TWI427988B - 執行相偏移型預編碼之方法及在無線通訊系統中支援此方法之設備 - Google Patents

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Description

執行相偏移型預編碼之方法及在無線通訊系統中支援此方法之設備
本發明係關於執行相偏移型預編碼之方法，尤其係關於執行相偏移型預編碼之方法以及在無線通訊系統內支援該方法之設備。
隨著眾多多媒體服務的用途與使用人口成長以及通訊服務廣泛使用，無線服務的需求迅速增加。為了包容變更的需求，最重要就是增加通訊系統的容量。增加容量的方法包含找尋新可用的頻寬，以及改善現有資源的效率。
針對改善現有資源使用的範例，傳輸器與接收器可配備多根天線來有效運用空間領域內的資源，達成異變增益。再者，多根天線允許資料透過每根天線平行傳輸，如此增加傳輸容量。
有關使用多根天線傳輸與接收資料的方法可由使用正交頻率區分多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)的多進多出(Multi Input,Multi Output，MIMO)系統所代表。
因此，本發明係關於一種執行相偏移型預編碼之方法以及在無線通訊系統內支援該方法之設備，其排除由於相關技術的限制與缺點造成的一或多項問題。
本發明的目的在於提供在使用複數個子載波的多天線系統內運用相偏移型預編碼來傳輸資料之方法。
本發明的其他目的在於提供在使用複數個子載波的多天線系統內運用相偏移型預編碼來傳輸資料之設備。
在下列說明中將公佈部分本發明的其他優點、目的與特徵，並且對於原本就精通此技術的人士而言，有些部分從下列試驗就可理解，或者熟習本發明就可知道。藉由書面說明中和其申請專利範圍及附屬圖式內特別點出的結構，如此就可實現並獲得本發明的目的與其他優點。
若要達到這些目的以及其他優點並且依照本發明目的，針對具體實施例以及此處的廣泛說明，在使用複數個子載波的多天線系統內運用相偏移型預編碼來傳輸資料之方法包含： 決定一對角線矩陣，以提供不同的相位角度給每一該複數個天線，當成一相偏移型預編碼矩陣的一部分；從一第一程式碼庫內選擇一單位矩陣當成一相偏移型預編碼矩陣的該部分；以及根據該對角線矩陣以及該單位矩陣來對與子載波相關的符號執行預編碼。
在本發明的其他態樣內，在使用複數個子載波的多天線系統內運用相偏移型預編碼來傳輸資料之設備包含： 一預編碼矩陣決定模組，其配置成決定相偏移和程式碼庫至少之一的對角線矩陣，並且該相偏移型預編碼矩陣係以該對角線矩陣與一單位矩陣為基礎；以及一預編碼模組，其配置成根據該對角線矩陣以及該單位矩陣來在對應子載波的符號上執行預編碼。
吾人可瞭解，本發明上述一般說明以及下列實施方式都僅是示例性與示範，用於提供本發明的進一步解釋當成申請專利範圍。
在此將詳細參考本發明的較佳具體實施例，附圖內將說明其範例。無論在什麼地方，在所有圖式中將使用相同的參考號碼來代表相同或相似的部分。
第1圖為說明MIMO系統內傳輸器與接收器的結構之示範圖。請參閱第1圖，傳輸器包含一通道編碼器101、一對映器103、一序列對並列(Serial－to－parallel，S/P)轉換器105以及一多天線編碼器107。尤其是，通道編碼器101可將重複(或額外)位元附加至傳輸資料位元，以便減少通道以及/或雜訊造成的干擾。對映器103可將資料位元轉換成資料符號，並且S/P轉換器105可對準資料符號來配置給子載波。最後，多天線編碼器107可將並列的質料符號轉換成時空信號。
另外，該接收器包含一多天線解碼器109、一並列對序列(Parallel－to－serial，P/S)轉換器111、一解對映器113以及一通道解碼器115。接收器的多天線解碼器109、P/S轉接器111、解對映器113以及通道解碼器115之功能分別與傳輸器的多天線編碼器107、S/P轉換器105、對映器103以及通道編碼器的功能相反，因此將省略其詳細說明。
在多天線OFDM系統內，可使用許多方式來增加資料傳輸的可靠度。這些方法包含時空碼(Space－time Code，STC)法以及週期性延遲異變(Cyclic Delay Diversity，CDD)法。STC和CDD法可用來達成空間異變。更進一步，這些方法另包含波束構成法以及預編碼法，這都用來增加噪訊比(Signal－to－noise，SNR)。
STC法以及CDD法一般用於不需要回饋資訊的開放式迴圈系統，以增加傳輸資料的可靠度。再者，波束構成法以及預編碼法一般用於運用回饋資訊將SNR最佳化的封閉式迴圈系統。
尤其是，對於增加空間異變增益以及SNR的方法而言，底下將分別詳細討論CDD法以及預編碼法。
首先，CDD法允許多天線系統的每一天線傳輸具有不同延遲或具有不同大小的OFDM信號，如此接收器可達成頻率異變增益。
第2圖為說明使用CDD法的多重天線系統傳輸器之示範圖。
在OFDM符號經過S/P轉換器以及多天線編碼器處理並且後續透過每一天線傳輸之後，當已經傳輸至接收器時會在OFDM符號上新增(或附加)週期性前言(Cyclic Prefix，CP)。CP可新增至OFDM符號以避免內部通道干擾。在此，傳送至第一天線來傳輸的資料順序並無CP，但是傳送至後續天線來傳輸的資料順序就已經附加CP。也就是，傳送至後續天線的資料順序附加有特定量的週期延遲位元。
若這種週期延遲異變法應用在頻率領域，則可用相位順序的倍數來表示週期延遲。第3圖為說明相位順序應用之示範圖。請參閱第3圖，每一都在頻率領域內依照天線而有不同配置的相位順序(例如相位順序1~相位順序M)經過多工，然後套用至逆向快速傅立葉轉換(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)。此後，已轉換的資料可傳輸至接收器，並且此第3圖的處理可稱為相偏移異變法。
若使用相偏移異變法，則平淡出入通道會轉換成頻率選擇通道。此外，透過通道編碼可達成頻率異變增益，及/或透過頻率選擇排程可達成多重使用者異變增益。
第二，預編碼法包含程式碼庫型預編碼法以及量化法。尤其是，若回饋固定量的封閉式迴圈系統之回饋資訊時，則可使用程式碼庫型預編碼法。此外，量化法可用於回饋量化的通道資訊。程式碼庫型預編碼法將當成回饋資訊的預編碼矩陣(已知就是傳輸器與接收器)指數傳送至傳輸器，如此達成SNR增益。
第4圖為說明使用程式碼庫型預編碼法的多重天線系統之傳輸器與接收器之示範圖。請參閱第4圖，傳輸器與接收器每一都具有有限數量的預編碼矩陣(例如P 1 －P L )。在操作上，接收器使用通道資訊當成回饋資訊將最佳預編碼矩陣指數(例如“index l ”)傳送至傳輸器。在回應上，傳輸器將index 1 套用至預編碼矩陣的對應傳輸資料(X 1 －X Mt )。
表1為在支援(2)根傳輸天線以及空間多工率為2的系統(例如IEEE 802.16e系統)內使用3位元回饋資訊時可套用的程式碼庫範例。
如所討論，相偏移異變法可用於在封閉式迴圈內達成頻率選擇異變增益，並且也達成頻率排程異變增益。不過，1的空間多工率用於相偏移異變法，因此無法預期以高傳輸率傳輸資料。此外，若固定分配資源，則難以使用相偏移異變法來預期頻率選擇以及頻率排程異變增益。
進一步，如所討論，程式碼庫型預編碼法可使用少量回饋資訊(或指數資訊)並且具有高空間多工率，如此可有效傳輸資料。不過，因為此法依賴回饋資訊所以需要穩定的通道情況，若通道情況不穩定時此法會遭遇困難。進一步，此程式碼庫型預編碼法受限於只能應用在封閉式迴圈系統。
為了解決相偏移異變法以及/或程式碼庫型預編碼法相關的這些潛在問題，因此有下列討論。
第5圖為說明用於執行相偏移型預編碼的傳輸器與接收器之示範圖。尤其是，相偏移型預編碼就是將不同相位順序乘上要透過複數個天線每一傳輸的資料流。一般而言，使用小週期延遲值產生相位順序。在這種情況下，從接收器的觀點來看，可達成頻率選擇異變，並且通道的大小根據頻率領域增加或減少。
請參閱第5圖，傳輸器可利用將接收器(例如行動裝置)配置至頻率領域內通道情況良好(或可接受)的部分，來達成排程異變。在此，頻率領域的特定部份具有較大頻寬並且比較不會受到相當小的週期性延遲值波動之影響。為了將一致增加或減少的周期性延遲值套用至每一天線，可使用相偏移型預編碼矩陣P ，如方程式1內所示。
請參閱方程式1，k 代表子載波的指數或特定頻寬的指數，並且(i＝1,...,N t ,j＝1,1,...,R )代表根據k 決定的複數權重。再者，N t 代表傳輸天線或虛擬天線的數量，而R代表空間多工率。在此，複數權重值可為根據OFDM符號的指數以及乘上天線的對應子載波。此外，複數權重值可由通道情況以及/或回饋資訊來決定。較佳是，方程式1的預編碼矩陣P 配置成使用單位矩陣，如此減少多天線系統的通道容量損失。
下列方程式可用於表示多天線封閉式迴圈系統的通道容量，如此定義單位矩陣的元素(或成分)。
請參閱方程式2，H 代表尺寸為N r xN t 的多天線通道矩陣，並且N r 代表接收天線數量。若方程式2套用至相偏移型預編碼矩陣P ，則結果可用方程式3表示。
請參閱方程式3，為了降低或消除通道容量損失，PP H 必須為一致的矩陣。如此，相偏移型矩陣P 必須滿足下列方程式4的條件。
[方程式4] PP H ＝I N
為了讓相偏移型預編碼矩陣P 轉換成一致的矩陣，必須滿足2個條件。也就是，必須同時滿足功率限制條件以及正交限制條件。功率限制條件係關於讓矩陣每一欄的大小等於1。再者，正交限制條件係關於讓每一欄都正交(或欄彼此正交)。方程式5和方程式6為這些條件的範例。
[方程式5]
上面關於方程式2－6的討論係關於單位矩陣。此後，單位矩陣的討論係關於矩陣尺寸2x2的相偏移型預編碼矩陣。
方程式7代表關於(2)根傳輸天線並具有空間多工率2的相偏移型預編碼矩陣。
請參閱方程式7，α i ,β i (i ＝1,2)代表實數，θ i (i＝1,2,3,4)代表相位值並且k 代表OFDM信號的子載波指數。
為了將這種預編碼矩陣(例如方程式7)轉換成單位矩陣，則必須滿足方程式8的功率限制條件以及方程式9的正交限制條件。
在方程式8和9內，＊ 代表結合的複數。若相偏移型預編碼矩陣具備滿足方程式7－9的2x2尺寸，這種矩陣可用下列方程式10表示。
請參閱方程式10，θ 2 和θ 3 根據滿足正交限制條件來維持正交關係。這可如方程式11內所示。
[方程式11] kθ 3 ＝－kθ 2 ＋π
預編碼矩陣可用程式碼庫的形式儲存在傳輸器和接收器內。程式碼庫包含使用不同θ 2 值的特定數來產生許多預編碼矩陣。在此，根據通道情況以及是否提供回饋資訊來配置θ 2 值。若提供(或使用)回饋資訊，則將θ 2 值配置為小值。若不提供(或不使用)回饋資訊，則將θ 2 值配置為大值，如此獲得高頻率異變增益。
另外，根據套用至相偏移型預編碼矩陣的延遲取樣大小來達成頻率異變增益以及/或頻率排程增益。第6圖為說明(2)種根據延遲取樣大小的相偏移型預編碼之示範圖。
請參閱第6圖，若使用大延遲取樣大小(或週期性延遲)，則利用因為頻率選擇變短而讓頻率選擇週期變高，來達成通道符號的頻率異變增益。較佳為在開放式迴圈系統內使用較大延遲取樣，其中因為關於通道有嚴重的時間波動，所以回饋資訊較不可靠。
更進一步，若使用小延遲取樣值，則通道可來自頻率選擇通道並且通道大小在平淡出入通道內增加或減少。再者，若OFDM信號的特定子載波領域之通道大小增加，則OFDM信號的其他子載波領域之通道大小減少。換言之，其關係成反比。
在這種情況下，關於正交頻率劃分多工存取(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)系統，若透過通道大小已經依照每一使用者增加的頻帶來傳輸信號，則會增加SNR。此外，頻寬已經增加的通道大小對每一位使用者都不一樣，結果系統可達成關於多位使用者的排程多樣性。更進一步，接收器只需要傳送與可進行資源配置的子載波之通道品質資訊(Channel Quality Information，CQI)有關之回饋資訊。因此，回饋資訊的大小可隨之減少。
相偏移型預編碼的延遲取樣(或週期性延遲)可為傳輸器與接收器上的預定值，或可透過回饋資訊從接收器提供給傳輸器。更進一步，在傳輸器與接收器上空間多工率R可為預定值，或可在接收器定期衡量通道情況來計算空間多工率之後，由接收器當成回饋資訊提供給傳輸器。在此，傳輸器可使用從接收器回饋的通道資訊來計算及/或操縱空間多工率。
一般相偏移異變(Generalized Phase Shift Diversity，GPSD) 如上述，相偏移型預編碼矩陣係根據具有N t 個天線(N t 大於或等於2並且為自然數)以及空間多工率R (R >1並且為自然數)的系統。這種系統可依照方程式12來表示。
請參閱方程式12，代表具有N t 個傳輸天線以及空間多工率R 的MIMO－OFDM信號中第k個子載波之一般相偏移異變(GPSD)矩陣。再者，為滿足的單位矩陣，並且用於縮小子載波符號之間的內部符號干擾。尤其是，也應該滿足單位矩陣條件，如此可維持相偏移的對角線矩陣之單位矩陣特性。
方程式13代表方程式12中頻率領域的相位角度θi ,i＝1,...,N t 與時間領域的時間延遲τi ,i＝1,...,N t 間之關係。
請參閱方程式13，N fft 代表OFDM信號的子載波數量。
針對方程式12的範例，方程式14代表具有使用1位元程式碼庫的(2)根傳輸天線或虛擬天線之系統。
請參閱方程式14，因為一旦α 已經決定，β 就可輕易決定，α 可預設(2)值並且有關預設值的資訊可用程式碼庫指數的形式回饋。例如：若回饋程式碼庫指數為0，α 可為0.2，並且若回饋程式碼庫指數為1，則α 可為0.8。這些值可在傳輸器與接收器之間協定與共享。
關於方程式12，使用單位矩陣、特定預編碼矩陣(例如Walsh Hadamard矩陣或離散傅立葉轉換)的範例來達成SNR異變。
若使用Walsh Hadamard矩陣，則GPSD矩陣關於方程式12的範例可表示在方程式15內。
請參閱方程式15，此方程式係根據(4)個傳輸或虛擬天線以及空間多工率4。在此，等號右邊第二個矩陣(例如呈現在1s與－1s內)可重新配置來選擇特定天線(例如天線選擇)以及/或調整空間多工率(例如比率調整)。
方程式12的單位矩陣可用程式碼庫的形式提供給傳輸器和接收器。在此，傳輸器可從接收器接收程式碼庫的指數資訊。此後，傳輸器可從程式碼庫選擇對應指數的單位矩陣，並套用方程式12來配置相偏移型預編碼矩陣。
方程式16表示重新配置的單位矩陣，用於在具有(4)個傳輸或虛擬天線的系統內選擇(2)個天線。
進一步，下表2顯示若空間多工率因為在時間以及/或通道條件內不一致而改變，一種根據對應的多工率來重新配置單位矩陣之方法。
請參閱表2，根據多工率(例如1、2或4的多工率)選擇第一欄、第一和第二欄以及/或第一到第四欄。不過，多工率(或欄的選擇)並不受限於表2的範例，多工率可為(1)並且可選擇四欄中任一。再者，若多工率為(2)，則可選擇四欄中的任兩欄(例如1－2、2－3、3－4或4－1)。
在上列範例中，使用Walsh Hadamard矩陣。下列範例顯示GPSD矩陣，其中具有2x2或4x4 Walsh碼的單位矩陣套用至方程式12。在此，表2代表2x2並且表3代表4x4。
時間可變的GPSD 方程式12之GPSD矩陣的相位角度θ i 以及/或單位矩陣U 可隨時間而變。換言之，相位角度θ i 以及/或單位矩陣U 可為時間獨立。時間可變GPSD關於方程式12的範例顯示在方程式17內。
請參閱方程式17，代表在特定時間t 內具有N t 個傳輸/虛擬天線以及空間多工率R 的MIMO－OFDM信號中第k個子載波之GPSD矩陣。再者，為滿足的單位矩陣，並且用於縮小子載波符號之間的內部符號干擾。尤其是，也應該滿足單位矩陣條件，如此可維持相偏移的對角線矩陣之單位矩陣特性。
方程式18代表方程式12中頻率領域的相位角度θi ,i＝1,...,N t 與時間領域的時間延遲τi ,i＝1,...,N t 間之關係。
請參閱方程式18，N fft 代表OFDM信號的子載波數量。
如方程式17和18內所示，時間延遲取樣值以及單位矩陣可隨時間經過而變，並且時間單位可表示在OFDM符號單位或者特定時間單位內。
套用具有2x2或4x4 Walsh碼的單位矩陣來獲得時間可變GPSD之GPSD矩陣範例分別顯示在表5和表6內。
增強型GPSD 在包含對角線矩陣以及單位矩陣的GPSD矩陣內，如方程式12內所示，加入第(3)矩陣，形成增強型GPSD矩陣。增強型GPSD矩陣可如方程式19內所示。
請參閱方程式19並與方程式12比較，增強型GPSD矩陣在對角線矩陣之前包含一個具有大小N t xR 的預編碼矩陣P 。因此，對角線矩陣的大小變成R xR 。更進一步，新加入的預編碼矩陣可有不同配置用於特定頻寬或特定子載波符號。再者，新加入的預編碼矩陣可配置成封閉式迴圈系統內的單位矩陣。在新增或包含預編碼矩陣之下，可達成最佳SNR增益。
此外，可將包含複數個預編碼矩陣的程式碼庫提供給傳輸器與接收器。
在增強型GPSD矩陣內，至少預編碼矩陣P 、對角線矩陣的相位角度θ 以及單位矩陣U 之一會隨時間改變。為此，若後續(或下一個)預編碼矩陣P 的指數以預定的時間單位或預定的子載波單位回饋至傳輸器，則可從程式碼庫內選擇來自對應指數的特定預編碼矩陣P 。在此情況下，增強型GPSD矩陣可如方程式20內所示。
請參閱方程式20，於2007年4月16日提出編號為10－2007－0037008的韓國專利申請案內有增強型GPSD的詳細說明。為此，將省略增強型GSPD的討論。
依照天線的相偏移關係之組態 下面討論說明GPSD、時間可變GPSD、增強型GPSD以及增強型時間可能GPSD的對角線矩陣之每一相位角度θ Nt 。為了簡化起見，此討論係以關於時間可變GPSD依照天線的相偏移關係為基礎，但也可套用在上列其他GPSD形式中。
相偏移關係組態－具體實施例1 時間可變GPSD的相位角度配置成根據每一天線的指數來線性增加。每一向位角度之間的關係都可用數學方式表示，並且可如方程式25內所示。
[方程式25] θ 1 (t )＝0．θ (t ),θ 2 (t )＝1．θ (t )θ 3 (t )＝2．θ (t ),θ 4 (t )＝3．θ (t )
尤其是，此具體實施例在單一線性陣列天線結構內可達成高能力。尤其是，若空間多工率配置或重新配置為小(或低)，如表2內的情況，則可達成最佳波束增益。更進一步，若單位矩陣U 設定或重新配置成天線選擇型，如方程式16內所示，則可達成高增益。
相偏移關係組態－具體實施例2 時間可變GPSD的相位角度可配置成交錯偶數天線與奇數天線之間相位角度來具有相同相位角度。在具有(4)個天線的系統內，每一向位角度之間的關係都可用數學方式表示，並且可如方程式26內所示。
[方程式26] θ 1 (t )＝0．θ (t ),θ 2 (t )＝1．θ (t )θ 3 (t )＝0．θ (t ),θ 4 (t )＝1．θ (t )
請參閱方程式26，第一天線與第三天線具有相同相位角度，並且第二與第四天線具有相同相位角度。在此具體實施例內，若通道功率高，則系統在區塊對角通道類型(例如交叉極性天線)內具備高效能。
相偏移關係組態－具體實施例3 時間可變GPSD的相位角度可配置成特定天線的相位角度與其他天線的相位角度不同。在此情況下，相位角度的所有關係都可如方程式27內所示。
[方程式27] θ 1 (t )＝1．θ (t ),θ 2 (t )＝0．θ (t )θ 3 (t )＝1．θ (t ),θ 4 (t )＝1．θ (t )
請參閱方程式27，若第二指數的天線與其他天線間之關聯過高，則第二天線的相位角度配置成與其他天線的相位角度不同。根據此具體實施例，若特定天線與其他天線間之關聯不低，則可達成高波束增益。
上述具體實施例討論配置了每一天線的相位角度關係，來對應至傳輸天線的結構。不過，依照天線的相偏移關係可對每一天線進行不同的設置。更進一步，依照天線的相偏移關係也可對每一單位時間進行不同的設置，並且在進行時，要考量依照天線的通道條件以及/或干擾程度。最後，依照天線的相偏移關係可配置成對應配置給每一天線的每一頻帶。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態 關於GPSD的時間延遲τi 和單位矩陣U Nt x R ，可根據許多條件不同或獨立的方式決定時間可變GPSD的時間延遲τi (t)和單位矩陣U Nt x R (t) 以及增強型GPSD的時間延遲τi ,τi (t))和單位矩陣(U Nt x R ,U Nt x R (t) )。底下討論係關於GPSD的時間延遲以及/或單位矩陣；不過，相同的討論也可套用至時間可變GPSD以及增強型GPSD。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例1 類似於OFDM系統，若依照子載波使用不同的頻帶(例如1.25 MHz,5 MHz,10 MHz,...,100 MHz)，則可根據每一系統頻寬以不同方式配置GPSD的時間延遲以及/或單位矩陣。不過，時間延遲可在特定時間期間內使用相同值，而不管頻帶，並且只有單位矩陣可根據每一頻帶進行不同的配置。簡要來說，GPSD的時間延遲以及單位矩陣可獨立配置。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例2 若基地台(Base Station，BS)指派並提醒行動台(Mobile Station，MS)特定時間以及/或特定單位矩陣，然後MS可配置BS提供的時間延遲以及/或單位矩陣，並據此傳輸。
若BS接收的資料量(例如回饋資訊)超過緩衝區大小，則需要例如MS重新傳輸資料。將這種可能性列入考慮，可決定特定時間延遲以及/或單位矩陣相關之值。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例3 BS可參考從MS傳送的回饋資訊來決定時間延遲以及/或單位矩陣。再者，BS可使用決定的時間延遲以及/或單位矩陣在下鏈方向內傳輸資料。回饋資訊可定期傳輸，並且BS可在每次接收到回饋資訊時重新配置時間延遲以及/或單位矩陣。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例4 根據配置給傳輸器(例如BS或MS)的資源來分別配置GPSD的時間延遲。例如：若配置給傳輸器的資源較多，則發生子載波干擾的可能性就小，因此時間延遲可設定為0或相當小的值。另外，若配置的資源較少，則可設定較大的時間延遲，如此減少內部子載波干擾。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例5 BS可選擇特定單位矩陣當成GPSD的單位矩陣。尤其是，可選擇以及/或使用所選取單位矩陣的特定欄。
如表2內所示，根據資料傳輸期間的多工率來決定欄數。BS可決定GPSD要使用的特定單位矩陣，並且可參照從MS回饋的多工率，以便決定對應至該多工率用於選取的單位矩陣之欄數。此外，BS可將選取單位矩陣上(或單位矩陣的指數)的資訊以及對應單位矩陣的選取欄上(或欄的子指數)資訊通知MS。
在此，若BS接收的資料量(例如回饋資訊)超過緩衝區大小，則需要例如MS重新傳輸資料。將這種可能性列入考慮，可選擇特定單位矩陣以及/或對應單位矩陣的特定欄。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例6 GPSD的時間延遲以及單位矩陣可根據其中BS在網路輸入期間提供必要值給MS並且MS使用提供值來傳輸資料之方式來執行。另外，BS可決定必要值並且使用這些值在下鏈方向內傳輸資料。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例7 GPSD的時間延遲可根據多工率進行不同的配置。例如：若多工率為1，則時間延遲設定為1/2，並且若多工率為2，則時間延遲設定為1/4。本具體實施例可與其中選擇來自單位矩陣的特定欄之具體實施例5連用。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例8 GPSD的時間延遲可根據資料配置法進行不同的配置。例如：若MS的信號散佈並配置通過頻率領域，以便達成頻率異變增益，而時間延遲可設定相對較大將頻率異變增益效用最佳化。再者，若利用將MS信號緊密配置在頻率領域內並且利用將MS信號配置在具有優良通道間隔的頻率領域內來搜尋頻率排程增益，則時間延遲可設定為相對較小，如此將排程增益最佳化。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例9 GPSD的時間延遲可根據MS的機動速度進行不同的配置。例如：若MS機動性的速度不快，則因為內部子載波干擾相當小，所以時間延遲可設定為小。另外，若MS機動性的速度不慢，則因為內部子載波干擾相當大，所以時間延遲可設定為大。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例10 GPSD的時間延遲可根據多重天線系統的種類進行不同的配置。例如：若使用單一使用者MIMO，則因為需要考慮到內部子載波干擾相對不高所以時間延遲可設定為小值，如STC的情況。另外，若使用多使用者MIMO(例如單區多重存取)，則因為使用者之間配置的子載波需要對內部子載波干擾敏感，所以時間延遲可較大。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例11 GPSD的時間延遲可根據使用者流量的種類進行不同的配置。例如：若使用者流量為單點流量或多點流量，則時間延遲可根據條件或狀況變更設定為小或大。不過，若使用者流量為廣播流量，則因為傳輸給相當大量使用者，所以時間延遲為大。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例12 GPSD的時間延遲可根據服務細胞內MS的數量進行不同的配置。例如：若大量MS屬於一的細胞，則時間延遲可設定為較大值，並且若少量MS屬於一個細胞，則時間延遲可設定為較小值。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例13 GPSD的時間延遲可根據細胞的條件或狀態進行不同的配置。例如：細胞可區分為隔離細胞(例如熱點)或多細胞，在隔離細胞內，時間延遲可設定為小值，而在多細胞內時間延遲則設定為大值。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例14 根據在頻率單位或時間單位上傳輸的粒度大小來分別配置GPSD的時間延遲。例如：若頻率粒度為細(例如細粒度)，則因為必須考慮到干擾造成的資料損失，所以時間延遲可設定為較大值。不過，若頻率粒度為粗糙(例如粗粒度)，則時間延遲設定為較小值。更進一步，與頻率粒度相同的邏輯或法則可套用至時間粒度。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例15 GPSD的時間延遲可根據程式碼庫的大小進行不同的配置。例如：若系統使用具有少量預編碼矩陣的程式碼庫，則時間延遲可設定為較大值，而若程式碼庫具有大量預編碼矩陣，則時間延遲可設定為較小值。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例16 GPSD的時間延遲可根據傳輸天線的數量進行不同的配置。例如：因為每一天線的時間延遲都必須散佈在固定存活時間(Time－to－live，TTL)週期內，所以在具有大量傳輸天線的系統內配置相對較小的時間延遲值。針對相同原因但是來自相對觀點，若傳輸天線數量不多，則時間延遲設定為較大值。
時間延遲以及/或單位矩陣的組態－具體實施例17 GPSD的時間延遲可根據從MS傳送來的通道品質資訊進行不同的配置。例如：接收器可測量通道品質，並且根據測量的通道品質來計算調變以及編碼法則(Modulation and Coding Scheme，MCS)位準指數。在此之後，MCS位準指數可回饋(或傳輸)至BS。一般而言，若MCS位準指數為高，這指示可接受的通道品質，則時間延遲設定為較小值。
執行相偏移型預編碼的傳輸器/接收器 第7圖為說明使用相偏移型預編碼的SCW OFDM型傳輸器與接收器之示範圖。第8圖為說明使用相偏移型預編碼的MCW OFDM型傳輸器與接收器之示範圖。
一般而言，通訊系統包含一傳輸器與一接收器。搭載傳輸器與接收器功能的裝置可稱為收發器。換言之，收發器為傳輸器與接收器的組合。不過，為了確實說明回饋資訊功能，所以將分開討論傳輸器與接收器。
在下鏈方向內，傳輸器可為BS的一部分，並且接收器可為MS的一部分。另外，傳輸器可為MS的一部分，而接收器可為BS的一部分。BS可包含複數個傳輸器及/或接收器。類似地，MS可包含複數個傳輸器及/或接收器。
接收器的功能與傳輸器的功能相對(或相反)，並且以相反順序執行。如此，下面的討論將集中說明傳輸器的功能。
請參閱第7圖和第8圖，傳輸器包含一通道編碼器(510,610)、一中介器(520,620)、一逆快速傅立葉轉換(Inverser Fast Fourier Transform，IFFT)(550,650)以及一類比轉換器(560,660)，加上第1圖內說明的組件。因為功能已經參閱第1圖做說明，所以這些功能的討論將會省略。在此，將詳細解釋預編碼器(540,640)的討論。
預編碼器(540,640)另包含一預編碼矩陣決定模組(541,641)以及一預編碼模組(542,642)。尤其是，預編碼矩陣決定模組(541,641)可用於決定方程式12、14、15、20和21任一形式內的相偏移型預編碼矩陣。上面已經討論過如何決定預編碼矩陣的細節，因此將省略進一步討論。更進一步，可根據相偏移關係組態具體實施例1－3來決定預編碼矩陣決定模組(541,641)。
此外，利用將對應子載波的OFDM符號乘上根據預編碼矩陣決定模組(541,641)所決定的相偏移型預編碼矩陣，則預編碼模組(542,642)可用於執行預編碼操作。
精通此技術的人士應明白，在不脫離本發明精神與範疇前提下，可在本發明內進行各種修改以及變化。因此，本發明意欲涵蓋後附申請專利範圍範疇內的修改與變化以及同等項目。
101．．．通道編碼器
103．．．對映器
105．．．序列對並列轉換器
107．．．多天線編碼器
109．．．多天線解碼器
111．．．並列對序列轉換器
113．．．解對映器
115．．．通道解碼器
510．．．通道編碼器
520．．．中介器
530．．．未定義
540．．．預編碼器
541．．．預編碼矩陣決定模組
542．．．預編碼模組
550．．．逆快速傅立葉轉換
560．．．類比轉換器
610．．．通道編碼器
620．．．中介器
640．．．預編碼器
641．．．預編碼矩陣決定模組
642．．．預編碼模組
650．．．逆快速傅立葉轉換
660．．．類比轉換器
在此包含附圖以進一步瞭解本發明，併入並且構成本說明書的一部份，其說明本發明的具體實施例並且在搭配說明之後可用來解釋本發明原理。圖式中：第1圖為說明MIMO系統的傳輸器與接收器結構之示範圖；第2圖為說明使用CDD法的多重天線系統傳輸器之示範圖；第3圖為說明相位順序應用之示範圖；第4圖為說明使用程式碼庫型預編碼法的多重天線系統之傳輸器與接收器之示範圖；第5圖為說明用於執行相偏移型預編碼的傳輸器與接收器之示範圖；第6圖為說明兩種根據延遲取樣大小的相偏移型預編碼之示範圖；第7圖為說明使用相偏移型預編碼的SCW OFDM型傳輸器與接收器之示範圖；以及第8圖為說明使用相偏移型預編碼的MCW OFDM型傳輸器與接收器之示範圖。
510．．．通道編碼器
520．．．中介器
530．．．未定義
540．．．預編碼器
541．．．預編碼矩陣決定模組
542．．．預編碼模組
550．．．逆快速傅立葉轉換
560．．．類比轉換器

Claims (10)

  1. 一種在具有複數個子載波的一多天線系統內運用一相位偏移型預編碼由一傳輸器傳輸資料至一接收器之方法，該方法包含：從一第一程式碼庫內決定一預編碼矩陣，當成一相位偏移型預編碼矩陣的一第一部分；決定一對角線矩陣，以提供不同的相位角度給該等多天線中之每一者，當成該相位偏移型預編碼矩陣的一第二部分；選擇一單位矩陣，當成該相位偏移型預編碼矩陣的一第三部分；以及根據使用該預編碼矩陣、該對角線矩陣以及該單位矩陣所產生之該相位偏移型預編碼矩陣，就與子載波相關的符號執行預編碼；其中該對角線矩陣的該等相位角度係根據該等多天線的一指數(index)而增加。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該單位矩陣從一第二程式碼庫中選擇。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該相位偏移型預編碼矩陣表示為： 其中()表示該預編碼矩陣，N t 表示傳輸天線的數量，(U R ×R )表示該單位矩陣，k表示該子載波的該指數(index)，θi (i=1,...,R)表示一相位角度，且R表示一空間多工率。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該對角線矩陣表示為： 且滿足：θ 1 (t )=0．θ (t ),θ 2 (t )=1．θ (t )θ 3 (t )=2．θ (t ),θ 4 (t )=3．θ (t )此時該空間多工率為4。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中對應至該對角線矩陣中該相位角度的時間延遲會根據一多工率而有不同的決定。
  6. 一種在具有複數個子載波的一多天線系統內運用相位偏移型預編碼傳輸資料至一接收器之設備，該設備包含：一預編碼矩陣決定模組，其組態成從一第一程式碼庫內決定一預編碼矩陣，當成一相位偏移型預編碼矩陣的一第一部分；決定一對角線矩陣，以提供不同的相位角度給該等多天線中之每一者，當成該相位偏移型預編碼矩陣的一第二部分；選擇一單位矩陣，當成該相位偏移型預編碼矩陣的一第三部分；使用該預編碼矩陣、該對角線矩陣以及該單位矩陣，產生該相位偏移型預編碼矩陣；以及一預編碼模組，其組態成根據該相位偏移型預編碼矩陣而就相對應的子載波的符號執行預編碼。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之設備，其中該預編碼矩陣決定模組從一第二程式碼庫中選擇該單位矩陣。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之設備，其中該相位偏移型預編碼矩陣表示為： 其中()表示該預編碼矩陣，N t 表示傳輸天線的數量，(U R ×R )表示該單位矩陣，k表示該子載波的該指數(index)，θi (i=1,...,R)表示一相位角度，且R表示一空間多工率。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之設備，其中對應至該對角線矩陣中該相位角度的時間延遲會根據一多工率而有不同的決定。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中該對角線矩陣表示為： 且滿足：θ 1 (t )=0．θ (t ),θ 2 (t )=1．θ (t )θ 3 (t )=2．θ (t ),θ 4 (t )=3．θ (t )此時該空間多工率為4。
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