[发明专利]预处理多输入通信系统待传输的数据的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，并且更具体地，涉及用于对多输 入通信系统待传输的数据进行预处理的方法和设备、以及包含这 种设备的发射机、基站和通信系统。

背景技术

单输入单输出通信系统

传统的无线通信系统通常采用一个发射天线和一个接收天 线，即所谓的单输入单输出(single-input single-out：SISO) 通信系统。在传统的单输入单输出通信系统中，来自位于基站处 的发射机的射频(Radio-frequency：RF)调制数据可以经由传 输路径到达位于移动终端处的接收机。然而，传输路径的特征通 常会由于诸如衰落和多经等多个因素而随时间变化。另外，传统 的单输入单输出通信系统在信道容量上存在一个不可突破的瓶 颈，即Shannon容量限制。

多输入多输出通信系统

为了克服传统的单输入单输出通信系统存在的上述缺陷，已 经提出和开发了多输入多输出(multiple-input multiple-output：MIMO)通信系统。图1示出了现有技术的MIMO 通信系统的示意图。如图1所示，多输入多输出通信系统通常包 括位于基站处的具有多个(N_T)发射天线的发射机和位于移动终 端处的具有多个(N_R)接收天线的接收机。由N_T个发射天线和N_R接收天线形成的MIMO信道可以被分解为N_S个独立的子信道，其 中N_S≤min{N_T，N_R}。N_S个独立的子信道的每一个还被称为MIMO 通信系统的控制子信道，并且对应于一维空间。使用由多个发射 天线和多个接收天线建立的附加维数，MIMO通信系统可以提供 改善的性能，例如增大的传输容量。另外，例如，在MIMO通信 系统中，可以在N_S个控制子信道上分别传输独立的数据流，从而 增加了频谱利用率。

这样，与传统的SISO通信系统相比，MIMO通信系统可以在 不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。 MIMO技术已经成为新一代以及下一代移动通信系统将采用的关 键技术之一。目前，在WLAN(IEEE802.11n)、WiMAX(IEEE802.16d 和IEEE802.16e)、IEEE802.20、IEEE802.22、3GPP Release 7 和3GPP Release 8(LTE)等多个标准都已经规定了对MIMO的 支持。

通常，由于尺寸、功率和成本的限制，在MIMO通信系统中， 移动终端配置的天线和RF通道数少于基站配置的天线和RF通道 数，例如，在移动终端配置2个发送或接收天线，而在基站处配 置4个发送或接收天线。为了充分利用基站处的多个天线，已经 提供了各种用于MIMO通信系统的增强技术。现有的增强技术通 常可以被分成两大类型：开环类型和闭环类型。

在开环类型的MIMO增强技术中，发射机通常没有利用MIMO 信道信息，而是直接通过MIMO信道将输入数据从发射机传输到 接收机。典型地，开环类型的增强技术包括空时码(Space-time coding：STC)技术和循环延时分集(Cyclic delay diversity： CDD)技术。

相反，在闭环类型的MIMO增强技术中，发射机完全或者部 分已知信道信息，并利用这些信息来改善系统性能。具体地，发 射机利用信道信息或者用户位置信息对输入数据进行预处理，以 及将预处理的数据经由多个发射天线分集传输到接收机。接收机 通过多个接收天线接收所传输的数据，以及对所接收的数据进行 处理并输出。通常，闭环类型的MIMO增强技术在性能上优于开 环类型的增强技术。典型地，闭环类型的MIMO增强技术包括波 束赋形MIMO技术和预编码MIMO技术。 MIMO通信系统与波束赋形技术的结合