用于在无线通信系统中支持时间正交幅度调制的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于无线通信系统中的信号的调制和解调。
【背景技术】
[0002] 一般地，用于无线通信的发送侧的信号处理过程是由信道编码、调制、上变频和发 送来完成。与此对应，接收侧的信号处理是由下变频、解调和信号解码来完成。在此，接收侧 的解码包括计算每比特或每符号的解码度量的过程。一般地，对数似然比（LogLikelihood Ratio,LLR)被广泛地用作解码度量。
[0003] 生成LLR要求以干扰和噪声信号的特定概率分布为前提。为了执行具有低复杂度 的解码，传统技术假设干扰信号为高斯分布。因此，为了使干扰信号的特性最大程度地近似 于高斯分布，主要使用正交幅度调制（QAM)系列的调制方法。但，已众所周知的是，非高斯 信道具有比高斯信道更大的信道容量。因此，若适当地执行解码，那么非高斯信道能够提供 比高斯信道更好的解码性能。
[0004] 据此，存在开发使干扰信号能够遵循非高斯分布的调制方法的需求。
【发明内容】
[0005] 为了克服以上讨论的缺点，主要目的是为了提供一种无线通信系统中用于支持使 噪声和干扰信号能够遵循非高斯分布的调制/解调技术的装置和方法。
[0006] 本发明的另一方面是为了提供无线通信系统中，在应用时间正交幅度调制（TQAM) 技术时用于解决时间轴的符号集中（symbolconcentration)的问题的装置和方法。
[0007] 本发明的又一方面是为了提供无线通信系统中用于计算具有低TQAM复杂度的高 斯解码度量的装置和方法。
[0008] 本发明的又一方面是为了提供无线通信系统中用于计算近似于TQAM信道容量的 非高斯解码度量的装置和方法。
[0009] 以上方面通过提供无线通信系统中用于支持时间正交幅度调制的装置和方法来 实现。
[0010] 根据本发明的一个方面，提供了无线通信系统中发送端的操作方法。该方法包括 如下操作：生成由正交幅度调制（QAM)符号和该QAM符号所映射到的时间资源的位置的组 合所标识的发送符号；在时间轴上移位所述发送符号中包括的QAM符号当中的至少一个 QAM符号；以及基于指示被移位的量的移位值来重新调整所述QAM符号的星座点。
[0011] 根据本发明的另一方面，提供了无线通信系统中接收端的操作方法。该方法包括 如下操作：接收由QAM符号和该QAM符号所映射到的时间资源的位置的组合所标识的接收 符号；恢复在发送端中为了在所述接收符号中包括的QAM符号的时间轴分布的均匀化已 经执行的至少一个移位；生成用于接收符号的解码度量；以及使用所述解码度量来执行解 码。
[0012] 根据本发明的又一方面，提供了无线通信系统中发送端装置。该装置包括调制解 调器和射频（RF)发送单元。该调制解调器生成由QAM符号和该QAM符号所映射到的时间 资源的位置的组合所标识的发送符号；在时间轴上移位所述发送符号中包括的QAM符号当 中的至少一个QAM符号；以及基于指示被移位的量的移位值来重新调整所述QAM符号的星 座点。该RF发送单元发送信号。
[0013] 根据本发明的又一方面，提供了无线通信系统中接收端装置。该装置包括接收单 元和调制解调器。该接收单元接收由QAM符号和该QAM符号所映射到的时间资源的位置的 组合所标识的接收符号。该调制解调器恢复在发送端中为了所述接收符号中包括的QAM符 号的时间轴分布的均匀化已经执行的至少一个移位；生成用于接收符号的解码度量；以及 使用所述解码度量来执行解码。
[0014] 在对下面的【具体实施方式】进行描述之前，对贯穿本专利文件中所使用的某些词和 短语的定义进行阐明是有利的：术语"包括（include) "和"包含（comprise) "以及其派生 词意味着包括而不是限制；术语"或"是包含性的，意味着和/或；短语"与……相关联"和 "与其相关联"以及派生词可以意味着包括、被包括在内、与……互连，包含，被包含在内、连 接到或与......连接、親合到或与......親合、可与......通信、与......合作、交错（interleave)、 并列（juxtapose)、接近于…、绑定到或与......绑定、具有、具有…属性等；并且术语"控制 器"指的是控制至少一个操作的任一设备、系统或其部分，这种设备可以实现在可由硬件、 固件或软件、或者硬件、固件或软件中的至少两个的一些组合实现中。应该注意到，与任一 特定控制器相关联的功能可以本地地或远程地集中或分布。提供特定词汇和短语的定义以 用于本专利文件的通篇文档，本领域普通技术人员应当理解，即便不是在大多数情况下，那 么在许多情况下，这些定义也适用于现有的以及将来的对这些所定义词汇和短语的使用。
【附图说明】
[0015] 为了更全面地理解本公开及其优点，现提供结合附图的以下描述，附图中相同的 附图标记代表相同的部件：
[0016] 图1A至图1C示出频率正交幅度调制（FQAM)技术的构思；
[0017] 图2A至图2C示出根据本发明的实施例的时间正交幅度调制（TQAM)技术的构思；
[0018] 图3A至图3H示出根据本发明的实施例的当在无线通信系统中应用TQAM时的帧 的部分；
[0019] 图4A至图4C为示出根据本发明的示例性实施例的在无线通信系统中使TQAM符 号均匀的过程的图；
[0020] 图5A至图5H为示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的4-TQAM的 星座点的示例的图；
[0021] 图6是示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的TQAM概率密度函数 (roF)的生成部件的构造的框图；
[0022] 图7是示出根据本发明的示例性实施例的发送端的操作过程的流程图；
[0023] 图8是示出根据本发明的示例性实施例在无线通信系统中接收端的解码度量生 成过程的流程图；
[0024] 图9是示出根据本发明的示例性实施例在无线通信系统中接收端的信息比特流 的确定过程的流程图；
[0025] 图10是示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中用于TQAM符号解码的 接收器结构的框图；
[0026] 图11是示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中用于时间-频率-混 合-QAM(TF-混合-QAM)符号解码的接收器结构的框图；
[0027]图12是示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中发送端的构造的框 图；以及
[0028]图13是示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中接收端的构造的框 图。
【具体实施方式】
[0029] 下面讨论的图1到图13以及在本专利文件中用来描述本公开原理的各种实施例 仅仅是示例性的，不应以限制本公开范围的方式进行解释。本领域普通技术人员将理解，本 公开的原理可以在任何适当布置的电信技术中实现。本文中下面将参照附图描述本发明的 优选实施例。在以下描述中，不对公知的功能或构造详细描述，因为其中不必要的细节会混 淆本发明。并且，以下描述的、考虑到本发明中的功能来定义的术语可以依赖于用户和操作 者的意图或实践而不同。因此，该术语应当基于整个说明书的公开内容来定义。
[0030] 以下，本发明描述了无线通信系统中用于支持使噪声和干扰信号能够遵循非高斯 分布的调制/解调技术的技术。
[0031] 伴随使得干扰信号能够遵循非高斯分布的调制方法，已经提出了频率正交幅度调 制（FQAM)技术。FQAM是组合正交幅度调制（QAM)和频移键控（FSK)的混合调制方法。FQAM 具有QAM的高频谱效率、FSK的非高斯分布的干扰信号等等的所有优点。FQAM技术的构思 如以下图1中所述。
[0032] 图1示出FQAM技术的构思。图1表现组合4-QAM和4-FSK的16-FQAM。
[0033] 参照图1，如图1(a)中所示的4-QAM具有直角坐标系中的四个星座点，由此能够生 成具有不同相位的四个复符号。图1(b)中所示的4-FSK使用四个频率值，由此能够生成具 有不同频率值的四个复符号。图1 (c)中所示的16-FQAM是4-QAM和4-FSK的组合。如图 1 (c)中，因为FQAM符号能够具有不同的四个频率值并且同时能够具有不同的四个相位值， 所以能够生成总共16个FQAM符号。
[0034] 如上，FQAM使用QAM符号是否被映射到哪个频率，通过频率数目来扩展只能由QAM 表达的比特流的数目。换言之，FQAM使用FSK符号的相位和大小，通过QAM符号的数目、扩 展只能由FSK表达的比特流的数目。也就是说，FQAM符号是由FSK符号的相位和大小以及 QAM符号所映射的频率资源的位置的组合来标识的。
[0035] 本发明提出了将时移键控（TSK)而不是FSK与QAM组合的调制方法。以下，本发 明将组合TSK和QAM的调制方法定名为'时间正交幅度调制（TQAM) '。TQAM技术的构思在 以下图2中描述。
[0036] 图2示出根据本发明的示例性实施例的TQAM技术的构思。图2表示组合4-QAM 和 4-TSK的 16-TQAM。
[0037] 参照图2,如图2 (a)中所示的4-QAM具有直角坐标系中的四个星座点，由此能够生 成具有不同相位的四个复符号。图2(b)中所示的4-TSK使用四个传输时间点，由此能够生 成具有不同传输时间点的四个复符号。图2 (c)中所示的16-TQAM是4-QAM和4-TSK的组 合。如图2(c)中，因为TQAM符号能够具有不同的四个传输时间点并且同时能够具有不同 的四个相位值，所以能够生成总共16个TQAM符号。
[0038] 如上，TQAM使用QAM符号是否被映射到哪个时间资源，通过时间资源的数目、扩展 只能由QAM表达的比特流的数目。换言之，TQAM使用TSK符号的相位和大小，通过QAM符 号的数目、扩展只能由TSK表达的比特流的数目。也就是说，TQAM符号是由TSK符号的相 位和大小以及QAM符号所映射的时间资源的位置的组合来标识的。
[0039] 与FQAM相比，TQAM具有如下优点。通常，时间轴的信道变化速度要低于频率轴的 信道变化速度。因此，当如TQAM中那样符号被广泛地布置在时间轴时，导频开销能够减少。 此外，与FQAM相比，TQAM在每一个符号要求少量的频率资源。因此，将TQAM应用于频率受 限的环境是容易的。此外，不使用正交频分复用（OFDM)的系统要求根据所使用频率的大小 的多个匹配滤波器。在此情况下，与FQAM接收端相比，TQAM接收端具有简单的接收结构， 因为TQAM符号检测仅在相同频率中被要求。
[0040] 相反，TQAM可能具有以下缺点。当应用TQAM时的部分帧被如下描述。图3示出 根据本发明的实施例的当向无线通信系统应用TQAM时的帧的部分。图3表示了当将TQAM 应用于OFDM/正交频分多址（0FDMA)无线通信系统时的帧的部分。图3举例说明了如以上 图2中的16-TQAM。
[0041] 图3中，水平轴表示时间，并且垂直轴表示频率。时间轴是以OFDM符号为单位来 划分的，并且频率轴是以子载波为单位来划分的。并且，一个OFDM符号和一个子载波构成 的单位被称为音调（tone)。参照图3, 一个TQAM块包括占据一个子载波和四个OFDM符号 的四个音调。在图3中，在一个TQAM块中包括的四个OFDM符号被相邻地示出。但这是一 个例子，并且在一个TQAM块中包括的四个OFDM符号可能不是物理上连续的。
[0042] 在每个TQAM块中，QAM符号所映射的OFDM符号的位置是根据传输数据的值来确 定的。作为结果，时间轴上QAM符号的分布可能是不均匀的。图3中，OFDM符号1(301)不 包括QAM符号、OFDM符号2 (302)包括一个QAM符号、OFDM符号3 (303)包括两个QAM符号， 并且OFDM符号4 (304)包括一个QAM符号。
[0043] 如上所述，在TQAM的情况下，存在其中不发送功率的时间轴部分（例如，OFDM符号 1(301)