專利名稱：多道輸出輸入(mimo)通信系統(tǒng)、mimo接收器及其接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種MIMO(多道輸出多道輸入)通信系統(tǒng)、用于MIMO通信系統(tǒng)中的MIMO接收器、以及接收MIMO發(fā)射信號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
下一代多媒體移動(dòng)通信系統(tǒng)要求超過100Mbps的高傳送速率。為了滿足這種需要，就不可避免地將無線電波傳播信道的時(shí)間、頻率以及空間特征使用到最大程度，從而提高頻率利用的效率。因?yàn)镸IMO通信系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端使用多單元天線，因此就希望在不擴(kuò)充發(fā)射波帶寬的條件下能夠增加通信速率、傳送特性以及信道容量。其中之一已在日本專利公開號(hào)為2001-277751的專利中公開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一就是提供MIMO通信技術(shù)，該技術(shù)通過使用反饋同步的信道信息以及在生成加權(quán)時(shí)的當(dāng)前信道信息來提高發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的就是提供MIMO通信技術(shù)，該技術(shù)可以提高發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性并且通過使用用于生成接收加權(quán)的、處理過的發(fā)射加權(quán)來抑制傳送特性的降低。
本發(fā)明的第一個(gè)部分為MIMO通信系統(tǒng)，其包括帶有#1～#N(N為等于或大于2的整數(shù))天線的發(fā)射器以及帶有#1～#L(L為等于或大于2的整數(shù))天線的接收器以及用于該系統(tǒng)的MIMO接收器，其中發(fā)射器包括發(fā)射信號(hào)發(fā)生器，用于生成發(fā)射信號(hào)；信號(hào)劃分單元，根據(jù)接收器通過反饋路徑得到的反饋信息中的K*N發(fā)射加權(quán)，將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K(K為等于或小于N或L中較小一個(gè)的整數(shù))信號(hào)流；信號(hào)調(diào)節(jié)器，用于分別調(diào)節(jié)#1～#K信號(hào)流；流處理器，用于分別將各個(gè)#1～#K調(diào)節(jié)后的信號(hào)流劃分為#1～#N的子流并且通過#1～#N的發(fā)射加權(quán)將#1～#N的子流進(jìn)行放大；其中接收器包括信道狀態(tài)評(píng)估單元，用于對(duì)#1～#L天線接收的信號(hào)的每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并輸出信道狀態(tài)信息；反饋信號(hào)生成裝置，根據(jù)信道狀態(tài)的信息來生成反饋信息；反饋延遲補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償反饋路徑的反饋延遲而對(duì)反饋信息進(jìn)行處理；恰當(dāng)接收加權(quán)生成裝置，使用來自于反饋延遲補(bǔ)償裝置的信道狀態(tài)信息和處理后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)；接收加權(quán)放大器，分別通過恰當(dāng)?shù)?1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)#1～#K信號(hào)流的接收的#1～#L子流進(jìn)行放大；解調(diào)器，分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)；以及信號(hào)合并單元，與發(fā)射器的信號(hào)劃分單元相對(duì)應(yīng)，用于對(duì)來自于解調(diào)器的解調(diào)K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
在本發(fā)明第一方面的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器中，發(fā)射器生成傳輸信號(hào)，根據(jù)接收器通過反饋路徑得到的反饋信息中的K*N發(fā)射加權(quán)來將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流，并且分別對(duì)#1～#K信號(hào)流進(jìn)行調(diào)制。發(fā)射器進(jìn)一步將各個(gè)#1～#K調(diào)制信號(hào)流劃分為#1～#N子流，并通過#1～#N發(fā)送加權(quán)分別對(duì)#1～#N子流進(jìn)行放大，并且通過其安裝的#1～#N天線將各個(gè)#1～#K信號(hào)流加權(quán)后的#1～#N子流發(fā)送出去。
具有#1～#L天線的接收器接收來自于發(fā)射器且通過其#1～#L天線發(fā)射的#1～#N子流。接收器根據(jù)#1～#L天線接收的接收信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并輸出信道狀態(tài)的信息，根據(jù)信道狀態(tài)的信息生成反饋信息，并通過反饋路徑將反饋信息發(fā)送給發(fā)射器。接收器為了補(bǔ)償反饋路徑的反饋延遲對(duì)反饋信息進(jìn)行進(jìn)一步的處理，使用信道狀態(tài)的信息和處理后的反饋信息生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)，并且通過恰當(dāng)?shù)?1～#N接收加權(quán)分別對(duì)各個(gè)#1～#K信號(hào)流的被接收#1～#L子流進(jìn)行放大。接收器進(jìn)一步對(duì)#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合并從而分別得到各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流，并且解調(diào)K信號(hào)流而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
本發(fā)明的第二方面是MIMO通信系統(tǒng)，其包括帶有#1～#N天線的發(fā)射器以及帶有#1～#L天線的接收器以及用于該系統(tǒng)的MIMO接收器，其中發(fā)射器包括發(fā)射信號(hào)發(fā)生器，生成發(fā)射信號(hào)；發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器，根據(jù)接收器通過反饋路徑得到的反饋信息來生成K*N發(fā)送端發(fā)射加權(quán)；信號(hào)劃分單元，根據(jù)發(fā)送端發(fā)射加權(quán)來將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K(K為等于或小于N或L中較小一個(gè)的整數(shù))信號(hào)流；信號(hào)調(diào)節(jié)器，用于分別調(diào)節(jié)#1～#K信號(hào)流；流處理器，用于分別將各個(gè)#1～#K調(diào)節(jié)后的信號(hào)流劃分為#1～#N的子流并且通過發(fā)送端#1～#N的發(fā)射加權(quán)將#1～#N的子流進(jìn)行放大；其中接收器包括反饋信息生成裝置，根據(jù)接收器的#1～#L天線接收的#1～#L子流來生成原始的反饋信息；反饋延遲處理裝置，對(duì)原始的反饋信息進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲得反饋信息并且通過反饋路徑將反饋信息發(fā)送到發(fā)射器；反饋延遲補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償來自于反饋延遲處理裝置的反饋信息的反饋延遲；恰當(dāng)接收加權(quán)生成裝置，使用來自于反饋延遲補(bǔ)償裝置的反饋延遲補(bǔ)償反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)；接收加權(quán)放大器，分別通過恰當(dāng)?shù)?1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；解調(diào)器，分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)；以及信號(hào)合并單元，其與發(fā)射器的信號(hào)劃分單元相對(duì)應(yīng)，用于對(duì)來自于解調(diào)器的解調(diào)K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
在本發(fā)明第二方面的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器中，發(fā)射器生成傳輸信號(hào)，根據(jù)接收器通過反饋路徑得到的反饋信息來生成K*N發(fā)送端發(fā)射加權(quán)，并且根據(jù)發(fā)送端發(fā)射加權(quán)來將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流。發(fā)射器進(jìn)一步對(duì)#1～#K信號(hào)流進(jìn)行調(diào)制，將各個(gè)#1～#K調(diào)制信號(hào)流劃分為#1～#N子流，并通過發(fā)送端#1～#N發(fā)送加權(quán)分別對(duì)#1～#N子流進(jìn)行放大，并且通過其安裝的#1～#N天線將各個(gè)#1～#K信號(hào)流加權(quán)后的#1～#N子流發(fā)送出去。
帶有#1～#L天線的接收器接收發(fā)射器通過其#1～#L天線發(fā)射的#1～#N子流。接收器從#1～#L天線接收的#1～#L子流來生成原始的反饋信息，對(duì)原始的反饋信息進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲得反饋信息并且通過反饋路徑將反饋信息發(fā)送到發(fā)射器。接收器進(jìn)一步對(duì)來自于反饋延遲處理裝置的反饋信息補(bǔ)償反饋延遲，并使用來自于反饋延遲處理裝置的經(jīng)反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)，并且使用恰當(dāng)?shù)?1～#L接收加權(quán)分別對(duì)其所接收的各個(gè)#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大。接收器進(jìn)一步將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流，分別對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)，并且來自于解調(diào)器的解調(diào)K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
本發(fā)明的第三方面是MIMO通信系統(tǒng)，其包括帶有#1～#N天線的發(fā)射器以及帶有#1～#L天線的接收器以及用于該系統(tǒng)的MIMO接收器，其中發(fā)射器包括發(fā)射信號(hào)發(fā)生器，用于生成發(fā)射信號(hào)；發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器，根據(jù)接收器通過反饋路徑得到的反饋信息來生成K*N發(fā)送端發(fā)射加權(quán)；信號(hào)劃分單元，根據(jù)發(fā)送端發(fā)射加權(quán)來將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K(K為等于或小于N或L中較小一個(gè)的整數(shù))信號(hào)流；信號(hào)調(diào)節(jié)器，用于分別調(diào)節(jié)#1～#K信號(hào)流；流處理器，用于分別將各個(gè)#1～#K調(diào)節(jié)后的信號(hào)流劃分為#1～#N的子流并且通過發(fā)送端#1～#N的發(fā)射加權(quán)將#1～#N的子流進(jìn)行放大；接收器包括信道狀態(tài)評(píng)估單元，用于對(duì)#1～#L天線接收的信號(hào)的每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估以獲得信道評(píng)估信息；反饋信息生成裝置，根據(jù)來自于信道狀態(tài)評(píng)估單元的信道評(píng)估信息來生成反饋信息；反饋信息處理單元，根據(jù)反饋路徑的條件對(duì)反饋信息進(jìn)行處理并生成處理后的反饋信息并且通過反饋路徑將其發(fā)送到發(fā)射器；反饋信息累加單元，在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)反饋信息進(jìn)行累加；接收加權(quán)生成器，使用來自于信道狀態(tài)評(píng)估單元的信道評(píng)估信息來生成K*L接收加權(quán)并且并且在反饋信息累加單元中對(duì)反饋信息進(jìn)行累加；接收加權(quán)放大器，分別通過恰當(dāng)?shù)?1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；解調(diào)器，分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)；以及信號(hào)合并單元，對(duì)解調(diào)的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
在本發(fā)明第三方面的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器中，發(fā)射器生成傳輸信號(hào)，根據(jù)接收器通過反饋路徑得到的反饋信息來生成K*N發(fā)送端發(fā)射加權(quán)，并且根據(jù)發(fā)送端的發(fā)射加權(quán)來將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流。發(fā)射器進(jìn)一步對(duì)#1～#K信號(hào)流進(jìn)行調(diào)制，將各個(gè)#1～#K調(diào)制信號(hào)流劃分為#1～#N子流，并通過發(fā)送端發(fā)送加權(quán)分別對(duì)#1～#N子流進(jìn)行放大，并且通過其安裝的#1～#N天線將各個(gè)#1～#K信號(hào)流加權(quán)后的#1～#N子流發(fā)送出去。
帶有#1～#L天線的接收器接收發(fā)射器通過其#1～#L天線發(fā)射的#1～#N子流。接收器從#1～#L天線接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的評(píng)估狀態(tài)從而獲得信道評(píng)估信息，并且根據(jù)信道評(píng)估信息生成反饋信息，根據(jù)反饋路徑的條件對(duì)反饋信息進(jìn)行處理，生成處理后的反饋信息并通過反饋路徑將其發(fā)送到發(fā)射器。接收器進(jìn)一步在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)反饋信息進(jìn)行累加，使用信道評(píng)估信息和累加的反饋信息來生成K*L接收加權(quán)，分別通過#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大，合成#1～#L加權(quán)后的子流來得到各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流，再分別對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)，并且對(duì)解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
本發(fā)明的第四個(gè)方面為接收和再生成MIMO發(fā)射信號(hào)的方法，該方法包括如下步驟(a)根據(jù)MIMO接收器的#1～#L天線接收的信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)并且輸出信道狀態(tài)的信息；(b)根據(jù)信道狀態(tài)的信息生成反饋信息；(c)通過反饋路徑發(fā)送反饋信息到發(fā)射器；(d)為了對(duì)反饋路徑的反饋延遲進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)反饋信息進(jìn)行處理；(e)利用信道狀態(tài)信息和處理后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)?shù)慕邮占訖?quán)；(f)分別通過#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；(g)合成#1～#L加權(quán)后的子流來得到各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流；(h)分別對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)；以及(i)對(duì)解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
本發(fā)明的第五個(gè)方面為接收和再生成MIMO發(fā)射信號(hào)的方法，該方法包括如下步驟(a)根據(jù)接收器的#1～#N天線接收的#1～#L子流來生成原始反饋信息；(b)對(duì)原始反饋信息進(jìn)行調(diào)節(jié)生成反饋信息；(c)通過反饋路徑發(fā)送反饋信息到發(fā)射器；(d)對(duì)反饋信息補(bǔ)償反饋延遲；(e)利用反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)；(f)分別通過#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；(g)合成#1～#L加權(quán)后的子流來得到各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流；(h)分別對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)；以及(i)對(duì)解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
本發(fā)明的第六個(gè)方面為接收和再生成MIMO發(fā)射信號(hào)的方法，該方法包括如下步驟(a)根據(jù)MIMO接收器的#1～#N天線接收的信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息；(b)根據(jù)信道評(píng)估信息生成原始的原始的反饋信息；(c)根據(jù)反饋路徑的條件對(duì)原始反饋信息進(jìn)行處理并生成處理后的反饋信息并且通過反饋路徑將其發(fā)送到發(fā)射器；(d)在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)原始反饋信息進(jìn)行累加并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；(e)利用信道評(píng)估信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L接收加權(quán)；(f)分別通過#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；(g)合成#1～#L加權(quán)后的子流來得到各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流；(h)分別對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)；以及(i)對(duì)解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的這些方面，可以減少由發(fā)射加權(quán)的反饋延遲造成的缺點(diǎn)如發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的不一致性，以及可減小傳送特征的降低。


圖1為示意圖，顯示了本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖2A和2B為流程圖，顯示了第一個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖3為示意圖，顯示了本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖4為流程圖，顯示了第二個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖5為示意圖，顯示了本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖6為流程圖，顯示了第三個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖7為示意圖，顯示了本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖8為流程圖，顯示了第四個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；
圖9為示意圖，顯示了本發(fā)明第四個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)的MIMO接收器中含有的通信量相關(guān)信息存儲(chǔ)器的功能結(jié)構(gòu)；圖10為圖表，顯示了通信量相關(guān)信息存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的通信量的特征；圖11為示意圖，顯示了本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖12A和12B為流程圖，顯示了第五個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖13為示意圖，顯示了本發(fā)明第六個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖14為流程圖，顯示了第六個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖15為示意圖，顯示了本發(fā)明第七個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖16為流程圖，顯示了第七個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖17為示意圖，顯示了本發(fā)明第八個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖18為流程圖，顯示了第八個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖19為示意圖，顯示了本發(fā)明第九個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖20為流程圖，顯示了第九個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖21為示意圖，顯示了本發(fā)明第十個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖22為流程圖，顯示了第十個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖23為示意圖，顯示了本發(fā)明第十一個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖24為流程圖，顯示了第十一個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖25為示意圖，顯示了本發(fā)明第十二個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖26為流程圖，顯示了第十二個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖27為示意圖，顯示了本發(fā)明第十三個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖28為流程圖，顯示了第十三個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖29為示意圖，顯示了本發(fā)明第十四個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖30為流程圖，顯示了第十四個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖31為示意圖，顯示了本發(fā)明第十五個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖32為流程圖，顯示了第十五個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖33為表，顯示了發(fā)射加權(quán)信息、通信信道信息和接收加權(quán)信息，其分別被本發(fā)明的第十四個(gè)實(shí)施方式和第十五個(gè)實(shí)施方式所使用；圖34為示意圖，顯示了本發(fā)明第十六個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖35為流程圖，顯示了第十六個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖36為示意圖，顯示了本發(fā)明第十七個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖37為流程圖，顯示了第十七個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖38為示意圖，顯示了本發(fā)明第十八個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖39為流程圖，顯示了第十八個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖40為示意圖，顯示了本發(fā)明第十九個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)；圖41為流程圖，顯示了第十九個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器所使用的MIMO接收方法；圖42為一個(gè)表，顯示了設(shè)置在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式和第二個(gè)實(shí)施方式中實(shí)施例1的發(fā)射支路和接收支路之間的相互關(guān)系；圖43為圖表，分別顯示了本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施方式和第二個(gè)實(shí)施方式的通信系統(tǒng)的信道相似性和流量之間的關(guān)系；圖44為圖表，顯示了本發(fā)明的第十四個(gè)實(shí)施方式和第十六個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)的通信特征。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述。
實(shí)施方式1圖1中所示的本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)為基本結(jié)構(gòu)。MIMO通信系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)射器100，其具有#1～#N(N為等于或大于2的整數(shù))天線102，一個(gè)接收器200，其具有#1～#L(L為等于或大于2的整數(shù))天線201，以及用于在發(fā)射器100和接收器200之間傳送信號(hào)的傳播信道300。
發(fā)射器包括一個(gè)用于生成發(fā)射信號(hào)的發(fā)射信號(hào)生成器100；#1～#N天線102；一個(gè)信號(hào)劃分單元103，根據(jù)接收器200通過反饋路徑400得到的反饋信息中的發(fā)射加權(quán)來將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K(K為等于或小于N或L中較小一個(gè)的整數(shù))信號(hào)流；以及#1～#K發(fā)射信號(hào)處理器104。每個(gè)#1～#K發(fā)射信號(hào)處理器104包括信號(hào)調(diào)制器105，用于分別調(diào)制#1～#K信號(hào)流；流處理器106，分別對(duì)各個(gè)#1～#K調(diào)制后的信號(hào)流進(jìn)行劃分并且通過#1～#N發(fā)射加權(quán)對(duì)#1～#N子流進(jìn)行放大；以及已知符號(hào)加法器107，用于將已知的符號(hào)添加到各個(gè)#1～#N子流中。
接收器200包括#1～#L天線201；已知符號(hào)分離器202；#1～#K均衡處理器203；信道狀態(tài)評(píng)估單元204，從#1～#L天線接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并輸出信道評(píng)估信息；發(fā)射加權(quán)生成器205，根據(jù)信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)并且通過反饋路徑400將發(fā)射加權(quán)發(fā)送到發(fā)射器100；發(fā)射加權(quán)累加單元206，用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加；接收加權(quán)生成器212，使用信道評(píng)估信息以及在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加的發(fā)射加權(quán)來生成接收加權(quán)；以及一個(gè)信號(hào)合并單元208。
#1～#K均衡處理器203中的每一個(gè)都包括一個(gè)接收加權(quán)放大器209，分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；以及一個(gè)解調(diào)器210，分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)；信號(hào)合并單元208，與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)，用于對(duì)來自于#1～#K均衡處理器203的各個(gè)解調(diào)器210的解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成發(fā)射器100所發(fā)出的原始發(fā)射信號(hào)。
根據(jù)該MIMO通信系統(tǒng)，發(fā)射器100在發(fā)送發(fā)射信號(hào)前通過反饋路徑400從接收器200處接收發(fā)送加權(quán)信息。反饋信息為一組#1～#L信息，其中L等于接收器200中的接收天線201的數(shù)目。#1～#L反饋信息含有K*N條發(fā)射加權(quán)信息，其中N等于發(fā)射器100中的發(fā)射天線102的數(shù)目。發(fā)射器100中的發(fā)射信號(hào)劃分單元103根據(jù)從接收器200反饋回來的發(fā)射加權(quán)信息將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流，其中K等于除含0的所有發(fā)射加權(quán)信息以外的其它的組的數(shù)目。各個(gè)發(fā)射信號(hào)處理器104的調(diào)制器105對(duì)信號(hào)流進(jìn)行調(diào)制。流處理器106通過#1～#N發(fā)射加權(quán)分別將調(diào)制后的信號(hào)流劃分為#1～#N子流。已知符號(hào)加法器107將已知的符號(hào)添加到各個(gè)#1～#N子流中。將各個(gè)#1～#N加權(quán)后的子流合并為各個(gè)#1～#K信號(hào)流，并且從各個(gè)發(fā)射天線102發(fā)送到傳播信道300。
多路發(fā)射信號(hào)向量X(t)被表示為表達(dá)式(1)，其中Sk(t)為#1～#K信號(hào)流的第K個(gè)信號(hào)流，N表示發(fā)射天線102的數(shù)目，并且WTK為到第K個(gè)信號(hào)流的發(fā)射加權(quán)向量(Nx1矩陣)。
X(t)=Σk=1KWTkSk(t)---(1)]]>接收器200接收通過傳播信道300后失真的發(fā)射信號(hào)。發(fā)射信號(hào)流的失真特性取決于傳播信道300本身的特征以及發(fā)射天線102和接收天線201之間的關(guān)系。在這里，傳播信道300被認(rèn)為其每個(gè)信道為均勻減弱的信道，其不受延遲波的影響。通過在信道評(píng)估單元204上估計(jì)發(fā)射端和接收端之間的傳播信道特征，可以使用表達(dá)式(2)的信道矩陣A來表示傳播信道300的特征。在表達(dá)式(2)中，L為接收天線201的數(shù)目。
A=a11...a1N...aij...aL1...aLN---(2)]]>通過各個(gè)天線201接收的信號(hào)r(t)可通過表達(dá)式(3)來表示，其中n(t)為噪音向量。
r(t)＝AX(t)+n(t) (3)
通過各個(gè)天線201接收的接收信號(hào)被分為已知的符號(hào)和發(fā)射信息符號(hào)。發(fā)射信息符號(hào)被輸入到各個(gè)K均衡處理器203中，其中K等于#1～#K發(fā)射信號(hào)流的數(shù)目。已知的符號(hào)被輸入到信道評(píng)估單元204中。信道評(píng)估單元204評(píng)估發(fā)射天線101和接收天線201之間的傳播信道300特征，并且輸出信道評(píng)估信息。
接收器200的發(fā)射加權(quán)生成器205生成發(fā)射加權(quán)信息。生成器205使用特征值操作或奇異值操作來生成發(fā)射加權(quán)信息。實(shí)際上，當(dāng)K描述為K＝min(N，L)時(shí)，能滿足表達(dá)式(4)所表達(dá)的關(guān)系的特征值ek能夠從信道相關(guān)矩陣AHA的特征值分解得到。
eiH(AHA)ei＝λi(i＝0，…，K)eiH(AHA)ej＝0(i≠j) (4)在表達(dá)式(4)中，λi是第i個(gè)特征向量的特征值。
與第k個(gè)信號(hào)流相對(duì)應(yīng)的發(fā)射加權(quán)向量WTK可使用上述表示的ek來得到。WTK＝ek(5)將此時(shí)得到的發(fā)射加權(quán)通過反饋路徑400發(fā)送到發(fā)射器100，并且它們?cè)谙乱粋€(gè)信號(hào)發(fā)射中使用。
通過發(fā)射加權(quán)生成器205生成的發(fā)射加權(quán)通過發(fā)射加權(quán)累加單元206保存，直到生成的發(fā)射加權(quán)被反饋回發(fā)射器100，發(fā)射器100將它們用于下一個(gè)信號(hào)發(fā)射并且接收器200接收它們。在反饋發(fā)射加權(quán)被接收后，累加的發(fā)射加權(quán)被輸入到接收加權(quán)生成器212中。接收加權(quán)生成器212通過使用累加的發(fā)射加權(quán)和來自于信道評(píng)估單元204的信道信息來計(jì)算接收加權(quán)。1xN矩陣的接收加權(quán)向量WRk通過表達(dá)式(6)來生成。
WRK＝(Aek)H(6)在各個(gè)均衡處理器203中，放大器209通過來自于接收加權(quán)生成器212的接收加權(quán)對(duì)接收的子流進(jìn)行放大，并且解調(diào)器將加權(quán)后的子流進(jìn)行合成并對(duì)合成的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)以獲得各個(gè)接收信號(hào)流。第k個(gè)解調(diào)后的信號(hào)流yk(t)通過表達(dá)式(7)來表示。
yk(t)=WRkAX(t)]]>=WTkHAHAΣm=1KWTmSm(t)+WTkHAHn(t)---(7)]]>=λkSk(t)+WTkHAHn(t)]]>來自于#1～#K個(gè)均衡處理器203的#1～#K解調(diào)后的信號(hào)流通過信號(hào)合并單元208進(jìn)行合并，從而重新生成發(fā)射器100發(fā)射的原始傳送信號(hào)。信號(hào)合并單元208使用與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103進(jìn)行劃分方式相對(duì)應(yīng)的方法合并信號(hào)流。
圖2A和圖2B為流程圖，描述了在MIMO接收器200中所使用的接收方法。
在步驟S1，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S2，接收器200通過#1～#L天線201接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)，并且將信道評(píng)估信息作為信道狀態(tài)信息輸出。
在步驟S3，接收器200根據(jù)信道評(píng)估信息生成K*N發(fā)射加權(quán)。
在步驟S4，接收器200通過反饋路徑400將發(fā)射加權(quán)作為反饋信息發(fā)送到發(fā)射器100。
在步驟S5，接收器200將發(fā)射加權(quán)在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行累積并作為處理后的反饋信息。
在步驟S6，接收器200使用信道狀態(tài)信息和處理后的反饋信息生成恰當(dāng)?shù)腒*L接收加權(quán)。
在步驟S7～S9，接收器200分別使用恰當(dāng)?shù)?1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大，合并#1～#L加權(quán)后的子流以得到各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流，并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流分別進(jìn)行解調(diào)。
最后，在步驟S10，接收器200合并解調(diào)后的K信號(hào)流而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方式中使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器，通過生成和使用發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)，有可能得到不受其它多路信號(hào)流任何干涉的目標(biāo)信號(hào)流，因此大大提高了頻率利用的效率。
實(shí)施方式2
在本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器中，從接收器到發(fā)射器的反饋路徑上引起反饋延遲是不可避免的。該反饋延遲容易引起通信信道的變化。該變化會(huì)引起發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的不一致性并且降低了通信性能。在下文中將對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行更詳細(xì)的描述。當(dāng)生成發(fā)射加權(quán)向量時(shí)，在用于發(fā)射加權(quán)向量的信道矩陣中引入C，并且在用于實(shí)際通信的信道矩陣中引入C’。然后，根據(jù)信道矩陣C生成發(fā)射加權(quán)向量，但是接收加權(quán)向量WRk根據(jù)信道矩陣C’得到，如WRK＝(C’ek)H所表示。相應(yīng)地，接收器中的合成信號(hào)流yk(t)通過表達(dá)式(8)來表示。
yk(t)=WRkC′X(t)---(8)]]>=WTkHC′HC′Σm=1KWTmSm(t)+WTkHC′Hn(t)]]>在該表達(dá)式中，因?yàn)閃TK不是C’HC’的特征向量，而是CHC的特征向量，所以就不可能消除來自于其它子流的干涉。因此，通信性能的下降就不可避免。
此外，在第一個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)中，如表達(dá)式(5)和(6)所示，根據(jù)信道評(píng)估信息進(jìn)行特征值的計(jì)算，然后，計(jì)算符合當(dāng)前通信路徑的發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)并用于通信。然而，因?yàn)榉答佇畔⑹峭ㄟ^反饋路徑進(jìn)行發(fā)送的，所以由于反饋路徑的信號(hào)速度使得信息通知是在反饋延遲后被發(fā)送器100收到。反饋延遲打亂了接收加權(quán)和發(fā)射加權(quán)之間的一致性，其中接收加權(quán)不受反饋延遲的影響，所以降低了通信性能。
為了減少發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間由于反饋延遲所導(dǎo)致的不一致性，有可能使用一種發(fā)射加權(quán)調(diào)節(jié)技術(shù)。該調(diào)節(jié)技術(shù)就是根據(jù)延遲時(shí)間信息和在預(yù)先確定的一段時(shí)間間隔內(nèi)在發(fā)射加權(quán)累加設(shè)備中累加的發(fā)射加權(quán)，使用如線性外推處理法來調(diào)節(jié)發(fā)射加權(quán)。延遲時(shí)間信息可通過測(cè)量發(fā)射端和接收端中生成和調(diào)節(jié)發(fā)射加權(quán)的過程所消耗的時(shí)間以及測(cè)量發(fā)射加權(quán)反饋從接收器到在發(fā)射器中的實(shí)際使用所消耗的時(shí)間來確定。然而，在發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間以及由于延遲時(shí)間的信息準(zhǔn)確性和發(fā)射加權(quán)調(diào)節(jié)的誤差使得通信信道之間仍然可能存在不一致性。
第二個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器是一種能夠解決第一個(gè)實(shí)施方式中這些假設(shè)缺陷的技術(shù)。本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方式將參考圖3在下文中進(jìn)行描述。
MIMO通信系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)射器100，其具有#1～#N天線102；一個(gè)接收器200，其具有#1～#L天線201；以及用于在發(fā)射器100和接收器200之間傳送信號(hào)的傳播信道300。發(fā)射器100包括一個(gè)發(fā)射信號(hào)生成器101，用于生成發(fā)射信號(hào)；L發(fā)射天線102；一個(gè)信號(hào)劃分單元103，根據(jù)接收器200通過反饋路徑400得到的反饋信息中的發(fā)射加權(quán)來將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流；以及K發(fā)射信號(hào)處理器104。每個(gè)發(fā)射信號(hào)處理器104包括信號(hào)調(diào)制器105，用于分別調(diào)制#1～#K信號(hào)流；流處理器106，分別對(duì)各個(gè)#1～#K調(diào)制后的信號(hào)流進(jìn)行劃分并且通過#1～#N發(fā)射加權(quán)對(duì)#1～#N子流進(jìn)行放大；以及已知符號(hào)加法器107，用于將已知的符號(hào)添加到各個(gè)#1～#N子流中。
接收器200包括#1～#L天線201；已知符號(hào)分離器202；#1～#K均衡處理器203；信道狀態(tài)評(píng)估單元204，從#1～#L天線接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并輸出信道評(píng)估信息；信道信息累加單元211，在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)累加信道評(píng)估信息；發(fā)射加權(quán)生成器205，根據(jù)來自于信道狀態(tài)評(píng)估單元204的信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)并且通過反饋路徑400將發(fā)射加權(quán)發(fā)送到發(fā)射器100；發(fā)射加權(quán)累加單元206，用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)#1～#L發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加；接收加權(quán)生成器212，使用信道信息累加單元211中的累加信道評(píng)估信息以及在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加的發(fā)射加權(quán)來生成K*L接收加權(quán)；以及一個(gè)信號(hào)合并單元208，與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)，用于對(duì)來自于K均衡處理器203的解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成發(fā)射器100所發(fā)出原始發(fā)射信號(hào)。
各個(gè)均衡處理器203包括一個(gè)接收加權(quán)放大器209，分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大的；以及一個(gè)解調(diào)器210，分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。
根據(jù)在圖1中所示的第一個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)中進(jìn)行的信號(hào)處理，當(dāng)生成發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)時(shí)使用實(shí)時(shí)的信道估計(jì)信息。與第一個(gè)實(shí)施方式相比，在第二個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)中，安裝的信道信息累加單元211是用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)累加信道評(píng)估信息，因此在這里使用累加的信道評(píng)估信息來生成加權(quán)。換句話說，在第一個(gè)實(shí)施方式中進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)，如表達(dá)式(5)和(6)所表示，為了得到與當(dāng)前通信路徑一致的發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)，特征值的計(jì)算根據(jù)信道評(píng)估信息進(jìn)行，并將其用于信號(hào)發(fā)射。然而，因?yàn)榘l(fā)射加權(quán)是通過反饋路徑進(jìn)行反饋，因此在反饋發(fā)射加權(quán)反映在發(fā)射信號(hào)之前存在時(shí)間滯后。該時(shí)間滯后擾亂了傳播信道的一致性并且降低了發(fā)射容量。
為解決這種干擾，第二個(gè)實(shí)施方式的MIMO系統(tǒng)包含了信道信息累加單元211來作為其特征元件。對(duì)于第二個(gè)實(shí)施方式來講，由于發(fā)射加權(quán)的反饋延遲有可能降低發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性。將參考數(shù)學(xué)表達(dá)式對(duì)第二個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
根據(jù)第二個(gè)實(shí)施方式的信號(hào)處理，如WRK＝(Cek)H生成接收加權(quán)，代替第一個(gè)實(shí)施方式的WRK＝(C’ek)H。然后，如表達(dá)式(9)得到合成的信號(hào)流yk(t)。
yk(t)=WRkC′X(t)]]>=WTkHCHC′Σm=1KWTmSm(t)+WTkHC′Hn(t)---(9)]]>圖4和圖2B為流程圖，顯示了第二個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器中使用的接收方法。
在步驟S1，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S201和S202，接收器200通過#1～#L天線201接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)，并且輸出信道評(píng)估信息，以及將信道評(píng)估信息進(jìn)行累加作為在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)的信道狀態(tài)信息。
在步驟S301，接收器200根據(jù)信道評(píng)估信息生成K*N發(fā)射加權(quán)。
在步驟S401，接收器200通過反饋路徑400將發(fā)射加權(quán)作為反饋信息發(fā)送到發(fā)射器100。
在步驟S501，接收器200將發(fā)射加權(quán)在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行累積并作為處理后的反饋信息。
在步驟S601，接收器200使用信道狀態(tài)信息和處理后的反饋信息生成恰當(dāng)?shù)腒*L接收加權(quán)。
下面的步驟S7～S10與圖2B中所示的第一個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。根據(jù)該過程，第二個(gè)實(shí)施方式有可能減小反饋延遲所帶來的影響并且提高通信性能的降低。
實(shí)施方式3圖5描述了本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施方式中使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器。在第三個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)中，發(fā)射器100的功能結(jié)構(gòu)與圖3中描述的第二個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)的發(fā)射器100相同，但是接收器200的功能結(jié)構(gòu)發(fā)生了如下變化。在圖5中，相同的數(shù)字用于表示與圖3中相同的元件。
如圖5所示，接收器200包括L接收天線201、已知符號(hào)分離器202、K均衡處理器203、信道狀態(tài)評(píng)估單元204；信道信息累加單元211、發(fā)射加權(quán)生成器205、發(fā)射加權(quán)累加單元206、以及信號(hào)合并單元208。這些元件均與圖3中描述的第二個(gè)實(shí)施方式的接收器200中元件相同。
第三個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器200還進(jìn)一步包括第一接收加權(quán)生成器2121，其使用信道狀態(tài)評(píng)估單元204的信道評(píng)估信息來生成第一個(gè)#1～#L接收加權(quán)，并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加#1～#N發(fā)射加權(quán)；以及第二接收加權(quán)生成器2122，其使用信道信息累加單元204的累加的信道評(píng)估信息來生成第二個(gè)#1～#L接收加權(quán)，并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加#1～#N發(fā)射加權(quán)。第一接收加權(quán)生成器2121與第一個(gè)實(shí)施方式中212中的接收加權(quán)生成器212是相同的，并且第二接收加權(quán)生成器2122與第二個(gè)實(shí)施方式中212中的接收加權(quán)生成器212是相同的。
接收器200還進(jìn)一步包括接收功率評(píng)估單元220，其使用信道狀態(tài)評(píng)估單元204的信道評(píng)估信息，#1～#L天線201所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估，并且將接收的功率條件輸出到加權(quán)選擇器213和已知符號(hào)信息單元225中。
此外，第三個(gè)實(shí)施方式的接收器200還包括加權(quán)選擇器213，其根據(jù)第一接收加權(quán)生成器2121的第一個(gè)#1～#L接收加權(quán)、第二接收加權(quán)生成器2122的第二個(gè)#1～#L接收加權(quán)、累加的#1～#N發(fā)射加權(quán)、信道評(píng)估信息以及來自于接收功率評(píng)估單元220的接收的功率條件來對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并且選擇恰當(dāng)?shù)?1～#L接收加權(quán)用于各個(gè)#1～#K均衡處理器203。
至于在第二個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)中使用的信號(hào)處理，可以保持發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性，但是在傳播信道和接收加權(quán)之間的一致性會(huì)被打亂，因此就降低了通信性能。與之相比，在第三個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)中，根據(jù)圖1所示的第一個(gè)實(shí)施方式的當(dāng)前信道評(píng)估信息來生成發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)，以及根據(jù)圖3所示的第二個(gè)實(shí)施方式的累加信道信息來生成發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)，并且加權(quán)選擇器213為了選擇恰當(dāng)?shù)募訖?quán)，會(huì)根據(jù)接收的功率條件對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。因此，第三個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)可以保持好的發(fā)射質(zhì)量。
圖6和圖2B為流程圖，描述了第三個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S211和S212，接收器200通過#1～#L天線接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)來獲得信道評(píng)估信息，并且將信道評(píng)估信息進(jìn)行累加作為在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)的信道狀態(tài)信息。
在步驟S11，接收器200使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)的信息來評(píng)估接收的功率條件。
在步驟S311，接收器200根據(jù)信道評(píng)估信息生成#1～#N發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋信息。
在步驟S4，接收器200通過反饋路徑400將#1～#N發(fā)射加權(quán)作為反饋信息發(fā)送到發(fā)射器100。
在步驟S511，接收器200將#1～#L發(fā)射加權(quán)在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行累積并作為處理后的反饋信息。
在步驟S611～S613，接收器200利用信道評(píng)估信息以及處理的反饋信息生成第一個(gè)#1～#L接收加權(quán)；利用信道狀態(tài)信息以及處理的反饋信息生成第二個(gè)#1～#L接收加權(quán)；并且根據(jù)第一個(gè)#1～#L接收加權(quán)、第二個(gè)#1～#L接收加權(quán)、處理后的反饋信息、信道狀態(tài)信息以及接收的功率條件來對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并且選擇恰當(dāng)?shù)?1～#L接收加權(quán)。
下面的步驟S7～S10與圖2B中所示的第一個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
在已知符號(hào)信息單元225中存儲(chǔ)的已知符號(hào)被加入到發(fā)射信號(hào)的發(fā)射中。接收功率評(píng)估單元220使用已知符號(hào)分離器202的#1～#L子流來對(duì)接收功率、接收信號(hào)的各個(gè)功率以及噪音功率的條件進(jìn)行評(píng)估。
此處r1表示第一個(gè)分支流接收的已知符號(hào)流、Straining k、hk分別表示第k個(gè)流的已知符號(hào)流和信道評(píng)估值。第k個(gè)流接收的信號(hào)功率Psk以及噪音功率PN通過表達(dá)式(10)來表示。
PSk=(hkStraining k)2]]>PN=[1L(Σl=1Lrl-Σi=1KhiStraining i)2]---(10)]]>發(fā)射質(zhì)量“容量”使用下述的表達(dá)式(11)進(jìn)行計(jì)算。
Capacity=Σk=1Klog2(1+Sk/(Ik+Nk))]]>Sk(t)=(WRkHAWTk)2PSk,Ik=Σm=1m≠kK(WRkHAWTm)2PSm,Nk=(WRk)2PN]]>第一接收加權(quán)和第二接收加權(quán)分別作為接收加權(quán)被代入到表達(dá)式(11)的WRk中，并且分別對(duì)各個(gè)流的發(fā)射質(zhì)量“容量”進(jìn)行評(píng)估。然后，第一接收加權(quán)和第二接收加權(quán)中能夠生成更好結(jié)果的那個(gè)被選作恰當(dāng)?shù)募訖?quán)。在該過程中，盡管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化增加，但是有可能在所有用于各個(gè)接收流的接收加權(quán)組合(K個(gè)流存在2k種組合)中選擇能夠得到最好的發(fā)射質(zhì)量的最佳組合。
根據(jù)第三個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)和接收器，考慮到發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的不一致性以及通信路徑和接收加權(quán)之間的不一致性，可確定恰當(dāng)?shù)慕邮占訖?quán)，因此可保證好的通信性能，使其獨(dú)立于通信路徑的條件和反饋延遲。
實(shí)施方式4
在下文中將參考圖7對(duì)本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施方式中使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。在第四個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)中，發(fā)射器100的功能結(jié)構(gòu)與第一個(gè)到第三個(gè)實(shí)施方式中的發(fā)射器相同。用于該實(shí)施方式的接收器200的功能結(jié)構(gòu)如下。在圖7中，與圖3中所示相同的元件使用相同的數(shù)字進(jìn)行標(biāo)識(shí)。
接收器200包括#1～#L接收天線201；已知符號(hào)分離器202；信道狀態(tài)評(píng)估單元204，從#1～#L天線201接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并輸出信道評(píng)估信息；信道信息累加單元211，在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)累加信道評(píng)估信息；發(fā)射加權(quán)生成器205，根據(jù)來自于信道狀態(tài)評(píng)估單元204的信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)并且通過反饋路徑400將發(fā)射加權(quán)發(fā)送到發(fā)射器100；發(fā)射加權(quán)累加單元206，用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加。該MIMO接收器200還進(jìn)一步包括接收功率評(píng)估單元220和已知符號(hào)信息單元225，它們與第三個(gè)實(shí)施方式中同的元件是相同的。
接收器200還進(jìn)一步包括通信量信息存儲(chǔ)器216，用于存儲(chǔ)各個(gè)加權(quán)生成方式的通信量特征；信道信息選擇器215，其根據(jù)信道評(píng)估信息、在信道信息累加單元204中累加的信道評(píng)估信息和接收功率的條件以及在通信量信息存儲(chǔ)器216中存儲(chǔ)的通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇用于K*L接收加權(quán)生成的信道信息。此外，接收器200包括接收加權(quán)生成器212，其使用信道信息選擇器215中選擇的信道信息來生成接收加權(quán)，并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加發(fā)射加權(quán)、K均衡處理器203以及將來自于均衡處理器203的解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成發(fā)射器100所發(fā)出的原始發(fā)射信號(hào)的信號(hào)合并單元208。接收功率評(píng)估單元220使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線201所接收的信號(hào)以及來自于已知符號(hào)信息單元225的已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估。
各個(gè)均衡處理器203與第一個(gè)到第三個(gè)實(shí)施方式中的均衡處理器相同，并且包括接收加權(quán)放大器209，其分別使用#1～#L接收加權(quán)來對(duì)接收的各個(gè)#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大，以及一個(gè)分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)器210。
圖8和圖2B為流程圖，描述了第四個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S221，接收器通過#1～#L天線接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息。
在步驟S11，接收器200使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)的信息來評(píng)估接收的功率條件。
在步驟S222和S223中，接收器200在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)累加信道評(píng)估信息以得到累加的信道評(píng)估信息并且選擇將被用作信道狀態(tài)信息的信道信息，根據(jù)信道評(píng)估信息、累加的信道評(píng)估信息和接收功率的條件以及通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
在步驟S321，接收器200根據(jù)信道評(píng)估信息生成K*N發(fā)射加權(quán)。
在步驟S421，接收器200通過反饋路徑400發(fā)射作為反饋信息的發(fā)射加權(quán)到發(fā)射器100。
在步驟S521，接收器200將發(fā)射加權(quán)在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行累積得到累加的發(fā)射加權(quán)并將其作為處理后的反饋信息。
在步驟S621，接收器200使用選擇的信道信息和處理后的反饋信息來生成接收加權(quán)。
下面的步驟S7～S10與圖2B中所示的第一個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
需要輸入的延遲時(shí)間信息218是從系統(tǒng)協(xié)議在設(shè)計(jì)的時(shí)候獲得的。多普勒頻率信息是通過多普勒頻率估計(jì)單元217估計(jì)得到的。當(dāng)將時(shí)間t1時(shí)估計(jì)的信道響應(yīng)h1和時(shí)間t2時(shí)估計(jì)的信道響應(yīng)h2代入時(shí)，多普勒頻率fD可從表達(dá)式(12)得到。
fD=tan-1(Im(h2)/Re(h2))-tan-1(Im(h1)/Re(h1))2π(t2-t1)---(12)]]>在表達(dá)式(12)中，Re(x)和Im(x)分別表示實(shí)際部分和假設(shè)部分的運(yùn)算。
為獲得通信量特征的通信量特征獲取方法將被存儲(chǔ)在通信量信息存儲(chǔ)器216中。通信系統(tǒng)使用的計(jì)算機(jī)模擬器240A和240B顯示在圖9中。需要使用的各種參數(shù)如多普勒頻率的范圍、時(shí)間延遲信息、信道波動(dòng)的特征、接收的SNR將通過多普勒頻率設(shè)置器231、時(shí)間延遲設(shè)置器232、信道特征設(shè)置器233以及SNR設(shè)置器234被設(shè)置在這些模擬器240A和240B中，并且計(jì)算得到用于各個(gè)加權(quán)生成方法中的通信量特征且在實(shí)際通信前將其存儲(chǔ)在通信量信息存儲(chǔ)器216中。將被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器216中的通信量特征實(shí)施方式如圖10所示。在圖10中，實(shí)線表示在模擬器240A中通過生成方法1得到的通信量特征，虛線表示在模擬器240B中通過生成方法2得到的通信量特征。
信道信息選擇器215使用這些通信量特征來選擇與能夠給出當(dāng)前信道較好特征的一組加權(quán)相對(duì)應(yīng)的恰當(dāng)?shù)男诺佬畔ⅲ⑶覍⑺x擇的信息輸出到接收加權(quán)生成器212中。
盡管第三個(gè)實(shí)施方式和第四個(gè)實(shí)施方式不同，但是它們能夠得到相同的結(jié)果。第四個(gè)實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)就是通過使用事先得到的特征數(shù)據(jù)，因此能夠減少加權(quán)生成器的數(shù)目并且降低接收器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。此外，通過在信道信息選擇器中使用合適的加權(quán)和組合以及在二組信道信息之間使用合適的選擇方法，就可能得到更為準(zhǔn)確的信道信息。
實(shí)施方式5在下文中將參考圖11對(duì)所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。與圖3中顯示的第二個(gè)實(shí)施方式相反，在第五個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)中，通信信道信息被用作反饋信息。如后面所述，有可能使用某些處理過的信息作為用來反饋的信道信息。例如，可使用信道信息估計(jì)值的量化值來代替信道信息自身的估計(jì)值。
在MIMO通信系統(tǒng)中，發(fā)射器100包括一個(gè)發(fā)射信號(hào)生成器101，用于生成發(fā)射信號(hào)；#1～#L發(fā)射天線102；一個(gè)信號(hào)劃分單元103，根據(jù)發(fā)送端發(fā)射加權(quán)來將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流；以及對(duì)劃分的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行處理并且將其輸出到#1～#N天線102的#1～#K發(fā)射信號(hào)處理器104。此外，發(fā)射器100還進(jìn)一步包括發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110，其利用接收器200通過反饋路徑400得到的信道估計(jì)信息來生成發(fā)送端K*N發(fā)射加權(quán)。每個(gè)#1～#K發(fā)射信號(hào)處理器104包括用于分別調(diào)制#1～#K信號(hào)流的信號(hào)調(diào)制器105、分別對(duì)各個(gè)#1～#K調(diào)制后的信號(hào)流進(jìn)行劃分并且通過#1～#N發(fā)射加權(quán)對(duì)#1～#N子流進(jìn)行放大的流處理器106、以及用于將已知的符號(hào)添加到各個(gè)#1～#N子流中的已知符號(hào)加法器107。
該MIMO通信系統(tǒng)的接收器200包括L接收天線201、已知符號(hào)分離器202、K均衡處理器203、信道狀態(tài)評(píng)估單元204；信道信息累加單元211、接收端發(fā)射加權(quán)生成器205、接收加權(quán)生成器212以及一個(gè)信號(hào)合并單元208。
在該接收器200中，信道狀態(tài)評(píng)估單元204從#1～#L天線接收的信號(hào)得到信道評(píng)估信息并且通過反饋路徑400將信道評(píng)估信息發(fā)送到發(fā)射器100。信道信息累加單元211在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)累加信道評(píng)估信息。接收端發(fā)射加權(quán)生成器205根據(jù)在信道信息累加單元211中累加的信道評(píng)估信息來生成接收端的K*N發(fā)射加權(quán)。接收加權(quán)生成器212使用在信道信息累加單元211中累加的信道評(píng)估信息以及從接收端發(fā)射加權(quán)生成器205中得到的接收端發(fā)射加權(quán)來生成K*N接收加權(quán)。
#1～#K均衡處理器203中的每一個(gè)都包括一個(gè)分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大的接收加權(quán)放大器209、以及一個(gè)分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)器210。信號(hào)合并單元208與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)，用于對(duì)來自于解調(diào)器210的解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成發(fā)射器100所發(fā)出的原始發(fā)射信號(hào)。
在下文中將對(duì)本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施方式中使用的MIMO通信系統(tǒng)的信號(hào)處理進(jìn)行描述。圖12A和圖12B為流程圖，描述了第五個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1000，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S1101，接收器200通過#1～#L天線201接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息。
在步驟S2101，接收器200將該原始反饋信息本身作為反饋信息。
在步驟S1300，接收器200通過反饋路徑400發(fā)射反饋信息到發(fā)射器100。
在步驟S1401和S1402，接收器200在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)累加反饋信息并且根據(jù)在步驟S1401中累加的反饋信息來生成接收端的K*N發(fā)射加權(quán)，并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息。
在步驟S1501，接收器200使用累加的反饋信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
在步驟S1600，接收器200分別使用恰當(dāng)?shù)?1～#L接收加權(quán)對(duì)接收的各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大。
在步驟S1700，接收器200合并#1～#K加權(quán)子流得到各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流。
在步驟S1800，接收器200分別對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。
在步驟S 1900，接收器200合并解調(diào)后的K信號(hào)流而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
如果在傳播信道中存在P路徑并且使用具有M(P＜M)子載波的OFDM(正交頻分多路)發(fā)射系統(tǒng)，通過從加權(quán)信息將反饋信息改變?yōu)樾诺佬畔?，就可能減少通過反饋路徑從用于加權(quán)信息的NLM到用于信道信息NLP的整個(gè)發(fā)射信息的數(shù)量。
在第五個(gè)實(shí)施方式中，由于上述原因，反饋信息從第二個(gè)實(shí)施方式中的加權(quán)信息變?yōu)樾诺佬畔?。此外，根?jù)反饋信息的改變，在發(fā)射器100中新使用了發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110。發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110進(jìn)行表達(dá)式(4)的特征值運(yùn)算或奇異值運(yùn)算以得到特征向量，并且將該特征向量用于表達(dá)式(5)。
根據(jù)第五個(gè)實(shí)施方式，盡管發(fā)射器100和接收器200的反饋信息以及功能結(jié)構(gòu)與第二個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器和接收器存在輕微的差別，但是在減少發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間不一致的有效性方面與第二個(gè)實(shí)施方式相同。相應(yīng)地，有可能降低反饋延遲帶來的影響并且改善發(fā)射特征的降級(jí)。
第五個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)具有第二個(gè)實(shí)施方式中的反饋信息由加權(quán)信息變?yōu)樾诺佬畔⒌奶卣?。這種改變也被用在第三個(gè)和第四個(gè)實(shí)施方式中。在下文中，這些實(shí)施方式將被作為第六個(gè)和第七個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行描述。
實(shí)施方式6
在下文中將參考圖13對(duì)所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。實(shí)施方式6中發(fā)射器100的功能結(jié)構(gòu)與圖11中描述的第五個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器相同。
該實(shí)施方式的接收器200包括#1～#L接收天線201；已知符號(hào)分離器202；#1～#K均衡處理器203；以及從#1～#L天線接收的信號(hào)得到信道評(píng)估信息并且通過反饋路徑400將信道評(píng)估信息發(fā)送到發(fā)射器100信道狀態(tài)評(píng)估單元204。
接收器200還進(jìn)一步包括接收功率評(píng)估單元220，其使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線201所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估；信道信息累加單元211，其在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)累加信道評(píng)估信息；接收端發(fā)射加權(quán)生成器205，其根據(jù)累加的信道評(píng)估信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)；第一接收加權(quán)生成器2121，其使用信道狀態(tài)評(píng)估單元204的信道評(píng)估信息以及接收端發(fā)射加權(quán)生成器205的接收端#1～#L發(fā)射加權(quán)來生成K*L第一接收加權(quán)；以及第二接收加權(quán)生成器2122，其使用信道信息累加單元211的累加的信道評(píng)估信息以及接收端發(fā)射加權(quán)生成器205的接收端發(fā)射加權(quán)來生成K*L第二接收加權(quán)；以及加權(quán)選擇器213，其根據(jù)第一接收加權(quán)、第二接收加權(quán)、接收端發(fā)射加權(quán)、信道評(píng)估信息和接收的功率條件來對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并且選擇K*L恰當(dāng)接收加權(quán)用于各個(gè)#1～#K均衡處理器203；以及與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)的信號(hào)合并單元208。
每一個(gè)均衡處理器203都包括一個(gè)接收加權(quán)放大器209，分別使用從接收加權(quán)選擇器中得到的#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；以及一個(gè)解調(diào)器210分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。信號(hào)合并單元208對(duì)解調(diào)器210解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
根據(jù)第六個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)，在發(fā)射器100中，發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110在信號(hào)發(fā)射前利用接收器200的信道評(píng)估反饋信息來生成發(fā)送端發(fā)射加權(quán)。發(fā)射信號(hào)生成器101生成發(fā)射信號(hào)并且發(fā)射信號(hào)劃分單元103使用發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110生成的發(fā)送端發(fā)射加權(quán)將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流。在#1～#K各個(gè)發(fā)射信號(hào)處理器104中，信號(hào)調(diào)制器105對(duì)各個(gè)信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。并且，在各個(gè)信號(hào)處理器104中，流處理器106將各個(gè)調(diào)制后的信號(hào)流劃分為#1～#N發(fā)射子流并且分別使用#1～#N發(fā)射信號(hào)加權(quán)對(duì)各個(gè)子流進(jìn)行放大，并且已知符號(hào)加法器107將已知符號(hào)添加到各個(gè)#1～#N子流中。將各個(gè)#1～#K信號(hào)處理器104中輸出的#1子流進(jìn)行合并并且從#1發(fā)射天線102中發(fā)射出去，來自于各個(gè)信號(hào)處理器104的#2子流也以同樣的方式合并并從#2天線發(fā)射出去，其它的子流也通過相同的方式進(jìn)行合并并通過各個(gè)發(fā)射天線發(fā)射到通信信道300中。
在接收器200中，信道狀態(tài)評(píng)估單元204使用#1～#L天線201接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估從而得到信道評(píng)估狀態(tài)，并且通過反饋路徑400將信道評(píng)估信息發(fā)送到發(fā)射器100中。接收功率評(píng)估單元220使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線201所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)信息單元225中的已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估。信道信息累加單元211在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)累加信道評(píng)估信息。接收端發(fā)射加權(quán)生成器205根據(jù)信道信息累加單元211中累加的信道評(píng)估信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)。第一接收加權(quán)生成器2121使用信道狀態(tài)評(píng)估單元204的信道評(píng)估信息以及從接收端發(fā)射加權(quán)生成器205中得到的接收端發(fā)射加權(quán)來生成K*L第一接收加權(quán)。第二接收加權(quán)生成器2122使用在信道信息累加單元211中累加的信道評(píng)估信息以及從接收端發(fā)射加權(quán)生成器205中得到的接收端發(fā)射加權(quán)來生成K*L第二接收加權(quán)。加權(quán)選擇器213根據(jù)第一接收加權(quán)、第二接收加權(quán)、接收端發(fā)射加權(quán)、信道評(píng)估信息以及接收的功率條件來對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并且選擇恰當(dāng)?shù)?1～#L接收加權(quán)用于各個(gè)#1～#K均衡處理器203。
在各個(gè)均衡處理器203中，接收加權(quán)放大器209通過接收加權(quán)選擇器213選擇的#1～#L接收加權(quán)對(duì)接收的各個(gè)#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大。解調(diào)器210將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得#1～#K信號(hào)流之一的合成信號(hào)流并且對(duì)合成的信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。信號(hào)合并單元208對(duì)#1～#K各個(gè)解調(diào)器解調(diào)后的信號(hào)流進(jìn)行合并并生成原始的發(fā)射信號(hào)。
圖14和圖12B為為流程圖，描述了第六個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1000，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S1111，接收器200通過#1～#L天線201接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息。
在步驟S2000中，接收器200使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線201所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)信息來評(píng)估接收功率的條件。
在步驟S1211，接收器200將該原始反饋信息本身作為反饋信息。
在步驟S1300，接收器200通過反饋路徑400發(fā)射反饋信息到發(fā)射器100。
在步驟S1411和S1412，接收器在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)累加反饋信息并且根據(jù)在步驟S1411中累加的反饋信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)，并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息。
在步驟S1511～S1514，接收器200使用累加的反饋信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L第一接收加權(quán)；使用步驟S1411中的累加的反饋信息以及在步驟S1511中得到的接收端發(fā)射加權(quán)來生成K*L第二接收加權(quán)；根據(jù)第一個(gè)#1～#L接收加權(quán)、第二個(gè)#1～#L接收加權(quán)、接收端的#1～#N發(fā)射加權(quán)、信道評(píng)估信息以及接收的功率條件來評(píng)估發(fā)射質(zhì)量，并且根據(jù)發(fā)射質(zhì)量從第一個(gè)或第二個(gè)接收加權(quán)中選擇K*L合適的接收加權(quán)。
下面的步驟S1600～S1900與圖12B中所示的第六個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
第六個(gè)實(shí)施方式中使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器200與第五個(gè)實(shí)施方式的操作/結(jié)果相同，并且優(yōu)于第三個(gè)實(shí)施方式。即，它能夠?qū)⑿诺佬畔⒆鳛閺慕邮掌鞣祷亟o發(fā)射器100的反饋信息，從而減少通過反饋路徑的總的發(fā)射信息的數(shù)量。
實(shí)施方式7在下文中將參考圖15對(duì)本發(fā)明的第七個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。
第七個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)的發(fā)射器100與第六個(gè)實(shí)施方式中使用的發(fā)射器具有相同的結(jié)構(gòu)。
該實(shí)施方式的接收器200包括#1～#L接收天線201；已知符號(hào)分離器202；#1～#K均衡處理器203；以及從#1～#L天線201接收的信號(hào)得到信道評(píng)估信息并且通過反饋路徑400將信道評(píng)估信息發(fā)送到發(fā)射器100信道狀態(tài)評(píng)估單元204。
接收器200還進(jìn)一步包括接收功率評(píng)估單元220，其使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線201所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估；信道信息累加單元211，其在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)累加信道評(píng)估信息；接收端發(fā)射加權(quán)生成器205，其根據(jù)在信道信息累加單元211中累加的信道評(píng)估信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)。
接收器200還進(jìn)一步包括通信量信息存儲(chǔ)器216，用于存儲(chǔ)各個(gè)加權(quán)生成方式的通信量特征；信道信息選擇器215，其根據(jù)信道評(píng)估信息、在信道信息累加單元204中累加的信道評(píng)估信息和接收功率的條件以及在通信量信息存儲(chǔ)器216中存儲(chǔ)的通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇用于K*L接收加權(quán)生成的信道信息。此外，接收器200包括接收加權(quán)生成器212，其使用信道信息選擇器215中選擇的信道信息來生成K*L接收加權(quán)，并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加發(fā)射加權(quán)、K均衡處理器203以及將來自于均衡處理器203的解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成發(fā)射器100所發(fā)出的原始發(fā)射信號(hào)的信號(hào)合并單元208。
#1～#K均衡處理器203中的每一個(gè)都包括一個(gè)接收加權(quán)放大器209，分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；以及一個(gè)解調(diào)器210，分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。
延遲時(shí)間信息單元218和多普勒頻率估計(jì)單元217與第四個(gè)實(shí)施方式中的相同。存儲(chǔ)在通信量信息存儲(chǔ)器216中的通信量特征的獲取方法也與第四個(gè)實(shí)施方式中的方式相同。信道信息選擇器215使用這些通信量特征來選擇與能夠給出當(dāng)前信道較好特征的一組加權(quán)相對(duì)應(yīng)的恰當(dāng)?shù)男诺佬畔ⅲ⑶覍⑺x擇的信息輸出到接收加權(quán)生成器212中。
根據(jù)該MIMO通信系統(tǒng)，在發(fā)射器100中，發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110利用接收器200的信道評(píng)估反饋信息來生成K*N發(fā)送端發(fā)射加權(quán)。發(fā)射信號(hào)生成器101生成發(fā)射信號(hào)并且發(fā)射信號(hào)劃分單元103使用發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110生成的發(fā)送端發(fā)射加權(quán)將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流。在#1～#K各個(gè)發(fā)射信號(hào)處理器104中，信號(hào)調(diào)制器105對(duì)各個(gè)信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。并且，在各個(gè)信號(hào)處理器104中，流處理器106將各個(gè)調(diào)制后的信號(hào)流劃分為#1～#N發(fā)射子流并且分別使用#1～#N發(fā)射信號(hào)加權(quán)對(duì)各個(gè)子流進(jìn)行放大，并且已知符號(hào)加法器107將已知符號(hào)添加到各個(gè)#1～#N子流中。將各個(gè)#1～#K信號(hào)處理器104中輸出的#1子流進(jìn)行合并并且從#1發(fā)射天線102中發(fā)射出去，來自于各個(gè)信號(hào)處理器104的#2子流也以同樣的方式合并并從#2天線發(fā)射出去，其它的子流也通過相同的方式進(jìn)行合并并通過各個(gè)發(fā)射天線發(fā)射到通信信道300中。
在接收器200中，信道狀態(tài)評(píng)估單元204使用#1～#L天線201接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估從而得到信道評(píng)估狀態(tài)，并且通過反饋路徑400將信道評(píng)估信息發(fā)送到發(fā)射器100中。接收功率評(píng)估單元220使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線201所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)信息單元225中的已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估。信道信息累加單元211在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)累加信道評(píng)估信息。接收端發(fā)射加權(quán)生成器205根據(jù)信道信息累加單元211中累加的信道評(píng)估信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)。信道信息選擇器215根據(jù)信道評(píng)估信息、在信道信息累加單元211中累加的信道評(píng)估信息和接收功率的條件以及通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇用于#1～#L接收加權(quán)生成的合適的信道信息。接收加權(quán)生成器212使用在信道信息選擇器215中選擇的信道信息以及接收端發(fā)射加權(quán)生成器205的得到的接收端發(fā)射加權(quán)來生成K*L接收加權(quán)。在每一個(gè)均衡處理器203中，接收加權(quán)放大器209使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；解調(diào)器210將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。信號(hào)合并單元208使用與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)的方式對(duì)解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并并且重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
圖16和圖12B為流程圖，描述了第七個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1000，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S1121，接收器200通過#1～#L天線201接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息。
在步驟S2000中，接收器200使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)信息來評(píng)估接收功率的條件。
在步驟S1221，接收器200將該原始反饋信息本身作為反饋信息。
在步驟S1300，接收器200通過反饋路徑400發(fā)射反饋信息到發(fā)射器100。
在步驟S1421和S1422，接收器在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)累加反饋信息并且根據(jù)累加的反饋信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)，并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息。
在步驟S1521～S1522，接收器200根據(jù)原始反饋信息、累加的反饋信息和接收功率的條件以及通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇用于恰當(dāng)接收加權(quán)的生成的信道信息，并且使用在步驟S1521中選擇的信道信息以及反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L接收加權(quán)。
下面的步驟S1600～S1900與圖12B中所示的第六個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
第七個(gè)實(shí)施方式中使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器200具有第五個(gè)實(shí)施方式和第六個(gè)實(shí)施方式的操作/結(jié)果，并且優(yōu)于第四個(gè)實(shí)施方式。即，它能夠?qū)⑿诺佬畔⒆鳛閺慕邮掌鞣祷亟o發(fā)射器100的反饋信息，從而減少通過反饋路徑的總的發(fā)射信息的數(shù)量。
實(shí)施方式8在下文中將參考圖17對(duì)本發(fā)明的第八個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。在圖1所示的第一個(gè)實(shí)施方式中，使用未經(jīng)任何調(diào)節(jié)的通信信道信息來生成接收加權(quán)。與之相對(duì)比的是，本實(shí)施方式具有信道信息調(diào)節(jié)單元，用于調(diào)節(jié)通信信道信息來生成發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)。
本實(shí)施方式的發(fā)射器100的功能結(jié)構(gòu)與圖3中描述的第二個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器相同，并且包括生成發(fā)射信號(hào)的發(fā)射信號(hào)生成器101；L發(fā)射天線201；信號(hào)劃分單元103，根據(jù)接收器200通過反饋路徑400得到的反饋信息中的發(fā)射加權(quán)來將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流；以及K發(fā)射信號(hào)處理器104。每個(gè)發(fā)射信號(hào)處理器104包括信號(hào)調(diào)制器105，用于分別調(diào)制#1～#K信號(hào)流；流處理器106，分別對(duì)各個(gè)#1～#K調(diào)制后的信號(hào)流進(jìn)行劃分成#1～#N子流并且通過接收器200反饋的#1～#N發(fā)射加權(quán)對(duì)#1～#N子流進(jìn)行放大；以及已知符號(hào)加法器107。
該實(shí)施方式的接收器200包括#1～#L接收天線201；已知符號(hào)分離器202；#1～#K均衡處理器203；信道狀態(tài)評(píng)估單元204；發(fā)射加權(quán)生成器205，根據(jù)信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)并且通過反饋路徑400發(fā)送發(fā)射加權(quán)到發(fā)射器100；發(fā)射加權(quán)累加單元206，用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加；信道信息累加單元211；接收加權(quán)生成器212；以及一個(gè)信號(hào)合并單元208。這些元件與第二個(gè)實(shí)施方式中的元件相同。此外，#1～#K均衡處理器203中的每一個(gè)都與圖1中第一個(gè)實(shí)施方式的相同，并且其包括接收加權(quán)放大器209，使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；以及一個(gè)解調(diào)器210，分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。
在該實(shí)施方式中，接收器200還進(jìn)一步包括信道信息存儲(chǔ)器222，其用于存儲(chǔ)從信道狀態(tài)評(píng)估單元204中輸出的以前的信道評(píng)估信息；信道信息調(diào)節(jié)單元221，其根據(jù)延遲時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息和信道信息存儲(chǔ)器222中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道估計(jì)信息，并且將調(diào)節(jié)后的信道估計(jì)信息輸出到發(fā)射加權(quán)生成器205中；以及信道信息累加單元211，其用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)調(diào)節(jié)后的信道信息進(jìn)行累加。
下文將對(duì)MIMO通信系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)射和接收過程進(jìn)行描述。為了維持發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性，信道信息調(diào)節(jié)單元221根據(jù)延遲時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息和信道信息存儲(chǔ)器222中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道估計(jì)信息，并且在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)將調(diào)節(jié)后的信道估計(jì)信息輸出到發(fā)射加權(quán)生成器205和信道信息累加單元211中用于進(jìn)行累加。
發(fā)射加權(quán)生成器205根據(jù)信道信息調(diào)節(jié)單元221的調(diào)節(jié)信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)并且通過反饋路徑400將發(fā)射加權(quán)發(fā)送到發(fā)射器100。發(fā)射加權(quán)累加單元在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加。接收加權(quán)生成器212使用在信道信息累加單元211中累加的調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息來生成接收加權(quán)并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中對(duì)#1～#N發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加，并且將其輸出到每個(gè)均衡處理器203中。在各個(gè)均衡處理器203中，放大器209使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)接收的各個(gè)#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大。解調(diào)器210將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。信號(hào)合并單元208對(duì)來自于K均衡處理器203的K合成信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成發(fā)射器100所發(fā)出的原始發(fā)射信號(hào)。
圖18和圖2B為流程圖，描述了第八個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S231～S234，接收器200通過#1～#L天線接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息，存儲(chǔ)在步驟S231中得到的以前的信道評(píng)估信息，根據(jù)給定的時(shí)間延遲信息以及以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道評(píng)估信息，從而得到調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息并且在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)調(diào)節(jié)后的信道信息進(jìn)行累加并將其作為信道狀態(tài)信息。
在步驟S331，接收器200根據(jù)調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)。
在步驟S431，接收器200將發(fā)射加權(quán)作為反饋信息通過反饋路徑400發(fā)送到發(fā)射器100。
在步驟S531，接收器200在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加并將其作為處理后的反饋信息。
在步驟S6，接收器200使用信道狀態(tài)信息以及處理后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
下面的步驟S7～S10與圖2B中所示的第一個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
發(fā)射加權(quán)生成器205和接收加權(quán)生成器212使用的操作與在第二個(gè)實(shí)施方式中使用的操作相同。即，該實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)使用調(diào)節(jié)前的信道信息A來計(jì)算反饋延遲時(shí)間間隔內(nèi)所通過的調(diào)節(jié)后的通信信道信息。如果設(shè)置調(diào)節(jié)后的信道信息為 則發(fā)射加權(quán) 可通過表達(dá)式(13)來表示。
W^Tk=e^k---(13)]]>
在表達(dá)式(13)中， 可通過下面表達(dá)式的奇異值分解或特征值分解得到。
A^′HA^′]]>在第一個(gè)實(shí)施方式中，接收加權(quán)通過下面的表達(dá)式得到。
WRK=(A^′W^TK)H]]>在第一個(gè)實(shí)施方式的這種情況下，合成信號(hào)yk(t)通過表達(dá)式(14)得到。
yk(t)=WRkAX(t)]]>=W^TkHA′HA′Σm=1KW^TmSm(t)+W^TkHA′Hn(t)---(14)]]>相反的是，在該實(shí)施方式中，接收加權(quán)通過下面的表達(dá)式得到。
WRK=(A^′W^TK)H]]>然后，通過表達(dá)式(15)得到y(tǒng)k(t)。
yk(t)=WRkAX(t)]]>=W^TkHA^′HA′Σm=1KW^TmSm(t)+W^TkHA^′Hn(t)---(15)]]>在該表達(dá)式中， 為 的特征值。
因此，由于該實(shí)施方式的調(diào)節(jié)誤差使得合成信號(hào)yk(t)的影響要小于其在一個(gè)實(shí)施方式中的影響。
因此，第八個(gè)實(shí)施方式可以減小由反饋帶來的誤差所生成的發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的不一致性并且抑制發(fā)射特征的降低。
實(shí)施方式9在下文中將參考圖19對(duì)本發(fā)明的第九個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。該實(shí)施方式具有信道信息調(diào)節(jié)單元，其根據(jù)時(shí)間延遲信息和信道信息存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道估計(jì)信息，并且輸出調(diào)節(jié)后的信道估計(jì)信息用于生成發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)，該單元被添加到圖C所示的第三個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中。
發(fā)射器100與圖5中描述的第三個(gè)實(shí)施方式或圖17中描述的第八個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器相同，并且包括生成發(fā)射信號(hào)的發(fā)射信號(hào)生成器101；L發(fā)射天線201；信號(hào)劃分單元103，根據(jù)接收器200通過反饋路徑400得到的反饋信息中的K*N發(fā)射加權(quán)來將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流；以及K發(fā)射信號(hào)處理器104。每個(gè)發(fā)射信號(hào)處理器104包括信號(hào)調(diào)制器105，用于分別調(diào)制#1～#K信號(hào)流；流處理器106，分別對(duì)各個(gè)#1～#K調(diào)制后的信號(hào)流進(jìn)行劃分并且通過來自于接收器200反饋的#1～#N發(fā)射加權(quán)對(duì)#1～#N子流進(jìn)行放大；以及已知符號(hào)加法器107。
該實(shí)施方式的接收器200包括#1～#L接收天線201；已知符號(hào)分離器202；#1～#K均衡處理器203；信道狀態(tài)評(píng)估單元204。這些元件與第三個(gè)實(shí)施方式中的元件相同。
接收器200還進(jìn)一步包括接收功率評(píng)估單元220，其使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線201所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估；信道信息存儲(chǔ)器222，其用于存儲(chǔ)從信道狀態(tài)評(píng)估單元204中輸出的以前的信道評(píng)估信息；信道信息調(diào)節(jié)單元221，其根據(jù)延遲時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息和信道信息存儲(chǔ)器222中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道估計(jì)信息，并且輸出調(diào)節(jié)后的信道估計(jì)信息；以及信道信息累加單元211，其用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)調(diào)節(jié)后的信道信息進(jìn)行累加；發(fā)射加權(quán)生成器205，其根據(jù)信道信息調(diào)節(jié)單元221的信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)并且通過反饋路徑400將發(fā)射加權(quán)發(fā)送到發(fā)射器100；以及用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)#1～#L發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加的發(fā)射加權(quán)累加單元206。
接收器200還進(jìn)一步包括第一接收加權(quán)生成器2121，其使用信道信息調(diào)節(jié)單元221調(diào)節(jié)的信道評(píng)估信息來生成K*L第一接收加權(quán)，并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加發(fā)射加權(quán)；以及第二接收加權(quán)生成器2122，其使用信道信息累加單元211調(diào)節(jié)的信道評(píng)估信息來生成K*L第二接收加權(quán)，并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加發(fā)射加權(quán)。加權(quán)選擇器213，其根據(jù)第一個(gè)#1～#L接收加權(quán)、第二個(gè)#1～#L接收加權(quán)、累加的發(fā)射加權(quán)、調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息以及接收功率的條件來對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估；信號(hào)合并單元208，其與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)，用于對(duì)來自于K均衡處理器203的解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成發(fā)射器100所發(fā)出的原始發(fā)射信號(hào)。
#1～#K均衡處理器203中的每一個(gè)都與圖1中第一個(gè)實(shí)施方式的相同，并且其包括使用加權(quán)選擇器213選擇的#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大的接收加權(quán)放大器209、以及一個(gè)分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)器210。
根據(jù)第九個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)，為了維持發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性，接收器200中的信道信息調(diào)節(jié)單元221，如在第八個(gè)實(shí)施方式中所示，根據(jù)延遲時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息和信道信息存儲(chǔ)器222中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道評(píng)估信息，并且在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)將調(diào)節(jié)后的信道估計(jì)信息輸出到發(fā)射加權(quán)生成器205和信道信息累加單元211中進(jìn)行累加。
發(fā)射加權(quán)生成器205根據(jù)信道信息調(diào)節(jié)單元221調(diào)節(jié)的信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)并且通過反饋路徑400將發(fā)射加權(quán)發(fā)送到發(fā)射器100和發(fā)射加權(quán)累加單元206中。發(fā)射加權(quán)累加單元在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加。接收功率評(píng)估單元220信道評(píng)估信息和已知符號(hào)信息單元225中的已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估。
第一個(gè)接收加權(quán)生成器212使用發(fā)射加權(quán)累加單元206中調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息累加的發(fā)射加權(quán)來生成K*L第一接收加權(quán)。第二接收加權(quán)生成器2122使用累加的信道評(píng)估信息和累加的發(fā)射加權(quán)來生成K*L第二接收加權(quán)。加權(quán)選擇器213根據(jù)第一接收加權(quán)、第二接收加權(quán)、累加的發(fā)射加權(quán)、調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息以及接收的功率條件對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并且選擇第一或第二接收加權(quán)作為用于給予每個(gè)均衡處理器203的恰當(dāng)接收加權(quán)。在#1～#K的每個(gè)均衡處理器203中，放大器209通過所選的#1～#L接收加權(quán)對(duì)接收的各個(gè)#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大。解調(diào)器210將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得#1～#K信號(hào)流之一的合成信號(hào)流并且對(duì)每個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。信號(hào)合并單元208對(duì)K均衡處理器203的K合成信號(hào)流進(jìn)行合并并生成發(fā)射器100所發(fā)出的原始的發(fā)射信號(hào)。
圖20和圖2B為流程圖，描述了第九個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S241，接收器200通過#1～#L天線接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息。
在步驟S11，接收器200使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線接收的信號(hào)以及已知符號(hào)信息來評(píng)估接收功率的條件。
在步驟S232～S244，存儲(chǔ)在步驟S241中得到的以前的信道評(píng)估信息，根據(jù)給定的時(shí)間延遲信息以及在步驟241中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道評(píng)估信息，并且在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息進(jìn)行累加并將其作為信道狀態(tài)信息。
在步驟S341，接收器200根據(jù)調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)。
在步驟S441，接收器200將#1～#L發(fā)射加權(quán)作為反饋信息通過反饋路徑400發(fā)送到發(fā)射器100。
在步驟S541，接收器200在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)#1～#L發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加并將其作為處理后的反饋信息。
在步驟S641～S644，接收器200使用調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息以及處理后的反饋信息來生成K*L第一接收加權(quán)，使用信道狀態(tài)信息以及處理后的反饋信息來生成K*L第二接收加權(quán)，并且根據(jù)第一接收加權(quán)、第二接收加權(quán)、處理后的反饋信息、調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息以及接收功率的條件來評(píng)估發(fā)射質(zhì)量，并且選擇第一或第二接收加權(quán)作為恰當(dāng)接收加權(quán)。
下面的步驟S7～S10與圖2B中所示的第一個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
第九個(gè)實(shí)施方式具有第八個(gè)實(shí)施方式的操作/結(jié)果，并且優(yōu)于第三個(gè)實(shí)施方式。即，根據(jù)當(dāng)前信道信息來生成發(fā)射和接收加權(quán)以及根據(jù)累加的信道信息來生成這些加權(quán)是同時(shí)進(jìn)行的。然后，使用這二種加權(quán)信息、其相應(yīng)的信道信息以及接收的功率條件對(duì)通信質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，最后，確定合適的發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)。通過此過程，該實(shí)施方式能夠提高發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性并且對(duì)通信特征的下降生成抑制作用。此外，第九個(gè)實(shí)施方式通過使用反饋時(shí)的信道信息以及加權(quán)生成時(shí)的當(dāng)前信道信息，能夠更好地提高發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性并且更有效地對(duì)通信特征的下降生成抑制作用。
實(shí)施方式10在下文中將參考圖21對(duì)本發(fā)明的第十個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。該實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)包括具有#1～#N天線102的發(fā)射器100以及具有#1～#L天線201的接收器200。發(fā)射器100與接收器200通過通信信道300和反饋路徑400進(jìn)行通聯(lián)。
發(fā)射器100的結(jié)構(gòu)與第四個(gè)、第七個(gè)和第九個(gè)實(shí)施方式中的發(fā)射器結(jié)構(gòu)相同。
該實(shí)施方式的接收器200包括#1～#L接收天線201；已知符號(hào)分離器202；#1～#K均衡處理器203；信道狀態(tài)評(píng)估單元204。這些元件與第四個(gè)實(shí)施方式中的元件相同。接收器200還進(jìn)一步包括信道信息存儲(chǔ)器222，其用于存儲(chǔ)從信道狀態(tài)評(píng)估單元204中輸出的以前的信道評(píng)估信息；接收功率評(píng)估單元220，其使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估；信道信息調(diào)節(jié)單元221，其根據(jù)延遲時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息和信道信息存儲(chǔ)器222中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道估計(jì)信息，并且輸出調(diào)節(jié)后的信道估計(jì)信息；以及信道信息累加單元211，其用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)調(diào)節(jié)后的信道信息進(jìn)行累加；發(fā)射加權(quán)生成器205，其根據(jù)信道信息調(diào)節(jié)單元221的信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)并且通過反饋路徑400將發(fā)射加權(quán)發(fā)送到發(fā)射器100；以及用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加的發(fā)射加權(quán)累加單元206。
此外，接收器200包括信道信息選擇器215，其根據(jù)調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息、在信道信息累加單元211中調(diào)節(jié)和累加后的信道評(píng)估信息、接收功率的條件以及在通信量信息存儲(chǔ)器216中存儲(chǔ)的通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇用于K*L接收加權(quán)生成的信道信息；接收加權(quán)生成器212，其使用信道信息選擇器215中選擇的信道信息來生成K*L接收加權(quán)，并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加發(fā)射加權(quán)；以及與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)的信號(hào)合并單元208，其將來自于各個(gè)均衡處理器203的解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成發(fā)射器100所發(fā)出的原始發(fā)射信號(hào)。
與其它的實(shí)施方式一樣，接收器200的每一個(gè)均衡處理器203都包括一個(gè)分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大的接收加權(quán)放大器209、以及一個(gè)分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)器210。
在接收器200中，延遲時(shí)間信息單元218和多普勒頻率估計(jì)單元217與第四個(gè)實(shí)施方式中的相同，并且通信量特征的獲取方法也與第四個(gè)實(shí)施方式中的方式相同。
根據(jù)該第十個(gè)實(shí)施方式，其操作/結(jié)果與第四個(gè)實(shí)施方式以及第七個(gè)和第九個(gè)實(shí)施方式是相同的。在接收器200中，信道狀態(tài)評(píng)估單元204使用#1～#L天線201接收的信號(hào)對(duì)信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并且輸出信道評(píng)估信息。接收功率評(píng)估單元220使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線201所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)信息單元225中的已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估。信道信息存儲(chǔ)器222用于存儲(chǔ)從信道狀態(tài)評(píng)估單元204中輸出的以前的信道評(píng)估信息。信道信息調(diào)節(jié)單元221根據(jù)延遲時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息和信道信息存儲(chǔ)器222中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道估計(jì)信息，并且輸出調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息。信道信息累加單元211，其用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息進(jìn)行累加。發(fā)射加權(quán)生成器205根據(jù)信道信息調(diào)節(jié)單元221中調(diào)節(jié)的信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)并且通過反饋路徑400將發(fā)射加權(quán)發(fā)送到發(fā)射器100中。發(fā)射加權(quán)累加單元206在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加。
信道信息選擇器215根據(jù)調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息、在信道信息累加單元211中調(diào)節(jié)和累加后的信道評(píng)估信息、接收功率的條件以及在通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇用于K*L接收加權(quán)生成的信道信息。接收加權(quán)生成器212使用信道信息選擇器215中選擇的信道信息來生成K*L接收加權(quán)，并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中對(duì)發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加。
在每一個(gè)均衡處理器203中，接收加權(quán)放大器209分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；解調(diào)器210將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且分別對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。信號(hào)合并單元208對(duì)各個(gè)均衡處理器203解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并并且重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
圖22和圖2B為流程圖，描述了第十個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S251，接收器200通過#1～#L天線接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息。
在步驟S11，接收器200使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線接收的信號(hào)以及已知符號(hào)信息來評(píng)估接收功率的條件。
在步驟S252～S255，接收器200存儲(chǔ)在步驟S251中得到的以前的信道評(píng)估信息，根據(jù)給定的時(shí)間延遲信息以及在步驟252中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道評(píng)估信息，從而得到調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息，并且在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息進(jìn)行累加，并且根據(jù)調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息、調(diào)節(jié)后和累加后的信道評(píng)估信息、接收功率的條件以及通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇用于生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)的信道狀態(tài)信息。
在步驟S351，接收器200根據(jù)調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)。
在步驟S451，接收器200將發(fā)射加權(quán)作為反饋信息通過反饋路徑400發(fā)送到發(fā)射器100。
在步驟S551，接收器200在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加并將其作為處理后的反饋信息。
在步驟S6，接收器200使用信道狀態(tài)信息以及處理后的反饋信息來生成K*L接收加權(quán)。
下面的步驟S7～S10與圖2B中所示的第一個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
根據(jù)第十個(gè)實(shí)施方式，該系統(tǒng)利用事先得到的特征數(shù)據(jù)對(duì)通信質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估并且確定所需要的信道信息。因此，其能夠提高發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性并且對(duì)通信特征的下降生成抑制作用。此外，還能夠減少所使用的接收加權(quán)的數(shù)目并且簡(jiǎn)化接收器的結(jié)構(gòu)。此外，第十個(gè)實(shí)施方式通過使用反饋時(shí)的信道信息以及加權(quán)生成時(shí)的當(dāng)前信道信息，能夠更好地提高發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性并且更有效地對(duì)通信特征的下降生成抑制作用。
實(shí)施方式11在下文中將參考圖23對(duì)本發(fā)明的第十個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。該實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)包括具有#1～#N天線102的發(fā)射器100以及具有#1～#L天線201的接收器200。發(fā)射器100與接收器200通過通信信道300和反饋路徑400進(jìn)行通聯(lián)。
發(fā)射器100的結(jié)構(gòu)與圖11～圖15中所示的第五個(gè)～第七個(gè)實(shí)施方式中的發(fā)射器結(jié)構(gòu)相同，并且它還包括生成發(fā)射信號(hào)的發(fā)射信號(hào)生成器101；發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110，利用接收器200通過反饋路徑400得到的調(diào)節(jié)后的信道估計(jì)信息來生成K*N發(fā)送端發(fā)射加權(quán)；信號(hào)劃分單元103，根據(jù)發(fā)送端發(fā)射加權(quán)來將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流；以及#1～#K發(fā)射信號(hào)處理器104。每個(gè)K發(fā)射信號(hào)處理器104包括信號(hào)調(diào)制器105，用于分別調(diào)制#1～#K信號(hào)流；流處理器106，分別對(duì)各個(gè)#1～#K調(diào)制后的信號(hào)流進(jìn)行劃分并且通過#1～#N發(fā)射加權(quán)對(duì)#1～#N子流進(jìn)行放大；以及已知符號(hào)加法器107，用于將已知的符號(hào)添加到各個(gè)#1～#N子流中。
接收器200包括#1～#L接收天線201；已知符號(hào)分離器202；信道狀態(tài)評(píng)估單元204，使用#1～#L天線201接收的信號(hào)對(duì)信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并且輸出信道評(píng)估信息；信道信息存儲(chǔ)器222，用于存儲(chǔ)從信道狀態(tài)評(píng)估單元204中輸出的以前的信道評(píng)估信息；信道信息調(diào)節(jié)單元221，其根據(jù)延遲時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息和信道信息存儲(chǔ)器222中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道估計(jì)信息，并且通過反饋路徑400發(fā)送調(diào)節(jié)后的信道估計(jì)信息到發(fā)射器100；以及信道信息累加單元211，其用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)信道信息調(diào)節(jié)單元221調(diào)節(jié)后的信道信息進(jìn)行累加。
接收器200還進(jìn)一步包括接收端發(fā)射加權(quán)生成器205，其根據(jù)信道信息調(diào)節(jié)單元221中調(diào)節(jié)和累加后的信道評(píng)估信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)；發(fā)射加權(quán)累加單元206，其用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加；接收加權(quán)生成器212，其使用信道信息累加單元211中的累加信道評(píng)估信息以及在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加的接收端發(fā)射加權(quán)來生成K*L接收加權(quán)；以及一個(gè)與發(fā)射器的信號(hào)劃分單元相對(duì)應(yīng)的信號(hào)合并單元208。
每一個(gè)均衡處理器203包括一個(gè)接收加權(quán)放大器209，分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；以及一個(gè)解調(diào)器210，分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。信號(hào)合并單元208對(duì)來自于各個(gè)均衡處理器203的解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
根據(jù)第十一個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)，在發(fā)射器100中，發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110在信號(hào)發(fā)射前利用接收器200的調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估反饋信息來生成K*N發(fā)送端發(fā)射加權(quán)。發(fā)射信號(hào)生成器101生成發(fā)射信號(hào)并且發(fā)射信號(hào)劃分單元103使用發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110生成的發(fā)送端發(fā)射加權(quán)將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流。在#1～#K各個(gè)發(fā)射信號(hào)處理器104中，信號(hào)調(diào)制器105對(duì)各個(gè)信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。并且，在各個(gè)信號(hào)處理器104中，流處理器106將各個(gè)調(diào)制后的信號(hào)流劃分為#1～#N發(fā)射子流并且分別使用#1～#N發(fā)射信號(hào)加權(quán)對(duì)各個(gè)子流進(jìn)行放大，并且已知符號(hào)加法器107將已知符號(hào)添加到各個(gè)#1～#N子流中。將各個(gè)#1～#K信號(hào)處理器104中輸出的#1子流進(jìn)行合并并且從#1發(fā)射天線102中發(fā)射出去，來自于各個(gè)信號(hào)處理器104的#2子流也以同樣的方式合并并從#2天線發(fā)射出去，其它的子流也通過相同的方式進(jìn)行合并并通過各個(gè)發(fā)射天線發(fā)射到通信信道300中。
在接收器200中，信道狀態(tài)評(píng)估單元204使用#1～#L天線201接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并且輸出信道評(píng)估狀態(tài)。信道信息存儲(chǔ)器222用于存儲(chǔ)從信道狀態(tài)評(píng)估單元204中輸出的以前的信道評(píng)估信息。信道信息調(diào)節(jié)單元221根據(jù)延遲時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息和信道信息存儲(chǔ)器222中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道估計(jì)信息，并且通過反饋路徑400輸出調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息到發(fā)射器100中。信道信息累加單元211在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)信道信息調(diào)節(jié)單元221中調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息進(jìn)行累加。接收功率評(píng)估單元220使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)信息單元225中的已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估。
接收端發(fā)射加權(quán)生成器205根據(jù)信道信息累加單元211中調(diào)節(jié)和累加后的信道評(píng)估信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)。發(fā)射加權(quán)累加單元206在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)生成器205的接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加。接收加權(quán)生成器212使用在信道信息累加單元211中累加和調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息來生成K*L接收加權(quán)并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中對(duì)發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加。
在各個(gè)均衡處理器203中，接收加權(quán)放大器209使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)接收的各個(gè)#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；并且解調(diào)器210將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。最后，信號(hào)合并單元208對(duì)來自于各個(gè)均衡處理器203的解調(diào)后的K合成信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
圖24和圖12B為為流程圖，描述了第十一實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1000，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S1131，接收器200通過#1～#L天線201接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息。
在步驟S1231和S1232，接收器200存儲(chǔ)在步驟S1131中輸出的以前的信道評(píng)估信息，并且根據(jù)時(shí)間延遲信息以及在步驟S1231中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道評(píng)估信息。
在步驟S1331，接收器200通過反饋路徑400將調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息作為反饋信息發(fā)送到發(fā)射器100。
在步驟S1431～S1433，接收器在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)累加反饋信息并將其作為反饋信息，根據(jù)累加的反饋信息生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并且在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)累加接收端發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息。
在步驟S1531，接收器200使用累加的反饋信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
下面的步驟S1600～S1900與圖12B中所示的第六個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
根據(jù)第十一個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)，它能夠?qū)⒄{(diào)節(jié)后的信道信息作為從接收器200反饋到發(fā)射器100的反饋信息，從而減少通過反饋路徑的總的發(fā)射信息的數(shù)量。此外，第十一個(gè)實(shí)施方式通過使用反饋時(shí)的信道信息以及加權(quán)生成時(shí)的當(dāng)前信道信息，能夠更好地提高發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性并且更有效地對(duì)通信特征的下降生成抑制作用。
實(shí)施方式12在下文中將參考圖25對(duì)本發(fā)明的第十二個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。該實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)包括具有#1～#N天線102的發(fā)射器100以及具有#1～#L天線201的接收器200。發(fā)射器100與接收器200通過通信信道300和反饋路徑400進(jìn)行通聯(lián)。
發(fā)射器100的結(jié)構(gòu)與圖23中所示的第十一個(gè)實(shí)施方式中的發(fā)射器結(jié)構(gòu)相同。因此，在圖23中，與第十一個(gè)實(shí)施方式中相同的元件都用相同的數(shù)字來表示。
接收器200包括#1～#L接收天線201；已知符號(hào)分離器202；#1～#K均衡處理器203、使用#1～#L天線201接收的信號(hào)對(duì)信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并且輸出信道評(píng)估信息的信道狀態(tài)評(píng)估單元204；用于存儲(chǔ)從信道狀態(tài)評(píng)估單元204中輸出的以前的信道評(píng)估信息的信道信息存儲(chǔ)器222；信道信息調(diào)節(jié)單元221，其根據(jù)延遲時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息和信道信息存儲(chǔ)器222中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道估計(jì)信息，并且通過反饋路徑400發(fā)送調(diào)節(jié)后的信道估計(jì)信息到發(fā)射器100。
接收器200還進(jìn)一步包括接收功率評(píng)估單元220，其使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線接收的信號(hào)以及已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估；信道信息累加單元211，其用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)信道信息調(diào)節(jié)單元221調(diào)節(jié)后的信道信息進(jìn)行累加；接收端發(fā)射加權(quán)生成器205，其根據(jù)信道信息調(diào)節(jié)單元中調(diào)節(jié)和累加后的信道評(píng)估信息來生成接收端K*N發(fā)射加權(quán)；發(fā)射加權(quán)累加單元206，其用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)生成器205所生成的接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加。
接收器200還進(jìn)一步包括第一接收加權(quán)生成器2121，其使用信道狀態(tài)評(píng)估單元221的調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息來生成K*L第一接收加權(quán)，并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加；以及第二接收加權(quán)生成器2122，其使用信道信息累加單元221的累加的信道評(píng)估信息來生成K*L第二接收加權(quán)，并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加接收端發(fā)射加權(quán)；加權(quán)選擇器213，其根據(jù)第一接收加權(quán)、第二接收加權(quán)、累加后的接收端發(fā)射加權(quán)、調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息以及接收功率的條件來對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并且選擇所需要的接收加權(quán)；信號(hào)合并單元208，其與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)，用于對(duì)來自于K均衡處理器203的解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
每一個(gè)均衡處理器203的都與其它實(shí)施方式的均衡處理器相同，并且其包括使用加權(quán)選擇器選擇的#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大的接收加權(quán)放大器209，以及一個(gè)分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)器210。
根據(jù)第十二個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)，在發(fā)射器100中，正如實(shí)施方式十一中的MIMO通信系統(tǒng)，發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110在信號(hào)發(fā)射前利用接收器200的調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估反饋信息來生成K*N發(fā)送端發(fā)射加權(quán)。發(fā)射信號(hào)生成器101生成發(fā)射信號(hào)并且發(fā)射信號(hào)劃分單元103使用發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110生成的發(fā)送端發(fā)射加權(quán)將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流。在#1～#K各個(gè)發(fā)射信號(hào)處理器104中，信號(hào)調(diào)制器105對(duì)各個(gè)信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。并且，在各個(gè)信號(hào)處理器104中，流處理器106將各個(gè)調(diào)制后的信號(hào)流劃分為#1～#N發(fā)射子流并且分別使用#1～#N發(fā)射信號(hào)加權(quán)對(duì)各個(gè)子流進(jìn)行放大，并且已知符號(hào)加法器107將已知符號(hào)添加到各個(gè)#1～#N子流中。將各個(gè)#1～#K信號(hào)處理器104中輸出的#1子流進(jìn)行合并并且從#1發(fā)射天線102中發(fā)射出去，來自于各個(gè)信號(hào)處理器104的#2子流也以同樣的方式合并并從#2天線發(fā)射出去，其它的子流也通過相同的方式進(jìn)行合并并通過各個(gè)發(fā)射天線發(fā)射到通信信道300中。
另一方面，在接收器200中，如圖23中所示的第十二個(gè)實(shí)施方式的接收器，信道狀態(tài)評(píng)估單元204使用#1～#L天線201接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并且輸出信道評(píng)估狀態(tài)。信道信息存儲(chǔ)器222用于存儲(chǔ)從信道狀態(tài)評(píng)估單元204中輸出的以前的信道評(píng)估信息。信道信息調(diào)節(jié)單元221根據(jù)延遲時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息和信道信息存儲(chǔ)器222中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道估計(jì)信息，并且通過反饋路徑400輸出調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息到發(fā)射器100中。信道信息累加單元211在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)信道信息調(diào)節(jié)單元221中調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息進(jìn)行累加。
接收端發(fā)射加權(quán)生成器205根據(jù)信道信息累加單元211中調(diào)節(jié)和累加后的信道評(píng)估信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)。發(fā)射加權(quán)累加單元206在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)生成器205的接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加。第一接收加權(quán)生成器2121使用信道狀態(tài)評(píng)估單元204的調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息來生成K*L第一接收加權(quán)，并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加。第二接收加權(quán)生成器2122使用信道信息累加單元221的累加的信道評(píng)估信息來生成K*L第二接收加權(quán)，并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加接收端發(fā)射加權(quán)。加權(quán)選擇器213根據(jù)第一接收加權(quán)、第二接收加權(quán)、累加后的接收端發(fā)射加權(quán)、信道信息調(diào)節(jié)單元221中調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息以及接收功率的條件來對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并且選擇所需要的接收加權(quán)。
在各個(gè)均衡處理器203中，接收加權(quán)放大器209使用加權(quán)選擇器213選擇的#1～#L接收加權(quán)對(duì)接收的各個(gè)#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大。解調(diào)器210將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。最后，信號(hào)合并單元208對(duì)來自于各個(gè)均衡處理器203的解調(diào)后的K合成信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
圖26和圖12B為為流程圖，描述了第十一實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1000，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S1141，接收器200通過#1～#L天線接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息。
在步驟S2000，接收器200使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線接收的信號(hào)以及已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估。在步驟S1241和S1242，接收器200存儲(chǔ)在步驟S1141中獲得的以前的信道評(píng)估信息，并且根據(jù)時(shí)間延遲信息以及在步驟S1241中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道評(píng)估信息。
在步驟S1341，接收器200通過反饋路徑400將調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息作為反饋信息發(fā)送到發(fā)射器100。
在步驟S1441～S1442，接收器200在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)累加反饋信息，根據(jù)累加的反饋信息生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并且在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行累加接收端發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息。
在步驟S1541～S1544，接收器200根據(jù)反饋信息、反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L第一接收加權(quán)，根據(jù)累加后的反饋信息、反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L第二接收加權(quán)，根據(jù)第一接收加權(quán)、第二接收加權(quán)、反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息、反饋信息以及接收功率的條件來對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并且根據(jù)發(fā)射質(zhì)量從第一或第二接收加權(quán)中選擇恰當(dāng)接收加權(quán)。
下面的步驟S1600～S1900與圖12B中所示的第六個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
根據(jù)第十二個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)，它能夠?qū)⒄{(diào)節(jié)后的信道信息作為從接收器200反饋到發(fā)射器100的反饋信息，從而減少通過反饋路徑的總的發(fā)射信息的數(shù)量。此外，第十二個(gè)實(shí)施方式通過使用反饋時(shí)的信道信息以及加權(quán)生成時(shí)的當(dāng)前信道信息，能夠更好地提高發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性并且更有效地對(duì)通信特征的下降生成抑制作用。
實(shí)施方式13在下文中將參考圖27對(duì)本發(fā)明的第十三個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。該系統(tǒng)中發(fā)射器100的結(jié)構(gòu)與圖23和圖25中所示的第十一個(gè)和第十二個(gè)實(shí)施方式中的發(fā)射器結(jié)構(gòu)相同。在圖27中，與第十一個(gè)和第十二個(gè)實(shí)施方式中相同的元件都用相同的數(shù)字來表示。
如第十一個(gè)和第十二個(gè)實(shí)施方式中的接收器200，該實(shí)施方式的接收器200包括#1～#L接收天線201；已知符號(hào)分離器202；信道狀態(tài)評(píng)估單元204；信道信息存儲(chǔ)器222；信道信息調(diào)節(jié)單元221，其根據(jù)延遲時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息和信道信息存儲(chǔ)器222中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道估計(jì)信息，并且通過反饋路徑400發(fā)送調(diào)節(jié)后的信道估計(jì)信息到發(fā)射器100；信道信息累加單元211，其用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)信道信息調(diào)節(jié)單元221調(diào)節(jié)后的信道信息進(jìn)行累加；接收端發(fā)射加權(quán)生成器205，其根據(jù)信道信息累加單元211中調(diào)節(jié)和累加后的信道評(píng)估信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)；發(fā)射加權(quán)累加單元206，其用于對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)生成器所生成的接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加；接收功率評(píng)估單元220，其使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線201接收的信號(hào)以及已知符號(hào)信息單元225中的已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估。這些元件均與第十一個(gè)和第十二個(gè)實(shí)施方式中的元件相同。
接收器200還進(jìn)一步包括信道信息選擇器215，其根據(jù)調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息、在信道信息累加單元211中調(diào)節(jié)和累加的信道評(píng)估信息和接收功率的條件以及通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇用于K*L接收加權(quán)生成的信道信息；接收加權(quán)生成器212，其使用信道信息選擇器215中選擇的信道信息來生成K*L接收加權(quán)，并且在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加發(fā)射加權(quán)、#1～#K均衡處理器203以及與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)的信號(hào)合并單元208。
每一個(gè)均衡處理器203都包括一個(gè)分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大的接收加權(quán)放大器209，以及一個(gè)分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)器210。信號(hào)合并單元208與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)并且對(duì)來自于#1～#K各個(gè)均衡處理器203解調(diào)后的K合成信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
延遲時(shí)間信息單元218和多普勒頻率估計(jì)單元217與第四個(gè)、第七個(gè)和第十個(gè)實(shí)施方式中的相同。存儲(chǔ)在通信量信息存儲(chǔ)器216中的通信量特征的獲取方法也與第四個(gè)實(shí)施方式中的方式相同。信道信息選擇器215使用這些通信量特征來選擇與能夠給出當(dāng)前信道較好特征的一組加權(quán)相對(duì)應(yīng)的恰當(dāng)?shù)男诺佬畔ⅲ⑶覍⑺x擇的信息輸出到接收加權(quán)生成器212中。
根據(jù)第十三個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)，在其發(fā)射器100中與在第十一個(gè)和第十二個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器中相同，發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110利用接收器200的信道評(píng)估反饋信息來生成發(fā)送端發(fā)射加權(quán)。發(fā)射信號(hào)生成器101生成發(fā)射信號(hào)并且發(fā)射信號(hào)劃分單元103使用發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110生成的發(fā)送端發(fā)射加權(quán)將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流。在#1～#K各個(gè)發(fā)射信號(hào)處理器104中，信號(hào)調(diào)制器105對(duì)各個(gè)信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。并且，在各個(gè)信號(hào)處理器104中，流處理器106將各個(gè)調(diào)制后的信號(hào)流劃分為#1～#N發(fā)射子流并且分別使用#1～#N發(fā)射信號(hào)加權(quán)對(duì)各個(gè)子流進(jìn)行放大，并且已知符號(hào)加法器107將已知符號(hào)添加到各個(gè)#1～#N子流中。將各個(gè)#1～#K信號(hào)處理器104中輸出的#1子流進(jìn)行合并并且從#1發(fā)射天線102中發(fā)射出去，來自于各個(gè)信號(hào)處理器104的#2子流也以同樣的方式合并并從#2天線發(fā)射出去，其它的子流也通過相同的方式進(jìn)行合并并通過各個(gè)發(fā)射天線發(fā)射到通信信道300中。
另一方面，在接收器200中，如在第十一個(gè)和第十二個(gè)實(shí)施方式的接收器中一樣，信道狀態(tài)評(píng)估單元204使用#1～#L天線201接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估從而得到信道評(píng)估狀態(tài)，并且輸出信道評(píng)估信息。接收功率評(píng)估單元220使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線201所接收的信號(hào)以及已知符號(hào)信息單元225中的已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估。信道信息存儲(chǔ)器222用于存儲(chǔ)從信道狀態(tài)評(píng)估單元204中輸出的以前的信道評(píng)估信息。信道信息調(diào)節(jié)單元221根據(jù)延遲時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息和信道信息存儲(chǔ)器222中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道估計(jì)信息，并且通過反饋路徑400將調(diào)節(jié)后的信道估計(jì)信息輸出到發(fā)射器100中。信道信息累加單元211在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)信道信息調(diào)節(jié)單元221調(diào)節(jié)的信道評(píng)估信息進(jìn)行累加。接收端發(fā)射加權(quán)生成器205根據(jù)信道信息累加單元211中調(diào)節(jié)和累加的信道評(píng)估信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)。發(fā)射加權(quán)累加單元206在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)生成器205的接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加。
此外，在接收器200中，信道信息選擇器215根據(jù)調(diào)節(jié)后信道評(píng)估信息、在信道信息累加單元211中累加的信道評(píng)估信息和接收功率的條件以及通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇用于K*L接收加權(quán)生成的信道信息。接收加權(quán)生成器212使用在信道信息選擇器215中選擇的信道信息以及發(fā)射加權(quán)累加單元206中得到的累加發(fā)射加權(quán)來生成K*L接收加權(quán)。
在每一個(gè)均衡處理器203中，接收加權(quán)放大器209使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；解調(diào)器210將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。信號(hào)合并單元208對(duì)來自于各個(gè)均衡處理器203的解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并并且重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
圖28和圖12B為為流程圖，描述了第十三實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1000，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S1151，接收器200通過#1～#L天線201接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息。
在步驟S2000，接收器200使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線接收的信號(hào)以及已知符號(hào)對(duì)接收的功率條件進(jìn)行評(píng)估。
在步驟S1251和S1252，接收器200存儲(chǔ)在步驟S1151中獲得的以前的信道評(píng)估信息，并且根據(jù)時(shí)間延遲信息以及在步驟S1251中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息來調(diào)節(jié)信道評(píng)估信息。
在步驟S1351，接收器200通過反饋路徑400將調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息作為反饋信息發(fā)送到發(fā)射器100。
在步驟S1451～S1453，接收器200在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)累加反饋信息，根據(jù)累加的反饋信息生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并且在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息。
在步驟S1551～S1552，接收器200根據(jù)反饋信息、累加后的反饋信息、接收功率的條件以及通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇用于恰當(dāng)接收加權(quán)生成的信道信息，并且使用所選擇的信道信息以及反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
下面的步驟S1600～S1900與圖12B中所示的第六個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
根據(jù)第十三個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)，它能夠?qū)⒄{(diào)節(jié)后的信道信息作為從接收器200反饋到發(fā)射器100的反饋信息，從而減少通過反饋路徑的總的發(fā)射信息的數(shù)量。此外，第十二個(gè)實(shí)施方式通過使用反饋時(shí)的信道信息以及加權(quán)生成時(shí)的當(dāng)前信道信息，能夠更好地提高發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性并且更有效地對(duì)通信特征的下降生成抑制作用。
實(shí)施方式14在下文中將參考圖29對(duì)本發(fā)明的第十四個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。MIMO通信系統(tǒng)基本包括具有#1～#N天線的發(fā)射器100、具有#1～#L天線的接收器200以及在發(fā)射器100與接收器200之間通聯(lián)的傳播信道300。
發(fā)射器100包括生成發(fā)射信號(hào)的發(fā)射信號(hào)生成器101；信號(hào)劃分單元103；#1～#K發(fā)射信號(hào)處理器104；#1～#N加法器108；以及發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110，利用接收器200通過反饋路徑400得到的信道估計(jì)信息來生成K*N發(fā)送端發(fā)射加權(quán)。每個(gè)發(fā)射信號(hào)處理器104包括信號(hào)調(diào)制器105，用于分別調(diào)制#1～#K信號(hào)流；流處理器106，分別對(duì)各個(gè)#1～#K調(diào)制后的信號(hào)流進(jìn)行劃分并且通過#1～#N發(fā)射加權(quán)對(duì)#1～#N子流進(jìn)行放大；以及已知符號(hào)加法器107，用于將已知的符號(hào)添加到各個(gè)#1～#N子流中。
另一方面，接收器200包括已知符號(hào)分離器202；信道狀態(tài)評(píng)估單元204，從#1～#L天線接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估以獲得信道評(píng)估信息；反饋信息生成器251，根據(jù)信道狀態(tài)評(píng)估單元204的信道評(píng)估信息來生成反饋信息；反饋信息處理單元252，根據(jù)反饋路徑400的條件對(duì)反饋信息進(jìn)行處理并且生成處理后的反饋信息并將其通過反饋路徑400發(fā)送到發(fā)射器100中；以及反饋信息累加單元253，在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)反饋信息進(jìn)行累加。接收器200還進(jìn)一步包括接收加權(quán)生成器212，其使用信道狀態(tài)評(píng)估單元中的信道評(píng)估信息以及在反饋信息累加單元253中累加的反饋信息來生成K*L接收加權(quán)；#1～#K均衡處理器203以及信號(hào)合并單元208。
每一個(gè)均衡處理器203都包括一個(gè)接收加權(quán)放大器209，分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；以及一個(gè)解調(diào)器210，分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。信號(hào)合并單元208與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)并且對(duì)來自于#1～#K各個(gè)均衡處理器203解調(diào)后的K合成信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
從接收器200發(fā)送給發(fā)射器100的反饋信息中含有#1～#L信息，其中L等于接收天線201的數(shù)目。#1～#L信息含有N發(fā)射加權(quán)信息，其中N等于發(fā)射天線102的數(shù)目。
發(fā)射器100的發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110利用接收器200的反饋信息來生成K*N發(fā)送端發(fā)射加權(quán)。在此過程中，使用了特征值運(yùn)算或奇異值運(yùn)算。特別地，用A表示信道矩陣，那么滿足下述關(guān)系(16)的K個(gè)特征向量ek可通過對(duì)信道關(guān)聯(lián)行列式AHA的特征值分解得到，其中K＝min(N，L)。
eiH(AHA)ei=λi(i=0,...,K)eiH(AHA)ej=0(i≠j)---(16)]]>在該表達(dá)式(16)中，符號(hào)H表示復(fù)變換、并且λi表示第i個(gè)特征向量的特征值。
通過使用特征值ek可通過下述表達(dá)式(17)來創(chuàng)建第k流的發(fā)射加權(quán)向量。
WTK＝ek(17)發(fā)射信號(hào)劃分單元103將發(fā)射信號(hào)生成器101的發(fā)射信號(hào)劃分為與發(fā)射加權(quán)不全為零的組的數(shù)目相同的信號(hào)流。每一個(gè)劃分后的信號(hào)流使用發(fā)射信號(hào)調(diào)制器105進(jìn)行調(diào)制，相同的發(fā)射加權(quán)進(jìn)行放大并且在其上加入已知符號(hào)。該已知符號(hào)將被用于接收器200的均衡處理器中。各個(gè)信號(hào)流使用與各個(gè)天線102相對(duì)應(yīng)的加法器108進(jìn)行合成并且發(fā)送到傳播信道300中。用Sk(t)表示被劃分的第k個(gè)信號(hào)流，WTK表示與第k流相對(duì)應(yīng)的發(fā)射加權(quán)向量(Nx1矩陣)，然后多路發(fā)射信號(hào)向量X(t)可通過表達(dá)式(18)來表示。
X(t)=Σk=1KWTkSk(t)---(18)]]>接收器200接收通過傳播信道300后失真的發(fā)射信號(hào)。發(fā)射信號(hào)流的失真特性取決于傳播信道300本身的特征以及發(fā)射天線102和接收天線201之間的位置關(guān)系。在這里，傳播信道300被認(rèn)為其每個(gè)信道為均勻減弱的信道，其不受延遲波的影響。
在接收器200中，已知符號(hào)分離器202將接收到的信號(hào)分離為已知符號(hào)和發(fā)射信息符號(hào)。發(fā)射信息符號(hào)被輸入到與發(fā)射信號(hào)流的編號(hào)相同的均衡處理器203中。已知符號(hào)被輸入到信道狀態(tài)評(píng)估單元204中。信道狀態(tài)評(píng)估單元204使用已知符號(hào)對(duì)每個(gè)傳播信道的特征進(jìn)行評(píng)估，并且輸出信道狀態(tài)信息。
傳播信道特征可使用下述表達(dá)式(19)所示的信道矩陣A來表示，其中L表示接收天線201的數(shù)目。
A=a11...a1N...aij...aL1...aLN---(19)]]>每個(gè)天線201所接收的每個(gè)接收信號(hào)r(t)通過下述表達(dá)式(20)來表示，其中n(t)表示噪音向量。
r(t)＝AX(t)+n(t) (20)反饋信息生成器251根據(jù)信道狀態(tài)評(píng)估單元204的信道評(píng)估信息來生成反饋信息。當(dāng)發(fā)射加權(quán)被用作反饋信息時(shí)，在反饋信息生成器251中進(jìn)行相同的過程，因此，發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110對(duì)于發(fā)射器100來講就是非必要的。另一方面，如果通信信道信息被用作反饋信息，信道評(píng)估信息就不經(jīng)過任何處理而通過該反饋信息生成器251。
生成的反饋信息被輸入到反饋信息處理單元252和反饋信息累加單元253中。反饋信息處理單元252對(duì)反饋信息進(jìn)行處理使其與反饋路徑400的帶寬及反饋信息的質(zhì)量相一致。處理后的反饋信息通過反饋路徑400通知給發(fā)射器100。在反饋信息累加單元253中，保留來自于反饋信息生成器251的反饋信息直到處理過的反饋信息被通知到發(fā)射器100并且反饋信息所反射的新的發(fā)射信號(hào)被接收器200所接收。當(dāng)信道評(píng)估信息被用作反饋信息并且通過反饋信息生成器251時(shí)，反饋信息累加單元253在預(yù)定的時(shí)間間隔后用作發(fā)射器100的發(fā)射加權(quán)生成器110，并且輸出作為反饋信息的發(fā)射加權(quán)。
當(dāng)預(yù)定的時(shí)間間隔結(jié)束后，累加的反饋信息被輸出到接收加權(quán)生成器212中。接收加權(quán)生成器212使用信道評(píng)估信息以及累加的反饋信息來生成接收加權(quán)。接收加權(quán)向量WRK通過表達(dá)式(21)得到。
WRK＝(Aek)H(21)使用接收信號(hào)對(duì)生成的接收加權(quán)進(jìn)行放大。對(duì)第k信號(hào)流合成后輸出的信號(hào)yk(t)可通過表達(dá)式(22)來表示。
yk(t)=WRkAX(t)]]>=WTkHAHAΣm=1KWTmSm(t)+WTkHAHn(t)---(22)]]>=λkSk(t)+WTkHAHn(t)]]>圖30和圖12B為流程圖，描述了第十四實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1000，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S2100，接收器200通過#1～#L天線201接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息。
在步驟S2200，接收器200根據(jù)信道評(píng)估信息來生成原始的反饋信息。
在步驟S2300，接收器200根據(jù)反饋路徑400的條件對(duì)原始的反饋信息進(jìn)行處理以獲得通過反饋路徑400發(fā)送給發(fā)射器100的反饋信息。
在步驟S2400，接收器200在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)原始反饋信息進(jìn)行累加并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息。
在步驟S2500，接收器200使用信道評(píng)估信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L接收加權(quán)。
在步驟S2600，接收器200分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)接收的各個(gè)#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大。
在步驟S2700，接收器200對(duì)#1～#L加權(quán)后的子流進(jìn)行合成從而得到各個(gè)合成后的#1～#K信號(hào)流。
在步驟S2800，接收器200分別對(duì)合成后的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。
最后，在步驟S2900，接收器200合并解調(diào)后的K信號(hào)流以重新生成原始的發(fā)射信號(hào)。
通過上面所述的方式，可以得到不受其它多路信號(hào)流任何干涉的目標(biāo)信號(hào)流。相應(yīng)地，第十四個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器與常規(guī)的單流發(fā)射技術(shù)相比，能夠大大地提高頻率的利用效率。
實(shí)施方式15在下文中將參考圖31對(duì)本發(fā)明的第十五個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。對(duì)于圖29中的第十四個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)來講，在將反饋信息從接收器發(fā)送給發(fā)射器時(shí)，可能會(huì)對(duì)與反饋路徑的帶寬和數(shù)量相對(duì)應(yīng)的反饋信息進(jìn)行處理，從而使得反饋信息可能發(fā)生下降。
在第十四個(gè)實(shí)施方式中，將處理前和處理后的發(fā)射信息分別作為WTk、 通過下面的表達(dá)式可得到接收加權(quán)WRk。
WRk＝(AWTk)H在這種情況下，合成的信號(hào)yk(t)變?yōu)橥ㄟ^表達(dá)式(23)來表示。
yk(t)=WRkAX(t)]]>=WTkHAHAΣm=1KW~TmSm(t)+WTkHAHn(t)---(23)]]>此時(shí)，由于在WTk、 之間、處理前后發(fā)射加權(quán)信息之間存在誤差，所以可能干擾發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性。如果出現(xiàn)一致性方面的干擾，就不能夠完全消除其它流所帶來的干涉。因此，可以預(yù)測(cè)通信特征會(huì)出現(xiàn)下降。
在這種情況下，因?yàn)樵赪Tk、 之間、發(fā)射加權(quán)信息在處理前后之間存在誤差，所以會(huì)干擾發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性。如果出現(xiàn)這種一致性的干擾，就不能完全消除其它流所帶來的干涉。因此，可以預(yù)知通信特征會(huì)發(fā)生下降。
第十五個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)可以解決在第十四個(gè)實(shí)施方式中出現(xiàn)的可預(yù)知性缺陷。在圖31中，與圖29中所示相同的元件使用相同的數(shù)字進(jìn)行標(biāo)識(shí)。
該實(shí)施方式的特點(diǎn)就是反饋信息累加單元253對(duì)反饋信息處理單元252中處理過的反饋信息進(jìn)行累加，代替在第十四個(gè)實(shí)施方式中對(duì)反饋信息生成器251的原始反饋信息進(jìn)行累加，并且接收加權(quán)生成器212使用在反饋信息累加單元253中進(jìn)行過一次累加的處理后的反饋信息。其它的元件都與圖29中所示的第十四個(gè)實(shí)施方式的元件相同，并且相同的數(shù)字用來表示相同的元件。
圖33中的表顯示了在第十四個(gè)實(shí)施方式和第十五個(gè)實(shí)施方式中使用的加權(quán)信息的種類。在第十四個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)表達(dá)式(17)表示的信道評(píng)估值進(jìn)行特征值的計(jì)算。然后，計(jì)算與當(dāng)前信道相一致并用于發(fā)射的發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)。另一方面，為通過反饋路徑400返回反饋信息，需進(jìn)行處理使其與反饋路徑的信息比例相一致。因此，可以預(yù)測(cè)在處理的發(fā)射加權(quán)和未處理的接收加權(quán)之間的一致性會(huì)收到干擾，并且會(huì)出現(xiàn)通信量的降低。
與之相比，在第十五個(gè)實(shí)施方式中，發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性可以被維持因?yàn)榭梢允褂锰幚砗蟮姆答佇畔砩山邮占訖?quán)。
圖32和圖12B為為流程圖，描述了第十五實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1000，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S1100，接收器200通過#1～#L天線201接收的#1～#L子流來生成原始的反饋信息。
在步驟S1200，接收器200調(diào)節(jié)原始的反饋信息以獲得反饋信息。
在步驟S1300，接收器200通過反饋路徑400發(fā)送反饋信息給發(fā)射器100。
在步驟S1400，接收器200對(duì)反饋信息進(jìn)行反饋延遲的補(bǔ)償。
在步驟S1500，接收器200使用反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
在步驟S1600，接收器200分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)接收的各個(gè)#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大。
在步驟S1700，接收器200對(duì)#1～#L加權(quán)后的子流進(jìn)行合成從而得到各個(gè)合成后的#1～#K信號(hào)流。
在步驟S1800，接收器200分別對(duì)合成后的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。
在步驟S1900，接收器200合并解調(diào)后的K信號(hào)流以重新生成原始的發(fā)射信號(hào)。
通過該方法，可以減少發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間由于反饋延遲所帶來的不一致性。在下文中將對(duì)該原因進(jìn)行描述。
WTk表示使用預(yù)處理的反饋信息生成的發(fā)射加權(quán)， 表示使用處理后的反饋信息生成處理的發(fā)射加權(quán)，然后該實(shí)施方式的接收加權(quán)使用下面的表達(dá)式生成WRk=(AW~Tk)H]]>來代替第十四個(gè)實(shí)施方式中使用的表達(dá)式WRk＝(AWTk)H此時(shí)，合成信號(hào)yk(t)變?yōu)楸磉_(dá)式(24)。
yk(t)=WRkAX(t)]]>=W~TkHAHAΣm=1KW~TmSm(t)+WTkHAHn(t)---(24)]]>根據(jù)第十五個(gè)實(shí)施方式，可能減小反饋信息處理過程中的誤差所帶來的影響，因此，可抑制發(fā)射特征的降低。
實(shí)施方式16在下文中將參考圖34對(duì)本發(fā)明的第十六個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。該實(shí)施方式的目標(biāo)就是減小由于反饋所帶來的量化誤差。在第十四個(gè)實(shí)施方式中，非量化的發(fā)射加權(quán)用于生成接收加權(quán)。與之相比，在第十六個(gè)實(shí)施方式中，在發(fā)射加權(quán)量化單元中量化的發(fā)射加權(quán)被用于生成接收加權(quán)。
如圖34所示，第十六個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)包括具有多個(gè)發(fā)射天線102的發(fā)射器100；具有多個(gè)接收天線201的接收器200；以及連接發(fā)射器100和接收器200的傳播信道300。
發(fā)射器100的結(jié)構(gòu)幾乎與第十四個(gè)實(shí)施方式中的發(fā)射器相同，但是它不包括發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器。發(fā)射器100使用從接收器200返回的量化發(fā)射加權(quán)來代替在發(fā)射器自身所生成的發(fā)射加權(quán)。在圖34中，與圖29中第十四個(gè)實(shí)施方式所示相同的元件使用相同的數(shù)字進(jìn)行標(biāo)識(shí)。
接收器200包括已知符號(hào)分離器202；#1～#K均衡處理器203；信道狀態(tài)評(píng)估單元204，使用#1～#L天線201接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估以獲得信道評(píng)估信息；接收端發(fā)射加權(quán)生成器205，根據(jù)信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)；發(fā)射加權(quán)量化單元255，其用于對(duì)發(fā)射加權(quán)進(jìn)行量化，并且將量化后的發(fā)射加權(quán)通過反饋路徑400發(fā)送到發(fā)射器100。接收器200還進(jìn)一步包括發(fā)射加權(quán)累加單元206，其用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)#1～#L量化后的發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加；接收加權(quán)生成器212，其使用信道狀態(tài)評(píng)估單元204中的信道評(píng)估信息以及在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加的量化后的發(fā)射加權(quán)來生成K*L接收加權(quán)；以及一個(gè)信號(hào)合并單元208。
每一個(gè)均衡處理器203都與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)，并且包括一個(gè)接收加權(quán)放大器209，分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；以及一個(gè)解調(diào)器210，分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。信號(hào)合并單元208用于對(duì)各個(gè)均衡處理器203解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
在第十四個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)表達(dá)式(17)表示的信道評(píng)估值進(jìn)行特征值的計(jì)算。然后，計(jì)算與當(dāng)前信道相一致并用于發(fā)射的發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)。另一方面，通過反饋路徑返回的反饋信息被處理以使其與反饋路徑的信息比例相一致。因此，可以預(yù)測(cè)在處理的發(fā)射加權(quán)和未處理的接收加權(quán)之間的一致性會(huì)收到干擾，并且會(huì)出現(xiàn)通信量的降低。
與之相比，在第十六個(gè)實(shí)施方式中，為了維持發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性，可使用量化后的發(fā)射加權(quán)來生成接收加權(quán)并將其作為處理后的反饋信息。
圖35和圖12B為為流程圖，描述了第十六實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。
在步驟S1，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S261，接收器200通過#1～#L天線201接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)，并且將信道評(píng)估信息作為信道狀態(tài)信息。
在步驟S361和S362，接收器200根據(jù)信道評(píng)估信息以及量化的發(fā)射加權(quán)來生成K*N發(fā)射加權(quán)。
在步驟S461，接收器200通過反饋路徑400將#1～#L量化后的發(fā)射加權(quán)作為反饋信息發(fā)送到發(fā)射器100。
在步驟S561，接收器200將#1～#L量化后的發(fā)射加權(quán)在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行累積并作為處理后的反饋信息。
在步驟S6，接收器200使用信道狀態(tài)信息和處理后的反饋信息生成K*L接收加權(quán)。
下面的步驟S7～S10與圖2B中所示的第一個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
通過該方法，可以減小發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間由于反饋延遲所帶來的一致性。該原因?qū)⒚枋鋈缦隆?br> 用WTk和 分別表示量化前的發(fā)射加權(quán)和量化后的發(fā)射加權(quán)，然后使用下面的表達(dá)式來生成該實(shí)施方式的接收加權(quán)WRk=(AW~Tk)H]]>來代替第十四個(gè)實(shí)施方式中使用的表達(dá)式WRk＝(AWTk)H此時(shí)，合成信號(hào)yk(t)變?yōu)楸磉_(dá)式(25)。
yk(t)=WRkAX(t)]]>=W~TkHAHAΣm=1KW~TmSm(t)+W~TkHAHn(t)---(25)]]>根據(jù)第十六個(gè)實(shí)施方式，可能減小反饋信息處理過程中的量化誤差所帶來的影響，因此，可抑制發(fā)射特征的降低。
實(shí)施方式17在下文中將參考圖36對(duì)本發(fā)明的第十七個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。在第十六個(gè)實(shí)施方式中，在接收器200中被量化的量化發(fā)射加權(quán)通過反饋路徑400反饋給發(fā)射器100。與之相比，在第十七個(gè)實(shí)施方式中，量化的通信信道信息通過反饋路徑400從接收器200中反饋給發(fā)射器100，并且使用發(fā)射器端生成發(fā)射加權(quán)。
如圖36所示，第十七個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)包括具有多個(gè)發(fā)射天線102的發(fā)射器100；具有多個(gè)接收天線201的接收器200；以及連接發(fā)射器100和接收器200的傳播信道300。在圖36中，與圖29中第十四個(gè)實(shí)施方式所示相同的元件使用相同的數(shù)字進(jìn)行標(biāo)識(shí)。
發(fā)射器100包括生成發(fā)射信號(hào)的發(fā)射信號(hào)生成器101；利用接收器200通過反饋路徑400得到的量化后的信道信息來生成K*N發(fā)送端發(fā)射加權(quán)的發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110；根據(jù)發(fā)送端發(fā)射加權(quán)來將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K信號(hào)流的信號(hào)劃分單元103；#1～#K發(fā)射信號(hào)處理器104以及與#1～#N發(fā)射天線102中的每一個(gè)相對(duì)應(yīng)的#1～#N加法器108。每個(gè)發(fā)射信號(hào)處理器104包括用于分別調(diào)制#1～#K信號(hào)流的信號(hào)調(diào)制器105、分別對(duì)各個(gè)#1～#K調(diào)制后的信號(hào)流進(jìn)行劃分并且通過發(fā)送端#1～#N發(fā)射加權(quán)對(duì)#1～#N子流進(jìn)行放大的流處理器106、以及用于將已知的符號(hào)添加到各個(gè)發(fā)射子流中的已知符號(hào)加法器107。
接收器200包括已知符號(hào)分離器202；#1～#K均衡處理器203；從#1～#L天線201接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估以獲得信道評(píng)估信息的信道狀態(tài)評(píng)估單元204；信道量化單元256，其用于對(duì)信道評(píng)估信息進(jìn)行量化并且通過反饋路徑400將量化后的信道信息發(fā)送到發(fā)射器100中；以及在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)量化的信道信息進(jìn)行累加的信道信息累加單元211。
接收器200還進(jìn)一步包括接收端發(fā)射加權(quán)生成器205，其根據(jù)累加并量化后的信道信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)；接收加權(quán)生成器212，使用信道狀態(tài)評(píng)估單元204的信道評(píng)估信息以及在發(fā)射加權(quán)生成器205中的接收端發(fā)射加權(quán)來生成K*L接收加權(quán)；#1～#K均衡處理器203以及與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)的信號(hào)合并單元208。
#1～#K均衡處理器203中的每一個(gè)都包括一個(gè)分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大的接收加權(quán)放大器209、以及一個(gè)分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)器210。信號(hào)合并單元208對(duì)各個(gè)均衡處理器203的解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
圖37和圖12B為流程圖，描述了第十六實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。此方法描述如下。
在步驟S1000，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S1171，接收器200通過#1～#L天線201接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息。
在步驟S1271，接收器200對(duì)信道評(píng)估信息進(jìn)行量化。
在步驟S1371，接收器200通過反饋路徑400將作為反饋信息的量化的信道信息發(fā)送到發(fā)射器100。
在步驟S1471和S1472，接收器200在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)量化的信道信息進(jìn)行累加并且使用累加后量化的信道信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息。
在步驟S1571，接收器200使用原始反饋信息以及反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
下面的步驟S1600～S1900與圖12B中所示的第六個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
根據(jù)反饋路徑400的信息比例，如果發(fā)射加權(quán)根據(jù)量化的信道信息來生成，那么就可以預(yù)測(cè)在量化的發(fā)射加權(quán)和非量化的發(fā)射加權(quán)之間的一致性受到干擾并且發(fā)射量下降。根據(jù)該實(shí)施方式，為了避免這種狀態(tài)并且維持發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性，接收加權(quán)生成器212使用量化的信道信息來生成接收加權(quán)。
因此，第十七個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)能夠抑制由于發(fā)射加權(quán)的反饋延遲所帶來的發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的不一致性，原因如下。
用A和 分別表示量化前的信道信息和量化后的信道信息，并且 表示通過奇異值或特征值分解或 的分解所得到的特征向量。然后通過表達(dá)式(26)來表示發(fā)射加權(quán)。
WTk=e~k---(26)]]>與該發(fā)射加權(quán)的表達(dá)式相對(duì)應(yīng)，使用下面的表達(dá)式得到該實(shí)施方式的接收加權(quán)WRk=(AW~Tk)H]]>來代替第十四個(gè)實(shí)施方式中使用的表達(dá)式WRk＝(AWTk)H此時(shí)，合成信號(hào)yk(t)變?yōu)楸磉_(dá)式(27)。
yk(t)=WRkAX(t)]]>=WTkHA~HAΣm=1KW^TmSm(t)+W~TkHAHn(t)---(27)]]>根據(jù)第十七個(gè)實(shí)施方式，可能減小反饋信息處理過程中的量化誤差所帶來的影響，因此，可抑制發(fā)射特征的降低。
實(shí)施方式18在下文中將參考圖38對(duì)本發(fā)明的第十八個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。該實(shí)施方式的特點(diǎn)就是對(duì)作為反饋誤差的調(diào)節(jié)誤差進(jìn)行處理，該誤差是為了對(duì)反饋延遲進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)出現(xiàn)的誤差。
在第十四個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)表達(dá)式(17)表示的信道評(píng)估值進(jìn)行特征值的計(jì)算。然后，計(jì)算與當(dāng)前信道相一致并用于發(fā)射的發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)。另一方面，通過反饋路徑返回的反饋信息被處理以使其與反饋路徑的信息比例相一致。因此，可以預(yù)測(cè)在處理的發(fā)射加權(quán)和未處理的接收加權(quán)之間的一致性會(huì)收到干擾，并且會(huì)出現(xiàn)通信量的降低。
為了減少發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間由于反饋延遲所導(dǎo)致的不一致性，有可能使用一種發(fā)射加權(quán)調(diào)節(jié)單元。該調(diào)節(jié)單元就是根據(jù)在在發(fā)射加權(quán)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的以前的發(fā)射加權(quán)和延遲時(shí)間信息，使用如線性外推處理法來調(diào)節(jié)發(fā)射加權(quán)。延遲時(shí)間信息可通過測(cè)量實(shí)際通信過程中發(fā)射加權(quán)的發(fā)射端和接收端中生成和調(diào)節(jié)過程所消耗的時(shí)間。然而，由于延遲時(shí)間的信息準(zhǔn)確性和發(fā)射加權(quán)調(diào)節(jié)的誤差使得加權(quán)和通信信道之間仍然可能存在不一致性。
為了保持發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性，該MIMO通信系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)發(fā)射加權(quán)并且使用調(diào)節(jié)后的發(fā)射加權(quán)來生成接收加權(quán)。
如圖38所示，第十八個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)包括具有多個(gè)發(fā)射天線102的發(fā)射器100以及具有多個(gè)接收天線201的接收器200，以及連接發(fā)射器100與接收器200的傳播信道300。發(fā)射器100的結(jié)構(gòu)與圖34所示的第十六個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器結(jié)構(gòu)相同，因此此處就不再對(duì)發(fā)射器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。在圖38中，與圖34中第十六個(gè)實(shí)施方式所示相同的元件使用相同的數(shù)字進(jìn)行標(biāo)識(shí)。
接收器200包括已知符號(hào)分離器202；#1～#K均衡處理器203；信道狀態(tài)評(píng)估單元204，使用#1～#L天線201接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估以獲得信道評(píng)估信息；發(fā)射加權(quán)生成器205，根據(jù)信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)；發(fā)射加權(quán)存儲(chǔ)器256，存儲(chǔ)發(fā)射加權(quán)生成器205所生成的以前的發(fā)射加權(quán)；發(fā)射加權(quán)調(diào)節(jié)單元257，其根據(jù)發(fā)射加權(quán)存儲(chǔ)器256中存儲(chǔ)的以前的發(fā)射加權(quán)以及延遲時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息對(duì)來自于發(fā)射加權(quán)生成器205的發(fā)射加權(quán)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且將#1～#L調(diào)節(jié)后的發(fā)射加權(quán)通過反饋路徑400發(fā)送到發(fā)射器100；發(fā)射加權(quán)累加單元206，其用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)調(diào)節(jié)后的發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加。
接收器200還進(jìn)一步包括接收加權(quán)生成器212，其使用信道狀態(tài)評(píng)估單元204中的信道評(píng)估信息以及在發(fā)射加權(quán)累加單元206中累加的發(fā)射加權(quán)來生成K*L接收加權(quán)；#1～#K均衡處理器203；以及與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)的信號(hào)合并單元208。
每一個(gè)均衡處理器203都包括一個(gè)接收加權(quán)放大器209，分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；以及一個(gè)解調(diào)器210，分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)。信號(hào)合并單元208對(duì)來自于K均衡處理器203的解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
圖39和圖2B為為流程圖，描述了第十八個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。該方法將在下文中進(jìn)行描述。
在步驟S1，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S271，接收器200通過#1～#L天線201接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)，并且將信道評(píng)估信息作為信道狀態(tài)信息。
在步驟S371～S373，接收器200根據(jù)信道評(píng)估信息來生成K*N發(fā)射加權(quán)，存儲(chǔ)在步驟S271中生成的以前的發(fā)射加權(quán)，并且根據(jù)在步驟S272中存儲(chǔ)的以前的發(fā)射加權(quán)以及時(shí)間延遲信息來調(diào)節(jié)發(fā)射加權(quán)。
在步驟S373，接收器200通過反饋路徑將調(diào)節(jié)后的發(fā)射加權(quán)作為反饋信息發(fā)送到發(fā)射器。
在步驟S571，接收器200將調(diào)節(jié)后的發(fā)射加權(quán)在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行累積并作為處理后的反饋信息。
在步驟S6，接收器200使用信道狀態(tài)信息和處理后的反饋信息生成K*L接收加權(quán)。
下面的步驟S7～S10與圖2B中所示的第一個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
根據(jù)該MIMO通信系統(tǒng)，為了維持發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性，可使用調(diào)節(jié)后的發(fā)射加權(quán)來生成接收加權(quán)并將其作為處理后的反饋信息。通過該方法，可以減小由于反饋延遲所帶來的發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的不一致性，其原因如下。
用WTk和 分別表示量化前的發(fā)射加權(quán)和量化后的發(fā)射加權(quán)，然后使用下面的表達(dá)式來生成該實(shí)施方式的接收加權(quán)WRk=(AW^Tk)H]]>來代替第十四個(gè)實(shí)施方式中使用的表達(dá)式WRk＝(AWTk)H此時(shí)，合成信號(hào)yk(t)變?yōu)楸磉_(dá)式(28)。
yk(t)=WRkAX(t)]]>=W^TkHAHAΣm=1KW^TmSm(t)+W^TkHAHn(t)---(28)]]>根據(jù)第十八個(gè)實(shí)施方式，考慮到調(diào)節(jié)誤差所帶來的影響，有可能維持發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性。因此，當(dāng)出現(xiàn)反饋誤差時(shí)就有可能降低其所帶來的影響并且抑制發(fā)射特征的降低。
實(shí)施方式19在下文中將參考圖40對(duì)本發(fā)明的第十九個(gè)實(shí)施方式所使用的MIMO通信系統(tǒng)和MIMO接收器進(jìn)行描述。在第十八個(gè)實(shí)施方式中，接收器生成發(fā)射加權(quán)并且通過反饋路徑將其發(fā)送到發(fā)射器。相比而言，第十九個(gè)實(shí)施方式的特點(diǎn)就是接收器通過反饋路徑將調(diào)節(jié)后的信道信息發(fā)送到發(fā)射器并且發(fā)射器使用反饋回來的信道信息來生成發(fā)射加權(quán)。
第十九個(gè)實(shí)施方式的MIMO通信系統(tǒng)包含具有#1～#N天線102的發(fā)射器100；具有#1～#L天線201的接收器200以及在它們之間進(jìn)行通聯(lián)的傳播信道300。
發(fā)射器100的結(jié)構(gòu)與圖31和圖36中所示的發(fā)射器結(jié)構(gòu)基本相同，但是該發(fā)射器100含有發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器110，其利用接收器200得到反饋回來的信道信息來生成發(fā)射加權(quán)。
該實(shí)施方式的接收器200包括符號(hào)分離器202；信道狀態(tài)評(píng)估單元204，從#1～#L天線201接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估以獲得信道評(píng)估信息；信道信息存儲(chǔ)器222，其用于存儲(chǔ)從信道狀態(tài)評(píng)估單元204中輸出的以前的信道評(píng)估信息；信道信息調(diào)節(jié)單元221，其根據(jù)信道信息存儲(chǔ)器222中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息延遲和時(shí)間信息單元218中的時(shí)間延遲信息來調(diào)節(jié)信道估計(jì)信息，并且通過反饋路徑400將調(diào)節(jié)后的信道信息輸出到發(fā)射器100中；以及信道信息累加單元211，其用于在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)信道信息調(diào)節(jié)單元221中調(diào)節(jié)后的信道信息進(jìn)行累加。接收器200還進(jìn)一步包括發(fā)射加權(quán)生成器205，其根據(jù)在信道信息累加單元211中累加的調(diào)節(jié)后的信道信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)；接收加權(quán)生成器212，其根據(jù)信道狀態(tài)評(píng)估單元204中的信道評(píng)估信息以及在接收端發(fā)射加權(quán)生成器205中的接收端發(fā)射加權(quán)來生成K*L接收加權(quán)；#1～#K均衡處理器203；以及與發(fā)射器100的信號(hào)劃分單元103相對(duì)應(yīng)的信號(hào)合并單元208。每個(gè)均衡處理器203包括一個(gè)分別使用#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大的接收加權(quán)放大器209，以及一個(gè)分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)器210。信號(hào)合并單元208對(duì)來自于K均衡處理器203的解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成原始發(fā)射信號(hào)。
圖41和圖12B為為流程圖，描述了第十九個(gè)實(shí)施方式的MIMO接收器200中使用的接收方法。該方法將在下文中進(jìn)行描述。
在步驟S1000，接收器200將接收信號(hào)分為已知符號(hào)和發(fā)射子流。
在步驟S1161，通過#1～#L天線201接收的接收信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息。
在步驟S1261和S1262，接收器200存儲(chǔ)在步驟S1161中生成的以前的信道評(píng)估信息并且根據(jù)在步驟S1261中存儲(chǔ)的以前的信道信息和時(shí)間延遲信息來調(diào)節(jié)信道評(píng)估信息。
在步驟S1361，接收器200通過反饋路徑400將作為反饋信息的調(diào)節(jié)后的信道信息發(fā)送到發(fā)射器100。
在步驟S1461和S1462，接收器200在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)反饋信息進(jìn)行累加并且使用累加后的反饋信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息。
在步驟S1561，接收器200使用原始反饋信息以及反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
下面的步驟S1600～S1900與圖12B中所示的第六個(gè)實(shí)施方式的那些步驟是相同的。
如果發(fā)射器100使用反饋回來的信道信息來生成發(fā)射加權(quán)，由于反饋回來的信息受到與反饋路徑400的信息比例相對(duì)應(yīng)的反饋延遲的影響，所以不受任何反饋延遲影響所得到的發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間一致性會(huì)受到干撓并且出現(xiàn)通信量的降低。
為了處理這種情況并且維持發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性，MIMO接收器200也使用調(diào)節(jié)后的信道信息來生成發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)。通過這種處理，就可能限制由于反饋延遲所導(dǎo)致的發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的不一致性，其原因如下。
用A和 分別表示調(diào)節(jié)前的信道信息和調(diào)節(jié)后的信道信息，然后通過表達(dá)式(29)來表示發(fā)射加權(quán)WTk。
WTk=e^k---(29)]]>在表達(dá)式(29)中 表示通過奇異值或特征值分解或下面的表達(dá)式 的分解所得到的特征向量。
在第十四個(gè)實(shí)施方式中，接收加權(quán)可使用下面的表達(dá)式得到。
WRk＝(AWTk)H此時(shí)，合成信號(hào)yk(t)可通過表達(dá)式(30)得到。
yk(t)=WRkAX(t)]]>=WTkHAHAΣm=1KWTmSm(t)+WTkHAHn(t)---(30)]]>
相反的是，在該實(shí)施方式中，接收加權(quán)可通過下面的表達(dá)式得到。
WRk=(A^WTk)H]]>此時(shí)，合成信號(hào)yk(t)可通過表達(dá)式(31)得到。
yk(t)=WRkAX(t)]]>=WTkHA^HAΣm=1KWTmSm(t)+WTkHA^Hn(t)---(31)]]>在該表達(dá)式中，發(fā)射加權(quán)WTk為 的特征向量。
因此，由于該實(shí)施方式的不一致性對(duì)合成信號(hào)yk(t)帶來的影響要比第十四個(gè)實(shí)施方式所帶來的影響要小。
根據(jù)第十九個(gè)實(shí)施方式，可能減小由于反饋延遲所帶來的影響，并且可抑制發(fā)射特征的降低。
在此前的本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施方式中，單一的已知符號(hào)被用于每個(gè)子流，但對(duì)于每個(gè)子流或每個(gè)發(fā)射信號(hào)，可能使用多個(gè)不同的已知符號(hào)實(shí)施例實(shí)施例1根據(jù)對(duì)第一個(gè)和第二個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行MIMO通信系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模擬，以對(duì)其操作/結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。分別設(shè)定發(fā)射天線和接收天線為四。調(diào)制方式根據(jù)傳播信道的質(zhì)量在BPSK、QPSK、16QAM以及64QAM之間進(jìn)行切換。對(duì)信道不使用信道編碼。每個(gè)發(fā)射信號(hào)流使用一致的功率進(jìn)行發(fā)射。假設(shè)傳播信道為均勻衰減的信道，其中可忽略發(fā)射天線和接收天線之間的反饋延遲的影響。根據(jù)如下參考文檔的案例II，對(duì)發(fā)射和接收部分之間的相關(guān)特征進(jìn)行設(shè)置。此外，設(shè)置平均功率和噪音的比率為40dB，并且根據(jù)衰減對(duì)每個(gè)信號(hào)的接收加權(quán)進(jìn)行更新。
“Joint 3GPP 3GPP2 Spatial Channel Modeling AHG Status Report”，RAN1#27，July 2-5，2002。
對(duì)第一個(gè)和第二個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果如圖43所示，其中橫軸表示反饋狀態(tài)前后的傳播路徑的相關(guān)性，縱軸表示平均吞吐量。盡管在二個(gè)實(shí)施方式中由于相關(guān)性的降低而導(dǎo)致吞吐量的逐漸降低，但是第二個(gè)實(shí)施方式的特征與第一個(gè)實(shí)施方式相比可以維持在一個(gè)較高的位置。
實(shí)施例2根據(jù)對(duì)第十四個(gè)和第十六個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行MIMO通信系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模擬，以對(duì)其操作/結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。分別設(shè)定發(fā)射天線和接收天線為四。調(diào)制方式根據(jù)傳播信道的質(zhì)量在BPSK、QPSK、16QAM以及64QAM之間進(jìn)行切換。對(duì)信道不使用信道編碼。每個(gè)發(fā)射信號(hào)流使用一致的功率進(jìn)行發(fā)射。假設(shè)傳播信道為單波瑞利信道。發(fā)射和接收部分之間的相關(guān)特征的設(shè)置如實(shí)施例1中根據(jù)參考文檔的案例II進(jìn)行的設(shè)置相同。此外，設(shè)置平均功率和噪音的比率為20dB。
對(duì)第十四個(gè)和第十六個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行評(píng)價(jià)的結(jié)果如圖44所示，其中橫軸表示總的定量的比特?cái)?shù)，縱軸表示平均吞吐量。盡管在二個(gè)實(shí)施方式中由于相關(guān)性的降低而導(dǎo)致吞吐量的逐漸降低，但是第十六個(gè)實(shí)施方式的特征與第十四實(shí)施方式相比可以維持在一個(gè)較高的位置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種新的MIMO通信系統(tǒng)、MIMO接收器和MIMO方法。還可以使用反饋時(shí)的信道信息以及生成加權(quán)時(shí)的當(dāng)前信道信息來提高發(fā)射加權(quán)和接收加權(quán)之間的一致性。
權(quán)利要求
1.MIMO通信系統(tǒng)包括帶有#1～#N(N為等于或大于2的整數(shù))天線的發(fā)射器以及帶有#1～#L(L為等于或大于2的整數(shù))天線的接收器，其中所述的發(fā)射器包括生成發(fā)射信號(hào)的發(fā)射信號(hào)發(fā)生器；發(fā)送端發(fā)射加權(quán)生成器，根據(jù)接收器通過反饋路徑得到的反饋信息來生成K*N發(fā)送端發(fā)射加權(quán)；信號(hào)劃分單元，根據(jù)發(fā)送端發(fā)射加權(quán)將發(fā)射信號(hào)劃分為#1～#K(K為等于或小于N或L中較小一個(gè)的整數(shù))信號(hào)流；信號(hào)調(diào)節(jié)器，用于分別調(diào)節(jié)#1～#K信號(hào)流；流處理器，用于分別將各個(gè)#1～#K調(diào)節(jié)后的信號(hào)流劃分為#1～#N的子流并且通過發(fā)送端#1～#N發(fā)射加權(quán)將#1～#N的子流進(jìn)行放大的；并且所述的接收器包括反饋信息生成裝置，其通過接收器#1～#L天線接收的#1～#N子流來生成原始反饋信息；反饋延遲處理裝置，其對(duì)原始的反饋信息進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲得反饋信息并且通過反饋路徑將反饋信息發(fā)送到發(fā)射器；反饋延遲補(bǔ)償裝置，其對(duì)來自于反饋延遲處理裝置的反饋信息進(jìn)行反饋延遲的補(bǔ)償；恰當(dāng)接收加權(quán)生成裝置，其根據(jù)來自于反饋延遲補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)；接收加權(quán)放大器，其分別通過恰當(dāng)?shù)?1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)#1～#K信號(hào)流的接收的#1～#L子流進(jìn)行放大；解調(diào)器，其分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)；以及信號(hào)合并單元，與發(fā)射器的信號(hào)劃分單元相對(duì)應(yīng)的，用于對(duì)來自于解調(diào)器的解調(diào)K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
2.MIMO通信系統(tǒng)中帶有#1～#L(L為等于或大于2的整數(shù))天線的接收器，其包括反饋信息生成裝置，其通過接收器#1～#L天線接收的#1～#N子流來生成原始反饋信息；反饋延遲處理裝置，其對(duì)原始的反饋信息進(jìn)行調(diào)節(jié)以獲得反饋信息并且通過反饋路徑將反饋信息發(fā)送到發(fā)射器；反饋延遲補(bǔ)償裝置，其對(duì)來自于反饋延遲處理裝置的反饋信息進(jìn)行反饋延遲的補(bǔ)償；恰當(dāng)接收加權(quán)生成裝置，其根據(jù)來自于反饋延遲補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)；接收加權(quán)放大器，其分別通過恰當(dāng)?shù)?1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)#1～#K信號(hào)流的接收的#1～#L子流進(jìn)行放大；解調(diào)器，其分別將#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)；以及信號(hào)合并單元，其用于對(duì)來自于解調(diào)器的解調(diào)K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的接收器，其中反饋信息生成裝置包括信道狀態(tài)評(píng)估單元，其根據(jù)#1～#L天線接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估來獲得作為原始反饋信息的信道評(píng)估信息；在此信道狀態(tài)評(píng)估單元也作為反饋延遲處理裝置，用于將作為反饋信息的原始反饋信息通過發(fā)射路徑發(fā)送到發(fā)射器和反饋延遲補(bǔ)償裝置中；反饋延遲補(bǔ)償裝置包括信道信息累加單元，其對(duì)來自于信道狀態(tài)評(píng)估單元的反饋信息進(jìn)行累加；以及接收端發(fā)射加權(quán)生成器，其根據(jù)信道信息累加單元累加的反饋信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；恰當(dāng)接收加權(quán)生成裝置包括接收加權(quán)生成器，其利用信道信息累加單元所累加的反饋信息以及發(fā)射加權(quán)生成器的反饋延遲補(bǔ)償后的信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的接收器，其進(jìn)一步包括接收功率評(píng)估單元，其使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線接收的信號(hào)以及已知符號(hào)的信息來評(píng)估接收功率的條件；以及在該接收器中，反饋信息生成裝置包括信道狀態(tài)評(píng)估單元，其根據(jù)#1～#L天線接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估來獲得作為原始反饋信息的信道評(píng)估信息；在此信道狀態(tài)評(píng)估單元也作為反饋延遲處理裝置，用于將作為反饋信息的原始反饋信息通過發(fā)射路徑發(fā)送到發(fā)射器和反饋延遲補(bǔ)償裝置中；反饋延遲補(bǔ)償裝置包括信道信息累加單元，其對(duì)來自于信道狀態(tài)評(píng)估單元的原始反饋信息進(jìn)行累加；以及接收端發(fā)射加權(quán)生成器，其根據(jù)信道信息累加單元累加的反饋信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；恰當(dāng)接收加權(quán)生成裝置包括第一接收加權(quán)生成器，其使用信道信息評(píng)估單元的信道評(píng)估信息以及發(fā)射加權(quán)生成器的反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L第一接收加權(quán)；第二接收加權(quán)生成器，其使用信道信息累加單元累加的反饋信息以及發(fā)射加權(quán)生成器的接收端發(fā)射加權(quán)來生成K*L第二接收加權(quán)；加權(quán)選擇器，其根據(jù)第一接收加權(quán)、第二接收加權(quán)、接收端發(fā)射加權(quán)、信道評(píng)估信息以及接收功率條件對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并且選擇恰當(dāng)接收加權(quán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的接收器，其進(jìn)一步包括接收功率評(píng)估單元，其使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線接收的信號(hào)以及已知符號(hào)的信息來評(píng)估接收功率的條件；以及在該接收器中，反饋信息生成裝置包括信道狀態(tài)評(píng)估單元，其根據(jù)#1～#L天線接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估來獲得作為原始反饋信息的信道評(píng)估信息；在此信道狀態(tài)評(píng)估單元也作為反饋延遲處理裝置，用于將作為反饋信息的原始反饋信息通過發(fā)射路徑發(fā)送到發(fā)射器和反饋延遲補(bǔ)償裝置中；反饋延遲補(bǔ)償裝置包括信道信息累加單元，其對(duì)來自于信道狀態(tài)評(píng)估單元的原始反饋信息進(jìn)行累加；以及接收端發(fā)射加權(quán)生成器，其根據(jù)信道信息累加單元累加的反饋信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；恰當(dāng)接收加權(quán)生成裝置包括信道信息選擇器，其根據(jù)信道評(píng)估信息、信道信息累加單元中累加的信道評(píng)估信息和接收功率的條件以及通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇用于K*L恰當(dāng)接收加權(quán)的信道信息；以及接收加權(quán)生成器，其利用信道信息選擇器所選擇的信道信息以及接收端發(fā)射加權(quán)累加單元的反饋延遲補(bǔ)償后的信息來生成K*N恰當(dāng)接收加權(quán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的接收器，其中反饋信息生成裝置包括信道狀態(tài)評(píng)估單元，其根據(jù)#1～#L天線接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估來獲得作為原始反饋信息的信道評(píng)估信息；反饋信息處理裝置包括信道信息存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)信道狀態(tài)評(píng)估單元所輸出的以前的信道評(píng)估信息；信道信息調(diào)節(jié)單元，其根據(jù)延遲時(shí)間的信息以及在信道信息存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估息來調(diào)節(jié)信道評(píng)估信息并且通過反饋路徑將調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息輸出到發(fā)射器和反饋延遲補(bǔ)償裝置中；以及反饋延遲補(bǔ)償裝置包括信道信息累加單元，其在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)來自于信道信息調(diào)節(jié)單元的調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息進(jìn)行累加；接收端發(fā)射加權(quán)生成器，其根據(jù)信道信息累加單元中調(diào)節(jié)和累加后的反饋信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)；發(fā)射加權(quán)累加單元，其在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)生成器的接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加并且將接收端發(fā)射加權(quán)作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息輸出到恰當(dāng)?shù)慕邮占訖?quán)生成裝置中；恰當(dāng)接收加權(quán)生成裝置，其包括接收加權(quán)生成器，其利用信道信息累加單元中累加的反饋信息以及發(fā)射加權(quán)生成器中反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*N恰當(dāng)接收加權(quán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的接收器，其進(jìn)一步包括接收功率評(píng)估單元，其使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線接收的信號(hào)以及已知符號(hào)的信息來評(píng)估接收功率的條件；以及在該接收器中，反饋信息生成裝置包括信道狀態(tài)評(píng)估單元，其根據(jù)#1～#L天線接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估來獲得作為原始反饋信息的信道評(píng)估信息；反饋信息處理裝置包括信道信息存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)信道狀態(tài)評(píng)估單元所輸出的以前的信道評(píng)估信息；信道信息調(diào)節(jié)單元，其根據(jù)延遲時(shí)間的信息以及在信道信息存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估息來調(diào)節(jié)信道評(píng)估信息并且通過反饋路徑將調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息作為反饋信息輸出到發(fā)射器中；反饋延遲補(bǔ)償裝置包括信道信息累加單元，其在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)來自于信道信息調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息進(jìn)行累加；接收端發(fā)射加權(quán)生成器，其根據(jù)信道信息累加單元中調(diào)節(jié)和累加的信道評(píng)估信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)；發(fā)射加權(quán)累加單元，在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)生成器的接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加并且將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；以及恰當(dāng)接收加權(quán)生成裝置，包括第一接收加權(quán)生成器，使用信道狀態(tài)評(píng)估單元的調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息以及發(fā)射加權(quán)累加單元的反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L第一接收加權(quán)；第二接收加權(quán)生成器，使用信道信息累加單元中調(diào)節(jié)和累加后的信道評(píng)估信息以及發(fā)射加權(quán)累加單元的反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L第二接收加權(quán)；加權(quán)選擇器，根據(jù)第一接收加權(quán)、第二接收加權(quán)、反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息、信道信息調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息以及接收功率條件對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并且選擇恰當(dāng)接收加權(quán)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的接收器，進(jìn)一步包括接收功率評(píng)估單元，其使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線接收的信號(hào)以及已知符號(hào)的信息來評(píng)估接收功率的條件；以及在該接收器中，反饋信息生成裝置包括信道狀態(tài)評(píng)估單元，根據(jù)#1～#L天線接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估來獲得作為原始反饋信息的信道評(píng)估信息；反饋信息處理裝置包括信道信息存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)信道狀態(tài)評(píng)估單元所輸出的以前的信道評(píng)估信息；信道信息調(diào)節(jié)單元，根據(jù)延遲時(shí)間的信息以及在信道信息存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估息來調(diào)節(jié)信道評(píng)估信息并且通過反饋路徑將調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息作為反饋信息輸出到發(fā)射器中；反饋延遲補(bǔ)償裝置包括信道信息累加單元，在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)來自于信道信息調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息進(jìn)行累加；接收端發(fā)射加權(quán)生成器，根據(jù)信道信息累加單元中調(diào)節(jié)和累加的信道評(píng)估信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)；發(fā)射加權(quán)累加單元，在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)生成器的接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加并且將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；以及恰當(dāng)接收加權(quán)生成裝置，包括信道信息選擇器，根據(jù)信道評(píng)估信息、信道信息累加單元中調(diào)節(jié)和累加后的信道評(píng)估信息和接收功率的條件以及通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇信道信息；以及接收加權(quán)生成器，利用信道信息選擇器所選擇的信道信息以及接收端發(fā)射加權(quán)累加單元的反饋延遲補(bǔ)償后的信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2的接收器，其中反饋信息生成裝置包括信道狀態(tài)評(píng)估單元，根據(jù)#1～#L天線接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估來獲得作為原始反饋信息的信道評(píng)估信息；反饋信息處理裝置包括信道信息存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)信道狀態(tài)評(píng)估單元所輸出的以前的信道評(píng)估信息；信道信息調(diào)節(jié)單元，根據(jù)在信道信息存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估息和延遲時(shí)間的信息來調(diào)節(jié)信道評(píng)估信息并且通過反饋路徑將調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息輸出到發(fā)射器中；以及反饋延遲補(bǔ)償裝置包括信道信息累加單元，在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)來自于信道信息調(diào)節(jié)單元的調(diào)節(jié)后的信道信息進(jìn)行累加；接收端發(fā)射加權(quán)生成器，根據(jù)在信道信息累加單元中調(diào)節(jié)和累加后的反饋信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)；恰當(dāng)接收加權(quán)生成裝置，包括接收加權(quán)生成器，利用信道狀態(tài)評(píng)估單元中的信道評(píng)估信息以及反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2的接收器，其中反饋信息生成裝置包括信道狀態(tài)評(píng)估單元，根據(jù)#1～#L天線接收的信號(hào)對(duì)每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估來獲得作為原始反饋信息的信道評(píng)估信息；反饋信息處理裝置包括信道量化單元，用于對(duì)信道評(píng)估信息進(jìn)行量化并且通過反饋路徑將量化后的信道信息發(fā)送到發(fā)射器；反饋延遲補(bǔ)償裝置包括信道信息累加單元，在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)量化后的信道信息進(jìn)行累加；接收端發(fā)射加權(quán)生成器，根據(jù)在信道信息累加單元中累加的量化信道信息來生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋延遲后的反饋信息；恰當(dāng)?shù)慕邮占訖?quán)生成裝置，包括接收加權(quán)生成器，利用信道狀態(tài)評(píng)估單元中的信道評(píng)估信息以及接收端發(fā)射加權(quán)生成器中的反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
11.MIMO通信系統(tǒng)中帶有#1～#L(L為等于或大于2的整數(shù))天線的接收器包括信道狀態(tài)評(píng)估單元，用于對(duì)#1～#L天線接收的信號(hào)的每個(gè)通信信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估并且獲得信道評(píng)估信息；反饋信息生成裝置，根據(jù)信道狀態(tài)評(píng)估單元中的信道評(píng)估信息來生成反饋信息；反饋信息處理單元，根據(jù)反饋路徑的條件對(duì)反饋信息進(jìn)行處理并且生成將通過反饋路徑發(fā)送到發(fā)射器中的處理后的反饋信息；反饋信息累加單元，在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)反饋信息進(jìn)行累加；接收加權(quán)生成器，其利用信道狀態(tài)評(píng)估單元中的信道評(píng)估信息以及反饋信息累加單元中累加的反饋信息來生成K*L接收加權(quán)；接收加權(quán)放大器，通過#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)#1～#K信號(hào)流的接收的#1～#L子流進(jìn)行放大；解調(diào)器，其對(duì)#1～#L加權(quán)子流進(jìn)行合成以獲得各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)；以及信號(hào)合并單元，用于對(duì)來自于解調(diào)器的解調(diào)K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
12.接收和重新生成MIMO發(fā)射信號(hào)的方法中包含以下步驟a)根據(jù)MIMO接收器的#1～#N天線接收的信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)并且輸出信道狀態(tài)的信息；b)根據(jù)信道評(píng)估信息生成原始的原始的反饋信息；c)通過反饋路徑將反饋信息發(fā)送到發(fā)射器；d)對(duì)反饋信息進(jìn)行補(bǔ)償；e)利用反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)；f)分別通過恰當(dāng)?shù)?1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；g)合成#1～#L加權(quán)后的子流來得到各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流；h)分別對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)；以及i)對(duì)解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的接收和重新生成MIMO發(fā)射信號(hào)的方法，其中a)步驟包括(a1)根據(jù)MIMO接收器的#1～#N天線接收的信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息；b)步驟包括(b1)將原始反饋信息本身作為反饋信息；d)步驟包括(d1)在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)反饋信息進(jìn)行累加；(d2)根據(jù)(d1)中累加的反饋信息生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；以及e)步驟包括(e1)使用累加的反饋信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的接收和重新生成MIMO發(fā)射信號(hào)的方法，其進(jìn)一步包括步驟j)，使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線接收的信號(hào)以及已知符號(hào)的信息對(duì)接收功率的條件進(jìn)行評(píng)估；在該方法中a)步驟包括(a1)根據(jù)MIMO接收器的#1～#N天線接收的信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息；b)步驟包括(b1)將原始反饋信息本身作為反饋信息；d)步驟包括(d1)在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)反饋信息進(jìn)行累加；(d2)根據(jù)(d1)中累加的反饋信息生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；以及e)步驟包括(e1)使用信道評(píng)估信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L第一接收加權(quán)；(e2)使用(d1)步驟中累加的反饋信息(e1)步驟中得到的接收端接收加權(quán)生成K*L第二接收加權(quán)；(e3)根據(jù)第一接收加權(quán)、第二接收加權(quán)、處理后的反饋信息、信道評(píng)估信息以及接收功率的條件對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估；(e4)根據(jù)發(fā)射質(zhì)量從第一或第二接收加權(quán)中選擇恰當(dāng)接收加權(quán)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的接收和重新生成MIMO發(fā)射信號(hào)的方法，進(jìn)一步包括步驟j)，使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線接收的信號(hào)以及已知符號(hào)的信息對(duì)接收功率的條件進(jìn)行評(píng)估；在該方法中a)步驟包括(a1)根據(jù)MIMO接收器的#1～#N天線接收的信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息；b)步驟包括(b1)將原始反饋信息本身作為反饋信息；d)步驟包括(d1)在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)反饋信息進(jìn)行累加；(d2)根據(jù)累加的反饋信息生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；以及e)步驟包括(e1)根據(jù)原始反饋信息、累加的反饋信息和接收功率的條件以及通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇用于生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)的信道信息；以及(e2)使用(e1)步驟中選擇的信道信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的接收和重新生成MIMO發(fā)射信號(hào)的方法，其中a)步驟包括(a1)根據(jù)MIMO接收器的#1～#N天線接收的信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息；b)步驟包括(b1)存儲(chǔ)步驟(a1)中輸出的以前的信道評(píng)估信息；(b2)根據(jù)延遲時(shí)間信息和(b1)步驟中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息對(duì)信道評(píng)估信息進(jìn)行調(diào)節(jié)；c)步驟包括(c1)通過反饋路徑將作為反饋信息的調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息發(fā)送到發(fā)射器中；d)步驟包括(d1)在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息進(jìn)行累加并作為累加后的反饋信息；(d2)根據(jù)累加的反饋信息生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)；(d3)在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；以及e)步驟包括(e1)使用累加的反饋信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的接收和重新生成MIMO發(fā)射信號(hào)的方法，其進(jìn)一步包括步驟j)，使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線接收的信號(hào)以及已知符號(hào)的信息對(duì)接收功率的條件進(jìn)行評(píng)估；在該方法中a)步驟包括(a1)根據(jù)MIMO接收器的#1～#N天線接收的信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息；b)步驟包括(b1)存儲(chǔ)步驟(a1)中輸出的以前的信道評(píng)估信息；(b2)根據(jù)延遲時(shí)間信息和(b1)步驟中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息對(duì)信道評(píng)估信息進(jìn)行調(diào)節(jié)；c)步驟包括(c1)通過反饋路徑將作為反饋信息的調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息發(fā)送到發(fā)射器中；d)步驟包括(d1)在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)反饋信息進(jìn)行累加；(d2)根據(jù)累加的反饋信息生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)；以及(d3)在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；e)步驟包括(e1)使用反饋信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L第一接收加權(quán)；(e2)使用累加的反饋信息(e1)和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息生成K*L第二接收加權(quán)；(e3)根據(jù)第一接收加權(quán)、第二接收加權(quán)、處理后的反饋信息、反饋信息以及接收功率的條件對(duì)發(fā)射質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估；(e4)根據(jù)發(fā)射質(zhì)量從第一或第二接收加權(quán)中選擇恰當(dāng)接收加權(quán)。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的接收和重新生成MIMO發(fā)射信號(hào)的方法，其進(jìn)一步包括步驟j)，使用信道評(píng)估信息、#1～#L天線接收的信號(hào)以及已知符號(hào)的信息對(duì)接收功率的條件進(jìn)行評(píng)估；在該方法中a)步驟包括(a1)根據(jù)MIMO接收器的#1～#N天線接收的信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息；b)步驟包括(b1)存儲(chǔ)步驟(a1)中輸出的以前的信道評(píng)估信息；(b2)根據(jù)延遲時(shí)間信息和(b1)步驟中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息對(duì)信道評(píng)估信息進(jìn)行調(diào)節(jié)；c)步驟包括(c1)通過反饋路徑將作為反饋信息的調(diào)節(jié)后的信道評(píng)估信息發(fā)送到發(fā)射器中；d)步驟包括(d1)在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)反饋信息進(jìn)行累加；(d2)根據(jù)累加的反饋信息生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)；以及(d3)在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)接收端發(fā)射加權(quán)進(jìn)行累加并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；e)步驟包括(e1)根據(jù)原始反饋信息、累加的反饋信息和接收功率的條件以及通信量信息、延遲時(shí)間信息和多普勒頻率信息來選擇用于生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)的信道信息；以及(e2)使用選擇的信道信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12的接收和重新生成MIMO發(fā)射信號(hào)的方法，其中a)步驟包括(a1)根據(jù)MIMO接收器的#1～#N天線接收的信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息；b)步驟包括(b1)存儲(chǔ)步驟(a1)中輸出的以前的信道評(píng)估信息；(b2)根據(jù)(b1)步驟中存儲(chǔ)的以前的信道評(píng)估信息和延遲時(shí)間信息對(duì)信道評(píng)估信息進(jìn)行調(diào)節(jié)；c)步驟包括(c1)通過反饋路徑將作為反饋信息的調(diào)節(jié)后的信道信息發(fā)送到發(fā)射器中；d)步驟包括(d1)在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)反饋信息進(jìn)行累加；(d2)根據(jù)累加的反饋信息生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；e)步驟包括(e1)使用原始的反饋信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
20.根據(jù)權(quán)利要求12的接收和重新生成MIMO發(fā)射信號(hào)的方法，進(jìn)一步包括如下步驟a)步驟包括(a1)根據(jù)MIMO接收器的#1～#N天線接收的信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息并將其作為原始反饋信息；b)步驟包括(b1)對(duì)信道評(píng)估信息進(jìn)行量化；c)步驟包括(c 1)通過反饋路徑將作為反饋信息的量化的信道信息發(fā)送到發(fā)射器中；d)步驟包括(d1)在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)量化的信道信息進(jìn)行累加；(d2)根據(jù)累加的量化后的反饋信息生成K*N接收端發(fā)射加權(quán)并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；e)步驟包括(e1)使用原始的反饋信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)。
21.接收和重新生成MIMO發(fā)射信號(hào)的方法，包含以下步驟a)根據(jù)MIMO接收器的#1～#N天線接收的信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)以獲得信道評(píng)估信息；b)根據(jù)信道評(píng)估信息生成原始的反饋信息；c)根據(jù)反饋路徑的條件對(duì)原始反饋信息進(jìn)行處理并生成處理后的反饋信息并且通過反饋路徑將其發(fā)送到發(fā)射器；d)在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)原始反饋信息進(jìn)行累加并將其作為反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息；e)利用信道評(píng)估信息和反饋延遲補(bǔ)償后的反饋信息來生成K*L接收加權(quán)；f)分別通過#1～#L接收加權(quán)對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大；g)合成#1～#L加權(quán)后的子流來得到各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流；h)分別對(duì)合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)；以及i)對(duì)解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
全文摘要
一種MIMO(多道輸出多道輸入)通信系統(tǒng)、用于MIMO通信系統(tǒng)中的MIMO接收器以及接收MIMO發(fā)射信號(hào)的方法。MIMO接收器根據(jù)#1～#N天線接收的信號(hào)來評(píng)估每個(gè)通信信道的狀態(tài)，根據(jù)信道狀態(tài)信息來生成反饋信息，通過反饋路徑將反饋信息發(fā)送到發(fā)射器，為了對(duì)反饋路徑的反饋延遲進(jìn)行補(bǔ)償而對(duì)反饋信息進(jìn)行處理，使用信道狀態(tài)信息和處理后的反饋信息來生成K*L恰當(dāng)接收加權(quán)，使用恰當(dāng)?shù)?1～#L接收加權(quán)分別對(duì)各個(gè)接收的#1～#K信號(hào)流的#1～#L子流進(jìn)行放大，合并#1～#L加權(quán)子流從而得到各個(gè)合成的#1～#K信號(hào)流并且分別對(duì)這些合成的#1～#K信號(hào)流進(jìn)行解調(diào)，對(duì)解調(diào)后的K信號(hào)流進(jìn)行合并而重新生成最初的發(fā)射信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B7/06GK1897481SQ20061010028
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2004年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月31日
發(fā)明者山田武史, 須田博人, 富里繁 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩