专利名称：用于ofdm系统的时隙－交错和交错－时隙转换器的制作方法
技术领域：
本公开总体上涉及通信，并且更具体地，涉及用于在通信系统中对数据和导频进行复用的技术。
背景技术：
正交频分复用(OFDM)通信系统为数据和导频传输使用OFDM。OFDM是将整个系统带宽分割成多个(K个)正交子频带的多载波调制技术。也可以将这些子带称为音调(tone)、载波、子载波、仓(bin)、和频道。采用OFDM，每个子带与各自的可以被用数据进行调制的子载波相关联。
OFDM系统中的基站可以同时将多个数据流发送到无线设备。这些数据流实质上可以是连续的或突发的，可以具有固定的或可变的数据速率，并且可以使用相同的或不同的编码和调制方案。基站还可以发送导频，以帮助无线设备执行诸如时间同步、频率跟踪、信道估计等的许多功能。导频是发射机和接收机都事先已知的传输。
如果多个数据流实质上是可变的，例如具有随时间变化的数据速率和/或编码和调制方案，那么为了进行同时传输而对这些数据流进行复用可能是具有挑战性的。复用应该能使得(1)可以以充分小的单元为数据流分配传输资源以减少超额容量，并且使得(2)数据流可以实现频率分集和良好的性能。应该对导频进行复用，使得可以在不同的信道环境中获得良好的信道估计。将信道估计用于由无线设备进行的数据检测和解码，并且信道估计对性能具有直接的影响。
因此，在本领域中存在对用于在OFDM系统中对数据和导频进行复用的技术的需求。
发明内容
在这里描述了用于在OFDM系统中对数据和导频进行复用的技术。为M个以OFDM构成的非重叠子频带组定义了多个(M个)交错(interlace)。还定义了M个时隙，并且可以将其视为可分配的传输单元。可以将数据流和导频映射到时隙，其中，为所述时隙分配了固定的索引。随后，基于时隙-交错映射方案将时隙映射到交错，对于所有时隙，该时隙-交错映射方案可以实现频率分集以及良好的信道估计和检测性能。
在发射机(例如，基站)处，时隙-交错转换器(SIC)将时隙映射到交错。在一个实施例中，时隙-交错转换器包括多个复用器和一个控制单元。复用器基于时隙-交错映射方案将M个时隙映射到M个交错。控制单元为这些复用器生成至少一个控制信号。取决于时隙-交错映射方案，可以以各种方式对这些复用器进行安排和控制。例如，可以将这些复用器安排在一级或多级中，可以以排列后的或线性的次序将时隙提供给这些复用器，可以将公共或各自的控制信号提供给这些复用器等。如下文所述，时隙-交错转换器可以将数据和导频符号从时隙传递到交错，或者可以生成用于传递这些数据和导频符号的控制信号。
在接收机(例如，无线设备)处，交错-时隙转换器将交错映射到时隙。在一个实施例中，交错-时隙转换器包括多个复用器和一个控制单元。复用器基于发射机所使用的时隙-交错映射方案将交错映射到时隙。控制单元为这些复用器生成至少一个控制信号。取决于时隙-交错映射方案，也可以以各种方式对这些复用器进行安排和控制。
下文对本发明的各个方面和实施例进行了更详细的描述。
结合附图，从下文的详细描述中本发明的特征和特性将变得更加显而易见，在附图中，相同或相似的参考标记始终标识一致的部分，并且其中图1示出了OFDM系统的交错子带结构；图2A和2B示出了两种示例性的数据和导频传输方案；图3示出了第一种时隙-交错映射方案；图4示出了用于第一种时隙-交错映射方案的一个导频时隙和两个数据时隙到交错的映射；图5示出了基站和无线设备的方框图；图6示出了发射(TX)数据处理器和信道化器(channelizer)；图7A、7B和7C示出了时隙-交错转换器的三个实施例；图8示出了时隙-交错转换器的另一个实施例；图9A和9B示出了SIC控制单元的两个实施例；图10示出了OFDM调制器；图11示出了OFDM解调器；图12示出了去信道化器(de-channelizer)和接收(RX)数据处理器；图13A和13B示出了交错-时隙转换器的两个实施例。
具体实施例方式
这里所使用的词语“示例性的”指“用作例子、实例、或例证”。这里描述为“示例性的”任何实施例或设计不必被理解为相对于其它实施例或设计是优选的或具有优势。
在OFDM系统中，可以以各种方式发送数据和导频。应该在整个系统带宽上发送每个数据流，以实现频率分集。还应该在整个系统带宽上发送导频，以允许无线设备对整个系统带宽的信道频率响应进行估计。
图1示出了可以在OFDM系统中使用的交错子带结构100。该系统采用具有总共K个子带的OFDM结构，其中，K＞1。可以为数据和导频传输使用U个子带，并且将其称为可用子带，其中，U≤K。没有使用剩余的G个子带，并且将其称为防护子带，其中，G＝K-U。作为例子，该系统可以采用具有总共K＝4096个子带、U＝4000个可用子带、以及G＝96个防护子带的OFDM结构。为简便起见，下文的描述假定总个K个子带全部是可用的，并且为其分配从0到K-1的索引，使得U＝K并且G＝0。
可以将总共K个子带安排到M个交错或者不重叠子带组中。由于总共K个子带中的每个子带仅属于一个交错，所以M个交错是不重叠的或者不相交的。每个交错包含P个子带，其中，P＝K/M。每个交错中的P个子带可以均匀地分布在总共K个子带上，使得通过M个子带将该交错中的连续子带间隔开。例如，交错0可以包含子带0、M、2M等，交错1可以包含子带1、M+1、2M+1等，并且交错M-1可以包含子带M-1、2M-1、3M-1等。对于上文所描述的具有K＝4096的示例性OFDM结构，可以构成M＝8个交错，并且每个交错可以包含P＝512个子带，通过8个子带将这些子带均匀地间隔开。这样，每个交错中的P个子带就与其它M-1个交错的每一个中的P个子带相交错。
通常，该系统可以采用具有任意数目的总子带、可用子带和防护子带的OFDM结构。还可以构成任意数目的交错。每个交错可以包含任意数目的子带以及总共K个子带中的任意一个子带。交错可以包含相同或不同数目的子带。为简便起见，下文的大多数描述是针对于图1中的交错子带结构100，其具有M个交错并且每个交错包含P个均匀分布的子带。该子带结构提供了若干优势。第一，由于每个交错包含从整个系统带宽上取得的子带，所以实现了频率分集。第二，无线设备可以通过执行部分P点快速傅里叶变换(FFT)而非全部K点FFT，对在给定交错上发送的数据或导频进行恢复，这可以简化无线设备处的处理。
基站可以在一个或多个交错上发送频分复用(FDM)导频，以允许无线设备执行诸如信道估计、频率跟踪、时间跟踪等的各种功能。导频由基站和无线设备事先已知的调制符号组成，这些调制符号也被称为导频符号。无线设备能够基于所接收的导频符号和已知被发送的导频符号对无线信道的频率响应进行估计。无线设备能够在用于导频传输的每个子带上对无线信道的频谱进行采样。
可以以一定方式发送导频，以便在各种信道环境中确保良好的信道估计和检测性能。如果在一个交错上发送导频，那么无线设备能够对该交错内的P个子带的信道频率响应进行估计。随后，无线设备可以对信道频率响应估计进行P点逆FFT(IFFT)，以获得具有P个抽头的信道脉冲响应估计。无线设备可以将P抽头信道脉冲响应估计用于数据检测，以恢复由基站发送的数据符号。数据符号是针对数据的调制符号。
信道脉冲响应估计的长度决定了无线设备可以减轻的延迟扩展量。无线信道的延迟扩展是该无线信道的脉冲响应的时间间隔或持续时间。对于由基站经由无线信道发送的信号，该延迟扩展也是在无线设备处最早和最晚到达的信号实例(或多径)之间的差。典型地，基于系统中所期望的延迟扩展对P进行选择。当实际的信道脉冲响应比P个抽头长时，出现超额的延迟扩展。可以通过在多个交错上发送导频来解决超额的延迟扩展，这随后允许无线设备在更多的子带上对频谱进行采样，并且因此得到比P个抽头更长的信道脉冲响应估计。为了限制用于导频传输的系统资源的数量，同时仍允许无线设备得到更长的信道脉冲响应估计，可以在每个符号周期内的一个交错上、但是在不同符号周期内的不同交错上发送导频。一个符号周期是一个OFDM符号的持续时间，并且也被称为OFDM符号周期。
图2A示出了具有错列的(staggered)导频的数据和导频传输方案200。在该例子中，M＝8，在每个符号周期内为导频使用一个交错，并且将剩余的七个交错用于数据。用于导频的交错被称为导频交错，而用于数据的交错被称为数据交错。对于传输方案200，以交替的方式在指定的两个交错2和6上发送导频，使得在偶数编号的符号周期内在交错2上发送导频符号、而在奇数编号的符号周期内在交错6上发送导频符号。用于导频的两个交错是由M/2＝4个交错错列开或者分隔开的。这种错列允许无线设备观测到更多子带的信道频率响应，这可以改善信道估计和检测性能。
可以基于导频错列模式来选择在每个符号周期内用于导频传输的专用交错(即，导频交错)。可以为导频传输使用各种错列模式。在一类错列模式中，可以如下选择每个符号周期的导频交错m(t)＝[m(t-1)+Δm]mod M，其中(Δm，M)＝1式(1)其中，Δm是两个连续的符号周期的导频交错之间的差；m(t)是符号周期t的导频交错；mod代表取模运算；以及(x，y)＝1表示着x和y互质(即x和y的最大公约数是1)。可以以不同的Δm值构成不同的“完全”错列模式。完全错列模式是在例如M个符号周期内为导频传输选择所有M个交错的模式。作为一个例子，采用Δm＝1，以顺序的次序对M个交错进行选择，并且可以将该错列模式表示为{0，1，2...，M-1}。对于M＝8的情况，可以为Δm使用值1、3、5和7，以获得不同的完全错列模式。
图2B示出了具有完全错列的导频的数据和导频传输方案210。在该例子中，M＝8，在每个符号周期内为导频使用一个交错，并且将剩余的七个交错用于数据。对于传输方案210，使用错列模式{0，3，6，1，4，7，2，5}在所有八个交错上发送导频，在式(1)以Δm＝3且M＝8生成该错列模式。在每个8符号周期间隔内在所有八个交错上发送导频符号。该完全错列模式允许无线设备为所有K个子带估计信道频率响应。
通常，在每个符号周期内，可以在任意数目的交错上并且在M个交错中的任意一个交错上发送导频。还可以使用任意错列模式发送导频。在图2A和2B中示出了两种示例性的错列模式，并且也可以使用其它错列模式。在多于一个交错上发送导频允许无线设备得到更长的信道脉冲响应估计，可以将其用于对抗超额的延迟扩展。
基站可以以各种方式在M个交错上发送多个(T个)数据流。为了实现频率分集，在发送数据流的不同符号周期内，基站可以在不同的交错上发送每个数据流。对于所有的数据流，为了使信道估计和检测性能达到平均，基站可以在与导频交错相距变化距离的交错上发送每个数据流。无线设备可以基于在导频交错上所接收的导频为数据交错得到信道估计，并且可以将该信道估计用于数据检测。信道估计的质量取决于数据交错和导频交错之间的距离。检测性能中的降级量取决于信道估计质量。对于与导频交错邻近的数据交错来说，信道估计质量是最好的并且性能降级是最小的。对于距离导频交错最远的数据交错来说，情况是相反的。在与导频交错相距变化距离的交错上发送每个数据流可以使由信道估计偏差引起的性能降级达到平均。
可以对M个时隙进行定义，以便有助于数据流到交错的映射。可以将每个时隙视为传输单元或者用于发送数据或导频的手段。将用于数据的时隙称为数据时隙，并且将用于导频的时隙称为导频时隙。可以为M个时隙分配从0到M-1的索引。时隙0可以用于导频，并且时隙1到M-1可以用于数据。可以在时隙1到M-1上发送数据流。使用具有固定索引的时隙可以简化将时隙分配给数据流。在一个时间间隔内，可以将每个时隙映射到一个交错。在不同的时间间隔内，可以基于任意时隙-交错映射方案将M个时隙映射到M个交错中的不同交错，所述时隙-交错映射方案可以实现频率分集以及良好的信道估计和检测性能。通常，一个时间间隔可以持续一个或多个符号周期。下文的描述假定一个时间间隔持续一个符号周期。
可以使用各种时隙-交错映射方案，以便将M个时隙映射到M个交错。可以如下实现适合于图2A中的传输方案200的第一种时隙-交错映射方案。由初始序列{I0，I1，I2，I3，I4，I5，I6，I7}来表示八个交错。通过将初始序列中的每个交错放置入排列后的序列中比特反转(bit-reverse)的位置来构成排列后的序列{I0，I4，I2，I6，I1，I5，I3，I7}。随后，通过将用于导频的两个交错进行合并来构成缩短的序列{I0，I4，I2/6，I1，I5，I3，I7}。如图2中所示，在每个符号周期内，在交错2或6上发送导频。在未用于导频的交错上发送数据，该交错或者是交错6或者是交错2，并且在缩短的序列中被表示为I2/6。随后，将数据时隙m(其中m∈{1...7})映射到缩短的序列中的第m个交错。对于其后的每个符号周期，将缩短的序列循环右移两个位置并且环绕回左边。再次将数据时隙m映射到循环移位后的缩短的序列中的第m个交错。
图3示出了用于上文所描述的第一种时隙-交错映射方案的时隙到交错的映射300。对于传输方案200，在交替的符号周期上将导频时隙0映射到交错2和6。在第一个符号周期内，将数据时隙1到7映射到缩短的序列{I0，I4，I2/6，I1，I5，I3，I7}中的七个交错，随后，在第二个符号周期内，将其映射到循环移位后的缩短的序列{I3，I7，I0，I4，I2/6，I1，I5}，等等。
图4示出了用于第一种时隙-交错映射方案的导频时隙0以及数据时隙1和2到交错的映射。如图4中所示，在每个7符号周期间隔内，将每个数据时隙映射到七个不同的交错，并且实现了频率分集，其中，七个交错之一是交错2或6。针对每个数据时隙的交错还与导频交错相距各不相同的距离。这样，所有七个数据时隙应获得类似的信道估计和检测性能。
可以如下实现适合于图2B中的传输方案210的第二种时隙-交错映射方案。将交错序列定义为Iseq＝{7，2，5，0，3，6，1，4}并且其具有索引0到7。将距离序列定义为D＝{7，2，4，6，1，5，3}并且其具有索引1到7。距离序列指示了针对七个数据时隙的交错和针对导频的交错之间的距离。这些距离也被称为交错偏移量。
可以将每个符号周期t的导频交错给定为Ipilot(t)＝Iseq{t mod 8}式(2)式(2)指示符号周期t的导频交错是Isep序列中的第k个交错，其中，k＝t mod 8。这样，在每个8符号周期间隔中，以顺序的次序选择Isep序列中的八个交错。
对于数据时隙，可以为每个符号周期t计算旋转因子，其为R(t)＝2t mod 7。将距离序列D循环右移了R(t)，以获得移位后的序列DR(t)。然后，可以将针对符号周期t内的每个数据时隙s的交错给定为Is(t)＝[Ipilot(t)+DR(t){s}]mod 8，其中s＝1，...，7式(3)式(2)和式(3)中的时隙-交错映射确保了(a)在每个8符号周期间隔内，在所有的八个交错中发送导频，(b)在每个7符号周期间隔内，每个数据时隙占用到导频交错的所有可能距离，并且(c)在每个56符号周期间隔内，每个时隙正好占用所有八个交错七次。
上文已经描述了两种示例性的时隙-交错映射方案。还可以使用其它时隙-交错映射方案，并且这在本发明的范围内。
可以以各种方式将数据流映射到M个时隙。通常，可以使用一个或多个时隙发送每个数据流。多个数据流还可以以时分复用(TDM)的方式共享相同的时隙。可以更加容易地将时隙分配给数据流，而不必担心为数据流实现频率分集和类似的性能。为清楚起见，下文的大部分描述是针对上文所描述的第一种和第二种时隙-交错映射方案。
图5示出了OFDM系统中的基站510和无线设备550的方框图。基站510通常是固定站，并且还可以被称为基站收发系统(BTS)、接入点、发射机、或者某些其它术语。无线设备550可以是固定的或移动的，并且还可以被称为用户终端、移动台、接收机、或者某些其它术语。无线设备550还可以是诸如蜂窝电话、手持设备、无线模块、个人数字助理(PDA)等的便携式单元。
在基站510处，TX数据处理器520接收多个(T个)数据流，将数据和导频复用到合适的时隙上，并且对数据和导频进行处理(例如，编码和交织)。信道化器522对用于每个时隙的数据或导频进行处理(例如，加扰和符号映射)，并且在每个符号周期内将每个时隙映射到一个交错。OFDM调制器524为M个交错执行OFDM调制，并且生成OFDM符号流。发射机单元(TMTR)526对OFDM符号流进行处理(例如，模拟转换、放大、滤波和上变频)，并且生成调制后的信号。基站510将调制后的信号从天线528发送到无线设备。
在无线设备550处，天线552接收来自基站510的发送出的信号，并且将其提供给接收机单元(RCVR)554。接收机单元554对接收到的信号进行调节(例如，滤波、放大、下变频和数字化)，并且生成输入采样流。OFDM解调器(Demod)560对输入采样进行OFDM解调，以生成接收到的数据和导频符号，对接收到的数据符号进行检测，并且提供检测到的数据符号，所述检测到的数据符号是对由基站510发送的数据符号的估计。去信道化器562将交错映射到时隙，并且进一步对每个关注的时隙进行处理(例如，符号解映射和解扰)。随后，对于每个关注的数据流，RX数据处理器564对检测到的数据符号进行处理(例如，解交织和解码)，并且提供针对该流的解码后的数据。通常，由OFDM解调器560、去信道化器562和RX数据处理器564进行的处理与在基站510处由OFDM调制器524、信道化器522和TX数据处理器520进行的处理分别是互补的。
控制器540和580分别指挥基站510和无线设备550处的操作。存储单元542和582分别存储控制器540和580所使用的程序代码和数据。控制器540或调度器544可以将时隙分配给数据流。
图6示出了基站510处的TX数据处理器520和信道化器522的一个实施例。TX数据处理器520包括导频处理器610、解复用器(Demux)612、以及针对M-1个数据时隙的M-1个TX时隙数据处理器620a到620g。导频处理器610生成用于导频时隙的FDM导频。
解复用器612接收将要被发送的数据流，接收指示被分配给这些流的时隙的控制信号，并且将用于这些流的数据分组传递给针对所分配的时隙的TX时隙数据处理器620。在每个TX时隙数据处理器620中，编码器622根据编码方案对数据分组进行编码，并且提供编码后的分组。编码方案可以包括例如Turbo码、卷积码、诸如里德-所罗门码的块码、循环冗余校验(CRC)等等。交织器624根据交织方案对编码后的分组中的比特进行交织(或重排序)。M-1个TX时隙数据处理器620a到620g分别为数据时隙1到M-1提供了交织后的分组。
信道化器522包括导频信道化器630、针对M-1个数据时隙的M-1个数据信道化器640a到640g、以及时隙-交错转换器650。导频信道化器630为导频执行信道化，并且为导频时隙提供导频符号。数据信道化器640a到640g分别接收来自TX时隙数据处理器620a到620g的输出。在每个数据信道化器640中，加扰器642以伪随机数(PN)序列对交织后的比特进行加扰，以便对这些比特进行随机化。可以为M个时隙使用M个不同的PN序列。比特-符号映射器644根据为时隙所选择的调制方案(例如，PSK或者QAM)将加扰后的比特映射到调制符号，并且为时隙提供数据符号。符号-子带映射器646将用于每个时隙的数据符号映射到交错内合适的子带上，其中，将该时隙映射到该交错上。时隙缓冲器648为后续的处理存储数据符号。时隙缓冲器648还可以位于针对时隙的处理路径中的其它点处。
时隙-交错转换器650基于系统所使用的时隙-交错映射方案将每个时隙映射到每个符号周期内的合适的交错上。转换器650为每个符号周期内的M个交错提供导频和数据符号。
图7A示出了时隙-交错转换器650a，其是图6中用于图3中所示的第一种时隙-交错映射方案的时隙-交错转换器650的一个实施例。对于该实施例，转换器650a包括具有七个复用器(Mux)710a到710g的第一级以及具有两个复用器712a和712b的第二级。每个复用器710在七个输入端接收七个数据时隙，并且在其输出端提供一个数据时隙。对于每个复用器710，在七个符号周期内，以顺序的次序选择七个输入并且将其提供给输出端。这样，在第一个符号周期内，将第一个输入提供给输出端，在第二个符号周期内，将第二个输入提供给输出端，等等。对于每个复用器710，由第一种时隙-交错映射方案来确定针对七个输入的数据时隙。作为一个例子，在符号周期0、1、2、3、4、5和6中，复用器710a分别为交错0提供数据时隙1、3、5、7、2、4和6。因此，将数据时隙1、3、5、7、2、4和6提供给复用器710a的七个输入端。作为另一个例子，在符号周期0、1、2、3、4、5和6中，复用器710b分别为交错1提供数据时隙4、6、1、3、5、7和2，并且因此在其七个输入端接收这七个数据时隙。以类似的方式确定用于剩余复用器710的输入。
复用器710f接收针对交错2和6的数据时隙，并且将其输出提供给复用器712a和712b，这两个复用器712a和712b也接收导频时隙0。复用器712a在偶数编号的符号周期内将导频时隙提供给交错2，而在奇数编号的符号周期内将数据时隙提供给交错2。复用器712b在奇数编号的符号周期内将导频时隙提供给交错6，并且在偶数编号的符号周期内将数据时隙提供给交错6。
控制单元720为复用器710和712生成控制信号。对于第一种时隙-交错映射方案，控制单元720可以包括针对具有复用器710的第一级的模7计数器以及针对具有复用器712的第二级的模2计数器。模7计数器从零到六进行计数，然后返回零，等等，并且将3比特控制信号提供给所有复用器710。在七个符号周期内，每个复用器710基于3比特控制信号在七个输入之间进行循环。模2计数器从零到一进行计数，然后返回零，等等，并且将1比特控制信号提供给两个复用器712。1比特控制信号交替地选择每个复用器712的两个输入。可以在诸如每个超帧的起始处这样的恰当时刻上对两个计数器进行复位。
图7B示出了时隙-交错转换器650b，其是图6中用于第一种时隙-交错映射方案的时隙-交错转换器650的另一个实施例。对于该实施例，转换器650b包括针对八个交错的总共八个复用器的单级，其中有六个复用器710a到710g以及两个复用器732a和732b。如上文在图7A中所描述的，复用器710a到710g在七个输入端接收七个数据时隙，并且分别为交错0、1、3、4、5和7提供输出。复用器732a在八个输入端接收七个数据时隙5、2、6、3、7、4和1以及导频时隙0，并且为交错2提供输出。复用器732b在八个输入端接收七个数据时隙3、7、4、1、5、2和6以及导频时隙0，并且为交错6提供输出。
控制单元740为复用器710a到710g提供第一控制信号，该第一控制信号在七个符号周期中顺序地选择七个输入端的七个数据时隙。控制单元740为复用器732a提供第二控制信号，该第二控制信号在七个奇数编号的符号周期内顺序地选择七个数据时隙，而在偶数编号的符号周期内选择导频时隙0。控制单元740为复用器732b提供第三控制信号，该第三控制信号在七个偶数编号的符号周期内顺序地选择七个数据时隙，而在奇数编号的符号周期内选择导频时隙0。
图7C示出了时隙-交错转换器650c，其是图6中的时隙-交错转换器650的另一个实施例。对于该实施例，转换器650c包括具有分别针对八个交错0到7的八个复用器750a到750h的单级。在每个符号周期内，每个复用器750在八个输入端接收时隙0到7，并且将一个时隙提供给相关联的交错。控制单元760为复用器750a到750h提供控制信号。在每个符号周期内，针对每个复用器750的控制信号选择合适的时隙，以将其提供给相关联的交错。通过为复用器750生成恰当的控制信号，转换器650c可以执行任意的时隙-交错映射方案。
图8示出了时隙-交错转换器650d，其是图6中的时隙-交错转换器650的另一个实施例。将用于八个时隙的数据和导频符号存储在时隙缓冲器810a到810h内，并且将用于八个交错的数据和导频符号存储在交错缓冲器820a到820h内。每个时隙缓冲器810可以对应于图6中的一个时隙缓冲器648。使用数据总线830以便将数据/导频从时隙缓冲器810传送到交错缓冲器820。在任意给定的时刻，选择线812选择八个时隙缓冲器810中的一个。在任意给定的时刻，选择线822启用八个交错缓冲器820中的一个。SIC控制单元850生成选择线812和822，使得将来自所选择的时隙缓冲器810的符号经由数据总线830传送到所选择的交错缓冲器820。
图9A示出了SIC控制单元850a，其是用于第一种时隙-交错映射方案的SIC控制单元850的一个实施例。对于该实施例，SIC控制单元850a接收slot_num(时隙号)和symbol_num(符号号)输入，并且提供interlace_num(交错号)输出。Symbol_num指示当前符号周期t。对于给定的符号周期，单元850a提供用于给定时隙(slot_num)的交错(interlace_num)。
对于图9A中所示的实施例，SIC控制单元850a包括具有两个复用器910a和910b的第一级以及具有针对七个数据时隙1到7的七个复用器912a到912g的第二级。复用器910a接收交错2和6，在偶数编号的符号周期内提供交错2，而在奇数编号的符号周期内提供交错6。复用器910b也接收交错2和6，在偶数编号的符号周期内提供交错6，而在奇数编号的符号周期内提供交错2。每个复用器912在七个输入端接收七个数据交错，并且在其输出端提供一个数据交错。对于每个复用器912，在七个符号周期内，以顺序的次序选择七个输入，并且将其提供给输出端。这样，在第一个符号周期内，将第一个输入提供给输出端，在第二个符号周期内，将第二个输入提供给输出端，等等。对于每个复用器912，通过第一种时隙-交错映射方案来确定针对七个输入的交错。作为一个例子，复用器912a分别在符号周期0、1、2、3、4、5和6中为数据时隙1提供交错0、3、1、4、7、5和6。因此，将交错0、3、1、4、7、5和6提供给复用器912a的七个输入端。作为另一个例子，复用器912b分别在符号周期1、2、3、4、5、6和7中为数据时隙2和1提供交错4、7、5、2、0、3，并且因此，在其七个输入端接收这些交错。以类似的方式确定剩余的多个复用器912的输入。复用器916在八个输入端接收针对八个时隙的交错，并且为由slot_num所指示的时隙提供交错。
控制单元920为复用器910和912生成控制信号。在控制单元920内，在每个符号周期内，通过symbol_num输入对模2计数器922和模7计数器924进行加一递增。来自计数器922的1比特输出选择每个复用器910的两个输入中的一个。来自计数器924的3比特输出选择每个复用器912的七个输入中的一个。
图9B示出了SIC控制单元850b，其是用于上文所描述的第二种时隙-交错映射方案的SIC控制单元850的一个实施例。在单元850b中，复用器960在八个输入端接收针对导频时隙的八个交错，以顺序的次序选择这些输入，并且提供所选择的交错Ipilot(t)作为导频交错。复用器960执行式(2)。复用器962a到962g分别为数据时隙1到7提供交错偏移量。每个复用器962在七个输入端接收用于不同符号周期的交错偏移量，以顺序的次序选择这些输入，并且为相关联的数据时隙提供所选择的交错偏移量DR(t){s}。对于每个复用器962，通过第二种时隙-交错映射方案来确定用于七个输入的交错偏移量。模8加法器964a到964g从复用器960接收导频交错，并且分别从复用器962a到962g接收交错偏移量。每个加法器964对两个输入Ipilot(t)和DR(t){s}执行模8加法，如式(3)中所示，并且为相关联的数据时隙提供交错Is(t)。复用器966在八个输入端接收针对八个时隙的交错，并且为由slot_num所指示的时隙提供交错。
控制单元970为复用器960和962生成控制信号。在控制单元970内，在每个符号周期内，通过symbol_num输入对模8计数器972和模7计数器974进行加一递增。来自计数器972的3比特输出选择复用器960的八个输入中的一个。来自计数器974的3比特输出选择每个复用器962的七个输入中的一个。
图7A至9B示出了时隙-交错转换器650的各种实施例。还可以以其它设计来实现转换器650，并且这在本发明的范围内。时隙-交错转换器650可以使用各种方式，例如通过图7A至7C所示的复用器、通过图8所示的可选存储体(memory bank)、或者通过某些其它机制将数据和导频从时隙传递到交错。可以在数据路径或者在SIC控制单元内执行时隙-交错变换。
例如，如图7A、9A和9B中所示，可以为某些时隙-交错映射方案使用多级复用器，以便减少硬件的数量并且简化用于复用器的控制信号的生成。还可以将具有M个复用器的单级用于M个交错或时隙。例如，如图7B和7C中所示，在每个符号周期内，每个复用器可以接收M个时隙，并且将一个时隙提供给相关联的交错。例如，如图7A和7B中所示，可以按照由时隙-交错映射方案所确定的排列后的次序将时隙提供给复用器输入。该排列后的次序可以允许多个复用器共享公共控制信号，用取模计数器还可以更加容易地生成该公共控制信号。如图7C中所示，还可以以线性的次序将时隙提供给复用器输入，并且可以将合适的控制信号提供给每个复用器以便为每个符号周期选择合适的输入。
图10示出了基站510处的OFDM调制器524的一个实施例的方框图。在OFDM调制器524内，将用于交错0到7的导频和数据符号分别提供给八个缓冲器1012a到1012h，该八个缓冲器可以分别对应于图8中的交错缓冲器820a到820h。对于每个符号周期，复用器1014将P个数据或导频符号从每个缓冲器1012提供给IFFT单元1020。对于每个符号周期，IFFT单元1020以K点IFFT将用于总共K个子带的K个符号变换到时域，并且提供包含K个时域采样的变换后的符号。为了对抗由频率选择性衰落造成的符号间干扰(ISI)，循环前缀发生器1022对每个变换后的符号的C个采样进行重复，以构成包含K+C个采样的OFDM符号。通常，将被重复的部分称为循环前缀或者防护间隔。例如，循环前缀长度可以是C＝P。在一个符号周期、即K+C个采样周期内，发送每个OFDM符号。循环前缀发生器1022提供OFDM符号流。
图11示出了无线设备550处的OFDM解调器560的一个实施例的方框图。在OFDM解调器560内，循环前缀移除单元1112移除每个接收到的OFDM符号内的循环前缀，并且提供针对该OFDM符号的K个输入采样。FFT单元1114对针对每个OFDM符号的K个输入采样执行K点FFT，并且提供针对总共K个子带的K个接收到的符号。在每个符号周期内，解复用器1116将从导频交错接收的导频符号提供给信道估计器1118，并且将用于M-1个数据交错的接收到的数据符号提供给M个检测器1120a到1120h中的M-1个检测器。信道估计器1118基于接收到的导频符号得到对于每个数据交错的信道增益估计。每个检测器1120以对于其数据交错的信道增益估计对用于该交错的接收到的数据符号进行检测(例如，均衡或匹配滤波)，并且将用于该交错的P个检测到的数据符号提供给相关联的缓冲器1122。虽然在图11中未示出，但是FFT单元1114可以对用于每个关注的交错的K个输入采样执行部分P点FFT，并且为该交错内的P个子带提供P个接收到的符号。这样，可以为每个关注的交错而不是所有的交错进行信道估计和检测。
图12示出了无线设备550处的去信道化器562和RX数据处理器564的一个实施例。在去信道化器562内，在每个符号周期内，交错-时隙转换器1210基于系统所使用的时隙-交错映射方案将每个数据交错映射到合适的时隙。在每个符号周期内，转换器1210将用于M-1个数据时隙的检测到的数据符号提供给M-1个数据去信道化器1220a到1220g。每个数据去信道化器1220包括时隙缓冲器1222、符号-子带解映射器1224、符号-比特解映射器1226、以及解扰器1228，这些单元进行与基站510处的数据信道化器640所进行的处理互补的处理。
RX数据处理器564包括针对M-1个数据时隙的M-1个RX时隙数据处理器1230a至1230g。每个RX时隙数据处理器1230包括解交织器1232和解码器1234，这些单元接收来自一个数据去信道化器1220的输出、并且进行与基站510处的TX时隙数据处理器620所进行的处理互补的处理。解复用器1240将来自RX时隙数据处理器1230的解码后的数据解复用到合适的数据流上。
图13A示出了交错-时隙转换器1210a，其是图12中用于图3中所示的第一种时隙-交错映射方案的交错-时隙转换器1210的一个实施例。对于该实施例，转换器1210a包括具有一个复用器1310的第一级以及具有分别针对七个数据时隙1到7的七个复用器1312a至1312g的第二级。复用器1310接收交错2和6，在奇数编号的符号周期内提供交错2，而在偶数编号的符号周期内提供交错6。每个复用器1312在七个输入端接收用于每个符号周期的七个数据交错，并且为相关联的数据时隙提供一个数据交错。对于每个复用器1312，在七个符号周期内以顺序的次序选择七个输入，并且将其提供给输出端。对于每个复用器1312，通过第一种时隙-交错映射方案来确定针对七个输入的七个交错。作为一个例子，复用器1312a分别在符号周期0、1、2、3、4、5和6中为数据时隙1提供交错0、3、1、4、7、5和6。因此，将交错0、3、1、4、7、5和6提供给复用器1312a的七个输入端。以类似的方式来确定用于剩余的多个复用器1312的输入。控制单元1320为复用器1310提供第一控制信号，并且为复用器1312a到1312g提供第二控制信号。
图13B示出了交错-时隙转换器1210b，其是图12中的交错-时隙转换器1210的另一个实施例。对于该实施例，转换器1210b包括具有分别针对八个时隙0到7的八个复用器1350a到1350h的单级。每个复用器1350在八个输入端接收交错0到7，并且为相关联的时隙提供一个交错。控制单元1360为复用器1350a至1350h生成控制信号。在每个符号周期内，用于每个复用器1350的控制信号选择合适的交错以便将其提供给相关联的时隙。通过为复用器1350生成恰当的控制信号，转换器1350b可以实现任意的时隙-交错映射方案。
还可以以图8中所示的具有用于交错和时隙的两组缓冲器的结构来实现交错-时隙转换器1210。
如上文所描述，在这里所描述的复用技术可以用于从基站到无线设备的前向链路(或者下行链路)上的数据和导频传输。这些技术还可以用于从无线设备到基站的反向链路(或者上行链路)上的数据和导频传输。
可以以硬件、软件或者其组合来实现在这里所描述的复用技术。可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、其它设计为实现这里所描述的功能的电子单元、或者其组合内实现用于对数据和导频进行复用的单元(例如，图6中的时隙-交错转换器650和图12中的交错-时隙转换器1210)。可以以硬件和/或软件实现针对转换器的控制单元。可以将软件代码存储在存储单元(例如，图5中的存储单元542或582)中，并且由处理器(例如，控制器540或580)来执行该软件代码。
提供了已公开实施例的上述说明，以使本领域的任何技术人员都能够实现或使用本发明。这些实施例的各种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用到其它实施例。因此，本发明并不是要被限制于这里所示的实施例，而是要符合与这里公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。
权利要求
1.一种装置，包括多个复用器，用于将多个时隙映射到多个交错，其中，所述多个时隙对应于多个传输单元，并且所述多个交错对应于多个子频带组；以及控制单元，用于为所述多个复用器生成至少一个控制信号。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个复用器用于在不同的时间间隔内将所述多个时隙映射到所述多个交错中的不同交错。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个时隙包含用于导频的至少一个导频时隙以及用于数据的至少两个数据时隙。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述多个复用器用于在不同的时间间隔内将所述至少一个导频时隙映射到所述多个交错中的至少两个交错。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述多个复用器用于在不同的时间间隔内将所述至少两个数据时隙中的每个数据时隙映射到不同的交错，所述不同的交错与针对所述导频时隙的所述至少两个交错的距离是各不相同的。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个复用器用于在交替的符号周期内将用于导频的一个时隙映射到两个交错。
7.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个复用器用于在多个符号周期内将用于导频的一个时隙映射到所述多个交错。
8.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个复用器用于接收针对所述多个时隙的符号，并且将所述符号提供给所述多个交错。
9.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个复用器用于接收针对所述多个交错的交错索引，并且为所述多个时隙提供交错索引。
10.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个时隙包含用于导频的一个导频时隙以及用于数据的至少两个数据时隙，其中，所述多个复用器中的一个复用器用于接收针对所述导频时隙的交错索引，并且其中，所述多个复用器中剩余的复用器用于接收针对所述至少两个数据时隙的交错偏移量。
11.如权利要求10所述的装置，还包括多个加法器，用于对针对所述导频时隙的交错索引与所述交错偏移量进行求和，并且为所述至少两个数据时隙提供交错索引。
12.如权利要求1所述的装置，其中，将所述多个复用器安排在至少两级中。
13.如权利要求12所述的装置，其中，所述多个时隙包含用于导频的至少一个导频时隙以及用于数据的至少两个数据时隙，其中，一级复用器用于接收所述至少一个导频时隙，并且其中，剩余的每级复用器用于接收所述至少两个数据时隙。
14.如权利要求12所述的装置，其中，所述控制单元用于为所述至少两级复用器中的每级复用器生成单个控制信号。
15.如权利要求12所述的装置，其中，所述控制单元包含至少两个计数器，每级复用器对应于一个计数器，每个计数器为相关联的一级复用器生成控制信号。
16.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个复用器中的每个复用器用于所述多个交错中的一个交错，并且其中，每个复用器用于接收所述多个时隙、并且在不同的时间间隔内为相关联的交错提供所述多个时隙中的不同时隙。
17.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个复用器用于以基于时隙-交错映射方案确定的排列后的次序来接收所述多个时隙。
18.如权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个控制信号以顺序的次序选择每个复用器的多个输入，在每个时间间隔内选择一个输入。
19.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个复用器用于在一个时间间隔中提供针对时隙号的交错号。
20.如权利要求19所述的装置，还包括用于所述多个时隙的第一组缓冲器，其中，基于所述时隙号来选择所述第一组缓冲器中的一个缓冲器；以及用于所述多个交错的第二组缓冲器，其中，基于由所述多个复用器提供的所述交错号来选择所述第二组缓冲器中的一个缓冲器。
21.如权利要求1所述的装置，其中，所述多个子频带组是不重叠的，并且是以正交频分复用(OFDM)构成的。
22.一种装置，包括用于将多个时隙映射到多个交错的模块，其中，所述多个时隙对应于多个传输单元，并且所述多个交错对应于多个子频带组；以及用于生成至少一个控制信号的模块，所述控制信号用于在不同的时间间隔内将所述多个时隙映射到所述多个交错中的不同交错。
23.如权利要求22所述的装置，其中，所述多个时隙包含用于导频的至少一个导频时隙以及用于数据的至少两个数据时隙。
24.如权利要求23所述的装置，其中，所述用于将多个时隙映射到多个交错的模块包括用于在不同的时间间隔内将所述至少一个导频时隙映射到所述多个交错中的至少两个交错的模块；以及用于在不同的时间间隔内将所述至少两个数据时隙中的每个数据时隙映射到不同的交错的模块，所述不同的交错与针对所述导频时隙的所述至少两个交错的距离是各不相同的。
25.如权利要求22所述的装置，还包括用于基于时隙号来选择第一组缓冲器中的一个缓冲器的模块；以及用于基于由所述用于将多个时隙映射到多个交错的模块提供的交错号来选择第二组缓冲器中的一个缓冲器的模块。
26.一种方法，包括将多个时隙映射到多个交错，其中，所述多个时隙对应于多个传输单元，并且所述多个交错对应于多个子频带组；以及生成至少一个控制信号，所述控制信号用于在不同的时间间隔内将所述多个时隙映射到所述多个交错中的不同交错。
27.如权利要求26所述的方法，其中，所述多个时隙包括用于导频的至少一个导频时隙以及用于数据的至少两个数据时隙。
28.如权利要求29所述的方法，其中，所述将多个时隙映射到多个交错的步骤包括在不同的时间间隔内，将所述至少一个导频时隙映射到所述多个交错中的至少两个交错，以及在不同的时间间隔内，将所述至少两个数据时隙中的每个数据时隙映射到不同的交错，所述不同的交错与针对所述导频时隙的所述至少两个交错的距离是各不相同的。
29.如权利要求26所述的方法，还包括基于时隙号来选择第一组缓冲器中的一个缓冲器；以及基于由所述将多个时隙映射到多个交错的步骤提供的交错号来选择第二组缓冲器中的一个缓冲器。
30.一种装置，包括多个复用器，用于将多个交错映射到多个时隙，其中，所述多个时隙对应于多个传输单元，并且所述多个交错对应于多个子频带组；以及控制单元，用于为所述多个复用器生成至少一个控制信号。
31.如权利要求30所述的装置，其中，所述多个复用器用于在不同的时间间隔内将所述多个交错映射到所述多个时隙中的不同时隙。
32.如权利要求30所述的装置，其中，将所述多个复用器安排在至少两级中。
33.如权利要求32所述的装置，其中，所述控制单元用于为所述至少两级复用器中的每级复用器生成单个控制信号。
34.如权利要求30所述的装置，其中，所述多个复用器中的每个复用器用于所述多个时隙中的一个时隙，并且其中，每个复用器用于接收所述多个交错、并且在不同的时间间隔内为相关联的时隙提供所述多个交错中的不同交错。
35.如权利要求30所述的装置，其中，所述多个复用器用于以基于时隙-交错映射方案确定的排列后的次序来接收所述多个交错。
36.如权利要求30所述的装置，还包括用于所述多个交错的第一组缓冲器，其中，基于提供给所述控制单元的交错号来选择所述第一组缓冲器中的一个缓冲器；以及用于所述多个时隙的第二组缓冲器，其中，基于由所述多个复用器提供的时隙号来选择所述第二组缓冲器中的一个缓冲器。
37.如权利要求30所述的装置，其中，所述多个子频带组是不重叠的，并且是以正交频分复用(OFDM)构成的。
38.一种装置，包括用于将多个交错映射到多个时隙的模块，其中，所述多个时隙对应于多个传输单元，并且所述多个交错对应于多个子频带组；以及用于生成至少一个控制信号的模块，所述控制信号用于在不同的时间间隔内将所述多个交错映射到所述多个时隙中的不同时隙。
39.如权利要求38所述的装置，还包括用于基于交错号来选择第一组缓冲器中的一个缓冲器的模块；以及用于基于由所述用于将多个交错映射到多个时隙的模块提供的时隙号来选择第二组缓冲器中的一个缓冲器的模块。
40.一种方法，包括将多个交错映射到多个时隙，其中，所述多个时隙对应于多个传输单元，并且所述多个交错对应于多个子频带组；以及生成至少一个控制信号，所述控制信号用于在不同的时间间隔内将所述多个交错映射到所述多个时隙中的不同时隙。
41.如权利要求40所述的方法，还包括基于交错号来选择第一组缓冲器中的一个缓冲器；以及基于由所述将多个交错映射到多个时隙的步骤提供的时隙号来选择第二组缓冲器中的一个缓冲器。
全文摘要
在OFDM系统中，为M个不重叠的子频带组定义了多个(M个)交错，并且还定义了具有固定索引的M个时隙。将数据流和导频映射到时隙，随后基于时隙－交错映射方案将时隙映射到交错，对于所有的时隙，该时隙－交错映射方案可以实现频率分集和良好的性能。在发射机处，时隙－交错转换器将时隙映射到交错。时隙－交错转换器包括多个复用器和一个控制单元。复用器基于时隙－交错映射方案将M个时隙映射到M个交错。控制单元为复用器生成至少一个控制信号。取决于时隙－交错映射方案，可以以各种方式对复用器进行安排和控制。在接收机处，互补的交错－时隙转换器将交错映射到时隙。
文档编号H04L27/26GK1998212SQ200580024101
公开日2007年7月11日 申请日期2005年5月18日 优先权日2004年5月18日
发明者贾伊·N·苏布拉马尼亚姆, 凯文·S·库西诺, 迈克尔·王 申请人:高通股份有限公司