[發(fā)明專利]使用HERMETIC變換發(fā)射和接收使用OFDM的信號的設備和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380051811.8
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN104854882A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設計）人: 哈維·C·伍德薩姆
• 申請（專利權(quán)）人: 哈維·C·伍德薩姆
• 主分類號: H04W4/00
• 分類號: H04W4/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 楊生平;鐘錦舜

關(guān)聯(lián)申請的交叉引用

本申請依據(jù)§119(e)要求于2012年8月2日提交的標題為“Devices?and?Methods?Using?the?Hermetic?Transform?and?Related?Linear?Transform?Approaches”的美國臨時申請No.61/678,716的優(yōu)先權(quán)，并且是依據(jù)§119(e)要求于2012年3月7日提交的美國臨時申請No.61/607743的優(yōu)先權(quán)的于2013年3月7日提交的序列號為No.13/788,556申請的部分繼續(xù)申請，這些文件中的每個的內(nèi)容通過參考方式以其全部內(nèi)容和所有目的并入本文中。

背景技術(shù)

本公開涉及對于應用如信號的定向或非定向的接收和/或發(fā)射使用Hermetic變換以及相關(guān)的變換的系統(tǒng)和方法，其使用相位陣列設備和系統(tǒng)和/或利用Hermetic變換以創(chuàng)建和譯碼在數(shù)據(jù)發(fā)射中使用的多個調(diào)制的子載波音調(diào)。對于定向發(fā)射而言，Hermetic變換(和相關(guān)的變換)可以使用陣列流形來設計，陣列流形實際上是所討論的陣列對從不同的方向到達的信號的復合校準響應向量，不論從數(shù)學模型開發(fā)而來還是從以具體形式配置的收集數(shù)據(jù)開發(fā)而來。變換可以用于接收器和/或發(fā)射束，以提供比傳統(tǒng)方法可以允許的主波瓣更窄的主波瓣。關(guān)于Hermetic變換的進一步背景可以在通過參考方式以其全部內(nèi)容和所有目的并入本文中的美國專利No.8,064,408中找到。

對于或者定向或者非定向數(shù)據(jù)發(fā)射而言，正交頻分復用技術(shù)(OFDM)是一種對多子載波頻率上的數(shù)字數(shù)據(jù)進行編碼的方法，其中，子載波被選擇為無干擾的(正交的)。OFDM和OFDMA已用于寬帶數(shù)字通信，其包括在例如數(shù)字電視和無線電廣播、DSL廣播互聯(lián)網(wǎng)接入、無線網(wǎng)絡，諸如802.11的應用中使用的基于通信的無線通信和4G移動通信。

在傳統(tǒng)OFDM中，多個緊密間隔的正交子載波信號用于承載數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)被劃分為多個并行數(shù)據(jù)串或信道，每個子載波一個。利用常規(guī)調(diào)制方案(例如正交振幅調(diào)制(QAM)，或相移鍵控(PSK)，以低符號率調(diào)制每個子載波，維持與相同帶寬中的常規(guī)單載波調(diào)制方案類似的總體數(shù)據(jù)率。OFDM相對單載波方案的優(yōu)點包括處理嚴重信道條件的能力。信道均衡被簡化，這是因為可以將OFDM視為使用許多個慢速調(diào)制窄帶信號，而不是一個快速調(diào)制寬帶信號。低符號率使得符號之間的保護間隔的使用可負擔得起，使得可以消除符號間干擾(ISI)并且利用來自多路徑傳播的回波和時間擴頻，以為了實現(xiàn)分集增益，用于信噪比改進。

利用標準OFDM，復合調(diào)制通過快速傅里葉逆變換(IFFT)，該快速傅里葉逆變換產(chǎn)生信號的實部或Q波形以及虛部或I波形分量。這些實部和虛部被表現(xiàn)為余弦和正弦波形(子載波)并且被總計以提供用于發(fā)射的真實信號，在例如Wi-Fi的應用的情況下，真實信號被混合到例如在2.4或5.8GHz處的無線電頻率載波上。使用快速傅里葉變換，以調(diào)制的相反方式完成解調(diào)制。

對于可以由信號承載的數(shù)據(jù)率的基本限制是香農(nóng)信道容量，C＝Blog₂(1+S/N)，其中C為以比特/秒計的信道容量，B為信號帶寬，而S/N為信號功率與噪聲功率的比例。OFDM的另一個限制為使用FFT/IFFT實現(xiàn)子載波之間的正交的要求間隔。兩個因素會改進OFDM的數(shù)據(jù)率，一個為噪聲的減少(增加S/N)，而另一個為以更緊密間隔的子載波實現(xiàn)正交，因此在并行子載波信道中承載更多數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

描述用于通過利用Hermetic變換和Hermetic逆變換代替FFT和IFFT，對于OFDM和OFDMA使用Hermetic變換和Hermetic逆變換用發(fā)射和接收信號的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)和方法包括接收串行信號，將串行信號劃分成多個并行信號，執(zhí)行Hermetic逆變換以產(chǎn)生實部信號和虛部信號，將實部和虛部信號轉(zhuǎn)化成邏輯信號，將信號升頻，以及作為RF信號發(fā)射。接收方法基本上為相反執(zhí)行。發(fā)射過程可以包括噪聲調(diào)節(jié)矩陣。

從以下描述和附圖中，其它特征和優(yōu)點會變得顯而易見。

附圖說明

圖1-4為根據(jù)本文描述的方法執(zhí)行的處理步驟的框圖。

圖5-8為顯示來自本文描述的系統(tǒng)和方法的結(jié)果的繪圖。

圖9-14為顯示在檢測干擾機中的使用的框圖和繪圖。

圖15和16顯示利用IFFT和FFT的典型OFDM發(fā)射和接收。

圖17和18示出在OFDM應用中的比較。

具體實施方式