TWI335155B

TWI335155B - Mimo system with multiple spatial multiplexing modes and method using the same

Info

Publication number: TWI335155B
Application number: TW092129773A
Authority: TW
Inventors: Rodney Walton J; W Ketchum John; S Wallace Mark; J Howard Steven
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2010-12-21
Also published as: KR100965347B1; AU2009200382A1; CN102833049A; CN102833049B; EP2267926B1; SI2267926T1; WO2004038984A9; EP2061173B1; EP2267926A2; EP1559231B1; BR0315535A; US9048892B2; WO2004038984A2; RU2005115873A; TWI467956B; EP2278731A2; CA2501921A1; US8355313B2; US20080267138A1; DE60326627D1

Description

1335155 玖、發明說明：【發明所屬之技術領域】 35 U.S.C. §119規定之優先權要求本專利申請案要求臨時申請案序列號碼第60/421,309碼之優先權，其名為「多輸入多輸出WLAN系統」’於2002 年1 〇月25號申請，已讓渡給本申請案之受讓人，並以引用方式明確地併入本文中。本發明一般係關於通信，更明確言之，係關於一種具有多重傳送模式之多輸入多輸出（ΜΙΜΟ)通信系統。【先前技術】多輸入多輸出系統採用多重（Ντ個）傳送天線與多重（Nr 個）接收天線來進行資料傳送，並表示為（Ντ、Nr)系統。一由Ντ個傳送天線與Nr個接收天線形成的多輸入多輸出頻道可刀解為Ns個空間頻道，其中乂 <min队為卜Ns個空間頻道可用於傳送Ns個獨立資料流以獲得更大的總體流量。叙而5，空間處理可或不可在發射器上實施，並通常在接收器上實施以同時傳送並恢復多重資料流。傳送多重資料流。取，如糸統的要求接受器的能力等。傳、’先的夕輪入多輸出系統通常使用特定傳送方案來同時該傳送方案可基於多個因素的權衡選

0 \88\88974 DOC

因此，本技術中需I 出系統。’ 6要—種能獲得改進性能之多輸入多輸【發明内容】本文說明了一種去接夕+ + 提古4 ^ ^ $重工間多工化模式以改進性能並提同莖活性之多輪入&私輸出本統。空間多工化係指多重資料流經由一多輪人& k , 輪出頻道的多重空間頻道同時傳送。 …重空間多工化模式可包括⑴-在正交空間頻道上傳送多重資料流至-單_接收器之單—❹者導引模式，= 一從多重天線傳送多重資 „ 枓桃至—早一接收器之單一使用者非導引模式，其益愛太 ^ σο …、而在一發射益處進行空間處理，在發射器處具有空間處理之円陆禮、+ t 嶮理之同時傳达多重資料流至多重接收器之多重使用去違_ 2丨丨杈式’以及（4) 一從多重天線（共置或非共置）傳送多重資4立A y β β 貝枓W至具有多重天線之接收器之多重使用者非導引描：4、 β A 1 、式，其無需在該發射器處進行空間處理。選取—組至少1用者終端機用於在下行鏈路及/或上行=路^資料傳送。從系統支援的多重空間多工化模式 k取二間夕工化模式用於使用者終端機。亦可為使用者終端機組選取多重速率用於即將經由—多輸人多輸出頻逼的夕重空間頻道傳送之多重資料流。使用者終端機組以選取的速率與選取的空間多工化模式安排在下行鏈路及/ 或上行鏈路上的資料傳送。此後，依據選取的速率對多重貝料机進订處理（如、編碼、交錯以及t周變）並依據選取用於經由多4空間頻道之傳送的空間多卫化模式進-步進行空

〇AS8\88974 DOC 1335155 間處理。以下進一步詳細說明本發明的多個方面及具體實施例。【實施方式】在此使用的「範例性」一詞意即「作為一範例、實例或說明」。在此說明的「範例性」具體實施例不必解釋為較佳具體實施例或優於其他具體實施例。多輸入多輸出系統可利用一單一載波或多重載波來傳送資料。多重載波可由正交頻分多工（orthogonal frequency division multiplexing ; OFDM)、其他多重載波調變技術或某些其他構造提供。OFDM能有效地將總系統頻寬分割為多重（NF個）正交子頻帶，其亦通常稱為音調、檔、載波以及頻率頻道。藉由OFDM，各子頻帶可與個別可由資料調變之載波相關聯。以下說明係關於利用OFDM的多輸入多輸出系統。但本文所說明之概念同樣適用於一單一載波多輸入多輸出系統。多輸入多輸出系統支援多重空間多工化模式，以改進性能並提高靈活性。表1列出了所支援的空間多工化模式及其簡短說明。表1 空間多工化模式說明單一使用者導引多重資料流在正交空間頻道上傳送至一單一接收器》單一使用者非導引將多重資料流從多重天線傳送至一單一接收器，而無需在發射器處進行空間處理。多重使用者導引將多重資料流同時從一單一發射器（1)傳送至多重接收器或(2) 從多重發射器傳送至一單一接收器，兩者都需在發射器處進行空間處理。

0\88\88974.DOC 1335155 多重使用者非導引 =多重資料流同時(1)從多重發射器傳送至—單一 ^進行傳送至一多重接收器’兩者都無需在發射'器處多輪入多輸出系統亦可支援其他及/或不同的空間多工化模式，其/函蓋於本發明之範嘴内。各個空間多工化模式具有不同的能力與要求。導引空間多工化模式通常可獲得更佳之性能，彳旦只有當發射器：二充足之頻道狀態資訊以經由分解或某些其他技術正交化空間頻道時才能使用，如下所述。#導引的空間多工化模：只需極少資訊即可同時傳送多重賴流，但性能無法料引空間多工化模式同樣出色。 /、 ^ J讽琢可用頻道的狀態資訊、發射器與接受器之能力、系統要求等選用一適當^ 間多工化模式。各個此等空間多工化模式的說明如下田。工 1.單一使用者導引空間多工化模式叫個傳送天線與Nr個接收天線形成的頻衬選入多輸出頻道之特徵係吣個頻域頻道回應矩： =卜.nf，各個矩陣的維度為〜叫。各子頻帶— 應矩陣可表述如下·· 貝道口 K(k)

Kx(k) Κι ik) 乃1,2 W… 为2,2(众）… • . • ♦ Knt {k) ^l,NT (^) ^nr,\ (^) • . \,2(々）… \(免) 式⑴ 其中，項、⑷，i =卜·.NR、j =卜..Ντ , η β u Μ 及 k=l...Np 4的傳送天線j與接收天線i之間的轉合（即複數增、。’員各子頻帶的頻道回應矩陣互⑻可進一「曰取。订對角化」，以獲得

O:\88\88974 DOC • 10- 1335155 χ :頻㈣…個特徵模式。可藉由實施頻道回應矩陣驰 τ，、值刀解或)的—相關矩陣（即綱=心剛）之特徵值分解來獲得該對角化，其中「Η」表示絲轉置。下各子頻帶的頻道回應矩陣删的奇異值分解可表述如 H(.k) = U(k)Uk)V\k), 式 ”中奶>)係互⑷之左特徵向量的（NRxNR)單一矩陣； 2⑷係一互⑷的奇異值之（NrXNt)對角矩陣；以及 ^：)係一迅幻的右特徵向量之（ΝτΧΝτ)單一矩陣。單矩陣Μ的特徵係特性^起=!，其中j係單位矩陣單一矩陣的行彼此正交。各子頻帶之互(々)的相關矩陣之特徵值分解可表述如下式（3) K(k) = HH(k)H(k) = V(k)A(k)VH (k) 其中△㈨係一五⑻的特徵值之（ΝτΧΝτ)對角矩陣。如式（2)與 (3)所不’朋之行係綱的特徵向量以及删的右特徵向量。奇異值分解以及特徵值分解在GUbert Strang所著的名為「線性代數及其應用」（第二版，學術出版社，i 98〇)的書中已有說明。單一使用者導引空間多工化模式可藉由奇^ 值分解或特徵值分解實施。為清楚起見，以下說明將使用奇異值分解。互(幻的右特徵向量亦稱為「導引」向量，並可用於發射器之空間處理，以在迅幻的Ns個特徵模式上傳送資料。 OA88\S8974 DOC -11 - 1335155 細的左特徵向量可用於接收器之空間處理，⑽復_ 個特徵模式上傳送的資料。特徵模式可視為藉由分解獲得的正交空間頻道。對角矩陣汹沿著對角線包括非負實值，其他地方為零。該等對角項稱為綱之奇異值，並可表示姻叫個特徵模式之㈣增益。細之奇異值，即 {’圳…亦為之特徵值’即⑽剛％⑽的平方根，其中雄卜顾。奇異值分解可在Νρ個子頻帶中的各子頻帶之頻道回應矩陣上獨立實施，以決定該子頻帶的Ns個特徵模式。就各子頻帶而言’矩陣故）中的奇異值可從大到小排序，而矩陣匕(幻與以*)t的特徵相連可對應排序。「寬頻特徵模式可定義為排序後所有_子頻帶之順序相同㈣徵模式組（即寬頻特徵模式m包括所有子頻帶的特徵模式 m)。一般而言’所有或少於…個子頻帶可用於傳送，未使用料頻帶則用信號值零填充。為簡化起見，以下說明將假设所有NF個子頻帶係用於傳送。單-使用者導引的空間多卫化模式（或簡稱為「單用者導引模式」）在多輸入多輸出頻道的Ns個特徵模式上傳达Ns個資料符號流。其要求發射器與接收器兩者的處理。單-使用者導引模式的各子頻帶在發射器處的空間處理可表述如下：式（4) 〇 \88\88974 DOC -12· 1335155 其中洲係-具有〜個非零項用於即將在子頻帶k的&個特徵模式上傳送之^個資料符號的（Ντχ1)向量；以及 - 心_,⑷係一具有心個項用於即將從子頻帶k的Ντ個傳送天線發送的Ντ個傳送符號之（Ντχ丨）向量。 /⑷之NS個項可表示Ns個資料符號流，而扣^的其餘項 .(若存在的話）則以零填充。各子頻帶接收器獲得的已接收符號可表述如下：

LsU-s W = K(k)xsu_s (k) + n(k) = H{k)V(k)s(k) + n{k), 式（5 ) 其中，係一具有NR個項用於心個經由子頻帶的心個接收天線獲得之已接收符號的（NRX1)向量；以及咐)係子頻帶k的雜訊向量。在接收器處用於恢復各子頻帶的資料向量^㈨的空間處理可表述如下： ^-s(k) = r\k)UH (k)rsu_s(k), =Z~l(k)UH mmk)V(k)s(k)+n(k)), , =Σ'1 {k)UH {kXU{k)Z{k)VH {k)V{k)sSk) + n{k)),式（6 )

=狄H 或 Lu_f w = β (u)與 L W = Γ1 WD)，其中，匕係一具有子頻帶k的^個偵測到的資料符號之 (Ντ X 1)向量； UAO係一具有子頻帶让的比個已恢復資料符號之（Ντχ 向量；以及 Τ 么“-,(七)係子頻帶k的一處理後雜訊向量。向里係資料向量红幻的一非正規化估計，而向量

0188^88974 00C •13· “（）係办)的一正規化估計。式（6)中的乘法p⑷說明了 Ns 個1間頻道的增益（有可能不同），並將接收器空間處理的出正規化’以使具有適當幅度的已恢復資料符號可提供給隨後的處理單元。訧單使用者導引模式而言，各子頻帶的發射器所使用的導引向量的矩陣乙β㈧可表述如下：式⑺

Zsu-S(k) = l(k)。各子頻帶的接收器所使用的空間濾波器矩陣可表述如下：式（8) ^^-su~s (Jc、= nH (k)。右發射器具有頻道回應矩陣互(幻或互(幻的右特徵向量之矩陣Π幻的頻道狀態資訊，則可使用單一使用者導引模式，k=l…Nf。如下所述，發射器可依據接收器傳送的先導估計各子頻帶的互(*)或，或由接收器經由一回授頻道提供該資訊。接收器通常可依據發射器傳子頻帶的—卿，式(6)表示在發射器適當之空間處理可獲得單一使用者導引模式的固資料符號流ί(Α〇，其僅由處理後頻道雜訊么_(幻扭曲。單一使用者導引模式的信號對雜訊及干擾比（signal s noise-and-interference ratio; SNR)可表述如下. rSu-s^) = —k)^k)，m = 1 …Ns，式⑼ 其中，Pm(k)係用於在寬頻特徵模式3之子頻帶让上傳送的資料符號之傳送功率； ΟΛ88\88974 DOC 14- ，係寬頻特徵杈式m的子頻帶k的特徵值，其係 △⑷的第m個對角元素··以及 . U係寬頻特徵模式m的子頻帶㈣證。單-使用者非導引的空間多工化模式右發射器不具有充足頻道 ΛΛ，* , m 只、狀恕貝戒或若單一使用者導引 •禺式因任何原因得不到支 2, ^ ^ ΒΒ ^ 則了使用早一使用者非導引的二間多工化模式（咬十-〇„ (次間稱為早一使用者非導引模二声$❹者非導5丨模式無需在發射ϋ處的任何空間處Γ即可將Ns個資料符號流從〜個傳送天線傳送。

就單一使用者非導 A '弋而§，各子頻帶的發射器使用的導引向置的矩陣匕㈨可表述如下： ⑷=!。 ' 式（10) 各子頻帶在發射器處的空間處理可表述如下： = S(k), 式（11) 其中，心(幻係單一使用者非導引杈式的傳达符號向量。該摘:式的覓頻」空間頻if可$ &也，十了疋義為對應於一既定傳送天線早使用者非導引模式的寬頻空間頻道m包括傳送天線 m的所有子頻帶）之空間頻道。一各子頻▼藉由接枚器獲得的已接收符號可表述如下：〜(幻=酬&⑻+你)=雕)购+啦）。式該接收器可使用多個接此# & # 欠裔處理技術來恢復資料向量彳幻 ’如頻道相關矩陣反轉（channel⑽心‘誠&

Ο \88\88974.DOC • 15· 1335155 inversion ; CCMI)技術（其亦一般稱為零強制技術）、一最小均方誤差（minimum mean square error ; MMSE)技術、一决疋回授等化器（decision feedback equalizer ; DFE)、串列干擾消除（successive interference cancellation; SIC)技術等。A.CCMI空間處理接收器可使用CCMI技術來分離資料符號流。CCMI接收為利用一具有一回應㈨的空間濾波器，k=1…&，可表述如下：认獅)]-' αχ ㈨。式（13) CCMI接收器對單一使用者非導引模式進行的空間處理可表述如下：

Lcmi(k) = Mccmi(k)r_ns(k), =R \k)HH (k)(H(k)s(k) + n(k)), 其中’ i㈣㈨係一具有子頻帶k的 (Ντχ 1)向量；以及式（14)

Ns個恢復的資料符號之

= 係子頻帶k的CCMI已濾波雜訊。各子頻帶的CCM〗已濾波雜訊的一自動共變矩陣巴_㈨可表述為： tcani^ = E\nccmi{k)nNccmi{k)],ϋ 它，)mL(a〇, ^^2R-\k), 式（15) 其中’ E[X]係X的預期值。式(15)中最後的等式假設雜訊响係附加白高斯雜訊（additive white Gaussian n〇ise ;

OA88\88974.DOC -16 - 1335155 AWGN) ’耳"有零平均值、變異數，以及一自動共變矩陣 = 0。在此情況下，（^纽接收器的snr可

表述如下： y PM

Ccm，> rmm(k)a^ m=I ··· Ns - 式（16) 其中’ Pm(k)係用於在寬頻空間頻道m的子頻帶k上傳送的資料符號之傳送功率； ⑷係子頻帶k之冱幻的第m個對角元素；以及係寬頻空間頻道m的子頻帶k的snr。由於的結構’ CCMI技術可放大該雜訊。 B.MMSE空間處理接收器可使用MMSE技術來抑制資料符號流之間的串擾，並將已恢復資料符號流的SNR最大化。mmse接收器可利用一具有一㈨的回應（k=l _·. NF)的空間濾波器， /'可導出，以使來自空間濾波器的估計資料向量與資料向里ί(幻之間的均方誤差最小化。該^^^犯標準可表述如下： min r

Kmmse(k))^k>~ns(k)~S(k))H{Mmmse(k)rns(k)-5(^))] 〇式（1 7) 可以夕種方式獲得出現於式（1 7) _的最佳化問題之解決方式。在一不範性方法中’各子頻帶的mmse空間濾波器矩陣可表述如下： M.mmse(k) = Hh (k)[H(k)HH (k) + φ (A:)]-1 -iiHmmk)H^k)+-jlV, 5 式（18) 式（1 8 )中的第二個等式假設雜訊向量μ幻係具有零平均值

O:\88\88974 DOC • 17- 1335155 以及變異數· σ2的AWGN。由MMSE接收器對單一使用者非導引模式所作的空間處理由兩個步驟組成。在第一步中，MMSE接收器將NR個已接收符號流的向量q㈨乘以MMSE空間濾波器矩陣，以獲得Ns個偵測符號流的向量UA)，如下： = UKk), = Mmmse(k)(H(k)s(k) + n(k)), 式（1 9) = Q(k)s(k) + nmmse(k), 其中，心= (处#)係MMSE濾波雜訊以及 0(幻= 互(幻。Ns個偵測的符號流係Ns個資料符號流的非正規化估計。在第二步中，MMSE接收器將向量1_(幻乘以一縮放矩陣〇丄(幻，以獲得Ns個已恢復資料符號流之向量UA：)，如下：

LmJk) = D-mlmse(k)7mmse(k), 式（20) 其中，(幻係一對角矩陣，其對角元素係昼(幻的對角元素，即么_(幻=必ag[g(A:)]。Ns個恢復的資料符號流係Ns個資料符號流的正規化估計。使用矩陣求逆恆等式，矩陣g(幻可改寫為： Q{k) = Hh(k)H{k)ULH(k)H(k) +1]-13 式（2 1 ) 式（21)中的第二個等式假設雜訊係具有零平均值及變異數 σ2 的 AWGN。 MMSE接收器的 SNR可表述為： 0 \88\8S974 DOC -18- Y^k) = ^~PSk) ' m=l ... Ns . 式（22) *3 mm v^/ 其中，qmm(k)係子頻帶k之以幻的第m個對角元素；以及 (幻係寬頻空間頻道IT1的子頻帶k的SNR。 C_連續干擾消除接收器處理該接收器可使用Sic技術處理NR個已接收符號流以恢復

Ns個資料符號流。就SIC技術而言，接收器初步地在心個已接收符號流上實施空間處理（如使用CCMI、MMSE或某些其他技術）並獲得一已恢復的資料符號流。接收器可進一步處理（如解調變、解交錯以及解碼）該已恢復資料符號流以獲得一解碼資料流◊該接收器則可估計該資料流給其他Ns-1個貪料符號流造成的干擾，並可消除來自Nr個已接收符號流的估計干擾以獲得Nr個修正符號流。該接收器則可在NR個修正符號流上重複相同處理，以恢復另一資料符號流。就一SIC接收器而言，階段^的輸入（即已接收的或修正）符號流（其中61...乂）可表述為：

Lsic (^) - K {k)xns (k) + n{k) = Hl(^) + n{k), 式（2 3 ) 其中在h €中，4(幻係子頻帶k的Nr個修正符號之向量，以及 rUk) = rns{k)(在第一階段中）； £ (灸）在階段β中，传早相* 係子頻Tk的尚未恢復的（~_彳+ 1)個資料符號之向量，以及〆㈨在階段^中，係子寸你于頻vk的一 \><(\-彳+1)之縮小

O:\88\88974 DOC • 19· 1335155 的頻道回應矩陣。式（23)假設在（£-1)先前階段中恢復的資料符號流已消除。頻道回應矩陣互⑷的維度隨著資料符號流的恢復及消除’各階段連續減少一行。就階段^而言，縮小之頻道回應矩陣冗(幻可藉由移除原始矩陣互⑷中對應於（^_丨)個先前恢復之資料符號流的W-1)個行而獲得，即 = ⑷…，其中L㈨係傳送天線j#NR個接收天線之間頻道回應的NRx 1向量。就階段/而言，在先前階段中恢復的U-1)個資料符號流具有指數{h，j2，…，以及尚未恢復的（Ντ-，+1)個資料符號流具有指數 {人+丨…}。就階段^而言，SIC接收器可依據縮小的頻道回應矩陣 f W(代替原始矩陣迅幻）導出一空間濾波器矩陣， k=l...NF，其使用如式（13)所示之CCMi技術、如式（18)所示之MMSE技術，或某些其他技術。矩陣包幻的維度為 (NTj + l)xNR。由於各階段的f(幻不相同，因此各階段的空間遽波器矩陣⑷亦不相同。 SIC接收器將nr個修正符號流的向量d⑷乘以空間濾波态矩陣Mi,⑻，以獲得（Ντ- Η1)個偵測符號流的向量^(幻，如下： tM = Mlic(k)rlsic(k), = M.esic(kXH\k)sl(k) + nl(k)), 式（24) = QeJk)iW+ni(k), 其中’〜W (A〇係階段/中子頻帶k的濾波雜訊，y⑻

Ο \88\88974 DOC -20- 1335155 係购的縮小向’以及。sic接收器則可選取ί測：號流之—來用於恢復。由於在各階段中只可恢復「貢料符號流’因此在階段…sic接收器只可為即將恢復的資料符號流⑷導出_(ixNr)空間遽波器列向量办) 。列向® _)係矩陣中的一列。在此情況下，階段^ 中恢復資料符號流之空間處理係UJ，其可表述如下： η ( ) __y< (k)rs.c (k) = (k)se(k) + mth (k)n(k), 式（2 5 ) …中 L⑷係對應於資料符號流{}的列g⑷。在任何情況下，接收器可縮放偵測符號流（4丨以獲得一恢復貝料符號流{U ’並進一步處理（如解調變、解交錯以及解碼）該資料符號流Η<}以獲得—解碼f料流⑷。該接收ϋ亦可對該資料流給其他尚未恢復<資料符號流造成的干擾進行估计。為估計該干擾，接收器以與在發射器處所 ,,、方式相同之方式再編碼、交錯並符號映射該解碼資料流’並獲得一「再調變」符號流{^}，其為才恢復的資料符號流之估計。接收器隨後用頻道回應向量、⑷中的Nr個元素之每個來捲積符號流{\}的再調變符號流，以獲得該符號流引起的Nr個干擾成分”在階段/中，則 ^ NR個修正符號流i⑷中減去Nr個干擾成分，以在下一階段^+1中獲得nr個修正符號流，即。若資料符號流{气}尚未傳送（即假設干擾消除得到有效實施），則修正符號流ώι(λ)表示已接收的流。 SIC接收器會在Ns個連續階段中處理Nr個已接收符號

OV88\88974.DOC •21 - 1335155 流。就各階段而言，SIC接受器（1)可對來自前一階段的Nr 個已接收符號流或nr個修正符號流實施空間處理，以獲得一已恢復資料符號流，（2)對該恢復的資料符號流進行解碼以獲得一對應的解碼資料流，（3)估計並消除由該資料流引起的干擾以及（4)獲得下一階段的nr個修正符號流。若可準確地估计並消除各資料流引起的干擾，則以後恢復的資料流經歷的干擾較少，並有可能可獲得更高的Snr。就SIC技術而言’各恢復的資料符號流的snr取決於（1) 用於各階段的空間處理技術（如CCMI或MMSE)，（2)恢復資料符號流的特定階段，以及（3)在隨後階段中恢復的資料符號流所引起的干擾量。具有CCMI的SIC接收器的SNR可表述為： Ρ ί]Λ ，m=l …Ns，式（26) 其中，乙L㈧係子頻帶k的[Y⑷]-1的第m個對角元素，其中 <(幻=ff(Ar)。具有MMSE的SIC接收器的SNR可表述為： ⑷，m=l...Ns，式（27) 其十’《mmW係子頻TfT k的^户）的第Π1個對角元素，其令 I⑷如式=(21)所示般導出’但其係依據縮小頻道回應矩陣互>)，而非原始矩陣互⑷。一般而言’在以後階段恢復的資料符號流的SNR會持續改進’因為在先前階段恢復的資料符號流引起的干擾已消

〇:V88\88974 00C • 22· ⑶ 5155 除。其使較高速率可用於隨後恢復的資料符號流。 3.多重使用者導引空間多工化模式多重使用者導引空間多工化模式（或簡稱為「多重使用者導引模式」）依據接收器的「空間特徵」支援從單一發射器至夕重接收器的同時資料傳送。一接收器的空間特徵由Ντ個傳送天線與接收器處的各個接收天線之間（各子頻帶）的頻道回應向量給定。發射器可獲得如下所述之接收器的空間特徵。發射器則可（1)選取一組用於同時資料傳送之接收器以及（2)導出即將傳送至選取的接收器之資料符號机的導引向s，以在接收器處充分地抑制傳送流串擾。多重使用者導引模式的導引向量可以多種方式導出。以下說明兩個示範性方案。為簡化起見，以下說明係針對一子頻帶，並假設各接收器裝備有一天線。· 在一頻道反轉方案中，發射器使用頻道反轉可獲得多重接收器的導引向量。發射器初步地選取用於同時傳送的Ντ 個單一天線接收器。發射器可獲得一各選取的接收器的 Ιχ'頻道回應列向量么(幻，並形成一具有Ντ個列向量用於 ΝΤ個接收器的ΝΤχΝτ頻道回應矩陣互_(幻。發射器則可使用頻道反轉以獲得ΝΤ個選取接收器的Ντ個導引向量的矩陣 U幻，如下： (幻=沒二⑷。式（2 8 ) 多重使用者導引模式的各子頻帶在發射器處的空間處理可表述如下： OA88\88974.DOC •23 · 1335155 式（29) 其中u❹重使用者導引模式的傳送符號向量。各子頻帶的Ντ個選取的接收器之已接收符號可表述如下： = Hmu_s{k)xmu_s{k) + n{k), 式（30) =^.mU.s(k)Fmu_s(k)s(k) + n{k), = m±Ak) + n(k), 其中㈨係Ντ個選取的接收器處的子頻帶匕的（Ντχ丨）已接收符號向量，且表示由發射器處£_㈨的不完美估計引起的串擾干擾。各選取的接收器只可為各接收天線獲得向里⑷的一個項。若發射器處的空間處理有效，則腦中的功率較小，且各已恢復的資料符號流所經受的來自發送至其他接收器的（NT-1)個其他資料符號流的串擾較少。發射器亦可向各選取的接收器傳送一導引的先導，如下所述。各接收器則會處理其導引先導，以估計頻道增益及相位，並使用該頻道增益及相位估計連貫地解調變來自其單一天線之已接收符號，以獲得已恢復的資料符號。少重使用者導引模式獲得的SNR係頻道回應矩陣片的自相關（autocovariance)之函數。選取「相容的」使用者終端機可獲得更尚的SNR。可評估不同的使用者終端機組及/或組合，且可選取具有最高SNR的組/組合用於資料傳 »%/ 达。儘管頻道反轉方案以其簡單而吸引人，但一般而言，其提供的性能較差，因為使用式（29)中的反轉頻道回應矩陣 Ο \88\88974 D0C •24- 預先調節資料符號流會迫使發射器將其大部分功率置於多輸入多輸出頻道的最差特徵模式中。且在某些頻道中，尤的元素之間高度相關之頻道中頻道回應矩車於全秩，且計算一反轉亦不可能。在-預先編碼方案中，發射器對即將發送至〜個選取的 ::…個資料符號流預先編媽，以使該等資料符號流在接收器處經受的串擾較少。發射器可為Ντ個選取的接收 =頻道回應矩陣管發射器則可對實施_ 刀解，以使也梟&靴,其中，㈣)係一左下三角矩陣’而⑷係一單一矩陣。斤發射器對該即將傳送的資料符號向量實施—預先編碼運异L [徘心斯，以獲得—預先編碼符號向量吵)=[抑)以幻·.气⑽r，如下所述：（仓） faik) mod(M/2)，其中式 (31) 其中，Μ係在方形QAM信號分佈的同相或正交維度中之階數，以單位間隔隔開；以及 Λ(Α〇為£,„.(幻中列i、行j的元素。該模（mod)運算添加充足數量的整數倍％至自變數，以使結果符合山We(-从/2，M/2)。在該預先編碼運算後，藉由使 =單一導引矩陣gmu W處理該預先編碼之符號向量2⑷而計算傳送符號，以產生傳送符號向量= 。預先編碼方案的接收符號向量可表述如下：

O:\8S\88974 DOC •25- 1335155 可以看出互m(祝⑷mod (M/2)=£(a：)。因此，資料符號向量可估計為U幻= L-pcWniod (M/2)。Ντ個選取的接收器中的各接收器只可獲得匕卞⑷的Ντ個元素之一，並可藉由對其已接收符號實施mod (M/2)運算來估計發送至其中的資料符號。

在多重使用者導引模式下，發射器亦可傳送多重資料符號机至一個多重天線接收器。頻道回應矩陣互咖(々)則將包括該多重天線接收器的各接收天線的一列向量。多重使用者導引模式亦可支援從多個多重天線發射器至一單一接收器之資料傳送。各多重天線發射器對其資料符號流實施空間處理，以朝接收器導引該資料流。各發射器亦可傳达一導引先導至接收器。對接收器而言，各發射器係作為一單一傳送出現。接收器實施空間處理（如ccmi、 MMSE等）以恢復來自所有發射器的導引f料符號流。 4·多重使用者非導引空間多工化模式

夕I便用者非用者非導引核式」）支援同時的資料傳送，藉由⑴從_ 發射益至多重接收器（如就下行鏈路而言）以及（2)從, 發射态至一單一接收器（如就上行鏈路而言）。就攸-早-發射器至多重接收器之非導引傳送而言射器從接收器的各傳送天線傳送—資料符號流。可^ 收器傳送—或多重資料符號流。純收器包括至少糾收天線，並可實施空間處理以隔離並恢復其資料符號克

0 \88\88974 DOC -26- 1335155 各希望用於資料傳送之接收器可估計Ντ個傳送天線中各天線之SNR，並將該等Ντ個SNR估計發送至發射器。發射器依據來自所有希望用於資料傳送之接收器的SNR估計選取一組接收器用於資料傳送（如最大化總流量）。就從多重發射器至一單元接收器之非導引傳送而言，該等發射器從其天線傳送（即無需空間處理）資料符號流，以使該等符號流到達接收器的時間大致對準。接收器可將所有發射器視做一個發射器來估計頻道回應矩陣。接收器使用上述任何用於單一使用者非導引模式（如CCMI、MMSE 以及SIC技術）之技術，可恢復該等多重發射器傳送的多.重資料符號流。 5.空間處理表2概括了上述四種可能空間多工化模式在發射器以及接收器處的空間處理。就非導引模式而言，亦可使用 CCMI與MMSE之外的其他接收器處理技術。表2的最後一行表示在接收器處是否使用了 SIC技術。表2 空間多工化模式傳送芒⑻ 接收Μ⑻ 縮放 SIC 單一使用者導引 m U.Hik) 否單一使用者非導引 I Kccmiik) U aljk) 是多重使用者導引（從單一發射器至多重接收器） - - 否多重使用者非導引（從多重發射器至單一接收器） I Kmmse{k) Dlse(k) O:\88\88974 DOC -27- 1335155 為簡化起見，表2中未顯示從多重發射器至一單一接收器之多重使用者導引模式以及從—單一發射器至多重接收器之多重使用者非導引模式之空間處理。在以下說明中，寬頻空間頻道可對應於〇)一導引空間多工化模式的一寬頻特徵模式，（2)—非導引空間多工化模式的傳送天線（3)一或多個子頻帶的一或多個空間頻道之組合。一寬頻空間頻道可用於傳送一獨立的資料流。 6·多輸入多輸出系統圖1所示的係一具有數個接取點（Ap)11〇的多重接取多輸入多輸出系統100，該…可為數個使用者終端機（㈣ _inal ; υτ⑽提供通信。為簡化起見，圖i中只顯示了兩個接取點11Ga以及11Gb。—接取點—般係—與使用者終端機通信之固定台，並亦可稱為基地台或某些其他術語。一使用者終端機可以制定或行動，其亦可稱為行動台、無線裝置或某些其他術語。系統控制器130輕合於接取點 110 ’並可向其提供協調與控制。夕輸入多輸出系統1〇〇可以係一分時雙工(―e以…— 卿⑹；丁⑽）系統或一分頻雙工（frequency division P ex ’ FDD)系、统。下行鏈路與上行鏈路⑴在丁如系統中 ’、用相同的頻I，以及（2)在FDD系統中使用不同的頻帶。以：說明假設多輪入多輸出系統1〇〇為一侧系統。夕輸入夕輸出系統100利用—組傳輸頻道來傳送不同類型的資料。傳輸頻道可以多種方式實施。圖斤π的係-可用於多輸入多輪出系統丄⑼的示範性訊

O:\88\M974.DOC •28· 1335155 框與頻道結構200。資料傳送出現於TDD訊框中。各TDD 訊框跨越一預先決定的持續時間（即2毫秒），並可分割為一下行鏈路相位以及一上行鏈路相位。各相位可進一步針對多重傳輸頻道分割為多重區段210、220、230、240與 250 ° 在下行鏈路相位中，廣播頻道（BCH)載送一信標先導 ·· 214、一多輸入多輸出先導216以及一 BCH訊息218。信標先導係用於時序與頻率獲取。多輸入多輸出先導係用於頻道估計。BCH訊息載送使用者終端機的系統參數。正向控 _ 制頻道（forward control channel ; FCCH)載送用於下行鏈路與上行鏈路資源指定之排程資訊以及其他使用者終端機之發信。正向頻道（forward channel ; FCH)在下行鏈路上載送 FCH 協定資料單元（protocol data units ; PDU)。FCH PDU 232a包括一先導234a以及一資料訊包236a，而FCH PDU 23 2b只包括一資料訊包236b。在上行鏈路相位中，轉換頻道（reverse channel ; RCH)在上行鍵路上載送RCH 0 PDU。RCH PDU 242a只包括一資料訊包246a，而一 RCH PDU 242b包括一先導244b以及一資料訊包246b。隨機存取 .· 頻道（random access channel ; RACH)由使用者終端機使用，以獲得與系統之接取，並在上行鏈路上發送短訊息。在RACH上發送的RACH PDU 252包括一先導254以及一訊息 256。圖3所示的係多輸入多輸出系統1 00中的一接取點11 Ox以及兩個使用者終端機120x與120y的方塊圖。接取點110x係 O:\88\88974.DOC -29- 1335155 圖1中的接取點之一’並裝備有多重（Nap個）天線324a至 324ap。使用者終端機120x裝備有一單一天線352χ，而使用者終端機120y裝備有多重（Nut個）天線352a至352ut » 在下行鏈路上，在接取點ιι〇χ處，τχ資料處理器31〇從一資料源3 0 8接收一或多個使用者終端機的資料流，從— 控制器330接收控制資料以及有可能從排裎器334接收其他資料。不同類型的資料可在不同的傳輸頻道上發送。丁χ 資料處理器3 10依據一或多個編碼及調變方案處理（如編碼、交錯以及符號映射）不同類型的資料，以獲得仏個資料符號流。在本文中，「資料符號」指資料的調變符號，而「先導符號」指先導的調變符號》ΤΧ空間處理器32〇從 ΤΧ資料處理器310接收NS個資料符號流，並用矩陣^⑷對資料符號實施空間處理，其中，k=1…Nf，在先導符號中多工化，並為Nap天線提供Nap個傳送符號流。矩陣係依據選用的空間多工化模式而導出。以下說明丁χ資料處理器310與ΤΧ空間處理器32〇之處理。各調變器（MOD)322接收並處理個別傳送符號流，以獲得-OFDM符號流’並進一步調節(如放大、濾波以及升則該OFDM符號流以產生一下行鏈路信號。、調變器322a至 322ap分別為Nap個天線324&至324叩至使用者終端機之傳送提供Nap個下行鏈路信號。在各使用者終端機120處，一或多重天線352接故Nap個下行鏈路信m天線向個別解調變器（d_d)3^提供-已接收信號。各解調變器354可實施與調變器切所實

O:\88\88974.DOC -30- 1335155 施的處理互補之處理，並提供一已接收符號流。就單一天線使用者終端機120χ而言，rx空間處理器36〇χ可實施來自一單一解調變器354x的已接收符號流之連貫的解調變，並可挺供已恢设資料付號流。就多重天線使用者終端機 120y而呂，RX空間處理器36〇y可使用空間濾波器矩陣㈨，（k=l，..NF)對來自Nut個解調變器354的Nudig已接收符號流實施空間處理，並提供Nut個已恢復資料符號流。在任何情況下，各已恢復資料符號流係接取點11(^傳 · 送至該使用者終端機12 〇的一資料符號流（之}之估計。一鲁 RX資料處理器370接收並解多工化已恢復的資料符號至適當之傳輸頻道。隨後對各傳輸頻道的已恢復資料符號進行處理（如解映射、解交錯以及解碼）以便獲得該傳輸頻道的解碼資料。各傳輸頻道的解碼資料可包括已恢復的資料流、控制資料等，其可提供至資料槽372加以儲存以及/或提供至一控制器380作進一步的處理。在各使用者終端機120處，頻道估計器378對下行鏈路頻道回應進行估计並提供頻道估計，其可包括頻道增益估鲁計、SNR估計等。控制器38〇接收頻道估計、導出用於在 · 傳送與接收路徑上的空間處理之向量及/或係數，並決定下行鏈路上各資料符號流的適當速率❶例如，多重天線使用者終端機120y的控制器38〇y可依據下行鏈路頻道回應矩陣1(七)（其中k=l…NF)導出用於下行鏈路的空間濾波器矩陣I㈨以及用於上行鏈路的導引向量矩陣乙⑷。控制器 %〇亦可接收在下行鏈路上接收到的各訊包/訊框之狀態，

〇;\88\88974 DOC •31 · 1335155 並組合接取點論的回授資訊。回授資訊與上行鍵路資料由tx資料處理器別處理，由τχ空間處理器392進行空間處理（若存在於使用者終端機12〇處），由先導符號多工化，由—或多個調變器354調節，並經由-或多個天線酬送至接取點1 1〇χ。

在接取點·處’已傳送的上行鏈路信號由天線324接收’由解調變器322解調變以及由RX空間處理器34(mRX 資料處理H 342處理，實施方式與在使用者終端機12〇處的方式互補。將已恢復的回持咨却坦r , 丨火使町u抆貝5孔堤供至控制器33〇及排程器334。排程器334可使用回授資訊實施數個功能，如⑴排程-組用於在下行鏈路與上行鍵路上進行資料傳送之使用者終端機以及⑺向排程的終端機指定可用的下行鍵路與上行鏈路資源。 ' 控制器330與分翁制在接取點㈣績使用者終端機〇處的夕個處理單兀之運作。例如，控制器可為使用者終端機120決定下行鏈路上空間頻道所支援的最高速率。控制器330可為各已排程的使用者終端機的各空間頻道選取速率、封包承載大小以及OFDM符號大小。上行鏈路中，接取點⑽與使用者終端機心及叫處的處理可與下行鏈路中的處理相同亦可不同。為清楚起見’以下將詳細說明下行鏈路的處理。 —圖4所示的係接取點處的TX資料處理器310之一具體實例之方塊圖。就該具體實施例而言，TX資料處理器 310包括-組編碼器412、頻道交錯器414以及符號映射單

0 \88\S8974 DOC -32· 1335155 :16用於Ns個資料流中的各資料流。就各資料流（dm}而 0 ，-甘-r|"> Λ ~ 八 …乂，一編碼器412接收並依據一針對該資料二所^用的，編碼方案對資料流進行編碼，並提供編瑪位 :。編財案可包括CRC編碼、捲積編碼、高逮編碼、低密度同位仏查（1〇W density Parity check ; LDPC)編碼、區塊、.扁碼以及其他編碼或其組合。頻道交錯器4“將編碼位疋依據一交錯方案進行交錯（即重新排序）。符號映射單元 416依據一為該資料流選取的調變方案來映射交錯位元，並提供一資料符號流{Sm}。單元416對各組Β個交錯位元組。乂形成Β位元二進制值，其中，並依據選取的調變方案（如QPSK、M-PSK或M-QAM，其中M=2B)進一步將各B位元二進制值映射至一特定資料符號。各資料流的編碼與調變係依據控制器330提供的編碼與調變控制實施。圖5所示的係接取點11〇χ處的τχ空間處理器32〇與調變器 322a至322ap之一項具體實施例之方塊圖。就該具體實施例而言，τχ空間處理器320包括Ns個解多工器（Demux) 51〇3至51〇3，^個丁又子頻帶空間處理器52(^至52时，以及 Nap個多工器（Mux) 530a至530aP。各解多工器51〇&τχ空間處理器320接收個別資料符號流{Sm}，將該符號流解多工成^個資料符號子流用於^個子頻帶，並將Νρ個子流提供至NF個空間處理器520a至520f。各空間處理器52〇從仏個解多工器5 1 0a至5 1 Os接收其子頻帶的Ns個資料符號子流，對該等子流實施發射器空間處理，並向Nap個接取點天線 O:\88\S8974.DOC -33 - 丄川丄55 提供Nap個傳送符號子流。各空間處理器52〇將資料向量 )乘以矩陣£#(々），以獲得傳送向量“⑷。矩陣心⑷等於 (D單一使用者導引模式的仏⑷之右特徵向量之矩陣 ―以幻，（2)多重使用者導引模式的矩陣或（3)單一使用者非導引模式的單位矩陣[。各多工器530從NF個空間處理器52〇3至52〇£中接收Νρ個 T於其傳送天線的傳送符號子流，將該等子流與先導符號夕工化，並為其傳送天線提供一傳送符號流{χ』}。先導符號可在頻率(即在某些子頻帶上)、時間(即在某些符號週期上）以及/或編碼空間（即具有一正交編碼）上進行多工化。 Nap個多工器53〇ai53〇ap提供個天線324a至叩的Nap 個傳送符號流{\丨，j=丨…Nap。就圖5所示的具體實施例而言，各調變器322包括一反向快速傅立葉轉換（inverse fast F〇uder transf〇rm · ιρρτ)單兀542，一循環前置碼產生器544以及一 τχ RF單元546。 IFFT單元542與循環前置碼產生器形成一〇fdm調變器。各調變器322從TX空間處理器320接收一個別傳送符號流{X』}，並將NF個子頻帶之每組〜個傳送符號組合。 IFFT單元542使用一 Nf點反向快速傅立葉轉換將各組吣個傳送符號轉換為時域，並提供一對應的包含乂個碼片的轉換符號。循環前置碼產生器544重複各轉換符號之部分以獲得—包含NF+NCP個碼片的對應OFDM符號。重複部分（即循環前置碼）能硝保在出現由頻率選擇衰減引起的多路徑延遲擴展時，〇FDM符號能保持其正交特性。τχ Rp單元

O:\88\88974.DOC -34 - 1335155 546接收並處理來自產生器544的〇FDM符號流，以產生一下行鏈路調變信號。Nap個下行鏈路調變信號分別從Nap個天線324a至3 24ap傳送。圖6所示的係解調變器354a至354ut以及多重天線使用者終端機120y的RX空間處理器36〇y的一項具體實施例之方塊圖。在使用者終端機12〇7處，Nut個天線352a至352如接收接取點110x傳送的Nap個調變信號，並將Nut個已接收信说为別k供至Nut個解調變器354a至354 ut。各解調變器354 包括一 RX RF單元612、一循環前置碼移除單元614、以及一快速傅立葉轉換（fast Fourier transform ; FFT)單元 616。單元614與616形成一〇FDM解調變器。在各解調變器354 内，RX RF單元612接收、調節、並數位化一個別已接收信號並提供一碼片流。循環前置碼移除單元614將各已接收OFDM符號中的循環前置碼移除，以獲得一已接收的轉換符號。FFT單元616隨後能使用一 NF個點的快速傅立葉轉換將各已接收的轉換符號轉換為頻域，以獲得乂個子頻帶的吣個已接收符號^ FFT單元616將一已接收符號流提供至 RX空間處理器360y並將已接收先導符號提供至頻道估計器 378y。就圖6所示的具體實施例而言，rX空間處理器36〇y包括使用者終端機120y處的Nut個天線的Nut個解多工器63〇&至 630ut、NF個子頻帶的Nf個RX子頻帶空間處理器以以至 640f以及NF個縮放單元642&至642f以及Ns個資料流的Ns個多工器65〇a至65〇s。RX空間處理器360y可從解調變器35乜 O:\88\88974.DOC •35- 1335155 至354Ut中獲得Nut個已接收符號流仏}，丨=1 ν“。各解多工器630接收-個別已接收符號流⑹，將該符號流解多工為 nf個子頻帶的Nf個已接收符號子流，並將Nf個子流提供至 NF個空間處理器64〇3至64〇f。各空間處理器“ο可從個解多工器630a至630ut中獲得子頻帶的I個已接枚符號子流，對該等子流實施接收器空間處理，並為其子頻帶提供 Ns個已偵測符號子流。各空間處理器64〇將已接收向量 L㈨乘以矩陣，以獲得偵測符號向量^。矩陣 ⑷等於⑴單一使用者導引模式之⑽)的左特徵向量之矩陣Μ⑷或（2)單一使用者非導引模式的矩陣赵、 M_e(幻或某些其他矩陣。各縮放單元642接收其子頻帶的Ns個已偵測符號子流，縮放該等子流，並提供其子頻帶的Ns個恢復資料符號子流。各縮放單元642使用對角矩陣以⑷實施已偵測符號向里L⑷的信號縮放，並提供已恢復的資料符號向量乙⑷。各多工器650從NF個縮放單元642a至642f中接收且多工化其資料流的NF個已恢復資料符號子流，並提供一已恢復的貝料符號流。Ns個多工器650a至650s提供Ns個恢復資料符號流{之}，〇1=1 ...Ns。圖7所示的係使用者終端機12〇y處的RX資料處理器的一項具體實施例之方塊圖。Rx資料處理器37〇y包括Ns 個=貝料流中各資料流的符號解映射單元7 12、頻道解交錯器714以及解碼器716之組。就各恢復的資料符號流丨义}(其中而言，一符號解映射單元712依據用於該符號

O:\88\88974.DOC •36- :之-周變方案解調變該恢復的資料符號，並提供解調變資料頻道解父錯器714解交錯該解調變資料，其採用的方式與接取點u〇x對該符號流實施交錯之方式互補。解碼器 716則解妈該解交錯資料，其採用的與接取點η〇χ對該符 =實施編碼之方式互補，如，若在接取點11〇x處分別 a把属輪或捲積編碼’則__渦輪解碼器或- 解碼器可用於解碼器716。解碼器716為各已接收資料訊包提供一，碼訊包。解^716進—步檢查各解碼訊包以決定訊包是否正確解碼或存在錯誤，並提供料訊包之狀態。各已恢復資料符號流的解調變與解碼係依據控制器380y提供的解調變與解碼控制實施。圖8所示的係—Rx空間處理器36〇z與一RX資料處理器 370z的方塊圖，其實施SIC技術。RX空間處理器360z與 RX貝料處理益37〇z實施仏個資料符號流的Ns個連續（即串聯）接收器處理階段。階段^至1中的階段1包括一空間處理器81〇、一干擾消除器820、一 RX資料流處理器830以及 τχ為料流處理器84〇。最後階段只包括一空間處理器 810s以及一RX資料流處理器83〇s。如圖7所示，各RX資料流處理器830包括一符號解映射單元712、一頻道解交錯器 714以及一解喝器716。如圖4所示，各7又資料流處理器 840包括一編碼器412、一頻道交錯器414以及一符號映射單元416。就第一階段而言，空間處理器81〇a對Nut個已接收符號流實施接收器空間處理，並提供一已恢復資料符號流{毛,）、

O:\88\88974.DOC •37· 1335155 其中’下標j 1表示用於傳送資料符號流{ D的接取點天線。RX資料流處理器83〇a解調變、解交錯以及解碼已恢復資料符號流{ 4 }，並提供一對應的解碼資料流（之丨^ τχ 資料流處理器840a編碼 '交錯以及調變解碼資料流{ }，其採用的方式與接取點丨1(^對該資料流實施的方式相同，並可提供一再調變符號流{&}。干擾消除器82〇&在再調變符號流{歹;1}上實施空間處理，其採用的方式與接取點丨丨〇χ 所貫加的方式相同（若存在的話），並進一步使用頻道回應矩陣互a⑷處理該結果，以獲得由資料符號流{办}引起的

Nut個干擾元件。Nut個干擾元件從Nut個已接收符號流中減去，以獲得Nut個修正符號流，其在階段2中提供。階段Ns至階段i之間的階段2實施的處理與階段1相同，儘管其係在來自前一階段的Nut個修正符號流上，而非Μ" 個已接收符號流上，最後階段在來自階段吣至1的>^個修正符號流上實施空間處理及解碼，其不實施干擾估計及消除。工間處理器81〇a至810s可分別實施CCMI、MMSE或某些其他接收器處理技術。各空間處理器810將一輸入（已接收或已修正）符號向量匕⑷乘以矩陣Mi㈨，以獲得一偵測符號向i ，選取並縮放偵測符號流之一，並將該縮放符號流作為該階段的已恢復資料符號流提供。料心)係依據該階段的一縮小之頻道回應矩陣旦^⑷而導出。上行鏈路在接取點11〇χ及使用者終端機12〇y處的處理單兀可如上述下行鏈路般實施。τχ資料處理器390y與τχ空

O:\88\88974.DOC -38- 1335155 間處理器392y分別係藉由圖4中的TX資料處理器3丨〇以及圖5中的TX空間處理益320實施。使用RX空間處理器3 6〇y 或3 60z實施RX空間處理器340，使用資料處理器37〇y或 370z實施RX資料處理器342。就早一天線使用者終端機1 2Ox而言，rx空間處理琴 360x使用頻道估計實施一已接收符號流之連貫的解調變，以獲得一已恢復的資料符號流》 A.頻道估計下行鏈路與上行鏈路的頻道回應可用多種方式估計，如多輸入多輸出先導或一導引先導。就一 TDD多輸入多輸出系統而言，可使用特定技術簡化頻道估計。

就下行鏈路而言，接取點ll〇x可傳送一多輸入多輸出先導至使用者終端機120。該多輸入多輸出先導包括Nap個來自Nap個接取點天線的先導傳送，來自各天線的先導傳送上「覆蓋」有不同的正交序列（如一 Walsh序列）。覆蓋係一方法，藉此，用一 L碼片正交序列的所有^個碼片乘以即將傳送的既定調變符號（或一組值相同之L個調變符號），即可獲得L個覆蓋符號，隨後將其傳送。覆蓋可獲得Nap個接取點天線發送的Nap個先導傳送中的正交性，並使使用者終端機能區分來自各天線之先導傳送。在各使用者終端機120處，頻道估計器378使用個又序列解覆盍」各使用者終端機天線i的已接收先導唬°亥NaP個正父序列與Nap個天線的接取點丨i 〇>^所使用的 Nap個正交序列相同，以獲得使用者終端機天線丨與〜個接〇 \88\88974 〇〇〇 -39- 1335155 取點天線中的各天線之間的複數頻道增益之估計。解覆蓋與覆蓋互補’其係一方法’藉此，可用L碼片正交序列的l 個碼片乘以已接收（先導）的符號，以獲得L個解覆蓋符號’其隨後可累積以獲得已傳送（先導）符號的一估計。頻道估計器378可針對用於先導傳送的各子頻帶實施相同的先導處理。若先導符號只在NF個子頻帶的一子集上傳送，則頻道估計器378可使用先導傳送在子頻帶的頻道回應估 6十上貫施内插’以獲得子頻帶的頻道回應估計，而無需先導傳送。就單一天線使用者終端機12〇χ而言，頻道估計器 378χ可提供單一天線352的估計下行鏈路頻道回應向量心⑷’ k=l...NF。就多重天線使用者終端機12〇y而言，頻道估計器378y可對所有Nut個天線352a至352ut實施相同的先導處理，並提供估計的下行鏈路頻道回應矩陣， …NF。各使用者終端機120亦可依據已接收的先導符號估计下行鏈路的雜訊變異數，並提供該下行鏈路雜訊估計巧。就上行鏈路而言，多重天線使用者終端機120y可傳送一多輸入多輸出先導，該先導可由接取點丨1〇χ使用以估計使用者終端機12〇y的上行鏈路頻道回應及„〆幻。單一天線使用者終端機12〇X可從其單一天線傳送一先導。多重單一天線使用者終端機12〇可在上行鏈路上同時傳送正交先導，其可採用時間及/或頻率來獲得正交性。各使用者終端機使用指定給該使用者終端機的不同正交序列覆蓋其上行鏈路’從而獲得時間正交性。藉由使各使用者終端機在不同

O:\88\88974.DOC 1335155 子頻帶組上傳送其上行鏈路先導而獲得頻率正交性。來自多重使用者終端機的同時上行鏈路先導傳送可在接取點 120x處大致時間對準（即在循環前置碼内時間對準）。就一多輸人多輸出系統而言，高度的相關通常存在於下行鏈路與上行鏈路的頻道回應之間，因為該等鍵路共用相同的頻帶。但在接取點處的傳送/接收鏈的回應通常與使用者終端處的傳送/接收鏈之回應不同。若經由校準可決定並解決差異，則可將總體下行鏈路與上行鏈路㈣回應假設為彼此的倒數（即轉置）。圖9所示的係接取點11〇χ以及使用者終端機12吋處的傳送/接收鏈°在接取點11Gx處，傳送路徑由-NapxNap矩陣 _模型化，而接受路徑則由一矩陣㈣模型化。在使用者終端機120y處’接收路徑由一 Natl矩陣 ⑽類比’而傳送路徑則由一NutXNut矩陣⑽類比。各子頻帶的下行鏈路與上行鏈㈣已接收符號向量表述如下： l W U聰⑷(々Κ幻，以及 Lup (k) - Rap (k)ff (^k)Tut {k)xup (J^t 式（33)

其中「T」表示轉置。式（34)假設下行鏈路與上行鏈路為彼.，此之轉置。各子頻帶的「有效」下行鏈路與上行鏈路頻道· °心—_(*)與旦⑷包括傳送與接收鏈之回應，其可表述 ^鼻㈣册)1^)及L养心(邮既⑷。式（34) 若下行鏈路與上行鏈路傳送/接收鏈的回應彼此並不相等

O:\88\88974 DOC -41 · 1335155 ，則有效下行鏈路與上行鏈路頻道回應 (即互』)<w)。非為彼此之倒數 =點⑽與使用者終端機叫可實施校準以頻▼的校正矩陣‘㈨與么㈧，其可表述如下：各子心(幻〇)仏(幻以及幺(幻=亡d (幻。式⑴）校正矩陣可藉由在下行鏈路與上行鏈路上傳 ::!以:使_SE標準或某些其他技術導出校正:：獲仵。校正矩陣咖稱別應用於接取點U0x盘使用者終端機120y處，如圖9所示。「校準夕〜杆鍅玫招也仅平」之下行鏈路與上订鏈路頻道回應互冰㈨與互呼⑷則互為倒數，可表述為：。式（36) 各子頻帶的校準上行鏈路與下行鏈路頻道回應矩陣 —»〆々)與互池(々）的奇異值分解可表述如下：式（37) 如式集（38)所不L的左與右特徵 ❹)係一與左特徵向量的矩陣⑽^ 接取點ΙΙΟχ可使用矩陣匕w以用於傳送與接收空間處理 ’而使用者终端機UOy可使用矩陣⑽以用於傳送與接收空間處理。由於TDD夕輸人多輸出系統之多輸人多輸出頻道的倒數特性’以及在實施校準以解決傳送/接收鍵的差異後奇

O:\88\88974.DOC -42· 1335155 ”值刀解“需由使用者終端機12〜或接取點"。x實施。如由使用者終端機120實施，則 - 者络端機，…㈠ (.為)用於使用者，、機處的空間處理，以及矩陣⑼)，㈣..具）可以直接开:式日(如發送矩陣匕_項)或以間接形式(如經由一導引 jv)提供至接取點。實際上，使用者終端機⑽丫只可獲付仏肩’其係的一估計，並只可導出已⑷，細與仏⑻，其分別係乙⑷，[⑷與^⑷之估計。為簡化起見，本文之說明假設頻道估計無錯誤》使用者終端機12〇y發送的上行鏈路導引先導可表述如下： ^p^k)^Kul{k)vutm{k)P(k), 式（3 8) 其中U)係乙w的第㈣亍，而p(k)係先導符號。接取點 il〇x處的已接收上行鏈路導引先導可表述如下·

CupAk) = u，(k>„P(k) + aup(k)。式（3 9) 式（4〇)表示接取點11〇χ可依據來自使用者終端機㈣的上行鏈路先導獲得矩陣即某一時間的一向量。亦可實施互補方法，藉此，使用者終端機i2〇y可在上行键路上傳送一多輸入多輸出先導’且接取點ΙΙΟχ可實施奇異值分解並在下行鏈路上傳送一導5丨先導。下行鏈路與上行鏈路的頻道估計亦可以其他方式實施。在各使用者終端120處，頻道估計器378可估計下行鏈路，道回應（例如依據接取點11〇χ發送的一多輸入多輸出先或導引先導）’並將下行鏈路頻道估計提供至控制器

O:\SS\fii974 D〇Q -43- 就單一天線使用者終端機120x而言，控制器380乂可出用於連貝解㉟變之複數頻道增益。就多重天線使用者、端機120y而5，控制器38〇y可導出用於接收空間處理之矩陣H以及用於依據下行鏈路頻道估計傳送空間處理之矩陣乙⑷。在接取點丨丨以處，頻道估計器328可估計上行鏈路頻道回應（如依據使用者終端機12〇發送的導引先導 j夕輸入多輸出先導）並將上行鏈路頻道估計提供至控制器。控制器380可導出用於傳送空間處理的矩陣以)以及用於依據上行鏈路頻道估計接收空間處理的矩陣圖9所示的係一子頻帶k的下行鏈路與上行鏈路之接取點 ιιοχ及使用者終端機12〇7處的空間處理。就下行鏈路而言，在接取點iiox處的τχ空間處理器32〇内，單元91〇首先將資料向里。⑻乘以矩陣U幻，並由單元912將其進一步乘以校正矩陣㈣，以獲得傳送向量心⑷。向量⑽係由調變器322内的傳送鏈914處理’並在多輸人多輸出頻道上傳送至使用者終端機12〇y ^單元91〇與912實施下行鏈路的傳送空間處理，並可在圖5的丁又子頻帶空間處理器52〇内實施。在使用者終端機12时處，下行鏈路信號由解調變器Μ* 内的接收鏈954處理，以獲得接收向量在尺乂空間處理器360y内，首先單元956將接收向量心)乘以矩陣，Ik後單元958使用反轉對角矩陣進—步將其縮放’以獲得向量L其係、資料向量⑽的—估計。單元

0\88\88974.DOC -44- 9W與958可實施下行鏈路哎砂的接收空間處理，並可在圖6的 RX子頻帶空間處理器64〇内實施。 - 就上行鍵路而言，在# ffl去"故*山仕便用者終縞機l2〇y處的TX空間處理器抑内，首先單元_將資料向量⑽乘以矩陣 (幻’隨後單元9 6 2將並；佳—丰+ _ 手進一步乘以校正矩陣‘㈨，以獲付运向量W。向量⑽係由調變器354内的傳送鍵964 處理’並在多輸人多輸出頻道上傳送至接取點llGx。單元 960與962實施上行鏈路的傳送空間處理。在接取點llOx處，上行鍵路信號由解調變器似内的招收鏈924處理’以獲得接收向量〜⑷。在間處理器w 内，首先早το 926將接收向量⑽乘以矩陣^^)，隨後單凡928使用反轉對角矩陣砂)進-步將其縮放，以獲得向 f⑽’其係資料向量〜_ 一估計。單元926與928實施上行鏈路的接收空間處理。 B.TDD多輸入多輸出系統的空間處理

表3概括了 TDD多輸入多輸出系統中多種空間多工化模式中的不乾性先導傳送及空間處理，其係由用於在下行鏈路與上打鏈路上傳送資料的接取點及使用者終端機實施。就單一使用者導引模式而言，接取點傳送一多輸入多輸出先導以使使用直到終端機可估計下行鏈路頻道回應。使用者終端機傳送-導引先導以使接取點能估計上行鏈路頻道回應。接取點用匕㈨實施傳送與接收空間處理。使用者終端機可用乙㈨實施傳送與接收空間處理。就單一使用者非導引模式而言，就下行鏈路資料傳送而

O:\88\88974.DOC -45- 言’接取點從所有天線傳送一多輸入多輸出先導，並從各天線傳送一資料符號流。使用者終端機用多輸入多輸出先導估計下行鏈路頻道回應，並使用下行鏈路頻道估計實施接收器空間處理。上行鏈路資料傳送中出現互補處理。表3 空間多T 化模式 ^--- 下行鏈路資料傳送上行鏈路資料傳送 ασ 早一使用者導引 ---- ΑΡ傳送多輸入多輪出先導 UT傳送導引先導 ΑΡ用仏〆幻傳送資料 UT用乙,㈨接收資料 ΑΡ傳送多輸入多輪出先導 UT傳送導引先導 UT用乙⑷傳送資料 ΑΡ用仏^)接收資料 ^1.— 使用者非導引 ΑΡ傳送多輸入多輸出先導 ΑΡ從各天線傳送資料 UT使用CCMI、MMSE等（技術） UT傳送多輸入多輪出先導 UT從各天線傳送資料 ΑΡ使用CCMI、MMSE等（技術）多重使用者導引一 -- UT傳送正交先導 ΑΡ傳送導引資料 ΑΡ傳送導引先導 UT用導引先導接收 AP傳送多輸入多輸出先導 UT傳送導引先導 UT傳送導引先導 AP使用CCMI、MMSE等（技術）多重使用者非導引 ΑΡ傳送多輸入多輸出先導 UT發送各ΑΡ天線的速率 ΑΡ從各天線傳送資料 UT使用CCMI、MMSE等技術 UT傳送正交先導 AP選取相容的UT UT從各天線傳送資料 AP使用CCMI、MMSE等技術就多重使用者導引模式而言，就至單一天線及/或多重天線使用者終端機之下行鏈路資料傳送而言，使用者終端機在上行鏈路上傳送正交先導，以使接取點可估計下行鏈路頻道回應。單一天線使用者终端機傳送一非導引先導， O A88\S8974 〇〇C -46 . 而六多重天線使用者終端機傳送-導引先導。接取點依據旦上订鏈路先導導出下行鏈路導引向量，並使用導引向山^心導引先導以及導引資料符號流只好選取的使用者終 :，各使用者終端機使用導引先導以接收發送至使用者端機的導引貝料符號流。就來自多重天線使用者終端機的上仃鏈路貝料傳送而t ’接取點傳送—多輸人多輸出先導各多重天線使用者終端機在上行鏈路上傳送一導引先導以及一導引資料符號流。接取點實施接收器空間處理（如CCMI、MMSE等）以恢復㈣符號流。在夕重使用者非導引模式中，接取點為自多重天線使用者終端機的下行鏈路諸傳送而在下行鏈路上傳送一多輸入夕輸出先導。各使用者終端機決定其可從各接取點天線中接收到的速率並將其發送回。接取點選取一組使用者終 4機並從接取點天線傳送選取的使用者終端機之資料符 °u 各夕重天線使用者終端機實施接收器空間處理（如 CCMI、MMSE等）以恢復其資料符號流。就來自單一天線及’或夕重天線使用者終端機的上行鏈路資料傳送而言，使用者終端機在上行鏈路上傳送正交（非導引）先導。接取點依據上行鏈路先導估計上行鏈路頻道回應，並選取一組相容的使用者終端機。各選取的使用者終端機從一使用者終端機天線傳送一資料符號流。接取點實施接收器空間處理（如CCMI、MMSE等）以恢復資料符號流。 C.速率選取下行鏈路與上行鏈路的各資料流使用空間多工化模式之 O:\88\88974 DOC •47- 1335155 一在一寬頻空間頻道m上傳送。亦可以一選取的速率傳送各資料流，該速率係選擇以達到該資料流的性能目標位準 (如百刀之一的訊包錯誤率（packet err〇r rate ’· pER))。各資料流的速率可依據在接收器處達到之該資料流的SNR (及已接收的SNR)決^，其中㈣取決於在發射器與接收器處貫施的空間處理，如上所述。在一示範性速率選取方案中，為決定寬頻空間頻道〇1的速率，可首先得出該寬頻空間頻道的各子頻帶估計匕⑷（如以dB單位），如上所述。以下計算寬頻空間頻道m的平均SNR，& : 式（40) 式（41) SNR估計的變異數 < 計算如下： 2 1 Nf σ’™ //厂 _ 1 各(灸)-,avg，《 )2。 - SNR後退因數‘係依據平均驗的函數 SNR變異數決定。例如，可使用函中Kb係-縮放因數，該因數可依據多輸入多輸出系統的或多個特徵選擇’如該資料流所用的交錯、訊包大小及/ 或編碼方案。SNR後退因數說明橫跨寬頻空間頻道的⑽ 中的變異數。以下計算寬頻空間頻道m的運作： y〇P.n,= _ yavgjn Ybo,/ 式（42) 該資料流的速率隨後依據運作SNR決定。例％，查找

Ο \8S\88974 DOC -48- (look-up table ; LUT、可蚀六 )了储存—組多輸人多輸出系統支援的迷率及其所需的SNR。各逮率 ' 實驗測量等決定，^/0“的說可由電腦模擬、、並依據一 AWGN頻道的假設。將查找表 I，、有戶斤需SNR(其等於或低於運作廣）的最高速率選用於在寬頻空間頻道m上發送資料流的速率。亦可使用多種其他速率選擇方案。 D ·封閉迴路速率控制封閉迴路速率控制可用於在多重寬頻空間頻道上傳送的各資料流。封閉迴路速率控制可用—或多重迴路獲得。圖1 〇所不的係一封閉迴路速率控制機制丨〇〇〇的一項具體只刼例之方塊圖，其包括一與—外部迴路1一起運作之 2部迴路1G10。内部迴路刪估計頻道條件並決定各寬頻空間頻道支援的速率。外部迴路1020可估計各寬頻空間頻道上接收到的資料傳送的品質，從而調整内部迴路的運作。為簡化起見，圖10所示的係—下行鏈路寬頻空間頻道 m的迴路1〇1〇與102〇運作，說明如下。就内部迴路1010而言，使用者終端機120處的頻道估計器3 78可估計寬頻空間頻道提供頻道估計（如頻道增益估計與雜訊變異數估計）。控制器3 8〇内的一速率選擇器 1〇3〇可決定寬頻空間頻道m支援的速率，其係依據（ι)來自頻道估計器378的頻道估計，（2)來自品質佑計器1〇32的用於寬頻空間頻道m的一SNR後退因數及/或一速率調整，以及（3)—多輸入多輸出系統支援的速率之查找表（lut)1〇36 及其所需的SNR。控制器3 80將寬頻空間頻道^的支援速率〇 S88\88974 D0C -49· 1335155 心运至接取點11 0。在接取點i i ◦處，控制器别接收寬頻空間頻道m的支援速率，並決定即將在該空間頻道上發送的資料流的資料速率、編碼以及調變控制。隨後依據該等控制，由TX資料處理器310對資料流進行處理，由τχ空間處理器320用先導符號對其進行空間處理以及多工化，由調變器322調節，並傳送至使用者終端機一外部迴路蘭可估計在寬頻空間頻道敵接收到的解碼貧料流的品質，並調整内部迴路1〇1〇之運作。寬頻空間頻道m的已接收符號空間處理器則進行空間處理，並 MX資料處理n37〇進一步處m資料處理器37〇提供在寬頻空間頻道m上接收到的各訊包之狀態及/或解碼器矩陣至品質估計器1〇32。外部迴路1()2〇可提供用於控制内部迴路1010之運作的不同類型之資訊（如SNR後退因數、—速率調整等）。 ' 上述封閉迴路速率控制可因此針對各下行鏈路與上行鏈路寬頻空_道而獨立實施，其可對應於⑴寬頻特徵模式 (就早-使用者導引模式而言）或⑺—傳送天線（就單一使用者與多重使用者非導引模式而言）。 E.排程使用者終端機圖11所示的係控制器33〇以及用於排程使用者终端機在下行鏈路與上行鏈路上的資料傳送之排程器334之一項具體實施例之方塊圖。在控制器33〇内，一請求處理器⑽ 接收使用者終端機12〇在]1八(：11上傳送的接取請求以及有可能來自其他源頭的接取請求。該等接取請求係針對下行鍵

Ο \88\88974.DOC •50· 1335155 路及/或上订鍵路的資料傳送。請求處理器η丨Q處理已接收的接取請求，並提供所有請求使用者終端機的識別項 (idermty，ID)及狀態。使用者終端機的狀態可表示在終端機處可用的天線數量，、終端機是否校準等。 —速率選擇器⑽從頻道估計It 328接收頻道估計，並決疋凊求使用者终端機的下行鏈路及/或上行鏈路寬頻空間頻道支援的速率，如上所述。就下行鏈路而言，各使用者終端機UG可決定各寬頻空間頻道支援的速率，如上所 =支援速率係可用於寬頻$間頻道上資料傳送的最大速率’以獲得目標位準的性能。各使用者終端機⑶可發送，、所有下订鏈路寬頻空間頻道的支援速率至接取點U 〇， 1 ，可經*RACH。或者，若（1)下行鏈路與上行鏈路互為倒數以及⑺接取點11G在使用者終端機㈣處提供有雜訊變異數或雜訊底部，則接取點u河決定該下行鏈路寬頻，間：道的支援速率。就上行鏈路…接取點"Ο可決疋各吻求使用者終端機12〇的各寬頻空間頻道的支援速率〇 —使用者選擇n mo為在下行鏈路及/或上行鏈路可能之 ^料傳送從所有料求使用者終端射選取不同組的一或多個使用者終端機。可依據多個標準選取使用者終端機，如系統要求、使用者終端機能力以及支援速率先：、欲發送的資料量等1多重使用者空間多工二。各組的I用者終端冑亦可依據其頻道回應取。 “ 至θ

〇·\88\88974 〇〇C -51 - 1335155 模式選擇ϋΗ3()依據該組中的使用者終端機之運作狀能 ::力以及可能之其他因素選取用於各使用者終端機組：空間多工化模式。例如，單一使用者導引模式可用於 ;」的^重天線使用者終端機，其已實施校準以便一鏈路（如下行鏈路）的頻道回應可依據經由其他鏈路（如料）接收到的一（如導引）先導估計。單一使用者非導引模二方切詩—「未校準」的多重天線使用者終端機，其尚未貫施校準或因任何理由不能支援單—使用者導引模式。多重使用者導引模式可用於至多重使用者終端機之下订鏈路傳送，各終端機都裝借有一或多個天線。多重使用者非導^料可料乡线用者終端制上行鏈路傳送。 …排h 334從使用者選擇器U4G接收使用者終端機叙，攸Μ式選擇益1130中接收各使用者終端機組之選取的空間多工化模式以及從速率選擇器⑽接收為各使用者終端機組選取的速率。排程器334為在下行鏈路及/或上行鍵路上的資料傳送排程使用者終端機。排程器別為在下行鍵路上的貧料傳送選取—❹組❹者終端機，為各TDD訊框在上行鏈路上的資料傳送選擇一或多組使用者終端機。各組包括:或多個使用者終端機，並為獅訊框内以一制定傳送間隔同時的資料傳送。一排程器334為各使用者終端機形成—資訊元素（叫為下 :鏈路及/或上行鏈路上的資料傳送而排程該終端機。各資訊元素包括（1)用於眘祖穡 )用於貝枓傳迗的空間多工化模式，（2)用於在各寬頻空間頻道上發送資料流之速率⑺資料傳送的

0 \88\88974 DOC •52- 1335155

订鏈路傳送及/或發送一上行鏈路傳送。其他資訊（如與資料傳送一丨）。排程器334經由FCCH發送所有排訊元件。各使用者終端機處理FCCH 並在此後依據已接收的排程資訊接收工化模式得到支援時，用於程的一項具體實施例。亦可圖11所示的係當多重空間多工化模資料傳送的使用者終端機之排程的一以其他方式實施排程，其涵蓋於本發明之範疇内。 . 圖12所不的係在多輸入多輸出系統1〇〇内安排使用者終籲端機之資料傳送之程序1200的流程圖。選取至少一使用者終端機之一組，用於在下行鏈路及/或上行鏈路上之資料傳送（方塊12 1 2)。從系統支援的多重空間多工化模式中為使用者終端機組選取一空間多工化模式（方塊1214)。亦可為使用者終端機組選取即將經由多重空間頻道傳送的多重資料流之多重速率（方塊1216)。針對下行鏈路及/或上行鏈路上的資料傳送使用選取的速率與選取的空間多工化模式對使用者終端機組排程（方塊121 _ 圖1 3所示的係在多輸入多輸出系統1 〇〇内的下行鏈路上 . 傳送資料之程序1 300之流程圖。程序1 3 〇〇可藉由接取點 IlOx實施。第一複數個資料流係依據第一複數個速率編碼 ' 與调變’以獲得第一複數個資料符號流（方塊13 12)。就單 —使用者導引模式而言，針對從多重天線至第—使用者終端機之傳送，在第一傳送間隔中，使用第一複數個導弓丨向里二間處理第一複數個資料符號流以獲得第一複數個傳送 0 \8S\88974 DOC -53- 1335155 符號：(方塊卿第-複數個導引向量係導出，以便第 -複數個資料流在正交空間頻道上傳更第機。第二複數個㈣流係依據第二複數 ^者終端艾乂獲付第二硬數個資料符號流（方塊πΐ6) 用者非導引模式而言，在第_ 乐一得达間隔中，針對從多曹壬線至於第二使用者終端機的傳送，第二複數個資料符號治係作為第二複數個傳送符號流提供（方塊1318)。= 數個資料流進行編碼與調變以獲 —不 ^ . 设付弟一複數個資料符號流 (方塊1320)。就多重使用者導引模式而言，針對從多重天線至多重使用者終端機的傳送，在第三傳送間隔中，使用 f二複數個導引向量空間處理第三複數個資料符號流以獲得第三複數個傳送符號流（方塊1322)。導出第二複數個導引向量，以使在多重使用者終端機處接收到的第三複數個資料符號流具有抑制的串擾。圖14所不的係在多輸入多輸出系統1〇〇的上行鏈路上接收貧料之程序1400的流程圖。程序14〇〇亦可藉由接取點 11 〇x實施。依據第一空間多工化模式（如單一使用者導引模式）對第一複數個已接收符號流實施接收器空間處理，以獲得第一複數個已恢復資料符號流（方塊1412)。第一複數個已恢復 > 料符號流依據第一複數個速率進行解調變以及解碼，以獲得一第一複數個解碼資料流（方塊14u卜依據第二空間多工化模式（如一非導引模式）對第二複數個已接收符號流實施接收器空間處理，以獲得第二複數個已恢復資料符號流（方塊1416)。第二複數個已恢復資料符號流 O:\88\88974.DOC •54- I335155 係依據第二複數個速率進行解調變與解碼，以獲得第二複數個解碼貢料流’其係—或多重使用者終端機傳送的資料流之估計（方塊1418)。各使用者終端機實施對應方法以在一或多重上行鏈路寬頻空間頻迢上傳送資料，並在一或多重下行鍵路寬頻空間頻道上接收資料。如本文所述，具有多重空間多王化模式之資料傳送可藉由多種方式實施。例如，該方法可在硬體、軟體及其組合· 中實施。就硬體實施而言，用於在接取點處實施資料處鲁理 '空間處理及排程的處理單元可實施於一或多個特定應用積體電路（趟C)、數位信號處理器（DSP)、數位信號處理裝置（DSPD)、可程式邏輯裝置（PLD)、場可程式間極陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、其他設計以執行本文所述功能之電子單元或其组合。在一使用者終端機處的製程單元亦可在—或多個ASIc、Dsp等上實施0 就軟體實施而言’在用於資料傳送的接取點及使用者線端機處使0重Μ多工化模式進行之處理可藉由可實施本文所述功能之模組（如程序、函數等）實施。該等軟體編碼可儲存在-記憶體單元（如圖3中的記憶體單元332及逝）中並由-處理器（如控制器330或38())執行。記憶體單元可在處理器内或處理器外部實施。 ▲本文所包含用於參考的標題係用來辅助定位某些段落。這些標題並不是要限制此處所述之觀一又各 π軏圍，而這些觀

Ο \88\88974 DOC •55- 1335155 念可以應用到整個說明文件的其他段落。七面對亥等已揭露之具體實施例所作的說明可讓熟習本技術的人士製造或利用本發明。熟悉技術人士應明白、可對該等具體實施例進行各種修改，而且本文定義的—般原理可應用於其他具體實施例而不致背離本發明之精神或範疇。因此，本發明並不意味著受限於本文所示的該等具= 實施例，而係符合與本文揭示的該等原理及新穎特徵相— 致的最廣範疇。【圖式簡單說明】圖1所示的係多重接取多輸入多輸出系統；圖2所示的係多輸入多輸出系統的一訊框及頻道結構；圖3所示的係多輸入多輸出系統中的一接取點以及兩個使用者終端機；圖4所示的係接取點處的一傳送（τχ)資料處理器；圖5所示的係接取點處的一 τχ空間處理器以及一調變器；圖6所示的係多重天線使用者終端機處的解調變器以及一接收（RX)空間處理器；圖7所示的係多重天線使用者終端處的一 Rx資料處理 52. · σσ ，圖8所示的係一RX空間處理器以及一RX資料處理器其可實施一連續干擾消除（successive interference cancellation ; s I c)技術；圖9所示的係接取點與使用者終端機上的傳送/接收鍵； O:\88\88974 〇〇C •56- 1335155 圖1 〇所不的係一封閉迴路速率控制機制； « 11所的係—控制器以及—用於排程使用者终端機之排程器；圖12所不㈣—用於排程使用者終端機之資料傳送之方法；以及

圖3所示的係用於在下行鏈路上傳送資料之方法 4所示的係用於在上行鏈路上接收資料之方法【圖式代表符號說明】 100 110 120 13〇 200 214 216 218 256 308 322 330 334 354 372 378 多輸入多輸出系統接取點使用者終端機系統控制器頻道結構信標先導多輸入多輸出先導 BCH訊息訊息資料源調變器控制器排程器解調變器貝料槽

頻道估計器 0\88\88974.DOC 57· 1335155 412 編碼β 414 頻道交錯器 416 符號映射單元 510 解多工器 542 反向快速傅立葉轉換單元 544 循環前置碼產生器 546 TXRF單元 612 RXRF單元 614 循環前置碼移除單元 616 快速傅立葉轉換單元 630 解多工器 642 縮放單元 712 符號解映射單元 714 頻道解交錯器 · 716 解碼器 810 空間處理器 820 干擾消除器 830 RX資料流處理器 840 ΤΧ資料流處理器 1000 封閉迴路速率控制機制 1010 内部迴路 1020 外部迴路 1032 品質估計器 1036 查找表 O:\88\S8974 DOC - 58 - 1335155 1110 請求處理器 1120 速率選擇器 1130 模式選擇器 1140 使用者選擇器 210, 220, 230, 240與 250 區段 232a, 232b PDU 234a, 244b, 254 先導 236a, 236b, 246a, 246b 資料訊包 242a, 242b, 252 PDU 310, 390 TX資料處理器 320, 392 TX空間處理器 324, 352 天線 330, 380 控制器 340, 360 RX空間處理器 342, 370 RX資料處理器 520, 640 空間處理器 530, 650 多工器 910, 912, 926, 928 早兀 914 、 964 傳送鏈 924 ' 954 接收鏈 956, 958, 960, 962 idoc - 59 - —— 早兀

Claims

年月曰修(更)正枣換頁第092129773號專利申月）中文申請專利範圍替換本(99年8 拾、申請專利範圍：一種在一無線多重接取多輸入多輸出通信系統中傳送資料之方法，其包括：選取至少二使用者終端機用於資料傳送；從該系統支援的複數個空間多工化模式中選取一導引空間多工化模式以用於該至少二使用者終端機，該複數個空間多工化模式之一即為該導引空間多工化模式；為該至少二使用者终端機選取用於將經由複數個空間頻道傳送的複數個資料流之速率；以及使用該選取的速率與該選取的空間多工化模式排程该至少二用於資料傳送之使用者終端機。 2. 3. 如申請專利範圍第i項之方法’其中一使用者終端機被選取用於資料傳送，且該選取的空間多I化模式係一導引空間多工化模式。如申請專利範圍第2項之方法，其進一步包括. 資料至該 /吏用複數個導引向量來空間處理該等複數個、在JL交工間頻道上傳送該等複數個資料流一使用者終端機。 ^ 4·如申請專利範圍第1 1炙方法，其中一使用者终選取用於資料傳送，日^、4機、寻达且該選取的空間多工化描^ 非導引空間多工化模式。、式係 5.如申請專利範圍第4項之方法，其進一步包括： 88974-990818.doc 1335155 提供該等複數個資料流用於從複數個天線至該一使用者終端機之傳送。 6. 如申請專利範圍第丨項之方法，其進一步包括：使用複數個導引向量來空間處理該等複數個資料 /,IL ’以導引該等複數個資料流至該至少二個使用者終端機。 7. 如申請專利範圍第丨項之方法，其進一步包括：對複數個已接收符號流實施接收器空間處理，以獲得該等複數個使用者終端機傳送的該等複數個資料流之估計，其中各資料流係使用一個別導引向量加以處理以導引該資料流。

如申請專利範圍第1項之方法，其中複數個使用者終端機被選取以供資料傳送，且該選取的空間多工化模式係一非導引空間多工化模式。如申請專利範圍第8項之方法，其進一步包括：對複數個已接收符號流實施接收器空間處理，以獲得該等複數個使用者終端機傳送的該等複數個資料流之估計。 10.如申請專利範圍第8項之方法，其進一步包括：提供該等複數個資料流用於從複數個天線至該等複數個使用者終端機之傳送，各使用者終端機都具有多重天線。 η·如申請專利範圍第W之方法，其中該多輪人多輸出系統係一分時雙工（TDD)系統。 ' 88974-990818.doc 12. 如中請專利範圍第叫之方法，纟中若該至少一使用者終端機已校準且下行鏈路頻道回應係上行鍵路頻道回應之倒數，則該選取的空間多工化模式係-導引* 間多工化模式。二 13. 如申請專利範圍㈣項之方法，纟中^該至少一使用者，，、k機尚未校準，且下行鏈路頻道回應並非係上行鏈路頻道回應之倒數，則該選取的空間多工化模式係 —非導引空間多工化模式。 h W 14·如申請專利範圍第4之方法，其中複數個速率包括：％、估計該等複數個空間頻道之信號對雜訊及干擾比，以及依據該等複教彳UI & 二間頻道之該估計信號對雜訊及干擾比選取該速率。 —種位於一益续玄 …、線夕重接取多輸入多輸出通系設備，其包括： U乐，.兄肀的一終端機選擇哭 ^ ° '、係運作以選取至少-使用去饮端機用於資料傳送； ^一使用者終一模式選擇考，u y 空間多工化模U糸運作以從該系統支援的複數個至少1二選取一導引空間多工化模式用於該者終，，該複數個空間多卫即為s亥導引空間夕間多工化模式；一速率選擇写，係運作以選取”㈣—用於該者終蠕機之多輸入多輸出頻道的複數個空 88974-990818.doc 間頻道傳送的複數個資料流之速率；以及排程器，其係運作以使用該選取的速率與該選取的空間多工化模式排程該至少二用於資料傳送之使用者終端機》 16.如申請專利範圍第15項之設備，其進一步包括：傳送空間處理器，其係運作以依據該選取的空間夕工化杈式來空間處理該等複數個資料流，以獲得複數個用於從複數個天線至該至少二使用者終端機之傳送的傳送符號流。 17·如申請專利範圍第15項之設備，其進一步包括：一接收空間處理器，其係運作以依據該選取的空間多工化模式來空間處理複數個已接收符號流，以獲得。玄至少一使用者終端機傳送的該等複數個資料流之估計。 18. -種位於—無線多重接取多輸人多輸出通信系統中的設備，其包括：用於選取至少二使用者終端機用於資料傳送之構件；用於從該系統支援的複數個空間多卫化模式中選取一導引空間多工化模式用於該至少二使用者終端機之構件，該複數個空間多工化模式之-即為該導引空間多工化模式；為即將經由用於該至少二使用者終端機之一多輪入多輸出頻道的複數個空間頻道傳送的複數個資料取速率之構件；以及 88974-990818.doc 使用該選取的速率以及該選取的空間多工化模式來排程該至少二用於資料傳送的使用者終端機之構件。 19. 如申請專利範圍第18項之設備，其進一步包括：用於依據該選取的空間多工化模式來空間處理該等複數個資料流以獲得用於從複數個天線至該至少一使用者終端機之傳送的複數個傳送符號流之構件。 20. 如申請專利範圍第18項之設備，其進一步包括·· 依據該選取的空間多工化模式來空間處理複數個已接收符號流以獲得該至少一使用者終端機傳送的該等複數個資料流之估計之構件。 21. -種在-無線多輸人多輪出通信系統中接收資料之方法，其包括： •八取叫。妖Η又符號流實施接收器空間處理，以獲付一第一複數個已恢復資料符號流；依據-第-複數個速率來解調變與解碼該等第一複數個已恢復資料符號流，以獲得-第-複數個解碼資料流；依據一第二空間多模式對一第二複數個已接收符號流實施接收器空間處理、t 理以獲得一第二複數個已恢復資料符號流；以及依據一第二複數個速率數個已恢復資料符號流，料流，來解調變與解碼該等第二複以獲得一第二複數個解碼資 88974-990818.doc 1335155 「：mr -厂<：." L II" - | 其中該第二空間多工化模式係—非導引空間多:化模式。 22. 如申請專利範圍第21項之方法，纟中該等第二複數個解碼資料流係-單-使用者終端機傳送的複數個資料流之估計。 23. 如申請專利範圍第21項之方法，#中該等第二複數個解碼資料流係複數個使用者終端機同時傳送的複數個資料流之估計。

24. 如申請專利範圍第21項之方法，&中該等第二複數個已接收符號流係依據-頻道相關矩陣反轉技術進行空間處理。 25•如申請專利範圍第21項之方法，《中該等第二複數個已接收符號流係依據-最小均方誤差技術空間處理。 26.如申請專利範圍第21項之方法，其中該等第二複數個已接收符號流係依據一連續干擾消除技術來加以空間處理。 27. -種在-無線多輸人多輸出通信系統中傳送資料之；法，其包括：接收表示用於資料傳送的—空間多工化模式與複！個速率之資訊’其中該空間多工化模式選自該系幻援的複數個空間多卫化模式’且其中各個該等複數十速率係選自該系統支援的—組速率；依據6亥等複數個速率來編碼與調變複數個資料流以獲得複數個資料符號流； 88974-990818.doc 1335155 j年‘月曰修(更)正咨换頁依據該空間多工化模式來空間處理該等複數個資料付號流，以獲得複數個用於從複數個天線傳送的傳送符號流；以及在各個該等複數個正交空間頻道上傳送一導引先導，其中該空間多工化模式係一導引空間多工化模式’且#中該等複數個資料符號流係使用複數倘導引向量進行空間處理’以在一多輸入多輸出頻道的複數個正交空間頻道上傳送該等複數個資料符號流。 28.—種在—無線多輸入多輸出通信系统中傳送資料之方法，其包括：接收表示用於資料傳送的—空間多工化模式與複數個速率之資訊，其中該空間多工化模式選自該系統支援的複數個空間多工化模式，且其中各個該等複數個速率係選自該系統支援的一組速率；、依據該等複數個速率來編碼與調變複數個資料流，以獲得複數個資料符號流；斤依據該空間多工化模式來空間處理該等複數個資料符號流，以獲得複數個用於從複數個天線傳送的傳送符號流；以及 ' 其中該空間多工化模式係一非導引空間多工化模式，且丨中提供該等複數個資料符號流係作為該等複數個傳送符號流。 29·—種在一無線多輸入多輸出通信系統中接收資料之方法’其包括： 88974-990818.doc 30. 31. 32. 33. 接收表示用於資料傳送之一導引空間多工化模式〜以及至少一速率之資訊’其中該導引空間多工化模式係選自該系統支援的複數個空間多工化模式，該等模气之一為用於至少二終端機之該導引空間多工化模式，且其中該至少一速率之每個係選自該系統支援的—組速率；依據該導引空間多工化模式來空間處理至少一已接收符號流，以獲得至少一已恢復資料符號流；以及依據該至少一速率來解調變與解碼該至少一已恢復資料符號流，以獲得至少一解碼資料流。如申請專利範圍第29項之方法，其中該等複數個空間多工化模式之一係一非導引空間多工化模式。如申請專利範圍第3G項之方法，#中複數個已接收符號流係依據一頻道相關矩陣反轉技術、一最小均方誤差技術或一連續干擾消除技術進行空間處理，以獲得複數個已恢復資料符號流。如申請專利範圍第30項之方法，纟中使㈣道增益估計處理-已接收符號流以獲得一已恢復資料符號流。 -種位於一無線多輸入多輸出通信系統中的設備，其包括： -控制^’其係運作以接收表示用於資料傳送之一導引=間多工化模式以及至少-速率之資訊，其中該夕門夕工化模式係選自該系統支援的複數個空間模式4等;^式之—為用於至少二終端機之該 88974-990818.doc

導引空間多工化模式，且其中該至少一速率之每個係選自該系統支援的一組速率；一接收空間處理器，其係運作以依據該導引空間多工化模式來空間處理至少一已接收符號流，以獲得至少一已恢復資料符號流；以及一接收資料處理器，其係運作以依據該至少一速率來解調變與解碼該至少一至少一解碼資料流。已恢復資料符號流，以獲得 34. —種在一無線多重接取多重輸出通信系統中接收資料之設備，其包括：用於接收表示用於資料傳送之一導引空間多工化模式以及至少一速率之資訊的構件；其中該導引空間多工化模式係選自該系統支援的複數個空間多工化模式’該等模式之一為用於至少二終端機之該導引空間多工化模式’且其中該至少—速率之每個係選自該系

速率來解調變與解碼該至少一已件’以獲得至少一已解碼資料用於依據該至少—速率恢復資料符號流之構件，流0 3 5 ·如申請專利範圍第3 4項之多工化模式之—係— ^項之設備，其中該等複數個空間非導引空間多工化模式。 88974-990818.doc 1335155, 「m 36·如申請專利範圍第34項之設備，其中用於空間處理之構件包括依據一頻道相關矩陣反轉技術、一最小均方誤差技術或一連續干擾消除技術的一用來空間處理之構件’以獲得複數個已恢復資料符號流。 37.如申請專利範圍第34項之設備，其中用解調變與解碼之構件包括使用頻道增益估計處理一以接收符號流之構件’以獲得至少一已解碼資料流。

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