[发明专利]用于MIMO系统的速率自适应传输方案

说明书

本申请是申请日为2003年10月14日，发明名称为“用于MIMO 系统的速率自适应传输方案”的第200380100757.8号 (PCT/US2003/032773)专利申请的分案申请。

本申请要求美国临时申请60/419,319的在先权利，其标题为 “MIMO Signaling Schemes for Rate Adaptive Systems”，申请日为2002 年10月16日，其被转让给本申请的受让人，并且在此全部引入作为 参考。

技术领域

本发明一般涉及数据通信，并且具体涉及用于多输入多输出 (MIMO)通信系统的速率自适应传输方案。

背景技术

MIMO系统采用多个(N_T)发射天线和多个(N_R)接收天线用于 数据传输。由所述N_T个发射天线和N_R个接收天线所形成的MIMO信 道可以被分解为N_S个独立的信道，其中N_S≤min{N_T，N_R}。所述N_S个独立信道中的每一个信道都对应于一个维度。如果由所述多发射和 多接收天线所生成的附加维度被使用，则所述MIMO系统可以提供改 进的性能(例如，更大的吞吐量和/或更高的可靠性)。

在无线通信系统中，待被发射的数据通常被处理(例如，被编码 或者被调制)以提供数据符号。对于MIMO系统，一个或者多个数据 符号流可以从发射器被发送到接收器。使用空间复用，多个数据符号 流可以从多个发射天线并行地被发射，其中所述空间复用利用MIMO 信道的附加维度。为了获得大吞吐量，理想的是并行地发射尽可能多 的数据符号流。然而，可以被发射的数据符号流的数目以及可以用于 所述数据符号流的速率通常是取决于信道条件的。现在可以获得用于 空间复用的多种传输方案，包括：(1)“天线复用”方案，一个数据 符号流要从每个天线发射，以及(2)“本征模式(eigenmode)复用” 方案，一个数据符号流要在MIMO信道中的每个独立信道上发射。

可选择地，可以使用发射分集从多个发射天线发射单个数据符号 流，以便提高数据传输的可靠性。通过使用多个发射天线和多个接收 天线来实现分集，以提供多个传播通道用于所述数据符号流。如果期 望有较高的可靠性，或者如果信道条件太差以至于最好使用所有可用 的发射功率用于一个数据符号系统，则发射分集可以被使用。目前可 以获得多种用于发射分集的传输方案，包括：(1)由S.M.Alamouti 在论文中所描述的“空时分集(space-time diversity)”方案，所述论 文的标题为“A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless  Communications”IEEE JSAC，Oct.1998，以及(2)由B.Raghothaman 等在论文中所描述的“延迟分集(delay diversity)”方案，所述论文 的标题为“Performance of Closed Loop Transmit Diversity with Feedback  Delay”Thirty-Fourth Asilomar Conference on Signals，Systems and  Computers，2000。

为了获得高性能，MIMO系统可以被设计成支持一种或多种用于 空间复用的传输方案以及一种或多种用于发射分集的传输方案。对于 所述MIMO系统，在任何指定的传输间隙，根据信道条件以及期望的 结果(例如，更大的吞吐量或者更高的可靠性)可以选择特定的传输 方案来使用。然而，用于空间复用的传统的传输方案在设计上常常与 用于发射分集的传统的传输方案有着很大的不同。因此，如果所述系 统中的发射器和接收器需要支持多种(并且不同的)用于空间复用和 发射分集的传输方案，那么其复杂度将被大大地增加。此外，为了获 得高性能，理想的是：充分地利用可用于所述系统的总发射功率，以 及充分地利用可用于所述N_T个发射天线的每个的全部功率，以用于 数据传输，而不管所发射的数据符号流的数量。

因此，在技术上需要这样的传输方案，所述传输方案能够支持空 间复用，提供发射分集，并且充分利用MIMO系统中的可用发射功率。

发明内容