TWI358215B - Adaptive pilot insertion a mimo-ofdm system - Google Patents

Description

1358215 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於通信，且更具體言之，本發明係 關於用以在多重輸入多重輸出（ΜΙΜΟ)通信系統中傳輸導 引及訊號之技術。 【先前技術】 ΜΙΜΟ系統於傳輸實體處採用多個（τ個）傳輸天線並於接 收實體處採用多個（R個）接收天線以用於資料傳輸。由τ個 傳輸天線及R個接收天線形成之ΜΙΜΟ通道可分解為s個空 間通道，其中SSmin{T，R} ^該等S個空間通道可用於平行 傳輸資料以達成較高產出及/或用於冗餘地傳輸資料以達 成較大可靠性。 正交分頻多工（OFDM)為多載波調變技術，其將總系統頻 寬有效地分割為多個（K個）正交頻率子頻帶。此等子頻帶亦 稱為音調、副載波、二進位元及頻率通道。藉由〇FDM，每 一子頻帶與可藉由資料調變之一個別副載波相關聯。在每 一符號週期中’可於K個子頻帶上發送高達κ個調變符號。 多重輸入多重輸出正交分頻多工（MIMO-OFDM)系統為 利用OFDM之MINO系統。MIMO-OFDM系統每一 κ個子頻帶 具有S個空間通道》每一子頻帶之每一空間通道可稱為"傳 輸通道"，且可用於在每一符號週期中傳輸一調變符號。每 一傳輸通道可經歷諸如衰減（fading)、多路徑及干擾效應之 各種不利通道條件^ ΜΙΜΟ通道之S . K傳輸通道亦可經歷 不同通道條件且可與不同複合增益及訊雜與干擾比 I03290.doc 1358215 (signal-t0-n〇iSe-and-interference)(SNR)相關聯。 為達成而效能，通常有必要對MIM〇通道進行特徵化。兴 例而言，傳輸實體可需要MIM0通道回應之評估以執行空^ 處理（下文將描述），從而將資料傳輸至接收實體。接收實體 通常需要Mmoit道回應之評估以對接收自傳輸實體之訊 號執行接收器空間處理，從而恢復所傳輸之資料。 傳輸實體通常傳輸-導引以辅助接收實體執行眾多功能 。該導引通常包含以已知方式傳輸之已知調變符號。接收 實體可將導引用於通道評估、時序及頻率獲得、資料偵測 等。由於導引表示系統中之耗用，故需要將用於傳輸導引 之系統資源的數量最小化。系統因此可採用一導引結構， :在，稱(或最標稱)通道條件下為大多數接收實體提供充 刀數量之導引。然而’此導引結構對於觀察不利通道條件 之某些接收實體而言是不充分的。 因此此項技術中需要用於為各種通道條件傳輸導引之技 術。

【發明内容】 本文描述了（例如）基於通道條件及/或其他因素，調適地 及可撓性地傳輸額外導引以達成良好效能 之技術。傳輸實 體在母一協定資料單元（pDu)中傳輸一"基礎"導引。接收實 體此夠於標稱（或最標稱）通道條件下藉由基礎導引在傳輸

實體與接收實體之間導！ϋ MIMQ通道之足夠精確的通道回 應評估。若§： I $力！ ’則傳輸實體（例如）基於通道條件及/或其 他因素選擇性地傳輪一額外導引。除具有其他指定傳輸之 103290.doc 1358215 符號週期之外，可在PDU t於任何符號週期中調適地插入 該額外導引。接收實體能夠藉由額外導引導出經改良之通 道回應評估。基礎導引表示固定耗用，且經選擇以在標稱 (或最標稱）通道條件下提供良好效能。可在需要時發送額外 導引及其可為不利通道條件提供良好效能，而無需為導引 產生固定及較高耗用。 傳輸實體發送用以指示正被發送之額外導引的訊號。此 訊號可方便地内置於載波導引内，該載波導引係於大多數 PE>U上而傳輸於一指定組之P個子頻帶上（例如，p=4)。在 其中傳輸載波導引之每一符號週期中於一組p個子頻帶上 發达一組P個導引符號。可為不同訊號值形成不同組之p個 導引符號，例如一指示資料符號正傳輸於剩餘可用子頻帶 上之訊號值，指示額外導引正被傳輸之另一訊號值，等等 。可藉由選擇正確組之p個導引符號及在用於載波導引之p 個子頻帶上發送此等P個導引符號來發送用於額外導引之 訊號。因此可在PDU中幾乎於任何符號週期中選擇性地及 並行地發送額外導引及其訊號。亦可以一些其他方式發送 用於額外導引之訊號。 下文進一步詳細地描述本發明之各種態樣及實施例。 【實施方式】 本文所用之字"例示性"意味著”充當一實例、例子或說明 。，’不必將本文描述為”例示性"之任何實例理解為較佳或優 於其他貫施例。 本文所述之導引傳輸及訊號技術可用於單輪入單輸出 103290.doc

1358215 (SISO)系統、單輸入多輸出（SIM〇)系統、多輸入單輸出 (MISO)系統及ΜΙΜΟ系統。此等技術可用於基於OFDM之系 統及用於其他多載波通信系統》此等技術亦可與各種〇fdm 子頻帶結構一同使用。為清晰起見，下文中就利用ieee 802.113所界定之（^〇]^子頻帶結構的]^11^〇-〇?〇]^系統而 具體描述此等技術。 IEEE 802.11 OFDM子頻帶結構將總系統頻寬分割為64個 正交子頻帶（意即，K= 64)，將指數-32至+ 31指派給此等 正交子頻帶。在此等64個子頻帶中，具有指數±丨丨，...，^ …，20, 22,…，26}之48個子頻帶可用於資料及導引傳輸且 稱為’資料"子頻帶，具有指數±{7，21}之4個子頻帶可用於 載波導引及可能之訊號且稱為”導引"子頻帶，不使用具有 指數0之DC子頻帶，且亦未使用11個剩餘子頻帶且其充當 保護子頻帶。因此，6 4個總手頻帶包括5 2個11可使用”子頻 帶及12個”未使用”之子頻帶’該等52個"可使用"子頻帶包含 48個資料子頻帶及4個導引子頻帶。在用於ieee標準 802.11a之題為"Part 11 : Wireless LAN Medium Aecess

Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications ： High-speed Physical Layer in the 5 GHz Band," 1999年 9月 的文獻中描述了此OFDM子頻帶結構，該文獻為公共可用的 。一般而言’基於OFDM之系統可利用具有任意數目之資料 、導引及保護子頻帶的任何OFDM子頻帶結構。 圖1展示了 IEEE 802· 11界定.且適用於各種通作系統之 PDU格式100。在用於IEEE 802.11之協定堆疊中的實體 103290.doc ⑧ 1358215 (PHY)層處，於PHY協定資料單元（PPDU)中處理及傳輸資料 ’為簡便起見，本文亦將該等PHY協定資料單元（ppDU)稱 為"PDU”。ΙΕΕΕ 802.1 1 之每一 PDU 110 包括序文區（preamble section)120、訊號區130及資料區150。序文區120載運下文 所述之短訓練符號及長訓練符號。訊號區13 〇載運一用於 PDU之訊號的OFDM符號。資料區150載運用於PDU之流量/ 封包資料的可變數目之OFDM符號。資料區15〇之長度係由 訊號區130中之訊號加以指示。 序文區120載運在兩個OFDM符號週期中發送之兩個長 訓練符號’其後載運在兩個OFDM符號週期中發送之兩個短 訓練符號。藉由對一特定組之12個導引符號執行反向離散 傅裏葉轉換（IDFT)來形成四個短訓練符號，該特定組之12 個導引符號係於具有指數{-24，-20，-16，-12，·七七8 12，16, 20及24}之12個子頻帶上發送。"導引符號”為用於導 引之調變符號’且通常由傳輸實體及接收實體瞭解為先驗 (priori)。相同組之12個導引符號用於所有短訓練符號。藉 由對一特定組之5 2個導引符號執行][DFT來形成每—長訓練 符號’該等52個導引符號係發送於52個可用子頻帶上。相 同組之52個導引符號亦用於兩個長訓練符號。接收實體可 使用短訓練符號用於訊號偵測、粗頻率偏移評估、時序同 步、自動增益控制（AGC)，等等。接收實體可使用長訓練符 號用於通道評估、精頻率偏移評估，等等。 分別在訊號區13 0及資料區15 0之4 8個資料子頻帶上發送 訊號及資料。在訊號區及資料區中之四個導引子頻帶上發 103290.doc ⑧ ，載波導引。載波導弓丨包含g個導引符號，其發送於訊號 區及資料區上之四個導引子頻帶上。在傳輪之前，每一導 :丨子頻帶之導引符號與127碼片(chip)迴目擴展之偽亂數 ⑽)序列相乘以產生用於該導引子頻帶之預定符號序列。 接收實體可使用載波導引以追蹤訊號區及資料區 訊號的相位。 ★圖^中所*之㈣結構包含十個短訓練符號、兩個長訓練 符破’及載波導引。此導引結構通常適合於SIS0系統。 MIM0系統可利用不同類型之導引以支援正確系統操 所需之各種功能，諸如時序及頻率獲得、通道評估、 校正等。表i列出四個類型之導引及其簡短描述。導引亦 稱為”參考”，且此等兩個術語通常交替使用。 類型 信標導引 描述 (beacon pilot) 未操縱之ΜΙΜΟ導引 已操縱之ΜΙΜΟ導引 載波導引 引 輸天轉序及 _自所有傳輸天線傳輸通道評估之導引厂 其中藉由接收實體來識別來自每一傳輸天線 之導引傳輸" ' 產生於MIMC)通道之"特徵模(eigenmode)"上 且用於通道評估及可能之速率控制的導引。 用於截玻訊號之相位追蹤之導引 下文詳細描述未操縱之ΜΙΜΟ導引及已操縱之ΜΙΜΟ導 圖2展示了適合於ΜΙΜΟ系統之例示性PDU格式200。此格 式之PDU 210包括序文區220、訊號區230、ΜΙΜΟ導引區240 及資料區250。序文區220載運信標導引。就圖2中所示之實 103290.doc 10· 1358215 知例而言’信標導引包含十個短訓練符號及兩個長訓練符 號。因此，序文區220類似於圖1中之序文區訊號區咖 載運PDU 21G之訊號，且可包括⑴—指示聊是否具有格 式200或—些其他格式（例如，格式1〇〇)之搁位及⑺一指示 ΜΙΜΟ導引區240之長度的攔位。MIM〇導引區24〇載運"基 礎"ΜΙΜΟ導引，該"基# ”M_導引可為未操縱的或已操縱 的。基礎ΜΙΜΟ導引通常發送於每一 pDU中且可以與pDu中 之資料相同之方式傳輸。資料區25〇載運用於pDu2i〇之資 料。在訊號區230、ΜΙΜΟ導引區240及資料區25〇中之四個 導引子頻帶上發送載波導引。亦可將PDU稱為封包、資料 單元、訊謳、槽（slot)、區塊，或一些其他術語。 PDU格式200包括用於MIM〇系統之例示性導引結構。為 將耗用最少化’該導引結構可在正常通道條件下包括正確 系統操作所需之最小（或標稱）數量之導弓丨（基礎導引）。舉例 而言，ΜΙΜΟ導引區240可為T個傳輸天線載運用於MIM〇導 引之T個OFDM符號。若需要，則可調適地插入及發送額外 導引以達成改良之效能。在諸如歸因於多普勒效應（D〇ppler effect)之增加之衰減速率、改變之干擾及/或抑制特徵等的 某些不利通道條件下，額外導引可為有益的。亦可基於其 他因素發送額外導引，該等其他因素例如由於未接收到對 PDU之先前傳輸的確認（ACK) ’故對PDU進行重新傳輸。可 將額外導引插入PDU之資料區中》用以指示額外導引之傳 輸的訊號可有效地内置於载波導引内（如上所述）或發送於 訊號區230中。 103290.doc 1358215 可藉由每一子頻帶K之R x T通道回應矩陣E(k)對傳輸 實體與接收實體之間的ΜΙΜΟ通道進行特徵化’該矩陣可表 不為： m) hAk) h2,Ak) 其中k=l".K，等式（1) ⑻ hR、2⑻…hRJ(k) 其中，項hu(k)(i = 1...R及j = i…T)表示子頻帶K之傳輸天線 j與接收天線I之間的耦合或複合通道增益。為簡便起見，假 定ΜΙΜΟ通道為S=TSR之滿秩（full rank)。 接收實體可基於傳輸實體所發送之未操縱ΜΙΜΟ導引來 獲得每一子頻帶Κ之評估ii(k)。未操縱之ΜΙΜ〇導引包含發 送自Τ個傳輸天線之Τ個導引傳輸，其中來自每一傳輸天線 之導引傳輸可藉由接收實體加以識別。此可藉由使用碼多 工（code multiplexing)在使用子頻帶多工之不同子頻帶上於 使用時間多工（time multiplexing)之不同符號週期中等等來 發送用於具有*同正交⑽如，Walsh)序狀每—傳輸天線 的導引傳輸來達成。使用碼多工推许级、主 x ’夕進仃發送之未操縱ΜΙΜΟ 導引可表示為： xpil〇,(k^ = ^-(n)-P(k^X 其中 keK ， 狀 u 專式（2) 輸天線 其中E_(k，n)為待於符號週期^中在子嗎埋 τ社于頻帶k上自τ個傳 發送之Τ個導引符號之向量； W⑻為在符號週期η中用於τ個傳輸天線之對角腸矩 陣， 103290.doc ⑧ 12- 1358215 U之w)為在符號週期η中用於子頻帶k之未操縱ΜΙΜΟ導 弓丨的傳輸符號之向量；及

Ku為一組子頻帶’於該組子頻帶上發送未操縱之μΙμ〇 導引。 傳輸符號"為待發送自傳輸天線之符號。相同Walsh矩陣 里(η)可用於所有子頻帶且因此可不為子頻帶指數1^之函數。 作為一實例，若丁= 4，則可將四個Walsh序列％ = {1，1，1， w3 = {l, 1,-1, -1}^ W4={1, -1,-1,1} 指派給四個傳輸天線。Walsh矩陣互(1)接著沿其對角線含 有四個Walsh序列之第一元素，置£2)含有四個Walsh序列之 第二元素，！(3)含有四個Walsh序列之第三元素且！(4)含有 四個Walsh序列之第四元素。四個Waish矩陣臀（1)至貿(4)可 用於四個符號週期中以傳輸未操縱之MIM〇導引。_般而言 ，可藉由碼多工在T個（連續或不連續）符號週期中或在正交 J之母碼片的付號週期中發送完整的未操縱μίμο導 引。一旦接收到完整的未操縱ΜΙΜΟ導引，接收實體便可對 接收之導引執行補充處理以評估过(k)。 傳輸實體可在每一子頻帶k之通道回應矩陣过(k)之s特徵 模上傳輸資料以達成改良之效能。可將每一子頻帶k之通道 回應矩陣ii(k)"對角線化，，以獲得該子頻帶之MIM〇通道的§ 特徵模。此對角線化可藉由執行ii(k)之奇異值分解或钽k) 之相關矩P車（其為民(k) = gH(k) ·廷⑻）之特徵值*解加以達成 ’其中纪"表示迂之共軛轉置。EOO之奇異值分解可表示為： K(k)=u(k)1(k)，YH(k)，等式（3) 103290.doc Π ⑧ 1358215 其中.U(k)為廷(k)之左特徵向量的R χ R么正矩陣（仙如口 matrix)； 2(k)為E(k)之奇異值的r χ τ對角矩陣；及 Y(k)為ii(k)之右特徵向量的τ χ τ么正矩陣。 么正矩陣Μ係藉由性質MHM=I加以特徵化，其令I為單位 矩陣（identity matrix)。么正矩陣之行彼此正交。傳輸實體 可使用Y(k)中之右特徵向量用於空間處理以在过(k)之8特 徵模上傳輸資料。接收實體可使用以k)中之左特徵向量用 於接收器空間處理以恢復傳輸於扭特徵模上之資料。 對角矩陣2(k)沿對角線含有非負實數值且在別處含有零。 此等對角線項稱為过(k)之奇異值且表示姐]^之s特徵模之 通道增益。由 Gilbert Strang 在"Linear Algebra and Its Applications,"第二版，Academic Press，1980年中描述了奇 異值分解。 傳輸實體可如下傳輸已操縱之ΜΙΜΟ導引： I幽，，其中等式（4) 其中L(k)為y(k)之第m個特徵向量/行；

Pm(k)為待傳輸於过(k)之第m個特徵模上之導引符號； (幻為用於ii(k)之第m個特徵模之已操縱ΜΙΜΟ導引 的傳輸向量；且

Ks為一組子頻帶，其中已操縱導引於該組子頻帶上發送。 接收實體處之所接收之已操縱ΜΙΜΟ可表示為： 己丨，>胁心丨。'，鄭蛛， =U(^)·Σ(^)-YH(k)-vm(k)·Pm(k) + n(k),其中 keKs 等式（5) 103290.doc . 14 . ⑧ 1358215 = Um(k)· o m(k)*Pm(k)+n(k) 其中，^,。((幻為用於ii(k)之第m個特徵模的已操縱ΜΙΜΟ導引 之所接收符號的向量； σ m(k)為5(k)之第m個對角元素；且 yjri(k)為Xi(k)之第m個特徵向量/行。

"接收符號"為自接收天線獲得之符號。傳輸實體可在S個 符號週期中於ii(k)之所有S個特徵模上（例如在使用等式（4) 中所示之時間多工的每一符號週期之特徵模上）傳輸一完 整的已操縱ΜΙΜΟ導引。如等式（5)所示，接收實體可基於 使用時間多工發送之已操縱ΜΙΜΟ導引而以一次一行之方 式獲得y_(k)之一評估。 傳輸實體亦可使用碼多工在S個符號週期中於H(k)之所 有s個特徵模上平行傳輸已操縱之MIM〇導引。藉由碼多工 傳輸之已操縱ΜΙΜΟ可表示為： = Y(k,n)· W(n)· p(k,n),其中 keKs， 等式（6)

其中，Y(k，n)為在符號週期n中用於子頻f k之肌的右特 徵向量之矩陣。接收實體可在接收完整的6操^刪〇導引 之後獲得辽(k，n)之評估。 專輸實财可在使料頻帶多卫之符㈣期巾於子 帶k至㈣！上傳輸腦之所有8個特徵模的完整之已㈣ ΜΙΜΟ導引。傳輸㈣亦可在小 …' 之ΜΙΜΠ道η丨耝η 特诚模上傳輸已操縱 之ΜΙΜ0導弓卜舉例而t，傳輸實體可 或主要特徵模上，在兩個符號週期 ’ ：°月之取佳 等等來傳輸已操縱之M腦導^ 兩個最佳特徵模上 103290.doc

15- 1358215 一般而言’傳輸實體可藉由使用碼多工、子頻帶多工及/ 或時間多工以各種方式傳輸未操縱之及已操縱之ΜΙΜΟ導 引。碼多工允許傳輸實體使用可用於導引傳輪之每一傳輸 天線的最大傳輸功率，其可改良通道評估效能。 如上所述，額外導引可為ΜΙΜΟ導引。額外導引亦可為其 他類型之導引。舉例而言，傳輸實體可在單一特徵模上傳 輸單一導引符號流，或可以某一其他方式光束操縱單一導 引符號流。此額外導引可用於（例如）驅動時序偏移、校正殘 餘頻率偏移（residual frequency offset)等。 .導引結構包括基礎導引（例如，圖2中之MIM〇導引區24〇) ，其在標稱通道條件下提供良好效能。此導致用於導引之 低耗用。若需要’則可傳輸額外導引。可基於通道條件及/ 或其他因素可撓性地選擇待發送之額外㈣的數量以及額 外導引在PDU内的置放。舉例而f，在更嚴格之通道條件 下，可發送較大數量之額外導引。可在聊開始或即將開 始時發送額外導引，其可簡化通道評估及資料偵測且可進 一步降低緩衝要求。額外導引亦可分散於整個刚中，此 可改良隨時間變化之通道的效能。 參看圖2,在資料區25〇中之每一符號週期中，可在四個 導引子頻帶上發送四個導引 _ 导弓丨符號。此等導引符號可用於指 不正發送於48個資料子葙黑t & & — 寸于須帶上的内容，或用於發出指示該 内谷之訊號。若每一導 , 符唬以B位tl兀形成，則可藉由發

送於四個導L ，帶上之四個導引符號來界定高達個 不同Λ號值。舉例而言， 稭由使用二元移相鍵控（BpSK)， 103290.doc ⑧ •16， 1358215 每一導引符號以一位元元形成’且可藉由四個導引符號來 界定高達24= 16個不同訊號值。 一般而言，内置於四個導引符號中之訊號的偵測效能與 此等導引符號所界定之訊號值之數目成比例地降級。接收 實體接收該等四個導引符號之雜訊型式（noisy version)且 需要基於導引符號之此等所接收雜訊來確定藉由傳輸實體 發送之特定訊號值。接收實體可計算所接收導引符號與每 一有效訊號值之該組導引符號之間的量度（例如，距離）。接 收實體接著選擇具有最佳量度（例如，最短距離）之訊號值作 為藉由傳輸實體發送之值。當存在較多有效訊號值供選擇 時，更可能發生偵測錯誤。 在一實施例中，四個導引符號用於指示資料或額外導引 是否正在OFDM符號中發送。表2展示了用於此實施例之一 例示性訊號組，其中四個導引符號藉由BPSK而載運四個位 元 bi、b；j、b3及 b4。 表2 位元 值 定義 ~ bib2b3b4 ，0000， 資料正在OFDM符號中發送 ~~ '1111' ΜΙΜΟ導引正在〇fdM符號中發送 ' 額外ΜΙΜΟ導引可為已操縱的或未操縱的，例如可以與 PDU中之資料符號相同之方式發送。'，資料符號，，為資料之 調變符號。 在另一實施例中，4Β位元用以指示額外導引是否正在 OFDM符號中發送，且若是’則指示用於額外導引之特定資 訊。表3展示了用於此貫施例之例示性訊號組，其中四個導 I03290.doc -17- ⑧ 1358215 引符號藉由BPSK而載運四個位元bi、b2、b3及b4。 表3 位元 b|b2 b3 b4 值 00, or 10' 11' 定義 資料正在OFDM符號中發送_ ^操縱之ΜΙΜΟ導引正在〇元)Μ符號中發送 @縱之ΜΙΜΟ導引正在OFDM符號中發送 預留 上使用碼多工發送額外導引 毛 使用子頻帶多工發送額外導引 翌^·引正在48個資料卜詻褡 正在24個資料子镅罄卜狢馍 就表3中所示之實施你丨而_ a _， 她例而έ ，位几b丨及b2指示未操縱 ΜΙΜΟ導引、已操縱ΜΙΜΟ邋α β产时 丄Μυ導引或是無額外導引正在〇FDM 符號中發送。位元b3指示县不 丁疋否正使用碼多工/時間多工或子 頻帶多工發送ΜΙΜΟ導弓丨0對 對於碼夕工而言’使用正交序列 在多個符號週期上發送ΜΙΜΠ道_ 2丨 谢 MiM〇導引。舉例而言，如等式（2) 中所示，可使用4碼片Wa_列於四個符號週期中自四個 傳輸天線發送未㈣之MIM(^卜如等式⑹中所示，可 使用4碼片WaUh序列在四個符號週期中於所有四個特徵模 上並行發送已操縱之MIM0導引。對於子頻帶多工而言，在 一符號週期_於多個子頻帶义 鴻帶上發送ΜΙΜΟ導引。舉例而言， 可在一符號週期中自四個不 J千頻帶上之四個傳輸天線 (例如，自子頻帶k上之傳輪 寻鞠天線1、自子頻帶k+Ι上之傳輸 天線2、自子頻帶k+2上之傳耠 得輸天線3及自子頻帶k+3上之 傳輸天線4)發送未操縱之Mim U導引。可在一符號週期中於 使用四個不同子頻帶之四個特 欠模上（例如，在使用子頻帶k 之特徵模1上、在使用子頻帶让 1之特徵模2上、在使用子頻 103290.doc 1358215 帶k+2之特徵模3上及在使用子頻帶k+ 3之特徵模々上）發送 已操縱之ΜΙΜΟ導引。位元h指示用於額外導引之子頻帶數 目》舉例而言，可在所有48個資料子頻帶上或僅在Μ個資 料子頻帶上發送額外導引符號（例如，每隔一資料子頻帶）。 表2及表3展示了訊號之兩個特定實施例，該訊號内置於 使用BPSK具有四個位元之四個導引子頻帶中。一般而古， 用於載波導引之4B位元可用於輸送用於額外導引之任何類 型的資訊，諸如（1)是否正在發送額外導引；（2)正在發送之 額外導引之類型（例如，未操縱導引、已操縱導引等 導引正在發送之方式（例如，碼多工、子頻帶多工、時間多 工等）；（4)用於額外導引之子頻帶之數目（例如，所有、一 半、四分之一或某其他數目之資料子頻帶）；及（5)可能之其 他相關資訊。在額外導引傳輸中，較多訊號值提供較多可 撓性。然而，在較多訊號值的情況下偵測效能亦較差。可 在偵測效能與導引插入可撓性之間形成折衷（trade〇ff)。 亦可在PDU之訊號區23 0中發送給定之pdu中之額外導 引的訊號。此訊號可指示上文就額外導引而提及之任何或 所有可能之資訊。此外，此訊號可指示其中將發送額外導 引之特定符號週期（例如，在資料區25〇之中間、在每四分 之一資料區中、在每一第L個符號週期中等）。 如上所述，載波導引可用於發送額外導引之訊號。載波 導引亦可用於發送其他類型之訊號，諸如用於正被發送之 PDU的速率（例如碼及調變機制）、待用於其他鏈路（例如， 下行鏈路或上行鏈路）之速率、功率控制資訊（例如，用於調 103290.doc -19- 1358215 整傳輸功率之UP及DOWN功率控制指令）、傳輸參數（例如 ，所配置之訊務通道（traffic channel)、頻率子頻帶等）、經 由其他鏈路接收的關於PDU之確認（ACK)或否認（NAK)、用 於通信之一組基地台等。不同類型之訊號可具有不同可靠 性要求且可採用不同編碼機制及/或不同訊號組。不管待發 送之訊號的類型如何，傳輸實體都可在導引子頻帶上方便 地發送訊號，且接收實體可快速偵測此訊號。 圖3展示了藉由傳輸實體執行以發送額外導引之過程3〇〇 的流程圖《可為每一PDU執行過程3〇〇。傳輸實體在pDu中 多工處理及傳輸基礎導引（步驟3 1〇)。傳輸實體亦（例如）基 於通道條件及/或其他因素而判定是否在PDU中傳輸額外導 弓丨（步驟312)。若如步驟314中所判定的，在pDU中不發送額 外導引，則傳輸實體以正常方式處理及傳輸該pDU，而不 傳輸額外導引（步驟316)。否則，若發送額外導引，則傳輸 實體（例如）基於通道條件及/或其他因素而判定待發送於 PDU中之額外導引的數量、類型、位置等（步驟31 8)。傳輸 實體接著在PDU中發送用於額外導引之訊號，其（例如）内置 於在四個導引子頻帶上發送之導引符號中（步驟32〇)。傳輸 實體亦多工處理及傳輸藉由訊號指示的額外導引（步驟322) 。傳輸實體亦根據額外導引而處理及傳輸PDu(步驟324)。 舉例而言，PDU之長度可延伸，延伸數量為正在pDU中發 送之額外導引的數量。 圖4展示了藉由接收實體執行以接收及利用額外導引之 過程400的流程圖。亦可為每一PDU執行過程4〇〇。接收實 103290.doc -20·

1358215 體接收基礎導弓丨（例如，發送於ΜΙΜΟ導引區240中之ΜΙΜΟ 導引）且基於所接收之基礎導引.導出一 MI MO通道回應評估 (步郡410)。接收實體（例如）自發送於四個導引子頻帶上之 導引符號而接收用於額外導引之訊號（步驟412)。接收實體 判定是否正在基於接收之訊號發送額外導引（步驟414)。若 未正在發送額外導引，則過程進行至步驟420。否則，接枚 實體接收及解多工藉由所接收訊號加以指示的額外導引 (步驟416)。接收實體接著藉由額外導引導出改良之MIM〇 通道回應評估（步驟418)。接收實體使用該通道回應評估對 所接收之用於PDU的資料符號執行資料彳貞測（步驟42〇)。 圖5展示了 ΜΙΜΟ系統500中之傳輸實體51〇及接收實體 550之方塊圖。傳輸實體510可為接取點或使用者終端。接 收實體5 5 0亦可為接取點或使用者終端。 在傳輸實體5 10處，ΤΧ資料處理器512處理（例如，編碼、 父錯及符號映射）流量/封包資料以獲得資料符號。τχ空間 處理$ 520接收導引及資料符號並將其解多丄至合適子頻 帶上、適當執行空間處理及向τ個〇FDM調變器（M〇d)53〇a 至530t提供τ個傳輸天線的τ個傳輸符號流。每— 〇fdm調變 益530對-個別傳輸符號流執行〇fdm調變，並向相關聯之 傳輸器單元（TMTR) 532提供-樣品流。每-傳輸器單元532 處理（例如，轉換成類比、放大、濾波及增頻變換）其樣品流 以產^、&調變之訊號°傳輸器單元532aJ_ 532t提供τ個經調 變訊號以用於分別自T個天線534d 534t的傳輸。 在接收實體550處，R個天線552a至552r接收T個所傳輸之 103290.doc ⑧ 21 1358215 訊號，且每-A線552向-個別接收器單元（rcvr)⑸提供

-接收訊號。每-接收器單元554處理其所接收之訊號並向 相關聯之OFDM解調t器（Dem〇d) 56〇提供一對應之樣口法 。每-〇歷解調變器56崎其樣品流執行〇fdm調變= 接收（RX)”處理器570提供所接收之資料符號且向控制 器彻内之通道評估器584提供所接收之導引符號。通道評 估器584在用於子頻帶（該子頻帶用於資料傳輸）之傳輸實體 510與接收實體550之間導出MIM〇通道之通道回應評估。可 藉由傳輸實體51〇所發送之基礎導引及/或額外導引來導出 通道回應評估。㈣ϋ58{)亦基於M細通道回應評估而導 出空間濾波量度。RX空間處理器57〇藉由為每一子頻帶導 出之空間筛檢程式矩陣而對該子頻帶之所接收資料符號執

行接收器空間處理（或空間匹配濾波），且為該子頻帶提供所 偵測之資料符號。每一經偵測資料符號為藉由傳輸實體“Ο 發送之資料符號的評估。Rx資料處理器572接著處理所有 子頻帶之經偵測資料並提供經解碼之資料。 控制器540及控制器580分別在傳輸實體5 1〇及接收實體 550處控制處理單元之操作。記憶體單元及582分別儲存 控制器540及5 80所用之資料及/或程式碼。 圖6展示了傳輸實體510處之τχ空間處理器52〇之實施例 的方塊圖。在處理器520内，ΤΧ資料空間處理器6丨〇接收用 於絰由Τ個傳輸天線或每一資料子頻帶之s個特徵模之傳輸 的資料符號並對其執行空間處理。丁又資料空間處理器61〇 向τ個符號多工器（Mux) 640&至64〇1提供用於τ個傳輸天線 103290.doc •22_ 1358215 的丁個經空間處理之資料符號流。TX導引空間處理器620對 導引符號執行空間處理並提供（1)用於自Τ個傳輸天線之傳 輸的未操縱ΜΙΜΟ導引或（2)用於在導引傳輸之每一子頻帶 之尚達S個特徵模上傳輸的已操縱ΜΙΜΟ導引。ΤΧ導引空間 處理器620向Τ個符號多工器64〇a至640t提供用於τ個傳輸 天線之經空間處理之導引符號。 若存在正被發送之任何額外導引，則τχ導引訊號處理器 630產生用於該額外導引之訊號。就圖6中所示之實施例而 言，用於額外導引之訊號係内置於在載波導引之四個導引 符號上發送的導引符號内。在内置有訊號的情況下，ΤΧ導 引汛號處理器630向符號多工器640a至640t提供載波導引 符號。每一符號多工器64〇接收用於其傳輸天線的經空間處 理貝料、經空間處理導引符號，及载波導引符號，並將其 多工處理至合適子頻帶及符號週期上。了個符號多工器器 64〇a至64〇m τ個〇FDM調變器53〇&至53〇1提供用於τ個傳 輸天線的T個傳輸符號流。 每一 OFDM調變器53〇對一個別傳輸符號流執行〇fdm調 變，並提供一對應之〇FDM符號流。對於每一符號週期而言 ，每一 〇FDM調變器530獲得K個頻域值（frequency_d〇main 心e) ’（例如）用於待發送於48個資料子頻帶上之Μ個資料 及/或導引符號、待發送於四個導引子頻帶上之四個載波導 引符號’及個未使用子頻帶之12個零訊號值。反向快速 傅裏葉轉㈣FFT)單元㈣將K個頻域值轉換為具有κ點 耐之時域並提供-含打個時域碼片之”經轉換,·符號。為 I03290.doc

-23- 1358215 對抗由頻率選擇性衰減所導致的符號間干擾⑽)，迴圏前 . I項產生11 652重複每—經轉換符號之-部分以形成一對 應之OFDM符號。通常將經重複之部分稱為迴圏前置項或保 護間隔。0聰符號週期（或簡言之，符號週期）為-0FDM 符號之持續時間。 圖7展示了 TX導引訊號處理器63〇之一實施例的方塊圖。 控制器540向訊號檢查表（LUT) 71〇提供用於額外導引之訊 號值’訊號檢查表71G接著向四個乘法H712aS712d提供對 應於此訊號值之四個導引符號。每一乘法器712亦自PN產生 盗714接& pn序列’且在每一符號週期中將該符號週期之 導引符號與該符號週期之PN值相乘以產生—混雜導引符號 。乘法器712a至712d向T個符號多工器6伽至64〇d提供四個 導引子頻帶之四個混雜導引符號。每—符號多卫器64〇i (其中i=l...T)將混雜導？丨符號多工處理至用於載波導引之 四個導引子頻帶上，並將用於傳輸天線i之經空間處理資料 φ 及導引符號進一步多工處理至資料子頻帶上。 可藉由各種方法來建構本文所描述之導引傳輸及訊號技 術。舉例而言，此等技術可建構於硬體、軟體或其組合中 就硬體實施例而言，用於傳輸額外導引及訊號之處理單 元可建構於一或多個特殊應用積體電路（ASIC)、數位訊號 處理器（DSP)、數位訊號處理裝置（DspD)、可程式化邏輯裝 置（PLD)、場可程式化閘極陣列（FPGa)、處理器、控制器、 微控制器、冑處理器、、經設計以執行本文所述之功能的其 他電子單το或其組合内。用於接收額外導引及訊號之處理 103290.doc -24· 1358215 單元亦可建構於一或多個ASIC、Dsp等等内。 就軟體實施例而έ ’可藉由執行本文所述之功能的模組 (例如’㈣、函㈣）來建構本文所述之技術。軟體程式碼 可儲存於記憶體單7C (例如，圖5中之記憶體單元Μ]及/或 582)中並藉由處理器（例如圖5中之控制器54〇及/或58〇)加 ^執行。記憶體單元可建構於處理器内或建構於處理器外 Ρ在此狀況下，其可經由此項技術中已知之各種構件而 通信地耦接至該處理器。 所揭示之實施例的以上描述係提供以使得任何熟習此項 技術者能夠製造或使用本發明。彼等熟習此項技術者將易 於瞭解對此等實施例之各種修正，及可在不偏離本發明之 精神及範疇之情況下將本文所界定之一般原理應用於其他 實知例。因此，本發明並非用以侷限於本文所示之實施例 而疋使最廣泛之範脅與本文所揭示之原理及新穎特徵相 —致〇 【圖式簡單說明】 圖1展示IEEE 802,1 la所用之OFDM子頻帶結構； 圖2展示適合於ΜΙΜΟ系統之例示性pdu格式； 圖3展示用以傳輸額外導引之過程； 圖4展示用以接收及利用額外導引之過程； 圖5展示傳輸實體及接收實體之方塊圖； 圖6展示傳輸（丁 X)空間處理器之方塊圖；及 圖7展示ΤΧ導引訊號處理器之方塊圖。 【主要元件符號說明】 103290.doc 25· 1358215

100 PDU格式 110 協定資料單元（PDU) 120 序文區 130 訊號區 150 資料區 200 PDU格式 210 協定資料單元（PDU) 220 序文區 230 訊號區 240 ΜΙΜΟ導引區 250 資料區 500 ΜΙΜΟ系統 510 傳輸實體 512 ΤΧ資料處理器 520 ΤΧ空間處理器 530 OFDM調變器 532 •傳輸器單元 534 傳輸天線 552 接收天線 540 ， 580 控制器 542 ， 582 記憶體單元 550 接收實體 554 接收器單元 560 OFDM解調變器 103290.doc -26- 1358215 570 RX空間處理器 572 RX資料處理器 584 通道評估器 610 TX資料空間處理器 620 TX導引空間處理器 630 TX導引訊號處理器 640 符號多工器 650 反向快速傅裏葉轉換（IFFT)單元 652 迴圈前置項產生器 710 訊號檢查表 712a ， 712b ， 乘法器 712c ， 712d 714 PN產生器

103290.doc -27-

Claims (1)

1. 第094124357號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(100年10月） 丄观215 广一 ' 月7修正替換頁 - 十、申請專利^ -種在-利用正交分頻多工（0FDM)之多重輸入多重輸 出（ΜΙΜΟ)通信系統中傳輪訊號的方法，其包含： 自複數個訊號值中選擇—訊號值； 自複數’’且導引符號中選擇一組導引符號，其中該複數 組導引符號之每一組對應於該複數個訊號值中之一不同 訊號值’且其中該選定組之導引符號對應於該選定之訊 號值；及 在用於一載波導引之第一組頻率子頻帶上多工處理 該選2之導5丨符號，其中該複數個訊號值包括一訊號 " 或夕個用於導出一經改良之通道回應評估 2的額外導引錢係正傳輸於—第二組頻率子頻帶上。 2·如凊求項1之方法’其中該載波導引適合於藉由一接收實 體使用以追縱获Λ m 9 一傳輸實體使用之一載波訊號的一相 位〇 3· 4· 如5青求項1之方、土 , ，其中在該第一組頻率子頻帶上傳輸該 子：：之導引符號，且在一符號週期中於該第二組頻率 ,帶上同時傳輪該等額外導引符號。 如請求項1之方法， 示資料符號正傳輸 值0 其中該複數個訊號值進一步 於該第二組頻率子頻帶上的 包括一指 另一訊號 5. 6. 如請求項1之方法，其中 之額外導引的-類型。 如請求項1之方法，其中 選定之訊號值指示一正被傳輸 選定之訊號值指示一正被傳輸 103290-1001026.doc 1358215 咖批日修正替換頁 之額外導引之一傳輸模式。

   一種位於一利用正交分頻多工（0FDM)之多重輸入多重 輸出（ΜΙΜΟ)通信系統中的裝置，其包含： 控制器’其經組態以自複數個訊號值中選擇一訊號 值； —處理器，其經組態以自複數組導引符號中選擇一組 導弓丨符號，其中該複數組導引符號中每一組對應於該複 數個訊號值中之一不同訊號值，且其十該選定組之導引 符號對應於該選定之訊號值；及 一多工器，其經組態以在一用於一載波導引之第一組 頻率子頻帶上多工處理該選定組之導引符號，其中該複 數個訊號值包括一訊號值，其指示一或多個用於導出一 經改良之通道回應評估的額外導引符號的出現或缺無， 該或該等額外導引符號係正傳輸於一第二組頻率子頻帶 上。 8. 如請求項7之裝置，其中在該第一組頻率子頻帶上傳輸該 選定組之導引符號，且在—符號週期中於該第二組頻率 子頻帶上同時傳輸該等額外導引符號。 9. 一種位於一利用正交分頻多工（〇FDM)之多重輸入多重 輸出（ΜΙΜΟ)通信系統中的裝置，其包含： 用於自複數個訊號值中選擇一訊號值之構件； 用於自複數組訊導引符號中選擇一組導弓丨符號之構件 ’其中該複數組導引符號中每一組對應於該複數個訊號 值中之一不同訊號值，且其中該選定組之導引符號對應 103290-1001026.doc 1358215 於該選定之訊號值；及 用於在一用於一載波導引之第—組頻率子頻帶上多工 處理該選定組之導引符號的構件，其中該複數個訊號值 包括-訊號值，其指示一或多個用於導出一經改良之通 道回應評估的額外導引符號的出現或缺無，該或該等額 外導引符號係正傳輸於一第二組頻率子頻帶上。 10·如π求項9之裝置，其中在該第—組頻率子頻帶上傳輸該 選定組導引符號，且在一符號週期中於該第二組頻率子 頻帶上同時傳輸該等額外導引符號。 u· 一種機器可讀媒體，其編碼若干指令以利用正交分頻多 ⑴FDM)在多重輸入多重輸出（MI_通信系統中傳輸 訊號’該等指令包含碼以用於： 自複數個訊號值中選擇一訊號值； =複數组導引符號中選擇一組導引符號，其中該複數 d引符號之每一組對應於該複數個訊號纟中之一不同 訊號值，日甘士从. 選疋、及之導引符號對應於該選定之訊 號值；及 在一用於一載波導 士如、 等W之弟一組頻率子頻帶上多工處理 該選定組之導彳丨爲_# , .. )U ’其中該複數個訊號值包括一訊號 值· ’其指示一或冬個田# , _ 用於導出一經改良之通道回應評估 的額外導引符號的出 見或缺無’該或該等額外導引符號 係正傳輪於-第二組頻率子頻帶上。 12·如請求項U之機器 ,^ 買媒體’其中該載波導引適合於藉 由一接收實體徙用、6 追鞭藉由一傳輸實體使用之一載波 103290-100iQ26.doc 月《日修正替換頁 訊遽的一相位〇 -- 13. 14. 15. 16. 如請求項11之機器可讀媒體，其中在該第一組頻率子頻 帶上傳輸該選定組之導引符號，且在一符號週期中於該 第二組頻率子頻帶上同時傳輸該等額外導引符號。 如請求項11之機器可讀媒體，其中該複數個訊號值進一 步包括一指示資料符號正傳輸於該第二組頻率子頻帶上 的另一訊號值。 如請求項11之機器可讀媒體，其中一選定之訊號值指示 一正被傳輸之額外導引的一類塑。 如請求項11之機器可讀媒體，其中一選定之訊號值指示 一正被傳輸之額外導引之一傳輸模式。 103290-1001026.doc