TW564604B

TW564604B - Method and apparatus for processing data in a multiple-input multiple-output (MIMO) communication system utilizing channel state information

Info

Publication number: TW564604B
Application number: TW091109683A
Authority: TW
Inventors: Jay R Walton; Mark Wallace; John W Ketchum; Steven J Howard
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2002-05-09
Publication date: 2003-12-01
Also published as: JP2010136409A; CA2446512A1; EP2256954B1; CN101030800B; IL158489A; US20050002468A1; UA75133C2; CN101030800A; EP2256954A2; US6785341B2; JP2004533169A; JP4938207B2; EP2256954A3; BRPI0209521B1; CA2446512C; IL158489A0; KR100910325B1; MXPA03010231A; BR0209521A; HK1066937A1

Description

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五、發明説明本發明概言之係關於資料通信’且更明確地說係關於— 種新奇與改良之方法與裝置’以運用通道狀態資訊在—多重輸入多重輸出（MI_通信系統中處理資料，來提供改良之系統性能。背景無線通信系統受到廣泛佈$以提供各種通@，例如語音’資料等。該等系統可以分碼多重進接（cdma),分多重進接（TDMA) ’正交分頻多工（C)FDM)，或某種其他多工技術為基礎。QFDM系統對於—些通道環境可提供高性能。在一陸地型通信系統(例如蜂巢式系統，廣播系統，多重通道多重點配送系統（MMDS)等等）中，來自—傳送器單元之射頻調變信號可經由_些傳輸路徑來抵達一接收器單兀由於些因素’例如衰落與多重路徑，該等傳輸路徑之特性一般會隨著時間而變。為才疋供分集性以克服不良之路徑效應及改良性能，多重傳送與接收天線可料料傳輸。如㈣it與接收天線間《傳輸路徑是線性獨立(亦即一路徑之傳輸無法構成其他各位之傳輸之-線性組合），這通常至少在某種程度上為真：則正確接收-資料傳輸之機率會隨著天線之數目增加而增加。通g ,當傳送與接收天線之數目增加時，分集性增加且性能改良。 564604 A7

一多重輸入多重輸出（ΜΙΜΟ)通信系統運用多重（N〇傳运天線與多重（nr)接收天線於資料傳輸。Ντ傳送天線與 N R接收天線所構成之一 Μ〗Μ 〇通道可分解成為心獨立= 道，其中Ncgmin{NT，Nr}。該等Nc獨立通道之每— ，稱為ΜΙΜΟ通道之一空間子通道並對應於一維度。如= 户重傳运與接收天線所產生之額外維度受到使用，則 ΜΙΜΟ系統可提供改良之性能（例如增加之傳輸容量）。因此本技術領域需要一些技術來在傳送器與接收器單元處理一資料傳輸，以善用一ΜΙΜ〇系統所產生之額外維$ 來提供改良之系統性能。又摘要人本發明之一些方面提供一些禕術，以在_多重輸入多重輸出（MIMG)系統之-接收器單元處理接收之信號來回復傳运ι資料’且在一傳送器單元以一用於資料傳輸之 ΜΙΜΟ通道之估測特性為基礎來調整資料之處理。在一方面，一”連續抵消”接收器處理技術（描述如下）是用以處理 f收之信號。在另一方面，該等通道特性受到估測並回傳傳U tm系統，且用以在傳輸之前調整（亦即調節）資料之處理（例如編碼，調變等）。藉由使用連續抵消接收器處理技術與通應型傳送器處理技術之_組合，可使Μ刪系統達成很高之性能。本發明之-特定實例提供—種方法hmim〇通信系統中傳送資料自一傳送器單元至—接收器單元。根據該方法，在接收器單元，一些信號最初是經由一些接收天線 -5- 本紙張尺度適财S S家標準(CNS) Μ規格(21GX 297公爱) 564604 五、發明説明（3 ) 轉收，其中每—接收之信號包含自傳送器單或：多信號之一組合。接收之信號器處理技術來受到處理，以提供-些解碼之資料該等解碼資料流是自傳送器單元傳送之資料流之 Γ一用以傳送資料流之圓。通道之特性的通道狀能资;： ⑽)也受到決定並傳回至傳送器單元。在傳送哭母一資料流在經由刪0通道傳輪之前是根據接收之CSI來受到適應型處理。 i 連續抵消接收器處理方法诵堂姑y 之資料流，其中每一解些叠代以提供解碼於每-疊代，該疊代之，應之叠代。對非線性處理方法來受到處理疋特定線性或 . Y楗供—或更多符號流。該寺们虎付號流接著受到選擇及處理 =料流。-些修改信號也是以該等輸入信號為基礎= 導’其中該等修改信號使得由於解碼資料流所造成之分量大約受到移除（亦即抵消第_叠代之輸入信號是接收之 =。’且每-後續4代之輸人信號是來自前—疊代之修改各種線性與非線性處理方法可用以處理輸入信號。對於 :非擴展型通道（亦即具有均勾衰旬，—通道關聯性矩陣逆轉（CCMI)技術，-最小平均平方誤差（MMSE)技術，與某種其他技術可叉到使用。對於一時間擴展型通道（亦即具有頻率選擇性衰落），—Μ_線性等化器（mmse_ LE)，-決朿回授等化器（DFE)，_最大可能性序列估測器本紙張適用㈣时鮮(CNS) A4規格(21() χ 297/gy -6- 564604 A7 B7 五、發明説明（4 (ML SE)，或某種其他技術可受到使用。、可用之CSI可包含，例如，要用於資料傳輸之每一傳輸通迢之信唬與雜訊加上干擾之比值（SNR)。在傳送器單兀，每一傳輸通道之資料可以相關於該通道之C 來雙到編碼，且每一傳輸通道之編碼之資料可進一步2據以CSI為基礎來選擇之一調變方法來受到調變。本發明進-步提供方法，1统，與裝置，以建構本發明之各種方面，實例，與特點，如下文更詳細所描述。附圖簡單說明當參照附圖來閱讀下文所述之詳細說明時，應可更易瞭解本發明之特點，本質，與優點，且在該等附圖中相同之參考號碼表示相同之元件，其中: 圖1疋一旎夠建構本發明之各種方面與實例之多重輸入多重輸出（ΜΙΜΟ)通信系統的圖形；圖2是一 ΜΙΜΟ傳送器系統之一實例之方塊圖，其中該 ΜΙΜΟ傳送器系統能夠以可用之CSI為基礎來處理資料以供傳輸；圖3是一 ΜΙΜΟ傳送器系統之一實例之方塊圖，其中該 ΜΙΜΟ傳送斋系統運用正交頻率分割調變（; 圖4是一展示一連續抵消接收器處理技術之流程圖，其中該技數是用以處理Nll接收之信號以回復Ντ傳送之信號；圖5疋肖1:1夠建構本發明之各種方面與實例之接收器系統的方塊圖；本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) 564604

圖6A，6B ,與6C是三通道MIM〇/資料處理器之方塊圖，其中該三通道/ΜΙΜΟ資料處理器分別能夠建構/ CCMI技術，一 MMSE技術，與一DFE技術；圖7是一接收（RX)資料處理器之一實例之方塊圖；圖8是一干擾抵消器之方塊圖；且圖9A，9B，與9C是展示各種接收器與傳送器處理方法之性能之圖形。詳細說明圖1是一能夠建構本發明之各種方面與實例之多重輸入多重輸出（ΜΙΜΟ)通信系統100的圖形。系統1〇〇包含第一系統110與第二系統150，其中第一系統與第二系統進行通仏系、”充1⑼可受到操作以運用·天線，頻率，與時間分集性（說明於下文）之一組合來增加頻譜使用效率，改良性能，與增加彈性。在一方面，系統15〇可受到操作以決定一 ΜΙΜΟ通道之特性，與傳回以此方式受到決定之顯示通道特性之通道狀態資訊（CSI)至系統11〇，且系統u〇可受到操作以在傳輸之前以可用之CSI為基礎來調整資料之處理（例如編碼與調變）。在另一方面，系統150可受到操作以藉由一方式來處理來自系統11〇之資料傳輸，以提供高性能’而下文將對此更詳細加以說明。在系統110，一資料源112提供資料（亦即資訊位元）至一傳达（TX)資料處理器114，且傳送資料處理器114根據一特足、’扁碼方法來編碼資料，以一特定交織方法來交織（亦即重新排序）編碼之資料，及映射交織之位元成為調變符 _- _ 本紙張尺故臂_家標準(CNS) Μ規格(“㈣7公爱)-— ----- 564604 A7 ----- B7 五、發明説明（6 ) 號’以供一或更多傳輸通道用以傳送資料。編碼可增加資料傳輸之可靠度。交織可提供編碼之位元之時間分集性了纟許資料可以用於資料傳輸之傳輸通道之平均信號與雜訊加上干擾之比值為基礎來受到傳送，且進一步移除用以構 f每―調變符號之編碼位⑽之關聯性。如果編碼之位元疋、..工由夕重頻率子通道來傳送，則交織可進一步提供頻率分集性。在一方面，編碼，交織，與符號映射（或他們之組合）是以可供系統110所用之CSI為基礎來執行，如圖示。傳迗斋系統1 10之編碼，交織，與符號映射可以極多方法為基礎來執行。一特定方法描述於美國專利申請 09/776,075 ’ 名稱為"CODING S.CHEME FOR A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM”，於 2001 年 2 月 1 日提出申凊，指配給本專利申請之權利人，且在此提及該專利申起請以供參考。另一種方法將更詳細說明於下文。 ΜΙΜΟ系統1〇〇運用多重天線於通信鏈結之傳送端與接收端。該等傳送與接收天線可用以提供各種型態之空間分集性（亦即天線分集性），其中包含傳送分集性與接收分集性。空間分集性之特徵是使用多重傳送天線與一或更多接收天線。傳送分集性之特徵是經由多重傳送天線來傳送資料。一般而Τ ’對於傳送天線所傳送之資料會執行額外之處理以達成所要之分集性。例如，不同傳送天線所傳送之資料可在時間上受到延遲或重新排序，在可用之諸傳送天線之間受到編碼及交織等等。接收分集性之特徵是藉由多 I -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公爱) " -- 564604 A7 I------一___B7 五、發明説明（7 ) "" ' '~' 重接收天線來接收傳送之信號，且分集性只不過是藉由透過不同之信號路徑以接收信號來達成。系統1 00可依照一些不同之通信模式來運作，其中每一通信模式運用天線，頻率，或時間分集性，或前述方法之一組合。通信模式可包含，例如，一”分集性，，通信模式與一 "ΜΙΜΟ”通信模式。分集性通信模式運用分集性來改良通信鏈結之可靠度。在分集性通信模式之一常見應用中，也稱為’’純"分集性通信模式，資料是自所有可用之傳送天線傳送至一接收者之接收系統。純分集性通信模式可用於些b开> ’其中貝料率要求很低’或當Snr很低時，或當以上二者皆為真時。MIM0通信模式在通信鏈結之二端皆運用天線分集性（亦即多重傳送天線與多重接收天線），且通常是用以改良可靠度及增加通信鏈結之容量。ΜΙΜΟ通信模式可進一步運用頻率及/或時間分集性與天線分集性之組合。系統100可運用正交頻率分割調變（OFDM)，其中OFDM有效地分割運作頻帶成為一些（N L)頻率子通道（亦即頻率區間）。在每一時槽中（亦即一可相依於頻率子通道之頻寬之時間區間）’ 一碉變符號可在每一該等N L頻率子通道上受到傳送。系統100可受到運作以經由一些傳輸通道來傳送資料。如前所述，一ΜΙΜΟ通道可分解成為Nc獨立通道，其中 NcSmin{NT，NR}每一該等nc獨立通道也稱為該MlM〇通道之一空間子通遒。對於一未運用OFDM之ΜΙΜΟ系統，通 I -10- I纸張尺度適财S S家標準(CNS) Α4規格(210X297公I) ' ' - ♦ 裝· -訂· …·線*..... 564604 A7 B7 五、發明説明（8 ) 常只有一頻率子通道，且每一空間子通道可稱為一 ”傳輸通道"。對於一運用OFDM之ΜΙΜΟ系統，每一頻率子通道之每一空間子通道可稱為一傳輸通道。如果多重傳送與接收天線所產生之額外維度受到運用，則ΜΙΜΟ系統可提供改良之性能。雖然這不一定需要得知傳送器之CSI，當傳送器得知CSI時，增加系統效率與性能是可能的，其中CSI描述自傳送夭線至接收天線之傳輸特性。傳送器在傳輸之前之資料處理決定於是否CSI可供使用。可用之CSI可包含，例如，每一傳輸通道之信號與雜訊加上干擾之比值（SNR)(亦即一未運用OFDM之ΜΙΜΟ系統之每一空間子通道的SNR，或一.運用OFDM之ΜΙΜΟ系統每一頻率子通道之每一空間子通道的SNR)。在此種情形之下，傳送器對於每一傳輸通道之資料可以該通道之SNR為基礎來適應型處理（例如選擇適當之編碼與調變方法）。對於一未運用OFDM之ΜΙΜΟ系統，ΤΧ ΜΙΜΟ處理器120 接收及解多工來自ΤΧ資料處理器114之調變符號，以提供一調變符號流給每一傳送天線，每一時槽一調變符號。對於一運用OFDM之ΜΙΜΟ系統，ΤΧ ΜΙΜΟ處理器120提供一調變符號向量流給每一傳送天線，其中每一向量包含針對一給定時槽之Nl頻率子通道之Nl調變符號。每一調變符號或調變符號向量流是由一對應之調變器（MOD) 122來接收及調變，且經由一相關之天線124來傳送。在接收器系統150，一些接收天線152接收該等傳送信號 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）

裝訂

564604 A7 B7 五、發明説明（9 ) 及提供該等接收信號至對應之解調變器（DEMOD) 154。每一解調變器154皆執行調變器122所執行之處理之互補處理。來自所有解調變器154之調變符號皆提供至一接收 (RX)ΜΙΜΟ/資料處理器156，且受到處理以回復該等傳送之資料流。RX ΜΙΜΟ/資料處理器156執行丁X資料處理器 114與ΤΧ ΜΙΜΟ處理器120所執行之處理之互補處理，且提供解碼之資料至一資料槽160。接收器系統150之處理將更詳細說明於下文。一 ΜΙΜΟ系統之空間子通道（或更一般而論，一運用或未運用OFDM之ΜΙΜΟ系統之傳輸通道）通常經歷不同之鏈結情形（例如不同之衰落與多重路徑效應），且可達成不同之 SNR。因此，每一傳輸通道之容量可能不相同。此容量可藉由資訊位元率（亦即每一調變符號之資訊位元之數目）來量化，其中該資訊位元率可在一特定位準之性能之下（例如一特定之位元錯誤率（BER)或封包錯誤率（PER))傳送於每一傳輸通道。此外，鏈結情形通常會隨著時間而變。因此》傳輸通道之可支援資訊位元率也會隨著時間而變。為更完整運用傳輸通道之容量，表示鏈結情形之CSI可受到決定（通常是在接收器單元）及提供至傳送器單元，以致處理可據此受到調整（或調節）。CSI可包含顯示通信鏈結之特性之任何種類的資訊，且可經由各種機制來傳送，而下文將對此更詳細加以說明。為簡化起見，本發明之各種方面與實例說明於下文，其中CSI包含SNR。決定及運用CSI 來提供改良之系統性能之技術說明於下文。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 564604 A7 B7 五、發明説明（10 ) 運_用CSI處理之ΜΙΜΟ傳送器系統圖2是一 ΜΙΜΟ傳送器系統11 〇a之一實例之方塊圖，且 ΜΙΜΟ傳送器系統1 i〇a未運用〇fdM，但是能夠以可供傳送器系統使用之CSI(例如，接收器系統15〇所傳送之CSI) 為基礎來碉整其之處理。傳送器系統丨丨〇a是圖1之系統u 〇之傳送器邵份的一實例。系統丨丨〇a包含（丨）一 Τχ資料處理咨114a，以接收及處理器資訊位元來提供調變符號；與（2 ) 一 ΤΧ ΜΙΜΟ處理器12〇a，以解多iNT傳送天線之調變符號0 在圖2所不之特疋實例中，TX資料處理器丨丨4a包含一耦接至一些通道資料處理器21〇之解多工器2〇8，其中每一該等Nc傳輸通道具有一對應之處埂器。解多工器2〇8接收及解多工合成之資訊位元成為一些(最多Ν〇資料流，其中要用於資料傳輸之每—傳輸通道具有-對應資料流。每-資料流傳送至一對應之通道資料處理器21〇。在圖2所7F又貫例中，每一通道資料處理器包含碼器212，-通道交織器214，與―符號映射組件… 碼=12#收及㈣—特定編碼方法來編碼接收之資； •^貝j位7L U &供編碼之位元。通道交織器川以_ 定之交織方法來交織編碼之位元，以提供分集性。符, 設組：216映射交織之位元成為調變符號

用於傳送資料流。 W 先導資料（例如已知圖理之資訊位元進行多工樣之資料）也可受到。經處理之先導資料編碼及與經處可在用以傳送备亥寺只Λ位/Ο乏,. (例如以~時心^輸通道之全部或—子集合受到傳送資料枣# °夕工（TDM)方式）。接收器可使用先導貝枓來執行通道估測，如下所述。所示，資料編碼’交織’與調變(或前述三者之一組合）可以可用基礎來受到調整。乂收器系統150所報告之⑶)為获士正編碼與調變方法中，適應型編碼是精由使用一固定其办穿ϋ 基本碼（例如一 1/3比率之渦輪碼）及調整大穿以達成所要之編碼率爽輸通道之SNR可支料ί核，其巾心傳«料之傳 ^扠μ、，爲碼率。對於此種方法，突穿可在土、《後又到執彳了。在另-編碼與調變方法中，以報 ;=可基：可一使用不同之編碼方法。例如，每-該等 ::”二由-獨互碼來編嗎。•由此種方*，一 "連收②處理方法可用則貞測及解碼該等資料流， ΓΓ 資料流之一更可靠估測，而下文將對此更詳細加以說明。 J號=件216可設計成為组合交織之位元集合以構成非且映射每—非二元符號成為—信號星座圖

之一2,其中該信號星座圖對應於傳輸通道所選擇之一特疋凋變方法（例如QPSK，M_PSK i、 — ^ K m_Qam，或某種其他方法）。母一映射信號點對應於_調變符號。在一特定之性能位準之下（例如PER百分之_)每一調 =號：傳=資訊位元之數目決定於傳輸通道之SNR。因此’厂傳輪通道之編碼與調變方法可以可用之⑶為基礎來艾到選擇。通這交織也可以可用之⑶為基礎來受 -14- 564604 A7 B7 五、發明説明（12 ) 到調整。表1列出可用於一些SNR範圍之編碼率與調變方法之各種組合。每一傳輸通道之支援位元率可藉由使用編碼率與調變方法之一些可能組合之任一組合來達成。例如，藉由使用下列方式可達成每一調變符號包含一資訊位元： (1)1/2之編碼率與QPSK調變，（2)1/3之編碼率與8-PSK調變，（3) 1/4之編碼率與16-QAM，或編碼率與調變方法之某種其他組合。在表1中，QPSK，16-QAM，與64-QAM適用於列出之SNR範圍。其他調變方法，例如8-PSK，32-QAM，128-QAM等，也可受到使用且屬於本發明之範疇。表1 SNR範圍每一符號之資訊位元數目調變符號每一符號之編碼位元數目編碼率 1.5-4.4 1 QPSK 2 1/2 4.4-6.4 1.5 QPSK 2 3/4 6.4-8.35 2 16-QAM 4 1/2 8.35-10.4 2.5 16-QAM 4 5/8 10.4-12.3 3 16-QAM 4 3/4 12.3-14.15 3.5 64-QAM 6 7/12 14.15-15.55 4 64-QAM 6 2/3 15.55-17.35 4.5 64-QAM 6 3/4 >17.35 5 64-QAM 6 5/6 來自TX資料處理器114a之調變符號提供至一 ΤΧ ΜΙΜΟ -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 564604 A7 B7 五、發明説明（13 ) 處理器120a，其中ΤΧ ΜΙΜΟ處理器120a是圖1之ΤΧ ΜΙΜΟ 處理器120之一實例。在ΤΧ ΜΙΜΟ處理器120a之内，一解多工器222接收來自Nc通道資料處理器210之（最多）Nc調變符號流，且解多工該等接收之調變符號成為一些（Ντ)調變符號流，其中用以傳送調變符號之每一天線具有一對應之調變符號流。每一調變符號流傳送至一對應之調變器 122。每一調變器122轉換該等調變符號成為一類比信號，且進一步放大，濾波，正交調變，與上轉換該信號，以產生一適合經由無線鏈結來傳輸之經調變信號。運用OFDM之ΜΙΜΟ傳送器系統圖3是ΜΙΜΟ傳送器系統110c之一實例之方塊圖，其中 ΜΙΜΟ傳送器系統110c運用OFDJM，且能夠以可用之CSI為基礎來調整其之處理。在一TX資料處理器114c以内，要傳送之該等資訊位元受到解多工成為一些（最多N頻率子通道資料流，其中要用於資料傳輸之每一頻率子通道具有一對應之資料流。每一頻率子通道資料流傳送至一對應之頻率子通道資料處理器3 10。每一資料處理器310處理OFDM系統之一對應頻率子通道之資料。每一資料處理器310可建構成為類似於圖2所示之 TX資料處理器114a。對於此設計，資料處理器310包含一解多工器，以解多工頻率子通道資料流成為一些資料子流，其中用於頻率子通道之每一空間子通道具有一對應之資料子流。每一資料子流接著受到一對應之通道資料處理器之編碼，交織，與符號映射，以產生該特定傳輸通道 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

裝

564604 A7 B7 五、發明説明（14 ) (亦即該頻率子通道之該空間子通道）之調變符號。每一傳輸通道之編碼與調變可以可用之CSI(例如接收器系統所報告之CSI)為基礎來受到調整。每一頻率子通道資料處理器 3 10因此提供（最多）Nc空間子通道之（最多）Nc調變符號流。對於一運用OFDM之ΜΙΜΟ系統，調變符號可傳送於多重頻率子通道，且自多重傳送天線傳送。在一 ΜΙΜΟ處理器120c以内，來自每一資料處理器310之Nc調變符號流傳送至一對應之通道ΜΙΜΟ處理器322，其中該通道ΜΙΜΟ處理器以可用之CSI為基礎來處理接收之調變符號。每一通道ΜΙΜΟ處理器322解多工每一時槽之Nc調變符號成為Ντ傳送天線之Ντ調變符載。每一組合器324接收最多NL頻率子通道之調變符號，組合每一時槽之該等符號成為一調變符號向量V，且提供該調變符號向量至下一處理級（亦即一對應之調變器122)。 ΜΙΜΟ處理器120c因此接收及處理調變符號以提供Ντ調變符號向量，Vi SVNT，其中每一傳送天線具有一對應之調變符號向量。每一調變符號向量V涵蓋單一時槽，且調變符號向量V之每一元素相關於一特定頻率子通道，其中該頻率子通道具有一承載該調變符號之獨特子載波。圖3也展示OFDM之調變器122之一實例。來自ΜΙΜΟ處理器120c之調變符號向量V! SVNT分別提供至調變器122a 至122t。在圖3所示之實例中，每一調變器122包含一逆快速傅立葉轉換（IFFT) 320，循環字首產生器322，與一上轉 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

裝訂

564604 A7 B7 五、發明説明（15 ) 換器3 2 4。 IFFT 320使用IFFT來轉換每一接收之調變符號向量成為其之時域表示（這稱為一 OFDM符號）。IFFT 320可設計成為執行IFFT於任何數目之頻率子通道（例如8，16，32 等）。在一實例中，對於轉換成為一OFDM符號之每一調變符號向量，循環字首產生器322重複OFDM符號之時域表示之一部份以構成一特定傳送天線之一 π傳輸符號”。循環字首確保，在多重路徑延遲擴展存在之下，傳輸符號可保留其之正交特性，以抵抗惡劣之多重路徑效應來改善效能。 IFFT 320與循環字首產生器322之建構在本技術領域為眾所知，所以在本文中將不詳細加以說明。來自每一循環字首產生器322.之時域表示（亦即每一天線之傳輸符號）接著受到上轉換器324之處理（例如轉換成為一類比信號，並經過調變，放大，及濾波）以產生一經調變信號，且接著自對應之天線124傳送該經調變信號。 OFDM調變更詳細說明於一篇論文，該論文之名稱是 ’’Multicarrier Modulation for Data Transmission · An Idea Whose Time Has Come’，，作者為 John A.C.Bingham，刊登於IEEE Communications Magazine，1990年 5 月，且在此提及該論文以供參考。

圖2與3展示一能夠建構本發明之各方面之ΜΙΜΟ傳送器的二設計。其他傳送器設計也可受到建構且屬於本發明之範疇。一些該等傳送器設計更詳細說明於美國專利申請第 09/532,492 號，名稱為"HIGH EFFICIENCY，HIGH PER -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)

裝訂

▲線 564604 A7 B7 五、發明説明（16 ) FORMANCE COMMUNICATIONS SYSTEM EMPLOYING MULTI-CARRIER MODULATION”，於 2000 年 3 月 22 日提出申請，前所提及之美國專利申請第09/776,075號，與美國專利申請第09/826,48 1號，名稱為"METHOD AND APPARATUS FOR UTILIZING CHANNEL STATE INFORMATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM’1，於2001年3月23曰提出申請，其中前述專利申請皆指配給本專利申請之權利人且在此提及以供參考。該等專利申請更詳細描述ΜΙΜΟ處理與CSI處理。通常，傳送器系統110以描述一傳輸通道之傳輸容量之資訊為基礎來編碼及調變每一傳輸通道之資料。此資訊通常處於CSI之型態。用於資料傳.輸之傳輸通道之CSI通常是在接收器系統受到決定，並傳回至傳送器系統，且傳送器系統接著使用該資訊來調整編碼與調變。本文所述之該等技術適用於ΜΙΜΟ，OFDM，或能夠支援多重平行傳輸通道之任何其他通訊方法（例如CDMA方法）所支援之多重平行傳輸通道。 ΜΙΜΟ接收器系統本發明之一些方面提供技術以，（丨）在一 ΜΙΜΟ系統之接收器系統中以一連續抵消接收器處理方法為基礎來處理接收之信號，以回復傳送之資料，與（2)以ΜΙΜΟ通道之估測特性為基礎來調整一傳送器系統之資料處理。在一方面，連續抵消接收器處理技術（說明於下文）是用以處理接收之 4吕號。在另一方面，通道特性是在接收器系統受到估測， -19· 本紙張尺度適用中國國家操準(CNS) Α4規格(21〇 X 297公釐) 564604 A7 ---~__B7 五、發明説明一·) ·~* 並傳回至傳送器系統’且傳送器系統使用該資訊來調整 ^即碉節）資料處理（例如編碼，調變等）。藉由使用連續 -，接收器處理技術與適應型傳送器處理技術之組合， ΜιΜ〇系統可達成很高之性能。、=4疋展不連績抵消接收器處理技術之流程圖，其中連’抵消接收器處理技術是用以處理Nr接收之信號以回復 ^丁傳运又^唬。為簡化起見，圖々之下列說明假設⑴傳輸通道（亦即一未運用0FDM之Mim〇系統之空間子通道）之數目等於傳送天線之數目（亦即Nc = Nt)，與（2)自每一傳送天線傳送一獨立之資料流。取初，接收器系統對於收之信號執行線性及/或非線性空間處理，以嘗試分離包含於該等接收信號之多重傳迗信號，步驟412。如果ΜΙΜΟ通道是，，非擴展型，，（亦即頻率無選擇性或均勻衰落），則可對於接收之信號執行線性 2間處理。如果ΜΙΜΟ通道是”時間擴展型”（亦即頻率選擇性衰落），則也可能必須或最好對於接收之信號執行額外之線性或非線性時間處理（亦即等化）。空間處理可以下列技術為基礎：一通道關聯性矩陣逆轉（CCMI)技術，一最小平均平方誤差（MMSE)技術，或某種其他技術。空間/時間處理可以下列技術為基礎：一 MMSE線性等化器（Mmse_ LE)，一決策回饋等化器（DFE)，一最大可能性序列估測器 (MLSE) ’或某種其他技術。一些該等空間與空間/時間處理技術更詳細說明於下文。可達成之信號分離之程度決定於該等傳送信號間之關聯程度，且如果該等傳送信號愈不 _ -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) "" 564604 A7 ____B7 五、發明説明（18 ) 關聯，則可獲得愈大之信號分離。最初之空間或空間/時間處理步驟提供Ντ，，後置處理，，信號，且孩等後置處理信號是該等Ντ傳送信號之估測值。 Ντ經後置處理k號之SNR接著受到決定，步驟4 14。SNR 可受到估測，而下文將對此更詳細加以說明。在一實例中，該等SNR是自最高SNR排序至最低SNR，具有最高 SNR之經後置處理信號受到選擇及進一步處理（亦即，，檢測”），以獲得一解碼之資料流，步驟416。檢測通常包含解調變，解交織，與解碼選擇之經後置處理信號。解碼之資料流是在此疊代中回復之傳送信號所傳送之資料流的一估測。要文到檢測之該特定經後置處理信號也可以某種其他方法為基礎來受到選擇（例如·該特定信號可由傳送器系統來特別指明）。在步驟418，決定是否所有傳送之信號皆受到回復。如果所有傳迗之信號皆受到回復，則接收器處理終止。否則，自接收之信號中移除解碼之資料流所造成之干擾，以產生下一畳代之’’修改”信號來回復下一傳送信號。在步驟420，解碼之資料流是用以構成傳送之信號所造成之干擾的估測，其中該傳送之信號對應於每一該等接收信號足解碼資料流。該干擾可藉由下列方式來估測：首先重新編碼解碼之資料流，交織重新編碼之資料，與符號映射乂織之 > 料（使用在傳送器用於此資料流之相同編碼，叉織，與調變方法）以獲得一”重新調變，，符號流。重新調 .支之付號/jil疋先別该等]ST τ傳送天線之一所傳送且受到N r -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)〜 - 564604

2收天線所接收之調變符號流的估測。因此，重新調變之付唬流是藉由一估測通道響應向量匕之每一Nr元素來進行迴以推導回復之傳送信號所造成之〜干擾信號。向量 ki是一（NrXNt)通道係數矩陣H之一特定行，且表*Ντ 傳送天線與NR接收天線在一特定時間之ΜΙΜ〇通道響應之估測，並可以連同資料一起傳送之先導信號為基礎來推導。接耆自NR對應之接收信號減去Nr干擾信號以求得1^汉修改信號，步驟422。如果解碼之資料流所造成之分量未 $到傳送（亦即假設干擾抵消受到有效執行），則該等修改信號表示在接收天線之信號。接著對於>^修改信號（而非>^接收信號）重複步驟412至 4 16所執行之處理，以回復另一·傳送之信號。因此對於要回復之每一傳送信號重複步驟412至416，且如果存在另一傳送信號要受到回復，則步驟420與422受到執行。連續抵消接收器處理技術因此執行一些疊代，其中要回復之每一傳送信號具有一對應之疊代。每一疊代（除了最後一叠代以外）執行一 2-部份處理以回復該等傳送信號之及產生下一 g代之修改信號。在第一部份，對於N尺接收信號執行空間處理或空間/時間處理，以提供〜&後置處理信號，且該等後置處理信號之一受到檢測以回復對應於此傳送信號之資料流。在第二部份（最後一疊代無需執行此部份）’接收信號中之解碼資料流所造成之干擾受到抵消’以推導該回復分量受到移除之修改信號。取初’第一疊代之輸入信號是接收信號，且該等信號可表 -22-

564604 A7 B7 五、發明説明（2〇 ) 示成為：

Eq(l) 其中L是Nr接收信號之向量，且L1是連續柢消接收器處理方法之第一疊代之輸入信號的向量。該等輸入信號受到線性或非線性處理以提供後置處理信號，且該等信號可表示成為：

裝 X =

Eq (2) 訂其中2L1是來自第一疊代之N r後置處理信號之向量。該等後置處理信號之SNR可受到估測，且該等snR可表示成為：

Eq (3)

•線 y ^2» yντ^ · 忒等後置處理#號之一（例如具有最高SNR之後置處理信號)受到選擇以供進一步處理，來提供一解碼之資料流。此解碼《貝料流接著是用以估測回復信號所產生之千擾 L1 ’且該等干擾可表示成為：

564604 A7

Eq⑷

f著此疊代自輸人信號向量l1減去干擾。以推導-些修2 信號’且該等修改信號包含下—疊代之輸人信號向量r2( 干擾抵消可表示成為：

Eq (5) 裝

接著為下-疊代重複相同之程序，其中向量包含此疊代之輸入信號。藉由連續抵消接收器處理方法，對於每一疊代一傳送信唬又到回復，且在第k次疊代中受到回復之第丨傳送信號之 SNR，<，可做為用以傳送此回復信號之傳輸通道之 CSI。舉例而言，如果第一後置處理信號^ !在第一疊代中受到回復，第二後置處理信號4在第二疊代中受到回復，依此類推，且第N τ後置處理信號 < 在最後一疊代中受到回復，則可針對該等回復信號來報告之CSI可表示成為：iH·.，々r] 藉由使用連續抵消接收器處理技術，原始NR接收信號因訂

離 -24-

564604 A7 _ B7 五、發明説明（22 ) 此受到連續處理，以一次回復一傳送信號。此外，每一回復之傳送信號是在處理之前自接收之信號中受到移除（亦即抵消），以回復下一傳送信號。如果傳送之資料流可在播錯决之下（或取少錯次之下）受到解碼，且如果通道塑靡估測是合理地準確，則由於先前自接收信號回復之傳送信號所造成之干擾的抵消是有效的。干擾抵消通常改善後續要受到回復之每一傳送信號之SNR。以此方式，對於所有傳送信號（可能除了要回復之第一傳送信號以外）皆可達成較高之性能。使用連續抵消接收器處理技術可達成之回復傳送信號之 SNR的改良可藉由一範例來展示。在此範例中，一對交叉極化天線同時用於傳送器與接收器，ΜΙΜΟ通道是視線型，且四獨立資料流傳送於該對交叉極化傳送天線之垂直與水平分量。為簡化起見，假設交叉極化隔絕是完美的，以致垂直與水平分量在接收器不會彼此干擾。接收器最初接收該對交叉極化接收天線之垂直與水平分量之四信號，並處理該四接收信號。交叉極化天線之垂直組件之該等接收信號是高度關聯，且水平組件之該等接收 4呂"5虎是同樣南度關聯。當組成ΜΙΜΟ通道之二或更多傳送/接收天線對之間具有一強烈線性相依性時，抵消干擾之能力就會受到破壞。在此種情形之下，線性空間處理將無法分離該對交叉極化天線之垂直與水平分量所傳送之四獨立資料流。明確地說，每一交叉極化傳送天線之垂直分量會與另一交叉極化傳送 ____ ·25- I紙張尺度適财關家料(CNS) Α4規格(21QX297公爱)------'" 564604 A7 B7 五、發明説明（23 ) 天線之垂直分量產生千擾，且水平分量也會經歷類似之干擾。因此，由於來自具有相同極化之另一天線之關聯干擾，每一該四傳送信號之合成SNR將很差。因此，只以線性空間處理為基礎之傳送信號之容量將受到關聯干擾信號之嚴重限制。當此示範ΜΙΜΟ通道之特徵模式受到檢視時，應可得知只存在二非零特徵模式（亦即垂直與水平極化）。一 ”完整 CSI’’處理方法因此只使用該二特徵模式來傳送二獨立資料流。此種情形所達成之容量可表示成為：客量=2 · l〇g2(l +又 i/(72) 其中λ " σ 2是第i特徵模式之接收信號功率與熱雜訊功率之比值。因此’此示範ΜΙΜΟ通道·之完整CSI處理方法之容量相同於二平行相加型白高斯雜訊（A WGN)通道之容量，其中每一 AWGN通道具有等於Λ〆σ 2之SNR。藉由連續抵消接收器處理技術，步驟412所執行之線性空間處理最初導致每一該四傳送信號之SNr皆為〇 dB或更低（由於雜訊加上來自具有相同極性之其他傳送偉號之干擾）。如果未執行額外之接收器處理，則總體容量將很差。但是，藉由施加連續空間處理與干擾抵消，後續回復之傳送信號之SNR可受到改善。例如，要回復之第一傳送作號可為來自第一叉叉極化傳送天線之垂直極化。如果假設干擾抵消受到有效執行（亦即零或極小之決策誤差與準Λ = 之通道估測），則此信號不再（或極少）與剩餘之三（尚未受 -26-

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到回復）傳送信號彼此干擾。移除此垂直極化干擾可改善以垂直極化來傳送之另一尚未回復之信號的SNR。此簡單範例之交又極化隔絕假設是完美的，且以水平極化來傳送之二信號不會與以垂直極化來傳送之二信號彼此干擾。因此，藉由有效之干擾抵消，以第二交叉極化傳送天線之垂直極化來傳送之信號可以一 SNR來回復，且該SNR(理論上）受限於熱雜訊功率。裝在前述範例中，自垂直極化中移除干擾不會影響以水平極化來傳送之二信號之SNR。因此，連續空間處理與干擾抵消同樣適用於以水平極化來傳送之二信號。此導致水平極化之第一回復信號具有低SNR，且水平極化之第二回復信號具有一也（理論上）受限於熱·雜訊之SNR。由於執行連續抵消空間處理與干擾抵消，所以具有低 SNR之二傳送信號對於總容量之貢獻很小，但是具有高 SNR之二傳送信號對於總容量之貢獻則極大。 φ 非擴展與擴展型18道視ΜΙΜΟ通道之特性而定，不同之接收與（可能）傳送處理方法可受到使用，其中ΜΙΜ〇通道之特徵可為非擴展或擴展型。一非擴展型ΜΙΜΟ通道經歷均勻衰落（亦即頻率無選擇性衰落），且當系統頻寬很窄時，均勻衰落較易發生。一擴展型ΜΙΜΟ通道經歷頻率選擇性衰落（例如在系統頻寬内之不同頻率可具有不同之衰減），且當系統頻寬很寬時且對於某些操作條件與環境，頻率選擇性衰落較易發生。連續抵消接收器處理技術可有利地運用於非擴展與擴 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 564604 A7 B7 展型ΜΙΜΟ通道。對於一非擴展型ΜΙΜΟ通遒，線性空間處理技術，例如 CCMI與MMSE，在解調變與解碼之前，可用以處理接收之信號。該等線性空間處理技術可用於接收器以消除不要之信號，或在雜訊與來自其他信號之干擾存在之下，使得每一組成信號之接收信號與干擾加上雜訊之比值最大化。有效消除不要之信號，或使得信號與干擾加上雜訊之比值最大化，之能力決定於通道係數矩陣關聯性，其中通道係數矩陣描述傳送與接收天線間之通道響應。連續抵消接收器處理技術（例如CCMbtMMSE)可有利地運用於非擴展型ΜΙΜΟ通道。對於一擴展型ΜΙΜΟ通道，缉道之時間擴展會導致符號際干擾（ISI)。為改善性能，一試圖回復一特定傳送資料流 I寬帶接收器需要改善來自其他傳送信號之”串音，，以及來自所有傳送信號之符號際干擾。連續抵消接收器處理技術可受到延伸以處理擴展型MIM〇通道。為處理_音與符號際干擾，一窄帶接收器之空間處理（可有效處理串音，但無法有效處理符號際干擾）可利用寬帶接收器之空間/時間處理來取代。在寬帶接收器中，連續抵消接收器處理技術可以類似於圖4所述之方式來運用。但是，步驟412所執行之空間處理是利用空間/時間處理來取代。在一實例中，一MMSE線性等化器（MMSE_LE)可用於寬帶接收器之空間/時間處理。藉由使用MMSE-LE技術，空間/時間處理採用類似於窄帶通道之空間處理之型態。但

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-28- 564604 A7 B7 五、發明説明（26 ) 是，空間處理器之每一 ’’濾波器接頭"包含多於一接頭，而下文將對此更詳細加以說明。當通道估測（亦即通道係數矩陣H)很準確時，MMSE-LE技術最適用於空間/時間處理。在另一實例中，一決策回饋等化器（DFE)可用於寬帶接收器之空間/時間處理。DFE是一非線性等化器，且適用於具有嚴重振幅失真之通道，並使用決策回饋以抵消來自已受到偵測之符號之干擾。如果資料流可在無錯誤（或極少錯誤）之下受到解碼，則對應於解碼之資料位元之調變符號所產生的符號際干擾可有效受到抵消。在另一實例中，一最大可能性序列估測器（MLSE)可用於空間/時間處理。 · 當通道估測不準確時，DFE與MLSE技術可降低或可能消除性能之惡化。DFE與MLSE技術更詳細描述於S. L. Ariyavistakul等人所著之一篇論文，名稱是"Optimum Space-Time Processors with Dispersive Interference · Unified Analysis and Required Filter Span”，刊登於IEEE Trans, on Communications，vol.7，No.7，1999年7 月，且在此提及該論文以供參考。以可用之CSI為基礎之適應型傳送器處理與連續抵消接收器處理也可有利地運用於擴展型ΜΙΜΟ通道。來自每一空間/時間處理級之輸出之一回復傳送信號的SNR可包含該傳送信號之CSI。此資訊可回授至傳送器，以協助為相關於該傳送信號之資料流選擇一適當之編碼與調變方法。 -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐) 裝訂

:線 564604 A7 B7 五、發明説明（π ) 接收器結構圖5是一能夠建構本發明之各種方面與實例之接收器系統150a的方塊圖。接收器系統15如建構連續抵消接收器處理技術以接收及回復傳送之信號。來自（最多）1^了傳送天線之傳送信號受到每一 Nr天線152&至1521>之接收，且導引至一對應I解調變器（DEM〇D)154(解調變器154也稱為前端處理器）。例如，接收天線152a可接收來自一些傳送天線之些傳送^號’且接收天線1 5 2r可同樣地接收多重傳送仏唬。每一解調變器154處理（例如濾波及放大）一對應之接收彳a號，卞轉換經處理之信號成為一中間頻率或基頻信唬，且數位化下轉換之信號以提供取樣。每一解調變器 154可進一步利用一接收之先導·信號來解調變該等取樣，以產生一接收之調變符號流，且該符號流傳送至 ΜΙΜΟ/資料處理器156。如果OFDM是用於資料傳輸，則每一解調變器154進一步執行處理，且該處理互補於調變器122所執行之處理，如圖3所示。在此種情形之下，每一解調變器154包含一處理器（未受到展示），以產生該等取樣之轉換表示，並提供凋’交符號向量流。每一向量包含針對N L頻率子通遒之 nl調變符號，且在每一時槽中一向量受到提供。來自解調變器之FFT處理器之調變符號向量流接著傳送至一解多工器（未展示於圖5)，以通遒化來自每一FFT處理器之調變符號向量流成為一些（最多Nl)調變符號流。對於每一頻率子通道受到獨立處理之傳送處理方法（例如圖3所示），'解多裝訂

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工器進步提供每一（最多）N L調變符號流至 MIM0/資料處理器156。對應之R2 每=於一運:用OFDMiMIMO系統，針對用於資料傳輸之 Z Nl頻率子通道，一 RX ΜΙΜΟ/資料處理器156可用以 5¾ 爽 έι R接收天線之N R調變符號流。對於一未運用二，— RX M㈣/資料處理器156可用以 I理來自NR接收天線之Nr調變符號流。此在圖5所示之實例中，RX ΜΙΜΟ/資料處理器156包含一 :、、'、（亦即_接）之接收器處理級5 10，其中每一用於資料=輸《傳輸通道具有—對應級。在_傳送處理方法中， ”料机傳送於每一傳輸通道，且每一資料流獨立受到處理（例如藉由其本身之編碼與調·變方法），且自一對應之傳，天線^:到傳送。對於此種傳送處理方法，資料流之數目等於傳輸通道之數目，且傳輸通道之數目等於用於資料傳輸之傳送天線之數目（此可為可用之傳送天線之一子集 2)。為清楚起見，此傳送處理方法之Rx MIM〇/資料處理器1 5 6受到說明。每接收咨處理級5 10(除了最後級5 1 〇n以外）皆包含一摘接土干擾抵’肖备530之通道ΜΙΜΟ/資料處理器520，且最後級51〇11只包含通道1^1“〇/資料處理器52(^。對於第一接收器處理級510a，通道ΜΙΜ〇/資料處理器”以接收及處理來自解調變器154a至l54rtNR調變符號流，以提供一解碼之資料流給第一傳輸通道（或第一傳送信號）。對於第二至最後級51〇b至510η之每一級，該級之通道MIM〇/資料處 -31-

564604 A7 B7 五、發明説明（29 理器520接收及處理來自前一級之干擾抵消器之n R修改符號 >瓦’以推導一解碼資料流給該級所處理之傳輸通道。每一通道ΜΙΜΟ/資料處理器520進一步提供相關傳輸通道之 CSI(例如 SNR)。對於第一接收器處理級510a，干擾抵消器53如接收來自所有>^解調變器154之Nr調變符號流。對於第二至最後級之每一級，干擾抵消器53〇接收來自前一級之干擾抵消器之N R修改符號流。每一干擾抵消器5 3 〇也接收來自相同級之通道ΜΙΜΟ/資料處理器520之解碼資料流，且執行處理 (例如編碼，交織，調變，通道響應等）以推導^&重新調變符號流’其中該等重新調變符號流是由於此解碼資料流所造成之接收調變符號流之干擾分量的估計。接著自接收之凋’交苻唬流中減去重新調變之符號流以推導N r修改符號机，其中包含除了減去（亦即抵消）之干擾分量以外之所有干擾分量。Nr修改符號流接著傳送至下一級。在固5中把制斋540如圖所示耦接至rx ΜΙΜΟ/資料處理器1 5 6 ,且可用以指示處理器丨5 6所執行之連續抵消接收器處理之各個步驟。圖5展示一接收器結構，其中當每一資料流是經由一對應之傳送天線來傳送（亦即每一傳送信號具有一對應之資料成）時，孩結構可藉由一直接方式來使用。在此種情形 (下，每一接收器處理級5丨〇可運作以回復該等傳送信號 <一傳送信號，且提供對應於回復之傳送信號之解碼資料 -32- 564604 30 五、發明説明（士；衣種其他傳送處理方法，一資天線，頻率子、s # -枓*可經由多重傳送、叫^子、及/或時間區間來傳送，以八別i曰徂 $ q m與時間分集性最初推導每一频率子、禹、首…于万、騎万去，接收器處理接收調變符號流。多重傳專^號的- 間區間〈碉變符號可以一互飞予系統所執行之解多工。组合之tU’、：!做為接收器提供相關之解碼資料流。…^號一耆受到處理以空間處理枯也如前所述’一些線性空間處理技術可用以處理經由非擴展型通道所接收之信號，以移除其他傳送信號流所造成之干擾來回復每一傳送信號流.。該等技術包含CCMI， MMSE，與可能其他技術。線性空間處理是在每一通、曾 ΝΠΜΟ/資料處理器wo内執行於〜輸入信號。料第一^ 收器處理級510a，輸入信號是來接收天線之接收信號。對於每一後續、級，輸入信號是來自前一級之干擾抵消器之NR修改信號，如前所述。為清楚起見，針對第一級來說明（：0^41與^4%此技術。但是，每一後續級之處理可以類似方式來進行，只要置換適當之輸入信號。更明確地說，假設在每一後續級中前一級所偵出之信號皆受到抵消，所以每一級之通道係數矩陣之維度皆受到降低，所述。 …下在一具有>1丁傳送天線與nr接收天線之MIM0系統中，位於N R接收天線之輸出之接收信號可表示成為：本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） -33- 564604 A7 B7 五、發明説明（31

Eq(6) 其中L是接收之符號向量（亦即ΜΙΜΟ通道所輸出之>^ X 1向量）’ Η是通道係數矩陣，i是傳送之符號向量（亦即輸入於 MIM0通道之ΝτΧ1向量），且η是一表示雜訊加上干擾之向蓋。接收之符號向量L包含自經由N R接收天線在一特定時槽所接收之Nr信號所求得之^&調變符號。同樣地，傳送付號白里1包含經由Ν γ傳送天線在一特定時槽所傳送之N 丁信號之Ντ調變符號。通道係數矩陣η可進一步寫成： SL-[kiiL2 Λ kNT] Eq(6a) 其中向量iLi包含相關於第i傳送天線之通道係數。在連續抵消程序之每一後續步驟中，相關於先前抵消之信號之方程式（6a)的行向量受到移除。為簡化起見，假設該等傳送信號殳到抵消之順序相同於相關之通道係數向量表列於方程式（6a)之順序，則在連績抵消程序之第乂級，通道係數矩陣是

Eq(6b) ^=[hkhk4-i A hNT] CCMI技術對於CCMI空間處理技術，接收器系統首先執行一通道匹配滤波器運作於接收之符號向量L。經匹配滤波之輸出可表示成為：

Eq(7) 一方矩陣R可用以表示矩陣Η H之乘積（亦即 Η^-ΗηΗ^+Η% 其中上標’，Η，’表示轉置與共軛複數。通道係數矩陣Η與其之共軛轉置 R=HhH)〇

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、=道係數矩陣过可藉由，例如，連同資料—起傳送之先導苻號來推導。4執行"最佳，，接收與估測傳輸通道之 nr 、、二^插入木些已知符號於傳送資料流，與經由一或更夕傳輸通返來傳送該等已知符號。此種已知符號也稱為先導符號或先導信號。以-先導信號及/或-資料傳輸為基礎來估測單一傳輸通道之方法出現於在本技術領域可供使用之一些淪文。一此種通道估測方法說明於F Li μ所著之郝文名稱為丨丨 Optimal Reception，Performance Bound and Cutoff-Rate Analysis of References-Assisted

Coherent CDMA Communications with Applications·’，刊登於 IEEE Transaction 〇n Communication，1999 年 10 月。此或某種其他通道估測方法可延伸成為矩陣型態以推導通道係數矩陣Η，如在本技術領域為眾所知。傳送符號向量之一估測，邑，，可藉由使得匹配濾波之向里Η £宋以R之反矩陣（或虛擬反矩陣）來求得，其中該估測可表示成為： X1

Eq(8) =x 十 ^ · 根據上述方程式，應可看出傳送之符號向量L可藉由下列方式來回復··匹配濾波（亦即乘以矩陣氐Η )接收之符號向量且接奢使得遽波之結果乘以反方矩陣R· 1。對於CCMI技術’在處理之後之接收符號向量之SNR(亦 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) ^04()04 A7

Eq (9) 如果第i傳送符號之方差@ 之接收苻號向量之SNR可表于平均等於1，則在處理之後成為：雜訊方差可藉由使得接收、來正規化。仃就向…i元素乘以wt 、二：：變符號流受到複製卫經由多重傳送天線來傳 Γ ’ :、：：二周變符號可相加以構成組合之調變符號。例貝料疋自所有天線受料送，則對應於所有 Ντ傳送天線之調變符號皆受到相加，且組合之調變符號可表不成為： 'total

Eq(10) 此外傳it态可運作⑼藉由使用才目㈤之編碼與調變方法於些或所有傳送天線，來傳送—或更多資料流於—些傳輸通道。在此種情形之下，該等傳輸通道可能只需要一 SNR(例如平均SNR),其中相同之編碼與調變方法受到使用。例如，如果相同之編碼與調變方法應用於所有傳送天 -36- I紙張尺度適用中國國家標¥(CNS) A4規格(210X 297公I) ----- 564604 A7 B7 五、發明説明（34 ) 線’則組合之調變符號之SNR，SNRt()tal，可受到推導。此 §NRt〇ui接著將具有一最大組合SNR，且該最大組合SNR等於來自Ντ傳送天線之調變符號之SNR的總和。組合之SNR 可表示成為： SNR total

Eq (Π) 圖όΑ是一通道ΜΙΜΟ/資料處理器520x之一實例之方塊圖’且該處理器能建構如前所述之CCMI技術。通道 MIM0/資料處理器520x包含一處理器61 Ox (以執行CCMI技術）’且處理器61〇x耦接至一 RX資料處理器62〇。在處理器6 1 〇χ内，接收之調變符號向量L受到一匹配濾波备614之濾波，其中在每一向量[之前乘以共軛轉置通道係數矩陣H H，如方程式（7)所示。通道係數矩陣Η可基於先導信號來估測，以類似於傳統之先導信號協助型單一載波與多重載波系統所用之方式，而此在本技術領域為眾所知。矩陣R是根據方程式來計算，如前所示。乘法器616進一步在濾波之向量之前乘以反方矩陣K·1，以構成傳送之調變符號向量I之估測C，如方程式（8)所示。對於某些傳送處理方法，估測之調變符號流可提供至一組合器618,其中該等調變符號流對應於用於一資料流之傳輸之多重傳送天線，且該組合器跨越時間，空間，與頻率來組合冗餘資訊。組合之調變符號^接著提供至RX資料處理备620。對於某些其他傳送處理方法，估測之調變 -37- 564604 A7 B7 五、發明説明（35 ) 符號C可直接提供（未展示於圖6 A)給RX資料處理器620。處理器6 1 Ox因此產生一些獨立之符號流，其中該等符號流對應於自傳送器系統傳送之資料流之數目。每一符號流包含一些回復之調變符號，其中該等調變符號對應於且是在傳送器系統之符號映射以後之調變符號的估測。（回復）符號流接著提供至RX資料處理器620。裝如前所述，RX ΜΙΜΟ/資料處理器156之每一級510回復及解碼包含於該級之輸入信號之該等傳送信號其中之一 (例如具有最佳SNR之傳送信號）。傳送信號之SNR之估測是由CSI處理器626來執行，且可基於前述之方程式（9)與 (11)來達成。CSI處理器626接著提供一傳送信號之CSI(例如SNR)，其中該傳送信號受到選擇（例如最佳傳送信號）以進行回復及解碼，且進一步提供一控制信號以辨識該選擇之傳送信號。線圖7是RX資料處理器620之一實例之方塊圖。在此實例中，RX資料處理器620之一選擇器7 10接收來自前一線性空間處理器之一些符號流，且擷取對應於選擇之傳送信號之符號流，如來自CSI處理器626之控制信號所顯示。在另一實例中，RX資料處理器620獲得對應於選擇之傳送信號之符號流，且流擷取可由組合器61 8以來自CSI處理器626之控制信號為基礎來執行。無論如何，擴取之調變符號流提供至一解調變器組件712。對於圖2所示之傳送器系統，其中每一傳輸通道之資料流是基於通道之SNR來獨立受到編碼及調變，選擇之傳輸 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 564604 A7

通遒之回復調變符號是根據一解調變方法（例如M_psK， μ-QAM)來解調變，且該解調變方法互補於該傳輸通道所用之凋笑方法。來自解調變組件7丨2之解調變資料接著是由解交織器7M來解交織，其中解交織器714所執行之方= 互補於通迢叉織器214所執行之方式，且解交織之资料1 :步由解碼器7丨6來解碼，其中解碼器716所執行之方式互補於編碼器212所執行之方式。例如，如果傳送器執行— 渦輪（Turbo)或傳統迴旋編碼，則渦輪解碼器或維特比 (Viterbi)解碼器可分別充當解碼器716。來自解碼器⑽之解碼資料流表示受到回復之傳送資料流之估測。請參看圖6A，估測之調變符號紅及/或組合之調變符號 2C也傳送至CS：[處理器626，以佶測每一傳輸通道之snr二例如，CSI處理器626可以所接收之先導信號為基礎來估測雜=方差矩陣0nn，且接著以方程式（9)或⑴）為基礎來計算第i傳輸通道之SNR。SNR可以類似於傳統之先導信號撝助單一與多重載波系統之方式來估測，而此在本技術領域為眾所知。所有傳輸通道之SNR可包含傳回至傳送器系統之此傳輸通道之CSI。CSI處理器626進一步提供控制信號至RX資料處理器62〇或組合器618 ,其中控制信號是用以辨識選擇之傳輸通道。估測之調變符號匕進一步傳送至一通道估測器622與一矩陣處理器624，以分別估測通道係數矩陣Η及推導方矩陣 R。對應於先導資料及/或流量資料之估測調變符號可用於通道係數矩陣廷之估測。 -39-

564604 A7 B7 五、發明説明（37 ) 請參看圖5，第一級510a之該等輸入信號包含所有傳送信號，且每一後續級之輸入信號皆包含一為前一級所抵消之傳送信號（亦即一項）。因此，第一級5 10a之通道ΜΙΜΟ/ 資料處理器520a可設計及運作成為估測通道係數矩陣Η，及提供此矩陣給所有後續級。接收器系統150傳回至傳送器系統110之CSI資訊可包含傳輸通道之SNR，其中該等SNR是由RX ΜΙΜΟ/資料處理器156之諸級來決定。 MMSE技術對於MMSE空間處理技術，接收器系統首先執行接收之符號向量L與一加權係數矩陣Μ之乘法，以推導傳送之符號向量2L之一啟始MMSE估測X，某中該估測可表示成為： X = Mr

Eq (12) = +φτ1γ —·ηη 其中 M = Hh (HHh +ΦηηΥ1 · Eq (13) 矩陣M受到選擇，以致啟始MMSE估測i與傳送符號向量$ 間之誤差向量e (亦即γ 1-2L)之平均平方誤差受到最小化。為決定MMSE技術之傳輸通道之SNR，信號分量可首先以給定2L之t之期望值為基礎來決定，並求取相加型雜訊之平均值，其中該期望值可表示成為： -40- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 564604 A7 B7 五、發明説明

E[x\x] =£[Mr|x]= ^Η(ΕΕΗ^φηχΕ[ΐ] = Η"(ΗΙί"+0 )-1Ηχ ~/m-- =Υχ ，其中矩陣Υ可表示成為： Y = Hw(ln+HHwr>H=rC：H(^H%-'H) 啟始MMSE估測ι之第i分量交丨可表示成為· 毛=W…夂··.

Eq(14) 如果i之所有元素皆是無關聯且.具有零之期望值，則i之第 i元素之期望值可表示成為： E[x( |x] = v..x/ .

Eq(15) 如方私式(15)所不’ $丨是\之一偏移估測，且此偏移可受到移除以取得改善之性能A之—無偏移估測可藉由使得1除以νπ來求得。因此1之無偏移最小平均平方誤差估測，X，可藉由在偏移估測交之前乘以一對角矩陣D_、如^下來求得： y x=DyX , 其中

Eq (16) B;、—g(l/vu，l/v22，·為，

Eq(17)

564604 A7 B7 五、發明説明（39 ) 且νπ是矩陣Y之對角元素。為決定雜訊加上干擾，無偏移估測7與傳送符號向量I間之誤差1可表示成為： e = X — D v 5 q 一 Wif (醒· 對於MMSE技術，在處理之後所接收之符號向量的 SNR(亦即之第i元素）可表示成為：薦尸涵· Eq(18) ua 其中11Π是誤差向量之第i元素之方差，且矩陣U可表示成為· * ^ = VD^DvWDv1. Eq (19) 如果第i傳送符號，x i，之方差 1 \丨2平均等於一（1 ·0)，且根據方程式（19) «,·=丄—1 ，則在處理之後所接收之

Vii 符號向量可表示成為： SNRi = . Eq (20) 1 - v“ 估測之調變符號，X，同樣地可受到組合以求得組合之調變符號，如前文針對CCMI技術所述。圖6B是一通道ΜΙΜΟ/資料處理器520y之一實例之方塊圖，且該實例能夠建構前述之MMSE技術。通道ΜΙΜΟ/資料處理器520y包含一耦接至RX資料處理器620之處理器 -42- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 564604

610Υ(以執行MMSE處理）。义在處理器610y中，乘法器634在接收之調變符號向量^之則，以矩輪，以構成傳送之符號向量2L之估測L，如前面万程式（8)所示。類似於（：(：：]^41技術，矩陣迀與可以接收之先導L唬及/或資料傳輸為基礎來估測。接著根據方程式（9)來計算矩陣μ。乘法器6 3 6進一步在估測^之前乘以對角矩陣N ，以構成傳送之符號向量I之一無偏移估測S，如前面方程式（12)所示。一再/人對於某些傳送處理方法，對應於用以傳送一資料流灸一些傳送天線之一些估測調變符號流Y可傳送至一組合器638，其中跨越時間，空間與頻率來組合冗餘之資訊。組合之調變符號t接著傳送至RX資料處理器62〇。對於某些其他傳送方法，估測調變符號g可直接傳送（未展示於圖6B)至RX資料處理器62〇。RX資料處理器62〇解調變，解X織，及解碼對應於受到回復之資料流之調變符號流，如前所述。估測之調變符號1及/或組合之調變符號^二也傳送至cSI 處理器626，以估測每一傳送信號之SNR。例如，CSI處理器626可以方程式（18)或（20)為基礎來估測第i傳送信號之 SNR。CSI處理器626進一步提供控制信號至rx資料處理器 620或組合器618，以辨識選擇之傳送信號。估測之調變符號2L進一步傳送至一適應型處理器642，以分別以方程式（13)與（17)為基礎來推導矩陣逆與對角矩陣 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 564604 、發明説明（時間處理技術些2間/時間處理技術可用以處理經由如前所述 , - - ^ >I；|CJ 片J 从地工主、往田一 ^擴展型通道所接收之信號。該等技術包含使用時域通 •化技術例如MMSE-LE，DFE，MLSE，與可能其他 ,,广 ^及如别文針對非擴展型通道所述之空間處理技術。每一通道ΜΙΜ0/資料處王里器52〇對於心輸入信號空間/時間處理。、在時間擴展存在〈下’通道係數矩陣达具有—延遲維又且矩陣廷之每一兀素表現如同一線性轉移函數，而非係數在此種情形（下，通道係數矩陣过可寫成一通道轉移函數矩陣Η(τ)之型式，且·可表示成為：

Eq (21) 廷⑺=(¾⑺丨 for BKNr，and · 其中MO是自第j傳送天線至第m a天線之線性天線函數。由於線性轉移函數⑽’接收之信號向h⑴是通道轉移函數Η(τ)與傳送信號向量的）之迴旋，且成為： γ(〇 = |η(γ) x(t-t)dr .

Eq (22) 做為解調變函數之一部份（由圖5之解調變器丨5 4來執行），接收之信號受到取樣以提供接收之取樣。在不失通用性下，時間擴展型通道與接收之信號在下列說明中可以一離散時間表示式來表示。首先，相關於第〗傳送天線之 -44- 564604 A7 B7 五、發明説明（42 )

通道轉移函數向量^(k)在延遲k可表示成為： hjW^WjiJc) h2j(k)A hNRj(lc)]T for 0 < λ: < L

Eq (23) 其中hjj(k)疋相關於第j傳送天線與第丨接收天線間之路徑之通道轉移函數的第k接頭權重，且。是通道時間擴展之最大程度（以取樣區間為單位）。接著，在延遲kiNRXNT通道轉移函數矩陣可表示成為： h2(k) A hNT(k)] iovO<k<L .

Eq(24) 在取樣時間n之接收信號向量以幻接著可表示成為： [0) = Σδ⑻办一幻十η⑻=跑⑻+ B⑻， Eq (25) it=0 其中1是一表示取樣之通道矩陣轉移函數出“之… (L+1)NT區塊結構型矩陣，且可表示成為.

X Η = [Η(0)廷(1) Λ 廷⑹]，且毛(η)是為L + 1取樣區間所捕捉之—序列之L +丨接收取樣向量’其中每一向量包含Nr接收天線之NR取樣，且可表示成為·· X(A2) MMSE線性空間/時間處理器藉由下列方式來計算在時 -45- 564604 A7 B7 五、發明説明（43 ) 間η之傳送符號向量之估測交(η):執行接收信號向量之序列L(n)與2Κ+ 1，Nr X Ντ權重矩陣之序列M(k)之迴旋如下： κ X⑻=[M-幻=塗⑻， Eq (26) k^-K 其中M = [M(-厂）八MW Λ M([)]，κ是一決定等化濾波器之延遲程度之參數，且 \(n + Κ) Μ £(α) = ϊ：⑻ Μ _l(n - Κ)_ 權重矩陣序列M(k)受到選擇以使平均平方誤差最小化，且可表示成為： ^ = E{eH (k)e(k)}, 其中誤差i(k)可表示成為： e(k)=x(k)-x(k).

Eq(27)

Eq (28) MMSE解接著可表示成為滿足下列線性制約之權重矩陣序列M(k): 〇， Η"(-入)，〇, -K<\<—L 一LSX<0 ，〇<λ<Κ

Eq (29) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) -46- 564604 A7 B7 五、發明説明（44 ) 其中K(k)是一 NR X Ντ空間/時間關聯性矩陣序列，且可表示成為： R(k) = E{r(n - k)rH (η)} = j rn=m^(〇,-k) min(LyL—k) ^H(m)HH (m 十 fc)十 ^ (灸)， -L<k<L Eq (30) otherwise 其中Pzz(k)是雜訊之自關聯函數，且可表示成為·· φ (k) = E{x(k-k)zH (k)} . Eq (31) —ZZ 對於白（無時間關聯性）雜訊，izZ(k)=izz 5 (k)，其中φ 77 在此種情形之下只表示空間關聯性矩陣。對於在每一接收天線具有相同功率之無空間與時間關聯性雜訊，JLzZ(k)= σ 2L5(k)。方程式（29)可進一步表示成Λ : H Eq (32) MR = H , or M = H R ，其中各是區塊Toeplitz，其中區塊j，k是R(j -k)且

H H(K-L)NrxNt H(L) S(L -1) M H(0) &K'NrxNt -47- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐) 564604 A7 B7 五、發明説明（45 ) 其中2mxn是一 mXn之零矩陣。如同前述之MMSE空間處理，為決定相關於符號估測之 SNR，一無偏移之最小平均平方誤差估測受到推導。首先，對於前文所推導之MMSE-LE估測，⑻丨咖)]=墜[£(4⑻] =[Μ(-^)Ηχ(/ι + 尺)+Λ + Μ ⑼ ΗΧ ⑻ +Λ + M(g)Hx(n -K)] Eq (33) 其中對於雜訊取其期望值。如果假設調變符號在時間上是無關聯，且對於前述之所有符號際干擾取其期望值（在時間η未受到傳送之所有傳送信號分量），則期望值可表示成為： · 心⑻⑻]五[[⑻丨芏⑻]

Eq (34) 裝 = MHx(n) = Yx(n) 訂

線其中最後，在平均來自其他空間子通道之干擾之後，在時間 η之第i傳送天線之信號的平均值可表示成為： E^xi (η) I Χ[ {η)] = (η),

Eq (35) -48- 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS) A4規格(210X297公釐) 564604 A7 B7 五、發明説明（46 ) 其中v“是乂之第i對角元素（νπ是一純量），且爻 LE估測之第i元素。藉由定義

Eq (36) 則在時間η之傳送信號向量之無偏移MMSE_LE估測可表示成為：

Eq (37) x(^) = Dy x(^) = Dv1Mr(/i) · 相關於無偏移之MMSE-LE之誤差協方差矩陣可表示成為 ^ = U = E{ [x(n) - Ό-ιΜτ(η)] [ χ(η) - ^ (n)uH ^ ]}

Eq (38) 相關於在第i傳送天線上傳送之符號之估測的SNR最後可表示成為： SNR;

Eq (39) mmse-le技術可藉由圖6B之通道MIM0/資料處理器 520y來建構。在此種情形之下，乘法器634可設計成為執行接收信號向量之序列L( n )與權重矩陣之序列延（k )之迴旋，如方程式（26)所示。乘法器636可設計成為執行在估測i之前乘以對角矩陣β，以推導無偏移之则阳估測I，如方程式（37)所示。適應型處理器642可設計成為推導權重矩陣序列難），如方程式（32)所示，與對角矩陣 -49- 564604 A7 B7 五、發明説明（47 ) ^如方程式（3 6)所示。後續之處理可以類似於前文針對MMSE技術所述之方式來達成。第j傳送天線所傳送之符號流之SNR可由CSI處理器626以方程式（39)為基礎來估測。 DFE技術圖6C是一通道ΜΙΜΟ/資料處理器520z之實例之方塊圖，且該處理器能夠建構DFE空間/時間等化技術。通道ΜΙΜΟ/ 資料處理器520ζ包含一耦接至RX資料處理器620之空間/時間處理器610ζ，以執行DFE處理。對於DFE技術，接收之調變符號向量r (η)是由一順向接收處理器654來接收及處理，以提供要回復之資料流之估測調變符號。順向接收處理器.654可建構前述之CCMI或 MMSE技術，或某種其他線性空間等化技術。一加法器656 接著組合一回授處理器65 8所提供之估測失真分量與估測之調變符號，以提供”等化”之調變符號，其中失真分量已受到移除。最初，估測之失真分量是零，且等化之調變符號只是估測之調變符號。來自加法器656之等化調變符號接著是由RX資料處理器620來解調變及解碼，以提供解碼之資料流。解碼之資料流接著是由一通道資料處理器210 X來重新編碼及重新調變，以提供重新調變之符號，其中該等符號是傳送器之調變符號之估測。通道資料處理器210χ執行相同於傳送器針對資料流所執行之處理（例如編碼，交織，與調變），例如如圖2所示。來自通道資料處理器2 1 Οχ之重新 -50- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)

裝玎線 A7

564604 五、發明説明（48 調變符號傳送至回授處理器658，其中處理該等符號以推導估測之失真分量。回授處理器658可建構一線性空間等化器（例如一線性橫向等化器）。在時間η之傳送符號向量之合成估測可表示成為：客⑻=⑻咖一幻 + W， Eq (40) k=-Kx k=x 其中L(n)是給定於方程式（25)之接收調變符號之向量， ^(n)是通道資料處理器21〇χ提供之符號決策向量， Mf(k)，-Kl $ k $ 0是順向接收處理器654所用之 (K^ + IXNtXNr)前授係數矩陣之序列，且Mb igk$K2是回拍:處理焱658所用之K2-(Ντ X NR)回授係數矩陣之序列。方程式（40)也可表示成為： .

Eq (41) 其中 =[M(-^) Μ(-& +1)八 Μ(〇)]，Μ, =[M(1) Μ⑵ Λ Μ(尺2)]， (n) = X x(n~2) Μ ,and r(n)= "L(n^K{) ' + ^ ~1) M x(n-K2\ .[⑻ _ 如果MMSE彳;f：準疋用以寻找係數矩陣，則使得平均平方誤差ε=Ε{^(1〇以k)}最小化之驗與之解可受到使用，其中誤差L(k)是表示成為： e{k) = x{k)-x(k). 前授濾波器之MMSE解接著可表示成為： -51- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公酱) 裝訂

線 564604 A7 B7 五、發明説明（49 ) Η

Mr =H R =：.：：f ==== =

Eq (42) 其中 )1(K-L)NrxNt H(L)

H(L-l)

M H(0) 且L是一包含Nr X Nr區塊（K^ + UNr X (K^ + UNr之矩陣。R 之第（i，j)區塊給定如下：

Eq (43)

Eq (44) R(l·, j) = U(m)nH (m + r - j) + σ21δ(ί - j) · m=0 前授濾波器之MMSE解是：. ο j 二-Κλ ' 如同前述之MMSE-LE，無偏移之估測首先是藉由尋找傳送符號向量之條件期望值來受到決定： E[x(n) | x(n)] = Μ7Ηχ(η) = Vdfex(n) , Eq (45) 其中Ydfe =M/S = fl IS·。接著，£_(n)之第i元素义W之期望值是表示成為：名⑻I又,⑻]=vdfe•⑻，其中Vdfe，n是Ydfe之第i對角元素。為構成無偏移之估測，類似於前文，元素是Ydfe之對角元素之倒數的對角矩陣首先 -52- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 564604 A7 B7 五、發明説明（5〇 ) 受到定義如下：

Bvdfe —必叹（vdfe，H，Vdfe，22，A，Vdfe，"T"r ) · Eq (46) 接著無偏移之估測是表示成為：金⑻=Edfe舍⑻=2Ϋ^Μ/£⑻ + WkM/J⑻· Eq (47) 合成之誤差協方差矩陣給定如下义，Hdfe =尉[灿)-[/⑻-1"⑻+ 1} I - Dydfe Ydfe ~ Xdfe^Vdfe + Bvdfe YdfeBvdfe

Eq (48) 相關於第i傳送天線所傳送之符號之估測的SNR接著可表示成為： SNRi kdfe,/7

Eq (49) 藉由使用DFE技術，解碼之資料流是用以推導已解碼之資訊位元所產生之失真的估測。如果資料流是在無錯誤 (或極少錯誤）之下受到解碼，則失真分量可準確受到估測，且已解碼之資訊位元所貢獻之符號際干擾可有效受到抵消。順向接收處理器654與回授處理器658所執行之處理通常同時受到調整，以使等化之調變符號之符號際干擾的平均平方誤差（MSE)最小化。DFE處理更詳細說明於 Ariyavistakul等人所著之一篇前所提及之論文。干擾抵消 -53- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 564604 五、發明説明（ 51 圖8疋干擾抵消器53〇χ之方塊圖，並中 530χ是圖5之干擾抵消 : ^ 以内，炎白“ “列。在干擾抵消器530χ 料以ί Γ級之通道MIM0/資料處理器52g之解碼资理器，之重新編碼，交織，與重以楗供重新碉變之符號，其中該處=通料真之前之傳送器之調變符號估二通 i理（例//2吻執行相同於傳送器針對資料流所執行之交織，與調變）。重新調變之符號接著提〜吴板益810 ’以利用估測之通道響應來處理該等以提供解碼之資料流所造成之干擾的估測。 …非擴展型通道，通道模擬器晴得相關於第i傳达天線《重新調變符號流乘以向量L ’其中ki是資料流受到回復巧丨傳送天線與每_Nr接收天線間之通道響應之估測。向量L可表示成為： Κι h,

Eq (50) h 且是一估測通道響應矩陣会之一行，其中备可表示成為： H = K\ Λ hNTt\ Κι Λ ^Vr，2 Μ 〇 Μ Λ ^j,Nr

Eq(51) 矩陣E可由相同級之通道MIM〇/資料處理器52G來提供本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X 297公爱） -54- 564604

如果對應於第i傳送天線之重新調變符號流是表示成為 i ”則回復之傳送信號所造成之估測干擾分量i_i可表示成為： « ·« h

Eq(52) “Nr 、干擾向量L之N R it素對應^每—N r接收天線之接收信號之刀里〃中忒接收k號是由第i傳送天線所傳送之符號裝流所造成。該向量之每一元素表示一由於對應之接收調變符號流之解碼資料流所造成的估測分量。該等分量是心接收調變符號流（亦即向量Lk)之科餘（尚未偵出）傳送信號之干擾’且是由-加法器812自接收之信號向纪中減去(亦訂即抵!!）、’以提供—修改向量ρ，其中來自解碼之資料流 up量，到移除。此抵消可表示成為如方程式（5)所 =。尨改向ir…是提供做為下—接收器處理級之輸里，如圖5所示。 =展型通Λ道’向量^是以定義於方程式(23)之通 =以，卿妳來取代。接著在時間η之估利干擾向f li(n)可表示成為： Σ ^/1 (η - k)

A:-〇 J (η) = ^^(^(n-k)

Eq (53) 、M Σ ^iNR (n — k) 本紙張尺度適财關讀準(CNS) Μ規格(⑽Μ9?公爱) 55- 564604 A7 B7

五、發明説明（53 其中先(/〇>是在時間n之重新調變符號。方程式（54)對於每一傳送/接收天線對，有效地迴旋重新調變之符號與通道響應估測。為簡化起見，圖5所示之接收器架構提供（接收或修改之）調變符號流至每一接收器處理級5 1 0，且該等流之中由於先前解碼之資料流所造成的干擾分量受到移除（亦即抵消）。在圖5所示之貫例中，每一級移除由於該級所解碼之資料流所造成之干擾分量。在某些其他設計中，接收之調變符號流可提供至所有級，且每一級可執行來自所有先前解碼之資料流（可為先前級所提供）之干擾分量的抵消。一或更多級之干擾抵消也可省略（例如，如果資料流之snr很高）。可對於圖5所示之接收器架構進行各種修改，且該等修改屬於本發明之範疇。

数導與報告GST 為簡化起見，本發明之各種方面與實例已說明於前文，其中CSI包含SNR。通常，CSI可包含可顯示通訊鏈結之特性之任何資訊。多種資訊可做為CSI，其中某些範例說明如下。在一實例中，CSI包含信號與雜訊加上干擾之比值 (SNR)，且SNR是以信號功率與雜訊功率加上干擾功率之比值來推導。雖然一些傳輸通道之一供’但是通常用於資料傳輸之每一傳送資料流）之SNR會受到估測與提供。一值，且該值具有一特定數目之位元

合成SNR也可受到提輸通道（例如每一傳 SNR估測可量化成為。在一實例中，SNR -56- 564604 A7

频射t—說索引，例如藉由使用-檢查表。 i Λ例中CSI包含信號功率與干擾加上雜訊功率。料料資料傳輸之每i輸通道n量皆可分別雙到推導及提供。在另-實例中，⑶包含信號功率，干擾功率與雜訊功率。對制於資料傳輸之每-傳輸通道，該三分量皆可受到推導及提供。、在另一實例中，CSI&含信號雜訊比，加上每一可觀察《干擾分K干擾功率的_表列。對於用於資料傳輸之每一傳輸通道，此資訊皆可受到推導及提供。在另一實例中，CSI包含處於一矩陣型態之信號分量（例所有傳送/接收天線對之NTx|siR複數輸入項），與處於矩陣型怨之雜訊加上干擾分量（例如Ντ χ Nr複數輸入項）。傳运益單元接著可適當組合適當之傳送/接收天線對之信號分量與雜訊加上干擾分量，以推導用於資料傳輸之每一傳輸通道之品質（例如接收器單元所接收之每一傳送資料流之經後置處理SNR)。在另一實例中，CSI包含一傳送資料流之資料率顯示碼。要用於資料傳輸之一傳輸通道之品質可在最初受到決定（例如以該傳輸通道之SNR估測為基礎），且一對應於決定之通道品質之資料率接著可受到辨識（例如以一檢查表為基礎）。辨識之資料率顯示，在滿足所要求之性能位準之下，可在傳輸通道上傳送之最大資料率。該資料率接著映射至一資料率顯示碼（DRI)，且以該顯示碼來表示，其 -57- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

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線 564604 A7

中該顯示碼可受到高效率編每-傳送天線支援(最多)七種可能之资:傳：…之值可用以表示D.RI，jt中，— >、枓率，貝卜3_位元 1具中例如〇可表示資料率為灾不使用傳送天線），且⑴可❹本’、村羊為令（亦即了用表示七種不同之資料率在一典型建構中 $質二 κ 士貝里/則（例如SNR估測）是以，例如，一檢查表為基礎來直接映射至1)耵。在另一實例中，CSI包本要ΙΪ1、人α …u 匕口要用於傳送器單元之每一傳送貝枓’叙特定處理方法的顯示。在此實例中，該顯示碼可辨識要料傳送資料流之特定編碼方法與特定調變方法，以致可達成所要求之性能位準。在另€例中，CSI包含-傳輸通道之—特定品質量測之差異顯示碼。最初，傳輸通填之SNR或DRI或某種其他品質量測受到決定並報告以做為_參考量測值。其後，傳，通道之品質之監測繼續，且最後一次報告之量測與目前 I測 < 差異受到決定。此差異接著可量化成為一或更多位元且里化之差兴映射至差異顯示碼，且是以差異顯示碼來表示，其中該差異顯示碼接著受到報告。差異顯示碼可顯示要以一特定步階來增加或減少最後一次報告之量測 (或維持最後一次報告之量測）。例如，差異顯示碼可顯示 (1) 一特定傳輸通道之觀察SNR已增加或減少一特定步階，或（2)資料率應調整一特定量，或某種其他改變。參考量測可週期性受到傳送以確保差異顯示碼之誤差及/或該等顯示碼之錯誤接收不會累積。其他型態之CSI也可受到使用且屬於本發明之範疇。通 -58- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 564604 A7 B7 五、發明説明（56 常，⑶包含處於任何型態之充份資訊，其中該μ可用以調整傳送器之處理，以致傳送之資料流可達到所要求之性能位準。單元所傳送與接收器單元料收之信號為基以推導。在—實例中’⑶是以包含於傳送作號之 -先導參考信號為基礎來推導。另外或除此以外，⑶可以包含於傳送信號之資料為基礎來推導。在另—實例中’⑶包含在逆向鏈結上自接收器單送至傳送器單元之一或更多信號。在某些系統中，—定程度之關聯性可存在於順向與逆向鏈結之間(例％分時雙工 (TDD)系統，其中上鏈與下鏈以一分時多工方式來共享相同之頻帶）。在該等系統中，順·向鏈結之品質可以逆向鏈結之品質來估測（至一必要之準確程度），而逆向鏈結之品質可以接收器單元所傳送之信號（例如先導信號）來估測。先導信號接著可表示傳送器可用以估測接收器單元所看到之品質之一種方式。接收為單元可以各種技術為基礎來估測信號品質。一些該等技術說明於下列專利，其中該等專利是指配給本專利申請之權利人，且在此提及該等專利以供參考： •美國專利第5,799,005號，名稱為”SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING RECEIVED PILOT POWER AND PATH LOSS IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM”，於1998年8月25日公佈；

•美國專利第5,903,554號，名稱為，，METHOD AND -59- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 564604 A7 B7 _ 五、發明説明（57 ) APPARATUS FOR MEASURING LINK QUALITY IN A SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM丨，，於 ' 1999年5月11曰公佈； •美國專利第5,056，109號與第5,265，119號，名稱皆為 "METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM，，，分別於 1991 年 10 月 8 日與1993年11月23日公佈；與 •美國專利第6,097,972號，名稱為'’METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING POWER CONTROL SIGNALS IN CDMA MOBILE TELEPHONE SYSTEM丨丨，於 2000年8月1日公佈。 · 各種用於CSI之資訊與各種CSI報告機制也說明於美國專利申請流水號08/963,386，名稱為’’METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE PACKET DATA TRANSMISSION’·，於1997年11月3日提出申請，指配給本專利申請之權利人；且說明於，，TIE/EIA/IS-856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification’’，而在此提及前二文獻以供參考。 CSI可使用各種CSI傳輸方法來回報給傳送器。例如， CSI可以完整，差異，或以上二者之組合方式來傳送。在一實例中，CSI受到週期性報告，且差異更新則是以先前傳送之CSI為基礎來傳送。在另一實例中，只有當存在一變更時，CSI方受到傳送（例如當變更超過一特定臨限值 -60- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 564604 A7 B7 五、發明説明（58 ) 時），而此可能降低回授通道之有效資料率。舉例而言，只有當SNR改變時，他們方受到傳回（例如以差異方式）。對於一 OFDM系統（具有或不具有ΜΙΜΟ)，頻域之關聯性可受到運用以允許要回授之CSI數量受到降低。舉一針對 Ο F D Μ系統之範例而言，如果對應於頻率子通道之一特定空間子通道之SNR是相同的，則SNR與此條件為真之第一及最後一頻率子通道可受到報告。用以降低要為CSI回授之資料量之其他壓縮與回授通道錯誤恢復技術也可受到使用，且屬於本發明之範疇。裝請參看圖1，RX ΜΙΜΟ處理器156所決定之CSI(例如通道 SNR)傳送至ΤΧ資料處理器162，以處理CSI及提供經處理之資料至一或更多調變器154。$變器154進一步處理經處理之資料，且經由一逆向通道傳送CSI回到傳送器系統 110° 在系統110，傳送之回授信號是由天線124來接收，由解調變器122來解調變，並傳送至RX資料處理器132。RX資料處理器132執行處理，該處理互補於ΤΧ資料處理器162所執行之處理，並回復報告之CSI，CSI接著提供至ΤΧ資料處理器114與ΤΧ ΜΙΜΟ處理器120，並用以調整處理。傳送器系統110可以來自接收器系統150之CSI(例如SNR 資訊）為基礎來調整（亦即調節）其之處理。例如，每一傳輸通道之編碼可受到調整以致資訊位元率可匹配通道SNR所支援之傳輸容量。除此之外，傳輸通道之調變方法可以通道SNR為基礎來選擇。其他處理（例如交織）也可受到調整 -61- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 564604 A7 B7 五、發明説明（59 ) 且屬於本發明之範疇。以決定之通道SNR為基礎之每一傳輸通道之處理的調整使得ΜΙΜΟ系統可達成高性能（亦即在一特定性能位準之下可達成高成功送達率或位元率）。適應型處理可應用於單一載波型ΜΙΜΟ系統或多重載波型系統（例如一運用OFDM之ΜΙΜΟ系統）。傳送器系統之編碼之調整及/或調變方法之選擇可以極多技術為基礎來達成’其中之一技術說明於前所提及之美國專利申請流水號09/776,975。 ΜΙΜΟ系統操作方法 ΜΙΜΟ系統可建構各種扭作方法，以運用本文所述之適應型傳送器處理（決定於可用之CSI)與連續抵消接收器處理技術。一些該等操作方法更·詳細說明於下文。在一操作方法中，每一傳輸通道之編碼與調變方法是以通道之傳輸容量為基礎來選擇，其中通道傳輸容量是由通道之SNR來決定。當結合連續抵消接收器處理技術一起受到使用時，此方法可提供改良之性能，而此將更詳細說明於下文。當最壞情形與最佳情形之傳輸通道（亦即傳送/接收天線配對）之間具有極大之差異時，編碼可受到選擇以提供足夠之冗餘來允許接收器系統回復原始之資料流。例如，最壞傳运天線在接收器輸出可具有相關於其之不良 SNR。順向錯誤更正（FEC)碼接著可選擇成為具有足夠之功此，以致最壞情形傳迗天線所傳送之符號可在接收器系正確接收。實際上，改良之錯誤更正功能必須付出冗餘增加之代價，而此意謂總體成功送達率之降低。因 ____ -62- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇Χ297公釐）- ------- 564604 A7 B7 五、發明説明（6〇 ) 此’使用FEC會導致一折衷，亦即成功送達率之降低與冗餘之增加。當傳送為獲得每一回復之傳送信號之SNR時，對於每一傳送信號可使用一不同之編碼及/或調變方法。例如，對於每一傳送信號可以其之SNR為基礎來選擇一特定編碼與調變方法，以致相關於傳送信號之錯誤率大約相同。以此方式’成功送達率將不會由最壞情形之傳送信號之來決定。舉例而T ’考慮一 4 X4 ΜΙΜΟ系統，該系統具有4傳送與 4接收天線，且運用本文所述之連續抵消接收器處理技術。對於此範例，四傳送信號之SNR是5 dB，8.5 dB，13 dB，與17.5 dB。如果對於所有·四傳送信號皆使用相同之編碼與調變方法，則選擇之方法將決定於具有5 d BSNR之傳送仏"5虎。精由使用表1所給足之貝況’母一傳送天線將運用3/4之編碼率與QPSK調變，而此提供每一符號6資訊位元，或每一符號每一傳送信號1 · 5資訊位元，之總體調變效率0 如果CSI可供使用，則傳送器可為該四傳送信號選擇下列編碼與調變方法，如表2所示。 -63- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210x 297公爱） 564604 A7 B7 五、發明説明（μ ) -- SNR(dB) —~---—---: 編石馬率 k2_ 調變符號 —"—---- 每一符號之資訊位元數目 5 8.5 3/4 QPSK 1.5 5/8 16-QAM 2.5 13 7/12 64-QAM 3.5 17.5 5/6 64-QAM 5 藉由以可用之CSI為基礎來調整傳送器之編碼與調變方法，可達成之有效調變效率提高二倍以上成為每一符號 12.5位兀，相較於無CSI可用可達成之每一符號6位元。因為編碼與調變方法受到選擇以達成此性能位準，所以每一傳送#號之解碼錯誤率將大約相等。如果以可用之cSI為基礎在傳送器系統執行適應型處理，則連％抵消接收器處理技術可受到更改以善用下列事實：孩等傳送信號之位元錯誤率大約相等。如果每一傳送信號所用之編碼與調變方法提供一相等之解碼錯誤率，則接收益處理可省略排序程序（亦即自最高至最低之SNR), 而此可簡化處理。在實際之建構中，該等傳送信號之解碼錯戾率之間可能存在少許差異。在此種情形之下，該等傳送仏號之SNR(在線性或非線性處理之後）可受到排序，且取佳之後置處理SNR首先受到選擇以供檢測（亦即解調變與解碼），如前所述。 -64- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐了 564604

若cSI可供使用於傳送器，則因為編碼與調變方法是選擇成為可以通道之SNR為基礎來提供—特定性能位準（例如 :特定BER)於每-傳輸通道，所以成功送達率不再決定於最壞情形之傳送信號。因為FEC編碼獨立施加於每一傳輸通道’所以符合標的性能位準所需之最小冗餘數量可受到使用JL成功送達率叉到最大化。藉由基於⑶（例如SNR) ，適應型傳送器處理與連續抵消接收器處理可達成之性月匕在木些祆作知形之下，直逼完整CSI處理方法（因而每一傳送/接收天線對可使用完整特性）之性能，而下文將對此更詳細加以說明。、在另一操作方法中，傳送器未獲得每一傳輸通道可達成之SNR彳-疋可獲彳于一顯示所·有傳輸通道之平均snr之值，或者可能獲得顯示那些傳送天線要用於資料傳輸之某些資訊。在此方法中，傳送器可運用相同之編碼與調變方法於所有用於資料傳輸之傳送天線，其中該等天線可為Ντ 可供使用之傳送天線之一子集合。當相同之編碼與調變方法使用於所有傳送天線時，性能可能受到損壞。這是因為連％抵消接收咨處理技術之總體性能決定於以無錯誤方式來解碼每一傳送信號之能力。此正確檢測對於有效抵消由於回復之傳送信號所造成之干擾而言很重要。藉由使用相同之編碼與調變方法於所有傳送信號，具有最差SNR之回復傳送信號將具有最高之解碼錯誤率。因為編碼與調變方法是選擇成為相關於最壞情形之傳送信號之敍戾率可符合總體錯誤率要求，所以這最終會限制Μι%。 -65- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(2l〇x 297公釐)

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線 564604 A7 B7 五、發明説明（63 ) 系統之性能。為改善效率，額外之接收天線可用以提供改良之錯誤率性能給第一回復之傳送信號。藉由運用多於傳送天線之接收天線，第一回復之傳送信號之錯誤率性能具有（NR-NT+1)之分集性階數，且可靠度受到增加。在另一操作方法中，傳送之資料流π循環”通過所有可用之傳送天線。因為傳送之資料未經歷最壞情形之傳輸通道，而是經歷所有傳輸通道，所以此方法改善每一回復之傳送信號之SNR統計值。相關於一特定資料流之解碼器是 -藉由’’軟決策”來有效展現，其中該等軟決策表示所有可能之傳送/接收天線對之平均值。此操作方法更詳細說明於歐洲專利申請流水號99302692.1，名稱為"WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEM .HAVING A SPACE-TIME _ ARCHITECTURE EMPLOYING MULTI-ELEMENT ANTENNAS AT BOTH THE TRANSMITTER AND RECEIVER”，且在此提及該專利申請以供參考。連續抵消接收器處理技術使得一 ΜΙΜΟ系統可運用藉由使用多重傳送與接收天線所產生之額外維度，而這是運用 ΜΙΜΟ之一主要優點。視ΜΙΜΟ通道之特性而定，一線性空間等化技術（例如CCMI或MMSE)或一空間/時間等化技術 (例如MMSE-LE，DFE或MLSE)可用以處理接收之信號。連續抵消接收器處理技術，當以可用之CSI為基礎之適應 ' 型傳送器處理一起受到使用時，可允許每一時槽可傳送之調變符號之數目相同於一運用完整CSI之ΜΙΜΟ系統之編碼符號數目。 -66- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐）裝訂

564604 A7 B7 五、發明説明（64 ) 其他線性與非線性接收器處理技術也可與連續抵消接收器處理技術及適應型傳送器處理技術一起受到使用，且這屬於本發明之範疇。同樣地，圖6A至6C表示三種接收器處理技術之實例，其中該等技術能夠處理一 ΜΙΜΟ傳輸與決定傳輸通道之特性（亦即SNR)。以本文展現之技術為基礎之其他接收器設計與其他接收器處理技術可受到構思，且屬於本發明之範疇。裝

線當只有總體之接收信號SNR或基於此種SNR來估測之可達成之總體成功送達率受到回授時，線性與非線性接收器處理技術（例如 CCMI，MMSE，MMSE-LE，DFE，MLSE 與其他技術）也可以一直接方式受到使用，且無需在傳送器進行適應型處理。在一建構中，一調變格式是以接收之 SNR估測或估測之成功送達率為基礎來決定，且相同之調變格式應用於所有傳輸通道。此方法可降低總體系統成功送達率，但是也可大幅降低經由逆向鏈結所傳回之資訊數 ° 系統性能系統性能之改良可藉由，以可用之CSI為基礎，使用連續抵消接收器處理技術與適應型傳送器處理技術來實現。具有CSI回授之系統成功送達率可受到計算，並與具有完整CSI回授之成功送達率來比較。系統成功送達率可定義成為： C = S丨。g2(1 +，，)， Eq(54) -67- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 564604 A7 B7 五、發明説明（65 )

其中r i是每一接收之調變符號之SNR 術之SNR摘要說明於前文。一些接收器處理技圖9A展示-使用連續抵消接收器處理技術之…職〇通逍組態之SNR的改&。該等結果是藉由電腦模擬來獲仔。在挺擬中’做出下列假設：⑴接收/傳送天線對間之獨立雷利（Rayleigh)衰落通道（亦即無陣列關聯性），完全干擾抵消（亦即解碼程序未造成決策錯誤’且接收哭$ 獲得準確之通道估測）。在實際建構中，通道估測不i完全準確’且-後退因數可用於為每_傳送資料流所選擇之調變方法。除此之外，一些決策錯誤可能出現於每一傳送資料流之檢測。如果獨立傳送之資料流受到個別編碼，則迻機率可受到降低，因為這使得接收器可獨立地解碼該等資料流，且因此可降低決策錯誤之機率。在此種情形之下，解碼之資料受到重新編碼以建造用於連續干擾抵消之干擾估測。如圖9A所示，第一回復之傳送信號具有最差之snr分佈。每一後續之回復傳送信號皆具有改良之SNR分佈，其中最後之回復傳送信號（亦即此範例之第四信號）具有最佳之總體SNR分佈。藉由相加個別傳送信號之SNR並除以四所形成之平均SNR的分佈也受到展示。在無連續空間等化與干擾抵消之下所達成之SNR分佈是由第一回復傳送信號之SNR分佈來決定。當比較第一回復傳送信號之SNR分佈與平均SNR分佈時，可以看出空間等化與干擾抵消技術改良接收器之有效SNR。 -68- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝訂

線 564604 A7 B7 五、發明説明（66 ) 圖9B展示一些接收處理技術之平均成功送達率，其中包含（1)線性空間等化技術（未使用干擾抵消），（2)空間等化與干擾抵消技術與（3)完整CSI技術。對於每一該等方法，傳送器可獲得所有傳送信號之完整或部份CSI，且每一傳送信號之資料是以SNR為基礎來受到編碼及調變。對於圖 9B所示之曲線，CCMI與MMSE技術用於線性空間等化技術。圖9B展示當以分解ΜΙΜΟ通道成為特徵模式為基礎來使用完整CSI處理時可達成之理論容量（曲線920)。圖9Β進一步展示具有部份CSI，但無干擾抵消之CCMI技術（曲線924) 與MMSE技術（曲線922)之成功送達率低於理論容量（曲線 920) ° · 因為容量等比於SNR，如方程式（20)所示，且使用連續干擾抵消可改善SNR，所以使用空間等化與干擾抵消技術可改善平均容量。藉由使用空間等化（具有CCMI)與干擾抵消技術與部份CSI，相較於只使用空間等化之方法（曲線 922與924)，成功送達率（曲線926)獲得改善，其中當SNR 增加時性能之改善幅度會增加。藉由使用空間等化（具有 MMSE)與干擾抵消技術與部份CSI，成功送達率（曲線928) 相同於容量上限（曲線920)，而此表示絕佳之系統性能。曲線920假設完美之通道估測且沒有決策錯誤。在實際建構中，由於不完美之干擾抵消與決策錯誤，圖9B所示之具有部份CSI之連續空間等化與干擾抵消技術的成功送達率估測可能惡化。 -69- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)

裝 η 564604 A7 B7 五、發明説明（67 ) 圖9C展示一 4X4 ΜΙΜΟ系統之平均成功送達率，其中該系統運用連續空間/時間等化（具有MMSE-LE)，干擾抵消技術與以CSI為基礎之傳送器處理。該等曲線是藉由平均一擴展型通道模型（亦即VehA)之極多靜態實現來獲得。圖 9C展示容量上限（曲線930)與具有干擾抵消之MMSE-LE之性能（曲線934)，與不具有連續干擾抵消之MMSE-LE之性能（曲線932)。不具有連續干擾抵消技術之MMSE-LE之成功送達率性能（曲線932)在較高之SNR值會惡化。具有連續干擾抵消技術之MMSE-LE之成功送達率性能（曲線934)接近於通道容量，而此表示一高位準之性能。傳送器與接收器系統之組件可利用下列裝置來建構··一或更多數位信號處理器（DS?)，應用專屬積體電路 (ASIC)，處理器，微處理器，控制器，微控制器，現場可程式設計閘陣列（FPGA)，可程式設計邏輯裝置，其他電子單元，或前述組件之任何組合。本文所述之一些功能與處理也可利用執行於一處理器之軟體來建構。本發明之某些方面可利用軟體與硬體之一組合來建構。例如，線性空間等化，空間/時間等化之符號估測之計算，與通道SNR之推導可以執行於一處理器（圖5之控制器 540)之程式碼來執行。為清楚起見，圖5所示之接收器架構包含一些接收處理級，其中每一要解碼之資料流具有一對應級。在一些建構中，該等多重級可利用單一硬體單元，或在每一級受到重新執行之單一軟體模組，來建構。以此方式，硬體或軟體 -70- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝訂

緣 564604 A7 B7 五、發明説明（68 ) 可受到時間共享以簡化接收器設計。標題包含於本文以供參考與協助尋找某些章節。該等標題未意欲限制本文所述之概念之範疇，且該等概念適用於本文之所有其他章節。前所揭示之實例之說明是用以使得熟悉本技術領域者可製造或使用本發明。熟悉本技術領域者應可輕易提出該等實例之各種修改，且在不脫離本發明之精神或範疇之下，本文所定義之通屬原理適用於其他實例。因此，本發明未意欲受限於本文所展示之實例，而是涵蓋符合本文所揭示之原理與新奇特點之最大範疇。 -71- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims

564604 A B c D 六、申請專利範圍 1. 一種在一多重輸入多重輸出（ΜΙΜΟ)通信系統之接收器單元中處理資料之方法，包含：處理多個輸入信號以提供一針對該一或更多符號流之一符號流的解碼資料流，該等多個輸入信號包含對應於一或更多資料流之一或更多符號流；以輸入信號為基礎來推導多個修改信號，且使得由於解碼之資料流所造成之分量大約受到移除；執行處理與選擇性執行一或更多疊代之每一疊代之推導，每一要解碼之資料流具有一對應之疊代，且其中第一疊代以後之每一疊代之輸入信號是來自前一疊代之修改信號；與決定顯示一用以傳送資料流之ΜΙΜΟ通道之特性的通道狀態資訊（CSI)，其中該等資料流在傳送器單元是一部份以CSI為基礎受到適應型處理。 t 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中最後一疊代之推導受到省略。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中處理包含：根據一特定接收處理方法來處理輸入信號，以提供該一或更多符號流；與處理該一或更多符號流之一選定符號流以提供解碼之資料流。 4. 如申請專利範圍第3項之方法，進一步包含：對於每一疊代，估測包含於輸入信號之一或更多未經處理符號流之每一符號流的一品質；與 -72- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 六、申請專利範圍以d —或更多未經處理之符號流之估測品質為基礎，選擇一未經處理之符號流以供處理。 5.如申請專利範圍第4項之方法，其中每一未經處理之符號流之品質是以信號與雜訊加上干擾之比值(驗)來估測。 6·如申請專利範圍第4項之方法，其中具有最佳估測品質之未經處理之符號流受到選擇以供處理。 7·如申α專範圍第3項之方法’其中接收處理方法對於輸入信號執行線性空間處理。 8·如申請專利範圍第7項之方法，其中接收處理方法建構一通道關聯性矩陣逆轉（CCMI)技術。 9. 如中請專利範圍第7項之方法.，其中接收處理方法建構一最小平均平方誤差（MMSE)技術。 10. 如申請專利範圍第7項之方法，其中接收處理方一完整CSI處理技術。 H.如申請專利範圍第3項之方法，其中接收處理方法對於輸入信號執行空間/時間處理。、 12.如申請專利範m第11項之方法，其中接收處理方法建構一最小平均平方誤差線性空間/時間等化器 L E) 〇 13·如申請專利範圍第叫之方法，其中接收處理方法建一決策回授空間/時間等化器（DFE)。 14.如申請專利範園第丨丨項之方法，其中接收處理方法建一最大可能性序列估測器（MLSE)。構 564604 A BCD 六、申請專利範圍 15·如申請專利範圍第1項之方法，其中該推導包含以解碼之資料流為基礎來產生一重新調變之符號流；以重新調變之符號流為基礎來形成多個干擾信號；與自輸入信號中移除干擾信號以推導修改信號，其中修改仏號充當一後續疊代之輸入信號。 16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中干擾信號是以一通這係數矩陣Η為基礎來形成，且該通道係數矩陣顯示 ΜΙΜΟ通道之特性。 17. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含·· 傳送CSI自接收器單元至傳送器單元。 18·如申凊專利範圍第1項之方法，其中CSI包含構成ΜΙΜΟ 通道之一或更多傳輸通道之每·一傳輸通道的信號與雜訊加上干擾之比值（SNR)的估測。 19·如申凊專利範圍第1項之方法，其中CSI包含構成ΜΙΜΟ 通道之一或更多傳輸通道之特性。 20·如申請專利範圍第丨項之方法，其中CSI包含一特定資料率之顯示’其中用於資料傳輸之一或更多傳輸通道之每一傳輸通道可支援該特定資料率。 21.如申凊專利範圍第1項之方法，其中csi包含一要用於一或更多傳輸通道之每一傳輸通道之一特定處理方法的顯示。 22·如申請專利範圍第1項之方法，其中CSI包含一或更多傳輸通道之信號量測與雜訊加上干擾量測。 23·如申請專利範圍第丨項之方法，其中CSI包含一或更多傳 -74- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 564604 ABCD 六、申請專利範圍輸通道之信號量測，雜訊量測，與干擾量測。 24.如申請專利範圍第丨項之方法，其中csi包含一或更多傳輸通道之信號雜訊比與干擾量測。 25·如申請專利範圍第1項之方法，其中csi包含一或更多傳輸通道之信號分量與雜訊加上干擾分量。 26·如申請專利範圍第丨項之方法，其中CSI包含一或更多傳輸通道之特性變化之顯示。 27.如申請專利範圍第1項之方法，其中csi是在接收器單元受到決定，並回報給傳送器單元。 28·如申請專利範圍第1項之方法，其中CSI是在傳送器單元以接收器單元所傳送之一或更多信號為基礎來決定。 29·如申請專利範圍第丨項之方法·，其中每一資料流是在傳送器單元根據一編碼方法來編碼，且該編碼方法是以用以傳送該資料流之傳輸通道之CSI為基礎來選擇。 30·如申請專利範圍第29項之方法，其中每一資料流是根據一編碼方法來獨立編碼，且該編碼方法是以用以傳送該資料流之傳輸通道之CSI為基礎來選擇。 31·如申請專利範圍第29項之方法，其中每一資料流是根據一調變方法來進一步調變，且該調變方法是以用以傳送該資料流之傳輸通道之CSI為基礎來選擇。 32_如申請專利範圍第3 1項之方法，其中編碼與調變方法是在傳送器單元以CSI為基礎來選擇。 33·如申請專利範圍第32項之方法，其中編碼與調變方法是以CSI來顯示。 -75- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 564604 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 34.如申請專利範圍第3項之方法，其中選擇之符號流之處理包含解調變該符號流以提供解調變之符號；與解碼解調變之符號以提供解碼之資料流。 35·如申請專利範圍第34項之方法，其中選擇之符號流之處理進一步包含解交織解調變之符號，其中對於解交織之符號執行解碼以提供解碼之資料流。 36.如申請專利範圍第”頁之方法，其中MIM〇系統建構正交頻率分割調變（OFDM)。申請專利範圍第36項之方法，其中接收器單元之處理是針對每一多個頻率子通道獨·立來執行。 38·-種在一多重輸入多重輸出（MIM〇)通信系統之接收器單元中處理資料之方法，包含·· ％經由多個接收天線來接收多個信號；根據-特定接收處理方法來處理接收之信號，以提供對應於多個傳送資料流之多個符號流；、、處理該等符號流之-選定符號流以提供_解碼之資料流； ' 以解碼之資料流為基礎來形成多個干擾信號；以接收信號與干擾信號為基礎來推導多個修改作就. 執行接收信號與選定符號流之處理，與選擇性^二或更多疊代之形纽推導，每—要解碼之傳送資科^ 有-對應之疊代，其中對於接收信號執行第—疊代，^ 564604 A B c D 六、申請專利範圍對於來自前一疊代之修改信號執行每一後續疊代；與決定顯示一用以傳送資料流之ΜΙΜΟ通道之特性的通道狀態資訊（CSI)，其中該等資料流在傳送器單元是一部份以CSI為基礎受到適應型處理。 39.—種在一多重輸入多重輸出（ΜΙΜΟ)通信系統中傳送資料自一傳送器單元至一接收器單元之方法，包含：在接收器單元，經由多個接收天線來接收多個信號，其中每一接收信號包含自傳送器單元傳送之一或更多信號之一組合；根據一連續抵消接收器處理技術來處理接收之信號，以提供自傳送器單元傳送之多個解碼資料流；決定顯示用以傳送資料流之一 ΜΙΜΟ通道之特性的通道狀態資訊（CSI);與 t 傳送CSI回到傳送器單元；與在傳送器單元，在經由ΜΙΜΟ通道傳輸之前根據接收之CSI來適應型處理每一資料流。 _40·如申請專利範圍第39項之方法，其中連續抵消接收器處理方法執行多個疊代以提供解碼之資料流，其中每一解碼之資料流具有一對應之疊代。 41.如申請專利範圍第40項之方法，其中每一疊代包含根據一特定線性或非線性處理方法來處理多個輸入信號，以提供一或更多符號流；處理該一或更多符號流之一選定符號流以提供一解碼 -77- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) ^64604

之資料流，與以知入仏號為基礎來推導多個修改信號，且使得由於解碼之資料流所造成之分量大约受到移除，其中第一疊，之輸入信號是接收信號，且每一後續疊代之輸入信號疋來自前一疊代之修改信號。 42.如申請專利範圍第39項之方法，其中CSI包含構成mim〇 L道之或更多傳輸通道之每一傳輸通道的一信號與雜加上干擾的比值（SNR)。 43·如申請專利範圍第39項之方法，其中CSI包含構成乂]^() 通這之一或更多傳輸通道之每一傳輸通道所支援的一特定資料率顯示。 44·如申請專利範圍第39項之方法·，其中CSI包含構成ΜΙΜΟ k道之一或更多傳輸通道之每一傳輸通道所使用的一特走處理方法顯示。 45. 如申請專利範圍第39項之方法，其中傳送器單元之適應型處理包含根據一特定編碼方法來編碼一資料流，其中該特定編碼方法是以相關於該資料流之CSI為基礎來選擇。 46. 如申請專利範圍第45項之方法，其中傳送器單元之適應型處理進一步包含根據一特定調變方法來調變編碼之資料流，其中該特定調變方法是以相關於該資料流之CSI為基礎來選擇。 47·—種多重輸入多重輸出（μίμο)通信系統，包含：一接收器單元，包含 -78- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐) 564604 A B c D 六、申請專利範圍多個前端處理器，該等前端處理器是配置成為處理多個接收信號以提供多個符號流；耦接至前端處理器之至少一接收處理器，該等接收處理器是配置成為根據一連續抵消接收器處理方法來處理符號流，以提供多個解碼之資料流，且進一步推導可顯示用以傳送該等資料流之一 ΜΙΜΟ通道之特性的通道狀態資訊（CSI);與一運作耦接至接收處理器之傳送資料處理器，該傳送資料處理器是配置成為處理CSI以傳回至傳送器單元；與一傳送器單元，包含至少一解調變器，該等解調變器是配置成為接收及處理來自接收器單元之一或更多信號，以回復傳送之 CSI ;與 t 一傳送資料處理器，該傳送資料處理器是配置成為以回復之CSI為基礎來適應型處理資料，以供傳輸至接收器單元。 48. —種多重輸入多重輸出（ΜΙΜΟ)通信系統之接收器單元，包含：多個前端處理器，該等前端處理器是配置成為處理多個接收信號以提供多個接收符號流；耦接至前端處理器之至少一接收處理器，該等接收處理器是配置成為處理接收之符號流以提供多個解碼之資料流，每一接收處理器包含多個處理級，每一級是配置 -79- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 564604 A BCD 々、申請專利範圍成為處理該等輸入資料流以提供一對應之解碼資料流與相關於該解碼資料流之通道狀態資訊（CSI)，與選擇性提供修改符號流給一後續級，其中每一級之輸入符號流是接收符號流或來自前一級之修改符號流；與一傳送處理器，該傳送處理器是配置成為接收及處理相關於解碼資料流之CSI以供接收器單元傳輸，其中資料流在傳輸之前是一部份以C SI為基礎來受到適應型處理。 49. 如申請專利範圍第48項之接收器單元，其中除了最後一級以外，每一處理級皆包含：一通道處理器，該通道處理器是配置成為處理該等輸入符號流以提供一解碼資料流.；與一干擾抵消器，該干擾抵消器是配置成為以解碼資料流與輸入符號流為基礎來推導該等修改符號流。 t 50. 如申請專利範圍第49項之接收器單元，其中每一通道處理器包含：一輸入處理器，該輸入處理器是配置成為處理該等輸入符號流以提供一回復符號流；與一資料處理器，該資料處理器是配置成為處理該回復符號流以提供解碼之資料流。 51. 如申請專利範圍第50項之接收器單元，其中每一輸入處理器包含第一處理器，第一處理器是配置成為根據一線性或非線性接收處理方法來處理該等輸入符號流，以提供回復 -80- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 通迢質估測器，該通道品質估測器是配置成為估測回復之符號流之一品質。 52·如：叫專利範圍第5 i項之接收器單元，其中估測之品質 ^ ^仏號與雜訊加上干擾之比值（SNR)。 53·如申叫專利範圍第5 i項之接收器單元，其中通道品質估 4的進步配置成為提供一資料率之顯示，其中以該。質估測為基礎可為回復之符_支援該資料。：。 54. 如申凊專利範圍第”項之接收器單元，其中通道品質估 "、丨J。口進步配置成為提供一特定處理方法之顯示，其中以^質估測為基礎在傳送器單元中該特定處理方法可用於回復之符號流。 . 55. 如申請專利範圍第51項之接收器單元，其中估測之品質包含-錯誤信號，以顯示接收器單元之輸出之偵出的雜訊加上干擾位準。 56. 如申請專利範圍第51項之接收器單元，其中第一處理器對於輸入符號流執行線性空間處理。 57. 如申請專利範圍第51項之接收器單元，其中第一處理器對於輸入符號流執行空間/時間處理。