CN113824480A - 支持无线通信的接入点及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种采用信道状态信息(CSI)反馈的无线通信。一种提供无线通信的发送装置(诸如，接入点)的操作方法包括：从外部通信装置接收信道响应信息的反馈；基于信道响应信息生成波束操控矩阵；基于包括在信道响应信息中的多个流中的每一个的平均SNR生成功率分配矩阵；以及基于所生成的功率分配矩阵和所生成的波束操控矩阵对外部通信装置执行波束成形。信道响应信息是多输入多输出单用户波束成形的压缩波束成形反馈。分配给多个流当中的平均SNR为第一值的第一流的第一功率大于分配给平均SNR为第二值的第二流的第二功率，第二值大于第一值。

Description

支持无线通信的接入点及其操作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年6月18日提交于美国专利和商标局的美国专利临时申请No.63/040,644和于2020年7月23日提交于韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2020-0091791的优先权，其公开内容以引用方式整体并入本文中。
技术领域
本公开总体上涉及无线通信，更具体地，涉及支持无线通信的接入点及其操作方法。
背景技术
无线通信经由无线信道在各种装置之间提供数据通信。不断寻求改进以支持更高的数据传送速率，以满足增加无线数据业务的需求。
增加数据传送速率的常见方案被称为多输入多输出(MIMO)，其在发送装置(例如，WLAN系统中的接入点)处使用多个发送天线并且在接收装置(例如，无线终端、用户设备(UE)等)处使用多个接收天线。用于将发送天线所形成的天线波束导向特定的接收装置的波束成形技术正在被用于提高无线通信的效率。
为了提高通信质量，接收装置可测量无线信道的情况，称为“信道状态信息(CSI)”，并将CSI反馈给发送装置。然后，发送装置可使用反馈信息利用称为预编码的技术来进行波束成形调节，这可减少由于多路径衰落等引起的数据错误。
发明内容
本发明构思的实施例提供具有提高的可靠性和性能的无线通信。
根据示例性实施例，被配置为提供无线通信的接入点的操作方法包括：从外部通信装置接收信道响应信息的反馈；基于信道响应信息生成波束操控矩阵；基于包括在信道响应信息中的与多个流中的每一个对应的平均信噪比(SNR)生成功率分配矩阵；以及基于所生成的功率分配矩阵和所生成的波束操控矩阵对外部通信装置执行波束成形。信道响应信息是基于多输入多输出单用户波束成形(MIMO SUBF)的通信的压缩波束成形反馈信息。分配给多个流当中的平均SNR为第一值的第一流的第一功率高于分配给多个流当中的平均SNR为第二值的第二流的第二功率，第二值大于第一值。
根据示例性实施例，被配置为提供无线通信的接入点的操作方法包括：从外部通信装置接收信道响应信息的反馈；基于信道响应信息生成波束操控矩阵；选择调制编码方案的级别；基于所选级别的调制编码方案来选择第一功率分配矩阵和第二功率分配矩阵之一；以及基于第一和第二功率分配矩阵中的所选一个和波束操控矩阵对外部通信装置执行波束成形。第一和第二功率分配矩阵中的每一个基于多个流中的每一个的平均信噪比(SNR)的信息被生成，其中该信息包括在信道响应信息中。第一功率分配矩阵具有对角矩阵的结构，第二功率分配矩阵具有块旋转矩阵的结构。信道响应信息是多输入多输出单用户波束成形(MIMO SUBF)的压缩波束成形反馈。分配给多个流当中的平均SNR为第一值的第一流的第一功率高于分配给多个流当中的平均SNR为第二值的第二流的第二功率，第二值大于第一值。
根据示例性实施例，被配置为提供无线通信的接入点包括：控制器，从外部通信装置接收包括关于多个流中的每一个的平均信噪比(SNR)的信息和关于波束操控矩阵的信息的信道状态信息的反馈，并且基于信道状态信息输出功率分配矩阵和波束操控矩阵；信号处理器，处理要发送到外部通信装置的数据；功率分配引擎，基于来自控制器的功率分配矩阵对由信号处理器处理的信号执行功率分配；波束成形引擎，基于功率分配引擎的输出和波束操控矩阵执行波束成形；以及多个天线，将波束成形引擎的输出发送到外部通信装置。功率分配引擎将功率分配矩阵相同地应用于多个子载波中的每一个以执行功率分配，并且发送装置使用基于MIMO的波束成形(MIMO SUBF)与外部通信装置执行无线通信。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，本发明构思的以上和其它特征将变得显而易见，在附图中，相似的标号指代相似的元件或特征，其中：
图1是示出根据本发明构思的实施例的无线通信系统的框图。
图2是示出图1的第一通信装置的操作的流程图。
图3是示出图1的无线通信系统的操作的流程图。
图4是示出图1的第一通信装置和第二通信装置的框图。
图5是示出图4的第一通信装置的控制器的框图。
图6和图7是示出应用了参照图4描述的对角功率矩阵的分组错误性能的曲线图。
图8是示出根据本发明构思的实施例的第一通信装置中包括的控制器的框图。
图9至图11是用于描述由图8的控制器的旋转功率矩阵生成器生成的旋转功率矩阵的曲线图。
图12和图13是示出与应用了参照图5描述的对角功率矩阵的配置对应的分组错误性能以及与应用了参照图8描述的旋转功率矩阵的配置对应的分组错误性能的曲线图。
图14是示出根据本发明构思的实施例的第一通信装置中包括的控制器的框图。
图15是示出包括图14的控制器的第一通信装置的操作的图。
图16和图17是用于描述包括图14的控制器的第一通信装置的自适应功率分配的效果的曲线图。
图18是示出根据本发明构思的电子装置的框图。
具体实施方式
下面，可详细且清楚地描述本发明构思的实施例，使得本领域普通技术人员可容易地实现本发明构思。
在详细描述或附图中，术语“单元”、“引擎”、“模块”等或执行各种操作的功能块可利用运行软件的电路、固件、硬件电路、或其各种组合来实现。
图1是示出根据本发明构思的实施例的无线通信系统10的框图。无线通信系统10可包括第一通信装置100和第二通信装置101，以下为了简明仅称为“装置100”和“装置101”。装置100和101中的每一个可以是被配置为支持无线通信的各种电子装置之一，诸如，接入点(AP)、基站、中继器、Wi-Fi路由器、智能电话、平板和膝上型计算机。(装置101可被称为相对于装置100的“外部通信装置”。)下面，为了描述方便，假设装置100是与无线网络连接的接入点(AP)或无线接入点(WAP)，并被配置为向装置101提供无线网络。还假设装置101是被配置为与装置100执行无线通信的站(例如，智能电话)。装置100和101中的每一个可包括符合无线局域网(WLAN)标准的无线通信芯片组。
装置100和101可经由无线信道CH彼此执行无线通信。装置100和101可一起实现多输入多输出单用户波束成形(MIMO SUBF)系统，在MIMO SUBF系统中，由发送装置处的多个天线形成的波束旨在用于具有多个接收天线的单个接收装置(单用户)。例如，装置100可包括多个第一天线ANT11至ANT1n，装置101可包括多个第二天线ANT21至ANT2m。装置100和101可通过使用多个第一天线ANT11至ANT1n和多个第二天线ANT21至ANT2m执行无线通信。在这种情况下，装置100可基于来自装置101的信道状态信息(CSI)(可互换地，“信道响应信息”)来执行用于形成天线波束的波束成形。
例如，配置为接入点AP的装置100可通过第一天线ANT11至ANT1n发送探测分组(例如，空数据分组(NDP))。来自装置100的探测分组可经由无线信道CH被提供给装置101的第二天线ANT21至ANT2m。在这种情况下，装置101的接收信号当中的与第k子载波(其包括在探测分组内)关联的接收信号可通过下面的等式1建模。
[等式1]
Figure BDA0003122083250000051
在等式1中，Yk是装置101所接收的接收信号；Sk是具有尺寸“Ntx×1”的探测信号向量；Ntx表示装置100的第一天线ANT11至ANT1n的数量(即，发送天线的数量)；ES表示第一天线ANT11至ANT1n所发送的总功率。Hk是表示信道CH的频率响应的信道矩阵，并且信道矩阵的尺寸为“Nrx×Ntx”，其中Nrx表示装置101的第二天线ANT21至ANT2m的数量(即，装置101的接收天线的数量)。Nk是接收噪声。下标“k”表示相关的参数与探测分组的第k子载波关联。例如，Yk表示第k子载波的接收信号，Sk是第k子载波的探测信号向量，等等。
装置101可通过使用信道估计器根据接收信号估计信道CH的Hk。装置101可对所估计的Hk执行奇异值分解(SVD)，其中SVD的结果可由下面的等式2表示。
[等式2]
Figure BDA0003122083250000052
在等式2中，Uk和Vk H中的每一个是单位矩阵，∑k是包括信道CH的奇异值(其在矩阵内对角布置)的对角矩阵。Vk H是Vk的共轭转置矩阵，Vk是用于执行波束成形的波束操控矩阵。
装置101可将信道状态信息(“CSI”)反馈给装置100。例如，装置100和101可遵照给定的无线通信协议执行无线通信，装置101可遵照给定的无线通信协议将CSI反馈给装置100。给定的无线通信协议可基于各种无线通信方案(诸如，码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)和非正交多址(NOMA))中的至少一种。CDMA可通过诸如通用地面无线电接入(UTRA)或CDMA2000的无线电技术来实现。TDMA可通过诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线电服务(GPRS)/GSM演进增强数据速率(EDGE)的无线电技术来实现。OFDMA可通过诸如IEEE 802.11(Wi-Fi)(例如，IEEE 802.11ac、IEEE 802.11ax或IEEE 802.11n)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20或EUTRA(演进UTRA)的无线电技术来实现。UTRA可以是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。作为使用E-UTRA的演进UMTS(E-UMTS)的一部分的第3代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)针对下行链路采用OFDMA，针对上行链路采用SC-FDMA。LTE-A(高级)是3GPP LTE的演进。
符合给定的无线通信协议的信道状态信息可包括关于波束操控矩阵的信息(稍后称为“I-Vk”)。装置101可通过参照上面的等式2描述的SVD来计算Vk H，并且可基于所计算的Vk H来计算波束操控矩阵Vk。装置101可将作为波束操控矩阵Vk的元素的复数转换为角度，并且可向装置100提供关于角度的信息作为CSI的至少一部分。关于波束操控矩阵的信息I-Vk在本文中可称为“经压缩波束成形反馈信息”。
符合给定的无线通信协议的CSI可包括关于在装置100处接收的每个流的信噪比(SNR)的信息。本文中，术语“流”可用于指表示由接收天线ANT21至ANT2m当中的一个接收天线所接收的数据序列的信号。根据上下文，“流”可以是由一个或多个发送天线发送并由一个或多个接收天线接收的多个子载波当中的特定的子载波的信号。在其它情况下，流可以是由从特定方向到达的信号能量限定的“空间流”，并且可以是从接收天线ANT21至ANT2m中的至少两个所接收的信号推导的复合信号。(在接收装置101处执行的模拟或数字波束成形可用于在从不同方向到达的信号之间进行区分。)在涉及子载波的并发传输的调制方案(诸如，SC-FDMA)的情况下，每个子载波可表示不同的数据，流可以是由特定的子载波表示的数据序列。装置101可基于下面的等式3计算关于针对每个流的平均信噪比(SNR)的信息，并且可向装置100提供计算结果作为信道状态信息。
[等式3]
Figure BDA0003122083250000061
参照上面的等式3，AvgSNRdb,i表示第i流的在预定时间段内取平均的平均信噪比。E{}表示期望算子。NSS表示要通过第一通信装置100的波束成形发送的流的数量。σn 2表面噪声方差。下面，第i流的平均信噪比可以以线性单位(而非等式3中的分贝)表示并且被称为“平均SNR”。即，第i流的平均SNR可由“SNRi”表示，并且SNRi可由下面的等式4表示。平均SNR可意指在装置101处接收的多个流当中的特定流的单独的平均信噪比。
[等式4]
Figure BDA0003122083250000071
装置100可基于从装置101提供的信道状态信息来执行波束成形。为此，装置100可基于平均SNR向多个流中的每一个单独地分配功率量(可互换地，“功率级别”、“功率”或“幅度”)。在这种情况下，无线通信的总效率可被提高，和/或总分组错误性能可被提高。
例如，一些无线通信协议(例如，IEEE 802.11ac和IEEE 802.11ax)对于每个流允许或需要相同的调制和编码方案。在这种条件下，在多个流之间的平均SNR差较高的情况下，在具有相对低的平均SNR的流处发生错误的概率可能增加。这使得总分组错误性能劣化。为了防止这种劣化，可为多个流中的每一个不同地分配功率。例如，装置100可通过使用包括在CSI中的波束操控矩阵Vk执行波束成形。波束操控矩阵Vk可以是通过奇异值分解计算的矩阵。由于在相对低的平均SNR的流处发生错误的概率较高，所以装置100可应用功率分配矩阵Pk，其可通过下面的等式5中的其它变量的知识从等式5推导。
[等式5]
Figure BDA0003122083250000072
等式5中，Pk表示第k子载波的功率分配矩阵，其余变量早前已定义。基于上面的等式5的功率分配方案是在装置100知道多个子载波中的每一个的信道响应特性(即，信道矩阵Hk)的假设下通过使用与信道CH对应的矩阵∑k内的奇异值应用注水(water-filling)功率分配或逆注水功率分配的方案。
在示例性实施例中，在特定的无线通信系统或协议中，从装置101反馈给装置100的CSI可仅包括关于波束操控矩阵Vk的信息(“I-Vk”)和每个流的平均SNR。在这种情况下，由于多个子载波中的每一个的奇异值(例如，在矩阵∑k内)未被反馈给第一通信装置100(换言之，第一通信装置100未能识别或者未被配置为识别多个子载波中的每一个的频率响应特性，例如，信道矩阵Hk)，所以基于上面的等式5针对每个子载波的功率分配方法可不适用于特定的无线通信系统或协议。
根据本发明构思的实施例的装置100可基于每个流的平均SNR来提供每个流的功率分配。例如，在特定的无线通信系统(例如，MIMO SUBF)中，即使接入点未能识别每个子载波的信道响应或奇异值，可通过基于每个流的平均SNR执行功率分配来减少总数据分组错误。下面将更充分地描述装置100的示例功率分配方法。
图2是示出图1的第一通信装置100的操作的流程图。参照图1和图2，在操作S110，装置100可从装置101接收信道状态信息(CSI)。例如，100可以是接入点AP，101可以是与装置100执行无线通信的用户终端。在这种情况下，装置100可输出探测分组。装置101可接收探测分组并且基于所接收的探测分组计算关于波束操控矩阵的信息和关于每个流的平均SNR的信息，并且可将所计算的信息反馈给装置100作为信道状态信息CSI。在这方面，装置101可经由信道CH或经由单独的反馈信道反馈CSI。
在操作S120中，装置100可比较包括在CSI中的每个流的平均SNR。在操作S130中，装置100可对每个流执行功率分配，使得分配给具有相对低的平均SNR的流的功率相对增加。
如上所述，装置100可通过相对增加分配给具有相对低的平均SNR的流的功率来提高总数据分组错误性能。
图3是示出图1的无线通信系统的操作的流程图。参照图1和图3，在操作S210中，装置100可发送探测分组(例如，空数据分组(NDP))。
在操作S220中，装置101可接收探测分组NDP并且基于所接收的探测分组NDP来估计信道CH的频率响应Hk。
在操作S230中，第二通信装置101可对所估计的频率响应Hk执行奇异值分解，以计算波束操控矩阵Vk和平均SNR。计算波束操控矩阵Vk和平均SNR的过程可如上所述。
在操作S240中，装置101可将包括关于波束操控矩阵Vk的信息“I-Vk”和平均SNR的信道状态信息CSI反馈给装置100。
在操作S250中，装置100可基于包括在CSI中的平均SNR来生成功率分配矩阵。在示例性实施例中，相对于在装置100与101之间的无线通信中使用的多个子载波中的每一个，功率分配矩阵可以是相同的值或相同的矩阵。
在示例性实施例中，功率分配矩阵可以是对角结构和对角矩阵的形式，在这种情况下功率分配矩阵被指定为“DP”，但其它实现方式是可能的。例如，功率分配矩阵可以是指定为“RP”的旋转结构或旋转矩阵的形式。将参照图4至图7描述对角结构的功率分配矩阵DP(下面，称为“对角功率矩阵”)，将参照图8至图13描述旋转结构的功率分配矩阵RP(下面，称为“旋转功率矩阵”)。
在操作S260中，第一通信装置100可基于功率分配矩阵DP或RP和(基于信息I-Vk生成的)波束操控矩阵Vk来执行波束成形。当基于对角功率矩阵DP和波束操控矩阵Vk执行波束成形时，分配给具有相对低的平均SNR的流的功率可相对增加，因此，可提高总数据分组错误性能。
图4是示出图1的第一和第二通信装置内的示例电路组件的框图。为了例示和描述简明，仅示出与本文所教导的通信方法有关的组件。
参照图1和图4，无线通信系统10可包括装置100和101，其经由无线信道(“空间信道”)CH彼此通信。装置100可包括信号处理器110、功率分配引擎120、波束成形引擎130、控制器140以及第一发送天线TX和第二发送天线TX2。装置101可包括信道估计引擎101a、奇异值分解引擎101b、信道状态信息引擎101c以及第一接收天线RX1和第二接收天线RX2。在其它示例中，使用三个或更多个发送天线TX和/或接收天线RX；并且本文所描述的方法可被外推至采用数量更多的天线的通信系统。
信号处理器110可对要从装置100发送到装置101的数据执行各种信号处理。在示例性实施例中，信号处理器110可包括预处理数据的各种功能块，诸如，为每个流提供的LDPC音调映射器引擎和循环移位延迟(CSD)引擎。
由信号处理器110处理的数据或信号可被提供给功率分配引擎120。功率分配引擎120可对基于控制器140所生成的对角功率矩阵DP处理的数据或信号执行功率分配。
如早前描述的，装置101可将信道状态信息(CSI)反馈给装置100。CSI可包括关于波束操控矩阵Vk的信息和每个流的平均SNR。详细地，第二通信装置101的第一接收天线RX1和第二接收天线RX2可接收通过第一发送天线TX1和/或第二发送天线TX2输出的一个或多个探测分组。信道估计引擎101a可基于所接收的信号来估计与信道CH关联的频率响应Hk。奇异值分解引擎101b可通过对所估计的频率响应特性Hk执行奇异值分解来计算波束操控矩阵Vk。信道状态信息引擎101c可反馈关于波束操控矩阵Vk的信息I-Vk和每个流的平均SNR作为信道状态信息CSI。
控制器140可基于如此反馈的信道状态信息CSI来生成对角功率矩阵DP和波束操控矩阵Vk。详细地，对角功率矩阵DP可由下面的等式6表示。
[等式6]
Figure BDA0003122083250000101
参照等式6，DP表示根据本发明构思的实施例的对角功率矩阵，p1至pNss表示对角功率矩阵的对角元素，SNR1至SNRNss分别表示第一流至第NSS流的平均SNR，τ和α是恒定值(“常数”)。可按照满足下面的等式7的条件的方式设定τ的值。
[等式7]
Figure BDA0003122083250000111
其中等式7中的变量早前已定义。
要注意的是，等式6中的指数α可为常数，用于将每个流的平均SNR的大小应用于功率分配矩阵DP。在示例性实施例中，α＝1的情况可被视为逆功率加载。如等式6中显而易见的，对于较高的α值，每个流的平均SNR之间的差可更明显地应用于功率分配；对于较低的α值减小，每个流的平均SNR之间的差可不太明显地应用于功率分配。在示例性实施例中，α的值可预定，或者可以是在无线通信系统10的通信过程中调节的值。α的值可在0至1的范围内。
如等式6所表示的，对角功率矩阵DP可为对角结构或对角矩阵的形式。在图4的具有两个发送天线和两个接收天线的示例中，第一通信装置100与第二通信装置101之间的无线通信中使用的流的数量(NSS)为两个。在这种情况下，对角功率矩阵DP可为2×2对角矩阵的形式，并且可由下面的等式8表示。
[等式8]
Figure BDA0003122083250000112
其中
Figure BDA0003122083250000113
在等式8中，SNR1表示第一流的平均SNR，SNR2表示第二流的平均SNR。其余变量早前已定义。与上面的等式5的功率分配矩阵Pk不同，从等式8的对角功率矩阵DP省略指示子载波的下标“k”。原因在于，对角功率矩阵DP相同地应用于多个子载波。也就是说，即使第一通信装置100未能识别信道CH的每个子载波的特性(例如，Hk)，也可基于关于每个流的平均SNR的信息来生成对角功率矩阵DP。
功率分配引擎120所处理的信号(即，信号处理器110所处理的信号与对角功率矩阵DP的乘积的结果)可被提供给波束成形引擎130。波束成形引擎130可基于从功率分配引擎120提供的信号来执行波束成形。例如，波束成形引擎130可从控制器140接收波束操控矩阵Vk并且可基于所接收的波束操控矩阵Vk执行波束成形，以通过第一发送天线TX和第二发送天线TX2发送数据。
在示例性实施例中，除了对角功率矩阵DP相同地应用于所有子载波之外，第一通信装置100的信号处理过程可与上面的等式5相似。即，根据本发明构思的实施例，即使第一通信装置100未能识别信道CH的频率响应Hk，第一通信装置100也可基于每个流的平均SNR来生成对角功率矩阵DP，并且可基于所生成的对角功率矩阵DP对多个流中的每一个执行功率分配。在这种情况下，由于较高的功率被分配给具有相对低的平均SNR的流，所以可提高总分组错误性能。
图5是示出图4的第一通信装置的控制器的框图。参照图4和图5，控制器140可包括波束操控矩阵(Vk)生成器141、变量(γ)计算器142、常数(α1)计算器143和对角功率矩阵(DP)生成器144。波束操控矩阵生成器141可基于包括在从第二通信装置101反馈的信道状态信息CSI中的关于波束操控矩阵Vk的信息I-Vk来生成波束操控矩阵Vk。所生成的波束操控矩阵Vk可被提供给波束成形引擎130。
变量计算器142可基于包括在信道状态信息CSI中的每个流的平均SNR来生成变量γ。在示例性实施例中，变量γ可表示两个流的平均SNR之比。例如，如上所述，在第一通信装置100与第二通信装置101之间的无线通信中使用的流的数量NSS为2的情况下，变量γ可以是等于SNR1/SNR2的变量γ1和等于SNR2/SNR1的变量γ2(表示等式8中的对应比)。另选地，每个变量γ表示每个流的平均SNR与参考平均SNR的偏差。
常数计算器143可计算生成对角功率矩阵DP所需的常数α1(其是在等式6和8中使用的α)。例如，常数α1可以是用于将每个流的平均SNR的大小应用于功率分配矩阵DP的常数。在示例性实施例中，常数α1可以是根据无线通信系统10的编码方案(例如，调制和编码方案(MCS))、信道环境等确定的值，或者可在制造第一通信装置100的过程中确定。
对角功率矩阵生成器144可基于变量γ和常数α1来生成对角功率矩阵DP。如上所述，所生成的对角功率矩阵DP可以是“NSS×NSS”的对角矩阵的形式，并且可相同地应用于多个子载波中的每一个。所生成的对角功率矩阵DP可被提供给功率分配引擎120。
图6和图7是示出应用了参照图4描述的对角功率矩阵的分组错误性能的曲线图。在图6和图7的曲线图中，水平轴表示信噪比(SNR)，垂直轴表示分组错误性能(PER)。
图6和图7的曲线图示出性能指示符，性能指示符与应用了根据本发明构思的实施例的基于对角功率矩阵的功率分配方案的配置和未应用根据本发明构思的实施例的基于对角功率矩阵的功率分配方案的配置关联，并且性能指示符在各种调制编码条件(例如，调制编码方案(MSC))(例如，MCS0至MCS8)下被测量。为了例示简明和描述方便，应用了根据本发明构思的实施例的基于对角功率矩阵的功率分配方案的配置由“DPA(对角功率分配)”标示，未应用根据本发明构思的实施例的基于对角功率矩阵的功率分配方案的配置由“NoPA(无功率分配)”标示。
图6的曲线图涉及发送天线的数量为2，接收天线的数量为2，并且流的数量为2的无线通信系统，图7的曲线图涉及发送天线的数量为4，接收天线的数量为2，并且流的数量为2的无线通信系统。
参照图6和图7，与NoPA所对应的曲线图(即，与未应用根据本发明构思的功率分配方案的配置关联的曲线图)相比，与DPA对应的曲线图(即，与应用了根据本发明构思的功率分配方案的配置关联的曲线图)具有提高的分组错误性能。例如，参考基于第六调制编码方案MCS6的性能指示符，在相同的SNR下，DPA的分组错误性能高于NoPA的分组错误性能。同样，其余调制编码方案(例如，MCS0至MCS5、MCS7和MCS8)中的每一个可示出出DPA的分组错误性能与NoPA的分组错误性能之间的相似差(即，DPA可具有高于NoPA的分组错误性能)。
在示例性实施例中，在特定的调制编码方案(例如，MCS0、MCS1和MCS3)中，当应用本发明构思的功率分配方案时，存在分组错误性能降低的趋势。根据本发明构思的实施例，当以旋转矩阵的形式实现功率分配矩阵时，可提高根据上述特定的调制编码方案的分组错误性能。下面，将描述旋转矩阵形式的功率分配矩阵的配置，即，旋转功率矩阵RP的配置。
图8是示出根据本发明构思的实施例的第一通信装置中所包括的控制器的框图。图9至图11是用于描述图8的控制器的旋转功率矩阵生成器所生成的旋转功率矩阵的曲线图。在示例性实施例中，图5的控制器140可生成对角结构的对角功率矩阵DP，而图8的控制器240可生成旋转结构的旋转功率矩阵RP。
参照图8，控制器240可包括波束操控矩(Vk)阵生成器241、变量(γ)计算器242、常数(α2)计算器243和旋转功率矩阵(RP)生成器244。波束操控矩阵生成器241与参照图5描述的相似，因此将省略附加描述以避免冗余。
变量计算器242可基于信道状态信息CSI中包括的每个个流的平均SNR来生成变量γ(至少γ1和γ2，如早前讨论的)。在示例性实施例中，每个变量γ可表示每个流的平均SNR之比。例如，如以上描述中，在第一通信装置100与第二通信装置101之间的无线通信中使用的流的数量为2的情况下，变量γ可为SNR1/SNR2或SNR2/SNR1(如等式中，或者可为(SNR1/SNR2)1/2或(SNR2/SNR1)1/2。另选地，每个变量γ指示每个流的平均SNR与参考SNR的偏差。
常数计算器243可计算生成功率分配矩阵RP所需的常数α2。旋转功率矩阵生成器244可基于变量γ和常数α2来生成旋转功率矩阵RP。下面，将更充分地描述旋转功率矩阵RP。为了描述方便，假设流的数量NSS为2。在流的数量NSS为2，给定特定的信道的信道特性“H”，并且应用特定的信道的奇异值矩阵“V”和功率分配矩阵“P”的情况下，信道容量“C”由下面的等式9表示。
[等式9]
Figure BDA0003122083250000141
上面描述了上面的等式9的因子，因此将省略附加描述以避免冗余。参考上面的等式9，对角矩阵形式或旋转矩阵形式可被视为功率分配矩阵“P”。在功率分配矩阵“P”是对角矩阵(即，对角功率矩阵DP)的情况下，PVHHHVHPH的结果为对角矩阵的形式。在功率分配矩阵“P”是旋转矩阵(即，旋转功率矩阵RP)的情况下，PVHHHVHPH的结果可包括非对角项值。上述非对角项值可在接收阶段(例如，第二通信装置101)充当流间干扰，并且流间干扰可能降低分组错误性能。
在示例性实施例中，在接收阶段(例如，第二通信装置101)是最大似然(ML)接收器或包括串行干扰消除接收器的情况下，可在低调制阶数或低编码速率(例如，相对低级别的MCS)下消除流间干扰。
因此，在忽略等式9的非对角项值的情况下，可限定有效吞吐量。功率分配矩阵“P”是旋转矩阵(即，旋转功率矩阵RP)时的有效吞吐量和功率分配矩阵“P”是对角矩阵(即，对角功率矩阵DP)时的有效吞吐量可分别由等式10和等式11表示。
[等式10]
Figure BDA0003122083250000151
[等式11]
Figure BDA0003122083250000152
上面的等式10示出当应用旋转功率矩阵RP时的第一有效吞吐量TputRP，上面的等式11示出当应用对角功率矩阵DP时的第二有效吞吐量TputDP。上面描述了等式10和等式11的因子，因此将省略附加描述以避免冗余。
在示例性实施例中，图9和图10的曲线图是示出根据奇异值之比(比＝σ1/σ2)的第一有效吞吐量TputRP和第二有效吞吐量TputDP的曲线图。在图9的曲线图中，水平轴表示上面的等式10的角度θ，垂直轴表示有效吞吐量TputRP。在图10的曲线图中，水平轴表示上面的等式11的角度p1，垂直轴表示有效吞吐量TputDP。
从图9和图10的曲线图理解，随着奇异值之比(比＝σ1/σ2)增大(即，奇异值之差变大)，具有旋转矩阵形式的功率分配矩阵RP具有更大的有效吞吐量。
在示例性实施例中，在应用旋转功率矩阵RP的情况下，随着有效吞吐量增加，非对角项值可一起增加。因此，为了提高总分组错误性能，适当系数可应用于旋转功率矩阵RP。
根据以上描述，根据本发明构思的旋转功率矩阵RP可由下面的等式12表示。在示例性实施例中，下面的等式12的旋转功率矩阵RP示出与流的数量NSS为2的情况对应的旋转功率矩阵RP的示意形式。
[等式12]
对于c2+s2＝1，
Figure BDA0003122083250000161
或
Figure BDA0003122083250000162
上面描述了上面的等式12的因子，因此将省略附加描述以避免冗余。上面的等式12的功率分配矩阵RP的θ或“c”的值可基于反馈的信道状态信息CSI中包括的关于每个流的平均SNR的信息来确定或计算。另选地，可存在θ或“c”的值的给定候选集合，并且可基于关于每个流的平均SNR的信息从给定候选集合选择θ或“c”的值，使得实现针对每个流的平均SNR预期的最大吞吐量。
在示例性实施例中，下面的等式13的几何均值分解(GMD)可用于确定θ或“c”的值。
[等式13]
GMD(H)＝QRPH其中
Figure BDA0003122083250000163
参考上面的等式3，χ是流间干扰项。上面描述了其余因子，因此将省略附加描述以避免冗余。在上面的等式13中，“c”和“s”的值可被限定为由下面的等式14表示。
[等式14]
Figure BDA0003122083250000164
其中等式14中的变量早前已定义。参考上面的等式13和等式14，随着信道的奇异值之比(即，γ)增加，“c”或cosθ可变小。也就是说，可通过上面的等式13和等式14确认，随着信道的奇异值之比(即，γ)增加，需要更多旋转以获得相同的有效信道增益，因此使得流间干扰项χ更大。
下面的等式15示出根据本发明构思的旋转功率矩阵RP，其基于上面的等式11至等式14限定。
[等式15]
对于
Figure BDA0003122083250000171
和c2+s2＝1，
Figure BDA0003122083250000172
其中
Figure BDA0003122083250000173
其中等式15中的变量早前已定义。参考等式15，根据本发明构思的实施例的旋转功率矩阵RP可通过使用基于每个流的平均SNR的“c”值被确定。在示例性实施例中，常数α2可以是旋转功率矩阵RP的补偿系数。例如，由于具有旋转矩阵形式的功率分配矩阵RP相同地应用于所有子载波，所以与在发送阶段(即，波束成形器)单独地应用于每个子载波的GMD方案不同，常数α2可以是补偿RP的系数。
在示例性实施例中，可按照实现最优分组错误性能的方式确定常数α2。例如，图11的曲线图示出关于应用了旋转功率矩阵RP的配置(即，旋转功率分配(RPA))和未应用旋转分配的配置(即，NoPA)，常数α2与分组错误性能(PER)之间的相关性。如图11所示，在常数α2是第一值V1的情况下，分组错误性能可为最优，并且第一值V1可被确定为旋转功率矩阵RP的常数α2。
如上所述，根据本发明构思的实施例的第一通信装置100可基于关于每个流的平均SNR的信息来生成功率分配矩阵DP或RP，并且可将所生成的功率分配矩阵DP或RP相同地应用于所有子载波。在这种情况下，当相对高的功率被分配给具有相对低的平均SNR的流时，在具有相对低的平均SNR的流处发生错误的概率可降低，因此，可改进总分组错误性能。
在流的数量NSS为2的上述实施例中给出描述，但是本发明构思不限于此。例如，在流的数量NSS为三个或更多个的情况下，可基于上面描述的相似配置来生成功率分配矩阵。例如，即使流的数量NSS为三个或更多个，也可基于上面的等式6来生成对角矩阵形式的对角功率矩阵DP。
相反，在流的数量NSS为三个或更多个的情况下，旋转功率矩阵RP可通过使用单位矩阵或者通过使用块对角旋转矩阵来实现。例如，在流的数量NSS为三个或更多个并且应用基于奇异值分解(SVD)的波束成形的情况下，可始终满足以下条件：SNR1>SNR2>…SNRN ss。这里，可通过以两个流为单位应用2×2旋转矩阵来生成旋转功率矩阵RP。由于平均分组错误主要根据具有最低平均SNR的流的性能确定，所以可形成一对具有最高平均SNR的流和具有最低平均SNR的流以向具有最低平均SNR的流最大程度地分配功率，并且所形成的对可应用于旋转矩阵。例如，在NSS为3的情况下，旋转功率矩阵RP可由下面的等式16表示；在NSS为4的情况下，旋转功率矩阵RP可由下面的等式17表示。
[等式16]
Figure BDA0003122083250000181
[等式17]
Figure BDA0003122083250000182
在上面的等式16和等式17中，左矩阵(即，所有元素均为“0”和“1”的矩阵)是置换矩阵并且可以是用于形成一对流的矩阵。在等式16中，“c”的值可由成对的SNR1和SNR3之间的差确定。在上面的等式17中，c1的值可由成对的SNR1和SNR4之间的差确定，c2的值可由成对的SNR2和SNR3之间的差确定。
旋转功率矩阵RP可由下面的等式18表示为更一般的配置。
[等式18]
RP＝PM PM
Figure BDA0003122083250000183
其中pi是NSS×NSS单位矩阵的第i列向量
对于NSS为奇数，
Figure BDA0003122083250000191
对于NSS为偶数，
Figure BDA0003122083250000192
在等式18中，RP表示旋转功率矩阵，PM表示NSS×NSS大小的单位矩阵。在等式18中，R1至RNss/2表示2×2旋转矩阵(即，等式15的旋转功率矩阵的结构)。如上所述，R1至RNss/2的值(例如，“c”值)可基于两个流的一对平均SNR被确定。也就是说，在流的数量Nss为奇数的情况下，RM中的R的数量可为(NSS-1)/2；在流的数量Nss为偶数的情况下，RM中的R的数量可为NSS/2。实现R1至RNss/2的2×2旋转矩阵的方式与上述相似，因此将省略附加描述以避免冗余。
如上所述，即使流的数量Nss为三个或更多个，也可基于每个流的平均SNR生成一对流，并且可基于所生成的对的SNR差来确定“c”值。可基于所确定的“c”值通过块对角旋转矩阵结构来生成旋转功率矩阵RP。
图12和图13是示出与应用了参照图5描述的对角功率矩阵的配置对应的分组错误性能以及与应用了参照图8描述的旋转功率矩阵的配置对应的分组错误性能的曲线图。在图12和图13的曲线图中，水平轴表示信噪比(SNR)，垂直轴表示分组错误性能(PER)。
图12和图13的曲线图中的每一个示出与根据各种调制编码条件(例如，调制编码方案(MSC))应用对角功率矩阵DP和旋转功率矩阵RP的配置对应的分组错误性能。图12的曲线图涉及发送天线的数量为2，接收天线的数量为2，并且流的数量为2的无线通信系统，图13的曲线图涉及发送天线的数量为3，接收天线的数量为2，并且流的数量为2的无线通信系统。
参照图12和图13，由“DPA(对角功率分配)”标示的曲线图表示应用对角功率矩阵DP的配置，由“RPA(旋转功率分配)”标示的曲线图指示应用旋转功率矩阵RP的配置。
在一些调制编码方案中，DPA可具有比RPA好的分组错误性能；在其它调制编码方案中，RPA可具有比DPA好的分组错误性能。例如，如图12和图13所示，在第七调制编码方案MSC7的情况下，在相同的SNR下，DPA可具有比RPA好的分组错误性能。相反，在第一调制编码方案MSC1的情况下，RPA可具有比DPA好的分组错误性能。
由于对角功率矩阵DP具有对角矩阵形式，所以DPA不会导致流间干扰。因此，在相对高级别的调制编码方案(例如，MCS6、MCS7和MCS8)中，DPA具有比RPA好的分组错误性能。相反，由于旋转功率矩阵RP具有旋转矩阵形式，所以PRA导致流间干扰。然而，由于在RPA的情况下有效SNR相对高，所以在具有相对低级别的编码速率的调制编码方案(例如，MCS0、MCS1和MCS3)中，RPA具有比DPA好的分组错误性能。
图14是示出根据本发明构思的实施例的第一通信装置中所包括的控制器的框图。在示例性实施例中，图14的控制器340可应用于参照图1和图2描述的第一通信装置100或者可包括在其中。参照图14，控制器340可包括波束操控矩阵(Vk)生成器341、变量(γ)计算器342、常数(α1、α2)计算器343和功率分配矩阵生成器344。
波束操控矩阵生成器341可基于信道状态信息CSI生成波束操控矩阵Vk。上面描述了波束操控矩阵生成器341，因此将省略附加描述以避免冗余。
变量计算器342可基于包括在信道状态信息CSI中的每个流的平均SNR来生成变量γ。在示例性实施例中，变量γ可以是生成对角功率矩阵DP或旋转功率矩阵RP所需的信息。变量γ可以是每个流的平均SNR的偏差、流的平均SNR差或者流的平均SNR之比。上面描述了根据功率分配矩阵DP或RP的形式的变量γ的配置，因此将省略附加描述以避免冗余。
常数计算器343可计算生成功率分配矩阵DP或RP所需的常数α1或α2。在示例性实施例中，常数计算器343可基于关于由调制编码方案确定器345所确定的调制编码方案MCSx的信息来输出常数α1或α2之一。
调制编码方案确定器345可基于信道状态信息CSI来选择要用于无线通信的调制编码方案MCSx。例如，在诸如无线LAN(WLAN)的IEEE 802.11的标准中，可通过空间流、调制形式、编码速率等的各种组合来确定调制编码方案。
功率分配矩阵生成器344可基于由调制编码方案确定器345所选择的调制编码方案MCSx来输出对角功率矩阵DP和旋转功率矩阵RP之一。
例如，如参照图6和图7描述的，在一些调制编码方案中，应用对角功率矩阵DP的配置(即，DPA)可导致分组错误性能降低。另外，如参照图12和图13描述的，在一些调制编码方案中，DPA可具有相对提高的分组错误性能；在其它调制编码方案中，应用旋转功率矩阵RP的配置(即，RPA)可具有相对提高的分组错误性能。也就是说，当根据调制编码方案选择性地应用DPA和RPA之一时，可提高无线通信系统的总分组错误性能。
图15是示出包括图14的控制器的第一通信装置的操作的图。为了描述方便，将参照图2的第一通信装置100描述根据图15的流程图的操作。在这种情况下，装置100可包括图14的控制器340的配置。即，装置100可根据调制编码方案选择性地使用对角功率矩阵DP或旋转功率矩阵RP。
参照图1、图14和图15，在操作S310中，装置100可从装置101接收信道状态信息CSI。
在操作S320中，装置100可基于信道状态信息CSI来选择调制编码方案的级别。另选地，装置100可基于无线通信环境中所需的各种信息或者基于从第二通信装置101反馈的各种其它信息来选择调制编码方案的级别。
在操作S330中，装置100可基于所选级别的调制编码方案来选择功率分配矩阵。例如，装置100可选择与所选级别的调制编码方案对应的对角功率矩阵DP或旋转功率矩阵RP。
在操作S340中，第一通信装置100可基于所选功率分配矩阵来执行波束成形。
如上所述，根据本发明构思的实施例，可通过根据无线通信系统中使用的调制编码方案的级别选择性地或自适应地应用DPA或RPA来提高总分组错误性能。在示例性实施例中，下表1示出基于调制编码方案应用的调制编码方案和功率分配方案的示例性配置。
[表1]
Figure BDA0003122083250000221
参照表1，空间流的数量、调制类型和编码速率可根据调制编码方案的级别(例如，MCS索引)而变化。在示例性实施例中，在各种级别的调制编码方案当中的具有相对快的编码速率的调制编码方案的情况下，可应用DPA；在各种级别的调制编码方案当中的具有相对慢的编码速率的调制编码方案的情况下，可应用RPA。例如，MCS0、MCS1和MCS3可具有相对小的编码速率(例如，1/2)，并且MCS2、MCS4、MCS5、MCS6和MCS7可具有相对大的编码速率(例如，3/4、2/3、5/6等)。在这种情况下，当具有相对小的编码速率的MCS0、MCS1和MCS3之一被选为调制编码方案的级别时，第一通信装置100可基于旋转功率矩阵RP来执行功率分配或波束成形；当具有相对大的编码速率的MCS2、MCS4、MCS5、MCS6和MCS7之一被选为调制编码方案的级别时，第一通信装置100可基于对角功率矩阵DP来执行功率分配或波束成形。也就是说，当与所确定级别的调制编码方案对应的编码速率大于参考值时，可选择对角功率矩阵DP；当与所确定级别的调制编码方案对应的编码速率不大于参考值时，可选择旋转功率矩阵RP。
另选地，即使在相同级别的调制编码方案下，可根据通信环境、天线配置等选择性地应用DPA或RPA。例如，在MCS2被选为调制编码方案的级别的情况下，第一通信装置100可选择对角功率矩阵DP。在这种情况下，当提供发送天线和接收天线以形成2×2矩阵时，可选择旋转功率矩阵RP，代替对角功率矩阵DP。也就是说，第一通信装置100可基于调制编码方案的级别、通信环境、天线配置等选择性地应用DPA或RPA。
在示例性实施例中，用于选择性地应用对角功率矩阵DP或旋转功率矩阵RP的配置可通过各种初步评估被确定，或者可通过SNR或有效吞吐量的测量和评估被主动地(或自适应地)调节。
如上所述，根据本发明构思的实施例，第一通信装置(例如，接入点)可基于多个流中的每一个的平均SNR来生成功率分配矩阵，并且可基于如此生成的功率分配矩阵来执行波束成形。也就是说，即使第一通信装置(例如，接入点)未能识别与多个子载波中的每一个关联的信道特性，第一通信装置(例如，接入点)也可基于多个流中的每一个的平均SNR对多个流中的每一个执行功率分配。在这种情况下，可通过向具有相对低的平均SNR的流分配相对大的功率来提高总分组错误性能。
在示例性实施例中，根据本发明构思的实施例，由第一通信装置(例如，接入点)生成的功率分配矩阵可具有对角矩阵结构或旋转矩阵结构。在这种情况下，第一通信装置可基于所选级别的调制编码方案选择性地应用对角功率矩阵DP或旋转功率矩阵RP。
图16和图17是用于描述包括图14的控制器的第一通信装置的自适应功率分配的效果的曲线图。在图16和图17的曲线图中，水平轴表示信噪比(SNR)，垂直轴表示分组错误性能(PER)。
图16和图17的曲线图示出根据各种调制编码条件(例如，调制编码方案(MSC))(例如，MCS0至MCS8)的性能指示符，即，与应用了参照图14和图15描述的功率分配方案(即，根据MCS级别自适应应用对角功率矩阵DP和旋转功率矩阵RP)(下面，为了描述方便，自适应应用被称为“自适应功率分配(APA)”)的配置和未应用自适应功率分配的配置关联的性能指示符。为了例示简明和描述方便，应用了根据本发明构思的实施例的自适应功率分配方案的配置由“APA(自适应功率分配)”标示，未应用根据本发明构思的实施例的自适应功率分配方案的配置由“NoPA(无功率分配)”标示。
如图16和图17的曲线图所示，在应用了根据本发明构思的实施例的自适应功率分配方案的配置中(即，在APA中)，与未应用自适应功率分配方案的配置(即，NoPA)相比，在所有MCS级别分组错误性能均提高。原因在于，通过使用对角功率矩阵DP在具有相对高的编码速率的MCS级别执行功率分配而不会发生流间干扰，并且通过使用旋转功率矩阵RP在具有相对低的编码速率的MCS级别执行功率分配，使得生成提高的有效SNR。
如上所述，根据本发明构思的实施例，可通过根据MCS级别选择性地应用功率分配矩阵来提高总分组错误性能。
图18是示出根据本发明构思的电子装置1000的框图。电子装置1000可包括主处理器1100、触摸面板1200、触摸驱动集成电路(TDI)1202、显示面板1300、显示驱动集成电路(DDI)1302、系统存储器1400、存储装置1500、音频处理器1600、通信块1700、图像处理器1800和电力管理集成电路1900。在示例性实施例中，电子装置1000可以是诸如便携式通信终端、个人数字助理(PDA)、便携式媒体播放器(PMP)、数字相机、智能电话、平板计算机、膝上型计算机和可穿戴装置的各种电子装置之一，或者可以是支持无线通信中继功能的各种通信装置(诸如，无线路由器和无线通信基站)之一。在示例性实施例中，除了图18所示的组件之外，电子装置1000还可包括任何其它组件，或者可排除图18所示的一些组件。
主处理器1100可控制电子装置1000的总体操作。主处理器1100可控制/管理电子装置1000的组件的操作。为了操作电子装置1000，主处理器1100可处理各种操作。
触摸面板1200可被配置为在触摸驱动集成电路1202的控制下感测来自用户的触摸输入。显示面板1300可被配置为在显示驱动集成电路1302的控制下显示图像信息。
系统存储器1400可存储用于电子装置1000的操作的数据。例如，系统存储器1400可包括诸如静态随机存取存储器(SRAM)、动态RAM(DRAM)或同步DRAM(SDRAM)的易失性存储器，和/或诸如相变RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)、电阻RAM(ReRAM)或铁电RAM(FRAM)的非易失性存储器。
不管是否供电，存储装置1500可存储数据。例如，存储装置1500可包括诸如闪存、PRAM、MRAM、ReRAM和FRAM的各种非易失性存储器中的至少一种。例如，存储装置1500可包括电子装置1000的嵌入式存储器和/或可移除存储器。
音频处理器1600可通过使用音频信号处理器1610来处理音频信号。音频处理器1600可通过麦克风1620接收音频输入，或者可通过扬声器1630提供音频输出。
通信块1700可通过天线1710与外部装置/系统交换信号。通信块1700的收发器1720和调制器/解调器(MODEM)1730可基于以下各种无线通信协议中的至少一种来处理与外部装置/系统交换的信号：长期演进(LTE)、全球微波接入互操作性(WiMax)、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、蓝牙、近场通信(NFC)、无线保真(Wi-Fi)和射频识别(RFID)。在示例性实施例中，通信块1700的天线1710可包括多个天线，并且可与外部通信装置执行基于MIMO的通信。在示例性实施例中，在电子装置1000作为接入点(AP)操作的情况下，通信块1700可基于参照图1至图15描述的方法或结构针对每个流执行功率分配。
图像处理器1800可通过镜头1810接收光。包括在图像处理器1800中的图像装置1820和图像信号处理器(ISP)1830可基于所接收的光来生成关于外部对象的图像信息。
电力管理集成电路1900可被配置为从电池或任何其它电源接收电力并且向主处理器1100或各种其它组件提供电力。
根据本发明构思的实施例，通信装置可基于每个流的平均SNR生成功率分配矩阵。因此，在每个子载波的信道特性未知的通信环境中，可通过向具有相对低的平均SNR的流分配相对大的功率来提高总分组错误性能。因此，提供了一种具有提高的可靠性和提高的性能的通信装置及其操作方法。
尽管已经参照本发明构思的示例性实施例描述了本发明构思，但是对于本领域普通技术人员而言将显而易见的是，在不脱离权利要求中阐述的本发明构思的精神和范围的情况下，可对本发明构思进行各种改变和修改。

Claims (20)

1.一种被配置为提供无线通信的接入点的操作方法，所述方法包括：
从外部通信装置接收信道响应信息的反馈；
基于所述信道响应信息生成波束操控矩阵；
基于包括在所述信道响应信息中的针对多个流中的每一个的平均信噪比的信息生成功率分配矩阵；以及
基于所生成的功率分配矩阵和所生成的波束操控矩阵对所述外部通信装置执行波束成形，
其中，所述信道响应信息包括基于多输入多输出单用户波束成形的通信的压缩波束成形反馈信息，并且
其中，分配给所述多个流当中的平均SNR为第一值的第一流的第一功率高于分配给所述多个流当中的平均SNR为第二值的第二流的第二功率，所述第二值大于所述第一值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述功率分配矩阵相同地应用于多个子载波中的每一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于恒定值以及所述多个流中的两个流的平均SNR之比生成所述功率分配矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述功率分配矩阵是具有对角矩阵的结构的第一功率分配矩阵或者具有旋转矩阵的结构的第二功率分配矩阵。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
确定在与所述外部通信装置的无线通信中使用的调制编码方案的级别。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，基于所确定级别的调制编码方案选择所述第一功率分配矩阵和所述第二功率分配矩阵之一作为所述功率分配矩阵。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，当与所确定级别的调制编码方案对应的编码速率大于参考值时，选择所述第一功率分配矩阵作为所述功率分配矩阵，并且其中，当与所确定级别的调制编码方案对应的编码速率不大于所述参考值时，选择所述第二功率分配矩阵作为所述功率分配矩阵。
8.根据权利要求4所述的方法，其中，当所述多个流的数量为Nss(其中Nss为正整数)时，所述功率分配矩阵是Nss×Nss大小的对角矩阵并且基于下面的等式被限定：
Figure FDA0003122083240000021
其中DP是所述功率分配矩阵，SNR1至SNRNss分别是所述多个流的平均SNR，并且τ和α是常数。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，α是介于0和1之间的值，并且
其中，τ被限定为满足下面的等式：
Figure FDA0003122083240000022
10.根据权利要求4所述的方法，其中，当所述多个流的数量为Nss，其中Nss为正整数时，所述功率分配矩阵是Nss×Nss大小的块旋转矩阵并且被限定为：
RP＝PM RM
Figure FDA0003122083240000023
其中pi是Nss×Nss单位矩阵的第i列向量
对于Nss为奇数，
Figure FDA0003122083240000031
对于Nss为偶数，
Figure FDA0003122083240000032
其中RP是所述功率分配矩阵，PM是NSS×NSS大小的置换矩阵，并且RM是包括R1至RNss/2的旋转矩阵。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，R1至RNss/2基于下式被限定：
对于
Figure FDA0003122083240000033
和c2+s2＝1，
Figure FDA0003122083240000034
其中
Figure FDA0003122083240000035
其中Rx表示R1至RNss/2中的每一个，α是等于或大于0且等于或小于1的恒定值，SNRa和SNRb是所述多个流当中的与R1至RNss/2中的每一个对应的一对的信噪比。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无线通信是基于IEEE 802.11的无线局域网通信。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，基于奇异值分解生成所述波束操控矩阵。
14.一种被配置为提供无线通信的接入点的操作方法，所述方法包括：
从外部通信装置接收信道响应信息的反馈；
基于所述信道响应信息生成波束操控矩阵；
选择调制编码方案的级别；
基于所选级别的调制编码方案选择第一功率分配矩阵和第二功率分配矩阵之一；以及
基于所述第一功率分配矩阵和所述第二功率分配矩阵中的所选一个和所述波束操控矩阵对所述外部通信装置执行波束成形，
其中，基于相应的多个流的平均信噪比的信息生成所述第一功率分配矩阵和所述第二功率分配矩阵中的每一个，所述信息被包括在所述信道响应信息中，
其中，所述第一功率分配矩阵具有对角矩阵的结构，并且所述第二功率分配矩阵具有块旋转矩阵的结构，
其中，所述信道响应信息是多输入多输出单用户波束成形的压缩波束成形反馈，并且
其中，分配给所述多个流当中的平均SNR为第一值的第一流的第一功率高于分配给所述多个流当中的平均SNR为第二值的第二流的第二功率，所述第二值大于所述第一值。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，当与所选级别的调制编码方案对应的编码速率大于参考值时，选择所述第一功率分配矩阵；否则，选择所述第二功率分配矩阵。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述调制编码方案的级别包括由IEEE 802.11标准定义的第0级别至第七级别，
其中，当所选级别的调制编码方案的级别是第二级别、第四级别、第五级别、第六级别或第七级别时，选择所述第一功率分配矩阵，并且
其中，当所选级别的调制编码方案的级别是第0级别、第一级别或第三级别时，选择所述第二功率分配矩阵。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，当所选级别的调制编码方案的级别是第二级别，包括在接入点中的发送天线的数量为2，并且包括在所述外部通信装置中的接收天线的数量为2时，选择所述第二功率分配矩阵，而非所述第一功率分配矩阵。
18.一种被配置为提供无线通信的接入点，包括：
控制器，被配置为从外部通信装置接收包括关于多个流中的每一个的平均信噪比的信息和关于波束操控矩阵的信息的信道状态信息的反馈，并且基于所述信道状态信息输出功率分配矩阵和所述波束操控矩阵；
信号处理器，被配置为处理要发送到所述外部通信装置的数据；
功率分配引擎，被配置为基于自所述控制器的所述功率分配矩阵对由所述信号处理器处理的信号执行功率分配；
波束成形引擎，被配置为基于所述功率分配引擎的输出和所述波束操控矩阵执行波束成形；以及
多个天线，被配置为将所述波束成形引擎的输出发送到所述外部通信装置，
其中，所述功率分配引擎将所述功率分配矩阵相同地应用于多个子载波中的每一个以执行所述功率分配，并且
其中，所述发送装置使用基于多输入多输出的波束成形与所述外部通信装置执行所述无线通信。
19.根据权利要求18所述的接入点，其中，所述发送装置是接入点，并且所述功率分配矩阵包括具有对角矩阵的结构的第一功率分配矩阵或具有旋转矩阵的结构的第二功率分配矩阵。
20.根据权利要求19所述的接入点，其中，控制器包括：
调制编码方案确定器，被配置为确定所述无线通信中要使用的调制编码方案的级别；以及
功率分配矩阵生成器，被配置为基于由所述调制编码方案确定器确定的调制编码方案的级别生成所述第一功率分配矩阵和所述第二功率分配矩阵之一作为所述功率分配矩阵。
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