[发明专利]利用可变分集增益的多天线发射

说明书

技术领域

本发明涉及发射机、接收机、基带处理器、发射方法、接收方法 和用于执行该方法部分的程序。

背景技术

众所周知，为了同时发射多个不同信息流，或者为了冗余地同时 发射同一信息的多个副本，提供利用发射机与接收机之间传输介质中 多个空间信道的多天线无线通信系统。在第一种情况下容量增大，而 在第二种情况下质量或鲁棒性可得到提高。这种多天线无线通信系统 被称作MIMO(多输入多输出)系统，在两端都有多个天线。在接收机 处只有单个天线的情况下，它们被称作MISO(多输入单输出)。多个 数据流可被称作MIMO信道或空间信道，以便与频率或编码信道相区分。 因此在不同信息在不同空间信道上被发送的情况下，这被称作空间多 路复用，而在发送相同信息的情况下，这被称作空间分集或发射分集。

被发射的数据流可能经历不同的信道条件(例如不同的衰落和多 径效应)，并且因而具有不同的信噪比(SNR)。由于信道条件通常随 时间变化，由每个信道支持的数据率也会随时间变化。如果每个MIMO 信道的特征(例如对于数据流的SNR)在发射机处已知，则发射机将能 够利用闭环控制，自适应地为每个数据流确定特定的数据率和编码调 制方案，以达到给定的包错误率。然而，对于某些MIMO系统，该信息 不能在发射机得到，因此这些系统是开环系统。

每个天线速率控制(PARC：Per-antenna Rate Control)是多路 径、多天线的MIMO技术，其已经在众所周知的第三代合作伙伴计划 (3GPP)中被提出。在3GPP中，PARC被应用到码分多址(CDMA)系统 中，但该方法还可适用于没有扩展或采用其它发射技术的系统中，包 括正交频分复用(OFDM)。图1和2分别示出了发射机和接收机，它 们示出了PARC方案如何运作。

如图1所述，将要被发射的比特流由多路分解器10分束为多个流， 每个流承载不同的信息，每个流具有(潜在不同的)所应用的调制和 编码以及交织。每个流都具有前向误差校正20、21、22，交织和编码 30、31、32和调制40、41、42。这些流然后通过分离的天线50、51、 52而被发射。

在接收机处(参见图2)，通常使用的天线数量等于或大于发射天 线的数量。在每个接收天线11、12、13处的信号是从每个发射天线50、 51、52发射的信号组合。为了估计每个发射流的符号，接收机能够应 用的算法诸如项目15所示的最小均方误差(MMSE)估计，或者MMSE 加上串行干扰消除(SIC：Successive Interference Cancellation)。 接收机还可以将信道质量的测量，例如对每个发射流的信干噪比 (SNIR)测量反馈给发射机。发射机可以使用该信息来决定为每个流 调整适当的调制和编码。按照MMSE，接收机处理来自每个天线的流， 进行发射机中的处理的逆处理，因此解调25、26、27后进行去交织35、 36、37，然后是viterbi型解码45、46、47和流55的再次多路复用 (合并)。

PARC能够利用相同的时间和频率资源但不同的“空间”资源(即 多个发射天线)，实现空间多路复用增益，即多个数据流的同时发射。 这些同时发射可以发向单个接收单元，也可以发向不同接收单元。在 后一种情况下，其被称作空分多址(SDMA)。PARC可被认为是空间多 路复用技术的原始BLAST家族的精炼，所述空间多路复用技术包括空 间多路复用子流的速率适配。

空间多路复用方案旨在最大化数据吞吐量，并实现尽可能地接近 无线信道的可用容量。

可替换策略是空间分集，也被叫作发射分集，正如上面所提到的。 尽管来自空间多路复用和发射分集的增益在满秩信道中最大，但是这 种分集增益对个别奇异值大小的敏感度比空间多路复用增益低，并且 可以在更宽范围的实际信道情形下实现。“满秩”被定义如下。对于 单个载波，或者OFDM或其它多载波系统中的单个子载波，平衰落信道 可被表示为MR×MT矩阵，将MR个接收天线处的信号与来自MT个发射 天线的符号关联起来。信道矩阵的非零奇异值给出了能够用于空间多 路复用的空间子信道数目和质量的量度。非零奇异值的最大数目是 min(MR，MT)，在这种情况下，该信道是“满秩”的。