“吞吐量”。将Walsh覆盖的输出作为单独的输入馈送入一条通信信道。例如，该通信信道可以是WCDMA通信***中的一条多输入多输出信道。
                            附图简述
图1以方框图的形式示出在一个示范通信***中对于本发明的一个实施例的通信信道多输入正交性的一例。
图2以方框图的形式示出在一个示范通信***中对于本发明的一个实施例的通信信道多输入正交性的另一例。
图3以方框图的形式示出在一个示范通信***中对于本发明的一个实施例的具有Alamouti发射分集的通信信道多输入正交性的一例。
图4以方框图的形式示出在一个示范通信***中对于本发明的一个实施例的具有Alamouti发射分集的通信信道多输入正交性的另一例。
图5以方框图的形式示出与在图1或图2中给出的多输入正交性连用的接收机处理的一例。
图6以方框图的形式示出与在图3或图4中给出的具有Alamouti发射分集的多输入正交性连用的接收机处理的一例。
图7以方框图的形式示出在一个示范通信***中对于本发明的一个实施例的使用正交频分多路复用的通信信道多输入正交性和分集的一例。
图8以方框图的形式示出与多输入正交性和在图7中给出的使用正交频分多路复用的分集连用的接收机处理的一例。
                       较佳实施例的详述
现在公开的实施例针对在多输入一多输出信道中的高带宽效率的方法和***。下面的描述包含了属于实施现在公开的实施例的特别信息。本领域的技术人员将理解，可以用不同于在本申请中特别讨论的方式实施现在公开的实施例。此外，为了不使本发明变得模糊不清，不讨论公开的实施例的某些特别的细节。在本申请中不描述的细节在本领域普通技术人员的知识范围内。
本申请的附图以及对它们的详细描述仅仅针对实施例。为保持简要起见，使用本发明原理的其他的实施例不在本申请中特别描述并且本申请的附图也不对它们作特别的描述。
图1描述了按照一个实施例的至一个通信信道的多个输入的正交性的例子。图1所示的示范***100构成了发射机的一部分，当通信在前向信道中发生时，该发射机一般存在于基站、网关或卫星转发器中。例如，在宽带码分多址(WCDMA)通信***中，示范***100可以是基站发射机的一部分。WCDMA通信***也称为“扩展频谱通信***”。
在图1所示的示范***100中，输入比特流101包含用户的信号，该用户信号包括要经通信信道发送的信息。例如，通信信道可以是在无线通信***中的发射和和接收天线之间的射频传输，包括在多个发射天线和多个接收天线之间的所有的信号路径。在此例中，发射天线称为通信信道的输入而接收天线称为通信信道的输出。在一个通信***中，如果其通信信道有多于一个的输入或多于一个的输出，则可将该通信***称为多输入多输出(“MIMO”)***。
继续看图1，把输入比特流101提供给“网格编码”块102。如上所述，网格编码块102对输入比特流进行卷积编码。在一个实施例中，网格编码块102以形式(n-1)/n的码速(亦称为“速率(n-1)/n格码”)进行卷积编码。如上所述，代码率等于正在编码的信息的输入速率除以经编码的信息的输出速率，或者等价地，代码速率是输入的比特数与输出的比特数之比。例如，在一个实施例中使用了6/7格码，于是，输入至网格编码块102的每6个比特有7个比特的输出。
网格编码块102连同QAM(正交幅度调制)块104一起工作。网格编码块102与QAM块104的组合效果是将输入比特流101转换成调制码元的序列(亦称为“调制码元序列”)。如在一篇由G.Ungerboeck撰写的名为“Channel Coding withMultilevel/Phase Signals”的论文(登载于IEEE Transactions in Informationtheory，vol.IT-28，pp 55-67，January 1982)中所描述的，可以将调制码元表示为复相位空间中的信号点。在一个实施例中，使用了具有128个调制码元(或信号点)的经网格编码的正交幅度调制。具有128个调制码元的经网格编码的正交幅度调制也称为128-QAM。也可使用其他的正交幅度调制，例如，8-QAM或32-QAM。此外，也能使用其他类型的多电平/相位调制，诸如脉冲幅度调制(“PAM”)、相移键控(“PSK”)或差分相移键控(“DPSK”)。通过使用不同的调制方案，即，在***运行时改变调制方案，能在可靠性的折衷下支持不同的数据率或吞吐量。例如，与128-QAM与32-QAM相比，8-QAM能用于在给定的信号发射功率但较低的数据传输率下提高信号发射的差错可靠性；而与之相反，32-QAM能用于提高吞吐量或数据率，所花的代价是，与8-QAM相比，在相同的信号功率下，差错性能的可靠性较低。连同Walsh函数的选择能够使用调制的选择(这在下面讨论)，以进一步提高能够达到的吞吐量和可靠性的不同组合。
如图1所示，把来自QAM块104的调制码元序列馈送给每个Walsh覆盖110、112、114和116。将Walsh覆盖110标以“Walsh 1”；将Walsh覆盖112标以“Walsh 2”；将Walsh覆盖114标以“Walsh 3”；而将Walsh覆盖116标以“Walsh 4”。对每个Walsh覆盖110、112、114和116标以不同的标志以指出每个Walsh覆盖使用不同的Walsh函数以达到Walsh覆盖110、112、114和116的四个输出的正交性。
在WCDMA通信中，作为背景，扩展每个不同的信号以允许许多信号同时占有同一带宽而不显著地相互干扰。信号能由不同的用户引起，或者在如图1所示的本例中，例如，为了达到如上面所说明的分集的目的，能够复制信号。一种扩展的方法是对于每个不同的信号应用不同的“正交”扩展代码或函数(诸如Walsh函数)。“正交性”是指在扩展函数之间没有相关性。在一个使用Walsh函数(亦称为Walsh代码序列)的给定的扩展频谱通信***中，建立一个预先定义的具有n个码片的n行Walsh函数矩阵，以定义不同的要用的Walsh函数来区分不同的信号。在本例中，为调制码元序列的每个不同的复制物分配不同的Walsh函数。换言之，为了把每个不同的信号与其他的信号分开，使用不同的Walsh代码序列对QAM块104输出信号的每个不同的复制物进行编码。
在转让给本发明的受让人的名为“Spread Spectrum Multiple AccessCommunication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters”的美国专利4901307中，描述了CDMA通信***的一般原理，尤其是产生用于经通信信道传输的扩展频谱信号的一般原理。通过引用在该专利(即，美国专利4901307)中公开的内容而将其完全包括在本申请中。此外，在转让给本发明的受让人的名为“Systemand Method for Generating Signal Waveforms in a CDMA Cellular TelephoneSystem”的美国专利5103459中，揭示了涉及PN扩展、Walsh覆盖的原理以及产生CDMA扩展频谱通信信号的技术。通过引用在该专利(即，美国专利5103459)中公开的内容也将其完全包括在本申请中。还有，现在公开的实施例使用数据的时间多路复用和涉及“高数据率”通信***的各种原理，而现在公开的实施例能够用于“高数据率”通信***，诸如在转让给本发明的受让人的名为“Method andApparatus for High Rate Packet Data Transmission”的美国专利申请(序列号：08/963386，申请日：1997年11月3日)。通过引用在该专利申请中公开的内容也将其完全包括在本申请中。
具有n个码片的n行Walsh函数也称为n阶Walsh函数矩阵。下面示出一个n等于4的Walsh函数矩阵(即，4阶Walsh函数矩阵)的例子：
1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1
在此例中，有4个Walsh函数，每个函数有4个码片。每个Walsh函数是上面的Walsh函数矩阵的一行。例如，Walsh函数矩阵的第二行是具有序列1，0，1，0的Walsh函数。可以看出，每个Walsh函数(即，上述矩阵的每一行)与矩阵中的任何一行不相关。用不同的方式来说，每个Walsh函数中的恰好一半的码片与矩阵中的每个其他的Walsh函数的恰好一半的码片不相同。
对每个不同的信号应用不同的正交扩展函数，诸如Walsh函数，导致把在每个不同的信号中的每个调制码元变换成各自的输出码片的扩展序列，这里每个输出码片的扩展序列与每个其他输出码片的扩展序列正交。使用Walsh函数，通过对在每个不同的信号中的每个调制码元与特殊Walsh函数中的码片序列进行异或，能够进行变换。使用在上述例子中的第二个Walsh函数，即，矩阵的第二行，并且把调制码元“a”与矩阵的第二行作异或导致输出码片的扩展序列： a，a， a，a，这里“ a”表示a的二进制补码。于是，在此示范的例子中，把每个调制码元扩展为长度为4的输出码片的扩展序列。对于每个输入调制码元产生的输出码片数被称为扩展因子；在此示范的例子中，扩展因子为4。在实践中，使用长度2至512的Walsh函数(即，在每个Walsh代码序列中具有从2个至512个码元的Walsh函数)。在实践中，扩展因子的范围是2至512。
这样，Walsh覆盖110的输出120、Walsh覆盖112的输出122、Walsh覆盖114的输出124和Walsh覆盖116的输出126是相互正交的输出码片的扩展序列。把输出120、122、124和126中的每一个分别输入至通信信道。例如，能够在对输入通信信道的每个信号用单独天线发射之前，使输出码元的每个扩展序列通向一个用于脉冲成形信号的FIR(“有限持续时间脉冲响应”)滤波器。在通信信道(它可以使用单个天线或多个天线)的输出处的一个接收机或一些接收机接收信号。例如，接收到的信号可以通过接收FIR滤波器然后至Walsh去覆盖。通过应用原先不同的Walsh函数扩展的不同的反函数，Walsh去覆盖对不同的输出码片的扩展序列解扩展，即，解开Walsh函数扩展。回到上面使用的例子(它具有扩展因子4)，把矩阵的第二行(1，0，1，0)，再与输出码片的序列( a，a， a，a)作异或，以产生数据码元序列a，a，a，a，于是，经解扩展的数据码元是“a”，它是原先的输入数据码元。于是，能够恢复原先的调制码元序列。
将调制码元序列输入至最大似然译码器，例如，它可以是Viterbi译码器。由于通信信道的不完整，因此接收到的调制码元序列可能不完全与原先输入至通信信道的调制码元序列相同。简言之，最大似然检测确定了有效的调制码元序列，它最可能产生被最大似然译码器接收的调制码元序列。于是，给定一个调制码元序列，最大似然译码器确定原先的调制码元序列的“最佳估计”并将最佳估计译码成输出信息序列。由于使用了最佳估计，因此，与原先发送的信息相比，该输出信息序列包含的差错最少。
于是，图1示出了***的一个例子，通过在多输入多输出通信信道中使用正交发射分集，该***可以用来提供较高的通信可靠性。
图2描述了按照另一个实施例的至一个通信信道的多个输入的正交性的一例。图2所示的示范***200构成了发射机的一部分，当通信在前向信道中发生时，该发射机一般存在于基站、网关或卫星转发器中。例如，在WCDMA通信***或扩展频谱通信***中，示范***200可以是基站发射机的一部分。
在图2所示的示范***200中，输入比特流201包含了一个或多个用户的信号。该信号包括要经通信信道发送的信息。例如，通信信道可以是在无线通信***中的发射和和接收天线之间的射频传输，该无线通信***包括如上所述的一个多输入多输出(或MIMO)信道。
继续看图2，把输入比特流20l提供给“网格编码”块202。如上所述，网格编码块202对输入比特流201进行卷积编码。在这里描述的一个实施例中，网格编码块202对输入比特流进行速率(n-1)/n的网格编码。例如，在一个实施例中使用了速率6/7的格码。
网格编码块202连同QAM块204一起工作。网格编码块202与QAM块204的组合效果是将输入比特流201转换成调制码元的序列，其中，如上所述，可以将调制码元表示为复相位空间中的信号点。在一个实施例中，使用了具有128个调制码元(或128-QAM)的经网格编码的正交幅度调制。如上面所讨论的，也可使用其他的调制，并且连同不同的Walsh函数能够支持吞吐量和可靠性的多种组合。
如图2所示，把来自QAM块204的调制码元序列的一部分通过对调制码元序列的时间多路分解依次馈送给每个Walsh覆盖210、212、214和216。即，把一个单独的调制码元序列同时馈送给每个Walsh覆盖210、212、214和216。由于通信信道的容量仍然与图1的例子相同，每个单独的Walsh覆盖仍然能够以相同的速率把扩展序列输入至通信信道。为了补偿正在馈送至通信信道的增加的信息量，把网格编码块202和QAM块204的输出速率增加(或加快)到例1中的4倍，以将其不同的调制码元序列馈给每个单独的Walsh覆盖。这样，图2例子中的最大信息产率增加到图1例子中的4倍。然而，与图1中的例子相比，图2例子中的分集也有与4个复制物同时经通信信道发射相对应的损失。换言之，在图2的例子中，为了得到较高的信息吞吐量(或数据速率)，图1中的较高的可靠性要牺牲掉一些。
将Walsh覆盖210标以“Walsh 1”；将Walsh覆盖212标以“Walsh覆盖2”；将Walsh覆盖214标以“Walsh 3”；而将Walsh覆盖216标以“Walsh4”。对每个Walsh覆盖210、212、214和216标以不同的标志以指出每个Walsh覆盖使用不同的Walsh函数以使Walsh覆盖210、212、214和216的四个输出的正交性。这样，Walsh覆盖210的输出220、Walsh覆盖212的输出222、Walsh覆盖214的输出224和Walsh覆盖216的输出226是相互正交的输出码片的扩展序列。把输出220、222、224和226中的每一个分别输入至通信信道。例如，能够在对每个信号用单独的天线输入通信信道之前，使输出码元的每个扩展序列通向一个用于脉冲成形信号的FIR滤波器。如上所述，在通信信道(它可以使用单个天线或多个天线)的输出处的一个接收机或一些接收机接收信号，使信号通过接收FIR滤波器，对信号进行Walsh去覆盖，并且用最大似然译码对调制码元序列进行译码。
这样，图2示出了这样一个***的例子，通过在多输入多输出通信信道中使用正交发射分集，在较高的可靠性和较高的数据速率之间作权衡，该***可以用来提供较高的通信可靠性和较高的数据速率。
图3描述了按照一个实施例的到通信信道的多个输入具有Alamouti发射分集正交性的一例。图3所示的示范***300构成了发射机的一部分，当通信在前向信道中发生时，该发射机一般存在于基站、网关或卫星转发器中。例如，在WCDMA通信***或扩展频谱通信***中，示范***300可以是基站发射机的一部分。
在图3所示的示范***300中，输入比特流301包含了用户的信号。该用户信号包括要经通信信道发送的信息。例如，通信信道可以是在无线通信***中的发射和和接收天线之间的射频传输，该无线通信***包括如上所述的一个多输入多输出(或MIMO)信道。
继续看图3，把输入比特流301提供给“网格编码”块302。如上所述，网格编码块302对输入比特流301进行卷积编码。在这里描述的一个实施例中，网格编码块302对输入比特流进行速率(n-1)/n的网格编码。例如，在一个实施例中使用了速率6/7的格码。
网格编码块302连同QAM块304一起工作。网格编码块302与QAM块304的组合效果是将输入比特流301转换成调制码元的序列，其中，如上所述，可以将调制码元表示为复相位空间中的信号点。在一个实施例中，使用了具有128个调制码元(或128-QAM)的经网格编码的正交幅度调制。如上面所讨论的，也可使用其他的调制，并且连同不同的Walsh函数能够支持吞吐量和可靠性的多种组合。
如图3所示，把来自QAM块304的调制码元序列提供给每个Alamouti块306和308。每个Alamouti块306和308的输入和输出是相同的。如图3所指出的，把来自QAM块304的调制码元序列交替地送至Alamouti块306和308的“A”输入，然后送至Alamouti块306和308的“B”输入。于是，把来自QAM块304的调制码元序列有效地分成码元的输入组，每个输入组包含2个码元，在本例中称为“A码元”和“B码元”。每个A1amouti块306和308具有第一和第二输出。对于每个调制码元的输入组，每个Alamouti块306和308的第一输出是A码元，再按顺序接以B码元的复共轭，在图3中用记号“(A，B*)”表示。记得可以把每个调制码元表示为复相位空间的一个信号点，即，表示为一个复数。对于每个调制码元的输入组，每个Alamouti块306和308的第二输出是B码元，再按顺序接以A码元的负复共轭，在图3中用记号“(B，-A*)”表示。在S.M.Alamouti撰写的名为“用于无线通信的一种简单的发射分集”的论文(载于IEEE Journal on Select Areas inCommunications，第16卷，第8期，第1451至1458页，1998年10月)中描述了这种方案的理论上的理由和好处。在本例中描述的分集编码方案称之为空间时间编码。如这里引用的该论文所描述的，在本例中也可使用空间频率编码，这对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。把Alamouti块306的第一输出馈至Walsh覆盖310。把Alamouti块306的第二输出馈至Walsh覆盖312。把Alamouti块308的第一输出馈至Walsh覆盖314。把Alamouti块308的第二输出馈送至Walsh覆盖316。
将Walsh覆盖310标以“Walsh 1”；将Walsh覆盖312也标以“Walsh 1”；将Walsh覆盖314标以“Walsh 2”；而将Walsh覆盖316也标以“Walsh 2”。把每个Walsh覆盖310和312同样标为“Walsh 1”，以指出使用相同的Walsh函数来扩展Alamouti块306的两个输出。类似地，把每个Walsh覆盖314和316同样标为“Walsh 2”，以指出使用相同的Walsh函数来扩展Alamouti块308的两个输出。换言之，在每对Walsh覆盖中的两个Walsh覆盖使用相同的Walsh函数。把Walsh覆盖310和312标得与Walsh覆盖314和316不同，以指出每对Walsh覆盖使用不同的Walsh函数以使Walsh覆盖310、312、314和316的四个输出成对地相互正交。换言之，成对地相互正交指的是这样的情形，即，每对Walsh覆盖与其他每对Walsh覆盖正交。这样，Walsh覆盖310的输出320、Walsh覆盖312的输出322、Walsh覆盖314的输出324和Walsh覆盖316的输出326是输出码片的扩展序列，其一对输出320和322与另一对输出324和326正交。把输出320、322、324和326中的每一个分别输入至通信信道。例如，能够在对每个信号用单独的天线输入通信信道之前，使输出码元的每个扩展序列通向一个用于脉冲成形信号的FIR滤波器。如上所述，在通信信道(它可以使用单个天线或多个天线)的输出处的一个接收机或一些接收机接收信号，使信号通过接收FIR滤波器，对信号进行Walsh去覆盖，并且用最大似然译码对调制码元序列进行译码。
在图3的例子中的最大信息吞吐率是图1的例子中的最大信息吞吐率的2倍。此外，由于在图3的例子中使用了Alamouti分集编码，因此与图2的例子相比，在分集方面有改善。这样，图3示出了这样一个***的例子，通过在多输入多输出通信信道中使用正交发射分集，在较高的可靠性和较高的数据速率之间作权衡，该***可以用来提供较高的通信可靠性和较高的数据速率。
图4描述了按照另一个实施例的到通信信道的多个输入具有Alamouti发射分集正交性的一例。示于图4的示范***400构成了发射机的一部分，当通信在前向信道中发生时，该发射机一般存在于基站、网关或卫星转发器中。例如，在WCDMA通信***或扩展频谱通信***中，示范***400可以是基站发射机的一部分。
在图4所示的示范***400中，输入比特流401包含了一个或多个用户的信号。该信号包括要经通信信道发送的信息。例如，通信信道可以是在无线通信***中的发射和和接收天线之间的射频传输，该无线通信***包括如上所述的一个多输入多输出(或MIMO)信道。
继续看图4，把输入比特流401提供给“网格编码”块402。如上所述，网格编码块402对输入比特流401进行卷积编码。在这里描述的一个实施例中，网格编码块402对输入比特流进行速率(n-1)/n的网格编码。例如，在一个实施例中使用了速率6/7的格码。
网格编码块402连同QAM块404一起工作。网格编码块402与QAM块404的组合效果是将输入比特流401转换成调制码元的序列，其中，如上所述，可以将调制码元表示为复相位空间中的信号点。在一个实施例中，使用了具有128个调制码元(或128-QAM)的经网格编码的正交幅度调制。如上面所讨论的，也可使用其他的调制，并且连同不同的Walsh函数能够支持吞吐量和可靠性的多种组合。
如图4所示，通过对调制码元序列的时间多路复用把来自QAM块404的调制码元序列依次提供给每个Alamouti块406和408。即，把一个单独的调制码元序列同时馈给每个Alamouti块406和408的每个输入。如图4所指出的，把来自QAM块404的调制码元序列交替地送至Alamouti块406的“A”和“B”输入，然后送至Alamouti块408的“C”和“D”输入。于是，把来自QAM块404的调制码元序列有效地分成码元的输入组，每个输入组包含4个码元，在本例中称为“A码元”、“B码元”、“C码元”和“D码元”。
每个Alamouti块406和408具有第一和第二输出。对于每个调制码元的输入组，Alamouti块406的第一输出是A码元，再按顺序接以B码元的复共轭，在图4中用记号“(A，B*)”表示。记得可以把每个调制码元表示为复相位空间的一个信号点，即，表示为一个复数。对于每个调制码元的输入组，每个Alamouti块306和308的第二输出是B码元，再按顺序接以A码元的负复共轭，在图4中用记号“(B，-A*)”表示。对于每个调制码元的输入组，Alamouti块408的第一输出是C码元，再按顺序接以D码元的复共轭，在图4中用记号“(C，D*)”表示。对于每个调制码元的输入组，Alamouti块408的第二输出是D码元，再按顺序接以C码元的负复共轭，在图4中用记号“(D，-C*)”表示。于是，在本例中描述的分集编码方案是上面引用的S.M.Alamouti撰写的论文中描述的空间时间编码的一种变形。如这里引用的该论文所描述的，在本例中也可使用空间频率编码，这对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。把Alamouti块406的第一输出馈至Walsh覆盖410。把Alamouti块406的第二输出馈至Walsh覆盖412。把Alamouti块408的第一输出馈至Walsh覆盖414。把Alamouti块408的第二输出馈至Walsh覆盖416。
将Walsh覆盖410标以“Walsh 1”；将Walsh覆盖412也标以“Walsh覆盖1”；将Walsh覆盖414标以“Walsh 2”；而将Walsh覆盖416也标以“Walsh2”。把每个Walsh覆盖410和412同样标为“Walsh 1”，以指出使用相同的Walsh函数来扩展Alamouti块406的两个输出。类似地，把每个Walsh覆盖414和416同样标为“Walsh 2”，以指出使用相同的Walsh函数来扩展Alamouti块408的两个输出。把Walsh覆盖410和412标得与Walsh覆盖414和416不同，以指出每对Walsh覆盖使用不同的Walsh函数以使Walsh覆盖410、412、414和416的四个输出成对地相互正交。Walsh覆盖410的输出420、Walsh覆盖412的输出422、Walsh覆盖414的输出424和Walsh覆盖416的输出426是输出码片的扩展序列，其一对输出420和422与另一对输出424和426正交。把输出420、422、424和426中的每一个分别输入至通信信道。例如，能够在对每个信号用单独的天线输入通信信道之前，使每个输出码片的扩展序列通向一个用于脉冲成形信号的FIR滤波器。如上所述，在通信信道(它可以使用单个天线或多个天线)的输出处的一个接收机或一些接收机接收信号，使信号通过接收FIR滤波器，对信号进行Walsh去覆盖，并且用最大似然译码对调制码元序列进行译码。
在图4的例子中的最大信息吞吐率是图3的例子中的最大信息吞吐率的2倍。这样，图4的例子中的信息吞吐率与图2的例子中的信息吞吐率相等。此外，由于在图4中使用了Alamouti分集编码，图4示出了这样一个***的例子，通过在多输入多输出通信信道中使用正交发射分集，因此与图2的例子相比，在分集方面有改善。这样，图4示出了这样一个***的例子，通过在多输入多输出通信信道中使用正交发射分集，在较高的可靠性和较高的数据速率之间作权衡，该***可以用来提供较高的通信可靠性和较高的数据速率。
图5描述了按照一个实施例的接收机处理的一例。图5所述的示范***500构成了接收机的一部分，当通信在前向信道中发生时，该接收机一般存在于用户单元或移动单元中。例如，在WCDMA通信***或扩展频谱通信***中，示范***500可以是用户单元接收机的一部分。
在图5所示的示范***500中，从具有4个输入的通信信道接收输入信号501。例如，通信信道可以是在无线通信***中的多个发射和和接收天线之间的射频传输，该无线通信***包括如上所述的一个多输入多输出(或MIMO)信道。例如，对于具有4个接收天线的信道，示范***500的“拷贝”将对每个单独的接收天线呈现。
继续看图5，打算把图5所示的接收处理与图1或图2中使用的发射处理一起使用。于是，输入信号501包括已由图1或图2中的每个Walsh 1、Walsh 2、Walsh3和Walsh 4进行Walsh覆盖的合成信号。把输入信号501送至每个Walsh去覆盖512、514、516和518。
将Walsh去覆盖512标以“Walsh 1”；将Walsh去覆盖514标以“Walsh覆盖2”；将Walsh去覆盖516标以“Walsh 3”；而将Walsh去覆盖518标以“Walsh4”。对每个Walsh去覆盖512、514、516和518如此标示，以指出每个Walsh去覆盖使用不同的Walsh函数对来自图1或图2的相应的发射信号进行去覆盖。这样，Walsh去覆盖512、514、516和518的4个输出对应于在图1情形中发射的单个调制码元序列的4个复制物，或者，相应于在图2情形中发射的4个不同的调制码元序列。如图5所示，把由Walsh去覆盖512输出的复制物或不同的调制码元序列送至度量产生块522，把Walsh去覆盖514的输出送至度量发生块524，依此类推。
每个度量发生块522、524、526和528对网格译码器(例如，它可以是Viterbi译码器)的输入进行度量发生，也可称度量发生为“路径度量”发生或“分支度量”发生。例如，每个度量发生块522、524、526和528可以把每个Walsh去覆盖操作的输出乘以每个可能发射的调制码元的复共轭，再乘以估计的复路径增益的复共轭，取该结果的实部的两倍，再减去偏离项(它由信道的路径增益的幅值的平方乘以可能发射的调制码元幅值的平方构成)，以对网格译码器的输入产生度量值。如图5所示，把由度量发生块522、524、526和528输出的度量值都馈送入网格译码块532。如上面所讨论的，网格译码块532的输出533是一个或多个用户的原先的输入比特流(即，图1情形中的输入比特流101或图2情形中的输入比特流201)的最大似然估计。这样，图5示出使用多输入多输出通信信道中的信号正交性的接收机处理的一个例子。
图6描述了按照一个实施例的接收机处理的一例。示于图6的示范***600构成了接收机的一部分，当通信在前向信道中发生时，该接收机一般存在于用户单元或移动单元中。例如，在WCDMA通信***或扩展频谱通信***中，示范***600可以是用户单元接收机的一部分。
在图6所示的示范***600中，从具有4个输入的通信信道接收输入信号601。例如，通信信道可以是在无线通信***中的多个发射和和接收天线之间的射频传输，该无线通信***包括如上所述的一个多输入多输出(或MIMO)信道。例如，对于具有4个接收天线的信道，示范***600的“拷贝”将对每个单独的接收天线呈现。
继续看图6，打算把图6所示的接收处理与图1或图2中使用的发射处理一起使用。于是，输入信号601包括已由图3或图4中的每个Walsh 1和Walsh 2进行Walsh覆盖的合成信号。把输入信号601送至每个Walsh去覆盖602和604。
将Walsh去覆盖602标以“Walsh 1”，而将Walsh去覆盖604标以“Walsh覆盖2”。对每个Walsh去覆盖602和604如此标示，以指出每个Walsh去覆盖使用不同的Walsh函数对来自图3或图4的相应的发射信号进行去覆盖。这样，Walsh去覆盖602和604的两个输出对应于接收到的码元对，使用上面引用的Alamouti技术，能够由所述输出来估计接收到的码元对的每个码元。
通过简要的描述，能够以信道路径增益h1发射图3所示的码元对(A，B*)，从而该码元对“变为”(h1A，h1B*)，并且能够以信道路径增益h2发射图3所示的码元对(B，-A*)，从而该码元对“变为”(h2B，-h2A*)。在第一时间间隔，来自信道的一定数量的噪声n(1)与在第一时间间隔内接收到的信号相加，其和为r(1)。于是，在第一时间间隔内接收到的信号为：
r(1)＝h1A+h1B+n(1)。
在第二时间间隔，来自信道的一定数量的噪声n(2)与在第二时间间隔内接收到的信号相加，其和为r(2)。于是，在第二时间间隔内接收到的信号为：
r(2)＝h1B*-h1A*+n(2)。
例如，藉助于信号延迟元件，使得在相同时刻得到r(1)和r(2)的值，标有“第一码元Alamouti估计”的块对r(1)和r(2)进行下述代数运算：
第一码元估计＝h1 *r(1)-h2r*(2)
类似地，标有“第二码元Alamouti估计”的块对r(1)和r(2)进行下述代数运算：
第二码元估计＝h2 *r(1)-h1r*(2)。
使用复数的代数运算可以得出：
第一码元估计＝(|h1|2+|h2|2)A+h1 *n(1)+h2n(2)
和
第二码元估计＝(|h1|2+|h2|2)B+h2 *n(1)+h1n(2)。
于是，“第一码元估计”是码元“A”的估计，而“第二码元估计”是码元“B”的估计。每个估计包含一个偏离(|h1|2+|h2|2)，通过度量发生块622、624、626和628可以抵销该偏离。
在使用图3的发射过程的情形中，Walsh 1和Walsh 2都覆盖码元对A，B。于是，在图3的情形中，示于图6的第一码元Alamouti估计块612的输出码元S1是码元“A”的估计；第二码元Alamouti估计块614的输出码元S2是码元“B”的估计；输出码元S3是码元“A”的估计；而输出码元S4是码元“B”的估计。
在使用图4的发射过程的情形中，Walsh 1覆盖码元对A，B而Walsh 2覆盖码元对C，D。于是，在图4的情形中，示于图6的第一码元Alamouti估计块612的输出码元S1是码元“A”的估计；第二码元Alamouti估计块614的输出码元S2是码元“B”的估计；第一码元Alamouti估计块616的输出码元S3是码元“C”的估计；而第二码元Alamouti估计块618的输出码元S4是码元“D”的估计。
如图6中所指出的，把这些码元估计分别送到每个度量发生块622、624、626和628。每个度量发生块622、624、626和628对网格译码器(例如，它可以是Viterbi译码器)的输入进行度量发生，也可称度量发生为“路径度量”发生或“分支度量”发生。例如，每个度量发生块622、624、626和628可以把由每个Alamouti估计块产生的码元估计的序列中的每个调制码元估计乘以每个可能发射的调制码元的复共轭，取该结果的实部的两倍，再减去偏离项(它由(|h1|2+|h2|2)乘以可能发射的调制码元的幅值的平方构成)，以对网格译码器的输入产生度量值。如图6所示，把由度量发生块622、624、626和628输出的度量值都馈送入网格译码块632。如上面所讨论的，在图3的情形中网格译码块632的输出633是原先的用户输入比特流的最大似然估计，或者在图4的情形中它是多个用户的输入比特流的最大似然估计。这样，图6示出使用多输入多输出通信信道中的具有A1amouti发射分集的信号正交性的接收机处理的一例。
图7示出一个实施例中如何能够使用OFDM的一例。图7中示出的示范***700构成了发射机的一部分，当通信在前向信道中发生时，该发射机一般存在于基站、网关或卫星转发器中。例如，在WCDMA通信***中，示范***700可以是基站发射机的一部分。
在图7所示的示范***700中，输入比特流701包含了一个或多个用户的信号。该信号包括要经通信信道发送的信息。例如，通信信道可以是在无线通信***中的发射和和接收天线之间的射频传输，该无线通信***包括如上所述的一个多输入多输出(或MIMO)信道。
继续看图7，把来自网格编码QAM块202的调制码元序列馈送到“频率编码”块704。频率编码块704通过对调制码元序列进行时间多路分解把调制码元序列馈送给每个Walsh/Alamouti块712、714和716。即，对于每个Walsh/Alamouti块712、714和716，在单独的不同的频率上，把调制码元序列的一部分同时馈送给每个Walsh/Alamouti块。也可以把每个不同的单独的频率称为“频率箱”。为了本说明性的例子简短起见，示于图7的例子只使用了3个单独的频率或频率箱。于是，图7的例子只示出了3个Walsh/Alamouti块，每个频率箱一个Walsh/Alamouti块。实际上，根据实际考虑，可以使用任何所需数目的频率箱。如本领域的普通技术人员所显见的那样，可以相应地调节Walsh/Alamouti块的数目。
此外，本例基于调制码元序列的直接多路分解。即，把来自调制码元序列的一个码元编码为第一频率箱，把后续码元编码为第二频率箱，把下一个后续码元编码为第三频率箱，把下一个后续码元再编码为第一频率箱，等等。对于这个方案可以有多种变更，例如，能够把整个调制码元序列的复制物编码为每个频率箱。也能使用在本领域中公知的多种技术中的任何技术，例如，诸如码元重复和码元交织。实施这些技术的细节对于本领域中的普通技术人员而言是显而易见的，因此不在这里给出。
继续看图7，每个Walsh/Alamouti块在网格编码调制之后进行如上面结合图1至图4中任何一张图所描述的处理。例如，如果对于每个Walsh/Alamouti块712、714和716选择图4的处理，那么每个Walsh/Alamouti块712、714和716对于Alamouti块406和408以及Walsh覆盖410、412、414和416进行示于图4中的处理。例如，在Walsh/Alamouti块712的情形中，首先，相应于图4的Alamouti块406和Alamouti块408，把输入到Walsh/Alamouti块712的调制码元序列多路分解为两个Alamouti块。于是，Walsh/Alamouti块712的输出是相应于Walsh覆盖410、412、414和416的4个Walsh覆盖的输出。这样，如上面关于图4的描述，Walsh/Alamouti块712的输出是输出码片的4个成对的正交扩展序列。这样，对于每个频率箱，用上面所述的任何形式把正交发射分集技术应用到调制码元序列上。
把每个Walsh/Alamouti块712、714、716和718的四个输出馈送到每个“逆FFT和循环前缀”块722、724、726和728。即，四个逆FFT和循环前缀块722、724、726和728中的每一个具有输出码片的三个不同的扩展序列作为输入，每个频率箱一个。如与图1至图4的例子那样，在本例中假设使用四个单独的天线作为到多输入多输出通信信道的输入。显然，可以使用任何实际数目的输入到该多输入多输出信道。例如，一个具有8个输入的信道将需要8个逆FFT和循环前缀块，而需要每个Walsh/Alamouti块提供8个输出。对于本领域中的普通技术人员而言，对给出的例子所需的改变是显而易见的。于是，每个逆FFT和循环前缀块对所有的频率箱的输出(即，输出码片的扩展序列)进行逆FFT。对于输出码片的扩展序列的每个码片周期，进行一次逆FFT运算。循环前缀是本领域中的一种已知的技术，它把一定数目的已知的样本添加至逆FFT，以计及信道中的时间分散。基于多输入多输出信道中的所有的信号路径之间的最大时间分散来确定循环前缀的数量。这样，每个逆FFT和循环前缀块722、724、726和728把来自所有的频率箱的输出码片的扩展序列从频域变换至时域。
于是，逆FFT和循环前缀块722的输出723、逆FFT和循环前缀块724的输出725、逆FFT和循环前缀块726的输出727、逆FFT和循环前缀块728的输出729是时域内的输出码片的扩展序列。把每个输出723、725、727和729分别输入至通信信道。例如，能够在对每个信号用单独的天线输入通信信道之前，使每个输出码片的扩展序列通向一个用于脉冲成形信号的FIR滤波器。在通信信道(它可以使用单个天线或多个天线)的输出处的一个接收机或一些接收机接收信号，使信号通过接收FIR滤波器，并进行如下面涉及图8描述的其他处理。
这样，图7示出了这样一个***的例子，通过使用与正交发射分集相组合的OFDM，能够用该***来抵消在多输入多输出通信信道中的时间分散的效应。这样，对于在多输入多输出信道中信号传输的较高带宽效率，该***提供较高的通信可靠性和较高的数据速率。
图8描述了按照一个实施例的合并了OFDM的接收机处理的一例。图8所示的示范***800构成了接收机的一部分，当通信在前向信道中发生时，该接收机一般存在于用户单元或移动单元中。例如，在WCDMA通信***或扩展频谱通信***中，示范***800可以是用户单元接收机的一部分。
在图8所示的示范***800中，从一个多输入多输出通信信道中接收输入信号801、803、805和807。例如，通信信道可以是在无线通信***中的多个发射和和接收天线之间的射频传输，该无线通信***包括如上所述的一个多输入多输出(或MIMO)信道。对于在本申请中的例子，描述了一个具有4个发射天线和4个接收天线的信道。这样，在一个单独的接收天线上接收每个输入信号801、803、805和807。
继续看图8，打算连同图7所示的发射处理来使用图8所示的接收处理。图7的发射处理可以与上面提到的结合图1、图2、图3或图4描述的任何发射处理合并。这样，输入信号801、803、805和807包括来自所有的频率箱的输出码片的时域扩展序列。把输入信号801送到FFT块802，把输入信号803送到FFT块804，把输入信号805送到FFT块806，而把输入信号807送到FFT块808。对于输出码片的扩展序列的每个码片周期，每个FFT块802、804、806和808进行一次FFT运算，将输出码片的扩展序列从时域变换至频域以填充所有的频率箱。然后把在频域中的输出码片的扩展序列送到“Walsh/Alamouti和度量发生”块812、814和816。对于每个频率箱有一个Walsh/Alamouti和度量发生块。记得在本申请的例子中有3个频率箱，于是有3个Walsh/Alamouti和度量发生块。如上面关于图5和图6所作的描述，每个块进行接收机处理以产生度量值。取决于所使用的发射处理是图1或图2的发射处理还是图3或图4的发射处理，而使用图5或图6的处理。把由每个Walsh/Alamouti和度量发生块812、814和816输出的度量值送到“频率译码”块822。频率译码块822对度量值进行时间多路复用以取消在本申请的例子中进行的多路分解(在上面关于图7对此作了讨论)。如果使用其他的技术(例如，交织)，则频率译码块822将包括相应的去交织，这对于本领域的普通技术而言是显然的。然后把频率译码度量值送到网格译码块832(例如，它可以包括Viterbi译码器)，以使用如上所述的最大似然译码对调制码元序列进行译码。这样，图8示出使用多输入多输出通信信道中的具有与正交频分多路复用结合的Alamouti发射分集的信号正交性的接收机处理的一例。
由上面的描述可以理解，公开的实施例提供了一种方法和***以在多输入多输出信道(它使用了WCDMA***中的无线通信的多输入多输出技术)中提高带宽效率。按照上面所描述的一个实施例，在多个发射天线和多个接收天线之间发送用户信息，同时保持天线之间和用户之间的正交性。此外，按照上面所描述的一个实施例，也能达到分集，同时保持天线之间和用户之间的正交性。虽然作为应用于WCDMA***中的通信而描述了公开的实施例，但如何把公开的实施例应用于类似的情形对于本领域的普通技术人员而言是显然的，在这些情形中，为与多个发射和接收天线或多个通信输入和输出一起使用，需要正交的发射分集。
从上面的描述显然可见，为了实施目前公开的实施例的构思，可以使用各种技术而不偏离其范围。此外，虽然通过特别引用某些实施例已经描述了目前公开的实施例，本领域中的普通技术人员将理解，可以改变形式和细节而不偏离目前公开的实施例的精神和范围。例如，这里描述的一个实施例中给出的正交幅度调制QAM可以用诸如相移键控(“PSK”)等其他形式的调制来代替。例如，在这里描述的一个实施例中给出的空间时间分集编码可以用空间频率分集编码来代替。把描述的实施例在所有的方面视为说明性的而不是限制性的。还应该明白，目前公开的实施例并不限于在这里描述的特殊的实施例，可以做出许多重新安排、改善和替代而不偏离本发明的范围。
这样，已经描述了在多输入-多输出信道中提高带宽效率的方法和***。

Claims (34)

1.一种方法，包括下述步骤：
把输入比特流提供给网格编码块；
对所述网格编码块的输出进行调制以提供调制码元序列；
把所述调制码元序列馈送至多个Walsh覆盖，其中所述多个Walsh覆盖的每一个输出多个输出码片的扩展序列之一；
经信道发射所述多个输出码片的扩展序列。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述馈送步骤包括把所述调制码元序列的一个复制物馈送给所述多个Walsh覆盖的每一个。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述馈送步骤包括对所述调制码元序列进行时间多路分解，从而把所述调制码元序列的一部分同时提供给所述多个Walsh覆盖的每一个。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个Walsh覆盖包括相互正交的Walsh覆盖。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调制步骤包括使用网格编码的正交幅度调制对所述网格编码块的输出进行调制。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网格编码块对所述输入比特流进行速率(n-1)/n网格编码。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括下述步骤：
在所述调制步骤之后和所述馈送步骤之前对所述调制码元序列进行频率编码；
在所述馈送步骤之后和所述发射步骤之前进行逆FFT和循环前缀处理。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道包括多输入多输出信道。
9.一种方法，包括下述步骤：
把输入比特流提供给网格编码块；
对所述网格编码块的输出进行调制，从而提供第一调制码元序列；
对所述第一调制码元序列进行分集编码，从而产生第二调制码元序列；
把所述第二调制码元序列馈送至多个Walsh覆盖，其中所述多个Walsh覆盖的每一个输出多个输出码片的扩展序列之一；
经信道发射所述多个输出码片的扩展序列。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述分集编码是空间时间编码。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述分集编码是空间频率编码。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述馈送步骤包括把所述第二调制码元序列的一个复制物馈送给所述多个Walsh覆盖的一对。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述分集编码步骤包括对所述第一调制码元序列进行多路分解，由此对相应于所述多个Walsh覆盖的一对的一部分所述第一调制码元序列同时进行分集编码，从而把所述第二调制码元序列的一部分提供给所述多个Walsh覆盖的每一个。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述多个Walsh覆盖包括成对互相正交的Walsh覆盖。
15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述调制步骤包括使用网格编码正交幅度调制对所述网格编码块的所述输出进行调制。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括下述步骤：
在所述调制步骤之后和所述馈送步骤之前对所述调制码元序列进行频率编码；
在所述馈送步骤之后和所述发射步骤之前进行逆FFT和循环前缀处理。
17.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述信道包括多输入多输出信道。
18.一种***，包括：
网格编码块，设置它来对输入比特流进行编码；
调制器，设置它来接收所述网格编码块的输出以提供调制码元序列；
多个Walsh覆盖，其中把所述调制码元序列馈送给所述多个Walsh覆盖，且所述多个Walsh覆盖的每一个输出多个输出码片的扩展序列之一；
设置所述***，从而经一个信道发射所述多个输出码片的扩展序列。
19.如权利要求18所述的***，其特征在于，把所述调制码元序列的一个复制物馈送给所述多个Walsh覆盖的每一个。
20.如权利要求18所述的***，其特征在于，对所述调制码元序列进行时间多路分解，从而把所述调制码元序列的一部分同时提供给所述多个Walsh覆盖的每一个。
21.如权利要求18所述的***，其特征在于，所述Walsh覆盖包括互相正交的Walsh覆盖。
22.如权利要求18所述的***，其特征在于，设置所述调制器以使用网格编码正交幅度调制对所述网格编码块的输出进行调制。
23.如权利要求18所述的***，其特征在于，所述网格编码块对所述输入比特流进行速率(n-1)/n的网格编码。
24.如权利要求18所述的***，其特征在于还包括：
频率编码器，设置它来对所述调制码元序列进行频率编码，从而把所述调制码元序列的一部分同时提供给所述多个Walsh覆盖的每一个；
逆FFT处理器，设置它来把所述多个Walsh覆盖的每一个的所述输出从频域变换至时域，从而提供所述多个输出码片的扩展序列。
25.如权利要求18所述的***，其特征在于，所述信道包括多输入多输出信道。
26.一个***，包括：
网格编码块，设置它来对输入比特流进行编码；
调制器，设置它来接收所述网格编码块的输出以提供第一调制码元序列；
Alamouti块，设置它来对所述第一调制码元序列进行分集编码，从而产生第二调制码元序列；
多个Walsh覆盖，其中把所述第二调制码元序列馈送给所述多个Walsh覆盖，且所述多个Walsh覆盖的每一个输出多个输出码片的扩展序列之一；
设置所述***，从而经一个信道发射所述多个输出码片的扩展序列。
27.如权利要求26所述的***，其特征在于，设置所述Alamouti块以使用空间时间编码进行分集编码。
28.如权利要求26所述的***，其特征在于，设置所述Alamouti块以使用空间频率编码进行分集编码。
29.如权利要求26所述的***，其特征在于，把所述第二调制码元序列的一个复制物馈送给所述多个Walsh覆盖。
30.如权利要求26所述的***，其特征在于，对所述第一调制码元序列进行多路分解，由此对相应于所述多个Walsh覆盖的一对的一部分所述第一调制码元序列同时进行分集编码，从而把所述第二调制码元序列的一部分提供给所述多个Walsh覆盖的每一个。
31.如权利要求26所述的***，其特征在于，所述多个Walsh覆盖包括成对互相正交的Walsh覆盖。
32.如权利要求26所述的***，其特征在于，所述调制步骤包括使用网格编码正交幅度调制对所述网格编码块的所述输出进行调制。
33.如权利要求26所述的***，其特征在于还包括：
频率编码器，设置它来对所述调制码元序列进行频率编码，从而把所述调制码元序列的一部分同时提供给所述多个Walsh覆盖的每一个；
逆FFT处理器，设置它来把所述多个Walsh覆盖的每一个的所述输出从频域变换至时域，从而提供所述多个输出码片的扩展序列。
34.如权利要求26所述的***，其特征在于，所述信道包括多输入多输出信道。
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