專利名稱：多輸入多輸出系統(tǒng)中的信號處理方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用于移動通信系統(tǒng)的信號處理方法，并且更為具體的說，涉及在MIMO(多輸入多輸出)系統(tǒng)中分段以傳輸數(shù)據(jù)塊的方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，在移動通信中，已知MIMO(多輸入多輸出)系統(tǒng)優(yōu)于現(xiàn)有的單個天線系統(tǒng)。即，在強散射環(huán)境的情況中，MIMO系統(tǒng)表現(xiàn)出比單個到單個天線或單個到多個天線好得多的性能。
為了使MIMO系統(tǒng)更為有效的工作，在由多個接收天線接收的信號之間應(yīng)該具有較少的相關(guān)性。在下面解釋根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的MIMO移動通信系統(tǒng)的一個示例。
圖1是作為MIMO系統(tǒng)之一的V-BLAST(垂直貝爾實驗室分層空時)系統(tǒng)的框圖。
參考圖1，作為一種MIMO系統(tǒng)的V-BLAST具有M個發(fā)送天線12和N個接收天線16。該V-BLAST系統(tǒng)能夠根據(jù)天線的數(shù)目具有M*N個獨立的信道，由此具有優(yōu)于現(xiàn)有的單天線系統(tǒng)的性能。V-BLAST系統(tǒng)的發(fā)送端通過M個發(fā)送天線單獨地發(fā)送順序產(chǎn)生的傳輸數(shù)據(jù)。即，數(shù)據(jù)11將被傳輸通過向量編碼器10。串行輸入的信號通過向量編碼器10被轉(zhuǎn)換為并行信號。將串行-并行轉(zhuǎn)換的信號通過M個發(fā)送天線來發(fā)送。通常，為了使得能夠通過各個天線并行傳輸，設(shè)計MIMO系統(tǒng)使其接收天線16的數(shù)目大于發(fā)送天線12的數(shù)目(M＜N)。
發(fā)送端經(jīng)M個天線單獨地發(fā)送信號，并且接收端經(jīng)N個天線單獨地接收信號。因此，接收天線分別接收通過M個發(fā)送天線發(fā)送的信號，并且在接收的信號上執(zhí)行預(yù)定的算法以檢測從各個發(fā)送信號發(fā)送的信號。V-BLAST接收端的信號處理單元18用于檢測來自接收端的從M個天線分開發(fā)送的信號，如圖1所示。
該V-BLAST系統(tǒng)的發(fā)送端不使用分開的信號處理或空時(space-time)碼。即，將輸入信號簡單地經(jīng)M個天線分別發(fā)送。并且，該V-BLAST接收端通過N個天線接收經(jīng)M個發(fā)送天線發(fā)送的信號，并且使用合適的信號處理算法檢測從各個發(fā)送天線發(fā)送的信號。
下面解釋在接收端的信號處理過程。在檢測經(jīng)特定發(fā)送天線發(fā)送的信號時，將從其它發(fā)送天線發(fā)送的信號作為干擾信號處理。即，對于經(jīng)各個發(fā)送天線發(fā)送的每個信號，接收端使用計算接收陣列天線的加權(quán)向量并除去先前檢測的信號的影響的方法。同時，接收端可以使用以更高階的信噪比檢測從各個發(fā)送天線發(fā)送的信號的方法。
如果從各個發(fā)送天線獨立發(fā)送的信號使得能夠保持它們的獨立性，并且通過移動通信信道14，則這種信號處理方法非常有效。而且，在發(fā)送天線陣列中基本上存在規(guī)定量的相關(guān)性，并且在接收天線陣列的接收天線之間存在規(guī)定量的相關(guān)性。因此，可能不能保持和在各個發(fā)送天線之間的產(chǎn)品數(shù)量(M*N)一樣多的獨立天線。
在MIMO系統(tǒng)中，在接收端經(jīng)發(fā)送天線接收獨立發(fā)送的信號以獨立地處理的情況中能夠更為有效的進行通信。而且，如果不保證各個信道的獨立性，對于接收端難以分開地檢測各個發(fā)送天線的信號。因此，特定的發(fā)送信號經(jīng)常引起接收端的誤碼。
如先前解釋的，在當(dāng)經(jīng)各個天線簡單地發(fā)送輸入信號而不使用分開的信號處理或空時碼時，信道獨立性易于被破壞，在MIMO系統(tǒng)中的現(xiàn)有技術(shù)的信號處理方法不能有效地處理這種變化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種在MIMO(多輸入多輸出)系統(tǒng)中分段以傳輸數(shù)據(jù)塊的方法及其設(shè)備，其基本上避免了因為現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點引起的一個或多個問題。本發(fā)明的目的是提供在具有多個發(fā)送和接收天線的MIMO(多輸入多輸出)系統(tǒng)中分段以傳輸數(shù)據(jù)塊的設(shè)備和方法。
本發(fā)明的其它優(yōu)點、目的和特征將在隨后的說明中部分地描述，經(jīng)過以下檢驗或從本發(fā)明的實踐中學(xué)習(xí)，上述優(yōu)點、目的和特征對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是顯而易見的。本發(fā)明的目的和優(yōu)點可以如所附說明書及其權(quán)利要求書和附圖中所特別指出的來實現(xiàn)和獲得。
為實現(xiàn)本發(fā)明的這些和其它的優(yōu)點，以及根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里具體地和廣泛地描述的，根據(jù)本發(fā)明的信號處理設(shè)備包括反饋信號接收單元，其接收至少一個信道的狀態(tài)信息；數(shù)據(jù)塊分段單元，其接收第一數(shù)據(jù)塊中的一個以分段為至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊；CRC附加單元，其將CRC附加到一個或多個第二數(shù)據(jù)塊的每一個；數(shù)據(jù)塊分配單元，其根據(jù)經(jīng)其發(fā)送至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊的天線分配至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊；以及至少一個或多個天線，其發(fā)送至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊。
在本發(fā)明的另一方案中，在具有多個發(fā)送天線的移動通信系統(tǒng)中，信號處理方法包括步驟接收包括至少一個信道的狀態(tài)信息的反饋信號；將第一數(shù)據(jù)塊中的一個分段為至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊；將CRC附加到至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊的每一個；將至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊分別分配到多個發(fā)送天線；以及發(fā)送至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊。因此，本發(fā)明使得能夠在這種作為MIMO系統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)中使用多個發(fā)送/接收天線更有效地傳輸數(shù)據(jù)。
應(yīng)該理解本發(fā)明的前述一般描述和下面的具體描述都是示例性和說明性的，并且意在提供本發(fā)明如權(quán)利要求所述的進一步解釋。


附圖是為了能進一步了解本發(fā)明而包含的，并且被納入本說明書中構(gòu)成本說明書的一部分，這些附圖示出了本發(fā)明的一個或多個實施例，并用于與本說明書一起對本發(fā)明的原理進行說明。在附圖中圖1是作為MIMO系統(tǒng)之一的V-BLAST(垂直貝爾實驗室分層空時)系統(tǒng)的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的MIMO系統(tǒng)的框圖；和圖3是用于解釋構(gòu)造經(jīng)發(fā)送天線發(fā)送的數(shù)據(jù)塊的方法的視圖。
具體實施例方式
下面將詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附圖中示出了其示例。在任意可能的地方，在整個附圖中使用相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部分。作為應(yīng)用本發(fā)明的系統(tǒng)的一個實施例，假定MIMO系統(tǒng)包括M個發(fā)送天線和N個接收天線(M*N)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的MIMO系統(tǒng)的框圖。
參考圖2，在根據(jù)本發(fā)明的MIMO系統(tǒng)中，接收端通知發(fā)送端在從發(fā)送端使用的多個天線中的特定發(fā)送天線發(fā)送的信號是否由接收端正確地檢測。因此，根據(jù)本發(fā)明的MIMO系統(tǒng)能夠有效地發(fā)送/接收。
在現(xiàn)有技術(shù)的MIMO系統(tǒng)中，發(fā)送/接收信號的各個信道12不能維持它們的獨立性。即，產(chǎn)生在各個天線之間的相關(guān)性影響各個信道的獨立性。接收端30難以檢測從特定發(fā)送天線發(fā)送的信號。因此，從特定發(fā)送天線發(fā)送的信號持續(xù)引起接收端的錯誤。
為克服這個問題，本發(fā)明提供了用于估計到發(fā)送和接收端的信道狀態(tài)的設(shè)備，并將估計的信道狀態(tài)反饋到發(fā)送端，使得發(fā)送端檢查每個天線的信道狀態(tài)。因此，使得本發(fā)明能夠在具有良好狀態(tài)的信道上發(fā)送信號。
根據(jù)本發(fā)明的MIMO系統(tǒng)的發(fā)送端包括天線選擇單元24、數(shù)據(jù)分段單元26、以及數(shù)據(jù)塊分配單元28。天線選擇單元24選擇多個發(fā)送天線中的一個以發(fā)送信號。同時，數(shù)據(jù)分段單元26將發(fā)送的數(shù)據(jù)分段為多個數(shù)據(jù)塊。而數(shù)據(jù)塊分配單元28將數(shù)據(jù)塊分別分配到M個發(fā)送天線。即，接收端30接收經(jīng)多個發(fā)送天線12發(fā)送的各個數(shù)據(jù)，并且檢查是否無錯誤地發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，使得接收端30能夠檢查特定發(fā)送天線的信道狀態(tài)。然后接收端30將信道狀態(tài)的信息反饋到發(fā)送端，使得發(fā)送端20能夠在具有良好狀態(tài)的信道上發(fā)送數(shù)據(jù)。
天線選擇單元24使用反饋信道狀態(tài)信息選擇將要分配的數(shù)據(jù)塊的天線，然后傳送該相應(yīng)的信息到數(shù)據(jù)分段單元。數(shù)據(jù)分段單元26使用來自數(shù)據(jù)天線選擇單元的信息以將要發(fā)送的數(shù)據(jù)分段為至少一個或多個數(shù)據(jù)塊。
數(shù)據(jù)塊分配單元28將分段的數(shù)據(jù)塊分別分配到相應(yīng)的天線。然后分別經(jīng)相應(yīng)的天線發(fā)送分配的數(shù)據(jù)塊。因此，選擇具有良好信道狀態(tài)的發(fā)送天線使得數(shù)據(jù)塊經(jīng)對應(yīng)于估計狀態(tài)為良好的信道14的發(fā)送天線來發(fā)送。
在包括M個發(fā)送天線12的發(fā)送端30中，傳輸數(shù)據(jù)能使用發(fā)送天線的全部或部分來發(fā)送。即，整個或部分地選擇在M個發(fā)送天線中被估計為“良好”的發(fā)送天線。當(dāng)將傳輸數(shù)據(jù)分段為數(shù)據(jù)塊時，將數(shù)據(jù)塊分配到由數(shù)據(jù)塊選擇單元選擇的發(fā)送天線。因此，數(shù)據(jù)塊經(jīng)選擇的發(fā)送天線被發(fā)送。
另外，在由數(shù)據(jù)分段單元構(gòu)造數(shù)據(jù)塊時，將分開的CRC(循環(huán)冗余檢驗)附加到每個數(shù)據(jù)塊。在這個情況中，該CRC意味著使用循環(huán)二元碼檢查誤差以檢測在進行中的數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)生的誤差的方法。接收端使用CRC估計對應(yīng)于每個發(fā)送天線的信道狀態(tài)。
圖3是用于解釋將發(fā)送的數(shù)據(jù)分段為至少一個數(shù)據(jù)塊的方法的視圖，其中分段被發(fā)送的數(shù)據(jù)41的方法分為每個均勻大小的數(shù)據(jù)塊。
參考圖3，數(shù)據(jù)分段單元26將發(fā)送的數(shù)據(jù)41分段為M個均勻大小的數(shù)據(jù)塊以經(jīng)多個天線發(fā)送。
將不同的CRC附加到M個分段的數(shù)據(jù)塊42以構(gòu)建各個數(shù)據(jù)塊43。并且，數(shù)據(jù)塊分配單元將數(shù)據(jù)塊43分配到信道狀態(tài)良好的天線。
另外，當(dāng)因為相應(yīng)的發(fā)送天線12的不良信道狀態(tài)而從接收端30接收通知持續(xù)發(fā)生誤差的反饋信號時，數(shù)據(jù)塊44不被分配到發(fā)送天線12。并且，將許諾(promised)的偽信號和CRC附加到不分配數(shù)據(jù)塊的發(fā)送天線以發(fā)送。
特別的，在接收特定發(fā)送天線的信號持續(xù)引起接收端30的錯誤的反饋信息的情況中，僅將經(jīng)特定發(fā)送天線發(fā)送的信號填充偽比特以發(fā)送。通過這個方式，不經(jīng)持續(xù)引起錯誤的天線發(fā)送信號。而且，接收端應(yīng)該能夠檢查從相應(yīng)天線發(fā)送的信號是否持續(xù)引起誤差。
因此，經(jīng)具有良好的信道狀態(tài)的發(fā)送天線傳輸將被發(fā)送的數(shù)據(jù)，并且經(jīng)相應(yīng)天線發(fā)送偽比特。假定MIMO系統(tǒng)使用四個發(fā)送天線，最初經(jīng)四個發(fā)送天線發(fā)送分配的信號。然后接收端檢查經(jīng)各個發(fā)送天線發(fā)送的信號的CRC。如果經(jīng)第一發(fā)送天線發(fā)送的數(shù)據(jù)引起誤差，則經(jīng)第一發(fā)送天線發(fā)送偽比特直到經(jīng)第一發(fā)送天線發(fā)送的信號不引起錯誤。同時，經(jīng)第二到第四發(fā)送天線發(fā)送傳輸數(shù)據(jù)。
經(jīng)第一發(fā)送天線發(fā)送附加了許諾的CRC的信號，使得接收端能夠檢查經(jīng)第一發(fā)送天線發(fā)送的信號是否持續(xù)引起錯誤。如果不再發(fā)生錯誤，則經(jīng)第一發(fā)送天線發(fā)送該傳輸數(shù)據(jù)。
在根據(jù)本發(fā)明的MIMO系統(tǒng)中，接收端30包括信號接收單元32、信道估計單元34和反饋信號傳送單元36。信號接收單元32經(jīng)N個接收天線接收信號。該信道估計單元34監(jiān)控經(jīng)N個接收天線接收的信號以分別估計發(fā)送天線的信道狀態(tài)。并且，反饋信號傳送單元36將由信道估計單元34估計的信道狀態(tài)信息發(fā)送到發(fā)送端20。
在這個過程中，信號接收單元32檢測從發(fā)送端發(fā)送的信號用于“迫零”(zero forcing)或“MMSE(最小均方誤差)”的信號處理。
另外，信道估計單元34監(jiān)控接收的信號或附加的CRC以分別估計接收信道的狀態(tài)，且檢查不同的CRC以識別具有發(fā)送的相應(yīng)信號的天線。
即，信道估計單元34使用CRC確認(rèn)沒有錯誤地接收到接收的信號。因為發(fā)送端分段數(shù)據(jù)為多個數(shù)據(jù)塊，且分別附加不同的CRC到數(shù)據(jù)塊，該接收端檢查各個CRC以確認(rèn)無錯誤地接收了多個發(fā)送的數(shù)據(jù)塊。
特別的，假定發(fā)送端使用四個發(fā)送天線，發(fā)送天線分配依次由00、01、10和11表示，以通知某個發(fā)送天線的傳輸信號持續(xù)引起錯誤。在這個情況中，能夠通過檢查各個CRC知道是否發(fā)生從相應(yīng)發(fā)送天線發(fā)送的信號的錯誤。
如果從至少兩個發(fā)送天線發(fā)送的信息持續(xù)引起錯誤，將用于至少兩個天線的索引同時反饋到發(fā)送端，或者被依次地劃分為反饋數(shù)據(jù)以反饋。
另外，當(dāng)正常接收由整個發(fā)送天線發(fā)送的所有信號時，其中插入反饋比特的部分能夠保持空。
在請求重發(fā)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)在來自各個發(fā)送天線的數(shù)據(jù)中引起錯誤的情況中，能夠從每個天線產(chǎn)生ACK/NACK信息。在這個情況下，發(fā)送用于引起錯誤的天線的NACK，使得從相應(yīng)天線發(fā)送的信號被重發(fā)。
對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說很明顯可以對本發(fā)明做出多種修改和變更。因此，本發(fā)明意在覆蓋在所附權(quán)利要求及其等效物范圍內(nèi)提供的本發(fā)明的修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種信號處理設(shè)備，包括反饋信號接收單元，其接收至少一個信道的狀態(tài)信息；數(shù)據(jù)塊分段單元，其接收第一數(shù)據(jù)塊中的一個以分段為至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊；CRC附加單元，其將CRC附加到至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊的每一個；數(shù)據(jù)塊分配單元，其根據(jù)經(jīng)其發(fā)送至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊的天線分配至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊；以及至少一個或多個天線，其發(fā)送至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊。
2.如權(quán)利要求1所述的信號處理設(shè)備，其中，該反饋信號接收單元使用反饋信號來估計信道狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的信號處理設(shè)備，進一步包括天線選擇單元，其確定經(jīng)至少一個或多個天線的哪一個發(fā)送至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊。
4.如權(quán)利要求3所述的信號處理設(shè)備，其中，該天線選擇單元根據(jù)由反饋信號接收單元接收的狀態(tài)信息確定經(jīng)其發(fā)送至少一個第二數(shù)據(jù)塊的天線。
5.如權(quán)利要求1所述的信號處理設(shè)備，其中，該CRC被不同地附加到至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊的每一個。
6.一種信號處理設(shè)備，其具有多個接收天線，包括至少一個接收天線單元，其接收數(shù)據(jù)塊；信道估計單元，其處理接收的數(shù)據(jù)塊以獲得信道狀態(tài)信息；以及反饋信號傳輸單元，其發(fā)送信道狀態(tài)信息。
7.一種信號處理方法，其用在具有多個發(fā)送天線的移動通信系統(tǒng)中，該方法包括步驟接收包括至少一個信道的狀態(tài)信息的反饋信號；將第一數(shù)據(jù)塊中的一個分段以分段為至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊；將CRC附加到至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊的每一個；將至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊分別分配到多個發(fā)送天線；以及發(fā)送至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊。
8.如權(quán)利要求7所述的信號處理方法，進一步包括使用反饋信號估計信道狀態(tài)的步驟。
9.如權(quán)利要求7所述的信號處理方法，進一步包括選擇經(jīng)其發(fā)送至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊的發(fā)送天線的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的信號處理方法，其中，該發(fā)送天線是部分選擇的。
11.如權(quán)利要求10所述的信號處理方法，其中，該CRC或偽比特被經(jīng)沒有選擇的發(fā)送天線來發(fā)送。
12.如權(quán)利要求9所述的信號處理方法，其中，該經(jīng)其發(fā)送第二數(shù)據(jù)塊的發(fā)送天線是根據(jù)接收的信道狀態(tài)信息來選擇的。
13.如權(quán)利要求7所述的信號處理方法，其中，該CRC被不同地附加到至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊的每一個。
14.一種信號處理方法，其用在具有多個接收天線的移動通信系統(tǒng)中，該方法包括步驟接收包括CRC或偽比特的至少一個數(shù)據(jù)塊；使用CRC或偽比特獲得信道狀態(tài)信息；以及發(fā)送信道狀態(tài)信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在MIMO系統(tǒng)中的信號處理方法和設(shè)備。在具有多個發(fā)送天線的移動通信系統(tǒng)中，本發(fā)明包括步驟接收包括至少一個信道的狀態(tài)信息的反饋信號；將第一數(shù)據(jù)塊中的一個分段以分段為至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊；附加CRC到至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊的每一個；將至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊分別分配到多個發(fā)送天線；以及發(fā)送至少一個或多個第二數(shù)據(jù)塊。在具有多個接收天線的移動通信系統(tǒng)中，本發(fā)明包括步驟接收包括CRC或偽比特的至少一個數(shù)據(jù)塊；使用CRC或偽比特獲得信道狀態(tài)信息；以及發(fā)送信道狀態(tài)信息。
文檔編號H04B7/02GK1765064SQ200380104477
公開日2006年4月26日 申請日期2003年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月27日
發(fā)明者金奉會, 徐東延, 沈東熙 申請人:Lg 電子株式會社