TWI238631B

TWI238631B - Method and apparatus for transmitting data in a time division duplexed (TDD) communication system

Info

Publication number: TWI238631B
Application number: TW091113639A
Authority: TW
Inventors: Ahmad Jalali; Mark Wallace; John E Smee
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2005-08-21
Also published as: CN1309231C; KR20040010770A; EP2264965A3; CN1539230A; BR0210559A; KR20080090582A; US20030002450A1; JP2010093822A; KR100897138B1; JP5485439B2; US20080107048A1; JP2004534456A; US20060109926A1; EP1402699A1; WO2003001761A1; JP2012182800A; HK1067475A1; US8121217B2; EP2264965A2; US7333560B2

Description

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發明背景發明領域

本發明一般而言關於資料通信，更明確地說，係關於在一分時雙工（TDD)通信系統中處理資料傳輸的技術。發明背景裝訂

一種多頻道通信系統通常用於提供多種通信的增加之傳輸容量’例如語音及資料等。這種多頻道系統可為一種多進多出（ΜΙΜΟ)通信系統，一正交分頻調變（〇FDM)系統，一種使用OFDM的ΜΙΜΟ系統，或一些其它·形式的系統。一 ΜΙΜΟ系統使用多個傳送天線及多個接收天線來利用空間多工化，以支援數個空間次頻道，其每個皆可用來傳送資料。一 OFDM系統可有效地區隔該操作頻率波段成為一些頻率次頻道（或頻率段或次波段），其每個係結合於可調變貪料的個别次載波。因此，一種多頻道通信系統可支援多個「傳輸」頻道，其每個可對應於一 ΜΙΜΟ系統中的空間次頻道，一 OFDM系統中的頻率次頻道，或一使用〇FDM的 ΜΙΜΟ系統中之頻率次頻道的一空間次頻道。一多頻道通信系統之傳輸頻道基本上會經歷不同的連結條件（如由於不同的衰減及多重路徑效應），並可達到不同的信號雜訊加干擾比（SNR)。因此，可由該傳輸頻道所支援的一特定的效能位準之傳輸容量（即該資訊位元率）對於每個頻道並不相同。再者，該連結條件基本上會隨時間改變。因此’由該傳輸頻道所支援的位元率也會隨時間改變。一分時雙工（TDD)通信系統在該前向及反向連結上經由 -4 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

1238631 A7 B7 五、發明説明（2 ) 相同的頻率波段來傳送資料。該前向連結代表由_基地台到-終端機的傳輸，而該反向連結代表由該終端機到該基地台的傳輸。在該TDD系統中，該傳輸時間係區分為^二，而-些時槽係配置給前向連結傳輸，而剩餘的時槽則酉曰己置給反向連^傳輸。因為該前向及反向連結共用相同的頻率波段，該前向連結的特性可由量測該反向連結的特性來估计，反之亦然。該前向及反向連結傳遞的相互性可用來更為簡化該通信連結的特徵化。如上所述，該技術可用於（1)利用一TDD通信系統中咳前向及反向連結之相互性’及⑺處理在具有不同容量的多重傳輸頻运上的資料傳輸來達到高效能，纟皆有高度需求。發明概要本明的些方面係提供不同的技術來在—分時雖工 (TDD)通信系統中處理資料傳輸。在―方面，—前向ς結的頻率響應係基於來自—終端機的反向連結傳輸（如前導參考）來在一基地中估計。初始時，來自該基地台到該終端基的-珂向連結傳輸之整體轉移函數札⑷，&來自該纹端機到該基地台的料等反向連結上_反向連結傳輸之整體㈣函數Hr(co)，係用來得到—校正函^⑷，其描述了該前向及反向轉移函數之間的差異。於該前向連結上的資料傳^前，該基地台基於由該終端機傳送的該前導參考來決疋遠反向轉移函數。炊你传夕山歡然後琢基地台利用該校正函數來"校正"該反向轉移函數，以得到該前向轉移函數的一估计’然後用來在傳輸到該終端機之前預先調整調變符號。 -5 - 本紙張尺度適财S S家標準(CNS) A4規格(210)¾^] 1238631 A7 ___________ Β7 五、發明説明（3 ) 在另一方面，該終端機估計該前向連結的”品質”，並提供此資訊到該基地台。該前向連結品質可由一信號雜訊加千擾比（SNR)，一雜訊加干擾，或一些其它的量測值來量化。該前向連結品質可基於前導參考、封包資料或一些其它在該前向連結上傳送的信號來在該終端機上估計。然後該前向連結品質估計係以一特殊的形式來表示，並傳送到該基地台，然後使用該資訊來在傳輸之前適當地編碼及調變資料，使得該傳送的資料可在該終端機處以所想要的效能位準來接收。此處所述的技術可應用到該前向及反向連結上的資料傳輸《本發明進一步提供方法、系統及裝置來實施本發明之不同方面、具體實施例及特徵，如以下的詳細說明。圖式簡單說明本發明的特徵、性質及好處將可由以下的詳細說明，並配合所附圖面而更加瞭解，其中相同的參考符號在所有圖面中代表相對應的元件，其中：圖1所示為能夠實施本發明之不同方面及具體實施例的一分時雙工（TDD)通信系統；圖2所示為一種取得一校正函數，及在傳輸之前預先調整調變符號之處理的具體實施例之流程圖；圖3A及3B所示為在一基地台中傳送器單元之特殊設計的方塊圖’其利用了 ΜΙΜΟ及OFDM，並可根據本發明之具體實施例來處理資料；及圖4所示為一終端機内一接收器單元之特殊設計的方塊 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1238631 A7 ____B7__ 五、發明説明（4 ) 圖，其可根據本發明之具體實施例來接收資料。發明詳細說明圖1所示為能夠實施本發明之不同方面及具體實施例的一分時雙工（TDD) 1〇〇通信系統。系統1〇〇可為一無線區域網路（LAN)或一些其它形式的系統，並包含通信於一或多個終端機150之基地台11〇 (為了簡化起見僅顯示一個終端機）。系統100以一分時雙工方式透過相同的頻率波段在該前向及反向連結上傳送資料^對於該TDD系統，該傳輸時間係區分為時槽，而一些時槽係配置給前.向連結傳輸，而剩餘的時槽則配置給反向連結傳輸。舉例而言，該前向及反向連結可配置成交替的時槽。此處所述的技術可應用到該前向及反向連結上的資料傳輸。但是，為了清楚起見，本發明之不同方面及具體實施例係特定地對於前向連結傳輸來在以下說明。系統1 00在母個該前向及反向連結上支援一或多個傳輸頻道，而在任何時刻，所有可用的傳輸頻道可用於資料傳輸。在该別向連結上的傳輸頻道數目不需要等於在該反向連結上的傳輸頻道數目。多個傳輸頻道可透過多進多出 (ΜΙΜΟ)、正交分頻調變（〇FDM)、結合於〇FDM之MIM〇，或一些其它的架構來提供。系統1 〇〇也可實施分碼多向近接（CDMA)、分時多向近接（TDMA)、分頻多向近接（fdma) ，或些其&的^向近接技術。多向近接技術可用來支援同步通信於多個終端機。一 ΜΙΜΟ系統利用多個（Ντ)傳送天線及多個（Nr)接收天本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱） A7 B7 1238631 五、發明説明（5 ) 線來用於資料傳輸°由该Ν τ傳送及N r接收天線所形成的 ΜΙΜΟ頻道可分解成Nc個獨立頻道，其中Ncsmin{Nr，Nr} 。每個Nc獨立頻道也代表該ΜΙΜΟ頻道之空間次頻道，並對應於一因次。一 OFDM系統可有效地區分該操作頻率波段成為一些 (NF)頻率次頻道（即頻率段或次波段）。在每個時槽中，一碉變符號可在每個該N f頻率次頻道上傳送。每個時槽對應於一特定的時段，其係根據該頻率次波段的頻寬。系統1 00可操作來在每個該前向及反向連結上的一或多個傳輸頻道上傳送資料。如果使用ΜΙΜΟ而非〇fdM，此基本上僅有一個頻率次頻道，而每個空間次頻道可代表一傳輸頻道。如果使用0 F D Μ而非ΜIΜ 0，每個頻率次頻道僅有一個空間次頻道，而每個頻率次頻道可代表一傳輸頻道。而如果同時使用ΜΙΜΟ及OFDM，每個頻率次頻道的每個空間次頻道可稱之為一傳輸頻道。此處所述的技術可應用於使用一或多個傳輸頻道之TDD 系統。對了清楚起見，以下說明不同的方面，其中該TDD 系統使用ΜΙΜΟ及OFDM，雖然ΜΙΜΟ或OFDM皆不需要來實施此處所述的創新技術。如圖1所示，系統1 00可操作來使用一種天線、頻率及時間多樣性的組合，以增加空間效率、改善效能及增進彈性。在一方面，基地台11 〇可用來估計該基地台與終端機之間的通信連結的特性，並取得代表該估計的連結特性之頻道狀態資訊（CSI)。然後基地台110可基於在該基地台取得本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 1238631 A7 B7

五、發明説明（來自該終端機）理（如編碼、調的該CSI及/或提供給該基地台之CSI (例如來來在傳輸到終端機150之前調整該資料的處理變及預先調整）。於基地台1 10處，一資料源i 12提供封包資料（即資訊位元）到-傳送（TX)資料處理器114,其⑴根據—特殊的編碼方案來編碼料包資料，(2)基於一特殊的交錯方案纟交錯(即重新排序）該編碼的資料，（3)頻道化該交錯的資料及前導資料在其個別的編碼頻道上（如果使用分碼多工），及（句映射該頻道化的封包及前導資料到用於資料傳輸的一或多個傳輸頻道之調變符號。該編碼可增加該資料傳輸的可靠度。该父錯可提供該編碼位元的時間多樣性，允許基於用來該資料傳輸的該傳輸頻道之平均信號雜訊加干擾比（SNR) 來傳送K料，對抗衰減，並進一步移除用來形成每個調變符號之編碼位元之間的關連性。該交錯可進一步提供頻率多樣性，如果該編碼位元係在多個頻率次頻道上傳送。該頻道化可允許在該終端機處區分該封包及前導資料。在一方面’琢編碼、交錯及符號映射（或其任何組合）可基於基地台11 〇可用的該CSI來執行，如圖1所示。在基地台1 10處的編碼、交錯及符號映射可基於多種方案來執行，其中一些在以下詳細說明。一 TX頻道處理器120接收及解多工來自丁X資料處理器u4 的該調變符號，並進一步預先調整該調變符號，如下所述。如果使用ΜΙΜΟ，TX頻道處理器12〇提供了用於資料傳輸的每個天線之預先調整的調變符號之串流。如果使用本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公爱) 1238631 A7 _____ B7 五、發明説明（7 ) OFDM，TX頻道處理器120提供用於資料傳輸的每個天線之預先调整的调變符號之串流，每個時槽一個向量，其每個向量包含每個頻率次頻道的一個調變符號。然後每個串流即由一個別調變器（MOD) 122接收及調變，並經由一相關的天線124來傳送。在終端機150處，一或多個天線152接收該傳送的信號，而每個天線提供一個別的接收信號到一相關的解調變器 (DEMOD) 154。每個解調變器154執行互補於在調變器122 處執行的處理。然後來自所有解調變器1 54之接收的調變符號即提供給一接收（RX)頻道處理器156，其執行互補於由τχ頻道處理器120所執行的處理之接收器處理。頻道處理器156提供還原的調變符號到一 RX資料處理器158，其處理該符號來還原該傳送的資料流。RX資料處理器158執行互補於由TX資料處理器π4執行的處理。然後該解碼的資料即提供給一資料出口 160。該基地台11〇及終端機丨5〇之處理係在以下進一步詳細說明。系統100中可用的該一或多個傳輸頻道基本上會經歷到不同的連結條件(例如由於不同的衰減及多重路徑效應），並可得到不同的SNR。因此’該傳輸頻道的容量可隨頻道而不同。此谷里可由$資訊位元率（即每個調冑符號之資訊位元的數目）所量化’並可在-特定的效能位準之每個傳輸頻道上傳送（例如-特定的位元錯誤率（臟）或封包錯誤 =τ因為該連結條件基本上會隨時間改變，該傳輸頻迢的支援之資訊位元率亦會隨時間改變。 10 - 1238631 A7 1— ---— ____________B7_______ 五、發明説明（8 ) 為了更元全地利用該傳輸頻道之容量，描述該前向連結之頻道狀態資訊（CSI)可被決定，並用來處理（如編碼、調變及預先調整）資料，使得該傳送的資訊位元率符合該傳輸頻道之傳輸容量。該CSI可包含不同形式的資訊，並可取得及/或提供為不同形式，其中一些說明如下。一種CSI係關於該前向連結的，，品質"。該品質可由個別傳輸頻道的SNR，或每個傳輸頻道群組的平均SNR、該頻道所支援的速率或平均速率，及該頻道所支援的編碼及調變方案等來量化，如下所述。描述該前向·連結品質的資訊可用來在傳輸之前適當地編碼及調變資料，使得該傳送的資料可用所想要的效能位準（每i% (1 PER))來由該終端機還原。該前向連結品質之估計及使用係在以下進一步詳細說明。另一種CSI係關於該前向連結的，，響應”。此響應可由在整個操作頻率波段中的振幅及相位來量化，用於每個資料傳輸之傳送-接收天線配對之間的傳遞路徑。描述該前向連結響應的資訊可用來在傳輸之前預先調整調變符號，以正交化該空間次頻道，其可改善效能。該前向連結響應之特徵化及該調變符號的預先調整亦在以下進一步詳細說明。不同形式的傳輸可用來特徵化該前向連結響應，並來估计遠前向連結品質。舉例而言，其可使用前導資料（即一已知樣式的資料，例如一皆為零的序列）、封包資料、發信及可能的其它形式傳輸。為了清楚起見，本發明的不同方面及具體實施例，包含該前向連結的特徵化，及該前向連 __- 11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 1238631 A7 B7 -12 五、發明説明（結的品質估計，係基於該前導參考之使用來說明如下。前向連響|之特徵化對於一 TDD通信系統，一單一頻率波段係同時用於該前向及反向連結，而該前向及反向連結的傳遞路徑為交互的在此例中，該前向連結的特徵可基於該反向連結的量測來估计，反之亦然，如果在該通信連結中的隨時間變化改變相對於在該連結被估計的時間與使用該估計的時間之間的是異為緩慢。舉例而言，如果該前向及反向連結指定為父替的時槽，則該時槽必須足夠短，使得該通信連結在時才曰之間不會明顯地改變，其中該連結可特徵化，而該時槽中該連結特徵化係應用於一資料傳輸。根據本發明一方面，該前向連結之響應係基於來自該終端機的反向連結傳輸來在該基地台處估計。來自該基地台到孩終端機的一前向連結傳輸之整體轉移函數)，及來自茲終端機到該基地台的該交互反向連結上的一反向連結傳輸之整體轉移函數Hr((〇)可表示如下：

Hf(co) = Tf(co)C(co)Rf(co) ’ 及等式⑴

Hr(〇) = Tr(co)C(co)Rr(co)，其中：

Tf(c〇 )為孩前向連結傳輸中在該基地台聚集處理的一轉和幽數（例如圖1之基地台丨10中τχ頻道處理器12〇及調變器122之轉移函數）； Κω )為孩前向連結傳輸中在該終端機聚集處理的一轉移函數（例如圖1之終端機15〇中該解調變器154及本紙張尺度制t g g家標準(CNS) A4規格⑼“挪公爱裝訂線 1238631

RX頻道處理器156之轉移函數）； C(co)為該頻道頻率響應（例如一特定傳遞路徑或傳送_ 接收天線配對）； Τ「(ω)為該反向連結傳輸中在該終端機聚集處理的一轉移函數（例如圖1之終端機丨5〇中該τχ頻道處理器 162及調變器154之轉移函數）；及 Μω)為該反向連結傳輸中在該基地台聚集處理的一轉移函數（例如圖1之基地台11〇中解調變器122及Rx 頻道處理器132之轉移函數）。

Hr(co )可在該基地台基於在該反向連結上來自該終端機所傳运的W導參考來決定。類似地，Hf(〇))可在該終端機處基於在該前向連結上來自該基地台所傳送的前導參考來決定’且後續可提供給該基地台。如上所述，一 TDD系統的前向及反向連結一般為交互的。因此’如果在該基地台及終端機之前向連結傳輸之信號處理（如濾波）係相同於在該終端機及基地台對於該反向連結傳輸的信號處理，則該基地台及終端機皆可量測相同的轉私函數（即Hf(co ) =Hr(c〇 ))，除了由估計及不完美的校正所造成的錯誤。但是，在一實際的實施中，該前向轉移函數 Η「(ω )不可相同於該反向轉移函數Hr(0))。例如，此可由於在孩基地台及終端機處對於該前向及反向連結傳輸所使用的不同信號處理元素。舉例而言，該前向連結傳輸的該傳送及接收濾波器之頻率響應可不同於該反向連結傳輸的該傳送及接收濾波器之頻率響應。 -13 · 本紙依尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）裝訂

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根據本發明一方面，該前向及反向連結傳輸的該前向與反向轉移函數之間的差異可決定，並用於更準確地估計在該基地台的前向轉移函數，其可提供改進的效能。初始地，該基地台基於由該終端機傳送的該前導參考來決定該反向轉移函數Hr(co)。該終端機亦基於由該基地台傳送的該前導參考來決定該前向轉移函數Hf(c〇)。然後該終端機傳运代表1¾可向轉移函數Hf(c〇)之資訊回到該基地台，然後其使用泫資訊來執行一校正。因為在該基地台及終端機的仏唬處理基本上於一通信會期期間並不明顯地改變，只卩(①）可在必要時，於該會期開始時回報，然後進行更新。然後一杈正函數α(ω )可基於該前向及反向轉移函數來得到，如下式：

Hf(co) Tf(co)C(co)Rf(c〇) Tf(co)Rf(c〇) a (co) ~~ -二一 — _ 斤々

Hr(c〇) Tr(co)C(co)Rr(c〇) I(co)Rr(c〇)' 寺式（2) 在等式（2)中，其係假設在該反向轉移函數Η「(ω )中沒有零 ’所以不會遇到除零的情況。該校正函數α(ω )基本上包含一組頻率的一組複數值。如果使用ΜΙΜΟ，則該校正函數可基於在一特定傳遞路徑上傳送的該前導來取得（即一特定的傳送-接收天線配對）。如果使用OFDM，則該校正函數可基於在所有該Nf頻率次頻道或其一次組合上傳送的該前導來取得。在此例中， J板正函數cc(lc)可表TF成一 k的函數’即該頻率次頻道的係數，其基本上包含該NF頻率次頻道的1^複數值。 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） A7 B7

1238631 五、發明説明（12 ) f該基地台及終端機處的信號處理皆可為—頻率的函數 k正函數基本上可對於每個傳遞路徑來得到（即料-接收天線配對）。該傳遞路徑之校正函數（即由㈣個終端機天線到該第j個基地台天線之第k個頻率次頻适的路徑），其可表示如下： " a(i5 j. lcW」!0·，k) · 〇 ΤΑ，k) · Rr(j，k) 。舉例而言，如果有兩個傳送天線及兩個接收天線，則可得到四個校正函婁乏’對於每個該四個傳送-接A天線配對各有一個。在由該基地台到該終端機的資料傳輸之前，該前向連結響應可基於在該反向連結上傳送的該前導參考來於該基地台處特欲化。在一具體實施例中，該前向連結響應特徵化必須估計每個頻率次頻道（即每個傳遞路徑）之每個傳送-接收天線配對的該響應。一傳遞路徑（i，j，k)之反向轉移函數 hr(i，j，k)可表示成： hr(i，j，k)=Tr(i，k) · c(i，」·，k) · Rr(j，k)。此反向轉移函數hr(i，j，k)可由處理及量測在傳遞路徑（丨，』，k) 上傳送的該前導參考來得到。然後該基地台可藉由相乘該反向轉移函數hf(i，」，k)來估計傳遞路徑（i，j，k)之前向轉移函數卜⑴」·，k)，其具有該校正係數a(i，j，k)，如下所示： ____- 15 - 泰紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公爱）

裝訂

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五、發明説明（13 ) hf(i，j，k)=hr(i，j，k) · a(i，j，k)， =Tr(i，k) · c(i，j，k) · Rr(j，k) · =Tr(i，k) · c(i，j，k) · R^k) THj，k) · Rr(i，k) Tr(i5 k) · Rr〇*, k) 等式（3) 然後所有傳遞路徑的該前向轉移函數hf(i，」·，k)可用來形成一或多個頻道響應矩陣Hf(k)。基本上，一頻道響應矩陣 Hf(k)係對每個頻率次頻道來形成。每個頻道響應矩陣 Hf(k)包含一前向轉移函數hf(i，j，k)的一 ntx Nr矩陣，其中 & Kj^NT，對於第k個頻率次頻道之知&傳送-接收天線配對。然後’每個頻道響應矩陣Hf(k)可用於得到加權值’然後可用來預先調整該第k個頻率次頻道的該調變符號，如下所述。對於每個頻率次頻道，一由該頻道響應矩陣Hf與其共軛置換的Η『之乘積所形成的一赫密特（Hermitian)矩陣的埃根向量分解可表示成：

HfHHf=EAE”，等式（4) 其中E為一埃根向量矩陣，而八為一埃根值的對角矩陣，其因次皆為Ντχ Ντ ’而該符號” η”代表該共軛置換。該基地台預先調整每個時槽的一 Nc調變符號达的向量，其係使用该埃根向量矩陣E，如下所示：等式（5) 2L= Eb 〇在等式（5)中的預先調整可更完整地表示成·· 心，b …e1Nc •V = * * · • · · b2 * · 等式（6) 本紙張尺度適用中a國家標準(CN_S)_ A4規格(2iq χ 297二) 1238631 A7 B7 五、發明説明（

其中[bu b2，...bNC]分別為該空間次頻道丨，2，…Nc，，其中 Nc<min{ NT, NR}; eij為茲埃根向量矩陣E的元素，其為描述由該基地合天線到該終端機天線的該傳輸特性；及 [X!，忒預先調整的調變符號，其可表示成： X丨=bi· eH+b2· e12+...+bNc· eiNC , 心#!· e21+b2· e22+...+bNc· e2Nc，及 XNT=b!· eNTi+b2· eNT2+.. +bNc· eNTNc o 因為HHH為赫密特，該埃根向量矩陣£為丨_。因此，如果謗向里b的元素具有相等的次方，該向量芏的元素（即該預先調整的調變符號）亦具有相等的次方。如等式（5)及（6)所示，對於每個頻率次頻道，在每個時槽的Nc调變符號係預先碉整來產生Ντ預先調整的調變符號。該預先調整正交化在該Nc空間次頻道上傳送的該調變符號串流，其可改善效能。圖2所示為根據本發明之具體實施例，在該前向連結上傳輻之別，得到泫校正函數與預先調整調變符號之處理的流程圖。初始時（例如在一基地台與一終端機之間的通信會期的開始），孩終端機量測該前向轉移函數Hf(〇 )，並將其傳送回到該基地台，如步驟212。該基地台亦量測該反向轉移函數Hr(CO)，如步驟214。然後該前向及反向轉移函數 Hr=)及Hr(co)即由該基地台使用來得到該校正函數α(ω), 如等式（2)所7F ,如步驟216。步驟212到216可在由該基地台到該終端機的第-資料傳輸之前來執行，然後在該通信 17 - 本紙張尺度中㈣家標準(CNS) A^F1()X297公爱)

裴訂

線 1238631

會期期間也可依需要來執行。然後可做出決定，是否該終端機有一資料傳輸，如步妒 2 18。如果沒有資料要傳送，則該處理回到步驟2 1 8，並^ 待（如直到該前向連結的下一個時槽）。否則，如果有，料要傳送，該基地台量測該反向轉移函數Hr((〇 )，如步驟。然後該基地台得到該前向轉移函數Hf(〇))，其係基於嗲反向轉和函數Hr(co )，及该杈正函數α(ω ),如等式、(3)所示，如步驟222。然後該前向轉移函數Hf(〇))即用於在傳送到該終端機之前來處理資料，如步驟224。更特定士之，、二、珂向轉移函數Hf(c〇 )即用來取得該埃根向量矩陣E，如等^ (4)所示，其然後用於預先調整該調變符號，如等式（5) ^ ⑹所示。然後該處理回到步驟21δ，並等待下一/太輸（或下一個時槽）。 '人貝

iiJliLSjL 等式（7) 在該終端機處接收的信號可表示成 r = H f χ + η 5 =HfEb_+ ii » 其中ϋ為該頻道雜訊。為了還原該傳送的調變符號，該纹吟、·，"而機初始執彳千/頻道匹配濾波作業，然後相乘該右方埃報，乃矢根向I矩陣。瘸道匹配濾波及相乘作業之結果為一向量 _ Ζ 1表示成： X = EHHfHL , =EHHfHHfEb + EHHfHn > 0、卜等武（8) =Λ^ + η， -18 - 1238631

其中色為於該終端機的接收器處理之後的雜訊項次。該頻道響應矩陣Hf，對於用來執行該頻道匹配濾波作業的該前向連結，其可基於由該基地台傳送的該前導參考來於該終端機處決定。如等式⑻所示，所得到的向量义為該向量匕的一縮減版本，其包含於該基地台以該埃根向量矩陣e預先調整的_„號1向量之間的縮放係基於該矩陣 Λ中的埃根值。在該接收器處理之後的雜訊項次6具有—協方差，其可表示成： E{mH} = E(EHHfHHHHHE)，一 EHHfHE，等式（9) =Λ，其中Ε{}為該預期作業。由等式⑼可知，於該終端機處的接收器處理之後，該空間次頻道之雜訊成分係無關於該埃根值所給定的變異。如果該b的元素具有相等的次方，且如果£函"}=1，則該向量厶的第i個成分之SNR (即第丨個空間次頻道）為λ i，其為該埃根值的矩陣八之第i個對角線元素。前導傳輸方案不同的方案可用來傳送一前導參考由一傳送器單元（例如一終端機）到一接收器單元（如一基地台），以允許該接收哭單元來特徵化該通信連結。該前導參考基本上是由在兮傳送器單元的所有天線或其一次組合來傳送，並位在一充产數目的頻率次頻道上，使得其可構成該通信連結的準確^ 徵化。該傳送的前導參考係由該接收器單元的所有天線來 ________- 19 - _ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公ϋ ^^---- — 1238631 A7

接收，並處理來特徵化該連結響應。所要使用的該特定前導傳輸方案可基於不同的 J尔既限制及考慮來選擇。用於該反向連結的該傳輸方案可彳二 w』興琢前向連結的不同。舉例而言，該前向連結可支援MImo，萨此該反向連結可僅支援單進多出（SIMO)，其中該前導傳^方案必須負責此差異。一些用來在該反向連結上由該終端機傳送該前導參考到該基地台的方案描述於後。在一前導傳輸方案中，該終端機連續地由所有天線傳送該前導參考（即配置給該反向連結之所有時槽中），並在一充份的次頻道數目上。該前導參考可沿著其它封包資料傳送。對於此方案，該前導參考隨時可立即用於頻道特徵化的該基地台。如果該前導參考在一給定的時槽中於一特定的頻率次頻道（如果未使用OFDM時僅有一頻率次頻道）上由多個天線傳送，然後在不同天線上傳送的該前導必須彼此正交。然後此允許該基地台來還原在每個天線上傳送的個別前導參考。在一單一載波系統中，正交性可由每個天線在一不同的編碼頻道上傳送該前導來達到（例如對於具有一不同沃爾什（Walsh)碼的每個天線覆蓋該前導資料）。如果使用OFDM，該通信連結的該頻率響應可對於該頻率次頻道的次組合來決定，而非所有的頻率次頻道。舉例而言，如果NF頻率次頻道與NR天線於該終端機處可用，則該前導參考可在每個該NR天線的NF/ NR頻率次頻道上傳送。用於在每個天線上前導傳輸的該nf/&頻率次頻道即可

-20 - 本紙張尺度適用中&國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公爱） 1238631 A7 ρ------------B7 五、發明説明（18 ) 選擇’使得其可構成該頻率響應的一準確估計。舉例而言 ’琢可導參考可在頻率次頻道上傳送，其係於整個頻率波 &上區隔’而區隔Nr頻道。每個天線的該nf/Nr頻率次頻迢可相對於那些其它天線來交錯（即偏移）。一般而言，對每個天線之前導傳輸所選擇的該頻率次頻道之數目必須足夠來允許孩通信連結的頻譜之準確取樣。該頻率領域取樣允忒％向連結響應使用較少的前導傳輸來估計。在另一個前導傳輸方案中，該終端機以一分時多工 (TDM)方式由所有天線來傳送一前導參考，並在該所有的須/人頻道或其”一次組合。舉例而言，該前導參考可用一連％的方式在每個可用的時槽中由一天線傳送在所有的頻率次頻道或其一次組合（例如以一輪盤的方式）。因此，該可導參考可在一特定的時槽中由天線丨傳送，而在下一個可用的時槽中由天線2傳送，依此類推。許多其它的TDM 方案亦可用來由該終端機傳送該前導參考。在又另一個前導傳輸方案中，多個終端機能夠同時透過分碼多工（CDM)同步地傳送前導參考。舉例而言，終端機工可在第一組編碼頻道上傳送該前導參考（來自所有的天線或其一次組合），終端機2可在一第二組的編碼頻道上傳送該前導參考，依此類推。該編碼頻道係設計成彼此正交，所以來自不同終端機的該前導參考可在該基地台處個二地^ 原’然伋其允許该基地台來對於每個終端機特徵化兮二連結。，3則向在又另一個前導傳輸方案中，多個終端機能夠同時透過 I - 21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 1238631 A7 —_____________B7 五、發明説明（~~Q—) 分時多工（TDM)同步地傳送前導參考。在一實施中，一終端機可在任何給定的時槽中指定來在該反向連結上傳送前導參考。在一第一具體實施例中，在該反向連結上該前導傳輸係使用一種方案由該基地台排程，例如輪詢。每當該基地台需要傳送資料到一特定終端機，該終端機係在該資料傳輸之前通知。然後該終端機在所有頻率次頻道或其一次組合上傳送前導參考，並來自所有天線或其一次組合，以允許該基地台來特徵化此終端機的該前向連結。在一第二具體實施例中，該終端機係指定為前導磚輸的固定時槽二舉例而言，終端機1可指定來在每個第π個時槽中傳送該月||導參考，其由一特定的時槽開始（來自所有該天線或其一〜組a，並在所有該頻率次頻道或一次組合上），終端機2 可指足來在每個第n個時槽上傳送該前導參考，其由下一個可用的時槽開始，依此類推。對於TDM前導傳輸方案，该時槽可指定給該終端機，使得該前向連結可特徵化，以接近於在該前向連結上的實際資料傳輸時間。依此方式，其可得到準確的前向連結特徵化。在又另一個前導傳輸方案中，多個終端機能夠同時透過分頻多工（FDM)同步地傳送前導參考。舉例而言，在時槽^ 中，終端機1可在頻率次頻道1上傳送該前導參考（來自所有天線或一次組合），終端機2可在頻率次頻道2上傳送該前導參考，依此類推。如上所述，每個終端機的該前向連結頻率響應可使用該頻率次頻道的一次組合來取樣。舉例而言，Νχ終端機町 ___- 22 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 1238631 A7 B7 五、發明説明（20 ) 指定在NF頻率次頻道上傳送前導參考，而每個終端機可對前導傳輸配置NF/NX頻率次頻道。每個終端機的該nf/Nx頻率次頻道之選擇使得其可達到該頻率響應的一準確估計。該前導參考可在頻率次頻道上傳送，其係於整個頻率波段上區隔，而區隔Nx頻道。使用上述的技術’该基地台能夠基於由該終端機傳送的該前導參考來特徵化該前向連結的響應。此特徵化基本上包含該通信連結的該頻率響應之估計（如該ΜΙΜΟ頻道）。此資訊可用於正交化該空間次頻道，如上所述。在一些其它具體實施例中，該前向連結係基於由該基地台傳送的該前導來在該終端機特徵化。然後該前向連結特徵化即傳送回到該基地台，然後使用該資訊來處理該前向連結傳輸的資料（例如預先調整該調變符號）。前向連結品質估計/編碼及調轡方者根據本發明另一方面，該終端機估計該前向連結的，，品質"，並提供此資訊到該基地台。該前向連結品質可由該 SNR、該雜訊加干擾，或一些其它量測值來量化。該SNr 可對每個傳輸頻道、每個傳送-接收天線配對、或這些傳輸頻道或天線配對的群組來估計。該前向連結可基於該前導參考、資料或一些其它在該前向連結上傳送的信號來估計。然後該前向連結品質估計係以一特殊的形式來表示，並傳送到該基地台，然後使用該資訊來在傳輸之前適當地編碼及調變資料，使得該傳送的資料可在該終端機處以所想要的效能位準（例如：每1 % )來接收。 -23 - 1238631 A7 -- —________ B7 五、發明説明（21 ) 在一具體貫施例中，一種編碼及調變方案係用於所有傳 ’頻道來用於該前向連結傳輸。在此例中，該終端機可估 "十所有傳輸頻道中的平均SNR，並回報此平均SNR到該基地台。舉例而言，該終端機可處理在每個天線上接收的該前導參考，並估計每個傳遞路徑的SNR，並可進一步取得來自該個別SNR的平均SNR。回報該平均SNR，而非該個別的SNR，其可顯著地降低要傳送回到該基地台的資訊量。在另一具體實施例中，一些資料流可傳送在一些傳輸頻道的群組上。每個資料串流可利用一特定的編碼及調變方案來獨立地處理（即編碼及調變），或多個資料流可共享^一共用的編碼及調變方案。每個頻道群組可包含任何數目及形式的傳輸頻道。舉例而言，一群組可在該基地台對每個天線來定義，其中每個群組包含該相關天線的所有頻率次頻道。舉另一個例子，一個群組可對每個頻率次頻道來定義，其中每個群組包含該相關的頻率次頻道之所有空間次頻道。舉又另一個例子，一個群組可對每個頻率次频道的不同次组合來定義，其中每個群組包含該相關的頻率次頻道之所有空間次頻道。另外，每個群組可包含一傳輸頻道。該前向連結品質可透過不同形式來回報到該基地台。在一具體實施例中，該個別傳輸頻道的SNR或每個頻道群組的平均SNR可以決定及回報。在另一具體實施例中，該終端機可映射該估計的SNR到一特定的速率（例如一資料速率指示器（DRI))，並傳送該速率資訊回到該基地台。該速率指示器可代表該最大資料速率，其可對於所想要的效能位 _- 24 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(21〇 x 297公爱）裝訂

A7 B7 1238631 五、發明説明（22 ) — 準來傳运在孩傳輸頻道的相對應群組上。在又另一個具體 f施例中’該終端機可回報要由該基地台使用的一特定編碼及调方案之代表，來用於要獨立處理的每個資料流。在又另一個具體實施例中，其可回報所有或一單一頻率次頻道的該雜訊或干擾功率、該平均頻道雜訊變異，或一些其Έ：量測。其它不同的形式亦可用來回報該前向連結品質，其係位於本發明的範圍内。一般而言，該終端機係回報可在該基地台使用的任何形式的資訊，並在於該前向連結上傳輸之前適當地編碼及調變資料。因此’遠終端機可估計每個傳輸頻道群組的前向連結品質’並回報代表該估計的品質之資訊（如該平均、一速率指示器或一編碼及調變方案的指示）到該基地台。藉由回報每個群組的資訊，該基地台能夠個別地及獨立地基於这相關傳輸頻道的群組所接收的資訊來編碼及調變每個資料流，其可提供改善的效能。舉例而言，該基地台可在不同的天線上傳送不同的資料流，其中每個資料流具有用於傳送該資料流的傳輸頻道所支援的一特定位元率。在某些具體實施例中，該前向連結品質可基於由該終端機傳送的該前導參考來在該基地台處估計。因為該前向及反向連結為交互，該前向連結的品質可基於該反向連結的口σ ^來估计’其可由該基地台來估計。初始地，該基地台可基於由該終端機傳送的該前導參考（即用來在該基地台處取得該反向頻道響應矩陣!^的相同前導參考）來估計該反向連結的該SNR (例如平均SNR)。該基地台能夠估計該頻道用中國國家標準格(210 1238631 A7 B7 五、發明説明（23 ) 雜訊變化。如等式（8)所示，在該終端機處還原的該向量L係等於在該矩陣Λ中由該埃根值所調整的該向量k。該矩陣Λ亦可在該基地台基於該前向頻道響應矩陣Hf來在該基地台處得到。因此該基地台可估計在該終端機處的信號功率（基於該矩陣Λ及該向量k)。然後在該終端機處的SNR即基於該信號功率，及在該基地台計算的該頻道雜訊變化來估計。然後該估計的SNR可用來適當地編碼及調變該資料。對於該具體實施例中該前向連結品質在該基地台處估計，由該基地台使用所選擇的該編碼及調變方案可傳送到該終端機，所以其可使用該相對應的解調變及解碼方案來還原該傳送的資料。另外，該終端機可執行”空白化”解碼，藉此其基於對應於一些可能的編碼及調變方案之一些假設來處理該接收的信號。不同的技術可用來估計該連結品質。一些這種技術係在以下的專利中說明，其皆授權給本發明的受讓人，在此引用做為參考： • 美國專利編號5,799,005，其名為”在一 CDMA通信系統中決定接收的前導功率及路徑損失之系統及方法’· ("SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING RECEIVED PILOT POWER AND PATH LOSS IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM'，），其於 1998 年 8 月 25 日提出， • 美國專利編號5,903,554，其名為’’在一展頻通信系統 -26 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 1238631 A7 B7 五、發明説明（24 ) 中量測連結品質之方法及裝置n (’’METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING LINK QUALITY IN A SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM，，），其於1999年5月11日提出。 • 美國專利編號5,056，109及5,265，119，其皆名為·’在一 CDMA細胞式行動電話系統中控制傳輸功率之方法與裝置，’（’’METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM")，其分另U 於 199 1 年 10 月8日及1993年11月23日提出，及 • 美國專利編號6,097,972，其名為”在一 CDMA行動電話系統中處理功率控制信號之方法與裝置n ("METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING POWER CONTROL SIGNALS IN CDMA MOBILE TELEPHONE SYSTEM”），其於2000年8月1日提出。基於一前導參考或一資料傳輸來估計一單一傳輸頻道的方法，其亦可在本技藝中可用的一些論文中發現。一種這樣的頻道估計方法係由F. Ling在一論文中提出，其名為”參考輔助凝聚CDMA通信的最佳化接收、效能限制及切斷速率分析與應用 n (’’Optimal Reception，Performance Bound， and Cutoff-Rate Analysis of References- Assisted Coherent CDMA Communications with Applications”），IEEE Transaction 〇n Communication，1999年10月，其在此引用做為參考。在該基地台處的傳送器單元 -27 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1238631

圖3A及3B所τπ為在_基地台中傳送器單元1心之特計的方塊圖’其利用了麵。及OFDM，並可根據本發明：具體實施例來處理資料。傳送器單元110a包含一 TX資料處理器1 14a，其接收及處理資訊位元來提供調變符號，一預先調整該調變符號之τχ頻道處理器12〇a，及處理該預先調整的調變符號之一些調變器122，以產生適合傳送到該終端機的一些調變信號。 ' 在圖3A所示的具體實施例中，TX資料處理器U4a包含一些資料流處理器3 10a到3 1 On，一資料流處理器3 1 〇 ,用於要獨立編碼及調變的每個資料流。（一資料流可在所有傳輸頻道上傳送，或在每個傳輸頻道的群組上，或在每個傳輸頻道上）每個資料流處理器3 1〇包含一編碼器3 12、一交錯器 314、一頻道化器316，及一符號映射元件318。編碼器312 接收一 4足貪料流的資訊位元，並根據一特定的編碼方案來編碼該接收的位元來提供編碼的位元。頻道交錯器3 14基於一特定的交錯方案來交錯該編碼位元，以提供多樣性。前導資料（例如一已知樣式的資料）也可利用該處理的資訊位元來多工化。該前導資料可使用上述任何一個前導傳輸方案來傳送。該前導參考可用於該終端機，以特徵化該前向連結，並估計該連結品質，如上所述。如果使用分碼多工，頻道化器3 1 6接收及頻道化該交錯的封包資料，及在其所指定的編碼頻道上的該前導資料。然後符號映射元件3 1 8即映射該頻道化的封包及前導資料到該選擇的傳輸頻道的調變符號。 -28 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210X 297公釐)

裝訂

線

A7 B7 1238631 五、發明説明（26 ) 如圖3A所示，由每個資料流處理器31〇編碼及交錯的資料可基於一個別編碼控制來達到，其可辨識用於該資料流的該特定編碼及交錯方案。由每個資料流處理器3 1〇映射的符號也可基於一個別的調變控制來達到，其辨識用於該資料流的該特定調變方案。用於每個資料流的該特定編碼及凋文方案可基於該前向連結品質來選擇（例如由該終端機所回報）。在一種編碼及調變方案中，每個資料流的編碼係由使用一固疋的基礎碼，並調整該間隔來達到所想要的編碼速率，如同由用來傳送該資料流的該傳輸頻道之SNR所支援。及基％碼可為一渦輪碼、一迴旋碼、一結合碼，或一些其它碼。該基礎碼也可為一特定的速率（例如一速率1/3碼）了對於此種方案，該間隔可在該交錯之後執行，以達到該所想要的編碼速率。符號映射元件318可設計來群組頻道化位元之組合來形成非二元化的符號，並映射每個非二元化符號到對應於選擇來使用之調變方案的一信號叢集中的一點。該調變方案可為QPSK，M-PSK，M-QAM，或一些其它方案。每個映射的信號點對應於一調變符號。一種調變方案可對於用來傳运孩資料流的每個傳輸頻道來選擇，或一共用調變方案可用於傳送該資料流所使用的所有傳輸頻道。該編碼、交錯及於傳送器單元丨丨⑹處映射的符號可基於不同的万案來執行。一些編碼及調變技術係在以下的專利申請案中說明，其皆授權給本發明申請案的受讓人，在此 29 - 1238631 A7 B7 五、發明説明（27 ) 引用做為參考： # • 美國專利申請案編號09/532,492，其名為’’使用多重載波調變的高效率、高效能通信系統n (nHIGH EFFICIENCY, HIGH PERFORMANCE COMMUNICATIONS SYSTEM EMPLOYING MULTI-CARRIER MODULATION11) ，其於2000年3月22曰立案； • 美國專利申請案編號09/776,075，其名為π無線通信系統的編碼方案 ”（"CODING SCHEME FOR A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM·’），其於 2001 年 2 月 1 日立案； • 美國專利申請案編號09/ 826,48 1，其名為”在一無線通信系統中使用頻道狀態資訊之方法與裝置”（"METHOD AND APPARATUS FOR UTILIZING CHANNEL STATE INFORMATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM·，），其於2001年3月23日立案；及 • 美國專利申請案編號09/ 854,235，其名為”在一使用頻道狀態資訊之多進多出（ΜΙΜΟ)通信系統中處理資料之方法及裝置，，（"METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING DATA IN A MULTIPLE-INPUT MULTIPLE-OUTPUT (ΜΙΜΟ) COMMUNICATION SYSTEM UTILIZING CHANNEL STATE INFORMATION’，），其於 2001 年 5 月 11 曰立案。來自TX資料處理器1 14a之調變符號係提供給TX頻道處理器120a，其為圖1之TX頻道處理器120之一具體實施例。在 -30 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1238631 A7 B7 五、發明説明（28 ) TX頻道處理器120a中，一多工器/解多工器322接收及解多工來自資料流處理器3 1 0a到3 1 On之調變符號，到該適當的 ΜΙΜΟ處理器324a到3241。一 ΜΙΜΟ處理器324係提供來執行每個頻率次頻道之預先調整。每個ΜΙΜΟ處理器324接收指定給該ΜΙΜΟ處理器之一特定頻率次頻道之空間次頻道的一調變符號串流。每個 ΜΙΜΟ處理器324進一步接收該頻率次頻道的一埃根向量矩陣E(k)，其為由該頻道響應矩陣Hf(k)所得到的一加權值矩陣。然後每個ΜΙΜΟ處理器324預先調整具有該埃根矩陣 E(k)之調變符號，如等式（5)及（6)所示，以產生該預先調整的調變符號。來自ΜΙΜΟ處理器324a到3241之預先調整的調變符號係提供給結合器326a到326t。一結合器326係在該基地台對每個天線來提供。每個結合器326對於一特定天線之NF頻率次頻道接收及結合最多到NF預先調整的調變符號，以形成一調變符號向量V。因此TX頻道處理器120a接收及處理該調變符號，以提供最高到Ντ調變符號向量，Vi到VNt，每個資料傳輸用的天線為一個調變符號向量。每個調變符號向量V覆蓋一單一時槽，而該調變符號向量V的每個元素係結合於一具有唯一次載波的特定頻率次頻道，其上傳送有該調變符號。圖3B所示為OFDM之調變器122的具體實施例之方塊圖。來自TX頻道處理器120之調變符號向量Vi到VNt係分別提供給調變器122a到122t。在圖3B所示的具體實施例中，每 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝訂

線 1238631 五、發明説明（ 29 3變器122包含-反轉快速傅立葉轉換(刪）340、一猶裒卞首產生斋342，及一向上轉換器344。 IFFT 340使用IFFT轉換每個接收的調變符號向量v到其時門l域表tf (其係稱之為一〇FDM符號）。ifft ^仙可設計成在任何數目的頻率次頻道上執行該IFFT (例如：8，16, 32, •’或Nf)。在一具體貫施例中，對於每個轉換到一 OFDM符號，調變符號向量’循環字首產生器⑷重覆該〇歷符號 ό!:時間領域代表的一部份，以形成-特定天線的-，，傳輸符號"。該循環字首可保證該傳輸符號在存有多重路徑延遲展開下維持其正交特性，藉此改進防止不利的路徑效 ^ <效旎。孩循環字首係選擇為相對於該預期的延遲展開量有足夠的長度。該IFFT 340與循環字首產生器342的實施為本技藝所熟知，並不在此處詳細說明。來自每個字首產±器⑷之時間領域代表（即絲天線的傳輸符號）係由向上轉換器344進—步處理（例如轉換成—類比t唬、凋鲛、放大及濾波），以在該前向連結上產生適於傳輸的調變信號。然後由每個調變器122所產生的調變信號即由一相關的天線1 24傳送。 OFDM調變係，詳細描述於論文”資料傳輸的多重載波調變 :-種已經來臨的想法"（”Multicarrier M〇du丨州如f〇r _ 丁刚SmiSsion: An Idea Wh〇se Time 如 c_"),由 A.C. Bingham提出，見於IEEE c〇mmunicati〇ns ， 1990年5月，其在此引用做為參考。位在終端機的接1器軍元 -32 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 1238631 A7 __ B7 五、發明説明（3〇 ) 圖4所示為一終端機内一接收器單元丨5 〇&之特殊設計的方塊圖，其可根據本發明之具體實施例來接收資料。由位在基地台的Ντ天線所傳送的信號係由位在終端機的每個Nr天線1 52a到1 52r所接收，並傳送到一個別的解調變器1 54。每個解調變器1 54調整、處理及數位化該個別接收的信號來提供樣本，其係提供給一 RX頻道處理器丨56a。在RX頻道處理器156a中，每個接收天線152的樣本係提供給一個別的FFT處理器406，其產生該接收樣本的轉換之代表，並提供一調變符號向量的個別串流。來自FFT處理备406a到406r之NR碉變符號向量的串流接著提供給多工器/ 解多工器408 ’其首先解多工來自每個FFT處理器406之調變符號向量串流到NF調變符號串流，每個Nf頻率次頻道一個串流。然後多工器/解多工器408多工化每個頻率次頻道的NR調變符號_流到一調變符號向量串流L，其為在包含孩N R天線之N r調變符號之串流中的每個向量。多工器/解夕工器4 0 8提供该N f调變符號向量的串流到一空間處理器 4 1 0，一次一串流。對於每個頻率次頻道，在空間處理器4 1 〇中的一匹配濾波备4 1 2藉由執行具有該共輛置換頻道響應矩陣η『的一預先相乘來濾波該調變符號向量串流t，如等式（8)中所示。該前向連結的頻道係數矩陣Hf可基於自該基地台傳送的該觔導參考來由一頻道估計器4 1 6來估計。然後一埃根矩陣e 基於該頻道係數矩陣Hf來由一矩陣處理器4 1 8得到，如等式 (4)中所示。來自匹配遽波器4 1 2的;慮波向量進一步由一乘 ___ - 33 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 1238631 A7 B7 五、發明説明（31 ) 法器4 14預先相乘該共輛置換埃根向量矩陣E11，以產生該還原的調變符號之向量，如等式（8)中所示。一選擇器420接收該還原的調變符號向量ι，並提取對應於要還原的一特定資料流之調變符號。然後選擇器420提供一些符號串流1，其係對應於要由該終端機還原的一些資料流。每個符號串流1包含還原的調變符號，其對應於在該基地台對於一特定資料流的符號映射之後（但在該預先調整之前）的調變符號k及其估計值。然後每個還原的符號串流乙即提供給一 RX資料處理器158a。在RX資料處理器1 58a中，一特定資料流的還原調變符號之串流係根據一解調變方案（如M- PSK，M- QAM)來由一解調變元件432所解調變，其係互補於該資料流所使用的該調變方案。解調變元件432進一步執行該解調變資料的反覆蓋，如果該資料在該基地台由正交編碼覆蓋來頻道化。然後該解調變的資料即由一反交錯器434以一互補於交錯器3 14所執行的方式來反交錯，而該反交錯的資料進一步由一解碼器436以一互補於由編碼器312所執行的方式來進一步解碼。舉例而言，一渦輪解碼器或一 Viterbi解碼器可用於解碼器436，如果在該基地台分別執行渦輪或迴旋編碼。來自解碼器436的解碼之資料流代表正在還原的該傳送資料流之估計。一 CSI處理器422接收該前導及/或資料傳輸，並估計該前向連結品質，如上所述。舉例而言，CSI處理器422可基於該接收的資料及/或前導來計算一雜訊協方差矩陣，並可 -34 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 1238631

進一步計异一傳輸頻道的SNR。該SNR之估計可習用的前導輔助單一及多言韵、、古系絲 "巧、次夕重載波系統，如本技藝中所孰。由Μ頻估計器416所得到㈣有傳遞路徑之頻率響^

Hf)及由CSI處理器422所估計的該前向連結品質（例如今 SNR)可包含由該終端機回報到該基地台的該⑶。然= CSI即提供給一 TX資料處理器162 (參見圖丨），用於傳= 到該基地台。、請回頭參考圖1，由RX頻道處理器156所決定的該CSI (如 Hf& /或SNR)係提供給Tx資料處理器162，其基於一特定的處理方案來處理該CSI。ΤΧ資料處理器162進一步由一或多個天線，及在一或多個頻率次頻道上接收及處理傳輸用的前導資料。然後該處理的CSI及前導即由一 τχ頻道處理器 164接收，並進一步處理，然後提供給一或多個調變器。凋變态154進一步調整及在該反向連結上傳送該CSI及前導到該基地台。在该基地台處’傳送在該反向連結上的該C s I及前導係由天線124接收，並由解調變器122解調變，並提供給一 RX 頻道處理器1 3 2。RX頻道處理器13 2處理該接收的前導來得到該反向連結的該頻道響應矩陣Hr。RX頻道處理器丨32及 RX資料處理器134亦以一互補於由TX頻道處理器1 64及TX 資料處理器1 62所執行的方式來處理該接收的資料，以還原該CSI。然後一控制器136使用該還原的CSI來執行一些功能，包含（1)決定要用於每個資料流的該編碼及調變方案，（2)取 -35 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) ，η Γ' (1 «4 0 裝訂

線 1238631 A7 --------- 五、發明説明（33^ 一— - 用來預先碉整該調變符號之埃根向量矩陣E，及㈠）計异函數α(ω)。然後控制器136提供該編碼及調變控 X貝料處理斋114及該預先調整的控制到τχ頻道處理器120，如圖3Α所示。依上所言，該調變符號係基於由前向連結的該頻道響應矩陣所得到的該埃根向量矩陣£來在該傳送器系統中預先凋整。在某些具體實施例中，或某些傳輸中該頻道響應矩陣Hf並不可行，該調變符號可在沒有預先調整下來傳送在此例中，線性空間處理可對該接收的符號來執行（對於具有平面衰減的非分散性ΜΙΜΟ頻道）或空間·時間處理，其可在1g終端機處執行（對於一具有頻率選擇性衰減的分散性ΜΙΜΟ頻道），以去除該不想要的信號，並在存有來自其Έ：信號之雜訊及干擾之下來最大化每個組成信號之接收的SNR。該有效地去除不想要的信號或最佳化snr之能力係根據在該頻道響應矩陣Hf中的關連性。該2間處理可使用線性空間處理技術來達到，例如一頻道關連矩陣反轉（CCMI)技術、一最小均方差（MMSE)技術及其它。該空間-時間處理可使用線性空間-時間處理技術來達到，例如一 MMSE線性等化器（MMSE-LE)、一決策反饋等化器（DFE)、一最大可能性序列估計器（MLSE),及其它。該CCMI，MMSE，MMSE-LE及DFE技術係詳細描述於前述的美國專利申請案編號〇9/826,481及09/854,235中。為了清楚起見，對於由該基地台到該終端機之前向連結上的資料傳輸已經說明了許多方面。此處所述的技術也可 -36 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱Γ 1238631

應用到由該終端機到該基地台的反向連結上的資料傳輸。該基地台的元件（如圖丨，3A&3B中所示）及該終端機的兀件（如圖1及4中所示）其每個的實施皆可利用一或多個數位信號處理器（DSP)、特定應用積體電路（ASIC)、處理器 U處理咨、控制器、微控制器、場域可程式化閘極陣列 (FPGA)、可程式化邏輯裝置、其它電子單元、或任何其組合。此處所述的一些功能及處理亦可利用在一處理器上執仃的軟體來實施。本發明某些方面亦可利用一軟體及硬體的組合來實施。舉例而言，要決定在該基地台的頻道響應矩陣Hf、該埃根向量矩陣E及該預先調整的運算，可基於在一處理器（如圖丨的控制器136)上所執行的程式碼來執行。類似地，要決定在該終端機的頻道響應矩陣Hf、該埃根向1矩陣E及該接收器處理的運算，可基於在一處理器上所執行的程式碼來執行。此處所包含用於參考的標題係用來輔助定位某些段落。廷些標題並不是要限制此處所述之觀念的範圍，而這些觀念可以應用到整個說明文件的其它段落。河文中提供所揭露之具體實施例的說明，讓熟悉本技藝者可運用或利用本發明。熟悉本技藝者明白這些具體實施例有各種不同的修改，及本文所定義的原理可應用到其他具體實施例而不背離本發明的精神或範圍。因此，本發明不叉限於本文提出的具體實施例，而是要與本文說明的原理及新穎功能一致的最廣範圍相符合。

裝訂

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Claims

I 一種在一分時雙工（TDD)通信系統中於一無線通信連結上由一傳送器單元傳送資料到一接收器單元之方法，違方法包含：經由該通信連結接收來自該接收器單元的一第一傳輸；基於該接收的第一傳輸來估計該通信連結的特性；基於一或多種編碼及調變方案來編碼及調變該資料 ’以提供調變符號；基於至少部份是由該通信連結的估計特性所得到的加權值來預先調整該調變符號；及裳經由該通信連結由該傳送器單元傳送該預先調整的調變符號到該接收器單元。 2·如申請專利範圍第1項之方法，該方法進一步包括：取得代表由該傳送器單元到該接收器單元的一資料傳輸之第一轉移函數，與由該接收器單元到該傳送器單元的一資料傳輸之第二轉移函數之間的差異之校正函數，及其中該加權值係進一步基於該校正函數所得到。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該第一轉移函數係在該接收器單元得到，並提供給該傳送器單元。 ' 4. 如申請專利範圍第1項之方法，該方法進一步包括：經由該通信連結由該傳送器單元傳送該前導參考該接收器單元。 5·如申請專利範圍第丨項之方法，其中該TDD通信系統實本紙張尺度適用中國國家標準(CMS) Α4規格(210 X 297公釐）

施正交分頻調變（OFDM),而其中該通信連結包含複數個頻率次頻道。 6·如申請專利範圍第1項之方法，其中該TDD通信系統實施多進多出（ΜΙΜΟ)，而其中該通信連結包含複數個空間’欠頻道。 7’如申請專利範圍第6項之方法，其中該TDD通信系統進 —步實施OFDM。 S·如申請專利範圍第1項之方法，其中該通信連結包含複數個傳遞路徑·，每個傳遞路徑係對應於在該傳送器單元的一特定天線與在該接收器單元的一特定天線之間的一路徑。 • σ申請專利範圍第8項之方法，其中該通信連結的該估冲的特性係關於用於傳送該資料到該接收器單元的該傳遞路徑之頻率響應。 1〇·如申請專利範圍第1項之方法，其中來自該接收器單元的疼第一傳輸為一前導參考。 U.如申請專利範圍第5項之方法，其中來自該接收器單元的琢第一傳輸為在所有頻率次頻道上傳送的一前導參考。 12·如申請專利範圍第5項之方法，其中來自該接收器單元的該第一傳輸為在所有頻率次頻道的一次組合上傳送的一前導參考。 13.如申請專利範圍第6項之方法，其中來自該接收器單元的該第一傳輸為自該接收器單元中所有天線傳送的一 -39 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） A8 Βδ C8

1238631 前導參考。第6項之方法，其中來自該接收器單元個m 4輸為自該接收器單元中所有天線傳送在每個特疋時槽中的一前導參考。神 15·如申請專利範圍第6項之方法，其中來自該接收器單元的孩吊:傳輸為自該接收器單元中一或多個天線所傳，的刖導參考’而其中該前導參考係在每個該—或多個天線之不同的編碼頻道上傳送。 16·如申請專利項之方法，該方法進—步包括：接收該通信連結之品質的一代表，及其中該一或多個編碼及調變方案係基於所接收的該通信連結品質之代表來選擇。 17·如申請專利範圍第1項之方法，其中該資料係經由複數個貝料流來傳送，而其中每個資料流係利用一個別編碼及調變方案來編碼及調變。 18. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該通信連結品質係在該接收器單元估計，並提供給該傳送器單元。 19. 如申凊專利範圍第16項之方法，該通信連結品質係在該傳送器單元處估計。 20. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該接收的代表係表示一信號雜訊加干擾比（SNR)。 21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中一平均SNR係對於每個要獨立編碼及調變的資料流來接收。 22.如申請專利範圍第16項之方法，其中該接收的代表係 -40 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 1238631 、、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 表717要用於每個獨立編碼及調變的資料流之特定速率。 3.如申凊專利範圍第16項之方法，其中該接收的代表係表示要用於每個獨立編碼及調變的資料流之一特定編碼及調變方案。一4·種在一分時雙工（TDD)通信系統中於一無線通信連結上由一傳送器單元傳送資料到一接收器單元之方法，該方法包含：取得代表由該傳送器單元到該接收器單元的一資料傳輸之第一轉移函數與由該接收器單元到該傳送器單元的一資料傳輸之第二轉移函數之間的差異之校正函數；經由該通信連結接收來自該接收器單元的一第一傳輸；基於該接收的第一傳輸來估計該通信連結的特性；基於一或多種編碼及調變方案來編碼及調變該資料 ’以提供調變符號；基於自該通信連結的該估計特性及該校正函數所得到的加權值來預先調整該調變符號；及經由該通信連結由該傳送器單元傳送該預先調整的調變符號到該接收器單元。 25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該TDD通信系統實施多進多出（ΜΙΜΟ)及正交分頻調變（OFDM)。 26. —種在一分時雙工（tdd)通信系統中的傳送器單元，其包含： .41 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

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一接收器處理器，用於經接收器單元的一第一傳輸，來估計該通信連結的特性；由一通信連結接收來自一並基於該接收的第一傳輸一傳送資料處理器，方案來編碼及調變資料一傳送頻道處理器，連結的估計特性所得到調變符號；及用於基於一或多種編碼及調變，以提供調變符號；用以基於至少部份是由該通信的加權值來接收及預先調整該 …1變器’用以經由該通信連結來接收、調整及傳 u μ預先5周整的調變符號到該接收器單元。 A如申請專利範圍第26項之傳送器單。元，該#送器單元進一步包括：一杈制态，用以提供用來編碼及調變該資料的該一或多個編碼及調變方案的一第一控制，及代表用來預先调整孩碉變符號的該加權值的一第二控制。 28·如申請專利範圍第27項之傳送器單元，其中該控制器進一步用來取得代表由該傳送器單元到該接收器單元的一資料傳輸的一第一轉移函數與由該接收器單元到該傳送器單元的一資料傳輸的一第二轉移函數之間的差異之一校正函數，而其中該加權值係進一步基於該校正函數來得到。 29·如申請專利範圍第26項之傳送器單元，其中該傳送資料處理器係進_步用於處理經由該通信連結到該接收咨單元之傳輸的前導資料。 -42 - 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇χ 297公釐) 1238631 A8 B8 C8 --~----------_ 六、申請專利範圍〜~-—-一 3〇.=在—分時雙工（TDD)通信系統中的接收器單元，其接：或多個、天線’其每個天線係用來經由-通信連結自一傳送益單元傳送的一或多個調變信號；一-或多個前端單元’每個前端單元係用於處理來自 :相關天線的信號’以提供所接收調變符號的_個別串流；一芝間處理器，用以接收及處理該接收調變符號的 =或多個串流，以提供該通信連結的估計特性，並進一步至少部份基於該通信連結的估計特性來處理該接收的調變符號，藉以提供還原的調變符號之一或多個串流；及一接收資料處理器，用以接收及解碼該一或多個還原調變符號的串流，藉以提供一或多個解碼的資料流。 31. 如申請專利範圍第30項之接收器單元，該接收器:元進一步包括：一頻道狀態資訊（CSI)處理器，用以基於該還原的調變符號來估計該通信連結的品質；及傳送；貝料處理器’用以接收及處理由該接收器單元到該傳送器單元的傳輸之估計的通信連結品質。 32. 如申請專利範圍第3〇項之接收器單元，該接收器單元進一步包括：一傳送處理器，用以處理自該接收器單元到該傳送器單元的傳輸之前導資料。 -43 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） " '"""—-- 1238631 、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 33·如申請專利範圍第32項之接收器單元，其中該傳送處理杏進一步用來傳送自該接收器單元到該傳送器單元的該通信連結之估計的特性。 34·如申請專利範圍第3〇項之接收器單元，其中該空間處理态係用來基於代表該通信連結的該估計特性之一頻返響應矩陣來匹配濾波該接收的調變符號，並相乘該滤波的碉變符號與一埃根向量矩陣，來提供該還原的調變符號。 35·如申凊專利範圍第3〇項之接收器單元·，其中該一或多個調變的信號係藉由以下方案而於該傳送器處產生：基於一或多種編碼及調變方案來編碼及調變該資料以提供調變符號，基於在該傳送器單元所得到的該通信連結的該估計特性所取得的加權值來預先調整該調變符號，及處理該預先調整的調變符號，來提供該一或多個調變的信號，在該傳送器單元的每個天線有一調變的信號。 -44 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）