CN1910830A - 在多输入多输出系统中发射/接收信号的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于在移动通信系统中使用多个发送/接收天线发送信号的方法。根据本发明实施例的发送信号的方法包括步骤：接收端关于配置可从发射端发送的STTD对的每个天线对计算信号对干扰噪声比(SINR)；和发射端通过由反馈的信息确定的天线对执行D－STTD发送。根据本发明另一实施例的发送信号的方法包括步骤：接收端反馈关于发射端的空时多路复用(STTD)对中包括的发射天线的天线对和/或信道矩阵的特征向量(加权向量)的信息；和发射端通过关于每个STTD对由特征向量多路复用码元来形成波束，且之后通过由天线对的信息确定的每个发射天线(在使用两个天线的情况中)或发射天线对(在使用多于四个天线的情况中)发送波束。

Description

在多输入多输出系统中发射/接收信号的方法

技术领域

本发明涉及在移动通信系统中发射信号的方法，且更为具体地说，涉及使用多个发射/接收天线在MIMO系统中发射信号的方法。

背景技术

近来，W-CDMA无线规范的基于第三代合作项目(3GPP)的IMT-2000系统采用空时发射分集(STTD)作为开环类型的发射分集技术。STTD指的是通过扩展通常基于时间应用的信道编码到基于空间的空时编码来实现分集优势的技术。

STTD能够应用于每个下行链路物理信道，除了其中不需要从接收端发送反馈信息到发射端的WCDMA的同步信道(SCH)，且因此其在系统性能的分集依据速度变化和无线信道的方面是有益的。

STTD技术使用两个发射天线和单一的接收天线，通过其能够通过关于经两个天线发送的码元简单地执行空时编码，而一起实现空间和时间的分集优势。为此目的，现有的STTD系统要求两个发射天线和空时编码块(即，STTD编码器)，以对在其间经两个发射天线发送的码元进行编码。参见【表1】操作STTD。

【表1】

	时间t	时间t+T
			天线1	s1	s2
天线2	-s2 *	s1 *

这里，标记“*”表示共轭。

参考【表1】，根据时间顺序，在STTD编码器中编码待发送的码元且分别发送到天线1和天线2。待发送到各个天线的信号通过彼此不同的独立信道。假定在时间t的信道和时间t+T的信道相同(T指的是码元周期)，接收端的接收的信号r₁，r₂如下面的等式(1)所示。

r₁＝r(t)＝h₁s₁-h₂s₂ ^*+n₁

r₂＝r(t+T)＝h₁s₂+h₂s₁ ^*+n₂-----------等式(1)

这里，h₁＝α₁e^jθ1且h₂＝α₂e^jθ2指的是在每个发射天线和单一接收天线之间的信道，且n₁和n₂指的是接收端中的附加白高斯噪声(AWGN)。另外，从各个发射天线发送的导频信号的图形估计每个信道h₁和h₂。

因此，一旦在接收端中组合两个接收的信号r₁、r₂，如等式(2)所示，可以获得和接收分集的MRC(最大比率组合)方法相同的值。基于此，能够估计传输码元。

${\stackrel{\‾}{s}}_1=h_1^{*}{r}_1+h_2{r}_2^{*}=(a_1^2+a_2^2)s_1+h_1^{*}{n}_1+h_2{n}_2^{*}$

${\stackrel{\‾}{s}}_2=h_1^{*}{r}_2+h_2{r}_1^{*}=(a_1^2+a_2^2)s_2+h_1^{*}{n}_2+h_2{n}_1^{*}$ 等式(2)

双STTD

双STTD(在下文中，称为D-STTD)是通过仅使用两个发射天线扩大STTD技术到MIMO(多输入多输出)系统获得的方法。这里，使用四个发射天线的D-STTD系统能够包括两个STTD对。

首先由Texas Instrument(德州工业)在3GPP中提出D-STTD系统。之后，也提出了天线拖曳(antenna shuffling)。在这个天线拖曳中，不同调制方法(QPSK、QAM等)应用于每个STTD对，且接收端测量发射天线之间的相关性，由此确定STTD天线对。另外，Mitsubishi Electric曾经提出能够应用彼此不同的MCS(调制和编码组)到每个STTD对的子组速率控制D-STTD。

图1是示出了现有技术的D-STTD系统的示意图。

参考图1，在解多路复用器10中将待通过D-STTD系统发送的数据分为用于两个STTD对(每个STTD对包括调制器、STTD编码器和天线)的信号。每个STTD对的调制器11和12以及STTD编码器13和14分别通过使用根据从接收端反馈的MCS选择的调制和编码速率调制和编码信号。经发射天线对发送通过各个调制器11及12和各个STTD编码器13及14的发送信号。在此期间，各个STTD编码器13和14立刻从每个调制器11和12接收两个码元。

接收端的STTD解码器15及16和解调器17及18通过使用MCS解码和解调经发射天线接收的信号。之后在多路复用器19多路复用由各个解调器17及18解调的接收信号，由此恢复为原始数据。

另一方面，接收端的信道预报器20接收所接收的信号，并估计D-STTD信道矩阵。MCS选择单元21基于估计的D-STTD信道矩阵计算每个数据流的信号对干扰噪声比(SINR)，且相应地选择对应于每个数据流的SINR的适当的MCS，之后反馈该MCS到发射端。

和波束形成结合的STTD

图2是示出了和现有技术的波束形成结合的STTD系统。如图2所示，D-STTD系统另外包括波束形成单元22和23，当仅使用两个发射天线时能够应用其。

参考图2，首先，在解多路复用器30解多路复用待发送的数据(信号)，且之后输入到每个调制器31和32。每个调制器31和32和每个STTD编码器33和34分别根据参考从接收端反馈的MCS选择的调制和编码速率调制和编码解多路复用的信号。在此期间，STTD编码器33和34立刻从各个调制器31和32接收两个码元。

波束形成单元35及36通过多路复用在每个STTD编码器33和34由特征向量空时编码(执行STTD)，且之后通过每个发射天线发送的码元(例如，s₁和s₂)来执行波束形成。在该情况中，下面等式(3)示出了STTD之外的执行波束形成的信号处理工作。

$\left[\begin{array}{cc}{s}_1& s_2\\ -s_2^{*}& s_1^{*}\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}{w}_1& w_2^{*}\\ w_2& -w_1^{*}\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}\sqrt{1+\mathrm{\β}}& 0\\ 0& \sqrt{1-\mathrm{\β}}\end{array}\right]$ 等式(3)

这里，[w₁ w₂]^T指的是对应于半分方形矩阵的最大特征值的特征向量。在发射天线之间的相关矩阵的

。另外，在使用两个发射天线的情况中，β可被定义为 $\mathrm{\β}=(\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_2^2}-\frac{1}{{\mathrm{\λ}}_1^2})/\left(\frac{E_s}{{\mathrm{\σ}}^2}\right).$ 在这时，λ₁和λ₂(λ₂＞λ₁)指的是

的特征值。而且，E_s和σ²分别表示码元能量和高斯噪声。

因此，因为接收端已经知道MCS和特征值w₁和w₂，各个STTD解码器37及38和各个解调器39及40参考MCS和特征向量解码和解调接收的信号。之后，在多路复用器41将在各个解调器39及40解调的接收信号转换为串行数据项目，且相应地恢复为原始数据流。

在此期间，接收端的信道预报器42接收所接收的信号并估计STTD信道矩阵。之后MCS选择单元43根据估计的STTD信道矩阵计算每个数据流的信号对干扰噪声比(SINR)，且之后选择对应于每个数据流的SINR的MCS，然后反馈其到发射端。

如前所述，在现有技术的D-STTD系统中，在其中存在多于四个发射天线的情况中，发射天线被结合为两个天线对，且经相应的天线对发送多个数据流。

但是，存在发射天线之间的相关度，优选地不简单地设置两个相邻的天线为用于STTD编码的对。因此，一旦在接收端直接获得发射天线之间的相关，能够将确定发射天线对的信息反馈到发射端。但是，在使用该方法的情况中，接收端难以获得发射天线之间的相关，且因此该方法实际上难以应用。

另外，如前所述，在和现有技术的波束形成结合的STTD系统中，在存在两个发射天线的情况中，在通过以特征向量多路复用STTD编码的数据执行波束形成之后，通过每个发射天线发送其。但是，这个发送信号的方法是仅在使用两个发射天线的情况中采用的信号处理方法，使得当使用多于两个发射天线时难以应用该方法。

另外，在和波束形成结合的发送信号的方法中，对应于相关矩阵(配置发射天线之间的相关值作为矩阵)的半分方形矩阵的最大特征值的特征向量用作波束形成的加权值。但是，获得发射端的相关矩阵的值实际上非常难，使得难以应用和现有技术的波束形成结合的STTD。

就是说，在现有技术中，在STTD系统中使用两个发射天线的情况中，在可以获得对应于配置有发射天线之间的相关值的相关矩阵的最大特征值的特征向量的情况中，特征向量用作用于波束形成的加权值。

而且，因为由接收端测量的信道矩阵一起包括发射天线之间的相关值，接收天线之间的相关值和无线信道环境中的信道值，实际上难以仅从信道矩阵分离发射天线之间的相关值。另外，实际情况中发射天线之间的相关值随时间改变。因此实际上难以应用通过使用现有技术的发射天线之间的相关值获得加权值的方法。

另外，在存在一个或多个接收端天线的情况中，应该考虑接收端天线之间的相关值，但是现有技术的发送信号的方法仅考虑发射天线之间的相关。结果，实际上其不是合适的应用方法。

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的是提供一种在D-STTD系统中能够改进数据传输速度和接收速率的发送信号的方法和结合波束形成的系统。

本发明的另一面对是提供一种用于在D-STTD传输期间发送用于从接收端反馈确定发射天线对的信息到发射端的信号的方法。

本发明的再一目的是提供一种发送信号以更为有效地应用结合了波束形成的STTD方法的方法。

本发明的又一目的是提供一种用于发送信号以由每个电线对执行空时多路复用(STTD)和波束形成的方法。

技术方案

为实现这些和其它优点及根据本发明的目的，如在这里具体地和广泛地所述的，提供了一种在双空时发射分集(STTD)系统(D-STTD)中发送信号的方法，其用于通过包括两个天线的每个STTD对发送数据流，该方法中接收端关于形成可从发射端发送的STTD对的每个天线对计算信号对干扰噪声比(SINR)，并反馈用于D-STTD传输的天线对确定信息到发射端。

优选地，天线对确定信息指示显示最大SINR的天线对，即，具有即时最大接收数据量的天线对。

优选地，由在发射和接收端之间指定的单独的反馈信号发射天线对确定信息。而且，能够和在发送和接收端之间指定的另一反馈信号一起发送天线对确定信息。在这个情况中，另一反馈信号指的是用在由天线对确定信息确定的天线对中的调制和编码组(MCS)的信息。

根据本发明的另一实施例，提供了一种在空时发射分集(STTD)系统中发送信号的方法，其用于通过多个天线发送空时多路复用和波束形成的码元，该方法包括步骤：关于每个发射天线计算信道矩阵的特征向量，且相应地反馈其到发射端；和通过使用反馈特征向量作为加权向量，关于执行STTD的传输码元执行波束形成。

优选地，信道矩阵一起包括发射天线之间的相关值，接收天线之间的相关值和无线信道环境中的信道值。

优选地，从接收端反馈特征向量到发射端，且特征向量对应于在接收端计算的信道矩阵的最大特征值。

根据本发明的又一方面，提供了一种在关于传输码元执行空时多路复用和波束形成的系统中发送信号的方法，该方法包括步骤：计算具有最大的即时最大接收数据量的发射天线对的信道矩阵的特征向量，和相应地反馈其到发射端；和通过使用反馈的特征向量作为加权向量，关于由天线对执行STTD的传输码元在发射端执行波束形成。

优选地，加权向量是关于每个天线对的实际信道矩阵的特征向量。

优选地，信道矩阵一起包括发射天线之间的相关值，接收天线之间的相关值和无线信道环境中的信道值。

优选地，发射天线对是具有最大的信号对干扰噪声比(SINR)的天线对。

通过结合附图的下面的本发明详细描述能够更加清楚本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点。

附图说明

附图是为了能进一步了解本发明而包含的，并且被纳入本说明书中构成本说明书的一部分，这些附图示出了本发明的一个或多个实施例，并用于与本说明书一起对本发明的原理进行说明。

在附图中：

图1是示出了现有技术的D-STTD系统的示意图；

图2是示出了现有技术的结合了波束形成的STTD系统的示意图；

图3是示出了应用于本发明的D-STTD系统的示意图；

图4是示出了在根据本发明的D-STTD系统中怎样发送信号的流程图；

图5是示出了应用于本发明的，结合了波束形成的STTD系统的

实施例的示意图；

图6是示出了应用于本发明的，结合了波束形成的STTD系统的另一实施例的示意图。

具体实施方式

现在详细描述本发明的优选实施例，在附图中示出了其实例。

提出了在移动通信系统中使用多个发射天线和接收天线发送信号的方法，例如，该移动通信系统是结合了波束形成的D-STTD系统，STTD系统等。为此目的，具有多个发射天线的发射端通过反馈信号从接收侧接收MCS信息，STTD对的确定信息(天线对)和/或特征向量，且相应地执行D-STTD传输或波束形成。

优选地，由发射和接收端之间的协议预定反馈信号。而且，通过使用单独的反馈信号发送用在确定的天线对中的MCS信息。应该在发射端和接收端预先确定MCS信息，且其具有作为表类型的各个情况的号码。另外，可以通过使用关于确定的天线对的反馈信息和用在每个天线中的MCS信息形成指定的反馈信息表。

首先，根据本发明的实施例，发送信号的方法提出了D-STTD系统中的方法，其中接收端确定STTD对(天线对)以之后发送其到发射端，并且发射端根据反馈信息执行码元传输。为此目的，接收端估计每个发射天线的信道以之后关于每个STTD对计算信号对干扰噪声比(SINR)。根据此，接收侧之后确定具有最大的SINR的天线对，由此反馈其到发射端。

根据本发明的另一实施例，发送信号的方法提出了在结合了波束形成的STTD系统中计算用于执行波束形成的加权值的方法，且具体地说，在存在两个或多个发射天线的情况中有效应用结合了波束形成的STTD方法的方法。为此目的，本发明的接收端估计一起包括发射天线之间的相关、无线环境下的信道条件和接收天线之间的相关的信道矩阵。之后，接收端反馈对应于估计的信道矩阵的最大特征值的特征向量作为发射端的波束形成所需的加权值。

另外，在本发明中，当在结合了波束形成的STTD系统中存在两个或多个发射天线时，形成发射天线对，且之后关于待通过每个发射天线对发送的码元执行空时多路复用(STTD)和波束形成。

首先，将解释在D-STTD系统中怎样反馈天线对确定信息。

图3是示出了应用于本发明的D-STTD系统的示意图，图4是示出了确定和反馈用在发射端的天线对确定信息的过程的流程图。如图3所示的D-STTD系统具有和如图1所示的现有D-STTD系统相同的配置，除了天线分离和MCS选择单元111。仅示出不同的附图标记。

天线分离和MCS选择单元111确定用在发射端和用于STTD传输的天线对的MCS，且通过反馈信号反馈确定的信息到各个调制器101及102和各个STTD编码器103和104。

参考图3和4，在D-STTD系统中，接收端关于配置可从发射端发送的STTD对的每个天线对计算信噪比(SINR)。一旦计算了SINR，接收端选择对应于计算的SINR中最大SINR的天线对，即，具有最大的即时最大接收数据量的天线对，且之后接收端将所选天线对的信息和MCS一起反馈到发射端(步骤S11和S12)。因此，发射端通过使用由从接收端反馈的信息确定的MCS和天线对(STTD对)执行D-STTD传输(步骤S13)。

例如，假定如图3所示的D-STTD系统使用四个发射天线(TX1-TX4)和接收天线(Rx)，且h₁₁，h₁₂，h₁₃和h₁₄是在每个发射天线(TX1-TX4)和接收天线(Rx)之间的信道。在信道预报器110中估计的信道矩阵

如下面的等式(4)所示。

$\underset{\‾}{\underset{\‾}{A}}=\left[\begin{array}{cccc}{\underset{\‾}{a}}_1& {\underset{\‾}{a}}_2& {\underset{\‾}{a}}_3& {\underset{\‾}{a}}_4\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{h}_{11}& h_{12}& h_{13}& h_{14}\\ h_{12}^{*}& -h_{11}^{*}& h_{14}& -h_{13}^{*}\end{array}\right]$ 等式(4)

在这时，因为关于四个发射天线(TX1-TX4)形成两个STTD对，如图1和2所示，通过关于两个STTD对使用MMSE(最小均方误差)接收算法，天线分离和MCS选择单元111获得用于每个STTD对的SINR，如等式(5)和(6)所示。

${\mathrm{SINR}}_1={{\underset{\‾}{a}}_1^H[{\underset{\‾}{a}}_2{\underset{\‾}{a}}_2^H+{\underset{\‾}{a}}_3{\underset{\‾}{a}}_3^H+{\underset{\‾}{a}}_4{\underset{\‾}{a}}_4^H+{\mathrm{\σ}}^2\underset{\‾}{\underset{\‾}{I}}]}^{-1}{\underset{\‾}{a}}_1$ 等式(5)

${\mathrm{SINR}}_2={\underset{\‾}{a}}_3^H{[{\underset{\‾}{a}}_1{\underset{\‾}{a}}_1^H+{\underset{\‾}{a}}_2{\underset{\‾}{a}}_2^H+{\underset{\‾}{a}}_4{\underset{\‾}{a}}_4^H+{\mathrm{\σ}}^2\underset{\‾}{\underset{\‾}{I}}]}^{-1}{\underset{\‾}{a}}_3$ 等式(6)

SINR₁指的是当设置TX1和TX2为STTD对时关于数据流的信噪比，且SINR₂指的是当设置TX3和TX4为另一STTD对时关于数据流的信噪比。而且，在那些等式中，s²指的是各个天线中的高斯噪声，且H指的是由复数形成的向量的厄密共轭操作。

这里，假定(1，2)表示Tx1和Tx2的STTD对，且(3，4)表示Tx3和Tx4的STTD对，等式(4)的信道矩阵的配置指示当以STTD对(1，2)和(3，4)执行D-STTD时获得SINR的信道矩阵。

因此，在以STTD对(1，2)和(3，4)执行D-STTD的情况中，如下面等式(7)所示的配置信道矩阵，且之后通过使用等式(5)和(6)获得SINR。

$\underset{\‾}{\underset{\‾}{A}}=\left[\begin{array}{cccc}{\underset{\‾}{a}}_1& {\underset{\‾}{a}}_2& {\underset{\‾}{a}}_3& {\underset{\‾}{a}}_4\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{h}_{11}& h_{13}& h_{12}& h_{14}\\ h_{13}& -h_{11}^{*}& h_{14}& -h_{12}^{*}\end{array}\right]$ 等式(7)

就是说，当如等式(4)所示的信道矩阵的列序列是(1，2，3，4)时，如等式(6)所示的信道矩阵的列序列对应于(1，3，2，4)。因此，在以STTD对(1，2)和(3，4)执行D-STTD时获得的信道矩阵中，因为仅改变列序列，能够通过使用等式(5)和(6)获得每个STTD对的SINR。

使用相同的方法，关于比如(1，4)(2，3)/(1，2)(4，3)/(1，3)(4，2)/(1，4)(3，2)的STTD对，能够通过改变信道矩阵的配置且之后使用相同SINR的等式(等式(5)和(6))获得每个数据流的SINR。

通过使用这个获得的SINR，天线分离和MCS选择单元111反馈MCS方法和天线对确定信息到发射端。在这个情况中，MCS指示当前接收端中可接收的即时最大接收数据量。

但是，因为持续改变信道条件，在接收端中可接收的即时最大接收数据量也改变。因此，天线分离和MCS选择单元111获得每个天线对(每个STTD对)的SINR，且选择具有最大的即时最大接收数据量的天线对作为用于发射天线的天线对，之后反馈其到发射端。

因此，反馈的MCS信息用在发射端的每个调制器31及32和每个STTD编码器33及34中用于调制和编码，且天线对确定信息用于分布每个调制器101及102和每个STTD编码器103及104的输出适于每个天线对。另外，接收端通过STTD解码器105及106，解调器107及108和多路复用器109执行和发射端的信号处理相反的适当的信号处理，由此恢复原始数据。

图5说明了根据本发明的结合了波束形成的STTD系统的实例。如图5所示的STTD系统具有和如图2所示的现有STTD系统相同的配置，除了MCS选择单元213的工作。仅示出了不同的附图标记。

MCS选择单元213计算对应于在信道预报器212估计的信道矩阵的最大特征值的特征向量，且之后通过反馈信号和MCS一起将其反馈到发射端。

参考图5，在信道预报器212估计的实际信道矩阵如下面的等式(8)所示。

$\underset{\‾}{\underset{\‾}{H}}\text{'}={\underset{\‾}{\underset{\‾}{R}}}_R^{1/2}{\underset{\‾}{\underset{\‾}{\mathrm{HR}}}}_T^{1/2}$ 等式(8)

这里，

指的是配置有接收天线之间的相关值的接收相关矩阵的半分方形矩阵，

指的是配置有发射天线之间的相关值的发送相关矩阵的半分方形矩阵，且

指的是无线信道中配置有信道值的矩阵。

但是，因为在接收端估计的实际信道矩阵 一起包括发射天线之间的相关值，接收天线之间的相关值和无线信道环境中的信道值，难以仅从信道矩阵

分离发射天线之间的相关值。

因此，接收端的MCS选择单元213通过使用在接收端实际估计的信道矩阵的特征值和特征向量，来计算STTD的加权值和发射端的波束形成。在本发明中，在接收端实际估计的信道矩阵

的特征向量能够用作用于发射端的波束形成的加权值。

因此，调制器201及202和STTD编码器203及204通过使用从接收端反馈的MCS，关于待发送的码元(数据流)执行调制和STTD。波束形成单元205及206将执行STTD的码元乘以从接收端反馈的特征向量(加权值)，且执行波束形成，之后发送其到每个发射天线。

例如，在存在两个发射天线的情况中，发射端能够发送码元作为结合STTD和波束形成的类型，如下面的等式(9)所示。

$\left[\begin{array}{cc}{s}_1& s_2\\ -s_2^{*}& s_1^{*}\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}{a}_1& a_2^{*}\\ a_2& -a_1^{*}\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}\sqrt{1+\mathrm{\α}}& 0\\ 0& \sqrt{1-\mathrm{\α}}\end{array}\right]$ 等式(9)

这里，[a₁ a₂]^T指的是对应于在接收端实际估计的

的最大特征值的特征向量，且当使用两个发射天线时，α能被定义为 $\mathrm{\α}=(\frac{1}{{\mathrm{\ϵ}}_2^2}-\frac{1}{{\mathrm{\ϵ}}_1^2})/\left(\frac{E_s}{{\mathrm{\σ}}^2}\right).$ 在这时，ε₁和ε₂(ε₂＞ε₁)是

的特征值，E指的是码元能量，且σ²指的是高斯噪声的能量。

另外，在结合了波束形成的STTD系统中的根据本发明的发送信号的方法甚至能够用于使用四个或多个天线的情况中而不具有关于四个发射天线的限制。

图6说明了结合了波束形成的STTD系统的另一实施例。如图6所示的STTD系统用于使用多于四个发射天线的情况，且实际具有和如图5所示的STTD系统相同的配置，除了天线分离和MCS选择单元220。

天线分离和MCS选择单元220执行反馈反馈信号(MCS)，特征向量和天线对确定信息到发射端的调制器201及202和波束形成单元205及206的功能。

参考图6，在解多路复用器220解多路复用待发送的码元(信号)，且之后输入到STTD对(每个STTD对包括调制器，STTD编码器和波束形成单元)。每个调制器201及202和每个STTD编码器203及204通过使用参考从接收端反馈的MCS选择的调制和编码速率调制和解码发送信号。波束形成单元205及206将在每个STTD编码器203及204空时编码(执行STTD)的码元乘以从接收端反馈的特征向量。波束形成单元205及206之后执行波束形成，且之后发送其到每个发射天线对。

因为接收端已经知道MCS和特征向量，每个STTD解码器207及208和每个解调器209和210通过使用MCS和特征向量解码和解调接收信号。在每个解调器209及210解调的接收信号之后被在多路复用器211转换为串行数据项目，且相应地恢复为原始码元。

在此期间，接收端的信道预报器212接收所接收的信号并估计在其实际估计的信道矩阵。天线分离和MCS选择单元230通过反馈信号将对应于估计的信道矩阵的最大特征值的特征向量作为加权向量反馈到发射端。

再次参考图6，在通过使用多于四个发射天线发送码元(流)的情况中，本发明对于每个发射天线对执行STTD和波束形成。就是说，在存在四个发射天线的情况中，例如，每个波束形成单元205及206关于每个天线对(1，2)和(3，4)执行波束形成，如上面的等式(9)和下面的等式(10)所示。

$\left[\begin{array}{cc}{s}_3& s_4\\ -s_4^{*}& s_3^{*}\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}{a}_3& a_4^{*}\\ a_4& -a_3^{*}\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}\sqrt{1+\mathrm{\γ}}& 0\\ 0& \sqrt{1-\mathrm{\γ}}\end{array}\right]$ 等式(10)

这里，[α₃ α₄]^T指的是关于发射天线(3，4)在接收端实际估计的信道矩阵的最大特征值相对应的特征向量，且在接收端反馈该特征向量。γ可被定义为 $\mathrm{\γ}=(\frac{1}{x_2^2}-\frac{1}{x_1^2})/\left(\frac{E_s}{{\mathrm{\σ}}^2}\right).$ 在这时，χ₁和χ₂(χ₂＞χ₁)指的是在对应于发射天线(3，4)的接收端实际估计的信道矩阵的特征值。

因此，在发射端具有偶数个发射天线的情况中，如果以设置两个发射天线对通过执行STTD和波束形成来发送信号，在使用两个发射天线的情况中发送信号的方法也能够应用于此。具体地说，在使用多于四个天线的情况中，在设置四个天线为两个天线对之后，顺序执行STTD和波束形成，且因此可以减少从接收端(终端)反馈的加权值的量。

就是说，在使用四个发射天线的情况中，一旦首先执行STTD，通过两个天线对发送信号。作为此的结果，能够同时发送两个数据流，且仅存在在接收端反馈的四个加权值(α₁，α₂，α₃，α₄)。但是，在分别通过四个天线发送独立数据流的情况中，因为将发送的信号乘以其维数是4×1的四个加权向量，接收端应该反馈总共16个复数值(特征值)到发射端。然而，在本发明中，因为将每个不同的STTD对乘以其维数是2×1的两个加权向量，接收端应该仅反馈其维数是2×1的两个加权向量到发射端。

因此，当使用多于四个发射天线时，在设置四个天线为两个对并执行STTD之后，如果关于每个天线对执行波束形成，仅反馈关于每个天线对的两个复数值，使得能够显著减少反馈信息的量。

另外，在使用四个天线执行STTD和波束形成的情况中，除了(1，2)和(3，4)，将天线组合为多种不同对。因此，如图4所示，接收端的天线分离和MCS选择单元220关于每个天线对(估计的信道矩阵)计算信噪比(SINR)，且因此能够反馈具有最大的SINR，即，最大的即时最大接收数据量的发射天线对到发射端。在此期间，天线分离和MCS选择单元220配置对应于所选天线对的信道矩阵，且计算和反馈用于波束形成的加权值。

这个发送信号的方法采用了STTD以及波束形成的优点，从而在独立发送多个数据流(码元)时非常有效。在本发明中，解释了使用四个发射天线的情况的实例。虽然使用多于四个发射天线，能够通过设置其为两个天线的对来扩展天线，使得不存在其扩展性的问题。

如上所述，在本发明中，通过在接收端计算信噪比，能够选择配置每个STTD对以在接收端接收最大信噪比的天线对。结果，相比现有方法有效地改进了数据传输速度。

在本发明中，在结合了波束形成的STTD系统中使用多个天线的情况中，通过设置多个天线为两个天线的对和一起执行STTD和波束形成由此发送多个数据流，有效地改进了数据传输速度和数据接收速率(这是STTD和波束形成的优点)。另外，对于加权向量以执行波束形成，使用在接收端估计的信道矩阵的特征向量，使得其适于实际应用。

因为在不脱离本发明的精神和本质特征的情况下，其可以具体表现为多种形式，应该理解除非特别说明，上述的实施例不由任意前述描述的细节所限制，而是应该在附加的权利要求中定义的精神和范围内被广泛的理解，并且因此，所有在权利要求范围，或范围的等效物内的修改和变更都意在被附加的权利要求所包括。

Claims (20)

1.一种在空时发射分集(STTD)系统中发送信号的方法，该系统用于通过多个发射天线对发送数据，该方法包括步骤：

在接收端关于每个发射天线对计算信号对干扰噪声比(SINR)，且相应地确定用于STTD传输的天线对；和

通知发射端关于确定的天线对的确定信息。

2.如权利要求1所述的方法，其中，该确定的天线对具有最大的SINR。

3.如权利要求2所述的方法，其中，该确定的天线对具有最大的即时最大接收数据量。

4.如权利要求1所述的方法，其中，该天线对确定信息是通过在发射和接收端之间指定的单独反馈信号发送的。

5.如权利要求1所述的方法，其中，该天线对确定信息能够和在发射和接收端之间指定的其它信息结合以在之后发送。

6.如权利要求5所述的方法，其中，该其它信息是用在每个天线对中的调制和编码组(MCS)。

7.如权利要求5所述的方法，其中，作为表类型管理和发送两个信息。

8.一种在多路复用天线系统中发送信号的方法，该系统用于通过至少多于两个天线对执行空时发射分集(STTD)传输，该方法包括步骤：

在接收端关于每个发射天线对计算信号对干扰噪声比(SINR)；

确定在各个天线对中具有最大的SINR的天线对，且通过第一反馈信号相应地反馈确定的信息到发射端；

通过第二反馈信号反馈用在确定的天线对中的调制和编码组(MCS)到发射端；和

通过使用MCS和由第一及第二反馈信号确定的天线对在发射端执行STTD传输。

9.如权利要求8所述的方法，其中，该第一及第二反馈信号彼此不同。

10.如权利要求8所述的方法，其中，该具有最大的SINR的天线对具有最大的即时最大接收数据量。

11.如权利要求8所述的方法，其中，该天线对和MCS被作为指定表类型管理和发送。

12.一种用于在通过多个天线发送空时多路复用和波束形成的码元的系统中发送信号的方法，该方法包括步骤：

关于每个发射天线计算信道矩阵的特征向量并反馈计算的特征向量到发射端；和

通过使用反馈的特征向量作为加权向量，在发射端关于空时多路复用的传输码元执行波束形成。

13.如权利要求12所述的方法，其中，该信道矩阵包括发射天线之间的相关值，接收天线之间的相关值和无线信道环境中的信道值。

14.如权利要求12所述的方法，其中，该特征向量被从接收端反馈到发射端，且其对应于在接收端估计的信道矩阵的最大特征值。

15.一种在用于关于传输码元执行空时多路复用(STTD)和波束形成且之后发送码元到接收端的系统中发送信号的方法，该方法包括步骤：

关于具有最大的即时最大接收数据量的发射天线对计算信道矩阵的特征向量；和

反馈计算的特征向量到发射端；和

通过使用反馈的特征向量作为加权向量，在发射端以每个天线对关于执行STTD的传输码元执行波束形成。

16.如权利要求15所述的方法，其中，该加权向量是每个天线对的实际信道矩阵的特征向量。

17.如权利要求15所述的方法，其中，该信道矩阵包括发射天线之间的相关值，接收天线之间的相关值和无线信道环境中的信道值。

18.如权利要求1所述的方法，其中，该发射天线对具有最大的信号对干扰噪声比(SINR)。

19.一种在具有多于四个发射天线的用于发送执行了空时多路复用(STTD)和波束形成的码元的系统中发送信号的方法，该方法包括步骤：

关于发射天线对计算信号对干扰噪声比(SINR)；

确定各个天线对中具有最大的SINR的天线对；

关于确定的天线对计算信道矩阵的特征向量；

反馈天线对确定信息和特征向量到发射端；和

根据反馈的天线对确定信息执行STTD，且之后通过使用特征向量作为加权向量执行波束形成。

20.如权利要求19所述的方法，其中，该具有最大的SINR的天线对具有最大的即时最大接收数据量。

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