專利名稱：在多天線系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信，更具體地涉及使用多天線的數(shù)據(jù)傳輸方法。
背景技術(shù)：
為了最大化無線通信系統(tǒng)的性能和通信容量，多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)近些年來已經(jīng)得到關(guān)注。從使用單個發(fā)射(Tx)天線和單個接收(Rx)天線的傳統(tǒng)技術(shù)演進，MIMO 技術(shù)使用多個Tx天線和多個Rx天線來改善要發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)的傳送效率。MIMO系統(tǒng)也被稱為多天線系統(tǒng)。在MIMO技術(shù)中，不是通過單個天線路徑接收一個整個消息，二是通過多個天線來接收數(shù)據(jù)分段，然后將它們收集為一個數(shù)據(jù)。結(jié)果，可以在特定范圍內(nèi)改善數(shù)據(jù)傳輸率，或可以相對于特定數(shù)據(jù)傳輸率增大系統(tǒng)范圍。MIMO技術(shù)包括發(fā)射分集、空間復(fù)用和波束形成。發(fā)射分集是多個Tx天線發(fā)送同一數(shù)據(jù)使得發(fā)送可靠性增加的技術(shù)?？臻g復(fù)用是多個Tx天線同時發(fā)送不同的數(shù)據(jù)以便可以高速地發(fā)送數(shù)據(jù)而不增加系統(tǒng)帶寬的技術(shù)。波束形成用于根據(jù)信道條件向多個天線加權(quán)， 以便提高信號的信號與干擾噪聲比(SINI )。在該情況下，可以通過加權(quán)向量或加權(quán)矩陣來表達該加權(quán)，該加權(quán)向量或加權(quán)矩陣分別被稱為預(yù)編碼向量或預(yù)編碼矩陣?？臻g復(fù)用被劃分為單用戶空間復(fù)用和多用戶空間復(fù)用。單用戶空間復(fù)用也被稱為單用戶MIMO(SU-MIMO)。多用戶空間復(fù)用也被稱為空分多址(SDMA)或多用戶 MIMO(MU-MIMO)。MIMO信道的容量與天線的數(shù)量成比例地增加。MIMO信道可以被分解為獨立的信道。如果Tx天線的數(shù)量是Nt，并且Rx天線的數(shù)量是Nr，則獨立信道的數(shù)量是Ni，其中，Ni彡min{Nt, Nr}。每一個獨立的信道可以被稱為空間層。秩表示MIMO信道的非零本征值的數(shù)量，并且可以被定義為可以復(fù)用的空間流的數(shù)量。MIMO技術(shù)包括基于碼本的預(yù)編碼方案?；诖a本的預(yù)編碼方案通過使用在預(yù)定的預(yù)編碼矩陣中最類似于MIMO信道的預(yù)編碼矩陣來執(zhí)行數(shù)據(jù)預(yù)編碼?；诖a本的預(yù)編碼方案的使用可以導(dǎo)致開銷的減少，因為預(yù)編碼矩陣指示符(PMI)可以作為反饋數(shù)據(jù)被發(fā)送。 碼本由能夠表示空間信道的碼本集構(gòu)成。天線的數(shù)量必須增加以獲得較高的數(shù)據(jù)傳輸率。 天線的數(shù)量越多，則用于配置碼本的碼本集的數(shù)量越多。近來，考慮具有四個天線的用戶設(shè)備。因此，需要適用于用戶設(shè)備的增加的天線數(shù)的碼本。通過考慮下面的方面來設(shè)計新的碼本。(1)應(yīng)當(dāng)能夠發(fā)射在上行鏈路中的具有低峰均功率比(PAPR)的信號，并且當(dāng)發(fā)射低PAI^R信號時應(yīng)當(dāng)有效地使用功率。(2)由于諸如手握情況的就位于眼前的障礙物，可以使用比實際功率低的功率來發(fā)射一些天線的信號，并且，應(yīng)當(dāng)能夠選擇性地使用對于這種情況優(yōu)選的天線。(3)當(dāng)對于上行鏈路情形應(yīng)用預(yù)定義的下行鏈路碼本時，應(yīng)當(dāng)考慮由用戶設(shè)備的有限的最大輸出引起的問題。在不良地理條件中，通過增加輸出功率來發(fā)射信號，并且由于用戶設(shè)備的功率放大器的有限輸出，可以通過使用定義的下行鏈路碼本以有效的功率發(fā)射具有較低PARR的信號。然而，由于傳統(tǒng)碼本的行的元素，額外使用Tx符號，因此PAPR可能增加。因此，其PAI5R增加的碼本不適合于功率有限的上行鏈路發(fā)射。
因此，需要根據(jù)在多天線系統(tǒng)中的用戶設(shè)備的天線的數(shù)量來設(shè)計適合于上行鏈路發(fā)送的碼本。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提供了用于設(shè)計適合于上行鏈路發(fā)送的碼本并且通過使用所述碼本來有效地發(fā)送上行鏈路數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了在多天線系統(tǒng)中的一種數(shù)據(jù)傳輸方法。所述方法包括定義碼本，所述碼本包括由多行和列構(gòu)成的至少一個預(yù)編碼矩陣，其中，所述碼本是第一類型、第二類型和第三類型的至少一個，在所述第一類型中，所述預(yù)編碼矩陣的所有元素是非零元素，在所述第二類型中，所述預(yù)編碼矩陣的一列包括非零元素，并且剩余的列包括至少一個零元素，在所述第三類型中，所述預(yù)編碼矩陣的所有列包括至少一個零元素；通過使用所述定義的碼本來預(yù)編碼輸入符號；以及，發(fā)送所述預(yù)編碼的符號。在本發(fā)明的上述方面，所述碼本可以是用于秩3傳輸?shù)拇a本。另外，所述碼本可以是用于4個發(fā)射天線的碼本。另外，所述碼本可以是用于上行鏈路傳輸?shù)拇a本。有益效果可以提供適合于通過在多天線系統(tǒng)中的增加數(shù)量的天線來進行上行鏈路傳輸?shù)拇a本，由此能夠有效地發(fā)送上行鏈路數(shù)據(jù)。


圖1示出無線通信系統(tǒng)。圖2示出發(fā)射機的示例性結(jié)構(gòu)。圖3示出發(fā)射機的另一個示例性結(jié)構(gòu)。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的在多天線系統(tǒng)中的發(fā)射機和接收機之間執(zhí)行的數(shù)據(jù)處理。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示例性類型的4發(fā)射(Tx)秩3碼本。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于配置4Tx秩3碼本的方法。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的使用4Τχ秩3碼本的功率分配。圖8是示出用戶設(shè)備的構(gòu)成元件的框圖。
具體實施例方式圖1示出無線通信系統(tǒng)。該無線通信系統(tǒng)可以被廣泛地部署以提供多種通信服務(wù)，諸如語音、分組數(shù)據(jù)等。該無線通信系統(tǒng)包括至少一個用戶設(shè)備(UE) 10和基站(BS) 20。UE 10可以是固定或移動的，并且可以被稱為另一個術(shù)語，諸如移動臺(MS)、用戶終端(UT)、訂戶站(SS)、 無線裝置等。BS 20通常是與UE 10進行通信的固定站，并且可以被稱為另一個術(shù)語，諸如節(jié)點B、基站收發(fā)系統(tǒng)(BTS)、接入點等。在BS 20的覆蓋范圍中有一個或多個小區(qū)。
以下，下行鏈路(DL)表示從BS到UE的通信鏈路，并且上行鏈路(UL)表示從UE 到BS的通信鏈路。在DL中，發(fā)射機可以是BS 20的一部分，并且接收機可以是UE 10的一部分。在UL中，發(fā)射機可以是UE 10的一部分，并且接收機可以是BS 20的一部分。該無線通信系統(tǒng)可以是基于正交頻分復(fù)用(OFDM)/正交頻分多址(OFDMA)的系統(tǒng)。OFDM使用多個正交子載波。而且，OFDM使用在逆快速傅立葉變換(IFFT)和快速傅立葉變換(FFT)之間的正交性。發(fā)射機通過對于數(shù)據(jù)執(zhí)行IFFT來數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)。接收機通過對于所接收的信號執(zhí)行FFT來恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。發(fā)射機使用IFFT來組合多個子載波，并且接收機使用FFT來分離多個子載波。該無線通信系統(tǒng)可以是多天線系統(tǒng)。該多天線系統(tǒng)可以是多輸入多輸出(MIMO) 系統(tǒng)。該多天線系統(tǒng)可以是多輸入單輸出(MISO)系統(tǒng)、單輸出單輸出(SISO)系統(tǒng)或單輸入多輸出(SIMO)系統(tǒng)。MIMO系統(tǒng)使用多個發(fā)射(Tx)天線和多個接收(Rx)天線。MISO系統(tǒng)使用多個iTx天線和一個Rx天線。SISO系統(tǒng)使用一個Tx天線和一個Rx天線。SIMO系統(tǒng)使用一個Tx天線和多個Rx天線。該多天線系統(tǒng)可以使用利用多天線的方案。在秩1的情況下，該方案可以是空時編碼(STC)(例如，空頻分組碼(SFBC)和空時分組碼(STBC))、 循環(huán)延時分集(CDD)、頻率切換發(fā)射分集(FSTD)、時間切換發(fā)射分集(TSTD)等。在秩2或更高的秩的情況下，所述方案可以是空間復(fù)用(SM)、廣義循環(huán)延時分集(GCDD)、選擇性虛擬天線置換(S-VAP)等。SFBC是用于在空域和頻域中有效應(yīng)用選擇性以確保在對應(yīng)的維度中的分集增益和多用戶調(diào)度增益的方案。STBC是用于在空域和時域中應(yīng)用選擇性的方案。FSTD是基于頻率來劃分向多個天線發(fā)射的信號的方案，并且TSTD是基于時間來劃分向多個天線發(fā)射的信號的方案。SM是用于向每一個天線發(fā)送不同數(shù)據(jù)以改善傳輸率的方案。 GCDD是用于在時域和頻域中應(yīng)用選擇性的方案。S-VAP是使用單個預(yù)編碼矩陣的方案，并且包括多碼字(MCW)S-VAP，用于在空間分集或空間復(fù)用中將多個碼字混合到天線；以及， 使用單個碼字的單碼字(SCW) S-VAP。圖2示出發(fā)射機的示例性結(jié)構(gòu)。發(fā)射機100包括編碼器110-1、…、110-K、調(diào)制器 120-1、…、120-K、層映射器130、預(yù)編碼器140、子載波映射器150-1、…、150-K和OFDM信號發(fā)生器160-1、…、160-K。發(fā)射機100也包括Nt (Nt > 1)個發(fā)射天線170-1、…、170_Nt。編碼器110-1、…、110-K通過根據(jù)預(yù)定的編碼方案編碼輸入數(shù)據(jù)來產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。編碼數(shù)據(jù)被稱為碼字?？梢酝ㄟ^下面的等式1來表達碼字b。[等式1]Z)⑷(0)，…，6⑷(M&-1)在等式1中，q表示碼字索引，并且，Mg)表示碼字q的比特數(shù)量。對于碼字執(zhí)行加擾?？梢酝ㄟ^下面的等式2來表達加擾的碼字C。[等式2]C ⑷(0)，…,C ⑷(M&-1)調(diào)制器120-1、…、120-K將編碼數(shù)據(jù)布置到代表信號星座上的位置的符號內(nèi)。 調(diào)制方案不限于特定的調(diào)制方案，并且可以是m相移鍵控(m-PSK)或m正交幅度調(diào)制 (m-QAM)。例如，m-PSK 可以是二進制 PSK(BPSK)、正交 PSK(QPSK)或 8-PSK。m_QAM 可以是 16-QAM、64-QAM 或 256-QAM。
可以通過下面的等式3來表達被布置到在信號星座上的符號的碼字d。[等式3]
權(quán)利要求
1.一種在多天線系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸方法，所述方法包括定義碼本，所述碼本包括由多個行和列構(gòu)成的至少一個預(yù)編碼矩陣，其中，所述碼本是第一類型、第二類型和第三類型的至少一個，在所述第一類型中，所述預(yù)編碼矩陣的所有元素是非零元素，在所述第二類型中，所述預(yù)編碼矩陣的一列包括非零元素，并且剩余的列包括至少一個零元素，在所述第三類型中，所述預(yù)編碼矩陣的所有列都包括至少一個零元素；通過使用所述定義的碼本來預(yù)編碼輸入符號；以及， 發(fā)送所述預(yù)編碼的符號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述碼本是用于秩3傳輸?shù)拇a本。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述碼本是用于4個發(fā)射天線的碼本。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述碼本是用于上行鏈路傳輸?shù)拇a本。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，向所述預(yù)編碼矩陣的每一列分配不同的功率因子，以便向每一層應(yīng)用不同的功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述非零元素具有正交相移鍵控(QPSK)相位值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過將構(gòu)成包括至少一個零元素的列的非零元素的值乘以QPSK相位值來配置所述第二類型的碼本的僅包括非零元素的列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，從用于秩2傳輸?shù)拇a本中配置所述第二類型的碼本的包括至少一個零元素的列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第三類型的碼本被配置為具有由用于組合多個天線的天線組合向量構(gòu)成的列；以及，由用于選擇所述多個天線中任何一個的天線選擇向量構(gòu)成的列。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在由所述天線選擇向量構(gòu)成的列之間執(zhí)行的列交換是等價的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，配置所述第三類型的碼本，使得弦距離是最大值。
全文摘要
提供了一種在多天線系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸方法，該方法包括定義碼本，該碼本包括至少一個由多個行和列構(gòu)成的預(yù)編碼矩陣，其中，該碼本是第一類型、第二類型和第三類型的至少一個，在第一類型中，預(yù)編碼矩陣的所有元素都是非零元素，在第二類型中，預(yù)編碼矩陣的列中的一列包括非零元素，并且剩余的列包括至少一個零元素，在第三類型中，預(yù)編碼矩陣的所有列包括至少一個零元素；通過使用定義的碼本來預(yù)編碼輸入符號；以及發(fā)送預(yù)編碼的符號。
文檔編號H04L27/18GK102349243SQ201080011700
公開日2012年2月8日 申請日期2010年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者具滋昊, 李文一, 鄭載薰, 高賢秀 申請人:Lg電子株式會社