專利名稱：Mimo－ofdm系統(tǒng)的自適應(yīng)導(dǎo)頻插入的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地說，本發(fā)明涉及通信，具體地說，本發(fā)明涉及用于在多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)內(nèi)傳輸導(dǎo)頻信號(hào)和信令的技術(shù)。
背景技術(shù)：
為了進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，MIMO系統(tǒng)在發(fā)射實(shí)體處使用多個(gè)(T)發(fā)射天線，而在接收實(shí)體處使用多個(gè)(R)接收天線。T個(gè)發(fā)射天線和R個(gè)接收天線形成的MIMO信道可分解成S個(gè)空間信道，其中S≤min{T，R}。這S個(gè)空間信道可以用于并行地傳輸數(shù)據(jù)從而提高吞吐量和/或冗余地傳輸數(shù)據(jù)從而提高可靠性。正交頻分復(fù)用(OFDM)是一種多載波調(diào)制技術(shù)，它將全部系統(tǒng)帶寬有效地分割成多個(gè)(K)正交的頻率子帶。這些子帶也被稱為音頻帶(tone)、子載波、頻率段(bin)和頻率信道。采用OFDM，每個(gè)子帶關(guān)聯(lián)于相應(yīng)的子載波，該子載波上可調(diào)制有數(shù)據(jù)。在每個(gè)OFDM符號(hào)周期內(nèi)，在K個(gè)子帶上最多可傳輸K個(gè)調(diào)制符號(hào)。 MIMO-OFDM系統(tǒng)是采用OFDM的MIMO系統(tǒng)。對(duì)于K個(gè)子帶中的每一個(gè)，MIMO-OFDM系統(tǒng)有S個(gè)空間信道。每個(gè)子帶的每個(gè)空間信道可被稱為“傳輸信道”，可用于在每個(gè)符號(hào)周期內(nèi)傳輸一個(gè)調(diào)制符號(hào)。每個(gè)傳輸信道可能經(jīng)歷各種惡劣的信道狀況，如衰落、多徑和干擾效應(yīng)。MIMO信道的S·K個(gè)傳輸信道還可能經(jīng)歷不同的信道狀況，故可能關(guān)聯(lián)于不同的復(fù)增益和信號(hào)一噪聲加干擾比(SNR)。為了實(shí)現(xiàn)高性能，經(jīng)常需要表征MIMO信道。例如，為了向接收實(shí)體發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)射實(shí)體需要估計(jì)MIMO信道響應(yīng)，以便執(zhí)行空間處理(下面將對(duì)此進(jìn)行描述)。為了恢復(fù)所發(fā)送的數(shù)據(jù)，接收實(shí)體通常需要估計(jì)MIMO信道響應(yīng)，以便對(duì)從發(fā)射實(shí)體接收到的信號(hào)執(zhí)行接收機(jī)空間處理。發(fā)射實(shí)體通常發(fā)送導(dǎo)頻符號(hào)，以幫助接收實(shí)體執(zhí)行多種功能。導(dǎo)頻符號(hào)通常包括按照已知方式傳輸?shù)囊阎{(diào)制符號(hào)。接收實(shí)體可以使用導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)、時(shí)間和頻率獲取、數(shù)據(jù)檢測(cè)等等。由于導(dǎo)頻符號(hào)在系統(tǒng)中構(gòu)成了一項(xiàng)開銷，所以，人們希望將傳輸導(dǎo)頻符號(hào)所用的系統(tǒng)資源量最小化。因此，系統(tǒng)可以采用一種能在正常(或大多數(shù))信道狀況下為大多數(shù)接收實(shí)體提供足量導(dǎo)頻符號(hào)的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)。但是，這種導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)對(duì)于經(jīng)歷了不利信道狀況的特定接收實(shí)體可能還是不夠的。因此，本領(lǐng)域中需要針對(duì)各種信道狀況傳輸導(dǎo)頻符號(hào)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)描述的技術(shù)可以，例如，根據(jù)信道狀況和/或其它因素，自適應(yīng)和靈活地發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)良好的性能。發(fā)射實(shí)體在每個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)中發(fā)送“基本”導(dǎo)頻符號(hào)。在正常(或大多數(shù))信道狀況下，接收實(shí)體能夠用基本導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)在發(fā)射和接收實(shí)體間的MIMO信道進(jìn)行足夠準(zhǔn)確的信道響應(yīng)估計(jì)。發(fā)射實(shí)體根據(jù)需要，例如，基于信道狀況和/其它因素，有選擇性地發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)。附加導(dǎo)頻符號(hào)可以在任何符號(hào)周期內(nèi)自適應(yīng)地插入PDU內(nèi)，但有其它指定傳輸?shù)姆?hào)周期除外。接收實(shí)體能夠用附加導(dǎo)頻符號(hào)得出改良的信道響應(yīng)估計(jì)。在正常(或大多數(shù))信道狀況下，基本導(dǎo)頻符號(hào)占有固定的開銷，故選擇它能提供良好的性能。附加導(dǎo)頻符號(hào)可以在需要的時(shí)候才發(fā)送，從而對(duì)于不利的信道狀況提供良好的性能，而不必為導(dǎo)頻符號(hào)招致固定和很高的開銷。
發(fā)射實(shí)體發(fā)送用于指明正在發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)的信令。該信令可以方便地嵌在載波導(dǎo)頻符號(hào)內(nèi)，該載波導(dǎo)頻符號(hào)在PDU的大部分內(nèi)通過由P(例如P＝4)個(gè)子帶構(gòu)成的指定集合傳輸。在傳輸載波導(dǎo)頻符號(hào)的每個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，由P個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)所構(gòu)成的一個(gè)集合通過P個(gè)子帶構(gòu)成的該集合傳輸。對(duì)于不同的信令值(例如，一個(gè)信令值指明數(shù)據(jù)符號(hào)正通過剩余的可用子帶進(jìn)行傳輸，而另一信令值指明附加導(dǎo)頻符號(hào)正在傳輸，等等)，可以形成不同的由P個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)構(gòu)成的集合。選擇由P個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)構(gòu)成的合適集合，并將這P個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)通過用于載波導(dǎo)頻的P個(gè)子帶進(jìn)行發(fā)送，這樣，就可以發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)所對(duì)應(yīng)的信令。因此，附加導(dǎo)頻符號(hào)及其信令可以有選擇性地和同時(shí)地在幾乎任何符號(hào)周期內(nèi)在PDU中發(fā)送。附加導(dǎo)頻符號(hào)所對(duì)應(yīng)的信令也可以采用其它方式發(fā)送。
下面進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明的各個(gè)方面和實(shí)施例。


圖1示出了IEEE 802.11a使用的OFDM子帶結(jié)構(gòu)； 圖2示出了適于MIMO系統(tǒng)的示例性PDU格式； 圖3示出了發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)的流程； 圖4示出了接收和使用附加導(dǎo)頻符號(hào)的流程； 圖5示出了發(fā)射實(shí)體和接收實(shí)體的框圖； 圖6示出了發(fā)射(TX)空間處理器的框圖；以及 圖7示出了TX導(dǎo)頻信令處理器的框圖。
具體實(shí)施例方式本申請(qǐng)中使用的“示例性的”一詞意味著“用作例子、例證或說明”。本申請(qǐng)中被描述為“示例性”的任何實(shí)施例或設(shè)計(jì)方案不應(yīng)被解釋為比其它實(shí)施例或設(shè)計(jì)方案更優(yōu)選或更具優(yōu)勢(shì)。
本申請(qǐng)中描述的導(dǎo)頻傳輸和信令技術(shù)可用于單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)、單輸入多輸出(SIMO)系統(tǒng)、多輸入單輸出(MISO)系統(tǒng)和MIMO系統(tǒng)。這些技術(shù)可用于OFDM系統(tǒng)和其它多載波通信系統(tǒng)。這些技術(shù)還可用于各種OFDM子帶結(jié)構(gòu)。為清楚起見，下面具體針對(duì)使用由IEEE 802.11a定義的OFDM子帶結(jié)構(gòu)的MIMO-OFDM系統(tǒng)來描述這些技術(shù)。
IEEE 802.11 OFDM子帶結(jié)構(gòu)將整個(gè)系統(tǒng)帶寬分為64個(gè)正交子帶(即，K＝64)，這64個(gè)正交子帶分得的索引是-32到+31。在這64個(gè)正交子帶中，索引為±{1，...，6，8，...，20，22，...，26}的48個(gè)子帶可用于數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻傳輸，故被稱作“數(shù)據(jù)”子帶，索引為±{7，21}的4個(gè)子帶可用于載波導(dǎo)頻和可能的信令，故被稱作“導(dǎo)頻”子帶，索引為0的DC子帶未投入使用，剩余的11個(gè)子帶也未投入使用，故作為保護(hù)子帶。因此，全部的64個(gè)子帶包括52個(gè)“可用”子帶和12個(gè)“未用”子帶，這52個(gè)“可用”子帶包括48個(gè)數(shù)據(jù)子帶和4個(gè)導(dǎo)頻子帶。標(biāo)題為“Part 11Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)SpecificationsHigh-speed PhysicalLayer in the 5 GHz Band”的IEEE標(biāo)準(zhǔn)802.11a(1999年9月)文件描述了這種OFDM子帶結(jié)構(gòu)，該文件是公眾可得到的。通常，OFDM系統(tǒng)可使用具有任意個(gè)數(shù)據(jù)子帶、導(dǎo)頻子帶和保護(hù)子帶的任何OFDM子帶結(jié)構(gòu)。
圖1示出了由IEEE 802.11定義的適用于各種通信系統(tǒng)的PDU格式100。在IEEE 802.11的協(xié)議棧的物理(PHY)層上，處理數(shù)據(jù)并將其在PHY協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PPDU)中傳輸，在本申請(qǐng)中，為簡(jiǎn)單起見，也將PPDU稱作“PDU”。IEEE 802.11的各個(gè)PDU 110包括前導(dǎo)碼部分120、信號(hào)部分130和數(shù)據(jù)部分150。前導(dǎo)碼部分120承載著短訓(xùn)練符號(hào)和長(zhǎng)訓(xùn)練符號(hào)，下面將對(duì)此進(jìn)行描述。信號(hào)部分130承載著一個(gè)用于PDU信令的OFDM符號(hào)。數(shù)據(jù)部分150承載著PDU的業(yè)務(wù)/分組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的可變數(shù)量的OFDM符號(hào)。信號(hào)部分130中的信令指明數(shù)據(jù)部分150的長(zhǎng)度。
前導(dǎo)碼部分120承載著在兩個(gè)OFDM符號(hào)周期中發(fā)送的10個(gè)短訓(xùn)練符號(hào)，然后緊接著是在兩個(gè)OFDM符號(hào)周期中發(fā)送的2個(gè)長(zhǎng)訓(xùn)練符號(hào)。4個(gè)短訓(xùn)練符號(hào)是通過對(duì)一個(gè)特定集合執(zhí)行離散傅立葉反變換(IDFT)而形成的，該特定集合有12個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)，是通過索引為{-24，-20，-16，-12，-8，-4，4，8，12，16，20，24}的12個(gè)子帶發(fā)送的。“導(dǎo)頻符號(hào)”是導(dǎo)頻的調(diào)制符號(hào)，它通常為發(fā)射實(shí)體和接收實(shí)體先驗(yàn)知曉。由12個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)構(gòu)成的相同集合用于所有短訓(xùn)練符號(hào)。每個(gè)長(zhǎng)訓(xùn)練符號(hào)是通過對(duì)一個(gè)特定集合執(zhí)行IDFT而形成的，該特定集合有52個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)，是通過52個(gè)可用子帶發(fā)送的。由52個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)構(gòu)成的相同集合也用于這兩個(gè)長(zhǎng)訓(xùn)練符號(hào)。接收實(shí)體可以使用短訓(xùn)練符號(hào)進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)、粗略的頻率偏移估計(jì)、時(shí)間同步、自動(dòng)增益控制(AGC)等等。接收實(shí)體可以使用長(zhǎng)訓(xùn)練符號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)、精確的頻率偏移估計(jì)等等。
信令和數(shù)據(jù)分別在相應(yīng)的信令部分130和數(shù)據(jù)部分150中通過48個(gè)數(shù)據(jù)子帶發(fā)送。載波導(dǎo)頻符號(hào)在信號(hào)和數(shù)據(jù)部分中通過4個(gè)導(dǎo)頻子帶發(fā)送。載波導(dǎo)頻符號(hào)包括4個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)，后者是在信號(hào)和數(shù)據(jù)部分中通過4個(gè)導(dǎo)頻子帶發(fā)送的。在發(fā)送之前，將每個(gè)導(dǎo)頻子帶對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻符號(hào)乘以127碼片循環(huán)擴(kuò)展的偽隨機(jī)數(shù)(PN)序列，從而產(chǎn)生該導(dǎo)頻子帶的預(yù)定符號(hào)序列。接收實(shí)體可以使用載波導(dǎo)頻符號(hào)來跟蹤信號(hào)和數(shù)據(jù)部分中的載波信號(hào)的相位。
圖1所示的導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)包括10個(gè)短訓(xùn)練符號(hào)、2個(gè)長(zhǎng)訓(xùn)練符號(hào)和上述載波導(dǎo)頻符號(hào)。這種導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)通常適用于SISO系統(tǒng)。
MIMO系統(tǒng)可以使用不同類型的導(dǎo)頻符號(hào)，來支持適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)操作所需的各種功能，如時(shí)間和頻率捕獲、信道估計(jì)、校準(zhǔn)等等。表1列出了4種導(dǎo)頻符號(hào)及其簡(jiǎn)單說明。導(dǎo)頻符號(hào)也被稱作“參考符號(hào)”，這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)經(jīng)常可互換地使用。
表1--導(dǎo)頻符號(hào)類型

下面將詳細(xì)描述非受控(unsteered)MIMO導(dǎo)頻符號(hào)和受控(steered)MIMO導(dǎo)頻符號(hào)。
圖2示出了適用于MIMO系統(tǒng)的示例性PDU格式200。采用該格式的PDU 210包括前導(dǎo)碼部分220、信號(hào)部分230、MIMO導(dǎo)頻部分240和數(shù)據(jù)部分250。前導(dǎo)碼部分220承載著信標(biāo)導(dǎo)頻符號(hào)。對(duì)于圖2所示的實(shí)施例，信標(biāo)導(dǎo)頻符號(hào)包括10個(gè)短訓(xùn)練符號(hào)和2個(gè)長(zhǎng)訓(xùn)練符號(hào)。因此，前導(dǎo)碼部分220類似于圖1中的前導(dǎo)碼部分120。信號(hào)部分230承載著PDU 210的信令，該信號(hào)部分230可包括(1)用于指明PDU采用格式200還是其它格式(例如，格式100)的字段；(2)用于指明MIMO導(dǎo)頻部分240的長(zhǎng)度的字段。MIMO導(dǎo)頻部分240承載著“基本”MIMO導(dǎo)頻符號(hào)，后者可以是非受控的或受控的?；綧IMO導(dǎo)頻符號(hào)通常在每個(gè)PDU中發(fā)送，其傳輸方式與PDU中的數(shù)據(jù)相同。數(shù)據(jù)部分250承載著PDU 210的數(shù)據(jù)。載波導(dǎo)頻符號(hào)在信號(hào)部分230、MIMO導(dǎo)頻部分240和數(shù)據(jù)部分250中通過四個(gè)導(dǎo)頻子帶發(fā)送。PDU也可稱作分組、數(shù)據(jù)單元、幀、時(shí)隙、塊或者其它術(shù)語(yǔ)。
PDU格式200包括用于MIMO系統(tǒng)的示例性導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)。在正常信道狀況下，為使開銷最小化，導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)可以包括適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)操作所需的最小(即，正常)量的導(dǎo)頻(基本導(dǎo)頻)符號(hào)。例如，MIMO導(dǎo)頻部分240可以承載T個(gè)OFDM符號(hào)，后者對(duì)應(yīng)于T個(gè)發(fā)射天線的MIMO導(dǎo)頻符號(hào)。為了提高性能，附加導(dǎo)頻符號(hào)可以根據(jù)需要自適應(yīng)地插入和發(fā)送。在一些不利信道狀況下(如由多普勒效應(yīng)引起的衰落率增加、不斷變化的干擾和/或干擾特性等等)，導(dǎo)頻符號(hào)是很有用處的。附加導(dǎo)頻符號(hào)也可以根據(jù)其它因素發(fā)送，例如，如果因?yàn)槲词盏絇DU的先前傳輸所對(duì)應(yīng)的確認(rèn)(ACK)而需要重發(fā)PDU。附加導(dǎo)頻符號(hào)可以插入PDU的數(shù)據(jù)部分中。用以指明附加導(dǎo)頻符號(hào)之傳輸?shù)男帕羁梢愿咝У夭迦胼d波導(dǎo)頻符號(hào)內(nèi)，下面將對(duì)此進(jìn)行描述，或者，在信號(hào)部分230中發(fā)送。
發(fā)射實(shí)體和接收實(shí)體之間的MIMO信道可以用每個(gè)子帶k的一個(gè)R×T信道響應(yīng)矩陣H(k)來表征，該矩陣可表示為
其中k＝1，...，K，公式(1)式中，項(xiàng)hi，J(k)表示子帶k的發(fā)射天線j與接收天線i之間的耦合或復(fù)信道增益，其中i＝1...R，j＝1...T。為簡(jiǎn)單起見，假設(shè)MIMO信道為滿秩的，其中S＝T≤R。
接收實(shí)體可以根據(jù)發(fā)射實(shí)體發(fā)送的非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)，得到每個(gè)子帶k的H(k)的估計(jì)值。非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)包括從T個(gè)發(fā)射天線發(fā)送的T個(gè)導(dǎo)頻傳輸，其中，從每個(gè)發(fā)射天線發(fā)出的導(dǎo)頻符號(hào)可被接收實(shí)體識(shí)別出來。這可以通過如下方式實(shí)現(xiàn)使用編碼復(fù)用根據(jù)不同的正交(例如，Walsh)序列，在不同子帶上通過子帶復(fù)用，在不同符號(hào)周期內(nèi)通過時(shí)間復(fù)用，等等，對(duì)每個(gè)發(fā)射天線發(fā)送導(dǎo)頻傳輸。用編碼復(fù)用發(fā)送非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)可以表示為X‾pilotu(k,n)=W‾(n)·p‾(k,n)]]>其中k∈Ku公式(2)式中，p(k，n)是要在符號(hào)周期n內(nèi)通過子帶k從T個(gè)發(fā)射天線發(fā)送的T個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)構(gòu)成的向量；W(n)是在符號(hào)周期n內(nèi)T個(gè)發(fā)射天線的對(duì)角Walsh矩陣；Xpilotu(k，n)是符號(hào)周期n內(nèi)子帶k的非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)的發(fā)射符號(hào)構(gòu)成的向量；Ku是用于發(fā)送非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)的一組子帶?！鞍l(fā)射符號(hào)”是要從發(fā)射天線發(fā)送的符號(hào)。相同的Walsh矩陣W(n)可用于所有子帶，故可以不是子帶索引k的函數(shù)。
舉一個(gè)例子，如果T＝4，那么，可以給四個(gè)發(fā)射天線分配四個(gè)Walsh序列，即W1＝{1，1，1，1}、W2＝{1，-1，1，-1}、W3＝{1，1，-1，-1}和W4＝{1，-1，-1，1}。于是，Walsh矩陣W(1)在其對(duì)角線上包含這四個(gè)Walsh序列的第一個(gè)元素，W(2)包含這四個(gè)Walsh序列的第二個(gè)元素，W(3)包含這四個(gè)Walsh序列的第三個(gè)元素，W(4)包含這四個(gè)Walsh序列的第四個(gè)元素。這四個(gè)Walsh矩陣W(1)到W(4)可用于在四個(gè)符號(hào)周期中發(fā)送非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)。通常情況下，一個(gè)完整的非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)可以采用編碼復(fù)用在T個(gè)(連續(xù)或不連續(xù)的)符號(hào)周期中發(fā)送，或者在正交序列的每個(gè)碼片的一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)發(fā)送。接收到完整的非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)后，接收實(shí)體就可以對(duì)收到的導(dǎo)頻符號(hào)執(zhí)行互補(bǔ)的處理，從而估計(jì)H(k)。
為了提高性能，發(fā)射實(shí)體可以通過每個(gè)子帶k的信道響應(yīng)矩陣H(k)的S個(gè)本征模式發(fā)送數(shù)據(jù)?？蓪⒚總€(gè)子帶k的信道響應(yīng)矩陣H(k)“對(duì)角化”，從而獲得該子帶的MIMO信道的S個(gè)本征模式。對(duì)角化可通過執(zhí)行H(k)的奇異值分解或H(k)的相關(guān)矩陣的本征值分解來實(shí)現(xiàn)，即，R(k)＝HH(k)·H(k)，式中，HH表示H的共軛轉(zhuǎn)置。H(k)的奇異值分解可表示為H(k)＝U(k)·∑(k)·VH(k)公式(3)其中，U(k)是H(k)的左本征向量的R×R酉矩陣；∑(k)是H(k)的奇異值的R×T對(duì)角矩陣；以及VH(k)是H(k)的右本征向量的T×T酉矩陣。
酉矩陣M用性質(zhì)MH·M＝I來表征，其中I是單位矩陣。酉矩陣的各列互相正交。發(fā)射實(shí)體可以使用V(k)中的右本征向量進(jìn)行空間處理，從而通過H(k)的S個(gè)本征模式發(fā)送數(shù)據(jù)。接收實(shí)體可以使用U(k)的左本征向量進(jìn)行接收機(jī)空間處理，從而恢復(fù)通過H(k)的S個(gè)本征模式發(fā)送的數(shù)據(jù)。對(duì)角矩陣∑(k)中沿著對(duì)角線為非負(fù)實(shí)數(shù)值，而在其它地方為零。這些對(duì)角項(xiàng)被稱為H(k)的奇異值，并代表著H(k)的S個(gè)本征模式的信道增益。Gilbert Strang在“Linear Algebra and Its Applications”(第二版，Academic Press，1980年)中描述了奇異值分解。
發(fā)射實(shí)體可以如下發(fā)送受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)X‾pilot,ms(k)=v‾m(k)·pm(k)]]>其中k∈Ks公式(4)其中，Vm(k)是V(k)的第m個(gè)本征向量/列；pm(k)是通過H(k)的第m個(gè)本征模式發(fā)送的導(dǎo)頻符號(hào)；
Xpilot，ms(k)是H(k)的第m個(gè)本征模式的受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)的發(fā)射向量；Ks是用于發(fā)送受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)的一組子帶。
接收實(shí)體收到的受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)可表示為r‾pilot,ms(k)=H‾(k)·X‾pilot,ms(k)+n‾(k),]]>=U‾(k)·Σ‾(k)·V‾H(k)·v‾m(k)·pm(k)+n‾(k),]]>其中k∈Ks， 公式(5)=u‾m(k)·σm(k)·pm(k)+n‾(k)]]>式中，rpilot，ms(k)是H(k)的第m個(gè)本征模式的受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)應(yīng)的接收符號(hào)構(gòu)成的向量；σm(k)是∑(k)的第m個(gè)對(duì)角元素；um(k)是U(k)的第m個(gè)本征向量/列。
“接收符號(hào)”是從接收天線獲得的符號(hào)。發(fā)射實(shí)體可以在S個(gè)符號(hào)周期內(nèi)通過H(k)的所有S個(gè)本征模式發(fā)送一個(gè)完整的受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)，例如，使用時(shí)間復(fù)用，在每個(gè)符號(hào)周期內(nèi)在一個(gè)本征模式上發(fā)送，如公式(4)所示。接收實(shí)體可以根據(jù)使用時(shí)間復(fù)用發(fā)送的受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)，獲得U(k)的估計(jì)，一次一列，如公式(5)所示。
發(fā)射實(shí)體也可以使用編碼復(fù)用，同時(shí)在S個(gè)符號(hào)周期內(nèi)通過H(k)的所有S個(gè)本征模式發(fā)送受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)。使用編碼復(fù)用的受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)可以表示為X‾pilot,ms(k,n)=V‾(k,n)·W‾(n)·p‾(k,n)]]>其中k∈Ks公式(6)式中，V(k，n)是符號(hào)周期n中子帶k的H(k，n)的右本征向量的矩陣。接收實(shí)體在收到完整的受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)后可以獲得U(k，n)的估計(jì)。
發(fā)射實(shí)體也可以使用子帶復(fù)用，在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)通過S個(gè)子帶k到k+S-1發(fā)送H(k)的所有S個(gè)本征模式所對(duì)應(yīng)的完整受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)。發(fā)射實(shí)體也可以通過少于S個(gè)本征模式發(fā)送受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)。例如，發(fā)射實(shí)體可以如下發(fā)送受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)在一個(gè)符號(hào)周期中通過最佳或主本征模式，在兩個(gè)符號(hào)周期中通過兩個(gè)最佳本征模式，等等。
通常，發(fā)射實(shí)體可以使用編碼復(fù)用、子帶復(fù)用和/或時(shí)間復(fù)用，借助于多種方式發(fā)送非受控和受控的MIMO導(dǎo)頻符號(hào)。編碼復(fù)用使得發(fā)射實(shí)體能夠使用每個(gè)發(fā)射天線可用的最大發(fā)射功率來進(jìn)行導(dǎo)頻傳輸，從而可以提高信道估計(jì)性能。
附加導(dǎo)頻符號(hào)可以是如上所述的MIMO導(dǎo)頻符號(hào)。附加導(dǎo)頻符號(hào)也可以是其它類型的導(dǎo)頻符號(hào)。例如，發(fā)射實(shí)體可以通過單個(gè)本征模式發(fā)送導(dǎo)頻符號(hào)的單個(gè)流，或者，可以采用其它方式對(duì)導(dǎo)頻符號(hào)的單個(gè)流進(jìn)行波束控制。該附加導(dǎo)頻符號(hào)可用于，例如，導(dǎo)出時(shí)間偏移量、糾正殘留頻率偏移量等等。
導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)包括基本導(dǎo)頻符號(hào)(例如圖2的MIMO導(dǎo)頻部分240)，后者在正常信道狀況下提供良好的性能。這樣可以降低導(dǎo)頻符號(hào)的開銷。附加導(dǎo)頻符號(hào)可以根據(jù)需要發(fā)送。要發(fā)送的附加導(dǎo)頻符號(hào)量，以及，附加導(dǎo)頻符號(hào)在PDU中的位置可以根據(jù)信道狀況和/或其它因素靈活地加以選擇。例如，在信道狀況比較差的情況下，可以發(fā)送較大量的附加導(dǎo)頻符號(hào)。附加導(dǎo)頻符號(hào)可以在或接近于PDU的開始處發(fā)送，這樣可以簡(jiǎn)化信道估計(jì)和數(shù)據(jù)檢測(cè)，還可以進(jìn)一步降低緩沖需求。附加導(dǎo)頻符號(hào)也可以散布在PDU內(nèi)，這樣可以提高時(shí)變信道的性能。
參見圖2，4個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)可以在每個(gè)符號(hào)周期內(nèi)在數(shù)據(jù)部分250中通過四個(gè)導(dǎo)頻子帶發(fā)送。這些導(dǎo)頻符號(hào)可用于指示/傳送通過48個(gè)數(shù)據(jù)子帶發(fā)送的內(nèi)容。如果每個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)是用B個(gè)比特形成的，那么，用通過這四個(gè)導(dǎo)頻子帶上發(fā)送的四個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)可定義最多24B個(gè)不同的信令值。例如，使用二進(jìn)制移相鍵控(BPSK)，每個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)是用1個(gè)比特形成的，故而這四個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)可以定義最多24＝16個(gè)不同的信令值。
通常情況下，這四個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)內(nèi)嵌入的信令的檢測(cè)性能跟定義這些導(dǎo)頻符號(hào)的信令值的數(shù)量成比例地降低。接收實(shí)體收到四個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)的噪聲版本，需要根據(jù)這些有噪聲的接收導(dǎo)頻符號(hào)，確定發(fā)射實(shí)體發(fā)送的特定信令值。接收實(shí)體可以計(jì)算每個(gè)有效信令值的導(dǎo)頻符號(hào)集合和接收導(dǎo)頻符號(hào)之間的度量(例如，距離)。然后，接收實(shí)體選擇具有最佳度量(例如，最短的距離)的信令值，作為發(fā)射實(shí)體發(fā)送的值。當(dāng)可選擇的有效信令值較多時(shí)，出現(xiàn)檢測(cè)錯(cuò)誤的可能性比較大。
在一個(gè)實(shí)施例中，這四個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)用于指示OFDM符號(hào)中是否正在發(fā)送數(shù)據(jù)或附加導(dǎo)頻符號(hào)。表2給出了該實(shí)施例的示例性信令集，其中的四個(gè)比特b1、b2、b3、b4由采用BPSK的四個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)承載。
表2

附加MIMO導(dǎo)頻符號(hào)可以是受控的或非受控的，例如，發(fā)送方式可以與PDU中的數(shù)據(jù)符號(hào)相同?！皵?shù)據(jù)符號(hào)”是數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)。
在另一實(shí)施例中，4B個(gè)比特用于指示附加導(dǎo)頻符號(hào)是否正在OFDM符號(hào)中發(fā)送，如果是，則指示附加導(dǎo)頻符號(hào)的特定信息。表3給出了該實(shí)施例的示例性信令集，其中的四個(gè)比特b1、b2、b3、b4由采用BPSK的四個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)承載。
表3

對(duì)于表3所示的實(shí)施例，比特b1和b2表示OFDM導(dǎo)頻符號(hào)中正在發(fā)送的是非受控MIMO導(dǎo)頻還是受控MIMO導(dǎo)頻，或者是沒有發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)。比特b3表示正在用編碼/時(shí)間復(fù)用或子帶復(fù)用發(fā)送MIMO導(dǎo)頻符號(hào)。對(duì)應(yīng)于編碼復(fù)用，MIMO導(dǎo)頻符號(hào)是用正交序列通過多個(gè)符號(hào)周期發(fā)送的。例如，非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)可以使用4碼片的Walsh序列在四個(gè)符號(hào)周期內(nèi)從四個(gè)發(fā)射天線發(fā)送出去，如公式(2)所示。受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)可以使用4碼片的Walsh序列，在四個(gè)符號(hào)周期內(nèi)通過所有四個(gè)本征模式同時(shí)發(fā)送，如公式(6)所示。對(duì)于子帶復(fù)用，MIMO導(dǎo)頻符號(hào)是在一個(gè)周期內(nèi)通過多個(gè)子帶發(fā)送的。例如，在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)可以通過四個(gè)不同子帶從四個(gè)發(fā)射天線發(fā)送出去(例如，通過子帶k從發(fā)射天線1發(fā)送，通過子帶k+1從發(fā)射天線2發(fā)送，通過子帶k+2從發(fā)射天線3發(fā)送，通過子帶k+3從發(fā)射天線4發(fā)送)。在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)可以使用四個(gè)不同子帶通過四個(gè)本征模式發(fā)送(例如，使用子帶k通過本征模式1發(fā)送，使用子帶k+1通過本征模式2發(fā)送，使用子帶k+2通過本征模式3發(fā)送，使用子帶k+3通過本征模式4發(fā)送)。比特b4表示附加導(dǎo)頻符號(hào)所用的子帶的數(shù)量。例如，附加導(dǎo)頻符號(hào)可以通過所有48個(gè)數(shù)據(jù)子帶發(fā)送，或者僅通過24個(gè)子帶發(fā)送(例如，每隔一個(gè)數(shù)據(jù)子帶)。
表2和3示出了使用BPSK在四個(gè)比特情況下嵌在四個(gè)導(dǎo)頻子帶內(nèi)的信令的兩個(gè)特定實(shí)施例。一般情況下，載波導(dǎo)頻符號(hào)的4B個(gè)比特可用于為附加導(dǎo)頻符號(hào)傳送任何類型的信息，例如(1)是否在發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)；(2)正在發(fā)送的附加導(dǎo)頻符號(hào)的類型(例如，非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)、受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)，等等)；(3)導(dǎo)頻符號(hào)的發(fā)送方式(例如，編碼復(fù)用、子帶復(fù)用、時(shí)間復(fù)用等等)；(4)附加導(dǎo)頻符號(hào)所用的子帶的數(shù)量(例如，數(shù)據(jù)子帶的全部、一半、四分之一或其它數(shù)量)；(5)其它可能的有關(guān)信息。信令值越多，附加導(dǎo)頻符號(hào)的傳輸靈活性就越高。但是，信令值越多，檢測(cè)性能也越差。可以在檢測(cè)性能和導(dǎo)頻插入靈活性之間進(jìn)行權(quán)衡。
給定PDU中的附加導(dǎo)頻符號(hào)的信令也可以在PDU的信號(hào)部分230中發(fā)送。該信令可以表示附加導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)應(yīng)的上述任何或所有可能信息。此外，該信令可以表示附加導(dǎo)頻符號(hào)在哪個(gè)特定的符號(hào)周期內(nèi)發(fā)送(例如，在數(shù)據(jù)部分250中間、在數(shù)據(jù)部分的每個(gè)四分之一處、在每第L個(gè)符號(hào)周期中，等等)。
如上所述，載波導(dǎo)頻符號(hào)可用來發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)的信令。載波導(dǎo)頻符號(hào)還可以用來發(fā)送其它類型的信令，例如，正在發(fā)送的PDU所用的速率(例如，編碼和調(diào)制方案)、其它鏈路(例如，下行鏈路或上行鏈路)所用的速率、功率控制信息(例如，用于調(diào)整發(fā)射功率的上調(diào)和下調(diào)功率控制命令)、傳輸參數(shù)(例如，分配的業(yè)務(wù)信道、頻率子帶等)、經(jīng)由其它鏈路接收到的PDU之確認(rèn)(ACK)或否定性確認(rèn)(NAK)、用于通信的一組基站，等等。不同類型的信令可能有不同的可靠性需求，故可能采用不同的編碼方案和/或不同的信令集。無論發(fā)送的信令的類型，發(fā)射實(shí)體可以很方便地通過導(dǎo)頻子帶發(fā)送該信令，而接收實(shí)體可以快速地檢測(cè)到該信令。
圖3的流程圖示出了由發(fā)射實(shí)體執(zhí)行的用于發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)的流程300?？梢葬槍?duì)每個(gè)PDU執(zhí)行流程300。發(fā)射實(shí)體復(fù)用基本導(dǎo)頻符號(hào)，并將其在PDU中發(fā)送(模塊310)。發(fā)射實(shí)體還根據(jù)，例如，信道狀況和/或其它因素，判斷是否在PDU中發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)(模塊312)。如果模塊314確定不在PDU中發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)，則發(fā)射實(shí)體按常規(guī)方式處理和發(fā)送不帶有附加導(dǎo)頻符號(hào)的PDU(模塊316)。否則，如果要發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)，則發(fā)射實(shí)體根據(jù)，例如，信道狀況和/或其它因素，確定要在PDU中發(fā)送的附加導(dǎo)頻符號(hào)的量、類型、位置等等(模塊318)。然后，發(fā)射實(shí)體發(fā)送在PDU中的附加導(dǎo)頻符號(hào)的信令，例如，嵌在通過四個(gè)導(dǎo)頻子帶發(fā)送的導(dǎo)頻符號(hào)內(nèi)(模塊320)。發(fā)射實(shí)體還按信令所指示的那樣復(fù)用和發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)(模塊322)。發(fā)射實(shí)體還按照附加導(dǎo)頻符號(hào)，處理和發(fā)送PDU(模塊324)。例如，可以按PDU中發(fā)送的附加導(dǎo)頻符號(hào)的量，擴(kuò)展PDU的長(zhǎng)度。
圖4的流程圖示出了由接收實(shí)體執(zhí)行的用于接收和利用附加導(dǎo)頻符號(hào)的流程400。也可以針對(duì)每個(gè)PDU執(zhí)行流程400。接收實(shí)體接收基本導(dǎo)頻符號(hào)(例如，在MIMO導(dǎo)頻部分240中發(fā)送的MIMO導(dǎo)頻符號(hào))，并根據(jù)收到的基本導(dǎo)頻符號(hào)得出MIMO信道響應(yīng)估計(jì)(模塊410)。接收實(shí)體，例如，從通過四個(gè)導(dǎo)頻子帶發(fā)送的導(dǎo)頻符號(hào)，接收附加導(dǎo)頻符號(hào)的信令(模塊412)。接收實(shí)體根據(jù)收到的信令，判斷是否正在發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)(模塊414)。如果沒有發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)，則流程進(jìn)入模塊420。否則，接收實(shí)體接收附加導(dǎo)頻符號(hào)，并按收到的信令所指示的那樣對(duì)附加導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行解復(fù)用(模塊416)。然后，接收實(shí)體用附加導(dǎo)頻符號(hào)，得出改良的MIMO信道響應(yīng)估計(jì)(模塊418)。接收實(shí)體使用信道響應(yīng)估計(jì)，對(duì)PDU的接收數(shù)據(jù)符號(hào)執(zhí)行數(shù)據(jù)檢測(cè)(模塊420)。
圖5示出了MIMO系統(tǒng)500內(nèi)的發(fā)射實(shí)體510和接收實(shí)體550的框圖。發(fā)射實(shí)體510可以是接入點(diǎn)或用戶終端。接收實(shí)體550也可以是接入點(diǎn)或用戶終端。
在發(fā)射實(shí)體510中，TX數(shù)據(jù)處理器512對(duì)業(yè)務(wù)/分組數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(如，編碼、交織和符號(hào)映射)，以獲得數(shù)據(jù)符號(hào)。TX空間處理器520接收導(dǎo)頻符號(hào)和數(shù)據(jù)符號(hào)，并將其解復(fù)用到適當(dāng)?shù)淖訋希M(jìn)行適當(dāng)?shù)目臻g處理，然后，將T個(gè)發(fā)射天線的T個(gè)發(fā)射符號(hào)流提供給T個(gè)OFDM調(diào)制器(Mod)530a至530t。每個(gè)OFDM調(diào)制器530對(duì)相應(yīng)的發(fā)射符號(hào)流進(jìn)行OFDM調(diào)制，然后將采樣流提供給對(duì)應(yīng)的發(fā)射機(jī)單元(TMTR)532。每個(gè)發(fā)射機(jī)單元532對(duì)其采樣流進(jìn)行處理(如，轉(zhuǎn)換為模擬、放大、濾波以及上變頻)，以產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)。發(fā)射機(jī)單元532a至532t提供T個(gè)調(diào)制信號(hào)，以便分別從相應(yīng)的T個(gè)天線534a至534t發(fā)射出去。
在接收實(shí)體550中，R個(gè)天線552a至552r接收T個(gè)發(fā)射信號(hào)，每個(gè)天線552把接收信號(hào)提供給相應(yīng)的接收機(jī)單元(RCVR)554。每個(gè)接收機(jī)單元554處理其接收信號(hào)并把相應(yīng)的采樣流提供給相關(guān)的OFDM解調(diào)器(Demod)560。每個(gè)OFDM解調(diào)器560對(duì)其輸入采樣流進(jìn)行OFDM解調(diào)，并把接收的數(shù)據(jù)符號(hào)提供給接收(RX)空間處理器570，以及，把接收的導(dǎo)頻符號(hào)提供給控制器580中的信道估計(jì)器584。信道估計(jì)器584針對(duì)每個(gè)用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖訋В@取介于發(fā)射實(shí)體510和接收實(shí)體550之間的MIMO信道的信道響應(yīng)估計(jì)。信道響應(yīng)估計(jì)可以用由發(fā)射實(shí)體510發(fā)送的基本導(dǎo)頻符號(hào)和/或附加導(dǎo)頻符號(hào)導(dǎo)出?？刂破?80也可以基于MIMO信道響應(yīng)估計(jì)，導(dǎo)出空間濾波器矩陣。RX空間處理器570利用為每個(gè)子帶獲取的空間濾波器矩陣，對(duì)該子帶的接收數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行空間處理(或空間匹配濾波)，并為該子帶提供檢測(cè)數(shù)據(jù)符號(hào)。每個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)符號(hào)是由發(fā)射實(shí)體510發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)的估計(jì)。接著，RX數(shù)據(jù)處理器572處理所有子帶的檢測(cè)數(shù)據(jù)符號(hào)，并提供解碼數(shù)據(jù)。
控制器540和580分別控制發(fā)射實(shí)體510和接收實(shí)體550中的處理器單元的操作。存儲(chǔ)器單元542和582分別存儲(chǔ)由控制器540和580使用的數(shù)據(jù)和/或程序代碼。
圖6的框圖示出了發(fā)射實(shí)體510中的TX空間處理器520的實(shí)施例。在處理器520中，TX數(shù)據(jù)空間處理器610接收數(shù)據(jù)符號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行空間處理，以便經(jīng)由T個(gè)發(fā)射天線或者每個(gè)數(shù)據(jù)子帶的S個(gè)本征模式進(jìn)行發(fā)送。TX數(shù)據(jù)空間處理器610把與T個(gè)發(fā)射天線相對(duì)應(yīng)的T個(gè)經(jīng)過空間處理的數(shù)據(jù)符號(hào)流提供給T個(gè)符號(hào)復(fù)用器(Mux)640a至640t。TX導(dǎo)頻符號(hào)空間處理器620對(duì)導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行空間處理，并提供(1)非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)，以便將其從T個(gè)發(fā)射天線發(fā)送出去；或者(2)受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)，以便通過用于導(dǎo)頻傳輸?shù)母鱾€(gè)子帶的最多S個(gè)本征模式將其發(fā)送出去。TX導(dǎo)頻符號(hào)空間處理器620把T個(gè)發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的經(jīng)過空間處理的導(dǎo)頻符號(hào)流提供給T個(gè)符號(hào)復(fù)用器640a至640t。
TX導(dǎo)頻信令處理器630生成附加導(dǎo)頻符號(hào)的信令(如果有附加導(dǎo)頻符號(hào)正在發(fā)送的話)。對(duì)于圖6所示的實(shí)施例，附加導(dǎo)頻符號(hào)的信令嵌在通過載波導(dǎo)頻的四個(gè)導(dǎo)頻子帶發(fā)送的導(dǎo)頻符號(hào)內(nèi)。TX導(dǎo)頻信令處理器630把嵌著信令的載波導(dǎo)頻符號(hào)提供給符號(hào)復(fù)用器640a至640t。每個(gè)符號(hào)復(fù)用器640接收其發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的經(jīng)過空間處理的數(shù)據(jù)符號(hào)、經(jīng)過空間處理的導(dǎo)頻符號(hào)和載波導(dǎo)頻符號(hào)，并將其復(fù)用到合適的子帶和符號(hào)周期上。T個(gè)符號(hào)復(fù)用器640a至640t把T個(gè)發(fā)射天線對(duì)應(yīng)的T個(gè)發(fā)射符號(hào)流提供給T個(gè)OFDM調(diào)制器530a至530t。
每個(gè)OFDM調(diào)制器530對(duì)其相應(yīng)的發(fā)射符號(hào)執(zhí)行OFDM調(diào)制，并提供相應(yīng)的OFDM符號(hào)流。在每個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，每個(gè)OFDM調(diào)制器530獲取，例如，對(duì)應(yīng)于要通過48個(gè)數(shù)據(jù)子帶發(fā)送的48個(gè)數(shù)據(jù)和/或?qū)ьl符號(hào)、要通過4個(gè)導(dǎo)頻子帶發(fā)送的四個(gè)載波導(dǎo)頻符號(hào)、12個(gè)未用子帶的12個(gè)零信號(hào)值的K個(gè)頻域值?？焖俑盗⑷~反變換(IFFT)單元650使用K點(diǎn)IFFT，把K個(gè)頻域值變換到時(shí)域，并提供含有K個(gè)時(shí)域碼片的“變換”符號(hào)。為了防止頻率選擇性衰落引起的符號(hào)間串?dāng)_(ISI)，循環(huán)前綴生成器652重復(fù)每個(gè)變換符號(hào)的一部分，從而形成一個(gè)相應(yīng)的OFDM符號(hào)。重復(fù)部分常被稱為循環(huán)前綴或保護(hù)間隔。OFDM符號(hào)周期(或者，簡(jiǎn)稱之為符號(hào)周期)是一個(gè)OFDM符號(hào)的持續(xù)時(shí)間。
圖7的框圖示出了TX導(dǎo)頻信令處理器630的一個(gè)實(shí)施例。控制器540把附加導(dǎo)頻符號(hào)的信令值提供給信令查找表(LUT)710，LUT 710然后把與該信令值相對(duì)應(yīng)的四個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)提供給四個(gè)乘法器712a至712d。每個(gè)乘法器712還從PN生成器714接收PN序列，然后，在每個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，將該符號(hào)周期對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻符號(hào)乘以該符號(hào)周期對(duì)應(yīng)的PN值，從而生成加擾的導(dǎo)頻符號(hào)。乘法器712a至712d把四個(gè)導(dǎo)頻子帶對(duì)應(yīng)的四個(gè)加擾導(dǎo)頻符號(hào)提供給T個(gè)符號(hào)復(fù)用器640a至640t。每個(gè)符號(hào)復(fù)用器640i(其中的i＝1...T)將加擾的導(dǎo)頻符號(hào)復(fù)用到載波導(dǎo)頻所用的四個(gè)導(dǎo)頻子帶上，并進(jìn)一步將發(fā)射天線i的經(jīng)過空間處理的數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻符號(hào)復(fù)用到數(shù)據(jù)子帶上。
本申請(qǐng)描述的導(dǎo)頻傳輸和信令技術(shù)可采用各種手段來實(shí)現(xiàn)。例如，這些技術(shù)可以通過硬件、軟件或其組合來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于硬件實(shí)現(xiàn)，用于發(fā)送附加導(dǎo)頻和信令的處理單元可以實(shí)現(xiàn)在一個(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)處理器件(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、用于執(zhí)行本申請(qǐng)所述功能的其它電子單元或其組合中。用于接收附加導(dǎo)頻符號(hào)和信令的處理單元也可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)ASIC、DSP等中。
對(duì)于軟件實(shí)現(xiàn)，本申請(qǐng)描述的技術(shù)可用執(zhí)行本申請(qǐng)所述功能的模塊(例如，過程、函數(shù)等)來實(shí)現(xiàn)。這些軟件代碼可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元(如，圖5的存儲(chǔ)器單元542和/或582)中，并由處理器(如，圖5的控制器540和/或580)執(zhí)行。存儲(chǔ)器單元可以實(shí)現(xiàn)在處理器內(nèi)，或者，也可以實(shí)現(xiàn)在處理器外，在后一種情況下，它經(jīng)由本領(lǐng)域中的各種公知手段，可通信地連接到處理器。
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明，上面對(duì)所公開實(shí)施例進(jìn)行了描述。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這些實(shí)施例的各種修改方式都是顯而易見的，并且本申請(qǐng)定義的總體原理也可以在不脫離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的基礎(chǔ)上適用于其它實(shí)施例。因此，本發(fā)明并不限于本申請(qǐng)給出的實(shí)施例，而是與本申請(qǐng)公開的原理和新穎性特征的最廣范圍相一致。
權(quán)利要求
1.一種用于在多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中發(fā)送導(dǎo)頻符號(hào)的方法，包括在每個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)中發(fā)送第一導(dǎo)頻符號(hào)，所述第一導(dǎo)頻符號(hào)適于得出介于發(fā)射實(shí)體和接收實(shí)體之間的MIMO信道響應(yīng)的估計(jì)；以及在每個(gè)PDU中有選擇性地發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)適于得出所述MIMO信道響應(yīng)的改良估計(jì)。
2.權(quán)利要求1的方法，還包括根據(jù)一個(gè)或多個(gè)因素，判斷是否發(fā)送所述附加導(dǎo)頻符號(hào)，所述一個(gè)或多個(gè)因素包括所述MIMO信道的狀況。
3.權(quán)利要求1的方法，還包括發(fā)送指明正在發(fā)送所述附加導(dǎo)頻符號(hào)的信令。
4.權(quán)利要求3的方法，其中，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)所對(duì)應(yīng)的信令是與所述附加導(dǎo)頻符號(hào)同時(shí)發(fā)送的。
5.權(quán)利要求3的方法，其中，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是在為附加導(dǎo)頻符號(hào)傳輸所選擇的符號(hào)周期內(nèi)通過第一組頻率子帶傳輸?shù)模渲?，所述信令是在所述符?hào)周期內(nèi)通過第二組頻率子帶傳輸?shù)摹?br> 6.權(quán)利要求5的方法，其中，所述第二組頻率子帶用于載波導(dǎo)頻符號(hào)，所述載波導(dǎo)頻符號(hào)適于跟蹤所述發(fā)射實(shí)體所用的載波信號(hào)的相位。
7.權(quán)利要求1的方法，其中，所述第一導(dǎo)頻符號(hào)和所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是從所述發(fā)射實(shí)體的多個(gè)天線發(fā)射且未經(jīng)所述發(fā)射實(shí)體進(jìn)行空間處理的非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)。
8.權(quán)利要求1的方法，其中，所述第一導(dǎo)頻符號(hào)和所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是在所述MIMO信道的正交空間信道上傳輸?shù)氖芸豈IMO導(dǎo)頻符號(hào)。
9.權(quán)利要求1的方法，其中，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是通過可用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃凶訋鬏數(shù)摹?br> 10.權(quán)利要求1的方法，其中，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是通過可用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊徊糠肿訋鬏數(shù)摹?br> 11.權(quán)利要求1的方法，其中，每個(gè)PDU跨越被指定用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄠€(gè)符號(hào)周期，而其中，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)在所述多個(gè)符號(hào)周期內(nèi)的每一個(gè)符號(hào)周期中均是有選擇性地發(fā)送的。
12.權(quán)利要求1的方法，其中，所述MIMO系統(tǒng)使用正交頻分復(fù)用(OFDM)。
13.多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的一種裝置，包括發(fā)射機(jī)單元，在每個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)中發(fā)送第一導(dǎo)頻符號(hào)，以及，在每個(gè)PDU中有選擇性地發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)，所述第一導(dǎo)頻符號(hào)適于得出介于發(fā)射實(shí)體和接收實(shí)體之間的MIMO信道響應(yīng)的估計(jì)，而所述附加導(dǎo)頻符號(hào)適于得出所述MIMO信道響應(yīng)的改良估計(jì)；以及控制器，控制所述附加導(dǎo)頻符號(hào)在每個(gè)PDU中的有選擇性傳輸。
14.權(quán)利要求13的裝置，其中，所述控制器還控制指明正在發(fā)送所述附加導(dǎo)頻符號(hào)的信令的傳輸。
15.權(quán)利要求14的裝置，其中，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是在為附加導(dǎo)頻符號(hào)傳輸所選擇的符號(hào)周期內(nèi)通過第一組頻率子帶傳輸?shù)?，而其中，所述信令是在所述符?hào)周期內(nèi)通過第二組頻率子帶傳輸?shù)摹?br> 16.權(quán)利要求13的裝置，其中，每個(gè)PDU跨越被指定用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄠€(gè)符號(hào)周期，而其中，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)在所述多個(gè)符號(hào)周期內(nèi)的每一個(gè)符號(hào)周期中均是有選擇性地發(fā)送的。
17.多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的一種裝置，包括第一導(dǎo)頻符號(hào)發(fā)射模塊，在每個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)中發(fā)送第一導(dǎo)頻符號(hào)，所述第一導(dǎo)頻符號(hào)適于得出介于發(fā)射實(shí)體和接收實(shí)體之間的MIMO信道響應(yīng)的估計(jì)；以及附加導(dǎo)頻符號(hào)發(fā)射模塊，在每個(gè)PDU中有選擇性地發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)適于得出所述MIMO信道響應(yīng)的改良估計(jì)。
18.權(quán)利要求17的裝置，還包括信令發(fā)射模塊，發(fā)送指明正在發(fā)送所述附加導(dǎo)頻符號(hào)的信令。
19.權(quán)利要求18的裝置，其中，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是在為附加導(dǎo)頻符號(hào)傳輸所選擇的符號(hào)周期內(nèi)通過第一組頻率子帶傳輸?shù)?，而其中，所述信令是在所述符?hào)周期內(nèi)通過第二組頻率子帶傳輸?shù)摹?br> 20.權(quán)利要求17的裝置，其中，每個(gè)PDU跨越被指定用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄠€(gè)符號(hào)周期，而其中，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)在所述多個(gè)符號(hào)周期內(nèi)的每一個(gè)符號(hào)周期中均是有選擇性地發(fā)送的。
21.一種在使用正交頻分復(fù)用(OFDM)的多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中發(fā)送信令的方法，包括從多個(gè)信令值中選擇一個(gè)信令值；從多組導(dǎo)頻符號(hào)中選擇一組導(dǎo)頻符號(hào)，其中，所述多組導(dǎo)頻符號(hào)中的每一組導(dǎo)頻符號(hào)均對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)信令值中的一個(gè)不同信令值，而其中，選定的這組導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)應(yīng)于選定的這個(gè)信令值；以及將選定的這組導(dǎo)頻符號(hào)復(fù)用到載波導(dǎo)頻符號(hào)所用的第一組頻率子帶上。
22.權(quán)利要求21的方法，其中，所述載波導(dǎo)頻符號(hào)適于由接收實(shí)體用來跟蹤發(fā)射實(shí)體所用的載波信號(hào)的相位。
23.權(quán)利要求21的方法，其中，所述多個(gè)信令值包括第一信令值，所述第一信令值指明附加導(dǎo)頻符號(hào)正在通過第二組頻率子帶進(jìn)行發(fā)送。
24.權(quán)利要求23的方法，其中，在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，選定的這組導(dǎo)頻符號(hào)通過所述第一組頻率子帶進(jìn)行發(fā)送，而所述附加導(dǎo)頻符號(hào)通過所述第二組頻率子帶同時(shí)進(jìn)行發(fā)送。
25.權(quán)利要求23的方法，其中，所述多個(gè)信令值還包括第二信令值，所述第二信令值指明數(shù)據(jù)符號(hào)正在通過所述第二組頻率子帶進(jìn)行發(fā)送。
26.權(quán)利要求21的方法，其中，選定的這個(gè)信令值指明正在發(fā)送的附加導(dǎo)頻符號(hào)的類型。
27.權(quán)利要求21的方法，其中，選定的這個(gè)信令值指明用于發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)的一組頻率子帶。
28.權(quán)利要求21的方法，其中，選定的這個(gè)信令值指明正在發(fā)送的附加導(dǎo)頻符號(hào)的傳輸模式。
29.使用正交頻分復(fù)用(OFDM)的多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的一種裝置，包括控制器，從多個(gè)信令值中選擇一個(gè)信令值；處理器，從多組導(dǎo)頻符號(hào)中選擇一組導(dǎo)頻符號(hào)，其中，所述多組導(dǎo)頻符號(hào)中的每一組導(dǎo)頻符號(hào)均對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)信令值中的一個(gè)不同信令值，而其中，選定的這組導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)應(yīng)于選定的這個(gè)信令值；以及復(fù)用器，將選定的這組導(dǎo)頻符號(hào)復(fù)用到載波導(dǎo)頻符號(hào)所用的第一組頻率子帶上。
30.權(quán)利要求29的裝置，其中，所述多個(gè)信令值包括第一信令值，所述第一信令值指明附加導(dǎo)頻符號(hào)正在通過第二組頻率子帶進(jìn)行發(fā)送。
31.權(quán)利要求30的裝置，其中，在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，選定的這組導(dǎo)頻符號(hào)通過所述第一組頻率子帶進(jìn)行發(fā)送，而所述附加導(dǎo)頻符號(hào)通過所述第二組頻率子帶同時(shí)進(jìn)行發(fā)送。
32.權(quán)利要求29的裝置，其中，選定的這個(gè)信令值指明用于發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)的一組頻率子帶。
33.使用正交頻分復(fù)用(OFDM)的多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的一種裝置，包括信令值選擇模塊，從多個(gè)信令值中選擇一個(gè)信令值；導(dǎo)頻符號(hào)選擇模塊，從多組導(dǎo)頻符號(hào)中選擇一組導(dǎo)頻符號(hào)，其中，所述多組導(dǎo)頻符號(hào)中的每一組導(dǎo)頻符號(hào)均對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)信令值中的一個(gè)不同信令值，而其中，選定的這組導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)應(yīng)于選定的這個(gè)信令值；以及復(fù)用模塊，將選定的這組導(dǎo)頻符號(hào)復(fù)用到載波導(dǎo)頻符號(hào)所用的第一組頻率子帶上。
34.權(quán)利要求33的裝置，其中，所述多個(gè)信令值包括第一信令值，所述第一信令值指明附加導(dǎo)頻符號(hào)正在通過第二組頻率子帶進(jìn)行發(fā)送。
35.權(quán)利要求34的裝置，其中，在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，選定的這組導(dǎo)頻符號(hào)通過所述第一組頻率子帶進(jìn)行發(fā)送，而所述附加導(dǎo)頻符號(hào)通過所述第二組頻率子帶同時(shí)進(jìn)行發(fā)送。
36.權(quán)利要求33的裝置，其中，選定的這個(gè)信令值指明用于發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)的一組頻率子帶。
37.一種在多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中接收導(dǎo)頻符號(hào)的方法，包括接收在每個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)中發(fā)送的第一導(dǎo)頻符號(hào)，所述第一導(dǎo)頻符號(hào)適于得出介于發(fā)射實(shí)體和接收實(shí)體之間的MIMO信道響應(yīng)的估計(jì)；以及接收在每個(gè)PDU中有選擇性地發(fā)送的附加導(dǎo)頻符號(hào)，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)適于得出所述MIMO信道響應(yīng)的改良估計(jì)。
38.權(quán)利要求37的方法，還包括接收用于指明所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是否正在每個(gè)PDU中發(fā)送的信令。
39.權(quán)利要求38的方法，其中，所述信令是通過第一組頻率子帶進(jìn)行接收的，而所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是通過第二組頻率子帶進(jìn)行接收的。
40.權(quán)利要求38的方法，其中，所述信令和所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是由所述發(fā)射實(shí)體在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)同時(shí)發(fā)送的。
41.權(quán)利要求37的方法，其中，每個(gè)PDU跨越被指定用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄠€(gè)符號(hào)周期，而其中，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)在所述多個(gè)符號(hào)周期內(nèi)的每一個(gè)符號(hào)周期中均是有選擇性地發(fā)送的。
42.權(quán)利要求37的方法，其中，所述第一導(dǎo)頻符號(hào)和所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是從所述發(fā)射實(shí)體的多個(gè)天線發(fā)射且未經(jīng)所述發(fā)射實(shí)體進(jìn)行空間處理的非受控MIMO導(dǎo)頻符號(hào)。
43.權(quán)利要求37的方法，其中，所述第一導(dǎo)頻符號(hào)和所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是在所述MIMO信道的正交空間信道上傳輸?shù)氖芸豈IMO導(dǎo)頻符號(hào)。
44.多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的一種裝置，包括接收機(jī)單元，接收在每個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)中發(fā)送的第一導(dǎo)頻符號(hào)，以及，接收在每個(gè)PDU中有選擇性地發(fā)送的附加導(dǎo)頻符號(hào)，所述第一導(dǎo)頻符號(hào)適于得出介于發(fā)射實(shí)體和接收實(shí)體之間的MIMO信道響應(yīng)的估計(jì)，而所述附加導(dǎo)頻符號(hào)適于得出所述MIMO信道響應(yīng)的改良估計(jì)。
45.權(quán)利要求44的裝置，還包括控制器，接收指明所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是否正在每個(gè)PDU中發(fā)送的信令。
46.權(quán)利要求45的裝置，其中，所述信令是通過第一組頻率子帶進(jìn)行接收的，而所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是通過第二組頻率子帶進(jìn)行接收的。
47.權(quán)利要求45的裝置，其中，所述信令和所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是由所述發(fā)射實(shí)體在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)同時(shí)發(fā)送的。
48.多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的一種裝置，包括第一導(dǎo)頻符號(hào)接收模塊，接收在每個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)中發(fā)送的第一導(dǎo)頻符號(hào)，所述第一導(dǎo)頻符號(hào)適于得出介于發(fā)射實(shí)體和接收實(shí)體之間的MIMO信道響應(yīng)的估計(jì)；以及附加導(dǎo)頻符號(hào)接收模塊，接收在每個(gè)PDU中有選擇性地發(fā)送的附加導(dǎo)頻符號(hào)，所述附加導(dǎo)頻符號(hào)適于得出所述MIMO信道響應(yīng)的改良估計(jì)。
49.權(quán)利要求48的裝置，還包括信令接收模塊，接收指明所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是否正在每個(gè)PDU中發(fā)送的信令。
50.權(quán)利要求49的裝置，其中，所述信令是通過第一組頻率子帶進(jìn)行接收的，而所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是通過第二組頻率子帶進(jìn)行接收的。
51.權(quán)利要求49的裝置，其中，所述信令和所述附加導(dǎo)頻符號(hào)是由所述發(fā)射實(shí)體在一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)同時(shí)發(fā)送的。
全文摘要
發(fā)射實(shí)體在每個(gè)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)中發(fā)送“基本”導(dǎo)頻符號(hào)。在正常(或大多數(shù))信道狀況下，接收實(shí)體能夠利用基本導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)MIMO信道進(jìn)行足夠準(zhǔn)確的信道響應(yīng)估計(jì)。發(fā)射實(shí)體根據(jù)需要，例如，基于信道狀況和/或其它因素，有選擇性地發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)。附加導(dǎo)頻符號(hào)可以在幾乎任何符號(hào)周期中自適應(yīng)地插入PDU內(nèi)。接收實(shí)體能夠利用附加導(dǎo)頻符號(hào)得出改良的信道響應(yīng)估計(jì)。發(fā)射實(shí)體發(fā)送用于指明正在發(fā)送附加導(dǎo)頻符號(hào)的信令。該信令可以嵌在通過用于載波導(dǎo)頻符號(hào)的一組導(dǎo)頻子帶傳輸?shù)膶?dǎo)頻符號(hào)內(nèi)，載波導(dǎo)頻符號(hào)在PDU的大部分內(nèi)傳輸。該信令指明附加導(dǎo)頻符號(hào)是否正在傳輸以及可能的其它相關(guān)信息。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101023643SQ200580031388
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2005年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者杰伊·羅德尼·沃爾頓, 馬克·S.·華萊士 申請(qǐng)人:高通股份有限公司