TWI387233B - 在多天線通訊系統中傳輸訊號的方法 - Google Patents

在多天線通訊系統中傳輸訊號的方法 Download PDF

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Description

在多天線通訊系統中傳輸訊號的方法
本發明關於一種多重輸入多重輸出(MIMO)通訊系統，且尤相關於用於該MIMO通訊系統中的一種訊號傳輸方法與一種不同比率傳輸結構(transmission scheme)。
第1圖是說明應用多重傳輸/接收(Tx/Rx)天線之MIMO-OFDM系統的方塊圖。
MIMO系統的傳輸端1000係示於第1圖之MIMO-OFDM系統的左邊，在此例中，若傳輸端1000係可傳輸訊號之實體，則其可為節點B (Node-B)或使用者設備(UE, "User Equipment")中任一。在傳輸端100中，頻道編碼器100將冗餘位元附加至一資料封包，以保護資訊位元免於受到頻道或雜訊的負面影響。映圖器110將資料位元資訊轉換為資料符號資訊；串並(S/P, "Serial-to-Parallel")轉換器120將串行資料轉換為並行資料；MIMO編碼器130將資料符號轉換為空間-時間訊號；用於傳輸端1000之多重天線140係傳輸空間-時間訊號至頻道。
MIMO系統的接收端1500係繪示於第1圖之MIMO-OFDM系統的右邊，在此例中，若接收端1500係可傳輸訊號之實體，則其可為節點B (Node-B)或使用者設備(UE)中任一。Rx天線自頻道接收一訊號，MIMO解碼 器160將所接收之空間-時間訊號轉換為資料符號，解映圖器將資料符號轉換為資訊位元；P/S轉換器180將一並行訊號轉換為一串行訊號，頻道解碼器190解碼一頻道編碼，而資料係估算於195處。
在上述MIMO-OFDM系統中，已經常使用空間-時間編碼來使空間多樣性增益提到最高；在下列表1中說明了數種空間-時間編碼類型，其可根據傳輸天線數及/或空間多工速率而提供相當之性能增益。
在表1中，空間-時間編碼(1)、(2)與(3)係針對具有不同多樣性與多工交換之2Tx天線系統加以設計；此外，空 間-時間編碼(4)、(5)與(6)係針對4Tx天線系統加以設計。根據個別情況來使用上述空間-時間編碼的列與行；個別空間-時間編碼的列可設想為OFDM基礎系統中的一空間域(亦即，傳輸天線)，而行可設想為一時域(亦即，OFDM符號)或一頻域(亦即，次載波)。
表1的各空間-時間編碼係以一空間-時間區塊碼(STBC)或一空頻區塊碼(SFBC)加以表示；舉例而言，表1的空間-時間編碼(5)係表示為下式1：
在式1中，空間-時間編碼的每一行係設想為一時間，因此其係由“STBC”加以表示；在式2中，空間-時間編碼的每一行係設想為一頻率或一次載波，因此其以“SFBC”加以表示。
上述式1表示一種用於傳輸由時域中各別行所處理之符號的結構，因此，在高速移動頻道中，符號間干擾可因式1中兩行之間的頻道成熟而明顯增加，其導致嚴重的性能衰減。
上述式2的OFDM系統利用鄰近次載波之間相似的頻道特性來選擇每一次載波之空間-時間編碼，並將經選擇空間-時間編碼所處理的符號傳輸至另一Tx天線。相較於式1，時間頻率分組碼(SFBC)在具有快速改變頻道之高速移動環境下，可取得較高之性能。
式1中STBC的表示方式與式2中的SFBC的表示方式可應用至表1中所有種類的空間-時間編碼。
因此，本發明係與一種用於MIMO通訊系統之訊號傳輸方法與不同比率傳輸結構有關，其實質上排除了因相關領域之限制與缺點而產生的一或多個問題。
本發明的目的之一在於提供一種在MIMO通訊系統中傳輸訊號的方法。
本發明的另一目的在於提供一種在MIMO系統中藉由傳輸天線、以不同比率來傳輸訊號的方法。
在下列說明之部份中將進一步說明本發明的其他優點、目的與特徵，並且在另一部份中，本領域中具通常知識之人士可經由以下說明瞭解如何實施本發明。藉由本發明說明書、申請專利範圍、以及伴隨之圖式中特別指明之 結構，可實現本發明之目的與其他優勢。
技術結構
為了實現根據本發明構想之這些目的與其他優勢，如本文中具體及廣泛說明者，一種在包括多重天線之一多重輸入多重輸出(MIMO)系統中傳輸一訊號的方法包括了：以具有時間/頻率切換傳輸多樣性之一空間-時間/頻率編碼處理複數個符號；以及經由該多重天線，以一子訊框中的一第一比率與一第二比率之一不同比率傳輸經處理符號，其中該第一比率大於該第二比率，該第一比率與具有該多重天線之一部分的一第一天線組相關，而該第二比率與具有該多重天線之另一部分的一第二天線組相關。
在本發明的另一態樣中，提供了一種用於在包括多重天線之一多重輸入多重輸出(MIMO)系統中接收一訊號的方法，包括：經由該多重天線，以一子訊框中的一第一比率與一第二比率之一不同比率接收複數個符號；以具有時間/頻率切換傳輸多樣性之一空間-時間/頻率編碼處理該複數個符號；以及其中該第一比率大於該第二比率，該第一比率與具有該多重天線之一部分的一第一天線組相關，而該第二比率與具有該多重天線之另一部分的一第二天線組相關。
該第一比率與該第二比率係由該子訊框中該空間-時間/頻率編碼的一重複數目決定。
該空間-時間/頻率編碼的該重複數目係固定或可根據一系統狀況而改變。
該第一天線組係以該子訊框中之該第一比率加以選擇，而該第二天線組係以該子訊框中之該第二比率加以選擇。
以該子訊框中之該第一比率來對該第一天線組分配傳輸(Tx)功率，並以該子訊框中之該第二比率來對該第二天線組分配傳輸(Tx)功率。
該第一天線組具有比該第二天線組更高的可靠度。
該第一天線組比該第二天線組傳輸更多的參考符號於該子訊框中。
傳輸(Tx)功率係藉由使用一功率調整矩陣而分配，該功率調整矩陣對於每個該多重天線或該天線組具有不同的功率調整因子。
對於OFDM符號而言，傳輸至少一個參考符號於該子訊框中，傳輸至少一個參考符號之一天線所配有之權重比各天線組之天線中的其他天線小。
對於OFDM符號而言，傳輸至少一個參考符號於該子訊框中，該複數符號中至少一資料符號係經鑿除(punctured)，且參考符號的傳輸(Tx)功率係藉由該經鑿除資料符號之傳輸(Tx)功率量來增加。
一特定區域之經處理符號係經由該多重天線以一不同比率傳輸，該特定區域係包含於由該子訊框劃分出的一或多個區域之間。
該一或多個區域係根據參考訊號是否傳輸於各區域中而加以劃分。
該一或多個區域係根據有多少天線與傳輸於各區域中的參考符號相關而加以劃分。
在本發明之另一態樣中，提供了一種在使用多重天線之一多重輸入多重輸出(MIMO)系統中傳輸一訊號的方法，包括：對複數個符號分配每一天線之功率權重；經由該多重天線於一子訊框中傳輸經加權符號；其中傳輸至少一參考符號之一天線所配有之權重比在該子訊框中以時間單位傳輸至少一參考符號的該多重天線中的其他天線小。
在本發明之另一態樣中，提供了一種在一多重輸入多重輸出(MIMO)系統中傳輸一訊號的方法，包括：將該MIMO系統之一傳輸(Tx)單元中所含之時間-頻率資源劃分為一或多個區域；對各劃分區域決定一訊號傳輸結構；以及根據所決定之結構傳輸該訊號。
該劃分區域係由一參考符號的存在或不存在加以決定。
該方法還包括：考量該劃分區域中所含參考符號之特性而決定該訊號傳輸結構。
若該劃分區域包括該等參考符號，則對該劃分區域應用一不同比率傳輸結構。
若該劃分區域沒有包括該等參考符號，則對該劃分區域應用一相同比率傳輸結構。
應瞭解本發明前述一般說明與下述詳細說明係僅為示例及解釋之用，且其係用於提供對請求申請專利之本發明的進一步解釋。
優良效果
本發明提供一種空間-時間編碼的不同比率傳輸結構，雖然多重天線具有不同的可靠度，不管空間頻道中都卜勒頻率為何，不同比率傳輸結構皆可增加Rx性能；且，不同比率傳輸結構可解決由參考符號產生的實體天線不同功率傳輸問題。
以下將詳細參照本發明之較佳具體實施例，其實例係示於伴隨之圖式中。在整份圖式中，相同的元件代表符號係用於表示相同或相似的部分。
在說明本發明之前，應注意本發明所揭露之大部分用語係與該領域中習知的一般用語相應，但申請人已依需要選擇了部分用語以揭示於本發明之下文；因此，在本發明中，申請人所定義之用語較佳地係基於其意義而被理解。
為說明之便及對本發明有較佳瞭解，省略了本領域中習知的一般結構與裝置、或由一方塊圖或流程圖加以表示。在整份圖式中，相同的元件代表符號係用於表示相同或相似的部分。
一般的多重輸入多重輸出(MIMO)結構之設計係假設所有Tx天線具有相同的可靠度，然而，實際上執行的系統係依其個別Tx天線的參考符號量而具有不同的頻道估計性能。換言之，Tx天線係具有不同的訊號偵測性能；因此，考量到個別Tx天線具有不同的訊號偵測性能，必 須將上述MIMO結構改變為其他結構。
且，在根據通訊系統或通訊頻道的特性來傳輸對應頻道的參考符號時，可使用比一般資料訊號傳輸更高的Tx功率，亦即對於各Tx天線產生了Tx功率分配上的差異；上述參考符號可根據系統而被稱為其他名稱，例如：參考訊號(RSs, "Reference Signals")、前導符號或前導訊號。
根據本發明之具有不同比率傳輸之空間-時間編碼使得MIMO系統可使用空間-時間編碼而以不同比率來使用個別的Tx天線；在使用具有不同比率傳輸結構之空間-時間編碼的例子中，各天線具有不同的可靠度，無論都卜勒頻率為何，皆可增進Rx之性能，且可解決參考符號所產生的實體天線不同功率傳輸問題。
一般而言，該不同比率傳輸結構可以兩種不同方式來結合空間-時間編碼，例如天線切換結構與各Tx天線之Tx功率調整；不用說，也可視需要來彼此結合第一方法與第二方法。
第一實施例-根據天線切換結構、結合不同比率傳輸結構的空間-時間編碼
在說明本發明此一實施例之前，將先說明一種根據前述空間-時間編碼、用於多重天線編碼方法(亦稱為MIMO編碼方法)與MIMO結構(亦即，天線切換結構)的空間-時間編碼。
表1所示之空間-時間編碼(1)具有之空間多工速率為1，而表1所示之空間-時間編碼(3)具有之空間多工速率為 2，因此空間-時間編碼(1)與(3)可獲得最高表1所示之2Tx天線空間-時間編碼之多樣性增益。
當Tx天線數量大於“2”時，表1的空間-時間編碼(1)與(3)係因需要而與天線切換結構結合。式1與式2說明了上述結合之一實例；如式1與式2所示，當2Tx天線之空間-時間編碼與天線切換結構結合時，訊號係以相同次數被傳輸至各天線，而產生具有最高多樣性增益之執行。
以下說明應用上述之使用空間-時間編碼之天線切換結構的方法：
如式3所示，各時間之單一Tx天線係選於並傳輸於具有4Tx天線之通訊系統；意即，可將式3視為空間多工速率為1所代表的情況。
如式4所示，各時間之2Tx天線係選於並傳輸於具有 4Tx天線之通訊系統；意即，可將式4視為空間多工速率為2所代表的情況。
同時，式3與式4代表根據上述TSTD方法使用各時間之預定型樣來選擇Tx天線並傳輸資料，藉以獲得一空間多樣性增益。
當式3之結構延伸到OFDM系統之次載波區域時，可得下列式5；當式4之結構延伸到OFDM系統之次載波區域時，則可得下列式6。
如式5所示，各次載波之單一Tx天線係選於並傳輸於具有4Tx天線之通訊系統；意即，可將式5視為空間多工速率為1所代表的情況。
如式6所示，各次載波之2Tx天線係選於並傳輸於具有4Tx天線之通訊系統；意即，可將式6視為空間多工速率為2所代表的情況。
同時，式5與式6代表根據上述FSTD方法使用各頻率或次載波之一預定型樣來選擇Tx天線並傳輸資料，藉以獲得一空間多樣性增益。
式3至式6說明了TSTD與FSTD結構的實例。式3至式6係連續重複至少兩行，因此可知所有天線將以相同比率來傳輸訊號，此結構可稱為空間-時間編碼相等比率傳輸結構。
第2圖係一方塊圖，其說明了本發明之一示例性傳輸系統，其用於根據天線切換技術之空間-時間編碼的不同比率傳輸結構。
第2圖說明一通訊系統之一傳輸端範例，第2圖所示之傳輸端係與第1圖之傳輸端相似，下文中僅根據本發明之特性架構來說明第2圖之傳輸端。
參照第2圖，通訊系統的傳輸端包括一空間處理區塊21，且可另外包括一不同比率天線切換單元22；在此例中，空間處理區塊21係可以第1圖之MIMO編碼器代替。
在對空間處理區塊21套用R個資料流20時，資料流係由空間處理區塊21加以空間處理，因此其可轉換為M個訊號。M個訊號係套用至不同比率天線切換單元22，因此可藉由結合不同比率傳輸結構之空間-時間編碼，經由Nt Tx天線23而傳輸至接收端。意即，"R"代表空間多工 速率，"M"代表空間多工結果，而"Nt "代表Tx天線的數量。
以上所有空間處理方法都可套用至第2圖之空間處理區塊21；上述不同比率天線切換單元22傳輸訊號，其係以各Tx天線之適當比率而進行空間處理，因此其作為一不同比率傳輸器。
天線切換結構在一特定時域或一特定頻域中的Nt Tx天線之間選擇出Ns Tx天線，並利用所選擇的天線傳輸資料；在此例中，"Nt "與"Ns "滿足下列式7：Ns Nt 　　　式7
在上述天線切換結構中，用於切換時間中的特定天線者稱為時間切換傳輸多樣性(TSTD, "Time-Switched Transmit Diversity")結構；而另一種係根據頻域來切換特定天線，稱之為頻率切換傳輸多樣性(FSTD, "Frequency-Switched Transmit Diversity")結構。
很明顯地，基於天線切換結構之天線切換單元22與第2圖所示之空間處理區塊21不同；如果有需要，空間處理區塊21係可設計為利用空間-時間編碼來執行上述天線切換，其可由上述天線切換單元22代替。
本發明之不同比率傳輸結構將參照以下空間-時間編碼加以說明；下述式8說明了一種示例性空間-時間編碼，不同比率傳輸結構可對其套用。
式8示例性說明了在一具有4 Tx天線之系統中應用一種TSTD/FDTD結構，其具有的空間多工速率為1。如式8所示，在單一時槽或單一次載波中所含之單一符號係由4Tx天線之間的單一Tx天線所選擇並傳輸。
當上述型樣被連續重複並傳輸至一時域或一頻域時，可知傳輸至第一與第二天線的資料符號數量係傳輸至第三與第四天線的其他資料符號數量的兩倍。
在式8的例子中，若第一與第二Tx天線的可靠度高於第三與第四Tx天線，則可達到一性能增益；若將第三與第四Tx天線的參考符號套用至一特定OFDM符號，式8即可用於調整各實體天線的功率值為彼此相同。下式9說明了另一實例，其中有更多的資料符號被送至第一與第二Tx天線。
在式9中，傳輸至第一與第二Tx天線的資料符號比率比傳輸至第三與第四Tx天線的其他資料符號高三倍， 因此相較於式8，式9相對地提高了傳輸至第一與第二Tx天線的資料符號的比率；即使空間分工速率增加，仍可輕易執行上述方法。
當具有4 Tx天線之系統將表1之空間-時間編碼(1)套用至上述空間處理區塊時，可得式10所示之下列結果：
在式10中，第一與第二Tx天線的Tx訊號的切換比率高於傳輸至第三與第四Tx天線的其他Tx訊號，且其比率可依循環而異。
如果使用式10中5循環內含有10行作為單一型態，則第一/第二Tx天線(此後稱(1,2)Tx-天線)與第三/第四Tx天線(此後稱(3,4)Tx-天線)的單一傳輸比率可表示為3:2。
同時，如果使用式10中3循環內含有6行作為單一型態，則上述訊號傳輸比率則為2:1。
舉例而言，在特定系統中，(1,2)Tx-天線與(3,4)Tx-天線之間的可靠度差異係隨UE移動速度的增加而呈比例增加，可能根據情況而從一循環改變至另一循環，且所改變之循環係作為單一型樣，因此可使系統性能最佳化。
此外，如上述關於式3至6之說明，當(1,2)Tx-天線與(3,4)Tx-天線針對TSTD或FSTD輪流使用時，(1,2)Tx-天線與(3,4)Tx-天線的單一傳輸比率係根據子訊框中空間-時間/頻率編碼的重複數而改變。舉例而言，若子訊框中空間-時間/頻率編碼的重複數為奇數，(1,2)Tx-天線的單一傳輸比率便高於(3,4)Tx-天線。
在本發明另一實施例中，可視需要來傳輸式11-13所示之不同空間-時間訊號。
若式11至13的空間-時間編碼傳輸等級係單一循環，(1,2)Tx-天線與(3,4)Tx-天線的單一傳輸比率為1：3。
如式8至13所示，根據不同比率傳輸結構之傳輸比率 係維持為使空頻編碼的正交性得以維持，則所有類型的傳輸結構皆為可行。
第二實施例-根據功率調整結構、結合不同比率傳輸結構之空間-時間編碼
第3圖係一方塊圖，其說明了本發明之一示例性傳輸系統，其用於根據Tx功率調整技術之空間-時間編碼的不同比率傳輸結構。
第3圖說明一通訊系統之一傳輸端範例，第3圖所示之傳輸端係與第1圖之傳輸端相似，下文中僅根據本發明之特性架構來說明第3圖之傳輸端。
參照第3圖，通訊系統的傳輸端包括一空間處理方塊31，且可另外包括一不同比率功率調整單元32；在此例中，空間處理區塊21係可以第1圖之MIMO編碼器代替。
在對空間處理區塊31提供R個資料流30時，資料流係由空間處理區塊31加以空間處理，因此其可轉換為M個訊號。M個訊號係供應至不同比率功率調整單元32，因此可藉由結合不同比率傳輸結構之空間-時間編碼，經由Nt 數量之Tx天線33而傳輸至接收端。意即，"R"代表空間多工速率，"M"代表空間多工結果，而"Nt "代表Tx天線的數量。
以上所有空間處理方法都可應用至第3圖之空間處理區塊31；上述不同比率功率調整單元32傳輸訊號，其係以各Tx天線之適當功率比率而進行空間處理，因此其作為一不同比率傳輸器。舉例而言，若個別的Tx天線具有 不同的可靠度時，低可靠度之Tx天線會被減少再傳輸。
以下將詳細說明不同比率功率調整單元32的操作。如第3圖所示，不同比率功率調整單元32接收空間處理區塊31的輸出訊號，並利用各Tx天線所決定的權重因子a i ,i =1,2,..,N t 來加權所接收之訊號，因此其可調整各Tx天線之Tx功率。在此例中，較佳為所有Tx天線之參考符號的功率不由前述功率因子加以調整，以避免頻道估計性能失真。
較佳為，各Tx天線的功率因子係設定為一特定功率因子，其中所有天線的Tx功率係等於或小於最高Tx功率。
|a1 |2 +|a 2 |2 +|a 3 |2 +|a 4 |2 =K 式14
在上述條件下，亦即當各Tx天線之功率值設定為一特定功率值、而所有天線的Tx功率等於或小於最高Tx功率時，式14顯示了可決定各Tx天線功率之功率因子必須滿足的一個參考值實例；特別是，式14說明了使用4 Tx天線時的可行實例。
在式14中，“K”是一個用於正規化傳輸器之總Tx功率的因子，在式14中，a i ,i =1,2,.,4是一實數，且作為功率因子以調整第i個Tx天線之功率。在上述結構之一實例中，若(1,2)-Tx天線的可靠度高於(3,4)-Tx天線，則可依下式15來調整功率：
式15說明了一種在(1,2)-Tx天線的可靠度高於(3,4)-Tx天線的條件下用於調整功率及使用經調整功率的方法。與式14相同的是，a i ,i =1,2,.,4是一實數，且作為功率因子以調整第i個Tx天線之功率。同時，功率因子值係決定於式14之功率因子條件可被滿足的範圍中。
以下參照空間-時間編碼來說明本發明之不同比率傳輸結構。上述之根據前述Tx功率調整結構、結合不同比率傳輸結構之空間-時間編碼可應用至其他空間處理方法。用於不同比率傳輸結構之示例性空間-時間編碼係說明於式16中：
式16之空間-時間編碼可修飾為其他形式，下述式17說明了其他實例：
式16顯示，不同比率傳輸結構係實施於上述式1與式2之實例，式17說明了不同比率傳輸結構係應用至以式1與2修飾Tx天線與傳輸等級之實例中。在此例中，由a i ,i =1,2,.,4組成之對角矩陣可稱之為功率調整矩陣；如式 16所示，功率調整矩陣係乘以不同的空間-時間編碼，因此可輕易進行功率調整。
下式18與19各表示適用不同比率傳輸結構之空間-時間編碼的實例：
式18說明了不同比率傳輸結構係套用至式3與5；式19說明了不同比率傳輸結構係應用至式4與6。
如式18所示，各時間之單一Tx天線係選於並傳輸於具有4 Tx天線之通訊系統；意即，可將式18視為空間多工速率為1所代表的情況。
如式19所示，各時間之2 Tx天線係選於並傳輸於具有4Tx天線之通訊系統；意即，可將式19視為空間多工速率為2所代表的情況。
第三實施例-根據各Tx天線之天線切換與Tx功率調整、結合不同比率傳輸結構之空間-時間編碼
第4圖係一方塊圖，其說明了本發明之一示例性傳輸 系統，其中，同時對該系統施加根據天線切換技術之第一空間-時間編碼不同比率傳輸結構以及根據各Tx天線之Tx功率調整之第二空間-時間編碼不同比率傳輸結構。
如前所述，該空間-時間編碼不同比率傳輸結構係可以不同方式執行，亦即，根據天線切換之第一方法與根據各Tx天線之功率調整的第二方法。在需要時，第一方法與第二方法可彼此結合，第4圖即說明了第一方法與第二方法之結合，第4圖的架構與操作係與第2圖及第3圖相同或相似。
第四實施例-結合不同比率傳輸結構之空間-時間編碼，用於可實施通用相移多樣性結構及/或通用循環延遲多樣性結構之系統 ＜通用相移多樣性結構＞
在說明本發明之此一實施例之前，先詳細說明一種通用相移多樣性(GPSD, "Generalized Phase Shift Diversity Scheme")結構作為一示例MIMO結構。
第5圖係一傳輸端的方塊圖，其係根據本發明之一實施例，說明可用於OFDM系統之通用相移多樣性結構。
第5圖之GPSD方法得到一多樣性增益與一波束成型增益，無論Tx天線的數量與空間多工速率為何。
傳輸(Tx)資料係劃分為數個資料單元，因此其可傳輸至OFDM系統及自OFDM系統接收。換言之，如第5圖所示，Tx資料係包括至少一OFDM符號50或至少一流，各OFDM符號50係接收於空間處理區塊51中，該空間處 理區塊51對所接收之OFDM符號50進行空間處理。
在此例中，空間處理區塊51係根據GPSD結構而處理各OFDM符號50；換言之，各Tx天線之相移值係應用至各OFDM符號50，因此可組態各Tx天線之空間-時間處理符號。GPSD結構的詳細說明係參照空間-時間編碼而描述。
經空間處理區塊51進行空間處理之訊號係藉由各Tx天線之IFFT模組52轉換為時域訊號，在IFFT模組52產生之時域訊號上附加一循環詞頭(CP,“Cyclic Prefix”)，因而藉由各Tx天線之CP加法器53即可解決符號間干擾問題，以避免頻道間干擾。最後產生的訊號係經由個別的Tx天線54而傳輸至接收端。
第5圖之GPSD技術可表示為下式20：
在式20中，係通用相移多樣性(GPSD)結構可適用之一預編碼矩陣，是一複數權重，而“k”係一資源指標或一次載波指標。
因此，複數權重係根據天線或次載波指標所乘之資料符號而具有不同的值；較佳為，式20之前述矩陣係配置為單位矩陣之形式以減少MIMO系統中頻道容量的損失。
下式21表示開環MIMO系統之頻道容量：
在式21中，H係大小為(Nr ×Nt )之MIMO頻道；在此例中，Nt 是Tx天線數量而Nr 是Rx天線數量。當預編碼矩陣(P)應用至式21時，即產生下述式22：
在式22中，P是預編碼矩陣，如式22所示，為移除頻道容量之損失，預編碼矩陣P必須滿足代表單位矩陣條件之下式23：
式23說明了上述單位矩陣條件之實例，已滿足單位矩陣條件之矩陣即可藉由不同單位矩陣之組合而執行。
以相移矩陣與單位矩陣的乘積之形式加以配置的矩陣具有相同的資源指標k，其係顯示於下式24中。
在式24中，相位角θ i (t ),i =1,...,N t 係對應至相移矩陣中所含之一指標，其可根據一延遲值τ i (t ),i =1,...,N t 而由下式25加以計算；其中係特定指明指標k之單位矩陣，其亦可為固定而與k無關。
在式25中，“N”代表所有資源方塊或所有資源數量，或代表一OFDM符號之次載波的數量。如上所述，τ i (t ),i =1,.,N t 係一延遲值。
下式26說明矩陣之另一範例。
若矩陣係以式26之形式配置，各資料流的資料符號係偏移同一相位，因此可輕易配置矩陣。若擴充式7，矩陣即可表示為下式27：
如式27所示，矩陣的列與行具有獨立的相位 值，因此可得到更多種頻率多樣性增益。
＜通用循環延遲多樣性結構＞
在說明本發明之此一實施例之前，先詳細說明一種通用循環延遲多樣性(GCDD, "Generalized Cyclic Delay Diversity")結構作為一示例MIMO結構。
已發展出許多MIMO結構來增加多碼字(MCW, "Multi-Codeword")基礎之MIMO-OFDM系統中的通訊性能，MIMO系統的一代表實例係GCDD系統，其作為可執行碼字間頻道正規化之層排列結構。
GCDD結構可根據個別的次載波而建立出不同的預編碼矩陣特性，因此可執行頻道之間的頻道正規化。
意即，GCDD控制了要經由天線傳輸的所有資料流，在此例中，應注意GCDD結構係乘上具有根據欲傳輸之上述資料流而不同相位值的序列，，然後傳輸相乘所產生的結果。上述GCDD結構的數學表示方式係可表示為與式24之GPSD結構相同的方式。
上述通用相移多樣性(GPSD)結構與上述通用循環延遲多樣性(GCDD)結構係可同時使用，如式28所示：
在式28中，與可為適用於次載波"k"之預編碼矩陣、或可為在整個頻域中皆為固定之預編碼矩陣。
第6圖係一傳輸端的方塊圖，其係根據本發明之另一實施例，說明可用於OFDM系統之通用相移多樣性結構。
第6圖之傳輸端係與第5圖之OFDM系統之通用相移多樣性結構相似，因此，第6圖之傳輸端係僅根據本發明之特性架構而加以說明。
參照第6圖，傳輸端另包括一不同比率天線切換單元62。
當各OFDM符號60進入一GPSD基礎之空間處理區塊61，空間處理區塊61處理所接收之OFDM符號60，因此可組態出各Tx天線之訊號。同時，經空間處理之訊號係傳輸至不同比率天線切換單元62，然後由根據空間-時間編碼不同比率傳輸結構所選擇之個別天線的IFFT模組63轉換為時域訊號。接著，CP係由CP加法器(亦稱為"Add_CP")64插入各時域訊號中；因此最終產生的訊號係經由各Tx天線65而傳輸至接收端。
如先前於第2圖中所述，上述不同比率天線切換單元62傳輸經空間處理之資料至個別的Tx天線，因此其作為不同比率傳輸器。在此例中，應注意經空間處理之訊號係以適於各Tx天線之速率而被處理。
在此例中，基於天線切換結構之天線切換單元62係可與第6圖之GPSD基礎空間處理區塊61分離，該空間處理區塊61亦可使用空間-時間編碼來執行GPSD天線切換，其可與天線切換單元62具有相同的效果。
第7圖係一傳輸端的方塊圖，其係根據本發明之又一實施例，說明可用於OFDM系統之通用相移多樣性結構。
第7圖之傳輸端係與第5圖之可應用GPSD結構與空間-時間編碼不同比率傳輸結構之傳輸端相似，因此，第7圖之傳輸端係僅根據本發明之特性架構而加以說明。
第7圖之傳輸端包括不同比率天線切換單元71且包括不同比率功率調整單元74。
當各OFDM符號70進入一GPSD基礎之空間處理區塊71，空間處理區塊71處理所接收之OFDM符號70，因此可組態出各Tx天線之訊號。同時，經空間處理之訊號係由個別天線的IFFT模組72轉換為時域訊號。接著，CP係由CP加法器(亦稱為"Add_CP")74插入各時域訊號中；因此最終產生的訊號係經由各Tx天線75而傳輸至接收端。
如先前於第3圖中所述，上述不同比率天線切換單元74傳輸經空間處理之資料至個別的Tx天線，因此其作為 不同比率傳輸器。在此例中，應注意經空間處理之訊號係以適於各Tx天線之速率而被處理。舉例而言，若各Tx天線具有不同可靠度，則減少低可靠度之Tx天線然後傳輸。
以下將詳細說明不同比率功率調整單元74的操作，如第7圖所示，不同比率功率調整單元74接收空間處理區塊71的輸出訊號，並利用各Tx天線所決定的權重因子a i ,i =1,2,..,N t 來傳輸所接收之訊號，因此其可調整各Tx天線之功率。在此例中，較佳為所有Tx天線之參考符號的功率不由前述功率因子加以調整，以避免頻道估計性能失真。
同時，應注意第7圖之傳輸端係僅為說明之用，不同比率功率調整單元74可位於與空間處理單元相同的位置，或位於空間處理單元後方。同時，在資料或訊號經由Tx天線傳輸之前，不同比率功率調整單元72亦可位於其他位置點。
此外，式29說明了可同時使用上述通用相移多樣性(GPSD)結構與上述通用循環延遲多樣性(GCDD)結構之矩陣。
如式29所示，功率調整矩陣係乘上矩陣，因此通用相移多樣性(GPSD)結構與通用循環延遲多樣性 (GCDD)結構可同時應用至相乘結果。
式29中的相位角或時間延遲值係設定為"0"，而得下式20：
在式30中，係一預編碼矩陣。
上述方法係藉由切換部分天線或調整各Tx天線之功率而將不同比率傳輸結構應用至上述GPSE結構，其與使用GCDD結構之第一實例以及使用GPSD及GCDD結構之第二實例相同或相似。
同樣的，很明顯地的是，基於天線切換方法與Tx天線功率調整方法之考量，不同比率傳輸方案亦可應用至上述通用相移多樣性結構。
第五實施例--結合不同比率傳輸結構之空間-時間編碼，用於可實施循環延遲多樣性之系統
在說明本發明之此一實施例之前，先詳細說明一種通用循環延遲多樣性(GCDD)結構作為一示例MIMO結構。
第8圖係一傳輸端的方塊圖，其說明一循環延遲多樣性結構之實例。
當2 Tx天線之空間-時間編碼被擴充至具有至少2 Tx天線之MIMO系統時，循環延遲多樣性(CDD)結構係應用至該2 Tx天線以外的剩餘Tx天線，使得上述空間-時間編碼可擴充至該MIMO系統。
第8圖說明了該循環延遲多樣性(CDD)結構係於MIMO環境下應用至表1的空間-時間編碼(1)。如第8圖所示，當2 Tx天線之空間-時間編碼被擴充至具有至少2 Tx天線之MIMO系統時，相移序列係應用至該2 Tx天線以外的剩餘Tx天線，可獲得上述循環延遲多樣性(CDD)效果。第8圖之循環延遲多樣性(CDD)結構可以下式31以數學來表示：
在式31中，θ i ,i =1,2係相移矩陣中所含指數值中的變數之一，其代表與相移值或循環延遲值對應的相位角。重複表1之空間-時間編碼(1)，以產生數個天線。換言之，如式31所示，產生了四個天線的空間-時間編碼，因此(1,3)Tx天線的Tx編碼的重複值可分別經由(2,4)Tx天線而傳輸。如上所述，若使用相移矩陣，可得知第8圖之相移(亦即，循環延遲多樣性(CDD)結構)係已被應用。
第9圖係一方塊圖，其說明根據本發明之一傳輸端，其中一循環延遲多樣性結構與一不同比率傳輸結構係施加至該傳輸端。
參照第9圖，各Tx天線之功率因子係乘上已應用循環延遲多樣性(CDD)結構之各訊號；循環延遲多樣性 (CDD)結構之細節係與第8圖相同，然而，根據第9圖之CDD結構，(1,2)Tx天線的Tx編碼的重複值可分別經由(3,4)Tx天線而傳輸，其與第8圖的CDD結構不同。
在此例中，可調整功率因子，以對高可靠度Tx天線分配高的Tx功率，且對高可靠度Tx天線分配低的Tx功率。在此方式中，不同Tx功率係應用至個別Tx天線，因此提升了接收器的性能。
基於第9圖之上述CDD結構的不同比率傳輸結構可表示為下式32：
在式32中，a i ,i =1,2,..,4為實數，且作為功率因子以調整第i個Tx天線之功率。舉例而言，若(1,2)-Tx天線的可靠度高於(3,4)-Tx天線，則可依式15來調整功率。
第六實施例-根據時間及頻率之資源位置資訊、結合不同比率傳輸結構之空間-時間編碼
如果Tx天線具有不同的可靠度，上述實施例已經發表多種利用不同訊號傳輸比率(例如不同傳輸比率)或不同訊號功率比率(例如，不同功率比率)，用以增加該接收器接收效能的方法。
然而，該各自Tx天線的可靠度受到用於每一Tx天線之引導分佈或一使用者配備移動速度的影響。同時，該Tx 天線的可靠度也可能根據該OFDM系統的時間頻率資源位置所改變。因此，之後將敘述用來根據時間頻率資源位置對每一Tx天線應用一不同比率的方法。
第10圖顯示配備有4 Tx天線之一OFDM系統的參考符號。
參考第10圖，在一無線通訊系統環境下發生多路徑衰減。一頻道估計過程是一種用來補償由該衰減所造成之中斷環境變化引起信號扭曲的過程，因此便可回復一Tx訊號。為了實作頻道估計，使用在該傳輸器與該接收器之間相互識別的一參考符號。
為了增加在一般參考符號映射至資源單元期間的Tx資料量，在次載波之間分配一用於資料或控制資訊的一參考符號。為了促進該頻道估計，較佳的是該參考符號的功率可以高於該資料或控制資訊的功率。
例如，在使用4 Tx天線的情況中，如果該參考符號的功率增加β分貝，且傳輸具有該增加功率的該參考符號，一資料次載波的功率必須被降低。在此情況中，如果對上述情況應用一編碼庫，在Tx天線之間便造成功率的不平衡。
例如，假設在一配備有各自參考符號之一單一符號中，所包含的功率數值總和為"1"，而對4天線而言一參考符號利用穿刺增加3分貝，用於該第一與第二天現之該參考符號R1與R2的功率便標註為8/12。
在此情況中，分配至該剩餘資料次載波的剩餘功率總 和便標註為4/12，5/12的功率則分配至該第一與第二天線，而1/12的功率則分配至該第三與第四天線，造成嚴重的不平衡功率產生。
如同可從第10圖所見，可以識別在一傳輸單元中，該(1,2)Tx天線的參考符號數字係高於該(3,4)Tx天線的參考符號數字。在該高速環境下，對於該(1,2)Tx天線而言，造成與該(3,4)Tx天線相比下的一較高頻道估計效能成長傾向。然而，在(3,4)參考符號所座落處的該OFDM符號，具有取得一相對高頻道估計效能的困難。該上述的參考符號可以稱為其他名稱(例如，參考訊號(RSs)、引導符號或引導訊號)。
在此之後將詳細敘述根據本發明所考量時間頻率位置下，用於應用一不同比率傳輸結構的方法。特別是，根據本發明之上述不同比率傳輸結構，可以更有效的用來解決因為上述參考符號所造成之實體天線不同功率傳輸問題。
其係因為根據在該OFDM符號中是否包含參考符號所屬之Tx天線，而在頻道估計效能或系統效能中產生差異。
根據本發明此實施例，在一訊號傳輸單元中所包含的一傳輸資源，例如一次訊框便被分成一或多個資源區域，並對該一或多個資源區域相異地應用一空間-時間編碼。
在此情況中，有不同的參考方式可用以識別該各自資源區域，例如在一第一方法中，該透過Tx天線所傳輸之參考符號數項係與各自資源區域中所不同，在第二方法中，可以使用如上述參考方式之一參考符號傳輸區域以及 與該參考符號不同之一資料符號專用傳輸區域。
同樣的，如以上參考方式也可以使用一種對各自區域相異地應用一空間-時間編碼的方法。有多種方法可以利用，例如在一地依方法中，根據透過該Tx天線所傳輸參考符號數量，對各自區域應用不同的空間-時間編碼，在第二方法中，根據透過該Tx天線所傳輸之一參考符號，對各自區域應用不同的空間-時間編碼，而在第三方法中，其決定一參考符號是否透過一對應區域所傳輸，並根據該決定結果對各自區域應用不同的空間-時間編碼。
第11圖為描述基於根據本發明一第一實施例之時間頻率位置之一不同比率傳輸結構概念圖。
更詳細的，第11圖顯示考量配備4Tx天線之該OFDM系統的一參考符號結構下，該不同比率傳輸結構實作的一應用範例。
在一單一傳輸單元中所包含的傳輸資源被分為一或多個資源區域。例如，在第11圖中存在第一OFDM符號區域與第二OFDM符號區域。該第一OFDM符號區域包含所有用於4Tx天線(包含(1,2,3,4)Tx天線)之參考符號，而該第二OFDM符號區域只包含用於2Tx天線(包含(1,2)Tx天線)之參考符號。
如同從第10圖可見，如果該(1,2)Tx天線之參考符號數量係高於該(3,4)Tx天線之參考符號數量，在高速環境下，對於該(1,2)Tx天線而言，造成與該(3,4)Tx天線相比下的一較高頻道估計效能成長傾向。然而，在(3,4)參考符 號所座落處的該OFDM符號，具有取得一相對高頻道估計效能的困難。換句話說，預期在各自天線之間將存在差異(例如，不同性)。
因此，該4Tx分散結構便被應用至包含所有用於該(1,2,3,4)Tx天線之參考符號的該第一OFDM符號區域。該2Tx分散結構則被應用至與該第一OFDM符號區域不同的該第二OFDM符號區域。換句話說，該分散結構、該傳輸結構或是該空間-時間編碼被相異地應用至各自區域。
如果各自Tx天線的參考符號具有不同的量，主要適用於一相關Tx天線的該MIMO結構便被應用至包含許多該相關Tx天線之參考符號的一特定區域。在應用此實施例的情況中，在高速移動環境下可以改進該Rx效能。不需說的是，第11圖的結構也可以應用至其他的參考符號結構。一般來說，如果在使用該Tx天線參考符號之一時域中使用一相關MIMO結構，便可以在高速移動環境下獲得高效能。
第12圖為描述基於根據本發明一第二實施例之時間頻率位置之一不同比率傳輸結構概念圖。更詳細的，第12圖顯示考量配備4Tx天線之該OFDM系統的該參考符號結構下，該不同比率傳輸結構實作的一應用範例。
第12圖顯示根據一次載波或頻率之區別，而第11圖顯示根據該OFDM符號的區別。如第12圖中所顯示，一整體頻寬根據該頻率被分為至少兩個區分區域。而且該分散結構、該傳輸結構或是該空間-時間編碼可以被相異地決 定並應用至各自的區分區域。在此情況中，該被決定之空間-時間編碼也可以考量被傳輸至每一區分區域之該參考符號或資料符號所決定。
之後將參考第13圖與第14圖敘述用於使用適用於一具有參考符號之第一區域或不具有參考符號之第二區域之一空間-時間訊號處理結構的方法。
第13圖為描述基於根據本發明第三實施例之時間頻率位置之一不同比率傳輸結構概念圖。更詳細的，第13圖顯示考量配備4Tx天線之該OFDM系統的該參考符號結構下，該不同比率傳輸結構實作的一應用範例。
一單一傳輸單元中所包含之一傳輸資源被分成一或多個資源區域。例如，在第13圖中存在一第一OFDM符號區域與一第二OFDM符號區域。該第一OFDM符號區域包含用於至少(1,2,3,4)Tx天線之一的所有參考符號，而該第二OFDM符號區域只包含資料符號。
如第13圖中所顯示，可以對上述第一與第二OFDM符號區域應用不同的傳輸結構或不同的空間-時間編碼。例如，可以對包含參考符號之該第一OFDM符號區域應用該不同比率傳輸結構，並對只包含資料符號之該第二OFDM符號區域應用一相等比率傳輸結構。
如果對包含參考符號之該第一OFDM符號區域應用該不同比率傳輸結構，便可以解決在各自實體天線之間於Tx功率中的不平衡問題，形成每一參考符號的Tx功率增加。
第14圖為描述基於根據本發明一第四實施例之時間 頻率位置之一不同比率傳輸結構概念圖。更詳細的，第14圖顯示考量配備4Tx天線之該OFDM系統的該參考符號結構下，該不同比率傳輸結構實作的一應用範例。
一單一傳輸單元中所包含之一傳輸資源被分成一或多個資源區域。例如，在第14圖中存在一第一次載波區域與一第二次載波區域。該第一次載波區域包含用於至少(1,2,3,4)Tx天線之一的所有參考符號，而該第二次載波區域只包含資料符號。
第14圖中，可以對上述第一與第二次載波區域應用不同的傳輸結構或不同的空間-時間編碼。例如，可以對包含參考符號之該第一次載波區域應用該不同比率傳輸結構，並對只包含資料符號之該第二次載波區域應用一相等比率傳輸結構。
如果對包含參考符號之該第一次載波符號區域應用該不同比率傳輸結構，便可以解決在各自實體天線之間於Tx功率中的不平衡問題，形成每一參考符號的Tx功率增加。
第15圖為描述基於根據本發明一第五實施例之時間頻率位置之一不同比率傳輸結構概念圖。
更詳細的，根據第15圖的概念，不同形式的不同訊號傳輸結構係被應用至該不同比率傳輸結構之中的各自OFDM符號區域或各自次載波區域。
例如，與第13圖之參考符號關連之該OFDM符號已經使用該不同比率傳輸結構。在第13圖的情況中，可以根據包含於每一OFDM符號中的參考符號天線數量形式，使 用不同型式的傳輸結構。
在第15圖中所顯示之OFDM符號區域的情況中，亦即該被應用不同比率傳輸結構之OFDM符號區域，應注意的是可以對上述之OFDM符號區域應用一或多個傳輸結構。換句話說，第15圖中存在一第一OFDM符號區域與一第二OFDM符號區域。該第一OFDM符號區域傳輸用於(1,2)Tx天線的參考符號，而該第二OFDM符號區域傳輸用於(3,4)Tx天線的參考符號。
第15圖中，使用兩種不同比率傳輸結構，亦即一第一不同比率傳輸結構(結構1)與一第二不同比率傳輸結構(結構2)。該第一不同比率傳輸結構(結構1)係用在已經使用(1,2)Tx天線之參考符號的一OFDM符號處，並被設計用來傳輸相較(1,2)Tx天線的更多訊號至(3,4)Tx天線，以改進一參考符號的功率。該第二不同比率傳輸結構(結構2)可以根據一空間-時間編碼訊號傳輸結構，其能夠在來自於使用用於該(3,4)Tx天線之參考符號的一OFDM符號方向中，傳輸訊號至該(1,2)Tx天線。
之後將詳細敘述使用利用下列式33至36之天線切換結構的方法。
式33及34顯示該第一不同比率傳輸結構(結構1)的空間-時間編碼範例。更詳細的，式33及34顯示該空間-時間編碼訊號傳輸結構，其設計用來傳輸更多訊號至(3,4)Tx天線，藉此增加參考符號的功率。較佳的是，可以在已經使用用於該(1,2)Tx天線之參考符號的該OFDM符號處使用上述的空間-時間編碼。
式35及36顯示該第二不同比率傳輸結構(結構2)的空間-時間編碼範例。更詳細的，式35及36顯示該空間-時間編碼訊號傳輸結構，其設計用來傳輸更多訊號至(1,2)Tx天線，藉此增加參考符號的功率。較佳的是，可以在已經使用用於該(3,4)Tx天線之參考符號的該OFDM符 號處使用上述的空間-時間編碼。
式33至36之不同比率傳輸結構的比率也可以修改成為其他，而所有的傳統結構也可以應用至該空間-時間編碼。
下列式37至40顯示該功率調整應用範例。
式37及38中，可以使用滿足一預定條件(|a 1 |2 =|a 2 |2 )(|a 3 |2 =|a 4 |2 ),|a 1 |2 +|a 2 |2 +|a 3 |2 +|a 4 |2 =K 之功率調整矩陣。
式37及38顯示用於該第一不同比率傳輸結構(結構1)的示範空間-時間編碼。更詳細的，式37及38顯示該空間-時間編碼訊號傳輸結構，其設計用來傳輸更多功率至 (3,4)Tx天線，藉此增加參考符號的功率。較佳的是，可以在已經使用用於該(1,2)Tx天線之參考符號的該OFDM符號處使用上述的空間-時間編碼。
式39及40中，可以使用滿足一預定條件(|a 1 |2 =|a 2 |2 )(|a 3 |2 =|a 4 |2 ),|a 1 |2 +|a 2 |2 +|a 3 |2 +|a 4 |2 =K 之功率調整矩陣。
式39及40顯示用於該第二不同比率傳輸結構(結構2)的示範空間-時間編碼。更詳細的，式39及40顯示該空間-時間編碼訊號傳輸結構，其設計用來傳輸更多功率至(1,2)Tx天線，藉此增加參考符號的功率。較佳的是，可以在已經使用用於該(3,4)Tx天線之參考符號的該OFDM符號處使用上述的空間-時間編碼。
在式38或40中，該相位轉移矩陣的一相位角可以包 含數值”0”，可以根據一MIMO結構，以不同方式使用該功率調整因子a i ,i =1,.,N t 。也可以是特別由指數k所指明的一單元矩陣，或是與該指數k無關的一固定值。可以根據OFDM符號(或時間資源)位置，或是根據一參考符號的功率數值，以不同方式使用該功率調整矩陣的該功率調整數值。
而如第15圖中所顯示，該第一不同比率傳輸結構(結構1)與該第二不同比率傳輸結構(結構2)可以被固定地使用，而在同時適用於各自使用者情況的該MIMO結構可以為了不具有參考符號的OFDM符號所調整使用。
第12圖至第15圖之該不同比率傳輸結構也可以用於其他的的參考結構。一般來說，如果在使用該Tx天線之參考符號的一時域中使用一相關MIMO結構，便可以在高速移動環境下獲得高效能。。
上述式37至40的結構也可以在同時間於其他的頻域中使用。在此情況中，可以以不同方式使用上述結構之該功率調整矩陣的該功率調整數值。以下將詳細描述其細節。
第16圖顯示用於3GPP LTE系統之四Tx天線的一參考結構。
參考第16圖，可以將一時間資源單元考慮成為一OFDM符號，將一頻率資源單元考慮成為一次載波。如從第16圖中可見，一基本資源單元(例如資源區塊RB)包含12個次載波。
在情況中，雖然該OFDM符號包含該參考符號，該參 考符號並非所有Tx天線的參考符號，而是某些Tx天線的參考符號。例如，在該OFDM符號中的上述參考符號可以等於該(1,2)Tx天線或該(3,4)Tx天線的參考符號。因此，根據包含參考符號的該OFDM符號，為了資料傳輸便對一次載波應用該不同比率傳輸結構，因此較佳的是該各自天線的Tx功率彼此相同。
在此情況中，應該注意也可以對各自資源區塊應用不同的不同比率傳輸結構。例如，在利用根據該功率調整結構之該不同比率傳輸結構的情況中，可可以決定並使用各自資源區塊的不同功率調整因子。
第17圖為描述用於每一Tx天線之一訊號映射結構概念圖，該每一Tx天線則與包含一參考符號之一單一OFDM符號關連。
第17圖的右上部分顯示一第一OFDM符號之各自Tx天線的訊號映射結構，其在第n個RB(資源區塊)處包含用於(1,2)Tx天線的參考符號。17的右下部分顯示一第二OFDM符號之各自Tx天線的訊號映射結構，其在第n個RB(資源區塊)處包含用於(3,4)Tx天線的參考符號。
第18圖為描述根據一功率調整結構之一不同比率傳輸結構概念圖，其與根據本發明第17圖之具備有該參考符號的一單一OFDM符號有關。
更詳細的，第18圖顯示當使用式37-39之任一實施例作為該功率調整方法時，各自Tx天線的不同訊號映射結構。
第18圖顯示當使用式37-39之任一實施例作為該功率調整方法時，各自Tx天線的不同訊號映射方法。
在第18圖中，假設每一參考符號的功率為”4a”，包含該(1,2)Tx天線之參考符號的該OFDM符號使用式37之該功率調整矩陣。在此情況中，該功率調整因子可以由下列式41所表示：|a 1 |2 =|a 2 |2 =a ,|a 3 |2 =|a 4 |2 =3a ,|a 1 |2 +|a 3 |2 =|a 2 |2 +|a 4 |2 =4a 式41
而且，假設每一參考符號的功率為”4a”，包含該(3,4)Tx天線之參考符號的其他OFDM符號使用式39之該功率調整矩陣。在此情況中，該功率調整因子可以由下列式42所表示：|a 1 |2 =|a 2 |2 =3a ,|a 3 |2 =|a 4 |2 =a ,|a 1 |2 +|a 3 |2 =|a 2 |2 +|a 4 |2 =4a 式42
換句話說，如果第18圖的訊號映射是與以上式37與41，以及式39與42一起考量，在一單一RB之中，各自Tx天線的Tx功率便被設定相同的數值”12a”，而每一次載波的該Tx能量也可以具有一特定數值”4a”。
換句話說，各自Tx天線的Tx功率便被設定為一單一數值，因此使用相同的Tx功率，該參考符號的通序可以在一滿足上述關係的預定範圍中增加或減少，而該功率調整因子的比率也可以根據該參考符號的功率所改變。
對於另依範例而言，為了增加參考符號的通序，已經刺穿特定資料的次載波。在此情況中，應該注意也可以使 用根據該功率調整結構之該不同比率傳輸結構，以增加該參考符號的功率。
第19圖為描述根據一功率調整結構之一不同比率傳輸結構概念圖，在該功率調整結構中，根據本發明刺穿某些資料以增加該參考符號的一分配功率。
第19圖顯示某些資料次載波的鑿除範例，以增加分配至該參考符號的Tx功率。換句話說，如從第19圖可見，位在一第二次載波的資料、位在一第三次載波的資料、位在一第五次載波的資料與位在一第六次載波的資料係被鑿除。不需說的是，上述已經公開的敘述與位置僅用於描述的目的，該位置與該刺穿數目也可以依需要改變為其他。
在此情況中，如果由上式41與42決定該功率調整數值，各自都被分配"a"大小功率的兩個資料單元都被鑿除，因此便以"2a"的方式增加該參考符號的功率。
然而，在利用上述刺穿增加該參考符號功率的情況中，也可以改變該功率調整因子的比率，也可以改變用於每一資料次載波的Tx能量。因此，本發明提供一種方法，用以相異地應用具有參考符號之一第一Tx天線以及不具有參考符號之一第二Tx天線的該功率調整因子比率。在此情況中，該功率調整因子比率可以被設定為不同的數值。較佳的是，在與不具有穿刺的其他情況相比之下，上述穿刺情況可以具有一較高的功率調整因子比率。
雖然上述實施例已經公開可用於上鏈資料封包傳輸的經常忙碌結構，應該注意的是本發明也可以應用於下鏈資 料封包傳輸。
應該注意的是在本發明中所公開的術語係在考量本發明功能下所定義，其可以根據本領域或經常實作之技術者的目的而不同決定。因此，較佳的是根據在本發明中所公開的所有內容來瞭解上述的術語。
對於本領域技術者而言明顯的是可以在不背離本發明精神及範疇下於本發明中進行不同的修改與變化。因此，意指的是本發明涵蓋落於此發明附加申請專利範圍與其同等項的範疇中之修改與變化。
產業應用性
如以上敘述可明顯所知，本發明提供一種空間-時間編碼的不同比率傳輸結構。雖然多數天線具有不同的可靠度，該不同比率傳輸結構可以不論一使用者配備的移動速度而增加該Rx效能。而且，該不同比率傳輸結構可以解決由參考符號所造成之該實體天線不同功率傳輸問題。
本發明可以應用於多種系統，例如，移動通訊系統、多重載波系統、MIMO系統、MIMO及多重載波系統。
雖然已經為了描述的目的揭示本發明之較佳具體實施例，熟習本技術之人士將了解在不背離本附加申請專利範圍中所揭示之範疇與精神下，可以進行不同修改、附加與替換。
20‧‧‧資料流
21‧‧‧空間處理區塊
22‧‧‧天線切換單元
23‧‧‧Tx天線
30‧‧‧資料流
31‧‧‧空間處理區塊
32‧‧‧功率調整單元
33‧‧‧Tx天線
50‧‧‧OFDM符號
51‧‧‧空間處理區塊
52‧‧‧IFFT模組
53‧‧‧CP加法器
54‧‧‧Tx天線
60‧‧‧OFDM符號
61‧‧‧空間處理區塊
62‧‧‧不同比率天線切換單元
63‧‧‧IFFT模組
64‧‧‧CP加法器
65‧‧‧Tx天線
70‧‧‧OFDM符號
71‧‧‧空間處理區塊
72‧‧‧IFFT模組
74‧‧‧CP加法器
75‧‧‧Tx天線
100‧‧‧頻道編碼器
110‧‧‧映圖器
120‧‧‧串並轉換器
130‧‧‧MIMO編碼器
140‧‧‧多重天線
160‧‧‧MIMO解碼器
180‧‧‧P/S轉換器
190‧‧‧頻道解碼器
1000‧‧‧傳輸端
1500‧‧‧接收端
包含以用於提供對本發明進一步理解之伴隨圖式係說明本發明之具體實施例，其與描述共同用以解釋本發明之 原理。
在圖式中：第1圖係一方塊圖，其說明了具有多重傳輸/接收(Tx/Rx)天線之MIMO-OFDM系統；第2圖係一方塊圖，其說明了根據本發明之一示例性傳輸系統，其用於根據天線切換技術之空間-時間編碼的不同比率傳輸結構；第3圖係一方塊圖，其說明了根據本發明之一示例性傳輸系統，其用於根據Tx功率調整技術之空間-時間編碼的不同比率傳輸結構；第4圖係一方塊圖，其說明一示例性傳輸系統，其中，同時對該系統施加根據天線切換結構之第一空間-時間編碼不同比率傳輸結構以及根據各Tx天線之Tx功率調整之第二空間-時間編碼不同比率傳輸結構；第5圖係一傳輸端的方塊圖，其係根據本發明之一具體實施例，說明可用於OFDM系統之通用相移多樣性結構之範例；第6圖係一傳輸端的方塊圖，其係根據本發明之另一具體實施例，說明可用於OFDM系統之通用相移多樣性結構；第7圖係一傳輸端的方塊圖，其係根據本發明之又一具體實施例，說明可用於OFDM系統之通用相移多樣性結構；第8圖係一傳輸端的方塊圖，其說明一循環延遲多樣 性結構之實例；第9圖係一方塊圖，其說明根據本發明之一傳輸端，其中一循環延遲多樣性結構與一不同比率傳輸結構係施加至該傳輸端；第10圖顯示配備有4 Tx天線之一OFDM系統的參考符號；第11圖為說明根據本發明第一具體實施例之基於時間及頻率位置之一不同比率傳輸結構之概念圖；第12圖為說明根據本發明第二具體實施例之基於時間及頻率位置之一不同比率傳輸結構之概念圖；第13圖為說明根據本發明第三具體實施例之基於時間及頻率位置之一不同比率傳輸結構之概念圖；第14圖為說明根據本發明第四具體實施例之基於時間及頻率位置之一不同比率傳輸結構之概念圖；第15圖為說明根據本發明第五實施例之基於時間及頻率位置之一不同比率傳輸結構之概念圖；第16圖顯示用於3GPP LTE系統之四Tx天線的一前導結構；第17圖為說明根據本發明，用於關聯於包含一參考符號的單一OFDM符號之每一Tx天線之一訊號映射結構之概念圖；以及第18圖係一概念圖，其說明了基於一功率調整結構之不同比率傳輸結構，其與具有本發明第17圖所示之參考符號的單一OFDM符號相關；以及 第19圖係一概念圖，其說明了在本發明中對部分資料進行標註以增加參考符號分配功率之基於一功率調整結構的不同比率傳輸結構。

Claims (16)

  1. 一種在包括多重天線之一多重輸入多重輸出(MIMO)系統中傳輸一或更多個訊號的方法，包括下列步驟：映射資料位元至串行資料符號；轉換該串行資料符號為並行資料符號；轉換該並行資料符號為空間-時間訊號；及經由該多重天線，傳輸該等空間-時間訊號，其中從一第一天線組傳輸的該等空間-時間訊號之數目為從一第二天線組傳輸的該等空間-時間訊號之數目的兩倍，及其中該第一天線組和該第二天線組係該多重天線之部分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該等空間-時間訊號根據一預定型樣來傳輸。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該等空間-時間訊號係使用一預編碼矩陣來轉換。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該預編碼矩陣包含：時間切換傳輸多樣性(TSTD)結構和頻率切換傳輸多樣性(FSTD)結構之至少一者。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該第一天線組具有比該第二天線組更高的可靠度。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中在該子訊框中該第一天線組比該第二天線組傳輸更多的參考符號。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該等空間-時間訊號的傳輸功率隨不同功率比率而比例化，該比例化係使用根據該第一天線組和該第二天線組的每一者之可靠度的功率因子。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該傳輸功率可依下式來調整功率： 其中a1 和a2 係該第一天線組的二個天線之功率因子，a3 和a4 係該第二天線組的剩餘天線的功率因子。
  9. 一種用於在包括多重天線之一多重輸入多重輸出(MIMO)系統中傳輸一或更多個訊號的傳輸端，該傳輸端包含：一映射器，該映射器映射資料位元至串行資料符號；及一轉換器，該轉換器轉換該串行資料符號為並行資料符號；其特徵在於： 一空間處理區塊，該空間處理區塊轉換該並行資料符號為該等空間-時間訊號；及一傳輸器，該傳輸器經由該多重天線，傳輸該等空間-時間訊號，其中從一第一天線組傳輸的該等空間-時間訊號之數目為從一第二天線組傳輸的該等空間-時間訊號之數目的兩倍，及其中該第一天線組和該第二天線組係該多重天線之部分。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之傳輸端，其中該等空間-時間訊號根據一預定型樣來傳輸。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之傳輸端，其中該等空間-時間訊號係使用一預編碼矩陣來轉換。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之傳輸端，其中該預編碼矩陣包含：時間切換傳輸多樣性(TSTD)結構和頻率切換傳輸多樣性(FSTD)結構之至少一者。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之傳輸端，其中該第一天線組具有比該第二天線組更高的可靠度。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之傳輸端，其中在該子訊框中該第一天線組比該第二天線組傳輸更多的參考符號。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之傳輸端，其中該等空間-時間訊號的傳輸功率隨不同功率比率而比例化，該比例化係使用根據該第一天線組和該第二天線組的每一者之可靠度的功率因子。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之傳輸端，其中該傳輸功率可依下式來調整功率： 其中a1 和a2 係該第一天線組的二個天線之功率因子，a3 和a4 係該第二天線組的剩餘天線的功率因子。
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