CN101981826A - 用于mimo系统中的天线选择的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于有效率地处理无线通信网络中的通信装置中的无线电资源的解决方案。在该解决方案中，使用从与完整信道矩阵相关的子矩阵确定奇异值度量的方法来选取要使用的可用天线的子集。通过推导度量并与其他子矩阵比较来选取子信道矩阵。优选的是，使用最佳子信道矩阵来确定要在通信中使用的适合的完整信道矩阵，并将此完整信道矩阵传达到每个涉及的通信装置。

Description

用于MIMO系统中的天线选择的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于优化MIMO系统中天线的使用的解决方案，并且具体涉及一种用于在通信网络中给定的特定配置下选择MIMO系统中要使用哪些天线的解决方案。

背景技术

在MIMO(多输入多输出)系统中，将多个天线用于传送和接收无线电信号，以便通过提供不同类型的分集来提高无线电通信系统的性能。MIMO解决方案中常常存在的问题是其中存在比可用的功率放大器多的天线的配置，对于例如具有内置无线通信的膝上型计算机，情况可能如此。

MIMO编码可以分成三个主要类别：预编码、复用和分集编码。

预编码意味着利用适合的相位加权从每个传送天线发射相同的信号，以便提供将接收器输入处的接收最大化的波束形成：这些流在接收器侧被叠加。波束形成的优点在于通过相长组合来增加信号增益以及减少多径衰落影响。在没有散射的情况中，波束形成导致定义明确的方向图。

空间复用要求MIMO天线配置。在空间复用中，将高速率信号分成多个较低速率流，并且每个流在相同的频率信道中从不同的传送天线传送。如果这些信号到达接收器天线阵列，具有充分不同的空间特征(spatial signature)，则接收器能够将这些流分离，从而创建并行信道。流的最大数量限于传送器或接收器处天线数量中较小的那个数量。

在分集编码方法中，传送单个流，但是使用如空间时间编码的技术将该信号编码。使用完全或几乎正交的编码的某些原理从每个传送天线发射该信号。分集利用多个天线链路中的独立衰落来增强信号分集。

可以针对某些情况和/或配置将这些技术的其中一些组合。

对于想要实现信道容量的MIMO系统，公知的是应将天线阵列权重选取为对信道矩阵的奇异矢量(这里假定信道是平坦的，例如OFDM符号中的个体副载波)。为此，选取与系统的最大奇异值对应的奇异矢量。其余的(如果有的话)，不使用奇异值。本发明中将讨论两个主题或方法。第一个方法是通用天线元件选择方案。第二主题描述一种用于减少ULA(均匀线性阵列)中使用的元件数的方法。

在用于MIMO传送的系统中，可能存在约束，例如共享的功率放大器和分布式的天线。这意味着系统配置对多少流能够是活动的、给定特定天线分布时要使用哪些天线等设定了限制。在ULA天线的特殊情况中，信道奇异矢量能够被视为波束形成器权重。但是，对于可能以任何空间分布出现的天线的一般情况，波束形成器概念丧失意义，因为不可能发生任何相关叠加。在此类情况中，奇异矢量能够被视为空间均衡器。

MIMO部署的成功与否取决于信道的特性。在ULA的情况中，奇异矢量作为权重形成的天线图指向与信道中有利的簇(cluster)对应的方向。ULA包括N个天线元件，它们用于传送或接收M个数据流。在原理上来说，具有最大M＝N个数据流是可能的。如前文所述，流的数量由信道性质来决定。这暗示在信道不支持N个流的情况中，天线元件的数量超过流的数量，例如N＞M。因此，能够将过多的元件用于其他用途，例如分集或公共信息。就利用分集来说，此处意味着不会发生相消组合，例如通过重发符号(ARQ)。此外，当与无线电链或放大器的数量比较时，如PC的装置可能有过多的天线。因此，选取给定无线电信道下的天线元件的最佳组合成为必不可少的。

与减少分布式天线的一般设置或波束形成器中元件的数量并行的是模型阶选择的问题。模型阶选择处理给定模型集下选取对数据集适合地建模所要求的最小数量参数的问题。基本上，这是在观察中提取信息以使任何剩余物(residual)不携带附加信息。通常，对于线性模型，这意味着剩余物是白噪声。随着模型阶增加，剩余物携带更少的信息，从而暗示应该将模型阶选取为尽可能地高。但是，这样数据集也必然增大。显然，对于实际用途，数据集与参数的数量一样是有限的。在随机框架中，参数估计器将导致取决于参数的数量的参数变化。即，过度参数化增加参数变化。参数和数据点之间的折衷是模型阶选择的基础。

目前，MIMO传送要求信道包含足够多模式以便传递M个信号是公知常识。而且，对于传送所需的功率是有限的，必须适当地使用。一种用于将功率分布在信道的模式上的方案是所谓的注水算法。当实现可达到的信道容量(使用所谓的注水方法)时，在传送器和接收器处使用与注水中结合的奇异值对应的奇异矢量。因为使用奇异矢量，所以使用选择的矢量对所有天线端口加权。当系统是ULA(均匀线性阵列)时，情况也是如此，将最优权重应用于整个ULA。

目前，通常在传送中使用所有天线元件。这意味着没有“阵列”阶选择。可以通过SVD(奇异值分解)来计算用于例如ULA的权重，并且减少权重的数量要求附加的SVD。SVD是矩形实矩阵或复矩阵的分解的一种形式，其对于本领域技术人员是已知的。

在WO2007040564中公开一种布置成仅选择可用天线的子选择(sub selection)的解决方案。该解决方案使用通信链路中实体之间传送的探测包来估计信道矩阵。在组合的系统中对于每个天线子集传送探测包。传送和估计在训练时期期间执行，将估计的信道矩阵传送到通信链路中的其他实体，并存储在每个实体中以在后来通信数据的传送期间使用。但是此解决方案复杂且要求通信开销和大量计算。

US20070140363说明其中确定信道矩阵并确定每个可用天线的传送速率的示例。通过计算每个天线组合的信噪比并使用注水方法来选择每个传送速率，从而确定传送速率。

发明内容

本发明的一个目的在于提供可增加天线系统中的效率而同时提供具成本效率的解决方案的装置、方法和系统。

以启发式的方式，能够将天线系统视为参数化模型，其中参数是用于端口的权重。在此方面而言，对期望目标建模所使用的参数是可变的量。通过削减(prune)天线系统，可以免除元件。因此，天线元件可用于备选目的。备选的是，在其他地方，系统的资源可能是有限的，例如膝上型计算机可能配备比如说六个天线元件但是只有三个无线电。而且，这六个天线经由交换机(switch)连接到这三个无线电。这暗示在这六个天线中，存在三个天线的组合比其他的更好。为了找到最优设置，必须确定某种意义上的最佳组合。

削减或选择能够以多种方式来实现；在本公开中，讨论三种可行方法；但是，仅后两种对本发明是关注的。简言之，这些方法是：1)基于其位置的根削减；2)将阵列视为空间预测器；3)使用SVD的穷举搜索。

在本发明的第一方面中提供一种解决方案、一种用于控制通信网络中无线通信的通信节点，该节点包括收发器部分、处理单元、存储器单元和网络通信接口，该收发器部分布置成控制多个天线，其中该处理单元布置成确定与另一个通信节点的通信会话中要使用的天线的数量和身份，以及其中该处理单元布置成为用于传送的完整信道矩阵的可用信道矩阵的至少一个子集确定至少一个度量，并选取度量对其在预定范围内的天线配置。

可用信道矩阵的子集的度量可以从算术平均值、几何平均值、预测器多项式过滤器算法或信道容量中的至少一个来选取。

该通信节点还可以布置成使用该子集来确定信道矩阵并将确定的信道矩阵传送到通信网络中的至少一个其他节点。该通信节点还可以布置成选择哪个节点来控制要在数据的传送中使用的天线的数量。

该处理单元可以布置成周期性地改变用于传送控制消息的天线和/或布置成确定用于可用天线配置的信号以便使用控制消息中的导频信号来确定信道矩阵。

通信接口可以包括无线局域网、无线个人局域网和蜂窝网络接口中的至少一个。

本发明的另一方面，提供一种用于优化使用多个天线的通信链路的方法，其包括如下步骤：

计算无线通信网络中两个节点之间的天线系统的完整信道矩阵的奇异值分解；

初始化质量度量；

从信道矩阵中选取元素并获得子信道矩阵；

计算和存储用于所获得的子信道矩阵的质量度量；

将计算的质量度量与用于其他子信道矩阵的先前计算的质量度量比较；

从所述比较来选取适合取值的度量；

选择对应的子信道矩阵并使用此子信道矩阵来计算SVD；

使用所获得的子信道矩阵配置来传送和接收通信数据。

计算度量的步骤可以包括使用几何和/或算术平均值、预测器多项式或信道容量中的至少一个。

该方法还可以包括使用所获得的子信道矩阵配置来确定信道矩阵并将信道矩阵传达到涉及的无线电装置的步骤。该方法还可以包括周期性地改变用于传送控制消息的天线的步骤。

提供本发明的又一个方面，一种用于通信网络中无线通信的系统，其包括：

根据第一方面的通信节点；

至少两个天线元件；

其中该通信节点使用单独的功率放大器来控制到所述至少两个天线元件的收发器信号。

根据本发明的方法还可以作为第一方面的装置中的处理单元中操作的计算机程序来实现。

本发明的这些和其他方面将从下文描述的实施例而显而易见并参照这些实施例来阐述。

利用根据本发明的解决方案，使用具有成本效率的确定要在通信传送中使用的适合天线和其他资源并且可以在具有成本效率的方式中实现的方法，提供更好地利用可用无线电资源的优点。例如，提供用于确定在通信状况中使用的功率放大器和天线的适合配置的具有成本效率的方法。

附图说明

在下文中，将参考附图示出的示范实施例以非限制方式详细地描述本发明，其中：

图1示意示出根据本发明的网络系统；

图2示意示出根据本发明的具有天线配置的装置；

图3在框图中示意示出根据本发明的方法；

图4示意示出根据本发明的均匀线性天线阵列；以及

图5至图9示出来自使用根据本发明的解决方案的多种仿真的结果。

具体实施方式

在图1中，引用数字1一般指示到基础设施通信网络2的基站或相似无线接入网关(例如接入点)。基站1布置成无线地与用户设备3通信。基站还包括无线电控制器4，无线电控制器4用于控制无线通信和用于控制与基础设施网络2的通信。基站1可以包括多个天线和/或多个基站可以由无线电控制器4来控制。应该注意，基站的确切配置对于本发明不是至关重要的，只要有多个天线和控制无线电资源的装置即可，这将在本文中稍后明白。

在图2中示出的是，具有实现根据本发明的解决方案的通信装置4(例如基站中的无线电控制器、无线电网络控制器或终端装置(UE))的系统。该装置可以包括至少一个处理单元201、至少一个存储器单元202和至少一个通信接口203。而且，该装置包括用于接收和传送无线电信号的收发器部分208。该收发器部分可以包括AD/DA单元204、至少一个功率放大器205、206、207和可选的交换机/复用器209。处理单元布置成运行用于通信控制和数据业务的代码。它还布置成确定将在MIMO通信配置中使用哪些天线。处理单元201可以包括微处理器、ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)。存储器单元202可以包括任何适合类型的存储器(易失性和/或非易失性)，例如RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器和硬盘。通信接口203将装置4连接到基础设施网络2。本领域技术人员应该理解，根据所使用的无线通信协议/标准的类型还可能存在其他通信设备。在图2中，出于说明的目的，将收发器208示出为传送器，但是应该认识到，还可以用根据本发明的解决方案来实现接收器，以及还可以根据本发明来实现传送器和接收器的组合-收发器。

提供交换机和/或复用器209以在根据本发明的解决方案所确定的方式中将收发器信号分布到天线1a-1d/分布来自天线1a-1d的收发器信号。在仅具有一个功率放大器(PA)或具有少于可用天线的数量的多个PA的配置中可以使用交换机/复用器。而且，可以使用交换机/复用器来选择用于不同通信信道(不同用户通信或不同会话)的天线。

应该注意，正如本领域技术人所理解的，可以根据所使用的无线电技术和/或通信协议在不同方式中配置收发器部分208。

本发明可应用于使用多个天线来用于传送和/或接收通信信号的所有类型的无线通信设置。在许多配置中，收发器可用的天线的数量大于可用的放大器。因此，处理无线电资源的处理单元可以布置成确定通信中要使用的天线的数量和应该利用哪些天线。甚至在功率放大器与可用天线数量相同的情况中，在一些情况中仅利用这些天线中的一些也是关注的，这具有减少功耗和/或使用一些天线用于其他通信传送的好处。

在MIMO系统(多输入多输出)中，可以使用信道矩阵的奇异矢量对天线元件加权。假定信道是已知的，这些权重将确保可以更优化地利用信道容量(但是，也需要满足功率上的附加要求，以便充分地利用信道容量的能力，这些要求可能联系到例如对信道、小区设置的功率约束、或其他功率约束、和/或联系到考虑定向天线配置的传送的方向)。所部署的天线元件的数量等于奇异矢量的维。但是，奇异矢量能够被视为空间过滤器。此处，空间过滤器将表示波束形成器中的权重。在波束形成的上下文中，能够将其视为用于干扰拒绝的方式，即在给定方向中不传递能量。对于根削减模型，这暗示对定义空间过滤器的多项式的根提供信息源。在线性参数模型中，尝试捕获数据的要素(essence)。例如，在AR模型(自回归)中通过两个参数唯一地描述正弦信号。通常通过解最小二乘问题来找到如AR模型的模型参数。此解涉及协方差矩阵的逆，此矩阵应该是2乘2矩阵。假定模型阶是可变的，当然可以估计4×4协方差矩阵。但是，对于无噪声的情况，此矩阵的秩是2。在存在加法白噪声的情况中，该协方差矩阵将是满秩的。由此，该模型是过度参数化的，并且额外的参数仅贡献于输出中的不确定性。

此后果的起点是一般MIMO系统。MIMO系统由通信信道H来表征。此信道描述可在传送器天线元件与接收器天线元件之间构造的所有路径。显然，该信道是具有维N_rxN_t的矩阵，其中N_r和N_t分别是在接收器和传送器侧的天线元件的数量。可以从离线测量获得或在导频块的传送期间估计该信道矩阵。此处，将信道建模为对其使用接收器和传送器相关矩阵的随机矩阵。接收器和传送器相关矩阵分别由R_r和R_t表示。传送器和接收器相关矩阵可以由相关矢量来构造，例如Toeplitz矩阵(对角常量矩阵)。联合相关可计算为

$R=R_t\⊗R_r---\left(1\right)$

其中

是Kronecker乘积。使用联合相关的平方根

通过乘以随机矢量w并对结果的矢量重新布置成矩阵来构造信道矩阵。信道是：

其中vec^-1是vec算子的逆运算。显然，通过消除H中的行，去除传送天线元件。通过去除适合的列来消除接收天线元件。

假定信道是使用N_r个接收和N_t个传送天线来估计的，并且假定已计算了对应的SVD。然后通过评估此总SVD，可能对给定功率约束下该信道能够支持多少个同时的数据流得出结论。流的数量由N_d表示，则可能构造具有维N_dxN_d的天线子系统。将系统精简到理论最小值并非必要的或甚至是不可能的。例如，假定能够将系统精简到绝对最小值要求在无线电链路两端的天线系统上的控制。再者，因为一些元件被去除，所以某些方向中的功率贡献可能导致精简的系统要求比可用的更多的功率。然而，存在几个天线子系统。通过允许接收和传送两侧上元件的精简，可能的天线子系统的数量是：

$N_s=\left(\begin{array}{c}{N}_r\\ N_d\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{N}_t\\ N_d\end{array}\right)---\left(3\right)$

甚至对于参数N_r、N_t和N_d的中等值，等式(3)仍能够变得非常大。为了减少组合的数量，能够规定仅一侧具有精简天线系统的能力。通常，该侧将是通信系统中对天线具有控制权的装置，例如基站、终端或PC。在下文中，作为示例将使用终端，但是应该理解相同的情况适用于具有多个天线的任何装置。终端控制N个元件而可能天线子系统的数量是：

$N_s=\left(\begin{array}{c}N\\ N_d\end{array}\right)---\left(4\right)$

从计算的角度来看，此数量仍可能变得冗长。但是，较小的天线系统不会导致太多的组合。

这些天线子系统全部具有共性：它们仅具有与流的数量相同多的天线元件。为子天线系统评估SVD得到N_a元组的奇异值。这里，N_a是大于或等于系统的最小要求的数，例如PA(功率放大器)或数据流的数量N_d。为了选择特定的天线子系统，必须在三个元组上定义一些度量。可能的奇异值度量是算术和几何平均值的商。这里，应该指出，几何平均值小于或等于算术平均值。对于所有数相等的情况，相等性才成立。如果目标是要具有奇异值分散的测量，则能够使用此度量。因此，将该度量最小化将导致允许所有流上相似速率的系统。如果将该度量选取成仅是算术平均值，则它将反映在信道中容易地传递所有的流(即对于每个流的高增益)的天线子系统。此度量尤其是关注的，因为能够快速且低成本地计算它，即

$m\left(H\right)=\frac{1}{N_d}\mathrm{tr}\left({\mathrm{AHBB}}^T{H}^H{A}^T\right)---\left(5\right)$

其中A和B分别是行和列选择矩阵，()^H是厄米(Hermitian)算子以及()^T是转置算子。这意味着无需显式地计算奇异值；该选择可以在任何情况下实现。基于几何平均值的度量等效于使用行列式作为度量。所有描述的三种度量的共性是，它们都无需子信道矩阵的完整SVD。但是，当使用胜出候选时，传送器和接收器处需要奇异矢量。最后，必须强调，与通信系统相关的任何度量均能够使用。明显的候选是给定系统的信道容量的表示。参考图3能够在如下步骤中定义穷举搜索：

301.计算完整信道矩阵N_r×N_t的SVD，并经由例如注水来计算信道的有效秩N_d。

301′.可选地初始化度量。

302.通过删除行或列以使结果的矩阵具有至少维N_a×N_a来从该信道矩阵选取元素。

303.计算从前一步获得的子信道矩阵的度量。

304.此度量是否好于前一个度量？如果是的话；将其保存为最佳，并保存对应的选择。

305.是否还余下任何组合？如果是的话；转到步骤302。

306.检索最佳选择，形成对应的子信道矩阵并计算SVD。

307.在传送和接收侧使用获得的奇异矢量。获得的奇异矢量可传送到通信链路的每一侧，或可以在涉及的无线电通信装置之间传达获得的信道矩阵。

在本发明的一个实施例中，对于均匀线性阵列(ULA)天线配置使用根据本发明的解决方案。可以将ULA定义为包括布置在单个直线中或平面中具有均匀间隔且具有基本均匀馈送系统的多个基本相同的天线元件的天线。图4示出此类天线系统400，其具有布置在单个直线上的四个天线元件(401-404)。在此实施例中将所有天线元件连接到共用杆405；但是，本领域技术人员应该理解，ULA中的天线元件可全部或部分地位于其他杆上或其他定位布置中，只要它们相对彼此定位在直线阵列配置中即可。

由信道矩阵或其协方差矩阵推导的奇异矢量描述了MIMO通信的最优天线，例如ULA。假定该信道能够以合理的传输速率支持两个数据流，则使用两个元件就足够。这暗示给定用于计算信道矩阵的数据的情况下，ULA中K个元件的任何组合导致信道矩阵。其中N个中使用K个元件以及其中将那些元件按一个元件间隔来分开的可能组合的数量可计算为

N-K+1                (6)

为了确定最佳选择，必须评估所有组合。组合的数量能够通过利用ULA的对称结构来进一步精简。

对评估矩阵汇集的度量和或评估最终SVD的备选方式是将天线阵列权重视为预测器多项式。即，

$A\left(q^{-1}\right)=1+\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{a}_k{q}^{-k}---\left(7\right)$

这能通过简单地将天线图视为预测器生成的频谱来促进。假定N_d个数据流是独立的，则能够使用次优方案而非最优方案。这暗示使用为次优但是好于随机预编码的权重对这些流预编码。该方案基于信道矩阵的初始SVD计算。接下来，计算有效信道秩，这意味着能够传送N_d个流。最优情况下，应该通过与N_d个最大奇异值对应的奇异矢量对所有天线元件加权。这暗示，完整ULA的所有N个元件均被使用，这可能是非期望的。通过将矢量视为预测器多项式，可能使用下文概述的降级(step down)转换来将ULA精简到维N_d。由此，通过将奇异矢量看作预测器多项式，提供计算较低阶矢量的非常有效率的方法。此处，较低阶表明系数的数量减少。在维方面，这对应于将信道矩阵精简到子矩阵。再者，较低阶预测器生成的频谱与原始频谱相似。将第N阶预测器转换成第N_d阶预测器的方法已知为降级转换。在伪代码中，这是

1.令A_N是关注的奇异矢量

2.通过其第一元件对A归一化。

3.for k＝N down to N_d

4.for 1＝0 to k-1

5. $a_{k-1}\left(l\right)=\frac{a_k\left(l\right)-a_k\left(k\right)a_k^{*}(k-1)}{1-{\left|a_k\left(k\right)\right|}^2}$

6.end tor 1

7.end for k

此处a_m(n)表示第m阶预测器的第n个系数。基本上，对于每个外循环，按一个系数来精简该多项式。因为该多项式是作为奇异矢量开始的，所以较低阶逼近具有相似的方向性。但是，对N_d个奇异矢量使用此伪代码方法产生一组新的N_d维的N_d个矢量。遗憾的是，它们不一定是正交的，这暗示在原上下文中，这些权重是次优预编码器。将提供本公开中的原理的一个示例。

假定在基站具有含四个天线元件的天线安装(参见例如图4)，但是在传送中将不使用所有天线元件401-404。其原因可能是基站将尝试将一个元件用于其他目的或它只能提供三个同时活动的无线电。因此，系统将从四个精简到三个天线元件。再者，假定仅终端能够更改天线元件的数量。然后根据等式(4)，存在四个组合。该天线子系统选择基于等式(5)。

在图5-7中，实曲线表示从与H的三个最大奇异值对应的三个奇异矢量生成的天线图。但是，这些需要改变以便免除一个天线元件。通过使用上文伪代码所示的降级过程来精简奇异矢量多项式，从而获得短划曲线。能够注意到，精简的多项式得到作为最优图(实曲线)的合理逼近的图(短划曲线)。

在图8-10中，是四元件天线(实曲线)、具有最佳度量的子信道的最优图(点曲线)和由四元件天线权重的精简来推导的图(短划曲线)的比较。所见到的是，所有图生成合理的方向图。

图5：

实曲线对应于经由第一奇异矢量生成的波束，短划曲线是经由预测器精简生成的波束。生成实曲线的天线解决方案要求四个元件，而短划曲线的需要三个。

图6：

实曲线对应于经由第二奇异矢量生成的波束，短划曲线是经由预测器精简生成的波束。生成实曲线的天线解决方案要求四个元件，而短划曲线的需要三个。

图7：

实曲线对应于经由第三奇异矢量生成的波束，短划曲线是经由预测器精简生成的波束。生成实曲线的天线解决方案要求四个元件，而短划曲线的需要三个。

图8：

实曲线对应于使用所有天线元件经由第一奇异矢量生成的波束。点曲线是由最佳子信道矩阵的第一奇异矢量生成的波束。短划曲线是由生成实曲线的多项式的精简所获得的图。

图9：

实曲线对应于使用所有天线元件经由第二奇异矢量生成的波束。点曲线是由最佳子信道矩阵的第二奇异矢量生成的波束。短划曲线是由生成实曲线的多项式的精简所获得的图。

图10：

实曲线对应于使用所有天线元件经由第三奇异矢量生成的波束。点曲线是由最佳子信道矩阵的第三奇异矢量生成的波束。短划曲线是由生成实曲线的多项式的精简所获得的图。

此外，要强调的是该多项式必定不具有单位圆上的根。如果它具有，则递归失败。所幸的是，这可以通过将根拉出单位圆(例如通过以下等式)来补救

${\tilde{a}}_k\left(l\right)=a_k\left(l\right)C^l$ l＝0...N-1                    (8)

注意，常量C小于或大于1。

当然选取具有较少元件的阵列是关注的，因为例如能够减少功耗。共享的PA能够输送更多功率到更少数量的元件。

应该注意，即使本发明是使用基站或终端来举例说明的，但是可用根据本发明的解决方案来实现其他MIMO配备的装置，例如移动电话、膝上型计算机、路由器、接入点、网关等，其中假定它们具有用多个天线来操作的适合类型的无线通信接口(例如WLAN(无线局域网)、WPAN(无线个人区域网络)、蜂窝网络(例如，GSM、GPRS、WCDMA等)等)。其中本解决方案的可发现可应用性的标准是例如，IEEE 802.11、802.15和802.16系列协议、基于3GPP的协议等。应该注意，实现本发明的装置可以利用有关几个无线电协议解决方案的概念，例如终端装置可以配备各在特定无线电协议上操作的多个无线电通信接口，例如WLAN和蜂窝接口。

根据本发明的方法可以作为对前文关于图2讨论的处理单元实现的并与装置的其他控制和用户软件一起实现的软件来实现。软件可以布置成可分发的以便在使用本发明的装置中安装或容易地更新。可以根据软件配置用于的装置的类型，使用任何适合的分发解决方案来分发软件；例如通过通信网络或在存储媒体(例如，CD-ROM、DVD、USB存储器、闪速存储器等，正如本领域技术人员理解的)上进行分发。例如，为了将软件安装到移动电话上，软件可以在电话的制造期间安装、使用与基站等的通信接口来分发、或分发到移动电话可以连接到的个人计算机(PC)并且软件可以使用从PC到电话的任何适合的通信接口来分发。软件还可以后来阶段作为计算机程序产品来分发并销售或以其他方式提供。

还应该注意词语“包括”并不排除存在那些列出的以外的其他元件或步骤，并且元件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个此类元件。还应该注意任何引用符号并不限制权利要求的范围，本发明可以至少部分地通过硬件和软件来实现，以及几个“部件”或“单元”可由相同的硬件项来表示。

上文提到并描述的实施例仅作为示例给出，不应视为对本发明的限制。对于本领域技术人员来说，由下文描述的专利权利要求所要求权利的本发明范围内的其他解决方案、使用、目标和功能应该是明显的。

Claims (16)

1.一种用于控制通信网络中的无线通信的通信节点(4)，所述节点包括收发器部分(208)、处理单元(201)、存储器单元(202)和网络通信接口(203)，所述收发器部分布置成控制多个天线(1a、1b、1c、1d)，所述通信节点特征在于所述处理单元(201)布置成确定与另一个通信节点的通信会话中要使用的天线的数量和身份，以及其中所述处理单元布置成为用于传送的完整信道矩阵的可用信道矩阵的至少一个子集确定至少一个度量，并选取度量对其在预定范围内的天线配置。

2.如权利要求1所述的通信节点，其中可用信道矩阵的所述子集的度量是从算术平均值、几何平均值、预测器多项式过滤器算法或信道容量中的至少一个来选取的。

3.如权利要求1所述的通信节点，还布置成使用所述子集来确定所述信道矩阵并将所确定的信道矩阵传送到所述通信网络中的至少一个其他节点。

4.如权利要求1所述的通信节点，其中所述处理单元布置成周期性地改变用于传送控制消息的天线。

5.如权利要求1所述的通信节点，其中所述处理单元布置成确定用于可用的天线配置的信号质量以便使用控制消息中的导频信号来确定所述信道矩阵。

6.如权利要求1所述的通信节点，还布置成选择哪个节点来控制要在数据的传送中使用的天线的数量。

7.如权利要求1所述的通信节点，其中所述通信接口包括无线局域网、无线个人局域网和蜂窝网络中的至少一个。

8.如权利要求1所述的通信节点，其中所述装置还布置成作为基站或终端装置之一来操作。

9.一种用于优化使用多个天线的通信链路的方法，包括以下步骤：

-计算无线通信网络中两个节点之间的天线系统的完整信道矩阵的奇异值分解；

-初始化质量度量；

-从所述信道矩阵来选取元素并获得子信道矩阵；

-计算并存储用于所获得的子信道矩阵的质量度量；

-将所计算的质量度量与用于其他子信道矩阵的先前计算的质量度量比较；

-从所述比较来选取适合取值的度量；

-选择对应的子信道矩阵并使用此子信道矩阵来计算SVD；

-使用获得的子信道矩阵配置来传送和接收通信数据。

10.如权利要求9所述的方法，其中计算所述度量的步骤包括使用几何和/或算术平均值、预测器多项式或信道容量中的至少一个。

11.如权利要求9所述的方法，还包括使用所获得的子信道矩阵配置来确定所述信道矩阵并将所述信道矩阵传达到涉及的无线电装置的步骤。

12.如权利要求9所述的方法，还包括周期性地改变用于传送控制消息的天线的步骤。

13.一种用于通信网络中的无线通信的系统(200)，包括

-如权利要求1所述的通信节点(4)；

-至少两个天线元件(1a、1b、1c、1d)；

其中所述通信节点使用单独的功率放大器来控制到所述至少两个天线元件的收发器信号。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述通信节点布置成周期性地改变用于传送控制消息的天线。

15.一种存储在计算机可读存储媒体上的计算机程序，用于控制到通信系统中的多个天线的收发器信号，包括用于操作如权利要求9所述的方法的指令集。

16.如权利要求15所述的计算机程序，其中所述程序布置成使得可作为计算机程序产品来分发。

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