[发明专利]用于空分多址的多天线传输的方法和装置

说明书

本申请是申请日为2004年11月12日，题为“空分多址的多天线传输”，申请号为200480040710.1的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及数据通信，并且更具体地，涉及用于多输入多输出(MIMO)通信系统中的空分多址(SDMA)的多天线传输。

背景技术

为进行数据传输，MIMO系统采用多个(N_T)发射天线和多个(N_R)接收天线。可以将由N_T个发射天线和N_R个接收天线构成的MIMO信道分解成N_S个空间信道，其中N_S≤min{N_T,N_R}。可以使用N_S个空间信道发送N_S个独立数据流，以便获得更大的总吞吐量。

在多址MIMO系统中，接入点可以在任意给定的时刻与一个或多个用户终端进行通信。如果接入点与单个用户终端进行通信，那么N_T个发射天线与一个发送实体(接入点或者用户终端)相关联，并且N_R个接收天线与一个接收实体(用户终端或者接入点)相关联。接入点还可以通过SDMA同时与多个用户终端进行通信。对于SDMA，接入点为数据发送和接收采用多个天线，并且每个用户终端通常为数据发送采用一个天线、为数据接收采用多个天线。

多址MIMO系统中的SDMA的一些关键性挑战是：(1)为同时传输选择合适的用户终端组；以及(2)以实现良好的系统性能的方式，向每个被选择的用户终端发送数据和/或从每个被选择的用户终端发送数据。因此，本领域中存在对于为多址MIMO系统高效地支持SDMA的技术的需求。

发明内容

这里描述了用于进行对于MIMO系统中的SDMA的多天线传输的技术。可以将这些技术与诸如码分多址(CDMA)、正交频分复用(OFDM)、时分多址(TDMA)等的各种无线技术相结合使用。对于由多个用户终端到单个接入点的上行链路传输，为每个活动用户终端(例如期望在上行链路上进行发送的终端)获得上行链路信道响应矩阵，并且对该上行链路信道响应矩阵进行分解以便为该用户终端获得导向向量(steering vector)。如果用户终端被选择用于上行链路传输，那么每个用户终端将其导向向量用于空间处理，以便在上行链路上进行发送。基于该用户终端的导向向量和上行链路信道响应矩阵为每个用户终端构成“有效”上行链路信道响应向量。

对于每个调度间隔(例如每个时隙)，构成多组活动用户终端，并且基于它们的有效信道响应向量(或者它们的信道响应矩阵)对它们进行评估，以便为那个调度间隔中的上行链路传输确定最佳组的N_up个用户终端。例如，可以选择具有最高总吞吐量的用户组。实际上，如下文所描述的，采用用户终端的空间特征(spatial signature)以及多用户分集，以便为在上行链路上进行同时传输选择“空间兼容的”用户终端组。在不同的调度间隔中，可以为上行链路传输选择相同或不同的用户终端数目。

为上行链路传输选择的每个用户终端根据基本的无线技术(例如：CDMA、OFDM或TDMA)对其数据流进行处理，以便获得数据符号流。每个用户终端还用其导向向量对其数据符号流进行空间处理，以便获得发送符号流组，用户终端处的每个天线对应一个发送符号流。随后，每个用户终端从其多个天线经过其MIMO信道向接入点发送其发送符号流。N_up个被选择的用户终端通过它们各自的MIMO信道同时向接入点发送它们的N_up个数据符号流(例如，每个终端一个数据符号流)。该接入点从其多个天线获得多个接收的符号流。随后，如下文所描述，该接入点根据线性或非线性接收机空间处理技术对被接收的符号流进行接收机空间处理，以便恢复由N_up个被选择的用户终端发送的N_up个数据符号流。

这里还描述了在下行链路上支持SDMA传输的技术。下文对本发明的各个方面和实施例进行了更详细的描述。

附图说明

图1示出了多址MIMO系统；

图2示出了用于为SDMA在上行链路上进行多天线传输的处理过程；

图3示出了用于为在上行链路上进行同时传输而对用户终端进行评估和选择的处理过程；

图4示出了接入点和两个用户终端的方框图；

图5A和图5B分别示出了用于CDMA和OFDM的发送(TX)数据处理器的方框图；