专利名称：用于闭环mimo射束形成的差分反馈方案的制作方法
技术领域：
一般而言，所要求发明的实现可涉及无线通信，并且具体地说，涉及无线通信网络中的射束形成。
背景技术：
在包括用户站和基站(BS)的无线网络中的闭环多输入/多输出(MIMO)射束形成的下行链路中，用户站(在本文有时也称为移动站(MQ或用户设备(UE))量化理想射束形成矩阵，并将对应于理想射束形成矩阵的量化索引发送回基站(在本文有时也称为发射器或增强节点B(eNB))。基站根据反馈索引重构射束形成矩阵，并进行射束形成。类似地，在上行链路中，基站量化理想射束形成矩阵，并且用户站根据反馈重构射束形成矩阵。众所周知，射束形成增加了链路性能和系统吞吐量。可差分地反馈射束形成矩阵。当前射束形成矩阵与前一射束形成矩阵之间的改变可由码本量化，并可反馈对应的量化索引。量化码本决定了射束形成准确性和跟踪能力。可在时间和/或频率上应用差分反馈。本发明的实施例可应用在无线局域网(WLAN)或(包括WiMAX(全球互通微波接入)网络等等的)无线广域网(WffAN)中。WiMAX技术基于IEEE 802. 16系列标准，包括 IEEE 802. 16e、IEEE 802. 16m及其它。本文中的发明也可应用于其它WffAN，诸如根据3GPP 长期演进(LTE)或高级LTE等后继的无线标准操作的那些WWAN。另外，虽然在本文中已经作为适当应用的示例阐述了多个特定标准，但是本文的实现不限于任何具体标准或协议。
结合在此申请文件中并构成此申请文件的一部分的附图例证了符合本发明原理的一个或多个实现，并与说明书一起说明了此类实现。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在例证本发明的原理。在附图中图1例证了根据本文公开的一些实现的通信系统的示范框图。图2例证了根据一些实现的示范通信系统的框图。图3例证了本文所描述的由NXM码本形成NX (N-M)码本的概念性过程。图4例证了本文所描述的使用动态生成的差分码本对数据进行预编码或射束形成的过程。
具体实施例方式如下具体实施方式
参考附图。在不同附图中可使用相同附图标记来标识相同或相似单元。在如下描述中，为了说明而非限制的目的，阐述了特定细节，诸如具体结构、架构、 接口、技术等，以便提供对所要求发明的各方面的全面理解。然而，从本公开获益的本领域技术人员将明白，所要求发明的各个方面可在脱离这些特定细节的其它示例中实施。在某些实例中，省略了对众所周知的装置、电路和方法的描述，从而避免用不必要的细节模糊了本发明的描述。本文中的一些实现可用于根据第一秩M的第一 NXM码本生成第二秩(N-M)的第二 NX (N-M)码本。第一码本和第二码本可由这些站用于以任何已知方式进行闭环MIMO预编码。这个第二码本与第一码本正交且互补。实际上，这可降低闭环MIMO射束形成中的存储需求，原因在于第二码本可由基站和/或移动站根据需要动态生成。在一些情况下，可由较低秩(例如1或幻射束形成矩阵或预编码矩阵形成较高秩射束形成矩阵或预编码矩阵。 还公开了生成旋转矩阵Qvit-D的新颖方式。图1例证了根据本文一些实现的通信系统100的示范框图。系统100包含能够通过MIMO信道106与接收器104通信的发射器102。可选地，发射器102可以是感知失真的。 发射器102配置成接收要发射的源。如下面隐式或者显式进一步说明的一样，发射器102在利用来自接收器104的闭环反馈进行信道编码期间将信道条件考虑进去。发射器102基于从该接收器反馈的码字索引根据从其码本当中选择的码字通过MIMO信道向接收器104发射源。接收器104配置成接收MIMO传输并重构该传输以生成重构源。应该注意，发射器102可以是基站(BQ/eNB或移动站(MQ/UE，并且接收器104可以是基站/eNB或移动站/UE中的另一个。如闭环MIMO射束形成中的实施一样，BS或者MS 可以确定(例如基于SINR或一个或多个其它信道品质条件)在哪个秩发射和接收信息。例如，在比较低的SINR，NX1方案(即秩1)可用于在单个流中发射所有能量，其中如果SINR 改进到大约5dB，则可使用NX 2 (即秩2)配置。类似地，如果SINR超过例如20dB，则可使用NX 3 (即秩幻方案来增大吞吐量。在任何情况下，BS和MS可在发射之前各生成适当秩的码本。然后，来自接收装置(例如MS或BS)的、码字索引形式的反馈允许发射装置(例如BS或赂)从其生成的码本中选择适当的码字用于射束形成传输。本文所用的术语“射束形成矩阵”和“预编码矩阵”可以互换。技术上，前者是后者的单个流(即秩1)实例，但在较广的意义上，预编码矩阵将结果输出成形或形成结果输出，即便没有要形成的单个流(即对于其中有多个流的秩2或更高秩)也是如此。由此，在一般意义上，在本文中“射束形成”可以指“预编码”，并且反之亦然。图2例证了根据一些实现的闭环MIMO传输的系统200的示例。为此，系统200包含配置成通过MIMO信道206与接收器204无线地通信的发射器202。发射器202包含多个发射天线208，所述多个发射天线208用于与接收器204处的多个接收天线210进行MIMO 通信。发射器202也包含发射电路或装置212，诸如用于通过MIMO信道206发射信号的无线电前端或其它无线传输机构。类似地，接收器204可包含接收电路或装置214，诸如用于从发射器202接收信号的无线电前端或其它无线接收机构。此外，发射器202可包含一个或多个耦合到存储器218或其它处理器可读存储介质的处理器216。类似地，接收器204可包含一个或多个耦合到存储器224的处理器222。在一些实现中，一个或多个处理器216、222可以是单个处理单元或多个处理单元，它们都可包含多个计算单元或多个核。一个或多个处理器216、222可实现为一个或多个微处理器、微计算机、微控制器、数字信号处理器、中央处理单元、状态机、逻辑电路和/ 或基于操作指令操控信号的任何装置。除了其它能力之外，处理器216、222还可配置成取并执行分别存储在存储器218、2M或其它处理器可读存储介质中的处理器可执行指令。存储器218、2M可包含本领域已知的任何处理器可读存储介质，例如包括易失性
4存储器(例如RAM)和/或非易失性存储器(例如闪存等)、大容量存储装置，诸如硬盘驱动器、固态驱动器、可拆卸介质，包括外部驱动器、可拆卸驱动器、软盘、光盘等，或它们的任何组合。存储器218、224将计算机可读处理器可执行程序指令存储为可分别由处理器216、 222执行的计算机程序代码，作为用于执行在本文实现中描述的方法和功能的具体体系 (machine)。另外，存储器218、2M也可包含存储在其中并可分别由处理器218、222执行的其它程序模块，以便执行本文中实现，诸如编解码器等。例如，存储器218可包含源编码器 228和信道编码器230，如上所述。类似地，存储器2 可包含源解码器232和空间-时间解码器234，如上所述。存储器218、2M也可包含数据结构，诸如存储的SNR矢量、查找表、 MIMO MCS方案、预编码矩阵等等(未示出)，如上所述。此外，发射器202和接收器204可在各种装置和系统(诸如蜂窝通信系统、Wi-Fi 系统等等)中实现。例如，发射器202可合并在移动计算装置(诸如蜂窝电话、智能电话、 膝上型计算机等)中，而接收器204可在小区塔、无线接入点、第二计算装置等中实现，或反过来。另外，虽然已经描述了示范系统架构，但仍要认识到，其它实现不限于本文描述的具体系统架构。例如，本文描述的技术和架构可合并在各种无线通信装置中的任一种装置中， 并且本文中的实现不限于任何类型通信装置。在下游情况或下行链路情况下，上面一般地命名的发射器102和/或202在本文的系统级可互换地称为基站(BQ或增强节点B(eNB)或接入点(AP)。在这个下行链路情况下，上面的接收器104和/或204在本文的系统级可互换地称为移动站(MQ或用户设备 (UE)或用户站(STA)。另外，根据正在使用哪种无线协议，术语BS、eNB和AP可在概念上互换，因此本文对BS的引用也可看作对eNB或AP的引用。类似地，本文对MS的引用也可看作对UE或STA的引用。下面列出对差分反馈的描述。在下行链路中，基站或移动站选择流的数量，即射束形成矩阵的秩。基站和移动站都根据用于所选秩的规范生成相同码本。移动站例如可反馈码字的索引，即所选射束形成矩阵。基站然后从相同码本中查找射束形成矩阵。然而，在一些情况下，基站可反馈码字的索引，即所选射束形成矩阵。移动站然后可从相同码本中查找射束形成矩阵。802. 16m差分反馈的翻新差分反馈利用时间或频率上相邻的预编码矩阵之间的相关性。最初通过发送自身就完整地描绘预编码器的一次性反馈来启动反馈，以及周期地通过发送自身就完整地描绘预编码器的一次性反馈来重新启动反馈。至少有一个差分反馈将跟着启动反馈和重新启动反馈。启动反馈和重新启动反馈采用对于基本模式定义的码本，并通过在MFM 3和6的反馈分配A-MAP IE中定义的长期报告来发送。差分反馈通过在MFM 3和6的反馈分配A-MAP IE中定义的短期报告来发送。反馈索引、对应的反馈矩阵和对应的预编码器分别由t、D(t)和V(t)表示。在 Tmax+1将顺序索引复位成0。启动反馈和重新启动反馈的索引为0。令A为矢量或矩阵，并且A为由A确定的旋转矩阵。随后差分反馈的索引是1、2、…、Tmax，并且对应的预编码器是对于t = 0，l，2，…，Tmax，V(t) = Qv(H)Da),其中旋转矩阵Qv(H)是根据前一预编码器V(t-Ι)计算的酉矩阵NtXNt ;Nt是发射天线的数量。反馈矩阵D(t)的维度是NtXMt,其中Mt是空间流的数量。Qv(H)具有形式Qv(H) = [V(t-l) Vi(t-l)]，其中Vi(t-l)由各具有单位范数 (unit norm)并与Qv(t_D的其它列正交的列组成。对于Mt = 1，其中V(t_l)是矢量，
权利要求
1.一种执行基于码本的预编码的方法，所述方法包括 获得具有第一秩的第一差分码本的至少一部分；根据所述第一差分码本生成具有第二秩的第二差分码本的至少一部分； 利用多个天线中的至少一个天线从远程站接收到所述第二差分码本中的索引；以及使用基于所述索引从所述第二差分码本中选择的码字来预编码用于利用所述多个天线传输的数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述获得包括从存储器中读取所述第一差分码本。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一秩是1或2或更大，并且其中所述第二秩是所述多个天线的数量与所述第一秩之间的差。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第二秩大于所述第一秩。
5.如权利要求1所述的方法，还包括 将所述第二差分码本存储在存储器中。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述生成包括在所述第一差分码本上执行互补扩展以生成具有所述第二秩的中间码本；以及旋转所述中间码本以生成所述第二差分码本。
7.处理器可读存储介质，包含用于由处理器执行以便实现如权利要求1所述的方法的处理器可执行指令。
8.一种执行利用N个天线的基于码本的闭环传输的方法，其中N是整数2或更大整数， 所述方法包括提供NXM差分码本，其中M是数据流的小于N的整数数量； 根据所述NXM差分码本生成NX (N-M)差分码本包括 执行所述NXM差分码本的互补扩展；以及使用从所述NX (N-M)差分码本中选择的码字来预编码用于利用所述N个天线传输的数据的(N-M)个流。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述提供包括从存储器中读取所述NXM差分码本。
10.如权利要求8所述的方法，其中M是1或2或更大。
11.如权利要求8所述的方法，其中N是2、3、4或8。
12.如权利要求8所述的方法，还包括 将所述NX (N-M)差分码本存储在存储器中。
13.如权利要求8所述的方法，其中所述生成包括旋转通过互补扩展所述NXM差分码本而产生的中间矩阵。
14.处理器可读存储介质，包含用于由处理器执行以便实现如权利要求8所述的方法的处理器可执行指令。
全文摘要
第一秩M的第一N×M码本可用于生成第二秩(N-M)的第二N×(N-M)码本。这个第二码本与第一码本正交且互补。实际上，这可降低闭环MIMO射束形成中的存储需求，原因在于第二码本可由基站和/或移动站根据需要动态生成。在一些情况下，可由较低秩(例如1或2)射束形成矩阵或预编码矩阵形成较高秩射束形成矩阵或预编码矩阵。还公开了生成旋转矩阵的新颖方式。
文档编号H04B7/04GK102460996SQ201080030346
公开日2012年5月16日 申请日期2010年4月29日 优先权日2009年4月29日
发明者Q·李, X·E·林, Y·朱 申请人:英特尔公司