无线通信系统的编码方案技术方案

通信系统（如，ＯＦＤＭ）的编码技术，系统能够根据信道所达到的ＳＮＲ以不同的信息比特速率在许多传输信道上发射数据。基码与公共的或可变的穿孔方式一起使用，以实现传输信道所需的不同编码率。已编码比特可以在穿孔前被交织（即，为了抵抗衰落并且去除每个调制码元内已编码比特间的相关）。未被穿孔掉的已编码比特被分组成为非二进制码元（如，用格雷映射）。调制码元可以在传输前被预处理。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
无线通信系统的编码方法及系统本申请是国际申请日为2002年1月23日，申请号为02805983.2、专利技术名称为“无线通信系统的编码方案”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及数据通信，尤其涉及用于对具有不同传输性能的多条传输信道上传输的数据进行编码的新颖、灵活且有效的编码方案。
技术介绍
无线通信系统被广泛采用来提供各种类型的通信，譬如话音、数据等等。这些系统可以基于码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、正交频率分集调制(OFDM)或某些其它调制技术。OFDM系统可以为某些信道环境提供高性能。在OFDM系统中，工作频带被有效地分成许多“频率子信道”、或频率箱(bin)。各子信道与其上调制数据的相应子载波相关联，并且可被视作独立的“传输信道”。一般而言，要被发送的数据(即，信息比特)用特定的编码方案来编码以产生已编码比特。对于高阶调制方案(例如，QPSK、QAM等)而言，已编码比特被分组成然后用于调制子载波的非二进制码元。OFDM系统的频率子信道可能经受不同的链路条件(如，不同的衰落和多径效应)并且可能达到不同的信号对噪声加干扰比(SNR)。因此，为特定级别的性能而在每条子信道上发出的每调制码元信息比特数(即，信息比特率)可能随着子信道的不同而变化。此外，链路条件一般随时间变化。结果，子信道所支持的比特率也随时间变化。频率子信道的不同传输性能加上性能的时变特性使得难以提供一种有效的编码方案，它能对所支持数量的信息比特/调制码元进行编码以提供子信道所需的已编码比特。因此，非常期望一种高性能、有效且灵活的编码方案，它可用于对在具有不同传输性能的多个子信道上传输的数据进行编码。
技术实现思路
本专利技术的各方面提供了高效且有效的编码技术，使通信系统能根据信道所达到的SNR而以不同信息比特率在许多“传输信道”上传输数据。许多编码/穿孔(coding/puncturing)方案可用于产生所需的已编码比特(即，若使用Turbo码时的信息、尾部和奇偶校验比特)。在第一编码/穿孔方案中，特定的基码和公共穿孔用于所有传输信道(如，如下所述，OFDM系统内的所有频率子信道，或带有多输入/多输出天线(MIMO)的OFDM系统内所有频率子信道的空间子信道)。在第二编码/穿孔方案中，为传输信道使用相同的基码但可变的穿孔。可变穿孔可用于为传输信道提供不同的编码率。各传输信道的编码率取决于信息比特率和为该信道所选的调制方案。本专利技术的实施例提供了一种方法，用于为在通信系统，如正交频率分集调制(OFDM)系统中许多传输信道上的传输而准备数据。各传输信道用于传送相应的调制码元序列。按照该方法，确定了由各传输信道支持的每调制码元信息比特数(如，根据信道的SNR)。然后，为各传输信道标识调制方案，以便支持所确定的每调制码元信息比特数。根据所支持的每调制码元信息比特数和所标识的调制方案，确定各传输信道的编码率。由于不同的传输性能，因此至少两条传输信道与不同的编码率相关联。此后，一定数目的信息比特按照特定的编码方案被编码以提供一定数目的已编码比特。如果使用Turbo码，则为该信息比特产生一定数目的尾部和奇偶校验比特(已编码比特包括信息比特、尾部比特、以及奇偶校验比特)。已编码比特可按照特定的交织方案被交织。为了方便实现，交织可以在穿孔前进行。然后，已编码比特(如，如果使用Turbo码，则为尾部和奇偶校验比特)按照特定的穿孔方案被穿孔，从而为传输信道提供一定数目的未穿孔的已编码比特。穿孔被调节以实现传输信道所需的不同编码率。或者，穿孔也可在交织前进行。然后为传输信道形成非二进制码元。各非二进制码元包括一组已交织和未穿孔的已编码比特，并且被映射到相应的调制码元。各非二进制码元内特定数量的已编码比特取决于信道的调制方案。如下所述，对于能在每条频率子信道的许多空间子信道上进行发射的多输入多输出(MIMO)系统而言，每条频率子信道的调制码元可以在传输前被预调节。依照本专利技术的一个方面，提供了在无线通信系统中一种用于准备在多条空间子信道上传输的数据的方法，其特征在于，每条空间子信道用于发射相应的一个调制码元序列，所述方法包括下述步骤：确定由每条空间子信道所支持的每调制码元的信息比特数：为每条空间子信道识别一个调制方案，以便能支持所确定的每调制码元信息比特数；至少根据所确定的每调制码元信息比特数和为空间子信道识别的调制方案而确定每条空间子信道的编码率，其中至少两条空间子信道与不同的编码率相关联；根据一特定的编码方案，对多个信息比特进行编码，从而提供多个已编码比特；根据一特定的穿孔方案，对所述多个已编码比特进行穿孔，从而为所述多条空间子信道提供多个未经穿孔的已编码比特；调节穿孔以取得该至少两条空间子信道的不同编码率。依照本专利技术的另一个方面，提供了一种用于在多条空间子信道上发射数据的无线通信系统，其中每条传输信道用于发射相应的一个调制码元序列，其特征在于，该系统包括：编码器，它被构造成根据一特定编码方案对多个信息比特进行编码以提供多个已编码比特，并且根据一特定穿孔方案，对所述多个已编码比特进行穿孔，从而为多条空间子信道提供许多未经穿孔的已编码比特，其中每条空间子信道都能通过为该空间子信道所选的特定调制方案而发射每调制码元特定的信息比特数，其中每条空间子信道至少根据该空间子信道所支持的每调制码元信息比特数以及它的调制方案而进一步与特定编码率相关联，其中至少两条空间子信道与不同的编码率相关联，且其中所述编码器进一步用于调节穿孔以取得至少两条空间子信道的不同编码率；和数据源，它与所述编码器耦合，所述数据源被构造成用于提供所述多个信息比特。如下进一步详述，本专利技术提供了实现本专利技术各方面、实施例和特性的方法和系统元件。附图说明通过下面提出的结合附图的详细描述，本专利技术的特征、性质和优点将变得更加明显，附图中相同的元件具有相同的标识，其中：图1是能实现本专利技术的各方面和实施例的多输入多输出(MIMO)通信系统图；图2是用图表说明从MIMO系统中NT发射天线之一的OFDM传输图；图3A和3B是并行串接的卷积编码器；图3C是穿孔器和多路复用器实施例的图，用于提供已编码比特的可变穿孔；图4A和4B是两个用于产生数据传输所需的已编码比特的编码/穿孔方案的流程图，分别利用特定的基码但是公共且可变的穿孔方案；图5是16-QAM和特定格雷(Gray)映射方案的信号星座图；图6是MIMO处理器的实施例框图；图7是能为不同传输提供不同处理的系统的实施例框图；以及图8是接收系统解码部分的实施例框图。具体实施方式图1是能实现本专利技术各个方面和实施例的多输入多输出(MIMO)通信系统100的图。通信系统100可被设计成实现这里所述的编码方案。系统100还可用于采用天线、频率和时间分集的组合来提高频谱效率、改进性能并且增强灵活性。提高了的频谱效率的特征在于，能在可能更好地使用可用系统带宽时发射每赫兹每秒更多比特(bps/Hz)。改进了的性能对于给定的链路信号对噪声加干扰比(SNR)可以用如较低误比特率(BER)或误帧率(FER)的定量表示。而增强了的灵活性的特征在于，能够容纳具有不同且一般全异的要求的多个用户。这些目标可以部分通过采用高性能和有效的编码方案、多载波调制、时分复用(TDM)、多发射和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于准备在多条传输信道上传输的数据的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：　　　　为信息比特识别一个调制方案，以便为多个空间信道支持一确定的每调制码元信息比特数；　　　　至少基于所确定的每调制码元信息比特数，选择一编码率；　　　　根据一特定的编码方案，对多个信息比特进行编码，从而提供多个已编码比特；　　　　根据一特定的穿孔方案，对所述多个已编码比特进行穿孔，从而为所述多条空间信道取得所选定的编码率。

【技术特征摘要】
US 2001-2-1 09/776,0731.在无线通信系统中，一种用于准备在多条空间子信道上传输的数据的方法，其特征在于，每条空间子信道用于发射相应的一个调制码元序列，所述方法包括下述步骤：确定由每条空间子信道所支持的每调制码元的信息比特数；为每条空间子信道识别一个调制方案，以便能支持所确定的每调制码元信息比特数；至少根据所确定的每调制码元信息比特数和为空间子信道识别的调制方案而确定每条空间子信道的编码率，其中至少两条空间子信道与不同的编码率相关联；根据一特定的编码方案，对多个信息比特进行编码，从而提供多个已编码比特；根据一特定的穿孔方案，对所述多个已编码比特进行穿孔，从而为所述多条空间子信道提供多个未被穿孔掉的已编码比特；调节穿孔以取得该至少两条空间子信道的不同编码率。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编码率被选择处于n/(n+1)和n/(n+2)之间且包括两端的范围内，其中n是被支持的每调制码元信息比特数。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，每条空间子信道的编码率为1/2或更高。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤：插入填充比特，以填充所述多条空间子信道中可用但未经填充的比特位置。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤：重复至少一些已编码比特，以填充所述多条空间子信道中可用但未经填充的比特位置。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤：交织所述多个已编码比特。7.一种用于在多条空间子信道上发射数据的无线通信系统，其中每条空间子信道用于发射相应的一个调制码元序列，其特征在于，该系统包括：编码器，它被构造成根据一特定编码方案对多个信息比特进行编码以提供多个已编码比特，并且根据一特定穿孔方案，对所述多个已编码比特进行穿孔，从而为多条空间子信道提供许多未被穿孔掉的已编码比特，其中每条空间子信道都能通过为该空间子信道所选的特定调制方案而发射每调制码元特定的信息比特数，其中每条空间子信道的编码率是至少根据该空间子信道所支持的每调制码元信息比特数以及该空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：F凌，NT辛德哈萨雅纳，JR沃尔顿，M沃莱斯，I费尔男德斯，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]