Mimo通信方法
【专利说明】MI MO通信方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请基于并且要求于2013年11月21日提交的序列号为61/907, 124的在先临 时美国专利申请的在35U.S.C. § 119(e)下的优先权的利益，其全部内容通过引用合并于 此。
技术领域
[0003] 本公开涉及一种多输入多输出MMO系统及其通信方法。
【背景技术】
[0004] 这里提供的"【背景技术】"描述用于一般地呈现本公开内容的环境的目的。在这个
【背景技术】部分中描述的程度上的当前署名的发明人的工作以及原本在提交时没有资格用 作现有技术的描述的各方面既不明确地也不隐含地被承认为针对本发明的现有技术。
[0005] MMO通信技术通常被用于增加通信系统的传输容量。MMO系统包括经由在发射 侧的N个通信线路（信道）和在接收侧的N个通信线路进行通信的发射器和接收器，其中N 是整数。例如，在无线通信网络中，发射器可包括N个发射天线，而接收器可包括N个接收 天线。因此，MMO通信系统能够确保单个通信线路的通信容量的N倍的通信容量，并且作 为结果，与单个通信线路相比产生更大的通信速度。
[0006] 在实践中使用的MMO通信技术是单用户MMO (SU-MMO)。研宄工作指向将 SU-MMO扩展为多用户MMO (MU-MMO)，焦点在于，通过使用正交信道、多个小区的统一操 作等来提高频率使用效率。
[0007] 在MMO通信系统中，部署在发射侧和接收侧的天线的数量相同。例如，在被称为 NXN MMO系统的MMO通信系统中，存在被包括在发射侧的N个天线和被包括在接收侧的 N个天线。在用作可商业获得的无线电话的标准的第三代合作伙伴计划（3GPP)的长期演 进（LTE)标准中指定了 4X4MM0。另外，LTE将下一代MMO系统指定为具有8X8阶。为 了实现这种标准，移动电话终端将会需要装备有四至八个天线。另一方面，对于移动电话终 端，需要和/或希望减小移动电话壳体的尺寸。因此，可以在移动终端内装备的天线的数量 由于尺寸约束而受到限制。在实践中，可以安装在移动电话终端上的天线的最大数量是两 个，并且可能难以安装额外的天线，因为这将会增加移动终端的设计和封装复杂性。
[0008] 当前，LTE标准定义了实际使用的2X2MM0系统。例如，在日本采用的LTE中，当 16QAM信号被用作具有5MHz的带宽的子载波时，最大通信速度（理论上）达到37. 5Mbps。 然而，根据现场测试，实现的实际通信速度大约为5Mbps。可想到的是，通信速度的差异是由 于通信量拥塞和信号接收质量所导致的。信号接收质量是误码率（BER)和信噪（SN)比的 特征。在城市区域（诸如，东京）中，SN比通常大约为5-10dB。即使当通过引入误码校正 (通过使用诸如维特比码和里德-所罗门码的卷积编码）来实现5dB的提高时，SN比也大 约为10-15dB。另一方面，当在2X2MM0系统中通过应用最大似然检测技术来执行16QAM 调制时，需要15dB或更大的SN比来确保KT3的BER。因此，在这种通信环境中，无法通过 仅使用高阶调制来实现高速。
[0009] 考虑到以上情况，在编号为61/776, 161的美国临时专利申请中描述了能够通过 应用码分多址-正交频分复用（CDM-OFDM)技术在保持通信速度的同时减少在接收器处的 天线的数量的技术，并且其通过引用合并于此。还在编号为61/835, 119的美国临时专利申 请中描述了 CDM-OFDM技术的变型，并且其也通过引用合并于此。
[0010] 在美国临时申请61/776, 161和61/835, 119中，通过将QPSK技术用于子载波调 制，BER和SN比的特征保持较低。通过这样操作，实现低SN环境中的通信速度的有效增 加。在接收器处的天线的数量可以与发射器天线的数量相同或是发射器天线的数量的一半 (N/2)，以便能够以有效地与（4X4)MIM0系统的速率相当的速率实现无线通信。另外，通过 在MMO系统中提高接收SN比和/或引入分集，可进一步增加有效通信速度。
[0011] 通常，当实现分集时，需要额外的天线。然而，在美国临时申请（61/776, 161和 61/835,119)中，观察到的是，即使当采用MMO系统时，也不需要增加接收器天线的数量。 相反地，当MIMO通信技术被应用于2 X 2MIM0系统的无线通信时，终端中的天线之一被发现 是冗余的。预期的是，当将冗余的天线用于分集时，可进一步增加通信速度。
[0012] 为此，选择分集和最大比率组合分集是可被用于在通信系统中实现分集的技术。 选择分集是一种用于从多个接收器天线之中选择最高SN比天线的方法。最大比率组合分 集是一种用于通过匹配来自多个接收器天线的信号的相位来组合接收到的信号的方法。当 实现最大比率组合分集时，可增加 SN比。
[0013] 然而，在执行以上策略以获得分集的同时，各传输信道的增益可能未被相对于彼 此合适地调整。具体地讲，各传输信道上的接收到的信号的功率可能未被均衡，因此这种分 集技术可能无法直接应用。
[0014] 因此，需要一种用于MIMO通信系统的分集技术，其中可以在调整各传输信道的增 益的同时减少天线的数量。
【发明内容】
[0015] 根据本公开内容，可在减少接收天线的数量的同时在MIMO系统中实现分集。天线 的数量的减少能够减少发射功率，并且还提高了 SN比，这导致提高的BER。因此，实现了导 致高效MMO系统的有效通信速度。
[0016] 因此，本公开内容的一方面提供一种用于包括N个发射器天线的发射器和包括M 个接收器天线的接收器的多输入多输出MIMO通信方法，其中N和M是大于或等于二的整 数。该通信方法包括：由每个发射器天线发送包括第一部分和第二部分的数字序列，其中 第一部分被乘以第一类型的正交码，而第二部分被乘以预定系数和第二类型的正交码，发 送的数字序列被乘以由接收器确定的预编码系数；由处理电路通过将接收到的数字序列乘 以第一类型的正交码和第二类型的正交码来解调每个接收器天线的接收到的数字序列；基 于解调的接收器天线的数字序列，确定具有最高信噪比的接收器天线；以及向发射器通知 与确定的天线对应的预编码系数。
[0017] 根据本公开内容的另一方面，提供一种MIMO发射器。该发射器包括：多个发射器 天线，被配置为以预定发射频率发送数字序列。另外，该发射器包括电路，该电路被配置为： 对于每个发射器天线，获得包括第一部分和第二部分的数字序列，其中第一部分被乘以第 一类型的正交码，而第二部分被乘以预定系数和第二类型的正交码。该电路还被配置为：计 算数字序列的逆傅里叶变换以获得数字序列的同相分量和正交相位分量；以及对数字序列 的同相分量和正交分量进行正交调制，从而以所述预定发射频率发送数字序列，其中发送 的数字序列被乘以由接收器确定的预编码系数。
[0018] 根据本公开内容的另一方面，提供一种MMO接收器，所述MMO接收器包括：多个 接收器天线，被配置为接收由多个发射器天线发送的数字序列。该接收器还包括电路，该电 路被配置为：对于每个接收器天线，通过将接收到的数字序列乘以第一类型的正交码和第 二类型的正交码来解调接收到的数字序列；基于解调的接收器天线的数字序列，确定具有 最高信噪比的接收器天线；基于发射器天线和接收器天线之间的信道增益以及接收器天线 的分集增益，计算与确定的接收器天线对应的预编码系数；以及向发射器通知与确定的天 线对应的预编码系数。
[0019] 作为一般介绍提供了前面的段落，并且这些段落不是旨在限制下面的权利要求的 范围。通过参照下面结合附图进行的详细描述，将会最好地理解描述的实施例以及其它优 点。
【附图说明】
[0020] 将会容易地获得对本公开内容的更完整的理解及其许多伴随的优点，因为当结合 附图考虑时通过参照下面的详细描述，其将会变得更好理解，其中：
[0021] 图1是表示根据一个实施例的MMO系统的方框图；
[0022] 图2是表示根据实施例的MMO系统的发射器的方框图；
[0023] 图3描述根据实施例的接收器的方框图；
[0024] 图4表示示例性数据多路复用操作；
[0025] 图5表示根据本公开内容的实施例的数据排列；
[0026] 图6表示由数据分离器执行的示例性数据分离操作；
[0027] 图7是表示根据一个实施例的发射器和接收器的方框图；
[0028] 图8是表示根据本公开内容的另一实施例的发射器和接收器配置的方框图；
[0029]