CN1507706A - 采用多个码和多个天线的用于无线通信系统的发射机 - Google Patents

采用多个码和多个天线的用于无线通信系统的发射机 Download PDF

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Abstract

在一具有M个发射天线(10)的无线通信系统的发射机中，给每个发射天线提供一相应的组合信号，该组合信号包括利用N个Walsh码序列(W1－WN)正交扩展的每组具有N个数据子流的M组中的相应一组。用于M组的每一组的N个正交码序列包括NW个正交码序列中的N个正交码序列的M个不同组合中相应的一个组合，这里NW＞N，M和N是大于1的整数。所述组合信号也能包括用于接收机上的信道估计的正交扩展的导频信号(WP)。从发射天线发射的信号的正交性被提高，因此发射信号功率能够被减少，并且/或者接收机能够具有少于M的接收天线。

Description

采用多个码和多个天线的用于无线通信系统的发射机
技术领域
本发明涉及一种用于无线通信系统的发射机，并且特别地，本发明涉及一种采用多个码和多个天线的发射机。
背景技术
在无线通信系统中，希望在不对系统的其它参数，例如误码率，复杂性，发射信号功率和成本等产生不利影响的情况下，提高用于数据通信的数据率。
因此，已知的是，提供一种无线通信系统的发射机，其中将被发射的编码和调制后的数据被分成多个数据子流(sub-stream)，以便采用例如沃尔什(Walsh)函数(或者代码序列，也简称作沃尔什码)等正交码进行代码扩展，然后，所产生的沃尔什编码的数据子流被采用一复杂PN(伪随机或伪噪声)序列进行组合和加扰，以便产生一信号，该信号在一线性功率放大器(LPA)中被放大，并然后通过单个发射天线发射。
例如，为了提供10.8Mb/s的数据传输率，这样的发射机可以采用速率3/4的数据编码、64QAM(正交幅度调制)、20个数据子流和相应的沃尔什码。
64QAM为每个调制码元提供相对高数量(6)的比特，并因此，与诸如16QAM、8PSK(相移键控)和QPSK(正交PSK)等较低速率的调制方法分别提供4，3，2比特/码元相比，对于相似的信噪比，64QAM要求LPA显著更大的发射功率。LPA在发射机的成本中占相当大的部分，并且，该成本实质上随着发射信号功率的增加而增加。因此，所希望的是采用较低速率的调制方法而仍能提供希望的高数据率。
为此，另外已知的是，把将被发送的已编码和调制的数据分成较大数量的子流(sub-stream)，这些子流被组成M(M是大于1的整数)组，每组数据子流被按上述的方式处理并且通过M个LPA中相应的一个LPA提供至M个发射天线中相应的一个天线。对于这样的发射机，例如对于M＝4的情况，采用速率1/2数据编码、QPSK调制和20个数据子流及相应的沃尔什码能够实现10.8Mb/s的数据传输率。由于较低速率的调制方法和采用了4个LPA，其中每个LPA构成四分之一的总发射信号功率，因此减少了LPA所需的功率，从而导致发射机成本的减小。
在这种无线通信系统的每个接收机中，每个接收天线接收自全部M个天线发射的信号。为了在接收机中分离这些数据子流，就需要依靠必须在接收机中被确定的信道矩阵H来处理所接收的信号。信道矩阵H表征从每个发射天线到每个接收天线的每个信道或路径的特性，并且例如，信道矩阵H能够利用也从发射机传输到接收机的导频信号来确定。
上述公知系统的性能依赖于自M个发射天线至接收天线的不同信道或路径的非相关程度，即它们相互独立受到的衰落程度。相关性越小，性能越好。但是，已发现在这些路径之间实质上存在相关性。因此，在这样的系统中，接收机必须具有至少M个接收天线，信道矩阵H则确定为至少M*M(即M行和M列)矩阵。
比较通常的是，要求上述公知系统具有至少与发射天线一样多的接收天线。与其形成对比的是，希望为每个接收机只提供相对少量的接收天线，例如只提供两个接收天线，但是这将不合乎需求地限制发射天线的数量至此少数量，从而将相应地限制上述发射机的优点。
而且，对于一给定的数据率，还持续地要求减少需LPA提供的发射信号功率，或者相反地，在基本上不增加发射信号功率的情况下提高数据率。
发明内容
根据一个方面，本发明提供了一种用于无线通信系统的发射机，包括：一多路分解器，用于从被发射的数据中产生每组含有N个数据子流的M个组，这里的N和M是大于1的整数；M个正交码扩展器，每个正交码扩展器用于采用N个正交码序列来扩展所述M组的相应一组中的N个数据子流；以及M个信号组合器，每个信号组合器用于组合所述M组的相应一组中的N个正交扩展的数据子流，以产生一相应的组合信号，以便通过M个发射天线中的相应一个发射天线来发射；其特征在于，用于所述M组中每一组的N个正交码序列包括Nw个正交码序列之中N个正交码序列的M个不同组合中相应的一个组合，这里Nw＞N。
较佳的是，所述正交码序列由长度为L的沃尔什函数构成，其中L＝2k并且k是大于1的整数，而且通常Nw＜L。
为便于采用导频信号在接收机上进行信道估计，每个信号组合器还能用于组合相应的N个正交扩展数据子流和一个导频信号，该导频信号被相对于相应组的数据子流以及相对于每个其它组的导频信号进行正交扩展。
本发明的另一个方面是提供了一种无线通信系统，包括：一具有M个发射天线的如上所述的发射机，通过这些发射天线发射相应的组合信号；以及一具有P个接收天线的接收机，通过这些接收天线接收自所述发射天线发射的信号，这里P是大于1的整数。M可以大于P，并且，在本系统的具体实施例中可以具有M＝4个发射天线和P＝2个接收天线。
本发明还提供了一种在无线通信系统中增强自M个发射天线发射的信号的正交性的方法，包括以下步骤：通过组合利用N个正交码序列正交化的N个数据子流来产生将自每个发射天线发射的信号，其中M和N是大于1的整数；以及，从Nw个正交码序列中选择用于M个发射天线中每一个发射天线的所述N个正交码序列，作为N的M个不同组合中的相应一个组合，这里Nw＞N。
合适的是，所述正交码序列由长度为L的沃尔什函数构成，这里L＝2k并且k是大于1的整数，而且例如Nw＜L。
附图说明
通过举例，本发明将自下面结合附图的描述中变得更加清楚，其中在不同的附图中相同的标记用于表示相似的部件，并且其中：
图1示出了一无线通信系统中公知的多个码发射机；
图2示出了一无线通信系统中公知的多个码多个天线发射机；
图3示出了根据本发明的一实施例的无线通信系统的多个码多个天线发射机；以及
图4在与图1相同的页中示出了根据本发明一实施例的一种采用图3的发射机的无线通信系统。
具体实施方式
参照附图，图1示出了一无线通信系统中公知的多个码发射机，其中采用了耦合至单个线性功率放大器(LPA)12的单个发射天线10。
在图1的发射机中，例如来自分组数据源14的数据被利用一Turbo编码器(并行级联的卷积编码器)16进行编码，编码后的数据分别在公知的速率匹配和信道交织功能部件18和20中被处理，然后被提供至调制器22，该调制器根据多种调制方法(例如QPSK，8PSK，16QAM和64QAM)中的任一种调制方法来调制所述编码后的数据，并因而被称作可变调制器。
在增益单元24中给由调制器22产生的调制后的数据码元提供一所需的信道增益G，并且这些调制后的数据码元被提供至多路分解器26，该多路分解器将这些数据码元分配给多个被称作多个码数据子流的N输出。
所述N个多个码数据子流通过分别在N个乘法器的相应的一个中乘以N个正交沃尔什码序列或函数W1-WN的相应一个而被正交扩展。例如，对于N＝20的情况，所述沃尔什码序列W1-WN可以是从一组长度为L＝32的32个可能的沃尔什码序列中选择的20个序列，剩余的被留作它用，例如用于如下所述的导频信号以及用于与数据信号一起的话音和寻呼信号的通信。一般地，沃尔什码序列的长度L等于2k，其中k是大于1的整数，并且有L个正交码序列。N个乘法器28构成用于所述N个数据子流的正交码扩展器。
在信号组合器或加法器30中，在乘法器28的输出端上产生的N个正交扩展数据子流被组合，此信号组合器或加法器30还以公知方法加上一个用于进行信道估计的导频信号WP。此导频信号WP也采用一相应的沃尔什码序列，以使其与所述数据子流正交。类似地，利用其它的沃尔什码序列正交扩展的语音和寻呼信号也可由信号组合器30进行组合。
在信号组合器30的输出端上产生的组合的正交扩展数据子流被以公知方法在乘法器32中乘以一复合PN扰码，并且所产生的信号被LPA12放大，以便提供至发射天线10而由该天线发射。
如上所述，图1的发射机需要一个相对高的调制率，并且因而需要一个相对高的发射信号功率和昂贵的LPA，以便提供10Mb/s或以上数量级的高数据率。为了避免这一缺陷，可采用如图2所示的一具有多发射天线的发射机。在这方面显然，其中在天线上下文中使用的术语“多个”表示两个或两个以上的天线，术语“天线”包括由单个天线发射或接收信号的不同的极化。
参照图2，其中示出的发射机与图1的相类似，不同的是图2的发射机具有标记为10-1至10-M的M个发射天线、以及具有相应的标记为28-1至28-M的M组N沃尔什码序列乘法器、标记为30-1至30-M的M个信号组合器、标记为32-1至32-M的M个PN扰码乘法器和标记为12-1至12-M的M个LPA。为简便起见，在图2中仅示出了第一和第M组的部件。
在图2的发射机中，多路分解器26将由调制器22产生的调制后的数据码元分成每组具有N个输出的M组，由此产生MN个数据子流。在多路分解器26的输出端上编号为1至N的前N个数据子流被分别提供给乘法器28-1至28-N，在这些乘法器中这些数据子流被分别乘以相应的沃尔什码序列W1-WN，所产生的正交化信号被利用信号组合器30-1与相应的正交导频信号WP-1进行组合，得到的组合信号在乘法器32-1采用PN扰码加扰，由LPA12-1放大并通过发射天线10-1发射。
对于每个其它组的N个数据子流，具有相似的情况。因此，在图2的发射机中，每组的N个数据子流以与如上参照图1所述的相同方式被处理，并且被通过其相应的发射天线进行发射。相同的沃尔什码序列W1-WN用于所有M个组。
为了使接收机能够采用导频信号区分和估计信道，就需要这些导频信号相互之间正交化，并且也与每个信道的数据子流正交。为此，用于利用相应的发射天线10-1至10-M发射的导频信号WP-1至WP-M被采用不同的沃尔什码序列进行相互之间的正交化。便利地，利用长度L＝32的数据子流沃尔什码序列和例如N＝20，导频信号沃尔什码序列能够具有长度256并且自与沃尔什码序列W1-WN正交的长度为32的另一沃尔什码序列中导出，由此在这些数据子流和导频信号之间保持所有码正交性。
上述的导频信号的沃尔什编码仅是在接收机中便于信道估计的多种可能方式的一个实例。例如，导频信号可以选择地以与数据信号一起进行时分复用的方式来发射。
接收机以公知的方法根据导频信号序列与接收信号之间的相关性来确定(估计)信道矩阵H的信道因数，并且采用信道矩阵H来处理接收信号以确定发射数据。例如，在该接收信号处理中，接收机可以首先确定最强的一组数据子流，并且然后能够从接收的信号中减去相应的分量，以便于确定下一个最强的组，以此类推至每一组的数据子流。
确定数据子流的可靠性和容易程度取决于估计信道矩阵的精度，这又依赖于自发射天线至接收天线的路径的无关性或非相关性。但是，已经发现事实上在这些路径之间能够具有实质相关性，这将降低系统的性能。
另外，实际上，这样的相关性使接收机必须具有至少与发射机具有的发射天线一样多的接收天线，即至少M个接收天线。而且，接收机上不同接收天线的邻近性往往会增加自发射天线至接收天线的路径的相关性。这些因素使得例如提供具有如图2所示的M＝4个发射天线的发射机，而每个接收机仅有两个接收天线的10Mb/s的系统是不实际的。为了提供接收机所需的相对小的尺寸和相对的简单性，希望能够只使用例如两个接收天线，这利用具有两个天线的最小均方误差(MMSE)接收机而能够得到便利。
图3示出了根据本发明的一实施例的无线通信系统的发射机。除了被提供至乘法器28-1至28-M的沃尔什码序列外，图3的发射机与图2的类似，并因此采用了相同的标记。如图3所示，用于第一组数据子流的N个乘法器28-1被分别提供第一组N个沃尔什码序列W1-1至WN-1，而用于第M组数据子流的N个乘法器28-M被分别提供第M组N个沃尔什码序列W1-M至WN-M。
一般考虑的是，在图3的发射机中，用于第m组数据子流的N个乘法器28-m被分别提供第m组N个沃尔什码序列W1-m至WN-m，其中m是1至M的整数。
另外，如下所述，虽然各个沃尔什码序列可以并且通常将用于每组具有N个沃尔什码序列的M组之中的一个以上的组中，但是，选择具有N个沃尔什码序列的M组之中的每一组，以包括与用于每个其它组的N个沃尔什码的组合不同的那些沃尔什码序列的组合。换句话说，用于M组中的每个组的N个正交码序列由Nw个正交码序列之中的N个正交码序列的M个不同组合之中的相应一个组合构成，其中Nw＞N。这在下面将参照一个例子进一步进行说明。
例如，当M＝4个发射天线、扩频码长度L＝32并且N＝20时，允许例如多个Np＝M＝4个沃尔什码序列或函数用于正交化导频序列，其中该导频序列用于信道估计，剩下多至Nw＝L-Np＝28个可能的沃尔什函数，从所述28个可能的沃尔什函数中可以导出各不相同的N＝20个沃尔什函数，此20个沃尔什函数用于M组中的各个不同组。将这Nw＝28个可用的沃尔什函数编号为0-27，例如可以以下面的方式将这些沃尔什函数分配至M＝4组中：
组1：编号为0-19的沃尔什函数；
组2：编号为8-27的沃尔什函数；
组3：编号为0-7和16-27的沃尔什函数；
组M＝4：编号为0-15和24-27的沃尔什函数
从此例中可以看出，即使各个沃尔什函数被用于不同组中，例如编号为20-23的每个沃尔什函数用在组2和3中，但给M组中的每组分配Nw＝28个可用的沃尔什函数之中N＝20个沃尔什函数的唯一组合。
这种为不同的组选用不同的沃尔什函数的组合提高了由M个天线发射的信号的正交性，甚至对于在不同组合之间存在小的差别的情况，也能达到实质性程度的提高。例如，在上面的N＝20的情况中，即使采用Nw＝N+1＝21，也能显著地增加被发射信号的正交性，并且因此改进无线通信系统的性能。
这种性能的改进能够产生几个有意义的结果。具体地，提高的发射信号的正交性能够提供改进的信道估计，使得信道矩阵H能够被更精确和可靠地确定；从而能够在仅采用两个接收天线的接收机中确定该信道矩阵H，由此使得接收机能够以一种对于图2的发射机来说是不可能的方式被简化。
更一般地，提高的发射信号的正交性减少或消除了系统中应具有至少与发射天线一样多的接收天线的限制。因此，在不相应增加接收机的复杂性的情况下，可以增加组和发射天线的数量M。
而且，在其它参数不变的情况下，改进的性能表现为传输的数据的信噪比的改进，这允许减小LPA 12-1至12-M的发射功率，因而具有如上所提及的显著的成本优势。
上面的描述假定有多余的可用沃尔什函数，即，可用的沃尔什函数的数量Nw大于用于每组数据子流的沃尔什函数的数量N。相反地，在一个其中不是这种情况的系统中，数量N可以被减小而使得N＜Nw，而发射机的其它参数，即调制方法和Turbo码率(和发射天线的数量N)可以被改变以提供所需的数据率。下面有这种例子的描述。
如从下面给出的具体实施例中可以看出的那样，当可能希望这将仅仅导致相同的系统性能时，则就不是这种情况，并且实际上能够实现改进的性能。例如，在上面描述的N＝20的情况中，在一起分配给M组的沃尔什函数的数量没有任何增加的情况下，可以采用替代的值N＝15和Nw＝20。在例如M＝4的情况下，编号为0-19的沃尔什函数可以如下分配给各组：
组1：编号为0-14的沃尔什函数；
组2：编号为5-19的沃尔什函数；
组3：编号为0-4和10-19的沃尔什函数；
组M＝4：编号为0-9和15-19的沃尔什函数。
为了补偿减小的数量N，可以改变编码率或者调制方法，或者二者都改变。在最后的一种情况中，例如，不采用具有9/16(根据9个输入比特的16个编码比特)编码率和QPSK调制的N＝20的方式，发射机能够采用Nw＝20、N＝15、3/4的编码率与QPSK调制或者1/2的编码率与8PSK调制，以便提供相同的总的数据率。在每种情况下，这都能够提供改进的性能，如下面的表1所示。
下面的表提供了改进的具体例子，所述改进可以通过特定情况中本发明的实施例来提供，并且都是示例性地而不是限制性地给出。在每个表中，相对于10％和1％的帧错误率(FER)以及对于包括数据率、代码率、调制方法(以及因此的每调制码元的比特数)以及值N和Nw等参数的不同组合，以dB为单位给出每个码元的发射功率或能量(Eb/No)值。
表1涉及一种系统，其中具有M＝4个发射天线、P＝4个接收天线、沃尔什码长度L＝32、10.8Mb/s的数据率、以及具有非相关的慢Rayleigh(雷利)衰落的信道的实信道估计：
   例   代码率    调制     N     FER        与不同的Nw对应的FER上的Eb/NodB，其中Nw＝
    20     22     24     28
    1     9/16     QPSK     20     10％1％     4.158.25     3.156.15     2.354.95     1.353.60
    2     3/4     QPSK     15     10％1％     3.706.30     3.255.75     2.805.10     2.004.05
    3     1/2     8PSK     15     10％1％     3.355.70     2.954.95     2.404.40     1.603.40
    4     5/8     8PSK     12     10％1％     4.006.50     3.305.75     2.604.70     2.304.40
    5     3/4     8PSK     10     10％1％     4.707.15     4.506.90     4.356.60     3.856.05
                                     表1
在表1中，用于例1中的N＝20和Nw＝20的情形的斜体字的发射功率值涉及图2的公知的发射机。所有的例1-5提供相同的数据率，因此，如表1的第二、第三和第四行所示，对于所有的例1-5，由Turbo编码器16提供的代码率、由可变调制器22采用的相应调制方法提供的每码元的比特数(对于QPSK，是2；对于8PSK，是3)、以及分配给每组的沃尔什函数的数量N的乘积是相同的。
在表1中以黑体示出的最低发射功率值大部分被提供在具有速率1/2的Turb0编码、8PSK调制和N＝5的例3中。如表1所示，这些值随着Nw(例如)从20至28的增加，即随着用于不同组的沃尔什函数的正交性的增加而降低。但是，仍然如表1所示，对于10％FER以及Nw＝24或28的情况，例1提供稍好的性能(相对于同样的帧错误率的较低发射功率值)。
表2也涉及一种系统，其中具有M＝4个发射天线、P＝4个接收天线、沃尔什码长度L＝32、以及具有非相关的慢Rayleigh(雷利)衰落的信道的实信道估计。对于例6-9并且相对于较高的数据率14.4和21.6Mbps，表2以与表1相类似的方式提供了发射功率值，在每个例子中N＝20：
    例  代码率   调制  数据率   FER     与不同的Nw对应的FER上的Eb/NodB，其中Nw＝
  20     22   24     28
    6   3/4   QPSK   14.4Mbps   10％1％   8.515.5     6.610.75   5.08.15     3.46.25
    7   1/2   8PSK   14.4Mbps   10％1％   7.812.75     5.78.6   4.47.05     3.15.3
    8   3/4   8PSK   21.6Mbps   10％1％   14.924.8     13.422.5   11.218.0     7.310.8
    9   9/16   16QAM   21.6Mbps   10％1％   14.523.9     12.821.4   10.014.9     6.910.0
                                         表2
在表2中，相对于Nw＝20的斜体字的发射功率值涉及图2的公知的发射机。可以看到的是，在每个例6-9中，随着Nw的增加而具有性能改进。表2中的黑体数字表示最佳性能(最低发射功率值)，在本实施例中，通过1/2的Turbo码率与8PSK调制以提供14.4Mb/s的数据率、以及通过9/16的Turbo码率与16QAM调制以提供21.6Mb/s的数据率来提供该最佳性能。
表3涉及一种系统，其中具有M＝4个发射天线、采用P＝2个接收天线的MMSE接收机、沃尔什码长度L＝32、10.8Mb/s的数据率、以及具有非相关的慢Rayleigh(雷利)衰落的信道的实信道估计。表3中的星号表示超过30dB的值。表3中没有斜体的数值(在现有技术中，这种具有4个发射天线和2个接收天线的系统还没有实用)，而黑体数值仍表示最佳性能(最低发射功率值)：
     例    代码率     调制     N     FER        与不同的Nw对应的FER上的Eb/NodB，其中Nw＝
    20     22     24     28
    10     1/2     8PSK     15     10％1％     **     **     15.821.5     10.214.1
    11     5/8     8PSK     12     10％1％     **     15.522.0     11.716.5     10.714.8
    12     3/4     8PSK     10     10％1％     16.023.8     15.122.9     14.421.2     12.717.9
    13     9/16     16QAM     10     10％1％     16.624.5     16.123.7     15.221.3     13.418.9
                                           表3
表4涉及一种系统，其中具有M＝2个发射天线、采用P＝2个接收天线的MMSE接收机、沃尔什码长度L＝32、10.8Mbps的数据率、以及具有非相关的慢Rayleigh(雷利)衰落的信道的实信道估计。在表4中，相对于其中Nw＝20的例14、15中的斜体字的值涉及图2的具有两个发射天线和两个接收天线的公知的发射机。表4中的黑体数字的值表示最佳性能(最低发射功率值)。从表4中可以看出，对于Nw＝20的情况，其最佳性能由具有速率3/4编码和16QAM调制的例16提供；另外，变化是相对小的，但在每个例14至16中，性能仍然随着Nw的增加而改进。
    例  代码率   调制  N   FER   与不同的Nw对应的FER上的Eb/NodB，其中Nw＝
 20  22  24  28
    14  3/4  8PSK  20  10％1％  15.725.8  15.325.4  15.024.8  13.923.2
    15  9/16  8PSK  20  10％1％  15.425.4  14.824.7  14.324.0  13.322.4
    16  3/4  16QA  15  10％1％  15.826.0  15.125.2  14.524.1  12.019.2
                                             表4
虽然上面的表涉及实信道估计和非相关衰落的信道，但是，对于最佳信道估计和/或相关衰落信道，也能确定类似的结果和性能的好处。
例如，下表5重复了表4的关于非相关衰落的例16的数据，并且提供了对于根据例17至21的各种不同的相关衰落模型的比较值(其它参数相同)，所述例17至21分别代表城市和室内信道、称作A和B的模型信道并具有相关衰落。从表5中也可以看出，在每个例子中，性能仍然随着Nw的增加而改进：
    例   相关模型     FER      与不同的Nw对应的FER上的Bb/NodB，其中Nw＝
    20     22     24     28
    16   不相关     10％1％     15.826.0     15.125.2     14.524.1     12.019.2
    17   城市信道     10％1％     16.226.1     15.525.3     14.824.4     12.119.2
    18   室内信道     10％1％     16.426.2     15.725.4     14.924.5     12.219.3
    19   模型信道A     10％1％     16.626.8     16.025.8     15.124.2     12.219.7
    20   模型信道B     10％1％     20.5～30.5     19.529.4     18.428.4     14.522.5
    21   相关     10％1％     19.629.9     18.928.9     17.827.7     13.922.1
                                          表5
相对于系统的其它参数(包括发射天线数(2或更多)、接收天线数(2或更多)、代码率、调制方法、以及相对于沃尔什码长度L的N和Nw的值)，也能确定类似的本发明实施例的结果和好处。
一般地，如果βw＝Nw/L表示信道码资源使用的因数，则从上述的表1和2的黑体数字中可以看出，对于1％的FER，从20/32(63％)至28/32(88％)增加该因数βw，这将在数据率为10.8Mb/s、14.4Mb/s、21.6Mb/s时相应地提供约2.3dB、7.4dB、13.9dB的功率增益。
图4示出了一采用图3的发射机的无线通信系统，该发射机在图4中标号为40并且具有如上所述的M个天线10-1至于10-M。如图4中所示，M大于或等于2，并且在发射机40中，沃尔什码长度L大于或等于所有用于扩展所述M组数据子流的沃尔什码数Nw，其中Nw大于用于每一组数据子流的沃尔什码数N(如上所述，从Nw中选N的唯一组合被用于M组的每一组中)，并且N大于1。
图4还示出了一具有P个天线44-1至44-P的接收机42，其中如图中所示，P大于或等于2。另外如图4中所示，M能够大于、等于或小于P，因此例如此系统能够如上所述具有M＝4个发射天线和P＝2个接收天线。从发射天线至接收天线的带箭头的虚线表示从发射天线至接收天线的信道，其特性被估计以构成上面所称的信道矩阵H。
虽然上面详细地描述了本发明的特定实施例，但是可以理解的是，在如权利要求书中所定义的本发明的范围内，可以作出大量的修改、变化和适应性修改。

Claims (13)

1.一种用于无线通信系统的发射机，包括：
一多路分解器(26)，用于根据被发射的数据产生M个组，其中每个组具有N个数据子流，其中N和M是大于1的整数；
M个正交码扩展器(28)，每个正交码扩展器用于采用N个正交码序列来扩展所述M组之中的相应一个组中的N个数据子流；以及
M个信号组合器(30)，每个信号组合器用于组合所述M组之中的相应一个组中的N个正交扩展的数据子流，以产生一相应的组合信号，以便通过M个发射天线中的相应一个发射天线来发射；
其特征在于，用于所述M组中每一组的N个正交码序列包括Nw个正交码序列之中的N个正交码序列的M个不同组合中相应的一个组合，其中Nw＞N。
2.如权利要求1所述的发射机，其中所述正交码序列包括长度为L的沃尔什函数，其中L＝2k并且k是大于1的整数。
3.如权利要求2所述的发射机，其中Nw＜L。
4.如权利要求1或3所述的发射机，其中每个信号组合器也用于组合相应的N个正交扩展数据子流和一导频信号，该导频信号被相对于此相应组的数据子流以及相对于每个其它组的导频信号进行正交扩展。
5.如权利要求1-4之中任何一项权利要求所述的发射机，其中所述被发射的数据包括编码的调制数据，并且该发射机包括：一编码器，用于根据数据源产生编码数据；以及一调制器，用于调制所述编码数据以产生被发射的数据，选择该编码器的代码率、由该调制器产生的每个调制码元的比特数、以及整数M和N，以提供所希望的该发射机的数据传输率。
6.如权利要求1-5之中任何一项权利要求的发射机，对于所述M组中的每一组，所述发射机还包括：一相应的代码扩展器，被用于根据一PN码来扩展相应的组合信号；以及一相应的线性功率放大器，被用于放大相应产生的PN码扩展信号，以便通过所述相应的发射天线进行发射。
7.一种无线通信系统，包括：一具有M个发射天线的如权利要求1-6之中任何一项权利要求所述的发射机，通过所述发射天线来发射所述相应的组合信号；以及一具有P个接收天线的接收机，通过所述接收天线来接收自所述发射天线发射的信号，其中P是大于1的整数。
8.如权利要求7所述的系统，其中M大于P。
9.如权利要求7所述的系统，其中M＝4并且P＝2。
10.一种在无线通信系统中增强自M个发射天线发射的信号的正交性的方法，包括以下步骤：
通过组合利用N个正交码序列正交化的N个数据子流来产生自每个发射天线发射的信号，其中M和N是大于1的整数；以及
选择用于M个发射天线中每一个发射天线的N个正交码序列，作为Nw个正交码序列之中的N个正交码序列的M个不同组合中的相应一个组合，其中Nw＞N。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述正交码序列包括长度为L的沃尔什函数，其中L＝2k并且k是大于1的整数。
12.如权利要求11所述的方法，其中Nw＜L。
13.如权利要求10或12所述的方法，还包括以下步骤：组合自每个发射天线发射的信号和一导频信号，该导频信号被相对于用于相应发射天线的数据子流以及相对于用于每个其它发射天线的导频信号进行正交扩展。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1941661B (zh) * 2005-09-30 2011-04-06 松下电器产业株式会社 多天线输入和输出系统中的全复用分集方法
US8300592B2 (en) 2007-10-11 2012-10-30 China Academy Of Telecommunications Technology Signal transmission method and device

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7911993B2 (en) * 2000-07-19 2011-03-22 Ipr Licensing, Inc. Method and apparatus for allowing soft handoff of a CDMA reverse link utilizing an orthogonal channel structure
US8537656B2 (en) 2000-07-19 2013-09-17 Ipr Licensing, Inc. Method for compensating for multi-path of a CDMA reverse link utilizing an orthogonal channel structure
DE60121476T2 (de) * 2001-04-05 2007-02-22 Nortel Networks Ltd., St. Laurent Sender für ein drahtloses kommunikationssystem mit einer vielzahl an kodes und antennen
US6917581B2 (en) 2001-07-17 2005-07-12 Ipr Licensing, Inc. Use of orthogonal or near orthogonal codes in reverse link
EP1523809A1 (en) * 2002-06-06 2005-04-20 Nokia Corporation System and method for optimized utilization of code resource in communication networks
KR100475178B1 (ko) * 2002-06-18 2005-03-10 엘지전자 주식회사 다중 입출력 이동 통신 시스템에서의 신호 처리 장치 및방법
JP4041450B2 (ja) * 2003-10-23 2008-01-30 ソニー・エリクソン・モバイルコミュニケーションズ株式会社 通信端末装置および通信方法
KR100975720B1 (ko) * 2003-11-13 2010-08-12 삼성전자주식회사 다중 송수신 안테나를 구비하는 직교주파수분할다중화 시스템에서 공간 분할 다중화를 고려하여 채널 할당을 수행하는 방법 및 시스템
US7145940B2 (en) * 2003-12-05 2006-12-05 Qualcomm Incorporated Pilot transmission schemes for a multi-antenna system
US7725076B2 (en) * 2004-05-27 2010-05-25 Samsung Electronics Co., Ltd. System and method for maximizing throughput in the forward packet data channel of a 1xEVDV wireless network
DE102004035018A1 (de) * 2004-07-20 2006-02-16 Siemens Ag Verfahren zur Signalübertragung in einem Kommunikationssystem
CN1815941A (zh) * 2005-02-04 2006-08-09 松下电器产业株式会社 多天线传输系统中的天线选择和比特分配方法及装置
EP1727297A1 (en) * 2005-05-25 2006-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Method and Terminal for reducing interference in a radio communication system
CN1941664A (zh) * 2005-09-30 2007-04-04 松下电器产业株式会社 无线通信系统中基于判决反馈的发送天线选择方法和装置
US8331869B2 (en) * 2006-07-24 2012-12-11 Ets Lindgren, L.P. Systems and methods for over the air performance testing of wireless devices with multiple antennas
US20080037661A1 (en) * 2006-08-08 2008-02-14 Adaptix, Inc. Mobile communication system having multiple modulation zones
KR100685275B1 (ko) * 2006-09-04 2007-02-22 주식회사 형제케이종합건축사사무소 건축단지용 철재계단 구조
US8023398B2 (en) * 2007-01-30 2011-09-20 Qualcomm Incorporated Using a single FHT to decode access-based handoff probes from multiple users
US8155232B2 (en) 2007-05-08 2012-04-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Multiple antennas transmit diversity scheme
US8353006B2 (en) * 2008-05-07 2013-01-08 Livetv, Llc Aircraft communications system using whitelists to control access and associated methods
KR20110074555A (ko) 2008-09-22 2011-06-30 노오텔 네트웍스 리미티드 Ｐｕｃｃｈ의 공간 코드 송신 다양성을 위한 방법 및 시스템
US8412112B2 (en) * 2009-05-06 2013-04-02 Ets-Lindgren, L.P. Systems and methods for simulating a multipath radio frequency environment
MX2012003032A (es) * 2009-10-01 2012-05-08 Panasonic Corp Aparato de estacion terminal, aparato de estacion base, metodo de transmision y metodo de control.
CN106301662A (zh) * 2015-05-14 2017-01-04 株式会社Ntt都科摩 数据发送和接收方法以及数据发送和接收设备

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08195703A (ja) * 1995-01-17 1996-07-30 Toshiba Corp 無線通信装置
JP2798127B2 (ja) * 1996-07-19 1998-09-17 日本電気株式会社 送信装置およびこれを含む通信装置
US5862133A (en) * 1996-08-02 1999-01-19 Golden Bridge Technology Packet-switched spread-spectrum system
US6128276A (en) * 1997-02-24 2000-10-03 Radix Wireless, Inc. Stacked-carrier discrete multiple tone communication technology and combinations with code nulling, interference cancellation, retrodirective communication and adaptive antenna arrays
US6038263A (en) * 1997-07-31 2000-03-14 Motorola, Inc. Method and apparatus for transmitting signals in a communication system
KR19990016606A (ko) * 1997-08-18 1999-03-15 윤종용 씨디엠에이 이동통신시스템의 의사직교부호를 이용한 대역확산신호 발생장치 및 방법
US6173005B1 (en) * 1997-09-04 2001-01-09 Motorola, Inc. Apparatus and method for transmitting signals in a communication system
US6389000B1 (en) * 1997-09-16 2002-05-14 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for transmitting and receiving high speed data in a CDMA communication system using multiple carriers
JP4199869B2 (ja) * 1999-01-27 2008-12-24 株式会社日立コミュニケーションテクノロジー 無線通信システム及びそのハンドオフ方法
US6542490B1 (en) * 1999-01-29 2003-04-01 Nortel Networks Limited Data link control proctocol for 3G wireless system
ATE537615T1 (de) 1999-06-28 2011-12-15 Alcatel Lucent Hochgeschwindigkeits-datendienste unter verwendung mehrerer sendeantennen
US6370129B1 (en) * 1999-06-28 2002-04-09 Lucent Technologies, Inc. High-speed data services using multiple transmit antennas
US6721339B2 (en) * 1999-08-17 2004-04-13 Lucent Technologies Inc. Method of providing downlink transmit diversity
KR100375145B1 (ko) * 1999-11-10 2003-03-19 삼성전자주식회사 멀티캐리어를 사용하는 부호분할다중접속 통신시스템의데이타 통신장치 및 방법
KR100370746B1 (ko) * 2000-05-30 2003-02-05 한국전자통신연구원 다차원 직교 자원 도약 다중화 통신 방식 및 장치
EP1315311B1 (en) * 2000-08-10 2006-11-15 Fujitsu Limited Transmission diversity communication device
US7116722B2 (en) * 2001-02-09 2006-10-03 Lucent Technologies Inc. Wireless communication system using multi-element antenna having a space-time architecture
DE60121476T2 (de) * 2001-04-05 2007-02-22 Nortel Networks Ltd., St. Laurent Sender für ein drahtloses kommunikationssystem mit einer vielzahl an kodes und antennen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1941661B (zh) * 2005-09-30 2011-04-06 松下电器产业株式会社 多天线输入和输出系统中的全复用分集方法
US8300592B2 (en) 2007-10-11 2012-10-30 China Academy Of Telecommunications Technology Signal transmission method and device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002082687A1 (en) 2002-10-17
US20030081539A1 (en) 2003-05-01
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