專利名稱：在多天線系統(tǒng)中發(fā)射數(shù)據(jù)的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信，并且更具體地涉及使用多個天線來發(fā)送數(shù)據(jù)的方法。
背景技術：
多輸入多輸出(MIMO)近來已經(jīng)成為關注中心，以便最大化無線通信系統(tǒng)的性能 和通信容量。MIMO技術是脫離使用一個發(fā)射天線和一個接收天線的技術的方法，并且可以 通過采用多個發(fā)射天線和多個接收天線來改善發(fā)射/接收數(shù)據(jù)的傳輸效率。MIMO系統(tǒng)也被 稱為多天線系統(tǒng)。MIMO技術是用于在不依賴于單個天線路徑的情況下收集和完成由幾個天 線接收到的數(shù)據(jù)段以便接收一個完整的消息的技術的應用。因此，可以在特定范圍中改善 數(shù)據(jù)傳送率，或可以提高用于特定數(shù)據(jù)傳送率的系統(tǒng)的范圍。MIMO技術包括發(fā)射分集、空間復用和波束形成等。發(fā)射分集是用于通過多個發(fā)射 天線來發(fā)送同一數(shù)據(jù)以便提高發(fā)射可靠性的技術?？臻g復用是用于通過同時經(jīng)由多個發(fā)射 天線來發(fā)送不同的數(shù)據(jù)而在不提高系統(tǒng)帶寬的情況下高速發(fā)送數(shù)據(jù)的技術。波束形成用于 通過根據(jù)在多個天線中的信道狀態(tài)來應用權重而提高信號的信號干噪噪聲比。可以通過權 重向量或權重矩陣來表示權重，并且可以將權重稱為預編碼向量或預編碼矩陣。空間復用包括用于單個用戶的空間復用和用于多個用戶的空間復用。用于單個用 戶的空間復用被稱為單個用戶MIMO(SU-MIMO)，并且用于多個用戶的空間復用被稱為空分 多址(SDMA)或多用戶MIMO(MU-MIMO)。MIMO信道的容量與天線數(shù)目成比例地增加。MIMO 信道可以被劃分為獨立的信道。假定發(fā)射天線的數(shù)目是Nt，并且接收天線的數(shù)目是Nr，則 獨立信道Ni的數(shù)目Ni是Ni彡min{Nt，Nr}.。每一個獨立信道可以說是空間層。秩是MIMO 信道矩陣的非零特征值的數(shù)目，并且可以被定義為可以復用的空間流的數(shù)目。MIMO技術包括基于碼本的預編碼方案?；诖a本的預編碼方案是用于從預定的預 編碼矩陣當中選擇最類似于MIMO信道的預編碼矩陣，并且發(fā)送預編碼矩陣索引(PMI)的方 法。這種方法可以減小反饋數(shù)據(jù)的開銷。碼本由可以表示空間信道的碼本集構成。為了提 高數(shù)據(jù)傳送率，必須增加天線的數(shù)目。隨著天線數(shù)目的增加，碼本必須由更多數(shù)目的碼本集 構成。如果碼本集的數(shù)目根據(jù)增加的天線的數(shù)目而增加，則不僅可以提高反饋數(shù)據(jù)的開銷， 而且難以設計碼本。需要一種可以在多天線系統(tǒng)中有效地應用基于碼本的預編碼方案的方法，該多天 線系統(tǒng)與現(xiàn)有的天線數(shù)目相比較具有增加數(shù)目的天線。

發(fā)明內容
技術問題要由本發(fā)明實現(xiàn)的目的是提供一種能夠向多個增加的天線有效地應用基于碼本 的預編碼方案的方法。技術方案根據(jù)本發(fā)明的一個方面的一種用于在多天線系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，包括步驟通過向第一天線簇和第二天線簇應用信道相關的預編碼來生成發(fā)射信號，每一個天線簇包 括多個天線，其中，通過預編碼權重矩陣來執(zhí)行所述信道相關的預編碼，在所述預編碼權重 矩陣中，每一個所述天線簇的預編碼權重具有塊對角形式，并且通過對于在每一個所述天 線簇中包括的發(fā)射天線的數(shù)目P和向每一個所述天線簇應用的層的數(shù)目V(P和V是大于0 的整數(shù))的PXV來表示所述預編碼權重；以及發(fā)送所述發(fā)射信號。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的一種用戶設備(UE)在多天線系統(tǒng)中操作的方法，包 括步驟估計基站(BQ的多個發(fā)射天線信道；從所述估計的信道向所述BS饋送用于第一 簇和第二簇的信道相關的預編碼矩陣或預編碼矩陣索引(PMI)，所述第一簇和第二簇包括 多個不同的天線；以及使用所述反饋預編碼矩陣或從所述PMI引出或直接使用的預編碼權 重來接收預編碼和發(fā)射的數(shù)據(jù)。有益效果可以相對于比現(xiàn)有多天線系統(tǒng)的天線更多的多個天線來利用現(xiàn)有的碼本。因此， 可以降低系統(tǒng)的復雜性，并且可以保證不支持多個增加的天線的用戶設備的后向兼容性。


圖1是示出無線通信系統(tǒng)的框圖；圖2示出發(fā)射機結構的示例；圖3示出在多天線系統(tǒng)中的發(fā)射機和接收機之間的數(shù)據(jù)處理；以及圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的天線成簇。
具體實施例方式圖1是示出無線通信系統(tǒng)的框圖。無線通信系統(tǒng)被廣泛地部署，以便提供各種通 信服務，諸如語音和分組數(shù)據(jù)。參見圖1，無線通信系統(tǒng)包括用戶設備(UE) 10和基站(BS) 20。UE 10可以是固定 或移動的，并且被稱為另一術語，諸如移動站(MS)、用戶終端(UT)、訂戶站(SS)或無線設 備。通常，BS 20指的是與UE 10進行通信的固定站，并且它可以被稱為另一術語，諸如節(jié) 點B、基站收發(fā)信機系統(tǒng)(BTQ或接入點。在一個BS 20中可以存在一個或多個小區(qū)。以下，下行鏈路(DL)指的是從BS 20到UE 10的通信，并且上行鏈路(UL)指的是 從UE 10到BS 20的通信。在下行鏈路中，發(fā)射機可以是BS 20的一部分，并且接收機可以 是UE 10的一部分。在上行鏈路中，發(fā)射機可以是UE 10的一部分，并且接收機可以是BS 20的一部分。無線通信系統(tǒng)可以是基于正交頻分復用(OFDM)/正交頻分多址(OFDMA)的系統(tǒng)。 OFDM采用多個正交子載波。OFDM采用在逆快速傅立葉變換(IFFT)和快速傅立葉變換(FFT) 之間的正交特性。發(fā)射機對數(shù)據(jù)執(zhí)行IFFT，并且發(fā)送該數(shù)據(jù)。接收機通過對接收信號執(zhí)行 FFT來恢復原始數(shù)據(jù)。發(fā)射機使用IFFT以便組合多個子載波，并且接收機使用對應的FFT 以分離多個子載波。無線通信系統(tǒng)可以是多天線系統(tǒng)。該多天線系統(tǒng)可以是多輸入多輸出(MIMO)系 統(tǒng)。替代地，多天線系統(tǒng)可以是多輸入單輸出(MISO)系統(tǒng)、單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)、或 單輸入多輸出(SIMO)系統(tǒng)。MIMO系統(tǒng)使用多個發(fā)射天線和多個接收天線。MISO系統(tǒng)使用多個發(fā)射天線和一個接收天線。SISO系統(tǒng)使用一個發(fā)射天線和一個接收天線。SIMO系統(tǒng) 使用一個發(fā)射天線和多個接收天線。在多天線系統(tǒng)中，諸如空間頻率塊代碼(SFBC)和空間時間塊代碼(STBC)的空時 編碼(SPC)、循環(huán)延遲分集(CDD)、頻分交換發(fā)射分集(FSTD)和時間交換發(fā)射分集(TSTD) 可以被用作在秩1使用多個天線的方案。空間復用(SM)、一般化的循環(huán)延遲分集(GCDD)和 選擇性虛擬天線置換(S-VAP)可以被用作在秩2或更高使用多個天線的方案。SFBC是能夠 通過在空間區(qū)域和頻域中有效地應用選擇性來在對應的維度中確保分集增益和多個用戶 調度增益兩者的方案。STBC是在空間區(qū)域和時域中應用選擇性的方案。FSFD是用于根據(jù) 頻率來分類通過多個天線發(fā)射的信號的方案。TSTD是用于根據(jù)時間來分類通過多個天線發(fā) 射的信號的方案?？臻g復用是用于通過每一個天線發(fā)送不同的數(shù)據(jù)來提高傳輸率的方案。 GCDD是用于在時域和頻域中的選擇性的方案。S-VAP是使用單個預編碼矩陣的方案，并且 它包括多個代碼字(MCW) S-VAP，其中，在空間分集或空間復用和使用單個代碼字的單個代 碼字(SCW)S-VAP中的天線之間混合多個代碼字。圖2示出發(fā)射機結構的示例。參見圖2，發(fā)射機100包括編碼器110-1至110-K、調制器120_1至120-K、層映射 器130、預編碼器140、子載波映射器150-1至150-K和OFDM信號發(fā)生器160-1至160-K。 發(fā)射機100包括Nt (Nt彡1)個發(fā)射天線170-1至170-Nt。編碼器110-1至110-K通過根據(jù)預定的編碼方案編碼接收到的數(shù)據(jù)來形成編碼的 數(shù)據(jù)。所編碼的數(shù)據(jù)可以被稱為代碼字，并且可以通過下面的等式1來表示代碼字b。等式1
權利要求
1.一種用于在多天線系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，包括步驟通過向第一天線簇和第二天線簇應用信道相關的預編碼來生成發(fā)射信號，所述天線簇 中的每一個包括多個天線，其中，通過預編碼權重矩陣來執(zhí)行所述信道相關的預編碼，在所 述預編碼權重矩陣中，所述天線簇中的每一個的預編碼權重具有塊對角形式，并且通過對 于在所述天線簇的每一個中包括的發(fā)射天線的數(shù)目P和向所述天線簇中的每一個應用的 層數(shù)V(P和V是大于0的整數(shù))的PX V來表示所述預編碼權重；以及發(fā)送所述發(fā)射信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述信道相關的預編碼通過向所述預編碼權重 應用用于循環(huán)延遲分集(CDD)的對角矩陣來執(zhí)行。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述信道相關的預編碼通過向所述預編碼權重 應用用于空間復用的離散傅立葉變換(DFT)酉矩陣來執(zhí)行。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的方法，其中，用于CCD的所述對角矩陣的大小或所述DFT 酉矩陣的大小根據(jù)向所述天線簇中的每一個應用的層數(shù)來確定。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述信道相關的預編碼通過應用天線轉換矩陣 來執(zhí)行，所述天線轉換矩陣用于向物理天線映射所述第一天線簇和所述第二天線簇。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述信道相關的預編碼通過向所述預編碼權重 應用用于不同地配置所述預編碼權重矩陣的權重因子來執(zhí)行。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，t個不同的秩被應用于所述第一天線簇和所述第 二天線簇。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述預編碼權重是在現(xiàn)有系統(tǒng)中預先定義的預 編碼矩陣。
9.一種用戶設備(UE)在多天線系統(tǒng)中操作的方法，所述方法包括步驟估計基站(BQ的多個發(fā)射天線信道；從所述估計的信道向所述BS饋送用于第一簇和第二簇的信道相關的預編碼矩陣或預 編碼矩陣索引(PMI)，所述第一簇和第二簇包括多個不同的天線；以及使用所述反饋的預編碼矩陣或從所述PMI引出或直接使用的預編碼權重來接收預編 碼和發(fā)射的數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種用于在多天線系統(tǒng)中發(fā)射數(shù)據(jù)的方法，包括步驟通過向包括多個天線的第一天線簇和第二天線簇應用信道相關的預編碼來生成發(fā)射信號；以及發(fā)射該發(fā)射信號。通過預編碼權重矩陣來執(zhí)行信道相關的預編碼，在該預編碼權重矩陣中，以塊對角形式來配置每一個天線簇的預編碼權重。通過P×V(P和V是大于0的整數(shù))來表示該預編碼權重，其中，P是在每一個天線簇中包括的發(fā)射天線的數(shù)目，并且V是向每一個天線簇應用的層數(shù)。
文檔編號H04B7/06GK102138287SQ200980133934
公開日2011年7月27日 申請日期2009年7月29日 優(yōu)先權日2008年7月30日
發(fā)明者任彬哲, 千珍英, 李文一, 李旭峰, 高賢秀 申請人:Lg電子株式會社