CN102986144B - 用于发送和接收多载波信号的方法、对应发射机和接收机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于由使用至少两个传送天线的发射机向使用至少一个接收天线的至少一个接收机发送多载波信号的方法，包括用于获得至少一个下行链路传送信道的估计的步骤。根据本发明，这样的方法包括传送阶段，用于对于至少一个下行链路信道实现以下步骤的至少一次迭代：在考虑所述下行链路信道的估计的情况下，通过所述下行链路信道发送有用数据；通过考虑确认所述有用数据的接收的信息，来更新所述下行链路信道的估计，所述信息由与所述下行链路信道关联的接收机发送。

Description

用于发送和接收多载波信号的方法、对应发射机和接收机

技术领域

本发明的领域在于数字通信，并更准确地，在于在信道中存在少量变化的环境中需要关于用于传送的信道的消息(knowledge)的通信。

更具体地，本发明涉及传送和接收多载波信号，其中发射机可从在来自接收机的返回信号中返回的信息(也已知为反馈)获得传送信道的估计。

本发明特别在单用户多输入多输出(MIMO)类型传送系统或多用户系统中得到应用，所述单用户MIMO类型传送系统例如利用波束形成，所述多用户系统例如利用空分多址(SDMA)类型的技术。

特别是，本发明在符合标准IEEE802.11n(并特别符合其将来版本)的传送系统中得到应用。

背景技术

如用于SDMA技术的图1中所示，需要关于用于传送的信道的消息的传送技术包括两个阶段：用于在不传送有效载荷数据的情况下、通过由反馈恢复关于信道的信息、来估计信道的阶段F、和用于传送有效载荷数据的阶段T。

在反馈阶段期间，诸如接入点AP的发射机向能估计下行链路信道DL的站(STA#1、STA#2)发送被称为“探测”分组的具有导频的分组。这些站然后编码关于所估计的信道的信息(写为CSI_DL)，并在帧中向接入点AP传送该信息(写为“CSI报告”)。该信道估计的模式有时被称为“显式反馈”。

在传送阶段期间，接入点AP例如通过利用朝向每一用户的特定波束，来向多个用户发送一个或多个有效载荷分组“DL-MU-MIMO”。图1示出了由有效载荷数据的接收的确认(所述确认由用户传送)跟随的基础元素(即，有效载荷数据传送分组)。所述基础元素可以如期望的那样经常被复制，只要信道没有改变即可。信道中随时间的该改变由此确定传送阶段的持续时间。由此，如果信道对于SDMA技术充分改变25毫秒(ms)之上以中止作用(例如，因为用户之间的干扰已变得太强)，则传送阶段的持续时间必须小于25ms。

在传送阶段的结束，执行新反馈阶段，以便获得传送信道的最新估计。

由此应观察到，有效载荷数据传送阶段越长，则总传送数据率越大。

尽管如此，如上所述，第二阶段的长度受到信道中随时间的变化的约束，这是由于发射机或接收机的移动，或者仅由于环境中的某些移动。

例如，用来朝向特定接收机聚集传送功率并由此增加接收时的信噪比的标准802.11n的波束形成技术、在开放空间中每100ms并且当没有发射机和/或接收机的移动时，执行一次反馈阶段。

在同一环境下，当使用多用户SDMA技术时，用于执行该反馈阶段的该周期被缩短至25ms。

由于用于执行该反馈阶段的该周期对于总传送数据率具有大影响，所以重要的是尽可能延长该周期，即增加两个反馈阶段之间的传送阶段的持续时间。

存在几种用于为了优化总传送数据率的目的、而修改反馈和传送阶段的持续时间之间的比率的技术。

第一类技术在于通过压缩信道信息来降低反馈阶段的持续时间。尽管如此，这样的压缩经常对传送质量有害。

第二类技术在于延长传送阶段的持续时间。

例如，利用SDMA技术，具有四个天线的接入点AP可通过朝向每一用户形成波束而在同一频带上同时向四个用户/接收机进行传送，以便消除用户之间的干扰。基于用于每一用户的信道信息来计算波束。

在理想环境下，每一用户仅接收针对该用户的信息，即接入点所发送的四个空分流中的一个空分流。

在第一模式中，接入点由此向每一用户仅发送用于估计针对该用户的空分流的信道所需的导频码元。

尽管如此，为了各种原因(包括例如信道随时间的变化)，用户可接收针对该用户的信息、连同来自针对其他用户的信息的干扰。

如果用户拥有比针对该用户的空分流的数目更多的接收天线，则用户可能通过干扰消除技术(例如，最小均方误差(MMSE)技术)来消除一些或全部信息。尽管如此，仅当用户能够估计针对其他用户的空分流的信道时，这才是可能的。

在第二模式中，为了能够消除全部或一些干扰，接入点由此向每一用户传送使得用户能够估计针对该用户的空分流的信道的码元、以及使得每一用户能够估计针对其他用户的空分流的信道的导频码元。该第二模式使得可能在面对信道随时间的变化时更鲁棒，因为这使得能消除由此生成的干扰。自然地，一旦干扰变得过多，就必须执行新反馈阶段。

尽管如此，干扰消除技术的缺陷在于，需要向每一用户传送多个导频码元，由此降低了传送系统的物理层的效率。

那些技术的另一缺陷在于由于以下事实，即，在用户级，必须具有比接收的空分流多至少一个的天线。这导致接收机级的更大复杂性和更大成本。在接收机越来越频繁得是移动站的前提下，该缺陷可变得非常可观。

所以存在对于在传送系统中使用的新颖传送和/或接收技术的需求，其需要关于传送时的信道的消息，以便优化两个反馈阶段之间的传送阶段的持续时间。

发明内容

本发明按照一种由使用至少两个传送天线的发射机向使用至少一个接收天线的至少一个接收机传送多载波信号的方法的形式提出了对于该问题的新颖的方案，该方法包括用于获得至少一个传送下行链路信道的估计的获得步骤，其中在多个传送天线和(多个)接收天线之间定义下行链路信道。

根据本发明，这样的方法包括传送阶段，用于对于至少一个下行链路信道执行以下步骤的至少一次迭代：

·在考虑所述下行链路信道估计的同时，在所述下行链路信道上传送有效载荷数据；以及

·在考虑由与所述下行链路信道关联的接收机传送的、确认所述有效载荷数据的接收的确认信息的同时，更新所述下行链路信道估计。

由此，在传送有效载荷数据的阶段期间，本发明提出了使用传统信道估计技术进行的更新下行链路信道的“初始”估计，例如上面参考现有技术描述的所谓“显式反馈”技术、或利用上行链路信道的估计并将该估计变换为下行链路信道信息的所谓“隐式反馈”技术。该“隐式反馈”技术取决于信道是互逆(reciprocal)的事实(即，可沿着一个方向或另一方向等同地估计信道)，并所以提出沿着上行链路方向估计信道。该技术的优点在于，在发射机处而不是在接收机处执行信道估计。所以不需要通过返回路径传送信道估计。尽管如此，信道的互逆性仅对于天线之间的传送是有效的，而对于穿过发射机处和接收机处的模拟组件的信号不是有效的。所以需要校准，以将沿着上行链路方向进行的估计变换为代表下行链路方向的估计。

相反，现有技术的技术取决于两个区别阶段，一个是反馈而另一个是传送有效载荷数据，仅反馈阶段使得能够估计下行链路信道。

通过在传送阶段期间按照该方式动作，为了更新在反馈阶段期间按照传统方式初始获得的信道的估计，本发明使得能够延长两个反馈阶段之间的传送阶段的持续时间。

在有效载荷数据的传送期间，发射机(例如，接入点)在传送有效载荷数据的同时逐步(progressively)考虑更新的信道估计，由此使得可能考虑信道中随时间的变化，而不仅是在反馈阶段期间获得的信道的初始估计。

由此，当传送进行时，基于与该信道关联的接收机所传送的新确认信息，来再次更新根据本发明先前更新的信道的估计。本发明由此使得可能在传送有效载荷数据的同时迭代和逐步更新信道估计。

此外，通过利用接收机所传送的对于这样的传送系统的操作必需的确认信息，本发明不需要使用任何附加信号。例如，确认信息对应于已知为MAC层的数据链路层的确认帧。

当存在多个接收机时，本发明使得可能通过使用每一接收机所传送的确认信息，来更新与那些接收机关联的下行链路信道的估计。

在本发明的特定实现中，该更新步骤包括以下子步骤：

·接收所述确认信息；

·基于所述确认信息估计与所述下行链路信道对应的上行链路信道；和

·基于所述上行链路信道估计来更新所述下行链路信道估计。

由此，本发明使得可能根据从接收机传送的有用数据确认信息获得的上行链路信道的估计来更新下行链路信道的估计，并由此没有使用附加信号的任何需求。

为此目的，传送阶段的第一迭代执行通过比较在获得步骤期间获得的下行链路信道的估计和与下行链路信道对应的上行链路信道的估计、来确定校准因子的步骤。此外，该更新步骤还考虑该校准因子。

由此，通过考虑代表在接收时和传送时使用的模拟组件之间的差别的校准因子，本发明使得可能基于对应上行链路信道的估计来确定可靠的下行链路信道的所更新的估计。

在有效载荷数据的第一传送之后并由此在接收接收机所传送的第一确认信息之后所获得的校准因子使得可能考虑在接收时和传送时所使用的模拟组件，这些组件在信道的互逆性中不涉及。仅通过空中的传送是相同的，接收和传送两者。

在其中接收机仅具有一个接收天线的本发明的特定实现中，估计上行链路信道的步骤使用该确认信息所传送的至少一个导频。在这样的情况下，在发射机和接收机之间仅存在一个下行链路信道和仅一个对应上行链路信道。

由此，本发明利用传统上使用确认通过下行链路信道传送的有效载荷数据的接收的信息而传送的导频(例如，MAC层的确认帧的信道估计分组(L_LTF)中)，以便估计与下行链路信道对应的上行链路信道。

在其中接收机包括至少两个接收天线并且其中按照MAC层的确认帧的形式接收确认的本发明的另一特定实现中，该确认帧包括承载两个导频集合的信道估计分组(L_LTF)，每一导频集合与接收机的区别接收天线关联，基于与上行链路信道关联的导频集合对于每一上行链路信道执行估计上行链路信道的步骤。

由此，使用具有单一信道估计分组的确认信息，本发明使得可能估计与接收机的每一天线关联的每一上行链路信道。这样的情况下的确认信息包括其每一个与相应上行链路信道关联的导频集合，并且在接收该确认信息时，发射机能够区分与每一上行链路信道关联的导频集合，以便估计那些上行链路信道中的每一个。

在本发明的另一特定实现中，按照MAC层的确认帧的形式接收确认信息，该确认信息包括与所述接收机的每一接收天线关联的区别信道估计分组(HT_LTF1和HT_LTF2)。然后基于与定义上行链路信道的接收天线关联的信道估计分组，对于每一上行链路信道执行上行链路信道估计步骤。

本发明由此使得可能基于包括多个信道估计分组(例如，一个信道估计分组用于与接收机的每一天线关联的每一信道)的确认信息，来估计与接收机的每一天线关联的每一上行链路信道。当发射机接收确认信息时，能够基于区别关联的信道估计分组来估计每一上行链路信道。

在本发明的特定方面中，估计上行链路信道的步骤传递上行链路信道的频率响应的第一部分的估计，并且该传送方法包括使得能够从所述第一部分估计所述频率响应的第二部分的频率和/或时间内插的步骤。

由此，在某些情况下，例如当没有通过与确认信息相同的频带传送有效载荷数据时，确认信息使得不能估计上行链路信道的整个频率响应。本发明然后使得可能通过基于根据确认信息估计的频率响应的一部分、利用可能与时间内插关联的频率内插、来获得上行链路信道的频率响应的该完全估计。

本发明还提供了一种发射机，用于向使用至少一个接收天线的至少一个接收机传送多载波信号，所述发射机使用至少两个传送天线，并包括用于获得至少一个传送下行链路信道的估计的部件，其中在所述传送天线之一和所述接收天线之一之间定义下行链路信道。

根据本发明，这样的发射机还包括按照一次迭代的形式对于至少一个下行链路信道至少被激活一次的以下部件：

·用于在考虑所述下行链路信道估计的情况下、在所述下行链路信道上传送有效载荷数据的部件；以及

·用于通过考虑由与所述下行链路信道关联的接收机传送的、确认所述有效载荷数据的接收的确认信息、来更新所述下行链路信道估计的部件。

这样的发射机特别适于执行上面描述的传送方法。作为示例，其可以是WiFi网络的接入点。

本发明的另一方面提供了一种用于接收与由使用至少两个传送天线的发射机传送并由使用至少两个接收天线的接收机接收的多载波信号对应的信号的接收方法。

根据本发明，这样的接收方法包括：对于至少两个下行链路信道的以下步骤的至少一次迭代，其中在所述传送天线之一和所述接收天线之一之间定义下行链路信道：

·在所述下行链路信道上接收有效载荷数据；和

·生成并传送确认信息，该确认信息确认所述有效载荷数据的接收并使得所述发射机能够估计与所述下行链路信道对应的上行链路信道。

由此，本发明使得可能通过利用这样的传送系统的操作所需要的、由接收机生成和传送的确认信息，来估计与接收机的天线对应的上行链路信道，并由此不需要任何附加信号。

例如，在本发明的特定实现中，该生成步骤按照已知为MAC层的数据链路层的确认帧的形式来生成所述确认信息，并且所述确认信息包括具有至少两个导频集合的信道估计分组(L_LTF)，每一导频集合与所述接收机的区别接收天线关联。

在本发明的某一方面中，按照这样的方式排列所述导频集合的导频，使得在传送确认信息的步骤期间，由所述接收天线中的单一天线在任何给定时刻传送给定频率的导频。

在接入点处，由于与天线关联的导频集合是正交的，所以单独检测它们，以便使得可能估计每一上行链路信道。

由此，包括单一信道估计分组的确认信息使得可能估计与接收机的每一天线关联的每一上行链路信道。

在第二实现中，所述生成步骤按照已知为MAC层的数据链路层的确认帧的形式生成所述确认信息，并且所述确认信息包括与所述接收机的每一接收天线关联的区别信道估计分组(HT_LTF1和HT_LTF2)。

由此，确认信息包括多个信道估计分组(例如，一个用于与接收机的每一天线关联的每一信道)，每一分组使得可能估计对应上行链路信道。

在该实现中应观察到，当除了与接收机的每一接收机天线关联的分组(HT_LTF1和HT_LTF2)之外仍然传送“传统”信道估计分组(L_LTF)时，保持与较早标准的兼容性。

在本发明的特定方面中，所述生成步骤按照已知为MAC层的数据链路层的确认帧的形式生成确认信息，并且所述传送步骤在40兆赫(MHz)频带上传送所述确认帧的至少第一部分，并且在适当时，在两个20MHz频带上传送所述确认帧的第二部分。

由此，按照特定方式处理某些情况(例如，其中不通过与确认信息相同的频带来传送有效载荷数据)，使得可以在不需要接入点处的频率和/或时间内插的情况下进行每一上行链路信道的估计。

在这些情况下，第一方案在于通过与有效载荷数据相同的频带来发送确认帧。

第二方案在于通过与有用数据相同的频带来仅发送确认帧的一部分(第一部分)，由此使得能够估计信道，并且还使得与现有站和较早标准的兼容性最大化。

例如，第一部分可对应于至少一个信道估计分组。

本发明还提供一种接收机，用于接收与使用至少两个传送天线的发射机所传送的多载波信号对应的信号，所述接收机使用至少两个接收天线。

根据本发明，这样的接收机包括：对于至少两个下行链路信道按照迭代形式至少激活一次的以下部件，其中在所述传送天线之一和所述接收天线之一之间定义下行链路信道：

·用于在所述下行链路信道上接收有效载荷数据的部件；和

·用于生成确认信息的部件和用于传送确认信息的部件，该确认信息确认所述有效载荷数据的接收，使得所述发射机可能估计与所述下行链路信道对应的上行链路信道。

这样的接收机特别适于执行上面描述的接收方法。作为示例，它可以是提供WiFi网络中的基本服务集合的站。

该接收机自然可包括与本发明的接收方法相关的各种特性。由此，该接收机的特性和优点与该接收方法的特性和优点相同，并且不更详细地描述它们。

本发明的另一方面提供了一种由使用至少两个接收天线的接收机传送的确认信号，该信号针对使用至少两个传送天线的发射机。

根据本发明，这样的确认信号承载确认信息，该确认信息确认所述发射机经由至少两个下行链路信道传送的有效载荷数据的接收，在所述传送天线之一和所述接收天线之一之间定义下行链路信道，所述信息确认所述有效载荷数据的接收，使得所述发射机能够估计与所述下行链路信道对应的上行链路信道。

本发明的传送和接收方法可以按照各种方式实现，特别是按照硬连线形式或软件形式实现。

在另一方面中，本发明提供了一种计算机程序，当处理器运行该程序时，该程序包括适于实现上面描述的传送方法和/或接收方法的指令。这样的程序可使用任何编程语言。该程序可以从通信网络下载和/或该程序可以记录在计算机可读介质上。

附图说明

通过阅读仅作为说明性和非限制性示例而给出的特定实现的以下描述、以及附图，本发明的其他特性和优点更清楚地出现，其中：

·图1示出了现有技术SDMA技术中用于数据传送所需的阶段的示例；

·图2示出了在本发明的实现中的传送方法的主要步骤；

·图3示出了现有技术中的MAC层的确认帧的示例；

·图4示出了现有技术中的用于有效载荷数据信号和确认信号的副载波分布的示例；

·图5示出了本发明的实现中的确认信息的示例；

·图6a和6b分别示出了现有技术中的MAC层的确认帧的示例和在本发明的实现中修改的确认帧的示例；和

·图7示出了本发明的特定实施例中的发射机的结构。

具体实施方式

5.1一般原理

本发明在于在信道中存在少量变化的环境中、需要关于传送时的传送信道的消息的传送的上下文。传统上，通过在传送数据之前的反馈阶段期间获得的信道的估计，而获得传送时的该信道消息，该反馈阶段被周期性执行以便能够考虑信道的变化。

本发明的一般原理在于在数据传送期间动作，以更新发射机和接收机之间的下行链路信道的估计，由此使得可能优化两个反馈阶段之间的传送阶段的持续时间。

为了这么做，本发明使用接收机所传送的用于确认发射机传送的有效载荷数据的接收的确认信息，以便更新下行链路信道的估计。

由此，由于在有效载荷数据传送阶段期间更新信道估计，所以在必须实现新反馈阶段之前，可延长传送阶段的持续时间，因为有效载荷数据的传送考虑新更新的信道估计。

按照该方式，本发明使得可能优化反馈阶段的持续时间和传送阶段的持续时间之间的比率，由此优化总传送数据率。

5.2实现的描述

下面是参考图2的本发明的实现中的传送方法的主要步骤的描述。

对于包括使用至少两个传送天线的发射机和使用至少一个接收天线的至少一个接收机的传送系统给予考虑。

在本发明的该实现中，该传送方法包括对于发射机的天线和接收机的天线之间的至少一个下行链路信道，获得下行链路信道的估计CSI_DL的步骤21。该步骤21例如使用传统信道估计技术(例如，如上面参考现有技术描述的所谓“显式反馈”技术、或使用上行链路信道估计并将该估计变换为下行链路信道信息的所谓“隐式反馈”技术)来实现。作为示例，该步骤21对应于上述反馈阶段F。

在下面描述的执行每一步骤221和222至少一次的传送阶段22期间，随后更新初始获得的该信道估计CSI_DL。

首先，在考虑信道估计CSI_DL的情况下(当执行传送阶段22的第一迭代时在步骤21中初始获得、或者在执行传送阶段22的第i迭代时根据本发明先前更新的信道估计CSI_DL)，执行有效载荷数据传送E的步骤221。

为了验证在步骤221期间传送的有效载荷数据的接收，接收机传送确认有效载荷数据的接收的确认信息ACK。

在本发明的该实现中使用该确认信息，以在更新MAJ的步骤222期间更新信道估计CSI_DL。

然后，在传送步骤221的接下来的迭代等期间，考虑该更新的信道估计CSI_DL用于传送以下有效载荷数据。

更精确地，更新MAJ信道估计CSI_DL的步骤222实现基于接收机所传送的确认信息ACK、来估计与下行链路信道对应的上行链路信道(也被称为UL)的步骤。

该估计步骤传递被写为CSI_UL的上行链路信道估计信息。

参考图3、4、5、6a和6b，下面是从有效载荷数据确认信息估计上行链路信道的本发明的该实现的几种变型的描述。

其后下面是基于对应上行链路信道估计来更新下行链路信道估计的本发明的实现的描述、以及如何使用所更新的信道估计用于传送有效载荷数据的描述。

5.3在一个实现中估计上行链路信道

5.3.1第一变型：具有一个天线的接收机

对于第一特定配置给予考虑，其中接收机仅使用一个接收天线，以及其中在和发射机经由对应下行链路信道传送的有效载荷数据相同的频带(例如，20MHz)上使用该天线来经由上行链路信道传送确认。

在该配置中，可使用图3中示出的“传统”确认帧。例如，在802.11标准中，发射机可使用遗留长训练字段(L-LTF)中传送的导频来估计与其传送有效载荷数据的下行链路信道对应的上行链路信道。

在图3中示出的示例中，字段L-LTF由在多载波有效载荷数据确认信号的每一副载波上传送的导频(导频T1的集合，被复制为T2＝T1)组成。

还对于其中接收机仅使用一个接收天线、以及其中在和发射机传送的有效载荷数据的频带不同的频带上由所述天线传送确认的第二特定配置给予考虑。

作为示例，当在40MHz频带中经由下行链路信道传送有效载荷数据并在2×20MHz频带中经由对应上行链路信道传送确认时，在802.11n或802.11ac标准中可遭遇该特定配置。在这样的情况下，不按照与多载波确认信号的副载波相同的方式来分配多载波有效载荷数据信号的副载波，如图4中所示。

由此，可观察到，对于40MHz频带，如下分配所使用的128个副载波：

·114个副载波是适于用于估计信道(或适于有效载荷数据)的导频P；和

·14个副载波由空值(被称为空副载波)调制，其中三个(DC)位于频带的中间，而其他(保护副载波GI)位于频带的两边，以便限制与使用相邻频带的其他应用的谱重叠。

相反，对于2×20MHz频带，如下分配所使用的128个副载波：

·104个副载波是适于估计信道(或适于有效载荷数据)的导频P；和

·24个副载波是空副载波，其中两个(DC)位于每一20MHz频带的中间，而其他(保护副载波GI)位于每一20MHz频带的两边，以便限制与使用相邻频带的其他应用的谱重叠。

由此，可以看到，不能对于上行链路信道直接估计11个副载波。

例如，可通过频率内插从相邻副载波估计每一20MHz频带的中间的两个空副载波。

相反，对于位于40MHz频带的中间的九个副载波，频率内插不足以估计它们。

第一方案在于在仅使用20MHz频带的“好的”一侧的副载波的同时实现频率内插，如图中的方框所示。当估计丢失副载波时，该频率内插可与时间内插关联，以便利用更多相关元素。该第一方案的优点在于避免修改图3中示出的“传统”确认帧。

第二方案在于通过按照40MHz代替2×20MHz、传送“传统”确认帧或至少传送用于信道估计的导频码元，来修改该“传统”确认帧。尽管如此，该方案仍没有与该标准的老版本(例如，版本802.11a)完全兼容，并且该方案可能处罚(penalizing)老生成站，该老生成站然后在返回到竞争阶段之前需要比其他站等待更长。当站不能检测传送的数据部分时(这将在该情况下发生)，确认保护生效(putintoplace)，并且正讨论的站在能够返回到竞争阶段之前必须等待(对应于传送确认的)持续时间。由于正讨论的分组是确认，所以该分组不是自己被确认跟随，而是其被竞争阶段直接跟随。在确认的传送之后等待另一确认的持续时间的站所以将被严厉处罚。

尽管如此，可有利地使用该方案用于除了终止传送阶段的基本元素的确认之外的所有确认，如上面参考图1所描述的那样。

第三方案在于仅按照40MHz传送确认帧的字段L-LTF，同时按照2×20MHz传送确认帧的剩余部分。该方案使得可能保持与该标准的老版本的兼容性。

5.3.2第二变型：具有多个天线的接收机

下面对于其中每一站具有多于一个天线并且能按照空分方式接收多个流的配置给予考虑。

本发明使得可能估计用于每一空分流的下行链路信道。

该信道估计阶段(例如使用反馈技术)涉及传送用于每一空分流的特定导频，以便估计其上传送空分流的信道。

尽管如此，仅在一个空分流上传送“传统”确认，即，仅使用一个天线，或者在仅估计“等效单天线信道”(例如，经由字段L-LTF)的同时使用多个天线(如同正使用仅一个天线一样)。

本发明提出了几个方案，用于使得可能估计用于每一空分流的下行链路信道。

下面对于其中接收机具有两个天线的示例给予考虑。

第一方案在于在使用两个天线的同时传送确认：使用第一天线(STA1)来传送每一其他有效载荷副载波(P)，并使用第二天线(STA2)来传送其他副载波，如图5中所示(仅传送实线副载波)。

所传送的确认(ACK)由此包括某些数目的导频(2×24P)和空载波(1DC、6GI和5GI)。

在接入点处，通过区分代表每一信道的副载波，来估计与两个天线关联的上行链路信道。

由此，接入点使用代表来自天线STA1的信道的副载波的前一半，以便估计与天线STA1关联的信道，并使用代表来自天线STA2的信道的副载波的后一半，以便估计与天线STA2关联的信道。在这样的情况下，需要向接入点通知与不同天线对应的副载波的位置。一种简单的方式是定义在标准中应用该方案的传送模式，并在每一传送的前导码中的信令字段中或在接入点所广播的信标中用信号通知该模式的使用。

应观察到，需要执行频率内插，以便估计天线所没有传送的副载波。可在频域中执行该内插(线性内插、MMSE、……)，或者可通过变换到转移(transfer)域执行该内插(使用离散傅立叶变换(DFT)、或离散余弦变换(DCT)、……)

接入点对于其每一天线进行该估计，以便估计与下行链路信道对应的上行链路信道(CSL_UL)。在双天线配置中，接入点恢复通过与第一天线(或分别地第二)对应的副载波传送的导频，估计那些各个副载波上的信道，并应用频率内插以估计与第二天线(或分别地第一)对应的副载波上的信道。

可能通过考虑每N个中的一个副载波(而不是每一其他副载波)，来将该示例一般化为数目为N的天线。

第二方案在于修改确认帧，以便使得能够估计多个上行链路信道。

为了这样做，例如在物理层会聚过程(PLCP)前导码(图6a)中插入字段HT-LTF，如图6b中所示。这些字段(HT-LTF1和HT-LTF2)分别用于估计与天线STA1关联的上行链路信道和与天线STA2关联的上行链路信道。

字段HT-LTF的操作和码元可符合标准IEEEP802.11n/D11.0DraftstandardforInformationTechnology-Telecommunicationsandinformationexchangebetweensystems–Localandmetropolitanareanetworks-SpecificrequirementsPart11:WirelessLANMediumAccessControl(MAC)andPhysicalLayer(PHY)specificationsAmendment5:EnhancementsforHigherThroughput,Chapter20.3.9.4.6。

尽管如此，该第二方案不完全与该标准的老版本(例如，版本802.11a)兼容，并可处罚老一代站，因为它们在返回到竞争阶段之前将需要比其他站等待更长，如上面解释的那样。可有利地使用该方案用于除了终止传送阶段的基本元素的确认之外的所有确认，如上面参考图1所描述的那样。

5.4在一种实现中，使用上行链路信道估计来更新对应下行链路信道估计

5.4.1更新下行链路信道估计

下面是可应用到本发明的一种实现的描述，如何从对应上行链路信道的估计CSI_UL更新下行链路信道的估计CSI_DL，如按照上述方式获得的那样。

应回想到的是，在数字方面，估计信道考虑发射机的模拟组件、通过空中的传送、以及接收机的模拟组件。仅通过空中的传送在两个方向上(例如，对于上行链路信道UL和下行链路信道DL)相同。所以必须校准上行链路信道和下行链路信道中的模拟组件的响应，以便获得用于该信道的优秀互逆性。

由此，应观察到，(如上所述，在本发明中从确认信息获得的)上行链路信道估计CSI_UL与下行链路信道估计CSI_DL有少许差别。

所以，必须考虑校准因素，以便能够使用用于更新下行链路信道CSI_DL的上行链路信道估计CSI_UL，并在传送有效载荷数据时考虑该更新的下行链路信道估计CSI_DL。

认为下行链路信道估计CSI_DL可如下书写：

CSI_DL＝F_DLR×H_DL×F_DLE

其中H_DL是代表信道的系数的矩阵，F_DLR是代表接收时的模拟滤波器的系数的矩阵，而F_DLE是代表传送时的模拟滤波器的系数的矩阵。

按照相同的方式，上行链路信道估计CSI_UL可如下书写：

CSI_UL＝F_ULR×H_UL×F_ULE

其中H_UL是代表信道的系数的矩阵，F_ULR是代表接收时的模拟滤波器的系数的矩阵，而F_ULE是代表传送时的模拟滤波器的系数的矩阵。

此外，已知：

H_UL＝H_DL ^-1,F_DLR≠F_ULR，并且F_DLE≠F_ULE

初始地假设在传送阶段的第一迭代期间，即在有效载荷数据的第一传送期间，在例如通过反馈技术估计信道的步骤之后，还没有修改信道，并且每一用户仅接收通过该用户的波束所传送的数据(即，波束没有生成任何干扰)。在这样的情况下，本发明所获得的上行链路信道估计CSI_UL与反馈技术所获得的下行链路信道估计CSI_DL之间的差对应于代表模拟组件的滤波器之间的差。

由此，基于CSI_UL和CSI_DL，可能执行校准以便获得校准因子F_CAL，使得：

CSI_UL×F_CAL＝CSI_DL

在标准IEEEP802.11n/D11.0DraftstandardforInformationTechnology-Telecommunicationsandinformationexchangebetweensystems-Localandmetropolitanareanetworks-SpecificrequirementsPart11:WirelessLANMediumAccessControl(MAC)andPhysicalLayer(PHY)specificationsAmendment5:EnhancementsforHigherThroughput,Chapter20.3.12.1中给出校准技术的示例。

然后在本发明中使用该校准因子F_CAL用于基于上行链路信道估计更新下行链路信道估计。

由此，通过将上行链路信道估计乘以校准因子，来获得所更新的下行链路信道估计：

更新的CSI_DL＝CSI_UL×F_CAL

应回想到的是，基于接收机所传送的每一确认，来迭代实现该更新步骤，以确认发射机所传送的有效载荷数据的接收。

由此，通过考虑在先前迭代期间所获得的上行链路信道估计的不同值、或者通过执行线性预测，可优化下行链路信道估计的更新。

例如，可进行规定，以在N次先前迭代上执行时间内插。

更新的 $\mathrm{CSI}\_\mathrm{DL}=\frac{\underset{i}{\overset{i-N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{CSI}\_{\mathrm{DL}}_i}{N}$

然后可使用所更新的下行链路信道估计，用于传送以下有效载荷数据，例如以便重构用于SDMA传送的波束。所有SDMA技术在它们的波束计算中利用CSI_DL矩阵。

本发明由此使得可能获得更新的下行链路信道估计CSI_DL并使用它用于构造新波束。

5.4.2有效载荷数据传送阶段的持续时间/迭代的结束

如上所述，本发明由此使得可能延长通过利用对应上行链路信道的估计、以及在每一传送阶段的第一迭代期间确定的校准因子来估计下行链路信道的两个阶段之间的、有效载荷数据传送阶段的持续时间。

尽管如此，必须在某一时间量已过去之后(例如，当借助于本发明更新估计的步骤不再能够考虑信道的真实变化时)实现新信道估计阶段。

由此，可能在继续传送有效载荷数据之前，定义更新阈值，超出该阈值则必须执行估计下行链路信道的阶段。

作为示例，该阈值可代表当前下行链路信道估计和更新的下行链路信道估计之间的差。由此，当该差变得太大时(即，当信道中的变化太大时)，执行估计下行链路信道的新阶段。

类似地，代表传送和接收时的模拟组件之间的差的校准因子在每一传送阶段的第一迭代期间计算，并不考虑可在传送期间发生的校准的变化(例如，由于模拟组件加热)。

由此可能定义与校准因子相关的准则，作为在继续传送有效载荷数据之前执行估计下行链路信道的新阶段的函数。例如，该准则可以是外部准则，其由温度传感器传递并代表模拟组件的变化，并结果代表校准因子的变化。

本发明还准备考虑系统中的接收机所观察的干扰级别的阈值。由此，当接收机观察到和向接收机发送的信号一起接收的干扰的级别超出某一阈值时，例如，当已改变环境时(例如，因为正向相邻用户传送新信号)，接收机可例如在确认信息中用信号通知该事件。在这样的情况下，在继续传送有效载荷数据之前执行新下行链路信道估计阶段，以便考虑信道估计中的干扰。

最后，如果发射机在某一长度时间中不再具有要传送的任何有效载荷数据，则最好实现新信道估计阶段，而不是基于根据本发明更新的估计来传送以下有效载荷数据。当发射机不再传送有效载荷数据时，例如执行反馈阶段不处罚总传送率。

5.5本发明的实现

本发明也可在参考现有技术描述的执行第一和第二模式的SDMA技术的上下文中执行。

在用于消除用户之间的干扰的第二模式中，接入点向每一用户传送导频码元，由此使得用户能够估计针对其的空分流的信道，连同使得他们能够估计针对其他用户的空分流的信道的导频码元。该第二模式对于信道随时间的变化可以是鲁棒的，因为该第二模式能够消除生成的干扰。

在这样的情况下，本发明使得可能在执行第二模式之前获得下行链路信道的更新的估计，以便能够基于可靠的信道估计(因为该信道估计已根据本发明被更新)来消除干扰，而不是取决于在反馈阶段获得的、不再代表经受干扰的信道的初始信道估计。

在两个模式之间转变的判决可以由接入点作出，例如考虑到根据本发明获得的上行链路信道CSI_UL。

在另一实现中，执行两个模式之间的转变的判决可以由接收机作出。在这样的情况下，需要修改确认帧，以便创建承载该模式改变信息的字段。例如，物理层中(按照在填充比特中隐藏的信息的形式，例如如专利文献08/57014号中描述的)或MAC层中(按照确认帧中的新字段的形式)的信令比特。

5.6发射机的结构

最后，参考图7，下面是对于上述特定实现中的发射机的简化结构的描述。

这样的发射机具有由缓存构成的存储器71、以及处理器单元72，处理器单元72例如装配有微处理器μP，并由执行本发明的传送方法的计算机程序73控制。

在初始化时，计算机程序73的代码指令可以例如在由处理器单元72的处理器运行之前被装载到随机存取存储器(RAM)中。处理器单元72接收下行链路信道估计CSI_DL作为输入。处理器单元72的微处理器执行符合计算机程序73的指令的上述传送方法的步骤，以便更新下行链路信道估计CSI_DL。为此目的，除了缓存71之外，发射机包括用于在考虑下行链路信道估计的同时在下行链路信道上传送有效载荷数据的部件、以及用于通过考虑确认由与下行链路信道关联的接收机传送的有效载荷数据的接收的信息来更新下行链路信道估计的部件。这些部件由处理器单元72的微处理器控制。

Claims (11)

1.一种用于由使用至少两个传送天线的发射机向使用至少一个接收天线的至少一个接收机传送多载波信号的方法，该方法包括：获得步骤，用于获得至少一个传送下行链路信道的估计CSI_DL，其中在所述传送天线和所述接收天线之间定义下行链路信道；

该方法的特征在于其包括传送阶段，用于对于至少一个下行链路信道，执行以下步骤的至少一次迭代：

·在考虑所述下行链路信道估计的同时，在所述下行链路信道上传送有效载荷数据；以及

·基于上行链路信道估计来更新所述下行链路信道估计，该上行链路信道对应于所述下行链路信道，

所述更新步骤包括以下子步骤：

·接收由与所述下行链路信道关联的接收机传送的、确认所述有效载荷数据的接收的确认信息；

·基于所述确认信息估计该上行链路信道，

所述估计上行链路信道的步骤传递所述上行链路信道的频率响应的第一部分的估计，并且所述方法包括使得能够从所述第一部分估计所述频率响应的第二部分、并基于所述上行链路信道估计来更新所述下行链路信道估计的频率和/或时间内插的步骤。

2.根据权利要求1的传送方法，其特征在于，该传送阶段的第一次迭代执行通过比较在所述获得步骤期间获得的所述下行链路信道的估计和与所述下行链路信道对应的所述上行链路信道的估计、来确定校准因子的步骤，并且其特征在于，所述更新步骤还考虑所述校准因子。

3.根据权利要求1的传送方法，其特征在于，所述接收机具有至少两个接收天线，所述确认信息按照已知为MAC层的数据链路层的确认帧的形式接收，所述确认信息包括承载两个导频集合的信道估计分组L_LTF，每一导频集合与所述接收机的区别接收天线关联，并且其特征在于，基于与上行链路信道关联的导频集合对于每一所述上行链路信道执行所述估计上行链路信道的步骤。

4.根据权利要求1的传送方法，其特征在于，所述确认信息按照已知为MAC层的数据链路层的确认帧的形式接收，所述确认信息包括与所述接收机的每一接收天线关联的区别信道估计分组HT_LTF1和HT_LTF2，并且其特征在于，基于与定义所述上行链路信道的接收天线关联的信道估计分组对于每一所述上行链路信道执行所述估计上行链路信道的步骤。

5.一种发射机，用于向使用至少一个接收天线的至少一个接收机传送多载波信号，所述发射机使用至少两个传送天线，并包括用于获得至少一个传送下行链路信道的估计的部件，其中在所述传送天线之一和所述接收天线之一之间定义下行链路信道；

该发射机的特征在于，它还包括按照一次迭代的形式对于至少一个下行链路信道至少被激活一次的以下部件：

·用于在考虑所述下行链路信道估计的情况下、在所述下行链路信道上传送有效载荷数据的部件；以及

·用于基于对应于所述下行链路信道的上行链路信道的估计、来更新所述下行链路信道估计的部件，

所述用于更新的部件包括以下部件：

·用于接收由与所述下行链路信道关联的接收机传送的、确认所述有效载荷数据的接收的确认信息的部件；

·用于基于所述确认信息估计该上行链路信道、并传递所述上行链路信道的频率响应的第一部分的估计的部件，

并且所述发射机包括使得能够从所述第一部分估计所述频率响应的第二部分的用于频率和/或时间内插的部件。

6.一种用于接收与由使用至少两个传送天线的发射机传送并由使用至少一个接收天线的接收机接收的多载波信号对应的信号的接收方法；

该方法的特征在于，它包括：对至少两个下行链路信道的以下步骤的至少一次迭代，其中在所述传送天线之一和所述接收天线之一之间定义下行链路信道：

·在所述下行链路信道上接收有效载荷数据；和

·生成并传送确认信息，该确认信息确认所述有效载荷数据的接收并使得所述发射机能够估计与所述下行链路信道对应的上行链路信道，

所述发射机传递所述上行链路信道的频率响应的第一部分的估计，并且进行使得能够从所述第一部分估计所述频率响应的第二部分的频率和/或时间内插。

7.根据权利要求6的接收方法，其特征在于，所述生成步骤按照已知为MAC层的数据链路层的确认帧的形式生成所述确认信息，并且所述确认信息包括具有至少两个导频集合的信道估计分组L_LTF，每一导频集合与所述接收机的区别接收天线关联。

8.根据权利要求7的接收方法，其特征在于，按照这样的方式排列所述导频集合的导频，使得在所述传送确认信息的步骤期间，由所述接收天线中的单一天线在任何给定时刻传送给定频率的导频。

9.根据权利要求6的接收方法，其特征在于，所述生成步骤按照已知为MAC层的数据链路层的确认帧的形式生成所述确认信息，并且所述确认信息包括与所述接收机的每一接收天线关联的区别信道估计分组HT_LTF1和HT_LTF2。

10.根据权利要求6的接收方法，其特征在于，所述生成步骤按照已知为MAC层的数据链路层的确认帧的形式生成所述确认信息，并且其特征在于，所述传送步骤在40MHz频带上传送所述确认帧的至少第一部分，并且在适当时，在两个20MHz频带上传送所述确认帧的第二部分。

11.一种接收机，用于接收与使用至少两个传送天线的发射机所传送的多载波信号对应的信号，所述接收机使用至少两个接收天线；

该接收机的特征在于，它包括：对于至少两个下行链路信道按照迭代形式至少激活一次的以下部件，其中在所述传送天线之一和所述接收天线之一之间定义下行链路信道：

·用于在所述下行链路信道上接收有效载荷数据的部件；和

·用于生成确认信息的部件和传送确认信息的部件，该确认信息确认所述有效载荷数据的接收，使得所述发射机可能估计与所述下行链路信道对应的上行链路信道，

所述发射机传递所述上行链路信道的频率响应的第一部分的估计，并且进行使得能够从所述第一部分估计所述频率响应的第二部分的频率和/或时间内插。