多输入多输出(mimo)系统的多流同相的利记博彩app

专利名称：多输入多输出(mimo)系统的多流同相的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及无线电通信系统。本发明尤其针对,而不局限于，用于从多个无 线电，发送独立数据流的设备和方法。
技术背景无线信道的容量能够M利用多发送和多接收天线而得到很大提高。这已经 Mil开环多输入多输出(MMO)方案，例如贝尔实验室分层空时(BLAST) 体系结构而得到证实。开环MMO方案不需要任何如闭环MMO方案中的从接收 机到发射机的反馈链路。然而，通过禾拥如闭环MIMO方案中的由接收机向发 射机提供的瞬时信道状态信息，信道容量得到进一步提高。闭环MIMO方案包 括作为最优闭环MMO方案的本征模式(eigenmode) -BLAST,以及能够达到开 环MMO容量的每天线速率控制(PARC)。在PARC中，从每个发送天线发送独 立编码和调制的 流。旨数据流的编码率由接收机经由反馈机制来提供。最优闭环MMO方案需要大量从接收机反馈至发射机的瞬时信道信息，而 PARC则需要较少的反馈。然而，PARC在某些条件下表现不良，例如低信噪 比(SNR)条件下，具有相关天线的系统，接收天线少于发送天线的系统，以 及具有莱斯(R!cean)衰落的信道。在这些劍牛下，MMO信M常不f,支持 与发送天线数量相同的数据流的传输(当在PARC中进行时)。这就限制了PARC 的容量。这个问ISiM^择f妙ARC (S-PARC)得以部，军决，S-PARC^PARC 的扩展。S-PARCttW顿与数据流数量相同的发送天线来发送与信道能够支持 的数据流数量相同的数据流。在，条件下，S-PARCtkPARC表现更好。然而， 由于S-PARC可能并不利用全部发送天线，因而其容量显著地低于最优闭环 MMO。因此，本领域中需要的是一种闭环MMO方案，其Mil利用全部发送天线来 发 应性(adaptive)数量的数据流从而克月艮了传统系统和方法的不足。本发 明提供了这样的系统和方法。 发明内容本发明是用于在无线电通信系统中实施闭环MMO方案的系统和方法，在一 个实施例中，所述闭环MMO方案利用全部发送天线来发皿应性数量的数据 流。S31过将发送天线集分割(partition)成互斥子集以在"同柑'之后发送3fci 流来实现。术语"同相(co-phasing)"指一种过程，在该过程中相对相位旋 转被应用至从多个天线发送的数据流。同相的相i^与波束赋形(beamfomiing) 對以，除了同相是根据由接收机反馈至发射机的瞬时信道状态信息来执行的。相对相位旋转(同相角)被设计为使接收信号功率最大化，其使得信道容a^似最大化。可以使用迭代算法来寻找(find)同相角。该方案，此处被称为"多 流同相"(MSC)，需要与S-PARC类似的复杂度和反馈。然而，MSC显著地优于 S-PARC并舰很多所关心的信道而言实现了接近于最优闭环MIMO的容量。因此， 一方面，本发明针对一种从多个发送天线的子集发送多个独立M流 的方法。该方法包括由接收机确定对多个发送天线的分割,该分割在所有可能的 分割中提供最高信道容量，以及向发射机提供有关所确定的分害啲信息。发射 机根据所确定的分割的信息将多个发送天线分割成互斥子集，对^天线应用相对相位旋转，并且从^h分害啲天线子集发送3te麵流。另一方面,本发明针对一种从多个发送天线的选定子集发送数据流的方法。 该方法包括由接收机将多个发送天线分割成多个子集；并且由接收机为^子 集计算要应用至子集中的每个发送天线的相对相位旋转，以及应用了相对相位 旋转的子集的流容量。然后接收机选择具有最高流容量的子集并且把有关选定 子集的信息发送给发射机。然后在将相对相位旋转应用至选定子集中的发送天线之后，Mt机/A^:送天线的选定子集发送数据流。再一方面，本发明针对一种从多个发送天线的子集发送多个独立数据流的 无线电系统。接收机包括用于确定对多个发送天线的分割的装置,该分割在所有 可能的分割中提供最高信道容量，以及用于将有关所确定的天线分割的信息发 送至刻対几的装置。划寸机包括用于根据所确定的分割信息将多个发送天线分割成互斥子集的装置；用于将相对相位旋转应用至^发送天线的装置；以及 用于从发送天线的^分割子集发送独立数据流的装置。再另一方面，本发明针对一种从多个发送天线的选定子集发送数据流的无 线电系统。该系统包括接收机，该接收机具有用于将多个发送天线分害喊多个 子集的装置；以及用于为每个子集计算要应用至子集中的每个发送天线的相对相位旋转以及应用了相对相位旋转的子集的流容量的装置。接收ma^择具有最高流容量的子氣并且将有关选定子集的信息发超划付几。系统还包括发射 机，该发射机包括用于在将同相角应用至选定子集中的发送天线之后从发送天 线的选定子集发送数据流的装置。


在后续部分中，将参考在附图中图示的示例性实施例来描述本发明，其中 图1是图示出根据本发明的教导的、由发射机禾啦收机执行的示例性总(overall)多流同相过程的步骤的流程图；图2是图示出根据本发明的教导的、由接收机计算信道状态反馈信息的示 例性过程的步骤的流程亂图2B是图示出根据本发明的教导的、由接收机计算信道状态反馈信息的可 替换的示例性过程的步骤的流程亂图3是图示出根据本发明的教导的、由发射机利用信道状态反馈信息来使 传输容量最大化的示例性过程的步骤的流程亂图4是本发明的发射机的实施例的简化框图；图5是本发明的接收机的实施例的简化框图；图6是本发明的系统的实施例的简化框图。
具体实施方式
图1是图示出根据本发明的教导的、由发射机和接收机执行的示例性的总 的多流同相过程的步骤的流程图。在步骤ll，接收机确定信道状态信息，该过 程在图2和图2B中被更详细地示出。在优选实施例中，信道状^t息包括分割 舰个子集的最优天线分割，齡天线的同相角，以及最优天线分割的流容量(即 速率)信息。在步骤12，接收机发送信道状态信息至^l种几。在步骤13，发射 机根据从接收机接收的天线分害U信息将输入信号分离(demultiplex)舰个3te 流。每个流可以被以不大于流容量的速率进行编码和调制。^流也可以被缩 放(scale)。在步骤14，划寸机将天线分割*个子集并根据信道状态信息将同 相角应用至^天线。在步骤15，发射机AAK个天线子集发^K个数据流。因此，根据通过反馈信道从接收机接收到的瞬时信道信息，发射机把输入 信号分舰个判虫的流，并发送数据符号(流)的并行序歹侄多倾线。应用于 *天线的不同的相位旋转减少了相互干扰。ffiil并行地发^K个流，发m个符号所需要的传输时间减少到一个信道使用的时间。总传输速率是所有单独流 速率的总和。图2是图示出根据本发明的教导的由接收机计算信道状态反馈信息的示例 性过程的步骤的流程图。接收机分析每种可能的分割并在所有可能的分割中确 定提供最高信道容量(即总传输速率)的分割。如果发射机不支持所有可能的分 割，贝IJ接收机可以只分析发射机所支持的那些分割。每种分割确定天线子集的 数量，在每个子集中有哪些天线，从每个天线子集发送的数据流的容量，以及 要对*子集中的天线应用什么同相角。过程开始于步骤21，其中对J种分割中的第一种分割過行分析。给定发送 和接收天线的数量，接收机确定所有可能的(或所希望的)发送天线集分割。接收机还知道(或估计)信道响应矩P铒和噪声变量乂 。在步骤22，同相角《(") M使用等式(9)和下面所述的迭代技术来确定。在步骤23，使用等式(4) 计算预滤波(prefflter)权矩阵『(")。在步骤24，使用等式(5)将预滤波信道G(") 作为『(w)和信道脉冲响应矩卩招的乘积来计算。在步骤25，使用等式(6)来估 算(evaluate)第一种分割的信道容量C(")。在步骤26，该过程确定是否所有J 种分害嘟已被分析。如果否，该过程在步骤27齒％^+1，并且返回至陟骤21 以分析下一种可能的分害i」。如果所有的琳分害嘟已被分析，则该过程iSA步骤 28，其中接收mi^择使容量最大化的分割(例如；)。在步骤29，确定i是否等 于1，这里的^是与选定分害,对应的输入流的数量。如果仝=1，该过程SA 步骤30并确定流容量。如果2>1，该方法进入步骤31，其中使用等式(12) 来获得每个输入^k—,2,K，义的流容量。在步骤32，接收机发送预定义的信道 状^^言息至，机。图2B是图示出根据本发明的教导的、由接收机计算信道状态反馈信息的可 替换的示例性过程的步骤的流程图。接收机分析每种可能的分割,并^j^有可能 的分割中确定提供最高信道容量(即总传输速率)的分割。如果划寸机不支持所有 可能的分割，则接收机可以只分析发射机所支持的那些分割。每种分割确定天 线子集的数量，每个子集中有哪些天线，从每个天线子集发送的数据流的容量， 以及要对在每个子集中的天线应用什么同相角。过程开始于步骤210，其中对J种分割中的第一种分割過行分析。给定发送 和接收天线的数量，接收机确定所有可能的(或所希望的)发送天线集分割。接收机还知道(或估计)信道响应矩卩辆和噪声变量7V。。在步骤220，接收t/U人第n种分割中的最后一个数据流开始。在步骤230，同相角《(")舰1顿等式 (14)和下面所述的迭代技术来确定。在步骤240，使用等式(17)来估计^K 个数据流的容量。在步骤250，该过程确定是否所有数据流都已经被估算。如果 否，则该过程在步骤260迭f^l^k-l 。在步骤270，使用等式(18)计算第n种分 割的总容量。在步骤280，该过程确定是否所有琳分割都已经被分析。如果否， 则该过程在步骤290迭f^n^+l ，并且返回到步骤210以分析下一种可能的分割。 如果所有的琳分害嘟已被分析，则该过程駄步骤300，其中接收t腿择使容 量最大化的分割(例如纟)。在步骤310，接收机发送预定义的信道状态信息至 鄉机。图3是图示出根据本发明的教导的、由发射机禾,信道状态反馈信息使传 输容量最大化的示例性过程的步骤的流程图。在步骤34，发射机接收到来自接 收机的瞬时信道状劍言息。在一个实施例中，信道状劍言息包括分割舰付集 的最优天线分割，每个天线的同相角，以及最优天线分害啲流容量(即速率) 信息。在步骤35，對寸机如信道状态信息附旨示的那样将发送天线分割舰个 子集。在步骤36，输入信号被分离i^K个独立的数据流，其在步骤37被可选地 编码、调制和缩放。在步骤38，刻寸机将同相信息应用至W^集中的天线， 并且在步骤39， ffl^齡天线子集并行发送独立的翻流。下面的部分将更详 细地描述在接收机和发射机这二者中执行的过程。考虑具WM个发送天线禾附个接收天线的通信系统(即，MxN MMO系统)。假设信道是准静态和平坦衰落的。基带系统模型可写为_y = +^ (1)其中h,^dA,r是发送信号，Ly，几,，;vf是接收信号，//4U题xM信 道脉冲响应矩阵，[Wl,w2,，Mvf是均值为0并且协方差矩阵为W入的高斯噪声 矢量，其中^表示NxN单位矩阵。总的平均发射功率为^，= & (2)所得到的发送信号为工=^ (3) 其中[^、义&]T是被分离成《《A/个能够被独立编码和调制的流的输入信号， W^MxK预滤波权矩阵。下面描述一种确定预滤波权矩阵的方法。假设在接收机已知信道脉冲响应矩卩钢和噪声变量W。。本领域技术人员将会理解的是，真 值會^由它们的估计值来代替。设^4(")一a,为发送天线集索引(index) {1， 2， K， M〉的 第n种分割。集合& (w)包含用来发送第n种分割中的mk个输入流的天线索弓I 。 包含在分割中的集合都被约束为互斥的，并且*集合至少包含一个元素。第n 种天线集分害啲预滤波权矩阵由下式给出.-'<formula>formula see original document page 10</formula>
其中^(")^Mxl列矢量，其中在we^(")行中为h(")i非零元素e力")，而在 其余行中为零元素。其中《(w)是魏个数据流和第m个发送天线(对应于预i^波 权矩阵的第m行和敷列)的同相角的弧度表示，|—J護合"的大小。预^^波信道由下式给出<formula>formula see original document page 10</formula>
该方案的容量由下式给出 z 1(5)<formula>formula see original document page 10</formula>
(6)同相角《(w)可以通过最大化信道容量来寻找。能够看到，在低SNR情况下， 这相当于最大化预滤波信道自相关矩阵C^(w)G(w)的迹(trace):T<formula>formula see original document page 10</formula>
以寻找同相角。迹度量(trace metric)等于总的接收信号功率，也是角度的非线 性函数。然而，迹度量在输入流中去耦(decouple),这使得为^Th数据流独立 地寻找同相角得以实现。根据该迹度量，对于每一个we^(w)，叙个流的同相 角育^多通过使用偏导数来寻找<formula>formula see original document page 10</formula>(8)育^多看到，最优同相角W W满足等式:<formula>formula see original document page 11</formula>注意到对于^数据流，其中一个发送天线的同相角旨,被任意设为零(或 者其他值)，即对于一个m'e^(^),《.W = o。还应注意到等式(9)对于同相角 是非线性的，除了当|。》| = 2时。在这种情况下，《,(")=0， _@^于^(") = {附',附'}:<formula>formula see original document page 11</formula>对于|^(")|>2，能够使用迭代算法确定同相角。最初，所有的同相角可以被设 为0 (或者某一其它值)。在每次迭代中，角度都M使用等式(9)以并行或者 串行的形式更新。在并行情况下，仅使用先前迭代中的角度来确定当前迭代的 角度，而在串行情况下，当前迭代中的角度通过使用先前迭代中的角度和当前 迭代中的预更新的角度来确定。接收机执行如前面图2所示的过程，如果在步骤29确定》>1，则^Mr入箭Jel， 2， K， f的流容量在步骤31获得为<formula>formula see original document page 11</formula>其中&向是矩阵G向的第k列，的是由Gt问=问,问,《，&问] 给出的Wx(f-yt + l)矩阵。所选分割/)与f速率{/^2,《,^， (i中^是最大比 特每符号速率，其小于或等于发射机支持的容量&(/}))，以及M-f同相角 ^问,hl,2,，t紅A(^ (不是任意集) 一起被发送给发射机。因此所需要的 反馈量就^M个实系数加上log卩比特的整数，这里J是可能的(或者所希望的) 分割的数量。接下来我们将描述本发明中用于寻找同相角的可替换方法。信道容量还能 够被表达为dc々) (13) 其中是第k个数据流的容量(流容量)，由下式给出<formula>formula see original document page 11</formula>其中 (")是矢巨阵『(")的第k歹U ，且是由,t (") = [M^ ("), Ww ("), a:, (")]给出的iVx(尺-hl)矩阵。育g够通过最大化信道容量来寻找同相角《(")。然而， 因为信道容量是角度的复合非线性函数，所以难以实现最优化。作为替代，我们提出在给出高阶(higherorder)流的同相角盼瞎况下，为数据流寻找使流容量 最大化的同相角。这一方案将在下面详细描述。叙个,流的同相角可以舰最大化叙个翻流的容量来首先获得，由下式给出C《(")=log21 + 7T 1 + -6仏y(15)这相当于最大化mK个数据流的接收信号增益，由下式给出:2Xe(16)在描述实际上如何为mK个数据流计算同相角之前，让我们考虑一下为了计算其他数据流的角度而必须最大化的度量。假设"l，yt + 2,.,.,《个数据流的同相角已 经被估计，且分别为f("),《+2("),....，&(")。给出这對古计值，鋭个翻流的 角度育嫩M最大化相应的流容量来寻找，这相当于最大化白化的(whitened) 接收信号增益，由下式给出2Xe(17)其中L是以下矩阵的第m列(/w +d(" l;+1 )—1/2// (18)其中是矩阵中的..,《(")被其相应的估计值《+i( ),《+2(w)，....，&w代替所得的矩阵。为了包括mK个数据流的情况，我们设&+1(w) = 0。在叙个i好殿克的情况下，掛i夂信号是白化的，并且因此白化的接收信号增益等于接收信号增益。接下来我们描述如何使用以上度量来计算同相角。对于針脏"》，錄 个数据流的同相角能够通过使用由下面的偏导数来寻找30(19)能够看到，最优同相角《(")满足等式:《(")=tan—其中(20)(21)注意至树于每个数据^k，在子集^(")中的发送天线之一 (比方说附')的同相 角倉,被任意设定为零(或者其它值)，即《#) = 0。还应注意到等式(20)对 于同相角是非线性的，除了当卜k(n)卜2时。在这种情况下，《(")=0，且对于/ // 、e(") = tan—如前所述，育,使用迭代算法来确定卜k(n)l > 2时的同相角。 利用同相角估计，叙个数据流的容量被估计为(22)1 + -(")|-第n种分害啲总容量被估计为所有流容量之和(23)(24)接收* 择使总容量最大化的分割5 。图4是本发明刻寸机40的实施例的简化框图。如所示，输入信号41被传 到分离器(demultiplexer) 42，在其中输入信号被分离成》个信号，所述》个信 号在编码器/调制器43r43f中分别被以速率化^人Q)独立地编码和调制，以 生成f个流hA人^)。然后f个流由定标器(scaler) 44,44》进行縮放，并进行在传输之前由相位旋转器45独立Mlia行相位旋转。Bk个流被以^《—)縮放，并在以角度《向，^问謝亍同相(相位旋转)后，4柳发送天线的子集 "^)进行发送。天线集分割，》顿率，禾峒相角由接收机提供。图5是本发明的接收机50的实施例的简化框图。如所示，输入信号z由接 收机禾拥最小均方差判决反馈(MMSE-DFE)连续解码器5V5U进行&理。 图5中的粗线表示矢量，普通线条表示标量。鋭个流(阶)的MMSE前馈滤波 器和反馈熗波器分别由下式给出(25)以及<formula>formula see original document page 14</formula>魏懒马器生繊个输入流的估计.^ 。实例考虑4x2 MMO系统的例子。根据MMO信道理论，我们知道能够被发送 的输入数据流的最优数量少于或等T"min(M,N^2。这种情况下有8种可能的发 送天线集分割 一种具有单输入流(K=l)，其他具有两，入流(K=2)。所述 分割如下<formula>formula see original document page 14</formula>对应于这些天线集分害啲预滤波权重矩阵在下面按顺序给出<formula>formula see original document page 14</formula>一个3比特的整数可用于把所选分害,信号通知给发射机。对应于上述分割M这个整数的8种可能结果分别为化41(1)，《0)，《(4 f"4'(2),《(2),4 f,，4'(3"力3))〖"。，《(4),《(4))，〖2外41(5),41(5)), k,41(6),。,《(6)), f^2,《(7),《(7))和,《(8),《(8)}。 接收机反馈信道状态信息至发射机。在本发明的优选实施例中，反馈信息包括分割选择(可通ith文描述的整数来用信号通知)，以及选定分割的速斜口角度。图6是本发明的系统的实施例的简化框图。该系统包括处于第一节点(节 点1) 52中的接收机50以及处于第二节点(节点2) 53中的发射机40。从功能 上讲，接收机除了常规接收机组件外，还可以包括最优分割确定单元54和反馈 信道55。最优分割确定单元为接收信号56确定信道状态信息。信道状^f言息可 能包括与把发送天线57分割成K个子集的最优分割相关的分割信息。分割确定 单元54还确定要从^子集发送的数据流的容量，以及旨子集中的发送天线 的同相角。反馈信道55把该信息58发送至发射机40。在划寸机40中，天线分害吩离器42根据从接收机接收的天线分割信息将 输入信号41分离成K个独立流。每个流可以被以不大于流容量的速率进fi^码 和调制。每个流还可以被缩放。划寸机将发送天线57分割成K付集，并且天 线相位旋转单元45根据接收机50所提供的信息将同相角应用至每个发送天线。 然后mt机从天线57的K W集发送K个数据流59 。在对多流同相(MSC)和S-PARC的复杂度进行比较时，可以得出两者 的复杂度在同一等级。两种方案的发射机需要H似的复杂度，对于MSC仅需要 增加相位旋转这一附加要求。两种方案的接收机相同。MSC和S-PARC之间复 杂度的唯一区别就在于如何计算反馈系数。对于S-PARC，反馈系数是通过计算 发送天线集中所有可能的子集的容量以及随后为所选子集计算每个流各自的容 量(流容量)来获得的。对于MSC，反馈系数是通过计算发送天线集中所有可 能的分害啲容量以及随后计算选定分害啲流容量来获得的。发送天线集(除了空集)的子集数量是2^1。已经发现，对于2x2， 3x3和4x4的MMO系统，天线集分割的数量分别为2， 5和15。例如对于4x4系统(除了前面给出的4x2系统的分割)，分割为/\(9)={ {1,2}, {3}' {4}}, 0)={ {1,3}, {2}, {4}}, /\(" )={ {1,4}, {2}, {3}},4(12)={{2,3}, {1}' {4}}, /\(13)={ {2,4}, {1}, {3}}, /\(14)={ {3,4}, {1}, {2} },和 邪)={{1}, {2}' {3}, {4}}.对于2x2， 3x3和4x4的MIMO系统，分割数量(分别为2， 5和15)小分别为3， 7和15)。因此两个方案需要相似次数的容量估算。MSC的一个附加要求是为針分害U计算同相角。闭合形式表駄，等式(11)， 被用于计算单个同相角。使用迭代算法来计算多个同相角。已经发现，前面所 描述的对串4豫代算法的两次迭代可以提供很好的估计。因此，MSC和S-PARC 的复杂度是同一等级的。在本发明另一个实施例中，称作选择性MSC (S-MSC)，如^i^择性PARC (S-PARC)中那样对发送天线进行选择性地利用。在S-MSC中，所有可能的(或 所希望的)发送天线集的子集都被考虑用于发送输入流。达到最高容量的子集 !^择。通过把集合S分割成所有可能的(或所希望的)分割(与在MSC中一 样)并估算分害啲容量来寻找每付集S;a2人W (除了空集)的容量。集 合S的容量是所有分割中的最大容量。S-MSC在低SNR时有用，此时它可以 !^子地不在具有弱信号功率(低于或不太高于噪声电平)的天线上浪费发射功 率。接收机通过假设发送天线的每个(或每个所希望的)子集以及寻找该子集 的最佳分害诉口容量来执行S-MSC的天线选择。使容量最大化的子集也连同分割 一起被选择。然后接收机用信号将该信息通知给发射机。在再一个实施例中，仅考虑某一(所希望的)分割。例如，对于4x4的MMO 系统，可以仅仅考虑分割^)=肌{2}，{4{4 和牟)={1,2,3,4}。第一种分割对应 于在四个天线上发送四个独立的输入流，第二种分害树应于在同相之后在所有四个天线上发送一iii入流。本发明的其它实施例包括(a)使用替换方法(度量)来产生同相角，(b) 量化用于反馈的速率和/或角度信息，(c)根据天线增益差异的知识或估计，使 用不同的流功率定标(powerscaling),以及(d)使用天线相关信息。已经发现，MSC在包括低SNR，相关的接收，，接收，比发送，少的 系统、以^^斯衰落的许多实际瞎况下远优于S-PARC。这是因为，与S-PARC不 同，MSCM顿所有纖来纖同相的适应性i爐的繊流，这可以实现高SNR。 对于具棘斯鶴(8dB视向分量)的44MIM0系统，MSC在3比f梅符号的 速率下，比S-PARC多获得3.8dB的增益。对于许多所关心的MMO信道，MSC t SNR范围内获得与最优闭环MIMO方案非常,的容量。这在仅需要和 S-PARC相似的M^度和反馈需求(繊A吁最优闭环MMO的需求)的,兄下 就可超U。本领域技术人员将认识到，本申请中描述的创造性概念可以在广泛的应用 范围内被修改和改变。因此，专利主体的范围不应限于前面讨论的任何特定的 示例性教导，而是由下述权利要求来限定。
权利要求
1.一种在无线电系统中与第二节点(53)中的发射机(40)进行通信的包含在第一节点(52)中的接收机(50)中的方法，其中多个独立数据流被从多个发送天线(57)的子集发送，所述方法包括确定(11)对多个发送天线(57)的分割，该分割在所有可能的分割中提供最高信道容量；向发射机(40)提供(12)有关所确定的发送天线分割的信息，以使得发射机能够根据所确定的分割信息将多个发送天线(57)分割成互斥子集。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中确定对多个发送天线(57)的分割的步 骤，其特征进一步在于确定发送天线子集的数量，在每个子集中包括哪些发送 天线，要从每个发送天线子集发送的数据流的容量，以及要应用至每个子集中 的发送天线的相对相位旋转。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中确定要应用至*发送天线的相对相位 旋转的步骤，其特征进一步在于为每个发送天线确定使接收信号功率最大化的 同相角。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中为齡发送天线确定同相角的步骤，其 特征进一步在于为#^发送天线子集计算预滤波权矩阵；将预滤波信道作为预滤波权矩阵和信道脉冲响应矩阵的乘积来计算； 计算预i^波信道自相关矩阵的迹度量；以及 对 量进，于去耦以便为*数据流独立地确定同相角。
5. 根据权禾腰求1所述的方法，其中确定对多个发送天线(57)的分割的步 骤，其特征进一步在于假设将发送天线集分害喊子集的每种可能的分割； 为每种天线分割，确定要应用至W"子集中的每个发送天线的同相角； 为每种发送天线分割，确定总信道容量；以及 选择提供最高信道容量的发送天线分割。
6. 根据丰又利要求5所述的方法，其中将发送，集分割成子集的每种可能的 分害憶指刻材几所支持的每个发送天线子集。
7. 根据权利要求1所述的方法，其中确定对多个发送天线的分割的步骤，其特tiea—步在于将多个发送天线分割(11)成多个子集； 为^1^集计算(21):要应用至子集中的^t发送天线的相对相位旋转(22);以及应用了所述相对相位旋转的子集的流容量(25); 选择(28-31)具有最高流容量的子集；以及 发送(32)与选定子集相关的信息至划寸机。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中将多个发送天线分害城多^集的步 骤，其特征进一步在于将多个发送天线分割成每种可能的天线子集。
9. 根据权利要求7所述的方法，其中将多个发送天线分割成多个子集的步 骤，其特 —步在于将多个发送天线分害喊划材几所支持的齡天线子集。
10. 根据权利要求2所述的方法，其中为每个分割子集中的旨发送天线计 算相对相位旋转的步骤，其特征进一步在于利用迭代算法为每个发送天线寻找 使得就子集而言在接收机处的接收信号强度最大化的相对相位旋转。
11.一种与第二节点中的发射机进行通信的第一节点中的无线电接收机，所 述，机具有多个发送天线，所述接收机的特征在于包括用于确定(51r51k)将多个发送天线分割成子集的分割的装置，所确定的 分割在所有可能的分割中提供最高信道容量；以及用于发送有关所确定的分害啲信息至发射机的装置。
12. 根据权利要求11所述的无线电接收机，其中用于确定分割的装置还包括为每个子集计算(51r51k)要应用至子集中的每个发送天线的同相角，和 应用了所述同相角的子集的流容量的装置；以及 用于选择具有最高流容量的子集的装置；其中用于发送有关所确定的分割的信息至发射机的^S还发送有关具有最 高流容量的选定子集的信息至发射机。
13. 根据权利要求11所述的无线电接收机，其中用于确定对多个发送天线的 分割的装置，其特征进一步在于用于确定发送天线子集的数量，在每^f集中 包括哪些发送天线，以及要应用至每个发送天线的相对相位旋转的装置。
14. 根据权利要求13所述的无线电接收机，其中用于确定要应用至*发送天线的相对相位旋转的装置，其特征进一步在于用于为每个发送天线确定使在 接收机处的接收信号功率最大化的同相角的装置。
15. 根据权利要求11所述的无线电接收机，其中用于确定多个发送天线的分 割的装置，其特征进一步在于用于为每个可能的发送天线子集确定流容量的装置；用于为每种发送天线分害鹏定总信道容量的装置； 用于选择提供最高信道容量的发送天线分割的装置。
16. 根据权利要求15所述的无线电接收机，其中每个可能的发送天线子集意指鄉in^支持的每个发送天线子集。
17. —种与第一节点(52)中的接收机(50)进4fM信的第二节点(53)中 的无线电发射机(40)，所述发射机具有多个发送天线(57)，其中所述发射机 的特征在于包括用于从接收机接收由接收机所确定的将多个发送天线(57)分割成子集的 分割的装置，所确定的分害依所有可能的分割中提供最高信道容量；用于根据所确定的分割的信息将多个发送天线分割(42)成互斥子集的装置；用于将相对相位旋转应用(45)至每个发送天线的装置；以及 用于从发送天线的每个分割子集发送独立数据流的装置。
18. —种在无线电系统中与第一节点(52)中的接收机(50)进fi^信的包 括在第二节点(53)中的发射机(40)中的方法，其中多个独立数据流被从多 个发送天线的子集发送，所述方法包括从接收机(50)接收由接收机所确定的将多个发送天线(57)分割成子集 的分割，所确定的分割在所有可能的分割中提供最高信道容量，根所确定的分害啲信息将多个发送天线(57)分割(42)成互斥子集； 将相对相位旋转应用(45)至*发送天线；以及 从发送天线的每个分割子集发送独立数据流。
19.一种无线电系统，包括如权利要求]1所述的第一节点(52)中的接收机 (50)，如权利要求17所述的与第一节点进，fM信的第二节点(53)中的发射机 (40)，以及多个发送天线(57)，所述划寸机从多个发送天线的子集发送多个独 立翻流。
全文摘要
用于从多个发送天线的子集发送多个独立数据流的系统和方法。该方法包括由接收机(50)确定(11)发送天线分割，其包括要应用至每个发送天线的相对相位旋转，在可能的分割中该分割产生最高信道容量。然后接收机(50)提供(12)分割信息至发射机(40)，包括发送天线子集的数量，在每个子集中包含哪些发送天线，要从每个天线子集发送的数据流的容量，以及要应用至每个子集中的天线的相对相位旋转。发射机(40)根据分割信息将多个发送天线分割(35)成互斥子集，将相对相位旋转应用(38)至每个发送天线，并且从发送天线的每个子集以不大于流容量的速率发送(39)独立数据流。
文档编号H04B7/04GK101326741SQ200680045900
公开日2008年12月17日 申请日期2006年12月5日 优先权日2005年12月7日
发明者A·哈菲茨 申请人:艾利森电话股份有限公司