專利名稱：用于mimo系統(tǒng)的速率自適應(yīng)傳輸方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)通信，并且具體涉及用于多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)的速率自適應(yīng)傳輸方案。
背景技術(shù)：
MIMO系統(tǒng)采用多個(gè)(NT)發(fā)射天線和多個(gè)(NR)接收天線用于數(shù)據(jù)傳輸。由所述NT個(gè)發(fā)射天線和NR個(gè)接收天線所形成的MIMO信道可以被分解為Ns個(gè)獨(dú)立的信道，其中Ns≤min{NT，NR}。所述Ns個(gè)獨(dú)立信道中的每一個(gè)信道都對應(yīng)于一個(gè)維度。如果由所述多發(fā)射和多接收天線所生成的附加維度被使用，則所述MIMO系統(tǒng)可以提供改進(jìn)的性能(例如，更大的吞吐量和/或更高的可靠性)。
在無線通信系統(tǒng)中，待被發(fā)射的數(shù)據(jù)通常被處理(例如，被編碼或者被調(diào)制)以提供數(shù)據(jù)符號。對于MIMO系統(tǒng)，一個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)符號流可以從發(fā)射器被發(fā)送到接收器。使用空間復(fù)用，多個(gè)數(shù)據(jù)符號流可以從多個(gè)發(fā)射天線并行地被發(fā)射，其中所述空間復(fù)用利用MIMO信道的附加維度。為了獲得大吞吐量，理想的是并行地發(fā)射盡可能多的數(shù)據(jù)符號流。然而，可以被發(fā)射的數(shù)據(jù)符號流的數(shù)目以及可以用于所述數(shù)據(jù)符號流的速率通常是取決于信道條件的。現(xiàn)在可以獲得用于空間復(fù)用的多種傳輸方案，包括(1)“天線復(fù)用”方案，其從每個(gè)天線發(fā)射一個(gè)數(shù)據(jù)符號流，以及(2)“本征模式(eigenmode)復(fù)用”方案，其在MIMO信道中的每個(gè)獨(dú)立信道上發(fā)射一個(gè)數(shù)據(jù)符號流。
可選擇地，可以使用發(fā)射分集從多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射單個(gè)數(shù)據(jù)符號流，以便提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。通過使用多個(gè)發(fā)射天線和多個(gè)接收天線來實(shí)現(xiàn)分集，以提供多個(gè)傳播通道用于所述數(shù)據(jù)符號流。如果期望有較高的可靠性，或者如果信道條件太差以至于最好使用所有可用的發(fā)射功率用于一個(gè)數(shù)據(jù)符號系統(tǒng)，則發(fā)射分集可以被使用。目前可以獲得多種用于發(fā)射分集的傳輸方案，包括(1)由S.M.Alamouti在論文中所描述的“空時(shí)分集(space-time diversity)”方案，所述論文的標(biāo)題為“A Simple TransmitDiversity Technique for Wireless Communications”IEEE JSAC，Oct.1998，以及(2)由B.Raghothaman等在論文中所描述的“延遲分集(delaydiversity)”方案，所述論文的標(biāo)題為“Performance of Closed LoopTransmit Diversity with Feedback Delay”Thirty-Fourth AsilomarConference on Signals，Systems and Computers，2000。
為了獲得高性能，MIMO系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成支持一種或多種用于空間復(fù)用的傳輸方案以及一種或多種用于發(fā)射分集的傳輸方案。對于所述MIMO系統(tǒng)，在任何指定的傳輸間隙，根據(jù)信道條件以及期望的結(jié)果(例如，更大的吞吐量或者更高的可靠性)可以選擇特定的傳輸方案來使用。然而，用于空間復(fù)用的傳統(tǒng)的傳輸方案在設(shè)計(jì)上常常與用于發(fā)射分集的傳統(tǒng)的傳輸方案有著很大的不同。因此，如果所述系統(tǒng)中的發(fā)射器和接收器需要支持多種(并且不同的)用于空間復(fù)用和發(fā)射分集的傳輸方案，那么其復(fù)雜度將被大大地增加。此外，為了獲得高性能，理想的是充分地利用可用于所述系統(tǒng)的總發(fā)射功率，以及充分地利用可用于所述NT個(gè)發(fā)射天線的每個(gè)的全部功率，以用于數(shù)據(jù)傳輸，而不管所發(fā)射的數(shù)據(jù)符號流的數(shù)量。
因此，在技術(shù)上需要這樣的傳輸方案，所述傳輸方案能夠支持空間復(fù)用，提供發(fā)射分集，并且充分利用MIMO系統(tǒng)中的可用發(fā)射功率。

發(fā)明內(nèi)容
這里提供一種速率自適應(yīng)傳輸方案，所述速率自適應(yīng)傳輸方案支持空間復(fù)用并且為MIMO系統(tǒng)提供發(fā)射分集。所述速率自適應(yīng)傳輸方案具有多個(gè)理想的特征，包括(1)支持可變數(shù)量的數(shù)據(jù)符號流的傳輸，從而使其適合用在速率自適應(yīng)系統(tǒng)中，(2)為每個(gè)數(shù)據(jù)符號流提供發(fā)射分集，以及(3)允許可用于每個(gè)發(fā)射天線的全部功率被用于數(shù)據(jù)傳輸，而不管被發(fā)射的數(shù)據(jù)符號流的數(shù)量，從而使其功率有效率。所述速率自適應(yīng)傳輸方案非常適合用于單載波MIMO系統(tǒng)，并且也可以用于多載波MIMO系統(tǒng)。
在實(shí)施例中，提供了用于處理數(shù)據(jù)以在MIMO系統(tǒng)中傳輸?shù)姆椒?。根?jù)所述方法，至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流被接收，用于從多個(gè)發(fā)射天線的傳輸。以相應(yīng)的權(quán)重來調(diào)節(jié)(scale)每個(gè)數(shù)據(jù)符號流，所述權(quán)重對應(yīng)于分配給所述數(shù)據(jù)符號流的發(fā)射功率的數(shù)量。被分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流的發(fā)射功率的總量小于或者等于可用于所述系統(tǒng)的總發(fā)射功率。然后，所調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)符號流(諸數(shù)據(jù)符號流)乘以發(fā)射基礎(chǔ)矩陣，以提供多個(gè)發(fā)射符號流，一個(gè)發(fā)射符號流用于一個(gè)發(fā)射天線。
所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣被定義，以使得(1)從所述多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射每個(gè)數(shù)據(jù)符號流，并且(2)以(或者接近于)可用于相關(guān)天線的全部功率來發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號流。所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣可以是沃爾什-哈達(dá)瑪(Walsh-Hadamard)矩陣、離散傅立葉變換(discrete Fourier transform)(DFT)矩陣，或某種其它的矩陣。
下面更詳細(xì)地描述本發(fā)明的各個(gè)方面以及實(shí)施例。


結(jié)合附圖，根據(jù)下面提出的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征、特性以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中相同的參考標(biāo)記始終相應(yīng)地保持一致，并且其中圖1示出了處理的流程圖，所述處理用于使用所述速率自適應(yīng)傳輸方案從NT個(gè)天線發(fā)射ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流；圖2示出了在MIMO系統(tǒng)中的發(fā)射器系統(tǒng)和接收器系統(tǒng)的框圖；
圖3示出了在用于所述速率自適應(yīng)傳輸方案的發(fā)射器系統(tǒng)和接收器系統(tǒng)的空間處理；以及圖4示出了所述發(fā)射器系統(tǒng)中的發(fā)射(TX)空間處理器的框圖。
具體實(shí)施例方式
這里描述用于MIMO系統(tǒng)的速率自適應(yīng)傳輸方案。對于多載波MIMO系統(tǒng)，所述傳輸方案可以被用于多個(gè)載波中的每個(gè)，所述載波可以被用于數(shù)據(jù)傳輸。為清晰起見，下面關(guān)于單載波MIMO系統(tǒng)來描述所述速率自適應(yīng)傳輸方案。
對于單載波MIMO系統(tǒng)，由NT個(gè)發(fā)射天線和NR個(gè)接收天線所形成的MIMO信道可以被分解為NS個(gè)獨(dú)立的信道，其中NS≤min{NT，NR}。獨(dú)立信道的數(shù)目是由用于所述MIMO信道的本征模式的數(shù)目所確定的，所述MIMO信道又取決于信道響應(yīng)矩陣H，所述信道響應(yīng)矩陣H描述所述NT個(gè)發(fā)射天線和NR個(gè)接收天線之間響應(yīng)。為了簡單起見，下面的描述假設(shè)NT≤NR，并且所述信道響應(yīng)矩陣H是滿秩的(即，NS＝NT≤NR)?；谶@些假設(shè)，對于每個(gè)符號周期，從所述NT個(gè)發(fā)射天線可以并行地發(fā)射多達(dá)NT的符號。
用于單載波MIMO系統(tǒng)的模型可以被表示為y＝Hx+n， 公式(1)其中，x是{NT×1}的“數(shù)據(jù)”向量，其中，對于將從所述NT個(gè)發(fā)射天線所發(fā)射的數(shù)據(jù)符號有NT個(gè)項(xiàng)；y是{NR×1}的“數(shù)據(jù)”向量，其中，對于通過所述NR個(gè)接收天線所接收的符號有NR個(gè)項(xiàng)；H是所述{NR×NT}的信道響應(yīng)矩陣；并且n是加性高斯白噪聲(AWGN)的向量。
所述數(shù)據(jù)向量x假設(shè)是這樣的，即，E[xxH]＝I，其中E是期望運(yùn)算，“H”是共軛轉(zhuǎn)置，而I是單位矩陣，其中沿對角線為l，而其它地方為0。所述向量n假設(shè)具有均值零，以及協(xié)方差矩陣Λn＝σ2I，其中σ2是所述噪聲的方差。
在典型的系統(tǒng)中，有對于下述值的約束(1)可以用于所有NT個(gè)發(fā)射天線的總發(fā)射功率，Ptot，以及(2)用于每個(gè)發(fā)射天線的最大功率或者全部功率，Pant。通常，所述每個(gè)天線的功率Pant如下給出Pant＝Ptot/NT。這些約束可能由下列原因引起(1)用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)發(fā)射天線的功率放大器的限制，(2)常規(guī)要求(regulatory requirements)，以及(3)可能的其它因素。于是，用于具有所述功率約束的MIMO系統(tǒng)的模型可以被表示為y‾=PtotNTHx‾+n‾,]]>公式(2)其中， 是換算(scaling)因子，其說明總功率約束和每個(gè)天線的功率約束。
在一個(gè)傳統(tǒng)的傳輸方案中，使用天線復(fù)用，ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流同時(shí)從所述NT個(gè)發(fā)射天線中被發(fā)射，其中ND可以是從1到NT的任何整數(shù)(即，NT≥ND≥1)。對于所述傳統(tǒng)的傳輸方案，在任何指定的信號周期，ND個(gè)數(shù)據(jù)符號同時(shí)從ND個(gè)天線被發(fā)射，而(NT-ND)個(gè)剩余的天線未被使用。如果總發(fā)射功率和每個(gè)天線的功率如面所描述的那樣而被限制，那么在使用少于NT個(gè)天線用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，即在ND＜NT的情況下，所述傳輸方案將呈現(xiàn)出功率損失。由于每個(gè)天線的功率約束，當(dāng)ND＜NT時(shí)，總發(fā)射功率Ptot中的更多功率不能被分配給用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃鯪D個(gè)天線。此外，如果所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流是冗余的(即，相同的)流，那么在接收器就存在取消所述流的風(fēng)險(xiǎn)。
發(fā)射的數(shù)據(jù)符號流的具體數(shù)量取決于多種因素，例如，信道條件、發(fā)射的數(shù)據(jù)量等等。如上所述，不同的獨(dú)立信道可能經(jīng)歷不同的信道條件并且取得不同的信噪比(SNR)。對于等級差的MIMO系統(tǒng)，優(yōu)選的策略是發(fā)射少于NT的數(shù)據(jù)符號流，而卻將更多的總發(fā)射功率Ptot分配給獲得較高SNR的數(shù)據(jù)符號流。但是，對于上面所描述的天線復(fù)用傳輸方案，由于每個(gè)天線的功率約束，所以，不能實(shí)現(xiàn)總發(fā)射功率的優(yōu)選分配，其中通過所述天線復(fù)用傳輸方案每個(gè)數(shù)據(jù)符號流從一個(gè)天線被發(fā)射。因此，將會(huì)出現(xiàn)一些系統(tǒng)性能的損失。
這里所描述的速率自適應(yīng)傳輸方案支持空間復(fù)用，提供發(fā)射分集，并且具有以下有益特征-使用所述發(fā)射和接收空間處理，在保持關(guān)鍵特性的同時(shí)，支持可變數(shù)量的數(shù)據(jù)符號流的傳輸(從1個(gè)到NT個(gè))。
-通過從所有NT個(gè)發(fā)射天線的傳輸，比用于單個(gè)數(shù)據(jù)符號流的空時(shí)分集方案提供更好的性能。
-允許NT個(gè)發(fā)射天線中的每個(gè)的全部功率Pant用于數(shù)據(jù)傳輸，而不管被發(fā)射的數(shù)據(jù)符號流的數(shù)目，由此，當(dāng)少于NT的數(shù)據(jù)符號流被發(fā)射時(shí)，就無功率損失而言，使得其功率有效率。
-允許在被發(fā)射的數(shù)據(jù)符號流中靈活地分配總發(fā)射功率Ptot。
下面更詳細(xì)地描述所述速率自適應(yīng)傳輸方案及其有益特征。
用于單載波MIMO系統(tǒng)并且可用于所述速率自適應(yīng)傳輸方案的一般模型可以被表示為y‾=HMΛx‾+n‾=H‾effΛx‾+n‾=Hx~‾+n‾]]>公式(3)其中M是{NT×NT}的發(fā)射基礎(chǔ)矩陣，其是歸一化的矩陣；Λ是{NT×NT}的對角矩陣； 是{NT×1}的“發(fā)射”向量，其中對于從NT個(gè)發(fā)射天線所發(fā)射的NT個(gè)發(fā)射符號有NT個(gè)項(xiàng)；并且Heff是“有效”信道響應(yīng)矩陣，其被定義為Heff＝HM。
歸一化的矩陣U的特征在于UHU＝I，這表示所述歸一化矩陣的每一列都所述矩陣的所有其它列相正交，并且所述歸一化矩陣的每一行也都與其它行相正交。對角矩陣Λ包括沿著對角線的非負(fù)實(shí)數(shù)值以及其它各處的零。所述對角線上的項(xiàng)指示被分配給所發(fā)射的ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流的發(fā)射功率的數(shù)量。
如下面更詳細(xì)地描述的那樣，對角矩陣Λ可以被用于將不同的發(fā)射功率分配所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流，而同時(shí)符合Ptot的總發(fā)射功率約束。發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M允許每個(gè)數(shù)據(jù)符號流從NT個(gè)發(fā)射天線被發(fā)射，并且還允許每個(gè)發(fā)射天線的全部功率都被用于數(shù)據(jù)傳輸。
根據(jù)公式(3)，發(fā)射向量 可以被表示為x‾~=M‾Λ‾x‾]]>公式(4)用于第k個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射符號 (即，發(fā)射向量 的第k個(gè)元素)可以被表示為x~k=Σi=1NTMk,i·λi,i·xi,]]>對于k∈K，公式(5)其中，Mk，i是發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M的第k行第i列的元素；λi，i是矩陣Λ的第i個(gè)對角線元素；xi是數(shù)據(jù)向量x的第i個(gè)元素； 是發(fā)射向量 的第k個(gè)元素；以及K是所有發(fā)射天線的集合(即，K＝{1，2，...，NT})。
公式(3)表示所述一般的模型，其涵蓋了公式(1)和公式(2)。這是通過適當(dāng)?shù)囟x發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M和對角矩陣Λ而實(shí)現(xiàn)的。例如，通過(1)定義發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M為M‾={m‾1m‾2...m‾NT},]]>其中，mi是用于M的第i列的{NT×1}的“索引”向量，并且其被定義為在笫i個(gè)位置為“1”而在其它位置均為“0”，并且通過(2)定義對角矩陣Λ為Λ‾=Ptot/NTI‾,]]>可以使公式(3)等于公式(2)。然而，如下面所描述的那樣，通過以某種其它的方式來定義所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M和對角矩陣Λ可以獲得其它的有益特征。
對于下面的分析，假設(shè)有任意的發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M和任意的對角矩陣Λ，所述對角矩陣Λ具有非負(fù)的對角線項(xiàng)。用于向量x的發(fā)射功率等于Λ的對角線元素的平方的和。于是，總發(fā)射功率約束可以被表示為trace(Λ‾2)≤Ptot]]>公式(6)根據(jù)公式(5)，用于NT個(gè)發(fā)射天線中的每個(gè)的發(fā)射功率可以被表示為E[x~k·x~k*]=Σi=1NT|Mk,i|2·λi,i2,]]>對于k∈K，公式(7)
其中，“*”表示共軛復(fù)數(shù)。于是，每個(gè)天線的功率約束可以被表示為Σi=1NT|Mk,i|2·λi,i2≤Pant=PtotNT,]]>對于k∈K公式(8)由于如公式(6)中所示trace(Λ2)≤Ptot，因此，公式(8)中的每個(gè)天線的功率約束可以通過滿秩矩陣M來滿足，所述矩陣M的元素滿足下列條件|Mk,i|2=1NT,]]>對于i∈K并且k∈K公式(9)公式(9)表明有效矩陣M的元素具有等于 的量值。公式(9)給出了滿足每個(gè)天線的功率約束所需的充分條件(但并非必要條件)。
所述矩陣M可以通過各種方式來定義，而滿足每個(gè)天線的功率限制。在一個(gè)實(shí)施例中，矩陣M被定義為M‾=1NTW‾,]]>公式(10)其中，W是沃爾什-哈達(dá)瑪矩陣。如說明的那樣，對于NT＝4，沃爾什-哈達(dá)瑪矩陣W4×4可以表示為W‾4×4=11111-11-111-1-11-1-11]]>公式(11)更大的沃爾什-哈達(dá)瑪矩陣W2N×2N可以被定義為W‾2N×2N=W‾N×NW‾N×NW‾N×N-W‾N×N]]>公式(12)在其它實(shí)施例中，矩陣M可以被定義為M‾=1NTQ‾,]]>公式(13)其中，Q是離散傅立葉變換(DFT)矩陣。如說明的那樣，對于NT＝4，DFT矩陣Q4×4可以被表示為
Q‾4×4=11111e-j2π/4e-j4π/4e-j6π/41e-j4π/4e-j8π/4e-j12π/41e-j6π/4e-j12π/4e-j18π/4]]>公式(14)一般來說，N×N的DFT矩陣QN×N可以這樣的被定義，即，第(k，i)個(gè)項(xiàng)qk，iN被給定為qk,iN=e-j2π(k-1)(i-1)N,]]>對于k＝{1...N)并且i＝{1...N)公式(15)其中，對于矩陣QN×N，k是行標(biāo)而i是列標(biāo)。還可以通過各種其它的矩陣來定義矩陣M，并且這是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
通過使用適當(dāng)?shù)陌l(fā)射基礎(chǔ)矩陣M和適當(dāng)?shù)膶蔷仃嚘?，總發(fā)射功率約束與每個(gè)天線的功率約束都可以被滿足。具體來說，通過定義Λ的對角線元素以便滿足公式(6)，總發(fā)射功率約束可以被滿足。通過定義M的元素以便滿足公式(9)，每個(gè)天線的功率約束可以被滿足。Λ中的每個(gè)對角線元素λi，i指示用于相關(guān)數(shù)據(jù)符號流xi的發(fā)射功率的數(shù)量。由于除了λi,i2≤Ptot]]>之外，對Λ的單個(gè)對角線元素的值沒有任何限制，因此，可以通過各種方式將總發(fā)射功率Ptot分配給所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流，而同時(shí)仍舊滿足總發(fā)射功率約束和每個(gè)天線的功率約束。于是，在ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流中分配可用發(fā)射功率的過程中，這提供了極大的方便。
所述速率自適應(yīng)傳輸方案可以被用于發(fā)射任何數(shù)量的數(shù)據(jù)符號流(即，ND可以是從1到NT的任何值)。發(fā)射器執(zhí)行如公式(4)所示的空間處理，而不管被發(fā)射的數(shù)據(jù)符號流的數(shù)量。數(shù)據(jù)向量x包括用于所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流的ND個(gè)非零項(xiàng)以及NT-ND個(gè)零項(xiàng)。所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流的每個(gè)都與所述矩陣Λ的相應(yīng)非零對角線元素相關(guān)聯(lián)。還使用發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M的相應(yīng)的行來處理所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)，用于在相應(yīng)空間信道上的傳輸，所述空間信道是由所述有效信道響應(yīng)矩陣Heff的特定列或者本征向量所定義的。
可以看出，本速率自適應(yīng)傳輸方案能夠在傳統(tǒng)發(fā)射分集方案之上提供改進(jìn)的性能。例如，由S.M.Alamouti所描述的空時(shí)分集通常被用于從單對發(fā)射天線發(fā)射單個(gè)數(shù)據(jù)符號流以實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集。然而，可以看出，本速率自適應(yīng)傳輸方案可以提供改進(jìn)的性能，用于單個(gè)數(shù)據(jù)符號流的傳輸。用于數(shù)據(jù)符號流的接收SNR，SNRra，可以如下面的公式而被表示，其中所述數(shù)據(jù)符號流是使用本速率自適應(yīng)傳輸方案以Heff的最佳列所發(fā)射的，所述公式如下SNRra∝maxi{(‖heff，i‖2)·Ptot}，公式(16)其中，“∝”表示成比例的關(guān)系；并且‖heff，i‖2是heff，i的二階范數(shù)，heff，i是有效信道響應(yīng)矩陣Heff的第i列或本征向量。
公式(16)表示使用本速率自適應(yīng)傳輸方案的單個(gè)最佳數(shù)據(jù)符號流的SNR與Heff的最佳本征向量的二階范數(shù)成比例。為了得到公式(16)的SNR，接收器需要返回指示Heff的最佳列的信息，用于由發(fā)射器的使用。
用于單個(gè)數(shù)據(jù)符號流的接收SNR，SNRst，可以如下面的公式而被表示，其中所述單個(gè)數(shù)據(jù)符號流是使用空時(shí)分集方案所發(fā)射的，所述公式如下SNRst∝Σi=1NT(||h‾eff,i||2)·PtotNT]]>公式(17)公式(17)表示使用所述空時(shí)分集方案的單個(gè)數(shù)據(jù)符號流的SNR與Heff的NT個(gè)本征向量的二階范數(shù)的平均值成比例。公式(16)與(17)都假設(shè)以全速率進(jìn)行傳輸(即，沒有任何速率損失)。然而，由于空時(shí)分集方案僅使用兩個(gè)天線用于發(fā)射單個(gè)數(shù)據(jù)符號流，因此，如果NT＞2，則會(huì)有速率損失。
眾所周知，下面的表達(dá)式總是成立的maxi{||h‾eff,i||2}≥1NTΣi=1NT||h‾eff,i||2,]]>公式(18a)由此，
SNRra≥SNRst公式(18b)公式(18a)和(18b)表示與空時(shí)分集方案相比，本速率自適應(yīng)傳輸方案可以提供相同的性能或者更高的性能。此外，由于數(shù)據(jù)符號流是從所有NT個(gè)天線所發(fā)射的，因此，本速率自適應(yīng)傳輸方案可以提供更大的發(fā)射分集。相反，空時(shí)分集方案僅從一對發(fā)射天線上發(fā)射單個(gè)數(shù)據(jù)符號流。對于空時(shí)分集方案來說，在多對天線上傳輸單個(gè)數(shù)據(jù)符號流是有可能的，但是，其可能會(huì)導(dǎo)致速率損失或者某種其它性能損失。
需要注意的是，不論所發(fā)射的數(shù)據(jù)符號流的數(shù)量，通過本速率自適應(yīng)傳輸方案的發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M的使用允許充分地利用總發(fā)射功率Ptot和每個(gè)天線的功率Pant用于數(shù)據(jù)傳輸。如果不使用發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M(即，如果M＝I)，并且使用天線復(fù)用技術(shù)從單個(gè)最佳天線發(fā)射單個(gè)數(shù)據(jù)符號流，則用于所述數(shù)據(jù)符號流的接收SNR可以被表示為SNRam∝maxi{(||h‾i||2)·PtotNT}]]>公式(19)可以看出，下面的表達(dá)式也總是為真的maxi{||h‾eff,i||2}≥1NTmaxi{||h‾i||2}]]>公式(20)因此，本速率自適應(yīng)傳輸方案還是優(yōu)于天線復(fù)用傳輸方案。
圖1示出了處理100的實(shí)施例的流程圖，所述處理100用于使用本速率自適應(yīng)傳輸方案從NT個(gè)天線發(fā)射ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流。如上所述，ND可以是從1到NT的任何值(即，NT≥ND≥1)。
首先，總發(fā)射功率Ptot被分配給所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流(由x所表示)(步驟112)。要發(fā)射的數(shù)據(jù)符號流的具體數(shù)目和分配給每個(gè)數(shù)據(jù)符號流的功率的數(shù)量都可以是基于所述信道條件來確定的。例如，“注水(water-filling)”過程可以被用來確定要發(fā)射的數(shù)據(jù)符號流的數(shù)目和用于每個(gè)數(shù)據(jù)符號流的功率的數(shù)量，這樣總吞吐量就被最大化了。在普通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請10/056,275中，以及由Robert G.Gallager在“InformationTheory and Reliable Communication”John Wiley and Sons，1968中，詳細(xì)描述了所述注水，二者都在此引入作為參考，其中所述美國專利申請10/056,275的標(biāo)題為“Reallocation of Excess Power for Full Channel-StateInformation(CSI)Multiple-Input，Multiple-Output(MIMO)Systems”，申請日為2002年1月23日。
被分配給每個(gè)數(shù)據(jù)符號流xi的發(fā)射功率的數(shù)量被表示為相應(yīng)的權(quán)重λi，i。矩陣Λ的NT個(gè)對角線元素包括用于所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流的ND個(gè)權(quán)重以及(NT-ND)個(gè)零值。分配給所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流的發(fā)射功率的總量小于或等于系統(tǒng)的總發(fā)射功率(即，Σi=1NTλi,i2≤Ptot]]>)。
發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M接著被選擇用來使用(步驟114)。發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M可以這樣被定義，以使得每個(gè)數(shù)據(jù)符號流都是從所有NT個(gè)天線所發(fā)射的，并且每個(gè)天線的全部功率都被用于數(shù)據(jù)傳輸。所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M可以被定義為(1)在公式(10)至(12)中所描述的沃爾什-哈達(dá)瑪矩陣W，(2)在公式(13)至(15)中所描述的DFT矩陣，或者(3)某種其它矩陣。
接著，每個(gè)數(shù)據(jù)符號流xi以對角矩陣Λ中的其相關(guān)權(quán)重λi，i來調(diào)節(jié)(步驟116)。所述調(diào)節(jié)導(dǎo)致每個(gè)數(shù)據(jù)符號流以其分配功率而被發(fā)射。所述ND個(gè)調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)符號流于是乘以發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M，以獲得NT個(gè)發(fā)射符號流(由 所表示)用于所述NT個(gè)發(fā)射天線(步驟118)。在公式(4)中示出了通過對角矩陣Λ對所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流的調(diào)節(jié)以及與發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M的相乘。每個(gè)發(fā)射符號流 被進(jìn)一步處理，然后從相關(guān)天線被發(fā)射(步驟120)。
圖2示出了MIMO系統(tǒng)200中的發(fā)射器系統(tǒng)210和接收器系統(tǒng)250的實(shí)施例的框圖。在發(fā)射器系統(tǒng)210，用于ND個(gè)流的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)源212所提供，并且由發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器214所編碼和調(diào)制，以提供調(diào)制符號，所述調(diào)制符號也被稱為數(shù)據(jù)符號。用于每個(gè)流的數(shù)據(jù)速率、編碼以及調(diào)制是通過由控制器230所提供的控制來確定的。還由TX空間處理器220通過對角矩陣Λ對所述數(shù)據(jù)符號進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且通過發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M對其進(jìn)行空間處理，以便提供發(fā)射符號?？梢员挥糜谛诺拦烙?jì)的先導(dǎo)(pilot)符號與所述發(fā)射符號進(jìn)行復(fù)用。所復(fù)用的發(fā)射符號和先導(dǎo)符號的一個(gè)流被提供給一個(gè)發(fā)射器(TMTR)222，并由其所處理，以提供相應(yīng)的RF調(diào)制信號。來自于發(fā)射器222a至222t的NT個(gè)調(diào)制信號接著從NT個(gè)天線224a至224t被發(fā)射。
在接收器系統(tǒng)250，所述NT個(gè)發(fā)射信號由NR個(gè)天線252a至252r所接收。每個(gè)接收器(RCVR)254處理來自于相關(guān)天線252的接收信號，以提供相應(yīng)的接收符號流。接著，接收(RX)空間處理器260處理來自于NR個(gè)接收器254a至254r的接收符號流，以提供ND個(gè)“恢復(fù)的”符號流，所述ND個(gè)“恢復(fù)的”符號流是由發(fā)射器系統(tǒng)所發(fā)射的ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流的估計(jì)。所述ND個(gè)恢復(fù)的符號流還由RX數(shù)據(jù)處理器270所處理，以得到解碼的數(shù)據(jù)，所述解碼的數(shù)據(jù)是由發(fā)射器系統(tǒng)所發(fā)射的數(shù)據(jù)的估計(jì)。
RX空間處理器260還可以得出在所述NT個(gè)發(fā)射天線和NR個(gè)接收天線之間的信道響應(yīng)(例如，基于所述先導(dǎo)符號)。在臨時(shí)美國專利申請60/438,601中詳細(xì)的描述了信道估計(jì)，所述美國專利申請60/438,601的標(biāo)題為“Pilot Transmission Schemes for Wireless Multi-Carriercommunication Systems”，申請日為2003年1月7日，其被轉(zhuǎn)讓給了本申請的受讓人，并且在此引入作為參考。信道響應(yīng)估計(jì) 可以被用于在接收器執(zhí)行空間處理或者均衡。RX空間處理器260還可以估計(jì)所恢復(fù)的符號流和/或所接收的先導(dǎo)符號的SNR?？刂破?80接收信道響應(yīng)估計(jì) 和所接收的SNR，并且提供關(guān)于MIMO信道和/或所述流的反饋。例如，所述反饋可以表示要發(fā)射的數(shù)據(jù)符號流的數(shù)目、用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)目臻g信道或本征向量、以及用于每個(gè)流的接收SNR或速率。所述反饋由TX數(shù)據(jù)處理器288所處理，還由TX空間處理器290所處理，由發(fā)射器254a至254r所調(diào)整，并被發(fā)回發(fā)射器系統(tǒng)210。
在發(fā)射器系統(tǒng)210，來自于接收器系統(tǒng)250的發(fā)射調(diào)制信號由天線224所接收，由接收器222a至222t所調(diào)整，由RX空間處理器240所解調(diào)，并且由RX數(shù)據(jù)處理器242所處理，以恢復(fù)由接收器系統(tǒng)所發(fā)送的反饋。接著，所述反饋信息被提供給控制器230并且可以被用于(1)確定發(fā)射的數(shù)據(jù)符號流的數(shù)目，(2)確定用于每個(gè)數(shù)據(jù)符號流的速率及編碼和調(diào)制方案，以及(3)產(chǎn)生用于TX數(shù)據(jù)處理器214和TX空間處理器220的各種控制。
控制器230與280分別支配在發(fā)射器系統(tǒng)和接收器系統(tǒng)中的操作。存儲(chǔ)單元232與282分別提供用于由控制器230和280所使用的程序代碼和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。
圖3示出了在用于本速率自適應(yīng)傳輸方案的發(fā)射器系統(tǒng)和接收器系統(tǒng)的空間處理的框圖。在發(fā)射器系統(tǒng)210的TX空間處理器220內(nèi)，數(shù)據(jù)向量x首先通過單元310與對角矩陣Λ相乘，接著還通過單元312與發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M相乘，以獲得發(fā)射向量 然后，所述向量 由發(fā)射器314所處理，并且通過MIMO信道被發(fā)射到接收器系統(tǒng)250。單元312執(zhí)行用于所述發(fā)射器系統(tǒng)的空間處理。
在接收器系統(tǒng)250，所發(fā)射的信號由接收器354所處理，以獲得接收向量y。在RX空間處理器260中，接收向量y首先通過單元356乘以矩陣 有效信道響應(yīng)估計(jì)矩陣 可以作為H‾^eff=H^‾M‾]]>而被獲得，并且所述矩陣 是 的共軛轉(zhuǎn)置。矩陣 還可以被稱為用于本速率自適應(yīng)傳輸方案的匹配濾波器矩陣。來自于單元356的結(jié)果向量還由單元358通過反轉(zhuǎn)對角矩陣 所調(diào)節(jié)，以獲得向量 所述向量 是數(shù)據(jù)向量x的估計(jì)。單元356和358執(zhí)行空間處理(即，匹配濾波)用于所述接收器系統(tǒng)。
圖4示出了TX空間處理器220x的框圖，所述TX空間處理器220x是圖2中的TX空間處理器220的實(shí)施例。TX空間處理器220x包括多個(gè)數(shù)據(jù)符號流空間處理器410a至410t，一個(gè)處理器用于待發(fā)射的ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的一個(gè)。每個(gè)處理器410都接收所分配的數(shù)據(jù)符號流xi、用于所分配的流的權(quán)重λi，i、以及來自于發(fā)射基礎(chǔ)矩陣M的相應(yīng)向量mi。
在每個(gè)處理器410中，所分配的流xi中的數(shù)據(jù)符號首先由乘法器412以權(quán)重λi，i進(jìn)行調(diào)節(jié)。所調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)符號還分別通過乘法器414a至414t與來自于所述向量mi的NT個(gè)元素M1，i至MNT，i相乘。每個(gè)數(shù)據(jù)符號流xi于是從所有NT個(gè)天線被發(fā)射并且由向量 所表示，所述向量 可以被表示為x‾~i=m‾i·λi,i·xi]]>公式(21)接著，來自于乘法器414a至414t的輸出符號分別被提供給加法器420a至420t，一個(gè)加法器用于一個(gè)發(fā)射天線。每個(gè)加法器420都接收其所分配的天線的輸出符號，所述輸出符號來自于ND個(gè)處理器410中的ND個(gè)乘法器414，所述ND個(gè)處理器410被分配以處理所述ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流。然后，每個(gè)加法器420將輸出的符號相加，并提供用于其所分配的天線的發(fā)射符號。由每個(gè)加法器420所執(zhí)行的求和運(yùn)算可以被表示為x~k=Σi=1NDx~k,i,]]>公式(22)其中， 是用于第i個(gè)數(shù)據(jù)符號流的向量 中的第k個(gè)元素；而 是用于第k個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射符號流。
來自于每個(gè)加法器420的發(fā)射符號被提供給相應(yīng)的復(fù)用器430，并且與先導(dǎo)符號進(jìn)行復(fù)用，以提供所復(fù)用的發(fā)射符號和先導(dǎo)符號的流用于相關(guān)的天線。
這里所描述的速率自適應(yīng)傳輸方案可以被用于單載波MIMO系統(tǒng)，以及多載波MIMO系統(tǒng)。對于多載波MIMO系統(tǒng)，可用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄠€(gè)載波中的每一個(gè)可以被看作是一個(gè)單載波MIMO系統(tǒng)?？偘l(fā)射功率Ptot和每個(gè)天線的功率Pant。可以在NF個(gè)載波中平均地劃分，這樣Ptot_car＝Ptot/NF，并且Pant_car＝Pant/NF。于是，本速率自適應(yīng)傳輸方案可以被應(yīng)用于所述NF個(gè)載波中的每個(gè)，其中具有每個(gè)載波的總功率約束Ptot_car以及每個(gè)天線/載波的功率約束Pant_car。
這里所描述的速率自適應(yīng)傳輸方案可以在發(fā)射器系統(tǒng)和接收器系統(tǒng)上通過各種方式來實(shí)現(xiàn)。例如，用于本速率自適應(yīng)傳輸方案的處理可以在硬件、軟件或者其結(jié)合中被實(shí)現(xiàn)。對于硬件實(shí)現(xiàn)，用于實(shí)現(xiàn)所述發(fā)射器系統(tǒng)和接收器系統(tǒng)上的處理的元素可以被實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或者多個(gè)專用集成電路(ASICs)、數(shù)字信號處理器(DSPs)、數(shù)字信號處理設(shè)備(DSPDs)、可編程邏輯器件(PLDs)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGAs)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、被設(shè)計(jì)成實(shí)現(xiàn)這里所描述的功能的其它電子單元、或者其結(jié)合中。
對于軟件實(shí)現(xiàn)，用于本速率自適應(yīng)傳輸方案的處理可以通過模塊(例如，程序、函數(shù)等)來實(shí)現(xiàn)，所述模塊實(shí)現(xiàn)這里所描述的功能。所述軟件代碼可以被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元(例如，圖2中的存儲(chǔ)單元232和282)中，并且由處理器(例如，控制器230和280)所執(zhí)行。每個(gè)存儲(chǔ)單元都可以在處理器的內(nèi)部或者在處理器的外部來實(shí)現(xiàn)，在處理器的外部實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元的情況下，所述存儲(chǔ)單元可以通過現(xiàn)有技術(shù)中已知的各種方式，可通信地被耦合到所述處理器上。
所公開的實(shí)施例的前面描述被提供以便使得本領(lǐng)域內(nèi)的任何普通技術(shù)人員都能夠制造或使用本發(fā)明。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員來說，對所述實(shí)施例的各種修改是非常顯而易見的，并且，這里所定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它的實(shí)施例，而不脫離本發(fā)明的精神或者范圍。因此，本發(fā)明并不打算被局限于這里所示的實(shí)施例，而將是根據(jù)與這里所公開的原理和新穎性特征相一致的最廣泛的范圍的。
權(quán)利要求
1.一種處理數(shù)據(jù)以在多輸入多輸出通信系統(tǒng)中傳輸?shù)姆椒ǎ龇椒òń邮罩辽僖粋€(gè)數(shù)據(jù)符號流，用于從多個(gè)天線的傳輸；以相應(yīng)的權(quán)重來調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)，所述權(quán)重對應(yīng)于分配給所述數(shù)據(jù)符號流的發(fā)射功率的數(shù)量，其中被分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流的發(fā)射功率的總量小于或者等于可用于所述系統(tǒng)的總發(fā)射功率；并且通過發(fā)射基礎(chǔ)矩陣來處理所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流，以提供多個(gè)發(fā)射符號流，一個(gè)發(fā)射符號流用于所述多個(gè)天線中的一個(gè)，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣被定義，以使得從所述多個(gè)天線發(fā)射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)，并且，以可用于所述相關(guān)天線的全部功率，或者以接近可用于所述相關(guān)天線的全部功率的功率，發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣是沃爾什-哈達(dá)瑪矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣是離散傅立葉變換矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括將所述總發(fā)射功率分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流，其中，用于每個(gè)數(shù)據(jù)符號流的權(quán)重是基于分配給所述數(shù)據(jù)符號流的發(fā)射功率的數(shù)量而確定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)的發(fā)射功率的所述數(shù)量是基于信道條件而確定的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，以可用于所述多個(gè)天線中的每個(gè)的全部功率，或者以接近可用于所述多個(gè)天線中的每個(gè)的全部功率的功率，從所述多個(gè)天線發(fā)射單個(gè)數(shù)據(jù)符號流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，在與最高接收信號質(zhì)量相關(guān)聯(lián)的空間信道上發(fā)射所述單個(gè)數(shù)據(jù)符號流。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，以可用于NT個(gè)天線中的每個(gè)的全部功率，或者以接近可用于NT個(gè)天線中的每個(gè)的全部功率的功率，從所述NT個(gè)天線發(fā)射NT個(gè)數(shù)據(jù)符號流，其中NT是大于1的整數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，以可用于NT個(gè)天線中的每個(gè)的全部功率，或者以接近可用于NT個(gè)天線中的每個(gè)的全部功率的功率，從所述NT個(gè)天線發(fā)射ND個(gè)數(shù)據(jù)符號流，其中，NT是大于1的整數(shù)，而ND是小于或者等于NT的整數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，基于信道條件發(fā)射可變數(shù)量的數(shù)據(jù)符號流。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)都與特定的速率相關(guān)聯(lián)，所述特定的速率是至少部分地基于用于所述數(shù)據(jù)符號流的接收信號質(zhì)量而確定的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括對所述多個(gè)發(fā)射符號流中的每個(gè)的先導(dǎo)符號進(jìn)行復(fù)用。
13.一種處理符號以在單載波多輸入多輸出通信系統(tǒng)中傳輸?shù)姆椒?，所述方法包括接收至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流，用于從多個(gè)天線的傳輸；將可用于所述系統(tǒng)的總發(fā)射功率分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流，其中被分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流的發(fā)射功率的總量小于或者等于所述總發(fā)射功率；以相應(yīng)的權(quán)重來調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)，所述權(quán)重對應(yīng)于分配給所述數(shù)據(jù)符號流的發(fā)射功率的數(shù)量；并且通過發(fā)射基礎(chǔ)矩陣來處理所述至少一個(gè)被調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)符號流，以提供多個(gè)發(fā)射符號流，一個(gè)發(fā)射符號流用于所述多個(gè)天線中的一個(gè)，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣被定義，以使得從所述多個(gè)天線發(fā)射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)，并且，以可用于所述相關(guān)天線的全部功率，或者以接近可用于所述相關(guān)天線的全部功率的功率，發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號流。
14.一種處理在多輸入多輸出通信系統(tǒng)中所接收的符號的方法，所述方法包括獲取多個(gè)接收符號流用于多個(gè)接收天線，其中，所述多個(gè)接收符號流包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流已經(jīng)通過發(fā)射基礎(chǔ)矩陣而被處理，以便形成多個(gè)發(fā)射符號流用于多個(gè)發(fā)射天線，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣被定義，以使得從所述多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)，并且，以可用于所述相關(guān)天線的全部功率，或者以接近可用于所述相關(guān)天線的全部功率的功率，發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號流；并且處理所述多個(gè)接收符號流，以恢復(fù)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，所述處理包括對所述多個(gè)接收符號流進(jìn)行均衡，以獲取所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流的估計(jì)，并且對所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流的所述估計(jì)進(jìn)行解碼。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中，基于包括所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣的匹配濾波器矩陣來執(zhí)行所述均衡。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，還包括為所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)估計(jì)接收信號質(zhì)量；并且基于所估計(jì)的接收信號質(zhì)量，為所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)確定速率。
18.在多輸入多輸出通信系統(tǒng)中的發(fā)射器裝置，包括用于接收至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流的裝置，用于從多個(gè)天線的傳輸；這樣的裝置，所述裝置用于以相應(yīng)的權(quán)重來調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)，所述權(quán)重對應(yīng)于分配給所述數(shù)據(jù)符號流的發(fā)射功率的數(shù)量，其中被分配給所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流的發(fā)射功率的總量小于或者等于可用于所述系統(tǒng)的總發(fā)射功率；以及這樣的裝置，所述裝置用于通過發(fā)射基礎(chǔ)矩陣來處理所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流，以提供多個(gè)發(fā)射符號流，一個(gè)發(fā)射符號流用于所述多個(gè)天線中的一個(gè)，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣被定義，以使得從所述多個(gè)天線發(fā)射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)，并且，以可用于所述相關(guān)天線的全部功率，或者以接近可用于所述相關(guān)天線的全部功率的功率，發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號流。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的發(fā)射器裝置，其中，所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣是沃爾什-哈達(dá)瑪矩陣或者離散傅立葉變換矩陣。
20.在多輸入多輸出通信系統(tǒng)中的發(fā)射器單元，包括發(fā)射數(shù)據(jù)處理器，用于處理數(shù)據(jù)以提供至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流，用于從多個(gè)天線的傳輸；以及發(fā)射空間處理器，用于以相應(yīng)的權(quán)重來調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)，所述權(quán)重對應(yīng)于分配給所述數(shù)據(jù)符號流的發(fā)射功率的數(shù)量，并且，通過發(fā)射基礎(chǔ)矩陣來處理所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流，以提供多個(gè)發(fā)射符號流，一個(gè)發(fā)射符號流用于所述多個(gè)天線中的一個(gè)，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣被定義，以使得從所述多個(gè)天線發(fā)射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)，并且，以可用于所述相關(guān)天線的全部功率，或者以接近可用于所述相關(guān)天線的全部功率的功率，發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號流。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的發(fā)射器單元，還包括與所述多個(gè)天線相關(guān)聯(lián)的多個(gè)發(fā)射器，每個(gè)發(fā)射器用于處理相應(yīng)的發(fā)射符號流，用于從所述相關(guān)天線的傳輸。
22.在多輸入多輸出通信系統(tǒng)中的接收器裝置，包括接收空間處理器，用于處理多個(gè)接收符號流，以提供至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流的估計(jì)，其中，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流通過發(fā)射基礎(chǔ)矩陣而被處理，以便形成多個(gè)發(fā)射符號流用于多個(gè)發(fā)射天線，其中所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣這樣被定義，以使得從所述多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流中的每個(gè)，并且，以可用于所述相關(guān)天線的全部功率，或者以接近可用于所述相關(guān)天線的全部功率的功率，發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號流；以及接收數(shù)據(jù)處理器，用于處理至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流的所述估計(jì)，以提供被解碼的數(shù)據(jù)。
全文摘要
用于MIMO系統(tǒng)的速率自適應(yīng)傳輸方案可以發(fā)射可變數(shù)量的數(shù)據(jù)符號流，其為每個(gè)數(shù)據(jù)符號流提供發(fā)射分集，并且充分利用系統(tǒng)的總發(fā)射功率和每個(gè)天線的全部功率。在一種方法中，至少一個(gè)數(shù)據(jù)符號流被接收，用于從多個(gè)天線的傳輸。以相應(yīng)的權(quán)重來調(diào)節(jié)每個(gè)數(shù)據(jù)符號流，所述權(quán)重對應(yīng)于分配給所述流的發(fā)射功率的數(shù)量。所調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)符號流(諸數(shù)據(jù)符號流)乘以發(fā)射基礎(chǔ)矩陣，以提供多個(gè)發(fā)射符號流用于所述多個(gè)天線。所述發(fā)射基礎(chǔ)矩陣(例如，沃爾什－哈達(dá)瑪矩陣或者DFT矩陣)這樣被定義，以使得從所有天線發(fā)射每個(gè)數(shù)據(jù)符號流，并且以(或者接近于)可用于相關(guān)天線的全部功率來發(fā)射每個(gè)發(fā)射符號流。
文檔編號H04B7/00GK1695318SQ200380100757
公開日2005年11月9日 申請日期2003年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月16日
發(fā)明者A·阿格拉瓦爾, R·維賈亞恩, T·卡杜斯 申請人:高通股份有限公司