專利名稱：：支持多輸入多輸出通信系統(tǒng)的圖案多樣性和相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)領(lǐng)域，更進(jìn)一步，本發(fā)明涉及一種使用壓縮天線陣列操作的多輸入多輸出(MIMO)通信的接收機(jī)。
背景技術(shù)：
：多輸入多輸出無線通信的系統(tǒng)包括位于發(fā)射機(jī)的多個(gè)天線元件和位于接收機(jī)的多個(gè)天線元件。在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)基于與之相關(guān)的天線元件而形成各自的天線陣列。天線元件用在多徑豐富的無線環(huán)境中，所以由于環(huán)境中各種散射物體的存在，每個(gè)信號都經(jīng)過多徑傳播。接收天線元件捕獲發(fā)射的信號，并且然后信號處理技術(shù)被應(yīng)用以分離發(fā)射的信號并恢復(fù)用戶數(shù)據(jù)。信號處理技術(shù)可以是盲源分離(BSS)方法。這種分離是"盲的"，是因?yàn)樵摲椒ń?jīng)常只利用關(guān)于發(fā)射信號、發(fā)射信號的源和傳播信道對發(fā)射信號的影響的有限信息而被執(zhí)行。三種普遍使用的盲信號分離的技術(shù)是主分量分析(PCA)、獨(dú)立分量分析(ICA)和奇異值分解(SVD)。多輸入多輸出通信系統(tǒng)在使發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的無線鏈路的容量得到改善的方面是有優(yōu)勢的。多徑豐富環(huán)境使多個(gè)正交信道在其中產(chǎn)生。對于單一用戶的數(shù)據(jù)可以在空中同時(shí)并行地通過這些信道并使用相同的帶寬而被發(fā)射。當(dāng)前的多輸入多輸出通信系統(tǒng)使用空間分集天線元件，因此可以形成的正交信道的數(shù)量不會(huì)減少。這樣實(shí)施的問題是多輸入多輸出通信系統(tǒng)的性能通常與使用的天線元件的數(shù)量是成比例的。天線元件的數(shù)量的增加會(huì)增加用于多輸入多輸出通信系統(tǒng)的天線陣列的規(guī)模。當(dāng)多輸入多輸出接收機(jī)在小型便攜通信設(shè)備中實(shí)施時(shí)，對大量的天線元件而言沒有可用的空間，并且在通信設(shè)備之外安裝天線元件對用戶來說也是個(gè)問題。在美國專利No.6,870,515中公開了一種為多輸入多輸出接收機(jī)提供更緊湊的天線陣列的方法。取代空間分集的天線的使用，而使用極化分集。由于使用了相隔很近的天線元件，可以為多輸入多輸出接收機(jī)提供一種緊湊的天線陣列。即使提供了更緊湊的天線陣列，多輸入多輸出通信系統(tǒng)的性能仍然基于等于或大于位于發(fā)射機(jī)處的天線元件的數(shù)量的位于接收機(jī)處的天線元件的數(shù)量。例如，該No.6,870,515專利公開了接收天線元件的數(shù)量等于或大于發(fā)射天線元件的數(shù)量。此外，如果兩個(gè)或更多的接收到的信號在一個(gè)角距離上很接近，由多輸入多輸出接收機(jī)產(chǎn)生的不同天線圖案可能不足以判斷接收到的信號中的不同。即使使用波束成形，使波束足夠窄或使得校正(boresight)可調(diào)整都不是實(shí)用的或成本優(yōu)化的。因此，存在保持一些天線元件來區(qū)分這些信號的需要。
發(fā)明內(nèi)容考慮到上述背景，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是相對于位于多輸入多輸出發(fā)射機(jī)處的天線元件的數(shù)量減少位于多輸入多輸出接收機(jī)處的天線元件的數(shù)量，且仍然提供一種魯棒的(robust)多輸入多輸出通信系統(tǒng)。本發(fā)明的這個(gè)和其它目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)是由一種多輸入多輸出通信系統(tǒng)提供的，該多輸入多輸出通信系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)，用于在一時(shí)間間隔期間產(chǎn)生M個(gè)源信號，其中對于T個(gè)時(shí)間間隔都產(chǎn)生M個(gè)源信號，并且在每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)M個(gè)源信號中至少一個(gè)的能量級是不同的。發(fā)射天線陣列被連接到該發(fā)射機(jī)，并且該發(fā)射天線陣列可以包括M個(gè)天線元件以發(fā)射所述M個(gè)源信號。接收機(jī)與所述發(fā)射機(jī)是同步的。接收天線陣列被連接到該接收機(jī)，并且該接收天線陣列可以包括N個(gè)天線元件以在每個(gè)時(shí)間間隔期間接收所述M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和，其中對于每個(gè)時(shí)間間隔的至少N個(gè)不同的和是線性無關(guān)的，用于對于T個(gè)時(shí)間間隔提供至少T*N個(gè)不同的和。信號分離處理器可以被連接到所述接收機(jī)并形成混合矩陣，該混合矩陣包括M個(gè)源信號的多達(dá)至少T*N個(gè)不同的和?；旌暇仃嚨闹鹊扔谥辽賂*N。信號分離處理器從混合矩陣中分離預(yù)期的源信號。在每個(gè)時(shí)間間隔中具有不同的能量級的M個(gè)源信號的至少一個(gè)可以包括多個(gè)在每個(gè)時(shí)間間隔有不同能量級的M個(gè)源信號。對于每個(gè)時(shí)間間隔的M個(gè)源信號中的多于一個(gè)信號中改變能量級使得混合矩陣更容易在T個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)被填充(populate)。接收天線陣列優(yōu)選使用N個(gè)天線元件接收M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和，其中N〈M，但是PN》M，因此混合矩陣的秩至少等于M?；旌暇仃嚨闹却_定了多少個(gè)信號可以實(shí)際被分離。秩越大，越多信號可以被分離。因此，具有N個(gè)天線元件的緊湊的天線陣列(少于發(fā)射矩陣的M個(gè)天線元件)可以被多輸入多輸出接收機(jī)使用，而仍然提供魯棒的多輸入多輸出通信系統(tǒng)。多輸入多輸出通信系統(tǒng)可以被配置為多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用(MIMO-OFDM)通信系統(tǒng)，每個(gè)源信號在T個(gè)時(shí)間間隔期間包括多個(gè)子載波。對于每個(gè)源信號的子載波可以被分為多個(gè)組，并且子載波的相鄰組有不同的能量級。在一個(gè)實(shí)施方式中，對于每個(gè)源信號的多個(gè)子載波的各自的能量包絡(luò)是恒定的。在另一個(gè)實(shí)施方式中，對于每個(gè)源信號的多個(gè)子載波的各自的能量包絡(luò)是以已知的順序而變化的，因此接收機(jī)可以追蹤子載波組。存在接收天線陣列的多個(gè)不同的實(shí)施方式。N個(gè)天線元件可以相關(guān)，用于形成相控陣列。在另外的實(shí)施方式中，N個(gè)相關(guān)的天線元件可以包括至少一個(gè)有源天線元件和至多N-1個(gè)無源天線元件，用于形成波束切換天線。另外，N個(gè)相關(guān)的天線元件的至少兩個(gè)可以具有不同的極性。接收天線陣列的其它實(shí)施方式可以對接收到的M個(gè)源信號的N個(gè)不同的和具有乘數(shù)效應(yīng)。這優(yōu)選的允許混合矩陣的秩進(jìn)一步增加而不必增加接收天線陣列中的N個(gè)天線元件的數(shù)量。通過增加混合矩陣的秩，更多的信號可以被盲信號分離處理器分離。對接收到的M個(gè)源信號的N個(gè)不同的和的數(shù)量的乘數(shù)效應(yīng)可以使用下述中的一個(gè)或多個(gè)的組合完成。陣列偏轉(zhuǎn)，涉及改變天線圖案的仰角，用于接收源信號的額外的和。路徑選擇，被執(zhí)行以便用于填充混合矩陣的源信號的所有的和是相關(guān)的和/或統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。信號分裂，被用來進(jìn)一步填充混合矩陣。不同的和信號可以使用擴(kuò)展碼被分裂，或分裂為同相(I)分量和正交(Q)分量。信號分離處理器可以是盲信號分離處理器。盲信號分離處理器可以基于主分量分析(PCA)、獨(dú)立分量分析(ICA)和奇異值分解(SVD)中的至少一種從混合矩陣中分離預(yù)期的源信號?？商鎿Q地，信號分離處理器可以根據(jù)基于知識(shí)的處理信號提取方法而從混合矩陣中分離出預(yù)期的源信號。基于知識(shí)的信號分離方法可以基于迫零(ZF)方法、最小均方估計(jì)(MMSE)方法中的至少一種而從混合矩陣中分離預(yù)期的信號。本發(fā)明的另一方面旨在一種用于操作上述多輸入多輸出通信系統(tǒng)的方法。圖1是根據(jù)本發(fā)明的多輸入多輸出通信系統(tǒng)的框圖2是在圖1中顯示的多輸入多輸出通信系統(tǒng)的接收端處的元件的更詳細(xì)的框圖3是根據(jù)本發(fā)明的用于為盲信號分離方法提供信號不同的和的基于陣列偏轉(zhuǎn)的多輸入多輸出接收機(jī)的框圖4是根據(jù)本發(fā)明的用于為盲信號分離方法提供信號不同的和的基于路徑選擇的多輸入多輸出接收機(jī)的框圖5是根據(jù)本發(fā)明的用于為盲信號分離方法提供信號額外的和的基于擴(kuò)展碼的多輸入多輸出接收機(jī)的框圖6是根據(jù)本發(fā)明的用于為盲信號分離方法提供信號額外的和的基于同相和正交信號分量的多輸入多輸出接收機(jī)的框圖7是根據(jù)本發(fā)明的多輸入多輸出發(fā)射機(jī)的框圖8是根據(jù)本發(fā)明的多輸入多輸出接收機(jī)的框圖9是根據(jù)本發(fā)明的多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用發(fā)射機(jī)的框圖10是根據(jù)本發(fā)明的多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用接收機(jī)的框圖。具體實(shí)施例方式在下文中將會(huì)參考其中顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的附圖來對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。然而，本發(fā)明也可以以多種不同形式實(shí)施，并且不應(yīng)該被解釋成是受限于這里闡述的實(shí)施方式。與之相反的是，提供這些實(shí)施方式是為使本公開更為全面和完整，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在全文中，相同的數(shù)字指示的是相同的元件。首先參考圖1，描述了一種多輸入多輸出通信系統(tǒng)20。該多輸入多輸出通信系統(tǒng)20包括發(fā)射機(jī)30、發(fā)射天線陣列32、接收機(jī)40和接收天線陣列42。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易意識(shí)到，發(fā)射機(jī)30和接收機(jī)40可以被替換為收發(fā)信機(jī)。因此，它們各自的天線陣列32、42支持雙向數(shù)據(jù)交換。然而，為本發(fā)明示例的目的，將針對發(fā)射機(jī)30和接收機(jī)40做出參考。發(fā)射天線陣列32包括M個(gè)天線元件33(1)-33(M)，用于發(fā)射M個(gè)源信號34(I)-34(M)。例如，天線元件33(1)-33(M)可以是空間相關(guān)的。源信號.34(1)-34(M)可以統(tǒng)一用參考數(shù)字34表示，而天線元件33(1)-33(M)可以統(tǒng)一用參考數(shù)字33表示。接收天線陣列42包括N個(gè)天線元件43(1)-43(N)，用于接收所述M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和，其中N小于M。由于N〈M，在接收機(jī)40可以使用緊湊的天線陣列而同時(shí)仍然可以獲得魯棒的多輸入多輸出通信系統(tǒng)20，如下面將要更詳細(xì)論述的。天線元件43(1)-43(N)可以統(tǒng)一用參考數(shù)字43表示。各個(gè)天線陣列32、42被使用在多徑豐富環(huán)境中，這樣由于環(huán)境中各種散射物體的存在(建筑物、車輛、山丘等)，每個(gè)信號都經(jīng)歷多徑傳播。每個(gè)路徑都被認(rèn)為是不同的通信信道。因此，圖1中的參考數(shù)字50表示了散射環(huán)境導(dǎo)致的在發(fā)射天線陣列32與接收天線陣列42之間的多信道。數(shù)據(jù)從發(fā)射天線陣列32使用本領(lǐng)域公知的空時(shí)編碼(STC)傳輸方法來傳輸。除了M個(gè)源信號之外，來自干擾37的L個(gè)干擾源信號35可能存在于散射環(huán)境50中，用于千擾預(yù)期的源信號的分離。增加混合矩陣的各種方式可以有益于用來填充其秩超過M的混合矩陣，如下面將要更詳細(xì)論述的。接收天線陣列42捕獲M個(gè)源信號34的N個(gè)不同的和，并且應(yīng)用信號處理技術(shù)來分離信號。盲信號分離(BSS)處理器44被連接到接收機(jī)40以形成混合矩陣46，該混合矩陣46包括M個(gè)源信號的至少M(fèi)個(gè)不同的和，以便混合矩陣的秩等于至少M(fèi)。盲信號分離處理器44從混合矩陣46中分離出預(yù)期的源信號。如美國專利申請No.11/232,500中更詳細(xì)論述的，其全部內(nèi)容結(jié)合在此作為參考，被歸入盲信號分離的三種普遍使用的技術(shù)是主分量分析(PCA)、獨(dú)立分量分析(ICA)和奇異值分解(SVD)。只要信號在某些可測量特征方面是獨(dú)立的，并且如果它們的信號和是彼此線性無關(guān)的，這些盲信號分離技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)可以被用于從源信號的混合中分離無關(guān)或預(yù)期的源信號?？蓽y量的特征往往是信號的第一、第二、第三或第四矩(moment)。PCA白化這些信號，使用第一和第二矩，并基于相關(guān)屬性旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)集。如果源信號的信噪比較高，則信號分離過程會(huì)停止做PCA。如果源信號的信噪比較低，則ICA基于包括源信號第三和第四矩的統(tǒng)計(jì)屬性分離源信號。有些源信號是高斯性的，并且它們的第三和第四矩是與第一和第二矩相關(guān)的。隨機(jī)噪聲源可以是高斯性的，并且擴(kuò)展頻譜信號牆設(shè)計(jì)為對解碼器呈現(xiàn)高斯性，而不是它們特定的擴(kuò)展碼。在特定條件下，信號的集合由于中心極限定理可以呈現(xiàn)高斯性。ICA方法可以分離一個(gè)高斯信號。作為ICA和PCA的替換，SVD基于信號特征值而從源信號的混合中分離出源信號。作為盲信號分離處理器的替換，信號分離處理器可以用于根據(jù)基于知識(shí)的處理信號提取方法而從混合矩陣中分離出預(yù)期的源信號。基于知識(shí)的信號分離方法例如基于迫零(ZF)方法和最小均方估計(jì)(MMSE)方法中的至少一種來從混合矩陣中分離出預(yù)期的信號。所述多輸入多輸出通信系統(tǒng)20的接收端的不同元件將參考圖2做更詳細(xì)的論述。接收天線陣列42包括N個(gè)天線元件43(1)-43(N),用于接收M個(gè)源信號34的至少N個(gè)不同的和，其中N和M都大于1而且N小于M。接收天線陣列42不限于任何特定的配置。接收天線陣列42可以包括一個(gè)或更多的天線元件43。天線元件43可以被配置以便天線陣列形成例如相控陣列或波束切換天線。為了構(gòu)建混合矩陣46，目標(biāo)是創(chuàng)建信號的不同的和。本申請中所感興趣的信號實(shí)際上可能總是低于干擾且仍然是分離的。由于目的上的明顯不同，天線元件43之間的距離不需要像有源和無源波束成形天線陣列所需要的那樣的特定分離。接收機(jī)40被連接到接收天線陣列42的下游，用于接收M個(gè)源信號34的至少N個(gè)不同的和。盲信號分離處理器44位于接收機(jī)40的下游。即使處理器44被顯示為與接收機(jī)40相分離，該處理器也可以被包含在接收機(jī)中。由接收機(jī)40收到的M個(gè)源信號34的不同的和被用來填充混合矩陣46?；旌暇仃?6然后被處理器44內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)盲信號分離處理模塊62、64和66來處理。盲信號分離處理模塊包括PCA模塊62、ICA模塊64和SVD模塊66。這些模塊62、64和66可以被配置為盲信號分離處理器44的一部分。PCA模塊62基于接收到的源信號的不同的和的第一和第二矩而工作，而ICA模塊64基于同一信號的第三和第四矩而工作。SVD模塊66基于接收到的源信號的不同的和的特征值來執(zhí)行信號分離。由PCA模塊62最初執(zhí)行的相關(guān)處理確定對于源信號的不同的和的初始分離矩陣68(1)，.而ICA模塊64則確定用于分離混合矩陣46中的源信號的增強(qiáng)分離矩陣68(2)。如果信號由SVD模塊66分離，則同樣確定用于分離混合矩陣46中的接收到的源信號的不同的和的分離矩陣68(3)。來自每個(gè)各自的分離矩陣68(1)-68(3)的分離的信號由參考數(shù)字49表示。分離的信號49然后經(jīng)歷由信號分析模塊70進(jìn)行的信號分析，以確定哪個(gè)信號是感興趣的以及哪個(gè)信號是干擾。應(yīng)用相關(guān)處理模塊72處理信號分析模塊70輸出的信號。關(guān)于哪個(gè)信號是感興趣的確定并不總是包括待被解碼的最終信號。例如，本申請要求識(shí)別干擾并從接收的源信號的不同的和中提取干擾，然后將縮減后的信號反饋到波形解碼器。這種情況下，感興趣的信號是最終被拒絕的那些信號?；旌暇仃?6的秩確定了多少個(gè)信號可以實(shí)際被分離。例如，混合矩陣秩為4則意味著4個(gè)源信號可以被分離。理想的情況下，混合矩陣46的秩應(yīng)該至少等于信號源的數(shù)量M。秩越大，則越多信號可以被分離。隨著源的數(shù)量M增加r需要的天線元件的數(shù)量N也增加。
背景技術(shù)：
：部分中討論的美國專利No.6,870,515公開了位于接收機(jī)處的天線元件的數(shù)量N等于或大于位于發(fā)射機(jī)處的天線元件的數(shù)量M，即N》M。接收天線陣列42優(yōu)選地利用N個(gè)天線元件43來接收M個(gè)源信號34的N個(gè)不同的和，其中N〈M。N個(gè)天線元件43產(chǎn)生至少N個(gè)不同的天線圖案，用于接收M個(gè)源信號的N個(gè)不同的和。在天線接收陣列42由N個(gè)天線元件43接收到的M個(gè)源信號34的N個(gè)不同的和被用來填充混合矩陣46，以便于混合矩陣的秩等于至少M(fèi)。如上所示，混合矩陣46的秩確定了多少個(gè)信號可以實(shí)際被分離。秩越大，則越多信號可以被分離。因此，具有N個(gè)天線元件43緊湊的接收天線陣列42(其中N個(gè)天線元件43小于發(fā)射天線陣列32中的M個(gè)天線元件33)，可以被多輸入多輸出接收機(jī)40使用，同時(shí)仍然提供魯棒的多輸入多輸出通信系統(tǒng)20。M個(gè)線性無關(guān)的和是支持M個(gè)發(fā)射天線元件34的全多輸入多輸出實(shí)施的最小需求，超過M則有很多優(yōu)點(diǎn)。例如，并非位于接收天線陣列42處的所有N個(gè)天線元件43都可以被導(dǎo)向來接收M個(gè)線性無關(guān)的和。同樣，并非所有接收到的和都是完全線性無關(guān)的。除了M個(gè)要分離的已知信號流外，仍然有L個(gè)其它信號會(huì)降低信噪比。因此，可能的話增加混合矩陣的秩到M+L是有優(yōu)點(diǎn)的。分離干擾或噪聲源的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是信噪比的結(jié)果性的降低，這允許更高的數(shù)據(jù)率、更低的錯(cuò)誤率和/或減少的傳輸功率。例如,L個(gè)干擾源信號35會(huì)存在以用于干擾將預(yù)期的源信號34從混合矩陣的分離，其中L大于1。如果混合矩陣的秩在不增加額外的天線元件的情況下已經(jīng)不能再增大，則增加至少一個(gè)額外的天線元件將提供額外的方法來增加混合矩陣的秩。增加額外元件仍會(huì)使元件數(shù)小于經(jīng)典多輸入多輸出方法中的M，或這會(huì)使元件的數(shù)量等于M，或者甚至超過M。依靠增加混合矩陣的秩而獲得的增益是值得的，盡管這增加了接收機(jī)天線元件數(shù)。例如，需要M個(gè)元件的混合矩陣的秩M+L相對于使用經(jīng)典處理的多輸入多輸出接收機(jī)的M個(gè)元件實(shí)施來說是一種更好的實(shí)施。然而，為了說明本發(fā)明，下面的論述將集中于M個(gè)源信號。存在大量的接收天線陣列42的不同的實(shí)施方式。N個(gè)天線元件43可能是相關(guān)的，以用于形成相控陣列。在另一個(gè)實(shí)施方式中，N個(gè)相關(guān)的天線元件43可以包括至少一個(gè)有源天線和至多N-1個(gè)無源天線，以形成波束切換天線。另外，N個(gè)相關(guān)的天線元件的至少兩個(gè)可以具有不同的極性。接收天線陣列42的其它實(shí)施方式可以對接收的M個(gè)源信號的N個(gè)不同的和具有乘數(shù)效應(yīng)(multipliereffect)。這優(yōu)選的允許混合矩陣46的秩被進(jìn)一步增加而不必增加接收天線陣列42中的N個(gè)天線元件43的數(shù)量。通過增加混合矩陣46的秩，更多加信號可以由盲信號分離處理器44分離。對接收到的M個(gè)源信號34的N個(gè)不同的和的數(shù)量的乘數(shù)效應(yīng)可以使用下述的一個(gè)或多個(gè)的組合而完成。陣列偏轉(zhuǎn)，涉及改變天線圖案的仰角，用于接收源信號34的額外的和。路徑選擇，被執(zhí)行以使得用于填充混合矩陣46的源信號34的所有的和是相關(guān)的和/或統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。信號分裂，也可以被用來進(jìn)一步填充混合矩陣46。不同的和信號可以使用擴(kuò)展碼被分裂，或分裂為同相(I)分量和正交(Q)接收天線陣列的不同實(shí)施方式將參考圖3-6詳細(xì)討論?，F(xiàn)在參考圖3，將討論陣列偏轉(zhuǎn)。接收天線陣列142包括N個(gè)天線元件143，用于產(chǎn)生N個(gè)初始天線圖案以接收M個(gè)源信號的N個(gè)不同的和。接收天線陣列142還包括仰角控制器141，用于選擇性地改變N個(gè)初始天線圖案中的至少一個(gè)的仰角，以產(chǎn)生至少一個(gè)額外的天線圖案以使得M個(gè)源信號的至少一個(gè)額外的不同的和因此被接收。接收機(jī)140被連接到接收天線陣列142，并使用N個(gè)初始天線圖案來接收M個(gè)源信號的N個(gè)不同的和，并且還使用至少一個(gè)額外的天線圖案來接收M個(gè)源信號的至少一個(gè)額外的不同的和。盲信號分離處理器144被連接到接收機(jī)140，用于形成混合矩陣146，該矩陣包括M個(gè)源信號的N個(gè)不同的和以及M個(gè)源信號的至少一個(gè)額外的不同的和。該混合矩陣的秩等于N加上使用額外天線圖案接收到的M個(gè)源信號的額外的不同的和的數(shù)量?；旌暇仃?46的最終的秩至少等于M。所述處理器144從混合矩陣146中分離出預(yù)期的信號。總體來說，任何提供適于增加混合矩陣的秩的信號的和的天線陣列裝置可以被利用于偏轉(zhuǎn)機(jī)制。這種偏轉(zhuǎn)將產(chǎn)生對每個(gè)天線陣列裝置的可用的信號和的兩個(gè)不同且混合的矩陣。通過運(yùn)用這種技術(shù)而因此有2次乘數(shù)效應(yīng)。如果陣列偏轉(zhuǎn)被分割成與天線關(guān)聯(lián)的K個(gè)不同區(qū)域，K個(gè)區(qū)域的每個(gè)可以提供2個(gè)獨(dú)立的偏轉(zhuǎn)區(qū)域和混合矩陣的條目。例如，如果天線陣列能自己提供N個(gè)和而且存在K個(gè)不同的偏轉(zhuǎn)區(qū)域，混合矩陣信號中的信號和的數(shù)量可以是2NK。由M個(gè)源信號基于路徑選擇提供的對源信號的分離將參考圖4進(jìn)行討論。接收天線陣列242包括N個(gè)元件243，用于形成至少N個(gè)天線波束以接收M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和，其中N和M都大于2?？刂破?50被連接到天線陣列242，用于選擇性地形成至少N個(gè)天線波束。接收機(jī)集合240被連接到天線陣列242，用于接收M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和。盲信號分離處理器244被連接到接收機(jī)集合240，用于形成包括M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和的混合矩陣246。盲信號分離處理器244還確定M個(gè)源信號的不同的和是否是相關(guān)的或者統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的，如果不是，則與控制器250合作以形成不同的波束，用于接收M個(gè)源信號的新的不同的和來代替混合矩陣246中的那些不相關(guān)的或統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的M個(gè)源信號的不同的和。結(jié)果，源信號的至少M(fèi)個(gè)不同的和被接收，使得混合矩陣的秩至少等于M。預(yù)期的源信號然后被從混合矩陣246中分離。rake接收機(jī)是被設(shè)計(jì)成計(jì)算多徑衰退的效果的無線電接收機(jī)。它通過使用為了調(diào)整到單個(gè)的多徑分量而每個(gè)都延遲一點(diǎn)的若干獨(dú)立的接收機(jī)來完成計(jì)算。它可以被大多類型的無線電接入網(wǎng)絡(luò)使用。它被發(fā)現(xiàn)對調(diào)制的擴(kuò)展碼類型尤其有好處。它選擇特定入射信號路徑的能力使得它適宜作為改變饋送到盲信號分離處理器244的路徑的裝置。如上所述的選擇性地形成N個(gè)天線波束可以應(yīng)用到所有無線電接入網(wǎng)絡(luò)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所容易理解的。對于CDMA系統(tǒng)，接收機(jī)集合240包括N個(gè)rake接收機(jī)256。每個(gè)rake接收機(jī)256包括k個(gè)指，用于為由連接到其上的各個(gè)天線元件所接收的M個(gè)源信號的N個(gè)不同的和的每一個(gè)來選擇k個(gè)不同的多徑分量。在這個(gè)配置中，盲信號分離處理器244被連接到N個(gè)rake接收機(jī)256，用于形成混合矩陣246?；旌暇仃?46包括M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和的至少kN個(gè)不同的多徑分量，并且混合矩陣的秩等于kN，其中kN至少等于M。特別的，當(dāng)CDMA波形傳播時(shí)，它們從源地到目的地通常會(huì)遇到多個(gè)路徑。rake接收機(jī)256被特別設(shè)計(jì)成捕獲大量這種個(gè)例并把它們組合以用于更魯棒的信號解碼。當(dāng)原始信號通過每個(gè)路徑傳播時(shí)，它的屬性被該路徑的獨(dú)特特性所改變。在一些情況中，對接收到的信號的相關(guān)性和/或統(tǒng)計(jì)屬性的修改可能很大，大到使得這些信號可以被當(dāng)作可分離的信號流。修改后的rake接收機(jī)256可以被用來提取每個(gè)修改的流并將其反饋?zhàn)鳛榛旌暇仃?46的唯一條目。這種增加秩的裝置并不總是可用的，當(dāng)很需要它的時(shí)候，它在高多徑環(huán)境中有效。當(dāng)rake接收機(jī)256可以利用不同的路徑，則適用于任何調(diào)制技術(shù)的更通用的方法是波束成形。這不同于rake接收機(jī)256，是因?yàn)椴ㄊ尚伪挥糜陬A(yù)期的信號增強(qiáng)和預(yù)期的信號拒絕。然而，差別是所拒絕的信號可能實(shí)際上是接收機(jī)預(yù)期接收的信號的另一個(gè)形式。然而，為了給混合矩陣建立足夠的秩，接收機(jī)集合240需要檢測大量相同信號的獨(dú)特傳播路徑形式。信號分裂也同樣用于進(jìn)一步填充混合矩陣A。在一種方法中，和信號被使用擴(kuò)展碼分裂。在另一種方法中，和信號被使用同相(I)分量和正交(Q)分量分裂。使用擴(kuò)展碼的信號分裂將參考圖5進(jìn)行討論。接收天線陣列342包括N個(gè)天線元件343，用于接收M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和。碼解擴(kuò)器350被連接到N個(gè)天線元件343，用于解碼所述M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和。N個(gè)不同的和的每一個(gè)都包括k個(gè)碼，用于提供與M個(gè)源信號相關(guān)聯(lián)的k個(gè)不同的和。接收機(jī)集合340被連接到碼解擴(kuò)器350，用于接收M個(gè)源信號的至少kN個(gè)不同的和。盲信號分離處理器344被連接到接收機(jī)集合340，用于形成混合矩陣346，該混合矩陣346包括M個(gè)源信號的至少kN個(gè)不同的和?；旌暇仃?46的秩等于kN，最終的秩至少等于M。盲信號分離處理器344從混合矩陣346中分離出預(yù)期的源信號。依靠對接收到的信號的調(diào)制，上述的信號分裂可以被用來在不增加天線元件的數(shù)量N的情況下增加混合矩陣的秩。CDMAIS-95、CDMA2000和WCDMA是運(yùn)用擴(kuò)展碼的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的例子。一個(gè)通常的思路是利用每個(gè)信號處理唯一碼以將數(shù)據(jù)擴(kuò)展到更大的頻帶。利用接收到的信號和(預(yù)期的信號、非預(yù)期的信號以及未知的噪聲源)來處理同樣的擴(kuò)展碼。這使得待被重建的預(yù)期的信號被返回到其原始的頻帶上，而千擾被擴(kuò)展到寬頻帶。上面列出的CDMA實(shí)施實(shí)際上具有同時(shí)使用相同的頻帶的很多信號流。每個(gè)信號流使用與所有其它信號流理論上正交的碼。如果這個(gè)條件在解碼器被滿足，則意味著只有感興趣的信號將被解擴(kuò)。在CDMA信號中經(jīng)常有些相關(guān)，所以干擾信號也一定程度地與預(yù)期的信號一起被重構(gòu)。這常常是因?yàn)閱为?dú)信號經(jīng)歷的延遲和信號的多徑發(fā)生。一些非預(yù)期的信號，尤其是CDMA信號，將會(huì)在數(shù)值方面增加。這個(gè)增加不如對預(yù)期的信號的那樣明顯，但是會(huì)增加全部噪聲值，因此降低信噪比。解擴(kuò)信號公式的形成和信號自身滿足盲信號分離處理的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上，如果解擴(kuò)碼的一個(gè)被單獨(dú)應(yīng)用于由接收機(jī)集合340接收的每個(gè)已知的信號，滿足ICA模型需求的單獨(dú)的和被獲得。因此，有許多行條目可用于混合矩陣作為已知碼，當(dāng)然假定，它們每個(gè)產(chǎn)生線性無關(guān)的有效值。在這種情況下，將允許混合矩陣的增加到大于碼的數(shù)量的值。例如，N個(gè)天線元件和M個(gè)碼會(huì)提供NM個(gè)矩陣行。為說明起見，假定已知3個(gè)碼且這3個(gè)已知碼信號保持它們的正交性。在碼解擴(kuò)器350中，由于在每個(gè)流被3個(gè)己知碼解擴(kuò)之后的每個(gè)天線流，混合矩陣A有上3行和下3行。非對角O值是由于碼的正交性。列條目4、5和6是用于相同標(biāo)記的未知信號的通常例子。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>對應(yīng)于列條目4、5和6的信號可以是己知碼的其它路徑形式，或未知碼的其它小區(qū)信號。同樣，一個(gè)信號可以是高斯的而另一個(gè)信號或者是遵守中心極限定理的CDMA信號組，從而它們作為單獨(dú)的高斯信號出現(xiàn)，如，release4信道。換句話說，非隨機(jī)信號的足夠量會(huì)加成高斯信號。干擾可以是非高斯信號源或至多是網(wǎng)絡(luò)未知的一個(gè)高斯信號。在碼解擴(kuò)器350中解擴(kuò)已知碼之后，盲信號分離處理器344接收秩為6的混合矩陣346。秩6是基于2個(gè)天線元件乘以因子3而得到的，3是因?yàn)橛?個(gè)碼已知。6個(gè)信號被應(yīng)用于盲信號分離處理器344，其中形成了秩為6的混合矩陣346。盲信號分離處理器344僅從由信道修改的接收的信號確定分離矩陣W:x=As，其中A是混合矩陣。在描述的例子中，6個(gè)信號可以被分離。盲信號分離處理器344選擇待解碼的信號。例如，干擾信號可能被丟棄而預(yù)期的信號的所有形式都被選擇。選擇的信號被施加到解調(diào)模塊以用于解調(diào)。解調(diào)器使用公知的均衡技術(shù)，該技術(shù)合并同一信號的多徑形式。在上述更普遍的例子中，為了簡單起見，非對角線值都被顯示成0，而實(shí)際上可能是非o。這在解碼后信號之間的相關(guān)性并不是完美的情況下是更常見的。這表示每個(gè)分離的信號有額外噪聲。然而，如前所述，矩陣的秩足以分離這些信號，所以噪聲的值經(jīng)過盲信號分離處理后會(huì)顯著減少。這導(dǎo)致噪聲的減少、信噪比的增加，并且如香農(nóng)定理指示的，信道容量的增加。參考圖6，增加混合矩陣A的秩而不增加天線元件的數(shù)量N的另一種方法是分離接收到的混合信號到其同相(I)分量和正交(Q)'分量。相干RF信號的I和Q分量是幅度相同但是相位相差90度的分量。接收天線陣列442包括N個(gè)天線元件443，用于接收M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和。各自的同相和正交模塊450位于每個(gè)天線元件443的下游，用于將其接收到的M個(gè)源信號的N個(gè)不同的和的每一個(gè)分離成同相和正交分量集。接收機(jī)集合440位于每個(gè)同相和正交模塊450的下游，用于對于M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和接收至少N個(gè)同相和正交分量集。盲信號分離處理器444位于接收機(jī)集合440的下游，用于形成混合矩陣446，該矩陣包括M個(gè)源信號的至少2N個(gè)不同的和。每個(gè)同相和正交分量集提供2個(gè)對混合矩陣446的輸入?；旌暇仃?46的秩等于2N,并且盲信號分離處理器444從混合矩陣512中分離需要的源信號514。通過將接收到的混合信號分離成I和Q分量，混合矩陣的大小增加2倍。只要I和Q分量是利用不同的數(shù)據(jù)流編碼的，則在任何天線元件接收的混合信號可以被分裂成2個(gè)不同的混合信號。在微分編碼的情況中，調(diào)制的特性需要被分析以確定是否I和Q分量滿足線性的需求。例如，在GSM中已有顯示當(dāng)使用適當(dāng)?shù)臑V波時(shí)GMSK編碼可以認(rèn)定為線性的，并且在接收機(jī)中將其作為BPSK編碼處理。由于BPSK滿足盲信號分離處理的需求，則所述的I和Q處理可以使用。I和Q分量可以利用上述的任何的天線陣列實(shí)施方式來填充混合矩陣A。當(dāng)使用I和Q,混合矩陣A可以好像使用了2倍數(shù)量的天線元件一樣被填充。天線元件可以是如非相關(guān)、相關(guān)或極化的任何分集形式。具有每個(gè)元件的信號和分裂成I和Q分量的N個(gè)天線元件提供2N個(gè)獨(dú)立的混合信號和。結(jié)果，混合矩陣的秩是2N，其中2N至少等于或大于M。這個(gè)機(jī)制也可以用于天線陣列偏轉(zhuǎn)技術(shù)以創(chuàng)建更多的信號和。每一個(gè)信號和也可以反過來被分離成I和Q分量。來自I和Q的因子2、N個(gè)天線元件和天線陣列的K個(gè)偏轉(zhuǎn)區(qū)域?yàn)榛旌暇仃囂峁?KN個(gè)信號和。參考圖7和8，本發(fā)明的另一個(gè)方面旨在一種多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其中多輸入多輸出發(fā)射機(jī)500為在一個(gè)時(shí)隙的基礎(chǔ)上的每個(gè)分層的空間數(shù)據(jù)流改變能量級。數(shù)據(jù)流因此以不同的能量級到達(dá)多輸入多輸出接收機(jī)502，這提供接收到的信號中適當(dāng)?shù)牟顒e以填充混合矩陣用于信號分離處理。用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流由子信道生成模塊510接收。子信道生成模塊510將數(shù)據(jù)流分成用于信道1至M的平行數(shù)據(jù)流。每個(gè)平行的數(shù)據(jù)流通過RF鏈到相關(guān)聯(lián)的天線元件523(1)-523(M)。每個(gè)RF鏈包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器512(1)-512(M)，用于將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換到基帶?；鶐盘柸缓笤赗F調(diào)制模塊514(1)-514(M)中與其載波頻率相乘，以獲得傳輸需要的頻率。調(diào)制后，數(shù)據(jù)流在被相關(guān)聯(lián)的天線元件523(1)-523(M)發(fā)射前被功率放大器516(1)-516(M)放大。這對每個(gè)1至M的平行數(shù)據(jù)流來說是單獨(dú)完成的。每個(gè)RF鏈中的單獨(dú)數(shù)據(jù)流的能量級由時(shí)間間隔增益控制模塊520改變。每個(gè)平行數(shù)據(jù)流的能量級或增益在數(shù)模轉(zhuǎn)換器512(1)-512(M)中或在RF調(diào)制模塊514(1)-514(M)中被改變。這個(gè)改變與子信道產(chǎn)生模塊510是同步的。共同地，M個(gè)數(shù)據(jù)流由M個(gè)天線元件512(1)-512(M)發(fā)射。至少，M個(gè)數(shù)據(jù)流中的一個(gè)的能量級需要被改變。當(dāng)改變后，多輸入多輸出接收機(jī)502會(huì)在各自的時(shí)間間隔期間接收線性無關(guān)的和。然而，最好改變?nèi)舾蓴?shù)據(jù)流(至多M個(gè))中的能量級，以保證更魯棒的多輸入多輸出接收機(jī)502。即使若干數(shù)據(jù)流的能量級被改變，多輸入多輸出接收機(jī)502仍然在各自的時(shí)間間隔期間接收一個(gè)線性無關(guān)的和信號。在接收端，信號被天線元件543(1)-543(N)接收。至多N個(gè)和信號被天線元件543(1)-543(N)接收。如上所示，對每個(gè)時(shí)間間隔，M個(gè)源信號被多輸入多輸出發(fā)射機(jī)500發(fā)射。在從M個(gè)發(fā)射天線元件523(1)-523(M)發(fā)射的信號與由N個(gè)接收天線元件543(1)-543(N)接收的信號之間沒有一一對應(yīng)的關(guān)系。作為例子的典型情況，每個(gè)接收天線元件543(1)-543(N)接收多于一個(gè)發(fā)射的信號和相同發(fā)射信號的多個(gè)入射。信道的理想正交在現(xiàn)實(shí)的通信環(huán)境中幾乎沒有。來自每個(gè)接收天線元件543(1)-543(N)是RF鏈。接收放大器522(1)-522(N)放大接收到的數(shù)據(jù)流。RF解調(diào)模塊524(1)-524(N)利用其載波頻率倍乘接收的數(shù)據(jù)流并濾出多余的諧波以獲得在基帶信號的符號D—旦基帶信號被獲得，則該信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器526(1)-526(N)被傳遞到混合矩陣模塊530?；旌暇仃嚹K530填充待用來分離預(yù)期的信號的混合矩陣?；旌暇仃嚹K530與時(shí)間間隔識(shí)別模塊532互相合作，使得每個(gè)時(shí)間間隔產(chǎn)生的混合矩陣與在多輸入多輸出發(fā)射機(jī)500中對應(yīng)的時(shí)間間隔相匹配?；旌暇仃嚹K530的輸出被施加到空間解復(fù)用器模塊534。對來自混合矩陣的預(yù)期的信號的分離在該模塊中執(zhí)行。信號分離可以根據(jù)基于知識(shí)的信號提取方法或盲信號分離或兩者的組合。盲信號分離方法和基于知識(shí)的信號提取方法己經(jīng)描述過。分離的信號然后被施加到子信道組合器536，用于提供接收到的數(shù)據(jù)流以用于解碼。—概括地說，發(fā)射機(jī)500在一個(gè)時(shí)間間隔期間產(chǎn)生M個(gè)源信號，其中對于T個(gè)時(shí)間間隔產(chǎn)生M個(gè)源信號，并且M個(gè)源信號的至少一個(gè)的能量級在每個(gè)時(shí)間間隔中是不同的。發(fā)射天線陣列被連接到發(fā)射機(jī)500，并且包括M個(gè)天線元件523(1)-523(M)，用于發(fā)射M個(gè)源信號。接收機(jī)502和發(fā)射機(jī)500是同步的。接收天線陣列被連接到接收機(jī)502，并且包括N個(gè)天線元件543(1)-543(N)，用于在每個(gè)時(shí)間間隔期間接收M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和，其中對于每個(gè)時(shí)間間隔的至少N個(gè)不同的和是線性無關(guān)的以對T個(gè)時(shí)間間隔提供至少T*N個(gè)不同的和?；旌暇仃嚹K530可以被實(shí)施在例如單獨(dú)的處理器中，并且形成包括M個(gè)源信號的至少P^N個(gè)不同的和的混合矩陣。該混合矩陣的秩至少是T*N。信號分離處理器從混合矩陣中分離預(yù)期的信號。為每個(gè)分層的空間數(shù)據(jù)流改變能量級可以被應(yīng)用到多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用通信系統(tǒng)，如圖9和IO所示，其中包括多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用發(fā)射機(jī)600和多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用接收機(jī)602。正交頻分多路復(fù)用(OFDM)是指正交頻分復(fù)用技術(shù)。正交頻分多路復(fù)用系統(tǒng)有效地分割操作頻帶成大量頻率子信道(或頻率槽(bin))，頻率子信道的每個(gè)與數(shù)據(jù)被調(diào)制的各自的子信道相關(guān)。典型地，待發(fā)射的數(shù)據(jù)被以特定的編碼方案編碼以產(chǎn)生編碼的比特。特定地，由多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用發(fā)射機(jī)600發(fā)射的每個(gè)源信號包括在T個(gè)時(shí)間間隔期間的多個(gè)子載波。用于每個(gè)源信號的子載波可以被分成多個(gè)組，并且子載波的相鄰組具有不同的能量級。作為替換，對于每個(gè)源信號的多個(gè)子載波的相應(yīng)的能量包絡(luò)是恒定的。對于每個(gè)源信號的多個(gè)子載波的相應(yīng)的能量包絡(luò)是按照已知的順序改變的，因此多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用接收機(jī)602可以追蹤子載波組。顯示的多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用系統(tǒng)與圖7-8顯示的多輸入多輸出系統(tǒng)是相似的，除了該多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用系統(tǒng)現(xiàn)在包括的多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用發(fā)射機(jī)600中的逆快速傅里葉變換(IFFT)模塊608(l)-608(M)和多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用接收機(jī)602中的快速傅里葉變換(FFT)模塊625(1)-625(M)。具有IFFT模塊608(1)-608(M)，每個(gè)RF鏈現(xiàn)在發(fā)射一組子信道而不是多輸入多輸出通信系統(tǒng)中的單個(gè)信道。IFFT模塊608(1)-608(M)采取在頻域中平行的數(shù)據(jù)流并向數(shù)模轉(zhuǎn)換器612(1)-612(M)提供它們合計(jì)的單一時(shí)間表示。子信道生成模塊610確定哪個(gè)子信道將被送到哪個(gè)天線元件。在前述的說明書和相關(guān)聯(lián)的附圖的啟示下，本發(fā)明的很多修改和其它實(shí)施方式很容易被本領(lǐng)域技術(shù)人員想到。因此，應(yīng)該理解本發(fā)明不限于公幵的具體實(shí)施例，并且修改和實(shí)施方式被確定為包括在所附的權(quán)利要求中。權(quán)利要求1、一種多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)，用于在一時(shí)間間隔期間產(chǎn)生M個(gè)源信號，其中對于T個(gè)時(shí)間間隔都產(chǎn)生M個(gè)源信號，并且在每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)M個(gè)源信號的至少一個(gè)的能量級是不同的；發(fā)射天線陣列，被連接到所述發(fā)射機(jī)，并且包括M個(gè)天線元件以發(fā)射M個(gè)源信號；接收機(jī)，與所述發(fā)射機(jī)同步；接收天線陣列，被連接到所述接收機(jī)，并且包括N個(gè)天線元件，用于在每個(gè)時(shí)間間隔期間接收M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和，其中對于每個(gè)時(shí)間間隔的至少N個(gè)不同的和是線性無關(guān)的，用于對T個(gè)時(shí)間間隔提供至少T*N個(gè)不同的和；以及信號分離處理器，被連接到所述接收機(jī)，并且用于形成包括M個(gè)源信號的至少T*N個(gè)不同的和的混合矩陣，該混合矩陣的秩至少等于T*N，所述信號分離處理器用于從混合矩陣中分離出預(yù)期的源信號。2、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于所述在每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)具有不同的能量級的M個(gè)源信號的至少一個(gè)包括在每個(gè)時(shí)間間隔具有不同的能量級的M個(gè)源信號的多個(gè)。3、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于N<M且T*N^M，從而混合矩陣的秩至少等于M。4、如權(quán)利要求3所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于N-1且T-M。5、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于N^M且T^M，從而混合矩陣的秩大于M，以使得干擾信號和M個(gè)源信號一樣能被分離。6、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于多輸入多輸出通信系統(tǒng)被配置為多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用通信系統(tǒng)，其中每個(gè)源信號在T個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)包括多個(gè)子載波。7、如權(quán)利要求6所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于對于每個(gè)源信號的子載波被分為多個(gè)組，并且子載波的相鄰組具有不同的能量級。8、如權(quán)利要求6所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于對于每個(gè)源信號的多個(gè)子載波的各自的能量包絡(luò)是恒定的。9、如權(quán)利要求6所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于對于每個(gè)源信號的多個(gè)子載波的各自的能量包絡(luò)是按照已知的順序變化的，因此所述的接收機(jī)可以追蹤子載波組。10、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于所述接收天線陣列包括N個(gè)相關(guān)的天線元件，用于形成相控陣列。11、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于所述接收天線陣列包括N個(gè)相關(guān)的天線元件，所述的N個(gè)相關(guān)的天線元件包括至少一個(gè)有源天線元件和至多N-l個(gè)無源天線元件以形成波束切換天線。12、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于所述接收天線陣列包括N個(gè)相關(guān)的天線元件，并且其中所述的N個(gè)相關(guān)的天線元件的至少兩個(gè)有不同的極性。13、如權(quán)利要求12所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于所述不同的極性彼此正交。14、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于所述接收天線陣列在每個(gè)時(shí)間間隔產(chǎn)生N個(gè)初始天線圖案，用于接收M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和；并進(jìn)一步包括仰角控制器，被連接到所述接收天線陣列用以選擇性地改變N個(gè)初始天線圖案的至少一個(gè)的仰角，以便在每個(gè)時(shí)間間隔產(chǎn)生至少一個(gè)額外的不同的天線圖案以接收M個(gè)源信號的至少一個(gè)的額外的和；并且其中混合矩陣進(jìn)一步包括對于每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)M個(gè)源信號的至少一個(gè)額外的不同的和，混合矩陣的秩等于P^N加上使用額外的天線圖案在T個(gè)間隔內(nèi)接收到的M個(gè)源信號的額外的不同的和的數(shù)量。15、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于所述接收天線陣列在每個(gè)時(shí)間間隔產(chǎn)生至少N個(gè)天線波束，用予接收M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和，其中N和M都大于2;并進(jìn)一步包括控制器，被連接到所述接收天線陣列，用于選擇性地形成至少N個(gè)天線波束；所述信號分離處理器還確定每個(gè)時(shí)間間隔的M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和是否不相關(guān)或統(tǒng)計(jì)獨(dú)立，如果不是，貝廿與所述控制器合作以形成不同的波束，用于接收M個(gè)源信號的新的不相關(guān)或統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的不同的和以替換混合矩陣中相關(guān)或統(tǒng)計(jì)不獨(dú)立的M個(gè)源信號的不同的和。16、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括碼解擴(kuò)器，被連接到N個(gè)天線元件，用于在每個(gè)時(shí)間間隔解碼M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和，至少N個(gè)不同的和的每個(gè)都包括k個(gè)碼，用于提供至少k個(gè)不同的和；其中所述接收機(jī)被連接到所述解擴(kuò)器，用于在T個(gè)時(shí)間間隔接收M個(gè)源信號的至多k^"N)個(gè)和；并且其中所述信號分離處理器形成混合矩陣，該混合矩陣包括M個(gè)源信號的至少eC^N)個(gè)不同的和。17、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括各自的同相和正交模塊，被連接到所述接收天線陣列中的每個(gè)天線元件的下游，用于在每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)將接收到的M個(gè)源信號的N個(gè)不同的和的每一個(gè)分離成同相和正交分量集；并且其中所述信號分離處理器形成混合矩陣，該矩陣包括對于T個(gè)時(shí)間間隔的M個(gè)源信號的至少2(T*N)個(gè)不同的和，其中每個(gè)同相和正交分量集提供對于混合矩陣的2個(gè)輸入，混合矩陣最終的秩至少是2(T*N)。18、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于所述信號分離處理器包括盲信號分離處理器。19、如權(quán)利要求18所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于所述的盲信號分離處理器基于主分量分析、獨(dú)立分量分析和奇異值分解中的至少一種而從混合矩陣中分離出預(yù)期的源信號。20、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于所述信號分離處理器根據(jù)基于知識(shí)的信號提取方法而從混合矩陣中分離預(yù)期的源信號。21、如權(quán)利要求20所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于基于知識(shí)的信號分離方法基于迫零方法、最小均方估計(jì)方法中的至少一個(gè)而從混合矩陣中分離出預(yù)期的源信號。22、如權(quán)利要求1所述的多輸入多輸出通信系統(tǒng)，其特征在于所述信號分離處理器從混合矩陣中分離出預(yù)期的源信號是根據(jù)基于知識(shí)的信號提取方法和盲信號分離方法的組合。23、一種用于操作多輸入多輸出(多輸入多輸出)通信系統(tǒng)的方法，其特征在于該方法包括-在一時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生M個(gè)源信號，其中在T個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)都產(chǎn)生M個(gè)源信號，并且在每個(gè)時(shí)間間隔的M個(gè)源信號的至少一個(gè)的能量級是不同的；利用包括M個(gè)天線元件的發(fā)射天線陣列來發(fā)射M個(gè)源信號；利用包括N個(gè)天線元件的接收天線陣列以在每個(gè)時(shí)間間隔期間接收M個(gè)源信號的至少N個(gè)不同的和，其中對于每個(gè)時(shí)間間隔的至少N個(gè)不同的和是線性無關(guān)，用于對于T個(gè)時(shí)間間隔提供至少T*N個(gè)不同的和；形成包括M個(gè)源信號的至少P^N個(gè)不同的和的混合矩陣，該混合矩陣的秩至少是PN;以及從混合矩陣中分離出預(yù)期的源信號。24、如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述在每個(gè)時(shí)間間隔具有不同的能量級的M個(gè)源信號中的至少一個(gè)包括在每個(gè)時(shí)間間隔具有不同的能量級M個(gè)源信號的多個(gè)。25、如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于N〈M且P^N^M，從而混合矩陣的秩至少等于M。26、如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于N2M且PM，從而混合矩陣的秩大于M，使得干擾信號和M個(gè)源信號一樣能被分離。27、如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于多輸入多輸出通信系統(tǒng)被配置為多輸入多輸出-正交頻分多路復(fù)用通信系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)源信號在T個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)包括多個(gè)子載波。28、如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于對于每個(gè)源信號的子載波被分為多個(gè)組，并且子載波的相鄰組有不同的能量級。29、如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述接收天線陣列包括N個(gè)相關(guān)的天線元件，用于形成相控陣列。30、如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于所述接收天線陣列包括N個(gè)相關(guān)的天線元件，所述的N個(gè)相關(guān)的天線元件包括至少一個(gè)有源天線元件和至多N-l個(gè)無源天線元件，用于形成波束切換天線。31、如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于從混合矩陣分離預(yù)期的源信號是根據(jù)基于知識(shí)的信號提取方法和盲信號分離方法中的至少一種。全文摘要一種多輸入多輸出通信系統(tǒng)，包括發(fā)射機(jī)和與發(fā)射機(jī)同步的接收機(jī)。該發(fā)射機(jī)改變基于時(shí)隙的每個(gè)分層的空間數(shù)據(jù)流的能量級。到達(dá)接收機(jī)的數(shù)據(jù)流有各種能量級，這為接收信號的信號分離處理填充混合矩陣提供了適當(dāng)?shù)牟顒e。文檔編號H04J99/00GK101385249SQ200680002079公開日2009年3月11日申請日期2006年1月6日優(yōu)先權(quán)日2005年1月11日發(fā)明者史蒂文·J·高伯格申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司