專利名稱：用于發(fā)射天線數(shù)未知的初始接入的mimo前導(dǎo)碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地說(shuō)，本發(fā)明涉及MIMO通信系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及用于確定在與移動(dòng)用戶進(jìn)行初始同步期間在基站處使用的發(fā)射天線的數(shù)目的方法。
背景技術(shù)：
多輸入多輸出(MIMO)無(wú)線通信系統(tǒng)利用多個(gè)發(fā)射和接收天線來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收機(jī)分集，這可以獲得更可靠的通信和/或改善的數(shù)據(jù)吞吐量。當(dāng)多個(gè)發(fā)射天線可用時(shí)，在基站處通常只利用一個(gè)有效發(fā)射天線向移動(dòng)用戶發(fā)送MIMO系統(tǒng)中的前導(dǎo)碼或主同步信號(hào)。 這是因?yàn)樵诔跏冀尤肫陂g用戶無(wú)法知道基站處的天線數(shù)。因此，無(wú)法在初始接入期間使用作為多個(gè)天線的固有特性的發(fā)送分集。在IEEE 802. 16m標(biāo)準(zhǔn)的制訂過(guò)程中，在與基站進(jìn)行主同步之后，移動(dòng)用戶需要對(duì)廣播信道(BCH)進(jìn)行解碼。BCH可以包含全系統(tǒng)的參數(shù)以便實(shí)現(xiàn)初始接入。另外，BCH可以通過(guò)多個(gè)發(fā)射天線來(lái)發(fā)送。代替提供用于BCH消息的導(dǎo)頻的做法，可以使用循環(huán)延遲分集 (OTD)方案從多個(gè)天線發(fā)送前導(dǎo)碼的延遲后的副本。為了達(dá)到這一目的，需要在解碼BCH消息之前獲取關(guān)于基站所使用的發(fā)射天線數(shù)的信息和信道估計(jì)。因此，在本領(lǐng)域中，需要用于最好在與移動(dòng)用戶進(jìn)行主同步期間對(duì)基站處所使用的發(fā)射天線數(shù)進(jìn)行傳送的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些實(shí)施例提供用于多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的無(wú)線通信的方法、系統(tǒng)、裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。該方法一般包括根據(jù)從多個(gè)接收天線接收到的符號(hào)對(duì)前導(dǎo)碼序列進(jìn)行解碼，并且根據(jù)所解碼的前導(dǎo)碼序列來(lái)確定用于發(fā)射所述前導(dǎo)碼序列的發(fā)射天線的數(shù)目。本發(fā)明的一些實(shí)施例提供用于多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的無(wú)線通信的方法、系統(tǒng)、裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。該方法一般包括確定用于傳輸?shù)陌l(fā)射天線的數(shù)目，從對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)前導(dǎo)碼序列中選擇對(duì)應(yīng)于所確定數(shù)目的發(fā)射天線的前導(dǎo)碼序列，并且從所確定數(shù)目的發(fā)射天線發(fā)射所選擇的前導(dǎo)碼序列。


為了可以詳細(xì)理解上面描述的本發(fā)明的特征，通過(guò)參照實(shí)施例的方式給出對(duì)上面所簡(jiǎn)要概括的內(nèi)容的更具體描述，其中的一些實(shí)施例在附圖中示出。但是應(yīng)該注意的是，附圖僅僅示出了本發(fā)明的一些典型的實(shí)施例，故不應(yīng)被視為對(duì)本發(fā)明范圍的限制，這是因?yàn)楸景l(fā)明中的描述也適用于其它的等效實(shí)施例。圖1示出了與本發(fā)明的一些實(shí)施例一致的有多個(gè)基站和多個(gè)用戶站的無(wú)線通信系統(tǒng)。圖2示出了與本發(fā)明的一些實(shí)施例一致的IEEE 802. 16中時(shí)分雙工(TDD)模式的示例性幀結(jié)構(gòu)。圖3示出了與本發(fā)明的一些實(shí)施例一致的基站和用戶站的設(shè)計(jì)方案的示例性框圖。圖4示出了與本發(fā)明的一些實(shí)施例一致的OFDM調(diào)制器的設(shè)計(jì)方案的框圖。圖5示出了與本發(fā)明的一些實(shí)施例一致的用于有M = 4個(gè)發(fā)射天線的無(wú)線系統(tǒng)的示例性循環(huán)延遲分集(CDD)傳輸方案。圖6示出了與本發(fā)明的一些實(shí)施例一致的圖3中基站處的調(diào)制器的設(shè)計(jì)方案的示例性框圖。圖7示出了與本發(fā)明的一些實(shí)施例一致在用戶站處用于在主同步期間確定基站處使用的天線數(shù)并估計(jì)MIMO信道的檢測(cè)器的示例性框圖。圖8示出了與本發(fā)明的一些實(shí)施例一致的使用發(fā)射分集來(lái)發(fā)送前導(dǎo)碼序列的示例性操作，其中該序列指出了所使用的發(fā)射天線數(shù)。圖8A示出了能夠執(zhí)行圖8中所示出的操作的示例性組件。圖9示出了與本發(fā)明的一些實(shí)施例一致的用于在主同步期間確定在基站處使用的發(fā)射天線數(shù)并估計(jì)MIMO信道的示例性操作。圖9A示出了能夠過(guò)執(zhí)行圖9中所示出的操作的示例性組件。
具體實(shí)施例方式對(duì)于本發(fā)明的一些實(shí)施例，基站可以在主同步期間通過(guò)從多個(gè)發(fā)射天線發(fā)送前導(dǎo)碼序列的方式來(lái)使用發(fā)射分集?？梢詫?duì)前導(dǎo)碼序列進(jìn)行選擇以傳送在傳輸期間所使用的發(fā)射天線數(shù)。因此，在正確地解碼前導(dǎo)碼序列之后，接收方移動(dòng)站(或用戶站)可以知道基站處使用的天線的數(shù)目，從而能夠?qū)崿F(xiàn)信道估計(jì)。因此，當(dāng)發(fā)送主同步信號(hào)時(shí)可以實(shí)現(xiàn)允許從發(fā)射分集受益的一些實(shí)施例，其中，該主同步信號(hào)諸如包含用于系統(tǒng)接入的全系統(tǒng)參數(shù)的 802. 16m 廣播信道(BCH)。通過(guò)預(yù)留一組前導(dǎo)碼序列(其中每個(gè)序列與基站處所使用的不同發(fā)射天線數(shù)相關(guān)聯(lián))，移動(dòng)站可以同時(shí)獲取同步并且確定發(fā)射天線數(shù)。利用發(fā)射天線數(shù)的知識(shí)，舉例而言， 移動(dòng)站可以根據(jù)用于發(fā)送前導(dǎo)碼序列的傳輸方案(例如，CDD)的知識(shí)來(lái)執(zhí)行MIMO信道估計(jì)。本申請(qǐng)中使用的“示例性”一詞意味著“用作示例、實(shí)例或例證”。本申請(qǐng)中被描述為“示例性”的任何實(shí)施例不應(yīng)被解釋為比其它實(shí)施例更優(yōu)選或更具優(yōu)勢(shì)。本申請(qǐng)中所描述的技術(shù)可以用于諸如碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)、頻分多址(FDMA)系統(tǒng)、正交FDMA(OFDMA)系統(tǒng)、單載波FDMA(SC-FDMA)系統(tǒng)、空分多址 (SDMA)系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)等之類的各種通信系統(tǒng)。術(shù)語(yǔ)“系統(tǒng)”和“網(wǎng)絡(luò)”經(jīng)?；Q使用。OFDMA系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)諸如超移動(dòng)寬帶(UMB)、演進(jìn)型UTRA(E-UTRA)、IEEE 802. 11 (也稱為 Wi-Fi)、IEEE 802. 16 (也稱為 WiMAX)、IEEE 802. 20、Flash-OFDM 等之類的空中接口。這些不同的空中接口和標(biāo)準(zhǔn)是本領(lǐng)域內(nèi)公知的。為清楚起見(jiàn)，下面針對(duì)WiMAX描述了本發(fā)明技術(shù)的一些方面，而在下文的描述中多使用WiMAX術(shù)語(yǔ)。在IEEE 802. 16文件(日期為2004年10月1日，題為“Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems，，)和 IEEE802. 16e 文件(日期為 2006 年 2 月 28 日，題為 “Part 16 :Air Interface for Fixed and Mobile Broadbandffireless AccessSystems ；Amendment 2 :Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed B ands")中對(duì)WiMAX進(jìn)行了描述。這些文件是公開(kāi)可用的。這些技術(shù)也可以用于IEEE 802. 16m，其是正在開(kāi)發(fā)的WiMAX的一種新空中接口。圖1示出了有多個(gè)基站(BS) 110和多個(gè)用戶站(SS) 120的無(wú)線通信系統(tǒng)100?；臼怯糜谥С钟脩粽镜耐ㄐ挪⑶铱梢詧?zhí)行諸如對(duì)用戶站的連接、管理和控制之類的功能的站。基站還可以稱為節(jié)點(diǎn)B、演進(jìn)型節(jié)點(diǎn)B、接入點(diǎn)等等。系統(tǒng)控制器130與基站110耦接并提供對(duì)這些基站的協(xié)調(diào)和控制。用戶站120分布在整個(gè)系統(tǒng)中，每個(gè)用戶站可以是固定的或移動(dòng)的。用戶站也可以稱為移動(dòng)站、終端、接入終端、用戶設(shè)備、用戶單元、用戶站等等。用戶站可以是蜂窩電話、 個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、無(wú)線設(shè)備、無(wú)線調(diào)制解調(diào)器、手持式設(shè)備、膝上型計(jì)算機(jī)、無(wú)繩電話等等。用戶站可以在下行鏈路(DL)和/或上行鏈路(UL)上與基站通信。下行鏈路(或前向鏈路)指的是從基站到用戶站的通信鏈路，上行鏈路(或反向鏈路)指的是從用戶站到基站的通信鏈路。圖2示出了 IEEE 802. 16中時(shí)分雙工(TDD)模式的示例性幀結(jié)構(gòu)200?？梢詫鬏敃r(shí)間線劃分為幀的單元。每個(gè)幀跨越預(yù)定的時(shí)間周期(例如，5毫秒(ms))，并且可以劃分成下行鏈路子幀和上行鏈路子幀。一般而言，下行鏈路和上行鏈路子幀可以覆蓋幀的任何部分。下行鏈路和上行鏈路子幀可以由發(fā)送傳輸間隙(TTG)和接收傳輸間隙(RTG)分隔開(kāi)?？梢远x多個(gè)物理子信道。每個(gè)物理子信道包括一組連續(xù)的或分布在系統(tǒng)帶寬上的子載波。還可以定義多個(gè)邏輯子信道，并且根據(jù)已知的映射關(guān)系將其映射到物理子信道上。邏輯子信道可以簡(jiǎn)化對(duì)資源的分配。如圖2中所示，下行鏈路子幀可以包括前導(dǎo)碼、幀控制報(bào)頭(FCH)、下行鏈路映射 (DL-MAP)、上行鏈路映射(UL-MAP)和下行鏈路(DL)突發(fā)(burst)。前導(dǎo)碼可以攜帶供用戶站用于幀檢測(cè)和同步的已知傳輸。FCH可以攜帶用于接收DL-MAP、UL-MAP和下行鏈路突發(fā)的參數(shù)。DL-MAP可以攜帶DL-MAP消息，DL-MAP消息可以包括用于下行鏈路接入的各種類型的控制信息(例如，資源分配或分派)的信息單元(IE)。UL-MAP可以攜帶UL-MAP消息， UL-MAP消息可以包括用于下行鏈路接入的各種類型的控制信息的IE。下行鏈路突發(fā)可以攜帶正在接受服務(wù)的用戶站的數(shù)據(jù)。上行鏈路子幀可以包括上行鏈路突發(fā)，上行鏈路突發(fā)可以攜帶由被調(diào)度進(jìn)行上行鏈路傳輸?shù)挠脩粽景l(fā)送的數(shù)據(jù)。本申請(qǐng)中描述的前導(dǎo)碼傳輸技術(shù)可以用于多輸入多輸出(MIMO)傳輸以及多輸入單輸出傳輸(MISO)。另外，這些技術(shù)可以用于下行鏈路以及上行鏈路上的前導(dǎo)碼傳輸。為清楚起見(jiàn)，下面針對(duì)MIMO下行鏈路上的前導(dǎo)碼傳輸來(lái)描述這些技術(shù)的一些方面。圖3示出了基站110和用戶站120的設(shè)計(jì)方案的框圖，它們是圖1中的基站之一和用戶站之一?；綢io配備有多個(gè)(M)天線33 到33細(xì)。用戶站120配備有多個(gè)(R) 天線352a到352r。在基站110處，發(fā)送(TX)數(shù)據(jù)處理器320從數(shù)據(jù)源312接收數(shù)據(jù)，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)調(diào)制和編碼方案對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(例如，編碼和符號(hào)映射)，并提供數(shù)據(jù)符號(hào)。如本申請(qǐng)中所使用的，數(shù)據(jù)符號(hào)是用于數(shù)據(jù)的符號(hào)，前導(dǎo)碼符號(hào)是用于前導(dǎo)碼的符號(hào)，符號(hào)可以是實(shí)數(shù)值的或復(fù)數(shù)值的。數(shù)據(jù)和前導(dǎo)碼符號(hào)可以是來(lái)自諸如PSK或QAM之類的調(diào)制方案的調(diào)制符號(hào)。前導(dǎo)碼(一般而言，或?qū)ьl信號(hào))可以包括基站和用戶站事先均已知的數(shù)據(jù)。TX MIMO 處理器330可以處理數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻符號(hào)，并將M個(gè)輸出符號(hào)流提供給M個(gè)調(diào)制器(MOD) 332a 到33^1。每個(gè)調(diào)制器332可以對(duì)其的輸出符號(hào)流(例如，針對(duì)OFDM)進(jìn)行處理以獲取輸出采樣流。每個(gè)調(diào)制器332可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)(例如，變換為模擬、濾波、放大和上變頻)其的輸出采樣流并生成下行鏈路信號(hào)。來(lái)自調(diào)制器33 到33 !的M個(gè)下行鏈路信號(hào)可以分別通過(guò)天線33 到33 來(lái)發(fā)送。在用戶站120處，R個(gè)天線35 到352r從基站110接收M個(gè)下行鏈路信號(hào)，并且每個(gè)天線352將接收到的信號(hào)提供給相關(guān)聯(lián)的解調(diào)器(DEM0D)3M。每個(gè)解調(diào)器3 可以調(diào)節(jié)(例如，濾波、放大、下變頻和數(shù)字化)其所接收到的信號(hào)以獲取輸入采樣，并可以進(jìn)一步對(duì)輸入采樣(例如，針對(duì)OFDM)進(jìn)行處理以獲取接收到的符號(hào)。每個(gè)解調(diào)器邪4可以將接收到的數(shù)據(jù)符號(hào)提供給MIMO檢測(cè)器360，并將接收到的導(dǎo)頻符號(hào)提供給信道處理器394。 信道處理器394根據(jù)接收到的導(dǎo)頻符號(hào)來(lái)估計(jì)從基站110到用戶站120的MIMO信道的響應(yīng)，并將MIMO信道估計(jì)提供給MIMO檢測(cè)器360。MIMO檢測(cè)器360可以根據(jù)MIMO信道估計(jì)在接收到的符號(hào)上執(zhí)行MIMO檢測(cè)，并提供檢測(cè)到的符號(hào)，也就是對(duì)所發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)的估計(jì)。接收(RX)數(shù)據(jù)處理器370可以處理(例如，符號(hào)解映射和解碼)檢測(cè)到的符號(hào)，并將解碼后的數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)宿372。用戶站120可以評(píng)估信道狀況并生成反饋信息，該反饋信息可以包括各種類型的信息。該反饋信息和來(lái)自數(shù)據(jù)源378的數(shù)據(jù)可以由TX數(shù)據(jù)處理器380進(jìn)行處理(例如，編碼和符號(hào)映射)，由TX MIMO處理器382進(jìn)行空間處理，并進(jìn)一步由調(diào)制器35 到354r進(jìn)行處理以生成R個(gè)上行鏈路信號(hào)，并通過(guò)天線35 到352r來(lái)發(fā)送這些信號(hào)。在基站110 處，來(lái)自用戶站120的R個(gè)上行鏈路信號(hào)由天線33 到33細(xì)進(jìn)行接收，由解調(diào)器33 到 332m進(jìn)行處理，由MIMO檢測(cè)器336進(jìn)行空間處理，并進(jìn)一步由RX數(shù)據(jù)處理器338進(jìn)行處理(例如，符號(hào)解映射和解碼)以恢復(fù)由用戶站120發(fā)送的反饋信息和數(shù)據(jù)。控制器/處理器340可以根據(jù)反饋信息來(lái)控制發(fā)往用戶站120的數(shù)據(jù)傳輸。控制器/處理器340和390分別指導(dǎo)基站110和用戶站120處的操作。存儲(chǔ)器 342和392分別存儲(chǔ)基站110和用戶站120的數(shù)據(jù)和程序代碼。調(diào)度器344可以根據(jù)從所有用戶站接收到的反饋信息來(lái)調(diào)度用戶站120和/或其它用戶站以在下行鏈路和/或上行鏈路上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。IEEE 802. 16在下行鏈路和上行鏈路上采用正交頻分復(fù)用(OFDM)。OFDM將系統(tǒng)帶寬劃分為多個(gè)(Nfft)正交的子載波，其也可以稱為音調(diào)(tone)、頻段(bin)等等。每個(gè)子載波可以用數(shù)據(jù)或?qū)ьl進(jìn)行調(diào)制。子載波的數(shù)目則取決于系統(tǒng)帶寬和相鄰子載波之間的頻率間隔。舉例而言，Nfft可以等于128、256、512、10M或2048。僅將全部Nfft個(gè)子載波的一個(gè)子集用于數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻的傳輸，剩余的子載波則作為保護(hù)子載波以使系統(tǒng)能夠滿足頻譜遮罩的要求。在下面的描述中，數(shù)據(jù)子載波是用于數(shù)據(jù)的子載波，導(dǎo)頻子載波是用于導(dǎo)頻的子載波。OFDM符號(hào)可以在每個(gè)OFDM符號(hào)周期(或簡(jiǎn)稱符號(hào)周期)中傳輸。每個(gè)OFDM符號(hào)可以包括用于發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)子載波，用于發(fā)送導(dǎo)頻的導(dǎo)頻子載波，和/或未用于數(shù)據(jù)或?qū)ьl的保護(hù)子載波。
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圖4示出了 OFDM調(diào)制器400的設(shè)計(jì)框圖，OFDM調(diào)制器400可以包含于圖3中的每個(gè)調(diào)制器33 到33 !和調(diào)制器35 到354r中。在OFDM調(diào)制器400中，符號(hào)-子載波映射器410接收輸出符號(hào)并將其映射到全部Nfft個(gè)子載波上。在每個(gè)OFDM符號(hào)周期中，單元412用Nfft點(diǎn)逆離散傅里葉變換(IDFT)將全部Nfft個(gè)子載波的Nfft個(gè)輸出符號(hào)變換到時(shí)域，并提供包含Nfft個(gè)時(shí)域采樣的有用部分。每個(gè)采樣是要在一個(gè)碼片周期中發(fā)送的復(fù)數(shù)值。并行到串行(ΡΛ)轉(zhuǎn)換器414將有用部分中的Nfft個(gè)采樣串行化。循環(huán)前綴生成器416 復(fù)制有用部分的最后N。P個(gè)采樣并將這N。P個(gè)采樣附加到該有用部分的前面，從而形成包含 NFFT+Ncp個(gè)采樣的OFDM符號(hào)。因此，每個(gè)OFDM符號(hào)包含Nfft個(gè)采樣的有用部分和Nep個(gè)采樣的循環(huán)前綴。循環(huán)前綴用于對(duì)抗由無(wú)線信道中的延遲擴(kuò)展(delay spread)造成的符號(hào)間干擾(ISI)和載波間干擾(ICI)。返回參照?qǐng)D3，在下行鏈路上，基站110處的M個(gè)發(fā)射天線和用戶站120處的R個(gè)接收天線構(gòu)成了 MIMO信道。該MIMO信道由M · R個(gè)單輸入單輸出(SISO)信道構(gòu)成，或者說(shuō)每對(duì)可能的發(fā)射和接收天線對(duì)應(yīng)一個(gè)SISO信道?？梢詫⒚總€(gè)SISO信道的信道響應(yīng)用時(shí)域信道沖激響應(yīng)或相應(yīng)的頻域信道頻率響應(yīng)來(lái)表示。信道頻率響應(yīng)是信道沖激響應(yīng)的離散傅里葉變換(DTF)。每個(gè)SISO信道的信道沖激響應(yīng)可以由L個(gè)時(shí)域信道抽頭(tap)來(lái)表示，其中，L通常遠(yuǎn)小于Nfft。也就是說(shuō)，如果在發(fā)射天線處施加一個(gè)脈沖，那么以接收天線處所采用的采樣速率針對(duì)這一脈沖激勵(lì)所取得的L個(gè)時(shí)域采樣應(yīng)該足夠表示SISO信道的響應(yīng)。信道沖激響應(yīng)所要求的信道抽頭數(shù)(L)取決于系統(tǒng)的延遲擴(kuò)展，也就是在接收天線處最早和最晚的有足夠能量的到達(dá)信號(hào)采樣之間的時(shí)間差。每個(gè)SISO信道包括在該SISO信道的發(fā)射天線和接收天線之間的一個(gè)或多個(gè)傳播路徑，這些傳播路徑是由無(wú)線環(huán)境確定的。每個(gè)路徑與特定的復(fù)數(shù)增益和特定的延遲相關(guān)聯(lián)。對(duì)于每個(gè)SISO信道，L個(gè)信道抽頭的復(fù)數(shù)增益由該SISO信道的路徑的復(fù)數(shù)增益確定。 每個(gè)SISO信道因此具有路徑dQ到dH的信道概況(channel profile)，其中，每個(gè)路徑(I1 的復(fù)數(shù)增益可以是零值或非零值的。示例性循環(huán)延遲分集如本申請(qǐng)中所描述的，對(duì)于一些實(shí)施例，基站可以通過(guò)從多個(gè)發(fā)射天線發(fā)送前導(dǎo)碼序列的方式在主同步期間使用發(fā)射分集?？梢赃x擇特定的前導(dǎo)碼序列以指示用于發(fā)射該序列的發(fā)射天線數(shù)。因此，移動(dòng)站可以同時(shí)獲得同步并確定發(fā)射天線的數(shù)目。利用發(fā)射天線數(shù)的知識(shí)，移動(dòng)站可以根據(jù)用于發(fā)送前導(dǎo)碼序列的傳輸方案的知識(shí)來(lái)執(zhí)行MIMO信道估計(jì)。對(duì)于一些實(shí)施例，可以將循環(huán)延遲分集(OTD)方案用于從基站發(fā)送前導(dǎo)碼序列。 循環(huán)延遲分集(CDD)可以用于在MIMO傳輸中創(chuàng)建頻率分集，其可以改善差錯(cuò)率性能。利用循環(huán)延遲分集，可以如下所述地將每個(gè)發(fā)射天線的OFDM符號(hào)循環(huán)延遲不同的數(shù)量?？梢詮腗個(gè)發(fā)射天線發(fā)送M個(gè)不同的循環(huán)延遲的信號(hào)。但是，在一些情況中，循環(huán)延遲分集會(huì)對(duì) MIMO信道估計(jì)有不利影響。具體來(lái)講，如果循環(huán)延遲的信號(hào)與信道概況中的路徑延遲相匹配，則可能無(wú)法分開(kāi)路徑。舉例而言，對(duì)于給定的接收天線，可能無(wú)法確定兩個(gè)采樣的延遲的復(fù)數(shù)增益是來(lái)自(i)來(lái)自沒(méi)有循環(huán)延遲的第一發(fā)射天線并通過(guò)有兩個(gè)采樣的延遲的路徑接收到的下行鏈路信號(hào)，還是(ii)來(lái)自有一個(gè)采樣的循環(huán)延遲的第二發(fā)射天線并通過(guò)有一個(gè)采樣的延遲的路徑接收到的下行鏈路信號(hào)，或者是(iii)來(lái)自有兩個(gè)采樣的循環(huán)延
9遲的第三發(fā)射天線并通過(guò)沒(méi)有延遲的路徑接收到的下行鏈路信號(hào)。如果信道概況具有路徑Cltl到dH并且如果來(lái)自M個(gè)發(fā)射天線的M個(gè)下行鏈路信號(hào)具有、到tM_i的循環(huán)延遲，那么如果(屯+tJmod Ts對(duì)于索引值1和m中的所有值均是不同的(其中1 = 0，. . .，L-l，m = 0，. . .，M-l，Ts是有用部分的持續(xù)時(shí)間并且其可以等于Nfft 個(gè)抽樣，“mod”表示模運(yùn)算)，則可以毫無(wú)含糊地確定每個(gè)SISO信道的L個(gè)信道抽頭。這一條件適用于完全頻率重用。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以將每個(gè)發(fā)射天線(除了循環(huán)延遲為零的一個(gè)發(fā)射天線外)的循環(huán)延遲_選擇為大于系統(tǒng)中預(yù)期延遲擴(kuò)展的最大值?？梢詫⒀h(huán)前綴的長(zhǎng)度 Ncp選擇為大于系統(tǒng)中的預(yù)期延遲擴(kuò)展的最大值，以使L < NCP。從而，可以將每個(gè)發(fā)射天線的循環(huán)延遲選擇為循環(huán)前綴長(zhǎng)度的整數(shù)倍，如下所示tm = m · NCP，其中，m = 0，· · · ,M-I(I)圖5示出了針對(duì)示例性的M = 4個(gè)發(fā)射天線的例子使用公式(1)中的循環(huán)移位進(jìn)行的循環(huán)延遲分集。發(fā)射天線0有零個(gè)循環(huán)移位，對(duì)于這一發(fā)射天線而言有用部分被循環(huán)移位/延遲了零個(gè)采樣。發(fā)射天線1有N。P個(gè)循環(huán)移位，對(duì)于這一發(fā)射天線而言有用部分被循環(huán)移位了 N。P個(gè)采樣。發(fā)射天線2有2N。P個(gè)循環(huán)移位，對(duì)于這一發(fā)射天線而言有用部分被循環(huán)移位了 2N。P個(gè)采樣。發(fā)射天線3有3N。P個(gè)循環(huán)移位，對(duì)于這一發(fā)射天線而言有用部分被循環(huán)移位了 3N。P個(gè)采樣。一般而言，可以通過(guò)如下方式來(lái)選擇M個(gè)發(fā)射天線的循環(huán)移位(延遲)tm+1-tm 彡 NCP，其中，m = 0，· · ·，M-2 (2)公式⑴是公式⑵的特例，其中，tm+「tm = NCP。公式⑵中的設(shè)計(jì)方案確保C^tm 對(duì)于1和m的所有值都是不同的。來(lái)自所有M個(gè)發(fā)射天線的所有L個(gè)路徑的信道估計(jì)(稱為完整信道估計(jì))可以是確定的，其中，N。P。如果M個(gè)發(fā)射天線的循環(huán)移位是標(biāo)準(zhǔn)化的或事先已知的，則不需要明確地發(fā)送針對(duì)循環(huán)移位的信令。圖6示出了在圖3中的基站110處的調(diào)制器33 到332r的設(shè)計(jì)框圖。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，圖6只示出了用于生成M個(gè)發(fā)射天線的前導(dǎo)碼的處理過(guò)程。基站110可以從M個(gè)發(fā)射天線發(fā)送前導(dǎo)碼符號(hào)，以便有助于用戶站120進(jìn)行的信道估計(jì)。可以在S個(gè)子載波上發(fā)送前導(dǎo)碼符號(hào)，其中，一般S ^ Nfft。在發(fā)射天線0的調(diào)制器33 中，符號(hào)-子載波映射器610a 將前導(dǎo)碼符號(hào)映射到前導(dǎo)碼子載波，并將零值符號(hào)映射到剩余的子載波。IDFT單元61 在 Nfft個(gè)前導(dǎo)碼和零值符號(hào)上執(zhí)行Nfft點(diǎn)IDFT并提供Nfft個(gè)時(shí)域采樣。P/S轉(zhuǎn)換器61 將 Nfft個(gè)采樣串行化。循環(huán)延遲單元616a將發(fā)射天線0的Nfft個(gè)采樣循環(huán)移位0個(gè)采樣。循環(huán)前綴生成器618a附加循環(huán)前綴，并提供包括第一前導(dǎo)碼的發(fā)射天線0的OFDM符號(hào)。調(diào)制器332b可以類似地生成包括第二個(gè)前導(dǎo)碼的發(fā)射天線1的OFDM符號(hào)。但是，循環(huán)延遲單元616b針對(duì)發(fā)射天線1將Nfft個(gè)采樣循環(huán)移位N。P個(gè)采樣。其余每個(gè)調(diào)制器332可以類似地生成包括相對(duì)應(yīng)的前導(dǎo)碼的發(fā)射天線的OFDM符號(hào)，不過(guò)要針對(duì)天線m將 Nfft個(gè)采樣循環(huán)移位m · Ncp個(gè)采樣。為了確定基站處的天線配置，可以將用于每種所支持的發(fā)射天線數(shù)的不同前導(dǎo)碼序列用作主同步信號(hào)。作為一個(gè)示例，如果在基站處支持1、2和4個(gè)天線，則可以要求將3 個(gè)不同的前導(dǎo)碼序列預(yù)留為主同步信號(hào)。為了準(zhǔn)確地檢測(cè)發(fā)射天線數(shù)，可以生成前導(dǎo)碼序列以使得同一序列的循環(huán)移位之間的自相關(guān)性等于零，并使不同序列的循環(huán)移位之間的互
10相關(guān)性近似等于零。在微波接入全球互操作性(WiMAX)和長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)標(biāo)準(zhǔn)中，可以將一組恒定幅度零自相關(guān)(ConstantAmplitude and ZeroAuto Correlation，以下縮寫(xiě)為 CAZAC)序列作為移動(dòng)用戶和基站之間進(jìn)行主同步之后用于信道估計(jì)的導(dǎo)頻序列來(lái)使用。在本發(fā)明中，CAZAC序列用于在主同步期間確定發(fā)射天線數(shù)。此后，通過(guò)將接收到的采樣與所發(fā)送的 CAZAC序列的延遲版本進(jìn)行相關(guān)并通過(guò)獲知發(fā)射天線數(shù)，就有可能恢復(fù)每個(gè)發(fā)射天線和每個(gè)接收天線之間的信道沖激響應(yīng)。用于發(fā)射天線數(shù)未知的初始接入的示例性MIMO 前導(dǎo)碼如本申請(qǐng)中所描述的，對(duì)于一些實(shí)施例，基站可以通過(guò)從多個(gè)發(fā)射天線發(fā)送前導(dǎo)碼序列的方式在主同步期間使用發(fā)射分集?？梢赃x擇特定的前導(dǎo)碼序列來(lái)指示用于發(fā)送該序列的發(fā)射天線數(shù)。因此，移動(dòng)站可以同時(shí)獲得同步并確定發(fā)射天線數(shù)。利用發(fā)射天線數(shù)的知識(shí)，移動(dòng)站可以根據(jù)用于發(fā)送前導(dǎo)碼序列的傳輸方案的指示來(lái)執(zhí)行MIMO信道估計(jì)。圖7示出了能夠用于根據(jù)前導(dǎo)碼序列本身來(lái)確定用于發(fā)送該序列的天線數(shù)的檢測(cè)器的框圖。在確定發(fā)射天線數(shù)之后，該檢測(cè)器可以執(zhí)行MIMO信道估計(jì)。對(duì)于一些實(shí)施例，可以將從基站發(fā)送的前導(dǎo)碼設(shè)計(jì)為使檢測(cè)器能夠使用恒定幅度零自相關(guān)(CAZAC)對(duì)前導(dǎo)碼序列進(jìn)行解碼。CAZAC序列所具有的特性是同一 CAZAC序列的循環(huán)移位之間自相關(guān)性等于零，并且兩個(gè)不同CAZAC序列的循環(huán)移位之間互相關(guān)性近似等于零。針對(duì)圖7中每個(gè)接收天線j接收到的Nfft個(gè)前導(dǎo)碼符號(hào)可以表示為Yj = P · hj+n (3)其中，&是接收天線j上的Nfft個(gè)采樣的觀測(cè)結(jié)果的NfftX 1向量，P是針對(duì)Nfft個(gè)前導(dǎo)碼采樣的CAZAC前導(dǎo)碼序列的NfftXM · Ncp矩陣，而、是M個(gè)發(fā)射天線的信道增益的 M-NcpXl向量，η是M · NcpXl噪聲向量。向量h」可以定義為
權(quán)利要求
1.一種用于多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的無(wú)線通信的方法，包括以下步驟 根據(jù)從一個(gè)或多個(gè)接收天線接收到的符號(hào)對(duì)前導(dǎo)碼序列進(jìn)行解碼；根據(jù)所解碼的前導(dǎo)碼序列來(lái)確定發(fā)射天線的數(shù)目。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)所解碼的前導(dǎo)碼序列來(lái)確定發(fā)射天線的數(shù)目的步驟包括以下步驟確定用于發(fā)射所述前導(dǎo)碼序列的發(fā)射天線的數(shù)目。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)前導(dǎo)碼序列進(jìn)行解碼的步驟包括以下步驟 將接收到的解調(diào)后的前導(dǎo)碼序列與對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)已知前導(dǎo)碼序列進(jìn)行相關(guān)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述前導(dǎo)碼序列是用恒定幅度零自相關(guān)(CAZAC)序列來(lái)發(fā)射的； 將接收到的解調(diào)后的前導(dǎo)碼序列與多個(gè)已知前導(dǎo)碼序列進(jìn)行相關(guān)的步驟包括以下步驟將接收到的解調(diào)后的前導(dǎo)碼序列與對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)已知CAZAC序列進(jìn)行相關(guān)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述前導(dǎo)碼序列是使用循環(huán)延遲分集(CDD)傳輸方案從多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射的。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟針對(duì)多對(duì)接收天線和發(fā)射天線來(lái)執(zhí)行信道估計(jì)。
7.一種用于多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的無(wú)線通信的方法，包括以下步驟 確定用于傳輸?shù)陌l(fā)射天線的數(shù)目；從對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)前導(dǎo)碼序列中選擇對(duì)應(yīng)于所確定數(shù)目的發(fā)射天線的前導(dǎo)碼序列；從所確定數(shù)目的發(fā)射天線發(fā)射所選擇的前導(dǎo)碼序列。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所選擇的前導(dǎo)碼序列是從對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)恒定幅度零自相關(guān)(CAZAC)序列中選擇的CAZAC序列。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，從所確定數(shù)目的發(fā)射天線發(fā)射所選擇的前導(dǎo)碼序列的步驟包括以下步驟使用循環(huán)延遲分集(CDD)傳輸方案從多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射所述前導(dǎo)碼序列。
10.一種用于多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的無(wú)線通信的設(shè)備，包括解碼邏輯，其用于根據(jù)從一個(gè)或多個(gè)接收天線接收到的符號(hào)對(duì)前導(dǎo)碼序列進(jìn)行解碼； 確定邏輯，其用于根據(jù)所解碼的前導(dǎo)碼序列來(lái)確定發(fā)射天線的數(shù)目。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，用于確定發(fā)射天線的數(shù)目的所述確定邏輯用于 確定用于發(fā)射所述前導(dǎo)碼序列的發(fā)射天線的數(shù)目。
12.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，用于對(duì)前導(dǎo)碼序列進(jìn)行解碼的所述解碼邏輯用于將接收到的解調(diào)后的前導(dǎo)碼序列與對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)已知前導(dǎo)碼序列進(jìn)行相關(guān)。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中所述前導(dǎo)碼序列是用恒定幅度零自相關(guān)(CAZAC)序列來(lái)發(fā)射的；用于對(duì)前導(dǎo)碼序列進(jìn)行解碼的所述解碼邏輯用于將接收到的解調(diào)后的前導(dǎo)碼序列與多個(gè)已知前導(dǎo)碼序列進(jìn)行相關(guān)，包括將接收到的解調(diào)后的前導(dǎo)碼序列與對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)已知CAZAC序列進(jìn)行相關(guān)。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述前導(dǎo)碼序列是使用循環(huán)延遲分集(CDD)傳輸方案從多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射的。
15.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，還包括估計(jì)邏輯，其用于針對(duì)多對(duì)接收天線和發(fā)射天線來(lái)執(zhí)行信道估計(jì)。
16.一種用于多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的無(wú)線通信的設(shè)備，包括確定邏輯，其用于確定用于傳輸?shù)陌l(fā)射天線的數(shù)目；選擇邏輯，其用于從對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)前導(dǎo)碼序列中選擇對(duì)應(yīng)于所確定數(shù)目的發(fā)射天線的前導(dǎo)碼序列；發(fā)射邏輯，其用于從所確定數(shù)目的發(fā)射天線發(fā)射所選擇的前導(dǎo)碼序列。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所選擇的前導(dǎo)碼序列是從對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)恒定幅度零自相關(guān)(CAZAC)序列中選擇的CAZAC序列。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，用于從所確定數(shù)目的發(fā)射天線發(fā)射所選擇的前導(dǎo)碼序列的所述發(fā)射邏輯用于使用循環(huán)延遲分集(CDD)傳輸方案從多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射所述前導(dǎo)碼序列。
19.一種用于多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的無(wú)線通信的裝置，包括解碼模塊，其用于根據(jù)從一個(gè)或多個(gè)接收天線接收到的符號(hào)對(duì)前導(dǎo)碼序列進(jìn)行解碼；確定模塊，其用于根據(jù)所解碼的前導(dǎo)碼序列來(lái)確定發(fā)射天線的數(shù)目。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，用于確定發(fā)射天線的數(shù)目的所述確定模塊用于 確定用于發(fā)射所述前導(dǎo)碼序列的發(fā)射天線的數(shù)目。
21.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，用于對(duì)前導(dǎo)碼序列進(jìn)行解碼的所述解碼模塊用于將接收到的解調(diào)后的前導(dǎo)碼序列與對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)已知前導(dǎo)碼序列進(jìn)行相關(guān)。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述前導(dǎo)碼序列是用恒定幅度零自相關(guān)(CAZAC)序列來(lái)發(fā)射的；用于對(duì)前導(dǎo)碼序列進(jìn)行解碼的所述解碼模塊用于將接收到的解調(diào)后的前導(dǎo)碼序列與多個(gè)已知前導(dǎo)碼序列進(jìn)行相關(guān)，包括將接收到的解調(diào)后的前導(dǎo)碼序列與對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)已知CAZAC序列進(jìn)行相關(guān)。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述前導(dǎo)碼序列是使用循環(huán)延遲分集(CDD)傳輸方案從多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射的。
24.如權(quán)利要求19所述的裝置，還包括估計(jì)模塊，其用于針對(duì)多對(duì)接收天線和發(fā)射天線來(lái)執(zhí)行信道估計(jì)。
25.一種用于多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的無(wú)線通信的裝置，包括確定模塊，其用于確定用于傳輸?shù)陌l(fā)射天線的數(shù)目；選擇模塊，其用于從對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)前導(dǎo)碼序列中選擇對(duì)應(yīng)于所確定數(shù)目的發(fā)射天線的前導(dǎo)碼序列；發(fā)射模塊，其用于從所確定數(shù)目的發(fā)射天線發(fā)射所選擇的前導(dǎo)碼序列。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其中，所選擇的前導(dǎo)碼序列是從對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)恒定幅度零自相關(guān)(CAZAC)序列中選擇的CAZAC序列。
27.如權(quán)利要求沈所述的裝置，其中，用于從所確定數(shù)目的發(fā)射天線發(fā)射所選擇的前導(dǎo)碼序列的所述發(fā)射模塊用于使用循環(huán)延遲分集(CDD)傳輸方案從多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射所述前導(dǎo)碼序列。
28.一種用于多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的無(wú)線通信的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括解碼指令，其用于根據(jù)從一個(gè)或多個(gè)接收天線接收到的符號(hào)對(duì)前導(dǎo)碼序列進(jìn)行解碼；確定指令，其用于根據(jù)所解碼的前導(dǎo)碼序列來(lái)確定發(fā)射天線的數(shù)目。
29.如權(quán)利要求觀所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，用于根據(jù)所解碼的前導(dǎo)碼序列來(lái)確定發(fā)射天線的數(shù)目的所述確定指令包括用于確定用于發(fā)射所述前導(dǎo)碼序列的發(fā)射天線的數(shù)目的指令。
30.如權(quán)利要求觀所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，用于對(duì)前導(dǎo)碼序列進(jìn)行解碼的所述解碼指令包括用于將接收到的解調(diào)后的前導(dǎo)碼序列與對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)已知前導(dǎo)碼序列進(jìn)行相關(guān)的指令。
31.如權(quán)利要求30所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述前導(dǎo)碼序列是用恒定幅度零自相關(guān)(CAZAC)序列來(lái)發(fā)射的；所述用于將接收到的解調(diào)后的前導(dǎo)碼序列與多個(gè)已知前導(dǎo)碼序列進(jìn)行相關(guān)的指令包括用于將接收到的解調(diào)后的前導(dǎo)碼序列與對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)已知CAZAC 序列進(jìn)行相關(guān)的指令。
32.如權(quán)利要求31所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，所述前導(dǎo)碼序列是使用循環(huán)延遲分集(CDD)傳輸方案從多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射的。
33.如權(quán)利要求觀所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括估計(jì)指令，其用于針對(duì)多對(duì)接收天線和發(fā)射天線來(lái)執(zhí)行信道估計(jì)。
34.一種用于多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中的無(wú)線通信的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括確定指令，其用于確定用于傳輸?shù)陌l(fā)射天線的數(shù)目；選擇指令，其用于從對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)前導(dǎo)碼序列中選擇對(duì)應(yīng)于所確定數(shù)目的發(fā)射天線的前導(dǎo)碼序列；發(fā)射指令，其用于從所確定數(shù)目的發(fā)射天線發(fā)射所選擇的前導(dǎo)碼序列。
35.如權(quán)利要求34所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，所選擇的前導(dǎo)碼序列是從對(duì)應(yīng)于不同數(shù)目的發(fā)射天線的多個(gè)恒定幅度零自相關(guān)(CAZAC)序列中選擇的CAZAC序列。
36.如權(quán)利要求35所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，用于從所確定數(shù)目的發(fā)射天線發(fā)射所選擇的前導(dǎo)碼序列的所述發(fā)射指令包括用于使用循環(huán)延遲分集(CDD)傳輸方案從多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射所述前導(dǎo)碼序列的指令。
全文摘要
對(duì)于一些實(shí)施例，與特定數(shù)目的發(fā)射天線相關(guān)聯(lián)的前導(dǎo)碼序列使接收方移動(dòng)站能夠確定用于傳輸?shù)陌l(fā)射天線的數(shù)目?？梢詮膶?duì)應(yīng)于所有所支持的發(fā)射天線數(shù)的一組恒定幅度零自相關(guān)(CAZAC)序列中選擇該前導(dǎo)碼序列。因此，接收站能夠通過(guò)相關(guān)來(lái)確定所發(fā)送的序列，從而確定用于傳輸?shù)奶炀€數(shù)。給定發(fā)射天線數(shù)后，移動(dòng)站然后可以在初始同步期間執(zhí)行MIMO信道估計(jì)以恢復(fù)每個(gè)發(fā)射天線和每個(gè)接收天線之間的信道抽頭。
文檔編號(hào)H04B7/06GK102160297SQ200980136240
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月17日
發(fā)明者A·F·納吉布, P·達(dá)亞爾 申請(qǐng)人:高通股份有限公司