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在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行基于相移的預編碼的方法及支持其的設備的制作方法

文檔序號:7679005閱讀:216來源:國知局
專利名稱:在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行基于相移的預編碼的方法及支持其的設備的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種執(zhí)行基于相移的預編碼的方法,尤其涉及一種執(zhí)行基于相移的預編碼的方法以及在無線通信系統(tǒng)內支持該方法的設備。

背景技術
隨著眾多多媒體服務的用途與使用人口成長以及通信服務的廣泛使用,無線服務的需求正在迅速增加。為了包容改變的需求,最重要就是增加通信系統(tǒng)的容量。增加容量的方法包含找尋新的可用頻寬,以及改善現(xiàn)有資源的效率。
作為改善現(xiàn)有資源使用的示例,發(fā)射機與接收機可配備多天線來有效使用空間域內的資源,以取得分集增益。再者,多天線允許數據通過每一天線并行傳輸,以此增加傳輸容量。
有關使用多天線傳輸與接收數據的方法可由使用正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的多輸入多輸出(Multi Input,Multi Output,MIMO)系統(tǒng)所表示。


發(fā)明內容
技術方案 因此,本發(fā)明是關于一種執(zhí)行基于相移的預編碼的方法以及在無線通信系統(tǒng)內支持該方法的設備,其實質性地避免由于相關技術的限制與缺點造成的一或多個問題。
本發(fā)明的一個目的在于提供在使用多個子載波的多天線系統(tǒng)內使用基于相移的預編碼來傳輸數據的方法。
本發(fā)明的其它目的在于提供在使用多個子載波的多天線系統(tǒng)內使用基于相移的預編碼來傳輸數據的設備。
在下列說明中將公開部分本發(fā)明的其它優(yōu)點、目的與特征,并且對于原本就精通此技術的人士而言,有些部分從下列實施例中就可理解,或者實施本發(fā)明就可知道。通過書面說明中和其權利要求范圍及附圖內特別指出的結構,如此就可實現(xiàn)并獲得本發(fā)明的目的與其它優(yōu)點。
為了達成這些目的及其它優(yōu)點,且依據本發(fā)明的目的,如本文中所實施以及廣泛描述的,在使用多個子載波的多天線系統(tǒng)內使用基于相移的預編碼來傳輸數據的方法包含確定用于提供不同的相位角給多個天線中的每一個的對角矩陣,以作為基于相移的預編碼矩陣的一部分;從第一碼本內選擇酉矩陣以作為基于相移的預編碼矩陣的一部分;以及根據所述對角矩陣以及所述酉矩陣來對子載波相關的符號執(zhí)行預編碼。
在本發(fā)明的其它方面內,在使用多個子載波的多天線系統(tǒng)內使用基于相移的預編碼來傳輸數據的設備包含預編碼矩陣確定模塊,其被配置為確定用于相移和碼本中的至少一個的對角矩陣,并且所述基于相移的預編碼矩陣是以所述對角矩陣與酉矩陣為基礎的;以及預編碼模塊,其被配置為根據所述對角矩陣以及所述酉矩陣來對子載波相關的符號執(zhí)行預編碼。
可了解,本發(fā)明上述一般說明以及下列實施方式都僅是示例性與示范性的,用于提供本發(fā)明的對權利要求的進一步解釋。



本發(fā)明所包括的附圖用于提供對本發(fā)明的進一步理解,它們被結合在此并構成了本說明書的一部分,這些附圖示出了本發(fā)明的實施例,并且與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
在附圖中 圖1為說明MIMO系統(tǒng)的發(fā)射機與接收機結構的示例圖; 圖2為說明使用CDD方案的多天線系統(tǒng)的發(fā)射機的示例圖; 圖3為說明相位序列的應用的示例圖; 圖4為說明使用基于碼本的預編碼方案的多天線系統(tǒng)的發(fā)射機與接收機的示例圖; 圖5為說明用于執(zhí)行基于相移的預編碼的發(fā)射機與接收機的示例圖; 圖6為說明兩種基于延時樣本大小的基于相移的預編碼的示例圖; 圖7為說明使用基于相移的預編碼的基于SCW OFDM的發(fā)射機與接收機的示例圖;以及 圖8為說明使用基于相移的預編碼的基于MCW OFDM的發(fā)射機與接收機的示例圖。
發(fā)明的最佳實施方式 本發(fā)明的其他特征及優(yōu)點將在下面的描述中被說明,且其部分將可從說明中被了解,或可通過實施本發(fā)明而得到。本發(fā)明的目的及其他優(yōu)點將可通過說明書及其權利要求以及附圖中所具體指出的結構來實現(xiàn)并獲得。
在此將詳細參考本發(fā)明的較佳具體實施例,附圖內將說明其示例。無論在什么地方,在所有附圖中將使用相同的附圖標記來代表相同或相似的部分。
圖1為說明MIMO系統(tǒng)內發(fā)射機與接收機的結構的示例圖。請參考圖1,發(fā)射機包含信道編碼器101、映射器103、串并(Serial-to-parallel,S/P)轉換器105以及多天線編碼器107。尤其是,信道編碼器101可將重復(或額外)比特附加至傳輸數據比特,以便減少信道以及/或噪聲造成的干擾。映射器103可將數據比特轉換成數據符號,并且S/P轉換器105可排列數據符號來分配給子載波。最后,多天線編碼器107可將并列排列的數據符號轉換成時空信號。
另外,該接收機包含多天線解碼器109、并串(Parallel-to-serial,P/S)轉換器111、解映射器113以及信道解碼器115。接收機的多天線解碼器109、P/S轉換器111、解映射器113以及信道解碼器115的功能分別與發(fā)射機的多天線編碼器107、S/P轉換器105、映射器103以及信道編碼器的功能相反,因此將省略其詳細說明。
在多天線OFDM系統(tǒng)內,可使用許多方式來增加數據傳輸的可靠度。這些方法包含空時編碼(Space-time Code,STC)方案以及循環(huán)延時分集(Cyclic Delay Diversity,CDD)方案。STC和CDD方案可用來取得空間分集。更進一步,這些方法另包含波束形成方案以及預編碼方案,這都用來增加信噪比(Signal-to-noise,SNR)。
STC以及CDD方案一般用于不需要反饋信息的開放式循環(huán)系統(tǒng),以增加傳輸數據的可靠度。再者,波束形成方案以及預編碼方案一般用于使用反饋信息將SNR最佳化的閉環(huán)系統(tǒng)。
尤其是,對于增加空間分集增益以及SNR的方法而言,以下將分別詳細討論CDD以及預編碼方案。
首先,CDD方案允許多天線系統(tǒng)的每一天線傳輸具有不同延時或具有不同大小的OFDM信號,如此接收機可取得頻率分集增益。
圖2為說明使用CDD方案的多天線系統(tǒng)的發(fā)射機的示例圖。
在OFDM符號經過S/P轉換器以及多天線編碼器處理并且接著通過每一天線被發(fā)射之后,當被傳輸到接收機時會在OFDM符號上加上(或附上)循環(huán)前綴(Cyclic Prefix,CP)。CP可加入到OFDM符號以避免信道內干擾。在此,傳送至第一天線以用來傳輸的數據序列其上并沒有附上CP,但是傳送至后續(xù)天線以用來傳輸的數據序列就已經附加上了CP。也就是,傳送至后續(xù)天線的數據序列附加有特定量的循環(huán)延時比特。
若這種循環(huán)延時方案應用在頻率域,則可用相位序列的倍數來表示循環(huán)延時。圖3為說明相位序列的應用的示例圖。請參閱圖3,在頻率域內依照天線而有不同配置的相位序列(例如相位序列1~相位序列M)中的每一個經過復用,然后應用至快速傅立葉反變換(Inverse FastFourier Transform,IFFT)。此后,已轉換的數據可傳輸至接收機,并且圖3的這種處理可稱為相移分集方案。
若使用相移分集方案,則平坦衰落信道會轉換成頻率選擇信道。此外,通過信道編碼可取得頻率分集增益,及/或通過頻率選擇調度可取得多用戶分集增益。
第二,預編碼法包含基于碼本的預編碼方案以及量化方案。尤其是,若反饋固定量的閉環(huán)系統(tǒng)的反饋信息時,則可使用基于碼本的預編碼方案。此外,量化方案可用于反饋量化的信道信息?;诖a本的預編碼方案將作為反饋信息的預編碼矩陣(其對于發(fā)射機與接收機是已知的)的索引傳送至發(fā)射機,以取得SNR增益。
圖4為說明使用基于碼本的預編碼方案的多天線系統(tǒng)的發(fā)射機與接收機的示例圖。請參閱圖4,發(fā)射機與接收機每一都具有有限數量的預編碼矩陣(例如P1-PL)。在操作上,接收機使用信道信息以作為反饋信息來將最佳預編碼矩陣索引(例如“index 1”)傳送至發(fā)射機。在響應上,發(fā)射機將index 1應用至預編碼矩陣的對應傳輸數據(X1-XMt)。
表1為在支持兩(2)發(fā)射天線以及空間復用率為2的系統(tǒng)(例如IEEE 802.16e系統(tǒng))內使用3比特的反饋信息時可應用的碼本示例。
[表1]
如同所討論的,相移分集方案可用于在閉環(huán)內取得頻率選擇分集增益,并且也取得頻率調度分集增益。不過,空間復用率1用于相移分集方案,因此無法預期以高傳輸率傳輸數據。此外,若固定分配資源,則難以使用相移分集方案來預期頻率選擇以及頻率調度分集增益。
進一步,如同所討論的,基于碼本的預編碼方案可使用少量反饋信息(或索引信息)并且具有高空間復用率,因此可有效地傳輸數據。不過,因為依賴反饋信息所以需要穩(wěn)定的信道情況,若信道情況不穩(wěn)定時此方法會遭遇困難。進一步,此基于碼本的預編碼方案受限于只能應用在閉環(huán)系統(tǒng)。
為了解決相移分集方案以及/或基于碼本的預編碼方案相關的這些潛在問題,因此提供下列討論。
圖5為說明用于執(zhí)行基于相移的預編碼的發(fā)射機與接收機的示例圖。尤其是,基于相移的預編碼就是將不同相位序列乘上要通過多個天線中的每一個傳輸的數據流。一般而言,使用小循環(huán)延時值以產生相位序列。在這種情況下,從接收機的觀點來看,可取得頻率選擇分集,并且信道的大小根據頻率域增加或減少。
參考圖5,發(fā)射機可利用將接收機(例如移動裝置)配置至頻率域內信道情況良好(或可接受)的部分,來取得調度分集。在此,頻率域的特定部份具有較大頻寬并且不會受到相對比較小的循環(huán)延時值波動的影響。為了將增加或減少的循環(huán)延時值一致地應用至每一天線,可使用基于相移的預編碼矩陣P,如公式1所示。
[公式1]
請參閱公式1,k代表子載波的索引或特定頻寬的索引,并且Wi,jk(i=1,...,Nt,j=1,1,...,R)代表根據k確定的復數加權值。再者,Nt代表發(fā)射天線或虛擬天線的數量,而R代表空間復用率。在此,復數加權值可為根據OFDM符號的索引以及乘上天線的對應子載波。此外,復數加權值可由信道情況以及/或反饋信息來確定。較佳是,公式1的預編碼矩陣P配置成使用酉矩陣,如此減少多天線系統(tǒng)的信道容量損失。
下列公式可用于表示多天線閉環(huán)系統(tǒng)的信道容量,如此定義酉矩陣的元素(或成分)。
[公式2] 請參閱公式2,H代表尺寸為NrxNt的多天線信道矩陣,并且Nr代表接收天線數量。若公式2應用至基于相移的預編碼矩陣P,則結果可用公式3表示。
[公式3] 請參閱公式3,為了降低或消除信道容量損失,PPH必須為單位矩陣。如此,基于相移的矩陣P必須滿足下列公式4的條件。
[公式4] PPH=IN 為了讓基于相移的預編碼矩陣P轉換成單位矩陣,必須滿足2個條件。也就是,必須同時滿足功率限制條件以及正交限制條件。功率限制條件是關于讓矩陣每一列的大小等于1。再者,正交限制條件系關于讓每一列都正交(或列彼此正交)。公式5和公式6為這些條件的示例。
[公式5]
[公式6]
上面關于公式2-6的討論是關于酉矩陣的。下文中,酉矩陣的討論是關于矩陣尺寸2x2的基于相移的預編碼矩陣的。
公式7代表關于兩發(fā)射天線并具有空間復用率2的基于相移的預編碼矩陣。
[公式7] 請參閱公式7,αi,βi(i=1,2)代表實數,θi(i=1,2,3,4)代表相位值并且k代表OFDM信號的子載波索引。
為了將這種預編碼矩陣(例如公式7)轉換成酉矩陣,則必須滿足公式8的功率限制條件以及公式9的正交限制條件。
[公式8] [公式9] 在公式8和9內,*代表結合的復數。若基于相移的預編碼矩陣具備滿足公式7-9的2x2大小,這種矩陣可用下列公式10表示。
[公式10] 請參閱公式10,θ2和θ3根據滿足正交限制條件來維持正交關系。這可如公式11內所示。
[公式11] kθ3=-kθ2+π 預編碼矩陣可用碼本的形式儲存在發(fā)射機和接收機內。碼本包含使用不同θ2值的特定數來產生許多預編碼矩陣。在此,根據信道情況以及是否提供反饋信息來配置θ2值。若提供(或使用)反饋信息,則將θ2值配置為小值。若不提供(或不使用)反饋信息,則將θ2值配置為大值,如此獲得高頻率分集增益。
另外,根據應用至基于相移的預編碼矩陣的延時樣本大小來取得頻率分集增益以及/或頻率調度增益。圖6為說明兩(2)種根據延時樣本大小的基于相移的預編碼的示例圖。
請參閱圖6,若使用大的延時樣本大小(或循環(huán)延時),則利用因為頻率選擇變短而讓頻率選擇周期變高,來取得信道符號的頻率分集增益。較佳為在開放式循環(huán)系統(tǒng)內使用較大延時樣本,其中因為關于信道有嚴重的時間波動,所以反饋信息較不可靠。
更進一步,若使用小的延時樣本值,則信道可來自頻率選擇信道并且信道大小在平坦衰落信道內增加或減少。再者,若OFDM信號的特定子載波領域的信道大小增加,則OFDM信號的其它子載波領域的信道大小減少。換而言之,其關系成反比。
在這種情況下,關于正交頻分多址(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access,OFDMA)系統(tǒng),若通過信道大小已經按照每一用戶增加的頻帶來傳輸信號,則會增加SNR。此外,頻寬已經增加的信道大小對每一位用戶都不一樣,結果是系統(tǒng)可取得關于多位用戶的調度多樣性。更進一步,接收機只需要傳送與可進行資源配置的子載波的信道質量信息(Channel Quality Information,CQI)有關的反饋信息。因此,反饋信息的大小可隨之減少。
基于相移的預編碼的延時樣本(或循環(huán)延時)可為發(fā)射機與接收機中的預定值,或可通過反饋信息從接收機提供給發(fā)射機。更進一步,在發(fā)射機與接收機上空間復用率R可為預定值,或可在接收機定期衡量信道情況來計算空間復用率之后,由接收機作為反饋信息提供給發(fā)射機。在此,發(fā)射機可使用從接收機反饋的信道信息來計算及/或操縱空間復用率。
廣義的相移分集(Generalized Phase Shift Diversity,GPSD) 如上所述,基于相移的預編碼矩陣是根據具有Nt個天線(Nt大于或等于2并且為自然數)以及空間復用率R(R>1并且為自然數)的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可依照公式12來表示。
[公式12]
請參閱公式12,

代表具有Nt個發(fā)射天線以及空間復用率R的MIMO-OFDM信號中第k個子載波的廣義相移分集(GPSD)矩陣。
再者,

為滿足

的酉矩陣,并且用于縮小子載波符號之間的內部符號干擾。尤其是,

也應該滿足酉矩陣條件,如此可維持相移的對角矩陣的酉矩陣特性。
公式13代表公式12中頻率域的相位角θi,i=1,...,Nt與時間域的時間延遲τi,i=1,...,Nt間的關系。
[公式13] 請參閱公式13,Nfft代表OFDM信號的子載波數量。
作為公式12的示例,公式14代表具有使用1比特碼本的兩(2)發(fā)射天線或虛擬天線的系統(tǒng)。
[公式14] 請參閱公式14,因為一旦α已經確定,β就可輕易確定,α可預設為兩個值,并且有關默認值的信息可用碼本索引的形式反饋。例如若反饋碼本索引為0,α可為0.2,并且若反饋碼本索引為1,則α可為0.8。這些值可在發(fā)射機與接收機之間協(xié)議與共享。
關于公式12,使用酉矩陣

特定預編碼矩陣(例如WalshHadamard矩陣或離散傅立葉變換)的示例來取得SNR分集。
若使用Walsh Hadamard矩陣,則GPSD矩陣關于公式12的示例可表示在公式15內。
[公式15] 請參閱公式15,此公式是基于根據(4)個傳輸或虛擬天線以及空間復用率4。在此,等號右邊的第二個矩陣(例如表示為1s與-1s)可被重新配置來選擇特定天線(例如天線選擇)以及/或調整空間復用率(例如比率調整)。
公式12的酉矩陣

可用碼本的形式提供給發(fā)射機和接收機。在此,發(fā)射機可從接收機接收碼本的索引信息。此后,發(fā)射機可從碼本選擇對應索引的酉矩陣,并應用公式12來配置基于相移的預編碼矩陣。
公式16表示重新配置的酉矩陣,用于在具有四(4)個傳輸或虛擬天線的系統(tǒng)內選擇兩(2)個天線。
[公式16] 進一步,下表2顯示若空間復用率因為在時間以及/或信道條件內不致而改變,一種根據對應的復用率來重新配置酉矩陣的方法。
[表2]
請參閱表2,根據復用率(例如1、2或4的復用率)選擇第一列、第一和第二列以及/或第一到第四列。不過,復用率(或列的選擇)并不受限于表2的示例,復用率可為一(1)并且可選擇四列中任一列。再者,若復用率為(2),則可選擇四列中的任兩列(例如1-2、2-3、3-4或4-1)。
在上列示例中,使用(沃什哈德瑪)Walsh Hadamard矩陣,下列示例顯示GPSD矩陣,其中具有2x2或4x4 Walsh碼的酉矩陣

應用至公式12。在此,表2代表2x2并且表3代表4x4。
[表3]
[表4]
時間可變的GPSD 公式12的GPSD矩陣的相位角θi以及/或酉矩陣U可隨時間而變。換而言之,相位角θi以及/或酉矩陣U可為時間獨立。時間可變的GPSD關于公式12的示例顯示在公式17內。
[公式17]
請參閱公式17,

代表在特定時間t內具有Nt個傳輸/虛擬天線以及空間復用率R的MIMO-OFDM信號中第k個子載波的GPSD矩陣。再者,

為滿足

的酉矩陣,并且用于縮小子載波符號的間的內部符號干擾。尤其是,

也應該滿足酉矩陣條件,如此可維持相移的對角矩陣的酉矩陣特性。
公式18代表公式12中頻率域的相位角θi,i=1,...,Nt與時間域的時間延遲τi,i=1,...,Nt間的關系。
[公式18] 請參閱公式18,Nfft代表OFDM信號的子載波數量。
如公式17和18內所示,時間延時樣本值以及酉矩陣可隨時間經過而變,并且時間單位可表示在OFDM符號單位或者特定時間單位內。
應用具有2x2或4x4 Walsh碼的酉矩陣來獲得時間可變GPSD的GPSD矩陣示例分別顯示在表5和表6內。
[表5]
[表6]
增強型GPSD 在包含對角矩陣以及酉矩陣的GPSD矩陣內,如公式12內所示,加入第三矩陣,形成增強型GPSD矩陣。增強型GPSD矩陣可如公式19內所示。
[公式19]
請參閱公式19并與公式12比較,增強型GPSD矩陣在對角矩陣之前包含一個具有大小NtxR的預編碼矩陣P。因此,對角矩陣的大小變成RxR。更進一步,新加入的預編碼矩陣

可有不同配置用于特定頻寬或特定子載波符號。再者,新加入的預編碼矩陣

可配置成閉環(huán)系統(tǒng)內的酉矩陣。在新增或包含預編碼矩陣

的下,可取得最佳SNR增益。
此外,可將包含多個預編碼矩陣

的碼本提供給發(fā)射機與接收機。
在增強型GPSD矩陣內,至少一個預編碼矩陣P、對角矩陣的相位角θ以及酉矩陣U的相位角會隨時間改變。為此,若后續(xù)(或下一個)預編碼矩陣P的索引以預定的時間單位或預定的子載波單位反饋至發(fā)射機,則可從碼本內選擇來自對應索引的特定預編碼矩陣P。在此情況下,增強型GPSD矩陣可如公式20內所示。
[公式20]
請參閱公式20,于2007年4月16日提出編號為10-2007-0037008的韓國專利申請案內有增強型GPSD的詳細說明。為此,將省略增強型GSPD的討論。
每一天線的相移關系的配置 下面討論說明GPSD、時間可變GPSD、增強型GPSD以及增強型時間可能GPSD的對角矩陣的每一相位角θNt。為了簡化起見,該討論是以關于時間可變GPSD的每一天線的相移關系為基礎,但也可應用在上列其它GPSD形式中。
相移關系配置-具體實施例1 時間可變GPSD的相位角配置成根據每一天線的索引來線性增加。每一相位角之間的關系都可用數學方式表示,并且可如公式25內所示。
[公式25] θ1(t)=0·θ(t),θ2(t)=1·θ(t) θ3(t)=2·θ(t), θ4(t)=3·θ(t) 尤其是,此具體實施例在單一線性陣列天線結構內可取得高能力。尤其是,若空間復用率被配置或重新配置為小(或低)的,如表2內的情況,則可取得最佳波束增益。更進一步,若酉矩陣U被設定或重新配置成天線選擇型,如公式16內所示,則可取得高增益。
相移關系配置-具體實施例2 時間可變GPSD的相位角可配置成通過交替偶數天線與奇數天線之間的相位角來具有相同相位角。在具有四個天線的系統(tǒng)內,每一相位角之間的關系都可用數學方式表示,并且可如公式26內所示。
[公式26] θ1(t)=0·θ(t),θ2(t)=1·θ(t) θ3(t)=0·θ(t),θ4(t)=1·θ(t) 請參閱公式26,第一天線與第三天線具有相同相位角,并且第二與第四天線具有相同相位角。在此具體實施例內,若信道功率較高,則系統(tǒng)在區(qū)塊對角信道類型(例如交叉極性天線)內具備高效能。
相移關系配置-具體實施例3 時間可變GPSD的相位角可配置成特定天線的相位角與其它天線的相位角不同。在此情況下,相位角的所有關系都可如公式27內所示。
[公式27] θ1(t)=1·θ(t),θ2(t)=0·θ(t) θ3(t)=1·θ(t),θ4(t)=1·θ(t) 請參閱公式27,若第二索引的天線與其它天線間的相關性過高,則第二天線的相位角配置成與其它天線的相位角不同。根據此具體實施例,若特定天線與其它天線間的相關性不低,則可取得高波束增益。
上述具體實施例討論了配置每一天線的相位角關系,以對應于發(fā)射天線的結構。不過,依照天線的相移關系可對每一天線進行不同的設置。更進一步,依照天線的相移關系也可對每一單位時間進行不同的設置,并且在進行時,要考慮依照天線的信道條件以及/或干擾程度。最后,依照天線的相移關系可配置成對應于分配給每一天線的每一頻帶。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置 關于GPSD的時間延遲τi和酉矩陣UNtxR,可根據許多條件不同或獨立的方式確定時間可變GPSD的時間延遲τi(t)和酉矩陣UNtxR(t)以及增強型GPSD的時間延遲τi,τi(t))和酉矩陣(UNtxR,UNtxR(t))。以下討論是關于GPSD的時間延遲以及/或酉矩陣;不過,相同的討論也可應用至時間可變GPSD以及增強型GPSD。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例1 類似于OFDM系統(tǒng),若依照子載波使用不同的頻帶(例如1.25MHz,5MHz,10MHz,...,100MHz),則可根據每一系統(tǒng)頻寬以不同方式配置GPSD的時間延遲以及/或酉矩陣。不過,時間延遲可在特定時間期間內使用相同值,而不管頻帶,并且只有酉矩陣可根據每一頻帶進行不同的配置。簡要來說,GPSD的時間延遲以及酉矩陣可被獨立配置。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例2 若基站(Base Station,BS)分配并通知移動站(Mobile Station,MS)特定時間以及/或特定酉矩陣,然后MS可配置BS提供的時間延遲以及/或酉矩陣,并據此傳輸。
若BS接收的數據量(例如反饋信息)超過緩沖區(qū)大小,則需要例如MS重新傳輸數據。將這種可能性列入考慮,可確定特定時間延遲以及/或酉矩陣相關的值。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例3 BS可參考從MS傳送的反饋信息來確定時間延遲以及/或酉矩陣。再者,BS可使用確定的時間延遲以及/或酉矩陣在下行鏈路方向內傳輸數據。反饋信息可定期傳輸,并且BS可在每次接收到反饋信息時重新配置時間延遲以及/或酉矩陣。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例4 根據分配給發(fā)射機(例如BS或MS)的資源來分別配置GPSD的時間延遲。例如若分配給發(fā)射機的資源較多,則發(fā)生子載波干擾的可能性就小,因此時間延遲可設定為0或相當小的值。另外,若分配的資源較少,則可設定較大的時間延遲,如此減少內部子載波干擾。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例5 BS可選擇特定酉矩陣當成GPSD的酉矩陣。尤其是,可選擇以及/或使用所選取酉矩陣的特定列。
如表2內所示,根據數據傳輸期間的復用率來確定列數。BS可確定GPSD要使用的特定酉矩陣,并且可參照從MS反饋的復用率,以便確定對應于該復用率的用于選取的酉矩陣的列數。此外,BS可將選擇的酉矩陣上的信息(或酉矩陣的索引)以及對應酉矩陣的被選擇的列上(或列的子索引)信息通知MS。
在此,若BS接收的數據量(例如反饋信息)超過緩沖區(qū)大小,則需要例如MS重新傳輸數據。將這種可能性列入考慮,可選擇特定酉矩陣以及/或對應酉矩陣的特定列。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例6 GPSD的時間延遲以及酉矩陣可根據其中BS在網絡進入期間提供必要值給MS并且MS使用提供值來傳輸數據的方式來執(zhí)行。另外,BS可確定必要值并且使用這些值在下行鏈路方向內傳輸數據。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例7 GPSD的時間延遲可根據復用率進行不同的配置。例如若復用率為1,則時間延遲設定為1/2,并且若復用率為2,則時間延遲設定為1/4。本具體實施例可與其中選擇來自酉矩陣的特定列的具體實施例5連用。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例8 GPSD的時間延遲可根據數據配置法進行不同的配置。例如若MS的信號分布并配置通過頻率域,以便取得頻率分集增益,而時間延遲可設定相對較大將頻率分集增益效用最佳化。再者,若利用將MS信號緊密配置在頻率域內并且利用將MS信號配置在具有優(yōu)良信道間隔的頻率域內來搜尋頻率調度增益,則時間延遲可設定為相對較小,如此將調度增益最佳化。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例9 GPSD的時間延遲可根據MS的移動速度進行不同的配置。例如若MS移動性的速度不快,則因為內部子載波干擾相當小,所以時間延遲可設定為較小。另外,若MS移動性的速度不慢,則因為內部子載波干擾相當大,所以時間延遲可設定為較大。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例10 GPSD的時間延遲可根據多天線系統(tǒng)的種類進行不同的配置。例如若使用單一用戶MIMO,則因為需要考慮到內部子載波干擾相對不高所以時間延遲可設定為小值,如STC的情況。另外,若使用多用戶MIMO(例如單分多址),則因為用戶之間配置的子載波需要對子載波內的干擾敏感,所以時間延遲可較大。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例11 GPSD的時間延遲可根據用戶流量的種類進行不同的配置。例如若用戶流量為單播流量或多播流量,則時間延遲可根據條件或狀況變更設定為小或大。不過,若用戶流量為廣播流量,則因為傳輸給相當大量用戶,所以時間延遲較大。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例12 GPSD的時間延遲可根據服務小區(qū)內MS的數量進行不同的配置。例如若大量MS屬于一小區(qū),則時間延遲可設定為較大值,并且若少量MS屬于一小區(qū),則時間延遲可設定為較小值。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例13 GPSD的時間延遲可根據小區(qū)的條件或狀態(tài)進行不同的配置。例如小區(qū)可區(qū)分為孤立的小區(qū)(例如熱點)或多小區(qū),在孤立小區(qū)內,時間延遲可設定為小值,而在多小區(qū)內時間延遲則設定為大值。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例14 根據在頻率單位或時間單位上傳輸的粒度大小來分別配置GPSD的時間延遲。例如若頻率粒度為精細(例如精細粒度),則因為必須考慮到干擾造成的數據損失,所以時間延遲可設定為較大值。不過,若頻率粒度為粗糙(例如粗糙粒度),則時間延遲設定為較小值。更進一步,與頻率粒度相同的邏輯或法則可應用至時間粒度。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例15 GPSD的時間延遲可根據碼本的大小進行不同的配置。例如若系統(tǒng)使用具有少量預編碼矩陣的碼本,則時間延遲可設定為較大值,而若碼本具有大量預編碼矩陣,則時間延遲可設定為較小值。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例16 GPSD的時間延遲可根據發(fā)射天線的數量進行不同的配置。例如因為每一天線的時間延遲都必須分布在固定生存時間(Time-to-live,TTL)周期內,所以在具有大量發(fā)射天線的系統(tǒng)內配置相對較小的時間延遲值。針對相同原因,但是從相對觀點來看,若發(fā)射天線數量不多,則時間延遲設定為較大值。
時間延遲以及/或酉矩陣的配置-具體實施例17 GPSD的時間延遲可根據從MS傳送來的信道質量信息進行不同的配置。例如接收機可測量信道質量,并且根據測量的信道質量來計算調制以及編碼法則(Modulation and Coding Scheme,MCS)層級索引。在此之后,MCS層級索引可反饋(或傳輸)至BS。般而言,若MCS層級索引為高,這指示可接受的信道質量,則時間延遲設定為較小值。
執(zhí)行基于相移的預編碼的發(fā)射機/接收機 圖7為說明使用基于相移的預編碼的SCW OFDM型發(fā)射機與接收機的示例圖。圖8為說明使用基于相移的預編碼的MCW OFDM型發(fā)射機與接收機的示例圖。
一般而言,通信系統(tǒng)包含發(fā)射機與接收機。承載發(fā)射機與接收機功能的裝置可稱為收發(fā)器。換而言之,收發(fā)器為發(fā)射機與接收機的組合。不過,為了確實說明反饋信息功能,所以將分開討論發(fā)射機與接收機。
在下行鏈路方向內,發(fā)射機可為BS的一部分,并且接收機可為MS的部分。另外,發(fā)射機可為MS的部分,而接收機可為BS的部分。BS可包含多個發(fā)射機及/或接收機。類似地,MS可包含多個發(fā)射機及/或接收機。
接收機的功能與發(fā)射機的功能相對(或相反),并且以相反順序執(zhí)行。如此,下面的討論將集中說明發(fā)射機的功能。
請參閱圖7和圖8,發(fā)射機包含信道編碼器(510,610)、交織器(520,620)、快速傅立葉反變換(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)(550,650)以及模擬轉換器(560,660),加上圖1內說明的組件。因為功能已經參閱圖1做說明,所以這些功能的討論將會省略。在此,將詳細解釋預編碼器(540,640)的討論。
預編碼器(540,640)進一步包含預編碼矩陣確定模塊(541,641)以及預編碼模塊(542,642)。尤其是,預編碼矩陣確定模塊(541,641)可用于確定公式12、14、15、20和21任一形式內的基于相移的預編碼矩陣。上面已經討論過如何確定預編碼矩陣的細節(jié),因此將省略進一步討論。更進一步,可根據相移關系配置具體實施例1-3來確定預編碼矩陣確定模塊(541,641)。
此外,利用將對應子載波的OFDM符號乘上根據預編碼矩陣確定模塊(541,641)所確定的基于相移的預編碼矩陣,則預編碼模塊(542,642)可用于執(zhí)行預編碼操作。
本領域的技術人員可理解在本發(fā)明中可具有各種修改及變化,而不背離本發(fā)明的精神及范圍。因此,希望本發(fā)明涵蓋本發(fā)明的這些修改及變化,只要其處于所附權利要求及其等同區(qū)域內。
權利要求
1.一種在使用多個子載波的多天線系統(tǒng)內使用基于相移的預編碼來傳輸數據的方法,所述方法包含
確定用于提供不同的相位角給多個天線中的每一個的對角矩陣,以作為基于相移的預編碼矩陣的一部分;
從第一碼本內選擇酉矩陣以作為基于相移的預編碼矩陣的一部分;以及
根據所述對角矩陣以及所述酉矩陣來對子載波相關的符號執(zhí)行預編碼。
2.如權利要求1所述的方法,進一步包含
從第二碼本內選擇預編碼矩陣;
根據所述選取的預編碼矩陣、對角矩陣以及所述酉矩陣來對子載波相關的符號執(zhí)行預編碼。
3.如權利要求1所述的方法,其中,在對應的子載波的索引被計算為特定大小的碼本之后,選擇所述酉矩陣。
4.如權利要求1所述的方法,其中,所述對角矩陣的相位角與所述酉矩陣中的至少一個隨時間改變。
5.如權利要求1所述的方法,其中,所述對角矩陣允許連續(xù)天線的相位角線性增加。
6.如權利要求1所述的方法,其中,所述對角矩陣允許偶數天線與奇數天線的相位角交替地具有相同相位角。
7.如權利要求1所述的方法,其中,所述對角矩陣允許與其它天線具有高相關性的特定天線具有不同相位角。
8.如權利要求1所述的方法,其中,所述對角矩陣的相位角與所述酉矩陣中的至少一個會根據分配的頻率帶寬而被不同地確定。
9.如權利要求1所述的方法,其中,當接收機確定信道情況并且傳送至發(fā)射機時,所述對角矩陣的相位角與所述酉矩陣中的至少一個被使用。
10.如權利要求1所述的方法,其中,當發(fā)射機考慮從接收機傳送來的反饋信息時,使用所述對角矩陣與所述酉矩陣的相位角中的至少一個。
11.如權利要求1所述的方法,其中,對應于所述對角矩陣的相位角的時間延遲會根據復用率而被不同地確定。
12.如權利要求1所述的方法,其中,對應于所述對角矩陣的相位角的時間延遲會根據發(fā)射天線的數量而被不同地確定。
13.一種在使用多個子載波的多天線系統(tǒng)內使用基于相移的預編碼來傳輸數據的設備,所述設備包含
預編碼矩陣確定模塊,其被配置為確定用于相移和碼本中的至少一個的對角矩陣,并且所述基于相移的預編碼矩陣是以所述對角矩陣與酉矩陣為基礎的;以及
預編碼模塊,其被配置為根據所述對角矩陣以及所述酉矩陣來對子載波相關的符號執(zhí)行預編碼。
14.如權利要求13所述的設備,其中
所述預編碼矩陣確定模塊進一步配置為從第二碼本中選擇預編碼矩陣,并且根據所述對角矩陣、所述酉矩陣以及所述預編碼矩陣來確定所述基于相移的預編碼矩陣;以及
所述預編碼模塊被進一步配置成根據所述預編碼矩陣、所述對角矩陣以及所述酉矩陣來對子載波相關的符號執(zhí)行預編碼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在使用多個子載波的多天線系統(tǒng)內使用基于相移的預編碼來傳輸數據的方法。尤其是,該方法包含確定用于提供不同的相位角給多個天線中的每一個的對角矩陣,以作為基于相移的預編碼矩陣的一部分;從第一碼本內選擇酉矩陣以作為基于相移的預編碼矩陣的一部分;以及根據該對角矩陣以及該酉矩陣來對子載波相關的符號執(zhí)行預編碼。
文檔編號H04B7/04GK101715641SQ200780034731
公開日2010年5月26日 申請日期2007年9月19日 優(yōu)先權日2006年9月19日
發(fā)明者李文日, 任彬哲, 李旭峰, 千珍英, 高賢秀, 鄭進赫 申請人:Lg電子株式會社
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