專利名稱：在多輸入多輸出網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建波束賦形信道的方法和系統(tǒng)的制作方法
在多輸入多輸出網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建波束賦形信道的方法和系統(tǒng)
交叉引用
本申請要求在2005年12月7日提交的申請?zhí)枮?0/748,700的美國臨 時申請以及申請?zhí)枮?1/546,922的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及無線通信網(wǎng)絡(luò)，更具體地涉及多輸入多輸出 (MIMO)通信網(wǎng)絡(luò)。通常的理解是，無線站指的是移動終端或者諸如基 站之類的固定終端。
典型的MIMO網(wǎng)絡(luò)包括具有多個天線的基站(BS)和多個移動臺 (MS)，所述多個移動臺中的至少一個具有多個天線。假定在BS處具有 M個天線，并且在多個MS中的一個MS處具有N個天線，則在該BS和 該MS之間存在MXN個MIMO信道。令yi表示由MS上的天線i接收的 信號，Xj表示由BS上的天線j發(fā)送的信號，并且ni表示由MS上的天線i 接收的信道噪聲。
在MS處的接收信號以下式來說明 Y = //*x + w (1)，其中，Y是表示由MS上的N個天線接收的信號Y二 (yh ...,yw)的向量，x是表示從BS上的M個天線發(fā)送的信號x二()d, ...,Xm) 的向量，//是在該BS和該MS之間的MXN信道矩陣，并且"是表示由 MS上的N個天線接收的信道噪聲n= (ni， ...， nw)的向量。
MIMO信道矩陣H可以利用奇異值分解(SVD)方法來分解 _^=[/*"*^(2)，其中v和r是酉矩陣(unitary matrix)，算子(.)+
表示括號內(nèi)的向量的共軛轉(zhuǎn)置，并且矩陣D包含H的信道奇異值，這些信 道奇異值是Pi^和的特征值的平方根。在本公開中出現(xiàn)的諸如酉 矩陣和共軛轉(zhuǎn)置之類的公知術(shù)語對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說應(yīng)當(dāng)是很清楚 的，并且不被詳細(xì)描述，以避免模糊本公開。通過用式(2)來代替式(1)中的J7，式(1)變成了
<formula>formula see original document page 6</formula>
通過用U+來乘以式(3)，式(3)被轉(zhuǎn)換成式(4)。<formula>formula see original document page 6</formula>其中，f=t/+*;r， je = r+*x，并且"cz+承w。
以上描述的操作創(chuàng)建了丄個平行信道，并且各個信道的接收信號》被
用7二《*$+& (5)來表示，其中，/=1,2，...,丄，《是信道衰落系數(shù)，文, 是發(fā)送信號，并且^是信道噪聲?！晔荕IMO網(wǎng)絡(luò)的信道矩陣H的秩并且 Kmin(M， N)。
式(5)示出了在BS和MS之間存在￡個平行信道(Z《min(Tl/, AO)，其中，各個信道同時在同一頻率上獨(dú)立地承載一個信號。如果丄個 信道中的信號彼此不同，則在信道容量方面將有丄倍的增長。如果在所有 的Z個信道中的信號都相同，則在分集(diversity)方面將有丄倍的增 長。
MIMO網(wǎng)絡(luò)的一個普遍的做法是將丄個信道編組成若干子組。經(jīng)由一 個子組內(nèi)的所有信道來發(fā)送相同信號，但是各個子組承載不同的信號。這 種做法提供了空時編碼以增大分集，并提供了空間復(fù)用以增大信道容量。
由接收天線接收的信號之間的相關(guān)性取決于信道條件，并且相關(guān)的程 度決定了信道矩陣//的秩。信道矩陣H又決定了 MIMO網(wǎng)絡(luò)的性能。
在具有嚴(yán)重的多徑的環(huán)境中，由MS上的每一個天線接收的信號高度 不相關(guān)。因此，MIMO信道矩陣H具有高秩。在MS處于瞄準(zhǔn)線(LOS) 范圍內(nèi)的良好環(huán)境中，由MS上的每一個天線接收的信號高度相關(guān)。其結(jié) 果是，MIMO信道矩陣H具有較低的秩。信道矩陣if的最低的秩是1， 即，由不同天線接收的所有信號都相關(guān)。在這種情況下，MIMO網(wǎng)絡(luò)被簡 并為傳統(tǒng)的單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的MIMO網(wǎng)絡(luò)面臨至少兩個挑戰(zhàn)在鏈路自適應(yīng)處理中產(chǎn)生的開 銷，以及對具有較高秩的信道矩陣i/的需求和對具有更好性能的良好信噪比(SNR)的需求之間的矛盾。
接收天線所接收的信號之間的相關(guān)性因環(huán)境而改變。MIMO網(wǎng)絡(luò)的功 能之一是在信道矩陣F通過一些預(yù)定測試之后在鏈路自適應(yīng)處理中創(chuàng)建丄 個平行的MIMO信道，所述預(yù)定測試之一測量信道矩陣H在多長時間內(nèi) 保持秩Z。為了確定信道矩陣H在多長時間內(nèi)保持秩丄，MIMO網(wǎng)絡(luò)不斷 地監(jiān)視信道條件，并相應(yīng)地改變MIMO網(wǎng)絡(luò)配置。這導(dǎo)致了 MIMO信道 的不穩(wěn)定，并在交換控制信號時產(chǎn)生很多開銷。
SNR是影響MIMO網(wǎng)絡(luò)性能的因素之一。具有很少的傳播損耗的環(huán) 境(其中，MS處于LOS范圍中，或者在信號路徑上存在很少的多徑或衰 減)具有較好的SNR。另一方面，具有嚴(yán)重多徑的環(huán)境提供了具有較高秩 的信道矩陣。事實(shí)上，很少有既提供良好SNR又提供嚴(yán)重多徑的環(huán)境。本 發(fā)明所公開的用于波束賦形(beamform) MIMO網(wǎng)絡(luò)的方法針對上述問題 提供了較好的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了用于多輸入多輸出網(wǎng)絡(luò)中的信號通信的方法和系統(tǒng)。該 方法通過基于接收信號計算與接收無線站的一個或多個天線相對應(yīng)的一個 或多個波束賦形加權(quán)向量，來創(chuàng)建波束賦形信道。發(fā)送無線站使用所計算 出的波束賦形加權(quán)向量向接收無線站發(fā)送一個或多個波束賦形發(fā)送信號以 定位于其上的天線，從而創(chuàng)建在接收無線站處接收的兩個或更多個可檢測 地不相關(guān)的發(fā)送信號。
但是，當(dāng)結(jié)合附圖來閱讀以下對特定實(shí)施例的描述時，可以更好地理 解本發(fā)明的構(gòu)造和操作方法以及本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)。


本說明書的附圖和構(gòu)成部分被包括以描繪本發(fā)明的特定方面。通過參 考示例性并且因而是非限制性的在附圖中圖示出的實(shí)施例，對本發(fā)明以及 設(shè)有本發(fā)明的系統(tǒng)的操作的更加清楚的概念將變得更加明顯，在附圖中， 相似的標(biāo)號(如果它們出現(xiàn)在多于一個的示圖中)指示相同的元件。通過參考這些附圖中的一個或多個并結(jié)合這里所呈現(xiàn)的描述可以更好地理解本 發(fā)明。應(yīng)當(dāng)注意，附圖中所圖示的特征并不一定是按規(guī)定比例來繪制的。
圖1圖示了具有多個天線的MIMO網(wǎng)絡(luò)。
圖2圖示了具有波束賦形信道的MIMO網(wǎng)絡(luò)。
圖3是圖示出波束賦形信道方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下對本發(fā)明的詳細(xì)描述參考了附圖。該描述包括示例性實(shí)施例，并 不排除其它實(shí)施例，并且在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對所 描述的實(shí)施例作出改變。以下的詳細(xì)描述并不限制本發(fā)明。相反，本發(fā)明 的范圍由所附權(quán)利要求限定。
本發(fā)明公開了用于在MIMO網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建波束賦形信道以解決上述問題 的方法。在本發(fā)明中公開的方法對信道矩陣H進(jìn)行修改以改善并穩(wěn)定其 秩，并且在MXNMIMO網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建丄個虛擬波束賦形信道。
具體而言，在波束賦形信道方法中，發(fā)送站在發(fā)送天線向接收天線發(fā) 送波束賦形信號之前對信號應(yīng)用依天線而定的波束賦形加權(quán)向量。依天線 而定的波束賦形加權(quán)向量按下述方式來選擇即使在存在很少的多徑并且 接收信號高度相關(guān)的良好環(huán)境中，不同的接收天線所接收的信號也將不相 關(guān)。
事實(shí)上，波束賦形信道方法生成了具有更高且更穩(wěn)定的秩丄的虛擬 MIMO信道矩陣i/，并將在MXN MIMO網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送信號的M個天線變 成丄個虛擬發(fā)送天線，其中，Kmin(M, N)。波束賦形MIMO方法在高度 相關(guān)信道之下有效地為接收天線創(chuàng)建了不相關(guān)信號。
本發(fā)明公開了在具有M個天線的無線站A和具有N個天線的無線站 B之間的MXN MIMO網(wǎng)絡(luò)中生成Z個波束賦形信道的方法，其中，K min(M, N)。
圖l示出了典型的MXN MIMO網(wǎng)絡(luò)，該MXN MIMO網(wǎng)絡(luò)包括至少 兩個無線站，具有M個天線130的A 110和具有N個天線140的B 120。 在具有很少的多徑的良好環(huán)境中，N個天線140所接收的信號高度相關(guān)，并且信道矩陣具有較低的秩。換而言之，MIMO網(wǎng)絡(luò)簡并成單輸入單輸出 網(wǎng)絡(luò)。
圖2示出了典型的MXN MIMO網(wǎng)絡(luò)，該MXN MIMO網(wǎng)絡(luò)包括至少 兩個無線站，具有M個天線230的A 210和具有N個天線240的B 220。 應(yīng)用在本發(fā)明中公開的波束賦形信道方法，該MXN MIMO網(wǎng)絡(luò)具有丄個 波束賦形信道230和232，其中丄《min(M, N)。 N個接收天線中的每一個 從M個發(fā)送天線接收經(jīng)過波束賦形的信號。對M個發(fā)送天線應(yīng)用波束賦 形加權(quán)向量使得產(chǎn)生在良好環(huán)境中由N個天線接收到的高度不相關(guān)的信 號。這些高度不相關(guān)的信號產(chǎn)生了更高秩的信道矩陣，并且改善了 MXN MIMO網(wǎng)絡(luò)的性能。圖2示出了從無線站A到無線站B的兩個波束賦形信 道。
圖3是圖示出波束賦形信道方法的流程圖。描述是基于圖2所圖示的 MIMO網(wǎng)絡(luò)的，其中，相似的標(biāo)號(如果它們在多于一個示圖中出現(xiàn))指 示相同的元件。波束賦形信道是單向的，即，從無線站A 210到無線站B 220的波束賦形信道與從無線站B 220到無線站A 210的波束賦形信道不 同。所述流程圖僅示出了如何在一個方向上創(chuàng)建波束賦形信道。為了使描 述清晰易懂，圖2中的無線站A210被指定為發(fā)送無線站，并且圖2中的 無線站B 220被指定為接收無線站。
在步驟310中，發(fā)送無線站確定接收無線站上的接收天線數(shù)目。假定 接收無線站具有N個天線，并且發(fā)送無線站具有M個天線。假定N〉M， 則發(fā)送無線站必須從接收無線站上的N個天線中選出M個天線，以創(chuàng)建丄 個波束賦形信道，其中丄《min(M, N)。如果M〉N，則跳過步驟310，并繼 續(xù)到步驟320。
存在兩種在N〉M的情況下從接收無線站上的N個接收天線中選出M 個接收天線的方法(1)找出接收無線站上彼此遠(yuǎn)離的M個天線，以及 (2)通過應(yīng)用由發(fā)送無線站創(chuàng)建的加權(quán)向量來將接收無線站上不需要的 天線屏蔽出去。第二種方法確保了發(fā)送無線站僅觀測接收無線站上的N個 天線中的M個天線。為了精簡描述，假定M》N。
在歩驟320中，發(fā)送無線站A 210上的M個天線230接收從接收無線站B 220上的N個天線240發(fā)送的信號。表示從接收無線站B上的天線i 發(fā)送并且被發(fā)送無線站A接收的信號的向量被表示成&，其中，&= (&7, &m)，并且5V表示由接收無線站B上的天線Z發(fā)送并由發(fā)送無 線站A上的天線/接收的信號，其中，戶1…M。
在步驟330中，發(fā)送無線站A 210利用所有的S來計算用于接收無線 站B 220上的天線Z的波束賦形加權(quán)向量^。用于天線,的加權(quán)向量W由 W= (^7, P&，…，Wym力，Wm)表示，其中，Norm(W)=l。本領(lǐng)域技術(shù)人員 將會了解，Norm(.)表示向量范數(shù)。
加權(quán)向量^被按下述方式來計算&被視為需要的信號，而其余信號 《(其中，戶l，…，n且#0被視作不需要的信號。針對天線z'來優(yōu)化加權(quán) 向量^，目標(biāo)是使天線z'的波束賦形增益比所有其它天線的波束賦形增益 都大預(yù)選值a,.，其中《;>1。加權(quán)向量W可以通過下面的優(yōu)化處理來計算以 找到『成.
(5)
<formula>formula see original document page 10</formula>
其中，s/漢,是利用天線f的波束賦形加權(quán)向量w而生成的波束賦形信
道,的信噪比。①z是包含W的所有可能加權(quán)向量的集合。上標(biāo)H指的是 Hermit轉(zhuǎn)置，并且《是歸一化后的&，其中《=^/|《||。
針對每一個天線y來迭代式(5)若干次，并且每一次迭代都涉及不同 的預(yù)選值",.，以找到5TV凡和^的最佳組合。如果對于天線乂'可接受的^沒 有可接受的6TV凡，則無線站A 210無法創(chuàng)建波束賦形信道來將天線z'和乂 所接收的信號解相關(guān)(de-correlate)，這是因為從接收無線站B 220上的 天線Z和y發(fā)送的信號高度相關(guān)，或者因為信噪比很差。如果是這種情 況，則發(fā)送無線站A 210將不會啟動波束賦形MIMO操作。相反，可能會 使用空時編碼。
對于由接收無線站B 220上的天線Z和/接收的信號，最小可接受a,可 以被設(shè)置為1.1 (即，小于90%的相關(guān)性)。相同的過程被重復(fù)并被應(yīng)用 于接收無線站B 220上的所有N個天線。如果所有波束賦形信道都被建立，則發(fā)送無線站A 210在向接收無線站B 220上的天線Z發(fā)送信號時對 M個天線應(yīng)用波束賦形加權(quán)向量^。
基于接收無線站B所發(fā)送的接收信號，發(fā)送無線站A針對接收無線站 B上的接收天線z'計算波束賦形加權(quán)向量W。信號可以按以下兩種方式中 的一種方式被從接收無線站B的天線z'和7'發(fā)送并被發(fā)送無線站A接收。
第一種，信號被從接收無線站B上的N個天線發(fā)送，并且它們在時域 和頻域上彼此重疊。在這種情況下，為了使發(fā)送無線站A識別出由接收無 線站B上的天線發(fā)送的各個信號的源，來自接收無線站B上的各個天線的 信號需要承載預(yù)定的獨(dú)特訓(xùn)練序列。
基于現(xiàn)有知識，發(fā)送無線站A利用相干相關(guān)或諸如最大似然(ML) 之類的一些其它算法來提取訓(xùn)練序列。發(fā)送無線站A基于所提取的訓(xùn)練序 列來構(gòu)造波束賦形加權(quán)向量。用于訓(xùn)練序列的發(fā)送功率可以高于普通信號 以便于提取訓(xùn)練序列。
第二種，信號被從接收無線站B上的N個天線發(fā)送，并且它們在時域 和頻域上部分地彼此重疊或者根本不重疊。在這種情況下，用于發(fā)送無線 站A從接收無線站B上的N個天線取回接收信號的方法將更簡單。
發(fā)送無線站A和接收無線站B預(yù)先確定接收無線站B上的各個天線 的發(fā)送區(qū)域在時域和頻域中的分配。例如，在一個小區(qū)內(nèi)，接收無線站B 上的各個天線的發(fā)送區(qū)域是固定的，或者是動態(tài)指派的。對于不同的小 區(qū)，不存在重疊的發(fā)送區(qū)域，或者不同小區(qū)的發(fā)送區(qū)域被隨機(jī)化以將重疊 的可能性最小化。
在這種情況下，發(fā)送無線站A根據(jù)各個天線的預(yù)定布置來接收由接收 無線站B上的天線發(fā)送的信號。發(fā)送無線站A使用接收信號來構(gòu)造接收無 線站B上的天線的波束賦形加權(quán)向量。用于不重疊發(fā)送區(qū)域中的信號的發(fā) 送功率可以更高以便于加權(quán)計算。
以下將描述一個示例性的4X2MIMO網(wǎng)絡(luò)，其中，BS具有四個天線 并且MS具有兩個天線。這個示例示出了具有兩個從BS到MS的波束賦 形信道和兩個從MS到BS的波束賦形信道的波束賦形MIMO網(wǎng)絡(luò)。
MS按照圖3所描述的過程來創(chuàng)建兩個從MS到BS的波束賦形信道。類似地，BS按照圖3所描述的過程來創(chuàng)建兩個從BS到MS的波束賦形信 道。在BS比MS具有更多天線的情況下，MS應(yīng)用加權(quán)屏蔽以選擇BS上 的兩個天線，如步驟310所述。
在傳統(tǒng)的MIMO網(wǎng)絡(luò)中，如果BS和MS都處在LOS范圍中，則BS 和MS兩者上的接收信號高度相關(guān)。結(jié)果，具有多個接收天線將僅對 MIMO網(wǎng)絡(luò)的性能產(chǎn)生有限改善。
利用兩個從BS到MS的波束賦形信道，即使在LOS范圍中，發(fā)送信 號的波束寬度也被減小4倍并且發(fā)送信號的波束長度被增大8倍(利用4 天線的波束賦形)。MS天線1和2上的接收信號被解相關(guān)，并且MIMO 網(wǎng)絡(luò)的從BS到MS的接收天線增益增大了 。
利用從MS到BS的波束賦形信道，即使在LOS范圍中，從MS至(」BS 的發(fā)送信號的波束寬度也被減小2倍并且從MS到BS的發(fā)送信號的波束 長度被增大4倍(利用2天線的波長賦形)。BS天線l和2的接收信號被 解相關(guān)，并且MIMO網(wǎng)絡(luò)的從MS到BS的接收天線增益增大了 。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一在于通過修改傳統(tǒng)MIMO網(wǎng)絡(luò)的信道矩陣H，波束 賦形方法允許即使在由于無線站處在LOS范圍中而使得接收信號高度相關(guān) 的情形下，傳統(tǒng)MIMO網(wǎng)絡(luò)也能維持良好性能。
最大似然(ML)方法通常是用于處理從多個天線接收的信號的優(yōu)選 方法，但是ML方法相當(dāng)復(fù)雜。為了降低處理來自多個天線的接收信號的 復(fù)雜度，可以使用兩種替代方法。
第一種方法是對接收信號應(yīng)用波束賦形加權(quán)向量。例如，在BS上具 有4個天線并且在MS上具有2個天線的情況下，可以對表示從MS上的 天線1和2發(fā)送并被BS接收的信號的向量& = &》和& =
&》應(yīng)用加權(quán)向量W和『2。僅具有接收信號的兩個分量的新向量 [局&]被創(chuàng)建?！?}S，其中，Z,是來自MS上的天線1的 加權(quán)后接收信號，并且其中，^是來自MS上的天線2的加權(quán)后接收信 號。
如前所述，逋過選擇a;和a2， MS天線2對接收信號Z/可以具有低干 擾，并且MS天線1對接收信號&可以具有低干擾。接收信號數(shù)目的減少簡化了隨后的處理。在某種意義上，接收器實(shí)際 上對從MS天線1和2發(fā)送的信號執(zhí)行類似于最大比合并處理的處理。
第二種方法是在接收無線站處使用信道估計，以使得線性處理可以大 大降低信號檢測的復(fù)雜度，尤其是在接收無線站比發(fā)送器具有更多的天線
時。迫零(ZF)和最小均方差(MMSE)方法可以按下述方式對接收信號
的向量進(jìn)行轉(zhuǎn)換使得結(jié)果隨后可以分別處理。
波束賦形方法為每個接收天線創(chuàng)建波束賦形加權(quán)向量，以使得接收天 線的有效接收信號將具有特定水平的解相關(guān)。但是，對于波束賦形信道將 存在接收天線增益的特定損失，這是對每一個接收天線應(yīng)用波束賦形加權(quán)
向量的結(jié)果。事實(shí)上，在波束賦形MIMO網(wǎng)絡(luò)中，波束賦形信道的接收天 線增益的損失是對接收天線的接收信號的解相關(guān)的折衷。
這種折衷不應(yīng)當(dāng)是實(shí)際使用中的問題，這是因為波束賦形信道方法僅 當(dāng)接收無線站處在LOS范圍中并且接收信號具有很少的衰減時才對接收天 線的接收信號解相關(guān)。在這種情況下，因為開始時的接收增益很高，所以 由于采用波束賦形信道方法而導(dǎo)致的接收增益的損失是無關(guān)緊要的。當(dāng) MS處于具有深度衰落(deep fading)的區(qū)域中時，接收無線站上的接收信 號之間的相關(guān)性較低。對MIMO網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用波束賦形信道方法以生成經(jīng)過解 相關(guān)的信號并不影響接收天線增益。
本發(fā)明公開了一種方法，該方法修改傳統(tǒng)MIMO網(wǎng)絡(luò)的信道矩陣以建 立波束賦形信道，從而使得MIMO網(wǎng)絡(luò)可以從具有多個天線的情況中獲 益，即使在一般會削弱傳統(tǒng)MIMO網(wǎng)絡(luò)的性能的環(huán)境中也是如此。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)送無線站檢測接收信號的相關(guān)性，并在 不依據(jù)來自接收無線站的反饋的情況下確定是否可以啟動波束賦形信道。
為了建立波束賦形信道，發(fā)送無線站必須從接收無線站上的多個天線 接收信號。在接收無線站僅具有一個發(fā)送模塊卻具有多個接收模塊的情況 下，可以在天線之間布置撥動開關(guān)(toggle switch)以使得一個發(fā)送模塊可 以通過多個天線發(fā)送信號。
在傳統(tǒng)的WiMAX系統(tǒng)中，BS具有2或4個天線，每個天線具有其自 身的發(fā)送和接收模塊。MS具有兩個天線，并且一個天線具有其發(fā)送和接收模塊，而另一個僅具有接收模塊。僅支持從BS到MS的下行鏈路波束
賦形信道。在兩個天線之間插入撥動開關(guān)。撥動開關(guān)根據(jù)預(yù)定方案將發(fā)送 模塊連接到兩個天線。
切換方案的一個示例性實(shí)施例如下。在上行鏈路幀內(nèi)的特定時間段
(表示為時間段A)中，撥動開關(guān)將發(fā)送模塊連接到天線1。在上行鏈路 幀內(nèi)的另一個時間段(表示為時間段B)中，撥動開關(guān)將發(fā)送模塊連接到 天線2。顯然，時間段A和B在時間上不重疊。時間段A和時間段B可以 在同一幀中或者在不同幀中。時間段A或B可以是發(fā)送普通流量時的時間 段，或者發(fā)送預(yù)定的探測信號(souding signal)時的探測時間段。結(jié)果， BS僅僅利用一個發(fā)送模塊來從兩個天線接收兩個上行鏈路信號。BS創(chuàng)建 了與具有兩個接收天線并且僅具有一個發(fā)送天線的MS的波束賦形信道。
以上說明提供了許多不同的實(shí)施例或者用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同特征的 實(shí)施例。描述了組件和處理的具體實(shí)施例以幫助理解本發(fā)明。當(dāng)然，這些 僅僅是實(shí)施例，并且并不希望限制本發(fā)明，本發(fā)明由權(quán)利要求所描述的來 限定。
雖然在此如在一個或多個具體示例中所體現(xiàn)的方式圖示并描述了本發(fā) 明，但是本發(fā)明決不應(yīng)當(dāng)局限于所示出的細(xì)節(jié)，這是因為在不脫離本發(fā)明 的精神的情況下并且在權(quán)利要求的等同物的范疇和范圍內(nèi)，可以在其中進(jìn) 行各種修改和結(jié)構(gòu)改變。因此，寬廣地且以與在以下權(quán)利要求中闡明的本 發(fā)明的范圍相一致的方式來解釋所附權(quán)利要求是合適的。
權(quán)利要求
1.一種用于多輸入多輸出網(wǎng)絡(luò)中的信號通信的方法，該方法包括通過發(fā)送無線站來接收從接收無線站發(fā)送的一個或多個預(yù)定接收信號；基于所述預(yù)定接收信號來計算與所述接收無線站的一個或多個天線相對應(yīng)的一個或多個波束賦形加權(quán)向量；利用所計算出的波束賦形加權(quán)向量向所述接收無線站發(fā)送一個或多個波束賦形發(fā)送信號以定位于其上的天線，從而創(chuàng)建在所述接收無線站處接收的兩個或更多個可檢測地不相關(guān)的或者部分相關(guān)的發(fā)送信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接收無線站不比所述發(fā)送無線站具有更多的天線。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，接收還包括如果所述接收無線站上的天線的總數(shù)目大于所述發(fā)送無線站上的天線的總數(shù)目，則將來自所述接 收無線站上的一個或多個不需要的天線的一個或多個接收信號屏蔽出去。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接收信號還包括用于計算所述波束賦形加權(quán)向量的一個或多個訓(xùn)練序列。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，計算與所述接收無線站上的天線相對應(yīng)的波束賦形加權(quán)向量還包括為所述相應(yīng)天線找到比其它天線的波束賦形增益大的波束賦形增益。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，計算所述相應(yīng)天線的波束賦形加權(quán)向量還包括找到信噪比和預(yù)定閾值的組合。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，選擇所述閾值以降低波束賦形 信號之間的相關(guān)程度。
8. —種用于多輸入多輸出網(wǎng)絡(luò)中的信號通信的方法，該方法包括通過發(fā)送無線站來接收從接收無線站發(fā)送的一個或多個預(yù)定接收信號 基于所述預(yù)定接收信號，以使得相應(yīng)天線的波束賦形增益大于其它天 線的波束賦形增益的方式來計算與所述接收無線站的一個或多個天線相對應(yīng)的一個或多個波束賦形加權(quán)向量；利用所計算出的波束賦形加權(quán)向量來向所述接收無線站發(fā)送一個或多 個波束賦形發(fā)送信號以定位于其上的天線，從而創(chuàng)建在所述接收無線站處 接收的兩個或更多個可檢測地不相關(guān)的或部分相關(guān)的發(fā)送信號，其中，計算所述相應(yīng)天線的波束賦形加權(quán)向量還包括找到信噪比和預(yù) 定閾值的組合。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述接收無線站具有不比所述 發(fā)送無線站多的天線。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，接收還包括如果所述接收無線站上 的天線的總數(shù)目大于所述發(fā)送無線站上的天線的總數(shù)目，則將來自所述接 收無線站上的一個或多個不需要的天線的一個或多個接收信號屏蔽出去。
11. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述接收信號還包括用于計算 所述波束賦形加權(quán)向量的一個或多個訓(xùn)練序列。
12. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，選擇所述閾值以降低波束賦形信號之間的相關(guān)程度。
13. —種在多輸入多輸出網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)送無線站，包括 一個或多個天線，用于接收從接收無線站發(fā)送的一個或多個預(yù)定接收信號；至少一個處理模塊，用于基于所述預(yù)定接收信號來計算與所述接收無 線站的一個或多個天線相對應(yīng)的一個或多個波束賦形加權(quán)向量，其中， 一個或多個波束賦形發(fā)送信號被利用所計算出的波束賦形加權(quán) 向量而發(fā)送到所述接收無線站以定位于其上的天線，從而創(chuàng)建在所述接收 無線站處接收的兩個或更多個可檢測地不相關(guān)的或部分相關(guān)的發(fā)送信號。
14. 如權(quán)利要求13所述的發(fā)送無線站，其中，所述來自一個或多個 天線的接收信號還包括用于計算所述波束賦形加權(quán)向量的一個或多個訓(xùn)練 序列。
15. 如權(quán)利要求13所述的發(fā)送無線站，其中，在所述接收無線站具 有兩個或更多個接收模塊和一個發(fā)送模塊的情況下，在所述接收無線站上 的兩個或更多個天線之間插入開關(guān)。
16. 如權(quán)利要求15所述的發(fā)送無線站，其中，在專用發(fā)送時間段 中， 一次一個地將所述發(fā)送模塊連接到一個或多個天線。
17. 如權(quán)利要求16所述的發(fā)送無線站，其中，利用普通信號來承載 所述訓(xùn)練序列之一，并且在所述專用發(fā)送時間段中發(fā)送其余的一個或多個 訓(xùn)練序列。
18. 如權(quán)利要求17所述的發(fā)送無線站，其中，在相應(yīng)的專用發(fā)送時間段中，由相應(yīng)天線發(fā)送各個預(yù)定訓(xùn)練序列。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于多輸入多輸出網(wǎng)絡(luò)中的信號通信的方法和系統(tǒng)。該方法通過基于預(yù)定的接收信號來計算與接收無線站上的一個或多個天線相對應(yīng)的一個或多個波束賦形加權(quán)向量，從而創(chuàng)建波束賦形信道。發(fā)送無線站使用所計算出的波束賦形加權(quán)向量來向接收無線站發(fā)送一個或多個波束賦形發(fā)送信號以定位于其上的天線，從而創(chuàng)建在接收無線站處接收的兩個或更多個可檢測地不相關(guān)的發(fā)送信號。
文檔編號H04M1/00GK101617522SQ200680041092
公開日2009年12月30日 申請日期2006年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者約翰·加拉布納, 航 金, 阿姆安德雷扎·赫德亞特 申請人:思科技術(shù)公司