CN101345566B - 在ofdma无线网络中选择天线的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在OFDMA无线网络中选择天线的方法。通过使用在移动台中从基站接收的下行链路子帧来测量下行链路的信道状态。通过使用在所述基站中从所述移动台接收的上行链路子帧来测量上行链路的信道状态。接着，该方法对这些信道状态进行比较以确定上行链路和下行链路是否为互易的。移动台可以基于所述下行链路信道状态的质量来执行接收天线选择。也可以由基站指示移动台执行发送天线选择。

Description

在OFDMA无线网络中选择天线的方法
技术领域
本发明总体上涉及无线网络，具体地说，涉及在OFDMA网络中选择天线。
背景技术
正交频分复用(OFDM)
OFDM使用多个正交的副载波(sub-carrier)以相对低的符号率(symbol rate)发送信息。OFDM的一个优点是能够使用单载波承受信道状态和质量的严重变化，例如高频衰减、窄带干扰、以及由于多径引起的频率选择性衰落。由于OFDM使用多个慢速调制的窄带信号而不是一个快速调制的宽带信号，因此简化了信道均衡。低符号率使得能够实现保护间隔和时间扩展，同时消除了符号间干扰(ISI)。在一些OFDM符号中的一些副载波承载用于估计信道状态并执行同步的导频信号。
正交频分多址接入(OFDMA)
OFDM的一个缺点是不提供多用户信道接入一个信道。OFDMA通过分离多个用户的时间、频率或编码而解决该问题。即，通过为不同的用户分配不同的OFDM子信道而实现频分多址接入。子信道是不需要物理上相邻的一组副载波。OFDMA用于通常称为WiMAX的IEEE 802.16无线MAN标准的上行链路中。
WiMAX
IEEE 802.16标准定义了空中接口，而WiMAX包括IEEE 802.16空中接口和系统的组网部分。WiMAX是一种宽带无线接入技术，参见“IEEEStandard for Local and Metropolitan Area Networks-Part 16：Air Interfacefor Fixed Broadband Wireless Access Systems，”IEEE Computer Society andthe IEEE Microwave Theory and Techniques Society，October 2004，以及“IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks-Part 16：AirInterface for Fixed Broadband Wireless Access Systems，Amendment 2：Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and MobileOperation in Licensed Bands，”IEEE Computer Society and the IEEEMicrowave Theory and Techniques Society，February 2006，通过引用将这两篇文献合并于此。
天线选择
根据IEEE 802.16标准，基站(BS)和移动台(MS)中支持多个天线元件和射频(RF)链(chain)。由于RF链的成本高而天线的成本相对低，因此RF链的数量(N)通常少于天线的数量(M)，即，N≤M。因此，为了发送/接收信号，RF链连接到所选择的天线。
已知每个天线提供经历了不同信道增益的不同传播路径。因此，重要的是有选择地将M个天线中的N个连接到N个RF链以优化在BS和MS处的发送和接收性能。该功能被称为天线选择(AS)。天线选择是一种在误码率(BER)、信噪比(SNR)和吞吐量(TH)方面提高系统性能的方法。
其它标准也使用天线选择，例如3GPP长期演化(LTE)，R1-063089，“Low cost training for transmit antenna selection on the uplink，”MitsubishiElectric，NTT DoCoMo，3GPP RAN1#47，R1-063090，“Performancecomparison of training schemes for uplink transmit antenna selection，”Mitsubishi Electric，NTT DoCoMo，3GPP RAN 1#47，R1-063091，“Effectsof the switching duration on the performance of the within TTI switchingscheme for transmit antenna selection in the uplink，”Mitsubishi Electric，NTT DoCoMo，3GPP RAN1#47，and R1-051398，“Transmit AntennaSelection Techniques for Uplink E-UTRA，”Institute for Infocomm Research(I2R)，Mitsubishi Electric，NTT DoCoMo，3GPP RAN1#43，R1-070524，“Comparison of closed-loop antenna selection with open-loop transmitdiversity(antenna switching between TTIs)，”Mitsubishi Electric，3GPPRAN1#47bis，通过引用将所有这些文献合并于此。
WiMAX网络
图1示出了常规的IEEE 802.16WiMAX网络。该网络使用在BS和MS之间的点对多点通信。BS管理和协调分别在连接101-103上与特定小区中的MS1-MS3的所有通信。每个MS都与一个BS直接通信，并且该BS与网络的基础结构110或“骨干”通信。去往和来自MS的所有通信必须经过BS。为了执行基本的无线通信，BS和MS两者均配备有至少一个RF链。通常，BS处的天线元件和RF链的数量相等，即N＝M。然而，由于成本、尺寸和能耗的限制，通常真实情况是MS具有多于RF链的天线。因此，在MS处使用天线选择。
传统的IEEE 802.16标准支持时分双工(TDD)和频分双工(FDD)模式二者。此处描述的天线选择适用于这两个模式。
帧结构
如图2所示，TDD模式在从MS到BS的上行链路上和从BS到MS的下行链路上使用帧结构。标准中全面定义了前导码、FCH、突发、映射、以及间隙TTG和RTG。在图2中，横轴表示时间，纵轴表示子信道。第一子帧用于下行链路(DL)发送，第二子帧用于上行链路(UL)。在IEEE 802.16的下行链路子帧和上行链路子帧中，使用OFDMA以进行多用户信道接入。OFDMA在频域上分成多组正交副载波(子信道)而在时域上分成时隙，使得多个MS可以共享所有的带宽资源，例如时隙和频率副载波。因此，与每次仅能接纳单个用户的OFDM相比，OFDMA允许多个MS在OFDMA系统中的并发通信。
在图1中，BS和MS之间的例如101、102和103的每个连接被分配时频资源，该时频资源包含二维的块，即时长和频率副载波。利用OFDMA技术，BS能够使用二维带宽资源在连接101、102、103上与所有的MS通信。
在IEEE 802.16标准中，待分配的最小资源单位是时隙200。时隙200的大小是基于MS和BS用以进行上行链路和下行链路发送的排列(permutation)模式。排列模式定义了时域和频域的资源分配类型。对UL和DL定义了不同的模式。通过使用特定的排列，每个时隙中包含了给定数量的OFDMA符号和副载波。
图3示出了OFDMA符号300的结构，其中Ts是符号时长，Tb是信息(数据)时长，Tg是循环前缀CP 301。CP 301是根据在Tb的末尾处的数据导出的，并被复制到符号的开始处。Tg是可配置的时间时期，并且大约为几微秒长。频率副载波由快速傅立叶变换(FFT)生成以创建完整的频谱。根据不同用途将频率副载波分类成多个组，例如DC、数据、导频、以及保护副载波。
针对下行链路和上行链路多址接入使用OFDMA的现有的IEEE802.16e标准不支持移动台处的天线选择。因此，希望为OFDMA类型的网络中的手机提供天线选择。与OFDM不同，由于OFDMA允许多个用户对信道的并发接入，天线选择是非平凡(non-trivial)的。
发明内容
一种在OFDMA网络中选择天线的方法。下行链路的下行链路信道状态利用在移动台中从基站接收的下行链路子帧来测量。
上行链路的上行链路信道状态利用在基站中从移动台接收的上行链路子帧来测量。
接着，该方法基于下行链路信道状态和上行链路信道状态确定下行链路和上行链路是否为非互易的(unreciprocal)。如果为真，则在移动台选择一个天线组。移动台可选择发送天线组、接收天线组或选择二者。通常，基站确定要使用哪些发送天线，移动台确定接收天线。
附图说明
图1是本发明的实施方式使用的IEEE 802.16WiMAX网络的示意图；
图2是本发明的实施方式使用的TDD模式下的IEEE 802.16帧结构的框图；
图3是本发明的实施方式使用的OFDMA符号的示意图；
图4是根据本发明的实施方式的UL/DL排列的划分的示意图；
图5是根据本发明的实施方式的UL/DL AAS和非AAS区域的划分以及排列的示意图；
图6是根据本发明的实施方式的DL PUSC区域的示意图；
图7是根据本发明的实施方式的针对DL PUSC区域的天线切换的框图；
图8是根据本发明的实施方式的AAS区域的DL/UL AMC排列的框图；
图9是根据本发明的实施方式的UL PUSC区域的示意图；
图10是根据本发明的实施方式的针对UL PUSC区域的天线切换的实施例；
图11是根据本发明的实施方式的UL oPUSC的示意图；
图12是根据本发明的实施方式的针对UL oPUSC区域的天线切换的实施例；以及
图13是根据本发明的实施方式的用于选择天线的方法的流程图；
具体实施方式
这里定义并使用以下术语。
AAS区域：自适应天线系统(AAS)是IEEE 802.16网络的可选项，并在该标准中定义。AAS使用多个天线元件以通过使天线辐射指向各个MS来提高系统覆盖和容量。AAS能够在空间上调整辐射波束，并实现高的频率重用和增强的分集增益。AAS区域是在每个帧期间专用于支持AAS的MS的时段。
非AAS区域：非AAS区域是在每个帧中用于非AAS MS的时段。
时隙：时隙是在UL和DL中分配给MS的最小资源单位。时隙是二维的，并以时长和频率副载波来测量。
天线选择(AS)：AS用在MS或BS处的发送和接收期间以优化系统性能。AS可以分为发送天线选择(TAS)和接收天线选择(RAS)，它们分别用于选择用来发送和接收的天线。
导频副载波：在IEEE 802.16中，副载波被分为几个组，包括数据副载波、导频副载波、DC副载波、以及保护副载波。接收机使用导频副载波上的接收信号对信道进行估计。导频在整个副载波组上的分配取决于排列模式。
数据副载波：数据副载波是用于数据发送的副载波。
保护副载波：保护副载波是用于避免两个频带之间的谱间干扰的副载波。
排列区域：排列区域是DL或UL中的多个相邻的OFDMA符号。排列区域可包括使用相同排列公式的多个用户。UL子帧和DL子帧均可包含多于一个的排列区域，如图4所示。下面描述所使用的副载波(USC)。图5中示出了AAS/非AAS区域和UL/DL中使用的排列区域的类别。排列的区别主要是其时隙大小、数据/导频副载波的数量和位置以及副载波分组是相邻的还是分布式的。
天线切换
在天线切换期间，移动台测试哪组天线是最优的。基于信道状态，如可能由测试期间接收信号的信道增益所示，选择合适的天线组以使得能够优化系统性能。该组可以包括所有的天线或这些天线的一个子集。
对于OFDMA网络，一个站可在OFDMA符号的循环前缀(CP)周期期间切换天线，并使用所选择的天线组发送或接收OFDMA符号。天线切换通常在几十或几百纳秒内完成，而CP时长是几个微秒。因此，CP足够长以支持天线切换而没有任何数据丢失。
可以在发送机(发送天线部分)、接收机(接收天线部分)或这两者中执行天线选择。例如，在IEEE 802.16网络中，可以在上行链路或下行链路或这两者中在BS或MS或这两者处使用天线选择。然而，由于对成本或复杂度的考虑，通常是MS具有比天线少的RF链。
在大多数情况下，仅当天线数量大于RF链的数量时使用天线选择。因此，下面的描述集中于MS的天线选择，这实质上是指上行链路情况下的发送机天线选择和下行链路情况下的接收机天线选择。
为了支持上行链路中的发送机天线选择和下行链路中的接收机天线选择两者，我们提供了针对MS的自适应天线选择方法。然而，下面描述的方法也适用于BS。
MS可以是静止的、漫游的、或移动的，并可位于BS的覆盖区域中的任意位置。在TDD系统中，DL和UL发送在每帧中共享相同的频带。IEEE 802.16网络的帧时长在10ms的量级，这通常小于信道相干时间。因此，合理的是假设UL和DL信道是互易的(reciprocal)。互易是指信道状态和质量在下行链路和上行链路上是大致相同的。非互易是指信道状态和质量大致不同。
当假设了信道的互易性时，移动台可使用相同的天线组进行上行链路发送和下行链路接收。这简化了MS的天线选择，因为针对下行链路选择的天线子集可以直接重用于上行链路，反之亦然。在实际的实现中，装置中的用于上变频(upconversion)和下变频(downconversion)的RF链可能是非互易的。这种非互易性可以通过适当的校准而消除，参见例如H.Zhang，A.F.Molisch和J.Zhang，“Applying antenna selection inWLANs for achieving broadband multimedia communication，”IEEETransactions on Broadcasting，vol.52，pp.475-482，2006。
然而，由于MS的移动性、小区内干扰或小区间干扰，假设信道互易性不总是有效的。另外，因为可以向下行链路和上行链路中的MS分配不同的频率资源，并且因为是OFDMA网络，因此针对一个方向选择的天线组可能对于相反方向不是最优的组。在该情况下，有必要针对下行链路和上行链路分别地执行天线选择。
根据本发明的实施方式的自适应天线选择方法可以适用于上述互易的和非互易的信道。
自适应天线选择协议
在上行链路上，BS监视来自每个MS的导频信号，以获得信道状态。MS还测量下行链路的信道状态，并使用信道质量信息信道(CQICH)或借助于上行链路上的信道测量报告响应(REP-RSP)消息将该信息发送到BS。基于信道状态信息，BS不仅能够确定上行链路信道和下行链路信道是否为互易的，还能够确定上行链路信道是否具有可接受的质量。如果BS发现信道是非互易的且上行链路信道质量是不可接受的，则可向MS发出指示以通过用不同的天线组进行发送来启动发送天线选择。这使得基站能够确定最优的发送天线组。移动台还能够基于下行链路信道状态和质量来选择接收天线组。
互易信道(Reciprocal Channel)
当信道为互易的时，用于在下行链路上接收和用于在上行链路上发送的最优天线组是相同的。
作为下行链路中的接收机的MS能够几乎瞬时地测量信道的状态。因此，MS自身能够基于例如信号干扰噪声比(SINR)、分组丢失率等的本地信息确定是否以及何时开始天线选择过程。例如，当MS发现接收信号质量就SINR而言降低到低于特定阈值以下时，MS可以开始接收天线选择过程。
当BS在下行链路向MS进行发送时，BS通常将导频副载波嵌入分配给MS的整个频率资源块中，以便于MS估计下行链路并相干地解调下行链路信号。这些导频副载波还可用于天线选择的目的。
具体地说，在MS开始天线选择过程后，MS使用不同的天线组接收包含导频副载波的不同OFDMA符号，并且MS估计与每个不同的天线组关联的信道状态。
导频副载波嵌入所分配的资源块中的方式确定了天线选择如何发生。由于导频副载波(也被称为导频)在不同的排列方案中具有不同的位置，因此我们分别地描述每个排列方案。
以下排列方案定义在用于下行链路的IEEE 802.16标准中：
DL完全使用副载波(Fully Used Subcarrier，FUSC)模式
在DL FUSC模式中，一个时隙由一个子信道(频域中)和一个OFDMA符号(时域中)组成。这是OFDMA网络的特别之处。FUSC时隙不包括导频副载波。在DL FUSC模式中，所有的导频副载波位置是预定的。其余的副载波被进一步划分到用于发送数据的时隙中。导频副载波存在于FUSC区域的每个OFDMA符号中，并被所有的MS用于进行DL信道估计。因此，MS可用不同的天线组接收每个OFDMA符号，并由此估计不同天线组的信道响应。这对OFDM网络是不可能的。
DL可选FUSC模式
DL oFUSC模式是由BS使用的可选DL排列类型。和在FUSC中一样，oFUSC时隙由频域中的一个子信道和时域中的一个OFDMA符号组成，并且不包括任何导频副载波。和在FUSC中一样，导频副载波存在于每个OFDMA符号中，并被所有的MS用于进行DL信道估计。因此，天线切换过程类似于DL FUSC模式中的天线切换过程。
DL部分使用副载波(PUSC)模式
如图6所示，每个时隙由两个邻接的OFDMA符号(时间上)和一个子信道(频率上)组成。每个子信道由14个副载波组成。OFDMA符号可称为奇符号601和偶符号602。导频符号611和数据612的位置在奇OFDMA符号和偶OFDMA符号中不同。
图7示出了一个实施例，其中MS使用天线组j 701以接收符号k 700。然后，例如在符号k+1的循环前缀期间，MS切换到天线组j+1 702，以接收符号k+1。可以对于符号k+2，k+3等持续该过程，直至测试了所有其它的天线组。然而，根据接收机使用的选择算法，可以仅测试几个天线子集。基于至此接收的天线组的信道状态信息，MS可以确定所使用的天线组以优化性能。
DL并用(Tile Used)副载波(TUSC)1，2模式
TUSC 1和TUSC 2是针对802.16e DL定义的两种可选的排列模式。这两个区域仅存在于AAS区域中。TUSC 1和TUSC 2的时隙结构分别与用于UL PUSC和UL oPUSC模式的时隙结构相同。下面给出对UL PUSC和UL oPUSC模式的详细描述。
DL自适应调制编码(AMC)模式
DL AMC模式是针对802.16e的可选排列模式。副载波在每一个子信道中被组合并且在物理上是相邻的。图8示出了该时隙结构。每个时隙800由6个pin组成。每个pin包括一个OFDMA符号长和9个副载波宽。中间副载波811是导频副载波，其它副载波用于数据。根据如何对6进行因式分解：1×6、6×1、2×3和3×2，其中第一项代表时间，第二项代表频率，存在4种类型的AMC模式。由于DL AMC中的每个符号都具有导频，所以MS可测试不同符号中的不同天线组。
当MS执行天线切换时，MS在选择最优天线组之前可以测试一些或所有可能的天线组组合。由于信道互易性，选择用于在下行链路上进行接收的相同天线组随后可用于在上行链路上进行发送。由于针对下行链路的接收天线选择是本地执行的，因此不需要其它通知。
非互易信道
当上行链路信道和下行链路信道不是互易的时，所选择的用于在下行链路上进行接收的天线组不适用于在上行链路上进行发送。因此，可针对上行链路选择一个组，针对下行链路选择另外一个组，以优化它们各自的性能。
具体地说，如果BS发现上行链路信道和下行链路信道是非互易的，并确定应当执行天线选择，则它通过发送请求而通知MS开始天线选择过程。当BS确定应当执行发送天线选择时，信号是以UL MAP 201中的天线选择控制(ASC)UL信息元素(IE)的形式。相反，如果没有ASCUL IE出现在UL MAP中，则在该帧中不需要MS进行UL天线选择。
在由BS通知之后，MS使用当前的天线组发送分配给它的包含导频副载波的第一OFDMA符号，随后使用不同的天线组发送包含导频副载波的后续的OFDMA符号。因此，BS可估计与每个MS发送所使用的每个不同的天线组关联的信道响应。基于估计出的信道状态，BS确定MS处的哪个发送天线组获得最优性能，并借助于ASC UL IE向MS通知该最优组。MS随后使用所选择的最优天线组在上行链路中发送后续的帧。
表1中定义的ASC UL IE是扩展的UL-MAP IE以支持天线选择信令。
表1-OFDMA天线选择控制IE
  语法   大小(位)   备注
  Antenna_Selection_Control_IEO{   -   -
  扩展的UIUC   4   天线选择控制(Antenna SelectionControl)＝0x0B
  长度(Length)   4   长度＝0x01
  UL_AS_Indication   1   表明移动台是否在当前帧执行上行链路发送天线选择。
  UL_AS_Selection   7   该字段的值表明MS选择哪个天线组进行上行链路发送。
  }
ASC UL IE中的在本发明的实施方式中值为0x0B的“扩展的UIUC”字段表明该IE是扩展的UIUC IE。“长度”字段表明后面的“UL_AS_Indication”字段和“UL_AS_Selection”字段的以字节为单位的长度。
“UL_AS_Indication”字段设置为1(非互易情形)时表明MS应当在当前帧执行上行链路发送天线选择。如果该字段设置为0，则MS使用“UL_AS_Selection”字段确定由BS选择的天线组。更具体地说，“UL_AS_Selection”字段的值表明已经选择了哪个天线组用于将来的发送。例如，如果“UL_AS_Selection”字段为“0x01”，则表示应当选择使用初始天线组之后立即切换到的天线组以进行随后的上行链路发送。为了使得MS使用相同的天线组，BS发送“0x00”。
与下行链路的情况类似，天线切换和选择取决于上行链路中使用的具体排列。因此，下面描述针对每个上行链路排列方案的天线切换。
UL部分使用副载波(PUSC)模式
UL PUSC是强制UL排列模式。最小的资源分配单位是时隙200，如图9所示。每个时隙包括6个块(tile)900，其中每个块由3个OFDMA符号901和4个副载波902组成。OFDMA符号中的一些副载波是导频611，而其它的是数据612。然而，不是所有的OFDMA符号都包含导频副载波。
图10示出了UL PUSC区域中如何发生天线切换。具体地说，MS针对OFDMA符号k利用天线组j进行发送。因为符号k包含导频副载波，BS可因此而估计下行链路信道的下行链路信道状态。然后，例如在符号k+2的循环前缀中MS切换到天线组j+1，以使得它能够在符号k+2的时长中利用天线组j+1进行发送。类似的是，基于符号k+2中的导频副载波，BS可估计使用天线组j+1时的上行链路信道状态。
该天线切换过程一直持续到MS结束对所有可能的天线组的测试或提前终止该过程为止。随后，BS可以基于例如信道状态或SINR或容量的选择条件来选择最合适的天线组，并将所选择的天线组反馈给MS。
UL可选PUSC(oPUSC)模式
UL oPUSC模式是MS针对UL使用的可选排列模式。如图11所示，每个时隙由6个块1100组成，并且每个块包括3个OFDMA符号1101和3个副载波1102。导频副载波仅存在于中间OFMDA符号中。
图12示出了UL oPUSC区域中发生的天线切换。示出了当MS目前正在使用天线组j在上行链路中针对符号k+1进行发送时的情况。当MS从BS接收天线切换通知时，MS在符号k+4的循环前缀期间切换到另一天线组j+1，并在符号k+4期间使用该组j+1。该过程一直持续到MS终止天线选择过程为止。BS基于至此获得的信道状态结果来选择最优的天线组，并将所选的天线组反馈给MS。
UL自适应调制编码(AMC)模式
这是IEEE 802.16e中的可选排列模式。副载波在每一个子信道中被组合并且在物理上是相邻的。图8示出了该时隙结构。每个时隙包括6个pin。每个pin由一个OFDMA符号和每OFDMA符号的9个副载波宽组成。中间副载波用于导频信号。AMC模式包含基于pin在时频中的叠放方式的四种类型：m×n＝{1×6、6×1、2×3、3×2)，其中第一项代表时间，第二项代表频率。
通知
在MS执行发送或接收天线选择之前，MS通过与BS交换用户站基本能力请求(SBC-REQ)和SS基本能力响应(SBC-RSP)消息而向BS通知其支持这种功能的能力。
具体地说，当MS执行初始化并加入网络时，MS发送SS基本能力请求(SBC-REQ)消息以向BS表明该MS能够执行天线选择。表2中示出了SBC-REQ消息的格式。此处给出的所有的消息格式的描述仅是示例。
表2-SBC-REQ消息格式
 语法   大小(位)   备注
 SBC-REQ_Message_Format(){   -   -
 管理消息类型＝26   8   -
 TLV编码的信息   可变   类型-长度-值(TLV)特有的
 }
SBC-REQ表明在初始化协议的剩余期间对于与SS的有效通信所必需的SS能力编码。“支持的物理参数”编码是包含在SBC-REQ中的这些参数中的一个。
在下行链路中，表明OFDMA SS解调器的MIMO能力的“用于支持MIMO的OFDMA SS解调器”如表3所示，以支持天线选择协议。更具体地说，“用于支持MIMO的OFDMA SS解调器”中的第20位用于表明支持针对下行链路的接收天线选择能力。如果该位设置为1，则支持下行链路接收天线选择。相反，如果该位设置为0，不支持该能力。
表3-用于支持MIMO的OFDMA SS解调器
  类型   长度   值  范围
  176   3   第0位：2天线STC矩阵A第1位：2天线STC矩阵B，垂直编码第2位：4接收天线第3位：4天线STC矩阵A第4位：4天线STC矩阵B，垂直编码第5位：4天线STC矩阵B，水平编码第6位：4天线STC矩阵C，垂直编码第7位：4天线STC矩阵C，水平编码第8位：3天线STC矩阵A第9位：3天线STC矩阵B第10位：3天线STC矩阵C，垂直编码第11位：3天线STC矩阵C，水平编码第12位：支持计算预编码权重第13位：支持自适应速率控制第14位：支持计算信道矩阵第15位：支持天线分组第16位：支持天线选择第17位：支持基于码本的预编码第18位：支持长期预编码第19位：支持MIMO中间导码第20位：支持下行链路接收天线选择第21-23位：保留  SBC-REQ，SBC-RSP
类似的是，在上行链路中，表明OFDMA SS调制器的MIMO能力的“用于支持MIMO的OFDMA SS调制器”如表4所示，以支持针对上行链路的发送天线选择能力。第7位表明是否支持上行链路发送天线选择。如果该位设置为1，则支持上行链路发送天线选择。相反，则不支持。
表4-用于支持MIMO的OFDMA SS调制器
  类型   长度  值  范围
  177   1  第0位：2个Tx天线第1位：支持Tx分集第2位：支持空间多路复用第3位：支持波束赋形第4位：支持自适应速率控制第5位：支持单个天线第6位：支持2个天线第7位：支持上行链路发送天线选择  SBC-REQ，SBC-RSP
响应于所接收的SBC-REQ，BS向MS发送SBC-RSP。SBC-RSP的格式类似于SBC-REQ，不同之处在于“管理消息类型”字段的值是27而不是26。BS可以在SBC-RSP消息中使用如表3中所示的“用于支持MIMO的OFDMA SS解调器”TLV和如表4中所示的“用于支持MIMO的OFDMA SS调制器”TLV，以表明BS是否支持相应的天线选择能力。应当注意也可使用该字段的其它可用的值。
另外，MS可以向BS通知MS测试的可能的天线组组合的数量。因此，我们在表5和表6中定义了两个新的TLV以支持该信令。
表5-OFDMA SS天线选择上行链路支持
  类型   长度   值  范围
  203   1   表明上行链路MS发送天线选择将测试的天线组组合的数量  SBC-REQ，SBC-RSP
表6-OFDMA SS天线选择下行链路支持
  类型   长度   值  范围
  204   1   表明下行链路MS接收天线选择将测试的天线组组合的数量  SBC-REQ，SBC-RSP
知道了测试的组的数量，BS就能够简单地通知对这些组进行测试的顺序的索引以指示最优组。
图13示出了用于在OFDMA网络中选择天线的一般方法的步骤。通过使用在移动台中从基站接收的下行链路子帧5来测量(10)下行链路的DL信道状态11。通过使用在基站中从移动台接收的上行链路子帧6来测量(20)上行链路的UL信道状态21。接着，该方法对这些信道状态进行比较(30)，以确定下行链路和上行链路是否为互易的。移动台可以基于下行链路信道状态的质量执行接收天线选择40。移动台也可以执行发送天线选择。
尽管已经通过优选实施方式的实施例描述了本发明，但应当理解的是，可以在本发明的精神和范围内进行各种其它的修改和变型。因此，所附的权利要求的目的是涵盖落入本发明的真实精神和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (15)

1.一种用于在包括基站和具有多个天线的移动台的OFDMA无线网络中选择天线的方法，所述方法包括以下步骤：
通过使用在移动台中从OFDMA无线网络中的基站接收的下行链路子帧来测量下行链路的信道状态；
通过使用在所述基站中从所述移动台接收的上行链路子帧来测量上行链路的信道状态；
对所述下行链路的信道状态和所述上行链路的信道状态进行比较；以及
基于所述比较来选择所述移动台中的一个天线组，
所述方法通过导频副载波进行天线选择。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述上行链路子帧包括所述下行链路的所述信道状态，并且所述比较是在所述基站中进行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述基站确定所述下行链路和所述上行链路是否为非互易的以及所述上行链路的质量是否不可接受，所述方法还包括以下步骤：
向所述移动台发送用于利用不同的发送天线组进行发送的请求；以及
利用所述不同的发送天线组向所述基站进行发送。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择的天线组用于在所述下行链路上进行接收。
5.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
由所述基站指示所述不同的发送天线组中的最优发送天线组；以及
选择所述移动台中的所述最优发送天线组以在所述上行链路上向所述基站进行发送。
6.根据权利要求1所述的方法，其中选择一个天线组用于在所述下行链路上进行接收，并选择另一个天线组用于在所述上行链路上进行发送。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
如果所述下行链路和所述上行链路是互易的，则基于所述下行链路的所述信道状态开始所述选择。
8.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
针对所述不同的天线组测量所述下行链路的质量。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述移动台基于利用所述不同的天线组测得的所述下行链路的所述质量来选择最优天线组。
10.根据权利要求1所述的方法，其中选择天线组的需要是在一帧的用于天线选择的UL MAP中指示的。
11.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
如果所述下行链路和所述上行链路是互易的，则在移动台中选择一个天线组。
12.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
在所述基站中针对不同天线组来测量所述上行链路的质量；以及
基于所述质量向所述移动台通知最优天线组。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述移动台选择所述最优天线组。
14.根据权利要求12所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
通知对这些不同的组测量所述质量的顺序的索引。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动台向所述基站通知选择天线的能力。
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