专利名称：在基站上对频偏进行补偿的制作方法
技术领域：
概括地说，本发明涉及通信系统。具体地说，本发明涉及在基站上对频偏(frequency offset)进行补偿。
背景技术：
无线通信系统被广泛地部署以提供诸如数据、语音、视频等之类的各种类型的通信内容。这些系统可以是能够支持多个无线通信设备与一个或多个基站同时进行通信的多址系统。这类基站的使用在过去的几年中显著地增加。例如，基站常常提供接入到诸如局域网(LAN)或因特网之类的网络。无线通信设备的用户常常使用这种基站连接到网络。用户可能期望将多个无线通信设备无线地连接到单个基站。此外，用户还可能期望通过无线通信设备得到更快和更可靠的吞吐量。因此，正寻求提升基站上的吞吐量和可靠性。然而，当多个无线通信设备试图连接到单个基站时，可能产生特定的困难。例如，发射到多个无线通信设备或从多个无线通信设备接收的信号可能产生干扰，从而导致系统性能降低。这尤其可能发生在无线通信设备与所述基站没有充分地同步时。为此，用以减少无线通信设备间的干扰的改进的系统和方法可以是有益的。
图I是示出可以实现用于在基站上对频偏进行补偿的系统和方法的基站的一种配置的框图；图2是示出空分多址(SDMA)波束成形之间的干扰的一个示例的框图；图3是示出使用频偏补偿的SDMA波束成形的一个示例的框图；图4是示出用于在基站上对频偏进行补偿的方法的一种配置的流程图；图5是示出用于在基站上对频偏进行补偿的方法的另一种配置的流程图；图6是示出用于在基站上对频偏进行补偿的方法的另一种配置的流程图；图7是示出可以实现用于在基站上对频偏进行补偿的系统和方法的接入点的一种配置的框图；图8是示出用于在基站上对频偏进行补偿的方法的另一种配置的流程图；图9是示出可以实现用于在基站上对频偏进行补偿的系统和方法的接入点的另一种配置的框图；图10是示出用于在基站上对频偏进行补偿的方法的另一种配置的流程图11是示出可以实现用于在基站上对频偏进行补偿的系统和方法的接入点的框图；图12示出了可包括在基站或接入点内的某些组件；以及图13示出了可包括在无线通信设备或接入终端内的某些组件。
具体实施例方式本发明公开了一种用于对频偏进行补偿的基站。所述基站包括处理器和存储在存储器中的指令。所述基站计算时域脉冲响应估计并将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计以获得经偏置补偿的(offset-compensated)时域脉冲响应估计。所述基站还计算经偏置补偿的频域脉冲响应估计，并利用所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计来计算波束形成权重。所述波束形成权重用于形成至少一个用来发射数据的波束。所述波束形成权重可以用于空分多址(SDMA)并且可以将数据发射到一个或多个 接入终端。所述基站可以是一个接入点并且可以包括一个或多个天线。所述基站还可以发现一个或多个无线通信设备。所述基站还可以接收具有一个或多个频偏的一个或多个信道采样。计算时域脉冲响应估计可以包括将快速傅里叶变换(FFT)矩阵的厄密矩阵与该FFT矩阵的乘积同一常量与单位矩阵的乘积相加而得的和的逆、该FFT矩阵的厄密矩阵、以及接收的信道采样相乘。将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计可以包括将所述时域脉冲响应估计与包括频偏的指数函数相乘。计算经频偏补偿的频域脉冲响应估计可以包括将所述经偏置补偿的时域脉冲响应估计与快速傅里叶变换(FFT)矩阵相乘。计算所述时域脉冲响应估计可以包括将快速傅里叶变换(FFT)矩阵的厄密矩阵与该FFT矩阵的乘积同一常量与单位矩阵的乘积相加而得的和的逆、快速傅里叶逆变换(IFFT)矩阵、以及接收的信道采样相乘。计算时域脉冲响应估计可以包括对接收的信道采样与加窗函数的乘积进行快速傅里叶逆变换(IFFT)。将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计可以包括将所述时域脉冲响应估计乘以包括频偏和采样偏移(sample shift)在内的指数函数以获得经采样偏移的时域脉冲响应。计算所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计可以包括通过对经采样偏移的时域脉冲响应进行快速傅里叶变换(FFT)来计算经采样偏移的频域脉冲响应估计；通过对所述加窗函数的IFFT的结果与包括频偏和采样偏移在内的指数函数的乘积进行FFT来计算经采样偏移的频域窗口；以及通过将经采样偏移的频域脉冲响应除以经采样偏移的频域窗口来计算针对加窗的经偏置补偿的频域脉冲响应估计。或者，计算所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计可以包括通过对经采样偏移的时域脉冲响应进行快速傅里叶变换(FFT)来计算经采样偏移的频域脉冲响应估计；通过对所述加窗函数的IFFT的结果与包括频偏和采样偏移在内的指数函数的乘积进行FFT来计算经采样偏移的频域窗口 ；以及通过将经采样偏移的频域脉冲响应除以经采样偏移的频域窗口的量值(magnitude)来计算针对加窗的经偏置补偿的频域脉冲响应估计。本发明公开了一种用于在基站上对频偏进行补偿的方法。所述方法包括在所述基站上计算时域脉冲响应估计，并将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计以获得经偏置补偿的时域脉冲响应估计。所述方法还包括在所述基站上计算经偏置补偿的频域脉冲响应估计，并利用所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计来计算波束形成权重。所述方法还包括在所述基站上利用所述波束形成权重来形成至少一个波束，并利用所述至少一个波束来从所述基站发射数据。本发明公开了一种用于在基站上对频偏进行补偿的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括其上具有指令的非临时性计算机可读介质。所述指令包括用于计算时域脉冲响应估计并将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计以获得经偏置补偿的时域脉冲响应估计的代码。所述指令还包括用于计算经偏置补偿的频域脉冲响应估计并利用所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计来计算波束形成权重的代码。所述指令还包括用于利用所述波束形成权重来形成至少一个波束并利用所述至少一个波束来发射数据的代码。本发明公开了一种用于对频偏进行补偿的装置。所述装置包括用于计算时域脉冲响应估计并将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计以获得经偏置补偿的时域脉冲响 应估计的模块。所述装置还包括用于计算经偏置补偿的频域脉冲响应估计并利用所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计来计算波束形成权重的模块。所述装置还包括用于利用所述波束形成权重来形成至少一个波束并利用所述至少一个波束来发射数据的模块。本文使用的术语“基站”通常指能够提供到通信网络的接入的通信设备。通信网络的示例包括但不限于电话网(例如，诸如公共交换电话网(PSTN)之类的“地面线路”网络或蜂窝电话网)、因特网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、城域网(MAN)等。例如，基站的示例包括蜂窝电话基站或节点、接入点、无线网关以及无线路由器。基站(例如，接入点河以按照特定的工业标准(诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802. Ila,802. lib,802. llg,802. lln、802. Ilac (例如,无线保真或“Wi-Fi”)标准)来工作。接入点可以遵循的标准的其它示例包括IEEE 802. 16 (例如，微波存取全球互通或“WiMAX”)、第三代合作伙伴计划(3GPP)、3GPP长期演进(LTE)以及其它标准(例如，当基站可以被称为NodeB、演进型NodeB (eNB)等时)。虽然本文所公开的一些系统和方法可以围绕一个或多个标准来描述，但是这不应限制本发明的范围，因为所述系统和方法可以适用于多种系统和/或标准。 本文所使用的术语“无线通信设备”通常指可以无线地连接到基站的通信设备(例如，接入终端、客户端设备等)。或者，无线通信设备可以被称为移动设备、移动站、用户站、用户设备、远程站、接入终端、移动终端、终端、用户终端、用户单元等。无线通信设备的示例包括膝上型计算机或桌面型计算机、蜂窝电话、智能电话、无线调制解调器、电子阅读器、平板设备、游戏系统等。无线通信设备可以按照如上结合基站所述的一个或多个工业标准来工作。因此，一般性术语“无线通信设备”可以包括根据工业标准而用不同的术语来描述的无线通信设备(例如，接入终端、用户设备(UE)、远程终端等)。本文所使用的术语“进行补偿(compensate)”、“补偿(compensation)”、“对…进行补偿(compensate for)”、“进行校正(correct)”、“校正(correction)”、“对…进行校正(correct for)”、以及“进行补偿”或“进行校正”的其它形式指示补偿或修正的某些程度。也就是说，这些术语可以指示对偏置/误差的某种缩减或为减少偏置/误差而采取的至少某种动作。换句话说，对频偏或误差进行补偿可能仅仅缩减该频偏或误差。因此，某些量的频偏或误差可能在“补偿”或“校正”之后仍然存在。如上所述，在基站上提升的吞吐和可靠性可以是有益的。一种在基站上提升吞吐的方法包括使用波束形成。波束形成可在空分多址(SDMA)的环境下使用。SDMA是一种在空间上对发射信号进行划分的技术，其可以允许通信资源(例如，时间资源和/或频率资源)被“重复使用”。可以使用多个天线并通过控制每个天线处的相对的信号相位和幅度来实现波束形成。这种控制允许发射信号在空间上指向一个特定的方向。SDMA可以被用于多用户多输入多输出(MU-MIMO环境)。本发明公开的系统和方法描述了可用于在SDMA下对于每个接入终端(例如，“客户端”)的不同频偏来补偿信道估计的技术。具体地说，本发明公开的系统和方法应用于使用隐式反馈(即所接收的上行链路前导码可用于估计下行链路波束形成权重)的所发射的下行链路波束形成。频偏补偿可以与特定标准的操作相关。例如，频偏补偿可应用于使用隐式信道状态信息的且不需要针对无线通信设备(例如，客户端设备)的频率同步需求的IEEE802. Ilac模式。频偏补偿还可以请求使用SDMA以用于按照“传统”标准IEEE 802. Ila或802. Iln来工作的无线通信设备。应注意到的是，其它方法也可以用于缩减频偏。例如，无 线通信系统可以使用显式反馈。然而，那种方法可能花费更多的开销并且可能无法适用于不支持显式反馈(例如，IEEE 802. Ila或802. Iln客户端)的特定“传统”无线通信设备。用于减少频偏的另外的方法可以是当无线通信系统需要所有无线通信设备将其发射(TX)时钟同步到基站时钟的时候。然而，这种方法同样可能无法适用于不支持这种功能的特定传统无线通信设备(例如，IEEE 802. Ila或802. Iln客户端)。另一方面，本发明公开的系统和方法可以在不需要显式反馈或时钟同步的情况下工作以对频偏进行补偿。现在参考附图描述各种配置，其中，类似的标号可以表示功能上相似的元件。如在本发明附图中通常描述和示出的系统和方法，可以用多种不同的配置来安排和设计。因此，如附图所表示的，下面对于几种配置的更详细的描述并非是要限制如权利要求所主张的保护范围，而仅仅是表示所述系统和方法。图I是示出可以实现用于在基站102上对频偏进行补偿的系统和方法的基站102的一种配置的框图。基站102可以与一个或多个无线通信设备124通过信道110进行通信。例如，基站102可以利用多个天线108a-n向一个或多个无线通信设备124发射射频(RF)信号。一个或多个无线通信设备中的每个都可以利用一个或多个天线122a-n来接收所发射的信号。相反地，无线通信设备124可以发射可由基站102接收的信号。从基站102发射给无线通信设备124的信号通常可以被称为下行链路信号，而从无线通信设备124发射给所述基站的信号可以被称为上行链路信号。基站102可以利用一个或多个下行链路子载波116a_n来向无线通信设备124发射一个或多个经调制的符号(例如，数据)118。反过来，无线通信设备124可以利用一个或多个上行链路子载波112a-n来发射一个或多个经调制的符号(例如，采样、数据)114。载波通常可以包括用于通过信道110来发射符号114、符号118的频率范围或带宽范围。子载波112、子载波116可以是包括在载波内的频带。在一种配置中(例如，使用正交频分复用或0FDM)，一个或多个子载波112、子载波116可以是相互正交的并且共同占用载波带宽。例如，每个子载波112、子载波116可以携带不同的符号流或数据流。基站102可以包括用于生成下行链路子载波(116)的频率的基站时钟106。无线通信设备时钟126同样可以由无线通信设备124用来生成上行链路子载波(112)的频率。然而，无线通信设备时钟126可能与基站时钟106不是完全同步。当基站时钟106和无线通信设备时钟126不是完全同步时，频偏120可能发生。每个无线通信设备124可能具有不同的频偏120。如下面将要更加详细讨论的，可以期望相应的子载波112、子载波116在频率上对准。例如，当上行链路子载波A 112a和下行链路子载波A 116a在相同的频率上对准时系统的性能可以得到提升。然而，因为基站时钟106和无线通信设备时钟126可能不是完全同步，所以可能无法完全对准子载波频率112a、子载波频率116a，从而导致频偏120并可能降低系统性能。这种效果示出在图I中的基站102下面的频率轴132上。基站102在发射频带128上发射信号(例如，下行链路子载波116)，而在接收频带130上接收信号( 例如，上行链路子载波112)。如图所示，发射频带128和接收频带130偏置了频偏120。当SDMA波束形成权重是基于根据接收的上行链路前导码(例如，来自具有不同频偏120的每个符号114)的信道估计时，在SDMA下行链路上可能发生干扰，这是因为该下行链路的信道处于与所接收的上行链路信道(例如，接收频带130)相比不同的子载波频率(例如，发射频带128)。基站102可以包括频偏补偿模块104。频偏补偿模块104可以使用接收的符号(例如，采样、数据)114来隐式地对频偏120进行补偿。具体地说，基站102可以使用隐式信道信息(例如，来自所接收的符号114的消息前导码)来对频偏120进行补偿以便执行SDMA波束形成。也就是说，基站102可以在计算SDMA波束形成权重时对频偏120进行补偿。之所以将信道信息视为“隐式”的，是因为该信息不是旨在用于对频偏120进行补偿的“显式”反馈。本发明公开的系统和方法描述了基站102可以如何利用隐式信道估计来对频偏120进行补偿。因为每个无线通信设备124 (例如，“客户端”)可能具有不同的频偏120，所以可以在不同的频率处对SDMA信道进行采样。基站102可以对频偏120进行补偿以便避免引起多用户干扰或以便缩减多用户干扰。当只存在一个无线通信设备124时，基站102可以将其发射信号频率偏移频偏120或者可以忽略该频偏(例如，这是因为对单用户波束形成性能的影响可能很小)。图2是示出SDMA波束之间的干扰的一个示例的框图。基站202可以包括多个天线208a-n。如上面所讨论的,基站202可以控制在天线208a_n上发射的信号之间相对的相位和幅度以便完成波束形成。例如，基站202可以生成在空间上指向无线通信设备A 224a的波束A 234a。基站202也可以生成在空间上指向无线通信设备B 224b的波束B 234b。无线通信设备A224a和无线通信设备B 224b可以分别使用一个或多个天线222a_b以接收来自基站202的信号。图2所示的示例示出了当基站202不能充分地对频偏120进行补偿时可能发生干扰236。在这种情况下，频偏120已造成波束A234a和波束B 234b在空间上重叠。这可以使得无线通信设备A 224a接收到在波束B 234b上发射的一部分信号能量，从而造成干扰236。因此，如果在SDMA的环境下无法充分地对频偏120进行补偿，则波束成形234可能在空间上重叠，从而造成无线通信设备224之间的干扰。然而，尽管针对每个无线通信设备224的相关的空间流(例如，波束234)之间没有干扰236发生，但还存在当发生空间重叠时的更多普通的SDMA情形。例如，虽然基站202可以对三个无线通信设备224 (其中每个无线通信设备224具有两个天线222)进行波束成形，但是每个无线通信设备被分配了一个空间流(例如，波束234)。在这种情况下，所有的天线222都可以接收到发往所有的无线通信设备224的信号。然而，在无线通信设备224处应用了空间滤波器之后，如果进行的波束形成是精确的，则无线通信设备224可以“观测到”发往该无线设备224的空间流而不受任何干扰。因此，一般来说，如果SDMA权重不是理想的，则在空间流之间存在干扰236。图3是示出使用频偏补偿的SDMA波束成形的一个示例的框图。在这个示例中，基站302包括多个天线308a-n和频偏补偿模块304。无线通信设备324a_b可以分别包括一个或多个天线322a-b。如结合图2而类似地描述，基站302生成分别在空间上指向无线通信设备A 324a的波束A 334a和在空间上指向无线通信设备B 324b的波束B 334b。然而，在这个示例中，基站302利用频偏补偿模块304对频偏120进行了补偿。因此，波束A 334a和波束B 334b在空间上更为不同。这可以导致干扰236的缩减。例如，无线通信设备A 324a可以接收在波束B 334b中发射的较少的信号能量，从而导致缩减来自波束B 334b的干扰或噪声。因此，可以缩减或避免无线通信设备324a-b 之间的干扰236。因为波束形成334a-b在空间上更为不同，所以基站302可以对无线通信设备324a-b都使用相同的时间资源和频率资源，从而增加吞吐。此外，由于在信号中可以具有较少的噪声，因此可以在无线通信设备324a-b处更加可靠地接收信号，从而提供较高的信噪比(SNR)。这可以允许基站302使用较高的调制速率和/或数据速率(例如，64正交幅度调制(QAM)、码率5/6等)。图4是示出用于在基站102上对频偏进行补偿的方法400的一种配置的流程图。基站102可以发现(438)—个或多个无线通信设备124。例如，基站102可以从无线通信设备124接收请求到基站102的资源(例如，经由基站102的网络连接、因特网连接等)的接入的消息。无线通信设备124还可以宣告其具有的功能(例如，其是否可以支持显式反馈)。基站102还可以接收(440)包括频偏的信道采样。换句话说，无线通信设备102可以接收一个或多个符号114 (例如，消息前导码)。基站102可以利用这些接收(440)的信道采样来计算(442)经偏置补偿的脉冲响应估计120 (例如，在频域中)。也就是说，本发明公开的系统和方法的一个目的是基于接收的信道采样来估计(例如，使用插值)频域信道脉冲响应。经偏置补偿的频域脉冲响应估计可以随后用于计算(444 )波束形成权重。波束形成权重可应用在SDMA的环境下。例如，基站102可以利用脉冲响应估计(例如，经偏置补偿的频域脉冲响应估计)来计算(444)波束形成矩阵。基站102可以随后利用计算出的(例如，SDMA)波束形成权重来发射(446)数据。具体地说，基站102可以利用脉冲响应估计来计算波束形成权重。波束形成权重可以影响天线之间相对的信号相位和/或幅度，并且可以用于形成一个或多个波束(例如，定向波束)。一个或多个波束可以用于发射数据。例如，假定两个无线通信设备124正与基站102进行通信。每个无线通信设备具有单个天线122，而基站102具有四个天线108。可以为两个上行链路来计算(442)所估计的信道脉冲响应H6sm和H6St，2，其中H6St，i和H6St，2是4x1向量。整个下行链路信道可写为H= [Hest；1 Hest,2]T，其中H是2x4矩阵，而T表示矩阵转置。进行SDMA波束形成的一种可行方法是计算(444)最小均方误差(MMSE)波束形成权重矩阵W= ( a I+ffiT)H%其中，H*是H的共轭转置矩阵，I是2x2的单位矩阵，而a是比例因子或常量。例如，a可以等于I除以所接收的上行链路中的所估计的信噪比(SNR)。或者，a可以设为接近于迫零(zero-forcing)的较小值。波束形成权重矩阵W可应用于发射信号。因此，可以利用SDMA波束形成权重来发射(446)数据。图5是示出用于计算经偏置补偿的脉冲响应估计的方法500的一种配置的流程图。基站102可以计算(548)时域(S卩，信道)脉冲响应估计(例如，包括频偏120)。例如，基站102可以接收基站102可以在频率上进行偏移的频域信道。根据本文描述的某些算法，这可以通过将信道转换到时域中来实现。然而，这种过程也可以被描述为频域插值。如上面所讨论的，每个无线通信设备124可以具有不同的频偏120。因为可能存在多个无线通信设备124,所以单个频移(frequency shift)可能无法解决所有的频偏120。因此,各个无线设备124的各个信道都需要在频率上进行偏移。基站102可以将频偏补偿应用于(550)时域脉冲响应估计以获得经偏置补偿的时域脉冲响应估计。例如，可以利用已知频偏(120)估计技术(例如，利用IEEE 802. lla/n分组的第一长训练符号(first long training symbol))来获得频偏120的估计。这可以用 于对时域脉冲响应估计中的频偏120进行补偿。基站102可以计算(552)经偏置补偿的频域脉冲响应估计。图6是示出用于计算经偏置补偿的脉冲响应估计的方法600的更具体配置的流程图。方法600表示一种利用基于最小均方误差(MMSE)的插值来对频偏120进行补偿的方法。这种方法和其它方法可以在当诸如线性插值之类的简单插值技术不足以将误差保持在低于相对于载波的-40分贝(dBc)以下时使用。基站102通过将快速傅里叶变换(FFT)矩阵的厄密矩阵与该FFT矩阵的乘积同一常量与单位矩阵的乘积相加而得的和的逆、该FFT矩阵的厄密矩阵、以及接收的信道采样相乘，来计算(654)时域脉冲响应估计。该运算可按公式(I)所示执行。hs = [pH p., + O1l Y F1^Hifk + Af) (I)其中，hs是时域脉冲响应估计向量，其包括长度为L彡Ns的频偏AH20，其中Ns是子载波的总数。Fij是N点FFT矩阵,if是FFT矩阵的厄密矩阵，其中，N是比子载波的总数Ns大的与2的幂次方最接近的值。i代表FFT矩阵的行索引，其中，i = ((k+N)mod N)。k是子载波的索引号，而fk是索引号为k的子载波频率。列索引j = {0，1，...，L}，其中，L是脉冲响应的长度。a是常量(例如，a = 0.0001)，L是大小为LxL的单位矩阵。在一种配置中，a可以通过实验来确定，以使生成的经插值的信道估计获取提升的精确度。如果a为0或太大的值，可能导致加深不准确度和/或噪声，特别是在频带边缘。接收的信道采样可以写为fKfk+AfkFijh^n，其中，n是具有Ns个噪声采样的向量。应注意到的是Af可以是对于单个无线通信设备124的单个频偏120。如本发明所讨论的，对于每个无线通信设备124可以有不同的频偏Afl20。本发明的方程所示的运算可以用于单个无线通信设备124的频偏Afl20。然而，每个不同的偏置Afl24可被单独地处理。换句话说，本发明公开的系统和方法可以针对每个无线通信设备124单独地(例如，重复地)执行如方程所示的操作。在一个示例中，“传统”基站102按照IEEE 802. I In来工作。“传统”表示设备遵循与诸如IEEE 802. I Iac之类的“当前的”标准相对的、诸如IEEE802. I Ia或IEEE 802. Iln之类的“旧的”标准。在这个示例中，基站102可以以子载波频率fk =fc+k *312. 5kHz (即，kHz为千赫、MHz为兆赫等)来发射下行链路SDMA分组。子载波索引k={-28, -27，...,-I, 1,2, ...,28}(例如，在 20MHz 频带中)。例如，射频(RF)中心频率 fc=5240MHzo基站102可以以子载波频率fe+k *312. 5kHz+A f来从未同步的传统无线通信设备124接收上行链路分组，其中，Af是高达百万分之(ppm) ±40的频偏120。基站102可以通过将时域脉冲响应估计与包括频偏120的指数函数相乘，来将频偏120应用于(656)时域脉冲响应估计。该运算可按公式(2)所示执行。h(k) = hs (々)exp〔~每 {2)其中，h(k)是经频偏补偿的时域脉冲响应估计，j是虚数单位(即，在此情况下J = (例如,方程(2)、(6)和(8)))。基站102可以通过将经偏置补偿的时域脉冲响应估计与FFT矩阵相乘，来将经偏置补偿的时域脉冲响应估计转换到(658)频域。该运算可按公式(3)所示执行。
Hest = F)(3)其中，Hest是经偏置补偿的频域脉冲响应估计。在一个具有150kHz频偏(例如，使用a = 0.0001)的示例中，信道脉冲响应误差量值(例如，|H(fk)_Hest(fk) I)被缩减到-57dBc的均方根(RMS)误差和-43dBc的最小误差。图7是示出可实现用于在基站102上对频偏进行补偿的的系统和方法的接入点702的一种配置的框图。特别地，图7示出了结合图6而描述的方法600的一种实现。接入点702可以包括频偏补偿模块704。频偏补偿模块704可以包括具有特定长度766 (例如，L)的单位矩阵768 (例如，I)。单位矩阵768可以乘以(779b)常量770 (例如，a )。频偏补偿模块704可以包括FFT矩阵762。FFT矩阵762可以是N点794a FFT矩阵。接入点702可以计算FFT矩阵762的厄密矩阵764并将其与FFT矩阵762相乘(779a)。该乘积可以与单位矩阵768和常量770的乘积相加(781)。生成的和可以通过矩阵求逆模块772来求逆。求逆后的矩阵(例如，[FHFy + ajL )-1)可以被视作“可预计算的矩阵”或者包括“可
预计算的系数”并且可以可选择地存储在存储器774中。这种可预计算的矩阵可以是可预计算的运算760的结果。具体地说，可预计算的矩阵可以可选择地被预先计算并预存储在存储器774中，例如，在接入点702试图与接入终端(例如，无线通信设备)124通信之前。此夕卜，可预计算的运算760可以在接入点702或某些其它单独的计算设备上执行，其中将生成的可预计算的矩阵放置在存储器774中以供当接入点702与接入终端进行通信时使用。几个不同的模式可被预存储在存储器774中。例如，在一种配置中有两个矩阵(例如，可预计算的矩阵)。一个矩阵可被存储用于20MHz模式，而另一个矩阵可被存储用于40MHz模式。具体地说，对于20MHz模式，长度766可以是20 (例如，L = 20)，而对于40MHz模式，长度766可以是32(例如，L = 32)。例如，这可能意味着，40MHz矩阵有1024个元素。因此，这种矩阵存储和乘法可能导致增加的硬件复杂度。或者，可预计算的运算760可以不预先执行和/或存储，而可以在接入点702与接入终端正在进行通信时执行。可预计算的矩阵可以与FFT矩阵762的厄密矩阵764(例如，Fjf)相乘(779c)再与接收的采样776 (例如，H(fk+Af))相乘(779d)，以生成时域脉冲响应估计784 (例如，hs)。前述运算可按上面的公式(I)所示执行。
接入点702可以利用一个或多个天线708a_n来(例如，从一个或多个接入终端)接收采样776。频偏估计模块782可以利用接收的采样776来计算一个或多个频偏估计(例
如，Af)。指数函数780 (例如，
权利要求
1.一种用于对频偏进行补偿的基站，包括 处理器； 与所述处理器进行电子通信的存储器； 存储在所述存储器中的指令，所述指令被执行以 计算时域脉冲响应估计； 将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计以获得经偏置补偿的时 域脉冲响应估计； 计算经偏置补偿的频域脉冲响应估计； 利用所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计来计算波束形成权重； 利用所述波束形成权重来形成至少一个波束；以及 利用所述至少一个波束来发射数据。
2.根据权利要求I所述的基站，其中，所述波束形成权重用于空分多址(SDMA)。
3.根据权利要求I所述的基站，其中所述基站是接入点。
4.根据权利要求I所述的基站，还包括一个或多个天线。
5.根据权利要求I所述的基站，其中，所述指令还被执行以发现一个或多个无线通信设备。
6.根据权利要求I所述的基站，其中，将所述数据发射到一个或多个接入终端。
7.根据权利要求I所述的基站，其中，所述指令还被执行以接收具有一个或多个频偏的一个或多个信道采样。
8.根据权利要求I所述的基站，其中，计算时域脉冲响应估计包括将快速傅里叶变换(FFT)矩阵的厄密矩阵与所述FFT矩阵的乘积同一常量与单位矩阵的乘积相加而得的和的逆、所述FFT矩阵的厄密矩阵、以及接收的信道采样相乘。
9.根据权利要求I所述的基站，其中，将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计包括将所述时域脉冲响应估计与包括频偏的指数函数相乘。
10.根据权利要求I所述的基站，其中，计算经偏置补偿的频域脉冲响应估计包括将所述经偏置补偿的时域脉冲响应估计与快速傅里叶变换(FFT)矩阵相乘。
11.根据权利要求I所述的基站，其中，计算所述时域脉冲响应估计包括将快速傅里叶变换(FFT)矩阵的厄密矩阵与所述FFT矩阵的乘积同一常量与单位矩阵的乘积相加而得的和的逆、快速傅里叶逆变换(IFFT)矩阵、以及接收的信道采样相乘。
12.根据权利要求I所述的基站，其中，计算时域脉冲响应估计包括对接收的信道采样与加窗函数的乘积进行快速傅里叶逆变换(IFFT)。
13.根据权利要求12所述的基站，其中，将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计包括将所述时域脉冲响应估计与包括频偏和采样偏移在内的指数函数相乘以获得经采样偏移的时域脉冲响应。
14.根据权利要求13所述的基站，其中，计算所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计包括 通过对所述经采样偏移的时域脉冲响应进行快速傅里叶变换(FFT)来计算经采样偏移的频域脉冲响应估计； 通过对所述加窗函数的IFFT的结果与所述包括频偏和采样偏移在内的指数函数的乘积进行FFT来计算经采样偏移的频域窗口 ；以及 通过将所述经采样偏移的频域脉冲响应除以所述经采样偏移的频域窗口来计算针对加窗的经偏置补偿的频域脉冲响应估计。
15.根据权利要求13所述的基站，其中，计算所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计包括 通过对所述经采样偏移的时域脉冲响应进行快速傅里叶变换(FFT)来计算经采样偏移的频域脉冲响应估计； 通过对所述加窗函数的IFFT的结果与所述包括频偏和采样偏移在内的指数函数的乘积进行FFT来计算经采样偏移的频域窗口 ；以及 通过将所述经采样偏移的频域脉冲响应除以所述经采样偏移的频域窗口的量值来计算针对加窗的经偏置补偿的频域脉冲响应估计。
16.一种用于在基站上对频偏进行补偿的方法，包括 在基站上计算时域脉冲响应估计； 在所述基站上将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计以获得经偏置补偿的时域脉冲响应估计； 在所述基站上计算经偏置补偿的频域脉冲响应估计； 在所述基站上利用所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计来计算波束形成权重； 在所述基站上利用所述波束形成权重来形成至少一个波束；以及 利用所述至少一个波束来从所述基站发射数据。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述波束形成权重用于空分多址(SDMA)。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述基站是接入点。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述基站使用一个或多个天线。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述指令还被执行以发现一个或多个无线通信设备。
21.根据权利要求16所述的方法，其中，将所述数据发射到一个或多个接入终端。
22.根据权利要求16所述的方法，还包括，接收具有一个或多个频偏的一个或多个信道采样。
23.根据权利要求16所述的方法，其中，计算时域脉冲响应估计包括将快速傅里叶变换(FFT)矩阵的厄密矩阵与所述FFT矩阵的乘积同一常量与单位矩阵的乘积相加而得的和的逆、所述FFT矩阵的厄密矩阵、以及接收的信道采样相乘。
24.根据权利要求16所述的方法，其中，将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计包括将所述时域脉冲响应估计与包括频偏的指数函数相乘。
25.根据权利要求16所述的方法，其中，计算经偏置补偿的频域脉冲响应估计包括将所述经偏置补偿的时域脉冲响应估计与快速傅里叶变换(FFT)矩阵相乘。
26.根据权利要求16所述的方法，其中，计算所述时域脉冲响应估计包括将快速傅里叶变换(FFT)矩阵的厄密矩阵与所述FFT矩阵的乘积同一常量与单位矩阵的乘积相加而得的和的逆、快速傅里叶逆变换(IFFT)矩阵、以及接收的信道采样相乘。
27.根据权利要求16所述的方法，其中，计算时域脉冲响应估计包括对接收的信道采样与加窗函数的乘积进行快速傅里叶逆变换(IFFT)。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计包括将所述时域脉冲响应估计与包括频偏和采样偏移在内的指数函数相乘以获得经采样偏移的时域脉冲响应。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，计算所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计包括 通过对所述经采样偏移的时域脉冲响应进行快速傅里叶变换(FFT)来计算经采样偏移的频域脉冲响应估计； 通过对所述加窗函数的IFFT的结果与所述包括频偏和采样偏移在内的指数函数的乘积进行FFT来计算经采样偏移的频域窗口 ；以及 通过将所述经采样偏移的频域脉冲响应除以所述经采样偏移的频域窗口来计算针对加窗的经偏置补偿的频域脉冲响应估计。
30.根据权利要求28所述的方法，其中，计算所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计包括 通过对所述经采样偏移的时域脉冲响应进行快速傅里叶变换(FFT)来计算经采样偏移的频域脉冲响应估计； 通过对所述加窗函数的IFFT的结果与所述包括频偏和采样偏移在内的指数函数的乘积进行所述FFT来计算经采样偏移的频域窗口 ；以及 通过将所述经采样偏移的频域脉冲响应除以所述经采样偏移的频域窗口的量值来计算针对加窗的经偏置补偿的频域脉冲响应估计。
31.一种用于在基站上对频偏进行补偿的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括其上具有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令包括 用于计算时域脉冲响应估计的代码； 用于将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计以获得经偏置补偿的时域脉冲响应估计的代码； 用于计算经偏置补偿的频域脉冲响应估计的代码； 用于利用所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计来计算波束形成权重的代码； 用于利用所述波束形成权重来形成至少一个波束的代码；以及 用于利用所述至少一个波束来发射数据的代码。
32.一种用于对频偏进行补偿的装置，包括 用于计算时域脉冲响应估计的模块； 用于将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计以获得经偏置补偿的时域脉冲响应估计的模块； 用于计算经偏置补偿的频域脉冲响应估计的模块； 用于利用所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计来计算波束形成权重的模块； 用于利用所述波束形成权重来形成至少一个波束的模块；以及 用于利用所述至少一个波束来发射数据的模块。
全文摘要
本发明描述了一种用于对频偏进行补偿的基站。所述基站包括处理器和存储在存储器中的指令。所述基站计算时域脉冲响应估计并将频偏补偿应用于所述时域脉冲响应估计以获得经偏置补偿的时域脉冲响应估计。计算经偏置补偿的频域脉冲响应估计。所述经偏置补偿的频域脉冲响应估计用于计算波束形成权重。所述基站利用所述波束形成权重来发射数据。
文档编号H04B7/06GK102783102SQ201180010078
公开日2012年11月14日 申请日期2011年2月17日 优先权日2010年2月17日
发明者G·斯蒂尔, R·范尼 申请人:高通股份有限公司