專利名稱：用于無(wú)線通信系統(tǒng)的使用空時(shí)和空頻發(fā)射分集方案的空間擴(kuò)展的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開文件一般涉及通信，特別涉及在多天線通信系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
多天線通信系統(tǒng)使用多個(gè)(NT個(gè))發(fā)射天線以及一個(gè)或多個(gè)(NR個(gè))接收天線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。可將NT個(gè)發(fā)射天線用于通過(guò)從天線發(fā)送不同的數(shù)據(jù)來(lái)提高系統(tǒng)吞吐率或者用于通過(guò)冗余地發(fā)送數(shù)據(jù)來(lái)改善可靠性。
在多天線通信系統(tǒng)中，在每對(duì)發(fā)射和接收天線之間存在傳播路徑。在NT個(gè)發(fā)射天線和NR個(gè)接收天線之間形成NT·NR個(gè)不同的傳播路徑。這些傳播路徑可能經(jīng)歷不同的信道狀況(例如不同的衰落、多徑和干擾效應(yīng))，而且可能獲得不同的信號(hào)-噪聲干擾比(SNR)。從而，NT·NR個(gè)傳播路徑的信道響應(yīng)可能彼此不同，對(duì)于時(shí)變無(wú)線信道所述信道響應(yīng)可能隨時(shí)間改變，而對(duì)于色散無(wú)線信道所述信道響應(yīng)可能隨頻率改變。傳播路徑的變化特性阻礙了高效可靠方式的數(shù)據(jù)發(fā)送。
發(fā)射分集是指在空間、頻率、時(shí)間或者這些維度的組合上進(jìn)行數(shù)據(jù)的冗余傳輸，以改善數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。發(fā)射分集的一個(gè)目的是在盡可能多的維度上使數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟町愖畲蠡?，以獲得較強(qiáng)的性能。另一個(gè)目的是簡(jiǎn)化在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處的發(fā)射分集處理。
因此，本領(lǐng)域需要在多天線通信系統(tǒng)中使用發(fā)射分集來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述了使用多個(gè)發(fā)射分集方案的組合來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)的技術(shù)。這些發(fā)射分集方案包括空間擴(kuò)展、連續(xù)波束形成、循環(huán)延時(shí)分集、空時(shí)發(fā)射分集(STTD)、空頻發(fā)射分集(SFTD)以及正交發(fā)射分集(OTD)，下面對(duì)這些方案進(jìn)行說(shuō)明。
在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射實(shí)體對(duì)一個(gè)或多個(gè)(ND個(gè))數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理(例如編碼、交織和符號(hào)映射)，以生成ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。發(fā)射實(shí)體還基于發(fā)射分集方案(例如STTD、SFTD或OTD)處理ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，以生成多個(gè)(NC個(gè))編碼符號(hào)流。每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流可以作為單個(gè)編碼符號(hào)流或多個(gè)(例如兩個(gè))編碼符號(hào)流而使用STTD、SFTD或OTD進(jìn)行發(fā)送。發(fā)射實(shí)體可以使用不同的矩陣對(duì)NC個(gè)編碼符號(hào)流進(jìn)行空間擴(kuò)展，以生成將從NT個(gè)天線發(fā)送的多個(gè)(NT個(gè))發(fā)射符號(hào)流。附加地或者可選地，發(fā)射實(shí)體可以在時(shí)域或頻域中對(duì)NT個(gè)發(fā)射符號(hào)流執(zhí)行連續(xù)波束形成。接收實(shí)體執(zhí)行互逆的處理以恢復(fù)ND個(gè)數(shù)據(jù)流。
下面進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的各個(gè)方案和實(shí)施例。


圖1示出了多天線發(fā)射實(shí)體的框圖。
圖2示出了發(fā)射實(shí)體處的發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器、TX STTD處理器和空間擴(kuò)展器的框圖。
圖3示出了發(fā)射實(shí)體處的NT個(gè)調(diào)制器的框圖。
圖4示出了單天線接收實(shí)體和多天線接收實(shí)體的框圖。
具體實(shí)施例方式
詞語(yǔ)“示例性的”在本文中用來(lái)表示“作為實(shí)例、例子或例證的”。不應(yīng)將本文描述為“示例性的”任何實(shí)施例解釋為優(yōu)選于或優(yōu)于其它實(shí)施例。
本文所述的傳輸技術(shù)可以用于多輸入單輸出(MISO)和多輸入多輸出(MIMO)傳輸。MISO傳輸使用多個(gè)發(fā)射天線和單個(gè)接收天線。MIMO傳輸使用多個(gè)發(fā)射天線和多個(gè)接收天線。
所述傳輸技術(shù)可以用于單載波和多載波通信系統(tǒng)。多載波系統(tǒng)可以使用正交頻分復(fù)用(OFDM)、其它多載波調(diào)制方案或其它概念。OFDM將整個(gè)系統(tǒng)帶寬有效地劃分成多個(gè)(NF個(gè))正交頻率子帶，所述正交頻率子帶也被稱作音調(diào)(tone)、子載波、頻段(bin)、頻道等等。通過(guò)OFDM，每個(gè)子帶與可調(diào)制有數(shù)據(jù)的相應(yīng)子載波相關(guān)聯(lián)。單載波系統(tǒng)可以使用單載波頻分多址(SC-FDMA)、碼分多址(CDMA)或者其它單載波調(diào)制方案。SC-FDMA系統(tǒng)可以(1)使用交織的FDMA(IFDMA)在分布于整個(gè)系統(tǒng)帶寬中的子帶上發(fā)送數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻(pilot)；(2)使用局部FDMA(LFDMA)在一組相鄰子帶上發(fā)送數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻；或者(3)使用增強(qiáng)的FDMA(EFDMA)在多組相鄰子帶上發(fā)送數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻?？傊?，在時(shí)域中使用SC-FDMA(例如IFDMA、LFDMA和EFDMA)發(fā)送調(diào)制符號(hào)，而在頻域中使用OFDM發(fā)送調(diào)制符號(hào)。為了清楚，以下的大部分描述針對(duì)使用OFDM的系統(tǒng)，其中全部NF個(gè)子帶都可用于傳輸。
可以使用多種方案實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集，這些方案包括STTD、SFTD、OTD、空間擴(kuò)展、連續(xù)波束形成等等。STTD在兩個(gè)符號(hào)周期中在一個(gè)子帶上從兩個(gè)天線發(fā)送一對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)，以實(shí)現(xiàn)空間和時(shí)間分集。SFTD在一個(gè)符號(hào)周期中在兩個(gè)子帶上從兩個(gè)天線發(fā)送一對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)，以實(shí)現(xiàn)空間和頻率分集。OTD使用NO個(gè)正交碼在NO個(gè)符號(hào)周期中在一個(gè)子帶上從NO個(gè)天線發(fā)送多個(gè)(NO個(gè))數(shù)據(jù)符號(hào)，以實(shí)現(xiàn)空間和時(shí)間分集，其中NO≥2。如本文所使用的，數(shù)據(jù)符號(hào)是業(yè)務(wù)/分組數(shù)據(jù)的調(diào)制符號(hào)，導(dǎo)頻符號(hào)是導(dǎo)頻(其是發(fā)射和接收實(shí)體預(yù)先已知的數(shù)據(jù))的調(diào)制符號(hào)，調(diào)制符號(hào)是調(diào)制方案(例如M-PSK或M-QAM)信號(hào)星座圖中的點(diǎn)的復(fù)數(shù)值，傳輸符號(hào)(例如OFDM符號(hào))是在一個(gè)符號(hào)周期中由單載波或多載波調(diào)制方案生成的時(shí)域采樣序列，以及符號(hào)通常是復(fù)數(shù)值。
空間擴(kuò)展是指從多個(gè)發(fā)射天線同時(shí)發(fā)送符號(hào)，所述符號(hào)可能具有由用于該符號(hào)的導(dǎo)引(steering)向量所確定的不同幅度和/或相位?？臻g擴(kuò)展還可被稱作導(dǎo)引分集、發(fā)射導(dǎo)引、偽隨機(jī)發(fā)射導(dǎo)引、空時(shí)擾碼等等?？臻g擴(kuò)展可以與STTD、SFTD、OTD和/或連續(xù)波束形成一起用于改善性能和/或擴(kuò)充這些發(fā)射分集方案的常規(guī)操作。例如，STTD通常從兩個(gè)天線發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。空間擴(kuò)展可以與STTD一起用于從兩個(gè)以上的天線同時(shí)發(fā)送一個(gè)以上的數(shù)據(jù)符號(hào)流。
連續(xù)波束形成是指在NF個(gè)子帶上使用不同的波束。由于波束在子帶上以漸進(jìn)的方式而不是突發(fā)的方式發(fā)生變化，所以波束形成是連續(xù)的。通過(guò)將相應(yīng)于每個(gè)子帶的符號(hào)乘以相應(yīng)于該子帶的波束形成矩陣，可以在頻域中實(shí)現(xiàn)連續(xù)波束形成。還可以通過(guò)將不同的循環(huán)延時(shí)應(yīng)用于不同的發(fā)射天線而在時(shí)域中實(shí)現(xiàn)連續(xù)波束形成。時(shí)域連續(xù)波束形成也被稱作循環(huán)延時(shí)分集。
可以使用多個(gè)發(fā)射分集方案的組合實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集。例如，可以使用STTD、SFTD或OTD與空間擴(kuò)展或連續(xù)波束形成的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集。作為另一個(gè)實(shí)例，可以使用STTD、SFTD或OTD與空間擴(kuò)展和循環(huán)延時(shí)分集的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集。為了清楚，以下的大部分描述假設(shè)使用STTD。
圖1示出了多天線發(fā)射實(shí)體110的實(shí)施例的框圖，該發(fā)射實(shí)體110可以是接入點(diǎn)或用戶終端的一部分。接入點(diǎn)也可以被稱作基站、基站收發(fā)機(jī)系統(tǒng)或其它術(shù)語(yǔ)。用戶終端也可以被稱作移動(dòng)臺(tái)、無(wú)線裝置或其它術(shù)語(yǔ)。
對(duì)于圖1所示的實(shí)施例，發(fā)射實(shí)體110可以將STTD、空間擴(kuò)展和連續(xù)波束形成的組合用于數(shù)據(jù)傳輸。TX數(shù)據(jù)處理器112接收并處理ND個(gè)數(shù)據(jù)流，并且提供ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，其中ND≥1。TX數(shù)據(jù)處理器112可以獨(dú)立地處理每個(gè)數(shù)據(jù)流，或者可以一起處理多個(gè)數(shù)據(jù)流。例如，TX數(shù)據(jù)處理器112可以根據(jù)為每個(gè)數(shù)據(jù)流選擇的編碼和調(diào)制方案，對(duì)該數(shù)據(jù)流進(jìn)行格式化、擾碼、編碼、交織和符號(hào)映射。TX STTD處理器120接收ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，對(duì)零個(gè)、一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流進(jìn)行STTD編碼，并且提供NC個(gè)編碼符號(hào)流，其中NC≥ND?？傊琓X STTD處理器120可以使用STTD、SFTD、OTD或其它發(fā)射分集方案來(lái)處理任意數(shù)量的數(shù)據(jù)符號(hào)流。如下所述，每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流可以作為一個(gè)編碼符號(hào)流或多個(gè)編碼符號(hào)流進(jìn)行發(fā)送。
空間擴(kuò)展器130接收編碼符號(hào)并將編碼符號(hào)與導(dǎo)頻符號(hào)復(fù)用，通過(guò)將編碼符號(hào)和導(dǎo)頻符號(hào)乘以不同的導(dǎo)引矩陣來(lái)進(jìn)行空間擴(kuò)展，以及向NT個(gè)發(fā)射天線提供NT個(gè)發(fā)射符號(hào)流，其中NT≥NC。每個(gè)發(fā)射符號(hào)是將要在一個(gè)符號(hào)周期中在一個(gè)子帶上從一個(gè)發(fā)射天線發(fā)送的復(fù)數(shù)值。NT個(gè)調(diào)制器(MOD)132a至132nt接收NT個(gè)發(fā)射符號(hào)流。對(duì)于基于OFDM的系統(tǒng)，每個(gè)調(diào)制器132對(duì)其發(fā)射符號(hào)流進(jìn)行OFDM調(diào)制，并提供時(shí)域采樣流。如下所述，每個(gè)調(diào)制器132還可以對(duì)其天線應(yīng)用不同的循環(huán)延時(shí)。NT個(gè)調(diào)制器132a至132nt將NT個(gè)采樣流分別提供給NT個(gè)發(fā)射機(jī)單元(TMTR)134a至134nt。每個(gè)發(fā)射機(jī)單元134對(duì)其采樣流進(jìn)行調(diào)整(例如轉(zhuǎn)換為模擬、放大、濾波和上變頻)并且生成調(diào)制信號(hào)。來(lái)自NT個(gè)發(fā)射機(jī)單元134a至134nt的NT個(gè)調(diào)制信號(hào)分別從NT個(gè)發(fā)射天線136a至136nt進(jìn)行發(fā)送。
控制器140控制發(fā)射實(shí)體110處的操作。存儲(chǔ)器142存儲(chǔ)用于發(fā)射實(shí)體110的數(shù)據(jù)和/或程序代碼。
發(fā)射實(shí)體110可以使用STTD發(fā)送任意數(shù)量的數(shù)據(jù)符號(hào)流以及不使用STTD發(fā)送任意數(shù)量的數(shù)據(jù)符號(hào)流，這取決于可用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)射和接收天線的數(shù)量?？梢詫?duì)一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流進(jìn)行STTD編碼，如下所述。對(duì)于將要在兩個(gè)符號(hào)周期中發(fā)送的每對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)sa和sb，TXSTTD處理器120生成兩個(gè)向量s1＝[sasb]T和s‾2=sb*-sa*T,]]>其中，“*”表示復(fù)數(shù)共軛，“T”表示轉(zhuǎn)置?；蛘?，對(duì)于所述一對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)sa和sb，TX STTD處理器120可以生成兩個(gè)向量s‾1=sa-sb*T]]>和s‾2=sbsa*T.]]>對(duì)于兩種STTD編碼方案，每個(gè)向量st(t＝1，2)包括兩個(gè)編碼符號(hào)，以在一個(gè)符號(hào)周期中從NT個(gè)發(fā)射天線進(jìn)行發(fā)送，其中，NT≥2。向量s1在第一符號(hào)周期中發(fā)送，向量s2在下一個(gè)符號(hào)周期中發(fā)送。每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)包括在兩個(gè)向量中，從而，在兩個(gè)符號(hào)周期中進(jìn)行發(fā)送。第m個(gè)編碼符號(hào)流由兩個(gè)向量s1和s2的第m個(gè)元素形成。為了清楚，以下描述針對(duì)具有s1＝[sasb]T和s‾2=sb*-sa*T]]>的STTD編碼方案。對(duì)于這種STTD編碼方案，第一編碼符號(hào)流包括編碼符號(hào)sa和sb*，第二編碼符號(hào)流包括編碼符號(hào)sb和-sa*。
表1列出可用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃姆N配置。ND×NC配置表示將ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流作為NC個(gè)編碼符號(hào)流進(jìn)行的傳輸，其中，ND≥1以及NC≥ND。第一列表示四種配置。對(duì)于每種配置，第二列指示所發(fā)送數(shù)據(jù)符號(hào)流的數(shù)量，第三列指示編碼符號(hào)流的數(shù)量。第四列列出每種配置的ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，第五列列出每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的編碼符號(hào)流，第六列給出對(duì)于每個(gè)編碼符號(hào)流將要在第一符號(hào)周期(t＝1)中發(fā)送的編碼符號(hào)，以及第七列給出對(duì)于每個(gè)編碼符號(hào)流將要在第二符號(hào)周期(t＝2)中發(fā)送的編碼符號(hào)。在每個(gè)2-符號(hào)(2-symbol)間隔中發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)數(shù)量等于數(shù)據(jù)符號(hào)流數(shù)量的兩倍或2ND。第八列指示每種配置所需的發(fā)射天線的數(shù)量，并且第九列指示每種配置所需的接收天線的數(shù)量。
表1


如表1所示，數(shù)據(jù)符號(hào)流可以在使用STTD的情況下作為兩個(gè)編碼符號(hào)流發(fā)送或者在不使用STTD的情況下作為一個(gè)編碼符號(hào)流發(fā)送。對(duì)于表1所示的實(shí)施例，對(duì)于未使用STTD發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，對(duì)在第二符號(hào)周期(t＝2)中發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)取共軛，以匹配對(duì)使用STTD發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)流所執(zhí)行的共軛。
對(duì)于1×2配置，對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流進(jìn)行STTD編碼，以生成兩個(gè)編碼符號(hào)流。對(duì)于每個(gè)2-符號(hào)間隔，利用數(shù)據(jù)符號(hào)sa和sb生成向量s1＝[sasb]T以及s‾2=sb*-sa*T.]]>在第一符號(hào)周期中從至少兩個(gè)發(fā)射天線發(fā)射向量s1，以及在第二符號(hào)周期中從相同的天線發(fā)射向量s2。接收實(shí)體使用至少一個(gè)接收天線來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)流。
對(duì)于2×3配置，兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流作為三個(gè)編碼符號(hào)流發(fā)送。對(duì)第一數(shù)據(jù)符號(hào)流進(jìn)行STTD編碼，以生成兩個(gè)編碼符號(hào)流。第二數(shù)據(jù)符號(hào)流在不使用STTD的情況下作為第三編碼符號(hào)流發(fā)送。對(duì)于每個(gè)2-符號(hào)間隔，使用數(shù)據(jù)符號(hào)sa、sb、sc和sd生成向量s1＝[sasbsc]T和s‾2=sb*-sa*sd*T,]]>其中sa和sb來(lái)自第一數(shù)據(jù)符號(hào)流，sc和sd來(lái)自第二數(shù)據(jù)符號(hào)流。在第一符號(hào)周期中從至少三個(gè)發(fā)射天線發(fā)射向量s1，在第二符號(hào)周期中從相同的天線發(fā)射向量s2。接收實(shí)體使用至少兩個(gè)接收天線來(lái)恢復(fù)兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。
對(duì)于2×4配置，兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流作為四個(gè)編碼符號(hào)流發(fā)送。對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流進(jìn)行STTD編碼，以生成兩個(gè)編碼符號(hào)流。對(duì)于每個(gè)2-符號(hào)間隔，使用數(shù)據(jù)符號(hào)sa、sb、sc和sd生成向量s1＝[sasbscsd]T和s‾2=sb*-sa*sd*-sc*T,]]>其中sa和sb來(lái)自第一數(shù)據(jù)符號(hào)流，sc和sd來(lái)自第二數(shù)據(jù)符號(hào)流。在第一符號(hào)周期中從至少四個(gè)發(fā)射天線發(fā)射向量s1，在第二符號(hào)周期中從相同的天線發(fā)射向量s2。接收實(shí)體使用至少兩個(gè)接收天線來(lái)恢復(fù)兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。
對(duì)于3×4配置，三個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流作為四個(gè)編碼符號(hào)流發(fā)送。對(duì)第一數(shù)據(jù)符號(hào)流進(jìn)行STTD編碼，以生成兩個(gè)編碼符號(hào)流。第二數(shù)據(jù)符號(hào)流在不使用STTD編碼的情況下作為第三編碼符號(hào)流發(fā)送，并且第三數(shù)據(jù)符號(hào)流在不使用STTD編碼的情況下作為第四編碼符號(hào)流發(fā)送。對(duì)于每個(gè)2-符號(hào)間隔，使用數(shù)據(jù)符號(hào)sa、sb、sc、sd、se和sf生成向量s1＝[sasbscse]T和s‾2=sb*-sa*sd*sf*T,]]>其中sa和sb來(lái)自第一數(shù)據(jù)符號(hào)流，sc和sd來(lái)自第二數(shù)據(jù)符號(hào)流，以及se和sf來(lái)自第三數(shù)據(jù)符號(hào)流。在第一符號(hào)周期中從至少四個(gè)發(fā)射天線發(fā)射向量s1，以及在第二符號(hào)周期中從相同的天線發(fā)射向量s2。接收實(shí)體使用至少三個(gè)接收天線來(lái)恢復(fù)三個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。
表1示出了可以用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃姆N示例性配置，其中每種配置具有使用STTD發(fā)送的至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。也可將其它配置用于數(shù)據(jù)傳輸。配置還可以使用STTD、SFTD和OTD的組合。
總之，任意數(shù)量的數(shù)據(jù)符號(hào)流可以作為任意數(shù)量的編碼符號(hào)流從任意數(shù)量的發(fā)射天線進(jìn)行發(fā)送，其中ND≥1、NC≥ND、NT≥NC且NR≥ND。每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流可以使用或者可以不使用STTD、SFTD、OTD或其它發(fā)射分集方案來(lái)進(jìn)行編碼。每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流可以作為一個(gè)編碼符號(hào)流或多個(gè)(例如兩個(gè))編碼符號(hào)流進(jìn)行發(fā)送。
發(fā)射實(shí)體可以處理編碼符號(hào)以進(jìn)行空間擴(kuò)展和連續(xù)波束形成，如下xt(k)＝B(k)·V(k)·G(k)·st(k)，t＝1，2，方程(1)其中，st(k)是在符號(hào)周期t中在子帶k上發(fā)送的具有NC個(gè)編碼符號(hào)的NC×1向量；G(k)是沿著對(duì)角線具有相應(yīng)于st(k)中NC個(gè)編碼符號(hào)的NC個(gè)增益值而其它位置為零的NC×NC對(duì)角矩陣；
V(k)是用于子帶k的空間擴(kuò)展的NT×NC導(dǎo)引矩陣；B(k)是用于子帶k的連續(xù)波束形成的NT×NT對(duì)角矩陣；以及xt(k)是具有將要在符號(hào)周期t中在子帶k上從NT個(gè)發(fā)射天線發(fā)送的NT個(gè)發(fā)射符號(hào)的NT×1向量。
向量s1包含將要在第一符號(hào)周期中發(fā)送的NC個(gè)編碼符號(hào)，向量s2包含將要在第二符號(hào)周期中發(fā)送的NC個(gè)編碼符號(hào)。如表1所示，可以形成相應(yīng)于表中的四種配置的向量s1和s2。
增益矩陣G(k)確定用于NC個(gè)編碼符號(hào)流中每個(gè)編碼符號(hào)流的發(fā)射功率量。增益矩陣可以是子帶索引k的函數(shù)(如方程(1)所示)，或者可以是獨(dú)立于索引k的函數(shù)。將可用于發(fā)射的總發(fā)射功率表示為Ptotal。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)NC個(gè)編碼符號(hào)流使用相同的發(fā)射功率，從而G(k)的對(duì)角線元素具有相同的值 在另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流使用相同的發(fā)射功率，從而可將沿著G(k)對(duì)角線的NC個(gè)增益值定義為等于用于ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率。可以根據(jù)配置將NC個(gè)增益值定義為相同或不同。作為一個(gè)實(shí)例，對(duì)于2×3配置，第一數(shù)據(jù)符號(hào)流作為兩個(gè)編碼符號(hào)流進(jìn)行發(fā)送，第二數(shù)據(jù)符號(hào)流作為一個(gè)編碼符號(hào)流進(jìn)行發(fā)送。為了對(duì)于兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流獲得相同的發(fā)射功率，3×3增益矩陣G(k)可以沿著對(duì)角線包括相應(yīng)于三個(gè)編碼符號(hào)流的增益值 和 從而，利用 對(duì)第三編碼符號(hào)流中的每個(gè)編碼符號(hào)進(jìn)行縮放(scale)，并且以在相同符號(hào)周期中發(fā)送的其它兩個(gè)編碼符號(hào)的功率的兩倍功率發(fā)送所述每個(gè)編碼符號(hào)。對(duì)于兩個(gè)實(shí)施例，可以對(duì)每個(gè)符號(hào)周期中的NC個(gè)編碼符號(hào)進(jìn)行縮放，以使用每個(gè)發(fā)射天線可用的最大發(fā)射功率。一般而言，可以選擇G(k)的對(duì)角線元素，以對(duì)NC個(gè)編碼符號(hào)流使用任意的發(fā)射功率量，以及獲得ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的任意期望的SNR。也可以通過(guò)利用適當(dāng)?shù)脑鲆鎸?duì)導(dǎo)引矩陣V(k)的列進(jìn)行縮放來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)NC個(gè)編碼符號(hào)流的功率縮放。
給定數(shù)據(jù)符號(hào)流(表示為{s})可以按照多種方式作為一個(gè)編碼符號(hào)流(表示為 )進(jìn)行發(fā)送。在一個(gè)實(shí)施例中，增益矩陣G(k)沿著對(duì)角線包含多個(gè)一，編碼符號(hào)流 以與其它編碼符號(hào)流相同的功率電平進(jìn)行發(fā)送。對(duì)于該實(shí)施例，數(shù)據(jù)符號(hào)流{s}以低于STTD編碼數(shù)據(jù)符號(hào)流的發(fā)射功率發(fā)送，從而在接收實(shí)體處獲得較低的接收SNR?？梢赃x擇用于數(shù)據(jù)符號(hào)流{s}的編碼和調(diào)制，以獲得預(yù)期的性能，例如，預(yù)期的分組誤差率。在另一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)符號(hào)流{s}中的每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)在兩個(gè)符號(hào)周期中進(jìn)行重復(fù)和發(fā)送。作為一個(gè)實(shí)例，對(duì)于2×3配置，數(shù)據(jù)符號(hào)sc在兩個(gè)符號(hào)周期中發(fā)送，然后數(shù)據(jù)符號(hào)sd在兩個(gè)符號(hào)周期中發(fā)送，等等。該實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)與ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流相接近的接收SNR，這可以簡(jiǎn)化發(fā)射實(shí)體處的編碼和調(diào)制以及接收實(shí)體處的解調(diào)和解碼。
導(dǎo)引矩陣V(k)在每個(gè)符號(hào)周期中對(duì)NC個(gè)編碼符號(hào)進(jìn)行空間擴(kuò)展，從而將每個(gè)編碼符號(hào)從全部NT個(gè)發(fā)射天線進(jìn)行發(fā)送，從而獲得空間分集?？梢允褂冒凑杖缦滤錾傻亩喾N類型的導(dǎo)引矩陣來(lái)進(jìn)行空間擴(kuò)展，所述導(dǎo)引矩陣?yán)缥譅柺簿仃?、傅立葉矩陣、偽隨機(jī)矩陣等等。將相同的導(dǎo)引矩陣V(k)用于相應(yīng)于每個(gè)子帶k的兩個(gè)向量s1(k)和s2(k)?？蓪⒉煌膶?dǎo)引矩陣用于不同的子帶和/或不同的時(shí)間間隔，其中，每個(gè)時(shí)間間隔跨越兩個(gè)STTD符號(hào)周期的整數(shù)倍。
矩陣B(k)在頻域中進(jìn)行連續(xù)波束形成。對(duì)于基于OFDM的系統(tǒng)，可對(duì)每個(gè)子帶使用不同的波束形成矩陣。每個(gè)子帶k的波束形成矩陣可以是具有下列形式的對(duì)角矩陣 方程(2)其中，bi(k)是發(fā)射天線i的子帶k的權(quán)重。權(quán)重bi(k)可被定義為bi(k)＝e-j2πΔT(i)·l(k)·Δf，i＝1，...，NT且k＝1，...，NF，方程(3)其中，ΔT(i)是發(fā)射天線i上的時(shí)間延時(shí)；Δf是相鄰子帶之間的頻率間隔；以及l(fā)(k)·△f是相應(yīng)于子帶索引k的實(shí)際頻率。
例如，如果NF＝64，則子帶索引k從1變到64，而l(k)可以等于k-33并且其范圍可以是-32至+31。如果總系統(tǒng)帶寬是20MHz且NF＝64，則Δf＝20MHz/64＝3.125kHz。l(k)·Δf對(duì)每個(gè)k值提供實(shí)際頻率(以赫茲為單位)。方程(3)中所示的權(quán)重bi(k)相應(yīng)于每個(gè)發(fā)射天線的全部NF個(gè)子帶上的漸進(jìn)相位偏移，其中，對(duì)于NT個(gè)發(fā)射天線，相位偏移以不同的速率發(fā)生改變。這些權(quán)重有效地為每個(gè)子帶形成不同的波束。
也可在時(shí)域中進(jìn)行連續(xù)波束形成，如下所述。對(duì)于每個(gè)符號(hào)周期，對(duì)將要在每個(gè)發(fā)射天線i的NF個(gè)子帶上發(fā)送的NF個(gè)發(fā)射符號(hào)執(zhí)行NF點(diǎn)離散傅立葉逆變換(IDFT)或快速傅里葉逆變換(IFFT)，以生成相應(yīng)于該發(fā)射天線的NF個(gè)時(shí)域采樣。將相應(yīng)于每個(gè)發(fā)射天線i的NF個(gè)時(shí)域采樣循環(huán)延時(shí)Ti。例如，Ti可被定義為Ti＝(i-1)·ΔT，i＝1，...，NT，其中，ΔT可以等于一個(gè)采樣周期、一個(gè)采樣周期的一部分或者大于一個(gè)采樣周期。從而，利用不同的量對(duì)相應(yīng)于每個(gè)天線的時(shí)域采樣進(jìn)行循環(huán)延時(shí)。
在方程(1)中，通過(guò)設(shè)置G(k)＝I，可以省略增益矩陣G(k)的縮放；通過(guò)設(shè)置V(k)＝I，可以省略空間擴(kuò)展；以及通過(guò)設(shè)置B(k)＝I，可以省略連續(xù)波束形成，其中，I是單位矩陣，其沿著對(duì)角線為一而其它位置為零。因而，發(fā)射實(shí)體可以通過(guò)使用適當(dāng)?shù)木仃?，選擇性地執(zhí)行縮放、空間擴(kuò)展以及連續(xù)波束形成。用于空間擴(kuò)展和連續(xù)波束形成的矩陣也可以被合并為VB(k)＝B(k)·V(k)。用于縮放、空間擴(kuò)展和連續(xù)波束形成的矩陣也可以被合并為VBG(k)＝B(k)·V(k)·G(k)。從而，發(fā)射實(shí)體可以使用VB(k)或VBG(k)對(duì)數(shù)據(jù)向量st(k)執(zhí)行空間處理。
發(fā)射實(shí)體還可以使用SFTD、空間擴(kuò)展和可能的連續(xù)波束形成的組合。對(duì)于SFTD，發(fā)射實(shí)體可以生成上述的用于STTD的兩個(gè)向量s1和s2，并且可以在一個(gè)符號(hào)周期中在兩個(gè)子帶上發(fā)送這些向量。對(duì)于1×2配置，可以為將要在一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的一個(gè)符號(hào)周期中在兩個(gè)子帶上發(fā)送的每對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)生成兩個(gè)向量s1＝[sasb]T和s‾2=sb*-sa*T.]]>對(duì)于2×3配置，可以為將要在兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的一個(gè)符號(hào)周期中在兩個(gè)子帶上發(fā)送的兩對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)生成兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)向量s1＝[sasbsc]T和s‾2=sb*-sa*sd*T.]]>對(duì)于2×4配置，可以為將要在兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的一個(gè)符號(hào)周期中在兩個(gè)子帶上發(fā)送的兩對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)生成兩個(gè)向量s1＝[sasbscsd]T和s‾2=sb*-sa*sd*-sc*T.]]>對(duì)于3×4配置，可以為將要在三個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的一個(gè)符號(hào)周期中在兩個(gè)子帶上發(fā)送的三對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)生成兩個(gè)向量s1＝[sasbscse]T和s‾2=sb*-sa*sd*sf*T.]]>對(duì)于所有配置，發(fā)射實(shí)體可以在一個(gè)符號(hào)周期中在一個(gè)子帶上對(duì)向量s1進(jìn)行空間擴(kuò)展和發(fā)送，并且可以在相同符號(hào)周期中在另一子帶上對(duì)向量s2進(jìn)行空間擴(kuò)展和發(fā)送。這兩個(gè)子帶通常彼此相鄰。
發(fā)射實(shí)體還可以使用OTD、空間擴(kuò)展和可能的連續(xù)波束形成的組合。對(duì)于OTD，發(fā)射實(shí)體可以生成多個(gè)(NO個(gè))向量s1和sNO，并且可以在NO個(gè)符號(hào)周期中在一個(gè)子帶上發(fā)送這些向量。對(duì)于NO＝2，發(fā)射實(shí)體可以通過(guò)以下方式生成相應(yīng)于兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)sa和sb的兩個(gè)向量s1和s2，所述方式為(1)將數(shù)據(jù)符號(hào)sa乘以第一正交碼{+1 +1}，以生成相應(yīng)于一個(gè)發(fā)射天線的兩個(gè)編碼符號(hào)sa和sa；(2)將數(shù)據(jù)符號(hào)sb乘以第二正交碼{+1 -1}，以生成相應(yīng)于另一個(gè)發(fā)射天線的兩個(gè)編碼符號(hào)sb和-sb；以及(3)形成s1＝[sasb]T和s2＝[sa-sb]T?？傊?，可以將NO個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)乘以NO個(gè)不同正交碼，以生成相應(yīng)于NO個(gè)發(fā)射天線的NO個(gè)編碼符號(hào)序列。每個(gè)編碼符號(hào)序列包含NO個(gè)編碼符號(hào)，并且通過(guò)將一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)乘以長(zhǎng)度為NO的特定正交碼來(lái)生成所述編碼符號(hào)序列。正交碼可以是沃爾什碼、OVSF碼等等。
總之，可以在時(shí)域、頻域和/或空間域中以各種方式實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集。在一個(gè)實(shí)施例中，如方程(1)所示，通過(guò)將向量st(k)乘以導(dǎo)引矩陣V(k)以生成發(fā)射向量xt(k)，來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)相應(yīng)于每個(gè)發(fā)射天線的時(shí)域采樣進(jìn)行周期性地延時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集。在又一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)利用V(k)進(jìn)行的空間處理和對(duì)時(shí)域采樣的循環(huán)延時(shí)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集。對(duì)于所有實(shí)施例，可以用STTD、SFTD、OTD或其它發(fā)射分集方案來(lái)形成向量st(k)。
圖2示出了發(fā)射實(shí)體110處的TX數(shù)據(jù)處理器112、TX STTD處理器120和空間擴(kuò)展器130的實(shí)施例的框圖。對(duì)于圖2所示的實(shí)施例，TX數(shù)據(jù)處理器112包括獨(dú)立地處理ND個(gè)數(shù)據(jù)流的ND個(gè)數(shù)據(jù)流處理器210a至210nd。在每個(gè)數(shù)據(jù)流處理器210內(nèi)，編碼器212根據(jù)編碼方案對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并生成編碼比特。編碼方案可以包括卷積碼、Turbo碼、低密度奇偶校驗(yàn)(LDPC)碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)碼、分組碼等或者其組合。交織器214根據(jù)交織方案對(duì)編碼比特進(jìn)行交織(或重排)。符號(hào)映射器216根據(jù)調(diào)制方案對(duì)交織比特進(jìn)行映射并提供數(shù)據(jù)符號(hào)?？梢岳脼槊總€(gè)數(shù)據(jù)流選擇的速率來(lái)確定用于該數(shù)據(jù)流的編碼和調(diào)制。數(shù)據(jù)流處理器210a至210nd提供ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。
在圖2未示出的另一個(gè)實(shí)施例中，TX數(shù)據(jù)處理器112一起處理將使用STTD發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)流以及不使用STTD發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)流。例如，TX數(shù)據(jù)處理器112可以接收單個(gè)數(shù)據(jù)流，根據(jù)編碼方案對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼，將編碼比特解復(fù)用為ND個(gè)編碼比特流，并且對(duì)ND個(gè)編碼比特流分別執(zhí)行交織和符號(hào)映射以生成ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。在圖2未示出的又一個(gè)實(shí)施例中，TX數(shù)據(jù)處理器112單獨(dú)處理將使用STTD發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)流以及未使用STTD發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)流。例如，TX數(shù)據(jù)處理器112可以接收將使用STTD發(fā)送的第一數(shù)據(jù)流以及未使用STTD發(fā)送的第二數(shù)據(jù)流。TX數(shù)據(jù)處理器112可以對(duì)第一數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼、交織、符號(hào)映射和解復(fù)用，以生成將使用STTD發(fā)送的(NC-ND)個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。TX數(shù)據(jù)處理器112還可以對(duì)第二數(shù)據(jù)流進(jìn)行編碼、交織、符號(hào)映射和解復(fù)用，以生成未使用STTD發(fā)送的(2ND-NC)個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。TX數(shù)據(jù)處理器112還可以按其它方式處理數(shù)據(jù)流，其也落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
對(duì)于圖2所示的實(shí)施例，TX STTD處理器120包括相應(yīng)于ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的ND個(gè)STTD編碼器220a至220nd。每個(gè)STTD編碼器220對(duì)其數(shù)據(jù)符號(hào)流執(zhí)行STTD編碼，并向復(fù)用器(Mux)222提供兩個(gè)編碼符號(hào)流。復(fù)用器222接收來(lái)自TX數(shù)據(jù)處理器112的ND個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流以及來(lái)自STTD編碼器220a至220nd的ND對(duì)編碼符號(hào)流。對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，復(fù)用器222提供該數(shù)據(jù)符號(hào)流或相關(guān)的編碼符號(hào)流對(duì)。復(fù)用器224a至224nc從復(fù)用器222接收NC個(gè)符號(hào)流，并且分別用增益g1至gNC對(duì)所述NC個(gè)符號(hào)流進(jìn)行縮放，從而提供NC個(gè)編碼符號(hào)流。也可以在發(fā)射路徑內(nèi)的其它位置處執(zhí)行縮放。
對(duì)于圖2所示的實(shí)施例，空間擴(kuò)展器130包括相應(yīng)于NF個(gè)子帶的NF個(gè)空間處理器230a至230nf。解復(fù)用器(Demux)228接收NC個(gè)編碼符號(hào)流和導(dǎo)頻符號(hào)，在用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖訋Ш头?hào)周期上提供編碼符號(hào)，并且在用于導(dǎo)頻傳輸?shù)淖訋Ш头?hào)周期上提供導(dǎo)頻符號(hào)。每個(gè)空間處理器230接收在一個(gè)符號(hào)周期中在關(guān)聯(lián)的子帶k上發(fā)送的NC個(gè)編碼符號(hào)和/或?qū)ьl符號(hào)，將編碼符號(hào)和/或?qū)ьl符號(hào)乘以導(dǎo)引矩陣V(k)，并且在子帶k上提供將從NT個(gè)發(fā)射天線發(fā)送的NT個(gè)發(fā)射符號(hào)。復(fù)用器232從全部NF個(gè)空間處理器230a至230nf接收發(fā)射符號(hào)，并將來(lái)自每個(gè)空間處理器230的NT個(gè)發(fā)射符號(hào)映射為NT個(gè)發(fā)射符號(hào)流。每個(gè)發(fā)射符號(hào)流包括相應(yīng)于一個(gè)發(fā)射天線的來(lái)自NF個(gè)空間處理器230a至230nf的NF個(gè)發(fā)射符號(hào)。
圖3示出了發(fā)射實(shí)體110處的調(diào)制器132a至132nt的實(shí)施例的框圖。在每個(gè)調(diào)制器132內(nèi)，IDFT單元312對(duì)將要在一個(gè)符號(hào)周期中在NF個(gè)子帶上發(fā)送的NF個(gè)發(fā)射符號(hào)執(zhí)行NE點(diǎn)IDFT或IFFT，并且提供NF個(gè)時(shí)域采樣。并行-串行變換器(P/S Conv)3 14使NF個(gè)時(shí)域采樣串行化。循環(huán)移位單元316利用Ti＝(i-1)·ΔT對(duì)NF個(gè)時(shí)域采樣執(zhí)行循環(huán)或周期移位，其中，ΔT是固定周期(例如一個(gè)采樣周期)，且Ti是相應(yīng)于發(fā)射天線i的循環(huán)移位量。循環(huán)前綴生成器318從單元316接收NF個(gè)循環(huán)移位采樣，添加Ncp個(gè)采樣的循環(huán)前綴，并提供包含NF+Ncp個(gè)采樣的OFDM符號(hào)(或傳輸符號(hào))。通過(guò)使循環(huán)移位單元316a至316nt僅僅將時(shí)域采樣從P/S變換器314a至3164nt傳至循環(huán)前綴生成器318a至318nt，可以停止時(shí)域連續(xù)波束形成。循環(huán)移位單元316a至316nt也可以僅僅將來(lái)自P/S變換器314a至3164nt的時(shí)域采樣延時(shí)(而不是循環(huán)延時(shí))不同的量，從而將來(lái)自天線136a至136nt的傳輸延時(shí)不同的量。
圖4示出了單天線接收實(shí)體150x和多天線接收實(shí)體150y的實(shí)施例的框圖。每個(gè)接收實(shí)體可以是基站或用戶終端的一部分。
在單天線接收實(shí)體150x處，天線152x接收發(fā)射實(shí)體110發(fā)射的NT個(gè)調(diào)制信號(hào)，并向接收機(jī)單元(RCVR)154x提供接收信號(hào)。接收機(jī)單元154x對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行調(diào)整(例如放大、濾波、下變頻和數(shù)字化)，并向解調(diào)器(Demod)156x提供接收采樣流。對(duì)于基于OFDM的系統(tǒng)，解調(diào)器156x對(duì)接收采樣執(zhí)行OFDM解調(diào)以獲得接收符號(hào)，將接收數(shù)據(jù)符號(hào)提供給檢測(cè)器158，并且將接收導(dǎo)頻符號(hào)提供給信道估計(jì)器162。信道估計(jì)器162導(dǎo)出對(duì)相應(yīng)于用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿總€(gè)子帶的、發(fā)射實(shí)體110與接收實(shí)體150x之間的單輸入單輸出(SISO)信道的有效信道響應(yīng)估計(jì)。檢測(cè)器158基于對(duì)每個(gè)子帶的有效SISO信道響應(yīng)估計(jì)，對(duì)相應(yīng)于該子帶的接收數(shù)據(jù)符號(hào)執(zhí)行數(shù)據(jù)檢測(cè)(例如均衡)，并提供相應(yīng)于該子帶的恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)。RX數(shù)據(jù)處理器160處理(例如符號(hào)解映射、解交織和解碼)恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)并提供解碼數(shù)據(jù)。
在多天線接收實(shí)體150y處，NR個(gè)天線152a至152nr接收NT個(gè)解調(diào)信號(hào)，并且每個(gè)天線152向相應(yīng)的接收機(jī)單元154提供接收信號(hào)。每個(gè)接收機(jī)單元154調(diào)整其接收信號(hào)，并向相關(guān)的解調(diào)器(Demod)156提供接收采樣流。每個(gè)解調(diào)器156對(duì)其接收采樣流執(zhí)行OFDM解調(diào)(如果適用)，向RX空間處理器170提供接收數(shù)據(jù)符號(hào)，并且向信道估計(jì)器166提供接收導(dǎo)頻符號(hào)。
信道估計(jì)器166獲得相應(yīng)于全部NR個(gè)接收天線的接收導(dǎo)頻符號(hào)，并導(dǎo)出相應(yīng)于用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿總€(gè)子帶的、發(fā)射實(shí)體110與接收實(shí)體150y之間的實(shí)際或有效MIMO信道的信道響應(yīng)估計(jì)。如果發(fā)射實(shí)體110以與數(shù)據(jù)符號(hào)相同的方式對(duì)導(dǎo)頻符號(hào)執(zhí)行空間處理，則如圖1所示，可以將導(dǎo)引矩陣看作是無(wú)線信道的一部分。在這種情況下，接收實(shí)體150y可以導(dǎo)出對(duì)有效MIMO信道的估計(jì)，其包括實(shí)際MIMO信道響應(yīng)以及導(dǎo)引矩陣的效果。如果發(fā)射實(shí)體110不對(duì)導(dǎo)頻符號(hào)執(zhí)行空間處理，則接收實(shí)體150y可以導(dǎo)出對(duì)實(shí)際MIMO信道的估計(jì)，從而可以基于實(shí)際MIMO信道響應(yīng)估計(jì)和導(dǎo)引矩陣導(dǎo)出對(duì)有效MIMO信道的估計(jì)。
匹配濾波器生成器168基于對(duì)每個(gè)子帶的信道響應(yīng)估計(jì)，導(dǎo)出相應(yīng)于用于傳輸?shù)拿總€(gè)子帶的空間濾波器矩陣M(k)。RX空間處理器170獲得相應(yīng)于全部NR個(gè)接收天線的接收數(shù)據(jù)符號(hào)，并且對(duì)接收數(shù)據(jù)符號(hào)執(zhí)行預(yù)處理以用于發(fā)射實(shí)體110所使用的STTD方案。RX空間處理器170還使用相應(yīng)于每個(gè)子帶的空間濾波器矩陣對(duì)該子帶的預(yù)處理數(shù)據(jù)符號(hào)執(zhí)行接收機(jī)空間處理(或空間匹配濾波)，并提供相應(yīng)于該子帶的檢測(cè)符號(hào)。RX STTD處理器172基于發(fā)射實(shí)體110使用的STTD方案對(duì)檢測(cè)符號(hào)執(zhí)行后處理，并且提供恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)。RX數(shù)據(jù)處理器174處理(例如符號(hào)解映射、解交織和解碼)恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)，并提供解碼數(shù)據(jù)。
控制器180x和180y分別控制接收實(shí)體150x和150y處的操作。存儲(chǔ)器182x和182y分別存儲(chǔ)用于接收實(shí)體150x和150y的數(shù)據(jù)和/或程序代碼。
可以將多種導(dǎo)引矩陣用于空間擴(kuò)展。例如，導(dǎo)引矩陣V(k)可以是沃爾什矩陣、傅立葉矩陣或者其它矩陣。2×2沃爾什矩陣W2×2可被表示為W‾2×2=111-1.]]>可以從較小的沃爾什矩陣WN×N形成較大的沃爾什矩陣W2N×2N，如下W‾2N×2N=W‾N×NW‾N×NW‾N×N-W‾N×N,]]>方程(4)N×N傅立葉矩陣DN×N在第m列第n行中具有元素dn，m，其可被表示為dn,m=e-j2π(n-1)(m-1)N,]]>n＝1，...，N且m＝1，...，N，方程(5)可形成任意方形維度(例如2、3、4、5等)的傅立葉矩陣。
可以將沃爾什矩陣WN×N、傅立葉矩陣DN×N或者其它矩陣用作基本矩陣BN×N，以形成其它導(dǎo)引矩陣。對(duì)于N×N基本矩陣，該基本矩陣的第2至第N行中的每行可以獨(dú)立地乘以M個(gè)不同的可能縮放比例中的一個(gè)。對(duì)于N-1個(gè)行，可以從M個(gè)縮放比例的MN-1個(gè)不同排列中獲得MN-1個(gè)不同的導(dǎo)引矩陣。例如，第2至第N行中的每行可以獨(dú)立地乘以縮放比例+1、-1、+j或者-j，其中，j=-1.]]>對(duì)于N＝4，可以使用四個(gè)不同的縮放比例來(lái)從基本矩陣B4×4中生成64個(gè)不同的導(dǎo)引矩陣。可以使用例如e±j3π/4、e±jπ/4、e±jπ/8等其它縮放比例來(lái)生成附加的導(dǎo)引矩陣。一般而言，基本矩陣的每行可以乘以具有ejθ形式的任意縮放比例，其中，θ可以是任意相位值?？梢詮腘×N基本矩陣中生成N×N導(dǎo)引矩陣集合，如V‾(i)=gN·B‾N×Ni,]]>其中g(shù)N=1/N]]>且BN×Ni是使用基本矩陣BN×N生成的第i個(gè)導(dǎo)引矩陣。利用gN=1/N]]>來(lái)進(jìn)行縮放將保證V(i)的每列具有單位功率。所述集合中的導(dǎo)引矩陣可以用于不同子帶和/或時(shí)間間隔。
還可以采用偽隨機(jī)方式生成導(dǎo)引矩陣。導(dǎo)引矩陣通常是具有彼此正交的多個(gè)列的酉矩陣。導(dǎo)引矩陣還可以是具有正交的列且每列具有單位功率的正交矩陣，使得VH·V＝I?？梢酝ㄟ^(guò)刪除方形導(dǎo)引矩陣的一列或多列來(lái)獲得非方形維度的導(dǎo)引矩陣。
可以將不同的導(dǎo)引矩陣用于不同的時(shí)間間隔。例如，可以將不同的導(dǎo)引矩陣用于SFTD的不同符號(hào)周期以及STTD和OTD的不同2-符號(hào)間隔。對(duì)于基于OFDM的系統(tǒng)，可將不同的導(dǎo)引矩陣用于STTD和OTD的不同子帶以及SFTD的不同子帶對(duì)。還可將不同的導(dǎo)引矩陣用于不同的子帶和不同的符號(hào)周期。通過(guò)使用了不同導(dǎo)引矩陣的導(dǎo)引分集而提供的隨機(jī)性(在時(shí)間和/或頻率上)可以減輕無(wú)線信道的有害效應(yīng)。
可以利用多種方式實(shí)現(xiàn)本文所述的傳輸技術(shù)。例如，這些技術(shù)可在硬件、軟件或者這兩者的組合中實(shí)現(xiàn)。對(duì)于硬件實(shí)現(xiàn)方式，發(fā)射實(shí)體處的處理單元可以實(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)處理設(shè)備(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、設(shè)計(jì)用來(lái)執(zhí)行本文所述功能的其它電子單元或者其組合內(nèi)。
對(duì)于軟件實(shí)現(xiàn)方式，可以使用執(zhí)行本文所述功能的模塊(例如程序、函數(shù)等)實(shí)現(xiàn)所述技術(shù)。軟件代碼可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并且由處理器執(zhí)行。存儲(chǔ)器可實(shí)現(xiàn)在處理器內(nèi)部或者處理器外部，在這種情況下，可以經(jīng)由本領(lǐng)域已知的各種手段將存儲(chǔ)器可通信地連接到處理器。
提供了對(duì)所公開實(shí)施例的以上描述，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，對(duì)這些實(shí)施例的各種變型是顯而易見的，并且在不偏離本發(fā)明精神或者范圍的前提下，本文定義的一般原理可應(yīng)用于其它實(shí)施例。從而，本發(fā)明并不旨在限制于本文所示的實(shí)施例，而應(yīng)給予與本文所公開的原理和新穎特性相一致的最寬范圍。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，包括至少一個(gè)處理器，其被配置為基于發(fā)射分集方案處理多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)以生成多個(gè)編碼符號(hào)，以及對(duì)所述多個(gè)編碼符號(hào)執(zhí)行空間處理以生成經(jīng)由多個(gè)天線傳輸?shù)亩鄠€(gè)發(fā)射符號(hào)；以及存儲(chǔ)器，其連接到所述至少一個(gè)處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為利用多個(gè)矩陣執(zhí)行空間擴(kuò)展，以及將不同的矩陣用于不同的頻率子帶、不同的時(shí)間間隔或者其兩者。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為利用多個(gè)矩陣執(zhí)行波束形成，以及將不同的矩陣用于不同的頻率子帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為基于空時(shí)發(fā)射分集(STTD)方案處理所述多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，以生成所述多個(gè)編碼符號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為基于空頻發(fā)射分集(SFTD)方案處理所述多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，以生成所述多個(gè)編碼符號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為基于正交發(fā)射分集(OTD)方案處理所述多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，以生成所述多個(gè)編碼符號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為獲得將在兩個(gè)符號(hào)周期中在一個(gè)頻率子帶上發(fā)送的至少兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，基于所述發(fā)射分集方案處理所述至少兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)以生成兩組編碼符號(hào)，以及提供所述兩組編碼符號(hào)以在兩個(gè)符號(hào)周期中在所述頻率子帶上進(jìn)行傳輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為獲得將在一個(gè)符號(hào)周期中在兩個(gè)頻率子帶上發(fā)送的至少兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，基于所述發(fā)射分集方案處理所述至少兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)以生成兩組編碼符號(hào)，以及提供所述兩組編碼符號(hào)以在所述符號(hào)周期中在所述兩個(gè)頻率子帶上進(jìn)行傳輸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為對(duì)相應(yīng)于每個(gè)天線的所述多個(gè)發(fā)射符號(hào)執(zhí)行正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制，以生成相應(yīng)于所述天線的多個(gè)傳輸符號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為對(duì)相應(yīng)于每個(gè)天線的所述多個(gè)發(fā)射符號(hào)執(zhí)行單載波頻分多址(SC-FDMA)調(diào)制，以生成相應(yīng)于所述天線的多個(gè)傳輸符號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為對(duì)所述多個(gè)天線應(yīng)用不同的循環(huán)延時(shí)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為基于所述多個(gè)發(fā)射符號(hào)生成相應(yīng)于所述多個(gè)天線的多個(gè)傳輸符號(hào)，以及利用不同的非負(fù)整數(shù)個(gè)采樣對(duì)相應(yīng)于所述多個(gè)天線的所述多個(gè)傳輸符號(hào)進(jìn)行循環(huán)延時(shí)。
13.一種方法，包括基于發(fā)射分集方案處理多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，以生成多個(gè)編碼符號(hào)；以及對(duì)所述多個(gè)編碼符號(hào)執(zhí)行空間處理，以生成經(jīng)由多個(gè)天線傳輸?shù)亩鄠€(gè)發(fā)射符號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，基于所述發(fā)射分集方案處理所述多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的步驟包括基于空時(shí)發(fā)射分集(STTD)方案、空頻發(fā)射分集(SFTD)方案或者正交發(fā)射分集(OTD)方案處理所述多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，以生成所述多個(gè)編碼符號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，對(duì)所述多個(gè)編碼符號(hào)執(zhí)行空間處理的步驟包括利用多個(gè)矩陣執(zhí)行空間擴(kuò)展，以及將不同的矩陣用于不同的頻率子帶、不同的時(shí)間間隔或者其兩者。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括對(duì)所述多個(gè)天線應(yīng)用不同的循環(huán)延時(shí)。
17.一種設(shè)備，包括基于發(fā)射分集方案處理多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)以生成多個(gè)編碼符號(hào)的模塊；以及對(duì)所述多個(gè)編碼符號(hào)執(zhí)行空間處理以生成經(jīng)由多個(gè)天線傳輸?shù)亩鄠€(gè)發(fā)射符號(hào)的模塊。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，基于所述發(fā)射分集方案處理所述多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的模塊包括基于空時(shí)發(fā)射分集(STTD)方案、空頻發(fā)射分集(SFTD)方案或者正交發(fā)射分集(OTD)方案處理所述多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)以生成所述多個(gè)編碼符號(hào)的模塊。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，對(duì)所述多個(gè)編碼符號(hào)執(zhí)行空間處理的模塊包括利用多個(gè)矩陣執(zhí)行空間擴(kuò)展的模塊，以及將不同的矩陣用于不同的頻率子帶、不同的時(shí)間間隔或者其兩者的模塊。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，還包括對(duì)所述多個(gè)天線應(yīng)用不同的循環(huán)延時(shí)的模塊。
21.一種設(shè)備，包括至少一個(gè)處理器，其被配置為基于發(fā)射分集方案處理至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流以生成至少兩個(gè)編碼符號(hào)流，以及對(duì)所述至少兩個(gè)編碼符號(hào)流執(zhí)行空間處理以生成經(jīng)由多個(gè)天線傳輸?shù)亩鄠€(gè)發(fā)射符號(hào)流；以及存儲(chǔ)器，其連接到所述至少一個(gè)處理器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為基于空時(shí)發(fā)射分集(STTD)方案、空頻發(fā)射分集(SFTD)方案或者正交發(fā)射分集(OTD)方案處理所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，以生成所述至少兩個(gè)編碼符號(hào)流。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為利用多個(gè)矩陣執(zhí)行空間擴(kuò)展，以及將不同的矩陣用于不同的頻率子帶、不同的時(shí)間間隔或者其兩者。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為生成將不使用所述發(fā)射分集方案發(fā)送的至少一個(gè)附加數(shù)據(jù)符號(hào)流，以及利用所述多個(gè)矩陣對(duì)所述至少兩個(gè)編碼符號(hào)流和所述至少一個(gè)附加數(shù)據(jù)符號(hào)流執(zhí)行空間處理以生成所述多個(gè)發(fā)射符號(hào)流。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為利用為所述至少兩個(gè)編碼符號(hào)流選擇的至少兩個(gè)增益對(duì)所述至少兩個(gè)編碼符號(hào)流進(jìn)行縮放，以及利用為所述至少一個(gè)附加數(shù)據(jù)符號(hào)流選擇的至少一個(gè)增益對(duì)所述至少一個(gè)附加數(shù)據(jù)符號(hào)流進(jìn)行縮放。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為基于至少一個(gè)編碼和調(diào)制方案處理至少一個(gè)數(shù)據(jù)流，以生成所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流。
27.一種方法，包括基于發(fā)射分集方案處理至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，以生成至少兩個(gè)編碼符號(hào)流；以及對(duì)所述至少兩個(gè)編碼符號(hào)流執(zhí)行空間處理，以生成經(jīng)由多個(gè)天線傳輸?shù)亩鄠€(gè)發(fā)射符號(hào)流。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，基于所述發(fā)射分集方案處理所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的步驟包括基于空時(shí)發(fā)射分集(STTD)方案、空頻發(fā)射分集(SFTD)方案或者正交發(fā)射分集(OTD)方案處理所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流，以生成所述至少兩個(gè)編碼符號(hào)流。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，對(duì)所述至少兩個(gè)編碼符號(hào)流執(zhí)行空間處理的步驟包括利用多個(gè)矩陣對(duì)所述至少兩個(gè)編碼符號(hào)流執(zhí)行空間擴(kuò)展，以及將不同的矩陣用于不同的頻率子帶、不同的時(shí)間間隔或者其兩者。
30.一種設(shè)備，包括基于發(fā)射分集方案處理至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流以生成至少兩個(gè)編碼符號(hào)流的模塊；以及對(duì)所述至少兩個(gè)編碼符號(hào)流執(zhí)行空間處理以生成經(jīng)由多個(gè)天線傳輸?shù)亩鄠€(gè)發(fā)射符號(hào)流的模塊。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，基于所述發(fā)射分集方案處理所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流的模塊包括基于空時(shí)發(fā)射分集(STTD)方案、空頻發(fā)射分集(SFTD)方案或者正交發(fā)射分集(OTD)方案處理所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)流以生成所述至少兩個(gè)編碼符號(hào)流的模塊。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中，對(duì)所述至少兩個(gè)編碼符號(hào)流執(zhí)行空間處理的模塊包括利用多個(gè)矩陣對(duì)所述至少兩個(gè)編碼符號(hào)流執(zhí)行空間擴(kuò)展的模塊，以及將不同的矩陣用于不同的頻率子帶、不同的時(shí)間間隔或者其兩者的模塊。
全文摘要
描述了使用多個(gè)發(fā)射分集方案的組合來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)的技術(shù)。這些發(fā)射分集方案包括空間擴(kuò)展、連續(xù)波束形成、循環(huán)延時(shí)分集、空時(shí)發(fā)射分集(STTD)、空頻發(fā)射分集(SFTD)以及正交發(fā)射分集(OTD)。發(fā)射實(shí)體基于發(fā)射分集方案(例如STTD、SFTD或OTD)處理一個(gè)或多個(gè)(N
文檔編號(hào)H04L1/06GK101057417SQ200580037600
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2005年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月3日
發(fā)明者杰伊·羅德尼·沃爾頓, 約翰·W.·凱徹姆, 馬克·S.·華萊士, 史蒂文·J.·霍華德 申請(qǐng)人:高通股份有限公司