專利名稱：多天線無線通信系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行上行鏈路波束形成校正的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及通信系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及在多天線通信系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行上行鏈路波束形成校正的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
使用諸如碼分多址接入(CDMA)、時(shí)分多址接入(TDMA)、頻分多址接入(FDMA)以及用于通過通信信道將諸如多媒體服務(wù)或應(yīng)用程序的服務(wù)通信給用戶的其他多址接入技術(shù)的各種接入技術(shù)，可實(shí)施無線通信系統(tǒng)。通信信道的特征在于，從蜂窩內(nèi)和蜂窩外的信號電平浮動(dòng)并且添加干擾。通過通信信道傳輸?shù)男盘枙?huì)表現(xiàn)出同信道干擾、路徑損耗、陰影、和/或多徑衰落，這些直接影響通信的信號，并且導(dǎo)致時(shí)變信號質(zhì)量，例如，時(shí)變信號與干擾加噪聲比(SINR)。在包括3GPP長期演進(jìn)(LTE)和全球微波互聯(lián)接入(WiMAX)的各種無線通信系統(tǒng)中，已經(jīng)采用了在無線終端使用多根接收天線的方法，以提高鏈路質(zhì)量、吞吐量、減少多徑衰落。多根天線能夠允許用戶(SS)根據(jù)干擾的空間特征來拒絕干擾。在上行鏈路和下行鏈路傳輸中都可以使用多根天線。在時(shí)分雙工(TDD)系統(tǒng)中，上行鏈路和下行鏈路信道相互作用；因此，用戶可使用信道知識，并且從多根天線進(jìn)行發(fā)送，以在基站同時(shí)地組合傳輸，這稱為波束形成。通過比較這些系統(tǒng)和在本申請的剩余部分參照示圖所闡述的本發(fā)明的一些方面，常規(guī)和傳統(tǒng)方法的其他局限性和缺點(diǎn)對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。

發(fā)明內(nèi)容
提供了一種在多天線通信系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行上行鏈路波束形成校正的方法和/或系統(tǒng)，基本上為附圖中所示出的和/或結(jié)合至少一幅圖所描述的，如權(quán)利要求中更完整地闡述的。從以下的描述和附圖中，將會(huì)更完整地理解本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)、方面和新穎特征以及本發(fā)明所示的實(shí)施例的細(xì)節(jié)。


圖I為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于支持上行鏈路波束形成校正的示例性通信系統(tǒng)的示圖。圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于執(zhí)行上行鏈路的波束形成的示例性無線收發(fā)器的框圖。圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可以用于上行鏈路波束形成校正的示例性射頻(RF)信號處理單元的框圖。圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可以用于波束形成的示例性基帶接收數(shù)字信號處理單元的框圖。圖5為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可以用于波束形成的示例性校正信號音相關(guān)單元430的框圖。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的Tx信號處理子系統(tǒng)的示例性框圖。 圖7示出了結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的多端口網(wǎng)絡(luò)的示例。圖8示出了結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的通常稱為90度混合耦合器的多端口網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施方式的示例。圖9示出了結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的多端口網(wǎng)絡(luò)的另一示例。圖10為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線收發(fā)器執(zhí)行上行鏈路波束形成校正所利用的示例性處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式在多天線通信系統(tǒng)中進(jìn)行上行鏈路波束形成校正的方法和系統(tǒng)內(nèi)，可以找到本發(fā)明的一些實(shí)施例。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，無線收發(fā)器包括發(fā)送器、接收器和天線陣列，該無線收發(fā)器可用于根據(jù)多根天線所接收到的射頻信號確定多根天線之間所需要的時(shí)變發(fā)送相位關(guān)系；確定接收器路徑的相位差；并且確定至各個(gè)多根天線的發(fā)送器路徑間的相位差。從基站的一根或多根天線通信所接收到的射頻信號?；趶乃邮盏降纳漕l信號確定的特性，可選擇多根天線中兩根以上天線以及相應(yīng)的發(fā)送功率水平。示例性特性為接收信號強(qiáng)度，通常稱為RSSI。無線收發(fā)器可使用所選擇的發(fā)送天線將射頻信號發(fā)送給基站，其中，發(fā)送的信號之間的相位關(guān)系響應(yīng)于所測量出的接收相位差。所接收的射頻信號可包括與基站分配給天線陣列用于傳輸?shù)淖虞d波重疊的子載波。根據(jù)頻率選擇或根據(jù)非頻率選擇，可從所接收到的射頻信號確定無線收發(fā)器的接收器性能。根據(jù)頻率選擇或根據(jù)非頻率選擇，可計(jì)算所需要的發(fā)送相位在發(fā)送的過程中，可測量發(fā)送射頻信號的發(fā)送功率和發(fā)送相位。根據(jù)發(fā)送射頻測量結(jié)果和所需要的發(fā)送相位，可動(dòng)態(tài)地調(diào)整發(fā)送相位關(guān)系?？筛鶕?jù)所接收的射頻信號和/或特征化的發(fā)送信道質(zhì)量，動(dòng)態(tài)地選擇天線陣列中的一根或多根發(fā)送天線。先前算出的信道特性和所需要的發(fā)送相位可用于發(fā)送隨后的射頻信號。圖I為示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于支持上行鏈路波束形成校正的示例性通信系統(tǒng)的示圖。參照圖1，其示出了通信系統(tǒng)100。通信系統(tǒng)100包括基站110和用戶站120?；?10可包括適當(dāng)?shù)倪壿?、電路、接口?或代碼，用于管理和為各種用戶站(例如，用戶站120)的用戶調(diào)度上行鏈路方向和/或下行鏈路方向上的通信資源?；?10可耦接到天線112，該天線可用于在上行鏈路和/或下行鏈路方向上與用戶站(例如，用戶站120)通信信息。雖然為基站110示出一根天線112，但是本發(fā)明可不限于此。因此，在不背離本發(fā)明的各種實(shí)施例的精神和范圍的情況下，基站110可使用兩根以上天線來支持上行鏈路波束形成校正。用戶站(例如，用戶站120)可包括用于與基站110通信信息的適當(dāng)?shù)倪壿?、電路、接口?或代碼。通過建立于用戶站120和基站110之間的無線電信道，用戶站120可發(fā)送和/或接收射頻(RF)信號。從基站110接收到的射頻信號的強(qiáng)度可隨著信道狀態(tài)(例如，波動(dòng)信號強(qiáng)度水平和/或相鄰基站添加的干擾)而變化。根據(jù)裝置的容量，用戶站120可使用各種接入技術(shù)(例如，CDMA、GSM、UMTS、LTE和/或WiMAX)與基站110通信信息。用戶站120還可用于經(jīng)由耦接到用戶站120的天線陣列122與基站通信信息。天 線陣列122可包括多根天線122a-122b，每根天線連接到用戶站120內(nèi)不同的射頻處理路徑或射頻鏈。天線陣列122能夠進(jìn)行空間域信號處理，從而減少干擾。用戶站120還可用于通過將發(fā)送信號的下變頻采樣與施加至每個(gè)發(fā)送器鏈或路徑的各個(gè)基帶信號相互關(guān)聯(lián)來計(jì)算發(fā)送器路徑間的相位關(guān)系，發(fā)送器路徑由定向耦合器124a和124b耦接到天線122a_122b。用戶站120可用于控制或調(diào)整天線122a_122b之間的發(fā)送相位關(guān)系?？筛鶕?jù)頻率選擇和根據(jù)接收相位差，選擇或分配天線122a-122b之間的發(fā)送相位關(guān)系。例如，OFDM (正交頻分多路復(fù)用)信道可包括多個(gè)子載波。在這方面，可以逐個(gè)子載波或基于子載波組，調(diào)整天線122a-122b之間的發(fā)送相位關(guān)系。射頻定向耦合器(例如，射頻定向耦合器124a)可包括用于控制關(guān)于經(jīng)由天線122a通信的信號的功率水平的適當(dāng)?shù)倪壿?、電路、接口?或代碼。在本發(fā)明的實(shí)施例中，單個(gè)射頻定向耦合器可分別耦接到多根天線122a-122b的各根天線。例如，天線122a和天線122b分別與射頻定向耦合器124a和射頻定向耦合器124b耦接。射頻定向耦合器124a和124b可用于將發(fā)送器輸出的小部分耦合到由A1和fb2表示的相應(yīng)的反饋路徑。射頻定向耦合器124a可為雙向裝置。在這方面，單個(gè)射頻定向耦合器124a可用于天線122a的發(fā)送路徑和接收路徑。射頻定向耦合器124a可用于允許從射頻發(fā)送信號提取射頻發(fā)送信號的一個(gè)或多個(gè)樣本，其中射頻發(fā)送信號為至射頻定向耦合器124a的輸入。在這方面，可以使用所提取的樣本，測量或計(jì)算經(jīng)由至天線122a的發(fā)送路徑的射頻發(fā)送信號的幅度和/或相位延遲。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，在發(fā)送的時(shí)間間隔內(nèi)，用戶站120可控制和調(diào)整天線122a-122b之間的發(fā)送相位關(guān)系，使得對于每個(gè)頻率，在天線122a_122b測量出的天線122a-122b之間的發(fā)送相位差為天線122a_122b之間的接收相位差的負(fù)值。令Φ^Α ·，tEx)和ΦΚχ;2( ·， Κχ)表示頻率為f，接收時(shí)間為tKx時(shí)天線122a和天線122b的接收相位。令ΦΕχ；1(Γ, tTx)和cKx，2(f，tKx)表示頻率為f，發(fā)送時(shí)間為tTx時(shí)天線122a和天線122b的發(fā)送相位。在發(fā)送時(shí)間間隔tTx內(nèi)，可有利地選擇天線122a和天線122b之間的發(fā)送相位關(guān)系，以滿足關(guān)系) - U./ > = —(U/ .( ) - Φ -.AJ 'tRj})⑴為了滿足該關(guān)系，可考慮三個(gè)相位關(guān)系，S卩，無線信道的實(shí)際相位差、發(fā)送路徑之間的相位差以及接收路徑之間的相位差。信道的相位差可估計(jì)為經(jīng)濾波的信道估計(jì)之間的相位差。令
權(quán)利要求
1.一種通信方法，所述方法包括 在包括接收器、發(fā)送器、發(fā)送器以及多根天線的無線通信裝置內(nèi) 根據(jù)所述多根天線所接收到的射頻信號，確定所述多根天線中的至少兩根天線之間的發(fā)送相位關(guān)系，其中，從基站的一根或多根天線接收所述射頻信號；以及 使用所述確定的發(fā)送相位關(guān)系，將射頻信號從所述多根天線中的所述至少兩根天線發(fā)送到所述基站。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括從所述基站的所述一根或多根天線接收所述射頻信號，其中，分配用于所述傳輸?shù)淖虞d波為所述接收的射頻信號的子載波的子集。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括根據(jù)頻率選擇或非頻率確定所述接收器的性能。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，包括根據(jù)所述確定的所述接收器的性能，校正所述接收器的一個(gè)或多個(gè)接收路徑，以用于隨后通過所述多根天線中的所述至少兩根天線從所述基站的所述一根或多根天線接收射頻信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，包括在所述確定的所述接收器的性能的所述發(fā)送過程中，測量所述發(fā)送射頻信號的發(fā)送功率和發(fā)送相位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，包括基于所述確定的所述接收器的性能以及所述所選發(fā)送天線上的所述發(fā)送功率測量和所述發(fā)送相位測量，動(dòng)態(tài)地調(diào)整所述多根天線中的所述至少兩根天線之間的所述確定的發(fā)送相位關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括基于所述動(dòng)態(tài)調(diào)整的發(fā)送相位關(guān)系、所述確定的所述接收器的性能以及所述所選發(fā)送天線上的所述發(fā)送功率測量和所述發(fā)送相位測量，確定所述多根天線中的所述至少兩根天線的發(fā)送信道質(zhì)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，包括基于所述動(dòng)態(tài)調(diào)整的發(fā)送相位關(guān)系、所述確定的發(fā)送信道質(zhì)量以及所述確定的所述接收器的性能，動(dòng)態(tài)地選擇所述多根天線中的兩根以上天線以及相應(yīng)的發(fā)送功率水平。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述動(dòng)態(tài)選擇的相應(yīng)的發(fā)送功率水平對應(yīng)于所述發(fā)送器的大部分發(fā)送功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括使用所述多根天線中所述動(dòng)態(tài)選擇的兩根以上天線，以所述動(dòng)態(tài)選擇的相應(yīng)的發(fā)送功率水平，將隨后的射頻信號發(fā)送給所述基站的所述一根或多根天線。
11.一種通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 一個(gè)或多個(gè)處理器和/或電路，所述一個(gè)或多個(gè)處理器和/或電路用在包括多根天線的無線通信裝置中，所述一個(gè)或多個(gè)處理器和/或電路包括接收器和發(fā)送器，并且所述一個(gè)或多個(gè)處理器和/或電路用于執(zhí)行以下操作 根據(jù)所述多根天線所接收到的射頻信號，確定所述多根天線中的至少兩根天線之間的發(fā)送相位關(guān)系，其中，從基站的一根或多根天線接收所述射頻信號；以及 使用所述確定的發(fā)送相位關(guān)系，將射頻信號從所述多根天線中的所述至少兩根天線發(fā)送到所述基站。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)處理器和/或電路用于從所述基站的所述一根或多根天線接收所述射頻信號，其中，分配用于所述傳輸?shù)淖虞d波為所述接收的射頻信號的子載波的子集。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)處理器和/或電路用于根據(jù)頻率選擇或非頻率確定所述接收器的性能。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)處理器和/或電路用于根據(jù)所述確定的所述接收器的性能，校正所述接收器的一個(gè)或多個(gè)接收路徑，以用于隨后通過所述多根天線中的所述至少兩根天線從所述基站的所述一根或多根天線接收射頻信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)處理器和/或電路用于在所述確定的所述接收器的性能的所述發(fā)送過程中，測量所述發(fā)送射頻信號的發(fā)送功率和發(fā)送相位。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)處理器和/或電路用于基于所述確定的所述接收器的性能以及所述所選發(fā)送天線上的所述發(fā)送功率測量和所述發(fā)送相位測量，動(dòng)態(tài)地調(diào)整所述多根天線中的所述至少兩根天線之間的所述確定的發(fā)送相位關(guān)系。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)處理器和/或電路用于基于所述動(dòng)態(tài)調(diào)整的發(fā)送相位關(guān)系、所述確定的所述接收器的性能以及所述所選發(fā)送天線上的所述發(fā)送功率測量和所述發(fā)送相位測量，確定所述多根天線中的所述至少兩根天線的發(fā)送信道質(zhì)量。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述一個(gè)或多個(gè)處理器和/或電路用于基于所述動(dòng)態(tài)調(diào)整的發(fā)送相位關(guān)系、所述確定的發(fā)送信道質(zhì)量以及所述確定的所述接收器的性能，動(dòng)態(tài)地選擇所述多根天線中的兩根以上天線以及相應(yīng)的發(fā)送功率水平。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述動(dòng)態(tài)選擇的相應(yīng)的發(fā)送功率水平對應(yīng)于所述發(fā)送器的大部分發(fā)送功率。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，所述一個(gè)或多個(gè)處理器和/或電路用于使用所述多根天線中所述動(dòng)態(tài)選擇的兩根以上天線，以所述動(dòng)態(tài)選擇的相應(yīng)的發(fā)送功率水平，將隨后的射頻信號發(fā)送給所述基站的所述一根或多根天線。
全文摘要
一種無線收發(fā)器，包括發(fā)送器、接收器和多根天線，根據(jù)通過至少兩根天線從基站的一根或多根天線接收的射頻(RF)信號，確定至少兩根天線之間的發(fā)送相位關(guān)系。使用所確定的發(fā)送相位關(guān)系，通過至少兩根天線，發(fā)送射頻信號。從所接收的射頻信號確定的接收器性能，校正接收器，以用于隨后的射頻信號接收。根據(jù)發(fā)送射頻測量和所確定的接收器性能，動(dòng)態(tài)地調(diào)整發(fā)送相位關(guān)系。根據(jù)發(fā)送射頻測量和動(dòng)態(tài)調(diào)整的發(fā)送相位關(guān)系，確定每根發(fā)送天線的發(fā)送信道質(zhì)量。根據(jù)所調(diào)整的發(fā)送相位關(guān)系、特征化的發(fā)送信道質(zhì)量和所確定的接收器性能，動(dòng)態(tài)地選擇發(fā)送天線，以用于隨后至基站的發(fā)送。
文檔編號H04B7/04GK102835039SQ201180018118
公開日2012年12月19日 申請日期2011年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月8日
發(fā)明者羅伯特·G·洛倫茨, 斯里拉曼·達(dá)科希納穆爾蒂 申請人:美國博通公司