专利名称：使用空分多用户多输入多输出(sd-mimo)通信方法的通信系统和方法
技术领域：
下面的描述涉及一种使用无线网络发送和接收数据的方法。
背景技术：
在空分多用户多输入多输出(SD-MMO)通信方法中，预编码可相应于适当地将空间波束分配给用户的处理。多输入多输出(MMO)包括三大类预编码、空间复用或SM以及分集编码。波束形成通过相长干涉(constructive interference)增加信号增益,并减少多径衰落效果。当接收器具有多个天线时，使用预编码来同时最大化在接收天线的信号级别。在空间复用中，高速率信号被划分为多个更低速率的流，并且从不同发送天线在相同频率信道中发送每个流。在分集编码中，使用时空编码来对单个流进行编码，并发送该单个流。空间复用还可与预编码组合或可与分集编码组合。发送设备可从终端接收信道状态信息，并可基于接收的信道状态信息来使用预编码选择接收数据的终端。发送设备可基于信道状态信息来执行预编码。终端可从发送设备接收训练信号，并使用接收的训练信号来估计发送设备和终端之间的信道以产生信道状态信息。在SD-MMO通信方法中，发送设备可采用多个发送天线，从而可以以矢量或矩阵的形式来设置发送设备和终端之间的信道。为了估计矢量或矩阵形式的信道，发送设备可针对每个发送天线发送单独的训练信号。
发明内容
—种将数据发送到包括至少一个接收天线的多个终端的发送设备，所述发送设备包括共同控制信息产生器，被配置为针对所述多个终端产生共同控制信息；单独控制信息产生器，被配置为针对所述多个终端中的每个终端产生单独控制信息；预编码器，被配置为通过针对所述多个终端中的每个终端对单独控制信息和数据进行预编码来针对所述多个终端中的每个终端产生预编码的数据；发送器，被配置为根据多用户多输入多输出(MU-MMO)通信方法将包括共同控制信息和预编码的数据的数据帧发送到所述多个终端。共同控制信息包括以下内容中的一个或多个应用到数据帧的预编码方法、由数据帧支持的终端的数量、包括在数据帧中的数据流的数量、包括在数据帧中的信道估计字段的持续时间或长度以及信道估计字段的格式。一种功率放大器训练信号产生器，被配置为产生用于所述多个终端中的每个终端的多天线自动增益控制(AGC)的功率放大器训练信号，其中，预编码器还被配置为通过对功率放大训练信号另外进行预编码，来产生预编码的数据。单独控制信息包括以下内容中的一个或多个数据帧的长度、针对所述多个终端中的每个终端应用到数据的调制和编码方法、信道带宽、信道平滑、信道聚集、误差校正编码以及保护间隔的长度。一种信道估计信号产生器，被配置为产生用于所述多个终端中的每个终端的信道估计的信道估计信号，其中，预编码器还被配置为通过对信道估计信号另外进行预编码来产生预编码的数据。在一个总体方面，提取了一种将数据发送到包括至少一个接收天线的多个终端的发送设备，所述发送设备包括共同控制信息产生器，被配置为针对所述多个终端产生共同控制信息；单独控制信息产生器，被配置为针对所述多个终端中的每个终端产生单独控制信息；预编码器，被配置为通过针对所述多个终端中的每个终端对单独控制信息和数据进行预编码来针对所述多个终端中的每个终端产生预编码的数据；发送器，被配置为根据多用户多输入多输出(MU-MMO)通信方法将包括共同控制信息和预编码的数据的数据帧发送 到所述多个终端。所述发送设备可包括共同控制信息，其中，所述共同控制信息包括以下内容中的一个或多个应用到数据帧的预编码方法、由数据帧支持的终端的数量、包括在数据帧中的数据流的数量、包括在数据帧中的信道估计字段的持续时间或长度以及信道估计字段的格式。所述发送设备还可包括功率放大器训练信号产生器，被配置为产生用于所述多个终端中的每个终端的多天线自动增益控制(AGC)的功率放大器训练信号，其中，预编码器还被配置为通过对功率放大训练信号另外进行预编码来产生预编码的数据。所述发送设备可包括单独控制信息，其中，所述单独控制信息包括以下内容中的一个或多个数据帧的长度、针对所述多个终端中的每个终端应用到数据的调制和编码方法、使用信道的带宽、信道平滑、信道聚集、误差校正编码以及保护间隔的长度。所述发送设备还可包括信道估计信号产生器，被配置为产生用于所述多个终端中的每个终端的信道估计的信道估计信号，其中，预编码器还被配置为通过对信道估计信号另外进行预编码来产生预编码的数据。所述发送设备还可包括控制器，被配置为单独确定被发送到所述多个终端中的每个终端的数据流的数量；基于数据流的数量来确定信道估计信号组的数量，其中，数据帧包括多个数据流，其中，信道估计信号包括多个信道估计信号组。所述发送设备可包括发送器还被配置为将多个预编码的数据发送到包括在所述多个终端中的特定终端，包括在所述多个预编码的数据中的信道估计信号中的每个信道估计信号被包括在不同的时间间隔中。所述发送设备还可包括使用预定调制方法来对单独控制信息进行调制，或者使用预定误差校正编码方法来对单独控制信息进行误差校正编码。在另一总体方面，提供了一种连接到发送设备的终端，所述终端包括接收器，被配置为从发送设备接收数据帧；共同控制信息解码器，被配置为从数据帧对共同控制信息进行解码，其中，所述共同控制信息被共同发送到所述终端以及连接到发送设备的第二终端；单独控制信息解码器，被配置为基于共同控制信息从数据帧对单独控制信息进行解码，其中，所述单独控制信息针对所述终端被单独地确定；数据解码器，被配置为基于所述单独控制信息来对包括在数据帧中的数据进行解码，其中，所述单独控制信息和所述数据被预编码并被接收。
所述终端可包括共同控制信息，其中，所述共同控制信息包括以下内容中的一个或多个应用到数据帧的预编码方法、数据帧支持的终端的数量、包括在数据帧中的数据流的数量、包括在数据帧中的信道估计字段的持续时间或长度以及信道估计字段的格式。所述终端可包括单独控制信息，其中，所述单独控制信息包括以下内容中的一个或多个数据帧的长度、针对多个终端中的每个终端应用到数据的调制和编码方法、使用信道的带宽、信道平滑、信道聚集、误差校正编码以及保护间隔的长度。所述终端可包括单独控制信息解码器还被配置为使用预定调制方法或预定误差校正编码方法来对单独控制信息进行解码。所述终端还可包括信道估计器，被配置为基于信道估计信号来估计在所述终端与所述发送设备之间的信道，其中，数据帧包括信道估计信号，其中，数据解码器还被配置为基于估计的信道来对数据进行解码。所述终端可包括数据帧包括多个数据流；所述多个数据流中的每个数据流包括信道估计信号；包括在所述多个数据流中的每个数据流中的信道估计信号被包括在不同的时间间隔中。所述终端可包括数据帧包括多个数据流；信道估计信号包括多个信道估计信号组；基于数据流的数量来确定信道估计信号组的数量。所述终端可包括接收器还被配置为经由至少一个接收天线来接收数据帧。在另一总体方面，提供了一种将数据发送到包括至少一个接收天线的多个终端的方法，所述方法包括针对所述多个终端产生共同控制信息；针对所述多个终端中的每个终端产生单独控制信息；通过针对所述多个终端中的每个终端对单独控制信息和数据进行预编码来针对所述多个终端中的每个终端产生预编码的数据；根据MU-MIMO通信方法将包括共同控制信息和预编码的数据的数据帧发送到所述多个终端。所述方法可包括共同控制信息包括以下内容中的一个或多个应用到数据帧的预编码方法、由数据帧支持的终端的数量、包括在数据帧中的数据流的数量、包括在数据帧中的信道估计字段的持续时间或长度以及信道估计字段的格式。所述方法可包括单独控制信息包括以下内容中的一个或多个数据帧的长度、针对所述多个终端中的每个终端应用到数据的调制和编码方法、使用信道的带宽、信道平滑、信道聚集、误差校正编码以及保护间隔的长度。所述方法还可包括产生用于所述多个终端中的每个终端的信道估计的信道估计信号，其中，预编码的步骤包括通过对信道估计信号另外进行预编码来产生预编码的数据。在另一总体方面，提供了一种接收数据的方法，所述方法包括从发送设备接收数据帧；从数据帧对共同控制信息进行解码，其中，所述共同控制信息被共同发送到连接到发送设备的终端和第二终端；基于共同控制信息从数据帧对单独控制信息进行解码，其中，所述单独控制信息针对所述终端和第二终端中的每个终端被单独地确定；基于所述单独控制信息对包括在数据帧中的数据进行解码，其中，所述单独控制信息和所述数据被预编码并被接收。 所述方法还可包括基于信道估计信号估计在所述终端与所述发送设备之间的信道，其中，数据帧包括信道估计信号，对数据进行解码的步骤包括基于估计的信道来对数据进行解码。所述方法可包括数据帧包括多个数据流；所述多个数据流中的每个数据流包括信道估计信号；包括在所述多个数据流中的每个数据流中的信道估计信号被包括在不同的时间间隔中。在另一总体方面，提供了一种非瞬时性计算机可读记录介质，所述非瞬时性计算机可读记录介质存储用于执行权利要求17的方法的程序。通过以下详细的描述、附图和权利要求，其它特征和方面将变得明显。
图I是示出根据实施例的使用多用户多输入多输出(MU-MMO)通信方法的数据发送的示图。图2是示出根据实施例的数据帧的结构的示图。图3是示出根据实施例的进一步包括用于支持终端的遗留控制信息的数据帧的结构的示图。图4是示出根据实施例的当特定终端接收多个数据流时的数据帧的示图。图5是示出使用预编码独立地分离和发送数据流的数据帧的示例的示图。图6是示出根据实施例的针对相同的终端在不同的时间间隔中包括信道估计信号组的数据流的示例的示图。图7是示出根据实施例的针对不同的终端在不同的时间间隔中包括信道估计信号组的数据流的示例的示图。图8是示出使用预编码独立地分离和发送数据流的数据帧的示例的示图。图9是示出根据实施例的发送设备的配置的框图。
图10是示出根据实施例的终端的配置的框图。图11是示出根据实施例的接收数据的方法的流程图。图12是示出根据实施例的发送数据的方法流程图。在整个附图和详细的描述中，除非另有说明，相同的附图标号将被理解为表示相同的元件、特点和结构。为了清楚、说明和方便，这些元件的相对大小和描述可被夸大。
具体实施例方式提供以下描述的描述以帮助读者获得对这里描述的方法、设备和/或系统的全面理解。因此，将向本领域的普通计算人员建议这里描述的系统、设备和/或方法的各种改变、修改和等同物。描述的处理步骤和/或操作的进行是示例性的；然而，处理步骤和/或操作的顺序不限于这里阐述的处理步骤和/或操作的顺序，并且除了必须以特定顺序发送的步骤和/或操作之外，可如本领域所公知地改变所述处理步骤和/或操作的顺序。此外，为了更加清楚和方便，可省略对公知的功能和构造的描述。图I示出根据实施例的使用多用户多输入多输出(MU-MMO)通信方法的数据发送。参照图1，发送设备110经由发送天线151和152将数据发送到终端181和182。发送设备110的预编码器140可使用预编码矩阵来对数据流120和130进行预编码。
可使用矢量信道161、162、163和164来将预编码的数据流发送到终端181和182。虽然在图I中，示出的终端181包括单个接收天线171，终端182包括单个接收天线172，但是终端181和182中的每个可包括多个接收天线。终端181和182中的每个可接收使用矢量信道161、162、163和164发送的数据流。可由以下的等式I来表示由终端181接收的信号。[等式I]
11hzl 12 -h]+h]
_ 21JUzz _可由以下的等式2来表示由终端182接收的信号。[等式2]^[h21 h22} ^11 [X1 ]+[Ii21 Ji22]' 11 -[x2]+[ i2]
_ 21 JL 22_在一个示例中，Xl和X2分别表示将从发送设备110发送到终端181和182的数据流;Yi和I2分别表示由终端181和182接收的信号；hn、h12、h21和h22表示在发送天线151和152中的每个和接收天线171和172中的每个之间形成的无线电信道的状态。此外，[tn，t21]表示终端181的预编码矢量，[t12, t22]表示终端182的预编码矢量，Y1和Y2表示热噪声。参照上述的等式1，发送设备110可以以这样的方式确定预编码矢量[t12，t22]:针对终端181的信道矢量[hn，h12]和针对终端182的预编码矢量[t12，t22]的内积值可变为非常小的值。在一个示例中，数据流X2对终端181的干扰可被减小。类似地，参照上述的等式2，发送设备110可以以这样的方式确定预编码矢量[tn，t21]:针对终端182的信道矢量[h21，h22]和针对终端181的预编码矢量[tn，t21]的内积值可变为非常小的值。在一个示例中，数据流X1对终端182的干扰可被减小。发送设备110可从终端181和182中的每个接收信道状态信息以验证信道状态信息，并可以以这样的方式来确定预编码矢量信道矢量和预编码矢量可互相具有小的内积值。当发送设备110将包括第一数据帧和第二数据帧的数据帧发送到终端181和182时，由终端181接收的第二数据帧的长度可以是非常短。因此，由第二数据流引起的干扰量可以非常小，并且终端181可对第一数据流进行解码。类似地，终端182可对第二数据流进行解码。终端181和182中的每个可从发送设备110接收训练信号以使用训练信号估计信道状态。如图I所示，当发送设备110包括多个发送天线151和152时，发送设备110可将专门设计的训练信号发送到终端181和182中的每个，从而终端181和182中的每个可识别从发送天线151和152中的每个发送的训练信号。
图2示出根据实施例的数据帧的结构。数据帧包括信号检测字段211、第一信道估计字段212、共同控制字段213和预编码的数据220。预编码可不被应用到信号检测字段211、第一信道估计字段212和共同控制字段213。预编码的数据220相应于被预编码并可被发送到每个终端(例如，图I中的终端181和182)的信息。因此，预编码的数据220可包括针对每个终端单独确定的控制信息或数据。预编码的数据220可包括功率放大器训练字段230、第二信道估计字段240、单独控制字段250和数据字段260。终端(例如，终端181和182)可使用信号检测字段211来检测接收的帧，并可设置 功率放大器的增益值。终端还可估计关于接收的帧的粗略时间同步,并估计频率偏移量。终端可使用第一信道估计字段212来估计精确的频率偏移量。终端可估计用于对信道估计字段进行解码的信道。终端可使用共同控制字段213来检测针对当前正被发送的数据帧的共同控制信息。共同控制信息可包括以下内容中的一个或多个应用到数据帧的预编码方法、由数据帧支持的终端的数量、在数据帧中包括的数据帧的数量、第二信道估计字段240的持续时间或长度以及第二信道估计字段240的格式。功率放大器训练字段230可包括用于增强多天线自动增益控制(AGC)性能的训练信号。终端可使用功率放大器训练字段230来设置适合于预编码的信号的功率放大器的精确的增益值。终端可使用第二信道估计字段240来精确地估计用于对预编码的单独控制字段250和数据字段260进行解码的信道。终端可接收单独控制字段250以检测发送到每个终端的数据帧的单独控制信息。与每个终端相应的控制信息可被预编码，并同时可被发送。单独控制信息可包括以下内容中的一个或多个发送到相应终端的数据字段260或数据帧的长度、应用到数据字段260的调制和编码方法、信道带宽、信道平滑、信道聚集、误差校正编码、保护间隔的长度。如上所述，共同控制字段213中的信息不被预编码，而单独控制字段250中的信息被预编码。换句话说，共同控制字段213中的信息可被系统中的每个终端解码，但是包括在单独控制字段250中的信息可仅被目的终端解码。这样，将不被预编码(并因此由每个终端解码)的这类信息可被包括在共同控制字段213中，将被预编码(并因此仅由目的终端解码)的这类信息可被包括在单独控制字段250中。例如，可选地，以上描述的作为包括在共同控制字段213中的信息的包括在数据帧中的数据帧的数量、第二信道估计字段240的持续时间或长度以及第二信息估计字段240的格式可被包括在单独控制字段250中。此外，可选地，以上描述的作为包括在单独控制字段250中的信息的发送到相应终端的数据字段260或数据帧的长度、应用到数据字段260的调制和编码方法、信道带宽、信道平滑、信道聚集、误差校正编码和保护间隔的长度可被包括在共同控制字段213中。图3示出根据实施例的进一步包括用于支持终端的遗留控制信息的数据帧的结构。参照图3，数据帧包括信号检测字段311、第一信道估计字段312、遗留控制字段320、共同控制字段313和预编码的数据370。预编码不被应用到信号检测字段311、第一信道估计字段312和共同控制字段313。换句话说，不需要对信号检测字段311、第一信道估计字段312和共同控制字段313进行预编码。因此，与以上参照图2进行的描述类似，支持空分多用户多输入多输出(SD-MIMO)通信方法的终端(例如，图I中的终端181和182)可接收信号检测字段311、第一信道估计字段312和共同控制字段313，并使用这些字段以接收预编码的数据370。预编码不被应用到遗留控制字段320。换句话说，不需要对遗留控制字段320进行预编码。因此，不支持SD-MMO通信方法的现有终端还可使用信号检测字段311、第一信道估计字段312和共同控制字段313来接收遗留控制字段320。使用遗留控制字段320，现有终端可检测与应用到数据字段360的调制和编码方法以及帧长度有关的信息。现有终端可验证预编码的数据字段360被发送的时间间隔，并且可不接收预编码的数据字段360。支持SD-MMO通信方法的终端可使用共同控制字段313来接收预编码的数据字段360。共同控制字段313与图2的共同控制字段213相似。预编码的数据370可包括功率放大器训练字段330、第二信道估计字段340、单独控制字段350和数据字段360。图3的功率放大器训练字段330、单独控制字段350和数据字段360与图2的功率放大器训练字段230、单独控制字段250和数据字段260相似。终端可使用第二信道估计字段340来估计发送设备和终端之间的信道。第二信道估计字段340可包括多个信道估计信号组341和342。终端可通过将多个信道估计信号组341和342进行组合来估计发送设备和终端之间的信道。当使用图3的数据帧时，支持SD-MMO通信方法的先进终端可接收共同控制字段313，甚至不支持SD-MIMO通信方法的现有终端也可接收遗留控制字段320。现有终端可使用遗留控制字段320检测发送到先进终端的预编码的数据字段360的长度，并随后可终止接收。图4示出根据实施例的当特定终端接收多个数据流491、492和493时的数据帧。参照图4，数据帧支持两个终端，例如，第一终端和第二终端(例如，图I中的终端181和182)。数据帧包括多个数据流491、492和493。在数据流491、492和493中，数据流491和492可被发送到第一终端，数据流493可被发送到第二终端。信号检测字段411、第一信道估计字段412和共同控制字段412不被预编码，并可被发送到第一终端和第二终端中的每个。图4的信号检测字段411、第一信道估计字段412和共同控制字段413包括与图2的信号检测字段211、第一信道估计字段212和共同控制字段213相似的信息。预编码的数据420针对特定终端被预编码，并可仅被预编码的数据420被发送到的特定终端解码。在一个示例中，仅特定终端将具有对预编码的数据420进行解码的能力。在数据流491、492和493中的每个中包括的预编码的数据420可包括功率放大器训练字段430、第二信道估计字段440、单独控制字段450和数据字段460。
第一终端可对包括在数据流491中的预编码的数据431、441、442、451和461进行解码。第一终端还可对包括在数据帧492中的预编码的数据432、443、444和462进行解码。第二终端可对包括数据流493中的预编码的数据433、445、452和463进行解码。
功率放大器 训练字段430被预编码，并被发送到第一终端和第二终端中的每个。图4的功率放大器训练字段430与图2的功率放大器训练字段230相似。在数据流491、492和493中的每个中包括的第二信道估计字段440可包括信道估计信号组441、442、443、444和445中的至少一个。可基于将被发送到第一终端和第二终端中的每个的数据流的数量来确定在数据流491、492和493中的每个中包括的信道估计信号组的数量。换句话说，对于每个将被发送的数据流可存在一个信道估计组。例如，当两个数据流491和492被发送到第一终端时，数据流491可包括至少两个信道估计信号组(例如，信道估计信号组441和442);数据流492可包括至少两个信道估计信号组(例如，信道估计组443和444)。当仅单个数据流493被发送到第二终端时，数据流493可包括单个信道估计信号组(例如，信道估计信号组445)。接收数据流491和492的第一终端可通过将信道估计信号组441、442、443和444进行组合来估计多个发送天线和第一终端之间的信道。换句话说，在每个接收的流(例如，示出的示例中的数据流491和492)中的所有信道估计组可被用于估计信道。接收单个数据流493的第二终端可仅使用信道估计信号组445来估计发送天线和第二终端之间的信道。同样地，在每个接收的流(例如，示出的示例中的数据流493本身)中的所有信道估计组可被用于估计信道。在单独控制字段451和452中的每个中包括的单独控制信息包括与在图2的单独控制字段250中的单独控制信息相似的信息。第一终端和第二终端中的每个可基于单独控制信息来获知发送到相应终端的数据流的数量。单独控制信息可追踪多少数据流被发送。第一终端和第二终端中的每个可基于发送到第一终端和第二终端中的每个的数据流的数量来获知包括在每个数据流中的信道估计信号组的数量。单独控制信息可追踪多少信道估计信号组被包括。第一终端和第二终端中的每个可使用相应的信道估计信号组来估计信道。第一终端和第二终端还可对发送到第一终端和第二终端中的每个的数据字段461、462和463进行解码。在图4中，两个终端(例如，终端181和182)可接收数据帧。根据另一实施例，单个终端或至少三个终端可接收数据帧。在一个示例中，可基于由每个终端接收的数据流的数量来确定包括在第二信道估计字段440中的信道估计信号组的数量。图5示出使用预编码来独立地分离和发送数据流的数据帧的示例。参照图5，数据帧可包括三个数据流591、592和593以支持两个终端(例如，第一终端和第二终端)。数据流591和592可被发送到第一终端，数据流593可被发送到第二终端。在数据流591、592和593中的每个中包括的第二信道估计字段540可在相同的时间间隔中包括信道估计信号组541、542和543。当数据流591、592和593被独立地分离和发送时，第一终端和第二终端中的每个可基于同时发送的信道估计信号组541、542和543来估计基站与第一终端和第二终端中的每个之间的信道。图5的信号检测字段511、第一信道估计字段512、共同控制字段513、功率放大器训练字段530、单独控制字段550和数据字段560被配置为与以上参照图2至图4对类似项进行的描述相似。在图5中，描述了接收数据帧的两个终端。根据另一实施例，单个终端或至少三个终端可接收数据帧。在一个示例中，包括在第二信道估计字段540中的信道估计信号组541、542和543可被包括在相同的时间间隔中。图6示出根据实施例的针对相同的终端在不同的时间间隔中包括信道估计信号组的数据流的示例的示图。参照图6，数据流691和692被发送到第一终端，数据流693、694和695被发送到
第二终端。数据流691、692、693、694和695中的每个包括用于精确地估计发送设备与第一终 端和第二终端中的每个之间的信道的第二信道估计字段640。第二信道估计字段640可包括信道估计信号组641、642、643、644和645。数据流691和692分别在不同的时间间隔中包括信道估计信号组641和642。在被发送到第一终端的不同数据流691和692中，信道估计信号组641的时间间隔与信道估计信号组642的时间间隔不重叠。类似地，在被发送到第二终端的不同数据流693、694和695中，信道估计信号组643、644和645的时间间隔互相不重叠。第一终端可使用信道估计信号组641和642来估计发送天线与接收天线之间的信道。第二终端也可使用信道估计信号组643、644和645来估计发送天线与接收天线之间的信道。图6的信号检测字段611、第一信道估计字段612、共同控制字段613、功率放大器训练字段630、单独控制字段650和数据字段660被配置为与以上参照图2至图5对类似项进行的描述相似。在图6中，描述了接收数据帧的两个终端。根据另一实施例，单个终端或至少三个终端可接收数据帧。在一个示例中，在由相同终端接收的不同数据流中包括的信道估计信号组可被分别包括在不同的时间间隔中。图7示出根据实施例的针对不同的终端在不同的时间间隔中包括信道估计信号组的数据流的示例的示图。参照图7，数据流791和792被发送到第一终端，数据流793和794被发送到第二终端。被发送到不同终端的数据流可在不同的时间间隔中包括信道估计信号组。例如，包括在被发送到第一终端的数据流791和792中的第一组信道估计信号组741、742、743和744以及包括在被发送到第二终端的数据流793和794中的第二组信道估计信号组745、746、747和748可被包括在不同的时间间隔中。因此，可完全消除干扰效果，并可针对不同的终端精确地估计信道。被发送到相同终端的预编码的数据可在相同的时间间隔中包括信道估计信号组。在图7中，第一终端可通过将第一组信道估计信号组741、742、743和744进行组合来估计发送天线与接收天线之间的信道。第二终端可通过将第二组信道估计信号组745、746、747和748进行组合来估计发送天线与接收天线之间的信道。
图7的信号检测字段711、第一信道估计字段712、共同控制字段713、功率放大器训练字段730、单独控制字段750和数据字段760被配置为与以上参照图2对类似项进行的描述相似。在图7中，描述了接收数据帧的两个终端。根据另一实施例，单个终端或至少三个终端可接收数据帧。在一个示例中，被发送到不同终端的数据流可在不同的时间间隔中包括信道估计信号组。
图8示出使用预编码独立地分离和发送数据流的数据帧的示例。参照图8，数据流891和892可被发送到第一终端，数据流893和894可被发送到
第二终端。数据流891、892、893和894中的每个可包括用于估计发送设备与第一终端和第二终端中的每个之间的信道的第二信道估计字段840。第二信道估计字段840可包括信道估计信号组 841、842、843、844、851、852、853、854、855、856、857 和 858。包括在被发送到第一终端的数据流891和892中的信道估计信号组841、842、843和844以及包括在被发送到第二终端的数据流893和894中的信道估计信号组851、852、853、854、855、856、857 和 858 可时间重叠。第一终端可通过将酉矩阵与信道估计信号组841、842、843和844中的每个相乘来将正交性施加到信道估计信号组841、842、843和844。第二终端可通过将酉矩阵与信道估计信号组851、852、853、854、855、856、857和858中的每个相乘来将正交性施加到信道估计信号组851、852、853、854、855、856、857和858。由于施加的正交性，随后可丢弃不期望的信号。第一终端和第二终端中的每个可使用具有分配的正交性的信道估计信号组841、842、843、844、851、852、853、854、855、856、857和858来估计发送设备与第一终端和第二终端中的每个之间的信道。图8的信号检测字段811、第一信道估计字段812、共同控制字段813、功率放大器训练字段830、单独控制字段860和数据字段870被配置为与以上参照图2对类似项进行的描述相似。在图8中，描述了接收数据帧的两个终端。根据另一实施例，单个终端或至少三个终端可接收数据帧。在一个示例中，包括在数据流中的信道估计信号组可时间重叠。每个终端可使用酉矩阵估计信道。图9示出根据实施例的发送设备900的配置。发送设备900可包括检测信号产生器911、第一信道估计信号产生器912、共同控制信息产生器913、功率放大器训练信号产生器920、单独控制信号产生器930、第二信道估计信号产生器940、控制器950、预编码器960和发送器970。检测信号产生器911可产生检测信号。终端980和990中的每个可使用包括在数据帧中的检测信号来检测从发送设备900发送的数据帧。终端980和990中的每个可针对当前数据帧执行时间同步。另外，终端980和990中的每个可使用检测信号估计粗略频率
偏移量。第一信道估计信号产生器912可产生第一信道估计信号。终端980和990中的每个可基于第一信道估计信号估计精确的频率偏移量。另外，终端980和990中的每个可接收非预编码的共同控制信息。
检测信号和第一信道估计信号没被预编码，并被发送到终端980和990中的每个。共同控制信息产生器913可针对终端980和990产生共同控制信息。终端980和990中的每个可包括至少一个接收天线。例如，终端980可包括接收天线981和982，终端990可包括接收天线991。“共同控制信息”表示被发送到包括在发送设备900的覆盖范围内的所有终端980和990的控制信息。共同控制信息在不被预编码的情况下被发送。共同控制信息可包括与 数据帧的共同控制有关的信息。共同控制信息可包括应用到数据帧的预编码方法、由数据帧支持的终端的数量和信道估计信号组。共同控制信息不针对特定终端被预编码，并且被发送到接收数据帧的所有终端。如上所述，可选地，包括在数据帧中的数据帧的数量、第二信道估计字段的持续时间或长度以及第二信道估计字段的格式可被包括在以下将描述的单独控制信息中。功率放大器训练信号产生器920可产生功率放大器训练信号。终端980和990中的每个可使用功率放大器训练信号执行多天线AGC。预编码器960可通过对功率放大器训练信号另外进行预编码来产生预编码的数据。单独控制信息产生器930可针对终端980和990中的每个产生单独控制信息。“单独控制信息”表示针对终端980和990中的每个单独确定的控制信息。单独控制信息可包括以下内容中的一个或多个被发送到相应终端的数据字段或数据帧、应用到数据字段的调制和编码方法、使用信道的带宽、信道平滑、信道聚集、误差校正代码、保护间隔和应用到数据帧的编码方法。如上所述，可选地，被发送到相应终端的数据字段或数据帧、应用到数据字段的调制和编码方法、信道带宽、信道平滑、信道聚集、误差校正代码、保护间隔的长度可被包括在共同控制信息中。第二信道估计信号产生器940可产生用于估计针对多接入终端980和990中的每个终端的信道的第二信道估计信号。第二信道估计信号可包括至少一个信道估计信号组。终端980和990可接收不同数量的数据流。每个数据流可包括信道估计信号。可基于由终端980和990中的每个接收的数据流的数量来确定包括在每个信道估计信号中的信道估计信号组的数量。控制器950可单独确定被发送到终端980和990中的每个的数据流的数量。控制器950可基于数据流的数量来确定包括在数据流中的每个中的训练信号组的数量。数据帧可包括多个数据流。信道估计信号可包括多个信道估计信号组。发送器970可将多个预编码的数据发送到包括在多个终端中的特定终端(例如，终端980和990中的任意一个)。包括在多个预编码的数据中的每个信道估计信号可被包括在不同的时间间隔中。终端980可接收多个数据流。由终端980接收的数据流可分别在不同的时间间隔中包括训练信号组。当训练信号组不互相重叠时，终端980可有效地估计信道。以上参照图4至图8对类似项描述了终端980和990中的每个终端使用信道估计信号组来估计发送设备900与终端980和990中的每个之间的信道的示例。预编码器960可通过针对终端980和990中的每个对单独控制信息和数据进行预编码来针对终端980和990中的每个产生预编码的数据。预编码的数据可被发送到终端980和990中的每个。然而，终端980和990中的每个可仅对针对相应终端进行预编码的预编码的数据进行解码。预编码器960可通过对功率放大器训练信号和第二信道估计信号另外进行预编码来产生预编码的数据。发送器970可将包括多个数据流的数据帧发送到终端980和990。发送器970可根据多用户多输入多输出(MU-MMO)通信方法将包括共同控制信息和预编码的数据的数据帧发送到终端980和990。发送器970可使用多个发送天线971、972和973将数据帧发送到终端980和990中的每个。每个数据流可包括没被预编码的检测信号 、第一信道估计信号和共同控制信息以及针对终端980和990中的每个进行预编码的预编码的数据。终端980和990中的每个可对非预编码的共同控制信息进行解码，并还可对针对相应终端进行预编码的预编码的数据进行解码。可通过基于信道状态从各种调制方法中选择单个调制方法来对包括在预编码的数据中的数据进行调制。例如，可使用预定调制方法来对单独控制信息进行调制。还可通过从各种误差校正编码方法中选择单个误差校正编码方法来对所述数据进行误差校正编码。例如，可使用预定误差校正编码方法来对单独控制信息进行误差校正编码。应用到所述数据的调制方法和误差校正编码方法可被包括在单独控制信息中。可使用在发送设备900与终端980和990中的每个之间预定的调制方法来对单独控制信息进行调制，或者可使用在发送设备900与终端980和990中的每个之间预定的误差校正编码方法来对单独控制信息进行误差校正编码。例如，终端980和990可仅对单独控制信息进行解码，而不需要参考其它控制信息，并可使用解码的单独控制信息来对数据进行解码。应用到单独控制信息的调制方法或误差校正编码方法可被包括在共同控制信息中。图10示出根据实施例的终端的配置。终端1000可包括接收器1060、信号检测器1011、第一信道估计器1012、共同控制信息解码器1013、功率放大器控制器1020、第二信道估计器1030、数据解码器1040和单独控制信息解码器1050。接收器1060可从发送设备1070接收数据帧。数据帧可包括一个数据流或者多个数据流。数据流可包括信号检测字段、第一信道估计字段、共同控制字段和预编码的数据。发送设备1070可使用多个发送天线1071、1072和1073来发送预编码的数据。信号检测器1011可检测从发送设备1070发送的信号。可使用包括在信号检测字段中的检测信号来检测所述信号。信号检测器1011可使用检测信号来执行粗略AGC，并且还可估计粗略频率偏移量。信号检测器1011可使用检测信号针对当前数据帧来执行时间同步。第一信道估计器1012可使用包括在第一信道估计字段中的第一信道估计信号来估计精确的频率偏移量。第一信道估计器1012可估计发送设备1070与终端1000之间的信道，以对共同控制信息进行解码。共同控制信息解码器1013可对来自数据帧的共同控制信息进行解码。“共同控制信息”表示可由包括在发送设备1070的覆盖范围内的终端1000和终端1080解码的控制信息。共同控制信息可包括发送到终端1000和1080的数据帧。共同控制信息可包括以下内容中的一个或多个应用到数据帧的预编码方法、由数据帧支持的终端的数量、包括在数据帧中的数据流的数量、第二信道估计字段的间隔或长度以及第二信道估计字段的格式。如上所述，可选地，包括在数据帧中的数据帧的数量、第二信道估计字段的持续时间或长度以及第二信道估计字段的格式可被包括在单独控制信息。共同控制信息在没有针对特定终端被预编码的情况下被发送。功率放大器控制器1020可使用包括在功率放大器训练字段中的功率放大训练信号来精确地控制功率放大器的增益。第二信道估计器1030可使用包括在第二信道估计字段中的第二信道估计信号来估计发送设备1070与终端1000之间的信道。第二信道估计信号可包括至少一个信道估计
信号组。终端1000可接收多个数据流。根据示例实施例,可基于由终端1000接收的数据流的数量来确定包括在由终端1000接收的每个数据流中的信道估计信号组的数量。根据另一示例实施例，包括在由第一终端1000接收的数据流中的信道估计信号可被包括在不同的时间间隔中。以上参照图4至图8针对类似项描述了终端1000使用信道估计信号组来估计终端1000与发送设备1070之间的信息。单独控制信息解码器1050可基于共同控制信息以及第二信道估计器1030的信道估计结果来对单独控制信息进行解码。“单独控制信息”表示针对终端1000和1080中的每个单独确定的控制信息。单独控制信息可包括以下内容中的一个或多个发送到相应终端的数据字段或数据帧的长度、应用到数据字段的调制和编码方法、信道带宽、信道平滑、信道聚集、误差校正编码、保护间隔的长度以及应用到数据帧的预编码方法。如上所述，可选地，发送到相应终端的数据字段或数据帧的长度、应用到数据字段的调制和编码方法、信道带宽、信道平滑、信道聚集、误差校正编码以及保护间隔的长度可被包括在共同控制信息中。数据解码器1040可基于单独控制信息和第二信道估计器1030的信道估计结果来对包括在数据流中的数据进行解码。基于信道状态，从各种调制方法中选择的调制方法或从各种误差校正编码方法中选择的误差校正编码方法可应用到被发送到终端1000和1080中的每个的数据。可将在终端1000与发送设备1070之间预定的调制方法或误差校正编码方法应用到单独控制信息。在一个示例中，终端1000可仅对单独控制信息进行解码，而不需要参考其它控制信息，并可使用解码的单独控制信息来对数据进行解码。发送设备1070可对针对终端1000和1080中的每个确定的单独控制信息和数据进行预编码，并可发送所述单独控制信息和数据。图11示出根据实施例的接收数据的方法。在操作1110，终端可从发送设备接收数据帧。终端可使用包括在数据帧中的检测信号来检测数据帧。终端可使用检测信号来执行粗略AGC。终端可使用检测信号来针对当前数据帧执行时间同步。在操作1120，终端可使用包括在数据帧中的第一信道估计信号来执行第一信道估计。“第一信道估计”表示估计发送设备与终端之间的信道以对包括在数据帧中的非预编码、的字段进行解码的操作。此外，在操作1120，终端可使用第一信道估计信号来估计精确的频
率偏移量。在操作1130，终端可对包括在数据帧中的共同控制信息进行解码。终端可基于共同控制信息来对包括在数据帧中的预编码的数据进行解码。在操作1140，终端可使用包括在数据帧中的功率放大器训练信号来执行精确AGC。操作1150，终端可使 用包括数据帧中的第二信道估计字段来执行第二信道估计。“第二信道估计”表示针对发送设备与终端之间的信道以对预编码的数据进行解码的操作。在操作1160，终端可对包括在数据帧中的单独控制信息进行解码。在操作1170，终端可基于第二信道估计结果和单独控制信息来对包括在数据帧中的数据进行解码。图12示出根据实施例的发送数据的方法。在操作1210，发送设备可产生检测信号。终端可使用包括在数据帧中的检测信号来检测从发送设备发送的数据帧，并可执行粗略频率偏移量。终端可使用检测信号来针对当前数据帧执行时间同步。在操作1220，发送设备可产生第一信道估计信号。终端可基于第一信道估计信号来估计发送设备与终端之间的信道，并可使用以上估计结果对非预编码的信息或非预编码的信号进行解码。在操作1230，发送设备可产生共同控制信息。共同控制信息可包括与从发送设备发送的与数据帧有关的控制信息。在操作1240，发送设备可产生功率放大器训练信号。终端可使用功率放大器训练信号来执行精确的AGC。在操作1250，发送设备可产生单独控制信息。“单独控制信息”表示针对每个终端单独确定的控制信息。在操作1260，发送设备可产生第二信道估计信号。终端可使用第二信道估计信号来估计发送设备与终端之间的信道，并可使用以上估计结果对预编码的信号或预编码的信息进行解码。第二信道估计信号可包括多个训练信号组。可基于由终端接收的数据流的数量来确定包括在第二信道估计信号中的信道估计信号组的数量。包括在第二信道估计信号中的信道估计信号组可被包括在不同的时间间隔中。在操作1270，发送设备可通过针对每个终端对数据单独控制信息以及数据进行预编码来产生预编码的数据。发送设备可通过对功率放大器训练信号和第二信道估计信号另外进行预编码来产生预编码的数据。在操作1280，发送设备可将共同控制信息和预编码的数据发送到多个终端。数据帧可包括检测信号和第一信道估计信号。发送设备可使用MU-MMO通信方法来发送数据帧。在一个示例中，共同控制信息可包括与由MU-MMO通信方法支持的终端的数量有关的信息。上述的处理、功能、方法和/或软件可被记录、存储或固定在一个或多个计算机可读存储介质中，所述计算机可读存储介质包括程序指令，所述程序指令由计算机执行以使处理器运行或执行所述程序指令。所述介质还可包括程序指令、数据文件、数据结构等的一个或程序指令、数据文件、数据结构的组合。所述介质和程序指令可以是专门设计和构造的介质和程序指令，或可以是由计算机软件领域的技术人员所公知的和可用的介质和程序指令。计算机可读介质的示例包括磁介质(诸如硬盘、软盘和磁带)、光学介质(诸如CD-ROM盘和DVD)、磁光介质(诸如光盘)和专门配置以存储和执行程序指令的硬件装置(诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存等)。程序指令的示例包括机器代码(诸如由编译器所产生的)和包含可由计算机使用翻译器执行的高级代码的文件。上述的硬件装置可被配置为用作一个或多个软件模块以执行上述操作和方法，反之亦然。另外，计算机可读记录介质可分布于联网的计算机系统上，并且可以以分散的方式存储和执行计算机可读代码或程序指令。仅作为非详尽的说明，描述于此的终端装置可以是移动装置(诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、数码相机、便携式游戏机、MP3播放器、便携式/个人多媒体播放器(PMP)、手持电子书、便携膝上型PC、全球定位系统(GPS)导航)，以及与公开于此的说明一致的能够 进行无线通信或网络通信的装置(诸如桌上型PC、高清晰度电视机(HDTV)、光盘播放器、机顶盒等)。计算系统或计算机可包括与总线、用户接口和存储器控制器电连接的微处理器。所述计算系统或计算机还可包括闪存装置。闪存装置可通过存储控制器存储N比特数据。N比特数据被微处理器处理或将被微处理器处理，并且N可以是I或大于I的整数。当计算系统或计算机是移动设备时，可附加提供电池以向计算系统或计算机供应操作电压。本领域普通技术人员将清楚，所述计算系统或计算机还可包括应用芯片集、相机图像处理器(CIS)、移动动态随机存取存储器(DRAM)等。存储器控制器和闪存装置可组成使用非易失性存储器存储数据的固态驱动器/盘(SSD)。以上已经描述了一些示例。然而，将理解可进行各种修改。例如，如果以不同的顺序执行所描述的技术，和/或如果以不同的方式组合在所描述的系统、架构、装置或电路中的组件和/或用其它组件或其等同物来代替或补充在所描述的系统、架构、装置或电路中的组件，则可得到适当的结果。因此，其它实现方式仍在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种将数据发送到包括至少一个接收天线的多个终端的发送设备，所述发送设备包括: 共同控制信息产生器，被配置为针对所述多个终端产生共同控制信息； 单独控制信息产生器，被配置为针对所述多个终端中的每个终端产生单独控制信息；预编码器，被配置为通过针对所述多个终端中的每个终端对单独控制信息和数据进行预编码来针对所述多个终端中的每个终端产生预编码的数据； 发送器，被配置为根据多用户多输入多输出(MU-MMO)通信方法将包括共同控制信息和预编码的数据的数据帧发送到所述多个终端。
2.如权利要求I所述的发送设备，其中，共同控制信息包括以下内容中的一个或多个应用到数据帧的预编码方法、由数据帧支持的终端的数量、包括在数据帧中的数据流的数量、包括在数据帧中的信道估计字段的持续时间或长度以及信道估计字段的格式。
3.如权利要求I所述的发送设备，还包括 功率放大器训练信号产生器，被配置为产生用于所述多个终端中的每个终端的多天线自动增益控制(AGC)的功率放大器训练信号， 其中，预编码器还被配置为通过对功率放大训练信号另外进行预编码，来产生预编码的数据。
4.如权利要求I所述的发送设备，其中，单独控制信息包括以下内容中的一个或多个数据帧的长度、针对所述多个终端中的每个终端应用到数据的调制和编码方法、信道带宽、信道平滑、信道聚集、误差校正编码以及保护间隔的长度。
5.如权利要求I所述的发送设备，还包括 信道估计信号产生器，被配置为产生用于所述多个终端中的每个终端的信道估计的信道估计信号， 其中，预编码器还被配置为通过对信道估计信号另外进行预编码来产生预编码的数据。
6.如权利要求5所述的发送设备，还包括 控制器，被配置为 单独确定被发送到所述多个终端中的每个终端的数据流的数量； 基于数据流的数量来确定信道估计信号组的数量， 其中，数据帧包括多个数据流， 其中，信道估计信号包括多个信道估计信号组。
7.如权利要求5所述的发送设备，其中 发送器还被配置为将多个预编码的数据发送到包括在所述多个终端中的特定终端；包括在所述多个预编码的数据中的信道估计信号中的每个信道估计信号被包括在不同的时间间隔中。
8.如权利要求I所述的发送设备，其中，使用预定调制方法来对单独控制信息进行调制，或者使用预定误差校正编码方法来对单独控制信息进行误差校正编码。
9.一种无线连接到发送设备的终端，所述终端包括 接收器，被配置为从发送设备接收数据帧； 共同控制信息解码器，被配置为对来自数据帧的共同控制信息进行解码，其中，所述共同控制信息被共同发送到所述终端以及无线连接到发送设备的另外的终端； 单独控制信息解码器，被配置为基于共同控制信息对来自数据帧的单独控制信息进行解码，其中，所述单独控制信息针对所述终端被单独地确定； 数据解码器，被配置为基于单独控制信息来对包括在数据帧中的数据进行解码， 其中，所述单独控制信息和所述数据被预编码。
10.如权利要求9所述的终端，其中，共同控制信息包括以下内容中的一个或多个应用到数据帧的预编码方法、数据帧支持的终端的数量、包括在数据帧中的数据流的数量、包括在数据帧中的信道估计字段的持续时间或长度以及信道估计字段的格式。
11.如权利要求9所述的终端，其中，单独控制信息包括以下内容中的一个或多个数据帧的长度、针对每个终端应用到数据的调制和编码方法、信道带宽、信道平滑、信道聚集、误差校正编码以及保护间隔的长度。
12.如权利要求9所述的终端，其中，单独控制信息解码器还被配置为使用预定调制方法或预定误差校正编码方法来对单独控制信息进行解码。
13.如权利要求9所述的终端，还包括 信道估计器，被配置为基于信道估计信号来估计在所述终端与所述发送设备之间的信道， 其中，数据帧包括信道估计信号， 其中，数据解码器还被配置为基于估计的信道来对数据进行解码。
14.如权利要求13所述的终端，其中 数据帧包括多个数据流； 所述多个数据流中的每个数据流包括信道估计信号； 包括在所述数据流中的每个数据流中的信道估计信号被包括在不同的时间间隔中。
15.如权利要求13所述的终端，其中 数据帧包括多个数据流； 信道估计信号包括多个信道估计信号组； 基于数据流的数量来确定信道估计信号组的数量。
16.如权利要求9所述的终端，其中，接收器还被配置为经由至少一个接收天线来接收数据帧。
17.一种将数据发送到包括至少一个接收天线的多个终端的方法，所述方法包括 针对所述多个终端产生共同控制信息； 针对所述多个终端中的每个终端产生单独控制信息； 通过针对所述多个终端中的每个终端对单独控制信息和数据进行预编码来针对所述多个终端中的每个终端产生预编码的数据； 根据多用户多输入多输出(MU-MMO)通信方法将包括共同控制信息和预编码的数据的数据帧发送到所述多个终端。
18.如权利要求17所述的方法，其中，共同控制信息包括以下内容中的一个或多个应用到数据帧的预编码方法、由数据帧支持的终端的数量、包括在数据帧中的数据流的数量、包括在数据帧中的信道估计字段的持续时间或长度以及信道估计字段的格式。
19.如权利要求17所述的方法，其中，单独控制信息包括以下内容中的一个或多个数据帧的长度、针对所述多个终端中的每个终端应用到数据的调制和编码方法、信道带宽、信道平滑、信道聚集、误差校正编码以及保护间隔的长度。
20.如权利要求17所述的方法，还包括 产生用于所述多个终端中的每个终端的信道估计的信道估计信号， 其中，预编码的步骤包括通过对信道估计信号另外进行预编码来产生预编码的数据。
21.一种接收数据的方法，所述方法包括 从发送设备接收数据帧； 对来自数据帧的共同控制信息进行解码，其中，所述共同控制信息被共同发送到无线连接到发送设备的多个终端； 基于共同控制信息对来自数据帧的单独控制信息进行解码，其中，所述单独控制信息针对所述多个终端中的每个终端被单独地确定； 基于所述单独控制信息来对包括在数据帧中的数据进行解码， 其中，所述单独控制信息和所述数据被预编码。
22.如权利要求21所述的方法，还包括 基于信道估计信号来估计在所述多个终端中的每个终端与所述发送设备之间的信道，其中，数据帧包括信道估计信号，对数据进行解码的步骤包括基于估计的信道来对数据进行解码。
23.如权利要求21所述的方法，其中 数据帧包括多个数据流； 所述多个数据流中的每个数据流包括信道估计信号； 包括在所述多个数据流中的每个数据流中的信道估计信号被包括在不同的时间间隔中。
24.—种非瞬时性计算机可读记录介质,所述非瞬时性计算机可读记录介质存储用于执行权利要求17的方法的程序。
全文摘要
提供了一种使用空分多用户多输入多输出(SD-MIMO)通信方法的通信系统。发送设备可将被共同发送到多个终端中的每个终端的共同控制信息和被单独发送到所述多个终端中的每个终端的单独控制信息发送到包括在覆盖范围内的所述多个终端中的每个终端。所述发送设备不对共同控制信息进行预编码，并发送非预编码的共同控制信息。所述发送设备对单独控制信息进行预编码，并发送预编码的单独控制信息。
文档编号H04B7/04GK102640430SQ201080054977
公开日2012年8月15日 申请日期2010年12月3日 优先权日2009年12月4日
发明者朴泰林, 权义根, 金应善, 金泳秀 申请人:三星电子株式会社