CN102185641B - Mimo-ofdm无线网络中天线映射选择方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于在具备多输入多输出(MIMO)能力的无线通信网络中选择天线映射的方法及装置。目前可用天线映射的候选集根据所测量的长期信道条件确定。天线映射被从候选集中选择,并且利用接收侧无线发射/接收单元(WTRU)的所选择天线映射来校准所述天线映射。当所选择映射被校准时,分组数据传输开始。在可替换实施例中,校准训练帧(CTF)用于同时或依序校准多天线映射。还公开了根据本发明的用于实施天线映射选择的物理层及介质接入控制层帧格式。
Description
本申请是申请日为2007年10月8日,申请号为200680011280.X的分案申请。
技术领域
本发明总体上涉及利用多输入多输出(MIMO)技术的无线通信系统。特别地,本发明涉及选择能够实现MIMO的多天线阵列的最佳传输设置。
背景技术
与仅具有单个天线的装置相比,具有被以分集配置所排列的多个天线的无线通信装置提供各种传输及接收益处。分集的基础在于:在任何给定时间,具有最佳接收的天线被选择以用于接收或传输。虽然利用天线分集的装置可能具有多个物理天线,但是仅具有用于处理信号的单组电子电路,其亦称为射频(RF)链。
多输入多输出(MIMO)无线技术通过利用多个射频链来改善天线分集。各个射频链能够同时接收及传输。这允许MIMO装置能够实现更高的吞吐量,并解决多径干扰的负面效应。在发射装置中,各个射频链负责传送空间流。单个帧可以被分解并在多个空间流上被多路复用,其随后在接收机处被重新组装。
多输入多输出是无线通信中最具前景的技术之一。不同于减轻不利的多径衰落及增强单个数据流的鲁棒性的传统智能天线技术,多输入多输出利用多径衰落来同时传输及接收多个数据流。理论上,多输入多输出系统的容量随着传输及接收天线的数目而线性增加。多输入多输出正在被各种无线数据通信标准所考虑,诸如IEEE 802.11n及3GPP宽带码分多址(WCDMA)。
在实施多输入多输出时,无线发射/接收单元(WTRU)可以操作于空间多路复用模式或空间分集模式中。在空间多路复用模式中,无线发射/接收单元传输多个独立数据流以最大化数据吞吐量。而在空间分集模式中,无线发射/接收单元可以经由多个天线传输单个数据流。依赖于操作模式,无线发射/接收单元被配置成选择适当质量度量或质量度量的组合,以用于期望的波束组合的选择。典型地,m×N信道矩阵H可以具有下列形式:
其中,元素h的下标表示可归因于发射侧无线发射/接收单元A的天线a,…,m与接收侧无线发射/接收单元N的天线a,…,m之间的每个天线映射的贡献。
无线发射/接收单元可以以类似方式获得校准矩阵K。无线局域网络(LAN)上下文中的校准包括计算一组复值校正系数,其中当在每个天线(per-antenna)及每个子载波(per-sub-carrier)的基础上在发射侧无线发射/接收单元的基带流处乘以所述复值校正系数时,将均衡传输及接收处理路径之间的响应差异(直至跨天线的未知常数)。
请参考图l,其示出了现有技术的信道校准的信号图100。发射侧WTRU(Tx WTRU)110首先需要校准接收侧WTRU(Rx WTRU)120间的现有信道。Tx WTRU 110传输校准训练帧(CTF)至Rx WTRU 120(步骤131)。Rx WTRU 120通过传输探测物理分组数据单元(PPDU)进行响应(步骤132)。Tx WTRU 110计算信道的信道估计H(步骤133),该信道估计被称为H(2→1)。Tx WTRU 110传输包括信道估计H(2→1)的校准响应(步骤134)。随后,Rx WTRU 120通过传输校准训练帧至Tx WTRU 110来执行信道估计(步骤135)。作为响应,Tx WTRU 110传输探测物理分组数据单元(步骤136)。Rx WTRU 120计算信道估计H(1→2)、并计算信道的校准矩阵K(1→2)及K(2→1)(步骤137)。随后,Rx WTRU 120传输包括校准矩阵K(1→2)的校准响应至Tx WTRU 110(步骤138)。应该注意的是,随后,校准矩阵K(1→2)在Tx WTRU 110处被应用为用于至Rx WTRU 120的传输的基带增益或相位校正因子。校准矩阵K(2→1)被应用于Rx WTRU 120,其亦做为至Tx WTRU 110的Rx WTRU 120的信号传输的基带增益/相位校正因子。至此,信道被校准并准备用于分组交换。
为了发起数据分组交换,Tx WTRU 110传输请求至Rx WTRU 120(步骤139),Rx WTRU 120通过发送调制及编码方案(MCS)物理分组数据单元进行响应(步骤140)。Tx WTRU 110利用校准矩阵K(1→2)来计算导引矩阵V,并且分组数据传递开始(步骤142)。
现有技术并未考虑智能天线技术的利用。智能天线,特别是波束形成,是与控制辐射图案的方向性或灵敏度的发射机或接收机阵列一起使用的信号处理技术。当接收信号时,波束形成可以增加期望信号的方向中的增益、并减少干扰及噪声的方向中的增益。当传输信号时,波束形成可以增加将被发送的信号的方向中的增益。当具备波束形成能力的天线与多输入多输出组合时,可用天线映射的数目被动态地增加。
当波束形成天线被包括在无线发射/接收单元中时,可用天线映射的数目可以变得极大。为最佳化两个无线发射/接收单元间的通信链路,有必要在发射机及接收机处选择适当的天线映射。
因此,本发明提供一种方法及装置,用于有效地利用具有多个波束形成天线的具备多输入多输出能力的无线装置中的各种可用天线映射。
发明内容
本发明涉及一种方法及装置,用于选择多输入多输出(MIMO)使能的无线通信网络中的天线映射。目前可用天线映射的候选集根据所测量的长期信道条件确定。天线映射从候选集中选择,并且映射利用接收侧无线发射/接收单元的所选天线映射进行校准。当所选映射被校准时,分组数据传输开始。在可替换的实施例中,校准训练帧(CTF)用以同时或依序校准多个天线映射。除此以外,还公开了根据本发明的用于实施天线映射选择的物理层及介质接入控制(MAC)层帧格式。
附图说明
本发明的更进一步理解通过下列发明说明(举例而言)、并配合所附图式详细解释如下,其中:
图l是现有技术的信道校准及分组数据传递的信号图;
图2是根据本发明优选实施例的用于选择天线映射的方法的流程图;
图3是根据本发明的包括接入点(AP)及无线发射/接收单元的系统的框图;
图4A和4B是信道校准及分组数据传递的信号时序图,其中,根据本发明的天线映射选择被利用;
图5是根据本发明的用于实施天线映射选择的校准训练帧(CTF)物理分组数据单元(PPDU)帧格式的示意图;
图6是根据本发明的用于实施天线映射选择的探测物理分组数据单元(PPDU)帧格式的示意图;以及
图7是根据本发明的用于实施天线映射选择的探测物理分组数据单元(PPDU)介质接入控制(MAC)帧格式的示意图。
具体实施方式
虽然本发明的特征利用优选实施例的特定组合详细说明如下,然而,各种特征或组件亦可以单独利用(而不需要或需要优选实施例的其它特征及组件),或者,各种特征或组件亦可以形成各种组合(而不需要或需要优选实施例的其它特征或组件)。
下文中,无线发射/接收单元(WTRU)包括但不限于用户设备(UE)、移动站、固定或移动用户单元、传呼器、或能够操作于无线环境中的任何其它类型的装置。除此以外,在下文中,接入点(AP)包括但不限于节点B、站点控制器、基站(BS)、或无线通信环境中的任何其它类型的接口装置。如本文使用的,术语“天线映射”表示在特定射频处理链的情况下,天线或天线波束形成情况中的天线波束的特定组合。
请参考图2,其示出了根据本发明的用于天线映射选择的方法200。无线发射/接收单元从目前可用的天线映射的候选集中选择天线映射(步骤210)。无线发射/接收单元确定所选择的天线映射是否被校准(步骤220)。若确定所选择的天线映射并未被校准,则无线发射/接收单元校准所选择的天线映射(步骤230)。应该注意的是,之前已经被校准的天线映射校准可能变得陈旧。所选天线映射的校准将会更进一步详细描述。接着,无线发射/接收单元确定接收侧无线发射/接收单元是否已经改变其天线映射(步骤240)。若接收侧无线发射/接收单元已经改变其天线映射,则该方法返回步骤210以在需要时选择新的发射机天线映射。若确定接收侧无线发射/接收单元尚未改变其天线映射,则发射侧无线发射/接收单元利用所选择及被校准的天线映射开始分组数据传输(步骤250)。该方法返回步骤210,以便发射侧无线发射/接收单元能够改变其天线映射。
请参考图3,其示出了包括第一无线发射/接收单元310及第二无线发射/接收单元320的无线通信系统300,用于执行根据本发明的天线映射选择。下文中,本发明将参考从发射侧无线发射/接收单元310至接收侧无线发射/接收单元320的下行链路传输进行解释。然而,本发明可以等价地应用于上行链路及下行链路传输,其中,无线发射/接收单元310或无线发射/接收单元320是基站,以及,本发明亦同样适用于在自组织(ad hoc)或网状(mesh)网络中无线发射/接收单元310与无线发射/接收单元320直接通信的配置中。
无线发射/接收单元310包括两个射频链312A、312B、波束选择器314、多个天线316A~316N及校准单元318,其中,N是大于l的任何整数。在该示例性实施例中,天线316A~316N能够产生多个波束。无线发射/接收单元320包括两个射频链322A、322B、波束选择器324、多个天线326A~326M,其中,M是大于l的任何整数。再次地,在该示例性实施例中,天线326A~326M中的至少一个天线能够产生多个波束。特别地,请参考无线发射/接收单元320,波束组合由波束选择器324选择以用于根据上面参考图2所描述的根据本发明的方法200的多输入多输出传输及接收。所选择的天线映射根据波束选择器324输出的控制信号而被用于传输及接收。波束选择器324根据所产生并被储存于校准单元328中的质量度量来选择特定波束组合,这将在下文中更进一步描述。本发明的无线发射/接收单元组件可以被合并到集成电路(IC)中或被配置在包括多个互连组件的电路中。应该了解的是,虽然该示例性实施例包括两个射频链,然而,这单纯是基于方便说明的目的,并且,任何数目的射频链亦可以利用。
为容易说明起见,图3示出了配备有波束形成天线的发射侧无线发射/接收单元310及接收侧无线发射/接收单元320,它们各自产生三个波束。然而,图3所示的配置仅提供作为范例、而非限制。具有任何数目的波束的天线类型、或不具有波束形成或波束切换类型的天线的任何组合亦可以利用。
天线可以是切换寄生天线(SPA)、相阵列天线、或任何类型的定向波束形成天线。切换寄生天线在尺寸上是紧凑的,这使其适用于无线局域网络(WLAN)装置。若切换寄生天线被利用,则单个有源天线元件结合一个或多个无源天线元件可以被利用。通过调整无源天线元件的阻抗,天线波束图案可以被调整,并且阻抗调整可以通过控制连接到天线元件的一组开关来执行。可替换地,天线可以是包括多个天线的复合物,所述多个天线都可以是全向性天线。举例来说,具有所选择的物理间隔的三个全向性天线可以被用于每个天线326A-326M,且全向性天线可以根据来自波束选择器324的控制信号进行开启或关闭以用于定义不同的波束组合。
说明起见,请参考图3。发射侧WTRU 310(本文中亦称为Tx WTRU)包括两个射频链312A及312B。波束选择器314将若干个全向性天线316A~316N耦合至射频链312A及312B。因此,发射侧WTRU 310的可能天线映射的数目是射频链数目的N倍。接收侧无线发射/接收单元320(本文中亦称为Rx WTRU)亦包括两个射频链322A及322B。波束选择器324将若干个全向性天线326A~326M耦合至射频链322A及322B。如先前所述,在该简单范例实施例中,各个波束形成天线326A~326M能够形成三个方向性波束。因此,接收侧WTRU 320具有总共M乘以波束数目乘以射频链数目个天线映射。能够用于任何发射站的全部可能天线映射集称为“超集(superset)”,并且,超集(superset)的大小被表示为Nsuperset。Nsuperset可能非常大,并且,在任何给定时间利用全部可用天线映射亦可能不实际。
候选集是超集的子集,并且,候选集是可用于任何给定时间的选择的天线映射的集合。优选地,候选集的大小限定于8至32个天线映射之间。候选集并非静态的,而是动态的,并且候选集可以随着时间而改变以反映改变的信道条件。举例来说,发射站可以连续地或周期地监控目前候选集中的全部天线映射的信道条件.并且若所测量的信道条件未能在预定时间内满足预定阈值,则发射站可以修改候选集。这可以通过从目前候选集中丢弃若干天线映射、加入若干新天线映射和/或保留候选集中的若干天线映射来实现。在高速移动应用中,候选集可以被降低,或者天线映射的选择亦可以一起被停止。
在本发明的优选实施例中,无线发射/接收单元310可以从候选集中选择任何天线映射。天线映射的选择基于长期准则。不执行每个分组信道追踪,因此天线映射的选择并不会追踪信道的快速改变或微结构(micro-structure)。应该注意的是,候选集中的天线映射的任何改变发生于数据分组的任何主动传输或接收之外。
请继续参考图3,在操作期间,接收侧WTRU 310的校准单元318测量关于目前候选集的各个天线波束或波束组合的所选择质量度量,并输出质量度量测量数据至波束选择器314。波束选择器314根据质量度量测量来选择期望的天线映射,以用于与接收侧WTRU 320的数据通信。校准单元318响应于对校准的请求而在需要时进一步产生针对周期(或非周期)校准的探测请求、校准训练帧及探测物理分组数据单元。校准单元318包括用于根据接收到的探测分组来计算信道估计矩阵及校准矩阵的处理器、及用于储存信道估计矩阵及校准矩阵的存储器。校准单元优选执行兼容于IEEE标准的信号发送及信息传递,所述IEEE标准诸如IEEE 802.11家族标准,且优选是IEEE 802.11N标准。
各种质量度量可以用来确定期望的天线映射。物理(PHY)层、介质接入控制(MAC)层或更高层度量是合适的。优选的质量度量包括但不限于信道估计、信号噪声干扰比(SNIR)、接收信号强度指示符(RSSI)、短期数据吞吐量、分组错误率、数据速率、无线发射/接收单元操作模式、接收到的信道估计矩阵的最大特征值(eigen-value)的幅度等。
为了说明参考图2描述的天线映射选择方法200,图4A和4B中示出了天线映射选择的信号时序图400。第一Tx WTRU 410利用天线映射p传输探测物理分组数据单元至Rx WTRU 420(步骤430)。随后,Tx WTRU 410传输用于请求校准的校准训练帧(步骤432)。Rx WTRU 420目前正在利用天线映射x,并且,Rx WTRU 420用利用天线映射x发送的探测物理分组数据单元434来响应校准训练帧432。Tx WTRU 410执行分别用于Tx WTRU 410及Rx WTRU 420处的天线映射,即天线映射p及天线映射x的信道估计(步骤436)。信道估计矩阵H(x→p)被计算。Tx WTRU 410传输包括所计算的信道估计的校准响应(步骤438)。接着,Rx WTRU 420传输其自己的校准训练帧至Tx WTRU 410(步骤440)。Tx WTRU 410用探测物理分组数据单元进行响应(步骤442)。Rx WTRU 420利用探测物理分组数据单元442计算信道估计H(p→x)及用于目前所选天线映射的校准矩阵K(p→x)、K(x→p)(步骤444)。随后,Rx WTRU 420传输校准响应至Tx WTRU 410(步骤446),该校准响应包括Tx WTRU 410感兴趣的信道校准矩阵,即K(p→x)。现在,天线映射p→x被校准(步骤448)。
随后,无线发射/接收单元利用被校准的信道自由地开始数据分组交换。Tx WTRU 410传送传输请求(TRQ)至Rx WTRU 420(步骤450)。Rx WTRU420用通过使用天线映射x传送的探测物理分组数据单元进行响应(步骤452)。随后,Tx WTRU 410根据校准矩阵K(p→x)计算导引矩阵V(步骤454)。分组数据传递接着开始(步骤456)。
出于各种理由,诸如利用信道质量度量所测量的信道条件的改变或任一无线发射/接收单元的移动性的改变,举例来说,Rx WTRU 420将天线映射从x改变成y(步骤458)。随后,确定天线映射p→y是否被校准。在该示例性实施例中,天线映射p→y尚未被校准,且因此校准是需要的。Tx WTRU410传送关于天线映射p的探测物理分组数据单元(步骤460),且随后传送校准训练帧(步骤462)。Rx WTRU 420通过利用天线映射y而用探测物理分组数据单元进行响应(步骤464)。信道估计H(y→p)在Tx WTRU 410处发生(步骤466),并且,包括信道估计的校准响应被传输(步骤468)。随后,Rx WTRU 420请求校准(步骤470),并且,Tx WTRU遵从探测物理分组数据单元(步骤472)。Rx WTRU 420计算信道估计H(p→y)及校准矩阵K(p→y)及K(y→p)(步骤474)。随后,校准响应被传输至Tx WTRU 410(步骤476),该校准响应包括Tx WTRU 410感兴趣的校准矩阵。现在,天线映射p→y被校准、并准备用于数据分组交换(步骤478)。
随后,数据分组交换从Tx WTRU 410请求探测(步骤480)、及Rx WTRU420用利用天线映射y传送的探测物理分组数据单元进行响应(步骤482)开始。随后,导引矩阵V根据校准矩阵K(p→y)而被计算,并且,分组数据传递接着开始(步骤486)。
在可替换的实施例中,在数据分组传递之前,多个天线映射的校准顺序发生。类似于图4所示的校准信令430至448,接收侧WTRU可以利用从其目前候选集中选择的多个天线映射对校准训练帧进行响应。所得到的校准矩阵系可以被储存以供未来参考。举例来说,发射侧WTRU可以选择天线映射f、并传输校准训练帧至请求校准的接收侧WTRU。接收侧WTRU可以利用从其目前可用候选集中选择的各个天线映射q、r和s用探测物理分组数据单元顺序地进行响应。在分组数据传输之前,发射侧WTRU对对应于天线映射f→q、f→r和f→s的信道进行校准、并储存校准矩阵于存储器中以供未来参考。若接收侧WTRU改变其天线映射至,举例来说,天线映射r,则发射侧WTRU可以从存储器中检索适当的校准矩阵、并开始数据分组传输,而不需再次执行校准。
可替换地,多个天线映射的校准可以并行发生(也就是说,同时发生),藉以降低信令。在该实施例中,单个探测物理分组数据单元由发射侧WTRU利用所选的天线映射(举例来说,映射b)进行发送。具有目前可用天线映射t、u和v的接收侧WTRU利用每个可用天线映射t、u和v对单个校准训练帧进行响应,并且,针对每个天线映射b→t、b→u和b→v来计算校准矩阵。利用这种方式,所需的校准信令被降低,藉以减少校准延迟及增加吞吐量。
在可替换的实施例中,其中无线通信系统兼容于IEEE 802.X标准,探测物理分组数据单元包括调制控制序列(MCS)比特字段。调制控制序列(MCS)比特字段是介质接入控制(MAC)信息元素(IE),用于表示目前接收侧WTRU天线映射候选集大小及接收侧WTRU处的目前所选天线映射。优选地,调制控制序列(MCS)比特字段具有5比特的长度。可选地,调制控制序列(MCS)比特字段包括一个比特的“运行长度指示符(run length indicator)”,其容许发射侧WTRU请求接收侧WTRU改变其天线映射的目前候选集。
发射侧WTRU可以请求接收侧WTRU改变其天线映射候选集,举例来说,若发射侧WTRU无法找到接收机处的满足其质量需求的天线映射。在这种情况中,若接收侧WTRU能够改变其候选集,则接收侧WTRU可以利用新的介质接入控制(MAC)管理帧来指示其将立即改变其天线映射候选集。
当发射侧WTRU出于各种可能的理由(举例来说,若发射侧WTRU无法从目前候选集中找到满足其质量需求的天线映射)而希望改变其候选集时,则发射侧WTRU可以通过传送介质接入控制(MAC)管理帧来向接收侧WTRU指示候选集改变。随后,发射侧WTRU可以立即改变其天线映射候选集、并从新候选集中的映射中选择适合的天线映射以用于传输。
可替换地,发射侧WTRU可以请求接收侧WTRU完全禁用其天线映射。这种请求可以利用物理分组数据单元而被传输至接收侧WTRU。在收到具有这种请求的物理分组数据单元以后,接收侧WTRU可以或可以不遵从这种请求。遵从可以由接收侧WTRU在探测物理分组数据单元中指示。当接收侧WTRU遵从这种请求时,接收侧WTRU处的目前所选天线映射变为静态且不可改变。
请参考图5,其示出了根据本发明的校准训练帧(CTF)物理分组数据单元500的物理分组数据单元帧格式的示意图。应该注意的是,虽然图5所示的帧格式遵从IEEE 802.11N标准,但是本发明亦可以应用于任何IEEE标准。校准训练帧用于请求来自接收侧WTRU的探测分组的传输以用于信道校准。校准训练帧物理分组数据单元500具有:传统短训练字段(L-STF)510,之后是高吞吐量长训练字段(HT-LTF)520、高吞吐量信号字段(HT-SIG)530、及数据字段540。L-STF 510具有与传统(802.11N之前)短训练字段相同的格式。HT-LTF 520是在802.11N物理(PHY)层中定义的字段、并与多输入多输出传输训练一起使用。HT-SIG 530是在802.11N中定义的字段、并指示所选的调制及编码方案及介质接入控制(MAC)服务数据单元(MSDU)的大小。
调制控制序列(MCS)宇段535包括与校准及天线映射选择相关的信息,诸如:(1)在物理分组数据单元的传输中使用的所选天线映射的指示;(2)对串行或并行全候选集探测的请求的指示;(3)请求改变候选集的大小的指示;(4)用于请求更新接收侧WTRU的天线映射候选集的运行长度(run length)比特;以及(5)请求接收侧WTRU暂时维持天线映射选择的指示。
请参考图6,其示出了探测物理分组数据单元600帧格式的示意图。再次地,应该注意的是,虽然所示的帧格式遵从IEEE 802.11N标准,但是本发明亦可以应用于任何IEEE标准。探测物理分组数据单元包括:传统短训练字段(L-STF)610、高吞吐量长训练字段(HT-LTF)615、高吞吐量信号字段(HT-SIG)620、调制控制序列(MCS)字段625,其后跟随着多个额外HT-LTF6301至630N、及数据字段635。HT-SIG 620包括:指示候选集大小的2个比特、及指示包括在物理分组数据单元中的高吞吐量长训练字段(HT-LTF)630的总数N的5个比特。因此,用于候选集的每个天线映射的一个HT-LTF可以包括于物理分组数据单元中。优选地,如先前所述,候选集大小可以小至l及大至32。物理分组数据单元中的每个HT-LTF(615及630)利用从候选集中选择的不同天线映射进行传输。用以传输第一HT-LTF 615及数据字段635的所选天线映射在调制控制序列(MCS)字段625中被指示。调制控制序列(MCS)字段亦可以包括额外比特以指示:(1)接收站处的继续天线映射选择的维持/释放请求;(2)响应于先前接收到的维持/释放请求的天线映射改变的维持/释放确认;(3)之前在用于全候选集搜寻的校准训练帧(CTF)中接收到的请求的确认;以及(4)之前在用于改变候选集大小的校准训练帧中接收到的请求的确认。
请参考图7,其示出了图6的探测物理分组数据单元数据帧的MAC帧格式700。MAC字段包括:帧控制字段705、持续时间/ID字段710、接收机地址(RA)字段715、发射机地址(TA)字段720、MAC服务数据单元(MSDU)字段725、及帧检查序列(FCS)字段730。在本发明的一个实施例中,MSDU字段725可以包括用于指示响应于接收到的维持/释放请求的天线映射改变的维持/释放确认的比特,如先前参考图5及MCS字段535所讨论的。通过降低候选集更新,校准及关联信令可以降低,进而增加吞吐量。
虽然本发明的特征利用优选实施例的特定组合被详细说明,然而,各种特征或组件亦可以单独利用而不需要优选实施例的其它特征及组件,或者,各种特征或组件亦可以形成各种组合(而不需要或需要较佳实施例的其它特征或组件)。
实施例
1.一种用于选择天线映射以用于发射侧无线发射/接收单元(Tx WTRU)与接收侧无线发射/接收单元(Rx WTRU)间的通信的方法,其中,两个WTRU均具备多输入多输出(MIMO)能力,并且,天线映射是单个射频链及单个天线波束的组合,该方法包括:
从目前可用的天线映射的候选集中选择Tx WTRU处的天线映射;以及
从目前可用的天线映射的候选集中选择的Rx WTRU处的天线映射。
2.如实施例l所述的方法,还包括:
确定是否目前所选择的天线映射被校准;
3.如实施例2所述的方法,其中所述确定在Tx WTRU处执行。
4.如实施例2所述的方法,其中所述确定在Rx WTRU处执行。
5.如实施例4所述的方法,还包括:
若确定所选择的天线映射尚未被校准,则校准所选择的天线映射。
6.如上述任一实施例所述的方法,还包括:
利用所选择的校准后天线映射,从所述Tx WTRU传输数据分组至所述Rx WTRU。
7.如上述任一实施例所述的方法,还包括:
基于长期信道测量,来调整可供所述Tx WTRU选择的天线映射的候选集。
8.如上述任一实施例所述的方法,还包括:
基于长期信道测量,来调整可供Rx WTRU选择的天线映射的候选集。
9.如上述任一实施例所述的方法,其中,校准步骤还包括:
从所述Tx WTRU传输校准训练帧(CTF)至所述Rx WTRU;
10.如实施例9所述的方法,还包括:
响应于所述校准训练帧,从所述Rx WTRU传输探测物理层分组数据单元(PPDU)至所述Tx WTRU。
11.如上述任一实施例所述的方法,其中,所述Tx WTRU根据接收到PPDU来执行所选择的天线映射的信道估计。
12.如上述任一实施例所述的方法,还包括:
从所述Tx WTRU传输探测PPDU。
13.如上述任一实施例所述的方法,还包括:
根据接收到的PPDU在所述Rx WTRU处执行所选择的天线映射的信道估计。
14.如上述任一实施例所述的方法,还包括:
计算所选择的天线映射的校准矩阵。
15.如实施例14所述的方法,萁中,所选择的天线映射的校准矩阵用以计算数据分组传输的导引矩阵。
16.如上述任一实施例所述的方法,其中,所述Tx WTRU包括至少一个波束形成天线。
17.如上述任一实施例所述的方法,其中,所述Rx WTRU包括至少一个波束形成天线。
18.如实施例9-17中任一实施例所述的方法,其中,所述校准训练帧包括物理层调制及编码方案(MCS)比特字段。
19.如实施例18所述的方法,其中,所述调制及编码方案比特字段包括用于所述Tx WTRU传输所述校准训练帧的所选择天线映射的指示。
20.如实施例18所述的方法,其中,所述调制及编码方案比特字段包括请求串行或并行全候选集探测的指示。
21.如实施例18所述的方法,其中,所述调制及编码方案比特字段包括运行长度(run length)比特以用于请求所述Rx WTRU的天线映射候选集的更新。
22.如实施例18所述的方法,其中,所述调制及编码方案比特字段包括用以暂时中止天线映射选择的请求。
23.如实施例10所述的方法,其中,所述探测物理分组数据单元包括多个高吞吐量长训练字段(HT-LTF),每个HT-LT用于将被校准的候选集的每个天线映射。
24.如实施例23所述的方法,其中,多个天线映射利用所述多个HT-LTF而被顺序地校准。
25.如实施例23所述的方法,其中,多个天线映射利用所述多个HT-LTF而被同时校准。
26.如实施例10-25中任一实施例所述的方法,其中,所述探测物理分组数据单元包括介质接入控制(MAC)服务数据单元(MSDU)比特字段。
27.如实施例26所述的方法,其中,所述MSDU比特字段包括用于继续天线映射选择的请求。
28.如实施例26所述的方法,其中,所述MSDU比特字段包括继续天线映射选择的确认。
29.如实施例26所述的方法,其中,所述MSDU比特字段包括对全天线映射候选集搜寻的请求的确认。
30.如实施例26所述的方法,其中,所述MSDU比特字段包括用于改变天线映射候选集大小的请求的确认。
31.一种用以选择天线映射的多输入多输出(MIMO)无线发射/接收单元(WTRU),所述天线映射是单个射频链及单个天线波束的组合,该WTRU包括:
多个天线,所述多个天线包括至少一个波束形成天线;以及
多个射频链,用以信号处理。
32.如实施例23的WTRU,还包括:
波束选择器,用以选择性地将所述多个天线耦合至所述射频链。
33.如实施例31-32中任一实施例的WTRU,还包括:
校准单元,被配置成用以测量信道条件。
34.如实施例31-32中任一实施例的WTRU,还包括:
校准单元,被配置用以校准信道。
35.如实施例31-32中任一实施例的WTRU,其中,所述波束选择器根据目前信道条件选择天线映射。
36.如实施例33-35中任一实施例的WTRU,其中,所述校准单元还包括:
处理器,用以计算信道估计矩阵、及根据所计算的信道估计矩阵来计算校准矩阵。
37.如实施例33-36中任一实施例的WTRU,其中,所述校准单元还包括:
存储器,用以储存所计算的信道估计矩阵。
38.如实施例33-36中任一实施例的WTRU,其中,所述校准单元还包括:
存储器,用以储存校准矩阵。
39.如实施例33-36中任一实施例的WTRU,其中,所述校准单元校准多个天线映射。
40.如实施例39的WTRU,其中,所计算的校准矩阵储存于所述存储器中以供未来使用。
41.如实施例33-40中任一实施例的WTRU,其中,所述校准单元依序校准所述多个天线映射。
42.如实施例33-40中任一实施例的WTRU,其中,所述校准单元同时校准所述多个天线映射。
43.如实施例33-42中任一实施例的WTRU,其中,所述校准单元还被配置成根据长期信道测量来调整可供所述WTRU选择的天线映射的候选集。
44.如实施例33-43中任一实施例的WTRU,其中,所述校准单元通过计算校准矩阵来校准信道。
45.一种无线通信系统,用以选择发射侧多输入多输出(MIMO)无线发射/接收单元及接收侧多输入多输出(MIMO)无线发射/接收单元的天线映射,其中,天线映射是单个天线波束及单个射频链的组合,该系统包括:
发射侧(Tx)WTRU,包括:
多个天线,所述多个天线包括至少一个波束形成天线;
多个射频链;以及
波束选择器,用于通过选择性地将单个射频链耦合至单个天线波束来选择天线映射;以及
接收侧(Rx)WTRU,包括:
多个天线,所述多个天线包括至少一个波束形成天线;
多个射频链;以及
波束选择器,用于通过选择性地将单个射频链耦合至单个天线波束来选择天线映射。
46.如实施例45所述的系统,其中,所述Tx WTRU及所述Rx WTRU处的所选择天线映射通过从所述Tx WTRU传输校准训练帧(CTF)至所述Rx WTRU而被校准。
47.如实施例45-46中任一实施例所述的系统,其中,所述Tx WTRU及所述Rx WTRU处的所选择天线映射通过响应于所述CTF而从所述RxWTRU向所述Tx WTRU传送探测物理层分组数据单元(PPDU)而被校准。
48.如实施例47所述的系统,其中,所述Tx WTRU根据接收到的PPDU来执行对所选择的天线映射的信道估计。
49.如实施例46-48中任一实施例所述的系统,其中,所述Tx WTRU传输探测PPDU。
50.如实施例46-49中任一实施例所述的系统,其中,所述Rx WTRU根据接收到的PPDU来执行所选择的天线映射的信道估计。
51.如实施例45-50中任一实施例所述的系统,其中,所述Tx WTRU的所选择天线映射的校准矩阵被校准。
52.如实施例45-51中任一实施例所述的系统,其中,所述Rx WTRU的所选择天线映射的校准矩阵被校准。
53.如实施例51-52中任一实施例所述的系统,其中,所选择天线映射的校准矩阵用于计算数据分组传输的导引矩阵。
54.如实施例46-53中任一实施例所述的系统,其中,所述校准训练帧包括物理层调制及编码方案(MCS)比特字段。
55.如实施例54所述的系统,其中,所述调制及编码方案比特字段包括用于所述Tx WTRU传输所述校准训练帧的所选择天线映射的指示。
56.如实施例54-55中任一实施例所述的系统,其中,所述调制及编码方案比特字段包括对串行或并行全候选集探测的请求的指示。
57.如实施例54-56中任一实施例所述的系统,其中,所述调制及编码方案比特字段包括运行长度(run length)比特,用以请求所述天线映射候选集的更新。
58.如实施例54-57中任一实施例所述的系统,其中,所述调制及编码方案比特字段包括用于暂时中止天线映射选择的请求。
59.如实施例54-58中任一实施例所述的系统,其中,所述探测PPDU包括多个高吞吐量长训练字段(HT-LTF)。
60.如实施例59所述的系统,其中,针对将被校准的候选集的每个天线映射的一个HT-LTF被包括在所述探测PPDU中。
61.如实施例54-60中任一实施例所述的系统,其中,所述探测PPDU包括高吞吐量信号(HT-SIG)字段。
62.如实施例61所述的系统,其中,所述HT-SIG字段包括用于指示所述HT-LTF的总数的5个比特。
63.如实施倒61-62中任一实施例所述的系统,其中,所述HT-SIG字段包括2个比特,用于指示所述WTRU的候选集的大小。
64.如实施例61-63中任一实施例所述的系统,其中,通过利用多个所述HT-LTF来依序校准多个天线映射。
65.如实施例61-64中任一实施例所述的系统,其中,通过利用多个所述HT-LTF来同时校准多个天线映射。
66.如实施例47-65中任一实施例所述的系统,其中,所述探测PPDU包括介质接入控制(MAC)服务数据单元(MSDU)比特字段。
67.如实施例66所述的系统,其中,所述MSDU比特字段包括对继续天线映射选择的请求。
68.如实施例66-67中任一实施例所述的系统,其中,所述MSDU比特字段包括继续天线映射选择的确认。
69.如实施例45-68中任一实施例所述的系统,其中,所述Tx WTRU为接入点。
70.如实施例45-68中任一实施例所述的系统,其中,所述Rx WTRU为接入点。
71.如实施例45-68中任一实施例所述的系统,其中,所述Tx WTRU为基站。
72.如实施例45-68中任一实施例所述的系统,其中,所述Rx WTRU为基站。
73.如实施例31-44中任一实施例所述的无线发射/接收单元,其中,所述WTRU为接入点。
74.如实施例31-44中任一实施例所述的无线发射/接收单元,其中所述WTRU为基站。
Claims (10)
1.一种在发射侧无线发射/接收单元WTRU中使用的方法,所述方法包括:
从多个目前可用的天线映射中选择一天线映射,其中所选择的天线映射包括射频链、天线以及从与所述天线相关联的多个天线波束中选出的天线波束的组合;
在所选择的天线映射没有被校准的情况下,校准所选择的天线映射;以及
在接收侧WTRU没有改变其天线映射的情况下,利用校准后的所选择的天线映射将数据分组传输至所述接收侧WTRU。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述校准包括:
传输校准训练帧;以及
响应于所述校准训练帧,接收探测物理层分组数据单元PPDU。
3.根据权利要求2所述的方法,所述方法还包括:
基于接收到的PPDU,估计与所选择的天线映射相关联的信道。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述校准包括:
接收探测物理层分组数据单元PPDU;以及
基于接收到的PPDU,估计与所选择的天线映射相关联的信道。
5.根据权利要求1所述的方法,其中:
所述选择包括选择多个天线映射;以及
所述校准包括校准所选择的天线映射中的每一个天线映射。
6.一种发射侧无线发射/接收单元WTRU,所述发射侧WTRU包括:
射频链,被配置成用于处理信号;
波束选择器,被配置成用于从多个目前可用的天线映射中选择一天线映射,其中所选择的天线映射包括射频链、天线以及从与所述天线相关联的多个天线波束中选出的天线波束的组合;
校准单元,被配置成用于在所选择的天线映射没有被校准的情况下校准所选择的天线映射;以及
发射机,被配置成用于在接收侧WTRU没有改变其天线映射的情况下利用校准后的所选择的天线映射将数据分组传输至所述接收侧WTRU。
7.根据权利要求6所述的WTRU,其中,所述校准单元被配置成:
传输校准训练帧;以及
响应于所述校准训练帧,接收探测物理层分组数据单元PPDU。
8.根据权利要求7所述的WTRU,其中,所述校准单元被配置成用于基于接收到的PPDU来估计与所选择的天线映射相关联的信道。
9.根据权利要求6所述的WTRU,其中,所述校准单元被配置成用于接收探测物理层分组数据单元PPDU,以及基于接收到的PPDU来估计与所选择的天线映射相关联的信道。
10.根据权利要求6所述的WTRU,其中:
所述波束选择器被配置成用于选择多个天线映射;以及
所述校准单元被配置成用于校准所选择的天线映射中的每一个天线映射。
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