专利名称：增加多载波fdm系统的分集阶数的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明的优选实施方式一般涉及无线通信系统，并且更具体地 涉及多载波(MC)频分复用(FDM)射频(RF)通信系统，例如但 不限制于所提出的多载波码分多址(CDMA)系统，即目前通常周 知的如cdma2000 3X EV-DV，还称作如cdma2000 MC，以及其变形。
背景技术：
通常地，在FDM系统中，发射器在不同的RF载波频率上发射 数据。通常地，每个载波频率传送独立数据流，并且单个载波为特 定用户服务。为了提高数据率，两个或者更多载波可以集合成组， 使得用户能够同时从不同载波接收数据。这样一种方案已经提出用 于例如3xEV-DV系统，其中三个相邻lxEV-DV载波形成系统，同 时为每个载波保持lxEV-DV兼容性。按照当前说明，cdma2000 MC系统将下行链路业务量(从基站 (BS )到移动台(MS )的业务量)均匀分布到所有前向链路栽波(到 三个指定的1.25MHz载波，实际上是1.2288MHz)。按照当前说明， 根据所要求的服务质量(QoS) , MS可以被分配一个载波或者三个 载波以便接收数据。尽管3xEV-DV系统具有三倍于lxEV-DV系统的带宽，期望分 集阶数将不按比例地增加。这是因为载波频率由1.2288MHz分隔， 其相对于固有带宽(5fc)是小量。即，在一些情形下，3xEV-DV系 统可以展示频率非选择性信道的特征。作为在此使用的，认为分集阶数是不相关信号通道的数量，该 通道存在于发射器和接收器之间。作为在此使用的，认为固有带宽S fc 是两个正弦曲线的最大频率分隔，该正弦曲线被信道以类似方式影响。应该注意，当MC-FDM系统使用相邻载波时，分集阶数可能不 增加，因为整个系统仍具有小于固有带宽的带宽。在这种情况下， 应该注意的是接收器必须跟踪针对每个载波的信道实现，因为由于 硬件缺陷，用于子载波的带通滤波器通常不相同(尽管载波可以相 关)。考虑3xEV-DV系统的特定情况，接收器可能需要跟踪三个信道， 一个对应所使用的载波中的每一个。由此可理解到理想的是增加利 用频率非选择性信道操作的MC-FDM系统的分集阶数，并且这样做 还不增加接收器必须跟踪的信道实现的数量(估计)。这种类型问题的常见解决方案是使用发射天线分集。然而，例 如如果在发射器处使用了两个天线，则要求接收器跟踪并且估计两 倍于用于一个发射器情况的信道数。发明内容根据本发明的优选实施方式，克服了前文所述的问题和其他问 题，并且实现了其他优势。本发明的一个方面提供了一种发射器，用于增加多载波频分复 用(MC-FDM)系统的分集阶数，包括至少两个发射天线，以及用 于提供至少两个MC系统频率子栽波给至少两个发射天线中的不同 天线的电路。本发明的另一方面提供了一种MC-FDM系统的基站发射器，包 括至少两个发射天线，以及用于提供至少两个MC系统频率子栽波 给至少两个发射天线中的不同天线的电路，用于通过信道到移动台 接收器的发射。该电路提供少于全部至少两个MC系统频率子载波 的子载波到至少两个发射天线中的至少一个。本发明的又一方面提供了一种方法，用于增加MC-FDM系统的 分集阶数，该方法包括(a)提供至少两个发射天线；以及(b)分 配至少两个MC系统频率子载波给至少两个发射天线中的不同天线。
本发明的另 一 方面提供了 一种存储程序指令的计算机可读数据 存储介质，该程序指令指示数据处理器增加具有至少两个发射天线的MC-FDM系统的分集阶数，其中该指令使得数据处理器和系统执 行以下操作分配至少两个MC系统频率子载波给至少两个发射天 线中的不同天线以及向接收器发射所分配的子载波。本发明的又一方面提供了一种设备，用于增加多载波(MC)系 统的分集阶数，并且包括至少两个发射天线和装置，该装置与至少 两个发射天线相耦合，用于提供至少两个MC系统频率子载波给至 少两个发射天线中的不同天线。本发明的又一方面提供了一种具有至少两个发射天线和装置的 多载波(MC)发射器设备，该装置与至少两个天线相耦合，用于提 供至少两个MC系统频率子载波给至少两个发射天线中的不同天线， 用于到信道的发射。提供装置提供少于全部至少两个MC系统频率 子载波的子载波到至少两个发射天线中的至少一个。
当结合附图阅读下文中优选实施方式的详细描述时，本发明优 选实施方式的前述方面和其他方面将更加显而易见，附图中图l是频率图并且说明了 3xEV-DV频带中的三个载波，以及对 应于两个lxEV-DV频带的两个lxEV-DV载波的示例；图2是示出了用于增加分集阶数的公知技术的频率图，其通过 从两个不同的发射天线发射相同的3xEV-DV和两个lxEV-DV频带；图3是示出了根据本发明的实施方式一种用于增加分集阶数的 技术的频率图，其通过可选地分配频率子带给例如两个发射天线；图4是说明了图3中所示技术的又一实施方式的频率图，其中 子载波#1经历了为二的分集阶数，因为信号从两个发射天线同时发 射；图5是根据本发明的优选实施方式的无线通信系统的框图，其 中为了简化仅表示出两个发射天线；以及
图6是根据本发明一个方面的逻辑流程图。
具体实施方式
根据本发明的实施方式的方法和装置提供了 一种技术，用于增 加MC-FDM系统的分集阶数，同时维持由接收器所跟踪的相同数量 的信道。其通过使用两个或者更多发射天线而实现，具有被分配给 发射天线中不同天线的至少两个3xEV-DV频率子载波。对本发明的实施方式的描述在3xEV-DV系统的非限制环境中进 行，该系统是MC-FDM系统。图1示出了 3xEV-DV系统被设计为 lxEV-DV系统的扩展，即其在3xEV-DV系统带宽(频带)内具有 三个相邻的1 xEV-DV栽波，它们中的每 一 个可以被认为是3 xEV-DV 子载波。然而，因为lxEV-DV是窄带宽系统，所以3xEV-DV系统的相 邻载波(子载波)可以相关。因此，通过3xEV-DV系统观察到的分 集阶数不远远大于lxEV-DV系统的分集阶数。一个(目前非优选)用于增加分集阶数的解决方案是使用多个 发射天线。图2示出了一种技术，用于通过在两个发射天线1和2 上发射相同的频带来加倍分集阶数。图2中所示的实施方式的一个优势是对于每个子载波(lxEV-DV 系统)分集阶数加倍。然而，对于3xEV-DV系统，在接收器处使用 本实施方式变得昂贵，因为必须跟踪六个信道。而且，应该理解到 可能要求用于每个子载波的带通滤波器不同。还应注意导频信道功 率是图1的单个发射天线系统中的值的一半，并且因此通过接收器 进行的信道估计不够准确。图3说明了本发明的优选实施方式，其中通过示例示出了两个 发射天线1和2，但是可以使用多于两个的发射天线。在该实施方式 中，子频带(lxEV-DV系统)可选地分配给发射天线1和2。结果， 第一和第三3xEV-DV系统子频带(载波#1和载波#3)通过天线1 被发射，而第二 3xEV-DV系统子频带(载波#2 )通过天线2被发射。
在这种方式中，整个3xEV-DV系统的分集阶数增加，因为频谦上相 邻子频带之间的相关度极大减小，尽管对于每个子频带分集阶数仍 是一。通过使用本发明的此实施方式而获得的极大益处，与图2中所 示的非优选实施方式相比，接收器仍能够跟踪三个信道，正如图1 中所表示的单个发射天线系统中那样。由此，系统的分集阶数已经 增加，且不增加要求接收器跟踪的信道数量。图4中所示的本发明的又一实施方式，其可以被认为是图2和 图3中所表示的实施方式的变形。在该特定例子中，两个系统的子 载波#1从天线1和2 二者被发射，以接收器跟踪四个信道为代价， 由此相对于图3中所示的实施方式增加了系统的分集阶数。图5是根据本发明的优选实施方式的无线通信系统100的框图。 发射器(Tx) 10包括分别在射频(RF)发射器3和4的输出处的至 少两个天线1和2。 Tx控制器5根据图3和图4中所示的实施方式 中之一选择性地将用于3xEV-DV和lxEV-DV系统的子载波提供给 RF发射器3和4，用于到接收器(Rx) 20的发射，该接收器具有与 RF接收器12的输入相耦合的至少单个接收天线11。为了筒化而未 示出通常的RF接收器12带通滤波器以及类似装置。可以是频率选 择性或者频率非选定性的信道用30指示。应该注意的是反馈通道14可以存在于接收器20和发射器10之 间，由此发射器IO被告知如在接收器处所见的信道条件。在该情况 下，Tx控制器5可以适应地改变对天线1和2的3xEV-DV和/或 lxEV-DV子载波的分配，例如通过在图3中所示的实施方式和图4 中所示的实施方式之间切换，反之亦然。发射器10可以表示蜂窝通信系统的基站(BS),而接收器20 可以表示移动台(MS),例如蜂窝电话。通常地，接收器20的各 种实施方式可以包括但不限制于，蜂窝电话、具有无线通信能力的 个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的便携式计算机，例如 具有无线通信能力的数字相机的图像获取设备、具有无线通信能力
的游戏装置、具有无线通信能力的音乐存储和重放装置、允许无线 因特网访问和浏览的因特网装置，以及并入这些功能的组合的便携 式单元或者终端。注意本发明的使用不限制用于从BS IO到MS 20的下行链路通 信，如在一些实施方式中，可以期望提供具有多于一个的发射天线 的MS20，用于根据本发明的启示到BS 10的发射。还应注意接收器20不必是移动接收器，而还可以是在一个位置 使用的一个接收器，或者甚至是在一个位置现场固定的一个接收器。 发射器IO可以是移动的或者是现场固定的。图6是根据本发明的一个方面的逻辑流程图，并且示出了用于 由图5的Tx控制器5所使用的方法。该方法有益地增加了 MC-FDM 系统中的分集阶数，并且包括(a)提供至少两个发射天线1和2; 以及(b)分配至少两个MC系统频率子载波给至少两个发射天线1 和2中不同天线。对于存在n个MC系统频率子载波的情况，其中n三2，分配操 作分配至少两个MC系统频率子载波给发射天线中的不同天线，使 得没有由同一天线所发射的频谱上相邻MC系统频率子载波。在另 一情况中，分配操作分配至少两个MC系统频率子载波给发射天线 中的不同天线，使得至少有由不同天线同时发射的MC系统频率子 载波，并且其他MC系统频率子载波中的每一个由可用天线之一来 发射。例如，如果有三个发射天线TX1、 TX2和TX3，三个MC系 统频率子载波(例如#1、弁2以及#3)可以被分配为TX1 (#1，0，0)、 TX(#1，0，#3) 、 TX3(0,弁2，0)。在该示例中，MC系统频率子载波#1 是由天线TX1和TX2两者发射，并且天线TX2同时发射两个MC 系统频率子载波#1和#3，其不相邻。概括地，提供少于所有MC系 统频率子载波的子载波给一个或者多个发射天线是有益的。然而， 就跟踪代价而言，可以通过提供给定MC系统频率子载波给较少天 线而得到更多益处(例如，提供MC系统频率子载波#1到一个发射 天线比提供MC系统频率子载波#1到两个发射天线更佳)。
分配操作还可以分配多个其他子载波，例如lxEV-DV子载波， 用于通过至少两个天线中的不同天线的发射。如图6中虚线所示，该方法可以进一步接收与信道有关的信息， 例如反々贵信息14，并且响应于该信息，可以改变MC系统频率子载 波到至少两个发射天线1和2中的不同天线的分配。图6中所示的方法可以通过在计算机可读介质(图5中所示的 CRM 6)中提供计算机程序指令来实现，用于由形成Tx控制器5的 一部分的数据处理器(图5中所示的DP 7)执行。由使用本发明的实施方式所给予的至少一个优势是增加 MC-FDM系统的分集阶数而不增加要求接收器20跟踪的信道(载波 导频)数量。通过示例性且非限定性示例，前文描述已经提供了发明人目前 所期望的用于执行本发明的最佳方法和装置的完整且丰富的描述。 然而，当结合附图和所附权利要求书阅读时，就前文描述而言，各 种修改和调整对于相关领域中的技术人员而言将变得显而易见。但 是对于一些示例，使用不同数量的3xEV-DV和lxEV-DV子栽波可 以由本领域中的技术人员来尝试，其可以导致使用图4的实施方式 中的每个天线的3xEV-DV和lxEV-DV子载波的不同选择。还可以 使用两个以上的TX天线。然而，本发明启示的所有这些修改和类似 的修改将仍落入本发明的实施方式的范围内。而且，本发明的优选实施方式的一些特征可以优势地使用，而 不相应地^f吏用其他特征。同样地，前文描述应该认为仅是说明本发 明的原理、启示以及实施方式，而不是本发明的限制。
权利要求
1.一种发射器，用于增加多载波频分复用(MC-FDM)系统的分集阶数，该发射器包括至少两个发射天线，以及用于提供至少两个MC系统频率子载波给所述至少两个发射天线中的不同天线的电路。
2. 根据权利要求1所述的发射器，其中存在n个MC系统频率 子载波，其中n$2，并且其中所述电路提供所述至少两个MC系统频 率子栽波给所述发射天线中的不同天线，使得不存在由同一发射天 线所发射的频谱上相邻的MC系统频率子载波。
3. 根据权利要求1所述的发射器，其中存在n个MC系统频率 子载波，其中n$2,并且其中所述电路提供所述至少两个MC系统频 率子载波给所述发射天线中的不同天线，使得至少两个频谱上相邻 的MC系统频率子载波由同一发射天线所发射，其中所述两个频i普 上相邻的MC系统频率子载波中至少之一还由另一发射天线所发射。
4. 根据权利要求1所述的发射器，其中存在n个MC系统频率 子载波，其中nS2，并且其中所述电路提供所述n个MC系统频率子 载波中至少之一给所述至少两个发射天线中的多个天线。
5. 根据权利要求3所述的发射器，其中存在n个MC系统频率 子载波，其中t^2，并且其中所述电路提供所述n个MC系统频率子 载波中给定的一个给所述至少两个发射天线中的仅一个天线。
6. 根据权利要求1所述的发射器，其中还存在为由所述至少两个发射天线中的不同天线进行的发射所提供的多个其他子栽波，其 中所述其他子载波中的至少一个由至少两个所述发射天线所发射。
7. 根据权利要求1所述的发射器，其中所述电路包括用于接收 与信道有关的信息的输入，并且所述电路响应于所述输入，用于改 变所述MC系统频率子载波到所述至少两个发射天线中的不同天线 的分配。
8. —种多栽波频分复用(MC-FDM)系统的基站发射器，其包 括至少两个发射天线，以及用于提供至少两个MC系统频率子载波 给所述至少两个发射天线中的不同天线的电路，用于经过信道到移 动台接收器的发射，所述电路提供少于所有所述至少两个MC系统 频率子载波的子载波到所述至少两个发射天线中的至少 一个。
9. 根据权利要求8所述的基站发射器，其中存在n个MC系统 频率子载波，其中n^2，并且其中所述电路提供所述至少两个MC 系统频率子载波给所述发射天线中的不同天线，使得不存在由同一 发射天线所发射的频镨上相邻的MC系统频率子载波。
10. 根据权利要求8所述的基站发射器，其中存在n个MC系统 频率子载波，其中n^2,并且其中所述电路提供所述至少两个MC 系统频率子载波给所述发射天线中的不同天线，使得至少两个频谱 上相邻的MC系统频率子载波由同一发射天线所发射，其中所述两 个频谱上相邻的MC系统频率子载波中的至少一个还由另一发射天 线所发射。
11. 根据权利要求8所述的基站发射器，其中存在n个MC系统 频率子载波，其中n^2,并且其中所述电路提供所述n个MC系统频 率子载波中的至少一个给所述至少两个发射天线中的多个天线。
12. 根据权利要求2所述的基站发射器，其中存在n个MC系统 频率子栽波，其中n$2,并且其中所述电路提供所述n个MC系统频率子载波中给定的一个给所述至少两个发射天线中的仅一个。
13. 根据权利要求8所述的基站发射器，其中还存在为由所述至 少两个发射天线中不同天线进行的发射所提供的多个其他子栽波， 其中所述其他子载波中的至少一个由至少两个所述发射天线所发 射。
14. 根据权利要求8所述的基站发射器，其中所述电路包括用于 从所述移动台接收关于所述信道的反馈信息的输入，并且响应于所 述输入，用于改变所述MC系统频率子载波到所述至少两个发射天 线中的不同天线的分配。
15. —种方法，用于增加多载波频分复用(MC-FDM)系统的分 集阶数，该方法包括提供至少两个发射天线；以及分配至少两个MC系统频率子载波给所述至少两个发射天线中 的不同天线。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中存在n个MC系统频率 子载波，其中n22，并且其中分配步骤分配所述至少两个MC系统频 率子载波给所述发射天线中的不同天线，使得不存在由同一发射天 线所发射的频谱上相邻的MC系统频率子栽波。
17. 根据权利要求15所述的方法，其中存在n个MC系统频率 子载波，其中nS2，并且其中分配步骤分配所述至少两个MC系统频 率子栽波给所述发射天线中的不同天线，使得至少两个频谱上相邻 的MC系统频率子载波由同一发射天线所发射，并且其中还分配所 述两个频谱上相邻的MC系统频率子载波中的至少一个给另一发射 天线用于发射。
18. 根据权利要求16所述的方法，其中存在n个MC系统频率 子载波，其中nS2，并且其中分配步骤分配所述n个MC系统频率子 载波中的至少 一个给所述至少两个发射天线中的多个天线。
19. 根据权利要求16所述的方法，其中存在n个MC系统频率 子栽波，其中n^2，并且其中分配步骤分配所述n个MC系统频率子 载波中给定的一个给所述至少两个发射天线中的仅一个。
20. 根据权利要求15所述的方法，其中分配步骤还分配多个其 他子栽波用于通过所述至少两个发射天线中的不同天线进行的发 射，并且其中至少一个所述其他子载波还被分配为通过至少两个所述发射天线发射。
21. 根据权利要求15所述的方法，进一步包括接收关于信道的 信息，并且响应于所述信息，改变所述MC系统频率子载波到所述 至少两个发射天线中的不同天线的分配。
22. —种存储程序指令的计算机可读数据存储介质，该程序指令 指示数据处理器增加具有至少两个发射天线的多载波频分复用 (MC-FDM)系统的分集阶数，所述指令使得所述数据处理器和系 统执行以下，喿作分配至少两个MC系统频率子载波给所述至少两个发射天线中 的不同天线；以及向接收器发射所分配的子载波。
23. 根据权利要求22所述的计算机可读存储数据介质，其中存 在n个MC系统频率子载波，其中r^2，并且其中分配步骤分配所述 至少两个MC系统频率子载波给所述发射天线中的不同天线，使得 不存在由同 一发射天线所发射的频语上相邻的MC系统频率子载波。
24. 根据权利要求22所述的计算机可读存储数据，其中存在n 个MC系统频率子载波，其中n22，并且其中分配步骤分配所述至少 两个MC系统频率子载波给所述发射天线中的不同天线，使得至少 两个频语上相邻的MC系统频率子载波由同一发射天线所发射，并 且其中还分配所述两个频谱上相邻的MC系统频率子载波中的至少 一个给另 一发射天线用于发射。
25. 根据权利要求23所述的计算机可读存储数据介质，其中存 在n个MC系统频率子载波，其中n^2,并且其中分配步骤分配所述 n个MC系统频率子栽波中的至少一个给所述至少两个发射天线中 的多个天线。
26. 根据权利要求23所述的计算机可读存储数据，其中存在n 个MC系统频率子载波，其中n22,并且其中分配步骤分配所述n 个MC系统频率子载波中给定的一个给所述至少两个发射天线中的 仅一个。
27. 根据权利要求22所述的计算机可读存储数据，其中分配步 骤还分配多个其他子载波用于由所述至少两个发射天线中的不同天 线进行的发射，并且其中至少一个其他子载波还被分配为由至少两 个所述发射天线所发射。
28. 根据权利要求22所述的计算机可读存储数据介质，还包括 接收关于信道的信息，并且响应于所述信息，改变所述MC系统频 率子载波到所述至少两个发射天线中的不同天线的分配。
29. —种设备，用于增加多载波(MC)系统的分集阶数，包括 至少两个发射天线和装置，所述装置与所述至少两个发射天线相耦 合，用于提供至少两个MC系统频率子载波给所述至少两个发射天 线中的不同天线。
30. —种多载波(MC)发射器设备，包括至少两个发射天线和 装置，所述装置与所述至少两个发射天线相耦合，用于提供至少两 个MC系统频率子载波给所述至少两个发射天线中的不同天线，用 于到信道的发射，所述提供装置提供少于所有所述至少两个MC系 统频率子载波的子载波给所述至少两个发射天线中的至少一个。
全文摘要
一种发射器操作用于增加多载波频分复用(MC-FDM)系统的分集阶数。该发射器具有至少两个发射天线和用于提供至少两个MC系统频率子载波给该至少两个发射天线中的不同天线的电路。
文档编号H04B7/04GK101120564SQ200580048184
公开日2008年2月6日 申请日期2005年12月2日 优先权日2004年12月28日
发明者A·博阿里尤, P·瓦尔什奈伊 申请人:诺基亚公司