在多输入多输出单载波频分多址系统中用于执行上行链路传输的方法和设备的制作方法

专利名称：在多输入多输出单载波频分多址系统中用于执行上行链路传输的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统。更特别地，本发明涉及一种在多输入多输出
(MIMO)单载波频分多址(SC-FDMA)系统中用于执行上行链路传输的方 法和设备。
背景技术：
第三代(3G)无线通信系统的开发人员正在考虑3G系统的长期演进 (LTE)，以开发出全新的无线电接入网络，从而提供具有更高容量和更好覆 盖范围的高数据速率、低等待时间、分组优化的、改进的系统。为了实现这 些目标，提议SC-FDMA作为用于在LTE中执行上行链路传输的空中接口 ， 而不是使用当前应用于3G系统的码分多址(CDMA)。
LTE中的基本上行链路传输是以具有循环前缀(CP)的低峰均功率比 (PARP)的SC-FDMA传输为基础的，以实现上行链路用户间正交性以及 在接收机一端启用有效的频域均衡。集中式和分布式传输都是可以用于支持 频率自适应和频率分集传输的。
图1显示的是在LTE中提议用于执行上行链路传输的传统副帧结构。该 副帧包含了六个长块(LB) 1 6以及两个短块(SB) 1和2。 SB1和SB2 被用于基准信号(也就是导频)、相干解调和/或控制或数据传输。LB1 6 则被用于控制和/或数据传输。最小上行链路传输时间间隔(TTI)与副帧的 持续时间相等。多个副帧或时隙则可以被串联成更长的上行链路TTI。MIMO 是指无线传输和接收方案类型，在此类方案中，在发射机和接收机使用了一 个以上的天线。MIMO系统利用了空间分集或空间复用(SM)的优点来改
善信噪比(SNR)以及增大吞吐量。所述MIMO具有很多优点，这其中包括 频谱效率改进、小区边缘处比特速率和稳健性提高、小区间和小区内干扰减 小、系统容量提高以及平均发射功率需求减小。

发明内容
本发明涉及一种在MIMO SC-FDMA系统中用于执行上行链路传输的 方法和设备。在无线发射/接收单元(WTRU)处，输入数据被编码并解析成 多个数据流。在实施了调制和傅立叶变换之后，基于信道状态信息有选择地 执行发射波束成形、预编码、空时编码(STC)以及SM中的一种。然后， 符号将会映射到副载波，并且经由多个天线来传送。STC可以是空频分组编 码(SFBC)或空时分组编码(STBC)。在每一个数据流上都可以基于信道 状态信息来执行逐个天线速率控制。在节点B处，则可以基于最小均方误差 (MMSE)解码、MMSE-连续干扰消除(SIC)解码、最大似然(ML)解码 或是用于MIMO的类似的高级接收机技术来执行MIMO解码。如果在WTRU 上执行的是STC，那么可以执行空时解码。


从以下关于优选实施方式的描述中可以更详细地了解本发明，这些优选 实施方式是作为实例给出的，并且是结合附图而被理解的，其中 图1显示的是在LTE中为SC-FDMA提出的传统副帧格式； 图2是根据本发明配置的WTRU的框图； 图3显示的是根据本发明的发射处理标签； 图4是根据本发明配置的节点B的框图5是根据本发明另一个实施方式配置的WTRU的框图；以及 图6是根据本发明另一个实施方是配置的节点B的框图。
具体实施例方式
下文引用的术语"WTRU"包括但不局限于用户设备(UE)、移动站、 固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、计算机 或是能在无线环境中工作的任何其他类型的用户设备。下文引用的术语"节 点B"包括但不局限于基站、站点控制器、接入点(AP)或是能在无线环境 中工作的任何其他类型的接口设备。
本发明的特征既可以被合并成集成电路(IC)，也可以被配置在包含众 多互连组件的电路中。
本发明提供的是在MIMO SC-FDMA系统中有选择地为上行链路传输 执行STC、 SM或发射波束成形的方法。对STC来说，任何形式的STC都 是可以使用的，这其中包括STBC、 SFBC、用于四(4)个发射天线的准正 交Alamouti、时逆STBC (TR-STBC)、循环延迟分集(CDD)等等。在下 文中，本发明将参考作为STC方案的代表性实例的STBC和SFBC而被说明 的。SFBC对高时间选择性和低频率选择性的信道具有较高的复原能力，而 STBC则可以在时间选择性很低的情况下使用。由于STC相对于发射波束成 形的优点是取决于信道条件的(例如信噪比(SNR))，因此传输模式(STC 对比发射波束成形)是基于恰当的信道量度而被选择的。
图2是根据本发明配置的WTRU 200的框图。WTRU 200包括信道编码 器202、速率匹配单元204、空间解析器206、多个交织器208a 208n、多 个星座映射单元210a 210n、多个快速傅立叶变换(FFT)单元212a 212n、 多个复用器218a 218n、空间变换单元222、副载波映射单元224、多个逆 快速傅立叶变换(IFFT)单元226a 226n、多个CP插入单元228a 228n 以及多个天线230a 230n。应该指出的是，图2和4 6中的WTRU 200、 500以及节点B400、 600的配置是作为示例而不是限制而提供的，该处理可 以由更多或更少的组件执行，并且处理顺序是可以交换的。
信道编码器202对输入数据201进行编码。自适应调制和编码(AMC) 则是在可以使用任何编码速率以及任何编码方案的时候使用的。例如，编码 速率可以是1/2、 1/3、 1/5、 3/4、 5/6、 8/9等等。该编码方案可以是Turbo编 码、巻积编码、分组码、低密度奇偶校验(LDPC)编码等等。编码后数据 203可以由速率匹配单元204来删余(puncture)。可替换地，多个输入数据 流可以由多个信道编码器和速率匹配单元执行编码和删余。
速率匹配之后的编码后数据205由空间解析器206解析成多个数据流 207a 207n。优选地，处于每个数据流207a 207n上的数据比特由交织器 208a 208n进行交织。然后，交织之后的数据比特209a 209n将会由星座 映射单元210a 210n根据选定的调制方案映射成符号211a 211n。该调制 方案可以是二进制相移键控(BPSK)、 4相移键控(QPSK)、 8相移键控 (8PSK)、 16正交幅度调制(16QAM)、 64QAM或类似的调制方案。每一 个数据流上的符号211a 211n由FFT单元212a 212n进行处理，该单元将 会输出频域数据213a 213n。复用器218a 218n将控制数据214a 214n和 /或导频216a 216n与频域数据213a 213n相复用。频域数据219a 219n (包含了复用后的控制数据214a 214n和/或导频216a 216n)则由空间变 换单元222进行处理。
空间变换单元222有选择地基于信道状态信息220来对频域数据213a 213n执行发射波束成形、预编码、STC、 SM或是上述的组合中的一种。所 述信道状态信息220可以包含信道脉冲响应或预编码矩阵，并且还可以包含 信噪比(SNR)、 WTRU速度、信道矩阵秩、信道条件编号、延迟扩展或是 短期和/或长期信道统计中的至少一者。所述条件编号涉及的是信道的秩。条 件不好的信道有可能是秩亏的。低秩或条件不好的信道将会使用STBC之类 的分集方案来展现更好的稳健性，这是因为该信道没有足够的自由度来支持 具有发射波束成形的SM。高秩的信道将会使用具有发射波束成形的SM来
支持更高的数据速率。在很低的WTRU速度上可以选择闭环预编码或发射 波束成形，而在很高的WTRU速度上则可以选择开环SM或发射分集方案
(例如STC)。当SNR很高时，这时可以选择闭环发射波束成形，而在SNR 很低时，这时较为优选的是发射分集方案。信道状态信息220可以使用直接 信道反馈(DCFB)之类的传统技术而从节点B获取。
发射波束成形可以使用信道矩阵分解方法(例如奇异值分解(SVD))、 基于码本和索引的预编码方法、SM方法或类似方法。例如，在使用了SVD 的预编码或发射波束成形中，信道矩阵是使用SVD而被估计和分解的，并 且最终得到的正确奇异矢量或经过量化的正确奇异矢量则被用于预编码矩 阵或波束成形矢量。在使用了基于码本和索引的方法的预编码或是发射波束 成形中，其中将会选择具有最高SNR的码本中的预编码矩阵，并且将会反 馈指向该预编码矩阵的索引。除了 SNR之外，其他量度同样可以用作选择 判据，例如均方误差(MSE)、信道容量、比特差错率(BER)、块差错率
(BLER)、吞吐量等等。在SM中，单位矩阵是作为预编码矩阵使用的(也 就是说，对SM而言，实际是没有应用于天线的预编码加权的)。SM是由发 射波束成形架构透明支持的(只不过需要预编码矩阵或波束成形矢量的无反 馈(no-feedback))。对低复杂度的MMSE检测器来说，发射波束成形方案 会在很高的SNR上达到香农限度。由于WTRU 200上的发射处理，发射波 束成形会以很小的附加反馈为代价将所需要的发射功率减至最小。
然后，由空间变换单元222处理的符号流223a 223n将会由副载波映 射单元224映射到副载波。所述副载波映射可以是分布式副载波映射或集中 式副载波映射。然后，副载波映射后数据225a 225n将会由IFFT单元226a 226n进行处理，并且该单元将会输出时域数据227a 227n。 CP插入单元 228a 228n将CP添加到时域数据227a 227n。然后，带有CP的时域数据 229a 229n经由天线230a 230n而被传送。
WTRU 200同时支持具有单码字的单数据流(例如用于SFBC)以及具 有发射波束成形的一个或多个流或码字。码字可以被视为是用独立的循环冗 余校验(CRC)进行独立信道编码的数据流。不同的码字是可以使用相同的 时间-频率-码资源的。
图3显示的是根据本发明的发射处理标签。对发射波束成形来说，信道
矩阵是使用奇异值分解(SVD)或等价方法如下分解的
<formula>formula see original document page 14</formula> 等式(1)
用于SM或发射波束成形的空间变换则可以表述如下
等式(2)
其中矩阵T是广义变换矩阵。如果使用的是发射波束成形，那么变换矩阵T 将被选作波束成形矩阵V，该矩阵是从上述SVD运算中获取的(也就是说， T=V)。
如果是用的是STC (也就是SFBC或STBC),那么用于SFBC或STBC 的编码数据可以表述如下<formula>formula see original document page 14</formula>
其中上述矩阵的第一和第二行分别表示的是在执行了使用Alamouti方案的 SFBC或STBC编码之后的用于天线1和2的编码后数据。当使用SFBC时， ^和^^代表了用于一对副载波的副载波2n和2n+l的数据符号。当使用 STBC时，4n和^^代表了两个相邻的OFDM符号2n和2n+l。这两种方案 都具有相同的有效编码速率。
图4是根据本发明配置的节点B 400的框图。节点B 400包括多个天线 402a 402n、多个CP移除单元404a 404n、多个FFT单元406a 406n、信 道估计器408、副载波去映射单元410、MIMO解码器412、空时解码器(STD) 414、多个IFFT单元416a 416n、多个解调器418a 418n、多个去交织器
420a 420n、空间去解析器422、去速率匹配单元424以及解码器426。
CP移除单元404a 404n从接收自每一个接收天线402a 402n的接收 到的数据流403a 403n中移除CP。经过CP移除之后的接收到的数据流 405a 405n由FFT单元406a 406n转换成频域数据407a 407n。信道估计 器408使用传统方法而从频域数据407a 407n中产生信道估计409。该信道 估计则是基于逐个副载波执行的。副载波去映射单元410执行是与在图2的 WTRU 200上执行的操作相反的操作。然后，副载波去映射后数据411a 41 ln由MIMO解码器412进行处理。
MIMO解码器412可以是最小均方误差(MMSE)解码器、MMSE-连 续干扰消除(SIC)解码器、最大似然(ML)解码器或是使用了用于MIMO 的其他任何高级技术的解码器。使用了线性MMSE (LMMSE)解码器的 MIMO解码可以表述如下
/J-^^^^^gH+A,1 等式(3)
其中R是接收处理矩阵，^和^是相关矩阵，》则是包含了V矩阵作用于 估计信道响应的效应的有效信道矩阵。
如果在WTRU 200上已经使用STC，那么STD 414将会解码STC。利 用MMSE的SFBC或STBC可以表述如下
= 'Z/^J 等式(4)
其中H是估计信道矩阵。
<formula>formula see original document page 15</formula>
信道矩阵H中的信道系数^是对应于发射天线j和接收天线i的信道响应。 在SNR很低时，STC是优于发射波束成形的。特别地，仿真结果证明， 在SNR很低时，使用STC是优于发射波束成形的。STC无需信道状态信息
反馈，并且实施起来也非常简单。STBC能够稳健地应对具有高频率选择性 的信道，而SFBC则能够稳健地应对具有高时间选择性的信道。SFBC在单 个符号中是可以是可解码地的，并且在需要低等待时间的时候(例如通过IP 的语音(VoIP))是非常有利的。在准静态条件下，SFBC和STBC提供的是 相似的性能。
在执行了 MIMO解码(如果未使用STC)或是空时解码(如果使用了 STC)之后，解码后数据413a 413n或415a 415n由IFFT单元416a 416n 进行处理，用于转换成时域数据417a 417n。时域数据417a 417n则由解 调器418a 418n进行处理，以产生比特流419a 419n。比特流419a 419n 由去交织器420a 420n进行处理，该处理是与图2中的WTRU 200的交织 器208a 208n的操作相反的操作。去交织后比特流421a 421n由空间去解 析器422进行合并。然后，合并的比特流423由去速率匹配单元424以及解 码器426进行处理，以恢复数据427。
WTRU 200上的发射波束成形需要CSI来计算预编码矩阵V。节点B 400、600包括信道状态反馈单元(未显示)，以将信道状态信息发送到WTRU。 多个天线的反馈需求是随着发射天线与接收天线数量的乘积以及延迟扩展 一起增大的，而容量则仅仅会线性增长。因此，为了减小反馈需求，可以使 用有限反馈。对有限反馈而言，最为直接的方法是信道矢量量化(VQ)。矢 量化的码本可以使用内插方法来构造。关于V矩阵的计算则需要本征分解。 在基于矩阵的预编码方法中，其中可以使用反馈或量化。在这种基于矩阵的 预编码方法中，其中将会选择码本中的最佳预编码矩阵，并且将会反馈指向 选定预编码矩阵的索引。所述最佳预编码矩阵是基于预定选择标准而被确定 的，其中该选择标准例如是最大SNR、最高相关性或是其他任何恰当量度。 为了减小WTRU的计算需求，在这里也可以使用经过量化的预编码处理。
无论获取V矩阵所需要的本征分解是在WTRU 200、节点B 400还是在
这两者之上同时执行的，在WTRU 200上仍旧是需要关于CSI的信息的。如 果在节点B 400上执行本征分解，那么在WTRU 200上可以通过使用CSI 来进一步改善WTRU 200上的发射预编码矩阵的估计。
空间信道的稳健反馈可以通过在频率上求取平均值来获取。这种方法也 可以称为统计反馈。该统计反馈可以是均值反馈或协方差反馈。由于协方差 信息是在副载波上求取平均值的，因此所有副载波的反馈参数都是相同的， 而均值反馈则必须针对每一个单独的副载波或副载波群组来实施。由此，后 者需要更多的信令开销。由于信道会为协方差反馈展现统计互惠性，因此可 以将隐性反馈用于来自WTRU200的发射波束成形。此外，与每个预副载波 均值反馈相比，协方差反馈也对反馈延迟的敏感度较低。
图5和图6是根据本发明另一个实施方式配置的WTRU 500以及节点B 600的框图。WTRU 500和节点B 600实施的是具有或不具有发射波束成形、 预编码或SM的逐个天线速率控制(PARC)。
WTRU 500包括空间解析器502、多个信道编码器504a 504n、多个速 率匹配单元506a 506b、多个交织器508a 508n、多个星座映射单元510a 510n、多个FFT单元512a 512n、多个复用器518a 518n、空间变换单元 522、副载波映射单元524、多个IFFT单元526a 526n、多个CP插入单元 528a 528n以及多个天线530a 530n。应该指出的是，WTRU 500的配置 是作为实例而不是限制提供的，所述处理可以由更多或更少的组件执行，并 且处理的顺序也是可以交换的。
发射数据501首先由空间解析器502解复用成多个数据流503a 503n。 自适应调制和编码(AMC)可被用于每一个数据流503a 503n。然后，每 个数据流503a 503n上的比特将会由每一个信道编码器504a 504n进行编 码，并且将会由每一个速率匹配单元506a 506n进行删余，用于速率匹配。 可替换地，信道编码器和速率匹配单元也可以对多个输入数据流进行编码和
删余，而不是将一个发射数据解析成多个数据流。
优选地，经过速率匹配后的编码后数据507a 507n由交织器508a 508n 执行交织。然后，交织后数据比特509a 509n由星座映射单元510a 510n 根据选定的调制方案映射成符号511a 511n。所述调制方案可以是BPSK、 QPSK、 8PSK、 16QAM、 64QAM或相似的调制方案。每一个数据流上的符 号511a 511n由FFT单元512a 512n进行处理，其中该单元输出频域数据 513a 513n。复用器518a 518n将控制数据514a 514n和/或导频516a 516n与频域数据513a 513n相复用。该频域数据519a 519n (包含了复用 后的控制数据514a 514n和/或导频516a 516n)则由空间变换单元522进 行处理。
空间变换单元522基于信道状态信息520有选择地对频域数据513a 513n执行发射波束成形、预编码、STC、 SM或是上述的组合中的一种。所 述信道状态信息520可以包含信道脉冲响应或预编码矩阵，并且还可以包含 SNR、 WTRU速率、信道矩阵秩、信道条件编号、延迟扩展或是短期和/或 长期信道统计中的至少一者。该信道状态信息520可以通过使用DCFB之类 的传统技术而从节点B获取。
发射波束成形可以通过使用信道矩阵分解方法(例如SVD)、基于码本 和索引的预编码方法、SM方法以及类似的方法而被执行。举例来说，在使 用了 SVD的预编码或发射波束成形中，信道矩阵是使用SVD而被估计和分 解的，并且最终得到的正确奇异矢量或经过量化的正确奇异矢量将被用于预 编码矩阵或波束成形矢量。在使用了基于码本和索引的方法的预编码或发射 波束成形中，将会选择具有最高SNR的码本中的预编码矩阵，并且将会反 馈指向这个预编码矩阵的索引。除了 SNR之外，其他量度同样可以用作选 择标准，例如MSE、信道容量、BER、 BLER、吞吐量等等。在SM中，使 用单位矩阵作为预编码矩阵(也就是说，对SM而言，实际是没有向天线施
加预编码加权的)。SM是由发射波束成形架构透明支持的(只不过需要预编 码矩阵或波束成形矢量的无反馈)。对低复杂度的MMSE检测器来说，发射 波束成形方案会在很高的SNR上达到香农限度。由于WTRU 500的发射处 理，发射波束成形会以少量附加反馈为代价而将所需要的发射功率减至最
然后，由空间变换单元522处理的符号流523a 523n将会由副载波映 射单元524映射到副载波。所述副载波映射可以是分布式副载波映射或集中 式副载波映射。然后，副载波映射后数据525a 525n将会由IFFT单元526a 526n进行处理，该单元输出的则是时域数据527a 527n。CP插入单元528a 528n将CP添加到每一个时域数据527a 527n。然后，具有CP的时域数据 529a 529n将会经由多个天线530a 530n而被传送。
节点B 600包括多个天线602a 602n、多个CP移除单元604a 604n、 多个FFT单元606a 606n、信道估计器608、副载波去映射单元610、 MIMO 解码器612、 STD 614、多个IFFT单元616a 616n、多个解调器618a 618n、 多个去交织器620a 620n、多个去速率匹配单元622a 622n、多个解码器 624a 624n以及空间去解析器626。
CP移除单元604a 604n从接收自每一个接收天线602a 602n的接收 到的数据流603a 603n中移除CP。经过CP移除的接收到的数据流605a 605n由FFT单元606a 606n被转换成频域数据607a 607n。信道估计器 608使用传统方法而从频域数据607a 607n中产生信道估计609。该信道估 计是基于逐个副载波而被执行的。副载波去映射单元610执行的是与在图5 的WTRU 500上执行的操作相反的操作。然后，副载波去映射后数据611a 61 ln由MIMO解码器612进行处理。
MIMO解码器612可以是MMSE解码器、MMSE-SIC解码器、ML解 码器或是使用了其他任何用于MIMO的高级技术的解码器。如果在WTRU
500上已经使用了 STC，那么STD 614将会解码STC。
在执行了 MIMO解码(如果未使用STC)或者在执行了空时解码(如 果使用了 STC)，那么IFFT单元616a 616n将会对解码后数据613a 613n 或615a 615n进行处理，用于转换成时域数据617a 617n。该时域数据 617a 617n由解调器618a 618n进行处理，以产生比特流619a 619n。所 述比特流619a 619n则由去交织器620a 620n进行处理，其中该处理与图 5中的WTRU 500的交织器508a 508n的操作是相反的。然后，每一个去 交织后比特流621a 621n将会由每一个去速率匹配单元624a 624n进行处 理。去速率匹配后比特流623a 623n则由解码器624a 624n进行解码。而 解码后比特625a 625n则由空间去解析器626进行合并，以恢复数据627。
实施例
1. 一种在无线通信系统中用于执行上行链路传输的方法。
2. 如实施例l所述的方法，包括以下步骤产生多个编码后数据流。
3. 如实施例2所述的方法，包括以下步骤根据选定的调制方案而从 每个编码后数据流中产生符号序列。
4. 如实施例3所述的方法，包括以下步骤对每一个符号序列执行傅 立叶变换，以产生频域数据。
5. 如实施例4所述的方法，包括以下步骤基于信道状态信息来有选 择地对频域数据执行发射波束成形、预编码、STC以及空间复用中的一种。
6. 如实施例5所述的方法，包括以下步骤将每个符号序列上的符号 映射到副载波。
7. 如实施例6所述的方法，包括以下步骤对每个符号序列上的副载
波映射后数据执行逆傅里叶变换，以产生时域数据。
8. 如实施例7所述的方法，包括以下步骤发射所述时域数据。
9. 如实施例5 8中任一实施例所述的方法，其中STC是SFBC、STBC、 准正交Alamouti编码、TR-STBC和CDD中的一者。
10. 如实施例5 9中任一实施例所述的方法，其中信道状态信息是信 道脉冲响应、预编码矩阵、SNR、信道矩阵秩、信道条件编号、延迟扩展、 WTRU速度以及信道统计中的至少一者。
11. 如实施例2 10中任一实施例所述的方法，还包括以下步骤在每 一个编码后数据流上删余，用于速率匹配。
12. 如实施例2 11中任一实施例所述的方法，还包括以下步骤对每 一个编码后数据流上的比特执行交织。
13. 如实施例5 12中任一实施例所述的方法，其中逐个天线速率控制 是基于信道状态信息而在编码后数据流上执行的。
14. 如实施例5 13中任一实施例所述的方法，其中发射波束成形是使 用了信道矩阵分解的发射本征波束成形。
15. 如实施例5 13中任一实施例所述的方法，其中发射波束成形是使 用基于码本和索引的预编码执行的。
16. 如实施例5 13中任一实施例所述的方法，其中发射波束成形是使 用基于导引矢量的波束成形执行的。
17. 如实施例4 16中任一实施例所述的方法，还包括以下步骤将控 制数据和导频与频域数据相复用。
18. 如实施例1 17中任一实施例所述的方法，其中该无线通信系统是 MIMO SC-FDMA系统。
19. 如实施例8 18中任一实施例所述的方法，还包括以下步骤接收 所述时域数据。
20. 如实施例19所述的方法，包括以下步骤对接收到的时域数据执
行傅里叶变换，以产生接收到的频域数据。21. 如实施例20所述的方法，包括以下步骤执行副载波去映射。
22. 如实施例21所述的方法，包括以下步骤产生信道估计。
23. 如实施例22所述的方法，包括以下步骤基于信道估计而对接收 到的副载波去映射后数据执行解码。
24. 如实施例23所述的方法，包括以下步骤对解码后的接收到的副 载波去映射后数据执行逆傅里叶变换。
25. 如实施例24所述的方法，包括以下步骤执行解调和解码。
26. 如实施例23 25中任一实施例所述的方法，其中解码是基于MMSE 解码、MMSE-SIC解码以及ML解码中的一者执行的。
27. 如实施例23 26中任一实施例所述的方法，还包括以下步骤如 果为传输执行的是空时编码，则执行空时解码。
28. 如实施例22 27中任一实施例所述的方法，其中信道状态信息是 从通信对等方反馈的。
29. 如实施例28所述的方法，其中有限反馈被用于信道状态信息反馈。
30. 如实施例28所述的方法，其中信道VQ被用于信道状态信息反馈。
31. 如实施例28所述的方法，其中在通信对等方上执行信道矩阵的本 征分解，以反馈V矩阵。
32. 如实施例28所述的方法，其中统计反馈被用于信道状态信息反馈。
33. 如实施例32所述的方法，其中均值反馈和协方差反馈之一被用于 信道状态信息反馈。
34. —种在MIMO SC-FDMA无线通信系统中用于执行上行链路传输的 WTRU。
35. 如实施例34所述的WTRU，包括编码器，用于编码输入数据。
36. 如实施例35所述的WTRU，包括星座映射单元，用于根据选定 的调制方案而从每个编码后数据流中产生符号序列。
37. 如实施例36所述的WTRU，包括傅里叶变换单元，用于对每一 个符号序列执行傅里叶变换，以产生频域数据。
38. 如实施例37所述的WTRU，包括空间变换单元，用于基于信道 状态信息而有选择地对频域数据执行发射波束成形、预编码、STC以及空间 复用中的一种。
39. 如实施例38所述的WTRU，包括副载波映射单元，用于将空间 变换单元的输出映射到副载波。
40. 如实施例39所述的WTRU，包括逆傅立叶变换单元，用于对副 载波映射后数据执行逆傅里叶变换，以产生时域数据。
41. 如实施例40所述的WTRU，包括多个天线，用于发射所述时域 数据。
42. 如实施例38 41中任一实施例所述的WTRU，其中空间变换单元 被配置成执行SFBC、 STBC、准正交Alamouti编码、TR-STBC以及CDD
中的至少一者。
43. 如实施例38 42中任一实施例所述的WTRU，其中信道状态信息 是信道脉冲响应、预编码矩阵、SNR、信道矩阵秩、信道条件编号、延迟扩 展、WTRU速度以及信道统计中的至少一者。
44. 如实施例35 43中任一实施例所述的WTRU，还包括空间解析 器，用于从编码后输入数据中产生多个编码后数据流。
45. 如实施例35 44中任一实施例所述的WTRU，还包括空间解析 器，用于产生多个输入数据流，其中每一个输入数据流都是由编码器编码的。
46. 如实施例35 45中任一实施例所述的WTRU，还包括速率匹配 单元，用于对每一个编码后数据流进行删余，用于速率匹配。
47. 如实施例35 46中任一实施例所述的WTRU，还包括交织器， 用于交织每一个编码后数据流上的比特。
48. 如实施例42 47中任一实施例所述的WTRU，其中空间变换单元 被配置成基于信道状态信息来对编码后数据流执行逐个天线速率控制。
49. 如实施例42 48中任一实施例所述的WTRU，其中空间变换单元 被配置成使用信道矩阵分解来执行发射波束成形。
50. 如实施例42 49中任一实施例所述的WTRU，其中空间变换单元 被配置成使用基于码本和索引的预编码来执行发射波束成形。
51. 如实施例42 50中任一实施例所述的WTRU，其中空间变换单元 被配置成使用基于导引矢量的波束成形来执行发射波束成形。
52. 如实施例37 51中任一实施例所述的WTRU，还包括复用器， 用于将控制数据和导频与频域数据相复用。
53. 如实施例38 52中任一实施例所述的WTRU，其中信道状态信息 是从节点B获取的。
54. —种在MIMO SC-FDMA无线通信系统中用于支持上行链路传输的 节点B。
55. 如实施例54所述的节点B，包括多个天线，用于接收数据。
56. 如实施例55所述的节点B，包括傅里叶变换单元，用于对接收 到的数据执行傅里叶变换，以产生频域数据。
57. 如实施例56所述的节点B，包括副载波去映射单元，用于对频 域数据执行副载波去映射。
58. 如实施例54 57中任一实施例所述的节点B，包括信道估计器， 用于产生信道估计。
59. 如实施例58所述的节点B，包括MIMO解码器，用于基于信道 估计对副载波去映射之后的频域数据执行MIMO解码。
60. 如实施例59所述的节点B，包括逆傅里叶变换单元，用于对MIMO 解码器的输出执行逆傅里叶变换，以产生时域数据。
61. 如实施例60所述的节点B，包括解调器，用于对该时域数据执 行解调，以产生解调后数据。
62. 如实施例61所述的节点B，包括解码器，用于对解调后数据进 行解码。
63. 如实施例59 62中任一实施例所述的节点B，其中MIMO解码器 被配置成基于MMSE解码、MMSE-SIC解码以及ML解码中的一者来执行 MIMO解码。
64. 如实施例59 62中任一实施例所述的节点B，还包括空时解码 器，用于执行空时解码。
65. 如实施例58 64中任一实施例所述的节点B，还包括信道状态 反馈单元，用于向WTRU发送信道状态信息。
66. 如实施例65所述的节点B，其中有限反馈被用于信道状态信息反馈。
67. 如实施例65所述的节点B,其中信道VQ被用于信道状态信息反馈。
68. 如实施例65所述的节点B，其中统计反馈被用于信道状态信息反馈。
69. 如实施例68所述的节点B，其中均值反馈和协方差反馈之一被用 于信道状态信息反馈。
虽然本发明的特征和元素在优选的实施方式中以特定的结合进行了描 述，但每个特征或元素可以在没有所述优选实施方式的其他特征和元素的情 况下单独使用，或在与或不与本发明的其他特征和元素结合的各种情况下使 用。本发明提供的方法或流程图可以在由通用计算机或处理器执行的计算机 程序、软件或固件中实施，其中所述计算机程序、软件或固件是以有形的方 式包含在计算机可读存储介质中的，关于计算机可读存储介质的实例包括只
读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导 体存储设备、诸如内部硬盘以及可移动磁盘之类的磁介质、磁光介质以及诸 如CD-ROM碟片和数字多功能光盘(DVD)之类的光介质。
举例来说，恰当的处理器包括通用处理器、专用处理器、传统处理器、 数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个 微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列
(FPGA)电路、其他任何集成电路和/或状态机。
与软件相关的处理器可用于实现射频收发信机，以便在WTRU、用户设 备、终端、基站、无线电网络控制器或是任何一种主机计算机中加以使用。 WTRU可以与采用硬件和/或软件形式实施的模块结合使用，例如相机、摄 像机模块、视频电路、扬声器电话、振动设备、扬声器、麦克风、电视收发 信机、免提耳机、键盘、蓝牙模块、调频(FM)无线电单元、液晶显示器
(LCD)显示单元、有机发光二极管(OLED)显示单元、数字音乐播放器、 媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器和/或任何一种无线局域网
(WLAN)模块。
权利要求
1. 一种用于在无线通信系统中执行上行链路传输的方法，该方法包括产生多个编码后数据流；根据选定的调制方案而从每个编码后数据流中产生符号序列；对每一个符号序列执行傅立叶变换，以产生频域数据；基于信道状态信息来有选择地对频域数据执行发射波束成形、预编码、空时编码(STC)以及空间复用中的一种；将每个符号序列上的符号映射到副载波；对每个符号序列上的副载波映射后数据执行逆傅里叶变换，以产生时域数据；以及发射所述时域数据。
2. 根据权利要求1所述的方法,其中所述STC是空频分组编码(SFBC)、 空时分组编码(STBC)、准正交Alamouti编码、时逆STBC (TR-STBC)和 循环延迟分集(CDD)中的一者。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述信道状态信息是信道脉冲响 应、预编码矩阵、信噪比(SNR)、信道矩阵秩、信道条件编号、延迟扩展、 无线发射/接收单元(WTRU)速度以及信道统计中的至少一者。
4. 根据权利要求1所述的方法，还包括 对每一个编码后数据流进行删余，以用于速率匹配。
5. 根据权利要求1所述的方法，还包括 对每一个编码后数据流上的比特执行交织。
6.根据权利要求1所述的方法，其中逐个天线速率控制是基于所述信 道状态信息而在编码后数据流上执行的。
7. 根据权利要求1所述的方法， 矩阵分解的发射本征波束成形。
8. 根据权利要求1所述的方法， 本和索引的预编码而执行的。
9. 根据权利要求1所述的方法， 引矢量的波束成形而执行的。其中所述发射波束成形是使用了信道其中所述发射波束成形是使用基于码其中所述发射波束成形是使用基于导
10. 根据权利要求1所述的方法，还包括 将控制数据和导频与所述频域数据相复用。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中所述无线通信系统是多输入多输 出(MIMO)单载波频分多址(SC-FDMA)系统。
12. 根据权利要求1所述的方法，还包括 接收所述时域数据；对接收到的时域数据执行傅里叶变换，以产生接收到的频域数据；执行副载波去映射；产生信道估计；基于所述信道估计而对接收到的副载波去映射后数据执行解码； 对解码后的接收到的副载波去映射后数据执行逆傅里叶变换；以及 执行解调和解码。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述解码是基于最小均方误差 (MMSE)解码、MMSE-连续干扰消除(SIC)解码以及最大似然(ML)解码中的一者执行的。
14. 根据权利要求12所述的方法，还包括-如果为传输执行的是空时编码，则执行空时解码。
15. 根据权利要求1所述的方法，其中所述信道状态信息是从通信对等 方反馈的。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中有限反馈被用于信道状态信息 反馈。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中信道矢量量化(VQ)被用于信 道状态信息反馈。
18. 根据权利要求15所述的方法，其中在通信对等方上执行信道矩阵 的本征分解，以反馈V矩阵。
19. 根据权利要求15所述的方法，其中统计反馈被用于信道状态信息 反馈。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中均值反馈和协方差反馈之一被 用于信道状态信息反馈。
21. —种在多输入多输出(MIMO)单载波频分多址(SC-FDMA)无线通信系统中用于执行上行链路传输的无线发射/接收单元(WTRU)，该 WTRU包括编码器，用于编码输入数据；星座映射单元，用于根据选定的调制方案而从每个编码后数据流中产生 符号序列；傅里叶变换单元，用于对每一个符号序列执行傅里叶变换，以产生频域 数据；空间变换单元，用于基于信道状态信息而有选择地对所述频域数据执行 发射波束成形、预编码、空时编码(STC)以及空间复用中的一种；副载波映射单元，用于将所述空间变换单元的输出映射到副载波；逆傅立叶变换单元，用于对副载波映射后数据执行逆傅里叶变换，以产 生时域数据；以及多个天线，用于发射所述时域数据。
22. 根据权利要求21所述的WTRU，其中所述空间变换单元被配置成 执行空频分组编码(SFBC)、空时分组编码(STBC)、准正交Alamouti编码、 时逆STBC (TR-STBC)和循环延迟分集(CDD)中的至少一者。
23. 根据权利要求21所述的WTRU，其中所述信道状态信息是信道脉 冲响应、预编码矩阵、信噪比(SNR)、信道矩阵秩、信道条件编号、延迟 扩展、无线发射/接收单元(WTRU)速度以及信道统计中的至少一者。
24. 根据权利要求21所述的WTRU，还包括 空间解析器，用于从编码后输入数据中产生多个编码后数据流。
25. 根据权利要求21所述的WTRU，还包括空间解析器，用于产生多个输入数据流，其中每一个输入数据流都是由 所述编码器编码的。
26. 根据权利要求21所述的WTRU，还包括速率匹配单元，用于对每一个编码后数据流进行删余，以用于速率匹配。
27. 根据权利要求21所述的WTRU，还包括-交织器，用于交织每一个编码后数据流上的比特。
28. 根据权利要求21所述的WTRU，其中所述空间变换单元被配置成 基于所述信道状态信息来对编码后数据流执行逐个天线速率控制。
29. 根据权利要求21所述的WTRU，其中所述空间变换单元被配置成 使用信道矩阵分解来执行所述发射波束成形。
30. 根据权利要求21所述的WTRU，其中所述空间变换单元被配置成 使用基于码本和索引的预编码来执行所述发射波束成形。
31. 根据权利要求21所述的WTRU，其中所述空间变换单元被配置成 使用基于导引矢量的波束成形来执行所述发射波束成形。
32. 根据权利要求21所述的WTRU，还包括 复用器，用于将控制数据和导频与所述频域数据相复用。
33. 根据权利要求21所述的WTRU，其中所述信道状态信息是从所述 节点B获取的。
34. —种在多输入多输出(MIMO)单载波频分多址(SC-FDMA)系 统中用于支持上行链路传输的节点B，该节点B包括-多个天线，用于接收数据；傅里叶变换单元，用于对接收到的数据执行傅里叶变换，以产生频域数据；副载波去映射单元，用于对所述频域数据执行副载波去映射； 信道估计器，用于产生信道估计；MIMO解码器，用于基于所述信道估计来对副载波去映射之后的频域数 据执行MIMO解码；逆傅里叶变换单元，用于对所述MIMO解码器的输出执行逆傅里叶变 换，以产生时域数据；解调器，用于对所述时域数据执行解调，以产生解调后数据；以及解码器，用于对所述解调后数据进行解码。
35. 根据权利要求34所述的节点B，其中所述MIMO解码器被配置成 基于最小均方误差(MMSE)解码、MMSE-连续干扰消除(SIC)解码以及 最大似然(ML)解码中的一者来执行MIMO解码。
36.根据权利要求35所述的节点B，还包括: 空时解码器，用于执行空时解码。
37.根据权利要求34所述的节点B，还包括 信道状态反馈单元，用于向所述WTRU发送信道状态信息。
38. 根据权利要求37所述的节点B，其中有限反馈被用于信道状态信 息反馈。
39. 根据权利要求38所述的节点B，其中信道矢量量化(VQ)被用于 信道状态信息反馈。
40. 根据权利要求37所述的节点B，其中统计反馈被用于信道状态信 息反馈。
41. 根据权利要求40所述的节点B，其中均值反馈和协方差反馈之一 被用于信道状态信息反馈。
全文摘要
公开一种在多输入多输出(MIMO)单载波频分多址(SC-FDMA)系统中用于执行上行链路传输的方法和设备。在无线发射/接收单元(WTRU)上，输入数据被编码并解析成多个数据流。在调制和傅立叶变换之后，这时将会基于信道状态信息有选择地执行发射波束成形、空时编码(STC)以及空间复用中的一种。然后，符号将会映射到副载波，并且经由天线传送。所述STC可以是空频分组编码(SFBC)或空时分组编码(STBC)。在每一个数据流上都可以基于信道状态信息来执行逐个天线速率控制。在节点B上则可以根据最小均方误差(MMSE)解码、MMSE-连续干扰消除(SIC)解码和最大似然(ML)解码之一来执行MIMO解码。如果在WTRU上执行的是STC，那么可以执行空时解码。
文档编号H04L5/02GK101379748SQ200780004493
公开日2009年3月4日 申请日期2007年2月8日 优先权日2006年2月10日
发明者D·M·格利可, K·J·潘, R·L·奥勒森, 李映雪 申请人:交互数字技术公司