TWI650969B - 階層式（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ）波束成形之方法及其系統 - Google Patents

階層式（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ）波束成形之方法及其系統 Download PDF

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Abstract

一種階層式波束成形之方法，包含以下步驟。首先，依據編碼方式不同之向量編碼本分別對發送端與接收端之複數個向量進行階層式編碼，以建立階層式編碼結構。隨後，依據階層式編碼結構切換發送端與接收端之對應向量場。接下來，從中找出增益最大之至少二組對準向量場，並利用相對應之對準編碼組建立通道。

Description

階層式(hierarchical)波束成形之方法及 其系統
本發明係有關於一種階層式波束成形之方法及其系統，尤其是指一種控制發送端與接收端利用不同之編碼本定義向量場形之波束成形之方法及其系統。
隨著科技進步，手機、平板電腦等行動通信裝置之日漸普及，使得人們的生活愈來愈便利。其中，虛擬實境(Virtual Reality,VR)與擴增實境(Augmented Reality,AR)的興起，更對行動通信裝置造成挑戰。
現有通信裝置在通信過程中，是透過天線進行無線通信傳輸。為了提升傳輸速度，現在的技術已經演進到毫米波(mmWave)傳輸。為了達到高頻譜效率，毫米波傳輸通常會搭配多通道(multi-channel)傳輸技術，也就是在通信系統中，一次傳送/接收多個資料串。又，為了實現低延遲(low latency)之信號傳輸，此通信系統必須能利 用通道估測技術，即時獲得多通道之通道狀態資訊(channel state information,CSI)。
現有的通道估測技術係利用編碼本(codebook)，對於發送端與接收端之天線或向量場形進行編碼。也就是說，發送端依照編碼本中之不同編碼依序發送信號，接收端則是依照編碼本之各個編碼依序接收信號，從中找到具有最大接收功率的信號，並利用所對應之編碼建立通道以作為後續資料傳輸之用。
第一圖顯示一傳統之多通道波束成形技術，顯示其找出四個通道之進程。第二圖係顯示用於此波束成形進程之通道估測技術。第二圖中箭頭顯示第一次之通道估測路徑，圖中第一次至第四次之標示表示四次通道估測程序找到的四個通道。
第二圖所示之通道估測技術係搭配一階層式編碼本，將發送端之向量場形依照編碼本之編碼逐層細分。在通道估測過程中，首先，會在最上層之二個向量場形中找出增益較強之向量場形；然後前進至下一階層，並此階層內細分出之二個子向量場形中，找出其中信號較強之子向量場形；依此類推直到最終層。因此，此通道估測程序類似於樹狀搜尋方式，集中在搜尋信號強度最強的通 道。透過重複執行此通道估測程序，即可獲得多個預測通道(即對應於第一圖中由左而右之進程)。
然而，因應低延遲(ultra-low latency)之需求，加上通道估測對於解析度之要求的提升，受限於訓練時間(training time)，傳統之波束成形方法將無法偵測所有的通道，而被迫需要放棄部分通道。另一方面，若是以傳統方法進行多通道估測，將會產生較大的延遲，就影像傳輸之應用而言，容易衍生影像顯示品質不佳之問題。因此，現有技術仍具備改善之空間。
有鑒於前述傳統波束成形方法之缺點，本發明之主要目的係提供一種階層式波束成形之方法，在發送端與接收端利用不同編碼方式之向量編碼本建立階層式編碼結構，利用此階層式編碼結構進行通道估測步驟，並於每次通道估測步驟中找出至少二個增益最大的對準向量場與對應之對準編碼組，以縮短通道估測時間，降低延遲。
依此，本發明提供一種階層式(hierarchical)波束成形之方法。此方法係應用於一無線傳輸系統，此無線傳輸系統包含一發送端(transmitter)與一接收端(receiver)。此方法包含下列步驟。
首先，依據一第一向量編碼本(codebook)對發送端之複數個發送端向量進行階層式編碼，以建立一發送端階層式編碼結構；另外，依據一第二向量編碼本對接收端之複數個接收端向量進行階層式編碼，以建立一接收端階層式編碼結構。此第二向量編碼本之編碼方式不同於前述第一向量編碼本之編碼方式。
接下來，在通道估測步驟中，依據前述由第一向量編碼本與第二向量編碼本分別建立之發送端階層式編碼結構與接收端階層式編碼結構，切換發送端與接收端之對應向量場，並利用接收端偵測相對應之增益(gain)。
隨後，在接收端偵測到的增益中找出增益最大之至少二組對準向量場。各組對準向量場係對應至一對準編碼組。此對準編碼組包括一個發送端階層式編碼結構之編碼與一個接收端階層式編碼結構之編碼。
最後，儲存這些對準編碼組，以利用這些對準編碼組建立通道。
就一實施例而言，在找出對準向量場與對準編碼組之步驟後，可以利用以下步驟進一步確認是否利用這些編碼組建立通道。
首先，判斷通道估測步驟是否已經到達發 送端階層式編碼結構與/或接收端階層式編碼結構之一最高層(maximum level)。若是已經到達最高層，即表示已經到達通道解析度(channel resolution)，隨即儲存這些對準編碼以利用這些對準編碼組建立通道。若是尚未到達最高層，即表示尚未到達通道解析度，隨即在這些對準編碼組所對應之向量場，依據發送端階層式編碼結構與接收端階層式編碼結構之下一階層，切換發送端與接收端之對應向量場，從中找出增益最大之至少二組對準向量場與相對應之對準編碼組。
就一實施例而言，在找出對準向量場與對準編碼組之步驟後，可以利用以下步驟充分利用訓練時間，以提升頻譜效率(spectral efficiency)。
首先，判斷通道估測步驟所用時間是否到達一預設時間限制。前述通道估測步驟包括切換發送端與接收端之對應向量場之步驟以及從中找出對準向量場與對準編碼組之步驟。若是所用時間已經到達預設時間限制，隨即，利用當前之對準編碼組建立通道。若是所用時間尚未到達預設時間限制，即表示還有時間可以執行訓練步驟，此時會重新依據發送端階層式編碼結構與接收端階層式編碼結構，在排除已經找到的對準向量場之後，切換發 送端與接收端之對應向量場並從中找出對準向量場與對準編碼組。
就一實施例而言，在找出對準向量場與對準編碼組之步驟後，可以利用以下步驟避免延遲發生。
首先，判斷發送端或接收端是否收到一對準編碼輸出信號。若是接收到對準編碼輸出信號，隨即輸出這些對準編碼組並利用這些對準編碼組建立通道。若是尚未收到對準編碼輸出信號，就進一步判斷通道估測步驟是否已經到達發送端階層式編碼結構與/或接收端階層式編碼結構之最高層，以決定是否利用這些對準編碼組建立通道。
就一實施例而言，發送端之複數個發送端向量係構成一發送端全圓向量場形，接收端之複數個接收端向量係構成一接收端全圓向量場形。
就一實施例而言，前述第一向量編碼本與該第二向量編碼本之編碼方式係選自由位序顛倒(bit-reversal)排列、奇偶交替(even-odd)排列、循序排列與亂數排列構成之群組。又，就一較佳實施例而言，第一向量編碼本之編碼方式係採位序顛倒排列，又或者第二向量編碼本之編碼方式係採位序顛倒排列。
就一實施例而言，前述利用第一向量編碼本與第二向量編碼本分別建立之發送端階層式編碼結構與該接收端階層式編碼結構，係依據一分區參數(partition parameter)進行劃分。又，就一較佳實施例而言，此分區參數為二。
就一實施例而言，在發送端定義之各個發送端向量係分別對應至一個發送端天線，在接收端定義之各個接收端向量係對應至一個接收端天線。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。
10‧‧‧發送端
20‧‧‧接收端
12‧‧‧基頻預編碼器
14‧‧‧射頻預編碼器
22‧‧‧基頻合成器
24‧‧‧射頻合成器
第一圖顯示一傳統多通道之波束成形技術；第二圖顯示一傳統之通道估測技術；第三圖係一方塊圖，顯示一典型毫米波(mmWave)多輸入多輸出(MIMO)無線傳輸系統；第四圖係一流程圖，顯示本發明階層式(hierarchical)波束成形方法之第一實施例；第四A圖係本發明發送端階層式編碼結構一較佳實施例之示意圖。
第四B圖顯示利用第四A圖之階層式編碼本與第四圖所示 之方法進行階層式多通道估測(multi-channel estimation)一較佳實施例之示意圖；第五圖係一流程圖，顯示本發明階層式波束成形方法之第二實施例；第六圖係一流程圖，顯示本發明階層式波束成形方法之第三實施例；第七A至七H圖係以發送端編碼索引與接收端編碼索引構成之通道能量域(channel power domain)說明本發明階層式多通道估測流程之一實施例；第八A圖係本發明接收端階層式編碼結構一第一實施例之示意圖；第八B圖係本發明接收端階層式編碼結構一第二實施例之示意圖；第八C圖係本發明接收端階層式編碼結構一第三實施例之示意圖；第八D圖係以全圓向量場形說明採用循序排列之向量編碼本；第八E圖係以全圓向量場形說明本發明採用逆序顛倒排列之向量編碼本；第九圖係以發送端編碼索引與接收端編碼索引構成之通道能量域比較不同編碼方式對於本發明之通道估測流程的影響；以及第十圖係比較本發明之通道估測方式與傳統通道估測方式之模擬結果。
第三圖係一方塊圖，顯示一典型毫米波(mmWave)多輸入多輸出(MIMO)無線傳輸系統。此系統之發送端10與接收端20都是採用類比/數位混合架構。發送端10係配置有複數個發送端天線，接收端20係配置有複數個接收端天線，發送端10與接收端20之間透過複數個獨立的資料串進行溝通。發送端10之預編碼器(precoder)包含一基頻預編碼器(baseband precoder)12與一射頻預編碼器(RF precoder)14；類似地，接收端20之合成器(combiner)也包含一基頻合成器(baseband combiner)22與一射頻合成器(RF combiner)24。發送端10與接收端20間之真實通道狀態資訊，則需透過多個訓練步驟(training step)進行偵測。
第四圖係一流程圖，顯示本發明階層式(hierarchical)波束成形方法之第一實施例。此方法可應用於如第三圖所示之多輸入多輸出無線傳輸系統，不過並不限於此。任何需要偵測通道狀態資訊之多輸入多輸出無線傳輸系統都可應用本發明所提供之技術，以改善其頻譜效率。
本實施例所提供之階層式波束成形方法包括以下步驟。
首先，在步驟S110中，依據一第一向量編碼本(codebook)對發送端之複數個發送端向量進行階層式編碼，以建立一發送端階層式編碼結構；另外，依據一第二向量編碼本對接收端之複數個接收端向量進行階層式編碼，以建立一接收端階層式編碼結構。
接下來，在步驟S120中，依據前述由第一向量編碼本與第二向量編碼本分別建立之發送端階層式編碼結構與接收端階層式編碼結構，切換發送端與接收端之對應向量場，並利用接收端偵測相對應之增益(gain)。
隨後，在步驟S130中，從接收端偵測到的增益中找出增益最大之至少二組對準向量場。各組對準向量場係對應至一對準編碼組。此對準編碼組包括一個發送端階層式編碼結構之編碼與一個接收端階層式編碼結構之編碼。前述步驟S120與步驟S130係用以執行通道估測(channel estimation)，本文中一併稱為通道估測步驟。
接下來，在步驟S140中，判斷通道估測步驟是否已經到達發送端階層式編碼結構與/或接收端階層式編碼結構之一最高層(maximum level)。
若是尚未到達最高層，即表示尚未到達此無線傳輸系統之通道解析度(channel resolution)，此流程會 回到步驟S120執行下一階層之通道估測步驟。也就是說，此流程在先前之步驟S130找到的至少二個對準向量場所定義之範圍內，依據發送端階層式編碼結構與接收端階層式編碼結構之下一階層，重複執行步驟S120與S130(也就是切換發送端與接收端之對應向量場，並從中找出增益最大之至少二組對準向量場與相對應之對準編碼組)。
若是已經到達最高層，即表示已經到達通道解析度。此時已無法依據發送端與接收端之階層式編碼結構對所找到的對準向量場進一步劃分。因此，此流程會前進至步驟S150。
最後，在步驟S150中，此流程會利用偵測到的最高層對準編碼組建立通道。
第四A圖係前述步驟S110所建立之發送端階層式編碼結構一較佳實施例之示意圖。本實施例亦可應用於接收端階層式編碼結構。如圖中所示，此發送端階層式編碼結構具有八個編碼(由左而右依序給予0至7之索引)對應至八個發送端向量，並利用這八個編碼構成四個階層F0,F1,F2,F3。就一實施例而言，這八個發送端向量可分別對應至一個發送端天線。又，就一較佳實施例而言，這些發送端向量可構成一全圓向量場形。不過，本發明並不限 於此，依據天線配置的不同，這些發送端向量也可能構成其他類型，具有指向性的場形。又，依據實際信號傳輸控制之需求，各個發送端向量亦可能同時對應多個發送端天線，反之亦然。
此發送端階層式編碼結構係依據一分區參數進行階層式劃分。本實施例之分區參數為二。也就是說，在此編碼結構中，上一階層之向量場會劃分為兩部分構成下一階層之向量場。舉例來說，階層F1具有二個向量場(分別包含索引0-3與索引4-7之發送端向量)，階層F2則是畫分出四個向量場(分別包含索引0-1、2-3、4-5與6-7之發送端向量)。不過，本發明並不限於此。本發明之波束成形方法所建立之發送端階層式編碼結構與接收端階層式編碼結構之分區參數也可以是其他整數。舉例來說，若是分區參數為三，即可將發送端之向量場形劃分出九個發送端向量，並構成一個三階層之編碼結構。
第四B圖顯示利用第四A圖之階層式編碼本與第四圖所示之方法進行階層式多通道估測(adaptive multi-channel estimation)一較佳實施例之示意圖。如圖中所示，此通道估測流程與第二圖所示之通道估測技術都是呈現樹狀預測流程，由低階層逐步向上找出最佳之對準向 量場。不過，在第二圖之預測流程中，每一次預測流程只會找到一個增益最大之路徑(圖中第一次、第二次、第三次與第四次表示四次預測流程)。相較之下，本實施例直接在一次預測流程偵測出四個增益最大的路徑(即對應四個增益最大的對準向量場)。
第五圖係一流程圖，顯示本發明階層式波束成形方法之第二實施例。本實施例之步驟S210至步驟S250係類似於第一實施例之步驟S110至步驟S150。不過，本實施例之步驟S240不同於第一實施例之步驟140。在步驟S240中，若是判斷通道估測步驟已經到達最高層，此流程會前進至步驟S242，而非前進至步驟S250直接利用找到的對準編碼組建立通道。
在步驟S242中，此流程會判斷通道估測步驟所用時間是否到達一預設時間限制(通常即訓練步驟之時間限制)。前述通道估測步驟包括切換發送端與接收端之對應向量場之步驟以及從中找出對準向量場與對準編碼組之步驟。
若是所用時間已經到達預設時間限制，此流程會前進至步驟S250，利用當前之對準編碼組建立通道。若是所用時間尚未到達預設時間限制，即表示還有時 間可以執行訓練步驟，此時，此流程會儲存搜尋到的對準編碼組，並會回到步驟S220，依據發送端階層式編碼結構與接收端階層式編碼結構，在排除已經找到的對準向量場後，再次執行通道估測步驟(即切換發送端與接收端之對應向量場並從中找出對準向量場與對準編碼組)。前述步驟S242之執行細節可參見本文第七E至七H圖之範例。
本實施例在找出最高階層之對準向量場與對準編碼組之步驟S240後，增加一時間判斷步驟S242，有助於充分利用時間執行訓練步驟，以提升通道估測的準確度以及頻譜效率(spectral efficiency)。
第六圖係一流程圖，顯示本發明階層式(hierarchical)波束成形方法之第三實施例。本實施例之步驟S310至步驟S350係類似於第一實施例之步驟S110至步驟S150。不過，不同於第一實施例，本實施例在步驟S330與步驟S340之間增加一判斷步驟S332，決定是否跳過步驟S340直接前進至步驟S350。
進一步來說，在判斷步驟S332中，此流程會判斷發送端或接收端是否收到一對準編碼輸出信號。此對準編碼輸出信號可以是一個有線信號，可以是一個無線信號，也可以是一個由計時器產生之觸發信號。
若是發送端或接收端接收到對準編碼輸出信號，隨即前進至步驟S350利用這些對準編碼組建立通道。若是尚未收到對準編碼輸出信號，就前進至步驟S340，進一步判斷通道估測步驟是否已經到達發送端階層式編碼結構與/或接收端階層式編碼結構之最高層，以決定是否利用這些對準編碼組建立通道。
也就是說，在找到至少二個對準編碼組之後，此流程會先決定是否需要中止流程輸出當前之對準編碼組，而非前進至步驟S340執行後續判斷與可能的通道偵測步驟。如此，可以避免通道估測步驟時間過長而造成延遲(latency)。
請一併參照第七A至七H圖。圖中係以發送端波束索引與接收端波束索引構成之通道能量域(channel power domain)說明第五圖之步驟S220至步驟S242之階層式多通道估測流程之一實施例。其中，第七A至七D圖也對應至第四圖之步驟S120至步驟S140。
如第七A圖所示，假定增益最大的四個對準編碼組a1,a2,a3,a4所對應之發送端波束編碼依序為4,5,6,3，接收端波束編碼依序為2,6,6,3。如第七B圖所示，此通道估測流程之第一階層(S=1)通道估測步驟，係從四組 對應向量場中找出兩組增益最大之對準向量場(即對應於圖中左上方與右下方之區域)。
隨後，如第七C圖所示，此通道估測流程會在這兩組增益最大之對準向量場內進行第二階層(S=2)之通道估測步驟，每組對準向量場會進一步細分為四組對準向量場，第二階層之通道估測步驟係從這四組對準向量場中找出兩組增益最大之對準向量場。
接下來，如第七D圖所示，此通道估測流程會採取類似之方式進行第三階層(S=3)之通道估測步驟，也就是會從第七C圖之步驟中找到的對準向量場內，進一步細分為四組對準向量場，並從中找出兩組增益最大之對準向量場。經過這些步驟，即可找到增益最大之兩個對準編碼組a1與a2。
前述實施例係對應於八個發送端向量與八個接收端向量間之通道估測流程，並在一次通道估測流程後找出兩個較佳對準編碼組，以節省獲得多通道資訊所需花費的時間。不過，本發明並不限於此。依據實際需求，透過調整本實施例之演算方式，亦可在一次通道估測流程中找出更多數量的對準編碼組用於建立通道。
其次，若是在完成前述第七B至七D圖之通 道估測流程後，若是仍有多餘的訓練時間可供通道估測之用，如第七E圖所示，本實施例之通道估測流程會先排除前述第七D圖之步驟中所獲得之對準編碼組a1與a2，重複進行第一階層至第三階層之通道估測步驟。
如第七F圖所示，執行第一階層之通道估測步驟，此步驟類似於第七B圖之步驟，從四組對應向量場中找出兩組增益最大之對準向量場(因為a3與a4也是落在圖中之左上方與右下方區域，這兩組向量場也會對應到圖中左上方與右下方之區域)。
接下來，如第七G圖所示，執行第二階層之通道估測步驟，此步驟類似於第七C圖之步驟。不過，由於對準編碼組a1與a2已預先排除，此步驟找出之兩組對準向量場所對應的區域不同於第七C圖之步驟所找出之區域。
隨後，如第七H圖所示，執行第三階層之通道估測步驟，此步驟類似於第七D圖之步驟，會從第七G圖找出的區域內，進一步細分為四組對準向量場，並從中找出兩組增益最大之對準向量場。經過這些步驟，即可找到另外兩個增益較大的對準編碼組a3與a4。
第八A至八C圖顯示本發明接收端階層式編 碼結構之第一、第二與第三實施例，分別顯示循序排列、奇偶交替(even-odd)排列與逆序顛倒(bit-reversal)排列之編碼方式。循序排列即編碼數字之大小順序等同於編碼之排列順序，奇偶交替即編碼之排列順序會依照奇數編碼與偶數編碼分開。在圖中之實施例，即是將奇數編碼置於前方，而將偶數編碼置於後方。
如下表所示，本發明所稱逆序顛倒排列是指將編碼數字1至8所對應之二維碼，位元前後顛倒所產生之編碼。以循序排列編碼4為例，編碼4在循序排列中的順位為四(排在編碼0,1,2之後)，編碼4之二維碼為[011]。此二維碼經位元倒置後所產生之二維碼為[110]，而對應至此二維碼[110]之編碼為7。因此，在逆序顛倒排列之編碼方式中，此順位之編碼為7。依據前述方式，即可產生如下表逆序顛倒排列之編碼。
第八D圖係以全圓向量場形說明採用循序排列之向量編碼本。第八E圖係以全圓向量場形說明本發明採用逆序顛倒排列之向量編碼本。圖中係以向量編碼本之最高層編碼進行說明。圖中位於上方之數字1至8代表掃描之順序，對應於向量場之數字則代表該向量場之編碼。如第八D圖所示，對於循序排列之編碼方式而言，掃描之順序與編碼之數字順序相同，因此，所產生對應至各個編碼之向量場會沿著逆時針方向繞行。不過，如第八E圖所示，對於逆序顛倒排列之編碼方式而言，掃描之順序與編碼之數字順序不同，而會依據前表最右欄之編碼數字所對應之向量場依序進行。
在前述第七A至七H圖之實施例中，第一向量編碼本與第二向量編碼本之編碼方式相同且都是採循序排列之編碼方式(即對應於第四A圖與第八A圖)。不過，本發明並不限於此。在本發明之其他實施例中，第一向量編碼本與之第二向量編碼本亦可採用不同之編碼方式，舉 例來說，第一向量編碼本與之第二向量編碼本之編碼方式可以從循序排列、逆序顛倒排列、奇偶交替排列或是亂數(random)排列中選擇不同的編碼方式。又就一較佳實施例而言，第一向量編碼本對於發送端之編碼方式可採用循序排列，而第二向量編碼本對於接收端之編碼方式可採用逆序顛倒排列。亦即，發送端係採用一離散傅立葉轉換(DFT)之編碼本，接收端則是定義為快速傅立葉轉換(FFT)。
第九圖係比較兩種不同編碼方式對於通道估測流程的影響。左圖與第七A圖所呈現之通道能量域相同，其第一向量編碼本與第二向量編碼本都是採取循序編碼之編碼方式(即呈現為圖中之發送端索引與接收端索引)；右圖則是改變編碼方式後之一範例。如左圖所示，原本增益最大的四個對準編碼組a1,a2,a3,a4係大致集中在兩個區塊(即左圖中虛線標示處)，以不同方式重行編碼後，這四個對準編碼組則是散佈在通道能量域之四個不同區塊。因此，經過重行編碼後，可以使較低階層之向量場分布更為均勻，而能不僅能有效地指向這些增益較大的對應通道，還能夠提供相對應之能量分布資訊。因此，改變編碼方式會有助於提升通道估測效率。
第十圖係比較本發明之通道估測方式與傳 統通道估測方式之模擬結果。圖中標示傳統二元通道估測之曲線即對應於第二A圖之傳統通道估測方式。圖中標示循序排列通道估測之曲線即採用第六圖之波束成形方法且發送端與接收端都採用循序排列之編碼方式之模擬結果。圖中標示奇偶分列通道估測即採用第六圖之波束成形方法且發送端與接收端分別採用循序排列與奇偶交替排列之編碼方式的模擬結果。圖中標示快速傅立葉轉換通道估測之曲線即採用第六圖之波束成形方法且發送端與接收端分別採用循序排列與顛倒逆序排列之編碼方式的模擬結果。如圖中所示，相較於傳統通道估測方式，本發明所提供之通道估測方式，無論是循序排列通道估測、奇偶分列通道估測或是快速傅立葉轉換通道估測之預測方式，在有限訓練次數的情況下(例如500次訓練次數)，都有大幅度的提升。此外，相較發送端與接收端都採用循序排列之編碼方式(即循序排列通道估測)，奇偶分列通道估測與快速傅立葉轉換通道估測之預測方式更能快速接近完全通道知識之程度，而有助於在有限時間內提供準確的通道狀態資訊。
如第十圖所示，相較於傳統之波束成形方法，需要相對較長的訓練時間方能達到理想的頻譜效率，本發明所提供之波束成形方法在每次通道估測步驟中找出 至少二個增益最大的對準向量場與對應之對準編碼組，可以有效提升頻譜效率，縮短訓練步驟所需時間。此外，本發明所提供之波束成形方法並在發送端與接收端利用不同編碼方式之向量編碼本(例如在接收端改用逆序顛倒或奇偶交替之編碼方式)分別建立階層式編碼結構以進行通道估測步驟，此等方式可以更進一步提升頻譜效率，以達到縮短通道估測時間，降低延遲之目的。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

Claims (10)

  1. 一種階層式(hierarchical)波束成形之方法，應用於一無線傳輸系統，該無線傳輸系統包括一發送端與一接收端，該方法包含以下步驟：(a)依據一第一向量編碼本(codebook)對該發送端之複數個發送端向量進行階層式編碼，以建立一發送端階層式編碼結構，並依據一第二向量編碼本對該接收端之複數個接收端向量進行階層式編碼，以建立一接收端階層式編碼結構，該第二向量編碼本之編碼方式不同於該第一向量編碼本；(b)依據該發送端階層式編碼結構與該接收端階層式編碼結構，切換該發送端階層式編碼結構與該接收端階層式編碼結構所對應之向量場，並利用該接收端偵測相對應之增益(gain)；(c)利用該接收端，在該接收端偵測之增益中找出增益最大之至少二組對準向量場，各組對準向量場係對應至一對準編碼組，該對準編碼組包括一個發送端階層式編碼結構之編碼與一個接收端階層式編碼結構之編碼；以及(d)利用該些對準編碼組建立通道。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之階層式波束成形之方法，其中，在步驟(c)之後更包括以下步驟：(e1)判斷是否已經到達該發送端階層式編碼結構與該接收端階層式編碼結構之一最高層(maximum level)；(e2)若是步驟(e1)之判斷結果為是，輸出該些對準編碼組以執行步驟(d)；以及(e3)若是步驟(e1)之判斷結果為否，在該些對準編碼組所對應之向量場內執行步驟(b)與步驟(c)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之階層式波束成形之方法，其中，在步驟(c)之後更包括以下步驟：(f1)判斷步驟(b)至步驟(c)所用時間是否超過一預設時間限制；(f2)若是步驟(f1)之判斷結果為是，輸出該些對準編碼組以執行步驟(d)；以及(f3)若是步驟(f1)之判斷結果為否，回到步驟(b)。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之階層式波束成形之方法，其中，在步驟(c)之後，步驟(e1)之前，更包括以下步驟：(g)判斷該發送端或該接收端是否收到一對準編碼輸出信號；(g1)若是步驟(g)之判斷結果為是，輸出該些對準編碼組；以及(g2)若是步驟(g)之判斷結果為否，執行步驟(e1)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之階層式波束成形之方法，其中，該發送端之複數個發送端向量係構成一發送端全圓向量場形，該接收端之複數個接收端向量係構成一接收端全圓向量場形。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之階層式波束成形之方法，其中，該第一向量編碼本與該第二向量編碼本之編碼方式係選自由位序顛倒(bit-reversal)排列、奇偶交替(even-odd)排列、循序排列與亂數排列構成之群組。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之階層式波束成形之方法，其中，該第一向量編碼本之編碼方式係採位序顛倒排列。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之階層式波束成形之方法，其中，該第二向量編碼本之編碼方式係採位序顛倒排列。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之階層式波束成形之方法，其中，該發送端階層式編碼結構與該接收端階層式編碼結構係依據一分區參數(partition parameter)進行劃分，該分區參數為二。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之階層式波束成形之方法，其中，各該發送端向量係對應至一個發送端天線，各該接收端向量係對應至一個接收端天線。
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