途。MIMO可W克服利用移動(dòng)通信中常規(guī)的單天線技術(shù)所遇到的受限的傳輸容 量。
[0042] 圖2例示了典型的MIMO通信系統(tǒng)的配置。參照圖2,發(fā)送器具有NT個(gè)Tx天線，并且接 收器具有NR個(gè)Rx天線。與僅在發(fā)送器和接收器中的一個(gè)處使用多個(gè)天線相比，在發(fā)送器和 接收器兩者處同時(shí)使用多個(gè)天線增大了理論上的信道傳輸容量。因此，增大了傳輸速率和 頻率效率。給定可W利用單個(gè)天線實(shí)現(xiàn)的最大傳輸速率Ro,在多個(gè)天線的情況下，諸如式1， 傳輸速率理論上可W增加至Ro與傳輸速率增長率Ri的乘積。Ri是NT和NR之間的較小的值。
[0043] <式1〉
[0044] Ri=min(化,Nr)
[0045] 例如，相對于單個(gè)天線系統(tǒng)，具有4個(gè)Tx天線和4個(gè)Rx天線的MIMO通信系統(tǒng)可W實(shí) 現(xiàn)理論傳輸速率的4倍增加。由于MIMO系統(tǒng)的理論容量增加在20世紀(jì)90年代中期得到證實(shí)， 所W已積極提出了許多技術(shù)來增大實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)的數(shù)據(jù)速率。在用于3G移動(dòng)通信、未來一代 的無線局域網(wǎng)(WLAN)等的各種無線通信標(biāo)準(zhǔn)中已反映了運(yùn)些技術(shù)中的一些。
[0046] 關(guān)于到目前為止的MIMO的研究趨勢，在MIMO的許多方面正在進(jìn)行積極研究，包括 與計(jì)算不同信道環(huán)境和多接入環(huán)境中的多天線通信容量相關(guān)的信息理論的研究、測量MIMO 無線電信道和MIMO建模的研究、用于增加傳輸可靠性和傳輸速率的時(shí)間-空間信號處理技 術(shù)的研究等。
[0047] 將通過數(shù)學(xué)建模來詳細(xì)描述如圖2所例示的在具有NT個(gè)Tx天線和NR個(gè)Rx天線的 MIMO系統(tǒng)中的通信。關(guān)于發(fā)送信號，多達(dá)NT段的信息可W通過NT個(gè)Tx天線來發(fā)送，如由W下 式2的矢量所表達(dá)。
[004引 <式2〉
[0050]不同的發(fā)送功率可W被應(yīng)用于各段發(fā)送信息A，知…:*?。允許用巧，巧.??'，冷了分 別表示發(fā)送信息的發(fā)送功率級別。隨后，發(fā)送功率控制的發(fā)送信息矢量被給出為式3。
[0化1] <式3〉
[0化3]發(fā)送功率控制的發(fā)送信息矢量容可W使用發(fā)送功率的對角矩陣P而被表示為W下 的式4。
[0化4] <式4〉
[0化6]可W通過將發(fā)送功率控制的信息矢量舍乘W權(quán)重矩陣W來生成NT個(gè)發(fā)送信號 權(quán)重矩陣W用于根據(jù)傳輸信道狀態(tài)等將發(fā)送信息適當(dāng)?shù)胤峙渲罷x天線。運(yùn) 些NT個(gè)發(fā)送信號…，％被表示為矢量X，該矢量X可W通過式5來確定。運(yùn)里，Wij表示 第j段信息與第i個(gè)Tx天線之間的權(quán)重，并且W被稱為權(quán)重矩陣或預(yù)編碼矩陣。
[0化7] <式於
[0059] -般來說，信道矩陣的秩在其物理意義下是能夠在給定信道上傳輸?shù)牟煌涡畔?的最大數(shù)量。因此，信道矩陣的秩被定義為信道矩陣中的獨(dú)立行數(shù)與獨(dú)立列數(shù)之間的較小 者。信道矩陣的秩不大于信道矩陣的行數(shù)或列數(shù)。信道矩陣H的秩rank化)滿足W下式6的約 束。
[0060] < 式於
[0061] rank(H) < min(化,Nr)
[0062] 在MIMO中傳輸?shù)牟煌涡畔⒈环Q為"傳輸流"或簡稱為"流"。"流"還可W被稱為 "層"。因此，結(jié)論是傳輸流的數(shù)量不大于信道的秩，即，不同段可傳輸信息的最大數(shù)量。因 此，信道矩陣H由式7來確定。
[0063] <式7〉
[0064] 流的# < rank(H) < min(化,Nr)
[0065] "流的r表示流的數(shù)量。運(yùn)里，要注意的是，一個(gè)流可W通過一個(gè)或更多個(gè)天線來 發(fā)送。
[0066] -個(gè)或更多個(gè)流可W按照多種方式被映射至多個(gè)天線。流到天線的映射可W根據(jù) MIMO方案被描述如下。如果一個(gè)流通過多個(gè)天線被發(fā)送，則運(yùn)可W被視為空間分集。當(dāng)多個(gè) 流通過多個(gè)天線被發(fā)送時(shí)，運(yùn)可W是空間復(fù)用。不必說，可W構(gòu)想空間分集和空間復(fù)用相結(jié) 合的混合方案。
[0067] 通常，為了去除天線禪合，已考慮了各種硬件方法。例如，正在通過在天線間插入 絕緣體、增加用于去除禪合的單獨(dú)的RF電路或使用諸如絕緣體的新的人造材料來努力確保 天線之間的獨(dú)立。
[0068] 然而，去除天線禪合的上述常規(guī)方法是去除模擬電路中的物理天線之間的禪合的 方法。本發(fā)明提出了一種用于去除數(shù)字電路中的虛擬天線之間的禪合的方法和設(shè)備。運(yùn)里， 邏輯天線可W被理解為數(shù)字處理中的天線端口并且也可W被稱為虛擬天線。
[0069] 圖3是用于說明邏輯天線302的構(gòu)思的數(shù)字電路。
[0070] 參照圖3,由執(zhí)行數(shù)字處理的基帶處理器301處理的信號被定義為多個(gè)邏輯天線 302并且被分別輸入至模數(shù)轉(zhuǎn)換器303。運(yùn)里，基帶處理器301指的是執(zhí)行信道編碼、調(diào)制/解 調(diào)等的模塊。另外，基帶處理器301可W對應(yīng)于圖1的RF模塊130,進(jìn)而將基帶信號轉(zhuǎn)換成無 線電信號或者將無線電信號轉(zhuǎn)換成基帶信號。另外，ADC 303指的是將從基帶處理器301輸 出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的裝置。
[0071] 另外，由ADC 303轉(zhuǎn)換的模擬信號被天線模塊304處理(例如，放大或相移），并且隨 后通過物理天線305被發(fā)送。運(yùn)里，天線模塊304可W包括功率放大模塊、相移模塊、雙工器、 低噪聲放大器等。
[0072] 到目前為止，已就發(fā)送過程方面描述了本實(shí)施方式。然而，在接收過程中，從物理 天線305接收的模擬信號通過天線模塊304和ADC 303被傳輸，被轉(zhuǎn)換成被定義為多個(gè)邏輯 天線302的數(shù)字信號，并且由基帶處理器301處理。
[0073] 一般來說，物理天線和邏輯天線具有一對一或多對一的映射關(guān)系。在物理天線的 數(shù)量受限的環(huán)境(諸如蜂窩電話）中，一般地，物理天線和邏輯天線具有一對一的關(guān)系，如圖 3所示。然而，當(dāng)存在許多物理天線時(shí)(諸如基站），多個(gè)物理天線可W被連接至一個(gè)邏輯天 線。
[0074] 圖4是例示將多個(gè)物理天線映射至一個(gè)邏輯天線的示例的示圖。
[0075] 參照圖4,由基帶處理器301處理的信號被定義為兩個(gè)邏輯天線302,并且被分別輸 入至ADC 303。另外，由ADC 303轉(zhuǎn)換的模擬信號W預(yù)定方式被處理，并且通過四個(gè)物理天線 305被發(fā)送。即，兩個(gè)物理天線被映射至一個(gè)邏輯天線。
[0076] 如上所述，物理天線之間的禪合可W通過邏輯天線之間的禪合來表示，并且物理 天線之間的禪合可能引起各種形式的性能惡化，諸如干擾增大、相關(guān)性增加、功率衰減等。
[0077] 因此，根據(jù)本發(fā)明，數(shù)字處理器還被用于分析邏輯/物理天線和/或常規(guī)基帶處理 器與ADC之間的硬件特征W優(yōu)化邏輯天線的特征，運(yùn)將參照圖5更詳細(xì)地描述。
[0078] 圖5是例示根據(jù)本發(fā)明的去除天線禪合的方法的示例的示圖。
[0079] 參照圖5,除了用于執(zhí)行信道編碼、調(diào)制/解調(diào)等的基帶處理器或第一數(shù)字處理器 501W外，還使用用于執(zhí)行數(shù)字處理W去除天線之間的禪合的第二數(shù)字處理器503。
[0080] 具體地，在發(fā)送方面，第二數(shù)字處理器503將現(xiàn)有的由第一數(shù)字處理器501定義的 第一邏輯天線組502轉(zhuǎn)換成第二邏輯天線組504。另外，在接收方面，第二數(shù)字處理器503可 W將通過物理天線507、天線模塊506、ADC 505和第二邏輯天線組504接收的信號轉(zhuǎn)換成第 一邏輯天線組502的信號W便將所接收到的信號輸入至第一數(shù)字處理器501。
[0081] 運(yùn)里，根據(jù)本發(fā)明的第二數(shù)字處理器503被設(shè)計(jì)為形成與第二邏輯天線組504相比 具有優(yōu)異特征的第一邏輯天線組502。例如，當(dāng)僅使用第二邏輯天線組504時(shí)，由于物理天線 之間的禪合，使得性能下降很嚴(yán)重。然而，第二數(shù)字處理器503被定義為使用由第二數(shù)字處 理器503重新配置的第一邏輯天線組502來使由于物理天線之間的禪合而造成的性能下降 最小化。
[0082] 例如，數(shù)字處理器被設(shè)計(jì)為測量第二邏輯天線組504中的天線之間的禪合的影響、 物理天線507之間的禪合的影響或物理天線507中的電流泄漏W執(zhí)行去禪合。
[0083] 詳細(xì)地，根據(jù)本發(fā)明的第二數(shù)字處理器503具有作為處理器設(shè)計(jì)的輸入的與天線 和/或硬件特征相關(guān)的參數(shù)，并且只要天線和硬件特征不改變，便具有不變的配置和功能。 良P，處理方案可W根據(jù)由第一數(shù)字處理器501定義的邏輯天線端口的數(shù)量（圖5中的第一邏 輯天線的數(shù)量)或特性來改變，但是可W根據(jù)給定物理/邏輯天線和硬件特征