CN102224761A - Ofdm中用于双载波幅度调制的动态基调分组及编码 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线正交频分多工(OFDM)系统中传送器使用的动态基调载波分组(DTG)方法。首先，已编码以及已交错比特序列解复用为多个比特流。每个比特流映射为正交调幅控制(QAM)符号序列，其中QAM符号序列分组为不重迭的QAM符号集合。然后对QAM符号实施酉变换，以产生多组多个信号。最后，基于基调映射信息多个信号动态映射到子载波组，用以提高链路效能。基调映射信息从与每个OFDM子载波有关的信息中得到，与每个OFDM子载波有关的信息例如信道状态信息(CSI)。依据基调映射信息均衡OFDM子载波组，其中，基调映射信息例如每一子载波组的信道质量。此外，编码该基调映射信息，然后至/从对应接收器有效地传送该基调映射信息。

Description

OFDM中用于双载波幅度调制的动态基调分组及编码

相关申请引用

本申请依35U.S.C.§119要求如下申请的优先权：2009年12月28日递交的申请号为61/290,409，标题为「Dynamic Tone Grouping Method forMulti-Carrier Quadrature Amplitude Modulation in OFDM」的美国临时案；2009年12月30日递交的申请号为61/290,971，标题为「OFDM Transmission withDynamic Tone Group Scheme Using Reduced Signaling Overhead」的美国临时案。在此合并参考这些申请案的申请标的。

技术领域

本发明所揭示实施例一般设计传送器(transmitter)和接收器(receiver)设计，更具体地，有关于OFDM系统中用于多载波正交幅度调制(QuadratureAmplitude Modulation，MC-QAM)的动态基调载波分组(Dynamic ToneGrouping，DTG)。

背景技术

多径衰落(multipath fading)，即为熟知的宽带衰落(Wideband fading)，显著地影响无线通信系统的输出(throughput)以及频谱效率(spectral efficiency)。当数据从传送器经由无线传播信道(radio propagation channel)传送到接收器，接收机为了修复(recover)所传送数据，需将无线传播信道引入的衰落效应均衡(equalized)。正交频分多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)广泛地用在现代通信中，因为其对于宽带衰落自身具有固有的(inherent)鲁棒性(robustness)。OFDM有效地将宽带(bandwidth)信道转换为一组窄频的子信道(sub-channel)，该一组窄频的子信道用于传送数据。这些子信道，也称之为子载波(sub-carrier)，经受窄频衰落。窄频衰落的均衡大致上需要比较低的计算复杂性。对于OFDM而言，由于多径衰落的存在，每个子载波通常承受不同程度的衰落。因此不同子载波上传送的数据有不同的接收可靠度。例如，在较高衰落(即，attenuation)的子载波上接收的数据相对较低衰落的子载波上接收的数据更容易出错。

信道编码(channel coding)利用子载波信道质量(quality)的差异(disparity)达到数据保护的目的。传送器在将数据映射到OFDM子载波上之前，会将数据经由信道编码的保护。接收器在实施OFDM解调制之后，使用信道解码器来恢复信息。软解码器(soft decoder)能够处理所接收信号可靠性值，因此可以考虑到对应每个子载波的信道的可靠程度。信道编码结合软判决(soft decision)解码在OFDM系统中扮演了关键角色——不仅仅提供了编码增益，也利用了频域多样性(diversity)，因此可以提供多样性增益(diversity gain)。

除了信道编码之外，多样性增益可以经由使用多样性技术而得到更好的效益。OFDM系统中简单且有效的获取频率多样性增益的方法是利用多载波正交幅度调制MC-QAM。在基于MC-QAM的OFDM系统，一组QAM符号经由转换，然后映射到一组对应的OFDM子载波上。直得注意的是，这与传统的OFDM不同，传统的OFDM系统中独立的QAM符号映射为独立的OFDM子载波。由于MC-QAM调制器变换(transform)多组QAM符号，因此即便在一组子载波中的一个子载波经由严重的信道衰落，MC-QAM解码器仍旧可以恢复所传送的QAM符号。

图1(现有技术)为传统的OFDM系统10中的传送器11以及接收器12的方块示意图。典型的OFDM传送器11的主要功能方块包含解复用器(de-multiplexer，DE-MUX)、多个信道编码器(channel encoder)、多个QAM映射器(mapper)、交错器(interleaver)以及反快速傅立叶变换(Inverse Fast FourierTransform，IFFT)以及循环前缀插入(Cyclic Prefix，CP，insertion)方块。在传送器一端，输入数据14(例如，比特序列)被解复用器分割为一个或者多个并行比特流。每个比特流由多个信道编码器的每一个编码为不同的编码区块。每个已编码比特流然后由多个QAM映射器中的每一个映射为QAM符号星座图(constellation)点，形成QAM符号流。属于不同编码区块的QAM符号然后由交错器进行交错。最后，使用IFFT以及CP插入，以由无线传播信道13对数据信号15进行传送。

对应OFDM接收器12的主要功能方块包含CP移除&FFT方块、解交错器、多个QAM解映射器、多个信道解码器以及复用器(MUX)。在接收端，从所接收数据信号16中移除CP，然后进行FFT。然后由解交错器将信号解交错为对应一个或者多个编码区块的一个或者多个流。每个流由多个QAM解映射器中的每一个进行解映射，然后由多个信道解码器中的每一个进行解码。最后，一个或者多个流复用为输出比特的序列，作为复用器的输出数据17。

在传统的OFDM系统10中，无线传播信道13包含一组子载波，QAM符号中的每一个为基于一些固定的或者预先设定规则映射到对应子载波。尽管如此，因为自适应或者动态映射规则在计算复杂性和信令开销方面，边际附加成本(marginal additional cost)上，提高了信道链路的整体效能，所以还是需要自适应或者动态映射规则。

发明内容

提供一种在无线OFDM系统中传送器使用的动态基调分组(Dynamictone Grouping，DTG)方法。首先，已编码以及已交错比特序列解复用为多个比特流。每个比特流映射到一MC-QAM符号序列，其中MC-QAM符号序列分为不重迭(non-overlapping)的QAM符号组。然后对QAM符号实施变换(transformation)，以产生多组多个(complex)信号。最后，基于基调映射信息，多个信号动态映射到子载波组，用以提高链路效能。基调载波映射信息从每个OFDM子载波有关的信息中得到，例如信道状态信息(channel stateinformation，CSI)。DTG的一般应用包含使用MC-QAM组大小等于2的OFDM系统。该类型调制称作双载波调制(Dual Carrier Modulation，DCM)。

在DTG的第一实施例中，每个OFDM子载波组根据最好(best)以及最坏(worst)的子载波进行分配，这样，实证地(empirically)，与每一子载波组相关的信道条件大致上均衡(balanced)。在DTG的第二实施例中，将子载波组选择基于最小化平均信道功率方差。在DTG的第三实施例中，将子载波组选择为对应子载波组的平均信道功率的最小值为最大。

DTG运作等效于得到索引为1、2、3、......、M的子载波的排列(permutation)，使得每一MC-QAM组号组映射于对应子载波组，以得到提高的链路结效能。因此，子载波组索引的排列，即传送器使用的DTG基调映射信息，需要被通信链路的另一端对应的接收器告知。在一个新颖性观点，可以使用区块式(block-wise)的DTG方案来减少信令开销(signaling overhead)。进一步说，有效的基调映射信息编码用于进一步减少信令开销。在局部索引编码(partial index encoding)的第一例子中，首先根据一规则，使用一组索引选择子载波组对，以及所选择的子载波组对应的另一组索引进行编码。在局部配对编码的第二例子中，只有具有大码距(metric)差的子载波组对才进行编码。剩余的子载波组对可以使用传送器以及接收器均知道的预先设定规则确定。

下面说明书中描述其他实施例以及优势。发明内容不用于限定本发明，本发明保护范围以权利要求限定为准。

附图说明

本发明揭示实施例的所附图示中，相同标号指示类似的组件。

图1(现有技术)为在无线OFDM系统中传统收发器(transceiver)的方块示意图。

图2为根据一个新颖性方面在无线OFDM系统中的收发器的方块示意图。

图3为根据本发明的一个新颖性方面，MC-QAM调制以及动态基调组方块的方块示意图。

图4为产生多个QAM符号的QAM调制过程的示意图。

图5为将QAM符号变换为多个信号的酉预编码过程的示意图。

图6为动态将已变换多个信号映射到OFDM子载波的基调映射过程的示意图。

图7为根据一个特定信道质量码距，筛选OFDM子载波的排列的示意图。

图8为均衡将最好以及最坏子载波分配到每一子载波组的动态基调分组的一个实施例的示意图。

图9为涉及到双载波调制酉(DCM)的动态基调分组的示意图。

图10为区块式动态基调分组成对子载波组，以及将DCM符号对指定给成对子载波组的示意图。

图11为在区块式动态基调映射中使用的基调分组的一个实施例的示意图。

图12为用在动态基调映射中的频带分割的一个实施例的示意图。

图13为在无线OFDM系统中动态基调分组的方法的流程图。

具体实施方式

下面以结合对应图示，详细参考本发明的一些实施例。

图2为根据一个新颖性的无线OFDM系统20中的传送器21以及接收器31的方块示意图。在传送器一侧，传送器21包含解复用器22、多个信道编码器(例如，所描述的23-24)、交错器25、MC-QAM以及DTG方块26以及IFFT以及CP插入方块27，其中，解复用器22将输入数据28(例如，比特序列)解复用为多个并行比特流，多个信道编码器将比特流编码为不同的编码区块，解交错器25将已编码比特流进行交错，MC-QAM以及DTG方块26将已编码以及已交错比特流调制为QAM符号以及将QAM符号映射为OFDM子载波(即，频率基调)，IFFT以及CP插入方块27进行IFFT运作以及插入CP，这样，数据信号29就经由无线传播信道30传送出去。在接收器一侧，接收器31包含CP移除以及FFT方块32、MC-QAM解调制器33、多个信道解码器(例如35-36)、解交错器34、复用器37，其中CP移除以及FFT方块32对所接收信号38进行移除CP以及FFT运作，MC-QAM解调制器33对QAM符号进行解映射以及解调制，解交错器34将比特流解交错为对应编码区块，多个信道解码器解码比特流，复用器37将比特流复用为对应比特序列，以作为输出数据39。在一个新颖性方面中，因为MC-QAM调制以及DTG方块26适应OFDM符号的信道条件，动态将QAM符号映射为OFDM子载波，无线传播信道30的整体效能可有效地提高。

图3为根据一个新颖性方面在OFDM系统中传送器的新颖的MC-QAM以及DTG方块40的方块示意图。新颖的MC-QAM以及DTG方块40将比特序列作为输入，产生多个值信号点的序列作为输出，其中，多个值信号点的序列根据即将映射到的OFDM子载波而进行排序。考虑使用M个OFDM子载波承载全部MQ比特的OFDM系统。首先，长度为MQ的已编码以及已交错的比特序列作为输入数据IN。MQ输入比特的序列由串行转并行(serial toparallel，S/P)方块41解复用为M个比特流b，每个比特流长度为Q。然后M个QAM映射器(例如，所描述的42-25)用于将每个长度Q比特流映射为M个2^Q-QAM符号序列s，然后将酉变换(Unitary transformation)应用到L个QAM符号的K＝M/L非重迭集合上，以由K酉预编码器(例如，所描述的46-47)产生K个集合的多个值信号x。最后，每一集合的多个值信号x由基调映射器48映射到OFDM子载波组上，其中所述子载波组基于某些信息动态选择，例如信道状态信息(CSI)。多个信号x根据M个OFDM子载波进行排序，依此排序，多个信号x映射到信号y，然后由并行到串行(P/S)方块49复用，以产生输出数据OUT。QAM调制、酉预编码以及动态基调映射的详细步骤将分别结合图4、图5以及图6进行算术描述。

图4为由QAM映射器产生多个QAM符号的QAM调制过程的示意图。如图4所示，长度MQ比特的比特流，经由将每个连续Q比特映射为2^Q-QAM符号而转换为M个2^Q-QAM符号的序列。QAM符号的序列由s＝[s₁，s₂，...，s_M]表示。举例说明，比特序列[b₁，b₂，...，b_Q]根据2^Q星座样式映射为星座点(符号s₁)，比特流[b_(M-1)Q+1，b_(M-1)Q+2，...，b_MQ]根据相同的2^Q星座样式映射为星座点(符号s_M)。

图5为由多个酉预编码器将多个QAM符号变换为多个信号的示意图。OFDM符号中承载的M个2^Q-QAM符号首先分为L连续符号的K组，其中，M＝KxL。QAM符号的K组由s＝[s₁，s₂，...，s_K].给出。变换运作应用到QAM符号的每一组以产生L多个信号x＝[x₁，x₂，...，x_K]的K组，其中，变换运作称作酉预编码，如图5所示。例如，酉预编码器51将s₁＝[s₁，s₂，...，s_L]变换为x₁＝[x₁，x₂，...，x_L]，酉预编码器53将s_K＝[s_(K-1)L+1，s_(K-1)L+2，...，s_KL]变换为x_K＝[x_(K-1)L+1，x_(K-1)L+2，...，x_KL]。

数学上以及计算上，令s_k＝[s_(k-1)L+1，s_(k-1)L+2，...，s_kL]^T表示第k组2^Q-QAM，作为行(column)向量。每一集合的L个2^Q-QAM符号变换为L个多个信号x_k＝[x_(k-1)L+1，x_(k-1)L+2，...，x_kL]^T的一个集合，其中，每一集合的L个2^Q-QAM符号属于酉变换运作产生的较大符号星座。x_k＝Re[x_k]+jIm[x_k]的实数以及虚数部分计算如下：Re[x_k]＝W_ReRe[s_k]以及Im[x_k]＝W_Im Im[s_k]，其中W_Re以及W_Im表示应用到每一L 2^Q-QAM集合上的实数值L*L酉矩阵(matrices)。一般说来，矩阵需要匹配系统所用的QAM星座以及信道编码方案。例如，

W_Re＝W_Im＝

可以用于QPSK调制使用，以及

W_Re＝W_Im＝

可以用于16-QAM调制使用。

图6为动态将已变换多个信号映射为OFDM子载波的基调映射过程的示意图。如图6所示，已变换符号x＝[x₁，x₂，...，x_K]＝[x₁，x₂，...，x_L，x_L+1，x_L+2，...，x_2L，...，x_(k-1)L+1，x_(k-1)L+2，...，x_kL，...，x_M＝KL]映射为索引为i＝[i₁，i₂，...，i_K]＝[i₁，i₂，...，i_L，i_L+1，i_L+2，...，i_2L，...，i_(k-1)L+1，i_(k-1)L+2，...，i_kL，...，i_M＝KL]的OFDM子载波。例如，已变换符号x_k＝[x_(k-1)L+1，x_(k-1)L+2，...，x_kL]的第k MC-QAM组分别映射为具有索引i_k＝[i_(k-1)L+1，i_(k-1)L+2，...，i_kL]的子载波集合(如图6中阴影区域所表示)。如果适应下文所详细描述的信道条件而将符号组动态映射为子载波组，通信链路的整体效能可以显著提高。

令向量h＝[h₁，h₂，h₃，...，h_M＝KL]表示M个OFDM子载波的频率域信道响应，其中多个标量h_m表示第m个OFDM子载波的信道状态。动态基调分组函数f基于信道响应h确定索引为i＝[i₁，i₂，i₃，...，i_k，...]的子载波集合，其中i＝[i₁，i₂，i₃，...，i_k，...]对应所有M个OFDM子载波中不重迭的部分，K等于L个子载波的子集合数。。动态基调分组函数，数学上表示为f(h)→i＝[i₁，i₂，i₃，...，i_k，...]，这样，

以及i₁∪i₂∪...i_k＝{1，2，3，...，M}，其中i属于

整数{1，2，3，...，M}集合的所有排列集合。对于所属领域一般技术人员，动态基调分组运作等效于得到i＝[i₁，i₂，i₃，...，i_k，...]，，索引为1，2，3，...，M，的排列，这样每一MC-QAM符号组映射为对应子载波组，以提高链路效能。动态基调分组函数f可以使用大范围优化(a range of optimization)或者其他计算方法，以得到用于每一MC-QAM符号组的子载波索引的集合。下面将描述DTG的三个实施例。

在DTG的第一实施例(方法A)中，每一OFDM子载波组分配为具有最好以及最坏的子载波，这样，实证中，与每一子载波组相关的信道条件大致上均衡。图7为根据特定信道质量码距，筛选OFDM子载波的排列

的示意图，其中，特定信道质量码距例如信道功率。更具体地，j＝[j₁，j₂，...，j_M＝LK]，这样||h_j1||²＜＝||h_j2||²＜＝||h_j3||²＜＝...＜＝||h_jM||²，其中，h_jm表示与子载波j_m相关的信道功率。应当注意到虽然信道功率用作图7中的信道质量码距之一，可使用替换的信道质量码距(例如从CSI得到的码距)。这样可替换的码距包含，但是不限于a)信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)、b)信号对干扰加上噪声比值(Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)、c)信道容量以及d)交互信息(Mutual Information)。基于筛选的OFDM子载波的排序，然后实施动态基调分组以产生子载波的排列i^(A)＝[i₁ ^(A)，i₂ ^(A)，...，i_k ^(A)，...，i_K ^(A)]，这样每个子载波组具有均衡的信道条件。典型地，在方法A中，最强频率基调以及最弱频率基调大致上均匀地分布在所有子载波组中，其中中等强或者弱频率基调可以任意分布在所有子载波组中。

图8为在方法A中每一OFDM子载波组中分配最好以及最坏子载波的一个例子。根据每一子载波的特定信道质量码距，首先，子载波索引初始排序为排列然后，基于此排序，实施动态基调分组以产生排列i^(A)＝[i₁ ^(A)，i₂ ^(A)，...，i_k ^(A)，...，i_K ^(A)]，其中给出对应第k MC-QAM组的第k子载波组(k-th子载波组)索引i_k ^(A)＝[i_L(k-1)+1 ^(A)，i_L(k-1)+2 ^(A)，...，i_L(k) ^(A)]如下：

最后，第k MC-QAM符号组x_k然后映射为具有索引i_k.的第k子载波组。第k子载波组具有L个子载波的区块，其中L个子载波包含第k子载波最坏子区块(包含底部(L/2)子载波，FLOOR(L/2))以及第k子载波最好子区块(包含顶部(L/2)子载波，CEIL(L/2))。在一个例子中，如果L等于2，那么两个QAM符号的组变换以及映射为两个OFDM子载波。因此，经由将最坏子载波与最好子载波成对分配，第二坏子载波以及第二好子载波成对分配，以及等等，方法A中的动态基调分组对应形成MC-QAM子载波组，其中，信道质量由信道响应测量。

方法A可结合下面的参数M＝4(OFDM子载波)、L＝2(MC-QAM组大小)以及K M/L＝2(每个OFDM符号的MC-QAM组数)有关OFDM系统的例子进一步阐述。假设频率域信道响应已知为h＝[h₁＝0.5，h₂＝2.75，h₃＝2，h₄＝-1.5]。首先计算子载波索引j＝[j₁，j₂，j₃，j₄]，以根据对应信道响应的升序排序子载波。结果可得到子载波索引j＝[j₁＝1，j₂＝4，j₃＝3，j₄＝2]。然后，第一MC-QAM组映射为第一(最坏)以及第二(最好)OFDM子载波，其中，第二MC-QAM组映射为第四(第二坏)以及第三(第二好)OFDM子载波。换言之，动态基调分组方法A产生子载波索引排列i＝[i₁＝1，i₂＝2，i₃＝4，i₄＝3]。

在DTG的第二实施例(例如，方法B)中，MC-QAM子载波组选择如下，对应子载波组的平均信道功率的方差为最小。数学上动态基调分组由索引的等效排列表示为：

其中，γ_k表示第k MC-QAM子载波组的平均信道功率，子载波索引i_k ^(B)＝[i_L(k-1)+1 ^(B)，i_L(k-1)+2 ^(B)，...，i_L(k) ^(B)]，γ_k表示如下：

${\mathrm{\γ}}_k=\frac{1}{L}\underset{m=L(k-1)+1}{\overset{\mathrm{Lk}}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|h_{i_m}\left|\right|}^2$

var()表示括号内的各项的方差。

在DTG的第三实施例(例如，方法C)中，MC-QAM子载波组选择为对应子载波组的平均信道功率的最小值为最大。数学上动态基调分组由索引的等效排列表示为：

其中，γ_k表示第kMC-QAM子载波组的平均信道功率，索引i_k ^(C)＝[1_L(k-1)+1 ^(C)，i_L(k-1)+2 ^(C)，...，i_L(k) ^(C)]，γ_k表示如下：

${\mathrm{\γ}}_k=\frac{1}{L}\underset{m=L(k-1)+1}{\overset{\mathrm{Lk}}{\mathrm{\Σ}}}{\left|\right|h_{i_m}\left|\right|}^2$

以及其中min()表示括号内各项的最小值。

虽然动态基调分组应用到具有任何MC-QAM组大小L上，DTG的一般应用包含应用到MC-QAM分组大小L等于二的OFDM系统中。此类型的调制称作双载波调制(Dual Carrier Modulation，DCM)。图9为应用具有DCM应用DTG的主要信号处理过程。如图9所示，承载在一个OFDM符号中的QAM符号s_k＝[s_2k，s_2k+1]的连续对，由K＝M/2DCM调制器(例如，所描述的91-94)使用DCM运作、线性变换，变换为多个符号对x_k＝[x_2k，x_2k+1]。x_k＝Re[x_k]+jIm[x_k]的实数部分以及虚数部分计算如下Re[x_k]＝W_ReRe[s_k]以及Im[x_k]＝W_Im Im[s_k]，其中，W_Re以及W_Im分别表示实数值2*2变换矩阵，通常为酉矩阵。符号对x_k＝[x_2k，x_2k+1]称作第k个DCM符号对，然后映射为具有索引i_2k以及i_2k+1.OFDM子载波对应对。

DTG提高了通信链路的整体效能，在传送器以及对应接收器之间就引入了额外的信令开销。如之前所述，DTG运作等效于得到i＝[i₁，i₂，i₃，...，i_k，...，i_K]，子载波索引1，2，3，...，M，的排列，这样每个MC-QAM符号组映射为对应子载波组以得到提高的链路效能。因此，子载波索引的排列，即传送器所使用的DTG基调映射信息需要被告知给通信链路另一端的对应接收器。在一种情况下，因为DTG运作基于信道状态信息(CSI)，其中，CSI典型地被接收器所知，接收器确定基调映射信息，然后告知对应传送器该信息。在另一种情况下，传送器确定DTG基调映射信息，然后告知对应接收器该信息。为了在传送器以及接收器之间通信DTG基调映射信息，对L个子载波的K等效子集合的子载波索引i＝[i₁，i₂，i₃，...，i_k，...，i_K]，需要编码为比特序列。如果M相对为一个大数字(例如，M＝256)，那么用于传送DTG基调映射信息需要大量已编码序列。举例说明，典型地需要M*Log₂M个比特以编码DTG基调映射信息。在一个新颖性方面中，区块式的DTG方案以及有效的基调映射信息编码用于减少信令开销。

图10为区块式的动态基调分组，其中子载波组成对分配，以及将DCM符号对指定给每一已成对子载波组。在区块式DTG中，连续子载波首先分割为N组，然后每一组包含相等数量的连续子载波。子载波组M(1)，M(2)，M(3)，...，以及M(N)的码距然后由码距产生方块(例如，所描绘的101)计算。码距产生标准可以包含但是不限于平均值、中值、几何平均，或者子载波组中信道响应的最小值。然后，已产生码距送入到筛选方块102，以得到根据码距的升序或者降序排列的N子载波组I(1)，I(2)，I(3)，...，以及I(N)的索引，子载波组或者根据一些其他标准排列。最后，成对过程使得P(I(1)，I(N))，P(I(2)，I(N-1))，P(I(3，I(N-2))，...作为子载波组的对。此外，在每个成对子载波组中，来自每一子载波组的一个子载波选择为形成一个子载波对，如图10所示。然后，每个子载波对映射为一个DCM符号对。这个选择过程标准地基于预先设定的规则。例如，在子载波组对P(I(1)，I(N))，中，子载波组I(1)中的第一子载波和子载波组I(N)中的第一子载波成对，子载波组I(1)中的第二子载波和子载波组I(N)中的第二子载波成对，......，以此类推。

图11为更为详细的区块式的动态基调分组的一个例子的示意图。在图11的例子中全部M＝16的子载波分为N＝4组(组#1到组#4)。每组具有4个连续子载波由子载波索引1、2、3以及4所表示。如图11所示，每一组中的连续子载波具有相似的信道响应，合在一起产生对应码距M(1)到M(4)。子载波组然后基于对应的码距筛选，输出组索引I＝[1，3，4，2]。第一组索引I(1)＝1代表组#1具有最好的整体信道响应。最好组#1然后与最坏组#2成对，然后一起形成第一子载波组对P[I(1)。I(4)]＝[1，2](也称作图11中的GTP1)，第二好组#3与第二坏组#4成对，一起形成第二子载波组对P[I(2)，I(3)]＝[3，4](也称作图11中的GTP2)。在每一子载波组对GTP1以及GTP2中，产生4个子载波组(即，动态基调对DTP1-DTP4)。例如，在P[I(1)，I(4)]＝[1，2]中，DTP1从组#1中选择第一子载波，从组#2中选择第一子载波形成，DTP2从组#1中选择第二子载波，从组#2中选择第二子载波形成，以此类推。8个DTP然后映射为8个DCM符号对。

经由使用区块式动态基调组，原来的子载波数量M减少到子载波组数量N＝M/B，其中，B是区块大小，即每一组中子载波的数量。因此，代替编码子载波索引，只有子载波组索引需要编码以及通信给通信链路的另一端。因此，编码DTG基调映射信息值需要数量为N*Log₂N的比特。进一步说，区块大小B可以基于不同网络环境以及信道状态配置。当信道的相干(coherence)带宽很大时，信道频率变化(variation)不很明显。因此在每一组中的子载波的数量(即，区块大小B)可以增加，以减少N以及对应DTG编码大小。使用区块大小B的自适应选择，DTG编码大小可以根据不同信道条件以及/或者网络负载而改变。

在区块式DTG方案中，DTG基调映射信息可以使用局部索编码或者局部配对编码引进行编码，以进一步减少信令开销。对于局部索引编码，子载波组对首先根据一个规则使用一组索引进行选择，然后编码所选择子载波组对的其他组索引。在一个实施例中该规则选择在剩余部分的子载波(remainingpool)中把按最小或者最大组索引的子载波组对。除了最小或者最大规则，其他独特的规则也是可行的。如果子载波组的全部数量等于N，那么编码整个DTG基调映射信息只需要(1/2)*N*[log₂N]数量的比特。例如，设有8个子载波组，那么就有4个子载波组对P(3，4)，P(1，6)，P(7，8)，以及P(2，5)。在最小规则下筛选之后，子载波组对变成了P(1，6)，P(2，5)，P(3，4)，以及P(7，8)。待编码的组索引为6、5、4以及8，上述索引可以只适用12比特进行编码。

对于局部配对编码，只有具有大码距差的子载波组对进行编码。余下的子载波组对可以使用预先确定的规则来确定，其中，预先确定的规则为传送器以及接收器所知。因为只有码距差大的基调对才显著影响系统效能。举例说明，如果具有最坏信道响应的两个频率基调成对，那么在这样的子载波对上所接收的数据更有可能出错。另一方面，具有中等信道响应的频率基调不大可能影响系统效能，无论是否中等信道响应的频率是否成对。设子载波组的数量为N＝8，具有大码距差的对是P(3，7)以及P(1，5)。在一个例子中，所选对＝2以及子载波组对3、7、1、5对应索引均进行编码，并且传送至传送器/从接收器。在另一个例子中，指示待成对的组(即，组1、3、5、7)的标志(flag)首先进行构建(即，旗标＝[1，0，1，0，1，0，1，0])，然后已选择对使用部分索引编码方案进行编码(即，筛选两个对以及组5和7的索引进行编码)。旗标以及已编码组索引然后传送至/从接收器。

除了区块式DTG方案，频带(band)分割可以用作DTG方案之一。图12为频带分割用在动态基调分组中的一个实施例。在频带分割中，全部子载波首先分为两个频带，子频带#1以及子频带#2。基于每一子载波的信道质量信息，然后从子频带#1中选择一个子载波以及从子频带#2选择一个子载波形成一个子载波对。如图12所示，具有相对好信道响应的子载波与具有相对差信道响应的子载波成对，这样每一子载波对具有整体均衡的信道响应。对于频带分割，只有从子频段#2中选择的子载波索引需要编码。例如，使用频带分割创建8个子载波组(即，动态基调对DTP1-DTP8)(1，2)，(2，1)，(3，5)，(4，6)，(5，3)，(5，8)，(7，4)，以及(8，7)，然后来自子频带#2的子载波2、1、5、6、3、8、4的子载波索引进行编码，然后传送至/从对应接收器。

图13为无线OFDM系统中传送器所使用的动态基调分组方法的流程图。考虑OFDM系统使用承载全部MQ比特的M个OFDM子载波。首先，长度MQ的已编码以及已交错序列解复用为M个比特流b，每一比特流长度为Q(步骤131)。然后每一Q长度比特流映射为M个2^Q-QAM符号序列s，其中，M个2^Q-QAM符号序列分组为L个QAM符号的K个非重迭的集合，其中，M＝KL(步骤132)。然后对L个QAM符号的K＝M/L个非重迭集合进行酉变换以产生多个信号x的K个集合(步骤133)。DTG基调映射信息然后由传送器在步骤134获得。基调映射信息从与子载波有关的某些信息中获得，与子载波有关的某些信息例如信道状态信息(CSI)。根据基调映射信息，例如每一子载波组的信道质量，在OFDM系统中的M个子载波分为子载波组，以使得每一子载波组的信道质量得到均衡。此外，基调映射信息进行编码然后传送至/从对应接收器。最后，多个信号x基于基调映射信息映射到子载波组(步骤135)。

在一个或者多个实施例中，所描述的功能可以以硬件、软件、固件或者上述几者的任意组合实现。如果以软件实现，功能函数可以存储在计算机可读媒体(处理器可读)上，或者经由一个或者多个指令或者编码传送到计算机可读媒体(处理器可读)上。计算机可读媒体包含计算机储存媒体以及通信媒体，其中通信媒体包含任何可以方便计算机程序从一个地方传送到另一个地方的媒体。储存媒体可以为任何可由计算机存取的媒体。举例说明，但是不限于此，这样的计算机可读媒体可以包含RAM、ROM、EEPROM，、CD-ROM或者其他光盘存储器(optical disk storage)，磁盘(magnetic disk)存储器或者其他磁存储装置，或者任何可以用于承载或者存储指令或者数据结构(data structure)形式的所需程序代码的媒体。此外，如果需要，任何连接适当地链接到(termed)计算机可读媒体上。举例说明，如果软件从网站、服务器或者其他远程源使用同轴电缆(coaxial cable)、光纤电缆(fiber optic cable)、双绞线(twisted pair)、数字用户线(digital subscriber line，DSL)或者无线技术例如，红外线(infrared)、无线电以及微波，然后同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或者无线技术例如红外、无线电以及微波都包含在媒体的定义范围内。此处使用的磁盘(disk)以及盘(disc)包含压缩碟(Compact Disc，CD)、激光碟(laser disc)、光盘(opticaldisc)、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，DVD)、软磁盘(floppy disk)以及蓝光光盘(blue-ray disc)，其中磁盘(disk)通常可以磁再现数据，盘(disc)通常使用激光再现数据。上述几者的组合均包含在计算机可读媒体范围内。

虽然联合某些特定实施例用于描述本发明，然上述某些特定实施例仅用以举例说明，本发明不以此为限。相应地，所揭示实施例的各种特征的任何修改以及组合均可实施，然均属于本发明保护范围之内。

Claims (25)

1.一种方法，包含：

(a)将比特序列解复用为M个比特流，其中每一比特流长度为Q；

(b)根据2^Q星座样式，将每一Q-长度比特流映射到星座点，以及确定L个已调制符号的K个非重迭集合，其中，K以及L为整数，以及M＝KL；

(c)对该L个已调制符号的K个非重迭集合实施酉变换，以得到L个多个信号的K个集合；以及

(d)将该L个多个信号的K个集合映射到L个OFDM子载波的K个组，其中，基于基调映射信息，所述OFDM子载波组的至少一些子载波组中的子载波为动态选择所形成，其中，(a)至(d)由无线OFDM系统中传送器实施。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该基调映射信息从信道状态信息中得到，其中，该信道状态信息与L个OFDM子载波的K个组有关。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该基调映射信息从信道功率等级、信噪比、信号对干扰加上噪声比值、容量以及交互信息中至少一者中得到。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，具有该最好以及最坏信道质量的子载波大致上均匀分布在K个子载波组中，以及其中具有中等信道质量的子载波任意分布在K个子载波组中。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(d)的映射中选择OFDM子载波组，对应子载波组的平均信道功率的方差大致上为最小。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(d)的映射包含选择OFDM子载波组，使得对应子载波组的平均信道功率的最小值大致上为最大。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(b)的映射称作双载波调制，以及其中，整数L等于2。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含：

在该无线OFDM系统中，与对应接收器通信该基调映射信息。

9.一种传送器，该传送器用在无线OFDM系统中，该传送器包含：

QAM映射器，该QAM映射器将每一Q长度比特流，根据2^Q星座样式映射为星座点，其中，该QAM映射器也确定L个已调制符号的K个非重迭集合，其中，K以及L为整数，以及M＝KL为比特流的全部数量；

酉预编码器，该酉预编码器对该L个已调制符号的K个非重迭集合实施酉变换，以变换为L多个信号的K个集合；以及

基调映射器，该基调映射器将该L多个信号的K个集合映射为L个OFDM子载波的K个组，其中，基于基调映射信息，该OFDM子载波组中的至少一些子载波组中的子载波，动态选择得出，其中，该基调映射信息来自信道状态信息。

10.如权利要求9所述的传送器，其特征在于，具有最好以及最坏信道质量的子载波大致上均匀分布在K个子载波组中，以及其中具有中等信道质量的子载波任意分布在K个子载波组中。

11.如权利要求9所述的传送器，其特征在于，该QAM映射器实施双载波调制，以及其中整数L等于2。

12.如权利要求9所述的传送器，其特征在于，该基调映射信息在该OFDM系统中与对应接收器进行通信。

13.一种方法，包含：

在无线OFDM系统中，产生多个双载波调制符号的多个对；

基于与该多个OFDM子载波相关的信道状态信息获得基调映射信息；以及

将该双载波调制符号的每一对映射为对应OFDM符号对，其中，该多个OFDM子载波对的至少一些子载波对为基于已获得基调映射信息动态成对。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该基调映射信息与该OFDM系统中对应接收器通信。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该多个OFDM子载波分组为多个子载波组，其中，每两个子载波组成对，以形成子载波组对，以及其中，每一子载波组对中的两个子载波基于预先设定规则成对，以形成OFDM子载波对，该OFDM子载波对映射到双载波调制符号的对应对。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，每一子载波组包含多个连续子载波，以及基于该信道条件，按顺序确定其中该连续子载波的数量。

17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，根据每一对的该最小索引筛选该子载波组对，以及其中，该基调映射信息包含每一子载波组对的该较大组索引。

18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该基调映射信息包含已选择子载波组对的组索引以及该已选择子载波组对的全部数量。

19.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该多个OFDM子载波分为两个子频段，以及其中，从每一子频段选择OFDM子载波形成OFDM子载波对，该OFDM子载波对映射到该双载波调制符号的对应对。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，该基调映射信息包含该子频段的子载波索引。

21.一种存储指令的计算机可读媒体，当由一处理器执行该指令时，引起该处理器执行方法，该方法包含：

在无线OFDM系统中由传送器产生多个双载波调制符号；

基于与多个OFDM符号相关的信道状态信息获得基调映射信息；以及

将该多个双载波调制符号的每一对映射到该多个OFDM符号的对应对，其中，该多个OFDM子载波的至少一些对基于该已获得基调映射信息动态成对。

22.如权利要求21所述的存储指令的计算机可读媒体，其中，该多个OFDM子载波分为多个子载波组，其特征在于，每两个子载波组成对形成子载波组对，以及其中，来自每一子载波组的两个子载波基于预先确定规则成对，已形成OFDM子载波对，该OFDM子载波对映射到该多个双载波调制符号的对应对。

23.如权利要求22所述的存储指令的计算机可读媒体，其特征在于，该基调映射信息包含该多个子载波组的多个索引。

24.如权利要求21所述的存储指令的计算机可读媒体，其特征在于，该多个OFDM子载波分组为两个子频段，以及其中从每一子频段选择OFDM子载波以形成OFDM子载波对，其中，该OFDM子载波对映射到该多个双载波调制符号的对应对。

25.如权利要求24所述的存储指令的计算机可读媒体，其特征在于，该基调映射信息包含该两个子频段其中之一的子载波索引。

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