CN101542938A - 用于无线mimo通信系统中的隐式波束形成的校准校正 - Google Patents

Abstract

一种用在MIMO无线通信系统中的发送器波束形成技术确定对反向信道的部分的描述，而无需确定对反向信道的全部维度的描述。从对反向信道的部分的描述以及对正向信道的描述开发校正矩阵。校正矩阵用来处理将经由正向信道发送的信号，并且调向矩阵用来执行正向信道中的波束形成。

Description

用于无线MIMO通信系统中的隐式波束形成的校准校正

相关申请

这是正式递交的申请，本申请要求保护于2006年9月18日递交的、题为“Calibration for Implicit Transmit Beamforming in Multi-AntennaWireless Systems”的、申请号为60/845,589的美国临时专利申请的权益，该申请的全部公开由此通过引用而被并入于此。

技术领域

本发明一般地涉及无线通信系统，并且更具体地说涉及用于在具有多个发送天线和多个接收天线的无线通信系统中波束形成的同时发送信息的系统和方法。

背景技术

在过去若干年间已经可以使用数目一直增长的相对便宜的、低功率的无线数据通信服务、网络和设备，这促进了接近导线速度的传输和可靠性。在802.11 IEEE标准中详细描述了各种无线技术，802.11 IEEE标准例如包括IEEE标准802.11(1999)及其更新与修正IEEE标准802.11a/g(2003)以及现处于被表决的过程中的IEEE标准802.11n，所有这些标准通过引用而被一同全部并入于此。这些标准已被商业化或者处于被商业化的过程中，预示着54Mbps或更有效的带宽，使得它们成为传统有线以太网和更普遍的“802.11b”或“WiFi”11Mbps移动无线传输标准的强有力竞争者。

一般说来，遵从IEEE 802.11a和802.11g或“802.11a/g”以及802.11n标准的传输系统利用被映射至多达64正交幅度调制(QAM)多载波星座的正交频分调制或OFDM所编码的符号，来实现它们的高数据传输速率。在一般意义上，OFDM的使用将总体的系统带宽划分成若干频率子带或信道，其中每个频率子带与可调制数据的各个子载波相关联。因此，OFDM系统的每个频率子带可视为将在其中发送数据的独立传输信道，从而增加了通信系统的总体吞吐量或传输速率。

在遵从上述802.11a/802.11g/802.11n标准以及诸如802.16a/d/e/m IEEE标准之类的其他标准的无线通信系统中所使用的发送器一般执行多载波OFDM符号编码(这可包括纠错编码和交织)，利用快速傅里叶逆变换(IFFT)技术将所编码的符号转换为时域，并且对信号执行数模转换和传统的射频(RF)上转换。这些发送器然后在适当的功率放大后将经调制的并且经上转换的信号发送至一个或多个接收器，导致了具有大峰均比(PAR)的相对高速的时域信号。

类似地，在遵从上述802.11a/802.11g/802.11n以及802.16a IEEE标准的无线通信系统中所使用的接收器一般包括执行对所接收的信号的RF下转换和滤波(这可在一个或多个级中执行)的RF接收单元以及处理承载了关注的数据的OFDM所编码的符号的基带处理器单元。在对所接收的时域模拟信号的基带下转换、传统的模数转换和快速傅里叶变换之后，恢复了呈现在频域中的每个OFDM符号的数字形式。此后，基带处理器执行解调(相位旋转)和频域均衡(FEQ)以恢复所发送的符号，然后这些符号在维特比(Viterbi)解码器中被处理以估计或确定所发送的符号的最可能身份。经恢复的并且经识别的符号流然后被解码，这可包括去交织以及利用任何的若干已知纠错技术来纠错，以产生与发送器所发送的原始信号相对应的所恢复的信号的集合。

在无线通信系统中，由发送器生成的RF所调制的信号可经由若干不同传播路径到达特定接收器，由于多路径和衰落的现象所以传播路径的特性一般随时间而改变。此外，传播信道的特性基于传播的频率而不同或变化。为了补偿传播效应的时间变化的、频率选择性的性质，并且一般地为了增强无线通信系统中的有效编码和调制，无线通信系统的每个接收器可定期地开发或收集针对每个频率信道的信道状态信息(CSI)，这些频率信道例如是与每个以上所讨论的OFDM子带相关联的信道。一般说来，CSI是描述每个OFDM信道的一个或多个特性(例如，每个信道的增益、相位和SNR)的信息。一旦确定针对一个或多个信道的CSI，接收器就可将此CSI发送回发送器，发送器可使用针对每个信道的CSI来预调节利用那个信道所发送的信号，以便补偿每个信道的变化着的传播效应。

无线通信系统的一个重要部分因此是基于信道状况来选择将用于数据传输的适当的数据速率以及编码和调制方案。一般说来，期望使用选择过程来最大化吞吐量同时满足某些质量目标，诸如由期望的误帧率(FER)、等待时间标准等限定的那些目标。

为了进一步增加可在通信系统中被传播的信号的数目并且/或者为了补偿与各个传播路径相关联的有害效应从而改进传输性能，在无线传输系统内使用多个发送和接收天线是已知的。这样的系统统称为多输入多输出(MIMO)无线传输系统，并且被具体规定在现在正被表决的802.11nIEEE标准内。已知的是，MIMO技术的使用产生了频谱效率和链路可靠性的显著提高，并且当MIMO系统内的发送和接收天线的数目增加时这些益处一般地增加。

除了通过OFDM的使用而创建的频率信道以外，由特定发送器和特定接收器之间的各个发送和接收天线所形成的MIMO信道包括若干独立的空间信道。已知的是，无线MIMO通信系统可通过将这些空间信道所创建的额外维度用于额外数据的传输，来提供改进的性能(例如，增加的传输容量)。当然，宽带MIMO系统的空间信道可经历跨越总体系统带宽的不同的信道状况(例如，不同的衰落和多路径效应)，并且因此可在总体系统带宽的不同频率(即，在不同的OFDM频率子带)实现不同SNR。因此，可利用针对特定级别的性能的、每个空间信道的不同频率子带来传输的每个调制符号的信息位的数目(即，数据速率)可以因频率子带而不同。

然而，代替使用不同的发送和接收天线来形成发送额外信息的分离的空间信道，通过使用MIMO系统的各个发送天线中的每一个来发送同一信号，同时当此信号被提供至各个发送天线时定相(和放大)此信号以实现波束形成或波束调向，在MIMO系统中可获得更好的接收性能。一般说来，波束形成或波束调向创建了在一个或多个特定方向上具有一个或多个高增益波瓣或波束(相比全向天线所获得的增益)的空间增益模式，同时相比全向天线所获得的增益降低了其他方向上的增益。如果增益模式被配置为在每个接收器天线的方向上都产生高增益波瓣，那么相比单发送器天线/接收器天线系统所获得的接收可靠性，MIMO系统可获得特定发送器和特定接收器之间的更好的接收可靠性。

存在很多已知的用于确定指定波束调向系数的调向矩阵的技术，这些波束调向系数需用来适当地调节应用于各个发送天线的信号以便在发送器产生期望的发送增益模式。已知的是，这些系数可指定将被提供至发送天线的信号的增益和定相以在特定或预定方向上产生高增益波瓣。这些技术例如包括发送-MRC(最大比合并)和奇异值分解(SVD)。确定调向矩阵的一个重要部分是考虑到发送器和接收器之间的信道的细节，该信道在这里称为正向信道。结果，一般基于正向信道的CSI来确定调向矩阵。然而，为了确定正向信道的CSI或其他细节，发送器必须首先向接收器发送已知的测试或校准信号，该接收器然后计算或确定正向信道的细节(例如，针对正向信道的CSI)，并且然后将正向信道的CSI或其他指标发送回发送器，从而要求信号不仅从发送器发送至接收器而且随后从接收器发送回发送器以执行正向信道中的波束形成。此外，每次确定正向信道时(例如，每次针对正向信道计算调向矩阵时)，此交换都必须发生。

为了减少基于CSI或其他信道信息来执行波束形成所需要的启动交换的量，在MIMO通信系统中执行隐式波束形成是已知的。利用隐式波束形成，基于正向信道(即，将实现波束形成的、从发送器到接收器的信道)可从反向信道(即，从接收器到发送器的信道)估计这样一个假设来计算或确定调向矩阵。具体地说，正向信道可理想地被作为反向信道的矩阵转置而估计。因此，在理想情况下，因为发送器可使用来自接收器的信号以确定反向信道，并且可简单地将正向信道估计为反向信道的矩阵转置，所以发送器仅需接收来自接收器的信号以产生针对正向信道的调向矩阵。结果，因为发送器可仅仅基于从接收器发送至发送器的信号来估计正向信道，所以隐式波束形成减少了需在发送器和接收器之间发送的启动交换信号的量。

然而遗憾的是，射频(RF)链损伤以增益/相位失衡和耦合损耗的形式损伤了正向和反向信道之间的理想互易性，使得有必要每次正确定正向信道时都执行额外的校准交换以计入这些损伤。无论如何，这些RF链损伤使得(仅仅基于对反向信道的估计来估计正向信道的)隐式波束形成的使用实际上较差。

发明内容

在一个实施例中，公开了一种具有第一收发器设备和第二收发器设备的通信系统内的波束形成的方法，第一收发器设备具有第一多个天线，第二收发器设备具有第二多个天线，所述方法包括确定对反向信道的部分维度的描述，而不用确定对反向信道的全部维度的描述，其中信号经由反向信道从第二收发器设备行进至第一收发器设备。所述方法还包括从对反向信道的部分维度的描述以及对正向信道的描述来开发校正矩阵，信号经由正向信道从第一收发器设备行进至第二收发器设备。所述方法还包括使用校正矩阵来处理将经由正向信道发送的信号，以及使用调向矩阵来执行正向信道中的波束形成。

在另一实施例中，一种用于向一个或多个其他通信设备发送信号的无线收发器包括多重数的天线以及耦合至多重数的天线的波束形成网络。所述无线发送器还包括耦合至波束形成网络的控制器，该控制器用于利用调向矩阵控制波束形成网络，并且用于使用校正矩阵来处理将经由正向信道发送的信号。所述无线发送器还包括校正矩阵计算单元，该校正矩阵计算单元获得对正向信道的描述，获得对反向信道的部分维度的描述，并且从对正向信道的描述以及对反向信道的部分维度的描述来开发校正矩阵。所述无线发送器还包括调向矩阵计算单元，该调向矩阵计算单元适用于开发调向矩阵。

在另一实施例中，公开了一种具有第一收发器和第二收发器的通信系统内的波束形成的方法，第一收发器具有第一多个天线，第二收发器具有第二多个天线，所述方法包括经由正向信道发送校准发起分组，校准发起分组包括指示对确认分组的请求的信号，其中信号经由正向信道从第一收发器行进至第二收发器。此外，所述方法包括经由反向信道接收响应于指示对确认分组的请求的信号的确认分组，其中信号经由反向信道从第二收发器行进至第一收发器。此外，所述方法包括基于确认分组的接收来确定对反向信道的部分维度的描述，并且基于对反向信道的部分维度的描述以及对正向信道的描述来开发校正矩阵。此外，所述方法包括使用校正矩阵来处理将经由正向信道发送的信号，以及使用调向矩阵来执行正向信道中的波束形成。

在另一实施例中，一种用于向一个或多个其他通信设备发送信号的无线收发器包括多重数的天线以及耦合至多重数的天线的波束形成网络。此外，所述无线收发器包括耦合至波束形成网络的控制器，该控制器用于利用调向矩阵控制波束形成网络，用于使用校正矩阵来处理将经由正向信道发送的信号，并且用于使得收发器经由正向信道发送校准发起分组，校准发起分组包括指示对确认分组的请求的信号。此外，所述无线收发器包括校正矩阵计算单元，该校正矩阵计算单元经由反向信道获得对正向信道的描述，基于经由反向信道的确认分组的接收来确定对反向信道的部分维度的描述，并且从对正向信道的描述以及对反向信道的部分维度的描述来开发校正矩阵。此外，所述无线收发器包括调向矩阵计算单元，该调向矩阵计算单元适用于开发调向矩阵。

附图说明

图1是无线MIMO通信或传输系统的框图，该系统确定和使用作为用在MIMO通信系统的发送器中的隐式波束形成技术的一部分的校正矩阵；

图2是用于校准无线网络中的站的现有技术方法的流程图；

图3是示出在图2的校准方法期间站A和站B之间的通信的定时图；

图4是用于校准无线网络中的站的示例方法的流程图；

图5是示出在图4的校准方法期间站A和站B之间的通信的定时图；

图6是用于校准无线网络中的站的另一示例方法的流程图；

图7是示出在图6的校准方法期间站A和站B之间的通信的定时图；

图8是用于基于对反向信道的部分估计以及来自对正向信道的估计的相应信息来生成校正矩阵的示例方法的流程图；

图9是示出实现了使用作为隐式波束形成技术的一部分的校准因子的发送器波束形成技术的、用于单个发送器和单个接收器之间的无线通信的发送增益模式的框图；并且

图10A是可使用周期信号检测器的硬盘驱动器系统的框图；

图10B是可使用周期信号检测器的数字通用驱动器系统的框图；

图10C是可使用周期信号检测器的高清晰度电视的框图；

图10D是可使用周期信号检测器的车辆的框图；

图10E是可使用周期信号检测器的移动电话的框图；

图10F是可使用周期信号检测器的机顶盒的框图；

图10G是可使用周期信号检测器的媒体播放器的框图；并且

图10H是可使用周期信号检测器的IP电话设备的框图。

具体实施方式

虽然这里所描述的用于处理和实现无线数据传输的波束形成技术被描述为用在使用了IEEE标准802.11x通信标准之一的通信系统中，但是这些技术可用在各种其他类型的无线通信系统中，并且不限于遵从IEEE标准802.11x标准中的一个或多个的那些通信系统。

现在参考图1，MIMO通信系统10被以框图的形式例示为一般地包括具有多个发送天线14A-14N的单个收发器设备12(在下文中称为发送器12)，以及具有多个接收器天线18A-18M的单个收发器设备16(在下文中称为接收器16)。发送天线14A-14N的数目可以等于、大于或小于接收器天线18A-18M的数目。如图1所示，发送器12可包括控制器20，控制器20耦合至存储器21、符号编码器和调制器单元22以及这里也称为发送波束形成网络的时空滤波或映射块24。发送器12还可包括矩阵均衡器25以及符号解调器和解码器单元26以执行对在接收模式中经由天线14A-14N接收的信号的解调和解码。此外，发送器12包括调向矩阵计算单元28和校正矩阵计算单元29。应当理解，应用在发送器12上的处理可例如基于响应于接收器16所发送的测试或控制信号C_R1的接收而由发送器12开发的CSI。具体地说，接收器16内的控制器40或其他单元(诸如信道确定单元27)可通过确定或表征当信号C_R1行进通过反向信道时对于信号C_R1的反向信道的传播效应，来处理所接收的控制信号C_R1并且从控制信号C_R1开发对发送器12和接收器16之间的反向信道的测量描述。

控制器20可以是任何期望类型的控制器，并且可实现为一个或多个诸如微处理器之类的标准多用途可编程处理器，可实现为专用集成电路(ASIC)，或者可利用任何其他期望类型的硬件、软件和/或固件来实现。信道确定单元27、调向矩阵计算单元28和校正矩阵计算单元29可实现为一个或多个定制集成电路、ASIC、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、诸如微处理器或数字信号处理处理器之类的可编程处理器，或者可利用任何其他期望类型的硬件、软件和/或固件来实现。类似地，时空映射块24或波束形成网络以及矩阵均衡器25可利用已知的或标准的硬件和/或软件元件来实现。如果需要的话，那么各种发送器部件，诸如控制器20、调制器单元22、解调器单元26、信道确定单元27、调向矩阵计算单元28、校正矩阵计算单元29、时空映射块24和矩阵均衡器25都可实现在相同的或不同的硬件设备中，诸如在相同的或不同的处理器中。此外，发送器12的这些部件中的每一个都可布置在外壳31(在图1中以虚线醒目效果而示出)中，并且用于实现任何这些部件的功能的例程或指令可存储在存储器21中或者存储在与用来实现这些部件的个体硬件相关联的其他存储设备内。

在操作期间，将从发送器12发送至接收器16的信息信号T_x1-T_xn被提供至用于编码和调制的符号编码器和调制器单元22。当然，任何期望数目的信号T_x1-T_xn可被提供至调制器单元22，其中此数目一般受到MIMO通信系统10所使用的调制方案和与MIMO通信系统10相关联的带宽的限制。此外，信号T_x1-T_xn可以是任何类型的信号，包括模拟或数字信号，并且可表示任何期望类型的数据或信息。此外，如果需要的话，那么(可存储在存储器21中的)已知的测试或控制信号C_x1可被提供至用于确定描述了发送器12和接收器16之间的(一个或多个)信道的特性的、关于CSI的信息的符号编码器和调制器单元22。如果需要的话，那么相同的控制信号或不同的控制信号可用来确定针对用在MIMO通信系统10中的每个频率和/或空间信道的CSI。

符号编码器和调制器单元22可交织各个信号T_x1-T_xn和C_x1的数字表示，并且可对信号T_x1-T_xn和C_x1执行任何其他已知(一个或多个)类型的纠错编码以产生将被调制且将从发送器12发送至接收器16的一个或多个符号流。虽然符号可利用任何期望的或合适的QAM技术来调制，诸如利用64 QAM来调制，但是这些符号可以以任何其他已知的或期望的方式来调制，例如包括利用任何其他期望的相位和/或频率调制技术来调制。无论如何，经调制的符号流被符号编码器和调制器单元22提供至用于在经由天线14A-14N发送之前的处理的时空映射块24。虽然未在图1中具体示出，但是在经调制的符号流被时空映射块24根据这里更具体描述的波束形成技术来处理之前，经调制的符号流可被(在一个或多个级中)上转换为与OFDM技术相关联的RF载波频率。一旦接收到经调制的信号，时空映射块24或波束形成网络就通过基于控制器12所提供的调向矩阵来将延迟和/或增益注入经调制的信号，而处理经调制的信号，从而经由发送天线14A-14N执行波束调向或波束形成。

发送器12所发送的信号被接收器天线18A-18M接收，并且可被接收器16内的矩阵均衡器35处理以增强天线18A-18M的接收能力。应当理解，应用在接收器16上(以及在发送器12上)的处理可例如基于响应于测试或控制信号C_x1的发送而由接收器16开发的CSI。具体地说，接收器16内的控制器40或其他单元(诸如信道确定单元39)可通过确定或表征当信号C_x1行进通过正向信道时对于信号C_x1的正向信道的传播效应，来处理所接收的控制信号C_x1并且从控制信号C_x1开发对发送器12和接收器16之间的正向信道的测量描述。无论如何，在控制器40的控制下，符号解调器和解码器单元36可对所接收的、由矩阵均衡器35处理过的符号串进行解码和解调。在此处理中，这些信号可被下转换为基带。一般地，解调器和解码器单元36可操作以便基于CSI来去除正向信道的效应，从而对所接收的符号执行解调以产生数字比特流。在一些情况下，如果需要的话，那么符号解调器和解码器单元36可对比特流执行纠错解码和去交织以产生与最初所发送的信号T_x1-T_xn相对应的所接收的信号R_x1-R_xn。

如图1所示，接收器16还可包括存储器41以及可接收一个或多个信号T_R1-T_Rm的符号编码器和调制器单元46，信号T_R1-T_Rm可利用任何期望的编码和调制技术来编码和调制。接收器16还可向符号编码器和调制器单元46提供将被发送至发送器12的一个或多个已知的测试或控制信号C_R1，以便使发送器12能确定对接收器16和发送器12之间的反向信道的测量描述。然后，在经编码的并且经调制的符号流经由接收器天线18A-18N发送至例如发送器12之前，经编码的并且经调制的符号流可被时空映射块34上转换和处理以便基于调向矩阵计算单元48所开发的调向矩阵来执行波束调向，从而实现反向链路。如图1所示，每个接收器部件都可被布置在外壳51中。

发送器12内的矩阵均衡器25和解调器/解码器单元26与接收器16的矩阵均衡器35和解调器/解码器单元36类似地操作来对接收器16所发送的信号进行解调和解码，以产生经恢复的信号R_R1-R_Rm。这里再次地，矩阵均衡器25可以以任何已知的方式来处理所接收的信号，以便增强对天线18A-18M所发送的各个信号的分离和因此的接收。当然，针对各个(一个或多个)OFDM信道的正向信道的CSI或其他测量描述可被调向矩阵计算单元28和48以及被控制器20和40用来执行波束形成并且用来确定由时空映射块24、34使用的调向矩阵。如上所述，由单元28和48以及由控制器20和40使用的CSI、波束形成以及诸如调向矩阵之类的其他程序和数据，由校正矩阵计算单元29确定的校正矩阵等等，可存储在存储器21和41中。

一般已知的是，波束形成或波束调向一般包括以导致从不同发送天线14A-14N发送的信号在某些预定方向上相长地相互作用(相位叠加)并且在其他方向上相消地相互作用(相消)的方式，来将适当的相位和增益应用于通过多个发送天线14A-14N发送的各个信号。因此，波束调向一般地产生在各个预定方向上具有高增益区域(称为高增益波瓣)并且在其他方向上具有低增益区域(一般称为零点(null))的波束图。MIMO系统中波束形成技术的使用使信号能在某些方向上利用高增益(相比全向天线)发送，并且在其他方向上利用低增益(相比全向天线)发送。因此，在图1的MIMO系统10中，波束形成可用来增强朝向接收器天线18A-18M的信号方向性，这样作改进了传输的SNR并且导致了更可靠的传输。在此情况下，波束形成技术一般将会在期望最高增益的传播方向上(并且具体地说在从发送器12到接收器16的接收器天线18A-18M中的每一个的或者总的说来到接收器16的传播方向上)形成高增益波瓣。

为了实现发送器12中的波束形成，调向矩阵计算单元28可确定或计算矩阵系数的集合(这里称为调向矩阵)，该集合被时空映射块或波束形成网络24用来调节由天线14A-14N发送的信号。一般说来，针对(处于发送器12和接收器16之间的正向信道中的)MIMO系统10的任何特定频率信道的调向矩阵可基于对该正向信道所确定的CSI而由调向矩阵计算单元28确定。在此情况下，调向矩阵计算单元28可使用任何期望的波束调向或矩阵计算技术(诸如发送-MRC或SVD技术)来计算调向矩阵。因为这些技术在本领域中是公知的，所以这里将不详细地讨论它们。

然而，已知的是，为了实际地确定正向信道(即从发送器12到接收器16的信道)的CSI或其他测量描述，发送器12一般向接收器16发送已知的控制或测试信号(例如，信号C_x1)，然后接收器16可确定正向信道的CSI或其他测量描述，并且将此信息作为传输净荷的一部分发送回发送器12。在此情况下，如果是显式波束形成，则发送器12必须首先向接收器16发送测试或控制信号，接收器16然后确定对正向信道的测量描述并且将来自接收器16的对正向信道的此描述发送回发送器12。从而，对正向信道的此表征每次计算调向矩阵时都需要发送器12和接收器16之间的多次通信，以便使发送器12能获得用来开发将用在正向信道中的调向矩阵的正向信道的CSI或其他描述。在显式发送波束形成中，RF链失衡不应当影响波束形成性能，因为正向信道是明确已知的。此外，在隐式波束形成的情况下，为了避免每次针对正向信道计算调向矩阵时使用特定发送器/接收器对之间的多次通信，发送器12可从自接收器16发送的例如包括已知测试或控制信号C_R1的(一个或多个)信号，来确定反向信道(即从接收器16到发送器12的信道)的CSI或其他测量描述。基于反向信道的CSI或其他测量描述，发送器12可计算针对正向信道的调向矩阵。

在标准的隐式波束形成技术中，为了减少或计入RF链损伤所引进的错误，发送器12可在波束形成处理期间使用应用了校正矩阵的校准技术，来补偿测得的实际正向信道和反向信道之间的差异。具体地说，此技术首先确定作为对正向和反向信道的测量描述的函数的校正矩阵。然后，每次针对正向信道计算新的调向矩阵时，波束形成技术都将校正矩阵应用于利用基本隐式波束形成技术而确定的调向矩阵，从而一旦确定出校正矩阵，发送器就可简单地利用对反向信道(即，在接收器和发送器之间的信道)的测量描述来执行隐式波束形成以产生对正向信道(即，在发送器和接收器之间的信道)的估计。可替代地，发送器12还可计算针对它的接收链的校正矩阵，从而一旦确定出校正矩阵，发送器就可将它应用于反向信道(即，从接收器16到发送器12的信道)估计，并且利用对此经处理的反向信道估计的测量描述来执行隐式波束形成以产生对正向信道(即，从发送器12到接收器16的信道)的估计。相比调向矩阵更新，可能不常进行校准过程。例如，校准过程可能仅在设备关联进网络后，或在环境的改变(例如，温度的改变)后才进行。

从发送器12(站A)到接收器16(站B)的传输可被建模为：

$y_B={\tilde{H}}_{\mathrm{AB}}{Q}_A{x}_A+n_B,$ (方程1)

其中y_B和n_B分别是站B处的所接收的信号向量和附加的噪声向量；

是从站A到站B的等效信道；x_A是将从站A发送的信号向量；并且Q_A是将信号向量扩展到站A处的实际发送链上的站A处的调向矩阵(该调向矩阵可以是向量)。可基于在站A处使用的

的知识来设计Q_A。在发送器12中，调向矩阵Q_A可例如基于针对从发送器12到接收器16的信道所确定的CSI而由调向矩阵计算单元28确定。调向矩阵Q_A可利用各种技术来确定，包括对本领域的普通技术人员而言已知的技术。

在隐式发送波束形成中，站A基于对从站B到站A的信道的估计来确定对

的估计。在时分双工(TDD)的情况下，正向链路和反向链路共享同一频带，所以如果相比正向和反向链路传输之间的间隔信道正缓慢地变化，那么分别标示为H_AB和H_BA的它们的物理传播信道，可被假设是互易的( $H_{\mathrm{AB}}=H_{\mathrm{BA}}^T$ )。

然而，在基带所观测到的实际信道还包括发送和接收链的等效射频(RF)响应，对于同一设备中的发送和接收链而言这些响应可能并不相同。此失衡导致了实际的信道

和

不是互易的。对此失衡问题的数学描述可表示为：

${\tilde{H}}_{\mathrm{AB}}=C_{B,\mathrm{Rx}}{H}_{\mathrm{AB}}{C}_{A,\mathrm{Tx}},$ (方程2)

其中C_B，Rx表示在站B的接收链处的RF响应；并且其中C_A，Tx表示在站A的发送链处的RF响应。通过忽略在发送和接收链之中的耦合，矩阵C_B，Rx和C_B，Bx可近似地建模为对角矩阵。

从站B到站A的等效信道

可表示为：

${\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}=C_{A,\mathrm{Rx}}{H}_{\mathrm{AB}}^T{C}_{B,\mathrm{Tx}},$ (方程3)

由于失衡， $C_{A,\mathrm{Tx}}\≠C_{A,\mathrm{Rx}}^T$ 并且/或者 $C_{B,\mathrm{Tx}}\≠C_{B,\mathrm{Rx}}^T,$ 因此 ${\tilde{H}}_{\mathrm{AB}}\≠{\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}^T.$

一个或两个设备可补偿基带处的发送和接收器RF失衡。例如，可计算一个或多个校正矩阵，然后与基带中的所发送的或所接收的信号向量相乘，以校正失衡并且维持发送和接收信道之间的互易性。例如，可计算发送器侧校正矩阵K_A，Tx和接收器侧校正矩阵K_B，Rx以使得它们能够完全补偿失衡。因此，从站A到站B的经校正的等效信道

可表示为：

${\hat{H}}_{\mathrm{AB}}=K_{B,\mathrm{Rx}}{\tilde{H}}_{\mathrm{AB}}{K}_{A,\mathrm{Tx}}=\mathrm{\α}{\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}^T,$ (方程4)

其中α可以是任何标量。方程4指示了可称为严格互易性系统的系统。为实现严格互易性系统，站A可对将在基带发送(Q_Ax_A)的信号左乘校正矩阵K_A，Tx。此外，一接收到信号，站B就可对基带处的所接收的信号左乘校正矩阵K_B，Rx。

一种可替代的途径是计算针对反向信道的校正矩阵：K_A，Rx和/或K_B，Tx，以使得：

${\hat{H}}_{\mathrm{BA}}=K_{A,\mathrm{Rx}}{\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}{K}_{B,\mathrm{Tx}}={\mathrm{\α}}^{\′}.{\tilde{H}}_{\mathrm{AB}}^T,$ (方程5)

其中α′可以是任何标量。为实现严格互易性，站B可对将在基带发送的反向信道探测信号左乘校正矩阵K_B，Tx。此外，一接收到信号，站A就可对基带处的所估计的反向信道左乘校正矩阵K_A，Bx。

很多隐式发送波束形成方法仅使用发送器侧补偿。在这些情况下，

可表示为：

${\hat{H}}_{\mathrm{AB}}={\tilde{H}}_{\mathrm{AB}}{K}_{A,\mathrm{Tx}}=D_B{\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}^T,$ (方程6)

其中D_B是表示站B处的失衡的对角矩阵。方程6指示了可称为半互易性系统的系统。对于半互易性，仅需使用发送器侧补偿。为实现半互易性系统，站A可对将在基带发送(Q_Ax_A)的信号左乘校正矩阵K_A，Tx。在接收到信号后，站B不需要对所接收的信号应用诸如校正矩阵K_B，Rx之类的校正矩阵。类似地，发送器侧补偿还可应用于同一设备的接收器链，即为了实现半互易性，站A可对基带处的所估计的反向信道左乘校正矩阵K_A，Rx：

${\hat{H}}_{\mathrm{BA}}=K_{A,\mathrm{Rx}}{\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}.$ (方程7)

所以，

${\hat{H}}_{\mathrm{AB}}={D^{\′}}_B{\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}^T.$ (方程8)

这里我们使用正向信道校正(比较方程1、2、3、4、5)来例示所建议的校准方法。对反向信道校正矩阵的扩展对于本领域的普通技术人员而言将会是简单的。

图2是用于校准无线网络中的站的现有技术方法100的流程图。将参考图3描述方法100，图3是示出在校准方法100期间站A和站B之间的通信的定时图。在框104，站A通过向站B发送探测分组108来发起校准处理。探测分组是分组被交换的无线网络中的物理层分组，该物理层分组包含针对多天线信道的所有可用的空间维度的训练信息。在框104发送的探测分组108包括向站B指示站A正请求站B发送探测分组至站A的“探测请求”信号。

在框112，响应于接收到具有探测请求信号的探测分组108，站B在时间段Δt后发送探测分组116，时间段Δt由无线网络的必要条件限定并且通常应该是很短的。例如，在草案IEEE 802.11n WLAN中，Δt是16微秒，并且称为短帧间间隔(SIFS)。在框120，同样响应于接收到具有探测请求信号的探测分组108，站B生成对

的全部维度信道状态信息(CSI)估计。

在框124，响应于接收到探测分组116，站A基于探测分组116中的训练信息来生成对全部维度反向信道

的估计。

在框128，在站B生成对

的全部维度CSI估计(框120)之后，站B经由CSI反馈分组132将该估计发送回站A。根据很多无线网络协议，CSI反馈分组132的发送一般不认为是时间严格(time critical)的。

在框136，在接收到CSI反馈分组132后，站A利用对全部维度反向信道

的估计(框124)以及对

的全部维度CSI估计(框120)来计算校正矩阵K_A，Tx。

进行校准的现有技术(参考图2和图3)中的可替代方式包括：(1)站A发出不作为探测分组的校准发起分组；(2)站B通过发送针对站A的探测分组以估计全部维度反向信道

来响应；(3)站A发送针对站B的探测分组以估计

(4)站B将

的全部维度正向信道CSI发送回站A；以及(5)站A计算校正矩阵。

在现有技术方法100中，由站B生成探测分组116是相对时间严格的任务，因为探测分组116应当在相对短的时间段Δt后被发送。因此，站B中需要复杂/昂贵硬件从而可快速生成探测分组。此外，单个探测分组116包括用于校准站A的每条接收器链的足够信息。因为探测分组116将被站A的多个接收器链接收，所以探测分组116包括比用于校准站A所必需的更多的信息。

图4是用于校准无线网络中的站的示例方法200的流程图。将参考图5描述方法200，图5是示出在校准方法200期间站A和站B之间的通信的定时图。在框204，站A通过向站B发送分组208来发起校准处理。在框204发送的分组208可包括向站B指示站A正请求初始化校准的“校准发起”信号。校准发起信号可例如在无线通信协议的物理层或媒体访问控制层被发送。分组208还可包括确认请求。分组208可例如是探测分组。

在框212，响应于接收到具有校准发起信号的分组208，站B在时间段Δt后发送确认分组216，时间段Δt由无线网络的必要条件限定并且通常应该是短的。例如，在草案IEEE 802.11n WLAN中，Δt是16微秒，并且称为SIFS。当发送确认分组216时，站B将它的空间调向矩阵Q_B设置为预定的N_{ss_B}×N_{ss_B}方阵，诸如单位矩阵I、Hadamard矩阵、离散傅里叶变换(DFT)矩阵等，其中N_{ss_B}是确认分组216所发送的数据流的数目，该数目可小于站B处发送天线的数目。因为确认分组216不包括针对多天线信道的所有可用的空间维度的训练信息，所以确认分组216不是探测分组。相反，确认分组216仅包括用于确认分组216的当前数据传输的空间维度的训练信息。这样的分组可称为非探测分组。

在框220，同样响应于接收到具有校准发起信号的分组108，站B生成对

的全部维度信道状态信息(CSI)估计。

在框224，响应于接收到确认分组216，站A基于确认分组216的接收来生成对反向信道

的潜在部分的部分的估计。例如，确认分组216可准许

的列的子集的生成。此子集可标示为其中Ψ_B包括由确认分组216训练的中的列标。一般地，确认分组216可准许

的一个或两个列的生成。当然，在一些实现方式中，确认分组216可准许的三个、四个或更多的列的生成。

在框228，在站B生成对

的全部维度CSI估计(框220)之后，站B经由CSI反馈分组232将该估计发送回站A。根据很多无线网络协议，CSI反馈分组232的发送一般不认为是时间严格的。

在框236，在接收到CSI反馈分组232后，站A利用

(框224)以及标示为

的中相应的列(框220)来计算校正矩阵K_A，Tx。此外，站A可以另外地或可替代地计算校正矩阵K_A，Rx。用于生成校正矩阵K_A，Tx和K_A，Rx的示例方法将在下面描述。

图6是用于校准无线网络中的站的另一示例方法250的流程图。将参考图7描述方法250，图7是示出在校准方法250期间站A和站B之间的通信的定时图。在框254，站A通过向站B发送分组258来发起校准处理。在框254发送的分组258可包括向站B指示站A正请求初始化校准的“校准发起”信号。校准发起信号可例如在无线通信协议的物理层或媒体访问控制层被发送。分组258还可包括确认请求。分组258不是探测分组。换言之，分组258是非探测分组。

在框262，响应于接收到具有校准发起信号的分组258，站B在时间段Δt后发送确认分组266。确认分组266可以是非探测分组。框262可类似于以上参考图4所讨论的框212。

在框270，响应于接收到确认分组266，站A基于确认分组266的接收来生成对反向信道

的潜在部分的部分的估计。框270可类似于以上参考图4所讨论的框224。

在框274，站A生成并且发送探测分组278至站B。因为分组278包括针对多天线信道的所有可用的空间维度的训练信息，所以分组278是探测分组。

在框282，响应于接收到具有校准发起信号的探测分组278，站B生成对

的全部维度信道状态信息(CSI)估计。在框286，站B经由CSI反馈分组288将对的全部维度CSI估计发送回站A。根据很多无线网络协议，CSI反馈分组232的发送一般不认为是时间严格的。

在框290，在接收到CSI反馈分组288后，站A利用

(框270)以及标示为

的

中相应的列(框282)来计算校正矩阵K_A，Tx。此外，站A可以另外地或可替代地计算校正矩阵K_A，Rx。

虽然在图7中示出站A在接收到确认分组266后发送探测分组278，但是应当理解，站A可在接收到确认分组266后或在确认分组266的接收期间发送探测分组278。

当被用于对正向信道的隐式发送波束形成和校正时，站A可对将在基带发送(Q_Ax_A)的信号左乘K_A，Tx。可选地，站A可例如通过对Q_A左乘K_A，Tx来利用校正矩阵修改调向矩阵Q_A。类似地，站A可对从站B接收的信号左乘K_A，Rx( $y_A={\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}{Q}_B{x}_B+n_A,$ 其中y_A和n_A分别是站A处的所接收的信号向量和附加的噪声向量；是从站B到站A的等效信道；x_B是将从站B发送的信号向量；并且Q_B是将信号向量扩展到站B处的实际发送链上的站B处的调向矩阵(该调向矩阵可以是向量)))。

本领域的普通技术人员将会意识到对方法200的很多变化。例如，可省略、重新排序框，可插入额外的框，并且/或者可修改框。作为一个示例，站B不需要发送两个分离的分组。具体地说，对

的全部维度CSI估计可在确认分组216中被发送，而不是在分离的分组232中。因此，框212和220的顺序可被颠倒，并且框212可被修改，从而对

的全部维度CSI估计被包括在确认分组216中。此外，框228可被省略并且与框212组合。

作为另一示例，代替在框212站B将它的空间调向矩阵Q_B设置为预定的对角矩阵，可以可选地使用不同的方法。在此方法中，站B例如通过在框204由站A发送的先前的探测分组中的初步能力交换和/或维度信令，来接收站A处的发送链的数目。然后，站B可计算反向链路信道中可用的数据流的最大数目N_STS，max。接下来，然后可通过具有N_STS，max的维度以及系统中所允许的最小星座尺寸和编码率(例如WLAN中具有¹/₂卷积码的BPSK)的调制/编码方案来发送确认分组216。在此方法中，可使用任何预定的调向矩阵Q_B，即，它不需要是对角的，但可以是对角的。

可通过图1的系统10实现图4的方法200。当然，还可通过其他系统实现方法200。此外，系统10不需要实现方法200，而是可以可替代地实现其他方法。

例如，控制器20可使得分组208被发送至接收器16(框204)。控制器30可使得确认分组216被发送至发送器12(框212)。信道确定单元39可生成对的全部维度CSI估计(框220)，并且控制器40可使得此信息被发送回发送器(框228)。校正矩阵计算单元29可生成

(框224)。校正矩阵计算单元29还可生成一个或多个校正矩阵(框236)。时空映射块24可对将在基带被发送的信号左乘校正矩阵K_A，Tx。可选地，调向矩阵计算单元28可例如通过对调向矩阵Q_A左乘校正矩阵K_A，Tx来利用校正矩阵K_A，Tx修改调向矩阵Q_A，以生成经修改的调向矩阵。可替代地，校正矩阵计算单元29可利用校正矩阵K_A，Tx修改调向矩阵Q_A。此外，矩阵均衡器25可对基带处的从站16接收的信号左乘校正矩阵K_A，Rx。

可通过图1的系统10实现图6的方法250。当然，还可通过其他系统实现方法250。此外，系统10不需要实现方法250，而是可以可替代地实现其他方法。

例如，控制器20可使得非探测分组258被发送至接收器16(框254)。控制器30可使得确认分组266被发送至发送器12(框262)。校正矩阵计算单元29可生成

(框270)。控制器20可使得探测分组278被发送至接收器16(框274)。信道确定单元39可生成对

的全部维度CSI估计(框282)，并且控制器40可使得此信息被发送回发送器(框286)。校正矩阵计算单元29还可生成一个或多个校正矩阵(框290)。时空映射块24可对将在基带被发送的信号左乘校正矩阵K_A，Tx。可选地，调向矩阵计算单元28可例如通过对调向矩阵Q_A左乘校正矩阵K_A，Tx来利用校正矩阵K_A，Tx修改调向矩阵Q_A，以生成经修改的调向矩阵。可替代地，校正矩阵计算单元29可利用校正矩阵K_A，Tx修改调向矩阵Q_A。此外，矩阵均衡器25可对基带处的从站16接收的信号左乘校正矩阵K_A，Rx。

图8是用于基于对反向信道

的部分估计(即，

)以及中相应的信息(即，

)来生成校正矩阵的示例方法300的流程图。在此示例方法中，假设将被生成的校正矩阵K_A，Tx是对角矩阵。

在框304，对于i∈Ψ_B，可基于中的第i行和中的第i行来计算对K_A，Tx的相应估计。

的第i行的第k元素可写为：

${\left[{\tilde{H}}_{\mathrm{AB}}\right]}_{k1}=c_{B,\mathrm{Rx}\_i}{\left[H_{\mathrm{AB}}\right]}_{\mathrm{ik}}{c}_{A,\mathrm{Tx}\_k},$ (方程9)

类似地，

的第i行的第k元素是

的第i列的第k元素，该元素可写为：

${\left[{\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}\right]}_{\mathrm{ki}}=c_{A,\mathrm{Rx}\_k}{\left[H_{\mathrm{AB}}\right]}_{\mathrm{ik}}{c}_{B,\mathrm{Tx}\_i},$ (方程10)

与i相对应的对角校正矩阵K_A，Tx的(k，k)元素可确定为：

${\left[K_{A,\mathrm{Tx}}\right]}_{\mathrm{kk}}=\frac{{\left[{\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}\right]}_{\mathrm{ki}}}{{\left[{\tilde{H}}_{\mathrm{AB}}\right]}_{\mathrm{ik}}}=\left(\frac{c_{B,\mathrm{Tx}\_i}}{c_{B,\mathrm{Rx}\_i}}\right)\frac{c_{A,\mathrm{Rx}\_k}}{\mathrm{ck}}=\mathrm{\α}\frac{c_{A,\mathrm{Rx}\_k}}{c_{A,\mathrm{Tx}\_k}},$ (方程11)

其中

$\mathrm{\α}=\frac{c_{B,\mathrm{Tx}\_i}}{c_{B,\mathrm{Rx}\_i}},$ (方程12)

因此，例如，与i相对应的K_A，Tx的(1，1)元素可确定为：

${\left[K_{A,\mathrm{Tx}}\right]}_{11}=\frac{{\left[{\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}\right]}_{1i}}{{\left[{\tilde{H}}_{\mathrm{AB}}\right]}_{i1}}=\left(\frac{c_{B,\mathrm{Tx}\_i}}{c_{B,\mathrm{Rx}\_i}}\right)\frac{c_{A,\mathrm{Rx}\_1}}{c_{A,\mathrm{Tx}\_1}}=\mathrm{\α}\frac{c_{A,\mathrm{Rx}\_1}}{c_{A,\mathrm{Tx}\_1}},$ (方程13)

类似地，与i相对应的K_A，Tx的(2，2)元素可确定为：

${\left[K_{A,\mathrm{Tx}}\right]}_{22}=\frac{{\left[{\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}\right]}_{2i}}{{\left[{\tilde{H}}_{\mathrm{AB}}\right]}_{i2}}=\mathrm{\α}\frac{c_{A,\mathrm{Rx}\_2}}{c_{A,\mathrm{Tx}\_2}},$ (方程14)

从方程11-14可看出， ${\hat{H}}_{\mathrm{AB}}={\tilde{H}}_{\mathrm{AB}}{K}_{A,\mathrm{Tx}}=\mathrm{\α}{C}_{B,\mathrm{Rx}}{H}_{\mathrm{AB}}{C}_{A,\mathrm{Rx}}=\mathrm{\α}{D}_B{\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}^T,$ 其中 $D_B=C_{B,\mathrm{Rx}}{C}_{B,\mathrm{Tx}}^{-1},$ 并且所校准的信道是半互易性的。

在框308，可基于在框304所生成的i估计而生成校正矩阵K_A，Tx。作为仅仅一个示例，可基于i估计的平均而生成校正矩阵K_A，Tx。例如，可作为在框304所生成的(1，1)元素的i估计的平均而生成(1，1)元素。类似地，可作为在框304所生成的(2，2)元素的i估计的平均而生成(2，2)元素，等等。

可通过对校正矩阵K_A，Tx求逆来计算校正矩阵K_A，Rx。可替代地，可根据类似于方法300的方法以及类似于方程8和9的方程来计算校正矩阵K_A，Rx。然后，可通过对校正矩阵K_A，Rx求逆来计算校正矩阵K_A，Tx。

如果校准希望仅用于补偿发送和接收链之间的相移差异，那么可以可选地使用用于基于对反向信道

的部分估计(即，)以及

中相应的信息(即，

)来生成校正矩阵的另一方法。例如，可确定限定了每个正向信道

以及对正向信道

的估计的右奇异矩阵。具体地说，可使用确定了精确描述或限定正向信道

的右奇异矩阵的集合以及精确描述或限定对正向信道的估计的右奇异矩阵的另一集合的奇异值分解(SVD)方法或者任何其他方法或技术。此确定可数学地表达为：

${\left[{\tilde{H}}_{\mathrm{AB}}\right]}_{{{\mathrm{\Ψ}}_B}^{*}}=U_F\mathrm{\Σ}{V}_F^H,$ (方程15)

以及

${\left[{\tilde{H}}_{\mathrm{BA}}^T\right]}_{{{\mathrm{\Ψ}}_B}^{*}}=U_I{\mathrm{\Σ}}^{\′}{V}_I^H,$ (方程16)

其中U_F和U_I是针对部分正向信道和对正向信道

的部分估计的左奇异矩阵；并且V_F和V_I是例如利用SVD技术所确定的限定了部分正向信道和对正向信道的部分估计的右奇异矩阵。以上方程12和13中的上标H标示了相关联的矩阵的共轭转置，同时这些方程中的∑函数标示了对角奇异值矩阵。如果使用SVD，那么它可被计算以使得V_F的第一行和V_I的第一行由实的并且正的元素组成。校正矩阵然后可计算为：

$K_{A,\mathrm{Tx}}=V_F{V}_I^H,$ (方程14)

例如通过正规化可使得所计算的校正矩阵的对角与纯相移相对应。

可通过对利用方程14确定的校正矩阵K_A，Tx求逆来计算校正矩阵K_A，Rx。可替代地，可根据类似于方程12-14的方程来计算校正矩阵K_A，Rx。然后，可通过对校正矩阵K_A，Rx求逆来计算校正矩阵K_A，Tx。

可以开发补偿RF链损伤和其他不等同性的效应的其他校正因子或矩阵，这些效应阻止了部分正向信道

与从反向信道

开发的部分所估计的信道

相等或相同，并且这些其他校正因子或矩阵可以与这里所具体描述的校正矩阵一起来使用，或者代替这里所具体描述的校正矩阵而使用。

校正矩阵计算单元29中校正矩阵的生成一般至少部分地以硬件方式而实现。

上述技术适用于例如支持数据分组收发并且在发送器处具有多个天线的任何单载波或多载波(例如，正交频分复用(OFDM)系统)系统。对于多载波系统，可针对每个载波进行诸如上述的校准处理和计算。例如，在OFDM系统中，可针对每个子载波进行诸如上述的校准处理和计算。

在生成了校正矩阵K_A，Tx和/或校正矩阵K_A，Rx后，这些矩阵可存储在存储器21中或存储在任何其他期望的存储器中。此后，调向矩阵计算单元28可利用隐式波束形成来简单地确定新的调向矩阵，这是通过以下方式实现的：基于所推测的信道(即，对正向信道的估计)

等于实际正向信道

的假设，例如通过利用任何标准隐式波束形成技术来确定未经补偿的或隐式的调向矩阵，然后利用校正矩阵K_A，Tx乘未经补偿的调向矩阵以创建考虑到RF链损伤所引进的错误的经补偿的或经校正的调向矩阵。应当理解，利用此技术，一旦已针对特定发送器/接收器对之间的正向信道而获得校正矩阵K_A，Tx，发送器就可利用隐式波束形成和校正矩阵K_A，Tx(并且因此仅根据从接收器发送至发送器的、即反向信道中的信号)在任何时间确定针对正向信道的新的调向矩阵。

为了例示这里所描述的技术，图9示出了具有单个发送器412和单个接收器416的MIMO通信系统410，发送器412具有六个发送天线414A-414F，接收器416具有四个接收器天线418A-418D。在此示例中，调向矩阵由发送器412利用以上述方式所开发的经校正的调向矩阵来开发，以创建接下来被布置到发送器412的如图所示的发送增益模式419。如图9所示，发送增益模式419包括一般地布置在接收器天线418A-418D的方向上的多个高增益波瓣419A-419D。高增益波瓣419A-419D被定向在从发送器412到特定接收器天线418A-418D的传播方向上，同时甚至可包括一个或多个零点的较低增益区域被产生在传播的其他方向上。虽然图9示出了定向至接收器天线418A-418D中的每一个的分离的高增益波瓣，但是应当理解，利用隐式波束形成和校正矩阵的波束调向矩阵计算所产生的实际增益模式可以不一定包括针对接收器天线418A-418D中的每一个的分离的高增益波瓣。可替代地，用于发送器412的波束调向矩阵所开发的增益模式可以具有覆盖或一般地定向至大于一个的接收器天线418A-418D的单个高增益波瓣。因此，应当理解，利用隐式波束形成和校准因子的、调向矩阵的创建所产生的波束模式可以具有或者可以不具有针对每个接收器天线的、由低增益区域或零点分开的分离的高增益波瓣。

当然，可以以任何期望的方式并且在任何期望的位置执行基于校正矩阵来开发波束模式419以具有高增益区域和低增益区域。例如，图1的接收器16内的任何部件，包括控制器40、调向矩阵计算单元48和信道确定单元39，可确定正向信道的CSI或其他测量描述，并且如果需要的话则可从此信息确定针对正向信道的右奇异矩阵。接收器16然后可向发送器12发送任何的此被确定的信息。然而，如果需要的话，那么接收器16可简单地收集从发送器12接收的已知信号，并且可将此信号发送回发送器12而没有以任何有意义的方式处理此信号，然后发送器12可从此信息确定对正向信道的测量描述。在任何一种情况下，发送器12内的控制器20和/或调向矩阵计算单元28和/或校正矩阵计算单元29都可使用与正向信道和/或反向信道有关的所确定的信息来计算校正矩阵，并且将校正矩阵应用于修改调向矩阵并且/或者用在时空映射块24中从而实现正向信道中的波束形成。

应当理解，校正矩阵方程(例如校正矩阵的计算)可在图1的无线通信系统10内的任何期望的位置被执行，包括在发送器12的控制器20或者其他硬件、软件或固件内，以及在接收器16的控制器40或者其他硬件、软件或固件内。在后一情况下，接收器16可基于在接收器16所确定的正向信道的细节以及在期望情况下由接收器16所开发的CSI来计算将由发送器12使用的至少一些正向信道信息，并且可向发送器12发送此信息以用于计算校正矩阵。另一方面，可由发送器12内的调向矩阵计算单元28基于从接收器16提供并且发送回发送器12的、接收器16所发送的原始信道数据或信号来计算用于图1的发送器时空映射块24的调向矩阵。

当然，这里所描述的波束形成技术不限于用在与MIMO通信系统的单个接收器通信的MIMO通信系统的发送器中，而是当MIMO通信系统的发送器正与每个都具有与之相关联的一个或多个接收器天线的多个接收器通信时，可另外地应用这里所描述的波束形成技术。在此情况下，发送器可针对发送器将发送至的每个接收器执行或实现分离的校正矩阵计算，并且因此可针对每个可能的接收器开发不同的调向矩阵和/或校正矩阵，并且可使用那些调向矩阵以在系统的不同时间或利用系统的不同信道(例如OFDM信道)来波束形成至分离的或不同的接收器。此外，虽然图9所示的发送增益模式的每个的高增益波瓣的最大增益被示出是相同的，但是调向矩阵计算单元28和48可开发产生具有不同最大增益的高增益波瓣的调向矩阵。

虽然这里所描述的波束形成和校正矩阵计算在一个示例中被描述为以硬件方式来实现，但是这些计算可替代地或另外地以例如存储在存储器21、41之一中的软件形式来实现，并且可在与图1的MIMO通信系统10的控制器20、40，调向矩阵计算单元28、48和/或单元29和39中的一个或两个相关联的处理器上实现，或者以所期望的固件形式植入。如果以软件形式实现，那么例程可存储在任何计算机可读存储器中，诸如存储在RAM、ROM、闪存、磁盘、激光盘或其他存储介质中。类似地，此软件可通过任何已知的或期望的传送方法，例如包括通过通信信道诸如电话线路、因特网、无线连接等，或者经由可运输的媒体诸如计算机可读盘、闪速驱动器等，来传送至MIMO系统设备(诸如发送器或接收器)。

更一般地，上述各种框、操作和技术可以以硬件、固件、软件或者硬件、固件和/或软件的任何组合的方式来实现。当以硬件方式实现时，一些或所有框、操作、技术等可例如在定制集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)等中实现。

当以软件形式实现时，软件可存储在任何计算机可读存储器中，诸如存储在磁盘、光盘或其他存储介质上，存储在计算机的RAM或ROM或闪存、处理器、硬盘驱动器、光盘驱动器、磁带驱动器等中。类似地，软件可通过任何已知的或期望的传送方法，例如包括在计算机可读盘上或者其他可运输计算机存储机制或者经由通信媒体，来传送至用户或系统。通信媒体一般地利用诸如载波或其他运输机制之类的经调制的数据信号来承载计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。术语“经调制的数据信号”意思是具有以将信息编码进信号中的方式所设置或改变的一个或多个信号特性的信号。作为示例而非限制，通信媒体包括诸如有线网络或直接有线连接之类的有线媒体，以及诸如声音、射频、红外或其他无线媒体之类的无线媒体。因此，软件可经由通信信道(诸如电话线路、DSL线路、电缆电视线路、无线通信信道、因特网等)来传送至用户或系统(这些被视为是与经由可运输存储介质提供这样的软件相同的或可互换的)。

本发明可被实施在任何类型的无线通信系统中，这些无线通信系统例如包括诸如经由局域网或广域网而实现的那些系统之类的用在无线计算机系统中的系统，基于因特网、电缆和卫星的通信系统(诸如因特网、数据、视频和话音通信系统)，无线电话系统(包括蜂窝电话系统、IP电话(VoIP)系统、基于家庭的无线电话系统等)。现在参考图10A-图10H，示出了可实施本发明的各种示例设备。

例如，参考图10A，硬盘驱动器600可使用上述波束形成技术，并且上述波束形成技术可通过信号处理和/或控制电路而实现，这些电路在图10A中被一般地标识为602。在一些实现方式中，信号处理和/或控制电路602以及/或者HDD 600中的其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算以及/或者格式化输出至磁存储介质606的数据和/或从磁存储介质606接收的数据。

HDD 600可经由一个或多个有线或无线通信链路608与主机设备(未示出)通信，该主机设备例如是计算机、诸如个人数字助理、蜂窝电话、媒体或MP3播放器等之类的移动计算设备以及/或者其他设备。HDD 600可被连接至存储器609，例如随机存取存储器(RAM)、诸如闪存之类的低等待时间的非易失性存储器、只读存储器(ROM)以及/或者其他合适的电子数据存储装置。

现在参考图10B，数字通用光盘(DVD)驱动器610可使用上述波束形成技术。波束形成技术可通过任一或两个信号处理和/或控制电路而实现，这些电路在图10B中被一般地标识为DVD驱动器610的612以及/或者大容量数据存储装置618。信号处理和/或控制电路612以及/或者DVD610中的其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算以及/或者格式化从光存储介质616读出的数据和/或写入光存储介质616的数据。在一些实现方式中，信号处理和/或控制电路612以及/或者DVD610中的其他电路(未示出)还可执行其他功能，诸如编码和/或解码和/或与DVD驱动器相关联的任何其他信号处理功能。

DVD驱动器610可经由一个或多个有线或无线通信链路617与诸如计算机、电视或其他设备之类的输出设备(未示出)通信。DVD 610可与以非易失性方式存储数据的大容量数据存储装置618通信。大容量数据存储装置618可包括如图10A所示的硬盘驱动器(HDD)。HDD可以是包括一个或多个具有小于约1.8”的直径的盘的小型HDD。DVD 610可被连接至存储器619，例如RAM、ROM、诸如闪存之类的低等待时间的非易失性存储器以及/或者其他合适的电子数据存储装置。

参考图10C，高清晰度电视(HDTV)620可使用上述波束形成技术。HDTV 620包括在图10C中被一般地标识为622的信号处理和/或控制电路、WLAN接口629以及大容量数据存储装置627。例如，波束形成技术可用在WLAN接口629或信号处理电路和/或控制电路622中。HDTV 620接收有线或无线格式的HDTV输入信号，并且生成用于显示器626的HDTV输出信号。在一些实现方式中，信号处理电路和/或控制电路622以及/或者HDTV 620的其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据并且/或者执行可能需要的任何其他类型的HDTV处理。

HDTV 620可与诸如光和/或磁存储设备之类的以非易失性方式存储数据的大容量数据存储装置627通信。大容量数据存储装置627可包括一个或多个硬盘驱动器(HDD)以及/或者一个或多个数字通用光盘(DVD)。至少一个HDD可具有图10A所示的配置并且/或者至少一个DVD可具有图10B所示的配置。一个或多个HDD可以是包括一个或多个具有小于约1.8”的直径的盘的小型HDD。HDTV 620可被连接至存储器628，例如RAM、ROM、诸如闪存之类的低等待时间的非易失性存储器以及/或者其他合适的电子数据存储装置。HDTV 620还可支持经由WLAN网络接口629与WLAN连接。

现在参考图10D，车辆630的控制系统可使用上述波束形成技术。在一些实现方式中，波束形成技术可由动力总成(powertrain)控制系统632实现，动力总成控制系统632接收来自诸如温度传感器、压力传感器、旋转传感器、气流传感器和/或任何其他合适的传感器之类的一个或多个传感器的输入，并且/或者生成一个或多个输出控制信号，诸如发动机操作参数、变速器操作参数和/或其他控制信号。

波束形成技术还可被实现在车辆630的其他控制系统640中。控制系统640可类似地接收来自输入传感器642的信号并且/或者将控制信号输出至一个或多个输出设备644。在一些实现方式中，控制系统640可以是防抱死制动系统(ABS)、导航系统、远程信息处理(telematics)系统、车辆远程信息处理系统、车道偏离系统、自适应巡航控制系统、诸如立体声、DVD、光盘之类的车辆娱乐系统等的一部分。还可预期其他实现方式。

动力总成控制系统632可与以非易失性方式存储数据的大容量数据存储装置646通信。大容量数据存储装置646可包括光和/或磁存储设备，例如硬盘驱动器HDD和/或DVD。至少一个HDD可具有图10A所示的配置并且/或者至少一个DVD可具有图10B所示的配置。一个或多个HDD可以是包括一个或多个具有小于约1.8”的直径的盘的小型HDD。动力总成控制系统632可被连接至存储器647，例如RAM、ROM、诸如闪存之类的低等待时间的非易失性存储器以及/或者其他合适的电子数据存储装置。动力总成控制系统632还可支持经由WLAN网络接口648与WLAN连接。上述方法、系统、技术等还可被实现在WLAN接口648中。例如，波束形成可被实现在WLAN接口648中。控制系统640还可包括大容量数据存储装置、存储器和/或WLAN接口(均未示出)。

现在参考图10E，可包括天线651的移动电话650(例如，蜂窝电话)可使用上述波束形成技术。电话650包括在图10E中被一般地标识为652的信号处理和/或控制电路、WLAN接口668以及大容量数据存储装置664。例如，波束形成技术可被实现在信号处理和/或控制电路652以及/或者WLAN接口668中。在一些实现方式中，电话650包括麦克风656、诸如扬声器和/或音频输出插口之类的音频输出658、显示器660以及/或者诸如键盘、点击设备、话音致动和/或其他输入设备之类的输入设备662。信号处理和/或控制电路652以及/或者蜂窝电话650中的其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据并且/或者执行其他蜂窝电话功能。

电话650可与诸如光和/或磁存储设备之类的以非易失性方式存储数据的大容量数据存储装置664(例如硬盘驱动器HDD和/或DVD)通信。至少一个HDD可具有图10A所示的配置并且/或者至少一个DVD可具有图10B所示的配置。至少一个HDD可以是包括一个或多个具有小于约1.8”的直径的盘的小型HDD。电话650可被连接至存储器666，例如RAM、ROM、诸如闪存之类的低等待时间的非易失性存储器以及/或者其他合适的电子数据存储装置。电话650还可支持经由WLAN网络接口668与WLAN连接。

现在参考图10F，机顶盒680可使用上述波束形成技术。机顶盒680包括在图10F中被一般地标识为684的信号处理和/或控制电路、WLAN接口696以及大容量数据存储装置690。例如，波束形成技术可被实现在信号处理和/或控制电路684以及/或者WLAN接口696中。机顶盒680接收来自诸如宽带源之类的源的信号，并且输出适用于诸如电视和/或监视器和/或其他视频和/或音频输出设备之类的显示器688的标准和/或高清晰度音频/视频信号。信号处理和/或控制电路684以及/或者机顶盒680的其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据并且/或者执行任何其他机顶盒功能。

机顶盒680可与以非易失性方式存储数据的大容量数据存储装置690通信。大容量数据存储装置690可包括光和/或磁存储设备，例如硬盘驱动器HDD和/或DVD。至少一个HDD可具有图10A所示的配置并且/或者至少一个DVD可具有图10B所示的配置。至少一个HDD可以是包括一个或多个具有小于约1.8”的直径的盘的小型HDD。机顶盒680可被连接至存储器694，例如RAM、ROM、诸如闪存之类的低等待时间的非易失性存储器以及/或者其他合适的电子数据存储装置。机顶盒680还可支持经由WLAN网络接口696与WLAN连接。

现在参考图10G，媒体播放器700可使用上述波束形成技术。媒体播放器700可包括在图10G中被一般地标识为704的信号处理和/或控制电路、WLAN接口716以及大容量数据存储设备710。例如，波束形成技术可被实现在信号处理和/或控制电路704以及/或者WLAN接口716中。在一些实现方式中，媒体播放器700包括显示器707以及/或者诸如键盘、触摸板等之类的用户输入708。在一些实现方式中，媒体播放器700可使用图形用户界面(GUI)，图形用户界面(GUI)一般经由显示器707和/或用户输入708使用选单、下拉选单、图标和/或点击界面。媒体播放器700还包括诸如扬声器和/或音频输出插口之类的音频输出709。信号处理和/或控制电路704以及/或者媒体播放器700的其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据并且/或者执行任何其他媒体播放器功能。

媒体播放器700可与以非易失性方式存储诸如压缩的音频和/或视频内容之类的数据的大容量数据存储装置710通信。在一些实现方式中，压缩的音频文件包括符合MP3格式或其他合适的压缩音频和/或视频格式的文件。大容量数据存储装置可包括光和/或磁存储设备，例如硬盘驱动器HDD和/或DVD。至少一个HDD可具有图10A所示的配置并且/或者至少一个DVD可具有图10B所示的配置。至少一个HDD可以是包括一个或多个具有小于约1.8”的直径的盘的小型HDD。媒体播放器700可被连接至存储器714，例如RAM、ROM、诸如闪存之类的低等待时间的非易失性存储器以及/或者其他合适的电子数据存储装置。媒体播放器700还可支持经由WLAN网络接口716与WLAN连接。还可预期除上述那些实现方式以外的其他实现方式。

参考图10H，IP电话(VoIP)电话750可使用上述波束形成技术。VoIP电话750可包括天线754、信号处理和/或控制电路758、无线接口762以及大容量数据存储设备766。例如，波束形成技术可被实现在信号处理和/或控制电路758以及/或者无线接口762中。在一些实现方式中，VoIP电话750部分地包括麦克风770、诸如扬声器和/或音频输出插口之类的音频输出774、显示监视器778、诸如键盘、点击设备、话音致动和/或其他输入设备之类的输入设备782以及无线保真(Wi-Fi)通信模块762。信号处理和/或控制电路758以及/或者VoIP电话750中的其他电路(未示出)可处理数据、执行编码和/或加密、执行计算、格式化数据并且/或者执行其他VoIP电话功能。

VoIP电话750可与诸如光和/或磁存储设备之类的以非易失性方式存储数据的大容量数据存储装置766(例如硬盘驱动器HDD和/或DVD)通信。至少一个HDD可具有图10A所示的配置并且/或者至少一个DVD可具有图10B所示的配置。HDD可以是包括一个或多个具有小于约1.8”的直径的盘的小型HDD。VoIP电话750可被连接至存储器786，存储器786可以是RAM、ROM、诸如闪存之类的低等待时间的非易失性存储器以及/或者其他合适的电子数据存储装置。VoIP电话750被配置为经由Wi-Fi通信模块762建立与VoIP网络(未示出)的通信链路。

此外，虽然已参考具体示例描述了本发明，但是这些具体示例希望仅是例示性的，而不是对本发明的限制，本领域的普通技术人员将会清楚，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对所公开的实施例进行改变、增加和/或删除。

Claims (47)

1.一种具有第一收发器设备和第二收发器设备的通信系统内的波束形成的方法，所述第一收发器设备具有第一多个天线，所述第二收发器设备具有第二多个天线，所述方法包括：

确定对反向信道的部分维度的描述，其中信号经由所述反向信道从所述第二收发器设备行进至所述第一收发器设备；

从对所述反向信道的部分维度的描述以及对正向信道的描述来开发校正矩阵，信号经由所述正向信道从所述第一收发器设备行进至所述第二收发器设备；

使用所述校正矩阵来处理将经由所述正向信道发送的信号；以及

使用调向矩阵来执行所述正向信道中的波束形成。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定对所述反向信道的部分维度的描述包括在无需确定对所述反向信道的全部维度的描述的情况下确定对所述反向信道的部分维度的描述。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

经由所述正向信道发送指示了对非探测分组的请求的信号；

接收响应于指示了对所述非探测分组的请求的信号的所述非探测分组，其中所述非探测分组包括用于所述非探测分组的传输的部分维度的训练信息，但是不包括针对所述反向信道的所有可用空间维度的训练信息；并且

其中确定对所述反向信道的部分维度的描述包括基于所述非探测分组的接收来确定对所述反向信道的部分维度的描述。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括从所述第二收发器设备接收对所述正向信道的描述。

5.根据权利要求4所述的方法，其中接收对所述正向信道的描述包括经由所述非探测分组接收信道状态信息。

6.根据权利要求4所述的方法，其中接收对所述正向信道的描述包括经由与所述非探测分组分离的另一分组接收信道状态信息。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

经由所述正向信道发送第一分组，所述第一分组包括指示校准发起请求的信号或者指示确认请求的信号中的至少一个，其中所述第一分组包括用于所述第一分组的传输的部分维度的训练信息，但是不包括针对所述正向信道的所有可用空间维度的训练信息；

接收响应于所述第一分组的信号；并且

其中确定对所述反向信道的部分维度的描述包括基于信号的接收来确定对所述反向信道的部分维度的描述。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

经由所述正向信道发送第二分组，所述第二分组包括针对所述正向信道的所有可用空间维度的训练信息；以及

从所述第二收发器设备接收对所述正向信道的描述。

9.根据权利要求1所述的方法，其中确定对所述反向信道的部分维度的描述包括确定与对所述反向信道的全部维度的描述相对应的矩阵的列的子集。

10.根据权利要求9所述的方法，其中开发所述校正矩阵包括：

针对与对所述反向信道的全部维度的描述相对应的矩阵的列的子集中的每一列确定各个校正矩阵估计；以及

利用所述各个校正矩阵估计来生成所述校正矩阵。

11.根据权利要求9所述的方法，其中开发所述校正矩阵包括：

计算与对所述反向信道的全部维度的描述相对应的矩阵的列的子集所对应于的第一奇异值分解；

确定与对所述正向信道的描述相对应的矩阵的行的子集；

计算与对所述正向信道的描述相对应的矩阵的行的子集所对应于的第二奇异值分解；以及

基于所述第一奇异值分解和所述第二奇异值分解来生成所述校正矩阵。

12.根据权利要求11所述的方法，其中生成所述校正矩阵包括正规化所述校正矩阵的对角以使得所述校正矩阵与相移相对应。

13.根据权利要求9所述的方法，其中开发所述校正矩阵包括：

计算与对所述反向信道的全部维度的描述相对应的矩阵的列的子集所对应于的第一右奇异矩阵；

确定与对所述正向信道的描述相对应的矩阵的行的子集；

计算与对所述正向信道的描述相对应的矩阵的行的子集所对应于的第二右奇异矩阵；以及

基于所述第一右奇异矩阵和所述第二右奇异矩阵来生成所述校正矩阵。

14.根据权利要求13所述的方法，其中计算所述第一右奇异矩阵包括使用奇异值分解；并且

其中计算所述第二右奇异矩阵包括使用奇异值分解。

15.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述校正矩阵包括对将经由所述正向信道在基带处发送的信号左乘所述校正矩阵。

16.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述校正矩阵包括对所述调向矩阵左乘所述校正矩阵。

17.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述校正矩阵包括利用所述校正矩阵来校准对所述反向信道的测量描述；

所述方法还包括基于对所述反向信道的经校准的测量描述来生成所述调向矩阵。

18.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一收发器设备能够经由多个载波发送，并且所述第二收发器设备能够经由所述多个载波接收；

其中所述方法还包括：

针对所述多个载波中的每个载波确定对各个反向信道的各个部分的描述；

针对所述多个载波中的每个载波确定对各个正向信道的各个描述；

针对所述多个载波中的每个载波开发各个校正矩阵；

针对所述多个载波中的每个载波使用所述各个校正矩阵来处理将被发送的各个信号；以及

针对所述多个载波中的每个载波使用各个调向矩阵来执行波束形成。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一收发器设备是正交频分复用(OFDM)收发器；

其中所述第二收发器设备是OFDM接收器；并且

其中所述多个载波是多个OFDM子载波。

20.根据权利要求1所述的方法，还包括：

基于所述校正矩阵生成额外的校正矩阵；以及

利用所述额外的校正矩阵来处理经由所述反向信道接收的信号。

21.根据权利要求20所述的方法，其中生成所述额外的校正矩阵包括对所述校正矩阵求逆。

22.一种用于向一个或多个其他通信设备发送信号的无线收发器，所述无线收发器包括：

多重数的天线；

耦合至所述多重数的天线的波束形成网络；

耦合至所述波束形成网络的控制器，所述控制器用于利用调向矩阵控制所述波束形成网络，并且用于使用校正矩阵来处理将经由正向信道发送的信号；以及

校正矩阵计算单元，所述校正矩阵计算单元获得对所述正向信道的描述，获得对反向信道的部分维度的描述，并且从对所述正向信道的描述以及对所述反向信道的部分维度的描述来开发所述校正矩阵；以及

调向矩阵计算单元，所述调向矩阵计算单元适用于开发所述调向矩阵。

23.根据权利要求22所述的无线收发器，其中所述校正矩阵计算单元在无需确定对所述反向信道的全部维度的描述的情况下开发所述校正矩阵。

24.根据权利要求22所述的无线收发器，其中所述控制器被配置为使得所述无线收发器经由所述正向信道发送指示了对非探测分组的请求的信号；

其中对所述反向信道的部分的描述是基于响应于指示了对所述非探测分组的请求的所发送的信号而被接收的所述非探测分组的接收来确定的，其中所述非探测分组包括用于所述非探测分组的传输的部分维度的训练信息，但是不包括针对所述反向信道的所有可用空间维度的训练信息。

25.根据权利要求24所述的无线收发器，其中对所述正向信道的描述是经由所述反向信道接收的。

26.根据权利要求25所述的无线收发器，其中所述控制器被配置为从所述非探测分组获得对所述正向信道的描述。

27.根据权利要求25所述的无线收发器，其中所述控制器被配置为从与所述非探测分组分离的另一分组获得对所述正向信道的描述。

28.根据权利要求22所述的无线收发器，其中所述控制器被配置为使得所述无线收发器经由所述正向信道发送第一分组，所述第一分组包括指示校准发起请求的信号或者指示确认请求的信号中的至少一个，其中所述第一分组包括用于所述第一分组的传输的部分维度的训练信息，但是不包括针对所述正向信道的所有可用空间维度的训练信息；

其中对所述反向信道的部分维度的描述是基于响应于所述第一分组而经由所述反向信道发送的信号的接收来确定的。

29.根据权利要求28所述的无线收发器，其中所述控制器被配置为使得所述无线收发器经由所述正向信道发送第二分组，所述第二分组包括针对所述正向信道的所有可用空间维度的训练信息；并且

其中对所述正向信道的描述是经由所述反向信道接收的。

30.根据权利要求22所述的无线收发器，其中所述校正矩阵计算单元被配置为获得与对所述反向信道的全部维度的描述相对应的矩阵的列的子集。

31.根据权利要求30所述的无线收发器，其中所述校正矩阵计算单元被配置为：

针对与对所述反向信道的全部维度的描述相对应的矩阵的列的子集中的每一列确定各个校正矩阵估计，并且

利用所述各个校正矩阵估计来生成所述校正矩阵。

32.根据权利要求30所述的无线收发器，其中所述校正矩阵计算单元被配置为：

计算与对所述反向信道的全部维度的描述相对应的矩阵的列的子集所对应于的第一奇异值分解，

确定与对所述正向信道的描述相对应的矩阵的行的子集，

计算与对所述正向信道的描述相对应的矩阵的行的子集所对应于的第二奇异值分解，并且

基于所述第一奇异值分解和所述第二奇异值分解来生成所述校正矩阵。

33.根据权利要求32所述的无线收发器，其中所述校正矩阵计算单元被配置为正规化所述校正矩阵的对角以使得所述校正矩阵与相移相对应。

34.根据权利要求30所述的无线收发器，其中所述校正矩阵计算单元被配置为：

计算与对所述反向信道的全部维度的描述相对应的矩阵的列的子集所对应于的第一右奇异矩阵，

确定与对所述正向信道的描述相对应的矩阵的行的子集，

计算与对所述正向信道的描述相对应的矩阵的行的子集所对应于的第二右奇异矩阵，并且

基于所述第一右奇异矩阵和所述第二右奇异矩阵来生成所述校正矩阵。

35.根据权利要求34所述的无线收发器，其中所述校正矩阵计算单元被配置为：

利用奇异值分解来计算所述第一右奇异矩阵，并且

利用奇异值分解来计算所述第二右奇异矩阵。

36.根据权利要求22所述的无线收发器，还包括时空映射单元，所述时空映射单元对将在基带处被发送的信号左乘所述校正矩阵。

37.根据权利要求22所述的无线收发器，其中所述校正矩阵计算单元或者所述调向矩阵计算单元中的一个对所述调向矩阵左乘所述校正矩阵。

38.根据权利要求37所述的无线收发器，其中所述调向矩阵是通过对所述调向矩阵左乘所述校正矩阵来修改的。

39.根据权利要求22所述的无线收发器，其中所述校正矩阵计算单元或者信道检测单元中的一个基于所述校正矩阵来修改对所述反向信道的测量描述；并且

其中所述调向矩阵计算单元基于对所述反向信道的经修改的测量描述来生成所述调向矩阵。

40.根据权利要求22所述的无线收发器，其中所述无线收发器能够经由多个载波发送。

41.根据权利要求40所述的无线收发器，其中所述无线收发器包括正交频分复用(OFDM)发送器，并且其中所述多个载波是多个OFDM子载波。

42.一种具有第一收发器和第二收发器的通信系统内的波束形成的方法，所述第一收发器具有第一多个天线，所述第二收发器具有第二多个天线，所述方法包括：

经由正向信道发送校准发起分组，所述校准发起分组包括指示对确认分组的请求的信号，其中信号经由所述正向信道从所述第一收发器行进至所述第二收发器；

经由反向信道接收响应于指示对所述确认分组的请求的信号的确认分组，其中信号经由所述反向信道从所述第二收发器行进至所述第一收发器；以及

基于所述确认分组的接收来确定对所述反向信道的部分维度的描述；

基于对所述反向信道的部分维度的描述以及对所述正向信道的描述来开发校正矩阵；

使用所述校正矩阵来处理将经由所述正向信道发送的信号；以及

使用调向矩阵来执行所述正向信道中的波束形成。

43.根据权利要求42所述的方法，其中所述确认分组是非探测分组，所述非探测分组包括用于所述确认分组的传输的空间维度的训练信息，但是不包括针对所述正向信道的所有可用空间维度的训练信息。

44.根据权利要求42所述的方法，其中所述校准发起分组是非探测分组，所述非探测分组包括用于所述校准发起分组的传输的空间维度的训练信息，但是不包括针对所述正向信道的所有可用空间维度的训练信息；并且

其中所述方法还包括经由所述正向信道发送探测分组，所述探测分组包括针对所述正向信道的所有可用空间维度的训练信息。

45.一种用于向一个或多个其他通信设备发送信号的无线收发器，所述无线收发器包括：

多重数的天线；

耦合至所述多重数的天线的波束形成网络；

耦合至所述波束形成网络的控制器，所述控制器用于利用调向矩阵控制所述波束形成网络，用于使用校正矩阵来处理将经由正向信道发送的信号，并且用于使得所述收发器经由所述正向信道发送校准发起分组，所述校准发起分组包括指示对确认分组的请求的信号；

校正矩阵计算单元，所述校正矩阵计算单元经由反向信道获得对正向信道的描述，基于经由所述反向信道的确认分组的接收来确定对所述反向信道的部分维度的描述，并且从对所述正向信道的描述以及对所述反向信道的部分维度的描述来开发所述校正矩阵；以及

调向矩阵计算单元，所述调向矩阵计算单元适用于开发所述调向矩阵。

46.根据权利要求45所述的无线收发器，其中所述确认分组是非探测分组，所述非探测分组包括用于所述确认分组的传输的空间维度的训练信息，但是不包括针对所述正向信道的所有可用空间维度的训练信息。

47.根据权利要求45所述的无线收发器，其中所述校准发起分组是非探测分组，所述非探测分组包括用于所述校准发起分组的传输的空间维度的训练信息，但是不包括针对所述正向信道的所有可用空间维度的训练信息；并且

其中所述控制器被配置为使得所述无线收发器经由所述正向信道发送探测分组，所述探测分组包括针对所述正向信道的所有可用空间维度的训练信息。

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