CN102165715A - 管理信道预测的技术 - Google Patents

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Abstract

描述一种用于管理无线通信系统的信道预测的系统、设备、方法和产品。该设备可以包括用于执行信道预测的媒体访问控制处理器和用于使用信道预测传送信息的收发器。还描述了其他实施例并且对这些其他实施例要求权利。

Description

管理信道预测的技术
技术领域
本发明涉及管理信道预测的技术。
背景技术
在无线通信系统中，无线通信设备可以通过一个或多个天线发射和/或接收射频(RF)信号。一些无线通信设备可以尝试测量通信信道的特征，并基于测量的结果修改传输技术。改进此类操作的技术可以改进无线通信设备的性能，并潜在地改进整体系统性能。
附图说明
图1图示根据一个实施例的系统的框图。
图2图示根据一个实施例的节点的局部框图。
图3图示根据一个实施例的随时间变化的衰落信道和反馈延迟的图表。
图4图示根据一个实施例的预测滤波器的衰落量值的图表。
图5图示根据一个实施例的利用和不利用信道预测的系统的分组差错率(PER)的图表。
图6图示根据一个实施例的利用和不利用信道预测的系统的吞吐量的图表。
图7图示根据一个实施例的编程逻辑。
具体实施方式
图1图示系统100的框图。系统100可以包括例如具有多个节点的通信系统。节点可以包括在系统100中具有唯一地址的任何物理或逻辑实体。节点的示例可以包括但是不一定限于计算机、服务器、工作站、膝上型计算机、超级膝上型计算机、手持计算机、电话、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、路由器、交换机、网桥、集线器、网关、无线接入点等。唯一地址可以包括例如因特网协议(IP)地址的网络地址、例如媒体访问控制(MAC)地址的设备地址等。这些实施例并不局限于此上下文。
系统100的节点可以设置为传送不同类型的信息，例如媒体信息和控制信息。媒体信息可以是指表示针对用户的内容的任何数据，例如语音信息、视频信息、音频信息、文本信息、数值信息、字母数字符号、图形、图像等。控制信息可以是指表示针对自动化系统的命令、指令或控制字的任何数据。例如，控制信息可以用于将媒体信息路由通过系统或指示节点以预定方式处理媒体信息。
系统100的节点可以根据一种或多种协议来传送媒体信息和控制信息。协议可以包括用于控制节点如何在彼此之间传送信息的一组预定义的规则或指令。协议可以由标准机构提出的一个或多个协议标准来定义，标准机构诸如为因特网工程任务小组(IETF)、国际电信联盟(ITU)、电子和电气工程师协会(IEEE)等。例如，系统100可以根据多种无线局域网(WLAN)协议来工作，这些无线局域网(WLAN)协议诸如为IEEE802.11、802.16和802.20系列的标准协议。例如，系统802.16系列标准协议可以包括用于局域网和城域网的IEEE802.16-REVd草案标准，标题为“第16部分：用于固定带宽无线接入系统的空中接口”(“Part16：Air Interface For FixedBroadband Wireless Access Systems，”May2004)(“802.16-REVd草案标准)；以及用于局域网和城域网的IEEE802.16e草案标准，标题为“第16部分：用于固定和移动宽带无线接入系统的空中接口，对用于获许可频带中组合的固定和移动操作的物理层和媒体访问控制层的修改”(“Part16：Air Interface For Fixed And Mobile BroadbandWireless Access Systems， Amendment For Physical And Medium AccessControl Layers For Combined Fixed And Mobile Operation In
再次参考图1，系统100可以包括无线通信系统。例如在一个实施例中，系统100可以包括根据例如IEEE 802.16-REVd草案标准和802.16e草案标准的IEEE802.16系列标准协议工作的宽带无线接入(BWA)系统。系统100可以包括一个或多个无线通信设备，例如基站110和用户站120、150。无线通信设备全部可以设置为使用无线共享媒体160来传送信息信号。信息信号可以包括利用诸如媒体和/或控制信息的信息编码的任何类型的信号。虽然图1示出采用某种拓扑的有限数量的节点，但是可以认识到系统100可以包括对于给定实现所期望的采用任何类型拓扑的或多或少节点。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，系统100可以包括例如基站110的多种固定设备。基站110可以包括对例如用户站120、150的另一个设备提供连接性、管理和控制的通用设备集。例如在一个实施例中，基站110可以实现为根据例如IEEE802.16-REVd草案标准和802.16e草案标准等的IEEE802.16系列协议工作的基站。例如，基站110可以包括具有多个发射器/接收器(“收发器”)和多个天线的MIMO系统。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，系统100可以包括例如用户站120、150的多种移动设备。用户站120、150可以包括提供用户站装置与例如基站110的另一个设备之间的连接性的通用设备集。例如在一个实施例中，用户站120、150可以实现为根据例如IEEE802.16-REVd草案标准和802.16e草案标准等的IEEE802.16系列协议工作的用户站。用户站120、150的示例可以包括例如移动或蜂窝电话、具有无线接入卡的计算机或膝上型计算机、例如无线PDA的具有无线功能的手持设备、集成的蜂窝电话/PDA等的任何移动设备。这些实施例并不局限于此上下文。
与基站110一样，用户站120、150均可以包括具有至少两个收发器和两个天线的MIMO系统。但是，MIMO系统可以具有任何数量的收发器和天线。这些实施例并不局限于此上下文。
值得注意的是，虽然示出系统100具有含MIMO系统和多个天线的无线通信设备，但是可以认识到还可以将仅具有单个收发器和天线的其他固定和移动设备修改为利用本文描述的技术并仍落在这些实施例的范围内。这些实施例并不局限于此上下文。
在一般的操作中，系统100的节点可以采用多种工作模式来工作。例如，用户站120、用户站150和基站110可以采用如下工作模式的至少其中之一来工作：单输入单输出(SISO)模式、多输入单输出(MISO)模式、单输入多输出(SIMO)模式和/或MIMO模式。在SISO工作模式中，可以使用单个发射器和单个接收器通过无线共享媒体160来传送信息信号。在MISO工作模式中，可以使用两个或两个以上发射器通过无线共享媒体160传送信息信号，并且可以由MIMO系统的单个接收器从无线共享媒体160接收信息信号。在SIMO工作模式中，可以使用一个发射器和两个或两个以上接收器通过无线共享媒体来传送信息信号。在MIMO工作模式中，可以使用两个或两个以上发射器和两个或两个以上接收器通过无线共享媒体160来传送信息信号。
在一个实施例中，系统100的一个或多个节点可以使用闭环MIMO技术。在闭环MIMO系统中，发射器通常在通过给定MIMO通信信道传送信息时使用信道状态信息。信道状态信息可以包括表示信道的一个或多个特征的值。例如，可以在例如空间解复用的某种处理之后使用信道状态信息来评估接收器处的信道质量或接收的信号质量。一些信道特征的示例可以包括信噪比(SNR)、载波干扰和噪声比(CTNR)等。为给定通信信道测量的特定数量和类型的信道特征可以根据具体实现而有所变化，这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，可以将信道状态信息用于通信系统中的多个应用来增强系统的性能。例如，可以在MIMO收发器阵列的波束赋形、为系统选择例如调制编码方案的工作参数等时使用信道状态信息。应用的类型和数量并不局限于此上下文。
例如在一个实施例中，信道状态信息能使MIMO发射器可以使用一个或多个波束赋形技术来提高信道吞吐量。波束赋形技术可以表示为提高给定MIMO信道的容量并由此改进复用增益的空间时间处理技术。适于系统100使用的波束赋形技术的示例可以称为特征波束赋形。特征波束赋形可以有效地将MIMO信道转换成标量系数库，由此减少或消除多个标量信道之间的潜在串扰。这些实施例并不局限于此上下文。
但是，一些波束赋形技术可能遇到测量的信道状态信息与实际信道状态信息之间不匹配的问题。取决于用于测量信道状态信息的技术，测量的信道状态信息与MIMO系统使用波束赋形技术发送信息时的实际信道状态信息之间可能存在大量延迟。该延迟在本文可以称为“反馈延迟”。在慢速变化信道上，反馈延迟可能不会本质地影响MIMO系统的性能。但是在衰落信道上，反馈延迟可能会降低MIMO系统的性能和效率。例如，研究已经提出当用户站的速度为10公里/每小时(Km/h)或更高时，使用闭环MIMO技术的一些MIMO系统可能潜在丧失一些或所有性能增益。尽管当用户站的速度低于3Km/h时，与开环MIMO技术比较，闭环MIMO技术通常提供4-5分贝(dB)的增益，但是这种情况可能发生。
一些实施例可以解决这种和其他问题。例如，在一个实施例中，可以将系统100的一个或多个节点设置为执行信道预测。更具体来说，可以将基站110和/或用户站120、150设置为使用先前测量的信道状态信息预测通信信道的信道状态信息。通过预测信道状态信息，可以降低测量的信道状态信息与当前信道状态信息之间的反馈延迟的影响。因此，发射设备可以使用相对于给定时间点的实际MIMO信道状态更为精确的信道状态信息通过MIMO信道来传送数据。因此，系统100可以相对于常规技术实现提高的性能和效率。
图2图示节点200的局部框图。节点200可以实现为基站110、用户站120和/或用户站150的一部分，正如参考图1描述的。如图2所示，节点200可以包括多个部件，例如处理器210、交换机(SW)220和收发器阵列230。可以使用一个或多个电路、组件、寄存器、处理器、软件子例行程序或它们的任何组合来实现一些部件。
虽然图2示出有限数量的部件，但是可以认识到可以按给定实现所期望的在节点200中使用或多或少部件。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，系统200可以包括收发器阵列230。收发器阵列230可以实现为例如MIMO系统。MIMO系统230可以包括两个发射器240a和240b，和两个接收器250a和250b。虽然示出MIMO系统230具有有限数量的发射器和接收器，但是可以认识到MIMO系统230可以包括任何期望数量的发射器和接收器。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，MIMO系统230的发射器240a-b和接收器250a-b可以实现为正交频分复用(OFDM)发射器和接收器。发射器240a-b和接收器250a-b可以与其他无线设备传送数据帧。例如，当实现为基站110的一部分时，发射器240a-b和接收器250a-b可以与用户站120和用户站150传送数据帧。当实现为用户站120和/或用户站150的一部分时，发射器240a-b和接收器250a-b可以与基站110传送数据帧。可以根据多种调制方案来调制数据帧，以包括二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、正交振幅调制(QAM)、16-QAM、64-QAM等。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，发射器240a和接收器250a可以在操作上耦合到天线260，发射器240b和接收器250b可以在操作上耦合到天线270。天线260和/或天线270的示例可以包括内部天线、全向天线、单极天线、双极天线、端馈天线或圆极化天线、微带天线、分集天线、双天线、天线阵列等。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，节点200可以包括处理器210。处理器210可以实现为通用处理器，例如Intel
Figure 2006800088425_0
公司制造的处理器。处理器210还可以包括专用处理器，例如控制器、微控制器、嵌入式处理器、数字信号处理器(DSP)、网络处理器、输入/输出(I/O)处理器等。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，节点200可以包括存储器(未示出)。存储器可以包括能够存储数据的任何机器可读或计算机可读媒体，包括易失性和非易失性存储器。例如，存储器可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、双数据速率DRAM(DDRAM)、同步DRAM(SDRAM)、静态RAM(SRAM)、可编程ROM(PROM)、可擦写可编程ROM(EPROM)、可电擦写可编程ROM(EEPROM)、闪速存储器、聚合物存储器例如铁电聚合物存储器、双向开关半导体存储器、相变或铁电存储器、氧化硅氮氧化硅(SONOS)存储器、磁卡或光卡或适用于存储信息的任何其他类型的媒体。这些实施例并不局限于此上下文。
例如在一个实施例中，处理器210可以设置为执行MAC层和/或物理(PHY)层操作。例如，处理器210可以实现为媒体访问控制(MAC)处理器。MAC210可以设置为执行MAC层处理操作。此外，MAC210可以设置为预测MIMO信道的信道状态信息。
如前文描述的，节点200可以支持按照例如IEEE802.16-REVd草案标准和/或802.16e草案标准的IEEE802.16系列协议定义的闭环MIMO。根据IEEE802.16，基站110可以探测(sound)MIMO信道以测量某些信道特征。可以使用例如周期性探测符号、前导序列、中间序列、导频符号等的探测信息来执行信道探测。用户站(例如120、150)可以响应基站110执行的信道探测或根据来自基站110的请求来反馈信道状态信息或波束赋形量值。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，用户站(例如120、150)可以响应基站110执行的信道探测或根据来自基站110的请求来反馈频分双工(FDD)和时分复用(TDD)模式的信道状态信息或波束赋形量值。对于利用信道可逆性的TDD系统，两个通信设备可能不一定需要显性的信道反馈，因为假定执行相应的电路校准并且通信信道变化相对较慢的情况下，它们可以周期性地从反向业务学习信道。此技术有时称为“隐性的信道反馈”。这些实施例并不局限于此上下文。
信道探测操作引起的反馈延迟可能很大。例如，802.16系统可能通常具有约为5毫秒(ms)的帧时长。因此，信道探测与基站110使用的实际波束赋形之间可能有约为10ms的反馈延迟。在一些情况中，对于波束赋形的分组的端部分，反馈延迟可能甚至大于10ms。但是，信道状态可能在反馈延迟间隔期间很大地改变，尤其是容易衰落的移动信道。这可以参考图3进一步详细地进行描述。
图3图示根据一个实施例的随时间变化的衰落信道和反馈延迟的图表。图3图示具有衰落量值相对于衰落信道的时间的图表。该衰落信道可以表示按约为9km/h的速度运动并且使用约为2.6吉赫(GHz)的工作频带的移动设备的典型衰落信道。如图3所示，信道的衰落量值可以随时间推移而改变，尤其是在10ms或更多的典型反馈延迟间隔期间。如果闭环MIMO发射器使用不正确信道状态信息产生波束赋形，则形成的波束不可能指向期望的方向。因此，反馈延迟可能很大地限制闭环MIMO应用于遇到随时间变化的衰落信道的移动订户，这是专门设计802.16e网络所应用的环境类型。
在一个实施例中，可以使用节点200来测量使用无线共享媒体160在基站110和用户站(例如120、150)之间形成的闭环MIMO信道的信道状态信息。可以由系统100内的多个节点测量给定信道的信道状态信息。例如，基站110可以通过在下行链路帧中将探测信息发送到用户站120来启动信道探测操作。用户站120可以在接收探测信息的同时测量信道的一个或多个特征。用户站120可以将含有测量的信道状态信息的上行链路帧发送到基站110。在另一个实施例中，基站110可以发送对用户站120的请求以通过向基站110发送探测信息来启动信道探测操作。基站110就可以测量信道状态信息。用于测量信道状态信息的技术可以根据给定的实现而改变，并且这些实施例不局限于此上下文。
可以在任何数量的时间周期上执行测量。例如，可以使用每个帧的前导序列基于每个帧来执行信道的测量。可以将前导序列的传送所生成的信道响应存储在存储器中，并由帧编号来编索引。由此，可以检索测量的信道状态信息的编号用于信道状态预测操作。
在一个实施例中，节点200的MAC210可以设置为使用测量的信道状态信息来预测闭环MIMO信道的信道状态信息。用于预测的测量的信道状态信息可以覆盖先前通信的任何期望的时间间隔，例如对应于X个先前传送的帧的X个数量的测量的信道状态信息。这些实施例并不局限于此上下文。
可以由系统100内的多个不同节点来执行信道状态预测操作。例如，用户站120可以设置为使用用户站120存储的测量的信道状态信息来预测将来某个时间点的信道状态信息。用户站120然后可以将预测的信道状态信息转发到基站110。在另一个实施例中，基站110可以设置为预测信道在将来时间点的信道状态信息。基站110可以使用从用户站120接收到或基站110先前测量并存储的测量的信道状态信息来执行信道状态预测操作。可以认识到还可以由与系统100通信的其他节点来执行信道状态预测操作，而不一定如图1所示的，并且这仍落在这些实施例的范围内。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，系统100的节点可以设置为使用测量的信道状态信息来预测将来某个时间点的信道状态信息。预测中使用的时间量P可以根据系统预计的反馈延迟量而改变。例如，在用户站120可以从基站110接收探测信息并且平均帧时长为5ms的情况中，预计的反馈延迟的量可以包括约为10ms(例如对应于下行链路帧的5ms和对应于上行链路帧的5ms)。用户站120可以预测将来P＝10ms的通信状态信息，由此允许基站110和用户站120之间的MIMO信道中的预计的反馈延迟。在另一个示例中，在基站110可以指示用户站120执行信道探测的情况中，如果基站110正在执行测量并生成波束赋形矩阵，则预计的反馈延迟的量可以小于10ms。反馈延迟的量和预测中使用的时间量可以根据给定的实现而改变，并且这些实施例不局限于此上下文。
在一个实施例中，信道状态预测操作还可以在多个阶段中执行。例如在第一阶段中，用户站120可以预测将来Pms的信道状态信息，并将预测的信道状态信息或波束赋形矩阵转发到基站110。例如在第二阶段中，基站110可以从用户站120接收预测的信道状态信息或波束赋形矩阵，并且可以在产生实际波束赋形之前更新预测的信道状态信息以考虑基站110添加的任何附加处理延迟。例如，如果在信道探测之后P+Mms产生波束赋形，则基站110可以在Mms中预测波束赋形矩阵。例如假定P＝10ms及M＝0.5ms，则预测的时间总量是10.5ms(例如10ms+0.5ms＝10.5ms)。可以认识到仅通过举例的方式使用这些值，以及这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，能以多种不同模式执行信道状态预测操作。例如，可以基于周期性、离散样本、一个或多个分组、响应显性请求、连续性等来执行信道状态预测操作。对于一组给定的设计约束，多种模式会是有利的。这些实施例并不局限于此上下文。
例如在一个实施例中，节点200可以设置为连续地执行信道状态预测操作。例如当传送较长的波束赋形分组时，连续预测模式会特别有用。可以使用有规律或无规律间隔的数据来实现连续预测模式。例如，基站110可以周期性地或非周期性地接收信道状态信息。基站110可以按有规律的时间间隔(例如每5ms)或无规律的时间间隔(例如，1、7、6、3ms)来接收信息。在后一种情况中，可以将信道状态预测操作设置为利用无规律间隔的数据。可以使用从用户站接收到的上行链路分组中的探测信息来获取所需的信息。基于探测信息，基站110可以确定较长的分组大小适于该信道。例如，假定分组持续时间约为2ms。基站110可以设置为使用探测信息来预测该2ms周期的信道变化。探测信息可以包括较短时间周期的离散样本或连续数据。例如，可以对应于该周期连续地更新预测的信道响应，或基于离散样本(例如每0.1ms)来更新预测。对于802.16e系统，更新离散样本点(例如0.1ms)的预测对于常规操作是足够的。基站110可以使用连续更新预测以使用波束赋形技术将分组发送到用户站。可以将连续更新波束赋形矩阵应用于数据符号和导频符号，由此用户站可以跟踪变化或相应地更新波束赋形矩阵。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，可以测量信道预测操作的结果并使用这些结果来改进将来的信道预测操作。可以在系统100的多个不同节点之间建立反馈回路。这些多个不同节点可以设置为传送反馈延迟或预测周期，以便它改进将来预测的准确度。例如，基站110可以将预测结果传送到用户站120、150。或者，用户站120、150可以报告具有指定的(例如估计的)延迟的预测的数值。这些实施例并不局限于此上下文。
一旦执行了信道预测操作，则可以将预测的信道状态信息用于许多应用来改进通信信道的使用。例如在一个实施例中，可以使用预测的信道状态信息来生成供MIMO收发器阵列230使用的一个或多个波束赋形矩阵。例如在一个实施例中，还可以使用预测的信道状态信息来选择通信信道的其他工作参数。后一种情况的示例可以包括调制编码方案。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，可以使用预测的信道状态信息来生成一个或多个波束赋形矩阵。收发器阵列230可以使用波束赋形矩阵在系统100的多个不同节点之间传送信息。信息可以包括例如一个或多个分组，其中每个分组包括媒体信息和/或控制信息。可以使用例如多个OFDM符号来表示媒体和/或控制信息。此上下文中的分组可以指任何离散的信息集合，包括单元、帧、分区(cell)、片段、分片等。分组可以是适于给定实现的任何大小。这些实施例并不局限于此上下文。
可以由系统100内的多个不同节点来生成波束赋形矩阵。例如，用户站120可以使用用户站120存储的或从系统100的另一个节点接收的预测的信道状态信息来生成波束赋形矩阵。用户站120可以将波束赋形矩阵转发到基站110。在另一个实施例中，基站110可以使用基站110存储的或从系统100的另一个节点(例如用户站120、150)接收的预测的信道状态信息来生成波束赋形矩阵。在一些应用中，传送波束赋形矩阵而不是预测的信道状态信息可以耗用较少的带宽。但是本发明并不局限于此上下文。
除了使用预测的信道状态信息来进行波束赋形外，还可以使用预测的信道状态信息来选择通信信道的其他工作参数。例如，可以使用预测的信道状态信息来选择调制编码方案。在802.16系统中，用户站还可以基于测量的信道状态信息来提供有关适于给定的通信信道的调制编码方案的类型的反馈。调制编码方案的多种参数可以包括例如，调制电平、码率、空间复用模式、分集模式等。用户站可以基于给定信道的测量的信道状态信息为下一个分组提议或建议调制编码方案或调制编码方案的参数的设置值。MAC210可以使用预测的信道状态信息作为调制编码方案选择算法的输入来提供对于给定时间瞬间为较佳的调制编码方案。这些实施例并不局限于此上下文。
而且，还可以将预测的信道状态信息用于使用信道状态信息作为输入自变量的其中之一的任何值的计算。例如，CINR反馈信息可以包括接收器中空间解复用器的输出处的每个空间流的信噪加信干比(SINR)。空间解复用器可以设置为执行最小均方误差(MMSE)空间解耦。该值可由信道状态信息、噪声电平、传输方案和空间解复用器技术决定。SINR计算可以在估算将来接收的信号电平和空间解复用器的计算(例如MMSE滤波器加权值)时都采用预测的信道状态信息。可以反馈预测的SINR来替代根据当前信道状态信息计算的SINR。除了MMSE空间解耦外，还可以使用预测的信道状态信息来执行最大似然空间解耦、连续撤销解耦(successive cancellationdecoupling)等。这些实施例并不局限于此上下文。
值得注意的是虽然如上文描述的，针对与多种应用配合使用来描述预测的信道状态信息，但是可以认识到预测的信道状态信息可以适用于其他应用，例如配置802.16系统的完全或部分基于给定通信信道的信道状态信息的多种其他工作参数。这些实施例并不局限于此上下文。
实际的信道预测可以采用许多不同的方式来执行。例如，预测信道状态信息可以使用滤波器来执行。该滤波器可以使用硬件、软件或它们的组合来实现。例如在一个实施例中，该滤波器可以是由节点200的MAC210执行的软件滤波器。该滤波器可以包括有限脉冲响应(FIR)滤波器，该滤波器具有多个滤波器抽头1-N，其中N表示任何正整数。每个滤波器抽头可以表示FIR系数/延迟对。例如在一个实施例中，FIR滤波器可以使用5-抽头滤波器(例如N＝5)来实现。在此示例中，至5-抽头滤波器的输入可以包括根据先前5个帧的前导序列估算的5个先前的信道响应。该滤波器可以通过低复杂度由衰落过程的5个自动相关系数推导出，这可以由先前的前导序列来计算。模拟结果显示可以使用5抽头FIR滤波器预测变化的信道而误差率为20％或更小。利用这种预测技术，相对于没有信道预测的系统，可以获得约2-4dB增益。滤波器抽头的数量可以根据一组给定的设计约束而改变，并且这些实施例不局限于此上下文。
在一个实施例中，该滤波器可以包括线性单步预测器，该线性单步预测器实质是一种特殊类型的Wiener-Hopf滤波器。使用更完善的估算器(例如多信号分类(MUSIC)滤波器)对于预计10km/h或更高车辆速度的实现会是有利的。滤波器类型可以根据一组给定的设计约束而改变，并且这些实施例不局限于此上下文。
图4图示根据一个实施例的预测滤波器的衰落量值的图表。图4图示信道预测操作中使用的5抽头滤波器的性能。如图4所示，信道的衰落量值与使用5抽头滤波器预测的衰落量值非常匹配。事实上，图4图示使用5抽头滤波器预测的信道状态信息与实际的信道状态信息之间的误差率约为20％或更小。
图5图示根据一个实施例的利用和不利用信道预测的系统的分组差错率(PER)的图表。图5图示对于使用信道预测的系统与不使用信道预测的系统的相对于信噪比(SNR)的PER。假定10ms的反馈延迟，图5示出对于相同的SNR，使用信道预测的系统的PER大大地低于无信道预测的系统。
图6图示根据一个实施例的利用和不利用信道预测的系统的吞吐量的图表。图6图示对于使用信道预测的系统与不使用信道预测的系统的相对于信噪比(SNR)的每秒兆位(Mbps)的吞吐量。同样假定10ms的反馈延迟，图6示出对于相同的SNR，使用信道预测的系统的吞吐量大大地高于无信道预测的系统。
还可以参考如下附图和所附示例来描述上文的实施例的操作。一些附图可以包括编程逻辑。虽然本文给出的此类附图可以包括特定编程逻辑，但是可以认识到该编程逻辑仅仅提供如何实现本文描述的一般功能的示例。而且，除非另行说明，否则给出的编程逻辑不一定需要按所给出的次序来执行。此外，给出的编程逻辑可以通过硬件部件、处理器执行的软件部件或二者的组合来实现。这些实施例并不局限于此上下文。
图7图示根据一个实施例的编程逻辑。编程逻辑700可以表示本文描述的一个或多个系统(如作为例如基站110或用户站120、150的一部分来实现的节点200)执行的操作。如编程逻辑700中所示，在框702处可以选择用于信道预测的时间间隔。该时间间隔可以包括例如对于给定系统所预计的反馈延迟间隔。在框704处，可以使用时间间隔和测量的信道状态信息来预测闭环MIMO信道的信道状态信息。
在一个实施例中，可以使用预测的信道状态信息在闭环MIMO通信信道上传送信息。该信息可以包括例如具有一个或多个OFDM符号的分组。该信息可以由具有多个天线的MIMO收发器阵列来传送。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，可以在MIMO通信信道上传送预测的信道状态信息。例如如果用户站执行系信道预测，并且用户站将预测的信道状态信息发送到例如基站的另一个设备，则会发生此情况。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，可以使用预测的信道状态信息来生成波束赋形矩阵。例如，MIMO收发器阵列可以使用波束赋形矩阵来传该信息。例如可以使用波束赋形矩阵来控制要由MIMO收发器阵列传送的信息的方向。例如，可以由例如基站110和/或用户站120、150的系统中的任何数量的设备来生成波束赋形矩阵。这些实施例并不局限于此上下文。
在一个实施例中，可以在MIMO通信信道上传送使用预测的信道状态信息生成的波束赋形矩阵。例如如果用户站生成波束赋形矩阵，并且用户站将该波束赋形矩阵发送到例如基站的另一个设备，则会发生此情况。这些实施例并不局限于此上下文。
应该理解，这些实施例可以在多种多样的应用中使用。如上文描述的，本文公开的电路和技术可以在例如无线电系统的发射器和接收器的许多设备中使用。要包括在这些实施例的范围内的发射器和/或接收器可以包括(仅通过举例的方式)WLAN发射器和/或接收器、MIMO发射器-接收器系统、双向无线电发射器和/或接收器、数字系统发射器和/或接收器、模拟系统发射器和/或接收器、蜂窝无线电电话发射器和/或接收器等。这些实施例并不局限于此上下文。
要包括在这些实施例的范围内的WLAN发射器和/或接收器的类型可以包括但是不限于用于发射和/或接收扩频信号(诸如跳频扩频(FHSS))的发射器和/或接收器、直接序列扩频(DSSS)OFDM发射器和/或接收器等。这些实施例并不局限于此上下文。
本文中给出了许多特定细节以便提供对这些实施例的透彻理解。但是本领域人员将理解为，这些实施例也可以在没有这些特定细节的情况下实施。在其他情况中，未对公知的操作、组件和电路进行详细描述，以免使这些实施例含混不清。可以认识到本文公开的特定结构和功能细节是代表性的，并不限制这些实施例的范围。
值得注意的是“一个实施例”或“实施例”的任何引述表示结合该实施例描述的特定功能特征、结构或特征包含在至少一个实施例中。本说明书中不同位置出现短语“在一个实施例中”不一定全部指同一个实施例。
一些实施例可以使用根据任何数量的因子而改变的体系结构来实现，任何数量的因子的实例包括诸如期望的计算速率、功率电平、热容差、处理周期预算、输入数据速率、输出数据速率、存储器资源、数据总线速度和其他性能约束。例如，可以使用通用或专用处理器执行的软件来实现实施例。在另一个示例中，可以作为专用硬件来实现实施例，专用硬件的实例包括诸如专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)或数字信号处理器(DSP)等。在再一个示例中，可以通过编程的通用计算机组件和定制硬件组件的组合来实现实施例。这些实施例并不局限于此上下文。
一些实施例可能使用表述“耦合”和“连接”及其派生表述来描述。应该理解这些术语不意味着彼此为同义的。例如，可能使用指示两个或两个以上部件彼此直接物理或电气接触的术语“连接”来描述一些实施例。在另一个示例中，可能使用指示两个或两个以上部件彼此直接物理或电气接触的术语“耦合”来描述一些实施例。但是术语“耦合”还可以表示两个或两个以上部件彼此不直接接触，但是仍彼此协同操作或交互。这些实施例并不局限于此上下文。
一些实施例可以使用例如机器可读媒体或产品来实现，机器可读媒体或产品可以存储指令或指令集，该指令或指令集在被机器执行的情况下可以使机器执行根据这些实施例的方法和/或操作。此类机器可以包括例如任何适合的处理平台、计算平台、计算设备、处理设备、计算系统、处理系统、计算机、处理器等，并且可以使用任何适合的硬件和/或软件组合来实现此类机器。机器可读媒体或产品可以包括例如任何适合类型的存储器单元，诸如参考图2给出的示例。例如，该存储器单元可以包括任何存储器装置、存储器产品、存储器媒体、存储装置、存储产品、存储媒体和/或存储单元、存储器、可移动或不可移动媒体、可擦写或不可擦写媒体、可写或可重写媒体、数字或模拟媒体、硬盘、软盘、压缩光盘只读存储器(CD-ROM)、可记录压缩光盘(CD-R)、可重写压缩光盘(CD-RW)、光盘、磁媒体、多种类型的数字多功能光盘(DVD)、磁带、卡式磁带等。这些指令可以包括任何适合类型的代码，诸如源代码、已编译的代码、已解释的代码、可执行代码、静态代码、动态代码等。这些指令可以使用任何适合的高级、低级、面向对象、可视、已编译和/或已解释的编程语言来实现，这些编程语言诸如为C、C++、Java、BASIC、Perl、Matlab、Pascal、Visual BASIC、汇编语言、机器代码等。这些实施例并不局限于此上下文。
虽然如本文描述地说明了这些的实施例的某些特征，但是本领域技术人员将设想到许多修改、替代、更改和等效物。因此要理解所附权利要求旨在涵盖落在这些实施例的真正精神内的所有此类修改和更改。

Claims (25)

1. 一种包括媒体访问控制处理器的设备，所述媒体访问控制处理器用于使用测量的信道状态信息来预测通信信道的信道状态信息。
2. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述媒体访问控制处理器用于使用所述预测的信道状态信息来生成波束赋形矩阵。
3. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述媒体访问控制处理器用于使用所述预测的信道状态信息来选择用于所述信道的调制编码方案。
4. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，使用所述预测的信道状态信息来执行最小均方误差(MMSE)空间解耦。
5. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述通信信道是闭环多输入多输出通信信道。
6. 如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述测量的信道状态信息包括对信息的先前传送的帧的信道响应。
7. 如权利要求6所述的设备，还包括具有多个滤波器抽头的滤波器，其中每个滤波器抽头接收作为输入的所述先前传送的帧的其中一个的对应信道响应。  
8. 如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述滤波器包括有限脉冲响应滤波器。
9. 一种系统，包括：
媒体访问控制处理器，所述媒体访问控制处理器用于使用测量的信道状态信息来预测通信信道的信道状态信息；以及
具有多个发射器和多个天线的收发器阵列，所述收发器阵列连接到所述媒体访问控制处理器。
10. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述媒体访问控制处理器用于使用所述预测的信道状态信息来生成波束赋形矩阵。
11. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述通信信道是闭环多输入多输出通信信道。
12. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述收发器阵列用于使用所述预测的信道状态信息在所述通信信道上传送信息。
13. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述收发器阵列用于使用所述预测的信道状态信息在所述通信信道上传送具有正交频分复用符号的分组。
14. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述收发器阵列用于传送所述预测的信道状态信息。
15. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述收发器阵列用于传送使用所述预测的信道状态信息生成的波束赋形矩阵。
16. 一种方法，包括：
选择用于信道预测的时间间隔；以及
使用所述时间间隔和测量的信道状态信息来预测通信信道的信道状态信息。
17. 如权利要求16所述的方法，还包括使用所述预测的信道状态信息在所述通信信道上传送信息。
18. 如权利要求16所述的方法，还包括传送所述预测的信道状态信息。
19. 如权利要求16所述的方法，还包括使用所述预测的信道状态信息生成波束赋形矩阵。
20. 如权利要求16所述的方法，还包括传送使用所述预测的信道状态信息生成的波束赋形矩阵。
21. 一种包括机器可读存储媒体的产品，所述机器可读存储媒体包含指令，所述指令在执行时使系统能够选择用于信道预测的时间间隔，并使用所述时间间隔和测量的信道状态信息来预测通信信道的信道状态信息。
22. 如权利要求21所述的产品，还包括在执行时使系统使用所述预测的信道状态信息在所述通信信道上传送信息的指令。
23. 如权利要求21所述的产品，其特征在于，还包括在执行时使系统传送所述预测的信道状态信息的指令。
24. 如权利要求21所述的产品，其特征在于，还包括在执行时使系统使用所述预测的信道状态信息生成波束赋形矩阵的指令。
25. 如权利要求21所述的产品，其特征在于，还包括在执行时下使系统传送使用所述预测的信道状态信息生成的波束赋形矩阵的指令。
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