CN105391670A - 用于执行非正交复用的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于执行非正交复用的设备和方法。公开了一种设备，包括被配置为利用一个或多个正交码将一个或多个符号扩展到具有预定数量的比特的扩展信号中的电路。扩展信号的幅度通过一个或多个层系数进行修改并且扩展信号被复用到分层发送信号中。

Description

用于执行非正交复用的设备和方法

对相关专利申请的交叉引用

本申请要求与本申请具有共同列名发明人并且于2014年8月22日在美国专利商标局提交的美国临时申请62/040,671的在先提交日的权益，其全部内容通过引用被并入本文。此外，本申请通过引用并入与本申请具有共同列名发明人并且于2014年9月18日在美国专利商标局提交的美国临时申请62/052,291的全部内容并要求其在先提交日的权益。

技术领域

本公开涉及利用用于通信的正交频分复用(OFDM)的通信，并且更具体地，涉及复用方法。

背景技术

近来，除了现有的移动电话之外，还已经开发了其它的无线通信设备。据估计，到2020年，对无线通信资源的需求将比当前的无线通信需求大一千倍，其造成对新的无线通信资源的需求，这会受现有无线通信技术中的限制所限。在用于无线通信的3GPP国际标准中，已开发了第五代(5G)标准，其进一步提高了频率利用效率，以适应对无线通信系统不断增长的需求。

在当前的LTE/LTE-A中，采用了正交频分复用(OFDM)，并且利用频域中的正交性执行复用。此外，载波聚合通过加宽带宽被用来增加无线容量，但是没有解决无线电波资源枯竭的问题。

在一些情况下，增加了OFDM中每子载波的调制阶数，以便增加复用符号的总数量。例如，LTE使用16QAM(正交幅度调制)，LTE-A使用256QAM。在LTE-A的情况下，每子载波传输的比特的总数增加到八，但是符号之间的距离减小，因此需要更高的每比特能量与噪声功率谱密度之比(E_b/N₀)，以维持预定的物理层误码率(PHYBER)。

其它复用方法已被引入以解决由于增加每子载波调制的比特的数量所带来的问题，包括采用包括频率、时间和码的调制符号之间的正交性关系。例如，OFDM与正交频率关联，以及CDMA与正交码关联。在现在被认为是第五代(5G)的LTE中，使用了滤波器组多载波(FBMC)调制方法，其采用小波OFDM。FBMC调制通过将时间正交和频率正交在一起使用使得循环前缀(CP)不必要。此外，保护带也是不必要的，因为带外的辐射非常低。FBMC调制允许更多数量的用户设备(UE)使用相同的带宽；但是，通过消除CP和保护带所获得的提高量最多为百分之十，这不足以适应对无线通信系统增长的需求。

此外，非正交多址接入(non-orthogonalmultipleaccess,NOMA)也被考虑用于解决由于无线通信系统增加的需求而产生的问题。NOMA允许复用信号基于信噪比(SNIR)的差异在接收器进行分离并且允许发送信号基于幅度进行复用。例如，两个信号可以被复用到第一层和第二层中，并且复用信号的发送功率是基于在满足预期BER的接收器处实现第一层和第二层的SNIR来确定的。在接收器处，通过从接收信号中减去解调的信号来依次地恢复复用的层。NOMA允许更大量的复用，但是较低信号层引起与较高层的干扰，这导致发送功率总体增加，这会对具有有限发送功率的终端设备造成困难。例如，二至三个复用层在此时被认为是实际的。

此外，NOMA使用所谓的自适应调制方法来保持小区或终端设备中的发送功率恒定。例如，自适应调制允许调制量基于接收器处的SNIR来改变。但是，利用取决于被使用的调制类型的自适应调制通信速度会非常慢，并且频率利用效率会变得甚至更差。

发明内容

在示例性实施例中，设备包括被配置为利用一个或多个正交码将一个或多个符号扩展为具有预定数量的比特的扩展信号的电路。扩展信号的幅度通过一个或多个层系数进行修改并且扩展信号被复用到分层发送信号中。

在另一个示例性实施例中，方法包括利用一个或多个正交码将一个或多个符号扩展为具有预定数量的比特的扩展信号；通过一个或多个层系数修改扩展信号的幅度；将扩展信号复用到分层发送信号中；并且通过利用一个或多个正交码将接收信号逆扩展来恢复接收信号层。

在另一个示例性实施例中，设备包括被配置为执行下述处理的电路：通过利用一个或多个正交码将接收信号逆扩展来恢复最高接收信号层，利用一个或多个正交码将最高接收信号层再扩展并将相应的扩展信号乘以关联的层系数，并且从接收信号中减去再扩展信号以恢复一个或多个较低的接收信号层。

说明性实施例的以上一般描述及其以下的具体描述仅仅是本公开教导的示例性方面，并不是限制性的。

附图说明

将容易地获得本公开及其许多附属优点的更完整理解，因为，当结合附图考虑时，通过参考以下的具体描述，这些将变得更好理解。

图1A是根据某些实施例的发送器的示例性框图；

图1B是根据某些实施例的发送器调制过程的示例性流程图；

图2A是根据某些实施例的接收器的示例性框图；

图2B是根据某些实施例的接收器解调过程的示例性流程图；

图3A是根据某些实施例的复用的层的示例性图；

图3B是根据某些实施例的复用的层的示例性图；

图4A是根据某些实施例的物理层的误码率的示例性曲线图；

图4B是根据某些实施例的物理层的误码率的示例性曲线图；

图5是根据某些实施例的设备的示例性框图；

图6是根据某些实施例的数据处理系统的示例性示意图；及

图7是根据某些实施例的处理器的示例性示意图。

具体实施方式

在附图中，相同的标号在若干个视图中表示相同或相应的部分。而且，如本文所使用的，除非另作说明，否则没有用数词进行限定的词语通常具有“一个或多个”的含义。此外，术语“近似地”、“近似”、“大约”及类似的术语通常指包括在20％、10％或5％的边际内识别的值以及其之间的任何值的范围。

本公开的各方面针对用于在维持预定的误码率标准的同时为调制的发送信号增加复用符号的数量的复用方法。实施例描述了利用非正交多址接入(NOMA)技术应用具有正交码的码分复用，以在限制发送功率的增加的同时增加复用符号的总数和频率利用效率。

图1A是根据某些实施例的发送器100的示例性框图。发送器100包括IFFT块102，IFFT块为包括一个或多个子载波的信号计算IFFT。循环前缀(CP)在CP模块104被添加到信号，并且射频(RF)前端106将信号转换为无线电频率以被天线108发送。

图1A还示出了信号结构如何被发送器100构造和发送的示图。在一些实现中，发送器100包括被配置为通过利用具有L_C比特长度的正交码将符号转换为具有L_C比特长度的扩展信号的关联电路。由于符号经正交码扩展，因此扩展符号的幅度等于原始符号的幅度的1/L_C。在一种实现中，用于扩展符号的正交码是Walsh码。由于具有L_C比特的正交码包括L_C个正交码cd₀至cd(L_C-1)，因此通过经L_C个正交码cd₀至cd(L_C-1)扩展L_C个符号中的每一个并将结果获得的扩展符号加到一起来执行复用。复用的符号然后与第一层系数cg0相乘，这产生具有L_C个符号的第一层信号。

接着，第二层信号通过以下获得：经具有L_C比特的正交码将新的符号复用到扩展符号中，把结果获得的扩展符号加在一起，并将扩展符号乘以第二层系数cg1来修改符号的幅度，这产生具有L_C个符号的第二层信号。第二层信号然后被复用到第一层信号上，并且总共(L_C×M)个符号通过重复地执行扩展、幅度修改以及复用到之前层上直到第M层的过程而被复用。

根据一种实现，M层中的每一层都利用相同的正交码扩展并且一层或M层可以不相对于其它层正交。为了能够在接收器分离该M层，各层的幅度被修改，这被称为非正交多址接入(NOMA)。在本公开中，层系数，cg0至cg(L_C-1)，被用来修改每个其它M层的幅度值。将在本文进一步讨论关于确定层系数的细节。

一旦第1层至第M层信号被复用，信号就被分配给子载波。由于直到第M层的每个信号都已经通过L_C比特扩展，因此L_C比特中的每一比特被分配到OFDM的相应的子载波，这导致(L_CxM)个符号被复用到L_C个子载波上。另外的M层信号被分配给子载波，直到发送器100的所有子载波都被分配。在一种实现中，子载波的总数用N_sub表示，并且可以被发送器100的一个IFFT发送的符号的总数通过下面的方程式表示：

例如，发送符号的总数可以通过增加分层发送信号的层的数量和/或增加子载波的数量来增加。

可以被发送器100的一个IFFT发送的包括在一个符号中的比特的总数量，N_b，可以被表示为如下：

图1B是根据某些实施例的发送器调制过程120的示例性流程图。在一个例子中，可以被发送器100的IFFT块102处理的子载波的数量N_sub等于2048。此外，与要被复用的符号关联的层M的总数等于4。

在步骤S122，当前层值被初始化为值一。在步骤S124，利用L_C比特长度的正交码来扩展要被发送的符号。在一种实现中，用于调制发送的符号的正交码是具有4比特长度L_C的Walsh码，并且该正交码可以被描述如下：

cd0＝(1，1，-1，-1)(3.1)

cd1＝(1，-1，-1，1)(3.2)

cd2＝(1，-1，1，-1)(3.3)

cd3＝(1，1，1，1)(3.4)

一旦正交码被应用到符号，结果获得的符号就被加到一起。例如，如图1A所示，data0，data1，data2和data3表示通过正交码cd0，cd1，cd2和cd3复用的扩展符号。

在步骤S126，扩展符号乘以第一层系数cg0，这产生具有L_C个符号的第一层信号。在一种实现中，层系数cg0至cg(L_C-1)被用来修改每个其它M层的幅度值。例如，由于这些层相对于彼此是非正交的，因此为了在接收器分离发送信号的M层，这些层中的每一层被乘以将这些层彼此区分开来的值cg0至cg(L_C-1)。为了减少M层之间的干扰，用于这些层中的每一层的cg值被相对于以下方程式确定为使得最高层系数大于一个或多个剩余较低层系数之和：

cg(M-1)＞cg(M-2)+…+cg0(4)

例如，根据图1A中示出的例子，cg0至cg3的值被如下确定：

cg0＝1(5.1)

cg1＝(1+dlt)(5.2)

cg2＝(1+dlt)*2(5.3)

cg3＝(1+dlt)*4(5.4)

系数cg0对应于应用到第一层符号的系数，cg1被应用到第二层符号，cg2被应用到第三层符号，并且cg3被应用到第四层符号。系数差异因子的最佳值dlt是基于误码率(BER)确定的。例如，任何两个符号之间的干扰可以通过增加系数差异因子的值dlt来减小。此外，dlt的值小于1(dlt<1)。

可以通过从基站到终端的下行链路(DL)的例子来更一般地说明由方程式(5.1)至(5.4)所描述的符号的幅度值的确定。例如，复用的层的总数等于N，N是整数并且大于二，并且第一层的幅度被称为S1，直到第N层的每一层的幅度可以通过以下方程式表示：

第一层：S1＝S1(6.1)

第二层：S2＝S1+dlt(6.2)

第三层至第N层：SM＝2^N-2(S1+dlt)(6.3)

因此，由于复用所有层而得到的信号的幅度可以通过以下来表示：

$Sttl={\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^N{S}_i---\left(7\right)$

因此，描述层系数值的方程式(5.1)至(5.4)说明了方程式(6.1)至(6.3)的一种示例性实现，其中S1等于1。

在步骤S127，当前层被复用到之前的层上。例如，第二层被复用到第一层上，第三层被复用到前两层上，以及第四层被复用到前三层上。如果当前层等于一，则步骤S127被跳过，并且过程前进到步骤S128。

在一种实现中，基于方程式(7)和上述关系，由所有复用的层产生的总幅度是8*(S1+dlt)，这比在没有执行复用时产生的信号幅度大大约八倍。增加的幅度意味着用来发送分层、复用信号的发送功率也增加。根据一些实现，当与还没有执行复用的实现相比，当执行N次复用迭代时，发送功率增加了N倍。

根据本文所述的实施例，由复用层增加的幅度可以由于当信号在步骤S122被扩展时发生的幅度降低而减轻。例如，当信号被扩展到总数是被发送信号的总数那么多的比特的L_C倍的比特时，这些比特中的每一比特的幅度是每个信号的幅度的1/L_C。因此，方程式(7)可以被改写为如下：

$SttlCD=\frac{1}{L_C}{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^N{S}_i---\left(8\right)$

由于信号的幅度在步骤S122的信号扩展过程中以1/L_C为因子减少，因此发送信号的总幅度也以1/L_C为因子减少。因此，发送器电路可以被配置为基于修改层系数之和或扩展信号的比特的预定数量这两者中的至少一个来修改总发送功率。在接收器处的信号的SNIR不受幅度减少的影响，因为随着逆扩展被执行，通过累积L_C比特形成一个符号。例如，如果扩展是利用具有长度L_C＝4的码执行的，并且基于方程式(8)确定总发送功率等于4，那么就没有由于将信号层复用在一起而造成的发送功率增加。

在步骤S128，确定当前层值是否等于M层的总数。如果当前层值不等于M，从而在步骤S128导致“否”，则执行步骤S132。在步骤S132，当前层值递增一，并且过程返回到步骤S124以为后续层重复步骤S124、S126、S127和S128。如图1A所示，该过程重复，直到已通过将来自包括data12、data13、data14和data15的第四层的扩展信号的每一比特添加到来自之前三层的比特将第四层复用到之前三层上为止。否则，如果当前层值等于M，从而在步骤S128导致“是”，则执行步骤S130。

在步骤S130，多层复用的信号被分配给一个或多个子载波。例如，包括来自第一至第四层的数据的四比特被分配给第0个至第3个子载波，这导致十六个符号被复用到四个子载波上。对512(＝2048/4)组子载波重复发送器调制过程120，其根据方程式(1)导致对于发送器100的一个逆快速傅立叶变换(IFFT)复用8192个符号在正交相移键控(QPSK)是在一个符号上执行的一种实现中，在一个符号中的比特的数量N_b等于二。因此，对每个子载波复用八比特，这等于用于256个正交幅度调制正交频分复用(QAM-OFDM)的发送比特的数量。

图2A是根据某些实施例的接收器200的示例性框图。接收器200包括接收信号的天线202、将到来的RF信号转换到基带的RF前端204和将CP从到来的信号中去除的CP去除模块206。接收信号然后在快速傅里叶变换(FFT)块208返回到频域。在一种实现中，结果得到的频域信号通过RxM表示。

图2A还示出了说明分层、复用的信号如何被接收器100接收和恢复的示图。在一些实现中，接收器200包括被配置为执行包括将接收信号逆扩展以恢复发送的符号的解调过程的电路。利用正交码cd0至cd(L_C-1)对每一组L_C个子载波执行逆扩展，这从第M层中恢复L_C个接收到的符号。然后利用正交码cd0至cd(L_C-1)再次扩展接收到的符号，并且结果得到的扩展信号被乘以系数cgM。在相乘之后，从原始信号RxM中减去结果得到的信号并且获得信号Rx(M-1)。下一步，利用正交码cd0至cd(M-1)的逆扩展过程再次被应用到信号Rx(M-1)，并且获得用于第(M-1)层的另一组L_C个符号。接着，重复解调过程，直到达到第1层，并且所有发送的符号都被解调为止。接收器200然后重复解调过程以恢复分配给每个子载波的发送符号。

图2B是根据某些实施例的接收器解调过程220的示例性流程图。在一个例子中，可以被接收器200的FFT块208处理的子载波的数量N_sub等于2048。此外，与要恢复的符号关联的层的总数M等于4。

在步骤S222，当前层值被初始化为值M，在一个例子中M是4。在步骤S224，与开始L_C个子载波SC0至SC3关联的接收信号RxM经正交码cd0、cd1、cd2和cd3逆扩展，以恢复与发送信号的最高层关联的扩展符号。如图2A所示，data(n+12)、data(n+13)、data(n+14)和data(n+15)通过在接收信号Rx4上执行逆扩展来恢复，其中接收信号Rx4是分配给发送信号的第四层或最高层的扩展数据信号。

在步骤S226，被恢复的信号利用正交码cd0，cd1，cd2和cd3再次扩展并且被乘以系数cg3。如之前所讨论的，接收信号RxM包括通过利用与将信号进行扩展相同的正交码在第1层到第M层上扩展的信号，这意味着各层相对于彼此是非正交的。通过修改幅度，每一层都可以通过应用在发送器100使用的相应系数在接收器进行恢复。如之前所讨论的，当第M层被逆扩展以减少第M层和第1层至第(M-1)层之间的干扰时，层系数是基于方程式(4)确定的。结果得到的与cg3相乘的最高接收信号层然后被从Rx4信号中减去，以获得包括剩余较低信号层的Rx3信号。例如，Rx3信号包括与第一、第二和第三层关联的扩展信号。

在步骤S228，确定当前层值是否等于一。如果当前层值不等于一，从而在步骤S228导致“否”，则执行步骤S230。在步骤S230，当前层值递减一，并且过程返回到步骤S224以重复步骤S224、S226和S228，以便恢复与下一个最低层关联的接收到的符号。如图2A所示，过程重复，直到第三、第二和第一层的发送的符号都被恢复。否则，如果当前层值等于1，从而在步骤S228导致“是”，则过程终止。对所有的子载波执行接收器解调过程400以恢复所有发送的数据，对于本文所述的例子其包括512组的四个子载波。

图3A和3B是根据某些实施例的由发送器调制过程120产生的复用的层的示例性示图。图3A图示了其中第一层和第二层采用利用相同相位进行复用的QPSK的实现。在图3B中，第二层以45度的偏移被添加到第一层。在一些实施例中，偏移被每隔一层地添加到复用信号的各层。例如，第四和第六层也以45度偏移。对于应用了偏移的层，层系数cg是复数，从而导致当与没有应用偏移的复用信号相比，偏移层的总幅度降低并且发送功率降低。

图4A是根据某些实施例的物理层的误码率BER(PHYBER)的示例性曲线图。该曲线图示出了本文所述的发送器100和接收器200相对于每比特能量对噪声功率谱密度的比(E_b/N₀)的示例性BER值，并且包括QPSK和256QAM系统的理论值。此外，对于图4A中所示的BER曲线，使用了长度L_C＝4的Walsh码，并且复用层的总数等于4。此外，根据一种实现假定了具有2048个子载波的OFDM，并且所有的子载波都是QPSK调制的。对于dlt等于0.2、0.3、0.4和0.5的情况图示了BER曲线，其显示了BER随着dlt的值的增加而被改善。当dlt等于0.4时，结果得到的BER近似地等于QPSK的BER。该曲线图还包括对于dlt为0.5的BER，其显示了对于大于0.4的dlt值，BER改善由于饱和而减少。因为子载波是QPSK调制的，因此物理层BER不会降低到小于QPSK的BER。

图4B是根据某些实施例的物理层的BER的另一个示例性曲线图。图4B也包括QPSK和256QAM系统的理论值以及在长度L_C＝4的Walsh码、四个复用层并且dlt的值为0.2、0.3和0.4的情况下的发送器100和接收器200的BER曲线。此外，假定了具有2048个子载波的OFDM，并且所有的子载波都是QPSK调制的。图4B还包括其中dlt等于0.3的实现的偏移BER曲线，并且45度的偏移被添加到间隔层(诸如第二层和第四层)，并且这四层按照之前描述的过程被复用在一起。偏移BER曲线近似地等于理论的QPSKBER曲线，但是偏移复用信号的幅度比不具有偏移的复用信号的幅度小0.2倍。

图4A和4B两者都示出了与256QAM的容量对应的通信容量可以在与QPSK的E_b/N₀对应的E_b/N₀值处实现。例如，利用256QAM-OFDM，为了实现10^-3的PHYBER，环境E_b/N₀大约等于18dB。但是，根据本文所述的实施例，10^-3BER可以在大约7dB的环境E_b/N₀处实现。根据一些实现，城市环境具有10至15dB的E_b/N₀值，这意味着256QAM可能无法被使用。但是，由于本文所述的实施例确保可以在维持大约7dB的E_b/N₀的同时实现与256QAM的对应的传输速率，因此频率利用效率可增至四倍，并且在具有10至15dB的E_b/N₀值的城市区域中信号可以被成功地发送。

此外，接收器200对接收信号的复用层的执行逆扩展和减法，并且基于之前描述的分层系数cg的确定，层之间的干扰被降低。此外，由于信号信息可以只被包含在相位中，因此PSK调制可以用于每个高于或等于第二层的层。例如，QPSK对应于4PSK。通过对第二层和更高层使用相移键控(PSK)，多级调制就不会干扰第一层。

为复用信号的一层或多层采用PSK允许总数更多的符号通过发送器100的一个IFFT和接收器200的一个FFT进行通信。例如，在M等于四层的情况下，QPSK被应用到第二至第四层中的每一层，并且16QAM被应用到第一层，从而导致每子载波发送13比特，其对应于8192QAM。与具有13比特每子载波的复用信号关联的PHYBER大于QPSK的PHYBER，但是也小于QAM信号的BER。

根据某些实施例，将复用与增加每个信号层的幅度同时地执行，从而导致峰均功率比(PAPR)的增加。复用信号的增加的PAPR可以使发送器100中的发送功率放大器(PA)的线性度更加重要。例如，当不存在对具有OFDM的单个复用信号的偏移时，PAPR是8.8dB。对于其中四个层根据本文所述的过程被复用在一起的情况下，PAPR是大约9.8dB，从而导致PAPR增加1dB。由于四个复用层导致的PAPR增加不会使得对发送下行链路(DL)信号的基站超过最大发送功率，但是终端设备(诸如蜂窝电话或其它移动设备)可能无法适应增加的PAPR。在一些实现中，由于PAPR增加在终端所引起的问题可以通过在终端设备增加最大发送功率、应用SC-OFDM、进一步应用失真补偿等来减轻。

根据其中上行链路(UL)信号是从终端设备发送到基站的某些实施例，多个终端设备使用同一子载波，这使得终端设备上的发送器控制发送功率使得在基站接收信号维持按照方程式(8)的关系。通过执行本文所述的过程，终端设备上的发送器100可以在发送复用信号时减少子载波的总数，使得终端设备可以不需要执行功率控制操作。例如，在LTE中，最小传输规模包括每资源块(RB)一组12个子载波。当子载波调制利用QPSK执行时，可以发送24比特，并且当子载波调制利用16QAM执行时，可以发送48比特。

相比之下，根据本文所述的实施例，当四个子载波被分配给每个终端设备并且利用QPSK和每子载波8比特执行发送器调制过程120的四次迭代来将四个层复用在一起时，发送器100可以发送32比特。同样，在调制方案包括16QAM用于第一层和8PSK用于第二至第四层且具有每子载波13比特时，可以发送52比特。在这个例子中，三个终端设备可以被分配到一个资源块，这使资源块的总容量增至三倍，因为每个终端设备都只使用12个子载波资源块的四个子载波。因此，通过执行本文所述的分层复用过程减少了对每个终端设备的子载波分配，更多数量的信号可以被终端设备复用和发送，而不必限制发送功率。

根据本文所述的实施例，可以通过在修改信号的幅度的同时利用正交码顺序地复用由正交复用产生的信号来提高频率利用效率。通过执行本文所述的过程，可以在维持与QPSK的PHYBER值对应的PHYBER值的同时，实现与256QAM对应的传输速率。将频率利用效率增至四倍允许无线通信系统适应无线通信流量的将来的增长。

参考图5描述用于执行本文所述的一个或多个实施例的示例性设备500的硬件描述。例如，由图5所描述的硬件可以应用到蜂窝基站和/或终端设备，其可以包括经至少一个无线网络通信的任何类型的移动设备。当设备500被编程为执行本文所述的与过程相关的信号调制和解调时，设备500变为专用设备。

设备500包括RF收发器526，RF收发器526包括之前描述的发送器100和接收器200的部件和电路。收发器526可以包括发送天线和接收天线，或者发送器100和接收器200可以利用关联的隔离部件(诸如全双工器)共享共同的天线。在其它实现中，设备500可以只包括发送器100或只包括接收器200。

设备500包括执行本文所述过程的CPU500。过程数据和指令可以存储在存储器502中。这些过程和指令也可以存储在存储介质盘504上，诸如硬盘驱动器(HDD)或便携式存储介质，或者可以被远程地存储。此外，所要求保护的进步不受存储有本发明过程的指令的计算机可读介质的形式的限制。例如，指令可以存储在CD、DVD、闪存、RAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、硬盘或与设备500通信的任何其它信息处理设备上，诸如终端设备和/或基站。

此外，所要求保护的进步可以被提供为结合CPU500和操作系统(诸如MicrosoftWindows、UNIX、Solaris、LINUX、AppleMAC-OS以及对本领域技术人员已知的其它系统)执行的实用程序、后台守护进程、或操作系统的部件、或其组合。

CPU500可以是来自美国的英特尔的Xenon或Core处理器或来自美国的AMD的Opteron处理器，或者可以是会被本领域普通技术人员会认出的其它处理器类型。可替代地，CPU500可以实现在FPGA、ASIC、PLD上或利用如本领域普通技术人员会认出的离散逻辑电路实现。此外，CPU500可以实现为并行协同工作的多个处理器，以执行上述发明过程的指令。

图5中的设备500还包括网络控制器506，诸如来自美国英特尔公司的IntelEthernetPRO网络接口卡，用于与网络528对接。如可以理解的，网络528可以是诸如因特网的公共网络或诸如LAN或WAN网络的专用网络或其任何组合，也可包括PSTN或ISDN子网络。网络528也可以是有线的(诸如以太网网络)，或者可以是无线的(诸如包括EDGE、3G和4G无线蜂窝系统的蜂窝网络)。无线网络也可以是Wi-Fi、蓝牙或已知的任何其它无线形式的通信。

设备500还包括用于与设备500的显示器510对接的显示器控制器508，诸如LCD监视器。在设备500处的通用I/O接口512与键盘和/或鼠标514以及在显示器510上或与其分离的触摸屏面板516对接。通用I/O接口512还连接到各种外设518，包括打印机和扫描仪。

通用存储控制器524将存储介质盘504与通信总线526(可以是ISA、EISA、VESA、PCI等)连接，用于将设备500的所有部件互连。为简洁起见，显示器510、键盘和/或鼠标514以及显示器控制器508、存储控制器524、网络控制器506、声音控制器520和通用I/O接口512的一般特征和功能的描述在本文被省略，因为这些特征是众所周知的。

在本公开的上下文中描述的示例性电路元件可以用其它元件替代并且可以结构上不同于本文所提供的例子。此外，配置为执行本文所述的特征的电路可以在多个电路单元(例如，芯片)中实现，或者这些特征可以被组合在单个芯片组上的电路中，如图6所示出的。

图6示出了根据某些实施例的数据处理系统的示意图，该数据处理系统用于执行发送器调制过程120和/或接收器解调过程220。数据处理系统是实现示例性实施例的过程的代码或指令可以位于其中的计算机的例子。

在图6中，数据处理系统600采用集线器架构，包括北桥和存储器控制器集线器(NB/MCH)625以及南桥和输入/输出(I/O)控制器集线器(SB/ICH)620。中央处理单元630连接到NB/MCH625。NB/MCH625还经存储器总线连接到存储器645，并经加速图形端口(AGP)连接到图形处理器650。NB/MCH625还经内部总线(例如，统一媒体接口或直接媒体接口)连接到SB/ICH620。CPU处理单元630可以包含一个或多个处理器并且甚至可以利用一个或多个异构处理器系统来实现。

例如，图7示出了CPU630的一种实现。在一种实现中，指令寄存器738从快速存储器740中检索指令。这些指令的至少一部分是由控制逻辑736从指令寄存器738中取出并按照CPU630的指令集架构进行解释的。这些指令的一部分也可以针对寄存器732。在一种实现中，指令按照硬连线方法进行解码，并且在另一种实现中，指令按照微程序进行解码，所述微程序将指令转化为在多个时钟脉冲上被顺序应用的CPU配置信号组。在取出并解码指令之后，指令利用算术逻辑单元(ALU)734来执行，其中算术逻辑单元从寄存器732中加载值并按照指令对加载的值执行逻辑和数学运算。这些操作的结果可以反馈到寄存器中并且/或者存储在快速存储器740中。根据某些实现，CPU630的指令集架构可以使用精简指令集架构、复杂指令集架构、矢量处理器架构、特大指令字架构。此外，CPU630可以基于冯诺依曼(VonNeuman)模型或哈佛(Harvard)模型。CPU630可以是数字信号处理器、FPGA、ASIC、PLA、PLD或CPLD。此外，CPU630可以是英特尔或AMD的x86处理器；ARM处理器，例如IBM的Power架构的处理器；SunMicrosystems或Oracle的SPARC架构的处理器；或其它已知的CPU架构。

再次参考图6，数据处理系统600可以包括通过系统总线耦接到I/O总线的SB/ICH620、只读存储器(ROM)656、通用串行总线(USB)端口664、闪存二进制输入/输出系统(BIOS)668以及图形控制器658。PCI/PCIe设备也可以通过PCI总线662耦接到SB/ICHYYY。

PCI设备可以包括例如以太网适配器、插入卡和用于笔记本计算机的PC卡。硬盘驱动器660和CD-ROM666可以使用例如电子集成驱动器(IDE)或串行高级技术附件(SATA)接口。在一种实现中，I/O总线可以包括超级I/O(SIO)设备。

此外，硬盘驱动器(HDD)660和光驱动器666也可以通过系统总线耦接到SB/ICH620。在一种实现中，键盘670、鼠标672、并行端口678和串行端口676可以通过I/O总线连接到系统总线。其它可以连接到SB/ICH620的外设和设备利用诸如SATA或PATA的大容量存储控制器、以太网端口、ISA总线、LPC桥、SMBus、DMA控制器和音频编解码器。

此外，本公开并不限于本文所述的特定电路元件，并且本公开也不限于这些元件的特定尺寸和分类。例如，熟练技术人员将理解，本文所述的电路可以基于电池尺寸和化学性质的变化、或者基于预期的要被供电的备份负载的要求进行调整。

本文所述的功能和特征也可以由系统的各种分布式部件执行。例如，一个或多个处理器可以执行这些系统功能，其中处理器跨在网络中通信的多个部件分布。分布的部件可以包括一个或多个客户端和服务器机器，其除了可以共享各种人机接口和通信设备(例如，显示监视器、智能电话、平板计算机、个人数字助理(PDA))之外还可以共享处理。网络可以是诸如LAN或WAN的专用网络，或者可以是诸如因特网的公共网络。对系统的输入可以经直接用户输入接收和实时地或作为批处理远程地接收。此外，一些实现可以在与所描述的模块或硬件不完全相同的模块或硬件上执行。因此，其它实现也在可以被要求保护的范围之内。

上述硬件描述是用于执行本文所述的功能的对应结构的非限制性例子。在其它的可替代实施例中，根据本公开的处理特征可以被实现并商业化为硬件、软件解决方案或其组合。而且，与根据本公开的发送器调制过程120和/或接收器解调过程220对应的指令可以存储在容纳安全过程的拇指驱动器(thumbdrive)中。

已经描述了若干实现。然而，应该理解，在不背离本公开的精神和范围的情况下，可以做出各种修改。例如，如果所公开技术的步骤以不同的顺序执行、如果所公开系统中的部件以不同方式组合、或者如果部件被其它部件替代或补充，那么可以实现更合意的结果。本文所述的功能、过程和算法可以用硬件或由硬件执行的软件执行，包括配置为执行程序代码和/或计算机指令以执行本文所述功能、过程和算法的计算机处理器和/或可编程电路。可替代地，实现可以在与所描述的模块或硬件不完全相同的模块或硬件上执行。因此，其它实现也在可以要求保护的范围之内。

以上公开内容还包括以下列出的实施例。

(1)一种设备，包括被配置为执行下述处理的电路：利用一个或多个正交码将一个或多个符号扩展为具有预定数量的比特的扩展信号，通过一个或多个层系数修改扩展信号的幅度，及将扩展信号复用到分层发送信号中。

(2)如(1)所述的设备，其中所述电路还被配置为将分层发送信号分配给预定数量的子载波。

(3)如(1)或(2)所述的设备，其中所述预定数量的子载波与扩展信号的预定数量的比特对应。

(4)如(1)至(3)中任何一项所述的设备，其中所述一个或多个正交码是Walsh码。

(5)如(1)至(4)中任何一项所述的设备，其中所述电路还被配置为基于小于一的系数差异因子确定层系数。

(6)如(1)至(5)中任何一项所述的设备，其中所述电路还被配置为将最高层系数确定为比一个或多个剩余较低层系数的总和更大。

(7)如(1)至(6)中任何一项所述的设备，其中所述电路还被配置为通过增大系数差异因子降低物理层误码率。

(8)如(1)至(7)中任何一项所述的设备，其中所述电路还被配置为通过修改层系数的总和或扩展信号的比特的预定数量这两者中的至少一个来修改总发送功率。

(9)如(1)至(8)中任何一项所述的设备，其中所述电路还被配置为通过向一个或多个层系数中的至少一个增加偏移来降低分层发送信号的总发送功率。

(10)如(1)至(9)中任何一项所述的设备，其中所述电路还被配置为向分层发送信号的间隔层增加偏移。

(11)如(1)至(10)中任何一项所述的设备，其中所述偏移等于45度。

(12)如(1)至(11)中任何一项所述的设备，其中所述分层发送信号包括一个或多个非正交信号层。

(13)如(1)至(12)中任何一项所述的设备，其中所述电路还被配置为通过利用一个或多个层系数修改扩展信号的幅度来降低一个或多个非正交信号层之间的干扰。

(14)如(1)至(13)中任何一项所述的设备，其中所述电路还被配置为为第一层实现正交幅度调制和为分层发送信号的第二层和更高层实现相移键控调制。

(15)如(1)至(14)中任何一项所述的设备，其中所述电路还被配置为将来自一个终端设备的信号分配给十二个子载波资源块的四个子载波。

(16)如(1)至(15)中任何一项所述的设备，其中所述电路还被配置为通过利用一个或多个正交码将接收信号逆扩展来恢复最高接收信号层。

(17)如(1)至(16)中任何一项所述的设备，其中所述电路还被配置为利用一个或多个正交码将最高接收信号层再扩展，并将相应的扩展信号乘以关联的层系数。

(18)如(1)至(17)中任何一项所述的设备，其中所述电路还被配置为从接收信号中减去再扩展信号以恢复一个或多个较低接收信号层。

(19)一种方法，包括：利用一个或多个正交码将一个或多个符号扩展到具有预定数量的比特的扩展信号中；通过一个或多个层系数修改扩展信号的幅度；及将扩展信号复用到分层发送信号中。

(20)一种设备，包括被配置为执行下述处理的电路：通过利用一个或多个正交码将接收信号逆扩展来恢复最高接收信号层，利用一个或多个正交码将最高接收信号层再扩展并将相应的扩展信号乘以关联的层系数，及从接收信号中减去再扩展信号以恢复一个或多个较低接收信号层。

Claims (20)

1.一种设备包括：

电路，被配置为

利用一个或多个正交码将一个或多个符号扩展为具有预定数量的比特的扩展信号，

通过一个或多个层系数修改扩展信号的幅度，及

将扩展信号复用到分层发送信号中。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述电路还被配置为将分层发送信号分配给预定数量的子载波。

3.如权利要求2所述的设备，其中所述预定数量的子载波与扩展信号的预定数量的比特对应。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个正交码是Walsh码。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述电路还被配置为基于小于一的系数差异因子确定层系数。

6.如权利要求5所述的设备，其中所述电路还被配置为将最高层系数确定为比一个或多个剩余较低层系数的总和更大。

7.如权利要求5所述的设备，其中所述电路还被配置为通过增大系数差异因子来降低物理层误码率。

8.如权利要求1所述的设备，其中所述电路还被配置为通过修改层系数的总和或扩展信号的比特的预定数量这两者中的至少一个来修改总发送功率。

9.如权利要求1述的设备，其中所述电路还被配置为通过向所述一个或多个层系数中的至少一个增加偏移来降低分层发送信号的总发送功率。

10.如权利要求9所述的设备，其中所述电路还被配置为向分层发送信号的交替的层增加偏移。

11.如权利要求10所述的设备，其中所述偏移等于45度。

12.如权利要求1所述的设备，其中所述分层发送信号包括一个或多个非正交信号层。

13.如权利要求12所述的设备，其中所述电路还被配置为通过利用所述一个或多个层系数修改扩展信号的幅度来降低所述一个或多个非正交信号层之间的干扰。

14.如权利要求1所述的设备，其中所述电路还被配置为为第一层实现正交幅度调制和为分层发送信号的第二层和更高层实现相移键控调制。

15.如权利要求1所述的设备，其中所述电路还被配置为将来自一个终端设备的信号分配给十二个子载波资源块的四个子载波。

16.如权利要求1所述的设备，其中所述电路还被配置为通过利用所述一个或多个正交码将接收信号逆扩展来恢复最高接收信号层。

17.如权利要求16所述的设备，其中所述电路还被配置为利用所述一个或多个正交码将最高接收信号层再扩展，并将相应的扩展信号乘以关联的层系数。

18.如权利要求17所述的设备，其中所述电路还被配置为从接收信号中减去再扩展信号以恢复一个或多个较低接收信号层。

19.一种方法包括：

利用一个或多个正交码将一个或多个符号扩展到具有预定数量的比特的扩展信号中；

通过一个或多个层系数修改扩展信号的幅度；及

将扩展信号复用到分层发送信号中。

20.一种设备包括：

电路，被配置为

通过利用一个或多个正交码将接收信号逆扩展来恢复最高接收信号层，

利用一个或多个正交码将最高接收信号层再扩展并将相应的扩展信号乘以关联的层系数，及

从接收信号中减去再扩展信号以恢复一个或多个较低接收信号层。