使用基于相移的预编码的数据传输和接收方法以及支持该方法的收发的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种使用基于相移的预编码的数据传输和接收方法以及支持该方法的收发机。公开了一种用于在采用多个子载波的多输入多输出（MIMO）系统中执行基于广义的相移的预编码或基于扩展相移的预编码的方法，以及一种用于支持该方法的收发机。可通过将用于相移的对角矩阵乘上用于维持子载波之间的正交性的酉矩阵来推广基于相移的预编码矩阵。在这种情况下，可通过将用于移除子载波之间的干扰的预编码矩阵乘上用于相移的对角矩阵来扩展对角矩阵部分。通过该基于相移的预编码的推广和扩展，收发机更加简化，并且增加了通信效率。
【专利说明】使用基于相移的预编码的数据传输和接收方法以及支持该方法的收发机
[0001]本申请是2009年8月14日提交的国际申请日为2008年2月5日的申请号为200880005112.9 (PCT/KR2008/000744)的，发明名称为“使用基于相移的预编码的数据传输和接收方法以及支持该方法的收发机”专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种在使用多个子载波的多输入多输出(MMO)系统中通过执行基于广义的相移的预编码来传输和接收数据的方法，以及支持该方法的收发机。
【背景技术】
[0003]近来，随着信息通信技术的飞速发展，多种多媒体服务和高质量服务也已随之发展并被引入到市场中，因此全世界对无线通信服务的需求迅速提高。为了积极应对日益增加的需求，应该增加通信系统的容量。
[0004]可考虑多种用于增加无线通信环境下的通信容量的方法，例如，一种用于在所有频带中搜索新的可用频带的方法，和一种用于增加有限资源的效率的方法。作为后一种方法的典型示例，许多公司或
【发明者】已经发展了一种收发机包括多个天线以保证利用资源的额外空间，因此获得分集增益，或者用于通过经由独立的并行天线传输数据来增加传输容量的MMO通信技术。
[0005]特别的，以下将参照图1来描述多种MMO通信技术中的基于正交频分复用(OFDM)的多输入多输出(MMO)系统。
[0006]图1是表示装配有多个传输/接收(Tx/Rx)天线的OFDM系统的方框图。
[0007]参见图1，在传输端，信道编码器101附加冗余比特到Tx数据比特以降低信道或噪声的负面影响。映射器103将数据比特信息转换为数据符号信息。串行至并行(S/P)变换器105将数据符号变换为并行数据符号，从而该并行数据符号可被加载到多个子载波中。MIMO编码器107将该并行数据符号变换为空时信号。
[0008]在接收端，MMO解码器109，并行至串行(P/S)变换器111，解映射器113和信道解码器115具有与传输端的MMO编码器107，S/P变换器105，映射器103和信道编码器101相反的功能。
[0009]MIM0-0FDM系统需要多种技术以增强数据传输可靠性。作为增加空间分集增益的方案包括空时码(STC)，循环延迟分集(⑶D)等。作为用于增加信噪比(SNR)的方案包括波束形成(beamforming, BF),预编码等。在这种情况下,一般采用空时码或循环延迟分集方案来为开放回路系统提供鲁棒性(robustness)，其中因为信道的快速时间更新，传输端无法使用反馈信息。另一方面，一般在闭合回路系统中采用波束形成或预编码，从而通过使用包括空间信道特性的反馈信息来最大化信噪比。
[0010]作为在上述方案中的用于增加空间分集增益的方案和用于增加信噪比的方案，以下将详细描述循环延迟分集和预编码。[0011]当装配有多个Tx天线的系统传输OFDM信号时，该⑶D方案允许这些天线传输具有不同延迟或振幅的OFDM信号，因此接收端可获得频率分集增益。
[0012]图2是表示基于该⑶D方案的MIMO系统的传输端的方框图。
[0013]参见图2，通过S/P变换器和MIMO编码器将OFDM符号分配给各个天线，可将用于防止信道间干扰的循环前缀(CP)附加到该OFDM符号中，并且接着传输带有该CP的合成的OFDM符号到接收端。在这种情况下，传输给第一天线的数据序列被无改变的应用于接收端，并且相比于该第一天线，传输给第二天线的其它数据序列被循环延迟预定数量的采样(samples),使得该循环延迟的数据序列被传输给该第二天线。
[0014]此时，如果在频域中实现该CDD方案，该循环延迟可被表示为相位序列的乘积(或乘法)。以下将参照图3来描述其详细说明。
[0015]图3是表不基于传统相移分集(PSD)方案的MIMO系统的传输端的方框图。
[0016]参见图3，在频域中将各个天线的不同相位序列(相位序列1-相位序列M)乘上各个数据序列，对相乘的结果执行逆快速傅里叶变换(IFFT)，并且将IFFT-相乘后的数据传输给接收端。图3中的上述方法被称为相移分集方案。
[0017]在使用该相移分集方案的情况下，平坦衰落信道被改变为频率选择性信道，可通过信道编码处理来获得频率分集增益，或者可通过频率选择性调度处理来获得多用户分集增益。
[0018]此时，如果闭合环路系统包括有限反馈信息，可以使用两种预编码方案，也就是基于码本的预编码方案和用于量化信道信息并且反馈量化的信道信息的方案。基于码本的预编码方案反馈预编码矩阵的索引给传输/接收端，从而获得SNR增益，其中该传输/接收端已知该预编码矩阵的索引。
[0019]图4是表示一种基于码本预编码的MIMO系统的传输/接收端的方框图。
[0020]参见图4，每个传输/接收端具有有限预编码矩阵(P1-KX该接收端反馈最佳预编码矩阵索引(I)给使用信道信息的传输端，并且该传输端将相应于该反馈索引的预编码矩阵应用到传输数据(X1-Xsit)中。作为参考，以下的表I表示在装配有两个Tx天线以支持空间复用率2，使用3比特反馈信息的IEEE802.16e系统中适用的码本的例子。
[0021][表I]
[0022]
【权利要求】
1.一种用于在多输入多输出(MIMO)系统中将数据从传输端设备传输到接收端设备的方法，所述方法包括: 通过乘以基于相移的预编码矩阵对数据进行预编码；以及 使用多个天线将所述预编码的数据传输到接收端设备， 其中，基于相移的预编码矩阵具有预编码矩阵(P)、对角矩阵(D)以及酉矩阵(U)的乘积的形式， 其中，所述预编码矩阵是使用取模操作从具有(Ne)预编码矩阵的码本中循环选择的，以及 其中，通过使用资源索引(k)和所述(Ne)定义所述取模操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于相移的预编码矩阵由以下公式来表示: [公式]
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述资源索引(k)是子载波索引和虚拟子载波索引中的一个。
4.一种用于在多输入多输出(MIMO)系统中将数据传输到接收端设备的收发机，所述收发机包括: 预编码模块，所述预编码模块用于通过乘以基于相移的预编码矩阵对数据进行预编码；以及 多个天线，所述多个天线用于将所述预编码的数据传输到接收端设备， 其中，基于相移的预编码矩阵具有预编码矩阵(P)、对角矩阵(D)以及酉矩阵(U)的乘积的形式， 其中，所述预编码矩阵是使用取模操作从具有(Ne)预编码矩阵的码本中循环选择的，以及 其中，通过使用资源索引(k)和所述(Ne)定义所述取模操作。
5.根据权利要求4所述的收发机，其中，所述基于相移的预编码矩阵由以下公式来表示: [公式]
6.根据权利要求5所述的收发机，其中，所述资源索引(k)是子载波索引和虚拟子载波索引中的一个。
7.一种用于在多输入多输出(MIMO)系统中在接收端设备处从传输端设备接收数据的方法，所述方法包括: 从具有多个天线的传输端设备接收预编码的数据；以及 对于资源索引(k)中的每个使用基于相移的预编码矩阵在传输端设备处执行对数据进行预编码的相反功能； 其中，基于相移的预编码矩阵具有预编码矩阵(P)、对角矩阵(D)以及酉矩阵(U)的乘积的形式， 其中，所述预编码矩阵是使用取模操作从具有(Ne)预编码矩阵的码本中循环选择的，以及 其中，通过使用资源索引(k)和所述(Ne)定义所述取模操作。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述基于相移的预编码矩阵由以下公式来表示: [公式]
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述资源索引(k)是子载波索引和虚拟子载波索引中的一个。
10.一种用于在多输入多输出(MIMO)系统中从传输端设备接收数据的收发机,所述收发机包括: 一个或多个天线，所述一个或多个天线用于从具有多个天线的传输端设备接收预编码的数据；以及MIMO解码器，所述MIMO解码器用于对于资源索引(k)中的每个使用基于相移的预编码矩阵在传输端设备处执行对数据进行预编码的相反功能， 其中，基于相移的预编码矩阵具有预编码矩阵(P)、对角矩阵(D)以及酉矩阵(U)的乘积的形式， 其中，所述预编码矩阵是使用取模操作从具有(Ne)预编码矩阵的码本中循环选择的，以及 其中，通过使用资源索引(k)和所述(Ne )定义所述取模操作。
11.根据权利要求10所述的收发机，其中，所述基于相移的预编码矩阵由以下公式来表不: [公式]
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述资源索引(k)是子载波索引和虚拟子载波索引中的一个。
【文档编号】H04B7/06GK103560818SQ201310400063
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2008年2月5日 优先权日:2007年2月14日
【发明者】李旭峰, 任彬哲, 李文日, 千珍英 申请人:Lg电子株式会社