TWI306702B - Training symbol format for adaptively power loaded mimo - Google Patents

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TWI306702B TW094147318A TW94147318A TWI306702B TW I306702 B TWI306702 B TW I306702B TW 094147318 A TW094147318 A TW 094147318A TW 94147318 A TW94147318 A TW 94147318A TW I306702 B TWI306702 B TW I306702B
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Description

1306702 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明領域 大致上本發明係有關無線通訊，更椅別係有關於基於 5 ΜΙΜΟ之無線系統執行頻道訓練之技術和，綠構 【先前技術】 發明背景 多輸入多輸出（ΜΙΜΟ)是一種無線通#技術，其中發射 器和接收器二者使用多根天線來彼此無線通訊。經由於發 10射器和接收器使用多根天線， 可以改良一鏈路之整體效 能之方式來利用空間維度。MlM〇可以開放餌路技術或封閉 回路技術進行。於開放回路MlM〇中，於資科信號發射至接 收器之前，發射器並未特別知曉頻道情沐。另一方面，於 封閉回路ΜΙΜΟ中，發射器使用頻道相關資訊來於發射信號 15前前置調理發射信號，俾最佳匹配目前頻道狀態。藉此方 式，可改良效能及/或接收器的處理。需要有可於無線網 路有效實作封閉回路ΜΙΜΟ之技術與結構。 【發明内容】 發明概要 本發明係特地提出一種用來於多輪入多輸出（μιμ〇) 式多載波系統巾執行頻道訓練之方法，其包含有下列步驟 :對於一資料訊框内之一第 一訓練時槽，於Κ個空間頻道間 劃分-第-正交分頻多工(OFDM)tll練符號之調性，其中該 第-㈣Μ訓練符號之該等調性各自係於該第一訓練時槽 20 1306702 期間於該等κ個空間頻道中之只有一頻道中發射；以及對於 該資料訊框内之一第二訓練時槽，於該等κ個空間頻道間劃 分一第二正交分頻多工(OFDM)訓練符號之調性，其中該第 二OFDM訓練符號該等調性各自係於該第二訓練時槽期間 5 於該等K個空間頻道中之只有一頻道中發射，且來自該第一 訓練時槽之調性並未於該第二訓練時槽中於同一空間頻道 内重複。 圖式簡單說明 第1圖為方塊圖顯示根據本發明之實施例之無線網路 10 配置實例； 第2圖為發訊圖顯示根據本發明之實施例，可用來於 基於ΜΙΜΟ之無線網路内部執行資料傳送之訊框交換序列 之實例； 第3圖為略圖，顯示提議用於使用OFDM的ΜΙΜΟ頻 15 道之每串流訓練格式； 第4圖為略圖，顯示根據本發明之實施例，可用於具 有二空間頻道之ΜΙΜΟ頻道的每串流訓練格式之實例； 第5圖為略圖，顯示根據本發明之實施例，可用於具 有三空間頻道之ΜΙΜΟ頻道的每串流訓練格式之實例； 20 第6圖為略圖，顯示根據本發明之實施例，可用於具 有二空間頻道之ΜΙΜΟ頻道的每串流訓練格式之另一實例； 第7圖為略圖，顯示根據本發明之實施例，可用於具 有二空間頻道之ΜΙΜΟ頻道的每串流訓練格式之又另一實 1306702 弟8圖為流程圖，翻— 於ΜΙΜΟ之無線網路’不根據本發明之實施例，用於基 第9圖為方塊圖錢行頻道訓練之方法實例；以及 SDMA系統之實例。，顯示根據本發明之實施例，一種 5【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 後文詳細說明係參考附圖，附圖舉例說明可實施本發 明之特定實施例。此笙奋〃 、 寻實知例以足夠細節描述來讓熟諳技 10 15 20 β實&本發明。但須了解多個本發明之實施例雖然不 同仁非必然彼此互斥。舉例言之，可未惊離本發明之精 髓和範圍，就-個實施例所說明之特定特徵、結構和特性 可於另個貝知例實作。此外須了解，可未惊離本發明之 精髓和範圍，於所揭示之實施例中之個別元件之位置或排 列可目此後文詳細說明絕非視為限制性，本發明 之範圍’、由隨附之中睛專利範圍經過適當解譯，連同申請 專利範圍所涵蓋之完整相當物範圍來界定。附圖中類似的 元件符號係表示數幅圖間相同或類似的功能。 第1圖為方塊圖顯示根據本發明之實施例之無線網路 配置10實例。如圖所示，第—無線系統12係透過無線通訊 鏈路而與第二無線系統14職。第—無線系統12例如可為 無線接取點(αρ)或基地台；而第：麵系韻可為無線站 台（STA)，反之亦然。此種情況下，無線Ap可提供存取較 大型的STA網路(有線及/或無線）。於若干其它實施例中， 第一無線系統和第二無線系統可皆為無線Ap或皆為無線 7 1306702 STA。其它配置亦屬可能。如本文使用，「站台」或「sta」 一詞意圖涵蓋可經由遠端無線接取點或基地台來接取網路 的任何型別的無線構件、元件、或系統。如圖所示，第— 無線系統12和第二無線系統14各自有多根（亦即二或更多） 5天線。第無線系統12與弟二無線糸統14間的無線頻道為 多輸入多輸出（ΜΙΜΟ)頻道。於該具體實施例中，第一無線 系統12和第二無線系統14各自有單一天線集合可用於發射 I 功能和接收功能。於其它實施例中，第一無線系統12及/ 或第二無線系統14可使用不同天線集合用於發射與接收。 10任何型別的天線皆可使用包括例如偶極天線、貼片天線、 螺狀天線等。 於第1圖之實施例中，第一無線系統12包括無線收發器 16和控制器18。控制器18可操作來進行支援第一無線系統 12的封閉回路μ j Μ 〇操作所要求的數位處理功能。控制器功 15能可使用一項或多項數位處理元件來執行，該等數位處理 .元件例如為通用用途微處理器、數位信號處理 器（DSP)、精 簡才曰令集電腦(Rise)、複雜指令集電腦(CISC)、攔位可規 劃問陣列(FPGA)、特殊應用積體電路(ASIC)等包括前述各 種7L件的組合。控制器18也可包括一種或多種分開的數位 2〇兀件例如位疋交插器、位元解交插器、調變單元、解調單 7C、離散傅利葉轉換單元、反離散傅利葉轉換單元等。無 線收發益I6可操作來執行射頻㈣相關功能，該功能要求 ⑻產生RF發畅號來於發射操作㈣傳輸至多根天線丨以 及⑻於接收操作期間處理由多根天線所接收的信號。分 8 1306702 開的發射鏈路和接收鏈路可對各個相應天線而提供於收發 器16内部。數位/類比轉換器和類比/數位轉換器可用於 控制器軸收介面。第m鱗系統14也 包括無線收發器20和控制器22。此等單元將執行類似於第 5 一無線系統12内部的相應單元的功能。 於至少一個實施例中，第一無線系統12和第二無線系 統14使用正交分财叫職)技術來經由無線頻道發射 . 負讯。於OFDM系統中，欲發射的資料分布於多個實質上 正交窄頻副載波間。第-無線系統口和第二無線系統14也 10實作一種稱作為SVD(亦即單值分解)MIM〇的Mim〇形式。 SVD ΜΙΜΟ容後詳述。為了輔助了解且簡化標示，後文的 討論將就OFDM系統的單一副載波做說明。但須了解後文 說明之函數可對多載波系統中的各個副載波執行。副載波 間的内插也可用來減少計算量與回授量。 15 於基於之系統中，無線頻道可使用ηκχχητχ頻道 t 矩陣Η特徵化，此處nRX為接收天線數目，ητχ為發射天線數 目。使用SVD，頻道矩陣Η可分解如後： H = UDVh 此處U和V為早位矩陣（亦即具有正交行和單位行標準的矩 20陣），D為對角線矩陣’以及為單位矩陣V的贺密辛 (Hermitian)。單位矩陣U具有下述性質： UHU=1 此處I為身分矩陣。於前述頻道矩陣分解中，矩陣V可稱作 為束成形矩陣（前置編碼器）。此種束成形矩陣V可於接收裝 9 1306702 =定道矩陣_如使用接收的訓練資訊 分解頻道矩陣ηΙΓ 用SVD技術(和其它類似技術） 發射回發射裝置然後束㈣矩陣v(或其—部分)可 置，用來產生隨後的發射_ 開矩陣來用於多載波系統中的各個副‘#7能需要分 成形矩陣之方、皮另一種獲得束 方去係刼用反鏈路頻道發 情況下，例如於下行鍵路，接收器發送訓=二此種 ，讓發射器習得有關上傳鍵路頻道矩陣。== 行校正，則上, 平右於發聲之珂進 10 上傳頻$㈣ 純，料料經由調換 傳頻道矩陣而可獲得下行頻道矩陣Η。最後，從η可算出 束成形矩陣。 J异出 對角線矩陣D的各個元體已知為頻道矩陣⑽單一數 值或稱作為特徵值。束成形矩陣V係由多個稱作為特徵向量 且與特徵值相對應之行向量所組成。各個特徵向量可界定 15於ΜΙΜΟ頻道内部的空間頻道（或特徵模式）。流經特定空間 頻道的資料流稱作為空間流。特徵值典型係指示相對應特 徵向里/空間頻道的相對強度。偶爾，較佳只將Μίμο限於 最強的可利用的空間頻道(例如與2個最大特徵值相關的空 間頻道）。例如如此可減少欲傳輪至發射元件之總回授量。 20 第2圖為發訊圖顯示根據本發明之實施例，可用來於其 於ΜΙΜΟ之無線網路内部執行資料傳送之訊框交換序列 之實例。該圖上部顯示第一無線系統(例如第1圖的第一無 線系統12)的發射，該圖下部顯示第二無線系統(例如第1圖 的第二無線糸統14)的發射。於苐2圖的訊框交換序列3 〇中 1306702 於連續各對訊框間可存在有一個短的訊框間空間（SIFS)。第 一無線系統初步決定需將使用者資料發射至第二無線系統 。如第2圖所示’第—無線系統隨後發射一訓練初始化訊框 32至第二無線系統來初始化頻道的訓練。響應於此，第二 5無線系統發射一訓練響應訊框36予第一無線系統。訓練初 始化訊框3 2和訓練響應訊框3 6將導致第一無線系統獲得頻 道相關資訊。然後第一無線系統於產生隨後的資料訊框4〇 期間使用本頻道資訊。另一型頻道訓練可使用訓練初始化 訊框32和訓練響應訊框36執行。可使用内隱頻道回授技術 10或外顯頻道回授技術。於第二無線系統接收到來自第一無 線系統的資料訊框40後’第二無線系統可發射確認訊框48 予第一無線系統，來指示資料訊框40已經成功地被接受。 如第2圖所示，於至少一個實施例中，於訊框交換序列 30的各個訊框包括網路分配向量（NAV)，其用來保留網路 15媒體用於該序列中的下一個訊框或其次數個訊框發射用。 如此於訓練初始化訊框32内部的NAV 34將保有訓練響應 訊框36的媒體，於訓練響應訊框36的NAV 38將保有資料訊 框40用的媒體，而於資料訊框4〇的NAV 42將保有ACK訊框 48用的媒體。其它於該區的無線裝置和系統將讀取於發射 20訊框内部的NAV，以及隨後暫時不發射信號，直到相關聯 的保留期結束。藉此方式可防止衝突。 如前文說明，於第一無線系統接收到訓練響應訊框36 後’其將發射一個資料訊框40。除了前述NAV 42外，NAV 42也含括每串流訓練44和使用者資料。每串流訓練44包括 11 1306702 ^各個所使用的空間頻道/流之頻道綱練錢。 洲训練符號若有所需，可以空間頻道基準 母串 5 10 15
20 道執行隨後的頻道訓練。目前使用的空間頻道：*工間頻 練初始化訊框3冰訓練響應訊框％所進彳°藉使用训 來識別。由於第2圖係有_2 MIM〇 _前頻道訓練 大數目為2。如此，母串流訓練44的訓練係用於 道流。其它_〇頻道可殊練更多個空間 串流訓練44可被再劃分成為多個___二 订母串、抓訓練。訓練時槽的數目例如係等於接受訓練的空 間頻道/空間流的數目。 使用者資料46為從第-無線系統傳輪至第二無線系統 有用的資料’而與額外管理資料相反。如此處使用，「使 用者資料」-詞包括任何型別的有„料，例如包括電腦 應用程式資料、文字資料、圖形資料、視訊資料、音訊資 料DD曰資料、及/或其它非額外管理資料形式。由第一 無線系統獲得的頻道f訊可絲於發射前前置調理使用者 資料46。舉例言之’束成形矩陣可用於第—無線系統發射 使用者資料46時提供束成形。本發明係有關於無線框架内 部提供每串流訓練(例如第2圖之每串流訓練44)的格式。須 了解第2圖的訊框交換序列3〇僅供舉例說明可用於根據本 發明之無線網路的可能序列，但非限制性。 第3圖為略圖’顯示提議用於使用〇FDM的ΜΙΜΟ頻道 之每串流訓練格式。如圖所示，每串流訓練間隔被再劃分 成為第一訓練時槽50(TRAINING TIME SLOT 1)和第二訓 12 1306702 練時槽52(TRAINING TIME SLOT 2)。ΜΙΜΟ頻道係由第一 空間頻道54(SPATIAL CHANNEL 1)和第二空間頻道 56(SPATIALCHANNEL2)組成。於第一訓練時槽5〇期間， 第一OFDM訓練符號58係於第一空間頻道54内部發射。第 5 一OFDM訓練符號58可為預定OFDM符號，其包括用於多個 OFDM調性(於第3圖標示為1、2、3及4)之各個調性的一種 已知資料符號。於第一 OFDM訓練符號58内部的資料序列 為接收裝置所已知。於第二訓練時槽52期間，第二〇FDM 訓練符號60係於第二空間頻道56内部發射。第二〇FDM訓 10 練符號60可包括如同第一OFDM訓練符號58的相同資料符 號序列。雖然於第3圖於各個OFDM訓練符號58、60只舉例 說明4個調性，但須了解，實際上OFDM訓練符號可包括遠 更大量的調性(例如於一個實施例中有256調性）。 於基於ΜΙΜΟ之系統中，可實施稱作為適應性功率載入 15 的技術來提升ΜΙΜΟ頻道内部的總資料流量。如前文說明， 組成一給定ΜΙΜΟ頻道的空間頻道典型有相關聯的不同強 度。此等強度可與nRxXnTx頻道矩陣的相應特徵值成正比。 適應性功率載入識別經由分散總發射功率，讓較高發射功 率用於有較高相對強度的空間頻道内部，而較低發射功率 2〇用於有較低相對強度的空間頻道内部，可達成較高效能。 其它功率分布策略也可應用來提升效能。如此，當使用者 資料欲經由ΜΙΜΟ頻道來從第一無線系統發射至第二無線 系統(例如參考第2圖的使用者資料46)時，基於先前獲得的 頻道資§fl判定使用不同的發射功率位準來用於各個可用空 13 1306702 ::内部的使用者資料。當頻道資訊隨時間改變時，此 種功率載人將隨著時間而「調整適應」。 回頭參考第3圖，於舉例說明之辦法中，用來於第-空 ' ㈣道54内部發射第—〇FD_丨練符號58、和於第二空間 .5 =道56内部發射第二〇FDM訓練符號_功率位準係等於 隨後用來於相應的空間頻道54、56内部發射使用者資料的 功率位準(基於適應性功率載人）。藉此方式，於資料訊框内 • ㈣隨後使用者資料的信號線圖點可於每_流訓練期間被 校準。雖然此乃有用結果，但前述辦法結果獲得一種情況 1〇 ，訓練符號通常係使用低於核准的最大功率位準的一種功 率位準來發送。FCC對於某個操作頻道内部發射的平均功 率量加諸限制。於第3圖所示情況下’對各個OFDM訓練符 號58、60只激勵可用的空間頻道中之一個頻道。根據本發 明之一個態樣，容後詳述，各個OFDM訓練符號可以等化 15兩個訓練符號之功率之方式而於多組可用的空間流間劃分 • 。此外，與各個調性相關聯的發射功率位準可藉固定乘法 器增高。藉此方式，可達成較高之總訓練發射功率位準， 而未超過FCC極限。 -第4圖為略圖，顯示根據本發明之實施例，可用於具有 20 二空間頻道之ΜΙΜΟ頻道的每串流訓練格式70之實例。如圖 所示，於第一訓練時槽50内部，OFDM訓練符號係於第一 空間頻道54與第二空間頻道56間頻率交插。換言之，第一 調性62係於第一空間頻道54内部發射’第二調性64係於第 二空間頻道56内部發射，第三調性66係於第一空間頻道54 14 1306702 内*發射’第四調性68係於第二空間頻道56内部發射。同 理’於第二訓練時槽52内部，OFDM訓練符號係於第 1頻道54與第—空間頻道56間頻率交插。換言之，第—
性72係於第二空間頻道56内部發射，第二調性74係於L ' 5 $_道54内部發射，第三調性76係於第二空間頻道兄内 • 部發射，第四調性Μ係於第-空間頻道54内部發射。如此 於f二輯畴52結束時，㈣酬練龍的各個調性 % 經於兩個空間頻道各自發射一次。 除了於兩個空間頻道間的各個訓練符號之調性交插外 W ’調性的發射功率位準可提升至超過適應性功率載 入位準。於一項辦法中，例如各個調性之功率位準提高超 過相應之資料功率位準達隨κ，此處空間頻道數目 係經由增高雛振幅達⑹亦即功輕準軸振幅的平方 成正比）。另外可使用其它乘法因數。因此於該具體實施例 15中，於第一空間頻道54内部的調性62、66、74和78之發射 • "力率位準可為於隨後資料部分(例如第2圖之資料46)之相應 , 箱14功率載人位準㈣倍；而於第二m頻道56内部的 调性6 4、6 8、7 2和7 6之發射功率位準可為於隨後資料部分 . (例如第2圖之資料46)之相應適應性功率載入位準的兩倍。 2〇為了執仃信號線圖點校正，接收元件係將π因數列入考慮 。接收元件典型知曉於特定時間使用的空間頻道數目，可 计异奴正期間使用的^值。使用第4圖之训練格式，各個 训練苻號之兩個空間頻道之總功率變成等於fcc極限。如 此兩個„川練符號的總訓練功率為第3圖所示訓練格式的訓 15 1306702 練功率的雨倍。結果為訓練號雜訊比(SNR)改良3分貝。 第5圖為略圖，顯示根據本發明之實施例，可用於具有 三空間頻道之ΜΙΜΟ頻道的每串流訓練格式8〇之實例。如圖 所示’於第一訓練時槽82内部’第—〇FDM訓練符號係於 三個空間頻道88、90、92間交播；於第二訓練時槽84内部 ，第二OFDM訓練符號係於三個空間頻道88、％、92間交 以及於第三訓練時槽_部’第三_訓練符號係 於三個空間頻道88、9〇、92間交插。各個_訓練符號 g#_M#82'84'86’只在Μ空間頻道88、 90、92内部出現-次。此外，於各個空間頻道88、9〇、92 内部的調性發射功輕準係大於相應的適應性功率載入位 準達仏此種辦法也可延伸用於具有*個或更多個空間頻道 之ΜΙΜΟ頻道。 為了達成提高訓練功率位準，〇聰訓練符號無須如前 15文說明以逐-調性為基準來交插。換言之，各個〇腦訓 • 料號之調性可以若干其它方式而於多個可用的空間頻道 間劃分。舉例言之，調性的劃分可能不均句或不規則，如 ’ 以㈣°第6圖為略圖’顯示根據本發明之實施 _ 例’可用於具有二空間頻道之刪Ο頻道的每串流訓練格式 2〇 之另-實例。如圖所示，替代於多個可用的空間頻道交 插各個OFDM訓練符號之個別調性，調性群可跨空間頻道 間分布。例如如第6圖所*，於第一训練時槽胸部，二 相鄰調性(調性11G和調性112)的第―群可於第—"頻道 则部發射，而二相鄰調性(調性114和調他6)的第二群 16 1306702 可於第二空間頻道108内部發射。同理，於第二訓練時槽刚 内P相鄰调性（调性i j 8和調性丄2〇)的第一群可於第二空 門頻道ι〇8内#發射’而二相鄰雛(調性⑵和調性la)的 第-群可於第-空間頻道106内部發射。如前文說明，調性 5振幅可比適應性功率載入位準提高固定因數(例如抝。任 何調性數目皆可位在各調性群内部。 於本發明之另-實施例中，第3圖之每串流訓練格式可 經由增加訓練符號之各調性振幅達因數#來修改。此種情 况下，於K訓練時槽的平均功率仍然係等於用於資料部分 10 (第2圖的資料46)之經過調節的發射功率。若時槽時間夠小 ，則此種體系將符合FCC法規極限。 第7圖為略圖，顯示根據本發明之實施例，可用於具有 二空間頻道之ΜΙΜΟ頻道的每串流訓練格式128之又另一實 例。如第7圖所示，適應性功率載入資訊並未反映於OFDM 15 訓練符號之發射功率位準内部。反而用來執行信號線圖點 校正的適應性功率載入資訊例如可含括於包括感興趣的使 用者資料(例如第2圖之資料訊框40的標頭部分)之訊框標頭 部分(或其它額外管理資訊部分）。另一種辦法中，基於所選 用的使用者資料調變編碼體系，適應性功率載入資訊可内 20 隱於接收元件内部。如第7圖所示，OFDM訓練符號之調性 之功率位準於第一空間頻道106和第二空間頻道108内部可 相同。此外，兩個空間頻道1〇6、108之總功率可各自調整 為等於FCC極限，如此最大化訓練功率位準。各個01?〇]^訓 練符號如第7圖所示，可分派於兩個空間頻道106、1〇8中之 17 1306702 一者；或OFDM訓練符號之調性可以某種方式而於多個空 間頻道間劃分(例如於第4圖係藉交插來劃分，於第6圖係藉 分群來劃分等）。 第8圖為流程圖，顯示根據本發明之實施例，用於基於 5 MIM0之無線網路内部執行頻道訓練之方法130實例。於無 線資料訊框之第一訓練時槽期間，第一〇FDM訓練符號之 經調變的調性係於多個空間頻道間劃分（方塊132)。第一 OroM訓練符號為元件已知將接收資料訊框的符號。〇FDM 訓練符號之經調變調性可以多種不同方式之任一種而於多 10個空間頻道間劃分。例如於一種辦法中，如第4圖和第5圖 所示，調性係以逐一調性為基準而跨多個空間頻道間交插 。於另一種可能辦法中，例如如第6圖所示，相鄰調性群可 跨多個空間頻道間交插。另外也可使用跨多個空間頻道劃 分調變調性之技術。分派於各個空間頻道之調性數目需約 15 略相等。 於無線資料§fl框之第二訓練時槽期間，經調變之第二 OFDM訓練符號之調性係於多個空間頻道間劃分（方塊丨34) 。第二OFDM訓練符號可為與用於第一訓練時槽期間的相 同已知符號。但本次執行調性化合物，讓先前分派於一個 20特定空間頻道的調性皆未於該空間頻道重複。例如於第4圖 所示實施例中，第一調性62和第三調性66係於第一訓練時 槽50期間於第-空間頻道54内部發射；而第二調性^和第 四調性78係於第二訓練時槽52期間於第一空間頻道Μ内部 發射。類似情況也存在於第二空間頻道兄。同理，於第細 18 1306702 所示實施例中，第一調性110和第二調性112係於第一訓練 時槽102期間於第一空間頻道106内部發射；而第三調性122 和第四調性124係於第二訓練時槽1〇4期間於第一空間頻道 106内部發射。類似情況也存在於第二空間頻道108。若有 5三個或更多個空間頻道’則可使用額外訓練時槽，相應 OFDM訓練符號之調性可於多個空間頻道間劃分。 經由如前文說明劃分OFDM訓練符號’訓練功率可跨訓 練符號間等化。除了劃分調性外，調性之發射功率位準可 比較基於適應性功率載入的使用者資料所指示的功率位準 10 提高。舉例言之，於本發明之至少一個實施例中，於各個 空間頻道調性之發射功率位準將比相應的適應性功率載入 位準（亦即於相同空間頻道内部發射的使用者資料的發射 功率位準）大固定因數。一種可能辦法中，如前文說明，固 定因數為K’此處κ為使用的空間頻道數目（亦即調性振幅提 15 高 vT)。 於前述實施例中，本發明係以於無線接取點與用戶端 裝置間之封閉回路ΜΙΜΟ頻道之内文做說明。也存在有其它 應用用途。於一實施例中，例如本發明之技術可實作於空 間劃分多向近接(SDMA)系統，該系統為ΜΙΜΟ之多使用者 20 形式。於SDMA系統中，接取點（或基地台）典型有多根天線 ;各個行動站台（或用戶站台）可有一根或多根天線。於下行 頻道中，ΑΡ可同時經由多個空間頻道來進送資料至多個站 台。ΑΡ可依據例如於站台的接收天線數目和Αρ與STA間的 頻道品質，來分派一個或多個空間頻道與各個§ta。第9圖 19 1306702 為方塊圖’顯示根據本發明之實施例，一種SDMA系統之 實例。如圖所示，無線AP 142係與多個STA 144、146(STA 1和STA2)通訊。於AP 142，信號向量S係由束成形矩陣（或 前置編碼^)Ρ操作來產生信號向量s，欲藉AP 142相關的多 5根發射天線發射。於該具體實施例中，信號向量s為三個空 間頻道之佗號向量，可表示如後：
V S2 束成形矩陣F具有尺寸4x3。信號向量X係從4根發射天線發 射且具有下示形式： 另外使用其它配置。發射向量X係由頻道矩陣Η所作用。於 所示實施例中，頻道矩陣Η為3x4矩陣。習知束成形矩陣稱 作為零推力。習知束成形矩陣預先抵銷頻道（亦即Η)將誘生 的空間流間的干擾。本例之束成形矩陣為頻道矩陣Η之虛擬 I5 反相可表示如後：
f=hh(hhV 此處W表示共軛和移項運算。因此於站台144、146的接收天 線接收的信號向量為：
V r = 3. 20 其係等於發射的信號向量。可對各個資料流si進行功率載入 俾便滿足FCC法規，且改良系統效能。此點係類似原始 20 1306702 ΜΙΜΟ情況。根據本發明，由 β自ΑΡ 142所發射的各個訓練符 號可於相應之訓練時槽（如前文說明）顧於多個空間产間 劃分。訓練符號之各個調性之功率位準可設定為比^個 . ㈣訊㈣敎用的資料功率辦大^隨(例如 . 5處κ為空間頻道數目）。 K)Ub 本發明之技術及結構可於多種不同形式之任—種實作 。例如本發明之特徵可於具有無線能力之膝上型電腦、掌 • i型電腦、桌上型電腦和平板電腦；具有無線能力之個人 數位助理器(腸）；呼叫器；衛星通訊器；蜂巢式電話和其 10匕掌上型無線通訊器、具有無線能力的相機；具有無線能 力之音訊/視訊元件；網路介面卡(NIC)和其它網路介面结 構；積體電路實作；可作為指令及/或資料結構儲存於機 器可讀取媒體及/或以其它格式儲存。可使用之不同型別 之機器可讀取媒體實例包括軟碟、硬碟、光碟、雷射光碟 15唯讀記憶體(CD_R0M)、磁光碟、唯讀記憶體(ROM)、隨機 I 存取記憶體(RAM)、可抹除可程式ROM(epr〇m)、可電抹 除可程式ROM(EEPROM)、磁卡或光卡、快閃記憶體及/ 或其匕型別之適合用來儲存電子指令或資料之媒體。於至 少一種形式中，本發明係以於傳輸媒體上於傳輪用載波調 20 變之指令集合具體實施。 於Θ文s羊細說明中’本發明之多項特徵結合於一個或 多個實施例用於讓揭示内容流線化。此種揭示方法絕非解 d睪為反映出本案所§青之發明要求多於各項申請專利範圍中 外顯陳述的更多特徵。反而如下申請專利範圍反應，本發 21 1306702 明之悲樣可於少於所揭示之各實施例之全部特徵。 雖然已經就若干實施例說明本發明，但須了解如熟& 技藝人士已知，可未悖離本發明之精髓及範圍而做出修改 及憂化此4修改及變化係屬於本發明和隨附之申請專利 5 範圍之範圍内。 【圖式簡單說明】 第1圖為方塊圖顯示根據本發明之實施例之無線網路 配置實例； 第2圖為發訊圖顯示根據本發明之實施例，可用來於 10基於ΜΙΜΟ之無線網路内部執行資料傳送之訊框交換序列 之實例； 第3圖為略圖’顯示提議用於使用OFDM的ΜΙΜΟ頻 道之每串流訓練格式； 第4圖為略圖，顯示根據本發明之實施例，可用於具 15有二空間頻道之ΜΙΜΟ頻道的每串流訓練格式之實例； 第5圖為略圖，顯示根據本發明之實施例，可用於具 有三空間頻道之ΜΙΜΟ頻道的每串流訓練格式之實例； 第6圖為略圖，顯示根據本發明之實施例，可用於具 有二空間頻道之ΜΙ Μ Ο頻道的每串流訓練格式之另一實例； 20 第7圖為略圖，顯示根據本發明之實施例，可用於具 有二空間頻道之ΜΙΜ Ο頻道的每串流訓練格式之又另一實 例； 第8圖為流程圖，顯示根據本發明之實施例，用於基 於ΜΙΜΟ之無線網路内部執行頻道訓練之方法實例；以及 22 1306702
，顯示根據本發明之實施例，一種 第9圖為方塊圖 SDMA系統之實例。 【主要元件符號說明】 10.. .無線網路配置 12.. .第一無線系統 14.. .第二無線系統 16.. .無線收發器 18.. .控制器 20.. .無線收發器 22.. .控制器 30.. .訊框交換序列 32.. .訓練初始化訊框 34. · ·網路配置向量(NAV) 36.. .訓練響應訊框 38.. .網路配置向量(NAV) 40…資料訊框 42.. .網路配置向量(NAV) 44.. .每串流訓練 46.. .使用者資料 48.. .確認訊框、ACK訊框 50.. .第一訓練時槽 52.. .第二訓練時槽 54.. .第一空間頻道 56.. .第二空間頻道 58.. .第一 OFDM訓練符號 60.. .第二OFDM訓練符號 62…第一調性 64…第二調性 66…第三調性 68···第四調性 72.. .第一調性 74…第二調性 76…第三調性 78…第四調性 80.. .每串流訓練格式 82.. .第一訓練時槽 84.. .第二訓練時槽 86.. .第三訓練時槽 88、90、92...空間頻道 100.. .每串流訓練格式 102.. .第一訓練時槽 104.. .第二訓練時槽 106.. .第一空間頻道 108.. .第二空間頻道 110-124...調性 128.. .每串流訓練格式 130.. .方法 132、134...方塊 142.. .AP、無線接取點 144、146...STA、無線站台 23

Claims (1)

  1. .306702 、申請專利範固·· 第94147318號巾請射請專利_修正本97〇813 於多輸入多輸出式多載波系統中執行頻㈣ 練之方去，其包含有下列步驟： 框内之—第—訓練時槽，於K個突間 頻道間劃分—第—正交分頻多工卿_鱗符號之調 性’其中該第-0FDM.符號之該等調性各自係於該
    第訓練¥槽期間於該等κ個空間頻道中之只有一頻道 中發射；以及 10 對於該資料訊㈣之—第二輯時槽，於該等Κ個 工間頻道間劃分—第三正交分頻多卫(〇fdm)訓練符號 之調I1生’其中該第二〇17腿訓練符號之該等調性各自係 於該第二訓練時槽期間於該等K個空間頻道中之只有一 頻I中發射，且來自§亥第一训練時槽之調性並未於該第 15 二訓練時槽中於同一空間頻道内重複.其中： 於該等第一訓練時槽和第二训練時槽期間，於該等 K個空間頻道中之一第一空間頻道内發射之調性，係以 與於該資料訊框内用來於該第一空間頻道中發射使用 者資料之一功率位準依一預定因數成比例的一個功率 20 位準發射；以及於該等第一訓練時槽和第；訓練時槽期 間’於該等κ個空間頻道中之一第二空間頻道内發射之 調性，係以與於該資料訊框内用來於該第二空間頻道中 發射使用者資料之一功率位準依該預定因數成比例的 一個功率位準發射，其中用來於該等第一空間頻道和第 24
    1306702 二空間頻道内發射該使用者資料之該等功率位準係使 用適應性功率載入技術而設定。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中： 於K個空間頻道間劃分第一 OFDM訓練符號之調性 5 的步驟包括跨越該等K個空間頻道交插該第一OFDM訓 練符號之該等調性。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中： 於K個空間頻道間劃分第二OFDM訓練符號之調性 的步驟包括跨越該等K個空間頻道交插該第二OFDM訓 10 練符號之該等調性。 4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中： 於K個空間頻道間劃分第一 OFDM訓練符號之調性 的步驟包括跨越該等K個空間頻道分布多個調性群，其 中各調性群包括至少二相鄰調性。 15 5.如申請專利範圍第1項之方法，其中： 該預定因數係大於1。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中： 於該第一空間頻道内發射之該等第一 OFDM訓練 符號和第二OFDM訓練符號之調性，係以約為於該資料 20 訊框期間於該第一空間頻道中發射的使用者資料之該 功率位準之K倍的一個功率位準發射。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中： 於該第二空間頻道内發射之該等第一 OFDM訓練 符號和第二OFDM訓練符號之調性，係用為於該資料訊 25 1306702
    i 框期間於該第二空間頻道中發射的使用者資料之該功 率位準之K倍的一個功率位準發射。 8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中： 該等K個空間頻道包括至少3個空間頻道；以及 5 該方法進一步包含對於該資料訊框内之一第三訓 練時槽，於該等K個空間頻道間劃分一第三OFDM訓練 符號之調性，其中該第三OFDM訓練符號之該等調性各 自於該第三訓練時槽期間只於該等K個空間頻道中之一 頻道中發射，其中得自該等第一訓練時槽和第二訓練時 10 槽之調性於該第三訓練時槽中並未於相同空間頻道内 重複。 9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中K係等於下列數目中 之一者：2、3、4、5及 6。 10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中： 15 該第二訓練時槽於該資料訊框内係出現在該第一 訓練時槽之後。 11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中： 該第二訓練時槽於該資料訊框内在時間上係相鄰 於該第一訓練時槽。 20 12. —種用來於多輸入多輸出式多載波系統中執行頻道訓 練之裝置，包含： 一無線收發器，用來產生射頻發射信號供遞送至多 根發射天線；以及 耦接至該無線收發器之一控制器，用來造成一資料 26 1306702
    5
    10 戒框從該農置發射人—個多輸人多輸出（mim⑺頻道， °亥貝料訊框具有一每串流钏練部分和一使用者資料部 分’其中該每串流麟部分包括至少—第—_丨練時槽和 第-JI丨練時槽’該第-訓練時槽具有於該MiM〇頻道 t 60多個m頻道㈣分的—第—〇FDM訓練符號之 夕個訓練調性，以及該第二訓練時槽具有於訓【動頻 C中的該等夕個空間頻道間劃分的—第二qfdM訓練 符號之多個訓練調性；其中： *該等數個空間頻道包括至少一第一空間頻道和一 第二空間頻道；以及 於該第—㈣頻道中發射之該等麟雛，係以盘 該資料訊框中的使用者資料於該第一空間頻道内發射 功率位輪—财_成正比L力率位準發 射’以及於該第二空_道中發射之該等訓練調性，係 15 讀該資料訊框中的❹者資料於該第二空間頻道内 • 功率位準依該預定因數成正比的-個功率位 13.如申請專利範圍第12項之裝置 1 〇 其中該預定因數係大於 20 M·如t請專利|請第12項之裝置，其令： 肉恭^用者資料於該第—空間頻道和該第二空間頻道 入體系=該等功率位準，係基於-種適應性功率載 15.如申料利制第]2項之裝置其中 27 1306702
    10 15
    20 於該第-空_道中發射之該等辑調性係以約 為使用者資料於該第-空間頻道内發射所用之該功率 位準之κ倍的—個功率位準發射；以及於該第二空間頻 道中發射之料辑娜，細料使用者資科於該第 二空間頻勒發射所狀該功率位準之κ倍的—個功率 位準發射，其中Κ為該等多個空間頻道中之空間頻道的 16.如申請專利範圍第12項之裝置，其中： 該第-〇刪訓練符號之該等訓練調性係於該第 一訓練時槽内在該等多個空_道間約略均_分·以 及該第二0膽訓練符號之該等訓練調性係於該第二 訓練時槽内在該等多個空間頻道間約略均等割分。 17. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中： 該第-〇舰訓練符號之該等訓練調性係於該第 一訓練時槽内跨越該等多個空間頻道交插；且該第二 OFDM訓練符號之該等訓練調性係於該第二訓練時槽 内跨越該等多個空間頻道交插。 18. 如申請專利範圍第17項之裝置，其中·· 該等多個空間頻道係由一第一 空間頻道組成； 空間頻道和一第二 於該第-訓練時槽期間，該第_〇fdm訓練符號之 奇詞練調性係於該第-空間頻道内發射，且該第一 〇職訓練符號之偶訓練調性係於該第二空間頻道内 發射；以及 28 1306702 年 97. 曰修(I)正公換κί 發射。 於該第二訓練時槽期間，該第二0FDM訓練符號之 偶訓練調性係於該第一空間頻道内發射，且該第二 OFDM訓練符號之奇訓練調性係於該第二㈣頻道内 5 19.如申請專利範圍第12項之裝置，其中·· 該第-OFDM訓練符號之該等訓練調性係跨越該 等多個”頻道分成多群分配，其中各群包括至少二相 鄰調性。 20_如申請專利範圍第12項之裝置，其中： > 於該資料訊框之該每串流訓練部分内，各特定訓練 調性係只於該等多個空間頻道中之各個空間頻道内發 射一次。 21. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中： 该資料訊框之該每串流訓練部分包括一第三訓練 時槽’該第三訓練時槽具有於該等多個空間頻道間劃分 之第二OFDM訓練符號之多個訓練調性。 22. -種用來於多輸人多輸出式多載波系統中執行頻道訓 練之系統，包含·· 多根偶極天線； 一無線收發器，用來產生射頻發射信號供遞送至該 等多根偶極天線；以及 耦接至該無線收發器之一控制器，用來造成一資料 訊框從該裝置發射入一個ΜΙΜΟ頻道，該資料訊框具有 一每串流訓練部分和一使用者資料部分，其中該每串流 29 1306702 5 n曰修(¾)正替換:Μί ：-；：^ 0. I，：i ______ j 冰練部分包括至少_第_訓練時槽和—第二訓練時槽 °亥第訓練時槽具有於該MIMQ頻道中的多個空間頻 道間劃刀的一第—〇FDM訓練符號之多個訓練調性，以 及該第練時槽具有於該MIMG頻道中的該等多個 空間頻道間劃分的一第=〇簡訓練符號之多個訓練 調性;其中： 該等數個空間頻道包括至少一第一空間頻道和一 弟二空間頻道；以及 〜於及第—空_道巾發射之該㈣練雛，係以與 1〇 該貧料訊框中的使用者資料於該第一空間頻道内發射 之了功率位準依一預定因數成正比的一個功率位準發 射，以及於該第二空間頻道巾發射之該等訓練調性，係 以與該資料訊框中的使用者資料於該第二空間頻道内 發射之—功率位準依一預定因數成正比的-個功率位 15 準發射。
    23.如申請專利範圍第22項之系統 於卜 其中該預定因數係大 24.如申請專利範圍第22項之系統其中： 20 =一空間頻道中發射之該等訓練調性， 2用者㈣於該第-空間頻道㈣射所用之該功率位 準之K倍的-個功率位準發射；以及於該第二 空 t發射之料辑雛，_為使用者料於 ^ 間頻道内發射所用之該功率位準之κ倍的固功/ 發射，其中Κ為該等多個空間頻道中 ，準 二間頻道的數目 30 1306702
    25. 如申請專利範圍第22項之系統，其中： 該第一 OFDM訓練符號之該等訓練調性係於該第 一訓練時槽内跨越該等多個空間頻道交插；且該第二 5 OFDM訓練符號之該等訓練調性係於該第二訓練時槽 内跨越該等多個空間頻道交插。 26. 如申請專利範圍第22項之系統，其中： 於該資料訊框之該每•流訓練部分内，各特定訓練 調性係只於該等多個空間頻道中之各個空間頻道内發 10 射一次。 27. —種儲存有指令之電腦可讀儲存媒體，該等指令在由一 運算平台執行時可操作來執行下列動作： 對於一資料訊框内之一第一訓練時槽，於K個空間 頻道間劃分一第一正交分頻多工(OFDM)訓練符號之調 15 性供傳輸，其中該第一OFDM訓練符號之該等調性各自 係於該第一訓練時槽期間於該等K個空間頻道中之只有 一頻道中發射；以及 對於該資料訊框内之一第二訓練時槽，於該等K個 空間頻道間劃分一第二正交分頻多工(OFDM)訓練符號 20 之調性，其中該第二OFDM訓練符號之該等調性各自係 於該第二訓練時槽期間於該等K個空間頻道中之只有一 頻道中發射，且來自該第一訓練時槽之調性並未於該第 二訓練時槽中在同一空間頻道内重複;其中： 於該第一訓練時槽和該第二訓練時槽期間，於該 31 1306702 97^
    等K個空間頻道内發射之調性，係以與用來於該資料訊 框内在該等Κ個空間頻道中發射使用者資料的功率位準 成正比的功率位準發射，其中用來於該等Κ個空間頻道 内發射該使用者資料之該等功率位準係使用適應性功 5 率載入技術設定。 28. 如申請專利範圍第27項之儲存媒體，其中該預定因數係 大於1。 29. 如申請專利範圍第27項之儲存媒體，其中： 於Κ個空間頻道間劃分該第一 OFDM訓練符號之調 10 性的動作包括跨越該等K個空間頻道交插該等調性之動 作，以及於K空間頻道間劃分該第二OFDM訓練符號之 調性的動作包括跨越該等K個空間頻道交插該等調性之 動作。 30. 如申請專利範圍第27項之儲存媒體，其中： 15 於K個空間頻道間劃分該第一 OFDM訓練符號之調 性的動作包括跨越該等K個空間頻道分布多組調性群之 動作，其中各調性群包括至少二相鄰調性。 31. 如申請專利範圍第27項之儲存媒體，其中： 於該等K個空間頻道中之一第一空間頻道内發射之 20 該等第一和第二OFDM訓練符號之調性，係用為使用者 資料於該資料訊框期間在該第一空間頻道中發射之功 率位準的K倍之一個功率位準發射；以及於該等K個空 間頻道中之一第二空間頻道内發射之該等第一和第二 OFDM訓練符號之調性，係用為使用者資料於該資料訊 32
    1306702
    框期間在該第二空間頻道中發射之功率位準的K倍之一 個功率位準發射。 32. —種用來於多輸入多輸出式多載波系統中執行頻道訓 練之方法，其包含有下列步驟： 對於一資料訊框内之一第一訓練時槽，跨越Κ個空 間頻道交插一第一OFDM訓練符號之調性，其中該第一 OFDM訓練符號之該等調性各自於該第一訓練時槽期 間只於該等K個空間頻道中之一頻道中發射；以及
    10
    20 對於該資料訊框内之一第二訓練時槽，於該等K個 空間頻道間交插一第二OFDM訓練符號之調性，其中該 第二OFDM訓練符號之該等調性各自於該第二訓練時 槽期間只於該等K個空間頻道中之一頻道發射，且來自 該第一訓練時槽之調性並未於該第二訓練時槽中在相 同空間頻道内重複；其中 於該等K個空間頻道中之一第一空間頻道内發射的 訓練調性之一發射功率位準，係與於該資料訊框期間用 來於該第一空間頻道内發射使用者資料之一發射功率 位準成正比；以及於該等K個空間頻道中之一第二空間 頻道内發射的訓練調性之一發射功率位準，係與於該資 料訊框期間用來於該第二空間頻道内發射使用者資料 之一發射功率位準成正比。 33. 如申請專利範圍第32項之方法，其中： 於該第一空間頻道内發射的訓練調性之該發射功 率，為用來於該資料訊框期間在該第一空間頻道内發射 33 1306702
    10 15
    20 使用者資料之該發射功率位準的K倍。 34. 如申請專利範圍第33項之方法，其中： 於該第二空間頻道内發射的訓練調性之該發射功 率，為用來於該資料訊框期間在該第二空間頻道内發射 使用者資料之該發射功率位準的Κ倍。 35. —種用來於多輸入多輸出式多載波系統中執行頻道訓 練之方法，其包含有下列步驟： 於一資料訊框之一第一訓練時槽期間，將一第一 OFDM訓練符號發射入一個ΜΙΜΟ頻道，該ΜΙΜΟ頻道 具有至少一第一空間頻道和一第二空間頻道； 於該資料訊框之一第二訓練時槽期間，將一第二 OFDM訓練符號發射入該ΜΙΜΟ頻道； 於該資料訊框内發射適應性功率載入資訊，該適應 性功率載入資訊包括指出該第一空間頻道與該第二空 間頻道間的功率載入比的一個指示； 於該資料訊框之一使用者資料部分期間，將使用者 資料發射入該第一空間頻道和該第二空間頻道； 其中該第一和該第二OFDM訓練符號之若干訓練 調性係於該ΜΙΜΟ頻道之一第一空間頻道内發射，以及 該第一和該第二OFDM訓練符號之若干訓練調性係於 該ΜΙΜΟ頻道之一第二空間頻道内發射，其中於該第一 空間頻道和該第二空間頻道内發射之訓練調性係以相 同發射功率位準發射。 36. 如申請專利範圍第35項之方法，其中： 34 日修(U正替校. 1306702 該第一OFDM訓練符號之全部訓練調性係於該第 一空間頻道内發射，以及該第二OFDM訓練符號之全部 訓練調性係於該第二空間頻道内發射。 37. 如申請專利範圍第35項之方法，其中·· 5 該第一OFDM訓練符號之該等訓練調性係於可用 之空間頻道間劃分，以及該第二OFDM訓練符號之該等 訓練調性係於可用之空間頻道間劃分。 38. 如申請專利範圍第35項之方法，其中： 於該第一空間頻道和該第二空間頻道内發射之該 10 等訓練調性係以相關無線電頻譜管理機關所允許之一 最大功率位準發射。
    35
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