[发明专利]使用聪明空间符号映像的OFDM－MIMO通信系统及其方法

说明书

技术领域

本发明关于无线通信系统，更特定言之，是关于一种采用正交分频多任务(OFDM)调变技术且配备多个传输及接收天线的无线通信系统。

背景技术

一多输入多输出(MIMO)无线通信系统在发射器包含多个天线组件且在接收器包含多个天线组件。在发射器及接收器分别以与其相关的天线组件为基础形成一相应天线数组。这些天线组件被用在一富含多路径的环境中致使每一信号因为该环镜中多个散射物的存在而经历到多路径传播。

MIMO通信系统的优点在于能让发射器与接收器间的无线链路的容量被提高。该富含多路径的环境促成多个频道在其间产生。然后用于单一使用者的数据可在空中透过这些频道平行地、同时地且使用相同带宽地传输。

正交分频调变(OFDM)亦有效于用在多路径环境中而不涉及复杂的接收器设计。OFDM和MIMO技术之一组合已被调适于多种标准中，譬如802.11n及Evolved UTRA(E-UTRA)，且很有希望用于下一世代的无线数据通信。

在一OFDM-MIMO发射器10内，如图1所示，一串行位信息流12被一频道编码器14编码以提升链路可靠度。然后该已编码串行位信息流16被一穿刺器18穿刺以达成一期望数据传输率。然后该已穿刺编码串行位信息流20经一交插器22交插以避免丛发错误。

然后，已交插位24被一多任务器26划分成多个串行位信息子流28、30以提高总数据吞吐量。多个发射器链40被耦接至多任务器26，每一发射器链接收一相应串行位信息子流28、30。

每一发射器链40包含一用于将相应串行位信息子流转换成一并行位信息位子流的串并转换器42。在例示实例中，三个频道位50(1)-50(3)、51(1)-51(3)从串并转换器42提供给一信号映像器44。信号映像器44将这三个频道位50(1)-50(3)、51(1)-51(3)映像到一频道符号52、53。

然后一块频道符号52被一OFDM调变器譬如一快速傅立叶逆变换(IFFT)模块46调变。要被OFDM调变器46调变的频道符号块的长度系由副载波的总数量决定。该OFDM调变器将一频域信号转换成一时域信号。该时域信号被一传输天线48(1)、48(2)传输。实际上，每一频道符号52、53是在一副载波上被传输且该频道符号块占用整个带宽。

现有OFDM-MIMO发射器10伴随着几潜在问题。为了在新兴无线标准中达成高数据传输率，必须使用高阶调变架构譬如16 QAM及64 QAM。但这些高阶调变架构需要一较高信噪比(SNR)方能达成特定位错误率(BER)。要求高SNR来达成特定位错误率的调变架构在多路径衰落环境中受到负面影响，从而导致无线链路不可靠。此外，峰均比(PAR)在任何OFDM系统中都是高的。高PAR在RF电路设计、特别是功率放大器方面造成问题。

发明内容

有鉴于上述背景，本发明的一目的因而是提出一种可靠的OFDM-MIMO通信系统，其以减小的信噪比达成期望的位错误率。

依据本发明的该目的及其它目的、特征和优点由一种OFDM-MIMO无线通信系统提供，该系统包括一发射器，该发射器包括一用于将一串行位信息流划分成多个串行位信息子流的多任务器，及多个耦接于该该多任务器的发射器链。

每一发射器链接收一相应串行位信息子流且可包括一耦接于该多任务器用来将该相应串行位信息子流转换成一并行位信息子流的串并转换器，且一信号映像器被耦接至该串并转换器以供从该并行位信息子流接收第一位群当作输入。每一信号映像器对应于一特定副载波。一具有一第一输入端的天线选择器被耦接至该串并转换器以供从该并行位信息子流接收第二位群，且一第二输入端被耦接至该信号映像器以供自此接收一频道符号。

多个OFDM调变器可被耦接至该天线选择器的多个输出端。一传输天线耦接于每一OFDM调变器。该天线选择器以来自该串并转换器的第二位群为基础选择该等传输天线之一者以供传输用于每一副载波的频道符号。

每一发射器链内的天线选择器提供该频道符号给与该选定传输天线有关的OFDM调变器，同时也提供占位符号(placeholders)给与未被选上的传输天线有关的OFDM调变器。每一发射器链内的天线选择器以来自该串并转换器的第二位群为基础交替选择与其相关的传输天线的每一者以供传输频道符号。

依据本发明的OFDM-MIMO通信系统改善发射器与接收器间的数据链路的可靠度。发射器将一较小信号星座用于相同数据传输率，因此在某些情势下需要较低SNR就能达成相同封包错误率(PER)。此系基于传输的信息位是由频道符号及天线选择位联合呈现。