專利名稱：一種發(fā)射機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及用于在正交頻分復(fù)用(OFDM)無線通信系統(tǒng)中實(shí)施空間頻率區(qū)塊編碼(SFBC)的方法及裝置。
背景技術(shù)：
OFDM為數(shù)據(jù)被分割為多個較小流，且各流使用具有小于全部可用傳輸帶寬的帶寬的次載波來傳送的數(shù)據(jù)傳輸方案。OFDM效率視這些彼此正交的次載波而定。該次載波彼此并不干擾，而各運(yùn)載一部份總用戶數(shù)據(jù)。OFDM系統(tǒng)具有優(yōu)于其他無線通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)用戶數(shù)據(jù)被分割為不同次載波所運(yùn)載的流時，各次載波上的有效數(shù)據(jù)速率非常小。因此，符號持續(xù)期間非常長。大符號持續(xù)期間可容許較大延遲展開。也就是說，其并不被多路嚴(yán)重影響。因此，OFDM符號能夠容許延遲展開而不需要復(fù)雜的接收機(jī)設(shè)計。然而，典型無線系統(tǒng)需要復(fù)雜信道等化方案來對抗多路衰落。OFDM另一優(yōu)點(diǎn)為發(fā)射機(jī)及接收機(jī)處的正交次載波的產(chǎn)生可通過使用反向快速傅立葉變換(IFFT)及快速傅立葉變換(FFT)引擎來達(dá)成。因?yàn)镮FFT及FFT實(shí)施為人熟知，所以O(shè)FDM可被輕易實(shí)施而不需復(fù)雜的接收機(jī)。多輸入多輸出(MMO)涉及發(fā)射機(jī)及接收機(jī)使用一個以上天線的無線傳送及接收方案類型。MMO系統(tǒng)利用空間分集或空間復(fù)用并改善信噪比(SNR)及增加產(chǎn)出。SFBC為用于傳送鄰近次載波而非連續(xù)時隙中的相同次載波上的空間分集編碼的符號的方案。SFBC可避免空間時間區(qū)塊編碼中的快速時間變異問題。然而，組合發(fā)生的次載波上的信道必須恒定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于在正交頻分復(fù)用(OFDM)無線通信系統(tǒng)中實(shí)施空間頻率區(qū)塊編碼(SFBC)的方法及裝置。本發(fā)明可應(yīng)用至封閉回路模式及開放回路模式。在封閉回路模式中，功率負(fù)載及固有波束成形以信道狀態(tài)信息(CSI)為基礎(chǔ)來執(zhí)行。信道編碼數(shù)據(jù)流被復(fù)用為兩個或更多數(shù)據(jù)流。功率負(fù)載以每個被復(fù)用的數(shù)據(jù)流上的CSI為基礎(chǔ)來執(zhí)行。SFBC編 碼被執(zhí)行于每個被配對的次載波的數(shù)據(jù)流上。隨后，固有波束成形以該CSI為基礎(chǔ)來執(zhí)行以計算多個發(fā)射天線上的固有波束。功率負(fù)載可被執(zhí)行于兩個或更多SFBC編碼區(qū)塊或各固有波束上。另外，功率負(fù)載可針對弱固有模式被執(zhí)行跨越次載波或次載波群組。本發(fā)明提供一種發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)包括多個發(fā)射天線；被配置成產(chǎn)生第一信道編碼數(shù)據(jù)流的電路；其中所述電路被進(jìn)一步配置成在生成空間頻率區(qū)塊編碼(SFBC)編碼數(shù)據(jù)的所述第一信道編碼數(shù)據(jù)流上執(zhí)行SFBC編碼；其中所述電路被進(jìn)一步配置成將矩陣應(yīng)用至所述SFBC編碼數(shù)據(jù)，以將所述SFBC編碼數(shù)據(jù)映射至所述發(fā)射天線；其中所述矩陣將權(quán)重應(yīng)用至所述SFBC編碼數(shù)據(jù)；以及其中所述電路被進(jìn)一步配置成將所述被映射的SFBC編碼數(shù)據(jù)作為正交頻分復(fù)用(OFDM)的信號來通過多個次載波傳送。本發(fā)明還提供一種發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)包括多個發(fā)射天線；被配置成產(chǎn)生信道編碼數(shù)據(jù)流的信道編碼器；被耦合至所述信道編碼器的復(fù)用器，所述復(fù)用器被配置成將所述信道編碼數(shù)據(jù)流復(fù)用成多個數(shù)據(jù)流；多個空間頻率區(qū)塊編碼(SFBC)編碼器，每個SFBC編碼器被配置成通過針對被傳送的每個數(shù)據(jù)速率對次載波上的所述數(shù)據(jù)流中對應(yīng)的一個數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼；以及被配置成使用預(yù)處理矩陣來將每個次載波映射至所述發(fā)射天線中的對應(yīng)的一個發(fā)射天線的電路。依據(jù)本發(fā)明，具有或沒有信道信息反饋的強(qiáng)力信道估計可被提供于所有信道條件中，而低復(fù)雜性在發(fā)射機(jī)及接收機(jī)處被實(shí)現(xiàn)。此外，可度量解可以使用任何天線配置，且向后兼容性被提供具有802. lla/g的增強(qiáng)性能。


圖I為實(shí)施封閉回路模式的OFDM-MMO系統(tǒng)的方塊圖。圖2為實(shí)施開放回路的系統(tǒng)的方塊圖。圖3為描述功率負(fù)載的發(fā)射機(jī)的方塊圖。圖4為示例性功率負(fù)載及兩對模式間的適應(yīng)性調(diào)制及編碼映射的圖示。圖5示出了用于功率/比特負(fù)載的次載波群組配對的示例。
具體實(shí)施例方式下文中，術(shù)語“站”(STA)包含但不限于用戶設(shè)備、無線發(fā)射/接收單元、固定的或移動的訂戶單元、尋呼機(jī)、或可操作于無線環(huán)境中的任何其他類型的設(shè)備。下文中涉及的術(shù)語“存取點(diǎn)”(AP)包含但不限于節(jié)點(diǎn)B、基站、站點(diǎn)控制器、或無線環(huán)境中的任何其他類型的接口設(shè)備。本發(fā)明將參考附圖做進(jìn)行描述，其中遍及全文的相同數(shù)字符號代表相同元件。應(yīng)注意，本發(fā)明中提供的圖示為高級功能方塊圖，而由該功能方塊所實(shí)施的功能或多或少可通過方塊來實(shí)施。本發(fā)明的特征可被并入集成電路(1C)，或被配置于包含多個互連組件的電路中。本發(fā)明的實(shí)施方式提供可實(shí)施SFBC MIMO編碼的發(fā)射機(jī)及接收機(jī)匹配濾波器。實(shí)施方式還提供發(fā)射機(jī)信道預(yù)編碼及同信道分解功能一樣的接收機(jī)天線處理。系統(tǒng)操作具有兩種模式封閉回路及開放回路。封閉回路被使用于信道狀態(tài)信息(CSI)可用于發(fā)射機(jī)時。開放回路被使用于CSI不可用時。變異可被用于到可提供分集利益的固有STA的傳輸。 在封閉回路模式中，CSI被用來通過分解及對角化信道矩陣及發(fā)射機(jī)處的預(yù)編碼來創(chuàng)建虛擬獨(dú)立信道。被給定的TGn信道的固有值展開，本發(fā)明使用在信道預(yù)編碼器的輸入處的發(fā)射機(jī)中的空間頻率正交MMO編碼以降低數(shù)據(jù)速率的代價來增加強(qiáng)固性。MMO中的任何編碼方案均必須處理分集對復(fù)用增益置換。預(yù)期具有最適合于特定信道統(tǒng)計的置換方案。SFBC是因低移動性及長信道相干時間而被選擇。此方案允許較MMSE接收機(jī)來說為簡單的接收機(jī)實(shí)施。組合解可促成大范圍上的較高產(chǎn)出。本發(fā)明的實(shí)施方式可允許每次載波功率/比特負(fù)載，并經(jīng)由信道狀態(tài)反饋的封閉回路操作來維持持續(xù)強(qiáng)固鏈接。另一潛在利益是其可輕易度量發(fā)射機(jī)及接收機(jī)處的任何數(shù)量的天線。CSI可通過來自接收機(jī)的反饋或經(jīng)由開發(fā)信道相互性來在發(fā)射機(jī)處被獲得。信道相互性用于主TDD基礎(chǔ)系統(tǒng)。在這種情況下，發(fā)射機(jī)及接收機(jī)可獨(dú)立估計及分解該信道。當(dāng)信噪比很高而導(dǎo)致降低反饋帶寬負(fù)載時，信道更新速率可被降低。潛伏要求及反饋數(shù)據(jù)速率對固有值的固有頻率非選擇性通常并不明顯。封閉回路模式需校準(zhǔn)發(fā)射機(jī)來補(bǔ)償上行鏈路及下行鏈路方向的被估計信道的振幅及相位差。此不常被達(dá)成于如STA連結(jié)期間或應(yīng)用控制下，且可使用信道相互性來估計兩端的信道。此外，每固有波束的CQI (或SNR)被反饋至發(fā)射機(jī)來支援適應(yīng)性速率控制。 圖I為實(shí)施封閉回路模式的OFDM-MMO系統(tǒng)100的方塊圖。系統(tǒng)100包含發(fā)射機(jī)110及接收機(jī)130。發(fā)射機(jī)110包含信道編碼器112，復(fù)用器114，功率負(fù)載單元116，多個SFBC編碼單元118，多個串聯(lián)并聯(lián)(S/P)轉(zhuǎn)換器120，多個固有波束成形器122，多個IFFT單元124，及多個發(fā)射天線(未示出)。信道編碼器112優(yōu)選地根據(jù)從接收機(jī)130發(fā)送的信道質(zhì)量指示符(CQI)來編碼數(shù)據(jù)。該CQI被用來確定每次載波或次載波群組的編碼速率及調(diào)制方案。編碼數(shù)據(jù)流被復(fù)用器114復(fù)用為兩個或更多數(shù)據(jù)流。各數(shù)據(jù)流的發(fā)射功率等級是以反饋為基礎(chǔ)通過功率負(fù)載單元116來調(diào)整。功率負(fù)載單元116針對各固有波束的數(shù)據(jù)速率來調(diào)整功率等級以平衡所有固有波束(或次載波)上的總發(fā)射功率，其將被詳細(xì)解釋如下。SFBC編碼單元118執(zhí)行數(shù)據(jù)流上的SFBC編碼。SFBC編碼針對每個被傳送的數(shù)據(jù)速率在固有波束及次載波上被達(dá)成。固有波束及次載波配對被選擇來確保獨(dú)立信道。OFDM符號被執(zhí)行于K個次載波上。為了容納SFBC,次載波被分割為L對次載波(或次載波群組)。各組次載波的帶寬應(yīng)小于信道的相干帶寬。然而，當(dāng)組合固有波束成形時，此限制因固有波束頻率遲鈍而被放松。區(qū)塊編碼所使用的次載波群組對被單獨(dú)考慮。以下為被應(yīng)用至OFDM符號的Alamouti 型 SFBC 的不例
L& _一旦SFBC編碼單元118建構(gòu)用于所有次載波的OFDM符號，則編碼區(qū)塊被S/P轉(zhuǎn)換器120復(fù)用且輸入至固有波束成形器122。固有波束成形器122將固有波束分配至發(fā)射天線。IFFT單元124將頻域中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為時域中的數(shù)據(jù)。接收機(jī)130包含多個接收天線(未示出)，多個FFT單元132，固有波束成形器134，SFBC解碼單元136，組合器138，信道解碼器144，信道估計器140，CSI生成器142及CQI生成器146。FFT單元132將接收到的樣本轉(zhuǎn)換為頻域，且固有波束成形器134、SFBC解碼單元136及信道解碼器144執(zhí)行被實(shí)施于發(fā)射機(jī)110處的反向操作。組合器138使用最大比率組合(MRC)來組合SFBC解碼結(jié)果。信道估計器140使用被傳送自發(fā)射機(jī)的訓(xùn)練序列來產(chǎn)生信道矩陣，并通過單值分解(SVD)或固有值分解來將該信道矩陣分解為每次載波(或每次載波群組)的兩波束成形單一矩陣U及V (U用于傳送，而V用于接收)及對角矩陣D。CSI生成器142從信道估計結(jié)果中產(chǎn)生CSI，而CQI生成器以該解碼結(jié)果為基礎(chǔ)來產(chǎn)生CQI。CSI及CQI被發(fā)回發(fā)射機(jī)110。nT發(fā)射天線及nR接收天線間的信道矩陣H可被寫為如下
權(quán)利要求
1.一種發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)包括 多個發(fā)射天線； 被配置成產(chǎn)生第一信道編碼數(shù)據(jù)流的電路； 其中所述電路被進(jìn)一步配置成在生成空間頻率區(qū)塊編碼(SFBC)編碼數(shù)據(jù)的所述第一信道編碼數(shù)據(jù)流上執(zhí)行SFBC編碼； 其中所述電路被進(jìn)一步配置成將矩陣應(yīng)用至所述SFBC編碼數(shù)據(jù)，以將所述SFBC編碼數(shù)據(jù)映射至所述發(fā)射天線；其中所述矩陣將權(quán)重應(yīng)用至所述SFBC編碼數(shù)據(jù)；以及 其中所述電路被進(jìn)一步配置成將所述被映射的SFBC編碼數(shù)據(jù)作為正交頻分復(fù)用(OFDM)的信號來通過多個次載波傳送。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述矩陣使用開放回路模式被取得。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述次載波被劃分成次載波群組。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述電路被進(jìn)一步配置成使用封閉回路模式傳送第二信道編碼數(shù)據(jù)流。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述發(fā)射機(jī)是基站。
6.一種發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)包括 多個發(fā)射天線； 被配置成產(chǎn)生信道編碼數(shù)據(jù)流的信道編碼器； 被耦合至所述信道編碼器的復(fù)用器，所述復(fù)用器被配置成將所述信道編碼數(shù)據(jù)流復(fù)用成多個數(shù)據(jù)流； 多個空間頻率區(qū)塊編碼(SFBC)編碼器，每個SFBC編碼器被配置成通過針對被傳送的每個數(shù)據(jù)速率對次載波上的所述數(shù)據(jù)流中對應(yīng)的一個數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼；以及 被配置成使用預(yù)處理矩陣來將每個次載波映射至所述發(fā)射天線中的對應(yīng)的一個發(fā)射天線的電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)射機(jī)，其中，正交頻分復(fù)用(OFDM)符號被運(yùn)載在所述次載波上。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述次載波被劃分成次載波群組。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)射機(jī)，其中，每組次載波具有比所述信道的相干帶寬更小的帶寬。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)射機(jī)，其中，所述發(fā)射機(jī)是基站。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)包括多個發(fā)射天線；被配置成產(chǎn)生第一信道編碼數(shù)據(jù)流的電路；其中所述電路被進(jìn)一步配置成在生成空間頻率區(qū)塊編碼(SFBC)編碼數(shù)據(jù)的所述第一信道編碼數(shù)據(jù)流上執(zhí)行SFBC編碼；其中所述電路被進(jìn)一步配置成將矩陣應(yīng)用至所述SFBC編碼數(shù)據(jù)，以將所述SFBC編碼數(shù)據(jù)映射至所述發(fā)射天線；其中所述矩陣將權(quán)重應(yīng)用至所述SFBC編碼數(shù)據(jù)；以及其中所述電路被進(jìn)一步配置成將所述被映射的SFBC編碼數(shù)據(jù)作為正交頻分復(fù)用(OFDM)的信號來通過多個次載波傳送。
文檔編號H04J99/00GK102638298SQ20121012401
公開日2012年8月15日 申請日期2005年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月12日
發(fā)明者關(guān)杰勇, 卡爾佩杜·R·帕薩德, 愛爾戴德·萊爾, 章修·谷, 羅伯特·L·奧勒森, 艾庫特·波坦, 費(fèi)堤·歐茲魯特, 黃元錦 申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司