多天线传输系统中的发射和检测的制作方法
【专利摘要】本发明涉及多天线传输系统中的发射和检测。一种设备，包括发射分集编码器，所述发射分集编码器被配置为将具有大于1的长度的块码用于对至少两个连续符号进行编码。所述至少两个连续符号中的第一符号专用于第一用户，并且所述至少两个连续符号中的第二符号专用于第二用户。
【专利说明】多天线传输系统中的发射和检测
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线电通信的领域，并且更特别地涉及在无线电网络(特别地，蜂窝无线电网络)的多天线传输系统中发射和检测信号的技术。
【背景技术】
[0002]广泛地使用多天线传输系统来改进无线电通信系统能力并确保跨越大覆盖区域的高保证比特率。已经在各种标准中建立和规定了不同的发射分集(TxDiv)方案，在这些标准当中有STTD (空间时间发射分集)或空间时间块编码、TSTD (时间切换发射分集)、CLTD(闭环发射分集)、SFBC (空间频率块编码)等。近来，已经在各种标准中建立了 MMO (多输入多输出)，在这些标准当中有LTE (长期演进)标准和HSPA (高速分组接入)。MIMO使用在无线电基站处可用的多个发射天线和在终端设备处可用的多个接收天线。
【专利附图】
【附图说明】
[0003]在结合附图的各幅图而阅读时，在实施例的以下具体描述中，通过示例使本发明的方面更加显而易见，在附图中:
图1是示意了根据本公开的无线电网络系统的图；
图2是示意了根据本公开的无线电发射机设备的示例性实施方式的框图；
图3是示意了根据本公开的专用于不同用户的一系列符号的发射分集编码的图；
图4是示意了根据本公开的无线电发射机设备的示例性实施方式的框图；
图5是根据本公开的STTD编码和解码的系统模型的框图；
图6是示意了 3GPP UTRAN中的F-DPCH的帧结构的图；
图7是示意了 CPICH或PCCPCH帧定时的图；
图8是示意了根据本公开的无线电接收机设备的示例性实施方式的框图；
图9是示意了根据本公开的无线电发射机设备的示例性实施方式的框图；
图10是示意了根据本公开的无线电接收机设备的示例性实施方式的框图；
图11是示意了 TPC命令差错率相对于Ec/1r的仿真结果的曲线图；
图12是示意了根据本公开的由发射分集编码器对符号进行编码的示例性方法的流程
图；
图13是示意了根据本公开的对由发射分集编码器编码的符号进行解码的示例性方法的流程图；
图14是示意了根据本公开的由发射分集编码器对发射功率控制符号进行编码的示例性方法的流程图；以及
图15是示意了根据本公开的对由发射分集编码器编码的发射功率控制符号进行解码的示例性方法的流程图。
【具体实施方式】[0004]在以下具体描述中，对附图进行了参照，这些附图形成其一部分，并且在这些附图中，通过示意示出了其中可实施本发明的实施例。应当理解的是，在不脱离本公开的范围的前提下，可以利用其他实施例并可以进行结构或逻辑改变。因此，以下具体描述不应在限制意义下采用，并且本发明的范围由所附权利要求限定。
[0005]应当理解，可以将本文描述的各个示例性实施例的特征与彼此组合，除非另有具体声明。此外，相似的参考标记表示对应的类似部分。
[0006]如本说明书中所采用的，术语“耦合”和/或“连接” 一般并不意在意味着元件必须直接耦合或连接在一起；可以在“耦合”或“连接”的元件之间提供介于其间的元件。然而，尽管不受限于该意义，术语“耦合”和/或“连接”还可以被理解为可选地公开以下实施方式:其中，在“耦合”或“连接”的元件之间未提供介入其间的元件的情况下，这些元件直接率禹合或连接在一起。
[0007]应当理解，可以在分立电路、部分集成电路或完全集成电路中实现实施例。此外，可以在单个半导体芯片上或者在与彼此相连接的多个半导体芯片上实现本发明的实施例。
[0008]此外，应当理解，可以以软件、或者以专用硬件、或者部分以软件且部分以专用硬件实现本发明的实施例。
[0009]以下描述涉及无线电发射机设备和无线电接收机设备，特别地，涉及在无线电通信系统的无线电网络中(例如，在蜂窝无线电网络中)操作的无线电发射机设备和无线电接收机设备。作为示例，无线电通信系统可以是CDMA (码分多址)系统，例如蜂窝无线电通信系统，诸如例如UMTS (通用移动电信系统)，包括诸如例如HSPA (高速分组接入)之类的开发。作为示例，蜂窝无线电通信系统可以是由3GPP (第3代合作伙伴计划)定义的(例如，如特别在 3GPP Technical Specification 25.211，版本 V7.10.0 中规定的)WCDMA (宽带CDMA)系统。此外，无线电通信系统可以是多载波调制系统，诸如例如OFDM(正交频分复用)无线电通信系统，其包括如LTE (长期演进)标准中规定的蜂窝无线电系统。
[0010]如本文描述的无线电接收机设备可以形成无线电(或无线)网络的移动站的一部分。以下，术语“移动站”和“UE”(用户设备)应当具有相同意义，该意义应当包括各种标准(例如，UMTS、LTE及其派生物)中给定的定义。作为示例，UE可以由蜂窝电话、智能电话、平板PC、膝上型电脑等表示。此外，以下，术语“基站”和“节点B”应当具有相同意义，该意义应当包括各种标准(例如，UMTS, LTE及其派生物)中给定的定义。
[0011]在许多无线电通信系统(诸如例如以上记载的无线电通信系统)中应用发射分集，在本领域中也被称作TxDiv。发射分集可以例如用在被分配给UE的下行链路物理信道上。发射分集使用多天线传输系统。作为示例，使用STBC (空间时间块码)或SFBC (空间频率块码)来在多个发射天线上发射数据流的多个拷贝，以便利用数据的各个所接收版本的冗余，从而改进数据传送的可靠性。
[0012]可以给UE提供多于一个接收天线，以使用MMO (多输入多输出)方案。MMO涉及在无线电基站和UE处可用的多个发射天线和多个接收天线，以增加数据速率和总体容量。MIMO系统在发射机和接收机两者处均使用天线，以在发射机与接收机之间创建多个不相关的无线电链路(通常被称作“流”)。这些流可以使用相同时间和频率资源，使得例如在频谱不增加的情况下容量能够得以增加。
[0013]在图1中，示出了示例性无线电网络系统1，例如上述系统之一。无线电网络系统I可以是蜂窝无线电网络系统I。无线电网络系统I可以包括基站100(有时被称作节点B)和多个用户终端151、152 (以下其被称作UE 151、152)。
[0014]典型地，不同用户可以与不同的UE 151、152相关联。不同用户的UE 151、152可以被定位为与彼此远离，例如，处于中心附近和处于小区边界处。即，位于基站100中的发射机设备可以使用不同的发射功率来服务于不同用户。
[0015]基站100可以包括用于与UE 151、152进行无线电通信的两个或更多个天线101、102。一个或多个或者所有UE (例如，UE 151)可以具有一个接收天线(非MMO UE)。一个或多个或者所有UE (例如，UE 152)可以具有两个或更多个接收天线(MMO UE)。
[0016]无线电网络系统I在下行链路中使用发射分集方案。可选地，无线电网络系统I可以使用ΜΜ0。在MIMO UE (诸如例如UE 152)与非MMO UE (诸如例如UE 151)之间可以例如存在共存。
[0017]如图2中所示，发射机200可以包括发射分集编码器210。发射分集编码器210具有输入211和数目N个输出212、213，其中，N是等于或大于2的整数。每个输出212、213可以耦合至相应的发射天线201、202。不失一般性，以下为了简明考虑N=2。
[0018]发射机200可以是无线电网络系统I的基站100的一部分。在这种情况下，发射天线201、202可以与图1的发射天线101、102相对应。还可能的是，如果考虑上行链路发射分集，则发射机形成无线电网络系统I的UE 151,152的一部分。
[0019]输入211接收要通过多个天线201、202发射的一系列调制后符号sf.sf,……。使用诸如例如STBC或SFBC之类的块码来在块中对该一系列符号sf、sf、……进行编码，这些块分 别分布在分隔开的天线201、202和时间或频率当中。调制后的符
号s..9、Sj......的下标(lowercase indices)指代符号时间(STBC)或符号频率(SFBC),而
调制后的符号sf、sf、……的上标(uppercase indices)指代符号所专用于的用户(例如，UE)。如图2中所示，至少两个连续符号的第一符号sf专用于第一用户UO (例如，UE 151)，并且该至少两个连续符号的第二符号专用于第二用户Ul (例如，UE 152)。作为示例，符号sf、<可以是TPC (发射功率控制)符号。
[0020]以下，作为示例并且不失一般性，考虑长度L=2的块码。在长度2的块码中，对在时间上连续的两个符号进行编码以形成码字(一般地，对L个连续符号进行编码以形成维度N的码字)。此外，以下不失一般性考虑STBC。由于SFBC和STBC可以是相同的码，因此本文的公开等同地适用于SFBC和STBC。作为示例，本文考虑的STBC (包括SFBC)是Alamouti码。
[0021]图3示意了在发射分集编码器210中应用的编码过程。在符号对上重复地执行(示例性长度2的)空间时间块编码，S卩，图3的每个块与符号相对应，并且箭头与时间t相对应。第一对符号归于被称作[U0，U1]的用户O和用户I。要编码的第二对符号被指派给被称作[U2, U3]的用户2和用户3。类似地，对分别归于用户4和用户5 (即，[U4，U5])、用户6和用户7 (即，[U6, U7])以及用户8和用户9 (即，[U8, U9])的符号对执行空间时间块编码。图3的块所指示的符号可以是如图2中所描绘的调制后的符号sf、sf、……。作为示例，这些符号可以是TPC符号。
[0022]由于对相邻符号的对执行空间时间块编码，因此可以近似地满足传输信道应当在一个编码后的空间时间块的总持续时间(即，例如两个符号周期的码长度L)内恒定的条件。
[0023]根据一个示例，与特定时间间隔(其在以下将被表示为时隙)的一系列连续符号相关联的用户U0、U1、......、U9不同，S卩，UO关Ul Φ......关U9。
[0024]根据一个示例，与时隙内的每一个符号对相关联的用户可以不同，S卩，UOfUUU2 ? U3、U4 ? U5、……、U8 ? U9。然而，不同符号对可以包括与相同用户(例如U0=U2等)相关联的符号。
[0025]根据一个示例，(仅)至少一个编码后符号对可以包括与不同用户(例如UO古Ul)相关联的符号。然而，作为示例，U4=U5。
[0026]根据一个示例，未使用的符号可以被剩下为“空”。例如，关于与用户对[U2，U3]相关联的符号对，可以在被分配给用户U3的符号时间处不发射符号。可以例如在DTx (非连续传输)模式期间经历将被块编码的符号对内的空符号。然而，将被块编码的至少一个符号对(例如，[U0，Ul])包括与不同用户UO Φ Ul相关联的两个符号(即，被填充)。
[0027]一般地，通过长度L的STBC来对连续符号的L元组进行编码以形成码字，其中，L是等于或大于2的整数。在这种情况下，如上针对L=2的示例而概述的类似考虑适用于对其执行具有长度L的块码的空间时间块编码的连续符号的L元组。
[0028]使用STBC的空间时间块编码在3GPP UMTS中用于发射分集，作为“空间时间发射分集”(STTD)，并在3GPP LTE中用于空间频率块编码。本文参照如3GPP UMTS中使用的STTD,通过示例描述和示意了根据本公开的构思、原理和细节。STTD是L=2的AlamoutiSTBC0然而，尽管为了简明而部分地通过STTD例证，但本文的公开一般适用于针对用于发射分集编码的无线电或无线网络系统中的发射分集编码而使用的STBC (包括SFBC)。
[0029]如图4中所示 ，根据用于利用TxDiv发射F-DPCH符号的第一种方法，无线电网络系统的发射机300可以包括STTD编码器310，STTD编码器310具有输入311和两个输出312,3130输出312、313耦合至发射天线301、302。此外，发射机300可以包括合并器(或复用器)320、F-DPCH (部分专用物理信道)符号发生器321和F-DPCH符号发生器322。F-DPCH符号发生器321生成专用于用户O (UO)的调制后F-DPCH符号(被称作TPC符号)。F-DPCH符号发生器322生成专用于用户I (Ul)的调制后F-DPCH符号(被称作TPC符号)。如以下将进一步更详细地说明的那样，合并器(或复用器)320可以将来自F-DPCH符号发生器321的一个符号和来自F-DPCH符号发生器322的一个符号合并为符号对，并将该符号对传递至STTD编码器310的输入311。如图4中所指示，可以提供另外的F-DPCH符号发生器，以生成专用于用户U3-U9的TPC符号的TPC符号合并对，其中，合并器(或复用器)320被配置为将与[U2, U3]、[U4, U5]、[U6, U7]和[U8, U9]相关联的TPC符号对进行合并。图4的发射机300的部分可以与图2的发射机200的具有相同后两位数字的参考标记的部分相对应，并且因此，为了简要，参照以上描述。
[0030]STTD编码器310将2X2 Alamouti块码应用于在输入311处接收到的每个符号对。例如在 3GPP TS 25.211 Version 7.10.0，Release 7，Sections 5.3.1 “Downlinktransmit diversity”，5.3.1.1 “Open loop transmit diversity”以及特别地5.3.1.1.1“Space time block coding based transmit antenna diversity (STTD)，，中规定了 3GPPUMTS的下行链路发射分集中的STTD编码，这些章节的内容通过引用并入本文。
[0031]图5示意了 STTD编码和解码的系统模型。如上所述，对两个接连的调制(例如，QPSK (正交相移键控)调制)的符号Stl和S1进行编码，以获得经由第一发射天线(例如，图4的发射天线301)发射的符号流的第一符号对S(1、S1并获得经由第二发射天线(例如，图4的发射天线302)发射的第二符号流的第二符号对_<、S*。。这里，表示复共轭。
[0032]如本领域中已知但为了简明而未在图5中示出的，可以通过扩频因子SF来对每个符号流的STTD编码后符号进行上采样，使得然后一个符号将由SF码片构成。可以利用扩频码(例如，OVSF (正交可变扩频因子)码)来对所有上采样后的符号进行扩频(即，卷积)。然后，在经由天线312、313发射扩频符号之前，可能对这些扩频符号进行加扰、合并和调制。应当注意，这种处理的顺序可以经受变化，例如，首先对符号进行扩频和/或加扰并且然后应用STTD编码可以是可能的。
[0033]通过多个(例如，两个)信道将符号流传播至接收机的接收天线。不失一般性，为了简明，考虑两个I抽头信道。这些信道分别由其复值信道脉冲响应Ivh1表征。
[0034]接收机接收符号和yi。在图5中，块z—1与I符号的延迟相关，即，比提前I个符号周期接收到10。接收机可以执行信道估计，以例如基于接收符号来导出所估计的信道脉冲响应&、1^。如本领域中已知但是为了简明而未在图5中描绘的，可以将从接收天线接收到的采样值解扩、解扰、积分为符号并通过多个路径加以合并(例如，最大比合并)，以获得接收符号yodi。接收机可以是各种类型的接收机，例如，耙式(Rake)接收机。
[0035]接收符号Yc^y1由下式给出:
【权利要求】
1.一种发射机设备，包括: 发射分集编码器，被配置为将具有大于I的长度的块码用于对至少两个连续符号进行编码，其中，所述至少两个连续符号中的第一符号专用于第一用户，并且所述至少两个连续符号中的第二符号专用于第二用户。
2.根据权利要求1所述的发射机设备，还包括: 至少两个发射天线端口，被配置为分别耦合至与所述发射分集编码器的输出耦合的两个发射天线。
3.根据权利要求1所述的发射机设备，其中，所述第一符号和所述第二符号是发射功率控制符号。
4.根据权利要求1所述的发射机设备，其中，所述块码具有为2的长度。
5.根据权利要求1所述的发射机设备，其中，所述块码是空间时间块码。
6.根据权利要求1所述的发射机设备，其中，所述块码是空间频率块码。
7.根据权利要求1所述的发射机设备，其中，所述块码是Alamouti码。
8.根据权利要求1所述的发射机设备，其中，所述发射机是HSPA发射机。
9.根据权利要求1所述的发射机设备，其中，所述发射机是LTE发射机。
10.根据权利要求1所述的发射机设备，其中，所述块码被配置为对两个连续符号进行编码。
11.根据权利要求1所述 的发射机设备，其中，所述第一符号是专用于所述第一用户的F-DPCH的符号，并且所述第二符号是专用于所述第二用户的F-DPCH的符号。
12.根据权利要求1所述的发射机设备，其中，所述发射机设备是蜂窝无线电网络的基站的一部分。
13.—种接收机设备,包括: 发射分集解码器，被配置为对接收到的发射分集编码后的码字进行解码，以获得至少两个解码后的符号，其中，所述至少两个解码后的符号包含专用于至少两个不同用户的信肩、O
14.根据权利要求13所述的接收机设备，还包括: 丢弃单元，被配置为丢弃所述至少两个解码后的符号中的至少一个。
15.根据权利要求13所述的接收机设备，其中，所述解码后的符号中的至少一个是发射功率控制符号。
16.—种发射机设备,包括: 重复编码器，被配置为生成发射功率控制符号的多个版本； 发射分集编码器，被配置为使用具有大于I的长度的空间时间块码来对所述发射功率控制符号的所述多个版本进行编码；以及 扩频器，被配置为通过为128或更小的扩频因子来对编码后的符号进行扩频。
17.根据权利要求16所述的发射机设备，还包括: 至少两个发射天线端口，被配置为分别耦合至两个发射天线，其中，所述两个发射天线被配置为发射由所述发射分集编码器和所述扩频器处理的符号。
18.根据权利要求16所述的发射机设备，其中，所述发射功率控制符号的所述多个版本中的每一个包含相同的发射功率控制信息。
19.一种接收机设备,包括: 解扩器，被配置为通过具有为128或更小的扩频因子的扩频码来对多个接收到的发射功率控制符号进行解扩； 发射分集解码器，被配置为对所述多个接收到的发射功率控制符号进行解码；以及 符号评估级，被配置为基于多个解码后的发射功率控制符号来生成发射功率控制信肩、O
20.根据权利要求19所述的接收机设备，其中，所述符号评估级包括合并器，所述合并器被配置为基于所述多个解码后的发射功率控制符号来生成单个发射功率控制符号。
21.根据权利要求20所述的接收机设备，其中，所述多个接收到的发射功率控制符号中的每一个包含相同的发射功率控制信息。
22.根据权利要求20所述的接收机设备，其中，所述发射功率控制符号是通过3GPP的F-DPCH来发射的。
23.—种方法,包括: 生成专用于第一用户的第一符号； 生成专用于第二用户的第二符号；以及 通过发射分集编码器来对至少所述第一符号和所述第二符号进行编码，所述发射分集编码器被配置为使用具有大于I的长度的块码。
24.根据权利要求.23所述的方法，还包括: 经由至少两个发射天线来发射至少两个编码后的符号。
25.根据权利要求23所述的方法，其中，所述第一符号是专用于所述第一用户的F-DPCH的符号，并且所述第二符号是专用于所述第二用户的F-DPCH的符号。
26.—种方法,包括: 对发射功率控制符号进行重复编码，以获得所述发射功率控制符号的多个版本； 通过使用具有大于I的长度的空间时间块码来对所述发射功率控制符号的所述多个版本进行发射分集编码；以及 通过具有为128或更小的扩频因子的扩频码来对发射分集编码后的符号进行扩频。
27.—种方法,包括: 接收发射分集编码后的码字；以及 对接收到的码字进行发射分集解码，以获得至少两个解码后的符号，所述至少两个解码后的符号包含专用于至少两个不同用户的信息。
28.根据权利要求27所述的方法，还包括: 丢弃所述至少两个解码后的符号中的至少一个。
29.根据权利要求27所述的方法，其中，所述解码后的符号中的至少一个是发射功率控制符号。
30.一种方法,包括: 通过为128或更小的扩频因子来对多个接收到的发射功率控制符号进行解扩； 对所述多个接收到的发射功率控制符号进行发射分集解码；以及对多个解扩、解码后的发射功率控制符号中的一个或多个进行评估，以生成发射功率控制信息。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，评估包括:将所述多个接收到的发射功率控制符号合并为一个单一的发射功率控`制符号。
【文档编号】H04B7/06GK103427959SQ201310183745
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年5月17日 优先权日:2012年5月18日
【发明者】H.达维德, M.乔丹, E.博林特, T.克莱福恩 申请人:英特尔移动通信有限责任公司