用于有效地提供MIMO通信的信道反馈的通信站和方法技术

本发明专利技术中一般描述用于有效地提供通过OFDM信道的MIMO通信的信道反馈的通信站和方法的实施例。在一些实施例中，接收站可跨时间和/或频率来执行信道信息的递归差分量化，以便生成量化差分信道反馈。来自各接收站的量化差分信道反馈可由传送站用于对送往一个或多个接收站的MIMO传输进行预编码。量化差分信道反馈可以是量化差分信道矩阵或者量化差分波束成形矩阵。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
实施例涉及包括无线保真(WiFi)通信的无线通信。一些实施例涉及多输出(MIMO)通信，其包括单用户MMO (SU-MIMO)、多用户MMO (MU-MIMO)和协作MMO通信。一些实施例涉及按照IEEE 802.11标准之一(例如IEEE 802.1lac即将来临标准)进行操作的MU-MIMO 系统。
技术介绍
MMO通信在发射器和接收器两者利用多个天线来改进通信性能。SU-MMO系统可使用两个或更多天线向/从单个站传送和接收信号，而MU-MMO系统使用多个空间信道利用两个或更多天线同时向/从多个站传送和接收信号。在MU-MMO系统中，对不同站的信号预编码以供在不同空间信道上的传输。预编码允许接收站分出预计送往特定站的数据。MU-MMO传输的信号的预编码利用诸如信道矩阵或者波束成形矩阵之类的信道信息的反馈。这个信道反馈的一个问题是与向传送站回送反馈关联的大量开销。由于反馈的大小，可降低可用信道吞吐量。这个反馈的另一个问题是与生成信道反馈关联的处理开销。生成和传送反馈增加站的功率消耗。因此，一般需要用于有效地提供MMO通信的信道反馈的通信站和方法。还一般需要既降低信道开销又降低处理开销的用于提供信道反馈的通信站和方法。附图说明图1示出按照一些实施例的基本服务集(BSS)； 图2示出按照一些实施例的传送站和接收站；以及 图3示出各种信道反馈技术的信道容量的比较。具体实施例方式以下描述和附图充分示出具体实施例，以便使本领域的技术人员能够实施这些实施例。其它实施例可结合结构、逻辑、电、过程和其它变更。一些实施例的部分和特征可包含在其它实施例的部分或特征中，或者作为其替代。权利要求中提出的实施例包含那些权利要求的所有可用等效方面。图1示出按照一些实施例的BSS。BSS 100包括接入点(AP) 102以及多个关联通信站(STA) 104。按照实施例，接入点102配置成使用MMO技术向一个或多个站104传送数据帧。在一些实施例中，数据帧可以是MMO传输105。在一些MU-MMO实施例中，数据帧可以是MU-MMO传输，其可包括到至少一些站104的空间分开的数据分组的并发传输。空间分开的数据分组可包括在同一频谱之内并发传送的多个单独数据分组。可对各数据分组分开预编码以供接收站接收。MU-MMO通信可使用下行链路空分多址(DL-SDMA)技术。按照实施例，相邻信道或波束成形矩阵之间的相关性用于降低开销和复杂度。站104可向接入点102提供信道反馈103，以便允许接入点102对MMO传输105的数据分组预编码。信道反馈可包括量化差分信道反馈，其包含信道状态信息或者波束成形信息。量化差分信道反馈可跨时间或者跨频率以差分方式来量化。在一些实施例中，量化差分信道反馈可跨时间和频率时间两者以差分方式来量化。信道反馈的这个差分量化可显著降低反馈量，特别是对于MU-MMO通信。下面更详细描述这些实施例。诸如IEEE 802.1ln系统之类的常规系统的一个问题在于，不存在差分量化，并且一般对每个子载波独立量化信道和波束成形矩阵。因此忽略跨子载波的相关性。按照实施例，跨子载波的相关性用于降低反馈开销和量化复杂度。在一些可选实施例中，差分量化还可应用于单个子载波，以便以略高的开销为代价来降低量化复杂度。下面更详细描述这些实施例。包括MU-MMO传输的空间分开的数据分组可在可包括正交频分复用(OFDM)频率子载波的相同集合的同一频率信道上并发地传送。每个数据分组可寻址到站104之一并且经预编码以供其接收。在这些实施例中，可同时传送各个数据分组，并且可在不同空间信道上传送各数据分组。在这些实施例中，可基于每个站所提供的量化差分信道反馈专门对MU-MIMO传输的数据分组预编码以供站之一接收。在一些实施例中，两个或更多流可由接入点102按照MU-MMO技术来传送。每个流可包括经预编码以供一个或多个站104接收的分组。在其它实施例中，单个流可按照SU-MIMO技术传送给站104的单个站。 在一些实施例中，包括多个OFDM子载波的单个频率信道可用于传送MIMO传输105。在一些IEEE 802.1lac实施例中，主频率信道以及多达七个辅助频率信道可用于传送MIMO传输105。例如，各频率信道可以是20-MHZ频率信道，并且可使用OFDM子载波的预定隹A 口 OBSS 100的接入点102和站104可实现用于接入无线介质的载波侦测多址技术(CSMA)，例如IEEE 802.11的冲突回避载波侦测多址(CSMA/CA)技术。在一些实施例中，MIMO传输105可作为单帧由接入点102按照CSMA/CA技术来传送。接入点102可从站104接收指示数据分组的接收的单独确认，例如块确认(BA)。确认可由站104响应MMO传输105的接收而按照CSMA/CA技术在同一频率信道上传送。MIMO传输105可以是其中可包括一个或多个训练字段和一个或多个信令字段的单帧。MMO传输105可按照诸如IEEE 802.1lac即将来临标准之类的IEEE 802.11标准来配置。在一些实施例中，接入点102和站104可将总共四个或更多天线用于MMO通信。在一些实施例中，接入点102和站104可将量化差分信道信息用于MMO通信。在其它实施例中，接入点102和站104可将量化差分波束成形信息用于MMO通信。在一些实施例中，站104可以是固定或移动无线通信装置，例如个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的膝上型或便携计算机、智能电话、万维网书写板、无线电话、无线耳机、寻呼机、即时消息传递装置、数字摄像机、接入点、电视机、医疗装置(例如心率监视器、血压监视器等)或者可通过无线方式接收和/或传送信息的其它装置。接入点102和站104可包括实现本文所述操作的若干分开的功能单元，包括无线电收发器、处理电路和存储器。一个或多个功能单元可以相组合，并且可通过诸如包括数字信号处理器(DSP)的处理单元之类的软件配置单元和/或其它硬件单元的组合来实现。例如，一些单元可包括一个或多个微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)以及用于至少执行至少本文所述功能的各种硬件和逻辑电路的组合。图2示出按照实施例的传送站和接收站。传送站202可适合于用作接入点102 (图1)或者站104的任一个(图1)。接收站204也可适合于用作接入点102 (图1)或者站104的任一个(图1)。一般来说，传送站202配置成对MIMO传输105预编码以供传送给诸如接收站204之类的一个或多个接收站，以及接收站204配置成向传送站提供信道反馈以供对MIMO传输105预编码中使用。在一些实施例中，信道反馈可包括量化差分信道矩阵。在其它实施例中，信道反馈可包括量化差分波束成形矩阵。传送站202其中可包括基于信道反馈对送往一个或多个接收站的传输预编码的预编码电路206。如以下更详细论述，信道反馈可包括量化差分信道矩阵或量化差分波束成形矩阵。在一些实施例中，信道矩阵或波束成形矩阵可在频率上(跨两个或更多子载波)以差分方式来量化。在一些其它实施例中，信道矩阵或波束成形矩阵可跨时间(例如对于在不同时间所取的时间样本)以差分方式来量化。在一些其它实施例中，信道矩阵或波束成形矩阵可在频率和时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.23 US 12/861,6851.一种由接收站所执行以用于提供正交频分复用(OFDM)信道的信道反馈的方法，所述方法包括: 跨时间和频率的至少一个来执行信道信息的递归差分量化，以便生成量化差分信道反馈；以及 向传送站传送所述量化差分信道反馈，供对多输入多输出(MIMO)传输预编码中使用， 其中所述量化差分信道反馈包括量化差分信道矩阵和量化差分波束成形矩阵其中之O2.如权利要求1所述的方法，其中，所述MMO传输是单用户MMO传输、多用户MMO传输或者协作MIMO传输其中之一，以及 其中所述量化差分信道矩阵包括用于各矩阵元素的2至4比特，以及 其中所述量化差分波束成形矩阵包括用于各矩阵的2至21比特。3.如权利要求1所述的方法，其中，为生成所述量化差分信道矩阵，所述方法包括: 在所述频域中对第一子载波的信道矩阵进行归一化，并且使用差分码本递归地量化所述第一子载波的所述归一化信道矩阵与初始参考矩阵之间的差；或者 将所述差分码本缩放成匹配信道幅值，并且使用所述缩放的差分码本递归地量化所述第一子载波的所述信道矩阵与所述初始参考矩阵之间的差。4.如权利要求3所述的方法，其中，递归地量化包括: 基于先前更新的参考矩阵与所述第一子载波的所述信道矩阵之间的差对多次迭代来迭代地更新所述初始参考矩阵，以便得到细化参考矩阵；以及` 量化各后续细化参考矩阵与所述信道矩阵之间的差，以便生成所述第一子载波的量化索弓丨， 其中所述初始参考矩阵最初是常数矩阵。5.如权利要求3所述的方法，还包括量化当前子载波的所述信道矩阵中的信道条目与前一子载波的重构信道条目之间的差，以便生成将要反馈到所述传送站的所述当前子载波的量化索引， 其中所述前一子载波最初是所述第一子载波。6.如权利要求5所述的方法，其中，对于跨频率执行差分量化，所述当前子载波和所述前一子载波是非相邻子载波，并且通过一个或多个中间子载波来分开，以及 其中所述方法包括避免对所述中间子载波执行所述差分量化。7.如权利要求6所述的方法，还包括为子载波的后续样本跨时间执行差分量化。8.如权利要求5所述的方法，还包括最初使用具有64-QAM星座的常规量化码本以逐个条目的方式量化所述第一子载波的所述信道矩阵。9.如权利要求1所述的方法，其中，为生成所述量化差分波束成形矩阵，所述方法包括: 通过旋转所述差分码本中的初始波束成形矩阵以集中于所述初始参考波束成形矩阵，来生成量化波束成形矩阵的候选集合； 评估至少一些所述候选矩阵的性能；以及 基于所述所评估性能来选择所述候选矩阵其中之一，并且使用所述所选候选矩阵作为细化参考矩阵以供当前子载波或者下一个子载波的另外迭代。10.如权利要求9所述的方法，其中，为跨频率执行差分量化以用于生成所述量化差分波束成形矩阵，所述方法包括使用所述所选候选矩阵作为所述细化参考矩阵供所述下一个子载波的差分量化的另外迭代，所述下一个子载波通过一个或多个中间子载波与前一子载波分开。11.如权利要求9所述的方法，其中，为跨时间执行差分量化以用于生成所述量化差分波束成形矩阵，所述方法包括使用所述所选候选矩阵作为所述细化参考矩阵以供同一子载波的后续样本的差分量化的另外迭代。12.如权利要求9所述的方法，还包括将循环冗余校验(CRC)添加到包括供传送给所述传送站的所述量化差分波束成形矩阵的帧。13.如权利要求1所述的方法，其中，所述MIMO传输是包括由所述传送站向两个或更多接收站进行的空间分开的数据分组的并发传输的多用户MIMO传输，以及 其中基于所述接收站的关联接收站所提供的量化差分信道反馈来对每个所述空间分开的数据分组预编码以供所述关联接收站接收。14.一种接收站，配置成提供通过正交频分复用(OFDM)信道的多输入多输出(MIMO)通信的信道反馈，所述接收站包括: 差分量化电路，跨时间和频率其中之一递归地量化差分信道信息，以便生成量化差分信道反馈；以及 电路，向传送站传送所述量化差分信道反馈以供对随后由所述接收站接收的MIMO传输进行预编码中使用， 其中所述量化差分信道反馈包括量化差分信道矩阵和量化差分波束成形矩阵其中之一15.如权利要求14所述的接收站，其中，所述差分量化电路配置成: 在所述频域中对第一子载波的信道矩阵进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆华，牛华宁，林新天，朱源，TJ肯尼，E佩拉希亚，李洪刚，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：
国别省市：