[发明专利]在使用多个天线的移动通信系统中发射/接收数据的方法和装置

说明书

本申请是申请日为2006年5月30日、申请号为“200680019347.4”、发明名称为“在使用多个天线的移动通信系统中发射/接收数据的方法和装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及一种用于在移动通信系统中发射/接收数据的装置和方法。更具体而言，本发明涉及一种在使用多个发射/接收天线的移动通信系统中实现空间多路复用传输的数据发射/接收装置和方法。

背景技术

移动通信系统正在发展成为提供数据业务、多媒体业务以及语音业务的高速、高质量无线数据分组通信系统。例如，可以将第三代合作伙伴计划(3GPP)中正在进行的高速下行链路分组接入(HSDPA)的标准化以及第三代合作伙伴计划2(3GPP2)中正在进行的1x演进、数据和语音(1xEV-DV)的标准化视为在3G移动通信系统中寻找超过2Mbps的高质量无线数据分组传输业务所做的努力的证明。另一方面，第四代(4G)移动通信系统用于提供更高速、更高质量的多媒体业务。

为了在无线通信中提供高速、高质量的数据业务，已经提出空间多路复用传输方案，其开发了在发射和接收阶段利用多个天线的多入多出(MIMO)天线系统。该空间多路复用传输方案在逐发射天线(transmit antenna-by transmit antenna)的基础上同时发送不同数据流。众所周知，当发射/接收天线的数量增加时，可能的业务数据容量与发射/接收天线的数量成比例地线性增加，而在理论上不增加额外的频率带宽。

当发射/接收天线之间的衰落相互独立时，空间多路复用传输方案提供与发射/接收天线的数量成比例的高容量。该容量在具有较高的衰落空间相关性的环境中而并非独立的衰落环境中被大大降低。这是因为从发射天线发射的信号受到的衰落是类似的，因而接收阶段难以从空间上区分信号。可能的传输容量受到信噪比(SNR)的影响。当所接收到的SNR降低时，传输容量降低。从而，当根据无线信道的状态、或者说衰落的空间相关性和接收到的SNR来调整待同时发射的数据流的数量和每个数据流的传输速率时，可以将传输数据速率最大化。如果待发射的数据的传输速率超出了无线信道可承受的传输容量，则由于待同时发射的数据流之间的干扰造成发生许多错误，并且实际数据传输速率降低。

为了提高在空间多路复用传输方案中的传输数据速率，已经进行了关于预编码方案的深入研究。该预编码方案将待从发射机发射的数据流乘以传输权重，并且利用关于下行链路信道的信息将该数据流从发射机发射到接收机。从而，发射机将知道从发射机的每一个发射天线到接收机的每一个接收天线的下行链路信道的状态。为此，接收机将对该下行链路信道的状态进行估计，并且通过反馈信道将关于所估计的下行链路信道状态的信息进行反馈。但是，接收机将使用上行链路反馈信道来发射大量反馈数据以便反馈下行链路信道状态信息。当待发射大量反馈数据时，使用其带宽受限的上行链路反馈信道将下行链路信道状态信息从接收机反馈给发射机将花费大量时间。传统的预编码方案不能被应用于瞬变(instantaneously varying)无线信道环境。因此，存在对这样的技术的实际需要：在将需要被从接收机发射到发射机的反馈数据量最小化的同时，通过预编码对数据传输速率进行最大化。

已提出预编码器码本(precoder codebook)方案作为用于降低反馈信息量的传统技术。在预编码器码本方案中，接收机从发射机和接收机所知的有限数量的预编码所形成的预编码器码本的候选预编码中选择具有最大传输速率的预编码，并且将所选择的预编码的索引(index)反馈给发射机。发射机使用被映射到预编码器码本中的反馈索引的预编码来发射数据。例如，当使用了4位反馈信息时，在发射机和接收机之间预置由最多2⁴(＝16)个预编码所形成的预编码器码本。因为衰落随时间而变化，所以在每一个时隙中将重复预编码决策处理过程，从而在每个时隙中将所选择的预编码索引反馈给发射机。