专利名称：多天线无线通信系统内进行上行链路波束形成校正的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明的一些实施例涉及通信系统。更具体地，本发明的一些实施例涉及在多天线通信系统内进行上行链路波束形成校正的方法和系统。
背景技术：
使用诸如码分多址接入(CDMA)、时分多址接入(TDMA)、频分多址接入(FDMA)以及用于通过通信信道将诸如多媒体服务或应用程序的服务通信给用户的其他多址接入技术的各种接入技术，可实施无线通信系统。通信信道的特征在于，从蜂窝内和蜂窝外的信号电平浮动并且添加干扰。通过通信信道传输的信号会表现出同信道干扰、路径损耗、阴影、和/或多径衰落，这些直接影响通信的信号，并且导致时变信号质量，例如，时变信号与干扰加噪声比(SINR)。在包括3GPP长期演进(LTE)和全球微波互联接入(WiMAX)的各种无线通信系统中，已经采用了在无线终端使用多根接收天线的方法，以提高链路质量、吞吐量、减少多径衰落。多根天线能够允许用户(SS)根据干扰的空间特征来拒绝干扰。在上行链路和下行链路传输中都可以使用多根天线。在时分双工(TDD)系统中，上行链路和下行链路信道相互作用；因此，用户可使用信道知识，并且从多根天线进行发送，以在基站同时地组合传输，这称为波束形成。通过比较这些系统和在本申请的剩余部分参照示图所阐述的本发明的一些方面，常规和传统方法的其他局限性和缺点对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。
发明内容
提供了一种在多天线通信系统内进行上行链路波束形成校正的方法和/或系统，基本上为附图中所示出的和/或结合至少一幅图所描述的，如权利要求中更完整地阐述的。从以下的描述和附图中，将会更完整地理解本发明的这些和其他优点、方面和新颖特征以及本发明所示的实施例的细节。
图I为示出了根据本发明实施例的用于支持上行链路波束形成校正的示例性通信系统的示图。图2为示出了根据本发明实施例的用于执行上行链路的波束形成的示例性无线收发器的框图。图3为示出了根据本发明实施例的可以用于上行链路波束形成校正的示例性射频(RF)信号处理单元的框图。图4为示出了根据本发明实施例的可以用于波束形成的示例性基带接收数字信号处理单元的框图。图5为示出了根据本发明实施例的可以用于波束形成的示例性校正信号音相关单元430的框图。图6示出了根据本发明实施例的Tx信号处理子系统的示例性框图。 图7示出了结合本发明实施例的多端口网络的示例。图8示出了结合本发明实施例的通常称为90度混合耦合器的多端口网络的实施方式的示例。图9示出了结合本发明实施例的多端口网络的另一示例。图10为示出了根据本发明实施例的无线收发器执行上行链路波束形成校正所利用的示例性处理的流程图。
具体实施例方式在多天线通信系统中进行上行链路波束形成校正的方法和系统内，可以找到本发明的一些实施例。在本发明的各种实施例中，无线收发器包括发送器、接收器和天线阵列，该无线收发器可用于根据多根天线所接收到的射频信号确定多根天线之间所需要的时变发送相位关系；确定接收器路径的相位差；并且确定至各个多根天线的发送器路径间的相位差。从基站的一根或多根天线通信所接收到的射频信号。基于从所接收到的射频信号确定的特性，可选择多根天线中两根以上天线以及相应的发送功率水平。示例性特性为接收信号强度，通常称为RSSI。无线收发器可使用所选择的发送天线将射频信号发送给基站，其中，发送的信号之间的相位关系响应于所测量出的接收相位差。所接收的射频信号可包括与基站分配给天线阵列用于传输的子载波重叠的子载波。根据频率选择或根据非频率选择，可从所接收到的射频信号确定无线收发器的接收器性能。根据频率选择或根据非频率选择，可计算所需要的发送相位在发送的过程中，可测量发送射频信号的发送功率和发送相位。根据发送射频测量结果和所需要的发送相位，可动态地调整发送相位关系。可根据所接收的射频信号和/或特征化的发送信道质量，动态地选择天线阵列中的一根或多根发送天线。先前算出的信道特性和所需要的发送相位可用于发送随后的射频信号。图I为示出了根据本发明实施例的用于支持上行链路波束形成校正的示例性通信系统的示图。参照图1，其示出了通信系统100。通信系统100包括基站110和用户站120。基站110可包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，用于管理和为各种用户站(例如，用户站120)的用户调度上行链路方向和/或下行链路方向上的通信资源。基站110可耦接到天线112，该天线可用于在上行链路和/或下行链路方向上与用户站(例如，用户站120)通信信息。虽然为基站110示出一根天线112，但是本发明可不限于此。因此，在不背离本发明的各种实施例的精神和范围的情况下，基站110可使用两根以上天线来支持上行链路波束形成校正。用户站(例如，用户站120)可包括用于与基站110通信信息的适当的逻辑、电路、接口和/或代码。通过建立于用户站120和基站110之间的无线电信道，用户站120可发送和/或接收射频(RF)信号。从基站110接收到的射频信号的强度可随着信道状态(例如，波动信号强度水平和/或相邻基站添加的干扰)而变化。根据装置的容量，用户站120可使用各种接入技术(例如，CDMA、GSM、UMTS、LTE和/或WiMAX)与基站110通信信息。用户站120还可用于经由耦接到用户站120的天线阵列122与基站通信信息。天 线阵列122可包括多根天线122a-122b，每根天线连接到用户站120内不同的射频处理路径或射频链。天线阵列122能够进行空间域信号处理，从而减少干扰。用户站120还可用于通过将发送信号的下变频采样与施加至每个发送器链或路径的各个基带信号相互关联来计算发送器路径间的相位关系，发送器路径由定向耦合器124a和124b耦接到天线122a_122b。用户站120可用于控制或调整天线122a_122b之间的发送相位关系。可根据频率选择和根据接收相位差，选择或分配天线122a-122b之间的发送相位关系。例如，OFDM (正交频分多路复用)信道可包括多个子载波。在这方面，可以逐个子载波或基于子载波组，调整天线122a-122b之间的发送相位关系。射频定向耦合器(例如，射频定向耦合器124a)可包括用于控制关于经由天线122a通信的信号的功率水平的适当的逻辑、电路、接口和/或代码。在本发明的实施例中，单个射频定向耦合器可分别耦接到多根天线122a-122b的各根天线。例如，天线122a和天线122b分别与射频定向耦合器124a和射频定向耦合器124b耦接。射频定向耦合器124a和124b可用于将发送器输出的小部分耦合到由A1和fb2表示的相应的反馈路径。射频定向耦合器124a可为双向装置。在这方面，单个射频定向耦合器124a可用于天线122a的发送路径和接收路径。射频定向耦合器124a可用于允许从射频发送信号提取射频发送信号的一个或多个样本，其中射频发送信号为至射频定向耦合器124a的输入。在这方面，可以使用所提取的样本，测量或计算经由至天线122a的发送路径的射频发送信号的幅度和/或相位延迟。在本发明的示例性实施例中，在发送的时间间隔内，用户站120可控制和调整天线122a-122b之间的发送相位关系，使得对于每个频率，在天线122a_122b测量出的天线122a-122b之间的发送相位差为天线122a_122b之间的接收相位差的负值。令Φ^Α ·，tEx)和ΦΚχ;2( ·， Κχ)表示频率为f，接收时间为tKx时天线122a和天线122b的接收相位。令ΦΕχ；1(Γ, tTx)和cKx，2(f，tKx)表示频率为f，发送时间为tTx时天线122a和天线122b的发送相位。在发送时间间隔tTx内，可有利地选择天线122a和天线122b之间的发送相位关系，以满足关系) - U./ > = —(U/ .( ) - Φ -.AJ 'tRj})⑴为了满足该关系，可考虑三个相位关系，S卩，无线信道的实际相位差、发送路径之间的相位差以及接收路径之间的相位差。信道的相位差可估计为经滤波的信道估计之间的相位差。令
权利要求
1.一种通信方法，所述方法包括 在包括接收器、发送器、发送器以及多根天线的无线通信装置内 根据所述多根天线所接收到的射频信号，确定所述多根天线中的至少两根天线之间的发送相位关系，其中，从基站的一根或多根天线接收所述射频信号；以及 使用所述确定的发送相位关系，将射频信号从所述多根天线中的所述至少两根天线发送到所述基站。
2.根据权利要求I所述的方法，包括从所述基站的所述一根或多根天线接收所述射频信号，其中，分配用于所述传输的子载波为所述接收的射频信号的子载波的子集。
3.根据权利要求I所述的方法，包括根据频率选择或非频率确定所述接收器的性能。
4.根据权利要求3所述的方法，包括根据所述确定的所述接收器的性能，校正所述接收器的一个或多个接收路径，以用于随后通过所述多根天线中的所述至少两根天线从所述基站的所述一根或多根天线接收射频信号。
5.根据权利要求3所述的方法，包括在所述确定的所述接收器的性能的所述发送过程中，测量所述发送射频信号的发送功率和发送相位。
6.根据权利要求5所述的方法，包括基于所述确定的所述接收器的性能以及所述所选发送天线上的所述发送功率测量和所述发送相位测量，动态地调整所述多根天线中的所述至少两根天线之间的所述确定的发送相位关系。
7.根据权利要求6所述的方法，包括基于所述动态调整的发送相位关系、所述确定的所述接收器的性能以及所述所选发送天线上的所述发送功率测量和所述发送相位测量，确定所述多根天线中的所述至少两根天线的发送信道质量。
8.根据权利要求7所述的方法，包括基于所述动态调整的发送相位关系、所述确定的发送信道质量以及所述确定的所述接收器的性能，动态地选择所述多根天线中的两根以上天线以及相应的发送功率水平。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述动态选择的相应的发送功率水平对应于所述发送器的大部分发送功率。
10.根据权利要求8所述的方法，包括使用所述多根天线中所述动态选择的两根以上天线，以所述动态选择的相应的发送功率水平，将随后的射频信号发送给所述基站的所述一根或多根天线。
11.一种通信系统，所述系统包括 一个或多个处理器和/或电路，所述一个或多个处理器和/或电路用在包括多根天线的无线通信装置中，所述一个或多个处理器和/或电路包括接收器和发送器，并且所述一个或多个处理器和/或电路用于执行以下操作 根据所述多根天线所接收到的射频信号，确定所述多根天线中的至少两根天线之间的发送相位关系，其中，从基站的一根或多根天线接收所述射频信号；以及 使用所述确定的发送相位关系，将射频信号从所述多根天线中的所述至少两根天线发送到所述基站。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或多个处理器和/或电路用于从所述基站的所述一根或多根天线接收所述射频信号，其中，分配用于所述传输的子载波为所述接收的射频信号的子载波的子集。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或多个处理器和/或电路用于根据频率选择或非频率确定所述接收器的性能。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述一个或多个处理器和/或电路用于根据所述确定的所述接收器的性能，校正所述接收器的一个或多个接收路径，以用于随后通过所述多根天线中的所述至少两根天线从所述基站的所述一根或多根天线接收射频信号。
15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述一个或多个处理器和/或电路用于在所述确定的所述接收器的性能的所述发送过程中，测量所述发送射频信号的发送功率和发送相位。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述一个或多个处理器和/或电路用于基于所述确定的所述接收器的性能以及所述所选发送天线上的所述发送功率测量和所述发送相位测量，动态地调整所述多根天线中的所述至少两根天线之间的所述确定的发送相位关系。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述一个或多个处理器和/或电路用于基于所述动态调整的发送相位关系、所述确定的所述接收器的性能以及所述所选发送天线上的所述发送功率测量和所述发送相位测量，确定所述多根天线中的所述至少两根天线的发送信道质量。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述一个或多个处理器和/或电路用于基于所述动态调整的发送相位关系、所述确定的发送信道质量以及所述确定的所述接收器的性能，动态地选择所述多根天线中的两根以上天线以及相应的发送功率水平。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述动态选择的相应的发送功率水平对应于所述发送器的大部分发送功率。
20.根据权利要求19所述的系统，所述一个或多个处理器和/或电路用于使用所述多根天线中所述动态选择的两根以上天线，以所述动态选择的相应的发送功率水平，将随后的射频信号发送给所述基站的所述一根或多根天线。
全文摘要
一种无线收发器，包括发送器、接收器和多根天线，根据通过至少两根天线从基站的一根或多根天线接收的射频(RF)信号，确定至少两根天线之间的发送相位关系。使用所确定的发送相位关系，通过至少两根天线，发送射频信号。从所接收的射频信号确定的接收器性能，校正接收器，以用于随后的射频信号接收。根据发送射频测量和所确定的接收器性能，动态地调整发送相位关系。根据发送射频测量和动态调整的发送相位关系，确定每根发送天线的发送信道质量。根据所调整的发送相位关系、特征化的发送信道质量和所确定的接收器性能，动态地选择发送天线，以用于随后至基站的发送。
文档编号H04B7/04GK102835039SQ201180018118
公开日2012年12月19日 申请日期2011年2月8日 优先权日2010年2月8日
发明者罗伯特·G·洛伦茨, 斯里拉曼·达科希纳穆尔蒂 申请人:美国博通公司