CN1875590A - Mimo通信系统中对于多个并行信道的增量冗余传输 - Google Patents

Abstract

对于在MIMO系统中的多个并行信道上的增量冗余传输，发射机基于为每个并行信道选择的速率为该并行信道处理(例如编码、分割、交织和调制)每个数据分组，并获得针对该分组的多个符号块。对于每个数据分组，发射机在其并行信道上一次发送一个符号块，直到接收机恢复该分组或所有块都已经被发送。接收机执行检测并获得在并行信道上发送的符号块。接收机独立地或以预定的顺序恢复在并行信道上发送的数据分组。接收机处理(例如解调、解交织、重组和解码)所获得的针对每个数据分组的所有符号块，并提供已解码的分组。接收机可以估计和消除由被恢复的数据分组引起的干扰，使得后面恢复的数据分组可以达到较高的SINR。

Description

MIMO通信系统中对于多个并行信道的增量冗余传输

本申请要求2003年9月9日提交的名为“H-ARQ for MIMOSystems with Successive Interference Cancellation”的美国临时申请序列号60/501,776、以及转让给本申请的受让人的2003年12月19日提交的名为“Incremental Redundancy Transmission for Multiple ParallelChannels in a MIMO Communication System”的美国申请序列号60/531,393的权益，并且在此全文引用作为参考。

技术领域

本发明主要涉及通信，尤其涉及在多输入多输出(MIMO)通信系统中的多个并行信道上传输数据的技术。

背景技术

MIMO系统使用多个(N_T)发射天线和多个(N_R)接收天线用于数据传输，并被表示为(N_T，N_R)系统。由N_T个发送和N_R个接收天线组成的MIMO信道可以被分解为N_S个空间信道，其中N_S≤min{N_T，N_R}，如下所述。N_S个数据流可以被在N_S个空间信道上发送。如果由多个发送和接收天线创建的N_S个空间信道被用于数据传输，则该MIMO系统可以提供增加的传输容量。

MIMO系统的一个主要挑战是基于信道状况选择合适的速率用于MIMO信道上的数据传输。“速率”可以表示特定的数据率或信息比特率、特定的编码模式、特定的调制模式、特定的数据分组大小等。速率选择的目的是在满足一定的质量目标的同时最大化N_S个空间信道上的整体吞吐量，所述质量目标可以通过目标分组误码率(例如1％PER)或其它测量标准来量化。

每一个空间信道的传输容量取决于该信道所达到的信干噪比(SINR)。N_S个空间信道的信干噪比取决于信道状况，而且可能进一步取决于在接收机上恢复数据流的方式。在一个常规的MIMO系统中，发射机根据基于静态MIMO信道模型选择的速率来编码、调制和发送每个数据流。如果模型是精确的并且如果MIMO信道是相对静态的(也就是，不随时间改变而有太大变化)，就可以达到良好的性能。在另一个常规的MIMO系统中，接收机估计MIMO信道，基于信道估计为每个空间信道选择合适的速率，并将为N_S个空间信道选择的N_S个速率发送到发射机。然后该发射机根据所选择的速率处理N_S个数据流并在N_S个空间信道上发送这些数据流。这种系统的性能取决于MIMO信道的特性以及信道估计的准确率。

对于上述的两种常规的MIMO系统，发射机用为每个空间信道选择的速率来为该空间信道处理并发送每个数据分组。接收机对在每个空间信道上接收的每个数据分组进行解码，并确定该分组是被正确地还是错误地解码。如果分组被正确解码，则接收机可以发回一个确认(ACK)，或者如果分组被错误地解码，则发回一个否定确认(NAK)。发射机在接收到对于由接收机错误地解码的每个数据分组的NAK时，可以全部重传该数据分组。

上述两种MIMO系统的性能很大程度上取决于速率选择的准确性。如果为空间信道选择的速率太保守(例如，由于实际的SINR远远优于SINR估计)，那么就会消耗过多的系统资源来发送数据分组而且信道容量没有充分利用。相反，如果为空间信道选择的速率太高，那么数据分组可能会被接收机错误地解码并且系统资源可能会耗费在重传这些分组上面。对于MIMO系统来说，速率选择是很有挑战性的，这是因为(1)在对MIMO信道的信道估计中的更大的复杂性，(2)空间信道的时变和独立特性，(3)在空间信道上发送的多个数据流之间的相互作用。

因此，需要有技术在MIMO系统中的多个空间信道上有效地发送数据，而且不需要精确的速率选择来达到良好的性能。

发明内容

这里给出了用于在MIMO系统中的多个(N_D)并行信道上执行增量冗余(IR)传输的方法。这些并行信道可以以下方式形成：(1)通过MIMO系统中的多个空间信道，(2)以能够达到类似的SINR这样的方式，(3)以一些其它的方式。首先，MIMO系统中的接收机或发射机为N_D个并行信道估计SINR并为这些并行信道选择N_D个速率。SINR可以取决于多种因素，例如发射机使用的传输模式、接收机执行的处理等等。如果接收机执行速率选择，发射机就被提供了所选择的速率。

发射机基于为信道所选择的速率为每个并行信道处理(例如编码、分割、交织和调制)每个数据分组，并得到针对该分组的多个(N_B)数据符号块。第一个数据符号块典型地包含足够的信息以允许接收机在良好的信道条件下恢复该数据分组。其余每个数据符号块包含额外的冗余，以允许接收机在不够好的信道条件下恢复该数据分组。对于每个数据分组，发射机一次发送一个数据符号块，直到针对该分组的所有块都被发送。如果该分组被接收机以少于所有的数据符号块而恢复(例如成功解码)，那么发射机就提早终止该数据分组的传输。

接收机对N_R个接收的符号序列执行检测，并得到对于每个由发射机发送的数据符号块的一个检测到的符号块。随后的处理取决于并行信道是独立的还是相互依赖的。

如果每个并行信道上的数据传输独立于其它并行信道上的数据传输，那么该N_D个并行信道是独立的。在这种情况下，对于每个并行信道上的每个数据分组，接收机处理(例如解调、解交织、重组和解码)所获得的针对该数据分组的所有检测到的符号块，并提供已解码的分组。如果已解码的分组是正确的，该接收机可以发回ACK，如果已解码的分组出错，则发回NAK。对于已恢复的数据分组，或者如果针对该分组的所有数据符号块都已经被接收，接收机终止对这样的每个分组的处理。

如果每个并行信道上的数据传输依赖于其它并行信道上的数据传输，那么该N_D个并行信道是互相依赖的。这是如果接收机使用“串行干扰消除”(successive interfernce cancellation，SIC)处理技术以获得检测到的符号块时的情况。使用SIC，每当一个数据分组在并行信道上被恢复时，在执行检测以获得针对其它并行信道上的未恢复的数据分组的检测到的符号块之前，这个分组所引起的对这些其它数据分组的干扰被估计并消除。因此后来恢复的数据分组的SINR较高，并且可以为这些分组选择较高的速率。然后这些数据分组被接收机以一个特定顺序恢复，其中所述特定顺序是基于它们选择的速率而确定的，这样就可以达到恢复这些数据分组所需要的SINR。

对于“有序”SIC传输模式，如果在给定的并行信道x上的数据分组被恢复得比预期的要早，那么多种选项中的一种是可行的。首先，发射机可以在并行信道x上什么也不发送，并且使用更多或所有发射功率用于未恢复的数据分组。第二，发射机可以在并行信道x上发送新的“短”数据分组。该短分组期望在下一个数据分组被恢复时或在此之前被恢复。第三，发射机可以在并行信道x上发送新的“长”数据分组。该长分组期望在下一个数据分组被恢复之后被恢复。可以基于一种衡量标准来选择这些选项中的一种，其中所述衡量标准比较在提早终止之后并行信道x上有分组传输的情况下和没有分组传输的情况下的吞吐量。

对于“循环”SIC传输模式，每当一个并行信道的数据分组被恢复，发射机就在这个并行信道上发送新的数据分组，并且接收机循环到下一个并行信道并尝试恢复该下一个并行信道上的数据分组。

下面将描述SIC和其它的传输模式。本发明的各个方面和实施例也将进一步在下面进行详细的描述。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明的特征和特性将变得更加显而易见，在这些附图中，相同或相似的附图标记表示相同的部分，其中：

图1示出了MIMO系统中的发射机和接收机的框图，该MIMO系统对多个(N_D)并行信道实施IR传输；

图2示出了用于对并行信道执行IR传输的处理过程；

图3说明了对于一个并行信道上的一个数据流的IR传输；

图4示出了MIMO-OFDM系统的传输模式；

图5说明了用于N_D个独立的并行信道的IR传输；

图6A至6C说明了带有三种不同选项的有序SIC传输模式，所述选项是针对于在一个并行信道上的数据分组的提早终止；

图7示出了用于分组1b和分组2a的PER相对于用于分组2a的传输周期数的曲线图；

图8示出了有序SIC传输模式的状态图；

图9A和9B说明了循环SIC传输模式；

图10示出了在发射机上的发送(TX)数据处理器；

图11说明了发射机对一个数据分组进行的处理；

图12示出了在发射机上的TX空间处理器和发射机单元；

图13示出了接收机的一个实施例；

图14示出了图13中的接收机上的接收(RX)数据处理器；以及

图15示出了实施SIC技术的接收机。

具体实施方式

在此使用“示例性”一词表示“作为例子、实例或例证”。在此描述为“示例性”的任意实施例或设计不必被解释为相对于其它实施例或设计是优选的或具有优势。

对于MIMO系统，N_D个数据流可以同时在N_D个并行信道上发送，在每个并行信道上发送一个数据流，其中N_D＞1。每个并行信道可以对应于一个空间信道或可以由一些其它的方式形成，如下所述。每个数据流可以基于为该数据流选择的速率而被单独地处理并在其并行信道上被发送。

图1示出了对多个并行信道上的多个数据流实施IR传输的MIMO系统100中的发射机110和接收机150。在发射机110中，TX数据处理器120接收来自数据源112的N_D个数据流。TX数据处理器120根据为该数据流选择的速率，处理(例如格式化、编码、分割、交织和调制)每个数据流中的每个数据分组，并提供针对该数据分组的N_B个数据符号块，其中N_B＞1而且可能取决于所选择的速率。每个数据符号块可以在一个时间间隙(简称时隙)内被发送，该时隙是用于MIMO系统100的一个预定时间段。为每个数据流选择的速率可以指示数据速率、编码模式或编码率、调制模式、分组大小、数据符号块的数量等，其由控制器140提供的各种控制来指示。为每个数据流选择的速率可以是静态的或不断更新的(例如，基于信道条件)。对于给定数据流的IR传输，针对该数据流的每个数据分组的数据符号块一次被发送一个块，直到该分组被接收机150恢复或所有的块都已经被发送。

TX空间处理器130接收来自TX数据处理器120的N_D个数据符号流。每个数据符号流包括针对相应的数据流中的每个数据分组的一组数据符号块。TX空间处理器130执行处理(例如解复用、空间处理等)以从N_T个发射天线发送该N_D个数据符号流。多种传输模式可以被实施，如下所述。取决于所选择使用的传输模式，在任何给定的时隙内，对于最多N_D个数据流的最多N_D个数据符号块在最多N_D个并行信道上同时被发送。TX空间处理器130还复用导频符号，并提供N_T个发送符号流给发射机单元(TMTR)132，其中所述导频符号被接收机150用于信道估计。

发射机单元132接收并调整(例如，转换为模拟、上变频、滤波和放大)该N_T个发送符号流以获得N_T个已调制的信号。然后每个已调制的信号被从各自的发射天线(图1中未示出)并通过MIMO信道发送到接收机150。该MIMO信道以MIMO信道响应使N_T个发送的信号失真，并且还以加性白高斯噪声和可能的来自其它发射机的干扰，使得所发送的信号减弱。

在接收机150中，N_T个发送的信号被N_R个接收天线(图1中未示出)中的每一个接收，并且来自N_R个接收天线的N_R个接收的信号被提供给接收机单元(RCVR)154。接收机单元154调整、数字化并预处理每个接收的信号以获得接收的符号流。接收机单元154提供N_R个接收的符号流(用于数据)给RX空间处理器160，并提供接收的导频符号(用于导频)给信道估计器172。RX空间处理器160处理(例如检测、复用、解复用等)该N_R个接收的符号流以获得N_D个检测到的符号流，该N_D个检测到的符号流是对发射机110发送的N_D个数据符号流的估计。

RX数据处理器170接收并处理该N_D个检测到的符号流以获得N_D个已解码的数据流，该N_D个已解码的数据流是对发射机110发送的N_D个数据流的估计。对于每个数据流的每个数据分组，RX数据处理器170根据所选择的速率对所接收到的针对该数据分组的所有的数据符号块进行处理(例如，解调、解交织、重组和解码)，并提供一个已解码的数据分组，该已解码的数据分组是对所述数据分组的估计。RX数据处理器还提供每个已解码的分组的状态，该状态表示该分组是被正确地还是错误地解码。

信道估计器172对接收的导频符号和/或接收的数据符号进行处理来获得对于该N_D个并行信道的信道估计(例如，信道增益估计和SINR估计)。速率选择器174接收信道估计并为N_D个并行信道中的每一个选择一个速率。控制器180接收来自速率选择器174的N_D个选择的速率、以及来自RX数据处理器170的分组状态，并组装对发射机110的反馈信息。该反馈信息可以包括该N_D个选择的速率、对于已解码的分组的ACK和NAK等。该反馈信息由TX数据/空间处理器190来处理，进一步由发射机单元192调整，并通过反馈信道被发送到发射机110。

在发射机110中，由接收机150发送的(多个)信号被接收并且由接收机单元146进行调整，并进一步由RX空间/数据处理器148进行处理，以获得由接收机150发送的反馈信息。控制器140接收该反馈信息，利用ACK/NAK来控制当前正被在N_D个并行信道上发送的数据分组的IR传输，并利用N_D个选择的速率来处理新的要在N_D个并行信道上发送的数据分组。

控制器140和180分别指示在发射机110和接收机150处的操作。存储器单元142和182分别为由处理器140和180使用的程序代码和数据提供存储。存储器单元142和182可以如图1所示在控制器140和180的内部，或者在这些控制器的外部。将在下面详细描述图1所示的处理单元。

图2示出了在MIMO系统中用于对N_D个并行信道上的N_D个数据流执行IR传输的处理过程200。首先，接收机基于从发射机接收的导频和/或数据符号估计该N_D个并行信道(步骤210)。接收机基于该信道估计为该N_D个并行信道中的每一个选择一个速率，并发送N_D个选择的速率到发射机(步骤212)。发射机接收该N_D个选择的速率并根据该N_D个选择的速率处理对于该N_D个数据流的数据分组，以获得N_D个数据符号流(步骤220)。发射机可以根据为该数据流所选择的速率格式化、编码、分割、交织和调制每个数据流的每个数据分组，以获得针对该数据分组的N_B个数据符号块。然后接收机在N_D个并行信道上发送该N_D个数据符号流(步骤222)。例如，发射机可以对于每个数据流的每个数据分组，一次发送一个数据符号块，直到所有数据符号块都被发送或接收到对于该数据分组的ACK。多种传输模式可以被用于N_D个数据流的IR传输，如下所述。

接收机通过N_R个接收天线接收来自发射机的N_D个数据符号流，并处理N_R个接收的符号流，以获得N_D个检测到的符号流(步骤230)。然后接收机处理该N_D个检测到的符号流并恢复由发射机发送的数据分组(步骤232)。对于每个时隙，接收机可以对N_D个数据流中的每一个，尝试恢复当前正在发送的数据分组。例如，对于一个数据分组，一旦新的检测到的符号块被获得，接收机可以对接收到的针对该数据分组的所有检测到的符号块进行解调、解交织、重组和解码，以获得已解码的数据分组。接收机还检查每个已解码的分组以确定对该分组的解码是正确(良好)还是出错(被擦除)(仍是步骤232)。

ACK/NAK反馈可以通过各种方式实现。在一个实施例中，接收机对每个被擦除的已解码的分组发送一个NAK，而发射机利用该反馈发送针对该被擦除的分组的下一个数据符号块。在另一个实施例中，发射机对于每个数据分组每次发送一个数据符号块直到从接收机接收到的对于该分组的ACK(该接收机可以返回或者可以不返回NAK)。在任何情况下，对于被恢复了的数据分组，或者如果已经接收到针对该分组的所有数据符号块，接收机终止对每个这样的分组的处理。

图2示出了在N_D个并行信道上对N_D个数据流的IR传输的一个特定实施例。对于多个并行信道的IR传输也可以用其它方式来实现，而且包含在本发明的范围之内。

图3说明了对于一个并行信道上(表示为信道i)上的一个数据流(表示为流i)的IR传输。接收机对信道i进行估计，基于信道估计选择用于信道i的速率r_i，1，并且在时隙0中发送所选择的速率给发射机。发射机接收所选择的速率，根据所选择的速率对流i的一个数据分组(分组1)进行处理，并且在时隙1中发送针对分组1的第一个数据符号块(块1)。接收机接收并处理块1，确定块1被错误地解码，并在时隙2中返回NAK。发射机接收NAK，并在时隙3中发送针对分组1的第二个数据符号块(块2)。接收机接收块2，处理块1和块2，确定分组1仍然被错误地解码，并在时隙4中返回NAK。块传输和NAK响应可以重复任意次。在图3所示的实施例中，发射机接收到对于数据符号块N_x-1的NAK，并在时隙m中发送针对分组1的数据符号块N_x(块N_x)，其中N_x小于或等于针对分组1的块的总数。接收机接收块N_x，处理接收到的针对分组1的所有N_x个数据符号块，确定该分组被正确地解码，并在时隙m+1中返回ACK。接收机还对信道i进行估计，选择用于流i的下一个数据分组的速率r_i，2，并在时隙m+1中发送所选择的速率给发射机。发射机接收对于块N_x的ACK并终止分组1的传输。发射机还根据选择的速率r_i，2来处理下一个数据分组(分组2)，并在时隙m+2中发送针对分组2的第一个数据符号块。在发射机和接收机上对于分组2的处理，继续以与针对分组1所描述的相同的方式进行。

对于图3所示的实施例，对于来自接收机的针对每个块传输的ACK/NAK响应，存在一个时隙的延时。为了提高信道利用率，对于每个数据流，多个数据分组可以被以一种交错的方式发送。例如，一个数据分组可以被在奇数编号的时隙中发送，而另一个数据分组可以被在偶数编号的时隙中发送。如果ACK/NAK延时大于一个时隙，也可以交错多于两个的数据分组。

MIMO系统中的N_D个并行信道可以由多种方式形成，如下所述。而且，取决于在接收机上执行的处理，该N_D个并行信道可以相互独立或相互依赖。对于独立的并行信道，可以执行对于每个数据流的IR传输，而独立于、且不考虑对于其它数据流的IR传输。对于相互依赖的并行信道，对于每个数据流的IR传输取决于对于其它数据流的IR传输。

1.对于多个独立的并行信道的IR传输

多种传输模式可以被用于同时在N_D个并行信道上发送N_D个数据流，其中N_D＞1。将在下面详细描述一些示例性的传输模式。为了简单起见，在下面的描述中假设一个满秩(full rank)MIMO信道，而且N_D≤N_S＝N_T≤N_R。

在第一种传输模式中，一个数据流被从N_T个发射天线中的一个发送，无需在发射机上的任何空间处理。用于该传输模式的模型可以表示为：

r _nsp＝ Hs+ n，                      公式(1)

其中 s是{N_T×1}数据向量，带有用于数据符号的N_T个项。

r _nsp是{N_R×1}接收向量，带有用于N_R个接收的符号的N_R个项，该N_R个接收的符号是通过N_R个接收天线获得的。

H是用于该MIMO信道的{N_R×N_T}信道响应矩阵；以及

n是加性高斯白噪声(AWGN)的向量。向量 s包括用于N_T个发射天线的N_T个项，其中N_D个项被设置为针对N_D个数据流的N_D个数据符号，而余下的N_T-N_D个项被设置为零。向量 n被假设为有零均值和一个协方差矩阵 Λ _n＝σ² I，其中σ²是噪声的变量，而 I是一个单位矩阵，其对角线处为1而其余处为0。

由于MIMO信道中的散射，从N_T个发射天线发送的N_D个数据流在接收机互相干扰。从给定的发射天线发送的数据流可以被所有N_R个接收天线以不同的幅度和相位接收。然后对于每个接收天线，所接收的信号可能包括该N_D个数据流中的每一个的分量。

接收机可以基于多种空间或时空处理(也就是，“检测”)模式来估计数据向量 s。例如，接收机可以用最大比率合成(MRC)检测器、最小均方误差(MMSE)检测器、线性迫零(zero-forcing)(ZF)检测器(也被称为信道相关矩阵倒置(CCMI)检测器)、MMSE线性均衡器、判决反馈均衡器或一些其它的检测器/均衡器来估计数据向量 s。用于这些检测器的空间处理将在下面进行描述。

用于MRC检测器的空间处理可以被表示为：

${\underset{\‾}{\overset{^}{s}}}_{\mathrm{mrc}}={\underset{\‾}{W}}_{\mathrm{mrc}}^H{\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{nsp}},$ 公式(2)

其中 W _mrc是MRC检测的响应，其中 W _mrc＝ H； mrc是来自MRC检测器的N_T个检测到的符号的{N_T×1}的向量。“H”表示共轭变换。

用于MMSE检测器的空间处理可以被表示为：

${\underset{\‾}{\overset{^}{s}}}_{\mathrm{mmse}}={\underset{\‾}{W}}_{\mathrm{mmse}}^H{\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{nsp}},$ 公式(3)

其中对于MMSE检测器， W _mmse＝(HH^H+σ² I)^-1H。

用于迫零检测器的空间处理可以被表示为

${\underset{\‾}{\overset{^}{s}}}_{\mathrm{zf}}={\underset{\‾}{W}}_{\mathrm{zf}}^H{\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{nsp}},$ 公式(4)

其中对于迫零检测器， W _zf＝ H( H ^H H)^-1。对于第一种传输模式，每个空间信道分别对应于一个发射天线。

在第二种传输模式中，一个数据流被在MIMO信道的每个“特征模式(eigenmode)”上发送。信道响应矩阵 H可以被用奇异值(singularvalue)分解或特征值(eigenvalue)分解中的一个来分解，以获得MIMO信道的N_S个特征模式。该MIMO信道的N_S个特征模式相互正交，而且可以通过经由这些特征模式发送多个数据流来达到改进的性能。该信道响应矩阵 H的奇异值分解可以被表示为：

H＝ U ∑ V ^H，                   公式(5)

其中 U是 H的左特征向量的{N_R×N_R}酉矩阵；

∑是 H的奇异值的{N_R×N_T}对角矩阵；

V是 H的右特征向量的{N_T×N_T}酉矩阵。酉矩阵的特征在于特性 M ^H M＝ I。酉矩阵 V和 U分别被发射机和接收机用于空间处理，从而在MIMO信道的N_S个特征模式上发送N_D个数据流。

发射机用矩阵 V执行空间处理，如下：

x _svd＝ Vs，                公式(6)

其中 x _svd是对于从N_T个发射天线发送的N_T个发送符号的带有N_T个项的{N_T×1}向量。然后接收向量被给定为： r _svd＝ H V s+ n。接收机用矩阵 U执行空间处理，如下：

${\underset{\‾}{\overset{^}{s}}}_{\mathrm{svd}}={\underset{\‾}{\mathrm{\Σ}}}^{-1}{\underset{\‾}{U}}^H{\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{svd}},$ 公式(7)

对于第二种传输模式，每个空间信道分别对应于一个特征模式。该N_S个特征模式可以被视为通过分解获得的正交空间信道。

对于第一种和第二种传输模式，N_D个数据流可以实现不同的而且可能是差异非常大的“后处理(post-processed)”或“后检测(post-detection)”SINR，这是在接收机(例如，带有MMSE、迫零或MRC检测器)的线性检测之后达到的SINR。随后对于多个数据流需要不同的速率。

在第三种传输模式中，N_D个数据流的每一个都被通过所有N_T个发送符号发送，使得所有的数据流都经历类似的信道条件并达到类似的后处理的SINR。随后相同或类似的速率可以被用于该N_D个数据流。对于该模式，发射机执行数据向量 s和发送基矩阵以及对角矩阵的矩阵乘法，如下：

x _tbm＝ M Λ s，                    公式(8)

其中 x _tbm是用于N_T个发射天线的带有N_T个发送符号的{N_T×1}向量；

M是{N_T×N_T}发送基矩阵，它是一个酉矩阵；而且

Λ是{N_T×N_T}对角矩阵。

发送基矩阵 M允许每个数据流被从所有N_T个发射天线发送，还允许每个发射天线的满功率P_ant被用于数据传输。矩阵 M可以被定义为 $\underset{\‾}{M}=\frac{1}{\sqrt{N_T}}\underset{\‾}{E},$ 其中 E是一个沃尔什-哈达马(Walsh-Hadamard)矩阵。

该矩阵 M还可以被定义为 $\underset{\‾}{M}=\frac{1}{\sqrt{N_T}}\underset{\‾}{F},$ 其中 F是一个离散傅立叶变换(DFT)矩阵，其第(m，n)项被定义为 $f_{m,n}=e^{-f2\mathrm{\π}\frac{(m-1)(n-1)}{N_T}},$ 其中m是矩阵 F的行下标，n是列下标，m＝1...N_T而n＝1...N_T。对角矩阵 Λ包括沿着对角线的N_D个非零项，而其余项为0。在符合对于每个发射天线的P_ant的总发射功率限制的同时，这N_D个非零项可以用于分配不同的发射功率给N_D个数据流。

对于这个传输模式，接收机观察到的“有效”信道响应是H _eff＝ H M。该接收机可以利用MRC、MMSE、迫零或其它检测器/均衡器来估计数据向量 s，其中用有效信道响应矩阵 H _eff、而不是用信道响应矩阵 H来计算检测器响应 W(可以是 W _mrc、 W _mmse、或 W _zf)。第三种传输模式在2003年2月14日提交的名为“Rate AdaptiveTransmission Scheme for MIMO Systems”的共同转让(commonlyassigned)美国专利申请序列号10/367,234中有详细的描述。

第三种传输模式可以从N_T个发射天线(也就是，1≤N_D≤N_S)同时发送任意数量的数据流，允许该N_D个并行信道达到类似的后处理SINR(其可以简化SIC接收机的操作)，还允许对所述数据流使用相同或不同的发射功率。

这里描述的IR传输技术可以在利用一个载波进行数据传输的单载波MIMO系统以及利用多个载波进行数据传输的多载波MIMO系统中被实施。多个载波可以由正交频分复用(OFDM)、其它多载波调制技术、或其它结构来提供。OFDM有效的将整个系统带宽分割成多个(N_F)正交子带，所述子带也通常被称为音调、仓(bin)或频率信道。利用OFDM，每个子带被关联到一个相应的可以被用数据调制的载波。

对于实施OFDM的MIMO系统(也就是，MIMO-OFDM系统)，N_D个数据流可以以各种方式被在N_T个发射天线的N_F个子带上发送。例如，每个数据流可以被在对应的发射天线的N_F个子带上发送。作为选择，每个数据流可以被在多个子带和多个发射天线上发送，以实现频率和空间分集。

在第四种传输模式中，每个数据流对角地穿过N_F个子带并被从所有N_T个发射天线上发送。这种模式提供了对于所有N_D个同时发送的数据流的频率和空间分集，并且还在接收机的线性检测之后达到了对于该N_D个数据流的类似的后处理SINR。

图4示出了第四种传输模式，用于在一个示例性的MIMO-OFDM系统中发送两个数据流(N_D＝2)的情况，该系统有4个发射天线(N_T＝4)和16个子带(N_F＝16)。对于第一个数据流，前四个数据符号s_1，1、s_1，2、s_1，3和s_1，4被分别在发射天线1、2、3和4各自的子带1、2、3和4上发送。接着四个数据符号s_1，5、s_1，6、s_1，7和s_1，8回转并被分别在发射天线1、2、3和4各自的子带5、6、7和8上发送。对于第二个数据流，前四个数据符号s_2，1、s_2，2、s_2，3和s_2，4被分别在发射天线3、4、1和2各自的子带1、2、3和4上发送。接着四个数据符号s_2，5、s_2，6、s_2，7和s_2，8回转并被分别在发射天线3、4、1和2各自的子带5、6、7和8上发送。对于图4所示的实施例，并不是所有的子带都用于数据传输，未使用的子带被填入0信号值。复用/解复用也可以用其它方式执行。

对于一个MIMO-OFDM系统，对于每个子带k(k＝1...N_F)，可以基于该子带的信道响应矩阵 H(k)来执行上面描述的用于发射机和接收机的空间处理。

对于一个实施正交频分多址的MIMO系统(也就是，MIMO-OFDMA系统)，只有N_F个子带中的一个子集可用于对每个接收机的数据传输。上面描述的用于MIMO-OFDM系统的处理也可以被用于MIMO-OFDMA系统，虽然只能在用于数据传输的可用子带上进行处理。例如，N_D个对于给定接收机的数据流可以对角地穿过可用的子带(而不是所有N_F个子带)并被从N_T个发射天线发送。

在MIMO和MIMO-OFDM系统中，N_D个并行信道可以以多种方式形成。上面描述的四种传输模式代表了形成多个并行信道的四种示例性的方法。通常，可以使用空间、频率和时间上的任意组合来形成并行信道。

在下面的描述中，“传输周期”(或简称“周期”)是覆盖了由发射机传输数据符号块和由接收机传输对该符号块的NAK/ACK响应的时间段。“F”表示接收机解码失败，而“S”表示解码成功。为了简单起见，在下面的时序图中没有示出对每个数据流的多个数据分组的交错。

图5说明了在N_D个独立并行信道上的N_D个数据流的IR传输。由于这些并行信道是独立的，所以接收机可以独立地恢复每个数据流并提供对于该数据流的ACK/NAK反馈流。发射机在每个周期中发送针对每个数据流的当前数据分组的一个新的数据符号块。

在图5所示的例子中，对于在并行信道1(信道1)上发送的数据流1，接收机遇到了：在周期1中尝试用仅数据符号块1来恢复数据分组1a(分组1a)时的解码失败(“F_1a”)，在周期2中尝试用数据符号块1和2来恢复分组1a时的解码失败，在周期3中尝试用数据符号块1、2和3来恢复分组1a时的解码失败，以及在周期4中尝试用数据符号块1到4来恢复分组1a时的解码成功(“S_1a”)。然后接收机终止分组1a的传输并开始发送针对另一个数据分组1b(分组1b)的数据符号块。接收机一旦接收到针对该分组的新的数据符号块，就尝试恢复分组1b，在周期5到8中遇到解码失败，并能够在周期9中用数据符号块1到5正确地解码分组1b。接收机以类似的方式处理每个其它的数据流，如图5所示。

2.对于多个相互依赖的并行信道的IR传输

接收机可以利用SIC技术处理N_R个接收的符号流，以获得N_D个检测到的符号流。对于SIC技术，即一种非线性检测模式，接收机首先对N_R个接收的符号流执行检测(例如，利用MRC、MMSE或迫零检测器)，并获得一个检测到的符号流。接收机进一步处理(例如，解调、解交织和解码)这个检测到的符号流以获得已解码的数据流。然后接收机估计这个数据流对其它N_D-1个数据流引起的干扰，并从N_R个接收到的符号流中消除所估计的干扰，以获得N_R个已修正的符号流。然后该接收机对N_R个已修正的符号流重复同样的处理以恢复其它数据流。

这样，接收机在N_D个连续级中处理该N_R个接收的符号流。对于每个级，接收机执行(1)检测N_R个接收的符号流或来自前一级的N_R个已修正的符号流，以获得一个检测到的符号流，(2)对该检测到的符号流进行解码以获得相应的已解码的数据流，并且(3)估计和消除由该流引起的干扰，以获得用于下一级的N_R个的已修正的符号流。如果由于每个数据流引起的干扰能够被精确地估计并被消除，其要求数据流的无误差或低误差恢复，那么后面的恢复数据流就会遇到较少的干扰而且有可能达到较高的后处理SINR。SIC技术在2001年11月6日提交的名为“Multiple-Access Multiple-InputMultiple-Output(MIMO)Communication System”的共同转让美国专利申请序列号09/993,087中有更详细的描述。

对于SIC技术，每个数据流的后处理SINR取决于(1)用线性检测而且没有进行干扰消除而得到的该流的SINR，(2)数据流被恢复的特定级，以及(3)由后面恢复的数据流引起的干扰。因此，尽管N_D个数据流用线性检测(例如，利用MMSE、迫零或MRC检测器)可以达到类似的后处理SINR，这些流通过使用SIC技术的非线性检测将典型地达到不同的后处理SINR。一般说来，因为来自前期级恢复的数据流的干扰被消除了，对于在后续级恢复的数据流来说，后处理SINR逐渐改善。这就允许较高的速率被用于后面恢复的数据流。

SIC技术引入了数据流之间的相互依赖性。尤其是，用于N_D个数据流的速率被基于这些数据流所达到的后处理SINR而选择，所述后处理SINR又依次依赖于数据流被恢复的顺序。每个数据流的后处理SINR假设所有较早的数据流(也就是，被指定先于该数据流恢复的那些数据流)被成功解码并被消除。接收机典型地需要以指定的顺序恢复该N_D个数据流，并且通常不能恢复一个给定的数据流直到所有较早的数据流被恢复和消除。

各种传输模式可以被用于带有SIC接收机的MIMO系统。几种示例性的传输模式将在下面进行描述。为简单起见，后面的描述假设两个数据流(N_D＝2)在两个并行信道上被发送。然而，下面描述的原理可以扩展到任意数量的数据流。

A.有序SIC传输模式

在有序SIC传输模式中，N_D个数据流以指定的顺序被恢复。例如，接收机可以首先恢复数据流1，然后恢复数据流2，等等，并且最后恢复数据流N_D。所指定的顺序可以取决于数据流被发送的方式。例如，对于上面描述的第三或第四种传输模式，所接收的对于N_D个数据流的SINR可能很类似。在这种情况下，性能最低限度地受到该N_D个数据流被恢复的顺序的影响，而且可以选择任意的顺序。对于上面描述的第一种传输模式，所接收的对于N_D个数据流的SINR很可能不同。在这种情况下，通过首先恢复具有最高的接收的SINR的数据流，然后恢复具有第二高的接收的SINR的数据流等等，可以达到较好的性能。在任何一种情况下，对于有序SIC传输模式，接收机只在来自所有较早的数据流1到i-1的干扰被消除之后，才尝试恢复数据流i。

首先，对于N_D个数据流，后处理SINR被估计，基于(1)对于数据流的接收的SINR，例如，相等的发射功率用于所述数据流，和(2)指定的恢复数据流的顺序。在级l中被恢复的数据流的后处理SINR，SINR_pd(l)，可以被表示为：

$\mathrm{SIN}{R}_{\mathrm{pd}}\left(l\right)=\frac{1}{{\mathrm{\σ}}^2{\left|\right|{\underset{\‾}{w}}_l\left|\right|}^2},$ 公式(9)

其中 w _l是对于在级l中被恢复的流的检测器响应，而σ²是在接收机端噪声的变量。检测器响应 w _l是基于级l的简化信道响应矩阵 H _l而得到的用于该级的(例如MRC、MMSE或迫零)检测器响应 W _l的一个列。矩阵 H _l是通过在与已经在(l-1)个前期级中恢复的数据流相对应的原始矩阵 H中移动(l-1)列而得到的。后处理SINR的计算在2003年9月23日提交的名为“Successive Interference Cancellation ReceiverProcessing with Selection Diversity”的共同转让美国专利申请序列号中有更详细的描述。

基于每个数据流的后处理SINR为其选择一个速率。该速率选择不需要很精确，因为利用IR传输，数据分组可以被以可变速率来发送。给定选择的速率，发送的针对N_D个数据流的N_D个数据分组的大小被选择，这样所有数据分组都期望在相同的周期数(N_est)中被接收机恢复，其中N_est可以被基于对后处理SINR的保守估计来确定。如果该分组在周期N_est之前就被恢复，对于每个数据分组的传输可以被提早终止，而且如果需要的话该传输可以被延长超过周期N_est直到分组被恢复。

图6A到6C说明了有序SIC传输模式，其中对于提早终止一个数据流上的数据分组，有三个不同的传输选项。在图6A到6C中，从周期1开始，对于数据流1和2的两个新的数据分组(分组1a和2a)被分别在并行信道1和2(信道1和2)上发送。如果对于数据流1的分组1a在周期N_rec ¹中被恢复，即在周期N_est之前，那么该传输模式的目的是尽可能快的同步两个数据流而不损失频谱效率。表1示出了如果分组1a在周期N_est之前被恢复时可用的选项。

表1

在表1中，N_short ¹和N_long ¹(类似于N_est)表示，基于后处理SINR的保守估计，短数据分组和长数据分组期望被恢复的周期数。

一旦遇到了提早终止，可以使用一种衡量标准来选择三个选项中的一个。该衡量标准可以基于累积吞吐量来定义，定义如下：

$R_1(N_{\mathrm{rec}}^1,N_{\mathrm{long}}^1)>R_2(0,N_{\mathrm{est}})-R_2(0,N_{\mathrm{rec}}^1+N_{\mathrm{long}}^1),$ 公式(10)

其中R₁(j，n)是在周期j预测的对于数据流i在n个周期之后的累积吞吐量。公式(10)中的不等号左边表示对于信道1的累积吞吐量中的增加量(ΔR_1，long)，其中信道1上有新的长分组发送。公式(10)的不等号右边表示由于信道1上有新的长分组传输，对于信道2的累积吞吐量的减少量ΔR_2，long。项R₂(0，N_est)表示如果分组2a如预期的一样在周期N_est中被恢复，对于信道2的累积吞吐量。项R₂(0，N_rec ¹+N_long ¹)表示如果由于信道1上有长分组传输导致对于分组2a的传输延长到周期N_rec ¹+N_long ¹，对于信道2的累积吞吐量。这两项之差表示在对于信道2的累积吞吐量中的减少量。如果在对于信道1的累积吞吐量中的增加量大于在对于信道2的累积吞吐量中的减少量，那么可以在信道1上发送新的长分组(也就是，如果公式(10)为真，表1中的选项3可以被选择)。

公式(10)假设即使在周期N_rec ¹中分组1a被恢复之后全部发射功率都被用于分组2a，还是需要N_est个周期来恢复分组2a。这是一种悲观假设，因为在周期N_rec ¹之后当更大的发射功率被用于分组2a时，在周期N_est之前恢复分组2a的可能性提高了。公式(10)可以被修改为如下：

$R_1(N_{\mathrm{rec}}^1,N_{\mathrm{long}}^1)>R_2(0,N_{\mathrm{est}}^{\mathrm{power}})-R_2(0,N_{\mathrm{rec}}^1+N_{\mathrm{long}}^1),$ 公式(11)

其中N_est ^power是预测的在周期N_rec ¹之后用将有发射功率用于分组2a时恢复分组2a所需要的周期数，其中 $N_{\mathrm{est}}^{\mathrm{power}}<N_{\mathrm{est}}.$

图6A示出了以无传输用于提早终止的IR传输(表1中的选项1)。在图6A中，在周期1到N_rec ^1a的每一个中，针对分组1a和2a的两个新数据块被在信道1和2上发送。对于每个周期，接收机基于接收到的针对分组1a的所有数据符号块来尝试恢复分组1a，而不尝试恢复分组2a(“X_2a”)。在周期1到N_rec ^1a-1的每一个中，接收机遇到对于分组1a的解码失败(“F_1a”)，而在周期N_rec ^1a中遇到解码成功(“S_1a”)，该周期N_rec ^1a早于周期N_est。然后接收机估计和消除由于分组1a引起的干扰，尝试恢复分组2a，并遇到对于分组2a的解码失败(“F_2a”)。

对于选项1，在分组1a被恢复之后发射机将所有发射功率用于分组2a。对于周期N_rec ^1a+1到N_rec ^2a中的每一个，接收机基于接收到的针对分组2a的所有数据符号块来尝试恢复分组2a，其中在周期1到N_rec ^1a之间接收的块已经被移除了来自分组1a的干扰，而周期N_rec ^1a+1到N_rec ^2a之间接收的块具有较高的发射功率。在周期N_rec ^1a+1到N_rec ^2a-1的每一个中，接收机遇到对于分组2a的解码失败(“F_2a”)，而在周期N_rec ^2a中遇到解码成功(“S_2a”)。在这个例子中，由于从周期N_rec ^1a+1开始较高的发射功率被用于分组2a，因此分组2a也例如在周期N_est之前被较早地恢复了。然后从周期N_rec ^2a+1开始，两个新的数据分组(分组1b和2b)被在信道1和2上发送。解码处理在这些分组上重复。

图6B示出了以短分组传输用于提早终止的IR传输(表1中的选项2)。在图6B中，在周期1到N_rec ^1a的每一个中，对于分组1a和2a的两个新数据块被在信道1和2上发送。对于每个周期，接收机尝试恢复分组1a而不尝试恢复分组2a。在周期N_rec ^1a中(其早于周期N_est)，接收机遇到对于分组1a的解码成功(“S_1a”)，估计和消除由于分组1a引起的干扰，尝试恢复数据2a，并遇到对于分组2a的解码失败(“F_2a”)。然后从周期N_rec ^1a+1开始，新的短分组1b被在信道1上发送，其长度为 $N_{\mathrm{short}}^{1b}\&le;(N_{\mathrm{est}}-N_{\mathrm{rec}}^{1a}).$ 对于周期N_rec ^1a+1到N_rec ^1a+N_rec ^1b中的每一个，接收机基于接收到的针对分组1b的所有数据符号块来尝试恢复分组1b，而且在周期N_rec ^1a+N_rec ^1b中遇到解码成功(“S_1b”)。在这个例子中，分组1b也在周期N_est之前被恢复。但是，例如，由于在周期N_rec ^1a+N_rec ^1b之后，最短长度的分组不能在周期N_est之前在信道1上被完全发送，所以信道1上没有数据被发送。在分组1b被恢复之后，发射机将所有发射功率用于分组2a。

对于周期N_rec ^1a+N_rec ^1b到N_rec ^2a中的每一个，接收机基于接收到的针对分组2a的所有数据符号块来尝试恢复分组2a，其中在周期1到N_rec ^1a之间接收的块已经被移除了来自分组1a的干扰，而周期N_rec ^1a+1到N_rec ^1a+N_rec ^1b之间接收的块已经被移除了来自分组1b的干扰，而周期N_rec ^1a+N_rec ^1b之后接收的块具有较高的发射功率。在周期N_rec ^2a中，接收机遇到对于分组2a的解码成功(“S_2a”)，在这个例子中其早于周期N_est。然后从周期N_rec ^2a+1开始，两个新的数据分组被在信道1和2上发送。

图6C示出了以长分组传输用于提早终止的IR传输(表1中的选项3)。在图6C中，在周期1到N_rec ^1a的每一个中，针对分组1a和2a的两个新数据块被在信道1和2上发送。当在周期N_rec ^1a中遇到对于分组1a的解码成功(“S_1a”)时，从周期N_rec ^1a+1开始，新的长分组1b被在信道1上发送，其长度为 $N_{\mathrm{long}}^{1b}>(N_{\mathrm{est}}-N_{\mathrm{rec}}^{1a}).$ 对于周期N_rec ^1a+1到N_rec ^1a+N_rec ^1b中的每一个，接收机基于接收到的针对分组1b的所有数据符号块来尝试恢复分组1b，而且在周期N_rec ^1a+N_rec ^1b中遇到解码成功(“S_1b”)，其时间在周期N_est之后。

在周期N_rec ^1a中，接收机基于接收到的针对分组2a的所有数据符号块来尝试恢复分组2a，其中已经移除了来自分组1a的干扰，并遇到解码失败(“F_2a”)。在周期N_rec ^1a+N_rec ^1b中，接收机基于接收到的针对数据2a的所有数据符号块来尝试恢复分组2a，其中在周期1到N_rec ^1a之间接收的块已经被移除了来自分组1a的干扰，而在周期N_rec ^1a+1到N_rec ^1b之间接收的块已经被移除了来自分组1b的干扰。在周期N_rec ^1a+N_rec ^1b中，接收机遇到针对分组2a的解码成功(“S_2a”)。然后从周期N_rec ^1a+N_rec ^1b+1开始，两个新的数据分组被在信道1和2上发送。

在信道1上新的长分组的传输可能影响到信道2达到的实际速率和PER。正如上面提到的，N_est是预测的用于恢复信道2上的分组2a的周期数，其中已经消除了来自的信道1的(多个)分组的干扰并针对与目标PER。如果信道1上的长分组在周期N_rec ^1a+N_rec ^1b中被恢复，即晚于周期N_est，那么(1)对于信道2，达到的速率从R₂(0，N_est)减少到R₂(0，N_rec ¹+N_rec ¹)，而且(2)对于分组2a的PER将低于目标PER，这是因为对于分组2a传输了更多的冗余。通过在某个预定的周期数(N_max ^2a)之后终止对于分组2a的传输并使用所有发射功率用于分组1b，可以达到改进的性能。

图7示出了相对于用于分组2a的传输周期数(N_trans ^2a)，对于分组1b的PER曲线710和对于分组2a的PER曲线712。如果分组2a被发送了N_est个周期(也就是， $N_{\mathrm{trans}}^{2a}=N_{\mathrm{est}}$ )，对于分组2a可以达到目标PER，如点720所示。随着分组2a的发送超过周期N_est越长，对于分组2a的PER在目标PER之下递减，如曲线712所示。如果分组1b被发送了N_long ^1b个周期，那么对于分组1b可以达到目标PER，其出现在周期N_rec ^1a+N_long ^1b如点722所示。这是假设分组2a在该整个时间内被发送。随着分组2a被终止得越早而且所有的发射功率被用于分组1b，对于分组1b的PER在目标PER之下递减，如曲线710所示。对于分组1b和2a的PER在周期N_sel ^2a处相交。如果分组2a的传输在周期N_sel ^2a处终止，那么对于分组1b和2a都可以达到相同的可靠性，而且在周期N_rec ^1a+N_long ^1b之前恢复分组1b的可能性也提高了。

作为选择，代替在周期N_sel ^2a终止分组2a的传输，不同的发射功率可以被用在分组1b和2a上，以达到类似的结果。例如，基于对分组1b采用较高的发射功率和在分组1b的持续时间(也就是，从周期N_rec ^1a+1到N_rec ^1a+N_long ^1b)对分组2a采用较低的发射功率，N_long ^1b可以被选择，使得分组1b和2a的PER在周期N_rec ^1a+N_long ^1b处相似。作为另一个例子，在周期N_est之后，分组1b的发射功率可以递增，而分组2a的发射功率可以递减。使用前述的第三种或第四种传输模式，不同的发射功率可以被用于不同的数据流。

表2示出了长分组1b的传输的一些可能的选项，该长分组1b的传输可能延长超过周期N_est。

表2

图8示出了一个示例性的状态图800，其可以由发射机和接收机维持用于有序SIC传输模式。状态图800包括同步状态810、新分组传输状态820和无分组传输状态830。在同步状态810中，从相同的周期开始，两个新的数据分组(分组1a和2a)被在信道1和2上发送。如果速率选择相当精确，则期望在N_est个周期中恢复这两个分组。

如果在信道1上的分组1a早于N_est个周期被恢复并且新的短或长数据分组(分组1b)在信道1上被发送，状态图从同步状态810转移到新分组传输状态820。在状态820，接收机尝试恢复信道1上的分组1b而且不尝试恢复信道2上的分组2a，直到分组1b被恢复而且来自分组1b的干扰被消除。如果分组1b没有被恢复或分组1b被恢复而新的数据分组(分组1c)在信道1上被发送，那么状态图维持在状态820。如果信道1和2上的分组都被恢复，那么状态图从状态820转移返回到状态810。

如果信道1上的分组1a早于N_est个周期被恢复而且信道1上没有发送任何数据，那么状态图从同步状态810转移到无传输状态830。如果信道1上的当前分组被恢复而且信道1上什么也没发送，那么状态图也从状态820转移到状态830。在状态830，接收机尝试在消除了来自信道1上的所有已恢复分组的干扰的情况下恢复信道2上的分组2a。如果信道2上的分组2a没有被恢复，状态图保持在状态830，而如果分组2a被恢复，状态图转移返回到状态810。

如果速率选择相当精确，则有序SIC传输模式可以提供良好的性能，使得后面数据流的恢复不会过于延迟。

B.循环SIC传输模式

在循环SIC传输模式中，N_D个数据流通过在数据流之间循环来被恢复，这样最可能被正确解码的数据流首先被恢复。首先，为N_D个数据流选择N_D个速率，而且在N_D个并行信道上发送N_D个数据分组。速率选择可以是粗略的，并且可以选择分组大小使得所有数据分组都期望在N_est个周期内被恢复。一旦对于一个数据流恢复了一个数据分组，对于该数据流，新的分组被发送，而且接收机尝试为下一个数据流解码数据分组，如下所述。

图9A示出了具有循环SIC传输模式的IR传输。在图9A中，针对数据1a和2a的两个新的数据块从周期1开始在信道1和2上被发送。分组1a被指定为先恢复，并且由于来自分组2a的干扰，其基于较低的速率被处理。分组2a被指定为后恢复，并且在来自分组1a的干扰被消除的情况下，其基于较高的速率被处理。分组1a和2a长度为N_est(也就是，期望在N_est个周期内被恢复)。对于每个周期，接收机基于接收到的针对该分组的所有数据符号来尝试恢复分组1a，并不尝试恢复分组2a(“X_2a”)。在周期1到N_rec ^1a-1的每一个中，接收机遇到对于分组1a的解码失败(“F_1a”)，而在周期N_rec ^1a中遇到解码成功(“S_1a”)。然后新的数据流1b从周期N_rec ^1a+1开始在信道1上被发送。分组1b的长度为N_est，而且基于较高的速率被处理，该速率是在周期N_rec ^1a中被估计的，而且是在来自信道2的干扰将被消除的假设之下的。

在周期N_rec ^1a中，接收机估计并消除分组1a引起的干扰，尝试恢复分组2a，并遇到对于分组2a的解码失败(“F_2a”)。对于周期N_rec ^1a+1到N_rec ^2a中的每一个，接收机基于接收到的针对该分组的所有数据符号块来尝试恢复分组2a，其中在周期1到N_rec ^1a接收的块已经被除去了来自分组1a的干扰，在周期N_rec ^1a+1到N_rec ^2a接收的块带有来自分组1b的干扰。在周期N_rec ^1a+1到N_rec ^2a-1的每一个中，接收机遇到对于分组2a的解码失败(“F_2a”)，而在周期N_rec ^2a中遇到解码成功(“S_2a”)。然后新的数据分组2b从周期N_rec ^2a+1开始在信道2上被发送。分组2b的长度为N_est而且基于较高的速率被处理，该速率是在周期N_rec ^2a中被估计的，而且是在来自信道1的干扰将被消除的假设之下的。

在周期N_rec ^2a中，接收机估计并消除由分组2a引起的干扰，尝试恢复分组1b，并遇到对于分组1b的解码失败(“F_1b”)。对于周期N_rec ^2a+1到N_rec ^1a+N_rec ^1b中的每一个，接收机基于接收到的针对该分组的所有数据符号块来尝试恢复分组1b，其中在周期N_rec ^1a+1到N_rec ^2a中接收的块已经被除去了来自分组2a的干扰，而在周期N_rec ^2a+1到N_rec ^1a+N_rec ^1b中接收的块带有来自分组2b的干扰。接收机在周期N_rec ^1a+N_rec ^1b中遇到对于分组1b的解码成功(“S_1b”)。接收机以类似的方式尝试恢复信道1和2上随后的分组。

图9B示出了对于循环SIC传输模式恢复数据流的顺序。在周期1到N_rec ^1a中，接收机尝试恢复信道1上的分组1a。在周期N_rec ^1a中恢复了分组1a后，接收机在周期N_rec ^1a+1到N_rec ^2a中尝试恢复信道2上的分组2a。在周期N_rec ^2a中恢复了分组2a后，接收机在周期N_rec ^2a+1到N_rec ^1a+N_rec ^1b中尝试恢复信道1上的分组1b。接收机以类似的方式尝试恢复信道1和2上随后的分组。

通常，接收机可以基于恢复这些分组的可能性来尝试恢复N_D个并行信道上发送的分组。恢复每个并行信道上发送的分组的可能性取决于许多因素，诸如(1)利用线性检测所达到的对于该并行信道的后处理SINR，以及(2)对于该并行信道，已经接收的数据符号块的数量。在每个周期中，接收机可以尝试只恢复在该周期中最可能被恢复的在并行信道上发送的分组。作为选择，接收机可以尝试恢复所有N_D个并行信道上的分组，一次一个分组，从最可能被恢复的并行信道开始，以最不可能被恢复的信道结束。如果多个并行信道有相同的可能性被恢复，那么接收机可以选择一个信道(例如以任意的方式一次选择一个)来恢复。

接收机可以在N_D个并行信道上循环，如果(1)这些信道通过线性检测达到相似的后处理SINR，以及(2)用于这些信道的分组有相同的长度。作为举例，考虑N_D＝4并且四个新分组从周期1开始在四个并行信道上被发送的情况。在每个周期，接收机可以基于接收到的针对在每个并行信道上发送的分组的所有数据符号块，来尝试恢复该分组。接收机可能首先恢复例如信道2上发送的分组，然后将估计和消除由这个分组引起的干扰。在随后的每个周期中，接收机可以基于接收到的针对信道1、3和4中的每一个上发送的分组的所有数据符号块来尝试恢复那个分组。接下来接收机可能恢复例如信道3上的分组，然后估计和消除由这个分组引起的干扰。在随后的每个周期中，接收机可以基于接收到的针对信道1和4中的么一个上发送的分组的所有数据符号块来尝试恢复那个分组。接下来接收机可能恢复例如信道1上的分组，然后估计和消除由这个分组引起的干扰。在随后的每个周期中，接收机可以基于接收到的针对信道4上发送的分组的所有数据符号块来尝试恢复那个分组。随后接收机可以以预定的顺序，例如，信道2、3、1、4，简单地在四个并行信道上循环，再返回信道2，等等。这个预定的顺序是基于为这四个信道恢复分组的顺序来选择的。一旦数据分组在当前的并行信道(该周期中首先尝试恢复的信道)上被恢复，新的分组就在该信道上被发送，然后这个分组是最后被恢复的。

循环SIC传输模式即使用粗略的速率选择也能提供良好的性能。这是因为对于每个数据流都有效地实现了IR传输，如图9A和9B所示。即使信道条件变化很快，循环SIC传输模式也能提供良好的信能。此外，循环SIC传输模式的实现相对简单，这是因为(1)发射机和接收机不需要保持当前正在发送什么的状态信息，而且(2)分组大小不需要为了适应特定的时间窗口而改变，而在有序SIC传输模式的情况下有这些要求。

有序和循环SIC是两种示例性的模式。其它的传输模式也可以用于相互依赖并行信道。作为举例，在“混合”SIC传输模式中，接收机基于接收到的针对当前发送的N_D个数据流的每个数据分组的所有数据符号块，来尝试恢复那个分组(也就是，接收机不跳过任何分组的解码)。针对每个分组的每个数据符号块将带有(1)来自己恢复分组的干扰已经被除去，和(2)来自还没有恢复的分组的干扰。用于每个数据分组的SINR可以贯穿整个分组而变化，其取决于，若有的话，对于该分组的干扰消除的程度。混合SCI传输模式还可以与有序和循环SIC传输模式组合使用。例如，接收机可以在信道1上的第一个分组被接收和消除之后的每个周期中(例如在图6B和6C中的周期N_rec ^1a之后的每个周期中)尝试恢复信道2上的数据分组。

3.发射机

图10示出了发射机110中TX数据处理器120的实施例的框图。TX数据处理器120包括N_D个TX信道数据处理器1010a到1010n，用于N_D个数据流。每个TX信道数据处理器1010接收相应的数据流，基于为该流选择的速率来处理该数据流中的每个数据分组，并提供针对该分组的一组数据符号块。图11说明了由一个数据处理器1010对一个数据分组进行的处理。

在每个TX信道数据处理器1010中，循环冗余校验(CRC)发生器1012接收由数据处理器1010处理的数据流上的分组，生成对于该数据分组的CRC值，并添加这个CRC值到数据分组的末端以形成格式化的分组。该CRC值被接收机用于检查分组是被正确地还是错误地解码。也可以使用其它检错码来代替CRC。然后前向纠错(FEC)编码器1014根据一种编码模式或由选择的速率指示的编码率来对已格式化的分组进行编码，并提供已编码的分组或“码字”。该编码提高了分组传输的可靠性。FEC编码器1014可以实现块编码、卷积编码、Turbo编码、一些其它的编码或这些编码的组合。在图11中，已编码的分组包括带有对于该已格式化的分组的系统比特的第一部分、带有来自Turbo编码器的第一构成编码器的奇偶比特的第二部分，以及带有来自Turbo编码器的第二构成编码器的奇偶比特的第三部分。

分割单元1016接收已编码的分组并将其分割成N_B个已编码的子分组，其中N_B可以取决于所选择的速率并且由来自控制器180的分割控制来指示。第一个已编码的子分组典型地包含所有系统比特和零个或多个奇偶比特。这允许接收机在有利的信道条件下用刚好第一个已编码的子分组来恢复数据分组。其它N_B-1个编码子分组包含剩下的奇偶比特，每个子分组典型的包含取自整个数据分组上的奇偶比特。

信道交织器1020包括N_B个块交织器1022a到1022nb，其接收来自分割单元1016的N_B个已编码的子分组。每个块交织器1022根据一种交织模式对子分组的码比特进行交织(例如重新排序)，并提供已交织的子分组。交织为码比特提供了时间、频率和/或空间分集。复用器1024耦合到所有N_B个块交织器1022a到1022nb，并提供N_B个已交织的子分组，一次提供一个子分组，而且由来自控制器180的IR传输控制来控制。复用器1024首先提供来自块交织器1022a的已交织的子分组，然后提供来自块交织器1022b的已交织的子分组，等等，而且最后提供来自块交织器1022bn的已交织的子分组。如果接收到对于该数据分组的NAK，复用器1024提供下一个已交织的子分组。一旦接收到一个ACK，所有N_B个块交织器1022a到1022nb可以被清空。

符号映射单元1026接收来自信道交织器1020的已交织的子分组并将每个子分组中的已交织的数据映射到调制符号上。符号映射是根据由选择的速率所指示的调制模式来执行的。可以通过以下方法实现符号映射：(1)分成B比特的组，以形成B比特二进制值，其中B≥1，并且(2)将每个B比特二进制值映射到具有2^B个点的信号星座图中的一个点上。该信号星座图对应于所选择的调制模式，所述调制模式可以是BPSK、QPSK、2^B-PSK、2^B-QAM等等。如这里所使用的，“数据符号”是对于数据的调制符号，“导频符号”是对于导频的调制符号。符号映射单元1026提供了针对每个已编码的子分组的数据符号块，如图11所示。

对于每个数据分组，TX信道数据处理器1010提供N_B个数据符号块，其共同包括N_SYM个数据符号，而且可以被表示为 $\left\{s\right\}=\left[\begin{array}{cccc}{S}_1& S_2& \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;& S_{N_{\mathrm{SYM}}}\end{array}\right]$ 每个数据符号s_i，其中i＝1...N_SYM，是通过映射B个码比特获得的，如下：s_i＝map( b _i)，其中 b _i＝[b_i，1b_i，2...b_i，B]。

图12示出了TX空间处理器130和发射机单元132的实施例的框图。TX空间处理器130接收并处理来自TX数据处理器120的N_D个数据符号流，并提供N_T个发送符号流给发射机单元132。TX空间处理器130进行的处理取决于选择使用的特定传输模式。

在TX空间处理器130中，矩阵乘法单元1220对于每个时隙接收最多N_D个数据符号块(由数据向量s表示)。单元1220(1)对于第二传输模式，执行数据向量 s与酉矩阵 V的矩阵乘法，和(2)对于第三传输模式，执行数据向量 s与传输基矩阵 M的矩阵乘法。单元1220对于其它的传输模式简单地传递数据向量 s。复用器/解复用器(MUX/DEMUX)1222接收来自单元1220的符号并将这些符号提供给合适的发射天线和子带(如果使用OFDM的话)。在每个时隙中复用器/解复用器1222还复用导频符号(例如，以时分复用(TDM)的方式)并提供用于N_T个发射天线的N_T个发送符号序列。每个发送符号序列被指定用于在一个时隙中从一个发射天线的传输。

发射机单元132包括N_T个OFDM调制器1230a到1230t和用于N_T个发射天线的N_T个TX RF单元1236a到1236t。对于单载波MIMO系统，并不需要OFDM调制器1230，而TX空间处理器130直接提供N_T个发送符号序列给TX RF单元1236a到1236t。对于MIMO-OFDM系统，TX空间处理器130提供N_T个发送符号序列给OFDM调制器1230a到1230t。每个OFDM调制器1230包括快速傅立叶逆变换(IFFT)单元1232和循环前缀发生器1234。每个OFDM调制器1230接收来自TX空间处理器130的相应的发送符号序列，并分成每组是用于N_F个子带的N_F个发送符号和零信号值。(不用于数据传输的子带被以零填充。)IFFT单元1232使用N_F点快速傅立叶逆变换将每组N_F个发送符号和零值变换到时域上并提供包含N_F个码片的相应的已变换的符号。循环前缀发生器1234重复每个已变换的符号的一部分以获得包含N_F+NCP个码片的相应的OFDM符号。重复的部分被称作循环前缀，N_CP是被重复的码片的数量。循环前缀保证了在频率选择性衰退(例如，频率响应不平坦)引起的多径延迟扩展存在的情况下，OFDM符号保持其正交性。循环前缀发生器1234提供了对于发送符号序列的OFDM符号序列。

TX RF单元1236a到1236t接收和调整N_T个OFDM/发送符号序列以生成N_T个已调制的信号，该N_T个已调制的信号分别由N_T个发射天线1240a到1240t发送。

4.接收机

图13示出了接收机150a的框图，该接收机150a是图1中的接收机150的一个实施例。在接收机150a中，N_R个接收天线1310a到1310r接收由发射机110发送的N_T个已调制的信号，并提供N_R个接收的信号分别给接收单元154中的N_R个RX RF单元1312a到1312r。每个RX RF单元1312调整和数字化其接收到的信号并提供符号/码片流。对于单载波MIMO系统，不需要OFDM解调器1314a到1314r，并且每个RX RF单元1312都直接提供符号流给相应的解复用器1316。对于MIMO-OFDM系统，每个RX RF单元1312都提供码片流给相应的OFDM解调器1314。每个OFDM解调器1314通过(1)除去每个接收的OFDM符号中的循环前缀来获得接收的已变换的符号和(2)使用快速傅立叶变换(FFT)将每个接收的已变换的符号变换到频域以获得对于N_F个子带的N_F个接收的符号，来对其码片流执行解调。对于这两种系统，解复用器1316a到1316r从RX RF单元1312或OFDM解调器1314接收N_R个符号流，提供用于每个时隙的N_R个接收的符号(用于数据)的序列给空间处理器160a，并给信道估计器172提供接收的导频符号。

RX空间处理器160a包括检测器1320和复用器/解复用器1322。检测器1320对N_R个接收的符号序列执行空间或空时处理(或“检测”)以获得用于每个时隙的N_T个检测到的符号序列。每个检测到的符号是对发射机发送的数据符号的估计。检测器1320可以实现为公式(2)中所示的MRC检测器、公式(3)中所示的MMSE检测器、公式(4)中所示的线性迫零检测器、MMSE线性均衡器、判决反馈均衡器、或一些其它的检测器/均衡器。根据数据符号是否在发射机端与发送基矩阵 M进行自左乘(pre-multiply)，可以基于信道响应矩阵 H或有效信道响应矩阵 H _eff＝ HM的估计来执行检测。对于MIMO-OFDM系统，接收机对用于数据传输的每个子带分别执行检测。

对于每个时隙，检测器1320提供与 的N_T个项相对应的N_T个检测到的符号序列。复用器/解复用器1322接收N_T个检测到的符号序列并将检测到的符号提供给针对N_D个数据流的N_D个检测到的符号块。每个检测到的符号块是对发射机发送的数据符号块的估计。

信道估计器172估计对于该MIMO信道的信道响应矩阵 H和接收机上的固有噪声电平(noise floor)(例如，基于接收的导频符号)，并提供信道估计给控制器180。在控制器180中，矩阵计算单元176基于上述的所估计的信道响应矩阵得到检测器响应 W(其可以是 W _mrc、W _mmse、 W _zf或 ∑ ^-1 U ^H)，并且提供检测器响应给检测器1320。检测器1320用检测器响应 W自左乘接收的符号矢量r以获得检测到的符号矢量 。速率选择器174(对于图13所示的实施例，其被实现为控制器180)基于信道估计值执行速率选择。查找表(LUT)184存储了MIMO系统支持的速率集合和每种速率的参数值集合(例如，针对每种速率的数据率、分组大小、编码模式或编码率、调制方式等)。速率选择器174访问LUT 184得到用于速率选择的信息。

图14示出了RX数据处理器170a的框图，该处理器是图1和图13中RX数据处理器170的一个实施例。RX数据处理器170a包括用于N_D个数据流的N_D个RX信道数据处理器1410a到1410n。每个RX信道数据处理器1410接收和处理各自的检测到的符号流并提供已解码的数据流。

在每个RX信道数据处理器1410中，符号解映射单元1430从RX空间处理器160a中接收检测到的符号块，一次接收一个块。对于每个检测到的符号块，符号解映射单元1430根据用于该块的调制模式对检测到的符号进行解调(如来自控制器180的解调控制所指示的那样)，并提供已解调的数据块给信道解交织器1440。信道解交织器1440包括解复用器1442和N_B个块解交织器1444a到1444nb。在接收新的数据分组之前，块解交织器1444a到1444nb被用疑符(erasures)初始化。疑符是一个用于替代丢失码比特(也就是，尚未接收到的一个比特)的数值，并在解码过程中被给予合适的权重。复用器1442从符号解映射单元1430中接收已解调的数据块并提供每个已解调的数据块给适当的块解交织器1444。每个块解交织器1444以与在发射机端对其块执行的交织互补的方式对该块中的已解调的数据进行解交织。

对于独立的并行信道，只要在并行信道上从发射机接收到针对一个数据分组的新的数据符号块，则可以对接收到的针对该分组的所有块重新执行解码。重组单元1448形成已解交织的数据的分组，用于后续的解码。已解交织的数据分组包含(1)接收到的针对当前将被解码的分组的所有数据符号块的已解交织的数据块和(2)用于未接收到的针对当前分组的数据符号块的疑符。重组单元1448以与在发射机端执行的分割互补的方式执行重组，如由来自控制器180的重组控制所指示的那样。FEC解码器1450以与在发射机端执行的FEC编码互补的方式对已解交织的数据分组进行解码，如由来自控制器180的解码控制所指示的那样。例如，如果在发射机端分别执行Turbo或卷积编码，则Turbo解码器或Viterbi解码器可以被用于FEC解码器1450。FEC解码器1450提供了对于当前分组的已解码的分组。CRC检验器1452检验已解码的分组以确定该分组是被正确地还是错误地解码并提供已解码的分组的状态。

图15示出了接收机150b的框图，该接收机实现了SIC技术，而且它是图1中接收机150的另一个实施例。接收机150b包括RX空间处理器160b和RX数据处理器170b，它们共同实现了N_D个连续的(例如，级联的)接收机处理级。级1到N_D-1中的每一个都包括检测器1510、干扰消除器1520、RX信道数据处理器1530、TX信道数据处理器1540。最后级N_D仅包括检测器1510n和RX信道数据处理器1530n。

对于级1，检测器1510a对每个时隙的N_R个接收的符号序列执行检测，并且为由级1恢复的数据流中的数据分组(分组x)提供检测到的符号块。RX信道数据处理器1530a解调、解交织并解码接收到的针对分组x的所有检测到的符号块。如果分组x被正确地解码，那么TX信道数据处理器1540a编码、交织并调制分组x以获得重新调制的符号序列，该序列是对针对分组x的数据符号序列的估计。TX信道数据处理器1540a执行与发射机对分组x执行的处理一样的处理。干扰消除器1520a接收重新调制的符号序列，并以与发射机110对分组x所执行的处理一样的方式空间地处理该重新调制的符号序列，以获得N_T个发送符号序列，该序列仅包含针对分组x的符号分量。干扰消除器1520a还利用信道响应矩阵来处理发送符号序列，以获得由于分组x引起的干扰分量。接下来该干扰分量被从N_R个接收的符号序列中减去以获得M_R个已修正的符号序列，所述已修正的符号序列被提供给级2。

虽然是来自前一级的N_R个已修正的符号序列，而不是N_R个接收的符号序列，但是级2到N_D-1中的每一个执行与级1一样的处理。级N_D对来自级N_D-1的N_R个已修正的符号序执行检测和解码，而不执行干扰估计和消除。

检测器1510a到1510n中的每一个可以实现为MRC检测器、MMSE检测器、线性迫零检测器、MMSE线性均衡器、判决反馈均衡器、或一些其它的检测器/均衡器。每个RX信道数据处理器1530可以被实现为如图14中所示，并且每个TX信道数据处理器1540可以被实现为如图10中所示。如上所述，仅在较早级的数据分组被恢复之后，接收机才可以尝试恢复后面级的数据分组。缓冲器(图15中未示出)将存储来自每一级的符号直到它们准备好用于后面级的处理。

对于单载波MIMO和MIMO-OFDM系统，接收机和/或发射机可以估计对于N_D个信道的接收到的SINR或后处理SINR(取决于是否使用SIC)，并为每个并行信道上的数据传输选择一个合适的速率。速率选择可以以多种方式执行。在一种速率选择模式中，基于带有AWGN信道(例如，有平坦的频率响应)的等价系统所需的SINR来选择用于每个并行信道的速率，以支持为该并行信道计算的平均频谱效率。该速率选择模式在2002年6月20日提交的名为“Rate Control forMulti-Channel Communication Systems”的共同转让美国专利申请序列号10/176,567中有详细的描述。在另一种速率选择模式中，基于一个工作SINR来选择用于每个并行信道的速率，该工作SINR是基于对于该并行信道的平均后处理SINR和SINR偏移而被计算出来用于该并行信道的。为该并行信道选择带有必需的SINR(在AWGN信道中)的最高速率，该必需的SINR低于或等于工作SINR。该速率选择模式在2003年3月20日提交的名为“Transmission Mode Selection forData Transmission in a Multi-Channel Communication System”的共同转让美国专利申请序列号10/394,529中有详细的描述。

这里描述的IR传输技术可以被实现在频分双工(FDD)系统和时分双工(TDD)系统中。对于FDD系统，前向MIMO信道和反馈信道使用不同的频带而且可能观测到不同的信道条件。在这种情况下，接收机可以估计该N_D个并行信道，选择用于并行信道的速率，并返回选择的速率，如图1到3所示。对于TDD系统，前向MIMO信道和反馈信道共享相同的频带而且可能观测到类似的信道条件。在这种情况下，发射机可以基于由接收机发送的导频来估计这N_D个并行信道并选择用于并行信道的速率。这样信道估计和速率选择可以由接收机、发射机或两者一起来执行。

这里描述的IR传输技术可以由多种手段来实现。例如，这些技术可以用硬件、软件或两者结合来实现。对于硬件实现，在用于IR传输的接收机端的处理单元可以被实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于执行这里描述的功能的其它电子单元、或以上这些的组合中。在接收机端用于接收IR传输的处理单元也可以被实现在一个或多个ASIC、DSP、DSPD、PLD、FPGA、处理器、控制器等中。

对于软件实现，IR传输技术可以用执行这里描述的功能的模块(例如过程、函数等等)来实现。软件代码可以被存储在存储器单元(例如图1中的存储器单元142和182)中而且由处理器(例如控制器140和180)来执行。存储器单元可以被实现在处理器内部或在处理器外部，被实现在外部的情况下存储器可以通过各种现有技术中已知的手段通信耦合到该处理器。

这里包括了标题以用于参考，并帮助定位特定的部分。这些标题并不是为了限制其后面描述的概念的范围，这些概念可以适于整个说明书中的其它部分。

前面提供了对公开的实施例的描述，使得本领域技术人员可以制造或使用本发明。对这些实施例的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，而且在这里定义的一般性原理也可以被应用到其它实施例中而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明并不是要被限定于这里示出的实施例，而是符合与这里公开的原理和在新颖特征一致的最宽的范围。

Claims (63)

1、一种用于在无线多输入多输出(MIMO)通信系统中执行增量冗余(IR)传输的方法，包括：

处理第一数据分组，以获得第一多个符号块；

处理第二数据分组，以获得第二多个符号块；

在第一并行信道上将所述第一多个符号块发送到接收机，一次发送一个符号块；

在第二并行信道上将所述第二多个符号块发送到所述接收机，一次发送一个符号块；

如果所述接收机以少于所有的所述第一多个符号块而恢复所述第一数据分组，则提早终止所述第一多个符号块的传输；以及

如果所述接收机以少于所有的所述第二多个符号块而恢复所述第二数据分组，则提早终止所述第二多个符号块的传输。

2、根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

处理第三数据分组，以获得第三多个符号块；

在第三并行信道上将所述第三多个符号块发送到所述接收机，一次发送一个符号块；以及

如果所述接收机以少于所有的所述第三多个符号块而恢复所述第三数据分组，则提早终止所述第三多个符号块的传输。

3、根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

接收所述第一数据分组已被恢复的指示；

估计在直到所述第二数据分组被恢复后才在所述第一并行信道上有传输的情况下所述第一和第二并行信道的吞吐量；

估计在所述第一数据分组之后在所述第一并行信道上发送新的数据分组的情况下所述第一和第二并行信道的吞吐量；以及

如果在所述第一并行信道上有传输的情况下的所述吞吐量大于在所述第一并行信道上没有传输的情况下的所述吞吐量，则在所述第一并行信道上发送所述新的数据分组。

4、根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

接收所述第一数据分组已被恢复的指示；以及

直到所述第二数据分组被恢复后才在所述第一并行信道上发送数据分组。

5、根据权利要求4所述的方法，其中在终止了针对所述第一数据分组的所述第一多个符号块的传输之后，以满发射功率来发送针对所述第二数据分组的符号块。

6、根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

接收所述第一数据分组已被恢复的指示；

处理所述第三数据分组，以获得针对所述第三数据分组的至少一个符号块的集合；以及

在所述第一并行信道上发送所述至少一个符号块的集合，一次发送一个符号块。

7、根据权利要求6所述的方法，其中所述第三数据分组期望被所述接收机在一个时刻或在该时刻之前恢复，所述时刻是所述第二数据分组期望被恢复的时刻。

8、根据权利要求6所述的方法，其中所述第三数据分组期望被所述接收机在一个时刻之后恢复，所述时刻是所述第二数据分组期望被恢复的时刻。

9、根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

在预定数目的符号块之后终止所述第二多个符号块的传输。

10、根据权利要求6所述的方法，进一步包括：

在一个时刻或在该时刻之后增加用于所述第三分组的发射功率并减小用于所述第二分组的发射功率，所述时刻是所述第二数据分组期望被恢复的时刻。

11、根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

接收所述第一数据分组已被恢复的指示；

处理第三数据分组，以获得针对所述第三数据分组的第三多个符号块；

在所述第一数据分组之后，在所述第一并行信道上发送所述第三多个符号块，一次发送一个符号块；

接收所述第二数据分组已被恢复的指示；

处理第四数据分组，以获得第四多个符号块；以及

在所述第二数据分组之后，在所述第二并行信道上发送所述第四多个符号块，一次发送一个符号块。

12、根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

接收用于所述第一并行信道的第一速率和用于所述第二并行信道的第二速率，并且其中所述第一和第二数据分组分别被根据所述第一和第二速率进行处理。

13、根据权利要求12所述的方法，其中所述处理所述第一数据分组包括

根据由所述第一速率指示的编码模式对所述第一数据分组进行编码，以获得已编码的分组，

将所述已编码的分组分割成多个已编码的子分组，以及

根据由所述第一速率指示的调制模式对所述多个已编码的子分组进行调制，以获得所述第一多个符号块。

14、根据权利要求1所述的方法，其中所述第一多个符号块中的一个符号块包括针对所述第一数据分组的所有系统比特，而且首先为所述第一数据分组发送所述一个符号块。

15、根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

接收至少一个符号块，所述符号块是从所述第一和第二多个符号块中选择出的，用于在一个时隙中在所述第一和第二并行信道上传输；以及

用发送基矩阵来空间处理所述至少一个符号块，以获得多个发送符号序列以用于多个发射天线。

16、根据权利要求1所述的方法，其中形成所述第一和第二并行信道以便在接收机上的线性检测之后达到相似的信干噪比(SINR)。

17、根据权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二并行信道对应于所述MIMO系统中的发射机上的第一和第二发射天线。

18、根据权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二并行信道对应于所述MIMO系统中的第一和第二空间信道。

19、根据权利要求1所述的方法，其中所述MIMO系统实现正交频分复用(OFDM)，并且其中所述第一和第二并行信道中的每一个都是以多个子带和多个发射天线而形成的。

20、根据权利要求19所述的方法，其中多个并行信道是通过在所述多个发射天线的多个子带上对角地循环而形成的，所述多个并行信道包括所述第一和第二并行信道。

21、根据权利要求1所述的方法，其中所述MIMO系统实现正交频分多址(OFDMA)，而且其中每个分组被在可用于数据传输的一组子带上发送。

22、根据权利要求1所述的方法，其中多个数据分组被处理并被同时在多个并行信道上发送，其中如果所述接收机以少于生成的针对每个数据分组的所有符号块而恢复所述数据分组，则提早终止针对所述数据分组的符号块的传输，并且其中全部发射功率在还没有被终止的数据分组中分配。

23、用于在无线多输入多输出(MIMO)通信系统中执行增量冗余(IR)传输的发射机，包括：

数据处理器，用于处理第一数据分组，以获得第一多个符号块，并处理第二数据分组，以获得第二多个符号块；以及

控制器，用于

启动在第一并行信道上将所述第一多个符号块发送到接收机，一次发送一个符号块，

启动在第二并行信道上将所述第二多个符号块发送到所述接收机，一次发送一个符号块，

如果所述接收机以少于所有的所述第一多个符号块而恢复所述第一数据分组，则提早终止所述第一多个符号块的传输，以及

如果所述接收机以少于所有的所述第二多个符号块而恢复所述第二数据分组，则提早终止所述第二多个符号块的传输。

24、根据权利要求23所述的发射机，其中所述控制器进一步用于：

接收所述第一数据分组已被恢复的指示；

估计在直到所述第二数据分组被恢复后才在所述第一并行信道上有传输的情况下所述第一和第二并行信道的吞吐量；

估计在所述第一数据分组之后在所述第一并行信道上发送新的数据分组的情况下所述第一和第二并行信道的吞吐量；以及

如果在所述第一并行信道上有传输的情况下的所述吞吐量大于在所述第一并行信道上没有传输的情况下的所述吞吐量，则启动在所述第一并行信道上发送所述新的数据分组。

25、根据权利要求23所述的发射机，其中所述数据处理器进一步用于处理第三数据分组，以获得第三多个符号块，并且其中所述控制器进一步用于在接收到所述第一数据分组已经被恢复的指示后，启动在所述第一并行信道上发送所述第三多个符号块，一次发送一个符号块。

26、根据权利要求23所述的发射机，其中所述数据处理器用于

根据由为所述第一并行信道选择的速率指示的编码模式对所述第一数据分组进行编码，以获得已编码的分组，

将所述已编码的分组分割成多个已编码的子分组，以及

根据由所述速率指示的调制模式对所述多个已编码的子分组进行调制，以获得所述第一多个符号块。

27、根据权利要求23所述的发射机，进一步包括：

空间处理器，用于接收至少一个符号块，所述符号块是从所述第一和第二多个符号块中选择出的，以用于在一个时隙中在所述第一和第二并行信道上传输，所述空间处理器还用于用发送基矩阵来空间处理所述至少一个符号块，以获得多个发送符号序列以用于多个发射天线。

28、一种用于在无线多输入多输出(MIMO)通信系统中执行增量冗余(IR)传输的设备，包括：

用于处理第一数据分组以获得第一多个符号块的装置；

用于处理第二数据分组以获得第二多个符号块的装置；

用于在第一并行信道上将所述第一多个符号块以一次发送一个符号块的方式发送到接收机的装置；

用于在第二并行信道上将所述第二多个符号块以一次发送一个符号块的方式发送到所述接收机的装置；

用于如果所述接收机以少于所有的所述第一多个符号块而恢复所述第一数据分组、则提早终止所述第一多个符号块的传输的装置；以及

用于如果所述接收机以少于所有的所述第二多个符号块而恢复所述第二数据分组、则提早终止所述第二多个符号块的传输的装置。

29、根据权利要求28所述的设备，进一步包括：

用于处理第三数据分组以获得针对所述第三数据分组的至少一个符号块的集合的装置；以及

用于在接收到所述第一数据分组已经被恢复的指示后，在所述第一并行信道上以一次发送一个符号块的方式发送所述至少一个符号块的集合的装置。

30、根据权利要求28所述的设备，进一步包括：

用于处理第三数据分组以获得针对所述第三数据分组的第三多个符号块的装置；

用于在接收到所述第一数据分组已经被恢复的指示后，在所述第一并行信道上以一次发送一个符号块的方式发送所述第三多个符号块的装置；

用于处理第四数据分组以获得第四多个符号块的装置；以及

用于在接收到所述第二数据分组已经被恢复的指示后，在所述第二并行信道上以一次发送一个符号块的方式发送所述第四多个符号块的装置。

31、一种用于在无线多输入多输出(MIMO)通信系统中的第一和第二并行信道上接收增量冗余(IR)传输的方法，包括：

接收通过所述第一并行信道发送的针对第一数据分组的符号块，其中第一多个符号块是针对所述第一数据分组而生成的，并且被在所述第一并行信道上发送，一次发送一个符号块；

对接收到的针对所述第一数据分组的所有符号块进行解码，以获得第一已解码的分组；

基于所述第一已解码的分组确定所述第一数据分组是否被恢复；

如果所述第一数据分组被恢复或者如果所有的所述第一多个符号块已经被接收，则终止对所述第一数据分组的所述接收、解码和确定；

接收通过所述第二并行信道发送的针对第二数据分组的符号块，其中第二多个符号块是针对所述第二数据分组而生成的，并且被在所述第二并行信道上发送，一次发送一个符号块；

对接收到的针对所述第二数据分组的所有符号块进行解码，以获得第二已解码的分组；

基于所述第二已解码的分组确定所述第二数据分组是否被恢复；

如果所述第二数据分组被恢复或者如果所有的所述第二多个符号块已经被接收，则终止对所述第二数据分组的所述接收、解码和确定。

32、根据权利要求31所述的方法，其中只要针对所述第一数据分组的符号块被接收，就执行对所述第一数据分组的解码、确定和终止，并且其中只要针对所述第二数据分组的符号块被接收，就执行对所述第二数据分组的所述解码、确定和终止。

33、根据权利要求31所述的方法，进一步包括：

对多个接收天线的多个接收的符号序列执行检测，以获得针对所述第一数据分组的所述符号块和针对所述第二数据分组的所述符号块。

34、根据权利要求33所述的方法，其中基于最小均方误差(MMSE)检测器、最大比率合成(MRC)检测器、或线性迫零(ZF)检测器来执行所述检测。

35、根据权利要求31所述的方法，其中独立于对所述第二数据分组的所述接收、解码、确定和终止，执行对所述第一数据分组的所述接收、解码、确定和终止。

36、根据权利要求31所述的方法，其中所述第一数据分组被指定为在所述第二数据分组之前被恢复，并且其中直到所述第一数据分组被恢复后才执行对所述第二数据分组的所述解码、确定和终止。

37、根据权利要求31所述的方法，进一步包括：

如果所述第一数据分组被恢复，

估计在所述第二数据分组上由所述第一数据分组引起的干扰，以及

从接收到的针对所述第二数据分组的符号块上消除由所述第一数据分组引起的所述干扰，并且其中在消除了来自所述第一数据分组的所述干扰的情况下，对接收到的针对所述第二数据分组的所有符号块进行解码，以获得所述第二已解码的分组。

38、根据权利要求31所述的方法，其中所述第一数据分组在所述第二数据分组之前被恢复，并且直到所述第二数据分组被恢复后才在所述第一并行信道上发送新的数据分组。

39、根据权利要求37所述的方法，进一步包括：

如果所述第一数据分组被恢复，

则接收通过所述第一并行信道发送的针对第三数据分组的符号块，其中针对所述第三数据分组的至少一个符号块的集合被生成，并且在所述第一数据分组之后在所述第一并行信道上发送，一次发送一个符号块，

对接收到的针对所述第三数据分组的所有符号块进行解码，以获得第三已解码的分组，

基于所述第三已解码的分组确定所述第三数据分组是否被恢复，以及

如果所述第三数据分组被恢复或者如果所有的所述至少一个符号块的集合已经被接收，则终止对所述第三数据分组的所述接收、解码和确定。

40、根据权利要求39所述的方法，进一步包括：

如果所述第三数据分组被恢复，

则估计在所述第二数据分组上由所述第三数据分组引起的干扰，以及

从接收到的针对所述第二数据分组的所述符号块上消除由所述第三数据分组引起的所述干扰，并且其中在消除了来自所述第一和第三数据分组的所述干扰的情况下，对接收到的针对所述第二数据分组的所有符号块进行解码，以获得所述第二已解码的分组。

41、根据权利要求39所述的方法，其中所述第三数据分组期望被所述接收机在一个时刻或在该时刻之前恢复，所述时刻是所述第二数据分组期望被恢复的时刻。

42、根据权利要求39所述的方法，其中所述第三数据分组期望被所述接收机在一个时刻之后恢复，所述时刻是所述第二数据分组期望被恢复的时刻。

43、根据权利要求37所述的方法，进一步包括：

如果所述第一数据分组被恢复，

则接收通过所述第一并行信道发送的针对第三数据分组的符号块，其中针对所述第三数据分组的第三多个符号块被生成，并且被在所述第一数据分组之后在所述第一并行信道上发送，一次发送一个符号块，

对接收到的针对所述第三数据分组的所有符号块进行解码，以获得第三已解码的分组，

基于所述第三已解码的分组确定所述第三数据分组是否被恢复，以及

如果所述第三数据分组被恢复或者如果所有的所述第三多个符号块已经被接收，则终止对所述第三数据分组的所述接收、解码和确定；以及

如果所述第二数据分组被恢复，

则估计在所述第三数据分组上由所述第二数据分组引起的干扰，以及

从接收到的针对所述第三数据分组的所述符号块上消除由所述第二数据分组引起的所述干扰，并且其中在消除了来自所述第二数据分组的所述干扰的情况下，对接收到的针对所述第三数据分组的所有符号块进行解码，以获得所述第三已解码的分组。

44、根据权利要求31所述的方法，进一步包括：

获得对于所述第一和第二并行信道的信干噪比(SINR)估计；以及

基于所述SINR估计选择用于所述第一并行信道的第一速率和用于所述第二并行信道的第二速率，并且其中分别根据所述第一和第二速率对所述第一和第二数据分组进行解码。

45、根据权利要求31所述的方法，进一步包括：

如果所述第一数据分组被恢复就发送一个确认(ACK)，或者如果所述第一数据分组没有被恢复就发送一个否定确认(NAK)。

46、一种用于在无线多输入多输出(MIMO)通信系统中的多个并行信道上接收增量冗余(IR)传输的方法，包括：

获得在当前周期内在所述多个并行信道上发送的针对多个数据分组的多个符号块，每个数据分组一个符号块并且每个并行信道一个数据分组，其中针对每个数据分组的多个符号块被生成，并且被在关联的并行信道上发送，一次发送一个符号块；

选择所述多个并行信道中的一个用于恢复；

对获得的针对所述选择的并行信道上发送的数据分组的所有符号块进行解码，以获得已解码的分组；

基于所述已解码的分组确定在所述选择的并行信道上发送的所述数据分组是否被恢复；

如果在所述选择的并行信道上发送的所述数据分组被恢复或者如果针对所述数据分组的所有的所述多个符号块已经被获得，则终止对所述数据分组的所述获得、解码和确定；以及

如果在所述选择的并行信道上发送的所述数据分组被恢复，则估计和消除由所述数据分组引起的干扰。

47、根据权利要求46所述的方法，其中在所述多个并行信道中，最有可能被恢复的并行信道被选择用于恢复。

48、根据权利要求46所述的方法，其中在所述多个并行信道中，在时间上距离所述当前周期最远的最后被恢复的并行信道被选择用于恢复。

49、根据权利要求46所述的方法，其中在所述多个并行信道中，在所述当前周期有最多数量的数据符号块的并行信道被选择用于恢复。

50、根据权利要求46所述的方法，其中在所述当前周期中，为所述多个并行信道中的每一个都执行所述选择、解码、确定、终止和估计以及消除。

51、根据权利要求46所述的方法，其中以循环的顺序和一次一个并行信道的方式为所述多个并行信道执行所述选择、解码、确定、终止和估计以及消除，如此定义所述循环的顺序以便最近被恢复的一个或多个并行信道被放在最后并且随后被最后恢复。

52、根据权利要求46所述的方法，其中在所述当前周期中，以预定的顺序和一次一个并行信道的方式为所述多个并行信道执行所述选择、解码、确定、终止和估计以及消除。

53、根据权利要求52所述的方法，其中基于恢复所述多个并行信道的每一个上的所述数据分组的可能性来选择所述预定的顺序。

54、根据权利要求52所述的方法，其中基于先前在所述多个并行信道上发送数据分组的顺序来选择所述预定的顺序。

55、根据权利要求46所述的方法，其中在接收机上的线性检测之后，所述多个并行信道具有相似的信干噪比(SINR)。

56、根据权利要求46所述的方法，其中通过在多个发射天线的多个子带上对角地发送来形成所述多个并行信道。

57、一种用于在无线多输入多输出(MIMO)通信系统中的第一和第二并行信道上接收增量冗余(IR)传输的接收机，包括：

数据处理器，用于

接收通过所述第一并行信道发送的针对第一数据分组的符号块，其中第一多个符号块是针对所述第一数据分组而生成的，并且被在所述第一并行信道上发送，一次发送一个符号块，

对接收到的针对所述第一数据分组的所有符号块进行解码，以获得第一已解码的分组，

基于所述第一已解码的分组确定所述第一数据分组是否被恢复，

接收通过所述第二并行信道发送的针对第二数据分组的符号块，其中第二多个符号块是针对所述第二数据分组而生成的，并且被在所述第二并行信道上发送，一次发送一个符号块，

对接收到的针对所述第二数据分组的所有符号块进行解码，以获得第二已解码的分组，

基于所述第二已解码的分组确定所述第二数据分组是否被恢复；以及

控制器，用于

如果所述第一数据分组被恢复或者如果所有的所述第一多个符号块已经被接收，则终止由所述数据处理器对所述第一数据分组的处理，以及

如果所述第二数据分组被恢复或者如果所有的所述第二多个符号块已经被接收，则终止由所述数据处理器对所述第二数据分组的处理。

58、根据权利要求57所述的接收机，进一步包括：

空间处理器，用于接收对于多个接收天线的多个符号序列，并且对所述多个接收的符号序列执行检测，以获得针对所述第一数据分组的所述符号块和针对所述第二数据分组的所述符号块。

59、根据权利要求58所述的接收机，其中所述空间处理器用于，如果所述第一数据分组被恢复，则估计在所述第二数据分组上由所述第一数据分组引起的干扰，并且从接收到的针对所述第二数据分组的符号块上消除由所述第一数据分组引起的所述干扰，并且其中所述数据处理器用于在消除了来自所述第一数据分组的所述干扰的情况下，对接收到的针对所述第二数据分组的所有符号块进行解码，以获得所述第二已解码的分组。

60、根据权利要求57所述的接收机，进一步包括：

信道估计器，用于获得对于所述第一和第二并行信道的信干噪比(SINR)估计；以及

速率选择器，用于基于所述SINR估计选择用于所述第一并行信道的第一速率和用于所述第二并行信道的第二速率，以及

其中所述数据处理器用于分别根据所述第一和第二速率对所述第一和第二数据分组进行解码。

61、一种用于在无线多输入多输出(MIMO)通信系统中的第一和第二并行信道上接收增量冗余(IR)传输的设备，包括：

用于接收通过所述第一并行信道发送的针对第一数据分组的符号块的装置，其中第一多个符号块是针对所述第一数据分组而生成的，并且被在所述第一并行信道上发送，一次发送一个符号块；

用于对接收到的针对所述第一数据分组的所有符号块进行解码以获得第一已解码的分组的装置；

用于基于所述第一已解码的分组确定所述第一数据分组是否被恢复的装置；

用于如果所述第一数据分组被恢复或者如果所有的所述第一多个符号块已经被接收，则终止对所述第一数据分组的所述接收、解码和确定的装置；

用于接收通过所述第二并行信道发送的针对第二数据分组的符号块的装置，其中第二多个符号块是针对所述第二数据分组而生成的，并且被在所述第二并行信道上发送，一次发送一个符号块；

用于对接收到的针对所述第二数据分组的所有符号块进行解码以获得第二已解码的分组的装置；

用于基于所述第二已解码的分组确定所述第二数据分组是否被恢复的装置；

用于如果所述第二数据分组被恢复或者如果所有的所述第二多个符号块已经被接收，则终止对所述第二数据分组的所述接收、解码和确定的装置。

62、根据权利要求61所述的设备，进一步包括：

用于接收对于多个接收天线的多个符号序列的装置；以及

用于对所述多个接收的符号序列执行检测，以获得针对所述第一数据分组的所述符号块和针对所述第二数据分组的所述符号块的装置。

63、根据权利要求61所述的设备，进一步包括：

用于如果所述第一数据分组被恢复、则估计在所述第二数据分组上由所述第一数据分组引起的干扰的装置；以及

用于从接收到的针对所述第二数据分组的符号块上消除由所述第一数据分组引起的所述干扰的装置，并且其中在消除了来自所述第一数据分组的所述干扰的情况下，接收到的针对所述第二数据分组的所有符号块被进行解码，以获得所述第二已解码的分组。

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