專利名稱：用多天線來增壓的小范圍增壓器和方法
用多天線來增壓的小范圍增壓器和方法
背景技術(shù)：
隨著蜂窩和無線通信變得越來越普遍，已經(jīng)設(shè)計(jì)出了新的應(yīng)用軟件和終端來滿足市場(chǎng)的需求。新的2.5G和3G蜂窩系統(tǒng)，例如GSM/EDGE/GPRS, WCDMA， TD-SCDMA和cdma2000，以及4G系統(tǒng)，例如WiMax，支持多種數(shù)據(jù)率和應(yīng)用軟件。除了語音，這些系統(tǒng)也支持新的高數(shù)據(jù)率應(yīng)用軟件，例如視頻流和互聯(lián)網(wǎng)瀏覽。這些系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用軟件，產(chǎn)生了多種新的終端，例如帶有數(shù)據(jù)卡或嵌入式蜂窩調(diào)制解調(diào)器的PDA和筆記本電腦。這些新的終端類型不遵從手機(jī)尺寸，也不限于手機(jī)功耗，也不遵從為手持語音終端考慮的使用情況設(shè)想。因此，越來越多的數(shù)據(jù)卡和嵌入式調(diào)制解調(diào)器在接收器中采用已知的技術(shù)，例如空間分集天線(Antenna Space Diversity, ASD)，以改善鏈路性能。進(jìn)一步地，在正涌現(xiàn)的4G蜂窩系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，規(guī)定了例如發(fā)射分集(Tmnsmit-Diversity, TD)和多輸入多輸出(MIMO)機(jī)制等更先進(jìn)的多天線技術(shù)，使得這些新系統(tǒng)能夠勝過3G系統(tǒng)的鏈路速度和質(zhì)量。這些新的空間-時(shí)間分集技術(shù)在鏈路預(yù)算中提供了超過10dB的增益，改善了數(shù)據(jù)率、室內(nèi)和室外覆蓋概率(PoC)，以及蜂窩范圍和魯棒性。盡管這些高性能的多天線技術(shù)(ASD， TD & MIMO)被逐漸引入蜂窩系統(tǒng)中，目前的采用單個(gè)接收器和單個(gè)發(fā)射器天線的中繼體系，通常具有一定程度的方向性，不能支持采用多天線的通信，減小了采用該技術(shù)的可能的增益。圖1示出了具有ASD功能的移動(dòng)站(MS)，其通過現(xiàn)有的中繼器與基站收發(fā)器(Base Transceiver, BTS)通信。在本示例中，BTS不采用任何發(fā)射分集(TD)機(jī)制。盡管鏈路是雙向的，方便起見這里只考慮下行鏈路的例子。盡管上行鏈路的行為可能與下行鏈路不同，關(guān)于下行鏈路的討論對(duì)于本系統(tǒng)的上行鏈路依然有效。在下行鏈路上，MS天線分集向終端單元的分集算法提供具有兩個(gè)不同信噪比(SNRs)的兩個(gè)信號(hào)。然后這兩個(gè)信號(hào)可通過己知的算法進(jìn)行合并，例如最大比合并(MRC)或等增益合并(EGC)，或其他算法，例如選擇合并(SC)或切換合并(SWC)。在任一情況下，平均來說，分集機(jī)制提供了更好的最終SNR，其超過單個(gè)天線接收器可能的平均SNR。利用分集天線的SNR的改善是通過合并或選擇由MS天線(Ant 1和2)接收的信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的。如果MS接收的信號(hào)直接來自BTS，進(jìn)入每個(gè)天線的僅有的附加噪聲將分別是7Vw和W>2。因此每個(gè)分支SNR將是接收信號(hào)(&》功率與噪聲功率(TV;,)的比。然而，當(dāng)MS接收的信號(hào)是來自中繼器時(shí)，中繼器已經(jīng)對(duì)由MS天線接收的中繼器發(fā)送的信號(hào)(&)增加了固走的且不可消減級(jí)別的噪聲功率(AQ。因此，不管MS接收器的空間分集的SNR增益，中繼器接收器的單個(gè)天線(即無分集)SNR設(shè)定了在該鏈路中中繼器可獲得的最大性能限制。中繼器"原始"接收的來自BTS信號(hào)(&。)進(jìn)入中繼器天線，該信號(hào)具有由進(jìn)入接收器的附加終端噪聲( 。)以及有效中繼器噪聲(AU設(shè)定的單個(gè)SNR。隨著中繼器增益(GO施加給信號(hào)(S^和中繼器噪聲( + AQ)，中繼器增益不能改善單個(gè)天線接收器的"原始"SNR。因此，由MS接收的中繼的信號(hào)(S。)在最好情況下具有中繼器輸出SNR，其比中繼器輸入SNR相差了中繼器噪聲系數(shù)(NF)。從上文的討論可明白，單個(gè)天線中繼器不能提供由無線接收器的空間分集可能提供的增益。現(xiàn)有的中繼器的方向性天線加重了分集增益的丟失，因?yàn)樘炀€的方向性減少、或消除了接收(或發(fā)送)信號(hào)的多路徑分量，則進(jìn)一步減少了在BTS或MS側(cè)的接收端的分集增
、/-

發(fā)明內(nèi)容
本文公開了一種具有多天線的小范圍增壓器。在一個(gè)方面，一種多輸入、多輸出無線通信中繼器包括至少第一對(duì)天線。每個(gè)天線通信裝置的每個(gè)發(fā)射分支發(fā)射的發(fā)射分支信號(hào)。中繼器進(jìn)一步包括信道評(píng)估器，用于對(duì)每個(gè)發(fā)射分支，并與多個(gè)接收器分支信道的每一個(gè)相連接。—每個(gè)信號(hào)評(píng)估器配置為對(duì)發(fā)射分支信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行信道評(píng)估，用于給定發(fā)射分支的每個(gè)信道評(píng)估器的輸出被用于校正與接收器分支信道相關(guān)聯(lián)的發(fā)射分支信號(hào)的損傷，以產(chǎn)生校正后的發(fā)射分支信號(hào)。中繼器進(jìn)一步包括合并器，其與每個(gè)接收器分支信道相關(guān)聯(lián)，用于將所述校正后的發(fā)射分支信號(hào)與來自其他接收器分支信道的其他發(fā)射分支信號(hào)合并，所述其他發(fā)射分支信號(hào)已通過其各自的對(duì)同一發(fā)射分支的信道評(píng)估器進(jìn)行了校正。根據(jù)另一方面，提出了一種用于中繼多輸入無線通信的方法，包括步驟接收來自第一對(duì)天線的每一個(gè)上的基站收發(fā)器的第一發(fā)射分支信號(hào)和第二發(fā)射分支信號(hào)。該方法進(jìn)一步包括步驟利用第一對(duì)信道評(píng)估器，在所述第一對(duì)天線的第一天線接收的第一發(fā)射分支信號(hào)和第二發(fā)射分支信號(hào)的每個(gè)上進(jìn)行信道評(píng)估，利用第二對(duì)信道評(píng)估器，在所述第一對(duì)天線的第二天線接收的第一發(fā)射分支信號(hào)和第二發(fā)射分支信號(hào)的每個(gè)上進(jìn)行信道評(píng)估。該方法進(jìn)一步包括步驟分別用來自所述第一對(duì)信道評(píng)估器和所述第二對(duì)信道評(píng)估器的所述第一發(fā)射分支信號(hào)的信道評(píng)估，來校正由所述第一對(duì)天線的第一天線和第二天線接收的信號(hào)，合并校正后的信號(hào)，以產(chǎn)生校正后的第一發(fā)射分支信號(hào)。該方法進(jìn)一步包括步驟分別用來自所述第一對(duì)信道評(píng)估器和所述第二對(duì)信道評(píng)估器的所述第二發(fā)射分支信號(hào)的信道評(píng)估，來校正由所述第一對(duì)天線的第一天線和第二天線接收的信號(hào)，合并校正后的信號(hào)，以產(chǎn)生校正后的第二發(fā)射分支信號(hào)。在又一方面， 一種中繼多輸入無線通信的方法包括從由一組第一天線的多個(gè)天線接收的多個(gè)信號(hào)中選擇最佳發(fā)射信號(hào)，并在單個(gè)天線上，將所述最佳信號(hào)發(fā)射給移動(dòng)站。同時(shí)，也提出了一種改善用于中繼至移動(dòng)站的基站收發(fā)器信號(hào)的方法，-包括步驟從基站收發(fā)器使用的多個(gè)公共信道中獲取選擇的信道，接收來自基站收發(fā)器的兩個(gè)或更多個(gè)分支信號(hào)，基于所述選擇的信道評(píng)估信道沖擊響應(yīng)，為接收的兩個(gè)或更多個(gè)分支信號(hào)的每一個(gè)產(chǎn)生評(píng)估的信道沖擊響應(yīng)。 一種改善用于中繼到移動(dòng)站的基站收發(fā)器信號(hào)的方法還包括在通過每個(gè)
8接收器分支各自不同的信道沖擊響應(yīng)校正接收'分的支信號(hào)之后，合并接收的兩個(gè)或更多個(gè)分支信號(hào)，以產(chǎn)生用于發(fā)射到移動(dòng)站的公共信號(hào)。另一種改善接收信號(hào)的方法，之后將改善的信號(hào)從具有至少
兩個(gè)接收器分集的無線中繼器中繼。所述方法包括通過將接收的分支信號(hào)彼此交叉相關(guān)來獲取接收的分支信號(hào)的相對(duì)相位差，校正接收的分支信號(hào)之間的相位差，以及合并兩個(gè)或更多個(gè)接收的分支信號(hào)以產(chǎn)生用于發(fā)射的公共信號(hào)。在又一方面， 一種改善接收信號(hào)的方法，之后將改善的信號(hào)
從具有至少兩個(gè)接收器分集的無線中繼器中繼，包括步驟在與至少兩個(gè)中繼器接收器天線相關(guān)聯(lián)的至少兩個(gè)分支信道上接收信號(hào)，確定每個(gè)接收信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，選擇具有較高信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)，以及在至少一個(gè)服務(wù)器天線上發(fā)射所述具有較高信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)。在又一方面， 一種改善接收信號(hào)的方法，之后將改善的i言號(hào)
從具有至少兩個(gè)接收器分集的無線中繼器中繼。所述方法包括在與至少兩個(gè)中繼器接收器天線相關(guān)聯(lián)的至少兩個(gè)分支信道上接收信號(hào)，在至少一個(gè)分支信道上延遲所述信號(hào)以在所述至少兩個(gè)分支信道中產(chǎn)生可分解的路徑分集。所述方法進(jìn)一步包括在合并器中線性地合并所述信號(hào)以產(chǎn)生合并的信號(hào)的步驟。以下附圖和說明書將闡述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。其他特
征和優(yōu)點(diǎn)將在說明書、附圖和權(quán)利要求書中呈現(xiàn)。


現(xiàn)在參考以下附圖，詳細(xì)地描述上述及其他方面。
圖1示出了一具有ASD功能的移動(dòng)站，其通過現(xiàn)有中繼器
與基站收發(fā)器(BTS)通信。圖2示出了一具有ASD功能的移動(dòng)站，其包含分集中繼器。
圖3示出了一具有ASD功能的移動(dòng)站，其包含具有無線鏈
路的分集中繼器。圖4示出了一具有ASD功能的移動(dòng)站，其包含開關(guān)和選擇
分集中繼器。圖5示出了數(shù)字分集中繼器下行鏈路接收器端。
圖7示出了 二分支寬帶分集ECG機(jī)制。
圖8示出了 二分支寬帶分集MRC機(jī)制。
圖9示出了二分支窄帶分集ECG機(jī)制。
圖10示出了二分支窄帶分集MRC機(jī)制。
圖11示出了二分支MIMO中繼器。
各圖中相同的附圖標(biāo)記指示相似的元件。
具體實(shí)施例方式本文描述了多輸入多輸出中繼器，其為移動(dòng)站(MS)接收器提供了分集增益。圖2示出了調(diào)節(jié)MS和基站收發(fā)器(BTS)之間的信號(hào)的分集中繼器200。兩個(gè)中繼器施主天線(Jw&在v4"&)接收兩個(gè)不同的信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)很可能具有不同的SNR。這兩個(gè)信號(hào)的SNR在中繼器鏈中被保持，直到通過中繼器服務(wù)器天線(^/1^在^w^)對(duì)其進(jìn)行中繼。然后這兩個(gè)發(fā)射信號(hào)在到達(dá)兩個(gè)MS接收器天線G4"6在^w6)之前在"空"中被合并。盡管這兩個(gè)信號(hào)在空中合并(在進(jìn)入天線之前)，只要具有較低SNR的中繼器發(fā)射的信號(hào)被充分削弱，而具有較高SNR的中繼器發(fā)射的信號(hào)被以足夠的功率接收，兩個(gè)MS天線中的至少一個(gè)將接收到高SNR信號(hào)，該信號(hào)隨后可用于獲得某些分集增益。由于增益級(jí)別非常依賴于在接收天線處的發(fā)射信號(hào)的組成，這里的分集增益的概率是有條件的，并且相對(duì)于通信路徑中沒有中繼器的可能增益是減少的。然而，這種"分集中繼器"(如圖2所示)提供的是高成本的分集增益，因?yàn)榇颂幮枰獌蓚€(gè)中繼器，而不是一個(gè)。在三跳中繼器中，例如Mohebbi在2003年9月3日提出的專利申請(qǐng)WO2005025078中所述，其內(nèi)容就各方面引用于此作為參考，其中在接收器端和發(fā)射器端之間有無線鏈路(UNII波段中的OFDM)，在相同的無線鏈路上可復(fù)用每個(gè)分集分支數(shù)據(jù)。圖3—示出了一種三跳中繼器300。也可采用例如選擇合并(SC)或切換合并(SWC)算法來降低中繼器復(fù)雜度，如圖4中的分集中繼器400所示。圖4中所示的分集中繼器400的復(fù)雜度比圖2中的中繼器200更低，且可能是次等的，其不發(fā)射具有較低SNR的中繼信號(hào)，該信號(hào)可能在移動(dòng)接收器處形成干涉。隨著數(shù)字中繼器的出現(xiàn)(例如在專利申請(qǐng)WO2005025078 中的中繼器)，能夠經(jīng)濟(jì)地在中繼器中引入更先進(jìn)的信號(hào)處理機(jī)制。在 這樣的數(shù)字中繼器中，中繼器的輸入信號(hào)首先被下變頻(down-converted) 到基帶，并被采樣用于數(shù)字處理，其中可在專門的處理單元或通用處 理引擎中引入新的更先進(jìn)的算法。圖5示出了具有天線空間分集的數(shù) 字中繼器的下行鏈路接收器端500的示例。圖6示出了用于合并"路徑分紫'的分集中繼器600。在該分 集中繼器600中，在將分集分支上接收的信號(hào)線性合并之前，將這些 信號(hào)相對(duì)于彼此延遲(例如，在圖6中，第二分支在與分支1合并之 前被延遲t秒)。該延遲必須足以產(chǎn)生可分解(resolvable)的路徑分集， 手機(jī)(UE)接收器可與之合并。例如，對(duì)于WCDMA系統(tǒng)，該延遲(t) 大于半個(gè)片(chip)(l/3.84e6 sec)，且小于20 psec。具有RAKE接收器(例 如WCDMA)和/或均衡器(例如GSM)的蜂窩系統(tǒng)可直接叟益于路 徑分集。使用OFDM作為其調(diào)制的系統(tǒng)間接受益，因?yàn)檠舆t過的路徑 使得衰減特性從平滑衰減變?yōu)轭l率選擇性衰減，在系統(tǒng)中引入了一些 頻率分集。該機(jī)制也有額外的優(yōu)點(diǎn)，如專利申請(qǐng)WO2005025078所述， 其中在兩個(gè)中繼器單元之間的UNII波段中有無線鏈路OFDM， UNII 波段中的OFDM鏈路上的數(shù)據(jù)不會(huì)通過第二分支增加，因?yàn)閬碜詢蓚€(gè) 分支的數(shù)據(jù)被合并了。盡管圖6示出了無限中繼器，相同的原理也可 以應(yīng)用于現(xiàn)有的中繼器或具有有線連接的中繼器。盡管可能對(duì)于某些系統(tǒng)，例如基于GSM的系統(tǒng)，可以容易 地獲得分集分支之間的相位關(guān)系，然而對(duì)于采用擴(kuò)頻調(diào)制的系統(tǒng)，例 如WCDMA和cdma2000這是比較難的。例如在WCDMA中，在下行 鏈路上進(jìn)入中繼器的信號(hào)可來自幾個(gè)具有類似功率的基站。同時(shí)，信 號(hào)的擴(kuò)頻屬性使得有噪聲時(shí)難于可靠地檢測(cè)任何相位或幅度，在有噪 聲和干涉時(shí)甚至更難。進(jìn)一步地，這些系統(tǒng)通常是寬帶的，在時(shí)間分 集信道中運(yùn)行，這使得對(duì)寬帶合并進(jìn)行載波頻率的簡(jiǎn)單相位檢測(cè)不適 合。因此，對(duì)于例如WCDMA的系統(tǒng)，中繼器需要通過獲得一 個(gè)公共控制信道，例如主同步信道(P-SCH)或公共導(dǎo)頻信道(CPICH)，來獲得BTS發(fā)射。 一旦獲得這些信道中的一個(gè)(CPICH或P-SCH或任 何其他公共廣播信道)，就能夠?yàn)榻o定的BTS (通常是最強(qiáng)的)評(píng)估每 個(gè)分集分支的信道沖擊響應(yīng)(g卩"信道評(píng)估")。在檢測(cè)不到單個(gè)的清晰 的強(qiáng)BTS時(shí)(即在軟切換區(qū)中)，可隨機(jī)選擇BTS中的一個(gè)。也可能 檢測(cè)到并行的幾個(gè)不同的BTS信號(hào)，這些信號(hào)分別針對(duì)每個(gè)不同的 BTS被合并以得到最大SNR，之后，將來自每個(gè)BTS的合并信號(hào)再次 合并用于最終對(duì)移動(dòng)站發(fā)射。以WCDMA為例，對(duì)于給定的BTS，需要對(duì)每個(gè)中繼器接 收器分支進(jìn)行"信道評(píng)估"。 一旦知道對(duì)每個(gè)分支的信道評(píng)估(圖7中 的&和/b)，在利用MRC或EGC機(jī)制對(duì)信號(hào)進(jìn)行片級(jí)合并之前，可 采用抽頭延遲線(或片級(jí)均衡器)來收集每個(gè)分支中的所有延遲能量。 圖7示出了針對(duì)兩分支分集接收的這樣的操作的示例。圖7示出了兩分支寬帶分集配置700，其中，在交叉相關(guān) 操作之前，來自每個(gè)分支的數(shù)據(jù)段首先通過抽頭延遲線，為各個(gè)分支 信道評(píng)估設(shè)定的抽頭系數(shù)是變化的(圖7中的/i/和/i/)。抽頭延遲線 收集每個(gè)分支中的所有延遲的能量，并在每個(gè)分支中提供可能的最大 SNR。然后抽頭延遲線的輸出被交叉相關(guān)以建立在兩個(gè)分支之間存留 的任何剩余相位差。 一旦建立了相對(duì)相位信息，來自每個(gè)分支的數(shù)據(jù) 首先通過抽頭延遲線，為各個(gè)分支信道評(píng)估設(shè)定的抽頭系數(shù)是變化的
(圖7中的A/和/i/)，之后對(duì)剩余相位差進(jìn)行校正并后續(xù)地將信號(hào)合 并。以上示例是針對(duì)EGC的。然為通過在相關(guān)器之前評(píng)估抽頭延遲線 輸出的相對(duì)幅度或SNR，可以進(jìn)行如圖8描述的兩分支寬帶分集配置 800中所示的MRC合并。當(dāng)不能獲得信道評(píng)估和/或時(shí)間擴(kuò)展(time dispersion)不大 時(shí)(例如在WCDMA系統(tǒng)中小于片間隔)，圖7所示的合并機(jī)制可減 為圖9所示的兩分支窄帶分集配置900。圖9中所示的合并機(jī)制可用于 例如具有室內(nèi)中繼器的WCDMA系統(tǒng)的上行鏈路上，其中單個(gè)移動(dòng)站
(或多個(gè)移動(dòng)站)位于室內(nèi)環(huán)境，延遲傳播小于200nsec，信道移動(dòng)很 慢(即大的相干時(shí)間 50msec)。小的數(shù)據(jù)段(例如100片)可以在持 續(xù)進(jìn)行的基礎(chǔ)上被交叉相關(guān)，以建立兩個(gè)(或任意數(shù)量的)分支的相 對(duì)相位。
該信息可用于合并兩個(gè)接收器分支的信號(hào)，不需知道任何關(guān) 于信號(hào)及其內(nèi)容的其他信息。圖9所示的機(jī)制的MRC版示出了如圖 10中所示的兩分支窄帶分集配置1000。如前文所述，相對(duì)幅度或SNR 的評(píng)估可用于MRC合并。圖9和10中所示的分集合并機(jī)制也可用于 蜂窩系統(tǒng)(本例中為WCDMA)的下行鏈路上，其相比于圖6和圖7 中分別示出的寬帶版本損失了 一些性能。對(duì)于如專利申請(qǐng)WO2005025078中描述的中繼器，其中自動(dòng) 增益控制(AGC)機(jī)構(gòu)控制中繼器發(fā)射的信號(hào)的輸出功率，應(yīng)注意優(yōu)選地 在合并算法之后測(cè)量耦合的信號(hào)級(jí)別，以在耦合的信號(hào)上包含合并效 應(yīng)。對(duì)于基于OFDM的系統(tǒng)，例如WiMax (和WCDMALTE)，
可如上文圖5、 7、 8或9中那樣在接收的時(shí)域信號(hào)上進(jìn)行合并，或在 子載波的頻域上進(jìn)行合并。這些系統(tǒng)的前導(dǎo)(或訓(xùn)練序列)可用于時(shí) 域信道評(píng)估。另一方面，頻域可基于頻域中的前導(dǎo)(或訓(xùn)練序列)，和 /或插入的"導(dǎo)頻"子載波。時(shí)域方法將呈現(xiàn)較少的處理延遲，而頻域方 法將在具有頻率選擇行為的寬帶信道中具有更好的性能，因?yàn)楹喜⑹?在子載波級(jí)別進(jìn)行的。盡管上文的討論是基于具有天線分集接收的中繼器和系統(tǒng)， 并結(jié)合例如MRC、 EGC、 SC和SWC等算法進(jìn)行的，利用某些修改， 可在MIMO中繼器和系統(tǒng)上應(yīng)用相同的新機(jī)制。MIMO系統(tǒng)通常針對(duì) 每個(gè)發(fā)射器鏈(多輸出)采用唯一且不同的訓(xùn)錄序列，這些訓(xùn)練序列 對(duì)于接收器來說也是已知的。接收器具有與發(fā)射的訓(xùn)練序列(先驗(yàn)) 有關(guān)的所有所需信息，在所有接收器分支為每個(gè)發(fā)射序列進(jìn)行信道評(píng) 估。有了針對(duì)每個(gè)發(fā)射天線的每個(gè)分支上的信道評(píng)估，就可使用合并 機(jī)制，例如MRC或EGC,來改進(jìn)接收器側(cè)的每個(gè)發(fā)射分支SNR。每 個(gè)發(fā)射分支可以發(fā)射相同的信息，提供非常彈性的鏈路，也可發(fā)射不 同的數(shù)據(jù)流，提供比單個(gè)發(fā)射天線的可能的數(shù)據(jù)率更高的數(shù)據(jù)率。支 持MIMO的中繼器可利用多個(gè)不同的策略在BTS和MS之間調(diào)節(jié)。再 次僅以下行鏈路為例，中繼器可以第一，如圖2 (和3)所示，中繼器可獨(dú)立地將每個(gè)MIMO 分支中繼到MS，無需任何合并。在這樣的情況中，MS將使用其合并算法來合并接收的信號(hào)以獲得最好的可能的SNR。如前文所述，具有
低SNR的中繼器接收的信號(hào)的性能可以限制最終的信能以及MS的 MIMO增益，因?yàn)樗械闹欣^器發(fā)射的信號(hào)將在空中合并并到達(dá)所有 的MS天線。第二，如圖4所示，在中繼器接收器端，可以在每個(gè)中繼器 接收器分支上檢測(cè)并評(píng)估RSSI (或每個(gè)發(fā)射分支的信道評(píng)估或SNR)， 并通過選擇具有最好的RSSI (或SNR)的接收信號(hào)的子集來發(fā)射到 MS，來為移動(dòng)站提供具有更好的SNR的信號(hào)。第三，圖11示出了兩分支蜂窩MIMO系統(tǒng)的兩分支MIMO 中繼器的下行鏈路數(shù)據(jù)路徑和合并模塊1100。在該配置中，在中繼器 接收器分支，每個(gè)BTS發(fā)射分支訓(xùn)練序列用于為特定的發(fā)射分支信號(hào) (ShB^eh)進(jìn)行"信道評(píng)估"。在獲得與所有發(fā)射分支相關(guān)聯(lián)的所有信道 評(píng)估之后，來自每個(gè)接收器分支的接收到的信號(hào)用(相同助接收器分 支)的適當(dāng)?shù)男诺涝u(píng)估"校正"，并與來自其他接收器分支的校正后的 信號(hào)進(jìn)行合并。對(duì)所有發(fā)射分支信號(hào)(本示例中為兩個(gè))重復(fù)該處理。 也可使用MIMO分支的子集進(jìn)行合并和/或發(fā)射。在合并處理之后，每 個(gè)接收器分支(在本示例中為兩個(gè))被獨(dú)立地放大，并通過中繼器到 達(dá)中繼器發(fā)射器分支(在本示例中為兩個(gè))。對(duì)于如專利WO2005025078所述的中繼器，需關(guān)注測(cè)量接收 天線耦合，以及為發(fā)射器分支的發(fā)射功率設(shè)置獲取最大耦合(最小路 徑損失)。此外，優(yōu)選地，在合并算法之后獲取耦合的發(fā)射信號(hào)的接收 功率，以在耦合信號(hào)上包含合并增益。盡管上文詳細(xì)介紹了幾個(gè)實(shí)施例，還可以存在其他修改。例 如，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，上述新穎的觀點(diǎn)可用于所有無線和蜂 窩中繼器系統(tǒng)，其中涉及GSM/GPRS/EDGE， cdma2000, TD-SCDMA， WCDMA，WiMax。進(jìn)一步地，任何上述邏輯流程不需任何特定的順序 以獲得所期望的結(jié)果。其他實(shí)施例可包含在權(quán)利要求書的保護(hù)范圍中。
權(quán)利要求
1、一種多輸入，多輸出無線通信中繼器，所述中繼器包括至少第一對(duì)天線，每個(gè)天線配置為接收從多輸出無線通信裝置的每個(gè)發(fā)射分支發(fā)射的發(fā)射分支信號(hào)；信道評(píng)估器，用于每個(gè)發(fā)射分支，并與多個(gè)接收器分支信道的每一個(gè)相連接，每個(gè)信道評(píng)估器配置為對(duì)發(fā)射分支信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行信道評(píng)估，用于給定發(fā)射分支的每個(gè)信道評(píng)估器的輸出被用于校正與接收器分支信道相關(guān)聯(lián)的發(fā)射分支信號(hào)的損傷，以產(chǎn)生校正后的發(fā)射分支信號(hào)；以及合并器，與每個(gè)接收器分支信道相關(guān)聯(lián)，用于將所述校正后的發(fā)射分支信號(hào)與來自其他接收器分支信道的其他發(fā)射分支信號(hào)合并，所述其他發(fā)射分支信號(hào)已通過其各自的對(duì)同一發(fā)射分支的信道評(píng)估器進(jìn)行了校正。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中繼器，進(jìn)一步包括一組天線，每個(gè)天 線配置為發(fā)射所述校正后的發(fā)射分支信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的中繼器，其中每個(gè)發(fā)射分支信號(hào)包括唯 一的訓(xùn)練序列，供每個(gè)信道評(píng)估器用于在相關(guān)聯(lián)的發(fā)射分支信號(hào)上進(jìn) 行信道評(píng)估。
4、 一種中繼多輸入無線通信的方法，所述方法包括接收來自第一對(duì)天線的每個(gè)上的基站收發(fā)器的第一發(fā)射分支信號(hào)和第二發(fā)射分支信號(hào)；利用第一對(duì)信道評(píng)估器，在所述第一對(duì)天線的第一天線接收的第 一發(fā)射分支信號(hào)和第二發(fā)射分支信號(hào)的每個(gè)上進(jìn)行信道評(píng)估；利用第二對(duì)信道評(píng)估器，在所述第一對(duì)天線的第二天線接收的第 一發(fā)射分支信號(hào)和第二發(fā)射分支信號(hào)的每個(gè)上進(jìn)行信道評(píng)估；分別用來自所述第一對(duì)信道評(píng)估器和所述第二對(duì)信號(hào)評(píng)估器的所 述第一發(fā)射分支信號(hào)的信道評(píng)估，來校正由所述第一對(duì)天線的第一天線和第二天線接收的信號(hào)，合并校正后的信號(hào)，以產(chǎn)生校正后的第一發(fā)射分支信號(hào)；以及 .分別用來自所述第一對(duì)信道評(píng)估器和所述第二對(duì)信號(hào)評(píng)估器的所 述第二發(fā)射分支信號(hào)的信道評(píng)估，來校正由所述第一對(duì)天線的第一天 線和第二天線接收的信號(hào)，合并校正后的信號(hào)，以產(chǎn)生校正后的第二 發(fā)射分支信號(hào)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括在第二對(duì)天線的第一天線上發(fā)射所述校正后的第一發(fā)射分支信號(hào)；以及在所述第二對(duì)天線的第二天線上發(fā)射所述校正后的第二發(fā)射分支 信號(hào)。
6、 一種中繼多輸入無線通信的方法，所述方法包括從由一組第一天線的多個(gè)天線接收的多個(gè)信號(hào)中選擇最佳發(fā)射信號(hào) 在單個(gè)禾線上，將所述最佳發(fā)射信號(hào)發(fā)射到移動(dòng)站。
7、 一種改善用于中繼到移動(dòng)站的基站收發(fā)器信號(hào)的方法，所述方 法包括從基站收發(fā)器使用的多個(gè)公共信道中獲取選擇的信道；接收來自基站收發(fā)器的兩個(gè)或更多個(gè)分支信號(hào)；基于所述選擇的信道評(píng)估信道沖擊響應(yīng)，為接收的兩個(gè)或更多個(gè) 分支信號(hào)的每一個(gè)產(chǎn)生評(píng)估的信道沖擊響應(yīng)；以及在通過每個(gè)接收器分支各自不同的信道沖擊響應(yīng)校正接收的分支 信號(hào)之后，合并接收的兩個(gè)或更多個(gè)分支信號(hào)，以產(chǎn)生用于發(fā)射到移 動(dòng)站的公共信號(hào)。 -
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述選擇的信道包括導(dǎo)頻信 道和/或廣播信道和/或控制信道。
9、 一種改善接收信號(hào)的方法，之后將改善的信號(hào)從具有至少兩個(gè) 接收器分集的無線中繼器中繼，所述方法包括通過將接收的分支信號(hào)彼此交叉相關(guān)來獲取接收的分支信號(hào)的相 對(duì)相位差；校正接收的分支信號(hào)之間的相位差；以及合并兩個(gè)或多個(gè)接收的分支信號(hào)以產(chǎn)生用于發(fā)射的公共信號(hào)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括提取接收的分支信 號(hào)的相對(duì)幅度，以及利用各自的相對(duì)相位進(jìn)行接收的分支信號(hào)的最大 比合并。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括發(fā)射校正后的發(fā)射 信號(hào)。
12、 一種改善接收信號(hào)的方法，之后將改善的信號(hào)從具有至少兩 個(gè)接收器分集的無線中繼器中繼，所述方法包括在與至少兩個(gè)中繼器接收器天線相關(guān)聯(lián)的至少兩個(gè)分支信道上接收信號(hào)；確定每個(gè)接收的信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度； 選擇具有較高信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)；以及在至少一個(gè)服務(wù)器天線上發(fā)射所述具有較高信號(hào)強(qiáng)度的信號(hào)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括 復(fù)用接收的信號(hào)來發(fā)射到兩單元中繼器中的另一個(gè)中繼器。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括 在兩個(gè)不同的發(fā)射天線上發(fā)射之前，_解復(fù)用復(fù)用的信號(hào)。
15、 一種改善接收信號(hào)的方法，之后將改善的信號(hào)從具有至少兩 個(gè)接收器分集的無線中繼器中繼，所述方法包括在與至少兩個(gè)中繼器接收器天線相關(guān)聯(lián)的至少兩個(gè)分支信道上接收信號(hào)；在至少一個(gè)分支信道上延遲所述信號(hào)以在所述至少兩個(gè)分支信道中產(chǎn)生可分解的路徑分集； 以及在合并器中線性地合并所述信號(hào)以產(chǎn)生合并的信號(hào)。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括 調(diào)制合并的信號(hào)以產(chǎn)生用于在中間無線跳轉(zhuǎn)上發(fā)射的調(diào)制信號(hào)；以及在所述中間無線跳轉(zhuǎn)上發(fā)射調(diào)制的信號(hào)。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括 解調(diào)所述調(diào)制的信號(hào)以產(chǎn)生合并的信號(hào)的副本。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括發(fā)射合并的信號(hào)。
全文摘要
提出了一種用于操作具有多天線的無線中繼器的系統(tǒng)、方法和技術(shù)。通過與至少兩個(gè)中繼器接收器天線相關(guān)聯(lián)的至少兩個(gè)分支信道上的無線中繼器接收來自無線通信裝置的信號(hào)。從所述信號(hào)中分解路徑或空間分集，且在所述至少兩個(gè)分支信道上處理所述信號(hào)以產(chǎn)生至少一個(gè)強(qiáng)信號(hào)用以中繼到另一個(gè)無線通信裝置。
文檔編號(hào)H04B7/155GK101689910SQ200880024222
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
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