CN101385253A - Mimo天线系统的预处理系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种控制多输入多输出(MIMO)天线系统的方法包括，在第一通信单元上从第二通信单元接收一个表格，此表格包括多个基于预测的信道状态信息的空时处理方案，从表格内选择至少一个方案，并依照至少一个选择的空时处理方案从第一通信单元传输数据到第二通信单元。

Description

MIMO天线系统的预处理系统和方法

相关申请

[0001]本发明涉及美国专利申请[US-10609149]“使用过期信道状态信息的天线构造选择(Antenna Configuration Selection Using OutdatedChannel State Information)”，与本发明一起申请，在此，其披露通过引用被结合到本文。

技术领域

[0002]本发明通常涉及多输入多输出(MIMO)天线系统，特别涉及在MIMI天线系统里的预处理。

发明背景

[0003]与单输入单输出(SISO)天线系统相比，多输入多输出(MIMO)天线系统在发射机上使用多个天线和在接收机上使用多个天线，以在相同的带宽和能耗上提高通信吞吐量和/或范围。例如，多个天线通常提高系统内的范围。而且例如，当使用多组天线时，在系统里可以发送和接收多个同时的数据流，从而提高数据吞吐量。MIMO系统的一个使用是发送同一数据的多个流到一个具有多个天线的接收机。接着，在接收机内的一个处理单元使用冗余数据流以建立一个更可靠的数据副本。这样，MIMO系统也可以被用来提高数据传送的可靠性。

[0004]在发送/接收系统里，通常有至少两种方式来运行一个通信系统。一种方式被称为“时分双工(TDD)”，其使用一个单信道用于前向(forward)链路(来自发射机)和反向(reverse)链路(到发射机)。不同时隙被用于进行前向和反向链路传送。另一种方式是频分双工(FDD)，其使用一个信道用于前向链路，另一个信道用于反向链路，这两个信道被一个保护频带(guard band)分隔开。

[0005]不管是使用TDD还是FDD，MIMO系统都能够受益于预处理，其在一个前向或反向链路数据突发(data burst)之前确定天线选择和波束向量上的功率分配。预处理通常是通过测量一个给定信道的质量并相应地调整下一次传送而完成的。在一个TDD系统里，发射机可以通过检查反向链路突发数据来测量其信道的质量。这是因为前向和反向链路使用同一信道。但是，在FDD系统里，仅是接收机在前向链路信道上接收突发数据。因此，前向链路信道质量的测量最好是在接收机而不是发射机上进行测量。

[0006]此外，由于在第一前向突发数据和第二前向突发数据之间(在FDD系统里)以及在反向突发和前向突发之间(在TDD系统里)的时间偏差(time offset)，在测量时的信道质量是过期了一段时间的，预处理即是为下一次突发时间而做的。基于过期信息的预处理经常导致通信性能降级。所以，各种系统使用测量的信道质量，并在其上应用一个算法，来预测在预处理时间上的信道质量。这样有助于确保更多相关信道信息被用于预处理。

[0007]例如，TDD系统有可能采用一种技术，发射机测量信道质量，立即实施预处理，然后使用特别为突发时间预测的信道质量用于下一次前向突发。这与FDD系统相反，其中前向信道质量信息是在接收机上进行测量，并且其中接收机通常对未来前向突发的时间没有认识。这至少产生了两个问题：1)当信道信息不在发射机上时如何做前向突发的预处理，和2)当不知道下一次突发的时间时如何预测信道信息。

发明概述

[0008]本发明的各种实施例涉及在MIMO天线系统里提供预处理的系统和方法。在一个示范实施例里，MIMO系统是一个频分双工(FDD)系统，其在接收机上测量一个前向链路的信道状态信息(CSI)。接着，接收机产生从基准时间开始的多个时间偏差点的预测的CSI。预测的CSI被接收机用来产生空时(space time)处理方案。通常，对每个时间偏差产生至少一个方案。结果是接收机有多个方案，每个方案对应预测的CSI。例如，方案可能是指定使用一个或多个发射机天线的控制信息。

[0009]另外在此例子里，接收机建立一个方案表格。方案可以由从基准时间开始的时间偏差索引。接收机传送方案表格到发射机。在下一次前向突发之前，发射机从表格内选择一个对应突发时间的方案，并执行前向链路突发。

[0010]在另一个例子里，方案表格是由可靠性值(即一个显示预测的CSI的可靠性的值)索引。可靠性与时间偏差相关，从而每个方案有一个对应的可靠性值。基于可靠性值，发射机可以选择一个方案。

[0011]一些实施例的优点是他们提供一种方法，代表前向链路的发射机在接收机上执行至少一些预处理。因此，事实是CSI是在接收机上，而不是在发射机上，这不会阻碍预处理技术。此外，由于方案是为多个时间偏差而产生，接收机可以提供一种方案给下一个前向突发，而不需要知道前向突发的具体时间。而以上例子是指一个发射机和一个接收机的具体功能，这种功能构造不是唯一可能的构造。实际上，一些实施例包括一个角色颠倒，其中发射机测量反向链路CSI，基于此而产生控制信息，并发送控制信息回到接收机。实际上，本发明的各种实施例适用于任何MIMO系统。

[0012]前述已经相当广泛地阐述了本发明的特征和技术优势，一边与能够更好地理解以下本发明的详细描述。本发明的其它特征和优势将在随后描述，其形成本发明的权利要求科目。本领域那些有经验的技术人员应该理解，披露的概念和具体实施例可以被容易地使用，作为一个修改或涉及其它结构用来实现本发明相同目的的基础。本领域那些有经验的技术人员也应该认识到，这种等同结构并没有偏移如在附加权利要求内阐述的本发明的精神和范围。被看作本发明特性的新颖性特征，包括其组织和运行方法，与其它目的和优点一起，从以下结合附图的描述将会被更好地理解。但是，也应该深刻地理解，每个附图仅是用作描述和说明用途，而不是旨在作为一个限制本发明的定义。

附图说明

[0013]为了更全面地理解本发明，现结合附图对以下描述作出参考，其中：

[0014]图1描述一个典型多输入多输出(MIMO)天线系统，其包括依照本发明一个实施例的一个发射机和一个接收机；

[0015]图2描述依照本发明一个实施例的一个数据突发时间线；

[0016]图3A和3B描述依照本发明一个实施例实施一个方案到一次数据突发；

[0017]图4描述一种依照本发明一个实施例提供预处理到MIMO系统的典型方法；

[0018]图5描述一种依照本发明一个实施例的典型方法；和

[0019]图6描述一个依照本发明一个实施例的典型计算机系统。

发明详述

[0020]图1描述一个典型的多输入多输出(MIMO)天线系统100，依照本发明一个实施例其包括示范发射机101和示范接收机110。接收机110包括多个天线114，发射机101也一样。在一些实施例里，接收机110和发射机101可以有相同数目的天线，在其它实施例里，可以有不同数目的天线，但是，本发明不受天线数目的限制，只要每个发射机和接收机各自都包括多个天线。

[0021]运行时，接收机110通过一个或多个天线114从发射机101接收突发数据。除了一些信息处理以外(不在此讨论)，接收机110也检查信号和信道以建立信道状态信息(CSI)。CSI通常描述在传输时一个或多个传输射频信道的各种属性。CSI可能包括诸如振幅衰减(amplitudeattenuation)和相位旋转(phase rotation)，并且可以描述传输信道的任何其它属性。

[0022]在进一步深入之前，先解释有关CSI和其计算的一些基本准则。对一个传统的单天线无线通信系统，h(t)通常被用来显示发射天线和接收天线之间的信道系数。在此，等式(1)提供一个复值，其描述接收的信号和发射的信号之间的振幅衰减和相位旋转。

$h\left(t\right)=a\left(t\right)e^{\mathrm{j\θ}\left(t\right)}---\left(1\right)$

[0023]而且，h(t)的时间指标显示其是一个时变值(time-varyingvalue)。实际上，h(t)被看作或模拟为一个等式(2)内定义的某些相关特性的随机过程，其中E(·)表示在随机值上的期望运算，()^*表示共轭转置(conjugate transpose)运算，而ρ(τ)是一个在0和1之间的值。

$\mathrm{\ρ}\left(\mathrm{\τ}\right)=E\left(\frac{h\left(t\right)h^{*}(t+\mathrm{\τ})}{\left|h\left(t\right)\right|\left|h(t+\mathrm{\τ})\right|}\right)---\left(2\right)$

[0024]基于此特性，根据h(t)预测信道系数h(t+τ)通常是有可能的。任何信道预测方法可以被用于各种实施例。一种方法是由等式(3)提供，其中h_w是一个随机产生值。

$h(t+\mathrm{\τ})=\mathrm{\ρ}\left(\mathrm{\τ}\right)h\left(t\right)+\sqrt{1-{\mathrm{\ρ}}^2\left(\mathrm{\τ}\right)}{h}_w---\left(3\right)$

在这个意义上，ρ(τ)也可以被解释为h(t)到h(t+τ)的一个可靠值，随着ρ(τ)越大，h(t)更有可能与h(t+τ)相同。

[0025]为了简化，以上范例仅仅考虑了一个单路径信道。在多路径信道系统里，在接收机上可以有信道系数h₁(t)，...，h_L(t)的多路径。

[0026]当在发射和接收端(如在MIMO系统里)采用多条天线时，发射机和接收机之间的信道将是一个矩阵形式H(t)，而不是一个单元素，如等式(4)，其中h_m，n(t)表示在发射天线“n”和接收天线“m”之间的信道系数。

[0027]矩阵H(t)是一种表示CSI的方法，在一个给定时期它是即时信道状态矩阵。另外，从即时信道矩阵可以计算一些简单的CSI，如矩阵的F范数‖H(t₁)‖_F、H(t₁)的最大特征值(eigen value)或相应的特征向量、在诸如垂直贝尔实验室分层空时处理(V-BLAST)操作之后的当量信道增益或其它这种导出信息。其它类型的CSI可以包括H(t)的二阶(second order)统计参数，如传输空间相关矩阵，接收空间相关矩阵，时间相关函数ρ(τ)等。现在已知的或以后开发的任何类型的CSI可以被用在本发明的一些实施例里。

[0028]参照图1，估计单元111基于当前CSI建立未来多个时间点上的预测的传输CSI。接着，表格单元112使用预测的CSI来建立一个控制信息输入项的表格。在一个实施例里，表格内的每个输入项表示对应一个未来时间点上的控制信息，并且该表格由时间点索引。在另一个实施例里，每个输入项对应一个可靠性值，并且表格是由可靠性值索引。

[0029]例如通过利用一个单独控制信道，发射单元113发送表格到发射机101。接收单元103接收表格，控制单元102使用表格内的控制信息确定如何使用天线104来发射下一个突发数据。虽然各种功能单元被描述位于发射机101和接收机110内，应该注意到这种硬件构造仅是用作说明，因为功能单元也可以是硬件和/或基于软件的部件，位于与发射机101和/或接收机110相连的处理/控制单元内，或由其执行。

[0030]依照本发明一个实施例，图1描述示范的数据突发时间线200。时间线200显示数据突发在频分双工(FDD)传输配置内。在点201，发射机开始一个前向链路突发。前向链路突发在点202上结束(时间“t”)。由于本例子是一个发送/接收系统，接收机在点203上开始一个反向链路数据突发，但是，这不是本次讨论的焦点，所以将不会进一步描述。

[0031]在时间点202上或短时间后，接收机已经接收到前向数据突发，并开始产生时间t的传输CSI。使用时间t的CSI，然后接收机预测在时间t+τ(开始下一个传输数据突发的时间)上的CSI值。可以被用来预测在时间t+T上的CSI值的一个公式如等式(5)，即：

$H(t+\mathrm{\τ})=\mathrm{\ρ}\left(\mathrm{\τ}\right)H\left(t\right)+\sqrt{1-{\mathrm{\ρ}}^2\left(\mathrm{\τ}\right)}{H}_w---\left(5\right)$

等式(5)是另一种根据等式(4)简单表示等式(1)的方法。任何给定时间的H矩阵表示那个时间的传输CSI的测量。一个描述ρ的示范函数如等式(6)所示，其中J₀()是第一类的第0阶Bessel函数，并且f_d是最大的多普勒变换(doppler shift)。

$\mathrm{\ρ}\left(t\right)=J_0^2\left({2\mathrm{\πf}}_d\mathrm{\τ}\right)---\left(6\right)$

[0032]应该注意到，相关函数ρ(τ)可以根据特定无线传播情况而不同，并且等式(6)仅是一个Raleigh衰减信道的示范。

[0033]在典型的FDD系统里，接收机不知道τ的实际值，所以，不知道时间点204的值。因此，在本发明的各个实施例里，接收机计算τ的多个可能范围的H(t+τ)值。例如，对τ＝0到0.02秒，τ＝0.02秒到0.04秒，τ＝0.04秒到0.06秒，...，等，接收机可以产生H(t+τ)值。接着，接收机使用每个H(t+τ)值来计算哪个天线在下一个前向数据突发时使用。在此例子里，“方案(scheme)”是一个空时编码方案，用来确定运行时使用的天线。例如，一个方案可以表示使用发射机里一个或多个天线用于下一次传输的指令。示范方案可以指定在所有天线上、在与天线选择一起的部分天线上、和/或在与预编码/加权一起的所有天线上的空时编码和分层空时信号处理。任何类型的编码方案可以被用于各种实施例，包括混合方案(hybridscheme)，其包括空时编码和分层空时信号处理的元素。示范方案也可以指定空时和分层技术的混合安排。目前已知或以后开发的任何方案可以被用于各种实施例，包括但不限于空时分组编码(STBC)、空时格码(STTC)等。一种在方案内选择最优性能的技术如等式(7)所示：

${\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{opt}}(t+\mathrm{\τ})=\underset{\mathrm{\Φ}}{\arg \max }\left\{\left[\mathrm{perf}\left(\mathrm{\Φ}\left(H(t+\mathrm{\τ})\right)\right)\right]\right\}---\left(7\right)$

[0034]基于某些性能标准如比特误差率(BER)、信息包误差概率(PER)、成对差错概率(PEP)、数据吞吐量等，等式(7)显示预测的信道矩阵H(t+τ)的最优空时方案。

[0035]等式(7)是示范性的，本发明的各种实施例可以采用任何各种技术用于CSI预测。通常CSI预测技术计算H(t+τ)作为一个当前信道矩阵H(t)的函数以及经常作为一个过去信道矩阵H(t-t_i)的函数。另外或有选择地，使用CSI预测技术是有可能的，其仅仅预测信道矩阵的一些特征，如振幅或相位。不同的方法可能有不同的精度和稳健性特性。

[0036]对以上所述如等式(7)的CSI预测技术，通过ρ(τ)确定最优的空时方案。其中ρ的范围是从0到1，接收机计算一个预定集合内所有空时方案的性能表现(如BER，PER，PEP)，并选择对一个给定ρ范围或值可以获得最佳表现的空时方案。不同的ρ值通常将对应不同的最优方案。因此，接收机有可能产生一个ρ索引的空时方案的表格。

[0037]另外，因为ρ是一个τ的函数，产生一个由τ索引的空时方案的表格也是可能的。例如，假设采用两个发射天线，系统可以在两个空时方案(天线索引选择方案和STBC方案)之间进行选择。同时，假设CSI预测已经计算了当ρ很大时，如ρ∈[1，0.6]，最好从基于H(t)选择的一个天线发射信号，当ρ很小时，如ρ∈[0.6，0]，最好在两个天线上使用STBC。接着，接收机建立一个表格，如以下的示范表格1：

    表格1

 

选择的天线索引	STBC
		[1，0.6]	[0.6，0]

[0038]也可以假设ρ，作为τ的一个函数，在τ的一些范围上很高，而在其它范围上很低。因此，也可能有另一个由τ索引的表格，如以下示范表格2所示：

            表格2

 

选择的天线	STBC	选择的天线	STBC
				[0，τ1]	[τ1，τ2]	[τ2，τ3]	[τ3，+∞]

[0039]接收机发送一个或两个表格到发射机，发射机通过诸如从表格2选择方案，其对应在时间点204开始的下一个前向突发上τ的实际值，从表格内选择至少一个方案。本发明的各种实施例可以基于τ、ρ、两者结合、或任何其它合适的标准来选择方案。

[0040]一旦发射机选择了一个方案，该方案可以被实施到下一个前向链路数据突发。实际上，例如当随后的τ值与表格内方案的τ范围匹配，或当随后期望的ρ值与表格内方案的ρ范围匹配，在表格内的其它方案可以被实施到随后的数据突发。

[0041]依照本发明一个实施例，图3A和3B描述应用一个方案到一个数据突发。在图3A和3B内，发射机控制系统300包括空时编码和空间匹配部分301。实际的天线选择操作可以表示为一个矩阵或一个标量(scalar)乘以矩阵310和320中任何一个。因此，在第一τ的范围上，依照矩阵310系统可以实施一个方案，并在另一个τ的范围上，依照矩阵320可以实施一个方案，其中矩阵310通常对应一个天线选择方案(可以是其它选择更少天线的矩阵)，而矩阵320通常对应一个SBTC或STTC方案。如图所示，矩阵310产生一种安排，其在发射机上的三个可用天线中的只有两个天线被使用，而矩阵320产生一种安排，其中所有三个天线被使用。

[0042]在一些实施例里，发射机可以从表格里继续选择方案用于随后的前向突发，只要τ值和/或期望的ρ值匹配，每几个数据突发周期就接收一个新表格。提供较少表格更新的一个优点是使用较少的接收机处理功率，但是，如果预测较长的时间周期，CSI可能失去时效。另一方面，频繁更新可以确保更精确的预测CSI，但也可能挑战接收机处理功率和/或控制信道带宽的极限。

[0043]当空时编码和空间匹配部分301接收到一个方案时，其通过将一个或多个天线转成on(开)或off(关)来实施方案。在其它例子里，也可以从转成on的天线调整波束向量上的功率分配。在一个STBC例子里(如图3B所示)，空时编码和空间匹配部分301使用STBC技术，将数据流编码到三个互相保护的代码流内，并将它们映射到三个传输天线上。在一些示范实施例里，发送到发射机的表格可能包括矩阵，如矩阵310和320，而不是显示最优方案。

[0044]依照本发明一个实施例图4描述提供一个MIMO系统预处理的典型方法400。方法400可以在MIMO系统内的一个接收机上完成。存在各种类型的接收机，它们可以用在本发明实施例里。接收机类型的例子包括蜂窝电话或其它手持设备、台式计算机、便携式计算机、机架式(rack-type)计算机、远程设备等。实际上，各种无线局域网(WLANs)包括MIMO技术，如采用IEEE 802.11n无线标准的系统，都可以适用于本发明一个或多个实施例。

[0045]在步骤401，接收机获得传输CSI。在一个例子里，接收机从发射机检查一个数据突发，来识别传输信道的物理细节。这种物理细节可以包括振幅、相位、方向性、增益等。可以用任何各种方法获得CSI。例如，使用目前已知或以后开发的任何方法，接收机可以通过测量信号强度、极性、衰减或任何其它信号参数来导出传输CSI。在另一个实施例里，传输CSI从系统里的另一个部件被发送到接收机。

[0046]在步骤402，至少部分基于获得的传输CSI，接收机预测未来多个时间点的可能传输CSI。因此，使用在时间t上的传输CSI，接收机在多个可能的τ范围和/或值上预测时间t+τ的传输CSI。考虑到期望精度、处理功率限制、突发周期等，τ值的数目可以随具体应用不同而不同。但是，当τ逼近无穷大时任何数目的τ值都是可能的。

[0047]在步骤403，至少部分基于未来多个时间点上的传输CSI，产生一个空时处理方案的表格。在一个例子里，每个方案找到一个或多个用于数据突发的传输天线。表格的产生可以包括使用预测的CSI来确定哪个方案在一个给定τ或ρ上产生最优的性能。换言之，在一个例子里，接收机比较每个τ值或范围的每个方案的可能的天线性能值(如增益、方向性、比特误差率等)。接着，最优方案在表格内被显示出来。

[0048]在一些例子里，表格是通过时间偏差(τ)进行索引。在其它例子里，表格是通过可靠性值(ρ)进行索引，其中“1”表示完全可靠，而“0”表示完全不可靠。如果表格是通过时间偏差进行索引，使用表格产生控制信息通常包括，逐个时间偏差地计算方案，接着配置表格，使得其中一个轴是一个时间偏差轴。

[0049]如果表格是通过可靠性值进行索引，该过程通常包括，计算每个可靠性值的最优方案。换言之，在一个例子里，接收机比较每个ρ值或范围的天线性能值。接着，最优方案在表格内被显示出来。表格被配置使得其包括一个可靠性值的轴。此外，由于可靠性和时间偏差之间的关系，每个可靠性值对应至少一个时间偏差，尽管这也许不可能从表格配置中立即显示出来。当由ρ索引的表格被发回到发射机，发射机通常计算对应突发传输时刻的ρ，然后使用这个ρ值在表格内选择对应的s方案。

[0050]在步骤404，表格被发送到MIMO天线系统的一个发射机。可以用任何方式发送表格，包括通过专用控制信道、反向链路数据信道、有线、光纤电缆等。为了最小化这种传输的带宽，许多实施例通过天线选择矩阵的方案(如在图3A和3B内所示)来表示方案。但是，也有各种实施例可以表述更大复杂性的方案，这取决于参数，如控制带宽等。

[0051]依照本发明一个实施例，图5描述典型方法500。方法500可以通过MIMO天线系统内的一个发射机执行。可能的MIMO发射机的例子包括诸如蜂窝基站、采用IEEE 802.11n标准的无线路由器、对等网络内的个人或其它计算机等。

[0052]在步骤501，发射机从接收机接收一个表格，基于预测的信道状态信息，该表格包括多个空时处理方案。在一个例子里，接收可以是通过专用控制信道、反向链路数据信道、有线、光纤电缆等进行。在一个例子里，表格包括各种方案的指示，对τ和/或ρ的给定值，此各种方案被确定是最优的，在传输数据突发时使用。如以上有关方法400(图4)所述，表格可以被时间偏差或可靠性索引使得其中的方案可以通过时间偏差或可靠性进行配置。

[0053]在步骤502，发射机从表格中选择至少一个方案。在一个例子里，发射机包括一个计数器或时钟，其可以被用来确定从基准时间t开始的实际时间偏差。接着，通过将确定的时间偏差匹配到表格的索引，发射机可以选择一个方案，假设表格是通过时间偏差来索引的。在另一个例子里，当表格是通过可靠性来索引时，发射机根据可靠性选择方案。

[0054]在步骤503，发射机依照至少一个选择的空时处理方案传输数据。在一个实施例里，其中方案确定天线然后在数据突发期间转换成on，步骤503包括在突发时采用确定的天线，而不是使用未确定的天线。

[0055]尽管方法400(图4)和500显示为一系列的步骤，通过增加步骤、减少步骤、合并步骤或重新安排步骤，本发明可以有各种实施例。例如，在一个例子里，在方法400的步骤之后立即进行方法500的步骤，其中步骤404的表格与步骤501内的表格相同。此外，对单个表格，步骤502和503可以重复许多次，使得同一表格的多个方案被使用，然后才产生和接收一个新表格。而且，可以重复方法400和500，在整个一连串的数据通信内提供MIMO预处理。

[0056]本发明各种实施例的一个优点是这种系统可以适合以有效地提供MIMO预处理，特别是在FDD系统里。实际上，与不执行预处理的FDD系统相比，一些系统可能受益于成对差错概率(PEP)上高达一个数量级的下降。此外，一些系统可能被经济地调配以符合一个或多个实施例，因为许多系统是通过较少或不进行硬件改进、增加软件功能来进行调配的。

[0057]虽然以上实施例在上下文里已经描述了接收机执行一些预处理并发送一些控制型信息到发射机，但本发明的各种实施例可以包括其它构造。例如，一些实施例包括一个发射机，其测量和预测一个反向链路信道的CSI并发送控制型信息的表格到接收机。所以，依照本发明一个或多个实施例可以调配任何系统，使得其中一个通信单元测量一个信道，执行一些预处理，并发送控制型信息到另一个通信单元。此外，虽然FDD MIMO系统通常比TDD MIMO系统从实施本发明获益更多，应该注意到，本发明实施例不仅仅限制在FDD系统。实际上，包括任何双工技术的系统可以调配以适合一个或多个实施例。

[0058]本发明的一些实施例包括用于控制MIMO天线系统的方法，其中可以通过与天线控制系统相连的硬件和/或软件部件、或与那些系统的发射机和接收机相连的处理系统，来执行各种步骤。当通过计算机可执行指令进行实施时，本发明实施例的各种元件实际上是定义这些不同元件操作的软件代码。从一个可读介质(如硬盘驱动介质、光介质、EPROM、EEPROM、磁带介质、盒式磁带介质、闪存、ROM、记忆棒等)，可以获得可执行指令或软件代码，或通过一个来自通信介质(如互联网)的数据信号进行传送而获得可执行指令或软件代码。实际上，可读介质可以包括能够存储或传送信息的任何介质。

[0059]图6描述一个依照本发明实施例调配的示范计算机系统600。也即是说，计算机系统600包括一个可以在其上实施本发明实施例的示范系统，如依照一个或多个实施例控制或执行一个发射机或接收机处理的系统。中央处理单元(CPU)601被连接到系统总线602。CPU 601可以是任何通用CPU。但是，本发明不受限于CPU 601构造，只要CPU 601支持在此所述的发明操作。依照本发明的实施例，CPU 601可以执行各种逻辑指令。例如，依照以上所述的图4和5典型操作流程，CPU 601可以执行机器级(machine-level)指令。

[0060]优选地，计算机系统600也包括随机存取存储器(RAM)603，其可能是SRAM、DRAM、SDRAM等。优选地，计算机系统600包括只读存储器(ROM)604，其可能是PROM、EPROM、EEPROM等。RAM 603和ROM 604保持如本领域技术人员所熟知的用户和系统数据以及程序。

[0061]优选地，计算机系统600也包括输入输出(I/O)适配器605、通信适配器611、用户接口适配器608、以及显示适配器609。在某些实施例里，I/O适配器605、用户接口适配器608、和/或通信适配器611可以使用户能够与计算机系统600进行互动以便输入信息，如期望传输的数据、期望使用的数据信道等。

[0062]优选地，I/O适配器605将存储设备606，如一个或多个硬盘驱动(hard drive)、光碟(CD)驱动、软碟驱动、磁带等，连接到计算机系统600。优选地，通信适配器611适合将计算机系统600连接到网络612(如以上在图1、2、8和9内描述的通信网络108、804、903)。用户接口适配器608将用户输入设备如键盘613、标点装置607、和麦克风614，和/或输出装置如扬声器615连接到计算机系统600。显示适配器609是由CPU601驱动，控制显示设备610上的显示，例如显示一个用户界面。

[0063]应该理解，本发明不受限于系统600的构造。例如，可以使用任何合适的处理器设备，包括不受限制的个人计算机、便携式计算机、计算机工作站、和多处理器的服务器。而且，本发明实施例可以被实施在专用集成电路(ASICs)或超大规模集成电路(VLSI)上。实际上，依照本发明实施例本领域有技术人员可以利用任何数目的合理结构执行逻辑操作。

[0064]虽然已经详细说明了本发明及其优越性，但应理解，在不脱离所附权利要求定义的本发明的条件下可以做出各种改变，替换和变化。此外，本申请的范围不限定到此处说明书中描述的处理方法，机器，制造，物质构成，手段，方法和步骤等的特定实施例。从说明书可以容易理解，可以利用实质上执行了与这里说明的相应实施例相同功能或实现了相同结果的目前已有的或者将来会开发出的处理方法，机器，制造，物质构成，手段，方法和步骤。因此，所附的权利要求书旨在包括这些处理方法，机器，制造，物质构成，手段，方法或步骤。

Claims (27)

1.一种控制多输入多输出(MIMO)天线系统的方法，本方法包括：

在第一通信单元上从第二通信单元接收一个表格，所述表格包括多个基于预测的信道状态信息的空时处理方案；

从所述表格选择至少一个所述方案；和

依照所述至少一个选择的空时处理方案，从所述第一通信单元传输数据到所述第二通信单元。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述表格内的所述方案是由各个时间周期组织构成的，并且其中所述选择包括：

基于其各个时间周期选择所述至少一个方案。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述传输包括：

实施一个空时分组编码(STBC)技术到所述传输。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述表格内的所述方案是由各个可靠性值组织构成的，并且其中所述选择包括：

基于其各个可靠性值选择所述至少一个方案。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述传输数据包括：

基于在所述至少一个方案内的控制信息，在所述第一通信单元内选择多个天线中的一个或多个天线；和

使用所述选择的一个或多个天线传输所述数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述信道状态信息选自：

振幅；和

相位旋转(phase rotation)。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述传输是依照一种频分双工(FDD)方法进行。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一通信单元是一个在前向链路信道上通信的发射机，而所述第二通信单元是一个在反向链路信道上通信的接收机。

9.一种控制多输入多输出(MIMO)天线系统的方法，本方法包括：

在所述MIMO天线系统的第一通信单元上，从来自第二通信单元的一次突发中获得传输信道状态信息；

至少部分基于所述获得的传输信道状态信息，预测未来多个时间点上的可能的传输信道状态信息；

至少部分基于未来多个时间点上的所述传输信道状态信息，产生一个空时处理方案的表格；和

发送所述表格到所述MIMO天线系统的所述第二通信单元。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述获得包括：

估计所述传输信道状态信息。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述表格是依照所述多个时间点配置的。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述获得的信道状态信息对应一个时间t，并且其中所述多个时间点中的每个时间点对应一个从时间t开始的时间偏差。

13.根据权利要求9所述的方法，其中每个所述方案对应各个时间点和各个可靠性值，并且其中所述表格是由可靠性值组织构成。

14.根据权利要求9所述的方法，其中每个所述空时处理方案在表格内通过一个矩阵表示，该矩阵确定所述第二通信单元里的一个或多个传输天线用于随后传输。

15.根据权利要求9所述的方法，还包括在所述MIMO天线系统的所述第二通信单元上进行的随后动作：

从所述表格选择至少一个所述空时处理方案；和

至少部分基于在所述选择的时空处理方案内的控制信息传输数据。

16.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一通信单元是一个在反向链路信道上通信的接收机，而所述第二通信单元是一个在前向链路信道上通信的发射机。

17.一个多输入多输出(MIMO)天线系统，所述MIMO天线系统包括：

通信单元包括：

多个天线；

一个接收单元，可运行以接收一个时空处理方案的表格，并且还可运行以从所述表格选择所述方案中的一个方案；和

一个控制单元，依照所述选择的空时处理方案使用所述多个天线以传输数据。

18.根据权利要求17所述的MIMO天线系统，其中每个所述方案却确定所述多个天线中的一个或多个天线用于传输所述数据。

19.根据权利要求17所述的MIMO天线系统，其中每个所述方案是基于所述通信单元的预测的信道状态信息。

20.根据权利要求17所述的MIMO天线系统，其中所述通信单元是一个MIMO发射机；可运行以在一个前向链路上传输所述数据。

21.根据权利要求17所述的MIMO天线系统，其中所述接收单元基于一个与所述方案相关的期望可靠值，可运行以选择所述方案中的一个方案。

22.根据权利要求17所述的MIMO天线系统，其中所述接收单元基于从基准时间开始的时间偏差，可运行以选择所述方案中的一个方案，所述时间偏差与所述一个方案相关。

23.一种多输入多输出(MIMO)天线系统，所述MIMO天线系统包括：

第一通信单元包括：

多个天线，可运行以从一个对应MIMO第二通信单元接收传输；

一个估计单元，可运行以从所述传输估计未来的信道状态信息；

一个表格单元，可运行以建立控制信息输入项的表格，每个所述输入项至少部分基于所述估计的未来信道状态信息；和

一个传输单元，可运行以发送所述表格到所述对应的MIMO第二通信单元。

24.根据权利要求23所述的MIMO天线系统，其中所述第一通信单元是一个MIMO接收机，可运行以在一个反向链路上发送数据突发，而所述第二通信单元是一个发射机，可运行以在一个前向链路上进行通信。

25.根据权利要求23所述的MIMO天线系统，其中所述估计单元可运行以产生多个未来信道状态信息输入项，每个所述未来信道状态信息输入项对应一个从基准时间点开始的各个时间偏差，并对应各个可靠性值。

26.根据权利要求25所述的MIMO天线系统，其中所述表格单元可运行以建立由各个可靠性值索引的所述表格。

27.根据权利要求25所述的MIMO天线系统，其中所述表格单元可运行以建立由各个时间偏差索引的所述表格。

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