虛擬天線選擇方法和裝置的製作方法

2023-12-03 13:38:06

專利名稱：虛擬天線選擇方法和裝置的製作方法
虛擬天線選擇方法和裝置
I.在35U.S.C.119下的優先權要求
本申請要求已轉讓給本申請受讓人並被援引納入於此的於2005年8月22 日提交的題為"A METHOD OF SELECTIVE-PSEUDO RAMDOM VIRTUAL ANTENNA PERMUTATION (選擇性偽隨機虛擬天線置換方法)"的臨時美國 申請S/N. 60/710,371、以及於2005年8月24日提交的題為"METHOD AND APPARATUS FOR ANTENNA DIVERSITY IN MULTI-INPUT MULTI-OUTPUT COMMUNICATION SYSTEMS(多輸入多輸出通信系統中實 現天線分集的方法和裝置)"的S/N. 60/711,144、以及於2005年10月27日提 交的題為"METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING ANTENNA DIVERSITY IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM (用於在無線通信 系統中提供天線分集的方法和裝置)"的美國申請No. 11/261,823的優先權。
背景
I. 領域
本公開一般涉及通信，尤其涉及用於在無線通信系統中傳輸數據的技術。
II. 背景
在無線通信系統中，發射機(例如，基站或終端)可利用多個(T個)天 線來向裝備有多個(R個)接收天線的接收機進行數據傳輸。這多個發射和接 收天線可用於提高吞吐和/或提升可靠性。例如，發射機可從這T個發射天線 同時發射T個碼元以提高吞吐。替換地，發射機可從所有T個發射天線冗餘地 發射相同碼元以改善接收機的接收。
來自每一發射天線的傳輸對來自其他諸發射天線的傳輸造成幹擾。在一些 實例中，通過從這T個發射天線同時傳送未臻T個碼元將可達成提升的性能。 這可通過選擇這T個發射天線的一個子集並從所選的發射天線子集發射未臻T個碼元來達成。未被用於傳送的發射天線不會對用於傳送的發射天線造成幹 擾。因此，對於所選子集的發射天線而言可達成提升的性能。
每一發射天線通常與可對該天線使用的某一峰值發射功率相關聯。峰值發 射功率可由對該發射天線使用的功率放大器、調控約束、和/或其他因素來決定。
對於未被用於傳送的每一發射天線而言，該天線的發射功率實質上是被浪費 了。
因此本領域中需要能夠更有效地利用發射天線可用的發射功率的技術。
概要
本文中描述了用於從虛擬天線代替物理天線來發射數據的技術。物理天線 是用於輻射信號的天線。物理天線通常具有有限的最大發射功率，其往往是由 相關聯的功率放大器來決定的。虛擬天線是可從其發送數據的天線。虛擬天線 可對應於由通過係數或權重矢量組合多個物理天線形成的波束。用多個物理天 線可形成多個虛擬天線以如下面描述地使得每一虛擬天線藉由一不同的映射 而被映射到一些或全部物理天線。虛擬天線使得能夠高效率地使用物理天線的 可用發射功率。
在一個方面，不同的有至少一個虛擬天線的集合的性能被評價，並且具有 最好性能的那個虛擬天線集合被選擇使用。性能可由諸如信號質量、吞吐、總 速率等各種度量來量化。在一個實施例中，基於至少一個度量來評價多重假言。 每一假言對應於一不同的有至少一個虛擬天線的集合。具有最好性能(例如， 最高信號質量、吞吐、或總速率)的假言從所有被評價的假言當中被選擇。如 果虛擬天線的選擇是由接收機執行的，那麼關於所選虛擬天線集的信道狀態信 息可被發送給發射機。此信道狀態信息可傳達所選的虛擬天線、所選虛擬天線 的信號質量或速率、用於形成所選虛擬天線的一個或多個矩陣、等等。發射機 和/或接收機可使用所選虛擬天線來進行數據傳輸。
本發明的各個方面和實施例在下面進一步具體說明。
附圖簡要說明
結合附圖理解下面闡述的具體說明，本發明的特徵和本質將變得更加顯而易見，在附圖中，相同附圖標記貫穿始終作相應標示。

圖1示出發射機和接收機的框圖。 圖2示出發射(TX)空間處理器的框圖。 圖3示出虛擬天線的傳輸模型。
圖4A和4B示出來自虛擬天線的兩個示例性傳輸。
圖5示出針對4個虛擬天線的虛擬天線選擇。
圖6示出注水式功率分配的一個示例。
圖7示出選擇和使用虛擬天線的過程。
圖8示出選擇和使用虛擬天線的裝置。
圖9示出從虛擬天線發射數據的過程。
圖IO示出從虛擬天線發射數據的裝置。
具體說明
本文中使用術語"示例性的"來表示"起到示例、實例、或例示的作用"。本 文中描述為"示例性"的任何實施例或設計不必被解釋為優於或勝過其他實施 例或設計。
圖1示出通信系統100中的發射機110和接收機150的一個實施例的框圖。 發射機110裝備有多個(T個)天線，並且接收機150裝備有多個(R個)天 線。每一發射天線和每一接收天線可以是物理天線或天線陣。對於下行鏈路(或 前向鏈路)傳輸，發射機110可以是基站、接入點、B節點、和/或其他某個網 絡實體的一部分並可包含其功能集中的一些或全部。接收機150可以是移動站、 用戶終端、用戶裝備、和/或其他某個設備的一部分並可包含其功能集中的一些 或全部。對於上行鏈路(或反向鏈路)傳輸，發射機110可以是移動站、用戶 終端、用戶裝備等的一部分，而接收機150可以是基站、接入點、B節點等的 一部分。
在發射機110處，TX數據處理器120接收來自數據源112的話務數據並 處理(例如，格式化、編碼、交織、以及碼元映射)此話務數據並生成數據碼 元。如本文中使用的，數據碼元是數據的調製碼元，導頻碼元是導頻的調製碼 元，調製碼元是關於信號星座(例如，M-PSK或M-QAM所用的信號星座)中的一點的復值，並且碼元通常是復值。導頻是發射機和接收機雙方皆先驗已
知的數據，並且也可被稱作訓練、基準、前同步碼等等。TX信號處理器130
將數據碼元與導頻碼元多路復用，對經多路復用的數據和導頻碼元執行信號處
理器，並將T股傳送碼元流提供給T個發射機單元(TMTR) 132a到132t。每 一發射機單元132處理(例如，調製、轉換到模擬、濾波、放大、以及上變頻) 其傳送碼元流並生成已調製信號。來自發射機單元132a到132t的T個己調製 信號各自從天線134a到134t被發射。
在接收機150處，R個天線152a至152r接收這T個已調製信號，並且每 一天線152將接收到的信號提供給各自的接收機單元(RCVR) 154。每一接收 機單元154用與發射機單元132執行的處理互補的方式來處理其接收到的信號 以獲得收到碼元，將關於話務數據的收到碼元提供給接收(RX)空間處理器 160，並將關於導頻的收到碼元提供給信道處理器194。信道處理器194基於關 於導頻的收到碼元(並且還可能基於關於話務數據的收到碼元)來估計從發射 機110到接收機150的多輸入多輸出(MIMO)信道的響應，並將信道估計提 供給RX空間處理器160。RX空間處理器160用這些信道估計來對關於話務數 據的收到碼元執行檢測並提供數據碼元估計。RX數據處理器170進一步處理 (例如，解交織並解碼)這些數據碼元估計並將經解碼的數據提供給數據阱 172。
接收機150可評價信道狀況並可向發射機110發送信道狀態信息。此信道 狀態信息可指示例如特定集合的可供用於傳輸的至少一個虛擬天線、用於形成 所選虛擬天線的一個或多個矩陣、用於傳輸的一個或多個速率或分組格式、所 選虛擬天線的信號質量、針對接收機150所解碼的分組的確認(ACK)和/或 否定確認(NAK)、其他類型的信息、或其任意組合。此信道狀態信息由TX 信令處理器180處理(例如，編碼、交織、以及碼元映射)，由TX空間處理 器182作空間處理，並由發射單元154a到154r作進一步處理以生成R個已調 制信號，其經由天線152a到152r被發射。
在發射機110處，這R個已調製信號被天線134a到134t接收到，由接收 機單元132a到132t處理，由RX空間處理器136作空間處理，並由RX信令 處理器138作進一步處理(例如，解交織並解碼)以恢復出信道狀態信息。控制器/處理器140基於此信道狀態信息來控制向接收機150所作的數據傳輸。信
道處理器144可估計從接收機150到發射機110的MIMO信道的響應，並可 提供用於向接收機150作數據傳輸的有關信息。
控制器/處理器140和190各自控制發射機110和接收機150處的操作。 存儲器142和192各自存儲供發射機110和接收機150使用的數據和程序代碼。
本文中描述的技術可用於各種無線通信系統，諸如頻分多址(FDMA)系 統、碼分多址(CDMA)系統、時分多址(TDMA)系統、空分多址(SDMA) 系統、正交FDMA (OFDMA)系統、單載波FDMA (SC-FDMA)系統、等 等。OFDMA系統利用正交頻分復用(OFDM) 。 OFDM和SC-FDMA將系統 總帶寬分劃成多個(K個)正交副載波，其也可稱作頻調、頻槽、等等。每一 副載波可用數據作調製。 一般而言，調製碼元在OFDM下是在頻域中發送， 而在SC-FDMA下是在時域中發送。
1.發射機處理
在每一碼元周期裡在每一副載波上從這T個發射天線同時發射一個或多 個輸出碼元。每一輸出碼元對於OFDM可以是調製碼元，對於SC-FDMA可 以是頻域碼元，或者可以是其他某個復值。發射機可使用各種傳輸方案來傳送 這些輸出碼元。
在一個實施例中，發射機處理輸出碼元如下以供傳輸
) = U.￡W.G',， 式①
在此5("=[&(" ... ("r是包含要在一個碼元周期裡於副載波^上發
送的V個輸出碼元的Vxl矢量，
G是包含關於這V個輸出碼元的增益的VxV對角陣，
是關於副載波A:的T x V置換矩陣， U = H2…Bt]是—TxT標準正交矩陣，
^^)=^(" x2(Q ... jct("f是包含要在一個碼元周期裡於副載波A:上 從這T個發射天線發送的T個傳送碼元的Txl矢量，並且 ""'標示轉置。
為簡單化，本文中的說明假定矢量^t)中的每一元素^(it)的平均功率是單位功 率。式(1)是關於一個副載波A的。發射機可對用於傳輸的每一副載波執行相同的處理。
T是發射天線的數目。T也是可供使用並且是以標準正交矩陣U的T列&
到&形成的虛擬天線的數目。虛擬天線也可由有效天線或其他某個術語來稱
呼。V是在一個碼元周期裡於一個副載波上正被同時發送的輸出碼元的數目。 V也是用於傳輸的虛擬天線的數目。 一般而言，l^VSmin{T，R}。 v可以是可
如下描述地來選擇的可配置參數。
儘管在式(l)中沒有示出，但是發射機可採用循環延遲分集來提升虛擬天 線的頻率選擇性。循環延遲分集可(1)通過跨每一發射天線的K個副載波施 加一不同的相位斜坡而在頻域中實現，或(2)通過對這T個發射天線施加T 個不同的循環延遲而在時域中實現。為簡單化，下面的說明是針對式(l)中所示 的無循環延遲分集的實施例。
在式(1)中，增益矩陣G決定對正被同時發送的V個輸出碼元中的每一個 使用的發射功率的量。在一個實施例中，此增益矩陣被定義為使得給予這T個 發射天線的總發射功率S。'。'不拘於正被發送的輸出碼元的數目——即不拘於V 的值——地被用於發射。在一個實施例中，總發射功率被均一地或均勻地跨這 V個輸出碼元分配，並且增益矩陣可被定義為formula see original document page 12在此！是單位矩陣，並且p^是給每一發射天線的最大發射功率。式(2)假定所有
K個副載波皆被用於傳輸。在此實施例中，如果正在發送較少的輸出碼元，則 可對每一輸出碼元使用較高的發射功率。在其他實施例中，總發射功率可被非
均一地或非均勻地跨這V個輸出碼元分配。
置換矩陣E("從這T個可用虛擬天線當中選擇V個特定虛擬天線(或U
的特定V列)用於副載波L此置換矩陣可如下面描述地用各種方式來定義。 對於這K個副載波可使用相同或不同的置換矩陣。
標準正交矩陣M由性質n".ii-!表徵，在此lf是n的共軛轉置。U的這 T列彼此正交，並且每一列具有單位功率。在一個實施例中，n被定義為使得
每一行中的這T個條目的幅值的平方和等於一常數值。此性質導致對所有T個 發射天線使用相等的發射功率。U也可以是由性質!f.n^IMf =!表徵的酉陣。可使用各種標準正交矩陣以及酉陣來形成虛擬天線。在一個實施例中，U
使用T xT的Walsh/Hadamard矩陣W 。在另一個實施例中，U使用T xT的傅立 葉矩陣￡。在再一個實施例中，II被形成為lI-A.i:，在此A是包含針對E的T 行的T個比例定標值的對角陣。例如，A可被定義為A二diag(l , ... ei1}， 在此n,...,T-l的《可以是改變E的諸列所描繪的空間方向的隨機相位。在又 一個實施例中，M是具有偽隨機元素的標準正交矩陣。U還可使用各種其他矩 陣。
在一個實施例中，在所有碼元周期裡對所有K個副載波使用單個標準正 交矩陣U。在此實施例中，M不是副載波索引A或碼元索引"的函數。在另一 個實施例中，對不同的副載波使用不同的標準正交矩陣。在又一個實施例中， 對可被指派給不同用戶的不同副載波集合使用不同的標準正交矩陣。在另一個 實施例中，對不同的時間區間使用不同的標準正交矩陣，在此每一時間區間可 橫跨一個或多個碼元周期。在又一個實施例中，從可供使用的標準正交矩陣的 集合當中選擇一個或多個標準正交矩陣來使用。 一般而言，可使用一個或多個 標準正交矩陣來傳送數據和導頻，從而使得接收機能夠基於導頻來估計信道響 應並使用此信道估計來恢復出發送給該接收機的數據。
可在不具備MIMO信道響應知識的情況下選擇一標準正交矩陣(例如， Walsh/Hadamard矩陣或傅立葉矩陣)來使用。也可基於MIMO信道響應的知 識來選擇一標準正交矩陣，並在此後將其稱作前置編碼矩陣。前置編碼矩陣可 由接收機選擇並向發射機指示，或者在TDD通信系統中可由發射機來選擇。
圖2示出TX空間處理器130的一個實施例，其執行式(l)中所示的處理。 TX空間處理器130包括功率比例定標單元210、碼元-虛擬天線映射單元220、 以及空間映射單元230。在單元210內，V個乘法器212a到212各自接收矢量 g(W中的V個輸出碼元^("到^0t)，將這些輸出碼元各自與增益矩陣G中的 增益&到gv相乘，並提供V個經比例定標的碼元。乘法器212a到212v執行 矩陣乘法&§&)。
在圖2中所示的實施例中，由單元220將每一經比例定標的碼元映射到一 個虛擬天線。V個虛擬天線",到av從T個可用虛擬天線1到T當中被選擇使用， 在此fl,,"2 ，...， e{l"..,T}。單元220包括V個復用器(Mux) 222a到222v。每一復用器222從乘法器212a到212v接收這V個經比例定標的碼元並在其輸 出處提供這V個經比例定標的碼元之一。復用器222a到222v執行與TxV的 置換矩陣E("的矩陣乘法並提供給V個選中的天線虛擬的V個映射得到的碼 元、("到、,)以及T-V個被丟棄的空碼元。在其他實施例中，可將經比例
定標的輸出碼元映射到多個虛擬天線。
單元230將每一映射得到的碼元與矩陣U中相應的一列相乘並生成關於
該碼元的矢量。單元230包括屬這V個虛擬天線的V個乘法器組232a到232v 以及屬這T個發射天線的T個累加器236a到236t。每一乘法器組232包括屬 這T個發射天線的T個乘法器234。由T個乘法器234aa到234at將給虛擬天 線A的映射得到的碼元、("與矩陣M中的列M。,的T個元素相乘以生成具有T
個元素的矢量。這T個元素指示此映射得到的碼元中給這T個發射天線的分量。 把將給其餘每一虛擬天線的映射得到的碼元與IZ的相應一列相乘以生成該映 射得到的碼元的矢量。累加器236a將V個乘法器234aa到234va的輸出累加 並生成給發射天線1的傳送碼元x,(yt)。其餘每一累加器236將相應一組V個 乘法器234的輸出累加並生成給其發射天線的傳送碼元。累加器236a到236t 在矢量^Ot)中提供給這T個發射天線的T個傳送碼元;c""到XT("。諸乘法器 234和諸累加器236執行與矩陣U的矩陣乘法。
如圖2中所示，每一映射得到的碼元是從一個虛擬天線發送但是從所有T 個發射天線發送出去的。為在V個選定的虛擬天線上發射V個映射得到的碼 元而獲得V個矢量。這V個矢量被相加以生成傳送碼元矢量";t)。
圖3示出式(l)所給出的傳輸方案的模型300。發射機處的TX空間處理器 130接收給每一副載波和碼元周期的輸出碼元矢量5("。在TX空間處理器130 內，功率比例定標單元210將輸出碼元矢量5(1)與增益矩陣^相乘。碼元-虛擬 天線映射單元220將經比例定標的碼元矢量與置換矩陣￡("相乘並生成包含要
在這V個選中的虛擬天線上發送的V個映射得到的碼元和要被丟棄的T-V個 空碼元的Txl矢量。空間映射單元230將經置換的碼元矢量與標準正交矩陣U 相乘並生成傳送碼元矢量5(W。傳送碼元矢量5(W從這T個發射天線被發射並 經由MIMO信道250傳送至接收機處的這R個接收天線。 接收機處接收到的碼元可被表達為formula see original document page 15 式(3)
在此g("是關於副載波A;的R xT實際MIMO信道響應矩陣，
Sv,rt 。,("是關於副載波A:的R xT虛擬MIMO信道響應矩陣， IL^W是關於副載波A的RxV的使用的MIMO信道響應矩陣， E("是包含在一個碼元周期裡於副載波A上自這R個接收天線的接收到的
R個碼元的Rxl矢量，
S(W是關於副載波A的R x 1噪聲矢量。
為簡單化，噪聲可假設是具有零均值矢量和互("= 2.1的協方差矩陣的加性高
斯白噪聲(AWGN)，其中《是此噪聲的方差。
虛擬的和使用的MIMO信道響應矩陣可被給為
=[H(", SWl2…g(".HT]， 式(4) H』)=U)
S("'lia2'g2…H("'^v'gv]， 式(5) 在此l,...,T的a,是U中給第f個可用虛擬天線的第f列，
v二l,…,V的M。'是II中給第v個使用的虛擬天線的那一列。
diag{Q} = {g, g2 ... ^}是自這V個使用的虛擬天線發送的V個數據
流的增益，並且
formula see original document page 15
這T個發射天線與T個實際信道響應矢量fe,("到^("相關聯。這T個可 用的虛擬天線與T個虛擬信道響應矢量fe自a,，^hH(".1^到 L,自a(A卜S(^ih相關聯。每一矢量few,，,("是用整個實際MIMO信道響應 矩陣g("來形成的。.
如式(4)中示出並在圖3中圖解的，具有T個虛擬天線的虛擬MIMO信道
是用標準正交矩陣n形成的。使用的MIMO信道是由用於發射的V個虛擬天
線形成的。g(W與U的相乘並不改變Ii(A)的統計性質。因此，實際MIMO信道g0t)和虛擬MIMO信道iiw,0t)具有相似的性能。但是，與U相乘為充分利
用所有T個發射天線的總發射功率提供了餘地。給每一發射天線的峰值發射功 率可被記為^，並且給這T個發射天線的總發射功率可記為/^,-T^"如果
不經與U相乘地從V個發射天線發射V個輸出碼元，則被關掉的每一發射天 線導致給該發射天線的發射功率^被浪費掉。但是，如果經與U相乘地從V
個發射天線發射V個輸出碼元，則每一輸出碼元是從全部T個發射天線被發 送，給每一發射天線的全發射功率&可不拘於選擇使用的虛擬天線的數目而被 使用，並且給所有T個發射天線的總發射功率P自,可跨這V個虛擬天線分配。
對於式(l)中所示的傳輸方案，RxT的MIMO系統在實效上被約簡成Rx V 的MIMO系統。發射機表現得就好象有V個虛擬天線而不是T個發射天線那 樣，其中l^VST。
發射機可在V個選中的虛擬天線上發射V個數據流。這V個選中的虛擬 天線可與不同的信號質量相關聯，並且可具有不同的傳輸容量。在一個實施例
中，每一數據流從相應一虛擬天線被發送。可基於用於數據流的虛擬天線的傳 輸容量來為每一數據流選擇一合適的速率。在另一個實施例中，每一數據流是 跨所有V個選中的虛擬天線發送的以圖對所有V個數據流達成相似的性能。 如果有單個副載波可供傳輸之用，那麼每一數據流可在不同碼元周期裡從這V 個選中的虛擬天線被發送。如果有多個副載波可供傳輸之用，那麼每一數據流 可在不同副載波上從這V個選中的虛擬天線被發送。如果每一數據流是從所有 V個選中的虛擬天線被發送的，那麼可基於這V個選中的虛擬天線的平均傳輸 容量來為所有V個數據流選擇單個速率。
圖4A示出從兩個虛擬天線發射兩個數據流的一個實施例。在此實施例中， 有4個虛擬天線可用，虛擬天線2和4被選擇使用，而虛擬天線1和3不被使 用。屬數據流1的輸出碼元在所有K個副載波上從虛擬天線2發送。屬數據流 2的輸出碼元在所有K個副載波上從虛擬天線4發送。
在圖4A中所示的實施例中，可對所有K個副載波使用單個置換矩陣，並 可將其定義如下formula see original document page 17
式(6)
置換矩陣20t)的每一行對應於一個可用虛擬天線，並且2("的每一列對應於一 個數據流。對於未被用於發射的每一虛擬天線，￡("中相應的一行包含全零。 對於每一數據流，中相應的一列對於用於該數據流的虛擬天線包含條目 T。
圖4B示出了跨三個虛擬天線的K個副載波循環地發射三個數據流的一個 實施例。在此實施例中，有4個虛擬天線可用，虛擬天線l、 3和4被選擇使
用，而虛擬天線2不被使用。屬數據流l的輸出碼元在副載波l、 4、 7.......
上從虛擬天線l發送，在副載波2、 5、 8、......上從虛擬天線3發送，並且在
副載波3、 6、 9、......上從虛擬天線4發送。屬其他兩個數據流中的每一個的
輸出碼元也是如圖4B中所示地跨所有三個選中的虛擬天線的K個副載波被發 送的。
在圖4B中所示的實施例中，置換矩陣可被定義如下
formula see original document page 17依此類推。式(7)
數據流l、 2和3各自與每一置換矩陣的列1、 2、和3相關聯。對於每一數據 流，用於該數據流的虛擬天線是由對應於該虛擬天線的那一行中的'l'條目指示 的。如圖4B中示出並由式(7)指示的，每一數據流跨這K個副載波從一個選中 的虛擬天線跳躍到下一選中的虛擬天線並在到達最後一個選中的虛擬天線之 際巻繞回第一個選中的虛擬天線。
圖4A和4B示出將數據流映射到虛擬天線的具體實施例。 一般而言，可 從任意數目個虛擬天線發送任意數目個數據流。這些數據流能以確定性的方式 (例如，循環地或順序地使用所有可能的置換)或以基於發射機和接收機雙方
戰 白
已知的偽隨機數(PN)序列的偽隨機方式被映射到選中的虛擬天線。可使用
任何流置換或映射方案將一給定數據流映射到所有選中的虛擬天線，其一個示 例在圖4B中示出。2.接收機處理
接收機可使用各種檢測技術來恢復出發射機所發送的輸出碼元。這些檢測 技術包括最小均方誤差(MMSE)技術、迫零(ZF)技術、最大比值合併(MRC) 技術、以及逐次幹擾消去(SIC)技術。接收機可基於MMSE、 ZF、或MRC 技術推導空伺濾波器矩陣如下
formula see original document page 18，以及 式(9)
formula see original document page 18式(IO)
在此，formula see original document page 18
formula see original document page 18並且
2mrc(" = [diag(廷L.H"w W〉]一1 。 在式(8)和(10)中，a^w(W和2^("是用於獲得輸出碼元的經歸一化估計的比 例定標值的VxV對角陣。 接收機可執行檢測如下
formula see original document page 18 式(ll) 在此M("是可為M^羅("、、或M羅(Q的v xR空間濾波器矩陣，
呈("是具有V個碼元估計的Vxl矢量，並且
^W是檢測之後的噪聲的矢量。
接收機可基於接收自發射機的導頻來獲得SW 、 Hv,rt 。,W和域g"W的 估計。為簡單化，本文中的說明假定沒有信道估計誤差。接收機可基於H(W或 Hwto/W以及已知的H、 EW和Q來推導U"。接收機然後可基於這V個選 中的虛擬天線的li^Ot)來推導M(W 。 M("的維度取決於用於發射的虛擬天線 的數目。中的碼元估計是對5(Q中的輸出碼元的估計。
接收機可在每個碼元周期w裡對每一副載波A如式(ll)中所示地執行檢測 以獲得針對該副載波和碼元周期的碼元估計。接收機可用與發射機所作的碼元 -虛擬天線映射互補的方式將針對所有副載波和碼元周期的碼元估計解映射成 流。接收機然後可處理(例如，解調、解交織、以及解碼)這些碼元估計流以 獲得經解碼的數據流。
碼元估計的質量取決於接收機所使用的檢測技術。 一般而言，信號質量可formula see original document page 19
由信噪比(SNR)、信噪幹擾比(SINR)、每碼元能量噪聲比(Es/No)等來 量化。為清楚起見，在下面的說明中使用SNR來代表信號質量。 MMSE技術的SNR可被表達為
在此&("是關於副載波A的Q(w的第v個對角元素，並且 L騰,""是在MMSE檢測下虛擬天線v的副載波A的SNR。 ZF技術的SNR可被表達為
,("=L^， "1，…,T， 式(13)
在此~("是關於副載波&的diag([旦LWUQ]力的第v個對角元素，並且 ~，v("是在ZF檢測下虛擬天線v的副載波A:的SNR。
式(12)和(13)假定傳送碼元矢量5(Q的每一元素的平均功率是單位功率。其他檢 測技術的SNR在本領域中是己知的並且在本文中不再加以描述。
式(12)和(13)以線性單位給出SNR。 SNR也可以分貝(dB)來給出如下 纖州=101og10{，}， 式(14) 在此^(A:)是線性單位下的SNR，而SMUA:)是dB下相對應的SNR。
對於SIC技術，接收機在V級或層中恢復出這V個數據流，每一級一個 數據流，並先從每一解碼出的數據流消去幹擾再恢復下一數據流。對於第一級， 接收機對接收到的碼元執行檢測(例如，使用MMSE、ZF或MRC技術如式(ll) 中所示那樣)並獲得對一個數據流的碼元估計。接收機然後處理(例如，解調、 解交織、以及解碼)這些碼元估計以獲得解碼出的數據流。接收機然後通過(1) 以發射機對此數據流所執行的相同的方式來重新編碼、交織、以及碼元映射此 解碼出的數據流，以及(2)將重構出的輸出碼元與所使用的MIMO信道響應 矢量相乘來獲得因此流而產生的幹擾分量來估計因此數據流而產生的幹擾。接 收機然後從接收到的碼元扣除這些幹擾分量以獲得經修正的收到碼元。對於後 續每一級，接收機以與第一級相同的方式處理來自前級的經修正的收到碼元以 恢復一個數據流。
對於SIC技術，每一解碼出的數據流的SNR取決於(1)對該流使用的檢 測技術(例如，MMSE、 ZF、或MRC) ， (2)在其中恢復該數據流的特定級，以及(3)因在後面各級中恢復的數據流而產生的幹擾量。 一般而言，對於在後
面各級中恢復的數據流而言SNR將有所提高，因為來自在前面各級中恢復出
的數據流的幹擾被消去了。這可允許對在後面各級中恢復的數據流使用較高速 率的數據流。
在一個方面，不同集合或組合的虛擬天線性能被評價，並且具有最好性能
的那個虛擬天線集合被選擇使用。性能可由諸如信號質量(例如，SNR)、吞 吐、總速率等各種度量來量化。虛擬天線的選擇可用各種方式來執行。
在一個實施例中，所有可能的有一個或多個虛擬天線的集合被評價。每一 可能的虛擬天線集也被稱作一個假言。對於T個可用虛擬天線而言總共有2T-1 個假言——關於T個虛擬天線的假言有一個，關於T-l個虛擬天線的假言有T 個，依此類推，並且關於一個虛擬天線的假言有T個。可評價M個假言，在 此如果所有可能的假言皆被評價，那麼M = 2T-1。 m= l，...,M的假言m是關於 記為的一特定的虛擬天線集合。這M個假言是關於M個不同的虛擬天線集合。
在一個實施例中，性能是用跨所選虛擬天線的總發射功率的均一分配來確 定的。對於具有V個虛擬天線的假言——在此BVST，總發射功率可被分配 如下
^,W = ^|,v"m， 式(15)
在此P"，""是給假言m中的虛擬天線v的副載波&的發射功率。在式(15)中， 總數據發射功率/^。,-T.^跨這V個虛擬天線均一地分配，並且每一虛擬天 線被分配了/^,-T./^/V。給每一虛擬天線分配的發射功率&由此跨該虛 擬天線的K個副載波均一分配。對於具有較少虛擬天線的假言，4和戶_(" 較大。式(15)還指示僅集合乇中的虛擬天線才被分配發射功率，而其他虛
擬天線被分配零發射功率(除了可能的對導頻發射的分配)。
對於每一假言w，該假言中每一虛擬天線的每一副載波的SNR可如例如 式(12)到(14)中所示地來計算。應當注意到，^("和。(A)依賴於用於計算 H,/"的功率i^("。因此，此SNR取決於該假言中虛擬天線的數目，並 且在該假言具有較少虛擬天線的情況下此SNR因P^("較大而較大。 在一個實施例中，性能是由平均SNR來量化的，其可計算如下SNRavg,m Z|>NRm,v("， 式(16)
在此SNR"(A:)是假言m中的虛擬天線v的副載波A的SNR，並且
SNRavg,m是假言附的平均SNR。 SNR , v (A)和SNRavg '是以dB為單位。
在另一個實施例中，性能是由吞吐來量化的，其也稱為頻譜效率、容量、 等等。假言w的吞吐可基於不受約束容量函數來確定如下
W = i;|>g2[i + ;v""]， 式(17)
在此是假言m中的虛擬天線v的副載波A的SNR，並且
7&是假言m的吞吐。 在式(17)中，^，//t)是在線性單位下，並且每一虛擬天線的每一副載波的吞吐 是以log,[l + y"("]給出的。假言m中的所有虛擬天線的所有副載波的吞吐被
累積以獲得該假言的總吞吐。式(17)中的不受約束容量函數假定數據在MIMO 信道的最大容量下能被可靠地傳送。
假言m的吞吐還可基於受約束容量函數來確定如下
& = i;|>g2[i+eL("]， 式(18)
ve《A=l
在此2是用於計及諸如調製方案、編碼方案、碼率、分組大小、信道估計誤差 等各種因素的懲罰因子。吞吐也可基於其他容量函數來計算。
在又一個實施例中，性能是由總速率來量化的。系統可支持一組速率。每 一個速率與特定的編碼和調製方案、特定的碼率、特定的頻譜效率、以及達成 目標性能水平——例如1%的分組差錯率——所要求的特定最小SNR相關聯。 對於每一假言m，可基於虛擬天線的SNR來為該假言中的每一虛擬天線選擇 一個速率。速率選擇可用各種方式來執行。
對於假言m，可為每一虛擬天線計算平均SNR如下 SNRavg'^^.isNRJ), v" ， 式(19)
在此SNR^，"是假言m中的虛擬天線v的平均SNR。 每一虛擬天線的有效SNR還可計算如下
SNReff,m,v = SNRavg,m,v — SNRb。,m,v ， v e夂， 式(20)在此SNRb。"是假言m中的虛擬天線V的退避因子，並且
SNReff,m，v是假言附中的虛擬天線v的有效SNR。
退避因子可用來計及跨虛擬天線v的這K個副載波的SNR中的可變性，並可 被設為SNRb。,m,v =《snr. c7:^ ，在此cri,"是虛擬天線v的SNR的方差，並且《snr
是一常數。此退避因子還可用於計及諸如對虛擬天線v使用的編碼和調製、當 前PER等其他因素。
每一虛擬天線的等效SNR也可被計算如下
riVv =i.|]log2[1 + 2 7m,v")]'以及 式(21a)
在此J^，,是假言m中的虛擬天線v的每一副載波的平均吞吐，並且
SNR，，是假言m中的虛擬天線v的等效SNR。
式(21a)基於所有K個副載波的SNR來計算每一副載波的平均吞吐。式(21b)給
出提供來自式(21a)的平均吞吐的SNR。
每一虛擬天線的SNR唚唚、SNR說,呻或SNReq,呻可被提供給一張速率相對
於所需SNR的査找表。由此該查找表可提供對每一虛擬天線可使用的最高速 率。對假言m中的所有虛擬天線選擇的速率可被累積以獲得假言m的總速率。
性能還可由其他度量來量化，並且這是落在本發明範圍之內的。對於被評 價的M個假言獲得M個度量值。這些度量值可以是關於平均SNR、吞吐、總 速率、等等。這M個假言當中具有最好度量值(例如，最高平均SNR、最高 吞吐、或最高總速率)的假言可被標識出來。屬具有最好度量值的假言的虛擬 天線集合可被選擇使用。
圖5示出針對有4個可用虛擬天線的情形的虛擬天線選擇。在T = 4的情 況下，共有2T-1 = 15個假言，其被記為假言1到15。四個假言1到4是關於 一個虛擬天線的，六個假言5到10是關於兩個虛擬天線的，四個假言11到14 是關於三個虛擬天線的，並且一個假言15是關於4個虛擬天線的。屬每一假 言的虛擬天線集合在圖5中示出。例如假言2是關於一個虛擬天線2(^=2)， 假言6是關於兩個虛擬天線1和3 (a = 1並且化=3)，假言12是關於三個 虛擬天線l、 2和4 (fll = l、化=2並且03=4)，並且假言15是關於所有四
式(21b)個虛擬天線1到4 (^ = 1、 "2=2、 "3=3並且"4=4)。
總發射功率4i^可跨每一假言中的所有虛擬天線均一地分配。對於具有一 個虛擬天線的每一假言，4/^被分配給單個虛擬天線。對於具有兩個虛擬天線 的每一假言，2i^被分配給每一虛擬天線。對於具有三個虛擬天線的每一假言， 4/^/3被分配給每一虛擬天線。對於具有四個虛擬天線的假言，T^被分配給每 一虛擬天線。每一假言的性能可基於上面描述的度量中的任何一個來確定。具 有最高度量值的假言可被標識出來，並且屬此假言的虛擬天線集合可被選擇使 用。
在另一個實施例中，總發射功率屍^。,是基於注水來跨諸虛擬天線非均一 地分配的。注水也稱為灌水。對於每一假言m，每一虛擬天線的每一副載波的 SNR可初始地基於/^被分配給該虛擬天線這一假定來確定。每一虛擬天線的 平均SNR由此可被確定，例如像式(19)中所示那樣來確定。隨即可跨該假言中 諸虛擬天線來分配總發射功率戶,。,。,，以使得具有最高平均SNR的虛擬天線被 分配最多發射功率，並且具有最低平均SNR的虛擬天線被分配最少量的發射 功率。 一般而言，非均一功率分配在其中發射機易於通過信道互易性獲得無線 信道的完整知識的TDD通信系統中更為實用。在FDD通信系統中，非均一功
率分配通常要求諸如最好的前置編碼矩陣等大量的反饋信息來作該無線信道 的本徵模分解。替換地，對於每一假言，接收機可評價跨諸虛擬天線的多個預
先確定的不等功率分配，並可將最好的功率分配和最好的虛擬天線子集發送給 發射機。
圖6示出用注水來跨三個虛擬天線^、 ^和a3作功率分配的一個示例。v =1, 2， 3的每一虛擬天線^的平均SNR^SNR^是在i^被分配給該虛擬天線
這一假設下確定的。每一虛擬天線的平均SNR的倒數——l/SNRa>被計算出並
在圖6中標繪。跨這三個虛擬天線分配總發射功率A。to/，以使得最終功率電
平屍一跨這三個虛擬天線恆定。總發射功率由圖6中打陰影的區域表示。分配 給每一虛擬天線的發射功率&等於最終功率電平減去該虛擬天線的SNR的倒 數，或即屍啤-l/SNR 。注水由Robert G. Gallager在可公開獲得的John Wiley and
與可靠通信)"中描述。對於每一假言，可用注水來跨該假言中諸虛擬天線分配總發射功率。該假 言的性能由此可基於分配給每一虛擬天線的發射功率來評價。該假言中每一虛 擬天線的每一副載波的SNR可被確定。然後可基於該假言中所有副載波和虛
擬天線的SNR來為該假言計算一度量值。具有最好度量值的假言可被選擇使 用。
在又一個實施例中，基於信道求逆跨諸虛擬天線非均一地分配總發射功率 屍,。,。,。對於每一假言m，該假言中每一虛擬天線的平均SNR可基於/^被分配 給該虛擬天線這一假定來確定。隨後可將總發射功率P,。,。,跨該假言中諸虛擬 天線分配以使得這些虛擬天線達成相似的平均SNR。用於執行信道求逆的技術 在共同受讓的於2002年6月24日提交的題為"SIGNAL PROCESSING WITH CHANNEL EIGENMODE DECOMPOSITION AND CHANNEL INVERSION FOR MIMO SYSTEMS (針對MIMO系統以信道本徵模分解和信道求逆進行信 號處理)"的美國專利申請S/N. 10/179,442的優先權。信道求逆可允許對所有 虛擬天線使用相同的速率並可簡化發射機和接收機雙方處的處理。
性能還可基於其他用於跨諸虛擬天線非均一地分配總發射功率A。to/的方 案來確定。
3.反饋
在一個實施例中，接收機執行虛擬天線選擇，評價不同的虛擬天線集合， 並選擇具有最好性能的虛擬天線集合。接收機然後將關於所選虛擬天線集合的 信道狀態信息發送給發射機。此信道狀態信息可傳達各種類型的信息。
在一個實施例中，此信道狀態信息指示所選集合的V個虛擬天線，在此 V21。由於對於T個虛擬天線而言有2T-1個可能的假言，因此最好的假言—— 進而所選集合的V個虛擬天線可用T比特來傳達。發射機可執行簡化的和量 化的注水，並可跨這V個選中的虛擬天線均一地分配總發射功率P,。to/。
在一個實施例中，此信道狀態信息指示每一選中虛擬天線的SNR，其可 如在式(19)到(21)中所示地來計算。發射機可基於虛擬天線的SNR來為每一虛 擬天線選擇一個速率。發射機可(1)跨這V個選中的虛擬天線均一地或(2) 跨這V個選中的虛擬天線(例如，使用注水或信道求逆)基於這V個虛擬天 線的SNR非均一地分配總發射功率P,。to/。基於SNR的非均一功率分配在關於最好前置編碼矩陣的信息在發射機處可用時尤為有效。此實施例可對於例如圖 4A中所示的從每一選中的虛擬天線發送一個數據流的傳輸方案使用。
在另一個實施例中，此信道狀態信息指示所有V個選中的虛擬天線的平
均SNR，其可如式(16)中所示地來計算。發射機可基於此平均SNR來為所有V 個虛擬天線選擇一個速率。此實施例可對於例如圖4B中所示的每一數據流從 所有V個選中的虛擬天線發送並且這V個數據流達成相似的SNR的傳輸方案 使用。
在又一個實施例中，此信道狀態信息指示一基SNR以及關於這V個選中 的虛擬天線的充足數目個ASNR。此實施例對於圖4B中所示的每一數據流跨 所有V個選中的虛擬天線發送並且使用SIC接收機來恢復這些數據流的傳輸方 案尤為有效。此基SNR可以使這V個選中的虛擬天線的最低SNR、這V個數 據流的最低SNR、用SIC技術首先監測的數據流的SNR、等等。每一ASNR 可指示兩個虛擬天線、兩個數據流等的SNR之差。
在一個實施例中，可將這V個虛擬天線的SNR從最低到最高排行，基SNR 可以是最低SNR，第一ASNR可以是最低SNR與次最低SNR之差，第二ASNR 可以是次最低SNR與第三最低SNR之差，以此類推。在另一個實施例中，可 將這V個數據流的SNR從最低到最高排行，並且基SNR和ASNR可如上所描 述地定義。如果V個數據流以使得它們在線性檢測下觀察到相似SNR的方式 (例如，如圖4B中所示)被傳送，那麼基SNR可指示這V個數據流的平均 SNR，並且ASNR可等於零。在發射機執行前置編碼並跨前置編碼矩陣諸列矢 量置換這些數據流時也可能是這種情形。理想狀態下，如果這多個數據流由接 收機處的前置編碼分隔開——奇異值分解就是這種情形，那麼接收機就不需要 執行SIC來達成最大頻譜效率。但是，在實踐中，前置編碼矩陣通常並非與奇 異分解矩陣理想匹配，並且接收機可執行SIC來使吞吐最大化。如果在線性檢 測下觀察到相似SNR的諸數據流使用SIC技術恢復的，那麼基SNR可指示首 先恢復的數據流的SNR，並且每一後續恢復的數據流的ASNR可指示在前一恢 復的數據流之上的SNR提升。
在一個實施例中，可使用僅一個ASNR，並且每一虛擬天線或數據流的 SNR可被給為formula see original document page 26 式(22) 在此SNR,是虛擬天線^或數據流v的SNR。式(22)中所示的實施例假定SNR
跨這V個選中的虛擬天線或V個數據流提升相同的量並且相繼各級或層之 間的SIC增益幾乎是恆定的。
在另一個實施例中，信道狀態信息指示每一選中虛擬天線的速率。該系統 可如上面描述地支持一組速率，並且每一虛擬天線的速率可基於該虛擬天線的 SNR來選擇。在又一個實施例中，信道狀態信息指示所有V個選中的虛擬天 線的單個速率，其可基於這些虛擬天線的平均SNR來選擇。在又一個實施例 中，此信道狀態信息指示基速率以及所選虛擬天線的一個或多個A速率。此實 施例對於圖4B中所示的具有SIC接收機的傳輸方案可能有用。在又一個實施 例中，此信道狀態信息指示這V個選中的虛擬天線的速率組合。該系統可支持 包含數個允許的速率組合的矢量量化速率集合，這些速率組合也可稱為調製編 碼方案(MCS)。每一允許的速率組合與特定數目個要傳送的數據流以及每一 數據流的特定速率相關聯。可基於諸虛擬天線的SNR來為這V個選中的虛擬 天線選擇速率組合。
在又」個實施例中，此信道狀態信息指示從可供使用的標準正交矩陣的集 合當中選擇使用的一個或多個標準正交矩陣(或前置編碼矩陣)。發射機用這 一個或多個選中的標準正交矩陣來執行前置編碼。每一標準正交矩陣的所有假 言的性能可如上面描述地來評價。具有最好性能的標準正交矩陣以及虛擬天線 集合可由此信道狀態信息來提供。
一般而言，此信道狀態信息可傳達各種類型的信息，諸如所選集合的V 個虛擬天線、信號質量(例如，SNR)、速率、發射功率、矩陣、導頻、其他 信息、或其組合。
在另一個實施例中，發射機執行虛擬天線選擇，例如使用來自接收機的信 道狀態信息來作此選擇。
在一個實施例中，發射機以允許接收機即便在僅於V個選中的虛擬天線 上發送了數據的情況下也能估計所有T個可用虛擬天線的SNR的方式來傳送 導頻。發射機可通過在不同碼元周期裡循環遍歷這T個虛擬天線——例如在碼 元周期"裡是虛擬天線1，然後在碼元周期"+l裡是虛擬天線2，以此類推——來傳送導頻。發射機還可在不同副載波上從這T個虛擬天線傳送導頻，例如在 虛擬天線1的副載波^上，在虛擬天線2的副載波^上，以此類推。在另一 個實施例中，發射機在V個選中的虛擬天線上傳送主導頻，並在未被選中的虛 擬天線上傳送輔助導頻。主導頻可比輔助導頻更頻繁地和/或在更多副載波上傳 送。發射機還可用各種其他方式來傳送導頻。
圖7示出選擇並使用虛擬天線的過程700的一個實施例。基於至少一個度 量——例如，信號質量、吞吐、總速率等來評價用多個物理天線形成的多個虛 擬天線的多個假言(框712)。每一假言對應於不同的有至少一個虛擬天線的 集合。這多個虛擬天線是用將每一虛擬天線映射到一些或所有物理天線的一個 或多個矩陣來形成的。具有最好性能的假言從被評價的這多個假言當中被選擇 (框714)。
在一個實施例中，每一假言的信號質量被確定，並且具有最高信號質量的 假言被選擇。在另一個實施例中，每一假言的吞吐被確定，並且具有最高吞吐 的假言被選擇。在又一個實施例中，每一假言的總速率被確定，並且具有最高 總速率的假言被選擇。對於所有實施例，每一假言可在總發射功率跨該假言中 諸虛擬天線均一地或非均一地分布的情況下被評價的。諸假言可用其他方式來 評價。
框714本質上是從多個虛擬天線當中選擇至少一個虛擬天線。如果虛擬天 線選擇是由接收機執行的，那麼關於所選虛擬天線的信道狀態信息被發送給發 射機(框716)。此信道狀態信息可傳達各種類型的信息，諸如所選虛擬天線、 所選虛擬天線的信號質量或速率等。發射機和/或接收機可基於信號質量為所選 虛擬天線選擇至少一個速率。所選虛擬天線被用於進行數據傳輸(框71S)。
圖8示出選擇並使用虛擬天線的裝置800的一個實施例。裝置800包括用 於評價用多個物理天線形成的多個虛擬天線的多個假言的裝置(框812)、用 於從這多個假言當中選擇一假言的裝置(框814)、用於將關於這至少一個選 中的虛擬天線的信道狀態信息發送給發射機的裝置(框816)、以及用於使用 所選虛擬天線進行數據傳輸的裝置(框818)。
圖9示出從虛擬天線發射數據的過程900的一個實施例。接收到關於用多 個物理天線形成的多個虛擬天線當中選擇至少一個虛擬天線的信道狀態信息(框912)。此信道狀態信息可傳達上面描述的信息中的任何信息。總發射功 率可(1)跨所選虛擬天線均一地或(2)基於此信道狀態信息跨所選虛擬天線
非均一地分配(框914)。基於此信道狀態信息和功率分配為所選虛擬天線選 擇至少一個速率(框916)。在所選速率下從所選虛擬天線發送數據傳輸(框 918)。此數據傳輸可包括一個或多個數據流。每一數據流可被映射到選中的 相應虛擬天線(例如，如圖4A中所示)或可被映射到所有選中的虛擬天線(例 如，如圖4B中所示)。
圖10示出從虛擬天線發射數據的裝置1000的一個實施例。裝置1000包 括用於接收關於從用多個物理信道形成的多個虛擬天線當中選擇的至少一個 虛擬天線的信道狀態信息的裝置(框1012)、用於跨所選虛擬天線均一地或非 均一地分配總發射功率的裝置(框1014)、用於基於信道狀態信息和功率分配 為所選虛擬天線選擇至少一個速率的裝置(框1016)、以及用於在所選速率下 從所選虛擬天線發送數據傳輸的裝置(框1018)。
上面描述的技術可用各種裝置來實現。例如，這些技術可在硬體、固件、 軟體、或其組合中實現。對於硬體實現，用於選擇虛擬天線、從所選虛擬天線 發射數據、和/或接收來自所選虛擬天線的數據的處理單元可在一個或多個專用 集成電路(ASIC)、數位訊號處理器(DSP)、數位訊號處理器件(DSPD)、 可編程邏輯器件(PLD)、現場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、 微控制器、微處理器、電子設備、設計成執行本文中描述的功能的其他電子單 元、或其組合內實現。
對於固件和/或軟體實現，這些技術可用執行本文中描述的功能的模塊(例 如，過程、函數等等)來實現。固件和/或軟體代碼可被存儲在存儲器(例如， 圖1中的存儲器142或192)中並由處理器(例如，處理器140或190)執行。 存儲器可實現在處理器內或外置於處理器。
本文中包括小標題以供參考並協助定位某些章節。這些小標題並非試圖限 定文中在其下描述的概念的範圍，並且這些概念在貫穿本說明書始終的其他章 節中可具有適用性。
提供以上對所公開的實施例的描述是為了使本領域任何技術人員皆可制 作或使用本發明。對這些實施例的各種修改對於本領域技術人員將是顯而易見的，並且本文中定義的普適原理可被應用於其他實施例而不會脫離本發明的精 神或範圍。由此，本發明並非意在被限定於本文中所示出的實施例，而是應被 授予與本文中公開的原理和新穎性特徵相一致的最寬泛的範圍。
權利要求
1.一種裝置，包括至少一個處理器，其被配置成從用多個物理天線形成的多個虛擬天線當中選擇至少一個虛擬天線，並提供使用所述至少一個選中的虛擬天線進行數據傳輸的指示；以及耦合到所述至少一個處理器的存儲器。
2. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配置 成評價多個假言——每一假言對應於不同的有至少一個虛擬天線的集合，並從 所述多個假言當中選擇一個假言，其中所述至少一個選中的虛擬天線屬所選中 的假言。
3. 如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配置 成基於至少一個度量來確定所述多個假言中的每一個的性能，並選擇具有最好 性能的假言。
4. 如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配置 成確定所述多個假言中的每一個的信號質量，並選擇具有最好信號質量的假曰。
5. 如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配置 成確定所述多個假言中的每一個的吞吐，並選擇具有最高吞吐的假言。
6. 如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配置 成確定所述多個假言中的每一個的總速率，並選擇具有最高總速率的假言。
7. 如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配置 成跨屬所述多個假言中的每一個的所述至少一個虛擬天線均一地分配總發射 功率。
8. 如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配置 成跨屬所述多個假言中的每一個的所述至少一個虛擬天線非均一地分配總發 射功率。
9. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配置 成基於所述至少一個選中的虛擬天線的信號質量來為所述至少一個選中的虛擬天線選擇至少一個速率。
10. 如權利要求l所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配置 成指令經由耦合到所述處理器的所述至少一個選中的虛擬天線向接收機發送 所述數據傳輸。
11. 如權利要求l所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配置 成將關於所述至少一個選中的虛擬天線的信道狀態信息發送給發射機，並經由 所述至少一個選中的虛擬天線接收來自所述發射機的所述數據傳輸。
12. 如權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述信道狀態信息標識出 所述至少一個選中的虛擬天線。
13. 如權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述信道狀態信息指示所 述至少一個選中的虛擬天線的信號質量或至少一個速率。
14. 如權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述信道狀態信息指示基 信息質量和至少一個A信號質量，其中所述基信號質量是關於一個選中的虛擬 天線或一個數據流的，並且其中所述至少一個A信號質量是關於其餘選中的虛 擬天線或其餘數據流的。
15. 如權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述信道狀態信息指示用 於形成所述至少一個選中的虛擬天線的至少一個矩陣。
16. 如權利要求l所述的裝置，其特徵在於，所述多個虛擬天線是用至少 一個將每一虛擬天線映射到多個物理天線的矩陣來形成的。
17. —種方法，包括從用多個物理天線形成的多個虛擬天線當中選擇至少一個虛擬天線；以及 提供所述至少一個選中的虛擬天線可供用於數據傳輸的指示。
18. 如權利要求17所述的方法，其特徵在於，所述選擇至少一個虛擬天 線包括評價多個假言，每一假言對應於不同的有至少一個虛擬天線的集合，以及 從所述多個假言當中選擇一個假言，其中所述至少一個選中的虛擬天線屬 所選中的假言。
19. 如權利要求18所述的方法，其特徵在於，所述評價多個假言包括基 於至少一個度量確定所述多個假言中的每一個的性能，並且其中所述選擇假言包括選擇具有最好性能的假言。
20. 如權利要求19所述的方法，其特徵在於，所述評價多個假言包括跨所述多個假言中的每一個的所述至少一個虛擬天線均一地分配總發射功率。
21. 如權利要求17所述的方法，其特徵在於，進一步包括-將關於所述至少一個選中的虛擬天線的信道狀態信息發送給發射機；以及 經由所述至少一個選中的虛擬天線接收來自所述接收機的所述數據傳輸。
22. —種裝置，包括用於從用多個物理天線形成的多個虛擬天線當中選擇至少一個虛擬天線 的裝置；以及用於提供所述至少一個選中的虛擬天線可供用於數據傳輸的指示的裝置。
23. 如權利要求22所述的裝置，其特徵在於，所述用於選擇至少一個虛 擬天線的裝置包括用於評價多個假言的裝置，每一假言對應於不同的有至少一個虛擬天線的 集合；以及；用於從所述多個假言當中選擇一個假言的裝置，其中所述至少一個選中的 虛擬天線屬所選中的假言。
24. 如權利要求23所述的裝置，其特徵在於，所述用於評價多個假言的裝置包括用於基於至少一個度量來確定所述多個假言中的每一個的性能的裝 置，並且其中所述用於選擇假言的裝置包括用於選擇具有最好性能的假言的裝置。
25. 如權利要求22所述的裝置，其特徵在於，進一步包括 用於將關於所述至少一個選中的虛擬天線的信道狀態信息發送給發射機的裝置；以及用於經由所述至少一個選中的虛擬天線接收來自所述發射機的數據傳輸 的裝置。
26. —種用於存儲指令的處理器可讀介質，所述指令用於 從用多個物理天線形成的多個虛擬天線當中選擇至少一個虛擬天線；以及 使用所述至少一個選中的虛擬天線進行數據傳輸。
27. —種裝置，包括至少一個處理器，其被配置成接收關於從用多個物理天線形成的多個虛擬 天線中選擇的至少一個虛擬天線的信道狀態信息，並經由所述至少一個選中的虛擬天線發送數據傳輸；以及耦合到所述至少一個處理器的存儲器。
28. 如權利要求27所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配 置成跨所述至少一個選中的虛擬天線均一地分配總發射功率。
29. 如權利要求27所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配 置成基於所述信道狀態信息為所述至少一個選中的虛擬天線選擇至少一個速 率，並在所述至少一個選中的速率下發送所述數據傳輸。
30. 如權利要求27所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配 置成發送屬所述數據傳輸的至少一個數據流，並將每一數據流映射到所述至少 一個選中的虛擬天線中的所有虛擬天線。
31. 如權利要求30所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配 置成基於預先確定的流置換將每一數據流映射到所述至少一個選中的虛擬天 線中的所有虛擬天線。
32. 如權利要求30所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配 置成通過跨多個副載波循環遍歷所述至少一個選中的虛擬天線來將每一數據 流映射到所述至少一個選中的虛擬天線中的所有虛擬天線。
33. 如權利要求27所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配 置成發送屬所述數據傳輸的至少一個數據流，並將每一數據流映射到相應的一 個選中的虛擬天線。
34. 如權利要求27所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配 置成接收指示用於形成所述至少一個選中的虛擬天線的至少一個矩陣的信道 狀態信息，並用所述至少一個矩陣來處理所述數據傳輸。
35. 如權利要求34所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個處理器被配 置成發送屬所述數據傳輸的至少一個數據流，並將每一數據流映射到所述至少 一個選中的虛擬天線中的所有虛擬天線。
36. —種方法，包括接收關於從用多個物理天線形成的多個虛擬天線當中選擇的至少一個虛擬天線的信道狀態信息；以及經由所述至少一個選中的虛擬天線發送數據傳輸。
37. 如權利要求36所述的方法，其特徵在於，進一步包括 跨所述至少一個選中的虛擬天線分配總發射功率。
38. 如權利要求36所述的方法，其特徵在於，所述發送數據傳輸包括 基於所述信道狀態信息為所述至少一個選中的虛擬天線選擇至少一個速率，以及在所述至少一個選中的速率下發送所述數據傳輸。
39. —種裝置，包括用於接收關於從用多個物理天線形成的多個虛擬天線當中選擇的至少一 個虛擬天線的信道狀態信息的裝置；以及用於經由所述至少一個選中的虛擬天線發送數據傳輸的裝置。
40. 如權利要求39所述的裝置，進一步包括 ' 用於跨所述至少一個選中的虛擬天線分配總發射功率的裝置。
41. 如權利要求39所述的裝置，其特徵在於，所述用於發送數據傳輸的 裝置包括用於基於所述信道狀態信息為所述至少一個選中的虛擬天線選擇至少一 個速率的裝置，以及用於在所述至少一個選中的速率下發送所述數據傳輸的裝置。
42. —種用於存儲指令的處理器可讀介質，所述指令用於 接收關於從用多個物理天線形成的多個虛擬天線當中選擇的至少一個虛擬天線的信道狀態信息；以及經由所述至少一個選中的虛擬天線發送數據傳輸。
全文摘要
描述了用於從虛擬天線代替物理天線來發射數據的技術。每一虛擬天線可由不同的映射來映射到一些或全部物理天線。不同的有至少一個虛擬天線的集合的性能基於諸如信號質量、吞吐、總速率等一個或多個度量被評價。具有最好性能的虛擬天線集被選擇使用。如果虛擬天線的選擇是由接收機執行的，那麼關於所選虛擬天線集的信道狀態信息可被發送給發射機。此信道狀態信息可傳達所選的虛擬天線、所選虛擬天線的信號質量或速率、用於形成所選虛擬天線的一個或多個前置編碼矩陣、等等。發射機和接收機使用所選虛擬天線來進行數據傳輸。
文檔編號H04B7/04GK101292442SQ200680039275
公開日2008年10月22日 申請日期2006年8月22日 優先權日2005年8月22日
發明者B-h·金, T·卡多斯 申請人:高通股份有限公司