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TWI443992B - 用於無線通訊之非單一預編碼方案的設備及方法以及電腦程式產品 - Google Patents

用於無線通訊之非單一預編碼方案的設備及方法以及電腦程式產品 Download PDF

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TWI443992B
TWI443992B TW099130668A TW99130668A TWI443992B TW I443992 B TWI443992 B TW I443992B TW 099130668 A TW099130668 A TW 099130668A TW 99130668 A TW99130668 A TW 99130668A TW I443992 B TWI443992 B TW I443992B
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Hongming Zheng
Shanshan Zheng
Guangjie Li
Feng Z Zhou
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Intel Corp
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Publication date
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Description

用於無線通訊之非單一預編碼方案的設備及方法以及電腦程式產品
本發明係關於用於無線通訊之非單一預編碼方案。
多重輸入多重輸出(MIMO)為一種有前途的技術設計用以改進下一代無線通訊之系統效能。當MIMO系統使用多重調變符號流之空間劃分多工(SDM)於使用相同時間/頻率資源之單一用戶時，便稱為單一用戶MIMO(SU-MIMO)系統。當MIMO系統使用多重調變符號流之SDM於使用相同時間/頻率資源之不同用戶時，便稱為多用戶MIMO(MU-MIMO)系統。
MU-MIMO因其自多用戶多樣性及空間多樣性兩方面獲益之力量，而特別備受關注。此外，藉由利用發送端之通道狀態資訊，MU-MIMO較SU-MIMO可提供更大的單元吞吐量。對於增強MU-MIMO效能方面，基地台的通道狀態資訊因而是重要的。相對於該些及其他考量，本改進是必要的。
 【發明內容及實施方式】
各種實施例一般關於無線通訊網路之通訊技術，諸如行動寬頻通訊系統。一些實施例可特別關於用於閉環MU-MIMO方案(NUP-MU-MIMO)之非單一預編碼方案之增強的技術。
網際網路朝行動應用躍進。此進化需要無所不在的高資料速率通訊。利用正交頻分多工(OFDM)及正交分頻多工存取(OFDMA)技術之行動寬頻通訊系統顯現滿足高資料速率需求之主要技術之一。
實施MU-MIMO之行動寬頻通訊系統因其自多用戶多樣性及空間多樣性兩方面獲益之力量，而特別備受關注。此外，藉由利用發送端之通道狀態資訊，MU-MIMO相對於SU-MIMO可提供更大的單元吞吐量。然而，為體現該些及其他優點，基地台需要通道狀態資訊以適當地服務空間上多工用戶。此需由在用於許多系統的上鏈容量上提供顯著的負荷。而且，MU-MIMO利用排程演算法而選擇將同步服務之用戶組。特定排程演算法之複雜性取決於實施於特定系統的預編碼、解碼及通道狀態回饋技術之設計選擇。此外，移動性提供了複雜性的額外維度。例如，衰弱環境中行動裝置歷經都卜勒頻移及/或頻譜展寬形式之改變的惡化程度。
為解決該些及其他問題，各式實施例關於基於短期通道狀態資訊(CSI)及長期CSI之NUP-MU-MIMO方案。NUP-MU-MIMO方案包括從非單一預編碼的通道品質資訊(CQI)計算(例如從配對通道矩陣之通道反向)、碼簿量化、用戶排程、鏈路適應和檢測等等。相較於SU-MIMO方案，NUP-MU-MIMO方案提供明確效能增益。此外，NUP-MU-MIMO方案降低回饋負擔、回饋延遲及複雜性。
一些實施例關於行動裝置。例如，一實施例關於利用OFDMA技術之用於行動寬頻通訊系統的行動裝置(例如，行動用戶站)。行動裝置包括經運作而產生用於使用閉環多用戶多重輸入多重輸出(MIMO)方案之非單一預編碼方案的固定裝置(例如基地台或存取點)之CSI的通道狀態資訊模組。CSI可包含例如CQI及碼字索引(CWI)。CWI可為例如量化碼簿之索引。
在各式實施例中，一或多個行動裝置可產生用於固定裝置(諸如基地台(BS)或存取點(AP))之通道狀態資訊。通道狀態資訊為有關H之當前值的資訊，為代表信號通道之數值。其形成無線通訊中部分信號模型，其完整方程式顯示於方程式(1)中，如下：
R =HX +N 　方程式(1)
其中R為接收之信號，X為發送之信號，N為雜訊，及H為通道。R、X、N、H值通常不固定。系統通常需要一些有關H之資訊，以理解何者從發送端發送，或增強系統效能，諸如提升傳輸速度。資訊可為H的當前值，或H的協方差。此類資訊一般稱為通道狀態資訊(CSI)，且通常被估計。典型之H的當前值(例如瞬間通道矩陣資訊)被稱為短期CSI，同時H的高階統計(例如通道相關矩陣資訊)被稱為長期CSI。
在一實施例中，一或多個行動裝置產生短期CSI。例如，行動裝置可利用來自通道矩陣(H)之瞬間通道矩陣資訊來決定預編碼向量。此方式適於使用包含用於行動裝置之較低移動性環境之情節，其中行動裝置之速率及/或速度約介於例如0至30 km/hr。然而，實施例並不侷限於此範圍。
在一實施例中，一或多個行動裝置產生長期CSI。例如，行動裝置可利用來自通道矩陣(H)之次級統計資訊，諸如通道相關矩陣(R)資訊，來決定預編碼向量。此方式適於使用包含用於行動裝置之較高移動性環境之情節，其中行動裝置之速率及/或速度約介於例如30 km/hr至120 km/hr。然而，實施例並不侷限於此範圍。
各式實施例可利用短期CSI及長期CSI之完整或部分通道狀態回饋技術。一些實施例利用部分回饋以降低負擔及複雜性。在一實施例中，部分回饋技術包括從行動裝置發送量化碼簿之CQI及CWI予固定裝置。此外或另一方面，亦可使用其他回饋技術。例如，亦可使用通道測探以便從行動裝置提供回饋資訊。實施例不侷限於此內文。
一些實施例關於固定裝置。例如，一實施例關於用於利用OFDMA技術之行動寬頻通訊系統的固定裝置。固定裝置可具有經運作而產生用於使用閉環多用戶多重輸入多重輸出(MIMO)方案之非單一預編碼方案之多重行動裝置的一或多個預編碼向量之預編碼模組。預編碼模組可產生使用包含CQI及接收自每一多重行動裝置之CWI的CSI之一或多個預編碼向量。固定裝置亦可利用來自各式行動裝置之CQI及CWI，以執行排程作業、鏈路適應作業及有助於MU-MIMO方案之其他作業。
各式實施例可包含一或多個元件。元件可包含經配置以執行某作業之任一結構。每一元件可經實施而做為硬體、軟體或其任一組合，依需要用於設計參數或效能限制之特定集合。儘管實施例可藉由範例而以某佈局之有限數量之元件予以說明，但實施例可依需要用於特定實施而包括替代佈局之更多或更少元件。值予注意的是任何參照「一實施例」或「實施例」意即關於實施例而說明之特別特徵、結構或特性包括於至少一實施例中。本說明書中各處出現之「在一實施例中」乙詞，不必然均指相同實施例。
圖1描繪通訊系統100之一實施例的區塊圖。在各式實施例中，通訊系統100可包含多重節點。節點一般可包含用於通訊系統100中通訊資訊之任一實際或邏輯個體，並可經實施而做為硬體、軟體或其任一組合，依需要用於設計參數或效能限制之特定集合。儘管圖1可藉由範例而顯示有限數量之節點，但可理解的是可利用更多或更少節點而用於特定實施。
在各式實施例中，通訊系統100可包含或形成部分有線通訊系統、無線通訊系統或二者組合。例如，通訊系統100可包括一或多個節點，經配置以於一或多種有線通訊鏈路上連通資訊。有線通訊鏈路之範例可包括但不侷限於電線、纜線、匯流排、印刷電路板(PCB)、乙太網路連接、點對點(P2P)連接、底板、交換結構、半導體材料、雙絞線、同軸纜線、光纖連接等等。通訊系統100亦可包括一或多個節點，經配置以於一或多種無線通訊鏈路上連通資訊，諸如無線共用媒體140。無線通訊鏈路之範例可包括但不侷限於無線電通道、紅外線通道、射頻(RF)通道、無線保真(WiFi)通道、一部分RF頻譜及/或一或多個授權或免許可頻帶。在後者的狀況下，無線節點可包括用於無線通訊之一個以上的無線介面及/或零件，諸如一或多個發送器、接收器、發送器/接收器(「收發器」)、無線電裝置、晶片組、放大器、濾波器、控制邏輯、網路介面卡(NIC)、天線、天線陣列等等。天線之範例可包括但不侷限於內部天線、全向性天線、單極天線、偶極天線、終端饋電天線、圓形極化天線、微帶天線、分集式天線、雙天線、天線陣列等等。在一實施例中，某裝置可包括多重天線之天線陣列，以實施各式自適應天線技術及空間多樣性技術。
如圖1所描繪之實施例中所示，通訊系統100包含多重元件，諸如固定裝置110及行動裝置120-1-m組，均經由無線共用媒體140而連通。固定裝置可進一步包括無線電裝置112及預編碼模組114。如行動裝置120-1所示，行動裝置120-1-m可進一步包括處理器122、記憶體單元124、通道狀態資訊模組130及無線電裝置126。然而，該些實施例並不侷限於圖1中所示元件。
在各式實施例中，通訊系統100可包含或經實施而做為行動寬頻通訊系統。行動寬頻通訊系統之範例包括但不侷限於符合各式電機電子工程師學會(IEEE)標準之系統，特別是諸如無線區域網路(WLAN)之IEEE 802.11標準及變式、無線都會網路(WMAN)之IEEE 802.16標準及變式、及行動寬頻無線存取(MBWA)之IEEE 802.20標準及變式。在一實施例中，例如通訊系統100可依據全球互操作性微波存取(WiMAX)或WiMAX II標準而予實施。WiMAX為基於IEEE 802.16標準之無線寬頻技術，其中IEEE 802.16-2004及802.16e修正(802.16e-2005)為實體(PHY)層規範。WiMAX II為先進第四代(4G)系統，其係基於國際行動電信(IMT)先進4G標準系列之IEEE 802.16j及IEEE 802.16m建議標準。儘管一些實施例可藉由未予侷限之範例而說明通訊系統100為WiMAX或WiMAX II系統或標準，但可理解的是通訊系統100可經實施而做為各式其他類型行動寬頻通訊系統及標準，諸如通用行動電信系統(UMTS)系統標準系列及變式、分碼多工存取(CDMA)2000系統標準系列及變式(例如CDMA2000 1xRTT、CDMA2000 EV-DO、CDMA EV-DV等等)、經由歐洲電信標準學會(ETSI)寬頻無線電存取網(BRAN)製造之高效能無線電城域網(HIPERMAN)系統標準系列及變式、無線寬頻(WiBro)系統標準系列及變式、具整合封包無線服務(GPRS)系統之全球行動通訊系統(GSM)(GSM/GPRS)標準系列及變式、全球進化增強資料傳輸率(EDGE)系統標準系列及變式、高速下鏈封包存取(HSDPA)系統標準系列及變式、高速正交分頻多工(OFDM)封包存取(HSOPA)系統標準系列及變式、高速上鏈封包存取(HSUPA)系統標準系列及變式等等。實施例不侷限於此內文。
在各式實施例中，通訊系統100可包含具有無線性能之固定裝置110。固定裝置可包含一般化裝備組，提供其他無線裝置之連通性、管理或控制，諸如一或多個行動裝置。固定裝置110之範例可包括無線存取點(AP)、基地台或節點B、路由器、開關、集線器、閘道器等等。在一實施例中，例如固定裝置可包含用於蜂槽式無線電話系統或行動寬頻通訊系統之基地台或節點B。固定裝置110亦可提供網路(未顯示)存取。網路例如包含諸如網際網路之封包網路、公司或企業網路、諸如公共交換電話網(PSTN)之語音網路等等。儘管一些實施例可經由範例而說明固定裝置110經實施而做為基地台或節點B，但可理解的是其他實施例亦可使用其他無線裝置予以實施。實施例不侷限於此內文。
在各式實施例中，通訊系統100可包含具無線性能之行動裝置120-1-m。行動裝置120-1-m可包含一般化裝備組，提供至其他無線裝置之連通性，諸如其他行動裝置或固定裝置(例如固定裝置110)。行動裝置120-1-m之範例可包括但不侷限於電腦、伺服器、工作站、筆記型電腦、掌上型電腦、電話、行動電話、個人數位助理(PDA)、行動電話與PDA之組合等等。在一實施例中，例如行動裝置120-1-m可經實施而做為WMAN之行動用戶站(MSS)。儘管一些實施例可經由範例而說明經實施而做為MSS之行動裝置120-1-m，但可理解的是亦可使用其他無線裝置而實施其他實施例。實施例不侷限於此內文。
如行動裝置120-1所示，行動裝置120-1-m可包含處理器122。處理器122可經實施而做為任一處理器，諸如複雜指令集電腦(CISC)微處理器、精簡指令集計算(RISC)微處理器、超長指令字(VLIW)微處理器、實施指令集組合之處理器或其他處理器裝置。在一實施例中，例如處理器122可經實施而做為通用處理器，諸如美國加州聖克拉拉Intel公司製造之處理器。處理器122亦可經實施而做為專用處理器，諸如控制器、微控制器、嵌入處理器、數位信號處理器(DSP)、網路處理器、媒體處理器、輸入/輸出(I/O)處理器等等。實施例不侷限於此內文。
如行動裝置120-1進一步所示，行動裝置120-1-m可包含記憶體單元124。記憶體124可包含任一機器可讀取或電腦可讀取之可儲存資料之媒體，包括揮發性及非揮發性記憶體。例如，記憶體124可包括唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、動態RAM(DRAM)、雙數據速率DRAM(DDRAM)、同步DRAM(SDRAM)、靜態RAM(SRAM)、可編程ROM(PROM)、可抹除編程ROM(EPROM)、電子式可抹除編程ROM(EEPROM)、快閃記憶體、聚合物記憶體(諸如鐵電聚合物記憶體)、雙向記憶體、相位改變或鐵電記憶體、矽-氧化物-氮化物-氧化物-矽(SONOS)記憶體、磁或光卡、或任何其他類型之適於儲存資訊之媒體。值予注意的是部分或全部記憶體124可包括於相同積體電路上做為處理器122，或另一部分或全部記憶體124可排列於積體電路或其他媒體上，例如硬碟，其為處理器122之積體電路外部。實施例不侷限於此內文。
如行動裝置120-1進一步所示，行動裝置120-1-m可包含顯示裝置132。顯示裝置132可包含用於適合行動計算裝置之顯示資訊的適當顯示單元。此外，顯示裝置132可經實施而做為額外I/O裝置，諸如觸控螢幕、觸控面板、觸控螢幕面板等等。觸控螢幕為使用一或多種不同技術而實施之顯示重疊，諸如壓力敏感(電阻式)技術、電氣敏感(電容式)技術、聲響敏感(表面聲波)技術、光敏(紅外線)技術等等。這種重疊效果允許用做輸入裝置之顯示裝置來移除或增強用做與顯示裝置132上所提供之內容互動之主要輸入裝置的鍵盤及/或滑鼠。
在一實施例中，例如顯示裝置132可藉由液晶顯示器(LCD)或其他類型的適當視覺介面而予以實施。顯示裝置132可包含例如觸摸敏感色彩(例如56位元色彩)顯示幕。在各式實施中，顯示裝置132可包含一或多個包括嵌入電晶體之薄膜電晶體(TFT)LCD。在這種實施中，顯示裝置132可包含用於每一像素之電晶體以實施主動矩陣。雖然本文中實施例並未予以限制，但主動矩陣顯示是希望的，因其需要低電流以觸發像素照明，並較被動矩陣對於改變更加敏感。
在各式實施例中，裝置110、120可經由各無線電裝置112、126而於無線共用媒體140上連通資訊。無線共用媒體140可包含一或多個RF頻譜配置。RF頻譜配置可為連續或非連續。在一些實施例中，無線電裝置112、126可使用由例如WiMAX或WiMAX II系統所利用之各式多載波技術，而於無線共用媒體140上連通資訊。例如，無線電裝置112、126可利用各式MU-MIMO技術來執行波束形成、空間多樣性或頻率多樣性。
在一般作業中，無線電裝置112、126可使用一或多個通訊通道而連通資訊，諸如通訊通道142-1-p。通訊通道可定義為一組頻率、時槽、碼或其組合。在一實施例中，例如固定裝置110之無線電裝置112的發送部可使用通訊通道142-1(有時被稱為「下鏈通道」)而將媒體與控制資訊連通至行動裝置120-1-m之無線電裝置126的接收部。在一實施例中，例如行動裝置110之無線電裝置126的發送部可使用通訊通道142-2(有時被稱為「上鏈通道」)而將媒體與控制資訊連通至固定裝置110之無線電裝置112的接收部。在一些狀況下，通訊通道142-1、142-2可依據特定實施而使用相同或不同的發送及/或接收頻率組。
由於通訊系統100為行動寬頻通訊系統，經設計而於行動裝置120-1-m移動時，維持通訊作業。行動裝置120-1-m之較慢的運動，諸如當操作者行走時，造成相對較小之因實際運動的通訊信號惡化，且可輕易修正。然而，行動裝置120-1-m之較快的運動，諸如當操作者在移動車輛中時，可能造成因頻率偏移的通訊信號主要的惡化。這種頻率偏移之範例可能為都卜勒效應造成之都卜勒頻移。
一或多個行動裝置120-1-m可實施通道狀態回饋技術，而為NUP-MU-MIMO方案提供CSI予固定裝置110。在圖1中所示之描繪的實施例中，行動裝置120-1包括CSI模組130，經運作而為固定裝置110產生CSI 150。CSI 150可包含例如CQI 152及CWI 154。然而，實施例並非侷限於該些CSI 150範例。可參照圖2更加詳細地說明一般的行動裝置120-1-m作業，及特別的CSI模組130作業。
圖2描繪MIMO架構200之一實施例。MIMO架構200可經實施而做為部分行動裝置120-1-m。儘管特定數量之元件已顯示為部分MIMO架構200，但可理解的是MIMO架構200之更多或更少元件可用於特定實施，且實施例不侷限於此內文。
在圖2中所示之描繪的實施例中，MIMO架構200包含一或多個編碼器206、資源映射器208、MIMO編碼器210、預編碼器(射束形成裝置)212(以下稱為「預編碼器212」)、OFDM符號產生器214、發送端之一或多個反向快速傅立葉轉換(IFFT)區塊216-1-s、及一或多個天線218-1-t。每一編碼器206包含各層之通道編碼器、交錯器、速率適配器及調變器。資源映射器208將調變的符號映射至所配置資源單位(RU)中相應的時間-頻率資源。MIMO編碼器210將L(1)層映射至饋送予預編碼器212之Ns (1)流。經由依據利用預編碼矩陣220之所選擇之MIMO模式(例如開環或閉環)而產生天線特定資料符號，預編碼器212將用戶資料流202映射至天線218-1-t。OFDM符號產生器214將天線特定資料映射至OFDM符號。
MIMO架構200可進一步包含CSI模組130。CSI模組130可經配置以產生固定裝置110之CSI 150。在一實施例中，CSI模組130可實施部分回饋技術。例如，CSI模組130可以CQI 152及CWI 154之形式回饋CSI 150。CSI模組130可依據所決定之行動裝置120-1-m的速率及/或速度，而產生CSI 150做為短期CSI或長期CSI。行動裝置120-1-m之速率及/或速度可經由任一數量之習知技術予以決定或計算。
圖3描繪CSI模組130之一實施例。在圖3中所示之描繪的實施例中，CSI模組130可包含通道估計模組310、有效通道估計模組312、碼字選擇器模組314、碼簿316及CQI模組318。儘管已顯示特定數量元件做為部分CSI模組130，但可理解的是更多或更少CSI模組130之元件可用於特定實施，且實施例不侷限於此內文。
在各式實施例中，一或多個行動裝置120-1-m可利用CSI模組130以產生固定裝置110之CSI 150。CSI為有關H的當前值之資訊，H為代表信號通道之數值。系統通常需要有關H的一些資訊，以理解何者從發送端發送，或增強系統效能，諸如提升傳輸速度。通常H的當前值(例如瞬間通道矩陣資訊)被稱為短期CSI，同時H的高階統計(例如通道相關矩陣資訊)被稱為長期CSI。
CSI模組130之通道估計模組310可經配置而經由無線電裝置126，從固定裝置110接收下鏈無線通道上之一或多個參考信號302。參考信號302可包含例如導頻信號、前置碼、中間碼、載波、次載波等等。通道估計模組310可基於一或多個參考信號302而估計通道矩陣。在一實施例中，例如通道矩陣可包含較低移動性環境中短期CSI之瞬間通道矩陣(H)。在一實施例中，例如通道矩陣可包含較高移動性環境中長期CSI之通道相關矩陣(R)。
行動裝置：短期CSI
在一實施例中，CSI模組130產生短期CSI。例如，CSI模組130可利用來自通道矩陣(H)之瞬間通道矩陣資訊而決定預編碼向量。此可適於包含用於行動裝置之較低移動性環境之情節，其中行動裝置之速率約介於例如0至30 km/hr。然而，實施例並非侷限於此範圍。
對較低移動性環境而言，通道估計模組310可基於參考信號302而估計通道矩陣(H)。通道矩陣(H)可包含例如Nr x Nt 矩陣，其中Nr 代表許多接收天線，及Nt 代表許多發送天線。
有效通道估計模組312可經配置而基於通道矩陣(H)，以決定有效通道。基於所估計之通道矩陣(H)，有效通道估計模組312計算有效通道V(H)。在一實施例中，例如有效通道估計模組312經配置而使用奇異值分解(SVD)以決定有效通道V(H)。例如，有效通道估計模組312如下列方程式(2)中所示而執行SVD：
[U S V ]=SVD (H )　方程式(2)
有效通道估計模組312接著可選擇最大右奇異向量做為有效通道V(H)，如下列方程式(3)中所示：
H eff =V (1,:)　方程式(3)
基於有效通道V(H)，碼字選擇器模組314可使用量化碼簿316而量化有效通道V(H)。以碼簿為主之預編碼因有限的回饋負擔之原因，為用於閉環MIMO系統之有利的技術。量化碼簿316可使用任一已知碼簿技術而予實施。例如，量化碼簿316可包含功率均衡碼簿或功率不均衡碼簿。功率均衡碼簿之範例為以DFT為主之碼簿，其提供空間上相關通道之較佳效能。功率不均衡碼簿之範例為以天線選擇為主之碼簿，其提供空間上非相關通道之較佳效能。量化碼簿316之範例可包括但不侷限於IEEE.16e 6位元碼簿、相位適應DFT 5位元碼簿、3GPP LTE 4位元碼簿、IEEE 802.16e 3位元碼簿、DFT+AS 5位元碼簿及其他。實施例不侷限於此內文。
碼字選擇器模組314可經由從有效通道V(H)之量化碼簿316選擇碼字而執行量化。此可經由相關性而予執行。在一實施例中，碼字選擇器模組314可從具有最大相關值之量化碼簿316選擇碼字予有效通道V(H)。例如，碼字選擇器模組314可量化有效通道V(H)並從特定碼簿C選擇碼字，如下列方程式(4)中所示：
其中Ci 為量化碼簿316的第i行及第i碼字。碼字選擇器模組314接著輸出所選擇之碼字或CWI 154予CQI模組318。
CQI模組318可經配置而基於以CWI 154代表之所選擇之碼字，而估計CQI 152。CQI 152之範例可包括但不侷限於通道增益、實體信號對干擾及雜訊比(SINR)或載波對干擾及雜訊比(CINR)(二者統稱為「SINR」)、有效SINR、頻率偏移估計、頻帶選擇等等。實施例不侷限於此內文。
在一實施例中，例如CQI模組318可經配置而估計CQI 152，無其他行動裝置使用預編碼向量之任何先備知識。此可顯著地降低上鏈無線通道142-2之信令流量。
在一實施例中，CQI模組318藉由假定所選擇之碼字為特定行動裝置之預編碼向量，且所有其他主動行動裝置之一組預編碼向量正交於預編碼向量，而估計CQI 152，做為最小均方誤差(MMSE)接收器(例如無線電裝置126)之實體信號對干擾及雜訊比(SINR)。例如，CQI模組318基於假定所選擇之碼字為其預編碼向量，且其他行動裝置之預編碼向量正交於其預編碼向量，而開始計算MMSE接收器之後SINR，如下列方程式(5)中所示：
其中v 為所選擇之碼字索引；其中為假定其他行動裝置將使用行動裝置上之正交預編碼向量，行動裝置之仿真預編碼向量；其中ω為當使用MMSE接收器時，MMSE濾波器係數；其中Iint erf 為特定配對行動台內不同流之間之干擾；其中S為檢測後信號功率；及其中I為Nr x Nr相同矩陣，及雜訊為雜訊功率。
CQI模組318接著採用SINR向量之第一元件做為CQI，如下列方程式(6)中所示：
CQI =SINR (1)　方程式(6)
一旦碼字選擇器模組314及CQI模組318產生個別CQI 152及CWI 154，無線電裝置126便於上鏈無線通道142-2上發送CQI 152及CWI 154予固定裝置110。
行動裝置：長期CSI
在一實施例中，CSI模組130產生長期CSI。例如，CSI模組130可利用來自通道矩陣(H)之次級統計資訊，諸如通道相關矩陣(R)資訊，而決定預編碼向量。此可適於使用包含用於行動裝置之較高移動性環境之情節，其中行動裝置之速率例如約介於30 km/hr至120 km/hr之間。然而，實施例不侷限於此範圍。
大部分參照短期CSI說明之元件亦應用於NUP-MU-MIMO方案之長期CSI。差異在於碼簿向量究係如何映射。短期CSI係基於來自通道矩陣(H)之瞬間通道矩陣資訊。碼簿向量V(H)接著於量化碼簿316上從通道H之右奇異向量映射。然而，長期CSI係基於次級統計資訊，例如通道相關矩陣(R)。有效通道估計模組312計算V(R)做為通道相關矩陣(R)資訊之右奇異向量，而非瞬間通道矩陣資訊。
長期CSI之適合使用情節為較高移動性環境。由於較高車輛速率造成顯著的延遲量及變化，鏈路適應將需為穩固。實施例使用用於鏈路適應之資源配置的分佈排列，因為在分佈排列下，CQI將為平均的在整個頻帶及/或多個並非頻率相依之頻帶上，因而對於較高速率造成之CQI延遲及時間變化較不敏感。在分佈排列下，通道相關矩陣(R)可如下列方程式(7)中所示予以計算：
其中下標i表示子通道、次載波或子頻帶索引。且通道相關矩陣(R)可平均於時域(除了相關頻率中以外)，以提升準確性及效能。
此外，通道相關矩陣(R)例如依據行動裝置120-1-m之位置資訊，諸如離開角度(AOD)資訊。通常位置資訊可用於近似決定通道相關矩陣(R)，如下列方程式(8)中所示：
R =f (AOD )　方程式(8)
因此，實施例不需如習知解決方案般從每一訊框、符號、子通道或次載波，來計算通道相關矩陣(R)。
在通道相關矩陣(R)決定之後，SVD作業係用於計算碼簿映射之右奇異向量V(R)。行動裝置120-1-m所執行長期CSI之其他程序，實質上與短期CSI相同，包括CQI估計、碼簿映射、及CQI 152與CWI 154之回饋。類似地，固定裝置110所執行長期CSI之其他程序(如下列參照圖4說明)，實質上與短期CSI相同，包括用戶配對或排程、基於來自多重行動裝置120-1-m之回饋碼字索引的預編碼向量(權重)計算(例如通道反向、迫零或基於MMSE)、CQI更新、調變及調變與編碼方案(MCS)選擇、及行動裝置120-1-m的最後預編碼。
值予注意的是，基於長期CSI之NUP-MU-MIMO的回饋頻率，顯著地低於基於短期CSI之NUP-MU-MIMO，其實質上降低回饋負擔。此外，即使當行動裝置120-1-m於較高移動性環境中操作時，CQI 152仍穩固於鏈路適應。
固定裝置
圖4描繪MIMO架構400之一實施例。MIMO架構400可經實施而做為部分固定裝置110。儘管顯示特定數量元件做為部分MIMO架構400，但可理解的是MIMO架構400之更多或更少元件可用於特定實施，且實施例不侷限於此內文。
類似於MIMO架構200，MIMO架構400可包括一或多個編碼器406-1-R、資源映射器408、MIMI編碼器410、預編碼器(射束形成裝置)412、OFDM符號產生器414、發送端之一或多個IFFT 416-1-u、及一或多個天線418-1-V。該些元件可具有實質上類似於MIMO架構200之對應元件的結構及作業。
在各式實施例中，MIMO架構400可經實施而做為部分固定裝置110。固定裝置110係用於利用OFDMA技術之行動寬頻通訊系統。固定裝置110可包括預編碼模組114。預編碼模組114可經配置而產生一或多個用於使用NUP-MU-MIMO方案之多重行動裝置120-1-m的預編碼向量。預編碼模組114可經配置而產生一或多個使用包含接收自每一多重行動裝置120-1-m之CQI 152與CWI 154的CSI 150之預編碼向量。在一實施例中，例如固定裝置110可經由無線電裝置112而從多重行動裝置120-1-m接收上鏈無線通道142-2上之CQI 152與CWI 154。
在各式實施例中，MIMO架構400可包括排程器404。排程器404可實施用戶排程演算法，其經設計而將主動行動裝置組120-1-m安排至資源單位，並決定它們的MCS位準及MIMO參數(例如MIMO模式、階層等等)。排程器404負責做出有關每一資源配置的許多決定，包括配置類型、SU-MIMO相對於MU-MIMO、MIMO模式(例如開環或閉環)、用戶編組、階層(例如將用於配置予資源單位之行動裝置120-1-m的流數)、每層之MCS位準(例如用於每層之調變及編碼率)、推進(例如用於資料及導頻次載波之功率推進值)、及頻帶選擇。
在一實施例中，例如排程器404可經配置而從主動行動裝置120-1-m組選擇一群組或次組行動裝置120-1-n，其中n小於m。MU-MIMO之優點在於，於下鏈無線通道142-1之上，一次進行的傳輸較一行動裝置120-1-m更多。從主動行動裝置組120-1-m選擇之一群組次組行動裝置120-1-n，可使用不同用戶排程演算法予以完成，其經設計而提供多用戶多樣性。一旦選定群組，預編碼模組114可產生所選擇之行動裝置120-1-n群組的預編碼向量，於MIMO下鏈無線通道142-1(例如廣播通道)中傳輸。
在一實施例中，例如排程器404可實施「蠻力」完整搜尋演算法，搜尋行動裝置120-1-m(例如用戶)的所有可能組合。此方式提供了提升吞吐量最大化的可能性之優點。然而，蠻力方式之缺點為要求高度的計算複雜性。因此，排程器404的另一實施例可實施替代方式，以「貪婪搜尋」用戶排程演算法的形式進行較低複雜性多用戶排程，如下列進一步說明。
為實施完整搜尋，排程器404可從行動裝置120-1-m組形成多重候選行動裝置120-1-n群組。排程器404可估計每一候選行動裝置120-1-n群組之總結率，並選擇具有最高總結率之候選行動裝置120-1-n群組做為行動裝置120-1-n群組，並於特定時間為其產生預編碼向量。
一旦選定行動裝置120-1-n群組，預編碼模組114便可為所選擇之行動裝置120-1-n群組產生一或多個預編碼向量。在一實施例中，例如預編碼模組114可使用迫零(ZF)或最小均方誤差(MMSE)演算法而產生一或多個預編碼向量。無線電裝置112可使用控制信號或參考信號而於下鏈無線通道142-1之上發送一或多個預編碼向量予所選擇之行動裝置120-1-n群組。例如，無線電裝置112可直接發送預編碼權重信號予行動裝置120-1-n，或以預編碼權重預編碼參考信號302。行動裝置120-1-n接著可為下一發送之資訊訊框執行更精確之通道估計。
有關執行群組選擇之完整搜尋的用戶排程演算法之一範例，固定裝置110可於固定裝置110的傳輸範圍內從每一主動行動裝置120-1-m接收CQI 152及CWI 154。使用多重CQI 152及CWI 154，固定裝置110可估計所有可能用戶對之總結率，選擇具最大總結率之用戶對，基於ZF或MMSE演算法而產生預編碼向量，及為鏈路適應調整CQI。
其次提供MU-MIMO上具有2資料流之2行動裝置(或用戶)的更詳細範例。儘管範例為求清晰而利用2用戶之2資料流，但可理解的是，依特定實施需要相同原理可延伸為任一數量之資料流及用戶。實施例不侷限於此內文。下列說明由於2x2之範例可利用「用戶對」乙詞。然而，當所選擇之用戶數量大於2而以群組表示時，亦可使用「用戶群組」乙詞來取代「用戶對」乙詞。
在2x2之範例中，排程器404實施用於NUP-MU-MIMO之增強的用戶排程演算法。增強的用戶排程演算法例如可包含完整搜尋用戶排程演算法。依據完整搜尋用戶排程演算法，對任一第i用戶及第j用戶對而言，預編碼向量係基於通道反向演算法而予產生，如下列方程式(9)中所示：
W i , j =C (v ) H (C (v )C (v ) H )-1 ;C (v )=[v i ,v j ] H 　方程式(9)
預編碼向量可經由矩陣Wi,j 之每行而正規化，做為新預編碼權重。
CQI 152接著基於新預編碼權重及回饋碼簿對而予調整，如下列方程式(10)中所示：
任兩用戶之總結率可基於假定已知之通道矩陣，而從系統中所有主動用戶予以計算，如下列方程式(11)中所示：
吞吐量{i ,j }=(det(I +)　方程式(11)
其中
該些作業可於所有可能用戶配對或編組重複執行。接著選擇具最大總結率之用戶對或群組，並可產生用於所選擇之用戶對或群組之相應預編碼向量，如下列方程式(12)中所示：
用戶對：{k ,l }=(吞吐量{i ,j })
預編碼向量：　方程式(12)
依據所選擇之用戶對的更新CQI 152，例如[CQIk ’,CQI1 ’]，固定裝置110可選取發送之流的合適MCS。固定裝置110一齊進行所選擇之用戶對的預編碼，並發送預編碼權重予用戶對，或以所選擇之行動台120-1-n之通道估計的預編碼權重而預編碼參考信號302(例如預編碼的導頻)。
此外或另一方面，排程器404可經配置而實施貪婪搜尋用戶排程演算法。上述增強的用戶排程演算法係基於所有可能用戶對的完整搜尋，其適於系統中呈現有限的主動用戶數量的情況。然而，完整搜尋因必需的計算複雜性，而可能不適於系統中的大量主動用戶。因此，可利用另一種貪婪搜尋用戶排程演算法，以降低用戶組選擇之計算複雜性。
為實施貪婪搜尋用戶排程演算法，例如排程器404可從具最高CQI或通道容量之主動行動裝置120-1-m組選擇第一行動裝置。假定為了本範例之故，第一行動裝置為行動裝置120-1。排程器404可從行動裝置120-1-m組形成候選行動裝置120-1-n群組，每一候選群組具有第一行動裝置120-1及至少第二行動裝置120-2-n。排程器404接著估計每一候選行動裝置120-1-n群組之總結率，其包括至少第一行動裝置120-1及其他主動行動裝置，並選擇具有最高總結率之候選行動裝置120-1-n群組做為行動裝置120-1-n群組，並為其產生預編碼向量。
藉由更詳細之範例，排程器404可實施用於具NUP-MU-MIMO方案之用戶群組選擇的貪婪搜尋用戶排程演算法。貪婪搜尋用戶排程演算法藉由選擇具最大回饋CQI 152之用戶而予開始，如下列方程式(13)中所示：
假定第一所選擇之用戶i=1，對任何第j個(j≠1)用戶而言，基於通道反向演算法而產生預編碼向量，如下列方程式(14)中所示：
W 1, j =C (v ) H (C (v )C (v ) H )-1 ;　C (v )=[v 1 ,v j ] H 　方程式(14)
預編碼向量可經由矩陣Wi,j 之每行而正規化，做為新預編碼權重。
CQI 152可使用新預編碼權重及回饋碼簿對而予調整，如下列方程式(15)中所示：
每對用戶之總結率可如下列方程式(16)中所示，予以計算：
吞吐量{1,j )=(det(I +)　方程式(16)
其中
該些作業可於每一用戶對重複執行。排程器404接著選擇具有至少第一行動裝置120-1及提供最大總結率之第二行動裝置120-2-m(例如假定為行動裝置120-2)，且用於所選擇之用戶對之相應預編碼向量，如下列方程式(17)中所示：
用戶對：{1,l }=(吞吐量{1,j })
預編碼向量：　方程式(17)
依據所選擇之用戶的調整CQI 152，例如[CQI1 ’,CQI l ’]，固定裝置110選擇發送之流的合適MCS。
圖5描繪MIMO訊框方案500之一實施例。MIMO訊框方案500代表固定裝置110及通訊系統100之二或更多個行動裝置120-1-m所使用之UNP-MU-MIMO訊框方案。MIMO訊框方案500假定裝置110、120-1及120-2使用用於較低移動性環境之短期CSI。
在圖5中所示描繪的實施例中，例如固定裝置110可於訊框i期間，在下鏈無線通道142-1(或不同DL通道)上發送參考信號302(例如導頻信號)予主動行動裝置120-1、120-2。行動裝置120-1、120-2可各包括CSI模組130以產生用於使用NUP-MU-MIMO方案之固定裝置110的CSI 150，且包含CQI 152與CWI 154之CSI 150係使用通道矩陣(H)及有效通道V(H)而予計算。值予注意的是，主動行動裝置120-1、120-2於此時計算其CQI 152與CWI 154而無彼此之預編碼向量的先備知識。主動行動裝置120-1、120-2於相同訊框i期間，在上鏈無線通道142-2(或不同UL通道)上各發送CQI 152與CWI 154予固定裝置110。假定主動行動裝置120-1、120-2被選擇用於相同群組，固定裝置110可包括預編碼模組114，經運作而產生用於使用NUP-MU-MIMO方案之多重行動裝置120-1、120-2的一或多個預編碼向量520，基於預編碼模組114以產生使用包含接收自每一多重行動裝置120-1、120-2之CQI 152與CWI 154的CSI 150之預編碼向量520。固定裝置110於訊框i+1開始期間，在下鏈無線通道142-2上發送預編碼向量520予主動行動裝置120-1、120-2，其接著將為主動行動裝置120-1、120-2用於與固定裝置110進一步通訊。值予注意的是，主動行動裝置120-1、120-2現在可使用具彼此預編碼向量之知識的MMSE檢測，來檢測來自固定裝置110之信號。
圖6描繪MIMO訊框方案600之一實施例。類似於MIMO訊框方案500，MIMO訊框方案600代表配合固定裝置110及通訊系統100之二或更多個行動裝置120-1-m使用之UNP-MU-MIMO訊框方案。然而，MIMO訊框方案600假定裝置110、120-1及120-2使用用於較高移動性環境之長期CSI。因此，CSI模組130利用通道相關矩陣(R)及有效通道V(R)而估計CQI 152與CWI 154。行動裝置120-1、120-2及固定裝置110之所有其他作業，實質上類似於參照MIMO訊框方案500之說明。
上述實施例之作業可參照下列圖式及伴隨範例而進一步說明。一些圖式可包括邏輯流程。儘管此間所呈現之這些圖式可包括特定邏輯流程，但可理解的是，邏輯流程僅提供此間所說明之一般功能性如何而可實施之範例。此外，除非特別指明，否則特定邏輯流程不必然需依所呈現之順序執行。此外，特定邏輯流程可經由硬體元件、處理器執行之軟體元件、或其任一組合而予實施。實施例不侷限於此內文。
圖7描繪邏輯流程700之一實施例。邏輯流程700可為此間所說明之一或多個實施例執行之作業的代表，諸如裝置110、120之一或二者。例如，邏輯流程700可由一或多個行動裝置120-1-m予以實施。
在一實施例中，邏輯流程700可於區塊702，經由行動裝置在下鏈無線通道上接收來自固定裝置之一或多個參考信號。例如，行動裝置120-1可在下鏈無線通道142-1上接收來自固定裝置110之一或多個參考信號302。
在一實施例中，邏輯流程700可於區塊704，基於一或多個參考信號而估計通道矩陣。例如，通道估計模組310可基於一或多個參考信號302而估計通道矩陣(H)，並將通道矩陣(H)輸出至有效通道估計模組312。
在一實施例中，邏輯流程700可於區塊706，基於通道矩陣而決定有效通道。例如，有效通道估計模組312可接收來自通道估計模組310之通道矩陣(H)，並基於通道矩陣(H)而決定有效通道。有效通道估計模組312可基於短期CSI或長期CSI而決定有效通道做為V(H)或V(R)，並將決定輸出至碼字選擇器模組314。此決定可基於行動裝置120-1之速率及/或速度。
在一實施例中，邏輯流程700可於區塊708，從量化碼簿選擇有效通道之碼字。例如，碼字選擇器模組314可從量化碼簿316選擇有效通道V(H)或V(R)之碼字，並將所選擇之碼字或CWI 154輸出。量化碼簿316可包含任一已知碼簿。
在一實施例中，邏輯流程700可於區塊710，基於所選擇之碼字而估計通道品質資訊。例如，CQI模組318可接收來自碼字選擇器模組314之CWI 154，並基於CWI 154標示之所選擇之碼字而估計CQI 152。
在一實施例中，邏輯流程700可於區塊712，在上鏈無線通道上，從行動裝置發送通道品質資訊及碼字索引予固定裝置。例如，行動裝置120-1可在上鏈無線通道142-2上，發送CQI 152與CWI 154予固定裝置110。
圖8描繪邏輯流程800之一實施例。邏輯流程800可為此處所說明之一或多個實施例執行作業之代表，諸如裝置110、120之一或二者。例如，邏輯流程800可藉由固定裝置110予以實施。
在一實施例中，邏輯流程800可於區塊802，在上鏈無線通道上，由固定裝置接收來自多重行動裝置之通道品質資訊及碼字索引。例如，固定裝置110可在上鏈無線通道142-2上接收來自多重行動裝置120-1、120-2及120-3之CQI 152與CWI 154。
在一實施例中，邏輯流程800可於區塊804，從多重行動裝置選擇行動裝置組。例如，排程器404可實施用戶排程演算法，而從多重行動裝置120-1、120-2及120-3選擇行動裝置組120-1、120-2。用戶排程演算法可包含完整搜尋、貪婪搜尋、或一些其他形式的用戶排程演算法。
在一實施例中，邏輯流程800可於區塊806，產生所選擇之行動裝置群組的預編碼向量。例如，預編碼模組114可產生所選擇之行動裝置120-1、120-2群組的預編碼向量(例如520、620)。
在一實施例中，邏輯流程800可於區塊808，發送預編碼向量予所選擇之行動裝置組。例如，固定裝置110可使用無線電裝置112在下鏈無線通道142-1上，發送預編碼向量(例如520、620)予所選擇之行動裝置120-1、120-2群組。
實施例提供超越MU-MIMO之習知技術的顯著技術優點。例如，此處所說明之NUP-MU-MIMO技術超越MU-MIMO的簡單迫零方案。而且，實施例提供鏈路適應中MCS選擇之更穩固的CQI計算；當通道反向被固定裝置110用於多用戶配對時，固定裝置110之CQI更新；及藉由使用短期CSI及長期CSI回饋資訊之包括較低車輛速率及較高車輛速率之不同應用情節。實施例提供用於CQI估計之更穩固技術，以協助解決CQI不匹配的問題。CQI不匹配對MU-MIMO之通道反向實施而言為顯著的設計挑戰。CQI不匹配提供鏈路適應之不準確CQI，因而折損系統容量。在其他範例中，實施例提供增強的用戶排程演算法，其組合了回饋CQI及碼簿向量而有效地為多重用戶排程，包括完整搜尋及貪婪搜尋用戶排程演算法。用於用戶組排程之增強的用戶排程演算法顯著地降低近似相同效能位準之MU-MIMO系統的複雜性。在又其他範例中，每一用戶僅需回饋一CQI及一碼字索引，其遠低於習知MU-MIMO方案之回饋負擔。相反地，習知MU-MIMO方案典型地需回饋一個以上的CQI及一碼字索引，用於用戶配對。降低回饋需求亦降低回饋延遲(因僅一回饋步驟)，此對於分時雙工(TDD)系統特別重要。亦存在其他技術優點，且實施例未侷限於該些範例。
此間已提出許多具體細節以提供實施例之徹底理解。然而，熟悉本技藝之人士將理解到無該些具體細節亦可體現實施例。在其他例子中，未詳細說明廣為人知之作業、零件及電路，以免模糊實施例。可理解的是此間所揭露之具體結構及功能細節可為代表，但不需侷限實施例之範圍。
各式實施例可使用硬體元件、軟體元件或二者組合予以實施。硬體元件之範例可包括處理器、微處理器、電路、電路元件(例如電晶體、電阻器、電容器、電感器等等)、積體電路、專用積體電路(ASIC)、可編程邏輯裝置(PLD)、數位信號處理器(DSP)、現場可程式閘陣列(FPGA)、邏輯閘、暫存器、半導體裝置、晶片、微晶片、晶片組等等。軟體之範例可包括軟體零件、程式、應用軟體、電腦程式、應用程式、系統程式、機器程式、作業系統軟體、中間軟體、韌體、軟體模組、常式、次常式、函數、方法、程序、軟體介面、應用程式介面(API)、指令集、計算碼、電腦碼、碼段、電腦碼段、字詞、數值、符號或其任一組合。使用硬體元件及/或軟體元件而決定是否實施實施例，可依據任一數量之因素而改變，諸如所需計算速率、功率位準、耐熱性、處理週期預算、輸入資料速率、輸出資料速率、記憶體資源、資料匯流排速率、及其他設計或效能限制。
一些實施例可使用「耦合」及「連接」連同其衍生字之表達予以說明。不希望該些語詞成為彼此之同義詞。例如，一些實施例可使用語詞「連接」及/或「耦合」予以說明，表示二或更多元件係彼此直接實體或電性接觸。然而，語詞「耦合」亦可表示二或更多元件彼此必非直接接觸，但仍共同作業或彼此作用。
一些實施例之實施，例如若藉由電腦執行，係使用可儲存指令或一組指令之電腦可讀取媒體或物件，而使電腦執行符合實施例之方法及/或作業。這種電腦可包括例如任何合適的處理平台、計算平台、計算裝置、處理裝置、計算系統、處理系統、電腦、處理器等，並可使用任一合適的硬體及/或軟體之組合而予實施。電腦可讀取媒體或物件可包括例如任一合適類型的記憶體單元、記憶體裝置、記憶體物件、記憶體媒體、儲存裝置、儲存物件、儲存媒體及/或儲存單元，例如記憶體、可移動或不可移動媒體、可抹除或不可抹除媒體、可寫入或可重複寫入媒體、數位或類比媒體、硬碟、軟碟、光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、可寫入光碟(CD-R)、可重複寫入光碟(CD-RW)、光碟、磁性媒體、磁性光學媒體、可移動記憶卡或碟、各式數位影音光碟(DVD)、磁帶、卡帶等。指令可包括任一合適類型的編碼，諸如原始碼、編譯碼、解譯碼、可執行碼、靜態碼、動態碼、密碼等，使用任一合適的高位準、低位準、物件導向、視覺、編譯及/或解譯之程式語言而予實施。
除非特別指明，可理解的是諸如「處理」、「運算」、「計算」、「決定」等語詞，係指電腦、計算系統或類似的電子計算裝置之動作及/或程序，其操縱及/或轉移計算系統暫存器及/或記憶體內以實體數量(例如電子)表示之資料，成為計算系統之記憶體、暫存器或其他該種資訊儲存、傳輸或顯示裝置內以類似實體數量表示之其他資料。實施例不侷限於此內文。
儘管主題已以特定結構特徵及/或方法論行為之語言予以說明，但應理解的是申請專利範圍中所界定之標的並不需侷限於上述特定特徵或行為。而是，上述特定特徵或行為係以實施申請專利範圍之範例形式而予揭露。
100．．．通訊系統
110．．．固定裝置
112、126．．．無線電裝置
114．．．預編碼模組
120、120-1、120-2、120-3、120-1-m、120-1-n、120-2-n．．．行動裝置
122．．．處理器
124．．．記憶體單元
130．．．通道狀態資訊(CSI)模組
132．．．顯示裝置
140．．．無線共用媒體
142-1．．．下鏈無線通道
142-1-p．．．通訊通道
142-2．．．上鏈無線通道
150．．．通道狀態資訊(CSI)
152．．．通道品質資訊(CQI)
154．．．碼字索引(CWI)
200、400．．．多重輸入多重輸出(MIMO)架構
202．．．用戶資料流
206、406-1-R．．．編碼器
208、408．．．資源映射器
210、410．．．多重輸入多重輸出(MIMO)編碼器
212、412．．．預編碼器(射束形成裝置)
214、414．．．正交頻分多工(OFDM)符號產生器
216-1-s、416-1-u．．．反向快速傅立葉轉換(IFFT)
218-1-t、418-1-V．．．天線
220．．．預編碼矩陣
302．．．參考信號
310．．．通道估計模組
312．．．有效通道估計模組
314．．．碼字選擇器模組
316．．．量化碼簿
318．．．通道品質資訊(CQI)模組
404．．．排程器
500、600．．．多重輸入多重輸出(MIMO)訊框方案
520、620．．．預編碼向量
700、800．．．邏輯流程
702、704、706、708、710、712、802、804、806、808．．．區塊
圖1描繪通訊系統之一實施例。
圖2描繪第一MIMO架構之一實施例。
圖3描繪通道狀態資訊模組之一實施例。
圖4描繪第二MIMO架構之一實施例。
圖5描繪第一MIMO訊框方案之一實施例。
圖6描繪第二MIMO訊框方案之一實施例。
圖7描繪第一邏輯流程之一實施例。
圖8描繪第二邏輯流程之一實施例。

Claims (26)

  1. 一種用於無線通訊之非單一預編碼方案的設備，包含：用於利用正交分頻多工存取技術之行動寬頻通訊系統的行動裝置，該行動裝置具有通道狀態資訊模組，經運作而使用閉環多用戶多重輸入多重輸出(MU-MIMO)來為固定裝置產生長期通道狀態資訊，該長期通道狀態資訊包含通道品質資訊及碼字索引，該通道狀態資訊模組包含：通道估計模組，經運作而基於該一或多個參考信號而估計通道相關矩陣；有效通道估計模組，經運作而基於該通道相關矩陣而決定有效通道；碼字選擇器模組，經運作而從該有效通道之量化碼簿選擇碼字；及通道品質資訊模組，經運作而基於該所選擇之碼字而估計該通道品質資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項之設備，包含：無線電裝置，經運作而在下鏈無線通道上從該固定裝置接收一或多個參考信號。
  3. 如申請專利範圍第2項之設備，該無線電裝置經運作而於上鏈無線通道上發送該通道品質資訊及該碼字索引予該固定裝置。
  4. 如申請專利範圍第1項之設備，該有效通道估計模組經運作而決定使用奇異值分解之該有效通道。
  5. 如申請專利範圍第1項之設備，該通道品質資訊模組經運作而估計無其他行動裝置之預編碼向量的該通道品質資訊。
  6. 如申請專利範圍第1項之設備，該通道品質資訊模組經運作而藉由假定該所選擇之碼字為該行動裝置之預編碼向量，且其他行動裝置之一組預編碼向量正交於該預編碼向量，而估計該通道品質資訊，做為最小均方誤差(MMSE)接收器的實體信號對干擾及雜訊比(SINR)。
  7. 如申請專利範圍第1項之設備，該通道品質資訊包含通道增益、實體信號對干擾及雜訊比(SINR)、有效SINR、頻率偏移估計或頻帶選擇。
  8. 如申請專利範圍第1項之設備，該行動裝置包含數位顯示器。
  9. 一種用於無線通訊之非單一預編碼方案的設備，包含：用於利用正交分頻多工存取技術之行動寬頻通訊系統的固定裝置，該固定裝置具有預編碼模組，經運作而使用閉環多用戶多重輸入多重輸出(MU-MIMO)來為多重行動裝置產生一或多個預編碼向量，該預編碼模組使用包含通道品質資訊及接收自每一該多重行動裝置之碼字索引的長期通道狀態資訊，而產生該一或多個預編碼向量，從每一行動裝置接收之該通道品質資訊包含基於有效通道而估計之實體信號對干擾及雜訊比(SINR)，基於該行動裝置之通道相關矩陣來決定該有效通道。
  10. 如申請專利範圍第9項之設備，包含無線電裝置，經運作而在上鏈無線通道上從多重行動裝置接收通道品質資訊及碼字索引。
  11. 如申請專利範圍第9項之設備，包含：排程器，經運作而從該多重行動裝置選擇行動裝置組；及該預編碼模組經運作而為該所選擇之行動裝置組產生或調整預編碼向量。
  12. 如申請專利範圍第11項之設備，該排程器經運作而從該多重行動裝置形成候選行動裝置組，估計每一候選行動裝置組之總結率，並選擇具有最高總結率之候選行動裝置組做為該行動裝置組。
  13. 如申請專利範圍第11項之設備，該排程器經運作而選擇具最高通道品質資訊之第一行動裝置，從該多重行動裝置形成候選行動裝置組，基於每一具有該第一行動裝置及至少第二行動裝置之候選組，估計每一候選行動裝置組之總結率，並選擇具有最高總結率之候選行動裝置組做為該行動裝置組。
  14. 如申請專利範圍第9項之設備，該預編碼模組經運作而使用迫零或最小均方誤差演算法來產生該一或多個預編碼向量。
  15. 如申請專利範圍第9項之設備，包含無線電裝置，經運作而使用控制信號或參考信號來發送該一或多個預編碼向量予一選擇之行動裝置組。
  16. 一種用於無線通訊之非單一預編碼方案的方法，包含：使用閉環多用戶多重輸入多重輸出(MU-MIMO)，在行動裝置產生長期通道狀態資訊，該長期通道狀態資訊包含通道品質資訊及碼字索引；以及在上鏈無線通道上從該行動裝置發送該長期通道狀態資訊到固定裝置；產生該長期通道狀態資訊包含：在下鏈無線通道上經由該行動裝置而自該固定裝置接收一或多個參考信號；基於該一或多個參考信號而估計通道矩陣；基於該通道矩陣而決定有效通道；從該有效通道之量化碼簿選擇碼字；及基於該所選擇之碼字而估計通道品質資訊。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，包含決定使用奇異值分解之該有效通道。
  18. 如申請專利範圍第16項之方法，包含估計無其他行動裝置之預編碼向量的該通道品質資訊。
  19. 如申請專利範圍第16項之方法，包含藉由假定該所選擇之碼字為該行動裝置之預編碼向量，且其他行動裝置之一組預編碼向量正交於該預編碼向量，而估計該通道品質資訊，做為最小均方誤差(MMSE)接收器的實體信號對干擾及雜訊比(SINR)。
  20. 一種用於無線通訊之非單一預編碼方案的方法， 包含：在上鏈無線通道上經由固定裝置而從多重行動裝置之每一者接收包含通道品質資訊及碼字索引之長期通道狀態資訊，從每一行動裝置接收之該通道品質資訊包含基於有效通道而估計之實體信號對干擾及雜訊比(SINR)，基於該行動裝置之通道相關矩陣來決定該有效通道；從該多重行動裝置選擇行動裝置組；產生該所選擇之行動裝置組之預編碼向量；及發送該預編碼向量予該所選擇之行動裝置組。
  21. 如申請專利範圍第20項之方法，包含：從該多重行動裝置形成候選行動裝置組；估計每一候選行動裝置組之總結率；及選擇具有最高總結率之候選行動裝置組做為行動裝置組。
  22. 如申請專利範圍第20項之方法，包含：選擇具最高通道品質資訊之第一行動裝置；基於具有該第一行動裝置及至少第二行動裝置之每一候選組，而從該多重行動裝置形成候選行動裝置組；估計每一候選行動裝置組之總結率；及選擇具有最高總結率之候選行動裝置組，做為該行動裝置組。
  23. 如申請專利範圍第20項之方法，包含使用迫零或最小均方誤差演算法來產生該預編碼向量。
  24. 如申請專利範圍第20項之方法，使用控制信號或 參考信號來發送該預編碼向量予該所選擇之行動裝置組。
  25. 一種電腦程式產品，包含具指令之儲存媒體，當執行該指令時使系統：使用閉環多用戶多重輸入多重輸出(MU-MIMO)，在行動裝置產生長期通道狀態資訊，該長期通道狀態資訊包含通道品質資訊及碼字索引；以及在上鏈無線通道上從該行動裝置發送該長期通道狀態資訊及該碼字索引到固定裝置；產生該長期通道狀態資訊包含：在下鏈無線通道上經由該行動裝置而從該固定裝置接收一或多個參考信號；基於該一或多個參考信號而估計通道相關矩陣；基於該通道相關矩陣而決定有效通道；從該有效通道之量化碼簿選擇碼字；及基於該所選擇之碼字而估計通道品質資訊。
  26. 如申請專利範圍第25項之電腦程式產品，進一步包含指令，當執行該指令時使該系統可無其他行動裝置之預編碼向量而基於該下鏈無線通道之該一或多個參考信號而估計該通道矩陣。
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