TWI426724B

TWI426724B - 用於在多入多出通信系統中發送遞增冗餘傳送之方法及設備

Info

Publication number: TWI426724B
Application number: TW099119979A
Authority: TW
Inventors: Kadous Tamer
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2014-02-11
Also published as: CN101917262B; CA2538057A1; JP5204152B2; HK1125756A1; JP5280404B2; PL2146455T3; PL1665602T3; EP1665602A2; JP2007509511A; ATE463894T1; EP1665602B1; EP2146456A2; CN101142774A; EP1959600A1; KR20100090793A; TW200522566A; TW201042935A; RU2502197C2; CN101917262A; CA2538057C

Description

用於在多入多出通信系統中發送遞增冗餘傳送之方法及設備

本申請案主張2003年9月9日提出之美國臨時專利申請第60/501,777號，以及2003年12月19日提出之美國臨時專利申請第60/531,391號的權利，並將該等依其整體併入本案。

I.　領域

本發明概有關於通訊作業，且特別是關於用以於一多入多出(MIMO)通訊系統中傳送資料之技術。

II.　背景

一多入多出系統利用多重(N_T )傳送天線及多重(N_R )接收天線於資料傳送作業，且係經標註為一(N_T ，N_R )系統。一由N_T 傳送及N_R 接收天線所構成之多入多出通道可被分解成Ns個空間通道，其中N_S min{N_T ，N_R }。而若由該等多重通道所產生之N_S 個空間通道傳送及接收天線是運用於資料傳送，則該多入多出系統可提供遞增傳送容量。

多入多出系統中的一項主要挑戰是根據通道條件來選定一用以資料傳送的適當速率。「速率」可表示一特定資料速率或資訊位元速率、一特定編碼法則、一特定調變法則、一特定資料封包大小等等。選定速率之目的是在於將該等Ns個空間通道上的產通量予以最大化，而同時符合由一特定封包錯誤率所予量化的某些品質目標(即如1%的PER)。

多入多出通道的傳送容量會與N_S 個空間通道所達到之信號對雜訊及干擾比(SNR)相關。而SNR又是依通道條件而定。在一傳統性多入多出系統中，傳送器會是按照靜態多入多出通道之模型所選定的速率來編碼、調變及傳送資料。若該模型為正確且若該多入多出通道為相當靜態(亦即並不會依時間而改變)，則確可達到良好效能。在另一種傳統性多入多出系統裡，一接收器估計該多入多出通道、按照該通道條件以選定一適當速率，並且將該選定速率送給該傳送器。然後該傳送器會根據選定速率來處理及傳送資料。此系統之效能會按照該多入多出通道之性質以及各通道估計值的正確性而定。

對於如上所述的兩種傳統性多入多出系統，傳送器通常會按對該資料封包所選定之速率來處理並傳送各資料封包。接收器將由傳送器所傳送之各資料封包加以解碼，並決定該封包係經正確解碼或出現錯誤。如該封包既經正確解碼，則該接收器可送返一確認(ACK)訊號，而如該封包出現解碼錯誤，則送返一負確認(NAK)訊號。當從該接收器收到對於該封包的NAK時，該傳送器可依該封包的整體性，重傳各個被該接收器所錯誤解碼之資料封包。

兩種如前所述之多入多出系統的效能會與速率選定的正確性高度地相關。如對該資料封包之選定速率過於保守(即如因真實SNR遠優於SNR估計值)，則會耗費過度的系統資源來傳送資料封包，且會低度利用該通道容量。相反地，對該資料封包之選定速率過於積極，則該封包或會出現由該接收器的解碼錯誤。且會耗費系統資源於重傳該資料封包。一多入多出系統的速率選定會是一項挑戰，這是因為(1)對一多入多出系統之通道估計的更高複雜度，以及(2)多入多出通道之多重空間通道的時間變異性及獨立性質。

從而業界會需要一種技術，俾於一多入多出系統中有效率地傳送資料，並且無須要求正確速率選定以達到良好效能。

在此提供一種於一多入多出系統中執行遞增冗餘(IR)傳送之技術。首先，多入多出系統中之一接收器或一傳送器估計一多入多出通道，並選定一用以於該多入多出通道上進行資料傳送之適當速率。如接收器進行速率選定作業，則提供該傳送器該選定速率。

該傳送器可按照該選定速率處理(即如編碼、分割、交錯及調變)一資料封包，並獲得對於該資料封包的多重(N_B )資料符號區塊。該第一資料符號區塊通常含有足夠資訊，以在有利的通道條件下讓該接收器能夠復原該資料封包。剩下的資料符號區塊各者含有額外的冗餘，以讓該接收器能夠在較不利的通道條件下復原該資料封包。傳送器從N_T 傳送天線將第一個資料符號區塊傳送給在該接收器處的N_R 接收天線。該傳送器自此之後傳送剩下各個N_B 資料符號區塊，一次一個區塊，一直到由該接收器正確地復原該資料封包，或是傳完所有的N_B 個區塊為止。

如將從該等N_T 個傳送天線同時地傳送對於N_P 資料封包之多個(N_P )資料符號區塊，則該傳送器會進一步處理這些N_P 資料符號區塊，使得該等N_P 資料封包體驗到類似的通訊條件。這可供在該多入多出通訊上同時地對所有資料封包運用單一速率。

接收器會獲得由所該傳送器所傳送之對於各資料符號區塊的所收符號區塊。該接收器「偵測」各所收符號區塊，以獲得一經偵測之符號區塊，這是一相對應之資料服務區塊的估計值。然後該接收器處理(即如解調變、解交錯、重新組裝及解碼)對於該資料封包所獲得之所有經偵測符號區塊，並提供一經解碼封包。若該經解碼封包係正確解碼，則該接收器可送返一ACK，而若該經解碼封包係經錯誤解碼，則會送返一NAK。如該經解碼封包為錯誤解碼，則當對於由該傳送器所傳送之另一資料符號區塊而獲得另一個所收符號區塊時，該接收器就會重複此處理。

該接收器亦可利用一迭遞偵測及解碼(IDD)法則來復原該資料封包。對此IDD法則，每當對該資料封包獲得一新接收符號區塊時，會對所有的所接收符號區塊迭遞地多次(N_dd )執行一偵測及解碼作業，並提供經偵測的符號區塊。一解碼器會對所有的經偵測符號區塊執行解碼處理，並供一先驗(a priori)資訊，這可由偵測器於後續的迭遞作業中加以運用。對於最後的迭遞作業，可根據該解碼器輸出來產生經解碼封包。

本發明之各種特點及具體實施例可如後文進一步說明。

如本文所用之「示範性」乙詞意思是「作為一範例、實例或說明項」。在此所揭示為「示範性」之任何具體實施例或設計不應被必然地詮釋為較佳或有利優於其他具體實施例或設計。

對一具N_S 個空間通道之多入多出系統，可同時地從N_T 個傳送天線傳送出N_P 個資料封包，其中1N_P N_S 。可對所有經同時傳送之資料封包利用一單一速率，無論N_P 數值為何皆然。利用一單一速率可簡化該多入多出系統內在傳送器及接收器兩者處的處理作業。

圖1顯示一多入多出系統100中的傳送器110及接收器150區塊圖，此者可實作IR傳送作業。在傳送器110處，一TX資料處理器120接收來自一資料來源112的資料封包。該TX資料處理器120會根據對該封包所選定之速率來處理(格式化、編碼、分割、交錯及調變)各資料封包，以獲得對於該封包的N_B 個資料符號區塊，其中N_B >1，且可與選定速率相關。該對各資料封包所選定之速率可指示對該封包之資料速率、編碼法則或編碼速率、調變法則、封包大小、資料符號區塊數量等，而這些是由一控制器140所提供之各種控制項所指示。對於IR傳送作業，會按一次一個區塊的方式傳送各資料封包的N_B 個資料符號區塊，一直到該封包經該接收器150正確解碼，或是傳完所有N_B 個資料符號區塊為止。

一TX空間處理器130會接收各資料符號區塊，並執行必要的處理作業，以在一時槽中(或簡稱為一「槽格」)，從所有N_T 個傳送天線傳送各資料符號區塊。一槽格係一對多入多出系統100的預設時段。該TX空間處理器130可如後文所述執行解多工處理、空間處理等等。對於各槽格，該TX空間處理器130處理一個資料符號區塊、按適當方式多工處理於前導符號內，並將N_T 個傳送符號序列提供至一傳送器單元(TMTR)132。各傳送符號可為對於一資料符號或一前導符號。

傳送器單元132接收並調理(即如轉換為類比、頻率上行轉換、過濾及放大)這些N_T 個傳送符號序列，以獲得N_T 個經調變信號。然後將各個經調變信號從個別傳送天線(圖1中未予繪示)並透過該多入多出通道而傳送至接收器150。該多入多出通道會藉一通道響應H 來扭曲該等N_T 個傳送信號，並且藉加法性白色高斯雜訊以及來自其他傳送器的可能干擾而進一步劣化該傳送信號。

在接收器150處，各個N_R 接收天線(圖1中未予繪示)會接收到N_T 個傳送信號，且會將來自N_R 接收天線的N_R 接收信號提供給一接收單元(RCVR)154。接收單元154可調理、數位化及預處理各個接收信號，以獲得對各個槽格的接收符號序列。該接收單元154將(對資料的)N_R 個接收符號序列提供至一RX空間處理器160，並且將接收前導符號(對前導的)提供至一通道估計器172。該RX空間處理器160處理(即如偵測及多工化)對各前導的N_R 個接收符號序列，以獲得一經偵測之符號區塊，這是由傳送器110對該槽格所送出之資料符號區塊的估計值。

一RX資料處理器170接收所有既經對該資料封包所接收而正被復原(亦即「目前」封包)之經偵測符號區塊、根據選定速率來處理(即如解調變、解交錯、重新組裝及解碼)這些經偵測符號區塊，並且提供一經解碼封包，而此者係由該傳送器110所送出之資料封包的一項估計值。RX資料處理器170一提供該經解碼封包的狀態，這會說明該封包是否經正確解碼或具錯誤。

通道估計器172處理所接收之前導符號及/或所接收之資料符號，以獲得各通道估計值(即如通道增益估計值及SNR估計值)。一速率選定器174接收各通道估計值，並選定對於待予傳送至該接收器150之次一資料封包的速率。一控制器180接收來自該速率選定器174之選定速率，以及來自該RX資料處理器170的封包狀態，並且組裝對於該傳送器110的饋返資訊。該饋返資訊可包含對於次一封包的選定速率、目前封包的ACK或NAK等等。該饋返資訊是由一TX資料/空間處理器190所處理，進一步由一傳送器單元192所調理，並透過一饋返通道而傳送至傳送器110。

在傳送器110處，會由一接收器單元146接收由接收器150所傳送的(各)信號並加調理，且進一步由一RX空間/資料處理器148所處理，以復原由該接收器150所傳送的饋返資訊。控制器140接收該經復原之饋返資訊，利用選定速率以處理待予傳送知該接收器150之次一資料封包，並利用ACK/NAK以控制目前封包的IR傳送作業。

控制器140及180會分別地在傳送器110及接收器150處導引各項作業。記憶體單元142及182分別地供以儲存控制器140及180所用的程式碼及資料。記憶體單元142及182可位於控制器140及180的內部，即如圖1所示，或是位於這些控制器的外部。後文將詳細說明如圖1所示之各處理單元。

圖2顯示一用以於該多入多出系統中傳送及接收一IR傳送作業之處理方法200。首先，該接收器會根據所接收自該傳送器(步驟210)之前導及/或資料符號來估計該多入多出通道。該接收器會按照各通道估計值，對於在該多入多出通道上進行資料傳送選定一單一速率，並將該選定速率送出給該傳送器(步驟212)。該傳送器接收此選定速率，並根據此選定速率將一資料封包加以編碼，俾獲得一經編碼封包(步驟220)。然後，該傳送器將此經編碼封包分割成N_B 個子封包，其中N_B 亦可為由該選定速率所決定，並且進一步處理各子封包以獲得一相對應的資料符號區塊(亦屬步驟220)。該傳送器會從該N_T 個傳送天線一次傳送一個資料符號區塊，一直到既已傳完所有N_B 資料區塊，或是接收到一來自該接收器對該資料封包的ACK為止(步驟222)。

該接收器透過N_R 個接收天線接收各個所傳送之資料符號區塊(步驟230)。每當接收一新資料符號區塊時，該接收器會偵測並且解碼對該封包之既經接收的所有資料符號區塊(步驟232)。該接收器也會檢查經解碼封包，以決定是否正確解碼該封包(良好)或為錯誤(刪除)(亦於步驟232)。如應刪除經解碼封包，則該接收器可送出一NAK回返給該傳送器，該者會利用此饋返以啟動傳送該資料封包之次一資料符號區塊。或另者，該傳送器可一次送出一個資料符號區塊，一直到從該接收器接收到一ACK為止，這可或無須送返NAK。如該封包經正確解碼，或如該接收器既已接收到所有的N_B 個資料符號區塊，則該接收器結束對該資料封包的處理(步驟234)。

圖2顯示一對於一多入多出系統中進行IR傳送作業之特定具體實施例。亦可按其他方式實作該IR傳送作業，且此仍歸屬本發明範圍。可按劃頻雙工(FDD)及劃時雙工(TDD)系統兩者實作該IR傳送作業。對一FDD系統，該前向多入多出通道及饋返通道利用不同的頻待，且可能會觀察到不同的通道條件。在此情況下，接收器可估計該前向多入多出通道並送返該選定速率，即如圖2所示。對於一TDD系統，該前向多入多出通道及饋返通道共享相同頻帶，且可能會觀察到類似的通道條件。在此情況下，傳送器可根據一由該接收器所送出之前導來估計該前向多入多出通道，並利用此通道估計值來選定將資料傳送至該接收器的速率。該通道估計值及速率選定作業可由接收器、傳送器或兩者來執行。

圖3顯示一多入多出系統內的IR傳送作業。該接收器估計該多入多出通道、選定一速率r₁ ，並且在槽格0內將該選定速率送出至該傳送器。該傳送器接收器選定來自該接收器的速率、根據該選定速率來處理一資料封包(封包1)，並在槽格1內傳送該資料封包的第一資料符號區塊(區塊1)。該接收器接收、偵測及解碼該地衣資料符號區塊，決定該封包1係經錯誤解碼，並於槽格2內送返一NAK。該傳送器接收到該NAK，並於槽格3內傳送對該封包1的第二資料符號區塊(區塊2)。該接收器接收區塊2，偵測並解碼該前兩個資料符號區塊，決定該封包1仍為錯誤解碼，並於槽格4內送返一NAK。可任意多次地重複該區塊傳送及NAK回應。在如圖3之所示範例裡，傳送器在槽格m內接收資料符號區塊N_x -1的NAK，並傳送封包1的資料符號區塊N_x ，其中N_x 小於等於封包1的區塊總數。該接收器接收、偵測並解碼對封包1所接收之所有N_x 資料符號區塊、決定該封包係經正確解碼，並在槽格m+1裡送返一ACK。該接收器也估計該多入多出通道，選定對次一資料封包的速率r₂ ，並在槽格m+1裡將此選定速率送至傳送器。該傳送器接收對該資料符號區塊N_x 的ACK，並結束封包1的傳送作業。該傳送器也會根據該選定速率來處理次一資料封包(封包2)，並於槽格m+2內傳送該封包2的第一資料符號區塊(區塊1)。對透過該多入多出通道而傳送之各資料封包，會按相同方式繼續進行在該傳送器及接收器處的處理作業。

對於如圖3之具體實施例，來自該接收器而對於各區塊傳送之ACK/NAK回應會有一個槽格的延遲。為改善通道使用率，可按一交錯方式傳送多個資料封包。例如，可在奇數槽格內傳送一話務通道的各資料封包，而在偶數槽格內傳送另一話務通道的資料封包。如ACK/NAK延遲長於一個槽格，則可交錯兩個以上的話務通道。

1.　傳送器

圖4A顯示一在傳送器110內之(TX)資料處理器120具體實施例的區塊圖。該TX資料處理器120接收資料封包、按照其選定速率而處理各封包，以及提供對該封包的N_B 資料符號區塊。圖5說明一由該TX資料處理器120所進行的資料封包處理作業。

在該TX資料處理器120內，一循環冗餘檢查(CRC)產生器412接收一資料封包、產生對該資料封包的CRC數值，並且將該CRC數值增附至該資料封包的結尾處以構成一格式化封包。該接收器可利用該CRC數值以檢查該封包是否經正確解碼抑或為錯誤。亦可利用除CRC以外的其他錯誤偵測碼。然後一前向錯誤偵測(FEC)編碼器414根據一如該選定速率所標示之編碼法則或編碼速率將該格式化封包加以編碼，並提供一經編碼封包或「編碼字組」。編碼作業會增加該資料傳送作業的可靠性。該FEC編碼器414可實作一區塊碼、一迴旋碼、一快速碼或其他編碼或是該等組合。

圖4B顯示一平行接合迴旋編碼器(或快速編碼器)414a之區塊圖，這可由圖4A內之FEC編碼器414加以運用。該快速編碼器414a包含兩個組成迴旋編碼器452a及452b，一編碼交錯器454及一多工器(MUX) 456。該編碼交錯器454根據一編碼交錯法則將資料位元交錯格式化封包(標註為{d})。組成編碼器452a接收並按一第一組成碼來編碼各資料位元，並提供第一對位位元(標註為{c_p1 })。同樣地，組成編碼器452b接收並按一第二組成碼來編碼來自於該編碼交錯器454之經交錯之資料位元，並提供第二對位位元(標註為{c_p2 })。組成編碼器452a及452b可實作兩個分別地具有編碼速率R₁ 及R₂ 之遞迴對稱組成碼，其中R₁ 可或無需等於R₂ 。多工器456接收並多供各資料位元及來自組成編碼器452a及452b的對位位元，並提供各編碼位元之經編碼封包(標註為{c})。經編碼封包包含資料位元{d}，這又稱為對稱位元並經標註為{c_data }，隨後為第一對位位元{c_p1 }，然後是第二對位位元{c_p2 }。

現參照圖4A，一分割單元416接收並分割經編碼封包為N_B 個編碼子封包，其中N_B 可與選定速率相關，且由一來自控制器140之分割控制所指示。該第一編碼子封包通常含有所有的對稱位元，以及零個以上的對位位元。這可讓接收器能夠在有利的通道條件下，僅藉該第一編碼子封包將該資料封包復原。其他的N_B -1個編碼子封包含有剩下的第一及第二對位位元。這些N_B -1個編碼子封包各者通常含有部分的第一對位位元及部分的第二對位位元，而各對位位元係按跨於整個資料封包所採。例如，若N_B =8且剩下的第一及第二對位位元為給定從0開始的索引值，則第二編碼子封包可含有剩下第一及第二對位位元的0，7，14，...者，第三編碼子封包含有剩下第一及第二對位位元的1，8，15，...者等等，而第八及最後編碼子封包可含有剩下第一及第二對位位元的6，13，20，...者。可藉跨於其他N_B -1個編碼子封包上展開該對位位元，以達經改善的解碼效能。

一通道交錯器420包含N_B 區塊交錯器422a到422nb，此者可接收來自該分割單元416的N_B 個編碼子封包。各個區塊交錯器422可根據一交錯法則，將(亦即重組)對其子封包之各編碼位元予以交錯，並提供一經交錯之子封包。該交錯處理可對該等編碼位元提供時間、頻率及/或空間分集。多工器424可耦接所有422a到422nb的N_B 區塊交錯器，並按一次一個子封包的方式，且若為從控制器140導引一IR傳送作業，提供N_B 個經交錯子封包。特別是，多工器424會首先從區塊交錯器422a提供經交錯之子封包，然後是從區塊交錯器422b提供經交錯之子封包等等，而最後是來自區塊交錯器422nb的經交錯之子封包。該多工器424若收到一該資料封包的NAK，則會提供次一經交錯子封包。而每當收到一ACK時，會淨除所有的NB區塊交錯器422a到422nb。

一符號對映單元426接收來自通道交錯器420之經交錯子封包，並將各子封包內的經交錯資料對映至調變符號。可根據一如該選定速率所代表之調變法則來執行該符號對映處理。可藉如下方式完成該符號對映處理：(1)將B個位元集合群組化，以構成B個位元的二進位數值，B1，並且(2)將各個B位元二進位數值對映於一具2^B 個點處之信號星座圖上的某點處。此信號星座圖對應於該選定調變法則，這可為BPSK、QPSK、2^B -PSK、2^B -QAM等等。即如在此所用者，一「資料符號」係資料之調變符號，且一「前導符號」係一前導之調變符號。符號對應單元426可對各編碼子封包提供一個區塊的資料符號，即如圖5所示。

對於各個資料封包，TX資料處理器120提供N_B 個資料符號區塊，這可共集地包含N_SYM 個資料符號，且可經標註為{s}={s₁ s₂ ...}。可按如下方式，藉由對映B個編碼位元，而獲得各個資料符號s_i ，其中i=1...N_SYM ：

si=map(b _i )，其中b _i =[b_i,1 b_i,2 ...b_i,B ]。

可於對資料傳送運用一個載波之單一載波多入多出系統，以及對資料傳送運用多個載波之多重載波多入多出系統中，實作在此所述的IR傳送技術。可藉由正交劃頻多工處理(OFDM)、其他多重載波調變技術，或是一些其他的架構方式來提供多重載波。OFDM可有效地將整個系統頻寬分割為多個(NF)正交子頻帶，而這些又稱為頻調、頻箱或頻率通道。藉由OFDM，可將各個子頻帶關聯於一能夠藉由資料加以調變之個別載波。

由在該傳送器110內之TX空間處理器130及傳送器單元132所執行的處理係根據是否同時地傳送一或多個資料封包，以及資料傳送是否利用一或多個載波而定。底下說明對這兩項單元的一些示範性設計。為便說明，底下敘述假定一完整排階多入多出通道，具N_S =N_T N_R 。在此情況下，在各符號時段內，可對各子頻帶從N_T 個傳送天線各者傳送一調變符號。

圖6A顯示一TX空間處理器130a及一傳送器單元132a區塊圖，這可用於在單一載波多入多出系統中一次一個封包之IR傳送作業。該TX空間處理器130a包含一多工器/解多工器(MUX/DEMUX) 610，此者可接收一資料符號區塊，並將於一區塊內之各資料符號解多工成為N_T 個傳送天線的N_T 個子區塊。該多工器/解多工器610也可多工處理於前導符號(即如按一劃時多工(TDM)方式)，並對N_T 個傳送天線提供N_T 個傳送符號序列。各個傳送符號序列係經設計以在一槽格內從一傳送天線傳出。各傳送符號可為對一資料符號或一前導符號。

傳送器單元132a包含對N_T 個傳送天線的N_T 個TX RF單元652a至652t。各個TX RF單元652接收並調理一來自TX空間處理器130a的個別傳送符號序列，以產生一經調變信號。來自於TX RF單元652a至652t的N_T 個經調變信號會分別地從NT個傳送天線672a至672t傳出。

圖6B顯示一TX空間處理器130b及一傳送器單元132a區塊圖，這可用於在單一載波多入多出系統中同時地傳送多個封包之IR傳送作業。該TX空間處理器130b包含一矩陣乘法單元620，接收為在一槽格內進行傳送之NP資料符號區塊，其中1N_P N_S 。單元620執行在N_P 個區塊內之各資料符號與一傳送基底矩陣和一對角矩陣的矩陣乘法，即如下式：

其中s 為一{N_T ×1}資料向量；為一{N_T ×1}經預調理之資料向量； M 為一{N_T ×N_T }傳送基底矩陣，此係一單元矩陣；以及Λ 為一{N_T ×N_T }對角矩陣。

該向量s 包含對於N_T 個傳送天線的N_T 個子項，而N_P 個子項係被設定為來自於N_P 個區塊的N_P 個資料符號，而剩下的N_T- -N_P 個子項則被設定為零。該向量包含待於一符號時段裡，從N_T 個傳送天線傳出之N_T 個預調理符號的N_T 個子項。該傳送基底矩陣M 可讓各資料符號區塊能夠從N_T 個傳送天線傳出。這可讓所有的N_P 個資料符號區塊體驗到類似的通道條件，並進一步能夠讓一單一速率運用在所有的N_P 個資料封包。該矩陣M 也讓各傳送天線能夠運用完全功率P_ant 於資料傳送作業。該矩陣M 可經定義為，其中U 係一Walsh-Hadamard矩陣。該矩陣M 亦可經定義為，其中V 係一離散傅黎葉轉換(DFT)矩陣，而其第(k,i)個子項被定義為，其中m為對該矩陣 V 之橫列索引值，n為其縱行索引值，而m=1...N_T ，而n=1...N_T 。對角矩陣Λ 可為用以將不同傳送功率配置給N_P 個資料符號區塊，而同時又相符於對各傳送天線之P_tot 的總傳送功率限項。則接收器所觀察到的「有效」通道響應會是 H _eff = HM 。此傳送法則可如2003年2月14日申審，標題「Rate Adaptive Transmission Scheme for MIMO Systems」之共同所有的美國專利申請案第10/367,234號文所進一步詳述。

一多工器622接收來自矩陣乘法單元620的經預調理符號、予以多工處理於前導符號內，並對N_T 個傳送天線提供N_T 個傳送符號序列。傳送器單元132a接收並調理此等N_T 個傳送符號序列，並產生N_T 個經調變信號。

圖6C顯示一TX空間處理器130a及一傳送器單元132b區塊圖，這可用於在一多入多出-OFDM系統中一次一個封包的IR傳送作業。在TX空間處理器130a裡，多工器/解多工器610接收並解多工各資料符號、多工處理於前導符號內，並對N_T 個傳送天線提供N_T 個傳送符號序列。

傳送器單元132b包含對各傳送天線的N_T 個OFDM調變器660a到660t以及N_T 個TX RF單元666a到666t。各OFDM調變器660包含一反快速傅黎葉(IFFT)單元662及一循環字首產生器664。各OFDM調變器660從TX空間處理器130a處接收一個別的傳送符號序列，並將對於N_F 個子頻帶的各組N_F 傳送符號及零信號數值加以群組。(會將未用於資料傳送之子頻帶填滿零值)。IFFT單元662利用N_F 點逆向快速傅黎葉轉換，將各組的N_F 個傳送符號及零值轉換成時域，並提供一含有N_F 個切片之相對應經轉換符號。該循環字首產生器664重複一部分的各個經轉換符號，以獲得一含有N_F +N_cp 個切片之相對應OFDM符號。所重複的部分會被稱為一循環字首，而N_cp 表示被重複之切片的數量。該循環字首可確保該OFDM符號在出現因頻率選擇衰退而產生之多重路徑延遲展開時(亦即一並非平坦的頻率響應)仍可保留其正交性質。該循環字首產生器664該等傳送器符號之序列提供一序列的OFDM符號，這可進一步由一相關TX RF單元666加以調理，俾產生一經調變信號。

圖7A顯示一具有四個傳送天線(N_T =4)以及16個子頻帶(N_F =16)之示範性多入多出-OFDM系統的資料符號區塊解多工處理。該資料符號區塊可經標註為{s}={s₁ s₂ ...}。對於如圖7A所示之具體實施例，可按在該區塊內前四個資料符號s₁ 到s₄ 分別地在傳送天線1到2之子頻帶1內傳送，接下來四個資料符號s₅ 到s₈ 分別地在傳送天線1到4之子頻帶2內傳送的方式等等這種來執行該解多工處理。

圖6D顯示一TX空間處理器130c及一傳送器單元132b區塊圖，這可用於在一多入多出-OFDM系統中同時地傳送多個封包之IR傳送作業。在該TX空間處理器130c裡，一多工器/解多工器630接收NP個資料符號區塊，其中1N_P N_S ，並且將在各區塊內之各資料符號提供給不同的子頻帶及不同的傳送天線，即如後文所示。該多工器/解多工器630也多工處理於前導符號內，並且對N_T 個傳送天線提供N_T 個傳送符號序列。

圖7B顯示一對於具有四個傳送天線(N_T =4)及16個子頻帶之示範性多入多出-OFDM系統，兩個(N_P =2)資料符號區塊的多工/解多工處理具體實施例。對第一個資料符號區塊，會在該傳送天線1之子頻帶1、2、3及4上分別地傳送最先的四個資料符號s_1,1 、s_1,2 、s_1,3 及s_1,4 。次四個資料符號s_1,5 、s_1,6 、s_1,7 及s_1,8 環繞裹裝，並且分別地在傳送天線1、2、3及4的子頻帶5、6、7及8上傳送。對於第二資料符號區塊，前四個資料符號s_2,1 、s_2,2 、s_2,3 及s_2,4 會分別地在傳送天線3、4、1及2的子頻帶1、2、3及4上傳送。次四個資料符號s_2,5 、s_2,6 、s_2,7 及s_2,8 環繞裹裝，並且分別地在傳送天線3、4、1及2的子頻帶5、6、7及8上傳送。對於如圖7B之具體實施例，各符號時段之各傳送天線的N_F 個頻域數值集合裡包含對於一些子頻帶的傳送符號，以及對於其他子頻帶的零值。

圖7B顯示同時地跨於N_F 個子頻帶及N_T 個傳送天線而傳送兩個資料符號區塊之傳送作業。一般說來，可同時跨於各子頻帶及各傳送天線而傳送任意數量的資料符號區塊。例如，在圖7B裡可同時地傳送一、二、三或四個資料符號區塊。然而，能夠同時而可靠地加以傳送之資料符號區塊的數量會依據多入多出通道的排階而定，使得N_P 應小於等於N_S 。圖7B所示之傳送法則可供根據多入多出通道的排階，簡易地加以調適而能夠同時地傳送不同數量的資料符號區塊。

對如圖7B之具體實施例，會對角地跨於該N_F 個子頻帶，並從H_T 個傳送天線來傳送各資料符號區塊。如此可對現正同時加以傳送之所有N_P 個資料符號區塊提供頻率及空間分集兩者，而這可讓單一速率能夠運用於所有資料封包。然亦可對於同時傳送之不同資料封包運用不同的速率。對於有些例如像是並未實作IDD法則之線性接收器的接收器而言，運用不同速率可提供較佳效能。同時地按不同速率進行的多重資料封包IR傳送作業可如2004年2月23日申審，標題「Incremental Redundancy Transmission for Multiple Parallel Channels in MIMO Communication System」之共同所有的美國專利申請案第10/785,292號文所進一步詳述。

也可按其他方式進行多工/解多工處理，而同時達到頻率及空間分集兩者。例如，該多工/解多工處理方式可為讓各傳送天線的所有N_F 個子頻帶運用於載荷傳送符號。由於各傳送天線的完全功率會受限於P_ant ，因此可用於各傳送符號之傳送功率量會按照載荷著傳送符號的子頻帶數量而定。

參照於圖6D，該傳送器單元132b接收及調理來自於TX空間處理器130c的N_T 個傳送符號序列，並產生N_T 個經調變信號。

2.　接收器

圖8A顯示一接收器150a區塊圖，此為如圖1接收器150之一具體實施例。在接收器處，N_R 個接收天線810a至810r接收由傳送器110所傳送之N_T 個經調變信號，並分別地將N_R 個接收信號提供給在接收器單元154內之N_R 個RX RF單元812a至812r。各個RX RF單元812可將其所接收信號加以調理並數位化，且提供一符號/切片之串流。對一單一載波多入多出系統來說，並不需要OFDM解調變器814a至814r，且各個RX RF單元812可將一符號串流直接地提供給個別的解多工器816。對一多入多出-OFDM系統，各個RX RF單元812可將一切片串流提供給個別的OFDM解調變器814。各OFDM解調變器814會藉如下方式對其切片串流進行OFDM解調變處理：(1)移除在所接收之OFDM符號內的循環字首以獲得一所接收經轉換符號，以及(2)藉一快速傅黎葉轉換(FFT)將各所收經轉換符號轉換至頻域，以獲得H_F 個子頻帶的N_F 個所接收符號。對兩者系統而言，解多工器816a至816r會接收來自RX RF單元812或OFDM解調變器814的N_R 個符號串流，將對各槽格之(資料的)N_R 個所收符號序列提供給RX空間處理器160a，並將所接收前導符號提供給通道估計器172。

RX空間處理器160a包含一偵測器820及一多工器822。該偵測器820可對對N_R 個所接收符號序列執行一空間或空間-時間處理(或「偵測作業」)，以獲得N_T 個經偵測之符號序列。各經偵測符號會是一由該傳送器傳送之資料符號的估計值。偵測器820可實作一最大比例合併(MRC)偵測器、一線性零值強制(ZF)偵測器(這又稱為一通道共相關矩陣倒數(CCMI)偵測器)、一最小均方誤差(MMSE)偵測器、一MMSE線性等化器(MMSE-LE)、一決策饋返等化器(DFE)或是一些其他的偵測器/等化器。若並未於該傳送器處執行空間處理，則可根據該通道響應矩陣H 之估計值來進行該偵測作業。或另者，如在一單一載波多入多出系統之傳送器處各資料符號已先與傳送基底矩陣M 預相乘，則可根據有效通道響應矩陣H _eff =MH 來進行該偵測作業。簡單起見，底下說明係假設並未使用該傳送基底矩陣M 。

對一多入多出系統之模型可如下表示：

r (k )=H (k )s (k )+n (k )，其k=1...N _F ，　等式(2)

其中 s (k )係一具有在子頻帶k上從該N_T 個傳送天線所傳來之N_T 個資料符號之N_T 個子項的{N_T ×1}資料向量； r (k )係一具有在子頻帶k上經該N_R 個接收天線所接收之N_R 個所接收符號之N_R 個子項的{N_R ×1}資料向量；H (k)係子頻帶k之通道響應矩陣{N_R ×N_T }；以及n (k)係一加法性白色高斯雜訊(AWGN)向量。

該向量n (k)係經假定為具有零均值，且一共變矩陣Λ _n =σ² I ，其中σ² 為該雜訊的變異數，而I 為單位矩陣，此者沿其對角線為1而其餘為0值。

對一MIMO-OFDM系統，該接收器會分別地對用於資料傳送作業之各子頻帶執行偵測作業。底下說明係針對一子頻帶，且為簡化起見，在數學演算過程中暫略該子頻帶索引值k。底下說明亦適用於單一載波多入多出系統。為便說明，該向量s 係經假定為包含自N_T 個傳送天線所送來的N_T 個資料符號。

由一MRC偵測器所進行的空間處理可如下式所表：

其中 W _mrc 係一MRC偵測器之響應，而 W _mrc = H ；係一該MRC偵測器之所偵測符號的{N_T ×1}向量；以及^"H" 表示共軛轉置。

傳送天線i之所偵測符號可表示為，其中 w _mrc _, _j 係 W _mrc 的第i個縱行且經給定為 w _mrc _, _j = h _j ，其中 h _j 為在傳送天線i與該等N_R 接收天線之間的通道響應向量。

一MMSE偵測器之空間處理可如下式所表：

其中對於MMSE偵測器， W _mrc =( HH ^H +σ² I )^-1 H 。對傳送天線i之MMSE偵測器響應可表如 w _mmse _, _j =( HH ^H +σ² I )^-1 h _i 。

一零值強制偵測器之空間處理可如下式所表：

其中對於零值強制偵測器， W _zf = H ( H ^H H )^-1 。對傳送天線i之零值強制偵測器響應可表如 w _zf = h ( H ^H H )^-1 。

對於各槽格來說，偵測器820提供N_T 個經偵測符序列，這些對應於的N_T 個子項。多工器822從偵測器820接收N_T 個經偵測之符號序列，並執行互補於由傳送器處之TX空間處理器130所進行的處理作業。如對於像是圖6A及6C內之TX空間處理器130a而在各槽格內僅傳送一個資料符號區塊，則多工器822會將在N_T 個序列內之所偵測符號多工處理成為一個經偵測符號區塊。如對於像是分別如圖6B及6D之TX空間處理器130b及130c而在各槽格裡傳送有多個資料符號區塊，則多工器822會將N_T 個序列內之所偵測符號多工及解多工處理成N_P 個經偵測符號區塊(未於圖8A繪出)。在任何情況下，各個經偵測符號區塊係一該傳送器所傳送之資料符號區塊的估計值。

通道估計器172(即如根據所接收前導符號)估計在該接收器處之多入多出通道的通道響應矩陣 H 及雜訊底值，並且將通道估計值提供給控制器180。在該控制器180內，一矩陣計算單元176可按照如前述之所估計通道響應矩陣，導算出該偵測器響應 W (這可為 W _mrc 、 W _m _mse 或 W _zf )，並將此偵測器響應提供給偵測器820。偵測器820將所接收符號之向量 r 預先乘以該偵測器響應 W ，以獲得經偵測符號的向量。速率選定器174(這是由對圖8A之接收器具體實施例的控制器180所實作)可根據各通道估計值執行速率選定作業，即如後述。一查核表(LUT) 184儲存一組由該多入多出系統所支援的速率，及一組與各速率相關聯的參數(即如對於各速率之資料速率、封包大小、編碼法則或編碼速率、調變法則等等)。速率選定器174可接取LUT 184以獲得速率選定作業之所用資訊。

圖8B顯示一RX資料處理器170a區塊圖，此為圖1及8A內之RX資料處理器170的具體實施例。在RX資料處理器170a裡，一符號解對映單元830會一次一個區塊地接收來自RX空間處理器160a的經偵測符號區塊。對各經偵測符號區塊，符號解對映單元830會根據對該區塊所用之調變法則(即如控制器180之解調變控制所標示)將經偵測符號予以解調變，並將一解調變資料區塊提供給一通道解交錯器840。該通道解交錯器840包含一解多工器842及N_B 個區塊解交錯器844a至844nb。在接收一新的資料封包之前，會先藉由擦拭來啟動該等啟動區塊解交錯器844a至844nb。一擦拭係一數值，此者可取代一遺失編碼位元，並在解碼過程中經給定以適當權值。多工器842接收來自符號解對映單元830之經解調變資料區塊，並將各經解調變資料區塊提供給適當的區塊解交錯器844。各區塊解交錯器844會按互補於在傳送器處對該區塊所執行之交錯處理的方式，將在其區塊內之該經調變資料予以解交錯。如該交錯處理係依選定速率而定，則該控制器180提供一解交錯控制給該區塊解交錯器844，即如虛線所表示。

每當對一資料封包而從該傳送器處接收到一新資料符號區塊時，就會對依該封包而接收之所有區塊重新進行解碼作業。一重新組裝單元848會對後續的解碼作業構成一個解交錯資料的封包。該解交錯資料封包含有(1)對於目前封包而接收之所有資料符號區塊的解交錯資料區塊，以及(2)對於非為目前封包而接收之資料符號區塊的擦拭。重新組裝單元848會按互補於該傳送器所進行之分割處理的方式執行重新組裝，即如來自該控制器180之重新組裝控制所表示。

一FEC解碼器850按互補於在該傳送器處進行之FEC編碼處理的方式，將該解交錯資料封包予以解碼，即如來自該控制器180之解碼控制所表示。例如，若在該傳送器處分別地進行快速或迴旋編碼處理，則可對FEC解碼器850利用一快速解碼器或一Viterbi解碼器。FEC解碼器850提供一目前封包之經解碼封包。一CRC檢查器852檢查該經解碼封包，以決定該封包是否經正確解碼或為錯誤，並提供該經解碼封包的狀態。

圖9A顯示一接收器150b之區塊圖，此係如圖1內之接收器的另一具體實施例。接收器150b實作一迭遞偵測及解碼(IDD)法則。為清楚說明，對於如圖4B及5內所示之編碼法則，後文中將描述此IDD法則，這會將資料封包編碼成為三個部分-系統位元{c_data }、第一對位位元{c_p1 }及第二對位位元{c_p2 }。

接收器150b包含一偵測器920及一FEC解碼器950，對於一資料封包之所接收符號執行迭遞偵測及解碼處理，以獲得一經解碼封包。該IDD法則會運用該通道編碼之錯誤校正功能，以提供經改良之效能。這是藉由在偵測器920及FEC解碼器950之間按迭遞方式傳過先驗資訊並進行N_dd 次迭遞所達到，其中N_dd >1，即如後文詳述。該先驗資訊表示所傳送位元之相似度。

接收器150b包含一RX空間處理器160b及一RX資料處理器170b。在該RX空間處理器160b內，一緩衝器918接收並儲存對於各槽格該接收器單元154所提供之N_R 個所接收符號序列。每當從傳送器處接收到對一資料封包之新的資料符號區塊時，就會對該封包之所有既收區塊的所接收符號，重新(亦即從開始處)進行該迭遞偵測及解碼處理。偵測器920會對各所接收區塊之N_R 個所接收符號序列執行一空間處理或偵測作業，並提供該區塊之N_T 個經偵測符號序列。偵測器920可實作一MRC偵測器、一零值強制偵測器、一MMSE偵測器，或是一些其他偵測器/等化器。為清楚說明，底下敘述藉一MMSE偵測器進行偵測作業。

對一藉迭遞偵測及解碼處理之MMSE偵測器，對傳送天線i之經偵測符號可表如下式：

其中 w _i 及u_i 係根據一MMSE關鍵值所導得，這可表如：

等式(7)內所展現之最佳化問題的解可表如下式：

w _i = ( P + Q +σ ² I ) ^-1 h _i , and 　(等式8)

z = H _i E [ s _i ] , 　(等式12)

其中 h _i 為通道響應矩陣 H 的第i縱行； H _i 等於 H 而其第i縱行被設定為零值； s _i 為一{(N_T -1)×1}向量，此係藉移除 s 第i元素所取得；E[ a ]係向量 a 之子項的期望值；以及VAR[ aa ^H ]係向量 a 的共變矩陣。矩陣 P 為對傳送天線i之通道響應向量 h _i 的外積。矩陣 Q 為對傳送天線i之干擾的共變矩陣。該向量 z 為對傳送天線i之干擾的期望值。

等式(6)可被簡化為：

其中，並且η_i 為具零均值及變異數之高斯雜訊樣本。該高斯雜訊樣本η_i 假定在該MMSE偵測後，來自其他傳送天線的干擾為高斯。

在底下的說明裡，上標n表註第n個偵測/解碼迭遞，且該下標m表註對現正予復原之目前封包的所接收第m個資料符號區塊。對於第一次迭遞(亦即n=1)，會僅依據所接收符號進行偵測，這是因為並沒有來自於該FEC解碼器的先驗資訊可用。從而會假定各位元具有等同的機率為0或1。在此情況下，等式(8)可降為一線性MMSE偵測器，這可經給定為 w _i =( HH ^H +σ² I )^-1 h _i 。對於各個後續迭遞(亦即n>1)，該偵測器就會利用由該FEC解碼器所提供的先驗資訊。隨著迭遞次數增加，干擾會降低，並且偵測器會收斂到該MRC偵測器而達到完全分集。

就以對目前封包所接收之各個資料符號區塊，圖9A內的偵測器920會對該區塊之N_R 個所接收符號序列進行偵測，並提供N_T 個經偵測符號序列。一多工器922多工處理在N_T 個序列內的經偵測符號以獲得一經偵測符號區塊，而會將此者提供給RX資料處理器170b。對於第m個資料符號區塊，在第n次偵測/解碼迭遞作業內所獲之經偵測符號區塊可表註為{}。

在RX資料處理器170b，一對數相似度比例(LLR)計算單元930可接收來自RX空間處理器160b的經偵測符號，並計算各經偵測符號之B個編碼位元的LLR。各個經偵測符號係該資料符號s _i 之估計值，這是藉由將B個編碼位元 b _i =[b_i,1 b_i,2 ...b_i,B ]對映至信號星座圖內之一點處所獲得。經偵測符號之第j個位元的LLR可表如下式：

其中b _i, _j 為該經偵測符號的第j個位元；Pr(|b _i,j =1)為經偵測符號具有位元b _i,j 為1的機率；Pr(|b _i,j =-1)為經偵測符號具有位元b _i,j 為-1(亦即「0」)的機率；以及x_i,j 為位元b_i,j 的LLR。

該LLR{x_i,j }代表由該偵測器所提供給FEC解碼器之先驗資訊，且又稱為偵測LLR。

為簡便說明，假定該交錯處理為令對各經偵測符號之B個位元為獨立。則等式(14)可表為如下：

其中Ω_j,q 為信號星座圖內第j個位元等於q之各點處的集合。

s為集合Ω_j,q 裡被予求值之各調變符號或點處(亦即該「所假設」之符號)，α _i 為傳送天線i之增益且如前所定義；v _i 為經偵測符號之高斯雜訊樣本η_i 的變異數； b _i 為該經假設符號s之B個位元的集合； b _i (j )等於將第j個位元移除後之 b _i 。

L _i 為對經假設符號s之B個位元，而自該FEC解碼器所取得之LLR的集合； L _i (j )等於將第j個位元移除後之解碼器LLR的 L _i (亦即 L _i (j )=[λ _i, ₁ ,...λ _i,j _-1 ,λ _i _, _j ₊₁ ,...,λ _i,B ])；以及「^T 」表註轉置。

第(I,j)個位元的解碼器LLR可表示為：

其中Pr(b _i,j =1)為位元b_i,j 為1的機率；以及其中Pr(b _i,j =-1)為位元b_i,j 為-1的機率。

對於第一次迭遞(n=1)， L _i (j )的所有子項會被設定為零，以表註各位元為1或-1的相等機率，這是因為對此位元並無可用的先驗資訊。對於各個後續迭遞，會根據來自該FEC解碼器之各位元的「軟性」數值來計算 L _i (j )的各子項。LLR計算單元930提供所接收來自RX空間處理器160b之各經偵測符號的編碼位元之LLR。可將在第m個資料區塊之第n個偵測/解碼迭遞內所獲的LLR區塊標註為{}。

一通道解交錯器940接收並解交錯器來自LLR計算單元930之的各LLR區塊，並提供該區塊之經解交錯LLR。一重新組裝單元948構成一LLR封包，這會含有(1)對於從該傳送器所接收的所有資料符號區塊，而來自於該通道解交錯器940之經解交錯LLR的各區塊，以及(2)對於未接收之資料符號區塊的各零值LLR區塊。對第n次偵測/解碼迭遞之LLR的封包可經標註為{x ⁿ }。FEC解碼器950可接收及解碼來自該重新組裝單元948之各LLR的封包，即如後述。

圖9B顯示一快速解碼器950a區塊圖，這可運用在分別如圖9A及8B內之FEC解碼器950及850。該快速解碼器950a可對例如圖4B中所示之平行接合迴旋編碼執行迭遞解碼作業。

在快速解碼器950a內，一解多工器952接收並解多工來自重新組裝單元948之各LLR的封包{x ⁿ }(這又是被標註為輸入LLR)，成為資料位元LLR{}、第一對位位元LLR{}以及第二對位位元LLR{}。一軟輸入軟輸出(SISO)解碼器954a接收來自該解多工器952的資料位元LLR{}與第一對位位元LLR{}，以及來自一編碼解交錯器958之經解交錯資料位元LLR{}。然後，一SISO解碼器954a會根據第一組成迴旋編碼，計算出該資料的新LLR及第一對位位元，{x _data ₁ }及{}。一編碼交錯器956會按照在傳送器所採用之編碼交錯法則，將該資料位元LLR{x _data ₁ }予以交錯，並提供經交錯之資料位元LLR{}。類似地，一SISO解碼器954b接收來自該解多工器952的資料位元LLR{}與第二對位位元LLR{}，以及來自一編碼器交錯器956之經交錯資料位元LLR{}。一SISO解碼器954b會根據第二組成迴旋編碼，計算出該資料的新LLR及第二對位位元，{x _data ₂ }及{}。編碼解交錯器958會按互補於該編碼交錯處理的方式，將該資料位元LLR{x _data ₂ }予以交錯，並提供經解交錯之資料位元LLR{}。SISO解碼器954a及954b可實作一BCJR SISO最大後驗(MAP)演算法或是其較低複雜度的衍生方式、軟輸出Viterbi(SOV)演算法，或是一些其他業界眾知的解碼演算法。

由該SISO解碼器954a及954b進行的解碼處理會對目前偵測/解碼迭遞作業迭遞N_dec 次，其中N_dec 1。在完成所有N_dec 次解碼迭遞後，一合併器/多工器960會接收來自SISO解碼器954a的最終資料位元LLR{x _data ₁ }及最終第一對位位元LLR{}，來自編碼解交錯器958的解交錯最終位元LLR{}，以及來自SISO解碼器954b的最終第二對位位元LLR{}。然後合併器/多工器960按下式計算次一偵測/解碼迭遞n+1的解碼器LLR{}：{}={x _data +}。該解碼器LLR{}對應於等式(16)內的λ _i,j ，並代表由該FEC解碼器所提供給該偵測器之先驗資訊。

在完成所有偵測/解碼迭遞後，合併器/多工器960按如下方式計算最終資料位元LLR{x _data }：{x _data }={+x _data ₁ +}，其中該{}係由該LLR計算單元930對最後偵測/解碼迭遞所提供之各資料位元LLR。一切片器962將該等最終資料位元LLR{x _data }予以切分，並提供對現予復原的解碼封包{}。一CRC檢查器968檢查該經解碼封包並提供該封包狀態。

現請參照圖9A，來自該FEC解碼器950的解碼器LLR{}會被該交錯器970所交錯處理，並將經交錯之解碼器LLR提供給偵測器920。偵測器920可根據所接收符號{r _m }及該解碼器LLR{}，導算出新的經偵測符號{}。可利用該解碼器LLR{}來計算(a)干擾期望值(即E[ s _i ])，這可用來導出在等式(12)內的z ，以及(b)干擾的變異數(即Var[ s _i ])，這可用來導出在等式(11)內的Q 。

來自RX空間處理器160a之對於所有收資料區塊的經偵測符號{}會再次地如前述般被RX資料處理器170b所解碼。會迭遞該偵測及解碼處理N_dd 次。在該迭遞偵測及解碼處理的過程中，經偵測符號之可靠性可改良各次的偵測/解碼迭遞作業。

即如等式(8)所示，該MMSE偵測器響應w 與Q 相關，這又會按照該干擾變異數Var[ s _i ]而定。由於對各個偵測/解碼迭遞Q 為互異，因此MMSE偵測器響應w _i 也會對各迭遞而為不同。為簡化接收器150b，偵測器920可實作(1)一N_dd1 次偵測/解碼迭遞的MMSE偵測器，而然後(2)一N_dd2 次後續偵測/解碼迭遞的MRC偵測器(或一些具有一不會因迭遞而改變的響應之其他種類偵測器/等化器)，其中各者N_dd1 及N_dd2 可為一或更多。例如，MMSE偵測器可用於第一次的偵測/解碼迭遞，而MRC偵測器可用於接下來五次的偵測/解碼迭遞。即如另一範例，MMSE偵測器可用於前兩次偵測/解碼迭遞，而MRC偵測器可用於接下來四次的偵測/解碼迭遞。

可如等式(6)內之式項u₁ 來實作該MRC偵測器，其中 w _mrc _, _i 代替 w _i 。即如等式(6)、(9)及(12)所示，該式項u₁ 會與該干擾期望值E[ s _i ]相關。為進一步簡化接收器150b，在從MMSE偵測器切換成MRC偵測器之後可省略該式項u₁ 。

該迭遞偵測及解碼法則可提供各種優點。例如，IDD法則可對同時地透過N_T 個傳送天線所傳送之所有資料封包支援使用單一速率，可抗制頻率選擇性的衰減，並可彈性地運用於各種編碼器及調變法則，包含如圖4B所示之平行接合迴旋編碼。

3.　速率選定作業

對於單一載波多入多出及多入多出-OFDM系統兩者而言，接收器及/或傳送器可估計該多入多出通道，並選定在多入多出通道上之一適當資料傳送速率。可按各種方式來進行該速率選定作業。底下說明一些示範性速率選定作業。

在第一個速率選定法則裡，在多入多出通道上進行資料傳送的速率是根據一測量值而選定，這可利用一可將N_T 個傳送天線之通道響應加以模型化的等同系統所導算出。該等同系統係經定義為具有一AWGN通道(亦即具一平坦頻率響應)，並且具有一等於N_T 個傳送天線之平均頻譜效率性的頻譜效率性。該等同系統具有一等於N_T 個傳送天線之總容量的總容量。可依如下方式決定該平均頻譜效率性(1)估計對各傳送天線的所收SNR(即如根據所收前導及/或資料符號)，(2)從所收SNR並根據一(受限或未受限)頻譜效率性函數，f(x)，計算各傳送天線的頻譜效率性，以及(3)根據個別傳送天線的頻譜效率性，計算出N_T 個傳送天線之平均頻譜效率性。該測量值可經定義為該等同系統所需以支援該平均頻譜效率性的SNR。可從該平均頻譜效率性並根據一反函數，f^-1 (x)，來決定此SNR。

該系統可被設計成支援一組速率。所支援之速率其中一者可為一虛空速率(亦即一零資料速率)。各各剩下的速率可關聯於一特定非零資料速率、一特定編碼法則或編碼速率、一特定調變法則，及一達到對一AWGN通道之目標效能水準(即如1%的PER)所要求的特定最小SNR。對於各個具非零資料速率之所支援速率，可按照該特定系統設計(亦即特並編碼速率、交錯法則、調變法則等，該系統對該速率者所需用者)，並且對一AWGN通道，而獲得所要求的SNR。可藉由電腦模擬、實驗測量等獲得所要求的SNR，即如業界所眾知者。可將該組所支援速率及其所要求的SNR儲存在一查核表內(即如圖8A內的LUT 184)。

可將該測量值與該系統所支援之各速率的所要求SNR相互比較。會選定具所要求SNR而又小於或等於該測量值之最高速率，以運用於多入多出通道上的資料傳送。該第一資料選定法則可如2002年6月20日所申審，標題為「Rate Control for Multi-Channel Communication Systems」之美國專利申請案第10/176,567號所描述。

在一第二速率選定法則裡，可按照對N_T 個接收天線所接收之SNR，來選定在多入多出通道上的資料傳送速率。可首先決定對於各傳送天線的所接收SNR，然後對於各N_T 個傳送天線計算一平均接收SNR，γ _rx, _avg 。其次會根據平均所接收SNR，以及一SNR位移或後退因數，γ _os ，計算對N_T 個傳送天線的一操作SNR，γ _op (亦即γ _op =γ _rx +γ _os ，其單位為dB)。該SNR位移可用來計算估計誤差、多入多出通道內的可變度以及其他因數。該操作SNR，γ _op ，可與該系統可支援之速率各者所要求SNR相比較。可選定具小於等於該操作SNR之所要求SNR的最高速率，以運用於資料傳送作業。該第二速率選定法則可如2003年3月20日申審，標題為「Transmission Mode Selection for Data Transmission in a Multi-Channel Communication System」之美國專利申請案第10/394,529號所描述。

可藉各種方式來實作在此所述之IR傳送技術。例如，可按硬體、軟體或一該等組合來實作這些技術。對一硬體實作，可將在傳送器處所用於IR傳送之各處理單元實作於一或更多應用特定積體電路(ASIC)、數位信號處理器(DSP)、數位信號處理裝置(DSPD)、可程式化邏輯裝置(PLD)、現場可程式化閘器陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、其他經設計以執行本揭所述之各功能的電子單元或一該等組合之內。亦可將在接收器處所使用以接收一IR傳送的各處理單元實作於一或更多ASIC、DSP、DSPD、PLD、FPGA、處理器、控制器等之內。

對軟體實作而言，可按執行本揭所述之各項功能的模組(即如程序、函式等)來實作該IR傳送技術。可將軟體程式碼儲存在一記憶體單元(即如圖1內記憶體單元142及182)內，並由一處理器(即如控制器140及180)所執行。該記憶體單元可經實作於該處理器內，或是於該處理器外部，在此情況下該者可透過各種業界眾知方式而通訊耦接於該處理器。

本文中包含各項標題供以參考並有助於定位部分章節。這些標題非為限制本揭各項概念的範圍，且這些概念在全篇規格說明中的其他章節裡確可具有應用性。

本揭具體實施例之先前說明係經提供以讓任何熟諳本項技藝之人士即可運用或使用本發明。對於熟諳本項技藝之人士，該等具體實施例之各種修飾隨屬顯見，且在此所定義之一般原理可施用於其他具體實施例而無虞悖離本發明精神或範圍。如此本發明非為受限於所示具體實施例，而應依符於本揭之各項原理與新穎特性的最寬廣範圍。

100．．．多入多出系統

110．．．傳送器

112．．．資料來源

120．．．TX資料處理器

130．．．TX空間處理器

132．．．傳送器單元(TMTR)

140．．．控制器

142．．．記憶體

146．．．接收器單元

148．．．RX空間/資料處理器

150．．．接收器

154．．．接收單元(RCVR)

160．．．RX空間處理器

170．．．RX資料處理器

172．．．通道估計器

174．．．速率選定器

176．．．矩陣計算單元

180．．．控制器

182．．．記憶體

184．．．查核表(LUT)

190．．．TX資料/空間處理器

192．．．傳送器單元

200．．．處理方法

210．．．按照所接收前導及/或資料估計該多入多出通道

212．．．按照各通道估計值選定一在多入多出通道上資料傳送作業的單一速率，並送返該選定速率

220．．．根據該選定速率以處理一資料封包(即如編碼該資料封包、分割該經編碼封包成N_B 個子封包，以及交錯並調變各子封包以獲得一相對應資料符號區塊)

222．．．從N_T 個傳送天線一次傳送一個資料符號區塊，一直到傳送完畢所有N_B 個資料符號區塊或是接收到一ACK為止

230．．．透過N_R 個接收天線接收各所傳送資料符號區塊

232．．．當接收到一新區塊時，偵測、解調變、解交錯及解碼對該資料封包所接收之所有資料符號區塊並送返一ACK或NAK

234．．．若此確經正確解碼或既已收訖所有的NB個資料符號區塊，則結束對於該資料封包之處理

412．．．循環冗餘檢查(CRC)產生器

414．．．前向錯誤偵測(FEC)編碼器

416．．．分割單元

420．．．通道交錯器

422a-422nb．．．區塊交錯器

424．．．多工器

426．．．符號對映單元

452a-452b．．．組成編碼器

454．．．編碼交錯器

456．．．多工器

610．．．多工器/解多工器(MUX/DEMUX)

620．．．矩陣乘法單元

622．．．多工器

630．．．多工器/解多工器(MUX/DEMUX)

652a-652t．．．TX RF單元

660a-660t．．．OFDM調變器

662．．．反快速傅黎葉(IFFT)單元

664．．．循環字首產生器

666a-666t．．．TX RF單元

672a-672t．．．傳送天線

810a-810r．．．接收天線

812a-812r．．．RX RF單元

814a-814r．．．OFDM解調變器

816a-816r．．．解多工器

820．．．偵測器

822．．．多工器

830．．．符號解對映單元

840．．．通道解交錯器

842．．．解多工器

844a-844nb．．．區塊解交錯器

848．．．重新組裝單元

850．．．FEC解碼器

852．．．CRC檢查器

918．．．緩衝器

920．．．偵測器

922．．．多工器

930．．．對數相似度比例(LLR)計算單元

940．．．通道解交錯器

948．．．重新組裝單元

950．．．FEC解碼器

952．．．解多工器

954a-954b．．．軟輸入軟輸出(SISO)解碼器

956．．．編碼交錯器

958．．．編碼解交錯器

960．．．合併器/多工器

962．．．切片器

968．．．CRC檢查器

970．．．交錯器

當參併各圖式時，按如後文所列之詳細說明，本發明各項特性及本質即為顯見，其中全篇裡各類似編號可經相對應地識別，且其中：

圖1顯示於一多入多出系統中一傳送器及一接收器的區塊圖式，該者可實作IR傳送作業；

圖2顯示一用以於多入多出系統中傳送及接收一IR傳送作業之處理方法；

圖3顯示一說明該IR傳送作業之計時圖；

圖4A顯示一在該傳送器處之傳送(TX)資料處理器；

圖4B顯示一在該TX資料處理器內之「快速(Turbo)」編碼器；

圖5說明一由該TX資料處理器所進行之資料封包處理；

圖6A到6D顯示一在該傳送器處之TX空間處理器的四種具體實施例；

圖7A及7B顯示對一示範性多入多出-OFDM系統，分別地將一資料符號區塊及兩個資料符號區塊予以解多工處理；

圖8A顯示該接收器之一具體實施例；

圖8B顯示一在如圖8A內之接收器處的接收(RX)資料處理器；

圖9A顯示一實作該迭遞偵測及解碼作業之接收器；及

圖9B顯示一「快速(Turbo)」解碼器。