組合了對無線信號的循環(huán)延遲分集和預(yù)編碼的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】在發(fā)射器或收發(fā)器中，可通過使符號矢量與各種矩陣相乘來對信號進行預(yù)編碼。例如，可以使符號矢量與單位矩陣的第一列子集(518)、第二對角矩陣(516)以及第三預(yù)編碼矩陣(515)相乘，該單位矩陣的第一列子集(518)使符號矢量中的符號分散在虛擬天線上，該第二對角矩陣(516)改變虛擬發(fā)射天線的相位，而該第三預(yù)編碼矩陣(515)使發(fā)送分布在各發(fā)射天線上。
【專利說明】組合了對無線信號的循環(huán)延遲分集和預(yù)編碼的方法和系統(tǒng)
[0001]分案說明
[0002]本申請是2009年8月13日提交的中國專利申請200880004952.3、名稱為“組合
了對無線信號的循環(huán)延遲分集和預(yù)編碼的方法和系統(tǒng)”的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明一般地涉及無線通信系統(tǒng)、裝置、軟件和方法，更具體地說，涉及用于將預(yù)編碼和與之相關(guān)聯(lián)的循環(huán)延遲分集組合起來的機制和技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0004]無線電話最初是設(shè)計用于語音通信。隨著消費電子行業(yè)的日漸成熟和處理器能力的提高，越來越多的裝置可以使得能夠在各裝置之間進行數(shù)據(jù)的無線發(fā)送，并且越來越多的應(yīng)用可以基于這樣發(fā)送的數(shù)據(jù)而運行。需要特別注意的是因特網(wǎng)和局域網(wǎng)(LAN)。這兩項創(chuàng)新使得多個用戶和多個裝置能夠在不同裝置和不同裝置類型之間進行通信和數(shù)據(jù)交換。隨著這些裝置和能力的出現(xiàn)，用戶(商務(wù)用戶和家庭用戶)發(fā)現(xiàn)需要從移動位置發(fā)送數(shù)據(jù)以及語音。
[0005]支持該語音和數(shù)據(jù)發(fā)送的基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)具有類似的演進。諸如文本消息的有限數(shù)據(jù)應(yīng)用被引入到例如全球移動通信系統(tǒng)(GSM)的所謂“2G”系統(tǒng)。在加入了通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)的GSM中，無線通信系統(tǒng)上的分組數(shù)據(jù)變得更為有用。3G系統(tǒng)和由通用陸地無線接入(UTRA)標準引入的甚至更高帶寬的無線通信使得類似網(wǎng)上沖浪的應(yīng)用更容易由數(shù)百萬用戶接入(并且具有容許度更好的延遲)。
[0006]即使隨著網(wǎng)絡(luò)制造商推出新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，向最終用戶提供更大數(shù)據(jù)吞吐量的未來系統(tǒng)也正討論和開發(fā)之中。例如，所謂3GPP長期演進(LTE)標準化計劃目的是為未來數(shù)十年的無線通信提供技術(shù)基礎(chǔ)。關(guān)于LTE系統(tǒng)另外需要注意的是它們將利用正交頻分復用(OFDM)作為發(fā)送格式來提供下行鏈路通信(即，發(fā)送方向從網(wǎng)絡(luò)到移動終端)，并且將利用單載波頻分多址接入(FDMA)提供上行鏈路通信(即，發(fā)送方向從移動終端到網(wǎng)絡(luò))。
[0007]LTE的另一有趣特征是它在發(fā)射端和接收端均支持多天線。這使得能夠?qū)追N不同的技術(shù)提供支持(leverage)，以提高接收到的無線信號的質(zhì)量和/或數(shù)據(jù)率。這些技術(shù)包括例如抗衰落分集(例如，空間分集)，使整體天線波束成形以最大化目標方向上的增益(波束成形)，以及可以看作是多并行“信道”的生成以提高帶寬利用(空間復用或多輸入多輸出(MMO))。
[0008]預(yù)編碼是與多天線發(fā)送相結(jié)合使用的流行技術(shù)。預(yù)編碼的基本原理是在天線上混合并分布調(diào)制符號，可能同時還考慮當前信道條件。預(yù)編碼可以通過例如使承載了包含有調(diào)制符號的符號矢量的信息乘以被選擇匹配該信道的矩陣來實現(xiàn)。從而符號矢量序列形成一組并行符號流，并且各符號流被稱為“層”。因此，取決于具體實現(xiàn)中對預(yù)編碼器的選擇，一個層可以直接對應(yīng)于特定天線或者一個層可以通過預(yù)編碼器映射而分布到幾個天線上。
[0009]循環(huán)延遲分集(CDD)是開環(huán)預(yù)編碼的一種形式，其中，有意使預(yù)編碼矩陣在發(fā)送(或系統(tǒng))帶寬內(nèi)隨著頻率變化。典型地，這通過對不同的天線引入不同的循環(huán)時延來實現(xiàn)，或者通過改變從不同天線發(fā)送的信號的相位來實現(xiàn)。這種相移意味著與原始信道相比，包括真實信道和CDD預(yù)編碼的有效信道隨著頻率更快地變化。通過在頻率上來分布發(fā)送，這種人為誘導的頻率選擇性在實現(xiàn)頻率分集方面是有用的。
[0010]在高速率多天線發(fā)送的上下文中要考慮的無線信道狀況的多個重要特征之一即所謂信道的秩。通常來說，信道的秩可以從I變到發(fā)射天線和接收天線的數(shù)量的最小值。例如，以4X2系統(tǒng)為例，即以具有四個發(fā)射天線和兩個接收天線的系統(tǒng)為例，信道的秩最大為2。與特定連接相關(guān)聯(lián)的信道的秩隨著快速衰落對信道系數(shù)的改變而在時間和頻率上發(fā)生變化。此外，信道的秩(也稱為發(fā)送秩)確定了能夠同時成功發(fā)送多少個層。例如，如果信道的秩在發(fā)送兩個層時為1，則很有可能的是與這兩個層相對應(yīng)的兩個信號將有極大干擾使得這兩個層在接收器處都被錯誤地檢測。與預(yù)編碼相結(jié)合，使發(fā)送適應(yīng)于信道的秩涉及力爭使用與信道的秩相同數(shù)量的層。
[0011]圖1例示了用于將⑶D和可能信道相關(guān)的預(yù)編碼組合起來的發(fā)送結(jié)構(gòu)108。其中，由發(fā)射器創(chuàng)建的各層Iio將承載了調(diào)制符號的信息流提供給基于CDD的預(yù)編碼器112作為符號矢量序列114。⑶D預(yù)編碼器112將其中例示的兩個矩陣116和118應(yīng)用于各進來的符號矢量，以執(zhí)行預(yù)編碼過程。更具體地說，⑶D預(yù)編碼器112首先將矩陣1人.，, I 18應(yīng)用于符號矢量114，然后應(yīng)用于對角⑶D矩陣116。矩陣118為(可能經(jīng)過縮放的)單位矩陣的列子集，r表示發(fā)送秩，而Nt為發(fā)送裝置中的發(fā)射天線的數(shù)量。符號Akxl是指具有k行和I列的矩陣A。對角⑶D矩陣116沿著對角線具有非零值，這些非零值包括由參數(shù)k作索引的可能是頻率的函數(shù)的天線相移值Θ。如果OFDM用于發(fā)送，則k例如可以表示子載波索引或者緊密相關(guān)的數(shù)據(jù)資源單元索引(其排除了包含參考符號的資源單元)。還應(yīng)當注意到，k可以是OFDM中資源單元在資源網(wǎng)格上的位置的更任意的函數(shù)。然后輸出所得到的經(jīng)過預(yù)編碼的調(diào)制符號矢量，以用于例如在經(jīng)由天線122 (也稱為天線端口)發(fā)送之前進行資源映射和OFDM調(diào)制120。
[0012]可以以多種方式利用圖1中例示的發(fā)送結(jié)構(gòu)108。例如，一種選擇是利用固定的信道無關(guān)的具有與發(fā)送秩相對應(yīng)的特定列數(shù)r的單位矩陣U、，I 18 τ.位矩陣118用于將各符號分布在所有天線122上，而對角CDD矩陣116改變(移位)各天線122的相位。這增加了各層110經(jīng)歷的有效層的頻率選擇性，如上所述，這對于實現(xiàn)頻率分集(以及在使用頻域調(diào)度時的多用戶分集)可能是有用的。
[0013]然而，存在與利用圖1中所示發(fā)送結(jié)構(gòu)108來執(zhí)行預(yù)編碼相關(guān)聯(lián)的某些問題?？臻g相關(guān)屬性作為k的函數(shù)而變化，并且這些變化需要變得更快，以便確保即使在窄帶發(fā)送上仍有足夠頻率分集。這使得接收器難以估計源于這種發(fā)送的干擾的特性。發(fā)送結(jié)構(gòu)108也未提供用于對天線端口的預(yù)編碼進行設(shè)計的足夠自由度。此外，考慮例如r = I的秩為一的發(fā)送，發(fā)送結(jié)構(gòu)108將內(nèi)在地使用矩陣118的一列以應(yīng)用于進來的符號矢量114。該列例如(在兩個發(fā)射天線的情況下)將會等于[1，1]。因此，該列與對角CDD矩陣116一起形成頻率選擇性波束成形器，其可以周期性地在調(diào)度的帶寬上變化。其周期將取決于所選擇的相位變化的速度。然而，這種波束成形可能會有問題，因為如果MIMO信道在發(fā)射側(cè)是相關(guān)的，則在某些頻率下會發(fā)生嚴重的信號抵消。如果編碼速率在調(diào)度的帶寬上不是足夠地低，則這進而會導致通信錯誤。即使對于大于一的發(fā)送秩也會發(fā)生類似的抵消。因此，如果調(diào)度的帶寬占據(jù)了前述波束成形器周期的相當大的一部分，則通常難以與發(fā)送結(jié)構(gòu)108(及其預(yù)編碼技術(shù))一起使用高編碼速率。然而，在使用大延遲CDD(即對應(yīng)于頻域中的快速相移變化)時通常發(fā)生這種情況。
[0014]因此，希望提供避免前述問題和缺點的預(yù)編碼系統(tǒng)、方法、裝置和軟件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]根據(jù)一個示例性實施方式，一種用于在無線信道上發(fā)送具有與信息信號相關(guān)聯(lián)的多個符號矢量的信息信號的方法包括以下步驟:通過使所述符號矢量與以下矩陣相乘而對所述符號矢量進行預(yù)編碼，這些矩陣包括使所述符號矢量中的符號分散在所有虛擬發(fā)射天線上的單位矩陣的第一列子集、改變所述虛擬發(fā)射天線的相位的第二對角矩陣以及使發(fā)射能量分布在物理發(fā)射天線上的第三預(yù)編碼矩陣；進一步處理所述經(jīng)過預(yù)編碼的符號矢量，以生成所述信息信號；以及發(fā)送所述信息信號。
[0016]根據(jù)另一個示例性實施方式，一種用于在無線信道上發(fā)送具有與信息信號相關(guān)聯(lián)的多個符號矢量的信息信號的發(fā)射器包括:多個物理發(fā)射天線；處理器，其通過使所述符號矢量與以下矩陣相乘而對所述符號矢量進行預(yù)編碼并對所述經(jīng)過預(yù)編碼的符號矢量進行進一步處理以生成所述信息信號，這些矩陣包括使所述符號矢量中的符號分散在所有虛擬發(fā)射天線上的單位矩陣的第一列子集、改變所述虛擬發(fā)射天線的相位的第二對角矩陣以及使發(fā)射能量分布在物理發(fā)射天線上的第三預(yù)編碼矩陣；以及用于發(fā)送所述信息信號的發(fā)送鏈部件。
[0017]根據(jù)另一個示例性實施方式，提供了一種用于對接收到的信息信號進行均衡的方法，這些接收到的信息信號具有與之相關(guān)聯(lián)的多個符號矢量，該方法包括以下步驟:通過使初始信道估計乘以多個矩陣而形成與所述接收到的信息信號相關(guān)聯(lián)的信道估計，所述多個矩陣包括單位矩陣的第一列子集、第二對角矩陣和第三預(yù)編碼矩陣；以及使用所述形成的信道估計對所述信息信號進行均衡。
[0018]根據(jù)另一個示例性實施方式，一種處理器通過使初始信道估計乘以多個矩陣來形成與接收到的信息信號相關(guān)聯(lián)的信道估計，所述多個矩陣包括單位矩陣的第一列子集、第二對角矩陣以及第三預(yù)編碼矩陣，并且其中，所述處理器使用所形成的信道估計而對接收到的信息信號進行均衡。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]被結(jié)合進來并構(gòu)成本說明書的一部分的附圖例示了 一個或更多個實施方式，并與本說明書一起解釋這些實施方式。在附圖中:
[0020]圖1例示了包括常規(guī)預(yù)編碼器的發(fā)送結(jié)構(gòu)；
[0021]圖2例示了可以實現(xiàn)示例性實施方式的示例性LTE接入網(wǎng)；
[0022]圖3描繪了可以與示例性實施方式關(guān)聯(lián)的示例性LTE物理層信息信號處理；
[0023]圖4更詳細地示出了天線映射函數(shù)的一個示例；
[0024]圖5例示了包括根據(jù)一個示例性實施方式的預(yù)編碼器的發(fā)送結(jié)構(gòu)；
[0025]圖6是其中能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)這些示例性實施方式的預(yù)編碼的一個示例性發(fā)送裝置的框圖；
[0026]圖7是例示了根據(jù)一個示例性實施方式的用于對信息信號進行發(fā)送的一種方法的流程圖；
[0027]圖8是其中能夠?qū)Ω鶕?jù)這些示例性實施方式進行了預(yù)編碼的信號進行處理的一個示例性接收裝置的框圖；以及
[0028]圖9是例示了根據(jù)一個示例性實施方式的用于對接收的信息信號進行處理的一種方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0029]參照附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進行以下說明。不同附圖中的相同標號指示相同或者類似部件。以下詳細描述并不是對本發(fā)明的限制。相反，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書限定。
[0030]如上所述，當在與信道無關(guān)的矩陣118的上下文中考慮圖1中例示的發(fā)送結(jié)構(gòu)108 (更具體地說，⑶D預(yù)編碼器112)的適用性時，其存在某些缺點。除【背景技術(shù)】部分中描述的問題外，如果與CCD相結(jié)合使用信道相關(guān)預(yù)編碼，則發(fā)送結(jié)構(gòu)108會出現(xiàn)另一個問題。因為對角CDD矩陣116在本例中的信道相關(guān)預(yù)編碼矩陣118之前應(yīng)用于符號矢量114，則預(yù)編碼矩陣Il8需要處理更具有頻率選擇性的有效信道(即，包括真實信道和所應(yīng)用的⑶D對角矩陣118)。為確保在這些環(huán)境中的有效預(yù)編碼方案，則與僅存在原始信道相比，預(yù)編碼器112必需以更精細的頻率粒度對代表矩陣118的部件進行切換。這進而可能導致實際上更高的信令開銷，因為用于對發(fā)送的符號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼器部件通常以附加(開銷)信令的形式被接收器識別出來。
[0031]根據(jù)示例性的實施方式，這些問題通過提供不同發(fā)送結(jié)構(gòu)來得以解決，其中，例如將附加(信道相關(guān)或信道無關(guān))預(yù)編碼器部件應(yīng)用于由CDD操作輸出的符號矢量，該CDD操作包括對如上所述的對角CDD矩陣和信道無關(guān)單位矩陣的列子集的應(yīng)用。這可以通過例如圖5中的附圖標記附加矩陣515，其中在未來進行引用時，應(yīng)當注意的是，應(yīng)用了對角CDD矩陣之后的符號矢量被稱為虛擬天線。因此在以k作索引的資源上發(fā)送的作為結(jié)果的矢量x(k)可以寫作:
[0032]x(^) = W,； ,(A)D(^)U, ;s(^)(I)
[0033]其中，D (k)為第二對角⑶D矩陣516，并且應(yīng)強調(diào)的是第三預(yù)編碼矩陣515 Waw(幻對于不同k值也可能不同。參數(shù)I在這里通常設(shè)置成等于發(fā)送秩r。這些示例性實施方式可以用于例如在真實信道的輸入端(即，輸出到天線端口)直接添加信道相關(guān)預(yù)編碼級，這進而使得⑶D能夠與信道相關(guān)預(yù)編碼結(jié)合而無需更精細的預(yù)編碼粒度，因此節(jié)省了信令開銷。即使第三預(yù)編碼矩陣不是信道相關(guān)的，由該示例性實施方式指示的結(jié)構(gòu)在為第三預(yù)編碼級選擇適當預(yù)編碼器方面提供了附加自由度，從而避免了與使用結(jié)構(gòu)108相關(guān)聯(lián)的前述問題中的某些問題。
[0034]為了提供一些上下文以更詳細地討論根據(jù)這些示例性實施方式的組合⑶D和預(yù)編碼，首先考慮圖2到圖4中例示的示例性無線通信系統(tǒng)。首先參照圖2中的無線接入網(wǎng)節(jié)點和接口，可以看出在LTE系統(tǒng)的上下文中提供了該特定示例。但是本發(fā)明并不限于適用于與LTE系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的發(fā)射器或發(fā)送，而是可以用于采用了多發(fā)射天線和預(yù)編碼的任何、系統(tǒng)，包括但不限于寬帶碼分多址(WCDMA)、GSM、UTRA、E-UTRA、高速分組接入(HSPA)、UMB、WiMaX和其他系統(tǒng)、裝置和方法。然而，由于圖2中示例是以LTE形式提供，因此在空中接口上進行發(fā)送和接收的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點稱為eNodeB，這里示出了若干個eNodeB 200。
[0035]在空中接口的上下文中，各eNodeB 200負責向一個或更多個小區(qū)202發(fā)送信號并接收來自一個或更多個小區(qū)202的信號。各eNodeB包括多個天線，例如2個、4個或更多個發(fā)射天線，并處理包括但不限于針對這種信號的物理層的編碼、解碼、調(diào)制、解調(diào)、交織、解交織等的功能。注意，這里所使用的術(shù)語“發(fā)射天線”具體意思是包括并且類屬于物理天線、虛擬天線和天線端口。eNodeB 200還負責很多與處理系統(tǒng)中的通信相關(guān)聯(lián)的更高級功能，例如包括對用戶進行調(diào)度、對判決進行切換等。想要更多的關(guān)于與其中可部署有這些示例性實施方式的LTE或其他系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的發(fā)射和接收功能的信息的有興趣的讀者可以參照由Elsevier公司2007年出版的作者Erik Dahlman等人的名稱為“3G Evolution-HSPAand LTE for Mobile Broadband”的書，以引證方式將其公開內(nèi)容合并進來。
[0036]但是，為簡要討論與下行鏈路中信號的發(fā)送(即，可能通過核心網(wǎng)203傳送到eNodeB 200，然后進入小區(qū)202，前往目標移動終端或移動臺，例如圖2中的MS 204)相關(guān)聯(lián)的基帶處理，考慮圖3。其中，兩個數(shù)據(jù)傳輸塊300正被處理以由eNodeB 200使用空間復用進行發(fā)送。在步驟302處插入要由接收器用于對錯誤進行檢測的循環(huán)冗余校驗(CRC)位。在步驟304處對傳輸塊應(yīng)用信道編碼，以向有效載荷數(shù)據(jù)提供對于無線信道造成的損害的保護。混合自動重傳請求(HARQ)步驟306用于從信道編碼器提供的代碼位塊提取代碼位或者重復該代碼位，以例如基于諸如指派的資源塊的數(shù)量、所選擇的調(diào)制方案和空間復用順序的之類各種準則來生成要在發(fā)送時間間隔(TTI)內(nèi)發(fā)送的精確位集。
[0037]在步驟308，從HARQ塊輸出的碼字通過位層次的擾頻序列或掩碼進行擾頻(相乘)，這有助于接收端抑制對無線信號的干擾。然后在步驟310應(yīng)用所選擇的數(shù)據(jù)調(diào)制，例如，正交相移鍵控(QPSK)、16正交幅度調(diào)制(QAM)或64 QAM,以將擾頻后的位塊轉(zhuǎn)換成調(diào)制符號的相應(yīng)塊。然后在步驟312將這些調(diào)制符號映射到不同天線和/或不同天線端口。在LTE命名規(guī)則中，天線端口對應(yīng)于特定下行鏈路參考信號的發(fā)送，該特定下行鏈路參考信號可以對應(yīng)于或不對應(yīng)于實際的物理天線。然后將在各天線(圖3中的I到n，例如，2、4、8、16)上要發(fā)送的符號映射到相應(yīng)資源塊314上，并在由eNodeB 200進行發(fā)送之前發(fā)出以用于OFDM處理(未示出)。
[0038]在用于這些示例性實施方式的下行鏈路處理中特別感興趣的是天線映射步驟/方框312。天線映射過程可以進一步細分成對從調(diào)制方框310輸出的碼字進行的層映射和用于生成天線(或天線端口)映射符號的對所得到的符號矢量進行的預(yù)編碼，如圖4所示。其中，該示例提供了通過層映射功能400映射成三層的兩個碼字集。在圖4中例示了與這三個層相關(guān)聯(lián)的兩個符號矢量Vl和v2。然后通過由預(yù)編碼功能402應(yīng)用一個或者更多個預(yù)編碼矩陣(即通過一個或多個預(yù)編碼矩陣與進來的符號矢量的矩陣乘法)來對這些符號矢量進行預(yù)編碼。根據(jù)一個示例性實施方式，預(yù)編碼功能402可以應(yīng)用三個不同的矩陣，下面將參照圖5進行描述。應(yīng)當理解的是，圖4中選擇映射到三個層和四個天線完全是示例性的。如先前所述，層的數(shù)量的選擇將基于信道的秩(可能除其他準則之外)而不同，并且天線的數(shù)量在各系統(tǒng)中可以有所不同，或者甚至在系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)送裝置中有所不同。
[0039]圖5例示了根據(jù)示例性實施方式的能夠用于執(zhí)行預(yù)編碼的預(yù)編碼器，例如針對上述塊312和402所述。其中，由發(fā)射器創(chuàng)建的各層510將調(diào)制符號流提供給基于CDD的預(yù)編碼器512作為符號矢量序列514。⑶D預(yù)編碼器512將其中例示的三個矩陣515、516和518應(yīng)用于各進來的符號矢量，以執(zhí)行預(yù)編碼過程。更具體地說，根據(jù)本示例性實施方式的⑶D預(yù)編碼器512首先將矩陣Ulxjl8 (其為可能經(jīng)過縮放的單位I X I矩陣的列子集)應(yīng)用于符號矢量514，然后應(yīng)用對角CDD矩陣516，接著應(yīng)用預(yù)編碼矩陣Wivw 515，得到先前在式(I)中給出的發(fā)送矢量。
[0040]矩陣518的列取自可能經(jīng)過縮放的單位矩陣。單位矩陣展示出的特性是其逆矩陣等于所感興趣的單位矩陣的復共軛轉(zhuǎn)置矩陣。因此，矩陣518的列為正交并且等范數(shù)。首先應(yīng)用的矩陣518用于使符號分散在各天線端口上。其次應(yīng)用的CDD矩陣516具有對角矩陣的性質(zhì)，即，在一個對角上的元素非零，并且其余矩陣元素為零。該CDD矩陣516用于改變(移位)各天線或天線端口 522的相位。第三應(yīng)用的預(yù)編碼矩陣515用于將發(fā)送能量分布在各天線或天線端口上。這可以以信道無關(guān)方式或者至少部分地基于導致信道相關(guān)預(yù)編碼器操作的當前無線信道狀況來確定。如上所述，將這些矩陣應(yīng)用于進來的符號矢量可以由發(fā)射器內(nèi)的處理單元借助于矩陣乘法來執(zhí)行。
[0041]在本示例性實施方式中引入?yún)?shù)I作為用于執(zhí)行預(yù)編碼的三個矩陣的大小參數(shù)，即，最后應(yīng)用的預(yù)編碼矩陣515的列數(shù)、其次應(yīng)用的對角CDD矩陣516的行數(shù)和列數(shù)以及首先應(yīng)用的單位矩陣518的行數(shù)。因此，與圖1中例示的發(fā)送結(jié)構(gòu)不同，執(zhí)行根據(jù)本示例性實施方式的預(yù)編碼時涉及的矩陣的大小可能根據(jù)信道的發(fā)送秩(或者層數(shù))針對給定發(fā)射器而動態(tài)變化，例如，單位矩陣518的行數(shù)可以與發(fā)射天線的數(shù)量不同。如前所述，參數(shù)I通常設(shè)置為等于發(fā)送秩r。通過對比，以上針對圖1而討論的矩陣116和118其大小固定為與執(zhí)行預(yù)編碼的特定發(fā)射器相關(guān)聯(lián)的發(fā)射天線的數(shù)量。
[0042]更仔細觀察用于執(zhí)行根據(jù)圖5中所示的本示例性實施方式的預(yù)編碼的三個矩陣，矩陣U1Xi518(類似于矩陣118)是(可能經(jīng)過縮放的)單位矩陣的列子集，其中，I表示矩陣的行數(shù)，而r表示發(fā)送秩和列數(shù) 。對角⑶D矩陣516包括沿著對角線的exp (j 0nk)元素，其中，θ n代表與特定天線或者天線端口相關(guān)聯(lián)的相位值，而k為與特定資源單元相關(guān)聯(lián)的索引(例如，所有子載波的索引，或僅是承載數(shù)據(jù)的子載波而不是承載參考符號的子載波的索引)。矩陣; 515是可以具有不同值例如用于以信道相關(guān)方式執(zhí)行信道相關(guān)波束成形或預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣，在下面描述了該矩陣的一些示例，并且其大小為Nt(發(fā)送裝置中發(fā)射天線/天線端口的數(shù)量)乘I。然后輸出所得到的預(yù)編碼調(diào)制符號矢量，以用于例如在經(jīng)由天線522發(fā)送之前進行資源映射和OFDM調(diào)制520。
[0043]根據(jù)這些示例性實施方式，現(xiàn)在直接對MIMO信道矩陣應(yīng)用預(yù)編碼矩陣515 Wav ?。這意味著，在例如信道相關(guān)預(yù)編碼的情況下，wWxi可以“看到”不受任何潛在的CDD操作影響的真實信道。然后對角⑶D矩陣和Ulxr能夠用來對包括真實信道和;的新的經(jīng)過改善的有效信道執(zhí)行⑶D操作。另外可以適應(yīng)性地改變行數(shù)1，使得僅在被視為對Iv ;的輸入的虛擬天線中執(zhí)行CDD操作。
[0044]例如，對于發(fā)送秩為I (從而在這些示例涉及空間復用的情況下層數(shù)為I)，I可以設(shè)置為1，對角矩陣可以為I。并且1^^ ;將是可能執(zhí)行信道相關(guān)的波束成形的I列的矢量。如果對不同索引k使用不同；，進行頻率相關(guān)預(yù)編碼是可能的。類似地，對于發(fā)送秩為2，I可以為2，^可以具有2列，而Wav ,可以是信道相關(guān)并且也有2列。然后對角矩陣與Ulxr 一起對虛擬天線執(zhí)行類似CDD的操作，意思是這兩層看到進而由真實信道形成的虛擬天線信道與wAy的混合。因此，三個矩陣515、516和518例如可以從下表中選擇:
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種用于在無線信道上發(fā)送具有與信息信號相關(guān)聯(lián)的多個符號矢 量的信息信號的方法，該方法包括以下步驟: 通過使所述符號矢量與以下矩陣相乘而對所述符號矢量進行預(yù)編碼(700): 單位矩陣的第一列子集(518)，其使所述符號矢量中的符號分散在 所有虛擬發(fā)射天線上， 第二對角矩陣(516)，其改變所述虛擬發(fā)射天線的相位，以及 第三預(yù)編碼矩陣(515)，其使發(fā)射能量分布在物理發(fā)射天線上， 進一步處理(702)所述經(jīng)過預(yù)編碼的符號矢量，以生成所述信息信號，以及 發(fā)送(704)所述信息信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述物理發(fā)射天線是天線端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1到2中任一項所述的方法，其中，所述符號矢量首先乘以所述單位矩陣的第一列子集，然后乘以所述第二對角矩陣，再乘以所述第三預(yù)編碼矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項所述的方法，其中，當使用r個層進行發(fā)送時，所述第三預(yù)編碼矩陣具有I列，所述第二對角矩陣具有I行和I列，所述單位矩陣的第一列子集具有I行和r列，并且所述符號矢量具有r個元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的方法，其中，當使用r個層進行發(fā)送時，所述第三預(yù)編碼矩陣具有r列，所述第二對角矩陣具有r行和r列，所述單位矩陣的第一列子集是具有r行和r列的單位矩陣 ，并且所述符號矢量具有r個元素。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項所述的方法，其中，所述進一步處理的步驟還包括以下步驟: 使經(jīng)過預(yù)編碼的符號映射到將經(jīng)由所述發(fā)射天線中的至少一個發(fā)送的資源塊；以及 將所述資源塊分布在正交頻分復用(OFDM)型發(fā)送的資源單元網(wǎng)格上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項所述的方法，其中，由所述第二對角矩陣引起的相移隨著如下參數(shù)而變化，該參數(shù)是用于發(fā)送特定符號矢量的資源單元的位置的函數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述參數(shù)為子載波索引。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述參數(shù)為數(shù)據(jù)資源單元索引。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項所述的方法，其中，當在頻域中表示時，所述單位矩陣的第一列子集和所述第二對角矩陣一起展現(xiàn)出與用于空間復用的循環(huán)延遲分集(CDD)相同的結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項所述的方法，其中，所述第三預(yù)編碼矩陣執(zhí)行信道相關(guān)預(yù)編碼。
12.一種用于在無線信道上發(fā)送具有與信息信號相關(guān)聯(lián)的多個符號矢量的信息信號的發(fā)射器，該發(fā)射器包括: 多個物理發(fā)射天線(602)； 處理器(606)，其通過使所述符號矢量與以下矩陣相乘而對所述符號矢量進行預(yù)編碼并對所述經(jīng)過預(yù)編碼的符號矢量進行進一步處理以生成所述信息信號: 單位矩陣的第一列子集(518)，其使所述符號矢量中的符號分散在所有虛擬發(fā)射天線上， 第二對角矩陣(516)，其改變所述虛擬發(fā)射天線的相位，以及第三預(yù)編碼矩陣(515)，其使發(fā)射能量分布在所述物理發(fā)射天線上；以及 用于發(fā)送所述信息信號的發(fā)送鏈部件(604)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)射器，其中，所述物理發(fā)射天線是天線端口。
14.根據(jù)權(quán)利要求12到13中任一項所述的發(fā)射器，其中，所述符號矢量首先乘以所述單位矩陣的第一列子集，然后乘以所述第二對角矩陣，再乘以所述第三預(yù)編碼矩陣。
15.根據(jù)權(quán)利要求12到14中任一項所述的發(fā)射器，其中，當使用r個層進行發(fā)送時，所述第三預(yù)編碼矩陣具有I列，所述第二對角矩陣具有I行和I列，所述單位矩陣的第一列子集具有I行和r列，并且所述符號矢量具有r個元素。
16.根據(jù)權(quán)利要求12到15中任一項所述的發(fā)射器，其中，當使用r個層進行發(fā)送時，所述第三預(yù)編碼矩陣具有r列，所述第二對角矩陣具有r行和r列，所述單位矩陣的第一列子集是具有r行和r列的單位矩陣，并且所述符號矢量具有r個元素。
17.根據(jù)權(quán)利要求12到16中任一項所述的發(fā)射器，其中，所述進一步處理的步驟還包括以下步驟: 使經(jīng)過預(yù)編碼的符號映射到將經(jīng)由所述發(fā)射天線中的至少一個發(fā)送的資源塊；以及 將所述資源塊分布在正交頻分復用(OFDM)型發(fā)送的資源單元網(wǎng)格上。
18.根據(jù)權(quán)利要求12到16中任一項所述的發(fā)射器，其中，由所述第二對角矩陣引起的相移隨著如下參數(shù)而變化，該參數(shù)是用于發(fā)送特定符號矢量的資源單元的位置的函數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)射器，其中所述參數(shù)為子載波索引。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)射器，其中所述參數(shù)為數(shù)據(jù)資源單元索引。
21.根據(jù)權(quán)利要求12到20中任一項所述的發(fā)射器，其中，當在頻域中表示時，所述單位矩陣的第一列子集和所述第二對角矩陣一起展示出與用于空間復用的循環(huán)延遲分集(CDD)相同的結(jié)構(gòu)。
22.根據(jù)權(quán)利要求12到21中任一項所述的發(fā)射器，其中，所述第三預(yù)編碼矩陣執(zhí)行信道相關(guān)預(yù)編碼。
23.一種用于對接收到的信息信號進行均衡的方法，這些接收到的信息信號具有與之相關(guān)聯(lián)的多個符號矢量，該方法包括以下步驟: 通過使初始信道估計乘以多個矩陣而形成與所述接收到的信息信號相關(guān)聯(lián)的信道估計(900)，所述多個矩陣包括: 單位矩陣的第一列子集(518)， 第二對角矩陣(516)，和 第三預(yù)編碼矩陣(515)，以及 使用所述形成的信道估計對所述信息信號進行均衡(902)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述單位矩陣的所述第一列子集用在對所述接收到的信息信號的發(fā)送處理中，以將所述符號矢量中的符號分散到所有虛擬發(fā)射天線上， 所述第二對角矩陣用在所述發(fā)送處理中以改變所述虛擬發(fā)射天線的相位，以及 所述第三預(yù)編碼矩陣用在所述發(fā)送處理中以使發(fā)射能量分布在各物理發(fā)射天線上。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述物理發(fā)射天線是天線端口。
26.根據(jù)權(quán)利要求24到25中任一項所述的方法，其中，當使用r個層執(zhí)行所述發(fā)送處理時，所述第三預(yù)編碼矩陣具有I列，所述第二對角矩陣具有I行和I列，所述單位矩陣的所述第一列子集具有I行和r列，并且所述符號矢量具有r個元素。
27.根據(jù)權(quán)利要求24到26中任一項所述的方法，其中，當使用r個層執(zhí)行所述發(fā)送處理時，所述第三預(yù)編碼矩陣具有r列，所述第二對角矩陣具有r行和r列，所述單位矩陣的第一列子集是具有r行和r列的單位矩陣，并且所述符號矢量具有r個元素。
28.根據(jù)權(quán)利要求23到27中任一項所述的方法，其中，當在頻域中表示時，所述單位矩陣的所述第一列子集和所述第二對角矩陣一起展示出與用于空間復用的循環(huán)延遲分集(CDD)相同的結(jié)構(gòu)。
29.根據(jù)權(quán)利要求23到28中任一項所述的方法，其中，所述第三預(yù)編碼矩陣執(zhí)行信道相關(guān)預(yù)編碼。
30.一種處理器，其用于通過使初始信道估計乘以多個矩陣而形成與接收到的信息信號相關(guān)聯(lián)的信道估計，所述多個矩陣包括: 單位矩陣的第一列子集(518)， 第二對角矩陣(516)，和 第三預(yù)編碼矩陣(515)，以及 其中，所述處理器(806)使用所述形成的信道估計而對所述接收到的信息信號進行均衡。
31.根據(jù)權(quán)利要求 30所述的處理器，其中，所述單位矩陣的所述第一列子集用在對所述接收到的信息信號的發(fā)送處理中，以將所述符號矢量中的符號分散到所有虛擬發(fā)射天線上， 所述第二對角矩陣用在所述發(fā)送處理中以改變所述虛擬發(fā)射天線的相位，以及 所述第三預(yù)編碼矩陣用在所述發(fā)送處理中以使發(fā)射能量分布在各物理發(fā)射天線上。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的處理器，其中，所述物理發(fā)射天線是天線端口。
33.根據(jù)權(quán)利要求31到32中任一項所述的處理器，其中，當使用r個層執(zhí)行所述發(fā)送處理時，所述第三預(yù)編碼矩陣具有I列，所述第二對角矩陣具有I行和I列，所述單位矩陣的所述第一列子集具有I行和r列，并且所述符號矢量具有r個元素。
34.根據(jù)權(quán)利要求31到33中任一項所述的處理器，其中，當使用r個層執(zhí)行所述發(fā)送處理時，所述第三預(yù)編碼矩陣具有r列，所述第二對角矩陣具有r行和r列，所述單位矩陣的第一列子集是具有r行和r列的單位矩陣，并且所述符號矢量具有r個元素。
35.根據(jù)權(quán)利要求30到34中任一項所述的處理器，其中，當在頻域中表示時，所述單位矩陣的所述第一列子集和所述第二對角矩陣一起展示出與用于空間復用的循環(huán)延遲分集(CDD)相同的結(jié)構(gòu)。
36.根據(jù)權(quán)利要求30到35中任一項所述的處理器，其中，所述第三預(yù)編碼矩陣執(zhí)行信道相關(guān)預(yù)編碼。
【文檔編號】H04B7/06GK103475398SQ201310137291
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2008年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2007年2月13日
【發(fā)明者】喬治·約恩格倫, 布·約蘭松 申請人:Lm愛立信電話有限公司