CN101584145B - 用于在无线通信系统中处理反馈的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于在无线通信系统中处理反馈的方法和设备，该方法包括对信道矩阵进行估计。有效信道被计算并且预编码矩阵被选择。反馈比特被产生并传送。

Description

用于在无线通信系统中处理反馈的方法和设备

技术领域

本发明涉及无线通信系统。

背景技术

受控反馈被用在通信系统中以为系统添加控制层。当前在无线通信系统中所使用的反馈系统通常都很复杂并且消耗有价值的资源。使用反馈的一种此类系统是演进型通用陆地无线电接入(E-UTRA)多输入多输出(MIMO)系统。由此，改进用于E-UTRA的闭环MIMO系统的反馈效率和秩以及链路自适应，往往可以提升MIMO链路性能和系统容量，并且还可以减少信令开销。

由此，较为有益的是提供一种用于处理可以在例如E-UTRA MIMO系统中用于下行链路(DL)和上行链路(UL)通信的反馈的方法和设备。

发明内容

公开了一种用于在无线发射/接收单元(WTRU)中实施的处理反馈的方法和设备。该方法包括估计信道矩阵。有效信道被计算，并且预编码矩阵被选择。反馈比特被产生并传送。

附图说明

结合附图，从以下以实例给出的描述中可以更详细地了解本发明，其中：

图1显示了包含多个无线发射/接收单元(WTRU)和基站的示例无线通信系统；

图2是用于对反馈执行复位处理的方法的流程图；

图3是用于对反馈执行快速自适应处理的方法的流程图；

图4是用于对反馈执行慢速自适应处理的方法的流程图；

图5显示的是图1的WTRU和基站的功能框图；

图6显示的是图1的WTRU和基站的备选功能框图；以及

图7是用于对反馈进行处理的其他方法的流程图。

具体实施方式

下文引用的术语“无线发射/接收单元(WTRU)”包括但不局限于用户设备(UE)、移动站、固定或移动签约用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、计算机或是其他任何能在无线环境中工作的用户设备。下文引用的术语“基站”包括但不局限于节点-B、站点控制器、接入点(AP)或是其他任何能在无线环境中工作的接口设备。

图1显示了示例的无线通信系统100，该系统包括多个WTRU 110以及基站120。如图1所示，WTRU 110与基站120进行通信。虽然图1显示了两个WTRU 110和一个基站120，但是应该指出，在无线通信系统100中可以包括无线和有线设备的任何组合。

图2是用于对反馈执行复位处理的方法200的流程图。在复位处理中，所使用的是非差分反馈。在方法200的步骤210中，对信道矩阵进行了估计。一旦估计了信道矩阵，则对有效信道进行计算(步骤220)。在一个实例中，有效信道是作为信道估计和预编码矩阵的乘积来计算的，例如H_eff＝H_estx T，其中H_est是信道估计，而T是预编码矩阵。有效信道针对所有可能的候选预编码矩阵、子矩阵或向量进行计算。使用有效信道来计算量度，所述量度可以包括信号干扰噪声比(SINR)、吞吐量、块或帧错误率、信道容量等等。然后，预编码矩阵将被选择或计算(步骤230)。最佳矩阵、子矩阵或向量则应该基于信道质量、SINR、吞吐量、块错误比(BLER)、帧错误比(FER)或是其他相似度量或组合来选择。例如，可以计算用于线性最小均方误差(LMMSE)接收机的SINR，并且可以选择具有最大SINR的预编码矩阵。其他基于效信道及其相应的CQI量度的方法同样可以用于选择预编码矩阵或向量。在计算矩阵或向量的情况下，信道矩阵估计被作为基础使用，并且预编码矩阵是通过例如执行对信道矩阵估计的奇异值分解(SVD)或本征值分解(EVD)来计算的，且之后使用预定码本来进行量化。选择预编码矩阵的一种方法是对信道响应H进行估计，并且通过对估计得到的H执行奇异值分解(SVD)来获得预编码矩阵V。对MIMO传输中的N个流且1≤N≤N_i来说，A是V的子矩阵，它代表的是对数据执行预编码的N个流。此外，B_i是矩阵F中的N个列向量的可能组合。F的列向量的所有组合(也就是所有可能的B_i)都可被搜索，并且被选择一个列向量会依照下列等式而将A与B_i的内积或相关的范数之和增至最大：

$T=\underset{B_i}{\max }\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left|\right|<A{(:,j)}^{*},B_i(:,j)>\left|\right|$ 等式(1)

可以将离散傅立叶变换(DFT)用于MIMO预编码，并且可以使用与不同相移相乘的DFT矩阵来构造预编码矩阵的集合。DFT矩阵集合可基于预编码矩阵是否被选择或被量化而被用作MIMO预编码码本。DFT矩阵可以用 $w_{m,n}=e^{j2\mathrm{\&pi;m}\frac{n}{N}}$ 来表示，其中m＝0，1，2，...，N-1并且n＝0，1，2，...，N-1。此外，2乘2(2×2)的DFT矩阵可以表述为：

$F_{2x2}=\left[\begin{array}{cc}1& 1\\ 1& -1\end{array}\right]$ 等式(2)

4乘4(4×4)的DFT矩阵可以表述为：

$F_{4x4}=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& j& -1& -j\\ 1& -1& 1& -1\\ 1& -j& -1& j\end{array}\right]$ 等式(3)

预编码矩阵的集合可以依照下列等式使用不同的相移来产生：

$w_{m,n}=e^{j2\mathrm{\&pi;m}(n+\frac{l}{L})/N}$ 等式(4)

其中m＝1，2，...，N-1，n＝0，1，2，...，N-1并且l＝0，1，2，...，L-1。为了产生具有8个4×4的矩阵的集合，使L＝8以及N＝4。其中N和L是用于产生大小为N×N的L个DFT矩阵的设计(design)参数。相应地，4×4的矩阵的集合是可以如下构造：

$F_{4x\mathrm{4,0}}=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& e^{j\frac{1}{2}\mathrm{\&pi;}}& e^{\mathrm{j\&pi;}}& e^{-j\frac{1}{2}\mathrm{\&pi;}}\\ 1& e^{\mathrm{j\&pi;}}& e^{j2\mathrm{\&pi;}}& e^{\mathrm{j\&pi;}}\\ 1& e^{-j\frac{1}{2}\mathrm{\&pi;}}& e^{\mathrm{j\&pi;}}& e^{j\frac{1}{2}\mathrm{\&pi;}}\end{array}\right];$

$F_{4x\mathrm{4,1}}=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{1}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{9}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{15}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{7}{16}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{j\frac{1}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{7}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{1}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{7}{8}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{j\frac{3}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{5}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{13}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{11}{16}\mathrm{\&pi;}}\end{array}\right];$

$F_{4x\mathrm{4,2}}=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{1}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{5}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{7}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{3}{8}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{j\frac{1}{4}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{3}{4}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{1}{4}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{3}{4}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{j\frac{3}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{1}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{5}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{7}{8}\mathrm{\&pi;}}\end{array}\right];$

$F_{4x\mathrm{4,3}}=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{3}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{11}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{13}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{5}{16}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{j\frac{3}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{5}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{3}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{5}{8}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{j\frac{9}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{1}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{7}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{15}{16}\mathrm{\&pi;}}\end{array}\right];$

$F_{4x\mathrm{4,4}}=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{1}{4}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{3}{4}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{3}{4}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{1}{4}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{j\frac{1}{2}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{1}{2}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{1}{2}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{1}{2}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{j\frac{3}{4}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{1}{4}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{1}{4}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{5}{4}\mathrm{\&pi;}}\end{array}\right];$

$F_{4x\mathrm{4,5}}=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{5}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{13}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{11}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{3}{16}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{j\frac{5}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{3}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{5}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{3}{8}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{j\frac{15}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{7}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{1}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{9}{16}\mathrm{\&pi;}}\end{array}\right];$

$F_{4x4,6}=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{3}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{7}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{5}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{1}{8}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{j\frac{3}{4}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{1}{4}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{3}{4}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{1}{4}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{j\frac{9}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{5}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{1}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{3}{8}\mathrm{\&pi;}}\end{array}\right];$

$F_{4x4,7}=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ e^{j\frac{7}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{15}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{9}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{1}{16}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{j\frac{7}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{1}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{7}{8}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{1}{8}\mathrm{\&pi;}}\\ e^{-j\frac{11}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{13}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{j\frac{5}{16}\mathrm{\&pi;}}& e^{-j\frac{3}{16}\mathrm{\&pi;}}\end{array}\right];$ 等式(5)

2×2的矩阵的集合也可以采用相似的方式产生和构造。

在步骤240，反馈比特将被产生并传送。这些反馈比特包括相应的码字索引。在4×4的MIMO矩阵以及满秩的情况下(也就是说，所述秩等于四(4))，与等式(5)中标识的一个矩阵相关联的索引可以用作反馈输入。对于秩小于四(4)的情况，与等式(5)中的矩阵的子集之一相关联的索引可以用作反馈输入。对于秩等于1的情况，可以使用与矩阵的列向量之一相关联的索引作为反馈输入。

另外的反馈机制使用的是自适应处理。一般来说，自适应处理要么是“快速自适应”，要么是“慢速自适应”，这取决于与预期预编码矩阵或会聚速率相关的更新精度。

图3是快速自适应处理反馈的方法300的流程图。快速自适应处理反馈是一种快速跟踪方法，且可被用作独立的反馈或被用作结合图2中的方法200描述的完全预编码矩阵反馈的反馈。在步骤310，将计算差分预编码矩阵或增量矩阵。然后，该差分预编码矩阵或增量矩阵将被量化(步骤320)。反馈比特将被产生并传送(步骤330)，其中所述反馈比特与不同的码本的码字索引是对应的。使用越多的反馈比特，使用反馈比特进行预编码矩阵更新就越快，所述反馈比特表示不同的预编码矩阵。由此，可以实现更快的自适应处理。

图4是用于对反馈执行慢速自适应处理的方法400的流程图。慢速自适应处理反馈是一种慢速跟踪方法，且可被用作独立的反馈或被用作结合图2中的方法200描述的完全预编码矩阵反馈(复位)的反馈。慢速自适应处理反馈还可与图3中的方法300描述的不同的预编码矩阵反馈结合使用，或与图2和图3的方法200和300的组合结合使用。

在步骤410，将计算单个二进制符号比特，并且然后该单个二进制符号比特将被发送(步骤420)，例如从接收机设备发送到发射机设备。这个单个二进制比特b[n]可以依照下列等式使用有效信道测量结果来计算：

b[n]＝sign(q[n])                             等式(6)

量度q[n]是用于将接收功率增至最大的优选方向的有效信道测量结果。如果将Ω₁[n]和Ω₀[n]分别表示成 ${\mathrm{\&Omega;}}_1\left[n\right]=\tilde{T}\left[n\right]\exp \left(F\right[n\left]\right)Y$ 和

${\mathrm{\&Omega;}}_0\left[n\right]=\tilde{T}\left[n\right]\exp (-F[n\left]\right)Y,$ 那么q[n]可以表述为：

$q\left[n\right]={\left|\right|H[n+1]{\mathrm{\&Omega;}}_1\left[n\right]\left|\right|}_F^2-{\left|\right|H[n+1]{\mathrm{\&Omega;}}_0\left[n\right]\left|\right|}_F^2$ 等式(7)

如果接收功率最大化的方向是朝着Ω₁[n]的，则发送b[n]＝1(步骤420)。否则，接收功率最大化的方向将会朝向Ω₀[n]，则发送b[n]＝-1(步骤420)。

选择和反馈(也就是发送)最佳预编码矩阵或向量的索引，预编码矩阵在复位之间的时间段期间或完全预编码矩阵更新之间的时间段期间为后续反馈间隔通过用于慢速自适应处理的单个二进制比特或在复位周期选择的最佳选择的预编码矩阵的慢速跟踪来进行更新。

举个例子，假设Nt表示发射天线的数量，Ns表示被发射的数据流的数量，用于反馈示例n的被反馈的预编码矩阵是T[n]。那么，该预编码矩阵T[n]将会由单个二进制比特b[n]来更新，其中该b[n]是在反馈示例n+1从接收机反馈的。预编码矩阵使用反馈比特b[n]从T[n]到T[n+1]进行更新。

格拉斯曼(Grassmann)流形和格拉斯曼线填充可以用于定义波束成形空间。格拉斯曼短程线是格拉斯曼流形空间中的两点之间的最短长度的曲线。短程线流则是沿着短程线或是格拉斯曼流形中的最短长度曲线G_Nt，Ns的信号流，可以表述为：

Q(t)＝Q(0)exp(tX)Y              等式(8)

其中Q(0)和Q(t)分别是格拉斯曼流形空间中处于时间0和t的点。X则是斜对称矩阵，它被限制成具有如下形式：

$X=\left[\begin{array}{cc}0& -Z^H\\ Z& 0\end{array}\right]$ 等式(9)

矩阵Y可以表述为：

$Y=\left[\begin{array}{c}{I}_{N_s}\\ 0_{(N_t-N_s)\&times;N_s}\end{array}\right]$ 等式(10)

然后，预编码矩阵及其更新可以依照如下等式来定义：

$T[n+1]=\tilde{T}\left[n\right]\exp \left(b\right[n\left]F\right[n\left]\right)Y$ 等式(11)

其中

$F\left[n\right]=\left[\begin{array}{cc}0& -G^H\left[n\right]\\ G\left[n\right]& 0\end{array}\right]$ 等式(12)

并且其维度为Nt×Nt。 $\tilde{T}\left[n\right]=\left[\begin{array}{cc}T\left[n\right]& E\left[n\right]\end{array}\right]$ 是Nt×Nt维的单位矩阵，而E[n]则是T[n]的正交分量。矩阵Y具有维度Nt×Ns。矩阵G[n]是随机矩阵，并且具有维度(Nt-Ns)×Ns。该矩阵G[n]被用于近似矩阵Z，并且是使用特定的分布产生的，所述分布的一个实例是均匀(uniform)分布。所述分布的另一个实例是具有零均值以及方差β²的独立并且相同的复数高斯分布。

也就是说，G[n]的每一个条目都是独立和相同分布的(例如CN(0，β²))。但是，用于G[n]的其他恰当的分布也是可以考虑和使用的。指数项exp(b[n]F[n])Y表示的是在波束成形空间中沿着最短长度的曲线而从当前预编码矩阵到下一个预编码矩阵的信号流。在预编码矩阵更新时，这个单个二进制比特b[n]将会确定在波束成形空间中沿着最短长度曲线并由F[n]确定的信号流所具有的两个相对方向之一。

为了获得用于预编码矩阵的相同更新，发射机和接收机都应该知道预编码矩阵G[n]。这可以通过在发射机和接收机开始通信的时候由发射机和接收机上的伪随机数生成器同时生成G[n]来完成。然而，信令还可被用于在发射机与接收机之间传递关于矩阵G的信息。

矩阵G中的参数β²是预编码矩阵更新的步长，且可以是静态的、半静态的或动态的。为了最优化性能，参数β²应当根据多普勒偏移而被自适应调整，当多普勒频率增加时，β²的值增加，反之亦然。

反馈速率或反馈间隔取决于信道变化速率或车辆速度。最优的反馈速率或间隔可以通过仿真来确定。固定的反馈速率或间隔可以用于在不同的车辆速度或信道变化之间折衷。反馈速率或间隔也可以进行配置或是重新配置，以便满足某些性能需求。另外，如果关于车辆速度或多普勒频移的信息是可以得到的，那么可以使用该信息来配置或重新配置反馈速率或间隔。预编码矩阵更新的步距还可以依照不同的信道变化速率而被确定或优化。

在给定T[n]和G[n]的情况下，T[n+1]可以使用紧凑型奇异值(CS)分解或类似处理来计算。例如，矩阵G[n]可以依照如下等式使用奇异值分解(SVD)来分解：

G[n]＝V₂ΘV₁ ^H             等式(13)

矩阵Θ是对角矩阵，由此：

$\mathrm{\&Theta;}=\mathrm{diag}({\mathrm{\&theta;}}_1,{\mathrm{\&theta;}}_2,...,{\mathrm{\&theta;}}_{N_s})$ 等式(14)

变量θ_i是子空间T[n]与T[n+1]之间的主角，其中i＝1，2，..，N。如果反馈比特b[n]是-1，那么可以改为分解-G[n]。

sin(θ_i)和cos(θ_i)的值将被计算，i＝1，2，..，N，并且将会构造对角矩阵C和S，由此：

$C=\mathrm{diag}(\cos {\mathrm{\&theta;}}_1,\cos {\mathrm{\&theta;}}_2,...,\cos {\mathrm{\&theta;}}_{N_s})$ 等式(15)

以及

$S=\mathrm{diag}(\sin {\mathrm{\&theta;}}_1,\sin {\mathrm{\&theta;}}_2,...,\sin {\mathrm{\&theta;}}_{N_s})$ 等式(16)

矩阵T[n+1]可以依照如下等式来计算：

$T[n+1]=\tilde{T}\left[n\right]\left[\begin{array}{c}{V}_{1}C\\ V_{2}S\end{array}\right]$ 等式(17)

复位处理或非差分反馈可以在初始使用，并且还可以在每N个传输时间间隔(TTI)中周期性使用，以便复位从差分和二进制反馈中产生的差错。此外，复位或非差分反馈也可以非周期性使用。而快速自适应处理或差分反馈则可以用于初始化、复位或非差分反馈之后的“X”个TTI。慢速自适应处理或二进制反馈则可以在快速自适应反馈周期结束时刻与复位或非差分反馈开始时刻之间使用。

图5显示的是图1的WTRU 110和基站120’的功能框图500。图1的WTRU 110和基站120’被配置成执行图2、3和4描述的方法200、300和400的任意组合，并且相互进行无线通信。图2、3和4中的方法200、300和400可以在基站120’与WTRU 110之间的不同时刻或不同反馈间隔使用。在图5所示的实例中，基站120’可以被视为是发射机或发射设备。而WTRU 110则是接收机或接收设备。

除了WTRU中可以包含的其他组件(例如发射机、接收机等等)之外，图5的WTRU还包括信道估计器115以及与信道估计器115进行通信的反馈比特生成器116。另外，WTRU 110还包括第一天线117和第二天线118。如图5所描述的，第一天线117与信道估计器115进行通信，并且可以接收来自基站120的无线通信以及将其转发到信道估计器115。第二天线118与反馈比特生成器116进行通信，并且可以接收来自反馈比特生成器116的信号以及将其传送到基站120’。然而应该指出的是，在WTRU 110中是可以包含任意数量和结构的天线的。例如，第一天线117可以与反馈比特生成器116通信，且第二天线118可以与信道估计器115通信。信道估计器115被配置成分别执行在图2、3和4的方法200、300和400中描述的信道估计功能。反馈比特生成器116被配置成分别依照图2、3和4的方法200、300和400或方法200、300和400的任意组合来产生将被反向传送到基站120’的反馈。

生成矩阵G功能块531与WTRU 110的反馈比特生成器116通信，且多普勒调整块541与生成矩阵G功能块531通信。生成矩阵G功能块531和多普勒调整块541被配置成执行分别在图2、3和4的方法200、300和400中描述的相关功能。

除了可以包含在基站中的其他组件(例如发射机，接收机等等)之外，基站120’还包括预编码块121、预编码矩阵更新块122、秩适配器123以及复用器(MUX)124。预编码块121与预编码矩阵更新块122、秩适配器123以及MUX 124进行通信。此外，第一天线125与MUX 124进行通信，并且可以接收来自MUX 124的信号，以便为针对WTRU 110的通信提供便利。第二天线126与预编码矩阵更新块122进行通信，并且可以为接收来自WTRU 100的无线通信的接收提供便利。还应当注意的是，天线125或126可以与所述组件中的任何一者通信。预编码块121还被配置成接收数据信号，并且MUX 124同样被配置成接收导频信号。另外，预编码块121、预编码矩阵更新块122以及秩适配器123还被配置成执行分别在图2、3和4的方法200、300和400中描述的或方法200、300和400的任意组合中描述的相关功能。

生成矩阵G的功能块530与基站120’的预编码矩阵更新块122以及WTRU110的反馈比特生成器116进行通信。多普勒调整块540与生成矩阵G的功能块530进行通信。该生成矩阵G的功能块530以及多普勒调整块540被配置成分别执行在图2、3和4的方法200、300和400中描述的相关功能。

图6显示的是图1的WTRU 110和基站120”的备选功能框图600。图6的WTRU 110和基站120”被配置成执行图2、3和4的方法200、300和400的任意组合，并且相互之间进行通信。图6所示的WTRU 110与如上在图5中描述的WTRU 110基本相似。在图6所示的实例中，基站120”可以被视为是发射机或发射设备，而WTRU 110则是接收机或接收设备。

生成矩阵G功能块631与WTRU 110的反馈比特生成器116通信，且多普勒调整块641与生成矩阵G功能块631通信。生成矩阵G功能块631和多普勒调整块641被配置成执行分别在图2、3和4的方法200、300和400中描述的相关功能。

除了可以包含在基站中的其他组件(例如发射机、接收机等等)之外，基站120”还包括预编码块621、预编码矩阵更新块622、链路适配器623以及复用器(MUX)624。预编码块621与预编码矩阵更新块622、链路适配器623以及MUX 624进行通信。此外，第一天线625与MUX 624进行通信，并且可以接收来自MUX 624的信号，以便为针对WTRU 110的通信提供便利。第二天线626与预编码矩阵更新块622进行通信，并且可以为从WTRU110接收无线通信的接收提供便利。预编码块621还被配置成接收数据信号，并且MUX 624被配置成接收导频信号。此外，预编码块621、预编码矩阵更新块622以及链路适配器623还被配置成分别执行在图2、3和4的方法200、300和400中描述的相关功能。

生成矩阵G的功能块630与基站120”的预编码矩阵更新块622进行通信。多普勒调整块640与生成矩阵G的功能块630进行通信。该生成矩阵G的功能块630和多普勒调整块640被配置成分别执行在图2、3和4的方法200、300和400中描述的相关功能。

图7是用于对反馈进行处理的其他方法700的流程图。在步骤710，信道矩阵H被测量。然后，根据最大化接收功率的短程线的方向来计算符号比特(步骤720)。随后，该符号比特将被传送(步骤730)，例如从接收机传送到发射机，并且发射机将会使用该符号比特来更新预编码矩阵(步骤740)，以使新的预编码矩阵接近使下一个预编码操作的接收功率最大化的方向。

虽然本发明的特征和元素在优选的实施方式中以特定的结合进行了描述，但每个特征或元素可以在没有所述优选实施方式的其他特征和元素的情况下单独使用，或在与或不与本发明的其他特征和元素结合的各种情况下使用。本发明提供的方法或流程图可以在由通用计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中实施，其中所述计算机程序、软件或固件是以有形的方式包含在计算机可读存储介质中的。关于计算机可读存储介质的实例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、内部硬盘和可移动磁盘之类的磁介质、磁光介质以及CD-ROM碟片和数字通用光盘(DVD)之类的光介质。

举例来说，恰当的处理器包括：通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何一种集成电路(IC)和/或状态机。

与软件相关联的处理器可以用于实现一个射频收发器，以便在无线发射接收单元(WTRU)、用户设备、终端、基站、无线网络控制器或是任何主机计算机中加以使用。WTRU可以与采用硬件和/或软件形式实施的模块结合使用，例如相机、摄像机模块、可视电话、扬声器电话、振动设备、扬声器、麦克风、电视收发器、免提耳机、键盘、蓝牙模块、调频(FM)无线单元、液晶显示器(LCD)显示单元、有机发光二极管(OLED)显示单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器和/或任何无线局域网(WLAN)模块。

实施例

1.一种用于在无线通信系统中处理反馈的方法。

2.根据实施例1的方法，该方法还包括：估计信道矩阵。

3.根据前述任一实施例的方法，该方法还包括：计算有效信道。

4.根据前述任一实施例的方法，该方法还包括：选择预编码矩阵。

5.根据前述任一实施例的方法，该方法还包括：产生反馈比特。

6.根据前述任一实施例的方法，该方法还包括：发射该反馈比特。

7.根据前述任一实施例的方法，其中选择预编码矩阵包括根据量度来选择预编码矩阵，其中该量度包括下列中任意一项：信号干扰噪声比(SINR)、吞吐量、块错误率(BER)、帧错误率(SINR)和/或信道容量。

8.根据前述任一实施例的方法，其中有效信道是信道估计与预编码矩阵的乘积。

9.根据前述任一实施例的方法，其中选择预编码矩阵包括从信道矩阵估计中计算所述预编码矩阵。

10.根据前述任一实施例的方法，其中选择预编码矩阵还包括使用预定码本来量化所述预编码矩阵。

11.根据前述任一实施例的方法，其中反馈比特包括码字索引。

12.根据前述任一实施例的方法，该方法还包括：更新所述预编码矩阵。

13.根据前述任一实施例的方法，该方法还包括：计算差分预编码矩阵或增量矩阵。

14.根据前述任一实施例的方法，该方法还包括：量化差分预编码矩阵或增量矩阵。

15.根据前述任一实施例的方法，该方法还包括：计算单个二进制符号比特。

16.根据前述任一实施例的方法，该方法还包括：发射单个二进制符号比特。

17.根据前述任一实施例的方法，该方法还包括：根据单个二进制符号比特来更新预编码矩阵。

18.根据前述任一实施例的方法，该方法还包括：测量信道矩阵。

19.根据前述任一实施例的方法，该方法还包括：计算符号比特。

20.一种无线发射/接收单元(WTRU)，被配置成执行前述任一实施例的方法。

21.根据实施例20的WTRU，该WTRU还包括：信道估计器，该信道估计器被配置成接收信号并且估计信道。

22.根据实施例20-21中任一实施例的WTRU，该WTRU还包括：与信道估计器进行通信的反馈比特生成器。

23.根据实施例20-22中任一实施例的WTRU，其中反馈比特生成器被配置成确定预编码矩阵。

24.根据实施例20-23中任一实施例的WTRU，其中反馈比特生成器被配置成产生反馈比特。

25.根据实施例20-24中任一实施例的WTRU，其中反馈比特生成器被配置成发射反馈比特。

26.根据实施例20-25中任一实施例的WTRU，其中反馈比特生成器被配置成产生二进制反馈比特。

27.根据实施例20-26中任一实施例的WTRU，其中反馈比特生成器被配置成产生非差分反馈比特。

28.根据实施例20-27中任一实施例的WTRU，其中反馈比特生成器被配置成产生差分反馈比特。

29.一种基站，被配置成执行根据实施例1-19中任一实施例的方法。

30.根据实施例29的基站，该基站还包括：预编码块，该预编码块被配置成产生和发射预编码矩阵。

31.根据实施例29-30中任一实施例的基站，该基站还包括：与预编码块进行通信的链路适配器。

32.根据实施例29-31中任一实施例的基站，该基站还包括：预编码矩阵更新块，该预编码矩阵更新块被配置成接收反馈比特并且更新预编码矩阵。

33.根据实施例29-32中任一实施例的基站，其中反馈比特是二进制反馈比特。

34.根据实施例29-33中任一实施例的基站，其中反馈比特是非差分反馈比特。

35.根据实施例29-34中任一实施例的基站，其中反馈比特是差分反馈比特。

Claims (12)

1.一种用于在无线发射/接收单元(WTRU)中实施的处理反馈比特的方法，该方法包括：

估计信道矩阵；

计算有效信道；

从预编码矩阵的集合选择预编码矩阵；

计算差分预编码矩阵或增量矩阵；

量化所述差分预编码矩阵或所述增量矩阵；

产生所述反馈比特；以及

发射所述反馈比特；

其中，所述预编码矩阵的集合使用与相乘的DFT矩阵构造，其中m=1，2，...，N-1，l＝0，1，2，...，L-1，N和L是用于产生大小为N×N的L个DFT矩阵的设计参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择预编码矩阵包括根据量度来选择所述预编码矩阵，其中所述量度包括下列中的任意一项：信号干扰噪声比(SINR)、吞吐量、块错误率(BER)、帧错误率以及信道容量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述有效信道是所述信道估计与预编码矩阵的乘积。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择预编码矩阵包括从所述信道矩阵估计中计算所述预编码矩阵。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述选择预编码矩阵还包括：

使用预定码本来量化所述预编码矩阵。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述反馈比特包括码字索引。

7.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：

更新所述预编码矩阵。

8.一种用于在无线发射/接收单元(WTRU)中实施的处理反馈比特的方法，该方法包括：

使用与相乘的DFT矩阵构造预编码矩阵的集合，其中m=1，2，...，N-1，l＝0，1，2，...，L-1，N和L是用于产生大小为N×N的L个DFT矩阵的设计参数；

从所述预编码矩阵的集合选择预编码矩阵；

计算差分预编码矩阵或增量矩阵；

量化所述差分预编码矩阵或所述增量矩阵；

产生所述反馈比特；以及

发射所述反馈比特。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述反馈比特包括码字索引。

10.根据权利要求8所述的方法，该方法还包括：

更新所述预编码矩阵。

11.一种无线发射/接收单元(WTRU)，该WTRU包括：

信道估计器，被配置成接收信号并且估计信道；以及

与所述信道估计器通信的反馈比特生成器，该反馈比特生成器被配置成从预编码矩阵的集合确定预编码矩阵、产生差分反馈比特以及发射所述差分反馈比特；

其中，所述预编码矩阵的集合使用与相乘的DFT矩阵构造，其中m=1，2，...，N-1，l＝0，1，2，...，L-1，N和L是用于产生大小为N×N的L个DFT矩阵的设计参数。

12.一种无线发射/接收单元(WTRU)，该WTRU包括：

信道估计器，被配置成接收信号并且估计信道；以及

与所述信道估计器通信的反馈比特生成器，该反馈比特生成器被配置成从预编码矩阵的集合确定预编码矩阵、产生二进制反馈比特以及发射二进制反馈比特；

其中，所述预编码矩阵的集合使用与相乘的DFT矩阵构造，其中m=1，2，...，N-1，l＝0，1，2，...，L-1，N和L是用于产生大小为N×N的L个DFT矩阵的设计参数。