多输入多输出系统和方法技术方案

一种多输入多输出(MIMO)系统可在多根天线上同时发射，以及在多根天线上同时接收。不幸的是，因为传统的802.11a/g设备不能够对多个数据流解码，所以传统设备可能会因为在MIMO分组的发射完成之前进行发射而“重叠”在MIMO分组上。因此，本文中提供MIMO系统和方法，以允许传统设备进行MIMO分组长度的解码，并禁止在该段时间期间进行发射。这些MIMO系统和方法针对MIMO分组的高效发射进行了优化。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术专利申请是国际申请号为PCT/US2004/036886，国际申请日为2004年11月4日，进入中国国家阶段的申请号为200480035614. 8，名称为“”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请本申请要求2003年11 月 4 日提交的题为“Method For Multiple Input MultipleOutput Systems (多输入多输出系统的方法)”的美国临时专利申请第60/517，445号的优先权。专利技术背景专利
本专利技术涉及无线通信环境中的多输入多输出(MMO)系统和方法，并且在ー个实施例中，涉及便干与传统设备实现后向兼容的MIMO方法和系统。相关技术的描述对无线局域网(WLAN)通信系统的设计是基于IEEE 802. 11中所描述的标准族。例如，802. Ila规范在5GHz的频段中提供最高达54Mbps，而802. Ilg规范也提供高达54Mbps，但是在2. 4GHz的频段中。802. Ila/g规范都使用正交频分复用(OFDM)编码方案。特别地，802. lla/g规范规定在任何给定时间仅有一个数据流被发送或接收。例如，图I示出简化系统100，它包括可在任何给定时间提供单个输出的发射器101、以及可在任何给定时间处理单个输入的接收器102。由此,系统100被表征为单输入单输出系统。为解决多径、尤其是多径引起的衰落(其中环境中的物体可反射所发射的无线信号)及其它状况，无线系统可采用各种技木。一种此类技术是切換分集，其中发射器和/或接收器可选择性地在多根天线之间切換。例如，图2示出简化系统200，其中发射器101可选择从天线201A或天线201B发送信号(使用开关203)，而接收器102可选择处理来自天线202A或天线202B的信号(使用开关204)。由此，系统200被表征为切換分集天线配置。图3不出简化的多输入多输出(MIMO)系统300,它可在多根天线上同时发射,并在多根天线上同时接收。具体而言，发射器301可同时从天线302A(使用发射器链303A)和从天线302B (使用发射器链303B)发射信号。类似地，接收器304可同时从天线305A(使用接收器链306A)和从天线305B (使用接收器链306B)接收信号。注意，有数种类型的MMIO系统。例如，MMO-AG是指与802. Ila和802. Ilg都兼容的MMO系统。反之，MMO-SM是指具空间多路复用的MMO系统。以下所使用的缩写“MM0” 是指 MIMO-SM0取决于具体实现，多根天线的使用或可扩大范围，或可提高给定范围的数据率。例如，图4示出各种天线配置在相对距离上的中值数据率。波形401表示单天线配置；波形402表示切換分集天线配置；而波形403表示MMO天线配置。特别地，在2和4之间的任何相对距离，MIMO天线配置的中值数据率明显高于单天线配置或切換分集天线配置的中值数据率。例如，在表示典型归属空间404的高端的相对距离3，MM0天线配置的中值数据率(50Mbps)明显高于单天线配置(18Mbps)或甚至是切换分集天线配置(33Mbps)的中值数据率。MIMO系统还可有利地减小不同频率槽上的信噪比(SNR)之差。例如，图5示出各个频率槽上各种天线的SNR，S卩，第一天线(波形由点线表示)的SNR 501，第二天线(波形由虚线表示)的SNR 502，以及第一和第二天线同时使用(波形由实线表示)的SNR 503。注意，SNR 501和502在频率槽0-60上都明显变化。相反，SNR 503所表示的同时使用第一和第二天线的MMO系统可将不同频率槽上的SNR之差最小化(即，一个信道上的陷波由另ー个信道中的非陷波补偿)，由此允许对接收器链和/或发射器链中的此类SNR进行更有效的补偿。在MMO系统300 (图3)中，接收器304使用多条链(即，链306A和306B)来接收由发射器301发射的多个数据流(例如，分组)并将它们解码。不幸的是，因为传统的802. lla/g设备不能对多个数据流解码，所以这样的传统设备可能会因为在MIMO分组的发 射完成之前进行发射而“重叠”在MMO分组上。因此，产生了对允许传统设备对MMO分组长度解码，并禁止在该段时间期间进行发射的MIMO系统和方法的需求。进ー步产生了对发射MIMO分组的高效方法的需求。专利技术概述多输入多输出(MMO)系统可在多根天线上同时发射，并在多根天线上同时接收。不幸的是，因为传统的802. lla/g设备不能够对多个数据流解码，所以这样的传统设备可能会因为在MMO分组的发射完成之前进行发射而“重叠”在MMO分组上。因此，本文中提供了允许传统设备对MMO分组长度解码，并禁止在该段时间期间进行发射的MMO系统和方法。并针对MIMO分组的高效发送对这些MIMO系统和方法进行了优化。例如，提供了 MIMO分组的时分训练模式。在此模式中，第一天线可发射短码元、第一长码元，然后是传统的信号码元。第二天线可在传统信号码元发射之后发射第二长码元。第一和第二天线可在第二长码元发射之后实质上同时发射信号码元(与MMO数据相关联)。提供了 MIMO分组的另ー种模式。在此模式中，可由第一天线和第二天线发射短码元。该短码元可在预定的一组短槽之间拆分。特别地，可将第一天线与第一组短槽相关联，而将第二天线与第二组短槽相关联。可由第一和第二天线在第二短码元发射之后实质上同时发送长码元。可将该长码元与第一组长槽和第二组长槽相关联。特别地，第一天线可在使用第二组长槽之前使用第一组长槽进行发射。相反，第二天线可在使用第一组长槽之前使用第二组长槽来进行发射。与多输入多输出数据相关联的信号码元可由第一和第二天线实质上同时发射。在一个实施例中，第一组短槽可包括-24、-16、_8、4、12、20，而第二组短槽可包括-20、-12、-4、8、16、24。在另ー个实施例中，第一组短槽可包括-24、-16、_8、8、16、24，而第二组短槽可包括-20、-12、-4、4、12、20。在一个实施例中，第一组长槽可包括-26、-24....._2、1、3、...25，而第ニ组长槽可包括-25、-23、...-1、2、4、...26。在另ー个实施例中，第一组长槽可包括-26、-24、 、_2、2、4、... 26，而第二组长槽可包括-25、-23、... -I、1、3、... 25。在一个实施例中，该模式还可包括为短槽的至少两种拆分模式计算峰均比(PAR)的值，并使用具有最低PAR值的拆分模式。在另ー个实施例中，该模式还可包括为长槽的至少两种拆分模式计算峰均比(PAR)的值，并使用具有最优化的PAR值的拆分模式。第一和第二组短槽可使用不同的频移。例如，如果该模式是使用每N个槽中的一个，则频移模式可包括I到最多至N-I个槽。在一个实施例中，第一天线可使用一组天线来实现。在此情形中，在第一组天线的槽上可应用复权重，由此减轻了波束成形效应。复权重包括相移或相幅中的至少ー个，并且其中减轻波束成形效应就造成了实质上全向的发射。在具有传统报头的ー个实施例中，该模式还可包括在传统报头之后发射的用于指示正在发射MIMO分组的编码码元。该编码码元至少可指示若干发射的数据流。在ー个实施例中，该编码码元可包括与MIMO数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多输入多输出分组的时分训练模式，所述模式包括：由第一天线发射的短码元；在所述短码元的发射之后由所述第一天线发射的第一长码元；在所述第一长码元的发射之后由所述第一天线发射的传统信号码元；在所述传统信号码元的发射之后由第二天线发射的第二长码元；以及与在所述第二长码元的发射之后由所述第一天线和所述第二天线实质上同时发射的多输入多输出数据相关联的信号码元。

【技术特征摘要】
2003.11.04 US 60/517,445;2004.11.03 US 10/981,1451.一种用于多输入多输出分组的时分训练模式，所述模式包括 由第一天线发射的短码元； 在所述短码元的发射之后由所述第一天线发射的第一长码元； 在所述第一长码元的发射之后由所述第一天线发射的传统信号码元； 在所述传统信号码元的发射之后由第二天线发射的第二长码元；以及与在所述第二长码元的发射之后由所述第一天线和所述第二天线实质上同时发射的多输入多输出数据相关联的信号码元。2.—种用于多输入多输出分组的模式，所述模式包括 由第一天线和第二天线发射的短码元，所述短码元在预定的一组短槽之间被拆分，其中所述第一天线与第一组短槽相关联，且所述第二天线与第二组短槽相关联； 在所述第二短码元的发射之后由所述第一天线和所述第二天线实质上同时发射的长码元，所述长码元与第一组长槽和第二组长槽相关联，其中所述第一天线在使用所述第二组长槽之前使用所述第一组长槽来发射，并且其中所述第二天线在使用所述第一组长槽之前使用所述第二组长槽来发射；以及 与由所述第一天线和所述第二天线实质上同时发射的多输入多输出数据相关联的信号码元。3.如权利要求2所述的模式，其特征在干， 所述第一组短槽包括-24、-16、_8、4、12,20,并且 所述第二组短槽包括_20、-12、_4、8、16、24。4.如权利要求2所述的模式，其特征在干， 所述第一组短槽包括-24、-16、_8、8、16、24，并且 所述第二组短槽包括_20、-12、_4、4、12、20。5.如权利要求2所述的模式，其特征在干， 所述第一组长槽包括-26、-24、. . 、-2、1、3、. . 25，并且 所述第二组长槽包括-25、-23、... -I、2、4、... 26。6.如权利要求2所述的模式，其特征在干， 所述第一组长槽包括-26、-24、 、_2、2、4、... 26，并且 所述第二组长槽包括-25、-23、... -I、I、3、... 25。7.如权利要求2所述的模式，其特征在于，还包括为所述短槽的至少两种拆分模式计算峰均比(PAR)的值，并使用具有最低PAR值的拆分模式。8.如权利要求2所述的模式，其特征在干，还包括为所述长槽的至少两种拆分模式计算峰均比(PAR)的值，并使用具有最优PAR值的拆分模式。9.如权利要求2所述的模式，其特征在于，所述短码元使用24个槽。10.如权利要求2所述的模式，其特征在于，所述第一组短槽和所述第二组短槽使用不同的频移。11.如权利要求10所述的模式，其特征在于，如果所述模式是使用每N个槽中的I个，则频移模式可包括I到最多N-I个槽。12.如权利要求2所述的模式，其特征在于，所述短码元使用12个槽。13.如权利要求2所述的模式，其特征在于，在所述短码元和长码元之前还包括传统报头，所述传统报头包括 由所述第一天线发射的传统短码元； 在所述传统短码元的发射之后由所述第一天线发射的传统长码元；以及 在所述传统长码元的发射之后由所述第一天线发射的传统信号码元。14.如权利要求13所述的模式，其特征在于，所述第一天线是使用一组天线来实现的。15.如权利要求14所述的模式，其特征在于，在所述第一组天线的槽上施加复权重，由此缓解波束成形效应。16.如权利要求15所述的模式，其特征在于，所述复权重包括相移或相幅中的至少ー个，并且其中，缓解波束成形效应产生实质上全向的发射。17.如权利要求13所述的模式，其特征在于，还包括在所述传统报头之后发射的编码码元，用于指示正在发射的是多输入多输出分组。18.如权利要求17所述的模式，其特征在于，所述编码码元至少指示发射数据流的个数。19.如权利要求17所述的模式，其特征在干，所述编码码元包括所述与多输入多输出(MIMO)数据相关联的信号码元。20.如权利要求19所述的模式，其特征在于，所述编码码元包括翻转的导频音，其中所述翻转的导频音与本该在该位置出现的常规码元的単音不同。21.—种跟踪和校正多输入多输出信号的多个接收数据码元的相位变化的方法，所述方法包括 将多个导频槽插入每个数据码元中。22.如权利要求21...

【专利技术属性】
技术研发人员：Q·孙，W·J·崔，J·M·吉尔波特，A·M·特拉尼，
申请(专利权)人：高通创锐讯有限公司，
类型：发明
国别省市：