波束成形矩阵的重排序的制作方法
【技术领域】
[0001] 描述的实施方式总体上涉及无线通信。更特别地，描述的实施方式涉及用于将波 束成形矩阵重排序的系统、方法和设备。
【背景技术】
[0002] 在多输入、多输出（MMO)系统中使用了许多变形形式的传输波束成形技术。通 常，这些技术包括基于传输（MMO)信道的测量在接收器计算波束成形矩阵。当矩阵被传 达到发送器并且被发送器应用于后续流量上时，针对MMO系统的各流有效接收的信噪比 (SNR)提高，从而导致整体性能提高。虽然这些解决方案通过提供接收器处的有效SNR来得 到性能提高，但没有考虑到为了进行不同解码和去交织处理和为了进行数据流解析和去解 析而分布于多个天线链和子载波上的SNR之间的交互作用。这些相互作用可导致比理论上 预期结果明显降低的性能。
[0003] 期望具有用于产生波束成形信号的方法、设备和系统，其解决为了进行不同解码 和去交织处理和为了进行数据流解析和去解析而分布于多个天线链和子载波上的SNR之 间的交互作用。
【发明内容】
[0004] 实施方式包括一种波束成形的方法。该方法包括：产生波束成形矩阵，包括得到多 天线发送器和接收器之间的多输入多输出（MIMO)的信道矩阵，基于所述信道矩阵的奇异 值分解，确定初始波束成形矩阵，产生最终波束成形矩阵，其中，产生所述最终波束成形矩 阵包括基于信号特性针对多载波信号的至少一个子载波将所述初始波束成形矩阵的列重 排序。
[0005] 至少一些实施方式还包括使用所述最终波束成形矩阵处理多个多载波信号，并且 通过多个发送器链路发送处理后的多个多载波信号。
[0006] 另一个实施方式包括一种设备。该设备包括多个接收链路和处理器。所述处理器 操作用于：得到多天线发送器和多个接收链路之间的多输入多输出（MIMO)信道的信道矩 阵；基于所述信道矩阵的奇异值分解，确定初始波束成形矩阵；产生最终波束成形矩阵，其 中，产生所述最终波束成形矩阵包括基于信号特性针对多载波信号的至少一个子载波将选 择的波束成形技术的初始波束成形矩阵的列重排序。
[0007] 对于至少一些实施方式，所述收发器包括多天线发送器，所述处理器进一步操作 用于有助于使用所述最终波束成形矩阵处理多个多载波信号，所述收发器操作用于通过多 个发送链路发送处理后的多个多载波信号。
[0008] 对于至少一些实施方式，所述收发器进一步操作用于通过发送链路将所述最终波 束成形矩阵发送回包括多个天线发送器的第二收发器。
[0009] 根据以下结合附图的详细描述，描述的实施方式的其它方面和优点将变得清楚， 附图以示例方式例证了描述的实施方式的原理。
【附图说明】
[0010] 图1示出根据实施方式的第一收发器、第二收发器和收发器之间的MIMO传输信 道。
[0011] 图2示出根据实施方式的包括K个空间流、N个发送天线和波束成形处理的收发 器的发送器。
[0012] 图3示出根据实施方式的包括M个接收器天线和波束成形矩阵处理的收发器的接 收器部分。
[0013] 图4示出根据实施方式的在CMD(IEEE提供的用于将无线LAN传播环境建模的信 道模型D)信道中具有不同奇异值重排序方案的MCS0的性能。
[0014] 图5示出根据实施方式的具有不同重排序方案的100个CMD信道上的MCS0的分 组误差统计。
[0015] 图6示出根据实施方式的在CMD信道中具有不同奇异值重排序方案的MCS7的性 能。
[0016] 图7示出根据实施方式的具有不同重排序方案的100个CMD信道上的MCS7的分 组误差统计。
[0017] 图8示出根据实施方式的用于产生LLR(对数似然比）的电路和示出具有波束成 形矩阵的不同重排序方案的对应置信度的曲线图。
[0018] 图9示出根据实施方式的用不同重排序方案进行去交织和流去解析之后的LLR的 置信度随时间推移的图线。
[0019] 图10示出根据实施方式的图9的放大（扩大）形式。
[0020] 图11示出对于第一重排序方案A而言的低于置信阈值的LLR的连续置信度的游 程长度（置信度低于置信阈值的连续序列）分布。
[0021] 图12示出对于第二重排序方案B而言的低于置信阈值的LLR的连续置信度的游 程长度（置信度低于置信阈值的连续序列）分布。
[0022] 图13是根据实施方式的包括波束成形方法的步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0023] 描述的实施方式包括降低波束成形的实现损失（也就是说，相对于理论限制的性 能损失）的方法、设备和系统，该损失是由于多载波、多输入、多输出（MIMO)通信的多个天 线链路和子载波上的信噪比（SNR)、解码和去交织、和/或流解析和去解析处理之间的相互 作用导致的。至少一些实施方式包括基于测得MMO信道、去交织和解码、流解析和/或去 解析处理之间的特定相互作用来动态调节波束成形矩阵的计算，从而导致比传统MMO波 束成形技术更优的性能（也就是说，分组误差率较低）。
[0024] 至少一些实施方式包括由收发器的处理器重排序初始发送矩阵的列确定最终波 束成形矩阵。对于一个实施方式，收发器将最终波束成形矩阵发送回到第二收发器，第二收 发器向多个空间发送流应用最终发送矩阵。对于另一个实施方式，收发器向收发器的多个 空间发送流应用最终发送矩阵。
[0025] 图1示出根据实施方式的第一收发器110、第二收发器120、第一收发器110和第 二收发器120之间的MIMO传输信道。如所示出的，第一收发器110包括N个天线发送通信 信号，第二收发器120包括M个天线接收通信信号。因此，可用MXN信道矩阵H来表征第 一收发器110和第二收发器120之间的传输信道。
[0026] 对于实施方式，第一收发器110和第二收发器120之间的发送信号包括多载波调 制信号。多载波调制（MCM)是通过将数据分成多个组成并且将这些组成中的每个在单独的 载波信号上发送来发送数据的方法。各个载波具有窄带宽，但复合信号可具有广带宽。MCM 的优点包括对因每次在不止一个路径上进行发送造成的衰落（多路径衰落）具有相对免疫 力，相比于单载波系统对因脉冲噪声造成的干扰不太敏感，对符号间干扰的免疫力增强。
[0027] MCM的示例性形式包括正交频分多路复用（OFDM)。OFDM基本上等同于经编码 OFDM(C0FDM)和离散多音调制（DMT)，并且是被用作数字多载波调制方法的频分多路复用 (FDM)方案。OFDM相比于单载波方案的主要优点是，它在没有复杂均衡滤波器的情况下应 对严峻信道状况（例如，由于多路径导致的窄带干扰和频率选择性衰落）的能力。因为OFDM 可看作是使用许多缓慢调制的窄带信号而非一个快速调制的宽带信号，所以信道均衡被简 化。低符号率利用了能提供的符号之间的保护间隔，从而可以消除符号间干扰（ISI)并且 利用回声和时间扩展来实现分集增益，也就是说，信噪比提高。
[0028] 实施方式包括多载波信号的每子载波得到信道矩阵H。对于实施方式，信道矩阵是 在接收器确定的，并且被传送回发送器。然而，对于另一个实施方式，信道矩阵是在发送器 确定的。也就是说，通过假定传输信道的互惠性，发送收发器从接收发送器接收的信号可用 于确定信道矩阵H。
[0029] 实施方式包括针对各子载波执行SVD(奇异值分解）矩阵分解H=USVH。也就是 说，SVD分解是基于之前描述的信道矩阵H。对于SVD矩阵分解的实施方式：
[0030]U是左奇异向量矩阵；
[0031] S是奇异值矩阵；
[0032] V是右奇异向量矩阵（对于实施方式，这是在发送器应用的波束成形矩阵）。
[0033] 要注意，对于描述的实施方式中的至少一些，S是对角矩阵，其中，各对角值对应于 奇异值。另外，有一些实现分解的可能方法。根据技术，可导致奇异值（也就是说，S矩阵 的对角元素）的不同排序。对于实施方式，对角元素的大小顺着S矩阵的对角线向下是增 大的。对于另一个实施方式，对角元素的大小顺着S矩阵的对角线向下是减小的。不失一 般性地，描述的实施方式中的至少一些假设S的对角元素是顺着对角线向下成降序的。
[0034] 对于至少一些实施方式，右奇异向量矩阵V被用作初始波束成形矩阵。如果在发 送器应用这个矩阵，则在接收器发现的有效信道是H*V=USVHV=US。在特