[发明专利]具有速率控制的多个空间信道传输

说明书

本发明涉及一种发射机、一种用于发射机的基带处理器以及一种用于发射信息的方法。 

众所周知，多天线无线通信系统利用发射机和接收机之间的传输媒介中的多个空间信道，同时传输多个不同的信息流，或者同时冗余地传输基于同一信息的多个变化形式。在第一种情况中，容量得到了增加，在第二种情况中，可以提高质量和鲁棒性。这样的多天线无线通信系统被称为MIMO(多进多出)系统，其中，在收发两端都有多个天线。如果在接收机或发射机处只有单个天线，则分别将其称为MISO(多进单出)和SIMO(单进多出)。为了与频分信道、时分信道或码分信道区分开来，可将多个数据流称为MIMO信道或空间信道。 

传输的数据流会经历不同的信道状况，例如，不同的衰落和多径传输，因此具有不同的信噪比(SNR)。由于信道状况通常随时间而变化，所以，每个信道所支持的数据速率也随时间而改变。如果在发射机处知道每个MIMO信道的特性，例如数据流的SNR，那么，发射机就可以通过闭环控制，自适应地确定每个数据流的具体编码和调制方案，以实现预期的信道SNR。但是，对于一些MIMO系统来说，该信息在发射机处是无法得到的，所以，它们是开环系统。 

每天线速率控制(PARC)是在第三代合作伙伴计划(3GPP)中建议的一种多路径、多天线MIMO技术。在3GPP中，PARC用于码分多址(CDMA)系统，但该方法也适用于没有进行扩频或采用包括OFDM(正交频分复用)在内的其他传输技术的系统。图1和2分别示出了用于描述PARC机制如何工作的发射机和接收机。 

 在图1中，解复用器15将待发射的比特流分成多个各承载着不同信息和可能具有不同速率的流。级25对每个流进行(可以是不同的)调制和编码以及交织。级35将这些流寻径到发射机输出级45，以经由不同的天线48进行发射。在接收机处(参见图2)，需要的天线68的数量通常等于或大于发射天线48的数量。每个接收天线68处的信号是从各发射天线48发射的信号的组合。接收机可以使用诸如最小均方误差(MMSE)估计或MMSE加串行干扰消除(SIC)之类的算法，估计每个传输流的符号。接收机也可以向发射机提供信道质量测量值的反馈，例如，每个传输流的信干噪比(SINR)。发射机可以使用该信息，确定每个解复用流的合适调制和编码。如果一个信道具有较低的SINR，因此将解复用流改变为较低阶的调制方案，这需要较低的数据速率，所以将其他解复用流改变为较高阶的调制方案，用较高的数据速率来补偿。 

PARC通过使用相同的时间和频率资源、但不同的“空间”资源，即多个发射天线，同步地传输多个数据流，可以实现空间复用增益。这些同步传输的目标可以是单个接收单元，或不同的接收单元。后一种情况被称为空分多址(SDMA)。可将PARC视为空间复用技术的原始BLAST家族的一种改进，其包括空间复用流的速率适应，Wolniansky P.W.等在《Proc.ISSSE 98》(比萨，1998年9月)中的″V-BLAST：AnArchitecture for Realising Very High Data Rates Over the Rich-ScatteringWireless Channel″一文对此做了描述。 

美国专利2004/0266484提供了一种多信道系统，它将关于信道参数或天线之间的相关相位的长期和短期信息反馈给基站发射机。长期信息的变化速率比短期信息慢，所以，传输频率低于短期信息。因此，可以减少反馈所需的带宽。 

本发明的一个目的是提供改进的装置和方法。 

根据本发明的第一个方面，提供了一种使用多个空间无线信道来发射信息的发射机，包括：解复用器，用于获取两个或多个承载着所述信息的不同部分且各具有相应数据速率的解复用流；流处理器，用于在经由所述信道进行传输之前处理所述解复用流；以及，控制器，用于根据信道状况来改变所述处理，所述控制器还用于根据信道状况来控制所述数据速率，而不依赖于所述处理的改变。 

对解复用流的数据速率进行控制而不依赖于所述处理的改变，这意味着传输可以更快地适应信道状况，因为数据速率改变比处理改变涉及的开销要少。很多情况下，如果需要执行相反的处理，该开销在接收机中尤其剧烈。处理的改变有助于提高效率，如给定带宽和给定信道状况下的总数据速率和误码率。所以，通过对每个解复用流的处理和数据速 率进行单独控制，可以在对变化状况做出快速响应和较慢变化状况中的效率之间取得较好的平衡。