CN114641942A - 用于eht的p矩阵 - Google Patents

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CN114641942A
CN114641942A CN201980102282.7A CN201980102282A CN114641942A CN 114641942 A CN114641942 A CN 114641942A CN 201980102282 A CN201980102282 A CN 201980102282A CN 114641942 A CN114641942 A CN 114641942A
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CN
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matrix
subcarrier
antenna
symbol
multiplied
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M·洛佩兹
L·威廉逊
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Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
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Abstract

提供方法和设备。在示例性方面，提供一种同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的方法。每个子载波与相应正交矩阵关联。方法包括：从多个天线传送符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与子载波关联的矩阵的相应行的元素，其中行与天线关联。矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。

Description

用于EHT的P矩阵
技术领域
本公开的示例涉及从多个天线传送诸如例如包括多个子载波的符号。
背景技术
高级天线系统可被用于在上行链路（UL）和下行链路（DL）方向都显著增强无线通信系统的性能。例如，高级天线可提供这样的可能性：例如，通过使用多个空间流（也被称为空时流）进行传送，使用信道的空间域来提高传送的可靠性和/或吞吐量。
802.11-16标准例如指定矩阵（经常称为P矩阵）的集合，其中行（和列）定义这样的正交向量的集合：当利用超过一个空时流（例如，多输入多输出MIMO操作）时，正交向量被用作：用于信道和导频估计的正交覆盖码。这些P矩阵的行或列可被应用于长训练字段（LTF），并且可被应用于当传送数据符号时被嵌入在数据符号中的导频。
当802.11系统在多输入多输出（MIMO）模式（例如，单用户SU-MIMO或多用户MU-MIMO）中操作时，数量为
Figure 802654DEST_PATH_IMAGE001
个的长训练字段（LTF）被包括在分组的物理层前导码中。具有
Figure 923057DEST_PATH_IMAGE002
个接收天线的接收器可如下生成与子载波
Figure 374898DEST_PATH_IMAGE003
对应的频域信道矩阵
Figure 777630DEST_PATH_IMAGE004
的估计值
Figure 857582DEST_PATH_IMAGE005
：
Figure 289831DEST_PATH_IMAGE006
其中
Figure 556864DEST_PATH_IMAGE007
是P矩阵，
Figure 427868DEST_PATH_IMAGE008
是收集与第
Figure 300009DEST_PATH_IMAGE009
子载波和第
Figure 293373DEST_PATH_IMAGE010
LTF符号对应的接收信号向量
Figure 719806DEST_PATH_IMAGE011
的大小为
Figure 987977DEST_PATH_IMAGE012
的矩阵，并且
Figure 511362DEST_PATH_IMAGE013
是与第
Figure 144469DEST_PATH_IMAGE014
子载波对应的频域LTF符号。
发明内容
本公开的一个方面提供一种同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的方法。每个子载波与相应正交矩阵关联。方法包括：从多个天线传送符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与子载波关联的矩阵的相应行的元素，其中行与天线关联。矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。
本公开的另一方面提供一种同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的方法。每个子载波与相应正交矩阵关联。方法包括：从多个天线传送符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与子载波关联的矩阵的相应列的元素，其中行与天线关联。矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。
本公开的又一方面提供一种用于同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的设备。每个子载波与相应正交矩阵关联。设备包括处理器和存储器。存储器包含可由处理器执行的指令，以使得：设备可操作以：从多个天线传送符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与子载波关联的矩阵的相应行的元素，其中行与天线关联。矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。
本公开的再一方面提供一种用于同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的设备。每个子载波与相应正交矩阵关联。设备包括处理器和存储器。存储器包含可由处理器执行的指令，以使得：设备可操作以：从多个天线传送符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与子载波关联的矩阵的相应列的元素，其中行与天线关联。矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。
本公开的另外的方面提供一种用于同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的设备。每个子载波与相应正交矩阵关联。设备可操作以：从多个天线传送符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与子载波关联的矩阵的相应行的元素，其中行与天线关联。矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。
本公开的另一方面提供一种用于同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的设备。每个子载波与相应正交矩阵关联。设备可操作以：从多个天线传送符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与子载波关联的矩阵的相应列的元素，其中行与天线关联。矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。
附图说明
为了更好地理解本公开的示例，并且为了更清楚地示出示例可如何被实现，现在将仅以示例的方式参考下面的附图，其中：
图1示出阶数
Figure 58198DEST_PATH_IMAGE015
=10的会议矩阵（conference matrix）的示例；
图2示出阶数
Figure 739846DEST_PATH_IMAGE015
=14的会议矩阵的示例；
图3示出阶数
Figure 383317DEST_PATH_IMAGE015
=2的P矩阵的示例；
图4示出阶数
Figure 921746DEST_PATH_IMAGE015
=8的P矩阵的示例；
图5a是传送多载波符号的方法的示例的流程图；
图5b是传送多载波符号的方法的示例的流程图；
图6示出阶数
Figure 916247DEST_PATH_IMAGE015
=16的正交
Figure 995061DEST_PATH_IMAGE016
矩阵的示例；
图7示出阶数
Figure 899563DEST_PATH_IMAGE015
=6的会议矩阵的示例；
图8示出阶数
Figure 671210DEST_PATH_IMAGE015
=12的正交
Figure 825111DEST_PATH_IMAGE016
矩阵的示例；
图9示出阶数
Figure 707616DEST_PATH_IMAGE015
=16的置换矩阵和P矩阵的示例；
图10示出阶数
Figure 591259DEST_PATH_IMAGE015
=12的置换矩阵和P矩阵的示例；
图11示出阶数
Figure 533807DEST_PATH_IMAGE015
=10的置换矩阵和P矩阵的示例；
图12示出与乘以阶数
Figure 971741DEST_PATH_IMAGE015
=16的阿达玛（Hadamard）矩阵对应的蝴蝶图的示例；
图13示出与乘以图6中示出的矩阵对应的蝴蝶图的示例；
图14是用于传送多载波符号的设备的示例的示意图；以及
图15是用于传送多载波符号的设备的示例的示意图。
具体实施方式
下面阐述特定细节，诸如用于解释而非限制的目的的特定实施例或示例。本领域技术人员将会理解，除这些特定细节之外，还可采用其它示例。在一些实例中，公知的方法、节点、接口、电路和装置的详细描述被省略以免用不必要的细节使本描述晦涩难懂。本领域技术人员将会理解，使用硬件电路（例如，为了执行专用功能而互连的模拟和/或分立逻辑门、ASIC、PLA等）和/或结合一个或多个数字微处理器或通用计算机使用软件程序和数据，描述的功能可被实现在一个或多个节点中。使用空中接口进行通信的节点还具有合适的无线电通信电路。此外，在适当的情况下，技术能够另外被视为完全地体现在任何形式的计算机可读存储器（诸如固态存储器、磁盘或光盘，固态存储器、磁盘或光盘包含将会使处理器执行本文中描述的技术的、适当的计算机指令的集合）内。
硬件实现可非限制性地包括或涵盖数字信号处理器（DSP）硬件、精减指令集处理器、硬件（例如，数字或模拟）电路（包括但不限于（一个或多个）专用集成电路（ASIC）和/或（一个或多个）现场可编程门阵列（FPGA））和（在适当的情况下）能够执行这种功能的状态机。
本公开的示例使用某些类型的正交矩阵。下面是一些相关定义和性质的回顾。
Figure 533304DEST_PATH_IMAGE017
矩阵是其条目被限制于值
Figure 5874DEST_PATH_IMAGE018
的矩阵。同样地，
Figure 650482DEST_PATH_IMAGE019
矩阵的所有条目在集合
Figure 575712DEST_PATH_IMAGE020
中。如果
Figure 3283DEST_PATH_IMAGE021
，则大小为
Figure 64779DEST_PATH_IMAGE022
的方阵
Figure 484216DEST_PATH_IMAGE023
是正交矩阵。这里，上标
Figure 896743DEST_PATH_IMAGE024
表示厄米（Hermitian）矩阵转置，
Figure 455900DEST_PATH_IMAGE025
是大小为
Figure 637483DEST_PATH_IMAGE026
的单位矩阵，并且
Figure 30418DEST_PATH_IMAGE027
是正常数。也能够说，
Figure 930241DEST_PATH_IMAGE028
具有阶数
Figure 902876DEST_PATH_IMAGE029
。已知：如果
Figure 204545DEST_PATH_IMAGE030
是阶数
Figure 830698DEST_PATH_IMAGE029
的正交
Figure 217817DEST_PATH_IMAGE031
矩阵，则
Figure 994143DEST_PATH_IMAGE032
是1、2或可被4除尽的偶数（即，
Figure 884739DEST_PATH_IMAGE033
）。因此，不存在阶数10和14的正交
Figure 885056DEST_PATH_IMAGE034
矩阵。所谓的阶数
Figure 493892DEST_PATH_IMAGE035
的会议矩阵或C矩阵是沿着对角线具有零并且所有其它元素是
Figure 198543DEST_PATH_IMAGE036
的正交
Figure 209224DEST_PATH_IMAGE037
矩阵。已知存在阶数10和14的会议矩阵，并且能够示出，阶数
Figure 318125DEST_PATH_IMAGE038
的正交
Figure 414257DEST_PATH_IMAGE039
矩阵不能具有少于
Figure 125861DEST_PATH_IMAGE040
个零。
能够验证，通过下面的运算来保持
Figure DEST_PATH_IMAGE041
矩阵的正交性性质：
运算1：行或列的取反。
运算2：任何两行或任何两列的置换（即，交换）。
EHT（极高吞吐量）已被提出作为IEEE 802.11标准的增强。特别地，EHT可为多达16个空时流提供支持。因此，对阶数
Figure 194312DEST_PATH_IMAGE042
的P矩阵存在兴趣。
EHT还提出将信道带宽增加到320MHz以及多链路操作。利用多链路，使用若干信道的总聚合带宽能够超过1GHz。因为子载波间隔是78.125kHz，所以这意味着估计大约12800个信道矩阵可能是必要的，并且因为每次信道矩阵估计需要两个矩阵的乘法，所以在接收器可能需要大约12800*16=204800次P矩阵-向量乘法以便估计信道。在MU-MIMO的情况下，802.11ac/ax接收器经常针对所有传送的空间流估计信道，以便执行流间干扰的消除。这意味着：具有
Figure 864327DEST_PATH_IMAGE043
个接收天线的接收器将会需要执行完整P矩阵与接收的样本的向量的乘法
Figure 447755DEST_PATH_IMAGE044
次。换句话说，即使具有很少接收天线的站也可能需要执行许多次P矩阵-向量乘法。
设计新的P矩阵的直接方式是使用DFT矩阵。然而，IEEE 802.11在传统上已偏爱仅由+1和-1组成的P矩阵，这是因为它在传送器和接收器都减少计算复杂性和/或存储器使用，并且因为仅加法是必要的，所以它能够实现高效的硬件实现。例如，对于3或7个空时流，802.11标准分别利用大小为3x4和7x8的P矩阵，尽管引入了一定开销，但它们事实上是阶数4和8的
Figure 838417DEST_PATH_IMAGE045
P矩阵的子矩阵。实际上，更小的3x3和7x7 DFT矩阵本来将会是合适的，但不是
Figure 823690DEST_PATH_IMAGE046
P矩阵。
因此，寻求支持低复杂性传送器和/或接收器实现的大小为
Figure 133449DEST_PATH_IMAGE047
的P矩阵。传统上，IEEE 802.11仅已标准化偶数阶的P矩阵，并且因此，本公开的特定示例涉及其中
Figure 735331DEST_PATH_IMAGE048
的情况。通过去除一行或多行，能够从偶数阶的P矩阵生成奇数阶的P矩阵。在其中
Figure 788738DEST_PATH_IMAGE049
的情况下，找到正交
Figure 831780DEST_PATH_IMAGE050
矩阵是不可能的，但找到正交
Figure 312440DEST_PATH_IMAGE051
矩阵是可能的。在其中
Figure 11406DEST_PATH_IMAGE052
的情况下，找到正交
Figure 868504DEST_PATH_IMAGE050
矩阵是可能的，但改为使用
Figure 828369DEST_PATH_IMAGE051
矩阵可能是优选的，这是因为由于不需要执行乘以零而能够在接收器存在显著复杂性减少。
与采用正交
Figure 479931DEST_PATH_IMAGE053
矩阵作为P矩阵相关的问题在于：相对于最大可能输出功率，总传送功率减小，这是因为P矩阵中的
Figure 931772DEST_PATH_IMAGE054
条目中的0意味着第
Figure 326981DEST_PATH_IMAGE055
传送器链将会在与第
Figure 79036DEST_PATH_IMAGE056
LTF对应的时间段期间被静音。
本公开的示例提出使用正交
Figure 167078DEST_PATH_IMAGE057
矩阵作为P矩阵，并且提供用于避免与P矩阵中的零（0）的存在关联的传送器功率的减小的方法。通常，本公开的示例提出对于不同子载波应用不同P矩阵。P矩阵可在一些示例中基于两个准则而被选择。
1）对于每个传送器链和每个LTF，存在至少一个子载波，所述至少一个子载波的关联的P矩阵在由所述传送器链和所述LTF指示的列和行中具有非零条目。
2）各种P矩阵可全部彼此相关和/或与基础（base）P矩阵相关。例如，通过将向量乘以基础P矩阵然后应用具有可忽略的复杂性的运算，能够计算向量乘以任何P矩阵的结果。
第一准则可确保：没有传送器链在LTF的传送期间被静音。通过合适地缩放信号，最大输出功率能够被用在所有TX链中。第二准则可确保：不必具有实现乘以超过一个P矩阵的电路或软件。
因此，本公开的示例提出使IEEE 802.11能够支持从9个至16个空时流的正交覆盖码。按照
Figure 699690DEST_PATH_IMAGE058
矩阵定义示例提出的正交覆盖码，所述
Figure 898591DEST_PATH_IMAGE058
矩阵支持在接收器实现高效的信道估计算法。给出这样的示例：当与其它高效的算法（诸如，快速阿达玛变换和快速傅里叶变换）相比时，所述示例示出有利的计算复杂性。
本公开的示例提出利用
Figure 708415DEST_PATH_IMAGE058
矩阵作为P矩阵。可能希望利用阶数
Figure 967358DEST_PATH_IMAGE059
和
Figure 924949DEST_PATH_IMAGE060
的正交
Figure 661961DEST_PATH_IMAGE061
矩阵作为P矩阵，但这种矩阵不存在。备选方案可以是采用正交
Figure 185347DEST_PATH_IMAGE062
矩阵作为P矩阵，诸如例如会议矩阵。
图1示出阶数
Figure 146349DEST_PATH_IMAGE063
的会议矩阵100的示例。图2示出阶数
Figure 122396DEST_PATH_IMAGE064
的会议矩阵200的示例。这些矩阵在以下分别被称为
Figure 804044DEST_PATH_IMAGE065
和
Figure 447515DEST_PATH_IMAGE066
。在图1和2中，减号（-）代表值“-1”，而加号（+）代表值“+1”。在其它示例中，减号和加号可分别代表任何负值和正值和/或代表任何复值（包括单位幅度复值）。矩阵中的零（0）代表值“零”。
另外，虽然已知阶数
Figure 313840DEST_PATH_IMAGE067
和
Figure 42761DEST_PATH_IMAGE068
的
Figure 324838DEST_PATH_IMAGE069
矩阵存在并且快速矩阵乘法算法可用，但可能希望设计具有甚至更低的矩阵乘法复杂性的P矩阵，以便支持传送器和/或接收器中的成本、硅面积、功耗和/或计算时间的减少。实现这一点的一种方式是采用
Figure 822815DEST_PATH_IMAGE070
矩阵作为阶数
Figure 487407DEST_PATH_IMAGE071
和
Figure 703624DEST_PATH_IMAGE072
的P矩阵。
IEEE 802.11-16标准定义阶数分别为2和8的P矩阵
Figure 117288DEST_PATH_IMAGE073
和
Figure 469772DEST_PATH_IMAGE074
，所述P矩阵
Figure 412320DEST_PATH_IMAGE073
和
Figure 53517DEST_PATH_IMAGE074
能够被用于导出更高阶数的P矩阵。这些矩阵300和400分别被示出在图3和4中。
图5a是传送多载波符号的方法500的示例的流程图。多载波符号包括多个子载波，并且符号被同时从多个天线传送。每个子载波与相应正交矩阵关联。例如，存在至少两个不同的正交矩阵。
方法500包括：在步骤502中，从多个天线传送符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与该子载波关联的矩阵的相应行的元素，其中行与天线关联。矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。因此，例如，对于同时从多个天线传送的符号，来自每个天线的至少一个子载波乘以零元素，因此减少在传送器和/或接收器的复杂性，而来自每个天线的至少一个子载波乘以非零元素，从而允许从每个天线传送满功率（例如，将功率增加到非零子载波，其中一些子载波乘以零）。
在方法500的一些示例中，对于每个子载波，从每个天线传送的符号乘以与该子载波关联的矩阵的列的相应元素。在一些示例中，对于每个子载波，从每个天线传送的符号乘以与该子载波关联的矩阵的列的不同元素。
图5b是传送多载波符号的方法510的示例的流程图。多载波符号包括多个子载波，并且符号被同时从多个天线传送。每个子载波与相应正交矩阵关联。例如，存在至少两个不同的正交矩阵。
方法510包括：在步骤512中，从多个天线传送符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与该子载波关联的矩阵的相应列的元素，其中列与天线关联。矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。因此，例如，对于同时从多个天线传送的符号，来自每个天线的至少一个子载波乘以零元素，因此减少在传送器和/或接收器的复杂性，而来自每个天线的至少一个子载波乘以非零元素，从而允许从每个天线传送满功率（例如，将功率增加到非零子载波，其中一些子载波乘以零）。
在方法510的一些示例中，对于每个子载波，从每个天线传送的符号乘以与该子载波关联的矩阵的行的相应元素。在一些示例中，对于每个子载波，从每个天线传送的符号乘以与该子载波关联的矩阵的行的不同元素。
本文中公开的示例和特征可在适当的情况下适用于方法500和方法510二者。
在一些示例中，通过置换矩阵乘以正交基础矩阵或者与至少一个其它子载波关联的矩阵，能够获得与每个子载波关联的矩阵。在一些示例中，以这种方式获得矩阵，而在其它示例中，这仅是矩阵之间的关系，并且可按照任何合适的方式获得矩阵，例如循环移位或重新排序，如下所述。
在示例中，能够根据公式
Figure 474134DEST_PATH_IMAGE075
生成阶数16的高度结构化正交
Figure 353229DEST_PATH_IMAGE076
矩阵
Figure 201099DEST_PATH_IMAGE077
，其中
Figure 391909DEST_PATH_IMAGE078
表示克罗内克（Kronecker）矩阵积。这个矩阵600被图示在图6中。能够通过公式
Figure 616217DEST_PATH_IMAGE079
、从图3中示出的矩阵
Figure 349817DEST_PATH_IMAGE073
300和图7中示出的会议矩阵700
Figure 634168DEST_PATH_IMAGE080
生成阶数12的结构化正交
Figure 249957DEST_PATH_IMAGE081
矩阵
Figure 12377DEST_PATH_IMAGE082
。这个矩阵
Figure 725118DEST_PATH_IMAGE082
800被示出在图8中。
在本公开的一些示例中，正交
Figure 180370DEST_PATH_IMAGE083
矩阵被用作P矩阵。当采用正交
Figure 221139DEST_PATH_IMAGE083
矩阵作为P矩阵时出现的问题在于：相对于最大可能输出功率，总传送功率减小，这是因为P矩阵的条目
Figure 787249DEST_PATH_IMAGE084
中的0意味着第
Figure 823338DEST_PATH_IMAGE085
传送器链在与第
Figure 652754DEST_PATH_IMAGE086
LTF对应的时间段期间被静音。为了解决这个问题，提出应用子载波特定的P矩阵。也就是，不同P矩阵可被应用于不同子载波。在特定示例中，对于任何传送器链
Figure 39873DEST_PATH_IMAGE087
和任何LTF符号
Figure 675254DEST_PATH_IMAGE088
，存在至少一个P矩阵，所述至少一个P矩阵的针对
Figure 831428DEST_PATH_IMAGE087
和
Figure 628483DEST_PATH_IMAGE088
的对应条目（例如，矩阵中的元素的特定示例性排列的第
Figure 378264DEST_PATH_IMAGE089
行和第
Figure 551757DEST_PATH_IMAGE088
列中的条目）是非零。这确保：没有传送器链在LTF的传送期间被静音。另外，在一些示例中提出以这种方式从基础P矩阵（在一些示例中，所述基础P矩阵可以是与子载波之一关联的P矩阵）导出所有P矩阵：能够例如从乘以基础矩阵的矩阵乘法的计算来计算乘以任何P矩阵的矩阵乘法。这可确保例如：用于计算基础矩阵与向量的乘积的软件单元和/或电路能够被重新使用。
用于从基础P矩阵生成新的P矩阵的一种方式是通过将基础P矩阵乘以置换矩阵。置换仅仅是矩阵的行和/或列的重新排序。在示例中，阶数
Figure 93597DEST_PATH_IMAGE090
的置换矩阵
Figure 61553DEST_PATH_IMAGE091
是
Figure 767472DEST_PATH_IMAGE092
矩阵，所述
Figure 479076DEST_PATH_IMAGE092
矩阵具有这样的性质：每列和每行包括正好一个具有值“1”的元素，而其余条目是零。置换矩阵的第一示例是时间反转矩阵，所述时间反转矩阵沿着反对角线具有值“1”的元素并且在其它任何地方具有值“0”的元素（即，零）。置换矩阵的第二示例是循环移位矩阵。注意，循环移位是线性运算，并且因此，能够按照矩阵而被描述。能够通过阶数
Figure 609843DEST_PATH_IMAGE093
的矩阵
Figure 155225DEST_PATH_IMAGE094
描述循环移位一步，除了在次对角线以及在第一行的最后一个元素中之外（所述矩阵
Figure 738653DEST_PATH_IMAGE094
在次对角线以及在第一行的最后一个元素中是1），所述矩阵
Figure 988369DEST_PATH_IMAGE094
在所有元素中具有零（即，除了
Figure 176904DEST_PATH_IMAGE095
之外，
Figure 486663DEST_PATH_IMAGE096
的所有条目是零）。利用这种表示法，循环移位
Figure 822966DEST_PATH_IMAGE097
步
Figure 876373DEST_PATH_IMAGE098
由下式给出：
Figure 122678DEST_PATH_IMAGE099
还注意，存在周期性：
Figure 603338DEST_PATH_IMAGE100
。换句话说，将
Figure 99041DEST_PATH_IMAGE101
次连续的一步循环移位应用于长度
Figure 956139DEST_PATH_IMAGE102
的向量导致原始向量。任何置换矩阵
Figure 650425DEST_PATH_IMAGE103
具有这样的性质：
Figure 833145DEST_PATH_IMAGE104
。因此，如果
Figure 878461DEST_PATH_IMAGE105
是阶数
Figure 414616DEST_PATH_IMAGE106
的正交矩阵并且
Figure 963409DEST_PATH_IMAGE107
是相同阶数的置换矩阵，则乘积
Figure 582609DEST_PATH_IMAGE108
也是正交矩阵
Figure 849642DEST_PATH_IMAGE109
Figure 782963DEST_PATH_IMAGE110
。还注意，矩阵
Figure 655104DEST_PATH_IMAGE111
和接收的样本的向量
Figure 914047DEST_PATH_IMAGE112
的乘积是
Figure 537884DEST_PATH_IMAGE113
。因此，在一些示例中，向量与基础矩阵的乘积
Figure 540475DEST_PATH_IMAGE114
可被计算，然后结果被重新排序，以提供与向量与特定矩阵的乘积相同的结果（其中所述特定矩阵是基础矩阵和置换矩阵的乘积）。
在一些示例中，所有矩阵是不同的，但在其它示例中，可存在比子载波的数量少的不同矩阵，例如至少两个不同矩阵。例如，第一集合的子载波与第一矩阵关联，并且不同于第一子集的第二子集的子载波与不同于第一子集的第二矩阵关联。在其它示例中，可存在子载波的另外的（一个或多个）子集，每个子集与另一不同矩阵关联。
在特定示例中，考虑阶数
Figure 595018DEST_PATH_IMAGE115
的情况（例如，存在16个天线）。图9中示出的矩阵
Figure 759283DEST_PATH_IMAGE116
600可被选择为基础矩阵，并且置换矩阵
Figure 204171DEST_PATH_IMAGE117
可以是时间反转矩阵。针对任何整数
Figure 744874DEST_PATH_IMAGE118
的P矩阵
Figure 122766DEST_PATH_IMAGE119
可被定义如下：
Figure 130036DEST_PATH_IMAGE120
。
另外，P矩阵
Figure 265482DEST_PATH_IMAGE121
可与子载波编号
Figure 609876DEST_PATH_IMAGE118
关联（例如，具有频率
Figure 311116DEST_PATH_IMAGE122
的子载波，其中
Figure 817183DEST_PATH_IMAGE123
是子载波间隔并且
Figure 564560DEST_PATH_IMAGE124
是中心频率）。图9示出置换矩阵900以及这两个P矩阵902（针对偶数
Figure 447065DEST_PATH_IMAGE125
）和904（针对奇数
Figure 799549DEST_PATH_IMAGE125
）。在一些示例中，因为一半的子载波在从每个传送器传送LTF期间的任何给定时间被静音，所以将所有传送器链中的LTF符号提升（例如，3dB）是可能的。还注意，例如，将向量乘以具有偶数
Figure 617463DEST_PATH_IMAGE125
的
Figure 55398DEST_PATH_IMAGE126
等同于将向量乘以具有奇数
Figure 944856DEST_PATH_IMAGE125
的
Figure 151847DEST_PATH_IMAGE126
并且按照相反的次序读取结果（首先读取最后一个条目，最后读取第一个条目）。按照相反的次序读取可在一些示例中被实现而没有复杂性增加（使用例如指针算术，并且配置指针，从而按照正确的次序遍历数据）。
在另一示例中，考虑阶数
Figure 796455DEST_PATH_IMAGE127
的情况（例如，存在12个传送天线）。图8中示出的矩阵
Figure 721685DEST_PATH_IMAGE128
800被选择作为基础矩阵，时间反转矩阵被选择作为置换矩阵，并且针对任何整数
Figure 86939DEST_PATH_IMAGE014
的P矩阵
Figure 414015DEST_PATH_IMAGE129
被定义如下：
Figure 698366DEST_PATH_IMAGE130
。
另外，P矩阵
Figure 376472DEST_PATH_IMAGE131
与子载波编号
Figure 404471DEST_PATH_IMAGE132
关联。图10图示置换矩阵1000以及这两个P矩阵1002（针对偶数
Figure 789316DEST_PATH_IMAGE133
）和1004（针对奇数
Figure 244568DEST_PATH_IMAGE132
）。与前一示例不同，存在其中没有子载波被静音的LTF和传送器链。例如，对于所有
Figure 550915DEST_PATH_IMAGE132
，
Figure 117026DEST_PATH_IMAGE134
。这意味着：在第一LTF的传送期间，对于任何子载波，第二传送器链从不被静音。因此，例如，不必对与这种LTF对应并且通过那些传送器链传送的信号进行功率提升。另一方面，子载波中的一些子载波在与P矩阵中的0条目对应的LTF和传送器链中被静音。例如，
Figure 418694DEST_PATH_IMAGE135
，而
Figure 44848DEST_PATH_IMAGE136
。这意味着：第三传送器链将会在第四LTF的传送期间静音一半的子载波。因此，例如，将这个LTF提升3dB是可能的。类似地，例如，如果对于某个子载波而言LTF由于P矩阵中的对应条目是零而在某个传送器链中被静音，则该LTF能够在该传送器链中被提升3dB。
在另一示例中，考虑阶数
Figure 572912DEST_PATH_IMAGE137
的情况。图1中示出的矩阵
Figure 942713DEST_PATH_IMAGE138
100被选择作为基础矩阵，并且循环移位矩阵
Figure 98888DEST_PATH_IMAGE139
被选择作为置换矩阵。P矩阵
Figure 99205DEST_PATH_IMAGE140
针对任何整数
Figure 708041DEST_PATH_IMAGE141
被定义如下：
Figure 881534DEST_PATH_IMAGE142
。
注意，对于任何
Figure 892215DEST_PATH_IMAGE143
，
Figure 266696DEST_PATH_IMAGE144
，从而仅存在10个不同的P矩阵。图11示出置换矩阵1100和分别与
Figure 362828DEST_PATH_IMAGE145
的值“0”至“9”对应的P矩阵1102至1120。
另外，P矩阵
Figure 74432DEST_PATH_IMAGE146
可与子载波
Figure 408461DEST_PATH_IMAGE147
关联。注意，在每个传送器链中，每个LTF中的子载波的十分之一被静音，这是因为对于任何行
Figure 547318DEST_PATH_IMAGE148
和任何列
Figure 396326DEST_PATH_IMAGE149
而言仅存在一个
Figure 911621DEST_PATH_IMAGE150
以使得：
Figure 37840DEST_PATH_IMAGE151
。因此，10*log10(10/9) = 0.46dB的功率提升能够在一些示例中被应用于所有LTF的每个传送器链。另外，乘以任何P矩阵等同于乘以基础矩阵然后执行结果的循环移位。因此，在一些示例中，将循环移位应用于向量能够被非常高效地实现，例如具有很少的复杂性的增加或没有复杂性的增加（例如，与其中子载波不与相应矩阵关联的情况相比），这是因为能够使用循环指针算术来读取结果。
在另一示例中，考虑阶数
Figure 347598DEST_PATH_IMAGE152
的情况。图2中示出的矩阵
Figure 683902DEST_PATH_IMAGE153
200被选择作为基础矩阵，并且循环移位矩阵被选择作为置换矩阵。P矩阵
Figure 737308DEST_PATH_IMAGE154
针对任何整数
Figure 577088DEST_PATH_IMAGE125
被定义如下：
Figure 261011DEST_PATH_IMAGE155
。
注意，对于任何
Figure 819031DEST_PATH_IMAGE156
，
Figure 545635DEST_PATH_IMAGE157
，从而仅存在14个不同的P矩阵。在每个传送器链中（即，从每个天线），每个LTF中的子载波的十四分之一被静音（即，对应P矩阵的对应元素是零）。因此，在一些示例中，10*log10(14/13) = 0.32dB的功率提升能够被应用于所有传送器链。另外，乘以任何P矩阵等同于乘以基础矩阵然后执行结果的循环移位。将循环移位应用于向量能够因此在一些示例中被非常高效地实现，经常具有很少的复杂性的增加或没有复杂性的增加。
在一些示例中，传送包括：从每个天线从多个子载波按照预定总传送功率或最大总传送功率传送符号。这可例如考虑到由于关联的矩阵中的适当的位置上的零元素而被静音的任何子载波。
返回参考方法500和510，在一些示例中，多个天线包括至少10个天线。因此，矩阵的阶数可以是至少10。在一些示例中，与每个天线关联的矩阵包括10x10、12x12、14x14或16x16矩阵，但可改为使用奇数阶数，例如9x9、11x11、13x13或15x15矩阵。
在一些示例中，与子载波关联的矩阵中的每个矩阵的每行和/或每列包括至少一个零元素。这可有助于传送器和/或接收器中的硬件和/或计算复杂性的减少。在一些示例中，矩阵被选择，以使得：对于每个子载波，该子载波上的从至少一个天线传送的符号乘以非零元素，并且该子载波上的从至少一个其它天线传送的符号乘以零元素。在一些示例中，与子载波关联的矩阵中的每个矩阵的行和/或列包括至少一个复非零元素。
接下来，我们考虑乘以P矩阵的计算复杂性。用于对复杂性进行比较的一种方式是绘制与乘以矩阵对应的蝴蝶图并且使用边的总数作为品质因数。低品质因数比高品质因数好，这是因为它指示更低的计算复杂性。作为基准，我们考虑公知的由
Figure 505501DEST_PATH_IMAGE158
定义的阶数16的阿达玛矩阵
Figure 688221DEST_PATH_IMAGE159
，已知阿达玛矩阵
Figure 467958DEST_PATH_IMAGE159
支持极其高效的实现，甚至比相同阶数的快速傅里叶变换更加高效，这是因为阿达玛变换不需要任何乘法。代表乘以
Figure 66429DEST_PATH_IMAGE159
的蝴蝶图1200被示出在图12中。它具有128个边。代表乘以矩阵
Figure 880802DEST_PATH_IMAGE160
600（图6中示出）的蝴蝶图1300被示出在图13中。它具有96个边。因此，矩阵
Figure 703264DEST_PATH_IMAGE160
具有显著好于阿达玛矩阵的品质因数。具有与
Figure 376822DEST_PATH_IMAGE160
相同的品质因数的另一基础矩阵是
Figure 575722DEST_PATH_IMAGE161
，它具有与
Figure 510180DEST_PATH_IMAGE162
相同的从克罗内克积构造继承的对称性，但具有比
Figure 503544DEST_PATH_IMAGE163
多的零，并且因此，像
Figure 664398DEST_PATH_IMAGE160
一样支持甚至比快速阿达玛变换快的乘法算法。类似地，不同阶数的其它矩阵可被示出为具有比相同阶数的FFT好的品质因数。
图14是用于同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的设备1400的示例的示意图，其中每个子载波与相应正交矩阵关联。设备1400包括处理电路1402（例如，一个或多个处理器）和与处理电路1402通信的存储器1404。存储器1404包含可由处理电路1402执行的指令。设备1400还包括与处理电路1402通信的接口1406。虽然接口1406、处理电路1402和存储器1404被示出为串联连接，但这些可备选地按照任何其它方式互连，例如经由总线互连。
在一个实施例中，存储器1404包含可由处理电路1402执行的指令，以使得：设备1400可操作以：从多个天线传送符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与该子载波关联的矩阵的相应行的元素，其中行与天线关联。矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。在一些示例中，设备1400可操作以执行以上参考图5a描述的方法500。
图15是用于同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的设备1500的示例的示意图，其中每个子载波与相应正交矩阵关联。设备1500包括处理电路1502（例如，一个或多个处理器）和与处理电路1502通信的存储器1504。存储器1504包含可由处理电路1502执行的指令。设备1500还包括与处理电路1502通信的接口1506。虽然接口1506、处理电路1502和存储器1504被示出为串联连接，但这些可备选地按照任何其它方式互连，例如经由总线互连。
在一个实施例中，存储器1504包含可由处理电路1502执行的指令，以使得：设备1500可操作以：从多个天线传送符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与该子载波关联的矩阵的相应列的元素，其中列与天线关联。矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。在一些示例中，设备1500可操作以执行以上参考图5b描述的方法510。
应该注意的是，上述示例图示本发明，而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附陈述的范围的情况下设计许多备选示例。词语“包括”不排除存在除在权利要求中列出的元件或步骤之外的元件或步骤，“一”或“一个”不排除多个，并且单个处理器或其它单元可实现在以下的陈述中叙述的若干单元的功能。在使用术语“第一”、“第二”等的情况下，它们应该仅仅被理解为用于特定特征的方便识别的标签。特别地，除非另有明确说明，它们不应该被解释为描述多个这种特征中的第一或第二特征（即，将在时间或空间上出现的这种特征中的第一或第二特征）。除非另有明确说明，可按照任何次序执行本文中公开的方法中的步骤。陈述中的任何附图标记不应被解释为限制其范围。

Claims (37)

1.一种同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的方法，其中每个子载波与相应正交矩阵关联，所述方法包括：
从所述多个天线传送所述符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与所述子载波关联的矩阵的相应行的元素，其中所述行与所述天线关联；
其中所述矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。
2.如权利要求1所述的方法，其中，对于每个子载波，从每个天线传送的符号乘以与所述子载波关联的矩阵的列的相应元素。
3.如权利要求2所述的方法，其中，对于每个子载波，从每个天线传送的符号乘以与所述子载波关联的矩阵的所述列的不同元素。
4.一种同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的方法，其中每个子载波与相应正交矩阵关联，所述方法包括：
从所述多个天线传送所述符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与所述子载波关联的矩阵的相应列的元素，其中所述列与所述天线关联；
其中所述矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。
5.如权利要求4所述的方法，其中，对于每个子载波，从每个天线传送的符号乘以与所述子载波关联的矩阵的行的相应元素。
6.如权利要求5所述的方法，其中，对于每个子载波，从所述多个天线传送的符号乘以与所述子载波关联的矩阵的所述行的不同相应元素。
7.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中，通过置换矩阵乘以正交基础矩阵或者与至少一个其它子载波关联的矩阵，能够获得与每个子载波关联的矩阵。
8.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中，与所述子载波之一关联的矩阵不同于与所述子载波中的至少一个其它子载波关联的矩阵。
9.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中，第一集合的子载波与第一矩阵关联，并且不同于所述第一子集的第二子集的子载波与不同于所述第一子集的第二矩阵关联。
10.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中，传送包括：从每个天线从所述多个子载波按照预定总传送功率或最大总传送功率传送所述符号。
11.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多个天线包括至少10个天线。
12.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中，与每个天线关联的矩阵包括10x10、12x12、14x14或16x16矩阵。
13.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中，所述符号包括OFDM符号。
14.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中，所述符号包括长训练字段（LTF）符号。
15.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中，与所述子载波关联的矩阵中的每个矩阵的每行和/或每列包括至少一个零元素。
16.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中，所述矩阵被选择，以使得：对于每个子载波，该子载波上的从至少一个天线传送的符号乘以非零元素，并且该子载波上的从至少一个其它天线传送的符号乘以零元素。
17.一种计算机程序，包括指令，当在至少一个处理器上执行所述指令时，所述指令使所述至少一个处理器执行如权利要求1至16中任一项所述的方法。
18.一种载体，包含根据权利要求17所述的计算机程序，其中所述载体包括电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质之一。
19.一种计算机程序产品，包括非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质上存储有根据权利要求17所述的计算机程序。
20.一种用于同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的设备，其中每个子载波与相应正交矩阵关联，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，以使得：所述设备可操作以：
从所述多个天线传送所述符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与所述子载波关联的矩阵的相应行的元素，其中所述行与所述天线关联；
其中所述矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。
21.如权利要求20所述的设备，其中，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，以使得：所述设备可操作以：对于每个子载波，从每个天线传送所述符号，所述符号乘以与所述子载波关联的矩阵的列的相应元素。
22.如权利要求21所述的设备，其中，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，以使得：所述设备可操作以：对于每个子载波，从每个天线传送所述符号，所述符号乘以与所述子载波关联的矩阵的所述列的不同元素。
23.一种用于同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的设备，其中每个子载波与相应正交矩阵关联，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，以使得：所述设备可操作以：
从所述多个天线传送所述符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与所述子载波关联的矩阵的相应列的元素，其中所述列与所述天线关联；
其中所述矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。
24.如权利要求23所述的设备，其中，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，以使得：所述设备可操作以：对于每个子载波，从每个天线传送所述符号，所述符号乘以与所述子载波关联的矩阵的行的相应元素。
25.如权利要求24所述的设备，其中，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，以使得：所述设备可操作以：对于每个子载波，从所述多个天线传送所述符号，所述符号乘以与所述子载波关联的矩阵的所述行的不同相应元素。
26.如权利要求20至25中任一项所述的设备，其中，通过置换矩阵乘以正交基础矩阵或者与至少一个其它子载波关联的矩阵，能够获得与每个子载波关联的矩阵。
27.如权利要求20至26中任一项所述的设备，其中，与所述子载波之一关联的矩阵不同于与所述子载波中的至少一个其它子载波关联的矩阵。
28.如权利要求20至27中任一项所述的设备，其中，第一集合的子载波与第一矩阵关联，并且不同于所述第一子集的第二子集的子载波与不同于所述第一子集的第二矩阵关联。
29.如权利要求20至28中任一项所述的设备，其中，所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，以使得：所述设备可操作以：通过从每个天线从所述多个子载波按照预定总传送功率或最大总传送功率传送所述符号来进行传送。
30.如权利要求20至29中任一项所述的设备，其中，所述多个天线包括至少10个天线。
31.如权利要求20至30中任一项所述的设备，其中，与每个天线关联的矩阵包括10x10、12x12、14x14或16x16矩阵。
32.如权利要求20至31中任一项所述的设备，其中，所述符号包括OFDM符号。
33.如权利要求20至32中任一项所述的设备，其中，所述符号包括长训练字段（LTF）符号。
34.如权利要求20至33中任一项所述的设备，其中，与所述子载波关联的矩阵中的每个矩阵的每行和/或每列包括至少一个零元素。
35.如权利要求20至34中任一项所述的设备，其中，所述矩阵被选择，以使得：对于每个子载波，该子载波上的从至少一个天线传送的符号乘以非零元素，并且该子载波上的从至少一个其它天线传送的符号乘以零元素。
36.一种用于同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的设备，其中每个子载波与相应正交矩阵关联，所述设备可操作以：
从所述多个天线传送所述符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与所述子载波关联的矩阵的相应行的元素，其中所述行与所述天线关联；
其中所述矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。
37.一种用于同时从多个天线传送包括多个子载波的多载波符号的设备，其中每个子载波与相应正交矩阵关联，所述设备可操作以：
从所述多个天线传送所述符号，以使得：对于每个天线，从每个子载波传送的符号乘以与所述子载波关联的矩阵的相应列的元素，其中所述列与所述天线关联；
其中所述矩阵被选择，以使得：从每个天线，从至少一个子载波传送的符号乘以非零元素，并且从至少一个其它子载波传送的符号乘以零元素。
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