TW200824379A - A method of transmitting using phase shift-based precoding and an apparatus for implementing the same in a wireless communication system - Google Patents

A method of transmitting using phase shift-based precoding and an apparatus for implementing the same in a wireless communication system Download PDF

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TW200824379A
TW200824379A TW096135053A TW96135053A TW200824379A TW 200824379 A TW200824379 A TW 200824379A TW 096135053 A TW096135053 A TW 096135053A TW 96135053 A TW96135053 A TW 96135053A TW 200824379 A TW200824379 A TW 200824379A
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Bin-Chul Ihm
Jae-Wan Kim
Sung-Ho Park
Wook-Bong Lee
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Description

，特別是一種使用相 線通信系統中用於實
200824379 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明與一種傳輸方法有關 式預編碼傳輸的方法以及在一無 方法之一設備。 【先前技術】 在寬頻分碼多重存取（w-CDMA )系統方面 進行之研究係使用一多重天線而藉由實施各種方案2 束成型、多重輸入多重輸出（ΜΙΜΟ )以及禮认、^ 入1寻輸分集 加系統容量、資料傳輸速度以及連結可靠度。特丄、 ΜΙΜΟ方案與V-BLAST相似透過空間分推古° ’、日延而速偉 其已被第三代合作伙伴計晝（ 3GPP)所採用。 再者，於釋出版本99及釋出版本4中採用之雔 天線系統以傳輸分集為基礎已被改進為一種新的八隹 類型’例如一個別天線速率控制（PARC )或者一個別 者單位速率控制（PU2RC)，其考慮使用超過三（3 ) 的搡作。 第1A圖為一示範圖示，其說明用於一單一使用 一 PARC的一結構。第iB圖為一示範圖示，其說明用 個使用者之一 PARC的一結構。 在傳統V-BLAST方面，無須源自通道品質資訊（ 之回饋資訊而可使用相同調變及編碼配置每個傳輸天 然而，如第1A及1B圖所示，該PARC使用關於該通 況的回饋資訊，例如一調變編碼集合（MC S )及/或一 偏移 施該 前正 如波 以增 ，該 ^輪， (2) 方案 使用 天線 者之 於多 CQI) 線。 道狀 傳輸 200824379 天線子集合（TAS )，並選擇將被每個天線所傳輸之使用者 貧料流。
參照第iA圖’由於此僅為用於單一使用者之以此 的一示範說明，故選擇該三（3)使用者資料流的任一者。 麥照第1B圖，由於此僅為用於多個使用者之pARc的一示 範說明，故選擇該三（3)使用者資料流之至少兩（2)者^ 此後’使用關於該通道狀況之回饋資訊的調變與編碼 被用於被解多工後該緩衝中儲存的使用者資料流。隨後使 用一方案（例如正交分頻多重存取（〇FDMA))多工該使 用者資料流並透過每個天線傳輪。 換言之，應用該PARC方案之一基地台（BS)使用從 一行動台（MS )傳输之回饋資訊執行排程以最佳化傳輸速 率。藉此，一 MS或者兩或多個MSs可同時分享空間域中 的頻率及時間資源。再者，該PARC方案允許隨著該⑽ 所排程之M S s之數量增加的一分集增兴。 藉由使用該PARC方案，由於僅有該cQI被使用作為 該回饋資訊，故可降低回饋額外負擔（〇verhead)e若有較 小的或降低的親外負擔，則在該回饋處理中的錯誤機率相 對較低，且可發生用於該單一使用者之pARC以及用於該 多個使用者之PARC間的切換。然而，在用於多個使用者 之PARC的情形中，使用者間的干擾可發生而影響傳輸效 率。 第2圖為說明一 PU2RC之一级嫌认 欣闰一 、、、°構的一不郭圖不。· PU2RC使用空間多工以傳輸多個# ^ ^ 7 使用者的資料流。因此 200824379 多個資料流被選擇傳輸至多個使用者。在該PU2RC t，依 據該ΜΙΜΟ通道之一奇異值分解的一么正（unitary)矩陣被 用於執行預編瑪。 更特言之，該么正矩陣在一傳輸器中為所有使用者（或 MSs)所選擇之單位基本向量的—集合。若該向量集合為 固定的一由Μ戶斤表示’該單位基本向量係由一或多個使用 者所選擇。 再者’該PU2RC可被用於降低内部使用者干擾並達成 高效率增益。然而，由於資訊除了該矩陣中的較佳向量之 外可包括較佳矩陣索引，故該回饋資訊尺寸可能很大，因 而由於該回饋資訊之大尺寸而增加傳輸錯誤的可能性。 【發明内容】 因此’本發明係指—種使用相偏移預編碼之傳輸方法 或多個 之 問題 2::在一無線通信系統中實施該方法之設備，其可實 免由於該相關技術之限制及缺點所導致 本發明夕_ „ 目的在於提供_種在一 > 統中使用多個子哉你 /天線”，、線I仏糸 子载體傳輸資料的方法。 本發明之另一目的為提供— 一 通信系統中使用夕/ 、牙在一夕使用者、多天線 夕個子載體的—傳輸及接收f置。 本發明之鲔外優點、目的及 、裝 提出，而部分將/ 及特徵+分將於以下描述中 由實施本發明所 丄 杈視下文％月瞭戈 範圍中特別指出 a ^文之文字插述以及申請專利 之結構以及該附加圖示瞭解及獲取本發明 7 200824379 之目的及其他優點。
為了達成這些目的及其他優點且依據本發明之目的， 如本文中所實施以及廣泛描述者，一種在一多天線無線通 信系統中使用多個子載體傳輸資料的方法包括從一行動台 (MS )接收回饋資訊、在使用者資料上獨立執行通道編碼 及調變，其將由每個天線使用該接收之回饋資訊而傳輸、 判定一相偏移式預編碼矩陣以增加該使用者資料之相角一 固定量、以及使用該使用者資料上的判定相偏移式預編碼 矩陣執行預編碼。 - . ·· ·· . . ·- . 在本發明之另一態樣中，一種在一——多使用者、多天 線通信系統中使用多個子载體之傳輸及接收裝置，包括一 通道編碼器及調變器，用以使用源自該接收裝置之回饋資 訊於每個天線之使用者資料上獨立執行通道編碼及調變， 該裝置尚包括一第一預編碼器，用以判定一相偏移式預編 碼矩陣以及使甩該判定之相偏移式預編碼矩陣在該使用者 資料上執行預編碼，.其中該相偏移式預編碼矩陣係依據固 疋地增加每個天線之使用者資料的一祖角而加以判定。 將瞭解本發明之前文一般掲述以及下文詳細描述僅為 不範性及說明性的，且意圖按照申請專利範麗提供本發明 之進一步說明。 【實施方式】 現在將詳細參照本發明之較佳實施例，其範例被說明 於附加圖不中。不論何處，相同的參照編號於該圖示中將 8 200824379 用於參照相同或類似部分。 與本發明_關之討論可被用於各種無線通信系統中。 該無線通仏系統可被用於提供與語音、音訊、封包資料等 等相關的服務。再者，以下討論可被用於下鏈以及上鏈傳 輸中。此處’該下鏈傳輪傣指從一 BS至一 MS的傳輸；相 反地，該上鏈傳輸係指從一 MS至該BS的傳輸。
該BS —般係指一固定站台且亦可被稱為節點B、一 基地收發斋糸統（B S )、一存取點（AP )、—網路丄乂及一伺 月艮站台專其他名稱。該μ s可為行動及/或固定的，且可被 稱為一使用者設備（UE )、一使用者終端（UT )、一用戶台 (SS )、一行動用戶台（MSS )、一行動終端（ΜΤ )以及一 無線裝置等其他名稱。 關於本發明之討論可被用於一單載體或一多载體通信 糸統。一多載體系統可使用各種調變方案’例如一正交分 頻多工（OFDM )及一正交分頻多重存取（OFDMA )。該 0FDM/0FDMA為一方案，其中該整體系統之頻寬被分割 為數個具有正交性的子載體。此處，該子載體亦可被稱為 一子頻帶或一音叛。替代地，該單載體糸統可使用各種調 變方案，包括一單载體分頻多重存取（SC-CDMA)或者— 分碼多重存取（CDMA) 〇 一般而言，一通信系統包含一傳輸器及一接收器。此 處，可執行該傳輸器及該接收器之功能的一單元或一模組 可被稱為一收發器。然而，為了討論回饋資訊之目的，該 傳輪器及該接收器可被獨立使用。 9 200824379 在該下鏈方向中，該傳輸器可為該BS之一部分，而 該接收器可為該MS之一部分。替代地，談傳输器可為該 MS之一部分，而該接收器可為該BS之一部分。該BS可 包括多個傳輸器及/或揍收器。類似地，該MS可包括多個 傳輸器及/或接收器。 實施例# 1
此實施例係與藉由獨立配置一多使用者、多天線系統 中每個傳輸天線之調變及編碼而最佳化該傳輸效率有關。 此處，一相偏移式預編碼可被用於最小化或降低使用者間 的干擾。 第3A圖為一示範圖示，其說明依據實施例# 1之一通 信系統的一傳輸器。參照第3A圖，該傳輸器100包含一 排程器/多工器 1 10、多個通道編碼器/調變器（120-1〜 120-N )、一預編碼器130、多個串列/並列（SP )轉換器（140-1 〜140Nt)、多個調變器（150-1〜150-Nt)。 第3B及3C圖為示範圖示，其說明第3A圖之傳輸器 之預編碼器的處理或程序。 在第3A圖中，可於資訊位元流被每個使用者輸入時 配置該排程器/多工器110以排程該使用者(或該MS )。從 該排程之使用者中可選擇實際用於傳輸的使用者，而該選 擇的資訊位元可被多工。 可配置多個通道編碼器/調變器（120-1〜120-N )以藉 由依據一預定編碼方案編碼該多工之貪訊而輸出編碼之貨 料。此後，可使用一預定調變方案調變該編碼之資料。該 10 200824379 資訊位元可包括文字、音訊、視訊或其他資料類型。 再者，該多個通道編碼器/調變器（120-1〜120-N)可 附加或加入一錯誤偵測位元（例如循環冗餘檢查（CRC)) 至該資訊位元並進一步增加額外編碼以供錯誤糾正。該錯 誤糾正編碼可包括一加速碼、一低密度同位元檢查碼 ( LDPC )以及一傳統編碼與各種其他錯誤糾正碼。
可配置該通道編碼器/調變器（120-1〜120-N)以映射 (或分配）該編碼之資料至一振幅及相位星狀圖上的符 元。可被應用之調變方案為不受限的且可加以變化，且這 些方案可為一 m-正交相移鍵控（m-PSK )方案或一 m-正交 振幅調變(m-Q AM )方案。舉例來說，該m-PSK方案包括 一二進位相移鍵控（BPSK)、一正交相移鍵控（QPSK)或 一 8-PSK。再者，該 m-QAM 包括一 16-QAM、一 64-QAM 或者一 256-QAM。 可配置該預編碼器1 3 0以應用相偏移式預編碼至該映 射之符元。此處，該預編碼器1 3 0可输出一傳輸符元，其 為在一傳輸期間或一時槽中傳輸之一符元集合。下文將討 論該預編碼器130執行之相偏移式預編碼。 可配置該多個S/P轉換器（140-1〜140-Nt)以輸出對 應該多個調變器（150-1〜150-队）的預編碼傳輸符元。可 配置該多個調變器（150-1〜150-Nt)以依據一多重存取調 變方案調變源自該S/P轉換器（140-1〜140-Nt)的每個傳 輸符元。可被應用之該多重存取調變方案為不受限的，且 這些方案可為一單載體調變方案（例如CDMA )或一多載 11 200824379
體調變方案（例如：0FDMA>。 以下討論在使用OFDM多载體調變方案之一雙天線 統及/或四天線糸統中應用的一相偏移式預編碼方案 者，該討論係與應用該相偏移式預編碼至具有Nt天線數 之一多天線系統有關。更特言之，該討論可依據〆廣義 相偏移式預編瑪矩陣之一結構，其可被用於強化具有 天線數量之多天線系統。 相偏移式崖益至主复 第4圖為一示範圖示’其說明相偏移式預編碼。該 偏移式預編碼可被定義為一方案，該資料流藉其透過所 天線但以不同（或獨立）的相位序列相乘而加以傳輸。 般而言，若一小的循環延遲可被用於建立一相位序列’ 一通道之一頻率選擇係由該接收器（例如MS )方面提供 而該通道之尺寸可視該頻域而增加或減少。 第5圖為〆示範圖示，其說明循環延遲導致之通道 寸的改變V參照第5圖，該傳輸器1〇〇可藉由分配使用 (或MSs )至該頻率之部分以達成頻率分集，其中由於 頻域之頻率的增加而增進通道狀況。此處，該頻域之特 部分具有一大頻寬且較不受相對小的循環延遲數值造成 波動所影響。為了應用對於每個天線不均勻增加或降低 循環延遲數值。可使用如方程式1所表示之相偏移式，預 碼矩陣。 【方程式" 系 再 量 化 Nt 相 有 則 尺 者 該 定 之 的 編 12 200824379
參照方程式1，>表示子載體之索引或頻率資源索引， k . 其中一特定頻寬被分配給每俯資源，且w/，K/=i，...5iv，戶1U)表 示依據k判定之一複數權值。再者，沁表示傳輸天線或虛 擬天線(例如空間多功率的一數量）的一數量，而及表示 空間多工專。此處，該複數權值可依據該OFDM符元以及 增加至夭線之對應子截體而改變。此外，該複數權值可由 通道狀況及/或回饋資訊而加以判定。較佳地，方程式1之 預編碼矩陣尸係使用一么正矩陣加以配置以便降低一多天 線系統之通道容量的損失。 以下方程式可被用於表示一多天線開路系統之一通道 容量以便定義該么正矩陣之項目（或成分）。 I方程式2】
Cw(H) = log2 det
SNR ΗΗη ；Nr N ,, 參照方程式2，孖表示一多天線通道矩陣，其具有一 尺寸iVr X ，而表示接收天線之一數量。若方程式2 被用於該相偏移式預編碼矩陣P，則該結果可由方程式 3 所表示。 [方程式3〗 13 200824379
Cprecoding = l〇g2fdetil,,r +^UPPHUH 11 v V N )) 參照方程式3，為了最小化或消除通道容量損失，ρρβ 必須為一單位矩陣。因此，該相偏移式矩陣p必須滿足方 程式4的以下條件。 - ：. .... . ....
[方程式4】
PPH=lN
為了使該相偏移式預編碼矩陣 P被轉換為一單位矩 陣，兩（2)條件必須被滿足。亦即，一功率限制條件以及 正交性限制條件必須被同時滿足。該功率限制條件係與使 該矩陣之每一列的尺寸等於1有關。再者，該正交性限制 條件係與使每一列為正交的有關（或者該些列彼此正交）。 方程式5及方程式6為這些之範例。 [方程式5】 4|2+卜^+'-斗以=1> ； ： V , ：ϊ' ： -Λ；.； ： '；- [方程式6] 14 200824379 + W2>2^ + * - + W^?1W^2 = 〇, '·
前述關於方程式2 - 6的討論係與一么正矩陣有關。此 後，該么正矩陣之討論係與具有一 2x2矩陣尺寸之一相偏 移式預編碼矩陣有關。 方程式7表示一廣義相偏移式預編碼矩陣，其被用於 . - . 具有一空間多功率以及兩（2)傳輸天線的一系統中。 【方程式7】
V • ;卢 .:/:.. 參照方程式7，α，，/? i (ί = 1，2)表示實數，θ / (i = 1，2， 3，4)表示一相位數值，而Λ:表示OFDM信號之子載體索引 或資源素引。 為了轉換此一預編碼矩陣（例如方程式 7)為一單位 矩陣，方程式8的功專限制條件以及方程式9的正交性限 制條件需要被滿足。 [方程式8】 \\p2ejk^ 2 =1, a2ejk^ 2 + β^1 =1 15 200824379 [方程式9】
+ Qr，e 在方程式8及9中，*表示一共扼複數。若一尺寸為 2x2的柑偏移式預編碼矩陣滿足方程式7-9，此一矩陣可如 下文被表示為方程式10中所示。 [方程式1〇】
參照方程式1 0，6及〜依據滿足該正交性限制條件 而維持一正交關祿。此可被表示於方程式11中。 • .. · . . .. _ . . _ [方程式11】 k03 = —k02 + π 該預編碼矩陣可以一編碼薄形式被儲存於該傳輪器及 該接收器中。該編鴣薄可包括使用一特定數量之不同〜 數值所建立之各種預編碼矩陣。此處，02數值可依據該通 ...... -· ——‘ . . . ... . -... 道狀況以及回饋資訊是否被提供而加以配置。若該回饋資 訊被提供（或者被使用>，02數值可被配置為一小的數值。 若該回饋資訊未被提供（或者未被使用），02數值可被配 置為一大的數值以便達到高頻率分集增益。
7類似，該多 工率 被設人 導致之實際天線數量而必須 對應至該建立之相偏移式預 16
200824379 編碼矩陣之一目前空間多工率(例如降低的空間多工 的一特定列數量可被選擇以重新配置該相偏移式預編 陣。換言之，將被應用至該對應系統之一新的預編碼 並未於每次該空間多工率被改變時加以建立。反之， 始（或首先建立的）相偏移式預編碼矩陣可持續被使 而該對應預編碼矩陣的一特定列可被選擇以重新配置 編碼矩陣。 舉例來說，參照方程式10，該多天線通信系統包 (2 )傳輸天線，而該空間多工率為2。然而，該空間 率可改變且可被降為1。在此一情形中，方程式10之 碼矩陣的一列可被選擇而該被選捧列可被用於預編碼 舉例來說，若選擇第二列，則讓相偏移式預編碼 可被表示為如方程式1 2中所示。再者，此方程式形式 環延遲分集方案被用於一兩（2 )傳輸天線系統中的形 似。 [方程式12] 率) 碼矩 矩陣 該初 用， 該預 含兩 多工 預編 〇 矩陣 與循 式類
pk 一 ’2x1 — V2 e ββ2 \ 方程式1 2為關於具有兩（2 )傳输天線之一系統 示範說明。然而，此方程式亦可被應用至具有四（4 ) 天線的一系統。換言之，在一四（4 )傳输天線系統中 該相偏移式預編碼矩陣被建立之後，可依據該改變之 多工率（例如空間多工率從2變為1 )選擇一特定列 的一 傳輸 ，在 空間 ，而 17 200824379 該被選擇之特定列可被用於預編碼。 第6圖為說明一多天線系統之一示範圖示，該系統具 .' - - ' . --_ — · - 有四（4)傳輸天線而該空間多工率為2，該系統係應用傳 統空間多上及循環延遲分集方案。第7圖為應用方程式10 之相偏移式預編碼矩陣之一多天線系統的一示範圖示。
參照第6圖，第一序列*SV及第二序列人分別被傳送至 第一天線（例如ANT#i )以及第三天線（例如ANT#3 )。 再者，相偏移第一序列及相偏移第二序列卜20)分別 被傳送至第二天線（例如 ANT#2 )以及第四天線（例如 - . . · '. _ — . ' . · " - - ' - ： . - _ - - — "' 圓国 ，牙- 国· — . . ' ANT#4 )。依據此配置，明顯地該空間多工率為2， 參照第7圖，一序列>1+*^6’2被傳送至該第一天線（例 如 ANT# 1 )，一序列力^^3+&被傳送至該第三天線（例如 ANT#3 )，一序列坤+¾碘)被傳送至該第二天線（例如 ANT#2 )，而一序列V7难1+^+灸己网被傳送至該第四天線（例 如 ANT#4)〇 與第6圖之系統相比較，第7圖之系統使用一么正預 編碼矩陣以於四（4 )天線上執行循環延遲(或者相偏移) 以便利用該循環延遲分集方案。 在一兩（2 )天線系統及一四(4 )天線系統中各個空 間多工率的相偏移式預編碼矩陣可被組織為下表。 18 200824379 [第1表]
兩天線系統 四天線系統 空間多工率1 空間多工率2 空間多工率1 空間多工率2 if 1 \ 1Y 1 潘禅1。 (1 V 1 em V4 ej9lk 1 77 ’ 1 一，) 严1 eje2k a-je1k 、匕 一e J 參照第1表，0 (/二1，2,3)表示依據該相角之循環延遲數 值，而免表示OFDM子載體之一索引或資源索引。可藉由 * ^ · .· ' ..
從空間多工率為2之四(4)天線系統選擇該預編碼矩陣之 一特定部分而取得第1表中顯示之四（4)種預編碼矩陣類 ........... …： ' ..... . 型。此被說明於第8圖中，其為還擇該預編碼矩陣之一特 定部分之一四天線系統的一示範圖示。 此外，由於第1表中所示之四（4 )預編碼矩陣不需被 個別或獨立地提供於該編碼傳中，故該傳输器及該接收器 之儲存或記憶體可被保留。再者，如前所述，該相偏移式 預編碼矩陣可依據相同邏輯而被用於具有 Μ天線數量而 空間多工率為N ( Μ)的一系統中。 用於實施相偏移式預編碼方案的第一預編碼器 該第一預編碼器 130-1包含一預編碼矩陣建立模組 1 3 1 -1、一矩陣再配置模組 1 3 3 -1 以及一預編碼模組 13 4-1。更特言之，該預編碼矩陣建立模組131-1可被配置 以由一規定預編碼矩陣判定對應至第一子载體的一參照 行，並且執行相偏移以判定剩餘行。此處，相偏移係依據 增加該參照行之相角一常數或相同數量。 19
200824379 在本發明中，可使用具有一特定尺寸 量）.X (空間多工率 >)之一么正矩陣執行 - .…. · . · 正矩陣可被提供至每個子载體之索引或索 該第一索引之么正矩陣可被相偏移，因而 之么正矩陣可被判定。 該預編碼矩陣建立模組 1 3 1 1 可從 15 0中的編碼薄中選擇一任意第一預編碼 二索引之子載體的第二預編碼矩陣可籍由 移至該第一預編碼矩陣而加以建立。此處 量可依據該通道狀況及/或回饋資訊是否 再者，用於該第三索引之子載體的第 藉由應用一小的相偏移至該第二預偏碼矩 類似地，直到最後預定矩庳之其餘預編碼 處理而加以建立。 該矩陣再配置模組133-1可被配置以 預編碼綠陣建立模組1 3 1所建立之每個預 . ·.，..... …- , · * .. 多工率（例如1或2 )的一特定列數量’ 編碼矩陣時忽略剩餘（或者未選擇的）列 矩陣可僅依據該選擇的列而加以建立。再 碼矩陣選擇任意列作為該特定列，或者可 選擇該特定列。 最後，該預編碼模組134-1可被配置 派對應至該子載體之OFDM符元至每個判 ((傳輸天線之數 讓預編碼。該么 引資源，而用於 用於該剩餘索引 #存於該記憶體 矩陣。用於該第 應甩·^小的相偏 ，該相偏移之數 被接收而加以判 三預編碼矩陣可 陣而加以建立。 矩陣可依據前述 選擇對應至由該 編碼矩陣之空間 且於再配置該預 。此處，預編碼 者，可由該預編 依據一規定方案 以藉由取代或指 定之預編碼矩陣 20 200824379
而執行預編碼。 一廣義的相偏移式預編瑪方案 - . .』 .， - - 前述關於配置一相偏移式預編碼矩陣的討論係依據 有四（4 )傳输天線以及空間多工率為2之一系統。如前 述，前述討論亦可被用於具有天線教（iVt大於或等於 且為一自然數）且該空間多工率為i? ( i?>l且:為一自然藝 的一系統。此一應用可使甩前述之處理而加以實施表者 使用方程式13加以概括。 [方程式13】Pkxn -- 參照方程式 13，等號（‘ = ’)右邊之矩陣表示用於 偏移之一么正矩陣，而該矩陣 U 為用於滿 X,五X X万 x方之特定目的的一么正矩陣。 再者，若一系統具有兩（2 )傳輸天線並使用一1位 編碼薄，貝彳該相偏移式預編碼矩陣可被表示為如方程式 中所示。
具 所 2:) 可 相 足 元 14 21 200824379 〇?+ψ^Ι
參照方程式14，由於α—旦被判定則可相對輕易地判 定#，故α可被預置兩(2 )數值且關於談預置數值之資訊 可藉由編碼薄索引之形式被遂回。舉例來說，若該回饋編 碼薄索弓I為〇，α可為0.2，而若回饋編碼薄索引為1，則α 可為 0.8。此數值可被預先判定並被分享於該傳輸器及接 收器間。此外，每列可被分配給不同使用者。 作為該矩陣C/之一範例，一規定預編碼矩陣可被用於 達成信嗓比（ SNR )分集增益。至此，若使用一 Walsh碼， 則該相偏移式預編碼矩陣尸可被表示為如方程式15中所 示0
[方程式14】
[方程式15】
參照方程式15，此係依據具有四（4 )傳輸天線且一 22 200824379
空間多工率為4之一系統。此處，該等號（例如被表示於 1 s .及-Is中）右邊的第二矩陣可被再配置以選择一特定天 '.. . - -, - . . .· . ' 線（例如天線選择）及7或調整空間多工率（例如多工;率調 整）。 方程式16表示再配置單位矩陣以供於具有四（4 )傳 輸或虛擬天線之一系統中選擇兩（2 )天線。 [方程式16】 \ J ί J&ik X4 〇ί οο ο ο 1 #ο
I i 1 ί
如前所述，該空間多工率可由於包括時間及/或通道狀 況之影響等各種因素而改變或變化。以下第2表顯示一種 . ' .， - ' . 方法，其在配置該等號（由Os、Is及-Is所表示）右邊的 第二矩陣以對應該改變的（或改變中的）空間多工率。 23 200824379
[第2表J 多工率1
多 多工率4
率2
參照第2表，該第一列、該第一及第二列 一至第四列係依據該多工率（例如多工率1、2 以選擇。然而，該多工率（或者列之選擇)並 表之範例，但該多工率可為一 (1 )而可選擇該 者。再者，若該多主率為二（2 )，則可選擇四 (例如.1 - 2、2 - 3、3 - 4 或 4 -1 )。 再者，第2表中該矩陣中的一或多列可被 使用者以分享空間域資源。 此外，該第二矩陣可藉由一編碼薄之形式 傳輸器及該接收器。在此一情形中，該傳輸器 器接收該編碼薄的索引資訊。此後，該傳輸器 薄選擇該對應索引之一么正矩陣（例如該第二 用方程式1 3以配置該相偏移式預編碼矩陣。 再者，用於相偏移式預編碼矩陣之循環延 在該傳輸器及該接收器預先判定之一數值。替 值可為透過該回饋資訊被提供給該傳輸器的 者，該空間多工率i?可為在該傳輸器及該接收 、及/或該第 或4 )而加 不限於第 2, 四列之任一 列之任兩列 分配至不同 被提供給該 可從該接收 可從該編碼 矩陣）並使 遲數值可為 代地，此數 一數值。再 器的一預定 24 .:.... . .... . ::….v : ........... ' ’. ，_:: . -. ...’.： ：. . '·. - ；.-.' ·：.... .. —.-· - ' .....-: ........ ;, ' ... . ...... ..: :. · .. - ' .... ··.._.. · -: . ·. · · · . · ..... ·.. - ' .: ... .-- . . - .:. . . · -. . . - . .... .. . . : . 广.、-.. . .... _,-...·' ' : .； . 丨數值。然而，在該接收器定期測量該通道狀況而計算該空 間多工率之後，該空間多工率及可由該接收器被以回饋資 ....... ... ...... .... : . ... 訊被提供給該傳輪器。此處，該傳輸器可使用從該揍收器 . . . . :. .......... 送回之通道資訊以計算及/或控制該空間多工岸。 .... .. . - ' 關於與本發明之實施例有關之額外描述及/或更多細 節，可參照 2006年 10月 2日提出申請之韓國發明 • j ^. —.. * 国 — _ · - - ' ' ' - + ‘
No.2006-9721 6以及2007年4月16曰提出申請之韓國專 利申請書No. 2007-37008，其於本文被納入於參照中。 . .. _ - - . . - .... r·
用於實施一廣義相偏移式預編碼方案的第一預編碼器 .· - - ' . . * 第一預編碼器 130-2 包含一預編碼矩陣判定模組 • . * . . ’ .· . .. . ： . . ' - - -- ' ' 131-2、一天線選择模組132、一矩陣再配置模組133-2以 及一預編碼模組1 34-2 〇 更特言之，該預編碼矩陣判定模組131-2可被配置以 藉由將滿足關於該第一矩陣之第二矩陣（例如方程式13) • _ ' . ' 與該么正矩陣相乘而判定一相偏移式預編碼矩陣。 該天線選擇模組132可被配置以由該第二矩陣（例如 方程式16)選择對應至一特定天線而具有一尺寸為n X n (0<n<N)的的至少一部份矩陣’並藉由配置除了該被選擇 項目之外的所有項目為零（〇)而選擇用於資料傳輪的一特 定天線。此處，該選擇的項目。 該矩陣再配置模組133_2可被配置以選择對應至咳第 二矩陣（例如第2表）之空間多工率的一列數量，並^用 以僅使用該選擇之列而再配置該第二矩陣。 雖然前文未述及，但具有傳輸器的其他杜、 卞馬操作所 25 200824379 需。舉例來說，例如一記憶體(表顯示)可被用於儲存各 種負a、一兼收斋電展（未顯示）可被用於接收回饋資訊、 以及一，控制器c未顯示）可被用私控制該傳輸器之各 件。「..:二:.:...八^ .- . - : ... 詳言之，該記憶體可儲存甩於該机偏移式預編碼矩陣 及/或調變的一編碼薄以及編碼方案（MCS)查詢表以供支 援調整性通道編碍及調變( AMe)方案^ 與該相偏移式預編瑪矩陣有關之至少一項&以 陣索引有關的至少一項目。再者，該Mcs查詢表可包括與 將被用於該輸入資訊位元之編碼率有關之至少一項目、與 調變方案有關之至少一壻^ 至少一項目。 該接收器電路可從該接收器透過該天線接收該傳輪信 號、轉換該接收信號為數位信號、以及傳送該數位轉換之 信號至該控制器。該接收之信號可包括如通道品質資訊 ( CQD之資訊。該CQI可被包括於回饋資訊中且可被用 於提供關於通道狀況…編碼方案及/或調變方案的資訊。更 特°之，該CQI可與該袓偏移式預編碼矩陣之索引有關、 與一特定編碼率及/或調變方案（ 為索引資訊，可使用該MCS層級索引。 - . . . ...·； 實施例#2 : 在本發明之另一實施例中，依據一編焉薄之預編碼可 被用於更有效地排程傳輸功率以便增加傳輪可靠度以及傳 26 200824379
輸能力。再者，此一方法可被實施於一傳輸器及一接收器 \ ' "' . - - - '.： ' - ..... ' ' - ; . .. ' 第9圖為一示範圖示，其說明依據該實施例#2的一傳 輸器。參照實施例#1，該傳輸器1〇〇包含一排程器/多工器 110、多個通道編碼器/調變器（120-1〜120-N )、一預編碼 器1 3 0、多個串列/並列（S P )轉換器（1 4 0 -1〜1 4 0-Nt )、 多個調變器（150-1〜150-Nt)。 丨 ... . ' . . - . . _ ,
參照第9圖，該傳輸器包含排程器/多工器210、多個 通道編碼器/調變器（220-1〜220-N)、一預編碼器 240、 多個串列/並列（SP )轉換器(250-1〜250-Nt>、多個調變 器( 260-1〜260-Nt )。此外，更包括依據編碼薄230的一 預編碼器。 .'' , - - '· ... ...... ... --. ... 為了分辨由該預編碼器240執行之編碼薄式預編碼與 該預編碼器 130所執行之相偏移式預編碼（稱為預編碼 #1)，該編碼薄式預編碼將被稱為預編碼#2。預編碼#2係 與一方案有關，藉此可藉由從該接收器接收該傳輸器及該
接收器所知之預編碼矩陣之一索引作為回饋而連成 SNR - _ - , 了 增益。 第10圖為一示範圖示，其說明在支援編碼薄式預編碼 • ; ... . ....... 之一多天線系統中一傳输器及一接收器的一處理。參照第 1 〇圖，該傳輸器及該接收器各具有一固定預編碼矩陣（i 〜Pl )。該接收器可使用該通道資訊以傳輸一最佳預編碼矩 陣索引作為回饋至該傳輸器。在接收談回饋資訊之後，該 傳輸器之預編碼器240 P遺後可應用對應該傳輸資料之索引 27 200824379 的預編碼矩陣（X1〜 XMt)。 ... . ...:. · ......... .... . : , ^ . .. 第3表顯示可被應用於具有兩（2 )傳輪天線且空間多 工率為2之一系統之一翁瑪薄的一範例，且該系統使用3 位元回饋資訊。 f第J表] 矩陣 索引 (二 進位) 列1 列2 矩陣 索引 (二 進 位) 列1 列2 000 I 0 100 0.7941 0.6038-J0.0689 0 1 0.6038+i0.0689 -0.7941 001 0.7940 -0.58H0.1818 10 1 0.3289 0.6614-J0.6740 -0.5801+j0.1818 -0.7940 0.6614Η-Ϊ0.6740 -0.3289 0 10 0.7940 0.0576-Ϊ0.6051 11 0 0.5112 0.4754+j0.7160 0.0576+j0.6051 -0.7940 0.4754-Ϊ0.7160 -0.5112 011 0.7941 -0.2978+j0.5298 111 0.3289 -0.8779+j0.3481 -0.2978-10.5298 -0.7941 -0.8779-j0.3481 -0.3289
若該編碼薄、式預編碼及該机偏移式預編.碼被同時應 用，則該傳輸器可定期接收該接收器之較佳預編碼索引的 資訊、該CQI、以及具有最佳或可接受通道狀況的頻寬。 ' * · 以此回饋資訊為基礎，該傳輸器可使用該相同預編碼索引 並可於祖同頻率友相同時間框上執行傳往不同接收器（例 ...- .. ...· : 如MSs )之較佳資料流的排程。 再者，實施例#2的記憶體相較於實复例#1可包括更多 編碼薄以供預編碼。再者，實施例#2之接收電路c未顯示) 相較於實施例#1的接收電路可接收關於編碼薄索引之更 多資訊以從該編碼薄選擇預編碼矩陣。 關於實施例#1及#2的傳輸器及接收器可包括一交錯 器（未顯示）以供藉由分析編碼位元雨執行交錯以便最小 化在傳輸資料中雜訊所造成之損失。再者，一反向快速傅 28 200824379 立葉轉換（IF FT )(未顯示）可被包括以供分配該預編碼 之傳輸符元至該時域中的子載體。此外，關於實施例#卜及 #2的傳输器及接收器亦可包括一濾波器(未顯示)以供轉 換談傳輸符元為高頻信號，以及包括一類比轉換器（未顯 示.）。. . 再者，以下討論係與在一多使用者、多天線系統中讓 . ' .. .' . .- : ....
相偏移式預編碼之一模擬或一測試有關。第4表顯示談模 擬或該測試之結果。 【第4表】 參數 配置 系統結構 3GPP LTE 系統（OFDMA 式下 鏈） OFDM參數 5 MHz (3 00+ 1 子載體） 子訊框長度） 0.5 ms 資源區塊尺寸） 75 子载體 * 4 OFDM符元 通道模型 ITU Pedestrian A, Typical Urban (6-ray) 行動速度（km/h) 3 調變方案及通道編碼.率 QPSK (11=1/3, 1/2, 3/4) 16-QAM (R=l/2, 5/8, 3/4) 64-QAM (R= 3/5, 2/3, 3/4, 5/6) 通道編碼 加速編碼元件解碼器：： max-log-M AP ΜΙΜΟ模式 MU-MIMO 資源分配 區域化模式 天線配置 [2Tx, 2Rx] 空間關連 （Tx，Rx) (0%, 0%), (70%, 70%) ΜΙΜΟ接收器. MMSE接收器 通道估計 完美通道估計 H-ARQ Bit-leve位元層級追逐結合 最大重新傳輸之數量：3 TTIs 重新傳輸延遲之數量·· 3 TTIs 第11A圖為一示範圖示，其說明在一 ITU PedA通道 .... ·- 29 200824379 中沒有空間闕連之環境中一傳.统PARC以及本發明之方法 之間的一比較。第11B圖為一示範圖示，其說明在空間關 連為70%之一環境中一傳統PARC以及本發明之方法之間 的一比較'
參照第11A及 11B圖，依據本發明之輸出總是高於 PARC之傳輸方法，不論該傳輸器及接收器之空間關連為 何。再者，若該傳輸器及接收器之空間關連增加，則彼此 間的差異會明顯放大。意即，.由於多使用者千擾之降低而 導致整體傳輸能力的提升。 第12A圖為一示範圖示，其說明在具有高頻選擇之一 TU通道中一傳統PARC及本發明之方法之間的一比較。第 ..... .,； · - . . · · · 12B圖為另一示範圖示，其說明在具有高頻選擇之一 TU 通道中一傳統PARC及本發明之方法之間的一比較。 參照第12A圖，該PARC及本發明之間的差異為最小 的，不論該空間關連為何。在第12B圖中，該傳輸器及該 接收器之空間關連為70%，則編碼薄式預編碼導致之SNR 增益造成該輸出被提升1 5 %。 該些習知技藝人士將暸解在本發明中可做成各稹修改 . · -· ； · . . , - · 及變化而不會偏離本發明之精神或範圍。因此，有意使本 發明涵蓋此發明之修改及變化，若其符合申請專利範圍及 • - ' ' 其均等物之範圍。 【圖式簡單說明】 本文包括之附隨圖示用以提供本發明之一進一步瞭解 且被納入並構成此申請書之一部分，該些圖示說明本發明 30 200824379 之實施例，並伴隨該描述以解釋本發明之原理。在該圖示 φ · T * \ - - _ . . . . _ ' 第1圖為一示範圖示，其說明用於一單一使用者之一 PARC的一結構； 第2圖為一示範圖示，其說明一卩1；211(：之一結構; 第3A圖為一示範圖示，其說明依據實施例#1之一通 ; - - ~ · 信系統的一傳輸器；
第3B及3C圖為示範圖示，其說明第3A圖之傳輸器 之預編碼器的處理或程序； 第4圖為一示範圖示，其課明相偏移式預編碼卜 第5圖為一示範圖示，其說明循環延遲 · · ·' . - · ' - · · · - - . . .. 寸的改變； .... - · 第6圖為一示範圖示，其說明一多天線系統，該多天 線系統被應用一傳統空間多工及循環延遲分集方案，其具 有四（4 )傳輸天線以及空間多工率2 ; 第7圖為一多天線系統之一示範圖示，該系統被應用 方程式10之相偏移式預編碼矩陣； 第8圖為一四天線系統之一示範圖示，其中選擇該預 編碼矩陣之一特定部分； 第9圖為一示範圖示，其說明依據實施例#2之一傳輸 η ； 第10圖為一示範圖示，其說明支援編碼薄式預編碼之 一多天線系統中的一傳輸器及一接收器; 第11Α圖為一示範圖示，其說明一傳統PARC與本發 31 200824379
明之方法在一 ITU PedA通道中不具有空間關連之一環境 • - / - 中的一比較； ; . - ...- ...... · - 第11 B圖一示範圖示，其說明一傳統PARC與本發明 之方法在該空間SS連為70%之一環境中的一比較; 第1 2A圖為一示範圖示，其說明一傳統PARC與本發 明之方法在具有高頻率選擇之一 TU通道中的一比較; . ...- . 第12B圖為另一示範圖示，其說明一傳統PARC與本
發明之方法在具有高頻率選擇之一 TU通道中的一比較; 【主要元件符號說明】 110, 210排程器/多工器 130， 130-1， 130-2, 240 預編碼器 131-1預編碼矩陣建立模組 13 1-2預編碼矩陣判定模組 132天線選擇模組 133- 1，133-2矩陣再配置模組. 134- 1,1 34-2預編碼模組 120:1〜120-N，220-1〜220-N編碼器/調變器 140-1〜140-队，250-1〜250-队串列/並列(3?)轉換器 150記憶體 150-1 〜150-Nt.260-1 〜260-Nt 調變器 230編碼薄 32

Claims (1)

  1. 200824379 十、申請專利範圍： . - ：-：；.- ； ：：.\ - ； L· 一種在一多天線無線通信系統中使 資料的方法，該方法至少包含以下 自一行動台(MS )接收回饋| 使用該接收之回饋資訊於將由 用者資料上獨立執行通道編碼及調 . . . - ：: ·. -V . ·. 判定一相偏移式預編碼矩陣以 ：；.；..... .:.. ； ； 料之一相角一固定量;及 使用該判定之相偏移式預編碼 料上執行預編碼。: 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法 編碼矩陣判定步驟包括使用第一矩 將該第一矩陣與第二矩陣相乘以使 么正矩陣。 3. 如申請專利範圍第2項所述之方法 隨著列均勻增加相角之一對角矩_ 足該么正矩陣之條件的一相偏移式 4. 如申請專利範圍第3項所述之方法、 由一編碼簿所選擇，其包括具有相 一矩陣，且被S&置為具有相對較高 陣的一部分。 5 .如申請專利範圍第3項所述之方法 從該第二矩陣選擇對應至空間 數量；及 用多個子载體傳輸 步驟::丨 「訊; 每個天線傳輸之使 變；： 供增加該使用者資 • · _ ·' . ., 矩陣於該使用者資 ，其中該相偏移式預 陣以供相偏移以及 該第一矩陣成為一 ，其中該第一矩陣為 :，而該第二矩陣為滿 預編碼矩陣。 ，其中該第二矩陣係 對較低空間多工率之 空間多工率之另一矩 ，更包含以下步驟： 多工率的一特定列 33 200824379 僅以該選擇之列再配置該第二矩陣。· ： ： - ' - ： -- 6.如申請專利範圍第4項所述之方法，其中讓第一矩陣與 - ' ， ..... .... .·' .第二矩:陣的乘積為
    其中eV表示一相位值，及表示子載體之索引或實源之索 - . . .· . - - 弓丨，ivt表示傳输天線或虛擬天線之一數量，而i?表示空 間多工率。 7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含執行一編碼 薄式預編碼以供棑程每個傳輸天線之通道功率。 8. 如申讀專利範圍第1項所述之方法，其中該袓偏移式預 .- · . . - - . ·
    編碼矩陣為
    中i表 k W ·, 示子截體之索引或資源之索引， J (i=l5 ...? Nty j = l? [ - - -, . . . ； - 1，表示依據A:判定之一複數權值，>t表示傳輸天線 或虛擬夭線之數量，而i?表示空間多工率。 34 200824379 9.如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該相偏移式預 編碼矩陣係由應用談相偏移式預編碼至一么正矩陣所 - · . . .. ·. ... - - ..導出.。八: 10·如申請專利範圍第9項所述之方法，其中相偏移式預編 碼矩陣滿足兩條件，第一條件為 2 感 .·% + - + 贈 1. 2、 + ··ν+™；?2 =1 k' F= 1 而第二條件為 35 1 ί, 一種在一多使用者、多天線通信系統中使用多個子載體 的傳輸及接收裝置，其至少包含： 一第一通道編碼器及調變器，用以使用源自該接收 裝置之回饋資訊於每個天線之使用者資料上獨立執行 通道編碼及調變；及 . .. . - · . . 一第一預編碼器，用以判定一相偏移式預編碼矩陣 200824379 並使用該判定之相偏移式預編碼矩陣於談使用者資料 V. · - .. . ...... 上執行預編瑪， 其中該袓偏移式預編碼矩陣係依據固定地增加每 個天線之使用者資料之一相角而加以判定。 12.如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中該第一預編碼 ； .. .. ' . ； - ，- . -- , -- 器包括一矩陣再配置模組，用以供選擇對應至該空間多 工率之一列數量並僅使用該選擇之列再配置該矩陣。
    1 3.如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中該第一預編碼 器包括一預編碼矩陣判定模組，用以供藉由將第一矩陣 . . , 與第二矩陣相乘而判定該相偏移式預編碼矩陣，該第一 圓 ，圓 圓 ·- ， 矩陣係與相偏移有關而該第二矩陣係與轉換該第一矩 . ； - · _ , - · 陣為一么正矩陣有關。 14·如申請專利範圍第1 3項所述之裝置，其中該第一矩陣為 相角隨著列而被固定增加之一對角矩陣·，而該第二矩陣 . .. 為滿足一么正矩陣之條件的一矩陣。 1 5.如申請專利範圍第11項所述之裝置，其中該第一矩陣及 ‘ - ! ' .... 、 該第二矩陣之乘積為
    f jexk nI e 1 Q 雜 / 其中^表 示一相位值，λ：表示子載體之索引或資源之索弓I，W表 . * 示傳輸天線或虛擬天線之一數量，而及表示空間多工率 16.如申請專利範圍第15項所述之裝置，更包含一矩陣再配 36 200824379 置模組以供： 自該第二矩陣選擇對應至空間多工率的一特定列 :' 數:_;及、' 僅以該選擇之列再配置該第二矩陣。 17.如申請專利範圍第il項所述之裝置，更包含一第二預編 碼器以供執行一編碼簿式預編碼以排程每個傳输天線 之通道功率。
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