專利名稱：用于無線網(wǎng)絡的差分碼本、利用它的mimo波束成形系統(tǒng)以及利用它減少用于無線網(wǎng)絡的 ...的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開的實施例一般涉及無線通信，且尤其涉及無線通信網(wǎng)絡中的波束成形。
背景技術：
在包括用戶站和基站的無線網(wǎng)絡中的閉環(huán)多輸入/多輸出(MIMO)波束成形中，用戶站(在本文中有時也稱為移動設備或接收機)量化理想的波束成形矩陣并將與理想的波束成形矩陣相對應的量化索引(quantization index)發(fā)送回基站(在本文中有時也稱為發(fā)射機)?；靖鶕?jù)反饋的索引重新構造波束成形矩陣并進行波束成形。已知波束成形提高鏈路性能和系統(tǒng)吞吐量。可差分地反饋波束成形矩陣。可通過碼本量化當前波束成形矩陣和前一波束成形矩陣之間的變化，并且可反饋相應的量化索引。量化碼本確定波束成形準確性和跟蹤能力。本發(fā)明的實施例可應用于包括WiMAX(全球微波互連接入)網(wǎng)絡或類似物的無線局域網(wǎng)(WLAN)或無線城域網(wǎng)(WMAN)。WiMAX技術基于包括IEEE 802. 16e、IEEE 802. 16m 等的IEEE 802. 16標準族。附圖簡述通過閱讀以下的詳細描述并結合附圖將更好地理解所公開的實施例，在附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的差分碼本的程式化表示；圖2和3是根據(jù)本發(fā)明的實施例利用輸入對稱的量化碼本的描繪；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的格拉斯曼流形(Grassmarmian manifold)上的正交矩陣的簡明表示；以及圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例減少用于無線網(wǎng)絡的MIMO波束成形系統(tǒng)中的量化誤差的方法的流程圖。為了簡化和清楚說明的目的，附圖示出一般的構造方式，且省略公知特征和技術的描述和細節(jié)，以避免不必要地使所述本發(fā)明的實施例的討論晦澀。此外，附圖中的各要素不一定按比例繪制。舉例而言，相對于其它要素，附圖中一些要素的尺寸可被放大來幫助改善對本發(fā)明各實施例的理解。不同附圖中的相同附圖標記表示相同要素，而類似附圖標記可能但不限于表示類似要素。在說明書和權利要求書中的術語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果有的話) 用于在類似元件之間進行區(qū)分，且未必是用于描述特定次序或時間順序。要理解，在適當情況下如此使用的這些術語可互換，例如使得本文所述的本發(fā)明實施例能夠以不同于本文所述或所示的其它順序來操作。類似地，如果本文所述的方法包括一系列步驟，本文所呈現(xiàn)的這些步驟的順序并非必須是可執(zhí)行這些步驟的唯一順序，且一些所陳述的步驟可被省略和 /或一些本文未描述的其它步驟可被添加到該方法。此外，術語“包括”、“包含”、“具有”及其任何變形旨在適用非排他地包括，使得包括一系列要素的過程、方法、制品或裝置不一定限于那些要素，但可包括未明確列出或這些過程、方法、制品或裝置所固有的其它要素。在說明書和權利要求書中的術語“左”、“右”、“前”、“后”、“頂”、“底”、“上”、“下”等 (如果有的話)用于描述的目的，且不一定用于描述永久的相對位置。應該理解如此使用 的術語在適當情況下是可以互換的，使得本文所述的本發(fā)明的實施例例如能夠以本文示出 或以其它方式描述的方向以外的其它方向操作。如本文所使用的術語“耦合”被定義為電 或非電方式的直接或間接連接。在本文中描述為彼此“相鄰”的物體按照適于使用該短語 的上下文可以在物理上彼此接觸、彼此緊鄰或彼此處于同一通用區(qū)域或區(qū)。在本文中短語 “在ー個實施例中”的出現(xiàn)不一定全指同一實施例。
具體實施例方式在很多情況下量化碼本的輸入關于中心[…e^ ]對稱。因此碼本可被設計成利用 該對稱，諸如通過選擇碼本位置以便減少量化誤差。因此，在本發(fā)明的至少ー個實施例中，
用于無線網(wǎng)絡的差分碼本包括多個碼字和作為該多個碼字的中心位置的[ちeNjG
其中％表示包括多行的列向量，所述多行包含第k行，且其中第k行上的條目是1，且該多 行中除第k行外的每行上的條目是0，其中G是包括単位矩陣的任意隊乘隊酉矩陣，且其中 Ns表示無線網(wǎng)絡中的若干空間流。多個碼字中的至少兩個關于中心位置對稱。當G是單位
矩陣吋，Ie1 …cn]g = Le1 …ejvJ現(xiàn)在參考附圖，圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的差分碼本100的程式化表示。在發(fā) 射機和接收機處已知先前的波束成形矩陣やひ-1)。需要相對于や差分量化當前的波 束成形矩陣▽ひ)。量化碼本圍繞▽ひ-1)部署，使得碼字之一可接近ぐ《。最接近や⑺的碼字 的索引被反饋至發(fā)射機。在美國專利申請S/N 12/584，142中詳細討論了可利用差分碼本100和差分反饋 方案及以上陳述的概念，該專利通過引用整體結合于此。為了方便，以下重現(xiàn)該示例性差分 反饋方案的某些細節(jié)。在用戶站處的差分D = |>(,-1) Vx(^-I)I V(0-
L 」 ⑴在用戶站處的量化 「00211 D = argmaxDwDi .
D ダrfF(2)在基站處的波束成形矩陣重新構造や(,)=「々ひ-1)；丄(卜1)"|6.
L 」 ⑶在基站處的波束成形y = HV (り S + n.(4)在(1)中，NtXNs V(t)和；( )分別是對于幀t的理想波束成形矩陣和經(jīng)量化波束成形矩陣，且V(Z-I)是NtX (Nt-Ns)且具有正交于V(卜1)的互補列。Nt是發(fā)射機處的發(fā)射天線的數(shù)量。在O)中，可將差分碼本Cd稱為極帽。在中，y是接收的向量，H是大小為 NrXNt的信道矩陣(其中Nr是接收天線的數(shù)量)，令⑴是大小為Nt乘Ns的重新構造的波束成形矩陣(或向量)，s是NsXl數(shù)據(jù)向量，且η是復加性白高斯噪聲加干擾。
實際上，⑴和⑵是說明性的且趨向于使性能劣化，⑴和(2)被組合。接收機使經(jīng)波束成形的信道容量(或另一種性能度量)最大化，這通過將每個碼字插入測試中的經(jīng)波束成形的信道容量完成的，如下
權利要求
1.一種用于無線網(wǎng)絡的差分碼本，所述差分碼本包括 多個碼字；以及作為所述多個碼字的中心位置的Ie1…G，其中％表示包括多行的列向量，所述多行包含第k行，且其中第k行上的條目是1且所述多行中除第k行外的每行上的條目是 0，其中G是包括單位矩陣的任意Ns乘Ns酉矩陣，且Ns表示無線網(wǎng)絡中的若干空間流， 其中所述多個碼字中的至少兩個關于中心位置對稱。
2.如權利要求1所述的差分碼本，其特征在于 所述多個碼字中的一個處于中心位置。
3.如權利要求2所述的差分碼本，其特征在于 所述多個碼字與中心位置等距。
4.如權利要求3所述的差分碼本，其特征在于 所述多個碼字彼此等距。
5.如權利要求1所述的差分碼本，其特征在于 沒有碼字處于中心位置。
6.如權利要求5所述的差分碼本，其特征在于 所述多個碼字與中心位置等距。
7.如權利要求6所述的差分碼本，其特征在于 所述多個碼字彼此等距。
8.如權利要求1所述的差分碼本，其特征在于 所述碼字的每列的至少一個條目是實數(shù)。
9.一種用于無線網(wǎng)絡的MIMO波束成形系統(tǒng)，所述MIMO波束成形系統(tǒng)包括 多個差分碼本，每一個差分碼本具有碼本中心和多個碼字；包含作為所述多個碼字的中心位置的Ie1…e&l G，其中％表示包括多行的列向量，所述多行包含第k行，且其中第k行上的條目是1且所述多行中除第k行外的每行上的條目是0，其中G是包括單位矩陣的任意Ns乘Ns酉矩陣，且Ns表示無線網(wǎng)絡中的若干空間流； 以及包含關于所述中心位置對稱且各自與碼本中心分離開一分離距離的至少兩個碼字， 其中所述多個差分碼本的每一個的分離距離與所述多個差分碼本中其余的每一個的分離距離不同。
10.如權利要求9所述的MIMO波束成形系統(tǒng)，其特征在于對于所述多個差分碼本中的每一個，所述碼字之一在碼本中心。
11.如權利要求10所述的MIMO波束成形系統(tǒng)，其特征在于 對于所述多個差分碼本中的每一個，所述多個碼字彼此等距。
12.如權利要求9所述的MIMO波束成形系統(tǒng)，其特征在于 沒有碼字處于所述多個差分碼本中的任一個的中心。
13.如權利要求12所述的MIMO波束成形系統(tǒng)，其特征在于 對于所述多個差分碼本中的每一個，所述多個碼字彼此等距。
14.如權利要求9所述的MIMO波束成形系統(tǒng)，其特征在于對于所述多個差分碼本中的每一個，所述碼字的每列的至少一個條目是實數(shù)。
15.一種減小用于無線網(wǎng)絡的MIMO波束成形系統(tǒng)中的量化誤差的方法，所述方法包括定義差分碼本，所述差分碼本包括 碼本中心和多個碼字；作為所述多個碼字的中心位置的Ie1 ·■■ e^jG,其中％表示包括多行的列向量，所述多行包含第k行，且其中第k行上的條目是1且所述多行中除第k行外的每行上的條目是 0，其中G是包括單位矩陣的任意Ns乘Ns酉矩陣，且Ns表示無線網(wǎng)絡中的若干空間流；以及關于所述中心位置對稱且各自與碼本中心分離開一分離距離的至少兩個碼字；以及將所述分離距離限制為小于預定限值。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于 所述預定限值是20度。
17.如權利要求15所述的方法，其特征在于 所述碼字的每列的至少一個條目是實數(shù)。
18.如權利要求15所述的方法，其特征在于所述碼字之一處于所述差分碼本的中心位置；以及所述多個碼字彼此等距。
19.如權利要求15所述的方法，其特征在于 沒有碼字處于中心位置；以及所述多個碼字彼此等距。
全文摘要
用于無線網(wǎng)絡的差分碼本包括多個碼字和作為該多個碼字的中心位置的其中ek表示包括多行的列向量，所述多行包含第k行，且其中第k行上的條目是1且該多行中除第k行外的每行上的條目是0，其中G是包括單位矩陣的任意Ns乘Ns酉矩陣，且其中Ns表示無線網(wǎng)絡中的若干空間流。多個碼字中的至少兩個關于中心位置對稱。
文檔編號H04W16/28GK102326336SQ201080009572
公開日2012年1月18日 申請日期2010年3月1日 優(yōu)先權日2009年3月3日
發(fā)明者Q·李, X·E·林, Y·朱 申請人:英特爾公司