CN101611568B - 组合了对无线信号的循环延迟分集和预编码的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

在发射器或收发器中，可通过使符号矢量与各种矩阵相乘来对信号进行预编码。例如，可以使符号矢量与单位矩阵的第一列子集(518)、第二对角矩阵(516)以及第三预编码矩阵(515)相乘，该单位矩阵的第一列子集(518)使符号矢量中的符号分散在虚拟天线上，该第二对角矩阵(516)改变虚拟发射天线的相位，而该第三预编码矩阵(515)使发送分布在各发射天线上。

Description

组合了对无线信号的循环延迟分集和预编码的方法和系统
技术领域
本发明一般地涉及无线通信系统、装置、软件和方法，更具体地说，涉及用于将预编码和与之相关联的循环延迟分集组合起来的机制和技术。
背景技术
无线电话最初是设计用于语音通信。随着消费电子行业的日渐成熟和处理器能力的提高，越来越多的装置可以使得能够在各装置之间进行数据的无线发送，并且越来越多的应用可以基于这样发送的数据而运行。需要特别注意的是因特网和局域网(LAN)。这两项创新使得多个用户和多个装置能够在不同装置和不同装置类型之间进行通信和数据交换。随着这些装置和能力的出现，用户(商务用户和家庭用户)发现需要从移动位置发送数据以及语音。
支持该语音和数据发送的基础设施和网络具有类似的演进。诸如文本消息的有限数据应用被引入到例如全球移动通信系统(GSM)的所谓“2G”系统。在加入了通用分组无线业务(GPRS)的GSM中，无线通信系统上的分组数据变得更为有用。3G系统和由通用陆地无线接入(UTRA)标准引入的甚至更高带宽的无线通信使得类似网上冲浪的应用更容易由数百万用户接入(并且具有容许度更好的延迟)。
即使随着网络制造商推出新的网络设计，向最终用户提供更大数据吞吐量的未来系统也正讨论和开发之中。例如，所谓3GPP长期演进(LTE)标准化计划目的是为未来数十年的无线通信提供技术基础。关于LTE系统另外需要注意的是它们将利用正交频分复用(OFDM)作为发送格式来提供下行链路通信(即，发送方向从网络到移动终端)，并且将利用单载波频分多址接入(FDMA)提供上行链路通信(即，发送方向从移动终端到网络)。
LTE的另一有趣特征是它在发射端和接收端均支持多天线。这使得能够对几种不同的技术提供支持(leverage)，以提高接收到的无线信号的质量和/或数据率。这些技术包括例如抗衰落分集(例如，空间分集)，使整体天线波束成形以最大化目标方向上的增益(波束成形)，以及可以看作是多并行“信道”的生成以提高带宽利用(空间复用或多输入多输出(MIMO))。
预编码是与多天线发送相结合使用的流行技术。预编码的基本原理是在天线上混合并分布调制符号，可能同时还考虑当前信道条件。预编码可以通过例如使承载了包含有调制符号的符号矢量的信息乘以被选择匹配该信道的矩阵来实现。从而符号矢量序列形成一组并行符号流，并且各符号流被称为“层”。因此，取决于具体实现中对预编码器的选择，一个层可以直接对应于特定天线或者一个层可以通过预编码器映射而分布到几个天线上。
循环延迟分集(CDD)是开环预编码的一种形式，其中，有意使预编码矩阵在发送(或系统)带宽内随着频率变化。典型地，这通过对不同的天线引入不同的循环时延来实现，或者通过改变从不同天线发送的信号的相位来实现。这种相移意味着与原始信道相比，包括真实信道和CDD预编码的有效信道随着频率更快地变化。通过在频率上来分布发送，这种人为诱导的频率选择性在实现频率分集方面是有用的。
在高速率多天线发送的上下文中要考虑的无线信道状况的多个重要特征之一即所谓信道的秩。通常来说，信道的秩可以从1变到发射天线和接收天线的数量的最小值。例如，以4×2系统为例，即以具有四个发射天线和两个接收天线的系统为例，信道的秩最大为2。与特定连接相关联的信道的秩随着快速衰落对信道系数的改变而在时间和频率上发生变化。此外，信道的秩(也称为发送秩)确定了能够同时成功发送多少个层。例如，如果信道的秩在发送两个层时为1，则很有可能的是与这两个层相对应的两个信号将有极大干扰使得这两个层在接收器处都被错误地检测。与预编码相结合，使发送适应于信道的秩涉及力争使用与信道的秩相同数量的层。
图1例示了用于将CDD和可能信道相关的预编码组合起来的发送结构108。其中，由发射器创建的各层110将承载了调制符号的信息流提供给基于CDD的预编码器112作为符号矢量序列114。CDD预编码器112将其中例示的两个矩阵116和118应用于各进来的符号矢量，以执行预编码过程。更具体地说，CDD预编码器112首先将矩阵118应用于符号矢量114，然后应用于对角CDD矩阵116。
Figure G2008800049523D00032
矩阵118为(可能经过缩放的)单位矩阵的列子集，r表示发送秩，而NT为发送装置中的发射天线的数量。符号Ak×l是指具有k行和l列的矩阵A。对角CDD矩阵116沿着对角线具有非零值，这些非零值包括由参数k作索引的可能是频率的函数的天线相移值θ。如果OFDM用于发送，则k例如可以表示子载波索引或者紧密相关的数据资源单元索引(其排除了包含参考符号的资源单元)。还应当注意到，k可以是OFDM中资源单元在资源网格上的位置的更任意的函数。然后输出所得到的经过预编码的调制符号矢量，以用于例如在经由天线122(也称为天线端口)发送之前进行资源映射和OFDM调制120。
可以以多种方式利用图1中例示的发送结构108。例如，一种选择是利用固定的信道无关的具有与发送秩相对应的特定列数r的单位矩阵
Figure G2008800049523D00033
118。单位矩阵118用于将各符号分布在所有天线122上，而对角CDD矩阵116改变(移位)各天线122的相位。这增加了各层110经历的有效层的频率选择性，如上所述，这对于实现频率分集(以及在使用频域调度时的多用户分集)可能是有用的。
然而，存在与利用图1中所示发送结构108来执行预编码相关联的某些问题。空间相关属性作为k的函数而变化，并且这些变化需要变得更快，以便确保即使在窄带发送上仍有足够频率分集。这使得接收器难以估计源于这种发送的干扰的特性。发送结构108也未提供用于对天线端口的预编码进行设计的足够自由度。此外，考虑例如r＝1的秩为一的发送，发送结构108将内在地使用
Figure G2008800049523D00034
矩阵118的一列以应用于进来的符号矢量114。该列例如(在两个发射天线的情况下)将会等于[1，1]。因此，该列与对角CDD矩阵116一起形成频率选择性波束成形器，其可以周期性地在调度的带宽上变化。其周期将取决于所选择的相位变化的速度。然而，这种波束成形可能会有问题，因为如果MIMO信道在发射侧是相关的，则在某些频率下会发生严重的信号抵消。如果编码速率在调度的带宽上不是足够地低，则这进而会导致通信错误。即使对于大于一的发送秩也会发生类似的抵消。因此，如果调度的带宽占据了前述波束成形器周期的相当大的一部分，则通常难以与发送结构108(及其预编码技术)一起使用高编码速率。然而，在使用大延迟CDD(即对应于频域中的快速相移变化)时通常发生这种情况。
因此，希望提供避免前述问题和缺点的预编码系统、方法、装置和软件。
发明内容
根据一个示例性实施方式，一种用于在无线信道上发送具有与信息信号相关联的多个符号矢量的信息信号的方法包括以下步骤：通过使所述符号矢量与以下矩阵相乘而对所述符号矢量进行预编码，这些矩阵包括使所述符号矢量中的符号分散在所有虚拟发射天线上的单位矩阵的第一列子集、改变所述虚拟发射天线的相位的第二对角矩阵以及使发射能量分布在物理发射天线上的第三预编码矩阵；进一步处理所述经过预编码的符号矢量，以生成所述信息信号；以及发送所述信息信号。
根据另一个示例性实施方式，一种用于在无线信道上发送具有与信息信号相关联的多个符号矢量的信息信号的发射器包括：多个物理发射天线；处理器，其通过使所述符号矢量与以下矩阵相乘而对所述符号矢量进行预编码并对所述经过预编码的符号矢量进行进一步处理以生成所述信息信号，这些矩阵包括使所述符号矢量中的符号分散在所有虚拟发射天线上的单位矩阵的第一列子集、改变所述虚拟发射天线的相位的第二对角矩阵以及使发射能量分布在物理发射天线上的第三预编码矩阵；以及用于发送所述信息信号的发送链部件。
根据另一个示例性实施方式，提供了一种用于对接收到的信息信号进行均衡的方法，这些接收到的信息信号具有与之相关联的多个符号矢量，该方法包括以下步骤：通过使初始信道估计乘以多个矩阵而形成与所述接收到的信息信号相关联的信道估计，所述多个矩阵包括单位矩阵的第一列子集、第二对角矩阵和第三预编码矩阵；以及使用所述形成的信道估计对所述信息信号进行均衡。
根据另一个示例性实施方式，一种处理器通过使初始信道估计乘以多个矩阵来形成与接收到的信息信号相关联的信道估计，所述多个矩阵包括单位矩阵的第一列子集、第二对角矩阵以及第三预编码矩阵，并且其中，所述处理器使用所形成的信道估计而对接收到的信息信号进行均衡。
附图说明
被结合进来并构成本说明书的一部分的附图例示了一个或更多个实施方式，并与本说明书一起解释这些实施方式。在附图中：
图1例示了包括常规预编码器的发送结构；
图2例示了可以实现示例性实施方式的示例性LTE接入网；
图3描绘了可以与示例性实施方式关联的示例性LTE物理层信息信号处理；
图4更详细地示出了天线映射函数的一个示例；
图5例示了包括根据一个示例性实施方式的预编码器的发送结构；
图6是其中能够实现根据这些示例性实施方式的预编码的一个示例性发送装置的框图；
图7是例示了根据一个示例性实施方式的用于对信息信号进行发送的一种方法的流程图；
图8是其中能够对根据这些示例性实施方式进行了预编码的信号进行处理的一个示例性接收装置的框图；以及
图9是例示了根据一个示例性实施方式的用于对接收的信息信号进行处理的一种方法的流程图。
具体实施方式
参照附图对本发明的示例性实施方式进行以下说明。不同附图中的相同标号指示相同或者类似部件。以下详细描述并不是对本发明的限制。相反，本发明的范围由所附权利要求书限定。
如上所述，当在与信道无关的矩阵118的上下文中考虑图1中例示的发送结构108(更具体地说，CDD预编码器112)的适用性时，其存在某些缺点。除背景技术部分中描述的问题外，如果与CCD相结合使用信道相关预编码，则发送结构108会出现另一个问题。因为对角CDD矩阵116在本例中的信道相关预编码矩阵118之前应用于符号矢量114，则预编码矩阵118需要处理更具有频率选择性的有效信道(即，包括真实信道和所应用的CDD对角矩阵118)。为确保在这些环境中的有效预编码方案，则与仅存在原始信道相比，预编码器112必需以更精细的频率粒度对代表矩阵118的部件进行切换。这进而可能导致实际上更高的信令开销，因为用于对发送的符号进行预编码的预编码器部件通常以附加(开销)信令的形式被接收器识别出来。
根据示例性的实施方式，这些问题通过提供不同发送结构来得以解决，其中，例如将附加(信道相关或信道无关)预编码器部件应用于由CDD操作输出的符号矢量，该CDD操作包括对如上所述的对角CDD矩阵和信道无关单位矩阵的列子集的应用。这可以通过例如图5中的附图标记附加矩阵515，其中在未来进行引用时，应当注意的是，应用了对角CDD矩阵之后的符号矢量被称为虚拟天线。因此在以k作索引的资源上发送的作为结果的矢量x(k)可以写作：
x ( k ) = W N T × l ( k ) D ( k ) U l × r s ( k ) - - - ( 1 )
其中，D(k)为第二对角CDD矩阵516，并且应强调的是第三预编码矩阵515
Figure G2008800049523D00062
对于不同k值也可能不同。参数l在这里通常设置成等于发送秩r。这些示例性实施方式可以用于例如在真实信道的输入端(即，输出到天线端口)直接添加信道相关预编码级，这进而使得CDD能够与信道相关预编码结合而无需更精细的预编码粒度，因此节省了信令开销。即使第三预编码矩阵不是信道相关的，由该示例性实施方式指示的结构在为第三预编码级选择适当预编码器方面提供了附加自由度，从而避免了与使用结构108相关联的前述问题中的某些问题。
为了提供一些上下文以更详细地讨论根据这些示例性实施方式的组合CDD和预编码，首先考虑图2到图4中例示的示例性无线通信系统。首先参照图2中的无线接入网节点和接口，可以看出在LTE系统的上下文中提供了该特定示例。但是本发明并不限于适用于与LTE系统相关联的发射器或发送，而是可以用于采用了多发射天线和预编码的任何系统，包括但不限于宽带码分多址(WCDMA)、GSM、UTRA、E-UTRA、高速分组接入(HSPA)、UMB、WiMaX和其他系统、装置和方法。然而，由于图2中示例是以LTE形式提供，因此在空中接口上进行发送和接收的网络节点称为eNodeB，这里示出了若干个eNodeB 200。
在空中接口的上下文中，各eNodeB 200负责向一个或更多个小区202发送信号并接收来自一个或更多个小区202的信号。各eNodeB包括多个天线，例如2个、4个或更多个发射天线，并处理包括但不限于针对这种信号的物理层的编码、解码、调制、解调、交织、解交织等的功能。注意，这里所使用的术语“发射天线”具体意思是包括并且类属于物理天线、虚拟天线和天线端口。eNodeB 200还负责很多与处理系统中的通信相关联的更高级功能，例如包括对用户进行调度、对判决进行切换等。想要更多的关于与其中可部署有这些示例性实施方式的LTE或其他系统相关联的发射和接收功能的信息的有兴趣的读者可以参照由Elsevier公司2007年出版的作者Erik Dahlman等人的名称为“3G Evolution-HSPA and LTE forMobile Broadband”的书，以引证方式将其公开内容合并进来。
但是，为简要讨论与下行链路中信号的发送(即，可能通过核心网203传送到eNodeB 200，然后进入小区202，前往目标移动终端或移动台，例如图2中的MS 204)相关联的基带处理，考虑图3。其中，两个数据传输块300正被处理以由eNodeB 200使用空间复用进行发送。在步骤302处插入要由接收器用于对错误进行检测的循环冗余校验(CRC)位。在步骤304处对传输块应用信道编码，以向有效载荷数据提供对于无线信道造成的损害的保护。混合自动重传请求(HARQ)步骤306用于从信道编码器提供的代码位块提取代码位或者重复该代码位，以例如基于诸如指派的资源块的数量、所选择的调制方案和空间复用顺序的之类各种准则来生成要在发送时间间隔(TTI)内发送的精确位集。
在步骤308，从HARQ块输出的码字通过位层次的扰频序列或掩码进行扰频(相乘)，这有助于接收端抑制对无线信号的干扰。然后在步骤310应用所选择的数据调制，例如，正交相移键控(QPSK)、16正交幅度调制(QAM)或64QAM，以将扰频后的位块转换成调制符号的相应块。然后在步骤312将这些调制符号映射到不同天线和/或不同天线端口。在LTE命名规则中，天线端口对应于特定下行链路参考信号的发送，该特定下行链路参考信号可以对应于或不对应于实际的物理天线。然后将在各天线(图3中的1到n，例如，2、4、8、16)上要发送的符号映射到相应资源块314上，并在由eNodeB 200进行发送之前发出以用于OFDM处理(未示出)。
在用于这些示例性实施方式的下行链路处理中特别感兴趣的是天线映射步骤/方框312。天线映射过程可以进一步细分成对从调制方框310输出的码字进行的层映射和用于生成天线(或天线端口)映射符号的对所得到的符号矢量进行的预编码，如图4所示。其中，该示例提供了通过层映射功能400映射成三层的两个码字集。在图4中例示了与这三个层相关联的两个符号矢量v1和v2。然后通过由预编码功能402应用一个或者更多个预编码矩阵(即通过一个或多个预编码矩阵与进来的符号矢量的矩阵乘法)来对这些符号矢量进行预编码。根据一个示例性实施方式，预编码功能402可以应用三个不同的矩阵，下面将参照图5进行描述。应当理解的是，图4中选择映射到三个层和四个天线完全是示例性的。如先前所述，层的数量的选择将基于信道的秩(可能除其他准则之外)而不同，并且天线的数量在各系统中可以有所不同，或者甚至在系统内的发送装置中有所不同。
图5例示了根据示例性实施方式的能够用于执行预编码的预编码器，例如针对上述块312和402所述。其中，由发射器创建的各层510将调制符号流提供给基于CDD的预编码器512作为符号矢量序列514。CDD预编码器512将其中例示的三个矩阵515、516和518应用于各进来的符号矢量，以执行预编码过程。更具体地说，根据本示例性实施方式的CDD预编码器512首先将矩阵Ul×r518(其为可能经过缩放的单位l×l矩阵的列子集)应用于符号矢量514，然后应用对角CDD矩阵516，接着应用预编码矩阵
Figure G2008800049523D00091
515，得到先前在式(1)中给出的发送矢量。
矩阵518的列取自可能经过缩放的单位矩阵。单位矩阵展示出的特性是其逆矩阵等于所感兴趣的单位矩阵的复共轭转置矩阵。因此，矩阵518的列为正交并且等范数。首先应用的矩阵518用于使符号分散在各天线端口上。其次应用的CDD矩阵516具有对角矩阵的性质，即，在一个对角上的元素非零，并且其余矩阵元素为零。该CDD矩阵516用于改变(移位)各天线或天线端口522的相位。第三应用的预编码矩阵515用于将发送能量分布在各天线或天线端口上。这可以以信道无关方式或者至少部分地基于导致信道相关预编码器操作的当前无线信道状况来确定。如上所述，将这些矩阵应用于进来的符号矢量可以由发射器内的处理单元借助于矩阵乘法来执行。
在本示例性实施方式中引入参数l作为用于执行预编码的三个矩阵的大小参数，即，最后应用的预编码矩阵515的列数、其次应用的对角CDD矩阵516的行数和列数以及首先应用的单位矩阵518的行数。因此，与图1中例示的发送结构不同，执行根据本示例性实施方式的预编码时涉及的矩阵的大小可能根据信道的发送秩(或者层数)针对给定发射器而动态变化，例如，单位矩阵518的行数可以与发射天线的数量不同。如前所述，参数l通常设置为等于发送秩r。通过对比，以上针对图1而讨论的矩阵116和118其大小固定为与执行预编码的特定发射器相关联的发射天线的数量。
更仔细观察用于执行根据图5中所示的本示例性实施方式的预编码的三个矩阵，矩阵Ul×r518(类似于矩阵118)是(可能经过缩放的)单位矩阵的列子集，其中，l表示矩阵的行数，而r表示发送秩和列数。对角CDD矩阵516包括沿着对角线的exp(jθnk)元素，其中，θn代表与特定天线或者天线端口相关联的相位值，而k为与特定资源单元相关联的索引(例如，所有子载波的索引，或仅是承载数据的子载波而不是承载参考符号的子载波的索引)。矩阵
Figure G2008800049523D00101
515是可以具有不同值例如用于以信道相关方式执行信道相关波束成形或预编码的预编码矩阵，在下面描述了该矩阵的一些示例，并且其大小为NT(发送装置中发射天线/天线端口的数量)乘l。然后输出所得到的预编码调制符号矢量，以用于例如在经由天线522发送之前进行资源映射和OFDM调制520。
根据这些示例性实施方式，现在直接对MIMO信道矩阵应用预编码矩阵515
Figure G2008800049523D00102
这意味着，在例如信道相关预编码的情况下，
Figure G2008800049523D00103
可以“看到”不受任何潜在的CDD操作影响的真实信道。然后对角CDD矩阵和Ul×r能够用来对包括真实信道和
Figure G2008800049523D00104
的新的经过改善的有效信道执行CDD操作。另外可以适应性地改变行数l，使得仅在被视为对
Figure G2008800049523D00105
的输入的虚拟天线中执行CDD操作。
例如，对于发送秩为1(从而在这些示例涉及空间复用的情况下层数为1)，l可以设置为1，对角矩阵可以为1。并且
Figure G2008800049523D00106
将是可能执行信道相关的波束成形的1列的矢量。如果对不同索引k使用不同进行频率相关预编码是可能的。类似地，对于发送秩为2，l可以为2，Ul×r可以具有2列，而
Figure G2008800049523D00108
可以是信道相关并且也有2列。然后对角矩阵与Ul×r一起对虚拟天线执行类似CDD的操作，意思是这两层看到进而由真实信道形成的虚拟天线信道与
Figure G2008800049523D00109
的混合。因此，三个矩阵515、516和518例如可以从下表中选择：
其中，变量a、b、c、d、e、f、g、h、k、l、m和n表示被选择来提供上述功能和矩阵类型从而得到所谓预编码器码本的可能为复数的值。这些值的示例例如可以在标准规范3GPP TS 36.211 VI.3.1，(2007-08)中6.3.3.2部分找到。通过利用上述及图5中所示的预编码，对虚拟天线(天线端口)进行的波束成形使能量分散在指定子空间中，该子空间将发送能量集中到发送的目标接受者(例如，移动台)。在例如从以更随机的方式选择预编码器以避免使能量集中到任何特定方向的意义上，也能够进行信道无关预编码。
根据另一示例性实施方式，发送结构可以提供如下的预编码，其中，预编码矩阵515(即，)被替代设置为固定信道和具有正交且等范数列的频率无关的矩阵，对角CDD矩阵被设置为大小为NT×NT(即，等于发射天线的数量的方阵)，然后矩阵518 Ul×r可以是全一的单列矩阵。该示例性实施方式提供了另一形式的CDD，当在发射侧出现相关衰落时其不会遭受到前述抵消问题的影响。
如上所述，这里所述的发送处理技术可以用于诸如码分多址接入(CDMA)系统、时分多址接入(TDMA)系统、频分多址接入(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)系统、单载波FDMA(SC-FDMA)系统等的各种通信系统。发射器例如可以设置在无线基站、NodeB、eNodeB等中，以在下行链路无线信道上发送信息信号。或者，发射器例如可以设置在移动单元、终端装置、用户设备等中，以在上行链路无线信道上发送信息信号。与给出这些示例性实施方式的通信系统的具体类型无关，发送装置通常包括图6中一般性例示的元件。
其中，发射器包括多个物理发射天线602，在本例中数量为四，尽管可以使用比四个发射天线更多或者更少的发射天线。物理发射天线602经由发射(TX)链部件604连接到处理器606，发射(TX)链部件604可以包括滤波器、功率放大器等中的一个或更多个，这是本领域的技术人员可以理解的。处理器606与存储器装置608(还可能有未示出的其他装置)相结合能够用于例如借助于其中存储的软件、附加硬件或者软件和硬件的某种组合来执行上述针对图3到图5而讨论的发送处理。因此，上述预编码功能例如能够通过执行来自存储器装置608的计算机可读指令以执行上述针对图5描述的矩阵乘法而以软件形式实现。因此，显而易见的是示例性实施方式还涉及软件，例如存储在计算机可读介质上的程序代码或指令，并且当这些程序代码或指令由计算机、处理器等读取时，执行与对按照上述方式预编码的信息信号进行发送相关联的特定步骤。在图7的流程图中例示了这种步骤的一个示例。
其中，在步骤700处，通过使符号矢量与第一单位矩阵、第二对角矩阵和第三预编码矩阵相乘而对符号矢量进行预编码，其中第一单位矩阵使符号矢量中的符号分散在各虚拟天线上，第二对角矩阵对虚拟发射天线的相位进行改变，而第三预编码矩阵使发送分布在各发射天线上。在对符号矢量进行预编码之后，可以在步骤702处对符号矢量进行进一步的处理以生成信息信号。尽管例如对于非OFDM系统而言可在预编码操作的下游可另选地执行其他处理，但这种附加信号处理可以包括使预编码的符号映射到将通过这些发射天线中的至少一个而发送的资源块，并对这些资源块进行正交频分复用(OFDM)。然后，在步骤704处，发送所得到的信息信号。
示例性实施方式还提供了对利用前述示例性预编码实施方式发送的信号的接收侧处理。在使用公共导频(公共参考符号(RS))的系统中，接收器需要知道发送结构，以便能够正确地对发送进行解码。LTE是这种系统的一个示例，在该系统中，该发送模式是利用公共参考符号从而对UE是不透明的。因此，在接收侧(例如，在UE)需要知晓所有涉及到的上述矩阵(即，W、D和U)以用于对信道进行均衡。例如，UE可以首先形成有效信道H_eff＝HWDU，其中，H是从公共RS获得的信道估计，例如通过使用线性滤波器inv(H_eff^*H_eff)H_eff^*)而对该有效信道进行均衡，产生均衡矢量序列z(其被输入到解调器)，产生编码位的软性值，这些编码位的软性值最终被输入到例如turbo解码器以产生对所发送的信息位的估计。
将会理解的是，存在大量用于对无线接收到的信息符号进行接收和解码的实现方式，并且前述内容只是一个示例性实施方式。根据这些示例性实施方式的接收侧处理基本都提供了对发射侧所执行的处理的镜像处理。接收器将利用其对发射器执行的预编码的知悉来执行其信道估计/均衡功能。对于接收器方的这种知悉可以先验地预定义，或者可以明确地作为发送信息的一部分而传递给接收器。
因此，图8中例示了用于接收和处理经过如前所述预编码的信息信号的示例性接收器800。其中，一个(或更多个)接收天线802接收在发射侧处理期间经过预编码的信息信号。在通过了一个或更多个接收(RX)链处理元件804(例如，滤波器、放大器等)之后，处理器806将会例如与存储器装置808中存储的处理软件一起通过利用其知悉的对这些信息信号执行的预编码来处理所接收的信息信号以提取其中包含的信息，从而计算要在后续接收侧处理中使用的信道估计。例如，如图9的流程图所示，用于对所接收到的信息信号进行均衡的方法包括以下步骤：在步骤900处通过使初始信道估计乘以多个矩阵来形成与所接收到的信息信号相关联的信道估计，所述多个矩阵包括单位矩阵的第一列子集、第二对角矩阵和第三预编码矩阵；并且在步骤902处使用所形成的信道估计对信息信号进行均衡。
前面描述的示例性实施方式提供了例示和描述，但并不是要进行穷举或者使本发明限于所公开的具体形式。根据以上教导或者从对本发明的实践能够作出或获得修改和变更。例如，这些示例性实施方式还包括更一般形式的和Ul×r矩阵，有可能的还会有更一般形式的CDD矩阵，例如不限于对角矩阵。所附权利要求书及其等同内容限定了本发明的范围。

Claims (34)

1.一种用于在无线信道上发送具有与信息信号相关联的多个符号矢量的信息信号的方法，该方法包括以下步骤：
通过使所述符号矢量与以下矩阵相乘而对所述符号矢量进行预编码(700)：
单位矩阵的第一列子集(518)，其使所述符号矢量中的符号分散在所有虚拟发射天线上，
第二对角矩阵(516)，其改变所述虚拟发射天线的相位，以及
第三预编码矩阵(515)，其使发射能量分布在物理发射天线上，
进一步处理(702)所述经过预编码的符号矢量，以生成所述信息信号，以及
发送(704)所述信息信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述物理发射天线是天线端口。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述符号矢量首先乘以所述单位矩阵的第一列子集，然后乘以所述第二对角矩阵，再乘以所述第三预编码矩阵。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，当使用r个层进行发送时，所述第三预编码矩阵具有l列，所述第二对角矩阵具有l行和l列，所述单位矩阵的第一列子集具有l行和r列，并且所述符号矢量具有r个元素。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，当使用r个层进行发送时，所述第三预编码矩阵具有r列，所述第二对角矩阵具有r行和r列，所述单位矩阵的第一列子集是具有r行和r列的单位矩阵，并且所述符号矢量具有r个元素。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述进一步处理的步骤还包括以下步骤：
使经过预编码的符号映射到将经由所述物理发射天线中的至少一个发送的资源块；以及
将所述资源块分布在正交频分复用(OFDM)型发送的资源单元网格上。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，由所述第二对角矩阵引起的相移随着如下参数而变化，该参数是用于发送特定符号矢量的资源单元的位置的函数。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述参数为子载波索引。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述参数为数据资源单元索引。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，当在频域中表示时，所述单位矩阵的第一列子集和所述第二对角矩阵一起展现出与用于空间复用的循环延迟分集(CDD)相同的结构。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第三预编码矩阵执行信道相关预编码。
12.一种用于在无线信道上发送具有与信息信号相关联的多个符号矢量的信息信号的发射器，该发射器包括：
多个物理发射天线(602)；
处理器(606)，其通过使所述符号矢量与以下矩阵相乘而对所述符号矢量进行预编码并对所述经过预编码的符号矢量进行进一步处理以生成所述信息信号：
单位矩阵的第一列子集(518)，其使所述符号矢量中的符号分散在所有虚拟发射天线上，
第二对角矩阵(516)，其改变所述虚拟发射天线的相位，以及
第三预编码矩阵(515)，其使发射能量分布在所述物理发射天线上；以及
用于发送所述信息信号的发送链部件(604)。
13.根据权利要求12所述的发射器，其中，所述物理发射天线是天线端口。
14.根据权利要求12或13所述的发射器，其中，所述符号矢量首先乘以所述单位矩阵的第一列子集，然后乘以所述第二对角矩阵，再乘以所述第三预编码矩阵。
15.根据权利要求12或13所述的发射器，其中，当使用r个层进行发送时，所述第三预编码矩阵具有l列，所述第二对角矩阵具有l行和l列，所述单位矩阵的第一列子集具有l行和r列，并且所述符号矢量具有r个元素。
16.根据权利要求12或13所述的发射器，其中，当使用r个层进行发送时，所述第三预编码矩阵具有r列，所述第二对角矩阵具有r行和r列，所述单位矩阵的第一列子集是具有r行和r列的单位矩阵，并且所述符号矢量具有r个元素。
17.根据权利要求12或13所述的发射器，其中，所述进一步处理的步骤还包括以下步骤：
使经过预编码的符号映射到将经由所述物理发射天线中的至少一个发送的资源块；以及
将所述资源块分布在正交频分复用(OFDM)型发送的资源单元网格上。
18.根据权利要求12或13所述的发射器，其中，由所述第二对角矩阵引起的相移随着如下参数而变化，该参数是用于发送特定符号矢量的资源单元的位置的函数。
19.根据权利要求18所述的发射器，其中所述参数为子载波索引。
20.根据权利要求18所述的发射器，其中所述参数为数据资源单元索引。
21.根据权利要求12或13所述的发射器，其中，当在频域中表示时，所述单位矩阵的第一列子集和所述第二对角矩阵一起展示出与用于空间复用的循环延迟分集(CDD)相同的结构。
22.根据权利要求12或13所述的发射器，其中，所述第三预编码矩阵执行信道相关预编码。
23.一种用于对接收到的信息信号进行均衡的方法，这些接收到的信息信号具有与之相关联的多个符号矢量，该方法包括以下步骤：
通过使初始信道估计乘以多个矩阵而形成与所述接收到的信息信号相关联的信道估计(900)，所述多个矩阵包括：
单位矩阵的第一列子集(518)，所述单位矩阵的所述第一列子集用在对所述接收到的信息信号的发送处理中，以将所述符号矢量中的符号分散到所有虚拟发射天线上，
第二对角矩阵(516)，所述第二对角矩阵用在所述发送处理中以改变所述虚拟发射天线的相位，和
第三预编码矩阵(515)，所述第三预编码矩阵用在所述发送处理中以使发射能量分布在各物理发射天线上，以及
使用所述形成的信道估计对所述信息信号进行均衡(902)。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述物理发射天线是天线端口。
25.根据权利要求23或24所述的方法，其中，当使用r个层执行所述发送处理时，所述第三预编码矩阵具有l列，所述第二对角矩阵具有l行和l列，所述单位矩阵的所述第一列子集具有l行和r列，并且所述符号矢量具有r个元素。
26.根据权利要求23或24所述的方法，其中，当使用r个层执行所述发送处理时，所述第三预编码矩阵具有r列，所述第二对角矩阵具有r行和r列，所述单位矩阵的第一列子集是具有r行和r列的单位矩阵，并且所述符号矢量具有r个元素。
27.根据权利要求23或24所述的方法，其中，当在频域中表示时，所述单位矩阵的所述第一列子集和所述第二对角矩阵一起展示出与用于空间复用的循环延迟分集(CDD)相同的结构。
28.根据权利要求23或24所述的方法，其中，所述第三预编码矩阵执行信道相关预编码。
29.一种用于对接收到的信息信号进行均衡的设备，这些接收到的信息信号具有与之相关联的多个符号矢量，所述设备包括：
通过使初始信道估计乘以多个矩阵而形成与所述接收到的信息信号相关联的信道估计(900)的装置，所述多个矩阵包括：
单位矩阵的第一列子集(518)，所述单位矩阵的所述第一列子集用在对所述接收到的信息信号的发送处理中，以将所述符号矢量中的符号分散到所有虚拟发射天线上，
第二对角矩阵(516)，所述第二对角矩阵用在所述发送处理中以改变所述虚拟发射天线的相位，和
第三预编码矩阵(515)，所述第三预编码矩阵用在所述发送处理中以使发射能量分布在各物理发射天线上，以及
使用所述形成的信道估计对所述信息信号进行均衡(902)的装置。
30.根据权利要求29所述的设备，其中，所述物理发射天线是天线端口。
31.根据权利要求29或30所述的设备，其中，当使用r个层执行所述发送处理时，所述第三预编码矩阵具有l列，所述第二对角矩阵具有l行和l列，所述单位矩阵的所述第一列子集具有l行和r列，并且所述符号矢量具有r个元素。
32.根据权利要求29或30所述的设备，其中，当使用r个层执行所述发送处理时，所述第三预编码矩阵具有r列，所述第二对角矩阵具有r行和r列，所述单位矩阵的第一列子集是具有r行和r列的单位矩阵，并且所述符号矢量具有r个元素。
33.根据权利要求29或30所述的设备，其中，当在频域中表示时，所述单位矩阵的所述第一列子集和所述第二对角矩阵一起展示出与用于空间复用的循环延迟分集(CDD)相同的结构。
34.根据权利要求29或30所述的处理器，其中，所述第三预编码矩阵执行信道相关预编码。
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Decision date of declaring invalidation: 20141231

Decision number of declaring invalidation: 24746

Denomination of invention: Methods and systems for combined cyclic delay diversity and precoding of radio signals

Granted publication date: 20130403

Patentee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ)