專利名稱：多發(fā)射天線的多輸入多輸出傳輸方法、系統(tǒng)及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)，尤其涉及多發(fā)射天線的多輸入多輸出(MIMO)傳輸方法、系統(tǒng)及裝置。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，高速下行分組接入(HSDPA)技術(shù)因其自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)、混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ)、基站節(jié)點(diǎn)(Node B)的快速包調(diào)度(FPS)等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了下行鏈路上的高速數(shù)據(jù)傳輸，因而得到了廣泛的應(yīng)用。
在HSDPA技術(shù)中，可提供以2ms間隔在用戶之間切換的高速下行共享信道(HS-DSCH)，為了實(shí)現(xiàn)HS-DSCH傳輸，HSDPA引入了三個(gè)新的物理信道，即高速物理下行共享信道(HS-PDSCH)、高速共享控制信道(HS-SCCH)和高速專用物理控制信道(HS-DPCCH)。其中，HS-PDSCH用于承載高速下行用戶數(shù)據(jù)信息；HS-SCCH用于承載解調(diào)伴隨數(shù)據(jù)信道HS-PDSCH所需的信令；HS-DPCCH用于承載反饋承載在HS-PDSCH上的數(shù)據(jù)接收正確與否的信息，以及反饋信道質(zhì)量指示(CQI)信息。
為了進(jìn)一步增強(qiáng)HSDPA的無線性能，HSDPA中引入了多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)，并提出在HSDPA MIMO中采用雙發(fā)射天線陣(D_TxAA)結(jié)構(gòu)，即2×2預(yù)編碼MIMO，如圖1(a)所示，1(a)為現(xiàn)有技術(shù)中HSDPA MIMO傳輸系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)Node B調(diào)度為雙流傳輸時(shí)，HS-DSCH基本傳輸塊和HS-DSCH第二傳輸塊分別經(jīng)過各自所處通路中的傳輸信道處理單元(包括信道編碼、速率匹配、調(diào)制等操作)和擴(kuò)頻加擾處理單元后，通過加權(quán)處理單元中的加權(quán)系數(shù)w1、w2、w3和w4加權(quán)后形成兩路信號(hào)，然后分別加入導(dǎo)頻公共導(dǎo)頻信道1(CPICH1)和公共導(dǎo)頻信道2(CPICH2)后，經(jīng)兩個(gè)不同的天線發(fā)射出去；當(dāng)Node B調(diào)度為單流傳輸時(shí)，只有HS-DSCH基本傳輸塊進(jìn)行傳輸，并通過加權(quán)處理單元中的加權(quán)系數(shù)w1和w2加權(quán)后形成兩路信號(hào)，同樣加入導(dǎo)頻CPICH1和CPICH2后經(jīng)兩個(gè)不同的天線發(fā)射出去。其中，圖1(a)中的預(yù)編碼加權(quán)系數(shù)w1、w2、w3和w4的取值滿足如下關(guān)系
對(duì)于上述w1、w2、w3和w4的取值，在雙流傳輸時(shí)，對(duì)形如的預(yù)編碼矩陣，Node B可采用如下四種預(yù)編碼矩陣對(duì)雙流數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼 在單流傳輸時(shí)，對(duì)形如的預(yù)編碼向量，Node B可采用如下四種預(yù)編碼向量對(duì)單流數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼 接收時(shí)，可采用如圖1(b)所示的接收機(jī)進(jìn)行接收，圖1(b)為現(xiàn)有技術(shù)中HSDPA MIMO傳輸系統(tǒng)中接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，接收天線單元中的天線接收到來自發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)后，接收信號(hào)處理單元對(duì)接收天線接收的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)解析處理，得到發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)，之后由數(shù)據(jù)解碼單元對(duì)所估計(jì)的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行去擾、解擴(kuò)和信道解碼等解碼處理，得到發(fā)射機(jī)發(fā)射的數(shù)據(jù)。具體包括雙流傳輸時(shí)，接收機(jī)對(duì)接收天線接收到的接收信號(hào)經(jīng)過導(dǎo)頻分離單元分離出發(fā)射機(jī)添加的導(dǎo)頻，根據(jù)導(dǎo)頻由信道估計(jì)單元分別估計(jì)出從第i個(gè)發(fā)射天線到第j個(gè)接收天線(i＝1，2，j＝1，2)的信道矩陣，將估計(jì)的信道矩陣提供給等效信道矩陣計(jì)算單元，由等效信道矩陣計(jì)算單元根據(jù)發(fā)射機(jī)采用的預(yù)編碼權(quán)系數(shù)對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣以及信道估計(jì)單元估計(jì)的信道矩陣計(jì)算出等效信道矩陣，根據(jù)所計(jì)算的等效信道矩陣由均衡器系數(shù)計(jì)算單元計(jì)算出均衡器的系數(shù)，提供給均衡處理單元中的兩個(gè)均衡器，兩個(gè)均衡器分別對(duì)兩路接收信號(hào)進(jìn)行均衡處理，得到HS-DSCH基本傳輸塊和第二傳輸塊對(duì)應(yīng)的兩路編碼擴(kuò)頻信號(hào)的估計(jì)，即信號(hào)流1和信號(hào)流2，之后由數(shù)據(jù)解碼單元中的去擾和解擴(kuò)單元進(jìn)行去擾解擴(kuò)處理后，由信道解碼單元進(jìn)行信道解碼，得到發(fā)射機(jī)發(fā)送的基本傳輸塊和第二傳輸塊數(shù)據(jù)。單流傳輸時(shí)，過程類似，只是最后將所估計(jì)的兩個(gè)接收支路信號(hào)進(jìn)行分集合并后，得到一個(gè)輸出信號(hào)流，之后對(duì)所輸出的信號(hào)流進(jìn)行去擾、解擴(kuò)和信道解碼等解碼處理，得到發(fā)射機(jī)發(fā)送的基本傳輸塊數(shù)據(jù)。
在引入MIMO技術(shù)后，HSDPA信道的組成和功能并沒有發(fā)生變化，只是在HSDPA信道中的HS-SCCH和HS-DPCCH中，為了支持MIMO傳輸，相應(yīng)的承載了一些新的控制信息，如用于表示MIMO傳輸中預(yù)編碼權(quán)w1、w2、w3和w4的取值信息等。
由于采用多于雙發(fā)射天線的多發(fā)射天線陣結(jié)構(gòu)時(shí)，所獲取的SNR增益比采用雙發(fā)射天線陣結(jié)構(gòu)時(shí)要高，因此現(xiàn)有技術(shù)中有提案提出在HSDPA中使用多發(fā)射天線陣的MIMO結(jié)構(gòu)，如4個(gè)發(fā)射天線雙接收天線結(jié)構(gòu)，即4×2預(yù)編碼MIMO，并提出采用新的預(yù)編碼矩陣來實(shí)現(xiàn)4×2的預(yù)編碼MIMO，但此時(shí)需要相應(yīng)地修改HS-SCCH和HS-DPCCH中的信令結(jié)構(gòu)以承載4×2的預(yù)編碼MIMO的控制信息，并且新的預(yù)編碼矩陣也只能支持4×2的預(yù)編碼MIMO，不能支持3×2以及n×2(n＞4)的預(yù)編碼MIMO?？梢姡F(xiàn)有技術(shù)中提出的多發(fā)射天線的MIMO傳輸缺乏靈活性，且實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明一方面提供一種多發(fā)射天線的多輸入輸出傳輸方法、發(fā)射和接收方法；另一方面提供一種多發(fā)射天線的多輸入輸出傳輸系統(tǒng)及裝置，以便簡(jiǎn)化多發(fā)射天線MIMO的實(shí)現(xiàn)過程，提高靈活性。
本發(fā)明所提供的多發(fā)射天線的多輸入輸出傳輸方法，包括 發(fā)送端將預(yù)編碼加權(quán)后形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)，其中，M為大于2的整數(shù)，將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入導(dǎo)頻后，通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去； 接收端對(duì)來自M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行接收，獲取發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明所提供的多發(fā)射天線的多輸入輸出發(fā)射方法，包括發(fā)送端將預(yù)編碼加權(quán)后形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)，其中，M為大于2的整數(shù)，將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入導(dǎo)頻后，通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去。
本發(fā)明所提供的多發(fā)射天線的多輸入輸出接收方法，包括接收端對(duì)來自M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行接收，獲取發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明所提供的多發(fā)射天線的多輸入輸出傳輸系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，其中，發(fā)射機(jī)包括發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和發(fā)射天線單元， 所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于將加權(quán)后形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)，其中，M為大于2的整數(shù)，將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入導(dǎo)頻后，發(fā)送給發(fā)射天線單元； 所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射天線單元，用于將M個(gè)發(fā)射信號(hào)通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去； 所述接收機(jī)，用于對(duì)來自M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行接收，獲取發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明所提供的多發(fā)射天線的多輸入輸出傳輸裝置，包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。
其中，發(fā)射機(jī)包括發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和發(fā)射天線單元，其中， 發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于將加權(quán)后形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)，其中，M為大于2的整數(shù)，將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信息分別加入導(dǎo)頻后，輸出給發(fā)射天線單元； 發(fā)射天線單元，用于將M個(gè)發(fā)射信號(hào)通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去。
接收機(jī)包括接收天線單元、接收信號(hào)處理單元和數(shù)據(jù)解碼單元，其中， 接收天線單元，用于通過接收天線接收來自發(fā)射機(jī)M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)，將所接收的信號(hào)輸出給接收信號(hào)處理單元； 接收信號(hào)處理單元，用于對(duì)接收天線單元接收的M個(gè)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行信號(hào)解析處理，得到發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)，將所估計(jì)的發(fā)射信號(hào)輸出給數(shù)據(jù)解碼單元； 數(shù)據(jù)解碼單元，用于對(duì)接收信號(hào)處理單元估計(jì)的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行解碼，得到發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
從上述方案可以看出，本發(fā)明中Node B將待發(fā)送數(shù)據(jù)通過2×2預(yù)編碼MIMO中的加權(quán)系數(shù)加權(quán)后，生成兩路信號(hào)，即兩路信號(hào)的生成采用的是現(xiàn)有的2×2預(yù)編碼MIMO，從而無需改變現(xiàn)有的預(yù)編碼矩陣，相應(yīng)地，HS-SCCH和HS-DPCCH中的信令結(jié)構(gòu)也無需改變，實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單；之后，將所生成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)以上的預(yù)先設(shè)定數(shù)目M個(gè)發(fā)射信號(hào)，將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去，該轉(zhuǎn)換過程無需改變預(yù)編碼矩陣，而且轉(zhuǎn)換方式多樣，并且隨意轉(zhuǎn)換發(fā)射信號(hào)的個(gè)數(shù)，因此靈活性較高。
圖1(a)為現(xiàn)有技術(shù)中HSDPA MIMO傳輸系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖1(b)為現(xiàn)有技術(shù)中HSDPA MIMO傳輸系統(tǒng)中接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中多發(fā)射天線的MIMO傳輸方法的流程圖； 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中多發(fā)射天線的MIMO傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖3所示多發(fā)射天線的MIMO傳輸系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5(a)為圖3所示多發(fā)射天線的MIMO傳輸系統(tǒng)中接收機(jī)處理雙流接收信號(hào)的過程示意圖； 圖5(b)為圖3所示多發(fā)射天線的MIMO傳輸系統(tǒng)中接收機(jī)處理單流接收信號(hào)的過程示意圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)施例二中多發(fā)射天線的MIMO傳輸方法的流程圖； 圖7為本發(fā)明實(shí)施例二中多發(fā)射天線的MIMO傳輸系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8(a)為本發(fā)明實(shí)施例二中多發(fā)射天線的MIMO傳輸系統(tǒng)中接收機(jī)處理雙流接收信號(hào)的過程示意圖； 圖8(b)為本發(fā)明實(shí)施例二中多發(fā)射天線的MIMO傳輸系統(tǒng)中接收機(jī)處理單流接收信號(hào)的過程示意圖。
具體實(shí)施例方式 在對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的多發(fā)射天線的MIMO傳輸方法及系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述之前，先對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中基于圖1(a)和圖1(b)所示2×2預(yù)編碼MIMO傳輸系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)的情況進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
在圖1(a)和圖1(b)所示2×2預(yù)編碼MIMO傳輸系統(tǒng)中，假設(shè)信道的時(shí)延擴(kuò)展長(zhǎng)度為L(zhǎng)個(gè)碼片，每個(gè)碼片包含P個(gè)采樣點(diǎn)，均衡濾波器長(zhǎng)度為F個(gè)碼片，并且假設(shè)該MIMO傳輸系統(tǒng)不進(jìn)行預(yù)編碼操作，即假設(shè)預(yù)編碼矩陣為單位矩陣則對(duì)于2×2的無預(yù)編碼的MIMO傳輸系統(tǒng)，發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)向量可表示為 其中，di(k)(i＝1，2)為第i個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)，該發(fā)射信號(hào)為(F+L-2)×1階的向量，下標(biāo)“(2)”表示雙流傳輸。
接收天線的接收信號(hào)向量可表示為 其中，rj(k)(j＝1，2)為第j個(gè)接收天線的接收信號(hào)，該接收信號(hào)為即×1階的向量；Hi，jT(i＝1，2，j＝1，2)為第i個(gè)發(fā)射天線到第j個(gè)接收天線的信道矩陣，由接收端根據(jù)導(dǎo)頻CPICH1和CPICH2估計(jì)得到，該信道矩陣為FP×(F+L-2)階的矩陣，上標(biāo)“T”表示矩陣轉(zhuǎn)置；n(k)為高斯白噪聲。
根據(jù)接收信號(hào)，采用線性最小均方誤差(LMMSE)均衡器，可得到兩個(gè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值y(k)，如下所示 其中，標(biāo)號(hào)“～”表示估計(jì)值，D為均衡器延時(shí)，LMMSE均衡器系數(shù)向量g(2)為 或者 其中σn2為噪聲方差，Ps為發(fā)射信號(hào)功率，即第D+1個(gè)元素為1其余元素均為0，上標(biāo)“H”表示共軛轉(zhuǎn)置，上標(biāo)“-1”表示逆矩陣。
上述過程是在假設(shè)圖1(a)和圖1(b)所示MIMO傳輸系統(tǒng)不進(jìn)行預(yù)編碼操作的情況下得出的，實(shí)際上，為了增加MIMO傳輸系統(tǒng)的容量，圖1(a)和圖1(b)所示MIMO傳輸系統(tǒng)是按照式(1)至式(3)所示預(yù)編碼向量和預(yù)編碼矩陣進(jìn)行預(yù)編碼的，則對(duì)于2×2的預(yù)編碼MIMO傳輸系統(tǒng)，Node B調(diào)度為雙流傳輸時(shí)，發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)向量可表示為(標(biāo)號(hào)“^”表示預(yù)編碼MIMO相關(guān)的量) 其中，I0為F+L-2維的單位矩陣，為式(3)所示的預(yù)編碼矩陣，矩陣運(yùn)算符
表示克羅內(nèi)克積(Kronecker積)。
接收天線的接收信號(hào)向量可表示為 (9) 其中，為等效的信道矩陣。
根據(jù)接收信號(hào)，采用兩路線性最小均方誤差(LMMSE)均衡器，可得到兩個(gè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值
如下所示 其中，或Node B調(diào)度為單流傳輸時(shí)，發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)向量可表示為 其中，d(1)(k)為(F+L-2)×1階的向量，I0為F+L-2維的單位矩陣，為式(2)所示的預(yù)編碼向量，矩陣運(yùn)算符
表示Kronecker積，下標(biāo)“(1)”表示單流傳輸。
第j個(gè)接收天線接收到的接收信號(hào)可表示為 其中，為等效的信道矩陣，為第i個(gè)發(fā)射天線到第j個(gè)接收天線的信道矩陣，由接收端根據(jù)導(dǎo)頻CPICH1和CPICH2估計(jì)得到 對(duì)第j個(gè)接收天線接收到的信號(hào)，采用線性最小均方誤差(LMMSE)均衡器，可得到發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值
如下所示 其中， 或 其中，信道矩陣 基于上述原理，本發(fā)明實(shí)施例中，將上述兩個(gè)發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換為多個(gè)發(fā)射信號(hào)后，通過多個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去。即本發(fā)明實(shí)施例的基本思想是發(fā)送端將加權(quán)后形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)，其中，M為大于2的整數(shù)，將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入導(dǎo)頻后，通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去；UE對(duì)來自M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行接收，獲取Node B發(fā)送的HS-DSCH基本傳輸塊和第二傳輸塊對(duì)應(yīng)的兩路編碼信號(hào)的估計(jì)。
其中，將所形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)的方法至少包括以下兩種 第一種方法在所形成的兩路信號(hào)構(gòu)成的2×1階的信號(hào)向量前面，乘以M×2階的變換矩陣，得到M×1階的發(fā)射信號(hào)向量，即得到M個(gè)發(fā)射信號(hào)。
第二種方法對(duì)所形成的兩路信號(hào)通過延遲不同的碼片生成各路信號(hào)的時(shí)延副本，利用兩路信號(hào)本身及各自的時(shí)延副本得到M個(gè)發(fā)射信號(hào)。
下面結(jié)合具體實(shí)施例及附圖對(duì)采用上述兩種方法的多發(fā)射天線的MIMO傳輸方法及系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。
假設(shè)預(yù)先設(shè)定數(shù)目，即發(fā)射天線的個(gè)數(shù)為M，其中M為大于2的整數(shù)。
實(shí)施例一采用第一種方法 參見圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中多發(fā)射天線的MIMO傳輸方法，如圖2所示，該方法包括如下步驟 步驟201，發(fā)送端將待發(fā)送數(shù)據(jù)通過預(yù)編碼加權(quán)后，形成兩路信號(hào)。
其中，當(dāng)Node B調(diào)度為雙流傳輸時(shí)，則HS-DSCH基本傳輸塊和HS-DSCH第二傳輸塊分別經(jīng)過各自所處通路中的傳輸信道處理單元和擴(kuò)頻加擾處理單元后，通過加權(quán)處理單元中的加權(quán)系數(shù)w1、w2、w3和w4加權(quán)后形成兩路信號(hào)，即式(8)中的 當(dāng)Node B調(diào)度為單流傳輸時(shí)，則HS-DSCH基本傳輸塊經(jīng)過自身所處通路中的傳輸信道處理單元和擴(kuò)頻加擾處理單元后，通過加權(quán)處理單元中的加權(quán)系數(shù)w1和w2加權(quán)后形成兩路信號(hào)，即式(12)中的 步驟202，在所形成的兩路信號(hào)構(gòu)成的2×1階的信號(hào)向量前面，乘以M×2階的變換矩陣，得到M×1階的發(fā)射信號(hào)向量，對(duì)M×1階的發(fā)射信號(hào)向量中的每一個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入導(dǎo)頻后，通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)送出去。
本步驟中，利用M×2階變換矩陣乘以兩路信號(hào)構(gòu)成的2×1階的信號(hào)向量，得到M×1階的發(fā)射信號(hào)向量。其中，M×2階變換矩陣的兩個(gè)列向量為相互正交的單位向量，若M×2階變換矩陣為E＝[e1，e2]，其中e1和e2為所述M×2階變換矩陣的兩個(gè)列向量，即有 其中，M×2階變換矩陣可以是M×M階的離散付立葉變換(DFT)矩陣，離散哈達(dá)瑪(Hadamard)變換(DHT)矩陣、離散余弦變換(DCT)矩陣、Walsh變換(WMT)矩陣等正交變換矩陣的任意不同的兩個(gè)列向量組成的M×2階矩陣。
以M×M階的離散付立葉變換矩陣為例，則M×M階的離散付立葉變換矩陣可以表示為
其中，以M取值為4，即4×2預(yù)編碼MIMO為例，則4×4階DFT矩陣與4×2階變換矩陣E分別可以為 以M取值為3，即3×2預(yù)編碼MIMO為例，則3×3階DFT矩陣與3×2階變換矩陣E分別可以為 Node B調(diào)度為雙流傳輸時(shí)，發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)向量可表示為 Node B調(diào)度為單流傳輸時(shí)，發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)向量可表示為 其中，對(duì)發(fā)射信號(hào)向量
或
中的每個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入不同的導(dǎo)頻，如導(dǎo)頻1，導(dǎo)頻2，......，導(dǎo)頻M。之后，將加入導(dǎo)頻后的M個(gè)發(fā)射信號(hào)發(fā)送出去。
步驟203，接收端對(duì)來自M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行接收，獲取發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
其中，雙流傳輸時(shí)，接收端通過兩個(gè)接收天線接收到的接收信號(hào)向量可表示為 其中，為等效的信道矩陣，Hi，jT(i＝1，2，...，M，j＝1，2)為第i個(gè)發(fā)射天線到第j個(gè)接收天線的信道矩陣，由接收端根據(jù)導(dǎo)頻1、導(dǎo)頻2、......、導(dǎo)頻M估計(jì)得到。
之后，接收端根據(jù)接收信號(hào)，采用兩路LMMSE均衡器，可得到兩個(gè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值
如下所示 其中，系數(shù)向量
為 或?yàn)? 其中，信道矩陣 之后，對(duì)所估計(jì)的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行去擾、解擴(kuò)和信道解碼等解碼處理，得到發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。由于去擾、解擴(kuò)和信道解碼等解碼處理與現(xiàn)有技術(shù)中的處理過程相同，因此，本文中不再贅述。
單流傳輸時(shí)，接收端通過第j個(gè)接收天線接收到的信號(hào)可表示為 其中，為等效的信道矩陣。Hi，jT(i＝1，2，...，M，j＝1，2)為第i個(gè)發(fā)射天線到第j個(gè)接收天線的信道矩陣，由接收端根據(jù)導(dǎo)頻1、導(dǎo)頻2、......、導(dǎo)頻M估計(jì)得到。
之后，接收端根據(jù)接收信號(hào)，采用單路LMMSE均衡器，可得到發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值
如下所示 其中，系數(shù)向量
為 或?yàn)? 其中，信道矩陣 最后，兩個(gè)接收天線的LMMSE均衡器輸出經(jīng)過分集合并后，輸出經(jīng)分集合并后的信號(hào)，其中，所述分集合并可以是最大比合并、等增益合并、選擇性合并等合并方式之一。
之后，對(duì)所估計(jì)的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行去擾、解擴(kuò)和信道解碼等解碼處理，得到發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
上述對(duì)本發(fā)明實(shí)施例一中的多發(fā)射天線的MIMIO方法進(jìn)行了詳細(xì)描述，下面再對(duì)本發(fā)明實(shí)施例一中的多發(fā)射天線的MIMO傳輸系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。
參見圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中多發(fā)射天線的MIMO傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，該系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。
其中，發(fā)射機(jī)，用于將待發(fā)送數(shù)據(jù)通過2×2預(yù)編碼MIMO中的加權(quán)系數(shù)加權(quán)后，形成兩路信號(hào)，將所形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)以上的預(yù)先設(shè)定數(shù)目M個(gè)發(fā)射信號(hào)，將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入導(dǎo)頻后，通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去。
接收機(jī)，用于對(duì)來自M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行接收，獲取發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，發(fā)射機(jī)具體可包括兩路傳輸信道處理單元、兩路擴(kuò)頻加擾處理單元、加權(quán)處理單元、發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和發(fā)射天線單元。
其中，兩路傳輸信道處理單元，用于對(duì)兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行信道編碼、速率匹配及調(diào)制處理，將處理后的數(shù)據(jù)輸出給各自通路中的擴(kuò)頻加擾單元。其中，兩路數(shù)據(jù)可分別為HS-DSCH基本傳輸塊和HS-DSCH第二傳輸塊。
兩路擴(kuò)頻加擾單元，用于對(duì)來自各自通路中傳輸信道處理單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻加擾處理，將處理后的數(shù)據(jù)輸出給加權(quán)處理單元。
加權(quán)處理單元，用于對(duì)來自兩路擴(kuò)頻加擾單元的數(shù)據(jù)，通過加權(quán)系數(shù)w1、w2、w3和w4進(jìn)行加權(quán)，并形成兩路信號(hào)，將所形成的兩路信號(hào)輸出給發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元。
發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于將來自加權(quán)處理單元的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)，將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信息分別加入導(dǎo)頻后，輸出給發(fā)射天線單元。
發(fā)射天線單元，用于將M個(gè)發(fā)射信號(hào)通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去。
其中，發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元可具體包括矩陣變換模塊和導(dǎo)頻添加模塊。
其中，矩陣變換模塊，用于在來自加權(quán)處理單元的兩路信號(hào)構(gòu)成的2×1階的信號(hào)向量之前，乘以M×2階的變換矩陣，得到M×1階的發(fā)射信號(hào)向量，并將發(fā)射向量中的M個(gè)發(fā)射信號(hào)輸出給導(dǎo)頻添加模塊。
導(dǎo)頻添加模塊，用于對(duì)來自矩陣變換模塊的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別添加不同的導(dǎo)頻后，輸出給發(fā)射天線單元。
具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，接收機(jī)的組成和連接關(guān)系與圖1(b)所示接收機(jī)相同，其功能也類似。其不同之處在于，本實(shí)施例中的接收機(jī)接收的是來自M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)，并根據(jù)M個(gè)發(fā)射信號(hào)，獲取發(fā)射機(jī)發(fā)射的HS-DSCH基本傳輸塊和第二傳輸塊對(duì)應(yīng)的兩路編碼信號(hào)的估計(jì)。即接收天線單元，用于通過接收天線接收來自發(fā)射機(jī)M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)，將所接收的信號(hào)輸出給接收信號(hào)處理單元，接收信號(hào)處理單元，用于對(duì)接收天線單元接收的M個(gè)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行信號(hào)解析處理，得到發(fā)送端發(fā)送的HS-DSCH基本傳輸塊和第二傳輸塊對(duì)應(yīng)的兩路編碼信號(hào)的估計(jì)。
具體包括兩個(gè)接收天線將所接收的信號(hào)分別提供給導(dǎo)頻分離單元和均衡處理單元后，導(dǎo)頻分離單元用于將接收信號(hào)中M個(gè)導(dǎo)頻分離出來，并將分離的M個(gè)導(dǎo)頻提供給信道估計(jì)單元；信道估計(jì)單元用于根據(jù)M個(gè)導(dǎo)頻分別估計(jì)出從第i個(gè)發(fā)射天線到第j個(gè)接收天線(i＝1，2，...，M，j＝1，2)的信道矩陣，將所估計(jì)的信道矩陣提供給等效信道矩陣計(jì)算模塊；等效信道矩陣計(jì)算單元用于根據(jù)發(fā)射機(jī)采用的預(yù)編碼權(quán)系數(shù)對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣和發(fā)射機(jī)采用的M×2階的變換矩陣，以及信道估計(jì)單元估計(jì)的信道矩陣計(jì)算出等效信道矩陣，將所計(jì)算的等效信道矩陣提供給均衡器系數(shù)計(jì)算單元；均衡器系數(shù)計(jì)算單元根據(jù)所接收的等效信道矩陣計(jì)算出均衡器系數(shù)，將所計(jì)算的均衡器系數(shù)提供給均衡處理單元；均衡處理單元利用所計(jì)算的均衡器系數(shù)對(duì)接收天線接收的信號(hào)進(jìn)行均衡處理，得到發(fā)射機(jī)發(fā)送信號(hào)的估計(jì)，由數(shù)據(jù)解碼單元對(duì)所估計(jì)的發(fā)送信號(hào)進(jìn)行去擾、解擴(kuò)和信道解碼等解碼處理，得到發(fā)射機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)。其中，發(fā)射機(jī)采用的M×2階的變換矩陣以及預(yù)編碼矩陣等事先由來自Node B的控制信令如HS-SCCH等告知接收機(jī)。
其中，均衡處理單元由內(nèi)部的均衡器執(zhí)行所述信號(hào)估計(jì)的操作。其中，均衡器可以為L(zhǎng)MMSE均衡器。
其中，接收機(jī)各功能模塊的具體實(shí)現(xiàn)過程可與圖3所示流程中的描述一致。如圖5(a)和5(b)所示，圖5(a)和5(b)為接收機(jī)具體處理接收信號(hào)的過程示意圖。其中，圖5(a)為雙流傳輸時(shí)的處理過程示意圖，圖5(b)為單流傳輸時(shí)的處理過程示意圖。
如圖5(a)所示，雙流傳輸時(shí)，導(dǎo)頻分離單元從接收天線接收的信號(hào)中分離出導(dǎo)頻1、導(dǎo)頻2、......、導(dǎo)頻M，將所分離出的導(dǎo)頻1至導(dǎo)頻M提供給信道估計(jì)單元；信道估計(jì)單元根據(jù)導(dǎo)頻1到導(dǎo)頻M估計(jì)出矩陣Hi，jT(i＝1，2，...，M，j＝1，2)，即H(M，2)T，從而得到H(M，2)，將所估計(jì)的H(M，2)提供給等效信道矩陣計(jì)算單元；等效信道矩陣計(jì)算單元根據(jù)發(fā)射機(jī)采用的預(yù)編碼權(quán)系數(shù)對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣W和發(fā)射機(jī)采用的M×2階的變換矩陣E，計(jì)算出根據(jù)所計(jì)算的
和H(M，2)，計(jì)算出等效信道矩陣將所計(jì)算的等效信道矩陣
提供給均衡器系數(shù)計(jì)算單元；均衡器系數(shù)計(jì)算單元根據(jù)
計(jì)算出均衡器系數(shù)或者將所計(jì)算的
和
分別提供給兩個(gè)均衡器，由兩個(gè)均衡器根據(jù)得到發(fā)射機(jī)發(fā)送的兩路信號(hào)的估計(jì)，分別對(duì)兩路估計(jì)信號(hào)進(jìn)行去擾、解擴(kuò)和信道解碼等解碼處理，得到發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
如圖5(b)所示，單流傳輸時(shí)，導(dǎo)頻分離單元從接收天線接收的信號(hào)中分離出導(dǎo)頻1、導(dǎo)頻2、......、導(dǎo)頻M，將所分離出的導(dǎo)頻1至導(dǎo)頻M提供給信道估計(jì)單元；信道估計(jì)單元根據(jù)導(dǎo)頻1到導(dǎo)頻M估計(jì)出矩陣Hi，jT(i＝1，2，...，M，j＝1，2)，從而對(duì)兩個(gè)接收天線分別得到H(M，1)，j，將所估計(jì)的H(M，1)，j提供給等效信道矩陣計(jì)算單元；等效信道矩陣計(jì)算單元根據(jù)發(fā)射機(jī)采用的預(yù)編碼權(quán)系數(shù)對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣Wx和發(fā)射機(jī)采用的M×2階的變換矩陣E，計(jì)算出根據(jù)所計(jì)算的
和H(M，1)，j，計(jì)算出等效信道矩陣將所計(jì)算的等效信道矩陣
提供給均衡器系數(shù)計(jì)算單元；均衡器系數(shù)計(jì)算單元根據(jù)
計(jì)算出均衡器系數(shù)或者將所計(jì)算的
分別提供給兩個(gè)均衡器，由兩個(gè)均衡器分別根據(jù)進(jìn)行均衡處理，之后將均衡器輸出的信號(hào)通過分集合并單元進(jìn)行分集合并，得到一個(gè)分集合并的信號(hào)流，對(duì)所估計(jì)信號(hào)進(jìn)行去擾、解擴(kuò)和信道解碼等解碼處理，得到發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
實(shí)施例二采用第二種方法 參見圖6，圖6為本發(fā)明實(shí)施例二中多發(fā)射天線的MIMO傳輸方法，如圖6所示，該方法包括如下步驟 步驟601，發(fā)送端將待發(fā)送數(shù)據(jù)通過預(yù)編碼加權(quán)后，形成兩路信號(hào)。
本步驟中的具體實(shí)現(xiàn)過程與圖2所示流程步驟201中的描述一致。即通過預(yù)編碼MIMO中的加權(quán)系數(shù)加權(quán)后，形成兩路信號(hào)。
步驟602，對(duì)所形成的兩路信號(hào)通過延遲不同的碼片生成各路信號(hào)的不同時(shí)延副本，利用兩路信號(hào)本身及各自的時(shí)延副本得到M個(gè)發(fā)射信號(hào)，對(duì)M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入導(dǎo)頻后，通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)送出去。
本步驟中，對(duì)所形成的兩路信號(hào)通過延遲不同的碼片生成各路信號(hào)的時(shí)延副本，若如以M取值為4，即4×2預(yù)編碼MIMO為例，則可對(duì)第一路信號(hào)延遲n個(gè)碼片，得到第一路信號(hào)的時(shí)延副本，對(duì)第二路信號(hào)延遲n個(gè)碼片，得到第二個(gè)流的時(shí)延副本，則利用兩路信號(hào)本身及各自的時(shí)延副本，得到4個(gè)發(fā)射信號(hào)；或者對(duì)兩路信號(hào)中的某一路信號(hào)分別延遲n1和n2個(gè)碼片，得到該路信號(hào)的兩個(gè)不同的時(shí)延副本，則利用兩路信號(hào)本身和某一路信號(hào)的兩個(gè)不同的時(shí)延副本，得到4個(gè)發(fā)射信號(hào)。
若以M取值為3，即3×2預(yù)編碼MIMO為例，則可對(duì)兩路信號(hào)中的某一路信號(hào)延遲n個(gè)碼片，得到該路信號(hào)的一個(gè)時(shí)延副本，則利用兩路信號(hào)本身和某一路信號(hào)的一個(gè)時(shí)延副本，得到3個(gè)發(fā)射信號(hào)。
其中，所延遲的碼片個(gè)數(shù)可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行取值，如對(duì)于兩路信號(hào)中的某一路信號(hào)，需要一個(gè)時(shí)延副本時(shí)，可延遲1個(gè)碼片；需要兩個(gè)不同時(shí)延副本時(shí)，可分別延遲1個(gè)碼片和2個(gè)碼片；需要三個(gè)不同時(shí)延副本時(shí)，可分別延遲1個(gè)碼片、2個(gè)碼片和3個(gè)碼片等。
其中，較佳地，第一路信號(hào)與其延遲不同的碼片后的時(shí)延副本個(gè)數(shù)之和，應(yīng)盡量與第二路信號(hào)與其延遲不同的碼片后的時(shí)延副本個(gè)數(shù)之和相同。具體來說，當(dāng)總的發(fā)射天線個(gè)數(shù)為大于2的偶數(shù)時(shí)，第一路信號(hào)與其延遲不同的碼片后的時(shí)延副本個(gè)數(shù)之和，與第二路信號(hào)與其延遲不同的碼片后的時(shí)延副本個(gè)數(shù)之后相同；當(dāng)總的發(fā)射天線數(shù)為大于2的奇數(shù)時(shí)，第一路信號(hào)與其延遲不同的碼片后的時(shí)延副本個(gè)數(shù)之和，與第二路信號(hào)及其延遲不同的碼片后的時(shí)延副本個(gè)數(shù)之和相差為1。即兩路信號(hào)中的一路信號(hào)生成的時(shí)延副本個(gè)數(shù)與另一路信號(hào)生成的時(shí)延副本個(gè)數(shù)相同，或相差為1。
舉例來說，假設(shè)M為6，則較佳情況下，第一路信號(hào)的時(shí)延副本個(gè)數(shù)為2，第二路信號(hào)的時(shí)延副本個(gè)數(shù)為2，即第一路信號(hào)與其時(shí)延副本的個(gè)數(shù)之和為3，第二路信號(hào)與其時(shí)延副本的個(gè)數(shù)為3，利用兩路信號(hào)及其各自的時(shí)延副本得到6個(gè)發(fā)射信號(hào)；假設(shè)M為5，則較佳情況下，第一路信號(hào)的時(shí)延副本個(gè)數(shù)為2，第二路信號(hào)的時(shí)延副本個(gè)數(shù)為1，或者第一路信號(hào)的時(shí)延副本個(gè)數(shù)為1，第二路信號(hào)的時(shí)延副本個(gè)數(shù)為2，即第一路信號(hào)與其延遲不同的碼片后的時(shí)延副本個(gè)數(shù)之和為3(或2)，與第二路信號(hào)及其延遲不同的碼片后的時(shí)延副本個(gè)數(shù)之和為3(或3)，二者相差為1。
本步驟中，對(duì)于Node B調(diào)度為雙流傳輸時(shí)，發(fā)射信號(hào)仍然為只是其中兩個(gè)發(fā)射信號(hào)可能還有不同時(shí)延的副本按照相應(yīng)的時(shí)延進(jìn)行發(fā)送。
對(duì)于Node B調(diào)度為單流傳輸時(shí)，發(fā)射信號(hào)仍然為同樣，其中兩個(gè)發(fā)射信號(hào)可能還有不同時(shí)延的副本按照相應(yīng)的時(shí)延進(jìn)行發(fā)送。
其中，在對(duì)M個(gè)發(fā)射信號(hào)發(fā)射之前，需要對(duì)其分別加入導(dǎo)頻，并且可以對(duì)M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別添加相互正交的導(dǎo)頻，如分別添加導(dǎo)頻1、導(dǎo)頻2、......、導(dǎo)頻M等；也可以對(duì)第一路信號(hào)及其時(shí)延副本添加一路相同的導(dǎo)頻，對(duì)第二路信號(hào)及其時(shí)延副本添加另一路相同的導(dǎo)頻，如對(duì)第一路信號(hào)及其時(shí)延副本添加導(dǎo)頻CPICH1，對(duì)第二路信號(hào)及其時(shí)延副本添加導(dǎo)頻CPICH2，此時(shí)在將導(dǎo)頻添加到時(shí)延副本時(shí)，可將原導(dǎo)頻本身按照與時(shí)延副本相同的時(shí)延延遲相同的碼片數(shù)后進(jìn)行添加，或者是按照時(shí)延副本延遲的時(shí)間，逐次添加相同的導(dǎo)頻。如信號(hào)的時(shí)延副本是將信號(hào)延遲1個(gè)碼片后得到的，則添加到該時(shí)延副本上的導(dǎo)頻可以是將原導(dǎo)頻延遲1個(gè)碼片后得到的時(shí)延導(dǎo)頻，也可以是延遲1個(gè)碼片的時(shí)間后添加的導(dǎo)頻。
此外，也可以對(duì)兩路信號(hào)中任一路信號(hào)及其時(shí)延副本添加一路相同的導(dǎo)頻，對(duì)另一路信號(hào)及其時(shí)延副本添加幾個(gè)不同的導(dǎo)頻，如對(duì)第一路信號(hào)及其時(shí)延副本添加導(dǎo)頻CPICH1，對(duì)第二路信號(hào)添加導(dǎo)頻CPICH2，對(duì)第二路信號(hào)的時(shí)延副本添加其它導(dǎo)頻等；或者，對(duì)第一路信號(hào)及其時(shí)延副本添加幾個(gè)不同的導(dǎo)頻，對(duì)第二路信號(hào)及其時(shí)延副本添加幾個(gè)不同的導(dǎo)頻。
其中，第一路信號(hào)及其時(shí)延副本和第二路信號(hào)及其時(shí)延副本不能添加相同的導(dǎo)頻。
步驟603，接收端對(duì)來自M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行接收，獲取發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
本步驟中，接收端按照和現(xiàn)有2×2預(yù)編碼MIMO相同的接收方法進(jìn)行接收即可。
即雙流傳輸時(shí)，接收端通過兩個(gè)接收天線接收到的接收信號(hào)向量
與式(9)所示公式相同，根據(jù)接收信號(hào)，采用兩路LMMSE均衡器，得到的兩個(gè)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值
與式(10)和式(11)所示公式相同，之后對(duì)估計(jì)的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行去擾、解擴(kuò)和信道解碼等解碼處理，得到發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
單流傳輸時(shí)，接收端通過兩個(gè)接收天線接收到的接收信號(hào)向量
與式(13)所示公式相同，根據(jù)接收信號(hào)，對(duì)每個(gè)接收天線的信號(hào)采用單路LMMSE均衡器，得到的發(fā)射信號(hào)的估計(jì)值
與式(14)和式(15)所示公式相同，之后對(duì)估計(jì)的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行去擾、解擴(kuò)和信道解碼等解碼處理，得到發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
其中，Hi，jT(i＝1，2，...，M，j＝1，2)為第i個(gè)發(fā)射天線到第j個(gè)接收天線的信道矩陣，若步驟602中添加的是相互正交的導(dǎo)頻，則此處Hi，jT由接收端根據(jù)各不同的導(dǎo)頻估計(jì)得到，如由導(dǎo)頻1、導(dǎo)頻2、......、導(dǎo)頻M估計(jì)得到；若步驟602中添加的是不同的兩路導(dǎo)頻，則此處Hi，jT由接收端根據(jù)各兩路導(dǎo)頻估計(jì)得到，如由CPICH1和CPICH2估計(jì)得到。
上述對(duì)本發(fā)明實(shí)施例二中的多發(fā)射天線的MIMIO方法進(jìn)行了詳細(xì)描述，下面再對(duì)本發(fā)明實(shí)施例二中的多發(fā)射天線的MIMO傳輸系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。
本實(shí)施例中的多發(fā)射天線的MIMO傳輸系統(tǒng)的組成及連接關(guān)系與圖3所示系統(tǒng)一致，功能也類似。并且本實(shí)施例中的發(fā)射機(jī)也由兩路傳輸信道處理單元、兩路擴(kuò)頻加擾處理單元、加權(quán)處理單元、發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和發(fā)射天線單元組成，且連接關(guān)系相同，功能類似，不同之處在于，本實(shí)施例中發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元具體包括時(shí)延副本設(shè)置模塊和導(dǎo)頻添加模塊。如圖7所示，圖7為本發(fā)明實(shí)施例二中發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7中，為表達(dá)清晰，以M取值大于等于4的情況為例。
其中，時(shí)延副本設(shè)置模塊，用于對(duì)來自加權(quán)處理單元的兩路信號(hào)通過延遲不同的碼片生成各路信號(hào)的時(shí)延副本，利用兩路信號(hào)本身及各自的時(shí)延副本得到M個(gè)發(fā)射信號(hào)，將所得到的M個(gè)發(fā)射信號(hào)輸出給導(dǎo)頻添加模塊。
導(dǎo)頻添加模塊，用于對(duì)來自矩陣變換模塊的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別添加導(dǎo)頻后，輸出給發(fā)射天線單元。其中，導(dǎo)頻可以為M個(gè)相互正交的導(dǎo)頻，也可以為部分相同的導(dǎo)頻，或者為針對(duì)兩路信號(hào)的兩路不同的導(dǎo)頻等。圖7中以添加兩路針對(duì)兩路信號(hào)的兩路不同的導(dǎo)頻CPICH1和CPICH2為例進(jìn)行說明。
具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，接收機(jī)的組成和連接關(guān)系與圖1(b)所示接收機(jī)相同，其功能也類似。
當(dāng)發(fā)射機(jī)添加的導(dǎo)頻為CPICH1和CPICH2時(shí)，則處理過程與現(xiàn)有技術(shù)中完全一致。即兩個(gè)接收天線將所接收的信號(hào)分別提供給導(dǎo)頻分離單元和均衡處理單元后，導(dǎo)頻分離單元用于將接收信號(hào)中的導(dǎo)頻CPICH1和CPICH2分離出來，并所分離的CPICH1和CPICH2發(fā)送給信道估計(jì)單元；信道估計(jì)單元用于根據(jù)CPICH1和CPICH2分別估計(jì)出從第i個(gè)發(fā)射天線到第j個(gè)接收天線(i＝1，2，j＝1，2)的信道矩陣，將所估計(jì)的信道矩陣提供給等效信道矩陣計(jì)算模塊；等效信道矩陣計(jì)算單元用于根據(jù)發(fā)射機(jī)采用的預(yù)編碼權(quán)系數(shù)對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，以及信道估計(jì)單元估計(jì)的信道矩陣計(jì)算出等效信道矩陣，將所計(jì)算的等效信道矩陣提供給均衡器系數(shù)計(jì)算單元；均衡器系數(shù)計(jì)算單元根據(jù)所接收的等效信道矩陣計(jì)算出均衡器系數(shù)，將所計(jì)算的均衡器系數(shù)提供給均衡處理單元；均衡處理單元利用所計(jì)算的均衡器系數(shù)對(duì)接收天線接收的信號(hào)進(jìn)行估計(jì)，得到發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)，對(duì)所估計(jì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行去擾、解擴(kuò)和信道解碼等解碼處理，從而得到發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。其中，發(fā)射機(jī)采用的預(yù)編碼矩陣等事先由來自Node B的控制信令如HS-SCCH等告知接收機(jī)。
其中，均衡處理單元由內(nèi)部的均衡器執(zhí)行所述信號(hào)的均衡操作。其中，均衡器可以為L(zhǎng)MMSE均衡器。
具體實(shí)現(xiàn)過程可參見圖8(a)和8(b)所示的接收機(jī)具體處理接收信號(hào)的過程示意圖。其中，圖8(a)為雙流傳輸時(shí)的處理過程示意圖，圖8(b)為單流傳輸時(shí)的處理過程示意圖。
如圖8(a)所示，雙流傳輸時(shí)，導(dǎo)頻分離單元從接收天線接收的信號(hào)中分離出CPICH1和CPICH2，將所分離出的CPICH1和CPICH2提供給信道估計(jì)單元；信道估計(jì)單元根據(jù)CPICH1和CPICH2估計(jì)出矩陣Hi，jT(i＝1，2，j＝1，2)，從而得到H(2，2)，將所估計(jì)的H(2，2)提供給等效信道矩陣計(jì)算單元；等效信道矩陣計(jì)算單元根據(jù)發(fā)射機(jī)采用的預(yù)編碼權(quán)系數(shù)對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣W，計(jì)算出根據(jù)所計(jì)算的
和，計(jì)算出等效信道矩陣，將所計(jì)算的等效信道矩陣
提供給均衡器系數(shù)計(jì)算單元；均衡器系數(shù)計(jì)算單元根據(jù)
計(jì)算出均衡器系數(shù)或者將所計(jì)算的
和
分別提供給兩個(gè)均衡器，由兩個(gè)均衡器根據(jù)計(jì)算出發(fā)射機(jī)發(fā)送的兩路信號(hào)的估計(jì)，分別對(duì)兩路估計(jì)信號(hào)進(jìn)行去擾、解擴(kuò)和信道解碼等解碼處理，得到發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
如圖8(b)所示，單流傳輸時(shí)，導(dǎo)頻分離單元從接收天線接收的信號(hào)中分離出CPICH1和CPICH2，將所分離出的CPICH1和CPICH2提供給信道估計(jì)單元；信道估計(jì)單元根據(jù)CPICH1和CPICH2估計(jì)出矩陣Hi，jT(i＝1，2，j＝1，2)，從而得到H(2，1)，j，將所估計(jì)的H(2，1)，j提供給等效信道矩陣計(jì)算單元；等效信道矩陣計(jì)算單元根據(jù)發(fā)射機(jī)采用的預(yù)編碼權(quán)系數(shù)對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣Wx，計(jì)算出根據(jù)所計(jì)算的
和H(2，1)，j，計(jì)算出等效信道矩陣將所計(jì)算的等效信道矩陣
提供給均衡器系數(shù)計(jì)算單元；均衡器系數(shù)計(jì)算單元根據(jù)
計(jì)算出均衡器系數(shù)或者將所計(jì)算的
分別提供給兩個(gè)均衡器，由兩個(gè)均衡器分別根據(jù)進(jìn)行均衡處理，之后將均衡器輸出的信號(hào)通過分集合并單元進(jìn)行分集合并，得到一個(gè)分集合并的信號(hào)流，對(duì)所估計(jì)信號(hào)進(jìn)行去擾、解擴(kuò)和信道解碼等解碼處理，得到發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
當(dāng)發(fā)射機(jī)添加的導(dǎo)頻為M個(gè)相互正交的導(dǎo)頻，或者部分相同的導(dǎo)頻時(shí)，處理過程與上述導(dǎo)頻為CPICH1和CPICH2時(shí)的處理過程類似，只是相應(yīng)地，導(dǎo)頻分離單元用于將接收信號(hào)中相應(yīng)的導(dǎo)頻分離出來發(fā)送給信道估計(jì)單元，信道估計(jì)單元根據(jù)導(dǎo)頻分離單元發(fā)送過來的導(dǎo)頻估計(jì)出信道矩陣
或
后續(xù)處理過程相同。
上述接收機(jī)中均以兩個(gè)接收天線為例進(jìn)行的描述，實(shí)際應(yīng)用中，接收機(jī)的接收天線也可以為兩個(gè)以上，并且具有兩個(gè)以上接收天線的接收機(jī)的具體處理過程與具有兩個(gè)接收天線的接收機(jī)的處理過程相同，此處不再贅述。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多發(fā)射天線的多輸入輸出發(fā)送方法，其特征在于，該方法包括
發(fā)送端將預(yù)編碼加權(quán)后形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)，其中，M為大于2的整數(shù)，將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入導(dǎo)頻后，通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)為用M×2階的變換矩陣乘以兩路信號(hào)構(gòu)成的2×1階的信號(hào)向量，得到M個(gè)發(fā)射信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述M×2階的變換矩陣為M×M階的正交變換矩陣中任意不同的兩個(gè)列向量組成的M×2階矩陣。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述正交變換矩陣包括離散付立葉變換DFT矩陣，離散哈達(dá)瑪Hadamard變換DHT矩陣、離散余弦變換DCT矩陣和Walsh變換WMT矩陣中的任意一種。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入導(dǎo)頻為將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入相互正交的導(dǎo)頻。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)為對(duì)所形成的兩路信號(hào)分別通過延遲不同的碼片生成各路信號(hào)的不同時(shí)延副本，利用所述兩路信號(hào)及各自的時(shí)延副本，得到M個(gè)發(fā)射信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述兩路信號(hào)中的一路信號(hào)生成的時(shí)延副本個(gè)數(shù)與另一路信號(hào)生成的時(shí)延副本個(gè)數(shù)相同，或相差為1。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入導(dǎo)頻為將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入相互正交的導(dǎo)頻；或者對(duì)一路信號(hào)及其時(shí)延副本加入一路導(dǎo)頻，對(duì)另一路信號(hào)及其時(shí)延副本加入另一路導(dǎo)頻。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述對(duì)一路信號(hào)及其時(shí)延副本加入的一路導(dǎo)頻為公共導(dǎo)頻信道CPICH1；
所述對(duì)另一路信號(hào)及其時(shí)延副本加入的另一路導(dǎo)頻為公共導(dǎo)頻信道CPICH2。
10.一種多發(fā)射天線的多輸入輸出傳輸方法，其特征在于，該方法包括
發(fā)送端將預(yù)編碼加權(quán)后形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)，其中，M為大于2的整數(shù)，將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入導(dǎo)頻后，通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去；
接收端對(duì)來自M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行接收，獲取發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述將所形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)為用M×2階的變換矩陣乘以兩路信號(hào)構(gòu)成的2×1階的信號(hào)向量，得到M個(gè)發(fā)射信號(hào)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述接收端獲取所發(fā)送數(shù)據(jù)具體包括
接收端根據(jù)所接收的M個(gè)發(fā)射信號(hào)中的導(dǎo)頻估計(jì)出信道矩陣；
根據(jù)所估計(jì)的信道矩陣、發(fā)送端加權(quán)時(shí)采用的預(yù)編碼矩陣和發(fā)送端所采用的M×2階的變換矩陣，計(jì)算等效信道矩陣；
根據(jù)所計(jì)算的等效信道矩陣計(jì)算出均衡器系數(shù)，利用所計(jì)算的均衡器系數(shù)對(duì)所接收的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行均衡處理，得到發(fā)送端發(fā)射信號(hào)的估計(jì)；
對(duì)所估計(jì)的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行解碼，得到發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述將所形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)為對(duì)所形成的兩路信號(hào)分別通過延遲不同的碼片生成各路信號(hào)的不同時(shí)延副本，利用所述兩路信號(hào)及各自的時(shí)延副本，得到M個(gè)發(fā)射信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述接收端獲取所發(fā)送數(shù)據(jù)具體包括
接收端根據(jù)所接收的M個(gè)發(fā)射信號(hào)中的導(dǎo)頻估計(jì)出信道矩陣；
根據(jù)所估計(jì)的信道矩陣和發(fā)送端加權(quán)時(shí)采用的預(yù)編碼矩陣，計(jì)算等效信道矩陣；
根據(jù)所計(jì)算的等效信道矩陣計(jì)算出均衡器系數(shù)，利用所計(jì)算的均衡器系數(shù)對(duì)所接收的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行均衡處理，得到發(fā)送端發(fā)射信號(hào)的估計(jì)；
對(duì)所估計(jì)的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行解碼，得到發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
15.一種多發(fā)射天線的多輸入輸出接收方法，其特征在于，該方法包括
接收端對(duì)來自M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行接收，獲取發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
16.如權(quán)利要求15所述的接收方法，其特征在于，所述接收端獲取所發(fā)送數(shù)據(jù)具體包括
接收端根據(jù)所接收的M個(gè)發(fā)射信號(hào)中的導(dǎo)頻估計(jì)出信道矩陣；
根據(jù)所估計(jì)的信道矩陣和發(fā)送端加權(quán)時(shí)采用的預(yù)編碼矩陣，計(jì)算等效信道矩陣；
根據(jù)所計(jì)算的等效信道矩陣計(jì)算出均衡器系數(shù)，利用所計(jì)算的均衡器系數(shù)對(duì)所接收的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行均衡處理，得到發(fā)送端發(fā)射信號(hào)的估計(jì)；
對(duì)所估計(jì)的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行解碼，得到發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
17.一種多發(fā)射天線的發(fā)射機(jī)，其特征在于，該發(fā)射機(jī)包括發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和發(fā)射天線單元，其中，
發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于將加權(quán)后形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)，其中，M為大于2的整數(shù)，將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信息分別加入導(dǎo)頻后，輸出給發(fā)射天線單元；
發(fā)射天線單元，用于將M個(gè)發(fā)射信號(hào)通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去。
18.如權(quán)利要求17所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括矩陣變換模塊和導(dǎo)頻添加模塊，其中，
矩陣變換模塊，用于將M×2階的變換矩陣乘以兩路信號(hào)構(gòu)成的2×1階的信號(hào)向量，得到M×1階的發(fā)射信號(hào)向量，將發(fā)射信號(hào)向量中的M個(gè)發(fā)射信號(hào)輸出給導(dǎo)頻添加模塊；
導(dǎo)頻添加模塊，用于對(duì)來自矩陣變換模塊的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別添加不同的導(dǎo)頻后，輸出給天線單元。
19.如權(quán)利要求17所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括時(shí)延副本設(shè)置模塊和導(dǎo)頻添加模塊，其中，
時(shí)延副本設(shè)置模塊，用于對(duì)加權(quán)后形成的兩路信號(hào)通過延遲不同的碼片生成各路信號(hào)的時(shí)延副本，利用兩路信號(hào)本身及各自的時(shí)延副本得到M個(gè)發(fā)射信號(hào)，將所得到的M個(gè)發(fā)射信號(hào)輸出給導(dǎo)頻添加模塊；
導(dǎo)頻添加模塊，用于對(duì)來自矩陣變換模塊的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別添加導(dǎo)頻后，通過M個(gè)天線發(fā)送出去。
20.一種多發(fā)射天線的接收機(jī)，包括接收天線單元、接收信號(hào)處理單元和數(shù)據(jù)解碼單元，其中，
接收天線單元，用于通過接收天線接收來自發(fā)射機(jī)M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)，將所接收的信號(hào)輸出給接收信號(hào)處理單元；
接收信號(hào)處理單元，用于對(duì)接收天線單元接收的M個(gè)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行信號(hào)解析處理，得到發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)的估計(jì)，將所估計(jì)的發(fā)射信號(hào)輸出給數(shù)據(jù)解碼單元；
數(shù)據(jù)解碼單元，用于對(duì)接收信號(hào)處理單元估計(jì)的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行解碼，得到發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)。
21.如權(quán)利要求20所述的接收機(jī)，其特征在于，所述接收信號(hào)處理單元包括導(dǎo)頻分離單元、信道估計(jì)單元、等效信道矩陣計(jì)算單元、均衡器系數(shù)計(jì)算單元和均衡處理單元，其中，
所述導(dǎo)頻分離單元，用于將接收天線接收的來自M個(gè)發(fā)射天線的信號(hào)中的導(dǎo)頻分離出來，將所分離出的導(dǎo)頻提供給信道估計(jì)單元；
信道估計(jì)單元，用于根據(jù)導(dǎo)頻分別估計(jì)出從發(fā)射天線到接收天線的信道矩陣，將所估計(jì)的信道矩陣提供給等效信道矩陣計(jì)算單元；
等效信道矩陣計(jì)算單元，用于根據(jù)發(fā)射機(jī)采用的預(yù)編碼權(quán)系數(shù)對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，以及信道估計(jì)單元估計(jì)的信道矩陣計(jì)算出等效信道矩陣，將所計(jì)算的等效信道矩陣提供給均衡器系數(shù)計(jì)算單元；
均衡器系數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)來自等效信道計(jì)算單元的等效信道矩陣，計(jì)算出均衡器系數(shù)，將所計(jì)算的均衡器系數(shù)提供給均衡處理單元；
均衡處理單元，用于對(duì)接收天線接收的信號(hào)，利用所計(jì)算的均衡器系數(shù)進(jìn)行均衡處理，得到發(fā)射信號(hào)的估計(jì)。
22.如權(quán)利要求21所述的接收機(jī)，其特征在于，所述等效信道矩陣計(jì)算單元進(jìn)一步用于根據(jù)發(fā)射機(jī)采用的M×2階的變換矩陣，執(zhí)行所述根據(jù)預(yù)編碼矩陣，以及信道矩陣計(jì)算等效信道矩陣的操作。
23.如權(quán)利要求21或22所述的接收機(jī)，其特征在于，所述均衡處理單元包括均衡器和分集合并單元，其中，
均衡器，用于對(duì)接收天線接收的信號(hào)，利用所計(jì)算的均衡器系數(shù)進(jìn)行均衡處理，得到發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)；
分集合并單元，用于在單流傳輸時(shí)，對(duì)均衡器得到的發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行分集合并處理，輸出一路信號(hào)。
24.如權(quán)利要求23所述的接收機(jī)，其特征在于，所述均衡器為線性最小均方誤差LMMSE均衡器。
25.一種多發(fā)射天線的多輸入輸出傳輸系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，其中，發(fā)射機(jī)包括發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和發(fā)射天線單元，
所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于將加權(quán)后形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)，其中，M為大于2的整數(shù)，將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入導(dǎo)頻后，發(fā)送給發(fā)射天線單元；
所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射天線單元，用于將M個(gè)發(fā)射信號(hào)通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去；
所述接收機(jī)，用于對(duì)來自M個(gè)發(fā)射天線的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行接收，獲取發(fā)射機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了多發(fā)射天線的多輸入多輸出(MIMO)傳輸方法，包括發(fā)送方法和接收方法，其中發(fā)送方法包括發(fā)送端將預(yù)編碼加權(quán)后形成的兩路信號(hào)轉(zhuǎn)換為M個(gè)發(fā)射信號(hào)，將所轉(zhuǎn)換的M個(gè)發(fā)射信號(hào)分別加入導(dǎo)頻后，通過M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射出去。此外，本發(fā)明還公開了多發(fā)射天線的MIMO傳輸系統(tǒng)及裝置，能夠簡(jiǎn)化多發(fā)射天線MIMO的實(shí)現(xiàn)過程，提高靈活性。
文檔編號(hào)H04L27/26GK101207600SQ200610170038
公開日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
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