专利名称：自适应mimo系统的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及用于MIMO(多输入多输出)通信系统的设备、方法和处理器控制码。
背景技术：
MIMO系统的基本概念是空间-时间信号处理，它有效地利用在多个发送天线与多个接收天线之间的空间信道或MIMO信道的可分离性来提供更高的数据速率，而在频谱使用上没有随之而来的增加，或替换地，提供增加的健壮性和较低的误码率。一般说来，在空间或/和时间上编码一个信号(空间、时间和空间-时间分集)会通过有效地提供信号的多个版本而增加健壮性，而在空间上的复用(空间复用)会有效地增加可用的数据速率。在固定配置MIMO系统中，必须对于在空间复用与空间-时间分集之间的这种折衷作出选择，虽然MIMO系统的一个主要优点通常被认为是它们提供增加的数据传输速率的能力。
当前一代的WLAN(无线局域网)标准，诸如Hiperlan/2(在欧洲)和IEEE802.11a(在美国)，提供高达54Mbit/s的数据速率。例如用于多媒体业务的增加的数据速率可以通过仅仅增加数据传输带宽而达到，但这是不经济的和昂贵的。MIMO系统具有增加吞吐量的能力而不增加带宽，其吞吐量潜在地与发送/接收天线的数目成线性比例(例如，参阅Telatar I.E.，Capacity of multi-antenna Gaussian channels.Bell Labs Technical Memorandum，1995，也在EuropeanTransactions on Telecommunications，vol.10，p.585-595，Nov/Dec 1999中；Foschini G.J.和Gans M.J.，On limits of wireless communicationsin a fading environment when using multiple antennas，WirelessPersonal Communications，vol.6，p.311-335，1998)。例如，四发送，四接收天线系统提供多到四倍的单个发送-接收天线系统的容量。
图1显示典型的MIMO数据通信系统100。数据源102提供数据(包括信息比特或码元)到信道编码器104。信道编码器典型地包括卷积编码器，诸如递归系统卷积(RSC)编码器，或更强的所谓涡轮编码器(它包括交织器)。输出的比特多于输入的比特，以及比值通常是二分之一或三分之一。信道编码器104后面跟随信道交织器106以及在说明性例子中，还有空间-时间编码器108。空间-时间编码器108把进入的码元编码成多个代码码元，它们被变换为复合调制码元，诸如QPSK(正交移相键控)，M-QAM(M进制正交调幅)，用于从多个发送天线110的每个天线的同时发送。
空间-时间编码可以用由编码矩阵描述的编码机描述，编码机作用在数据上，提供空间和时间发送分集或复用；这后面典型地跟随调制器，提供编码的码元，以供发送。此外(或替换地)，可以采用空间-频率编码。因此，一般说来，输入的码元和被处理的版本(诸如按照空间-时间编码算法被移相和缩放的码元)被分布到具有空间和时间和/或频率坐标的网格，用于增加的分集。在采用空间-频率编码的情形下，分开的频道可被调制到OFDM(正交频分复用)载波上，循环前缀通常被加到每个发送的码元，以减小信道色散的影响。
编码的发送信号通过MIMO信道112传播到接收天线114，该接收天线把多个输入提供到空间-时间(和/或频率)译码器116。其具有去除编码器108的影响的任务。译码器116的输出包括多个信号流，每个发送天线一个信号流，每个信号流载送关于发送的具有特定的数值的码元的概率的所谓软的或者或然率数据，这个数据被提供到信道去交织器118，该信道去交织器把信道交织器106的结果倒置，然后提供其到信道译码器120，诸如对卷积码进行译码的Viterbi译码器。典型地，信道译码器120是SISO(软入软出)译码器，它接收码元(或比特)或然率数据和提供类似的或然率数据作为输出，而不是提供，比如说，对其作出硬判决的数据。信道译码器120的输出被提供给数据信宿122，以任何想要的方式进一步处理数据。
在某些通信系统中，采用所谓的涡轮或迭代译码，其中来自信道译码器120的软输出被提供到相应于信道交织器106的信道交织器124，它又把软的(或然率)数据提供到译码器116，用于迭代的空间-时间(和/或频率)和信道译码。(将会看到，在这样的装置中信道译码器120把全部发送的码元提供到译码器116，也就是例如包括检错比特。)MIMO系统可能遇到不同类型的信道。MIMO系统的容量不单取决于SNR，而且也取决于信道的类型。两种信道类型是直视线(LOS)和多径-丰富信道(参阅Da-shan Shiu；Foschini，G.J.；Gans，M.J.；Kahn，J.M.，Fading correlation and its effect on the capacity ofmultielement antenna systems，Communications，IEEE Transactionson，Vol.48，Iss.3，Mar 2000，Pages502-513)。不同的MIMO算法的性能取决于MIMO信道的类型，例如空间-时间分集技术用LOS信道传递较高的数据速率，而复用技术对于多径-丰富信道运行较好(参阅Parker，S.；Sandell，M.；Lee，M.，The performance of space-time codesin office environments，Vehicular Technology Conference，2003.VTC2003-Spring.第57次IEEE Semiannual，Volume1，22-25 April 2003，Pages741-745)。
一般说来，公布的MIMO通信系统采用单个固定MIMO算法，但在试图回避对于规定数据速率与服务质量的具体折衷的需要方面，提出某些自适应方案，具体地，如在WO 03/073646，EP 1185001，和Abe T.，Fujii H.，Tomisato S.，A hibrid MIMO system using spatialcorrelation，Wireless Personal Multimedia Communications，第5次International Symposium on，2002.中描述的。WO｀646描述一种多天线处理方案，其中按照在包括填水式发送方案、选择性信道倒置发送方案、均匀发送方案、主要本征模式波束形成发送方案和波束操纵发送方案的技术中选择的一个方案把发射功率分配给天线。EP｀001描述一种MIMO OFDM系统，其中一般说来，数据在OFDM子载波上的安排，根据三个关于信道条件的准则中的一个准则，使用时间分集或者使用空间分集，目的是保持规定的最小门限的服务质量(QoS)，在｀001中被定义为同一个分组可被重发的次数。根据其作出选择的一个准则是信道矩阵H的条件，即，MIMO信道矩阵H的最大和最小本征值的比值。这个文件也公开了根据估计的载波-干扰比或信号-噪声比选择用于每个子载波的调制方案。Abe等的文章描述一种混合MIMO系统，它选择地采用空间复用或发送分集(选择分集)，其中整个发射功率被提供到给出最大接收SNR的天线以及其中在MIMO信道矩阵的数据流之间的空间相关被用作为度量。从接收机到发射机的反馈信道允许规定发送方案和码元星座图尺寸的发送模式命令从接收机提供到发射机；类似的装置可以在图1的总体系统中借助于只需要具有低带宽的发射机126和接收机128实施。
上述的自适应MIMO系统有多个缺点，它没有充分利用由返回信道所提供的可能性。具体地，这些已知的系统都相当简单以及留有在吞吐量和/或服务质量方面进一步改进的空间。例如，在EP｀001中有内在的假设在某些SNR区域中运行可保证特定的服务质量，但实际上发现它不是这种情形。已经发现，例如基于信号-噪声比的调制方案推断不能提供最佳结果，以及从实际的测量性能看来可以通过修正获益。
关于自适应MIMO系统的另一个方面，已经看到，当考虑在例如便携式电池供电的设备中MIMO通信系统的实际的实施方案时，不同的MIMO通信方案因为非常不同的复杂性和从而不同的MIMO译码算法的处理功率要求在接收机译码接收信号时需要非常不同的功率量。
发明内容
因此按照本发明的第一方面，提供了自适应MIMO通信系统，包括MIMO发射机和MIMO接收机以及具有从接收机到发射机的反馈路径，MIMO发射机包括接收机，接收从接收机经由反馈路径发送的反馈信号；和控制器，响应反馈信号来配置从发射机到接收机的MIMO发送；MIMO接收机被配置来接收MIMO发送；以及其中MIMO接收机包括判决模块，判决模块具有功率指示输入，输入表示想要的接收机功耗的信号，和输出，用于把MIMO配置信号发送到MIMO发射机，判决模块被配置成响应功率指示输入确定MIMO发送配置以及输出MIMO配置信号，以便反馈到发射机，按照该确定配置发射机。
利用诸如表示想要的功耗的数据那样的施加电平数据，提供增加的灵活性和实行功率管理。例如，电池供电的设备可包括电池监视器和/或规定适当的功耗的用户可定义的功率模式。这样的功耗约束条件数据可以由电池监视器实时提供，它允许修正MIMO方案和/或星座图和/或数据速率，例如，减小数据速率或使用具有较低的译码复杂性的方案，以便在电池放电和接近它的容量的结束时减小功耗。
在相关的方面，本发明还提供自适应MIMO通信系统，包括MIMO发射机和MIMO接收机以及具有从接收机到发射机的反馈路径，MIMO发射机包括接收机，接收从接收机经由反馈路径发送的反馈信号；和控制器，响应反馈信号来配置从发射机到接收机的MIMO发送；MIMO接收机被配置来接收MIMO发送；以及其中MIMO接收机包括具有测量的QoS信号输出的通信服务质量(QoS)测量系统和判决模块，判决模块具有第一测量的QoS输入和第二输入，输入表示想要的QoS的信号；和输出，用于输出MIMO配置信号，以及其中判决模块被配置成输入想要的QoS信号，响应想要的QoS信号确定第一MIMO发送配置，输出第一MIMO配置信号，以便反馈到发射机，按照该确定配置发射机，输入测量的QoS信号，响应测量的QoS信号确定第二MIMO发送配置，以及输出第二MIMO配置信号，以便反馈到发射机，按照该第二确定配置发射机。
第二MIMO发送配置可被修正成考虑实际的测量的服务质量，例如如用误块率定义的，可任选地在时间上进行平均。在实施例中，例如，仅仅在服务质量是在想要的范围内，才会接受由查找表表示的MIMO发送配置的选择，以及如果不在该范围内，则可以修正发送配置。然而，在其它实施例中，想要的服务质量可比其它要求次要，具体地功率要求，例如，允许用户在质量与电池寿命之间作出折衷。在一个实施方案中，发射机可包括数据压缩或其它输入信号预处理模块，诸如音频和/或视频压缩模块。在这样的情形下，可能希望保持预定的最小服务质量，以便在接收机处基本上正确地解压，以及在这种情形下由接收机生成的MIMO配置信号可以表示要采用减小的数据速率。在发射机处这可以通过例如提高压缩比和/或减小音频或视频数据获取分辩率而实施。这使得从输入装置经过数据压缩和，随后的接收，以后的解压缩，到输出装置的整个通信系统能够具体地考虑到服务质量和电池寿命的要求以便在其中这否则不一定有可能的条件下保持业务而智能地自适应。本领域技术人员将会看到，服务质量虽然以后用平均误块率表示，但可以附加地或替换地包括其它参数，例如数据传输等待时间。
本领域技术人员将会看到，许多和几乎所有的上述的MIMO通信系统常常用软件，有时与专用硬件处理器相结合，来实施，所以判决模块具体地通常包括被存储在存储器中的某种形式的计算机程序或处理器控制码。
在上述的系统的实施例中，想要的服务质量信号可包括表示要被发送的数据的类型的信号，例如，诸如流动的媒介(音频和/或视频)、电子邮件/web业务等的多种类别之一。这些类别数据的每种类别数据可以与最小可接受的服务质量水平有关。
判决模块也可以考虑其它因素，具体为MIMO发送配置的历史和/或信道度量。这里，MIMO发送配置包括一个或多个MIMO发送方案和/或算法、星座图尺寸、和数据速率。正如本领域技术人员将会看到的，有许多可能的可采用的信道度量，包括信号-噪声比、功率延迟简档、容量、信道间相关，正如Abe等人使用的，出处同上，该文献在此引用以供参考，和/或例如在EP 1185001第37段中描述的信道条件的测量值(该文献在此引用以供参考)。信道度量计算可包括在时间上的平均值，以及在其上进行平均的时间可以随MIMO信道的类型而变化。例如，在室内的办公室环境下，MIMO信道预期为仅仅缓慢地变化，而在室外，MIMO信道以取决于发射机和接收机的运动的相对速度的速度变化，例如对于行人缓慢地变化以及对于汽车中的用户快速地变化。信道类型的指示例如可以通过观察平均误块率，由硬件的预配置，或由接收机内的信道估计模块，或由判决模块被提供到信道度量计算模块。
在优选实施例中，判决模块包括查找表，用于响应诸如功率约束条件和数据类型的参数确定MIMO发送方案与星座图(和任选地，数据速率)，以及还包括判决放大器，可任选地响应比如说诸如误块率那样的测量的服务质量来修正从查找表读出的数据。在其它实施例中，想要的和/或测量的服务质量可以把输入提供到查找表，以及从这个表读出的数据然后可以比如说被功率约束条件信号进行修正，以允许首要的功率约束条件优先于一个或多个其它参数。本领域技术人员将会看到，也可以采用作为加到查找表的输入和加到判决修正器的输入的参数的其它组合。
在系统的某些优选实施例中，接收机被配置成在信道度量计算模块或部件与MIMO译码模块或部件之间共享计算资源。这可以通过对于在接收机处被估计的MIMO信道矩阵进行分解，例如QR或SVD分解，以提供可使用于信道度量计算和译码接收的MIMO信号的中间数据而达到。此外或替换地，在这些或其它实施例中，接收机的速度/经济性可以通过实际上把MIMO信道矩阵估计过程与MIMO信道矩阵估计分解相组合而被改进。在MIMO系统中可以通过轮流从每个发送天线发送训练序列(在所有的接收天线上收听)，或通过从所有的发送天线同时发送基本上正交的训练序列而执行信道估计。通过两个过程，但特别是前者，可以逐列构建MIMO信道估计矩阵，以及可以看到，在信道估计矩阵的构建的步骤中，也可以逐列执行QR和其它矩阵分解。作为例子，被使用于QR分解的传统Gram-Schmidt算法按算法步骤生成Q和R的一个列(例如，参阅Golub G.H.，Van Loan C.F.，Matrix computations 3rded.，Johns Hopkins Univ.Pr.Baltimore，Md，1996，具体地，5.2.7节)。对于更高级的技术的例子，即，分类的QR分解，可以参考以下文章Wubben D.，Bohnke R.，Rinas J.，Kuhn V.，Kammeyer K.D.，Efficient algorithm for decoding layered space-timecodes，IEEE Electronics Letters，Vol.37，No.22，Oct.2001。同样地，取决于定义，可以逐行进行信道估计和分解。在任一种情形下，基本概念是信道估计与信道矩阵的分解，作为译码/信道条件估计的先导，基本上可以并行地执行，因此帮助译码器工作得更快。
因此按照本发明的另一个方面，提供了自适应MIMO通信系统，包括MIMO发射机和MIMO接收机以及具有从接收机到发射机的反馈路径，MIMO发射机包括接收机，接收从接收机经由反馈路径发送的反馈信号；和控制器，响应反馈信号来配置从发射机到接收机的MIMO发送；MIMO接收机被配置来接收MIMO发送；以及其中MIMO接收机包括具有信道度量输出的信道度量计算模块和判决模块，判决模块具有信道度量输入和用于把MIMO配置信号发送到MIMO接收机的输出，判决模块被配置成响应信道度量输入确定MIMO发送配置，以及输出MIMO配置信号，以便反馈到发射机，按照该确定配置发射机；其中接收机还被配置成估计MIMO信道响应矩阵，用于译码接收的信号和用于计算信道度量，以及与信道响应估计并行地，确定信道响应矩阵的分解，用于计算信道度量和/或译码接收的信号。
在相关的方面，本发明还提供自适应MIMO通信系统，包括MIMO发射机和MIMO接收机以及具有从接收机到发射机的反馈路径，MIMO发射机包括接收机，接收从接收机经由反馈路径发送的反馈信号；和控制器，响应反馈信号来配置从发射机到接收机的MIMO发送；MIMO接收机被配置来接收MIMO发送；以及其中MIMO接收机包括具有信道度量输出的信道度量计算模块和判决模块，判决模块具有信道度量输入和用于把MIMO配置信号发送到MIMO发射机的输出，判决模块被配置成响应信道度量输入确定MIMO发送配置，以及输出MIMO配置信号，以便反馈到发射机，按照该确定配置发射机；其中接收机还被配置成估计MIMO信道响应矩阵，用于译码接收的信号和用于计算信道度量，以及通过使用共享的计算资源，确定信道响应矩阵的分解，用于计算信道度量和用于译码接收的信号。
在其它方面，本发明首先提供发射机和其次提供接收机，正如以上描述的。
本发明还提供用于接收MIMO发送的MIMO接收机，该接收机包括MIMO信道矩阵估计器，估计用于译码接收信号的MIMO信道响应矩阵；和矩阵分解模块，确定用于译码接收信号的信道响应矩阵的分解；以及其中接收机被配置成与信道矩阵响应分解的确定并行地估计信道响应。
本发明还提供配置自适应MIMO通信系统的方法，自适应MIMO通信系统包括MIMO发射机和MIMO接收机以及具有从接收机到发射机的反馈路径，MIMO发射机包括接收机，接收从接收机经由反馈路径发送的反馈信号；和控制器，响应反馈信号来配置从发射机到接收机的MIMO发送，MIMO接收机被配置来接收MIMO发送，方法包括输入表示想要的接收机功耗的信号；响应功率指示输入确定MIMO发送配置；以及输出MIMO配置信号，以便反馈到发射机，按照该确定配置发射机。
本发明还提供配置自适应MIMO通信系统的方法，自适应MIMO通信系统包括MIMO发射机和MIMO接收机以及具有从接收机到发射机的反馈路径，MIMO发射机包括接收机，接收从接收机经由反馈路径发送的反馈信号；和控制器，响应反馈信号来配置从发射机到接收机的MIMO发送；MIMO接收机被配置来接收MIMO发送，方法包括输入想要的通信服务质量(QoS)信号；响应想要的QoS信号确定第一MIMO发送配置；输出第一MIMO配置信号，以便反馈到发射机，按照该确定配置发射机；测量通信服务质量(QoS)；响应测量的QoS确定第二MIMO发送配置；以及输出第二MIMO配置信号，以便反馈到发射机，按照该第二确定配置发射机。
上述的系统、发射机、接收机和方法可以通过使用处理器控制码被实施，处理器控制码任选地被提供在诸如磁盘，CD-或DVD-ROM的数据载体，诸如只读存储器(固件)的编程的存储器，或诸如光信号或电信号载体那样的数据载体。对于上述的系统的许多应用实施例，发射机，接收机和方法将在DSP(数字信号处理器)，ASIC(专用集成电路)和/或FPGA(场可编程门阵列)上被实施。因此实施本发明的实施例的代码(和数据)可包括在诸如C那样的传统的编程语言中的代码，或微代码。然而，实施本发明的实施例的代码替换地可包括用于建立或控制ASIC或FPGA的代码，或用于硬件描述语言的代码，诸如Verilog(商标)、VHDL(非常高速的集成电路硬件描述语言)或SystemC。正如本领域技术人员将会看到的，这样的代码和/或数据分布在互相通信的多个连接的部件之间，例如在网络上。
现在参照附图，仅仅作为例子，进一步描述本发明的这些和其它方面，其中
图1和2分别显示具有反馈的MIMO-时间编码通信系统的例子和MIMO接收机结构的例子；图3显示按照本发明的一个方面的实施例的自适应MIMO接收机的方框图；图4显示智能性自适应MIMO系统的通用结构；图5显示智能性自适应MIMO系统的另一种结构；图6显示具有存储器的智能性自适应MIMO系统的结构；图7显示采用资源共享的MIMO接收机的结构；图8和9分别显示被配置成按照本发明的实施例运行的接收机，和自适应MIMO处理过程的流程图；以及图10显示802.11a数据分组的报头格式的例子。
具体实施例方式
一般说来，我们将描述智能式自适应MIMO系统，其中MIMO编码和译码方案是基于参数的范围以及估计的信道度量和信号-噪声比(或SNR范围)，也包括来自在物理层以上的层的信息，诸如服务质量要求和功率约束条件，还考虑实际性能指示。这样，自适应系统实施例的目标是通过使用从MIMO收发信机系统的接收机到发射机的反馈信道提供最佳物理层吞吐量。在实施例中，诸如星座图尺寸的调制类型那样的其它参数也可以变化。
在系统的实施例中，较上面的层--或应用层--信息可包括对于需要的BLER(误块率)的限制，可任选地随要从发射机发送到接收机的数据类型和/或CRC(循环冗余检验)性能而变化。例如在便携式设备的情形下可采用的功耗约束条件可以由电池管理部件实时地提供，输入到进行判决的过程的其它参数可包括信号-噪声比或载波-干扰比。物理层信息也可包括例如从关于信道统计量的信息构建的计算的信道度量，诸如SNR、功率延迟简档、信道容量，在MIMO信道之间的相关度、和信道条件(例如，借助于奇异值分解或类似的技术确定的)，以及可任选地任何其它可得到的信息。
图2显示典型的单个方案的MIMO译码结构150，包括多个接收天线152，提供接收信号到MIMO译码器154和MIMO信道矩阵估计器156。信道估计器156把包括MIMO信道矩阵的估计的第一输出158a提供到MIMO译码器154，以及把包括作为工作的SNR的信号-噪声比估计的第二输出158b提供到MIMO译码器154。MIMO译码器154提供多个码元输出160，每个发送天线一个输出，包括从每个发送天线发送的码元的估计，以及这些码元由码元-比特变换器162被变换回比特流，码元-比特变换器提供串行数据输出164。MIMO译码器154也把(对于每个码元的)噪声方差估计输出161提供到码元-比特译码器。噪声方差信息被码元-比特译码器使用来产生软数值输出。将会看到，不用说天线前端和下变频电路(图2上未示出)，通常接收信号在早先的级中被数字化，所以图2所示的结构包括软件结构。
现在参照图3，这个图显示体现本发明方面的智能性自适应MIMO接收机200的结构的例子；为了完整性起见，也显示相应的MIMO发射机280。
图3的接收机200包括六个主要部分类似于图2的MIMO译码器的混合MIMO译码器系统202，但它可重新配置以使得它可被控制成按需要译码不同的MIMO算法和星座图尺寸；MIMO方案选择模块204；数据后向-处理模块206；信道条件估计模块208；判决模块210和反馈系统212。
MIMO译码系统包括多个接收机天线214，它们把多个接收信号提供到混合MIMO译码器216，也提供到方案选择模块204的MIMO方案与星座图(Q)选择器218和信道条件估计模块208的MIMO信道估计器220。信道估计器220提供MIMO信道矩阵H的估计和各个输出220a，b的SNR估计。方案与星座图选择器218接收和译码从MIMO发射机280发送的方案与星座图选择信息以及提供各个MIMO方案标识和星座图/Q识别数据输出218a，b。典型地采用分组的数据发送方案，以及分组报头信息然后可包括这个MIMO方案与星座图识别数据；这可以通过使用预定的缺省编码方案--优选地相当直截了当地译码的一个方案--被编码。在其它装置中，规定工作的MIMO方案与星座图的信息可以在专门的(预先安排的)分组发送期间或甚至在以前发送的分组的结尾端被发送；然而，通知混合MIMO译码器216改变方案的信息应当在要被译码的实际数据之前到达。为了使得速度最佳化，可以在信道估计过程的同时进行混合MIMO译码器重新配置。
可采用的MIMO发送方案的例子包括，但不限于，Alamouti(一种提供两个的发送分集的简单的空间-时间代码)、垂直BLAST(Bell实验室分层空间-时间)译码与Bell实验室分层时间和其它技术，诸如在以下文献中描述的方案V.Tarokh，H.Jafarkhani和A.R.Calderbank，“Space-time block codes from orthogonaldesigns”，IEEE Trans.Info.Theory.，vol.45，pp.1456-1467，July 1999；B.Hassibi和B.Hochwald，“High-rate codes that are linear in spaceand time”，IEEE Trans.Info.Theory.，vol.48，pp.1804-1824，Jul.2002；也参阅G.J.Foschini，“Layered space-time architecture for wirelesscommunication in a fading environment when using multi-elementantennas，”Bell Labs.Tech.J.，vol.1，no.2，pp.41-59，1996 for BLAST，和S.M.Alamouti，“A simple transmitter diversity scheme for wirelesscommunications，”IEEE J.Sel.Area Comm.，pp.1451-1458，Oct.1998for Alamouti。其它MIMO译码方案在本申请人的共同待决的英国专利申请号2002年8月15日提交的0219056.9、2002年11月28日提交的0227770.5、2003年10月2日提交的0323074.5、2003年10月3日提交的0323208.9、2003年10月3日提交的0323211.3、和2003年12月17日提交的0329230.7中描述。可采用的调制方案/星座图包括，但不限于，M-PSK和M-QAM。为了识别MIMO方案和调制类型，可以采用简单的代码，诸如1＝V-BLAST，1＝16QAM等等。
回过来参照图3，混合MIMO译码器216接收来自输出218a，b的MIMO方案与星座图信息和来自输出220a，b的信道估计与信号-噪声比信息以及来自每个接收天线的一个信号，提供多个码元输出222，每一个输出相应于一个发送天线，以及对于每个码元(222)的噪声方差输出224，这些输出连同来自输出218b的调制/星座图类型信息一起被提供到码元-比特变换器226，码元-比特变换器226提供输出比特流228，其中包括被提供到MIMO发射机280的比特流的估计。这个比特流被提供到数据后向-处理模块206，它可包括各种各样的其它处理，例如通过使用比如说Viterbi译码器的信道译码，和CRC检验232。本领域技术人员将会看到，取决于接收机实施方案，在数据后处理模块206内可以提供各种功能，以及图3上所示的部件，概括地说，仅仅用来显示某些选项。然而，一般说来，数据后向-处理模块206把数据输出234提供到更高级别的模块，例如，媒体接入控制(MAC)层模块和应用层模块，诸如音频和/或视频译码器。数据后向-处理模块206也提供信道统计数据输出236，包括关于实际(测量)信道性能--例如包括瞬时或平均误块率(BLER)--的统计数据。这个测量的统计信息被提供到判决模块210。
回过来参照信道条件估计模块208以及信道估计器220，这也包括信道度量计算模块238，具有来自信道估计器220的MIMO信道估计输出220a的输入以及把信道度量数据输出240提供到判决模块210。信道度量计算模块238可以以任何惯用的方式运行，根据例如QR因式分解或SVD(奇异值分解)计算信道度量。某些信道度量计算技术在已作为参考文献的现有技术文件(具体地，EP 1185001和Abe等等)中描述；替换地，例如在采用SVD的情形下，信道条件度量可以由最大奇异值与最小奇异值的比值确定。此外或替换地，可以采用最小奇异值和/或对角线元素作为特定的MIMO发送方案的可应用性或健壮性的指示。
信道条件可以按时间上的平均值进行计算，以及信道度量计算模块238可被提供来表示MIMO信道的类型--例如室内或室外--的信道类型数据输入242，以及这个信息可被使用来确定进行平均的时间间隔。例如，对于室内环境，在从1到10秒的时间间隔上进行平均可能是适当的，而对于室外环境，在小于1秒或可能小于0.1秒的时间间隔上进行平均可能是适当的。此外或替换地，信道度量计算模块可以通过使用一个或多个信道统计值，诸如功率延时简档、信道容量和在MIMO信道之间的相关，来确定信道度量。正如前面总的提到的，信道估计器220通过利用已知的训练序列来确定信道估计。一般说来，信道估计器和/或信道度量计算模块可以通过被提供以关于信道特征或类型的信息而得到帮助，这些信息帮助适应于最佳采样速率以及可以提高跟踪性能，更一般地，提供改进的信道的估计/信道统计值。
现在参照判决模块210，这包括两个主要部件查找表244和判决逻辑块246，以及任选地还可包括平均SNR估计器248。查找表244被配置成接收表内的多个参数索引项以及提供分别标识MIMO发送方案与星座图尺寸/类型的一对输出244a，b。在说明性实施例中，输入参数包括索引号为244c的功率约束条件输入、数据类型输入或索引号244d、信道度量输入或索引号240、和平均SNR输入或索引号244e。这些输入参数的每个参数实际上起到查找表244的一个维度的作用，一组输入参数标识用于输出的一个预定的MIMO方案与星座图。查找表244中的数据将取决于MIMO系统的具体实施方案、功率约束条件、需要的性能等等。本领域技术人员将会看到，查找表的数据然后可以很容易通过常规实验，例如通过测量特定的MIMO译码方案的功耗和通过实验确定在一系列条件下(信道类型、数据类型、平均SNR)当必须达到一系列最小服务质量要求时的MIMO方案与星座图尺寸/类型的特定的组合的性能而被确定。然后可以检验这样的常规实验的结果，以便对于特定的输入参数组确定第三MIMO方案与星座图尺寸/类型，以及这个数据可被永久地(或可更新地)存储在查找表244，该查找表例如可包括ROM或快闪RAM。此外或替换地，查找表可以对于一个子组输入参数值或对于所有的可能的输入参数值存储关于MIMO方案与星座图尺寸/类型(混合MIMO检测器可支持的星座图尺寸/类型)的一系列组合的预期的性能的数据以及关于这些方案/星座图类型的每一个方案/星座图类型的预期的功耗的数据。在任一种情形下，查找表然后被有效地配置成通过输出标识要采用的最佳MIMO发送方案与星座图类型/尺寸的数据而响应来自判决逻辑部件246的询问，例如包括信道度量、SNR、数据类型、和/或功率约束条件。例如，对于功率约束条件的应用，可以采用诸如Alamouti方案那样的简单的方案，而当更多的功率可得到时，可以采用使用高性能高复杂度的MIMO译码器的BLAST型方案。
在接收机的实施例中，来自查找表244的输出244a，b可被取来规定要被发射机280采用的MIMO方案与星座图。然而，在优选实施例中，判决模块210包括判决逻辑部件246，它能够修正从查找表输出的建议的最佳方案/星座图，具体地根据选择的方案/星座图的实际的测量的性能提供反馈。这个信息从-后处理模块206例如经由来自CRC检验单元232的输出246被提供到判决逻辑246(虽然由于CRC检验的输出通常只是逻辑值，即正确或错误--通过或失败，但这可能需要被变换成统计值)。判决逻辑246以许多方式对来自查找表244的输出实行修正。例如，如果选择的方案/星座图提供在想要的范围内的误块率，则方案/星座图可保留为未改变的，否则它可被修正。此外或替换地，查找表244可以建议功率欠缺MIMO译码方案，但其它信息例如可以表示，电池只剩下几分钟寿命，在这种情形下，可以把该选择修正为更简单的方案，只需要较少的处理功率来译码，因此延长可用的电池寿命。替换地，如果测量的误块率(或其它统计值)暗示服务质量比起所必须的质量高，则方案/星座图可被修正为以更低的但仍旧可接受的服务质量传递更高的数据吞吐量。本领域技术人员将会看到，统计的错误率是服务质量的有用的测量值，虽然也可以采用其它测量值，诸如对于基本上保证无错误分组接收所需要的重发次数。判决逻辑部件也可以考虑用户输入和设置值，例如用来规定系统的工作模式。在实施例中，判决逻辑部件246例如以BLER要求的形式知道或可以获知信道类型(例如，它变化得多快以及它是室内还是室外环境)以及数据类型(例如，用于网络浏览的非时间严格数据、用于视频传输的时间严格数据、用于视频的需要的传输质量等等)。
如前所述，平均SNR估计器248也可以提供加到查找表244的输入。SNR估计器接收来自信道估计器220的估计的SNR数据以及计算这个数据的运行或滑窗平均值，以及例如在MIMO方案/星座图改变时或在信道特性可能变化时的其它时间，优选地它是可以由来自判决逻辑部件246的输出246a重新设置的。
判决模块210的判决逻辑部件246把包括标识MIMO方案与星座图尺寸/类型的输出246b提供到反馈路径模块212。这个信息通过任何方便的通信方法--可以或不一定包括无线通信--被发回MIMO发射机280。在说明的例子中，方案/星座图数据被提供到缓存器248以及从而提供到发送天线250，发送天线把数据发回到被连接到MIMO发射机280的接收天线282，这样，MIMO发射机可以接收方案/星座图命令数据，和相应地配置发送。正如图3的例子说明的，MIMO发射机280被配置成发送由视频数据压缩模块284压缩的视频数据。
从接收机200到发射机280的反馈路径只需要相当低的带宽，因为在重复发生的时间间隔内要被发送的信息--也就是接收机对于最佳方案与星座图类型/尺寸的估计--可以仅仅由几个比特规定。对于在两个方案中，诸如Alamouti和BLAST(或类似的技术)中的混合译码器的方案选择，例如可以采用单个比特，以及如果在四种类型，例如BPSK(二进制移相键控)，QPSK(正交PSK)，16-QAM，和64-QAM之间进行选择，可以采用两个比特来规定星座图尺寸。因此，例如这个信息可被包括在确认分组内发送的报头中(因为发送这样的确认分组对于具有规定的服务质量要求的应用是正常的)。因此缓存器248可包括报头发送队列。
图4到6显示如以上参照图3详细描述的智能性自适应MIMO系统的通用结构。因此，在图4上，发送参数选择/判决模块300接收来自度量计算模块302、功率约束条件确定模块302和服务质量要求模块306的输入，度量计算模块302又接收来自信道估计模块308的输入。图5的结构除了选择/判决模块400还接收来自一个或多个实际性能指示器402的输入以外是相同的；图6的装置具有选择/判决模块500，该选择/判决模块还接收或获知选择的发送参数502(方案和/或星座图尺寸/类型)的历史。
在接收机的特别优选的实施例中，信号处理资源可被共享，以增强处理和/或减小功耗(或可能地，硅面积)。这是根据这样的认识，首先，MIMO信道估计矩阵的分解可被用作为确定信道条件或度量和译码接收数据的先导，以及第二，信道估计矩阵的分解可以与信道估计矩阵本身的确定并行地进行。正如本领域技术人员熟知的，MIMO译码通常依赖于矩阵信道估计的某种形式的因式分解，诸如QR因式分解，或SVD因式分解，以便估计发送的码元(例如，参阅Wubben D.，Bohnke R.，Rinas J.，Kuhn V.，Kammeyer K.D.，Efficient algorithmfor decoding layered space-time codes，IEEE Electronics Letters，Vol.37，No.22，Oct.2001)。然而，信道度量计算也可依赖于矩阵信道估计的分解或通过矩阵信道估计的分解被简化，因此通过把接收机配置成具有MIMO信道估计矩阵的分解或因式分解的共同的初始级，接收机的计算负荷可以减小。例如，如上所述，可以通过取奇异值分解的最高奇异值与最低奇异值的比值而确定信道条件。SVD可以经由QR因式分解被确定(例如，参阅Golub G.H.，Van Loan C.F.，Matrixcomputations 3rded.，Johns Hopkins Univ.Pr.Baltimore，Md，1996，具体地，3.54段，算法3.5.1，该文章在此引用以供参考)，或替换地，QR因式分解可被使用来直接确定信道条件。
图7显示MIMO接收机600的一部分，它在采用后向-替换算法的说明性例子中示意地显示这个过程，该过程显示资源如何在例如使用信道条件信息的接收机的智能性或自适应部分与接收机的译码部分之间被共享。图7的两个虚线方框602，604分别表示接收机运行的训练阶段和接收机运行的译码阶段；实际上两组接收机天线606是相同的。在训练阶段，例如在分组的开始端，接收机接收训练序列，并把训练序列提供到信道估计/分解模块608。这个模块优选地如下面进一步描述的那样并行地执行信道估计和矩阵分解，确定MIMO信道估计矩阵的QR因式分解和例如根据最高与最低奇异值比值，提供Q与R矩阵输出608a，b、估计的信号-噪声比输出608c和信道条件输出608d。可任选地，Q和R值可以由预计算部件610进行预处理或变换，以便简化和/或改进以后的后向-替换过程的可靠性。例如，在非常接近于或等于0的矩阵R中的数值当执行后向-替换612时会引起问题，实际上因为它们在除法运算中被用作为除数(对于后向-替换算法的公式--例如参阅Golub G.H.，Van Loan C.F.，Matrix computations 3rded.，Johns Hopkins Univ.Pr.Baltimore，Md，1996，具体地，3.1.2节)。这会导致错误地估计发送的码元以及也会在译码硬件的除法运算期间导致算术溢出，所以这些数值可被调整。在(如下面进一步描述的)方框的开始时的信道估计以后或期间可以执行任何需要的预计算。预计算步骤610也可以代替后向-替换分接算法612起作用，例如，如在Golub等的5.7.1节中描述的。
训练阶段602对于每个被处理的接收码元块通常执行不多于一次，但对于每组接收数据码元执行译码。作为一般的例子，图10显示按照IEEE 802.11a标准IEEE Std 802.11a-1999[ISO/IEC8802-111999/Amd 12000(E)]的码元块。(IEEE Std 802.11，1999版本的补充)部分11无线LAN媒体接入控制(MAC)和物理层(PHY)技术规范5GHz带宽的高速物理层(具体地PPDU帧格式)。这规定具有OFDM码元的OFDM系统，OFDM码元包括两个部分报头部分，它在发送期间占用第一OFDM码元以及把被使用于信道估计的特定的训练码元序列包括在PLCP前置码码元中；和SIGNAL部分，它提供关于被使用于以下的OFDM码元的调制类型和编码比值的信息。PLCP前置码和SIGNAL OFDM码元(在时间上)后面跟随载有几个OFDM码元的数据部分，它载送由接收机(译码阶段)译码的数据码元。因此，在译码阶段604，在必要时被预处理的QR分解例如被提供到具有量化的后向-替换模块612，以便提供被分接的信号流614用于进一步处理。
一般说来，除了噪声项以外，接收信号向量y由y＝Q·R·c给出，其中c是发送信号向量，因此知道y，Q和R，因为Q可以容易地被求逆，因为它的转置是来自(QR分解的)定义的逆矩阵以及被乘以y，以及因为R是上三角矩阵，码元c可以逐个元素地被确定，一开始从QTyn确定cn，然后向后进行，对于每个c数值依次把该数值量化到最接近的星座图点。由于信道估计和信道度量计算对于每个发送的码元块只执行一次，MIMO译码器可以使用带有量化的直截了当的后向-替换方法，用于估计该块中的每个码元，从而简化信道度量计算处理。
为了提高接收机的运行速度，QR或其它分解可以与信道估计过程并行地进行。例如，信道估计可以逐列地进行以及QR分解过程也可以允许按照逐列地分解。作为例子，考虑被使用于QR分解的修正的Gram Schmidt(mGS)算法。mGS算法的头几个步骤是1.R(1，1)＝norm(H的第一列)2.Q的第一列＝(H的第一列)/R(1，1)3.R(1，2)＝(Q的第一列)’*(H的第二列)4.(H的第二列)＝(H的第二列)-R(1，2)*(Q的第一列)
5.R(1，3)＝(Q的第一列)’*(H的第三列)6.(H的第三列)＝(H的第三列)-R(1，3)*(Q的第一列)7.R(1，4)＝(Q的第一列)’*(H的第四列)8.(H的第四列)＝(H的第四列)-R(1，4)*(Q的第一列)9.其余步骤步骤1和2使用H的第一列，步骤3和4使用H的第二列，步骤5和6使用H的第三列以及步骤7和8使用H的第四列。所以，有可能把信道估计处理与修正的Gram Schmidt(mGS)算法的头几个步骤并行进行。估计和分解步骤是1.估计H的第一列。
2.执行mGS的步骤1和2，而同时估计H的第二列。
3.执行以上的mGS的步骤3和4，而同时估计H的第三列。
4.执行以上的mGS的步骤5和6，而同时估计H的第四列。
5.执行mGS的步骤7和8。
6.继续mGS的其余步骤。
因此在图7上，由模块608中的虚线表示的两个单元，信道估计和分解，实际上可包括单个统一的过程。在这样的情形下，信道条件估计度量的确定可包括结构的不同的部件或模块，以及这个部件例如可以在后向-替换过程期间与后向-替换过程并行地运行。
大家还知道通过确定诸如SVD或QR因式分解那样的分解或因式分解来执行信道估计。这样的信道估计器(包括不需要噪声方差估计的盲均衡)的例子在以下文章中描述Edfors O.，Sandell M.，van deBeek J-J，Wilson S.K.，Borjesson P.O.，OFDM Channel Estimation bySingular Value Decomposition，IEEE Transactions onCommunications，Vol.46，No.7，July 1998和Li X.，Fan H.(H)，QRFactorization Based Blind Channel Identification and Equalizationwith Second-Order Statistics，IEEE Transactions on Signal Processing，Vol.48，No.1，Jan 2000。这样的系统有效地允许模块608的分解和信道估计部分进行交换。
图8显示引入自适应MIMO译码器和被配置来实施上述技术的接收机700。
接收机700包括一个或多个接收天线702a，b(在说明性实施例中显示其中的两个)，每个被连接到例如类似于图3的RF前端的各个RF前端704a，b，因此被连接到各个模拟-数字变换器706a，b和数字信号处理器(DSP)708。DSP 708典型地包括一个或多个处理器708a(例如，用于滤波器414的并行实施方案)和某个工作的存储器708b。DSP708具有数据输出710和地址、数据与控制总线712，把DSP连接到诸如快闪RAM或ROM的永久程序存储器714。永久程序存储器714存储代码和可任选地用于DSP 708的数据结构或数据结构定义。
正如显示的，程序存储器714包括包含SNR平均、信道度量计算控制、查找表接口和MIMO/星座图判决部件的IMO方案与星座图选择代码，用来在DSP 708上运行时实施如上所述的相应的功能。程序存储器714还包括用来提供MIMO信道估计H的逐列MIMO信道估计代码714b、逐列MIMO信道估计分解代码714c、(任选的预计算和)后向-替换代码714d、信道度量计算代码714e、其中包括用于选择MIMO方案与星座图尺寸/类型的查找表714f、MIMO方案与星座图尺寸/类型控制数据接收代码714g、和可任选地去交织器代码714h、交织器代码714i、和信道译码器代码714j。适当的代码714e的例子对于本领域技术人员是熟知的。可任选地，在永久程序存储器714中的代码可被提供在诸如光或电信号载体的载体上，或如图7所示，被提供在软盘716上。
来自DSP 708的数据输出710被根据需要提供到接收机700的另一个数据处理单元(图7上未示出)。这些处理单元可以是用于实施更高级别协议的基带数据处理器。
接收机前端通常用硬件实施，而接收机处理通常至少部分用软件实施，虽然也可以采用一个或多个ASIC和/或FPGA。本领域技术人员将会看到，接收机的所有的功能可以用硬件实施，以及在软件无线电中信号被数字化的恰切位置通常取决于花费/复杂性/功耗折衷。
图9显示说明图8的接收机700的MIMO方案与星座图选择代码714a的运行的概要流程图。在步骤S720，代码将接收功率约束条件数据、信道度量数据、数据类型数据、和任选地时间平均数据，以及在步骤S722，使用这些数据来从查找表714f读出表示MIMO方案与星座图的数据。在步骤S724，代码将读出平均误块率，以及在步骤S726，确定这是否在许可的范围内(S726)，如果不是，则修正由查找表推荐的MIMO方案和/或星座图(S728)。任选地，在步骤S730，方案/星座图选择代码从误块率识别信道类型以及把信道类型数据输出到信道度量计算模块714e(它可修正由查找表数据表示的MIMO方案/星座图)。然后在步骤S732，MIMO方案与星座图数据被输出到反馈(发射机控制)信道，供发射机实施。当作出改变时，如前所述，通过把由控制数据和接收代码714g解译和实施的方案与星座图选择数据发送到接收机而通知接收机。
上述技术的实施例使得MIMO通信系统更好地适配于信道条件和其它约束条件，具体地关于功耗的约束条件。例如，诸如Alamouti那样的空间-时间编码方案采用分集来减小误码率，因此足以承受信道条件和噪声，但典型地具有单位一的最大速率(与单入单出系统相比较)，而诸如BLAST那样的空间复用方案典型地提供等于发送天线的数目的最大速率，但该速率对于病态条件信道和/或低的SNR将大大地下降(甚至低于单位一)。尽管这样，在低SNR下运行的需要对于便携式设备节省功率将是重要的，但在其它情形下，以增加的功耗为代价的更复杂的复用算法可能是优选的。而且，某些应用需要最小错误率阈值，以及在SNR很低时或在信道的病态条件很高时空间复用算法会无法提供这一点。填充式方案(根据SNR提供功率到发送天线)提供某种程度的适配，但比起在用上述的技术的情形需要高得多的反馈电平。上述的技术考虑了各种因素，以及比起现有技术可以提供大大提高的性能。用于实施这些技术的通用结构示意地显示于图4到6，如以上描述的。例如，参照图6，图上关于以前选择的MIMO方案/星座图参数的信息被用作为用于选择方案/星座图类型的输入参数之一，只允许速率的小的改变，这样系统逐渐适配于不同的需要，比如说通过例如在错误率性能上接近的算法之间切换。因此新的MIMO方案/星座图的选择可根据具有不大于与当前采用的数值的阈值差值的预测的或实际数据错误率的方案。
在采用上述的技术的系统的实施例中，也有可能按照它们的重要性对一个或多个要求进行加权--例如，在信道度量的估计预期为不可靠的情形下，这可被给予减小的权因子，以便不造成发送参数的突然改变，避免跟着发生的未预料的通信故障的风险。相反，其它参数，例如功率约束条件，可给予增加的权因子，这样，它造成发送参数很大的改变，比如说适合于使得终端适配于电源或电池运行。
在上述的技术中，可以附加地或替换地适配于星座图尺寸/调制式样的另一个重要参数是信道编码比值和任选地编码算法(即，是指图1的单元，编码器104，译码器120)，以及这是本发明的实施例/方面想要的。因此，在本文件中除了和/或代替参照星座图或星座图参数以外，可以有效地读出/懂得信道编码比值/算法。
上述的自适应MIMO通信系统的实施例可以对于需要以等于或低于给定的错误率运行的应用提供最小吞吐量保证，提供信道与SNR许可证(所以满足服务质量要求)。所描述的技术也有助于例如通过交换吞吐量和复杂性而适配接收机的功耗。这样，在提供运行条件许可证后，系统的实施例可以有效地保证最低性能限度超过信道度量/SNR/QoS要求的范围。我们也已描述可以如何重新使用计算资源--具体地涉及MIMO信道矩阵分解--以便减小硬件复杂性和/或功耗和/或任选地增加的速度。
上述的技术的实施例可被应用于各种各样的MIMO通信系统，包括基站、接入点，和移动终端/装置。在自适应通信过程中使用的MIMO方案可以从诸如Alamouti那样的非常简单的方案到诸如BLAST或球形译码的复杂的空间-时间和/或频率MIMO方案中进行选择。一般说来，本发明的实施例促进改进的或至少更一致的性能级别和/或，取决于条件和参数而增加的数据速率和/或，在具体的实施例中硬件资源的更有效的使用。
毫无疑问，对于本领域技术人员将出现许多其它有效的替换例。将会看到，本发明并不限于描述的实施例，以及本发明将包括属于所附权利要求的精神和范围内的对于本领域技术人员显而易见的修正。
权利要求
1.一种自适应MIMO通信系统，包括MIMO发射机和MIMO接收机以及具有从所述接收机到所述发射机的反馈路径，所述MIMO发射机包括接收机，接收从所述接收机经由所述反馈路径发送的反馈信号；和控制器，响应所述反馈信号来配置从所述发射机到所述接收机的MIMO发送；所述MIMO接收机被配置来接收所述MIMO发送；以及其中所述MIMO接收机包括判决模块，所述判决模块具有功率指示输入，输入指示想要的接收机功耗的信号；和输出，用于发送MIMO配置信号到所述MIMO发射机，所述判决模块被配置成响应所述功率指示输入确定MIMO发送配置以及输出MIMO配置信号，以便反馈到所述发射机，按照所述确定配置所述发射机。
2.如权利要求1中所述的自适应MIMO系统，其中所述接收机还包括具有测量的QoS信号输出的通信服务质量(QoS)测量系统，以及其中所述判决模块包括来自所述测量QoS输出的测量QoS输入，和想要QoS输入，用于输入指示想要的QoS的信号，以及其中所述判决模块还被配置来输入。
3.一种自适应MIMO通信系统，包括MIMO发射机和MIMO接收机以及具有从所述接收机到所述发射机的反馈路径，所述MIMO发射机包括接收机，接收从所述接收机经由所述反馈路径发送的反馈信号；和控制器，响应所述反馈信号来配置从所述发射机到所述接收机的MIMO发送；所述MIMO接收机被配置来接收所述MIMO发送；以及其中所述MIMO接收机包括具有测量的QoS信号输出的通信服务质量(QoS)测量系统和判决模块，所述判决模块具有第一测量的QoS输入；和第二输入，输入指示想要的QoS的信号；和输出，用于输出MIMO配置信号，以及其中所述判决模块被配置成输入所述想要的QoS信号，响应所述想要的QoS信号确定第一MIMO发送配置，输出第一MIMO配置信号，以便反馈到所述发射机，以按照所述确定配置所述发射机，输入所述测量的QoS信号，响应所述测量的QoS信号确定第二MIMO发送配置，以及输出第二MIMO配置信号，以便反馈到所述发射机，以按照所述第二确定配置所述发射机。
4.如权利要求2或3中所述的自适应MIMO系统，其中所述想要的QoS的信号包括指示要被发送的数据属于多种类别的哪种类别的信号。
5.如权利要求4中所述的自适应MIMO系统，其中所述多种类别的数据规定多个最小可接受的QoS水平。
6.如权利要求4或5中所述的自适应MIMO系统，其中所述多种类别的数据规定多个最大数据传输等待时间。
7.如权利要求2到6的任一项中所述的自适应MIMO系统，其中所述测量的QoS信号包括误块率信号。
8.如权利要求2到7的任一项中所述的自适应MIMO系统，其中所述发射机包括数据压缩模块，响应所述反馈信号输出用于发送的压缩的音频和/或视频数据，其中所述判决模块被配置成当所述测量的QoS小于所述想要的QoS时，输出指示要采用减小的数据速率的MIMO配置信号，以及其中所述发射机被配置来控制所述数据压缩模块响应所述速率减小信号提供减小的数据速率输出。
9.如权利要求1到8的任一项中所述的自适应MIMO系统，其中所述判决模块还被配置成响应先前确定的MIMO发送配置，确定所述MIMO发送配置。
10.如权利要求1到9的任一项中所述的自适应MIMO系统，其中所述接收机还包括具有信道度量输出的信道度量计算模块，以及其中所述判决模块还被配置成响应所述信道度量输出，确定所述MIMO发送配置。
11.如权利要求10中所述的自适应MIMO系统，其中所述信道度量计算模块具有时间确定输入，其中所述信道度量是响应所述时间确定输入在一段时间期间计算的，以及其中所述判决模块被配置成把信道类型信号提供到所述时间确定输入，所述信道类型信号指示在所述MIMO发射机与所述MIMO接收机之间的MIMO信道所属于的在多种类别的信道类型中的一种类别。
12.如权利要求10或11中所述的自适应MIMO系统，其中所述接收机还被配置成估计MIMO信道响应矩阵，以便译码接收信号和用于计算所述信道度量。
13.如权利要求12中所述的自适应MIMO系统，其中所述接收机还被配置成与所述信道响应估计并行地确定所述信道响应矩阵的分解，以便计算所述信道度量和/或译码接收信号。
14.如权利要求12中所述的自适应MIMO系统，其中所述接收机被配置成确定所述信道响应矩阵的分解，以便通过使用共享的计算资源计算所述信道度量和译码接收信号。
15.如权利要求1到14的任一项中所述的自适应MIMO系统，其中所述MIMO配置信号包括指示MIMO发送方案或算法和/或星座图尺寸或调制类型的信号。
16.如权利要求2到15的任一项中所述的自适应MIMO系统，其中所述判决模块包括查找表，提供指示优选的MIMO配置的数据；和判决修正器，响应所述测量的QoS信号修正所述优选的MIMO配置，以提供修正的MIMO配置，以便作为所述MIMO配置信号输出。
17.一种自适应MIMO通信系统，包括MIMO发射机和MIMO接收机以及具有从所述接收机到所述发射机的反馈路径，所述MIMO发射机包括接收机，接收从所述接收机经由所述反馈路径发送的反馈信号；和控制器，响应所述反馈信号来配置从所述发射机到所述接收机的MIMO发送；所述MIMO接收机被配置来接收所述MIMO发送；以及其中所述MIMO接收机包括具有信道度量输出的信道度量计算模块和判决模块，所述判决模块具有信道度量输入；和输出，用于把MIMO配置信号发送到所述MIMO接收机，所述判决模块被配置成响应所述信道度量输入确定MIMO发送配置，以及输出MIMO配置信号，以便反馈到所述发射机，以按照所述确定配置所述发射机；其中所述接收机还被配置成估计MIMO信道响应矩阵，以便译码接收的信号和计算所述信道度量，以及与所述信道响应估计并行地确定所述信道响应矩阵的分解，以便计算所述信道度量和/或译码接收的信号。
18.一种自适应MIMO通信系统，包括MIMO发射机和MIMO接收机以及具有从所述接收机到所述发射机的反馈路径，所述MIMO发射机包括接收机，接收从所述接收机经由所述反馈路径发送的反馈信号；和控制器，响应所述反馈信号来配置从所述发射机到所述接收机的MIMO发送；所述MIMO接收机被配置来接收所述MIMO发送；以及其中所述MIMO接收机包括具有信道度量输出的信道度量计算模块和判决模块，所述判决模块具有信道度量输入；和输出，用于把MIMO配置信号发送到所述MIMO接收机，所述判决模块被配置成响应所述信道度量输入确定MIMO发送配置，以及输出MIMO配置信号，以便反馈到所述发射机，以按照所述确定配置所述发射机；其中所述接收机还被配置成估计MIMO信道响应矩阵，以便译码接收的信号和计算所述信道度量，以及确定所述信道响应矩阵的分解，以便通过使用共享的计算资源计算所述信道度量和译码接收的信号。
19.一种如在权利要求1到18的任一项中所述的MIMO接收机。
20.一种如在权利要求1到18的任一项中所述的MIMO发射机。
21.一种尤其在载体上的计算机程序代码，在运行时实施权利要求1到18的任一项的判决模块。
22.一种MIMO接收机，用于接收MIMO发送，接收机包括MIMO信道矩阵估计器，估计用于译码接收信号的MIMO信道响应矩阵；以及矩阵分解模块，确定用于译码接收信号的所述信道响应矩阵的分解；以及其中所述接收机被配置成与所述信道矩阵响应分解确定并行地估计所述信道响应。
23.一种配置自适应MIMO通信系统的方法，自适应MIMO通信系统包括MIMO发射机和MIMO接收机以及具有从所述接收机到所述发射机的反馈路径，所述MIMO发射机包括接收机，接收从所述接收机经由所述反馈路径发送的反馈信号；和控制器，响应所述反馈信号来配置从所述发射机到所述接收机的MIMO发送，所述MIMO接收机被配置来接收所述MIMO发送，方法包括输入指示想要的接收机功耗的信号；响应所述功率指示输入确定MIMO发送配置；以及输出MIMO配置信号，以便反馈到所述发射机，以按照所述确定配置所述发射机。
24.一种配置自适应MIMO通信系统的方法，自适应MIMO通信系统包括MIMO发射机和MIMO接收机以及具有从所述接收机到所述发射机的反馈路径，所述MIMO发射机包括接收机，接收从所述接收机经由所述反馈路径发送的反馈信号；和控制器，响应所述反馈信号来配置从所述发射机到所述接收机的MIMO发送；所述MIMO接收机被配置来接收所述MIMO发送，方法包括输入想要的通信服务质量(QoS)信号；响应所述想要的QoS信号确定第一MIMO发送配置；输出所述第一MIMO配置信号，以便反馈到所述发射机，以按照所述确定配置所述发射机；测量通信服务质量(QoS)；响应所述测量的QoS确定第二MIMO发送配置；以及输出第二MIMO配置信号，以便反馈到所述发射机，以按照所述第二确定配置所述发射机。
全文摘要
本发明总地涉及用于MIMO(多输入多输出)通信系统的设备、方法和处理器控制码。自适应MIMO通信系统包括MIMO发射机和MIMO接收机以及具有从接收机到发射机的反馈路径，MIMO发射机包括接收机，接收从接收机经由反馈路径发送的反馈信号；和控制器，响应反馈信号来配置从发射机到接收机的MIMO发送；MIMO接收机被配置来接收MIMO发送；以及其中MIMO接收机包括判决模块，判决模块具有功率指示输入，输入指示想要的接收机功耗的信号；和输出，用于发送MIMO配置信号到MIMO发射机，判决模块被配置成响应功率指示输入确定MIMO发送配置以及输出MIMO配置信号，以便反馈到发射机，以按照该确定配置发射机。
文档编号H04B7/04GK1774873SQ20058000001
公开日2006年5月17日 申请日期2005年2月22日 优先权日2004年2月23日
发明者迪米特奥斯·斯卡拉帕利斯 申请人:株式会社东芝