专利名称：根据性能参数控制转发器的mimo收发器的制作方法
技术领域：
本发明针对供蜂窝通信系统中使用的MIMO收发器。本发明还公开了用于蜂窝通信系统的转发器。
背景技术：
在现代蜂窝通信系统中，经常为了增强系统的性能而使用所谓的MIMO技术一多输入多输出。已知如果无线介质支持所谓的“丰富”通信信道，即发射方和接收方之间有大量的多径传播的通信信道，则MIMO系统工作性能优于非MIMO系统。高程度的多径传播通常导致所谓的“高秩"ΜΙΜΟ信道，其能够用于通过多个同时发生的数据流的发射来使得数据速率增加或用于通过在MIMO信道上使用分集技术来增加差错保护。但是，如果存在低程度的多径传播，则MIMO信道可能是“秩亏”，并因此不能够支持期望种类的MIMO技术。在纯视距-LOS-情况下尤其如此，其中，不存在多径传播，或者反射路径相比直接路径太弱，使得MIMO信道变成事实上秩亏。除了要求高秩信道以外，为了提供好的性能，MIMO技术通常还要求高信噪比-SNR。但是，与高秩信道联系在一起的丰富多径环境，通常还由于多次反射等而导致强烈的信号衰减，并因此导致过低的SNR。
发明内容
如已从上文显露的，需要一种解决方案，借助于该解决方案，蜂窝通信系统中的 MIMO信道能够被给予增加的秩或增加的多径传播，同时还优选地增加用于MIMO的信道的 SNR。这种解决方案由本发明提出，因为它公开了供蜂窝通信系统中使用的收发器，该收发器设置成借助于用于多输入多输出-MIMO-的技术来与该系统中的至少一个其他收发
^rififn ο本发明的收发器还设置成控制转发器的功能，该转发器设置成转发该收发器和上述至少一个其他收发器之间的通信，作为该收发器和上述至少一个其他收发器之间的通信的测量性能参数的结果来实施该收发器对该转发器的控制。因此，本发明的收发器能够借助于控制转发器的功能来影响到上述至少一个其他收发器的通信信道。在一个实施例中，收发器设置成控制的转发器中的功能包括转发器的启用和停用，即收发器能够开启/关闭转发器，因此增加或减少MIMO信道的秩，因为转发器的状态(开/关)会影响多径传播。在一个实施例中，收发器设置成控制的转发器中的功能包括转发信号的振幅和/ 或相位，使得信道取得多个同等强的所谓的“奇异值”，这是有益的，特别是在高SNR值的情况下。在一个实施例中，测量性能参数由收发器本身测量，而在另一个实施例中，测量性能参数由上述至少一个其他收发器测量并向收发器报告以用于行动。在一个实施例中，本发明的收发器是用于系统中的小区的控制节点，例如，LTE eNodeB。在一个实施例中，本发明的收发器是用户终端。本发明还公开了供蜂窝通信系统中使用的转发器，该转发器设置成转发系统中的第一和第二收发器之间的通信。本发明的转发器设置成使其功能从外部源远程控制，例如上述收发器之一，该转发器设置成转发上述收发器之间的通信。本发明还公开了有如上所述的收发器的蜂窝通信系统。这些和其他实施例会在下文中更详细地描述。
在下面会参考附图更详细地描述本发明，其中图1示出能够在其中应用本发明的现有技术系统的例子，以及图2示出应用了本发明的一个实施例的图1的系统，
图3示出本发明的另外的实施例。
具体实施例方式下面，会详细描述本发明。会使用可能特定于所谓的LTE系统一长期演进一的术语，但是应该理解的是，这只是为了促进读者对本发明的理解，并且不应该用于限制为本发明追求的或给予本发明的保护范围，因为本发明能够在大量不同种类的蜂窝通信系统中使用，例如，CDMA 2000和TD SCDMA0本发明还能够在非蜂窝无线通信系统中应用，例如，WLAN 系统。图1示出传统蜂窝通信系统100中的小区105。在小区105中，存在控制节点一所谓的无线电基站，其在LTE系统中被称为eNodeB。小区105还设置成容纳多个用户，例如示出为UE(用户设备)115的用户。eNodeB 110路由往来于UE 115的通信。在例如图1中示出的系统100的系统中，所谓的MIMO技术一多输入多输出一能够用于增强UE 115和eNodeB 110之间的通信。但是，如图1中所示，在UE和eNodeB之间 “只”存在视距-LOS-传播，其对MIMO技术是不利的，因为MIMO依赖所谓的“丰富”信道，即其中存在多径传播的信道，使得在eNodeB和UE之间存在至少两条备选的传播路径。(应该注意的是，这两条备选的传播路径不需要包括视距路径。)因为MIMO技术为系统100提供多个优点，例如，更高程度的数据吞吐量，所以本发明旨在提供丰富信道，即使是在丰富信道没有自然存在的情况下，例如在如图1中示出的小区105中。在图2中示意地示出这是如何由本发明实现的，其示出系统200中的小区 205，基本上类似于图1中的现有技术系统100的小区105。但是，如图2中所示，这两个系统100和200之间的差别是系统200中的至少一个小区205配备了至少一个转发器；在图2中示出多个转发器“1^”206、207、208、209。转发器的基本功能是转发eNOdeB210和UE 215之间的通信，并且，如借助于箭头所示，小区205 中转发器的存在增加了 eNodeB 210和UE 215之间的信道的秩，因为转发器会为eNodeB和UE之间的多径传播创造条件，使得获得“丰富”信道。但是，取决于多个因素，例如小区205的地形、eNodeB和UE中的天线辐射图和天线极化，转发器206-209中的一个或更多可能对NodeB和UE之间的通信信道的秩没有重大贡献。在这种情况下，根据本发明，所讨论的转发器能够被关闭，然后如果情况改变的话能够被再次开启。为此，即转发器的开启或关闭，本发明的eNodeB设置成作为eNodeB和至少一个UE 之间的通信的测量性能参数的结果来控制转发器的功能。来自控制收发器一在这一情况下也就是eNodeB-的控制信号能够在系统中的专用于此的信道上发送或它控制信号能够在系统中的其他信道上发送，例如其他控制信道。会在稍后更详细地描述测量性能参数，但是首先会列举转发器中的设置成由 eNodeB控制的功能。如前面提到的，转发器中的设置成“被远程控制”的功能的一个例子是转发器的基本功能，使得转发器的转发eNodeB和UE之间的通信的能力被启用或停用。这能够，例如，包括开启和关闭转发器中的一个或更多放大器或整个转发器的通/断电。因此，应该注意的是，在本发明的转发器连接到(或包括)电源这一意义上来说，它是有源转发器。转发器中的另一个适合设置成“远程控制”的功能是转发信号的振幅和/或相位。 换句话说，如果转发器接收例如来自eNodeB的信号，然后向UE转发该信号，则转发器会首先放大该信号并在向UE转播它之前给予它期望的相位。因此，转发器会具有用于向接收方转发信号的天线。该天线能够具有多个辐射元件，所以该天线能够是有一个辐射元件的“传统”天线，或它能够是有多个辐射元件的所谓的阵列天线。对于转发信号的相位控制能够在任一种类天线一即阵列天线或有一个辐射元件的天线一中应用。在阵列天线的情况下，振幅和相位控制能够用于转发信号的所谓的“波束成形”。影响转发信号的增益和相位的目的能够是保证接收方一在该情况下是UE-接收多个同等强的信号，即每个MIMO“子信道”上的一个信号，使得获得同等强的所谓“奇异值”， 因为众所周知这在高SNR情况下优化信道容量。能够借助于转发器中的一个或更多可控的放大器和延迟线来影响转发信号的增益和相位。现在转向性能参数的问题，为了控制本发明的转发器的功能而测量和使用性能参数，应该首先提到的是，对本发明的转发器的控制可能来自eNodeB或来自UE ；换句话说，本发明公开了设置成控制转发器的功能的eNodeB和UE。为使用更一般的术语，本发明公开了设置成控制转发器的收发器(eNodeB或UE)。为此，会认识到的是，多个备选是可能的1) “控制收发器”测量性能参数，然后实施对转发器的控制。2)性能参数由与控制收发器通信的收发器测量，然后向控制收发器报告以用于对转发器的控制。3)测量性能参数被转发到在小区205之外的节点，例如用来控制eNodeB 210的控制节点。控制节点作出有关对小区205中的一个转发器或多个转发器的控制的决定，然后向执行决定的控制收发器转发决定。但是，作为例子，为了说明本发明，会使用以下情况eNodeB控制转发器以及性能特性由UE测量并向eNodeB转发以用于行动。由UE测量然后向eNodeB转发的性能特性的例子包括MIMO信道的秩和/或MIMO信道一即MIMO通信中的每个所谓的“子信道”一的所谓的CQI，信道质量指示。如果例如 CQI是足够的或者在某一门限之上，则eNodeB能够停用至少一个转发器，以查看对测量的一个参数或多个参数会有什么作用。当然，相反地，如果对于一个或更多子信道报告的秩和/或CQI是不足的，则已停用的转发器能够被启用。因此，测量性能参数包括一个或更多 MIMO信道的秩和/或MIMO信道的CQI。启用和停用系统中的一个或更多转发器的问题还能够被视为选择系统中将被启用的转发器的子集。下面，会给出当选择转发器的这种子集时能够用于本发明的原则的一些例子。取决于例如与eNodeB和UE有关的转发器位置、天线辐射方向图和极化，不是所有的转发器都可能对某一性能参数有重大贡献，因此不是所有的转发器都需要被启用。 性能参数的一个例子是前面讨论过的信道秩Q，其由UE或eNodeB中的发射机或接收机天线的最小数目在上面限制。因此，启用比满足由发射机或接收机天线的数目所给出的最大秩标准所需的转发器更多的转发器没有意义。另一个例子是，因为沿eNodeB和UE之间的LOS路径设置的转发器只会放大秩亏 LOS信道，所以它不会对秩有贡献。除此之外，特定的转发器可能离eNodeB和/或UE太远， 从而巨大的路径损耗可能因此使得转发器难以或不必要使用。除此之外，从系统性能的观点来看，如果一个或更多转发器对其他用户一例如在邻接的或邻近的小区中的用户一造成足够严重的干扰的话，则它们可能难以使用。当谈及选择转发器的子集时，若干标准能够被使用，例如1)得到期望的一例如最大的一信道秩2)优化奇异值的函数a.对于某一信道秩，选择(启用)转发器中给出最大和最小奇异值之间的最小比率一即信道条件数一的子集。b.对于某一信道秩Q，选择(启用)转发器中致使最小奇异值λ g的最大值一即 “最强弱信道” 一的子集。3)选择转发器中满足某一容量或吞吐量要求或最大化它的子集。4)基于哪些转发器具有最大的复合信道路径增益来选择转发器的子集。该标准会主要用来增加SNR。能够借助于在所有可能的转发器组合上搜索来找到转发器的最优子集。当从N个可用的转发器中选出K个转发器时，可能的组合的数目由以下公式给出
权利要求
1.一种供蜂窝通信系统(200)中使用的收发器(210、215;305、310、320、330)，所述收发器Q10、215 ；305、310、320、330)设置成借助于用于多输入多输出-MIMO-的技术与所述系统中的至少一个其他收发器通信，所述收发器Ο10、215;305、310、320、330)的特征在于它还设置成控制转发器O06、207、208 ；340)的功能，所述转发器Q06、207、208 ；340) 设置成转发所述收发器和所述至少一个其他收发器之间的通信，作为所述收发器和所述至少一个其他收发器之间的通信的测量性能参数的结果来实施所述控制。
2.如权利要求1所述的收发器Ο10、215;305、310、320、330)，其中，所述收发器设置成控制的所述转发器O06、207、208 ;340)中的所述功能包括所述转发器的启用和停用。
3.如权利要求1或2所述的收发器(210,215；305、310、320、330)，其中，所述收发器设置成控制的所述转发器O06、207、208 ；340)中的所述功能包括所述转发信号的振幅和/或相位。
4.如权利要求1-3中任何一个所述的收发器Q10、215;305、310、320、330)，其中，所述测量性能参数由所述收发器本身测量。
5.如权利要求1-3中任何一个所述的收发器Q10、215;305、310、320、330)，其中，所述测量性能参数由所述至少一个其他收发器测量并向所述收发器报告。
6.如权利要求1-5中任何一个所述的收发器Q10、215;305、310、320、330)，其中，所述测量性能参数包括一个或更多MIMO信道的秩和/或一个或更多MIMO信道的CQI。
7.如权利要求1-6中任何一个所述的收发器OlO；305)，是用于所述系统中的小区的控制节点。
8.如权利要求7所述的收发器(210;305)，是LTE eNodeB。
9.如权利要求1-6中任何一个所述的收发器015;310、320、330)，是用于所述系统的用户终端。
10.一种供蜂窝通信系统O00)中使用的转发器O06、207、208;340)，所述转发器 (206,207,208 ；340)设置成转发所述系统(200)中的第一 (210和第二 (215)收发器之间的通信，所述转发器O06、207、208 ；340)的特征在于它设置成使得其功能从外部源远程控制。
11.如权利要求10所述的转发器O06、207、208；340)，其中，所述外部源包括所述收发器(210,215)中的至少一个。
12.如权利要求10或11所述的转发器(206、207、208;340)，其中，设置成被远程控制的所述功能包括所述转发器的启用和停用。
13.如权利要求10-12中任何一个所述的转发器O06、207、208；340)，其中，设置成被远程控制的所述功能包括所述转发信号的振幅和/或相位。
14.如权利要求10-13中任何一个所述的转发器O06、208、207；340)，其中，所述外部源是用于所述系统中的小区005)的控制节点010)。
15.如权利要求14所述的转发器(206,207,208；340)，其中，所述外部源(210)是LTE eNodeBο
16.如权利要求10-13中任何一个所述的转发器O06、208；340)，其中，所述外部源是所述系统005)中的用户终端015)。
17.一种至少包括有第一收发器(210,215 ；305,310,320,330)的第一小区(205)的蜂窝通信系统000)，所述第一收发器Q10、215 ；305,310,320,330)设置成借助于用于多输入多输出-MIMO-的技术与所述小区中的其他收发器Q15、210 ；305,310,320,330)通信，所述系统O00)的特征在于所述第一收发器(210,215 ；305,310,320,330)设置成控制转发器(206,207,208 ；340) 的功能，所述转发器O06、207、208 ；340)设置成转发所述第一收发器和所述小区中的所述其他收发器中的至少一个之间的通信。
18.如权利要求17所述的系统(200)，其中，所述第一收发器(210,215；305、310、320、 330)设置成控制的所述转发器^)6、207、208 ；340)中的所述功能包括所述转发器(206、 207,208 ；340)的启用和停用。
19.如权利要求17或18所述的系统000)，其中，所述第一收发器Q10、215；305,310, 320,330)设置成控制的所述转发器O06、207、208 ;340)中的所述功能包括所述转发信号的振幅和/或相位。
20.如权利要求17-19中任何一个所述的系统000)，其中，所述测量性能参数由所述第一收发器(210,215 ；305,310,320,330)本身测量。
21.如权利要求17-20中任何一个所述的系统000)，其中，所述测量性能参数由所述至少一个其他收发器测量并向所述第一收发器报告。
22.如权利要求17-20中任何一个所述的系统000)，其中，所述测量性能参数包括一个或更多MIMO信道的秩和/或所述MIMO信道的CQI。
23.如权利要求17-22中任何一个所述的系统000)，其中，所述第一收发器是用于所述系统(200)中的小区(205)的控制节点(210 ；305)。
24.如权利要求17-23中任何一个所述的系统，是LTE系统一长期演进，其中，所述第一收发器是 LTE eNodeB(210 ；305)
25.如权利要求17-23中任何一个所述的系统，是LTE系统一长期演进，并且所述第一收发器是LTE用户终端。
26.如权利要求17-25中任何一个所述的系统000)，其中，所述第一收发器设置成启用所述多个转发器O06、207、208、209)的第一子集，并停用所述多个转发器(206、207、 208,209)的第二子集，所述启用和停用是基于预先确定的标准。
27.如权利要求17-26中任何一个所述的系统000)，其中，所述预先确定的标准包括所述第一收发器(210 ；305)和所述第一小区(205)中的至少一个用户(215 ；310,320,330) 之间的信道的秩和/或CQI。
28.如权利要求沈或27所述的系统000)，其中，所述预先确定的标准包括由第二转发器造成的、对所述第一收发器OlO ；305)和至少一个其他收发器015 ；310,320,330)之间的通信的干扰。
29.如权利要求沈-28中任何一个所述的系统000)，其中，所述第一收发器设置成基于以下标准中的一个或更多来启用和/或停用转发器O06、207、208、209 ；340)的所述第一和/或第二子集对于关于所述第一小区Ο05)中的一个或更多用户的某一信道秩Q，只启用致使最大和最小奇异值之间的最小比率一即信道条件数一的子集，对于关于所述第一小区(205)中的一个或更多用户(215)的某一信道秩Q，只启用致使所述最小奇异值Xq的最大值一即最强弱信道一的子集，只启用满足对于容量或吞吐量的某一需求的或最大化所述需求的子集， 只启用包括具有超过某一门限的复合信道路径增益的转发器的子集。
全文摘要
本发明公开了供蜂窝通信系统(200、300)中使用的收发器(210、215；305、310、320、330)，设置成借助于用于多输入多输出-MIMO—的技术与该系统中的至少一个其他收发器通信。该收发器还设置成控制转发器(206、207、208、209；340)的功能，该转发器设置成转发该收发器和上述至少一个其他收发器之间的通信，作为该收发器和上述至少一个其他收发器之间的通信的测量性能参数的结果来实施上述控制。在一个实施例中，该收发器设置成控制的该转发器(206、207、208、209；340)中的功能包括该转发器的启用和停用。
文档编号H04B7/02GK102356567SQ200980158309
公开日2012年2月15日 申请日期2009年4月29日 优先权日2009年3月19日
发明者M·科尔德利, P·弗伦格, P·珀森 申请人:瑞典爱立信有限公司