專利名稱：利用自適應(yīng)循環(huán)延遲分集來補(bǔ)償頻率衰減的方法以及使用該方法的發(fā)射裝置及方法和接 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用自適應(yīng)循環(huán)延遲分集來補(bǔ)償頻率衰減的方法以及使用該方法的發(fā)射裝置及方法和接收裝置及方法。更具體地，本發(fā)明涉及這樣一種技術(shù)，其中，接收側(cè)將與要延遲的天線有關(guān)的信息和該天線的自適應(yīng)CDD延遲值反饋至發(fā)射側(cè)，發(fā)射側(cè)基于所提供的循環(huán)延遲值來執(zhí)行循環(huán)延遲發(fā)射，以提高接收頻率響應(yīng)特性。
背景技術(shù)：
利用多輸入多輸出(MIMO)天線的信號傳輸?shù)膯栴}在于，它會導(dǎo)致接收機(jī)在某些頻帶上顯示出非常低的頻率響應(yīng)，這減小了系統(tǒng)可以使用的帶寬并且難以實現(xiàn)資源的有效利用和信息的高速傳輸。為了解決這種問題，可以考慮各種方案，其中包括循環(huán)延遲分集(以下稱為 “CDD”)方案。CDD方案指的是一種在基于OFDM的無線通信系統(tǒng)中使用的分集技術(shù)，其將空間分集轉(zhuǎn)換為頻率分集來避免符號間干擾。根據(jù)⑶D方案，在利用多個發(fā)射天線的OFDM系統(tǒng)中通過多徑延時信道來發(fā)射信號的情況下，以長達(dá)循環(huán)延遲值的延遲來發(fā)射各個天線的信號。通過用CDD方案增大信道的頻率選擇特性，可以通過信道編碼技術(shù)提高編碼增益。S卩，在CDD方案中，當(dāng)N個天線發(fā)射同一信號時，第一天線發(fā)射沒有任何改變的原始信號，第二天線至第N天線順序地發(fā)射具有預(yù)定延遲值的信號，以人工生成循環(huán)延遲，從而提高信道的頻率選擇特性。盡管使用CDD方案可以提高信道的總的頻率選擇性，并因而可以通過信道編碼獲得處理增益，但是這并不與特定頻帶的信道頻率響應(yīng)的改善相對應(yīng)，而是僅與整個信道上的信道編碼的處理增益的增大相對應(yīng)。然而，隨著通信系統(tǒng)變得復(fù)雜并且出現(xiàn)例如CoMP (多點協(xié)作)和中繼的協(xié)作技術(shù)， 對于頻率資源的有效利用的解決方案正在進(jìn)行比之前更加積極的討論。就此而言，迫切地需要一種能夠通過改善用戶所需的特定頻帶而不是整個頻帶的響應(yīng)特性來獲得處理增益的方法。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題因此，鑒于上述問題提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明提供了一種在MIMO天線系統(tǒng)的特定頻帶中補(bǔ)償頻率衰減的裝置和方法。而且，本發(fā)明提供了這樣的裝置和方法，S卩，其使得發(fā)射機(jī)能夠通過利用信道信息設(shè)置并使用適合的循環(huán)延遲值，向整個信道提供頻率選擇性，因而提高頻率響應(yīng)特性，并且能夠補(bǔ)償可能在特定頻帶出現(xiàn)的深度頻率衰減。此外，本發(fā)明提供了這樣的裝置和方法，S卩，其使得接收機(jī)能夠計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值并且將計算出的自適應(yīng)循環(huán)延遲值反饋至接收機(jī)，以補(bǔ)償可能在MIMO天線系統(tǒng)中的特定頻帶內(nèi)出現(xiàn)的頻率衰減。此外，本發(fā)明還提供了這樣的裝置和方法，S卩，接收側(cè)根據(jù)多個發(fā)射天線之間的相位差來選擇循環(huán)延遲將要應(yīng)用至的天線，計算最佳的自適應(yīng)循環(huán)延遲值，并且將計算出的自適應(yīng)循環(huán)延遲值提供至發(fā)射側(cè)，發(fā)射側(cè)基于所提供的循環(huán)延遲值來執(zhí)行循環(huán)延遲發(fā)射， 使得可以補(bǔ)償期望的頻帶內(nèi)的頻率衰減。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種對特定頻帶中的頻率衰減進(jìn)行補(bǔ)償?shù)慕邮昭b置，該接收裝置包括反饋信息處理器，其中，所述反饋信息處理器包括第一部件，其用于估計各個天線所發(fā)射的參考信號，并且計算這些信號之間的相位差；第二部件，其用于搜索使得能夠通過修正相位差來補(bǔ)償頻率衰減的特定頻帶；第三部件，其用于選擇要延遲的天線， 該天線使得能夠?qū)λ鎏囟l帶內(nèi)的頻率衰減進(jìn)行補(bǔ)償；第四部件，其用于利用與所找到的特定頻帶有關(guān)的信息來計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值；以及第五部件，其用于生成包括計算出的自適應(yīng)循環(huán)延遲值和與要延遲的天線有關(guān)的信息的反饋信號，并且將所生成的反饋信號發(fā)射至發(fā)射裝置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種對特定頻帶中的頻率衰減進(jìn)行補(bǔ)償?shù)陌ǘ喟l(fā)射天線的發(fā)射裝置，該發(fā)射裝置包括接收單元，其用于接收自適應(yīng)循環(huán)延遲值(S。y。, n) 和與要延遲的天線有關(guān)的信息，所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值是基于來自天線的信號之間的相位差和與使得能夠?qū)︻l率衰減進(jìn)行補(bǔ)償?shù)奶囟l帶有關(guān)的信息而計算出的；以及循環(huán)延遲控制器，其用于控制所述要延遲的天線，以發(fā)射延遲了所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值的信號。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在多發(fā)射天線系統(tǒng)中由接收裝置對特定頻帶中的頻率衰減進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?，該方法包括以下步驟估計由各個天線發(fā)射的參考信號，并且計算這些信號之間的相位差；搜索使得能夠通過修正相位差來補(bǔ)償頻率衰減的特定頻帶；選擇要延遲的天線，該天線使得能夠?qū)λ鎏囟l帶內(nèi)的頻率衰減進(jìn)行補(bǔ)償；利用所找到的特定頻帶和所估計的參考信號來計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值；將計算出的自適應(yīng)循環(huán)延遲值和與所述要延遲的天線有關(guān)的信息發(fā)射至發(fā)射裝置；以及從所述發(fā)射裝置接收針對所述要延遲的天線延遲了所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值的信號。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在多發(fā)射天線系統(tǒng)中由發(fā)射裝置對特定頻帶中的頻率衰減進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?，該方法包括以下步驟從接收裝置接收自適應(yīng)循環(huán)延遲值和與要延遲的天線有關(guān)的信息，所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值是基于來自天線的信號之間的相位差和與使得能夠?qū)︻l率衰減進(jìn)行補(bǔ)償?shù)奶囟l帶有關(guān)的信息而計算出的；以及利用所接收的自適應(yīng)循環(huán)延遲值和與要延遲的天線有關(guān)的信息來控制所述要延遲的天線，以發(fā)射延遲了所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值的信號。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種接收信號的方法，該方法包括以下步驟將與多天線的接收信號之間的相位差有關(guān)的信息、與基于與相位差有關(guān)的信息而選擇的要延遲的天線有關(guān)的信息、與需要補(bǔ)償頻率衰減的特定頻帶有關(guān)的信息以及根據(jù)與所述特定頻帶有關(guān)的信息而計算出的循環(huán)延遲值反饋至發(fā)射側(cè)；以及從要延遲的天線接收延遲了循環(huán)延遲值的信號。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種發(fā)射信號的方法，該方法包括以下步驟接收從接收側(cè)反饋的與多天線的接收信號之間的相位差有關(guān)的信息、與基于與相位差有關(guān)的信息而選擇的要延遲的天線有關(guān)的信息、與需要補(bǔ)償頻率衰減的特定頻帶有關(guān)的信息以及根據(jù)與所述特定頻帶有關(guān)的信息而計算出的循環(huán)延遲值；并且由要延遲的天線來發(fā)射具有循環(huán)延遲值的信號。


根據(jù)以下結(jié)合附圖的具體描述，本發(fā)明的前述的和其它的目的、特征和優(yōu)點將變得更加明顯，在附圖中圖1是例示了利用循環(huán)延遲分集(OTD)技術(shù)的3X1多發(fā)射/接收天線(MIMO)系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖；圖2A是例示了未利用⑶D的MIMO系統(tǒng)的信道響應(yīng)特征的圖，而圖2B是例示了利用大延遲⑶D的MIMO系統(tǒng)的信道響應(yīng)特征的圖；圖3是例示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的發(fā)射裝置的構(gòu)造的框圖；圖4是例示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的接收裝置的構(gòu)造的框圖；圖5是例示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的通過利用多發(fā)射天線系統(tǒng)針對特定頻帶來補(bǔ)償頻率衰減的方法的流程圖；圖6至圖8是例示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的多天線系統(tǒng)的信道響應(yīng)特征的改變的圖。
具體實施例方式下面將參照附圖描述本發(fā)明的示例性實施方式。在以下描述中，雖然在不同的圖中示出，但是相同的元件將被指定相同的標(biāo)號。此外，在本發(fā)明的以下描述中，當(dāng)使得本發(fā)明的主題更加不清楚時，并入于此的對已知的功能和配置的具體的描述將被省略。此外，當(dāng)描述本發(fā)明的組件時，可以在本文中使用例如第一、第二、(A)、(B)、(a)、 (b)等的措辭。這些措辭并不是用于定義對應(yīng)的組件的實質(zhì)、順序或排序，而僅僅是用于從其它組件中區(qū)分對應(yīng)的組件。應(yīng)注意的是，如果在該說明書中描述一個組件“連接”、“耦接” 或“接合”至另一個組件，則第三組件可以“連接”、“耦接”或“接合”在第一組件和第二組件之間，盡管第一組件可以直接連接、耦接或者接合至第二組件。圖1是例示了利用循環(huán)延遲分集(OTD)技術(shù)的3X1多發(fā)射/接收天線(MIMO)系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖，圖2A是例示了未利用CDD的MIMO系統(tǒng)的信道響應(yīng)特征的圖，而圖2B是例示了利用大延遲⑶D的MIMO系統(tǒng)的信道響應(yīng)特征的圖。參照圖1，3X1⑶D MIMO系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)，該發(fā)射機(jī)包括信道編碼器110、多個循環(huán)延遲塊120、120'和120"以及多個天線130、130'和130"；以及接收機(jī)，該接收機(jī)包括天線140和信道解碼器150。例如，在典型的⑶D中，不向第一天線應(yīng)用延遲，所以可以省略在圖1中所示的連接至第一天線130的循環(huán)延遲塊120。圖2A例示了在如圖1例示的3X1⑶D MIMO系統(tǒng)中未利用⑶D所發(fā)射的信號的信道響應(yīng)特征，從圖2A可以看到，從用于信道編碼的碼塊(CB)(即，當(dāng)逐個碼塊地執(zhí)行信道編碼時)的角度來看，無法在多個碼塊中恢復(fù)信息。在圖2中，重陰影部分表示信息由于頻率選擇性衰落現(xiàn)象而損壞的部分。包括重陰影部分和白色部分的碼塊表示盡管某些信息被損壞，但是仍然在信道編碼之后成功地恢復(fù)了信息的碼塊。而且，包括重陰影部分和輕陰影部分的碼塊表示因為大量的信息被損壞， 即使在信道編碼之后仍未能恢復(fù)信息的碼塊。當(dāng)如圖2A所示未使用CDD時，存在盡管在某些時段上的信息被損壞，但仍可以在信道編碼之后恢復(fù)信息的碼塊(例如CB5和CB6)。另一方面，存在一些包括大量損壞的部分因而完全不能恢復(fù)信息的碼塊(例如CB2和CB4)。例如，如果出現(xiàn)值等于或者小于2dB 的頻率衰減，則假設(shè)無法恢復(fù)信息。在大延遲⑶D中，將與幾十至幾百的簡單值相對應(yīng)的大延遲值設(shè)置為循環(huán)延遲值。接著，第一天線按原樣發(fā)射原始信號，第二天線和第三天線發(fā)射具有循環(huán)延遲的信號。 圖2B中示出了在使用大延遲CDD的情況下的頻率響應(yīng)特性。注意，如圖2B所示應(yīng)用大延遲CDD時信道響應(yīng)的改變大于如圖2A所示未應(yīng)用大延遲CDD時信道響應(yīng)的改變。即，循環(huán)延遲值越大，頻率選擇性的改變就越大。當(dāng)信道選擇性如圖2B所示增大時，整體信道響應(yīng)減小。另一方面，隨著頻率衰減的寬度變得更小，可以獲得信道編碼的增益。因此，當(dāng)不應(yīng)用⑶D時(圖2A)，即使是在大頻率衰減阻止通過信道編碼來恢復(fù)信息的碼塊，如圖2B所示，也在大延遲CDD應(yīng)用了頻率選擇性的信道中具有通過信道編碼恢復(fù)信息的更高概率。S卩，在圖2A中，在兩個碼塊CB2和CB4中無法恢復(fù)信息。與此相反，僅在圖2B的使用了大延遲CDD的一個碼塊CB6中無法恢復(fù)信息。因此，恢復(fù)信息的概率變得更大(在第二碼塊CB2、第三碼塊CB3和第五碼塊CB5中，某些信息被損壞，但是通過信道編碼被恢復(fù))。當(dāng)如上所述使用大延遲⑶D時，大延遲⑶D提高了信道的整體頻率選擇性，并使得可以獲得由于信道編碼所產(chǎn)生的處理增益。然而，大延遲CDD沒有提高特定頻帶的信道頻率響應(yīng)，而僅可以增大整個信道上的信道編碼的處理增益。因此，大延遲CDD是一種在某種程度存在局限性的方案。圖3是例示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的發(fā)射裝置的構(gòu)造的框圖。參照圖3，根據(jù)本發(fā)明實施方式的發(fā)射裝置包括預(yù)編碼器310 ；正交頻分復(fù)用 (OFDM)調(diào)制器320 ；N個天線Txl至"ΓχΝ，其布置在OFDM調(diào)制器之后；循環(huán)延遲塊330-1至 330-η，其能夠分別向除了第一天線Txl以外的其余天線應(yīng)用循環(huán)延遲值；以及循環(huán)延遲控制器340，其能夠控制所有的循環(huán)延遲塊。根據(jù)本發(fā)明實施方式的循環(huán)延遲控制器340執(zhí)行這樣的功能，即，接收從接收裝置反饋的、與要延遲的天線有關(guān)的信息和與該天線相關(guān)的自適應(yīng)循環(huán)延遲值，接著控制天線進(jìn)行延遲，以使天線向接收裝置發(fā)射延遲了自適應(yīng)循環(huán)延遲值的信號。下面將參照圖4 至圖6再次描述循環(huán)延遲控制器340的具體構(gòu)造。雖然預(yù)編碼器310可以包括FEC(前向糾錯)編碼器、交織器以及符號映射器但是本發(fā)明不限于該構(gòu)造。因此，預(yù)編碼器310應(yīng)被理解為包括用于在調(diào)制之前處理信號的所有的元件的概念。
在說明書中，雖然期望發(fā)射裝置和接收裝置在下行鏈路中分別與基站(或者Node B.eNode B)和用戶設(shè)備(UE)相對應(yīng)，但是本發(fā)明不限于這種構(gòu)造，元件的角色可以在上行鏈路等中改變。在本發(fā)明的實施方式中，執(zhí)行這樣的功能的所有的裝置將被統(tǒng)稱為“接收裝置”，S卩，計算所接收的信號之間的相位差并且選擇用于補(bǔ)償衰減的特定頻帶，計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值并且發(fā)射計算出的自適應(yīng)循環(huán)延遲值。而且，接收反饋信號并且根據(jù)自適應(yīng)循環(huán)延遲值執(zhí)行信號延遲發(fā)射的所有裝置將被統(tǒng)稱為“發(fā)射裝置”。圖4是例示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的接收裝置的構(gòu)造的框圖。參照圖4，根據(jù)本發(fā)明實施方式的接收裝置包括至少一個天線(Rx)410 ；循環(huán)前綴去除器(CPR) 420 ；OFDM解調(diào)器430，其用于執(zhí)行逆向正交頻分復(fù)用(IOFDM)方案；信道估計器440 ；以及反饋信息處理器450。信道估計器440首先利用由天線接收的參考信號(舊)來估計信道，接著檢測各個頻帶中的信道狀況。因為各個頻帶中的信道狀況隨時間變化，所以信道估計器440利用參考信號以預(yù)定的時間循環(huán)連續(xù)地估計信道。根據(jù)本發(fā)明實施方式的反饋信息處理器450包括第一部件，其利用對信道的估計來估計各個天線同時發(fā)射的參考信號，并且計算信號之間的相位差；第二部件，其用于搜索能夠通過相位差的修正來補(bǔ)償頻率衰減的多個頻帶；第三部件，其用于選擇要延遲的、能夠補(bǔ)償特定頻帶內(nèi)的頻率衰減的天線；第四部件，其用于利用與找到的特定頻帶有關(guān)的信息來計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值；以及第五部件，其用于將包括計算出的自適應(yīng)循環(huán)延遲值和與要延遲的天線有關(guān)的信息的反饋信號發(fā)射至系統(tǒng)側(cè)裝置410。在說明書中，部件具有包括用于執(zhí)行相關(guān)功能的所有類型的軟件或硬件配置的概念，并且不限于特定形式的實現(xiàn)。根據(jù)情況，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的反饋信息處理器可以實現(xiàn)為單獨(dú)的元件，或者可以通過將反饋信息處理器與例如信道估計器的另一元件集成來實現(xiàn)。另外，反饋信息處理器可以與單獨(dú)的發(fā)射天線等相連地進(jìn)行操作，以發(fā)射反饋信號?？梢詫⑷缟纤鲆舆t的天線的數(shù)目確定為單數(shù)或復(fù)數(shù)。第二部件按照特定頻帶來選擇這樣的域，其中，由任意兩個天線發(fā)射的信號之間的相位差的絕對值等于或大于特定閾值，同時頻率衰減是大的。特定閾值離π (3. 14)或-π (-3. 14)越近，補(bǔ)償效果就變得越大。例如，期望特定閾值等于或大于0.8π。然而，特定閾值不需限制為特定的范圍，并且可以根據(jù)補(bǔ)償頻率衰減所需的程度來適合地確定它的值(例如，6/7Χ π ,5/6X π ,3/4X π等)。而且，盡管頻率衰減大的域的標(biāo)準(zhǔn)例如可以是當(dāng)出現(xiàn)頻率衰減時，其值等于或小于-2dB的情況，但是本發(fā)明不限于該示例?？梢愿鶕?jù)期望使用的信道的特性來可變地設(shè)置這個標(biāo)準(zhǔn)。而且，反饋信息處理器的第四部件按照這樣的方式來確定自適應(yīng)循環(huán)延遲值，即， 將由要延遲的天線和在所選擇的特定頻帶的參考天線所發(fā)射的信號之間的相位差最小化。 具體地，期望通過以下等式(1)來確定自適應(yīng)循環(huán)延遲值s。y。,n。Scycjn= (2mn+ k(d)) XNFFT/2 Π k ...... (1)在等式(1)中，η表示要延遲的天線的數(shù)目，k表示特定頻帶的索引，Nfft表示子載波的數(shù)目， k(d)表示想要補(bǔ)償?shù)南辔徊钪?，m表示任選的整數(shù)。而且，因為自適應(yīng)循環(huán)延遲值δ叭彳是循環(huán)延遲值，所以不將自適應(yīng)循環(huán)延遲值S。,?！_定為一個值，而可以如等式(1)所定義的通過整數(shù)m確定為多個值。然而，自適應(yīng)循環(huán)延遲值S。y。,n越大，在頻率響應(yīng)中產(chǎn)生的極點(pole)的數(shù)目就變得越多，因此難以對特定頻帶中的相應(yīng)衰減執(zhí)行與上述的大延遲CDD同樣有效的補(bǔ)償。因此，從所獲得的自適應(yīng)循環(huán)延遲值S。y。,n中選擇適當(dāng)?shù)男≈怠ｋm然期望整數(shù)m為零，并且將多個自適應(yīng)循環(huán)延遲值備選中的最小值確定為自適應(yīng)循環(huán)延遲值，但是本發(fā)明不限于該示例。在等式⑴中，在頻帶k中由δ ”⑶引起的相移變?yōu)橄Ｍa(bǔ)償?shù)南辔徊钪?k(d)。 因此，相位差值 k(d)成為π (3. 14)或-π (-3. 14)(能夠進(jìn)行最有效的補(bǔ)償?shù)南辔徊?是期望的和理想的。然而，兩個天線信號之間的實際相位差(要應(yīng)用實際的補(bǔ)償)不會為精確的η (3. 14)或-π (-3. 14)。在這種情況下，用于應(yīng)用補(bǔ)償?shù)摹蓚€天線信號之間的實際相位差值被確定為希望補(bǔ)償?shù)南辔徊钪?k(d)。而且，自適應(yīng)循環(huán)延遲值δ。y。,n是采樣數(shù)，因而必須是整數(shù)。在等式⑴中，當(dāng)希望進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南辔徊钪?k(d)成為兩個天線信號之間的、用于應(yīng)用補(bǔ)償?shù)膶嶋H相位差值時， 自適應(yīng)循環(huán)延遲值S。y。,n將不會成為整數(shù)。在這種情況下，希望補(bǔ)償?shù)南辔徊钪?k(d)是如等式(1)所定義的使自適應(yīng)循環(huán)延遲值^叭彳變?yōu)檎麛?shù)的值。因此，希望將想要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南辔徊钪?k(d)確定為與兩個天線信號之間的、用于應(yīng)用實際補(bǔ)償?shù)膶嶋H相位差值最接近的值。如上所述，反饋信息處理器生成包括計算出的自適應(yīng)循環(huán)延遲值和與所選擇的要延遲的天線有關(guān)的信息的反饋信號，并且將所生成的反饋信號發(fā)射至發(fā)射裝置，圖3中所示的發(fā)射裝置的循環(huán)延遲控制器350控制要延遲的相關(guān)天線的循環(huán)延遲塊，以使要延遲的天線發(fā)射與參考天線信號相比延遲了自適應(yīng)循環(huán)延遲值的信號(由以下等式C3)表示)。在說明書中，接收裝置可以是用戶設(shè)備(UE)，并且這種UE具有意指在如上所述的無線通信中的用戶終端的廣泛的概念。因此，應(yīng)當(dāng)分析出UE具有這樣的概念，S卩，UE包括在 GSM(全球移動通信系統(tǒng))中的MS (移動臺)、UT (用戶終端)、SS (用戶站)、無線裝置等，并且包括在WCDMA (寬帶碼分多址)、LTE (長期演進(jìn))、HSPA (高速分組接入)等中的UE (用戶設(shè)備)。圖5是例示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的利用多個發(fā)射天線系統(tǒng)來針對特定頻帶補(bǔ)償頻率衰減的方法的流程圖，圖6至圖8是例示了根據(jù)本發(fā)明實施方式的多天線系統(tǒng)的信道響應(yīng)特征的改變的圖。參照圖5，根據(jù)本發(fā)明實施方式的接收裝置，更具體地，接收裝置的反饋信息處理器450估計從各個天線發(fā)射的參考信號，以計算信號之間的相位差(步驟S510)，搜索特定頻帶，其使得能夠通過相位差的修正來補(bǔ)償頻率衰減(步驟S520)，選擇要延遲的天線，其使得能夠在該特定頻帶內(nèi)補(bǔ)償頻率衰減(步驟S530)，利用所找到的特定頻帶和估計出的參考信號來計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值(步驟SM0)，并且將計算出的自適應(yīng)循環(huán)延遲值和與要延遲的天線有關(guān)的信息發(fā)射至發(fā)射裝置(步驟S550)。接著，利用所接收的自適應(yīng)循環(huán)延遲值和與要延遲的天線有關(guān)的信息，發(fā)射裝置控制要延遲的天線使其發(fā)射延遲了自適應(yīng)循環(huán)延遲值的信號(步驟S560)。此外，接收裝置的反饋信息處理器的操作還可以包括步驟S570，該步驟識別是否通過如上所述的步驟S510至S560針對由相關(guān)基站發(fā)射的信號執(zhí)行了特定頻帶內(nèi)的頻率衰減的補(bǔ)償。當(dāng)已經(jīng)適當(dāng)?shù)貓?zhí)行了補(bǔ)償時，反饋信息處理器等待下一應(yīng)用循環(huán)。另一方面，當(dāng)沒有適當(dāng)?shù)貓?zhí)行補(bǔ)償時，反饋信息處理器可以返回至搜索特定頻帶的步驟S520、選擇要延遲的天線的步驟S530和計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值的步驟S540中的一個步驟。此時，當(dāng)沒有完成補(bǔ)償時，可以考慮周圍環(huán)境(例如，終端(接收裝置)的移動速度、信道狀況和頻率失真)來確定接收裝置是否返回了任一步驟。如以上針對接收裝置所述的，反饋信息處理器450選擇域，在該域中，由任何兩個天線發(fā)射的信號之間的相位差具有接近η (3. 14)或-π (-3. 14)的值，同時，頻率衰減是大的，如同在搜索特定頻帶的步驟S520和選擇要延遲的天線的步驟S530中的特定頻帶。接著，反饋信息處理器450將生成這種相位差的天線選為要延遲的天線。圖6中所示的示例與天線1至天線3的信道響應(yīng)特性相對應(yīng)，圖7示出了接收器側(cè)的信道響應(yīng)特性以及天線(天線1和天線2以及天線1和天線3)之間的相位差。參照圖7，在k = 385附近，產(chǎn)生了大的頻率衰減，同時天線1和天線3之間的相位差接近+η (3. 14)。因此，接收裝置的反饋信息處理器將該頻帶確定為能夠進(jìn)行補(bǔ)償?shù)奶囟l帶，并且將生成了這種針對參考天線的相位差的天線3選為要延遲的天線。接著，接收裝置的反饋信息處理器在計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值的步驟S540中通過如上所述的等式(1)來計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值。在由δΜ,η= Omn+ k(d))XNFFT/2nk定義的等式(1)中，η表示要延遲的天線的編號，k表示特定頻帶的索引，Nfft表示子載波的數(shù)目， k(d)表示想要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南辔徊钪?，m表示任選的整數(shù)。S卩，在作為示例的圖7中，表示需要補(bǔ)償?shù)奶囟l帶的索引k是385，要延遲的天線是天線3 (即，η = 3)，需要補(bǔ)償?shù)南辔徊?想要補(bǔ)償?shù)南辔徊钪?大約是Π (3.14)。當(dāng)子載波的數(shù)目Nfft是512時，如以下等式(4)所定義的，針對m= 1將自適應(yīng)循環(huán)延遲值S。y。， n確定為2。此時，想要補(bǔ)償?shù)淖罱K相位差值 k(d)成為3. 16(1.0078 Π)。接著，接收裝置的反饋信息處理器生成包括計算出的自適應(yīng)循環(huán)延遲值(δ。y。,n = 2)和與要延遲的天線有關(guān)的信息(n = 3)的反饋信號，并且將所生成的反饋信號發(fā)射至發(fā)射裝置。發(fā)射裝置利用所接收的自適應(yīng)循環(huán)延遲值(δ。y。,n = 2)和與要延遲的天線有關(guān)的信息(n = 3)、通過要延遲的天線來發(fā)射延遲了自適應(yīng)循環(huán)延遲值的信號。此時，可以由以下等式( 來表示基站1發(fā)射的參考信號。
9 -JT
1 AW-IJ^l-US(I) = ^= ￡NPFT
^Nfft k=o.......(2)此外，在發(fā)射自適應(yīng)循環(huán)延遲信號的步驟S560中，延遲了自適應(yīng)循環(huán)延遲值δ。y。， n的信號可以表示為以下等式(3)。
1\τ _ι2ττ , _2ττ ,,
iV FFT 一丄-j-kdcyc nj-kls{{l-dcycJmodJyFFT)=-^== ￡ e
V7vFFr k=o----(3)在等式( 和等式(3)中，s(l)和S(k)分別表示時間軸上的復(fù)數(shù)信號和頻率軸上的復(fù)數(shù)信號，k和1分別表示時間軸上的索引和頻率軸上的索引，η表示要延遲的天線的編號，k表示特定頻帶的索引，Nfft表示子載波的數(shù)目。
在天線3中接收到延遲了自適應(yīng)循環(huán)延遲值的信號之后，接收裝置再次獲得頻率響應(yīng)特性，以確定是否已經(jīng)適當(dāng)?shù)貓?zhí)行了針對頻率衰減的補(bǔ)償(步驟S570)。接著，當(dāng)適當(dāng)?shù)貓?zhí)行了信道補(bǔ)償時，接收裝置等待下一應(yīng)用循環(huán)。另一方面，當(dāng)沒有適當(dāng)?shù)貓?zhí)行補(bǔ)償時， 接收裝置可以考慮周圍環(huán)境(例如，終端(接收裝置)的移動速度、信道狀況和頻率失真)， 返回至搜索特定頻帶的步驟S520、選擇要延遲的天線的步驟S530和計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值的步驟S540中的一個步驟。圖8例示了在通過上述處理向要延遲的天線施加了自適應(yīng)循環(huán)延遲值的同時發(fā)射信號的情況下接收器側(cè)的頻率響應(yīng)特性。與沒有應(yīng)用本發(fā)明的實施方式所得到的圖7相比較，從圖8注意到在k = 385(特定頻帶)附近的頻率響應(yīng)特性有顯著的改善。此外，從圖8還可以注意到，在k= 113(對應(yīng)于特定頻帶)附近的頻率響應(yīng)特性也得到改善，并且該改善與向天線2 (ANT2)應(yīng)用上述補(bǔ)償方法的結(jié)果相對應(yīng)。因此，接收裝置可以適當(dāng)?shù)剡x擇不可用的特定頻帶，并且補(bǔ)償頻率衰減，以改善頻率選擇性以及信道響應(yīng)特性。同時，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，當(dāng)所選擇的特定頻帶是低頻帶(即，k低的頻帶) 時，由上述的等式(1)計算出的自適應(yīng)循環(huán)延遲值變得更大。如上所述，在這種情況下執(zhí)行與在大延遲CDD中的操作相似的操作。因此，可能不會在充足的頻帶上執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明實施方式的針對頻率衰減的補(bǔ)償。S卩，當(dāng)在低k的頻帶中執(zhí)行自適應(yīng)循環(huán)延遲時，如圖2B所示會產(chǎn)生過多的極點 (pole)。因此，盡管執(zhí)行了如上所述的針對頻率衰減的補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ请y以針對在期望頻帶內(nèi)的頻率衰減執(zhí)行顯著的補(bǔ)償。當(dāng)所期望的特定頻帶是如上所述的低頻帶時，可以向所期望的特定頻帶額外應(yīng)用預(yù)編碼方案。此處，盡管預(yù)編碼所應(yīng)用至的是低頻帶，具體地是指k等于或小于Nfft/4的頻帶，但是本發(fā)明不限于該示例?？梢曰谟蓱?yīng)用循環(huán)延遲所產(chǎn)生的極點的數(shù)目、需要補(bǔ)償?shù)念l帶的寬度等將預(yù)編碼所應(yīng)用至的低頻帶確定為另一值。S卩，需要補(bǔ)償?shù)奶囟l帶包括低頻帶，相關(guān)的發(fā)射器側(cè)可以額外地執(zhí)行預(yù)編碼步驟，即，將第一發(fā)射信號乘以特定的預(yù)編碼矩陣。盡管期望在發(fā)射循環(huán)延遲信號之前執(zhí)行這種預(yù)編碼步驟，但是本發(fā)明不限于這種配置。預(yù)編碼技術(shù)是指在多天線OFDM系統(tǒng)等中用于增大數(shù)據(jù)發(fā)射可靠性的技術(shù)，并且被用于在能夠在發(fā)射端利用反饋信息的閉環(huán)系統(tǒng)中通過相關(guān)的反饋信息將信噪比(SNR) 最大化。具體地，基于碼本的預(yù)編碼方案可以用于預(yù)編碼技術(shù)，并且是用于通過將發(fā)射端/ 接收端已經(jīng)知道的預(yù)編碼矩陣的索引反饋至發(fā)射端來獲得SNR增益的方案。在本發(fā)明的實施方式中，當(dāng)所選擇的特定頻帶是低頻帶時，接收裝置利用信道信息將在發(fā)射端/接收端所具有的公共預(yù)編碼矩陣之中的最佳預(yù)編碼矩陣的索引反饋至發(fā)射側(cè)。接著，發(fā)射側(cè)向發(fā)射信號應(yīng)用與反饋索引相對應(yīng)的預(yù)編碼矩陣。而且，并不是僅可以對閉環(huán)中的預(yù)編碼使用預(yù)編碼技術(shù)。當(dāng)發(fā)射側(cè)已經(jīng)知道用于特定頻帶或者整個頻帶的最佳預(yù)編碼矩陣時，可以無需反饋信息而執(zhí)行上述預(yù)編碼功能。由此，當(dāng)所期望的特定頻帶包括低頻帶時，在該低頻帶中，利用預(yù)編碼技術(shù)獲得了期望的增益改善。在其余的頻帶中，根據(jù)本發(fā)明實施方式的自適應(yīng)循環(huán)延遲方案對頻率衰減進(jìn)行補(bǔ)償，以使整個頻帶的頻率選擇性得到改善。盡管以上描述是作為3X1多天線系統(tǒng)的示例，但是本發(fā)明的技術(shù)思想可以應(yīng)用于 NXM多天線系統(tǒng)。在以上描述中，盡管根據(jù)本發(fā)明實施方式的自適應(yīng)循環(huán)延遲僅應(yīng)用于天線 3，但是可以將自適應(yīng)循環(huán)延遲同時地或順序地應(yīng)用至另一附加的天線或者多個天線。本發(fā)明不限于3GPP(第三代合作伙伴項目)系列的領(lǐng)域的無線通信。通過在另一當(dāng)前通信領(lǐng)域的多天線系統(tǒng)或者基于未來的通信技術(shù)的多天線系統(tǒng)中增大整個信道的頻率選擇性并且通過改善特定的頻帶中的響應(yīng)特性，本發(fā)明將能夠用于需要有效協(xié)作的多點發(fā)射/接收的所有的領(lǐng)域。根據(jù)如上所述的本發(fā)明的實施方式，與通過在整個信道之上增大頻率選擇性來獲得信道編碼增益的大延遲CDD方案相比，當(dāng)頻率資源要分配至的頻帶處于嚴(yán)重的頻率衰減 (極點)的狀態(tài)時，可以控制由天線接收的各個信號的循環(huán)延遲值，接著補(bǔ)償信號之間的相位差，以使信道響應(yīng)得到改善。因此，即使在執(zhí)行頻率資源分配的調(diào)度器或主體處于嚴(yán)重的頻率衰減的頻帶中， 如果通過利用自適應(yīng)CDD可以改善頻帶的頻率響應(yīng)特征，那么也可以將頻率資源分配至頻帶。因此，鑒于頻率的利用，本發(fā)明表現(xiàn)出與現(xiàn)有技術(shù)相比的改善。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，如果從接收裝置反饋到發(fā)射裝置的反饋信號僅包括與要延遲的天線相關(guān)的信息和自適應(yīng)CDD延遲值，這也是可行的。因此，反饋信號的信息量小于承載具體的信道信息或通常的碼本的其它反饋信號的信息量，因而可以有效地利用反饋信號。工業(yè)適用性根據(jù)如上所述的本發(fā)明的實施方式，接收側(cè)基于多個發(fā)射天線之間的相位差來選擇將要應(yīng)用循環(huán)延遲的天線，計算最佳的自適應(yīng)循環(huán)延遲值，并且將計算出的自適應(yīng)循環(huán)延遲值提供至發(fā)射側(cè)，接收側(cè)基于所提供的循環(huán)延遲值來執(zhí)行循環(huán)延遲發(fā)射。結(jié)果，可以在期望的頻帶內(nèi)補(bǔ)償頻率衰減，以提高頻率利用效率。相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2009年6月M日提交的韓國專利申請第10-2009-0056710號的優(yōu)先權(quán)，針對所有目的將其通過引用合并與此，如同在此進(jìn)行了完整闡述一樣。而且，該申請針對如上所述的相同目的要求在除了美國以外的國家的優(yōu)先權(quán)，針對所有目的將其通過引用合并與此，如同在此進(jìn)行了完整闡述一樣。
權(quán)利要求
1.一種在多發(fā)射天線系統(tǒng)中由接收裝置對特定頻帶中的頻率衰減進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ摲椒òㄒ韵虏襟E估計由各個天線發(fā)射的參考信號，并且計算這些信號之間的相位差；搜索使得能夠通過修正相位差來補(bǔ)償頻率衰減的特定頻帶；選擇要延遲的天線，該天線使得能夠?qū)λ鎏囟l帶內(nèi)的頻率衰減進(jìn)行補(bǔ)償；利用所找到的特定頻帶和所估計的參考信號來計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值；將計算出的自適應(yīng)循環(huán)延遲值和與所述要延遲的天線有關(guān)的信息發(fā)射至發(fā)射裝置；以及從所述發(fā)射裝置接收針對所述要延遲的天線延遲了所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值的信號。
2.一種在多發(fā)射天線系統(tǒng)中由發(fā)射裝置對特定頻帶中的頻率衰減進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?，該方法包括以下步驟從接收裝置接收自適應(yīng)循環(huán)延遲值和與要延遲的天線有關(guān)的信息，所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值是基于來自天線的信號之間的相位差和與使得能夠?qū)︻l率衰減進(jìn)行補(bǔ)償?shù)奶囟l帶有關(guān)的信息而計算出的；以及利用所接收的自適應(yīng)循環(huán)延遲值和與要延遲的天線有關(guān)的信息來控制所述要延遲的天線，以發(fā)射延遲了所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值的信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括以下步驟 識別對所述特定頻帶中的頻率衰減的補(bǔ)償，其中，當(dāng)所述識別的結(jié)果表明對所述頻率衰減的補(bǔ)償未完成時，該方法還包括以下步驟返回至搜索特定頻帶、選擇要延遲的天線和計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值中的任意一個步驟， 并且重復(fù)地執(zhí)行相關(guān)步驟。
4 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，考慮所述接收裝置的移動速度和信道狀況中的一個或更多個來確定是否返回至搜索特定頻帶、選擇要延遲的天線和計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值中的任意一個步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在搜索所述特定頻帶時，將任意兩個天線所發(fā)射的信號之間的相位差的絕對值大于等于特定閾值同時頻率衰減大的域選為使得能夠?qū)︻l率衰減進(jìn)行補(bǔ)償?shù)乃鎏囟l帶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在計算所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值時，按照使包括所述要延遲的天線在內(nèi)的任意兩個天線在所找到的特定頻帶內(nèi)發(fā)射的信號之間的相位差最小化的方式來確定所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值3。％,11被定義為 5cyc,n= (2mn + k(d)) XNfft/2 Π k其中，η表示所述要延遲的天線的編號，k表示特定頻帶的索引，Nfft表示子載波的數(shù)目， k(d)表示期望進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南辔徊钪?，m表示任選的整數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，將根據(jù)m所生成的多個自適應(yīng)循環(huán)延遲值中最小的值確定為自適應(yīng)循環(huán)延遲值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述期望進(jìn)行補(bǔ)償?shù)南辔徊钪?k(d)等于所述要延遲的天線與參考天線的接收信號之間的相位差的值，或者與使所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值 S。y。,n能夠成為整數(shù)的值相對應(yīng)，并且與最接近所述要延遲的天線與所述參考天線的接收信號之間的相位差的值相對應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法還包括以下步驟當(dāng)所找到的特定頻帶被包括在低頻帶時，將所接收的信號乘以所述發(fā)射裝置所使用的特定預(yù)編碼矩陣。
11.一種對特定頻帶中的頻率衰減進(jìn)行補(bǔ)償?shù)慕邮昭b置，該接收裝置包括反饋信息處理器，其中，所述反饋信息處理器包括第一部件，其用于估計各個天線所發(fā)射的參考信號，并且計算這些信號之間的相位差；第二部件，其用于搜索使得能夠通過修正相位差來補(bǔ)償頻率衰減的特定頻帶； 第三部件，其用于選擇要延遲的天線，該天線使得能夠?qū)λ鎏囟l帶內(nèi)的頻率衰減進(jìn)行補(bǔ)償；第四部件，其用于利用與所找到的特定頻帶有關(guān)的信息來計算自適應(yīng)循環(huán)延遲值；以及第五部件，其用于生成包括計算出的自適應(yīng)循環(huán)延遲值和與要延遲的天線有關(guān)的信息的反饋信號，并且將所生成的反饋信號發(fā)射至發(fā)射裝置。
12.—種對特定頻帶中的頻率衰減進(jìn)行補(bǔ)償?shù)陌ǘ喟l(fā)射天線的發(fā)射裝置，該發(fā)射裝置包括接收單元，其用于接收自適應(yīng)循環(huán)延遲值δ。,⑶和與要延遲的天線有關(guān)的信息，所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值是基于來自天線的信號之間的相位差和與使得能夠?qū)︻l率衰減進(jìn)行補(bǔ)償?shù)奶囟l帶有關(guān)的信息而計算出的；以及循環(huán)延遲控制器，其用于控制所述要延遲的天線，以發(fā)射延遲了所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值的信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)射裝置，其中，所述延遲了所述自適應(yīng)循環(huán)延遲值5cyc, 的信號被定義為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用自適應(yīng)循環(huán)延遲分集來補(bǔ)償頻率衰減的方法以及使用該方法的發(fā)射裝置及方法和接收裝置及方法。更具體來講，本發(fā)明提供了一種裝置及方法，其中，接收器側(cè)將基于由多個發(fā)射天線所發(fā)射的信號的相位差來選擇施加循環(huán)延遲的天線，計算最優(yōu)的自適應(yīng)循環(huán)延遲值，將計算出的延遲值提供給發(fā)射器側(cè)，發(fā)射器側(cè)基于該延遲值來進(jìn)行循環(huán)延遲發(fā)射，由此來補(bǔ)償期望頻帶的頻率衰減。
文檔編號H04B7/04GK102484516SQ201080036077
公開日2012年5月30日 申請日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者徐成辰, 樸景敏 申請人:株式會社泛泰