用于发射器分集扩展的系统及方法

专利名称：用于发射器分集扩展的系统及方法
技术领域：
本发明一般涉及数字通信，更具体地涉及数据传输的系统和方法。
背景技术：
通信网络以各种形式出现。著名的网络包括有线的和无线的。其中， 有线网络尤其包括局域网(LAN)、数字用户线路(DSL )网络和电缆(cable) 网络。其中，无线网络尤其包括蜂窝电话网络、传统的地面移动无线电网 络和卫星传输网络。这些无线网络一般表现为广域网的特征。较最近地， 提出了无线局域网和无线家用网络，并提出标准，如蓝牙(Blueteeth)和IEEE 802.1，以控制这样的局部化网络的无线装置的发展。
无线局域网(WLAN) —般使用红外(IR)或射频(RF)通信信道， 来在便携式或移动计算机终端和静止的接入点或基站之间进行通信。这些 接入点被有线或无线通信信道依次连接到网络基础设施，网络基础设施将 接入点的组连接在一起，以形成可选地包括一个或更多主机计算才几系统的 LAN。
无线协议，如蓝牙和IEEE 802.11,支持具有与主机计算机的各种类型 通信能力的这样的便携式漫游终端的逻辑互连。逻辑互连以基础^:施为基 础，其中当被定位在预定范围内时，至少一些终端能够与至少两个接入点
通信，每个终端通常与单个接入点联系并与其进行通信。基于网络的总的 空间布局、响应时间和负载要求，设计了不同的联网方案和通信协议以便 更有效地调节通信。
IEEE标准802.11 ( "802.11")在"无线LAN媒体接入控制(MAC )和 物理层(PHY)规范，，中被陈述，并可从Piscataway, N丄的IEEE标准部 门得到。IEEE 802.11允许以1 Mbp、 2 Mbp以及更高数据率进行的IR或 RF通信、类似于载波侦听多^4妄入/冲突避免(CSMA/CA)的媒体接入技 术、对电池操作的移动站的功率节省模式、全蜂窝网络中的无缝漫游、高 吞吐量操作、设计成消除"盲点"的各种天线系统、以及现有网络基础设施 的简单接口。
802.11a标准在5 GHz的频带中定义6、 12、 18、 24、 36和54 Mbps
的数据率。对较高数据率的要求可导致对可按较高速率彼此通信但是在同
不管较高数据率设备是否可与802.11a设备通信。可进一步期望能够例如 以任何标准802.11a速率与802.1 la设备通信的高数据率设备。
设计无线传输系统中的一个难题涉及使用天线阵列来发射波束形成。 波束形成是将信号以它们在产生较强信号的接收器上合并的方式向着接 收器聚集。如果信号离开多个天线被发射并向着指定接收器聚集，而不是 以全向方式发射，则发射的复合相位和幅度确定波束形成的效率。调节发 射天线之间的相位和幅度关系以在预期的接收器聚集此能量。调节波束形 成发射器的一种方法是在无线电设备上合并附加的电路。该电路用于计算 并共享由接收器观察到的情况。发射器然后执行复杂计算，以调节波束形 成的天线阵列。然而，这种解决方案可能很昂贵。
增加有效的信号强度和/或接收器灵敏度能够实现更有效的通信。所增 加的信号强度可使服务提供商能够更有效地使用其装置。消费者也可实现 成本节约。

发明内容
本7>开的实施例1是供了用于发射器分集扩展(transmitter diversity expansion)的系统和方法。
其中，在结构上简要描迷的系统的一个实施例能够利用旁路(bypass) 模块和分集扩展模块来实现，所述旁路模块配置成接收K个数据流并将K 个数据流转发(relay)到一组N个天线中的K个天线，以及所述分集扩展 模块配置成基于K个数据流提供N-K个数据流以应用于一组N-K个天线。
本公开的实施例可被认为提供用于发射器分集扩展的方法。在这个方 面，可通过下列步骤大致概述这种方法实施例中的一个实施例4姿收K个 数据流；将所述K个数据流中的每一个提供给一组N个天线中的K个天 线以便进行发射；基于所述K个数据流将N-K个数据流提供给所述一组N 个天线中的N-K个未使用的天线以便进行发射；以及在所述N个天线上 发射所述N个数据流。
当研究下列附图和详细说明时，本公开的其它系统、方法、特j正和优 点对本领域技术人员来说将是或变成明显的。这意味着所有这样的额外系 统、方法、特征和优点都包括在本说明书中、在本公开的范围内并^皮附随 的权利要求保护。
附困说明
参考附图可更好地理解本公开的很多方面。附图中的组件不一定按比 例绘制，而是着重于清楚地说明本公开的原理。而且，在附图中，相似的 参考数字在全部几个视图中表示相应的部件。
图l是用于数据传输的开放系统互连(OSI)分层模型的结构图。
图2是用于实现发射器分集的现有技术的系统的结构图。
图3是根据本公开的用于发射器分集扩展的系统的示例性实施例的结构图。
图4是用于图3的发射器分集扩展的系统的循环移位模块的示例性实
施例的详细结构图。
图5是用于图3的发射器分集扩展的系统的示例性实施例的结构图， 其中，循环移位模块在合并模块之前。
图6是用于图3的发射器分集扩展的系统的示例性实施例的结构图， 其中，合并模块在循环移位模块之前。
图7是具有两个数据流输入和四个发射天线的用于图5的发射器分集 扩展的系统的示例性实施例的结构图。
图8是具有Walsh组合矩阵的用于图7的发射器分集扩展的系统的示 例性实施例的结构图。
图9是具有两个数据流输入和三个发射天线的用于图5的发射器分集 扩展的系统的示例性实施例的结构图。
图IO是具有三个数据流输入和四个发射天线的用于图5的发射器分集 扩展的系统的示例性实施例的结构图。
图ll是具有两个数据流输入和六个发射天线的用于图5的发射器分集 扩展的系统的示例性实施例的结构图。

图12是用于图5的发射器分集扩展的系统的示例性方法实施例的流程图。
图13是用于图6的发射器分集扩展的系统的示例性方法实施例的流程图。
具体实施例方式
这里所公开的是发射器分集扩展系统和方法的各种实施例。这样的实 施例提供了多个数据流(K)对更多数量的天线(N)的应用。 一个系统实 施例包括一个模块，该模块将每个数据流应用于一个基本天线(base antenna),使得K个数据流应用于K个基本天线。此外，系统实施例提供 了 K个教:据流的移^立和合并，以产生应用于N-K个扩充天线(extension ante皿a)的N-K个数据流。所述系统和方法可包括在任何类型的处理器例
如PHY层处理器中，然而不限于PHY层处理器，尤其包括但不限于数字 信号处理器(DSP )、微处理器(MCU )、通用处理器和专用集成电路(ASIC )。
提出了称为802.11n (802.11n建i义)的新标准，802.11n是在5千兆 (GHz)的802.11a标准和在2.4GHz的802.11g的高数据率扩展。这两个 标准都使用正交频分复用(OFDM), OFDM是使用多平行频率(tone)来传 送信息的信令机制。这些频率通常称为副载波。注意，目前802.11n建议 仅仅是一个草案，还不是完全定义的标准。其它可应用的标准包括蓝牙、 xDSL、 802.11的其它部分等等。为了增加数据率，802.11n考虑使用多输 入多输出(MIMO)功能，其使用多个发射和接收天线。
IEEE 802.11将注意力集中于无线LAN,尤其是详细说明MAC和PHY 层。这些层被规定为严密地符合基于OSI的ISO基本参考模型的系统的两 个最低层，即，数据链路层和物理层。图l示出由国际标准化组织(ISO) 制定的开放系统互连(OSI)分层模型100的图形表示，以描述通信网络 中的层之间的信息交换。OSI分层模型IOO对区分每层的技术功能特别有 用，因而便于给定层的更改或更新，而没有不利地影响相邻层的功能。
在最低层，OSI模型具有物理层或PHY层102,其负责将数据编码或 解码成横跨越过特定的媒介传输的信号。在PHY层102的上面，数据链 路层104被定义，以在网络上提供可靠的数据传输，同时与PHY层102 和网络层106进行适当的界面连接。网络层106负责在网络中的节点之间 按特定的路线发送数据，并负责发起、维持和终止在连接到节点的用户之 间的通信链接。传输层108负责在服务质量的特定水平内执行数据传输。 会话层110通常在用户能发送和接收数据时参与控制。表示层112负责翻 译、转换、压缩和解压缩横i ^^某介传输的数据。最后，应用层114给用户 提供用于接入和连接到网络的适当接口 。该OSI模型100对例如两个站点 之间的传输可以是有用的。
在PHY信号处理器中，可处理用于收发器的分集扩展技术的示例性 实施例。PHY信号处理器配置成执行优选实施例的功能。数字通信系统可 包括这样的单独的或与其它逻辑或组件结合的处理器。通信系统可进一步
体现在无线电设备或其它通信设备中。这样的通信设备可包括很多无线通 信设备，包括计算机(桌上型电脑、便携式电脑、膝上型电脑等)、计算 机电子设备(例如多媒体播放器)、兼容的电信设备、个人数字助理(PDA) 或任何其它类型的网络设备，例如打印机、传真机、扫描仪、网络集线器 (hub)、交换机、路由器、机顶盒、具有通信能力的电视机等等。々某体接入
控制(MAC)协议实现了站点之间的信道信息的交换。发射器可移位并合 并数据流，以从发射器获得较高的保真度，因而增加接收器的灵敏度。
这里描述的发射器分集扩展系统和方法的示例性实施例可在使用 IEEE 802.11协议的系统中实现。可实现IEEE 802.11模式以使用多个发射 和接收天线。当使用多个发射天线时，可服务于不同的目标。 一个目标可 包括通过更多的天线发送更多的数据，或增加传输的数据容量。通过传输 信道发送的彩:据流可称"空间流(spatial streams)"。
使用多个发射天线的另一目标是通过多个路径发送一个数据流。例 如， 一个流可通过多个天线被发送多次，以增强在另一站点的接收信号的 强度。可在多个天线上发送数据流的多个副本以增加通信的可靠性。为了 在发射器中使用两个天线，实质上可同时发送两个分离的数据流。这种方 法称为"空间多路复用"。可选地， 一个空间流可在两个天线上发送两次。 将 一 个空间流发送两次的 一种方法是可提高数据链路的可靠性的空时分 组编码(STBC)。 STBC的缺点是，接收器必须知道发射器正在使用这种 技术。STBC对接收器不是没有漏洞的。使用多个天线(例如两个、三个、 四个，等等)的目标是发送多个数据流，使得接收器不需要专门的方法来 恢复数据。
实现后面这个目标的一种方法是通过波束形成，其可能需要额外的通 信系统开销。发射器分集扩展系统和方法的示例性实施例使用了一种技 术，其中可利用额外的发射天线而接收器不需要专用解码电路。而且，接 收器不需要知道该技术是否或如何应用在发射器上。实现发射分集扩展的 一种机制是通过使用循环移位。用在实现中的循环移位的量不是很重要。 更确切地说，可使用任何适当的循环移位量。图2中提供了用于执行循环 移位的一个系统。参考图2，其示出合并模块210和移位模块230。如这里使用的模块 可包括在软件、硬件、固件等或这些具体形式的组合中。合并模块接收K 个空间流200,其中K为大于1的整数值。合并模块210包括应用于K个 空间流的酉矩阵(unitary matrix)或扩张矩阵(extension matrix)。该矩阵可 为快速傅立叶变换矩阵。该矩阵可为矩形矩阵，以l更输出包括it据流的N 个列或行220,其中N为大于或等于K的整数值。因为N大于或等于K, K个空间流200映射到N个天线250。在合并模块210合并之后，循环移 位在移位模块230应用于N个数据流的每一个。循环移位允许K个空间流 的合并，同时实现单独的流的辨别。循环移位独立地应用于N个空间流的 每一个。所以，对于四个空间流的情况，在示例性实施例中，没有循环移 位应用于四个流的第一个流；第一循环移位应用于四个流的第二个流；第 二循环移位应用于四个流的第三个；以及第三循环移位应用于四个流的第 四个。例如，如果二乘二的酉矩阵应用于一个空间流，则它们;帔加在一起， 导致一乘二的矩阵。
参考图3， K个空间流300首先传递到来自N个发射天线310、 330 的全体的K个基本发射天线310。 N个天线310、 330包括K个基本天线 310和K-N个扩充天线330。然后，循环移位和酉矩阵应用于在^^莫块320 中的K个空间流。模块320包括图2的模块210和230的功能。此结果应 用于N个天线310、 330的N-K个扩充天线330。所以，K个空间流300 应用于K个基本天线310,且具有应用至其的循环移位和酉矩阵的N-K个 流应用于N-K个扩充天线330。这在这里被称为"系统映射"。这种技术(系 统映射)可应用于数据包的段首标记(preamble)部分。这样的方法的一 个优点是，K个流300出现在K个基本天线310上，这实现了简单的测试 和验证。因为K个发射天线可直接连接到K个接收天线，空间流300没有 扩充天线330而被解码。接着，当增加扩充天线330时，可执行验证以验 证使用N个天线310、 330接收的结果与使用K个基本天线310接收的结 果相同。
图4示出应用循环移位的一个非限制性实施例。冲莫块420、 440和460 包括在图3的循环移位和合并模块320中。K个数据流400被直接传递而
直达K个基本天线410。在模块420中，-100纳秒的循环移位应用于K个 数据流400的空间流。模块420的输出被发送到级430,级430可为其它 级中的合并级或天线。在模块440， +100纳秒的循环移位应用于&个数据 流400的空间流，且输出^皮发送到级450，级450可为其它级中的合并级 或天线。在^f莫块460， +200纳秒的循环移位应用于K个数据流400的空间 流，且输出被发送到级470,级470可为其它级中的合并级或天线。在示 例性实施例中，每个循环移位的流可传递到N-K个天线的单个天线。
参考图5,其示出发射分集扩展系统500,系统500包括用于将K个 数据流扩展到N个天线的旁路模块510、循环移位模块530以及合并模块 540。 K个流505被发送到旁路模块510并被无变化地发送到K个基本天 线520...520n。旁路模块510可以仅仅是将K个流505传递到K个基本天 线520...520n的电管道。在循环移位;漠块530中，循环移位应用于K个流 505以提供K个循环移位流535。 K个循环移位流535接着在合并模块540 中合并以提供N-K个流545。 N-K个流545应用于N-K个扩充天线 550...550n。所以，空间流505通过旁路4莫块510并应用于基本天线 520...520n。空间流505还被发送到循环移位模块530，其中不同的循环移 位值应用于每个空间流505。在两个空间流的情况下， 一个可被移位，而 一个可不被移位。可选地， 一个可被移位正的量，而一个可净皮移位负的量， 或一个可被移位第一个量，而一个可被移位第二个不同的量。不同的量可 为随机或程序控制的。使用矩阵来合并移位信号535,以使被移位并合并 的N-K个扩充流545 一皮发送到N-K个扩充天线550...550n。
在一个实施例中，扩展过程包括两个步骤，即，循环移位以及合并。 两个步骤都是可用矩阵乘法表示的线性操作，其可包括两个矩阵 一个用 于循环移位，而一个用于合并。图5的系统可如下表示
『=『 氺『
其中Wc。mbine为定义合并操作的矩阵，而Wes为定义循环移位的矩阵。Wcs 为对角矩阵，其中对角元素与应用于相应的流的循环移位操作有关，而所 有的非对角元素为零。
可如下定义示例性合并矩阵
<formula>formula see original document page 12</formula>
Wc。mbine矩阵具有Walsh-Hadamard结构。该矩阵按需要修整。保持N-K行 用于N-K个扩充天线。保持K列用于K个空间流。矩阵左乘基本信号的 列向量。基本信号的向量按照K个流的顺序被装入，第一个流作为列向量 中的第一个(顶部)元素。矩阵输出向量被发送到循环移位模块(例如模 块530)。通过使用比例常数(在上面方程式中的NJ可获得功率标准化， 使得扩充天线(N-K个天线)与基本天线(K个天线)是功率一致的。
可如下定义示例性循环移位矩阵<formula>formula see original document page 12</formula>
该矩阵为循环移位操作符的对角矩阵。按需要将循环移位矩阵修整为N-K 乘N-K,其中N-K为扩充天线的数量。用于将两个数据流扩展到总计四个 天线的两个扩充天线的示例性方法实施例如下表示
<formula>formula see original document page 12</formula>
在图6中提供了用于执行循环移位及合并功能的可选的发射器分集扩 展系统600。此外，K个空间流605通过旁路才莫块610发送到K个基本天 线620…620n。还通过应用酉矩阵以在才莫块635中合并K个空间流605从 而产生N-K个流640。然后对循环才莫块645中的N-K个流640应用循环移 位，以产生应用于N-K个扩充天线655...655n的N-K个循环移位流650。 作为两个空间流的 一一 限制性例子，两个空间流605通过旁路;漠块610发送 到两个基本天线620、 620n,且在才莫块635中，两个空间流605通过应用 酉矩阵被合并，以产生两个合并的流640。那两个合并的流640被发送到
它们净皮移位以产生两个(N-K)移位流650的循环移^f立才莫块，这两个移4立 流650应用于两个(N-K)基本天线655、 655n。
在可选的实施例中，合并模块在循环移位模块的前面，如图6所示。 该实施例还表示线性操作，其可由包含两个上述循环移位和合并矩阵的矩 阵乘法以颠倒的顺序表示如下 『=『承『
其中Wc。础ine为定义合并操作的矩阵，而Wes为定义循环移位的矩阵。在这 种情况下，K个基本信号的向量按照K个流的顺序被装入。基本信号的这
个向量被合并矩阵左乘，以形成N-K个扩充流。N-K个扩充流被循环移位
矩阵Wes左乘。此外，合并矩阵Wc。妯ine可以Walsh-Hadamard结构为^出
并按需要被修整。保持N-K行用于N-K个扩充天线。保持K列用于K个
空间流。用于将两个数据流扩展到总计四个天线的两个扩充天线的示例性
实施例如下表示 = [CS 1 0] [ 1 1 ] [Base 1 ] [Extend2]
[1 -1] [Base2〗
图7提供了具有两个空间流输入701、 710和四个天线730、 740、 770、 780的发射器分集扩展系统700的另一示例性实施例。两个流701、 710通 过旁路模块720并分别被无变化地应用于基本天线730、 740。流701、 710 还应用于循环移位模块750。流701被循环移位子才莫块755移位，而流710 被循环移位子模块760移位，这两个子模块都在循环移位模块750内。循 环移位子模块755使流701移位比循环移位子模块760使流710移位得或 者多或者少，但不是相同的量。流702是流701的移位形式。流712是流 710的移位形式。流702、 712被提供到合并模块765，其中酉矩阵或扩展 矩阵应用于流以产生流703和713。流703和713应用于扩充天线775和 780。在该示例性实施例中，流701、 710、 703、 713从各自的天线730、 740、 775、 780实质上被同时发射。
图8是发射器分集扩展系统800的类似的示例性实施例，其中Walsh 矩阵用于执行合并模块。两个流801、 805通过旁路模块810并分别被无 变化地应用于基本天线815、 820。流801、 805还应用于循环移位才莫块825。 流801被:循环移位子才莫块830移位，而流805 ^皮循环移^f立子才莫块835移4立， 这两个子模块都在循环移位模块825内。循环移位子模块830使流801移 位比循环移位子模块835使流805移位得或者多或者少，但不是相同的量。 流802是流801的移位形式。类似地，流807是流805的移位形式。流802、 807被提供到合并模块840,其中Walsh-Hadamard合并矩阵应用于流以产 生流803和808。流803和808应用于扩充天线845和850。在该示例性 实施例中，流801、 805、 803、 808从各自的天线815、 820、 845、 850实 质上净皮同时发射。
现在参考图9,为具有三个天线的两个空间流输入提供发射器分集扩 展系统900的示例性实施例。两个流901、 905通过旁路模块910并分别 被无变化地应用于基本天线920、 930。流901、 905还应用于循环移位才莫 块940。流卯1被循环移位子模块945移位，而流905被循环移位子才莫块 950移位，这两个子模块都在循环移位模块940内。循环移位子模块945 使流901移位比循环移位子模块950使流905移位得或者多或者少，但不 是相同的量。流902是流901的移位形式。流907是流905的移位形式。 流902、 907被提供到合并模块960以产生流903和908。如果使用两个扩 充天线，则流903和908应用于扩充天线970和980。然而，因为在该实 施例中只使用一个扩充天线970,只有流903被提供到扩充天线970。流 908 ^l删除或丢弃。在该示例性实施例中，流901、 905、 903从各自的天 线920、 930、 970实质上被同时发射。
现在参考图10,为具有四个天线的三个空间流输入提供发射器分集扩 展系统1000的示例性实施例。流1001、 1005、 1010通过旁路模块1015 并分别#:无变化地应用于基本天线1020、 1030、 1040。流1001、 1005、 1010还应用于循环移位模块1050。流1001被循环移位子模块1055移位， 流1005被循环移位子模块1060移位，以及流1010被循环移位子模块1065 移位，所有的子模块都在循环移位模块1050内。每个循环移位子模块1055、 1060、 1065使流1001、 1005、 1010移位比其它两个循环移位子模块或者 多或者少。流1002是流1001的移位形式。流1007是流1005的移4立形式。 流1012是流1010的移位形式。流1002、 1007、 1012被提供到合并才莫块
1070以产生流1017。如果使用三个扩充天线，则三个流应用于扩充天线。 然而，因为在该实施例中只4吏用一个扩充天线1080，所以只有流1017应 用于扩充天线1080。其它流;陂删除或丢弃。在该示例性实施例中，流1001、 1005、 1010、 1017 乂人各自的天线1020、 1030、 1040、 1080实质上4皮同时发射。
现在参考图11,为具有六个天线的两个空间流输入提供发射器分集扩 展系统1100的示例性实施例，其中六个天线为两个基本天线和四个扩充天 线。流1101、 1105通过旁路才莫块1110并分别被无变化地应用于基本天线 1115、 1120。流IIOI、 1105还应用于循环移位模块1125。流1101被循环 移位子模块1130移位和循环移位子模块1140移位。流1105被循环移位子 模块1135移位和循环移位子模块1145移位。循环移位子模块1130、 1135、 1140、 1145都位于循环移位模块1125内。每个循环移位子模块1130、 1135、 1140、 1145使流1101、 1105移位比其它三个循环移位子4莫块或者多或者 少。流1102、 1107是流1101的移位形式。流1104、 1108是流1005的移 位形式。流1102、 1104、 1107、 1108被提供到合并模块1050以产生流1112、 1114、 1117、 1118。在该示例性实施例中，流1101、 1105、 1112、 1114、 1117、 1118从各自的天线1115、 1120、 1160、 1170、 1180、 1190实质上被 同时发射。上文所述的每个模块的功能可分配到一个或更多模块中间。同 样，上文所述的全部功能可合并在一些实施例的单个模块中。
在图12中提供了发射器分集扩展方法1200的实施例的流程图。该流 程图以示例性实施例为基础，该实施例首先有循环移位模块，其被合并模 块跟随，如在图5中所提供的。在块1202中，选择用于在一组N个天线 上的发射的K个空间流，其中N大于K。在块1210中，K个空间流通过 旁路模块。在块1220中，K个空间流应用于K个基本天线。在块1230中， 循环移位应用于K个数据流以产生K个移位的空间流。在块1240中，合 并K个移位的空间流以产生N-K个空间流。在块1250中，N-K个空间流 应用于N-K个扩充天线。在块1260中，在包括K个基本天线和N-K个扩 充天线的N个天线上，发射合并的K个未变化的空间流和N-K个移位/合 并的空间流。在图13中提供了发射器分集扩展方法1300的实施例的另一流程图。 该流程图以示例性实施例为基础，该实施例首先有循环移位模块，其被合 并模块跟随，如在图5中所提供的。在块1302中，选择用于在一组N个 天线上的发射的K个空间流，其中N大于K。在块1310中，K个空间流 通过旁路模块。在块1320中，K个空间流应用于K个基本天线。在块1330 中，合并K个数据流以产生N-K个扩充流。在块1340中，循环移位应用 于N-K个扩充流。在块1350中，N-K个扩充流应用于N-K个扩充天线。 在块1360中，在包括K个基本天线和N-K个扩充天线的N个天线上，发 射合并的K个未变化的空间流和N-K个移位/合并的空间流。
总之，利用扩展空间输入流的系统映射方法，使用了额外发射天线， 以使接收器不需要知道任何专门的编码。
本公开的示例性实施例可用硬件、软件、固件或其组合来实现。在优 选实施例中，发射器分集扩展系统和方法在软件或固件中实现，所述软件 或固件储存在存储器中并被适当的指令执行系统执行。如在可选的实施例 中的，如果用硬件实现，则优选实施例的系统和方法可用任何下列技术或 其组合来实现，这些技术在本领域中都是公知的具有用于对数据信号实 现逻辑功能的逻辑门的离散逻辑电路、具有适当组合的逻辑门的专用集成 电路(ASIC)、可编程门阵列(PGA)、现场可编程门阵列(FPGA)等等。
图12和图13的流程图示出实现发射器分集扩展方法的发射器分集扩 展软件的可能实现的结构、功能和操作。在这个方面，每个块表示包括一 个或更多用于实现特定逻辑功能的可执行指令的模块、分段、或代码部分。 应注意，在一些可选的实现中，块中记录的功能可不按在图12和图13中 记录的次序出现。例如，在图12中连续示出的两个块实际上可被基本上 同时执行或这些块有时可按颠倒的次序执行，这取决于所涉及的功能，如 被本公开的领域中有相当技术的人员所理解的。
包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序清单的发射器分集扩展 程序可体现在任何计算机可读媒体中，以被指令执行系统、装置、或设备 例如基于计算机的系统、包含处理器的系统或可从指令执行系统、装置或 设备中读取指令并执行指令的其它系统使用或与其结合使用。在本文件的 上下文中，"计算机可读媒体"可以是能包括、储存、传送、传播或输送被 指令执行系统、装置、或设备使用或与其结合使用的程序的任何工具。例 如计算机可读媒介可以是但不限于电子、磁、光、电磁、红外、或半导体
系统、装置、设备或传播媒介。计算机可读媒介的更具体的例子(非详尽
的列表)包括下列项具有一个或更多电线的电连接(电子)、便携式计 算机磁盘(磁)、随机存取存储器(RAM)(电子)、只读存储器(ROM) (电子)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)(电子)、光纤(光) 以及便携式只读光盘(CDROM)(光)。注意，计算机可读媒介甚至可为 纸或印有程序的另外的适当媒介，因为程序可通过例如纸或其它媒介的光 学扫描而被电子获取，然后被编译、解释或否则如果必要以适当的方式被 处理，接着被储存在计算机存储器中。此外，本公开的范围包括，以包括 在硬件或软件配置的媒介中的逻辑来体现本发明的优选实施例的功能。
示例性实施例包括
A. —种方法，包括 接收K个数据流；
向一组N个天线中的K个天线提供每一个所述K个数据流以用于发
射；
基于所述K个数据流而向所述一组N个天线中的N-K个未使用的天 线提供N-K个数据流以用于发射；以及
在所述N个天线上发射所述N个lt据流。
B. 如实施例A所述的方法，其中所述提供N-K个数据流的步骤包括 合并所述N个数据流以产生所述N-K个数据流。
C. 如实施例A所述的方法，其中所述提供N-K个数据流的步骤包括 使所述K个数据流循环移位。
D. 如实施例B所述的方法，其中所述提供N-K个数据流的步骤包括 ^:所述K个数据流循环移位以产生所述N-K个^t据流。
E. 如实施例D所述的方法，其中在所述合并的步骤之前执行所述4盾 环移位的步骤。
F. 如实施例D所述的方法，其中在所述循环移位的步骤之前^M亍所
述合并的步骤。
G. 如实施例B所述的方法，其中所述合并的步骤包括将酉矩阵应用 于所述数据流。
H. —种系统，包括
旁路模块，其配置成接收K个数据流并将所述K个数据流分程传递到 一组N个天线中的K个天线；以及
分集扩展模块，其配置成基于所述K个数据流提供应用于一组N-K 个天线的N-K个数据流。
I. 如实施例H所述的系统，其中所述分集扩展模块包括配置成使数 据流移位以产生移位的数据流的循环移位模块。
J.如实施例H所述的系统，其中所述分集扩展模块包括配置成合并 数据流的合并模块。
K.如实施例I所述的系统，其中所述分集扩展模块包括配置成合并 数据流的合并模块。
L.如实施例K所述的系统，其中所述循环移位模块在所述合并才莫块 之前应用于所述K个凄t据流。
M.如实施例K所述的系统，其中所述合并才莫块在所述循环移4立;溪块 之前应用于所述K个lt据流。
N.如实施例I所述的系统，其中所述合并的步骤包括将酉矩阵应用 于所述数据流。
O. —种具有用于执行方法的软件的计算机可读媒介，包括 用于接收K个数据流的逻辑；
用于向一组N个天线中的K个天线提供每一个K个数据流以用于发
射的逻辑；
用于基于所述K个数据流而向一组N个天线中的N-K个未使用的天 线提供N-K个数据流以用于发射的逻辑；以及
用于在所述N个天线上发射所述N个数据流的逻辑。
P.如实施例O所述的计算机可读媒介，其中用于提供N-K个数据流 的逻辑包括用于循环移位和用于合并所述K个数据流以产生所述N-K个 数据流的逻辑。
Q.如实施例P所述的计算机可读媒介，其中在用于合并的所述逻辑 之前对所述数据流执行用于循环移位的所述逻辑。
R.如实施例P所述的计算机可读媒介，其中在用于循环移位的所述 逻辑之前对所述数据流执行用于合并的所述逻辑。
S.如实施例P所述的计算机可读媒介，其中用于合并的所述逻辑包 括用于将酉矩阵应用于所述数据流的逻辑。
T.如实施例S所述的计算机可读媒介，其中所述酉矩阵为快速^"立 叶变换矩阵和Wslsh矩阵的至少 一个。
应强调，本公开的上述实施例，特别是任何"优选"实施例仅仅是实现 的可能的例子，仅仅为了清楚地理解本公开的原理而阐明。对本公开的上 述实施例可进行4艮多变化和更改，而实质上不偏离本发明的实质和原理。 所有这样的更改和变化在这里被规定为包括在本发明的范围内并^皮下列 的权利要求保护。
权利要求
1.一种方法，包括接收K个数据流；将所述K个数据流中的每一个提供给一组N个天线中的K个天线以便进行发射；合并及循环移位K个数据流以产生N-K个数据流；将所述N-K个数据流提供给所述一组N个天线中的N-K个未使用的天线；以及在所述N个天线上发射所述N个数据流。
2. 如权利要求1所述的方法，其中在所述合并之前执行所述循环移位。
3. 如权利要求1所述的方法，其中在所述循环移位之前扭J亍所述合并。
4. 如权利要求1所述的方法，其中所述合并包括将酉矩阵应用于所 述数据流。
5. —种系统，包括旁路模块，其配置成接收K个数据流并将所述K个数据流转发到一组 N个天线中的K个天线；以及分集扩展模块，其配置成合并及循环移位所述K个数据流以产生N-K 个凄t据流，以应用于所述一组N个天线中的一组N-K个天线。
6. 如权利要求5所述的系统，其中所述循环移位模块在所述合并模 块之前应用于所述K个凄t据流。
7. 如权利要求5所述的系统，其中所述合并模块在所述循环移位模 块之前应用于所述K个数据流。
8. 如权利要求5所述的系统，其中所述合并包括将酉矩阵应用于所 述数据流。
9. 一种系统，包4舌用于接收K个数据流的装置；用于将所述K个数据流的每一个提供给一组N个天线中的K个天线 以便进行发射的装置；用于合并及循环移位K个数据流以产生N-K个数据流的装置；用于将N-K个数据流提供给所述一组N个天线中的N-K个未使用的 天线的装置；以及用于在所述N个天线上发射所述N个数据流的装置。
10. 如权利要求9所述的系统，其中所述用于合并的装置包括用于将 酉矩阵应用于所述K个教:据流的装置。
全文摘要
提供了用于发射器分集扩展的方法和系统。所述方法和系统包括将多个数据流505(K)应用于更多数量的天线520...520n、550...550n(N)的步骤和模块。通过将每个数据流应用于单个基本天线，使得K个数据流505应用于K个基本天线520...520n，以及通过移位并合并K个数据流505来产生N-K个数据流545以应用于N-K个扩充天线550...550n，来执行上述步骤和模块。
文档编号H04B7/02GK101167265SQ200680013982
公开日2008年4月23日 申请日期2006年4月26日 优先权日2005年4月26日
发明者吉姆·佩特诺维奇, 马克·韦伯斯特, 黛尼兹·瑞德 申请人:科胜讯系统公司