傳送數(shù)據(jù)符號的設(shè)備以及接收數(shù)據(jù)符號的設(shè)備和方法
【專利摘要】一種用于傳送、接收數(shù)據(jù)符號的設(shè)備及方法，該傳送設(shè)備包括：被配置成使用多種模式選擇性傳送數(shù)據(jù)符號的電路；其中在所述多種模式的第一模式中，使用空間頻率區(qū)塊編碼SFBC傳送數(shù)據(jù)符號；其中每一對數(shù)據(jù)符號被進行SFBC編碼以在四個天線中的兩個天線上被傳送，而不通過該四個天線中的另外兩個天線傳送；以及其中在所述多種模式的第二模式中，所述電路還被配置成從接收設(shè)備接收信道狀態(tài)信息CSI；其中該CSI包括用于多個子載波組中的每一個組的調(diào)制和編碼；其中響應(yīng)于該CSI信息，所述電路還被配置成確定用于使用多輸入多輸出MIMO空間復(fù)用進行傳輸?shù)拇鞯臄?shù)量；以及其中所述電路還被配置成使用MIMO空間復(fù)用通過所確定數(shù)量的串流傳送數(shù)據(jù)符號。
【專利說明】傳送數(shù)據(jù)符號的設(shè)備以及接收數(shù)據(jù)符號的設(shè)備和方法
[0001]本申請是申請日為2005年11月01日，申請?zhí)枮?00580038731.4、申請名稱為“MIM0-0FDM系統(tǒng)中結(jié)合空間-頻率區(qū)塊編碼、空間多任務(wù)及波束成形的方法及裝置”的中國專利申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明是關(guān)于一種無線通訊系統(tǒng)，尤其是關(guān)于在多重輸入多重輸出(MMO)正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中，一種結(jié)合空間-頻率區(qū)塊編碼(SFBC)、空間復(fù)用(SM)以及波束成形的方法及裝置。
現(xiàn)有技術(shù)
[0003]OFDM是一種數(shù)據(jù)傳輸機制，其系將數(shù)據(jù)分成多個小串流(stream)，且每個串流系使用其頻寬比總有效傳輸頻寬還小的子載波來傳輸。OFDM的有效性是視選擇這些互相正交的子載波而定，當(dāng)每個子載波攜帶總使用者數(shù)據(jù)的一部份時，其并不會互相影響。
[0004]一個OFDM系統(tǒng)具有勝過其它無線通訊系統(tǒng)的優(yōu)勢，當(dāng)使用者數(shù)據(jù)分成由不同載波所西代的串流時，每個子載波的有效數(shù)據(jù)率就會小很多，因此，符號周期會大很多。一個大的符號周期可容忍較大的延遲展開，因此，其不會受到多重路徑的嚴(yán)重影響。因此，OFDM符號可容忍延遲展開，而不需要復(fù)雜的接收器設(shè)計，然而，典型的無線系統(tǒng)需要復(fù)雜的信道等化機制，以便抵抗多重路徑的衰退。
[0005]OFDM的另一個優(yōu)勢便是，在傳輸器和接收器端所產(chǎn)生的正交子載波可使用反轉(zhuǎn)快速傅立葉轉(zhuǎn)換(IFFT)及快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)引擎完成，由于IFFT和FFT已是習(xí)知技術(shù)，因此，OFDM可以輕易地實施而不需要復(fù)雜的接收器。
[0006]MMO所參考無線傳輸和接收機制系為傳輸器和接收器皆使用一個以上的天線。一個MMO系統(tǒng)所占有的優(yōu)勢在于其空間多樣性或是空間復(fù)用，且可以改善信號噪聲比(SNR)并增加總處理能力。
[0007]SFBC是一種用以傳輸空間多樣性編碼符號的機制，其系在連續(xù)時槽中的鄰近子載波上，而非在相同的子載波上。該SFBC避免了與空間時間區(qū)塊編碼(STBC)有關(guān)的快速時間變換的問題，然而，當(dāng)結(jié)合發(fā)生時，在子載波上的信道必須維持穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是關(guān)于一種用以在MIM0-0FDM系統(tǒng)中結(jié)合SFBC、SM及波束成形的方法和裝置，該系統(tǒng)包含一具有多個傳輸天線的傳輸器，以及一具有多個接收天線的接收器。該傳輸器產(chǎn)生至少一數(shù)據(jù)串流及多個空間串流，空間串流的產(chǎn)生數(shù)量取決于傳輸天線的數(shù)量以及接收天線的數(shù)量。該傳輸器根據(jù)SFBC、SM及波束成形中至少其中之一來決定一傳輸機制，該傳輸器根據(jù)該所選的傳輸機制，在該數(shù)據(jù)串流中傳輸數(shù)據(jù)至該接收器。
【專利附圖】

【附圖說明】[0009]藉由下文中一較佳實施例之描述、所給予的范例，參照對應(yīng)的圖式，本發(fā)明可獲得更詳細地了解，其中:
[0010]圖1所示為一種實施一封閉回路模式的0FDM-MIM0系統(tǒng)方塊圖，其系根據(jù)本發(fā)明所配置；以及
[0011]圖2所示為一種實施一開放回路模式的0FDM-MIM0系統(tǒng)方塊圖，其系根據(jù)本發(fā)明
所配置。
【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明之較佳實施方式將參照圖式描述，其中，全文中相同的號碼皆代表相同的組件。
[0013]本發(fā)明之特征可整合至一集成電路(IC)上，或是配置在一個包含許多互連組件之電路上。
[0014]本發(fā)明提供多個SFBC、SM、FD和波束選擇的組合，其系根據(jù)有效數(shù)據(jù)串流和空間串流以及傳輸和接收天線的數(shù)量所選擇，該組合可提供設(shè)計MMO-OFSM系統(tǒng)的彈性，以及對任何數(shù)量的傳輸和接收天線配置的解決方案。每該組合在效能、可靠度及數(shù)據(jù)率之間會交換，因此，可根據(jù)某些準(zhǔn)則來選擇組合，像是強健性、數(shù)據(jù)率、信道狀態(tài)或是諸如此類。資料串流的數(shù)量較佳地是根據(jù)一調(diào)變和編碼機制所決定，該空間串流的數(shù)量則是由傳輸和接收天線的數(shù)量所決定。
[0015]本系統(tǒng)運作有兩種模式:封閉回路及開放回路。封閉回路系于當(dāng)信道狀態(tài)信息(CSI)可供傳輸器使用時所使用，而開放回路則是當(dāng)CSI無法給傳輸器使用時所使用。可使用一變形傳輸至遺留STA(legaCy STA)，并在該處提供多樣性的優(yōu)勢。
[0016]在封閉回路模式中，CSI是用以虛擬地產(chǎn)生獨立信道，其系藉由在在傳輸器端預(yù)編碼，并更進一步在接收器端進行天線處理，以便分解和對角化信道矩陣來完成，展開無線信道之特征根后，藉由使用SFBC及/或SM便能達成在資料率和強健性間的交易。此機制允許使用簡單的接收器實施，其系比最小均方錯誤(MMSE)接收器還簡單。此組合方式與傳統(tǒng)技術(shù)比較，在較大范圍內(nèi)有較高的總處理能力，此技術(shù)允許每子載波功率/位負載，并透過封閉回路運作及CSI回饋來維持一個可接受的強健煉結(jié)。本技術(shù)的另一個優(yōu)點便是，其在任何數(shù)量的傳輸器和接收器端都可輕易地實施。
[0017]CSI可由接收器的回饋或是透過信道相互作用在傳輸器獲得，延遲需求和回饋數(shù)據(jù)率典型地對繼承頻率非選擇性特征根來說并不顯著。此外，需要一個傳輸天線校正機制，另外，信道質(zhì)量信息(CQI)亦被用以決定子載波群的每一子載波之一編碼率及一調(diào)變機制。根據(jù)數(shù)據(jù)串流的數(shù)量，該組合系以有效空間串流選擇。
[0018]圖1所示為一個實施一封閉回路模式的0FDM-MIM0系統(tǒng)100方塊圖，其系根據(jù)本發(fā)明所配置，該系統(tǒng)100包含一傳輸器110及一接收器130。該傳輸器110包含一信道編碼器112、一多任務(wù)器114、一功率負載單元116、多個非必須的SFBC單元118、多個序列至平行(S/P)轉(zhuǎn)換器120、一傳輸波束成形器122、多個IFFT單元124以及多個傳輸天線126。該信道編碼器112編碼數(shù)據(jù)較佳地系根據(jù)一 CQI，其系由該接收器130所提供，該CQI系用以決定每子載波或子載波群之一編碼率及調(diào)變機制，該編碼數(shù)據(jù)串流系由該多任務(wù)器114復(fù)用處理成二或多個數(shù)據(jù)串流115。[0019]每該數(shù)據(jù)串流115之該傳輸功率等級系由該功率負載單元116所調(diào)整，其系根據(jù)該接收器130所提供的回饋150，該功率負載單元116系提整關(guān)于每個特征波束的數(shù)據(jù)率之功率等級，以便平衡所有特征波束(或子載波)之總傳輸功率。
[0020]該非必要的SFBC單元118在該數(shù)據(jù)串流115上執(zhí)行SFBC，SFBC系在傳輸?shù)拿吭摂?shù)據(jù)率之特征波束和子載波上執(zhí)行，特征波束和子載波對系被選擇以確保獨立信道。OFDM符號系由K子載波所攜帶，為了搭載SFBC，該子載波系分成L對的子載波(或是子載波群)，每該子載波群的頻寬應(yīng)該小于信道的相干載波，然而，當(dāng)組合特征波束成形時，此限制會因為該特征波束的頻率不敏感性而放寬。
[0021]由區(qū)塊編碼所使用的子載波群對系獨立考慮，下列為Alamouti形式的SFBC用于OFDM符號的一個例子:
【權(quán)利要求】
1.一種用于傳送數(shù)據(jù)符號的設(shè)備，該設(shè)備包括: 被配置成使用多種模式選擇性傳送數(shù)據(jù)符號的電路； 其中在所述多種模式的第一模式中，使用空間頻率區(qū)塊編碼SFBC傳送數(shù)據(jù)符號；其中每一對數(shù)據(jù)符號被進行SFBC編碼以在四個天線中的兩個天線上被傳送，而不通過該四個天線中的另外兩個天線傳送；以及 其中在所述多種模式的第二模式中，所述電路還被配置成從接收設(shè)備接收信道狀態(tài)信息CSI ;其中該CSI包括用于多個子載波組中的每一個組的調(diào)制和編碼；其中響應(yīng)于該CSI信息，所述電路還被配置成確定用于使用多輸入多輸出MIMO空間復(fù)用進行傳輸?shù)拇鞯臄?shù)量；以及其中所述電路還被配置成使用MMO空間復(fù)用通過所確定數(shù)量的串流傳送數(shù)據(jù)符號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳送設(shè)備，其中，所述電路還被配置成在多種模式的第三模式中傳送數(shù)據(jù)符號，其中所述數(shù)據(jù)符號是使用單輸入單輸出SISO來傳送的。
3.一種用于接收數(shù)據(jù)符號的設(shè)備，該設(shè)備包括: 被配置成使用多種模式選擇性接收數(shù)據(jù)符號的電路； 其中在所述多種模式的第一模式中，使用空間頻率區(qū)塊編碼SFBC接收數(shù)據(jù)符號；其中每一對數(shù)據(jù)符號被進行SFBC編碼且從四個發(fā)射天線中的兩個發(fā)射天線中接收而不通過該四個發(fā)射天線中的另外兩個天線接收；以及 其中在所述多種模式的第二模式中，所述電路還被配置成向傳送設(shè)備傳送信道狀態(tài)信息(CSI)，其中該CSI包括用于多個子載波組中的每一個組的調(diào)制和編碼；其中響應(yīng)于該CSI信息，所述電路還被配置成使用多輸入多輸出MMO空間復(fù)用通過多個串流接收數(shù)據(jù)符號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收設(shè)備，其中，所述電路還被配置成在多種模式的第三模式中接收數(shù)據(jù)符號，其中所述數(shù)據(jù)符號是使用單輸入單輸出SISO來接收的。
5.一種用于接收數(shù)據(jù)符號的方法，該方法包括: 由接收設(shè)備使用多種模式選擇性接收數(shù)據(jù)符號； 其中在所述多種模式的第一模式中，使用空間頻率區(qū)塊編碼SFBC接收數(shù)據(jù)符號；其中每一對數(shù)據(jù)符號被進行SFBC編碼且從四個發(fā)射天線中的兩個發(fā)射天線中接收而不通過該四個發(fā)射天線中的另外兩個天線接收；以及 其中在所述多種模式的第二模式中，由所述接收設(shè)備向傳送設(shè)備傳送信道狀態(tài)信息(CSI)，其中該CSI包括用于多個子載波組中的每一個組的調(diào)制和編碼；其中響應(yīng)于該CSI信息，由所述接收設(shè)備使用多輸入多輸出MMO空間復(fù)用通過多個串流接收數(shù)據(jù)符號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中，在多種模式的第三模式中，使用單輸入單輸出SISO來接收數(shù)據(jù)符號。
【文檔編號】H04J99/00GK103731187SQ201310687453
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2005年11月1日 優(yōu)先權(quán)日:2004年11月12日
【發(fā)明者】關(guān)杰勇, 章修·谷, 羅伯特·L·奧勒森, 艾庫特·波坦, 費堤·歐茲魯特 申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司