CN101771450A - Mimo无线通信系统中天线选择和功率控制的方法和装置 - Google Patents

Mimo无线通信系统中天线选择和功率控制的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101771450A
CN101771450A CN200910261899A CN200910261899A CN101771450A CN 101771450 A CN101771450 A CN 101771450A CN 200910261899 A CN200910261899 A CN 200910261899A CN 200910261899 A CN200910261899 A CN 200910261899A CN 101771450 A CN101771450 A CN 101771450A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transmission
antenna
aerial array
signal
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910261899A
Other languages
English (en)
Inventor
亚胡达·Y·卢斯
江南·贾森·陈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Google Technology Holdings LLC
Original Assignee
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of CN101771450A publication Critical patent/CN101771450A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0689—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using different transmission schemes, at least one of them being a diversity transmission scheme
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0686—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission
    • H04B7/0691—Hybrid systems, i.e. switching and simultaneous transmission using subgroups of transmit antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0636—Feedback format
    • H04B7/0639—Using selective indices, e.g. of a codebook, e.g. pre-distortion matrix index [PMI] or for beam selection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Transmitters (AREA)

Abstract

公开了一种MIMO无线通信系统中天线选择和功率控制的方法和装置。提供了一种MIMO基站，其包括具有输入傅立叶变换矩阵(FTM)和输出FTM的多信道发射机，该输入FTM和输出FTM中的每个耦合至具有多个射频(RF)放大器的中间信号处理部分。施加到该输入FTM的输入端口的信号由该输入FTM分送到该发射机的所有RF放大器并且随后由该输出FTM重新组合，使得该信号被路由到天线阵列的多个天线中的单个天线。因此，对于MIMO和非MIMO传输，所有RF放大器用于放大每个输入信号，但是非MIMO传输信号随后被重新组合，使得仅有单个发射天线用于发射该信号。该基站进一步提供关于单个天线发射的天线选择和用于MIMO传输的多个天线之间的增益分配。

Description

MIMO无线通信系统中天线选择和功率控制的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求在2008年12月31日提交的题为“METHOD ANDAPPARATUS FOR ANTENNA SELECTION AND POWER CONTROLIN A MULTIPLE-INPUT MULTIPLE-OUTPUT WIRELESSCOMMUNCATION SYSTEM”的临时申请序列号61/141,736，代理人案卷号CE17902的优先权，其为本申请人所共有并且其整体内容通过引用在此处并入。
技术领域
本发明通常涉及无线通信系统，并且具体地，涉及多输入多输出(MIMO)无线通信系统。
背景技术
已提出多输入多输出(MIMO)传输用于第四代(4G)无线通信系统。不同于第三代(3G)无线通信系统，其中单个放大器可以放大信号，随后该信号被分送到天线阵列的多个元件，MIMO发射机经由天线阵列的多个天线中的每个天线传送不同的信号并且相应地需要多个放大器，即用于每个天线的放大器。然而，在4G无线通信系统开始发展时，4G基站发射机须服务于遗留通信技术以及第四代通信技术。结果，4G基站的操作将牵涉单个天线传输以及多个天线传输。单个天线传输仅需要使用单个放大器，结果支持MIMO传输的基站中包括的额外的放大器将在非MIMO传输中无用。
在发展MIMO无线通信系统时，大部分传输将是遗留传输。放大器是基站的高成本部件并且在非MIMO传输中不能使用，可用于MIMO传输的多个放大器是费用和硬件的浪费。而且，通过使用单个放大器放大非MIMO信号，需要与使用多个放大器对这种单个进行放大的情况所需放大器相比更大的和更昂贵的放大器。
因此需要一种方法和装置，其在与传输是否是MIMO传输无关的情况下利用MIMO发射机的所有放大器，并且进一步在该MIMO发射机的多个天线之间分配功率增益。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的无线通信系统的框图。
图2是根据本发明的实施例的支持多输入多输出(MIMO)通信的图1的用户设备的框图。
图3是根据本发明的实施例的不支持多输入多输出(MIMO)通信的图1的用户设备的框图。
图4是根据本发明的实施例的图1的基站的框图。
图5是根据本发明的实施例的图1的基站的发射机的框图。
图6是根据本发明的实施例的图1的基站的发射机的框图。
图7是根据本发明的另一实施例的图1的基站的发射机的框图。
图8A的逻辑流程图图示了根据本发明的实施例的用于执行天线选择并且用于设定用于下行链路传输的与基站关联的天线阵列中每个天线的增益的由图1的基站执行的方法。
图8B是图8A的逻辑流程图的续图，其图示根据本发明的实施例的用于执行天线选择并且用于设定用于下行链路传输的与基站关联的天线阵列中每个天线的增益的由图1的基站执行的方法。
图9的逻辑流程图图示了根据本发明的另一实施例的用于执行用于下行链路传输的天线选择的由图1的基站执行的方法。
本领域的普通技术人员将认识到，图中的元素被图示用于简单和清楚的目的并且没有必要依比例绘制。例如，图中的某些元素的尺寸可相对于其他元素放大以帮助改进对本发明的各种实施例的理解。而且，商用实施例中的有用的或必要的普通和公知元素常常未被示出，以便于促进对本发明的这些实施例的较清晰的观察。
具体实施方式
为了解决对在与传输是否是MIMO传输无关的情况下利用多输入多输出(MIMO)发射机的所有放大器并且进一步在该MIMO发射机的多个天线之间分配功率增益的方法和装置的需要，提供了一种MIMO基站，其包括具有输入傅立叶变换矩阵(FTM)和输出FTM的多信道发射机，该输入FTM和输出FTM每个耦合至具有多个射频(RF)放大器的中间信号处理部分。施加到输入FTM的输入端口的信号由该输入FTM分送到该发射机的所有RF放大器并且随后由该输出FTM重新组合，使得在该发射机的输出处将该信号路由到耦合至该发射机的天线阵列的多个天线中的单个天线。因此，对于MIMO和非MIMO传输，所有RF放大器被用于放大每个输入信号，但是非MIMO传输信号随后被重新组合，使得仅有单个发射天线被用于发射该信号。该基站进一步提供关于单个天线传输的天线选择和用于MIMO传输的多个天线之间的增益分配。
通常，本发明包括一种用于设定包括多个天线的天线阵列中的一个或多个天线的发射增益的方法。该方法包括：确定向用户设备(UE)的传输是否将是MIMO传输；以及，如果向UE的传输将不是MIMO传输，则确定与该天线阵列中每个天线关联的路径增益、信号衰减或路径损耗中的一个或多个；将具有最大路径增益、最小信号衰减和最小路径损耗中的一个或多个的天线的功率增益设定为非零值，并且将该天线阵列中其他天线的功率增益设定为零。该方法进一步包括：如果向UE的传输将是MIMO传输，则确定该传输将是“等级＝1”传输还是“等级＝2”传输并且将该天线阵列的多个天线中的每个天线的功率增益设定为基于该传输将是“等级＝1”传输还是“等级＝2”传输的值。
本发明的另一实施例包括一种用于由与具有多个天线的天线阵列关联的MIMO基站进行的天线选择的方法。该方法包括：确定向UE的传输是否将是MIMO传输，如果向UE的传输将是MIMO传输，则经由多个天线中的每个天线向UE发射，并且如果向UE的传输是非MIMO传输，则基于与多个天线中的每个天线关联的用户数目选择多个天线中的天线用于传输。
本发明的另一实施例包括一种基站，其支持MIMO传输并且包括多信道发射机和具有多个天线的天线阵列，所述多信道发射机具有输入FTM、信号处理部分和输出FTM。输入FTM具有多个输入端口和多个输出端口，在所述多个输入端口中的一个或多个输入端口处接收输入信号，并且对于在输入端口处接收的每个输入信号，将至少部分所述输入信号路由到所述多个输出端口中的每个输出端口以产生多个输入FTM输出信号。所述信号处理部分具有多个放大器，其中所述多个放大器中的每个放大器接收所述多个输入FTM输出信号中的输入FTM输出信号，放大接收的输入FTM输出信号以产生放大信号，并且将所述放大信号路由到所述输出FTM的输入端口。所述输出FTM具有多个输入端口和多个输出端口，其中所述输出FTM的多个输入端口中的每个输入端口接收已由所述信号处理部分的放大器放大的信号并且基于所述多个接收的放大信号在所述多个输出端口中的输出端口处产生输出信号，其中所述输出FTM的多个输出端口中的输出端口处的每个输出信号是所述输入FTM的多个输入端口中的输入端口处接收的输入信号的放大版本。所述天线阵列的多个天线中的每个天线在操作中耦合至所述输出FTM的多个输出端口中的输出端口并且接收在所述输出端口处产生的输出信号用于传输到UE。
通过参考图1～9可更加全面地描述本发明。图1是根据本发明的实施例的无线通信系统100的框图。通信系统100包括多个用户设备(UE)102、103(示出了两个)，诸如但不限于蜂窝电话、无线电电话、具有射频(RF)能力的个人数字助理(PDA)或者向诸如膝上型计算机的数字终端设备(DTE)提供RF接入的无线调制解调器。在各种技术中，UE可被称为移动站(MS)、订户单元(SU)、订户站(SS)、接入终端(AT)等。通信系统100进一步包括无线电接入网络(RAN)110，其经由空中接口104向UE 102和103提供通信服务并且包括支持多输入多输出(MIMO)通信的基站(SB)120，诸如节点B、接入点(AP)或基站收发信机(BTS)。空中接口104包括下行链路(DL)106和上行链路(UL)108。下行链路106和上行链路108中的每个包括多个物理通信信道，其包括多个控制信道和多个业务信道。
BS 120经由双工器耦合至天线阵列122。天线阵列122包括多个天线124、126(示出了两个)。通过利用天线阵列向位于RAN的覆盖区域(诸如天线阵列服务的小区或扇区)中的UE发射信号，RAN 110，并且具体是BS 120，能够利用MIMO技术用于传输信号。
现在参考图2、3和4，分别提供了根据本发明的各种实施例的UE102和103以及BS 120的框图。UE 102和103以及BS 120中的每个包括相应的处理器202、302、402，诸如一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、其组合或者本领域的普通技术人员公知的其他这种设备。处理器202、302和402的特定操作/功能并且因此UE 102和103以及BS 120的相应的特定操作/功能由与该处理器关联的相应的至少一个存储器设备204、304、404(诸如随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)和/或只读存储器(ROM)或者存储数据和可由对应处理器执行的程序的其等效物)中存储的软件指令和例程的执行确定。
UE 102和103以及BS 120中的每个进一步包括相应的发射机206、306、406和相应的接收机208、308、408，该发射机和接收机中的每个耦合至UE或BS的处理器202、302、402。UE 102支持MIMO通信并且包括天线阵列，该天线阵列包括多个天线210，与不支持MIMO并且仅包括单个天线310的UE 103不同。BS 120进一步包括预编码器410，其耦合至处理器402并且置于天线阵列122和每个发射机406和接收机408之间。预编码器410基于UE 102反馈的数据(例如，码本索引和等级索引)，对施加到BS 120的多个天线124、126的信号加权，以便于对用于在下行链路106上传输的信号执行预失真和波束成形。
UE 102和BS 120中的每个进一步在至少一个存储器设备204和404中和/或在预编码器410中保存预编码矩阵，该预编码矩阵包括多个矩阵集合并且其中每个矩阵集合与用于下行链路传输的天线组合关联并且与可应用到每个天线的权重关联。预编码矩阵在本领域中是公知的并且将不再详细描述，除此之外应注意由UE 102和BS 120中的每个保存的预编码矩阵是相同的。基于UE 102测量的关于资源块组(RBG)的信道条件，该UE报告回RBG的预编码度量，优选地是预编码矩阵指示符(PMI)。在确定RBG的预编码度量时，UE基于测量的信道条件计算复权重集合。复权重集合可以是从下行链路基准信号测量得出的Eigen波束成形向量。复权重被映射到已定义向量的集合，即映射到已定义向量的集合中的最近的向量，以产生预编码向量。UE随后使用上行链路控制信道传送由UE选择的预编码向量的索引。
本发明的实施例优选地在UE 102和103以及BS 120中实现，并且更具体地，通过软件程序和指令或者在软件程序和指令中实现，该软件程序和指令存储在相应的至少一个存储器设备204、304、404中并且由相应的处理器202、302、402执行。然而，本领域的普通技术人员应认识到，本发明的实施例可替选地可在硬件中实现，例如，集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)(诸如在UE 102和103以及BS 120的一个或多个中实现的ASIC)等。基于本公开内容，本领域的技术人员将容易地能够在不过度实验的情况下产生和实现这种软件和/或硬件。
通信系统100包括遗留的无线通信系统，诸如码分多址(CDMA)或全球移动通信系统(GSM)，或者下一代这样的通信系统，诸如CDMA2000或通用移动电信系统(UMTS)通信系统，并且进一步包括多输入多输出(MIMO)通信系统，该MIMO通信系统使用正交频分多址(OFDMA)调制方案用于在空中接口104上发射数据，其中频率信道或带宽被分为多个频率子带，其中每个子带包括给定数目的OFDM码元上的多个正交频率子载波，其是物理层信道，在该物理层信道上以TDM或TDM/FDM方式发射业务和信令信道。
而且，通信系统100优选地根据3GPP(第三代伙伴项目)E-UTRA(演进UMTS地面无线电接入)标准操作，该标准规定了无线电信系统操作协议，其包括无线电系统参数和呼叫处理进程。然而，本领域的普通技术人员应认识到，通信系统100可根据使用MIMO和正交频分复用(OFDM)调制方案的任何无线电信系统操作，诸如3GPP2(第三代伙伴项目2)演进或阶段2通信系统，例如，CDMA(码分多址)2000 1XEV-DV通信系统、如IEEE(电气电子工程师协会)802.xx标准(例如，802.11a/HiperLAN2、802.11g或802.16标准)描述的无线局域网(WLAN)通信系统、或者多个所提出的超宽带(UWB)通信系统中的任何通信系统。
图5是根据本发明的实施例的BS 120的发射机406的框图。发射机406是多信道发射机，其包括具有并联放大器集合的混合矩阵放大器，该放大器的输入由多端口矩阵(即傅立叶变换矩阵(FTM))馈送并且该放大器的输出由FTM(即傅立叶变换矩阵(FTM))组合。通常，施加到输入FTM的输入端口的信号在输入FTM的多个输出端口中被相等地分送。输入FTM所输出的每个信号随后被路由至分立的放大器，其中信号被放大并且随后被路由到输出FTM的多个输入端口之一。输出FTM的输入端口处接收的每个信号随后在输出FTM的多个输出端口中被分送。输出FTM的多个输出端口之一处产生的每个信号随后被路由到耦合至发射机的天线阵列中的天线。
更具体地，发射机406包括输入数字基带傅立叶变换矩阵(FTM)502、耦合至输入FTM 502的信号处理部分504、耦合至信号处理部分504的输出RF FTM 506和耦合至RF FTM矩阵506的输出电路508。输出电路508耦合至包括多个天线(示出了两个)的天线阵列510。在本发明的一个实施例中，输入FTM 502和输出FTM 506中的每个可以是2×2FTM。例如，并且现在参考图6，根据本发明的“2×2FTM”实施例示出了诸如发射机406的发射机650的框图。如图6中所示，发射机650包括输入数字基带傅立叶变换矩阵(FTM)600、耦合至输入FTM 600的信号处理部分610、耦合至信号处理部分610的输出RF FTM620和耦合至输出FTM矩阵620和天线阵列640的输出电路630。
由于图6描绘了发射机650的两个发射路径，因此天线阵列640包括两个天线641、642，即每个发射路径一个天线。两个天线641、642中的每个天线在操作中耦合至发射机600的发射路径。如下文所述，发射机600处理自诸如处理器402的信息源接收的多个输入信号(诸如用户数据信号)V1、V2，用于经由天线641、642进行传输。优选地，每个输入信号V1、V2是数字基带输入信号，优选地是正交调制信息信号，该基带输入信号包括同相(I)分量和正交(Q)分量。
每个发射输入信号V1、V2对应于相应天线641、642并且在增益调节器处通过对应的功率增益因子D1、D2被增益调节，用于经由对应的天线进行传输。即，通过增益因子D1被增益调节的输入信号V1预期用于天线641，并且通过功率增益因子D1被增益调节的输入信号V2预期用于天线642。尽管增益调节器在图6中被描绘为置于输入FTM 600前面(并且在图7中被描绘为置于输入FTM 700前面)，但是增益调节器替换地可驻留在发射机650和770的输出电路630、750中。
发射机650将通过增益因子D1和D2被对应地增益调节的每个输入信号V1、V2路由到两个FTM 600、620中的第一基带FTM 600。FTM600和620中的每个包括90°混合或3dB耦合器，其具有两个输入端口，(即相应于FTM 600的输入端口601和602以及相应于FTM 620的输入端口621和622)和两个输出端口(即相应于FTM 600的输出端口603和604以及相应于FTM 620的输入端口623和624)。两个输入信号V1、V2中的第二输入信号V2被路由到FTM 600的第一输入端口601，并且两个输入信号V1、V2中的第一输入信号V1被路由到FTM 600的第二输入端口602。FTM 600随后将一部分输入信号V1路由到输出端口603和604中的每个，并且将一部分输入信号V2路由到输出端口603和604中的每个。
2×2FTM在本领域中是公知的。简言之，FTM 600和620的操作可描述如下。当在FTM的两个输入端口中的第一输入端口处接收到第一信号时，将信号的功率或能量分为两个相等的量，一个量被馈送到FTM的第一输出端口并且另一量被馈送到FTM的第二输出端口，其中将90°相位旋转引入到耦合至第二输出端口的信号。结果，随后自第二输出端口发射的信号相位相比于随后自第一输出端口发射的信号相位偏移90°。类似地，当在两个输入端口中的第二输入端口处接收到第二信号时，将信号的功率或能量分为两个相等的量，一个量被馈送到FTM的第二输出端口并且另一量被馈送到FTM的第一输出端口，其中将90°相位旋转引入到耦合至第一输出端口的信号。结果，随后自第一输出端口发射的信号相位相比于随后自第二输出端口发射的信号相位偏移90°。
信号处理部分610包括两个发射路径。两个发射路径中的第一发射路径耦合至FTM 600的第一输出端口603和FTM 620的第一输入端口621并且包括耦合至第一RF调制器613的第一数模转换器(D/A)611，该RF调制器耦合至第一RF放大器615。两个发射路径中的第二发射路径耦合至FTM 600的第二输出端口604和FTM 620的第二输入端口622并且包括耦合至第二RF调制器614的第二数模转换器(D/A)612，该RF调制器耦合至第二RF放大器616。
每个D/A 611、612将自FTM 600的相应输出端口603、604接收的信号转换为模拟信号并且将模拟信号路由到相应RF调制器613、614。每个RF调制器613、614通过自相应D/A 611、612接收的模拟信号来调制RF载波ejωt以产生RF调制信号，并且将调制信号路由到相应RF功率放大器615、616。每个RF功率放大器615、616放大自相应RF调制器613、614接收的RF调制信号以产生相应放大信号，该放大信号随后由RF功率放大器和信号处理部分610输出。每个放大信号随后由部分610路由到RF FTM 620的相应输入端口621、622。
FTM 620的两个输出端口中的第一输出端口623经由输出电路630的第一双工器631耦合至天线阵列640的第一天线641，并且FTM620的两个输出端口中的第二输出端口624经由输出电路630的第二双工器632耦合至天线阵列640的第二天线642。FTM 620对自信号处理部分610接收的上变频和放大信号进行操作，使得输入信号V1的上变频和放大版本将呈现在天线641而非天线642上，并且输入信号V2的上变频和放大版本将呈现在天线642而非天线641上。
即，每个FTM 600、620的传递函数A可由下式表示：
A = 1 2 j 2 j 2 1 2 = 1 2 · J J 1
则两个FTM 600、620的组合操作的传递函数是
A 2 = A 11 A 12 A 21 A 22 2 = 0.5 1 J J 1 1 J J 1 = 0.5 1 + J 2 J + J J + J J 2 + 1 = 0.5 0 2 J 2 J 0 = J 0 1 1 0
这指出在FTM 600的第一输入端口601处接收的信号V2将由RF放大器615和616中的每个放大但是将呈现在天线642而非天线641处，并且在FTM 600的第二输入端口602处接收的信号V1将由RF放大器615和616中的每个放大但是将呈现在天线641而非天线642处。
在本发明的另一实施例中，发射机406的FTM 502和506中的每个可以是4×4FTM。例如，并且现在参考图7，根据本发明的“4×4FTM”实施例描绘了诸如发射机406的发射机770的框图。如图7所描绘的，发射机770包括输入数字基带傅立叶变换矩阵(FTM)700、耦合至输入FTM 700的信号处理部分710、耦合至信号处理部分710的输出RFFTM 740和耦合至输出FTM矩阵740和天线阵列760的输出电路750。
每个FTM 700、740是包括四个2×2FTM元件的4×4FTM，即，相应于FTM 700的第一输入2×2FTM元件701、第二输入2×2FTM元件702、第一输出2×2FTM元件703和第二输出2×2FTM元件704，以及相应于FTM 740的第一输入2×2FTM元件741、第二输入2×2FTM元件742、第一输出2×2FTM元件743和第二输出2×2FTM元件744。每个FTM元件701～704和741～744是2×2FTM，其包括90°混合或3dB耦合器并且如上文2×2FTM 600和620描述的进行操作。诸如FTM 700和740的4×4FTM在FTM的多个输出端口中分送在FTM的多个输入端口中的每个输入端口处接收的信号，使得每个FTM输出信号得自所有FTM输入信号并且具有同每个其他FTM输出信号的特定相位关系。
发射机770被示出为包括四个发射路径，并且因此天线阵列760包括四个天线761～764，即每个发射路径一个天线。多个天线761～764中的每个天线在操作中耦合至发射机770的发射路径。如下文所述，发射机770处理自诸如处理器402的信息源接收的多个输入信号S1、S2、S3和S4，用于经由天线761～764进行传输。每个发射输入信号(例如，用户数据信号S1、S2、S3和S4)对应于相应天线761～764并且通过对应的功率增益因子D1、D2、D3、D4被增益调节，用于经由对应的天线进行传输。即，通过功率增益因子D1被增益调节的输入信号S1预期用于天线761，通过功率增益因子D2被增益调节的输入信号S2预期用于天线762，通过功率增益因子D3被增益调节的输入信号S3预期用于天线763，并且通过功率增益因子D4被增益调节的输入信号S4预期用于天线764。优选地，输入信号S1、S2、S3和S4中的每个是数字基带输入信号，优选地是正交调制信息信号，该基带输入信号包括同相(I)分量和正交(Q)分量。
发射机770将输入信号S1、S2、S3和S4中的每个路由到数字基带4×4FTM 700的相应输入端口700a、700b、700c和700d。基于接收的输入信号，如下文更详细描述的，FTM 700在FTM的相应输出端口700e～700h处产生输出信号U1、U2、U3和U4。每个输出信号U1、U2、U3和U4随后被路由到信号处理部分710。信号处理部分710包括多个(优选地四个)转发路径，其中转发路径的数目对应于部分710自FTM700接收的输出信号U1、U2、U3和U4的数目和耦合至发射支路300的天线761～764的数目。信号处理部分710的四个转发路径中的每个转发路径提供自FTM 700接收的信号的RF调制和放大。信号处理部分710的每个转发路径包括：耦合至FTM 700相应输出端口700e～700h的多个D/A 711～714中的一个D/A；耦合至D/A的多个RF调制器721～724中的一个；以及，耦合至RF调制器的多个RF功率放大器731～734中的一个。
在信号处理部分710的四个转发路径中的第一转发路径中，信号U1被路由到第一D/A 711。在部分710的四个转发路径中的第二转发路径中，输出信号U2被路由到第二D/A 712。在部分710的四个转发路径中的第三转发路径中，输出信号U3被路由到第三D/A 713。在部分710的四个转发路径中的第四转发路径中，输出信号U4被路由到第四D/A 714。每个D/A 711～714将接收的信号转换为模拟信号并且将模拟信号路由到相应RF调制器721～724。每个RF调制器721～724通过自相应D/A 711～714接收的模拟信号来调制RF载波ejωt以产生RF调制信号，并且将调制信号路由到相应RF功率放大器731～734。每个RF功率放大器731～734放大自相应RF调制器721～724接收的RF调制信号以产生相应放大信号P1、P2、P3、P4，该放大信号随后由RF功率放大器和信号处理部分710输出。放大信号P1、P2、P3、P4中的每个随后由部分710路由到RF FTM 740的相应输入端口740a、740b、740c和740d。
基于自RF功率放大器731～734接收的放大信号P1、P2、P3、P4，RF FTM 740在FTM的相应输出端口740e～740h处产生输出信号R1、R2、R3和R4。FTM 740随后经由输出电路750的相应双工器751～754将每个输出信号R1、R2、R3和R4路由到相应天线761～764。
作为示例，FTM 700的操作，并且类似地，FTM 740的操作，可描述如下。FTM 700包括两个输入2×2FTM 701、702和两个输出2×2FTM 703、704。如上文相应于2×2FTM 600和620描述的，4×4FTM 700的每个2×2FTM 701～704包括两个输入端口和两个输出端口。输入2×2FTM 701和702可一起由如下传递函数表示
y 1 y 2 y 3 y 4 = m 1 m 2 0 0 m 3 m 4 0 0 0 0 m 1 m 2 0 0 m 3 m 4 x 1 x 2 x 3 x 4
其中x1和x2是分别输入到输入FTM元件701的第一输入端口和第二输入端口的每个的信号，x3和x4是分别输入到输入FTM元件702的第一输入端口和第二输入端口的每个的信号，y1和y2是分别由输入FTM元件701的第一输出端口和第二输出端口的每个输出的信号，并且y3和y4是分别由输入FTM元件702的第一输出端口和第二输出端口输出的每个输出的信号。系数mi，i＝1，2，3和4是表示每个FTM 701、702的输入和输出信号之间的相位和幅度关系的复数。理想地，4×4FTM中包括的每个2×2FTM与4×4FTM的其他2×2FTM相同，并且因此4×4FTM 700中包括的每个2×2FTM 701～704的相应系数mi，i＝1，2，3和4相同。
第一输入FTM 701输出的信号(即y1和y2)分别被输入到第一输出FTM元件703的第一输入端口和第二输出FTM元件704的第一输入端口。第二输入FTM 702输出的信号(即y3和y4)分别被输入到第一输出FTM 703的第二输入端口和第二输出FTM 704的第二输入端口。第一输出FTM 703自FTM 703的第一输出端口输出信号z1并且自FTM 703的第二输出端口输出信号z2，并且第二输出FTM 704自FTM704的第一输出端口输出信号z3并且自FTM 704的第二输出端口输出信号z4。结果，FTM 700的传递函数可由下式表示，
z 1 z 2 z 3 z 4 = m 1 m 2 0 0 m 3 m 4 0 0 0 0 m 1 m 2 0 0 m 3 m 4 m 1 m 2 0 0 0 0 m 1 m 2 m 3 m 4 0 0 0 0 m 3 m 4 = m 1 2 m 1 m 2 m 1 m 2 m 2 2 m 1 m 3 m 2 m 3 m 1 m 4 m 2 m 4 m 1 m 3 m 1 m 4 m 2 m 3 m 2 m 4 m 3 2 m 3 m 4 m 3 m 4 m 4 2 x 1 x 2 x 3 x 4
而且，对于4×4FTM 700，当FTM的输入是S4、S3、S2、S1，FTM的输出是U1、U2、U3、U4，并且FTM元件701～704的系数是m1＝m4＝1和m2＝m3＝j时。将这些值代入上式，略去因FTM对信号的功率划分而施加到每个输入信号的相同的比例因子，导致下式
U = U 1 U 2 U 3 U 4 = 1 j j - 1 j - 1 1 j j 1 - 1 j - 1 j j 1 S 4 S 3 S 2 S 1
在仅将S1输入到FTM 700中时，上式变为
U = U 1 U 2 U 3 U 4 = 1 j j - 1 j - 1 1 j j 1 - 1 j - 1 j j 1 0 0 0 S 1 = - S 1 jS 1 jS 1 S 1
由式易见，输出FTM元件703和704的输出端口处输出的(并且因此由FTM 700输出)的四个信号的幅度是|S1|的相同比例版本。因此，功率在FTM 700的四个输出端口中被均匀分送，并且，对于所述输入信号中的任何一个，FTM 700总是在信号处理部分710的所有四个RF功率放大器731～734中均匀分送进入的信号功率。而且，通过使用FTM740，仅在多个发射天线761～764中的一个处看到所需放大信号。即，通过使用第一FTM 700和第二FTM 740，与施加到第一FTM 700的信号一致的功率共享被第二FTM 740重定向到特定天线761～764。
因此，通过使用基带FTM和RF FTM，发射机406的信号处理部分504的所有放大器被用于放大用户数据信号，该用户数据信号随后被发射到用户，而与该用户是MIMO用户还是非MIMO用户无关。对于MIMO用户或传输(诸如UE 102)，所有RF放大器被用于放大多个输入信号中的每个输入信号。每个输入信号由基带FTM分送到发射机的所有RF放大器并且随后由RF FTM重新组合，使得在发射机的输出处将信号路由到多个发射天线中的单个天线。对于非MIMO用户或传输(诸如UE 103)，再次地，所有RF放大器被用于放大输入信号，但是该信号随后被重新组合，使得随后仅有单个发射天线被用于发射信号。通过使用多信道发射机的多个并联放大器中的所有放大器来放大非MIMO信号，与发射机的每个发射路径须具有足够大的放大器以单独地放大MIMO信号的情况所需的放大器相比，可以在发射机中使用更小的成本较低的放大器。而且，即使在不同的天线中功率被不均匀地分配时(即，当功率增益因子D1、D2、D3、D4不相等时)，由RF放大器施加到信号的增益也可在放大器中被均匀分送，这就导致了RF放大器的均匀磨损并且使过度驱动多个RF放大器中的特定放大器的可能性最小。
现在参考图8A和8B，描绘的逻辑流程图800图示了根据本发明的实施例的用于执行天线选择并且用于设定用于下行链路传输的天线阵列122的每个天线的增益(例如，D1和D2)的由BS 120，并且特别地由BS的处理器402执行的方法。尽管逻辑流程图800是针对两个功率增益因子(D1、D2)和两个天线(124和126)描述的，但是本领域的普通技术人员应认识到，逻辑流程图800中描绘的方法可应用于任何数目的天线和对应的功率增益因子。
逻辑流程图800开始(802)，此时BS 120确定(804)传输是否将是MIMO传输，例如，确定与传输关联的UE(诸如UE 102和103)是否支持MIMO。例如，当UE登记到通信系统100，并且更具体地登记到BS 120时，UE可将其能力(诸如UE是否支持MIMO)传送到BS。作为另一示例，在BS 120获取UE时(诸如在UE在BS下激活或者切换到BS时)，BS可从例如UE简档数据库或者已检索和存储UE简档的网络节点，检索UE的简档，该简档指出UE是否支持MIMO。
如果传输不是MIMO传输，例如，是向UE 103的传输，则BS 120确定(806)执行单个天线信号处理并且发起(808)单个天线选择过程。即，BS 120确定BS将仅经由单个天线向UE发射，并且发起选择天线和相应地设定天线阵列122的所有天线增益的过程。BS 120随后确定(810)与天线阵列122中的每个天线124、126关联的一个或多个RF条件，并且更具体地，确定与天线阵列中每个天线关联的路径增益、信号衰减和路径损耗中的一个或多个。BS 120相互比较(812)所确定的(一个或多个)RF条件，即路径增益、信号衰减或路径损耗，并且确定天线阵列122的多个天线124、126中的哪个天线与最佳RF条件关联，即，具有最大路径增益、最小信号衰减和/或最小路径损耗。例如，对于发射机406的2×2FTM实施例，BS 120确定与天线阵列122的第一天线(例如，天线124)关联的路径增益是否大于与天线阵列122的第二天线(例如，天线126)关联的路径增益，和/或与天线阵列的天线124关联的信号衰减或路径损耗是否小于与天线阵列的天线126关联的信号衰减或路径损耗。
在本发明的一个实施例中，可基于在BS 120的每个天线处自UE接收的上行链路信号(诸如上行链路导频信号)，确定与每个天线124、126关联的路径增益、信号衰减或路径损耗。在本发明的另一实施例中，BS 120可经由天线阵列122的每个天线向UE发射不同的导频。UE随后可反馈与每个接收的导频关联的信号质量，诸如信道质量信息(CQI)，这允许BS确定哪个导频并且相应地哪个天线来向UE提供最佳链路(即，具有最大路径增益或者最小信号衰减或路径损耗)。
在本发明的另一实施例中，可基于UE提供的基于码本的信号质量反馈，诸如根据已知的基于码本的反馈技术由UE反馈的码本索引值、等级索引和/或预编码矩阵指示(PMI)索引值，来确定与每个天线124、126关联的路径增益、信号衰减或路径损耗。即，MIMO使用基于码本的波束成形权重选择，其牵涉由BS基于来自UE的反馈来选择预编码矩阵集合(即，发射机和接收机之间协定的预定波束成形权重)。权重选自预定的和协定的(即，对于BS和UE两者均是已知的)波束成形权重矩阵的集合或码本。码本中的每个矩阵可由索引标识，并且UE通过反馈矩阵的索引和矩阵的等级，来标识将应用的权重。这样，在向BS的反馈中仅需要使用索引和等级，以便于使发射机了解将使用的适当的权重。为了提供这样的反馈，BS经由天线阵列122向UE传送中导(midamble)，即预定信号。基于接收的中导，UE计算UE和BS之间的空中接口的信道响应，并且基于信道响应，确定用于应用到下行链路传输的权重的矩阵和等级。对于等级“n”传输，BS随后将所选择的矩阵的最初“n”列用作波束成形权重。
响应于确定天线阵列122的多个天线124、126中的哪个天线具有最大路径增益、最小信号衰减和/或最小路径损耗，BS 120将与最佳RF条件(即最大路径增益、最小信号衰减和最小路径损耗中的一个或多个)关联的天线124、126的功率增益设定(814)为非零值，并且将天线阵列的其他天线的功率增益设定为零。
例如，对于发射机406的2×2FTM实施例，当与天线124关联的路径增益大于与天线126关联的路径增益或者与天线124关联的信号衰减或路径损耗小于与天线126关联的信号衰减或路径损耗时，BS 120将经由天线124的传输的功率增益(即D1)设定为基于来自UE的反馈(或者基于经由BS的每个天线接收的上行链路信号)确定的值，例如“Y1”，并且将经由天线126的传输的功率增益(即D2)设定为零，用于向UE进行用户数据的后继传输。当与天线126关联的路径增益大于与天线124关联的路径增益或者与第二天线关联的信号衰减或路径损耗小于与第一天线关联的信号衰减或路径损耗时，则BS将经由天线124的传输的功率增益(即D1)设定为零，并且将经由天线126的传输的功率增益(即D2)设定为基于来自UE的反馈(或者基于经由BS的每个天线接收的上行链路信号)确定的值，例如“Y2”，用于向UE进行用户数据的后继传输。逻辑流程800随后结束(840)。
如果在步骤804中BS 120确定传输将是MIMO传输，例如，是向UE 102的传输，则BS 120确定(816、822、832)传输是“等级＝1”的单流传输、“等级＝1”的双流传输，还是“等级＝2”的双流传输。如果BS 120确定(816)传输将是“等级＝1”的单流MIMO传输，则BS进一步确定(818)分配给经由天线阵列122的多个天线124、126中的每个天线的传输的功率增益是否将相等。如果分配给经由多个天线中的每个天线的传输的功率增益相等，则BS 120为天线阵列中每个天线设定(820)大致相同的非零功率增益，即，设定天线124的功率增益，即D1，并且设定天线126的功率增益，即D2，用于向UE进行用户数据的后继传输。逻辑流程800随后结束(840)。如果分配给经由多个天线中的每个天线的传输的功率增益将不相等，则BS 120前进至步骤808并且选择将使用的最优天线124、126，用于向UE进行用户数据的后继传输，并且逻辑流程800随后结束(840)。
如果BS 120确定(822)传输将是“等级＝1”的双流MIMO传输，则BS 120发起(824)混合天线选择过程。即，BS 120确定BS将经由两个天线向UE发射并且发起为天线阵列122中每个天线124、126设定正的非零增益的过程。BS 102随后确定(826)与天线阵列122中每个天线124、126关联的一个或多个RF条件，即，与天线阵列中每个天线关联的路径增益、信号衰减和/或路径损耗中的一个或多个，并且相互比较(828)所确定的(一个或多个)RF条件(即路径增益、信号衰减或路径损耗)中的一个或多个。例如，对于发射机406的2×2FTM实施例，BS 120确定与天线阵列122中天线124关联的路径增益是否大于与天线阵列122中天线126关联的路径增益和/或与天线124关联的信号衰减或路径损耗是否小于与天线126关联的信号衰减或路径损耗。
BS 120随后将天线阵列122中第一天线的功率增益设定(830)为第一值并且将天线阵列122中第二天线的功率增益设定为第二值，其中相比于天线阵列122中的第二天线，天线阵列122中的第一天线与更好的RF条件关联，即，更大的路径增益、更小的信号衰减和更小的路径损耗中的一个或多个，并且其中第二值大于第一值。逻辑流程800随后结束(840)。例如，当与天线124关联的路径增益大于与天线126关联的路径增益，或者与天线124关联的信号衰减或路径损耗小于与天线126关联的信号衰减或路径损耗时，则BS 120将用于经由天线126的用户数据后继传输的功率增益因子(即D2)设定为这样的值，该值大于由BS设定的用于经由天线124的传输的功率增益因子(即D1)的值，例如是D1值的“Y3”倍。另一方面，当经由天线126的传输的路径增益大于经由天线124的传输的路径增益，或者经由天线126的传输的信号衰减或路径损耗小于经由天线124的传输的信号衰减或路径损耗时，则BS 120将用于经由天线124的用户数据后继传输的功率增益因子(即D1)设定为这样的值，该值大于由BS设定的用于经由天线126的传输的功率增益因子(即D2)的值，例如，该值是D2值的“Y4”倍。优选地，功率增益值是基于来自UE的反馈(或者基于经由BS的每个天线接收的上行链路信号)确定的，并且被设定为使得UE可以以大致相等的接收信号强度自每个天线接收传输。
如果BS 120确定(832)传输将是“等级＝2”的双流MIMO传输，则BS 120确定(834)BS是否已自UE接收到基于码本的信号质量反馈，诸如码本索引值、等级索引和/或预编码矩阵指示(PMI)索引值。如果BS 120已自UE接收到基于码本的信号质量反馈，则BS使用该基于码本的反馈来设定(836)天线阵列120中每个天线124、126的功率增益值。即，BS 120使用基于码本的反馈，从矩阵集合中选择矩阵和等级，即码本，以确定用于应用到每个天线124、126的复权重，用于向UE进行用户数据的后继传输。逻辑流程800随后结束(840)。如果BS 120未自UE接收到基于码本的信号质量反馈，则BS 120设定(836)等级＝1并且前进至步骤824，并且执行上文描述的混合天线选择过程。逻辑流程800随后结束(840)。
图9的逻辑流程图900图示了根据本发明的另一实施例的用于执行向UE的下行链路传输的天线选择的由BS 120的处理器402执行的方法。逻辑流程图900中描绘的执行天线选择的方法可与逻辑流程图800中描绘的天线选择方法结合使用，或者作为其替选方案。
逻辑流程图900开始(902)，此时BS 120确定(904)是否将使用MIMO用于传输用户数据，例如，UE(诸如UE 102和103)是否支持MIMO。如果传输将是MIMO传输，则BS确定(906)经由天线阵列122的多个天线124、126中的每个天线向UE发射用户数据。如果传输将不是MIMO传输，则BS 120随后为用户数据的后继传输选择(908)天线阵列122中的相对于该阵列中(一个或多个)其他天线具有最小用户数目的天线(诸如天线124)。BS 102可进一步监视(910)向由BS服务的每个UE(诸如UE 102和103)的传输，以确定是否在向UE的传输的MIMO和非MIMO模式之间进行切换，并且逻辑流程图900随后结束(912)。
例如，对于步骤910，BS 120可诸如通过监视数据重传次数或者自UE接收的确认(ACK)/否定确认(NACK)的次数，来监视向所服务的UE的每次下行链路传输的吞吐量，或者可监视自UE接收的下行链路信号质量反馈，诸如信道质量信息(CQI)。BS 120随后将与吞吐量关联的值存储在BS的至少一个存储器设备404中。存储吞吐量的方式取决于系统100的设计人员；例如，BS可在给定的时间段Tm上对吞吐量取平均以产生吞吐量平均值，并且随后存储多个时间段中的每个时间段的吞吐量平均值。BS 120进一步与每个吞吐量平均值关联地存储关于在生成吞吐量平均值时是否正在使用MIMO的指示。基于随时间存储的吞吐量平均值，BS 120随后前进至步骤904并且重新确定是否使用MIMO，即在下一调度传输间隔中，诸如在下一无线电帧或TTI(传输时间间隔)中，是否改变用于向UE传输的MIMO传输模式。例如并且假设UE支持MIMO，BS 120可为下一调度传输间隔选择相比于每个模式的最近传输产生了最佳吞吐量平均值的MIMO模式(即，MIMO对非MIMO)。
因此提供了一种MIMO BS，其在与传输是MIMO还是非MIMO传输无关的情况下利用信号处理部分的所有RF放大器，并且执行天线选择和设定与BS关联的天线阵列中每个天线的功率增益，用于下行链路传输。通过使用多信道发射机的所有多个并联放大器放大非MIMO信号，与发射机的每个发射路径须具有足够大的放大器以单独地放大非MIMO信号的情况所需的放大器相比，可以在发射机中使用更小的成本较低的放大器。而且，BS基于与天线阵列中每个天线关联的RF条件单独地设定该天线的功率增益，并且进一步基于与每个天线关联的RF条件中的一个或多个和与每个天线关联的用户数目来执行非MIMO传输的天线选择。因此，对于MIMO和非MIMO传输这两种情况来说使天线阵列的利用最优。
尽管通过参考本发明的特定实施例具体地示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不偏离如附属权利要求中阐述的本发明的范围的前提下可以进行各种改变并且对其元素进行等效替换。因此，说明书和附图应被视为说明性的而非限制性的，并且所有该改变和替换应涵盖于本发明的范围内。
上文针对特定实施例描述了益处、其他优点和对问题的解决方案。然而，该益处、优点、对问题的解决方案以及可以引出任何益处、优点或解决方案或者使其变得更加显著的任何元素不应被解释为任何或所有权利要求的关键的、必需的或基本的特征。如此处使用的术语“包括”或其任何变化形式应涵盖非排他的内含物，使得包括元素列表的过程、方法、物品或装置不仅包括这些元素而且可包括未明确列出的或者对于该过程、方法、物品或装置是固有的其他元素。如此处使用的术语“包含”和/或“具有”被限定为包括。如此处使用的术语“耦合”被限定为连接，尽管其没有必要是直接连接，也没有必要是机械连接。在没有更多的限制的情况下，前面带有“一个”的元素，并非排除该过程、方法、物品或装置中的额外的相同元素的存在。而且，除非此处另外指出，否则关系性术语的使用，如果有的话，诸如第一和第二、顶部和底部等，唯一用于使一个实体或动作区别于另一实体或动作，没有必要要求或意指该实体或动作之间的任何实际的该关系或顺序。

Claims (15)

1.一种用于设定天线阵列中一个或多个天线的发射增益的方法，所述天线阵列包括多个天线，所述方法包括：
确定向用户设备的传输是否将是多输入多输出MIMO传输；
如果向所述用户设备的所述传输将不是MIMO传输：
确定与所述天线阵列中每个天线关联的路径增益、信号衰减或路径损耗中的一个或多个；
将具有最大路径增益、最小信号衰减和最小路径损耗中的一个或多个的天线的功率增益设定为非零值；以及
将所述天线阵列中其他天线的功率增益设定为零；
如果向所述用户设备的所述传输将是MIMO传输：
确定所述传输将是“等级＝1”传输还是“等级＝2”传输；以及
将所述天线阵列所述多个天线中的每个天线的功率增益设定为基于所述传输将是“等级＝1”传输还是“等级＝2”传输的值。
2.如权利要求1所述的方法，其中将所述天线阵列所述多个天线中的每个天线的功率增益设定为基于所述传输将是“等级＝1”传输还是“等级＝2”传输的值的步骤包括：当所述传输将是“等级＝1”的单流传输时，为所述天线阵列中每个天线设定相同的功率增益。
3.如权利要求1所述的方法，其中将所述天线阵列所述多个天线中的每个天线的功率增益设定为基于所述传输将是“等级＝1”传输还是“等级＝2”传输的值的步骤包括：当所述传输将是“等级＝1”的单流传输时：
确定与所述天线阵列中每个天线关联的路径增益、信号衰减或路径损耗中的一个或多个；
将具有最大路径增益、最小信号衰减和最小路径损耗中的一个或多个的天线的功率增益设定为非零值；以及
将所述天线阵列中其他天线的功率增益设定为零。
4.如权利要求1所述的方法，其中将所述天线阵列所述多个天线中的每个天线的功率增益设定为基于所述传输将是“等级＝1”传输还是“等级＝2”传输的值的步骤包括：当所述传输将是“等级＝1”的双流传输时：
确定与所述天线阵列中每个天线关联的路径增益、信号衰减或路径损耗中的一个或多个；
将所述天线阵列中第一天线的功率增益设定为第一值并且将所述天线阵列中第二天线的功率增益设定为第二值，其中相比于所述第二天线，所述第一天线与更大的路径增益、更小的信号衰减和更小的路径损耗中的一个或多个关联，并且其中所述第二值大于所述第一值。
5.如权利要求1所述的方法，其中将所述天线阵列所述多个天线中的每个天线的功率增益设定为基于所述传输将是“等级＝1”传输还是“等级＝2”传输的值的步骤包括：当所述传输将是“等级＝2”传输时：
自所述用户设备接收基于码本的反馈；以及
基于所述基于码本的反馈，设定所述天线阵列中每个天线的功率增益。
6.如权利要求1所述的方法，其中将所述天线阵列所述多个天线中的每个天线的功率增益设定为基于所述传输将是“等级＝1”传输还是“等级＝2”传输的值的步骤包括：当所述传输将是“等级＝2”传输时：
确定是否已自所述用户设备接收到基于码本的反馈；
当未自所述用户设备接收到基于码本的反馈时：
确定与所述天线阵列中每个天线关联的路径增益、信号衰减或路径损耗中的一个或多个；
将所述天线阵列中第一天线的功率增益设定为第一值并且将所述天线阵列中第二天线的功率增益设定为第二值，其中相比于所述第二天线，所述第一天线与更大的路径增益、更小的信号衰减和更小的路径损耗中的一个或多个关联，并且其中所述第二值大于所述第一值。
7.一种用于由多输入多输出MIMO基站进行天线选择的方法，所述多输入多输出MIMO基站与具有多个天线的天线阵列关联，所述方法包括：
确定向用户设备的传输是否将是MIMO传输；
如果向所述用户设备的所述传输将是MIMO传输，则经由所述多个天线中的每个天线向所述用户设备发射；以及
如果向所述用户设备的传输将是非MIMO传输，则基于与所述多个天线中每个天线关联的用户数目来选择用于所述传输的所述多个天线中的天线。
8.如权利要求7所述的方法，进一步包括：
监视与所述用户设备关联的吞吐量；以及
基于所监视的吞吐量，确定是否分别从MIMO传输和非MIMO传输之一切换到非MIMO传输和MIMO传输。
9.一种多输入多输出基站，包括：
多信道发射机，该多信道发射机包括：
具有多个输入端口和多个输出端口的输入傅立叶变换矩阵FTM，所述输入傅立叶变换矩阵FTM在所述多个输入端口中的一个或多个输入端口处接收输入信号，并且对于在输入端口处接收的每个输入信号，将至少部分所述输入信号路由到所述多个输出端口中的每个输出端口，以产生多个输入FTM输出信号；
具有多个放大器的信号处理部分，其中所述信号处理部分的所述多个放大器中的每个放大器接收所述多个输入FTM输出信号中的输入FTM输出信号，放大接收的输入FTM输出信号以产生放大信号，并且将所述放大信号路由到输出FTM的输入端口；
具有多个输入端口和多个输出端口的输出FTM，其中所述输出FTM的所述多个输入端口中的每个输入端口接收已由所述信号处理部分的放大器放大的信号并且基于多个接收的放大信号而在所述多个输出端口中的输出端口处产生输出信号，其中所述输出FTM的所述多个输出端口中的输出端口处的每个输出信号是所述输入FTM的所述多个输入端口中的输入端口处接收的输入信号的放大版本；以及
包括多个天线的天线阵列，其中所述多个天线中的每个天线在操作中耦合至所述输出FTM的所述多个输出端口中的输出端口并且接收在所述输出端口处产生的输出信号，用于向用户设备传输。
10.如权利要求9所述的基站，其中当输入信号被施加到所述输入傅立叶变换矩阵的所述多个输入端口中的仅一个输入端口时，经由所述天线阵列的所述多个天线中的仅一个天线发射所述信号。
11.如权利要求9所述的基站，进一步包括处理器，该处理器被配置为：
确定向用户设备的传输是否将是MIMO传输；
如果向所述用户设备的传输将不是MIMO传输：
确定与所述天线阵列中每个天线关联的路径增益、信号衰减或路径损耗中的一个或多个；
将具有最大路径增益、最小信号衰减和最小路径损耗中的一个或多个的天线的功率增益设定为非零值；以及
将所述天线阵列中其他天线的功率增益设定为零；
如果向所述用户设备的所述传输将是MIMO传输：
确定所述传输将是“等级＝1”传输还是“等级＝2”传输；以及
将所述天线阵列所述多个天线中的每个天线的功率增益设定为基于所述传输将是“等级＝1”传输还是“等级＝2”传输的值。
12.如权利要求11所述的基站，其中所述处理器被配置为，通过当所述传输将是等级＝1的单流传输时执行如下一个或多个步骤，将所述天线阵列所述多个天线中的每个天线的功率增益设定为基于所述传输将是等级＝1传输还是等级＝2传输的值，所述步骤包括：
为所述天线阵列中每个天线设定相同的功率增益；
确定与所述天线阵列中每个天线关联的路径增益、信号衰减或路径损耗中的一个或多个，将具有最大路径增益、最小信号衰减和最小路径损耗中的一个或多个的天线的功率增益设定为非零值，并且将所述天线阵列中其他天线的功率增益设定为零；以及
确定与所述天线阵列中每个天线关联的路径增益、信号衰减或路径损耗中的一个或多个，并且将所述天线阵列中第一天线的功率增益设定为第一值并且将所述天线阵列中第二天线的功率增益设定为第二值，其中相比于所述第二天线，所述第一天线与更大的路径增益、更小的信号衰减和更小的路径损耗中的一个或多个关联，并且其中所述第二值大于所述第一值。
13.如权利要求11所述的基站，其中所述处理器被配置为，通过当所述传输将是“等级＝2”传输时执行如下一个或多个步骤，将所述天线阵列所述多个天线中的每个天线的功率增益设定为基于所述传输将是“等级＝1”传输还是“等级＝2”传输的值，所述步骤包括：
自所述用户设备接收基于码本的反馈并且基于所述基于码本的反馈来设定所述天线阵列中每个天线的功率增益；和
确定是否已自所述用户设备接收到基于码本的反馈，并且当未自所述用户设备接收到基于码本的反馈时，确定与所述天线阵列中每个天线关联的路径增益、信号衰减或路径损耗中的一个或多个，并且将所述天线阵列中第一天线的功率增益设定为第一值并且将所述天线阵列中第二天线的功率增益设定为第二值，其中相比于所述第二天线，所述第一天线与更大的路径增益、更小的信号衰减和更小的路径损耗中的一个或多个关联，并且其中所述第二值大于所述第一值。
14.如权利要求9所述的基站，进一步包括处理器，所述处理器被配置为：
确定向用户设备的传输是否将是MIMO传输；
如果向所述用户设备的所述传输将是MIMO传输，则经由所述多个天线中的每个天线向所述用户设备发射；以及
如果向所述用户设备的所述传输将是非MIMO传输，则基于与所述多个天线中的每个天线关联的用户数目选择所述多个天线中的天线用于所述传输。
15.如权利要求14所述的基站，其中所述处理器被配置为：
监视与所述用户设备关联的吞吐量；并且
基于所监视的吞吐量，确定是否分别从MIMO传输和非MIMO传输之一切换到非MIMO传输和MIMO传输。
CN200910261899A 2008-12-31 2009-12-31 Mimo无线通信系统中天线选择和功率控制的方法和装置 Pending CN101771450A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14173608P 2008-12-31 2008-12-31
US61/141,736 2008-12-31
US12/544,463 2009-08-20
US12/544,463 US8761834B2 (en) 2008-12-31 2009-08-20 Method and apparatus for antenna selection and power control in a multiple input multiple output wireless communication system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101771450A true CN101771450A (zh) 2010-07-07

Family

ID=42284956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910261899A Pending CN101771450A (zh) 2008-12-31 2009-12-31 Mimo无线通信系统中天线选择和功率控制的方法和装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8761834B2 (zh)
CN (1) CN101771450A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012151875A1 (zh) * 2011-05-12 2012-11-15 新邮通信设备有限公司 一种天线端口的配置方法
CN103297104A (zh) * 2013-06-09 2013-09-11 清华大学 天线阵列配置方法及天线阵列
CN103312395A (zh) * 2012-03-15 2013-09-18 西门子公司 一种无线通信系统中天线选择方法和无线通信设备

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1403065B1 (it) * 2010-12-01 2013-10-04 Andrew Wireless Systems Gmbh Distributed antenna system for mimo signals.
JPWO2006126655A1 (ja) * 2005-05-25 2008-12-25 松下電器産業株式会社 無線送信装置、無線受信装置及び無線送信方法
US8243851B2 (en) * 2009-04-01 2012-08-14 Ubidyne, Inc. Radio system and a method for relaying radio signals
US8405568B2 (en) * 2009-05-29 2013-03-26 Intel Mobile Communications GmbH Wireless communication device antenna with tuning elements
CN102056220B (zh) * 2009-10-28 2014-02-19 华为技术有限公司 实现信道测量的方法及装置
WO2011126341A2 (ko) * 2010-04-08 2011-10-13 엘지전자 주식회사 다중 안테나 지원 무선 통신 시스템에서 코드북을 이용한 신호 전송 방법 및 장치
US8879414B2 (en) * 2010-06-15 2014-11-04 Lg Electronics Inc. Method and apparatus for transmitting data in a wireless communication system
FR2971655A1 (fr) * 2011-02-10 2012-08-17 Thomson Licensing Terminal bi-bande a acces concurrents operant dans deux bandes adjacentes
JP5603288B2 (ja) * 2011-04-26 2014-10-08 株式会社日立製作所 無線通信システム、無線通信方法および基地局装置
US8675762B2 (en) * 2011-05-02 2014-03-18 Alcatel Lucent Method of transforming pre-coded signals for multiple-in-multiple-out wireless communication
US9722712B2 (en) * 2011-05-09 2017-08-01 Centre Of Excellence In Wireless Technology Interference management for a distributed spatial network
US8929473B2 (en) * 2011-07-28 2015-01-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Combining baseband processing and radio frequency beam steering in wireless communication systems
TWI445332B (zh) * 2012-06-18 2014-07-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 多輸入多輸出收發裝置
KR101972950B1 (ko) * 2012-07-19 2019-04-26 삼성전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 다중 빔포밍을 위한 전력제어 방법 및 장치
US9306640B2 (en) * 2012-09-07 2016-04-05 Qualcomm Incorporated Selecting a modulation and coding scheme for beamformed communication
US9130614B2 (en) * 2013-03-14 2015-09-08 Qualcomm Incorporated Systems and methods for scheduling SU and MU MIMO traffic
US9094064B2 (en) * 2013-04-15 2015-07-28 Broadcom Corporation Systems and methods for beamforming in a massive MIMO system
US9154198B2 (en) 2013-07-23 2015-10-06 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Transmission mode allocation in LTE networks
US9698876B2 (en) 2013-07-23 2017-07-04 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Transmission mode allocation in LTE networks
JP5964792B2 (ja) 2013-08-30 2016-08-03 京セラ株式会社 ユーザ端末、通信制御装置、及びプロセッサ
JPWO2016047372A1 (ja) * 2014-09-24 2017-08-17 シャープ株式会社 基地局装置、端末装置、および通信方法
WO2016189990A1 (ja) * 2015-05-25 2016-12-01 ソニー株式会社 無線通信装置、端末装置及び方法
US10624051B2 (en) * 2015-07-02 2020-04-14 The Boeing Company System for measuring multi-port amplifier errors
US10362493B2 (en) 2015-12-17 2019-07-23 Legba, Inc. High-bandwidth beamforming LTE Base Station
US9762302B1 (en) * 2016-06-01 2017-09-12 Maxlinear Asia Singapore PTE LTD Predistortion for hybrid digital/analog precoders
US10171214B2 (en) 2016-09-29 2019-01-01 At&T Intellectual Property I, L.P. Channel state information framework design for 5G multiple input multiple output transmissions
US10644924B2 (en) 2016-09-29 2020-05-05 At&T Intellectual Property I, L.P. Facilitating a two-stage downlink control channel in a wireless communication system
US10158555B2 (en) 2016-09-29 2018-12-18 At&T Intellectual Property I, L.P. Facilitation of route optimization for a 5G network or other next generation network
US10206232B2 (en) 2016-09-29 2019-02-12 At&T Intellectual Property I, L.P. Initial access and radio resource management for integrated access and backhaul (IAB) wireless networks
US10602507B2 (en) 2016-09-29 2020-03-24 At&T Intellectual Property I, L.P. Facilitating uplink communication waveform selection
US10355813B2 (en) 2017-02-14 2019-07-16 At&T Intellectual Property I, L.P. Link adaptation on downlink control channel in a wireless communications system
EP3766185A1 (en) * 2018-03-16 2021-01-20 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Antenna array operation control
CN112119654A (zh) 2018-05-18 2020-12-22 瑞典爱立信有限公司 用于设计分布式mimo网络的系统和方法
WO2019220244A1 (en) * 2018-05-18 2019-11-21 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Performance simulation of a distributed mimo antenna system
JP7143721B2 (ja) * 2018-10-24 2022-09-29 日本電信電話株式会社 無線通信システム、無線通信方法、送信局装置および受信局装置
CN111385009B (zh) * 2018-12-29 2022-04-19 中兴通讯股份有限公司 功率调节方法及装置、阵列天线、存储介质
US11398852B2 (en) 2019-06-24 2022-07-26 Qorvo Us, Inc. Envelope tracking power amplifier apparatus
US11437960B2 (en) * 2019-10-29 2022-09-06 Qorvo Us, Inc. Average power tracking power amplifier apparatus
US11870538B2 (en) * 2020-08-06 2024-01-09 Wilson Electronics, Llc Amplifier networks in a repeater

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1205137A (zh) * 1996-09-24 1999-01-13 摩托罗拉公司 给一扇形覆盖区域提供无线通信的设备和方法
US20100098184A1 (en) * 2008-10-16 2010-04-22 Sun-Heui Ryoo Transmission method for multiple antenna system

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5628052A (en) 1994-09-12 1997-05-06 Lucent Technologies Inc. Wireless communication system using distributed switched antennas
US6381212B1 (en) * 1998-06-17 2002-04-30 Radio Frequency Systems, Inc. Power sharing amplifier system for amplifying multiple input signals with shared power amplifiers
FI982763A (fi) * 1998-12-21 2000-06-22 Nokia Networks Oy Tiedonsiirtomenetelmä ja radiojärjestelmä
US6983026B2 (en) * 2002-03-19 2006-01-03 Motorola, Inc. Method and apparatus using base band transformation to improve transmitter performance
US7012970B2 (en) * 2002-03-19 2006-03-14 Motorola, Inc. Method and apparatus for reducing transmitter peak power requirements
US6661284B1 (en) * 2002-05-15 2003-12-09 Motorola, Inc. Method and apparatus for error compensation in a hybrid matrix amplification system
US6738019B1 (en) * 2003-04-10 2004-05-18 Motorola, Inc. Apparatus and method for driving a sectored antenna
JP2005348116A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Sharp Corp 無線通信装置
US20070147536A1 (en) * 2005-12-27 2007-06-28 Ezer Melzer Wireless communication device employing interference-sensitive mode selection and associated methods
US7979024B2 (en) * 2006-01-20 2011-07-12 Atc Technologies, Llc Systems and methods for satellite forward link transmit diversity using orthagonal space coding
JP2009525694A (ja) 2006-01-31 2009-07-09 ビシーム コミュニケーションズ インコーポレイテッド 直交周波数領域変調システムのための変調及び符号化レベル及び空間速度の選択
WO2008004922A1 (en) 2006-07-07 2008-01-10 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Resource scheduling in wireless communication systems using beam forming
US7702029B2 (en) * 2006-10-02 2010-04-20 Freescale Semiconductor, Inc. MIMO precoding enabling spatial multiplexing, power allocation and adaptive modulation and coding
WO2008066468A2 (en) 2006-11-30 2008-06-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and arrangement for selection of mimo transmission mode
WO2008133576A1 (en) * 2007-04-30 2008-11-06 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Recommending a transmission mode for a mimo -supporting ue
KR101306713B1 (ko) 2007-08-14 2013-09-11 엘지전자 주식회사 다중 안테나 시스템에서 피드백 방법 및 코드북 구성 방법
KR101208189B1 (ko) * 2008-07-23 2012-12-04 엘지전자 주식회사 다중안테나 시스템에서 데이터 전송방법
ES2354538B1 (es) 2008-08-14 2012-01-26 Vodafone España, S.A. Sistema y método de conmutación dinámica entre transmisión de una única antena y múltiples antenas.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1205137A (zh) * 1996-09-24 1999-01-13 摩托罗拉公司 给一扇形覆盖区域提供无线通信的设备和方法
US20100098184A1 (en) * 2008-10-16 2010-04-22 Sun-Heui Ryoo Transmission method for multiple antenna system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012151875A1 (zh) * 2011-05-12 2012-11-15 新邮通信设备有限公司 一种天线端口的配置方法
CN103312395A (zh) * 2012-03-15 2013-09-18 西门子公司 一种无线通信系统中天线选择方法和无线通信设备
CN103312395B (zh) * 2012-03-15 2016-03-30 西门子公司 一种无线通信系统中天线选择方法和无线通信设备
CN103297104A (zh) * 2013-06-09 2013-09-11 清华大学 天线阵列配置方法及天线阵列
CN103297104B (zh) * 2013-06-09 2015-10-28 清华大学 天线阵列配置方法及天线阵列

Also Published As

Publication number Publication date
US8761834B2 (en) 2014-06-24
US20100166098A1 (en) 2010-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101771450A (zh) Mimo无线通信系统中天线选择和功率控制的方法和装置
CN111052621B (zh) 在无线通信系统中基于码本发送上行链路信号的方法及其装置
CN110431759B (zh) 用于在无线通信系统中报告信道状态信息的方法及其装置
EP2658154B1 (en) Method for reporting channel status information in a multi-cell cooperative wireless communication system, and device for same
CN102165714B (zh) 在无线通信系统中传送控制信息的方法
KR101763290B1 (ko) 3gpp 무선 네트워크에서 pucch 피드백을 위한 시스템 및 방법
CN102077672B (zh) 基站装置、用户装置以及通信控制方法
US8971426B2 (en) Adaptive multiple antenna transmission method and apparatus in accordance with antenna transmission power in a wireless communication system
JP7241707B2 (ja) データ伝送方法、装置、ネットワーク側機器およびユーザ機器
US9780926B2 (en) Burst OFDMA supporting MU-MIMO
US20230021451A1 (en) Method for transmitting sounding reference signal in wireless communication system and device therefor
US20150365938A1 (en) Adaptive Cross-Radio Access Technology (RAT) Channel Assignment
WO2011010618A1 (ja) 無線通信システム、基地局装置および移動局装置
WO2015152646A1 (en) Method and apparatus for transmitting and receiving single stream through multiple beams in wireless communication
US11184133B2 (en) Method for indicating QCL information for aperiodic CSI-RS in wireless communication system and device for performing the method
EP2731276B1 (en) Multi-antenna signal processing method and device in uplink system
CN101610135A (zh) 分布式天线系统及其数据传输方法、中心控制器
CN107733513B (zh) 一种下行接收波束训练信号的传输方法及装置
KR101676675B1 (ko) 다중안테나 시스템에서 다중 셀 다중 입출력 전송을 위한 캘리브레이션 장치 및 방법
JP2011009865A (ja) 基地局装置及び情報フィードバック方法
CN110999196B (zh) 无线通信方法、用户设备和基站
US20210029736A1 (en) Method for setting timing advance of relay node in next-generation communication system and apparatus therefor
CN102932043B (zh) 下行多用户mimo信号发射方法以及装置
CN110268637B (zh) Srs发送的用户设备和方法
WO2012086998A2 (ko) 무선 통신 시스템에서 채널 상태 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: MOTOROLA MOBILE CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: MOTOROLA INC.

Effective date: 20110107

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20110107

Address after: Illinois State

Applicant after: MOTOROLA MOBILITY, Inc.

Address before: Illinois State

Applicant before: Motorola, Inc.

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
CB02 Change of applicant information

Address after: Illinois State

Applicant after: MOTOROLA MOBILITY LLC

Address before: Illinois State

Applicant before: MOTOROLA MOBILITY, Inc.

COR Change of bibliographic data
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20160505

Address after: California, USA

Applicant after: Google Technology Holdings LLC

Address before: Illinois State

Applicant before: MOTOROLA MOBILITY LLC

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20100707