利用天线收缩的波束形成制造技术

利用天线收缩以减少用于为特定副载波发射数据的发射天线的 数目，提供波束形成给无线MIMO设备。在传统方法中，如果N个 空间流用于提供空间复用，则N个发射天线将用于为每一个副载波发 射。在至少一个本发明专利技术的实施例中，利用少于N个发射天线用于一个 或多个副载波实现了信道容量的增强。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及电子通信领域，更具体地说，涉及用于在通信系 统中执行波束形成的技术。
技术介绍
多输入多输出(MIMO)是在通信信道的每一端利用多个天线(或其 它变换器)的通信技术。例如，多个发射天线可用于发射信号到无线信 道而多个接收天线可用于在信道的另 一端接收信号。通过提供诸如阵 列增益、分集增益以及增强的共道干扰抑制等好处，MIMO技术能够 提供信道中增强的频i普效率。这些好处可用于提供数据速率、通信范 围、可靠性、用户业务数目，和/或其它工作参数的增强。多载波通信 是利用大量相对窄带的副载波从一点到另 一点发射数据的技术。多载 波技术(诸如正交频分复用(OFDM))可用于提供对符号间干扰(ISI)以 及其它有害信道效应的抵抗性。需要在基于MIMO的系统中有效地实 现多载波通信技术的策略。附图说明图1是描述结合本专利技术的特征的示例性无线网络配置的框图； 图2、 3和4是根据本专利技术的实施例描述传统天线选择和天线收缩(puncturing)之间差异的图表；图5是描述根据本专利技术的实施例的示例性发射器系统的框图； 图6是描述根据本专利技术的实施例的示例性天线收缩逻辑的框图，它可用于在发射器系统中为单个副载波实现天线收缩；图7是描述可根据本专利技术的实施例使用的另 一示例性发射器系统的框图；图8是描述根据本专利技术的实施例的示例性天线转换开关配置的框图；以及 的流程图。具体实施例方式在下面的详细描述中，参考附图以描述的方式给出实践了本专利技术 的特定实施例。这些实施例被足够详细地描述以使那些本领域的技术 人员能够实践本专利技术。可以理解，本专利技术的各种实施例尽管不同但也 不必互相排斥。例如，结合一个实施例在本文中描述的特定的特征、 结构或特性在不背离本专利技术精神和范围的前提下可在其它实施例中 实现。此外可以理解，每一个公开的实施例中单个元件的位置或配置 在不背离本专利技术精神和范围的前提下可^皮修改。因此下面的详细描述 并不用于限制，本专利技术的范围仅通过适当解释的所附权利要求以及权 利要求授权的等价物的全部范围来定义。在附图中，类似的标记指示 贯穿各个视图相同或相似的功能。图1是描述可结合本专利技术特征的示例性无线网络配置10的框图。 如所示，发射设备12利用无线信道与接收设备14进行通信。发射设 备12和接收设备14都包括多个天线。例如，在所述实施例中，发射 设备12包括三个发射天线16而接收设备14包括两个接收天线18。 在其它实施例中，不同数目的天线可被使用。任意类型的天线可被使 用，包括例如偶极天线、接线天线、螺旋天线，和/或其它。因为发射 设备12和接收设备14都具有多个天线，所以多输入多输出(MIMO) 技术可用于通过无线信道发射数据。当使用MIMO时，无线信道可被 称为MIMO信道。发射设备12和接收设备14都可与任意类型的能够 无线通信的设备或系统相关联。这可包括，例如具有无线连网能力的 膝上、掌上、桌面或平板计算机、具有无线连网能力的个人数字助理 (PDA)，蜂窝电话或其它手持无线通信设备，无线基站或接入点，无7说明书第3/12页线网络客户端设备、卫星通信设备、通信卫星中的收发机、与陆地无线链路相关联的收发机、超移动个人计算机(UMPC)、寻呼机和/或其它设备或系统。在一种众所周知为空间复用的MIMO技术中，输入数据在传输之 前被划分成N个空间流(其中N是大于1的正整数)。然后来自N个空 间流的数据可利用N个发射天线独立并且同时发射到MIMO信道。 然后只要接收天线的数目大于或等于发射天线的数目，MIMO信道另 一端的接收机就能够解复用N个空间流。接收设备可包括，例如最大 似然(ML)接收机、迫零接收机、最小均方差(MMSE)接收机和/或一些 其它类型的用于恢复发射数据的接收机。因为独立的符号流通过每一 个天线进行发射，所以空间复用可实现MIMO信道中相对较高的吞吐 量。多载波通信是通过信道利用多个副载波并行发射数据的技术。当 前非常流行的一种多载波通信形式是正交频分复用(OFDM),它利用 多个正交的副载波以通过信道传送数据。其它形式的多载波通信也存 在。在本专利技术的一个方面，提供了用于改进利用多载波通信技术的 MIMO系统中性能的技术。天线选择是可在MIMO启用设备或网络中使用从而为有效通信 选择少于可用数目的天线的技术。当空间复用在MIMO信道中使用 时，对于每个空间流，通常使用一个发射天线。因此，当天线选择与 空间复用 一起被实施时，使选择的天线数目等于使用的空间流的数 目。在本专利技术的构思中，确定了基于逐个副载波通过放松发射天线的 数目约束来允许进一步减少用于实现空间复用的天线数目，从而可得 到另外的容量增益。该技术在本文中称为天线收缩，，。天线收缩认 为，对于一些副载波，利用少于空间流数目的天线可为相应的MIMO 信道产生较高的总容量。图2、 3和4是根据本专利技术的实施例描述传统天线选择和天线收 缩之间差异的图表。这些图表中的每一个都表示利用9个副载波(表示为行)的多载波MIMO系统内在特定发射时间的传输情形，并且其中 有三个可用的发射天线(表示为列)。交叉阴影在图表中用于标识对特 定副载波有效的天线。图2和3描述了在利用两个空间流的空间复用 配置中天线选择的使用。在图2给出的示例中，使用天线选择过程从 而为每一个副载波(即副载波0-8)选择相同的两个天线。在图3的示例 中，天线选择过程被使用从而可为每一个副载波选择不同的两个天线 的组。在图2和图3中，为每一个副载波选择的天线数目都等于空间 流的数目。也就是说，对每一个副载波，为每一个空间流选择一个天 线。图4描述了根据本专利技术的实施例用于MIMO信道的天线收缩的示 例性使用，它利用带有三个空间流的空间复用。如所示，不同数目的 有效天线可被选择用于多载波带中的每一个副载波。例如，参考图4， 三个天线对副载波O有效，两个天线对副载波l有效，三个天线对副 载波2有效，两个天线对副载波3有效等等。因此，对每一个副载波 有效的天线数目不必等于(即，它可以少于)所使用的空间流的数目。 当用于副载波的天线数目少于空间流的数目时， 一个或多个与该副载 波相关联的数据符号不被发射(即符号被擦除)。换个角度来看，这些 符号以零功率被发射。被擦除的符号可在接收设备中利用相应的FEC 码的纠错能力来恢复。天线收缩类似于编码中的代码收缩概念，其中 一个或多个代码位可被省去(或收缩)以调整所用的代码率。天线收缩在MIMO信道中的目的通常是增强信道的一些性能特 性(如信道容量)。在一种可能的方法中，利用接收设备中生成的信道 信息，天线收缩计算可在接收设备中实现。然后接收设备可将天线收 缩信息反馈给发射设备用于后续的传输。在另一可能的方法中，当信 道信息在发射设备可获得时(如，如果闭环MIMO实施例中使用暗示 的或清楚的反馈等)，天线收缩计算可在发射设备本身中实现。有时， 当多个天线在公共MIMO信道中以相同频率发射时，对于特定的副载 波，其中一个发射天线将对其它发射天线产生大量干扰。天线收缩可用于防止引起干扰的天线为该副载波发射，因此减少了干扰并改进了容量。当用于MIMO信道的信道矩阵具有两个或更多个相等(或近似 相等)的列时，其中一个被使用的发射天线就可能是如上所述引起干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：　将输入数据分成Ｎ个空间流以执行空间复用ＭＩＭＯ，其中Ｎ是大于１的正整数；　对于每一个空间流，分配数据符号给多载波带的数据副载波；以及　响应控制信息，在发射时间对于所述多载波带中的一些数据副载波从Ｎ个发射天 线发射数据符号而对于所述多载波带中的至少一个其它数据副载波从少于Ｎ个发射天线发射数据符号，其中对于至少一个其它副载波执行数据符号从少于Ｎ个发射天线的发射以便增大相应ＭＩＭＯ信道中的信道容量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.26 US 11/527,1281.一种方法，包括将输入数据分成N个空间流以执行空间复用MIMO，其中N是大于1的正整数；对于每一个空间流，分配数据符号给多载波带的数据副载波；以及响应控制信息，在发射时间对于所述多载波带中的一些数据副载波从N个发射天线发射数据符号而对于所述多载波带中的至少一个其它数据副载波从少于N个发射天线发射数据符号，其中对于至少一个其它副载波执行数据符号从少于N个发射天线的发射以便增大相应MIMO信道中的信道容量。2. 如权利要求1所述的方法，其中所述控制信息在所述发射时间之前从远程接收设备接收。3. 如权利要求2所述的方法，其中所述远程接收设备根据，其中，用于所述MIMO信道的信道信 息生成所述控制信息。4. 如权利要求l所述的方法，还包括 所述控制信息在所述发射时间之前在本地生成。5. 如权利要求l所述的方法，其中对于一些副载波从N个发射天线发射数据符号包括对于已分配 总发射功率Pa的第一副载波从N个发射天线发射数据符号，其中Pa/N 的功率水平从用于所述第一副载波的所述N个发射天线的每一个发 射天线发射；以及对于至少一个其它副载波从少于N个发射天线发射数据符号包 括对于已分配总发射功率Pb的第二副载波从L个发射天线发射数据符 号，其中L小于N，其中Pb/L的功率水平从用于所述第二副载波的所 述L个发射天线中的每一个发射天线发射。6. 如权利要求l所述的方法，其中 所述发射天线是虚拟天线。7. —种装置，包括空间流交织器，用于根据输入数据生成N个空间流，其中N是 大于1的正整数，所述N个空间流用于执行空间复用MIMO;用于所述N个空间流中的每一个空间流的副载波分配功能，所述 副载波分配功能从所述空间流分配符号给多载波带的数据副载波；以 及天线收缩逻辑，用于为所述N个空间流执行天线收缩使得在特定 的发射时间对于所述多载波带的一些数据副载波从N个发射天线发 射数据符号而对于所述多栽波带的至少一个其它数据副载波从少于N 个发射天线发射数据符号，其中所述天线收缩逻辑执行所述天线收缩 以增大相应MIMO信道中的容量。8. 如权利要求7所述的装置，其中响应控制信息，所述天线收缩逻辑执行所述天线收缩，其中所述 控制信息从远程接收设备接收。9. 如权利要求7所述的装置，其中响应控制信息，所述天线收缩逻辑执行所述天线收缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·苏奇科弗，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US