专利名称：多输入多输出(mimo)系统中采用单个射频发射机链进行信道探测的移动台及方法
技术领域：
0001
本发明中的部分实施例涉及无线通信网。部分实施例涉及无线 局域网(WLAN)。部分实施例涉及多输入多输出(MIMO)无线通信。
背景技术：
0002
为使得利用多个发射天线的无线通信台(例如，接入点)能够 进行高吞吐量传输和波束赋形，需要完全激励信道以确定准确的波束赋形 系数。如果假定存在信道可逆性，那么移动台就能够利用至少与接入点向 所述移动台进行传输所使用的天线同样多的天线完全激励所述信道。以这 种方式完全激励信道将会需要更加复杂和昂贵的高吞吐量移动台，在这种 移动台中每个发射天线与一个射频(RF)电路链相关联。利用每个发射天 线激励信道将需要利用所述多个链，这将消耗过多的能量。
因此， 一般需要一种能够使得移动台完全激励信道以便接入点 能够进行波束赋形，同时降低该移动台的复杂度和/或成本的系统和方法。 此外， 一般还需要一种能够使得移动台完全激励信道以便接入点能够进行 波束赋形，同时消耗较少能量的系统和方、法。
0004
图1示出了根据本发明部分实施例的无线通信网；
0005
图2是根据本发明部分实施例的移动台的方框0006
图3示出了根据本发明部分实施例的包含信道探测前导码及数
据字段的分组的结构；以及
0007
图4是根据本发明部分实施例的信道探测前导码发送过程的流 程图。
具体实施例方式
0008
下面的描述以及附图充分地举例说明了本发明的具体实施例， 以使得本领域技术人员能够对其进行实施。其它实施例可以并入结构上的、 逻辑上的、电气的、工艺上的和其它方面的变化。实例仅代表可能的变型。 除非明确地需要，各个组件和功能都是可选的，并且操作的顺序可以变化。 部分实施例中的各个部分和特征可以包括在其它实施例的部分和特征中， 或替代其它实施例的各个部分或特征。在权利要求中提出的本发明的实施 例包括这些权利要求的全部可能的等同物。简便起见，在本文中可以单独 地或统一地将本发明的实施例称为术语"发明"，然而这并不是旨在将本申 请的范围限制为任何单个发明或发明构思，如果事实上公开了一个以上的 发明或发明构思。 在部分实施例中，接入点104可以执行所谓隐性波束赋形。在 这些实施例中，接入点104基于接收到信道探测前导码108而执行波束赋 形，该信道探测前导码108可以由例如移动台102的另一个台发送。 [0012
根据部分实施例，移动台102可以利用不同的移动台天线(例 如，天线114、 116、 118和120)串行发送信道探测前导码108的不同部分。 接入点104可以使用信道探测前导码108，顺序生成波束赋形信号112，并
将其发送给移动台102。通过一个以上的天线114、 116、 118和120来发送 信道探测前导码108可以完全激励信道，从而使得接入点104能够生成准 确的波束赋形权重。在这些实施例中，利用不同的移动台天线对信道探测 前导码108的不同部分进行串行发送的方式可以使得移动台102能够使用 单个RF发射机电路链。这些实施例可以降低移动台102的功耗，并且还可 以降低移动台102的成本和复杂度。 图2是根据本发明的部分实施例的移动台的方框图。移动台200 可以适于用作移动台102 (图1)，当然其它移动台配置也是适用的。图2 示出了移动台的物理层部分。该物理层可以从媒体接入控制(MAC)层接 收比特流201，并且可以使用移动台天线214、 216、 218和220中的一个或 多个来发送表示比特流201的信号。移动台天线214、 216、 218和220可 以分别对应于移动台102 (图l)的移动台天线114、 116、 118和120 (图1)。 [0019
移动台200可以包括用于对输入比特流201进行纠错编码和交
织操作的编码器和交织器电路202。在部分实施例中，纠错编码操作可以包 括前向纠错(FEC)操作，而在其它实施例中，纠错编码操作可以包括巻积 编码操作，当然本发明的范围并不局限于这一方面。在部分实施例中，交 织操作可以包括块交织操作，当然本发明的范围并不局限于这一方面。0020
移动台200还可以包括符号调制器204，用于针对多个子载波中 的每一个，根据由编码器和交织器电路202提供的编码和交织后的比特203， 生成一个或多个子符号205。在部分实施例中，符号调制器204可以包括正 交幅度调制(QAM)符号调制器，以生成QAM符号，当然本发明的范围 并不局限于这一方面。子符号205可以包括数字频域信号。0021
移动台200还可以包括反向傅立叶变换(IFT)电路，以便对由 符号调制器204提供的数字频域信号进行反向傅立叶变换，从而生成数字 时域信号207。在部分实施例中，IFT电路206可以进行反向傅立叶变换， 例如反向快速傅立叶变换(IFFT)，当然本发明的范围并不局限于这一方面。 [00221 移动台200还可以包括数模转换(DAC)电路208，以便将由 IFT电路206提供的数字时域信号207转换为模拟时域信号209。在部分实 施例中，模拟时域信号209可以是模拟基带信号，当然本发明的范围并不 局限于这一方面。
0023
移动台200还可以包括射频(RF)发射机电路210，以便对模 拟时域信号209进行上变频和放大，并生成RF时域信号211。 RF发射机 电路210可以包括单个RF发射机电路链。
0024
移动台200还可以包括RF切换元件212，以便向一个或多个移 动台天线214、 216、 218和220选择性地提供RF时域信号211。在部分实 施例中，RF切换元件212可以包括用于将一个或多个RF输入切换至多个 RF输出的电路。在部分实施例中，RF切换元件212可以包括RF或微波开 关，例如PIN二极管开关，当然本发明的范围并不局限于这一方面。 [0025
移动台200还可以包括RF接收机电路224，用于通过移动台天 线214、 216、 218和220接收信号。在部分实施例中，RF接收机电路224 可以包括与每个天线相关联的分立的RF接收机链，以使得来自每个天线的 信号在可能被组合成单个比特流之前，能够被单独地进行下变频和处理。 还可以包含例如循环器的附加电路，以便允许移动台天线214、 216、 218
和220用于发送和接收信号。在部分其它实施例中，移动台200可以包括 一组用于发送的移动台天线，和另一组用于接收的移动台天线，当然本发 明的范围并不局限于这一方面。 操作404包括切换到第二天线。在部分实施例中，可以由控制 器222 (图2)和RF切换元件212 (图2)执行操作404。在操作404中， 切换元件212 (图2)可以将RF发射机电路210 (图2)的输出耦接至第二 移动台天线216 (图2)。
[0046
操作406包括在第二天线上发送信道探测前导码的长训练字段。 在部分实施例中，可以由发射机电路210 (图2)和第二移动台天线216 (图 2)执行操作406。
[0047〗 操作408包括切换到第三天线。在部分实施例中，可以由控制 器222 (图2)和RF切换元件212 (图2)执行操作408。在操作408中， 切换元件212 (图2)可以将RF发射机电路210 (图2)的输出耦接至第三 移动台天线218 (图2)。
0048
操作410包括在第三天线上发送信道探测前导码的长训练字段。 在部分实施例中，可以由发射机电路210(图2)和第三移动台天线218(图 2)执行操作410。
0049
操作412包括切换到第四天线。在部分实施例中，可以由控制 器222 (图2)和RF切换元件212 (图2)执行操作412。在操作412中，
切换元件212 (图2)可以将RF发射机电路210 (图2)的输出耦接至第四 移动台天线220 (图2)。
0050
操作414包括在第四天线上发送信道探测前导码的长训练字段。 在部分实施例中，可以由发射机电路210 (图2)和第四移动台天线220 (图 2)执行操作402。
[0051
执行操作402到414使得能够使用多个移动台天线发送信道探 测前导码的各部分。当所述信道探测前导码是包括数据字段的分组的一部 分时，执行操作416，该数据字段例如是数据字段308 (图3)。在操作416 中，在第四天线上发送数据字段。在部分实施例中，可以由RF发射机电路 210 (图2)和第四移动台天线220 (图2)执行操作416。0052
尽管将过程400的各个操作作为独立的操作加以举例说明和描 述，但是各个操作中的一个或多个可以同时执行，并且不需要按照所示出 的顺序这行这些操作。
0053
除非特别指明，否则，例如处理、计算、运算、确定、显示等 术语指的是一个或多个处理或计算系统或类似设备的动作和/或过程，所述 处理或计算系统或类似设备对在处理系统的寄存器和存储器内表示成物理 (例如电子)量的数据进行操作并将其转换成在处理系统的寄存器或存储 器或其它这种信息存储、传送或显示设备内类似表示成物理量的其它数据。 此外，如本文所使用的，计算设备包括与计算机可读存储器耦合的一个或 多个处理元件，该计算机可读存储器可以是易失性或非易失性存储器或其 组合。
0054
本发明的一些实施例可以用硬件、固件和软件的一个或其组合 来实现。本发明的实施例也可以用存储于机器可读媒介上的指令来实现， 所述指令可以由执行本文描述的操作的至少一个处理器来读取并执行。机 器可读媒介可包括用于存储或传输以机器(例如计算机)可读形式体现的 信息的任何机构。例如，机器可读媒介可包括只读存储器(ROM)、随机存 取存储器(RAM)、磁盘存储媒介、光盘存储媒介、闪存设备，电、光、声 或其它形式的传输信号(例如，载波，红外信号，数字信号等)，以及其它。 [0055
为了满足37C.F.R.节1.72(b)的要求提供了摘要，该摘要使得读 者能确定本技术公开的本质和要点。应当理解的是该摘要并不用于限制 或解释权利要求书的范围和含义。
0056
在以上的具体描述中，为简化本公开，偶尔将各种不同特征组 合在一个实施例中。这种公开方式并应被解释为反映了所要求保护的主
题的各个实施例所需的特征都比在每个权利要求中明确记载的特征更多。 此外，如下面的权利要求所反映的，本发明的特征可以少于所公开的单个 实施例的全部特征。因此，这里将下面的权利要求书并入具体的描述中， 且每个权利要求本身代表一个独立的优选实施例。
权利要求
1.一种移动台，包括射频(RF)切换元件；以及RF发射机电路，该RF发射机电路用于向所述RF切换元件提供信道探测前导码，所述RF切换元件用于向多个移动台天线中的每一个提供所述信道探测前导码的不同部分，以便向接入点串行发送所述不同部分。
2、 如权利要求l所述的移动台，其中所述移动台还包括用于接收波 束赋形信号的接收机，所述波束赋形信号是由所述接入点利用多个接入点 天线发送到所述移动台，且所述波束赋形信号是基于接收到由所述多个移 动台天线发送的所述信道探测前导码的所述不同部分而生成的。
3、 如权利要求2所述的移动台，其中，所述RF发射机电路向所述RF切换元件提供表示所述信道探测 前导码的时域(TD) RF信号，以及其中，所述移动台还包括控制器，用于基于所述信道探测前导码中各 个字段的持续时间，指示所述切换元件在各个所述移动台天线之间进行切 换。
4、 如权利要求3所述的移动台，其中所述信道探测前导码包括由所述 多个移动台天线中的第一个天线发送的短训练字段、第一长训练字段、信 令字段、或高吞吐量信令字段中的至少一个，其中，所述信道探测前导码还包括一个或多个附加长训练字段，用于 在所述多个移动台天线中相应的附加天线上顺序发送，以及其中，所述高吞吐量信令字段包括信道探测比特，当所述信道探测比 特被设置时，其指示所述信道探测前导码是当前分组的一部分。
5、 如权利要求4所述的移动台，其中，所述信道探测前导码是上行分 组的前导码，所述上行分组另外还包括数据字段，所述数据字段由所述多个移动台天线中发送了所述信道探测前导码的最后字段的一个天线发送。
6、 如权利要求4所述的移动台，其中，响应于所述接入点的信道探测 请求而将所述信道探测前导码发送至所述接入点。
7、 如权利要求4所述的移动台，其中，所述信道探测前导码是确认分 组的一部分。
8、 如权利要求4所述的移动台，其中，所述接入点包括波束赋形器， 用于基于所述信道探测前导码中的所述长训练字段，为所述多个接入点天 线中的每一个生成波束赋形权重，以便在利用所述多个接入点天线中的至 少两个向所述移动台发送高吞吐量数据时使用。
9、 如权利要求3所述的移动台，其中，所述RF发射机电路包括RF 发射机电路的第一RF链，其中，所述移动台还包括耦接至所述RF切换元件的多个附加RF发射 机电路链，以及其中，当发送所述信道探测前导码时，所述控制器关闭所述多个附加 RF发射机电路链中的至少一部分的电源，以便减少功耗。
10、 如权利要求9所述的移动台，其中对于高吞吐量数据传输，所述 控制器(222)指示所述RF切换元件(212)将所述RF发射机电路链中的 每一个链耦接至所述多个移动台天线中相应的一个天线上，以及其中，所述多个RF发射机电路链共同提供高吞吐量数据，以便通过所 述多个移动台天线同时发送。
11、 一种激励信道的方法，包括利用移动台的多个移动台天线中的 每个天线，串行发送信道探测前导码的多个不同部分，以便由接入点在向 所述移动台发送波束赋形信号时使用。
12、 如权利要求11所述的方法，还包括接收波束赋形信号，所述波 束赋形信号是由所述接入点利用多个接入点天线发送的，且所述波束赋形 信号是基于接收到由所述多个移动台天线发送的所述信道探测前导码的所 述不同部分而生成的。
13、 如权利要求12所述的方法，还包括向所述RF切换元件提供表示所述信道探测前导码的时域(TD) RF信 号；以及基于所述信道探测前导码中各个字段的持续时间，在各个所述移动台 天线之间进行切换。
14、 如权利要求13所述的方法，其中所述信道探测前导码包括由所述 多个移动台天线中的第一个天线发送的短训练字段、第一长训练字段、信 令字段或高吞吐量信令字段中的至少一个，其中，所述信道探测前导码还包括一个或多个附加长训练字段，用于 在所述多个移动台天线中相应的附加天线上顺序发送，以及其中，所述高吞吐量信令字段包括信道探测比特，当所述信道探测比 特被设置时，其指示所述信道探测前导码是当前分组的一部分。
15、 如权利要求14所述的方法，其中所述信道探测前导码是上行分组 的前导码，所述上行分组另外还包括数据字段，所述数据字段由所述多个 移动台天线中发送了所述信道探测前导码的最后字段的一个天线发送。
16、 如权利要求14所述的方法，其中，响应于所述接入点的信道探测 请求，向所述接入点发送所述信道探测前导码。
17、 如权利要求14所述的方法，其中，所述信道探测前导码是确认分 组的一部分。
18、 如权利要求14所述的方法，其中，所述接入点包括波束赋形器， 用于基于所述信道探测前导码中的所述长训练字段，为所述多个接入点天 线中的每一个生成波束赋形权重，以便在利用所述多个接入点天线中的至 少两个向所述移动台发送高吞吐量数据时使用。
19、 如权利要求13所述的方法，还包括当发送所述信道探测前导码时，关闭所述多个附加RF发射机电路链中的至少一部分的电源，以便减少 功耗。
20、 如权利要求19所述的方法，其中，对于高吞吐量数据传输，所述 方法还包括将所述多个RF发射机电路链中的每一个耦接至所述多个移动台天线中相应的一个天线上；以及由所述多个RF发射机电路链提供高吞吐量数据，以便由所述多个移动 台天线同时进行发送。
全文摘要
本文总体上描述了在无线网络中进行信道探测的移动台和方法的实施例。还描述并要求保护了其它实施例。在部分实施例中，在多输入多输出(MIMO)系统中，使用单个射频发射机链执行信道探测。在部分实施例中，在多个移动台发射天线上串行发送信道探测前导码的各个部分，以使得接入点能够进行MIMO波束赋形。
文档编号H04B7/06GK101371460SQ200780002263
公开日2009年2月18日 申请日期2007年2月12日 优先权日2006年2月10日
发明者S·韦克斯曼 申请人:英特尔公司