[发明专利]基于相移的预编码方法和支持该方法的收发机

说明书

技术领域

本发明涉及使用多个子载波的多天线系统中的一种广义的基于相移的预编码方法或一种扩展的基于相移的预编码方法及支持该方法的收发机。

背景技术

最近，由于信息通信服务已普及化，已出现了多种多媒体服务，并且已出现了高质量的服务，对无线通信服务的要求迅速增加。为了积极应对这种趋势，增加无线通信环境中的通信容量的方法可以包括找到新的可用频带的方法和提高有限资源的效率的方法。作为后一种方法，在发射机/接收机中安装多个天线并进一步保证用于使用资源的空间以获得分集增益或经由并联的天线来发送数据以提高发送能力的多天线发送/接收技术正引起更多注意并且正在被积极地开发。

现在将参照图1来描述多天线发送/接收技术中，使用正交频分复用(OFDM)的多输入多输出系统的一般结构。

在发射机中，信道编码器101将冗余位添加到发送数据位以降低由于信道或噪声而引起的影响，映射器103将数据位信息转换成数据符号信息，串行/并行转换器105将数据符号转换成并行数据符号以使其在多个子载波中被携带，并且多天线编码器107将并行数据符号转换成空时信号。包括在接收机中的多天线解码器109、并行/串行转换器111、去映射器113、以及信道解码器115分别执行多天线编码器107、串行/并行转换器105、映射器103、以及信道编码器101的相反功能。

在多天线OFDM系统中，需要有提高数据发送可靠性的多种技术。其中，用于增加空间分集增益的方案包括空时码(STC)和循环延迟分集(CDD)，用于增加信噪比(SNR)的方案包括波束形成(BF)和预编码。STC和CDD用来提高其中发射机不能使用反馈信息的开环系统的发送可靠性，BF和预编码用来使用其中发射机能够使用反馈信息的闭环系统中的反馈信息将SNR最大化。

现在将描述在这些方案中，用于增加空间分集增益的方案和用于提高SNR的方案，以及更特别地描述CDD和预编码。

在CDD中，具有多个发送天线的系统经由所有天线来发送具有不同延迟或不同电平的OFDM信号以使得接收机获得频率分集增益。图2示出了使用CDD的多天线系统的配置。

OFDM符号被分割并通过串行/并行转换器和多天线编码器而被发送到天线，并被添加到用于防止信道间干扰的循环前缀(CP)以发送到接收机。其中，发送到第一天线的数据序列在不改变的情况下发送到接收机，发送到下一天线的数据序列被从发送到前一天线的序列循环延迟预定的位并随后发送到接收机。

同时，如果在频域中实现CDD，则循环延迟可以表示为相序的乘积。也就是说，如图3中所示，根据天线而将频域内的数据序列乘以预定的不同相序(相序1至相序M)，并对其进行快速傅里叶逆变换(IFFT)，从而将其发送到接收机，这称为相移分集。

如果使用了相移分集，则可以将平坦衰落信道变成频率选择信道并通过信道代码而获得频率分集增益或者通过频率选择调度而获得多用户分集增益。

同时，预编码包括在闭环系统中的反馈信息有限时使用的基于码本的预编码和用于量子化并反馈信道信息的方案。其中，在基于码本的预编码中，将预先为发射机/接收机所知的预编码矩阵的标号(index)作为反馈信息而发送到发射机以获得SNR增益。

图4示出了使用基于码本的预编码的多天线系统的发射机/接收机的配置。所述发射机和接收机具有有限预编码矩阵P₁到P_L。接收机使用信道信息来反馈最佳预编码矩阵标号1，发射机将对应于该反馈标号的预编码矩阵应用于发送数据X₁～X_Mt。表1示出了当支持空间复用率2并具有两个发送天线的IEEE 802.16e系统中使用3位反馈信息时可应用的码本的示例。

[表1]

相移分集(PSD)正在引起更多注意，因为除上述优点之外，还可以在开环系统中获得频率选择分集增益，并在闭环系统中获得频率选择调度增益。但是，由于空间复用率是1，所以不能获得高的数据发送速率。另外，当资源分配固定时，难以获得上述增益。

另外，由于上述基于码本的预编码可以在需要少量反馈信息(标号信息)的同时使用高的空间复用率，所以可以高效地发送数据。但是，由于应保证用于反馈的稳定信道，所以基于码本的预编码不适合于其中信道变化过量的环境，仅可应用于闭环系统。

发明内容

技术解决方案

本发明涉及基本消除由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或多个问题的一种基于相移的预编码方法和收发机。