專利名稱：：使用基于相移預(yù)編碼的信號產(chǎn)生的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本公開涉及使用基于相移預(yù)編碼的信號產(chǎn)生。
背景技術(shù)：
：基于特定的多載波的無線接入技術(shù)不能充分地支持具有各種類型的天線結(jié)構(gòu)的移動通信系統(tǒng)。本發(fā)明人認(rèn)識到與基于特定的多載波的多天線發(fā)送和/或接收技術(shù)相關(guān)的某些缺點。基于這樣的認(rèn)識，已經(jīng)考慮以下的特點。在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)使用的基于相移的預(yù)編碼方案具有比空時編碼方案更小的復(fù)雜度，其可以支持多種空間多路復(fù)用速率，同時保持相移分集方案的優(yōu)點，其具有比預(yù)編碼方案更小的信道敏感度，并且僅僅需要己經(jīng)在此處考慮和提供的低容量碼本。尤其是，用于執(zhí)行基于相移預(yù)編碼的矩陣可以按照在采用的天線數(shù)目方面的任何變化而更容易地擴(kuò)展和實現(xiàn)。圖1示出使用正交頻分多路復(fù)用(OFDM)的多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)的示例性的結(jié)構(gòu)。圖2示出使用循環(huán)延遲分集方法用于多天線系統(tǒng)的發(fā)送側(cè)的示例性的結(jié)構(gòu)。圖3示出使用相移分集方法用于多天線系統(tǒng)的發(fā)送側(cè)的示例性的結(jié)構(gòu)。圖4是示出二種類型的相移分集方法例子的圖形。圖5示出使用預(yù)編碼方法用于多天線系統(tǒng)的發(fā)送側(cè)的示例性的結(jié)構(gòu)。圖6示出在具有4個天線的系統(tǒng)中以2的空間多路復(fù)用速率執(zhí)行相移分集方法時示例性的過程。圖7示出基于相移的預(yù)編碼方法如何應(yīng)用于圖6的系統(tǒng)的例子。圖8示出在用于圖7的系統(tǒng)的基于相移的預(yù)編碼方法中使用的示例性的預(yù)編碼矩陣。圖9示出支持基于相移的預(yù)編碼方法的無線電收發(fā)裝置的示例性的方框圖。圖IO示出在圖9的無線電通信單元內(nèi)的SCWOFDM發(fā)送單元的示例性的方框圖。圖11示出在圖9的無線電通信單元內(nèi)的MCWOFDM發(fā)送單元的示例性的方框圖。圖12是示出當(dāng)本發(fā)明公開的相移預(yù)編碼(PSP)方法和
背景技術(shù)：
的空間多路復(fù)用(SM)方法分別地適用于ML(最小似然)接收機(jī)和MMSE(最小均方誤差)接收機(jī)時，在性能差別方面比較的圖形。圖13和14是示出對于PedA(ITU步行者A)衰落信道環(huán)境和TU(典型的城市)衰落信道環(huán)境，用于適用于MMSE(最小均方誤差)接收機(jī)的本公開的基于相移的預(yù)編碼方法和用于
背景技術(shù)：
空間多路復(fù)用方法的每個編碼速率的性能差別比較的圖形。圖15至17是示出在PedA(ITU步行者A)衰落信道環(huán)境和TU(典型的城市)衰落信道環(huán)境中，當(dāng)本公開基于相移的預(yù)編碼方法和
背景技術(shù)：
空間多路復(fù)用方法適用于采用SCW(單個碼字)和MCW(多個碼字)的系統(tǒng)時的性能差別比較的圖形。圖18是示出在適用空間分集方法+循環(huán)延遲分集方法的情況下，并且在平坦衰落信道環(huán)境中，本公開基于相移的預(yù)編碼方法+循環(huán)延遲分集方法適用于MCS(調(diào)制和編碼組)的性能差別的圖形。圖19示出按照本公幵的下行鏈路基帶信號發(fā)生的示例性的概述結(jié)構(gòu)。具體實施方式信息通信服務(wù)已經(jīng)變得更加普及，并且隨著多種多媒體服務(wù)和高質(zhì)量服務(wù)的引入，存在對于增強(qiáng)的無線(無線電)通信服務(wù)的需求增加。為了積極地滿足這種需求，應(yīng)該提高通信系統(tǒng)的容量和數(shù)據(jù)傳輸可靠性。為了在無線(無線電)通信環(huán)境下提高通信能力，一種方法是找到重新地可使用的帶寬，并且另一種方法是改進(jìn)給定資源的效率。作為后者方法的某些例子，多天線發(fā)送/接收(無線電收發(fā))技術(shù)近來獲得關(guān)注并且被積極地開發(fā)，由此在無線電收發(fā)裝置上提供多個天線，以通過另外確保資源利用的空間域，或者通過經(jīng)由每個天線并行發(fā)送數(shù)據(jù)提高傳輸容量來獲得分集增益。在該類多天線無線電收發(fā)技術(shù)中，一個例子是基于正交頻分多路復(fù)用(OFDM)的多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)，現(xiàn)在將參考圖1說明其一般結(jié)構(gòu)。在發(fā)送側(cè)(或者發(fā)射機(jī))上，信道編碼器101起到通過將重復(fù)的位附加給傳輸數(shù)據(jù)位來來降低由于信道或者噪聲的影響的作用。映射器103將數(shù)據(jù)位信息變?yōu)閿?shù)據(jù)符號信息。為了達(dá)到對數(shù)據(jù)符號進(jìn)行MIMO處理的目的，串-并變換器105將串行輸入變換為并行輸出。在接收側(cè)(或者接收機(jī))上，多天線解碼器109、并-串變換器111、去映射器113和信道解碼器115執(zhí)行與如上所述的發(fā)送側(cè)的多天線編碼器107、串-并變換器105、映射器103和信道編碼器IO相反的操作。在多天線OFDM系統(tǒng)中，需要多種技術(shù)來提高傳輸可靠性。例如，可以采用空時碼(STC)技術(shù)、循環(huán)延遲分集(CDD)技術(shù)、天線選擇(AS)技術(shù)、天線跳頻(AH)技術(shù)、空間多路復(fù)用(SM)技術(shù)、波束形成(BF)技術(shù)、預(yù)編碼技術(shù)等等。以下將更詳細(xì)地說明在這些技術(shù)中的一些。用于多天線環(huán)境的空時碼(STC)技術(shù)涉及連續(xù)地(順序地)發(fā)送相同的信號，但是在重復(fù)傳輸?shù)那闆r下，經(jīng)由不同的天線執(zhí)行發(fā)送，以獲得空間分集增益。以下的矩陣表示在具有二個發(fā)射天線的系統(tǒng)中使用的最基礎(chǔ)空時碼。1&-《2在以上的矩陣中，行代表天線，列代表時隙,這樣的空時碼技術(shù)具有某些缺點。例如，按照天線結(jié)構(gòu)如何改變，分別地需要不同形式的空時碼，因為數(shù)據(jù)符號經(jīng)由多個時隙被重復(fù)地發(fā)送以獲得空間分集，因此發(fā)送側(cè)和接收側(cè)增加了復(fù)雜度，并且，因為在不使用反饋信息的情況下來發(fā)送數(shù)據(jù)，因此與其它的閉環(huán)系統(tǒng)相比分別地具有較低的性能。表1在下面示出按照天線結(jié)構(gòu)對分別地不同的空時碼的需要。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>循環(huán)延遲分集(CDD)是這樣一種方法，其中當(dāng)在具有多無線電收發(fā)天線的系統(tǒng)中發(fā)送OFDM信號時，通過使用天線分別地發(fā)送具有不同的延遲或者不同幅度的信號，在接收側(cè)上獲得頻率分集增益。圖2示出使用循環(huán)延遲分集方法的多天線系統(tǒng)的發(fā)送側(cè)的一般的結(jié)構(gòu)。一旦經(jīng)由串-并變換器和多天線編碼器將OFDM符號分解和傳送給每個天線，快速傅里葉逆變換(IFFT)用于將頻域信號變換為時域信號，并且增加用于將信道間干擾減到最小的循環(huán)前綴(CP)并發(fā)送給接收側(cè)。在這里，將傳送給第一個天線的數(shù)據(jù)序列按現(xiàn)狀(即，沒有任何變化)發(fā)送給接收側(cè)，同時與第一個天線相比時，從其它的發(fā)射天線發(fā)送的數(shù)據(jù)序列被以循環(huán)移位方式延遲。同時，當(dāng)這種循環(huán)延遲分集方案是在頻域內(nèi)實現(xiàn)時，該循環(huán)延遲可以算術(shù)地表示為相位序列的相乘。艮P，如在圖3中可以看到的，已經(jīng)不同地設(shè)置用于每個天線的特定的相位序列(例如，相位序列1相位序列M)與在頻域內(nèi)的每個數(shù)據(jù)序列相乘，并且一旦執(zhí)行IFFT(快速傅里葉逆變換)處理，這樣的可以發(fā)送給接收側(cè)。這被稱為相移分集方案。通過使用相移分集方法，平坦衰落信道可以轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率選擇性信道，并且頻率分集增益或者頻率調(diào)度增益可以按照循環(huán)延遲樣本獲得。艮口，如在圖4中可以看到的，在相位移動分集方案中，當(dāng)通過使用相對大的值的循環(huán)延遲樣本產(chǎn)生相位序列的時候，因為相位變化周期被縮短(降低)，從而增加了頻率選擇性，并且因此，信道碼可以采用頻率分集增益。這典型地用在所謂的開環(huán)系統(tǒng)中。此外，當(dāng)使用小的值的循環(huán)延遲時，相位變化周期被拉長(增加)，并且通過在閉環(huán)系統(tǒng)中使用這些，資源被分配給最令人滿意的信道區(qū)間，使得可以獲得頻率調(diào)度增益。即，如在圖4中可以看到的，在相移分集方案中，當(dāng)相對小的值的循環(huán)延遲用于產(chǎn)生相位序列時，該平坦衰落信道的特定子載波區(qū)間導(dǎo)致在信道幅度方面增加，同時其它的子載波區(qū)間導(dǎo)致在信道幅度方面降低。在此情況下，對于容納多個用戶的OFDMA系統(tǒng)，當(dāng)信號被經(jīng)由每個用戶具有增加的信道幅度的子載波發(fā)送的時候，可以提高信噪比。但是，不管以上描述的循環(huán)延遲分集方案或者相移分集方案的某些好處，因為空間多路復(fù)用速率是1,不能依照要求來提高數(shù)據(jù)傳輸速率。預(yù)編碼方案可以包括當(dāng)在閉環(huán)系統(tǒng)中存在有限量的(或者限制)反饋信息時使用的基于碼本的預(yù)編碼方法，并且可以包括根據(jù)信道信息的量化執(zhí)行反饋的方法。在這里，基于碼本的預(yù)編碼指的是通過反饋給發(fā)送側(cè)預(yù)編碼矩陣的標(biāo)號來獲得信噪比(SNR)增益，該預(yù)編碼矩陣的標(biāo)號已經(jīng)為發(fā)送側(cè)和接收側(cè)兩者所知。圖5描繪使用基于碼本的預(yù)編碼的多天線系統(tǒng)的無線電收發(fā)側(cè)的示例性的結(jié)構(gòu)。在這里，發(fā)送側(cè)和接收側(cè)分別地具有有限的預(yù)編碼矩陣(PiPO，并且在接收側(cè)上，信道信息用于反饋最佳的預(yù)編碼矩陣標(biāo)號(I)，同時在發(fā)送側(cè)上，對應(yīng)于反饋標(biāo)號的預(yù)編碼矩陣被應(yīng)用于傳輸數(shù)據(jù)(X,XmO。這種基于碼本的預(yù)編碼方案是有益的，其中由于標(biāo)號的反饋，可以進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)傳輸。但是，因為穩(wěn)定的信道是必要的，這種基于碼本的預(yù)編碼可能不完全地適合于具有嚴(yán)重的信道變化的移動環(huán)境。此外，由于對于預(yù)編碼矩陣標(biāo)號的反饋開銷，可能在上行鏈路傳輸速率方面存在一些損失。另外，因為在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)兩者中需要碼本，可能需要提高存儲器使用率。本發(fā)明人認(rèn)識到上述的問題至少存于在特定數(shù)據(jù)傳輸、接收和用于多天線系統(tǒng)的處理技術(shù)方面?；谶@樣的認(rèn)識，已經(jīng)考慮了以下的特點以闡明和/或解決該類問題。本公開涉及和要求美國臨時申請?zhí)?0/803,340(2006年5月26日提交的)、韓國專利申請?zhí)?0-2006-0065303(2006年7月12日提交的)和韓國專利申請?zhí)?0-2006-0097216(2006年10月2日提交的)優(yōu)先權(quán)的益處，在此特別地結(jié)合其內(nèi)容作為參考。本公開涉及使用多個子載波的多天線系統(tǒng)的基于相移的預(yù)編碼方法，和通用基于相移的預(yù)編碼方法以及支持該類方法的無線電收發(fā)設(shè)備。以下將相對于2-天線系統(tǒng)和4-天線系統(tǒng)說明基于相移的預(yù)編碼方法，并且將描述一種形成擴(kuò)展地用于具有Nt個(物理或者虛擬)天線的系統(tǒng)的通用基于相移的預(yù)編碼矩陣的方法?；谙嘁频念A(yù)編碼方法在此處提出的基于相移的預(yù)編碼矩陣(P)通常地可以以下的方式表示p走一在這里，2,1乂A:1,22,2W，乂i，及2,及ww(i=l，.."Nt，j=l，...，R)指的是由子載波標(biāo)號k確定的多復(fù)數(shù)權(quán)重值，Nt指的是發(fā)射天線的數(shù)目(物理或者虛擬)，和R指的是空間多路復(fù)用速率。如果基于相移的預(yù)編碼矩陣(P)在物理天線方案的情況下使用，Nt可以是天線端口的數(shù)目。上述的子載波標(biāo)號k可以由包括子頻帶標(biāo)號的資源標(biāo)號代替。但是，如果P是在虛擬天線方案的情況下使用，Nt可以是空間多路復(fù)用速率(g卩，R)。在這里，多復(fù)數(shù)權(quán)重值按照與天線相乘的OFDM符號和按照相應(yīng)的子載波標(biāo)號可以是不同的。多復(fù)數(shù)權(quán)重值可以按照信道條件和是否存在反饋信息的至少一個確定。公式1的預(yù)編碼矩陣(P)可以是用于減小多天線系統(tǒng)的信道容量中的損失的單位矩陣。在這里，考慮到用于形成單位矩陣的條件，多天線系統(tǒng)的信道容量可以通過以下的數(shù)學(xué)公式表示在這里，H指的是具有N^Nt大小的多天線信道矩陣，并且Nr指示接收天線的總數(shù)。如果基于相移的預(yù)編碼矩陣(P)應(yīng)用于以上的公式2，可以獲得下式如公式3所示，為了最小化信道損失，PPH需要為單位矩陣，因此，基于相移的預(yù)編碼矩陣(P)將是一個諸如以下的酉矩陣公式4]為了使基于相移的預(yù)編碼矩陣(p)為酉矩陣，應(yīng)該滿足二個條件。即，應(yīng)該同時地滿足乘冪約束和正交性約束。在這里，乘冪約束指的是使該矩陣的每行的大小等于一(l)，并且正交性約束指的是滿足在該矩陣的每行之間的正交特性。以上所述的內(nèi)容可以以下的方式算術(shù)地表示<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>[公式6]作為示例性的實施例，將提供用于2x2基于相移的預(yù)編碼矩陣的通用公式，并且將推究用于滿足以上描述的二個條件的數(shù)學(xué)表示。公式7示出具有空間分集速率是2，并且具有二個發(fā)射天線的基于相移的預(yù)編碼矩陣的通用表示。W一廠2x2—W辦々,2"y碼在這里，°^(1=1'2)是實數(shù)，ejG=1，2，3，4)指的是相位值，并且k是OFDM信號的子載波標(biāo)號。在公式7中，在頻率域的相位值ei(i-l，...，4)和時間域的循環(huán)延遲值^(1=1,...，4)之間的關(guān)系可以用下式表示這里Nffl表示OFDM信號的子載波的數(shù)目。那些本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，該描述迄今可以在不脫離本公開的技術(shù)范圍以多種方式進(jìn)行修改和改變。因此，.技術(shù)范圍不應(yīng)該局限于在詳細(xì)說明中描述的那些，而是應(yīng)該由權(quán)利要求書的范圍所包含。為了將上述的預(yù)編碼矩陣作為酉矩陣實現(xiàn)，應(yīng)該滿足公式8的乘冪約束和公式9的正交性約束。q,|2+1^^2=1姊+薩24C^,4=0,在這里，上標(biāo)(*)表示共軛復(fù)數(shù)。滿足以上公式7至9的2x2基于相移的預(yù)編碼矩陣的例子可以由下式表示PL=丄萬/叫在這里，由于正交性限制，92和03具有如公式11所示的關(guān)系。叫=一碼+;r該預(yù)編碼矩陣可以以所謂的碼本(或者某些預(yù)編碼方案的等效類型等等)的形式存儲在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)的存儲器(或者其他類型的存儲設(shè)備)內(nèi)。上述的碼本可以包括通過使用分別地不同的92值的有限數(shù)形成的多種類型的預(yù)編碼矩陣。此外，92值可以按照信道環(huán)境、傳輸列、系統(tǒng)帶寬和是否存在反饋信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦O(shè)置，并且如果使用信息反饋，通過將62值設(shè)置為相對小的(例如，2個循環(huán)延遲樣值)，或者如果不使用信息反饋，通過將e2值設(shè)置為比較高的(例如，Nfft/Nt個循環(huán)延遲樣本)，可以獲得高頻分集增益。甚至當(dāng)形成諸如公式7的基于相移的預(yù)編碼矩陣時，與天線的實際數(shù)目相比，按照該信道環(huán)境空間多路復(fù)用速率將被設(shè)置為小的情形可能存在。在此情況下，在以上述方式形成的基于相移的預(yù)編碼矩陣中，可以選擇對應(yīng)于當(dāng)前的空間多路復(fù)用速率(即，設(shè)置為較小的空間多路復(fù)用速率)的特定的列數(shù)以重新產(chǎn)生基于新的相移的預(yù)編碼矩陣。即，每當(dāng)該空間多路復(fù)用速率變化時，不需要總是形成適用于相應(yīng)的系統(tǒng)的新的預(yù)編碼矩陣。作為替代，起初形成的基于相移的預(yù)編碼矩陣可以按現(xiàn)狀(即，沒有任何變化)采用，但是，可以選擇該相應(yīng)的矩陣的一個或多個特定的列以重新形成該預(yù)編碼矩陣。作為一個這樣的例子，以上的公式10的預(yù)編碼矩陣假設(shè)多天線系統(tǒng)具有2個發(fā)射天線，該發(fā)射天線具有2的空間多路復(fù)用速率，但是，由于某些特定的原因，可能存在空間多路復(fù)用速率實際上可能被降低為l的某些情形。在此情況下，預(yù)編碼可以通過從以上的公式IO的矩陣中選擇一個特定的列來執(zhí)行，并且如果選擇第二列，則該基于相移的預(yù)編碼矩陣與在以下的公式12中示出的是相同的，并且這變?yōu)榕c用于傳統(tǒng)技術(shù)的二個發(fā)射天線的循環(huán)延遲分集方案是相同的。在這里，該例子假設(shè)具有2個發(fā)射天線的系統(tǒng)，但是，還可以擴(kuò)展適應(yīng)于具有4個(以上)天線的系統(tǒng)。即，在產(chǎn)生用于4個發(fā)射天線情形的基于相移的預(yù)編碼矩陣之后，按照在空間多路復(fù)用速率方面的變化選擇一個或多個特定的列時，可以執(zhí)行預(yù)編碼。作為例子，圖6示出適用于具有4個發(fā)射天線并且具有空間多路復(fù)用速率2的多天線系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)的空間多路復(fù)用和循環(huán)延遲分集的情形，而圖7示出適用于這樣的多天線系統(tǒng)的公式10的基于相移的預(yù)編碼矩陣的情形。按照圖6，第一序列(S,)和第二序列(S2)被傳送給第一天線和第三天線，并且已經(jīng)通過使用相位序列e^M相移的第一序列(Sie^)和第二序列(s一kw)被傳送給第二天線和第四天線。因此，可以理解，整個空間多路復(fù)用速率是2。另一方面，按照圖7，51+^,被傳送給第一天線，s一kw+s^,,被傳送給第二天線，s^鵬+S2被傳送給第三天線，并且51^(61+93)十52^61被傳送給第四天線。因此，當(dāng)與圖6的系統(tǒng)相比的時候，可以獲得預(yù)編碼方法的優(yōu)點，并且因為可以通過采用統(tǒng)一的預(yù)編碼矩陣對于4個天線執(zhí)行循環(huán)延遲(或者相移)，也可以獲得循環(huán)延遲分集方案的優(yōu)點。作為一個例子，以上描述的每個相對于2-天線系統(tǒng)和4-天線系統(tǒng)不同的空間多路復(fù)用速率的基于相移的預(yù)編碼矩陣可以概述如下。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>.雄0…0在這里，在等號(=)的右側(cè)，相移對角矩陣與滿足以下條件的用于特定目的的酉矩陣(u)結(jié)合通過將相移對角矩陣和某個酉矩陣相乘，可以獲得滿足乘冪約束和正交約束兩者的基于相移的預(yù)編碼。此外，基于相移的預(yù)編碼矩陣可以通過乘以一個或多個相移對角矩陣，和/或一個或多個酉矩陣產(chǎn)生，其可以從信息反饋或者下行鏈路信道狀態(tài)信息中獲得。在公式13中，如果k表示子載波標(biāo)號，則該相移對角矩陣可以通過時域循環(huán)延遲方法實現(xiàn)。作為酉矩陣(U)的例子，可以使用用于獲得信噪比(SNR)增益的具體的預(yù)編碼矩陣，并且尤其是，如果沃爾什(Walsh)碼用于該類預(yù)編碼矩陣，基于相移的預(yù)編碼矩陣生成公式可以如下:公式14]尸:i~州*0000Z,00o盧o00,'*JoYiiii、1-l1一l11-l一l、i一i-iu在公式14中，假設(shè)該系統(tǒng)具有空間多路復(fù)用速率為4的4個(物理或者虛擬)發(fā)射天線。在這里，通過適當(dāng)?shù)刂匦滦纬稍撚暇仃?U)，可以選擇(即，天線選擇)特定的發(fā)射天線，和/或可以進(jìn)行空間多路復(fù)用速率的調(diào)整(即，速率調(diào)諧)。以下的公式15示出可以如何重新形成酉矩陣(U)，以便將具有4個天線的系統(tǒng)分組為2個天線的例子。尸似Vi<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>此外，以下的表3示出如果空間多路復(fù)用速率按照時間、信道環(huán)境等等變化，用于重新形成適合于相應(yīng)的多路復(fù)用速率的酉矩陣(U)的示例性的方法。多路復(fù)用速率為l多路復(fù)用速率為4多路復(fù)用速率為2在這里，表3示出某些例子，這里酉矩陣的列1、列l(wèi)-2和列l(wèi)-4被按照多路復(fù)用速率選擇，但是不意欲局限于如此。例如，如果多路復(fù)用速率是l，可以選擇第1至第4列的一個，如果多路復(fù)用速率是2，可以選擇二個特定的列(例如，在列對(1,2)，(2,3)，(3,4)，(1,3)，…，(2,4)之中的一對)，并且如果多路復(fù)用速率是4，可以選擇所有列。做為選擇，也可以在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)以碼本形式提供酉矩陣(U)。在此情況下，發(fā)送側(cè)從接收側(cè)作為反饋接收該碼本的標(biāo)號信息，然后，對應(yīng)于該標(biāo)號的適宜的酉矩陣(即，在碼本中酉陣預(yù)編碼矩陣)是從其碼本中選擇出來的，并且然后使用以上的公式13形成基于相移的預(yù)編碼矩陣。支持基于相移的預(yù)編碼方法的無線電收發(fā)裝置圖9是無線電收發(fā)裝置結(jié)構(gòu)的示例性的方框圖，其支持本發(fā)明示例性的實施例的基于相移的預(yù)編碼方法。這個示例性的無線電收發(fā)裝置的實施例假設(shè)用于形成基于相移的預(yù)編碼矩陣的酉矩陣(U)以碼本形式提供，但是，不意欲局限于如上所述的那些。該無線電收發(fā)裝置可以包括輸入單元(901)，用于選擇所需的功能或者接收信息；顯示單元(903)，用于在使用的無線電收發(fā)裝置中示出的各種信息；存儲器單元(905)，用于存儲用于操作無線電收發(fā)裝置需要的各種程序和要發(fā)送給接收側(cè)的數(shù)據(jù)；無線電(無線)通信單元(907)，用于接收信號和發(fā)送數(shù)據(jù)給接收側(cè)；語音處理單元(卯9),用于將數(shù)字語音信號轉(zhuǎn)換和放大為供經(jīng)由揚(yáng)聲器(SP)輸出的模擬語音信號，和放大來自麥克風(fēng)(MIC)的該語音信號供轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的，和控制單元(911)，用于控制無線電收發(fā)裝置的整個操作。該無線電通信單元(907)將在以下進(jìn)行更詳細(xì)地說明。作為參考，圖IO是示出SCW(單個碼字)OFDM發(fā)射機(jī)單元的示例性的結(jié)構(gòu)的方框圖，該SCWOFDM發(fā)射機(jī)單元包括在無線電通信單元(907)中，并且圖11示出MCW(多個碼字)OFDM發(fā)射機(jī)單元的示例性的結(jié)構(gòu)。此外，也存在對應(yīng)于每個發(fā)射機(jī)單元的多種接收機(jī)單元，并且執(zhí)行與發(fā)射機(jī)單元相反的功能，但是，僅為了簡潔起見，省略其詳細(xì)說明。在SCWOFDM發(fā)射機(jī)單元中，信道編碼器(1010)增加冗余位以防止發(fā)送數(shù)據(jù)在信道上失真，并且信道編碼是通過使用糾錯碼(諸如，turbo碼、LDPC碼等等)執(zhí)行的。此后，交織器(1020)經(jīng)由碼位分析執(zhí)行交織，以便將由于在數(shù)據(jù)傳輸過程期間的瞬時噪聲的損失減到最小，并且映射器(1030)將交織的數(shù)據(jù)位轉(zhuǎn)換為OFDM符號。這樣的符號映射可以經(jīng)由相位調(diào)制技術(shù)(諸如，QPSK等等)和幅度調(diào)制技術(shù)(諸如，16QAM、8QAM、4QAM等等)執(zhí)行。此后，該OFDM符號經(jīng)由本發(fā)明公開的預(yù)編碼器(1040)被處理，然后，經(jīng)由子信道調(diào)制器(未示出)和快速傅里葉逆變換(IFFT)單元(1050)處理的被包括到時域的載波。一旦經(jīng)由濾波器單元(未示出)和模擬變換器(1060)處理，經(jīng)由無線電信道執(zhí)行傳輸。同時，在MCWOFDM發(fā)射機(jī)單元上，唯一的差別是OFDM符號以對于每個信道并行的方式經(jīng)由信道編碼器(111)和交織器(1120)來處理，另外，其余的結(jié)構(gòu)單元(1130-1160)可以是相同的(或者類似的)。該預(yù)編碼矩陣形成模塊(1041,1141)確定在特定的預(yù)編碼矩陣中對應(yīng)于第一個子載波的基準(zhǔn)列，并且其余的列是通過使用相位角增加特定(一致的)量相移基準(zhǔn)列來確定。在這里，采用具有(發(fā)射天線數(shù)目)x(空間多路復(fù)用速率)大小的酉矩陣以執(zhí)行預(yù)編碼，并且提供這樣的酉矩陣用于每個子載波的每個標(biāo)號，由此相移相對于第一個標(biāo)號的酉矩陣以獲得每個其余的標(biāo)號的酉矩陣。艮口，該預(yù)編碼矩陣形成模塊(1041，1141)從預(yù)先地存儲在存儲器單元(905)的碼本中選擇特定的第一預(yù)編碼矩陣。通過將特定大小的相移施加于第一預(yù)編碼矩陣形成相對于第二標(biāo)號的子載波或者子頻帶的第二預(yù)編碼矩陣。在這里，相移的大小可以按照當(dāng)前的信道條件，和/或是否存在來自接收側(cè)的信息反饋不同地設(shè)置。相對于第三標(biāo)號的子載波或者子頻帶的第三預(yù)編碼矩陣是通過對第二預(yù)編碼矩陣執(zhí)行相移形成的。即，在經(jīng)由上一次預(yù)編碼矩陣形成第三預(yù)編碼矩陣的過程期間，重復(fù)第二預(yù)編碼矩陣的形成過程。該預(yù)編碼矩陣重新形成模塊(1042，1142)選擇特定的列數(shù)(在由預(yù)編碼矩陣形成模塊(1041，1141)形成的每個預(yù)編碼矩陣中)，其對應(yīng)于給定的空間多路復(fù)用速率，并且刪除其余的列以便重新形成預(yù)編碼矩陣。在這里，可以重新地形成由上述選擇的列組成的預(yù)編碼矩陣。在選擇預(yù)編碼矩陣的特定的列時，可以選擇一個或多個隨機(jī)列，或者可以按照預(yù)先定義的規(guī)則選擇一個或多個特定的列。該預(yù)編碼模塊(1043，1143)通過將用于相應(yīng)的子載波的OFDM符號應(yīng)用于以上述方式確定的每個預(yù)編碼矩陣來執(zhí)行預(yù)編碼。通用的基于相移的預(yù)編碼方法以下將說明按照另一個示例性的實施例的預(yù)編碼矩陣確定模塊(1041，1141)、預(yù)編碼矩陣重新形成模塊(1042，1142)和預(yù)編碼模塊(1043,1143)。通過引用從接收側(cè)反饋的酉矩陣標(biāo)號，或者通過使用預(yù)先定義的矩陣，該預(yù)編碼矩陣確定模塊(1041，1141)選擇特定的酉矩陣(U)，并且將所選擇的酉矩陣(U)應(yīng)用于以上的公式13，以確定基于相移的預(yù)編碼矩陣(P)。在這里，將預(yù)先地設(shè)置公式13的以前的矩陣的相移值?？赡艽嬖诳臻g多路復(fù)用速率由于在信道環(huán)境方面的變化需要調(diào)整，或者由于多種原因，數(shù)據(jù)傳輸需要通過在多個發(fā)射天線中選擇特定的天線執(zhí)行的情形。在此情況下，當(dāng)從控制單元(911)通知在空間多路復(fù)用速率方面的變化和/或在天線數(shù)目方面的變化時，該預(yù)編碼重新形成模塊(1042，1142)搜索適合于相應(yīng)的情形的酉矩陣(U)，或者重新形成預(yù)先地選擇的酉矩陣(U)以適合于相應(yīng)的情形。在前一種情況下，因為不需要單獨的重新形成過程，存在可以迅速地獲得所需的基于相移的預(yù)編碼矩陣的優(yōu)點，但是，因為需要提供用于各種情形的碼本，存在存儲器使用率增加的缺點。此外，在后者的情形下，由于重新形成過程產(chǎn)生處理負(fù)荷，但是，可以降低碼本容量。按照空間多路復(fù)用速率變化，或者在發(fā)射天線數(shù)目方面的變化酉矩陣重新形成的過程請參見先前相對于公式14和表3的說明。該預(yù)編碼模塊(1043，1143)通過將OFDM符號(相對于相應(yīng)的子載波或者子頻帶)應(yīng)用到以上述方式確定的基于相移的預(yù)編碼矩陣來執(zhí)行預(yù)編碼?？刂茊卧?911)通知預(yù)編碼矩陣重新形成模塊(1042，1142)多種信息(諸如，變化的空間多路復(fù)用速率、變化的所使用的天線總數(shù)等等)，其用于重新形成該預(yù)編碼矩陣。按照本發(fā)明公開的無線電收發(fā)裝置可以在所謂的個人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩電話、個人通信服務(wù)(PCS)電話、GSM電話、WCDMA電話、移動寬帶系統(tǒng)(MBS)電話等等中使用。通過將在此處描述的基于相移的預(yù)編碼方法和
背景技術(shù)：
的空間多路復(fù)用方法兩者應(yīng)用到不采用信息反饋的多天線OFDM開環(huán)系統(tǒng)，參考某些實驗性測試結(jié)果說明在這二種方法的性能方面的差別。表4示出適用于該實驗性測試系統(tǒng)的參數(shù)。<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>圖12是示出當(dāng)本發(fā)明公開的基于相移的預(yù)編碼(PSP)方法和
背景技術(shù)：
的空間多路復(fù)用(SM)方法分別地適用于ML(最小似然)接收機(jī)和MMSE(最小均方誤差)接收機(jī)的時候，在性能差別方面比較的圖形。如描述的，在適用PSP方法的系統(tǒng)中，當(dāng)與
背景技術(shù)：
的空間多路復(fù)用方法相比的時候，通常獲得更大的增益。更具體地說，在ML接收機(jī)中，當(dāng)與SM方法相比的時候，PSP方法導(dǎo)致略微地更大的增益，但是，在MMSE接收機(jī)中，可以看出，當(dāng)信噪比(SNR)增加時，可以借助于PSP方法獲得更大的增益。圖13和14是示出對于Ped-A(ITU步行者A)衰落信道環(huán)境和TU(典型的城市)衰落信道環(huán)境，適用于MMSE(最小均方誤差)接收機(jī)的本發(fā)明公開的基于相移的預(yù)編碼方法和用于
背景技術(shù)：
空間多路復(fù)用方法的每個編碼速率的性能差別比較的圖形。如描述的，可以看到，在Ped-A(ITU步行者A)衰落信道環(huán)境和TU(典型的城市)衰落信道環(huán)境時，通過提高頻率選擇性，同時降低編碼速率(R-1/3,R=l/4),PSP方法可以獲得大的增益。圖15至17是示出在Ped-A(ITU步行者A)衰落信道環(huán)境和TU(典型的城市)衰落信道環(huán)境中，當(dāng)本發(fā)明公開基于相移的預(yù)編碼方法和
背景技術(shù)：
的空間多路復(fù)用方法適用于采用SCW(單個碼字)和MCW(多個碼字)的系統(tǒng)時的性能差別的比較的圖形。通常，當(dāng)將空間多路復(fù)用方法應(yīng)用于SCW的時候，獲得與MCW相比更高的性能，因為該信道碼可以另外獲得空間分集增益，并且由于在碼字長度方面增加，可以獲得編碼增益，但是，具有接收需要高度的復(fù)雜度的缺點。如描述的，在其中應(yīng)用空間多路復(fù)用方法的系統(tǒng)中，在SCW和MCW之間的性能方面存在很大的差別。但是，如果適用本發(fā)明公開的基于相移的預(yù)編碼方法，與其中應(yīng)用空間多路復(fù)用方法的系統(tǒng)的SCW相比，可以獲得更大的增益。即，如描述的，與當(dāng)
背景技術(shù)：
的空間多路復(fù)用方法適用于MCW時相比，當(dāng)應(yīng)用基于相移的預(yù)編碼的時候，產(chǎn)生更大的增益，并且與當(dāng)應(yīng)用scw時相比，雖然分別地產(chǎn)生更小的增益，但是，很明顯，在性能方面獲得改善。圖18是示出在應(yīng)用空間分集方法+循環(huán)延遲分集方法的情況下，并且在平坦衰落信道環(huán)境中，本發(fā)明公開的基于相移的預(yù)編碼方法+循環(huán)延遲分集方法應(yīng)用于MCS(調(diào)制和編碼組)的性能差別的圖形。如描述的，對于所有的編碼速率(R-1/2,1/3,1/4)，可以看到，與應(yīng)用
背景技術(shù)：
的空間分集方法+循環(huán)延遲分集方法時相比，應(yīng)用本發(fā)明公開的基于相移的預(yù)編碼方法+循環(huán)延遲分集方法時獲得優(yōu)越的性能。關(guān)于采用基于相移的預(yù)編碼方法的本發(fā)明公開的某些示例性的結(jié)果，當(dāng)與空時編碼方法相比時，該收發(fā)裝置的復(fù)雜度比較低，保持相移分集方案的優(yōu)點，同時支持多種空間多路復(fù)用速率。與預(yù)編碼方法相比，可以期待達(dá)到相對更小的信道敏感度和對相對小的容量碼本的需要。此外，通過使用通用基于相移的預(yù)編碼矩陣，在不考慮該系統(tǒng)中的發(fā)射天線的數(shù)目的情況下，可以容易地擴(kuò)展和應(yīng)用基于相移的預(yù)編碼。圖19示出按照本公開與下行鏈路基帶信號發(fā)生相關(guān)的示例性的概述結(jié)構(gòu)。就工業(yè)實用性而論，在此所描述的特點和方面涉及和可以實現(xiàn)用于各種類型的無線電通信技術(shù)。某些非限制例子可以包括寬帶無線空中接口技術(shù)、多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)、設(shè)計用于提供更高的數(shù)據(jù)速率和基于IP的數(shù)據(jù)服務(wù)等等的所謂的3.5G或者4G系統(tǒng)和/或多種無線電通信標(biāo)準(zhǔn)，諸如，但是不局限于WCDMA、3GPP、3GPP2、OFDM、OFDMA、HSDPA、UMTS、OMA、IEEE802.lln、IEEE802.16等等。因而，至少在此處描述的一些特點適用于已經(jīng)開發(fā)或者繼續(xù)演變的這樣的標(biāo)準(zhǔn)。此外，就硬件、軟件或者其某些適宜的組合而言，至少在此處描述的一些特點可以在各種類型的設(shè)備(例如，移動電話、無線通信終端、用戶設(shè)備(UE)、無線電通信協(xié)議實體等等)中實現(xiàn)。在本說明書中任何的引用"一種實施例"、"實施例"、"示例性的實施例"等等指的是，與該實施例結(jié)合描述的特定的特點、結(jié)構(gòu)或者特征被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。在本說明書中，在不同的地方出現(xiàn)上述短語的外部特征不是必然地涉及其所有的相同的實施例。此外，當(dāng)特定的特點、結(jié)構(gòu)或者特征被與任何的實施例結(jié)合描述的時候，與該實施例的另一個結(jié)合實施上述的特點、結(jié)構(gòu)或者特征被認(rèn)為是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的視界范圍之內(nèi)。雖然已經(jīng)參考其許多說明性的實施例描述了實施例，應(yīng)該明白，那些本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計很多其它的改進(jìn)和實施例可以由，其將落在本公開的原理的范圍內(nèi)。尤其是，在該公開、附圖和所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)的主題組合方案的組成部件和/或方案中，可允許多種變化和改進(jìn)是。除了在組成部件和/或方案中的變化和改進(jìn)之外，對于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員來說選擇使用也將是顯而易見的。權(quán)利要求1.一種產(chǎn)生由多天線系統(tǒng)發(fā)送的信號的方法，該方法包括調(diào)制至少一個源信號以獲得至少一個調(diào)制的符號；和對調(diào)制的至少一個符號進(jìn)行基于相移的預(yù)編碼。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述基于相移的預(yù)編碼步驟包括至少一個調(diào)制的符號乘以復(fù)數(shù)值的預(yù)編碼矩陣，其中所述復(fù)數(shù)值的預(yù)編碼矩陣的至少一個或多個元素是按照資源標(biāo)號定義的。3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述資源標(biāo)號在基于正交頻分多路復(fù)用的系統(tǒng)中是子載波標(biāo)號或者子帶標(biāo)號。4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述復(fù)數(shù)值的預(yù)編碼矩陣是酉矩陣。5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述復(fù)數(shù)值的預(yù)編碼矩陣是通過組合至少一個或多個酉矩陣產(chǎn)生的。6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，至少一個或多個酉矩陣包括至少一個對角相移矩陣。7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，所述對角相移矩陣可以表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中k表示資源標(biāo)號，Nt表示物理/虛擬發(fā)射天線的數(shù)目，并且0i(j-l，2，...，Nt)指的是按照用于每個物理/虛擬發(fā)射天線的循環(huán)延遲值的相位角。8.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，如果減小調(diào)制符號的數(shù)目，則通過對應(yīng)于所減小的所述復(fù)數(shù)值的預(yù)編碼矩陣的調(diào)制符號的數(shù)目選擇至少一個列來減小所述復(fù)數(shù)值的預(yù)編碼矩陣的列的數(shù)目。9.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，用于隨后的信道狀態(tài)的隨后的復(fù)數(shù)值的預(yù)編碼矩陣是在選擇用于以前的信道狀態(tài)的以前的復(fù)數(shù)值的預(yù)編碼矩陣的一個或多個適宜的列時產(chǎn)生的；或者從具有在其中存儲的多種復(fù)數(shù)值的預(yù)編碼矩陣的存儲器中恢復(fù)的。10.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述復(fù)數(shù)值的預(yù)編碼矩陣是通過組合相移矩陣和預(yù)編碼矩陣產(chǎn)生的，其使用與碼本相關(guān)的信息反饋和與上行鏈路探測相關(guān)的信息的至少一個。11.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述預(yù)編碼步驟采用列(rank)適配或者速率適配。12.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，對于每個列或者帶寬大小使用不同的循環(huán)延遲值。13.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，所述預(yù)編碼步驟在不考慮天線結(jié)構(gòu)、信道環(huán)境和空間多路復(fù)用速率的至少一個的情況下而執(zhí)行的。14.一種對于具有多天線端口的多天線系統(tǒng)執(zhí)行下行鏈路基帶信號產(chǎn)生的裝置，所述裝置包括層映射器，對于要發(fā)送的每個碼字執(zhí)行復(fù)數(shù)值的調(diào)制符號的層映射；預(yù)編碼器，對于從所述層映射器接收的第一組復(fù)數(shù)值的調(diào)制符號執(zhí)行預(yù)編碼過程，以產(chǎn)生要映射到與所述天線端口相關(guān)的資源上的第二組復(fù)數(shù)值的調(diào)制符號；和發(fā)射機(jī)，基于由所述預(yù)編碼器產(chǎn)生的所述第二組復(fù)數(shù)值的調(diào)制符號經(jīng)由所述天線端口執(zhí)行信號傳輸。15.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其中所述第一組復(fù)數(shù)值的調(diào)制符號可以表示為并且所述第二組復(fù)數(shù)值的調(diào)制符號可以表示為-."『，,其中表示用于天線端口-的信號。16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中，天線端口的數(shù)目P等于或者大于列-。17.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其中，所述預(yù)編碼是按照y(i)-D(i)W(i)x(i)執(zhí)行的。其中，所述預(yù)編碼矩陣W(i)具有Pxv的大小，并且D(i)是支持循環(huán)延遲分集的對角矩陣。18.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中矩陣D(i)是從以下的表中選擇<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>19.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中，表中的值應(yīng)用在當(dāng)發(fā)射分集沒有配置用于傳輸列1的時候。20.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中，對于相對大的延遲結(jié)構(gòu)，&。21.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中，用戶裝備特定值5是在用戶設(shè)備或者節(jié)點B中半靜態(tài)地配置的。22.根據(jù)權(quán)利要求18的裝置，其中，在該表中的數(shù)值Ti是在包括{128，256，512,1024,2048}的集中最小的數(shù)字，從而使得O端。23.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中，對于空間多路復(fù)用，W(i)的值將從在節(jié)點B和用戶設(shè)備中配置的碼本中選擇。24.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其中，配置的碼本是以以下的表或者其子集合的形式<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>25.根據(jù)權(quán)利要求24的裝置，其中，在空間多路復(fù)用的情況下，在表中的層v的數(shù)目等于傳輸列p。26.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其中，所述預(yù)編碼是按照y(i"W(i)D(i)U(i)x(i)執(zhí)行的，這里預(yù)編碼矩陣W(i)具有Pxv的大小，并且D(i)是支持循環(huán)延遲分集的對角矩陣，并且酉矩陣u(i)具有vxv的大小。27.根據(jù)權(quán)利要求26的裝置，其中，所述酉矩陣U(i)是基于vxv離散傅里葉變換(DFT)的矩陣。28.根據(jù)權(quán)利要求26的裝置，其中，所述酉矩陣W(i)選自從接收側(cè)反饋的預(yù)編碼標(biāo)號，并且U(i)是預(yù)先確定的酉矩陣。全文摘要提供了一種在發(fā)送側(cè)和接收側(cè)使用的基于相移的預(yù)編碼方案，該方案具有比空時編碼方案更小的復(fù)雜度，其可以支持多種空間多路復(fù)用速率，同時保持相移分集方案的優(yōu)點，其具有比預(yù)編碼方案更小的信道敏感度，并且其僅僅需要低容量碼本。文檔編號H04L27/26GK101461205SQ200780019330公開日2009年6月17日申請日期2007年5月28日優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日發(fā)明者任彬哲,千珍英,張宰源,李文日,鄭鎮(zhèn)赫申請人:Lg電子株式會社