用于mimo通信的变换域反馈信令的制作方法

专利名称：用于mimo通信的变换域反馈信令的制作方法
技术领域：
本发明涉及
-用于通信网络的控制方法，该通信网络具有带发射天线阵列的发射机和具有与该发射才;iit信的至少一个接收机；
-用于通信网络的接收才M狭，该通信网络带有具有发射天线阵列的发射
机；
-用于通信网络中的接收机的控制信令方法，该通信网络带有具有发射天线
阵列用于到至少一个接收机的传输的发射机；
-计算才;i4呈序产品，包括可^^抖呈序代码，该计算枳4呈序产品被配置为导致
接收才A^vf亍用于通信网络中的接收机的控制信令方法,该通信网络具有带发射天
线阵列用于至少到一个接收机的传输的发射机；
-用于通信网络的接收机，该通信网络带有具有发射天线阵列的发射机；-用于发射机的发射4/a空制才势夹，该发射才几具有发射天线阵列用于到至少一个接收机的传输；
-具有发射天线阵列用于到至少一个接收机的传输的发射机；
-用于发射机的发射4x4空制方法，该发射机具有发射天线阵列用于到至少一
个接收机的传输；
-计算^4呈序产品，包括可#1^ 呈序代码，该计算4/^呈序产品被配置为导致具有发射天线阵列用于到至少一个接收机的传输的发射才/WW于发射机控制方法；
-通信网络，包括具有发射天线阵列用于到至少一个接收机的传输的发射机^和
-用于通信网络的控制信号，该通信网络具有带发射天线阵列的发射机和具
有至少一个与发射才Aif信的接收机。
背景技术：
多输入多输出(Multiple-input Multiple-output, M頂0)賴于下一代无线系统以增强通信《鈔各的容量,一急健性的技术。MIM0技术基于通信《鈔各中多发射天线和多接收天线的出现。MIM0技术的应用被预见用于蜂窝通信、宽带无线接入和无线局域网(WLAN)。两个或更多发射天线中的多个在此^L^皮称为发射天
9线阵列。
通过天线阵列的组合获得MIMO通信的优点，所述天线阵列根据传#^言道和
能适用于改变多元信道的算法提供空间分集(spatial diversity)。
在未来的移动系统和通用移动电信系统的长期演进(丽TS LTE )中，为了满足频谱效率的要求多天线技术的^^]将变得越来越重要。通过在空间域向单独的用户或多个共享相同时间-频率资源块的用户多路复用(multiplex)多个码字，可在下行M^各传输中的频谱效率方面获得显著的增益。这些使用多天线传输的复用增益的单独用户或多个用户MIMO方案有时被称为空分复用(s pa t i a 1 d i v i s i onmultiplexing, SDM)和空分多址(spatial division multiple access, SDMA )技术。SDMA方案使拟目同无线电小区中的多个用户能斜目同的频率或时隙上得以容纳(accommodate )。该技术的实现可以通过使用天线阵列来完成，天线阵列能够借助幅度和相位加权以及内部反馈控制来修改它的时间、频率和空间响应。;^^成形(beamforming )是一种用于通过相"^J也(constructively)增力口期望通信目标(终端设备)方向上的信号的相位并使不期望的或干扰的通信目标的图案不存在来创建天线阵列辐射图的方法。
在本文中，波束成形向量起着重要的作用。为了解释^^成形向量的意义，在H^]发射;^^成形和接收结合(receive combining)的示例性的单用户通信系统中，假设^f顿M个发射天线和N个接收天线完成信令，该通信系统的输入输
出关系为
少=zHHwx + zHw
其中H是连接发射才/L^接收机的N x M信道矩阵，z是接J^吉合向量，z"是它的厄密共轭转置矩阵，w是发射波束成形向量，x是从选择的星座(constellation)发射的符号，且n是在接收机处增加的独立噪声。
在为SDM和SDMA技术设计;a成形向量中的挑战之一^4i占需衫口道所有用户的信道和每一个用户的接收天线。这将需要从用户向基站发信号通知(signal)大量的的反馈。
已提出了解决方案，通过引入;W可能;&^成形矩阵的密码本来减少该信令
信息。于是每一个用户应用贪婪过程(greedy procedure),通过评估不同波束成形组合的信噪比(SINR)来从密码本中选择一个或多个优选的波束成形向量。因此，每一个用户不得不分别发信号通知一个或多个优选向量的一个或若干个索引，加上一个或多W言道质量指示符(Channel-Quality-Indicator， CQI)值，指示相应的SINR。
基于密码本解决方案的问题是不会根据信道^f牛联^^尤化^^成形向量。基站仅将来自用户的反馈信息用于调度到报告了最好CQI值的用户集的传输。
可替换地，如果勤占能够实现^^成形器的ad-hoc设计，可获得小区吞吐
量的显著增益。例如，如果用户在一些量^^喿怍后报告所有信道系数，这是可能
的。然而，这要求每个用户发信号通知与发射天线数目M和接收天线数目N之间的乘积顧一样多的复值。
发明概要
根据本发明的第一方面，提供了一种用于通信网络的控制方法，该通信网络具有带发射天线阵列的发射才財口具有与发射4/lit信的至少一个接收机。该方法包括步骤
A) 在接收机处
-乂A^射机发射到接收机的信号扭軒对接收才;U妄收天线的信道测量；
-根据信道测量的输出为在发射机处发射天线阵列的^个确定信道系数；-对信道系数应用可逆变换，从而确定指示在变换域中各自信道组件个别权重的信iti且件系数；
-在变换域中选择一个或多个信iil且件；
-向发射才猎送控制信号，该控制信号指示以下任一个
1) 一个或多个优选信ili且件和一个或多^M言iii且件的量值，优选信iil且件从信道测量向量的线性分糾,导得到，或，可替换地，
2) —个优选信iti且件和SINR的估计，或，可替换地，
3) —个优选信iii且件；
B) 在发射机处
-接收控制信号；和
-使用从接收机接收的信息在变换域中构建波束图。本发明的方法允许基于从接收机向发射才踏送指示在变换域中各自信ili且件的个别权重的信道组件系数，而有利Mi空制在发射机侧的波束成形过程。该方法克服了基于密码本解决方案的主要问题，即，不会根据信道^^牛联合
优化>;^成形向量。在基于密码本的实现中，发射机典型地仅将来自接收机(如
无线移动终端设备)的反馈信息用于调度到报告了最佳CQI值的用户集的传输。
通过本发明的方法可获得小区吞吐量的显著增益，因为发射机能够实现波束
成形器的ad-hoc设计。这是可能的，因为接收4M艮告由以上选项1)至3)所定义的信iiia件系数，优选地以量化形式。在玉W技术中，这要求^"~个接收机发信号通知与发射天线数目M和接收天线数目N之间的乘积顧一样多的复值。然而，在本发明第一方面的方法实施例中，在接收机侧从信道测量中提取一些信道
状态信息(CSI)比特#议够了。该信息足以^Jl射机(例如勤占)能够设if^急
健的波束成形矩阵。所需的反馈比特的量与在基于密码本的技术中的完全相同。
注意，术语发射机(terms transmitter )和接收机是参照在通信中各自设 备的角色选择的。 一般地，权利要求的发射机也可以在不同通信中担任接收机的 角色，权利要求的接收机也可以在不同的通信中担任发射机的角色。两^"i殳备都 可以是被配置为执行与发射才M目关联的方法步骤和被配置为^^于与接收才A^目关 联的方法步骤的4汰信机设备。本发明方法应用的一个优选配置是在MIM0通信 网络中fc占形M射机和移动终端形成接收机的配置。
在下文中，将描ii^发明第一方面的控制方法的实施例。除非明确Mi苗述为 可替换项，实施例可互相结合。
在一个实施例中执行信道测量包括测量乂A^发射机处发射天线阵列中的每 一个发射的导频信息。优选地，导频信号被设计为在发射天线阵列的每个天线之 间^^正交的。
有利地，应用于信道系数的可逆变换是线性正交的；这有助于减少在接收机 处的计算复杂度。在一个应用于信道系数的可逆变换是线性正交的实施例中，该 变换包括离散傅立叶逆变换(IDFT )。变换域可以是角域(angular domain )。在 变换域中的信ili且件指示不同的角或角间P鬲。在该实施例中的信iii且件系数可以 采W序索亏1值集合的形式，索引值指示与由索引顺序确定的角或角间隔相关联 的"l f直(magnitude )。
从而，优选地，从接收才;M专彩'J发射机的反馈信息可包括一个或多个根据变
换域中数据确定的伏选接收方向。该反馈信息可被量化为索引角量^#< angular quantization grid)的整凄i。
在一个特定实施例中，根据下式IW亍变换
如下理解该式令i!表示具有信道测量的成分&的M维向量，该信道测
量是接收机例如通过感测(sense)嵌入在从发射机接收的资源块中的公 共导频为给定接收天线推导得到的。并且，M是在发射机处发射天线的数 目。非限制地假设上行链路信令信道的n个比特被预留用于传送信道组件 系数，例如以索引值的形式，从而角量化格提供￡ = 2"个等级。接收机， 或者如果出现多个接收机，每一个接收机计算&的L点IDFT，并取绝对值，即形成具有如等式(1)给出的元素^的向量、。这个向量、代表了信道 角域响应幅度的量化版本。
应当注意的是IDFT是适当变换的特定例子。可以使用其他线性、可 逆和正交的变才奐。
另 一个实施例包括在对信道系数应用线性可逆正交变换后，在接收机 处确定在变换域中信道组件系数不确定性(uncertainty )的量度的步骤。 例如这可以根据波束宽度形式的变换后系数来确定。作为另一个例子，这 可以根据在不同时间或在不同频率获得的信道系数集或信道组件系数集 的变化范围来确定。
另 一个实施例包括在接收机处在变换域中对信道组件系数应用过滤 器的步骤。该实施例形成了在测量的信道系数中包括不确定性的影响的一 种方法。在角域的情况下，使用平滑滤波器等效于包括角不确定性。
在另 一个实施例中，在变换域中选择一个或多个信道组件包括确定并 选择具有信道组件系数的信道组件，该信道组件系数在信道组件系数集中
形成了绝对或相对最大量值。参照该实施例，其中信道组件系数属于角域 并且表示在特定角方向上的量值，该实施例形成了寻向技术(direction finding technique )。可采用其他测向技术。
为了在一个实施例中基于信道系数的协方差矩阵的设想的(envisage )波束 成形处理，不需要牟峰(single peak)相位。然而，在多于一个>%值的情况下， 需要峰值之间的相位差以便使得能够正确地恢复信道系数的估计和/或协方差矩
阵。因此另外的实施例包括
-在组件系数集中确定多于一个的相对最大量值；
-测量各自相对最大值的幅度；
-测量形成相对最大值的信道组件间的相位差；和
-测量由下列表达式给出的信号与干扰加噪声比(SINR)的下限估计。令||叫
是信道测量向量的欧几里德范数(Euclideannorm), & —ii、:|是信道测量向量
和它的量^4示之间的内积的模，即函数《。,的Jf值幅度。我们还将P定义为发 射功率和在接收机处热噪声功率之间的比。则该估计为
S還= M
1 +丄
":2
在多个峰值的情况下，相位信息可以在传送步骤中与量值""^被包括。在一个实施例中，向发射才;U专送控制信号包括通过无线电链路传送，其中由
控制信号包括的如上逃逸项A )、 1 )至3 )定义的控制信息优选地以量化形式得 以提供。
在另外的实施例中，可能的量化信道表示被^H诸在密码本中，这将在设计信 道量化器以匹酉己预期的信道条件方面提供更大的灵活性。为了支持方便的密码本
设计，密码本可以被排列从而入口形成单式矩阵(unitary matrix)。对于4^f可密 码本(单式或者不是单式)，优选信道表示的选择是通过找到具有最大估计SINR 值的密码本入口的索引得以完成的。这相应于识别优选密码本索引。在估计SINR 时，将对来自其他传输的干扰做出一系列的假设，包括在其他^^上出现的传输 和应用于这些传输的预编码。优选地，这些不同的假设将与在发射机处不同的判
决相应，例如在不同的波束上调度到不同用户的传输。在其他〉;^上的传输可使
用从密码本选择的预编码，这具有限制可能的波束成形器数目和不同的可能波束 数目的优点，波束成形器必须在发射机处实现，在考虑关于干扰的假设时，需要 在接收机处考虑不同的可能波束。
在接收机处，由于相应于最大估计SINR的密码本索《1将通常^ll负于假设的 干扰，因jtb 于于不同的干扰假设可确定不同的优选密码本索引，在单式密码本的 情况下，索引可以被限制为来自于相同的单式矩阵(它限制了需要考虑的可能性 数目，导致较低的接收机复杂度，但是导致了较低的性能)，或者索引^iL许来 自不同的单式矩阵(它M活，但可以导致更多信令开销以 _附加的可能性)。
一般来说，为了 4t^射机能决定到不同用户的传输的调度和传输细节(例如 比特率、编码、时间/频率域资源分配、波束成形/预编码的使用)，对于不同干 扰假设的一个或更多的优选密码本索引和一些或全部的相应CQI值可以被传送 给发射机。由于一^^说将在通过考虑更多假设来增加性能和相关联的附加复杂 度与信4^f销(例如由于要向发射机发送更多索引和CQI值)之间权衡，因jt淺 在接收机处考虑的假设集可以是预先确定的(例如作为系统设计的部分)或者是 可由信令配置的。
对于多接收天线接收机，可以通过为[个接收天线"^f亍一次本发明的第一 方面的方法来扩^^该方法。因此，在一个实施例中，为在接收机处接收天线阵列 中的每一个^Vf亍信道测量。
相同的过程可以被适用于由来自多于一个的物理天线的信号的线性组合形 成的虛拟接收天线。
优选地，传送到发射机的步骤包括传送信道质量指示符(CQI)比特集。
在发射机侧，在一个实施例中在变换域中构建波束图包括在一个或多个优选
14信道组件至少其中之一 中构建发射信号脉沖，其中优选信ili且件例如可形成优选
角方向。
在该实施例中，在变换域中构建^^图优选包括构建具有根据信ili且件系数 量值确定的幅度的发射信号脉沖。
另 一个实施例进一步包括在接收控制信号后，在发射机处确定信iiia件系数
在变换域中不确定性的量度的步骤。在发射机处确定信iii且件系数在变换域中不
变^匕范围。又。、、'、' 、5 、 -, 、5 "、、、、' 、
本发明第一方面方法的另 一个实施例包括在变换;i^t波束图应用滤波器。例 如，该滤波器可以4艮据所获得的不确定性量度来确定。
另 一个实施例包括根据在变换域构建的^^图，为^J^射才AJ'J接收机的传输
设计^^成形器。设计^^成形器例如可以包括对信ili且件系数应用线性可逆正
交变换的逆变换，例如形成先前所述IDFT逆变换的离"^傅立叶变换(DFT)。
并且，〉;^成形器设计过程可以基于从多于一个接收才;a妾收的系数。因此，
在另 一实施例中设计波束成形器附加;^f艮据从不同于该接收机的至少一个第二
接收才;a妻收的信iii且件系数来^/f亍。
在另外的实施例中波束成形器被限制为来自预先确定的密码本的预编码系 数集的其中之一。限制预编码的灵活性可导致在发射机处较低的复杂度和较少的
信*销(例如如果发信号通知至接收机的是密码本索引，而不是预编码系数的
未限制值)。为了方便设计，密码本可从单式矩阵中构建。
在发射才;^N妄收机两者都具有密码本的实施例中，密码本可以是不同的。这
意味着这些密码本的内容和大小可以独立设计以优化诸如系统性能和复杂度与
性能开销这些因素间的折衷。
注意，使用信道协方差矩阵的波束成形技术不需刻言道系数的绝对相位。 注意，在一些情况下信道可以被假设为在上行《鈔各和下行《鈔各之间是互逆的
(reciprocal )(或者近似互逆的),这样则可以在一个方向上进行测量并在另一 个方向上应用该测量。在该情况下不需要以下步骤 -在变换域中选择一个或多个信iii且件； -向发射才;U专送控制信号，控制信号指示以下任意一个
1) 一个或多个优选信iti且件和一个或多^M言iil且件的量值，优选信iii且 件从信道测量向量的线性分糾,导得出，或者，可替换地，
2) —个优选信iti且件和SINR估计，或者，可替换地， 3 ) —个优选信敬件；- ^il]在传送步骤期间从接收机接收的信息在变换域中构建波束注意，可对信道测量应用向量量化器，代替4A/f亍步骤
-在变换域中选择一个或多^M言iti且件；
-在信道组件系数集中测量各自相对最大值的幅度；
-测量形ibN对最大值的信道组件之间的相位差。
然而,这将涉及更高的处理复杂度，并且因为在许多情况下不需要相位信息， 将涉^信号传输更多数目的比特。
在MIMO通信网络中，发射站基于来自 一个或多个接4U占的反馈信息选择波 束成形矩阵。根据本发明，反馈信息由在接4UW妾收的信号上作出的信道特性测 量的离散傅立叶逆变换(IDFT)推导而来。
可选地，该反馈信息可以包括在变换域中信号峰值量值的指示。
可选地，该反馈信息可以包括在变换域中角不确定性的指示。
可选地，可对在变换域中的数据应用滤波器。
可替换地，可<吏用不同的正交变^炎^/, IDFT。
根据本发明的第二方面，提供了 一种在通信网络中用于接收机的控制信令方 法，该通信网络具有带发射天线阵列用于向接收机传输用户数据的发射机，该方 法包括
-为接收机的接收天线扭軒信道测量；
-才艮据信道测量的输出为发射机发射天线阵列的每一个确定信道系数； -对信道系数应用可逆变换，从而确定指示在变换域中各自信道i且件的个别 权重的信iii且件系数；
-在变换域中选择一个或多个信ili且件； -向发射才/M专送指示以下任意一个的控制信号 1) 一个或多个优选信iB且件和一个或多^M言iB且件的量值，优选信iii且 件从由信道系数形成的向量的线性分糾,导而来，或者，可替换地，
2 )—个优选信iti且件和指示信号与干护"Q噪声比SINR的量的估计，或者， 可替换地，
3)—个优选信道组件。 本发明第二方面的控制信令方法的实施例与那些上述的本发明第 一方面的 方法的实施例相应，进一步指定在接收机处执行的方法步骤，参见权利要求2 至27。
本发明的第三方面是一种计算4A4呈序产品，包括可^L^^呈序代码，该计算机 程序产品被配置为在通信网络中扭軒用于接收机的控制信令方法，该通信网络具有发射机，该发射才A^有发射天线阵列用于向接收机传输用户数据，控制信令方 法包括步骤
-为接收机的接收天线执行信道测量；
-根据信道测量的输出为发射机发射天线阵列的每一个确定信道系数； -对信道系数应用可逆变换，从而确定指示在变换域中各自信道组件的个别 权重的信道组件系数；
-在变换域中选择一个或多个信iii且件；
-向发射才A/^送指示以下任意一个的控制信号
1) 一个或多个优选信iii且件和一个或多个信ili且件的量值，优选信iii且 件从由信道系数形成的向量的线性分糾,导得出，或，可替换地，
2) —个优选信iii且件和指示信号与干护O噪声比SINR的量的估计，或， 可替换地，
3) —个优选信ili且件。
特别地，该计算^4i序产品可以是^^诸在数据介质或在接收机中实现的接收
才;W空制软件或者固件，或者数据介质上以前的控制软件或固件的更新软件。 本发明第三方面的计算才財呈序产品的实施例包括可4^f1^呈序代码，该代妈被
配置为根据本发明第一方面的方法实施例实现用于接收机的控制信令方法，本发 明第一方面的方法实施例进一步指定了在接收机处^^于的方法步骤，参J^i又利要
求2至27。
根据本发明的第四方面,提供了 一种用于具有发射机的通信网络的接收才;Mt
块，该发射机具有发射天线阵列。该接收才M莫块包括
-信道测量单元，被酉己置为与接收机的接收天线相连接，并被酉己置为基于接 收的信号为接收天线^^于指示信道质量的物理量的测量，和为发射机处发射天线
阵列的^-"个以信道系数的形式提供指示测量结果的输出信号；
-变换单元，与信道测量单^目连接，被酉己置为对信道系数应用线性可逆正 交变换，并在它的输出提供指示在变换域中各自信道组件的个别权重的信道组件 系数；
-选择单元，与变换单it^目连接，被配置为基于从变换单元接收的信道组件 系数在变换域中选择一个或多个信iii且件；
-'控制单元，被配置为生成并在它的输出提供指示以下任意一个的控制信
号
1) 一个或多个优选信iil且件和一个或多^M言iii且件的量值，优选信iii且 件从由信道系数形成的向量的线性分)lft,导得到，或者，可替换地，2 )—个优选信ili且件和指示信号与干扰加噪声比SINR的量的估计，或者，
可替换地，
3) —个优选信iii且件。 该接收才M莫块可以形成接收机的组件或形成前代的现有接收机的独立买卖 的附加才彭夹。
在下文中，将描述接收才M莫块的实施例。实施例可以互相结合，除非另外明 确指出。将在本发明第一方面的方法实施例的描述的上下文中找到实施例的其他 细节和优点，它将进一步地指定在接收机处#1^于的方法步骤。
在一个实施例中，信道测量单元被配置为通过测量,A^射机发射天线阵列的 每一个发射的导频信息来#^于信道测量。
在另一个实施例中，变换单it^皮配置为对信道系数应用离散傅立叶逆变换。
在另外的实施例中，信道测量单元被进一步配置为在变换域确定信ili且件系 数不确定性的量度。
在另 一个实施例中，信道测量单i^皮进一步配置为在变换^^H言ili且件系数 应用滤波器。
在一个实施例中，控制单元被配置为生成并在它的输出提供不确定性指示 符，该指示符形成在变换域中信iil且件系数不确定性的量度。
在另一个实施例中，选择单元被配置为确定并选择具有信iB且件系数的信道 组件，信iii且件系数在从变换单iU妄收的组件系数中形成乡&十或相对最大量值。
在另外的实施例中，选择单i^皮配置为
-确定在从变换单元接收的信ili且件系数集中是否出现多于一个的相对最
大量值；
_测量在从变换单i^妄收的信iil且件系数集中各自相对最大值的幅度； -测量形^目对最大值的信道组件间的相位差。 在一个实施例中，控制单元被配置为以量化形式通过无线电链路向发射才A4专 送一个或多个优选信iti且件或一个或多^M言itl且件系数的量值。 在另外的实施例中，信道测量单元^皮配置为 -与接收天线阵列相连接；并 -为接收天线阵列中的^"个天线l^f亍信道测量。
在另 一个实施例中，控制单元优选地被配置为以信道质量指示符比特的形式 向发射4M^送控制信号形式。
才艮据本发明第五个方面，提供了一种用于具有发射机的通信网络的接收机， 该发射机具有发射天线阵列，该接收机包括
18-至少一个接收天线，被配置为接收由发射机的发射天线阵列发射的信号；
-根据在此描述的本发明权利要求的第四方面的接收才M莫块或它的实施例 的其中之一。
在一个实施例中接收机包括接收天线阵列。
在另 一个能与^f可其他实施例结合的实施例中，接收机形成用于无线通信的
移动终端i殳备。
在另 一个实施例中，接收机还包括根据将在下文描述的本发明的第七个方面 的发射机或它的实施例的其中之一 。
根据本发明的第六个方面，提供了一种发射才;U空制才,，被配置为 -从外部设备接收指示以下任意一个的控制信号 1) 一个或多个优选信iii且件和一个或多个信iii且件的量值，优选信iB且 件从由信道系数形成的向量的线性分糾,导得到，或者，可替换地，
2 )—个优选信iU且件和指示信号与干护b^噪声比SINR的量的估计，或者， 可替换地，
3 ) —个优选信iti且件。
和
-^j ]从外部设备接收的信息，构建并在它的输出提供变换域中的波束图控
制数据。
发射才;U空制模块可以形^^射机的组件,或者形成前代的现有接收机的独立 买卖的附加模块。
在下文中，将描述发射^i4空制模块的实施例。实施例可以与每一个其他实施 例相结合，除非另外明确地陈述。将在本发明第一方面的方法实施例的描述的上 下文中找到该实施例的其他细节和优点，它将进一步地指定在发射机处冲Mf的方 法步骤。
在一个实施例中，发射才W空制才狭被进一步配置为
-以在一个或多个优选信iti且件至少其中之一中的发射信号脉冲的形式，为 ;a图构建和提供;^^图控制数据。
发射机控制模块的另一个实施例进一步包括信道评估单元,该单元被配置为 生成并在它的输出提供形成在变换域中信iii且件系数不确定性量度的不确定性 指示符。
根据本发明的第七个方面，提供一种发射机，包括 -发射天线阵列；和
-根据在此描述的本发明第六方面的发射才A4空制模块或它的实施例其中之在一个实施例中发射机形成在移动通信网络中的勤占。
在另外的实施例中，发射才/lii包括根据本发明第五个方面的接收才减它的实 施例其中之一。
根据本发明的第八个方面，提供了一种发射才A4空制方法，包括步骤
-接收指示量化形式的一个或多个优选信ilia件、或者一个或多个信道组件
系数的量值，或者两者的控制信号；
-使用包括在控制信号中的信息在变换域中构建波束图。
发射才;W空制方法的实施例与在本发明第一方面方法的实施例的描述上下文 中描述的实施例相应，进一步指定了在发射机处^W亍的方法步骤。
根据本发明的第九个方面,提供了 一种包括可4^t^呈序^^马的计算才財呈序产 品，该产品被配置为实现用于发射机的发射才;U空制方法，该发射才A^有发射天线
阵列用于向接收机传输用户数据，该发射机控制方法包括步骤
-接收指示量化形式的一个或多个优选信iti且件、或者一个或多4M言iii且件
系数的量值，或者两者的控制信号；
-使用包括在控制信号中的信息在变换域中构建波束图； 本发明第九个方面的计算才财呈序产品的实施例包括可^^^呈序代码,被酉己置
为实现与在本发明第一方面方法的实施例描述上下文中描述的那些实施例相应
的发射才iU空制方法，进一步指定了在发射机处执行的方法步骤，参见权利要求
42至53。
特别地，该计算4財呈序产品可以是4^诸在数据介质或在发射机中实现的发射 才/U空制软件或者固件,或者用于数据介质上以前的发射机的控制软件或固件的更 新软件。
本发明的第十个方面由通信网络形成，包括根据本发明第八个方面的发射机 或者它的实施例其中之一和根据本发明第五个方面的接收机或者它的实施例的 其中之一。
在一个实施例中通信网络是蜂窝无线网络，优选遵循通用移动通信标准。在 通信网络的网络实体间的通信优选地采用多输入多输入(MIM0)技术。
本发明的第十一个方面由用于通信网络的控制信号形成，该通信网络具有带 发射天线阵列的发射才蜂具有与发射才Ait信的至少一个接收机,该控制信号包括 指示以下任意一个的控制信息
1) 一个或多个优选信ili且件和一个或多个信ili且件的量值，优选信ifi且件 从由信道系数形成的向量的线性分糾,导得到，或者，可替换地，2) —个优选信ili且件和指示信号与干护"口噪声比SINR的量的估计，或者，
可替换地，
3 ) —个优选信ili且件。
控制信息例如可以以量化形式提供。 本发明的实施例i^^A^权利要求中定义。
附图简述
现在将参考附图更详细地解释本发明，其中
图la显示了通过8点IDFT的角响应计^f寻到的8级角量^4各。
图lb图解了jM匕图。
图2a和2b分别显示了在笛卡尔坐标曲线图和极坐标图中通ii^值归一化的 信道实现的角域响应的幅度。
图3显示了在上行4鈔各信^H言道中^JI]的控制信号的格式。 图4至9显示了仿真系统和方法的数字结果。


图10显示了用于通信网络的控制方法实施例的^^呈图，该通信网络具有带 发射天线阵列的发射机和与发射才Ait信的接收机。
图u显示了适用于^vf亍在图io的控制方法中的接收才;W喿作的接收机实施例 的方4匡图。
图12显示了适用于扭^亍在图10的控制方法中的发射才A4喿作的发射机的示例 方冲匡图。
M实施方式
作为示例通信系统，我们考虑朝向K个接收机的蜂窝下行M^^专输，每个接 收机具有单个接收天线。在通用接收机处的信号可表达为
h +
其中K是具有由用户k "看"到的时间采样(time-sample)信道系数
的M维行向量，w,是将数据符号;c,多路复用到M个发射天线的波束成形向
量， 是加性噪声分量。在下文中我们省略代表通用用户的下标k。
让我们用ii指示接收机(在下文中也将称为终端)通过感测嵌入在资源块中 的公共导频为给定接收天线推导得到的M维信道测量向量。M是在发射机处发射 天线的数目，发射机在下文中也将被称为基J占，或者简写为BS。我们假设上行^^各信令信道的n个比特-皮预留用于报告索？ 1值，从而角量^W各提供i: = 2"个级
另寸。每一个终端计算G的L点IDFT，并iM&于值，即形成向量、，该向量具有 元素
/ = 0，...,丄-1 (1)
;1,= 1
《
该向量^4信道ii的角域响应幅度的量化版本，由下式给出:
1
(2)
VI7
其中^是由给定传播方向与发射阵列的视轴(boresight)形成的角， A是通过载波波长归一化的发射天线间距(separation )。
然后终端报告一个或多个函数、的点，典型地峰值索引和峰值，计算为
/* = argmax/7a/
《""
可替换地，终端可报告SINR的估计，例如SINR的下限估计，由下式提供
層= M
如数字仿真结果所证实，报告SINR的下P艮估计为本发明的方法和系统带来 令人惊奇地高的效率。该报告例如可借助信道质量指示符比特(CQI)的一些比 特得以完成。
可以在多^H叚设下作出该估计。例如，该估计可在发射才Ait过^JI]迫零(zero forcing);紋成形来形成;;樣图的假设下得以完成。
并且，终端可以通过测"fJf值瓣(peak lobe )的宽度来报告角M( angular spread )的估计。例如，这可以通过报告落在峰值^f^f可一边3dB衰减之内的&,点
个数来发信号通知(参加下文中的例子)。
注意对信道测量角域表示的变换是IDFT,因为发射阵列的几何图形 (geometry )被假设为ULA (uniform linear array,均匀线性阵列)。不同的 几何图形暗含了从空间域到角域的不同变换。然而，在发射ULA的假设下，终端 仍然可以独立于真实阵列几何图形地疾照角索引报告信道测量。则由BS根据阵 列几何图形来将这些索引与正确的角和相应的单元空间特^t目关联。对于BS能 够在正确的角方向纟彰从(steer) 〉U而言可能需要该步骤。
注意终端不需衫口il^发射机处的天线间隔(spacing )。然而该参li对于BS来i议已知的，因此它能将报告的峰值索引与物理传播角相关联。事实上，
idft操作包含了步长大小为2 =;的方向正弦q = s一的均匀量化。结U角^
丄 2
上的量化是不均匀的。角在一见轴(^ = 0 )周围比在阵列宽边(broadside)方向
附近量化得好。这是期望的属性，因为均匀线性阵列(ULA)沿着视轴具有最大
角分辨率，约等于1弧度。 她
角信息由BS如下式推导得出
<formula>formula see original document page 23</formula>
其中"fix"表示向^f^整(round-towards-zero) 4乘作。 注意如果天线密集相隔(A<l/2 )上方程式可能无解。然而，这种情况没 有什么实际意义，因为为了最大不相关属性天线阵列通常被设计为具有A^1/2 。 并且，由于天线间隔低于一半波长，辐射图变得与全方位天线的接近，方向信息 变得不那么重要了。
在下文中，将并行参考图la至2b描述一个例子。
让我们考虑泉氛了 120°小区扇区的4天线ULA。归一化的天线间隔^i殳置 为厶=1/^。被预留用于发信号通知角索引的比特数被设置为^3，因此丄=8。
图la显示了通过8点IDFT角响应计算得到的8级角量^^f各。图lb图示了 量化图。注意方向正弦是均匀量化的。图2a和2b分别显示了在笛卡尔坐标曲线 图和极坐标图中信道实现(通过峰值归一化)的角域响应幅度。着重号表示由等 式(1)计算的量化片^,而实线表示等式(2)的函数。注意为了图示角响应， 需要天线间隔的知识，它是将IDFT索引与角值相关Jf^^斤必需的的。
图3显示了如在itb^议的在上行^ 各信4M言道中控制信号S的格式前3 个比4抖皮用于报告相应于角域响应峰值的IDFT索引，在这个例子中是7 (111 )。 第二字段包括在峰值处角响应的幅度值。第三可选字段包括了角M的指示例 如终端能够对在峰值任何一边幅度在峰值的3dB内的IDFT点数计数。在该例中 该数为1 ( 001 )。然后BS推导在3dB处主瓣角M的估计，从图2a看出其大约 为25° 。
数字结果
在平均吞吐量和每子载波使用激活用户的平均数方面，我们比较了信道向量 量化(CVQ)技术和PU2RC,其中平均是关于独立生成的信道矩阵H的全体的。我们考虑了两种不同的信道模型。
独立瑞利衰落(Rayleigh fading )。 H的元素是独立同分布(i. i.d.)完全 高斯随机变量 CN(0, 1)。该模型为每一个用户生成在空间上完全不相关的信道。
3GPP空间信道模型(SCM) [13]。我们才艮告了对于两种相反场景的结果。
具有单一路径传播(简而言之，SCM-SM1鴻^圣)的郊外宏(sub-urban macro )。 这才對以了每一个用户的、具有几乎视线传播的非常空间相关的信道。
具有10条^4圣传播(简而言之，SCM-Uml 0路径)的城市宏(urban macro )。 这才勤以了具有低空间相关的丰富絲(rich scattering)环境。
我们考虑似=4个发射天线和《=20个单天线用户的情况。我们假设来自UE 的CSI在零延迟、无差错反馈信iUi^l送给节点B，并且每一个UE具有它的 信道的完整知识而没有其他信道的4爿可知识。并且，我们々i设对于节点B和UE 来^UW口道N个M维的向量的密码本，并且每一个UE反馈回iog(AO比特的索引
和冲莫拟的(即未量化的)真实CQI值。
作为评估MU-MIMO技术的空间多路复用增益的基线参考，我们考虑TDMA类 型的系统，其中对于每一个信道实例发射4/li4择具有最佳可获得速率的用户。在 该^iJ戋系统中^-个UE M/f亍信道向量量化并报告量化索引和下列各项
CQI
c队應Hlh*ll2cos2 & ° 》;^成形向量g4由下式症合出
gf/窗^ =尸、，
并且可获得用户速率
A,翻"。g(i +尸'c队麵)。 独立于在发射机处可获得的CSI等级，该基线系统的多路复用增益(定义为对高 SNR的比/ /og2 0W7 )的极限)为1。在该TDMA系统中的量^4青度仅影响关于完 美CSI曲线的SNR偏移量。
为了比较，和贪婪用户选择与在发射机处可获得的完美CSI ""^，我们AJ会 出了膨氏编码(dirty paper coding, DPC )速率和(sum-rate)容量曲线和在 用户间^Jf]注水功率分配(water-filling power allocation)的ZF i^成形 (简而言之，ZFWF)的可iiJiJ吞吐量。
第一种情况(图4 )是瑞利衰落信道模型，即空间不相关信道，其中B = 4， 8和12量化比特。对于CVQ技术和基线TDMA，对于B = 4和8比特我们分别^Jf] 了格拉斯曼密码本(G画mannian codebook ) G (4， 1,16)和G (4， 1， 256),对于B
24=12比特，使用RVQ。对于较少的量化比特我们也尝试了 RVQ，在几分之一dB 之内，性能与格拉斯曼密码本接近。我们记起(recall )格拉斯曼密码本由在M 维复数单但求(complex unit sphere)中无向(isotropical ly)分布的向量间 的随冲;a臾索而生成。我们可以看到对于所有SNR和量化级别PU2RC性能输于TDMA 和CVQ。对于8比特量卩议以上，具有格拉斯曼密码本或RVQ的CVQ技术在整个 SNR范围内提供最好的性能。PU2RC类型的方案的一个明显的问M在大密码本 的限制下多^各复用增益的上界为1。这是因为，如果;^l/z^M/2"是用户在密 码本中选择给定^A成形矩阵的概率，则K个用户中/个选4科目同矩阵的概率是 具有参凄史(p,尺)，P(/ ，a:)和平均^f直/—= a:/ 的二项随才几变量(binomial random variable )。因otbi^择相同波束成形矩阵的用户平均数随着量化比特的数目B指 数降低。最终，对于大B,如果K保持不变，仅有单独的用户将经常被分配。这 在图5中可清楚的看到，在图5中相对SNR绘出了激活用户的平均数量。另一方 面，随着SNR和B达到最大值4，针对CVQ的用户分配逐渐增加。
在图6和8中分别在"郊外宏"场景、 一个传播路径(简写为SCM-SMPathl) 和"城市宏"场景、IO个路径(简写为SCM-UmPathlO)中评估了 SCM信道模型。 SCM-SMPathl信道才對以了几乎*^传#^#,该^^牛具有在接收机处的^J也散射 和非常高的空间相关性。SCM-UmPathlO才對以了丰富散射城市场景。由于这两种 信道的空间相关性，即在角域中的"方向"属性，格拉斯曼和随机密码本不是很 适合。事实上，这些密码本是特别为那些方向在M维单位球中无向分布的不相关 信道向量而设计的。SCM信道的相关属性由傅立叶密码拟乾获较好。这样的密码 本结构在图6-9中被用于CVQ方案和TDMA。我们注意到使用这种密码本的向量 量化通过DFT变换能非常有效的得以完成。并且，由于向量量^l喿作简化为简单 的傅立叶变换，因此整个密码本不需要被^f诸在存储器中。在图7和9中分别为 SCM-SMPathl和SCM-UmPathlO信道模型显示了分配用户的平均凄t量。
图10显示了用于通信网络的控制方法100的实施例的^L^呈图，该通信网络 具有带发射天线阵列的发射机T和与发射机T通信的接收机R。
在一个实现中，发射机T是在根据丽TS标准的蜂窝通信网络中提供MIMO 技术的节点B,接收机R是通过节点B连接在通信网络上的移动终端。在这样的 实现中典型地有多于一个的移动终端，每一个具有接收机，但是通过考虑在一个 移动终端中 一个接收机来原理性;NM苗述本方法。
发射机T和接收机R的结构细节将参考图11和12进行描述。出于本实施例 的目的，仅讨论勤占的发射机特性。然而应当理解节点B典型也包括接收机部分。在图10的流程图中，在接收机R侧和发射机T侧^l/f亍的方法步骤被显示在 流程图的不同分支中，^皮相应地标注。在#~"边#^亍的方法步骤分别形成了发射
才;^N妾收机各自单独的控制方法。
在步骤102中，随着发射才;iilit^发射机侧提供的发射天线阵列中的[个
发送导频信息，方法100开始。导频信号在发射天线阵列中的每一个天线之间是 正交的。在步骤104，发射给接收机的导频信号在接收机侧被用来为接收机的接 收天线执行信道测量。随后，在步骤106，根据信道测量的输出，对于发射机T 的发射天线阵列的每一个元件确定信道系数。
随后，在步骤108，对确定的信道系数进行可逆变换以便获#^言道组件系数， 信道组件系数指示在变换域中各自信道组件的个别的权重。合适的可逆变换的例 子是离散傅立叶逆变换(IDFT)。然而，可以佳jf]其他可逆变换。线性和正交的 变"^^优选的，因为它们减少了在接收机处的计算复杂度。在本实施例中变换域 是角域，从而在变换域中的信ili且件指示不同的角或角间隔。因此，在该实施例
中确定的信iiia件系数形成了与由索引顺序确定的角或角间隔相关联的有序量值集。
，在步骤IIO,接收机R在变换域中选择一个或多个信ili且件。在该选
择步骤中，接收4A^角定和选择具有信ili且件系数的信ili且件，该信iii且件系数在
信道组件系数集中形成了乡^i"或相对最大量值。在步骤112中，接收机R向发射
才;i4是供一个或多个优选信iil且件和一个或多个信iil且件的量值，该优选信iii且件 是由信道测量向量的线性分糾,导得到的。在可替换实施例中，接收机向发射机
传送指示一个优选信iti且件和信号与干扰加噪声比(SINR)估计的控制信号。在
另外的可替换实施例中，接收机向发射机传送指示一个优选信道组件的控制信号。
在步骤114中，发射机T接收控制信号，并在步骤116,它使用从接收机R 接收的信息在变换域中构建波束图，到该步骤方法结束。在具有多于一个接收机 R的实施例中，可以4賴来自多于一个接收机的信息构建;&^图。
图11显示了适用于冲A/f亍在图10的控制方法中接收才A4喿作的接收机200实施
例的简化方框图。图11的接收才;M又显示了一定量的细节，这些细节与解释由本 申请公开的技术特;N^目关。出于本说明书简明扼要的目的，未显示用于在m頂o 通信网络中操作的接收机的已知功能。
接收机200被设计用于在参考图10描述的通信网络中^f乍，并4W亍用于接 收机的与在图10中由接收机11#^亍的方法步-斷目应的控制信令方法。接收机200 具有接收天线阵列202，其中显示了两个接收天线204和206。在可替换实施例中，接收机200仅具有一个接收天线。
接收机200具有信道测量单元208，在它的输入侧与接收天线阵列202相连 接。信道测量单元208在它的输出侧与变换单元212相连接。变换单元212与选 择单元214相连接，选择单元进而又连接控制单元216。控制单元与发射机部分 218相连接，发射机部分在它的输出侧与发射天线220相连接。单元208至216 可以釆取接收才;^莫块222的形式,接收4財狭可被用来利用在此描述的技术更新 王贿接收机结构。这样，接收才M狭222将具有输入和输出端口 224、 226和228。
在操怍中，信道测量单元208基于接收的信号为在发射机处的发射天线阵列 中的每一个^Vf亍信道系数的测量。由信道测量单元使用的接收信号典型地是导频 信号，该导频信号包括通过MIMO发射机(在图10的例子中节点B)发射天线 阵列从MIMO发射机接收的导频信息。为接收天线阵列202的每一个天线#1^亍信 道测量。
从信道测量获得的信道系数被馈i^合变换单元212,变换单^于信道系数执 行可逆变换，优选是线性、正交变换，合iti也是IDFT。变换单元在它的输出向 选择单元214提側言iil且件系数。信iil且件系数指示了在变换域中各自信ili且件 个别的权重，变换域如解释的那^^iti也是角域。选择单元214基于从变换单元 接收的信iB且件系数在变换域中选择一个或多W言iii且件。该选择合适地基于一 个标准，该标准允许在从变换单元212接收的信iti且件系数中确定^^"或相对最 大量值。然后选择单元向控制单元216提供选择的信道组件信息。控制单元216 向发射部分218转发由选择单元216选择的一个或多个优选信iil且件,或一个或 多4M言ili且件系数的量值，或者两者。在可替换实施例中，控制单元提供由选择 单元216选择的一个优选信ili且件和SINR的估计。为了将该信息通it^射天线 220发射给发射机(在图11中未示出)，该信息由发射部分218处理。
图12显示了适用于扭J亍在图10的控制方法中发4#14喿作的发射机300的简 化方框图。图12的发射机300仅显示了一定量的细节，这些细节与解释由本申 请公开的技术特4」4目关。出于本说明书简明扼要的目的，未显示用于在MIMO通 信网络中操作的发射机的已知功能。
发射机300具有发射天线和接收天线阵列302，在图12中被显示为单一的
组合阵列。发射才咸一步具有发射才;U空制冲狭304，该冲势夹被配置为从接收天线
接收指示一个或多个优选信iB且件和一个或多个信iti且件的量值的控制信号。
参考图3、 lO和ll更细致;似苗述了控制信号。在一个可替换实施例中，接 收的控制信号指示一个优选信iii且件和SINR的估计。
根据接收的信息，发射才;W空制单元304在变换域中构建波束图控制数据，并
27以发射控制信号的形式将它提供给天线阵列302，以便在向接收机发射数据期间 ,该接收机是从^l妾^^指示一个或多个优选信道组件的外部控制信号的接
收机。那些负责生成^^赍^i合MIMO天线阵列302的发射信的发射机功能方冲a^ 图12的方框图中^皮省略了。
虽然在图和前述说明书中详细地解#^描述了本发明，但1^样的解#^^兌明 将被认为^f释性的和示例性的，而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。
通过附图、公开内^^口附加权利要求的学习，对公开实施例的其他变化可由 那些本领域的技术人员在实施所要求保护的发明时理解和实现。
单个单元可完成在权利要求中叙述的多项功能。仅仅某些措施在互不相同的 从属权利要求中阐逸逸个事实并不意味着这些措施的组合不能用于获得优点。
计算才財呈序可##/分布在合适的介质上，例如光^j诸介质或与其^^更件一 起提供或作为其^/更件一部分的固态介质，还可以以其他形式分布，例如通过因 特网或其他有线或无线电信系统。
在权利要求中，词语"包括"不排除其他元件或步骤，不定冠词"a"或"an" 不排除复数。
权利要求
1、一种用于通信网络的控制方法(100)，该通信网络具有带发射天线阵列(302)的发射机(T，300)和具有与发射机通信的至少一个接收机(R，200)，该方法包括A)在所述接收机处-使用从所述发射机发射(102)给接收机的信号，为所述接收机的接收天线执行(104)信道测量；-根据信道测量的输出，为在所述发射机处发射天线阵列的每一个确定(106)信道系数；-对信道系数应用(108)可逆变换，从而确定指示变换域中各自信道组件的个别权重的信道组件系数；-在变换域中选择(110)一个或多个信道组件；-向所述发射机传送(112)指示以下任意一个的控制信号1)一个或多个优选信道组件和一个或多个信道组件的量值，优选信道组件从由信道系数形成的向量的线性分解推导得到，或者，可替换地，2)一个优选信道组件和指示信号与干扰加噪声比SINR的量的估计，或者，可替换地，3)一个优选信道组件；B)在所述发射机处-接收(114)控制信号；和-使用从所述接收机接收的信息在变换域中构建(116)波束图。
2、 权利要求l的方法，其中可逆变换是线性正交的。
3、 权利要求1或2的方法，其中^/f亍信道测量包括测量/A^所ii^射机处 发射天线阵列的[个发射的导频信息。
4、 权利要求2的方法，其中对信道系lt^用可逆变换包括对信道系凄t^用离散傅立叶逆变换。
5、 权利要求1或2的方法，进一步包括^ 寸信道系li^用线性可逆正交变 换后，在所述接收机处在变换域中确定信ili且件系数不确定性的量度的步骤。
6、 权利要求5的方法，包括在所述接收机处在变换域中对信道组件系数应 用滤波器的步骤。
7、 权利要求5的方法，其中向所ii^射才;U专送进一步包括传i^变换域中 不确定性的量度。
8、 权利要求1或2的方法，其中在变换域中选择一个或多^M言iii且件包括确定和选择具有信iti且件系数的信ill且件,该信^B且件系数在信ili且件系数集中形成纟&于或相对最大量值。
9、 权利要求1或2的方法，包括-在组件系数集中确定多于一个的相对最大量值；-测量各自相对最大值的幅度；-测量形成相对最大值的信道组件之间的相位差。
10、 权利要求1或2的方法，其中以量化形式向所ii^射才/U专送一个或多优选信iil且件或一个或多个信iii且件系数的量值包4诚过无线电《耖各传送。
11、 权利要求l或2的方法，其中所述接收机具有接收天线阵列，为在所述接收机处接收天线阵列的^~~个#^亍信道测量。
12、 权利要求1或2的方法，其中所述接收机是用于无线通信的移动终端设备，所i^射机^i占。
13、 权利要求1或2的方法,其中向所i^射机传送的步骤采取量化的形式，并且包括传送信道质量指示符比特集。
14 、权利要求13的方法,其中信道质量指示符比特集的至少 一卩分编码SINR估计。
15、 权利要求14的方法，其中SINR估计是近似下限。
16、 权利要求15的方法，其中近似下限SINR估计由比值给出，其中分子包括相应于传送的信iU且件的幅度,M包括从信道幅度响应推导得出的多个点的平均值。
17、 权利要求16的方法，其中比 ^上由下式推导得出其中il是信道测量的M维向量，M是在发射机处发射天线的数目，P是发射功率和在接收机处热噪声功率之比，且fl。是通过计算i!的L点IDFT并取绝对值获得的向量。
18、 权利要求14的方法，其中SINR估计是在预先确定的一组假设下计算出的。
19、 权利要求18的方法，其中所述一组假设包括由发射4;U勾建的^^图是4賴*;^^成形而形成的。
20、 权利要求1或2的方法，其中在所ii^射机处在变换域中构建波束图包括在一个或多个优选信ili且件的至少其中之一中构建发射信号脉沖。
21、 权利要求20的方法，其中在变换域中构建^^图包括构建具有根据信iU且件系数的量值确定的幅度的发射信号脉冲。
22、 权利要求1或2的方法，进一步包括在接收控制信号后在发射机处确定信iB且件系数在变换域中不确定性量度的步骤。
23、 权利要求22的方法，其中在所i4^射机处确定信iii且件系数在变换域中不确定性量度包括评估在不同时间或不同频率传送的优选信道组件的变化范围。
24、 权利要求1或2的方法，包括在变换域中对波束图应用滤波器。
25、 权利要求1或2的方法，包括根据在变换域中构建的波束图，设计用于从所述发射机到所述接收机的传输的波束成形器。
26、 权利要求25的方法，其中设计;^^成形器包括对信iB且件系数应用线性可逆正交变换的逆变换。
27、 权利要求25的方法，其中另外还才財居从至少一个第二接收机接收的信iii且件系数，来^ie设计〉tt成形器。
28、 一种用于通信网络的接收才/^莫块(222 )，该通信网络具有带发射天线阵列的发射机，该接收冲M莫块包括-信道测量单元(208 )，被配置为与所述接收机的接收天线相连接，并被配置为基于接收的信号为接收天线执行指示信道质量的物理量的测量，并以信道系数的形式为在发射机处发射天线阵列的每一个提供指示测试结果的输出信号；-变换单元(212)，与信道测量单元相连接，并被配置为对信道系数应用可逆变换，并在它的输出提供指示在变换域中各自信道组件的个别权重的信道组件系数；-选择单元(214),与所述变换单元相连接，并被配置为基于从变换单元接收的信道组件系数在变换域选择一个或多个信道组件；-控制单元(216),被配置为生成并在它的输出提供指示以下任意一个的控制信号(1) 一个或多个优选信iii且件，或者一个或多个信道组件系数的量值，或者两者，或者，可替换地，(2 )—个优选信iB且件和指示信号与干M^口噪声比SINR的量的估计，或者，可替换地，3) —个优选信iti且件。
29、 权利要求28的接收才M莫块，其中可逆变换是线性正交的。
30、 权利要求28或29的接收才M莫块，其中信道测量单元被配置为通过测量/A^发射机处发射天线阵列的^-"个发射的导频信息来4;W于信道测量。
31、 权利要求30的接收才/L^^:，其中变换单^y皮配置为对信道系lt^用离散傅立叶逆变换。
32、 权利要求28或29的接收4M莫块，其中信道测量单元被进一步配置为在变换域中确定信iii且件系数不确定性的量度。
33、 权利要求28或29的接收才/^莫块，其中信道测量单元被进一步配置为在变换域中对信ili且件系婆t^用滤波器。
34、 权利要求28或29的接收才M狭，其中所述控制单it^皮酉己置为生成并在它的输出提供在变换域中形成信iii且件系数不确定性量度的不确定性指示符。
35、 权利要求28或29的接收才財莫块，其中所述选择单元^f皮配置为确定并选择具有信iti且件系数的信iii且件,该信iB且件系数在从变换单^U妻收的组件系数中形成^^"或相对最大量值。
36、 权利要求28或29的接收才;i^狭，其中所iii^择单it^皮配置为-确定在从所述变换单元接收的信道组件系数集中是否出现多于一个的相对最大量值；-测量在从所述变换单元接收的信道组件系数集中各自相对最大值的幅度；-测量形成相对最大值的信道组件之间的相位差。
37、 权利要求28或29的接收冲M莫块，其中所述控制单元被配置为向所a射机以量化形式通过无线电链路传送一个或多个优选信道组件或一个或多个信iii且件系数的量值。
38、 权利要求28或29的接收才i^狭，其中所述信道测量单it^皮配置为-与所述接收天线阵列相连接，并-为所述接收天线阵列的每一个天线执行信道测量。
39、 权利要求28或29的接收才M莫块，其中所述控制单元被配置为以信it^量标识符比特集的形式向所ii^射才;M专送控制信号形式。
40、 一种在通信网络中用于接收机(R)的控制信令方法，该通信网络具有带发射天线阵列用于到至少一个接收机的传输的发射机，该方法包括-为所述接收机的接收天线执行(104)信道测量；-根据信道测量的输出，为在所述发射机处发射天线阵列的每一个确定(106)信道系数；-对信道系数应用(108)可逆变换，从而确定指示在变换域中各自信道组件的个别权重的信道组件系数；-在变换域中选择(110) —个或多个信道组件；-向所述发射机传送(112)指示以下任意一个的控制信号1) 一个或多个优选信iii且件和一个或多个信ili且件的量值，优选信iil且件从由信道系数形成的向量的线性分lf^导得到，或者，可替换地，2)—个优选信iii且件和指示信号与干纟t^噪声比SINR的量的估计，或者，可替换地，3) —个优选信道组件。
41、 权利要求40的控制信令方法，其中可逆变换是线性正交的。
42、 一种包括可^Mt^呈序^/马的计算才財呈序产品，被酉己置为在通信网络中导致所述接收才/L^W亍用于接收机的控制信令方法，该通信网络具有带发射天线阵列用于到至少一个接收机的传输的发射机，该控制信令方法包括步骤-为所述接收机的接收天线执行信道测量；-根据信道测量的输出，为在所述发射机处发射天线阵列的每一个确定信道系数；-对信道系数应用可逆变换，从而确定指示在变换域中各自信道组件的个别权重的信道组件系数；-在变换域中选择一个或多个信道组件；-以量化形式向发射机传送指示一个或多个优选信道组件，或者一个或多个信道组件系数的量值，或者两者的控制信号。
43、 权利要求42的计算才財呈序产品，其中可逆变换是线性正交的。
44、 一种用于通信网络的接收机(200 )，该通信网络具有带发射天线阵列的发射机，该接收机包括—至少一个接收天线(204 )，被配置为接收由发射机发射天线阵列发射的信号；-根据权利要求28或23的接收机模块(222 )。
45、 权利要求44的接收机，包括接收天线阵列(202 )。
46、 权利要求45的接收机，其形式^]于无线通信的移动终端设备。
47、 一种用于发射机(300 )的发射4A4空制才势夹(304 )，该发射机具有发射天线阵列(302 )用于到至少一个接收机的传输，该发射才A4空制才狭被配置为-从外部设备接收指示以下任意 一 个的控制信号1) 一个或多个优选信ili且件和一个或多^M言iti且件的量值，或者，可替换地，2)—个优选信iil且件和指示信号与干纟U。噪声比SINR的量的估计，或者，可替换地，3) —个优选信iii且件；和-使用从外部设备接收的信息构建并在它的输出提供在变换域中的波束图控制数据。
48、 权利要求47的发射机控制模块，被配置为-在一个或多个优选信道组件的至少其中之一 中以发射信号脉冲的形式，构建并提供用于波束图的波束图控制数据。
49、 权利要求47的发射机控制模块，进一步包括信道评估单元，被配置为生成并在它的输出提供在变换域中形成信iU且件系数不确定性量度的不确定性指示符。
50、 一种发射机(300 ),包括-用于到至少一个接收机的传输的发射天线阵列，和-根据权利要求47的发射机控制模块。
51、 权利要求50的发射机，形成了在移动通信网络中的勤占。
52、 一种用于发射机(T)的发射才/U空制方法，该发射才几具有发射天线阵列用于到至少一个接收机的传输，该发射才/U空制方法包括步骤-接收(114)指示以下任意一个的控制信号1) 一个或多个优选信ili且件和一个或多个信道组件的量值，或者，可替换地，2) —个优选信iil且件和指示信号与干扰加噪声比SINR的量的估计或者，可替换地，3) —个优选信細牛；-使用包括在控制信号中的信息在变换域中构建(116)波束图。
53、 一种包括可4^ff^呈序代码的计算才M呈序产品，被配置为导致具有用于向制方法包括步骤-接收(114)指示以下任意一个的控制信号1) 一个或多个优选信iB且件和一个或多个信道组件的量值，或者，可替换地，2)—个优选信iil且件和指示信号与干护O噪声比SINR的量的估计,或者，可替换地，[3 ) —个优选信細牛；-使用包括在控制信号中的信息在变换域中构建(116)波束图。
54、 一种通信网络，包括根据权利要求50的发射机(T， 300 )和根据权利要求44的接收机(R， 200 )。
55、 权利要求54的通信网络，是蜂窝网络。
56、 一种用于通信网络的控制信号(S)，该通信网络具有带发射天线阵列的发射才財口具有与该发射才Ait信的至少一个接收机,该控制信号包括指示以下任意一个的控制信息[1) 一个或多个优选信道组件和一个或多个信iii且件的量值，或者，可替换地，[2) —个优选信iiia件和指示信号与干护u^噪声比SINR的量的估计，或者，可替换地，[3 ) —个优选信iti且件。
全文摘要
本发明涉及一种用于通信网络的控制方法，该通信网络具有带发射天线阵列的发射机和与该发射机通信的至少一个接收机。接收机使用从发射机发射给接收机的信号，为接收机的接收天线执行信道测量。接收机进一步根据信道测量的输出为在发射机处发射天线阵列的每一个确定信道系数，然后对信道系数应用线性可逆正交变换，从而确定指示在变换域中各自信道组件个别权重的信道组件系数。然后接收机在变换域中选择一个或多个信道组件，并向发射机以量化形式传送指示一个或多个优选信道组件，或者一个或多个信道组件系数的量值，或者两者的控制信号。发射机接收控制信号，并使用从接收机接收的信息在变换域中构建波束图。
文档编号H04B7/06GK101507141SQ200780031164
公开日2009年8月12日 申请日期2007年8月20日 优先权日2006年8月21日
发明者F·托萨托, T·J·莫尔斯利 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司