CN1539230A - 在时分双工系统内发送数据的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种在时分双工(TDD)通信系统内处理传输数据的技术。在一方面，在基站处根据来自终端的反向链路传输(例如导频)估计前向链路的频率响应。在前向链路数据传输前，基站根据终端发射的导频确定反向传递函数，用校准函数“校准”反向传递函数以导出前向传递函数的估计，并根据从前向传递函数导出的加权对调制码元进行预调整。在另一方面，终端估计前向链路的“质量”并将该信息提供给基站。基站利用该信息在传输前对数据进行合适的编码和调制，使得发射的数据能由终端以期望的性能水平接收。

Description

在时分双工系统内发送数据的方法和装置

                             背景

领域

本发明一般涉及数据通信，更特定地涉及在时分双工(TDD)通信系统内处理传输数据的技术。

背景

经常使用多信道通信系统以对各种类型的通信(诸如话音、数据等)提供增加的传输容量。该种多信道系统可能是多输入多输出(MIMO)通信系统、正交频分调制(OFDM)系统、采用OFDM的MIMO系统或一些其它类型的系统。MIMO系统采用多个发射天线和多个接收天线以利用空间多路复用以支持多个空间子信道，其中每个可能用于发射数据。OFDM系统有效地将操作频带分成多个频率子信道(或频率仓或子带)，其中每个与相应的子载波相关，数据在该子载波上经调制，多信道通信系统因此支持多个“传输”信道，其中每个对应MIMO系统内的空间子信道，OFDM系统内的频率子信道或采用OFDM的MIMO系统内的频率子信道的空间子信道。

多信道通信系统的传输信道一般经历不同的链路条件(例如，由于不同的衰落和多径效应)且可能获得不同的信号-噪声加干扰比(SNR)。结果是，为达到特定性能水平的传输信道支持的传输容量(即信息比特率)可能每个信道都不相同。而且，链路条件一般随着时间变化。结果是，传输信道支持的比特速率也随时间变化。

时分双工(TDD)通信系统通过同一频带在前向和反向链路上发射数据。前向链路指从基站到终端的传输，反向链路指从终端到基站的传输。在TDD系统内，传输时间被分为时隙，其中一些时隙被分配给前向链路传输，剩余的时隙分配给反向链路传输。由于前向和反向链路共享同一频带，前向链路的特性可能通过测量反向链路的特性而获得，反之亦然。前向和反向链路传播的这一互易特性可能用于更简单地表征通信链路的特性。

根据上述，各种技术可以用于(1)在TDD通信系统内利用前向和反向链路的互易特性，以及(2)高度希望能在带有不同容量的多个传输信道上处理传输数据以获得高性能。

                             概述

本发明的各方面提供各种在时分双工(TDD)通信系统内处理传输数据的技术。在一方面，在基站处根据从终端来的反向链路传输(例如导频基准)估计前向链路的频率响应。开始时，从基站到终端的前向链路传输的总传递函数H_f(ω)，以及从终端到基站互易的反向链路上的反向链路传输的总传递函数H_r(ω)，这两个函数被用于导出校准函数a(ω)，它描述的是前向和反向传递函数之差。在前向链路上的数据传输前，基站根据终端发射的导频基准而确定反向传递函数。基站然后用校准函数“校准”反向传递函数以导出前向传递函数的估计，该估计然后用于在到终端的传输前对调制码元进行预调整。

在另一方面，终端估计前向链路的“质量”并将该信息提供给基站。前向链路质量可能用信号-噪声加干扰比(SNR)、噪声加干扰或其它测量而被量化。前向链路质量可能在终端处根据导频基准、分组数据或一些其它在前向链路上发射的信号而被估计。前向链路质量估计然后以特定的形式表示并发送到基站，基站然后使用该信息在传输前对数据进行适当地编码和调制，使得发射的数据能由终端以期望的性能水平接收。

在此描述的技术可能应用于前向和反向链路的数据传输。本发明还提供实现本发明的各个方面、实施例和发明特性的方法、系统和装置，以下将详述。

                    附图的简要描述

通过下面提出的结合附图的详细描述，本发明的特征、性质和优点将变得更加明显，附图中相同的符号具有相同的标识，其中：

图1是能实现本发明的各个方面和实施例的时分双工(TDD)通信系统图示；

图2是导出校准函数并在传输前对调制码元预调整的过程的实施例的流程图；

图3A和3B示出基站内的发射机单元的特定设计的框图，该基站采用MIMO和OFDM并能根据本发明的实施例处理数据；以及

图4是终端内的接收机单元的特定设计框图，该终端能根据本发明的实施例接收数据。

                       详细描述

图1是能实现本发明的各个方面和实施例的时分双工(TDD)通信系统100的图例。系统100可能是无线本地局域网(LAN)或一些其它类型的系统，并包括与一个或多个终端150通信的基站100(为简洁只示出一个终端)。系统100在前向和反向链路上以时分双工方式通过同一频带发射数据。对TDD系统，传输时间被分为时隙，且其中一些被分配给前向链路，剩余的时隙分配给反向链路传输。例如，前向和反向链路可能被分配以交互的时隙。

在此描述的技术可以被应于前向和反向链路上的数据传输。然而，为简洁之故，本发明的各个方面和实施例在以下是用前向链路传输进行描述的。

系统100支持前向和反向链路的每个上的一个或多个传输信道，且所有可用的传输信道的一些或所有可能用于在任何给定时刻的数据传输。前向链路上的传输信道数可能不等于反向链路上的传输信道数。可能通过多输入多输出(MIMO)、正交频分复用(OFDM)、与OFDM组合使用的MIMO或一些其它的结构提供多个传输信道。系统100还可能实现码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)或一些其它的多址技术。多址技术还能用于支持与多个终端的同时通信。

MIMO系统使用多个(N_T)发射天线以及多个(N_R)接收天线用于数据传输。由N_T个发射天线以及N_R个接收天线形成的MIMO信道可能被分解为N_C个独立信道，N_C≤min{N_T，N_R}。N_C个独立信道的每个还被称为MIMO信道的空间子信道并对应一维。

OFDM系统有效地将操作频带分为多个(N_F)频率子信道(即频率仓或子带)。在每个时隙处，调制码元可能在N_F个频率子信道的每个上发射。每个时隙对应特定的时间间隔，该间隔可能取决于频率子信道的带宽。

系统100可能用于通过一个或多个传输信道在前向和反向链路的每个上发射数据。如果使用MIMO但未使用OFDM，则一般只有一个频率子信道，且每个空间子信道可能被称为传输信道。如果使用OFDM而不使用MIMO，则对每个频率子信道只有一个空间子信道，且每个频率子信道可能被称为传输信道。且如果同时使用MIMO和OFDM，则每个频率子信道的每个空间子信道可能称为传输信道。

以上描述的技术可能应用于使用一个或多个传输信道的TDD系统。为简洁起见，虽然MIMO和OFDM都不是实现在此描述的技术必须的，但以下描述了TDD系统使用MIMO和OFDM的多个方面。

如图1示出，系统100可能用于使用天线、频率以及时间分集的组合以增加频谱效率，改善性能并增加灵活性。在一方面，基站110可以用于估计基站和终端间的通信链路的特性，并导出指明估计的链路特性的信道状态信息(CSI)。基站110能用于根据在基站处导出的CSI和/或提供给基站的CSI(例如来自终端的)在传输到终端150前调整对数据的处理(例如编码、调制以及预调整)。

在基站110处，数据源112将分组数据(即信息比特)提供给发射(TX)数据处理器114，它(1)根据特定的编码方案对分组数据编码，(2)根据特定的交织方案对编码后的数据交织(即重新排序)，(3)在它们相应的编码信道上将交织后的数据和导频数据信道化(如果使用码分多路复用)，以及(4)将信道化后的分组和导频数据映射为用于数据传输的一个或多个传输信道的调制码元。编码增加了数据传输的可靠性。交织提供编码后比特的时间分集，使得数据能根据用于数据传输的传输信道的平均信号-噪声加干扰比(SNR)基础上被发送，对抗衰落，并进一步去除用于形成调制码元的编码后比特间的相关。如果编码后的比特在多个频率子信道上发射，则该交织可能进一步提供频率分集。信道化使得分组和导频数据在终端处能被分开。

在一方面，编码、交织和码元映射(或以上的任何组合)可能根据对基站110可用的CSI而实现，如图1示出。基站110处的编码、交织和码元映射可能根据多种方案实现，其中的一些在以下有进一步的详述。

TX信道处理器120接收来自TX数据处理器114的调制码元并对其解多路复用，并进一步如下所述对调制码元进行预调整。如果使用MIMO，则TX信道处理器120为用于数据传输的每个天线提供经预调整的调制码元流。如果使用OFDM，则TX信道处理器120为用于数据传输的每个天线提供经预调整的调制码元向量，每个时隙一个向量，且每个向量包括每个频率子信道一个调制码元。然后流由相应的调制器(MOD)122接收并调制，并通过相关的天线124发射。

在终端150处，一个或多个天线152接收发射的信号且每个天线提供给相关的解调器(DEMOD)154一个相应的接收到的信号。每个解调器154实现与在调制器122处互补的处理。来自所有解调器154的接收到的调制码元然后提供给接收(RX)信道处理器156，它实现与TX信道处理器120实现的处理互补的接收机处理。RX信道处理器156将恢复的调制码元提供给RX数据处理器158，它处理码元以恢复发射的数据流。RX数据处理器158实现与TX数据处理器114实现的互补的处理。然后经解码后的数据提供给数据宿160。基站110和终端150的处理在以下将详述。

系统100可用的一个或多个传输信道一般经历不同的链路条件(例如由于不同的衰减和多径效应)并可能获得不同的SNRs。结果是，传输信道的容量可能随各个信道不同。该容量可以由每个传输信道上为达到特定的性能水平(例如特定的比特差错率(BER)或分组差错率(PER))的信息比特率(即每调制码元的信息比特数)来定量描述。由于链路条件一般随时间变化，所以传输信道支持的信息比特率也随时间变化。

为更充分地利用传输信道的容量，可能确定描述前向链路的信道状态信息(CSI)并用于处理(例如编码、调制以及预调整)数据，使得发射的信息比特速率与传输信道的传输容量匹配。CSI可能包括各种类型的信息并可能以各种形式导出和/或提供，其中一些描述如下。

一种类型的CSI涉及到前向链路的“质量”。该质量可以用单个传输信道的SNRs、每个传输信道组的平均SNR、信道支持的速率或平均速率以及信道支持的编码和调制方案等被定量描述，如以下描述。描述前向链路质量的信息可能用于在传输前对数据进行适当地编码和调制，使得发射的数据能以期望的性能水平(1％的PER)由终端恢复。以下进一步详细描述前向链路质量的估计和使用。

另一种类型的CSI涉及前向链路的“响应”。该响应可能由用于数据传输的每个发射-接收天线对间的传输路径的整个操作频带上的幅度和相位而被定量描述。描述前向链路响应的信息可被用于在传输前对调制码元进行预调整以使空间子信道正交化，这可以改善性能。前向链路响应的特性以及调制码元的预调整在以下将进一步详述。

可能使用各种类型的传输以表征前向链路响应并估计前向链路质量。例如，可以使用导频数据(即已知模式式的数据，诸如全零序列)、分组数据、信令以及可能的其它类型的传输。为简洁起见，本发明的各个方面以及实施例，包括前向链路响应特性以及前向链路质量估计，在以下根据导频基准的使用而被描述。

                   前向链路响应特性

对TDD通信系统而言，单个频带同时用于前向和反向链路，且前向和反向链路的传播路径是互易的。在该情况下，如果通信链路内的时变变化相对于链路估计的时间和使用估计的时间之间的差别变化较慢，则前向链路的特性可能根据反向链路的测量而被估计，反之亦然。例如，如果前向链路和反向链路被分配以交替的时隙，则时隙应足够短，使得通信链路在得出链路特性的时隙和将该链路特性应用于数据传输的时隙之间没有很大改变。

根据本发明的一方面，前向链路响应在基站处根据从终端来的反向链路传输而经估计。从基站到终端的前向链路传输的总传递函数Hf(ω)以及从终端到基站的互易的反向链路上的反向链路传输的总传递函数Hr(ω)可以表示为：

   H_f(ω)＝T_f(ω)C(ω)R_f(ω)，    以及             (1)

   H_r(ω)＝T_r(ω)C(ω)R_r(ω)

其中，

T_f(ω)是对前向链路传输而言基站处的总处理的传递函数(例如，图1的基站110内的TX信道处理器120以及调制器122的传递函数)；

R_f(ω)是对前向链路传输而言终端处的总处理的传递函数(例如，图1中的终端150内的解调器154和RX信道处理器156的传递函数)；

C(ω)是信道频率响应(例如，对特定的传播路径或发射-接收天线对)；

T_r(ω)是对反向链路传输而言终端处的总处理的传递函数(例如，图1中的终端150内的TX信道处理器162和调制器154的传递函数)；以及

R_r(ω)是对反向链路传输而言基站处的总处理的传递函数(例如，图1的基站110内的解调器122以及RX信道处理器132的传递函数)。

H_r(ω)可能在基站处根据在反向链路上来自终端的导频基准而确定。类似地，H_f(ω)可能在终端处根据前向链路上来自基站的导频基准而确定。

如上所述，TDD系统的前向和反向链路一般是互易的。因此，除非由于估计和不准确的校准引入的误差，如果基站和终端处前向链路传输的信号处理(例如滤波)与基站和终端的反向链路上的信号处理相同，则基站和终端都能得到相同的传递函数(即H_f(ω)＝H_r(ω))。然而，在实际实现中，前向传递函数H_f(ω)可能不与反向传递函数H_r(ω)相同。这可能是因为例如在基站和终端处前向链路和反向链路传输使用的不同的信号处理元件。例如前向链路传输的发射和接收滤波器的频率响应可能不同于反向链路传输的发射和接收滤波器的频率响应。

根据本发明的一方面，前向和反向链路传输的前向和反向传递函数间的差别经确定用于更准确地估计在基站处的前向传递函数，这可以改善性能。开始时，基站根据终端发射的导频基准确定反向传递函数H_r(ω)。终端还根据基站发射的导频基准确定前向传递函数H_f(ω)。终端然后将指明前向传递函数的信息H_f(ω)发送回基站，基站使用该信息进行校准。由于基站和终端处的信号处理一般在通信对话期间不显著改变，则H_f(ω)可以在对话开始时被报告，在此之后在必要时经更新。

校准函数a(ω)可能根据前向和反向传递函数而导出，如下：

$a\left(\mathrm{\ω}\right)=\frac{H_f\left(\mathrm{\ω}\right)}{H_r\left(\mathrm{\ω}\right)}=\frac{T_f\left(\mathrm{\ω}\right)C\left(\mathrm{\ω}\right)R_f\left(\mathrm{\ω}\right)}{T_r\left(\mathrm{\ω}\right)C\left(\mathrm{\ω}\right)R_r\left(\mathrm{\ω}\right)}=\frac{T_r\left(\mathrm{\ω}\right)R_f\left(\mathrm{\ω}\right)}{T_r\left(\mathrm{\ω}\right)R_r\left(\mathrm{\ω}\right)}---\left(2\right)$

在等式(2)内，假设在反向传递函数H_r(ω)内没有零，则不会遇到除零的情况。校准函数a(ω)一般包括对一频率集合的一个复数值集合。

如果使用MIMO，则可能根据在特定传播路径(即特定的发射-接收天线对)上发射的导频而导出校准函数。如果使用OFDM，则可能根据在N_F个频率子信道的所有或一子集上发射的导频而导出。在该情况下，校准函数a(k)可能表示为k的函数，其中k是频率子信道的索引，且一般包括N_F个频率子信道的N_F个复数值。

基站和终端处的信号处理可能是频率的函数，且校准函数一般为每个传播路径(例如每个发射-接收天线对)而导出。传播路径的校准函数(i，j，k)(即从第i个终端天线到第j个基站天线的第k个频率子信道的路径)可以表示为：

$a(i,j,k)=\frac{T_f(j,k)\·R_f(i,k)}{T_r(i,k)\·R_r(j,k)}$

例如，如果由两个发射天线和两个接收天线，则可以导出四个校准函数，四个发射-接收天线对的每个有一个函数。

在从基站到终端的数据传输前，在基站处根据在反向链路上发射的导频基准得到前向链路响应。在一实施例中，前向链路响应特性应用于估计每个频率子信道的每个发射-接收天线对的响应(即每个传播路径)。传播路径(i，j，k)的反向传递函数h_r(i，j，k)可以表示为：

    h_r(i，j，k)＝T_r(i，k)·c(i，j，k)·R_r(j，k)该反向传递函数h_r(i，j，k)可以通过处理和测量在传输路径(i，j，k)上发射的导频基准而获得，

基站然后能通过将反向传递函数h_r(i，j，k)与校准系数a(i，j，k)相乘来估计传播路径(i，j，k)的前向链路传递函数h_f(i，j，k)，如下：

$h_f(i,j,k)=h_r(i,j,k)\·a(i,j,k)$

$=T_r(i,k)\·c(i,j,k)\·R_r(j,k)\·\frac{T_f(j,k)\·R_f(i,k)}{T_r(i,k)\·R_r(j,k)}---\left(3\right)$

$T_f(j,k)\·c(i,j,k)\·R_f(i,k)$

对所有的传输路径，前向传递函数h_f(i，j，k)可能用于形成一个或多个信道响应矩阵H_f(k)。一般，一个信道响应度量H_f(k)是为每个频率子信道形成的。对第k个频率子信道的第N_T·N_R个发射－接收天线对，每个信道响应矩阵H_f(k)包括前向传递函数h_f(i，j，k)的N_T×N_R矩阵，其中1≤i≤N_R以及1≤j≤N_T。每个信道响应矩阵H_f(k)可能用于导出加权，该加权用于对第k个频率子信道的调制码元预调整，如下将描述。

对每个频率子信道，由信道响应矩阵H_f与其共轭转置H_f ^H的积形成的Hermitian矩阵的特征向量分解可以表示为：

$H_f^H{H}_f={\mathrm{E\ΛE}}^H---\left(4\right)$

其中E是特征向量矩阵，Λ是特征值的对角矩阵，两个矩阵的维数均为N_T×N_T，且符号“H”是指共轭转置。基站使用特征向量矩阵E对每个时隙的N_C个调制码元b的一个向量预调整，如下：

     x＝E b                             (5)

等式(5)内的预调整可以更充分地表示为：

其中 $\[b_1,b_2,\·\·\·b_{N_C}\]$ 是空间子信道1、2、...N_C相应的调制码元，其中N_C≤min{N_T，N_R}；

e_ij是特征向量矩阵E的元素，它描述从基站天线到终端天线的传输特性；以及 $\[x_1,x_2,\·\·\·x_{N_T}\]$ 是经预调整的调制码元，它可以表示为：

$x_1=b_1\·e_{11}+b_2\·e_{12}+\·\·\·+b_{N_C}\·e_{{1N}_C}$

$x_2=b_1\·e_{21}+b_2\·e_{22}+\·\·\·b_{N_C}\·e_{{2N}_C}$ 和

$x_{N_T}=b_1\·e_{N_{T}1}+b_2\·e_{N_{T}2}+\·\·\·+b_{N_C}\·e_{N_T{N}_C}$

由于H^HH是Hermitian的矩阵，所以特征矩阵E是酉矩阵。因此，如果向量 b的元素具有相等的功率，则向量 x的元素(即预调整后的调制码元)也具有相等的功率。

如等式(5)和(6)示出，对每个频率子信道，每个时隙处的N_C个调制码元经预调整以生成N_T个经预调整的调制码元。预调整使得在N_C个空间子信道上发射的调制码元流正交化，这可以改善性能。

图2是根据本发明的一实施例导出校准函数并在前向链路传输前对调制码元预调整的处理的流程图。开始时在步骤212处(即在基站和终端的通信对话开始前)，终端测量前向传递函数H_f(ω)并将其发送回基站。在步骤214基站还测量反向传递函数H_r(ω)。在步骤216处，前向和反向传递函数H_f(ω)和H_r(ω)然后为基站用于导出校准函数a(ω)，如等式(2)内示出。步骤212到216可能在从基站到终端的第一数据传输前实行，且还可能在以后通信对话期间需要的时候实行。

然后在步骤218处确定是否有为终端的数据传输。如果没有数据要发射，则处理回到步骤218并等待(例如直到前向链路的下一时隙)。否则，如果有数据要发射，则在步骤220基站测量反向传递函数H_r(ω)。在步骤222，基站然后根据反向传递函数H_r(ω)以及等式(3)内示出的校准函数a(ω)导出前向传递函数H_f(ω)。在步骤224，前向传递函数H_f(ω)用于在发送到终端前处理数据。更特定地是，前向传递函数H_f(ω)用于导出特征向量矩阵E，如等式(4)示出，然后用该矩阵对调制码元进行预调整，如等式(5)和(6)示出。处理然后返回到步骤218，并等待下一数据传输(或下一时隙)。

                          接收机处理

终端处接收的信号可以表示为：

       r＝H_f x+ n，

       ＝H_fE b+ n，            (7)

其中 n是信道噪声。

为恢复发射的调制码元，终端开始时实现信道匹配滤波操作，接着是右乘特征向量矩阵。信道匹配滤波器和乘法操作的结果是向量y，可以表示为：

$\underset{\‾}{y}=E^H{H}_f^H\underset{\‾}{r},$

$=E^H{H}_f^H{H}_{f}E\underset{\‾}{b}+E^H{H}_f^H\underset{\‾}{n},---\left(8\right)$

$=\mathrm{\Λ}\underset{\‾}{b}+\underset{\‾}{\overset{^}{n}},$

其中

是在终端处接收机处理后的噪声项。对于前向链路用于实现信道匹配滤波操作的信道响应矩阵H_f可能在终端处根据来自基站发射的导频基准而确定。如等式(8)示出，产生的向量 y是向量 b的经比例缩放后的版本，它包括在基站处用特征向量矩阵E预调整前的调制码元。向量 b和 y间的比例缩放是根据矩阵Λ内的特征值。

在接收机处理后的噪声项 的协方差可以表示为：

$E\left\{{\underset{\‾}{\overset{^^}{\mathrm{nn}}}}^H\right\}=E\left(E^H{H}_f^H{\underset{\‾}{\mathrm{nn}}}^H\mathrm{HE}\right),$

$=E^H{H}_f^H{H}_{f}E,---\left(9\right)$

$=\mathrm{\Λ},$

其中E{ }是数学期望操作。从等式(9)得出，空间子信道在终端处接收机处理后的噪声分量是独立于由特征值给出的方差的。如果 b的元素等功率，且

如果 $E\left\{{\underset{\‾}{\overset{^^}{\mathrm{nn}}}}^H\right\}=I,$ 则向量 y的第i个分量的SNR(即第i个空间子信道)为λ_i，它是特征值矩阵Λ的第i个对角线元素。

                         导频传输方案

可能有各种方案用于从发射机单元(例如终端)发射导频基准到接收机单元(例如基站)，使得接收机单元能表征通信链路特性。导频基准一般从发射机单元的天线的子集或全部且在频率子信道足够的数目上发射，使得能准确地确定通信链路的特性。发射的导频基准由接收机单元处的所有天线接收并经处理以表征链路响应。

要使用的特定的导频传输方案可能根据各种系统限制和考虑而选择。用于反向链路的传输方案可能不同于用于前向链路的方案。例如，前向链路可能支持MIMO，而反向链路可能只支持单输入多输出(SIMO)，在该情况下，导频传输方案应体现该差别。以下描述一些从终端到基站的反向链路上发射导频基准的方案。

在一导频传输方案中，终端连续从所有天线并在足够数量的子信道上发射导频基准(即在所有分配给反向链路的时隙内)。导频基准可能连同其它分组数据一起发射。对该方案而言，导频基准随时在基站处可用于表征所有时刻的信道特性。

如果导频基准在某给定时隙内从多个天线在特定的频率子信道上发射(如果没有使用OFDM，可能只有一个频率子信道)，则在不同天线上发射的导频应相互正交。这会使得基站能恢复在每个天线上发射的单个导频基准。在单载波系统中，正交性可以通过从每个天线在不同的编码信道上发射导频而实现(例如，用不同的Walsh码覆盖每个天线的导频数据)。

如果使用OFDM，则通信链路的频率响应可能为频率子信道的一个子集而不是所有的频率子信道而确定。例如，如果在终端处有N_F个频率子信道和N_R个天线可用，则导频基准可能在N_R个天线的每个的N_F/N_R个频率子信道上发射。用于在每个天线上导频传输的N_F/N_R个频率子信道的选择要使得能作出准确估计频率响应。例如，可能在频率子信道上发射导频基准，它跨越整个频带，且相隔N_R个信道。每个天线的N_F/N_R个频率子信道相对于其它天线的频率子信道而言是交错的(即被偏置的)。一般，为每个天线选用于导频传输的频率子信道数据应足够使得能对通信链路的频谱准确采样。频域采样使得能使用更少的导频传输估计前向链路响应。

在另一导频传输方案中，终端以时分多路复用(TDM)的方式从所有天线并在频率子信道的所有或子集上发射导频基准。例如，导频基准可能在每个可用时隙内按顺序方式从一个天线在频率子信道的所有或一个子集上发射(例如，以轮流方式)。因此，导频基准可能从天线1在某特定时隙处发射，从天线2在下一可用时隙处发射等等。还可能使用其它多个TDM方案以用于从终端发射导频基准。

在另一导频传输方案中，多个终端能在同一时间通过码分多路复用(CDM)方式进发地发射导频基准。例如，终端1可能在编码信道的第一集合上发射导频基准(从所有天线或其子集)，终端2可能在编码信道的第一集合上发射导频基准，等等。编码信道设计成彼此正交，使得从不同终端来的导频基准能单独在基站被恢复，这使得基站能表征每个终端的前向链路响应。

在另一导频传输方案中，多个终端能同时在同一时间通过时分多路复用(TDM)方式进发地发射导频基准。在一实现中，一个终端能被指定为在任何给定时隙处在反向链路上发射导频基准。在第一实施例中，反向链路上的导频传输由基站使用诸如轮询的方式进行调度。无论何时基站要发射数据到特定终端时，该终端在数据传输前得到通知。该终端然后在所有的频率子信道或其子集上从所有天线或其子集发射导频基准使得基站能表征该终端的前向链路的特性。在第二实施例中，终端被分配用于导频传输的固定的时隙。例如，终端1可能被分配以开始于某特定时隙的在每第n个时隙内发射导频基准(从所有天线或其子集以及在所有频率子信道或其子集上)，终端2可能被分配以开始于下一可用时隙的在每第n个时隙上发射导频基准，等等。对TDM导频传输方案，分配给终端时隙使得能以尽量接近前向链路上的实际数据传输的时间来表征前向链路特性。这样，可获得准确的前向链路特征。

在另一导频传输方案中，多个终端能在同一时间通过频分多路复用(FDM)方式进发地发射导频基准。例如，在时隙n，终端1可能在频率子信道1上发射导频基准(从所有天线或其子集)，终端2可能在频率子信道2上发射导频基准等。

如上所述，每个终端的前向链路频率响应可能用频率子信道的子集被采样。例如，N_X个终端可能被指定在N_F个频率子信道上发射导频基准，且每个终端可能被分配N_F/N_X个频率子信道用于导频传输。每个终端的N_F/N_X个频率子信道的选择是使得能准确估计频率响应。导频基准能在频率子信道上发射，它跨越整个频带且相隔N_X个信道。

使用上述的技术，基站能根据终端发射的导频基准表征前向链路的响应特性。该特性一般包括通信链路(例如MIMO信道)的频率响应估计。该信息可能用于使空间子信道正交化，如上所述。

在一些其它的实施例中，在终端处根据从基站发射的导频而表征前向链路特性。前向链路特性然后被送回基站，基站使用该信息处理前向链路传输的数据(例如对调制码元进行预调整)。

            前向链路质量估计/编码和调制方案

根据本发明的另一方面，终端估计前向链路的“质量”并提供该信息给基站。前向链路的质量可能由SNR、噪声加干扰或一些其它测量而被定量描述。SNR可以对每个传输信道、每个发射-接收天线对或这些传输信道或天线对组而被估计。前向链路质量可能根据导频基准、数据或一些其它在前向链路上发射的信号而被估计。前向链路质量估计然后以特定形式表出并送回基站，基站然后使用该信息在传输前对数据进行合适地编码和调制，使得由终端能以期望的性能水平接收发射的数据(例如1％的PER)。

在一实施例中，对所有用于前向链路传输的传输信道使用一种编码和调制方案。在该情况下，终端能估计所有传输信道上的平均SNR，并将该平均SNR报告给基站。例如，终端能处理在每个天线上接收的导频基准并估计每个传播路径的SNR，且还可能进一步从单个SNR导出平均SNR。报告平均SNR而不是单个SNRs能大大减少送回基站的信息量。

在另一实施例中，可能在多个传输信道组上发射多个数据流。每个数据流可能用特定的编码和调制方案经独立处理(即被编码和调制)，或多个数据流可能共享一个相同的编码和调制方案。每个信道组可能包括任何数量和类型的传输信道。例如，在基站处可能为每个天线定义一个组，每个组包括相关天线的所有频率子信道。又一例，可能为每个频率子信道定义一个组，每个组包括与相关的频率子信道的所有空间子信道。作为又一例，可能为每个不同的频率子信道的子集定义一个组，每个组包括相关的频率子信道的所有空间子信道。或者，每个组可能包括一个传输信道。

前向链路质量可能以多种形式汇报给基站。在一实施例中，可能确定并汇报单个传输信道的SNRs或每个信道组的平均SNR。在另一实施例中，终端可能将估计的SNR映射为特定速率(例如数据率指示符(DRI))并将该速率信息发送回基站。速率指示符可能指示在相应的传输信道组上为达到期望的性能水平而发射的最大数据率。在另一实施例中，终端可能报告基站为每个要独立处理的数据流使用的特定编码和调制方案的指示。在另一实施例中，可能报告所有或单个频率子信道的噪声或干扰功率、平均信道噪声方差或一些其它测量。还可能使用各种其它形式报告前向链路质量，且在本发明的范围内。一般，终端可能报告任何任何类型的信息，以用于在基站处在前向链路传输前对数据进行合适地编码和调制。

终端因此估计每个传输信道组的前向链路质量，并向基站报告指明估计的质量的信息(例如平均SNR、速率指示符、或编码和调制方案的指示)。通过报告每个组的信息，基站能单个地并独立地根据接收到的每个相关的传输信道组的信息而对每个数据流编码和调制，这可以改善性能。例如，基站可能能够在不同天线上发射不同的数据流，每个数据流有用于发射数据流的传输信道支持的特定比特率。

在一定实施例中，可以在基站处根据终端发射的导频基准估计前向链路质量。由于前向链路和反向链路是互易的，所以前向链路质量可以根据反向链路的质量而被估计，后者可以由基站估计。开始时，基站能根据终端发射的导频基准估计反向链路的SNR(例如平均SNR)(即用于在基站处导出反向信道响应矩阵H_r的同一导频基准)。基站能估计信道噪声方差。

如等式(8)示出，在终端处恢复的向量 z等于由在矩阵Λ内的特征值按比例缩放后的向量 b。矩阵Λ还能根据前向信道响应矩阵H_f在基站处导出。基站因此能估计在终端处的信号功率(根据矩阵Λ和向量 b)。终端处的SNR然后根据信号功率和在基站处计算的信道噪声方差而被估计。估计的SNR然后能用于对数据进行合适的编码和调制。

对前向链路质量在基站处估计的实施例，基站选择使用的编码和调制方案可能被送到终端，使得它能使用对应的调制和解码方案以恢复发射的数据。或者，终端可能实现“盲”解码，其中它根据多个对应多个可能的编码和调制方案的假设而处理接收到的信号。

各种技术可能用于估计链路质量。其中一些技术在以下专利中有描述，并被转让给本发明的受让人，并在此引入作参考：

●    美国专利号5799005，题为“SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING

      RECEIVED PILOT POWER AND PATH LOSS IN A CDMA COMMUNICATION

      SYSTEM”，提交于1998年8月25日。

●    美国专利号5903554，题为“METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING

      LINK QUALITY IN A SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM”，

      提交于1999年5月11日

●    美国专利号5056109和5265119，两者均题为“METHOD AND

      APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA

      CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM”，分别提交于1993年10月

      8日和11月23日

●    美国专利号6097972，题为“METHOD AND APARATUS FOR PROCESSING

      POWER CONTROL SIGNALS IN CDMA MOBILE TELEPHONE SYSTEM”，

      提交于2000年8月1日。

根据导频基准或数据传输估计单个传输信道的方法还可以在本领域内许多论文中找到。一种该种信道估计的方法在F.Ling在题为“OptimalReception，Performance Bound，and Cutoff-Rate Analysis of References-Asisted Coherent CDMA Communications with Applications”，IEEETransaction On Communication，1999年10月，在此引入作为参考。

                   基站处的发射单元

图3A和3B示出在基站处的发射机单元110a的特定设计框图，该基站采用MIMO和OFDM，并能根据本发明的一个实施例处理数据。发射机单元110a包括接收并处理信息比特以提供调制码元的TX数据处理器114a、对调制码元预调整的TX信道处理器120a以及多个处理预调整后的调制码元以提供合适于传输到终端的已调信号的调制器122。

根据图3A内示出的实施例，TX数据处理器114a包括多个数据流处理器310a到310n，每个数据流用一个数据流处理器310以独立地编码和调制。(可能在所有的传输信道上、在每个传输信道组上或在每个传输信道上发射一个数据流)。每个数据流处理器310包括编码器312、交织器314、信道化器316以及码元映射元件318。编码器312接收某特定数据流的信息比特并根据特定的编码方案对接收到的比特进行编码以提供编码后比特。信道交织器314根据特定的交织方案对编码后的比特进行交织以提供分集。

导频数据(例如已知类型的数据)还可以与已处理的信息比特多路复用。导频数据可能使用上述的导频传输方案的任何一种而被发射。导频基准可能在终端处被使用以表征前向链路特性并估计链路质量，如上所述。

如果使用码分多路复用，信道化器316在其分配的编码信道上接收经交织的分组数据以及导频数据并对其信道化。码元映射元件318然后将信道化的分组和导频数据映射为选定的传输信道的调制码元。

如图3A示出，可能根据相应的标识用于数据流的特定编码和交织方案的编码控制而获得由每个数据流处理器310进行的数据编码和交织。还可能根据标识用于该数据流的特定调制方案的相应的调制控制而获得由每个数据流处理器310进行的码元映射。可根据前向链路质量(例如由终端报告的)而选择用于每个数据流的特定的编码和调制方案。

在一种类型的编码和调制方案中，通过使用固定的基码并调整截短获得期望的码率(正如由用于发射数据流的传输信道的SNRs支持的)而获得每个数据流的编码。基码可能是Turbo码、卷积码、串接码或一些其它的码。基码也可具有特定的码率(例如码率为1/3的码)。对该种类型的方案，截短可能在交织后实现以获得期望的码率。

码元映射元件318可能设计成将信道化的比特分组以形成非二进制码元，并将每个非二进制码元映射成对应选用的调制方案的信号星座图上的一点。调制方案可能是QPSK、M-PSK、M-QAM或一些其它方案。每个映射后的信号点对应一个调制码元。可能为每个用于发射数据流的传输信道选择一种调制方案，或可能对用于发射数据流的所有传输信道使用共同的调制方案。

在发射机单元110a处的编码、交织以及码元映射能根据多种方案实现。一些编码和调制方案在以下的专利申请中有描述，在此转让给本发明的受让人，在此引入作为参考：

●    美国专利号09/532492，题为“HIGH EFFICIENCY，HIGH PERFORMANCE

      COMMUNICATIONS SYSTEM EMPLOYING MULTI-CARRIER MODULATION”，

      提交于2000年3月22日。

●    美国专利号09/776075，题为“CODING SCHEME FOR A WIRELESS

      COMMUNICATION SYSTEM”，提交于2001年2月1日

●    美国专利号09/826481，题为“METHOD AND APPARATUS FOR UTILIZING

      CHANNEL STATE INFORMATION IN A WIRELESS COMMUNICATION

      SYSTEM”，提交于2001年3月23日；以及

●    美国专利号09/854235，题为“METHOD AND APARATUS FOR PROCESSING

      DATA IN A MULTIPLE-INPUT MULTIPLE-OUTPUT(MIMO)COMMUNCATION

      SYSTEM UTILIZING CHANNEL STATE INFORMATION”，提交于2001

      年5月11日。

来自TX数据处理器114a的调制码元提供给TX信道处理器120a，后者是图1中的TX信道处理器120的一实施例。在TX信道处理器120a内，多路复用器/多路分解器322从数据流处理器310a到310n接收调制码元并对其多路分解到合适的MIMO处理器324a到3241。一个MIMO处理器324用以实现每个频率子信道的预调整。

每个MIMO处理器324为分配给MIMO处理器的特定频率子信道的空间子信道接收调制码元流。每个MIMO处理器324进一步接收该频率子信道的特征向量矩阵E(k)，该矩阵是从信道响应矩阵H_f(k)导出的加权的矩阵。每个MIMO处理器324然后用特征向量矩阵E(k)对调制码元进行预调整以产生预调整后的调制码元，如等式(5)和(6)示出。

来自MIMO处理器324a到324l的预调整后的调制码元提供给组合器326a到326t。基站处的每个天线有一个组合器326。每个组合器326接收并为特定天线为N_F个频率子信道组合多达N_F个经预调整的调制码元以形成调制码元向量V。

TX信道处理器120a然后接收调制码元并对其进行处理以提供多达N_T个调制码元向量V₁到V_N1，每个数据传输的天线一个调制码元向量。每个调制码元向量V覆盖单个时隙，且每个调制码元向量V的元素与带有唯一子载波的特定频率子信道相关，调制码元在该子载波上发送。

图3B是OFDM的调制器122的实施例框图。来自TX信道处理器120a的调制码元向量V₁到V_N1提供给相应的调制器122a到122t。在图3B示出的实施例中，每个调制器122包括快速傅立叶反变换(IFFT)340、循环前缀发生器342以及上变频器344。

IFFT 340用IFFT将每个接收到的调制码元向量V转换成其时域表示(被称为OFDM码元)。IFFT 340还可以设计成在任何数量的频率子信道例如8、16、32、...或N_F)上实现IFFT。在一实施例中，对每个转变成OFDM码元的调制码元向量，循环前缀发生器342重复OFDM码元的时域表示的一部分以形成特定天线的“传输码元”。循环前缀保证了传输码元保留其在存在多径延时扩展时的正交性，因此改善了抵抗路径恶化的性能。要选择相对于预计的延时扩展量足够长的循环前缀。IFFT 340以及循环前缀发生器342的实现在领域内是众知的，所以在此不作详细描述。

来自每个循环前缀发生器342的时域表示(即每个天线的传输码元)然后由上变频器344作进一步处理(例如转变为模拟信号、经调制、经放大、经滤波)以生成合适于在前向链路上传输的已调信号。由每个调制器122生成的已调信号然后从相关的天线124发射。

OFDM调制在题为“Mutlticarrier Modulation for Data Transmission：AnIdea Whose Time Has Come”的论文中有描述，作者为John A.C.Bingham，IEEECommunications Magazine，1990年5月，在此引入作为参考。

                   终端处的接收机单元

图4是终端的接收机单元150a的特定设计的框图，它能根据本发明的实施例接收数据。在基站处来自N_T个天线发射的信号由终端处N_R个天线152a到152r的每个接收并路由到相应的解调器154。每个解调器154对相应的接收到的信号调整、进行处理并数字化以提供采样，然后将其提供给RX信道处理器156a。

在RX信道处理器156a内，每个接收天线152的采样提供给相应的FFT处理器406，它生成接收到的采样的变换表示，并提供相应的调制码元向量流。来自FFT处理器406a到406r的N_R个调制码元流提供给多路复用器/多路分解器408，它首先将来自每个FFT处理器406的调制码元流多路分解为N_F个调制码元流，N_F个频率子信道的每个一个流。多路复用器/多路分解器408然后将每个频率子信道的N_R个调制码元流多路复用为调制码元向量 r流，流内的每个向量包括N_R个天线的N_R个调制码元流。多路复用器/多路分解器408提供给空间处理器410该N_F个调制码元向量流，一次一个流。

对每个频率子信道，空间处理器410内的匹配滤波器412通过实现与共轭转置信道响应矩阵H_f ^H预乘而对调制码元向量流 r滤波，如等式(8)示出。前向链路的信道系数矩阵H_f可能由信道估计器416根据基站发射的导频基准而经估计。特征向量矩阵E然后由矩阵处理器418根据信道系数矩阵H_f导出，如等式(4)示出。来自匹配滤波器412的滤波后向量进一步由乘法器414与共轭转置特征向量矩阵E^H预乘以生成恢复的调制码元向量 y，如等式(8)示出。

选择器420接收恢复的调制码元向量 y，并抽取对应要恢复的特定数据流的调制码元。选择器420然后可提供对应多个要由终端恢复的数据流的多个码元流 z。每个码元流 z包括恢复的调制码元，后者对应且是在基站处对特定的数据流在码元映射后(但在预调整前)的调制码元 b的估计。然后提供每个恢复的码元流 z给RX数据处理器158a。

在RX数据处理器158a内，特定数据流的恢复的调制码元流由解调元件432根据与用于数据流的调制方案互补的解调方案(例如M-PSK、M-QAM)解调。如果数据在基站通过用正交码覆盖而信道化，则解调元件432进一步实现已解调数据的解覆盖。已解调的数据然后由解交织器434以与交织器314的实现互补的方式实现解交织，且解交织数据进一步由解码器436以与编码器312的实现互补的方式解码。例如，如果在基站处相应地实现Turbo或卷积编码，则解码器436可能使用Turbo解码器或Viterbi解码器。来自解码器436的解码后数据流代表在恢复的发射的数据流的估计。

CSI处理器422接收导频和/或数据传输并如上所述估计前向链路质量。例如，CSI处理器422可能根据接收到的数据和/或导频计算噪声协方差矩阵，并可能进一步计算传输信道的SNR。SNR的估计类似于一般导频辅助单载波和多载波系统，如领域内已知。信道估计器416导出的所有传播路径的频率响应(即H_f)以及CSI处理器422估计的前向链路质量(例如SNR)可能包括由终端报告给基站的CSI。然后提供CSI给TX数据处理器162(见图1)以发送回基站。

回到图1，提供由RX信道处理器156确定的CSI(例如H_f和/或SNR)给TX数据处理器162，后者根据特定的处理方案处理CSI。TX数据处理器162还接收并处理从一个或多个天线并在一个或多个频率子信道上传输的导频数据。然后接收经处理的CSI以及导频并进一步由TX信道处理器164处理，并接着提供给一个或多个调制器154。调制器154还在到基站的反向链路上对CSI和导频调整并发射。

在基站，在反向链路上发射的CSI和导频由天线124接收，由解调器122解调，并提供给RX信道处理器132。RX信道处理器132处理接收到的导频以导出反向链路的信道响应矩阵H_r。RX信道处理器132以及RX数据处理器134还以与TX信道处理164和TX数据处理器162的实现互补的方式处理接收的数据以恢复CSI。

控制器136使用恢复的CSI以实现多个功能，包括(1)确定对每个数据流使用的编码和调制方案，(2)导出用于对调制码元预调整的特征矩阵E，以及(3)计算校准函数a(ω)。控制器136然后提供编码和调制控制给TX数据处理器114以及预调整控制给TX信道处理器120，如图3A示出。

在以上的描述中，调制码元在发射机系统处根据前向链路的信道响应矩阵H_f导出的特征向量矩阵E被预调整。在一些实施例中，或在一些信道响应矩阵E不可用的传输中，调制码元可能不经预调整而发送。在该情况下，可能在终端处在接收到的码元上实现线性空间处理(对带有平坦衰落的非弥散MIMO信道)或空间-时间处理(对带有频率选择衰落的弥散MIMO信道)以消除不期望的信号并在有来自其它信号的噪声和干扰的情况下最大化每个组成信号的接收到的SNR。能有效地消除不期望信号或优化SNR取决于信道响应矩阵H_f内的相关。

可能使用线性空间处理技术实现空间处理，诸如信道相关矩阵求逆(CCMI)技术、最小均方误差(MMSE)技术以及其它。空间-时间处理可能使用线性空间-时间处理计算而实现，诸如MMSE线性均衡器(MMSE-LE)、判决反馈均衡器(DFE)、最大似然序列估计器(MLSE)以及其它。CCMI、MMSE、MMSE-LE以及DFE技术在前述的美国专利申请序列号09826481和09854235中得到进一步描述。

为简洁起见，在此对从基站到终端的前向链路上描述了数据传输的各个方面。在此描述的技术也可以用于从终端到基站的反向链路上的数据传输。

基站的元件(例如图1、3A和3B示出的)以及终端的元件(图1和4示出的)每个可能用一个或多个数字信号处理器(DSP)、应用专用集成电路(ASIC)、处理器、微处理器、控制器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件、其它电子元件或任何以上的组合以实现。在此描述的一些功能和处理还可能用处理器上执行的软件实现。本发明的一些方面还可能用软件和硬件的组合实现。例如确定信道响应矩阵H_f和特征向量矩阵E的计算和在基站处的预调整可能根据在处理器(例如图1的控制器136)上执行的程序代码而实现。类似地，确定信道响应矩阵H_f和特征向量矩阵E的计算和在终端处的接收机处理可能根据在处理器上执行的程序代码而实现。

在此包括的标题仅作参考并帮助定位一些部分。这些标题不是为了限制之后描述的发明范围，这些概念在整个说明中还可以应用于其它部分。

上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

Claims (35)

1.在时分双工(TDD)通信系统内，一种在无线通信链路上从发射机单元发射数据到接收机单元的方法，所述方法包括：

通过通信链路接收来自接收机单元的第一传输；

根据接收到的第一传输估计通信链路的特性；

根据一个或多个编码和调制方案对数据进行编码和调制以提供调制码元；

根据加权对调制码元进行预调整，所述加权至少部分根据估计的通信链路的特性导出；以及

通过到接收机系统的通信链路发射来自发射机单元的经预调整的调制码元。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：

导出指明从发射机单元到接收机单元的数据传输的第一传递函数和从接收机单元到发射机单元的数据传输的第二传递函数之差的校准函数；以及

其中加权进一步根据校准函数导出。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于第一传递函数在接收机单元处导出并提供给发射机单元。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：

通过通信链路将来自发射机单元的导频基准发射到接收机单元。

5.如权利要1所述的方法，其特征在于TDD通信系统实现正交频分调制(OFDM)，且其中通信链路包括多个频率子信道。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于TDD通信系统实现多输入多输出(MIMO)，且其中通信链路包括多个空间子信道。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于TDD通信系统进一步实现OFDM。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于通信链路包括多个传播路径，每个传播路径对应在发射机单元处的特定天线和接收机单元处的特定天线间的路径。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于通信链路的估计的特性涉及用于将数据发射到接收机单元的传播路径的频率响应。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于来自接收机单元的第一传输是导频基准。

11.如权利要求5所述的方法，其特征在于来自接收机单元的第一传输是在所有频率子信道上发射的导频基准。

12.如权利要求5所述的方法，其特征在于来自接收机单元的第一传输是在所有频率子信道的子集上发射的导频基准。

13.如权利要求6所述的方法，其特征在于来自接收机单元的第一传输是在接收机单元处从所有天线发射的导频基准。

14.如权利要求6所述的方法，其特征在于来自接收机单元的第一传输是在每个特定时隙在接收机单元处从所有天线的子集发射的导频基准。

15.如权利要求6所述的方法，其特征在于来自接收机单元的第一传输是在接收机单元处从一个或多个天线天线发射的导频基准，且其中导频基准在一个或多个天线的每个的不同编码信道上发射。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：

接收通信链路质量的指示，以及

其中根据接收到的通信链路质量的指示选择一个或多个编码和调制方案。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于数据通过多个数据流发射，且其中每个数据流用相应的编码和调制方案经编码和调制。

18.如权利要求16所述的方法，其特征在于通信链路质量在接收机单元经估计并提供给发射机单元。

19.如权利要求16所述的方法，其特征在于通信链路质量在发射机处经估计。

20.如权利要求16所述的方法，其特征在于接收到的指示指明信号—噪声加干扰比(SNR)。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于对于每个要独立编码和调制的数据流而言接收平均SNR。

22.如权利要求16所述的方法，其特征在于接收到的指示指明用于每个要独立编码和调制的每个数据流的特定速率。

23.如权利要求16所述的方法，其特征在于接收到的指示指明用于要独立编码和解码的每个数据流的特定编码和调制方案。

24.在时分双工(TDD)系统内，一种在无线通信链路上从发射机单元发射数据到接收机单元的方法，所述方法包括：

导出指明从发射机单元到接收机单元的数据传输的第一传递函数和从接收机单元到发射机单元的数据传输的第二传递函数之差的校准函数；

通过通信链路接收来自接收机单元的第一传输；

根据接收到的第一传输估计通信链路的特性；

根据一个或多个编码和调制方案对数据进行编码和调制以提供调制码元；

根据加权对调制码元进行预调整，所述加权从估计的通信链路特性和校准函数导出；以及

通过到接收机系统的通信链路发射来自发射机单元的经预调整的调制码元。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于TDD通信系统实现多输入多输出(MIMO)和正交频分调制(OFDM)。

26.一种在时分双工(TDD)通信系统内的发射机单元，其特征在于包括：

接收机处理器，用于通过通信链路接收来自接收机单元的第一传输并根据接收到的第一传输估计通信链路的特性；

发射数据处理器，用于根据一个或多个编码和调制方案对数据进行编码和调制以提供调制码元；

发射信道处理器，用于根据接收调制码元并根据加权对其预调整，所述加权至少部分根据估计的通信链路特性而导出；以及

调制器，用于接收预调整的调制码元，对其调整并通过通信链路将其发射到接收机单元。

27.如权利要求26所述的发射机单元，其特征在于还包括：

控制器，用于提供第一控制和第二控制，所述第一控制指明用于对数据编码和调制的一个或多个编码和调制方案，所述第二控制指明用于对调制码元预调整的加权。

28.如权利要求27所述的发射机单元，其特征在于控制器还用于导出校准函数，它指明从发射机单元到接收机单元的数据传输的第一传递函数和从接收机单元到发射机单元的数据传输的第二传递函数之差，且其中加权还进一步根据校准函数而导出。

29.如权利要求26所述的发射机单元，其特征在于发射数据处理器进一步用于处理通过通信链路发送到接收机单元的导频数据。

30.一种时分双工(TDD)系统内的接收机单元，其特征在于：

一个或多个天线，每个天线用于通过通信链路接收一个或多个来自发射机单元的已调信号；

一个或多个前端单元，每个前端单元用于处理来自相关天线的信号以提供接收到的相应的调制码元流；

空间处理器，用于接收并处理一个或多个接收到的调制码元流以提供估计的通信链路特性，并进一步至少部分根据估计的通信链路特性处理接收到的调制码元以提供一个或多个恢复的调制码元流，以及

接收数据处理器，用于接收并对一个或多个恢复的调制码元流解码以提供一个或多个解码后的数据流。

31.如权利要求30所述的接收机单元，其特征在于还包括：

信道状态信息(CSI)处理器，用于根据恢复的调制码元估计通信链路的质量；以及

发射数据处理器，用于接收并处理估计的从接收机单元到发射机单元的传输的通信链路质量。

32.如权利要求30所述的接收机单元，其特征在于还包括：

发射处理器，用于处理从接收机单元到发射机单元的传输的导频数据。

33.如权利要求32所述的接收机单元，其特征在于发射处理器还用于发射估计的从接收机单元到发射机单元的通信链路的特性。

34.如权利要求30所述的接收机单元，其特征在于空间处理器用于根据信道响应矩阵对接收到的调制码元匹配滤波，所述信道响应矩阵指明估计的通信链路特性，并将滤波后的调制码元与特征向量相乘以提供恢复的调制码元。

35.如权利要求30所述的接收机单元，其特征在于在发射机单元生成一个或多个已调信号是通过：

根据一个或多个编码和调制方案对数据编码和调制以提供调制码元，

根据加权对调制码元预调整，所述加权是从在发射机单元处导出的估计的通信链路特性而导出的；以及

处理经预调整的调制码元以提供一个或多个已调信号，在发射机单元处的每个天线一个已调信号。

Images