TWI397275B - 用於一多輸入多輸出無線通訊系統之增益調整裝置、方法及其電腦程式產品 - Google Patents

Description

用於一多輸入多輸出無線通訊系統之增益調整裝置、方法及其電腦程式產品

本發明係關於一種用於一多輸入多輸出(multiple input multiple output；MIMO)無線通訊系統之增益調整裝置、方法及其電腦程式產品；更詳細地說，本發明係關於一種可調整MIMO無線通訊系統之中繼站增益的增益調整裝置、方法及其電腦程式產品。

在從第3代(3G)行動通訊系統到後第3代行動通訊系統，甚至朝第4代行動通訊系統進展的過程中，有限的頻譜資源是妨礙無線技術發展的主要因素。為了提高資料傳輸率(data rate)及更有效率地利用頻譜，一些技術及方式皆被用來提高頻譜使用效率，例如最佳化之調變方式、程式碼多工系統或MIMO技術。而近年來，MIMO技術正廣泛地被業界所採納使用，例如新興的全球微波存取互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access；WiMAX)標準及新一代的無線區域網路(Wireless LAN；WLAN)都已將MIMO技術納入其中。

MIMO，係指信號經由多重天線進行同步收發，MIMO無線通訊系統在來源端和接收端均採用複數個天線，使其使用複數個信號傳輸通道傳送資料，如此一來，即可以提高資料傳輸率。更詳細地說，信號藉由來源端進行多重切割，並經過複數個天線進行同步傳送。由於信號會經由不同的信號傳輸通道被傳送，因此其到達接收端的時間會不一致。為了避免被切割的信號不一致而無法重新組合，接收端會同時具備複數個天線來接收這些信號，然後利用數位信號處理再重新計算的方式，將分開的各個信號重新組合，並且快速正確地還原出原本之信號。

由於信號經過分割傳送，信號傳輸通道之單一流量將會降低，因此可拉大信號之傳送距離。據此，MIMO技術不僅可以提高既有信號之傳輸速度，而且也不需額外佔用頻譜，更重要的是，還能擴大信號之傳送距離。因此不少強調信號之傳輸速度與傳輸距離的無線網路設備，亦紛紛開始採用MIMO技術。MIMO技術無疑是無線行動通信領域的重大突破，同時也成為新一代行動通信系統必須採用的關鍵技術。

另一方面，雖然WiMAX標準已經提供較大的頻寬、較低的佈建成本、較好的服務品質以及擴充性。但是WiMAX標準所提供的網路涵蓋範圍以及訊號品質仍然有其限制存在。因此，IEEE 802.16標準工作小組更制訂了多段式中繼傳輸技術標準(multi-hop relay standard；MMR-RS)，以中繼站的方式來增加WiMAX標準的網路涵蓋範圍。

詳細地說，於具有中繼站的MIMO無線通訊系統中，各中繼站將會先接收所有來源天線之信號，同時針對這些來源天線之信號進行處理，以增加信號強度。隨後中繼站即將處理過之信號傳送至接收天線。

根據不同的處理方法，中繼站之信號處理方式主要區分為解碼-前送(decode-and-forward)架構以及放大-前送(amplify-and-forward)架構。使用解碼-前送架構的中繼站係對於其所接收的來源天線之信號進行再生中繼(regenerative)之處理，以解碼的方式來過濾來源天線之信號的雜訊，隨後再將已過濾雜訊後的來源天線之信號轉送至接收天線。另一方面，使用放大-前送架構的中繼站則是對於其所接收的來源天線之信號進行非再生中繼(non-regenerative)之處理，意即使用放大-前送架構的中繼站係將其所接收的來源天線之信號直接乘上一放大增益，而不進行解碼並濾除雜訊，隨後再將已乘上放大增益後的來源天線之信號轉送至接收天線。

對於使用解碼-前送架構的中繼站，習知技術提供了許多改善信號傳輸品質之技術，例如時空編碼(space-time coding)或波束形成(beam-forming)等技術，以改善使用解碼-前送架構的中繼站之信號傳輸品質。然，這些用來改善使用解碼-前送架構的中繼站之信號傳輸品質的技術卻無法應用於使用放大-前送架構的中繼站。另外，除了信號傳輸品質之改善，要如何改善使用放大-前送架構之中繼站的MIMO無線通訊系統之系統容量，亦沒有辦法進一步解決。

有鑑於此，在MIMO無線通訊系統之系統容量的需求與日俱增的情況下，要如何改善使用放大前送-架構之中繼站的MIMO無線通訊系統之系統容量，同時改善信號傳輸品質，乃是現今無線通訊裝置製造廠商仍然需要努力解決的問題。

本發明之一目的在於提供一種用於一MIMO無線通訊系統的增益調整裝置。該MIMO無線通訊系統包含複數個來源天線、複數個終點天線、至少一第一中繼站以及一中繼傳輸功率極限值。其中，該至少一第一中繼站具有一第一增益值。

前段所述之增益調整裝置則包含複數個天線、一處理模組、一計算模組、一增益產生模組以及一調整模組。該等天線係用以接收複數個第一通道資訊以及複數個第二通道資訊。該等第一通道資訊係與該等來源天線以及該至少一第一中繼站之複數個通道相關；該等第二通道資訊係與該至少一第一中繼站以及該等終點天線之複數個通道相關。該處理模組將根據該中繼傳輸功率極限值、該等第一通道資訊以及該等第二通道資訊挑選一第一預設值，將該至少一第一中繼站之第一增益值以該第一預設值取代。該計算模組則根據該等第一通道資訊、該等第二通道資訊以及該第一預設值計算該MIMO無線通訊系統之一第一系統容量。該增益產生模組則根據該第一系統容量設定一第二增益值。最後由該調整模組將該至少一第一中繼站之第一增益值更新為該第二增益值。其中，處理模組、計算模組、增益產生模組以及調整模組可使用晶片之形式予以實施。

本發明之另一目的在於提供一種用於前述之MIMO無線通訊系統之增益調整方法，其包含下列步驟：接收複數個第一通道資訊以及複數個第二通道資訊，其中該等第一通道資訊係與該等來源天線以及該至少一第一中繼站之複數個通道相關，該等第二通道資訊係與該至少一第一中繼站以及該等終點天線之複數個通道相關；根據該中繼傳輸功率極限值、該等第一通道資訊以及該等第二通道資訊挑選一第一預設值；將該至少一第一中繼站之第一增益值以該第一預設值取代；根據該等第一通道資訊、該等第二通道資訊以及該第一預設值計算該MIMO無線通訊系統之一第一系統容量；根據該第一系統容量設定一第二增益值；以及將該至少一第一中繼站之第一增益值更新為該第二增益值。

另外，為達前段所述之目的，本發明更提供一種電腦程式產品，內儲用於一增益調整裝置之增益調整方法的程式，該程式經由電腦被載入該增益調整裝置後可執行並可完成前段所述之增益調整方法。綜上所述，本發明之增益調整裝置、方法及其電腦程式產品可針對中繼站之增益值進行即時的調整，以增加MIMO無線通訊系統中，每一個中繼站的增益值，進而增加MIMO無線通訊系統之系統容量並改善信號傳輸品質。

在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，所屬技術領域具有通常知識者便可瞭解本發明之其它目的、優點以及本發明之技術手段及實施態樣。

以下將透過實施例來解釋本發明之內容，本發明係關於一種增益調整裝置、方法及其電腦程式產品，其係針對MIMO無線通訊系統之中繼站進行增益值的調整，以期增加MIMO無線通訊系統之系統容量。需說明者，以下實施例及圖式中，與本發明非直接相關之元件均已省略而未繪示；且圖式中各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解，非用以限制實際比例。

本發明之第一實施例如第1A圖所示，係為一種MIMO無線通訊系統1，其具有一來源站11、複數個中繼站R1、R2以及一終點站13。該等中繼站R1、R2分別為第一中繼站R1以及第二中繼站R2。來源站11具有三個來源天線111、113、115以及一增益調整裝置12。第一中繼站R1與第二中繼站R2係屬於同一中繼層且分別具有一單一天線(圖未繪示)。終點站13則具有二個終點天線131、133。

於其它實施態樣中，第一中繼站R1以及第二中繼站R2可分別具有複數個天線。當第一中繼站R1具有複數個天線時，增益調整裝置12將可指定第一中繼站R1的其中之一天線作為接收信號之天線；另一方面，當第二中繼站R2具有複數個天線時，增益調整裝置12將可指定第二中繼站R2的其中之一天線作為接收信號之天線。須說明的是，上述中繼站之數目、來源站11與終點站13所對應的天線數目僅出於闡述目的，並非用以限制本發明。換言之，所屬技術領域具有通常知識者可根據以下說明將本發明應用於其它具有不同數目之中繼站(如一第一中繼站以及二第二中繼站)之MIMO無線通訊系統或是其它天線數目組合(如具有5個來源天線之來源站以及具有5個終點天線之終點站)之MIMO無線通訊系統。

增益調整裝置12包含一天線、一處理模組121、一計算模組123、一增益產生模組125以及一調整模組127。於本實施例中，增益調整裝置12設置於來源站11中，其天線可為來源天線111、113、115其中之一，例如來源天線111。應說明的是，處理模組121、計算模組123、增益產生模組125以及調整模組127可使用晶片之形式予以實施。換言之，本發明並不對增益調整裝置12之實體形態加以限制。

除了來源站11之外，增益調整裝置12亦可如第1B圖所示，設置於終點站13中，此時增益調整裝置12之天線可為終點天線131、133其中之一，例如終點天線131。需說明的是，增益調整裝置12之天線並非限制為來源天線111、113、115其中之一或終點天線131、133其中之一，所屬技術領域具有通常知識者可依據需求增加天線於增益調整裝置12上。

請參閱第1A圖，第一中繼站R1與第二中繼站R2皆為使用放大-前送架構的中繼站，且第一中繼站R1與第二中繼站R2所組成之中繼站子系統具有一中繼傳輸功率極限值。

更進一步而言，第一中繼站R1具有一第一增益值。第一中繼站R1以及第二中繼站R2之天線與來源天線111、113、115對應地建立複數個通道17，同時亦與終點天線131、133對應地建立複數個通道19。如此一來，來源站11與第一中繼站R1以及第二中繼站R2即可透過通道17進行信號傳輸；而第一中繼站R1以及第二中繼站R2與終點站13則可透過通道19進行信號傳輸。在接收到來源站11的信號，第一中繼站R1將其所接收的信號乘上第一增益值後，再轉送至終點站13。類似地，在第二中繼站R2接收到來源站11的信號後，將其所接收的信號乘上增益值再轉送至終點站13。

接著，在終點站13透過第一中繼站R1以及第二中繼站R2接收到來源站11的信號後，將藉由這些信號計算複數個第一通道資訊101以及複數個第二通道資訊103並將之傳送至增益調整裝置12。其中，第一通道資訊係與來源天線111、113、115以及中繼站R1、R2之間的通道17有關，第二通道資訊則與中繼站R1、R2以及終點天線131、133之間的通道19有關。增益調整裝置12可透過其天線(即來源天線111)接收第一通道資訊101與第二通道資訊103。

具體而言，第一通道資訊101實質上包含來源天線111、113、115與中繼站R1、R2之間的通道17之一通道矩陣以及中繼站R1、R2所接收之白雜訊的協方差。第二通道資訊實質上則包含中繼站R1、R2與終點天線131、133之間的通道19之一通道矩陣以及終點站13所接收之白雜訊的協方差。

需說明的是，在本實施例中，增益調整裝置12之天線即為來源天線111，增益調整裝置12可透過來源天線111接收來自終點天線131傳送之第一通道資訊101以及第一通道資訊103。然，在如第1B圖所示之其它實施態樣中，由於增益調整裝置12設置於終點站13，其可直接利用終點天線131、133所接收之信號擷取第一通道資訊101以及第二通道資訊103。需說明的是，所屬技術領域具有通常知識者可直接根據無線通訊之通常知識取得第一通道資訊101以及第二通道資訊103，同時本發明亦不限制取得通道資訊101之方式，所屬技術領域具有通常知識者可依其需要以各種不同的方式取得第一通道資訊101以及第二通道資訊103，故在此不再贅述。

當增益調整裝置12接收到第一通道資訊101以及第二通道資訊103後，即進行增益調整之運算。概括而言，本發明之增益調整裝置12係以遞迴方式，每次將一單一中繼站設定為一目標中繼站，並藉由一增益運算針對目標中繼站之增益值進行調整，進而尋求能使MIMO無線通訊系統1之系統容量最大化之增益值。同時，增益調整裝置12將中繼站子系統中的其它非目標中繼站的增益值乘上一比例值，進一步調整其它非目標中繼站之增益值，使得MIMO無線通訊系統之系統容量得以增加。

例如，當增益調整裝置12將第一中繼站R1設定為目標中繼站時，處理模組121將根據第一通道資訊101、第二通道資訊103以及中繼站子系統之中繼傳輸功率極限值挑選用以取代第一中繼站R1之第一增益值的第一預設值。更詳細地說，處理模組121將根據公式(1)、公式(2)以及公式(3)挑選第一預設值：

α _k =∣α _k ∣exp[j θ(∣α _k ∣)]　(3)

其中，i代表第i個中繼站，k代表第k個預設值。以第一中繼站R1(i=1)且第一預設值(k=1)為例，p (1)為第一中繼站R1之傳輸參數值，為第一中繼站R1接收到的白雜訊之協方差，P _S 為來源站11之傳輸功率值，g₁ 為第一通道資訊101之通道矩陣中的第1個行向量，M則為終點站13之天線數目，P _R 為中繼站子系統之中繼傳輸功率極限值，θ(∣α₁ ∣)為與第一預設值之絕對值∣α₁ ∣相關之一角度函數，可由使用者自行定義。第一預設值之絕對值∣α₁ ∣必須滿足公式(2)之條件。換言之，處理模組121將根據公式(2)，從0~P _R /p (1)挑選一值作為第一預設值之絕對值∣α₁ ∣並根據公式(3)產生取代第一中繼站R1之第一增益值的第一預設值α₁ 。

接著，處理模組121根據公式(4)以及前段挑選出來的第一預設值α₁ ，計算用以調整非目標中繼站(即第二中繼站R2)之一第一比例值β₁ ：

其中，r (2)代表第二中繼站R2之一第三增益值，第三增益值實質上為第二中繼站R2調整前之增益值。而其它參數皆已於前段描述，故在此不再贅述。於其它實施態樣，若有多個第二中繼站R2(即多個非目標中繼站)，則公式(4)可改寫為，j即代表非目標中繼站之中繼站編號。

當處理模組121計算第一比例值β₁ 後，隨即將第二中繼站R2之第三增益值以其與第一比例值β₁ 相乘之結果取代，並將第一通道資訊101、第二通道資訊103、第一預設值α₁ 以及被取代之第三增益值(即β₁ ×r (2))傳送至計算模組123。隨後，計算模組123將根據第一通道資訊101、第二通道資訊103、第一預設值α₁ 以及被取代之第三增益值(即β₁ ×r (2))計算MIMO無線通訊系統1之一第一系統容量。

當計算模組123計算並得出MIMO無線通訊系統1之第一系統容量之後。類似地，處理模組121將根據公式(1)、公式(2)以及公式(3)挑選一用以取代第一中繼站R1之第一增益值的第二預設值α₂ ，並將第一中繼站R1之第一增益值以第二預設值α₂ 取代。其中，根據公式(2)，第一預設值α₁ 與第二預設值α₂ 皆介於0~P _R /p (1)，且兩者實質上不同。

隨後，處理模組121將根據公式(5)以及第二預設值α₂ ，計算用以調整非目標中繼站(即第二中繼站R2)之一第二比例值β₂ ：

其中，公式(5)之各項參數皆已於前段說明，故在此不再贅述。

當處理模組121計算第二比例值β₂ 後，將第二中繼站R2之第三增益值以其與第二比例值β₂ 相乘之結果(即β₂ ×r (2))取代，並將第一通道資訊101、第二通道資訊103、第二預設值α₂ 以及被取代之第三增益值(即β₂ ×r (2))傳送至計算模組123。計算模組123將根據第一通道資訊101、第二通道資訊103、第二預設值α₂ 以及被取代之第三增益值(即β₂ ×r (2))計算MIMO無線通訊系統1之一第二系統容量。

需說明的是，所屬技術領域具有通常知識者可直接根據無線通訊之通常知識計算MIMO無線通訊系統1之第一系統容量或是第二系統容量，同時本發明亦不限制計算MIMO無線通訊系統1之第一系統容量或是第二系統容量之方式，所屬技術領域具有通常知識者可依其需要以各種不同的方式計算MIMO無線通訊系統1之第一系統容量或是第二系統容量，故在此不再贅述。.

在此須說明的是，該領域之技術者亦可根據上述步驟及方法持續挑選用以取代第一增益值之第三預設值、第四預設值等，並計算相應之第三比例值與第四比例值以及第三系統容量與第四系統容量。挑選越多之預設值進行增益調整將可取得更為精確之結果。

當計算模組123計算完MIMO無線通訊系統1之第一系統容量以及第二系統容量之後，計算模組123將MIMO無線通訊系統1之第一系統容量以及第二系統容量傳送至增益產生模組125以進行系統容量之比較。

更詳細地說，增益產生模組125將比較第一系統容量以及第二系統容量之大小。舉例來說，當第一系統容量為9位元，而第二系統容量為8.5位元時，則增益產生模組125將判斷第一系統容量係大於第二系統容量。因此增益產生模組125將第一系統容量所對應之第一預設值α₁ 設定為一第二增益值。同時，將第三增益值與第一比例值β₁ 相乘之結果(即β₁ ×r (2))設定為一第四增益值。

相反地，若第二系統容量大於第一系統容量，增益產生模組125將第二系統容量所對應之第二預設值α₂ 設定為第二增益值。同時，將第三增益值與第二比例值β₂ 相乘之結果(即β₂ ‧r (2))設定為第四增益值。

接著，增益產生模組125將第二增益值以及第四增益值傳送至調整模組127。調整模組127隨即將第一中繼站R1之第一增益值更新為第二增益值，並將第二中繼站R2之第三增益值更新為第四增益值。至此，增益調整裝置12針對第一中繼站R1所進行之增益調整進行完畢。

接下來，增益調整裝置12將第二中繼站R2設定為目標中繼站，而第一中繼站R1則相對地成為非目標中繼站。換言之，增益調整裝置12可分別將第二中繼站R2視為目標中繼站並將第一中繼站R1視為非目標中繼站進行前段所述之運算，以繼續尋求其它較佳增益組合。

當第二中繼站R2之增益亦根據前段所述之方法調整之後，調整增益裝置12可再次把第一中繼站R1設定為目標中繼站，以進行第二次之增益調整。換言之，增益調整裝置12實質上將根據一調整次數，輪流將第一中繼站R1與第二中繼站R2作為目標中繼站以尋求最佳增益組合。舉例來說，當調整增益裝置12將調整次數設定為五次時，則調整增益裝置12依序將第一中繼站R1、第二中繼站R2、第一中繼站R1、第二中繼站R2以及第一中繼站R1設定為目標中繼站以進行增益的調整。然而，隨著調整次數的增加，調整增益裝置12所必須進行的運算量亦隨之上升。所屬技術領域具有通常知識者可視增益調整裝置12之負荷量或其它限制條件改變調整次數的設定。

若MIMO無線通訊系統1之增益值調整完畢之結果為將第一增益值更新為第二增益值且將第三增益值更新為第四增益值，則調整模組127將藉由增益調整裝置12之天線(如來源天線111)向第一中繼站R1以及第二中繼站R2廣播一增益調整通知。其中，該增益調整通知實質上包含將第一中繼站R1之第一增益值更新為第二增益值以及將第二中繼站R2之第三增益值更新為第四增益值的訊息，且其符合一通知協定(notification protocol)標準。在如第1B圖所示之其它實施態樣，若增益調整裝置12設置於終點站13，則增益調整裝置12之調整模組127即可藉其天線(如終點天線131、133)向第一中繼站R1以及第二中繼站R2廣播增益調整通知。

當第一中繼站R1以及第二中繼站R2接收到增益調整通知後，第一中繼站R1便根據該增益調整通知將第一增益值更新為第二增益值，第二中繼站R2根據該增益調整通知將第三增益值更新為第四增益值。當第一中繼站R1之第一增益值以及第二中繼站R2之第三增益值分別被更新為第二增益值以及第四增益值之後，第一中繼站R1將具有一第一中繼傳輸功率值且第二中繼站R2將具有一第二中繼傳輸功率值。由於第二增益與第四增益係根據公式(1)、公式(2)、公式(3)以及公式(4)或公式(5)而得，因此第一中繼傳輸功率值(即|α₁ |² ×p (1)或|α₂ |² × _p (1))以及第二中繼傳輸功率值(即)之一總和將小於前段所述之中繼傳輸功率極限值(即P _R )。

於本實施例中，第一中繼站R1與第二中繼站R2係屬於同一中繼層。然，第一中繼站R1與第二中繼站R2亦可如第1C圖所示，分屬於不同中繼層。在此種情形下，增益調整裝置12尚需考慮第一中繼站R1與第二中繼站R2之間的通道狀況來進行前段所述之調整。所屬技術領域具有通常知識者可依前段之敘述計算第一中繼站R1與第二中繼站R2的增益值，故在此不再贅述。

本發明之第二實施例如第2圖所示，係為一種用於一MIMO無線通訊系統之增益調整方法。例如第一實施例之MIMO無線通訊系統1。本發明之增益調整方法可用於一增益調整裝置，例如第一實施例之增益調整裝置12。MIMO無線通訊系統1包含複數個來源天線111、113、115、複數個終點天線131、133、一第一中繼站R1、一第二中繼站R2以及一中繼傳輸功率極限值，第一中繼站R1具有一第一增益值，第二中繼站R2具有一第三增益值。

具體而言，第二實施例所描述之增益調整方法可由一電腦程式產品執行，當增益調整裝置12由一電腦載入該電腦程式產品並執行該電腦程式產品所包含之複數個指令後，即可完成第二實施例所述之增益調整方法。前述之電腦程式產品可儲存於電腦可讀取記錄媒體中，例如唯讀記憶體(read only memory；ROM)、快閃記憶體、軟碟、硬碟、光碟、隨身碟、磁帶、可由網路存取之資料庫或熟習此項技藝者所習知且具有相同功能之任何其它儲存媒體中。

第二實施例之增益調整方法包含以下步驟。首先執行步驟201，藉由至少一天線接收複數個第一通道資訊以及複數個第二通道資訊。其中，第一通道資訊係與來源天線以及第一中繼站、第二中繼站之複數個通道相關，第二通道資訊係與第一中繼站、第二中繼站以及終點天線之複數個通道相關。接著，於步驟202根據中繼傳輸功率極限值挑選一第一預設值以及計算一第一比例值，並於步驟203將第一中繼站之第一增益值以第一預設值取代，並將第二中繼站之第三增益值以其與第一比例值相乘之結果取代。具體而言，步驟202可利用第一實施例所述之公式(1)、公式(2)、公式(3)以及公式(4)挑選第一預設值與計算第一比例值，其詳細過程已於第一實施例中說明，故在此不再贅述。

接著執行步驟204，根據第一通道資訊、第二通道資訊、第一預設值以及經步驟203被取代之第三增益值計算MIMO無線通訊系統之一第一系統容量。類似地，於步驟205，根據中繼傳輸功率極限值挑選一第二預設值以及計算一第二比例值，並於步驟206將第一中繼站之第一增益值以第二預設值取代，並將第二中繼站之第三增益值以其與第二比例值相乘之結果取代。步驟205係利用第一實施例所述之公式(1)、公式(2)、公式(3)以及公式(5)挑選第二預設值與計算第二比例值，其詳細過程已於第一實施例中說明，故在此不再贅述。

接著執行步驟207，根據第一通道資訊、第二通道資訊、第二預設值以及經步驟206被取代之第三增益值計算MIMO無線通訊系統之一第二系統容量。接著，透過步驟208比較第一系統容量與第二系統容量之大小。當第一系統容量大於第二系統容量時，則執行步驟209，將第一預設值設定為一第二增益值，並將第三增益值與第一比例值相乘之結果設定為一第四增益值。若於步驟208中，第一系統容量不大於第二系統容量，則執行步驟210，將第二預設值設定為第二增益值，同時將第三增益值與第二比例值相乘之結果設定為第四增益值。

最後，執行步驟211，傳送一增益調整通知至第一中繼站以及第二中繼站。第一中繼站將根據增益調整通知分別將第一增益值更新為第二增益值；以及第二中繼站將根據增益調整通知將第三增益值更新為第四增益值。

除了上述步驟，第二實施例亦能執行第一實施例所描述之操作及功能，所屬技術領域具有通常知識者可直接瞭解第二實施例如何基於上述第一實施例以執行此等操作及功能，故在此不再贅述。

綜合上述，本發明之增益調整裝置、方法及其電腦程式產品係以遞迴方式，每次將一單一中繼站設為目標中繼站以進行增益運算，其餘非目標中繼站則以乘以一比例值之方式調整增益，以達到MIMO無線通訊系統之系統容量最大化。除此之外，本發明更可根據增益調整裝置之硬體設備、各中繼站之環境資源以及使用者之需求彈性調整運算量。據此，MIMO無線通訊系統之系統容量將得以增加。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。

1．．．MIMO無線通訊系統

11．．．來源站

111、113、115．．．來源天線

12．．．增益調整裝置

121．．．處理模組

123．．．計算模組

125．．．增益產生模組

127．．．調整模組

13．．．終點站

131、133．．．終點天線

17、19．．．通道

R1．．．第一中繼站

R2．．．第二中繼站

101．．．第一通道資訊

103．．．第二通道資訊

第1A圖係為本發明之第一實施例之示意圖；

第1B圖係為第一實施例之一實施態樣之示意圖；

第1C圖係為第一實施例之另一實施態樣之示意圖；以及第2圖係為本發明之第二實施例之流程圖。

1．．．MIMO無線通訊系統

11．．．來源站

111、113、115．．．來源天線

12．．．增益調整裝置

121．．．處理模組

123．．．計算模組

125．．．增益產生模組

127．．．調整模組

13．．．終點站

131、133．．．終點天線

R1．．．第一中繼站

R2．．．第二中繼站

17、19．．．通道

101．．．第一通道資訊

103．．．第二通道資訊

Claims (23)

1. 一種用於一多輸入多輸出(multiple input multiple output；MIMO)無線通訊系統之增益調整方法，該MIMO無線通訊系統包含複數個來源天線、複數個終點天線、一第一中繼站以及一中繼傳輸功率極限值，該第一中繼站具有一第一增益值，該增益調整方法包含下列步驟：接收複數個第一通道資訊以及複數個第二通道資訊，其中該等第一通道資訊係與該等來源天線以及該第一中繼站之複數個通道相關，該等第二通道資訊係與該第一中繼站以及該等終點天線之複數個通道相關；根據該中繼傳輸功率極限值、該等第一通道資訊以及該等第二通道資訊挑選一第一預設值；將該第一中繼站之第一增益值以該第一預設值取代；根據該等第一通道資訊、該等第二通道資訊以及該第一預設值計算該MIMO無線通訊系統之一第一系統容量；根據該第一系統容量設定一第二增益值；以及將該第一中繼站之第一增益值更新為該第二增益值。
2. 如請求項1所述之增益調整方法，其中根據該第一系統容量設定該第二增益值之步驟更包含下列步驟：根據該中繼傳輸功率極限值、該等第一通道資訊以及該等第二通道資訊挑選一第二預設值；將該第一中繼站之第一增益值以該第二預設值取代，其中該第一預設值以及該第二預設值實質上不相同；根據該等第一通道資訊、該等第二通道資訊以及該第二預設值計算該MIMO無線通訊系統之一第二系統容量；以及比較該第二系統容量以及該第一系統容量。
3. 如請求項2所述之增益調整方法，其中當該第一系統容量大於該第二系統容量時，該第二增益值實質上係為該第一預設值。
4. 如請求項2所述之增益調整方法，其中當該第二系統容量大於該第一系統容量時，該第二增益值實質上係為該第二預設值。
5. 如請求項1所述之增益調整方法，其中該MIMO無線通訊系統更包含至少一第二中繼站，該至少一第二中繼站具有一第三增益值，該增益調整方法更包含下列步驟：將該第三增益值乘上一比例值，以產生一第四增益值；以及將該至少一第二中繼站之第三增益值更新為該第四增益值。
6. 如請求項5所述之增益調整方法，更包含以下步驟：傳送一增益調整通知至該第一中繼站以及該至少一第二中繼站，其中該增益調整通知係符合一通知協定(notification protocol)標準；其中，該第一中繼站之第一增益值係根據該增益調整通知更新為該第二增益值；以及其中，該至少一第二中繼站之第三增益值係根據該增益調整通知更新為該第四增益值。
7. 如請求項5所述之增益調整方法，其中當該第一中繼站之第一增益值以及該至少一第二中繼站之第三增益值分別更新為該第二增益值以及該第四增益值後，該第一中繼站具有一第一中繼傳輸功率值，該至少一第二中繼站具有至少一第二中繼傳輸功率值，該第一中繼傳輸功率值以及該至少一第二中繼傳輸功率值之一總和小於該中繼傳輸功率極限值。
8. 一種用於一MIMO無線通訊系統之增益調整裝置，該MIMO無線通訊系統包含複數個來源天線、複數個終點天線、一第一中繼站以及一中繼傳輸功率極限值，該第一中繼站具有一第一增益值，該增益調整裝置包含：至少一天線，用以接收複數個第一通道資訊以及複數個第二通道資訊，其中該等第一通道資訊係與該等來源天線以及該第一中繼站之複數個通道相關，該等第二通道資訊係與該第一中繼站以及該等終點天線之複數個通道相關；一處理模組，用以根據該中繼傳輸功率極限值、該等第一通道資訊以及該等第二通道資訊挑選一第一預設值，並將該第一中繼站之第一增益值以該第一預設值取代；一計算模組，用以根據該等第一通道資訊、該等第二通道資訊以及該第一預設值計算該MIMO無線通訊系統之一第一系統容量；一增益產生模組，用以根據該第一系統容量設定一第二增益值；以及一調整模組，用以將該第一中繼站之第一增益值更新為該第二增益值。
9. 如請求項8所述之增益調整裝置，其中該至少一天線實質上係為該等來源天線其中之一。
10. 如請求項8所述之增益調整裝置，其中該至少一天線實質上係為該等終點天線其中之一。
11. 如請求項8所述之增益調整裝置，其中該處理模組根據該中繼傳輸功率極限值、該等第一通道資訊以及該等第二通道資訊挑選一第二預設值，將該第一中繼站之第一增益值以該第二預設值取代，該第一預設值以及該第二預設值實質上不相同，該計算模組根據該等第一通道資訊、該等第二通道資訊以及該第二預設值計算該MIMO無線通訊系統之一第二系統容量，最後該增益產生模組比較該第二系統容量以及該第一系統容量。
12. 如請求項11所述之增益調整裝置，其中當該第一系統容量大於該第二系統容量時，該增益產生模組將該第一預設值設定為該第二增益值。
13. 如請求項11所述之增益調整裝置，其中當該第二系統容量大於該第一系統容量時，該增益產生模組將該第二預設值設定為該第二增益值。
14. 如請求項9所述之增益調整裝置，其中該MIMO無線通訊系統更包含至少一第二中繼站，該至少一第二中繼站具有一第三增益值，該增益產生模組將該第三增益值乘上一比例值，以產生一第四增益值，該調整模組將該至少一第二中繼站之第三增益值更新為該第四增益值。
15. 如請求項14所述之增益調整裝置，其中該至少一天線傳送一增益調整通知至該第一中繼站以及該至少一第二中繼站，俾該第一中繼站根據該增益調整通知將該第一增益值更新為該第二增益值，並俾該至少一第二中繼站根據該增益調整通知將該第三增益值更新為該第四增益值，其中該增益調整通知係符合一通知協定標準。
16. 如請求項14所述之增益調整裝置，其中當該第一中繼站之第一增益值以及該至少一第二中繼站之第三增益值分別更新為該第二增益值以及該第四增益值後，該第一中繼站具有一第一中繼傳輸功率值，該至少一第二中繼站具有至少一第二中繼傳輸功率值，該第一中繼傳輸功率值以及該至少一第二中繼傳輸功率值之一總和小於該中繼傳輸功率極限值。
17. 一種電腦程式產品，內儲一種用於一MIMO無線通訊系統之增益調整方法之程式，該MIMO無線通訊系統包含複數個來源天線、複數個終點天線、一第一中繼站以及一中繼傳輸功率極限值，該第一中繼站具有一第一增益值，該程式經由電腦被載入一增益調整裝置後執行：程式指令A，使至少一天線接收複數個第一通道資訊以及複數個第二通道資訊，其中該等第一通道資訊係與該等來源天線以及該第一中繼站之複數個通道相關，該等第二通道資訊係與該第一中繼站以及該等終點天線之複數個通道相關；程式指令B，使一處理模組根據該中繼傳輸功率極限值、該等第一通道資訊以及該等第二通道資訊挑選一第一預設值；程式指令C，將該第一中繼站之第一增益值以該第一預設值取代；程式指令D，使一計算模組根據該等第一通道資訊、該等第二通道資訊以及該第一預設值計算該MIMO無線通訊系統之一第一系統容量；程式指令E，使一增益產生模組根據該第一系統容量設定一第二增益值；以及程式指令F，使一調整模組將該第一中繼站之第一增益值更新為該第二增益值。
18. 如請求項17所述之電腦程式產品，該程式指令E更執行：程式指令E1，使該處理模組根據該中繼傳輸功率極限值、該等第一通道資訊以及該等第二通道資訊挑選一第二預設值；程式指令E2，將該第一中繼站之第一增益值以該第二預設值取代，其中該第一預設值以及該第二預設值實質上不相同；程式指令E3，使該計算模組根據該等第一通道資訊、該等第二通道資訊以及該第二預設值計算該MIMO無線通訊系統之一第二系統容量；以及程式指令E4，使該增益產生模組比較該第二系統容量以及該第一系統容量。
19. 如請求項18所述之電腦程式產品，其中該程式指令E更執行：程式指令E5，當該第一系統容量大於該第二系統容量時，該增益產生模組將該第一預設值設定為該第二增益值。
20. 如請求項18所述之電腦程式產品，其中該程式指令E更執行：程式指令E5，當該第二系統容量大於該第一系統容量時，該增益產生模組將該第二預設值設定為該第二增益值。
21. 如請求項17所述之電腦程式產品，其中該MIMO無線通訊系統更包含至少一第二中繼站，該至少一第二中繼站具有一第三增益值，該程式更執行：程式指令G，使該增益產生模組將該第三增益值乘上一比例值，以產生一第四增益值；以及程式指令H，使該調整模組將該至少一第二中繼站之第三增益值更新為該第四增益值。
22. 如請求項21所述之電腦程式產品，該程式更執行：程式指令I，使該至少一天線傳送一增益調整通知至該第一中繼站以及該至少一第二中繼站，其中該增益調整通知係符合一通知協定標準；其中，該第一中繼站之第一增益值係根據該增益調整通知更新為該第二增益值；以及其中，該至少一第二中繼站之第三增益值係根據該增益調整通知更新為該第四增益值。
23. 如請求項21所述之電腦程式產品，其中當該第一中繼站之第一增益值以及該至少一第二中繼站之第三增益值分別更新為該第二增益值以及該第四增益值後，該第一中繼站具有一第一中繼傳輸功率值，該至少一第二中繼站具有至少一第二中繼傳輸功率值，該第一中繼傳輸功率值以及該至少一第二中繼傳輸功率值之一總和小於該中繼傳輸功率極限值。