专利名称：在多天线系统中的数据传输方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信，更具体地涉及使用多天线的数据传输方法。
背景技术：
为了最大化无线通信系统的性能和通信容量，多输入多输出(MIMO)系统近些年来已经得到关注。从使用单个发射(Tx)天线和单个接收(Rx)天线的传统技术演进，MIMO 技术使用多个Tx天线和多个Rx天线来改善要发送或接收的数据的传送效率。MIMO系统也被称为多天线系统。在MIMO技术中，不是通过单个天线路径接收一个整个消息，二是通过多个天线来接收数据分段，然后将它们收集为一个数据。结果，可以在特定范围内改善数据传输率，或可以相对于特定数据传输率增大系统范围。MIMO技术包括发射分集、空间复用和波束形成。发射分集是多个Tx天线发送同一数据使得发送可靠性增加的技术。空间复用是多个Tx天线同时发送不同的数据以便可以高速地发送数据而不增加系统带宽的技术。波束形成用于根据信道条件向多个天线加权， 以便提高信号的信号与干扰噪声比(SINI )。在该情况下，可以通过加权向量或加权矩阵来表达该加权，该加权向量或加权矩阵分别被称为预编码向量或预编码矩阵。空间复用被划分为单用户空间复用和多用户空间复用。单用户空间复用也被称为单用户MIMO(SU-MIMO)。多用户空间复用也被称为空分多址(SDMA)或多用户 MIMO(MU-MIMO)。MIMO信道的容量与天线的数量成比例地增加。MIMO信道可以被分解为独立的信道。如果Tx天线的数量是Nt，并且Rx天线的数量是Nr，则独立信道的数量是Ni，其中，Ni彡min{Nt, Nr}。每一个独立的信道可以被称为空间层。秩表示MIMO信道的非零本征值的数量，并且可以被定义为可以复用的空间流的数量。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通过使用在预定的预编码矩阵中最类似于MIMO信道的预编码矩阵来执行数据预编码。基于码本的预编码方案的使用可以导致开销的减少，因为预编码矩阵指示符(PMI)可以作为反馈数据被发送。 码本由能够表示空间信道的码本集构成。天线的数量必须增加以获得较高的数据传输率。 天线的数量越多，则用于配置码本的码本集的数量越多。近来，考虑具有四个天线的用户设备。因此，需要适用于用户设备的增加的天线数的码本。通过考虑下面的方面来设计新的码本。(1)应当能够发射在上行链路中的具有低峰均功率比(PAPR)的信号，并且当发射低PAI^R信号时应当有效地使用功率。(2)由于诸如手握情况的就位于眼前的障碍物，可以使用比实际功率低的功率来发射一些天线的信号，并且，应当能够选择性地使用对于这种情况优选的天线。(3)当对于上行链路情形应用预定义的下行链路码本时，应当考虑由用户设备的有限的最大输出引起的问题。在不良地理条件中，通过增加输出功率来发射信号，并且由于用户设备的功率放大器的有限输出，可以通过使用定义的下行链路码本以有效的功率发射具有较低PARR的信号。然而，由于传统码本的行的元素，额外使用Tx符号，因此PAPR可能增加。因此，其PAI5R增加的码本不适合于功率有限的上行链路发射。
因此，需要根据在多天线系统中的用户设备的天线的数量来设计适合于上行链路发送的码本。
发明内容
技术问题本发明提供了用于设计适合于上行链路发送的码本并且通过使用所述码本来有效地发送上行链路数据的方法和设备。技术方案根据本发明的一个方面，提供了在多天线系统中的一种数据传输方法。所述方法包括定义码本，所述码本包括由多行和列构成的至少一个预编码矩阵，其中，所述码本是第一类型、第二类型和第三类型的至少一个，在所述第一类型中，所述预编码矩阵的所有元素是非零元素，在所述第二类型中，所述预编码矩阵的一列包括非零元素，并且剩余的列包括至少一个零元素，在所述第三类型中，所述预编码矩阵的所有列包括至少一个零元素；通过使用所述定义的码本来预编码输入符号；以及，发送所述预编码的符号。在本发明的上述方面，所述码本可以是用于秩3传输的码本。另外，所述码本可以是用于4个发射天线的码本。另外，所述码本可以是用于上行链路传输的码本。有益效果可以提供适合于通过在多天线系统中的增加数量的天线来进行上行链路传输的码本，由此能够有效地发送上行链路数据。
图1示出无线通信系统。图2示出发射机的示例性结构。图3示出发射机的另一个示例性结构。图4示出根据本发明的一个实施例的在多天线系统中的发射机和接收机之间执行的数据处理。图5示出根据本发明的一个实施例的示例性类型的4发射(Tx)秩3码本。图6示出根据本发明的一个实施例的用于配置4Tx秩3码本的方法。图7示出根据本发明的一个实施例的使用4Τχ秩3码本的功率分配。图8是示出用户设备的构成元件的框图。
具体实施例方式图1示出无线通信系统。该无线通信系统可以被广泛地部署以提供多种通信服务，诸如语音、分组数据等。该无线通信系统包括至少一个用户设备(UE) 10和基站(BS) 20。UE 10可以是固定或移动的，并且可以被称为另一个术语，诸如移动台(MS)、用户终端(UT)、订户站(SS)、 无线装置等。BS 20通常是与UE 10进行通信的固定站，并且可以被称为另一个术语，诸如节点B、基站收发系统(BTS)、接入点等。在BS 20的覆盖范围中有一个或多个小区。
以下，下行链路(DL)表示从BS到UE的通信链路，并且上行链路(UL)表示从UE 到BS的通信链路。在DL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UL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。该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使用多个正交子载波。而且，OFDM使用在逆快速傅立叶变换(IFFT)和快速傅立叶变换(FFT)之间的正交性。发射机通过对于数据执行IFFT来数据发送数据。接收机通过对于所接收的信号执行FFT来恢复原始数据。发射机使用IFFT来组合多个子载波，并且接收机使用FFT来分离多个子载波。该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。该多天线系统可以是多输入单输出(MISO)系统、单输出单输出(SISO)系统或单输入多输出(SIMO)系统。MIMO系统使用多个发射(Tx)天线和多个接收(Rx)天线。MISO系统使用多个iTx天线和一个Rx天线。SISO系统使用一个Tx天线和一个Rx天线。SIMO系统使用一个Tx天线和多个Rx天线。该多天线系统可以使用利用多天线的方案。在秩1的情况下，该方案可以是空时编码(STC)(例如，空频分组码(SFBC)和空时分组码(STBC))、 循环延时分集(CDD)、频率切换发射分集(FSTD)、时间切换发射分集(TSTD)等。在秩2或更高的秩的情况下，所述方案可以是空间复用(SM)、广义循环延时分集(GCDD)、选择性虚拟天线置换(S-VAP)等。SFBC是用于在空域和频域中有效应用选择性以确保在对应的维度中的分集增益和多用户调度增益的方案。STBC是用于在空域和时域中应用选择性的方案。FSTD是基于频率来划分向多个天线发射的信号的方案，并且TSTD是基于时间来划分向多个天线发射的信号的方案。SM是用于向每一个天线发送不同数据以改善传输率的方案。 GCDD是用于在时域和频域中应用选择性的方案。S-VAP是使用单个预编码矩阵的方案，并且包括多码字(MCW)S-VAP，用于在空间分集或空间复用中将多个码字混合到天线；以及， 使用单个码字的单码字(SCW) S-VAP。图2示出发射机的示例性结构。发射机100包括编码器110-1、…、110-K、调制器 120-1、…、120-K、层映射器130、预编码器140、子载波映射器150-1、…、150-K和OFDM信号发生器160-1、…、160-K。发射机100也包括Nt (Nt > 1)个发射天线170-1、…、170_Nt。编码器110-1、…、110-K通过根据预定的编码方案编码输入数据来产生编码数据。编码数据被称为码字。可以通过下面的等式1来表达码字b。[等式1]Z)⑷(0)，…，6⑷(M&-1)在等式1中，q表示码字索引，并且，Mg)表示码字q的比特数量。对于码字执行加扰。可以通过下面的等式2来表达加扰的码字C。[等式2]C ⑷(0)，…,C ⑷(M&-1)调制器120-1、…、120-K将编码数据布置到代表信号星座上的位置的符号内。 调制方案不限于特定的调制方案，并且可以是m相移键控(m-PSK)或m正交幅度调制 (m-QAM)。例如，m-PSK 可以是二进制 PSK(BPSK)、正交 PSK(QPSK)或 8-PSK。m_QAM 可以是 16-QAM、64-QAM 或 256-QAM。
可以通过下面的等式3来表达被布置到在信号星座上的符号的码字d。[等式3]
权利要求
1.一种在多天线系统中的数据传输方法，所述方法包括定义码本，所述码本包括由多个行和列构成的至少一个预编码矩阵，其中，所述码本是第一类型、第二类型和第三类型的至少一个，在所述第一类型中，所述预编码矩阵的所有元素是非零元素，在所述第二类型中，所述预编码矩阵的一列包括非零元素，并且剩余的列包括至少一个零元素，在所述第三类型中，所述预编码矩阵的所有列都包括至少一个零元素；通过使用所述定义的码本来预编码输入符号；以及， 发送所述预编码的符号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述码本是用于秩3传输的码本。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述码本是用于4个发射天线的码本。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述码本是用于上行链路传输的码本。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，向所述预编码矩阵的每一列分配不同的功率因子，以便向每一层应用不同的功率。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非零元素具有正交相移键控(QPSK)相位值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将构成包括至少一个零元素的列的非零元素的值乘以QPSK相位值来配置所述第二类型的码本的仅包括非零元素的列。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，从用于秩2传输的码本中配置所述第二类型的码本的包括至少一个零元素的列。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第三类型的码本被配置为具有由用于组合多个天线的天线组合向量构成的列；以及，由用于选择所述多个天线中任何一个的天线选择向量构成的列。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在由所述天线选择向量构成的列之间执行的列交换是等价的。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，配置所述第三类型的码本，使得弦距离是最大值。
全文摘要
提供了一种在多天线系统中的数据传输方法，该方法包括定义码本，该码本包括至少一个由多个行和列构成的预编码矩阵，其中，该码本是第一类型、第二类型和第三类型的至少一个，在第一类型中，预编码矩阵的所有元素都是非零元素，在第二类型中，预编码矩阵的列中的一列包括非零元素，并且剩余的列包括至少一个零元素，在第三类型中，预编码矩阵的所有列包括至少一个零元素；通过使用定义的码本来预编码输入符号；以及发送预编码的符号。
文档编号H04L27/18GK102349243SQ201080011700
公开日2012年2月8日 申请日期2010年2月16日 优先权日2009年2月13日
发明者具滋昊, 李文一, 郑载薰, 高贤秀 申请人:Lg电子株式会社