CN102468879A - 用于无线通信系统的波束形成训练方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于在服务与控制点和用户台站进行波束形成训练的方法、设备和以及一种用于无线通信系统的波束形成训练的系统。根据本发明，用于在服务与控制点进行波束形成训练方法可以包括：利用切换的发送天线权重向量，向多个用户台站发送训练序列；以及根据由所述多个用户台站中每个用户台站反馈的与本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息，确定所述服务与控制点的优化发送天线权重向量。根据本发明，提供了一种基于空间复用的同时波束形成训练技术，能够满足用户密集应用的需求，且具有较高的频谱效率，节省了波束形成训练时间。

Description

用于无线通信系统的波束形成训练方法、设备和系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术，更特别地涉及用于一种用于在服务与控制点和用户台站进行波束形成(beam forming)训练的方法、设备和以及一种用于无线通信系统的波束形成训练的系统。

背景技术

波束形成是充分利用多天线阵列的一种分集技术，RF波束形成作为波束形成技术的一种，与数字波束形成相比具有实现复杂度低的特点，并且其性能损耗也处于一个非常能够被接受的水平。然而，目前的RF波束形成相关标准，尤其是例如IEEE 802.15.3c、IEEE802.11ad、wirelessHD和WiGig的60GHz标准，仅仅采用了作为单流、点对点解决方案的RF波束形成，这通常并不能满足在用户密集情况(诸如，密集的syn and go应用)中从一点到多点的并发高速率传输需要。

最近的60GHz的物理(PHY)层标准，例如无线HD(WirelessHD)、WiGiig、IEEE 802.11ad，都支持单载波和正交频分复用(OFDM)这两种传输模式。然而，从RF波束形成观点来讲，这两种传输模式在实现上几乎没有差异。

波束形成训练其目的在于，通过预先的训练而获得通信台站之间的优化发送天线权重向量(transmit antenna weight vector，简称为TX AWV，也可称为发送波束形成向量)和优化接收天线权重向量(receive antenna weight vector，简称为RX AWV，也可称为接收波束形成向量)，以便实现通信台站之间的优化通信。

在IEEE 802.11ad标准中公开一种基于时分复用接入(timedivision multiplexing access，TDMA)解决方案，即，一种竞争的、逐一训练方法。根据该技术方案，在一对多用户情况下，必须在不同时段中对每个用户执行波束形成训练。这非常耗时，而且频谱效率低下。

此外，美国专利申请公布US 20090318091 A1中公开了一种利用串接训练序列来进行一对多同时波束形成训练的系统。如图1所示，在该系统中，一个发送台站101首先生成由n个子训练序列构成的串接训练序列。当通过包括多个天线单元的发送天线阵列发送每个子序列时，对其应用一个独特的TX AWV以便区分这多个天线单元上的相位，从而使得发送出的每个子训练序列均具有独特的波束式样Pi(i＝1，...，n)。

根据该专利中公开的技术，在每个时段发送台站发送一个子训练序列到多个接收台站(图示为2个，即接收台站102和接收台站103)，以便训练这多个接收台站102、103。然后，这多个接收台站(图2中示出为2个)，基于特定的度量，例如容量、信噪比(SNR)等，确定它们的优化TX AWV，并将其反馈给发送台站。

发送台站所应用的多个TX AWV是预定的，其可以基于码本(codebook)或其他规则；并且其对于发送台站和多个受训接收台站而言均是已知的。因此，多个接收台站可以很容易地反馈其各自的优化TX AWV。

上述技术方案是一种同时训练技术方案，它在一定程度上解决了基于TDMA的训练方案耗时的问题，但是该方案只能支持TDMA的数据传输方式，但是其数据传输的效率依然低下。

发明内容

有鉴于此，本发明公开了一种基于空间复用的同时波束形成训练的技术方案，以用于解决现有技术中存在的至少部分问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于在服务与控制点进行波束形成训练的方法。该方法可以包括：利用切换的发送天线权重向量，向多个用户台站发送训练序列；以及根据由所述多个用户台站中每个用户台站反馈的与本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息，确定所述服务与控制点的优化发送天线权重向量。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于在用户台站进行波束形成训练的方法。该方法可以包括：利用固定的接收天线权重向量，接收来自服务与控制点的训练序列；确定与该用户台站的本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息；以及向所述服务与控制点发送所述信道信息。

根据本发明的第三方面，提供了一种用于在服务与控制点进行波束形成训练的设备。该设备可以包括：训练序列发送装置，配置用于利用切换的发送天线权重向量，向多个用户台站发送训练序列；以及天线权重确定单元，配置用于根据由所述多个用户台站中每个用户台站反馈的与本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息，确定所述服务与控制点的优化发送天线权重向量。

根据本发明的第四方面，提供了一种用于在用户台站进行波束形成训练的设备。该设备包括：训练序列接收装置，配置用于利用固定的接收天线权重向量，接收来自服务与控制点的训练序列；信道信息确定装置，配置用于确定与该用户台站的本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息；以及信道信息发送装置，配置用于向所述服务与控制点发送所述信道信息。

根据本发明的第五方面，提供了一种用于无线通信系统的波束形成训练的系统。该系统可以包括根据本发明的第三方面的用于在服务与控制点进行波束形成训练的设备，以及根据本发明的第四方面的的用于在用户台站进行波束形成训练的设备。

根据本发明，提供了一种基于空间复用的同时波束形成训练技术，其能够满足用户密集应用的需求。而且与现有技术的解决方案相比，其考虑了本链路和交叉链路的信号强度，考虑了空间正交性，并且具有较高的频谱效率，节省了波束形成训练时间。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同的标号表示相同或相似的部件。在附图中：

图1示出了现有技术中的一种用于波束形成训练的方法。

图2示出了可以应用本发明的无线通信系统的实例。

图3A和图3B示出了支持RF空间复用波束成形的RF多用户发送器及其调制块的简化物理结构。

图4示出了根据本发明的一个实施方式的波束形成训练的流程图。

图5示出了根据本发明的另一实施方式的波束形成训练的流程图。

图6示出了可在本发明中使用的一个示例性训练序列。

图7示出了可在本发明中使用的另一示例性训练序列。

图8示出了根据本发明的一个实施方式用于在服务与控制点进行波束形成训练的方法的流程图。

图9示出了根据本发明的一个实施方式用于在用户台站进行波束形成训练的方法的流程图。

图10示出了根据本发明的一个实施方式用于在服务与控制点进行波束形成训练的设备的方框图。

图11示出了根据本发明的一个实施方式用于用户台站进行波束形成训练的设备的方框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图通过实施方式对本发明提供的用于无线通信系统的波束形成方法、设备和系统进行详细的描述。

在详细描述本发明提供的方法、设备和系统之前。将首先分别参考图2、图3A和图3B来描述可以应用本发明的无线通信系统的实例和支持通过RF空间复用的多用户发送的RF发送器及其调制块的结构，以便使得本领域技术人员更加清楚地了解本发明。

如图2所示，无线通信系统200包括服务与控制点210以及多个用户台站220₁，220₂，...，和220_N，其中n为用户台站的数目。在一个实施方式中，用户台站220₁，220₂，...，和220_N可以构成一个基本服务集(BSS)/个人基本服务集(PBSS)。在此情况下，配置用于为用户台站提供服务、协调和控制的服务与控制点210可以是该BSS中的接入点(AP)或者PBSS中的控制和协调点(PCP)。

服务与控制点210包括用于发送无线信号的发送天线阵列，该发送天线阵列可以包括多个天线单元。此处，假定服务与控制点210的发送天线阵列包括t个天线单元，其中t为大于1的整数。

对应地，用户台站220₁，220₂，...，和220_N中的每一个包括用于接收无线信号的接收天线阵列，该接收天线阵列同样可以包括多个天线单元。此处，假定用户台站220_i(i＝1，2，...，N，n是用户台站的数目)的接收天线阵列包括r_i个天线单元，其中，r_i是大于1的整数。

为了进行波束形成，在服务与控制点210处，对发送天线阵列中的每个天线单元应用相位偏移并且还可能应用幅度缩放；对应地，在用户台站处，对接收天线阵列中的每个天线单元应用相位偏移并且还可能应用幅度缩放。

天线权重向量(AWV)也可以称为波束形成向量，其描述了在波束形成时向天线阵列中的每个天线单元应用的相位偏移(也可能有幅度缩放)。为了描述方便，在下文中，服务与控制点210的发送天线阵列的天线权重向量将简称为TX AWV，用户台站220的接收天线阵列的天线权重向量也可简称为RX AWV。

在服务与控制点210处，可以使用多个不同的发送天线权重向量。可供其使用的这些天线权重向量可构成一个矩阵，矩阵中的每一列(或每一行)是一个天线权重向量。该矩阵被称为发送码本，或简称为TX码本。在一个实施例中，服务与控制点210的TX码本是方阵，即其可用的TX AWV的数目等于该服务与控制点的发送天线阵列所包括的发送天线单元的数目。在一个实施例中，TX码本可以采取酋矩阵的形式，该矩阵的列数等于服务与控制点的发送天线阵列所包括的天线单元的数目。例如，对于发送天线阵列中包括t个天线单元的服务与控制点210，其TX码本W可以是如下式1所示的离散傅立叶矩阵：

(式1)

其中w＝e^-j2π/t，

W的第k列w_k是第k个发送天线权重向量，k＝1，2，...，t。

本领域的技术人员应当清楚，TX码本不限于上述示例，而是可以采取任何其他适当的形式。此外还需说明的是，在本文中，[.]^T将表示向量或矩阵的转置，[.]^H将表示向量或矩阵的埃米特共轭。

类似地，在用户台站处也可以使用多个不同的接收天线权重向量。可供每个用户台站使用的这些天线权重向量也构成一个矩阵，矩阵中的每一列(或每一行)是一个天线权重向量。该矩阵可被称为接收码本，或简称为RX码本。在一个实施例中，用户台站的RX码本是方阵，即该用户台站的RX AWV的数目等于该用户台站的接收天线阵列所包括的接收天线单元的数目。在一个实施例中，RX码本可以采取酋矩阵的形式，矩阵的列数等于相应用户台站的接收天线阵列所包括的天线单元的数目。例如，对于接收天线阵列中包括r_i个天线单元的用户台站220_i，其中i＝1，2，...，N，其RX码本D_i可以是如下式2所示的离散傅立叶矩阵：

(式2)

其中

D_i的第k列d_i，k是用户台站220_i第k个接收天线权重向量，其中k＝1，2，...，r_i。本领域的技术人员将清楚，RX码本也不限于上述示例，而是可以采取任何其他适当的形式。

上述示出的无线通信系统100例如可以是sync and go系统，其可以在诸如机场、车站等公共场所为用户台站提供快速接入应用，为用户台站提供电影、剪辑等内容服务，在服务与控制点可以是一个内容服务器。此外，该无线通信系统也可以是基于WLAN的无线通信系统，或者其他任何适当的一对多的无线通信系统。

接着参考图3A，其示出了支持RF空间复用波束成形的RF多用户发送器的简化物理结构。如图3A所示，在针对每个用户台站的用户流被馈送到发射器的RF相位偏移阵列之前，对用户流进行OFDM/SC-FDE(正交频分复用-单载波频域均衡)调制。在经过调制之后，将其送入RF相位偏移阵列，执行相位偏移。然后，将经过相位偏移后的各个用户流相加，并将其通过天线阵列发送出去。与在将用户流进行相位偏移、相加之后进行OFDM/SC-FDE调制的数字多用户发送器不同，RF多用户发送器是在进行相位偏移前执行OFDM/SC-FDE调制操作的。因此，RF多用户波束形成仅需要与用户数目一样多的RF链，而数字多用户波束形成需要与发送天线数目一样多的RF链。已知的是，所支持的用户数目通常远远小于相位偏移天线元件的数目，因此相比而言，RF波束形成的实现成本和复杂度显著降低。

此外，图3B示意性地示出了OFDM/SC-FDE调制模块的内部结构图。如图所示，该调制模块包括编码器、调制器、IFFT(逆快速傅立叶变换)块(仅在OFDM的情况下才需要)、用于信息比特的CP插入块、用于前导信号的CP插入块、时间复用块以及D/A转换器。其结构和具体操作在本领域中是已知的，此处不再进行赘述。

如图3A所示，所有用户的流在通过天线阵列发送之前相加在一起，因此在无线通信系统200中，在服务于控制点210与多个用户台站同时进行无线通信的情况下，每个用户台站不仅可接收到从服务与控制点210向其发送来的无线信号，还会接收到服务与接收点210向其他用户台站发送的无线信号。

因此，为了使得用户台站220_i能够以尽可能高的质量接收到从服务与控制点210发送来的针对其自身信号(本链路的信号)并且使得所受到的交叉链路的干扰尽可能小，可以对服务与控制点210的发送天线阵列和用户台站220_i的接收天线阵列进行波束形成训练，以便确定优化的TX AWV和优化的RX AWV其中至少之一。

根据本发明，提供了一种基于空间复用的同时波束形成训练方法。服务与控制点210可以在包括若干子时隙的预定训练时隙内向用户台站发送训练序列，用户台站220₁，220₂，...，和220_N通过各自的天线阵列接收该训练序列，并获得服务与控制点210与其之间的各个链路(包括本链路和交叉链路)的信道状况有关的信道信息。该信息可以用于确定服务与控制点210的发送天线阵列的优化TX AWV和用户台站220₁，220₂，...，和220_N的接收天线阵列的RX AWV其中至少一个。对此将参考下文进行详细描述。

在下文中，将参考图4和图5把服务与控制点的操作与在用户台站的的操作结合在一起，来描述根据本发明的波束形成训练技术方案，以便让本领域技术人员对本发明提供的解决方案有个整体上的了解。

首先参考图4，其示出了根据本发明的一个实施方式的波束形成训练的流程图。如图4所示，用户台站220_i首先在S401_U向服务与控制点210发出服务时段(SP)请求。该服务与控制点210响应于该请求，在步骤S401_S检查SP的可用性。在确定没有可用的适当SP情况下，确定采用基于空间复用的同时波束形成训练，进入步骤S402_S；否则，如果有可用SP，则结束该方法。

在确定执行基于空间复用的同时波束形成训练的情况下，进入训练初始化阶段，服务与控制点210在步骤S402_S，安排用于该波束形成训练的训练时隙以及训练序列(TS)。

一旦安排好时隙和训练序列，服务与控制点210就如图所示将时隙信息和TS索引通知给用户台站220_i。在一个实施方式中，安排的发送训练时隙包括T个发送训练子时隙，其中T为服务与控制点210的TX码本的最大列数。

用户台站220_i一旦得知了分配给其的TS索引，就可以推导出分配给其的训练序列。这样，由于训练序列是服务与控制点210和用户台站220_i双方已知的，因此每个台站在接收到训练序列时可以估计其与服务与控制点210之间的信道响应。另外，在本发明中，针对各个用户台站的训练序列之间是正交的，因此每个用户台站在接收到训练序列时可以分辨出该训练序列是发送给自己的还是发送给其他用户台站的。

在此，为了方便起见，以TS_i来表示分配给用户台站220_i的训练序列。关于该正交训练序列将在下文中参考图6和图7进行详细描述。

在接收到时隙信息和训练序列后，用户台站220_i将各自的接收天线阵列的天线权重向量固定到某个RX AWV。在各个用户台站之间，这个固定RX AWV可以相同或不同。另外，这个RX AWV可以是最常用的或者是遵循其他选择标准来选择的。例如，用户台站220_i可以将其接收天线权重向量固定为前面示出的RX码本D_i中的某一列。

接着，进入训练阶段。在步骤S403_S中，服务与控制点210利用切换的TX AWV来发送训练序列。特别地，在所分配的各个发送训练子时隙中，服务与控制点210从其TX码本中取出不同的一列TX AWV，并将取出的TX AWV应用到发送天线阵列以调节各个天线单元的相位(和幅度)。随后，通过其发送天线阵列向用户台站220_i发送训练序列。

例如，服务与控制点210在第k(k＝1，2，...，t)个发送训练子时隙中向其发送天线阵列应用第k个TX AWV(例如，W_i中的第k列)，并经由其发送天线阵列的每个天线单元发送训练序列TS。

在S403_U，各用户台站220_i在固定其RX AWV的情况下，接收来自服务与控制点210的训练序列。这里，用户台站220_i除了接收到发送给自身的训练序列外(即，本链路的信号)，也将接收到发送给系统中的其他用户台站的训练序列(即，交叉链路的信号)。

在包括T个发送训练子序列的整个发送训练时隙中，用户台站220_i经由其接收天线阵列接收到的针对该用户台站220_i和其他用户台站220_q的训练序列构成一个矩阵TR_i，q(i＝1，2，...，N，q＝1，2，...，N)如下：

(式3)

其中k是子时隙索引，k＝1，2，...，t；s是符号索引，s＝1，2，...，M。为此，可以理解TR_i，q(i＝q)表示接收到本链路的训练序列，而TR_i，q(i≠q)则表示接收到的交叉链路的训练序列。

在步骤S403_U，用户台站220_i对于各自的本链路和交叉链路，进一步获取/估计与各链路(本链路与交叉链路)的信道状况有关的信道信息，并且将所获取的信道信息与各自的RX码本的大小(例如，列数)告知服务与控制点210。该信道信息可包括信道冲击响应(CIR)、所有子载波上的平均频域信道响应(CR)、所有子载波上的CR协方差矩阵中的任一种。

具体地，如果用

表示训练序列矩阵中一行，则

可以被称为特定发送加权信道冲击响应(CIR)，其可以作为由用户台站220_i测量到的信道信息的一种，并且可表达如下：

$x_{i,q,s}^T=d_i^T{h}_{s}W$ (式4)

其中d_i是用户台站220_i在发送训练时隙期间的固定RX AWV，h_s表示在第s个符号时刻的多输入多输出(MIMO)CIR，并且W是服务与控制点210的TX码本。

用户台站可以进一步将所述CIR转换到频域以得到针对第c个子载波的频域信道响应CR_i，

$X_{i,q,c}^T=d_i^T{H}_c{W}_q$ (式5)

其中c是子载波的索引，c＝1，2，...，C，其中C表示子载波的总数。

进一步地，可以基于上式来获得所有子载波(C个)的平均频域信道响应：

$E\left(X_{i,q,c}^T\right)=\frac{1}{C}\underset{c}{\mathrm{\Σ}}{X}_{i,q,,c}^T$ (式6)

而且可以进一步通过下式获得CR协方差矩阵：

$E\left(X_{i,q,c}^{*}{X}_{i,q,c}^T\right)=\frac{1}{C}\underset{c}{\mathrm{\Σ}}{X}_{i,q,c}^{*}{X}_{i,q,c}^T$ (式7)

每个用户台站220_i将特定发送加权信道冲击响应、频域信道响应、平均频域信道响应或者信道响应协方差矩阵作为信道信息，连同其RX码本的大小(列数)r_i一起反馈给服务与控制点210，其中i＝1，2，...，N。注意，如果服务与控制点210已预先通过某种方式获知系统中的各用户台站的RX码本，则此处用户台站无需向服务与控制点210通知RX码本的大小。另外，在一种实现方式中，信道信息可以被进一步量化，以便减少开销。

在接收到来自各用户台站220_i反馈的信道信息以及RX码本大小等信息后，服务与控制点210在步骤S404_S中，针对用户台站220_i计算优化的TX AWV和作为链路泄漏状况的度量的SLNR。

具体而言，对于与用户台站220_i对应的用户流i的优化TX AWV，可利用下式来计算：

${w^{\′}}_i=\mathrm{eig}\left\{{(\left(\underset{1\≤q\≤N,q\≠i}{\mathrm{\Σ}}{R}_{i,q}\right)+N_{0}I)}^{-1}{R}_{i,i}\right\}$ (式8)

其中q指示与用户流i相关的所有交叉链路的索引，eig(.)表示最大的特征向量，N₀是加性白高斯噪声(AWGN)的单边功率谱密度(PSD)。

如果从用户台站220_i反馈回的是CIR，则服务与控制点210可以先利用以上的式6或式7来计算平均频域信道响应或CR协方差矩阵，再利用以下的式9或式10来计算上式中的R_i，q。如果从用户台站反馈回的是平均信道响应或者CR协方差矩阵，则服务与控制点210可以直接利用以下的式9或式10来计算上式中的R_i，q。

$R_{i,q}=\mathrm{WE}\left(X_{i,q}^{*}\right)E\left(X_{i,q}^T\right)W^H$ (式9)

$R_{i,q}=\mathrm{WE}\left(X_{i,q}^{*}{X}_{i,q}^T\right)W^H$ (式10)

优选地，服务与控制点210可利用下式计算与用户台站220_i对应的用户流i的发送方SLNR_i：

${\mathrm{SLNR}}_i=\frac{{w^{\′}}_i^H{R}_{i,i}{w^{\′}}_i}{\underset{1\≤q\≤N,q\≠i}{\mathrm{\Σ}}{{w^{\′}}_i^{H}R}_{i,q}{w^{\′}}_i+N_{0}I}$ (式11)

该SLNR是用来衡量各个链路的正交性的标准，其值越大，则表明其自身的信号强度越大而对其他链路的信号干扰越小。该SLNR可以用于随后将描述的在训练预处理操作中使用。

优选地，在进行发送训练之后，还可以进行接收训练。在进一步执行接收训练的实施例中，服务与控制点210在步骤S405_S，安排接收训练时隙。并将其告知各用户台站。相应地，用户台站在S405_U接收该时隙信息。

然后，在步骤S406_S，服务与控制点210将其TX AWV固定，优选地固定为前面确定的优化TX AWV，即w′_k。而且服务与控制点210在所安排的包括RN个接收训练子时隙的训练时隙中，向其发送天线阵列应用w ′_k，并经由其发送天线阵列的每个天线单元发送训练序列TS。

然后，在步骤S406_U中，用户台站220_i在各个接收训练子时隙中切换其RX AWV，并接收服务与控制点210发送的训练序列。

例如，用户台站220_i在第k(k＝1，2，...，r_i)个接收训练子时隙中向其接收天线阵列应用第k个RX AWV(例如，D_i中的第k列)，并经由其接收天线阵列接收从服务与控制点210发送来的训练序列。

这里，用户台站220_i除了接收服务与控制点210针对其自身发送的训练序列外(即，本链路的信号)，也将接收到服务与控制点210针对其他用户台站220_q(i≠q)发送的训练序列(即，交叉链路的信号)。

假设，在整个接收训练时隙中，用户台站220_i经由其接收天线阵列接收到针对其自身和以及其他用户台站的训练序列构成一个矩阵RR_i，q(i＝1，2，...，N，q＝1，2，...，N)，如下：

(式12)

其中s是符号索引，s＝1，2，...，M；k是子时隙索引，k＝1，2，...，r_i。为此，可以理解的是RR_i，q(i＝q)表示接收到本链路的训练序列，而TR_i，q(i≠q)则表示接收到的交叉链路的训练序列。

在步骤S407_U，用户台站220_i对于各自的本链路和交叉链路，获取/估计与各链路(本链路与交叉链路)的信道状况有关的信道信息。该信道信息可包括信道冲击响应、所有子载波上的平均频域信道响应、所有子载波上的信道协方差矩阵中的任一种。

如果用y_i，q，s表示上述训练序列矩阵中的一列，则y_i，q，s可以被称为特定接收加权信道冲击响应CIR，其是是用户台站220_i测量到的信道信息的一种，且可以被表达如下：

$y_{i,q,s}=D_i^T{h}_s{w}^{\′}$ (式13)

其中D_i是用户台站220_i的RX码本，h_s表示第s个符号时刻的多输入多输出(MIMO)CIR，并且w′是服务与控制点在接收训练阶段期间的固定TX AWV。

各用户台站220_i对于各自的本链路和交叉链路，进一步获取(估计)平均频域信道响应、所有子载波上的信道响应协方差矩阵。进而，计算出优化的RX AWV。优选地，可以进一步计算出作为各链路的链路质量的度量的SINR，然后将计算出的SINR反馈给服务与控制点210。

具体而言，用户台站220_i与服务与控制点210之间的链路相对于第s个符号的信道冲击响应(CIR)为如上所述的y_i，q，s。

该CIR可被转换成第c个子载波的频域信道响应Y_i，q，c，其可以被表达为：

$Y_{i,q,c}=D_i^T{H}_c{w^{\′}}_q$ (式14)

其中c是子载波的索引，c＝1，2，...，C，其中C表示子载波的总数。

可以进一步得到所有子载波的平均频域信道响应，其可以通过下式获得：

$E\left(Y_{i,q,c}\right)=\frac{1}{C}\underset{c}{\mathrm{\Σ}}{Y}_{i,q,c}$ (式15)

信道响应协方差矩阵可以通过下式获得：

$E\left(Y_{i,q,c}{Y}_{i,q,c}^H\right)=\frac{1}{C}\underset{c}{\mathrm{\Σ}}{Y}_{i,q,c}{Y}_{i,q,c}^H$ (式16)

基于上述信道信息，用户台站220_i进而可以利用下式来得到其与服务与控制点110之间进行通信的优化RX AWV：

${d^{\′}}_i=\mathrm{eig}\left\{{(\left(\underset{1\≤q\≤N,q\≠i}{\mathrm{\Σ}}{\stackrel{\‾}{R}}_{i,q}\right)+N_{0}I)}^{-1}{\stackrel{\‾}{R}}_{i,i}\right\}$ (式17)

其中eig(.)表示最大的特征向量，N₀是加性白高斯噪声(AWGN)的单边功率谱密度(PSD)。

取决于用户台站220_i计算的是平均频域信道响应还是信道响应协方差矩阵，上式中的

可以如下计算：

${\stackrel{\‾}{R}}_{i,q}=D_i^{*}E\left(Y_{i.q}\right)E\left(Y_{i,q}^H\right)D_i^T$ (式18)

${\stackrel{\‾}{R}}_{i,q}=D_i^{*}E\left(Y_{i,q}{Y}_{i,q}^H\right)D_i^T$ (式19)

然后，用户台站20_i利用下式计算处针对第i用户流的接收SINR_i：

${\mathrm{SINR}}_i=\frac{{d^{\′}}_i^T{\stackrel{\‾}{R}}_{i,i}{d^{\′}}_i^{*}}{\underset{1\≤q\≤N,q\≠i}{\mathrm{\Σ}}{d^{\′}}_i^T{\stackrel{\‾}{R}}_{i,q}{d^{\′}}_i^{*}+N_{0}I}$ (式20)

SINR_i可作为服务与控制点210与用户台站220_i之间的链路的质量的一个度量。用户台站220_i随后可以将计算出的SINR_i反馈给服务与控制点210，以供随后使用。

服务与控制点210可以在步骤S407_S，通过将各用户台站220_i反馈来的SINR与相应的预定阈值γ相比较，来评估各链路的链路质量，以基于对链路质量的评估结果来判定是否能够进行结束波束形成训练，执行空间复用，或者是否需要进行再训练。

具体而言，如果服务与控制点在步骤S407_S中发现所有SINR均大于或等于其相应的阈值γ，则服务与控制点210判定能够进行空间复用，并且该方法随后进行到步骤S408_S。服务与控制点210将可用的空间复用的服务时段通知给各用户台站220_i。此后，服务与控制点210和用户台站220_i可利用其在波束形成训练过程中得到的w′_i和d′_i分别作为TX AWV和RX AWV来与彼此进行数据通信。

反之，如果有任何一个SINR小于其相应的阈值γ，则服务与控制点210判定需要再次进行基于空间复用的波束形成训练。于是该方法随后进行到步骤S409_S。在步骤S409_S中，服务与控制点210按照基于服务与控制点210和各用户台站220_i之间的各链路的泄漏状况排除对一个多个用户台站。例如，服务与控制点210可丢弃具有最小SLNR的用户台站。然后，过程返回到步骤S404_S，在排除具有最小SLNR的通信对的情况下，针对剩余的N-1用户台站重复步骤S404_S及随后的步骤，以进行以再训练，直到在步骤S407_S中获得肯定结果为止。

此外，图5还示例性地示出了根据本发明的另一实施方式的波束形成训练的流程图。

根据该实施例的方法与图4所示的方法的所有操作步骤基本相同，其不同之处在于，图5中利用步骤S504_S和S509_S分别取代了图4中的步骤S404_S和S409_S。具体而言，在图5示出的方法中，在步骤SS504_S无需计算各条链路的SLNR。另外，在服务与控制点210确定需要进行再训练时，该方法随后进行到步骤S509_S。在该步骤中，服务与控制点210通知各用户台站220_i将其RX AWV固定为在步骤S507_S中计算出的优化RX AWV，即通知用户台站将其RX AWV固定为d′_i。然后，过程返回到步骤S503_S，在各用户台站的RX AWV被重置为优化RX AWV的情况下重复随后发送训练和接收训练。

然而，需要说明的是，还可以将图4和图5示出的方法结合。即，在步骤S509_S中，可以首先按照基于服务与控制点210和各用户台站220_i之间的各链路的泄漏状况的标准排除对一个或多个用户台站。然后通知剩余的各个用户台站将其RX AWV固定为在步骤S111中计算出的优化RX AWV。随后，使过程返回到步骤S503_S，以重复随后的发送训练和接收训练步骤。

需要说明的是，在上述给出的实施方式中，主要以一个用户台站220_i为例进行了描述，然而本领域技术人员可以知道，其他用户台站也执行类似的操作。

另外，根据本发明，服务与控制点210可以在确定没有可用的服务时段的情况下，决定执行根据本发明的上述波束训练形成方法。然而，根据本发明的另一实施方式，服务与控制点210也可以在接收到来自用户台站的SP请求时，即执行本发明的波束形成方法。

根据本发明，可以在服务与控制点210与用户台站220₁，220₂，...，和220_N进行任何数据通信之前，执行根据本发明的上述波束训练形成方法。也可以在服务与控制点210已经与其中部分用户台站建立的数据通信的情况，响应于另外的用户台站的服务时段请求，综合考虑系统中的链路情况，确定根据本发明的方法来执行波束形成训练。

在上面参考图4和图5描述的实施方式中，首先执行针对TX AWV的发送训练，其后针对RX的AWV的接收训练。然而，本发明并不局限于此，而是也可以首先执行接收训练，其后执行发送训练；或者仅仅执行发送训练和接收训练其中之一。

此外，图6和图7还分别示出了可在本发明中使用的两个示例性的训练序列。

首先将参考图6来描述可以在本发明中使用的一个示例性的训练序列。如图6所示，该训练序列可以包括互补Golay序列。基本Golay序列G＝[Ga Gb]^T包括两个互补序列Ga＝[Ga₁ Ga₂...Ga_{N_MAX}]^T和Gb＝[Gb₁ Gb₂...Gb_{N_MAX}]^T，其中Ga_v和Gb_v(v＝1，...，N_MAX)本身各自是一个符号序列，其长度为S，即包括S个符号。N_MAX表示系统中允许同时训练的用户台站(即流)的最大数目。在分配索引时，服务与控制点210可以为各个用户台站分配训练序列索引i。每个用户台站在得知该索引i后，可得出针对其的训练序列。为了使的多个用户台站(用户流)的训练序列之间正交，可采用基本Golay序列逐次移位的如下训练序列：

用户流1：TS₁＝[Ga₁Ga₂...Ga_{N_MAX}Gb₁Gb₂...Gb_{N_MAX}]^T

用户流2：TS₂＝[Ga_{N_MAX}Ga₁...Ga_{N_MAX-1}Gb_{N_MAX}Gb₁...Gb_{N_MAX-1}]^T

...

用户流n(i＝3，4....，N)：

TS_i＝[Ga_{N_MAX-i+2}Ga_{N_MAX-i+3}...Ga_{N_MAX-i+1}Gb_{N_MAX-i+2}Gb_{N_MAX-i+3}...Gb_{N_MAX-i+1}]^T

这样就可以使得针对所有用户流(或用户台站)的训练序列是相互正交的。

另外，如图6所示，在针对每个用户流的训练序列中，在两个互补序列中每个序列的两端，可以分别附加循环前缀和/或循环后缀，以例如用于调整由信道和硬件导致的任何可容忍的定时误差。

需要说明的是，训练序列可以始终利用单载波模式来发送。另外，Ga_v和Gb_v的长度S取决于最大信道阶数L(经chip长度(即Ga_v或Gb_v中包括的每个符号的时间长度)归一化)，满足S＞＝L。

接下来，将参考图7来描述可在本发明中使用的另一示例性训练序列。如图7所示，训练序列可以包括Zadoff-Chu序列。基本Zadoff-Chu序列可以写作Z＝[Z₁ Z₂...Z_{N_NAX}]^T，其中Z_v(v＝1，...，N_MAX)本身是一个符号序列，其长度为S，即包括S个符号；N_MAX表示系统中允许同时训练的用户流(用户台站)的最大数目。在分配索引时，假设服务与控制点210为用户台站分配训练序列索引并将其告知用户台站。每个用户台站在得知该训练索引后，可如下得出与其相关联的训练序列。该该序列例如可以为：

用户流1：TS₁＝[Z₁Z₂...Z_{N_MAX}]^T

用户流2：TS₂＝[Z_{N_MAX}Z₁...Z_{N_MAX-1}]^T

...

用户流3(i＝3，4....，N)：TS_i＝[Z_{N_MAX-i+2}Z_{N_MAX-i+3}...Z_{N_MAX-i+1}]^T

所有用户台站接收到的训练序列是相互正交的。

另外，如图7所示，优选地可以在每个训练序列中包含的Zadoff-Chu序列的两端，分别附加循环前缀和/或循环后缀，以用于例如调整由信道和硬件导致的任何可容忍的定时误差。

类似地，在使用Zadoff-Chu序列作为训练序列的情况下，训练序列也可始终利用单载波模式来发送。另外，Z_v的长度S取决于最大信道阶数L(经chip长度(即Z_v中包括的每个符号的时间长度)归一化)，满足S＞＝L。

此外，为了便于理解本发明，在上文中结合图4和图5描述的各个实施方式中，将服务与控制点、用户台站的操作作为一个整体对本发明的技术方案进行了详细描述。然而，本发明并不仅限于此，本发明还请求保护了分别用于服务与控制点和用户台站的技术方案。在下文中，将参考图8至11通过实施方式来分别描述本发明提供的用于在服务与控制点处进行波束形成训练的方法、在用户台站处进行波束形成训练的方法、用于在服务与控制点处进行波束形成训练的设备、在用户台站处进行波束形成训练的设备和用于无线通信系统的波束形成的系统。

首先参考图8，图8示出了根据本发明的一个实施方式的用于在服务与控制点进行波束形成训练的方法。

如图8所示，首先在步骤801，利用切换的发送天线权重向量，向多个用户台站发送训练序列。

如前所述，在服务与控制点210在接收到SP请求时，根据服务时段可用性确定是否需要执行基于空间复用的波束形成训练。在确定需要执行波束形成训练的情况下，其为用户台站分配训练时隙和训练序列索引。在执行训练初始化操作后，开始进入训练阶段。服务与控制点210在训练时隙的各个子时隙中，其将切换的TX AWV应用到其各个天线单元，并通过各个天线单元将训练序列发送出去。

接着，在步骤802，根据由所述多个用户台站中每个用户台站反馈的与本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息，确定所述服务与控制点的优化发送天线权重向量。

如前所示，用户台站120_i接收到训练系列后，将获取与本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息，并将其返回给服务与控制点210。服务与控制点210在接收到该信道信息(诸如信道冲击响应、平均频域信道响应、所有子载波上的CR协方差矩阵其中一种或多种)后，例如基于前述的式8来确定优化TX AWV。

此外，在优选的实施方式中，还可以进一步确定链路泄露状况，例如可以基于式9至11来确定各个链路的SLNR，以便在后续的步骤中使用。

此外，优选地，可以进一步进行针对RX AWV的接收训练。因此，可在步骤803利用固定的发送天线权重向量，向多个用户台站发送训练序列，以便由所述多个用户台站来确定各自的优化接收天线权重向量。其中，发送天线权重向量优选地被固定为前面确定的优化TX AWV。

此外，在执行前述发送训练和接收训练之后，可以进一步在步骤804，基于所述多个用户台站中的每个用户台站反馈的各自与所述服务与控制点之间的链路质量，确定是否执行再训练。

在确定执行再训练的情况下，可以基于所述优化接收天线权重向量和所述优化发送天线权重其中之一来执行。例如，在上述首先执行发送训练和其后执行接收训练的实施方式中，可以确定仅重新执行接收训练，如图4的实施例中所述，其基于优化TX AWV来执行。此外，也可以确定重新执行发送训练和接收训练两者，在此情况下，可以首先通知用户台站将其RX AWV固定为优化RX AWV，进而执行再训练。

此外，在确定执行在训练的情况下，还可以优选地，根据链路泄露状况排除一个或多个用户台站，以便获得更好训练结果。例如可以排除链路泄露状况(例如前面计算的SLNR值)最差的一个或多个用户台站。

此外，优选地，可以响应于确定没有适当服务时段可供用户台站使用，而执行所述波束形成训练。在根据本发明的实施方式中，采用的训练序列为正交序列。该正交训练序列例如可以为互补Golay序列或者Zadoff-Chu序列，如参考图6和图7所描述的那样。而且优选的所述训练序列中，可以包括循环前缀和循环后缀其中至少之一，以用于例如调整由信道和硬件导致的任何可容忍的定时误差。

此外，图9中还示出了根据本发明的实施方式的用于在用户台站进行波束形成训练的方法。

如图9所示，用户台站首先在步骤901处，利用固定的接收天线权重向量，接收来自服务与控制点的训练序列。这个固定的接收天线权重向量(RX AWV)可以是最常用的RX AWV或者可以遵循其他选择标准来选择。例如，用户台站220_i可以将其接收天线权重向量固定为Di中的某一列。需要说明的是，在各个用户台站之间，这个固定RXAWV可以相同或不同。

在接收到训练训练后，可以在步骤902确定与该用户台站的本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息。信道信息可以包括信道冲击响应、平均频域信道响应、所有子载波上的信道响应协方差矩阵其中一种或多种。用于确定优化发送天线权重向量的所述信道信息基于所述用户台站的固定的接收天线权重向量、多输入多输出信道冲击响应和所述服务与控制点的发送码本而确定。例如，用户台站可以基于前述式4至式7来计算信道冲击响应、平均频域信道响应、所有子载波上的信道响应协方差矩阵。

此后，用户台站可以在步骤903，向所述服务与控制点反馈信道信息，以便由服务与控制点来确定其优化的TX AWV。

在进一步进行接收训练的优选实施方式中，可以进一步在步骤904，利用切换的接收天线权重向量，接收所述服务与控制点发送的训练序列。如前所述，该训练序列是服务与控制点通过应用固定的TX AWV发送为而来。该固定的TX AWV优选地为优化的TX AWV。

随后用户台站可以在步骤905确定与该用户台站的本链路和交叉链路的信道状态相关的信道信息。该信道信息同样可以包括信道冲击响应、平均频域信道响应、所有子载波上的信道响应协方差矩阵其中一种或多种。用户台站例如可以基于前述式13至式16来计算信道冲击响应、平均频域信道响应、所有子载波上的信道协方差矩阵。

然后，可以在步骤906，基于前述计算的信道信息，确定该用户台站的优化接收天线权重向量。用于确定优化接收天线权重向量的所述信道信息基于所述服务与控制点的固定的发送天线权重向量、多输入多输出信道冲击响应和所述用户台站的接收码本而确定。该优化接收天线权重向量例如可以基于前述式17而确定。

优选地可以进一步基于所述信道信息，评估用户台站与所述服务与控制点之间的链路质量，例如各链路的SINR；并将向所述服务与控制点反馈所述链路质量。

在根据本发明的一个优选实施方式中，可以响应于服务与控制点的接收天线权重向量重置指示，将接收天线权重向量重置为所述优化接收天线权重向量，以便执行再训练。

此外，图10还示出了用于在服务与控制点进行波束形成训练的设备1000。如图10所示，设备1000可以包括：训练序列发送装置1001，配置利用切换的发送天线权重向量，向多个用户台站发送训练序列；天线权重确定单元1002，配置用于根据由所述多个用户台站中每个用户台站反馈的与本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息，确定所述服务与控制点的优化发送天线权重向量。

在根据本发明的一个实施方式中，所述训练序列发送装置1001还可以配置用于利用固定的发送天线权重向量，向多个用户台站发送训练序列，以便由所述多个用户台站来确定各自的优化接收天线权重向量。

在根据本发明的另一实施方式中，设备1000还可以包括：再训练确定装置1003，配置基于所述多个用户台站中的每个用户台站反馈的各自与所述服务与控制点之间的链路质量，确定是否执行再训练。根据本发明的实施方式，所述再训练基于所述优化接收天线权重向量和所述优化发送天线权重其中之一来执行。

此外，根据本发明的方式中，设备1000还可以进一步包括再训练预处理装置1004，其配置用于响应于确定执行再训练，根据链路泄露状况排除一个或多个用户台站和/或指示用户台站重置接收天线权重向量。

在根据本发明的实施方式中，可以响应于确定没有适当服务时段可供用户台站使用，而执行所述波束形成训练。

根据本发明的实施方式，所述训练序列可以为正交序列，其例如为互补Golay序列或者Zadoff-Chu序列。优选地，每个所述训练序列可以包括循环前缀和循环后缀其中至少之一。

接着参考图11，其示出了用于在用户台站进行波束形成训练的设备1100。如图11所示，该设备1100可以包括：训练序列接收装置1101，配置用于利用固定的接收天线权重向量，接收来自服务与控制点的训练序列；信道信息确定装置1102，配置用于确定与该用户台站的本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息；以及信道信息发送装置1103，配置用于向所述服务与控制点发送所述信道信息。其中，用于确定优化发送天线权重向量的所述信道信息基于所述用户台站的固定的接收天线权重向量、多输入多输出信道冲击响应和所述服务与控制点的发送码本而确定

所述训练序列接收装置1101可以进一步配置用于利用切换的接收天线权重向量，接收所述服务与控制点发送的训练序列；所述信道信息确定装置1102，进一步配置用于确定与该用户台站的本链路和交叉链路的信道状态相关的信道信息；而且所述设备可以进一步包括：权重向量确定装置1104，配置用于基于所述信道信息，确定该用户台站的优化接收天线权重向量。用于确定优化接收天线权重向量的所述信道信息基于所述服务与控制点的固定的发送天线权重向量、多输入多输出信道冲击响应和所述用户台站的接收码本而确定。

根据本发明的优选实施方式，该设备1100可以进一步包括：链路质量评估装置1105，配置用于基于所述信道信息，评估用户台站与所述服务与控制点之间的链路质量；以及链路质量发送装置1106，配置用于向所述服务与控制点反馈所述链路质量。

在根据本发明的优选实施方式中，设备1100，进一步包括：权重向量重置装置1107，配置用于响应于接收天线权重向量重置指示，将接收天线权重向量重置为所述优化接收天线权重向量，以便执行再训练。

此外，本发明还公开了一种用于无线通信系统的波束形成训练的系统，其可以包括参考图10所描述的用于在服务与控制点进行波束形成训练的设备，以及参照图11所述的用于在用户台站进行波束形成训练的设备。

关于图8至图11描述的方法步骤和装置的具体操作的细节可以参考关于图4至图7的描述，此处不再赘述。

根据本发明，提供了一种基于空间复用的同时波束形成训练技术，其能够满足用户密集应用的需求。而且，与现有技术的解决方案相比，其考虑了本链路和交叉链路的信号强度，考虑了空间正交性，并且具有较高的频谱效率，节省了波束形成训练时间。

需要说明的是，本发明的实施方式可以以软件、硬件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的方法和系统可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本实施例的系统及其组件可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

虽然已经参考目前考虑到的实施方式描述了本发明，但是应该理解本发明不限于所公开的实施方式。相反，本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。以下权利要求的范围符合最广泛解释，以便包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims (28)

1.一种用于在服务与控制点进行波束形成训练的方法，所述方法包括：

利用切换的发送天线权重向量，向多个用户台站发送训练序列；以及

根据由所述多个用户台站中每个用户台站反馈的与本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息，确定所述服务与控制点的优化发送天线权重向量。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

利用固定的发送天线权重向量，向多个用户台站发送训练序列，以便由所述多个用户台站来确定各自的优化接收天线权重向量。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：

基于所述多个用户台站中每个用户台站反馈的各自与所述服务与控制点之间的链路质量，确定是否执行再训练。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述再训练基于所述优化接收天线权重向量和所述优化发送天线权重其中之一来执行。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：

响应于确定执行再训练，根据链路泄露状况排除一个或多个用户台站和/或指示用户台站重置接收天线权重向量。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述训练序列为正交序列。

7.根据权利要求6所述的方法，其中每个所述训练序列为互补Golay序列或者Zadoff-Chu序列。

8.根据权利要求7所述的方法，其中每个所述训练序列包括循环前缀和循环后缀其中至少之一。

9.一种用于在用户台站进行波束形成训练的方法，包括：

利用固定的接收天线权重向量，接收来自服务与控制点的训练序列；

确定与该用户台站的本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息；以及

向所述服务与控制点发送所述信道信息。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：

利用切换的接收天线权重向量，接收所述服务与控制点发送的训练序列；

确定与该用户台站的本链路和交叉链路的信道状态相关的信道信息；以及

基于所述信道信息，确定该用户台站的优化接收天线权重向量。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

基于所述信道信息，评估用户台站与所述服务与控制点之间的链路质量；以及

向所述服务与控制点反馈所述链路质量。

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

响应于来自服务与控制点的接收天线权重向量重置指示，将接收天线权重向量重置为所述优化接收天线权重向量，以便执行再训练。

13.根据权利要求9所述的方法，其中用于确定优化发送天线权重向量的所述信道信息基于所述用户台站的固定的接收天线权重向量、多输入多输出信道冲击响应和所述服务与控制点的发送码本而确定。

14.根据权利要求10所述的方法，其中用于确定优化接收天线权重向量的所述信道信息基于所述服务与控制点的固定的发送天线权重向量、多输入多输出信道冲击响应和所述用户台站的接收码本而确定。

15.一种用于在服务与控制点进行波束形成训练的设备，包括：

训练序列发送装置，配置用于利用切换的发送天线权重向量，向多个用户台站发送训练序列；以及

天线权重确定单元，配置用于根据由所述多个用户台站中每个用户台站反馈的与本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息，确定所述服务与控制点的优化发送天线权重向量。

16.根据权利要求15所述的设备，其中所述训练序列发送装置还配置用于利用固定的发送天线权重向量，向多个用户台站发送训练序列，以便由所述多个用户台站来确定各自的优化接收天线权重向量。

17.根据权利要求16所述的设备，进一步包括：

再训练确定装置，配置基于所述多个用户台站中每个用户台站反馈的各自与所述服务与控制点之间的链路质量，确定是否执行再训练。

18.根据权利要求17所述的设备，其中所述再训练基于所述优化接收天线权重向量和所述优化发送天线权重其中之一来执行。

19.根据权利要求18所述的设备，进一步包括：

再训练预处理装置，配置用于响应于确定执行再训练，根据链路泄露状况排除一个或多个用户台站和/或指示用户台站重置接收天线权重向量。

20.根据权利要求15所述的设备，其中所述训练序列为正交序列。

21.根据权利要求20所述的设备，其中每个所述训练序列为互补Golay序列或者Zadoff-Chu序列。

22.根据权利要求21所述的设备，其中每个所述训练序列包括循环前缀和循环后缀其中至少之一。

23.一种用于在用户台站进行波束形成训练的设备，包括：

训练序列接收装置，配置用于利用固定的接收天线权重向量，接收来自服务与控制点的训练序列；

信道信息确定装置，配置用于确定与该用户台站的本链路和交叉链路的信道状况相关的信道信息；以及

信道信息发送装置，配置用于向所述服务与控制点发送所述信道信息。

24.根据权利要求23所述的设备，其中所述训练序列接收装置进一步配置用于利用切换的接收天线权重向量，接收所述服务与控制点发送的训练序列；以及

所述信道信息确定装置，进一步配置用于确定与该用户台站的本链路和交叉链路的信道状态相关的信道信息；

并且所述设备进一步包括：

权重向量确定装置，配置用于基于所述信道信息，确定该用户台站的优化接收天线权重向量。

25.根据权利要求24所述的设备，进一步包括：

链路质量评估装置，配置用于基于所述信道信息，评估用户台站与所述服务与控制点之间的链路质量；以及

链路质量发送装置，配置用于向所述服务与控制点反馈所述链路质量。

26.根据权利要求25所述的设备，进一步包括：

权重向量重置装置，配置用于响应于来自服务与控制点的接收天线权重向量重置指示，将接收天线权重向量重置为所述优化接收天线权重向量，以便执行再训练。

27.根据权利要求23所述的设备，其中用于确定优化发送天线权重向量的所述信道信息基于所述用户台站的固定的接收天线权重向量、多输入多输出信道冲击响应和所述服务与控制点的发送码本而确定。

28.根据权利要求24所述的设备，其中用于确定优化接收天线权重向量的所述信道信息基于所述服务与控制点的固定的发送天线权重向量、多输入多输出信道冲击响应和所述用户台站的接收码本而确定。

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