专利名称：：通信装置和方法
技术领域：
：本发明是有关于一种适用于通信的装置和方法，特别是有关于适用于相位(phase)量化和使用晶格(lattice)的等增益预编码(equalgainprecoding)的装置和方法。
背景技术：
：无线通信系统可以让无线装置通信时不需要通过实体线路连接。因为无线通信系统和日常生活紧密相连，对于可以支持多媒体服务的无线通信系统，需求日益增加；多媒体服务包括演讲、录音、录像、档案和网络下载等等。为了迎合无线通信系统和多媒体服务的需求，以及改善多媒体服务的效果，各式各样的无线通信协议和传输控制机制已经发展出来。在无线通信系统中，多输入多输出(multiple-inputandmultiple-output，简称ΜΙΜΟ)是一种智能天线技术，其使用多个天线在发射端和接收端以改善通信品质。最初，多输入多输出技术定义在点对点通信系统，其发射端和接收端皆有多个天线。然而，现在的多输入多输出技术已经拓展到使用于更复杂的情况，例如空间分割多重存取(spacedivisionmultipleaccess，简禾尔SDMA)禾口合作通信(cooperativecommunication)。因为多个终端(terminal)之间的合作过程，此拓展是可能完成的，其中，各终端具有单一天线，可以视为单一传送节点或单一接收节点(node)，组成一个虚拟的天线数组(antennaarray)0预编码(precoding)是用于支持多输入多输出技术的方案。在预编码中，多个串流信号以独立且针对各天线调整适合的权重(weighting)而由发射天线传送，使得接收装置接收的传送率(throughput)最大化。假设发射端知道完整的信道信息，预编码器(precoder)和译码器(decoder)可以设计为最佳化几个参数，例如最小均方误差(minimummeansquareerror,MMSE)、最大信息速率(informationrate)、或最大信噪比(signaltonoiseration,SNR)。虽然码本基础(codebook-based)预编码可以适用于给定的位分辨率(bitresolution)，得到最佳效果，但它必须彻底的搜寻以找到适合的码字(codeword)。此外，许多操作流程可能太复杂而无法实现在现实的系统中，需要大量的存储器，或(且)潜在使效果打折扣的风险。以下说明的实施例，可以克服一个或多个以上阐述的问题。
发明内容针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种通信方法，适用于在一无线通信系统中相位量化和等增益预编码，包括经由一接收装置，根据一既定缩放系数，缩放一相位向量，以决定一第一晶格点；经由上述接收装置，根据决定的上述第一晶格点，决定一第二晶格点；以及经由上述接收装置，根据决定的上述第二晶格点和上述既定缩放系数，决4定一量化相位向量。另外，本发明提供一种通信装置，适用于在一无线通信系统中相位量化和等增益预编码，包括至少一存储器，存储数据和指令；至少一处理器，存取上述存储器，以及当上述处理器执行上述指令时，用于根据一既定的缩放参数，一相位向量，以决定一第一晶格点；根据决定的上述第一晶格点，决定一第二晶格点；以及根据决定的上述第二晶格点和上述既定的缩放参数，决定一量化相位向量。另外，本发明提供一种通信方法，适用于在一无线通信系统中相位量化和等增益预编码，包括经由一接收装置，根据一既定缩放系数，缩放一相位向量，以决定一第一晶格点；经由上述接收装置，根据决定的上述第一晶格点，决定一第二晶格点；以及经由上述接收装置，根据决定的上述第二晶格点和上述既定缩放系数，决定一量化相位向量；经由上述接收装置，计算适用于上述第一晶格点的一纯量值；经由上述接收装置，根据计算的上述纯量值，转换上述量化相位向量成为一比特流；以及经由上述接收装置，传送上述比特流到一发射装置。另外，本发明提供一种通信装置，适用于在一无线通信系统中相位量化和等增益预编码，包括至少一存储器，存储数据和指令；至少一处理器，存取上述存储器，以及当上述处理器执行上述指令时，用于根据一既定的缩放参数，缩放一相位向量，以决定一第一晶格点；根据决定的上述第一晶格点，决定一第二晶格点；根据决定的上述第二晶格点和上述既定的缩放参数，决定一量化相位向量；计算适用于上述第一晶格点的一纯量值；根据计算的上述纯量值，转换上述量化相位向量成为一比特流；以及传送上述比特流到一发射装置。在此公开的方法和装置，可以用于让来自不同传送节点的信号不会互相破坏性干涉，而使巨分集增益消失。IlOa服务基站；IlOb、110c邻近基站；120‘接收装置；111、121.中央处理器；112、122.随机存取存储器113、123.只读存储器；114、124.存储设备；115、125.数据库；116、126.输入输出端；117、127.用户接口；118、128.天线；300‘等增益预编码器；400、500、1100流程700、800、900、1000矩阵。具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。图1是显示一实施例所述的多输入多输出无线通信系统100的示意图。在一实施例中，图1所示的无线通信系统100是根据例如由WiMaxForum所推广的全球微波互通存取(worldwideinteroperabilityformicrowaveaccess，以下简称WiMAX)系统，并建立在IEEE802.16分类的标准和技术上。在另一个实施例中，图1所示的无线通信系统100是根据例如3GPP(3rdGenerationPartnershipProject)分类的标准和技术。在一些实施例中，无线通信系统100可以是一个多发射端合作通信系统(multi-transmittercollaborativecommunicationsystem)，具有单一发身寸装置，以及多个天线元件。在其它实施例中，无线通信系统100可以是一个多发射端合作通信系统，具有一组发射装置，彼此互相合作运作。在图1所示的实施例中，无线通信系统100是一个多用户(multi-user，简称MU)多输入多输出无线通信系统100，其中下行信号(downlinksignal)是由多个发射装置传送至一个或多个接收装置。图1所示的实施例可以称为一个合作多输入多输出(collaborativemultiple-inputmultiple-output，简称C0-MIM0)无线通信系统。如图1所示，无线通信系统100可以包括一个或多个发射装置，称为基站(kisestation，简称BS)110，例如服务基站110a、邻近基站110b、邻近基站110c,以及一个或多个接收装置(receivingdevice，简称RD)120。基站110可以是任何种类的通信装置，用于传送或(且)接收数据或(且)和在无线通信系统100中的一个或多个接收装置120通信，这些都是本
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中已知的。在一些实施例中，基站110也可以称为例如节点B(Node-B)^^^^(basetransceiversystem,BTS)(accesspoint)等等。在其它实施例中，基站110可以是中继站(relaystation)、中继节点(intermediatenode)、中继(intermediary)或任何种类的行动台(mobilestation)。在一实施例中，基站110可以有一个广播或接收范围，在该范围中基站110可以和一个或多个接收装置120作无线通信。广播范围和能量、位置、干扰(物理或电子干扰)有关而会变动。图加是显示一实施例所述的基站110的示意图。如图加所示，各基站110可以包括一个或多个下列元件至少一个中央处理器(centralprocessingunit，简称CPU)111(在此也称为处理器)，用于执行计算器程序指令，达到各种程序和方法；随机存取存储器(RAM)112和只读存储器(ROM)113，用于存取和存储信息和计算器程序指令；存储器114，用于存储数据和信息；数据库115，用于存储表格、列表或其它种类的数据结构；输入输出装置(I/Odevice)116、用户接口117、天线118等等。各元件是本
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中已知的，将不会再多做介绍。接收装置120可以是任何种类的计算器装置，用于和无线通信系统100中的基站110无线传送或(且)接收数据。接收装置120可以包括例如服务器(server)、客户端(client)、桌上型计算机(desktopcomputer)、笔记型计算机(laptopcomputer)、网络计算机(networkcomputer)、工作站(workstation)、个人数字助理(personaldigitalassistant，PDA)、平板计算机(tabletPC)、扫描仪(scanner)、电话装置、传呼机(pager)、相机、音乐装置等等。另外，接收装置120可以包括一个或多个无线传感器(sensor)，设置于一个无线传感器网络中，用于作中央式(centralized)或分布式(distributed)的通信。在一实施例中，接收装置120可以是一个行动计算装置。在另一实施例中，接收装置120可以是操作在行动环境下的固定计算装置，行动环境可以是巴士、火车、飞机、船或汽车等等。图2b是显示一实施例所述的接收装置120的示意图。如第2b图所示，各接收装置120可以包括一个或多个下列元件至少一个中央处理器121(在此也称为处理器)，用于执行计算器程序指令，达到各种程序和方法；随机存取存储器122和只读存储器123，用于存取和存储信息和计算器程序指令；存储器124，用于存储数据和信息；数据库125，用于存储表格、列表或其它种类的数据结构；输入输出装置126、用户接口127、天线1等等。各元件是本
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中已知的，将不会再多做介绍。图3是显示一实施例所述的等增益预编码器(equalgainprecoder)300的示意图。在一些实施例中，等增益预编码器300可以用来独立地加权(weight)来自各传送天线的多个串流传送信号，以使接收装置输出端的连结传送率最大化。在图3所示的实施例中，当发射端(例如基站110)知道完整的信道信息时，预编码器和译码器可以共同设计为最佳化几个参数，例如最小均方误差、最大信息速率，或最大信噪比。等增益预编码器300的一个或多个元件，可以包括在一个或多个基站110或(且)接收装置120之中。在发射端上(例如一个或多个基站110)，等增益预编码器300可以包括Nt个发射天线，上述发射天线可以包括在一个或多个基站Iio之中。如图3所示，适用于预编码的一个传送符号，可以传送至各Nt个分支(例如分支(1)、分支O)、…、分支(Nt))，每个分支各对应一个发射天线。在一些实施例中，传送符号可以是等同于傅立叶转换大小(thesizeofaFouriertransform)的载波(carrier)数量,可以由数据载波(datacarrier)、引导载波(pilotcarrier)、零载波(nullcarrier)等等建构。在特定的实施例中，传送符号可以根据数字调变方案调变(modulate)，例如正交相移键控(quadraturephase-keyshifting,M^QPSK)^ιΕ^κ^^(quadratureamplitudemodulation)(Μ如16_QAM、64-QAM、U8-QAM、256-QAM等等)等等。在Nt个分支中各分支的传送符号可以乘以一个不同的相位旋转(phaserotation)，根据方程式1，如下方程式1:e^/讽，…,‘!^[Wt，其中参数代表相量(phasor)；参数θ代表相位；参数Nt代表天线数量；以及t代表发射天线的索引(index)。为了让各传送符号维持同样的总发射功率，相量可以除以A，如方程式1所示。相位θ可以由接收端(例如接收装置120)接收，而经过一个根据估计信道情况的反馈信息(feedbackmessage)。在预编码之后，一个符号向量s(s=(s1;s2,S3))从一个或多个基站110传送至一个或多个接收装置120，它可以根据方程式2决定，如下方程式2_15=^^^，其中T参数ρ代表一个NtX1的向量，定义为ρ=^eJOl6]θ2.』ΘΝ,)；参数Nt代表天线数量；参数χ代表传送符号；以及参数t代表发射天线的索引。在接收端(例如一个或多个接收装置120)，接收符号r可以由方程式3决定，如下方程式3T=Ii1S+!^其中参数h代表一个NtXi的信道向量，由信道参数组成，定义为/z=(hxh2...hN)T；参数Nt代表天线数量；参数S代表传送的符号向量；参数η代表噪声纯量；以及参数t代表发射天线的索引。在图3的实施例中，接收的符号r可以首先乘以共轭的通道向量(即『)。再来，可以乘以相反的相位旋转(例如以得到纯量ζ。以上操作的数学式是方程式4，如下方程式4z=p、*r，其中参数pv代表共轭转置后的向量ρ；参数h*代表共轭的通道向量；以及参数r代表接收的符号。利用方程式1、方程式3和方程式4，参数χ和参数ζ的关系可以写成方程式5，如方程式5权利要求1.一种通信方法，适用于在一无线通信系统中相位量化和等增益预编码，包括根据一既定缩放系数，经由一接收装置，缩放一相位向量，以决定一第一晶格点；根据上述第一晶格点，经由上述接收装置，决定一第二晶格点；以及根据决定的上述第二晶格点和上述既定缩放系数，经由上述接收装置，决定一量化相位向量。2.根据权利要求1所述的通信方法，还包括经由上述接收装置，转换上述量化相位向量成为一比特流；以及经由上述接收装置，传送上述比特流到一发射装置。3.根据权利要求2所述的通信方法，其中转换上述量化相位向量的步骤，还包括经由上述接收装置，取得适用于上述第一晶格点的一纯量值；以及根据取得的上述纯量值，经由上述接收装置，转换上述量化相位向量成为上述比特流。4.根据权利要求1所述的通信方法，还包括经由上述接收装置，决定一第一邻近晶格点和一第二邻近晶格点；以及经由上述接收装置，决定关于上述第一邻近晶格点的一第一最大值，以及关于上述第二邻近晶格点的一第二最大值。5.根据权利要求4所述的通信方法，其中决定上述量化相位向量的步骤，还包括解缩放上述相位向量，以产生一解缩放相位向量；以及当上述解缩放相位向量的一元素大于决定的上述第一最大值或上述第二最大值，将上述解缩放相位向量的上述元素取代为η。6.一种通信装置，适用于在一无线通信系统中相位量化和等增益预编码，包括至少一存储器，存储多个数据和多个指令；至少一处理器，存取上述存储器，以及当上述处理器执行上述指令时，用于根据一既定的缩放参数，缩放一相位向量，以决定一第一晶格点；根据决定的上述第一晶格点，决定一第二晶格点；以及根据决定的上述第二晶格点和上述既定的缩放参数，决定一量化相位向量。7.根据权利要求6所述的通信装置，其中上述处理器还用于转换上述量化相位向量成为一比特流；以及传送上述比特流到一发射装置。8.根据权利要求7所述的通信装置，其中当上述处理器用于转换上述量化相位向量成为上述比特流时，上述处理器还用于计算适用于上述第一晶格点的一纯量值；以及根据计算的上述纯量值，转换上述量化相位向量成为上述比特流。9.根据权利要求6所述的通信装置，其中上述处理器还用于决定一第一邻近晶格点和一第二邻近晶格点；以及决定关于上述第一邻近晶格点的一第一最大值，以及关于上述第二邻近晶格点的一第二最大值。10.根据权利要求9所述的通信装置，其中当上述处理器用于决定上述量化相位向量时，上述处理器还用于解缩放上述相位向量，以产生一解缩放相位向量；以及当上述解缩放相位向量的一元素大于决定的上述第一最大值或上述第二最大值，将上述解缩放相位向量的上述元素取代为η。11.一种通信方法，适用于在一无线通信系统中相位量化和等增益预编码，包括经由一接收装置，根据一既定缩放系数，经由一接收装置，缩放一相位向量，以决定一第一晶格点；根据决定的上述第一晶格点，经由上述接收装置，决定一第二晶格点；以及根据决定的上述第二晶格点和上述既定缩放系数，经由上述接收装置，决定一量化相位向量；经由上述接收装置，计算适用于上述第一晶格点的一纯量值；根据计算的上述纯量值，经由上述接收装置，转换上述量化相位向量成为一比特流；以及经由上述接收装置，传送上述比特流到一发射装置。12.根据权利要求11所述的通信方法，还包括经由上述接收装置，决定一第一邻近晶格点和一第二邻近晶格点；以及经由上述接收装置，决定关于上述第一邻近晶格点的一第一最大值，以及关于上述第二邻近晶格点的一第二最大值。13.根据权利要求12所述的通信方法，其中上述接收装置决定上述量化相位向量，还包括解缩放上述相位向量，以产生一解缩放相位向量；以及当上述解缩放相位向量的一元素大于决定的上述第一最大值或上述第二最大值，将上述解缩放相位向量的上述元素取代为η。14.一种通信装置，适用于在一无线通信系统中相位量化和等增益预编码，包括至少一存储器，存储多个数据和多个指令；至少一处理器，存取上述存储器，以及当上述处理器执行上述指令时，用于根据一既定的缩放参数，缩放一相位向量，以决定一第一晶格点；根据决定的上述第一晶格点，决定一第二晶格点；根据决定的上述第二晶格点和上述既定的缩放参数，决定一量化相位向量；计算适用于上述第一晶格点的一纯量值；根据计算的上述纯量值，转换上述量化相位向量成为一比特流；以及传送上述比特流到一发射装置。15.根据权利要求14所述的通信装置，其中当上述处理器用于决定上述量化相位向量时，上述处理器还用于解缩放上述相位向量，以产生一解缩放相位向量；以及当上述解缩放相位向量的一元素大于决定的上述第一最大值或上述第二最大值，将上述解缩放相位向量的上述元素取代为η。全文摘要本发明公开了一种通信装置和方法，适用于在无线通信系统中执行相位量化和等增益预编码。该方法包括经由接收装置，根据既定缩放系数缩放相位向量以决定第一晶格点；经由接收装置，根据所决定的第一晶格点决定第二晶格点；以及经由接收装置，根据决定的第二晶格点和既定缩放系数，决定量化相位向量。在此公开的方法和装置，可以用于让来自不同传送节点的信号不会互相破坏性干涉，而使巨分集增益消失。文档编号H04L1/00GK102111206SQ20101062104公开日2011年6月29日申请日期2010年12月24日优先权日2009年12月29日发明者丁邦安,庄俊雄,江晓岚,蔡尚澕,郭秉衡申请人:财团法人工业技术研究院