TWI404355B - 多天線系統中用於多輸入單一輸出以及多輸入多輸出接收器之導向傳輸及通道評估 - Google Patents

多天線系統中用於多輸入單一輸出以及多輸入多輸出接收器之導向傳輸及通道評估 Download PDF

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Description

多天線系統中用於多輸入單一輸出以及多輸入多輸出接收器之導向傳輸及通道評估
本發明大體而言係關於通訊，且更具體言之，本發明係關於無線多天線通訊系統中之導向傳輸及通道評估。
多天線通訊系統支持：(1)自多個(T)傳輸天線至多個(R)接收天線的多輸入多輸出(MIMO)傳輸；及(2)自多個傳輸天線至單一接收天線的多輸入單一輸出(MISO)傳輸。由T個傳輸天線及R個接收天線形成之MIMO通道包括S個空間通道，其中Smin{T，R}。S個空間通道可用以並行傳輸資料以達成較高總產出及/或冗餘地傳輸資料以達成較大可靠性。由T個傳輸天線及單一接收天線形成之MISO通道包括單一空間通道。該等T個傳輸天線可用以冗餘地傳輸資料以達成較大可靠性。
為恢復經由無線通道發送之資料，通常需要傳輸器與接收器之間的無線通道之精確評估。通常藉由自傳輸器發送導向及在接收器處量測該導向而執行通道評估。導向係由被傳輸器與接收器已知為先驗(a priori)的符號組成。因此接收器可基於所接收之符號及已知之符號而評估通道響應。
多天線系統可同時支持MISO接收器（其為配備有單一天線之接收器）與MIMO接收器（其為配備有多個天線之接收器）。如下所述，MISO及MIMO接收器通常要求不同通道評估，且因此對導向具有不同要求。由於導向傳輸表示多天線系統中之耗用，故需要將導向傳輸最小化至可能之程度。然而，導向傳輸應為如此，使得MISO與MIMO接收器可獲得足夠品質之通道評估。
因此在此項技術中存在對用以於多天線系統中有效傳輸導向之技術的需要。
本文描述了用於在多天線通訊系統中傳輸導向以支持MISO與MIMO接收器及用於在此等接收器處執行通道評估之技術。傳輸器藉由訓練矩陣及增益矩陣而產生多個複合導向。每一複合導向包含藉由訓練矩陣之多個行而產生並進一步藉由增益矩陣之一行中之多個增益元素進行按比例縮放的多個訓練導向。訓練矩陣可為具有正交行之正規正交矩陣(orthonormal matrix)（如沃爾什(Walsh)矩陣或傅立葉(Fourier)矩陣）或一些其他矩陣。形成增益矩陣使得MISO及MIMO接收器可評估其個別MISO及MIMO通道。增益矩陣亦控制用於為MISO接收器而發送之訓練導向及為MIMO接收器而發送之訓練導向之傳輸功率的量。傳輸器傳輸來自多個(T)傳輸天線之每一複合導向。
MISO接收器經由單一接收天線而獲得用於多個複合導向之所接收符號，並處理（如進行濾波）此等所接收符號以獲得T個傳輸天線與單一接收天線之間的複合MISO通道之評估。對於多載波系統而言，MISO接收器可基於獲得自每一複合導向之多個頻率子頻帶之所接收符號而得到該複合導向之初始脈衝響應評估。MISO接收器隨後可對多個複合導向之初始脈衝響應評估進行濾波，以獲得複合MISO通道之脈衝響應評估。MISO接收器可對此脈衝響應評估執行後處理（如定限(thresholding)及/或截斷），並隨後基於經後處理之脈衝響應評估而得到複合MISO通道之最終頻率響應評估。
MIMO接收器經由多個(R)接收天線獲得用於多個複合導向之所接收符號，並基於訓練及增益矩陣來處理此等所接收符號以獲得T個傳輸天線及R個接收天線之間的MIMO通道之多個單一輸入單一輸出(SISO)通道之評估。對於多載波系統而言，MIMO接收器可基於獲得自用於複合導向與接收天線之每一組合之多個頻率子頻帶之所接收符號來得到複合導向與接收天線之該組合的初始脈衝響應評估。MIMO接收器隨後可基於訓練及增益矩陣來處理複合導向與接收天線之所有組合的初始脈衝響應評估以獲得個別SISO通道之脈衝響應評估。MIMO接收器隨後可基於該SISO通道之脈衝響應評估而得到每一SISO通道之最終頻率響應評估。
MISO及MIMO接收器亦可以其他方式及/或使用其他通道評估技術來執行通道評估，如下文所述。下文亦詳細描述了本發明之各種態樣及實施例。
本文所使用之單詞"例示性"意味著"充當實例、例子或說明"。不必將本文描述為"例示性"之任何實施例或設計理解為比其他實施例或設計更佳或更有利。
1.單載波多天線系統 圖1展示了具有一傳輸器110及兩個接收器150a及150b之多天線通訊系統100。為簡明起見，傳輸器110具有兩個傳輸天線，MISO接收器150a具有單一接收天線，且MIMO接收器150b具有兩個接收天線。
由傳輸器處之兩個天線及MISO接收器處之單一天線形成之MISO通道的特徵可為1×2通道響應列向量h 1 × 2 。此向量可表示為：h 1 × 2 ＝{h1 h2 }， 等式(1)其中項hj (j＝1，2)指示傳輸天線j與MISO接收器處之單一天線之間的複合通道增益。行向量通常表示為行，且列向量表示為列。SISO通道存在於每一傳輸/接收天線對之間。h 1 × 2 中之兩個項指示MISO通道之兩個SISO通道之通道增益。
由傳輸器處之兩個天線及MIMO接收器處之兩個天線形成之MIMO通道的特徵可為2×2通道響應矩陣H 2 × 2 。此矩陣可表示為： 其中項hi , j （i＝1，2且j＝1，2）指示傳輸天線j與MIMO接收器處之接收天線i之間的複合通道增益。亦可將H 2 × 2 視為含有一用於每一接收天線i之通道響應列向量h 1 × 2 , j 。
傳輸器傳輸來自兩個傳輸天線之導向，以允許MISO及MIMO接收器評估其個別MISO及MIMO通道。傳輸器處之導向產生器112可產生複合導向如下：x 2 × 1 , m ＝U 2 × 2 ×g 2 × 1 , m ， 等式(3)x 2 × 1 , m ＝U 2 × 2 ×g 2 × 1 , m ， 等式(3)其中g 2 × 1 , m 為複合導向m之2×1增益向量；U 2 × 2 為具有兩行之2×2訓練矩陣；且x 2 × 1 , m 為複合導向m之具兩個傳輸符號之2×1向量。
為簡明起見，1＋j0之調變符號係用於導向，且因此可在等式(3)中將其忽略。傳輸符號為在對於導向而言之一個符號週期中自一天線傳輸之符號。符號週期係指傳輸符號自天線發送之持續時間。
訓練矩陣U 2 × 2 含有應彼此正交之兩個向量或行，且給定為U 2 × 2 ＝[u 2 × 1 , a u 2 × 1 , b ]。每一向量u 2 × 1 , m (m＝a，b)係稱為訓練向量，且用以產生一指向由u 2 × 1 , m 之元素確定之特定空間方向的訓練導向。複合導向包括藉由兩個訓練向量u 2 × 1 , a 及u 2 × 1 , b 產生之兩個訓練導向。增益向量g 2 × 1 , m 含有確定兩個訓練導向之增益的兩個元素。因此對複合導向之兩個訓練導向進行按比例縮放、組合及同時自兩個傳輸天線進行發送。
傳輸器藉由兩個不同增益向量g 2 × 1 , a 及g 2 × 1 , b 而產生兩個複合導向。傳輸器發送兩個複合導向（如在兩個符號週期中）以允許MISO及MIMO接收器評估其通道。舉例而言，訓練矩陣U 2 × 2 及增益向量g 2 × 1 , a 及g 2 × 1 , b 可定義為： 其中α確定用於MIMO接收器之額外導向的傳輸功率量，且通常對其加以選擇使得1α0。
在MISO接收器處之用於每一複合導向之所接收符號可表示為：r1 × 1 , m ＝h 1 × 2 ．x 2 × 1 , m ＋n1 × 1 , m ＝h 1 × 2 ．U 2 × 2 ．g 2 × 1 , m ＋n1 × 1 , m ，其中m＝a，b等式(5)其中r1 × 1 , m 為在MISO接收器處之用於複合導向m之接收符號；且n1 × 1 , m 為在MISO接收器處之用於複合導向m之雜訊。在MISO接收器處之用於兩個複合導向之兩個所接收符號可以較長形式表示如下：r1 × 1 , a ＝(h1 ＋h2 )＋α．(h1 －h2 )＋n1 × 1 , a ，及 等式(6) r1 × 1 , b ＝(h1 ＋h2 )－α．(h1 －h2 )＋n1 × 1 , b 等式(6)假定MISO通道在發送兩個複合導向之兩個符號週期中為恆定的。
傳輸器通常自兩個傳輸天線將資料冗餘地傳輸至MISO接收器。在此狀況下，MISO接收器僅需要評估複合MISO通道（其為hc o m p ＝h1 ＋h2 ），且無需評估MISO通道之個別SISO通道的通道增益h1 及h2 。MISO接收器可得到複合MISO通道之評估如下： 其中 c o m p 為hc o m p 之評估。
在MIMO接收器處之用於每一複合導向之所接收符號可表示為：r 2 × 1 , m ＝H 2 × 2 ．x 2 × 1 , m ＋n 2 × 1 , m ＝H 2 × 2 ．U 2 × 2 ．g 2 × 1 , m ＋n 2 × 1 , m ，其中m＝a，b等式(8)其中r 2 × 1 , m ＝[r1 , m r2 , m ]T 為用於複合導向m之所接收符號的2×1向量，其中"T "指示轉置；且n 2 × 1 , m ＝[n1 , m n2 , m ]T 為MIMO接收器處之用於複合導向m之雜訊向量。
MIMO接收器獲得所接收符號之兩個向量r 2 × 1 , a ＝[r1 , a r2 , a ]T 及r 2 × 1 , b ＝[r1 , b r2 , b ]T ，其用於分別藉由兩個增益向量g 2 × 1 , a 及g 2 × 1 , b 而產生之兩個複合導向。
MIMO接收器處之用於兩個複合導向之四個所接收符號可以較長形式表示如下：r1 , a ＝(h1 , 1 ＋h1 , 2 )＋α．(h1 . 1 －h1 . 2 )＋n1 , a , 等式(9) r2 , a ＝(h2 , 1 ＋h2 , 2 )＋α．(h2 , 1 －h2 , 2 )＋n2 , a , r1 , b ＝(h1 , 1 ＋h1 , 2 )－α．(h1 , 1 －h1 , 2 )＋n1 , b ，及r2 , b ＝(h2 , 1 ＋h2 , 2 )－α．(h2 , 1 －h2 , 2 )＋n2 , b ，等式(9)假定MIMO通道在發送兩個複合導向之兩個符號週期中為恆定的。
傳輸器可自兩各傳輸天線將資料並行地傳輸至MIMO接收器以改良產出。在此狀況下，MIMO接收器通常需要：(1)評估MIMO通道之個別SISO通道之通道增益h1 , 1 、h1 , 2 、h2 , 1 及h2 , 2 ，及(2)使用此等通道增益評估以恢復來自傳輸器之資料傳輸。MIMO接收器可得到個別SISO通道之評估如下； 其中n1 , 1 、n1 , 2 、n2 , 1 及n2 , 2 為分別由通道增益估計 1 , 1 、 1 , 2 、 2 , 1 及 2 , 2 觀測到的雜訊。
上文之描述係用於2×2系統，在該系統中傳輸器具有兩個傳輸天線且接收器具有至多兩個接收天線。一般而言，多天線系統可包括具有任何數目之天線的傳輸器及接收器，使得T及R可為任何整數值。
對於R×T系統而言，傳輸器產生具有T個增益向量之T個複合導向，一增益向量用於每一複合導向。可產生每一複合導向如下：x m ＝U ．g m ，其中m＝a，b...，T， 等式(11)其中g m 為複合導向m之T×1增益向量；U 為具有T個行之T×T訓練矩陣；且x m 為用於複合導向m之具T個傳輸符號之T×1向量。
矩陣U 含有T個（較佳正交）訓練向量，且給定為U ＝[u a u b ...u T ]。每一訓練向量含有用於T個傳輸天線之T個元素，且指向不同空間方向。每一複合導向包括藉由U 中之T個訓練向量而產生之T個訓練導向。每一複合導向之T個訓練導向係藉由增益向量gm 中之T個增益元素加以按比例縮放，且隨後將其加在一起。T個不同增益向量係用於T個複合導向，且給定為G ＝[g a g b ...g T ]。適當地選擇增益向量以促進藉由MISO及MIMO接收器進行之通道評估。傳輸器在（例如）T個符號週期中傳輸T個複合導向。
MISO接收器獲得用於T個複合導向之T個所接收符號，其可表示為：r m i s o ＝h m i s o ．U ．G ＋n m i s o 等式(12)其中r m i s o 為具有用於T個複合導向之T個所接收符號之1×T列向量；h m i s o 為用於MISO接收器之1×T通道響應列向量；且n m i s o 為MISO接收器處之用於T個複合導向之1×T雜訊列向量。
所接收符號之列向量係給定為r m i s o ＝[rm i s o , a rm i s o , b ...rm i s o , T ]，其中rm i s o , m (m＝a...T)為複合導向m之所接收符號。
MISO接收器通常僅需要評估複合MISO通道（其為hm i s o ＝h1 ＋h2 ＋...＋hT )，且並非MISO通道之個別SISO通道。若適當地選擇T個增益向量，則MISO接收器可藉由簡單地對T個複合導向之T個所接收符號進行濾波（如平均化）而得到複合MISO通道之評估，如下所示： 其中 m i s o 為hm i s o 之評估且nm i s o 為hm i s o 所觀測到之雜訊。如下文所述，MISO接收器亦可藉由以具有不同係數之其他濾波器對所接收符號進行濾波而得到複合MISO通道評估。
MIMO接收器獲得用於T個複合導向之所接收符號的T個向量，其可表示為：R ＝H ．U ．G ＋N 等式(14)其中R 為具有用於T個複合導向之所接收符號之T個向量的R×T矩陣；H 為用於MIMO接收器之R×T通道響應矩陣；且N 為MIMO接收器處之用於T個複合導向之R×T雜訊矩陣。所接收符號矩陣係給定為R ＝[r o r b ...r T ]，其中r m (m＝a...T)為一具有用於複合導向m之經由R個接收天線而獲得之R個所接收符號的向量。
MIMO接收器可得到MIMO通道響應矩陣之評估如下： 其中為H 之評估且為H 所觀測到之雜訊。亦可藉由對所接收符號矩陣R 執行一些其他線性操作而獲得所評估之通道響應矩陣。
訓練矩陣U 經定義以對MISO及MIMO接收器達成良好通道評估效能。可將藉由U 中之第一訓練向量u a 產生之訓練導向認為是為MISO接收器而發送之MISO導向。可將藉由U 中之最末T－1個訓練向量ub 至uT 產生之剩餘T－1個訓練導向認為是為MIMO接收器而發送之額外導向。（例如）若傳輸器支持多個MISO接收器，則可認為MISO導向更重要。可認為用於MIMO接收器之額外導向較不重要，且其不應使一（多個）MISO接收器之通道評估效能降級。使用訓練矩陣U 及增益矩陣G 允許了有利於MISO接收器之一個空間方向同時亦支持MIMO接收器之導向傳輸。
當U 為正規正交矩陣且U 中之T個訓練向量彼此正交並具有單位功率(unit power)時，可達成通道評估之最佳效能。此正規正交狀況可表示為：U H ．U ＝I ，其中I 為單位矩陣且"H "指示共軛轉置。正規正交狀況可等效地表示為：．u m ＝1,其中m＝a...T，且．u l ＝0，其中l＝a...T，m＝a...T，且l≠m。正交訓練向量允許MISO接收器使為MIMO接收器而發送之額外導向達到平均數，使得藉由額外導向最小地降級MISO通道評估。U 中指向不同空間方向之T個訓練向量允許MIMO接收器評估MIMO通道之個別SISO通道之通道增益，或通道響應矩陣H 之R×T個元素。可以各種方式形成訓練矩陣。
在一實施例中，訓練矩陣U 為沃爾什矩陣W 。2×2沃爾什矩陣W 2 × 2 等於等式(4)中所示之U 2 × 2 。較大尺寸之沃爾什矩陣W 2 N × 2 N 可由較小尺寸之沃爾什矩陣W N × N 形成，如下所示： 沃爾什矩陣具有功率為2的平方尺寸。
在另一實施例中，訓練矩陣U 為傅立葉矩陣F 。T×T傅立葉矩陣F 具有第n行之第1列中之元素f1 , n ，其可表示為：fl , n ＝，其中l＝1...T且n＝1...T。等式(17)等式(17)中之指數中的項"l－1"及"n－1"（取代簡單的"l"及"n"）係歸因於以1開始而非以0開始之指數機制(indexing scheme)。可形成任何平方尺寸（如2×2、3×3、4×4等）之傅立葉矩陣。
每一複合導向包含藉由U 中之T個訓練向量而產生的T個訓練導向。用於每一複合導向之增益向量g m 確定傳輸功率量以用於MISO導向及額外導向。亦選擇用於T個複合導向之T個增益向量，使得：(1)MISO接收器可評估來自額外導向之具有最小降級的複合MISO通道響應，及(2)MIMO接收器可評估個別SISO通道。在一實施例中，藉由將正規正交矩陣之最末T－1個列乘以增益α而形成增益矩陣G 。此增益α確定傳輸功率之量以用於MIMO接收器之額外導向。在另一實施例中，增益矩陣G 係設定為一沿對角線為T個非零元素且於其他位置為零之對角矩陣。可將G 之T個對角元素選擇（例如）為{1，α，α，...，α}。此對角增益矩陣導致獨立傳輸T個訓練導向，其中第一訓練導向以單位功率傳輸且每一剩餘訓練導向以α2 之功率傳輸。一般而言，定義增益矩陣G 使得MISO接收器可得到複合MISO通道評估，且MIMO接收器可得到個別SISO通道評估。不同增益矩陣導致不同導向特徵且因此導致不同通道評估效能。
圖2展示了在多天線系統中為MISO及MIMO接收器傳輸導向之過程200。起初，將指數m設定為用於此指數之第一值a（步驟210）。傳輸器藉由訓練矩陣U 及增益向量gm 而產生複合導向m，例如等式(11)所示的（步驟212）。傳輸器隨後（例如）在一符號週期中自T個傳輸天線傳輸複合導向m（步驟214）。隨後更新指數m，（例如）將其設定為集合{a，b，...T}中之下一值，或在達到集合中最末值之後將其設定為第一值a（步驟216）。該過程隨後返回至步驟212以產生並傳輸另一複合導向。
作為具有四個傳輸天線之R×4系統之實例，訓練矩陣U 4 × 4 及增益矩陣G 4 × 4 可表示為： 矩陣U 4 × 4 為4×4沃爾什矩陣，且含有四個訓練向量，或者U 4 × 4 ＝[u a u b u c u d ]。矩陣G 4 × 4 係基於4×4沃爾什矩陣而形成，且含有四個增益向量，或者G 4 × 4 ＝[g a g b g c g d ]。
傳輸器可在G 4 × 4 中之四個增益向量中進行循環(cycle through)，且在四個符號週期中傳輸四個複合導向。舉例而言，傳輸器可在符號週期n中傳輸藉由g a產生之第一複合導向，隨後在符號週期n＋1中傳輸藉由g b 產生之第二符號導向，隨後在符號週期n＋2中傳輸藉由g c 產生之第三符號導向，隨後在符號週期n＋3中傳輸藉由g d 產生之第四符號導向，等等。
圖3A說明了藉由R×4系統中之MISO接收器進行之通道評估。傳輸器藉由使用訓練矩陣U 4 × 4 且藉由在G 4 × 4 中之四個增益向量中進行循環而傳輸導向，如前文所描述的。用於MISO接收器之所接收符號對於符號週期n而言為rm i s o (n)＝h m i s o ．U ．g a ＋nm i s o ，對於符號週期n＋1而言為rm i s o (n＋1)＝h m i s o ．U ．g b ＋nm i s o 等等，如圖3A所示，其中為清晰起見忽略了U 4 × 4 之注腳"4×4"。MISO接收器可藉由使用（例如）有限脈衝響應(FIR)濾波器對所接收符號進行濾波，以在符號週期n處獲得複合MISO通道評估 m i s o ，如下所示： 其中c(i)(i＝－L1 ...L2 )為FIR濾波器之係數；且L1 及L2 為FIR濾波器之時間範圍。
對於因果FIR濾波器而言，L1 ＝0，L2 1，且複合MISO通道評估 m i s o 為L2 先前符號週期與當前符號週期之所接收符號之加權和。對於非因果FIR濾波器而言，L1 1，L2 1，且複合MISO通道評估 m i s o 為L2 先前符號週期、當前符號週期，與L1 未來符號週期之所接收符號之加權和。L1 所接收符號經緩衝以建構非因果FIR濾波器。
圖3B說明了藉由R×4系統中之MIMO接收器進行之通道評估。傳輸器使用訓練矩陣U 4 × 4 及增益矩陣G 4 × 4 而傳輸導向，如上文所描述的。用於MIMO接收器之所接收符號對於符號週期n而言為r (n)＝H ．U ．g a ＋n ，對於符號週期n＋1而言為r (n＋1)＝H ．U ．g a ＋n ，等等，如圖3B所示。導引區塊(Pilot block)為所有T個複合導向傳輸於其中之最小跨度。舉例而言如圖3B所示，導引區塊為四個符號週期。MIMO接收器可對相同複合導向之所接收符號進行濾波，例如，對藉由g c 產生之複合導向之r (n－2)及r (n＋2)進行濾波，對藉由g d 產生之複合導向之r (n－1)及r (n＋3)進行濾波，等等。MIMO接收器亦可基於為一導引區塊獲得之（經濾波或未經濾波之）所接收符號而得到個別SISO通道增益評估，如圖3B所示。舉例而言，矩陣R 可由四個所接收符號向量r (n)至r (n＋3)形成，且可如等式(15)所示的對R計算通道增益評估。
為簡明起見，圖3A及3B展示了在自符號週期n－2至n＋5之整個持續時間中為靜態的MISO及MIMO通道。對於經改良之通道評估效能而言，導引區塊應短於MISO及MIMO通道之同調時間。同調時間為其中期望無線通道保持近似恆定的持續時間。
上文在圖3A及3B中對於R×4系統所述之概念可擴展至任何R×T系統。可如上述一般形成訓練矩陣U 及增益矩陣G 。傳輸器藉由U 及藉由G 中之T個增益向量而產生T個複合導向，且將此等T個複合導向傳輸至MISO及MIMO接收器。MISO及MIMO接收器可基於用於T個複合導向之接收符號分別評估其MISO及MIMO通道。
2.多載波多天線系統 多天線系統可將多載波用於資料及導向傳輸。可藉由OFDM、一些其他多載波調變技術，或一些其他構造來提供多載波。OFDM有效地將總系統頻寬(W MHz)分割為多個(K)正交頻率子頻帶。此等子頻帶亦可稱為音調(tone)、子載波、bins及頻率通道。藉由OFDM可使每一子頻帶與一可以資料進行調變之個別子載波相關聯。多天線OFDM系統可僅使用K個全部子頻帶之子集來用於資料及導向傳輸，且剩餘子頻帶可充當保護子頻帶，以允許系統滿足頻譜屏蔽要求。為簡明起見，以下描述假定所有K個子頻帶可用於資料及/或導向傳輸。
在多天線OFDM系統中於傳輸器與接收器之間的無線通道可經歷頻率選擇性衰減，其特徵為在整個系統頻寬上變化之頻率響應。每一SISO通道之K個子頻帶隨後可與不同複合通道增益相關聯。為恢復在一些或所有此等子頻帶上之資料傳輸，可需要對所有K個子頻帶之精確通道評估。
在多天線OFDM系統中用於MISO接收器之MISO通道的特徵可為K個通道響應列向量h m i s o － (k)之集合，其中k＝1...K。每一列向量h m i s o － (k)具有1×T之尺寸，且含有用於一子頻帶k之T個傳輸天線與單一接收天線之間的通道增益之T個元素。在多天線OFDM系統用於MIMO接收器之MIMO通道的特徵可為K個通道響應矩陣H (k)之集合，其中k＝1...K。每一矩陣H (k)具有R×T之尺寸，且含有用於一子頻帶k之T個傳輸天線與R個接收天線之間的通道增益之R×T個元素。
每一SISO通道之通道響應之特徵可為時域通道脈衝響應或相應的頻域通道頻率響應。通道頻率響應為通道脈衝響應之離散傅立葉轉換(DFT)。每一SISO通道之通道脈衝響應之特徵可為L個時域通道分流，其中L通常比總子頻帶數小得多，或L<K。亦即，若在傳輸天線處施加脈衝，則在對於此脈衝激勵之於接收天線處以W MHz之樣本速率的L個時域樣本將足以特徵化SISO通道之響應。用於通道脈衝響應之所需通道分流數(L)取決於系統之延遲擴散，其為接收器處具有充足能量之最早到達訊號實體與最遲到達訊號實體之間的時間差。因為對於通道脈衝響應而言，僅需要L個通道分流，故可基於與L個經適當選擇之子頻帶一樣少而非所有K個全部子頻帶之通道增益評估來完全特徵化每一SISO通道之頻率響應。
圖4展示了可用於多天線OFDM系統中之導向傳輸的子頻帶結構400。在P個導向子頻帶中每一者上發送一傳輸符號，該等P個導向子頻帶為用於導向傳輸之子頻帶，其中通常K>PL。對於經改良之效能及經簡化之接收器處理而言，P個導向子頻帶可均勻地分佈於整個K個全部子頻帶上，使得連續導向子頻帶彼此間隔K/P個子頻帶。剩餘K－P個子頻帶可用於資料傳輸，且稱為資料子頻帶。
圖5展示了用於多天線OFDM系統之例示性導向傳輸機制500。為簡明起見，圖5展示了具有四個傳輸天線之R×4 OFDM系統之導向傳輸。對於此導向傳輸機制而言，傳輸器在每一OFDM符號週期（或簡言之，每一"符號週期"）中於G 4 × 4 中之四個增益向量中進行循環並使用一增益向量g m 。相同訓練矩陣U 及相同增益向量g m 可用於P個導向子頻帶中每一者。可如等式(11)所示的產生每一子頻帶之複合導向。
亦可以其他方式傳輸用於R×T OFDM系統之T個複合導向。在另一導向傳輸機制中，於一個符號週期中在T個不同導向子頻帶集合上傳輸藉由增益向量g a 至g T 產生之T個複合導向。在另一導向傳輸機制中，在P個導向子頻帶之第一集合上傳輸藉由增益向量g a 產生之用於MISO接收器之複合導向（例如在每一符號週期中），且（例如藉由在T－1個符號週期中於增益向量g b 至g T 中進行循環）在P個導向子頻帶之第二集合上傳輸用於MIMO接收器之T－1個額外複合導向。在另一導向傳輸機制中，於不同符號週期中在P個導向子頻帶之不同集合上傳輸T個複合導向。此交錯導向允許MISO及MIMO接收器對P個以上之子頻帶獲得導向觀測，而無需在任一符號週期中增加用於導向傳輸之子頻帶的數目。一般而言，可在任何數目之子頻帶集合上及於任何數目之符號中期中傳輸T個複合導向。每一子頻帶集合可包括任何數目之導向子頻帶，且不同集合可具有相同或不同數目之導向子頻帶。每一集合中之導向子頻帶可均勻分佈於整個K個全部子頻帶上。
對於所有導向傳輸機制而言，MISO及MIMO接收器可基於其所接收之符號及使用各種通道評估技術而分別得到用於複合MISO通道及個別SISO通道之頻率響應評估。為清晰起見，下文描述了使用直接最小平方評估技術之通道評估。
圖6展示了藉由MISO接收器執行之用於多載波OFDM系統中之通道評估的過程600。MISO接收器自P個導向子頻帶而獲得用於每一複合導向之P個所接收符號之集合，其為P×1向量r m i s o , m ＝[rm i s o , m (k1 )rm i s o , m (k2 )...rm i s o , m (kP )]T （步驟610）。MISO接收器對P個所接收符號之每一集合執行P點IDFT（或IFFT），且得到用於相應複合導向之初始脈衝響應評估，其為P×1向量。（步驟612）。MISO接收器隨後對所有T個複合導向之初始脈衝響應評估進行濾波，以得到複合MISO通道之最小平方脈衝響應評估，其為P×1向量（步驟614）。含有P個通道分流，且為每一通道分流執行濾波。MISO接收器隨後可對之P個通道分流執行後處理（步驟616）。此後處理可包括（例如）：(1)定限而將具有小於預定臨限值之量值的通道分流設定為0，及/或(2)截斷以將中之P－L個通道分流設定為0。隨後對經後處理之向量進行零填位(zero－padded)至長度K以獲得經零填位之脈衝響應評估（步驟618）。
MISO接收器隨後對之K個元素執行K點DFT（或FFT），以獲得複合MISO通道之所有K個子頻帶的最終頻率響應評估，其為K×1向量 m i s o （步驟620）。 m i s o 含有K個全部子頻帶之K個通道增益評估。MISO接收器可對所接收符號rm i s o , m 、初始脈衝響應評估、最小平方脈衝響應評估，及/或最終頻率響應評估 m i s o （例如在多個OFDM符號週期中獲得）執行濾波，以得到更高品質之MISO通道評估。
或者，MISO接收器可對每一導向子頻帶之所接收符號進行濾波，並得到複合MISO通道之P個導向子頻帶之初始頻率響應評估。MISO接收器隨後可使用直接最小平方評估技術來處理此初始頻率響應評估（例如轉換為時域、後處理、零填位，且轉換回至頻域），以獲得複合MISO通道之最終頻率響應評估 m i s o 。MIMO接收器因此可如圖6所示的對時域通道分流執行濾波，或對頻域所接收符號執行濾波。圖6中之時域處理更適用於在導向子頻帶之不同集合上傳輸T個複合導向之導向傳輸機制。
圖7展示藉由MIMO接收器執行之用於多載波OFDM系統中之通道評估的過程700。MIMO接收器自P個導向子頻帶獲得用於接收天線與複合導向之每一不同組合之P個接收符號之一集合（步驟710）。用於接收天線i及複合導向m之P個接收符號之該集合係指示為{ri , m (k)}或ri , m (k)，kPs e t ，其中Ps e t 指示P個導向子頻帶之集合。MIMO接收器獲得用於R個接收天線及T個複合導向之所接收符號的R×T集合。此等R×T個所接收符號集合可表示為：R (k)＝，其中kPs e t 。等式(20)用於每一導向子頻帶k之矩陣R (k)具有R×T之大小，且含有獲自導向子頻帶k之用於T個複合導向之所接收符號的T個行。R (k)因此在形式上類似於等式(14)中所述之用於單載波多天線系統之矩陣R。
MIMO接收器對用於接收天線i與複合導向m之每一組合的P個接收符號集合{ri , m (k)}執行P點IDFT（或IFFT），以得到用於接收天線與複合導向之該組合的P分流初始脈衝響應評估{hi , m (τ)}（步驟712）。用於R個接收天線及T個複合導向之R×T個初始脈衝響應評估可表示為：H m i t (τ)＝，其中τ＝1...P。等式(21)MIMO接收器隨後得到MIMO通道之個別SISO通道的最小平方脈衝響應評估（步驟714），如下所示：(τ)＝H i n i t (τ)．G － 1 ．U － 1 ，其中τ＝1...P。等式(22)自等式(22)可知，MIMO接收器獲得R×T個最小平方脈衝響應評估，其中i＝1...R且j＝1...T。每一最小平方脈衝響應評估含有可藉由執行定限及/或截斷而進行後處理之P個通道分流（步驟716）。隨後將每一經後處理脈衝響應評估或序列零填位至長度K（步驟718）。MIMO接收器隨後對每一經零填位序列執行K點DFT（或FFT）以獲得用於一SISO通道之最終頻率響應評估（步驟720）。含有傳輸天線j與接收天線i之間之SISO通道之K個全部子頻帶的K個通道增益評估。
或者，MIMO接收器可得到每一導向子頻帶之初始頻率響應評估 i n i t (k)，如下所示： i n i t (k)＝R (k)．G － 1 ．U － 1 ，其中kPs e t 。 等式(23)可藉由方塊結構矩陣 i n i t ＝[ i n i t (k1 ) i n i t (k2 )… i n i t (kP )]來表示P個導向子頻帶之初始頻率響應評估。 i n i t 之前尺寸(front dimension)中之每一元素表示一SISO通道之P個導向子頻帶之初始頻率響應評估。MIMO接收器隨後（例如以上文對於所述之相同方式）處理每一初始頻率響應評估，以得到SISO通道之所有K個子頻帶之最終頻率響應評估。
MIMO接收器因此可以G － 1 ×U － 1 對時域通道分流執行矩陣乘法（如等式(22)所示的），或如等式(23)所示的，對頻域所接收符號執行矩陣乘法，以獲得個別SISO通道之通道評估。等式(22)中之時域處理更適用於在導向子頻帶之不同集合上傳輸T個複合導向之導向傳輸機制。
MIMO接收器可對所接收符號{ri , m (k)}、初始脈衝響應評估{hi , m (τ)}、最小平方脈衝響應評估，及/或最終頻率響應評估執行濾波。通常分別對每一子頻帶k或分流指數τ且亦對相同指數對(i, m)或(i, j)執行濾波。
MISO及MIMO接收器亦可基於內插法之其他形式而非最小平方評估技術來得到最終頻率響應評估。
3.分集(Diversity) 傳輸器可以一方式傳輸導向以達成分集。對於多天線OFDM系統而言，傳輸器可產生每一複合導向如下：x m (k)＝B (k)．U ．g m ，其中kPs e t 。 等式(24)其中B (k)為具有以下形式之T×T對角矩陣： 其中bj (k)為傳輸天線j之子頻帶k的加權。加權bj (k)可定義為：bj (k)＝，其中j＝1...T且k＝1...K， 等式(26)其中Dj 為傳輸天線j之延遲。
等式(26)中所示之加權對應於每一傳輸天線之整個K個全部子頻帶上的進行性相移。對於T個傳輸天線而言，相移以不同速率改變。此等加權自每一子頻帶之T個傳輸天線有效形成不同射束，其提供了分集。可藉由以下操作在時域中等效地執行等式(26)中所示之空間處理：(1)對待傳輸於每一傳輸天線j之K個子頻帶上之K個符號執行K點IDFT，以獲得用於該傳輸天線之K個時域樣本，及(2)將每一傳輸天線j之K個時域樣本循環地延遲（或循環地進行移相）Dj 之延遲。可將每一傳輸天線之延遲選擇為（例如）Dj ＝△D．(j－1)，j＝1...T，其中△D可等於一樣本週期、樣本週期之一部分，或一個以上樣本週期。因此可將每一天線之時域樣本循環地延遲一不同量。所有T個傳輸天線之最大延遲應小於通道長度L。
對於單載波多天線系統而言，傳輸器可將每一傳輸天線j之傳輸符號延遲Dj 。可選擇所有T個傳輸天線之最大延遲使其小於一符號週期（例如，一小部分）。
對於單載波及多載波多天線系統而言，MISO接收器可以上述方式得到複合MISO通道評估。然而，藉由MISO接收器觀測到之用於每一傳輸天線j之通道脈衝響應由於藉由傳輸器進行之分集處理而被循環地延遲Dj 。所觀測到之複合MISO通道脈衝響應隨後為hm i s o (τ)＝h1 (τ－D1 )＋h2 (τ－D2 )＋...＋hT (τ－DT )，且包含T個傳輸天線之T個經循環延遲之通道脈衝響應。若以與導向相同之方式傳輸資料（其通常為該狀況），則藉由MISO接收器獲得之複合MISO通道評估適用於資料偵測。
MIMO接收器可以上述方式得到個別SISO通道評估。然而，每一傳輸天線j之每一SISO通道的脈衝響應被循環地延遲了Dj ，其係藉由該傳輸天線之傳輸器而引入。因此，MIMO接收器觀測SISO通道之{hi , j (τ－Dj )}之通道脈衝響應，其中i＝1...R且j＝1...T。對於每一傳輸天線j而言，MIMO接收器可將該傳輸天線j之R個SISO通道脈衝響應評估中每一者循環地進行移相延遲Dj 。MIMO接收器因此能夠適當地對準T個傳輸天線與R個接收天線之間的R×T個SISO通道之R×T脈衝響應評估。若以Dj 之延遲自每一傳輸天線j發送資料及導向，則MIMO接收器無需對每一SISO通道脈衝響應評估進行循環地移相。一般而言，以與資料傳輸一致之方式執行通道評估。
4.系統 圖8展示了多天線OFDM系統中之傳輸器110x、MISO接收器150x，及MIMO接收器150y之方塊圖。在傳輸器110x處，TX資料處理器820接收、編碼、交錯，及符號映射（或調變）流量資料(traffic data)，並提供資料符號{s(k)}。每一資料符號為資料之調變符號。TX空間處理器830接收並空間處理資料符號、產生複合導向、以複合導向之傳輸符號來多路傳輸資料符號，並提供輸出符號之T個流至T個傳輸器單元(TMTR)832a至832t。每一輸出符號可用於資料或導向，且在一OFDM符號週期中於一傳輸天線之一子頻帶上發送。每一傳輸器單元832處理其輸出符號流並產生調變訊號。T個傳輸器單元832a至832t提供T個經調變訊號以分別用於自T個天線834a至834t之傳輸。
在MISO接收器150x處，天線852x接收來自傳輸器110x之T個經調變訊號，並將所接收訊號提供至接收器單元(RCVR)854x。接收器單元854x執行對藉由傳輸器單元832加以執行之處理進行補充之處理，並提供(1)所接收資料符號至偵測器860x，及提供(2)所接收導向符號至控制器880x內之通道評估器884x。通道評估器884x執行MISO接收器之通道評估並提供複合MISO通道響應評估 m i s o 。偵測器860x藉由複合MISO通道評估對所接收資料符號執行偵測（如進行匹配濾波及/或均勻化），並提供經偵測符號，該等經偵測符號為藉由傳輸器110x加以發送之資料符號的評估。接收器(RX)資料處理器870x隨後符號解映射、解交錯，及解碼所偵測符號，並提供解碼資料，其為所傳輸之流量資料之評估。
在MIMO接收器150y處，R個天線852a至852r接收來自傳輸器110x之T個經調變訊號，且每一天線852提供一所接收訊號至一個別接收器單元854。每一接收器單元854執行對藉由傳輸器單元832執行之處理進行補充之處理，並提供(1)所接收資料符號至RX空間處理器860y，及提供(2)所接收導向符號至控制器880y內之通道評估器884y。通道評估器884y執行MIMO接收器之通道評估，兵提供MIMO通道響應評估 m i s o 。RX空間處理器860y藉由MIMO通道響應評估對來自R個接收器單元854a至854r之R個所接收資料符號流執行空間處理，並提供所偵測符號。RX資料處理器870y符號解映射、解交錯，及解碼所偵測符號並提供經解碼資料。
控制器840、880x及880y控制分別在傳輸器110x、MISO接收器150x，及MIMO接收器150y處之各種處理單元之運作。記憶體單元842、882x及882y儲存分別由控制器840、880x及880y使用之資料及/或程式碼。
圖9展示了傳輸器110x處之TX空間處理器830及傳輸器單元832之一實施例的方塊圖。TX空間處理器830包括一導向產生器910、一資料空間處理器920，及用於T個傳輸天線之T個多工器(Mux)930a至930t。
導向產生器910產生用於MISO及MIMO接收器之T個複合導向。為產生導向子頻帶k之複合導向m，T個純量倍增器912a至912t分別以增益向量gm 中之T個增益gm , a 至gm , T 乘T個訓練導向之T個導向符號pa (k)至pr (k)。T個向量倍增器914a至914t隨後分別以矩陣U 中之T個訓練向量u a 至u T 乘來自T個倍增器912a至912t之T個經按比例縮放之導向符號。組合器916接收並合計來自倍增器914a至914t之T個向量，且產生用於導向子頻帶k上之複合導向m的傳輸符號向量x m (k)。一般而言，相同或不同導向符號可用於T個訓練向量。相同或不同導向符號、相同或不同增益向量，及相同或不同訓練矩陣可用於導向子頻帶。
資料空間處理器920接收來自TX資料處理器820之資料符號{s(k)}並對此等資料符號執行空間處理。舉例而言，資料空間處理器920可將資料符號解多工為用於T個傳輸天線之T個子流。資料空間處理器920視系統設計而定可或可能不對此等子流執行額外空間處理。每一多工器930接收來自資料空間處理器920之個別資料符號子流及用於其所關聯之傳輸天線j之傳輸符號、藉由傳輸符號多路傳輸資料符號，並提供輸出符號流。
每一傳輸器單元832接收並處理個別輸出符號流。在每一傳輸器單元832內，IFFT單元942使用K點IFFT將K個全部子頻帶之K個輸出符號之每一集合轉換為時域，並提供一含有K個時域晶片之經轉換符號。循環前置項產生器944重複每一經轉換符號之一部分以形成一含有K＋C個晶片之OFDM符號，其中C為經重複之晶片的數目。所重複之部分被稱為循環前置項且用以對抗無線通道中之延遲擴散。TX射頻(RF)單元946將OFDM符號流轉換為一或多個類比訊號，且對該（該等）類比訊號進行進一步放大、濾波，及增頻轉換，以產生一自相關聯天線834而傳輸之經調變訊號。循環前置項產生器944及/或TX RF單元946亦可提供用於其傳輸天線之循環延遲。
圖10A展示了接收器單元854i之一實施例的方塊圖，其可用於MISO接收器150x及MIMO接收器150y處之每一接收器單元。在接收器單元854i內，RXRF單元1012調節（如濾波、放大及降頻轉換）來自相關聯天線852i之所接收訊號、數位化經調節之訊號，並提供樣本流。循環前置項移除單元1014移除附加至每一OFDM符號之循環前置項，並提供所接收之經轉換符號。FFT單元1016使用K點FFT將每一所接收之經轉換符號的K個樣本轉換為頻域，並獲得用於K個全部子頻帶之K個所接收符號。對於MISO接收器150x而言，FFT單元1016將用於資料子頻帶之所接收資料符號提供至偵測器860x，並將用於導向子頻帶之所接收導向符號提供至通道評估器884x。對於MIMO接收器150y而言，FFT單元1016將所接收資料符號提供至RX空間處理器860y並將所接收導向符號提供至通道評估器884y。
圖10B展示了用於MIMO接收器150y之通道評估器884y之一實施例，其建構直接最小平方評估技術。在通道評估器884y內，FFT單元1020獲得用於接收天線i與複合導向m之每一組合的所接收導向符號{ri , m (k)}之一集合，並對所接收符號集合執行P點IFFT以獲得一用於接收天線與複合導向之該組合的初始脈衝響應評估{hi , m (τ)}。矩陣乘法單元1022接收用於R個接收天線及T個複合導向之R×T個初始脈衝響應評估、如等式(22)所示的以矩陣U － 1 及G － 1 乘此等R×T個初始脈衝響應評估，並提供用於MIMO通道之R×T個SISO通道的R×T最小平方脈衝響應評估。後處理器1024可執行定限及/或截斷並進一步為每一最小平方脈衝響應評估執行零填位。FFT單元1026對每一經零填位脈衝響應評估執行K點FFT並提供一相應最終通道頻率響應評估{ i , j (k)}。通道評估器884y可對{ri , m (k)}、{hi , m (τ)}、，及/或{ i , j (k)}執行濾波。通道評估器884y將用於所有SISO通道之最終頻率響應評估提供至RX空間處理器860y。RX空間處理器860y將此等通道評估用於所接收資料符號之空間處理以獲得經偵測符號{(k)}，其為所傳輸資料符號{s(k)}之評估。
本文所述之導向傳輸及通道評估技術可用於各種基於OFDM之系統。一種此系統為正交分頻多工存取(OFDMA)通訊系統，其利用OFDM且可同時支持多個使用者。基於OFDM之系統亦可利用跳頻，使得在不同時間間隔中於不同子頻帶上傳輸資料，該等時間間隔亦稱為跳躍週期。對於每一使用者而言，可（例如）藉由指派給該使用者之偽隨機跳頻序列來確定在每一跳躍週期中用於資料傳輸之一（多個）特定子頻帶。對於跳頻OFDM系統而言，可在不同子頻帶上發送導向及資料。即使K個子頻帶中僅一個或一小子集用於資料傳輸，每一使用者仍可能需要評估全部MISO或MIMO通道響應（如所有K個子頻帶）。
可藉由各種方法來建構本文所述之導向傳輸及通道評估技術。舉例而言，可以硬體、軟體或其組合來建構對導向傳輸及通道評估之處理。對於硬體實施例而言，用於傳輸器處之導向傳輸的處理單元可建構於一或多個特殊應用積體電路(ASIC)、數位訊號處理器(DSP)、數位訊號處理裝置(DSPD)、可程式化邏輯裝置(PLD)、場可程式化閘陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、經設計以執行本文所述之功能的其他電子單元，或其組合內。用於接收器處之通道評估的處理單元亦可建構於一或多個ASIC、DSP等等內。
對於軟體實施例而言，可以執行本文所述之功能的模組（如程序、函數等等）來建構本文所述之處理。軟體碼可儲存於記憶體單元（如圖8中之記憶體單元842、882x及882y）中，並藉由處理器（如控制器840、880x及880y）加以執行。記憶體可建構於處理器內或處理器外部，在該狀況下，其可經由此項技術中已知的各種方法通訊地耦接至處理器。
本文所包括之標題用於參考，且用於幫助定位某些部分。此等標題並非用以限制其下文所述之概念的範疇，且此等概念可適用於整個說明書之其他部分。
提供所揭示實施例之先前描述以使得任何熟習此項技術者能夠製造或使用本發明。熟習此項技術者將容易瞭解此等實施例之各種修正，且可在不偏離本發明之精神或範疇的情況下將本文所界定之一般原理應用於其他實施例。因此，本發明並非用以侷限於本文所示之實施例，而是需要符合與本文所述之原理及新穎特徵相一致之最廣泛範疇。
100．．．多天線通訊系統
110．．．傳輸器
110．．．x傳輸器
112．．．導向產生器
150a．．．MISO接收器
150b．．．MIMO接收器
150x．．．MISO接收器
150y．．．MIMO接收器
200．．．過程
400．．．子頻帶結構
500．．．導向傳輸機制
820．．．TX資料處理器
830．．．TX空間處理器
832a至832t．．．傳輸器單元
834，834a至834t．．．天線
840．．．控制器
842，882x，882y．．．記憶體單元
852i．．．天線
852x，852a至852r．．．天線
854i．．．接收器單元
854x，854a至854r．．．接收器單元
860x．．．偵測器
860y．．．RX空間處理器
870y．．．RX資料處理器
880x，880y．．．控制器
884x．．．通道評估器
884y．．．通道評估器
870x．．．接收器(RX)資料處理器
910．．．導向產生器
912a至912t．．．純量倍增器
914a至914t．．．向量倍增器
916．．．組合器
920．．．資料空間處理器
930，930a至930t．．．多工器
942．．．IFFT單元
944．．．循環前置項產生器
946．．．TX RF單元
1012．．．RX RF單元
1014．．．循環前置項移除單元
1016．．．FFT單元
1020．．．FFT單元
1022．．．矩陣乘法單元
1024．．．後處理器
1026．．．FFT單元
圖1展示了具有一傳輸器及兩個接收器之多天線系統。
圖2展示了用以在多天線系統中傳輸導向之過程。
圖3A及3B說明了分別藉由MISO接收器及MIMO接收器加以執行之用於四個複合導向之通道評估。
圖4展示了用於多個天線OFDM系統之子頻帶結構。
圖5展示了一例示性導向傳輸機制。
圖6展示了用於MISO接收器之通道評估過程。
圖7展示了用於MIMO接收器之通道評估過程。
圖8展示了傳輸器、MISO接收器及MIMO接收器之方塊圖。
圖9展示了傳輸(TX)空間處理器及在傳輸器處之傳輸器單元的方塊圖。
圖10A及10B分別展示了用於MIMO接收器之接收器單元及通道評估器之方塊圖。

Claims (46)

  1. 一種在一無線通訊系統中傳輸一導向之方法，包含：藉由一第一矩陣及一第二矩陣產生複數個複合導向，每一複合導向包含藉由該第一矩陣之複數個正交行產生並藉由該第二矩陣之一行中之複數個增益元素進行按比例縮放的複數個訓練導向；及經由複數個傳輸天線傳輸該等複數個複合導向中之每一者，其中該第二矩陣之該複數個增益元素與該第一矩陣一起使用以評估一多輸入單一輸出通道。
  2. 如請求項1之方法，其中該產生該等複合導向之步驟對於每一複合導向而言，包含：藉由該第一矩陣之該等複數個行產生該等複數個訓練導向；藉由該第二矩陣之一行中之該等複數個增益元素，按比例縮放該等複數個訓練導向；及組合該等複數個經按比例縮放之訓練導，以產生該複合導向。
  3. 如請求項1之方法，其中該產生該等複數個複合導向之步驟包含：產生該等複數個複合導向，使得對於每一複合導向而言，以單位功率傳輸該等複數個訓練導向中之一訓練導向，並以少於單位功率之功率傳輸每一剩餘訓練導向。
  4. 如請求項1之方法，進一步包含： 藉由一具有複數個正交行之正規正交矩陣來形成該第一矩陣。
  5. 如請求項1之方法，進一步包含：藉由一沃爾什矩陣或一傅立葉矩陣而形成該第一矩陣。
  6. 如請求項1之方法，進一步包含：基於一增益值及一具有複數個正交行之正規正交矩陣來形成該第二矩陣。
  7. 如請求項1之方法，進一步包含：基於一增益值及一沃爾什矩陣或一傅立葉矩陣而形成該第二矩陣。
  8. 如請求項1之方法，進一步包含：將來自該等複數個傳輸天線中每一者之導向傳輸延遲一選擇用於該傳輸天線之延遲。
  9. 如請求項1之方法，其中該產生該等複數個複合導向之步驟包含：藉由該第一矩陣、該第二矩陣，及用於複數個頻率子頻帶之複數個第三矩陣，產生該等複數個複合導向，該等複數個第三矩陣提供用於該等複數個複合導向之分集。
  10. 如請求項1之方法，其中該傳輸該等複數個複合導向中每一者之步驟包含：在一不同符號週期中，經由該等複數個傳輸天線傳輸每一複合導向。
  11. 如請求項1之方法，其中該傳輸該等複數個複合導向中每一者之步驟包含：在複數個頻率子頻帶上，經由該等複數個傳輸天線傳輸每一複合導向。
  12. 一種在一無線通訊系統中傳輸一導向之方法，包含：藉由一訓練矩陣及一第一增益向量產生一第一複合導向，該第一複合導向包含藉由該訓練矩陣之複數個正交行產生並藉由該第一增益向量中之複數個增益元素進行按比例縮放之複數個訓練導向；藉由該訓練矩陣及至少一額外增益向量，選擇性地產生至少一額外複合導向；及經由複數個傳輸天線傳輸該第一複合導向，及若產生的話，則傳輸該至少一額外複合導向，其中該第一增益向量之該複數個增益元素，及若選擇性地產生該至少一額外增益向量的話，與該訓練矩陣一起使用以評估一多輸入單一輸出通道。
  13. 如請求項12之方法，其中該選擇性地產生至少一額外複合導向之步驟包含：若具有多個天線之至少一接收器正在接收該至少一額外複合導向，則產生該導向。
  14. 一種在一無線通訊系統中之設備，包含：一導向產生器，其可操作以藉由一第一矩陣及一第二矩陣產生複數個複合導向，每一複合導向包含藉由該第一矩陣之複數個正交行產生並藉由該第二矩陣之一行 中之複數個增益元素進行按比例縮放之複數個訓練導向；及複數個傳輸器單元，其可操作以經由複數個傳輸天線傳輸該等複數個複合導向中之每一者，其中該第二矩陣之該複數個增益元素與該第一矩陣一起使用以評估一多輸入單一輸出通道。
  15. 如請求項14之設備，其中對於每一複合導向而言，該導向產生器可操作以藉由該第一矩陣之該等複數個行產生該等複數個訓練導向、藉由該第二矩陣之一行中之該等複數個增益元素而按比例縮放該等複數個訓練導向，及組合該等複數個經按比例縮放之訓練導向以產生該複合導向。
  16. 如請求項14之設備，其中該導向產生器可操作以產生該等複數個複合導向，使得對於每一複合導向而言，以單位功率來傳輸該等複數個訓練導向中之一訓練導向，且以小於單位功率之功率來傳輸每一剩餘訓練導向。
  17. 如請求項14之設備，其中該等複數個傳輸器單元可操作以將來自該等複數個傳輸天線中每一者之導向傳輸延遲一選擇用於該傳輸天線之延遲。
  18. 如請求項14之設備，其中該第一矩陣及該第二矩陣各自係基於一具有複數個正交行之正規正交矩陣而形成。
  19. 一種在一無線通訊系統中之設備，包含：用於藉由一第一矩陣及一第二矩陣產生複數個複合導向之構件，每一複合導向包含藉由該第一矩陣之複數個 正交行產生並藉由該第二矩陣之一行中之複數個增益元素進行按比例縮放之複數個訓練導向；及用於經由複數個傳輸天線傳輸該等複數個複合導向中之每一者之構件，其中該第二矩陣之該複數個增益元素與該第一矩陣一起使用以評估一多輸入單一輸出通道。
  20. 如請求項19之設備，其中該用於產生該等複數個複合導向之構件對每一複合導向而言，包含：用於藉由該第一矩陣之該等複數個行產生該等複數個訓練導向之構件；用於藉由該第二矩陣之一行中之該等複數個增益元素按比例縮放該等複數個訓練導向之構件；及用於組合該等複數個經按比例縮放之訓練導向以產生該複合導向之構件。
  21. 如請求項19之設備，其中該用於產生該等複數個複合導向之構件包含：用於產生該等複數個複合導向，使得對於每一複合導向而言，以單位功率來傳輸該等複數個訓練導向中之一訓練導向且以小於單位功率之功率來傳輸每一剩餘訓練導向之構件。
  22. 一種在一無線通訊系統中執行通道評估之方法，包含：經由一單一接收天線獲得用於經由複數個傳輸天線傳輸之複數個複合導向的所接收符號，每一複合導向包含藉由一第一矩陣之複數個正交行產生並藉由一第二矩陣 之一行中之複數個增益元素進行按比例縮放之複數個訓練導向；及處理該等所接收符號以獲得該等複數個傳輸天線與該單一接收天線之間之一多輸入單一輸出(MISO)通道之一評估，其中該第二矩陣之該複數個增益元素與該第一矩陣一起使用以評估一多輸入單一輸出通道。
  23. 如請求項22之方法，其中該處理該等所接收符號之步驟包含：對該等所接收符號進行濾波以獲得該MISO通道之該評估。
  24. 如請求項22之方法，其中該處理該等所接收符號之步驟包含：基於該等所接收符號得到該等複數個複合導向之複數個初始脈衝響應評估；及對該等複數個初始脈衝響應評估進行濾波以獲得該MISO通道之一脈衝響應評估。
  25. 如請求項24之方法，其中該處理該等所接收符號之步驟進一步包含：保持該MISO通道之該脈衝響應評估中之第一L個通道分流，其中L為一大於一之整數；及將該MISO通道之該脈衝響應評估中剩餘之通道分流設定為零。
  26. 如請求項24之方法，其中該處理該等所接收符號之步驟 進一步包含：將該MISO通道之該脈衝響應評估中具有低於一預定臨限值之量值的通道分流設定為零。
  27. 如請求項24之方法，其中該處理該等所接收符號之步驟進一步包含：基於該MISO通道之該脈衝響應評估得到該MISO通道之一頻率響應評估。
  28. 一種在一無線通訊系統中之設備，包含：一接收器單元，其可操作以提供用於自複數個傳輸天線傳輸至一單一接收天線之複數個複合導向的所接收符號，每一複合導向包含藉由一第一矩陣之複數個正交行產生並藉由一第二矩陣之一行中之複數個增益元素進行按比例縮放之複數個訓練導向；及一通道評估器，其可操作以處理該等所接收符號，以獲得該等複數個傳輸天線與該單一接收天線之間之一多輸入單一輸出(MISO)通道之一評估，其中該第二矩陣之該複數個增益元素與該第一矩陣一起使用以評估一多輸入單一輸出通道。
  29. 如請求項28之設備，其中該通道評估器可操作以對該等所接收符號進行濾波，以獲得該MISO通道之該評估。
  30. 如請求項28之設備，其中該通道評估器可操作以基於該等所接收符號得到該等複數個複合導向之複數個初始脈衝響應評估，且可操作以對該等複數個初始脈衝響應評估進行濾波，以獲得該MISO通道之一脈衝響應評估。
  31. 一種在一無線通訊系統中之設備，包含：用於經由一單一接收天線獲得用於經由複數個傳輸天線傳輸之複數個複合導向之所接收符號的構件，每一複合導向包含藉由一第一矩陣之複數個正交行產生並藉由一第二矩陣之一行中之複數個增益元素進行按比例縮放之複數個訓練導向；及用於處理該等所接收符號以獲得該等複數個傳輸天線與該單一接收天線之間之一多輸入單一輸出(MISO)通道之一評估的構件，其中該第二矩陣之該複數個增益元素與該第一矩陣一起使用以評估一多輸入單一輸出通道。
  32. 如請求項31之設備，其中該用於處理該等所接收符號之構件包含：用於對該等所接收符號進行濾波以獲得該MISO通道之該評估的構件。
  33. 如請求項31之設備，其中該用於處理該等所接收符號之構件包含：用於基於該等所接收符號得到該等複數個複合導向之複數個初始脈衝響應評估的構件；及用於對該等複數個初始脈衝響應評估進行濾波以獲得該MISO通道之一脈衝響應評估的構件。
  34. 一種在一無線通訊系統中執行通道評估之方法，包含：經由複數個接收天線獲得用於經由複數個傳輸天線傳輸之複數個複合導向之所接收符號，每一複合導向包含 藉由一第一矩陣之複數個正交行產生並藉由一第二矩陣之一行中之複數個增益元素進行按比例縮放的複數個訓練導向；及基於該第一矩陣及該第二矩陣處理該等所接收符號以獲得該等複數個傳輸天線與該等複數個接收天線之間之複數個單一輸入單一輸出(SISO)通道之評估，其中該第二矩陣之該複數個增益元素與該第一矩陣一起使用以評估一多輸入單一輸出通道。
  35. 如請求項34之方法，其中該處理該等所接收符號之步驟包含：基於該第一矩陣及該第二矩陣對該等所接收符號執行矩陣乘法，以獲得該等複數個SISO通道之評估。
  36. 如請求項34之方法，其中該處理該等所接收符號之步驟包含：基於該等所接收符號得到複合導向與接收天線之複數個組合的複數個初始脈衝響應評估；及基於該第一矩陣及該第二矩陣處理該等複數個初始脈衝響應評估，以獲得該等複數個SISO通道之複數個中間脈衝響應評估。
  37. 如請求項36之方法，其中該處理該等所接收符號之步驟進一步包含：保持該等複數個中間脈衝響應評估中之每一者中之第一L個通道分流，其中L為一大於一之整數；及將該等複數個中間脈衝響應評估中之每一者中之剩餘 通道分流設定為零。
  38. 如請求項36之方法，其中該處理該等所接收符號之步驟進一步包含：將該等複數個中間脈衝響應評估中之每一者之具有低於一預定臨限值之量值的通道分流設定為零。
  39. 如請求項36之方法，其中該處理該等所接收符號之步驟進一步包含：基於在該等複數個傳輸天線處所引入之延遲，延遲該等複數個中間脈衝響應評估。
  40. 如請求項36之方法，其中該處理該等所接收符號之步驟進一步包含：基於該等複數個中間脈衝響應評估，得到該等複數個SISO通道之複數個頻率響應評估。
  41. 如請求項34之方法，其中該處理該等所接收符號之步驟包含：基於該第一矩陣及該第二矩陣處理該等所接收符號，以獲得該等複數個SISO通道之複數個初始頻率響應評估；基於該等複數個初始頻率響應評估得到該等複數個SISO通道之複數個脈衝響應評估；及基於該等複數個脈衝響應評估得到該等複數個SISO通道之複數個最終頻率響應評估。
  42. 一種在一無線通訊系統中之設備，包含：複數個接收器單元，其可操作以提供用於自複數個傳 輸天線傳輸至複數個接收天線之複數個複合導向的所接收符號，每一複合導向包含藉由一第一矩陣之複數個正交行產生並藉由一第二矩陣之一行中之複數個增益元素進行按比例縮放的複數個訓練導向；及一通道評估器，其可操作以基於該第一矩陣及該第二矩陣處理該等所接收符號，以獲得該等複數個傳輸天線與該等複數個接收天線之間之複數個單一輸入單一輸出(SISO)通道之評估，其中該第二矩陣之該複數個增益元素與該第一矩陣一起使用以評估一多輸入單一輸出通道。
  43. 如請求項42之設備，其中該通道評估器可操作以基於該第一矩陣及該第二矩陣對該等所接收符號執行矩陣乘法，以獲得該等複數個SISO通道之評估。
  44. 如請求項42之設備，其中該通道評估器可操作以基於該等所接收符號得到複合導向與接收天線之複數個組合的複數個初始脈衝響應評估，且可操作以基於該第一矩陣及該第二矩陣處理該等複數個初始脈衝響應評估，以獲得該等複數個SISO通道之複數個中間脈衝響應評估。
  45. 一種在一無線通訊系統中之設備，包含：用於經由複數個接收天線獲得用於經由複數個傳輸天線傳輸之複數個複合導向之所接收符號的構件，每一複合導向包含藉由一第一矩陣之複數個正交行產生並藉由一第二矩陣之一行中之複數個增益元素進行按比例縮放的複數個訓練導向；及 用於基於該第一矩陣及該第二矩陣處理該等所接收符號以獲得該等複數個傳輸天線與該等複數個接收天線之間之複數個單一輸入單一輸出(SISO)通道之評估的構件，其中該第二矩陣之該複數個增益元素與該第一矩陣一起使用以評估一多輸入單一輸出通道。
  46. 如請求項45之設備，其中該用於處理該等所接收符號之構件包含：用於基於該等所接收符號得到複合導向與接收天線之複數個組合之複數個初始脈衝響應評估的構件；及用於基於該第一矩陣及該第二矩陣處理該等複數個初始脈衝響應評估，以獲得該等複數個SISO通道之複數個中間脈衝響應評估的構件。
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