传送数据符号的设备以及接收数据符号的设备和方法
【专利摘要】一种用于传送、接收数据符号的设备及方法，该传送设备包括：被配置成使用多种模式选择性传送数据符号的电路；其中在所述多种模式的第一模式中，使用空间频率区块编码SFBC传送数据符号；其中每一对数据符号被进行SFBC编码以在四个天线中的两个天线上被传送，而不通过该四个天线中的另外两个天线传送；以及其中在所述多种模式的第二模式中，所述电路还被配置成从接收设备接收信道状态信息CSI；其中该CSI包括用于多个子载波组中的每一个组的调制和编码；其中响应于该CSI信息，所述电路还被配置成确定用于使用多输入多输出MIMO空间复用进行传输的串流的数量；以及其中所述电路还被配置成使用MIMO空间复用通过所确定数量的串流传送数据符号。
【专利说明】传送数据符号的设备以及接收数据符号的设备和方法
[0001]本申请是申请日为2005年11月01日，申请号为200580038731.4、申请名称为“MIM0-0FDM系统中结合空间-频率区块编码、空间多任务及波束成形的方法及装置”的中国专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明是关于一种无线通讯系统，尤其是关于在多重输入多重输出(MMO)正交频分复用(OFDM)系统中，一种结合空间-频率区块编码(SFBC)、空间复用(SM)以及波束成形的方法及装置。
现有技术
[0003]OFDM是一种数据传输机制，其系将数据分成多个小串流(stream)，且每个串流系使用其频宽比总有效传输频宽还小的子载波来传输。OFDM的有效性是视选择这些互相正交的子载波而定，当每个子载波携带总使用者数据的一部份时，其并不会互相影响。
[0004]一个OFDM系统具有胜过其它无线通讯系统的优势，当使用者数据分成由不同载波所西代的串流时，每个子载波的有效数据率就会小很多，因此，符号周期会大很多。一个大的符号周期可容忍较大的延迟展开，因此，其不会受到多重路径的严重影响。因此，OFDM符号可容忍延迟展开，而不需要复杂的接收器设计，然而，典型的无线系统需要复杂的信道等化机制，以便抵抗多重路径的衰退。
[0005]OFDM的另一个优势便是，在传输器和接收器端所产生的正交子载波可使用反转快速傅立叶转换(IFFT)及快速傅立叶转换(FFT)引擎完成，由于IFFT和FFT已是习知技术，因此，OFDM可以轻易地实施而不需要复杂的接收器。
[0006]MMO所参考无线传输和接收机制系为传输器和接收器皆使用一个以上的天线。一个MMO系统所占有的优势在于其空间多样性或是空间复用，且可以改善信号噪声比(SNR)并增加总处理能力。
[0007]SFBC是一种用以传输空间多样性编码符号的机制，其系在连续时槽中的邻近子载波上，而非在相同的子载波上。该SFBC避免了与空间时间区块编码(STBC)有关的快速时间变换的问题，然而，当结合发生时，在子载波上的信道必须维持稳定。
【发明内容】
[0008]本发明是关于一种用以在MIM0-0FDM系统中结合SFBC、SM及波束成形的方法和装置，该系统包含一具有多个传输天线的传输器，以及一具有多个接收天线的接收器。该传输器产生至少一数据串流及多个空间串流，空间串流的产生数量取决于传输天线的数量以及接收天线的数量。该传输器根据SFBC、SM及波束成形中至少其中之一来决定一传输机制，该传输器根据该所选的传输机制，在该数据串流中传输数据至该接收器。
【专利附图】
【附图说明】[0009]藉由下文中一较佳实施例之描述、所给予的范例，参照对应的图式，本发明可获得更详细地了解，其中:
[0010]图1所示为一种实施一封闭回路模式的0FDM-MIM0系统方块图，其系根据本发明所配置；以及
[0011]图2所示为一种实施一开放回路模式的0FDM-MIM0系统方块图，其系根据本发明
所配置。
【具体实施方式】
[0012]本发明之较佳实施方式将参照图式描述，其中，全文中相同的号码皆代表相同的组件。
[0013]本发明之特征可整合至一集成电路(IC)上，或是配置在一个包含许多互连组件之电路上。
[0014]本发明提供多个SFBC、SM、FD和波束选择的组合，其系根据有效数据串流和空间串流以及传输和接收天线的数量所选择，该组合可提供设计MMO-OFSM系统的弹性，以及对任何数量的传输和接收天线配置的解决方案。每该组合在效能、可靠度及数据率之间会交换，因此，可根据某些准则来选择组合，像是强健性、数据率、信道状态或是诸如此类。资料串流的数量较佳地是根据一调变和编码机制所决定，该空间串流的数量则是由传输和接收天线的数量所决定。
[0015]本系统运作有两种模式:封闭回路及开放回路。封闭回路系于当信道状态信息(CSI)可供传输器使用时所使用，而开放回路则是当CSI无法给传输器使用时所使用。可使用一变形传输至遗留STA(legaCy STA)，并在该处提供多样性的优势。
[0016]在封闭回路模式中，CSI是用以虚拟地产生独立信道，其系藉由在在传输器端预编码，并更进一步在接收器端进行天线处理，以便分解和对角化信道矩阵来完成，展开无线信道之特征根后，藉由使用SFBC及/或SM便能达成在资料率和强健性间的交易。此机制允许使用简单的接收器实施，其系比最小均方错误(MMSE)接收器还简单。此组合方式与传统技术比较，在较大范围内有较高的总处理能力，此技术允许每子载波功率/位负载，并透过封闭回路运作及CSI回馈来维持一个可接受的强健炼结。本技术的另一个优点便是，其在任何数量的传输器和接收器端都可轻易地实施。
[0017]CSI可由接收器的回馈或是透过信道相互作用在传输器获得，延迟需求和回馈数据率典型地对继承频率非选择性特征根来说并不显著。此外，需要一个传输天线校正机制，另外，信道质量信息(CQI)亦被用以决定子载波群的每一子载波之一编码率及一调变机制。根据数据串流的数量，该组合系以有效空间串流选择。
[0018]图1所示为一个实施一封闭回路模式的0FDM-MIM0系统100方块图，其系根据本发明所配置，该系统100包含一传输器110及一接收器130。该传输器110包含一信道编码器112、一多任务器114、一功率负载单元116、多个非必须的SFBC单元118、多个序列至平行(S/P)转换器120、一传输波束成形器122、多个IFFT单元124以及多个传输天线126。该信道编码器112编码数据较佳地系根据一 CQI，其系由该接收器130所提供，该CQI系用以决定每子载波或子载波群之一编码率及调变机制，该编码数据串流系由该多任务器114复用处理成二或多个数据串流115。[0019]每该数据串流115之该传输功率等级系由该功率负载单元116所调整，其系根据该接收器130所提供的回馈150，该功率负载单元116系提整关于每个特征波束的数据率之功率等级，以便平衡所有特征波束(或子载波)之总传输功率。
[0020]该非必要的SFBC单元118在该数据串流115上执行SFBC，SFBC系在传输的每该数据率之特征波束和子载波上执行，特征波束和子载波对系被选择以确保独立信道。OFDM符号系由K子载波所携带，为了搭载SFBC，该子载波系分成L对的子载波(或是子载波群)，每该子载波群的频宽应该小于信道的相干载波，然而，当组合特征波束成形时，此限制会因为该特征波束的频率不敏感性而放宽。
[0021]由区块编码所使用的子载波群对系独立考虑，下列为Alamouti形式的SFBC用于OFDM符号的一个例子:
【权利要求】
1.一种用于传送数据符号的设备，该设备包括: 被配置成使用多种模式选择性传送数据符号的电路； 其中在所述多种模式的第一模式中，使用空间频率区块编码SFBC传送数据符号；其中每一对数据符号被进行SFBC编码以在四个天线中的两个天线上被传送，而不通过该四个天线中的另外两个天线传送；以及 其中在所述多种模式的第二模式中，所述电路还被配置成从接收设备接收信道状态信息CSI ;其中该CSI包括用于多个子载波组中的每一个组的调制和编码；其中响应于该CSI信息，所述电路还被配置成确定用于使用多输入多输出MIMO空间复用进行传输的串流的数量；以及其中所述电路还被配置成使用MMO空间复用通过所确定数量的串流传送数据符号。
2.根据权利要求1所述的传送设备，其中，所述电路还被配置成在多种模式的第三模式中传送数据符号，其中所述数据符号是使用单输入单输出SISO来传送的。
3.一种用于接收数据符号的设备，该设备包括: 被配置成使用多种模式选择性接收数据符号的电路； 其中在所述多种模式的第一模式中，使用空间频率区块编码SFBC接收数据符号；其中每一对数据符号被进行SFBC编码且从四个发射天线中的两个发射天线中接收而不通过该四个发射天线中的另外两个天线接收；以及 其中在所述多种模式的第二模式中，所述电路还被配置成向传送设备传送信道状态信息(CSI)，其中该CSI包括用于多个子载波组中的每一个组的调制和编码；其中响应于该CSI信息，所述电路还被配置成使用多输入多输出MMO空间复用通过多个串流接收数据符号。
4.根据权利要求3所述的接收设备，其中，所述电路还被配置成在多种模式的第三模式中接收数据符号，其中所述数据符号是使用单输入单输出SISO来接收的。
5.一种用于接收数据符号的方法，该方法包括: 由接收设备使用多种模式选择性接收数据符号； 其中在所述多种模式的第一模式中，使用空间频率区块编码SFBC接收数据符号；其中每一对数据符号被进行SFBC编码且从四个发射天线中的两个发射天线中接收而不通过该四个发射天线中的另外两个天线接收；以及 其中在所述多种模式的第二模式中，由所述接收设备向传送设备传送信道状态信息(CSI)，其中该CSI包括用于多个子载波组中的每一个组的调制和编码；其中响应于该CSI信息，由所述接收设备使用多输入多输出MMO空间复用通过多个串流接收数据符号。
6.根据权利要求5所述的方法,其中，在多种模式的第三模式中，使用单输入单输出SISO来接收数据符号。
【文档编号】H04J99/00GK103731187SQ201310687453
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2005年11月1日 优先权日:2004年11月12日
【发明者】关杰勇, 章修·谷, 罗伯特·L·奥勒森, 艾库特·波坦, 费堤·欧兹鲁特 申请人:美商内数位科技公司