專利名稱：用于在無線通信系統(tǒng)中提供波束成形反饋的方法和系統(tǒng)的制作方法
本申請要求于2006年6月27日提交的題為“METHOD AND SYSTEM FORPROVIDING BEAMFORMING FEEDBACK IN WIRELESS COMMUNICATIONSYSTEMS(用于在無線通信系統(tǒng)中提供波束成形反饋的方法和系統(tǒng))”的臨時美國申請S/N.60/816,988的優(yōu)先權(quán)，該申請已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人并通過引用納入于此。
背景 I.領域 本公開一般涉及通信，尤其涉及用于在無線通信系統(tǒng)中發(fā)送用于波束成形的反饋信息的技術(shù)。
II.背景 在無線通信系統(tǒng)中，發(fā)射機可利用多個(T個)發(fā)射天線來向裝備有多個(R個)接收天線的接收機進行數(shù)據(jù)傳輸。這多個發(fā)射和接收天線形成可用于提高吞吐量和/或提升可靠性的多輸入多輸出(MIMO)信道。例如，發(fā)射機可從這T個發(fā)射天線同時發(fā)送最多達T個數(shù)據(jù)流以提高吞吐量。替換地，發(fā)射機可從所有T個發(fā)射天線發(fā)送單個數(shù)據(jù)流以改善接收機的接收。
優(yōu)越性能(例如，高吞吐量)可以通過用波束成形傳送一個或更多個數(shù)據(jù)流來達成。為執(zhí)行波束成形，發(fā)射機可以獲得對MIMO信道的信道估計、基于該信道估計來推導轉(zhuǎn)向矩陣、以及用這些轉(zhuǎn)向矩陣來執(zhí)行空間處理。發(fā)射機取決于該系統(tǒng)使用的雙工方案以及發(fā)射機和接收機的能力可以按若干方式來獲得信道估計。支持發(fā)射機和接收機兩者以盡可能低的復雜性來進行波束成形是所希望的。
概述 描述了用以支持無線通信網(wǎng)絡中的站進行波束成形的技術(shù)。在一方面，站可以通過具有傳送和接收探測幀、通過發(fā)送探測幀來響應訓練請求、以及響應對顯式反饋的請求的能力來支持用隱式反饋或顯式反饋進行波束成形。隱式反饋和顯式反饋是獲得關于MIMO信道的信息的兩種途徑并且在以下進行描述。該站將能夠與具有相同能力的另一個站執(zhí)行隱式或顯式波束成形。
在一方面，站可以用顯式反饋和空數(shù)據(jù)分組(NDP)探測來執(zhí)行波束成形。該站可以發(fā)送帶有對顯式反饋的請求的第一幀并且還可以發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的NDP。該站可以接收帶有顯式反饋的第二幀，其中該顯式反饋可以是基于NDP推導出來的。該站可以基于該顯式反饋來推導轉(zhuǎn)向信息(例如，轉(zhuǎn)向矩陣)并且隨后可以基于該轉(zhuǎn)向信息用波束成形發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
在又一方面，站可以用隱式反饋和NDP探測來執(zhí)行波束成形。該站可以發(fā)送帶有訓練請求的第一幀并且可以接收響應的NDP。該站可以基于該NDP來推導轉(zhuǎn)向信息并且隨后可以基于該轉(zhuǎn)向信息用波束成形發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
在又一方面，站可以用隱式反饋和NDP探測來執(zhí)行雙向波束成形。該站可以發(fā)送帶有訓練請求的第一幀并且還可以在第一幀之前或之后發(fā)送第一NDP。該站可以接收基于第一轉(zhuǎn)向信息進行波束成形的第一經(jīng)轉(zhuǎn)向幀，第一轉(zhuǎn)向信息可以是從第一NDP推導出來的。該站還可以接收響應于該訓練請求的第二NDP并且可以基于第二NDP推導第二轉(zhuǎn)向信息。該站隨后可以基于第二轉(zhuǎn)向信息用波束成形發(fā)送第二經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
該站還可以用MPDU探測執(zhí)行波束成形，MPDU探測使用具有訓練字段和數(shù)據(jù)字段兩者的幀。這樣的幀可以攜帶媒體接入控制(MAC)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(MPDU)。以下更加詳細地描述本公開的各個方面和特征。
附圖簡要說明

圖1示出無線通信網(wǎng)絡。
圖2A、2B和3C示出IEEE 802.11n中的3種PPDU格式。
圖3示出IEEE802.11n中的MAC格式。
圖4示出用NDP探測的單向顯式波束成形。
圖5示出用NDP探測的單向隱式波束成形。
圖6示出用NDP探測的雙向隱式波束成形。
圖7示出用MPDU探測的單向顯式波束成形。
圖8示出用MPDU探測的單向隱式波束成形。
圖9示出用MPDU探測的雙向隱式波束成形。
圖10示出用NDP探測的校準。
圖11示出用MPDU探測的校準。
圖12示出用NDP和MPDU探測兩者的校準。
圖13示出用于發(fā)送信道狀態(tài)信息(CSI)反饋的管理幀。
圖14和15示出基站進行的波束成形。
圖16和17示出用NDP探測的顯式波束成形。
圖18和19示出用NDP探測的隱式波束成形。
圖20和21示出用NDP探測的雙向隱式波束成形。
圖22和23示出用NDP探測的校準。
圖24和25示出用于校準的CSI反饋的傳輸。
圖26示出兩個站的框圖。
詳細說明 本文中描述的技術(shù)可用于各種無線通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)，諸如無線局域網(wǎng)(WLAN)、無線城域網(wǎng)(WMAN)、無線廣域網(wǎng)(WWAN)等等。術(shù)語“網(wǎng)絡”和“系統(tǒng)”常被可互換地使用。WLAN可以實現(xiàn)IEEE 802.11標準族、Hiperlan等中的任何無線電技術(shù)。WMAN可以實現(xiàn)IEEE 802.16等。WWAN可以是蜂窩網(wǎng)絡，諸如碼分多址(CDMA)網(wǎng)絡、時分多址(TDMA)網(wǎng)絡、頻分多址(FDMA)網(wǎng)絡、正交FDMA(OFDMA)網(wǎng)絡、單載波FDMA(SC-FDMA)網(wǎng)絡，等等。為了清楚起見，以下針對實現(xiàn)IEEE 802.11n的WLAN來描述這些技術(shù)的某些方面。
IEEE 802.11n利用正交頻分復用(OFDM)，其是將系統(tǒng)帶寬劃分成多個(K個)正交副載波的調(diào)制技術(shù)。對于IEEE 802.11n中的20MHz操作，K＝64個總共副載波用OFDM來定義并被指派-32到+31的索引。這總共64個副載波包括索引為±{1，...，6，8，...，20，22，...，28}的52個數(shù)據(jù)副載波和索引為±{7，21}的4個導頻副載波。索引為0的DC副載波和其余副載波沒有使用。對于IEEE 802.11n中的40MHz操作，定義了索引為-64到+63的K＝128個總共副載波并且包括索引為±{2，...，10，12，...，24，26，...，52，54...，58}的108個數(shù)據(jù)副載波和索引為±{11，25，54}的6個導頻副載波。IEEE 802.11n還支持從多個發(fā)射天線到多個接收天線的MIMO傳輸。IEEE 802.11n在日期為2006年3月的題為“Part11Wireless LANMedium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specificationsEnhancements for Higher Throughput(部分11無線LAN媒體接入控制(MAC)及物理層(PHY)規(guī)范更高吞吐量的增強)”的IEEE P802.11nTM/D1.0中、以及日期為2007年2月的題為“Part 11Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specificationsAmendmentEnhancements for HigherThroughput(部分11無線LAN媒體接入控制(MAC)及物理層(PHY)規(guī)范修正更高吞吐量的增強)”的IEEE P802.11nTM/D2.00中描述。
圖1示出具有接入點110和多個站120的無線網(wǎng)絡100。一般而言，無線網(wǎng)絡可以包括任何數(shù)目的接入點和任何數(shù)目的站。站是能經(jīng)由無線介質(zhì)/信道與另一個站通信的設備。站也可以被稱為終端、移動站、用戶裝備、訂戶單元等，并且可包含其功能集中的一些或全部。站可以是蜂窩電話、手持式設備、無線設備、個人數(shù)字助理(PDA)、膝上型計算機、無線調(diào)制解調(diào)器、無繩電話等等。接入點是經(jīng)由無線介質(zhì)向與該接入點相關聯(lián)的站提供接入到分布式服務的站。接入點也可以被稱為基站、基收發(fā)機站(BTS)、B節(jié)點等，并可以包含其功能集的一些或全部。站120可以與接入點110通信和/或經(jīng)由對等通信彼此進行通信。接入點110可以耦合至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡130并且可以經(jīng)由該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡與其他設備通信。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡130可以是因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、和/或任何其他有線或無線網(wǎng)絡。
本文中描述的這些技術(shù)可用于在下行鏈路、上行鏈路、以及對等鏈路上進行MIMO傳輸。對于下行鏈路，接入點110可以是發(fā)射機，而站120可以是接收機。對于上行鏈路，站120可以是發(fā)射機，而接入點110可以是接收機。對于對等鏈路，站120中的一個可以是發(fā)射機，而站120中的另一個可以是接收機。
由發(fā)射機處的多個(T個)發(fā)射天線和接收機處的多個(R個)接收天線形成的MIMO信道可以由對應感興趣的每個副載波k或每個副載波群的R×T信道矩陣Hk來表征。信道矩陣Hk可以通過如下地執(zhí)行Hk的相關矩陣的本征值分解來對角化式(1) 其中Rk是Hk的T×T相關矩陣， Vk是其列為Rk的本征向量的T×T酉陣， Λk是Rk的本征值的T×T對角矩陣，以及 “H”表示共軛轉(zhuǎn)置。
酉陣Vk由性質(zhì)表征，其中是I單位矩陣。酉陣的諸列彼此正交，并且每一列具有單位功率。Vk也被稱為波束成形矩陣。對角矩陣Λk包含沿對角線的可能非零值以及其他各處的0。Λk的對角線元素是代表Rk的本征模的功率增益的本征值。
發(fā)射機(或波束成形執(zhí)行方)可以如下地執(zhí)行發(fā)射空間處理用于進行向著接收機(或波束成形接受方)的波束成形 zk＝Qkxk， 式(2) 其中xk是有要在副載波k上發(fā)送的最多達T個數(shù)據(jù)碼元的向量， Qk是用于副載波k的轉(zhuǎn)向矩陣，其可以基于Vk推導出，以及 zk是具有在副載波k上的用于T個發(fā)射天線的T個輸出碼元的向量。
式(2)中的波束成形轉(zhuǎn)向或整形從發(fā)射機向接收機發(fā)送的波束。為有效地進行波束成形，發(fā)射機應具有從發(fā)射機到接收機的MIMO信道的響應的準確估計。關于MIMO信道的信息可用于推導恰適轉(zhuǎn)向矩陣用于發(fā)射空間處理，從而將波束從發(fā)射機定向至接收機。
波束成形可以用若干方式來執(zhí)行并且可以用各種協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)來支持。為清楚起見，以下描述在IEEE 802.11n中定義的使用PDU的波束成形。
在IEEE 802.11n中，MAC協(xié)議將數(shù)據(jù)處理為MAC PDU(MPDU)。物理層會聚協(xié)議(PLCP)隨后處理MPDU以生成PLCP PDU(PPDU)。PPDU也可以被稱為分組、幀等。物理層(PHY)隨后處理并經(jīng)由無線介質(zhì)傳送每個PPDU。在IEEE802.11n中，高吞吐量PPDU(HT-PPDU)可用于從多個發(fā)射天線到多個接收天線的MIMO傳輸。
圖2A示出IEEE 802.11n中具有HT混合格式的HT-PPDU 210的結(jié)構(gòu)。HT-PPDU 210包括跟隨有數(shù)據(jù)字段的混合模式前同步碼?；旌夏Ｊ角巴酱a包括(i)由傳統(tǒng)短訓練字段(L-STF)和傳統(tǒng)長訓練字段(L-LTF)組成的傳統(tǒng)前同步碼，(ii)傳統(tǒng)信號(L-SIG)字段，(iii)HT信號(HT-SIG)字段，以及(iv)由HT短訓練字段(HT-STF)和一個或更多個HT長訓練字段(HT-LTF)組成的HT前同步碼。HT-LTF的數(shù)目等于或大于正同時發(fā)送的流的數(shù)目。長和短訓練字段攜帶可用于幀檢測、時間捕獲、頻率估計和校正、自動增益控制(AGC)、信道估計等的已知訓練碼元。L-SIG和HT-SIG字段攜帶HT-PPDU的信令信息。例如，HT-SIG字段攜帶(i)指示數(shù)據(jù)字段的長度的長度字段以及(ii)指示該HT-PPDU是否為探測PPDU的非探測字段。探測PPDU是攜帶可用于信道估計的已知訓練碼元的PPDU。數(shù)據(jù)字段攜帶HT-PPDU的有效載荷，其可以是一個或更多個MPDU，并且具有由長度字段指示的可變長度。
圖2B示出IEEE 802.11n中具有HT綠燈區(qū)格式的HT-PPDU 220的結(jié)構(gòu)。HT-PPDU 220包括跟隨有數(shù)據(jù)字段的綠燈區(qū)前同步碼。該綠燈區(qū)前同步碼包括HT綠燈區(qū)短訓練字段(HT-GF-STF)、HT長訓練字段(HT-LTF1)、HT-SIG字段、以及一個或更多個HT-LTF。
HT-PPDU 210和220可以通過將非探測字段設為0并包括充足數(shù)量的HT-LTF而被用作探測PPDU。攜帶數(shù)據(jù)的探測PPDU被稱為探測MPDU。
圖2C示出IEEE 802.11n中具有綠燈區(qū)前同步碼的空數(shù)據(jù)分組(NDP)230的結(jié)構(gòu)。NDP 230是不攜帶數(shù)據(jù)的探測PPDU并且也可以被稱為零長度幀(ZLF)等。NDP 230可以通過將長度字段設為0、將非探測字段設為0、包括充足數(shù)量的HT-LTF、以及省略數(shù)據(jù)字段來形成。
HT-PPDU 210、220和230是獲IEEE 802.11n支持的一些PPDU格式。獲IEEE802.11n支持的PPDU格式在前述IEEE 802.11n文獻中描述。
圖3示出IEEE 802.11n中的MAC幀300的結(jié)構(gòu)。MAC幀300包括各種字段，諸如HT控制字段、幀主體字段、以及幀校驗序列(FCS)字段。幀主體字段攜帶該MAC幀的數(shù)據(jù)。FCS字段攜帶FCS值，其是基于MAC幀中的其他字段的內(nèi)容而生成的并用于該MAC幀的檢錯。HT控制字段包括各種字段，諸如鏈路自適應控制字段、CSI/轉(zhuǎn)向字段、NDP宣告字段、以及反向準予(RDG)/更多PPDU字段。鏈路自適應控制字段包括訓練請求(TRQ)字段以及MCS請求或天線選擇指示(MAI)字段。MAI字段包括調(diào)制編碼方案(MCS)請求(MRQ)字段。表1列出圖3中所示的各種MAC字段并且提供對每一個MAC字段的描述。MAC幀和字段的格式以及由CSI/轉(zhuǎn)向字段指示的顯式反饋的不同類型在前述IEEE802.11n文獻中描述。
表1 表2列出兩種探測類型并且提供對每種探測類型的簡短描述。NDP不攜帶MAC幀，且由此沒有HT控制字段。因此，對NDP的使用以及NDP可以被發(fā)送的方式可能有某些限制。
表2 表3列出獲IEEE 802.11n支持的兩種波束成形方案/反饋類型并且提供對每種反饋類型的簡短描述。
表3 隱式反饋可以在其中站之間的傳輸是以時間共享方式在一個頻率信道上發(fā)送的時分雙工(TDD)網(wǎng)絡中使用。在這種情形中，一條鏈路的信道響應可以假定為另一條鏈路的信道響應的倒數(shù)。顯式反饋可用于TDD和頻分雙工(FDD)網(wǎng)絡兩者。
如果發(fā)射機站和接收機站兩者皆支持相同的反饋類型——其可以是隱式反饋或顯式反饋，則可以使用波束成形。如果一個站僅支持隱式反饋而另一個站僅支持顯式反饋，則波束成形可能由于這兩種反饋類型之間的可互操作性問題而對這些站不可用。這兩種反饋類型出于若干原因是不兼容的。首先，僅支持隱式反饋的站將不能向僅支持顯式反饋的站發(fā)送恰適反饋。其次，沒有機制能夠用于誘使僅支持顯式反饋的站發(fā)送探測PPDU。此外，這兩種探測類型可能是不兼容的。
在一方面，可以將站設計成有以下能力以支持隱式反饋和顯式反饋兩者用于波束成形 1.探測PPDU的傳輸和接收， 2.通過發(fā)送探測PPDU來響應訓練請求(TRQ)，以及 3.響應對顯式反饋的請求。
通過支持以上給出的這組能力，該站將能夠執(zhí)行與支持相同的這組能力的另一個站的隱式或顯式波束成形。
在一種設計中，站可以支持僅NDP探測、或僅MPDU探測、或NDP和MPDU探測兩者。站的探測能力可經(jīng)由包括在諸如信標、聯(lián)合請求、聯(lián)合響應、試探請求、以及試探響應幀之類的某些幀中的發(fā)射波束成形(TxBF)能力字段來告示。在另一種設計中，波束成形執(zhí)行方可以支持NDP探測的傳輸以及交錯探測的接收，而波束成形接受方可以支持NDP探測的接收以及交錯探測的傳輸。在IEEE802.11n中，對多個維度的參照使用所定義的標準正交矩陣跨多個訓練碼元展開。在交錯探測的情況下，該展開對于與數(shù)據(jù)維度相關聯(lián)的訓練碼元和與額外空間維度(802.11n中的擴展空間流)相關聯(lián)的訓練碼元是分開進行的。這樣，對擴展空間流的探測與對數(shù)據(jù)維度的探測在時間上可以被分開。交錯探測可以在待探測的維數(shù)大于數(shù)據(jù)維數(shù)或空時流(NSTS)時使用。交錯探測可能僅對MPDU探測可用并且可用于在MPDU探測中探測額外維度。波束成形接受方可以響應波束成形執(zhí)行方用NDP發(fā)送的CSI反饋請求。波束成形執(zhí)行方可以響應波束成形接受方的探測請求。
波束成形可以用隱式反饋或顯式反饋來執(zhí)行，其可以用NDP和/或MPDU探測來支持。也可以對從一個站到另一個站的單向傳輸或?qū)@兩個站之間的雙向傳輸執(zhí)行波束成形?？梢詫Σ煌牟ㄊ尚螆鼍敖粨Q不同的幀序列。為清楚起見，以下描述用于一些波束成形場景的示例幀交換。
圖4示出用NDP探測進行單向顯式波束成形的示例幀交換。站A可以傳送具有對表1中列出的反饋類型中的一種的反饋請求的非轉(zhuǎn)向幀410。非轉(zhuǎn)向幀是不用波束成形發(fā)送的幀，而經(jīng)轉(zhuǎn)向幀是用波束成形發(fā)送的幀。幀410可以是包含對要傳送待傳數(shù)據(jù)和相關聯(lián)的信令所需的時間量的所請求持續(xù)期的請求發(fā)送(RTS)幀。幀410可以使NDP宣告字段設為1以指示將跟隨NDP。站B可以接收RTS幀410、準予該請求、并且傳送非轉(zhuǎn)向清除發(fā)送(CTS)幀412，其可以攜帶站B可能具有的要給站A的任何數(shù)據(jù)。RTS和CTS幀是可以被交換以保留無線介質(zhì)并避免與隱藏站干擾的控制幀。也可以省略RTS和CTS幀。
站A可以發(fā)送NDP414和非轉(zhuǎn)向幀416，其可以是數(shù)據(jù)幀或某種其他幀。NDP414可以在幀412結(jié)束后的短幀間間隔(SIFS)時間內(nèi)發(fā)送。幀416可以使RDG字段設為1以指示反向準予，其可以將無線介質(zhì)的控制轉(zhuǎn)移給站B。站B可以基于NDP414來估計MIMO信道響應并生成站A所請求類型的顯式反饋。站B隨后可以傳送帶有該顯式反饋的非轉(zhuǎn)向幀418。站A可以接收顯式反饋、基于該反饋來推導轉(zhuǎn)向矩陣、以及使用這些用于波束成形的轉(zhuǎn)向矩陣來傳送經(jīng)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)幀420。
用NDP探測的單向顯式波束成形也可以用其他方式來執(zhí)行。例如，RTS和CTS幀可以被省略或用其他類型的幀來代替。NDP 414可以在幀416之后的SIFS時間內(nèi)發(fā)送，幀416可以使NDP宣告字段設為1以指示將跟隨有NDP。
圖5示出用NDP探測進行單向隱式波束成形的示例幀交換。站A可以傳送非轉(zhuǎn)向RTS幀510，而站B可以返回非轉(zhuǎn)向CTS幀512。站A隨后可以傳送非轉(zhuǎn)向幀514，其可以使TRQ字段設為1以指示訓練請求并且使RDG字段設為1以指示反向準予。站B隨后可以基于幀514中的反向準予傳送非轉(zhuǎn)向幀516、NDP 518、以及非轉(zhuǎn)向幀520。幀516可以使NDP宣告字段設為1以指示將跟隨有NDP并且可以使更多PPDU字段設為1以指示將跟隨有另一幀。NDP 518可以在幀516之后的SIFS時間內(nèi)發(fā)送。幀520可以使更多PPDU字段設為0以指示將不會跟隨有其他幀。站A可以基于NDP 518來估計MIMO信道響應、基于MIMO信道響應來推導轉(zhuǎn)向矩陣、以及使用這些用于波束成形的轉(zhuǎn)向矩陣來傳送經(jīng)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)幀522。
用NDP探測的單向隱式波束成形也可以用其他方式來執(zhí)行。例如，RTS和CTS幀可以被省略或用其他類型的幀來代替。幀516可以使NDP宣告字段設為1，并且?guī)?18可以被省略。
圖6示出用NDP探測進行雙向隱式波束成形的示例幀交換。站A可以傳送非轉(zhuǎn)向RTS幀610，而站B可以返回非轉(zhuǎn)向CTS幀612。站A隨后可以傳送非轉(zhuǎn)向幀614、NDP 616、以及非轉(zhuǎn)向幀618。幀614可以使MRQ設為1以請求MCS。幀618可以使TRQ字段設為1以指示訓練請求并且使RDG字段設為1以指示反向準予。站B可以基于NDP 616來估計MIMO信道響應并且基于該MIMO信道估計來推導轉(zhuǎn)向矩陣。站B隨后可以使用這些用于波束成形的轉(zhuǎn)向矩陣來傳送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀620、NDP 622、以及經(jīng)轉(zhuǎn)向幀624。幀620可以響應RDG并且使更多PPDU字段設為1以指示將跟隨有另一幀。幀624可以使TRQ字段設為1以請求訓練并且使更多PPDU字段設為0以指示將不會跟隨有其他幀。幀620和/或624可以攜帶站B可能具有的要發(fā)送給站A的任何數(shù)據(jù)。
站A可以基于NDP 622來估計MIMO信道響應并且基于該MIMO信道估計來推導轉(zhuǎn)向矩陣。站A隨后可以發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀626、響應于幀624中的TRQ的NDP628、以及經(jīng)轉(zhuǎn)向幀630。幀630可以使TRQ字段設為1以指示訓練請求并且使RDG字段設為1以指示反向準予。每個站可以按類似方式用波束成形傳送附加幀。
用NDP探測的雙向隱式波束成形也可以用其他方式來執(zhí)行。例如，RTS和CTS幀可以被省略或用其他類型的幀來代替。幀614、620和/或626各自可以使NDP宣告字段設為1，并且?guī)?18、624和/或630可以被省略。
用NDP探測的雙向顯式波束成形可以基于圖4和6的組合來執(zhí)行。站A和B兩者都可以傳送NDP，如圖6中所示。每一個站都可以基于從另一個站接收到的NDP來推導顯式反饋并且可以將該顯式反饋發(fā)送給另一個站。每一個站都可以基于從另一個站接收到的顯式反饋來推導轉(zhuǎn)向矩陣并且可以用這些轉(zhuǎn)向矩陣來傳送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
圖7示出用MPDU探測進行單向顯式波束成形的示例幀交換。站A可以在探測PPDU中傳送非轉(zhuǎn)向RTS幀710。幀710可以包括對表1中列出的反饋類型中的一種的反饋請求。站B可以基于該探測PPDU來估計MIMO信道響應并生成站A所請求類型的顯式反饋。站B隨后可以傳送非轉(zhuǎn)向CTS幀712，其可以攜帶該顯式反饋。站A可以基于從站B接收到的顯式反饋來推導轉(zhuǎn)向矩陣并且使用這些用于波束成形的轉(zhuǎn)向矩陣來傳送經(jīng)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)幀714。幀714可以在探測PPDU中發(fā)送并且可以包括對經(jīng)更新反饋的反饋請求。站B可以基于該探測PPDU來估計MIMO信道響應并生成站A所請求類型的顯式反饋。站B隨后可以傳送攜帶該顯式反饋和對幀714中發(fā)送的數(shù)據(jù)的塊確認(BA)的非轉(zhuǎn)向幀716。
圖8示出用MPDU探測進行單向隱式波束成形的示例幀交換。站A可以傳送非轉(zhuǎn)向RTS幀810，其可以使TRQ字段設為1以指示訓練請求。站B隨后可以在探測PPDU中傳送非轉(zhuǎn)向CTS幀812。幀812可以攜帶站B可能具有的要發(fā)送給站A的任何數(shù)據(jù)。站A可以基于從站B接收到的探測PPDU來推導轉(zhuǎn)向矩陣并且使用這些用于波束成形的轉(zhuǎn)向矩陣來傳送經(jīng)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)幀814。幀814可以使TRQ字段設為1以指示訓練請求。站B隨后可以在探測PPDU中傳送非轉(zhuǎn)向幀816。幀816可以攜帶對幀814中發(fā)送的數(shù)據(jù)的塊確認。
圖9示出用MPDU探測進行雙向隱式波束成形的示例幀交換。站A可以在探測PPDU中傳送非轉(zhuǎn)向RTS幀910。幀910可以使TRQ字段設為1以指示訓練請求。站B可以基于來自站B的探測PPDU來估計MIMO信道響應并且可以基于該MIMO信道估計來推導轉(zhuǎn)向矩陣。站B隨后可以在探測PPDU中傳送經(jīng)轉(zhuǎn)向CTS幀912。幀912可以使TRQ字段設為1以指示訓練請求并且可以攜帶站B可能具有的要發(fā)送給站A的數(shù)據(jù)。站A可以基于從站B接收到的探測PPDU來推導轉(zhuǎn)向矩陣并且使用這些用于波束成形的轉(zhuǎn)向矩陣來傳送經(jīng)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)幀914。幀914可以攜帶對幀912中發(fā)送的任何數(shù)據(jù)的塊確認并且可以使RTQ字段設為1以指示訓練請求。站B可以基于從站A接收到的探測PPDU來推導轉(zhuǎn)向矩陣并且可以在探測PPDU中傳送經(jīng)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)幀918。幀918可以攜帶對幀914中發(fā)送的數(shù)據(jù)的塊確認、訓練請求、以及數(shù)據(jù)。
圖7、8和9中的用MPDU探測的波束成形也可以用其他方式來執(zhí)行。例如，RTS和CTS幀可以用其他類型的幀來代替。
用MPDU探測的雙向顯式波束成形可以基于圖7和9的組合來執(zhí)行。站A和B兩者都可以傳送探測PPDU，如圖9中所示。每一個站都可以基于從另一個站接收到的PPDU來推導顯式反饋并且可以將該顯式反饋發(fā)送給另一個站。每一個站都可以基于從另一個站接收到的顯式反饋來推導轉(zhuǎn)向矩陣并且可以用這些轉(zhuǎn)向矩陣來傳送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
用隱式反饋的波束成形假定站A和B之間有互易MIMO信道。這允許站A能(i)基于從站B接收到的探測PPDU來估計從站B到站A的鏈路的MIMO信道響應，以及(ii)將該MIMO信道估計用作從站A到站B這另一條鏈路的MIMO信道響應的估計。然而，如果站A或站B處發(fā)射鏈的響應與接收鏈的響應不同，則這些差別可能會影響該MIMO信道的互易性。
站A和B可以執(zhí)行校準以確定其發(fā)射鏈和接收鏈之間的差別，并且可以推導能被應用于計及這些差別并恢復互易性的校正向量。校準對于波束成形并非是必需的，但是若執(zhí)行則可以提升波束成形性能。站A和B可以在關聯(lián)時和/或在其他時間執(zhí)行校準。
圖10示出用顯式CSI反饋和NDP探測進行校準的示例幀交換。站A可以傳送非轉(zhuǎn)向RTS幀1010，而站B可以返回非轉(zhuǎn)向CTS幀1012。站A隨后可以傳送非轉(zhuǎn)向幀1014、NDP 1016、以及非轉(zhuǎn)向CTS幀1018。幀1014可以使CSI/轉(zhuǎn)向字段設為1以請求CSI反饋并且可以指示應發(fā)送回全精度的CSI反饋。幀1018可以使TRQ字段設為1用于訓練請求并且使RDG字段設為1以指示反向準予。
站B可以基于NDP 1016來估計MIMO信道響應并且可以如在前述IEEE802.11n文獻中所描述地生成CSI反饋。站B隨后可以傳送非轉(zhuǎn)向幀1020、NDP1022、以及非轉(zhuǎn)向幀1024。幀1020可以攜帶該CSI反饋并且可以使更多PPDU字段設為1以指示將跟隨有另一幀。幀1024也可以攜帶該CSI反饋并且可以使該更多PPDU字段設為0以指示將不會跟隨有其他幀。
站A可以基于來自站B的NDP 1022來估計MIMO信道響應。站A隨后可以基于由站A確定的MIMO信道估計和從站B接收到的CSI反饋來計算互易性校正向量。站A可以在向站B的將來傳輸中應用該互易性校正向量。
圖11示出用顯式CSI反饋和MPDU探測進行校準的示例幀交換。站A可以在探測PPDU中傳送非轉(zhuǎn)向RTS幀1110。幀1110可以使CSI/轉(zhuǎn)向字段設為1以請求CSI反饋并且可以使TRQ字段設為1以指示訓練請求。站B可以基于從站A接收到的探測PPDU來估計MIMO信道響應并且可以生成CSI反饋。站B隨后可以在探測PPDU中傳送非轉(zhuǎn)向CTS幀1112，其可以攜帶該CSI反饋。站A可以基于從站B接收到的探測PPDU來估計MIMO信道響應并且可以基于該MIMO信道估計和顯式反饋來計算互易性校正向量。
圖12示出用顯式CSI反饋以及NDP和MPDU探測兩者進行校準的示例幀交換。站A可以傳送非轉(zhuǎn)向RTS幀1210，其可以使CSI/轉(zhuǎn)向字段設為1以請求CSI反饋。站B可以返回非轉(zhuǎn)向CTS幀1212。站A隨后可以傳送NDP1214和非轉(zhuǎn)向幀1216。幀1216可以使TRQ字段設為1用于訓練請求并且使RDG字段設為1以指示反向準予。站B可以基于來自站A的NDP 1214來估計MIMO信道響應并且可以生成CSI反饋。站B隨后可以在探測PPDU中傳送非轉(zhuǎn)向幀1218。幀1218可以攜帶該CSI反饋并且可以使更多PPDU字段設為0以指示將不會跟隨有其他幀。站A可以基于從站B接收到的探測PPDU來估計MIMO信道響應并且可以基于該MIMO信道估計和顯式反饋來計算互易性校正向量。
校準也可以用其他方式來執(zhí)行。例如，RTS和CTS幀可以用數(shù)據(jù)幀或其他類型的幀來代替。圖10中的幀1014和/或1024可以使NDP宣告字段設為1，并且?guī)?018和/或1024可以被省略。站B可以在來自站A的訓練請求之后盡可能快地發(fā)送NDP或探測PPDU。站B可以或者結(jié)合NDP或探測PPDU或者在以后的時間發(fā)送CSI反饋。
如圖10、11和12中所示，校準在不使用校準專用消息和幀交換的情況下也可以獲得支持。對于校準，CSI反饋請求可以使用HT控制字段中的CSI/轉(zhuǎn)向字段來發(fā)送，如圖3和表1中所示。在一種設計中，當訓練請求被包括在與CSI反饋請求相同的幀中時，可以發(fā)送回全精度的CSI矩陣用于推導互易性校正向量。在另一種設計中，可以使用指定字段來指示校準的開始以及標識發(fā)送用于校準的幀。
圖13示出可用于發(fā)送用于校準的CSI反饋的管理幀1300的結(jié)構(gòu)。幀1300包括各種字段，諸如MIMO控制字段和MIMO CSI矩陣報告字段。MIMO控制字段包括各種字段，諸如編組(Ng)字段和系數(shù)大小字段。對于校準，編組字段對于Ng＝1可被設為0，這意味著這些副載波沒有編組，以使得將為可用于傳輸?shù)母陛d波{-28，...，-1，+1，...+28}中的每一個提供CSI矩陣。系數(shù)大小字段對于Nb＝8可被設為3，這意味著將對每個CSI矩陣的每個元素使用8位精度(或即全精度)。MIMO CSI矩陣報告字段可為可用于傳輸?shù)拿總€副載波攜帶CSI矩陣，其中每個矩陣元素用全精度來表示。
圖14示出用于支持站進行波束成形的過程1400的設計。該站可以接收訓練請求(框1412)并且可以響應于該訓練請求發(fā)送第一探測幀(框1414)。該站可以接收對用于波束成形的顯式反饋的請求(框1416)并且還可以接收第二探測幀(框1418)該站可以基于第二探測幀生成顯式反饋(框1420)并且可以響應于對顯式反饋的請求發(fā)送該顯式反饋(框1422)?？?412到1422中的處理可以用于一次或更多次獨立幀交換?？?412到1422中的處理可以運用以上給出的能力來支持用于波束成形的隱式反饋和顯式反饋兩者。具體而言，探測PPDU的傳輸和接收分別涵蓋在框1414和1418中。通過發(fā)送探測PPDU來響應訓練請求涵蓋在框1412和1414中。響應對顯式反饋的請求涵蓋在框1416到1422中。
每一幀可以對應于IEEE 802.11中的PPDU或某種其他類型的PDU。每一探測幀可以是(i)具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的NDP或(ii)具有訓練和數(shù)據(jù)字段兩者的幀。顯式反饋可以包括CSI矩陣、非壓縮波束成形反饋矩陣、壓縮波束成形反饋矩陣等。
該站可以是顯式波束成形接受方并且可以接收基于在框1422中返回的顯式反饋用波束成形發(fā)送的經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。該站可以是隱式波束成形接受方并且可以接收基于從在框1414中發(fā)送的第一探測幀推導出的隱式反饋用波束成形發(fā)送的經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。該站可以是顯式波束成形執(zhí)行方并且可以接收從第一探測幀生成的顯式反饋、基于接收到的顯式反饋推導轉(zhuǎn)向信息(例如，轉(zhuǎn)向矩陣)、以及基于該轉(zhuǎn)向信息用波束成形發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。該站可以是隱式波束成形執(zhí)行方并且可以接收第三探測幀、基于第三探測幀推導轉(zhuǎn)向信息、以及基于該轉(zhuǎn)向信息用波束成形發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
圖15示出用于支持波束成形的裝置1500的設計。裝置1500包括用于接收訓練請求的裝置(模塊1512)、用于響應于訓練請求發(fā)送第一探測幀的裝置(模塊1514)、用于接收對用于波束成形的顯式反饋的請求的裝置(模塊1516)、用于接收第二探測幀的裝置(模塊1518)、用于基于第二探測幀生成顯式反饋的裝置(模塊1520)、以及用于響應于對顯式反饋的請求發(fā)送顯式反饋的裝置(模塊1522)。
圖16示出用于用顯式反饋和NDP探測進行波束成形的過程1600的設計。站可以發(fā)送帶有對顯式反饋的請求的第一幀(例如，圖4中的幀410)(框1612)。該站可以發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的NDP(例如，NDP414)(框1614)。該站可以接收帶有基于NDP推導出的顯式反饋的第二幀，例如幀418(框1616)。該站可以基于該顯式反饋來推導轉(zhuǎn)向信息(框1618)并且可以基于該轉(zhuǎn)向信息用波束成形發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀(例如，幀420)(框1620)。
該站可以發(fā)送RTS幀作為第一幀、接收響應于RTS幀的CTS幀、以及在CTS幀的SIFS時間內(nèi)發(fā)送NDP。該站可以在NDP的SIFS時間內(nèi)發(fā)送帶有RDG的第三幀(例如，幀416)并且可以接收第三幀之后的第二幀。該站可以在或者第一幀或者第三幀中包括將跟隨有NDP的宣告。
圖17示出用于用顯式反饋和NDP探測進行波束成形的裝置1700的設計。裝置1700包括用于發(fā)送帶有對顯式反饋的請求的第一幀的裝置(模塊1712)、用于發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的NDP的裝置(模塊1714)、用于接收帶有基于NDP推導出的顯式反饋的第二幀的裝置(模塊1716)、用于基于顯式反饋推導轉(zhuǎn)向信息的裝置(模塊1718)、以及用于基于轉(zhuǎn)向信息用波束成形發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀的裝置(模塊1720)。
圖18示出用于用隱式反饋和NDP探測進行波束成形的過程1800的設計。站可以發(fā)送帶有訓練請求的第一幀(例如，圖5中的幀514)(框1812)。該站可以接收具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的NDP(例如，NDP518)(框1814)。該站可以基于NDP推導轉(zhuǎn)向信息(框1816)并且可以基于該轉(zhuǎn)向信息用波束成形發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀(例如，幀522)(框1818)。
該站可以發(fā)送RTS幀(例如，幀510)、接收響應于RTS幀的CTS幀(例如，幀512)、以及在CTS之后發(fā)送第一幀。該站可以在第一幀中包括RDG、接收響應于第一幀的第二幀(例如，幀516)、以及接收第二幀之后的NDP。第二幀可以包括將跟隨NDP有的宣告。第二幀還可以包括將跟隨有另一幀的指示，并且該站隨后可以接收帶有將不會跟隨有其他幀的指示的第三幀(例如，幀520)。
圖19示出用于用隱式反饋和NDP探測進行波束成形的裝置1900的設計。裝置1900包括用于發(fā)送帶有訓練請求的第一幀的裝置(模塊1912)、用于接收具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的NDP的裝置(模塊1914)、用于基于NDP推導轉(zhuǎn)向信息的裝置(模塊1916)、以及用于基于轉(zhuǎn)向信息用波束成形發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀的裝置(模塊1918)。
圖20示出用于用隱式反饋和NDP探測進行雙向波束成形的過程2000的設計。站可以發(fā)送帶有訓練請求的第一幀(例如，圖6中的幀614或618)(框2012)。該站可以在第一幀之前或之后發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的第一NDP(例如，NDP 616)(框2014)。該站可以接收基于從第一NDP推導出的第一轉(zhuǎn)向信息進行波束成形的第一經(jīng)轉(zhuǎn)向幀(例如，幀620)(框2016)。該站可以接收響應于訓練請求的第二NDP(例如，NDP622)(框2018)并且可以基于第二NDP推導第二轉(zhuǎn)向信息(框2020)。該站隨后可以基于第二轉(zhuǎn)向信息用波束成形發(fā)送第二經(jīng)轉(zhuǎn)向幀(例如，幀626)(框2022)。
該站可以發(fā)送RTS幀(例如，幀610)、接收響應于RTS幀的CTS幀(例如，幀612)、以及在CTS之后發(fā)送第一幀。第一幀和/或第一經(jīng)轉(zhuǎn)向幀可以包括將跟隨有NDP的宣告。
圖21示出用于用隱式反饋和NDP探測進行雙向波束成形的裝置2100的設計。裝置2100包括用于發(fā)送帶有訓練請求的第一幀的裝置(模塊2112)、用于在第一幀之前或之后發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的第一NDP的裝置(模塊2114)、用于接收基于從第一NDP推導出的第一轉(zhuǎn)向信息進行波束成形的第一經(jīng)轉(zhuǎn)向幀的裝置(模塊2116)、用于接收響應于訓練請求的第二NDP的裝置(模塊2118)、用于基于第二NDP推導第二轉(zhuǎn)向信息的裝置(模塊2120)、以及用于基于第二轉(zhuǎn)向信息用波束成形發(fā)送第二經(jīng)轉(zhuǎn)向幀的裝置(模塊2122)。
圖22示出用NDP探測進行校準的過程2200的設計。站可以發(fā)送帶有對用于校準的顯式反饋的請求的第一幀(例如，圖10中的幀1014或圖12中的幀1210)(框2212)。該站還可以發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的NDP(例如，NDP 1016或1214)(框2214)。該站可以接收帶有顯式反饋的第二幀(例如，圖10中的幀1020或圖12中的幀1218)(框2216)。該站還可以接收探測幀，其可以是或者諸如圖10中的NDP 1022之類的NDP或者諸如圖12中的幀1218之類的具有訓練和數(shù)據(jù)字段兩者的幀(框2218)。該站可以基于探測幀推導信道估計(框2220)。該站隨后可以基于信道估計和顯式反饋執(zhí)行校準(例如，推導互易性校正向量)(框2222)。
第一幀可以包括訓練請求和將跟隨有NDP的宣告。替換地，該站可以在NDP之后發(fā)送帶有訓練請求的第三幀(例如，圖10中的幀1018或圖12中的1216)。在任何情形中，可以響應于訓練請求發(fā)送探測幀。
圖23示出用NDP探測進行校準的裝置2300的設計。裝置2300包括用于發(fā)送帶有對用于校準的顯式反饋的請求的第一幀的裝置(模塊2312)、用于發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的NDP的裝置(模塊2314)、用于接收帶有顯式反饋的第二幀的裝置(模塊2316)、用于接收探測幀的裝置(模塊2318)、用于基于探測幀推導信道估計的裝置(模塊2320)、以及用于基于信道估計和顯式反饋執(zhí)行校準的裝置(模塊2322)。
圖24示出用于發(fā)送用于校準CSI反饋的過程2400的設計。站可以接收例如圖10中的幀1014、圖11中的幀1110、或圖12中的幀1210中的對用于校準的CSI反饋的請求(框2412)。該站還可以接收探測幀，例如圖10中的NDP1016、圖11中的幀1110、或圖12中的NDP 1214(框2414)。該站可以基于探測幀生成CSI反饋(框2416)并且可以用沒有編組的副載波和全精度發(fā)送該CSI反饋(框2418)。
該站可以在具有編組字段和系數(shù)大小字段的管理幀中發(fā)送CSI反饋，如圖13中所示。該站可以將編組字段設為0以指示副載波沒有編組(Ng＝1)并且可以將系數(shù)大小字段設為3以指示CSI反饋的8位全精度(Nb＝8)。CSI反饋可以包括用于可用于傳輸?shù)亩鄠€副載波中的每一個的CSI矩陣。
圖25示出用于發(fā)送用于校準的CSI反饋的過程2500的設計。裝置2500包括用于接收對用于校準的CSI反饋的請求的裝置(模塊2512)、用于接收探測幀的裝置(模塊2514)、用于基于探測幀生成CSI反饋的裝置(模塊2516)、以及用于用沒編組的副載波和全精度發(fā)送該CSI反饋的裝置(模塊2518)。
圖15、17、19、21、23和25中的模塊可以包括處理器、電子設備、硬件設備、電子組件、邏輯電路、存儲器等、或其任何組合。
圖14到25描述由圖4、5、6、10、11和12中的站A進行的處理。站B進行的處理與站A進行的處理互補并且可藉由與圖14到25互補的一組圖來描述。圖7、8和9中由站A和B進行的處理也可如這些附圖中所示地執(zhí)行。
圖26示出站A和B的設計的框圖，其每一個可以是圖1中的接入點110或站120之一。站A裝備有可用于數(shù)據(jù)傳輸和接收的多個(T個)天線2624a到2624t。站B裝備有可用于數(shù)據(jù)傳輸和接收的多個(R個)天線2652a到2652r。
在站A處，發(fā)射(TX)數(shù)據(jù)處理器2614可以接收來自數(shù)據(jù)源2612的數(shù)據(jù)和/或來自控制器/處理器2630的數(shù)據(jù)。TX數(shù)據(jù)處理器2614可以處理(例如，格式化、編碼、交織、以及碼元映射)接收到的數(shù)據(jù)并生成數(shù)據(jù)碼元，其是數(shù)據(jù)的調(diào)制碼元。TX空間處理器2620可以將數(shù)據(jù)碼元與訓練碼元多路復用，用轉(zhuǎn)向矩陣執(zhí)行發(fā)射空間處理，并將T股輸出碼元流提供給T個調(diào)制器(MOD)2622a到2622t。訓練碼元通常也被稱為導頻碼元。每個調(diào)制器2622可以處理其輸出碼元流(例如，用于OFDM)以生成輸出碼片流。每個調(diào)制器2622可以進一步調(diào)理(例如，轉(zhuǎn)換到模擬、放大、濾波、以及上變頻)其輸出碼片流以生成已調(diào)制信號。來自調(diào)制器2622a到2622t的T個已調(diào)制信號各自從天線2624a到2624t被發(fā)射。
在站B處，R個天線2652a至2652r接收來自站A的這些已調(diào)制信號，并且每一個天線2652可以將接收到的信號提供給各自的解調(diào)器(DEMOD)2654。每個解調(diào)器2654可以執(zhí)行與調(diào)制器2622執(zhí)行的處理互補的處理以獲得收到碼元。接收(RX)空間處理器2660可以對從全部解調(diào)器2654a到2654r接收到的碼元執(zhí)行空間匹配濾波并且提供數(shù)據(jù)碼元估計，它們是對站A發(fā)射的數(shù)據(jù)碼元的估計。RX數(shù)據(jù)處理器2670可以進一步處理(例如，碼元解映射、解交織、以及解碼)這些數(shù)據(jù)碼元估計并將經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)阱2672和/或控制器/處理器2680。
信道處理器2678可以處理從站A接收到的訓練碼元并且可以估計MIMO信道響應。處理器2678可以例如如式(1)中所示地分解感興趣的每個副載波或每個副載波群的信道矩陣以獲得對應的波束成形矩陣。處理器2678可以生成這些信道矩陣或(非壓縮或壓縮的)波束成形矩陣的反饋信息。處理器2678可以將反饋信息提供給控制器/處理器2680以發(fā)送回站A。處理器2678還可以基于該對應的信道矩陣和/或波束成形矩陣來推導感興趣的每個副載波或每個副載波群的空間濾波矩陣。處理器2678還可以將這些空間濾波矩陣提供給RX空間處理器用于空間匹配濾波。
對于從站B到站A的傳輸?shù)奶幚砜梢耘c對于從站A到站B的傳輸?shù)奶幚硐嗤虿煌?。來自?shù)據(jù)源2686的話務數(shù)據(jù)和/或來自控制器/處理器2680的其他數(shù)據(jù)(例如，反饋信息)可由TX數(shù)據(jù)處理器2688處理(例如，編碼、交織、以及調(diào)制)，并進一步由TX空間處理器2690將其與訓練碼元多路復用并用轉(zhuǎn)向矩陣進行空間處理。來自TX空間處理器2690的輸出碼元可以進一步由調(diào)制器2654a到2654r處理以生成R個已調(diào)制信號，其可以經(jīng)由天線2652a到2652r被發(fā)射。
在站A，來自站B的已調(diào)制信號可由天線2624a到2624t接收到并由解調(diào)器2622a到2622t處理以獲得收到碼元。RX空間處理器2640可以對這些收到碼元執(zhí)行空間匹配濾波并提供數(shù)據(jù)碼元估計。RX數(shù)據(jù)處理器2642可以進一步處理這些數(shù)據(jù)碼元估計，將經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)阱2644，并將反饋信息提供給控制器/處理器2630。處理器2630可以基于反饋信息來推導轉(zhuǎn)向矩陣。
信道處理器2628可以處理從站B接收到的訓練碼元并且可以估計MIMO信道響應。處理器2628可以分解感興趣的每個副載波或每個副載波群的信道矩陣以獲得對應的波束成形矩陣。處理器2628還可以推導感興趣的每個副載波或每個副載波群的空間濾波矩陣。處理器2628可以將這些空間濾波矩陣提供給RX空間處理器2640用于空間匹配濾波，并且可以將信道矩陣或波束成形矩陣提供給控制器/處理器2630用于反饋給站B。
控制器/處理器2630和2680可以分別控制站A和站B處的操作。存儲器2632和2682各自可以存儲用于站A和B的數(shù)據(jù)和程序代碼。處理器2628、2630、2678、2680和/或其他處理器可以執(zhí)行本文中所描述的過程和功能，例如圖14中的過程1400、圖16中的過程1600、圖18中的過程1800、圖20中的過程2000、圖22中的過程2200、圖24中的過程2400等。
本文中所描述的技術(shù)可藉由各種手段來實現(xiàn)。例如，這些技術(shù)可以在硬件、固件、軟件、或其組合中實現(xiàn)。對于硬件實現(xiàn)，用于執(zhí)行這些技術(shù)的各處理單元可實現(xiàn)在一個或更多專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)、數(shù)字信號處理設備(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、電子設備、設計成執(zhí)行本文所述功能的其他電子單元、計算機、或其組合內(nèi)。
對于固件和/或軟件實現(xiàn)，這些技術(shù)可用執(zhí)行本文中所描述的功能的模塊(例如，程序、函數(shù)等)來實現(xiàn)。固件和/或軟件指令可以存儲在存儲器(例如，圖26中的存儲器2632或2680)中并由處理器(例如，處理器2630或2680)執(zhí)行。存儲器可以實現(xiàn)在處理器內(nèi)部或處理器外部。固件和/或軟件指令也可存儲在其他處理器可讀介質(zhì)中，諸如隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、非易失性隨機存取存儲器(NVRAM)、可編程只讀存儲器(PROM)、電可擦除PROM(EEPROM)、閃存、壓密盤(CD)、磁或光數(shù)據(jù)存儲設備等等。
提供對本公開先前的描述是為使得本領域任何技術(shù)人員皆能夠制作或使用本公開。對本公開的各種修改對本領域技術(shù)人員來說都將是顯而易見的，且本文中所定義的普適原理可被應用到其他變形而不會脫離本發(fā)明的精神或范圍。由此，本公開并非旨在被限定于本文中所描述的示例和設計，而是應被授予與本文中所公開的原理和新穎性特征相一致的最廣范圍。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括
至少一個處理器，配置成接收訓練請求、響應于所述訓練請求發(fā)送第一探測幀、接收對用于波束成形的顯式反饋的請求、接收第二探測幀、基于所述第二探測幀生成所述顯式反饋、以及響應于所述對顯式反饋的請求發(fā)送所述顯式反饋；以及
耦合到所述至少一個處理器的存儲器。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成接收基于所述顯式反饋發(fā)送的經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成接收基于從所述第一探測幀推導出的隱式反饋發(fā)送的經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成接收基于所述第一探測幀推導出的顯式反饋、基于所述接收到的顯式反饋推導轉(zhuǎn)向信息、以及基于所述轉(zhuǎn)向信息發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成接收第三探測幀、基于所述第三探測幀推導轉(zhuǎn)向信息、以及基于所述轉(zhuǎn)向信息發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一探測幀和第二探測幀各自包括訓練字段和數(shù)據(jù)字段。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一探測幀和第二探測幀各自包括具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的空數(shù)據(jù)分組(NDP)。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一探測幀和第二探測幀各自包括具有訓練字段和數(shù)據(jù)字段的幀或者具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的空數(shù)據(jù)分組(NDP)。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述顯式反饋包括信道狀態(tài)信息(CSI)矩陣、非壓縮波束成形反饋矩陣、或壓縮波束成形反饋矩陣。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一探測幀和第二探測幀包括IEEE 802.11中的物理層會聚協(xié)議(PLCP)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PPDU)。
11.一種方法，包括
接收訓練請求；
響應于所述訓練請求發(fā)送第一探測幀；
接收對用于波束成形的顯式反饋的請求；
接收第二探測幀；
基于所述第二探測幀生成所述顯式反饋；以及
響應于所述對顯式反饋的請求發(fā)送所述顯式反饋。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括
接收基于所述顯式反饋或者從所述第一探測幀推導出的隱式反饋發(fā)送的經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括
接收基于所述第一探測幀推導出的顯式反饋；
基于所述接收到的顯式反饋推導轉(zhuǎn)向信息；以及
基于所述轉(zhuǎn)向信息發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括
接收第三探測幀；
基于所述第三探測幀推導轉(zhuǎn)向信息；以及
基于所述轉(zhuǎn)向信息發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
15.一種裝置，包括
用于接收訓練請求的裝置；
用于響應于所述訓練請求發(fā)送第一探測幀的裝置；
用于接收對用于波束成形的顯式反饋的請求的裝置；
用于接收第二探測幀的裝置；
用于基于所述第二探測幀生成所述顯式反饋的裝置；以及
用于響應于所述對顯式反饋的請求發(fā)送所述顯式反饋的裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，還包括
用于接收基于所述顯式反饋或者從所述第一探測幀推導出的隱式反饋發(fā)送的經(jīng)轉(zhuǎn)向幀的裝置。
17.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，還包括
用于接收基于所述第一探測幀推導出的顯式反饋的裝置；
用于基于所述接收到的顯式反饋推導轉(zhuǎn)向信息的裝置；以及
用于基于所述轉(zhuǎn)向信息發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀的裝置。
18.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，還包括
用于接收第三探測幀的裝置；
用于基于所述第三探測幀推導轉(zhuǎn)向信息的裝置；以及
用于基于所述轉(zhuǎn)向信息發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀的裝置。
19.一種包括存儲于其上的指令的處理器可讀介質(zhì)，包括
用于接收訓練請求的第一指令集；
用于響應于所述訓練請求發(fā)送第一探測幀的第二指令集；
用于接收對用于波束成形的顯式反饋的請求的第三指令集；
用于接收第二探測幀的第四指令集；
用于基于所述第二探測幀生成所述顯式反饋的第五指令集；以及
用于響應于所述對顯式反饋的請求發(fā)送所述顯式反饋的第六指令集。
20.一種裝置，包括
至少一個處理器，配置成發(fā)送帶有對顯式反饋的請求的第一幀、發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的空數(shù)據(jù)分組(NDP)、以及接收帶有基于所述NDP推導出的所述顯式反饋的第二幀；以及
耦合到所述至少一個處理器的存儲器。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成基于所述顯式反饋推導轉(zhuǎn)向信息以及基于所述轉(zhuǎn)向信息發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
22.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述第一幀包括請求發(fā)送(RTS)幀，并且其中所述至少一個處理器被配置成接收清除發(fā)送(CTS)幀并且在所述CTS幀的短幀間間隔(SIFS)時間內(nèi)發(fā)送所述NDP。
23.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成在所述NDP的短幀間間隔(SIFS)時間內(nèi)發(fā)送帶有反向準予的第三幀，并且接收所述第三幀之后的所述第二幀。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成在所述第一幀或所述第三幀中包括將跟隨有NDP的宣告。
25.一種方法，包括
發(fā)送帶有對顯式反饋的請求的第一幀；
發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的空數(shù)據(jù)分組(NDP)；以及
接收帶有基于所述NDP推導出的所述顯式反饋的第二幀。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，還包括
基于所述顯式反饋推導轉(zhuǎn)向信息；以及
基于所述轉(zhuǎn)向信息發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
27.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，還包括
接收響應于作為所述第一幀發(fā)送的請求發(fā)送(RTS)幀的清除發(fā)送(CTS)幀，并且其中所述NDP是在所述CTS幀的短幀間間隔(SIFS)時間內(nèi)發(fā)送的。
28.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，還包括
在所述NDP的短幀間間隔(SIFS)時間內(nèi)發(fā)送帶有反向準予的第三幀，并且其中所述第二幀是在所述第三幀之后接收的。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，還包括
在所述第一幀或所述第三幀中包括將跟隨有NDP的宣告。
30.一種裝置，包括
至少一個處理器，配置成接收具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的空數(shù)據(jù)分組(NDP)、基于所述NDP推導轉(zhuǎn)向信息、并且基于所述轉(zhuǎn)向信息發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀；以及
耦合到所述至少一個處理器的存儲器。
31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成發(fā)送帶有訓練請求的第一幀并且接收響應于所述訓練請求的所述NDP。
32.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成在所述第一幀中發(fā)送反向準予、接收所述第一幀之后的第二幀、以及接收所述第二幀之后的所述NDP。
33.如權(quán)利要求32所述的裝置，其特征在于，所第二幀包括將跟隨有NDP的宣告。
34.如權(quán)利要求32所述的裝置，其特征在于，所第二幀包括將跟隨有另一幀的指示，并且其中所述至少一個處理器被配置成
接收所述第二幀之后的第三幀，所述第三幀包括將不會跟隨有其他幀的指示。
35.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成發(fā)送請求發(fā)送(RTS)幀、接收響應于所述RTS幀的清除發(fā)送(CTS)幀、以及在所述CTS幀之后發(fā)送所述第一幀。
36.一種方法，包括
接收具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的空數(shù)據(jù)分組(NDP)；
基于所述NDP推導轉(zhuǎn)向信息；以及
基于所述轉(zhuǎn)向信息發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，還包括
發(fā)送帶有訓練請求的第一幀，并且其中所述NDP是響應于所述訓練請求而接收到的。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，還包括
在所述第一幀中發(fā)送反向準予；以及
接收所述第一幀之后的第二幀，并且其中所述NDP是在所述第二幀之后接收到的。
39.一種裝置，包括
至少一個處理器，配置成發(fā)送帶有訓練請求的第一幀、發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的第一空數(shù)據(jù)分組(NDP)、以及接收響應于所述訓練請求的第二NDP；以及
耦合到所述至少一個處理器的存儲器。
40.如權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成接收基于從所述第一NDP推導出的轉(zhuǎn)向信息的經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
41.如權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成基于所述第二NDP推導轉(zhuǎn)向信息并且基于所述第二轉(zhuǎn)向信息發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
42.如權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于，所述第一幀包括將跟隨有NDP的宣告。
43.如權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成發(fā)送請求發(fā)送(RTS)幀、接收響應于所述RTS幀的清除發(fā)送(CTS)幀、以及在所述CTS幀之后發(fā)送所述第一幀。
44.一種方法，包括
發(fā)送帶有訓練請求的第一幀；
發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的第一空數(shù)據(jù)分組(NDP)；以及
接收響應于所述訓練請求的第二NDP。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于，還包括
接收基于從所述第一NDP推導出的轉(zhuǎn)向信息的經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
46.如權(quán)利要求44所述的方法，其特征在于，還包括
基于所述第二NDP推導轉(zhuǎn)向信息；以及
基于所述第二轉(zhuǎn)向信息發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。
47.一種裝置，包括
至少一個處理器，配置成發(fā)送帶有對用于校準的顯式反饋的請求的第一幀、發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的空數(shù)據(jù)分組(NDP)、接收帶有顯式反饋的第二幀、接收探測幀、基于所述探測幀推導信道估計、以及基于所述信道估計和所述顯式反饋執(zhí)行校準；以及
耦合到所述至少一個處理器的存儲器。
48.如權(quán)利要求47所述的裝置，其特征在于，所述探測幀包括NDP。
49.如權(quán)利要求47所述的裝置，其特征在于，所述探測幀包括訓練字段和數(shù)據(jù)字段。
50.如權(quán)利要求47所述的裝置，其特征在于，所述第一幀包括訓練請求和將跟隨有NDP的宣告，并且其中所述探測幀是響應于所述訓練請求而發(fā)送的。
51.如權(quán)利要求47所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成在所述NDP之后發(fā)送帶有訓練請求的第三幀，并且其中所述探測幀是響應于所述訓練請求而發(fā)送的。
52.一種方法，包括
發(fā)送帶有對用于校準的顯式反饋的請求的第一幀；
發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的空數(shù)據(jù)分組(NDP)；
接收帶有所述顯式反饋的第二幀；
接收探測幀；
基于所述探測幀推導信道估計；以及
基于所述信道估計和所述顯式反饋執(zhí)行校準。
53.如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，所述第一幀包括訓練請求和將跟隨有NDP的宣告，并且其中所述探測幀是響應于所述訓練請求而發(fā)送的。
54.如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，還包括
在所述NDP之后發(fā)送帶有訓練請求的第三幀，并且其中所述探測幀是響應于所述訓練請求而發(fā)送的。
55.一種裝置，包括
至少一個處理器，配置成接收對用于校準的信道狀態(tài)信息(CSI)反饋的請求、接收探測幀、基于所述探測幀生成所述CSI反饋、并且用沒有編組的副載波和全精度發(fā)送所述CSI反饋；以及
耦合到所述至少一個處理器的存儲器。
56.如權(quán)利要求55所述的裝置，其特征在于，所述至少一個處理器被配置成在具有編組字段和系數(shù)大小字段的管理幀中發(fā)送所述CSI反饋、將所述編組字段設為0以指示副載波沒有編組、以及將所述系數(shù)大小字段設為3以指示所述CSI反饋的8位全精度。
57.如權(quán)利要求55所述的裝置，其特征在于，所述CSI反饋包括對應可用于傳輸?shù)亩鄠€副載波中的每一個的CSI矩陣。
58.一種方法，包括
接收對用于校準的信道狀態(tài)信息(CSI)反饋的請求；
接收探測幀；
基于所述探測幀生成所述CSI反饋；以及
以及用沒有編組的副載波和全精度發(fā)送所述CSI反饋。
59.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，所述發(fā)送CSI反饋包括
在具有編組字段和系數(shù)大小字段的管理幀中發(fā)送所述CSI反饋，
將所述編組字段設為0以指示副載波沒有編組，以及
將所述系數(shù)大小字段設為3以指示所述CSI反饋的8位全精度。
全文摘要
描述了用以支持無線網(wǎng)絡中的站進行波束成形的技術(shù)。在一方面，站可以通過具有傳送和接收探測幀、通過發(fā)送探測幀來響應訓練請求、以及響應對顯式反饋的請求的能力來支持用隱式反饋或顯式反饋進行波束成形。在顯式波束成形的一種設計中，該站可以發(fā)送帶有對顯式反饋的請求的第一幀并且還可以發(fā)送具有至少一個訓練字段但沒有數(shù)據(jù)字段的空數(shù)據(jù)分組(NDP)。該站可以接收帶有顯式反饋的第二幀，其中該顯式反饋可以是基于NDP推導出來的。該站可以基于該顯式反饋來推導轉(zhuǎn)向信息(例如，轉(zhuǎn)向矩陣)并且隨后可以基于該轉(zhuǎn)向信息用波束成形來發(fā)送經(jīng)轉(zhuǎn)向幀。該站還可以使用NDP進行探測來執(zhí)行隱式波束成形。
文檔編號H04B7/06GK101479958SQ200780024453
公開日2009年7月8日 申請日期2007年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者J·W·凱徹姆, S·納安達, A·梅蘭, S·K·蘇里尼 申請人:高通股份有限公司