无线通信系统中的空分多址信道化的制作方法

专利名称：无线通信系统中的空分多址信道化的制作方法
技术领域：
以下说明涉及无线通信，具体涉及无线通信系统中的空分多址信道化 等等。
背景技术：
无线通信系统已成为全世界多数人进行通信的流行方式。无线通信设 备日渐变小且更强大，以满足用户的需求，并提高便携性和便利性。象蜂 窝电话这种移动设备的处理能力的提高，使得人们对无线网络传输系统的 要求也提高了 。这种无线阿络传输系统通常不象通过这些系统进行通信的 蜂窝设备一样易于更新。随着移动设备能力的扩展，很难维持较老的无线 网络系统，同时又能完全利用新的改进的无线设备能力。
无线通信系统通常使用不同方法产生信道形式的传输资源。这些系统 可以为码分复用(CDM)系统、频分复用(FDM)系统和时分复用(TDM) 系统。FDM的一个常用变型为正交频分复用，它能够有效地将整个系统带 宽划分为多个正交子载波。这些子载波也可以称为信号频率、点频和频道。 可以用数据调制每个子载波。对于基于时分的技术，每个子载波可以包括 一些连续时间片或时隙。可以为每个用户提供一个或多个时隙和子载波组 合，用于发射和接收确定的突发脉冲周期或帧形式的信息。跳变方案通常 为符号速率跳变或者块跳变方案。

发明内容
下文给出了简单的总结，以便对所公开实施例的一些方面提供基本理 解。本发明内容不是全面概述，因此并非意在指定这种实施例的关键要素 或限定这种实施例的范围。其目的是以简化形式给出所述实施例的一些概 念，从而作为稍后给出的更详细说明的前序
根据一个或多个实施例以及相应公开，结合SDMA信道化来描述本发 明的各个方面，以提高扇区吞吐量。
根据一方面，提供一种无线通信系统中信道化的方法。该方法包括在 不同空间资源上重叠的时间周期内重叠的频率资源上调度到至少两个终端 的传输。该方法还包括对发送给所述至少两个终端的导频使用不同的码偏 移，其中不同的码偏移对应于不同子树。不同的码偏移可以产生不同的导 频签名。
另一方面涉及包括处理器和存储器的无线通信装置。处理器可以执行 指令，所述指令用于在不同空间资源上重叠的时间周期内重叠的频率资源 上调度到至少两个终端的传输，从而使发送给所述至少两个终端的导频使 用不同的码偏移。存储器可以存储和处理器产生的指令相关的信息。
根据另一方面，提供一种提供空分多址信道化的无线通信装置。该装 置包括调度模块，用于在不同空间资源上重叠的时间周期内重叠的频率资 源上调度到至少两个终端的传输。该装置还包括使用模块，用于对发送给 所述至少两个终端的导频使用不同的码偏移，其中不同的码偏移对应于不 同子树。
另一方面涉及一种机器可读介质，其上存储有机器可执行指令，这些 指令用于在不同空间资源上重叠的时间周期内重叠的频率资源上调度到至 少两个终端的传输。这些机器可执行指令还对发送给所述至少两个终端的 导频使用不同的码偏移，其中不同的码偏移对应于不同子树。
相关的另一方面是一种无线通信系统中使用的装置。该装置包括处理 器，其可用于在不同空间资源上重叠的时间周期内重叠的频率资源上调度 到至少两个终端的传输。处理器还可用于对发送给所述至少两个终端的导 频信号使用不同的码偏移，其中不同的码偏移对应于不同子树。
为了实现上述相关目的， 一个或多个实施例包括下文充分描述且权利要求中具体指出的特征。以下说明书和附图详细阐述了一些示例性方面， 但仅给出可以采用实施例原理的各种方式中的一些。在结合附图考虑以下 详细说明时，其它优点和新颖特征将变得显而易见，所公开的实施例意在 包括所有这种方面及其等价要件。


图1示出根据空分多址信道化的各个实施例的多址无线通信系统。
图2示出用于无线通信系统中空分多址信道化的示例系统。
图3示出信道树结构的示例部分。
图4示出跳变端口和频率区域间映射的示例图示。
图5示出对正交系统的业务信道的使用有一定限制的树结构。
图6示出接入终端在反向链路上进行的SDMA确认传输的一些方面。
图7示出减少反向链路上发送的确认的冲突的一些方面。
图8示出四个接入终端的四个子树结构。
图9示出两个接入终端的四个子树结构，其中一个终端传输三个流， 另一个终端传输一个流。
图IO示出三个接入终端的四个子树结构，其中两个终端传输一个流， 第三个终端传输两个流。
图11示出另一个示例子树结构。
图12示出用于无线通信系统信道化的方法。
图13示出发射机系统和接收机系统实施例的框图。
图14示出空分多址信道化系统。
具体实施例方式
现在参考附图描述各实施例。在以下说明书中，出于解释的目的，给 出了很多具体细节，以便提供对一个或多个方面的透彻理解。不过，显然 可以无需这些具体细节来实践这种实施例。在其它情况下，以方框图形式 示出了公知的结构和装置，以便于描述这些实施例。
本申请中所使用的"部件"、"模块"、"系统"等词意指计算机相关的 实体，可能为硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或者执行的软件。例
7如，部件可以为运行在处理器上的进程、处理器、对象、可执行程序、执 行的线程、程序和/或计算机，但不限于以上所述。举例而言，运行于计算 设备上的应用程序和计算设备都可以为部件。 一个或多个部件可以位于进 程和/或执行线程中， 一个部件可以位于一个计算机和/或分布于两个或多个 计算机上。此外，这些部件可以执行其上存储有各种数据结构的各种计算 机可读介质。这些部件可以通过本地和/或远程过程通信，例如，利用具有 一个或多个数据分组的信号(例如， 一个部件的数据通过信号和本地系统、 分布式系统和/或通过如因特网的网络和其它系统的另一个部件交互)。
此外，这里结合无线终端描述许多实施例。无线终端也可称为系统、 用户单元、用户站、移动站、移动电话、移动设备、远程站、远程终端、 接入终端、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理、用户设备或用户
装置(l正)。无线终端可以是蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(SIP) 电话、无线本地环(WLL)站、个人数字助理(PDA)、具有无线连接功能 的手持设备、计算设备或者连接到无线调制解调器的其它处理设备。此外， 这里结合基站描述了许多实施例。基站可用于和无线终端通信，可以称之 为接入点、节点B或者其它术语。
对可能包括若干设备、部件、模块等的系统的各个方面或各个特征进 行描述。应该理解，各种系统可以包括其它设备、部件、模块和/或不包括 结合附图描述的所有的设备、部件和模块。也可以使用这些方法的组合。
图1示出根据空分多址信道化的各个实施例的多址无线通信系统100。 具体而言，多址无线通信系统100包括多个小区，例如小区102、 104和106。 在图l的实施例中，每个小区102、 104和106可以包括接入点108、 110、 112，接入点包括多个扇区。多个扇区通过天线组形成，每个天线组负责与 小区一部分中的接入终端进行通信。在小区102中，每个天线组114、 116 和118对应于不同的扇区。在小区104中，每个天线组120、 122和124对 应于不同的扇区。在小区106中，每个天线组126、 128和130对应于不同 的扇区。
每个小区包括多个接入终端，这些终端和每个接入点的一个或多个扇 区通信。例如，接入终端132、 134、 136和138和基站108通信，接入终 端140、 142和144和接入点110通信，接入终端146、 148和150与接入点112通信。
例如，如小区104所示，每个接入终端140、 142和144位于相应小区 中和同一小区内的其它接入终端不同的部分。此外，每个接入终端140、 142 和144可以和与其通信的相应天线组距离不同。这些因素以及小区内的环 境和其它状况使得每个接入终端和与之通信的相应天线组间的信道状况不 同。
根据一些方面，特定小区内的接入终端可以和与该小区相关的接入点 通信，同时，该接入终端可以和与不同小区相关的接入点通信。例如，接 入终端132可以和接入点108和110通信；接入终端148可以和接入点110 和112通信；接入终端150可以和接入点108和112通信。
控制器152连接到每个小区102、 104和106。控制器152可以包括到 多个网络的一个或多个连接，这些网络有例如因特网，基于分组的其它网 络或者电路交换语音网络，其中的电路交换语音网络提供信息给和多址无 线通信系统100内的小区通信的接入终端，并从这些接入终端获取信息。 控制器152包括或者连接到调度器(scheduler),调度器调度发向或者来自 接入终端的传输。在一些实施例中，调度器可以位于每个单个小区内，位 于小区的每个扇区内或者位于二者的组合内。
例如，基站可以使用一组已知的波束以提供SDMA，从而增强调度， 并且使得可以在完全或者部分重叠的时间周期内的完全或部分重叠的频率 资源上调度用户。如果基站知道每个用户的最佳波束，如果不同用户要从 不同波束接收数据，那么基站可以为不同用户分配同一信道。
SDMA索引可能是变化相对较慢的参数。这是因为用来计算SDMA索 引的索引会捕获用户的空间统计，可以通过移动设备测量用户的空间统计。 移动设备可以使用该信息来计算自己所期望的波束并向基站指示该波束。 即便没有功率分配，发射机了解信道也有助于提高这些系统的容量。这些
系统中，发射天线的数量TM大于接收天线的数量RM。通过沿信道本征矢
量的方向发射来提高容量。反馈这一信道会使用开销。
SDMA在发射机处提供足够丰富的波束集，这样可以实现完全灵活的 调度。在通过一些反馈机制告诉基站的波束上调度用户。
根据一些方面，可以逐个分组地在基本类似的时频资源上的SDMA维度之上调度接入终端。根据其它方面，逐帧、逐个超帧或者逐个突发脉冲
地在基本类似的时频资源上的SDMA维度之上调度每个终端。
这里所使用的接入点一词可以是用于和终端通信的固定站，也可以称 为基站、节点B等等并且包括它们的一些或全部功能。接入终端可以称为 用户装置(UE)、无线通信设备、终端、移动台等等并且包括它们的一些或 全部功能。
需要指出的是，虽然图1示出物理扇区(例如，不同扇区具有不同天 线组)，也可以使用其它方法。比如，可以使用多个固定"波束"代替物理 扇区，或者和物理扇区结合使用，每个波束覆盖频率空间中小区内不同区 域。
图2示出无线通信系统中的空分多址信道化示例系统200。系统200可 用于复用导频和确认。系统200还可以用于基本同时地进行多输入多输出 (MIMO)传输和空分多址(SDMA)传输。为了完全理解所公开的内容， 下面描述和MIMO以及SDMA传输相关的内容。
在MIMO方案中，可在同一资源上传输多个分组。MIMO方案的广义 概念是，两个不同的分组可以同时在同一资源上传输。在MIMO中，基站 具有多个天线，这些天线称为发射天线，终端也具有多个天线，称为接收 天线。基站可以从不同天线发射不同信号。因为有多个接收天线，这些信 号在到达时，可以由接收设备分开并理解。例如， 一个2X2的方案中，基 站有两个发射天线(TM1和TM2)，终端有两个接收天线(RM1和Rm2)。接 收天线RM1和RM2会收到发射信号TM1和Tm2的线性组合，这些信号可能会 包括一些干扰或噪声。线性组合可如下表示
l j L&」Lw
在SDMA方案中，不是一个终端具有多个天线，而是多个用户具有一 个天线，不同的波束发送到不同的用户。可以在同一时频资源上同时调度 多个用户，而多个用户的空间签名可以区分。在SDMA中， 一个扇区划分 为多个空间区域，这样，不同区域中的用户设备共享相同的信道资源，从 而获得更高的空间重用率。在一些其它区域中，不允许进行空间重用。可 能有独立的广播波束区域与使用专用信道资源的整个扇区重合。该区域可
i用于发射专用的控制和/或广播数据。不用于进行广播传输的区域称为单播 区域。每个单播区域进一步划分为一组更窄的空间波束，这样，区域内特 定波束(或波束的线性组合)可用于特定的用户设备，从而提高用户设备 的天线增益，限制传输引起的干扰在空间上的扩散。
在MIMO方案和SDMA方案中，终端部分地基于导频解调一个或多个 接收到的信道，导频是终端用来估计信道(如， 一个天线具有一个信道， 两个天线具有两个信道等等)的一些已知符号。在MIMO方案和SDMA方 案中，终端应该复用来自不同天线的导频信号，这是因为来自每个天线的 信道估计应该分开。在每个接收天线处可以复用来自不同天线或两个天线 的导频信号。因而，可以利用不同的正交码发射对应不同天线(MIMO系 统中)或不同波束(SDMA系统中)的导频信号。根据一些方面，这些码 可以为DFT码。
再次参考图2，系统200包括和接收机204无线通信的发射机202。发 射机202可以为基站，接收机204可以例如为通信设备。应该理解，系统 200可以包括一个或多个发射机202和一个或多个接收机204。然而，为了 简单起见，仅示出一个发射机和一个接收机。
例如，如果发射机202有四个天线，就有四个维度。因而，可以有两 个MIMO接收机204，每个MIMO接收机具有两层(例如天线)；或者可 以有四个接收机204，每个接收机具有一层或一个天线。可以有利用这四层 的其它组合，比如，三个接收机，其中，两个接收机每个具有一层或一个 天线， 一个接收机具有两个天线或两层。另一种组合可以是一个接收机具 有一层或一个天线，第二个接收机具有三层或三个天线。系统200可以用 于为同一用户(MIMO)的不同层或不同接收机(SDMA)分配不同码。因 而，系统200提供了管理用户和/或层的任意组合的结构。
发射机202可以包括调度器206，它可用于分配资源。这样的分配可以 试图防止前向链路上发送的导频冲突，以及/或者反向链路上发送的确认冲 突。可以通过利用信道树分配这些资源，信道树是二进制树。参考下面的 图描述和信道树相关的其它信息。
调度器206可用于调度到多个接收机204的传输。这样的传输可以在 不同空间资源重叠的时间周期内在重叠的频率资源上调度到接收机204。可以利用信道树不同的子树来调度接收机204。
根据一些方面，调度器206可以进一步用于提供不同的确认资源。在 UMB中，基站每次向终端发射分组，终端回复确认(ACK)，可以是肯定 ACK (成功接收到分组)或否定ACK (未成功接收到分组)。在CDMA中， ACK是终端专用的信道(例如，基于MACID)。
在UMB中，ACK是信道专用的，因此，信道树上的每个基本节点具 有相关的ACK资源。因而，如果为接收机204分配一个特定节点，接收机 204可以将该节点和资源对应，可以在该资源上下行链路传输ACK。信道 树上的节点被分配给接收机204信道后，可以在不同的资源上发送随后的 ACK。
发射机202还包括偏移器208，可以将它用于通过为每个导频分配不同 的偏移码，来偏移到接收机204的传输的导频分配。导频具有对应于不同 子树的不同码偏移，这样，导频传输不会重叠。根据一些方面，除了第一 子树以外的所有子树的描述可以延迟到较晚的开销信道，这是因为该信息 对于解调以非MIMO、非SDMA模式发送的控制段和开销信道而言不是必 需的。
偏移可以是用于到一个或多个接收机204的传输的至少多个空间维度。 因为可以为多个接收机分配同一信道ID，应该为每个用户分配不同的导频 和导频码或导频签名(PS)，这使得每个接收机可估计信道。调度器208可 以通过指定接收机的第一层来为接收机分配相应的导频签名。将利用下面 的实例对此进行说明。有四个用户，每个用户有一层。因而，例如，可以 为接收机1提供导频签名0 (PSo)，可以为接收机2提供导频签名1 (PS》， 可以为接收机3提供导频签名2 (PS2)，可以为接收机4提供导频签名3 (PS3)。
另一个例子中，有两个接收机，每个接收机(MIMO中)有两层。因 而，偏移器208可以为第一接收机分配PSo，为第二接收机分配PS2。为第 一接收机分配PSo (并且它有两层)时，接收机明白它要使用PSo和PSi。
为第二接收机分配PS2时，接收机明白它要使用PS2和PS3。应该理解，如
上所述，可以有不同数量的接收机以及层或天线的不同组合。
因而，因为有许多导频签名，因此，偏移器208试图发送偏移并分配
12对应于接收机204第一层的导频签名。对于后面的层，接收机204将索引 增加1，直到增加到层的数量。
根据一些方面，调度器206可用于利用调度技术来减小分配大小，而 不改变ACK的位置。例如，调度器206可以首先通过删除最后ACK后的 节点分配节点子集，然后通过删除第一 ACK之前的节点分配节点子集。
系统200可以包括处理器210，该处理器连接到发射机202 (和/或存储 器212)，用于执行和复用导频以及复用分配相关的指令。处理器210可以 是专用于分配资源和/或产生发射机202接收的信息的处理器。处理器210 还可用于执行和调度到两个或多个终端的传输相关的指令，该传输在不同 空间资源的重叠时间周期的重叠频率资源上进行。处理器210可以调度传 输，这样传输到接收机的导频在重叠的时间或频率资源上使用彼此偏移的 不同码。码偏移可以对应不同子树。处理器210还可以是控制系统200的 一个或多个部件的处理器，和/或是分析并产生发射机202接收的信息并控 制系统200的一个或多个部件的处理器。
存储器212可以存储和处理器210执行的指令相关的信息以及和无线 通信网络中SDMA和/或MIMO信道化相关的其它适当信息。存储器212 还可以存储协议等等，该协议和采取动作以控制发射机202和接收机204 之间的通信相关，这样，系统200可以采用存储的协议和/或算法来实现这 里公开的各个方面。
应该理解，这里描述的数据存储(如存储器)部件可以为易失性存储 器或者非易失性存储器，或者可以既包括易失性存储器又包括非易失性存 储器。非限定性的例子可如下，非易失性存储器可以包括只读存储器 (ROM)、可编程只读存储器(PROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、 电可擦除只读存储器(EEPROM)或者闪存。易失性存储器可以包括随机 存取存储器(RAM)，其作为外部缓存。非限定性的例子可如下，RAM有 多种形式，比如，同步随机存取存储器(DRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM (DDR SDRAM)、增强SDRAM (ESDRAM)、同步链接DRAM(SLDRAM) 和直接RambusRAM (DRRAM)。这里公开的实施例中的存储器210包括 但不限于这些和其它适当的存储器类型。图3示出信道树结构300的示例部分。基站可利用信道树300在 OFDM/OFDMA无线通信环境中的前向链路上分配资源。树结构300代表 端口空间到可用频率区域的映射。树结构300的基本节点302到316可以 对应于不重叠的连续频率。这使得同一树内调度的接入终端可以正交关联。 在传统的OFDM/OFDMA系统中，可以利用单个树结构来调度扇区内的通 信，其中，信道树300内调度的终端和信道正交化相关。为了可以利用 SDMA，可以使用多个信道树300，其中，完全不同的树上的接收机304可 以利用基本类似的时频资源。
信道300内的每个节点代表一个信道。因为存在跳频，因此从逻辑上 讲，为每个接收机分配信道的一个节点。在跳频模式中，在同一交织的不 同时间或帧，节点映射到不同的物理模式，以便进行跳频。节点正交映射， 因而没有两个节点同时映射到同一物理资源。因而，任何时候在信道树300 中，这些节点映射到一组资源。这样的映射可由基站利用，映射方式可以 为随机的。
信道树300中的每个节点具有节点标识符(ID)。分配一个节点时，该 节点的信道ID被发送给终端。应该理解，所示信道树300为信道树的一部 分。完整的信道树在基本层可以有32节点，节点302到316示出的即是该 层。树中更高一层(例如，节点318代表的层)可以有16个节点。更高一 层可以有8个节点，更高一层4个节点，更高一层2个节点。最高层由1 个节点代表。
因而，如果为终端分配的是节点304，这就是终端使用的信道。如果为 终端分配的是节点318，接收机具有两个节点302和304。在给定帧上的任 何时间点，如果这两个节点302和304以跳频模式映射到该信道，接收机 会在该物理段(tile)上传输数据，其中每个段16个频率。信道树300寻址 频率并且沿树向上移动会提供更多频率。
在SDMA或MIMO或者这两者中，为多个接收机或者同一接收机的多 层分配同一资源。因而，基站会发射两个信号。在MIMO中，两个信号是 到同一终端的重叠信号。资源量不变，还是同一资源，两个信号在同一资 源上重叠。
非限定性的例子可以为，基站具有两个天线(T^和Tm2)，接收机有两个天线(Rm,和Rm2)。在理想系统中，来自TW的通信由Rm,接收，来自
Tm2的通信由Rm2接收，通信之间没有交叉串扰。代表这种情况的正交矩阵 如下
—1 0— |_0 l一
其中自TM1由Rm,接收，用1表示(矩阵上部)。因为在理想系统中，RM1 不接收来自Tm2的信号，所以用0表示(矩阵上部)。类似地，在理想系统 中，Rm2不接收来自Tm,的信号，所以矩阵下部也是0。矩阵下部的l代表
来自Tm2的信号由Rm2接收。
然而，理想系统中接收的纯信号通常不存在。通常出现的是两个发射 天线对两个接收天线收到的通信都有贡献。因而，可以通过使用滤波器F 将信号分开，这如下面矩阵所示
L0 i—
在MIMO方案中，终端在同一资源获得两个信号。SDMA方案中，同 一节点被分配给不同接收机。因而，在SDMA中，第一接收机和第二接收 机都被分配给一个节点，而且两个接收机具有相同的节点ID。 SDMA中使 用的波束对每个接收机不同，而且空间上是分开的，这使得泄露即交叉串 扰最小。如上矩阵所示，可以利用滤波器重叠MIMO中的传输。因而，在 MIMO中，接收机应该单独估计第一天线和第二天线的信道。在SDMA中， 接收机估计对应于不同波束的信道。
如果接收机未被分配在信道树的基本层而是分配到了较高层(如图3 中的节点318)，那么接收机可以利用ACK资源(如图3中的节点302或 304)。通常，接收机304选择最左侧的基本节点来确定资源。因而，如果 用户被分配给节点318，会在节点302而不是节点304上发送ACK。
在传输给相同资源上的多个用户的情况下，不同用户的ACK不在相同 的资源上传输，这是因为ACK会冲突。例如，在多码字(MCW) MIMO 中，如果把资源分配给具有多层的一个用户，就需要单独发送ACK，这是 因为一层可能被解码而其它层未被解码。因而，ACK应该和所确认的特定 层相关。因而，多个ACK应该和相同资源关联。 一个简单的解决方案是为每个 节点提供多个ACK。如果有两个接收机，指示第一接收机使用第一 ACK， 指示第二接收机使用第二 ACK。然而，这增加了所需的ACK资源数，该 方案会增加ACK资源数。然而，在具有两个用户的SDMA方案中，例如，应该对用户进行复用， 这样，分配至少两个节点。例如，如果为第一用户和第二用户分配节点318， 第一用户可以使用节点302发送ACK，第二用户可以使用节点304发送 ACK。因而，在SDMA中，不能为两个终端分配相同的基本节点，这是因 为这样的话ACK就被分配给相同的资源。然而，在SDMA中，可以为两 个终端分配相同的更高级节点。类似地，如果有三个终端，至少应分配三 个节点；四个终端至少应分配四个节点等。此外，尽管这里是用树来所示，根据一些方面，信道树结构300可以 用矩阵形式或者其它适当形式表示，以助于调度无线通信环境中的接入终 端。下面的图对上面描述的各方面进行更详细的描述。参考图4，其中示出 跳变端口和频率区域之间映射400的示例图示。这由树结构300 (图3)的 基本节点302—316代表。映射可以对应一个特定的置换，这是因为，给定 不同置换，跳变端口可以映射到各个频率范围。具体而言，树结构300可 以包括8个基本节点302、 304、 306、 308、 310、 312、 314和316。因而， 8个跳变端口可以映射到8个不同的频率范围，这些频率范围在一个跳变置 换中处于可用频率范围内。更进一步，在跳变置换中，第一跳变端口 (hpl) 402可以映射到第三 频率范围(fr3)404;第二跳变端口(hp2)406可以映射到第一频率范围(frl) 408;第三跳变端口 (hp3) 410可以映射到第六频率范围(fr6) 421，以此 类推。应该理解，该映射仅为说明目的。可以随机、伪随机或通过任何其 它适当方式分配这些映射。此外，在特定时间间隔期间和/或根据一个置换 安排，可以重新分配映射。应该理解，这些映射使得和信道树内跳变端口 相关联的接入终端保持和正交信道相关(例如，可以这种方式划分频率范 围以保持正交性)。在一些方面中，可以用子载波映射或者子载波集替代映射，在一个方面中，子载波集可以包括至少两组子载波。 一方面，子载波组可以彼此分 开，而每组中的子载波彼此连续。这样，可以高效提供资源同时有助于每 个分配的某种分集。图5示出对正交系统的业务信道使用有一定限制的树结构。对于分配 的每个业务信道，是所分配业务信道的子集(派生)的所有业务信道或者 所分配的业务信道是其子集的所有业务信道是受限制的。受限制的业务信 道不和分配的业务信道同时使用，这样，同一时间没有两个业务信道使用 相同的子载波集。如图所示，信道树包括M个子树。图中示出四个子树，标为子树0(502)、 子树l (504)、子树2 (506)和子树3 (508)。这种情况下，根据映射，发 射空间维度的最大组合数为M。 M可以如下定义-M = max {Mi +... + Mj 其中"是空间复用的接入终端的数目，M,是每个接入终端的MIMO阶(例 如，层数或流数)。一方面，每个子树映射到相同的时频资源。另一方面，使用跳变时， 每个子树可以具有相同的跳变模式。例如，调度在任何两个子树上相同节 点的接入终端一起跳变。使用SDMA时，需要指出的是，如果在完全相同的资源上发送导频信 号，同时发送给每个用户的导频信号会彼此冲突。因而，根据本发明的一些方面，调度器或者扇区可以使用冲突避免算 法或技术来防止导频冲突。因而，如果为每个用户分配多个资源，对于任 一个用户，就不会用相同资源传输导频信号。 一方面，该技术在SDMA的 接入终端之间使用子树索引偏移。另一方面，该偏移不小于调度进行重叠 传输的接入终端之间空间维度的总数。例如，如果四个接入终端每个都要 接收一个流，那么每个树上导频资源的偏移分别为0、 1、 2和3，每个树使 用不同的偏移。另一个例子中，如果存在二阶MIMO接入终端(例如，两个接入终端 每个接收两个流)，那么一个树的偏移为0，另一个偏移为2。在该进一步 的例子中，存在MIMO接入终端,(两个流)和SIMO接入终端2(l个流)。接入终端,的导频和接入终端2的导频在同一业务资源上发送(例如，对应于相同的基本节点)。然而，终端使用对应于不同子树的不同码偏移。不同
的码偏移产生不同的导频签名，因而不会冲突。例如，调度两个SIMO接入终端时，可以用任意两个偏移。
上述技术为每一 (层、接入终端)对提供不同的导频签名。这还可以通过对导频应用扩展码或干扰码来增强，这些导频利用偏移来改变码或者打乱顺序。
图6示出对于前向链路SDMA传输，接入终端利用SDMA传输反向链路的确认(ACK)到接入点或扇区。接入终端在确认段或资源上发送对第i层的确认，这个接入节点拥有A^层、子树索引w和包括Ht个基本节点的分配，该资源和索引为min(m， A^—^J十/的基本节点相关联，其中0和M—l对应于不同子树的同一基本节点，/为层索引。
图7示出减轻反向链路上发送的确认的冲突的方面，反向链路上的确认冲突会引起前向链路的吞吐量问题。调度器或扇区可以为每(层、接入终端)对提供完全不同的确认资源。在分配给SDMA用户集合(按对得到)的分配集合上传输的确认至少为
卢
如果为所有用户分配相同的业务资源7Vfc=iV，这样做就能够为每(层、接入终端)对提供通过上述确认资源映射规则保证的不同确认资源。无需改变每个接入终端的确认资源位置就能减少每个接入终端的分配。因而，可以通过删除携带该接入终端的最后确认段的节点之后的节点(图中虚线圈702)来做到这一点。根据另一方面，这可以通过进一步删除携带该接入终端的最后确认段的节点之前的节点(图中虚线圈704)得到增强。
参考图8，其中示出四个接入终端802、 804、 806和808的四个子树结构800。四个接入终端802、 804、 806和808中的每一个具有在重叠的频率资源的重叠时间周期内发送的一个流。如图所示，分配了确认资源、反向链路和导频资源分配、前向链路的组合，这样，为每个子树因而每个用户分配彼此不同的偏移。不同的码偏移提供不同的导频签名，以减轻导频冲突。因而，在相同节点(例如，类似业务)上发送不同终端的导频，但是使用不同的码偏移(从而导频签名不同)来减轻冲突。参考图9，其中示出两个接入终端902和904的四个子树结构900，其中，在重叠的频率资源的重叠时间周期内， 一个终端902有三个传输的流，另一终端904有一个流传输。如图所示，分配了确认资源、反向链路和导频资源分配、前向链路的组合，这样，为每个子树因而每个用户分配彼此不同的偏移。每个终端902和904使用不同的码偏移(例如不同的导频签名)来减轻ACK冲突。然而，每个终端902和904接收在同一节点上发送的导频。
参考图IO，其中示出三个接入终端的四个子树结构1000，其中，在重叠的频率资源的重叠时间周期内，两个终端有一个传输的流，另一终端有两个流。如图所示，分配了确认资源、反向链路和导频资源分配、前向链路的组合，这样，为每个子树因而每个用户分配彼此不同的偏移。因而，如图所示，确认和导频信号在每个树的基本节点上不同。
应该指出的是，虽然上面的图示出每个子树有分配给相同节点的确认和导频资源，但这并非必需，每个树上的确认和导频节点可以不同，只要每个子树分配和每个节点的子树彼此偏移即可。
参考图ll，其中示出另一个示例子树结构1100。如上所述，子树数目可以从空间维度的最大数目减小到空间复用(SM)、 SDMA、用户的最大数目。这可以通过用不连续索引标示子树实现。如图所示，树具有两个子树，分别标示为子树0 (1102)和子树1 (1104)，它们能够支持具有多达两阶MIMO的多达两个SM接入终端或没有SM (例如， 一个用户有多达四阶MIMO)。
一方面，可用特定信道提供对主子树和总树大小的描述。该信道可以是帧或超帧前导码。其中包括的信息应足以解调数据信道上的页和系统信息。可以在作为信道信息消息的一部分而携带的不同子树上传输偏移。一方面，可以每200ms发送一次偏移。
虽然前面结合附图进行的描述是针对信道树的，但是该描述同样适用于可以被划分并用来在重叠的时间和频率资源的前向链路上调度SDMA传输用户的任何逻辑资源。
现在来看图12，其中示出用于无线通信系统中信道化的方法1200。虽然为了简单起见将该方法示为一系列块并就此进行描述，但是应该理解的是，所要求的主题不受限于块的数目和顺序， 一些块可以按照和所描述的不同顺序出现和域与其它块同时出现。此外，并非所示的所有块对于实现所述方法都是必需的。应该理解，和块相关的功能可以通过软件、硬件及软硬件的组合或者任何其它适当方式(如设备、系统、进程、部件)实现。此外，还应该理解，这里及本说明书全文公开的方法可以存储在制造物体上，以利于将这些方法运输和传送到各种设备。本领域技术人员应该理解，方法也可以用一系列相关的状态或事件代表，如用状态图。
方法1200从1202开始，在此调度传输。可以在不同空间资源上重叠时间周期内的重叠频率资源上调度两个或更多终端的传输。重叠的频率资源可以部分或完全重叠。可以用信道树的不同子树调度两个或更多终端中的每一个。根据一些方面，对到两个或更多终端的传输的确认进行调度，从而使得确认在不重叠的时间或频率资源上传输。
在1204，对发送给至少两个终端的导频采用不同的码偏移。不同的码偏移可以对应不同的子树。该偏移可以位于重叠的时间或频率资源上。偏移产生不同的导频签名，并且能够减少导频传输重叠的机会。此外，导频可以使用偏移至少若干空间维度的码，用于到一个或多个终端的传输。导频签名可以不连续方式分配给信道子树。根据一些方面，子树的数目小于可用维度的数目。对所有子树的描述(除了第一个子树外)可以延迟到较晚的开销信道，这是因为该信息对于解调控制段和以非MIMO非SDMA模式发送的开销信道不必需。
根据一些方面，方法1200可以利用调度技术减小分配大小而不改变ACK位置。为了有利于该减小，方法1200可以通过删除携带该接入终端的最后确认段的节点后的节点来分配节点子集。删除这些节点后，方法1200可以通过删除携带该接入终端的最后确认段的节点前的节点来分配节点子集。
参考图13，其中示出MIMO系统1300中的发射机系统1310和接收机系统1350的实施例框图。发射机系统1310中， 一些数据流的业务数据从数据源1312提供给发射(TX)数据处理器1314。在一个实施例中，每个数据流在相应发射天线上传输。TX数据处理器1314根据为数据流选择的特定编码方案格式化、编码并交织每个数据流的业务数据，以提供编码数据。
可以使用OFDM技术复用每个数据流的编码数据和导频数据。通常，导频数据是以已知方式处理的已知数据模式，可在接收系统中用来估计信道响应。然后，基于为每个数据流选择的特定的调制方式(如BPSK、 QSPK、M-PSK或MQAM)，来调制(即，符号映射)所复用的导频数据和这个数据流的编码数据，以提供调制符号。每个数据流的数据速率、编码和调制可以通过处理器1330执行或提供的指令确定。
然后，将所有数据流的调制符号提供给TX处理器1320， TX处理器1320可以进一歩处理调制符号(如，对于OFDM)。然后，TX处理器1320提供NT个调制符号流给NT个发射机(TMTR)1322a到1322t。每个发射机1322接收并处理相应的符号流，以提供一个或多个模拟信号，并进一步处理(例如，放大、滤波和上变频)模拟信号，以提供适于在MIMO信道上传输的调制信号。然后，分别从NT个天线1324a至Ul324t发射来自发射机1322a到1322t的NT个调制信号。
在接收机系统1350中，NR个天线1352a到1352r接收发射的调制信号，每个天线1352接收的信号被提供给相应的接收机(RCVR) 1354。每个接收机1354处理(例如，滤波、放大并下变频)相应的接收信号，数字化处理过的信号以提供采样，并进一步处理采样以提供相应的接收符号流。
然后，RX数据处理器1360根据特定的接收机处理技术接收并处理来自NR个接收机1354的NR个接收符号流，以提供NT个检测到的符号流。下文对RX数据处理器1360的处理进行详细描述。每个检测到的符号流包括符号，这些符号是对为相应数据流发送的调制符号的估计。然后，RX数据处理器1360解调、去交织并解码每个检测的符号流以恢复出数据流的业务数据。RX数据处理器1318的处理和发射机系统1310中TX处理器1320和TX数据处理器1314的处理互补。
RX处理器1360产生的信道响应估计可用于在接收机处进行空间、空/时处理，调整功率电平，改变调制速率或方法等等。RX处理器1360还可以进一歩估计检测到的符号流的信噪和干扰比(SNR)以及其它信道特性，并将这些量提供给处理器1370。RX数据处理器1360或处理器1370可以进一步导出对系统"工作"SNR的估计。然后，处理器1370提供信道状态信息(CSI)，该信息可以包括和通信链路和/或接收到的数据流有关的各种类 型的信息。例如，CSI可以仅包括工作SNR。然后，CSI由TX数据处理器 1378处理，由调制器1380调制，由发射机1354a到1354r处理，并发射回 发射机系统1310。
在发射机系统1310处，来自接收机系统1350的调制信号被天线1324 接收，由接收机1322处理，由解调器1340解调，并且由RX数据处理器 1342处理以恢复出接收机系统报告的CSI。然后，报告的CSI被提供给处 理器1330，用于(1)确定用于数据流的数据速率、编码和调制方法，(2) 产生对TX数据处理器1314和TX处理器1320的各种控制。或者，处理器 1370可以用CSI来确定传输的调制方法和/或编码速率及其它信息。然后， 将这些信息提供给发射机，发射机使用这些可能是量化的信息，以提供到 接收机的稍后传输。
处理器1330和1370分别引导发射机系统和接收机系统的操作。存储 器1332和1372分别提供对程序代码和处理器1330和1370使用的数据的 存储。
在接收机处，可以用各种处理技术来处理NR个接收的信号以检测NT 个传输的符号流。这些接收机处理技术可以分为两大类(i)空间和空一时 接收机处理技术(也称为均衡技术)；(ii)"连续归零/均衡和干扰抵消"接 收机处理技术(也称为"连续干扰抵消"或"连续抵消"接收机处理技术)。
如同这里所使用的一样，广播和多播这两个术语可用于同一传输。也 就是说，不必将广播发送到接入点或扇区的所有终端。
这里描述的传输技术可以用各种手段来实现，例如，可以用硬件、固 件、软件或者它们的组合来实现这些技术。对于硬件实现，发射机的处理 单元可以用一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、 可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、 微控制器、微处理器、电子器件、设计成实现这里描述的功能的其它电子 单元，或者它们的组合来实现。接收机的处理单元可以用一个或多个ASIC、 DSP、处理器等实现。
对于软件实现，传输技术可以用可用来执行这里描述的功能的指令实 现(如过程、函数等等)。指令可以存储在存储器(如图13中的存储器1330、1372x或1372y)或者其它计算机程序产品上，并由处理器执行(如处理器 1332、 1370x或1370y)。存储器可以在处理器内或处理器外实现。
要指出的是，这里的信道这一概念指可以由接入点或者接入终端传输 的信息或传输类型。它不需要或利用固定或预定的子载波块、时间周期或 者其它专用于这种传输的资源。
图14示出用于空分多址信道化的系统1400。例如，系统1400可以至 少部分地位于基站中。应该理解，将系统1400示为包括功能块，这些功能 块可能代表由处理器、软件及二者组合(如固件)实现的功能。
系统1400包括电气部件的逻辑组1402，这些电气部件可以单独或联合 工作。例如，逻辑组1402可以包括用于调度传输1404的电气部件。可以 在不同空间资源上重叠的时间周期内重叠的频率资源上调度到至少两个终 端的传输。此外，逻辑组1402可以包括对导频分配1406使用不同码偏移 的电气部件。不同的码偏移对应于不同子树，产生不同导频签名。可以偏 移导频分配，这样导频传输不会重叠。
根据一些方面，电气部件1404包括用于利用信道树的不同子树调度每 个终端的部件。作为替代或作为补充，电气部件1406包括用于将导频偏移 用于传输至少一个终端的至少若干空间维度的部件。
此外，系统1400可以包括存储器1408，其存储用于执行和电气部件 1404和1406或者其它部件相关的功能的指令。虽然图示中电气部件1404 和1406位于存储器1408之外，应该理解，一个或多个电气部件1404和1406 可以位于存储器1408之内。
应该理解，所披露的过程中步骤的具体顺序或层级是示例性方式的实 例。应该理解，根据设计偏好，可以重新安排过程中步骤的具体顺序或层 级，同时仍处于本公开的范围内。所附的方法权利要求按实例顺序给出各 步骤的要素，并不意味着受限于所给出的具体顺序或层级。
本领域的技术人员将理解，可以利用多种不同技术和方法的任何一种 来表达信息和信号。例如，可以用电压、电流、电磁波、磁场或磁性颗粒、 光场或光学颗粒或其任何组合来表示在以上整个描述中可能提到的数据、 指令、命令、信息、信号、比特、符号和芯片等。
本领域的技术人员还会认识到，可以将本文结合公开的实施例描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤实现为电子硬件、计算机软件 或这两者的组合。为了清楚地例示硬件和软件的这种可互换性，上文一般 从它们功能性的角度来描述各种示例性部件、块、模块、电路和步骤。是 将这样的功能性实现为硬件还是软件取决于施加在整个系统的特定应用和 设计约束条件。技术人员可以针对每种特定应用以不同的方式实现所述的 功能性，但不应将这种实施决定解释为导致脱离本公开的范围。
可以利用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、 现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立栅极或晶体管逻 辑、分立硬件部件或被设计为执行本文所述功能的其任何组合来实现或执 行结合本文所披露的实施例描述的各种示例性逻辑块、模块和电路。通用 处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何常规的处理 器、控制器、微控制器或状态机。还可以将处理器实现为计算装置的组合， 例如DSP和微处理器、多个微处理器、 一个或多个微处理器结合DSP内核 的组合或任何其它这样的配置。
可以将结合本文披露的实施例描述的方法或算法的步骤直接体现于硬 件中，体现于处理器执行的软件模块中或体现于这两者的组合中。软件模 块可以存在于RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、 EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移除盘、CD-ROM或本领域公知的任 何其它形式的存储介质中。将示例性存储介质耦合到处理器，使得处理器 能够从存储介质读取信息并向存储介质写入信息。在替换方案中，存储介 质可以与处理器是一体的。处理器和存储介质可以存在于ASIC中。ASIC 可以存在于用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可以作为离散 部件存在于用户终端中。
提供所披露实施例的前述介绍是为了使本领域的任何技术人员能够完 成或使用本公幵。本领域的技术人员将很容易想到对这些实施例的各种修 改，并且可以将本文定义的一般原理应用于其它实施例，而不脱离本公开 的精神或范围。于是，本公开并非意在受限于本文所示的实施例，而是被 赋予和本文所公开的原理和新颖特征相容的最宽范围。
对于软件实施而言，可以利用执行本文所述功能的模块(例如流程、 功能等)实施这里所述的技术。可以在能够被一个或多个处理器读取和执行的可移除介质等上的存储器中存储软件代码。可以在处理器之内或处理 器外部实现存储单元，在后一种情况下可以通过现有技术公知的各种机构 将其可通信地耦合到处理器。
此外，可以利用标准的编程和/或工程学技术将这里所述的各方面或特 征实现为方法、设备或产品。如本文所使用的术语"产品"意在涵盖可以 从任何计算机可读装置、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可 读介质可以包括，但不限于磁性存储装置(例如硬盘、软盘、磁条等)、光
盘(紧致盘(CD)、数字多用盘(DVD)等)、智能卡和闪速存储装置(例 如EPROM、卡、棒、键驱动器等)。此外，这里所述的各种存储介质可以 代表用于存储信息的一个或多个装置和/或其它机器可读介质。术语"机器 可读介质"可以包括，但不限于能够存储、包含和/或承载指令和/或数据的 无线信道和各种其它介质。
上文所述内容包括一个或多个实施例的实例。当然，不可能为了描述 前述实施例而描述每一可想到的部件或方法的组合，但本领域的普通技术 人员可以认识到，各实施例的很多其它组合和取代是可能的。因此，所述 实施例意在涵盖所有这种落在所附权利要求范围内的变化、修改和改变。 在详细说明或权利要求中使用术语"包括(include)"的范围内，这种术语 意在以类似于术语"包括(comprising)"在被用作权利要求中的过渡词语 时所解释的那种方式来呈现包含的意义。此外，详细说明或权利要求中所 用的术语"或"意思是"非排它性的或"。
权利要求
1、一种无线通信系统中的信道化方法，包括为不同空间资源上重叠的时间周期在重叠的频率资源上调度到至少两个终端的传输；以及为发送给所述至少两个终端的导频使用不同的码偏移，其中所述不同的码偏移对应于不同子树。
2、 如权利要求1所述的方法，其中所述不同码偏移产生不同导频签名。
3、 如权利要求2所述的方法，进一步包括以不连续方式将所述导频签 名分配给信道子树。
4、 如权利要求1所述的方法，其中子树的数量小于可用维度的数量。
5、 如权利要求1所述的方法，其中调度包括为不同空间资源上所述重叠的时间周期在所述重叠的频率资源上调度 对到所述至少两个终端的传输的确认，从而在不重叠的时间资源或频率资 源上传输所述确认。
6、 如权利要求l所述的方法，其中所述重叠的频率资源部分重叠。
7、 如权利要求1所述的方法，其中所述重叠的频率资源完全重叠。
8、 如权利要求1所述的方法，还包括 通过删除携带最后确认段的节点之后的节点来分配节点子集； 通过删除携带所述最后确认的所述节点之前的节点来分配节点子集，以减小分配大小同时保持所述若干确认的位置。
9、 如权利要求1所述的方法，其中对随后子树的描述延迟到较晚的开 销信道。
10、 一种无线通信装置，包括处理器，其执行指令，所述指令用于为不同空间资源上重叠的时间周 期在重叠的频率资源上调度到至少两个终端的传输，从而使发送给所述至 少两个终端的导频使用不同的码偏移；以及存储器，其存储和所述处理器执行的所述指令相关的信息。
11、 如权利要求10所述的无线通信装置，其中所述电子设备包括调度器0
12、 如权利要求10所述的无线通信装置，其中所述电子设备包括接入点。
13、 如权利要求10所述的无线通信装置，其中所述不同码偏移产生不 同导频签名，使得所述导频不冲突。
14、 如权利要求10所述的无线通信装置，其中所述处理器用于使用信 道树的不同子树调度至少两个终端中的每一个。
15、 如权利要求10所述的无线通信装置，其中所述处理器用于为不同 空间资源上重叠的时间周期在重叠的频率资源上调度对到所述至少两个终 端的传输的确认，从而在不重叠的时间资源或频率资源上传输所述确认。
16、 如权利要求10所述的无线通信装置，其中所述重叠的频率资源部 分重叠。
17、 如权利要求10所述的无线通信装置，其中所述重叠的频率资源完 全重叠。
18、 一种提供空分多址信道化的无线通信装置，包括-调度模块，用于为不同空间资源上重叠的时间周期在重叠的频率资源上调度到至少两个终端的传输；以及使用模块，用于为发送给所述至少两个终端的导频使用不同的码偏移， 其中所述不同的码偏移对应于不同子树。
19、 如权利要求18所述的无线通信装置，其中所述调度模块包括 用于使用信道树的不同子树调度所述至少两个终端中每一个的模块。
20、 如权利要求18所述的无线通信装置，其中调度包括 为所述不同空间资源上重叠的时间周期在重叠的频率资源上调度对到所述至少两个终端的传输的确认，从而在不重叠的时间资源或频率资源上 传输所述确认。
21、 如权利要求18所述的无线通信装置，其中以不连续方式将所述导 频签名分配给信道子树。
22、 如权利要求18所述的无线通信装置，其中子树的数量小于可用维 度的数量。
23、 一种机器可读介质，其上存储有机器可执行指令，用于 为不同空间资源上重叠的时间周期在重叠的频率资源上调度到至少两个终端的传输；以及为发送给所述至少两个终端的导频使用不同的码偏移，其中所述不同 的码偏移对应于不同子树。
24、 一种用于无线通信系统中的装置，所述装置包括 处理器，用于为不同空间资源上重叠的时间周期在重叠的频率资源上调度到至少两个终端的传输；以及为发送给所述至少两个终端的导频使用不同的码偏移，其中所述 不同的码偏移对应于不同子树。
全文摘要
提供一种空分多址信道化方法。这种方法包括调度两个或多个终端的传输并使用对应不同子树的不同码偏移。可以为不同空间资源上重叠的时间周期在重叠的频率资源上调度传输。导频码偏移提供不同的导频签名，因而导频传输不重叠。重叠的频率资源可以部分或全部重叠。
文档编号H04W72/04GK101523793SQ200780037783
公开日2009年9月2日 申请日期2007年10月10日 优先权日2006年10月10日
发明者A·戈罗霍夫, T·卡道斯 申请人:高通股份有限公司