專(zhuān)利名稱(chēng)：用于mimo系統(tǒng)的速率自適應(yīng)傳輸方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)通信，并且具體涉及用于多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)的 速率自適應(yīng)傳輸方案。
背景技術(shù)：
MIMO系統(tǒng)采用多個(gè)(NT)發(fā)射天線和多個(gè)(NK)接收天線用于數(shù)據(jù)傳輸。由所述 NT個(gè)發(fā)射天線和NK個(gè)接收天線所形成的MMO信道可以被分解為Ns個(gè)獨(dú)立的信道，其中 Ns《min{NT，NK}。所述Ns個(gè)獨(dú)立信道中的每一個(gè)信道都對(duì)應(yīng)于一個(gè)維度。如果由所述多發(fā) 射和多接收天線所生成的附加維度被使用，則所述MMO系統(tǒng)可以提供改進(jìn)的性能(例如， 更大的吞吐量和/或更高的可靠性)。 在無(wú)線通信系統(tǒng)中，待被發(fā)射的數(shù)據(jù)通常被處理(例如，被編碼或者被調(diào)制)以提 供數(shù)據(jù)符號(hào)。對(duì)于MIMO系統(tǒng)，一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流可以從發(fā)射器被發(fā)送到接收器。使 用空間復(fù)用，多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流可以從多個(gè)發(fā)射天線并行地被發(fā)射，其中所述空間復(fù)用利用 MMO信道的附加維度。為了獲得大吞吐量，理想的是并行地發(fā)射盡可能多的數(shù)據(jù)符號(hào)流。 然而，可以被發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)流的數(shù)目以及可以用于所述數(shù)據(jù)符號(hào)流的速率通常是取決于 信道條件的。現(xiàn)在可以獲得用于空間復(fù)用的多種傳輸方案，包括(l)"天線復(fù)用"方案，其 從每個(gè)天線發(fā)射一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，以及(2)"本征模式(eigenmode)復(fù)用"方案，其在MMO 信道中的每個(gè)獨(dú)立信道上發(fā)射一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。 可選擇地，可以使用發(fā)射分集從多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，以便提 高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｍㄟ^(guò)使用多個(gè)發(fā)射天線和多個(gè)接收天線來(lái)實(shí)現(xiàn)分集，以提供多 個(gè)傳播通道用于所述數(shù)據(jù)符號(hào)流。如果期望有較高的可靠性，或者如果信道條件太差 以至于最好使用所有可用的發(fā)射功率用于一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)系統(tǒng)，則發(fā)射分集可以被使 用。目前可以獲得多種用于發(fā)射分集的傳輸方案，包括(l)由S.M.Alamouti在論文 中所描述的"空時(shí)分集(space-time diversity)"方案，所述論文的標(biāo)題為"A Simple Transmit Diversity Technique for WirelessComm皿ications，， IEEE JSAC， Oct. 1998， 以及(2)由B. Raghothaman等在論文中所描述的"延遲分集(delay diversity)"方 案，所述論文的標(biāo)題為"Performance of Closed Loop Transmit Diversty with FeedbackDelay，， Thirty-Fourth Asilomar Conference on Signals, Systems andComputers， 2000。 為了獲得高性能，MIMO系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成支持一種或多種用于空間復(fù)用的傳輸方案以及一種或多種用于發(fā)射分集的傳輸方案。對(duì)于所述MIMO系統(tǒng)，在任何指定的傳輸間 隙，根據(jù)信道條件以及期望的結(jié)果(例如，更大的吞吐量或者更高的可靠性)可以選擇特定 的傳輸方案來(lái)使用。然而，用于空間復(fù)用的傳統(tǒng)的傳輸方案在設(shè)計(jì)上常常與用于發(fā)射分集 的傳統(tǒng)的傳輸方案有著很大的不同。因此，如果所述系統(tǒng)中的發(fā)射器和接收器需要支持多 種(并且不同的)用于空間復(fù)用和發(fā)射分集的傳輸方案，那么其復(fù)雜度將被大大地增加。此
外，為了獲得高性能，理想的是充分地利用可用于所述系統(tǒng)的總發(fā)射功率，以及充分地利
用可用于所述NT個(gè)發(fā)射天線的每個(gè)的全部功率，以用于數(shù)據(jù)傳輸，而不管所發(fā)射的數(shù)據(jù)符 號(hào)流的數(shù)量。 因此，在技術(shù)上需要這樣的傳輸方案，所述傳輸方案能夠支持空間復(fù)用，提供發(fā)射 分集，并且充分利用MIMO系統(tǒng)中的可用發(fā)射功率。

發(fā)明內(nèi)容
這里提供一種速率自適應(yīng)傳輸方案，所述速率自適應(yīng)傳輸方案支持空間復(fù)用并且 為MMO系統(tǒng)提供發(fā)射分集。所述速率自適應(yīng)傳輸方案具有多個(gè)理想的特征，包括(l)支 持可變數(shù)量的數(shù)據(jù)符號(hào)流的傳輸，從而使其適合用在速率自適應(yīng)系統(tǒng)中，(2)為每個(gè)數(shù)據(jù)符 號(hào)流提供發(fā)射分集，以及(3)允許可用于每個(gè)發(fā)射天線的全部功率被用于數(shù)據(jù)傳輸，而不 管被發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)流的數(shù)量，從而使其功率有效率。所述速率自適應(yīng)傳輸方案非常適合 用于單載波MM0系統(tǒng)，并且也可以用于多載波MM0系統(tǒng)。 在實(shí)施例中，提供了用于處理數(shù)據(jù)以在MMO系統(tǒng)中傳輸?shù)姆椒?。根?jù)所述方法， 至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流被接收，用于從多個(gè)發(fā)射天線的傳輸。以相應(yīng)的權(quán)重來(lái)調(diào)節(jié)(scale) 每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，所述權(quán)重對(duì)應(yīng)于分配給所述數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的數(shù)量。被分配給所 述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的總量小于或者等于可用于所述系統(tǒng)的總發(fā)射功率。然 后，所調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)符號(hào)流(諸數(shù)據(jù)符號(hào)流)乘以發(fā)射基礎(chǔ)矩陣，以提供多個(gè)發(fā)射符號(hào)流，一 個(gè)發(fā)射符號(hào)流用于一個(gè)發(fā)射天線。 所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣被定義，以使得(1)從所述多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射每個(gè)數(shù)據(jù)符 號(hào)流，并且(2)以(或者接近于)可用于相關(guān)天線的全部功率來(lái)發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號(hào)流。所述 發(fā)射基礎(chǔ)矩陣可以是沃爾什-哈達(dá)瑪(Walsh-Hadamard)矩陣、離散傅立葉變換(discrete Fouriertransform) (DFT)矩陣，或某種其它的矩陣。
下面更詳細(xì)地描述本發(fā)明的各個(gè)方面以及實(shí)施例。


結(jié)合附圖，根據(jù)下面提出的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征、特性以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明 顯，其中相同的參考標(biāo)記始終相應(yīng)地保持一致，并且其中 圖1示出了處理的流程圖，所述處理用于使用所述速率自適應(yīng)傳輸方案從NT個(gè)天 線發(fā)射N(xiāo)D個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流； 圖2示出了在MM0系統(tǒng)中的發(fā)射器系統(tǒng)和接收器系統(tǒng)的框圖； 圖3示出了在用于所述速率自適應(yīng)傳輸方案的發(fā)射器系統(tǒng)和接收器系統(tǒng)的空間
處理；以及 圖4示出了所述發(fā)射器系統(tǒng)中的發(fā)射(TX)空間處理器的框圖。
具體實(shí)施例方式
這里描述用于MMO系統(tǒng)的速率自適應(yīng)傳輸方案。對(duì)于多載波MMO系統(tǒng)，所述傳 輸方案可以被用于多個(gè)載波中的每個(gè)，所述載波可以被用于數(shù)據(jù)傳輸。為清晰起見(jiàn)，下面關(guān) 于單載波MIM0系統(tǒng)來(lái)描述所述速率自適應(yīng)傳輸方案。 對(duì)于單載波MMO系統(tǒng)，由NT個(gè)發(fā)射天線和NK個(gè)接收天線所形成的MMO信道可以 被分解為Ns個(gè)獨(dú)立的信道，其中Ns《min(NT， NK}。獨(dú)立信道的數(shù)目是由用于所述MMO信 道的本征模式的數(shù)目所確定的，所述MIMO信道又取決于信道響應(yīng)矩陣H，所述信道響應(yīng)矩 陣H描述所述NT個(gè)發(fā)射天線和^個(gè)接收天線之間響應(yīng)。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，下面的描述假設(shè) NT《NK，并且所述信道響應(yīng)矩陣H是滿秩的(即，Ns = NT《NK)。基于這些假設(shè)，對(duì)于每個(gè) 符號(hào)周期，從所述NT個(gè)發(fā)射天線可以并行地發(fā)射多達(dá)NT的符號(hào)。
用于單載波MMO系統(tǒng)的模型可以被表示為 i =返+n，公式(l) 其中，2L是{NTX1}的"數(shù)據(jù)"向量，其中，對(duì)于將從所述NT個(gè)發(fā)射天線所發(fā)射的數(shù) 據(jù)符號(hào)有N,個(gè)項(xiàng)； x是{NKX1}的"數(shù)據(jù)"向量，其中，對(duì)于通過(guò)所述^個(gè)接收天線所接收的符號(hào)有^ 個(gè)項(xiàng)； H是所述{NKXNT}的信道響應(yīng)矩陣；并且
n是加性高斯白噪聲(AWGN)的向量。 所述數(shù)據(jù)向量2L假設(shè)是這樣的，即，E[叢11]=工，其中E是期望運(yùn)算，"H"是共軛轉(zhuǎn) 置，而I是單位矩陣，其中沿對(duì)角線為l，而其它地方為O。所述向量n假設(shè)具有均值零，以 及協(xié)方差矩陣」、=02工，其中02是所述噪聲的方差。 在典型的系統(tǒng)中，有對(duì)于下述值的約束(l)可以用于所有NT個(gè)發(fā)射天線的總發(fā) 射功率，Pt。t，以及(2)用于每個(gè)發(fā)射天線的最大功率或者全部功率，P^。通常，所述每個(gè)天 線的功率P^t如下給出Pant = Pt。t/NT。這些約束可能由下列原因引起(l)用于驅(qū)動(dòng)每個(gè) 發(fā)射天線的功率放大器的限制，(2)常規(guī)要求(regulatory requirements)，以及(3)可能 的其它因素。于是，用于具有所述功率約束的MIMO系統(tǒng)的模型可以被表示為<formula>formula see original document page 8</formula> ,公式(2) 其中，^^rf/^V是換算(scaling)因子，其說(shuō)明總功率約束和每個(gè)天線的功率 約束。 在一個(gè)傳統(tǒng)的傳輸方案中，使用天線復(fù)用，ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流同時(shí)從所述NT個(gè)發(fā)射 天線中被發(fā)射，其中ND可以是從1到NT的任何整數(shù)(即，NT > ND > 1)。對(duì)于所述傳統(tǒng)的 傳輸方案，在任何指定的信號(hào)周期，ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)同時(shí)從ND個(gè)天線被發(fā)射，而(NT_ND)個(gè)剩 余的天線未被使用。如果總發(fā)射功率和每個(gè)天線的功率如面所描述的那樣而被限制，那么 在使用少于NT個(gè)天線用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，即在ND < NT的情況下，所述傳輸方案將呈現(xiàn) 出功率損失。由于每個(gè)天線的功率約束，當(dāng)ND < NT時(shí)，總發(fā)射功率Pt。t中的更多功率不能 被分配給用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃鯪。個(gè)天線。此外，如果所述N。個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流是冗余的(即，相同的)流，那么在接收器就存在取消所述流的風(fēng)險(xiǎn)。 發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)流的具體數(shù)量取決于多種因素，例如，信道條件、發(fā)射的數(shù)據(jù)量等 等。如上所述，不同的獨(dú)立信道可能經(jīng)歷不同的信道條件并且取得不同的信噪比(SNR)。對(duì) 于等級(jí)差的MIM0系統(tǒng)，優(yōu)選的策略是發(fā)射少于NT的數(shù)據(jù)符號(hào)流，而卻將更多的總發(fā)射功率 Pt。t分配給獲得較高SNR的數(shù)據(jù)符號(hào)流。但是，對(duì)于上面所描述的天線復(fù)用傳輸方案，由于 每個(gè)天線的功率約束，所以，不能實(shí)現(xiàn)總發(fā)射功率的優(yōu)選分配，其中通過(guò)所述天線復(fù)用傳輸 方案每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流從一個(gè)天線被發(fā)射。因此，將會(huì)出現(xiàn)一些系統(tǒng)性能的損失。
這里所描述的速率自適應(yīng)傳輸方案支持空間復(fù)用，提供發(fā)射分集，并且具有以下 有益特征-使用所述發(fā)射和接收空間處理，在保持關(guān)鍵特性的同時(shí)，支持可變數(shù)量的數(shù)據(jù)符 號(hào)流的傳輸(從I個(gè)到Nt個(gè))。-通過(guò)從所有NT個(gè)發(fā)射天線的傳輸，比用于單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的空時(shí)分集方案提供 更好的性能。-允許NT個(gè)發(fā)射天線中的每個(gè)的全部功率Pant用于數(shù)據(jù)傳輸，而不管被發(fā)射的數(shù) 據(jù)符號(hào)流的數(shù)目，由此，當(dāng)少于NT的數(shù)據(jù)符號(hào)流被發(fā)射時(shí)，就無(wú)功率損失而言，使得其功率 有效率。-允許在被發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)流中靈活地分配總發(fā)射功率Pt。t。
下面更詳細(xì)地描述所述速率自適應(yīng)傳輸方案及其有益特征。 用于單載波MIMO系統(tǒng)并且可用于所述速率自適應(yīng)傳輸方案的一般模型可以被表 示為 ^-H^!k + Q-ILj^A +II-lS+ll公式(3) 其中M是{NTXNT}的發(fā)射基礎(chǔ)矩陣，其是歸一化的矩陣；
A是{NTXNT}的對(duì)角矩陣； 至是{NTX1}的"發(fā)射"向量，其中對(duì)于從NT個(gè)發(fā)射天線所發(fā)射的NT個(gè)發(fā)射符號(hào)有 ^個(gè)項(xiàng)；并且 Hrff是"有效"信道響應(yīng)矩陣，其被定義為Hrff =腿。 歸一化的矩陣U的特征在于=工，這表示所述歸一化矩陣的每一列都所述矩 陣的所有其它列相正交，并且所述歸一化矩陣的每一行也都與其它行相正交。對(duì)角矩陣A 包括沿著對(duì)角線的非負(fù)實(shí)數(shù)值以及其它各處的零。所述對(duì)角線上的項(xiàng)指示被分配給所發(fā)射 的ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的數(shù)量。 如下面更詳細(xì)地描述的那樣，對(duì)角矩陣A可以被用于將不同的發(fā)射功率分配所 述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，而同時(shí)符合Pt。t的總發(fā)射功率約束。發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M允許每個(gè)數(shù)據(jù)符 號(hào)流從NT個(gè)發(fā)射天線被發(fā)射，并且還允許每個(gè)發(fā)射天線的全部功率都被用于數(shù)據(jù)傳輸。
根據(jù)公式(3)，發(fā)射向量寶可以被表示為
X = MAl公式(4) 用于第k個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射符號(hào)S;t (即，發(fā)射向量寶的第k個(gè)元素)可以被表示 為
K，公式(5)
= DM*，/ A，,' ^ ，對(duì)于k
其中，Mk,i是發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M的第k行第i列的元素； 入i, i是矩陣A的第i個(gè)對(duì)角線元素； Xi是數(shù)據(jù)向量2L的第i個(gè)元素； ^是發(fā)射向量至的第k個(gè)元素；以及 K是所有發(fā)射天線的集合(SP，K= (1，2，…，眼
公式(3)表示所述一般的模型，其涵蓋了公式(1)和公式(2)。這是通過(guò)適當(dāng) 地定義發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M和對(duì)角矩陣A而實(shí)現(xiàn)的。例如，通過(guò)(1)定義發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M為 M = {坦1坦2…坦},其中，&是用于M的第i列的{NTX 1}的"索引"向量，并且其 被定義為在第i個(gè)位置為"l"而在其它位置均為"O"，并且通過(guò)(2)定義對(duì)角矩陣A為




△ = V戶w/^VI ，可以使公式(3)等于公式(2)。然而，如下面所描述的那樣，ffl過(guò)以某
種其它的方式來(lái)定義所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M和對(duì)角矩陣A可以獲得其它的有益特征。 對(duì)于下面的分析，假設(shè)有任意的發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M和任意的對(duì)角矩陣A，所述對(duì)角 矩陣A具有非負(fù)的對(duì)角線項(xiàng)。用于向量2L的發(fā)射功率等于A的對(duì)角線元素的平方的和。 于是，總發(fā)射功率約束可以被表示為
trace (A2)《Pt。t 公式(6) 根據(jù)公式(5)，用于NT個(gè)發(fā)射天線中的每個(gè)的發(fā)射功率可以被表示為
2
五a . 2:=^ ，對(duì)于k e K，公式(7) 其中，"*"表示共軛復(fù)數(shù)。于是，每個(gè)天線的功率約束可以被表示為 [酬 2
' =1
，對(duì)于k G K公式(8)
r 由于如公式(6)中所示trace (A2)《Pt。t，因此，公式(8)中的每個(gè)天線的功率約 束可以通過(guò)滿秩矩陣M來(lái)滿足，所述矩陣M的元素滿足下列條件
ft,'.
2
，對(duì)于i G K并且k G K公式(9) 公式(9)表明有效矩陣M的元素具有等于l/V^的量值。公式(9)給出了滿足 每個(gè)天線的功率約束所需的充分條件(但并非必要條件)。 所述矩陣M可以通過(guò)各種方式來(lái)定義，而滿足每個(gè)天線的功率限制。在一個(gè)實(shí)施 例中，矩陣M被定義為
7^:
「W ，公式(10) 其中，I是沃爾什-哈達(dá)瑪矩陣。如說(shuō)明的那樣，對(duì)于NT = 4，沃爾什-哈達(dá)瑪矩 陣lw可以表示為
10
<formula>formula see original document page 11</formula>公式(11)


更大的沃爾什_哈達(dá)瑪矩陣l2NX2N可以被定義為
2Nx2N
NxN 旦NxN _WnxN -^NxN
在其它實(shí)施例中，矩陣M可以被定義為
公式(12)
<formula>formula see original document page 11</formula>.公式(13)<formula>formula see original document page 11</formula>
其中，Q是離散傅立葉變換(DFT)矩陣。如說(shuō)明的那樣，對(duì)于NT 可以被表示為
<formula>formula see original document page 11</formula>公式(14)
定為
一般來(lái)說(shuō)，
<formula>formula see original document page 11</formula>
的DFT矩陣Q,可以這樣的被定義，即，第(k， i)個(gè)項(xiàng)qk,
被給
(")('一l)
，對(duì)于k = {1. N}并且i = {1. N}公式(15) 其中，對(duì)于矩陣&^，k是行標(biāo)而i是列標(biāo)。還可以通過(guò)各種其它的矩陣來(lái)定義矩
陣M，并且這是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。 通過(guò)使用適當(dāng)?shù)陌l(fā)射基礎(chǔ)矩陣M和適當(dāng)?shù)膶?duì)角矩陣A，總發(fā)射功率約束與每個(gè)天
線的功率約束都可以被滿足。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)定義A的對(duì)角線元素以便滿足公式(e)，總發(fā) 射功率約束可以被滿足。通過(guò)定義M的元素以便滿足公式(9)，每個(gè)天線的功率約束可以被
滿足。A中的每個(gè)對(duì)角線元素入i,i指示用于相關(guān)數(shù)據(jù)符號(hào)流Xi的發(fā)射功率的數(shù)量。由于
除了;l^ s/^,之外，對(duì)A的單個(gè)對(duì)角線元素的值沒(méi)有任何限制，因此，可以通過(guò)各種方式
將總發(fā)射功率Pt。t分配給所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，而同時(shí)仍舊滿足總發(fā)射功率約束和每個(gè)天 線的功率約束。于是，在N。個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中分配可用發(fā)射功率的過(guò)程中，這提供了極大的方便。 所述速率自適應(yīng)傳輸方案可以被用于發(fā)射任何數(shù)量的數(shù)據(jù)符號(hào)流(S卩，N?？梢允?從1到NT的任何值)。發(fā)射器執(zhí)行如公式(4)所示的空間處理，而不管被發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)流 的數(shù)量。數(shù)據(jù)向量1包括用于所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的ND個(gè)非零項(xiàng)以及N廠N。個(gè)零項(xiàng)。所述 ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的每個(gè)都與所述矩陣A的相應(yīng)非零對(duì)角線元素相關(guān)聯(lián)。還使用發(fā)射基礎(chǔ) 矩陣M的相應(yīng)的行來(lái)處理所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，用于在相應(yīng)空間信道上的傳輸，所述空間信道是由所述有效信道響應(yīng)矩陣Hrff的特定列或者本征向量所定義的。 可以看出，本速率自適應(yīng)傳輸方案能夠在傳統(tǒng)發(fā)射分集方案之上提供改進(jìn)的性 能。例如，由S. M. Alamouti所描述的空時(shí)分集通常被用于從單對(duì)發(fā)射天線發(fā)射單個(gè)數(shù)據(jù)符 號(hào)流以實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集。然而，可以看出，本速率自適應(yīng)傳輸方案可以提供改進(jìn)的性能，用于 單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的傳輸。用于數(shù)據(jù)符號(hào)流的接收SNR， SNR^，可以如下面的公式而被表示， 其中所述數(shù)據(jù)符號(hào)流是使用本速率自適應(yīng)傳輸方案以Hrff的最佳列所發(fā)射的，所述公式如 下 SNRra a maXi {( || heff,丄|| 2) Ptot}，公式(16)
其中，"a"表示成比例的關(guān)系；并且 II l!eff,i II 2是lleff,i的二階范數(shù)，lWf,i是有效信道響應(yīng)矩陣Heff的第i列或本征向 公式(16)表示使用本速率自適應(yīng)傳輸方案的單個(gè)最佳數(shù)據(jù)符號(hào)流的SNR與He: 的最佳本征向量的二階范數(shù)成比例。為了得到公式(16)的SNR，接收器需要返回指示l 的最佳列的信息，用于由發(fā)射器的使用。 用于單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的接收SNR， SNRf可以如下面的力、
X式而被表示，其中所述單
數(shù)據(jù)符號(hào)流是使用空時(shí)分集方案所發(fā)射的，所述公式如下
2、 A
欣
公式(17) 公式(17)表示使用所述空時(shí)分集方案的單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的SNR與Hrff的NT個(gè) 本征向量的二階范數(shù)的平均值成比例。公式(16)與(17)都假設(shè)以全速率進(jìn)行傳輸(即， 沒(méi)有任何速率損失)。然而，由于空時(shí)分集方案僅使用兩個(gè)天線用于發(fā)射單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流， 因此，如果NT > 2，則會(huì)有速率損失。
眾所周知，下面的表達(dá)式總是成立的

max
由此，
SNR > SNR。
2
公
2
h
，公式(18a)
式(18b)
公式(18a)和(18b)表示與空時(shí)分集方案相比，本速率自適應(yīng)傳輸方案可以提供 相同的性能或者更高的性能。此外，由于數(shù)據(jù)符號(hào)流是從所有NT個(gè)天線所發(fā)射的，因此，本 速率自適應(yīng)傳輸方案可以提供更大的發(fā)射分集。相反，空時(shí)分集方案僅從一對(duì)發(fā)射天線上 發(fā)射單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。對(duì)于空時(shí)分集方案來(lái)說(shuō)，在多對(duì)天線上傳輸單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流是有可 能的，但是，其可能會(huì)導(dǎo)致速率損失或者某種其它性能損失。 需要注意的是，不論所發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)流的數(shù)量，通過(guò)本速率自適應(yīng)傳輸方案的 發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M的使用允許充分地利用總發(fā)射功率Pt。t和每個(gè)天線的功率Pant用于數(shù)據(jù)傳 輸。如果不使用發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M(即，如果M =工)，并且使用天線復(fù)用技術(shù)從單個(gè)最佳天線 發(fā)射單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，則用于所述數(shù)據(jù)符號(hào)流的接收SNR可以被表示為
12<formula>formula see original document page 13</formula> 可以看出，下面的表達(dá)式也總是為真的<formula>formula see original document page 13</formula>
因此，本速率自適應(yīng)傳輸方案還是優(yōu)于天線復(fù)用傳輸方案。 圖1示出了處理100的實(shí)施例的流程圖，所述處理100用于使用本速率自適應(yīng)傳 輸方案從NT個(gè)天線發(fā)射N(xiāo)D個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。如上所述，ND可以是從1到NT的任何值(即， NT > ND > 1)。 首先，總發(fā)射功率Pt。t被分配給所述N。個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流(由2L所表示)(步驟112)。 要發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)流的具體數(shù)目和分配給每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的功率的數(shù)量都可以是基于所 述信道條件來(lái)確定的。例如，"注水(water-filling)"過(guò)程可以被用來(lái)確定要發(fā)射的數(shù)據(jù) 符號(hào)流的數(shù)目和用于每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的功率的數(shù)量，這樣總吞吐量就被最大化了。在普通 轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)10/056， 275中，以及由Robert G. Gal lager在"Information Theory and Reliable Communication" John Wileyand Sons, 1968中，詳細(xì)描述了所述注水，二 者都在此引入作為參考，其中所述美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)10/056， 275的標(biāo)題為"Reallocation of ExcessPower for Full Channel-State Information (CSI)Multiple-I叩ut， Multiple-Output (MIM0) Systems",申請(qǐng)日為2002年1月23日。 被分配給每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流Xi的發(fā)射功率的數(shù)量被表示為相應(yīng)的權(quán)重A i, i。矩 陣丄的&個(gè)對(duì)角線元素包括用于所述&個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的&個(gè)權(quán)重以及(NT_ND)個(gè)零 值。分配給所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的總量小于或等于系統(tǒng)的總發(fā)射功率(即，
g，。。)。 發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M接著被選擇用來(lái)使用(步驟114)。發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M可以這樣被定 義，以使得每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流都是從所有NT個(gè)天線所發(fā)射的，并且每個(gè)天線的全部功率都被
用于數(shù)據(jù)傳輸。所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M可以被定義為(l)在公式(10)至(12)中所描述的
沃爾什-哈達(dá)瑪矩陣5， (2)在公式(13)至(15)中所描述的DFT矩陣，或者(3)某種其它 矩陣。 接著，每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流Xi以對(duì)角矩陣A中的其相關(guān)權(quán)重入i,i來(lái)調(diào)節(jié)(步驟116)。 所述調(diào)節(jié)導(dǎo)致每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流以其分配功率而被發(fā)射。所述ND個(gè)調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)符號(hào)流于是乘 以發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M，以獲得NT個(gè)發(fā)射符號(hào)流(由S所表示)用于所述NT個(gè)發(fā)射天線(步驟 118)。在公式(4)中示出了通過(guò)對(duì)角矩陣A對(duì)所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的調(diào)節(jié)以及與發(fā)射基 礎(chǔ)矩陣M的相乘。每個(gè)發(fā)射符號(hào)流至jt被進(jìn)一步處理，然后從相關(guān)天線被發(fā)射(步驟120)。
圖2示出了 MM0系統(tǒng)200中的發(fā)射器系統(tǒng)210和接收器系統(tǒng)250的實(shí)施例的框 圖。在發(fā)射器系統(tǒng)210，用于N。個(gè)流的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)源212所提供，并且由發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處 理器214所編碼和調(diào)制，以提供調(diào)制符號(hào)，所述調(diào)制符號(hào)也被稱(chēng)為數(shù)據(jù)符號(hào)。用于每個(gè)流的 數(shù)據(jù)速率、編碼以及調(diào)制是通過(guò)由控制器230所提供的控制來(lái)確定的。還由TX空間處理器220通過(guò)對(duì)角矩陣A對(duì)所述數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且通過(guò)發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M對(duì)其進(jìn)行空間處 理，以便提供發(fā)射符號(hào)?？梢员挥糜谛诺拦烙?jì)的先導(dǎo)(Pilot)符號(hào)與所述發(fā)射符號(hào)進(jìn)行復(fù) 用。所復(fù)用的發(fā)射符號(hào)和先導(dǎo)符號(hào)的一個(gè)流被提供給一個(gè)發(fā)射器(TMTR)222，并由其所處 理，以提供相應(yīng)的RF調(diào)制信號(hào)。來(lái)自于發(fā)射器222a至222t的NT個(gè)調(diào)制信號(hào)接著從NT個(gè) 天線224a至224t被發(fā)射。 在接收器系統(tǒng)250，所述NT個(gè)發(fā)射信號(hào)由NK個(gè)天線252a至252r所接收。每個(gè)接 收器(RCVR)254處理來(lái)自于相關(guān)天線252的接收信號(hào)，以提供相應(yīng)的接收符號(hào)流。接著，接 收(RX)空間處理器260處理來(lái)自于NK個(gè)接收器254a至254r的接收符號(hào)流，以提供ND個(gè) "恢復(fù)的"符號(hào)流，所述ND個(gè)"恢復(fù)的"符號(hào)流是由發(fā)射器系統(tǒng)所發(fā)射的ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的 估計(jì)。所述ND個(gè)恢復(fù)的符號(hào)流還由RX數(shù)據(jù)處理器270所處理，以得到解碼的數(shù)據(jù)，所述解 碼的數(shù)據(jù)是由發(fā)射器系統(tǒng)所發(fā)射的數(shù)據(jù)的估計(jì)。 RX空間處理器260還可以得出在所述NT個(gè)發(fā)射天線和NK個(gè)接收天線之間的信 道響應(yīng)(例如，基于所述先導(dǎo)符號(hào))。在臨時(shí)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)60/438，601中詳細(xì)的描述了 信道估計(jì)，所述美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)60/438，601的標(biāo)題為"Pilot Transmission Schemes for WirelessMulti-Carrier Communication Systems",申請(qǐng)日為2003年1月7日，其被轉(zhuǎn)讓 給了本申請(qǐng)的受讓人，并且在此引入作為參考。信道響應(yīng)估計(jì)g可以被用于在接收器執(zhí)行 空間處理或者均衡。RX空間處理器260還可以估計(jì)所恢復(fù)的符號(hào)流和/或所接收的先導(dǎo) 符號(hào)的SNR。控制器280接收信道響應(yīng)估計(jì)盒和所接收的SNR，并且提供關(guān)于MMO信道和
/或所述流的反饋。例如，所述反饋可以表示要發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)流的數(shù)目、用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)?空間信道或本征向量、以及用于每個(gè)流的接收SNR或速率。所述反饋由TX數(shù)據(jù)處理器288 所處理，還由TX空間處理器290所處理，由發(fā)射器254a至254r所調(diào)整，并被發(fā)回發(fā)射器系 統(tǒng)210。 在發(fā)射器系統(tǒng)210，來(lái)自于接收器系統(tǒng)250的發(fā)射調(diào)制信號(hào)由天線224所接收，由 接收器222a至222t所調(diào)整，由RX空間處理器240所解調(diào)，并且由RX數(shù)據(jù)處理器242所處 理，以恢復(fù)由接收器系統(tǒng)所發(fā)送的反饋。接著，所述反饋信息被提供給控制器230并且可以 被用于(l)確定發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)流的數(shù)目，(2)確定用于每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的速率及編碼和 調(diào)制方案，以及(3)產(chǎn)生用于TX數(shù)據(jù)處理器214和TX空間處理器220的各種控制。
控制器230與280分別支配在發(fā)射器系統(tǒng)和接收器系統(tǒng)中的操作。存儲(chǔ)單元232 與282分別提供用于由控制器230和280所使用的程序代碼和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。
圖3示出了在用于本速率自適應(yīng)傳輸方案的發(fā)射器系統(tǒng)和接收器系統(tǒng)的空間處 理的框圖。在發(fā)射器系統(tǒng)210的TX空間處理器220內(nèi)，數(shù)據(jù)向量i首先通過(guò)單元310與對(duì) 角矩陣A相乘，接著還通過(guò)單元312與發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M相乘，以獲得發(fā)射向量l 。然后，所 述向量i由發(fā)射器314所處理，并且通過(guò)MMO信道被發(fā)射到接收器系統(tǒng)250。單元312執(zhí) 行用于所述發(fā)射器系統(tǒng)的空間處理。 在接收器系統(tǒng)250，所發(fā)射的信號(hào)由接收器354所處理，以獲得接收向量z。在RX 空間處理器260中，接收向量x首先通過(guò)單元356乘以矩陣g^ 。有效信道響應(yīng)估計(jì)矩陣
魚(yú)^可以作為fi^ =盒M而被獲得，并且所述矩陣盒^是盒^的共軛轉(zhuǎn)置。矩陣盒^適應(yīng)傳輸方案的匹配濾波器矩陣。來(lái)自于單元356的結(jié)果向 量還由單元358通過(guò)反轉(zhuǎn)對(duì)角矩陣A"所調(diào)節(jié)，以獲得向量盒，所述向量i是數(shù)據(jù)向量2L的估 計(jì)。單元356和358執(zhí)行空間處理(即，匹配濾波)用于所述接收器系統(tǒng)。
圖4示出了 TX空間處理器220x的框圖，所述TX空間處理器220x是圖2中的TX 空間處理器220的實(shí)施例。TX空間處理器220x包括多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流空間處理器410a至 410t， 一個(gè)處理器用于待發(fā)射的ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的一個(gè)。每個(gè)處理器410都接收所分配 的數(shù)據(jù)符號(hào)流Xi、用于所分配的流的權(quán)重入i,i、以及來(lái)自于發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M的相應(yīng)向量邁i。
在每個(gè)處理器410中，所分配的流Xi中的數(shù)據(jù)符號(hào)首先由乘法器412以權(quán)重入w 進(jìn)行調(diào)節(jié)。所調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)符號(hào)還分別通過(guò)乘法器414a至414t與來(lái)自于所述向量邁i的NT 個(gè)元素Mia至M;Vt，,'相乘。每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流Xi于是從所有Nt個(gè)天線被發(fā)射并且由向量I,.
所表示，所述向量lf可以被表示為
I =坦,-.. A公式(21) 接著，來(lái)自于乘法器414a至414t的輸出符號(hào)分別被提供給加法器420a至420t， 一個(gè)加法器用于一個(gè)發(fā)射天線。每個(gè)加法器420都接收其所分配的天線的輸出符號(hào)，所述 輸出符號(hào)來(lái)自于ND個(gè)處理器410中的ND個(gè)乘法器414，所述ND個(gè)處理器410被分配以處理 所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。然后，每個(gè)加法器420將輸出的符號(hào)相加，并提供用于其所分配的 天線的發(fā)射符號(hào)。由每個(gè)加法器420所執(zhí)行的求和運(yùn)算可以被表示為 Sft = ^Sft，,'， 公式(22) 其中，^;^是用于第i個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的向量^中的第k個(gè)元素；而
J^是用于第k個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射符號(hào)流。 來(lái)自于每個(gè)加法器420的發(fā)射符號(hào)被提供給相應(yīng)的復(fù)用器430，并且與先導(dǎo)符號(hào) 進(jìn)行復(fù)用，以提供所復(fù)用的發(fā)射符號(hào)和先導(dǎo)符號(hào)的流用于相關(guān)的天線。
這里所描述的速率自適應(yīng)傳輸方案可以被用于單載波MMO系統(tǒng)，以及多載波 MIMO系統(tǒng)。對(duì)于多載波MIMO系統(tǒng)，可用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄠€(gè)載波中的每一個(gè)可以被看作是一 個(gè)單載波MIMO系統(tǒng)?？偘l(fā)射功率Pt。t和每個(gè)天線的功率Pmt可以在NF個(gè)載波中平均地劃 分，這樣Pt。t—ear = Pt。t/NF，并且P《ear = Pant/NF。于是，本速率自適應(yīng)傳輸方案可以被應(yīng)用 于所述NF個(gè)—載波中的每個(gè)，其中具—有每個(gè)載波的總功率約束Pt。t 。 以及每個(gè)天線/載波的 功率約束Pant—咖。 這里所描述的速率自適應(yīng)傳輸方案可以在發(fā)射器系統(tǒng)和接收器系統(tǒng)上通過(guò)各種 方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，用于本速率自適應(yīng)傳輸方案的處理可以在硬件、軟件或者其結(jié)合中被 實(shí)現(xiàn)。對(duì)于硬件實(shí)現(xiàn)，用于實(shí)現(xiàn)所述發(fā)射器系統(tǒng)和接收器系統(tǒng)上的處理的元素可以被實(shí) 現(xiàn)在一個(gè)或者多個(gè)專(zhuān)用集成電路(ASICs)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSPs)、數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備 (DSPDs)、可編程邏輯器件(PLDs)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGAs)、處理器、控制器、微控制器、 微處理器、被設(shè)計(jì)成實(shí)現(xiàn)這里所描述的功能的其它電子單元、或者其結(jié)合中。
對(duì)于軟件實(shí)現(xiàn)，用于本速率自適應(yīng)傳輸方案的處理可以通過(guò)模塊(例如，程序、函 數(shù)等)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述模塊實(shí)現(xiàn)這里所描述的功能。所述軟件代碼可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元(例
15如，圖2中的存儲(chǔ)單元232和282)中，并且由處理器(例如，控制器230和280)所執(zhí)行。每 個(gè)存儲(chǔ)單元都可以在處理器的內(nèi)部或者在處理器的外部來(lái)實(shí)現(xiàn)，在處理器的外部實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ) 單元的情況下，所述存儲(chǔ)單元可以通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中已知的各種方式，可通信地被耦合到所 述處理器上。 所公開(kāi)的實(shí)施例的前面描述被提供以便使得本領(lǐng)域內(nèi)的任何普通技術(shù)人員都能 夠制造或使用本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，對(duì)所述實(shí)施例的各種修改是非 常顯而易見(jiàn)的，并且，這里所定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它的實(shí)施例，而不脫離本發(fā)明 的精神或者范圍。因此，本發(fā)明并不打算被局限于這里所示的實(shí)施例，而將是根據(jù)與這里所 公開(kāi)的原理和新穎性特征相一致的最廣泛的范圍的。
權(quán)利要求
1. 一種處理數(shù)據(jù)以在多輸入多輸出通信系統(tǒng)中傳輸?shù)姆椒?，所述方法包?接收至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，用于從多個(gè)天線傳輸；以相應(yīng)的權(quán)重來(lái)調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，所述權(quán)重對(duì)應(yīng)于分配給所述 數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的量，其中分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的總量小于 或者等于可用于所述系統(tǒng)的總發(fā)射功率；并且利用發(fā)射基礎(chǔ)矩陣來(lái)處理所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，以提供多個(gè)發(fā)射符號(hào)流，所述多 個(gè)天線中的每個(gè)一個(gè)發(fā)射符號(hào)流，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣來(lái)定義，使得從所述多個(gè)天 線發(fā)射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，并且，從所關(guān)聯(lián)的天線發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號(hào)流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣是沃爾什_哈達(dá)瑪矩陣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣是離散傅立葉變換矩陣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括 將所述總發(fā)射功率分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，其中，用于每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的權(quán)重是基于分配給所述數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的量而確 定的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)的發(fā)射功 率的所述量是基于信道條件而確定的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，以可用于所述多個(gè)天線中每個(gè)的全部功率，或者以接 近可用于所述多個(gè)天線中每個(gè)的全部功率的功率，從所述多個(gè)天線發(fā)射單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，在與最高接收信號(hào)質(zhì)量相關(guān)聯(lián)的空間信道上發(fā)射所述單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，以可用于NT個(gè)天線中每個(gè)的全部功率，或者以接近可 用于NT個(gè)天線中每個(gè)的全部功率的功率，從所述NT個(gè)天線發(fā)射N(xiāo)T個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，其中NT是 大于1的整數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，以可用于NT個(gè)天線中每個(gè)的全部功率，或者以接近可 用于NT個(gè)天線中每個(gè)的全部功率的功率，從所述NT個(gè)天線發(fā)射N(xiāo)D個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，其中，NT 是大于1的整數(shù)，而ND是小于或者等于NT的整數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，基于信道條件發(fā)射可變數(shù)量的數(shù)據(jù)符號(hào)流。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)都與特定速率相 關(guān)聯(lián)，所述特定速率是至少部分地基于所述數(shù)據(jù)符號(hào)流的接收信號(hào)質(zhì)量而確定的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括 對(duì)所述多個(gè)發(fā)射符號(hào)流中每個(gè)的先導(dǎo)符號(hào)進(jìn)行復(fù)用。
13. —種處理符號(hào)以在單載波多輸入多輸出通信系統(tǒng)中傳輸?shù)姆椒ǎ龇椒ò?接收至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，用于從多個(gè)天線傳輸；將可用于所述系統(tǒng)的總發(fā)射功率分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，其中分配給所述至 少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的總量小于或者等于所述總發(fā)射功率；以相應(yīng)的權(quán)重來(lái)調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，所述權(quán)重對(duì)應(yīng)于分配給所述 數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的量；并且利用發(fā)射基礎(chǔ)矩陣來(lái)處理所述至少一個(gè)被調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)符號(hào)流，以提供多個(gè)發(fā)射符號(hào) 流，所述多個(gè)天線中的每個(gè)一個(gè)發(fā)射符號(hào)流，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣來(lái)定義，使得從所述多個(gè)天線發(fā)射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，并且，從所關(guān)聯(lián)的天線發(fā)射每個(gè)發(fā)射 符號(hào)流。
14. 一種處理在多輸入多輸出通信系統(tǒng)中所接收的符號(hào)的方法，所述方法包括 獲取多個(gè)接收天線的多個(gè)接收符號(hào)流，其中，所述多個(gè)接收符號(hào)流包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流已經(jīng)利用發(fā)射基礎(chǔ)矩陣進(jìn)行處理，以便形成多個(gè)發(fā)射符 號(hào)流用于多個(gè)發(fā)射天線，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣來(lái)定義，使得從所述多個(gè)發(fā)射天線發(fā) 射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，并且，從所關(guān)聯(lián)的發(fā)射天線發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號(hào)流；并 且處理所述多個(gè)接收符號(hào)流，以恢復(fù)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，所述處理包括對(duì)所述多個(gè)接收符號(hào)流進(jìn)行均衡，以獲取所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的估計(jì)；并且 對(duì)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的所述估計(jì)進(jìn)行解碼。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中，基于包括所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣的匹配濾波器矩陣來(lái) 執(zhí)行所述均衡。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，還包括為所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)估計(jì)接收信號(hào)質(zhì)量；并且 基于所估計(jì)的接收信號(hào)質(zhì)量，為所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)確定速率。
18. 在多輸入多輸出通信系統(tǒng)中的發(fā)射器裝置，包括 接收模塊，用于接收至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，從多個(gè)天線傳輸；調(diào)節(jié)模塊，用于以相應(yīng)的權(quán)重來(lái)調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，所述權(quán)重對(duì) 應(yīng)于分配給所述數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的量，其中分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射 功率的總量小于或者等于可用于所述系統(tǒng)的總發(fā)射功率；以及處理模塊，用于利用發(fā)射基礎(chǔ)矩陣來(lái)處理所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，以提供多個(gè)發(fā)射 符號(hào)流，所述多個(gè)天線中的每個(gè)一個(gè)發(fā)射符號(hào)流，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣來(lái)定義，使得 從所述多個(gè)天線發(fā)射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，并且，從所關(guān)聯(lián)的天線發(fā)射每個(gè) 發(fā)射符號(hào)流。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18的發(fā)射器裝置，其中，所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣是沃爾什-哈達(dá)瑪矩陣或 者離散傅立葉變換矩陣。
20. 在多輸入多輸出通信系統(tǒng)中的發(fā)射器單元，包括發(fā)射數(shù)據(jù)處理器，用于處理數(shù)據(jù)以提供至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，用于從多個(gè)天線傳輸；以及發(fā)射空間處理器，用于以相應(yīng)的權(quán)重來(lái)調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，所述 權(quán)重對(duì)應(yīng)于分配給所述數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的量，并且，利用發(fā)射基礎(chǔ)矩陣來(lái)處理所述 至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，以提供多個(gè)發(fā)射符號(hào)流，所述多個(gè)天線中的每個(gè)一個(gè)發(fā)射符號(hào)流，其 中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣來(lái)定義，使得從所述多個(gè)天線發(fā)射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的 每個(gè)，并且，從所關(guān)聯(lián)的天線發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號(hào)流。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20的發(fā)射器單元，還包括與所述多個(gè)天線相關(guān)聯(lián)的多個(gè)發(fā)射器，每個(gè)發(fā)射器用于處理相應(yīng)的發(fā)射符號(hào)流，用于 從所述關(guān)聯(lián)的天線傳輸。
22. 在多輸入多輸出通信系統(tǒng)中的接收器裝置，包括接收空間處理器，用于處理多個(gè)接收符號(hào)流，以提供至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的估計(jì)，其中，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流利用發(fā)射基礎(chǔ)矩陣來(lái)進(jìn)行處理，以便形成多個(gè)發(fā)射符號(hào)流用于多個(gè)發(fā)射天線，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣來(lái)定義，使得從所述多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射所述 至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，并且從所關(guān)聯(lián)的發(fā)射天線發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號(hào)流；以及接收數(shù)據(jù)處理器，用于處理至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的所述估計(jì)，以提供已解碼數(shù)據(jù)。
23. —種在多輸入多輸出通信系統(tǒng)中的接收機(jī)裝置，所述接收機(jī)裝置包括 獲取模塊，用于獲取多個(gè)接收天線的多個(gè)接收符號(hào)流，其中，所述多個(gè)接收符號(hào)流包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流已經(jīng)利用發(fā)射基礎(chǔ)矩陣進(jìn)行處理，以便形 成多個(gè)發(fā)射符號(hào)流用于多個(gè)發(fā)射天線，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣來(lái)定義，使得從所述多 個(gè)發(fā)射天線發(fā)射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，并且，從所關(guān)聯(lián)的發(fā)射天線發(fā)射每個(gè) 發(fā)射符號(hào)流；并且處理模塊，用于處理所述多個(gè)接收符號(hào)流，以恢復(fù)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23的接收機(jī)裝置，其中，所述處理模塊包括均衡模塊，用于對(duì)所述多個(gè)接收符號(hào)流進(jìn)行均衡，以獲取所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的 估計(jì)；以及解碼模塊，用于對(duì)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的所述估計(jì)進(jìn)行解碼。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23的接收機(jī)裝置，還包括估計(jì)模塊，用于為所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)估計(jì)接收信號(hào)質(zhì)量；并且 確定模塊，用于基于所估計(jì)的接收信號(hào)質(zhì)量，為所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)確 定速率。
26. —種上面有指令的處理器可讀存儲(chǔ)器，可以執(zhí)行所述指令，用于 接收至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，用于從多個(gè)天線傳輸；以相應(yīng)的權(quán)重來(lái)調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，所述權(quán)重對(duì)應(yīng)于分配給所述 數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的量，其中分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的總量小于 或者等于可用于所述系統(tǒng)的總發(fā)射功率；并且利用發(fā)射基礎(chǔ)矩陣來(lái)處理所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，以提供多個(gè)發(fā)射符號(hào)流，所述多 個(gè)天線中的每個(gè)一個(gè)發(fā)射符號(hào)流，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣來(lái)定義，使得從所述多個(gè)天 線發(fā)射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，并且，從所關(guān)聯(lián)的天線發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號(hào)流。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26的處理器可讀存儲(chǔ)器，其中，所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣是沃爾什-哈達(dá)瑪 矩陣。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26的處理器可讀存儲(chǔ)器，其中，所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣是離散傅立葉變 換矩陣。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26的處理器可讀存儲(chǔ)器，還可以執(zhí)行其中所述指令，用于 將所述總發(fā)射功率分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，其中，用于每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的權(quán)重是基于分配給所述數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率的量而確 定的。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29的處理器可讀存儲(chǔ)器，其中，分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中 的每個(gè)的發(fā)射功率的所述量是基于信道條件而確定的。
31. 根據(jù)權(quán)利要求26的處理器可讀存儲(chǔ)器，其中，以可用于所述多個(gè)天線中每個(gè)的全 部功率，或者以接近可用于所述多個(gè)天線中每個(gè)的全部功率的功率，從所述多個(gè)天線發(fā)射 單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31的處理器可讀存儲(chǔ)器，其中，在與最高接收信號(hào)質(zhì)量相關(guān)聯(lián)的空 間信道上發(fā)射所述單個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。
33. 根據(jù)權(quán)利要求26的處理器可讀存儲(chǔ)器，其中，以可用于NT個(gè)天線中每個(gè)的全部功 率，或者以接近可用于NT個(gè)天線中每個(gè)的全部功率的功率，從所述NT個(gè)天線發(fā)射N(xiāo)T個(gè)數(shù)據(jù) 符號(hào)流，其中Nt是大于1的整數(shù)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求26的處理器可讀存儲(chǔ)器，其中，以可用于NT個(gè)天線中每個(gè)的全部功 率，或者以接近可用于NT個(gè)天線中每個(gè)的全部功率的功率，從所述NT個(gè)天線發(fā)射N(xiāo)D個(gè)數(shù)據(jù) 符號(hào)流，其中，NT是大于1的整數(shù)，而ND是小于或者等于NT的整數(shù)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求26的處理器可讀存儲(chǔ)器，其中，基于信道條件發(fā)射可變數(shù)量的數(shù)據(jù) 符號(hào)流。
36. 根據(jù)權(quán)利要求26的處理器可讀存儲(chǔ)器，其中，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè) 都與特定速率相關(guān)聯(lián)，所述特定速率是至少部分地基于所述數(shù)據(jù)符號(hào)流的接收信號(hào)質(zhì)量而 確定的。
37. 根據(jù)權(quán)利要求26的處理器可讀存儲(chǔ)器，還可以執(zhí)行其中所述指令，用于 對(duì)所述多個(gè)發(fā)射符號(hào)流中每個(gè)的先導(dǎo)符號(hào)進(jìn)行復(fù)用。
38. —種上面有指令的處理器可讀存儲(chǔ)器，可以執(zhí)行所述指令，用于 獲取多個(gè)接收天線的多個(gè)接收符號(hào)流，其中，所述多個(gè)接收符號(hào)流包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流已經(jīng)利用發(fā)射基礎(chǔ)矩陣進(jìn)行處理，以便形成多個(gè)發(fā)射符 號(hào)流用于多個(gè)發(fā)射天線，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣來(lái)定義，使得從所述多個(gè)發(fā)射天線發(fā) 射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)，并且，從所關(guān)聯(lián)的發(fā)射天線發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號(hào)流；并 且處理所述多個(gè)接收符號(hào)流，以恢復(fù)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38的處理器可讀存儲(chǔ)器，其中，所述處理包括 對(duì)所述多個(gè)接收符號(hào)流進(jìn)行均衡，以獲取所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的估計(jì)；并且 對(duì)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的所述估計(jì)進(jìn)行解碼。
40. 根據(jù)權(quán)利要求39的處理器可讀存儲(chǔ)器，其中，基于包括所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣的匹配 濾波器矩陣來(lái)執(zhí)行所述均衡。
41. 根據(jù)權(quán)利要求38的處理器可讀存儲(chǔ)器，還可以執(zhí)行其中所述指令，用于 為所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)估計(jì)接收信號(hào)質(zhì)量；并且 基于所估計(jì)的接收信號(hào)質(zhì)量，為所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流中的每個(gè)確定速率。
全文摘要
文檔編號(hào)H04B7/04GK101697509SQ20091014108
公開(kāi)日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2003年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月16日
發(fā)明者A·阿格拉瓦爾, R·維賈亞恩, T·卡杜斯 申請(qǐng)人:高通股份有限公司;