專利名稱：具有多個(gè)發(fā)射和接收天線的無(wú)線系統(tǒng)反饋技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)，尤其涉及在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都使用多個(gè)天線的無(wú)線通信系統(tǒng)，即，所謂的多重輸入多重輸出(MIMO)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在通信技術(shù)上已經(jīng)知道，相比單個(gè)天線(即，單個(gè)天線到單個(gè)天線或多個(gè)天線到單個(gè)天線)的系統(tǒng)，多重輸入多重輸出(MIMO)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)容量顯著增加。還知道，如果信道估計(jì)或基于信道估計(jì)的信道統(tǒng)計(jì)被反饋到發(fā)射機(jī)，那么相對(duì)于具有相同配置但無(wú)反饋的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，能提高信道流量。然而，由于在MIMO系統(tǒng)中總信道實(shí)際上是由多個(gè)信道構(gòu)成的，每個(gè)發(fā)射和接收對(duì)使用一個(gè)信道，這種反饋要求相當(dāng)大的帶寬，但是我們不希望專門(mén)提供這么多帶寬用于反饋。

發(fā)明內(nèi)容
在MIMO系統(tǒng)中，根據(jù)本發(fā)明的原理，通過(guò)為總數(shù)據(jù)流的每個(gè)數(shù)據(jù)子流提供傳輸該數(shù)據(jù)子流的速率指示符和/或增益指示符作為反饋，利用比反饋信道估計(jì)或信道統(tǒng)計(jì)所需帶寬小得多的帶寬可實(shí)現(xiàn)相比無(wú)反饋情況的重大改進(jìn)。該速率指示符和/或增益指示符可以直接是速率和/或增益，或是速率和/或增益的編碼表示形式。一般地，如果速率和增益指示符同時(shí)被反饋將能實(shí)現(xiàn)最佳性能。如果本發(fā)明是為無(wú)線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，那么典型地對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)子流有一個(gè)分立的獨(dú)立天線。速率和增益是根據(jù)在接收機(jī)中產(chǎn)生的信道估計(jì)的函數(shù)計(jì)算的。發(fā)射機(jī)最好對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)子流采用一維數(shù)據(jù)編碼。


在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的原理配置，以便實(shí)現(xiàn)相比單個(gè)天線系統(tǒng)容量顯著增大的一種示例性多重輸入多重輸出(MIMO)系統(tǒng)；以及圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一方面，為一個(gè)具有N個(gè)發(fā)射子流和M個(gè)接收分支的系統(tǒng)確定速率和功率的示例性過(guò)程。
具體實(shí)現(xiàn)方式下面僅示意本發(fā)明的原理。因此將知道，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能設(shè)計(jì)出各種方案，盡管在此沒(méi)有明確描述或示意這些方案，但它們體現(xiàn)了本發(fā)明的原理，因此包含于本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。此外，在此陳述的所有例子和條件語(yǔ)言主要是用于教學(xué)目的，幫助讀者理解本發(fā)明的原理以及本發(fā)明人貢獻(xiàn)的構(gòu)思，以進(jìn)一步發(fā)展該技術(shù)，而且應(yīng)認(rèn)為它們并不局限于陳述的這些具體例子和條件。此外，在此陳述原理、方方面面的所有描述，本發(fā)明的實(shí)施例，以及特定例子，僅用于包含本發(fā)明的所有等效結(jié)構(gòu)和功能。另外，這種等效既包括當(dāng)前已知的等效，也包括將來(lái)開(kāi)發(fā)的等效，即，開(kāi)發(fā)用于執(zhí)行相同功能而與結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的任何單元。
因此，例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道，在此方框圖表示體現(xiàn)本發(fā)明原理的示意性電路的原理圖。類似地，任何流程圖、流程框圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、偽代碼等表示各種過(guò)程，它們實(shí)質(zhì)上可以用計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)表示，因此可以通過(guò)計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行，而不管是否明確示出了這種計(jì)算機(jī)或處理器。
附圖中所示的各個(gè)單元(包括標(biāo)記為“處理器”的功能塊)的功能，可以通過(guò)使用專用硬件以及能結(jié)合適當(dāng)軟件執(zhí)行軟件的硬件提供。當(dāng)由處理器提供時(shí)，這些功能可以由單個(gè)專用處理器、單個(gè)共用處理器，或某些可共用的多個(gè)獨(dú)立處理器提供。此外，不應(yīng)認(rèn)為使用術(shù)語(yǔ)“處理器”或“控制器”專指能執(zhí)行軟件的硬件，而是隱含但不限制為數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)硬件，用于存儲(chǔ)軟件的只讀存儲(chǔ)器(ROM)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，以及非永久存儲(chǔ)。也可以包含其它常規(guī)和/或定制(custom)硬件。類似地，附圖中示出的任何開(kāi)關(guān)僅僅是原理上的。通過(guò)程序邏輯運(yùn)行、通過(guò)專用邏輯、通過(guò)程序控制和專用邏輯的交互作用，或甚至人工控制，可實(shí)現(xiàn)這些開(kāi)關(guān)的功能，從上下文可更詳細(xì)地了解所選擇的特定技術(shù)。
在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)中，表述為用于執(zhí)行指定功能的裝置的任何單元，目的是包含執(zhí)行該功能的任何方式，包括例如，a)執(zhí)行該功能的電路元件組合，或b)組合適當(dāng)電路用于執(zhí)行該軟件以實(shí)現(xiàn)該功能的任何形式的軟件，因此包括固件、微代碼等等。這些權(quán)利要求定義的本發(fā)明實(shí)際上歸于，陳述的各種裝置提供的功能被組合而且以權(quán)利要求書(shū)要求的方式集合。申請(qǐng)人因此認(rèn)為能提供這些功能的任何裝置為在此所示裝置的等效。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的原理配置，以便實(shí)現(xiàn)相比單個(gè)天線系統(tǒng)容量顯著增大的一種示例性多重輸入多重輸出(MIMO)系統(tǒng)。圖1特別示出了發(fā)射機(jī)101和接收機(jī)103。發(fā)射機(jī)101包括a)分接器105；b)編碼器107，包括編碼器107-1到107-N；c)交織器109，包括交織器109-1到109-N；d)符號(hào)映射器111，包括符號(hào)映射器111-1到111-N；e)增益乘法器113，包括增益乘法器113-1到113-N；f)可選上變頻器115，包括可選上變頻器115-1到115-N；g)可選發(fā)射天線117，包括可選發(fā)射天線117-1到117-N；h)速率控制器119；以及i)增益控制器121。接收機(jī)103包括a)可選接收天線131，包括可選接收天線131-1到131-M；b)可選下變頻器，包括可選下變頻器133-1到133-M；c)信道估計(jì)器135；以及d)功率/速率計(jì)算器137。
分接器105接收一個(gè)總數(shù)據(jù)流作為輸入，該總數(shù)據(jù)流為要發(fā)射的數(shù)據(jù)，并將其分為N個(gè)數(shù)據(jù)子流，將沿獨(dú)立的發(fā)射路徑處理接著發(fā)射每個(gè)數(shù)據(jù)子流。
每個(gè)編碼器107對(duì)各自接收的數(shù)據(jù)子流進(jìn)行信道編碼，以便增加該數(shù)據(jù)子流的冗余度。這有利于在出現(xiàn)誤差的接收機(jī)恢復(fù)誤差。根據(jù)本發(fā)明一方面，所使用的信道編碼類型為從接收機(jī)反饋的速率或其指示的函數(shù)。這個(gè)函數(shù)可利用給出反饋速率指示的查詢表實(shí)現(xiàn)，典型地通過(guò)速率控制器119實(shí)現(xiàn)。給定本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的特定細(xì)節(jié)，例如，信道統(tǒng)計(jì)，使用的子流數(shù)量，等等，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將懂得如何組織這個(gè)函數(shù)。使用的信道編碼類型將確定在編碼數(shù)據(jù)子流中的特定冗余量，而且應(yīng)注意冗余量即稱為碼率。每個(gè)編碼器107可使用與任何其它編碼器107使用的信道編碼獨(dú)立的信道編碼，而且每個(gè)編碼器可接收一個(gè)獨(dú)立的指定速率。
交織器109為常規(guī)型，每個(gè)交織器109重組其接收的編碼數(shù)據(jù)子流比特以提供信道衰落保護(hù)。
每個(gè)符號(hào)映射器111映射其接收的交織編碼信道子流比特到一個(gè)構(gòu)象中的一個(gè)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明一方面，所使用的特定構(gòu)象的選擇為從接收機(jī)反饋的速率或其指示的函數(shù)。這個(gè)函數(shù)可以利用給出反饋速率指示的查詢表實(shí)現(xiàn)，典型地通過(guò)速率控制器119實(shí)現(xiàn)。給定本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的特定細(xì)節(jié)，例如，信道統(tǒng)計(jì)，使用的子流數(shù)量等等，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將懂得如何組織這個(gè)函數(shù)。典型地，數(shù)據(jù)傳輸率越低，構(gòu)象中用于以該速率傳輸數(shù)據(jù)的符號(hào)數(shù)越少。
根據(jù)本發(fā)明一方面，每個(gè)增益乘法器113為其接收的映射數(shù)據(jù)子流提供在從接收機(jī)反饋中指示的增益。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，例如，根據(jù)注水原理，對(duì)應(yīng)一個(gè)增益乘法器113的特定信道越好，則提供的增益越高。
每個(gè)可選上變頻器115執(zhí)行常規(guī)上變頻功能。在無(wú)線電基系統(tǒng)中，通過(guò)利用其接收的調(diào)節(jié)(regulated)映射數(shù)據(jù)子流的增益作為輸入調(diào)制載波波形，每個(gè)上變頻器115生成一個(gè)射頻信號(hào)。產(chǎn)生的每個(gè)調(diào)制信號(hào)可提供給耦合每個(gè)上變頻器115的一個(gè)相應(yīng)可選發(fā)射天線117。
速率控制器119接收從接收機(jī)103反饋的速率或其指示，并從接收信息中導(dǎo)出每個(gè)子流的碼率和構(gòu)象大小。根據(jù)本發(fā)明一方面，每個(gè)碼率或其指示接著提供給適當(dāng)?shù)木幋a器，而且要使用的構(gòu)象，或其指示，提供給每個(gè)符號(hào)映射器。因此，速率控制器119可實(shí)現(xiàn)映射功能，從來(lái)自接收機(jī)103的反饋信息中確定碼率和構(gòu)象。
增益控制器121從接收機(jī)103的反饋中接收該增益，或其指示，并通過(guò)一個(gè)相關(guān)的增益乘法器113從接收信息中導(dǎo)出每個(gè)子流要使用的增益。注意功率和增益之間存在直接關(guān)系。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)取功率的平方根可將功率轉(zhuǎn)換為增益。因此，功率可以是增益的指示，反之亦然。如果功率信息是經(jīng)反饋接收的，那么它很容易轉(zhuǎn)換為適當(dāng)增益。
注意，速率控制器119的功能可以結(jié)合到編碼器107和符號(hào)映射器111。類似地，增益控制器121的功能也可以結(jié)合到增益乘法器113中。
每個(gè)可選接收天線131從每個(gè)可選天線117接收一個(gè)信號(hào)。在每個(gè)天線接收的信號(hào)被其耦合的一個(gè)可選下變頻器133轉(zhuǎn)換為基帶。產(chǎn)生的基帶信號(hào)被饋入信道估計(jì)器135。
信道估計(jì)器135為每個(gè)發(fā)射和接收對(duì)進(jìn)行信道估計(jì)。因此，對(duì)于N個(gè)發(fā)射天線和M個(gè)接收天線有N×M個(gè)信通。對(duì)每個(gè)信道的估計(jì)集合排列成N×M矩陣的總信道估計(jì) 。另外，信道估計(jì)器135估計(jì)信道中的噪聲功率 和 提供給功率/速率計(jì)算器137，計(jì)算器137根據(jù)本發(fā)明的原理計(jì)算速率R和功率P——上面提到，它們直接對(duì)應(yīng)增益，而且以對(duì)分接器105產(chǎn)生的每個(gè)數(shù)據(jù)子流發(fā)射機(jī)101應(yīng)使用的增益——或其指示的形式，為發(fā)射機(jī)101所用。這些速率和功率利用反饋信道提供給發(fā)射機(jī)101。
由功率/速率計(jì)算器137分配速率和功率的過(guò)程取決于完成人。給出下面的討論和例子，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能開(kāi)發(fā)出各自的程序。本過(guò)程的特別目標(biāo)是分配速率和功率來(lái)最大化總信道容量。至此，一般地，質(zhì)量更佳的信道將分配更高的速率和功率。
注意，接收機(jī)103沒(méi)有示意解碼器和去交織器。這是因?yàn)?，盡管解碼器和去交織器對(duì)于一個(gè)完整的接收機(jī)是必需的——在提供接收機(jī)103的輸出數(shù)據(jù)之前用于將發(fā)射機(jī)執(zhí)行的互補(bǔ)功能反轉(zhuǎn)——但它們對(duì)于提供給信道估計(jì)器135的數(shù)據(jù)流不是必要的，因此為表述清晰起見(jiàn)沒(méi)有示出。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一方面，為一個(gè)具有N個(gè)發(fā)射子流和M個(gè)接收分支的系統(tǒng)確定速率和功率的示例性過(guò)程。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，圖2的過(guò)程可以持續(xù)運(yùn)行。然而，僅在與之前反饋的值有太大偏差時(shí)才反饋由該過(guò)程確定的值。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，僅在信道估計(jì)器135(圖1)確定信道的改變量足以保證該過(guò)程運(yùn)行時(shí)該開(kāi)始運(yùn)行該過(guò)程。例如，當(dāng)確定了最后時(shí)刻速率和功率 的模方(norm)差，而且當(dāng)前 大于一個(gè)指定門(mén)限時(shí)。圖2的過(guò)程由功率/速率計(jì)算器137(圖1)執(zhí)行。
當(dāng)確定了要計(jì)算的速率和功率時(shí)，在步驟200(圖2)進(jìn)入該過(guò)程。在步驟201，初始化幾個(gè)變量。特別是計(jì)數(shù)器n被初始化為值N，而變量Premaining的值被初始化為PT，這是應(yīng)用圖2過(guò)程的系統(tǒng)中可用的總發(fā)射功率。接著，在步驟203，標(biāo)記為Pn的初始功率分配Premaining/n被分配給第n號(hào)子流。 的值在步驟205計(jì)算，其中hn＝[h1，n…h(huán)M，n]T為第n號(hào)發(fā)射子流的M維復(fù)向量；hm，n為從第n號(hào)發(fā)射子流到第m個(gè)接收分支的復(fù)信道系數(shù)，m＝1...M；上標(biāo)T指示矩陣轉(zhuǎn)置操作；Hn+1N＝[hn+1...hN]為M×(N-n)矩陣；Pn+1N＝diag(Pn+1...PN)為所分配功率的對(duì)角(N-m)矩陣；上標(biāo)H表示埃爾米特轉(zhuǎn)置操作；上標(biāo)-1表示矩陣的逆；以及I為大小為M×M的單位矩陣。
在步驟207，Rn的值被量化為最近的步長(zhǎng)，例如，最近的整數(shù)，所選整數(shù)倍數(shù)的最近整數(shù)，或所選值的最近倍數(shù)，等等。量化值Rn表示為Rn。
在步驟209重新計(jì)算當(dāng)前子流n的功率。這可通過(guò)計(jì)算 執(zhí)行，其中Pn表示重新計(jì)算的功率。條件分支點(diǎn)211進(jìn)行測(cè)試以確定是否Premaining-Pn＞0。這個(gè)測(cè)試確定剩余功率的大小是否大于為子流n分配的功率，即，由于剩余足夠功率支持分配因此確實(shí)可以進(jìn)行功率分配。如果在步驟211測(cè)試結(jié)果為YES，指示確實(shí)可以執(zhí)行功率分配，則控制轉(zhuǎn)入步驟213，在此計(jì)數(shù)器n減1，而Premaining設(shè)置為Premaining-Pn。
條件分支點(diǎn)215測(cè)試以確定是否n＝0，即，已處理完所有子流。如果在步驟215的測(cè)試結(jié)果為NO，控制回到步驟203，如上所述繼續(xù)該過(guò)程。如果在步驟215的測(cè)試結(jié)果為YES，則控制轉(zhuǎn)入步驟217，退出該過(guò)程。
如果在步驟211的測(cè)試結(jié)果為NO，指示確實(shí)無(wú)法執(zhí)行功率分配，控制轉(zhuǎn)入步驟219，在此設(shè)置Rn等于向下量化到小于Rn的最近步長(zhǎng)值，例如，小于Rn的最近整數(shù)，所選整數(shù)倍數(shù)且小于Rn的最近整數(shù)，或所選值的最近倍數(shù)且小于Rn，等等。這將產(chǎn)生一個(gè)較小的值Pn?？刂平又氐讲襟E209，并且如上所述繼續(xù)該過(guò)程。
一旦完成了圖2的過(guò)程，生成的速率和功率可通過(guò)反饋路徑提供發(fā)射機(jī)使用?；蛘?，可編碼這些速率和功率，這樣它們可由發(fā)射機(jī)解釋的指示符表示，以便確定適當(dāng)速率和功率，由此確定增益。上面指出，功率在接收機(jī)可轉(zhuǎn)換為增益，而且可通過(guò)反饋路徑直接提供增益信息，或其編碼表示，供發(fā)射機(jī)使用。此外，根據(jù)本發(fā)明一方面，盡管同時(shí)反饋速率和功率能產(chǎn)生更佳性能，但只反饋關(guān)于速率的信息，或關(guān)于功率的信息——由此關(guān)于增益的信息——以實(shí)現(xiàn)相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的提高。
權(quán)利要求
1.一種多重輸入多重輸出(MIMO)系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)，用于發(fā)送源于同一個(gè)數(shù)據(jù)流，它包括用于為每個(gè)數(shù)據(jù)子流接收反饋的速率和功率指示符的裝置；以及為每個(gè)相應(yīng)的數(shù)據(jù)子流施加速率控制和功率控制的裝置，其中該速率控制和功率控制對(duì)應(yīng)于為所述數(shù)據(jù)子流接收的所述速率和功率指示符。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)射機(jī)，其中所述速率和功率指示符包括所述速率的獨(dú)立表示和所述功率的獨(dú)立表示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)射機(jī)，其中所述速率和功率指示符為所述速率和所述功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)射機(jī)，其中所述速率和功率指示符為所述指示符指示的所述速率和所述功率的直接函數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)射機(jī)，其中由接收機(jī)確定每個(gè)速率和功率為信道估計(jì)的函數(shù)。
6.一種多重輸入多重輸出(MIMO)系統(tǒng)的接收機(jī)，用于接收源于同一個(gè)數(shù)據(jù)流的多個(gè)數(shù)據(jù)子流，它包括用于估計(jì)信道特性的裝置；以及用于為每個(gè)數(shù)據(jù)子流導(dǎo)出作為所述估計(jì)裝置產(chǎn)生的估計(jì)信道特性函數(shù)的速率指示符和功率指示符的裝置；以及用于發(fā)送反饋的所述速率的所述指示符和所述功率的所述指示符到發(fā)射機(jī)的裝置。
7.一種多重輸入多重輸出(MIMO)系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)，用于發(fā)送源于同一個(gè)總數(shù)據(jù)流的多個(gè)數(shù)據(jù)子流，它包括多個(gè)編碼器，每個(gè)所述數(shù)據(jù)子流使用一個(gè)編碼器，每個(gè)所述編碼器響應(yīng)從所述發(fā)射機(jī)發(fā)送的所述子流的接收機(jī)中接收的反饋速率信息；以及多個(gè)符號(hào)映射器，每個(gè)所述符號(hào)映射器耦合以接收一個(gè)所述數(shù)據(jù)子流的相應(yīng)編碼版本，而且每個(gè)所述符號(hào)映射器也響應(yīng)所述速率信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)射機(jī)，還包括多個(gè)增益乘法器，響應(yīng)從所述接收機(jī)接收的所述部分反饋的功率信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)射機(jī)，還包括多個(gè)交織器，每個(gè)所述交織器耦合在一個(gè)相應(yīng)的所述編碼器和一個(gè)相應(yīng)的所述符號(hào)映射器之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)射機(jī)，其中對(duì)于一個(gè)相應(yīng)的所述數(shù)據(jù)子流，每個(gè)所述符號(hào)映射器與一個(gè)相應(yīng)的所述編碼器相關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)射機(jī)，其中每個(gè)所述符號(hào)映射器與沿一個(gè)相應(yīng)的所述數(shù)據(jù)子流的發(fā)射路徑的一個(gè)相應(yīng)的所述編碼器相關(guān)，而且對(duì)于每個(gè)發(fā)射路徑，其相關(guān)編碼器和符號(hào)映射器從所述速率信息中接收相同速率。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)射機(jī)，還包括一個(gè)速率控制器，用于響應(yīng)所述速率信息，為每個(gè)所述符號(hào)映射器和所述編碼器提供一個(gè)將要使用的速率。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)射機(jī)，還包括一個(gè)速率控制器，用于響應(yīng)作為以編碼格式接收的所述速率信息的函數(shù)的所述速率信息，為每個(gè)所述符號(hào)映射器和所述編碼器提供一個(gè)將要使用的速率。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的發(fā)射機(jī)，還包括一個(gè)速率控制器，用于響應(yīng)所述速率信息，為每個(gè)所述符號(hào)映射器和所述編碼器提供一個(gè)將要使用的速率。
15.一種用于發(fā)送源于同一個(gè)總數(shù)據(jù)流的多個(gè)數(shù)據(jù)子流的多重輸入多重輸出(MIMO)系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)，包括多個(gè)增益作用器，每個(gè)所述數(shù)據(jù)子流使用一個(gè)增益作用器，每個(gè)所述增益作用器響應(yīng)從所述發(fā)射機(jī)發(fā)送的所述子流的接收機(jī)中接收的反饋功率信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)射機(jī)，其中所述增益作用器為乘法器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)射機(jī)，還包括一個(gè)增益控制器，用于響應(yīng)所述功率信息，為每個(gè)所述增益作用器提供將要使用的功率。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)射機(jī)，還包括一個(gè)增益控制器，用于為每個(gè)所述增益作用器提供用作以編碼格式接收的所述功率信息的函數(shù)的功率。
19.一種多重輸入多重輸出(MIMO)系統(tǒng)的接收機(jī)，用于接收源于同一個(gè)總數(shù)據(jù)流的多個(gè)數(shù)據(jù)子流，它包括信道估計(jì)器，用于(i)從所述接收的多個(gè)數(shù)據(jù)子流中產(chǎn)生一個(gè)總信道估計(jì)，和(ii)產(chǎn)生所述總體信道的噪聲功率估計(jì)；以及功率計(jì)算器，用于計(jì)算所述子流的發(fā)射機(jī)使用的功率，每個(gè)所述子流使用一個(gè)相應(yīng)的功率計(jì)算器。
20.一種多重輸入多重輸出(MIMO)系統(tǒng)的接收機(jī)，用于接收源于同一個(gè)總數(shù)據(jù)流的多個(gè)數(shù)據(jù)子流，它包括信道估計(jì)器，用于(i)從所述接收的多個(gè)數(shù)據(jù)子流中產(chǎn)生一個(gè)總信道估計(jì)，和(ii)產(chǎn)生所述總體信道的噪聲功率估計(jì)；以及速率計(jì)算器，用于計(jì)算所述子流的發(fā)射機(jī)使用的速率，每個(gè)所述子流使用一個(gè)相應(yīng)的速率計(jì)算器。
21.一種用于處理源于同一個(gè)總數(shù)據(jù)流的多個(gè)數(shù)據(jù)子流在多重輸入多重輸出(MIMO)系統(tǒng)中傳輸?shù)姆椒?，該方法包括步驟編碼作為各個(gè)速率指示符的函數(shù)的每個(gè)所述數(shù)據(jù)子流，以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)子流，其中所述的各個(gè)速率指示符作為每個(gè)所述數(shù)據(jù)子流的反饋從所述MIMO系統(tǒng)的接收機(jī)接收到；以及在每個(gè)所述編碼數(shù)據(jù)子流均被交織后分別映射它們，利用作為從所述MIMO系統(tǒng)的接收機(jī)接收到的所述各個(gè)反饋速率的每個(gè)所述指示符的函數(shù)選擇的構(gòu)象，為每個(gè)所述數(shù)據(jù)子流執(zhí)行所述映射每個(gè)所述編碼交織數(shù)據(jù)流的操作，以產(chǎn)生編碼交織映射的數(shù)據(jù)子流。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，還包括步驟以所述MIMO系統(tǒng)的所述接收機(jī)接收到的各個(gè)反饋指示符的函數(shù)控制每個(gè)所述編碼交織映射數(shù)據(jù)子流的功率，用于控制每個(gè)所述編碼交織映射數(shù)據(jù)子流的功率。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中有N個(gè)發(fā)射路徑，每個(gè)數(shù)據(jù)子流使用一個(gè)發(fā)射路徑，以及M個(gè)接收路徑，這樣就有N×M個(gè)信道，在所述接收機(jī)通過(guò)下述步驟產(chǎn)生所述指示符和所述速率產(chǎn)生N×M矩陣的總信道估計(jì) 確定信道中的噪聲功率 初始化計(jì)數(shù)器n為值N；初始化變量Premaining為系統(tǒng)可用的總發(fā)射功率PT；指定第n號(hào)子流的初始功率分配Pn為值Premaining/n；計(jì)算Rn=log2(1+PnhnH(Hn+1:NPn+1:NHn+1:NH+I)-1hn)(n=1,...,N)]]>其中Rn為第n號(hào)發(fā)射子流使用的速率；hn＝[h1，n…h(huán)M，n]T為第n號(hào)發(fā)射子流的M維復(fù)向量；hm，n為從第n號(hào)發(fā)射子流到第m個(gè)接收分支的復(fù)信道系數(shù)，m＝1...M；上標(biāo)T指示矩陣轉(zhuǎn)置操作；Hn+1N＝[hn+1...hN]為M×(N-n)矩陣；Pn+1N＝diag(Pn+1...PN)為所分配功率的對(duì)角(N-m)矩陣；上標(biāo)H表示埃爾米特轉(zhuǎn)置操作；上標(biāo)-1表示矩陣的逆；以及I為大小為M×M的單位矩陣；量化Rn為最近的步長(zhǎng)以產(chǎn)生Rn；以及通過(guò)計(jì)算 重新計(jì)算當(dāng)前子流n的功率，其中Pn表示重新計(jì)算的功率。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，還包括下面的步驟當(dāng)Premaining-Pn＞0時(shí)n減1；設(shè)置Premaining為Premaining-Pn；以及當(dāng)n不等于0時(shí)，重復(fù)所述分配、計(jì)算、量化和重新計(jì)算步驟。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，還包括下面的步驟當(dāng)Premaining-Pn≤0時(shí)設(shè)置Rn等于向下量化到小于Rn的最近步長(zhǎng)值的Rn值；以及重復(fù)所述重新計(jì)算步驟。
26.一種用于多重輸入多重輸出(MIMO)系統(tǒng)的接收機(jī)的方法，該系統(tǒng)中有N個(gè)發(fā)射路徑，每個(gè)數(shù)據(jù)子流使用一個(gè)發(fā)射路徑，以及M個(gè)接收路徑，這樣總信道中就有N×M個(gè)信道，該方法包括步驟產(chǎn)生N×M矩陣的總信道估計(jì) 確定信道中的噪聲功率 初始化計(jì)數(shù)器n為值N；初始化變量Premaining為系統(tǒng)可用的總發(fā)射功率PT；指定第n號(hào)子流的初始功率分配Pn為值Premaining/n；計(jì)算Rn=log2(1+PnhnH(Hn+1:NPn+1:NHn+1:NH+I)-1hn)(n=1,...,N)]]>其中Rn為第n號(hào)發(fā)射子流使用的速率；hn＝[h1，n...hM，n]T為第n號(hào)發(fā)射子流的M維復(fù)向量；hm，n為從第n號(hào)發(fā)射子流到第m個(gè)接收分支的復(fù)信道系數(shù)，m＝1...M；上標(biāo)T指示矩陣轉(zhuǎn)置操作；Hn+1N＝[hn+1...hN]為M×(N-n)矩陣；Pn+1N＝diag(Pn+1...PN)為所分配功率的對(duì)角(N-m)矩陣；上標(biāo)H表示埃爾米特轉(zhuǎn)置操作；上標(biāo)-1表示矩陣的逆；以及I為大小為M×M的單位矩陣；量化Rn為最近的步長(zhǎng)以產(chǎn)生Rn；以及通過(guò)計(jì)算 重新計(jì)算當(dāng)前子流n的功率，其中Pn表示重新計(jì)算的功率。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，還包括下面的步驟當(dāng)Premaining-Pn＞0時(shí)n減1；設(shè)置Premaining為Premaining-Pn；以及當(dāng)n不等于0時(shí)，重復(fù)所述分配、計(jì)算、量化和重新計(jì)算步驟。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，還包括下面的步驟當(dāng)Premaining-Pn≤0時(shí)設(shè)置Rn等于向下量化到小于Rn的最近步長(zhǎng)值的Rn值；以及重復(fù)所述重新計(jì)算步驟。
全文摘要
在多重輸入多重輸出(MIMO)系統(tǒng)中,通過(guò)為總數(shù)據(jù)流的每個(gè)數(shù)據(jù)子流提供傳輸該數(shù)據(jù)子流的速率指示符和/或增益指示符作為反饋,利用比反饋信道估計(jì)或信道統(tǒng)計(jì)所需帶寬小得多的帶寬可實(shí)現(xiàn)相比無(wú)反饋情況容量的顯著增加。該速率指示符和/或增益指示符可以直接是速率和/或增益,或是速率和/或增益的編碼表示形式。一般地,如果速率和增益指示符同時(shí)被反饋將能實(shí)現(xiàn)最佳性能。速率和增益是根據(jù)在接收機(jī)中產(chǎn)生的信道估計(jì)的函數(shù)計(jì)算的。發(fā)射機(jī)最好對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)子流采用一維數(shù)據(jù)編碼。
文檔編號(hào)H04B1/04GK1354610SQ0113768
公開(kāi)日2002年6月19日 申請(qǐng)日期2001年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月16日
發(fā)明者鄭盛澤, 黃正豪, 安吉爾·勒扎諾 申請(qǐng)人:朗迅科技公司