TWI443995B - 在無線式多重輸入多重輸出(mimo)通信系統中用於隱式光線形成之校準修正技術 - Google Patents
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Description
本發明一般地涉及無線通信系統,更特別涉及用於在具有多個發射天線和多個接收天線的無線通信系統中形成光束而同時傳輸資訊之系統與方法。
在過去的若干年中,已經提供日益增加數目之相當便宜、低功率無線資料通信服務、網路與裝置,其承諾接近有線速率傳輸和可靠性。在802.11 IEEE標準中詳細說明各種無線技術,例如包括:IEEE標準802.11(1999)及其更新與修正、IEEE標準802.11a/g(2003)、以及現在正在採用過程中的IEEE標準802.11n,所有這些標準在此集體併入作為參考。這些標準已經處於或正處於商業化的過程之中,其承諾54 Mbps或更有效的頻帶寬度,而使其成為傳統有線乙太網和更普遍的“802.11b”或“WiFi”11 Mbps移動無線傳輸標準之強而有力之競爭者。
一般而言,遵守IEEE 802.11a和802.11g或“802.11a/g”以及802.11n標準的發射系統、使用映射至64正交振幅調變(QAM)多載體星座的正交頻率分割調變(OFDM)或OFDM編碼符號,以達成其高資料遄輸速率。以一般意義而言,OFDM的使用將整個系統帶寬分割成數個個頻率次帶或通道,而各頻率次帶與可在其上可調變資料各次載體有關。因此,OFDM系統的各頻率次帶可以被視為一個在其內發送資料的獨立發射通道,因而增加通信系統的整體產量量或傳輸速率。
遵守上述802.11a/802.11g/802.11n標準、以及例如802.16a/d/e/m IEEE標準之其他標準的無線通信系統中所使用之發射器,典型地實施多載體OFDM符號編碼(其可包括誤差修正編碼和交錯),使用逆快速傅立葉轉換(IFFT)技術,將經編碼之符號轉換至時域中,並且對信號執行數位-至-類比轉換與傳統射頻(RF)向上轉換。此等發射器在適當功率放大後,將經調變與向上轉換信號傳送至一個或更多個接收器,導致具有大尖峰-對-平均比(PAR)之相當高速率時域信號。
同樣地,遵守上述802.11a/802.11g/802.11n以及802.16a IEEE標準的無線通信系統中所使用接收器典型地包括:RF接收單元,其對所接信號實施RF向下轉換和濾波(可在一個或更多個級中實施);以及基帶處理器單元,其對載有感興趣資料的OFDM編碼符號進行處理。在對所接收時域類比信號實施基帶向下轉換、傳統的類比-至-數位轉換快速傅立葉轉換之後,恢復出在頻域中所呈現各OFDM符號的數位形式。然後,基帶處理器執行解調變(相位旋轉)和頻域均衡(FEQ),以恢復所傳送符號,並且這些符號然後在Viterbi解碼器中被處理,以估計或確定所發射符號的最可能的身份。此所恢復且辨識之符號流然後被解碼,這可包括:解交錯,與使用數種已知的誤差修正技術中的任何一種進行的誤差修正,以產生對應於發射器所發射原始信號之一組恢復信號。
在無線通信系統中,由發射器產生的RF調變信號可經由數個不同的傳播路徑到達特定接收器,這些傳播路徑的特徵典型地由於多路徑和衰減現象而隨著時間而改變。此外,傳播通道的特徵根據傳播頻率而不同或改變。為了補償傳播效應的時間改變、頻率選擇性,並且通常為了增強無線通信系統中的有效編碼和調變,無線通信系統的各接收器可周期性地發展或收集用於各此等頻率通道(例如,與以上討論各OFDM次帶有關之通道)的通道狀態資訊(CSI)。一般而言,CSI是描述各此等OFDM通道的一個或更多個特徵(例如各通道的增益、相位和SNR)的資訊。在確定用於一個或更多個通道的CSI後,接收器可將該CSI傳送回發射器,發射器可使用各通道的CSI,使用該通道將所傳送信號預處理,以補償各此等通道之變化傳播效應。
因此,無線通信系統的一個重要部分是:根據通道狀況,來選擇使用於資料傳輸之適當資料速率、以及編碼與調變設計。一般而言,另人想要使用該選擇過程來使產量最大化,同時符合某些品質目標,例如由所想要畫面誤率(FER)、等待標準等以界定此等目標。
為了進一步增加在通信系統中可傳播的信號數目、及/或補償與各種傳播路徑有關的有害作用,以及因此改善發射性能表現,已經知道在無線傳輸系統中使用多個發射和接收天線。這種系統通常被稱為多重輸入多重輸出(MIMO)無線通信系統,以及特定設置在目前所使用之802.11n IEEE標準中。如同所知,使用MIMO技術產生頻譜效率和連接可靠性方面的顯著增加,並且此等效益通常隨著MIMO系統中發射與接收天線數目的增加而增加。
除了藉由使用OFDM而產生的頻率通道外,由特定發射器和特定接收器之間的各種發射和接收天線所形成的MIMO通道包括:多個獨立的空間通道。如同所知,無線MIMO通信系統可藉由將這些空間通道所產生的額外因次用於傳送額外的資料,以提供改善的性能表現(例如,經增加之傳送容量)。當然,寬帶MIMO系統的空間通道在整個系統帶寬上可能經歷不同的通道狀況(例如,不同的衰減和多路徑效應),且因此可能在整個系統帶寬的不同頻率上(即,在不同的OFDM頻率次-帶上)達成不同的SNR。因此,對於特定的性能表現位準,使用各空間通道的不同頻率次帶,可以發射的各調變符號的資訊比特數目(即,資料速率)可以從頻率次帶至頻率次帶而不同。
然而,代替使用不同的發射和接收天線,來形成在其上發送額外資訊的各別空間通道,藉由使用MIMO系統的各此等各種發射天線以發射同一信號,同時在該信號被提供到各種發射天線時對該信號進行定相(phasing)(和放大),以達成波束形成或波束導引(beamsteering),可以在MIMO系統中獲得更佳接收性質。一般而言,波束形成或波束導引產生了在一個或更多個特定方向上具有一個或更多個高增益波瓣或波束(相較於由全向天線獲得的增益)的空間增益樣式,同時降低由全向天線在其他方向中所獲得的增益。如果增益樣式被組態為在各此等接收天線的方向中產生高增益波瓣,則MIMO系統可獲得特定發射器和特定接收器之間的更好的接收可靠度,超過由單發射器天線/接收天線系統所獲得的接收可靠度。
存在許多已知的技術用於確定設定波束導引係數的導引矩陣,須要使用這些係數以適當地調整施加到各種發射天線的信號,以在發射器產生所需的發射增益樣式。正如已知的,這些係數可設定提供到發射天線的信號的增益和相位,以在特定或預定方向中產生高增益波瓣。這些技術例如包括發射MRC(最大比組合)和奇異值分解(SVD)。確定導引矩陣的一個重要部分是考慮發射器和接收器之間的通道的細節,該通道在此處被稱為前向通道。因此,導引矩陣典型地根據前向通道的CSI來確定的。然而,為了確定前向通道的CSI或其他細節,發射器必須首先向接收器發送已知的測試或校準信號,接收器然後計算或確定前向通道的細節(例如,前向通道的CSI),以及然後將前向通道的CSI或其他指標發送回發射器,因而要求信號被從發射器發送到接收器、然後從接收器發送回發射器,以在前向通道中實施波束形成。此外,每次確定前向通道時(例如,每次要為前向通道計算導引矩陣時),必須發生該交換。
為了減少根據CSI或其他通道資訊來執行波束形成所需的啟動交換的數量,已經知道在MIMO通信系統中執行隱式波束形成(implicit beamforming)。就隱式波束形成而言,導引矩陣是根據以下假設來計算或確定的:以反向通道(從接收器到發射器的通道)來估計前向通道(即其中將要達成波束形成的從發射器到接收器的通道)。尤其是,前向通道可被理想地估計為反向通道的矩陣轉置。因此,在理想情況下,發射器只需要接收來自接收器的信號,以產生用於前向通道之導引矩陣,由於發射器可使用來自接收器的信號來確定反向通道,並且可以將前向通道簡單地估計為反向通道的矩陣轉置。因此,隱式波束形成降低在發射器和接收器之間需要發送的啟動交換信號的數量,因為發射器可以僅根據從接收器發送到發射器的信號來估計前向通道。
然而,不幸的是,增益/相位失衡和耦合損耗形式的射頻(RF)鏈損壞破壞了前向通道和反向通道之間的理想互易性,從而造成每次確定前向通道時,都必須執行額外的校準交換,以將這些缺陷考慮在內。無論如何,這些RF鏈缺陷都造成波束之使用(僅根據對反向通道的估計,以估計前向通道)在實施中較差。
在一個實施例中,一種通信系統中之波束形成方法,該通信系統具有第一發射接收器裝置和第二發射接收器裝置,該第一發射接收器裝置具有第一複數個天線,該第二發射接收器具有第二複數個天線,該方法包括:確定反向通道的部分因次描述,而不確定反向通道的完全因次描述,其中信號從第二發射接收器裝置經由反向通道傳播到第一發射接收器裝置。該方法更包括:由反向通道的部分因次描述和前向通道的描述以推導修正矩陣,其中信號從第一發射接收器裝置經由前向通道傳播到第二發射接收器裝置。該方法更包括:使用修正矩陣來處理將要經由前向通道發送的信號,並且使用導引矩陣來在前向通道中實施波束形成。
在另一實施例中,一種用於向一個或更多個其他通信裝置發射信號的無線發射接收器包括:多個天線,以及耦合到多個天線的波束形成網路。該無線發射器更包括耦合到波束形成網路的控制器,用於使用導引矩陣來控制波束形成網路並且使用修正矩陣來處理將要經由前向通道發射的信號。該無線發射器更包括修正矩陣計算單元,該單元獲得前向通道的描述,獲得反向通道的部分因次描述,並且根據前向通道的描述和反向通道的部分因次描述推導修正矩陣。該無線發射接收器更包括適合於推導(develop)導引矩陣的導引矩陣計算單元。
在還有另一實施例中,一種通信系統內的波束形成的方法,該通信系統具有第一發射接收器裝置和第二發射接收器裝置,該第一發射接收器裝置具有第一複數個天線,該第二發射接收器具有第二複數個天線,該方法包括:經由前向通道發射校準啟始封包,該校準啟始封包包括指示對確認封包的請求的信號,其中,信號從第一發射接收器經由前向通道傳播到第二發射接收器。而且,該方法包括響應於指示對確認封包的請求的信號、而經由反向通道接收確認封包,其中,信號從第二發射接收器經由反向通道傳送至第一發射接收器。此外,該方法包括:根據對確認封包的接收,以確定反向通道的部分因次描述,並且根據反向通道的部分因次描述和前向通道的描述,以推導修正矩陣。此外,該方法包括:使用修正矩陣來處理將要經由前向通道而傳輸的信號,並且使用導引矩陣來在前向通道中執行波束形成。
在還有另一實施例中,一種用於向一個或更多個其他通信裝置發射信號的無線發射接收器包括多個天線,以及耦合到多個天線的波束形成網路。而且,該無線發射接收器包括:耦合到波束形成網路的控制器,使用導引矩陣來控制波束形成網路,使用修正矩陣來處理將要經由前向通道傳輸的信號,並且造成發射接收器經由前向通道發射校準啟始封包,該校準啟始封包包括:指示對確認封包的請求的信號。此外,該無線發射接收器包括修正矩陣計算單元,該單元經由反向通道獲得前向通道的描述,根據經由反向通道接收確認封包,而確定反向通道的部分因次描述,並且根據前向通道的描述和反向通道的部分因次描述推導修正矩陣。此外,該無線發射接收器包括:適合於推導導引矩陣的導引矩陣計算單元。
雖然,在此所說明之波束形成技術用於處理與執行無線資料發射,而說明使用於此使用IEEE標準802.11x通信標準之一的通信系統中,但是這些技術也可用在各種其他型式的無線通信系統中,並且不限於符合IEEE標準802.11x標準中的一個或更多個的通信系統。
現在參考第1圖,其體方塊圖形式說明MIMO通信系統10,其通常包括:具有多個發射天線14A-14N的單一發射接收器裝置12(以下稱之為發射器12),和具有多個接收天線18A-18M的單一發射接收器裝置16(以下稱之為接收器16)。發射天線14A-14N的數目可以等於、多於或小於接收天線18A-18M的數目。如第1圖所示,發射器12可包括控制器20,其耦合至:記憶體21、符號編碼器、調變器單元22、以及空間-時間濾波或映射區塊24,其在此亦為發射波束形成網路。發射器12還可包括:矩陣等化器25、符號解調變器、以及解碼器單元26,用於以接收模式將經由天線14A-14N所接收的信號實施解調變和解碼。此外,發射器12包括:’導引矩陣計算單元28,與修正矩陣計算單元29。如同將可以理解,在發射器12所實施之處理例如可以根據由發射器12推導的CSI,以響應於接收到由接收器16所發送的測試或控制信號CR1
。尤其是,接收器16內的控制器40或其他單元(例如通道確定單元39),可以處理接收到的控制信號CR1
,並且藉由確定或作為特徵:在信號CR1
行經反向通道時反向通道對其的傳播效應,從而推導對發射器12和接收器16之間的反向通道的測得描述(measured description)。
控制器20可以是任何所想要型式的控制器,並且可以被執行作為:一個或更多個標準的多用途可程式處理器(例如微處理器),特殊用途積體電路(ASIC),或可以使用任何其他所想要型式的硬體、軟體及/或韌體而執行。通道確定單元27、導引矩陣計算單元28、以及修正矩陣計算單元29可被執行為一個或更多個定制積體電路、ASIC、現場可程式閘陣列(FPGA)、可程式邏輯陣列(PLA)、可程式處理器(例如微處理器或數位信號處理處理器),或可以使用任何其他所想要型式的硬體、軟體及/或韌體以執行。同樣地,空間-時間映射區塊24、或波束形成網路、以及矩陣等化器25可以使用已知的或標準的硬體及/或軟體元件來執行。如果想要的話,各種發射器組件例如:控制器20、調變器單元22、解調變器單元26、通道確定單元27、導引矩陣計算單元28、修正矩陣計算單元29、空間-時間映射區塊24、以及矩陣等化器25,可被執行在相同或不同的硬體裝置中、例如被執行在相同或不同的處理器中。此外,各此等發射器12之元件可被設置在殼體31(在第1圖中以虛線顯示)中,並且用於執行這些元件中的任何一個的功能的常式或指令,可被儲存在記憶體21中、或儲存在與用於執行這些元件之與各別硬體有關之其他記憶體裝置中。
在操作期間,將要從發射器12傳送至接收器16的資訊信號Tx1
-Txn
被提供到符號編碼器和調變器單元22,以進行編碼和調變。當然,任何所想要數目的信號Tx1
-Txn
都可被提供到調變器單元22,該數目一般受MIMO通信系統10所使用的調變設計和與之有關的帶寬的限制。此外,信號Tx1
-Txn
可以是任何型式的信號,包括類比或數位信號,並且可以代表任何所想要型式的資料或資訊。此外,如果想要的話,可以將已知的測試或控制信號Cx1
(可儲存在記憶體21中)提供到符號編碼器和調變器單元22,而使用於確定描述發射器12和接收器16之間的通道的特徵的CSI有關資訊。如果想要的話,可以使用相同的控制信號或不同的控制信號,以確定MIMO通信系統10中使用的各頻率及/或空間通道的CSI。
符號編碼器和調變器單元22可對各種信號Tx1
-Txn
和Cx1
的數位表示進行交錯,並且可對信號Tx1
-Txn
和Cx1
實施任何其他已知型式的誤差修正編碼,以產生將被調變並從發射器12傳送到接收器16的一個或更多個符號流。雖然,符號可使用任何其他所想要的或適當的QAM技術(例如使用64 QAM)來調變,但是這些符號也可按任何其他已知的或所想要的方式來調變,所述方式例如包括使用任何其他所想要的相位及/或頻率調變技術。無論如何,經調變的符號流都由符號編碼器和調變器單元22提供到空間-時間映射區塊24,以便在經由天線14A-14N發射之前進行處理。雖然,在第1圖中並未特定顯示,但經調變的符號流在由空間-時間映射區塊24根據在此更特定說明波束形成技術進行處理之前,可(在一個或更多個級中)以向上轉換至與OFDM技術有關的RF載體頻率。在接收到經調變的信號後,空間-時間映射區塊24或波束形成網路、藉由根據由發射器12提供的導引矩陣將延遲及/或增益注入經調變的信號中,以處理經調變的信號,因此經由發射天線14A-14N以實施波束導引或波束形成。
由發射器12發射的信號被接收天線18A-18M接收,並且可被接收器16中矩陣等化器35處理,以增強天線18A-18M的接收能力。如同將瞭解,在接收器16(以及發射器12)處應用的處理例如可以根據由接收器16響應於對測試或控制信號Cx1
的發射而推導的CSI。尤其是,接收器16內的控制器40或其他單元(例如通道確定單元39)可以處理接收到的控制信號Cx1
,且以下列方式從此信號Cx1
推導發射器12與接收器16間前向通道之測得描述:藉由確定或特徵化在此信號Cx1
經過前向通道時此前向通道對此信號Cx1
之傳送效應。無論如何,符號解調變器和解碼器單元36都可在控制器40的控制下對被矩陣等化器35處理的接收符號串進行解碼和解調變。在該過程中,這些信號可被向下轉換到基帶。通常,解調變器和解碼器單元36可進行操作以根據CSI去除前向通道效應,並且對接收到的符號執行解調變以產生數位位元流。在一些情況下,如果想要的話,符號解調變器和解碼器單元36可對位元流執行誤差修正解碼和解交錯,以產生與原先發射的信號Tx1
-Txn
相對應的接收信號Rx1
-Rxn
。
如第1圖所示,接收器16亦可包括:記憶體41;以及符號編碼器和調變器單元46,其可接收一個或更多個信號TR1
-TRm
,所述信號TR1
-TRm
可使用任何所想要的編碼和調變技術來編碼和調變。接收器16還可向符號編碼器/調變器單元46提供一個或更多個已知的測試或控制信號CR1
,該信號CR1
將被發送到發射器12,以造成發射器12能夠確定接收器16和發射器12之間的反向通道的測得描述。經編碼和調變的符號流然後可以在經由接收天線18A-18M被發射到例如發射器12之前、由空間-時間映射區塊34進行上轉換與處理,以根據由導引矩陣計算單元48所推導的導引矩陣來執行波束導引,因而執行反向連接。如第1圖所示,各接收器元件可被設置在殼體51中。
發射器12內的矩陣等化器25和解調變器/解碼器單元26、可以與接收器16內的矩陣等化器35和解調變器/解碼器單元36類似地操作,以對由接收器16發送的信號進行解調變和解碼,從而產生恢復後的信號RR1
-RRm
。在此處,矩陣等化器25同樣可按任何已知的方式處理所接收信號,以增強對天線18A-18M所發射的各種信號的分離,且因此增強對這些信號的接收。當然,各種OFDM通道的前向通道的CSI或其他測得說明、可被導引矩陣計算單元28和48以及控制器20和40用來執行波束形成,並確定由空間-時間映射區塊24、34使用的導引矩陣。如同以上說明,可在記憶體21和41中儲存CSI、波束形成、以及其他程式和資料,例如由單元28和48以及控制器20和40使用的導引矩陣、由修正矩陣計算單元29確定的修正矩陣等。
如同一般所知,波束形成或波束導引典型地包括以下述方式、將適當的相位和增益施加至經由多個發射天線14A-14N所傳送的各種信號:此方式造成從不同的發射天線14A-14N所發射信號在某些預定方向上建設性地交互作用(相位疊加),且在其他方向上破壞性地交互作用(抵消)。因此,波束形成在各種預定方向上典型地產生具有高增益區域(稱為高增益波瓣)、且在其他方向上具有低增益區域(通常被稱為零信號(null))的波束樣式。在MIMO系統中使用波束形成技術,造成信號能夠在某些方向上以高增益(與全向天線相比)被發送,而在其他方向上以低增益(與全向天線相比)被發送。因此,在第1圖的MIMO系統10中,波束形成可用來增強信號朝著接收天線18A-18M的方向性,此改善發射的SNR並導致了更可靠的發射。在此情形中,波束形成技術一般將在所想要最高增益的傳播方向上形成高增益波瓣,尤其是在從發射器12到接收器16的各接收天線18A-18M或概括地說到接收器16的傳播方向上形成高增益波瓣。
為了在發射器12中執行波束形成,導引矩陣計算單元28可確定或計算一組矩陣係數(在此稱為導引矩陣),該組係數被空間-時間映射區塊或波束形成網路24使用,以調節由天線14A-14N發射的信號。一般而言,用於MIMO系統10的任何特定頻道(在發射器12和接收器16之間的前向通道中)的導引矩陣、可由導引矩陣計算單元28根據對於該前向通道確定的CSI來確定。在此情行中,導引矩陣計算單元28可使用任何所想要的波束導引或矩陣計算技術,例如發射MPC或SVD技術,來計算導引矩陣。由於這些技術是本領域中熟知的,因此在此並不詳細討論。
然而,如同所知,為了實際確定前向通道(即,從發射器12到接收器16的通道)的CSI或其他測得描述,發射器12一般向接收器16發送已知的控制或測試信號(例如信號Cx1
),接收器16然後可確定前向通道的CSI或其他測得描述,並將該資訊作為發射的負載的一部份,而傳送回發射器12。在顯式波束形成的情況下,在此情況中,發射器12必須首先向接收器16發送測試或控制信號,接收器16然後確定前向通道的測得描述,並將前向通道的這一描述從接收器16發送回發射器12。前向通道的此種特徵因此要求:每次計算導引矩陣時,就在發射器12和接收器16之間進行多次通信,以造成發射器12能夠獲得使用於推導將在前向通道中所使用導引矩陣的前向通道的CSI或其他描述。在顯式發射波束形成中,RF鏈失衡不應當影響波束形成性能表現,因為前向通道是顯式已知的。此外,在隱式波束形成的情況下,為了避免每次計算用於前向通道之導引矩陣時,在特定發射器/接收器對之間使用多次通信,發射器12可根據發送自接收器16的信號來確定反向通道(即,從接收器16到發射器12的通道)的CSI或其他測得描述,所述信號例如包括已知的測試或控制信號CR1
。根據反向通道的CSI或其他測得描述,發射器12可為前向通道計算導引矩陣。
為了減少或考慮到在標準隱式波束形成技術中由RF鏈缺陷引起的誤差,發射器12可使用校準技術,該技術可在波束形成過程期間應用修正矩陣,以補償實際的前向和反向通道之間的測得差異。尤其是,該技術首先確定作為前向和反向通道的測得描述的函數的修正矩陣。然後,每當將為前向通道計算新的導引矩陣時,波束形成技術使用基本隱式波束形成技術將修正矩陣應用至所確定的導引矩陣,以致於一旦確定了修正矩陣,發射器就可以使用反向通道(即,接收器和發射器之間的通道)的測得描述來執行隱式波束形成,以產生前向通道(即,發射器和接收器之間的通道)的估計。以替代方式,發射器12也可為其接收鏈計算修正矩陣,以致於一旦確定了修正矩陣,發射器就可將其應用到反向通道(即,從接收器16到發射器12的通道)估計,並且使用這種經處理的反向通道估計的測得描述,來執行隱式波束形成,以產生對前向通道(即,從發射器12至接收器16的通道)的估計。相較於導引矩陣更新,校準程序可以不頻繁地進行。例如,其僅在將裝置連接至網路中時進行,或只在環境改變(例如,溫度改變)時進行。
從發射器12(站A)到接收器16(站B)的發射可被模定為:
其中,y B
和n B
分別是站B處的接收信號向量和加性雜訊向量;是從站A到站B的等效通道;x A
是將從站A發射的信號向量;並且Q A
是在站A的導引矩陣(可以是向量),該導引矩陣將信號向量擴展到站A的實際發射鏈上。Q A
可根據站A處對的知識來設計。在發射器12中,導引矩陣Q A
可由導引矩陣計算單元28例如根據為從發射器12到接收器16的通道所確定的CSI來決定。導引矩陣Q A
可以使用多種技術來確定,包括本領域的普通技術人員已知的技術。
在隱式發射波束形成中,站A根據對從站B到站A的通道的估計來確定對的估計。在時間分割雙工(TDD)的情況下,前向連接和反向連接共用相同的頻帶,因此如果與前向和反向連接發射之間的間隔相比通道變化緩慢的話,則可以假定它們的物理傳播通道(分別表示為H AB
和H BA
)是互易的()。
然而,在基帶處觀察到的實際通道更包括發射和接收鏈的等效射頻(RF)響應,這對於同一裝置中的發射和接收鏈可能是不相同的。這種失衡導致實際通道和不是互易的。這一失衡問題的數學描述可表示為:
其中C B , Rx
表示站B的接收鏈處的RF響應;C A , Tx
表示站A的發射鏈處的RF響應。藉由忽略發射和接收鏈之間的耦合,矩陣C B , Rx
和C B , Rx
可被近似地模定為對角矩陣。
從站B到站A的等效通道可被表示為:
由於失衡,及/或,因此。
一個或兩個裝置可以補償基帶處的發射和接收RF失衡。例如,一個或更多個修正矩陣可被計算出,並與基帶中的發射或接收信號向量相乘,以校準失衡,並維持發射和接收通道之間的互易性。例如,可以計算發射器側的修正矩陣K A , Tx
和接收器側的修正矩陣K B , Rx
,以致於其能夠完全地補償失衡。因此,校準後的從站A到站B的等效通道可以表示為:
其中α
可以是任何純量。式4表示可稱為嚴格互易系統的系統。為了執行嚴格互易系統,站A可以用它要在基帶發射的信號(Q A x A
)來左乘修正矩陣K A , Tx
。而且,在接收到信號時,站B可用基帶接收信號來左乘修正矩陣K B , Rx
。
一種替代方法是計算反向通道的修正矩陣:K A , Rx
及/或K B , Tx
,以致於
其中α'
可以是任何純量。為了執行嚴格互易,站B可以用它要在基帶發射的反向通道探測(sounding)信號來左乘修正矩陣K B , Tx
。而且,在接收到信號時,站A可用基帶處的估計反向通道來左乘修正矩陣K A , Rx
。
許多隱式發射波束形成方法只使用了發射器側補償。在這些情況下,可表示為:
其中D B
是表示站B處的失衡的對角矩陣。式6指示可稱為半互易系統的系統。以此半互易性,只需要使用發射器側補償。為了執行此半互易系統,站A可用它要在基帶發射的信號(Q A x A
)來左乘修正矩陣K A , Tx
。當接收到信號時,站B不需要對接收信號應用修正矩陣,例如修正矩陣K B , Rx
。類似地,發射器側補償也可被應用在同一裝置的接收器鏈,即執行半互易性。站A可用基帶處的反向通道估計來左乘修正矩陣K A , Rx
:
因此
在此處使用前向通道校準(即,式1、2、3、4、5)來說明所提出的校準方法。本領域的普通技術人員可以很容易擴展到反向通道矩陣。
第2圖是用於校準無線網路中的站的習知技術方法100的流程圖。將參考第3圖來描述方法100,第3圖是顯示在校準方法100期間站A和站B之間的通信的時序圖。在方塊104,站A藉由向站B發送探測封包108而啟始校準過程。探測封包是封包交換無線網路中的物理層封包,它包含用於多天線通道的所有可用空間因次的訓練資訊。在方塊104處發送的探測封包108包括“探測請求”信號,該信號向站B指示站A正在請求站B向站A發射探測封包。
在方塊112處,響應於接收到具有探測請求信號的探測封包108,站B在時間期間△t
之後發射探測封包116,該時間期間由無線網路需求而限定,並且一般應當較短。例如,在IEEE 802.11n WLAN草案中,△t
是16微秒,並且被稱為短暫畫面間間隔(SIFS)。在方塊120,亦響應於接收具有探測請求信號的探測封包108,站B產生的完全因次通道狀態資訊(CSI)估計。
在方塊124,響應於接收到探測封包116,站A根據探測封包116中的訓練資訊產生完全因次反向通道的估計。
在方塊128,在站B產生的完全因次CSI估計(方塊120)之後,站B經由CSI回饋封包132將其發射回站A。根據許多無線網路協定,典型地並不認為對於CSI回饋封包132的發射時間有嚴格要求。
在方塊136,在接收到CSI回饋封包132後,站A使用完全因次反向通道的估計(方塊124)和的完全因次CSI估計(方塊120),以計算修正矩陣K A , Tx
。
習知技術中的一種進行校準的替代方式(參考第2與3圖)包括:(1)站A發出校準啟始封包,該封包不是探測封包;(2)站B藉由發送探測封包來作出響應,以便站A估計完全因次反向通道CSI;(3)站A發送探測封包,以便站B估計;(4)站B將的完全因次前向通道CSI回饋回站A;並且(5)站A計算修正矩陣。
在習知技術的方法100中,由站B產生探測封包116是相當時間關鍵任務,因為探測封包116應當在相當短的時間期間△t
之後被發射。因此,要求在站B中有複雜/昂貴的硬體,以致於可以快速產生探測封包。此外,單一探測封包116包括了足夠用於對站A的各接收器鏈進行校準的資訊。因為探測封包116將被站A的多個接收器鏈結收,因此探測封包116包括比校準站A所需的資訊更多的資訊。
第4圖是用於校準無線網路中的站的示例性方法200的流程圖。將參考第5圖來描述方法200,第5圖說明在校準方法200期間站A和站B之間的通信的時序圖。在方塊204,站A藉由向站B發送封包208來啟始校準過程。在方塊204發送的封包208可包括“校準啟始”信號,該信號向站B指示站A正在請求初始化校準。校準啟始信號可在例如無線通信協定的物理層或媒體存取控制層被發送。封包208還可包括確認請求。封包208例如可以是探測封包。
在方塊212,響應於接收到具有校準啟始信號的封包208,站B在時間期間△t
之後發射確認封包216,該時間期間由無線網路要求來限定,並且一般應當為短。例如,在IEEE 802.11n WLAN草案中,△t
是16微秒,並且被稱為SIFS。在發射確認封包216時,站B將其空間導引矩陣Q B
設定為預定的N ss _ B
×N ss _ B
正方矩陣,例如單位矩陣I
、Hadamard矩陣、離散傅立葉轉換(DFT)矩陣等,其中N ss _ B
是藉由確認封包216傳送的資料流的數目,該數目可以小於站B的發射天線的數目。確認封包216不是探測封包,因為它不包括用於多天線通道的所有可用空間因次的訓練資訊。而是,確認封包216只包括用於確認封包216的目前資料發射的空間因次的訓練資訊。這種封包可被稱為非探測封包。
在方塊220,同樣響應於接收具有校準啟始信號的封包108,站B產生的完全因次通道狀態資訊(CSI)估計。
在方塊224,響應於接收到確認封包216,站A根據對確認封包216的接收,而產生反向通道的可能部分的估計。例如,確認封包216可能允許產生行的子集合。這可以表示為,其中Ψ B
包括中被確認封包216訓練的行指數。典型地,確認封包216可以允許產生的一行或兩行。當然,在一些執行方式中,確認封包216可以允許產生的三行、四行或更多行。
在方塊228,在站B產生的完全因次CSI估計(方塊220)之後,站B經由CSI回饋封包232將其發射回站A。根據許多無線網路協定,對CSI回饋封包232之傳送,典型地其時間並不認為關鍵。
在方塊236,在接收到CSI回饋封包232後,站A使用(方塊224)和被表示為的中的相應行(方塊220)來計算修正矩陣K A , Tx
。而且,站A也可額外地或作為替代地計算修正矩陣K A , Rx
。用於產生修正矩陣K A , Tx
和K A , Rx
的示例性方法將在下文中描述。
第6圖是用於校準無線網路中的站的另一示例性方法250的流程圖。將參考第7圖以說明方法250,第7圖是顯示在校準方法250期間站A和站B之間的通信的時序圖。在方塊254,站A藉由向站B發送封包258來啟始校準過程。在方塊254發送的封包258可包括“校準啟始”信號,該信號向站B指示站A正在請求初始化校準。校準啟始信號可在例如無線通信協定的物理層或媒體存取控制層傳送。封包258還可包括確認請求。封包258並非探測封包。換句話說,封包258是非探測封包。
在方塊262,響應於接收到具有校準啟始信號的封包258,站B在時間期間△t
之後發射確認封包266。確認封包266可以是非探測封包。方塊262可與以上參考第4圖所述的方塊212類似。
在方塊270,響應於接收到確認封包266,站A根據對確認封包266的接收、而產生反向通道的可能部分的估計。方塊270可與以上參考第4圖所述的方塊224類似。
在方塊274,站A產生探測封包278並將其發射到站B。封包278是探測封包,因為它包括用於多天線通道的所有可用空間因次的訓練資訊。
在方塊282,響應於接收到具有校準啟始信號的探測封包278,站B產生的完全因次通道狀態資訊(CSI)估計。在方塊286,站B經由CSI回饋封包288將的完全因次CSI估計發射回站A。根據許多無線網路協定,對CSI回饋封包232的發射典型地並不認為時間關鍵。
在方塊290,在接收到CSI回饋封包288後,站A使用(方塊270)和被表示為的中的相應行(方塊282)來計算修正矩陣K A , Tx
。而且,站A也可額外地或作為替代地計算修正矩陣K A , Rx
。
雖然,在第7圖中顯示站A在接收到確認封包266之後發射探測封包278,但是應當理解,站A可在接收到確認封包266之後或在接收確認封包266期間發射探測封包278。
當用於前向通道上的隱式發射波束形成和校準時,站A可用它將要在基帶上發射的信號(Q A x A
)來左乘K A , Tx
。可選擇地,站A例如可藉由用Q A
左乘K A , Tx
來使用修正矩陣修改導引矩陣Q A
。類似地,站A可用其在基帶處從站B接收的信號(,其中y A
和n A
分別是站A處的接收信號向量和加性雜訊向量;是從站B到站A的等效通道;x B
是將要從站B發射的信號向量;並且Q B
是在站B處的導引矩陣(可以是向量),該導引矩陣將信號向量擴展到站B處的實際發射鏈上)左乘K A , Rx
。
本領域的普通技術人員將會認識到方法200的許多變體。例如,可以省略方塊、對方塊重新排序、插入額外的方塊,並且/或可以修改方塊。作為一個示例,站B不需要發送兩個個別的封包。尤其是,的完全因次CSI估計可在確認封包216而不是個別的封包232中被發射。因此,方塊212和220的順序可以顛倒,並且方塊212可被修改,以致於的完全因次CSI估計可以被包括在確認封包216中。而且,方塊228也可被省略或與方塊212合併。
作為另一示例,取代在方塊212站B將其空間導引矩陣Q B
設置為預定的對角矩陣,可以選擇地使用不同的方法。在該方法中,站B例如藉由在方塊204中由站A發送的先前的探測封包中的預備能力交換及/或因次信令,來接收站A數個發射鏈。然後,站B可計算反向連接通道中可用資料流的最大數目N STS ,max
。其次,然後可以藉由具有N STS ,max
的因次和系統中允許的最小星座大小和編碼速率的調變/編碼設計(例如,WLAN中具有捲積碼的BPSK)來發送確認封包216。在該方法中,可以使用任何預定的導引矩陣Q B
,即它不需要是對角的,但可以是對角的。
第4圖的方法200可以由第1圖的系統10執行。當然,方法200也可由其他系統來執行。同樣,系統10不一定要執行方法200,而是可以替代地執行其他方法。
例如,控制器20可造成封包208被發送到接收器16(方塊204)。控制器30可造成確認封包216被發送到發射器12(方塊212)。通道確定單元39可產生的完全因次CSI估計(方塊220),並且控制器40可造成該資訊被發送回發射器(方塊228)。修正矩陣計算單元29可產生(方塊224)。修正矩陣計算單元29也可產生一個或更多個修正矩陣(方塊236)。空間-時間映射方塊24可用將在基帶發射的信號來左乘修正矩陣K A , Tx
。可選擇地,導引矩陣計算單元28可以藉由例如用導引矩陣Q A
左乘修正矩陣K A , Tx
,而使用修正矩陣K A , Tx
修改導引矩陣Q A
,以產生修改後的導引矩陣。以替代方式,修正矩陣計算單元29可使用修正矩陣K A , Tx
來修改導引矩陣Q A
。此外,矩陣等化器25可用其在基帶從站16接收的信號來左乘修正矩陣K A , Rx
。
第6圖的方法250可由第1圖的系統10執行。當然,方法250也可由其他系統來執行。同樣,系統10不一定要執行方法250,而是可以替代地其他方法。
例如,控制器20可造成非探測封包258被發送到接收器16(方塊254)。控制器30可造成確認封包266被發送到發射器12(方塊262)。修正矩陣計算單元29可產生(方塊270)。控制器20可造成探測封包278被發送到接收器16(方塊274)。通道確定單元39可產生的完全因次CSI估計(方塊282),並且控制器40可造成該資訊被發送回發射器(方塊286)。修正矩陣計算單元29也可產生一個或更多個修正矩陣(方塊290)。空間-時間映射方塊24可用將在基帶發射的信號來左乘修正矩陣K A , Tx
。可選擇地,導引矩陣計算單元28可以藉由例如以導引矩陣Q A
左乘修正矩陣K A , Tx
,而使用修正矩陣K A , Tx
修改導引矩陣Q A
,以產生修改後的導引矩陣。以替代方式,修正矩陣計算單元29可使用修正矩陣K A , Tx
來修改導引矩陣Q A
。而且,矩陣等化器25可用其在基帶從站16接收的信號來左乘修正矩陣K A , Rx
。
第8圖是根據對反向通道的部分估計(即)和中的相應資訊(即)、以產生修正矩陣的示例性方法300的流程圖。在該示例性方法中,假定將要產生的修正矩陣K A , Tx
是對角矩陣。
在方塊304,對於i Ψ B
,可以根據中的第i列和中的第i列計算相應的K A , Tx
的估計。的第i列的第k個元素可以寫為:
類似地,的第i列的第k個元素是的第i行的第k個元素,其可以寫為:
與i相對應的對角修正矩陣K A , Tx
的第(k,k)元素可確定為:
其中
因此,例如,與i相對應的K A , Tx
的第(1,1)元素可確定為:
類似地,與i相對應的K A , Tx
的(2,2)元素可確定為:
從式11-14可看出,,其中,並且校準後的通道是半互易的。
在方塊308,可以根據在方塊304處產生的i個估計來產生修正矩陣K A , Tx
。僅作為一個示例,可以根據i個估計的平均來產生修正矩陣K A , Tx
。例如,(1,1)元素可以作為在方塊304處產生的(1,1)元素的i個估計的平均來產生。類似地,(2,2)元素可以作為在方塊304處產生的(2,2)元素的i個估計的平均來產生等。
修正矩陣K A , Rx
可藉由對修正矩陣K A , Tx
求逆來計算。以替代方式,修正矩陣K A , Rx
可根據與方法300類似的方法和與式8和9類似的式子來計算。然後,可以藉由對修正矩陣K A , Rx
求逆來計算修正矩陣K A , Tx
。
如果此校準之用意為僅補償發射和接收鏈之間的相移差異,則可以可選擇地使用另一種方法,用於根據反向通道的部分估計(即)和中的相應資訊(即)來產生修正矩陣。例如,可以確定定義各前向通道與前向通道的估計之右奇異矩陣。尤其是,可以使用確定準確描述或定義前向通道的一組右奇異矩陣和準確描述或定義前向通道的估計的另一組右奇異矩陣的奇異值分解(SVD)方法或任何其他方法或技術。該確定在數學上可以表達為:
以及
其中UF
和UI
是部分前向通道和前向通道的部分估計的左奇異矩陣;VF
和VI
是使用例如SVD技術確定的定義部分前向通道和前向通道的部分估計的右奇異矩陣。上述式12和13中的上標H表示有關的矩陣的共軛轉置,而這些式子中的Σ函數表示對角奇異值矩陣。如果使用SVD,則可以計算以造成VF
的第一列和VI
的第一列由正實數元素構成。修正矩陣於是可以計算為:
例如,可以藉由正常化來使計算出的修正矩陣的對角線對應於純移相。
可藉由對使用式14確定的修正矩陣K A , Tx
求逆來計算修正矩陣K A , Rx
。以替代方式,可根據與式12-14類似的式子來計算修正矩陣K A , Rx
。然後,可以藉由對修正矩陣K A , Rx
求逆來計算修正矩陣K A , Tx
。
可以推導其他的校準因數或矩陣,其補償此防止部分前向通道與從反向通道推導的部分估計通道相等或相同的RF鏈缺陷和其他不相等因素之效應,以及亦可以使用此等其他校準因數或矩陣,或可以用來取代在此所說明之修正矩陣。
修正矩陣計算單元29中修正矩陣的產生典型地至少部分由硬體(例如)執行。
上述技術可應用例如在支援資料封包發射接收並且在發射器處具有多個天線的任何單載體或多載體(例如正交頻率分割多工(OFDM)系統)系統中。以此多載體系統,可以為各載體進行如上所述的校準過程和計算。例如,在OFDM系統中,可以為各次載體進行如上所述的校準過程和計算。
在產生修正矩陣K A , Tx
及/或修正矩陣K A , Rx
後,可將這些矩陣儲存在記憶體21或任何其他所想要的記憶體中。導引矩陣計算單元28然後可以使用隱式波束形成藉由下述方式來簡單地確定新的導引矩陣:例如,根據所推斷的通道(即,對前向通道的估計)等於實際前向通道這一假設,使用任何標準的隱式波束形成技術確定未經補償的或隱式導引矩陣,但然後用修正矩陣K A , Tx
乘以未經補償的導引矩陣,以產生考慮到由RF鏈缺陷引入的誤差的經補償或校準的導引矩陣。正如使用該技術將會理解,一旦已經為特定發射器/接收器對之間的前向通道獲得修正矩陣K A , Tx
,發射器就可使用隱式波束形成和該修正矩陣K A , Tx
,在任何時間確定用於前向通道之新的導引矩陣(以及因此僅依賴於從接收器發射到發射器的信號,即反向通道中的信號)。
為了說明在此所描述技術,第9圖顯示MIMO通信系統410,其包括:具有六個發射天線414A-414F的單一發射器412,以及具有四個接收天線418A-418D的單一接收器416。在該示例中,使用以上述方式推導的經校準導引矩陣由發射器412推導導引矩陣,以產生如圖所示的設置在發射器412旁邊的發射增益樣式419。如第9圖所示,發射增益樣式419包括多個高增益波瓣419A-419D,其通常設置在接收天線418A-418D的方向中。高增益波瓣419A-419D的取向是在從發射器412到特定的接收天線418A-418D的傳播方向上,而甚至可能包括一個或更多個零信號的低增益區域是產生於其他傳播方向中。雖然,第9圖顯示定向到各接收天線418A-418D的各別高增益波瓣,但是應當理解,由使用隱式波束形成和修正矩陣的波束導引矩陣計算所產生的實際增益樣式可以並無須包括針對各接收天線418A-418D的各別高增益波瓣。反之,由用於發射器412的波束導引矩陣所推導的增益樣式可具有:一般包含或關於多於一個接收天線418A-418D之單一高增益波瓣。因此,應當理解,從使用隱式波束形成和校準因數產生導引矩陣所獲得之波束樣式、可能有也可能沒有由用於各接收天線低增益區域或零信號分隔開的各別高增益波瓣。
當然,根據修正矩陣來推導具有高增益區域和低增益區域的波束樣式419,可以按任何所想要的方式和位置實施。例如,第1圖的接收器16內的任何元件,包括控制器40、導引矩陣計算單元48、以及通道確定單元39都可確定前向通道的CSI或其他測得描述,並且如果想要的話還可以根據該資訊確定前向通道的右奇異矩陣。接收器16然後可以將任何此確定之資訊發送到發射器12。然而,如果想要的話,接收器16可以簡單地收集從發射器12接收的已知信號,並可將該信號發送回發射器12而不以任何有意義的方式處理該信號,並且發射器12然後可以根據該資訊確定前向通道的測得描述。在任何一種情況下,發射器12內的控制器20及/或導引矩陣計算單元28及/或修正矩陣計算單元29都可使用、所確定的關於前向通道及/或反向通道的資訊,來計算修正矩陣並將其用於修改導引矩陣及/或用於空間-時間映射區塊24中,因而執行前向通道中的波束形成。
應當理解,修正矩陣式子,例如修正矩陣的計算,可在第1圖的無線通信系統10中的任何所想要位置實施,包括在發射器12的控制器20或其他硬體、軟體或韌體內,以及在接收器16的控制器40或其他硬體、軟體或韌體中。在後者情況下,接收器16可根據在接收器16確定的前向通道的細節以及(如果想要的話)由接收器16推導的CSI來計算將被發射器12使用的前向通道資訊中的至少一些資訊,並且可將該資訊發送到發射器12以用於計算修正矩陣。在另一方面,用於第1圖的發射器空間-時間映射區塊24的導引矩陣、可由發射器12中的導引矩陣計算單元28、根據由所設置的接收器16發送並從接收器16被發送回發射器12的原始通道資料或信號來計算。
當然,在此所說明波束形成技術並不限於用在與MIMO通信系統的單一接收器通信的MIMO通信系統的發射器中,而是可以額外地應用在當MIMO通信系統的發射器與多個接收器通信時,其中各接收器具有與之有關的一個或更多個接收天線。在該情況中,發射器可對於各接收器實施或執行各別修正矩陣計算,對於各接收器此發射器將發射且因此可以推導用於各此等可能接收器之導引矩陣及/或修正矩陣,以及可以使用這些導引矩陣來在不同的時間或使用系統的不同通道(例如OFDM通道)對各別或不同接收器實施波束形成。此外,雖然第9圖中所說明各此等發射增益樣式的高增益波瓣的最大增益被示為相同,但導引矩陣計算單元28和48可推導產生具有不同的最大增益的高增益波瓣的導引矩陣。
雖然在此所描述波束形成和修正矩陣計算在一個示例中被描述為以硬體執行,但是這些計算也可作為替代或額外地由儲存在例如記憶體21、41之一中的軟體來執行,並且被執行在與第1圖的MIMO通信系統10的控制器20、40、導引矩陣計算單元28、48、及/或單元29和39中的一個或兩者有關的處理器上,或植入於所想要之韌體中。如果用軟體執行,則常式可被儲存在任何電腦可讀記憶體中,例如RAM、ROM、快閃記憶體、磁片、雷射碟或其他儲存媒體中。類似地,該軟體可經由任何已知的或所想要的傳送方法被傳送到MIMO系統裝置(例如,發射器或接收器),所述傳送方法例如包括:經由諸如電話線、網際網路、無線連接之類的通信通道,或經由攜帶型媒體,例如電腦可讀碟、快閃驅動器等。
更一般而言,上述各種塊、操作和技術可用硬體、韌體、軟體或硬體、韌體及/或軟體的任何組合來執行。當用硬體執行時,塊、操作、技術等中的一些或全部可執行在例如訂製積體電路(IC)、特殊用途積體電路(ASIC)、現場可程式邏輯陣列(FPGA)、可程式邏輯陣列(PLA)等之中。
當用軟體執行時,該軟體可被儲存在任何電腦可讀取記憶體中,例如儲存在磁碟、光碟、或其他儲存媒體上,儲存在電腦、處理器、硬碟驅動器、光碟驅動器、磁帶驅動器等的RAM或ROM或快閃記憶體中。類似地,該軟體可經由任何已知的或所想要的傳送方法被傳送到使用者或系統,該傳送方法包括:例如在電腦可取讀碟、或其他攜帶型電腦儲存機構上傳送、或經由通信媒體傳送。通信媒體典型地將電腦可讀取指令、資料結構、程式模組、或其他資料包含在:諸如載波之類的經調變資料信號或其他傳送機構中。術語“經調變的資料信號”是指這樣的信號,該信號的一個或更多個特徵以將資訊編碼在信號中的方式而設置或改變。作為例子但並非限制,通信媒體包括:諸如有線網路或直接接線連接之類的有線媒體;以及諸如聲訊、射頻、紅外或其他無線媒體之類的無線媒體。因此,軟體可經由通信通道諸如電話線路、DSL線路、有線電視線路、無線通信通道、網際網路等被傳送到使用者或系統(這被認為是:與經由攜帶型儲存媒體來提供這種軟體的方式相同或可交換的)。
本發明可包含在任何型式的無線通信系統中,其包括:例如用於無線電腦系統中的那些,例如經由局域網路或廣域網路、網際網路、根據線纜和衛星的通信系統(例如:網際網路、資料、視頻、以及語音通信系統)、無線電話系統(包括:蜂巢電話系統、網路電話(VoIP)系統、根據家庭的無線電話系統等)來執行的那些。現在參考第10A-10H圖,其中顯示可包含本發明的各種示例性裝置。
例如,參考第10A圖,硬碟驅動器(HDD)600可使用如上所述的波束形成技術,並且可以由信號處理及/或控制電路來執行,其在第10A圖中以602一般地辨識。在一些執行方式中,HDD 600中的信號處理及/或控制電路602及/或其他電路(未顯示)可處理資料、執行編碼及/或加密、執行計算、及/或將輸出至及/或接收自磁性儲存媒體606的資料格式化。
HDD 600可經由一個或更多個有線或無線通信連接608與主機裝置(未顯示)(例如電腦)、行動計算裝置(例如個人數位助理)、蜂巢電話、媒體或MP3播放器等、及/或其他裝置通信。HDD 600可連接到記憶體609,例如:隨機存取記憶體(RAM)、低等待時間非揮發記憶體(例如快閃記憶體)、唯讀記憶體(ROM)、及/或其他合適的電子資料儲存體。
現在參考第10B圖,數位多功能碟(DVD)驅動器610可使用如上所述的波束形成技術。波束形成技術可由:DVD驅動器610的信號處理及/或控制電路(在第10B圖中由612一般地辨識)之一或兩者、及/或大容量資料儲存裝置618來執行。DVD 610中的信號處理及/或控制電路612、及/或其他電路(未顯示)可以:處理資料、執行編碼及/或加密、執行計算、及/或對讀取自及/或寫入到光學儲存媒體616的資料格式化。在一些執行方式中,DVD 610中的信號處理及/或控制電路612及/或其他電路(未顯示)還可執行其他功能,例如編碼及/或解碼、及/或任何其他與DVD驅動器有關的信號處理功能。
DVD驅動器610可經由一個或更多個有線或無線通信連接617與輸出裝置(未顯示)通信,所述輸出裝置例如是電腦、電視或其他裝置。DVD 610可與以非揮發方式儲存資料的大容量資料儲存裝置618通信。大容量資料儲存裝置618可包括:硬碟驅動器(HDD),例如第10A圖所示的HDD。HDD可以是包括一個或更多個直徑小於約1.8"
的碟片的袖珍HDD。DVD 610可連接到記憶體619,例如RAM、ROM、低等待時間非揮發記憶體(例如,快閃記憶體)、及/或其他合適的電子資料儲存體。
現在參考第10C圖,高清晰電視(HDTV)620可以使用以上所說明的波束形成技術。HDTV 620包括信號處理及/或控制電路(其在第10C圖中由622一般地辨識)、WLAN介面629、以及大容量資料儲存裝置627。波束形成技術例如可用在:WLAN介面629、或信號處理電路、及/或控制電路622中。HDTV 620接收有線或無線格式的HDTV輸入信號,並且為顯示器626產生HDTV輸出信號。在一些執行方式中,HDTV 620的信號處理電路及/或控制電路622、及/或其他電路(未顯示)可處理資料、執行編碼及/或加密、執行計算、格式化資料、及/或實施所須要之任何其他型式的HDTV處理。
HDTV 620可與:諸如光學儲存裝置及/或磁性儲存裝置之類的以非揮發方式儲存資料的大容量資料儲存裝置627通信。大容量資料儲存裝置627可包括:一個或更多個硬碟驅動器(HDD)、及/或一個或更多個數位多功能碟(DVD)。至少一個HDD可具有第10A圖所示的組態,以及/或至少一個DVD可具有第10B圖所示的組態。HDD中的一個或更多個可以是包括一個或更多個直徑小於約1.8"
的碟片的袖珍HDD。HDTV 620可連接到記憶體628,例如RAM、ROM、低等待時間非揮發記憶體(例如快閃記憶體)、及/或其他合適的電子資料儲存體。HDTV 620亦可支援經由WLAN網路介面629與WLAN的連接。
現在參考第10D圖,車輛630的控制系統可使用如上所說明的波束形成技術。在一些執行方式中,波束形成技術可由動力傳動控制系統632來執行,該系統接收來自諸如溫度感測器、壓力感測器、旋轉感測器、氣流感測器、及/或任何其他合適的感測器之類的一個或更多個感測器的輸入,以及/或產生諸如引擎操作參數、傳輸操作參數、及/或其他控制信號之一個或更多個輸出控制信號。
波束形成技術也可執行在車輛630的其他控制系統640中。控制系統640同樣可接收來自輸入感測器642的輸出,及/或輸出控制信號到一個或更多個輸出裝置644。在一些執行方式中,控制系統640可以是防鎖死煞車系統(ABS)、導航系統、車載資訊通訊系統、車輛承載資訊通訊系統、車道偏離系統、調整巡航控制系統、車輛娛樂系統(例如身歷聲系統、DVD、光碟等)的一部分。亦可以設想其他執行方式。
動力傳動控制系統632可與以非揮發方式儲存資料的大容量資料儲存裝置646通信。大容量資料儲存裝置646可以包括光學儲存裝置及/或磁性儲存裝置,例如硬碟驅動器HDD及/或DVD。至少一個HDD可具有第10A圖所示的組態,以及/或至少一個DVD可具有第10B圖所示的組態。HDD中的一個或更多個可以為包括一個或更多個直徑小於約1.8"
的碟片的袖珍HDD。動力傳動控制系統632可連接到記憶體647,例如RAM、ROM、低等待時間非揮發記憶體(例如快閃記憶體)及/或其他合適的電子資料儲存體。動力傳動控制系統632還可支援經由WLAN網路介面648與WLAN的連接。上述方法、系統、技術等也可執行在WLAN介面648中。例如,波束形成可執行在WLAN介面648中。控制系統640也可包括:大容量資料儲存裝置、記憶體、及/或WLAN介面(均未顯示)。
現在參考第10E圖,可包括天線651的行動電話650(例如:蜂巢電話)可使用如上所述的波束形成技術。電話650包括:信號處理及/或控制電路(其在第10E圖中由652一般地辨識)、WLAN介面668、及/或大容量資料儲存裝置664。波束形成技術例如可執行在信號處理及/或控制電路652、以及/或WLAN介面668中。在一些執行方式中,電話650包括:麥克風656、音頻輸出658(例如揚聲器及/或音頻輸出插孔)、顯示器660、及/或輸入裝置662(例如鍵盤、點選裝置、語音致動及/或其他輸入裝置)。蜂巢電話650中的信號處理及/或控制電路652、及/或其他電路(未顯示)可處理資料、執行編碼及/或加密、執行計算、格式化資料、及/或執行其他蜂巢電話功能。
電話650可與諸如光學儲存裝置及/或磁性儲存裝置(例如硬碟驅動器HDD及/或DVD)之類的以非揮發方式儲存資料的大容量資料儲存裝置664通信。至少一個HDD可具有第10A圖所示的組態,以及/或至少一個DVD可具有第10B圖所示的組態。至少一個HDD可以是包括一個或更多個直徑小於約1.8"
的碟片的袖珍HDD。電話650可連接到記憶體666,例如RAM、ROM、低等待時間非揮發記憶體(例如快閃記憶體)、及/或其他合適的電子資料儲存體。電話650亦可支援經由WLAN網路介面668與WLAN的連接。
現在參考第10F圖,機上盒680可使用如同以上說明之波束形成技術。機上盒680包括:信號處理及/或控制電路(其在第10F圖中以684一般地辨識)、WLAN介面696、及/或大容量資料儲存裝置690。波束形成技術例如可執行在信號處理及/或控制電路684、及/或WLAN介面696中。機上盒680接收來自諸如寬帶源之類的源的信號,並輸出適用於顯示器688(例如電視及/或監視器、及/或其他視頻、及/或音頻輸出裝置)的標準及/或高清晰音頻/視頻信號。機上盒680的信號處理及/或控制電路684及/或其他電路(未顯示)可處理資料、執行編碼及/或加密、執行計算、格式化資料、及/或執行任何其他機上盒功能。
機上盒680可與以非揮發方式儲存資料的大容量資料儲存裝置690通信。大容量資料儲存裝置690可包括:光學儲存裝置及/或磁性儲存裝置,例如硬碟驅動器HDD及/或DVD。至少一個HDD可具有第10A圖所示的組態,以及/或至少一個DVD可具有第10B圖所示的組態。至少一個HDD可以是包括:一個或更多個直徑小於約1.8"
的碟片的袖珍HDD。機上盒680可連接到記憶體694,例如RAM、ROM、低等待時間非揮發記憶體(例如快閃記憶體)、及/或其他合適的電子資料儲存體。機上盒680亦可支援經由WLAN網路介面696與WLAN的連接。
現在參考第10G圖,媒體播放器700可使用如以上所說明之波束形成技術。媒體播放器700可包括:信號處理及/或控制電路(其在第10G圖中由704一般地辨識)、WLAN介面716、及/或大容量資料儲存裝置710。波束形成技術例如可執行在:信號處理及/或控制電路704、以及/或WLAN介面716中。在一些執行方式中,媒體播放器700包括顯示器707及/或使用者輸入708(例如鍵盤、觸控盤等)。在一些執行方式中,媒體播放器700可使用圖形使用者介面(GUI),該GUI典型地經由顯示器707及/或使用者輸入708使用選單、下拉選單、圖示及/或定點點擊介面。媒體播放器700更包括音頻輸出709,例如揚聲器及/或音頻輸出插孔。媒體播放器700的信號處理及/或控制電路704、及/或其他電路(未顯示)可處理資料、執行編碼及/或加密、執行計算、格式化資料、及/或執行任何其他媒體播放器功能。
媒體播放器700可與以非揮發方式儲存資料(例如壓縮的音頻及/或視頻內容)的大容量資料儲存裝置710通信。在一些執行方式中,壓縮的音頻檔案包括遵守MP3格式或其他合適的壓縮音頻及/或視頻格式的檔案。大容量資料儲存裝置可包括光學儲存裝置及/或磁性儲存裝置,例如硬碟驅動器HDD及/或DVD。至少一個HDD可具有第10A圖所示的組態,以及/或至少一個DVD可具有第10B圖所示的組態。至少一個HDD可以是包括:一個或更多個直徑小於約1.8"
的碟片的袖珍HDD。媒體播放器700可連接到記憶體714,例如RAM、ROM、低等待時間非揮發記憶體(例如快閃記憶體)、及/或其他合適的電子資料儲存體。媒體播放器700還可支援經由WLAN網路介面716與WLAN的連接。除了上述執行方式以外,亦可設想其他執行方式。
現在參考第10H圖,網路電話(VoIP)750可使用如同以上說明之波束形成技術。VoIP電話750可包括:天線754、信號處理及/或控制電路758、無線介面762、及/或大容量資料儲存裝置766。波束形成技術例如可執行在信號處理及/或控制電路758、以及/或WLAN介面762中。在一些執行方式中,VoIP電話750的一部分包括:麥克風770、音頻輸出774(例如揚聲器及/或音頻輸出插孔)、顯示監視器778、輸入裝置782(例如鍵盤、點選裝置、語音致動及/或其他輸入裝置)、及/或無線保真(Wi-Fi)通信模組762。VoIP電話750中的信號處理及/或控制電路758、及/或其他電路(未顯示)可處理資料、執行編碼及/或加密、執行計算、格式化資料、及/或執行其他VoIP電話功能。
VoIP電話750可與諸如光學儲存裝置及/或磁性儲存裝置(例如硬碟驅動器HDD及/或DVD)之類的以非揮發方式儲存資料的大容量資料儲存裝置766通信。至少一個HDD可具有第10A圖所示的組態,以及/或至少一個DVD可具有第10B圖所示的組態。HDD可以為:包括一個或更多個直徑小於約1.8"的碟片的袖珍HDD。VoIP電話750可連接到記憶體786,例如RAM、ROM、低等待時間非揮發記憶體(例如快閃記憶體)及/或其他合適的電子資料儲存體。VoIP電話750被組態以建立此經由Wi-Fi通信模組762與VoIP網路(未顯示)的通信連接。
此外,雖然本發明參考特定例說明,其用意僅為說明且並非限制本發明,對於此技術有一般知識人士為明顯,可以對所揭示之實施例作各種改變、添加、及/或刪除,而不會偏離本發明之精神與範圍。
10...MIMO通信系統
12...發射接收器裝置
14A...發射天線
14B...發射天線
14C...發射天線
14N...發射天線
16...發射接收器裝置
18A...接收天線
18B...接收天線
18C...接收天線
18M...接收天線
20...控制器
21...記憶體
22...調變器單元
24...空間-時間濾波或映射區塊
25...矩陣等化器
26...解碼器單元/解調變器單元
27...通道確定單元
28...導引矩陣計算單元
29...修正矩陣計算單元
31...殼體
34...空間-時間映射區塊
35...矩陣等化器
36...解調變器/解碼器單元
39...通道確定單元
40...控制器
41...記憶體
46...符號編碼器/調變器單元
48...導引矩陣計算單元
51...殼體
100...方法
104、112、120、124、128...方塊
108...探測封包
116...探測封包
132...CSI回饋封包
200...方法
204、212、220、224、228、236...方塊
208...封包
216...確認封包
232...CSI回饋封包
250...方法
254、262、270、274、282、286、290...方塊
258...封包
266...確認封包
278...探測封包
288...CSI回饋封包
300...方法
304、308...方塊
410...MIMO通信系統
412...單一發射器
414A-F...發射天線
416...單一接收器
418A-D...接收天線
419...發射增益樣式
419A-D...高增益波瓣
600...硬碟驅動器
602...信號處理及/或控制電路
606...磁性儲存媒體
608...有線或無線通信連接
609...記憶體
610...DVD驅動器
612...信號處理及/或控制電路
616...光學儲存媒體
617...有線或無線通信連接
618...大容量資料儲存裝置
619...記憶體
620...高清晰電視
622...信號處理及/或控制電路
626...顯示器
627...大容量資料儲存裝置
628...記憶體
629...WLAN網路介面
630...車輛
632...動力傳動控制系統
636...感測器
638...輸出裝置
640...控制系統
642...感測器
644...輸出裝置
646...大容量資料儲存裝置
647...記憶體
648...WLAN網路介面
650...行動電話
651...天線
652...信號處理及/或控制電路
656...麥克風
658...音頻輸出
660...顯示器
662...輸入裝置
664...大容量資料儲存裝置
666...記憶體
668...WLAN網路介面
680...機上盒
684...信號處理及/或控制電路
688...顯示器
690...大容量資料儲存裝置
694...記憶體
696...WLAN網路介面
700...媒體播放器
704...信號處理及/或控制電路
707...顯示器
708...使用者輸入
709...音頻輸出
710...大容量資料儲存裝置
714...記憶體
716...WLAN網路介面
750...網路電話
754...天線
758...信號處理及/或控制電路
762...無線介面/Wi-Fi通信模組
766...大容量資料儲存裝置
770...麥克風
774...音頻輸出
778...顯示監視器
782...輸入裝置
786...記憶體
第1圖為無線MIMO通信或發射系統的方塊圖,該系統確定並使用修正矩陣,作為使用於MIMO通信系統的發射器中隱式波束形成技術之一部分;第2圖為用於校準無線網路中的站的習知技術方法之流程圖;第3圖為說明在第2圖之校準方法期間站A和站B之間的通信的時序圖;第4圖為用於校準無線網路中的站的示例方法的流程圖;第5圖為在第4圖的校準方法期間站A和站B之間的通信的時序圖;第6圖為用於校準無線網路中的站的另一個示例方法的流程圖;第7圖為說明在第6圖的校準方法期間站A和站B之間的通信的時序圖;第8圖為用於根據反向通道的部分估計和來自前向通道估計的相應資訊來產生修正矩陣的示例方法的流程圖;第9圖為說明用於執行此使用校準因數作為隱式波束形成技術的一部分之發射器波束形成技術的單一發射器和單一接收器之間的無線通信的發射增益樣式的方塊圖;第10A圖為可使用周期性信號檢測器的硬碟驅動系統的方塊圖;第10B圖為可使用周期性信號檢測器的數位多功能驅動系統的方塊圖;第10C圖為可使用周期性信號檢測器的高清晰電視的方塊圖;第10D圖為可使用周期性信號檢測器的車輛的方塊圖;第10E圖為可使用周期性信號檢測器的行動電話的方塊圖;第10F圖為可使用周期性信號檢測器的機上盒的方塊圖;第10G圖為可使用周期性信號檢測器的媒體播放器的方塊圖;以及第10H圖為可使用周期性信號檢測器的網路電話裝置的方塊圖。
200...方法
204、212、220、224、228、236...方塊
Claims (47)
- 一種通信系統內的波束形成之方法,該通信系統具有第一發射接收器裝置和第二發射接收器裝置,該第一發射接收器裝置具有第一複數個天線,該第二發射接收器具有第二複數個天線,該方法包括:確定反向通道的部分因次描述,其中信號經由該反向通道從該第二發射接收器裝置傳送到該第一發射接收器裝置;由該反向通道的部分因次描述和前向通道的描述以推導修正矩陣,其中信號經由該前向通道從該第一發射接收器裝置傳送至該第二發射接收器裝置;使用該修正矩陣來處理此經由該前向通道所傳送的信號;以及使用導引矩陣來在該前向通道中實施波束形成。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中確定該反向通道的部分因次描述包括:在不確定該反向通道的完全因次描述的情況下,確定該反向通道的部分因次描述。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,更包括:經由該前向通道發射指示對非探測封包的請求的信號;響應於該指示,對該非探測封包的請求的信號而接收該非探測封包,其中該非探測封包包括用於該非探測封包的發射的空間因次的訓練資訊,但不包括用於該反向通道的所有可用空間因次的訓練資訊;以及其中確定該反向通道的部分因次描述包括:根據對該非探測封包的接收,來確定該反向通道的部分因次描述。
- 如申請專利範圍第3項所述之方法,更包括:從該第二發射接收器裝置接收該前向通道的描述。
- 如申請專利範圍第4項所述之方法,其中接收該前向通道的描述包括:經由該非探測封包接收通道狀態資訊。
- 如申請專利範圍第4項所述之方法,其中接收該前向通道的描述包括:經由與該非探測封包分開的另一封包,接收通道狀態資訊。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,更包括:經由該前向通道發射第一封包,該第一封包包括指示校準啟始請求的信號、或指示確認請求的信號中的至少一個,其中該第一封包包括用於傳送該第一封包的空間因次的訓練資訊,但不包括用於該前向通道的所有可用空間因次的訓練資訊;響應於該第一封包而接收信號;以及其中,確定該反向通道的部分因次描述包括:根據對該信號的接收,以確定該反向通道的部分因次描述。
- 如申請專利範圍第7項所述之方法,更包括:經由該前向通道傳送第二封包,該第二封包包括用於該前向通道的所有可用空間因次的訓練資訊;以及從該第二發射接收器裝置接收該前向通道的描述。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中確定該反向通道的部分因次描述包括:確定與該反向通道的完全因次描述相對應的矩陣的行的子集合。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法,其中推導該修正矩陣包括:對於與該反向通道的完全因次描述相對應的該矩陣的行的子集合中的每一行,確定各修正矩陣估計;以及使用各該修正矩陣估計,來產生該修正矩陣。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法,其中推導該修正矩陣包括:計算對應於與該反向通道的完全因次描述相對應的該矩陣的行的子集合的第一奇異值分解;確定與該前向通道的描述相對應的矩陣的列的子集合;計算對應於與該前向通道的描述相對應的該矩陣的列的子集合的第二奇異值分解;以及根據該第一奇異值分解和該第二奇異值分解,以產生該修正矩陣。
- 如申請專利範圍第11項所述之方法,其中產生該修正矩陣包括:將該修正矩陣的對角線正常化,以致該修正矩陣對應於相移。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法,其中推導該修正矩陣包括:計算對應於與該反向通道的完全因次描述相對應的該矩陣的行的子集合的第一右奇異矩陣;確定與該前向通道的描述相對應的矩陣的列的子集合;計算對應於與該前向通道的描述相對應的該矩陣的列的子集合的第二右奇異矩陣;以及根據該第一右奇異矩陣和該第二右奇異矩陣,產生該修正矩陣。
- 如申請專利範圍第13項所述之方法,其中計算該第一右奇異矩陣包括使用奇異值分解;以及其中,計算該第二右奇異矩陣包括使用奇異值分解。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中使用該修正矩陣包括:以經由該前向通道傳送的信號,在基帶左乘該修正矩陣。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中使用該修正矩陣包括:以該導引矩陣左乘該修正矩陣。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中使用該修正矩陣包括使用該修正矩陣來校準該反向通道的測得描述;該方法更包括根據該反向通道的經校準的測得描述,來產生該導引矩陣。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該第一發射接收器裝置能夠經由複數個載體進行發射,並且該第二發射接收器裝置能夠經由該複數個載體進行接收;其中該方法更包括:對於該複數個載體中的各載體確定各反向通道之各部分描述;對於該複數個載體中的各載體確定各前向通道之各描述;對於該複數個載體中的各載體推導各修正矩陣;使用各修正矩陣以處理此對於該複數個載體之各載體所傳送之各信號;以及使用各導引矩陣,對於該複數個載體中的各載體實施波束形成。
- 如申請專利範圍第18項所述之方法,其中該第一發射接收器裝置是正交頻率分割多工(OFDM)發射接收器;其中該第二發射接收器裝置是OFDM發射接收器;以及其中該多個載體為複數個OFDM次載體。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,更包括:根據該修正矩陣產生額外的修正矩陣;以及使用該額外的修正矩陣,以處理經由該反向通道接收的信號。
- 如申請專利範圍第20項所述之方法,其中產生該額外的修正矩陣包括:對該修正矩陣求逆。
- 一種用於向一個或更多個其他通信裝置發射信號的無線發射接收器,該無線發射接收器包括:多個天線;耦合到該多個天線的波束形成網路;耦合到該波束形成網路之控制器,用於使用導引矩陣以控制該波束形成網路,並且使用修正矩陣來處理經由前向通道傳送之信號;修正矩陣計算單元,該單元獲得該前向通道的描述,獲得反向通道的部分因次描述,以及由該前向通道的描述和該反向通道的部分因次描述,推導該修正矩陣;以及調整用於推導該導引矩陣的導引矩陣計算單元。
- 如申請專利範圍第22項所述之無線發射接收器,其中該修正矩陣計算單元在不確定該反向通道的完全因次描述的情況下推導該修正矩陣。
- 如申請專利範圍第22項所述之無線發射接收器,其中該控制器被組態為造成該無線發射接收器經由該前向通道發射:指示對非探測封包的請求的信號;其中,該反向通道的部分描述是根據對該非探測封包的接收而確定,以響應於所發射的指示對該非探測封包的請求的信號,其中該非探測封包包括用於該非探測封包的傳送之空間因次的訓練資訊,但不包括用於該反向通道的所有可用空間因次的訓練資訊。
- 如申請專利範圍第24項所述之無線發射接收器,其中該前向通道的描述是經由該反向通道接收。
- 如申請專利範圍第25項所述之無線發射接收器,其中將該控制器組態,而從該非探測封包獲得該前向通道描述。
- 如申請專利範圍第25項所述之無線發射接收器,其中該控制器組態,而從與該非探測封包分開的另一封包獲得該前向通道的描述。
- 如申請專利範圍第22項所述之無線發射接收器,其中將該控制器組態,以造成該無線發射接收器經由該前向通道發射第一封包,該第一封包包括指示校準啟始請求的信號或指示確認請求的信號中的至少一個,其中,該第一封包包括用於該第一封包的傳送的空間因次的訓練資訊,但不包括用於該前向通道的所有可用空間因次的訓練資訊;其中,該反向通道的部分因次描述是響應於該第一封包、而根據經由該反向通道所傳送信號之接收而確定。
- 如申請專利範圍第28項所述之無線發射接收器,其中該控制器被組態,以造成該無線發射接收器經由該前向通道發射第二封包,該第二封包包括用於該前向通道的所有可用空間因次的訓練資訊;以及其中該前向通道的描述是經由該反向通道接收的。
- 如申請專利範圍第22項所述之無線發射接收器,其中該修正矩陣計算單元被組態,以獲得與該反向通道的完全因次描述相對應的矩陣的行的子集合。
- 如申請專利範圍第30項所述之無線發射接收器,其中該修正矩陣計算單元被組態:確定各修正矩陣估計,而用於對應於該反向通道的完全因次描述之該矩陣的行的子集合中各行;以及使用各該修正矩陣估計,以產生該修正矩陣。
- 如申請專利範圍第30項所述之無線發射接收器,其中該修正矩陣計算單元被組態以:計算對應於與該反向通道的完全因次描述相對應的該矩陣的行的子集合的第一奇異值分解;確定與該前向通道的描述相對應的矩陣的列的子集合;計算對應於與該前向通道的描述相對應的該矩陣的列的子集合的第二奇異值分解;以及根據該第一奇異值分解和該第二奇異值分解產生該修正矩陣。
- 如申請專利範圍第32項所述之無線發射接收器,其中該修正矩陣計算單元被組態,而將該修正矩陣的對角線正常化,以致於該修正矩陣對應於相移。
- 如申請專利範圍第30項所述之無線發射接收器,其中該修正矩陣計算單元被組態以:計算對應於與該反向通道的完全因次描述相對應的該矩陣的行的子集合的第一右奇異矩陣;確定與該前向通道的描述相對應的矩陣的列的子集合;計算對應於與該前向通道的描述相對應的該矩陣的列的子集合的第二右奇異矩陣;以及根據該第一右奇異矩陣和該第二右奇異矩陣產生該修正矩陣。
- 如申請專利範圍第34項所述之無線發射接收器,其中該修正矩陣計算單元被組態以:使用奇異值分解來計算該第一右奇異矩陣;以及使用奇異值分解來計算該第二右奇異矩陣。
- 如申請專利範圍第22項所述之無線發射接收器,更包括:空間-時間映射單元,該單元將在基帶具有將發射信號之該修正矩陣左乘。
- 如申請專利範圍第22項所述之無線發射接收器,其中該修正矩陣計算單元或該導引矩陣計算單元之一、以該導引矩陣左乘該修正矩陣。
- 如申請專利範圍第37項所述之無線發射接收器,其中藉由以該導引矩陣左乘該修正矩陣,以修正該導引矩陣。
- 如申請專利範圍第22項所述之無線發射接收器,其中該修正矩陣計算單元或通道檢測單元之一、根據該修正矩陣以修改該反向通道的測得描述;以及其中,該導引矩陣計算單元根據該反向通道經修改之測得描述,以產生該導引矩陣。
- 如申請專利範圍第22項所述之無線發射接收器,其中該無線發射接收器能夠經由複數個載體進行發射。
- 如申請專利範圍第40項所述之無線發射接收器,其中該無線發射接收器包括:正交頻率分割多工(OFDM)發射器,以及其中該複數個載體是複數個OFDM次載體。
- 一種通信系統內的波束形成之方法,該通信系統具有第一發射接收器裝置和第二發射接收器裝置,該第一發射接收器裝置具有第一複數個天線,該第二發射接收器具有第二複數個天線,該方法包括:經由前向通道發射校準啟始封包,該校準啟始封包包括指示對確認封包的請求的信號,其中,信號經由該前向通道從該第一發射接收器傳送到該第二發射接收器;響應於該指示對該確認封包的請求的信號,經由反向通道接收確認封包,其中,信號經由該反向通道從該第二發射接收器傳送到該第一發射接收器;根據對該確認封包的接收,來確定該反向通道的部分因次描述;根據該反向通道的部分因次描述和該前向通道的描述,以推導修正矩陣;使用該修正矩陣,以處理經由該前向通道傳送之信號;以及使用導引矩陣來在該前向通道中執行波束形成。
- 如申請專利範圍第42項所述之方法,其中該確認封包是非探測封包,其包括用於該確認封包的發射的空間因次的訓練資訊,但不包括用於該前向通道的所有可用空間因次的訓練資訊。
- 如申請專利範圍第42項所述之方法,其中該校準啟始封包是非探測封包,其包括用於該校準啟始封包的發射的空間因次的訓練資訊,但不包括用於該前向通道的所有可用空間因次的訓練資訊;以及其中,該方法更包括經由該前向通道傳送探測封包,其包括用於該前向通道的所有可用空間因次的訓練資訊。
- 一種用於對一個或更多個其他通信裝置發射信號之無線發射接收器,該無線發射接收器包括:多個天線;耦合到該多個天線的波束形成網路;耦合到該波束形成網路的控制器,用於使用導引矩陣來控制該波束形成網路,使用修正矩陣來處理將要經由前向通道發射的信號,並且造成該發射接收器經由該前向通道發射校準啟始封包,該校準啟始封包包括指示對確認封包的請求的信號;修正矩陣計算單元,其經由反向通道獲得前向通道的描述,根據經由該反向通道對確認封包的接收、而確定該反向通道的部分因次描述,並且根據該前向通道的描述和該反向通道的部分因次描述推導該修正矩陣;以及適合於推導該導引矩陣的導引矩陣計算單元。
- 如申請專利範圍第45項所述之無線發射接收器,其中該確認封包是非探測封包,其包括用於該確認封包的發射的空間因次的訓練資訊,但不包括用於該前向通道的所有可用空間因次的訓練資訊。
- 如申請專利範圍第45項所述之無線發射接收器,其中該校準啟始封包是非探測封包,其包括用於該校準啟始封包的發射的空間因次的訓練資訊,但不包括用於該前向通道的所有可用空間因次的訓練資訊;以及其中,該控制器被組態,以造成該無線發射接收器經由該前向通道發射探測封包,該探測封包包括用於該前向通道的該有可用空間因次的訓練資訊。
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