專利名稱：用于mimo通信的變換域反饋信令的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及
-用于通信網(wǎng)絡(luò)的控制方法，該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶發(fā)射天線陣列的發(fā)射機(jī)和具有與該發(fā)射才;iit信的至少一個(gè)接收機(jī)；
-用于通信網(wǎng)絡(luò)的接收才M狹，該通信網(wǎng)絡(luò)帶有具有發(fā)射天線陣列的發(fā)射
機(jī)；
-用于通信網(wǎng)絡(luò)中的接收機(jī)的控制信令方法，該通信網(wǎng)絡(luò)帶有具有發(fā)射天線
陣列用于到至少一個(gè)接收機(jī)的傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)；
-計(jì)算才;i4呈序產(chǎn)品，包括可^^抖呈序代碼，該計(jì)算枳4呈序產(chǎn)品被配置為導(dǎo)致
接收才A^vf亍用于通信網(wǎng)絡(luò)中的接收機(jī)的控制信令方法,該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶發(fā)射天
線陣列用于至少到一個(gè)接收機(jī)的傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)；
-用于通信網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)，該通信網(wǎng)絡(luò)帶有具有發(fā)射天線陣列的發(fā)射機(jī)；-用于發(fā)射機(jī)的發(fā)射4/a空制才勢(shì)夾，該發(fā)射才幾具有發(fā)射天線陣列用于到至少一個(gè)接收機(jī)的傳輸；
-具有發(fā)射天線陣列用于到至少一個(gè)接收機(jī)的傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)；
-用于發(fā)射機(jī)的發(fā)射4x4空制方法，該發(fā)射機(jī)具有發(fā)射天線陣列用于到至少一
個(gè)接收機(jī)的傳輸；
-計(jì)算^4呈序產(chǎn)品，包括可#1^ 呈序代碼，該計(jì)算4/^呈序產(chǎn)品被配置為導(dǎo)致具有發(fā)射天線陣列用于到至少一個(gè)接收機(jī)的傳輸?shù)陌l(fā)射才/WW于發(fā)射機(jī)控制方法；
-通信網(wǎng)絡(luò)，包括具有發(fā)射天線陣列用于到至少一個(gè)接收機(jī)的傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)^和
-用于通信網(wǎng)絡(luò)的控制信號(hào)，該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶發(fā)射天線陣列的發(fā)射機(jī)和具
有至少一個(gè)與發(fā)射才Aif信的接收機(jī)。
背景技術(shù)：
多輸入多輸出(Multiple-input Multiple-output, M頂0)賴于下一代無線系統(tǒng)以增強(qiáng)通信《鈔各的容量,一急健性的技術(shù)。MIM0技術(shù)基于通信《鈔各中多發(fā)射天線和多接收天線的出現(xiàn)。MIM0技術(shù)的應(yīng)用被預(yù)見用于蜂窩通信、寬帶無線接入和無線局域網(wǎng)(WLAN)。兩個(gè)或更多發(fā)射天線中的多個(gè)在此^L^皮稱為發(fā)射天
9線陣列。
通過天線陣列的組合獲得MIMO通信的優(yōu)點(diǎn)，所述天線陣列根據(jù)傳#^言道和
能適用于改變多元信道的算法提供空間分集(spatial diversity)。
在未來的移動(dòng)系統(tǒng)和通用移動(dòng)電信系統(tǒng)的長(zhǎng)期演進(jìn)(麗TS LTE )中，為了滿足頻譜效率的要求多天線技術(shù)的^^]將變得越來越重要。通過在空間域向單獨(dú)的用戶或多個(gè)共享相同時(shí)間-頻率資源塊的用戶多路復(fù)用(multiplex)多個(gè)碼字，可在下行M^各傳輸中的頻譜效率方面獲得顯著的增益。這些使用多天線傳輸?shù)膹?fù)用增益的單獨(dú)用戶或多個(gè)用戶MIMO方案有時(shí)被稱為空分復(fù)用(s pa t i a 1 d i v i s i onmultiplexing, SDM)和空分多址(spatial division multiple access, SDMA )技術(shù)。SDMA方案使擬目同無線電小區(qū)中的多個(gè)用戶能斜目同的頻率或時(shí)隙上得以容納(accommodate )。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可以通過使用天線陣列來完成，天線陣列能夠借助幅度和相位加權(quán)以及內(nèi)部反饋控制來修改它的時(shí)間、頻率和空間響應(yīng)。;^^成形(beamforming )是一種用于通過相"^J也(constructively)增力口期望通信目標(biāo)(終端設(shè)備)方向上的信號(hào)的相位并使不期望的或干擾的通信目標(biāo)的圖案不存在來創(chuàng)建天線陣列輻射圖的方法。
在本文中，波束成形向量起著重要的作用。為了解釋^^成形向量的意義，在H^]發(fā)射;^^成形和接收結(jié)合(receive combining)的示例性的單用戶通信系統(tǒng)中，假設(shè)^f頓M個(gè)發(fā)射天線和N個(gè)接收天線完成信令，該通信系統(tǒng)的輸入輸
出關(guān)系為
少=zHHwx + zHw
其中H是連接發(fā)射才/L^接收機(jī)的N x M信道矩陣，z是接J^吉合向量，z"是它的厄密共軛轉(zhuǎn)置矩陣，w是發(fā)射波束成形向量，x是從選擇的星座(constellation)發(fā)射的符號(hào)，且n是在接收機(jī)處增加的獨(dú)立噪聲。
在為SDM和SDMA技術(shù)設(shè)計(jì);a成形向量中的挑戰(zhàn)之一^4i占需衫口道所有用戶的信道和每一個(gè)用戶的接收天線。這將需要從用戶向基站發(fā)信號(hào)通知(signal)大量的的反饋。
已提出了解決方案，通過引入;W可能;&^成形矩陣的密碼本來減少該信令
信息。于是每一個(gè)用戶應(yīng)用貪婪過程(greedy procedure),通過評(píng)估不同波束成形組合的信噪比(SINR)來從密碼本中選擇一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選的波束成形向量。因此，每一個(gè)用戶不得不分別發(fā)信號(hào)通知一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選向量的一個(gè)或若干個(gè)索引，加上一個(gè)或多W言道質(zhì)量指示符(Channel-Quality-Indicator， CQI)值，指示相應(yīng)的SINR。
基于密碼本解決方案的問題是不會(huì)根據(jù)信道^f牛聯(lián)^^尤化^^成形向量?；緝H將來自用戶的反饋信息用于調(diào)度到報(bào)告了最好CQI值的用戶集的傳輸。
可替換地，如果勤占能夠?qū)崿F(xiàn)^^成形器的ad-hoc設(shè)計(jì)，可獲得小區(qū)吞吐
量的顯著增益。例如，如果用戶在一些量^^喿怍后報(bào)告所有信道系數(shù)，這是可能
的。然而，這要求每個(gè)用戶發(fā)信號(hào)通知與發(fā)射天線數(shù)目M和接收天線數(shù)目N之間的乘積顧一樣多的復(fù)值。
發(fā)明概要
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于通信網(wǎng)絡(luò)的控制方法，該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶發(fā)射天線陣列的發(fā)射才財(cái)口具有與發(fā)射4/lit信的至少一個(gè)接收機(jī)。該方法包括步驟
A) 在接收機(jī)處
-乂A^射機(jī)發(fā)射到接收機(jī)的信號(hào)扭軒對(duì)接收才;U妄收天線的信道測(cè)量；
-根據(jù)信道測(cè)量的輸出為在發(fā)射機(jī)處發(fā)射天線陣列的^個(gè)確定信道系數(shù)；-對(duì)信道系數(shù)應(yīng)用可逆變換，從而確定指示在變換域中各自信道組件個(gè)別權(quán)重的信iti且件系數(shù)；
-在變換域中選擇一個(gè)或多個(gè)信iil且件；
-向發(fā)射才獵送控制信號(hào)，該控制信號(hào)指示以下任一個(gè)
1) 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信ili且件和一個(gè)或多^M言iii且件的量值，優(yōu)選信iil且件從信道測(cè)量向量的線性分糾,導(dǎo)得到，或，可替換地，
2) —個(gè)優(yōu)選信iti且件和SINR的估計(jì)，或，可替換地，
3) —個(gè)優(yōu)選信iii且件；
B) 在發(fā)射機(jī)處
-接收控制信號(hào)；和
-使用從接收機(jī)接收的信息在變換域中構(gòu)建波束圖。本發(fā)明的方法允許基于從接收機(jī)向發(fā)射才踏送指示在變換域中各自信ili且件的個(gè)別權(quán)重的信道組件系數(shù)，而有利Mi空制在發(fā)射機(jī)側(cè)的波束成形過程。該方法克服了基于密碼本解決方案的主要問題，即，不會(huì)根據(jù)信道^^牛聯(lián)合
優(yōu)化>;^成形向量。在基于密碼本的實(shí)現(xiàn)中，發(fā)射機(jī)典型地僅將來自接收機(jī)(如
無線移動(dòng)終端設(shè)備)的反饋信息用于調(diào)度到報(bào)告了最佳CQI值的用戶集的傳輸。
通過本發(fā)明的方法可獲得小區(qū)吞吐量的顯著增益，因?yàn)榘l(fā)射機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)波束
成形器的ad-hoc設(shè)計(jì)。這是可能的，因?yàn)榻邮?M艮告由以上選項(xiàng)1)至3)所定義的信iiia件系數(shù)，優(yōu)選地以量化形式。在玉W技術(shù)中，這要求^"~個(gè)接收機(jī)發(fā)信號(hào)通知與發(fā)射天線數(shù)目M和接收天線數(shù)目N之間的乘積顧一樣多的復(fù)值。然而，在本發(fā)明第一方面的方法實(shí)施例中，在接收機(jī)側(cè)從信道測(cè)量中提取一些信道
狀態(tài)信息(CSI)比特#議夠了。該信息足以^Jl射機(jī)(例如勤占)能夠設(shè)if^急
健的波束成形矩陣。所需的反饋比特的量與在基于密碼本的技術(shù)中的完全相同。
注意，術(shù)語發(fā)射機(jī)(terms transmitter )和接收機(jī)是參照在通信中各自設(shè) 備的角色選擇的。 一般地，權(quán)利要求的發(fā)射機(jī)也可以在不同通信中擔(dān)任接收機(jī)的 角色，權(quán)利要求的接收機(jī)也可以在不同的通信中擔(dān)任發(fā)射機(jī)的角色。兩^"i殳備都 可以是被配置為執(zhí)行與發(fā)射才M目關(guān)聯(lián)的方法步驟和被配置為^^于與接收才A^目關(guān) 聯(lián)的方法步驟的4汰信機(jī)設(shè)備。本發(fā)明方法應(yīng)用的一個(gè)優(yōu)選配置是在MIM0通信 網(wǎng)絡(luò)中fc占形M射機(jī)和移動(dòng)終端形成接收機(jī)的配置。
在下文中，將描ii^發(fā)明第一方面的控制方法的實(shí)施例。除非明確Mi苗述為 可替換項(xiàng)，實(shí)施例可互相結(jié)合。
在一個(gè)實(shí)施例中執(zhí)行信道測(cè)量包括測(cè)量乂A^發(fā)射機(jī)處發(fā)射天線陣列中的每 一個(gè)發(fā)射的導(dǎo)頻信息。優(yōu)選地，導(dǎo)頻信號(hào)被設(shè)計(jì)為在發(fā)射天線陣列的每個(gè)天線之 間^^正交的。
有利地，應(yīng)用于信道系數(shù)的可逆變換是線性正交的；這有助于減少在接收機(jī) 處的計(jì)算復(fù)雜度。在一個(gè)應(yīng)用于信道系數(shù)的可逆變換是線性正交的實(shí)施例中，該 變換包括離散傅立葉逆變換(IDFT )。變換域可以是角域(angular domain )。在 變換域中的信ili且件指示不同的角或角間P鬲。在該實(shí)施例中的信iii且件系數(shù)可以 采W序索虧1值集合的形式，索引值指示與由索引順序確定的角或角間隔相關(guān)聯(lián) 的"l f直(magnitude )。
從而，優(yōu)選地，從接收才;M專彩'J發(fā)射機(jī)的反饋信息可包括一個(gè)或多個(gè)根據(jù)變
換域中數(shù)據(jù)確定的伏選接收方向。該反饋信息可被量化為索引角量^#< angular quantization grid)的整凄i。
在一個(gè)特定實(shí)施例中，根據(jù)下式IW亍變換
如下理解該式令i!表示具有信道測(cè)量的成分&的M維向量，該信道測(cè)
量是接收機(jī)例如通過感測(cè)(sense)嵌入在從發(fā)射機(jī)接收的資源塊中的公 共導(dǎo)頻為給定接收天線推導(dǎo)得到的。并且，M是在發(fā)射機(jī)處發(fā)射天線的數(shù) 目。非限制地假設(shè)上行鏈路信令信道的n個(gè)比特被預(yù)留用于傳送信道組件 系數(shù)，例如以索引值的形式，從而角量化格提供￡ = 2"個(gè)等級(jí)。接收機(jī)， 或者如果出現(xiàn)多個(gè)接收機(jī)，每一個(gè)接收機(jī)計(jì)算&的L點(diǎn)IDFT，并取絕對(duì)值，即形成具有如等式(1)給出的元素^的向量、。這個(gè)向量、代表了信道 角域響應(yīng)幅度的量化版本。
應(yīng)當(dāng)注意的是IDFT是適當(dāng)變換的特定例子?？梢允褂闷渌€性、可 逆和正交的變才奐。
另 一個(gè)實(shí)施例包括在對(duì)信道系數(shù)應(yīng)用線性可逆正交變換后，在接收機(jī) 處確定在變換域中信道組件系數(shù)不確定性(uncertainty )的量度的步驟。 例如這可以根據(jù)波束寬度形式的變換后系數(shù)來確定。作為另一個(gè)例子，這 可以根據(jù)在不同時(shí)間或在不同頻率獲得的信道系數(shù)集或信道組件系數(shù)集 的變化范圍來確定。
另 一個(gè)實(shí)施例包括在接收機(jī)處在變換域中對(duì)信道組件系數(shù)應(yīng)用過濾 器的步驟。該實(shí)施例形成了在測(cè)量的信道系數(shù)中包括不確定性的影響的一 種方法。在角域的情況下，使用平滑濾波器等效于包括角不確定性。
在另 一個(gè)實(shí)施例中，在變換域中選擇一個(gè)或多個(gè)信道組件包括確定并 選擇具有信道組件系數(shù)的信道組件，該信道組件系數(shù)在信道組件系數(shù)集中
形成了絕對(duì)或相對(duì)最大量值。參照該實(shí)施例，其中信道組件系數(shù)屬于角域 并且表示在特定角方向上的量值，該實(shí)施例形成了尋向技術(shù)(direction finding technique )?？刹捎闷渌麥y(cè)向技術(shù)。
為了在一個(gè)實(shí)施例中基于信道系數(shù)的協(xié)方差矩陣的設(shè)想的(envisage )波束 成形處理，不需要牟峰(single peak)相位。然而，在多于一個(gè)>%值的情況下， 需要峰值之間的相位差以便使得能夠正確地恢復(fù)信道系數(shù)的估計(jì)和/或協(xié)方差矩
陣。因此另外的實(shí)施例包括
-在組件系數(shù)集中確定多于一個(gè)的相對(duì)最大量值；
-測(cè)量各自相對(duì)最大值的幅度；
-測(cè)量形成相對(duì)最大值的信道組件間的相位差；和
-測(cè)量由下列表達(dá)式給出的信號(hào)與干擾加噪聲比(SINR)的下限估計(jì)。令||叫
是信道測(cè)量向量的歐幾里德范數(shù)(Euclideannorm), & —ii、:|是信道測(cè)量向量
和它的量^4示之間的內(nèi)積的模，即函數(shù)《。,的Jf值幅度。我們還將P定義為發(fā) 射功率和在接收機(jī)處熱噪聲功率之間的比。則該估計(jì)為
S還= M
1 +丄
":2
在多個(gè)峰值的情況下，相位信息可以在傳送步驟中與量值""^被包括。在一個(gè)實(shí)施例中，向發(fā)射才;U專送控制信號(hào)包括通過無線電鏈路傳送，其中由
控制信號(hào)包括的如上逃逸項(xiàng)A )、 1 )至3 )定義的控制信息優(yōu)選地以量化形式得 以提供。
在另外的實(shí)施例中，可能的量化信道表示被^H諸在密碼本中，這將在設(shè)計(jì)信 道量化器以匹酉己預(yù)期的信道條件方面提供更大的靈活性。為了支持方便的密碼本
設(shè)計(jì)，密碼本可以被排列從而入口形成單式矩陣(unitary matrix)。對(duì)于4^f可密 碼本(單式或者不是單式)，優(yōu)選信道表示的選擇是通過找到具有最大估計(jì)SINR 值的密碼本入口的索引得以完成的。這相應(yīng)于識(shí)別優(yōu)選密碼本索引。在估計(jì)SINR 時(shí)，將對(duì)來自其他傳輸?shù)母蓴_做出一系列的假設(shè)，包括在其他^^上出現(xiàn)的傳輸 和應(yīng)用于這些傳輸?shù)念A(yù)編碼。優(yōu)選地，這些不同的假設(shè)將與在發(fā)射機(jī)處不同的判
決相應(yīng)，例如在不同的波束上調(diào)度到不同用戶的傳輸。在其他〉;^上的傳輸可使
用從密碼本選擇的預(yù)編碼，這具有限制可能的波束成形器數(shù)目和不同的可能波束 數(shù)目的優(yōu)點(diǎn)，波束成形器必須在發(fā)射機(jī)處實(shí)現(xiàn)，在考慮關(guān)于干擾的假設(shè)時(shí)，需要 在接收機(jī)處考慮不同的可能波束。
在接收機(jī)處，由于相應(yīng)于最大估計(jì)SINR的密碼本索《1將通常^ll負(fù)于假設(shè)的 干擾，因jtb 于于不同的干擾假設(shè)可確定不同的優(yōu)選密碼本索引，在單式密碼本的 情況下，索引可以被限制為來自于相同的單式矩陣(它限制了需要考慮的可能性 數(shù)目，導(dǎo)致較低的接收機(jī)復(fù)雜度，但是導(dǎo)致了較低的性能)，或者索引^iL許來 自不同的單式矩陣(它M活，但可以導(dǎo)致更多信令開銷以 _附加的可能性)。
一般來說，為了 4t^射機(jī)能決定到不同用戶的傳輸?shù)恼{(diào)度和傳輸細(xì)節(jié)(例如 比特率、編碼、時(shí)間/頻率域資源分配、波束成形/預(yù)編碼的使用)，對(duì)于不同干 擾假設(shè)的一個(gè)或更多的優(yōu)選密碼本索引和一些或全部的相應(yīng)CQI值可以被傳送 給發(fā)射機(jī)。由于一^^說將在通過考慮更多假設(shè)來增加性能和相關(guān)聯(lián)的附加復(fù)雜 度與信4^f銷(例如由于要向發(fā)射機(jī)發(fā)送更多索引和CQI值)之間權(quán)衡，因jt淺 在接收機(jī)處考慮的假設(shè)集可以是預(yù)先確定的(例如作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的部分)或者是 可由信令配置的。
對(duì)于多接收天線接收機(jī)，可以通過為[個(gè)接收天線"^f亍一次本發(fā)明的第一 方面的方法來擴(kuò)^^該方法。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，為在接收機(jī)處接收天線陣列 中的每一個(gè)^Vf亍信道測(cè)量。
相同的過程可以被適用于由來自多于一個(gè)的物理天線的信號(hào)的線性組合形 成的虛擬接收天線。
優(yōu)選地，傳送到發(fā)射機(jī)的步驟包括傳送信道質(zhì)量指示符(CQI)比特集。
在發(fā)射機(jī)側(cè)，在一個(gè)實(shí)施例中在變換域中構(gòu)建波束圖包括在一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選
14信道組件至少其中之一 中構(gòu)建發(fā)射信號(hào)脈沖，其中優(yōu)選信ili且件例如可形成優(yōu)選
角方向。
在該實(shí)施例中，在變換域中構(gòu)建^^圖優(yōu)選包括構(gòu)建具有根據(jù)信ili且件系數(shù) 量值確定的幅度的發(fā)射信號(hào)脈沖。
另 一個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步包括在接收控制信號(hào)后，在發(fā)射機(jī)處確定信iiia件系數(shù)
在變換域中不確定性的量度的步驟。在發(fā)射機(jī)處確定信iii且件系數(shù)在變換域中不
變^匕范圍。又。、、'、' 、5 、 -, 、5 "、、、、' 、
本發(fā)明第一方面方法的另 一個(gè)實(shí)施例包括在變換;i^t波束圖應(yīng)用濾波器。例 如，該濾波器可以4艮據(jù)所獲得的不確定性量度來確定。
另 一個(gè)實(shí)施例包括根據(jù)在變換域構(gòu)建的^^圖，為^J^射才AJ'J接收機(jī)的傳輸
設(shè)計(jì)^^成形器。設(shè)計(jì)^^成形器例如可以包括對(duì)信ili且件系數(shù)應(yīng)用線性可逆正
交變換的逆變換，例如形成先前所述IDFT逆變換的離"^傅立葉變換(DFT)。
并且，〉;^成形器設(shè)計(jì)過程可以基于從多于一個(gè)接收才;a妾收的系數(shù)。因此，
在另 一實(shí)施例中設(shè)計(jì)波束成形器附加;^f艮據(jù)從不同于該接收機(jī)的至少一個(gè)第二
接收才;a妻收的信iii且件系數(shù)來^/f亍。
在另外的實(shí)施例中波束成形器被限制為來自預(yù)先確定的密碼本的預(yù)編碼系 數(shù)集的其中之一。限制預(yù)編碼的靈活性可導(dǎo)致在發(fā)射機(jī)處較低的復(fù)雜度和較少的
信*銷(例如如果發(fā)信號(hào)通知至接收機(jī)的是密碼本索引，而不是預(yù)編碼系數(shù)的
未限制值)。為了方便設(shè)計(jì)，密碼本可從單式矩陣中構(gòu)建。
在發(fā)射才;^N妄收機(jī)兩者都具有密碼本的實(shí)施例中，密碼本可以是不同的。這
意味著這些密碼本的內(nèi)容和大小可以獨(dú)立設(shè)計(jì)以優(yōu)化諸如系統(tǒng)性能和復(fù)雜度與
性能開銷這些因素間的折衷。
注意，使用信道協(xié)方差矩陣的波束成形技術(shù)不需刻言道系數(shù)的絕對(duì)相位。 注意，在一些情況下信道可以被假設(shè)為在上行《鈔各和下行《鈔各之間是互逆的
(reciprocal )(或者近似互逆的),這樣則可以在一個(gè)方向上進(jìn)行測(cè)量并在另一 個(gè)方向上應(yīng)用該測(cè)量。在該情況下不需要以下步驟 -在變換域中選擇一個(gè)或多個(gè)信iii且件； -向發(fā)射才;U專送控制信號(hào)，控制信號(hào)指示以下任意一個(gè)
1) 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iti且件和一個(gè)或多^M言iil且件的量值，優(yōu)選信iii且 件從信道測(cè)量向量的線性分糾,導(dǎo)得出，或者，可替換地，
2) —個(gè)優(yōu)選信iti且件和SINR估計(jì)，或者，可替換地， 3 ) —個(gè)優(yōu)選信敬件；- ^il]在傳送步驟期間從接收機(jī)接收的信息在變換域中構(gòu)建波束注意，可對(duì)信道測(cè)量應(yīng)用向量量化器，代替4A/f亍步驟
-在變換域中選擇一個(gè)或多^M言iti且件；
-在信道組件系數(shù)集中測(cè)量各自相對(duì)最大值的幅度；
-測(cè)量形ibN對(duì)最大值的信道組件之間的相位差。
然而,這將涉及更高的處理復(fù)雜度，并且因?yàn)樵谠S多情況下不需要相位信息， 將涉^信號(hào)傳輸更多數(shù)目的比特。
在MIMO通信網(wǎng)絡(luò)中，發(fā)射站基于來自 一個(gè)或多個(gè)接4U占的反饋信息選擇波 束成形矩陣。根據(jù)本發(fā)明，反饋信息由在接4UW妾收的信號(hào)上作出的信道特性測(cè) 量的離散傅立葉逆變換(IDFT)推導(dǎo)而來。
可選地，該反饋信息可以包括在變換域中信號(hào)峰值量值的指示。
可選地，該反饋信息可以包括在變換域中角不確定性的指示。
可選地，可對(duì)在變換域中的數(shù)據(jù)應(yīng)用濾波器。
可替換地，可<吏用不同的正交變^炎^/, IDFT。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了 一種在通信網(wǎng)絡(luò)中用于接收機(jī)的控制信令方 法，該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶發(fā)射天線陣列用于向接收機(jī)傳輸用戶數(shù)據(jù)的發(fā)射機(jī)，該方 法包括
-為接收機(jī)的接收天線扭軒信道測(cè)量；
-才艮據(jù)信道測(cè)量的輸出為發(fā)射機(jī)發(fā)射天線陣列的每一個(gè)確定信道系數(shù)； -對(duì)信道系數(shù)應(yīng)用可逆變換，從而確定指示在變換域中各自信道i且件的個(gè)別 權(quán)重的信iii且件系數(shù)；
-在變換域中選擇一個(gè)或多個(gè)信ili且件； -向發(fā)射才/M專送指示以下任意一個(gè)的控制信號(hào) 1) 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iB且件和一個(gè)或多^M言iB且件的量值，優(yōu)選信iii且 件從由信道系數(shù)形成的向量的線性分糾,導(dǎo)而來，或者，可替換地，
2 )—個(gè)優(yōu)選信iti且件和指示信號(hào)與干護(hù)"Q噪聲比SINR的量的估計(jì)，或者， 可替換地，
3)—個(gè)優(yōu)選信道組件。 本發(fā)明第二方面的控制信令方法的實(shí)施例與那些上述的本發(fā)明第 一方面的 方法的實(shí)施例相應(yīng)，進(jìn)一步指定在接收機(jī)處執(zhí)行的方法步驟，參見權(quán)利要求2 至27。
本發(fā)明的第三方面是一種計(jì)算4A4呈序產(chǎn)品，包括可^L^^呈序代碼，該計(jì)算機(jī) 程序產(chǎn)品被配置為在通信網(wǎng)絡(luò)中扭軒用于接收機(jī)的控制信令方法，該通信網(wǎng)絡(luò)具有發(fā)射機(jī)，該發(fā)射才A^有發(fā)射天線陣列用于向接收機(jī)傳輸用戶數(shù)據(jù)，控制信令方 法包括步驟
-為接收機(jī)的接收天線執(zhí)行信道測(cè)量；
-根據(jù)信道測(cè)量的輸出為發(fā)射機(jī)發(fā)射天線陣列的每一個(gè)確定信道系數(shù)； -對(duì)信道系數(shù)應(yīng)用可逆變換，從而確定指示在變換域中各自信道組件的個(gè)別 權(quán)重的信道組件系數(shù)；
-在變換域中選擇一個(gè)或多個(gè)信iii且件；
-向發(fā)射才A/^送指示以下任意一個(gè)的控制信號(hào)
1) 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iii且件和一個(gè)或多個(gè)信ili且件的量值，優(yōu)選信iii且 件從由信道系數(shù)形成的向量的線性分糾,導(dǎo)得出，或，可替換地，
2) —個(gè)優(yōu)選信iii且件和指示信號(hào)與干護(hù)O噪聲比SINR的量的估計(jì)，或， 可替換地，
3) —個(gè)優(yōu)選信ili且件。
特別地，該計(jì)算^4i序產(chǎn)品可以是^^諸在數(shù)據(jù)介質(zhì)或在接收機(jī)中實(shí)現(xiàn)的接收
才;W空制軟件或者固件，或者數(shù)據(jù)介質(zhì)上以前的控制軟件或固件的更新軟件。 本發(fā)明第三方面的計(jì)算才財(cái)呈序產(chǎn)品的實(shí)施例包括可4^f1^呈序代碼，該代媽被
配置為根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法實(shí)施例實(shí)現(xiàn)用于接收機(jī)的控制信令方法，本發(fā) 明第一方面的方法實(shí)施例進(jìn)一步指定了在接收機(jī)處^^于的方法步驟，參J^i又利要
求2至27。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面,提供了 一種用于具有發(fā)射機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)的接收才;Mt
塊，該發(fā)射機(jī)具有發(fā)射天線陣列。該接收才M莫塊包括
-信道測(cè)量單元，被酉己置為與接收機(jī)的接收天線相連接，并被酉己置為基于接 收的信號(hào)為接收天線^^于指示信道質(zhì)量的物理量的測(cè)量，和為發(fā)射機(jī)處發(fā)射天線
陣列的^-"個(gè)以信道系數(shù)的形式提供指示測(cè)量結(jié)果的輸出信號(hào)；
-變換單元，與信道測(cè)量單^目連接，被酉己置為對(duì)信道系數(shù)應(yīng)用線性可逆正 交變換，并在它的輸出提供指示在變換域中各自信道組件的個(gè)別權(quán)重的信道組件 系數(shù)；
-選擇單元，與變換單it^目連接，被配置為基于從變換單元接收的信道組件 系數(shù)在變換域中選擇一個(gè)或多個(gè)信iii且件；
-'控制單元，被配置為生成并在它的輸出提供指示以下任意一個(gè)的控制信
號(hào)
1) 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iil且件和一個(gè)或多^M言iii且件的量值，優(yōu)選信iii且 件從由信道系數(shù)形成的向量的線性分)lft,導(dǎo)得到，或者，可替換地，2 )—個(gè)優(yōu)選信ili且件和指示信號(hào)與干擾加噪聲比SINR的量的估計(jì)，或者，
可替換地，
3) —個(gè)優(yōu)選信iii且件。 該接收才M莫塊可以形成接收機(jī)的組件或形成前代的現(xiàn)有接收機(jī)的獨(dú)立買賣 的附加才彭夾。
在下文中，將描述接收才M莫塊的實(shí)施例。實(shí)施例可以互相結(jié)合，除非另外明 確指出。將在本發(fā)明第一方面的方法實(shí)施例的描述的上下文中找到實(shí)施例的其他 細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)，它將進(jìn)一步地指定在接收機(jī)處#1^于的方法步驟。
在一個(gè)實(shí)施例中，信道測(cè)量單元被配置為通過測(cè)量,A^射機(jī)發(fā)射天線陣列的 每一個(gè)發(fā)射的導(dǎo)頻信息來#^于信道測(cè)量。
在另一個(gè)實(shí)施例中，變換單it^皮配置為對(duì)信道系數(shù)應(yīng)用離散傅立葉逆變換。
在另外的實(shí)施例中，信道測(cè)量單元被進(jìn)一步配置為在變換域確定信ili且件系 數(shù)不確定性的量度。
在另 一個(gè)實(shí)施例中，信道測(cè)量單i^皮進(jìn)一步配置為在變換^^H言ili且件系數(shù) 應(yīng)用濾波器。
在一個(gè)實(shí)施例中，控制單元被配置為生成并在它的輸出提供不確定性指示 符，該指示符形成在變換域中信iil且件系數(shù)不確定性的量度。
在另一個(gè)實(shí)施例中，選擇單元被配置為確定并選擇具有信iB且件系數(shù)的信道 組件，信iii且件系數(shù)在從變換單iU妄收的組件系數(shù)中形成鄉(xiāng)&十或相對(duì)最大量值。
在另外的實(shí)施例中，選擇單i^皮配置為
-確定在從變換單元接收的信ili且件系數(shù)集中是否出現(xiàn)多于一個(gè)的相對(duì)最
大量值；
_測(cè)量在從變換單i^妄收的信iil且件系數(shù)集中各自相對(duì)最大值的幅度； -測(cè)量形^目對(duì)最大值的信道組件間的相位差。 在一個(gè)實(shí)施例中，控制單元被配置為以量化形式通過無線電鏈路向發(fā)射才A4專 送一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iti且件或一個(gè)或多^M言itl且件系數(shù)的量值。 在另外的實(shí)施例中，信道測(cè)量單元^皮配置為 -與接收天線陣列相連接；并 -為接收天線陣列中的^"個(gè)天線l^f亍信道測(cè)量。
在另 一個(gè)實(shí)施例中，控制單元優(yōu)選地被配置為以信道質(zhì)量指示符比特的形式 向發(fā)射4M^送控制信號(hào)形式。
才艮據(jù)本發(fā)明第五個(gè)方面，提供了一種用于具有發(fā)射機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)， 該發(fā)射機(jī)具有發(fā)射天線陣列，該接收機(jī)包括
18-至少一個(gè)接收天線，被配置為接收由發(fā)射機(jī)的發(fā)射天線陣列發(fā)射的信號(hào)；
-根據(jù)在此描述的本發(fā)明權(quán)利要求的第四方面的接收才M莫塊或它的實(shí)施例 的其中之一。
在一個(gè)實(shí)施例中接收機(jī)包括接收天線陣列。
在另 一個(gè)能與^f可其他實(shí)施例結(jié)合的實(shí)施例中，接收機(jī)形成用于無線通信的
移動(dòng)終端i殳備。
在另 一個(gè)實(shí)施例中，接收機(jī)還包括根據(jù)將在下文描述的本發(fā)明的第七個(gè)方面 的發(fā)射機(jī)或它的實(shí)施例的其中之一 。
根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)方面，提供了一種發(fā)射才;U空制才,，被配置為 -從外部設(shè)備接收指示以下任意一個(gè)的控制信號(hào) 1) 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iii且件和一個(gè)或多個(gè)信iii且件的量值，優(yōu)選信iB且 件從由信道系數(shù)形成的向量的線性分糾,導(dǎo)得到，或者，可替換地，
2 )—個(gè)優(yōu)選信iU且件和指示信號(hào)與干護(hù)b^噪聲比SINR的量的估計(jì)，或者， 可替換地，
3 ) —個(gè)優(yōu)選信iti且件。
和
-^j ]從外部設(shè)備接收的信息，構(gòu)建并在它的輸出提供變換域中的波束圖控
制數(shù)據(jù)。
發(fā)射才;U空制模塊可以形^^射機(jī)的組件,或者形成前代的現(xiàn)有接收機(jī)的獨(dú)立 買賣的附加模塊。
在下文中，將描述發(fā)射^i4空制模塊的實(shí)施例。實(shí)施例可以與每一個(gè)其他實(shí)施 例相結(jié)合，除非另外明確地陳述。將在本發(fā)明第一方面的方法實(shí)施例的描述的上 下文中找到該實(shí)施例的其他細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)，它將進(jìn)一步地指定在發(fā)射機(jī)處沖Mf的方 法步驟。
在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射才W空制才狹被進(jìn)一步配置為
-以在一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iti且件至少其中之一中的發(fā)射信號(hào)脈沖的形式，為 ;a圖構(gòu)建和提供;^^圖控制數(shù)據(jù)。
發(fā)射機(jī)控制模塊的另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步包括信道評(píng)估單元,該單元被配置為 生成并在它的輸出提供形成在變換域中信iii且件系數(shù)不確定性量度的不確定性 指示符。
根據(jù)本發(fā)明的第七個(gè)方面，提供一種發(fā)射機(jī)，包括 -發(fā)射天線陣列；和
-根據(jù)在此描述的本發(fā)明第六方面的發(fā)射才A4空制模塊或它的實(shí)施例其中之在一個(gè)實(shí)施例中發(fā)射機(jī)形成在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的勤占。
在另外的實(shí)施例中，發(fā)射才/lii包括根據(jù)本發(fā)明第五個(gè)方面的接收才減它的實(shí) 施例其中之一。
根據(jù)本發(fā)明的第八個(gè)方面，提供了一種發(fā)射才A4空制方法，包括步驟
-接收指示量化形式的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信ilia件、或者一個(gè)或多個(gè)信道組件
系數(shù)的量值，或者兩者的控制信號(hào)；
-使用包括在控制信號(hào)中的信息在變換域中構(gòu)建波束圖。
發(fā)射才;W空制方法的實(shí)施例與在本發(fā)明第一方面方法的實(shí)施例的描述上下文 中描述的實(shí)施例相應(yīng)，進(jìn)一步指定了在發(fā)射機(jī)處^W亍的方法步驟。
根據(jù)本發(fā)明的第九個(gè)方面,提供了 一種包括可4^t^呈序^^馬的計(jì)算才財(cái)呈序產(chǎn) 品，該產(chǎn)品被配置為實(shí)現(xiàn)用于發(fā)射機(jī)的發(fā)射才;U空制方法，該發(fā)射才A^有發(fā)射天線
陣列用于向接收機(jī)傳輸用戶數(shù)據(jù)，該發(fā)射機(jī)控制方法包括步驟
-接收指示量化形式的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iti且件、或者一個(gè)或多4M言iii且件
系數(shù)的量值，或者兩者的控制信號(hào)；
-使用包括在控制信號(hào)中的信息在變換域中構(gòu)建波束圖； 本發(fā)明第九個(gè)方面的計(jì)算才財(cái)呈序產(chǎn)品的實(shí)施例包括可^^^呈序代碼,被酉己置
為實(shí)現(xiàn)與在本發(fā)明第一方面方法的實(shí)施例描述上下文中描述的那些實(shí)施例相應(yīng)
的發(fā)射才iU空制方法，進(jìn)一步指定了在發(fā)射機(jī)處執(zhí)行的方法步驟，參見權(quán)利要求
42至53。
特別地，該計(jì)算4財(cái)呈序產(chǎn)品可以是4^諸在數(shù)據(jù)介質(zhì)或在發(fā)射機(jī)中實(shí)現(xiàn)的發(fā)射 才/U空制軟件或者固件,或者用于數(shù)據(jù)介質(zhì)上以前的發(fā)射機(jī)的控制軟件或固件的更 新軟件。
本發(fā)明的第十個(gè)方面由通信網(wǎng)絡(luò)形成，包括根據(jù)本發(fā)明第八個(gè)方面的發(fā)射機(jī) 或者它的實(shí)施例其中之一和根據(jù)本發(fā)明第五個(gè)方面的接收機(jī)或者它的實(shí)施例的 其中之一。
在一個(gè)實(shí)施例中通信網(wǎng)絡(luò)是蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)選遵循通用移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。在 通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間的通信優(yōu)選地采用多輸入多輸入(MIM0)技術(shù)。
本發(fā)明的第十一個(gè)方面由用于通信網(wǎng)絡(luò)的控制信號(hào)形成，該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶 發(fā)射天線陣列的發(fā)射才蜂具有與發(fā)射才Ait信的至少一個(gè)接收機(jī),該控制信號(hào)包括 指示以下任意一個(gè)的控制信息
1) 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信ili且件和一個(gè)或多個(gè)信ili且件的量值，優(yōu)選信ifi且件 從由信道系數(shù)形成的向量的線性分糾,導(dǎo)得到，或者，可替換地，2) —個(gè)優(yōu)選信ili且件和指示信號(hào)與干護(hù)"口噪聲比SINR的量的估計(jì)，或者，
可替換地，
3 ) —個(gè)優(yōu)選信ili且件。
控制信息例如可以以量化形式提供。 本發(fā)明的實(shí)施例i^^A^權(quán)利要求中定義。
附圖簡(jiǎn)述
現(xiàn)在將參考附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，其中
圖la顯示了通過8點(diǎn)IDFT的角響應(yīng)計(jì)^f尋到的8級(jí)角量^4各。
圖lb圖解了jM匕圖。
圖2a和2b分別顯示了在笛卡爾坐標(biāo)曲線圖和極坐標(biāo)圖中通ii^值歸一化的 信道實(shí)現(xiàn)的角域響應(yīng)的幅度。
圖3顯示了在上行4鈔各信^H言道中^JI]的控制信號(hào)的格式。 圖4至9顯示了仿真系統(tǒng)和方法的數(shù)字結(jié)果。


圖10顯示了用于通信網(wǎng)絡(luò)的控制方法實(shí)施例的^^呈圖，該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶 發(fā)射天線陣列的發(fā)射機(jī)和與發(fā)射才Ait信的接收機(jī)。
圖u顯示了適用于^vf亍在圖io的控制方法中的接收才;W喿作的接收機(jī)實(shí)施例 的方4匡圖。
圖12顯示了適用于扭^亍在圖10的控制方法中的發(fā)射才A4喿作的發(fā)射機(jī)的示例 方?jīng)_匡圖。
M實(shí)施方式
作為示例通信系統(tǒng)，我們考慮朝向K個(gè)接收機(jī)的蜂窩下行M^^專輸，每個(gè)接 收機(jī)具有單個(gè)接收天線。在通用接收機(jī)處的信號(hào)可表達(dá)為
h +
其中K是具有由用戶k "看"到的時(shí)間采樣(time-sample)信道系數(shù)
的M維行向量，w,是將數(shù)據(jù)符號(hào);c,多路復(fù)用到M個(gè)發(fā)射天線的波束成形向
量， 是加性噪聲分量。在下文中我們省略代表通用用戶的下標(biāo)k。
讓我們用ii指示接收機(jī)(在下文中也將稱為終端)通過感測(cè)嵌入在資源塊中 的公共導(dǎo)頻為給定接收天線推導(dǎo)得到的M維信道測(cè)量向量。M是在發(fā)射機(jī)處發(fā)射 天線的數(shù)目，發(fā)射機(jī)在下文中也將被稱為基J占，或者簡(jiǎn)寫為BS。我們假設(shè)上行^^各信令信道的n個(gè)比特-皮預(yù)留用于報(bào)告索？ 1值，從而角量^W各提供i: = 2"個(gè)級(jí)
另寸。每一個(gè)終端計(jì)算G的L點(diǎn)IDFT，并iM&于值，即形成向量、，該向量具有 元素
/ = 0，...,丄-1 (1)
;1,= 1
《
該向量^4信道ii的角域響應(yīng)幅度的量化版本，由下式給出:
1
(2)
VI7
其中^是由給定傳播方向與發(fā)射陣列的視軸(boresight)形成的角， A是通過載波波長(zhǎng)歸一化的發(fā)射天線間距(separation )。
然后終端報(bào)告一個(gè)或多個(gè)函數(shù)、的點(diǎn)，典型地峰值索引和峰值，計(jì)算為
/* = argmax/7a/
《""
可替換地，終端可報(bào)告SINR的估計(jì)，例如SINR的下限估計(jì)，由下式提供
層= M
如數(shù)字仿真結(jié)果所證實(shí)，報(bào)告SINR的下P艮估計(jì)為本發(fā)明的方法和系統(tǒng)帶來 令人驚奇地高的效率。該報(bào)告例如可借助信道質(zhì)量指示符比特(CQI)的一些比 特得以完成。
可以在多^H叚設(shè)下作出該估計(jì)。例如，該估計(jì)可在發(fā)射才Ait過^JI]迫零(zero forcing);紋成形來形成;;樣圖的假設(shè)下得以完成。
并且，終端可以通過測(cè)"fJf值瓣(peak lobe )的寬度來報(bào)告角M( angular spread )的估計(jì)。例如，這可以通過報(bào)告落在峰值^f^f可一邊3dB衰減之內(nèi)的&,點(diǎn)
個(gè)數(shù)來發(fā)信號(hào)通知(參加下文中的例子)。
注意對(duì)信道測(cè)量角域表示的變換是IDFT,因?yàn)榘l(fā)射陣列的幾何圖形 (geometry )被假設(shè)為ULA (uniform linear array,均勻線性陣列)。不同的 幾何圖形暗含了從空間域到角域的不同變換。然而，在發(fā)射ULA的假設(shè)下，終端 仍然可以獨(dú)立于真實(shí)陣列幾何圖形地疾照角索引報(bào)告信道測(cè)量。則由BS根據(jù)陣 列幾何圖形來將這些索引與正確的角和相應(yīng)的單元空間特^t目關(guān)聯(lián)。對(duì)于BS能 夠在正確的角方向纟彰從(steer) 〉U而言可能需要該步驟。
注意終端不需衫口il^發(fā)射機(jī)處的天線間隔(spacing )。然而該參li對(duì)于BS來i議已知的，因此它能將報(bào)告的峰值索引與物理傳播角相關(guān)聯(lián)。事實(shí)上，
idft操作包含了步長(zhǎng)大小為2 =;的方向正弦q = s一的均勻量化。結(jié)U角^
丄 2
上的量化是不均勻的。角在一見軸(^ = 0 )周圍比在陣列寬邊(broadside)方向
附近量化得好。這是期望的屬性，因?yàn)榫鶆蚓€性陣列(ULA)沿著視軸具有最大
角分辨率，約等于1弧度。 她
角信息由BS如下式推導(dǎo)得出
<formula>formula see original document page 23</formula>
其中"fix"表示向^f^整(round-towards-zero) 4乘作。 注意如果天線密集相隔(A<l/2 )上方程式可能無解。然而，這種情況沒 有什么實(shí)際意義，因?yàn)闉榱俗畲蟛幌嚓P(guān)屬性天線陣列通常被設(shè)計(jì)為具有A^1/2 。 并且，由于天線間隔低于一半波長(zhǎng)，輻射圖變得與全方位天線的接近，方向信息 變得不那么重要了。
在下文中，將并行參考圖la至2b描述一個(gè)例子。
讓我們考慮泉氛了 120°小區(qū)扇區(qū)的4天線ULA。歸一化的天線間隔^i殳置 為厶=1/^。被預(yù)留用于發(fā)信號(hào)通知角索引的比特?cái)?shù)被設(shè)置為^3，因此丄=8。
圖la顯示了通過8點(diǎn)IDFT角響應(yīng)計(jì)算得到的8級(jí)角量^^f各。圖lb圖示了 量化圖。注意方向正弦是均勻量化的。圖2a和2b分別顯示了在笛卡爾坐標(biāo)曲線 圖和極坐標(biāo)圖中信道實(shí)現(xiàn)(通過峰值歸一化)的角域響應(yīng)幅度。著重號(hào)表示由等 式(1)計(jì)算的量化片^,而實(shí)線表示等式(2)的函數(shù)。注意為了圖示角響應(yīng)， 需要天線間隔的知識(shí)，它是將IDFT索引與角值相關(guān)Jf^^斤必需的的。
圖3顯示了如在itb^議的在上行^ 各信4M言道中控制信號(hào)S的格式前3 個(gè)比4抖皮用于報(bào)告相應(yīng)于角域響應(yīng)峰值的IDFT索引，在這個(gè)例子中是7 (111 )。 第二字段包括在峰值處角響應(yīng)的幅度值。第三可選字段包括了角M的指示例 如終端能夠?qū)υ诜逯等魏我贿叿仍诜逯档?dB內(nèi)的IDFT點(diǎn)數(shù)計(jì)數(shù)。在該例中 該數(shù)為1 ( 001 )。然后BS推導(dǎo)在3dB處主瓣角M的估計(jì)，從圖2a看出其大約 為25° 。
數(shù)字結(jié)果
在平均吞吐量和每子載波使用激活用戶的平均數(shù)方面，我們比較了信道向量 量化(CVQ)技術(shù)和PU2RC,其中平均是關(guān)于獨(dú)立生成的信道矩陣H的全體的。我們考慮了兩種不同的信道模型。
獨(dú)立瑞利衰落(Rayleigh fading )。 H的元素是獨(dú)立同分布(i. i.d.)完全 高斯隨機(jī)變量 CN(0, 1)。該模型為每一個(gè)用戶生成在空間上完全不相關(guān)的信道。
3GPP空間信道模型(SCM) [13]。我們才艮告了對(duì)于兩種相反場(chǎng)景的結(jié)果。
具有單一路徑傳播(簡(jiǎn)而言之，SCM-SM1鴻^圣)的郊外宏(sub-urban macro )。 這才對(duì)以了每一個(gè)用戶的、具有幾乎視線傳播的非?？臻g相關(guān)的信道。
具有10條^4圣傳播(簡(jiǎn)而言之，SCM-Uml 0路徑)的城市宏(urban macro )。 這才勤以了具有低空間相關(guān)的豐富絲(rich scattering)環(huán)境。
我們考慮似=4個(gè)發(fā)射天線和《=20個(gè)單天線用戶的情況。我們假設(shè)來自UE 的CSI在零延遲、無差錯(cuò)反饋信iUi^l送給節(jié)點(diǎn)B，并且每一個(gè)UE具有它的 信道的完整知識(shí)而沒有其他信道的4爿可知識(shí)。并且，我們々i設(shè)對(duì)于節(jié)點(diǎn)B和UE 來^UW口道N個(gè)M維的向量的密碼本，并且每一個(gè)UE反饋回iog(AO比特的索引
和沖莫擬的(即未量化的)真實(shí)CQI值。
作為評(píng)估MU-MIMO技術(shù)的空間多路復(fù)用增益的基線參考，我們考慮TDMA類 型的系統(tǒng)，其中對(duì)于每一個(gè)信道實(shí)例發(fā)射4/li4擇具有最佳可獲得速率的用戶。在 該^iJ戔系統(tǒng)中^-個(gè)UE M/f亍信道向量量化并報(bào)告量化索引和下列各項(xiàng)
CQI
c隊(duì)?wèi)?yīng)Hlh*ll2cos2 & ° 》;^成形向量g4由下式癥合出
gf/窗^ =尸、，
并且可獲得用戶速率
A,翻"。g(i +尸'c隊(duì)麵)。 獨(dú)立于在發(fā)射機(jī)處可獲得的CSI等級(jí)，該基線系統(tǒng)的多路復(fù)用增益(定義為對(duì)高 SNR的比/ /og2 0W7 )的極限)為1。在該TDMA系統(tǒng)中的量^4青度僅影響關(guān)于完 美CSI曲線的SNR偏移量。
為了比較，和貪婪用戶選擇與在發(fā)射機(jī)處可獲得的完美CSI ""^，我們AJ會(huì) 出了膨氏編碼(dirty paper coding, DPC )速率和(sum-rate)容量曲線和在 用戶間^Jf]注水功率分配(water-filling power allocation)的ZF i^成形 (簡(jiǎn)而言之，ZFWF)的可iiJiJ吞吐量。
第一種情況(圖4 )是瑞利衰落信道模型，即空間不相關(guān)信道，其中B = 4， 8和12量化比特。對(duì)于CVQ技術(shù)和基線TDMA，對(duì)于B = 4和8比特我們分別^Jf] 了格拉斯曼密碼本(G畫mannian codebook ) G (4， 1,16)和G (4， 1， 256),對(duì)于B
24=12比特，使用RVQ。對(duì)于較少的量化比特我們也嘗試了 RVQ，在幾分之一dB 之內(nèi)，性能與格拉斯曼密碼本接近。我們記起(recall )格拉斯曼密碼本由在M 維復(fù)數(shù)單但求(complex unit sphere)中無向(isotropical ly)分布的向量間 的隨沖;a臾索而生成。我們可以看到對(duì)于所有SNR和量化級(jí)別PU2RC性能輸于TDMA 和CVQ。對(duì)于8比特量卩議以上，具有格拉斯曼密碼本或RVQ的CVQ技術(shù)在整個(gè) SNR范圍內(nèi)提供最好的性能。PU2RC類型的方案的一個(gè)明顯的問M在大密碼本 的限制下多^各復(fù)用增益的上界為1。這是因?yàn)椋绻?^l/z^M/2"是用戶在密 碼本中選擇給定^A成形矩陣的概率，則K個(gè)用戶中/個(gè)選4科目同矩陣的概率是 具有參凄史(p,尺)，P(/ ，a:)和平均^f直/—= a:/ 的二項(xiàng)隨才幾變量(binomial random variable )。因otbi^擇相同波束成形矩陣的用戶平均數(shù)隨著量化比特的數(shù)目B指 數(shù)降低。最終，對(duì)于大B,如果K保持不變，僅有單獨(dú)的用戶將經(jīng)常被分配。這 在圖5中可清楚的看到，在圖5中相對(duì)SNR繪出了激活用戶的平均數(shù)量。另一方 面，隨著SNR和B達(dá)到最大值4，針對(duì)CVQ的用戶分配逐漸增加。
在圖6和8中分別在"郊外宏"場(chǎng)景、 一個(gè)傳播路徑(簡(jiǎn)寫為SCM-SMPathl) 和"城市宏"場(chǎng)景、IO個(gè)路徑(簡(jiǎn)寫為SCM-UmPathlO)中評(píng)估了 SCM信道模型。 SCM-SMPathl信道才對(duì)以了幾乎*^傳#^#,該^^牛具有在接收機(jī)處的^J也散射 和非常高的空間相關(guān)性。SCM-UmPathlO才對(duì)以了豐富散射城市場(chǎng)景。由于這兩種 信道的空間相關(guān)性，即在角域中的"方向"屬性，格拉斯曼和隨機(jī)密碼本不是很 適合。事實(shí)上，這些密碼本是特別為那些方向在M維單位球中無向分布的不相關(guān) 信道向量而設(shè)計(jì)的。SCM信道的相關(guān)屬性由傅立葉密碼擬乾獲較好。這樣的密碼 本結(jié)構(gòu)在圖6-9中被用于CVQ方案和TDMA。我們注意到使用這種密碼本的向量 量化通過DFT變換能非常有效的得以完成。并且，由于向量量^l喿作簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單 的傅立葉變換，因此整個(gè)密碼本不需要被^f諸在存儲(chǔ)器中。在圖7和9中分別為 SCM-SMPathl和SCM-UmPathlO信道模型顯示了分配用戶的平均凄t量。
圖10顯示了用于通信網(wǎng)絡(luò)的控制方法100的實(shí)施例的^L^呈圖，該通信網(wǎng)絡(luò) 具有帶發(fā)射天線陣列的發(fā)射機(jī)T和與發(fā)射機(jī)T通信的接收機(jī)R。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，發(fā)射機(jī)T是在根據(jù)麗TS標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中提供MIMO 技術(shù)的節(jié)點(diǎn)B,接收機(jī)R是通過節(jié)點(diǎn)B連接在通信網(wǎng)絡(luò)上的移動(dòng)終端。在這樣的 實(shí)現(xiàn)中典型地有多于一個(gè)的移動(dòng)終端，每一個(gè)具有接收機(jī)，但是通過考慮在一個(gè) 移動(dòng)終端中 一個(gè)接收機(jī)來原理性;NM苗述本方法。
發(fā)射機(jī)T和接收機(jī)R的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)將參考圖11和12進(jìn)行描述。出于本實(shí)施例 的目的，僅討論勤占的發(fā)射機(jī)特性。然而應(yīng)當(dāng)理解節(jié)點(diǎn)B典型也包括接收機(jī)部分。在圖10的流程圖中，在接收機(jī)R側(cè)和發(fā)射機(jī)T側(cè)^l/f亍的方法步驟被顯示在 流程圖的不同分支中，^皮相應(yīng)地標(biāo)注。在#~"邊#^亍的方法步驟分別形成了發(fā)射
才;^N妾收機(jī)各自單獨(dú)的控制方法。
在步驟102中，隨著發(fā)射才;iilit^發(fā)射機(jī)側(cè)提供的發(fā)射天線陣列中的[個(gè)
發(fā)送導(dǎo)頻信息，方法100開始。導(dǎo)頻信號(hào)在發(fā)射天線陣列中的每一個(gè)天線之間是 正交的。在步驟104，發(fā)射給接收機(jī)的導(dǎo)頻信號(hào)在接收機(jī)側(cè)被用來為接收機(jī)的接 收天線執(zhí)行信道測(cè)量。隨后，在步驟106，根據(jù)信道測(cè)量的輸出，對(duì)于發(fā)射機(jī)T 的發(fā)射天線陣列的每一個(gè)元件確定信道系數(shù)。
隨后，在步驟108，對(duì)確定的信道系數(shù)進(jìn)行可逆變換以便獲#^言道組件系數(shù)， 信道組件系數(shù)指示在變換域中各自信道組件的個(gè)別的權(quán)重。合適的可逆變換的例 子是離散傅立葉逆變換(IDFT)。然而，可以佳jf]其他可逆變換。線性和正交的 變"^^優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈儨p少了在接收機(jī)處的計(jì)算復(fù)雜度。在本實(shí)施例中變換域 是角域，從而在變換域中的信ili且件指示不同的角或角間隔。因此，在該實(shí)施例
中確定的信iiia件系數(shù)形成了與由索引順序確定的角或角間隔相關(guān)聯(lián)的有序量值集。
，在步驟IIO,接收機(jī)R在變換域中選擇一個(gè)或多個(gè)信ili且件。在該選
擇步驟中，接收4A^角定和選擇具有信ili且件系數(shù)的信ili且件，該信iii且件系數(shù)在
信道組件系數(shù)集中形成了鄉(xiāng)^i"或相對(duì)最大量值。在步驟112中，接收機(jī)R向發(fā)射
才;i4是供一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iil且件和一個(gè)或多個(gè)信iil且件的量值，該優(yōu)選信iii且件 是由信道測(cè)量向量的線性分糾,導(dǎo)得到的。在可替換實(shí)施例中，接收機(jī)向發(fā)射機(jī)
傳送指示一個(gè)優(yōu)選信iti且件和信號(hào)與干擾加噪聲比(SINR)估計(jì)的控制信號(hào)。在
另外的可替換實(shí)施例中，接收機(jī)向發(fā)射機(jī)傳送指示一個(gè)優(yōu)選信道組件的控制信號(hào)。
在步驟114中，發(fā)射機(jī)T接收控制信號(hào)，并在步驟116,它使用從接收機(jī)R 接收的信息在變換域中構(gòu)建波束圖，到該步驟方法結(jié)束。在具有多于一個(gè)接收機(jī) R的實(shí)施例中，可以4賴來自多于一個(gè)接收機(jī)的信息構(gòu)建;&^圖。
圖11顯示了適用于沖A/f亍在圖10的控制方法中接收才A4喿作的接收機(jī)200實(shí)施
例的簡(jiǎn)化方框圖。圖11的接收才;M又顯示了一定量的細(xì)節(jié)，這些細(xì)節(jié)與解釋由本 申請(qǐng)公開的技術(shù)特;N^目關(guān)。出于本說明書簡(jiǎn)明扼要的目的，未顯示用于在m頂o 通信網(wǎng)絡(luò)中操作的接收機(jī)的已知功能。
接收機(jī)200被設(shè)計(jì)用于在參考圖10描述的通信網(wǎng)絡(luò)中^f乍，并4W亍用于接 收機(jī)的與在圖10中由接收機(jī)11#^亍的方法步-斷目應(yīng)的控制信令方法。接收機(jī)200 具有接收天線陣列202，其中顯示了兩個(gè)接收天線204和206。在可替換實(shí)施例中，接收機(jī)200僅具有一個(gè)接收天線。
接收機(jī)200具有信道測(cè)量單元208，在它的輸入側(cè)與接收天線陣列202相連 接。信道測(cè)量單元208在它的輸出側(cè)與變換單元212相連接。變換單元212與選 擇單元214相連接，選擇單元進(jìn)而又連接控制單元216?？刂茊卧c發(fā)射機(jī)部分 218相連接，發(fā)射機(jī)部分在它的輸出側(cè)與發(fā)射天線220相連接。單元208至216 可以釆取接收才;^莫塊222的形式,接收4財(cái)狹可被用來利用在此描述的技術(shù)更新 王賄接收機(jī)結(jié)構(gòu)。這樣，接收才M狹222將具有輸入和輸出端口 224、 226和228。
在操怍中，信道測(cè)量單元208基于接收的信號(hào)為在發(fā)射機(jī)處的發(fā)射天線陣列 中的每一個(gè)^Vf亍信道系數(shù)的測(cè)量。由信道測(cè)量單元使用的接收信號(hào)典型地是導(dǎo)頻 信號(hào)，該導(dǎo)頻信號(hào)包括通過MIMO發(fā)射機(jī)(在圖10的例子中節(jié)點(diǎn)B)發(fā)射天線 陣列從MIMO發(fā)射機(jī)接收的導(dǎo)頻信息。為接收天線陣列202的每一個(gè)天線#1^亍信 道測(cè)量。
從信道測(cè)量獲得的信道系數(shù)被饋i^合變換單元212,變換單^于信道系數(shù)執(zhí) 行可逆變換，優(yōu)選是線性、正交變換，合iti也是IDFT。變換單元在它的輸出向 選擇單元214提側(cè)言iil且件系數(shù)。信iil且件系數(shù)指示了在變換域中各自信ili且件 個(gè)別的權(quán)重，變換域如解釋的那^^iti也是角域。選擇單元214基于從變換單元 接收的信iB且件系數(shù)在變換域中選擇一個(gè)或多W言iii且件。該選擇合適地基于一 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)允許在從變換單元212接收的信iti且件系數(shù)中確定^^"或相對(duì)最 大量值。然后選擇單元向控制單元216提供選擇的信道組件信息?？刂茊卧?16 向發(fā)射部分218轉(zhuǎn)發(fā)由選擇單元216選擇的一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iil且件,或一個(gè)或 多4M言ili且件系數(shù)的量值，或者兩者。在可替換實(shí)施例中，控制單元提供由選擇 單元216選擇的一個(gè)優(yōu)選信ili且件和SINR的估計(jì)。為了將該信息通it^射天線 220發(fā)射給發(fā)射機(jī)(在圖11中未示出)，該信息由發(fā)射部分218處理。
圖12顯示了適用于扭J亍在圖10的控制方法中發(fā)4#14喿作的發(fā)射機(jī)300的簡(jiǎn) 化方框圖。圖12的發(fā)射機(jī)300僅顯示了一定量的細(xì)節(jié)，這些細(xì)節(jié)與解釋由本申 請(qǐng)公開的技術(shù)特4」4目關(guān)。出于本說明書簡(jiǎn)明扼要的目的，未顯示用于在MIMO通 信網(wǎng)絡(luò)中操作的發(fā)射機(jī)的已知功能。
發(fā)射機(jī)300具有發(fā)射天線和接收天線陣列302，在圖12中被顯示為單一的
組合陣列。發(fā)射才咸一步具有發(fā)射才;U空制沖狹304，該沖勢(shì)夾被配置為從接收天線
接收指示一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iB且件和一個(gè)或多個(gè)信iti且件的量值的控制信號(hào)。
參考圖3、 lO和ll更細(xì)致;似苗述了控制信號(hào)。在一個(gè)可替換實(shí)施例中，接 收的控制信號(hào)指示一個(gè)優(yōu)選信iii且件和SINR的估計(jì)。
根據(jù)接收的信息，發(fā)射才;W空制單元304在變換域中構(gòu)建波束圖控制數(shù)據(jù)，并
27以發(fā)射控制信號(hào)的形式將它提供給天線陣列302，以便在向接收機(jī)發(fā)射數(shù)據(jù)期間 ,該接收機(jī)是從^l妾^^指示一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信道組件的外部控制信號(hào)的接
收機(jī)。那些負(fù)責(zé)生成^^赍^i合MIMO天線陣列302的發(fā)射信的發(fā)射機(jī)功能方?jīng)_a^ 圖12的方框圖中^皮省略了。
雖然在圖和前述說明書中詳細(xì)地解#^描述了本發(fā)明，但1^樣的解#^^兌明 將被認(rèn)為^f釋性的和示例性的，而非限制性的；本發(fā)明不限于公開的實(shí)施例。
通過附圖、公開內(nèi)^^口附加權(quán)利要求的學(xué)習(xí)，對(duì)公開實(shí)施例的其他變化可由 那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員在實(shí)施所要求保護(hù)的發(fā)明時(shí)理解和實(shí)現(xiàn)。
單個(gè)單元可完成在權(quán)利要求中敘述的多項(xiàng)功能。僅僅某些措施在互不相同的 從屬權(quán)利要求中闡逸逸個(gè)事實(shí)并不意味著這些措施的組合不能用于獲得優(yōu)點(diǎn)。
計(jì)算才財(cái)呈序可##/分布在合適的介質(zhì)上，例如光^j諸介質(zhì)或與其^^更件一 起提供或作為其^/更件一部分的固態(tài)介質(zhì)，還可以以其他形式分布，例如通過因 特網(wǎng)或其他有線或無線電信系統(tǒng)。
在權(quán)利要求中，詞語"包括"不排除其他元件或步驟，不定冠詞"a"或"an" 不排除復(fù)數(shù)。
權(quán)利要求
1、一種用于通信網(wǎng)絡(luò)的控制方法(100)，該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶發(fā)射天線陣列(302)的發(fā)射機(jī)(T，300)和具有與發(fā)射機(jī)通信的至少一個(gè)接收機(jī)(R，200)，該方法包括A)在所述接收機(jī)處-使用從所述發(fā)射機(jī)發(fā)射(102)給接收機(jī)的信號(hào)，為所述接收機(jī)的接收天線執(zhí)行(104)信道測(cè)量；-根據(jù)信道測(cè)量的輸出，為在所述發(fā)射機(jī)處發(fā)射天線陣列的每一個(gè)確定(106)信道系數(shù)；-對(duì)信道系數(shù)應(yīng)用(108)可逆變換，從而確定指示變換域中各自信道組件的個(gè)別權(quán)重的信道組件系數(shù)；-在變換域中選擇(110)一個(gè)或多個(gè)信道組件；-向所述發(fā)射機(jī)傳送(112)指示以下任意一個(gè)的控制信號(hào)1)一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信道組件和一個(gè)或多個(gè)信道組件的量值，優(yōu)選信道組件從由信道系數(shù)形成的向量的線性分解推導(dǎo)得到，或者，可替換地，2)一個(gè)優(yōu)選信道組件和指示信號(hào)與干擾加噪聲比SINR的量的估計(jì)，或者，可替換地，3)一個(gè)優(yōu)選信道組件；B)在所述發(fā)射機(jī)處-接收(114)控制信號(hào)；和-使用從所述接收機(jī)接收的信息在變換域中構(gòu)建(116)波束圖。
2、 權(quán)利要求l的方法，其中可逆變換是線性正交的。
3、 權(quán)利要求1或2的方法，其中^/f亍信道測(cè)量包括測(cè)量/A^所ii^射機(jī)處 發(fā)射天線陣列的[個(gè)發(fā)射的導(dǎo)頻信息。
4、 權(quán)利要求2的方法，其中對(duì)信道系lt^用可逆變換包括對(duì)信道系凄t^用離散傅立葉逆變換。
5、 權(quán)利要求1或2的方法，進(jìn)一步包括^ 寸信道系li^用線性可逆正交變 換后，在所述接收機(jī)處在變換域中確定信ili且件系數(shù)不確定性的量度的步驟。
6、 權(quán)利要求5的方法，包括在所述接收機(jī)處在變換域中對(duì)信道組件系數(shù)應(yīng) 用濾波器的步驟。
7、 權(quán)利要求5的方法，其中向所ii^射才;U專送進(jìn)一步包括傳i^變換域中 不確定性的量度。
8、 權(quán)利要求1或2的方法，其中在變換域中選擇一個(gè)或多^M言iii且件包括確定和選擇具有信iti且件系數(shù)的信ill且件,該信^B且件系數(shù)在信ili且件系數(shù)集中形成纟&于或相對(duì)最大量值。
9、 權(quán)利要求1或2的方法，包括-在組件系數(shù)集中確定多于一個(gè)的相對(duì)最大量值；-測(cè)量各自相對(duì)最大值的幅度；-測(cè)量形成相對(duì)最大值的信道組件之間的相位差。
10、 權(quán)利要求1或2的方法，其中以量化形式向所ii^射才/U專送一個(gè)或多優(yōu)選信iil且件或一個(gè)或多個(gè)信iii且件系數(shù)的量值包4誠(chéng)過無線電《耖各傳送。
11、 權(quán)利要求l或2的方法，其中所述接收機(jī)具有接收天線陣列，為在所述接收機(jī)處接收天線陣列的^~~個(gè)#^亍信道測(cè)量。
12、 權(quán)利要求1或2的方法，其中所述接收機(jī)是用于無線通信的移動(dòng)終端設(shè)備，所i^射機(jī)^i占。
13、 權(quán)利要求1或2的方法,其中向所i^射機(jī)傳送的步驟采取量化的形式，并且包括傳送信道質(zhì)量指示符比特集。
14 、權(quán)利要求13的方法,其中信道質(zhì)量指示符比特集的至少 一卩分編碼SINR估計(jì)。
15、 權(quán)利要求14的方法，其中SINR估計(jì)是近似下限。
16、 權(quán)利要求15的方法，其中近似下限SINR估計(jì)由比值給出，其中分子包括相應(yīng)于傳送的信iU且件的幅度,M包括從信道幅度響應(yīng)推導(dǎo)得出的多個(gè)點(diǎn)的平均值。
17、 權(quán)利要求16的方法，其中比 ^上由下式推導(dǎo)得出其中il是信道測(cè)量的M維向量，M是在發(fā)射機(jī)處發(fā)射天線的數(shù)目，P是發(fā)射功率和在接收機(jī)處熱噪聲功率之比，且fl。是通過計(jì)算i!的L點(diǎn)IDFT并取絕對(duì)值獲得的向量。
18、 權(quán)利要求14的方法，其中SINR估計(jì)是在預(yù)先確定的一組假設(shè)下計(jì)算出的。
19、 權(quán)利要求18的方法，其中所述一組假設(shè)包括由發(fā)射4;U勾建的^^圖是4賴*;^^成形而形成的。
20、 權(quán)利要求1或2的方法，其中在所ii^射機(jī)處在變換域中構(gòu)建波束圖包括在一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信ili且件的至少其中之一中構(gòu)建發(fā)射信號(hào)脈沖。
21、 權(quán)利要求20的方法，其中在變換域中構(gòu)建^^圖包括構(gòu)建具有根據(jù)信iU且件系數(shù)的量值確定的幅度的發(fā)射信號(hào)脈沖。
22、 權(quán)利要求1或2的方法，進(jìn)一步包括在接收控制信號(hào)后在發(fā)射機(jī)處確定信iB且件系數(shù)在變換域中不確定性量度的步驟。
23、 權(quán)利要求22的方法，其中在所i4^射機(jī)處確定信iii且件系數(shù)在變換域中不確定性量度包括評(píng)估在不同時(shí)間或不同頻率傳送的優(yōu)選信道組件的變化范圍。
24、 權(quán)利要求1或2的方法，包括在變換域中對(duì)波束圖應(yīng)用濾波器。
25、 權(quán)利要求1或2的方法，包括根據(jù)在變換域中構(gòu)建的波束圖，設(shè)計(jì)用于從所述發(fā)射機(jī)到所述接收機(jī)的傳輸?shù)牟ㄊ尚纹鳌?br> 26、 權(quán)利要求25的方法，其中設(shè)計(jì);^^成形器包括對(duì)信iB且件系數(shù)應(yīng)用線性可逆正交變換的逆變換。
27、 權(quán)利要求25的方法，其中另外還才財(cái)居從至少一個(gè)第二接收機(jī)接收的信iii且件系數(shù)，來^ie設(shè)計(jì)〉tt成形器。
28、 一種用于通信網(wǎng)絡(luò)的接收才/^莫塊(222 )，該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶發(fā)射天線陣列的發(fā)射機(jī)，該接收沖M莫塊包括-信道測(cè)量單元(208 )，被配置為與所述接收機(jī)的接收天線相連接，并被配置為基于接收的信號(hào)為接收天線執(zhí)行指示信道質(zhì)量的物理量的測(cè)量，并以信道系數(shù)的形式為在發(fā)射機(jī)處發(fā)射天線陣列的每一個(gè)提供指示測(cè)試結(jié)果的輸出信號(hào)；-變換單元(212)，與信道測(cè)量單元相連接，并被配置為對(duì)信道系數(shù)應(yīng)用可逆變換，并在它的輸出提供指示在變換域中各自信道組件的個(gè)別權(quán)重的信道組件系數(shù)；-選擇單元(214),與所述變換單元相連接，并被配置為基于從變換單元接收的信道組件系數(shù)在變換域選擇一個(gè)或多個(gè)信道組件；-控制單元(216),被配置為生成并在它的輸出提供指示以下任意一個(gè)的控制信號(hào)(1) 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iii且件，或者一個(gè)或多個(gè)信道組件系數(shù)的量值，或者兩者，或者，可替換地，(2 )—個(gè)優(yōu)選信iB且件和指示信號(hào)與干M^口噪聲比SINR的量的估計(jì)，或者，可替換地，3) —個(gè)優(yōu)選信iti且件。
29、 權(quán)利要求28的接收才M莫塊，其中可逆變換是線性正交的。
30、 權(quán)利要求28或29的接收才M莫塊，其中信道測(cè)量單元被配置為通過測(cè)量/A^發(fā)射機(jī)處發(fā)射天線陣列的^-"個(gè)發(fā)射的導(dǎo)頻信息來4;W于信道測(cè)量。
31、 權(quán)利要求30的接收才/L^^:，其中變換單^y皮配置為對(duì)信道系lt^用離散傅立葉逆變換。
32、 權(quán)利要求28或29的接收4M莫塊，其中信道測(cè)量單元被進(jìn)一步配置為在變換域中確定信iii且件系數(shù)不確定性的量度。
33、 權(quán)利要求28或29的接收才/^莫塊，其中信道測(cè)量單元被進(jìn)一步配置為在變換域中對(duì)信ili且件系婆t^用濾波器。
34、 權(quán)利要求28或29的接收才M狹，其中所述控制單it^皮酉己置為生成并在它的輸出提供在變換域中形成信iii且件系數(shù)不確定性量度的不確定性指示符。
35、 權(quán)利要求28或29的接收才財(cái)莫塊，其中所述選擇單元^f皮配置為確定并選擇具有信iti且件系數(shù)的信iii且件,該信iB且件系數(shù)在從變換單^U妻收的組件系數(shù)中形成^^"或相對(duì)最大量值。
36、 權(quán)利要求28或29的接收才;i^狹，其中所iii^擇單it^皮配置為-確定在從所述變換單元接收的信道組件系數(shù)集中是否出現(xiàn)多于一個(gè)的相對(duì)最大量值；-測(cè)量在從所述變換單元接收的信道組件系數(shù)集中各自相對(duì)最大值的幅度；-測(cè)量形成相對(duì)最大值的信道組件之間的相位差。
37、 權(quán)利要求28或29的接收沖M莫塊，其中所述控制單元被配置為向所a射機(jī)以量化形式通過無線電鏈路傳送一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信道組件或一個(gè)或多個(gè)信iii且件系數(shù)的量值。
38、 權(quán)利要求28或29的接收才i^狹，其中所述信道測(cè)量單it^皮配置為-與所述接收天線陣列相連接，并-為所述接收天線陣列的每一個(gè)天線執(zhí)行信道測(cè)量。
39、 權(quán)利要求28或29的接收才M莫塊，其中所述控制單元被配置為以信it^量標(biāo)識(shí)符比特集的形式向所ii^射才;M專送控制信號(hào)形式。
40、 一種在通信網(wǎng)絡(luò)中用于接收機(jī)(R)的控制信令方法，該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶發(fā)射天線陣列用于到至少一個(gè)接收機(jī)的傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)，該方法包括-為所述接收機(jī)的接收天線執(zhí)行(104)信道測(cè)量；-根據(jù)信道測(cè)量的輸出，為在所述發(fā)射機(jī)處發(fā)射天線陣列的每一個(gè)確定(106)信道系數(shù)；-對(duì)信道系數(shù)應(yīng)用(108)可逆變換，從而確定指示在變換域中各自信道組件的個(gè)別權(quán)重的信道組件系數(shù)；-在變換域中選擇(110) —個(gè)或多個(gè)信道組件；-向所述發(fā)射機(jī)傳送(112)指示以下任意一個(gè)的控制信號(hào)1) 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iii且件和一個(gè)或多個(gè)信ili且件的量值，優(yōu)選信iil且件從由信道系數(shù)形成的向量的線性分lf^導(dǎo)得到，或者，可替換地，2)—個(gè)優(yōu)選信iii且件和指示信號(hào)與干纟t^噪聲比SINR的量的估計(jì)，或者，可替換地，3) —個(gè)優(yōu)選信道組件。
41、 權(quán)利要求40的控制信令方法，其中可逆變換是線性正交的。
42、 一種包括可^Mt^呈序^/馬的計(jì)算才財(cái)呈序產(chǎn)品，被酉己置為在通信網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)致所述接收才/L^W亍用于接收機(jī)的控制信令方法，該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶發(fā)射天線陣列用于到至少一個(gè)接收機(jī)的傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)，該控制信令方法包括步驟-為所述接收機(jī)的接收天線執(zhí)行信道測(cè)量；-根據(jù)信道測(cè)量的輸出，為在所述發(fā)射機(jī)處發(fā)射天線陣列的每一個(gè)確定信道系數(shù)；-對(duì)信道系數(shù)應(yīng)用可逆變換，從而確定指示在變換域中各自信道組件的個(gè)別權(quán)重的信道組件系數(shù)；-在變換域中選擇一個(gè)或多個(gè)信道組件；-以量化形式向發(fā)射機(jī)傳送指示一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信道組件，或者一個(gè)或多個(gè)信道組件系數(shù)的量值，或者兩者的控制信號(hào)。
43、 權(quán)利要求42的計(jì)算才財(cái)呈序產(chǎn)品，其中可逆變換是線性正交的。
44、 一種用于通信網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)(200 )，該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶發(fā)射天線陣列的發(fā)射機(jī)，該接收機(jī)包括—至少一個(gè)接收天線(204 )，被配置為接收由發(fā)射機(jī)發(fā)射天線陣列發(fā)射的信號(hào)；-根據(jù)權(quán)利要求28或23的接收機(jī)模塊(222 )。
45、 權(quán)利要求44的接收機(jī)，包括接收天線陣列(202 )。
46、 權(quán)利要求45的接收機(jī)，其形式^]于無線通信的移動(dòng)終端設(shè)備。
47、 一種用于發(fā)射機(jī)(300 )的發(fā)射4A4空制才勢(shì)夾(304 )，該發(fā)射機(jī)具有發(fā)射天線陣列(302 )用于到至少一個(gè)接收機(jī)的傳輸，該發(fā)射才A4空制才狹被配置為-從外部設(shè)備接收指示以下任意 一 個(gè)的控制信號(hào)1) 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信ili且件和一個(gè)或多^M言iti且件的量值，或者，可替換地，2)—個(gè)優(yōu)選信iil且件和指示信號(hào)與干纟U。噪聲比SINR的量的估計(jì)，或者，可替換地，3) —個(gè)優(yōu)選信iii且件；和-使用從外部設(shè)備接收的信息構(gòu)建并在它的輸出提供在變換域中的波束圖控制數(shù)據(jù)。
48、 權(quán)利要求47的發(fā)射機(jī)控制模塊，被配置為-在一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信道組件的至少其中之一 中以發(fā)射信號(hào)脈沖的形式，構(gòu)建并提供用于波束圖的波束圖控制數(shù)據(jù)。
49、 權(quán)利要求47的發(fā)射機(jī)控制模塊，進(jìn)一步包括信道評(píng)估單元，被配置為生成并在它的輸出提供在變換域中形成信iU且件系數(shù)不確定性量度的不確定性指示符。
50、 一種發(fā)射機(jī)(300 ),包括-用于到至少一個(gè)接收機(jī)的傳輸?shù)陌l(fā)射天線陣列，和-根據(jù)權(quán)利要求47的發(fā)射機(jī)控制模塊。
51、 權(quán)利要求50的發(fā)射機(jī)，形成了在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的勤占。
52、 一種用于發(fā)射機(jī)(T)的發(fā)射才/U空制方法，該發(fā)射才幾具有發(fā)射天線陣列用于到至少一個(gè)接收機(jī)的傳輸，該發(fā)射才/U空制方法包括步驟-接收(114)指示以下任意一個(gè)的控制信號(hào)1) 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信ili且件和一個(gè)或多個(gè)信道組件的量值，或者，可替換地，2) —個(gè)優(yōu)選信iil且件和指示信號(hào)與干擾加噪聲比SINR的量的估計(jì)或者，可替換地，3) —個(gè)優(yōu)選信細(xì)牛；-使用包括在控制信號(hào)中的信息在變換域中構(gòu)建(116)波束圖。
53、 一種包括可4^ff^呈序代碼的計(jì)算才M呈序產(chǎn)品，被配置為導(dǎo)致具有用于向制方法包括步驟-接收(114)指示以下任意一個(gè)的控制信號(hào)1) 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信iB且件和一個(gè)或多個(gè)信道組件的量值，或者，可替換地，2)—個(gè)優(yōu)選信iil且件和指示信號(hào)與干護(hù)O噪聲比SINR的量的估計(jì),或者，可替換地，[3 ) —個(gè)優(yōu)選信細(xì)牛；-使用包括在控制信號(hào)中的信息在變換域中構(gòu)建(116)波束圖。
54、 一種通信網(wǎng)絡(luò)，包括根據(jù)權(quán)利要求50的發(fā)射機(jī)(T， 300 )和根據(jù)權(quán)利要求44的接收機(jī)(R， 200 )。
55、 權(quán)利要求54的通信網(wǎng)絡(luò)，是蜂窩網(wǎng)絡(luò)。
56、 一種用于通信網(wǎng)絡(luò)的控制信號(hào)(S)，該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶發(fā)射天線陣列的發(fā)射才財(cái)口具有與該發(fā)射才Ait信的至少一個(gè)接收機(jī),該控制信號(hào)包括指示以下任意一個(gè)的控制信息[1) 一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信道組件和一個(gè)或多個(gè)信iii且件的量值，或者，可替換地，[2) —個(gè)優(yōu)選信iiia件和指示信號(hào)與干護(hù)u^噪聲比SINR的量的估計(jì)，或者，可替換地，[3 ) —個(gè)優(yōu)選信iti且件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通信網(wǎng)絡(luò)的控制方法，該通信網(wǎng)絡(luò)具有帶發(fā)射天線陣列的發(fā)射機(jī)和與該發(fā)射機(jī)通信的至少一個(gè)接收機(jī)。接收機(jī)使用從發(fā)射機(jī)發(fā)射給接收機(jī)的信號(hào)，為接收機(jī)的接收天線執(zhí)行信道測(cè)量。接收機(jī)進(jìn)一步根據(jù)信道測(cè)量的輸出為在發(fā)射機(jī)處發(fā)射天線陣列的每一個(gè)確定信道系數(shù)，然后對(duì)信道系數(shù)應(yīng)用線性可逆正交變換，從而確定指示在變換域中各自信道組件個(gè)別權(quán)重的信道組件系數(shù)。然后接收機(jī)在變換域中選擇一個(gè)或多個(gè)信道組件，并向發(fā)射機(jī)以量化形式傳送指示一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選信道組件，或者一個(gè)或多個(gè)信道組件系數(shù)的量值，或者兩者的控制信號(hào)。發(fā)射機(jī)接收控制信號(hào)，并使用從接收機(jī)接收的信息在變換域中構(gòu)建波束圖。
文檔編號(hào)H04B7/06GK101507141SQ200780031164
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月21日
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