特定的方面,但是運(yùn)些方面的多種變型和置換也落入本發(fā)明的范 圍之內(nèi)。雖然提及了優(yōu)選的方面的一些益處和優(yōu)點(diǎn),但是本發(fā)明的范圍并不受特定的益處、 使用或?qū)ο蟮南拗?。更確切地說,本發(fā)明的各個(gè)方面旨在廣泛地適用于不同的無線技術(shù)、系 統(tǒng)配置、網(wǎng)絡(luò)和傳輸協(xié)議,其中的一些通過舉例說明的方式在附圖和優(yōu)選方面的W下描述 中進(jìn)行了說明。說明書和附圖僅僅是對(duì)本發(fā)明的說明而不是限制,本發(fā)明的范圍由所附權(quán) 利要求書及其等同物進(jìn)行限定。
[0048] 示例性無線通信系統(tǒng)
[0049] 本文描述的技術(shù)可W用于多種寬帶無線通信系統(tǒng),其包括基于正交復(fù)用方案的 通信系統(tǒng)。運(yùn)種通信系統(tǒng)的示例包括空分多址(SDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、正交頻分多址 (OFDMA)系統(tǒng)、單載波頻分多址(SC-FDMA)系統(tǒng)等等。SDMA系統(tǒng)可W充分使用不同的方向 來同時(shí)發(fā)送屬于多個(gè)用戶終端的數(shù)據(jù)。TDM系統(tǒng)可W通過將傳輸信號(hào)劃分到不同的時(shí)隙 中,來允許多個(gè)用戶終端共享相同的頻率信道,其中每一個(gè)時(shí)隙被分配給不同的用戶終端。 (FDMA系統(tǒng)使用正交頻分復(fù)用(0抑M),(FDM是將整個(gè)系統(tǒng)帶寬劃分成多個(gè)正交的子載波的 調(diào)制技術(shù)。運(yùn)些子載波還可W稱為音調(diào)、頻段等等。對(duì)于0抑M,每一個(gè)子載波可W用數(shù)據(jù)進(jìn) 行獨(dú)立地調(diào)制。SC-抑MA系統(tǒng)可W利用交織的抑MAQ抑MA)W便在分布在系統(tǒng)帶寬上的子 載波上進(jìn)行發(fā)送,利用集中式抑MA(L抑MA)W便在一塊相鄰的子載波上進(jìn)行發(fā)送,或利用 增強(qiáng)的抑MA巧抑MA)W便在多塊相鄰子載波上進(jìn)行發(fā)送。通常來說,在頻域使用(FDM發(fā)送 調(diào)制符號(hào),在時(shí)域使用SC-FDMA發(fā)送調(diào)制符號(hào)。
[0050] 本文的教導(dǎo)可W并入到多種有線或無線裝置(例如,節(jié)點(diǎn))中(例如,在運(yùn)些裝 置中實(shí)現(xiàn)或者由運(yùn)些裝置執(zhí)行)。在一些方面,根據(jù)本文的教導(dǎo)實(shí)現(xiàn)的無線節(jié)點(diǎn)可W包括接 入點(diǎn)或接入終端。
[0051] 接入點(diǎn)("AP")可W包括、實(shí)現(xiàn)為或者稱作節(jié)點(diǎn)B、無線網(wǎng)絡(luò)控制器("RNC")、 eNodeB、基站控制器("BSC")、基站收發(fā)機(jī)("BTS")、基站("BS")、收發(fā)機(jī)功能("TF")、 無線路由器、無線收發(fā)機(jī)、基本服務(wù)集("BSS")、擴(kuò)展服務(wù)集("ESS")、無線基站("RBS") 或者某種其它術(shù)語(yǔ)。
[0052] 接入終端("AT")可W包括、實(shí)現(xiàn)為或者稱作接入終端、用戶站、用戶單元、移動(dòng) 站、遠(yuǎn)程站、遠(yuǎn)程終端、用戶終端、用戶代理、用戶裝備、用戶設(shè)備、用戶站或某種其它術(shù)語(yǔ)。 在一些實(shí)現(xiàn)中,接入終端可W包括蜂窩電話、無繩電話、會(huì)話發(fā)起協(xié)議("SIP")電話、無線 本地環(huán)路("WLL")站、個(gè)人數(shù)字助理("PDA")、具有無線連接能力的手持設(shè)備、站("STA") 或者連接到無線調(diào)制解調(diào)器的某種其它適當(dāng)處理設(shè)備。因此,本文所教導(dǎo)的一個(gè)或多個(gè)方 面可W并入到電話(例如,蜂窩電話或智能電話)、計(jì)算機(jī)(例如,膝上型計(jì)算機(jī))、便攜式 通信設(shè)備、便攜式計(jì)算設(shè)備(例如,個(gè)人數(shù)據(jù)助理)、娛樂設(shè)備(例如,音樂或視頻設(shè)備、或衛(wèi) 星無線設(shè)備)、全球定位系統(tǒng)設(shè)備或者被配置為通過無線或有線介質(zhì)進(jìn)行通信的任何其它 適當(dāng)設(shè)備。在一些方面,節(jié)點(diǎn)是無線節(jié)點(diǎn)。例如,運(yùn)種無線節(jié)點(diǎn)可W通過有線或無線通信鏈 路,來為或者向網(wǎng)絡(luò)(例如,諸如因特網(wǎng)或蜂窩網(wǎng)絡(luò)的廣域網(wǎng))提供連接。
[0053] 圖1示出了具有接入點(diǎn)和用戶終端的多址多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)100。為了 簡(jiǎn)單起見,在圖1中僅示出了一個(gè)接入點(diǎn)110。通常,接入點(diǎn)是與用戶終端進(jìn)行通信的固定 站,并且還可W稱為基站或者某種其它術(shù)語(yǔ)。用戶終端可W固定的或者移動(dòng)的,并且還可W 稱為移動(dòng)站、無線設(shè)備或某種其它術(shù)語(yǔ)。接入點(diǎn)110可W在任何給定時(shí)刻在下行鏈路和上 行鏈路上與一個(gè)或多個(gè)用戶終端120進(jìn)行通信。下行鏈路(即,前向鏈路)是從接入點(diǎn)到 用戶終端的通信鏈路,上行鏈路(即,反向鏈路)是從用戶終端到接入點(diǎn)的通信鏈路。用戶 終端還可W與另一個(gè)用戶終端進(jìn)行對(duì)等通信。系統(tǒng)控制器130禪合到接入點(diǎn),并且為接入 點(diǎn)提供協(xié)調(diào)和控制。
[0054] 雖然下面的公開內(nèi)容的各個(gè)部分將描述能夠通過空分多址(SDMA)進(jìn)行通信的用 戶終端120,但對(duì)于某些方面,用戶終端120還可W包括不支持SDMA的一些用戶終端。因 此,對(duì)于運(yùn)些方面,AP110可W被配置為與SDMA和非SDMA用戶終端進(jìn)行通信。該方法可W 方便地允許更舊版本的用戶終端("傳統(tǒng)"站)仍然部署在企業(yè)中,從而延長(zhǎng)其使用壽命, 同時(shí)允許更新的SDMA用戶終端視情況被引入。
[0055] 系統(tǒng)100使用多個(gè)發(fā)射天線和多個(gè)接收天線來在下行鏈路和上行鏈路上進(jìn)行數(shù) 據(jù)傳輸。接入點(diǎn)110配備有N。。個(gè)天線,并且表示針對(duì)下行鏈路傳輸?shù)亩噍斎耄∕I)和針對(duì) 上行鏈路傳輸?shù)亩噍敵觯∕O)。一組K個(gè)選擇的用戶終端120共同表示針對(duì)下行鏈路傳輸?shù)?多輸出和針對(duì)上行鏈路傳輸?shù)亩噍斎?。?duì)于僅僅SDMA,如果沒有通過某種方式將針對(duì)K個(gè) 用戶終端的數(shù)據(jù)符號(hào)流在代碼、頻率或時(shí)間上進(jìn)行復(fù)用,則期望具有K> 1。如果利 用TDM技術(shù)、使用CDM的不同代碼信道、使用OFDM的不聯(lián)合的子帶集等等對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)流 進(jìn)行復(fù)用,則K可W大于N。。。每一個(gè)選擇的用戶終端向接入點(diǎn)發(fā)送特定于用戶的數(shù)據(jù)和/ 或從接入點(diǎn)接收特定于用戶的數(shù)據(jù)。通常,每一個(gè)選擇的用戶終端可W配備有一個(gè)或多個(gè) 天線(目P,1)。運(yùn)K個(gè)選擇的用戶終端可W具有相同或者不同數(shù)量的天線。
[0056] MIMO系統(tǒng)100可W是時(shí)分雙工燈孤)系統(tǒng)或者頻分雙工(抑D)系統(tǒng)。對(duì)于TDD系 統(tǒng),下行鏈路和上行鏈路共享相同的頻帶。對(duì)于F孤系統(tǒng),下行鏈路和上行鏈路使用不同的 頻帶。MIMO系統(tǒng)100還可W使用單個(gè)載波或者多個(gè)載波來進(jìn)行傳輸。每一個(gè)用戶終端可 W配備有單個(gè)天線(例如,W使成本降低)或者多個(gè)天線(例如,在可W支持額外的成本的 情況下)。如果用戶終端120通過將傳輸/接收劃分到不同的時(shí)隙中來共享相同的頻率信 道,則系統(tǒng)100還可W是TDMA系統(tǒng),其中每一個(gè)時(shí)隙被分配給不同的用戶終端120。
[0057] 圖2示出了MIMO系統(tǒng)100中的接入點(diǎn)110和兩個(gè)用戶終端120m和120X的框圖。 接入點(diǎn)110配備有Nt個(gè)天線224a到224t。用戶終端120m配備有Nut,m個(gè)天線252ma到 252mu,用戶終端120X配備有Nut,x個(gè)天線252xa到252x11。接入點(diǎn)110是針對(duì)下行鏈路的 發(fā)送實(shí)體和針對(duì)上行鏈路的接收實(shí)體。每一個(gè)用戶終端120是針對(duì)上行鏈路的發(fā)送實(shí)體和 針對(duì)下行鏈路的接收實(shí)體。如本文所使用的,"發(fā)送實(shí)體"是能夠通過無線信道發(fā)送數(shù)據(jù)的 獨(dú)立操作的裝置或設(shè)備,"接收實(shí)體"是能夠通過無線信道接收數(shù)據(jù)的獨(dú)立操作的裝置或 設(shè)備。在下面的描述中,下標(biāo)"化"表示下行鏈路,下標(biāo)"up"表示上行鏈路,選擇Nup個(gè)用戶 終端在上行鏈路上進(jìn)行同時(shí)傳輸,選擇Nd。個(gè)用戶終端在下行鏈路上進(jìn)行同時(shí)傳輸,Nup可W 或者可W不等于Nd",Nup和Nd??蒞是靜態(tài)值,或者可W在每一個(gè)調(diào)度時(shí)間間隔發(fā)生改變。可 W在接入點(diǎn)和用戶終端處使用波束控制或者某種其它空間處理技術(shù)。
[0058] 在上行鏈路上,在被選擇進(jìn)行上行鏈路傳輸?shù)拿恳粋€(gè)用戶終端120處,TX數(shù)據(jù)處 理器288從數(shù)據(jù)源286接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),并且從控制器280接收控制數(shù)據(jù)。TX數(shù)據(jù)處理器288 基于與針對(duì)該用戶終端選擇的速率相關(guān)聯(lián)的編碼和調(diào)制方案,對(duì)針對(duì)該用戶終端的業(yè)務(wù)數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理(例如,編碼、交織和調(diào)制),并且提供數(shù)據(jù)符號(hào)流。TX空間處理器290對(duì)該數(shù)據(jù) 符號(hào)流執(zhí)行空間處理,向Nutim個(gè)天線提供Nut^m個(gè)發(fā)射符號(hào)流。每一個(gè)發(fā)射機(jī)單元(TMTR) 254 對(duì)各自的發(fā)射符號(hào)流進(jìn)行接收和處理(例如,轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)、放大、濾波和上變頻),W生 成上行鏈路信號(hào)。Nutim個(gè)發(fā)射機(jī)單元254提供Nutim個(gè)上行鏈路信號(hào),W便從Nut^m個(gè)天線252 向接入點(diǎn)進(jìn)行傳輸。
[0059] 可W調(diào)度Nup個(gè)用戶終端在上行鏈路上進(jìn)行同時(shí)傳輸。運(yùn)些用戶終端中的每一個(gè) 對(duì)其數(shù)據(jù)符號(hào)流執(zhí)行空間處理,并且在上行鏈路上向接入點(diǎn)發(fā)送其發(fā)射符號(hào)流集。
[0060] 在接入點(diǎn)110處,Ngp個(gè)天線224a到224ap從在上行鏈路上進(jìn)行發(fā)送的所有NUP個(gè) 用戶終端接收上行鏈路信號(hào)。每一個(gè)天線224向各自的接收機(jī)單元(RCVR) 222提供接收的 信號(hào)。每一個(gè)接收機(jī)單元222執(zhí)行與發(fā)射機(jī)單元254所執(zhí)行的處理互補(bǔ)的處理,并且提供 接收的符號(hào)流。RX空間處理器240對(duì)于來自Ngp個(gè)接收機(jī)單元222的N。。個(gè)接收的符號(hào)流 執(zhí)行接收機(jī)空間處理,并且提供Nup個(gè)恢復(fù)的上行鏈路數(shù)據(jù)符號(hào)流。根據(jù)信道相關(guān)矩陣求逆 (CCMI)、最小均方誤差(MMSE)、軟干擾消除(SIC)或者某種其它技術(shù),來執(zhí)行接收機(jī)空間處 理。每一個(gè)恢復(fù)的上行鏈路數(shù)據(jù)符號(hào)流是相應(yīng)的用戶終端發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)流的估計(jì)。RX數(shù) 據(jù)處理器242根據(jù)用于每一個(gè)恢復(fù)的上行鏈路數(shù)據(jù)符號(hào)流的速率,對(duì)該流進(jìn)行處理(例如, 解調(diào)、解交織和解碼),W便獲得解碼的數(shù)據(jù)。針對(duì)每一個(gè)用戶終端的解碼的數(shù)據(jù)可W提供 給數(shù)據(jù)宿244W進(jìn)行存儲(chǔ)和/或提供給控制器230W進(jìn)行進(jìn)一步處理。
[0061] 在下行鏈路上,在接入點(diǎn)110處,TX數(shù)據(jù)處理器210從數(shù)據(jù)源208接收針對(duì)被調(diào) 度進(jìn)行下行鏈路傳輸?shù)腘d。個(gè)用戶終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),從控制器230接收控制數(shù)據(jù),并可能從 調(diào)制器234接收其它數(shù)據(jù)??蒞在不同的傳輸信道上發(fā)送各種類型的數(shù)據(jù)。TX數(shù)據(jù)處理器 210基于為每一個(gè)用戶終端所選擇的速率,對(duì)針對(duì)該用戶終端的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(例如, 編碼、交織和調(diào)制)。TX數(shù)據(jù)處理器210提供針對(duì)Nd。個(gè)用戶終端的Nd。個(gè)下行鏈路數(shù)據(jù)符 號(hào)流。TX空間處理器220對(duì)運(yùn)Nd。個(gè)下行鏈路數(shù)據(jù)符號(hào)流執(zhí)行空間處理(例如,預(yù)編碼或波 束成形,如本發(fā)明中所描述的),并且向Ngp個(gè)天線提供N。。個(gè)發(fā)射符號(hào)流。每一個(gè)發(fā)射機(jī)單 元222對(duì)相應(yīng)的發(fā)射符號(hào)流進(jìn)行接收和處理,W生成下行鏈路信號(hào)。Ngp個(gè)發(fā)射機(jī)單元222 提供Ngp個(gè)下行鏈路信號(hào),W便從Ngp個(gè)天線224向用戶終端進(jìn)行傳輸。
[0062] 在每一個(gè)用戶終端120處,Nut,m個(gè)天線252從接入點(diǎn)110接收運(yùn)N。。個(gè)下行鏈路信 號(hào)。每一個(gè)接收機(jī)單元254對(duì)來自相關(guān)聯(lián)的天線252的接收信號(hào)進(jìn)行處理,并且提供接收 的符號(hào)流。RX空間處理器260對(duì)來自Nut,m個(gè)接收機(jī)單元254的Nut,m個(gè)接收的符號(hào)流執(zhí)行 接收機(jī)空間處理,并且提供針對(duì)該用戶終端的恢復(fù)的下行鏈路數(shù)據(jù)符號(hào)流。根據(jù)CCMI、MMSE 或某種其它技術(shù)執(zhí)行該接收機(jī)空間處理。RX數(shù)據(jù)處理器270對(duì)所恢復(fù)的下行鏈路數(shù)據(jù)符號(hào) 流進(jìn)行處理(例如,解調(diào)、解交織和解碼),W獲得針對(duì)該用戶終端的解碼的數(shù)據(jù)。
[0063] 在每一個(gè)用戶終端120處,信道估計(jì)器278對(duì)下行鏈路信道響應(yīng)進(jìn)行估計(jì),并且提 供下行鏈路信道估計(jì),其中該估計(jì)可W包括信道增益估計(jì)、SNR估計(jì)、噪聲方差等等。類似 地,信道估計(jì)器228對(duì)上行鏈路信道響應(yīng)進(jìn)行估計(jì),并且提供上行鏈路信道估計(jì)。通常,用 于每一個(gè)用戶終端的控制器280基于用于該用戶終端的下行鏈路信道響應(yīng)矩陣Hd",m來導(dǎo) 出用于該用戶終端的空間濾波器矩陣??刂破?30基于有效上行鏈路信道響應(yīng)矩陣Hup,Wf 來導(dǎo)出用于該接入點(diǎn)的空間濾波器矩陣。用于每一個(gè)用戶終端的控制器280可W向接入點(diǎn) 發(fā)送反饋信息(例如,下行鏈路和/或上行鏈路特征向量、特征值、SNR估計(jì)等等)??刂破?230和280還分別對(duì)接入點(diǎn)110和用戶終端120處的各種處理單元的操作進(jìn)行控制。
[0064] 圖3示出了可W在無線設(shè)備302中使用的各種組件,其中無線設(shè)備302在諸如 MIMO系統(tǒng)100的無線通信系統(tǒng)中使用。無線設(shè)備302是可W被配置為實(shí)現(xiàn)本文所描述的 各種方法的設(shè)備的示例。無線設(shè)備302可W是接入點(diǎn)110或用戶終端120。
[00化]無線設(shè)備302可W包括處理器304,處理器304控制無線設(shè)備302的操作。處理 器304還可W稱作為中央處理單元(CPU)??蒞包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)的存儲(chǔ)器306向處理器304提供指令和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器306的一部分還可W包括非易 失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(NVRAM)。通常,處理器304根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器306中的程序指令來執(zhí) 行邏輯和算術(shù)運(yùn)算??蒞執(zhí)行存儲(chǔ)器306中的指令W實(shí)現(xiàn)本文所描述的方法。
[0066] 無線設(shè)備302還可W包括外殼308,外殼308可W包括發(fā)射機(jī)310和接收機(jī)312W 便允許在無線設(shè)備302和遠(yuǎn)程位置之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。可W將發(fā)射機(jī)310和接收機(jī)312 合并為收發(fā)機(jī)314。可W將單個(gè)或者多個(gè)發(fā)射天線316附接到外殼308并且電禪合至收發(fā) 機(jī)314。無線設(shè)備302還可W包括(沒有示出)多個(gè)發(fā)射機(jī)、多個(gè)接收機(jī)和多個(gè)收發(fā)機(jī)。
[0067] 無線設(shè)備302還可W包括信號(hào)檢測(cè)器318,信號(hào)檢測(cè)器318可W用于盡力檢測(cè)和量 化收發(fā)機(jī)314所接收的信號(hào)的電平。信號(hào)檢測(cè)器318可W檢測(cè)諸如總能量、每子載波每符 號(hào)的能量、功率譜密度的信號(hào)和其它信號(hào)。無線設(shè)備302還可W包括用于處理信號(hào)的數(shù)字 信號(hào)處理器值SP) 320。
[0068] 可W通過總線系統(tǒng)322將無線設(shè)備302的各個(gè)組件禪合在一起,其中除了包括數(shù) 據(jù)總線之外,總線系統(tǒng)322還可W包括電源總線、控制信號(hào)總線和狀態(tài)信號(hào)總線。 W例 在下一代WLAN(例如,圖1中的MIMO系統(tǒng)100)中,下行鏈路值L)多用戶(MU)MIMO 傳輸可W表示