使用基于相移的預編碼的數(shù)據(jù)傳輸和接收方法以及支持該方法的收發(fā)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種使用基于相移的預編碼的數(shù)據(jù)傳輸和接收方法以及支持該方法的收發(fā)機。公開了一種用于在采用多個子載波的多輸入多輸出（MIMO）系統(tǒng)中執(zhí)行基于廣義的相移的預編碼或基于擴展相移的預編碼的方法，以及一種用于支持該方法的收發(fā)機?？赏ㄟ^將用于相移的對角矩陣乘上用于維持子載波之間的正交性的酉矩陣來推廣基于相移的預編碼矩陣。在這種情況下，可通過將用于移除子載波之間的干擾的預編碼矩陣乘上用于相移的對角矩陣來擴展對角矩陣部分。通過該基于相移的預編碼的推廣和擴展，收發(fā)機更加簡化，并且增加了通信效率。
【專利說明】使用基于相移的預編碼的數(shù)據(jù)傳輸和接收方法以及支持該方法的收發(fā)機
[0001]本申請是2009年8月14日提交的國際申請日為2008年2月5日的申請?zhí)枮?00880005112.9 (PCT/KR2008/000744)的，發(fā)明名稱為“使用基于相移的預編碼的數(shù)據(jù)傳輸和接收方法以及支持該方法的收發(fā)機”專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及一種在使用多個子載波的多輸入多輸出(MMO)系統(tǒng)中通過執(zhí)行基于廣義的相移的預編碼來傳輸和接收數(shù)據(jù)的方法，以及支持該方法的收發(fā)機。
【背景技術】
[0003]近來，隨著信息通信技術的飛速發(fā)展，多種多媒體服務和高質量服務也已隨之發(fā)展并被引入到市場中，因此全世界對無線通信服務的需求迅速提高。為了積極應對日益增加的需求，應該增加通信系統(tǒng)的容量。
[0004]可考慮多種用于增加無線通信環(huán)境下的通信容量的方法，例如，一種用于在所有頻帶中搜索新的可用頻帶的方法，和一種用于增加有限資源的效率的方法。作為后一種方法的典型示例，許多公司或
【發(fā)明者】已經(jīng)發(fā)展了一種收發(fā)機包括多個天線以保證利用資源的額外空間，因此獲得分集增益，或者用于通過經(jīng)由獨立的并行天線傳輸數(shù)據(jù)來增加傳輸容量的MMO通信技術。
[0005]特別的，以下將參照圖1來描述多種MMO通信技術中的基于正交頻分復用(OFDM)的多輸入多輸出(MMO)系統(tǒng)。
[0006]圖1是表示裝配有多個傳輸/接收(Tx/Rx)天線的OFDM系統(tǒng)的方框圖。
[0007]參見圖1，在傳輸端，信道編碼器101附加冗余比特到Tx數(shù)據(jù)比特以降低信道或噪聲的負面影響。映射器103將數(shù)據(jù)比特信息轉換為數(shù)據(jù)符號信息。串行至并行(S/P)變換器105將數(shù)據(jù)符號變換為并行數(shù)據(jù)符號，從而該并行數(shù)據(jù)符號可被加載到多個子載波中。MIMO編碼器107將該并行數(shù)據(jù)符號變換為空時信號。
[0008]在接收端，MMO解碼器109，并行至串行(P/S)變換器111，解映射器113和信道解碼器115具有與傳輸端的MMO編碼器107，S/P變換器105，映射器103和信道編碼器101相反的功能。
[0009]MIM0-0FDM系統(tǒng)需要多種技術以增強數(shù)據(jù)傳輸可靠性。作為增加空間分集增益的方案包括空時碼(STC)，循環(huán)延遲分集(⑶D)等。作為用于增加信噪比(SNR)的方案包括波束形成(beamforming, BF),預編碼等。在這種情況下,一般采用空時碼或循環(huán)延遲分集方案來為開放回路系統(tǒng)提供魯棒性(robustness)，其中因為信道的快速時間更新，傳輸端無法使用反饋信息。另一方面，一般在閉合回路系統(tǒng)中采用波束形成或預編碼，從而通過使用包括空間信道特性的反饋信息來最大化信噪比。
[0010]作為在上述方案中的用于增加空間分集增益的方案和用于增加信噪比的方案，以下將詳細描述循環(huán)延遲分集和預編碼。[0011]當裝配有多個Tx天線的系統(tǒng)傳輸OFDM信號時，該⑶D方案允許這些天線傳輸具有不同延遲或振幅的OFDM信號，因此接收端可獲得頻率分集增益。
[0012]圖2是表示基于該⑶D方案的MIMO系統(tǒng)的傳輸端的方框圖。
[0013]參見圖2，通過S/P變換器和MIMO編碼器將OFDM符號分配給各個天線，可將用于防止信道間干擾的循環(huán)前綴(CP)附加到該OFDM符號中，并且接著傳輸帶有該CP的合成的OFDM符號到接收端。在這種情況下，傳輸給第一天線的數(shù)據(jù)序列被無改變的應用于接收端，并且相比于該第一天線，傳輸給第二天線的其它數(shù)據(jù)序列被循環(huán)延遲預定數(shù)量的采樣(samples),使得該循環(huán)延遲的數(shù)據(jù)序列被傳輸給該第二天線。
[0014]此時，如果在頻域中實現(xiàn)該CDD方案，該循環(huán)延遲可被表示為相位序列的乘積(或乘法)。以下將參照圖3來描述其詳細說明。
[0015]圖3是表不基于傳統(tǒng)相移分集(PSD)方案的MIMO系統(tǒng)的傳輸端的方框圖。
[0016]參見圖3，在頻域中將各個天線的不同相位序列(相位序列1-相位序列M)乘上各個數(shù)據(jù)序列，對相乘的結果執(zhí)行逆快速傅里葉變換(IFFT)，并且將IFFT-相乘后的數(shù)據(jù)傳輸給接收端。圖3中的上述方法被稱為相移分集方案。
[0017]在使用該相移分集方案的情況下，平坦衰落信道被改變?yōu)轭l率選擇性信道，可通過信道編碼處理來獲得頻率分集增益，或者可通過頻率選擇性調度處理來獲得多用戶分集增益。
[0018]此時，如果閉合環(huán)路系統(tǒng)包括有限反饋信息，可以使用兩種預編碼方案，也就是基于碼本的預編碼方案和用于量化信道信息并且反饋量化的信道信息的方案?；诖a本的預編碼方案反饋預編碼矩陣的索引給傳輸/接收端，從而獲得SNR增益，其中該傳輸/接收端已知該預編碼矩陣的索引。
[0019]圖4是表示一種基于碼本預編碼的MIMO系統(tǒng)的傳輸/接收端的方框圖。
[0020]參見圖4，每個傳輸/接收端具有有限預編碼矩陣(P1-KX該接收端反饋最佳預編碼矩陣索引(I)給使用信道信息的傳輸端，并且該傳輸端將相應于該反饋索引的預編碼矩陣應用到傳輸數(shù)據(jù)(X1-Xsit)中。作為參考，以下的表I表示在裝配有兩個Tx天線以支持空間復用率2，使用3比特反饋信息的IEEE802.16e系統(tǒng)中適用的碼本的例子。
[0021][表I]
[0022]
【權利要求】
1.一種用于在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)從傳輸端設備傳輸?shù)浇邮斩嗽O備的方法，所述方法包括: 通過乘以基于相移的預編碼矩陣對數(shù)據(jù)進行預編碼；以及 使用多個天線將所述預編碼的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮斩嗽O備， 其中，基于相移的預編碼矩陣具有預編碼矩陣(P)、對角矩陣(D)以及酉矩陣(U)的乘積的形式， 其中，所述預編碼矩陣是使用取模操作從具有(Ne)預編碼矩陣的碼本中循環(huán)選擇的，以及 其中，通過使用資源索引(k)和所述(Ne)定義所述取模操作。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述基于相移的預編碼矩陣由以下公式來表示: [公式]
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述資源索引(k)是子載波索引和虛擬子載波索引中的一個。
4.一種用于在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮斩嗽O備的收發(fā)機，所述收發(fā)機包括: 預編碼模塊，所述預編碼模塊用于通過乘以基于相移的預編碼矩陣對數(shù)據(jù)進行預編碼；以及 多個天線，所述多個天線用于將所述預編碼的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮斩嗽O備， 其中，基于相移的預編碼矩陣具有預編碼矩陣(P)、對角矩陣(D)以及酉矩陣(U)的乘積的形式， 其中，所述預編碼矩陣是使用取模操作從具有(Ne)預編碼矩陣的碼本中循環(huán)選擇的，以及 其中，通過使用資源索引(k)和所述(Ne)定義所述取模操作。
5.根據(jù)權利要求4所述的收發(fā)機，其中，所述基于相移的預編碼矩陣由以下公式來表示: [公式]
6.根據(jù)權利要求5所述的收發(fā)機，其中，所述資源索引(k)是子載波索引和虛擬子載波索引中的一個。
7.一種用于在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中在接收端設備處從傳輸端設備接收數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括: 從具有多個天線的傳輸端設備接收預編碼的數(shù)據(jù)；以及 對于資源索引(k)中的每個使用基于相移的預編碼矩陣在傳輸端設備處執(zhí)行對數(shù)據(jù)進行預編碼的相反功能； 其中，基于相移的預編碼矩陣具有預編碼矩陣(P)、對角矩陣(D)以及酉矩陣(U)的乘積的形式， 其中，所述預編碼矩陣是使用取模操作從具有(Ne)預編碼矩陣的碼本中循環(huán)選擇的，以及 其中，通過使用資源索引(k)和所述(Ne)定義所述取模操作。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，所述基于相移的預編碼矩陣由以下公式來表示: [公式]
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，所述資源索引(k)是子載波索引和虛擬子載波索引中的一個。
10.一種用于在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中從傳輸端設備接收數(shù)據(jù)的收發(fā)機,所述收發(fā)機包括: 一個或多個天線，所述一個或多個天線用于從具有多個天線的傳輸端設備接收預編碼的數(shù)據(jù)；以及MIMO解碼器，所述MIMO解碼器用于對于資源索引(k)中的每個使用基于相移的預編碼矩陣在傳輸端設備處執(zhí)行對數(shù)據(jù)進行預編碼的相反功能， 其中，基于相移的預編碼矩陣具有預編碼矩陣(P)、對角矩陣(D)以及酉矩陣(U)的乘積的形式， 其中，所述預編碼矩陣是使用取模操作從具有(Ne)預編碼矩陣的碼本中循環(huán)選擇的，以及 其中，通過使用資源索引(k)和所述(Ne )定義所述取模操作。
11.根據(jù)權利要求10所述的收發(fā)機，其中，所述基于相移的預編碼矩陣由以下公式來表不: [公式]
12.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，所述資源索引(k)是子載波索引和虛擬子載波索引中的一個。
【文檔編號】H04B7/06GK103560818SQ201310400063
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2008年2月5日 優(yōu)先權日:2007年2月14日
【發(fā)明者】李旭峰, 任彬哲, 李文日, 千珍英 申請人:Lg電子株式會社