CN1906864A - 空分多址的多天线传输 - Google Patents

Abstract

为每个终端获得上行链路信道响应矩阵并且对其进行分解，以便获得由终端用来在上行链路上进行发送的导向向量。基于每个终端的导向向量和信道响应矩阵为每个终端构成“有效”上行链路信道响应向量。多组终端被基于其有效信道响应向量进行评估，以便确定用于上行链路传输的最佳组(例如，具有最高总吞吐量)。每个被选择的终端以其导向向量对其数据符号流进行空间处理，并且向接入点发送其空间处理后的数据符号流。多个被选择的终端通过它们各自的MIMO信道同时向接入点发送它们的数据符号流。接入点根据接收机空间处理技术对其接收的符号流进行接收机空间处理，以便恢复由被选择的终端发送的数据符号流。

Description

空分多址的多天线传输

技术领域

本发明总体上涉及数据通信，并且更具体地，涉及用于多输入多输出(MIMO)通信系统中的空分多址(SDMA)的多天线传输。

背景技术

为进行数据传输，MIMO系统采用多个(N_T)发射天线和多个(N_R)接收天线。可以将由N_T个发射天线和N_R个接收天线构成的MIMO信道分解成N_S个空间信道，其中N_S≤min{N_T，N_R}。可以使用N_S个空间信道发送N_S个独立数据流，以便获得更大的总吞吐量。

在多址MIMO系统中，接入点可以在任意给定的时刻与一个或多个用户终端进行通信。如果接入点与单个用户终端进行通信，那么N_T个发射天线与一个发送实体(接入点或者用户终端)相关联，并且N_R个接收天线与一个接收实体(用户终端或者接入点)相关联。接入点还可以通过SDMA同时与多个用户终端进行通信。对于SDMA，接入点为数据发送和接收采用多个天线，并且每个用户终端通常为数据发送采用一个天线、为数据接收采用多个天线。

多址MIMO系统中的SDMA的一些关键性挑战是：(1)为同时传输选择合适的用户终端组；以及(2)以实现良好的系统性能的方式，向每个被选择的用户终端发送数据和/或从每个被选择的用户终端发送数据。因此，本领域中存在对于为多址MIMO系统高效地支持SDMA的技术的需求。

发明内容

这里描述了用于进行对于MIMO系统中的SDMA的多天线传输的技术。可以将这些技术与诸如码分多址(CDMA)、正交频分复用(OFDM)、时分多址(TDMA)等的各种无线技术相结合使用。对于由多个用户终端到单个接入点的上行链路传输，为每个活动用户终端(例如期望在上行链路上进行发送的终端)获得上行链路信道响应矩阵，并且对该上行链路信道响应矩阵进行分解以便为该用户终端获得导向向量(steering vector)。如果用户终端被选择用于上行链路传输，那么每个用户终端将其导向向量用于空间处理，以便在上行链路上进行发送。基于该用户终端的导向向量和上行链路信道响应矩阵为每个用户终端构成“有效”上行链路信道响应向量。

对于每个调度间隔(例如每个时隙)，构成多组活动用户终端，并且基于它们的有效信道响应向量(或者它们的信道响应矩阵)对它们进行评估，以便为那个调度间隔中的上行链路传输确定最佳组的N_up个用户终端。例如，可以选择具有最高总吞吐量的用户组。实际上，如下文所描述的，采用用户终端的空间特征(spatial signature)以及多用户分集，以便为在上行链路上进行同时传输选择“空间兼容的”用户终端组。在不同的调度间隔中，可以为上行链路传输选择相同或不同的用户终端数目。

为上行链路传输选择的每个用户终端根据基本的无线技术(例如：CDMA、OFDM或TDMA)对其数据流进行处理，以便获得数据符号流。每个用户终端还用其导向向量对其数据符号流进行空间处理，以便获得发送符号流组，用户终端处的每个天线对应一个发送符号流。随后，每个用户终端从其多个天线经过其MIMO信道向接入点发送其发送符号流。N_up个被选择的用户终端通过它们各自的MIMO信道同时向接入点发送它们的N_up个数据符号流(例如，每个终端一个数据符号流)。该接入点从其多个天线获得多个接收的符号流。随后，如下文所描述，该接入点根据线性或非线性接收机空间处理技术对被接收的符号流进行接收机空间处理，以便恢复由N_up个被选择的用户终端发送的N_up个数据符号流。

这里还描述了在下行链路上支持SDMA传输的技术。下文对本发明的各个方面和实施例进行了更详细的描述。

附图说明

图1示出了多址MIMO系统；

图2示出了用于为SDMA在上行链路上进行多天线传输的处理过程；

图3示出了用于为在上行链路上进行同时传输而对用户终端进行评估和选择的处理过程；

图4示出了接入点和两个用户终端的方框图；

图5A和图5B分别示出了用于CDMA和OFDM的发送(TX)数据处理器的方框图；

图6示出了为下行链路和上行链路传输在接入点和一个用户终端处的空间处理；

图7示出了接收空间处理器和接收数据处理器；以及

图8示出了在接入点处的控制器和调度器。

具体实施方式

这里所使用的词语“示例性”指“用作例子、实例、或例证”。这里描述为“示例性”的任何实施例不必被理解为相对于其它实施例是优选的或有利的。

可以将在这里描述的多天线传输技术与诸如CDMA、OFDM、TDMA等的各种无线技术相结合使用。多个用户终端可以通过不同的(1)用于CDMA的正交码信道、(2)用于TDMA的时隙、或者(3)用于OFDM的子带来同时发送/接收数据。CDMA系统可以采用IS-2000、IS-95、IS-856、宽带CDMA(W-CDMA)或者某些其它标准。OFDM系统可以采用IEEE 802.11或者某些其它标准。TDMA系统可以采用GSM或者某些其它标准。这些各种标准在本领域中是已知的。如下文所描述，除了对于基本的无线技术的数据处理之外，(在其之前或之后)可以进行对于多天线传输的空间处理。

图1示出了具有接入点和用户终端的多址MIMO系统100。为简化起见，在图1中仅示出了一个接入点110。通常，接入点是与用户终端进行通信的固定站，并且也可以被称为基站或者某些其它术语。用户终端可以是固定的或者移动的，并且也可以被称为移动台、无线设备或者某些其它术语。在任意给定时刻，接入点110可以在下行链路和上行链路上与一个或多个用户终端120进行通信。下行链路(即前向链路)是从接入点到用户终端的通信链路，而上行链路(即反向链路)是从用户终端到接入点的通信链路。用户终端还可以与另一个用户终端进行对等(peer-to-peer)通信。系统控制器130连接到接入点，并且为接入点提供调节和控制。

系统100为在下行链路和上行链路上的数据传输采用多个发射天线和多个接收天线。为接入点110配备了N_ap个天线，并且接入点代表用于下行链路传输的多个输入(MI)和用于上行链路传输的多个输出(MO)。一组N_u个被选择的用户终端120共同代表了用于下行链路传输的多个输出和用于上行链路传输的多个输入。对于纯粹的SDMA，如果没有通过某些方式在编码、频率或时间中对N_u个用户终端的数据符号流进行复用，那么就期望使N_ap≥N_u≥1。如果可以使用CDMA的不同码信道、OFDM的不相交子带组等对数据符号流进行复用，那么N_u可以大于N_ap。每个被选择的用户终端向接入点发送特定用户数据和/或从接入点接收特定用户数据。通常，可以为每个被选择的用户终端配备一个或多个天线(即N_ut≥1)。N_u个被选择的用户终端可以具有相同或者不同数目的天线。

系统100可以是时分双工(TDD)系统或者频分双工(FDD)系统。对于TDD系统，下行链路和上行链路共享相同的频带。对于FDD系统，下行链路和上行链路使用不同的频带。MIMO系统100还可以采用单载波或者多载波用于传输。为简化起见，下列描述假定(1)系统100是单载波系统，并且(2)为每个用户终端配备了多个天线。为清楚起见，下文对上行链路上的数据传输进行了描述。

由接入点处的N_ap个天线和指定用户终端m处的N_ut，m个天线构成的上行链路MIMO信道可以由N_ap×N_ut，m信道响应矩阵 H _up，m来表示其特征，可以将 H _up，m表示为：

式(1)

其中对于i＝1…N_ap和j＝1…N_ut，m的项h_i，j是在接入点天线i和用户终端天线j之间的耦合(即复增益)。为简化起见，假定MIMO信道是非扩散的(即平坦衰落)，并且以单个复增益h_i，j来表示每个发射天线和接收天线对之间的耦合。通常，每个用户终端与不同的上行链路信道响应矩阵相关联，其中，上行链路信道响应矩阵具有由那个用户终端处的天线数目确定的维数。

可以使用奇异值分解或者本征值分解对用户终端m的上行链路信道响应矩阵 H _up，m进行对角化，以便获得 H _up，m的N_m个本征模式。 H _up，m的奇异值分解可以被表示为：

${\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},m}={\underset{\‾}{U}}_{\mathrm{up},m}{\underset{\‾}{\mathrm{\Σ}}}_{\mathrm{up},m}{\underset{\‾}{V}}_{\mathrm{up},m}^H,$ 式(2)

其中， U _up，m是 H _up，m的左本征向量的N_ap×N_ap酉矩阵(unitary matrix)；

∑ _up，m是 H _up，m的奇异值的N_ap×N_ut，m对角矩阵；

V _up，m是 H _up，m的右本征向量的N_ut，m×N_ut，m酉矩阵；并且

^“H”代表共轭变换。

通过属性 M ^H M＝ I来表示酉矩阵 M的特征，其中 I是单位矩阵。酉矩阵的列互相正交。

对 H _up，m的相关矩阵的特征值分解可以被表示为：

${\underset{\‾}{R}}_{\mathrm{up},m}={\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},m}^H{\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},m}={\underset{\‾}{V}}_{\mathrm{up},m}{\underset{\‾}{\mathrm{\Λ}}}_{\mathrm{up},m}{\underset{\‾}{V}}_{\mathrm{up},m}^H,$ 式(3)

其中， R _up，m是 H _up，m的N_ut，m×N_ut，m相关矩阵；并且

Λ _up，m是 R _up，m的特征值的N_ut，m×N_ut，m对角矩阵。

奇异值分解和特征值分解在本领域中已知，并且例如在下文中被描述：Gilbert Strang的“Linear Algebra and Its Applications(线性代数及其应用)”，第二版，Academic出版社，1980。

如式(2)和式(3)中所示， V _up，m的列是 H _up，m的右本征向量以及 R _up，m的本征向量。 H _up，m的右本征向量还被称为“导向”向量，并且可以由用户终端m用于空间处理，以便在 H _up，m的N_m个本征模式上发送数据。可以将本征模式视为通过分解获得的正交空间信道。

对角矩阵 ∑ _up，m包括沿对角线的非负实数和其它位置的0。已知这些对角线项为 H _up，m的奇异值，并且代表了 H _up，m的N_m个本征模式的信道增益。 ∑ _up，m中的奇异值还是 Λ _up，m中特征值的平方根。可以按照从最大到最小的次序对 ∑ _up，m中的奇异值进行排序，并且可以相应地对 V _up，m中的本征向量进行排序。主要的(即优势的)本征模式是与 ∑ _up，m中的最大奇异值相关的本征模式，该最大奇异值是排序后的第一个奇异值。H _up，m的主要本征模式的本征向量是排序后的 V _up，m的第一列，并且将其表示为 V _up，m。

在实际系统中，仅仅可以获得对 H _up，m的估计，并且仅仅可以得到对 V _up，m、 ∑ _up，m和 U _up，m的估计。为简化起见，在这里的描述假定无错误地进行信道估计和分解。

采用SDMA，N_up个用户终端可以在上行链路上同时向接入点发送数据。每个用户终端使用导向向量对其数据进行空间处理，可以(1)基于用于那个终端的无线信道的主要本征模式的本征向量 v _up，m，或者(2)以某些其它方式来得到所述导向向量。如下文所描述，N_up个用户终端中的每个可以使用“波束成形(beam-forming)”或“波束导向(beam-steering)”在其上行链路MIMO信道的主要本征模式上发送数据。

1、波束成形

对于波束成形，每个用户终端m以其导向向量 V _up，m对其数据符号流{s_up，m}进行空间处理，以便获得N_ut，m个发送符号流，如下：

x _up，m＝ v _up，n·s_up，m，                              式(4)

其中，s_up，m是将要由用户终端m发送的数据符号；并且

x _up，m是将要从用户终端m处的N_ut，m个天线发送的具有N_ut，m个发送符号的N_ut，m×1向量。

如在这里所使用的，“数据符号”指数据的调制符号，而“导频符号”指导频的调制符号。虽然为了简化起见在式(4)中未示出，但是每个用户终端m还可以用调整因子(scaling factor)G_m对向量 x _up，m中的N_ut，m个发送符号中的每个进行调整，使得N_ut，m个发送符号的总能量是单位1(unity)或者某些其它被选择的数值。每个用户终端m通过其上行链路MIMO信道向接入点发送其N_ut，m个发送符号流。

在接入点处，对于每个用户终端m所获得的被接收的符号可以被表示为：

r _up，m＝ H _up，m x _up，m+ n _up，m＝ H _up，m v _up，ms_up，m+ n _up，m＝ h _up，eff，ms_up，m+ n _up，m，式(5)

其中， r _up，m是从N_ap个接入点获得的对于用户终端m的具有N_ap个被接收符号的N_ap×1向量；

h _up，eff，m是用户终端m的N_ap×1“有效”上行链路信道响应向量，

其为 h _up，eff，m＝ H _up，m v _up，m；并且

n _up，m是用户终端m的N_ap×1噪声向量。

由每个用于用户终端m进行的空间处理有效地将其具有信道响应矩阵 H _up，m的MIMO信道变换成具有信道响应向量 h _up，eff，m的单输入多输出(SIMO)信道。

对于所有N_up个同时发送的用户终端，在接入点处被接收的符号可以被表示为：

${\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{up}}={\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}{\underset{\‾}{s}}_{\mathrm{up}}+{\underset{\‾}{n}}_{\mathrm{up}}=\underset{m=1}{\overset{N_{\mathrm{up}}}{\mathrm{\Σ}}}{\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{up},m}=\underset{m=1}{\overset{N_{\mathrm{up}}}{\mathrm{\Σ}}}{\underset{\‾}{h}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff},m}{s}_{\mathrm{up},m}+{\underset{\‾}{n}}_{\mathrm{up},m},$ 式(6)

其中， s _up是具有由N_up个用户终端发送的N_up个数据符号的N_up×1向量，其为 ${\underset{\‾}{s}}_{\mathrm{up}}={\left[\begin{array}{cccc}{s}_{\mathrm{up},1}& s_{\mathrm{up},2}& \·\·\·& s_{\mathrm{up},N_{\mathrm{up}}}\end{array}\right]}^T;$

H _up，eff是所有N_up个用户终端的N_ap×N_up有效上行链路信道响应矩阵，其为 ${\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}=\left[\begin{array}{cccc}{\underset{\‾}{h}}_{\mathrm{up},\mathrm{epp},1}& {\underset{\‾}{h}}_{\mathrm{up},\mathrm{epp},2}& ...& {\underset{\‾}{h}}_{\mathrm{up},\mathrm{epp},N_{\mathrm{up}}}\end{array}\right];$ 并且

n _up是在接入点处的N_ap×1噪声向量。

接入点可以使用各种接收机处理技术恢复由N_up个用户终端发送的N_up个数据符号流，这些接收机处理技术诸如信道相关矩阵求逆(CCMI：channel correlation matrix inversion)技术(通常其也被称为迫零(zero-forcing)技术)、最小均方误差(MMSE)技术、连续干扰消除(SIC)技术等。

A、CCMI空间处理

对于CCMI技术，接入点进行接收机空间处理，如下：

${\underset{\‾}{\overset{^}{s}}}_{\mathrm{ccmi}}={\underset{\‾}{M}}_{\mathrm{ccmi}}{\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{up}},$

$={\underset{\‾}{R}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}^{-1}{\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}^H({\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}{\underset{\‾}{s}}_{\mathrm{up}}+{\underset{\‾}{n}}_{\mathrm{up}}),$

$={\underset{\‾}{s}}_{\mathrm{up}}+{\underset{\‾}{n}}_{\mathrm{ccmi}},$ 式(7)

其中， M _ccmi是用于CCMI技术的N_up×N_ap空间滤波器矩阵，其为 ${\underset{\‾}{M}}_{\mathrm{ccmi}}={\underset{\‾}{R}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}^{-1}{\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}^H,$ 其中 ${\underset{\‾}{R}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}={\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}^H{\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}};$

是对于具有CCMI技术的N_up个用户终端的具有N_up个被恢复数据符号的N_up×1向量；以及

n _ccmi＝ M _ccmi n _up是CCMI滤波后的噪声。

为简化起见，假定噪声 n _up是加性高斯白噪声(AWGN)，其具有零均值、方差σ_n ²和自协方差矩阵

其中E[x]是x的期望值。在该情况下，每个用户终端m的被恢复的数据符号流

的信干噪比(SNR：signal-to-noise-and-interference ratio)可以被表示为：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{ccmi},m}=\frac{P_{\mathrm{ut},m}}{r_{\mathrm{mm}}{\mathrm{\σ}}_n^2},$ m＝1...N_up，                            式(8)

其中，P_ut，m是由用户终端m使用的发射功率；

r_mm是 R _up，eff的第m个对角线元素；并且

γ_ccmi，m是具有CCMI技术的用户终端m的SNR。

由于 R _up，eff的结构，CCMI技术可以放大噪声。

B、MMSE空间处理

对于MMSE技术，得到空间滤波器矩阵 M _mmse，使得在来自MMSE空间滤波器的被估计的数据向量和数据向量 s _up之间的均方误差最小化。该MMSE标准可以被表示为：

$\underset{{\underset{\‾}{M}}_{\mathrm{mmse}}}{\min }E\left[{({\underset{\‾}{M}}_{\mathrm{mmse}}{\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{up}}-{\underset{\‾}{s}}_{\mathrm{up}})}^H({\underset{\‾}{M}}_{\mathrm{mmse}}{\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{up}}-{\underset{\‾}{s}}_{\mathrm{up}})\right],$ 式(9)

其中， M _mmse是用于MMSE技术的N_up×N_ap空间滤波器矩阵。

可以以各种方式获得对式(9)中提出的优化问题的解决方案。在一个示例性方法中，如下得到MMSE空间滤波器矩阵 M _mmse：

${\underset{\‾}{M}}_{\mathrm{mmse}}={\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}^H{[{\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}{\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}^H+{\mathrm{\σ}}_n^2\underset{\‾}{I}]}^{-1},$ 式(10)

空间滤波器矩阵 M _mmse包括对于N_up个用户终端的N_up个MMSE空间滤波器行向量的N_up行。每个用户终端的MMSE空间滤波器行向量可以被表示为 ${\underset{\‾}{m}}_{\mathrm{mmse},m}={\underset{\‾}{h}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff},m}^H\underset{\‾}{G},$ 其中 $\underset{\‾}{G}={[{\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}{\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}^H+{\mathrm{\σ}}_n^2\underset{\‾}{I}]}^{-1}.$

接入点进行接收机空间处理，如下：

${\underset{\‾}{\overset{^}{s}}}_{\mathrm{mmse}}={\underset{\‾}{D}}_{\mathrm{mmse}}^{-1}{\underset{\‾}{M}}_{\mathrm{mmse}}{\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{up}},$

$={\underset{\‾}{D}}_{\mathrm{mmse}}^{-1}{\underset{\‾}{M}}_{\mathrm{mmse}}({\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}{\underset{\‾}{s}}_{\mathrm{up}}+{\underset{\‾}{n}}_{\mathrm{up}}),$

$={\underset{\‾}{s}}_{\mathrm{up}}+{\underset{\‾}{n}}_{\mathrm{mmse}},$ 式(11)

其中， D _mmse是N_up×N_up对角矩阵，该对角矩阵的对角线元素是M _mmse H _up，eff的对角线元素，即 D _mmse＝diag[ M _mmse H _up，eff]；

是用于MMSE技术的N_up×1被恢复的数据符号向量；并且

n _mmse＝ M _mmse n _up是MMSE滤波后的噪声。

在式(11)中，MMSE空间滤波器提供了对 s _up的非标准化估计，而由对角矩阵 D _mmse ^-1进行的调整提供了对 s _up的标准化估计。

每个用户终端m的被恢复的数据符号流

的SNR可以被表示为：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{mmse},m}=\frac{q_{\mathrm{mm}}}{1-q_{\mathrm{mm}}}{P}_{\mathrm{ut},m},$ m＝1...N_up，                            式(12)

其中，q_mm是 M _mmse H _up，eff的第m个对角线元素，即q_mm＝ m _mmse，m h _up，eff，m；并且

γ_mmse，m是具有MMSE技术的用户终端m的SNR。

C、连续干扰消除空间处理

接入点可以使用SIC技术对N_ap个被接收的符号流进行处理，以便恢复N_up个数据符号流。对于SIC技术，接入点首先对N_ap个被接收的符号流进行空间处理(例如，使用CCMI、MMSE或者某些其它技术)并且获得一个被恢复的数据符号流。随后，接入点可以对该被恢复的数据符号流进行处理(例如，解调/符号解映射、解交织和解码)，以便获得被解码的数据流。然后，接入点对该流对其它N_up-1个数据符号流造成的干扰进行估计，并且将被估计的干扰从N_ap个被接收的符号流中消除，以便获得N_ap个被修改的符号流。随后，接入点对N_ap个被修改的符号流重复相同的处理，以便恢复另一个数据符号流。

对于SIC技术，阶段l(其中l＝1...N_up)的输入(被接收的或者被修改的)符号流可以被表示为：

${\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{sic}}^l\left(k\right)={\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}^l{\underset{\‾}{s}}_{\mathrm{up}}^l+{\underset{\‾}{n}}_{\mathrm{up}}^l,$ 式(13)

其中， r _sic ^l是对于阶段l的具有N_ap个输入符号的N_ap×1向量，并且对于第一个阶段， ${\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{sic}}^1={\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{up}};$

s_up ^l是用于N_nr个数据符号流但是还没有在阶段l被恢复的N_nr×1向量，其中N_nr＝N_up-l+1；并且

H _up，eff ^l是用于阶段l的N_ap×N_nr被减少的有效信道响应矩阵。

式(13)假定消除了在之前l-1个阶段中被恢复的数据符号流。对于对数据符号流进行恢复和消除的每个阶段，有效信道响应矩阵H _up，eff的维数连续减少一列。对于阶段l，通过移除初始矩阵 H _up，eff中对应于已经在之前的阶段中被恢复的l-1个数据符号流的l-1列来获得被减少的有效信道响应矩阵 H _up，eff ^l，即 ${\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}^l=\left[\begin{array}{cccc}{\underset{\‾}{h}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff},j_l}& {\underset{\‾}{h}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff},j_{l+1}}& \·\·\·& {\underset{\‾}{h}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff},j_{N_{\mathrm{up}}}}\end{array}\right],$ 其中 h _{up，eff，jn}是用户终端j_n的N_ap×1有效信道响应向量。对于阶段l，在之前阶段中被恢复的l-1个数据符号流被给出下标{j₁j₂…j_l-1}，而还没有被恢复的N_nr个数据符号流被给出下标{j_lj_l+1…j_Nup}。

对于阶段l，接入点使用CCMI、MMSE或者某些其它技术基于被减少的有效信道响应矩阵 H _up，eff ^l(而不是初始矩阵 H _up，eff)来得到N_nr×N_ap空间滤波器矩阵 M _sic ^l。由于每个阶段的 H _up，eff ^l是不同的，所以每个阶段的空间滤波器矩阵 M _sic ^l也是不同的。

接入点将对于N_ap个被修改的符号流的向量 r _sic ^l与空间滤波器矩阵 M _sic ^l相乘，以便获得对于N_nr个被检测的符号流的向量 如下：

${\underset{\‾}{\overset{~}{s}}}_{\mathrm{sic}}^l={\underset{\‾}{M}}_{\mathrm{sic}}^l{\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{sic}}^l,$

$={\underset{\‾}{M}}_{\mathrm{sic}}^l({\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}^l{\underset{\‾}{s}}_{\mathrm{up}}^l+{\underset{\‾}{n}}_{\mathrm{up}}),$

$={\underset{\‾}{Q}}_{\mathrm{sic}}^l{\underset{\‾}{s}}_{\mathrm{up}}^l+{\underset{\‾}{n}}_{\mathrm{sic}}^l,$ 式(14)

其中， ${\underset{\‾}{Q}}_{\mathrm{sic}}^l={\underset{\‾}{M}}_{\mathrm{sic}}^l{\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}^l$ 并且 ${\underset{\‾}{n}}_{\mathrm{sic}}^l={\underset{\‾}{M}}_{\mathrm{sic}}^l\underset{\‾}{n}$ 是对于阶段l的滤波后的噪声。随后，接入点选择N_nr个被检测的符号流中的一个用于恢复，其中选择标准可以基于SNR和/或其它因素。例如，可以选择在N_nr个被检测的符号流中具有最高SNR的被检测的符号流用于恢复。由于在每个阶段中仅恢复了一个数据符号流，所以接入点仅仅可以得到对于将要在阶段l中被恢复的数据符号流{s_up，jl}的1×N_ap空间滤波器行向量 m _jl ^l。行向量 m _jl ^l是矩阵 M _sic ^l的一行。在该情况下，阶段l的对数据符号流{s_up，jl}进行恢复的空间处理可以被表示为：

${\tilde{s}}_{\mathrm{up},j_l}={\underset{\‾}{m}}_{j_l}^l{\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{sic}}^l={\underset{\‾}{q}}_{j_l}^l{\underset{\‾}{s}}_{\mathrm{up}}^l+{\underset{\‾}{m}}_{j_l}^l{\underset{\‾}{n}}_{\mathrm{up}},$ 式(15)

其中， q _jl ^l是对应于数据符号流{s_up，jl}的Q_sic ^l的行。

在任何情况下，接入点对被检测的符号流

进行调整以便获得被恢复的数据符号流 并且进一步对该流 进行解调、解交织和解码以便获得被解码的数据流 接入点还形成对于该流对其它未被恢复的数据符号流造成的干扰的估计。为了对干扰进行估计，接入点以与在用户终端j_l处进行的处理相同的方式对被解码的数据流

进行重新编码、交织和调制，并且获得“被重新调制的”符号流

是对刚刚被恢复的数据符号流{s_up，jl}的估计。随后，接入点以用户终端j_l的有效信道响应向量 h _{up，eff，jl}对被重新调制的符号流进行空间处理，以便获得具有由该流引起的N_ap个干扰分量的向量 i _jl。随后，从对于阶段l的N_ap个被修改的符号流 r _sic ^l中减去N_ap个干扰分量 i _jl，以便获得对于下个阶段l+1的N_ap个被修改的符号流r _sic ^l+1，即 ${\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{sic}}^{l+1}={\underset{\‾}{r}}_{\mathrm{sic}}^l-{\underset{\‾}{i}}_{j_l}.$ 如果还没有发送数据符号流{s_up，jl}，那么被修改的符号流 r _sic ^l+1代表了将要由接入点进行接收的流(即，假定有效地进行了干扰消除)。

接入点在N_up个连续的阶段中处理N_ap个被接收的符号流。对于每个阶段，接入点进行以下操作：(1)对N_ap个被接收的符号流或者来自之前阶段的N_ap个被修改的符号流进行接收机空间处理，以便获得一个被恢复的数据符号流，(2)对该被恢复的数据符号流进行处理，以便获得相应的被解码的数据流，(3)对由该流引起的干扰进行估计和消除，以及(4)获得对于下个阶段的N_ap个被修改的符号流。如果可以对由每个数据流引起的干扰精确地进行估计和消除，那么后来被恢复的数据流经历更少的干扰并且能够获得更高的SNR。

对于SIC技术，每个被恢复的数据流的SNR取决于：(1)为每个阶段使用的空间处理技术(例如，CCMI或者MMSE)，(2)对数据符号流进行恢复的特定阶段，以及(3)由在随后的阶段中被恢复的数据符号流引起的干扰量。通常，由于消除了来自在前阶段中被恢复的数据符号流的干扰，所以对于在随后阶段中被恢复的数据符号流，SNR逐渐提高。于是，这允许为后来被恢复的数据符号流使用更高的速率。

2、波束导向

对于波束导向，每个用户终端m用标准化导向向量 进行空间处理，

是使用导向向量 v _up，m中的相位信息得到的。标准化导向向量 可以被表示为：

${\underset{\‾}{\overset{~}{v}}}_{\mathrm{up},m}={\left[\begin{array}{cccc}{\mathrm{Ae}}^{j{\mathrm{\θ}}_{m,1}}& {\mathrm{Ae}}^{j{\mathrm{\θ}}_{m,2}}& \·\·\·& {\mathrm{Ae}}^{j{\mathrm{\θ}}_{m,N_{\mathrm{ut}}}}\end{array}\right]}^T,$ 式(16)

其中，A是常数(例如， $A=1/\sqrt{N_{\mathrm{ut},m}}$ )；并且

θ_m，i是在用户终端m处的天线i的相位，其为：

${\mathrm{\θ}}_{m,i}=\∠v_{\mathrm{up},m,i}={\tan }^{-1}\left(\frac{\mathrm{Im}\left\{v_{\mathrm{up},m,i}\right\}}{\mathrm{Re}\left\{v_{\mathrm{up},m,i}\right\}}\right),$ 式(17)

如在式(16)中所示， 的N_ut，m个元素具有相等的幅度。如在式(17)中所示，

中的每个元素的相位等于 v _up，m中对应元素的相位(即，从v_up，m，i获得θ_m，i，其中 ${\underset{\‾}{v}}_{\mathrm{up},m}={\left[\begin{array}{cccc}{v}_{\mathrm{up},m,1}& v_{\mathrm{up},m,2}& \·\·\·& v_{\mathrm{up},m,N_{\mathrm{ut}}}\end{array}\right]}^T).$

每个用户终端m用其标准化导向向量 对其数据符号流{s_up，m}进行空间处理，以便获得N_ut，m个发送符号流，如下：

${\underset{\‾}{\overset{~}{x}}}_{\mathrm{up},m}={\underset{\‾}{\overset{~}{v}}}_{\mathrm{up},m}\·s_{\mathrm{up},m},$ 式(18)

可以选择式(16)中的常数A，使得在向量 中的N_ut，m个发送符号流的总能量是单位1或者某些其它被选择的数值。具有波束导向的每个用户终端m的N_ap×1有效上行链路信道响应向量 可以被表示为：

${\underset{\‾}{\overset{~}{h}}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff},m}={\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},m}{\underset{\‾}{\overset{~}{v}}}_{\mathrm{up},m},$ 式(19)

那么，对于用于波束导向的所有N_up个用户终端的N_ap×N_up有效上行链路信道响应矩阵

是 ${\underset{\‾}{\overset{~}{H}}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff}}=\left[\begin{array}{cccc}{\underset{\‾}{\overset{~}{h}}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff},1}& {\underset{\‾}{\overset{~}{h}}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff},2}& \·\·\·& {\underset{\‾}{\overset{~}{h}}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff},N_{\mathrm{up}}}\end{array}\right].$

接入点可以使用上文所描述的CCMI、MMSE或SIC技术或者某些其它技术来进行接收机空间处理。然而，以矩阵

而不是矩阵H _up，eff来得到空间滤波器矩阵。

3、SDMA传输

图2示出了用于在SDMA的上行链路上进行多天线传输的处理过程200。首先，为每个期望在上行链路上进行发送的活动用户终端获得上行链路信道响应矩阵 H _up，m(方框210)。对每个用户终端的矩阵H _up，m进行分解，以便为该用户终端获得导向向量 v _up，m或者

(方框212)。基于每个用户终端的导向向量和上行链路信道响应矩阵构成对于该用户终端的有效上行链路信道响应向量 h _up，eff，m(方框214)。方框210至214用于信道估计和分解，并且可以通过接入点、用户终端或者二者来进行。

构成不同组活动用户终端，并且基于它们的有效上行链路信道响应向量 h _up，eff，m或者它们的上行链路信道响应矩阵 H _up，m对它们进行评估(方框220)。可以如下文所描述进行评估。为传输选择最佳组的N_up个用户终端(还是方框220)。将每个被选择的用户终端(从方框220中的评估获得)使用的速率发送到该用户终端(方框222)。方框220和222用于用户调度，并且通常由接入点完成。

每个被选择的用户终端以其导向向量 v _up，m或者

来对其数据符号流{s_up，m}进行空间处理，并且从其N_ut，m个天线发送N_ut，m个符号流并经过其MIMO信道发送到接入点(方框230)。N_up个被选择的用户终端通过它们的MIMO信道同时向接入点发送它们的N_up个数据符号流。方框230用于数据传输并且由每个被选择的用户终端来完成。

接入点从其N_ap个天线获得N_ap个被接收的符号流(方框240)。随后，接入点根据CCMI、MMSE、SIC或者某些其它技术对N_ap个被接收的符号流进行接收机空间处理，以便获得N_up个被恢复的数据符号流，这N_up个被恢复的数据符号流是对由N_up个被选择的用户终端发送的N_up个数据符号流的估计(方框242)。方框240和242用于数据接收并且由接入点完成。

可以选择多个用户终端用于在上行链路上进行同时传输。用户选择可以基于各种因素。某些因素与诸如服务质量、最大等待时间、平均数据速率等的系统约束和需求相关。可能需要这些因素以满足每个用户终端。其它因素可以与系统性能相关，其可以通过总系统吞吐量或者某些其它性能指标来量化。调度方案可以基于一个或多个量度以及一种或多种因素对用于传输的用户终端进行评估。不同的调度方案可以使用不同的量度、考虑不同的因素、并且/或者对量度和因素进行不同的权衡。

不考虑为使用所选择的特殊调度方案，可以根据调度方案对不同组的用户终端进行评估。可以采用单个用户终端的“空间特征”(例如，它们的MIMO信道响应)和多用户分集来为同时传输选择“空间兼容的”用户终端的“最佳”组。可以通过诸如总吞吐量或者某些其它性能测量的量度对空间兼容性进行量化。最佳用户组可以是对于该量度获得最高分值(例如，最高总吞吐量)的用户组，同时符合系统约束和需求。

为清楚起见，下文对基于总吞吐量选择用户终端的特定调度方案进行了描述。在下列描述中，N_act个用户终端是活动的并且期望在上行链路上发送数据。

图3示出了为在上行链路上进行传输而对用户终端进行评估和选择的处理过程220a。处理过程220a代表了特定调度方案并且可以用于图2中的方框220。首先，将对于最高总吞吐量的变量R_max设置为0(方框310)。

从N_act个活动用户终端中选择新的用户终端组(方框312)。该用户组构成了将要对其进行评估的前提并且以 ${\underset{\‾}{u}}_n=\left\{\begin{array}{cccc}{u}_{n,1}& u_{n,2}& \·\·\·& u_{n,N_{\mathrm{up}}}\end{array}\right\}$ 来表示，其中n代表正在被评估的第n个用户组并且u_n，i是组n中的第i个用户终端。以组n中的N_up个用户终端的有效上行链路信道响应向量h _{up，eff，un，1}至 h _{up，eff，un，Nup}构成对于用户组n的有效上行链路信道响应矩阵H _up，eff，n(方框314)。

随后，基于有效上行链路信道响应矩阵 H _up，eff，n并且使用CCMI、MMSE、SIC或者由接入点采用的某些其它技术来计算组n中的每个用户终端的SNR(方框316)。可以分别如式(8)和(12)中所示来计算具有CCMI和MMSE技术的用户终端的SNR。具有SIC技术的用户终端的SNR取决于用户终端被恢复的次序。对于SIC技术，可以对用户终端的一种或多种次序进行评估。例如，可以对特定次序进行评估，并由此通过接入点对每个阶段中具有最高SNR的用户终端进行处理。在任何情况下，组n中的N_up个用户终端的SNR被表示为{γ_n，1γ_n，2…γ_n，Nup}。

随后，基于组n中的每个用户终端的SNR来计算该用户终端的吞吐量(方框318)，如下：

$r_{n,i}=\·\mathrm{lo}{g}_2(1+\frac{{\mathrm{\γ}}_{n,i}}{c_{n,i}}),$ i＝1...N_up，                                              式(20)

其中，c_n，i是正的常数，其反映了将要由用户终端u_n，i所使用的编码和调制方案所达到的理论容量部分(例如，对于距香农容量3dB的编码和调制方案，c_n，i＝2)，并且r_n，i是用户终端u_n，i的吞吐量或者频谱效率，其以比特每秒/赫兹(bps/Hz)的单位给出。可以计算由用户组n达到的总吞吐量R_n(方框320)，如下：

$R_n=\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{up}}}{\mathrm{\Σ}}}{r}_{n,i},$ 式(21)

随后，确定用户组n的总吞吐量R_n是否大于已经被评估的所有用户组迄今达到的最大总吞吐量(方框330)。如果答案为是，那么就存储用户组n和该组的总吞吐量R_n(方框332)。否则，就丢弃用户组n。

随后，确定是否已经对所有的用户组进行了估计(方框340)。如果答案为是，那么处理过程返回方框312以选择另一组用户终端进行估计。否则，为了在上行链路上进行传输，对被存储组中的用户终端进行调度(方框342)。

对于上文所描述的实施例，使用基于理论容量(虽然具有补偿因子c_n，i)的量度以便为上行链路传输选择最佳用户组。在另一个实时例中，使用基于可实现吞吐量的量度以便选择最佳用户组。对于该该实施例，可以基于一组由系统支持的“速率”对用户组进行估计。可以将这些速率视为在式(20)中计算的吞吐量的量化值。每个非零速率与特定的编码和调制方案、特殊的频谱效率(通常以bps/Hz的单位给出)、以及特殊的所需SNR相关联。可以通过计算机仿真、实验测量等并且基于AWGN信道的假设来确定每个速率所需的SNR。查找表(LUT)可以存储被支持的速率组和它们所需的SNR。将每个用户终端的SNR映射到被选择的速率，该被选择的速率是查找表中具有等于或低于用户终端的SNR的所需SNR的速率中的最高速率。对每组中的所有用户终端的被选择速率进行累加，以便获得该组的合计速率。为传输调度具有最高合计速率的用户组。

可以对不同大小的用户组进行估计，以便为传输确定最佳用户组。例如，可以首先对具有一个用户终端的组(即N_up＝1)进行估计，随后对具有两个用户终端的组(即N_up＝2)进行估计，等等，并且最后对具有N_ap个用户终端的组(即N_up＝N_ap)进行估计。

根据N_up、N_act和N_ap的值，为了无遗漏地搜索到最佳用户组，可能需要对大量用户组进行估计。可以通过对活动用户终端区分优先级、考虑到其它因素等，来减少将要估计的用户组的数目。可以基于诸如用户终端的服务类型(例如：高级或一般)、由用户终端达到的平均吞吐量、用户终端必须发送的数据量、由用户终端经历的延迟等各种因素来确定每个活动用户终端的优先级。可以随着时间对每个用户终端的优先级进行更新，以便反映用户终端的当前状态。作为示例，在每个调度间隔内仅可以对N_ap个最高优先级用户终端进行估计。

在上面描述的图3的示例性调度方案中，仅基于每个用户终端的上行链路信道响应矩阵 H _up，un，i为每个用户终端独立地(或者“局部地”)得到有效上行链路信道响应向量 h _{up，eff，un，i}。用为每个用户组n中的用户终端独立得到的有效信道响应向量来构成该用户组的有效信道响应矩阵 H _up，eff，n。矩阵 H _up，eff，n中的向量 h _{up，eff，un，i}(其中i＝1…N_up)可能不能为用户组n产生最高可能总吞吐量。可以为每个用户组来估计多个子假设，其中对于每个子假设，可以用不同的数目对 H _up，eff，n中的向量进行调节。例如，对于每个子假设，可以以确定性的方式(例如，通过加减某百分比)或者以伪随机的方式对组n中的用户终端的导向向量的相位进行修改，同时将每个导向向量的功率维持在单位1(即每个导向向量的单位标准)。

调度方案还可以基于每个用户组n中的用户终端的上行链路MIMO信道响应矩阵 H _up，un，i而不是有效上行链路信道响应向量 h _{up，eff，un，i}来对该用户组进行评估。对于组n中的所有用户终端，可以为该组中的每个用户终端(“全局地”)得到导向向量 v′_up，un，i。可以基于(全局地得到的)导向向量 v′_up，un，i和上行链路信道响应矩阵 H _up，un，i来计算每个用户终端的有效上行链路信道响应向量 h′_{up，eff，un，i}，如下： ${\underset{\‾}{h}}_{\mathrm{up},\mathrm{eff},u_{n,i}}^{\′}={\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},u_{n,i}}{\underset{\‾}{v}}_{\mathrm{up},u_{n,i}}^{\′}.$ 随后，基于用户组n中用户终端的有效上行链路信道响应向量 h′_{up，eff，un，i}为该组构成有效上行链路信道响应矩阵H′_up，eff，n。随后，用矩阵 H′_up，eff，n(而不是矩阵 H _up，eff，n)对用户组n的性能(例如，总吞吐量)进行估计。作为示例，可以为用户组n估计多个子假设，其中每个子假设对应于用于该组中的用户终端的不同导向向量组。随后，为用户组n选择最佳子假设。可以以类似的方式对多个用户组进行估计，并且为上行链路传输选择最佳用户组。

还可以采用各种其它调度方案，并且这在本发明的范围内。不同的调度方案在为每组选择用户终端中可以考虑不同的因素，可以以不同的方式得到用户终端的导向向量，可以使用其它量度来对每个用户组的性能进行量化等。

可以以各种方式对每个用户终端m的上行链路信道响应矩阵H _up，m进行估计。可以为TDD和FDD系统使用不同的信道响应技术。

在FDD系统中，下行链路和上行链路使用不同的频带。一条链路的信道响应与另一条链路的信道响应可以是不相关的。在该情况下，接入点可以基于由每个用户终端发送的导频来为该用户终端估计上行链路MIMO信道响应。接入点可以对每个用户终端的 H _up，m进行分解、得到导向向量 v _up，m或

并且将导向向量发送到每个被选择用于传输的用户终端。

对于FDD系统，每个用户终端m可以发送未导向导频(或者MIMO导频)，以便允许接入点对上行链路MIMO信道响应进行估计并且获得矩阵 H _up，m。未导向导频由从N_ut，m个用户终端天线发送的N_ut，m个正交导频传输组成，其中可以以时间、频率、编码或者其组合获得正交性。对于编码正交性，用户终端m同时从其N_ut，m个天线发送N_ut，m个导频传输，以不同的正交(例如，沃尔什(Walsh))序列对来自每个天线的导频传输进行“覆盖”。接入点以与用户终端m所使用的相同的N_ut，m个正交序列对从每个接入点天线i接收到的导频符号进行“解覆盖”，以便获得对接入点天线i和N_ut，m个用户终端天线中的每个之间的复信道增益的估计。可以以与码分多址(CDMA)系统相类似的方式进行在用户终端处的覆盖以及在接入点处的解覆盖。对于频率正交性，可以在整个系统频带的不同子带上同时发送N_ut，m个用户终端天线的N_ut，m个导频传输。对于时间正交性，可以在不同的时隙内发送N_ut，m个用户终端天线的N_ut，m个导频传输。在任何情况下，N_ut，m个导频传输之间的正交性允许接入点对来自每个用户终端天线的导频传输进行区分。

多个用户终端可以在上行链路上同时向接入点发送未导向导频。所有用户终端的导频传输是编码、时间和/或频率正交的，以便允许接入点对每个用户终端的上行链路信道响应进行估计。

在TDD系统中，下行链路和上行链路共享相同的频带。通常在下行链路和上行链路信道响应之间存在高度相关。然而，在接入点处的发送/接收链的响应可能与在用户终端处的发送/接收链的响应是不同的。如果可以通过校准来确定差异并且通过在接入点和/或用户终端处采用合适的相关矩阵来解决该差异，那么可以假定所有下行链路和上行链路信道响应是互为倒数的(即互转置的)。

对于TDD系统，接入点可以从N_ap个接入点天线发送未导向导频。每个用户终端m可以：(1)对下行链路未导向导频进行处理，以便获得其下行链路MIMO信道响应矩阵 H _dn，m，(2)将上行链路MIMO信道响应估计为下行链路MIMO信道响应的转置(即 ${\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{up},m}\≅{\underset{\‾}{H}}_{\mathrm{dn},m}^T$ )，(3)基于 H _up，m得到导向向量 v _up，m或

并且(4)计算有效上行链路信道响应向量 h _up，eff，m。每个用户终端可以以直接形式(例如，通过发送 h _up，eff，m的项)或者间接形式(例如，通过发送导向导频，该导向导频是以用于上行链路传输的导向向量 v _up，m或

来生成的)将向量 h _up，eff，m发送到接入点。

为清楚起见，已经将SDMA传输技术描述为用于上行链路传输。这些技术还可以用于下行链路传输。可以为每个用户终端m获得下行链路MIMO信道响应矩阵 H _dn，m，并且对其进行分解以便为用户终端获得下行链路导向向量 v _dn，m。接入点可以对用于下行链路传输的不同组用户终端进行估计(例如，以与上文所描述的用于上行链路的类似的方式)，并且为下行链路传输选择最佳组的N_dn个用户终端。

对于下行链路传输，接入点以N_dn个被选择的用户终端的N_dn个下行链路导向向量对N_dn个数据符号流进行空间处理，以便获得N_ap个发送符号流，如下：

x _dn＝ V _dn· s _dn，                                        式(22)

其中， s _dn是具有N_dn个数据符号的N_dn×1向量，该N_dn个数据符号将要在下行链路上被发送到N_dn个被选择的用户终端；

V _dn是具有对于N_dn个被选择的用户终端的N_dn个下行链路导向向量的N_ap×N_dn矩阵，其为 ${\underset{\‾}{V}}_{\mathrm{dn}}=\left[\begin{array}{cccc}{\underset{\‾}{v}}_{\mathrm{dn},1}& {\underset{\‾}{v}}_{\mathrm{dn},2}& ...& {\underset{\‾}{v}}_{\mathrm{dn},N_{\mathrm{dn}}}\end{array}\right];$ 并且

x _dn是具有N_ap个发送符号的N_ap×1向量，将要从N_ap个接入点天线发送该N_ap个发送符号。

接入点还可以以用于波束导向的标准化下行链路导向向量

对用于每个用户终端的下行链路数据符号流进行空间处理。

如果用户终端至少配备了N_ap个天线(即N_ut，m≥N_ap)，那么用户终端可以使用CCMI、MMSE或者某些其它技术来进行接收机空间处理，以便分离并恢复其下行链路数据符号流。如果用户终端配备了少于N_ap个天线(即N_ut，m＜N_ap)，那么用户终端可以在存在来自其它数据符号流的串扰(crosstalk)时，恢复其下行链路数据符号流。

为清楚起见，已经将SDMA传输技术描述为用于具有平坦衰落的单载波窄带MIMO系统。这些技术还可以用于宽带MIMO系统和多载波MIMO系统。宽带MIMO系统可以采用CDMA作为基本的无线技术。多载波MIMO系统可以采用OFDM或者某些其它多载波调制技术。OFDM将总系统带宽有效地分成多个(N_F)正交子带。每个子带与各自的可以被用数据进行调制的载波相关联。

对于MIMO OFDM系统，对于每个用户终端，可以为N_F个子带中的每个进行信道估计，以便获得N_F个子带的N_F个频域信道响应矩阵。可以以各种方式进行空间处理。在一个实施例中，对N_F个信道响应矩阵中的每个进行独立分解，以便获得N_F个子带的N_F个导向向量。随后，用为每个子带所获得的导向向量对那个子带进行空间处理。在另一个实施例中，基于N_F个信道响应矩阵为每个用户终端得到单个频率独立的导向向量。随后，以该单个导向向量对所有N_F个子带进行空间处理。在任何情况下，以单个或N_F个导向向量为每个用户终端构成N_F个有效上行链路信道响应向量 h _up，eff，m(k)，k＝1...N_F。可以基于用户终端的频率依赖的有效信道响应向量对用户终端进行估计。

对于宽带MIMO系统，对于每个用户终端，可以为MIMO信道中的多个(N_P)可分解信号路径中的每个获得时域信道脉冲响应矩阵。在一个实施例中，基于N_P个信道脉冲响应矩阵为每个用户终端得到N_P个导向向量，并且将该N_P个导向向量用于说明MIMO信道的频率选择性特征。在另一个实施例中，例如，基于对于具有最高能量的主信号路径的信道脉冲响应矩阵，为每个用户终端得到一个导向向量。在任何情况下，可以使用(多个)导向向量以便得到一个或多个有效信道响应向量，该有效信道响应向量又被用来对用于传输的用户终端进行估计和选择。

4、示例性MIMO系统

图4示出了MIMO系统100中的接入点110和两个用户终端120m和120x的方框图。接入点110配备了从424a至424ap的N_ap个天线。用户终端120m配备了从452ma至452mu的N_ut，m个天线，而用户终端120x配备了从452xa至452xu的N_ut，x个天线。接入点110是下行链路的发送实体和上行链路的接收实体。每个用户终端120是上行链路的发送实体和下行链路的接收实体。如这里所使用的，“发送实体”是能够通过无线信道发送数据的、独立工作的装置或设备，而“接收实体”是能够通过无线信道接收数据的、独立工作的装置或设备。在下列描述中，下标“dn”代表下行链路，下标“up”代表上行链路，为了在上行链路上进行同时传输选择N_up个用户终端，为了在下行链路上进行同时传输选择N_dn个用户终端，N_up可以等于或者不等于N_dn，并且N_up和N_dn可以是静态数值或者可以对于每个调度间隔而变化。为简化起见，在下列描述中使用波束导向。

在上行链路上，在被选择用于上行链路传输的每个用户终端120处，TX数据处理器488从数据源486接收业务数据并且从控制器480接收控制数据。TX数据处理器488基于与为每个用户终端选择的速率相关的编码和调制方案为每个用户终端处理(例如：编码、交织和调制)业务数据{d_up，m}，并且提供数据符号流{s_up，m}。TX空间处理器490以导向向量 v _up，m对数据符号流{s_up，m}进行空间处理，按照需要复用导频符号，并且为N_ut，m个天线提供N_ut，m个发送符号流。如上文所描述，基于用户终端的上行链路信道响应矩阵 H _up，m得到导向向量 v _up，m。每个发射机单元(TMTR)454对各自的发送符号流进行接收和处理(例如：变换到模拟、放大、滤波和上变频)，以便生成上行链路信号。N_ut，m个发射机单元454为从N_ut，m个天线452到接入点的传输提供了N_ut，m个上行链路信号。

为了在上行链路上进行同时传输，可以对N_up个用户终端进行调度。这些用户终端中的每个以其导向向量对其数据符号流进行空间处理，并且在上行链路上向接入点发送其发送符号流组。

在接入点110处，从424a至424ap的N_ap个天线从上行链路上正在进行发送的所有N_up个用户终端接收上行链路信号。每个天线424将被接收的信号提供给各自的接收机单元(RCVR)422。每个接收机单元422进行与发射机单元454所进行的处理互补的处理，并且提供被接收的符号流。RX空间处理器440对来自N_ap个接收机单元422的N_ap个被接收的符号流进行接收机空间处理，并且提供N_up个被恢复的上行链路数据符号流。根据CCMI、MMSE、SIC或者某些其它技术进行接收机空间处理。基于(1)接入点使用的接收机空间处理技术和(2)N_up个用户终端的有效上行链路信道响应矩阵 H _up，eff来得到接入点的空间滤波器矩阵 M _ap。每个被恢复的上行链路数据符号流 是对由各自的用户终端发送的数据符号流{s_up，m}的估计。RX数据处理器442根据每个被恢复的上行链路数据符号流

所使用的速率对那个流进行处理(例如：解调、解交织和解码)，以便获得被解码的数据。可以将对于每个用户终端的被解码的数据提供给数据宿444用于存储和/或提供给控制器430用于进一步处理。

在下行链路上，在接入点110处，TX数据处理器410为被调度的用于下行链路传输的N_dn个用户终端从数据源408接收业务数据、从控制器430接收控制数据、并且可能从调度器434接收其它数据。可以在不同的传送信道上发送各种类型的数据。TX数据处理器410基于为每个用户终端所选择的速率为处理(例如：编码、交织和调制)用于那个用户终端的业务数据。TX数据处理器410为N_dn个用户终端提供N_dn个下行链路数据符号流。TX空间处理器420以N_dn个用户终端的N_dn个下行链路导向向量的矩阵 V _dn对N_dn个下行链路数据符号流进行空间处理、复用导频符号、并且为N_ap个天线提供N_ap个发送符号流。每个发射机单元422对各自的发送符号流进行接收和处理，以便生成下行链路信号。N_ap个发射机单元422为从N_ap个天线424到用户终端的传输提供了N_ap个下行链路信号。

在每个用户终端120处，N_ut，m个天线452从接入点110接收N_ap个下行链路信号。每个接收机单元454对从相关天线452接收的信号进行处理，并且提供被接收的符号流。RX空间处理器460对从N_ut，m个接收机单元454接收的N_ut，m个符号流进行接收机空间处理，并且为用户终端提供了被恢复的下行链路数据符号流

根据CCMI、MMSE或者某些其它技术进行接收机空间处理。基于(1)用户终端使用的接收机空间处理技术和(2)用户终端的下行链路信道响应矩阵H _dn，m来得到每个用户终端的空间滤波器矩阵 M _ut，m。RX数据处理器470对被恢复的下行链路数据符号流进行处理(例如：解调、解交织和解码)，以便为用户终端获得被解码的数据。

在每个用户终端120处，信道估计器478对下行链路信道响应进行估计并且提供下行链路信道估计，该下行链路信道估计可以包括信道增益估计、SNR估计等。类似地，信道估计器428对上行链路信道响应进行估计并且提供上行链路信道估计。如上文所描述，取决于MIMO系统是TDD系统还是FDD系统，可以以各种方式得到用于下行链路和上行链路的导向向量。如果由一个实体(例如接入点)得到导向向量，并且另一个实体(例如用户终端)需要该导向向量，那么该一个实体将导向向量发送到该另一个实体。

每个用户终端的控制器480通常基于那个用户终端的下行链路信道响应矩阵 H _dn，m来得到该用户终端的空间滤波矩阵 M _ut，m。控制器430基于有效上行链路信道响应矩阵 H _up，eff得到接入点的空间滤波器矩阵 M _ap。每个用户终端的控制器480可以向接入点发送反馈信息(例如：下行链路和/或上行链路导向向量、SNR估计等)。控制器430和480还分别对接入点110和用户终端120处的各种处理单元的操作进行控制。

图5A示出了支持CDMA的TX数据处理器410a的方框图。TX数据处理器410a可以用于图4中的TX数据处理器410和488。在TX数据处理器410a中，编码器512对用户终端m的数据流{d_m}进行接收，并且基于针对所选择的速率的编码方案对数据流{d_m}进行编码，并且提供码比特。数据流可以携带一个或多个数据分组，并且通常对每个数据分组单独进行编码以便获得被编码的数据分组。编码增加了数据传输的可靠性。编码方案可以包括循环冗余校验(CRC)编码、卷积编码、turbo编码、块编码等或者其组合。信道交织器514基于交织方案对码比特进行交织。交织为码比特提供了时间、频率和/或空间分集。符号映射单元516基于针对所选择速率的调制方案对被交织的比特进行映射，并且提供了数据符号。单元516对每组B个被交织的比特进行分组，以便构成B-比特二进制数值，其中B≥1，并且单元516还基于调制方案(例如：QPSK、M-PSK或M-QAM，其中M＝2^B)将每个B-比特数值映射到特定的调制符号。每个调制符号是由调制方案定义的信号星座图中的复值。

CDMA调制器520进行CDMA调制。在CDMA调制器520中，信道化器522对数据符号和导频符号进行接收，并且将其信道化到不同的码信道上。每个码信道与各自的正交序列相关，该正交序列可以是沃尔什序列、正交可变扩频因子(OVSF：orthogonal variablespreading factor)序列等。信道化在IS-2000和IS-95中被称为“覆盖”而在W-CDMA中被称为“扩频”。扰码器524对用于多个码信道的被信道化的数据进行接收，并且以伪随机数(PN)序列对该被信道化的数据进行频谱扩展，并且提供了数据码片流，为简化起见将该数据码片流表示为数据符号流{s_m}。频谱扩展在IS-2000和IS-95中被称为“扩频”而在W-CDMA中被称为“加扰”。信道化和频谱扩展在本领域中已知，在这里不对其进行描述。

对于上行链路，在各自的码信道上发送每个数据符号流，这通过以正交序列进行信道化来获得。N_up个被选择的用户终端可以在不同的正交码信道上同时发送N_up个或者更多的数据流。每个用户终端用相同的导向向量 v _up，m或

对其所有的数据符号流(或其数据码片流)进行空间处理。类似的处理发生在下行链路上。

图5B示出了支持OFDM的TX数据处理器410b的方框图。TX数据处理器410b也可以用于图4中的TX数据处理器410和488。TX数据处理器410b包括编码器512、信道交织器514和符号映射单元516，其以如上文所描述的用于图5A的方式运行。TX数据处理器410b还包括进行OFDM调制的OFDM调制器530。在OFDM调制器530中，快速傅里叶逆变换(IFFT)单元532从符号映射单元516接收数据符号并且接收导频符号，在指定用于数据和导频传输的子带上提供数据和导频符号，并且为每个未用于数据/符号传输的子带提供零信号值(“零”符号)。对于每个OFDM符号周期，IFFT单元532使用N_F点快速傅里叶逆变换将一组的N_F个数据、导频和零符号变换到时域，并且提供了相应的包含N_F个码片的变换后的符号。循环前缀发生器534对每个变换后的符号的一部分进行重复，以便获得相应的包含N_F+N_cp个码片的OFDM符号。被重复的部分被称为循环前缀，并且N_cp是被重复的码片数。循环前缀确保OFDM符号在出现由频率选择性衰落(即频率响应不是平坦的)所引起的多径延时扩展时保持其正交属性。循环前缀发生器534提供OFDM符号流，为简化起见，也将该OFDM符号流表示为数据符号流{s_m}。

对于上行链路，在各自的被分配给每个数据符号流的子带组上发送那个流。N_up个被选择的用户终端可以在不同的不相交子带组上同时发送N_up个或者更多的数据流，其中将N_F个子带中的每个分配到至多一组。每个用户终端用相同的导向向量 v _up，m或

对其所有的数据符号流(或其OFDM符号流)进行空间处理。类似的处理发生在下行链路上。

为简化起见，图5A和5B示出了对一个数据流{d_m}的处理，以便获得一个数据符号流{s_m}。可以以TX数据处理器的多个实例对多个数据流(例如，用于在下行链路上的多个用户终端)进行处理，以便获得多个数据符号流。

图5A和5B示出了特定的实现，其中，在用于多天线传输的空间处理之前进行对于CDMA和OFDM的处理。在该情况下，如图5A和5B中所示，TX数据处理器包括CDMA调制器或者OFDM调制器。还可以在用于多天线传输的空间处理之后进行对于CDMA和OFDM的处理。在该情况下，每个发射机单元(TMTR)将包括CDMA调制器或者OFDM调制器，该CDMA调制器或者OFDM调制器对各自的发送符号流进行CDMA或者OFDM处理，以便生成相应的被调制信号。

图6示出了在用于下行链路和上行链路传输的接入点110和一个用户终端120m处的空间处理。对于上行链路，在用户终端120m处，通过TX空间处理器490m将数据符号流{s_up，m}与导向向量 v _up，m相乘，以便获得用于上行链路的发送符号向量 x _up，m。在接入点110处，通过单元640将被接收的符号向量 r _up(用于用户终端120m以及其它用户终端)与空间滤波器矩阵 M _ap相乘，并且进一步通过单元642以对角矩阵 D _ap ^-1对被接收的符号向量 r _up进行调整，以便为上行链路获得被恢复的数据符号向量

单元640和642是RX空间处理器440a的一部分。基于有效上行链路信道响应矩阵 H _up，eff并且使用CCMI、MMSE或者某些其它技术得到矩阵 M _ap和 D _ap ^-1。

对于下行链路，在接入点110处，通过TX空间处理器420将数据符号向量 s _dn(其包括用于用户终端120m以及其它用户终端的下行链路数据符号流)与下行链路导向矩阵 V _dn相乘，以便获得用于下行链路的发送符号向量 x _dn。在用户终端120m处，通过单元660将被接收的符号向量 r _dn，m与空间滤波器矩阵 M _ut，m相乘，并且进一步通过单元662以对角矩阵 D _ut，m ^-1对被接收的符号向量 r _dn，m进行调整，以便为用户终端120m获得下行链路被恢复的数据符号流

单元660和662是RX空间处理器460m的一部分。基于用户终端120m的下行链路信道响应矩阵 H _dn，m并且使用CCMI、MMSE或者某些其它技术得到矩阵 M _ut，m和 D _ut，m ^-1。

图7示出了RX空间处理器440b和RX数据处理器442b的方框图，其采用了SIC技术并且可以用于接入点110。RX空间处理器440b和RX数据处理器442b为由N_up个用户终端发送的N_up个数据符号流实现N_up个连续的(即级联的)接收机处理阶段。从1到N_up-1的每个阶段包括空间处理器710、干扰消除器720、RX数据流处理器730和TX数据流处理器740。最后阶段仅包括空间处理器710u和RX数据流处理器730u。

对于阶段1，空间处理器710a对N_ap个被接收的符号流进行接收机空间处理，并且提供在第一个阶段中被恢复的用户终端j₁的一个被恢复的数据符号流 RX数据流处理器730a对被恢复的数据符号流

进行解调、解交织和解码，并且提供被解码的数据流

TX数据流处理器740a以由用户终端j₁为那个流进行的相同的方式对被解码的数据流

进行编码、交织和调制，并且提供被重新调制后的符号流 干扰消除器720a以用于用户终端j₁的有效信道响应向量 h _{up，eff，j1}对被重新调制后的符号流 进行发射机空间处理，以便获得由数据符号流{s_up，j1}引起的N_ap个干扰分量。从N_ap个被接收的符号流中减去N_ap个干扰分量，以便获得N_ap个被修改的符号流，将其提供给阶段2。

阶段2到阶段N_up-1中的每个阶段对来自前一个阶段的N_ap个被修改的符号流而不是N_ap个被接收的符号流进行与阶段1相同的处理。最后阶段对来自阶段N_up-1的N_ap个被修改的符号流进行空间处理并且不进行干扰估计和消除。

空间处理器710a至710u中的每个可以采用CCMI、MMSE或者某些其它技术。每个空间处理器710将输入(被接收或被修改的)符号向量 r _sic ^l与空间滤波器矩阵 M _ap ^l相乘以便获得被检测的符号向量

对被检测的符号流中的一个进行选择和调整，并且提供被调整的符号流作为那个阶段的被恢复的数据符号流。基于用于该阶段的被减少的有效信道响应矩阵 H _up，eff ^l得到矩阵 M _ap ^l。

图8示出了控制器430和调度器434的实施例的方框图，该控制器430和调度器434用于为在下行链路和上行链路上的传输估计和调度用户终端。在控制器430中，请求处理器810对由用户终端120发送的接入请求以及可能发自其它源的接入请求进行接收。这些接入请求用于在下行链路和/或上行链路上的数据传输。为清楚起见，下文对用于上行链路传输的调度进行了描述。

请求处理器810对被接收的接入请求进行处理，并且提供了所有活动用户终端的身份(ID)和状态。用户选择器820从所有活动用户终端中选择不同组用户终端用于估计。可以基于诸如用户优先级、将要发送的数据量、系统需求等各种因素来选择用于估计的用户终端。

评估单元830对每组用户终端进行估计，并且提供对于该组的量度值。为简化起见，下列描述假定：(1)使用总吞吐量作为量度和(2)有效上行链路信道响应向量对每个活动用户终端可用。评估单元830包括矩阵计算单元840和速率选择器850。矩阵计算单元840为每组用户终端进行SNR计算。对于每个组，单元840为构成该组的有效上行链路信道响应矩阵 H _up，eff，n，并且基于 H _up，eff，n和由接入点使用的接收机空间处理技术计算该组中的每个用户终端的SNR。速率选择器850接收对于每个用户组的一组SNR，并且确定该组中的每个用户终端的速率以及该组的总吞吐量R_n。速率选择器850可以访问查找表(LUT)852，该LUT存储了由系统支持的一组速率以及它们所需的SNR。速率选择器850基于为用户终端计算的SNR确定可以由每个用户终端用于上行链路传输的最高速率。速率选择器850还对每组中所有用户终端的速率或吞吐量进行累加，以便获得该组的总吞吐量R_n。

调度器434对(1)来自用户选择器820的不同组用户终端(2)来自速率选择器850的用于用户终端的速率和用于每组的总吞吐量进行接收。调度器434在所有被估计的组中为每个调度间隔选择最佳用户终端组，并且为在上行链路上的传输对被选择的用户终端进行调度。调度器434提供了调度信息，该调度信息包括被选择用户终端的身份、它们的速率、被调度的传输时间(例如：传输的开始和持续时间)等。将调度信息发送到被选择的用户终端。

以类似的方式进行对于下行链路传输的调度。

可以通过各种方式实现在这里描述的SDMA传输技术。例如，可以以硬件、软件或者其组合来实现这些技术。对于硬件实现，可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(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、其它设计为实现这里所描述的功能的电子单元、或者其组合内实现用于支持基本的无线技术(例如，CDMA或者OFDM)和在下行链路和上行链路上的SDMA传输(例如：在接入点和用户终端处的发送和接收空间处理、不同用户组的估计等)的处理单元。

对于软件实现，可以以执行这里所描述的功能的模块(例如：程序、函数等)来实现这里所描述的SDMA传输技术。可以将软件代码存储在存储单元(例如，图4中的存储单元432和482)中，并且通过处理器(例如，控制器430和480)来执行该软件代码。可以在处理器内部或者处理器外部实现存储单元，在处理器外部实现存储单元的情况下，可以通过现有技术中已知的各种方式将存储单元通信连接到处理器上。

这里包括的标题用于参考并且为定位特定部分提供帮助。这些标题并不是要限制在其后所描述的概念的范围，并且这些概念可以适用于整个说明书的其它部分中。

提供了已公开实施例的上述说明，以便使本领域的任何技术人员都能够实现或使用本发明。这些实施例的各种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用到其它实施例。因此，本发明并不是要被限制于这里所示的实施例，而是要符合与这里公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

Claims (52)

1、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中接收数据的方法，包括：

从接收实体处的多个接收天线获得针对由多个发送实体发出的多个数据符号流的多个被接收的符号流，每个发送实体对应一个数据符号流，其中，每个发送实体的所述数据符号流被用所述发送实体的导向向量来进行空间处理、并且被从所述发送实体处的多个发射天线发出；以及

根据接收机空间处理技术对所述多个被接收的符号流进行处理，以便获得多个被恢复的数据符号流，所述多个被恢复的数据符号流是对所述多个数据符号流的估计。

2、如权利要求1所述的方法，其中，所述接收机空间处理技术是信道相关矩阵求逆(CCMI)技术或者最小均方误差(MMSE)技术。

3、如权利要求1所述的方法，其中，所述接收机空间处理技术是连续干扰消除(SIC)技术。

4、如权利要求1所述的方法，其中，通过以下步骤得到每个发送实体的所述导向向量：

对所述发送实体的信道响应矩阵进行分解，以便获得多个本征向量和多个奇异值，以及

基于与所述多个奇异值中的最大奇异值相对应的本征向量来构成所述发送实体的所述导向向量。

5、如权利要求4所述的方法，其中，每个发送实体的所述导向向量等于与所述最大奇异值相对应的所述本征向量。

6、如权利要求4所述的方法，其中，每个发送实体的所述导向向量包含多个元素，所述多个元素具有相同的幅度、以及和与所述最大奇异值相对应的所述本征向量的多个元素的相位相等的相位。

7、如权利要求1所述的方法，还包括：

基于多组发送实体中的每组中的发送实体的量度和导向向量，为可能的传输对所述组进行评估；以及

为传输而选择具有最高量度值的一组发送实体。

8、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中的接收实体处的装置，包括：

多个接收机单元，用于从多个接收天线获得针对由多个发送实体发出的多个数据符号流的多个被接收的符号流，每个发送实体对应一个数据符号流，其中，每个发送实体的所述数据符号流被用所述发送实体的导向向量来进行空间处理、并且被从所述发送实体处的多个发射天线发出；以及

接收空间处理器，用于根据接收机空间处理技术对所述多个被接收的符号流进行处理，以便获得多个被恢复的数据符号流，所述多个被恢复的数据符号流是对所述多个数据符号流的估计。

9、如权利要求8所述的装置，其中所述接收机空间处理技术是信道相关矩阵求逆(CCMI)技术或者最小均方误差(MMSE)技术。

10、如权利要求8所述的装置，其中，通过以下步骤得到每个发送实体的所述导向向量：

对所述发送实体的信道响应矩阵进行分解，以便获得多个本征向量和多个奇异值，以及

基于与所述多个奇异值中的最大奇异值相对应的本征向量来构成所述发送实体的所述导向向量。

11、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中的接收实体处的装置，包括：

获得模块，用于从多个接收天线获得针对由多个发送实体发出的多个数据符号流的多个被接收的符号流，每个发送实体对应一个数据符号流，其中，每个发送实体的所述数据符号流被用所述发送实体的导向向量来进行空间处理、并且被从所述发送实体处的多个发射天线发出；以及

处理模块，用于根据接收机空间处理技术对所述多个被接收的符号流进行处理，以便获得多个被恢复的数据符号流，所述多个被恢复的数据符号流是对所述多个数据符号流的估计。

12、如权利要求11所述的装置，其中所述接收机空间处理技术是信道相关矩阵求逆(CCMI)技术或者最小均方误差(MMSE)技术。

13、如权利要求11所述的装置，其中，通过以下步骤得到每个发送实体的所述导向向量：

对所述发送实体的信道响应矩阵进行分解，以便获得多个本征向量和多个奇异值，以及

基于与所述多个奇异值中的最大奇异值相对应的本征向量来构成所述发送实体的所述导向向量。

14、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中接收数据的方法，包括：

从接收实体处的多个接收天线获得针对由多个发送实体发出的多个数据符号流的多个被接收的符号流，每个发送实体对应一个数据符号流，其中，每个发送实体的所述数据符号流被用为所述发送实体单独得到的导向向量来进行空间处理、并且被从所述发送实体处的多个发射天线发出，并且其中，所述多个数据符号流被所述多个发送实体同时发送；以及

根据接收机空间处理技术对所述多个被接收的符号流进行处理，以便获得多个被恢复的数据符号流，所述多个被恢复的数据符号流是对所述多个数据符号流的估计。

15、如权利要求14所述的方法，其中，每个发送实体的所述导向向量是基于对所述发送实体的无线信道的信道估计而得到的。

16、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中的接收实体处的装置，包括：

多个接收机单元，用于从多个接收天线获得针对由多个发送实体发出的多个数据符号流的多个被接收的符号流，每个发送实体对应一个数据符号流，其中，每个发送实体的所述数据符号流被用为所述发送实体单独得到的导向向量来进行空间处理、并且被从所述发送实体处的多个发射天线发出，并且其中，所述多个数据符号流被所述多个发送实体同时发送；以及

接收空间处理器，用于根据接收机空间处理技术对所述多个被接收的符号流进行处理，以便获得多个被恢复的数据符号流，所述多个被恢复的数据符号流是对所述多个数据符号流的估计。

17、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中从发送实体发送数据的方法，包括：

获得多个接收实体的多个导向向量，每个接收实体对应一个导向向量，其中，每个接收实体的所述导向向量是基于信道响应矩阵而得到的，所述信道响应矩阵指示所述发送实体和所述接收实体之间的MIMO信道的响应；以及

用所述多个导向向量对多个数据符号流进行空间处理，以便获得用于从所述发送实体处的多个发射天线到所述多个接收实体的传输的多个发送符号流。

18、如权利要求17所述的方法，其中，通过以下步骤得到每个接收实体的所述导向向量：

对所述接收实体的信道响应矩阵进行分解，以便获得多个本征向量和多个奇异值，以及

基于与所述多个奇异值中的最大奇异值相对应的本征向量来构成所述接收实体的所述导向向量。

19、如权利要求17所述的方法，还包括：

根据码分多址(CDMA)对多个数据流进行处理，以便获得所述多个数据符号流，其中，每个数据符号流被在各自的码信道上发出、并且被用伪随机数(PN)序列来进行频谱扩展。

20、如权利要求17所述的方法，还包括：

根据正交频分复用(OFDM)对多个数据流进行处理，以便获得所述多个数据符号流，其中，每个数据符号流被在各自的子带组上发出。

21、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中发送实体处的装置，该装置包括：

控制器，用于获得多个接收实体的多个导向向量，每个接收实体对应一个导向向量，其中，每个接收实体的所述导向向量是基于信道响应矩阵而得到的，所述信道响应矩阵指示所述发送实体和所述接收实体之间的MIMO信道的响应；以及

发送空间处理器，用于以所述多个导向向量对多个数据符号流进行空间处理，以便获得用于从所述发送实体处的多个发射天线到所述多个接收实体的传输的多个发送符号流。

22、如权利要求21所述的装置，其中，所述控制器用于对每个接收实体的信道响应矩阵进行分解，以便获得多个本征向量和多个奇异值，并且用于基于与所述多个奇异值中的最大奇异值相对应的本征向量来构成所述接收实体的所述导向向量。

23、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中发送实体处的装置，包括：

获得模块，用于获得多个接收实体的多个导向向量，每个接收实体对应一个导向向量，其中，每个接收实体的所述导向向量是基于信道响应矩阵而得到的，所述信道响应矩阵指示所述发送实体和所述接收实体之间的MIMO信道的响应；以及

处理模块，用于以所述多个导向向量对多个数据符号流进行空间处理，以便获得用于从所述发送实体处的多个发射天线到所述多个接收实体的传输的多个发送符号流。

24、如权利要求23所述的装置，还包括：

分解模块，用于对每个接收实体的信道响应矩阵进行分解，以便获得多个本征向量和多个奇异值，以及

构成模块，用于基于与所述多个奇异值中的最大奇异值相对应的本征向量来构成所述接收实体的所述导向向量。

25、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中为传输而调度用户终端的方法，包括：

从多个用户终端中选择一组用户终端；

基于所述组中的用户终端的有效信道响应向量来构成所述组的有效信道响应矩阵，其中，每个用户终端的所述有效信道响应向量是基于所述用户终端的导向向量和信道响应矩阵而获得的，所述用户终端使用所述导向向量来进行发送空间处理；

基于所述组的所述有效信道响应矩阵来得到所述组的量度值；

为多组用户终端中的每组重复所述选择、构成和得到步骤，以便获得所述多组的多个量度值；以及

为传输而调度具有最高量度值的一组用户终端。

26、如权利要求25所述的方法，其中，所述量度是总吞吐量，并且具有最高总吞吐量的所述一组用户终端被调度用于传输。

27、如权利要求26所述的方法，其中所述得到所述组的量度值的步骤包括：

基于所述组的所述有效信道响应矩阵和接收机空间处理技术来计算所述组中的每个用户终端的信干噪比(SNR)，

基于所述组中的每个用户终端的所述SNR来确定所述用户终端的吞吐量，以及

对所述组中的用户终端的吞吐量进行累加，以便获得所述组的所述总吞吐量。

28、如权利要求27所述的方法，其中，每个用户终端的所述吞吐量是基于由所述系统支持的一组速率和所述一组速率的一组所需SNR而确定的。

29、如权利要求25所述的方法，其中，每个用户终端的所述导向向量是基于所述用户终端的所述信道响应矩阵而得到的。

30、如权利要求29所述的方法，其中，通过以下步骤得到每个用户终端的所述导向向量：

对所述用户终端的所述信道响应矩阵进行分解，以便获得多个本征向量和多个奇异值，每个奇异值对应一个本征向量，以及

基于与所述多个奇异值中的最大奇异值相对应的本征向量来构成所述用户终端的所述导向向量。

31、如权利要求25所述的方法，其中，每组中的所述用户终端的导向向量是基于所述组中的用户终端的信道响应矩阵而获得的。

32、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中的装置，包括：

用户选择器，用于从多个用户终端中构成多组用户终端；

评估单元，用于对于所述多组中的每组，进行以下操作：

基于所述组中的用户终端的有效信道响应向量来构成所述组的有效信道响应矩阵，其中，每个用户终端的所述有效信道响应向量是基于所述用户终端的导向向量和信道响应矩阵而获得的，所述用户终端使用所述导向向量来进行发送空间处理，并且

基于所述组的所述有效信道响应矩阵来得到所述组的量度值；以及

调度器，用于为传输而从所述多组用户终端中调度具有最高量度值的一组用户终端。

33、如权利要求32所述的装置，其中，所述评估单元包括：

矩阵计算单元，用于基于每组的所述有效信道响应矩阵和接收机空间处理技术来计算所述组中的每个用户终端的信干噪比(SNR)，以及

速率选择器，用于基于每组中的每个用户终端的所述SNR来确定所述用户终端的吞吐量，并且用于对每组中的所述用户终端的吞吐量进行累加，以便获得所述组的总吞吐量，其中，所述量度是总吞吐量，并且具有最高总吞吐量的所述一组用户终端被调度用于传输。

34、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中的装置，包括：

选择模块，用于从多个用户终端中选择一组用户终端；

构成模块，用于基于所述组中的用户终端的有效信道响应向量来构成所述组的有效信道响应矩阵，其中，每个用户终端的所述有效信道响应向量是基于所述用户终端的导向向量和信道响应矩阵而获得的，所述用户终端使用所述导向向量来进行发送空间处理；

得到模块，用于基于所述组的所述有效信道响应矩阵来得到所述组的量度值；

重复模块，用于为多组用户终端中的每组重复所述选择、构成和得到步骤，以便获得所述多组的多个量度值；以及

调度模块，用于为传输而调度具有最高量度值的一组用户终端。

35、如权利要求34所述的装置，还包括：

计算模块，用于基于所述组的所述有效信道响应矩阵和接收机空间处理技术来计算所述组中的每个用户终端的信干噪比(SNR)；

确定模块，用于基于所述组中的每个用户终端的所述SNR来确定所述用户终端的吞吐量；以及

累加模块，用于对所述组中的用户终端的吞吐量进行累加，以便获得所述组的总吞吐量，其中，所述量度是总吞吐量，并且具有最高总吞吐量的所述一组用户终端被调度用于传输。

36、一种用于存储指令的处理器可读媒体，所述指令用于：

从多输入多输出(MIMO)通信系统中的多个用户终端中选择一组用户终端；

基于所述组中的用户终端的有效信道响应向量来构成所述组的有效信道响应矩阵，其中，每个用户终端的所述有效信道响应向量是基于所述用户终端的导向向量和信道响应矩阵而获得的，所述用户终端使用所述导向向量来进行发送空间处理；

基于所述组的所述有效信道响应矩阵来得到所述组的量度值；

为多组用户终端中的每组重复所述选择、构成和得到步骤，以便获得所述多组的多个量度值；以及

为传输而调度具有最高量度值的一组用户终端。

37、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中得到用于数据传输的导向向量的方法，包括：

获得信道响应矩阵，所述信道响应矩阵指示在所述MIMO系统中的发送实体和接收实体之间的MIMO信道的响应；

对所述信道响应矩阵进行分解，以便获得多个本征向量和多个奇异值，每个奇异值对应一个本征向量；以及

基于与所述多个奇异值中的最大奇异值相对应的本征向量来得到所述发送实体的所述导向向量，并且

其中，为多个发送实体得到了多个导向向量，并且将所述多个导向向量用于由所述多个发送实体进行的空间处理，以便同时向所述接收实体发送多个数据符号流。

38、如权利要求37所述的方法，其中，每个发送实体的所述导向向量是与所述最大奇异值相对应的所述本征向量。

39、如权利要求37所述的方法，其中，每个发送实体的所述导向向量包含多个元素，所述多个元素具有相同的幅度、以及和与所述最大奇异值相对应的所述本征向量的多个元素的相位相等的相位。

40、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中的装置，包括：

信道估计器，用于获得信道响应矩阵，所述信道响应矩阵指示在所述MIMO系统中的发送实体和接收实体之间的MIMO信道的响应；以及

控制器，用于对所述信道响应矩阵进行分解，以便获得多个本征向量和多个奇异值，每个奇异值对应一个本征向量，并且用于基于与所述多个奇异值中的最大奇异值相对应的本征向量来得到所述发送实体的所述导向向量，并且

其中，为多个发送实体得到了多个导向向量，并且将所述多个导向向量用于由所述多个发送实体进行的空间处理，以便同时向所述接收实体发送多个数据符号流。

41、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中的装置，包括：

获得模块，用于获得信道响应矩阵，所述信道响应矩阵指示在所述MIMO系统中的发送实体和接收实体之间的MIMO信道的响应；

分解模块，用于对所述信道响应矩阵进行分解，以便获得多个本征向量和多个奇异值，每个奇异值对应一个本征向量；以及

得到模块，用于基于与所述多个奇异值中的最大奇异值相对应的本征向量来得到所述发送实体的所述导向向量，并且

其中，为多个发送实体得到了多个导向向量，并且将所述多个导向向量用于由所述多个发送实体进行的空间处理，以便同时向所述接收实体发送多个数据符号流。

42、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中从发送实体发送数据的方法，包括：

获得所述发送实体的导向向量，其中，所述导向向量是基于信道响应矩阵而得到的，所述信道响应矩阵指示在所述MIMO系统中的所述发送实体和接收实体之间的MIMO信道的响应；以及

用所述导向向量对数据符号流进行空间处理，以便获得用于从所述发送实体处的多个天线到所述接收实体的传输的多个发送符号流，并且

其中，获得了多个导向向量，并且将所述多个导向向量用于由包括所述发送实体在内的多个发送实体进行的空间处理，以便同时向所述接收实体发送多个数据符号流。

43、如权利要求42所述的方法，还包括：

根据码分多址(CDMA)对数据流进行处理，以便获得所述数据符号流，其中，所述数据符号流被在码信道上发出、并且被用伪随机数(PN)序列来进行频谱扩展。

44、如权利要求42所述的方法，还包括：

根据正交频分复用(OFDM)对数据流进行处理，以便获得所述数据符号流，其中，所述数据符号流被在指定的一组子带上发出。

45、如权利要求42所述的方法，还包括：

从所述接收实体接收导频；

对所述被接收的导频进行处理，以便获得所述信道响应矩阵；

对所述信道响应矩阵进行分解，以便获得多个本征向量和多个奇异值，每个奇异值对应一个本征向量；以及

基于与所述多个奇异值中的最大奇异值相对应的本征向量来得到所述导向向量。

46、如权利要求42所述的方法，还包括：

向所述接收实体发出导频；以及

从所述接收实体接收所述导向向量。

47、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中的发送实体处的装置，包括：

控制器，用于获得所述发送实体的导向向量，其中，所述导向向量是基于信道响应矩阵而得到的，所述信道响应矩阵指示在所述MIMO系统中的所述发送实体和接收实体之间的MIMO信道的响应；以及

发送空间处理器，用于以所述导向向量对数据符号流进行空间处理，以便获得用于从所述发送实体处的多个天线到所述接收实体的传输的多个发送符号流，并且

其中，获得了多个导向向量，并且将所述多个导向向量用于由包括所述发送实体在内的多个发送实体进行的空间处理，以便同时向所述接收实体发送多个数据符号流。

48、如权利要求47所述的装置，还包括：

信道估计器，用于从所述接收实体接收导频并对其进行处理处理，以便获得所述信道响应矩阵，并且

其中，所述控制器还用于对所述信道响应矩阵进行分解，以便获得多个本征向量和多个奇异值，每个奇异值对应一个本征向量，并且用于基于与所述多个奇异值中的最大奇异值相对应的本征向量来得到所述导向向量。

49、如权利要求47所述的装置，还包括：

发送数据处理器，用于根据码分多址(CDMA)对数据流进行处理，以便获得所述数据符号流，其中，所述数据符号流被在码信道上发出、并且被用伪随机数(PN)序列来进行频谱扩展。

50、如权利要求47所述的装置，还包括：

发送数据处理器，用于根据正交频分复用(OFDM)对数据流进行处理，以便获得所述数据符号流，其中，所述数据符号流被在指定的一组子带上发出。

51、一种在多输入多输出(MIMO)通信系统中的发送实体处的装置，包括：

获得模块，用于获得所述发送实体的导向向量，其中，所述导向向量是基于信道响应矩阵而得到的，所述信道响应矩阵指示在所述MIMO系统中的所述发送实体和接收实体之间的MIMO信道的响应；以及

处理模块，用于以所述导向向量对数据符号流进行空间处理，以便获得用于从所述发送实体处的多个天线到所述接收实体的传输的多个发送符号流，并且

其中，获得了多个导向向量，并且将所述多个导向向量用于由包括所述发送实体在内的多个发送实体进行的空间处理，以便同时向所述接收实体发送多个数据符号流。

52、如权利要求51所述的装置，还包括：

接收模块，用于从所述接收实体接收导频；

导频处理模块，用于对所述被接收的导频进行处理，以便获得所述信道响应矩阵；

分解模块，用于对所述信道响应矩阵进行分解，以便获得多个本征向量和多个奇异值，每个奇异值对应一个本征向量；以及

得到模块，用于基于与所述多个奇异值中的最大奇异值相对应的本征向量来得到所述导向向量。

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