專利名稱：無(wú)線mimo系統(tǒng)中的多模式終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信，尤其涉及多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的用戶終端。
背景技術(shù)：
MIMO系統(tǒng)采用多根(NT)發(fā)射天線和多根(NR)接收天線來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并且表示為(NT，NR)系統(tǒng)。由NT根發(fā)射天線和NR根接收天線組成的MIMO信道可以被分解成NS個(gè)空間信道，其中NS≤min{NT，NR}。NS個(gè)空間信道可用來(lái)發(fā)射NS個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)流以便實(shí)現(xiàn)較大的總吞吐量。通常，空間處理可能在發(fā)射機(jī)處執(zhí)行也可能不在發(fā)射機(jī)處執(zhí)行，并且通常在接收機(jī)處執(zhí)行以便同步地發(fā)射和恢復(fù)多個(gè)數(shù)據(jù)流。
一常規(guī)的MIMO系統(tǒng)一般使用一種特殊的傳輸方案來(lái)同步地發(fā)射多個(gè)數(shù)據(jù)流。該傳輸方案可以基于多種因素的折衷而選擇，比如系統(tǒng)的要求、從接收機(jī)到發(fā)射機(jī)的反饋量、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的性能等等。然后，發(fā)射機(jī)、接收機(jī)和系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成支持所選的傳輸方案并按照該方案進(jìn)行運(yùn)作。該傳輸方案一般具有有利的和不利的特征，不利特征會(huì)影響系統(tǒng)性能。
因此，本領(lǐng)域中需要一種能實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的性能的用戶終端。

發(fā)明內(nèi)容
這里描述了為改進(jìn)的性能和較大的靈活性而支持多個(gè)空間復(fù)用(SM)模式的用戶終端?？臻g復(fù)用是指經(jīng)由MIMO信道的多個(gè)空間系統(tǒng)而同時(shí)發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)流。多個(gè)SM模式可以包括(1)在正交空間信道上發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)流的受控模式，以及(2)從多根天線發(fā)出多個(gè)數(shù)據(jù)流的非受控模式。
終端從多個(gè)所支持的SM模式中選擇一SM模式用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。SM模式選擇可以基于多個(gè)因素，比如終端的校準(zhǔn)狀態(tài)、要發(fā)送的數(shù)據(jù)量、信道條件、其它通信實(shí)體的能力等等。對(duì)于數(shù)據(jù)發(fā)送而言，多個(gè)數(shù)據(jù)量按照它們的所選速率被編碼和調(diào)制以獲得多個(gè)數(shù)據(jù)碼元流。這些數(shù)據(jù)碼元流然后按照所選的SM模式被空間處理，以獲得多個(gè)發(fā)射碼元流。發(fā)射空間處理這樣進(jìn)行對(duì)于受控模式用受控向量組成的矩陣，對(duì)于非受控模式用單位矩陣。發(fā)射碼元流從多根天線并經(jīng)由第一通信鏈路(例如上行鏈路)發(fā)出。
對(duì)于數(shù)據(jù)接收而言，第二通信鏈路(例如下行鏈路)的多個(gè)接收碼元流按照所選的SM模式被空間處理，以獲得多個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流。接收空間處理對(duì)于受控模式可以基于信道本征向量，對(duì)于非受控模式則用一空間過(guò)濾矩陣完成?？臻g過(guò)濾矩陣可以基于多個(gè)接收機(jī)空間處理技術(shù)而導(dǎo)出，如下所述。然后，恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流按照它們的所選速率被解調(diào)和解碼，以獲得第二鏈路的多個(gè)已解碼數(shù)據(jù)流。終端還為每個(gè)鏈路發(fā)射/接收導(dǎo)頻和所選的速率。
下面進(jìn)一步詳述了本發(fā)明的各個(gè)方面、實(shí)施例和特征。


圖1示出一MIMO系統(tǒng)；圖2示出受控模式和非受控模式在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處的空間處理；圖3和4分別示出受控模式和非受控模式在接入點(diǎn)和用戶終端處的空間處理；圖5示出接入點(diǎn)和用戶終端的框圖；以及圖6示出用于在MIMO系統(tǒng)中發(fā)射和接收數(shù)據(jù)的過(guò)程。
具體實(shí)施例方式
這里使用單詞“示例性”意指“充當(dāng)示例、實(shí)例或說(shuō)明”。這里描述為“示例性”的任何實(shí)施例都不必被視為比其它實(shí)施例更為優(yōu)選或有利。
圖1示出具有接入點(diǎn)(AP)和用戶終端(UT)的MIMO系統(tǒng)100。為了簡(jiǎn)潔，在圖1中僅示出一個(gè)接入點(diǎn)110。接入點(diǎn)一般是與用戶終端通信的固定站，還可以被稱為基站或某些其它術(shù)語(yǔ)。系統(tǒng)控制器130耦合到接入點(diǎn)并為它們提供協(xié)調(diào)和控制。用戶終端可以是固定的或是移動(dòng)的，也可稱為移動(dòng)站、無(wú)線設(shè)備或某些其它術(shù)語(yǔ)。用戶終端可以與接入點(diǎn)通信，這種情況下建立了接入點(diǎn)和用戶終端的作用。用戶終端也可以與另一用戶終端進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。
MIMO系統(tǒng)100可以是一時(shí)分復(fù)用的(TDD)系統(tǒng)或是一頻分復(fù)用的(FDD)系統(tǒng)。對(duì)于TDD系統(tǒng)而言，下行鏈路和上行鏈路共享同一頻帶。對(duì)于FDD系統(tǒng)而言，下行鏈路和上行鏈路使用不同的頻帶。下行鏈路是從接入點(diǎn)到用戶終端的通信鏈路，上行鏈路是從用戶終端到接入點(diǎn)的通信鏈路。MIMO系統(tǒng)100還可以使用單個(gè)載波或多個(gè)載波來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
為了改進(jìn)的性能和較大的靈活性，接入點(diǎn)110和用戶終端120各支持多個(gè)空間復(fù)用(SM)模式。受控的SM模式(或簡(jiǎn)稱為受控模式)一般能實(shí)現(xiàn)較好的性能，但僅在以下情況下能使用即發(fā)射機(jī)具有足夠的信道狀態(tài)信息(CSI)來(lái)經(jīng)由分解或某些其它技術(shù)正交化MIMO信道的空間信道。非受控SM模式(或簡(jiǎn)稱為非受控模式)要求極少的信息來(lái)經(jīng)由MIMO信道同步地發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)流，但性能不如受控模式那樣好。如下所述，可以基于各種因素來(lái)選用適當(dāng)?shù)腟M模式。
表1總結(jié)了受控模式和非受控模式的一些關(guān)鍵方面。每個(gè)SM模式都有不同的性能和要求。
對(duì)于受控模式而言，發(fā)射機(jī)發(fā)射一導(dǎo)頻使接收機(jī)能估計(jì)MIMO信道，接收機(jī)發(fā)回足夠的信道估計(jì)信息使發(fā)射機(jī)能導(dǎo)出控制向量。發(fā)射機(jī)或接收機(jī)把MIMO信道分解成多個(gè)本征模式，本征模式可以被視為正交的空間信道。接收機(jī)還發(fā)回為各個(gè)本征模式使用的速率。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都執(zhí)行空間處理以便在本征模式上發(fā)射數(shù)據(jù)，如下所述。
對(duì)于非受控模式，發(fā)射機(jī)發(fā)射一導(dǎo)頻使接收機(jī)能估計(jì)MIMO信道。接收機(jī)發(fā)回為各個(gè)空間信道使用的速率。發(fā)射機(jī)不經(jīng)任何空間處理就發(fā)送數(shù)據(jù)(例如從其天線發(fā)出)，接收機(jī)執(zhí)行空間處理以恢復(fù)所發(fā)射的數(shù)據(jù)。下面將描述受控模式和非受控模式下在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處的導(dǎo)頻傳輸和空間處理。
表1-受控模式和非受控模式的要求


在以下描述中，用戶終端可以是發(fā)射機(jī)以及/或者是接收機(jī)，接入點(diǎn)同樣可以是發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)。使用相同的基本原理能支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。
1.受控模式由NT根發(fā)射天線和NR根接收天線組成的MIMO信道可由一NR×NT信道響應(yīng)矩陣H來(lái)表征，該矩陣表示為H‾=h1,1h1,2Λh1,NTh2,1h2,2Λh2,NTMMOMhNR,1hNR,2ΛhNR,NT,]]>公式(1)其中hi，j項(xiàng)(對(duì)于i＝1…NR且j＝1…NT)是發(fā)射天線j和接收天線i之間的耦合點(diǎn)。為了簡(jiǎn)潔，假定MIMO信道為全排列，其中NS≤NT≤NR。
可以對(duì)H執(zhí)行奇異值分解以獲得H的NS個(gè)本征值，如下H＝U∑VH， 公式(2)其中U是由H的左邊本征向量組成的(NR×NR)酉陣；∑是由H的奇異值組成的(NR×NT)對(duì)角矩陣；V是由H的右邊本征向量組成的(NT×NT)酉陣；以及“H”表示共軛轉(zhuǎn)置。
酉陣M表征為特性MHM＝I，其中I是單位矩陣。酉陣的列彼此正交。
H的右邊本征向量也稱為控制向量，并且可由發(fā)射機(jī)用于空間處理，以便在H的NS個(gè)本征模式上發(fā)射數(shù)據(jù)。H的左邊本征向量可由接收機(jī)用于空間處理，以便恢復(fù)在NS個(gè)本征模式上發(fā)射的數(shù)據(jù)。本征模式可以被視為通過(guò)分解而獲得的正交空間信道?！茖?duì)角項(xiàng)是H的奇異值，表示NS個(gè)本征模式的信道增益。
在實(shí)際的系統(tǒng)中，僅獲得H的估計(jì)，僅能導(dǎo)出V、∑和U的估計(jì)。由于不完善的信道估計(jì)這樣的各種原因，NS個(gè)空間信道一般不完全彼此正交。為了簡(jiǎn)潔，這里的描述假定無(wú)誤差的信道估計(jì)和分解。而且，術(shù)語(yǔ)“本征模式”也涵蓋了嘗試使用分解來(lái)正交化空間信道的情況，即使嘗試由于不完善的信道估計(jì)而不完全成功。
表2總結(jié)了受控模式下在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處的空間處理。在表2中，s是其中有NS個(gè)數(shù)據(jù)碼元要在H的NS個(gè)本征模式上發(fā)送的向量，xst是有NT個(gè)發(fā)射碼元要從NR根接收天線發(fā)出的向量，rst是有NR個(gè)接收碼元從NR根接收天線獲得的向量，st是有NS個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元的向量(即st是S的估計(jì))，下標(biāo)“st”表示受控模式。如這里使用的，“數(shù)據(jù)碼元”是指數(shù)據(jù)的調(diào)制碼元，“導(dǎo)頻碼元”是指導(dǎo)頻的調(diào)制碼元。
表2一受控模式的空間處理

也可以對(duì)H的相關(guān)矩陣執(zhí)行本征值分解，該相關(guān)矩陣是R＝HHH，如下R＝HHH＝VΛVH， 公式(3)其中Λ是本征值組成的對(duì)角矩陣，本征值是∑中奇異值的平方。發(fā)射機(jī)能用V執(zhí)行空間處理以獲得xst，接收機(jī)能用VHHH執(zhí)行空間處理以獲得st。
2.非受控模式對(duì)于非受控模式而言，發(fā)射機(jī)能從每根發(fā)射天線發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)碼元流。該模式的一個(gè)空間信道會(huì)對(duì)應(yīng)于一根發(fā)射天線。接收機(jī)執(zhí)行空間處理以便分出和恢復(fù)所發(fā)射的數(shù)據(jù)碼元流。接收機(jī)能使用各種接收機(jī)處理技術(shù)，比如信道相關(guān)矩陣求逆(CCMI)技術(shù)(也稱為零強(qiáng)制技術(shù))、最小均方誤差(MMSE)技術(shù)、逐次干擾對(duì)消(SIC)技術(shù)等等。
表3總結(jié)了非受控模式下在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處的空間處理。表3中，xns是有NT個(gè)數(shù)據(jù)碼元要從NT根發(fā)射天線發(fā)出的向量，rns是有NR個(gè)接收碼元從NR根接收天線獲得的向量，Mccmi是CCMI技術(shù)的空間過(guò)濾矩陣，Mmmse是MMSE技術(shù)的空間過(guò)濾矩陣，Dmmse是MMSE技術(shù)的對(duì)角矩陣(它包含MmmseH的對(duì)角元素)，下標(biāo)“ns”表示非受控模式。
表3-非受控模式的空間處理
為了簡(jiǎn)潔，假定MIMO信道噪聲n為附加白高斯噪聲(AGWN)，其均值為零，方差為σ2，自協(xié)方差矩陣為nn＝E[nnH]＝σ2I。
對(duì)于SIC技術(shù)，接收機(jī)在NS個(gè)連續(xù)階段處理NR個(gè)接收到的碼元流以便在每個(gè)階段內(nèi)恢復(fù)一個(gè)數(shù)據(jù)碼元流。對(duì)于每個(gè)階段λ，其中λ＝1…NS，接收機(jī)首先使用CCMI、MMSE或某些其它技術(shù)對(duì)階段λ的NR個(gè)輸入碼元執(zhí)行空間處理，以獲得一個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流。所述NR個(gè)接收的碼元流是階段1的NR個(gè)輸入碼元流。接收機(jī)進(jìn)一步處理(例如解調(diào)、解交織和解碼)階段λ的恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流以獲得一已解碼數(shù)據(jù)流；估計(jì)這個(gè)流對(duì)于尚未恢復(fù)的其它數(shù)據(jù)碼元流引起的干擾；以及從階段λ的NR個(gè)輸入碼元流中消去所估計(jì)的干擾以便獲得階段λ+1的NR個(gè)輸入碼元流。然后，接收機(jī)對(duì)階段λ+1的NR個(gè)輸入碼元流重復(fù)相同的處理以恢復(fù)另一數(shù)據(jù)碼元流。
對(duì)于每個(gè)階段λ，SIC接收機(jī)基于簡(jiǎn)化的信道響應(yīng)矩陣Hλ并且使用CCMI、MMSE或某些其它技術(shù)來(lái)為該階段導(dǎo)出一空間過(guò)濾矩陣Msicλ。簡(jiǎn)化矩陣Hλ通過(guò)刪除原始矩陣H中與已恢復(fù)的λ-1個(gè)數(shù)據(jù)碼元流相對(duì)應(yīng)的λ-1個(gè)列而獲得。矩陣Msicλ的維數(shù)為(NT-λ+1)×NR。由于Hλ對(duì)于每個(gè)階段是不同的，因此，Msicλ對(duì)于每個(gè)階段也是不同的。
接收機(jī)還可以使用其它接收機(jī)空間處理技術(shù)來(lái)恢復(fù)所發(fā)射的數(shù)據(jù)碼元流。
圖2示出受控模式和非受控模式下在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處的空間處理。在發(fā)射機(jī)處，通過(guò)單元220，數(shù)據(jù)向量s對(duì)于受控模式與矩陣V相乘，對(duì)于非受控模式與單位矩陣L相乘，以便獲得發(fā)射碼元向量x。在接收機(jī)處，通過(guò)單元260，接收到的碼元向量r對(duì)于受控模式與矩陣UH相乘，對(duì)于非受控模式與空間過(guò)濾矩陣M相乘，以獲得檢測(cè)到的碼元向量 ，該向量是s的非標(biāo)準(zhǔn)化估計(jì)。矩陣M可以基于CCMI、MMSE或某些其它技術(shù)而導(dǎo)出。向量 進(jìn)一步被縮放，縮放對(duì)于受控模式用對(duì)角矩陣∑-1進(jìn)行、對(duì)于非受控模式用對(duì)角矩陣D-1進(jìn)行，從而獲得恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元向量，其中對(duì)于CCMI技術(shù)D-1＝I，對(duì)于MMSE技術(shù)D‾-1=D‾mmse-1.]]>
3.受控模式和非受控模式的開(kāi)銷受控模式和非受控模式具有不同的導(dǎo)頻和開(kāi)銷要求，如下在表1中所述。
A.導(dǎo)頻傳輸對(duì)于受控模式和非受控模式兩者，發(fā)射機(jī)會(huì)發(fā)射一MIMO導(dǎo)頻(它是一非受控的導(dǎo)頻)以使接收機(jī)能估計(jì)MIMO信道并獲得矩陣H。MIMO導(dǎo)頻包括從NT根發(fā)射天線發(fā)出的NT個(gè)正交導(dǎo)頻傳輸，其中正交性可以在時(shí)間、頻率、編碼或它們的組合上實(shí)現(xiàn)。對(duì)于編碼正交性而言，NT個(gè)導(dǎo)頻傳輸可以同時(shí)從NT根發(fā)射天線發(fā)出，從每根天線發(fā)出的導(dǎo)頻用一不同的正交(例如Walsh)序列來(lái)“覆蓋”。接收機(jī)用發(fā)射機(jī)所使用的相同的NT個(gè)正交序列來(lái)“解覆蓋”每根接收天線i接收到的導(dǎo)頻碼元，以便獲得接收天線i和NT根發(fā)射天線的每一根之間的復(fù)信道增益的估計(jì)。就碼分多址(CDMA)系統(tǒng)而言，發(fā)射機(jī)處的覆蓋和接收機(jī)處的解覆蓋以類似方式執(zhí)行。對(duì)于頻率正交性而言，可以在總系統(tǒng)帶寬的不同子帶上同時(shí)發(fā)送NT根發(fā)射天線的NT個(gè)導(dǎo)頻傳輸。對(duì)于時(shí)間正交性而言，可以在不同的時(shí)隙內(nèi)發(fā)送NT根發(fā)射天線的NT個(gè)導(dǎo)頻傳輸。在任一情況下，NT個(gè)導(dǎo)頻傳輸間的正交性都使接收機(jī)能區(qū)分來(lái)自每根發(fā)射天線的導(dǎo)頻傳輸。
對(duì)于受控模式，接收機(jī)發(fā)回足夠的信道狀態(tài)信息以使發(fā)射機(jī)能導(dǎo)出控制向量。接收機(jī)可以以直接形式(例如通過(guò)發(fā)送V的各項(xiàng))或以間接形式(例如通過(guò)發(fā)送受控或非受控的導(dǎo)頻)來(lái)發(fā)送該信息。
B.速率選擇/控制接收機(jī)能估計(jì)為各個(gè)空間信道接收到的信號(hào)對(duì)噪聲加干擾比(SNR)，SNR會(huì)對(duì)應(yīng)于受控模式的本征模式或非受控模式的發(fā)射天線。接收到的SNR取決于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)所使用的SM模式和空間處理技術(shù)。
表4總結(jié)了受控模式和非受控模式的接收SNR。在表4中，Pm是為空間信道m(xù)使用的發(fā)射功率，σ2是噪聲方差，σm是本征模式m(即∑的第m個(gè)對(duì)角元素)的奇異值，rmm是R的第m個(gè)對(duì)角元素(R＝HHH)，qmm是Q的第m個(gè)對(duì)角元素，γm是空間信道m(xù)的SNR。SIC技術(shù)的接收SNR取決于空間處理技術(shù)(例如CCMI或MMSE)以及恢復(fù)數(shù)據(jù)流的順序。一工作SNR可以被定義為等于接收SNR加上SNR補(bǔ)償因數(shù)。SNR補(bǔ)償因數(shù)可以被設(shè)為一正值以補(bǔ)償估計(jì)誤差、隨時(shí)間的SNR波動(dòng)等等，但也可被設(shè)為零。
表4一接收SNR MIMO系統(tǒng)可以支持一組速率。每個(gè)非零的速率都與實(shí)現(xiàn)目標(biāo)性能水平(例如百分之一的分組誤差率(PER))所需的特定的數(shù)據(jù)速率或頻譜效率、特定的編碼方案、特定的調(diào)制方案以及特定的SNR相關(guān)聯(lián)。每個(gè)速率所需的SNR可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真、實(shí)驗(yàn)測(cè)量等等來(lái)確定，并且假設(shè)是AWGN信道。查找表(LUT)能保存系統(tǒng)所支持的速率以及它們所需的SNR。對(duì)于每個(gè)空間信道而言，選擇查找表中的最高速率作為為該空間信道使用的速率，其所需的SNR等于或小于空間信道的工作SNR。
可以為每個(gè)空間信道或空間信道的組合使用閉環(huán)路速率控制。接收機(jī)能估計(jì)每個(gè)空間信道的接收SNR、為空間信道選擇適當(dāng)?shù)乃俾?、并且發(fā)回所選的速率。發(fā)射機(jī)能以所選的速率發(fā)射每個(gè)數(shù)據(jù)碼元流。
C.模式選擇用戶終端120能在通信的任一給定時(shí)刻使用受控模式或非受控模式。模式選擇可以基于以下各種因素而作出。
開(kāi)銷—受控模式比非受控模式要求較多的開(kāi)銷。對(duì)于受控模式，接收機(jī)需要發(fā)回足夠的信道狀態(tài)信息以及NS個(gè)本征模式的速率。在某些情況下，附加的CSI開(kāi)銷不能被支持或者不合理。對(duì)于非受控模式，接收機(jī)僅需要發(fā)回空間信道的速率，這比開(kāi)銷小得多。
數(shù)據(jù)量—受控模式一般更有效，但要求較多設(shè)立步驟(例如信道估計(jì)、奇異信分解和CSI反饋)。如果僅需要發(fā)送少量數(shù)據(jù)，則使用非受控模式發(fā)送該數(shù)據(jù)可能更快且更有效。
能力—用戶終端可以與僅支持一種模式(例如或受控模式或非受控模式)的另一用戶終端進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。該情況下，兩個(gè)終端能使用兩者均支持的共同模式進(jìn)行通信。
值道條件—對(duì)于靜態(tài)信道、緩慢變化的信道以及具有強(qiáng)位置線(line-of-site)分量的信道(例如Rician信道)而言，可能更容易支持受控模式。
接收機(jī)SNR—受控模式在低SNR條件下提供較好的性能。用戶終端可能選擇在SNR低于某一閾值時(shí)使用受控模式。
校準(zhǔn)狀態(tài)—如果發(fā)射機(jī)和接收機(jī)是“校準(zhǔn)的”則可選用受控模式，使得下行鏈路和上行鏈路信道響應(yīng)互逆。如下所述，對(duì)于受控模式而言，互逆的下行鏈路和上行鏈路能簡(jiǎn)化發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩者的導(dǎo)頻傳輸和空間處理。
不在移動(dòng)且與同一接入點(diǎn)通信的用戶終端大多數(shù)時(shí)間可能使用受控模式。移動(dòng)且與不同實(shí)體(例如不同的接入點(diǎn)和/或其它用戶終端)通信的用戶終端可能使用非受控模式，直到使用受控模式更有利為止。根據(jù)需要，用戶終端還可以在受控模式和非受控模式間切換。例如，用戶終端可以為小的數(shù)據(jù)脈沖(或短的數(shù)據(jù)會(huì)話)并且在長(zhǎng)數(shù)據(jù)脈沖(或長(zhǎng)數(shù)據(jù)會(huì)話)開(kāi)始時(shí)使用非受控模式，并且可以在長(zhǎng)數(shù)據(jù)脈沖的其余部份使用受控模式。舉另一個(gè)例子，用戶終端可以為相對(duì)靜態(tài)的信道條件使用受控模式，而在信道條件改變較快時(shí)使用非受控模式。
4.TDD MIMO系統(tǒng)下面描述了一示例性MIMO無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)的多模式用戶終端。MIMOWLAN系統(tǒng)使用正交頻分復(fù)用(OFDM)，OFDM是把總系統(tǒng)帶寬有效地分成多個(gè)(NF個(gè))正交子帶的一種多載波調(diào)制技術(shù)。根據(jù)OFDM，每個(gè)子帶與一相應(yīng)的載波相關(guān)聯(lián)，所述載波可以用數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)制。
示例性的MIMO WLAN系統(tǒng)是TDD系統(tǒng)。對(duì)于TDD系統(tǒng)而言，在下行鏈路和上行鏈路信道響應(yīng)間通常存在高度相關(guān)，因?yàn)檫@些鏈路共享相同的頻帶。然而，接入點(diǎn)處的發(fā)射/接收鏈的響應(yīng)一般和用戶終端處發(fā)射/接收鏈的響應(yīng)不同。差異可以通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)確定和補(bǔ)償。然后可以假定總的下行鏈路和上行鏈路信道響應(yīng)互逆(即轉(zhuǎn)置)。受控模式的信道估計(jì)和空間處理可以用互逆的下行鏈路和上行鏈路來(lái)簡(jiǎn)化。
圖3示出接入點(diǎn)110和用戶終端120處的發(fā)射/接收鏈。在接入點(diǎn)110處，對(duì)于每個(gè)子帶k，發(fā)射鏈324和接收鏈334分別用矩陣Tap(k)和Rap(k)來(lái)建模。在用戶終端120處，對(duì)于每個(gè)子帶k，發(fā)射鏈364和接收鏈354分別用矩陣Tut(k)和Rut(k)來(lái)建模。
表5總結(jié)了TDD MIMO系統(tǒng)中下行鏈路和上行鏈路的校準(zhǔn)和奇異值分解?！坝行У摹毕滦墟溌泛蜕闲墟溌沸诺理憫?yīng)Hedn(k)和Heup(k)包括適當(dāng)?shù)陌l(fā)射鏈和接收鏈的響應(yīng)。通過(guò)對(duì)接入點(diǎn)和用戶終端兩者發(fā)射的MIMO導(dǎo)頻執(zhí)行校準(zhǔn)，可以獲得對(duì)角校正矩陣Kap(k)和Kut(k)。“校準(zhǔn)的”下行鏈路和上行鏈路信道響應(yīng)Hcdn(k)和Hcup(k)包括校正矩陣，并且互逆(即H‾cup(k)=H‾cdnT(k),]]>其中“T”表示轉(zhuǎn)置)。
表5-TDD MIM0 WLAN系統(tǒng)的信道響應(yīng) 由于Hcup(k)和Hcdn(k)互逆，因此Hcdn(k)的左邊本征向量和右邊本征向量組成的矩陣Vut*(k)和Uap*(k)是Hcup(k)的右邊本征向量和左邊本征向量組成的矩陣Vut(k)和Uap(k)的復(fù)共軛。矩陣Uap(k)可由接入點(diǎn)110用來(lái)進(jìn)行發(fā)射和接收空間處理。矩陣Vut(k)可由用戶終端120用來(lái)進(jìn)行發(fā)射和接收空間處理。
奇異值分解可以為NF個(gè)子帶的每一個(gè)獨(dú)立地執(zhí)行。對(duì)于每個(gè)子帶而言，∑(k)中的奇異值可以從最大到最小排序，V(k)和U(k)中的本征向量可以相應(yīng)地排序。在排序后，“寬帶”本征模式可以被定義為所有NF個(gè)子帶的同階本征模式的集合。分解僅需要由用戶終端120或接入點(diǎn)110來(lái)執(zhí)行。如果由用戶終端120執(zhí)行，則可以以直接形式(例如通過(guò)發(fā)送Uap(k)的各項(xiàng))或以間接形式(例如通過(guò)發(fā)送受控導(dǎo)頻)把矩陣Uap(k)提供給接入點(diǎn)110，對(duì)于k＝1…NF。
表6總結(jié)了受控模式下在接入點(diǎn)110和用戶終端120處的空間處理，其用一TDD MIMO WLAN系統(tǒng)中下行鏈路和上行鏈路上的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。表6中，下標(biāo)“up”表示上行鏈路，下標(biāo)“dn”表示下行鏈路。
表6-TDD MIMO WLAN系統(tǒng)中受控模式的空間處理 對(duì)于受控模式，接入點(diǎn)能在下行鏈路上發(fā)送MIMO導(dǎo)頻。用戶終端能基于MIMO導(dǎo)頻估計(jì)校準(zhǔn)的下行鏈路信道、執(zhí)行奇異值分解、并且使用矩陣Vut(k)在上行鏈路上發(fā)送受控導(dǎo)頻。受控導(dǎo)頻是在本征模式上發(fā)送的導(dǎo)頻，所述發(fā)送使用與本征模式上的數(shù)據(jù)傳輸所使用的控制向量相同的控制向量進(jìn)行。接入點(diǎn)可以基于上行鏈路受控導(dǎo)頻直接估計(jì)矩陣Uap(k)。對(duì)于受控模式，導(dǎo)頻也可以以其它方式發(fā)送。例如，用戶終端可以發(fā)送MIMO導(dǎo)頻，接入點(diǎn)可以發(fā)送受控導(dǎo)頻。舉另一個(gè)例子，接入點(diǎn)和用戶終端都能發(fā)送MIMO導(dǎo)頻。
對(duì)于非受控模式，發(fā)射機(jī)(或接入點(diǎn)或用戶終端)可以與數(shù)據(jù)傳輸一起發(fā)送MIMO導(dǎo)頻。接收機(jī)執(zhí)行空間處理(例如用CCMI、MMSE、SIC或某些其它技術(shù))來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)碼元流，如上所述。
表7總結(jié)了TDD MIMO WLAN系統(tǒng)的受控模式和非受控模式的導(dǎo)頻傳輸和空間處理的實(shí)施例。
表7-TDD MIMO WLAN系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸

對(duì)于受控模式和非受控模式而言，接收機(jī)(或接入點(diǎn)或用戶終端)可以估計(jì)各個(gè)寬帶空間信道的平均接收SNR，例如通過(guò)對(duì)寬帶空間信道的NF個(gè)子帶的接收SNR(以dB為單位)取平均。寬帶空間信道可以對(duì)應(yīng)于受控模式的寬帶本征模式，或是對(duì)應(yīng)于非受控模式的發(fā)射天線。然后，接收機(jī)把各個(gè)寬帶空間信道的工作SNR計(jì)算為平均接收SNR加上SNR補(bǔ)償因數(shù)之和。接收機(jī)接著根據(jù)工作SNR以及所支持的速率和它們所需SNR的查找表來(lái)為各個(gè)寬帶空間信道選擇速率。
圖3示出MIMO WLAN系統(tǒng)中用于受控模式下的下行鏈路和上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕尤朦c(diǎn)110和用戶終端120處的空間處理。對(duì)于下行鏈路，在接入點(diǎn)110處，數(shù)據(jù)碼元向量sdn(k)通過(guò)單元320與矩陣Uap*(k)相乘，并通過(guò)單元322用校正矩陣Kap(k)進(jìn)一步縮放，以獲得下行鏈路的發(fā)射碼元向量xdn(k)。在用戶終端120處，接收碼元向量rdn(k)通過(guò)單元360與矩陣VutT(k)相乘，并通過(guò)單元362用矩陣∑-1(k)進(jìn)一步縮放，以獲得下行鏈路的恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元向量dn(k)。
對(duì)于上行鏈路，在用戶終端120處，數(shù)據(jù)碼元向量sup(k)通過(guò)單元390與矩陣Vut(k)相乘，并通過(guò)單元392用校正矩陣Kut(k)進(jìn)一步縮放，以獲得上行鏈路的發(fā)射碼元向量xup(k)。在接入點(diǎn)110處，接收碼元向量rup(k)通過(guò)單元340與矩陣UapH(k)相乘，并通過(guò)單元342用矩陣∑-1(k)進(jìn)一步縮放，以獲得上行鏈路的恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元向量up(k)。
圖4示出MIMO WLAN系統(tǒng)中用于非受控模式下的下行鏈路和上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕尤朦c(diǎn)110和用戶終端120處的空間處理。對(duì)于下行鏈路，在接入點(diǎn)110處，數(shù)據(jù)碼元向量sdn(k)通過(guò)單元420與單位矩陣I相乘以獲得下行鏈路的發(fā)射碼元向量xdn(k)。在用戶終端120處，接收碼元向量rdn(k)通過(guò)單元460與空間過(guò)濾矩陣Mut(k)相乘，并通過(guò)單元462用對(duì)角矩陣Dut-1(k)進(jìn)一步縮放，以獲得下行鏈路的恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元向量dn(k)。矩陣Mut(k)和Dut-1(k)基于有效的下行鏈路信道響應(yīng)矩陣Hedn(k)并且使用CCMI、MMSE、SIC或某些其它技術(shù)而導(dǎo)出。
對(duì)于上行鏈路，在用戶終端120處，數(shù)據(jù)碼元向量sup(k)通過(guò)單元490與單位矩陣I相乘以獲得上行鏈路的發(fā)射碼元向量xup(k)。在接入點(diǎn)110處，接收碼元向量rup(k)通過(guò)單元440與空間過(guò)濾矩陣Map(k)相乘，并通過(guò)單元442用對(duì)角矩陣Dap-1(k)進(jìn)一步縮放，以獲得上行鏈路的恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元向量up(k)。矩陣Map(k)和Dap-1(k)基于有效的上行鏈路信道響應(yīng)矩陣Heup(k)并且使用CCMI、MMSE、SIC或某些其它技術(shù)而導(dǎo)出。
圖5示出接入點(diǎn)110和用戶終端120的框圖。下行鏈路上，在接入點(diǎn)110處，發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器514接收來(lái)自數(shù)據(jù)源512的話務(wù)數(shù)據(jù)以及來(lái)自控制器530的控制數(shù)據(jù)。發(fā)射數(shù)據(jù)處理器514根據(jù)與數(shù)據(jù)流選用的速率相對(duì)應(yīng)的編碼和調(diào)制方案來(lái)處理(例如編碼、交織和碼元映射)NS個(gè)數(shù)據(jù)流的每一個(gè)，以獲得一數(shù)據(jù)碼元流。發(fā)射空間處理器520從發(fā)射數(shù)據(jù)處理器514接收NS個(gè)數(shù)據(jù)碼元流、對(duì)數(shù)據(jù)碼元執(zhí)行空間處理(根據(jù)需要)、對(duì)導(dǎo)頻碼元進(jìn)行復(fù)用、并且為Nap根天線提供Nap個(gè)發(fā)射碼元流。發(fā)射空間處理器520所進(jìn)行的處理取決于是選用受控模式還是非受控模式，并且可以如上所述執(zhí)行。每個(gè)發(fā)射機(jī)單元(TMTR)522都接收和處理(例如OFDM調(diào)制和調(diào)節(jié))一個(gè)相應(yīng)的發(fā)射碼元流以生成一下行鏈路信號(hào)。Nap個(gè)發(fā)射機(jī)單元522a到522ap提供了Nap個(gè)下行鏈路信號(hào)，分別用于從Nap根天線524a到524ap發(fā)出。
在用戶終端120處，Nut根天線552a到552ut接收Nap個(gè)下行鏈路信號(hào)、每根天線都向相應(yīng)的接收機(jī)單元(RCVR)554提供一個(gè)接收信號(hào)。每個(gè)接收機(jī)單元554都執(zhí)行與發(fā)射機(jī)單元522所執(zhí)行的處理相反的處理(例如調(diào)節(jié)和OFDM解調(diào))，并且提供一接收碼元流。接收(RX)空間處理器560對(duì)來(lái)自Nut個(gè)接收機(jī)單元554的Nut個(gè)接收碼元流執(zhí)行空間處理，并且提供NS個(gè)經(jīng)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流。接收空間處理器560所進(jìn)行的處理取決于是選用受控模式還是非受控模式，并且可以如上所述執(zhí)行。接收數(shù)據(jù)處理器570處理(例如解映射、解交織和解碼)NS個(gè)經(jīng)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流以獲得NS個(gè)已解碼的數(shù)據(jù)流，后者被提供給數(shù)據(jù)宿572進(jìn)行存儲(chǔ)以及/或者提供給控制器580進(jìn)行進(jìn)一步處理。
信道估計(jì)器578基于接收到的導(dǎo)頻碼元來(lái)估計(jì)下行鏈路信道響應(yīng)，并且提供信道估計(jì)，信道估計(jì)包括信道增益估計(jì)、SNR估計(jì)等等?？刂破?80接收信道估計(jì)、導(dǎo)出接收空間處理器560和發(fā)射空間處理器590進(jìn)行空間處理所使用的矩陣、并且為下行鏈路上發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)碼元流確定適當(dāng)?shù)乃俾省Ｋ鏊俾屎蜕闲墟溌窋?shù)據(jù)由發(fā)射數(shù)據(jù)處理器588處理、由發(fā)射空間處理器590進(jìn)行空間處理(根據(jù)需要)、與導(dǎo)頻碼元進(jìn)行復(fù)用、由Nut個(gè)發(fā)射機(jī)單元554a到554ut進(jìn)行調(diào)節(jié)、并且經(jīng)由天線552a到552ut被發(fā)送。
在接入點(diǎn)110處，Nut個(gè)發(fā)射的上行鏈路信號(hào)被天線524所接收、由接收機(jī)單元522調(diào)節(jié)和解調(diào)、并由接收空間處理器540和接收數(shù)據(jù)處理器542進(jìn)行處理。速率被提供給控制器530，并且用來(lái)控制下行鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸。
接入點(diǎn)110和用戶終端120可以對(duì)上行鏈路數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻傳輸執(zhí)行類似的或不同的處理。
控制器530和580分別控制接入點(diǎn)110和用戶終端120處各個(gè)處理單元的操作。基于上述各種因素，SM模式選擇器534和584選擇適當(dāng)?shù)目臻g復(fù)用模式分別供接入點(diǎn)110和用戶終端120使用。存儲(chǔ)器單元532和582分別保存控制器530和580所使用的數(shù)據(jù)和程序代碼。
圖6示出用于在MIMO系統(tǒng)中發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的過(guò)程600的流程圖。過(guò)程600可由用戶終端和接入點(diǎn)執(zhí)行，用于下行鏈路和上行鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸。
首先，從包括上述受控模式和非受控模式的多個(gè)所支持的SM模式中選擇一SM模式(步驟612)。模式選擇可以基于終端的校準(zhǔn)狀態(tài)、要發(fā)送的數(shù)據(jù)量、SNR和/或信道條件、其它通信實(shí)體的能力等等。所選的SM模式也會(huì)在數(shù)據(jù)會(huì)話期間改變。
對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸而言(方框620)，第一通信鏈路(例如上行鏈路)的多個(gè)數(shù)據(jù)流按照它們所選的速率被編碼和調(diào)制，以便獲得第一鏈路的多個(gè)數(shù)據(jù)碼元流(步驟622)。這些數(shù)據(jù)碼元流然后按照所選的SM模式被空間處理，以獲得多個(gè)發(fā)射碼元流以便從多根天線且經(jīng)由第一鏈路發(fā)出(步驟624)。發(fā)射空間處理對(duì)于受控模式用控制向量組成的矩陣進(jìn)行，對(duì)于非受控模式用單位矩陣進(jìn)行。
對(duì)于數(shù)據(jù)接收(方框630)，從第二通信鏈路(例如下行鏈路)的多根天線獲得的多個(gè)接收碼元流按照所選的SM模式被空間處理，以獲得多個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流(步驟632)。接收空間處理對(duì)于受控模式用本征模式組成的矩陣進(jìn)行，對(duì)于非受控模式用空間過(guò)濾矩陣進(jìn)行?？臻g過(guò)濾矩陣可以基于CCMI、MMSE、SIC或某些其它技術(shù)而導(dǎo)出。然后，恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流按照它們所選的速率被解調(diào)和解碼，以獲得第二鏈路的多個(gè)已解碼數(shù)據(jù)流(步驟634)。
方框620中的數(shù)據(jù)發(fā)送和方框630中的數(shù)據(jù)接收可同時(shí)或在不同時(shí)刻發(fā)生。也發(fā)送和接收導(dǎo)頻和速率，以便支持用所選SM模式進(jìn)行的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。
這里描述的多模式終端和接入點(diǎn)以及數(shù)據(jù)發(fā)送/接收技術(shù)可以用硬件、軟件或它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于軟件實(shí)現(xiàn)而言，這些實(shí)體和技術(shù)的處理單元可以在以下元件內(nèi)實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、被設(shè)計(jì)成支持這里所述功能的其它電子單元、或者它們的組合。
對(duì)于軟件實(shí)現(xiàn)而言，這里所述的技術(shù)可以用執(zhí)行這里所述功能的模塊(例如過(guò)程、功能等等)來(lái)實(shí)現(xiàn)。軟件代碼可以被保存在存儲(chǔ)器單元(例如圖5中的存儲(chǔ)器單元532和582)中，并由一處理器(例如控制器530和580)執(zhí)行。存儲(chǔ)器單元可以在處理器內(nèi)實(shí)現(xiàn)，或者在處理器外部實(shí)現(xiàn)，后一情況下它會(huì)經(jīng)由本領(lǐng)域公知的各種手段與處理器通信上耦合。
這里包括的標(biāo)題幫助索引并且?guī)椭ㄎ惶囟ǖ恼鹿?jié)。這些標(biāo)題不限制其下所述概念的范圍，這些概念可應(yīng)用于整篇說(shuō)明書(shū)中的其它章節(jié)。
上述優(yōu)選實(shí)施例的描述使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能制造或使用本發(fā)明。這些實(shí)施例的各種修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，這里定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它實(shí)施例中而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實(shí)施例，而要符合與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬泛的范圍。
權(quán)利要求
1.無(wú)線多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的一種終端，包括模式選擇器，用于從終端所支持的多個(gè)空間復(fù)用模式中選擇一空間復(fù)用模式，其中所述多個(gè)空間復(fù)用模式的每一個(gè)都支持經(jīng)由MIMO信道的多個(gè)空間信道而同時(shí)發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)碼元流，所述MIMO信道用終端處的多根天線形成；發(fā)射空間處理器，用于按照所選的空間復(fù)用模式對(duì)第一組數(shù)據(jù)碼元流進(jìn)行空間處理，以獲得多個(gè)發(fā)射碼元流，供從多根天線且經(jīng)由第一通信鏈路而發(fā)出；以及接收空間處理器，其按照所選的空間復(fù)用模式對(duì)從所述多根天線獲得的多個(gè)接收碼元流進(jìn)行空間處理以獲得多個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流，所述多個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流是經(jīng)由第二通信鏈路發(fā)送的第二組數(shù)據(jù)碼元流的估計(jì)。
2.如權(quán)利要求1所述的終端，其特征在于，所述多個(gè)空間復(fù)用模式包括受控模式和非受控模式。
3.如權(quán)利要求2所述的終端，其特征在于，所述受控模式支持經(jīng)由MIMO信道的多個(gè)正交空間信道而同時(shí)發(fā)出多個(gè)數(shù)據(jù)碼元流，其中所述非受控模式支持從所述多根天線同時(shí)發(fā)出多個(gè)數(shù)據(jù)碼元流。
4.如權(quán)利要求2所述的終端，其特征在于，所述發(fā)射空間處理器用于對(duì)于受控模式把所述第一組數(shù)據(jù)碼元流與控制向量組成的矩陣相乘，對(duì)于非受控模式把所述第一數(shù)據(jù)碼元流與單位矩陣相乘，以及所述接收空間處理器用于對(duì)于受控模式把所述多個(gè)接收碼元流與本征向量組成的矩陣相乘，對(duì)于非受控模式把所述多個(gè)接收碼元流與一空間過(guò)濾矩陣相乘。
5.如權(quán)利要求4所述的終端，其特征在于還包括信道估計(jì)器，用于估計(jì)所述第二通信鏈路的信道響應(yīng)；以及控制器，其基于為所述第二通信鏈路估計(jì)的信道響應(yīng)而導(dǎo)出所述空間過(guò)濾矩陣。
6.如權(quán)利要求5所述的終端，其特征在于，所述控制器基于信道相關(guān)矩陣求逆(CCMI)技術(shù)或最小均方誤差(MMSE)技術(shù)來(lái)導(dǎo)出所述空間過(guò)濾矩陣。
7.如權(quán)利要求5所述的終端，其特征在于，所述控制器基于逐次干擾對(duì)消(SIC)技術(shù)或使用信道相關(guān)矩陣求逆(CCMI)技術(shù)或最小均方誤差(MMSE)技術(shù)來(lái)導(dǎo)出所述空間過(guò)濾矩陣。
8.如權(quán)利要求2所述的終端，其特征在于還包括發(fā)射數(shù)據(jù)處理器，其按照第一組速率對(duì)第一組數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼和調(diào)制，以獲得所述第一通信鏈路的第一組數(shù)據(jù)碼元流；以及接收數(shù)據(jù)處理器，其按照第二組速率對(duì)所述多個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流進(jìn)行解調(diào)和解碼，以獲得所述第二通信鏈路的第二組已解碼數(shù)據(jù)流。
9.如權(quán)利要求8所述的終端，其特征在于，所述第一組速率對(duì)于受控模式是用于MIMO信道的多個(gè)本征模式，對(duì)于非受控模式是用于多根天線。
10.如權(quán)利要求2所述的終端，其特征在于，所述模式選擇器在終端被校準(zhǔn)時(shí)選擇受控模式，而在終端未校準(zhǔn)時(shí)選擇非受控模式，其中在終端校準(zhǔn)時(shí)，所述第二通信鏈路的信道響應(yīng)與第一通信鏈路的信道響應(yīng)互逆。
11.如權(quán)利要求2所述的終端，其特征在于，所述模式選擇器基于要發(fā)送的數(shù)據(jù)量、信道條件、與終端通信的實(shí)體的能力或者它們的組合來(lái)選擇受控模式或非受控模式。
12.如權(quán)利要求2所述的終端，其特征在于，所述模式選擇器用于為數(shù)據(jù)會(huì)話的第一部份選擇非受控模式，為數(shù)據(jù)會(huì)話的其余部份選擇受控模式。
13.如權(quán)利要求2所述的終端，其特征在于，所述模式選擇器基于接收到的信號(hào)對(duì)噪聲和干擾比(SNR)來(lái)選擇受控模式或非受控模式。
14.如權(quán)利要求2所述的終端，其特征在于，所述發(fā)射空間處理器還用于為受控模式復(fù)用一受控導(dǎo)頻、為非受控模式復(fù)用一非受控導(dǎo)頻，其中所述受控導(dǎo)頻在MIMO信道的本征模式上發(fā)送，所述非受控導(dǎo)頻包括來(lái)自所述多根天線的多個(gè)正交導(dǎo)頻傳輸。
15.如權(quán)利要求2所述的終端，其特征在于，所述發(fā)射空間處理器還用于為受控和非受控模式都復(fù)用一非受控導(dǎo)頻，其中所述非受控導(dǎo)頻包括來(lái)自所述多根天線的多個(gè)正交導(dǎo)頻傳輸。
16.如權(quán)利要求1所述的終端，其特征在于其用于與MIMO系統(tǒng)中的接入點(diǎn)通信。
17.如權(quán)利要求1所述的終端，其特征在于其用于與MIMO系統(tǒng)中的另一終端進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信。
18.如權(quán)利要求1所述的終端，其特征在于，所述MIMO系統(tǒng)使用正交頻分復(fù)用(OFDM)，其中發(fā)射和接收空間處理器用于為多個(gè)子帶的每一個(gè)執(zhí)行空間處理。
19.如權(quán)利要求1所述的終端，其特征在于，所述MIMO系統(tǒng)是一時(shí)分復(fù)用(TDD)系統(tǒng)。
20.一種在無(wú)線多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中處理數(shù)據(jù)的方法，包括從多個(gè)空間復(fù)用模式中選擇一空間復(fù)用模式，其中所述多個(gè)空間復(fù)用模式的每一個(gè)都支持經(jīng)由MIMO信道的多個(gè)空間信道同時(shí)發(fā)出多個(gè)數(shù)據(jù)碼元流；按照所選的空間復(fù)用模式對(duì)第一組數(shù)據(jù)碼元流進(jìn)行空間處理以獲得多個(gè)發(fā)射碼元流，供從多根天線并經(jīng)由第一通信鏈路發(fā)出；以及按照所選的空間復(fù)用模式對(duì)從多根天線獲得的多個(gè)接收碼元流進(jìn)行空間處理以獲得多個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流，所述多個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流是經(jīng)由第二通信鏈路發(fā)送的第二組數(shù)據(jù)碼元流的估計(jì)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)空間復(fù)用模式包括受控模式和非受控模式，所述受控模式支持經(jīng)由MIMO信道的多個(gè)正交空間信道同時(shí)發(fā)出多個(gè)數(shù)據(jù)碼元流，所述非受控模式支持從所述多根天線同時(shí)發(fā)出多個(gè)數(shù)據(jù)碼元流。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述第一組數(shù)據(jù)碼元流對(duì)于受控模式與控制向量組成的矩陣相乘，對(duì)于非受控模式與單位矩陣相乘，其中所述多個(gè)接收碼元流對(duì)于受控模式與本征向量組成的矩陣相乘，對(duì)于非受控模式與空間過(guò)濾矩陣相乘。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于還包括估計(jì)所述第二通信鏈路的信道響應(yīng)；以及基于為所述第二通信鏈路估計(jì)的信道響應(yīng)來(lái)導(dǎo)出空間過(guò)濾矩陣。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述空間過(guò)濾矩陣基于信道相關(guān)矩陣求逆(CCMI)技術(shù)、最小均方誤差(MMSE)技術(shù)或逐次干擾對(duì)消(SIC)技術(shù)而導(dǎo)出。
25.無(wú)線多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的一種裝置，包括用于從多個(gè)空間復(fù)用模式中選擇一空間復(fù)用模式的裝置，其中所述多個(gè)空間復(fù)用模式的每一個(gè)都支持經(jīng)由MIMO信道的多個(gè)空間信道同時(shí)發(fā)出多個(gè)數(shù)據(jù)碼元流；按照所選的空間復(fù)用模式對(duì)第一組數(shù)據(jù)碼元流進(jìn)行空間處理以獲得多個(gè)發(fā)射碼元流的裝置；用于從多根天線并經(jīng)由第一通信鏈路發(fā)出所述多個(gè)發(fā)射碼元流的裝置；用于從第二通信鏈路的多根天線接收多個(gè)接收碼元流的裝置；以及按照所選的空間復(fù)用模式對(duì)所述多個(gè)接收碼元流進(jìn)行空間處理以獲得多個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流的裝置，所述多個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流是經(jīng)由第二通信鏈路發(fā)送的第二組數(shù)據(jù)碼元流的估計(jì)。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，所述多個(gè)空間復(fù)用模式包括受控模式和非受控模式，所述受控模式支持經(jīng)由MIMO信道的多個(gè)正交空間信道同時(shí)發(fā)出多個(gè)數(shù)據(jù)碼元流，所述非受控模式支持從所述多根天線同時(shí)發(fā)出多個(gè)數(shù)據(jù)碼元流。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，所述第一組數(shù)據(jù)碼元流對(duì)于受控模式與控制向量組成的矩陣相乘，對(duì)于非受控模式與單位矩陣相乘，其中所述多個(gè)接收碼元流對(duì)于受控模式與本征向量組成的矩陣相乘，對(duì)于非受控模式與空間過(guò)濾矩陣相乘。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于還包括用于估計(jì)所述第二通信鏈路的信道響應(yīng)的裝置；以及基于為所述第二通信鏈路估計(jì)的信道響應(yīng)來(lái)導(dǎo)出空間過(guò)濾矩陣的裝置。
29.如權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，所述空間過(guò)濾矩陣基于信道相關(guān)矩陣求逆(CCMI)技術(shù)、最小均方誤差(MMSE)技術(shù)或逐次干擾對(duì)消(SIC)技術(shù)而導(dǎo)出。
30.無(wú)線多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的一種接入點(diǎn)，包括模式選擇器，用于從所述接入點(diǎn)所支持的多個(gè)空間復(fù)用模式中選擇一空間復(fù)用模式，其中所述多個(gè)空間復(fù)用模式的每一個(gè)都支持經(jīng)由MIMO信道的多個(gè)空間信道而同時(shí)發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)碼元流，所述MIMO信道用接入點(diǎn)處的多根天線形成；發(fā)射空間處理器，用于按照所選的空間復(fù)用模式對(duì)第一組數(shù)據(jù)碼元流進(jìn)行空間處理，以獲得多個(gè)發(fā)射碼元流，供從多根天線且經(jīng)由第一通信鏈路而發(fā)出；以及接收空間處理器，其按照所選的空間復(fù)用模式對(duì)從所述多根天線獲得的多個(gè)接收碼元流進(jìn)行空間處理以獲得多個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流，所述多個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流是經(jīng)由第二通信鏈路發(fā)送的第二組數(shù)據(jù)碼元流的估計(jì)。
31.如權(quán)利要求30所述的接入點(diǎn)，其特征在于，所述多個(gè)空間復(fù)用模式包括受控模式和非受控模式。
32.如權(quán)利要求31所述的接入點(diǎn)，其特征在于，所述發(fā)射空間處理器用于對(duì)于受控模式把所述第一組數(shù)據(jù)碼元流與控制向量組成的矩陣相乘，對(duì)于非受控模式把所述第一組數(shù)據(jù)碼元流與單位矩陣相乘，以及所述接收空間處理器用于對(duì)于受控模式把所述多個(gè)接收碼元流與本征向量組成的矩陣相乘，對(duì)于非受控模式把所述多個(gè)接收碼元流與一空間過(guò)濾矩陣相乘。
全文摘要
一用戶終端支持多個(gè)空間復(fù)用(SM)模式，比如受控模式和非受控模式。對(duì)于數(shù)據(jù)發(fā)送而言，多個(gè)數(shù)據(jù)流按照它們的所選速率被編碼和調(diào)制以獲得多個(gè)數(shù)據(jù)碼元流。然后按照所選的SM模式對(duì)這些流進(jìn)行空間處理(例如對(duì)于受控模式用受控向量組成的矩陣，對(duì)于非受控模式用單位矩陣)，以獲得從多根天線發(fā)出的多個(gè)發(fā)射碼元流。對(duì)于數(shù)據(jù)接收而言，按照所選的SM模式對(duì)多個(gè)接收到的碼元流進(jìn)行空間處理(例如對(duì)于受控模式用本征向量組成的矩陣，對(duì)于非受控模式用一空間過(guò)濾矩陣)以獲得多個(gè)恢復(fù)的數(shù)據(jù)碼元流。這些流按照它們的所選速率被解調(diào)和解碼，以獲得多個(gè)已解碼的數(shù)據(jù)流。
文檔編號(hào)H04L1/08GK1708936SQ200380102100
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2003年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月25日
發(fā)明者J·R·沃爾頓, J·W·凱淳, M·S·華萊士, S·J·海華德 申請(qǐng)人:高通股份有限公司