多輸入多輸出無線通信系統中的天線映射的製作方法

2023-10-11 17:10:09

專利名稱：多輸入多輸出無線通信系統中的天線映射的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於在通信系統中發送數據的方法，而且更具體地，涉及用於在通信 系統中通過映射天線來發送信息的過程和電路。
背景技術：
典型的蜂窩無線系統包括多個固定的基站和多個移動站。每個基站覆蓋被定義為 小區的地理區域。典型地，由於位於基站和移動站之間的自然或人造物體而在基站和移動站之間存 在非視線(NLOS)無線傳播路徑。結果，無線電波在傳播的同時經歷反射、衍射、和散射。沿 下行鏈路方向到達移動站的天線處、或沿上行鏈路方向到達基站的天線處的無線電波由於 因反射、延伸、散射、和錯相重組產生的單獨的波的不同的相位而經歷相長性或相消性相 加。這是由於這樣的事實，在當前蜂窩無線通信中典型地使用的高載波頻率處，差別傳播延 遲的微小改變帶來單獨的波的相位的巨大變化。如果移動站正在移動或者散射環境有改 變，則複合的接收信號的幅度和相位的空間變化將顯示為可歸於多徑接收的被稱為瑞利衰 落或快速衰落的時間變化。無線信道的時變屬性需要非常高的信噪比(SNR)以便提供期望 的位錯誤或分組錯誤可靠性。分集的方案被廣泛用於通過向接收器提供同一信息承載信號的多個衰落副本來 對抗快速衰落的效應。分集的方案一般分成以下類別空間、角度、極化、場、頻率、時間、和多徑分集。可 以利用多個發送或接收天線來實現空間分集。選擇多個天線之間的空間間隔以使得分集分 支(即，從多個天線發送的信號)以很小的相關性或無相關地經歷衰落。作為空間分集的 一種類型，發送分集使用多個發送天線以向接收器提供同一信號的多個無相關的副本。發 送分集方案可以進一步分為開環發送分集和閉環發送分集方案。開環發送分集方法中，不 需要來自接收器的反饋。一種類型的閉環發送分集中，接收器知曉發送天線的配置，計算應 當在發送器天線處應用的相位和幅度調整以便將在接收器處接收的信號的功率最大化。被 稱為選擇發送分集(STD)的閉環發送分集的另一種配置中，接收器向發送器提供關於哪一 (哪些)天線將用於發送的反饋信息。開環發送分集方案的一個示例是Alamouti 2X1空間-時間分集方案。Alamouti 2X1空間-時間分集方案設想使用兩個時隙(即，空間時間塊碼(STBC)發送分集)或者 兩個頻率副載波(即，空間頻率塊碼(SFBC)發送分集)利用兩個發送天線發送Alamouti 2X2塊碼。Alamouti 2X 1空間-時間分集方案的一個限制在於，該方案僅可以應用於兩個 發送天線。為了利用四個發送天線發送數據，將頻率切換發送分集(FSTD)或時間切換發送 分集(TSTD)與塊碼組合。組合的SFBC+FSTD方案和STBC+TSTD方案的問題在於，全部的發送天線乃至功 率放大器容量的僅僅一部分被用於給定的頻率或時間資源中的發送。這由上面給出的SFBC+FSTD和STBC+TSTD矩陣中的『0，元素指示。當矩陣中的非零元素上的發送功率增加 時，對相鄰小區產生突發性(bursty)幹擾而惡化系統性能。通常，當跳頻樣式的某些相位 比其他相位導致更多的幹擾時突發性幹擾出現。第三代夥伴計劃長期演進(3GPP LTE)系統中，用於四個發送天線的下行鏈路參考 信號映射確定第三天線埠和第四天線埠上的發送密度是第一天線埠和第二天線端 口上的密度的一半。這導致第三和第四天線埠上的較弱的信道估計。另外，天線相關性依賴於角擴展度(angular spread)和天線間距以及其他因素。 一般，對於給定的角擴展度，天線間距越大，天線之間的相關性越小。四發送天線3GPP LTE 系統中，四個天線通常順序排列，其中兩個緊接的天線之間的間距均等。因而，第一天線與 第二天線之間的相關性大於第一天線與第三天線之間的相關性。類似地，第三天線與第四 天線之間的相關性大於第二天線與第四天線之間的相關性。因為天線之間的較小的相關性 意味著較高的能夠實現的分集，這種天線配置可能導致對於經由第一和第二天線發送的碼 元、以及對於經由第三和第四天線發送的碼元的發送分集性能下降。

發明內容
因而本發明的一個目的是提供用於發送信息的改進方法和改進裝置。本發明的另一個目的是提供用於發送信息的改進方法和改進裝置以便改善傳輸 性能並提高系統吞吐量。本發明的另一個目的是提供用於發送信息的改進方法和改進裝置以便改善傳輸 分集性能。根據本發明的一個方面，可以提供一種方法和裝置，包括將待發送的信息解復用 為多個流塊；向每個流塊分別插入循環冗餘校驗；根據相應的編碼方案編碼每個流塊；根 據相應的調製方案調製每個流塊；解復用所述流塊以產生多個碼元集合，其中將每個流塊 解復用為一個碼元集合；以及經由多個天線埠發送該多個碼元，其中經由該多個天線端 口的子集發送每個碼元集合，而且具有較弱的信道估計的天線埠在多個天線埠子集之 間均等地分配。當根據其中從第一流塊產生第一碼元和第二碼元、從第二流塊產生第三碼元和第 四碼元、且第一和第二天線埠具有比第三和第四天線埠更高的信道估計的發送矩陣經 由四個天線埠發送四個碼元時，可以將發送矩陣表達為
權利要求
一種用於發送的方法，該方法包括步驟將待發送的信息解復用為多個流塊；向每個流塊分別插入循環冗餘校驗；根據相應的編碼方案編碼每個流塊；根據相應的調製方案調製每個流塊；解復用所述流塊以產生多個碼元集合，其中將每個流塊解復用為一個碼元集合；以及經由多個天線埠發送該多個碼元，其中每個天線埠連接到相應的物理天線，經由該多個天線埠的子集發送每個碼元集合，而且具有較弱的信道估計的天線埠在多個天線埠子集之間均等地分配。
2.如權利要求1所述的方法，包括，根據發送矩陣經由四個天線埠發送四個碼元，其 中從第一流塊產生第一碼元和第二碼元，從第二流塊產生第三碼元和第四碼元，且第一和 第二天線埠具有比第三和第四天線埠更高的信道估計，經由第一天線埠發送第一碼 元，經由第三天線埠發送第二碼元，經由第二天線埠發送第三碼元，並經由第四天線端 口發送第四碼元。
3.如權利要求2所述的方法，包括，第一天線埠、第二天線埠、第三天線埠、和第 四天線埠分別連接到第一物理天線、第二物理天線、第三物理天線、和第四物理天線，而 且第一至第四物理天線順序排列，其中兩個緊接鄰近的物理天線之間的間距均等。
4.一種用於發送的方法，該方法包括步驟產生用於多個物理天線的多個參考信號，其中每個參考信號對應於一個物理天線； 經由根據選擇的天線埠映射方案連接到該多個物理天線的多個天線埠發送該多 個參考信號；將待發送的數據調製為多個調製碼元；根據發送分集方案編碼來自該多個碼元當中的每對調製碼元以得到多個2乘2矩陣， 其中每個2乘2矩陣對應於每對調製碼元；產生包括該多個2乘2矩陣的發送矩陣，該發送矩陣由下式設立
5.如權利要求4所述的方法，其中將選擇的天線埠映射方案設立為使得將第2X i天 線埠連接到第2Xi+l物理天線，並將第2Xi+l天線埠連接到第2Xi物理天線，其中 i = 1，2，...，M-1，而天線埠的總數是2XM，而且物理天線的總數是2XM。
6.如權利要求4所述的方法，包括，當有四個物理天線和四個天線埠時，將待發送的 數據調製為四個調製碼元，其中，將選擇的天線埠映射方案設立為使得將第一天線埠映射到第一物理天線，將第二 天線埠映射到第三物理天線，將第三天線埠映射到第二物理天線，並將第四天線埠 映射到第四物理天線，其中該四個物理天線順序排列，兩個緊接鄰近的物理天線之間的間 距均等，而且將發送矩陣設立為
7.如權利要求4所述的方法，包括，當有四個物理天線和四個天線埠時，將待發送的 數據調製為四個調製碼元，交換發送矩陣中選擇的一對行以產生新的發送矩陣，其中，將選擇的天線埠映射方案設立為使得將第一天線埠映射到第一物理天線，將第二 天線埠映射到第二物理天線，將第三天線埠映射到第三物理天線，並將第四天線埠 映射到第四物理天線，其中該四個物理天線順序排列，兩個緊接鄰近的物理天線之間的間 距均等，而且將新的發送矩陣設立為
8. 一種用於發送的方法，該方法包括步驟產生用於多個物理天線的多個參考信號，每個參考信號對應於一個物理天線； 經由根據選擇的天線埠映射方案連接到該多個物理天線的多個天線埠發送該多 個參考信號；將待發送的信息解復用為多個流塊； 向每個流塊分別插入循環冗餘校驗； 根據相應的編碼方案編碼每個流塊； 根據相應的調製方案調製每個流塊；解復用所述流塊以產生多個碼元集合，其中將每個流塊解復用為一個碼元集合； 根據選擇的碼元映射方案將該多個碼元集合映射到該多個天線埠中；以及 經由相應的天線埠發送該多個碼元集合，其中經由天線埠的子集發送每組碼元， 其中在天線埠的每個子集內，相應的物理天線之間的距離大於該多個物理天線之間的平 均距離。
9.如權利要求8所述的方法，包括，當經由四個天線埠發送兩個流塊時，將選擇的天線埠映射方案設立為使得將第一天線埠映射到第一物理天線，將第二 天線埠映射到第三物理天線，將第三天線埠映射到第二物理天線，並將第四天線埠 映射到第四物理天線，其中該四個物理天線順序排列，兩個緊接鄰近的物理天線之間的間 距均等，以及將選擇的碼元映射方案設立為使得將第一流塊映射到第一和第二天線埠，並將第二 流塊映射到第三和第四天線埠。
10.如權利要求8所述的方法，包括，當經由四個天線埠發送兩個流塊時，將選擇的天線埠映射方案設立為使得將第一天線埠映射到第一物理天線，將第二 天線埠映射到第二物理天線，將第三天線埠映射到第三物理天線，並將第四天線埠 映射到第四物理天線，其中該四個物理天線順序排列，兩個緊接鄰近的物理天線之間的間 距均等，以及將選擇的碼元映射方案設立為使得將第一流塊映射到第一和第三天線埠，並將第二 流塊映射到第二和第四天線埠，以使得具有較弱的信道估計的第三和第四天線埠在第 一和第二流塊之間均等地分配。
11.一種用於發送的方法，該方法包括步驟 將待發送的信息解復用為多個流塊； 向每個流塊分別插入循環冗餘校驗； 根據相應的編碼方案編碼每個流塊；根據相應的調製方案調製每個流塊以產生多個調製碼元； 將該多個調製碼元劃分為多組調製碼元；從選擇的空間頻率塊碼矩陣的六個置換版本當中選擇矩陣的子集； 重複地將選擇的矩陣集合應用於該多組調製碼元以產生多個發送矩陣，其中每個矩陣 對應於一組調製碼元而且應用於相應的調製碼元組當中的每對調製碼元；以及使用多個副載波經由四個發送天線發送該多個發送矩陣，其中每個發送矩陣使用兩個 副載波。
12.如權利要求11所述的方法，包括，選擇的空間頻率塊碼分集矩陣是空間頻率塊碼其中S1 (i)和S2 (i)是兩個實際的碼元，i = 1,2, ... , N, N是每個調製碼元組中調製 碼元的數量，k是副載波索引，而Q1* θ 2是兩個固定的相位角。 14. 一種用於發送的方法，該方法包括步驟 將待發送的信息解復用為多個流塊 向每個流塊分別插入循環冗餘校驗 根據相應的編碼方案編碼每個流塊 根據相應的調製方案調製每個流塊以產生一對調製碼元；
13.如權利要求11所述的方法，包括，選擇的空間頻率塊碼分集矩陣是空間頻率塊碼 循環延遲分集(SFBC-OTD)矩陣，而且將該六個置換版本表達為 相位切換分集(SFBC-PSD)矩陣，而且將該六個置換版本表達為
14 從選擇的空間頻率塊碼矩陣的六個置換版本當中選擇矩陣的子集； 通過將選擇的矩陣集合應用於該對調製碼元來重複地發送該對調製碼元，其中每個矩 陣在一個時隙中發送。
15.如權利要求14所述的方法，包括，選擇的空間頻率塊碼矩陣是空間頻率塊碼相位 切換分集(SFBC-PSD)矩陣，而且將該SFBC-PSD矩陣的六個置換版本表達為
16.如權利要求14所述的方法，包括，選擇的空間頻率塊碼矩陣是空間頻率塊碼循環 延遲分集(SFBC-OTD)矩陣，而且將該SFBC-⑶D矩陣的六個置換版本表達為
17.—種發送器，包括第一解復用單元，將待發送的信息解復用為多個流塊； 多個循環冗餘校驗插入單元，向相應的流塊插入循環冗餘校驗； 多個編碼單元，根據相應的編碼方案編碼相應的流塊； 多個調製單元，根據相應的調製方案調製相應的流塊；多個第二解復用單元，解復用相應的流塊以產生多個碼元集合，其中將每個流塊解復 用為一個碼元集合；以及多個物理天線，與多個天線埠連接，用於發送該多個碼元集合，其中經由天線埠的 子集發送每個碼元集合，而且具有較弱的信道估計的天線埠在多個天線埠子集之中均 等地分配。
18.一種發送器，包括參考信號產生器，產生用於多個物理天線的多個參考信號，其中每個參考信號對應於一個物理天線；天線埠映射單元，根據選擇的天線埠映射方案將多個天線埠映射到多個物理天 線，其中每個天線埠對應於一個物理天線；第一解復用單元，將待發送的信息解復用為多個流塊； 多個循環冗餘校驗插入單元，向相應的流塊分別插入循環冗餘校驗； 多個編碼單元，根據相應的編碼方案編碼相應的流塊； 多個調製單元，根據相應的調製方案調製相應的流塊；多個第二解復用單元，解復用相應的流塊以產生多個碼元集合，其中將每個流塊解復 用為一個碼元集合；以及碼元映射單元，根據選擇的碼元映射方案將該多個碼元集合映射到該多個天線埠 中，其中經由天線埠的子集發送每組碼元，而且在天線埠的每個子集內，相應天線埠 的物理天線之間的距離大於該多個物理天線之間的平均距離。
19.如權利要求18所述的發送器，包括，當經由四個天線埠發送兩個流塊時，將選擇的天線埠映射方案設立為使得將第一天線埠映射到第一物理天線，將第二 天線埠映射到第三物理天線，將第三天線埠映射到第二物理天線，並將第四天線埠 映射到第四物理天線，其中該四個物理天線順序排列，兩個緊接鄰近的物理天線之間的間 距均等，以及將選擇的碼元映射方案設立為使得將第一流塊映射到第一和第二天線埠，並將第二 流塊映射到第三和第四天線埠。
20.如權利要求18所述的發送器，包括，當經由四個天線埠發送兩個流塊時， 將選擇的天線埠映射方案設立為使得將第一天線埠映射到第一物理天線，將第二天線埠映射到第二物理天線，將第三天線埠映射到第三物理天線，並將第四天線埠 映射到第四物理天線，其中該四個物理天線順序排列，兩個緊接鄰近的物理天線之間的間 距均等，以及將選擇的碼元映射方案設立為使得將第一流塊映射到第一和第三天線埠，並將第二 流塊映射到第二和第四天線埠，以使得具有較弱的信道估計的第三和第四天線埠在第 一和第二流塊之間均等地分配。
21.一種發送器，包括參考信號產生器，產生用於多個物理天線的多個參考信號，其中每個參考信號對應於 一個物理天線；天線埠映射單元，根據選擇的天線埠映射方案將多個天線埠映射到多個物理天線，調製單元，將待發送的數據調製為多個調製碼元；以及多個編碼單元，根據發送分集方案編碼來自多個碼元當中的每對調製碼元以得到多個 2乘2矩陣，其中每個2乘2矩陣對應於每對調製碼元，並根據由下式設立的發送矩陣經由 該多個天線埠發送該多個調製碼元
22.如權利要求21所述的發送器，包括，當經由四個天線埠發送四個調製碼元時， 將選擇的天線埠映射方案設立為使得將第一天線埠映射到第一物理天線，將第二天線埠映射到第三物理天線，將第三天線埠映射到第二物理天線，並將第四天線埠 映射到第四物理天線，其中該四個物理天線順序排列，兩個緊接鄰近的物理天線之間的間 距均等，而且將發送矩陣設立為
23.如權利要求21所述的方法，包括，當經由四個天線埠發送四個調製碼元時，將選擇的天線埠映射方案設立為使得將第一天線埠映射到第一物理天線，將第二 天線埠映射到第二物理天線，將第三天線埠映射到第三物理天線，並將第四天線埠 映射到第四物理天線，其中該四個物理天線順序排列，兩個緊接鄰近的物理天線之間的間 距均等，並交換發送矩陣的選擇的一對行，將得到的新的發送矩陣設立為
24.一種發送器，包括解復用單元，將待發送的信息解復用為多個流塊；多個循環冗餘校驗插入單元，向相應的流塊分別插入循環冗餘校驗；多個編碼單元，根據相應的編碼方案編碼相應的流塊；多個調製單元，根據相應的調製方案調製相應的流塊以產生多個調製碼元；劃分單元，將該多個調製碼元劃分為多組調製碼元；選擇單元，從選擇的空間頻率塊碼分集矩陣的六個置換版本當中選擇矩陣的子集； 發送矩陣產生單元，重複地將選擇的矩陣集合應用於該多組調製碼元以產生多個發送 矩陣，其中每個矩陣對應於一組調製碼元而且每個矩陣應用於相應的調製碼元組當中的每 對調製碼元；以及四個發送天線，使用多個副載波發送該多個發送矩陣，其中每個發送矩陣使用兩個副 載波。
25.如權利要求24所述的發送器，包括，選擇的空間頻率塊碼分集矩陣是空間頻率塊 碼相位切換分集(SFBC-PSD)矩陣，而且將該六個置換版本表達為
26
27.一種發送器，包括解復用單元，將待發送的信息解復用為多個流塊； 多個循環冗餘校驗插入單元，向相應的流塊分別插入循環冗餘校驗； 多個編碼單元，根據相應的編碼方案編碼相應的流塊； 多個調製單元，根據相應的調製方案調製相應的流塊以產生一對調製碼元； 選擇單元，從選擇的空間頻率塊碼矩陣的六個置換版本當中選擇矩陣的子集；以及 四個發送天線，通過將選擇的矩陣集合應用於該對調製碼元來重複地發送該對調製碼 元，其中每個矩陣在一個時隙中發送。
28.如權利要求27所述的發送器，包括，選擇的空間頻率塊碼矩陣是空間頻率塊碼相 位切換分集(SFBC-PSD)矩陣，而且將該六個置換版本表達為
29.如權利要求27所述的發送器，包括，選擇的空間頻率塊碼矩陣是空間頻率塊碼循 環延遲分集(SFBC-OTD)矩陣，而且將該六個置換版本表達為
全文摘要
提供一種用於發送的方法，包括產生用於多個天線埠的多個參考信號，每個參考信號對應於一個天線埠；根據選擇的天線埠映射方案將該多個參考信號映射到多個物理天線，每個參考信號對應於一個物理天線，而且該多個物理天線順序排列，兩個緊接鄰近的物理天線之間的間距均等；將待發送的信息解復用為多個流塊；向每個流塊分別插入循環冗餘校驗；根據相應的編碼方案編碼每個流塊；根據相應的調製方案調製每個流塊；解復用所述流塊以產生多個碼元集合，其中將每個流塊解復用為一個碼元集合；根據選擇的碼元映射方案將該多個碼元集合映射到該多個天線埠中；以及經由相應的天線埠發送該多個碼元集合，其中經由天線埠的子集發送每個碼元集合，在天線埠的每個子集內，相應的天線埠的物理天線之間的距離大於該多個物理天線之間的平均距離。
文檔編號H04B7/26GK101971518SQ200980108772
公開日2011年2月9日 申請日期2009年1月7日 優先權日2008年1月11日
發明者丁義農, 張建中, 法羅克·坎, 蔡建安 申請人:三星電子株式會社