[發(fā)明專利]用于MIMO設(shè)計(jì)的基于性能的秩預(yù)測(cè)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580048523.2
• 申請(qǐng)日: 2005-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN101124760A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·桑帕斯;T·卡德斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號(hào): H04L1/06
• 分類號(hào): H04L1/06;H04L27/26
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 王英

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本發(fā)明通常涉及通信，并且更具體地涉及用于確定經(jīng)由多信道(例如多輸入多輸出(MIMO))正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流的分配的技術(shù)。

背景技術(shù)

[0002]在無線通信系統(tǒng)中，來自發(fā)射機(jī)的RF調(diào)制信號(hào)可以經(jīng)由多條傳播路徑到達(dá)接收機(jī)。由于諸如衰落和多徑之類的多個(gè)因素，傳播路徑的特性通常隨時(shí)間而變化。為了提供分集以抵消有害的路徑效應(yīng)并且改善性能，可以使用多個(gè)發(fā)射和接收天線。如果發(fā)射天線和接收天線之間的傳播路徑至少在一定程度上是線性獨(dú)立的(即，在一條路徑上的傳輸不是由其它路徑上的傳輸?shù)木€性組合所組成)，那么隨著天線數(shù)量的增加，正確接收數(shù)據(jù)傳輸?shù)目赡苄砸苍黾印Ｍǔ＃S著發(fā)射和接收天線數(shù)量的增加，能夠增加分集并改善性能。

[0003]多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)使用多個(gè)(N_T)發(fā)射天線和多個(gè)(N_R)接收天線用于數(shù)據(jù)傳輸。可以把由N_T個(gè)發(fā)射和N_R個(gè)接收天線組成的MIMO信道分解成N_S個(gè)獨(dú)立的信道，其中N_S≤min{N_T，N_R}。N_S個(gè)獨(dú)立信道中的每一個(gè)都可被稱為MIMO信道的空間子信道(或傳輸信道)，并對(duì)應(yīng)于一個(gè)維數(shù)。如果使用了由該多個(gè)發(fā)射和接收天線創(chuàng)建的額外的維數(shù)，那么MIMO系統(tǒng)可以提供改善的性能(例如，傳輸容量增加)。

[0004]對(duì)滿秩MIMO信道，其中N_S＝N_T≤N_R，可以從N_T個(gè)發(fā)射天線中的每一個(gè)來傳輸獨(dú)立數(shù)據(jù)流。該傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流可以經(jīng)歷不同的信道環(huán)境(例如，不同的衰落和多經(jīng)效應(yīng))并且對(duì)于給定量的發(fā)射功率可以獲得不同的信干噪比(SNR)。此外，如果在接收機(jī)使用了連續(xù)干擾抵消處理以恢復(fù)發(fā)送的數(shù)據(jù)流(下面描述)，那么取決于用于恢復(fù)這些數(shù)據(jù)流的具體順序，這些數(shù)據(jù)流可以獲得不同的SNR。因此，取決于不同的數(shù)據(jù)流所獲得的SNR，不同的數(shù)據(jù)流可以支持不同的數(shù)據(jù)速率。由于信道條件通常隨時(shí)間變化，每個(gè)數(shù)據(jù)流所支持的數(shù)據(jù)速率也隨時(shí)間變化。

[0005]MIMO設(shè)計(jì)有兩種操作模式——單碼字(SCW)和多碼字(MCW)。

[0006]在MCW模式中，發(fā)射機(jī)可以獨(dú)立地，有可能以不同的速率，對(duì)在每個(gè)空間層上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行編碼。接收機(jī)使用連續(xù)干擾抵消(SIC)算法，其操作如下：對(duì)第一層進(jìn)行解碼，然后在重編碼和用“估計(jì)的信道”乘以已編碼的第一層之后，從接收的信號(hào)中減去第一層，然后對(duì)第二層進(jìn)行解碼，等等。這種“洋蔥剝離”方法意味著每個(gè)連續(xù)解碼的層經(jīng)歷信噪比(SNR)增加，并因此可以支持更高的速率。在沒有錯(cuò)誤傳播的情況下，具有SIC的MCW設(shè)計(jì)能獲得預(yù)期的容量。這種設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)緣于“管理”每個(gè)空間層的速率的負(fù)擔(dān)——(a)增加的CQI反饋(每層一個(gè)CQI)；(b)增加的ACK/NACK消息傳遞(每層一個(gè))；(c)混合ARQ(HARQ)中的復(fù)雜化，因?yàn)槊繉涌梢栽诓煌膫鬏斀K止；(d)SIC對(duì)于具有增加的多普勒以及/或者低SNR的信道估計(jì)誤差的性能敏感性；以及(e)增加的解碼等待時(shí)間要求，因?yàn)槊總€(gè)連續(xù)的層只有在其之前的層被解碼后才能得以解碼。

[0007]在常規(guī)的SWC模式設(shè)計(jì)中，發(fā)射機(jī)用“相同的數(shù)據(jù)速率”對(duì)在每個(gè)空間層上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行編碼。對(duì)每個(gè)音調(diào)(tone)，接收機(jī)可以使用低復(fù)雜度線性接收機(jī)，例如最小均方差(MMSE)或零頻率(ZF)接收機(jī)；或使用非線性接收機(jī)，例如QRM。

[0008]SCW設(shè)計(jì)克服了上述MCW設(shè)計(jì)的執(zhí)行煩擾。SCW模式的缺點(diǎn)是，其不能在空間相關(guān)信道和具有高K因子的視距(LOS)信道中支持MCW速率。這兩種情況都導(dǎo)致信道秩的損失，或者導(dǎo)致信道條件數(shù)增加和層間干擾增加。這顯著地降低了每個(gè)空間層的有效SNR。因此降低了每層所支持的數(shù)據(jù)速率，從而降低了總的數(shù)據(jù)速率。

[0009]K因子是LOS信道功率和非LOS信道功率之間的比率。秩是具有非零能量的信道中的本征模的數(shù)量。條件數(shù)是MIMO信道的最大本征值與最小本征值之間的比率。

[0010]因此在本領(lǐng)域需要一種用于動(dòng)態(tài)地分配經(jīng)由多信道(例如多輸入多輸出(MIMO))正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容