CN107483087A - 用于多天线通信装置的电子设备和方法 - Google Patents
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Abstract
公开了用于多天线通信装置的电子设备和方法、用于通信装置的电子设备和方法。用于多天线通信装置的电子设备包括处理电路,该处理电路被配置为:将第一信息比特映射至与多天线通信装置的多根天线相关联的多个重构信道中的第一重构信道;以及提供与第一重构信道对应的重构参数,以重构多天线通信装置到对端通信装置的实际信道从而承载第一信息比特,其中,多个重构信道是基于多组重构参数对多天线通信装置的多根天线进行配置以使得多个重构信道间具有低相关性而确定的。根据本公开的实施例,通过进行信道重构以减小重构信道相关性,可优化空间调制性能,降低误码率。
Description
技术领域
本公开涉及无线通信技术领域,具体地涉及一种应用于多天线系统的空间调制(Spatial Modulation,SM)技术。更具体地,本公开涉及一种用于多天线通信装置的电子设备和方法以及用于通信装置的电子设备和方法,其对实际物理信道进行重构以使得重构信道间具有低相关性,将信息比特加载在重构信道的选择发送上并且通过检测所加载的重构信道的序号来解调信息,从而能够改进空间调制技术的性能。
背景技术
多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)传输系统能够提供复用增益、分集增益和天线增益。因此,多输入多输出技术已被应用在最近的许多通信标准当中,例如IEEE 802.11n、IEEE 802.16和3GPP长期演进(Long-Tern Evolution,LTE)。然而,多输入多输出技术的最大瓶颈来自于复杂度和硬件耗费的增加,这主要来源于三方面的原因:1)信道间干扰强;2)天线间同步难;以及3)多射频链路费用昂贵。
为了缓解多输入多输出系统的这些弊端,同时又保留它的优势,最近提出了一种应用于多输入多输出系统的新的调制方式,称为空间调制(Spatial Modulation,SM)。空间调制可以在保证数据率要求的情况下,大大降低系统复杂度和硬件耗费。空间调制主要有以下两大特点,使其可以成为物理层新的调制技术。第一,低复杂度和低成本。在任意时间片中,只有一根天线被激活用于数据传输。这使得空间调制完全避免了信道间干扰,不需要多天线同步过程,只需要一个射频链路,而且接收端只需要接收一个数据流,从而可以直接应用简单的检测算法,例如最大比合并(Maximum Ratio Combing,MRC)检测算法。第二,额外的调制阶数。被激活天线在天线阵列中的位置信息用于信息传输是空间调制的基本原理。这是基于每个天线序号与信息比特之间的一一映射。因此,虽然在每个时间片只有一根天线被激活,但是空间调制还是可以提供很高的数据传输率。
实际上,空间调制提供的额外信息比特的传输是建立在接收端能够正确检测出在每个时间片发射端在哪根天线发射信号的基础上。因此,空间调制的性能在发射天线的信道向量强相关时将严重恶化。
发明内容
在下文中给出了关于本公开的简要概述,以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。但是,应当理解,这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图用来确定本公开的关键性部分或重要部分,也不是意图用来限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出关于本公开的某些概念,以此作为稍后给出的更详细描述的前序。
鉴于以上问题,本公开的至少一个实施例的目的是提供一种应用于多天线系统的空间调制技术,其通过对实际物理信道进行重构以降低重构信道间的相关性并基于重构信道实现信息发送和接收,从而能够克服传统空间调制在发射天线的信道向量强相关时引起的性能恶化。
根据本公开的一方面,提供了一种用于多天线通信装置的电子设备,该电子设备包括处理电路,该处理电路被配置为:将第一信息比特映射至与多天线通信装置的多根天线相关联的多个重构信道中的第一重构信道;以及提供与第一重构信道对应的重构参数,以重构多天线通信装置到对端通信装置的实际信道从而承载第一信息比特,其中,多个重构信道是基于多组重构参数对多天线通信装置的多根天线进行配置以使得多个重构信道间具有低相关性而确定的。
根据本公开的优选实施例,重构参数包含用于配置天线的相位以及幅度至少之一有关的参数。
根据本公开的另一优选实施例,处理电路进一步被配置为:将第二信息比特调制为第一调制符号,以便多天线通信装置通过经重构的信道将该第一调制符号包含于无线信号中传输至对端通信装置。
根据本公开的另一优选实施例,处理电路进一步被配置为将待传输的数据流切分为第一信息比特以及第二信息比特。
根据本公开的另一优选实施例,第一信息比特的长度与多根天线的数量有关。
根据本公开的另一优选实施例,电子设备还包括存储器,被配置为存储包含不同比特位的第一信息比特与各个重构信道的映射关系,处理电路进一步被配置为基于映射关系将包含不同比特位的第一信息比特映射至不同的重构信道。
根据本公开的另一优选实施例,多个重构信道是相互正交的。
根据本公开的另一优选实施例,多个重构信道对应的多组重构参数是处理电路基于对实际信道对应的信道矩阵执行的正交化计算而得到的。
根据本公开的另一优选实施例,处理电路进一步被配置为将多个重构信道反馈给对端通信装置。
根据本公开的另一优选实施例,处理电路进一步被配置为还将映射方式提供给对端通信装置,映射方式指示包含不同比特位的第一信息比特与各个重构信道的映射关系。
根据本公开的另一优选实施例,多个重构信道对应的多组重构参数是从对端通信装置反馈的。
根据本公开的另一优选实施例,多个重构信道对应的多组重构参数是处理电路根据预定码本和对端通信装置反馈的码字索引确定的。
根据本公开的另一优选实施例,处理电路进一步被配置为还根据对端通信装置提供的映射方式而将第一比特信息映射至第一重构信道,映射方式指示包含不同比特位的第一信息比特与各个重构信道的映射关系。
根据本公开的另一优选实施例,多个重构信道对应的多组重构参数是基于多天线通信装置的天线数量预先设置的。
根据本公开的另一优选实施例,电子设备工作为多天线通信装置,并且电子设备还包括:多根天线,以及分别与每根天线相连接的移相器和放大器,其中,处理电路将重构参数提供至移相器以及放大器,以配置多根天线的相位和幅度从而重构实际信道。
根据本公开的另一方面,还提供了一种用于通信装置的电子设备,该电子设备包括处理电路,该处理电路被配置为:根据所接收到的信号以及与对端多天线通信装置的多根天线相关联的多个重构信道,检测被激活的重构信道的序号,以解调来自对端多天线通信装置的第一信息比特,其中,第一信息比特被映射至被激活的重构信道,多个重构信道是基于多组重构参数对对端多天线通信装置的多根天线进行配置以使得多个重构信道间具有低相关性而确定的。
根据本公开的另一方面,还提供了一种多天线通信装置中的方法,该方法包括:将第一信息比特映射至与多天线通信装置的多根天线相关联的多个重构信道中的第一重构信道;以及提供与第一重构信道对应的重构参数,以重构多天线通信装置到对端通信装置的实际信道从而承载第一信息比特,其中,多个重构信道是基于多组重构参数对多天线通信装置的多根天线进行配置以使得多个重构信道间具有低相关性而确定的。
根据本公开的另一方面,还提供了一种通信装置中的方法,该方法包括:根据所接收到的信号以及与对端多天线通信装置的多根天线相关联的多个重构信道,检测被激活的重构信道的序号,以解调来自对端多天线通信装置的第一信息比特,其中,第一信息比特被映射至被激活的重构信道,多个重构信道是基于多组重构参数对对端多天线通信装置的多根天线进行配置以使得多个重构信道间具有低相关性而确定的。
根据本公开的其它方面,还提供了用于实现上述根据本公开的方法的计算机程序代码和计算机程序产品以及其上记录有该用于实现上述根据本公开的方法的计算机程序代码的计算机可读存储介质。
根据本公开的实施例,对实际物理信道进行重构以使得重构信道间具有低相关性,发送端将信息比特加载在经重构的信道上进行传输,接收端通过检测被激活的重构信道的序号来解调信息,从而改进了空间调制技术的误码率性能。
在下面的说明书部分中给出本公开实施例的其它方面,其中,详细说明用于充分地公开本公开实施例的优选实施例,而不对其施加限定。
附图说明
本公开可以通过参考下文中结合附图所给出的详细描述而得到更好的理解,其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并形成说明书的一部分,用来进一步举例说明本公开的优选实施例和解释本公开的原理和优点。其中:
图1是示出现有空间调制技术的实现原理的示意图;
图2是示出应用现有空间调制技术的信号传输的示意图;
图3是示出根据本公开的空间调制技术的原理的示意图;
图4A是示出应用本公开的技术的空间调制收发系统的配置示例的框图;
图4B是示出应用本公开的技术的空间调制收发系统的另一配置示例的框图;
图5是示出接收端信号检测的过程示例的示意图;
图6A至图6D是分别示出根据本公开的实施例的第一至第四示例场景下的信令交互过程的示例的流程图;
图7是示出通过反馈码字索引来反馈信道重构参数的方式的示意图;
图8是示出根据本公开的实施例的用于多天线通信装置的电子设备的功能配置示例的框图;
图9是示出根据本公开的实施例的用于通信装置的电子设备的功能配置示例的框图;
图10是示出根据本公开的实施例的多天线通信装置中的方法的过程示例的流程图;
图11是示出根据本公开的实施例的通信装置中的方法的过程示例的流程图;
图12A至图12C是分别示出在不同接收信噪比、不同接收天线数目以及不同信道相关系数的条件下,传统空间调制与应用本公开的技术的空间调制之间的误码率性能的比较的示意图;
图13是作为本公开的实施例中可采用的信息处理设备的个人计算机的示例结构的框图;
图14是示出可以应用本公开的技术的演进型节点(eNB)的示意性配置的第一示例的框图;
图15是示出可以应用本公开的技术的eNB的示意性配置的第二示例的框图;
图16是示出可以应用本公开的技术的智能电话的示意性配置的示例的框图;以及
图17是示出可以应用本公开的技术的汽车导航设备的示意性配置的示例的框图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本公开的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见,在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而,应该了解,在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定,以便实现开发人员的具体目标,例如,符合与系统及业务相关的那些限制条件,并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外,还应该了解,虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的,但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说,这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此,还需要说明的一点是,为了避免因不必要的细节而模糊了本公开,在附图中仅仅示出了与根据本公开的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤,而省略了与本公开关系不大的其它细节。
在具体描述本公开的技术之前,将参照图1和图2简要介绍传统空间调制技术的基本原理。
空间调制的基本思想是将待传输的信息比特映射为两种信息,即,信号星座图(取决于具体调制方式)和发射天线的序号。图1是示出现有空间调制技术的实现原理的示意图。如图1所示,对于待传输的比特流“101”,将信息比特“10”映射为发射天线的序号(这里为Tx2,即,第二根天线),并且将信息比特“1”映射为调制符号“-1”(假设这里的调制方式为二进制相移键控(BPSK))。总数据传输速率R可以表示为:R=log2(Nt)+log2(M),其中,Nt表示发射天线的总数,M表示调制阶数,例如,对于BPSK,M为2,而对于正交相移键控(QPSK),M为4。可以看出,在空间调制中,通过将一部分信息比特映射至天线选择,即使在一个时间片仅激活一根天线,也可实现较高的数据传输速率。
从发射端天线发出的信号经过无线信道发送至接收端,由于发射天线在阵列中的不同空间位置,因此从不同天线发送的信号会经历不同的传播模型。在正常情况下,在每个时间片仅有一根天线发送信号,而其他天线的发射功率为0。图2是示出应用现有空间调制技术的信号传输的示意图。如图2所示,假设此时通过天线Tx2发送信号,则此时天线Tx0、Tx1和Tx3上的发射功率均为0,并且在接收端接收到的信号波形与经过对应于天线Tx2的无线信道传输的信号波形对应,从而接收端可以基于所接收到的信号、根据相应的信号检测算法(例如,最大比合并检测算法)来实现信号解调,即,分别解调出被映射至天线序号的信息比特以及被映射至调制符号的信息比特。
从本质上来讲,空间调制是一种信道调制,而信道间的相关性是决定接收端能否正确检测出发射天线的序号的关键点。因此,在发射天线的无线信道具有强相关性时,接收端可能无法正确检测出在每个时间片用于发送信号的发射天线的序号,从而导致空间调制的性能下降。鉴于此,本公开的实施例提出了一种通过对实际信道进行重构以降低重构信道间的相关性从而优化空间调制性能的改进空间调制技术。下面将详细描述根据本公开的实施例的改进空间调制技术。
首先,将参照图3描述根据本公开的实施例的空间调制技术的原理。图3是示出根据本公开的实施例的空间调制技术的原理的示意图。
如图3所示,假设从发送端到接收端的任意两个实际物理信道分别为h1和h2,并且这两个信道的信道向量具有强相关性(即,二者的相位差较小),这样会使得传统空间调制技术的性能劣化。根据本公开的技术,可以利用重构参数[α1,α2]对这两个实际物理信道进行重构,以使得重构信道间的相关性降低(即,使得重构信道向量之间的相位差变大),更优选地,使得重构信道为彼此正交的,即,其中, 此时重构信道间的相关性最小。在下文中,使得重构信道彼此正交的空间调制技术也可称为正交空间调制(Orthogonal Spatial Modulation,OSM)。
可以看出,每个重构信道可以表示为所有实际物理信道的组合,通过利用适当的重构参数进行信道重构,可以使得在每个时间片仅一个重构信道被激活,从而接收端可以通过检测被激活的重构信道的序号来进行接收信号检测。这类似于传统空间调制中在每个时间片仅一根发射天线被激活,但是在本发明的空间调制中,在每个时间片所有发射天线均被激活,并且可根据相应的重构参数对每根发射天线进行配置以实现信道重构。
本发明正是基于这样的思想而做出的。下面将结合图4A所示的应用本公开的技术的空间调制收发系统的配置示例,详细描述根据本公开的空间调制技术的整体工作流程。
具体地,假设利用导频传输技术,通过信道估计获得的实际信道矩阵为(其中,发射端具有Nt根天线,Nt≥2,接收端具有Nr根天线,Nr≥1),则重构的信道矩阵可以表示为其中表示重构参数矩阵,其使得任意两个重构信道向量具有低相关性,并且优选地,使得任意两个重构信道向量为相互正交的,即下面将作为示例,详细描述在使得重构信道相互正交的情况下,如何计算重构参数。
具体地,重构的信道向量是所有实际信道向量(hi,1≤i≤Nt)的组合,因此需要满足发射功率的要求,即,在使得重构信道正交化的情况下,可例如通过传统的格拉姆-施密特(Gram-Schimidt)正交化算法来计算得到正交化后的重构信道向量。
其中表示重构信道功率归一化因子。从上式可以看出重构的信道向量都是相互之间正交的,即从上式中提取系数后,我们可以获取系数向量αj的表达式如下
其中通过功率约束条件可以获取系数λj的表达式如下
通过系数αj和系数λj之间的相互迭代,最终我们可以求得最终系数矩阵A和正交化的重构信道矩阵如下:
需要指出的是,这里所描述的Gram-Schimidt正交化算法仅是一种用于信道矩阵正交化的示例计算方法,本领域技术人员显然还可以通过本领域公知的其它正交化算法来进行信道重构计算。例如,还可以对信道矩阵H进行SVD分解(奇异值分解,经典矩阵分解算法),即H=U∑V*,其中是一个酉矩阵(单位正交基),是一个部分对角阵,也是一个酉矩阵,将U当作重构信道向量,则其相应的重构参数可以写成U=HV∑-1,与上述Gram-Schimidt正交化算法的结果类似,可以生成一个重构参数矩阵B,其中的元素由βj,i构成。具体的计算过程是本领域技术人员根据所掌握的数学知识可实现的,在此不再详细描述。
还应指出,重构参数矩阵并不是唯一的,通过数学变换,可以获取具有相同功能的参数矩阵和正交化的重构信道。例如,将重构参数矩阵进行统一的相位旋转并不会改变正交性能,同一个信道矩阵的正交基也是可以写成无穷种形式(经典代数知识)。
此外,还应指出,尽管以上以使得重构信道正交化的情况为例描述了具体的重构算法,但是应理解,对于重构信道矩阵并非正交化的情况,根据具体的应用场景、性能要求和实现成本(例如,计算负荷、硬件成本等),本领域技术人员也可利用所掌握的数学知识计算获得可用的重构参数,以降低实际信道间的相关性。
应理解,上述重构参数计算过程可以在发送端实现也可以在接收端实现,并且进行计算的一方需要将计算得到的重构参数或重构信道反馈给另一方,以用于信号发送和解调。
另外,作为一种替选实现方式,重构参数也可以不是根据实时的信道信息计算的,而是预先设置好的。该重构参数可以在物理空间上将发射信号从不同方向角发射出去,有利于不同的重构信道在物理空间上按不同的传播路径传输信号,这种方式类似于波束赋形(beamforming)。但是,由于这种方式不是根据实时的信道信息来计算重构参数,因此不能满足总是使得重构信道的相关性最小,从而会导致一定的性能恶化。然而,这种方式对于多用户场景是有利的,在于例如位置相近的多个用户可以使用相同的重构参数,这样就大大减少了重构参数计算、重构参数反馈等额外开销。也就是说,根据具体的应用场景,本领域技术人员可以选择根据实时信道状况计算重构参数或者也可以选择预先设置好的重构参数,本公开对此不作限制,只要能够实现降低重构信道相关性以使得接收端能够成功检测出所激活的重构信道的序号即可。
在获得了重构参数和重构信道之后,发送端在发送信号时,可以通过将待传输信息比特映射至相应的重构信道,并利用与该重构信道对应的重构参数对实际信道进行重构以承载待传输信息比特。例如,如图4A所示,图4A是示出应用本公开的技术的空间调制收发系统的配置示例的框图,假设将信息流2映射至重构信道然后利用与重构信道对应的重构参数αj对发射端天线进行配置,具体地,可以通过将重构参数αj分解为幅度和相位,即,然后加载到与每根天线对应的放大器(|αj|)和移相器(φj)上来实现信道重构。当然,这种信道重构也可由除放大器和移相器之外的其它逻辑器件来实现,只要能够实现对天线的幅度和相位进行配置即可。应理解,可通过映射至重构信道进行传输的信息比特的长度与发射天线的数量有关。例如,如果存在4根发射天线,则可传输的信息比特为2比特,如果存在8根天线,则可传输的信息比特为3比特,即,可传输的信息比特的长度可以表示为log2(Nt)。因此,可以理解,本公开的技术方案尤其适用于可以部署大量天线的毫米波(mmWave)通信场景,但是本公开的应用并不限于此,其对所应用的频带没有任何限制。
此外,发送端将待传输的信息流1中的信息比特经过映射后变成数据符号然后通过射频链路上变频到射频信号,在经过利用重构参数αj配置的移相器和放大器之后,第i根天线上的最终发射信号可以表示为αj,ism。上述整个调制过程可以等效为在星座点集合上进行信号映射,其中表示Nt根天线上的传输信号向量,表示幅度相位调制符号。因此,该空间调制过程本质上相当于对空间星座点的优化。此外,由于在根据本公开的空间调制技术中,所有天线均被激活用于发射信号,因此图4A所示的功率分配器用于将射频链路中的一路信号平均分配成多路信号以加载在每根发射天线上。可见,与现有空间调制技术中每个时间片仅一根天线用于发送信号不同,在根据本发明的空间调制技术中,将信号平均分配在所有发射天线上,并且通过利用与每根天线连接的移相器和放大器实现信道重构,使得在每个时间片仅一个重构信道有效(即,被激活),从而接收端可以通过检测该有效重构信道来解调与该重构信道对应的信息比特。
应指出,尽管在图4A中示出将待传输信息流划分为信息流1和信息流2,将信息流2映射至相应重构信道,将信息流1调制为相应调制符号并经重构信道传输至接收端,但是在一些应用中,信息流1也可以不是调制的数据,而是全1、全0或任意比特信号,而仅利用本发明实现信息流2的传递(比如少量而重要的信息传递,例如,安全密钥)。换言之,不必须将待传输的数据比特划分为两部分并取其中之一映射至重构信道。
在另一些示例中,发送端期望将语音或应用数据传输到接收端,为了增强安全性,利用安全密钥对语音或应用数据进行加密,之后将待传输的经过加密的语音或应用数据作为信息流1,另外将用于对语音或应用数据进行加密的安全密钥作为信息流2,通过本公开的空间调制方案将安全密钥对应的比特映射到相应重构信道上进行传递。图4B示出了这样的应用示例的实现,图4B是示出应用本公开的技术的空间调制收发系统的另一配置示例的框图。如图4B所示,在这样的示例中,发送端还可包括与重构信道映射模块相连接的数据加密模块,其用于利用安全密钥对原始数据进行加密,然后加密后的数据作为图4A所示的信息流1被调制为相应调制符号并经重构信道传输至接收端,而安全密钥作为图4A所示的信息流2被映射至相应重构信道。在这样的示例中,仅有在特定位置上的接收端(能区分重构信道)才能够解调得到安全密钥并利用安全密钥对数据进行解密,使得通信安全得到一定程度的保证。
接收端所接收到的信号可以表示为其中,表示接收端的每根天线的接收信噪比,n表示噪声信号,服从cn(0,1)的高斯分布。然后,接收端可以根据所接收到的信号y,基于重构信道矩阵来检测被激活的重构信道的序号j和幅度相位调制符号sm,从而分别恢复信息流2和信息流1。具体地,作为示例,接收端可以采用最大比合并检测算法来进行信号检测。
下面将参照图5,描述接收端进行信号检测的示例方法的过程。图5是示出接收端信号检测的过程示例的示意图。
如图5所示,首先,在步骤S501中,生成相关系数。具体地,将接收信号向量和重构信道向量相乘并归一化,从而得到相关系数:
然后,在步骤S502中,进行重构信道检测。具体地,利用相关系数最大化来检测被激活的重构信道的序号,即,可以理解,根据所定义的相关系数,重构信道间的相关性越低,则接收端对于被激活的重构信道的检测越容易,误检率越低,因此,理想地,期望重构信道是彼此正交的。
然后,根据重构信道的序号与信息比特之间的映射关系,即可解调出输入的信息流2。应指出,映射关系可以是预先确定的,从而可预先存储在发送端和接收端的存储器中。此外,还应指出,重构信道的序号与信息比特之间的映射关系可以是动态的,通过信令交互在收发两端达成一致从而可以由发送端或接收端根据实时信道状况而动态地改变该映射关系。具体地,在传统调制技术中,存在最优化的映射方式,可以按照固定的匹配方式进行映射,然而在根据本发明的空间调制中,信道是变化的,每次重构的信道也是变化的,因此当映射方式改变时,需要在反馈重构参数配置信息时附带相应的映射方式。替选地,这种映射关系也可以是准静态的,即,可以预先设定一个静态映射配置,由进行信道重构计算的一方在通信过程中决定是否启用动态映射的功能,并且在启用动态映射的情况下同时将所确定的映射关系反馈至通信对方。作为一种示例方式,改变映射方式的前提为使得相近的比特信息尽量分开。作为另一种示例方式,发送端用于向某些接收端发射信号的天线数量是可变的,因而重构信道的序号与信息比特之间的映射关系也会相应变化。
接下来,在步骤S503中,进行幅度相位调制符号例如BPSK、QPSK符号等的检测。具体地,例如,可基于步骤S502中的重构信道检测结果,利用欧几里得距离最小化来检测幅度相位调制符号的序号,即,从而可以解调出输入的信息流1。
应理解,除了以上参照图5描述的信号检测算法之外,本领域技术人员当然也可以在将原始信道替换为重构信道的基础上利用本领域公知的其它空间调制检测算法来进行接收信号检测,在此不再一一详细描述。
为了进一步有利于理解上述根据本公开的空间调制技术,下面将结合图6A至图6D具体描述在不同场景下发送端与接收端之间的信令交互过程。
图6A是示出根据本公开的实施例的第一示例场景下的信令交互过程的示例的流程图。
图6A所示的应用场景为上行导频、上行传输。即,用户设备对基站进行上行传输,并且用户设备发送上行导频信号以由基站进行信道估计和重构。
具体地,如图6A所示,首先,在步骤S601中,用户设备向基站发送例如探测参考信号(Sounding Reference Signal,SRS)的上行导频信号。
然后,在步骤S602中,基站根据所接收到的上行导频信号进行信道估计以得到上述信道矩阵H。
接下来,在步骤S603中,基站对信道矩阵H进行重构以使得重构信道间具有低相关性,具体地,例如通过上述正交化算法对信道矩阵进行重构。具体的计算过程可参见以上描述,在此不再重复。
然后,在步骤S604中,基站将重构参数配置信息反馈给用户设备。具体地,基站可以直接将算出的多个具有低相关性的重构信道对应的重构参数集合反馈给用户设备。
然而,在天线规模较大或者信道状况变化频繁的情况下,每次直接反馈算出的重构参数矩阵可能会造成较大的信令开销。因此,作为替选示例,为了减少开销,还可以通过反馈与重构参数矩阵对应的码字索引来将这一段时间(取决于具体重构周期)所用的多个具有低相关性的重构信道对应的重构参数矩阵通知给用户设备。
具体地,预先设定关于重构参数矩阵的码本Ω={B1,B2,…BL},其中,Bi={β1,β2…βNt},基站将算出的重构参数矩阵在码本中寻找最接近的码字,并确定其索引因此,与简单直接反馈重构参数矩阵不同,这里只需反馈码字对应的索引即可。图7示出了这种反馈方式的示意实现过程。相应地,用户设备侧可以根据该预定码本和反馈的索引提取对应的重构参数进行信道重构和数据传输。在一个示例中,用户设备从其存储的与基站一致的码本中读取索引对应的码字B,并根据当前待传输的信息流2以及信息流2的各个比特序列与重构信道序号的对应关系,选择该码字指示的多个重构参数(例如β1至βNt)中之一来对原始信道进行加权,即调节发射天线的幅度以及相位,以将依照本公开空间调制的信号传输至基站端。另一方面,基站逐一利用多个重构参数(例如β1至βNt)对之前估计的原始信道进行加权以再生重构信道,进而针对每一次上行数据传输计算各个再生重构信道与接收信号的相关系数,并从中确定被激活的重构信道,通过以上方式得到每一次数据传输中第二信息流的比特序列。在另一个示例中,用户设备在上行数据信号中插入有解调参考信号例如LTE协议中的DMRS,并将数据信号与DMRS一并通过经调整的天线发送至基站,基站可根据DMRS估计得到实际经过重构的上行数据信道,并逐一计算多个重构参数(例如β1至βNt)与估计得到的重构信道的相关系数,并从中确定被激活的重构信道,这也提供了另一种用于检测被激活的重构信道的方法。
在一个基于LTE通信系统或其演进的实施例中,基站将重构参数包含于专用的高层信令例如无线电资源控制消息中,另外,在信道状况变化频繁的场景下,采用码字索引的通知方式,也可以将重构参数包含于MAC层或物理层的信令中。
此外,如上所述,在信息比特与重构信道序号之间的映射关系不是预先确定的情况下,进行信道估计和重构的一方还需要根据实时信道状况确定此时的信息比特与重构信道之间的映射关系,并且将该映射关系通知给通信对方。即,在该实施例中,在步骤S604中,基站还需要与重构参数一起将映射关系反馈给用户设备。优选地,重构参数和/或映射关系可通过广播信令来承载,这尤其适用于多用户场合。
接下来,在步骤S605中,用户设备根据所反馈的重构参数配置信息,根据以上参照图4A描述的本公开的空间调制技术对第一待传输信息比特进行空间调制以传输给基站,即,激活与第一待传输信息比特对应的第一重构信道,并利用与该激活的第一重构信道对应的重构参数对用户设备的天线进行配置用以发送相应的幅度相位调制符号。
然后,在步骤S606中,基站根据上述接收信号检测方法分别检测被激活的第一重构信道和相应的幅度相位调制符号,以实现接收数据解调。
接下来,在下一次传输中,在步骤S607中,用户设备根据在步骤S604中所反馈的重构参数配置信息,根据上述空间调制技术对第二待传输信息比特进行空间调制以传输给基站,即,激活与第二待传输信息比特对应的第二重构信道,并利用与该激活的第二重构信道对应的重构参数对用户设备的天线进行配置用以发送相应的幅度相位调制符号。然后,在步骤S608中,基站根据上述接收信号检测方法分别检测被激活的第二重构信道和相应的幅度相位调制符号,以实现接收数据解调。
可以理解,在步骤S604中收发双方所达成的关于重构参数配置信息和重构信道与信息比特间的映射关系的协议可以是较长效的配置,除非由于信道状况发生变化等原因导致该协议改变,否则在接下来的通信过程中,收发双方将根据在步骤S604中所达成的协议,视具体传输比特序列而选择激活不同的重构信道工作。
另外,从图6A所示的信令交互过程可以看出,要成功实现接收数据解调必须收发双方都知道重构信道信息以及相应的映射关系,并且要求收发双方间的实际信道与预想基本一致,因此,通过将待传输信息比特映射至相应的重构信道来实现信号传输,可以提高数据传输的安全性,从而本发明可以应用于安全数据传输。例如,将一些重要的信息比特(例如,密钥)放在信息流2中以加载在重构信道序号上,从而接收方必须获得重构信道矩阵和映射关系才能成功破译该密钥,这样实现了对密钥的安全传输。
图6B是示出根据本公开的实施例的第二示例场景下的信令交互过程的示例的流程图。
图6B所示的应用场景为下行导频、下行传输。即,基站对用户设备进行下行传输,并且基站发送下行导频信号以由用户设备进行信道估计和重构。
图6B所示的信令交互过程与图6A所示的示例基本上相同,区别仅在于图6B中执行相应操作的主体与图6A中执行相应操作的主体进行了调换,因此在此不再重复描述其细节。下行导频信号的示例可以包括小区特定参考信号(Cell-Specific Reference Signal,CRS)、信道状态指示-参考信号(Channel State Indicator-Reference Signal,CSI-RS)等。
图6C是示出根据本公开的实施例的第三示例场景下的信令交互过程的示例的流程图。
图6C所示的应用场景为上行导频、下行传输,即,基站对用户设备进行下行传输,并且用户设备发送上行导频信号以由基站进行信道估计和重构。
图6C所示的信令交互过程与图6A所示的信令交互过程基本上相同,区别仅在于,基站在执行了信道估计和信道重构之后,需要将重构信道而不是重构参数反馈给用户设备,这是由于信道估计是由基站执行的,因而用户设备并不知道实际物理信道,从而无法直接利用重构参数和实际信道进行信号检测。也就是说,在信道估计和重构是在发送端执行的情况下,发送端需要将重构信道发送给接收端以供接收端进行信号检测。
图6D是示出根据本公开的实施例的第四示例场景下的信令交互过程的示例的流程图。
图6D所示的应用场景为下行导频、上行传输,即,用户设备对基站行上行传输,并且基站发送下行导频信号以由用户设备进行信道估计和重构。
图6D所示的信令交互过程与图6C所示的示例基本上相同,区别仅在于图6D中执行相应操作的主体与图6C中执行相应操作的主体进行了调换,因此在此不再重复描述其细节。同样地,在该场景中,由于基站并不知道实际物理信道,因此用户设备需要将重构信道反馈给基站,从而基站可以基于重构信道进行信号解调。
应指出,图6C和图6D所示的应用场景优选地适用于时分双工(TDD)场景,这是由于在时分双工系统中上下行信道具有互易性。当然在一些可选示例中,也可以适用于频分双工(FDD)场景,具体地,频分双工(FDD)系统可以根据上下行频带差异对估计得到的上行/下行信道做调整,从而确定下行/上行信道以进行信号发送。
此外,应指出,在图6C和图6D所示的场景示例中,当然也可以如图6A和图6B所示的场景示例中一样,由发送端将重构参数反馈给接收端,但是由于此时接收端并不知道原始信道是什么,因此发送端还需要将估计得到的原始信道反馈给(例如,通过预编码矩阵指示(PMI))接收端,从而接收端可以根据原始信道和重构参数而计算出重构信道以用于进行信号解调。这种方式的好处在于,由于通常重构参数是相对长效的而信道状况可能变化较频繁,因此,在每次信道状况发生变化时,仅需要通过例如PMI将原始信道反馈给接收端而无需每次都反馈重构参数,在一些情况下,这种方式可以在一定程度上减少信令开销。
应理解,以上参照图6A至图6D描述的信令交互过程仅为示例而非限制,并且本领域技术人员可根据本公开的原理而对上述交互流程进行修改。例如,如上所述,在重构参数集合为预先确定的情况下,在图6A和图6B所示的示例中,信道重构运算操作和重构参数配置信息反馈操作均可省略,发送端和接收端可直接利用预先确定的重构参数矩阵进行空间调制信号传输和信号检测,而在图6C和图6D所示的示例中,发送端执行的信道重构计算操作可省略,并且将实际物理信道反馈给接收端,从而接收端可根据预定的重构参数和所反馈的实际物理信道进行信号检测。
应指出,在上述示例中,基于每根天线来进行信道重构,当然,也可以根据天线的空间分布对多根天线进行分组,以组为单位来进行信道重构,这样,在大规模天线的情况下,可以减小重构参数矩阵的规模,从而可以减轻计算负荷。以组为单位来进行信道重构的具体计算过程与基于每根天线来进行信道重构的情况基本上类似,只是此时将每组天线的信道向量作为一个整体进行处理,在此不再重复描述细节。
以上作为整体描述了根据本公开的空间调制技术的原理、应用本公开的空间调制技术的多天线收发系统的数据收发过程以及不同应用场景下的信令交互过程,下面将结合以上描述,分别详细描述应用本公开的技术的发送端装置和接收端装置的具体实现示例。
图8是示出根据本公开的实施例的用于多天线通信装置的电子设备的功能配置示例的框图。这里的多天线通信装置对应于发送端装置。
如图8所示,根据本实施例的电子设备800可包括映射单元802和调制单元804。
映射单元802可被配置为将第一信息比特映射至与多天线通信装置的多根天线相关联的多个重构信道中的第一重构信道。这里的第一信息比特例如可对应于图4A所示的信息流2。优选地,第一信息比特的长度与多根天线的数量有关。
优选地,电子设备800还可包括存储器,该存储器存储有包含不同比特位的第一信息比特与各个重构信道之间的映射关系。替选地,该映射关系也可以是电子设备800根据实时信道状况动态确定的或者是从接收端反馈的。这样,映射单元802可基于该映射关系而将包含不同比特位的第一信息比特映射至不同的重构信道。
调制单元804可被配置为提供与第一重构信道对应的重构参数,以重构该多天线通信装置到对端通信装置的实际信道从而承载第一信息比特。在本公开的示例中,具体地,将与待传输信息比特对应的重构信道的参数分别提供给发送端的放大器和移相器等器件以对发射天线的幅度和相位至少之一进行配置。随后进一步地,将重构参数配置信息提供给接收端装置,即将整个重构参数矩阵提供给接收端装置,以由接收端进行信号检测。多个重构信道是基于多组重构参数对多天线通信装置的多根天线进行配置以使得多个重构信道间具有低相关性而确定的,优选地,这多个重构信道可以是相互正交的。具体的重构信道计算过程可参见以上参照图4A描述的重构信道和重构参数的计算,在此不再重复。重构参数优选地包括用于对天线的幅度和相位至少之一进行配置的参数,这种配置例如可通过将相应参数加载至与每根天线对应的移相器和放大器来实现。
如以上参照图6A至图6D所描述的,信道重构计算可以在发送端执行,或者也可以在接收端执行,或者用于信道重构的重构参数配置也可以是预先确定的。当在发送端执行信道重构时,电子设备800还可包括信道估计单元和信道重构单元,以分别根据接收端发送的上行导频信号或下行导频信号执行信道估计以及信道重构计算以使得重构信道具有低相关性。优选地,信道重构单元可通过对实际信道对应的信道矩阵执行正交化计算而使得重构信道相互正交,以获得相应的重构参数。此外,如上所述,发送端的电子设备800还需要将计算得到的重构信道向量反馈给接收端,以由接收端进行接收信号检测。另外,在重构信道与信息比特之间的映射方式不是预先确定的情况下,电子设备800还需要同时将所确定的映射方式反馈给接收端,该映射方式指示包含不同比特位的第一信息比特与各个重构信道之间的映射关系。
在信道重构计算在接收端执行的情况下,与多个重构信道对应的多组重构参数可以是从接收端直接接收的,或者替选地,也可以是发送端根据接收端反馈的码字索引和预定码本而确定的。此外,在该情况下,如果指示包含不同比特位的第一信息比特与各个重构信道之间的映射关系的映射方式不是预先确定的,则映射单元802需要根据接收端反馈的映射方式而将第一信息比特映射至第一重构信道。
当然,多组重构参数也可以是基于多天线通信装置的天线数量而预先设置的。这种方式不能保证在所有信道条件下均使得重构信道间的相关性最小,因此重构性能存在一定程度上的恶化,但是可以降低计算负荷,尤其是在多用户场景下以及信道状况变化频繁的情况下。
优选地,调制单元804可进一步被配置为根据预定调制方式(例如,BPSK、QPSK等)将第二信息比特调制为第一调制符号,以便多天线通信装置通过利用与第一重构信道对应的重构参数重构后的信道将第一调制符号包含于无线信号中传输至对端通信装置。这里的第二信息比特对应于例如图4A所示的信息流1。
优选地,电子设备800还可包括切分单元,该切分单元被配置为根据多天线通信装置的天线数量而将待传输数据流切分为第一信息比特和第二信息比特,以分别映射至重构信道序号以及调制为幅度相位调制符号进行传输。替选地,如上所述,待传输数据流也可仅包含第一信息比特,此时第二信息比特也可以不是调制的数据,而是全1、全0或任意比特信号。这可以应用于在例如军事应用中利用第一信息比特承载一些少而重要的信息,从而仅在同一位置的设备才能正确接收到所传输的信息。
可以理解,上述电子设备800可以以芯片级来实现,或者也可通过包括其它外部部件而以设备级来实现。例如,电子设备800可以作为整机而工作为多天线通信装置,并且电子设备800还可包括多根天线以及与每根天线相连接的移相器和放大器,从而多天线通信装置在进行信号传输时,可以分别将与第一重构信道对应的重构参数提供至移相器和放大器,以对多根天线的相位和幅度进行配置从而重构实际信道。
此外,应理解,上述各个单元仅是根据其所实现的具体功能划分的逻辑功能模块,而不是用于限制具体的实现方式。在实际实现时,上述各个功能单元可被实现为独立的物理实体,或者也可由单个实体(例如,处理器(CPU或DSP等)、集成电路等)来实现。
与上述发送端的多天线通信装置相对应的,本技术还公开了以下接收端的通信装置。下面将参照图9描述用于该通信装置的电子设备的功能配置示例。图9是示出根据本公开的实施例的用于通信装置的电子设备的功能配置示例的框图。该通信装置对应于接收端装置。该通信装置可以包括一根或多根天线。
如图9所示,根据该实施例的电子设备900可包括解调单元902和可选的输入/输出(I/O)接口904。I/O接口904可被配置为获取来自发送端的信号,解调单元902可被配置为根据所接收到的信号以及与对端多天线通信装置的多根天线相关联的多个重构信道,检测被激活的重构信道的序号,以解调来自对端多天线通信装置的第一信息比特。第一信息比特被映射至被激活的重构信道,这多个重构信道是基于多组重构参数对对端多天线通信装置的多根天线进行配置以使得多个重构信道间具有低相关性而确定的。
这里的被激活的重构信道即指的是发送端将第一信息比特所映射至的重构信道,其可以通过例如上述最大比合并检测算法,基于各个重构信道与接收信号之间的相关性来确定,其中,与接收信号向量的相关性最高的重构信道即是被激活的重构信道。根据被激活的重构信道的序号以及重构信道与信息比特之间的映射关系,解调单元902即可成功解调出第一信息比特(即图4A所示的信息流2)。该映射关系可以是预先确定的,存储在电子设备900的存储器中,或者可以是电子设备900根据实时信道状况而确定的,或者也可以是从发送端反馈的。此外,解调单元902可进一步被配置为根据所检测的被激活的重构信道,基于参照图5描述的接收端信号检测方法来解调来自发送端多天线通信装置的第二信息比特(即图4A所示的信息流1)。在如上所述待传输数据流被切分为第一信息比特和第二信息比特进行传输的情况下,解调单元902还可通过将解调得到的第一信息比特和第二比特进行合并来恢复原始数据流。
此外,如上所述,重构信道的计算可以在发送端执行或者也可以在接收端执行。在发送端执行的情况下,电子设备900可利用发送端反馈的重构信道执行信号解调。替选地,在接收端执行的情况下,电子设备900还可包括信道估计单元和信道重构单元,用以分别根据来自发送端的上行导频信号或下行导频信号对发送端多天线通信装置到接收端通信装置之间的实际信道进行估计以及对实际信道进行重构以使得重构信道间的相关性较小。具体的信道重构算法可参见以上参照图4A的描述,在此不再重复。电子设备900在确定了重构参数矩阵之后,如上所述,可直接将重构参数矩阵反馈给发送端或者也可将所计算的重构参数矩阵对应的码字索引反馈给发送端。此外,在动态映射的情况下,电子设备900还需要将指示包含不同比特位的第一信息比特与各个重构信道之间的映射关系的映射方式提供给发送端多天线通信装置。再者,替选地,重构参数也可以是根据发送端的天线数量预先设置的。
可以理解,同样地,上述电子设备900可以以芯片级来实现,或者也可通过包括其它外部部件而以设备级来实现。例如,电子设备900可以作为整机而工作为通信装置,并且电子设备还可包括一根或多根天线,以及放大器、移相器等射频元件,这一根或多根天线可被配置为与对端多天线通信装置进行数据收发。
此外,应理解,上述各个单元仅是根据其所实现的具体功能所划分的逻辑功能模块,而不是用于限制具体的实现方式。在实际实现时,上述各个功能单元可被实现为独立的物理实体,或者也可由单个实体(例如,处理器(CPU或DSP等)、集成电路等)来实现。
应理解,这里描述的接收端的电子设备是与上述发送端的电子设备相对应的,在此未详细描述的内容可参见之前相应位置的描述,不再一一进行重复。
此外,还应理解,图8和图9所示的电子设备的功能配置仅为示例,并且本领域技术人员可根据本公开的原理而对上述功能配置进行修改,例如,对上述功能单元进行组合、子组合、添加、删除和/或更改。此外,为了避免使得本发明模糊,在图8和图9的实施例描述中省略了对于一些公知的功能单元及其操作的描述,但是这些内容是本领域技术人员根据本公开的原理以及本领域公知的知识可以容易实现的。另外,对于图8和图9的实施例描述中未具体描述的内容,可参见之前关于本发明的空间调制技术的相应位置的详细描述,这里不再重复。
与上述装置实施例相对应的,本公开还提供了以下方法实施例。
图10是示出根据本公开的实施例的多天线通信装置中的方法的过程示例的流程图。该方法可在发送端执行。
如图10所示,该方法开始于步骤S1001,在步骤S1001中,将第一信息比特映射至与多天线通信装置的多根天线相关联的多个重构信道中的第一重构信道。然后,该方法进行到步骤S1002,在步骤S1002中,提供与第一重构信道对应的重构参数,以重构从该多天线通信装置到对端通信装置的实际信道从而承载该第一信息比特。这多个重构信道是基于多组重构参数对多天线通信装置的多根天线进行配置以使得多个重构信道间具有低相关性而确定的。优选地,在步骤S1002中,还可将第二信息比特调制为第一调制符号,以便多天线通信装置通过经重构的信道将该第一调制符号包含于无线信号中传输至对端通信装置。
图11是示出根据本公开的实施例的通信装置中的方法的过程示例的流程图。该方法可在接收端执行。
如图11所示,该方法开始于步骤S1101,在步骤S1101中,获取来自发送端的信号。然后,该方法进行到步骤S1102,在步骤S1102中,根据所接收到的信号以及与对端多天线通信装置的多根天线相关联的多个重构信道,检测被激活的重构信道的序号,以解调来自对端多天线通信装置的第一信息比特。这多个重构信道是基于多组重构参数对对端多天线通信装置的多根天线进行配置以使得多个重构信道间具有低相关性而确定的。优选地,在步骤S1102中,还可根据所检测的被激活的重构信道对接收到的信号进行处理,检测该信号中的调制符号,以解调来自对端多天线通信装置的第二信息比特。
应指出,参照图10和图11描述的方法实施例分别是与以上参照图8和图9描述的发送端电子设备和接收端电子设备的实施例相对应的,因此,在此未详细描述的内容可参见以上装置实施例中相应位置的描述,在此不再重复。
此外,还应指出,图10和图11所示的流程图仅是示例而非限制,并且本领域技术人员还可根据本公开的原理而进行各种变型,例如,调整上述方法流程的执行顺序,添加另外的步骤等。
根据以上提供的关于本公开的空间调制技术的详细描述,可以理解,本公开的空间调制技术可以广泛地应用于上行通信、下行通信、机器到机器(Machine to Machine,M2M)通信等。然而,由于在本公开的技术中,发送端装置必须包括多根天线,而在实际中,用户设备可能通常只有一根天线,而基站可包括多根天线,以在对不同用户设备进行通信时根据实际信道状况进行信道重构以实现本公开的空间调制,因此,本公开的技术可能更适合用于下行通信。此外,对于M2M通信,通信双方通常都是位置基本上固定的通信设备,并且都可以配备多根天线,从而本公开的空间调制技术显然也适用于该场景。
根据本公开的技术,通过进行信道重构以降低信道相关性,可以提高接收端的数据检测的准确度,有利于降低误码率,从而优化整个通信系统的性能。下面,将参照图12A至图12C给出在不同条件下的误码率仿真,以说明本发明对于通信系统性能的提升。此外,在下面的仿真实验中,以使得重构信道正交化的正交空间调制为例,描述根据本公开的空间调制技术与传统空间调制技术在不同条件下的性能比较。
这里,采用蒙特卡洛随机方法进行仿真实验,通过106次的随机信道仿真,绘制了不同条件下(1、每个接收天线的平均接收信噪比(Signal-to-Noise-Ratio,SNR),图12A所示;2、接收端天线数量Nr,图12B所示;3、信道相关系数r,图12C所示)的误比特率(BitError Rate,BER)性能曲线图。考虑两种3比特/调制符号的传输速率,即{Nt=4,BPSK}和{Nt=2,QPSK},并且考虑了独立同分布的随机信道(hi,j~CN(0,1))和相关信道。具体而言,相关信道矩阵由下式生成
其中和分别表示在发射端和接收端的信道相关矩阵。在第i根发射天线和第j根接收天线之间的相关系数计算方法为其中0≤r≤1表示相关系数。不难发现,当相关系数r=0时,相关信道Hcor就退化为随机信道H。在接收端采用最大比合并算法进行检测。
图12A示出了在接收天线Nr=8,信道相关系数r=0,传输速率为B=3比特/调制符号的仿真条件下,误码率随着接收天线信噪比变化的性能曲线。当考虑很低的接收信噪比时,例如ρ=-5dB,ρ表示接收信噪比,由于噪声是干扰的主要来源,因此本公开提出的空间调制的性能和传统空间调制的性能是近似的。然而,随着接收信噪比的提高,本公开所提出的空间调制的误码率立即下降,这是因为噪声降低后,信道重构又减小了信道间干扰,从而性能可以快速提升。然而,传统的空间调制的误码率不能随着接收信噪比的提高而持续降低,而是很快遇到了性能平台,这是因为当信噪比足够高时,干扰主要来源于信道间的干扰,而这部分干扰利用传统空间调制技术是无法消除的。
图12B绘制了在信道相关系数r=0,传输速率为B=3比特/调制符号,接收信噪比ρ=10dB的仿真条件下,误码率随着接收天线数量变化的性能曲线。不难发现,传统空间调制的误码率比本公开的空间调制的误码率下降慢得多。因此,在相同误码率的条件下,正交空间调制需要的接收端天线数目远小于传统空间调制所需的数目。例如,传统空间调制需要12根接收天线才能达到10-4的误码率性能,而正交空间调制只需要5根天线即可,这样,可以降低硬件成本并有利于实现设备小型化。
图12C绘制了在信道传输速率为B=3比特/调制符号,接收天线数Nr=8,接收信噪比ρ=10dB的仿真条件下,误码率随着信道相关系数变化的性能曲线。在通常考虑的信道相关系数范围内(0≤r≤1),本公开提出的正交空间调制的误码率均比传统空间调制的误码率要低。
从图12A至图12C的性能比较可以看出,本公开的空间调制技术可以实现降低误码率、降低硬件成本、提高数据传输速率、简化检测算法等多方面的性能增益,本领域技术人员可以根据具体的性能要求而对实际通信条件进行调整,以获得相应的性能增益。
应理解,根据本公开的实施例的存储介质和程序产品中的机器可执行的指令还可以被配置为执行与上述装置实施例相对应的方法,因此在此未详细描述的内容可参考先前相应位置的描述,在此不再重复进行描述。
相应地,用于承载上述包括机器可执行的指令的程序产品的存储介质也包括在本发明的公开中。该存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等等。
另外,还应该指出的是,上述系列处理和装置也可以通过软件和/或固件实现。在通过软件和/或固件实现的情况下,从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机,例如图13所示的通用个人计算机1300安装构成该软件的程序,该计算机在安装有各种程序时,能够执行各种功能等等。图13是示出作为本公开的实施例中可采用的信息处理设备的个人计算机的示例结构的框图。
在图13中,中央处理单元(CPU)1301根据只读存储器(ROM)1302中存储的程序或从存储部分1308加载到随机存取存储器(RAM)1303的程序执行各种处理。在RAM 1303中,也根据需要存储当CPU 1301执行各种处理等时所需的数据。
CPU 1301、ROM 1302和RAM 1303经由总线1304彼此连接。输入/输出接口1305也连接到总线1304。
下述部件连接到输入/输出接口1305:输入部分1306,包括键盘、鼠标等;输出部分1307,包括显示器,比如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等,和扬声器等;存储部分1308,包括硬盘等;和通信部分1309,包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等。通信部分1309经由网络比如因特网执行通信处理。
根据需要,驱动器1310也连接到输入/输出接口1305。可拆卸介质1311比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器1310上,使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分1308中。
在通过软件实现上述系列处理的情况下,从网络比如因特网或存储介质比如可拆卸介质1311安装构成软件的程序。
本领域的技术人员应当理解,这种存储介质不局限于图13所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质1311。可拆卸介质1311的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光盘(包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者,存储介质可以是ROM 1302、存储部分1308中包含的硬盘等等,其中存有程序,并且与包含它们的设备一起被分发给用户。
本公开的技术能够应用于各种产品。例如,本公开中提到的基站可以被实现为任何类型的演进型节点B(eNB),诸如宏eNB和小eNB。小eNB可以为覆盖比宏小区小的小区的eNB,诸如微微eNB、微eNB和家庭(毫微微)eNB。代替地,基站可以被实现为任何其他类型的基站,诸如NodeB和基站收发台(Base Transceiver Station,BTS)。基站可以包括:被配置为控制无线通信的主体(也称为基站设备);以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(Remote Radio Head,RRH)。另外,下面将描述的各种类型的终端均可以通过暂时地或半持久性地执行基站功能而作为基站工作。
例如,本公开中提到的用户设备可以被实现为移动终端(诸如智能电话、平板个人计算机(PC)、笔记本式PC、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端(诸如汽车导航设备)。用户设备还可以被实现为执行机器对机器(M2M)通信的终端(也称为机器类型通信(MTC)终端)。此外,用户设备可以为安装在上述终端中的每个终端上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。
以下将参照图14至图17描述根据本公开的应用示例。
[关于基站的应用示例]
(第一应用示例)
图14是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第一示例的框图。eNB 1400包括多个天线1410以及基站设备1420。基站设备1420和每个天线1410可以经由RF线缆彼此连接。
天线1410中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在多输入多输出(MIMO)天线中的多个天线元件),并且用于基站设备1420发送和接收无线信号。如图14所示,eNB 1400可以包括多个天线1410。例如,多个天线1410可以与eNB 1400使用的多个频段兼容。
基站设备1420包括控制器1421、存储器1422、网络接口1423以及无线通信接口1425。
控制器1421可以为例如CPU或DSP,并且操作基站设备1420的较高层的各种功能。例如,控制器1421根据由无线通信接口1425处理的信号中的数据来生成数据分组,并经由网络接口1423来传递所生成的分组。控制器1421可以对来自多个基带处理器的数据进行捆绑以生成捆绑分组,并传递所生成的捆绑分组。控制器1421可以具有执行如下控制的逻辑功能:该控制诸如为无线资源控制、无线承载控制、移动性管理、接纳控制和调度。该控制可以结合附近的eNB或核心网节点来执行。存储器1422包括RAM和ROM,并且存储由控制器1421执行的程序和各种类型的控制数据(诸如终端列表、传输功率数据以及调度数据)。
网络接口1423为用于将基站设备1420连接至核心网1424的通信接口。控制器1421可以经由网络接口1423而与核心网节点或另外的eNB进行通信。在此情况下,eNB 1400与核心网节点或其他eNB可以通过逻辑接口(诸如S1接口和X2接口)而彼此连接。网络接口1423还可以为有线通信接口或用于无线回程线路的无线通信接口。如果网络接口1423为无线通信接口,则与由无线通信接口1425使用的频段相比,网络接口1423可以使用较高频段用于无线通信。
无线通信接口1425支持任何蜂窝通信方案(诸如长期演进(LTE)和LTE-先进),并且经由天线1410来提供到位于eNB 1400的小区中的终端的无线连接。无线通信接口1425通常可以包括例如基带(BB)处理器1426和RF电路1427。BB处理器1426可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用,并且执行层(例如L1、介质访问控制(MAC)、无线链路控制(RLC)和分组数据汇聚协议(PDCP))的各种类型的信号处理。代替控制器1421,BB处理器1426可以具有上述逻辑功能的一部分或全部。BB处理器1426可以为存储通信控制程序的存储器,或者为包括被配置为执行程序的处理器和相关电路的模块。更新程序可以使BB处理器1426的功能改变。该模块可以为插入到基站设备1420的槽中的卡或刀片。可替代地,该模块也可以为安装在卡或刀片上的芯片。同时,RF电路1427可以包括例如混频器、滤波器和放大器,并且经由天线1410来传送和接收无线信号。虽然图14示出一个RF电路1427与一根天线1410连接的示例,但是本公开并不限于该图示,而是一个RF电路1427可以同时连接多根天线1410。
如图14所示,无线通信接口1425可以包括多个BB处理器1426。例如,多个BB处理器1426可以与eNB 1400使用的多个频段兼容。如图14所示,无线通信接口1425可以包括多个RF电路1427。例如,多个RF电路1427可以与多个天线元件兼容。虽然图14示出其中无线通信接口1425包括多个BB处理器1426和多个RF电路1427的示例,但是无线通信接口1425也可以包括单个BB处理器1426或单个RF电路1427。
(第二应用示例)
图15是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第二示例的框图。eNB 1530包括多个天线1540、基站设备1550和RRH 1560。RRH 1560和每个天线1540可以经由RF线缆而彼此连接。基站设备1550和RRH 1560可以经由诸如光纤线缆的高速线路而彼此连接。
天线1540中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)并且用于RRH 1560发送和接收无线信号。如图15所示,eNB 1530可以包括多个天线1540。例如,多个天线1540可以与eNB 1530使用的多个频段兼容。
基站设备1550包括控制器1551、存储器1552、网络接口1553、无线通信接口1555以及连接接口1557。控制器1551、存储器1552和网络接口1553与参照图14描述的控制器1421、存储器1422和网络接口1423相同。
无线通信接口1555支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进),并且经由RRH1560和天线1540来提供到位于与RRH 1560对应的扇区中的终端的无线通信。无线通信接口1555通常可以包括例如BB处理器1556。除了BB处理器1556经由连接接口1557连接到RRH1560的RF电路1564之外,BB处理器1556与参照图14描述的BB处理器1426相同。如图15所示,无线通信接口1555可以包括多个BB处理器1556。例如,多个BB处理器1556可以与eNB 1530使用的多个频段兼容。虽然图15示出其中无线通信接口1555包括多个BB处理器1556的示例,但是无线通信接口1555也可以包括单个BB处理器1556。
连接接口1557为用于将基站设备1550(无线通信接口1555)连接至RRH 1560的接口。连接接口1557还可以为用于将基站设备1550(无线通信接口1555)连接至RRH 1560的上述高速线路中的通信的通信模块。
RRH 1560包括连接接口1561和无线通信接口1563。
连接接口1561为用于将RRH 1560(无线通信接口1563)连接至基站设备1550的接口。连接接口1561还可以为用于上述高速线路中的通信的通信模块。
无线通信接口1563经由天线1540来传送和接收无线信号。无线通信接口1563通常可以包括例如RF电路1564。RF电路1564可以包括例如混频器、滤波器和放大器,并且经由天线1540来传送和接收无线信号。虽然图15示出一个RF电路1564与一根天线1540连接的示例,但是本公开并不限于该图示,而是一个RF电路1564可以同时连接多根天线1540。
如图15所示,无线通信接口1563可以包括多个RF电路1564。例如,多个RF电路1564可以支持多个天线元件。虽然图15示出其中无线通信接口1563包括多个RF电路1564的示例,但是无线通信接口1563也可以包括单个RF电路1564。
[关于用户设备的应用示例]
(第一应用示例)
图16是示出可以应用本公开内容的技术的智能电话1600的示意性配置的示例的框图。智能电话1600包括处理器1601、存储器1602、存储装置1603、外部连接接口1604、摄像装置1606、传感器1607、麦克风1608、输入装置1609、显示装置1610、扬声器1611、无线通信接口1612、一个或多个天线开关1615、一个或多个天线1616、总线1617、电池1618以及辅助控制器1619。
处理器1601可以为例如CPU或片上系统(SoC),并且控制智能电话1600的应用层和另外层的功能。存储器1602包括RAM和ROM,并且存储数据和由处理器1601执行的程序。存储装置1603可以包括存储介质,诸如半导体存储器和硬盘。外部连接接口1604为用于将外部装置(诸如存储卡和通用串行总线(USB)装置)连接至智能电话1600的接口。
摄像装置1606包括图像传感器(诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)),并且生成捕获图像。传感器1607可以包括一组传感器,诸如测量传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器和加速度传感器。麦克风1608将输入到智能电话1600的声音转换为音频信号。输入装置1609包括例如被配置为检测显示装置1610的屏幕上的触摸的触摸传感器、小键盘、键盘、按钮或开关,并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置1610包括屏幕(诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器),并且显示智能电话1600的输出图像。扬声器1611将从智能电话1600输出的音频信号转换为声音。
无线通信接口1612支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进),并且执行无线通信。无线通信接口1612通常可以包括例如BB处理器1613和RF电路1614。BB处理器1613可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用,并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时,RF电路1614可以包括例如混频器、滤波器和放大器,并且经由天线1616来传送和接收无线信号。无线通信接口1612可以为其上集成有BB处理器1613和RF电路1614的一个芯片模块。如图16所示,无线通信接口1612可以包括多个BB处理器1613和多个RF电路1614。虽然图16示出其中无线通信接口1612包括多个BB处理器1613和多个RF电路1614的示例,但是无线通信接口1612也可以包括单个BB处理器1613或单个RF电路1614。
此外,除了蜂窝通信方案之外,无线通信接口1612可以支持另外类型的无线通信方案,诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线局域网(LAN)方案。在此情况下,无线通信接口1612可以包括针对每种无线通信方案的BB处理器1613和RF电路1614。
天线开关1615中的每一个在包括在无线通信接口1612中的多个电路(例如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线1616的连接目的地。
天线1616中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件),并且用于无线通信接口1612传送和接收无线信号。如图16所示,智能电话1600可以包括多个天线1616。虽然图16示出其中智能电话1600包括多个天线1616的示例,但是智能电话1600也可以包括单个天线1616。
此外,智能电话1600可以包括针对每种无线通信方案的天线1616。在此情况下,天线开关1615可以从智能电话1600的配置中省略。
总线1617将处理器1601、存储器1602、存储装置1603、外部连接接口1604、摄像装置1606、传感器1607、麦克风1608、输入装置1609、显示装置1610、扬声器1611、无线通信接口1612以及辅助控制器1619彼此连接。电池1618经由馈线向图16所示的智能电话1600的各个块提供电力,馈线在图中被部分地示为虚线。辅助控制器1619例如在睡眠模式下操作智能电话1600的最小必需功能。
(第二应用示例)
图17是示出可以应用本公开内容的技术的汽车导航设备1720的示意性配置的示例的框图。汽车导航设备1720包括处理器1721、存储器1722、全球定位系统(GPS)模块1724、传感器1725、数据接口1726、内容播放器1727、存储介质接口1728、输入装置1729、显示装置1730、扬声器1731、无线通信接口1733、一个或多个天线开关1736、一个或多个天线1737以及电池1738。
处理器1721可以为例如CPU或SoC,并且控制汽车导航设备1720的导航功能和另外的功能。存储器1722包括RAM和ROM,并且存储数据和由处理器1721执行的程序。
GPS模块1724使用从GPS卫星接收的GPS信号来测量汽车导航设备1720的位置(诸如纬度、经度和高度)。传感器1725可以包括一组传感器,诸如陀螺仪传感器、地磁传感器和空气压力传感器。数据接口1726经由未示出的终端而连接到例如车载网络1741,并且获取由车辆生成的数据(诸如车速数据)。
内容播放器1727再现存储在存储介质(诸如CD和DVD)中的内容,该存储介质被插入到存储介质接口1728中。输入装置1729包括例如被配置为检测显示装置1730的屏幕上的触摸的触摸传感器、按钮或开关,并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置1730包括诸如LCD或OLED显示器的屏幕,并且显示导航功能的图像或再现的内容。扬声器1731输出导航功能的声音或再现的内容。
无线通信接口1733支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进),并且执行无线通信。无线通信接口1733通常可以包括例如BB处理器1734和RF电路1735。BB处理器1734可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用,并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时,RF电路1735可以包括例如混频器、滤波器和放大器,并且经由天线1737来传送和接收无线信号。无线通信接口1733还可以为其上集成有BB处理器1734和RF电路1735的一个芯片模块。如图17所示,无线通信接口1733可以包括多个BB处理器1734和多个RF电路1735。虽然图17示出其中无线通信接口1733包括多个BB处理器1734和多个RF电路1735的示例,但是无线通信接口1733也可以包括单个BB处理器1734或单个RF电路1735。
此外,除了蜂窝通信方案之外,无线通信接口1733可以支持另外类型的无线通信方案,诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线LAN方案。在此情况下,针对每种无线通信方案,无线通信接口1733可以包括BB处理器1734和RF电路1735。
天线开关1736中的每一个在包括在无线通信接口1733中的多个电路(诸如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线1737的连接目的地。
天线1737中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件),并且用于无线通信接口1733传送和接收无线信号。如图17所示,汽车导航设备1720可以包括多个天线1737。虽然图17示出其中汽车导航设备1720包括多个天线1737的示例,但是汽车导航设备1720也可以包括单个天线1737。
此外,汽车导航设备1720可以包括针对每种无线通信方案的天线1737。在此情况下,天线开关1736可以从汽车导航设备1720的配置中省略。
电池1738经由馈线向图17所示的汽车导航设备1720的各个块提供电力,馈线在图中被部分地示为虚线。电池1738累积从车辆提供的电力。
本公开内容的技术也可以被实现为包括汽车导航设备1720、车载网络1741以及车辆模块1742中的一个或多个块的车载系统(或车辆)1740。车辆模块1742生成车辆数据(诸如车速、发动机速度和故障信息),并且将所生成的数据输出至车载网络1741。
以上参照附图描述了本公开的优选实施例,但是本公开当然不限于以上示例。本领域技术人员可在所附权利要求的范围内得到各种变更和修改,并且应理解这些变更和修改自然将落入本公开的技术范围内。
例如,在以上实施例中包括在一个单元中的多个功能可以由分开的装置来实现。替选地,在以上实施例中由多个单元实现的多个功能可分别由分开的装置来实现。另外,以上功能之一可由多个单元来实现。无需说,这样的配置包括在本公开的技术范围内。
在该说明书中,流程图中所描述的步骤不仅包括以所述顺序按时间序列执行的处理,而且包括并行地或单独地而不是必须按时间序列执行的处理。此外,甚至在按时间序列处理的步骤中,无需说,也可以适当地改变该顺序。
虽然已经详细说明了本公开及其优点,但是应当理解在不脱离由所附的权利要求所限定的本公开的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且,本公开实施例的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (33)
1.一种用于多天线通信装置的电子设备,所述电子设备包括:
处理电路,被配置为:
将第一信息比特映射至与所述多天线通信装置的多根天线相关联的多个重构信道中的第一重构信道;以及
提供与所述第一重构信道对应的重构参数,以重构所述多天线通信装置到对端通信装置的实际信道从而承载所述第一信息比特,
其中,所述多个重构信道是基于多组重构参数对所述多天线通信装置的多根天线进行配置以使得所述多个重构信道间具有低相关性而确定的。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其中,所述重构参数包含用于配置天线的相位以及幅度中至少之一有关的参数。
3.根据权利要求1所述的电子设备,其中,所述处理电路进一步被配置为:
将第二信息比特调制为第一调制符号,以便所述多天线通信装置通过经重构的信道将该第一调制符号包含于无线信号中传输至所述对端通信装置。
4.根据权利要求3所述的电子设备,其中,所述处理电路进一步被配置为将待传输的数据流切分为所述第一信息比特以及所述第二信息比特。
5.根据权利要求1所述的电子设备,其中,所述第一信息比特的长度与所述多根天线的数量有关。
6.根据权利要求1所述的电子设备,其中,所述电子设备还包括存储器,被配置为存储包含不同比特位的第一信息比特与各个重构信道的映射关系,
所述处理电路进一步被配置为基于所述映射关系将包含不同比特位的第一信息比特映射至不同的重构信道。
7.根据权利要求1所述的电子设备,其中,所述多个重构信道是相互正交的。
8.根据权利要求7所述的电子设备,其中,所述多个重构信道对应的多组重构参数是所述处理电路基于对所述实际信道对应的信道矩阵执行的正交化计算而得到的。
9.根据权利要求8所述的电子设备,其中,所述处理电路进一步被配置为将所述多个重构信道反馈给所述对端通信装置。
10.根据权利要求9所述的电子设备,其中,所述处理电路进一步被配置为还将映射方式提供给所述对端通信装置,所述映射方式指示包含不同比特位的第一信息比特与各个重构信道的映射关系。
11.根据权利要求7所述的电子设备,其中,所述多个重构信道对应的多组重构参数是从所述对端通信装置反馈的。
12.根据权利要求7所述的电子设备,其中,所述多个重构信道对应的多组重构参数是所述处理电路根据预定码本和所述对端通信装置反馈的码字索引确定的。
13.根据权利要求11或12所述的电子设备,其中,所述处理电路进一步被配置为还根据所述对端通信装置提供的映射方式而将所述第一比特信息映射至所述第一重构信道,所述映射方式指示包含不同比特位的第一信息比特与各个重构信道的映射关系。
14.根据权利要求1所述的电子设备,其中,所述多个重构信道对应的多组重构参数是基于所述多天线通信装置的天线数量预先设置的。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的电子设备,其中,所述电子设备工作为所述多天线通信装置,并且所述电子设备还包括:
所述多根天线,以及
分别与每根天线相连接的移相器和放大器,
其中,所述处理电路将所述重构参数提供至所述移相器以及所述放大器,以配置所述多根天线的相位和幅度从而重构所述实际信道。
16.一种用于通信装置的电子设备,所述电子设备包括:
处理电路,被配置为:
根据所接收到的信号以及与对端多天线通信装置的多根天线相关联的多个重构信道,检测被激活的重构信道的序号,以解调来自所述对端多天线通信装置的第一信息比特,
其中,所述第一信息比特被映射至所述被激活的重构信道,所述多个重构信道是基于多组重构参数对所述对端多天线通信装置的多根天线进行配置以使得所述多个重构信道间具有低相关性而确定的。
17.根据权利要求16所述的电子设备,其中,所述多组重构参数包含用于配置所述多根天线的相位以及幅度中至少之一有关的参数。
18.根据权利要求16所述的电子设备,其中,所述处理电路进一步被配置为:
根据所检测的被激活的重构信道对接收到的信号进行处理,检测该信号中的调制符号,以解调来自所述对端多天线通信装置的第二信息比特。
19.根据权利要求18所述的电子设备,其中,所述处理电路还被配置为:通过对所述第一信息比特和所述第二信息比特进行合并来解调来自所述对端多天线通信装置的数据流。
20.根据权利要求16所述的电子设备,其中,所述第一信息比特的长度与所述多根天线的数量有关。
21.根据权利要求16所述的电子设备,其中,所述电子设备还包括存储器,被配置为存储包含不同比特位的第一信息比特与各个重构信道的映射关系,
所述处理电路进一步被配置为基于所述映射关系,根据所检测的被激活的重构信道的序号来解调所述第一信息比特。
22.根据权利要求16所述的电子设备,其中,所述多个重构信道是相互正交的。
23.根据权利要求22所述的电子设备,其中,所述多组重构参数是所述处理电路基于对所述对端多天线通信装置到所述通信装置的实际信道对应的信道矩阵执行正交化计算而得到的。
24.根据权利要求23所述的电子设备,其中,所述处理电路进一步被配置为将所述多组重构参数反馈给所述对端多天线通信装置。
25.根据权利要求23所述的电子设备,其中,所述处理电路进一步被配置为根据预定码本和所述多组重构参数来确定所述预定码本中与所述多组重构参数对应的码字,并且将所述码字的索引反馈给所述对端多天线通信装置。
26.根据权利要求24或25所述的电子设备,其中,所述处理电路进一步被配置为还将映射方式提供给所述对端多天线通信装置,所述映射方式指示包含不同比特位的第一信息比特与各个重构信道的映射关系。
27.根据权利要求22所述的电子设备,其中,所述多个重构信道是从所述对端多天线通信装置反馈的。
28.根据权利要求27所述的电子设备,其中,所述处理电路进一步被配置为还根据所述对端多天线通信装置提供的映射方式而解调所述第一信息比特,所述映射方式指示包含不同比特位的第一信息比特与各个重构信道的映射关系。
29.根据权利要求16所述的电子设备,其中,所述多组重构参数是基于所述对端多天线通信装置的天线数量预先设置的。
30.根据权利要求16所述的电子设备,其中,所述处理电路进一步被配置为将所述多个重构信道中的、与所接收到的信号的相关性最大的重构信道检测为所述被激活的重构信道。
31.根据权利要求16至30中任一项所述的电子设备,其中,所述电子设备工作为所述通信装置,并且所述电子设备还包括:
天线,被配置为与所述对端多天线通信装置进行数据收发。
32.一种多天线通信装置中的方法,所述方法包括:
将第一信息比特映射至与所述多天线通信装置的多根天线相关联的多个重构信道中的第一重构信道;以及
提供与所述第一重构信道对应的重构参数,以重构所述多天线通信装置到对端通信装置的实际信道从而承载所述第一信息比特,
其中,所述多个重构信道是基于多组重构参数对所述多天线通信装置的多根天线进行配置以使得所述多个重构信道间具有低相关性而确定的。
33.一种通信装置中的方法,所述方法包括:
根据所接收到的信号以及与对端多天线通信装置的多根天线相关联的多个重构信道,检测被激活的重构信道的序号,以解调来自所述对端多天线通信装置的第一信息比特,
其中,所述第一信息比特被映射至所述被激活的重构信道,所述多个重构信道是基于多组重构参数对所述对端多天线通信装置的多根天线进行配置以使得所述多个重构信道间具有低相关性而确定的。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111989869A (zh) * | 2018-04-18 | 2020-11-24 | 瑞典爱立信有限公司 | 蜂窝系统中针对不同物理信道使用相同反馈信息的波束成形 |
CN112993599A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-06-18 | 光谷技术有限公司 | 一种天线系统及其控制方法、网关设备 |
CN114567526A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-31 | 哲库科技(北京)有限公司 | 信号解调方法、基带芯片、终端设备及存储介质 |
CN116722881A (zh) * | 2022-09-20 | 2023-09-08 | 荣耀终端有限公司 | 天线调谐方法和电子设备 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10651912B2 (en) * | 2018-02-07 | 2020-05-12 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Reciprocity based channel state information acquisition for frequency division duplex system |
US11309992B2 (en) * | 2018-07-17 | 2022-04-19 | Qualcomm Incorporated | Using lattice reduction for reduced decoder complexity |
US20220240102A1 (en) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and electronic device for switching antenna |
CN113708813B (zh) * | 2021-08-25 | 2024-01-30 | 东南大学 | 一种基于波束赋形的多用户空间调制方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1445886B1 (en) * | 2003-01-31 | 2015-05-20 | Ntt Docomo, Inc. | Multiple-output multiple-input (MIMO) communication system, MIMO receiver and MIMO receiving method |
CN101291192B (zh) | 2007-04-18 | 2012-01-11 | 中兴通讯股份有限公司 | 时分双工方式下下行多用户多输入多输出的预编码方法 |
CN101374034B (zh) * | 2007-08-20 | 2012-06-13 | 中兴通讯股份有限公司 | 下行与上行多用户多输入多输出的预编码方法 |
US20090080560A1 (en) * | 2007-09-20 | 2009-03-26 | Cisco Technology, Inc. | Closed-loop beamforming weight estimation in frequency division duplex systems |
JP5429167B2 (ja) | 2008-07-16 | 2014-02-26 | 日本電気株式会社 | 無線通信システムの制御方法、無線通信システム、送信装置、及び受信装置 |
US9112562B2 (en) * | 2008-09-02 | 2015-08-18 | Intel Corporation | Techniques utilizing adaptive codebooks for beamforming in wireless networks |
US8442449B2 (en) * | 2010-11-08 | 2013-05-14 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Receiver and method for reducing an amount of channel state information feedback to a transmitter |
EP2702700A4 (en) * | 2011-04-29 | 2015-12-16 | Intel Corp | CSI FEEDBACK TECHNOLOGY IN A MIMO COMMUNICATION SYSTEM |
CN102790637A (zh) * | 2011-05-16 | 2012-11-21 | 株式会社Ntt都科摩 | 信道重构方法、预编码方法及装置 |
US8830886B2 (en) * | 2011-11-04 | 2014-09-09 | Broadcom Corporation | Wireless communication device capable of controlling signal polarization based on channel conditions |
CN103297202B (zh) * | 2012-02-29 | 2016-10-05 | 华为技术有限公司 | 信道状态信息的处理方法及装置 |
US10135588B2 (en) * | 2013-07-04 | 2018-11-20 | Lg Electronics Inc. | Method and device for transmitting reference signal in wireless communication system supporting multiple antennas |
US9698878B2 (en) * | 2014-10-31 | 2017-07-04 | Quantenna Communications, Inc. | Unsolicited channel sounding in a wireless local area network |
CN105162556B (zh) * | 2015-08-19 | 2018-04-10 | 南京邮电大学 | 基于空时相关性的大规模mimo系统信道反馈方法 |
US9793965B1 (en) * | 2016-04-01 | 2017-10-17 | Quantenna Communications, Inc. | Frequency orthogonalized MIMO channel sounding and feedback in a wireless home network |
-
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- 2017-06-01 US US16/307,147 patent/US11569882B2/en active Active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111989869A (zh) * | 2018-04-18 | 2020-11-24 | 瑞典爱立信有限公司 | 蜂窝系统中针对不同物理信道使用相同反馈信息的波束成形 |
CN111989869B (zh) * | 2018-04-18 | 2022-07-05 | 瑞典爱立信有限公司 | 蜂窝系统中针对不同物理信道使用相同反馈信息的波束成形 |
CN112993599A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-06-18 | 光谷技术有限公司 | 一种天线系统及其控制方法、网关设备 |
CN114567526A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-31 | 哲库科技(北京)有限公司 | 信号解调方法、基带芯片、终端设备及存储介质 |
CN114567526B (zh) * | 2022-02-24 | 2023-08-08 | 哲库科技(北京)有限公司 | 信号解调方法、基带芯片、终端设备及存储介质 |
CN116722881A (zh) * | 2022-09-20 | 2023-09-08 | 荣耀终端有限公司 | 天线调谐方法和电子设备 |
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