专利名称：在多天线系统中发射数据的方法
技术领域：
本发明涉及无线通信，并且更具体地涉及使用多个天线来发送数据的方法。
背景技术：
多输入多输出(MIMO)近来已经成为关注中心，以便最大化无线通信系统的性能 和通信容量。MIMO技术是脱离使用一个发射天线和一个接收天线的技术的方法，并且可以 通过采用多个发射天线和多个接收天线来改善发射/接收数据的传输效率。MIMO系统也被 称为多天线系统。MIMO技术是用于在不依赖于单个天线路径的情况下收集和完成由几个天 线接收到的数据段以便接收一个完整的消息的技术的应用。因此，可以在特定范围中改善 数据传送率，或可以提高用于特定数据传送率的系统的范围。MIMO技术包括发射分集、空间复用和波束形成等。发射分集是用于通过多个发射 天线来发送同一数据以便提高发射可靠性的技术。空间复用是用于通过同时经由多个发射 天线来发送不同的数据而在不提高系统带宽的情况下高速发送数据的技术。波束形成用于 通过根据在多个天线中的信道状态来应用权重而提高信号的信号干噪噪声比。可以通过权 重向量或权重矩阵来表示权重，并且可以将权重称为预编码向量或预编码矩阵。空间复用包括用于单个用户的空间复用和用于多个用户的空间复用。用于单个用 户的空间复用被称为单个用户MIMO(SU-MIMO)，并且用于多个用户的空间复用被称为空分 多址(SDMA)或多用户MIMO(MU-MIMO)。MIMO信道的容量与天线数目成比例地增加。MIMO 信道可以被划分为独立的信道。假定发射天线的数目是Nt，并且接收天线的数目是Nr，则 独立信道Ni的数目Ni是Ni彡min{Nt，Nr}.。每一个独立信道可以说是空间层。秩是MIMO 信道矩阵的非零特征值的数目，并且可以被定义为可以复用的空间流的数目。MIMO技术包括基于码本的预编码方案。基于码本的预编码方案是用于从预定的预 编码矩阵当中选择最类似于MIMO信道的预编码矩阵，并且发送预编码矩阵索引(PMI)的方 法。这种方法可以减小反馈数据的开销。码本由可以表示空间信道的码本集构成。为了提 高数据传送率，必须增加天线的数目。随着天线数目的增加，码本必须由更多数目的码本集 构成。如果码本集的数目根据增加的天线的数目而增加，则不仅可以提高反馈数据的开销， 而且难以设计码本。需要一种可以在多天线系统中有效地应用基于码本的预编码方案的方法，该多天 线系统与现有的天线数目相比较具有增加数目的天线。
发明内容
技术问题要由本发明实现的目的是提供一种能够向多个增加的天线有效地应用基于码本 的预编码方案的方法。技术方案根据本发明的一个方面的一种用于在多天线系统中发送数据的方法，包括步骤通过向第一天线簇和第二天线簇应用信道相关的预编码来生成发射信号，每一个天线簇包 括多个天线，其中，通过预编码权重矩阵来执行所述信道相关的预编码，在所述预编码权重 矩阵中，每一个所述天线簇的预编码权重具有块对角形式，并且通过对于在每一个所述天 线簇中包括的发射天线的数目P和向每一个所述天线簇应用的层的数目V(P和V是大于0 的整数)的PXV来表示所述预编码权重；以及发送所述发射信号。根据本发明的另一个方面的一种用户设备(UE)在多天线系统中操作的方法，包 括步骤估计基站(BQ的多个发射天线信道；从所述估计的信道向所述BS馈送用于第一 簇和第二簇的信道相关的预编码矩阵或预编码矩阵索引(PMI)，所述第一簇和第二簇包括 多个不同的天线；以及使用所述反馈预编码矩阵或从所述PMI引出或直接使用的预编码权 重来接收预编码和发射的数据。有益效果可以相对于比现有多天线系统的天线更多的多个天线来利用现有的码本。因此， 可以降低系统的复杂性，并且可以保证不支持多个增加的天线的用户设备的后向兼容性。
图1是示出无线通信系统的框图；图2示出发射机结构的示例；图3示出在多天线系统中的发射机和接收机之间的数据处理；以及图4示出根据本发明的一个实施例的天线成簇。
具体实施例方式图1是示出无线通信系统的框图。无线通信系统被广泛地部署，以便提供各种通 信服务，诸如语音和分组数据。参见图1，无线通信系统包括用户设备(UE) 10和基站(BS) 20。UE 10可以是固定 或移动的，并且被称为另一术语，诸如移动站(MS)、用户终端(UT)、订户站(SS)或无线设 备。通常，BS 20指的是与UE 10进行通信的固定站，并且它可以被称为另一术语，诸如节 点B、基站收发信机系统(BTQ或接入点。在一个BS 20中可以存在一个或多个小区。以下，下行链路(DL)指的是从BS 20到UE 10的通信，并且上行链路(UL)指的是 从UE 10到BS 20的通信。在下行链路中，发射机可以是BS 20的一部分，并且接收机可以 是UE 10的一部分。在上行链路中，发射机可以是UE 10的一部分，并且接收机可以是BS 20的一部分。无线通信系统可以是基于正交频分复用(OFDM)/正交频分多址(OFDMA)的系统。 OFDM采用多个正交子载波。OFDM采用在逆快速傅立叶变换(IFFT)和快速傅立叶变换(FFT) 之间的正交特性。发射机对数据执行IFFT，并且发送该数据。接收机通过对接收信号执行 FFT来恢复原始数据。发射机使用IFFT以便组合多个子载波，并且接收机使用对应的FFT 以分离多个子载波。无线通信系统可以是多天线系统。该多天线系统可以是多输入多输出(MIMO)系 统。替代地，多天线系统可以是多输入单输出(MISO)系统、单输入单输出(SISO)系统、或 单输入多输出(SIMO)系统。MIMO系统使用多个发射天线和多个接收天线。MISO系统使用多个发射天线和一个接收天线。SISO系统使用一个发射天线和一个接收天线。SIMO系统 使用一个发射天线和多个接收天线。在多天线系统中，诸如空间频率块代码(SFBC)和空间时间块代码(STBC)的空时 编码(SPC)、循环延迟分集(CDD)、频分交换发射分集(FSTD)和时间交换发射分集(TSTD) 可以被用作在秩1使用多个天线的方案。空间复用(SM)、一般化的循环延迟分集(GCDD)和 选择性虚拟天线置换(S-VAP)可以被用作在秩2或更高使用多个天线的方案。SFBC是能够 通过在空间区域和频域中有效地应用选择性来在对应的维度中确保分集增益和多个用户 调度增益两者的方案。STBC是在空间区域和时域中应用选择性的方案。FSFD是用于根据 频率来分类通过多个天线发射的信号的方案。TSTD是用于根据时间来分类通过多个天线发 射的信号的方案。空间复用是用于通过每一个天线发送不同的数据来提高传输率的方案。 GCDD是用于在时域和频域中的选择性的方案。S-VAP是使用单个预编码矩阵的方案，并且 它包括多个代码字(MCW) S-VAP，其中，在空间分集或空间复用和使用单个代码字的单个代 码字(SCW)S-VAP中的天线之间混合多个代码字。图2示出发射机结构的示例。参见图2，发射机100包括编码器110-1至110-K、调制器120_1至120-K、层映射 器130、预编码器140、子载波映射器150-1至150-K和OFDM信号发生器160-1至160-K。 发射机100包括Nt (Nt彡1)个发射天线170-1至170-Nt。编码器110-1至110-K通过根据预定的编码方案编码接收到的数据来形成编码的 数据。所编码的数据可以被称为代码字，并且可以通过下面的等式1来表示代码字b。等式1
权利要求
1.一种用于在多天线系统中发送数据的方法，包括步骤通过向第一天线簇和第二天线簇应用信道相关的预编码来生成发射信号，所述天线簇 中的每一个包括多个天线，其中，通过预编码权重矩阵来执行所述信道相关的预编码，在所 述预编码权重矩阵中，所述天线簇中的每一个的预编码权重具有块对角形式，并且通过对 于在所述天线簇的每一个中包括的发射天线的数目P和向所述天线簇中的每一个应用的 层数V(P和V是大于0的整数)的PX V来表示所述预编码权重；以及发送所述发射信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道相关的预编码通过向所述预编码权重 应用用于循环延迟分集(CDD)的对角矩阵来执行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道相关的预编码通过向所述预编码权重 应用用于空间复用的离散傅立叶变换(DFT)酉矩阵来执行。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，用于CCD的所述对角矩阵的大小或所述DFT 酉矩阵的大小根据向所述天线簇中的每一个应用的层数来确定。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道相关的预编码通过应用天线转换矩阵 来执行，所述天线转换矩阵用于向物理天线映射所述第一天线簇和所述第二天线簇。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道相关的预编码通过向所述预编码权重 应用用于不同地配置所述预编码权重矩阵的权重因子来执行。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，t个不同的秩被应用于所述第一天线簇和所述第 二天线簇。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预编码权重是在现有系统中预先定义的预 编码矩阵。
9.一种用户设备(UE)在多天线系统中操作的方法，所述方法包括步骤估计基站(BQ的多个发射天线信道；从所述估计的信道向所述BS馈送用于第一簇和第二簇的信道相关的预编码矩阵或预 编码矩阵索引(PMI)，所述第一簇和第二簇包括多个不同的天线；以及使用所述反馈的预编码矩阵或从所述PMI引出或直接使用的预编码权重来接收预编 码和发射的数据。
全文摘要
一种用于在多天线系统中发射数据的方法，包括步骤通过向包括多个天线的第一天线簇和第二天线簇应用信道相关的预编码来生成发射信号；以及发射该发射信号。通过预编码权重矩阵来执行信道相关的预编码，在该预编码权重矩阵中，以块对角形式来配置每一个天线簇的预编码权重。通过P×V(P和V是大于0的整数)来表示该预编码权重，其中，P是在每一个天线簇中包括的发射天线的数目，并且V是向每一个天线簇应用的层数。
文档编号H04B7/06GK102138287SQ200980133934
公开日2011年7月27日 申请日期2009年7月29日 优先权日2008年7月30日
发明者任彬哲, 千珍英, 李文一, 李旭峰, 高贤秀 申请人:Lg电子株式会社