專利名稱：用于報告與干擾分量相關(guān)的信息的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電信系統(tǒng)，尤其是，涉及用于向另一個電信設(shè)備報告與一個電信設(shè)備接收的干擾分量相關(guān)的信息的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
最近，已經(jīng)研究了在空間和頻率域中高效的傳輸技術(shù)方案，以滿足對高數(shù)據(jù)速率無線電信的不斷增長的需求。在空間域，在發(fā)射機和接收機兩側(cè)使用多天線的多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)已經(jīng)得到關(guān)注，以開發(fā)有效頻譜的潛在的增加。
利用MIMO系統(tǒng)的傳輸技術(shù)方案已經(jīng)從兩種不同的方法進行研究。第一種方法與下列情形相關(guān)，其中電信設(shè)備在沒有有關(guān)(介于該電信設(shè)備本身與數(shù)據(jù)流被傳輸?shù)降碾娦旁O(shè)備之間的)信道條件的任何知識的條件下，針對每個數(shù)據(jù)流利用一個天線來同時傳輸并行數(shù)據(jù)流。
第二種方法是發(fā)送數(shù)據(jù)流的電信設(shè)備具有介于其本身與該數(shù)據(jù)流被傳輸?shù)降碾娦旁O(shè)備之間的信道條件的一些知識。該電信設(shè)備根據(jù)信道條件引導傳輸?shù)诫娦旁O(shè)備的信號，并且改善系統(tǒng)的整體性能。
實際上，當在上行鏈路和下行鏈路信道之間的信道響應是互逆的時候，例如在時分復用系統(tǒng)中，信道條件根據(jù)如下方法得到第一電信設(shè)備傳輸導頻信號給第二電信設(shè)備，第二電信設(shè)備接收該導頻信號，從接收的導頻信號中確定信道響應，如以表示信道條件的信道矩陣的格式的實例，并利用所確定的矩陣來引導必須傳輸?shù)揭呀?jīng)發(fā)送導頻信號的第一電信設(shè)備的信號。
所確定的信道矩陣的系數(shù)是在第二電信設(shè)備的天線與第一電信設(shè)備的天線之間的復數(shù)傳播增益。
當?shù)谝浑娦旁O(shè)備僅接收與第二電信設(shè)備發(fā)送的信號并行傳輸?shù)目臻g白噪聲信號時，這樣確定信道條件是有效的。
空間白噪聲指的是由第一電信設(shè)備的每個天線接收的噪聲不相關(guān)而且具有相等的功率。
如果第一電信設(shè)備接收空間有色干擾分量，第二電信設(shè)備不知道這些干擾分量，并且第二電信設(shè)備可能以錯誤的方向來引導傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備的信號。例如，由第一電信設(shè)備接收的并且由第二電信設(shè)備傳輸?shù)男盘柨赡芫哂懈蓴_分量的相同方向。
空間有色噪聲指的是由第一電信設(shè)備的每個天線接收的噪聲是相關(guān)的，和或具有不同的功率。
如果第一電信設(shè)備能夠測量和報告其接收的干擾分量給第二電信設(shè)備，有可能避免上述問題。
到目前為止，在沒有以重要的方式降低用于典型數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挼臈l件下，對電信設(shè)備來說，向另一個電信設(shè)備報告測量的其接收的干擾分量是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
因而本發(fā)明的目的是提供允許將與一個電信設(shè)備接收的干擾分量相關(guān)的信息報告給另一個電信設(shè)備的方法和設(shè)備，而不會以重要的方式降低用于典型數(shù)據(jù)傳輸?shù)纳闲墟溌沸诺赖膸挕?br> 為了該目的，本發(fā)明涉及一種用于通過無線網(wǎng)絡(luò)將與第一電信設(shè)備所接收的干擾分量相關(guān)的信息報告給第二電信設(shè)備的方法，其中第一電信設(shè)備包括M個天線，第二電信設(shè)備包括N個天線，其特征在于該方法包括由第一電信設(shè)備執(zhí)行的步驟-測量第一電信設(shè)備所接收的干擾分量，-從測量的干擾分量中確定至多M個權(quán)重矢量，-利用所述至多M個權(quán)重矢量加權(quán)至多M個導頻信號，-將至多M個加權(quán)的導頻信號傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備。
本發(fā)明也涉及一種用于通過無線網(wǎng)絡(luò)將與第一電信設(shè)備所接收的干擾分量相關(guān)的信息報告給第二電信設(shè)備的設(shè)備，其中第一電信設(shè)備包括M個天線，第二電信設(shè)備包括N個天線，其特征在于該用于報告與干擾分量相關(guān)的信息的設(shè)備包括在第一電信設(shè)備中，并包括-用于測量第一電信設(shè)備所接收的干擾分量的裝置，-用于從測量的干擾分量中確定至多M個權(quán)重矢量的裝置，-用于利用至多M個確定的權(quán)重矢量加權(quán)至多M個導頻信號的裝置，
-用于將至多M個加權(quán)的導頻信號傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備的裝置。
因此，第一電信設(shè)備可以將與其接收的干擾分量相關(guān)的信息報告給第二電信設(shè)備，而不會以重要的方式降低用于典型數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挕?br> 根據(jù)第一有利的實施例，第一電信設(shè)備從所測量的干擾分量中確定至少兩個矩陣，其中第一矩陣表示干擾分量的空間方向和第二矩陣表示噪聲分量的功率，以及從第一和第二矩陣中確定至多M個權(quán)重矢量。
因而，為了確定至多M個權(quán)重矢量，第一電信設(shè)備不需要任何信息，類似于第二電信設(shè)備傳輸?shù)囊恍ьl信號。
根據(jù)另一有利的實施例，通過對從測量的干擾分量獲得的干擾相關(guān)矩陣RIN進行特征值分解來確定第一和第二矩陣。
因而，至多M個權(quán)重矢量的確定執(zhí)行是簡單的而且準確地反映了由第一電信設(shè)備接收的干擾分量。
根據(jù)另一有利的實施例，M個權(quán)重矢量g1到gM根據(jù)下列公式確定G＝[g1，…，gM]＝F*Φ-，其中x*表示x的共軛，F(xiàn)是第一矩陣，Φ是第二矩陣。
根據(jù)另一有利的實施例，第一電信設(shè)備確定一個功率系數(shù)，用所確定的功率系數(shù)加權(quán)至多M個導頻信號，并且將表示與所確定的功率系數(shù)相關(guān)的功率信息的信號傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備。
因而，如果第一電信設(shè)備調(diào)整其發(fā)送功率，則第二電信設(shè)備就知道該功率調(diào)整。
根據(jù)再一個方面，本發(fā)明涉及一種用于控制表示一組數(shù)據(jù)的信號由第二電信設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備的方法，其中第二電信設(shè)備具有N個天線，第一電信設(shè)備具有M個天線，其特征在于該方法包括由第二電信設(shè)備執(zhí)行的步驟-從第一電信設(shè)備接收至多M個導頻信號，-從至多M個接收的導頻信號中確定表示第一電信設(shè)備所接收的干擾分量的信息，-根據(jù)所確定的表示第一電信設(shè)備所接收的干擾分量的信息，控制表示該組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的傳輸。
本發(fā)明也涉及一種用于控制表示一組數(shù)據(jù)的信號由第二電信設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備的設(shè)備，其中第二電信設(shè)備具有N個天線，第一電信設(shè)備具有M個天線，其特征在于該用于控制信號傳輸?shù)脑O(shè)備包括在第二電信設(shè)備中，并且包括-用于從第一電信設(shè)備接收至多M個導頻信號的裝置，-用于從至多M個接收的導頻信號中確定表示由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的信息的裝置，-用于根據(jù)所確定的表示由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的信息，控制表示該組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的傳輸?shù)难b置。
因而，在沒有以重要的方式降低用于典型數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挼臈l件下，第二電信設(shè)備被告知由第一電信設(shè)備接收的干擾分量，能夠控制到第一電信設(shè)備的信號的傳輸，以便降低干擾分量對傳輸?shù)谋硎疽唤M數(shù)據(jù)的信號的影響。
根據(jù)另一有利的實施例，所確定的表示由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的信息是一個權(quán)重矢量，而對于表示一組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的傳輸進行控制是通過利用權(quán)重矢量加權(quán)傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備的表示一組數(shù)據(jù)的信號進行的。
因而，第二電信設(shè)備可以根據(jù)與第一電信設(shè)備所接收的干擾分量相關(guān)的信息來引導傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備的信號。
根據(jù)另一有利的實施例，權(quán)重矢量由下述方式確定-從至多M個接收的導頻信號中計算矩陣J，-執(zhí)行從計算的矩陣得到的兩個矩陣的乘積的特征值分解以便得到特征矢量和特征值，-選擇與從計算的矩陣得到的兩個矩陣的乘積的最大特征值相應的特征矢量。
因而，權(quán)重矢量的確定是簡單的。
根據(jù)另一有利的實施例，從計算的矩陣得到的兩個矩陣的乘積等于J*JT，其中J*表示J的共軛和JT表示J的轉(zhuǎn)置。
根據(jù)另一有利的實施例，至少兩組數(shù)據(jù)被同時傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備和為同時傳輸?shù)拿拷M數(shù)據(jù)選擇一個特征矢量，選擇的特征矢量與從計算的矩陣得到的兩個矩陣的乘積的至少兩個最大的特征值相對應。
因而，根據(jù)與第一電信設(shè)備接收的干擾分量相關(guān)的信息，第二電信設(shè)備可以引導表示傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備的每組數(shù)據(jù)的信號，以便降低干擾分量對表示一組數(shù)據(jù)的傳輸信號的影響。
根據(jù)另一有利的實施例，第二電信設(shè)備從第一電信設(shè)備接收表示功率信息的信號，和表示由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的信息是從至多M個接收的導頻信號和功率信息確定的。
因而，如果第一電信設(shè)備調(diào)整其發(fā)送功率，則第二電信設(shè)備就知道所述功率調(diào)整。
根據(jù)另一有利的實施例，對于表示一組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的傳輸進行控制是對于將被用于傳輸至少一組數(shù)據(jù)到第一電信設(shè)備的發(fā)送功率進行確定。
因而第二電信設(shè)備可以降低由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的影響。
根據(jù)另一有利的實施例，對于表示一組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的傳輸進行控制是對于被用于傳輸至少表示一組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的調(diào)制和編碼方案進行確定。
因而，表示第一和第二電信設(shè)備之間的多組信息的信號的傳輸是根據(jù)與第一電信設(shè)備接收的干擾分量相關(guān)的信息進行的。
根據(jù)另一有利的實施例，多個第一電信設(shè)備發(fā)送導頻信號和表示功率信息的信號，以及通過確定表示至少一組數(shù)據(jù)的信號必須發(fā)送到在多個第一電信設(shè)備中的哪個或哪些第一電信設(shè)備來控制表示一組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的傳輸。
因而，有可能以有效的方式分配無線網(wǎng)絡(luò)的無線電資源。
根據(jù)再一個有利的實施例，本發(fā)明涉及可以直接加載到可編程設(shè)備上的計算機程序，包括當所述計算機程序在可編程的設(shè)備上被執(zhí)行時用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明方法的步驟的指令或者部分代碼。
由于與計算機程序相關(guān)的特征和優(yōu)勢與根據(jù)本發(fā)明的上述與方法和設(shè)備相關(guān)的陳述相同，因此它們將不在這里重復。
根據(jù)再一個有利的實施例，本發(fā)明涉及由第一電信設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備的信號，用于將與第一電信設(shè)備接收的干擾分量相關(guān)的信息報告給第二電信設(shè)備，其中第一電信設(shè)備包括M個天線，第二電信設(shè)備包括N個天線，其特征在于該信號包括至多M個導頻信號，它們由從測量得到的第一電信設(shè)備接收的干擾分量中確定的至多M個權(quán)重矢量來加權(quán)。
由于與信號相關(guān)的特征和優(yōu)勢與根據(jù)本發(fā)明的上述與方法和設(shè)備相關(guān)的陳述相同，因此它們將不在這里重復。


通過閱讀示例性的實施例將清楚地顯現(xiàn)出本發(fā)明的特征，所述描述參照相伴的附圖得到，其中圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的第一電信設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖3是表示第一電信設(shè)備的信道接口的結(jié)構(gòu)圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的第二電信設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；圖5是表示第二電信設(shè)備的信道接口的結(jié)構(gòu)圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明由第一電信設(shè)備執(zhí)行的算法；圖7是根據(jù)本發(fā)明由第二電信設(shè)備執(zhí)行的算法；圖8是表示考慮到由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的上行鏈路信道的模型圖。
具體實施例方式
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
在圖1的系統(tǒng)中，至少一個和優(yōu)選地多個第一電信設(shè)備201或20K利用一個上行鏈路和一個下行鏈路信道通過無線網(wǎng)絡(luò)15被連接到第二電信設(shè)備10。
優(yōu)選地，以及以非限制的方式，第二電信設(shè)備10是無線網(wǎng)絡(luò)15的一個基站或者一個節(jié)點。第一電信設(shè)備201到20K是類似移動電話或個人計算機的終端。
電信網(wǎng)絡(luò)15是一個利用時分復用方案(TDD)的無線電信系統(tǒng)。在上行鏈路和下行鏈路信道上傳輸?shù)男盘柋浑p路復用(duplex)到相同的頻帶的不同時間周期上。在無線網(wǎng)絡(luò)15內(nèi)傳輸?shù)男盘柟蚕硐嗤念l譜。在電信網(wǎng)絡(luò)15的上行鏈路與下行鏈路之間的信道響應是互逆的。
互逆意味著如果下行鏈路信道條件由下行鏈路矩陣表示，則上行鏈路信道條件可以由作為下行鏈路矩陣的轉(zhuǎn)置的上行鏈路矩陣來表示。
第二電信設(shè)備10經(jīng)過下行鏈路信道同時傳輸表示至多N組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備201到20K，以及第一電信設(shè)備201到20K經(jīng)過上行鏈路信道傳輸信號到第二電信設(shè)備10。
由第一電信設(shè)備201到20K傳輸?shù)男盘柺潜硎疽唤M數(shù)據(jù)的信號和/或?qū)ьl信號，它們由從第一電信設(shè)備201到20K測量的干擾分量中確定的至少一個權(quán)重來加權(quán)。
一組數(shù)據(jù)例如是至少由首部字段和有效載荷字段組成的幀，其包括類似與電話呼叫，或視頻傳輸?shù)鹊认嚓P(guān)的數(shù)據(jù)的典型數(shù)據(jù)。
導頻信號是電信設(shè)備已知的預定的字符序列。導頻信號例如并且非限制性的是Walsh Hadamard序列。
第二電信設(shè)備10具有至少一個天線和更優(yōu)選地N個天線，標記為BSAnt1到BSAntN。優(yōu)選地，第二電信設(shè)備10根據(jù)至少由第一電信設(shè)備20傳輸?shù)男盘栆韵挛膶⒐_的方式控制傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備20的信號的空間方向。
更準確地，當?shù)诙娦旁O(shè)備10通過下行鏈路信道將表示一組數(shù)據(jù)的信號發(fā)送給一個給定的第一電信設(shè)備20k時，信號被復制N次而且每個復制的信號被加權(quán)，即乘以第二電信設(shè)備10的下行鏈路權(quán)重矢量wn的一個元素。結(jié)果，第二電信設(shè)備10執(zhí)行波束成形，即控制所發(fā)送信號的空間方向。
圖1中標記為BF1的橢圓示出由天線BSAnt1到BSAntN輻射的信號的模型，這些信號被第二電信設(shè)備10傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備201。
圖1中標記為BFK的橢圓示出由天線BSAnt1到BSAntN輻射的信號的模型，這些信號被第二電信設(shè)備10傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備20K。
第一電信設(shè)備201到20K具有分別標記為MS1Ant1到MS1AntM和MSKAnt1到MSKAntM的M個天線。這里必須注意，天線的數(shù)量M可以根據(jù)每個第一電信設(shè)備20k而變化，其中k＝1到K。每個第一電信設(shè)備201到20K控制傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的信號的空間方向，如下文將公開的。
每個第一電信設(shè)備20k經(jīng)過天線MSKAnt1到MSKAntM將被發(fā)送的信號傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10。更準確地，當?shù)谝浑娦旁O(shè)備20k經(jīng)過上行鏈路信道將信號發(fā)送到第二電信設(shè)備10時，信號被至多復制M次而且每個復制的信號被加權(quán)，即乘以第一電信設(shè)備20k的上行鏈路權(quán)重矢量gm的一個元素，其中m＝1到至多M。結(jié)果，第一電信設(shè)備20k執(zhí)行波束成形，即控制所發(fā)送信號的空間方向。
圖1中標記為BF1的橢圓示出由天線MS1Ant1到MS1AntM輻射的信號的模型，這些信號被第一電信設(shè)備201傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10。
圖1中標記為BFK的橢圓示出由天線MSKAnt1到MSKAntM輻射的信號的模型，這些信號被第一電信設(shè)備20K傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的第一電信設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
第一電信設(shè)備20(例如第一電信設(shè)備20k，其中k包含在1與K之間)具有例如基于由總線201和處理器200一起連接的部件的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由如圖6中公開的算法相關(guān)的程序控制。
這里必須注意第一電信設(shè)備20在變體中可以由一個或者幾個專用集成電路實現(xiàn)，其執(zhí)行的操作與下文公開的處理器200執(zhí)行的操作相同。
總線201連接處理器200到只讀存儲器ROM 202、隨機存取存儲器RAM203和信道接口205。
只讀存儲器ROM 202包含了與如圖6公開算法相關(guān)的程序的指令，當?shù)谝浑娦旁O(shè)備20k加電時其被傳送到隨機存取存儲器RAM 203。
隨機存取存儲器RAM 203包含寄存器，用于接收變量以及與如圖6公開的算法相關(guān)的程序指令。
信道接口205包括用于測量由第一電信設(shè)備20k測量的干擾加噪聲分量的裝置，用于由功率系數(shù) 加權(quán)將被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的至多M個導頻信號的裝置，用于由權(quán)重矢量gm加權(quán)將被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的被加權(quán)的導頻信號的裝置，其中m＝1到至多M，以及用于將與功率系數(shù)有關(guān)的功率信息傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的裝置。將參照圖3更詳細地描述信道接口205。
根據(jù)本發(fā)明，處理器200從由第一電信設(shè)備20k測量的干擾加噪聲分量中確定至多M個上行鏈路權(quán)重矢量gm，其中m＝1到至多M，以被用于分別加權(quán)將被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的至多M個導頻信號，以及確定至少一個功率系數(shù) 以被用于加權(quán)將被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的至多M個導頻信號。
圖3是表示第一電信設(shè)備的信道接口的結(jié)構(gòu)圖。
信道接口205包括干擾測量模塊300，其測量由第一電信設(shè)備20k接收的干擾分量。
干擾分量是由其它第一電信設(shè)備生成的電磁波，由任何電子裝置輻射的電磁波，和/或由該第一電信設(shè)備20k接收的任何其它噪聲。
第二電信設(shè)備10利用不同的下行鏈路權(quán)重矢量wn＝[wn1，…，wnN]T同時發(fā)送表示nmax組數(shù)據(jù)的信號，其中nmax≤N，n＝1，…，nmax，‖wn‖＝1。
表示nmax組數(shù)據(jù)的信號分別被發(fā)送到nmax個第一電信設(shè)備20，或表示至少兩組數(shù)據(jù)的信號被同時發(fā)送到一個或幾個第一電信設(shè)備20。
假設(shè)由第一電信設(shè)備20k接收的第n個加權(quán)信號sn(p)具有功率PS(n)和 由第一電信設(shè)備20k接收的信號的第p個樣本x(p)＝[x1(p)，…，xM(p)]T等于x(p)=Σn=1nmaxHwnPS(n)sn(p)+zIN(p),]]>其中xT表示x的轉(zhuǎn)置，zIN(p)＝[zIN，1(p)，…，zIN，M(p)]T是第一電信設(shè)備20k的干擾加噪聲矢量，H是M*N的MIMO信道矩陣，其第(m，n)個元素是第二電信設(shè)備10的第BSAntn個天線與第一電信設(shè)備20k的第MSkAntm個天線之間的復數(shù)傳播增益。
干擾測量模塊300測量由第一電信設(shè)備20k接收的干擾分量，并且通過在大量樣本上平均zIN(p)zINH(p)來確定一個干擾相關(guān)矩陣RIN，其中xH表示x的復共軛轉(zhuǎn)置。
則 其中E[x]表示x的均值。
信道接口205包括用于由功率系數(shù) 加權(quán)將被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的導頻信號的M個裝置。在圖3中用Mulc1到MulcM來標記用于加權(quán)導頻信號的裝置，即用功率系數(shù) 乘以將被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的導頻信號。
信道接口205包括用權(quán)重矢量gm加權(quán)將被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的被加權(quán)的導頻信號的裝置。用于加權(quán)將被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的被加權(quán)的導頻信號的裝置由標記為Cp1U到CpMU的M個復制模塊、標記為Mul11U到MulMMU的M*M個上行鏈路乘法模塊、標記為Sum1U到SumMU的M個上行鏈路加法模塊組成。
信號R1(t)到RM(t)是將被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的M個導頻信號。信號R1(t)到RM(t)由乘法器Mulc1到MulcM乘以功率系數(shù) 加權(quán)的，或相乘后的導頻信號被各個復制模塊Cp1U到CpMU復制至多M次。每個復制的信號由處理器200確定的上行鏈路權(quán)重矢量gm的元素加權(quán)。由天線MSkAnt1到MSAntM傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的每個信號的組合被稱為波束成形信號。
然后由每個上行鏈路權(quán)重矢量gm的第一個元素加權(quán)的信號被加法器SumIU相加，并通過第一電信設(shè)備20k的第一天線MSkAnt1傳輸。由每個上行鏈路權(quán)重矢量gm的第二個元素加權(quán)的信號被相加，并通過第二天線MSkAnt2傳輸?shù)鹊?，直到?quán)重矢量gm的第M個元素。
這里必須注意信號在被傳輸?shù)矫總€天線MSkAnt1到MSkAntM之前，被上變頻，映射等等，如在典型無線電信設(shè)備中處理一樣。
這里必須注意少于M個導頻信號，如示例的M’個導頻信號(其中M’＜M)可以被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10，如下文所公開的。信道接口205包括M’個用于加權(quán)將被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的導頻信號的裝置，用于加權(quán)將被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的被加權(quán)的導頻信號的裝置由M’個復制模塊、M*M’個上行鏈路乘法模塊和M個上行鏈路加法模塊組成。
圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的第二電信設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
第二電信設(shè)備10，具有例如基于由總線401和處理器400一起連接的部件的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由如圖7中公開的工作步驟相關(guān)的程序控制。
這里必須注意第二電信設(shè)備10以不同的方式由一個或者幾個專用集成電路實現(xiàn)，其執(zhí)行如由下文公開的處理器400執(zhí)行的操作相同的操作。
總線401連接處理器400到只讀存儲器ROM 402、隨機存取存儲器RAM403和信道接口405。
只讀存儲器ROM 402包含與如圖7公開算法相關(guān)的程序指令，當?shù)诙娦旁O(shè)備10被加電時，這些程序指令被傳送到隨機存取存儲器RAM 403。
RAM存儲器403包含寄存器，用于接收變量以及與如圖7公開的算法相關(guān)的程序指令。
根據(jù)本發(fā)明，處理器400針對每個第一電信設(shè)備201到20K，能夠從至少由每個第一電信設(shè)備發(fā)送的信號中確定將由第二電信設(shè)備10在發(fā)送信號到每個第一電信設(shè)備201到20K時使用的下行鏈路權(quán)重矢量wn。處理器400也能夠確定由每個第一電信設(shè)備20k使用的調(diào)制和編碼方案，和/或根據(jù)由第一電信設(shè)備20發(fā)送的信號確定表示一組數(shù)據(jù)的信號必須發(fā)送到哪個第一電信設(shè)備20。處理器400也能夠通過設(shè)置至少一個預測的SINR到一個預定SINR來調(diào)整發(fā)送功率。
信道接口405包括用于從每個第一電信設(shè)備201到20K接收加權(quán)的導頻信號的裝置，用于從每個第一電信設(shè)備201到20K接收各自功率信息的裝置。信道接口405包括用于利用下行鏈路權(quán)重矢量wn引導由第二電信設(shè)備10發(fā)送到每個第一電信設(shè)備201到20K的表示數(shù)據(jù)組的信號。信道接口405將參照圖5更詳細地說明。
圖5是表示第二電信設(shè)備的信道接口的結(jié)構(gòu)圖。
第二電信設(shè)備10的信道接口405包括導頻信號接收模塊500、標記為Cp1到CPN的N個復制模塊，標記為Mul11D到MulNND的N*N個下行鏈路乘法模塊和標記為Sum1D到SumND的至多N個下行鏈路加法模塊。
導頻信號接收模塊500包括用于接收導頻信號的裝置，和用于從每個第一電信設(shè)備201到20K接收功率信息的裝置。
信號S1(t)到SN(t)是被同時發(fā)送到與第二電信設(shè)備10鏈接的K個終端201到20K的信號，它們分別表示N組數(shù)據(jù)。信號S1(t)到SN(t)中的每個被各個復制模塊Cp1到CPN復制N次。每個復制的信號由下行鏈路權(quán)重矢量wn的元素加權(quán)，其中該下行鏈路權(quán)重矢量wn與將被發(fā)送到終端20k的標記為n的一組數(shù)據(jù)相對應，n＝1到N。由天線BSAnt1到BSAntN傳輸?shù)浇K端20k的信號組合被稱為波束成形信號。
由第二電信設(shè)備10的每個下行鏈路權(quán)重矢量wn的第一個元素加權(quán)的信號被加法器SumID相加，并通過第二電信設(shè)備10的第一天線BSAnt1傳輸。由每個權(quán)重矢量wn的第二個元素加權(quán)的信號被相加，并通過第二電信設(shè)備10的第二天線BSAnt2傳輸?shù)鹊?，直到第二電信設(shè)備10的每個權(quán)重矢量wn的第N個元素。
這里必須注意信號在被傳輸?shù)矫總€天線BSAnt1到BSAntN之前，被上變頻，映射等等，如在典型無線電信設(shè)備中處理一樣。
這里必須注意少于N組數(shù)據(jù)可以被同時發(fā)送，如示例的N’個導頻信號(其中N’≤N)可被同時發(fā)送。用于加權(quán)表示一組數(shù)據(jù)的信號的裝置由N’個復制模塊、N*N’個上行鏈路乘法模塊和N個上行鏈路加法模塊組成。
圖6是根據(jù)本發(fā)明由第一電信設(shè)備執(zhí)行的算法。
本算法更準確地由每個第一電信設(shè)備201到20K執(zhí)行。
在步驟S600，第一電信設(shè)備20k的處理器200從信道接口205的干擾測量模塊300接收第一電信設(shè)備20k的干擾相關(guān)矩陣RIN。干擾相關(guān)矩陣RIN表示由其它第一電信設(shè)備和/或任何其它電子設(shè)備生成的干擾分量，和/或由該第一電信設(shè)備20k接收的任何其它噪聲。
在下一步8601，處理器200執(zhí)行干擾相關(guān)矩陣RIN的特征值分解，RIN＝FΦFH，其中Φ和F是M*M的對角和單位矩陣，以及xH表示矩陣x的復共軛轉(zhuǎn)置。
這里必須注意矩陣F表示所接收的噪聲分量的空間方向，和矩陣Φ正比于所接收的干擾分量的功率。
在下一步S602，處理器200確定功率系數(shù) 功率系數(shù) 可以被設(shè)置為所有通信設(shè)備10和20已知的任意值或者一個預定值。
本發(fā)明實現(xiàn)的具體模式下，η=PS(1Mtr{RIN-1})-1,]]>其中PS是第一電信設(shè)備20k的每個天線的預定發(fā)送功率，和tr{x}是矩陣x的跡，即矩陣x的對角元素的和。
在下一步S603，處理器200利用如下公式計算上行鏈路權(quán)重矢量gm＝[gm，1，…，gm，M]T，其中m＝1到MG＝[g1，…，gM]＝F*Φ-，其中x*表示x的共軛。
在下一步S604，處理器200將上行鏈路權(quán)重矢量gm＝[gm，1，…，gm，M]T發(fā)送到信道接口205，其中m＝1到M。
在不同的實現(xiàn)中，如果矩陣Φ的一些系數(shù)低于預定閾值，則處理器200不發(fā)送相應的上行鏈路權(quán)重矢量到信道接口205。在這種情況下，那么降低數(shù)量的導頻信號需要被發(fā)送到第二電信設(shè)備10。
導頻信號的數(shù)量可以通過將它們中的至少一個設(shè)置為零值來降低。
在步驟S605，處理器200將功率系數(shù) 傳輸給信道接口205。功率系數(shù) 被用于加權(quán)將傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10的導頻信號。
在下一步S606，處理器200傳輸至多M個導頻信號到信道接口205。從第m個天線傳輸?shù)膶ьl信號rm(p)具有p0個符號(其中m＝1到至多M)，它們相互正交如 在下一步S607，至多M個導頻信號中的每一個被復制至多M次。每個復制的導頻信號由一個上行鏈路權(quán)重矢量gm＝[gm，1，…，gm，M]T的元素加權(quán)，其中m＝1到至多M，并被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10。與功率系數(shù) 相關(guān)的功率信息η也在相同的步驟被傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備10。這里必須注意如果功率系數(shù)等于預定值，則不傳輸功率信息。
功率信息η表示由第一電信設(shè)備20k用于加權(quán)導頻信號的相乘因子。
圖7是根據(jù)本發(fā)明由第二電信設(shè)備執(zhí)行的算法。
針對從每個第一電信設(shè)備201到20K接收的導頻信號并行地執(zhí)行步驟S700到S705。
在步驟S700，由第一電信設(shè)備20在步驟S606傳輸?shù)男盘栍傻诙娦旁O(shè)備10的信道接口405的導頻信號接收模塊500接收。第m個導頻信號(其中m＝1到M)的接收信號的標記為xA(p)的第p個樣本被表述為xA(p)=ηHTGr(p)+zA(p),]]>其中r(p)＝[r1(p)，…，rM(p)]T表示通過該第一電信設(shè)備20k的所有M個天線傳輸?shù)膶ьl信號，zA(p)＝[zA，1(p)，…，zA，N(p)]T是第二電信設(shè)備10的干擾加噪聲分量，以及H是下行鏈路MIMO信道矩陣。由于在下行鏈路和上行鏈路信道中信道是互逆的，因此，上行鏈路MIMO信道矩陣被表示為HT。
在下一步S701，處理器400估計矩陣HTG的乘積。
接收的信號p＝1，…，p0完全以矩陣格式表示為XA=[xA(1),···,xA(p0)]=ηHTGR+ZA]]>R＝[r(1)，…，r(p0)]ZA＝[zA(1)，…，zA(p0)]其中RRHp0=I]]>當 M表示第m個導頻信號，1和2表示第m個導頻信號的連續(xù)系數(shù)。
那么，處理器400估計HTG如J=1ηp0XARH=HTG+1ηp0ZARH,]]>如果ZA＝0，其保持J*JT=HTG*GTH=HHRIN-1H]]>在下一步S702，處理器400進行J*JT的特征值分解。
在下一步S703，處理器400根據(jù)ρ<J*JT>決定矩陣J*JT的最大特征值。
這里必須注意如果至少兩組數(shù)據(jù)必須被并行地傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備20k，則處理器400確定矩陣J*JT的至少兩個最大特征值。
在下一步S704，處理器400確定下行鏈路權(quán)重矢量wn來用于傳輸表示第n組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備20k，所述第一電信設(shè)備已經(jīng)傳輸了在步驟S700接收的信號。
如果至少兩組數(shù)據(jù)必須被并行地傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備，則處理器400確定至少兩個下行鏈路權(quán)重矢量來用于傳輸表示至少兩組數(shù)據(jù)的信號到已經(jīng)傳輸在步驟S700接收的信號的第一電信設(shè)備20k。
處理器400確定下行鏈路權(quán)重矢量wn作為標記為e<J*JT>的特征矢量，其與最大特征值ρ<J*JT>相應，或如果至少兩組數(shù)據(jù)必須并行地傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備，則處理器400確定至少兩個下行鏈路權(quán)重矢量作為與至少兩個最大的特征值相應的特征矢量。
在下一步S705，處理器400估計已經(jīng)傳輸在步驟S700接收的信號的第一電信設(shè)備20k的信號-干擾加噪聲比(SINR)。
利用下列公式預測SINR γn(pre)γn(pre)=PS(n)·ρn⟨J*JT⟩,]]>其中n是與將被傳輸?shù)脑摻M數(shù)據(jù)相關(guān)的標記，和PS(n)是恒定的發(fā)送功率。
當J=1ηp0XARH=HTG+1ηp0ZARH]]>時，則第二電信設(shè)備10使用功率信息以便預測第一電信設(shè)備20k的SINR。
這里必須注意在不同的實現(xiàn)中，第二電信設(shè)備10通過設(shè)置預測的SINR為一個預定的SINR來調(diào)整發(fā)送功率PS(n)。
這里也必須注意如現(xiàn)有技術(shù)的通常情況下，在沒有H和RIN的全部知識的條件下，考慮到干擾對第一電信設(shè)備20k的影響，第二電信設(shè)備10可以引導被傳輸?shù)揭呀?jīng)傳輸在步驟S700接收的信號的第一電信設(shè)備20k的信號。
在下一步S706，處理器400利用確定的SINR確定將被用于傳輸數(shù)據(jù)組到第一電信設(shè)備20k的調(diào)制和編碼方案，或利用確定的所有第一電信設(shè)備201到20K的SINR，處理器400確定表示一組數(shù)據(jù)的信號必須發(fā)送到哪個第一電信設(shè)備20。
這里必須注意可以在沒有功率信息的條件下獲得下行鏈路權(quán)重矢量wn，因為矩陣J與一個系數(shù)相乘對en<J*JT>沒有影響。
圖8是表示考慮由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的上行鏈路信道的模型圖。
由于本發(fā)明，每個第一電信設(shè)備201到20K和第二電信設(shè)備10之間的上行鏈路信道可以由兩個矩陣800和810表示。
矩陣800的系數(shù)表示由第一電信設(shè)備20k接收的干擾分量。矩陣810是MIMO系統(tǒng)的典型信道響應矩陣H，其系數(shù)是第二電信設(shè)備10的天線與第一電信設(shè)備20k的天線之間的復數(shù)傳播增益。
矩陣800等于白化矩陣(whitening matrix)D的轉(zhuǎn)置。
根據(jù)本發(fā)明，矩陣D＝(F*Φ-1/2)T。
矩陣D相應于空間白化矩陣，其將第一電信設(shè)備20k的干擾加噪聲分量zIN(p)白化，如 其中z′IN(p)＝DzIN(p)。
因而，空間白化處理后的接收信號x(p)′被表示為x(p)′=Σn=1NDHwnPS(n)sn(p)+zIN′(p)]]>考慮到由矩陣D和H的乘積所表示的虛擬信道，下行鏈路權(quán)重矢量wn通過考慮虛擬信道DH和空間的白化干擾加噪聲分量z′IN(p)來確定。
因此，第二電信設(shè)備10利用虛擬信道DH的知識來等效地確定下行鏈路權(quán)重矢量wn。
本發(fā)明應用這個原理，并且第一電信設(shè)備20k通過虛擬信道DH等效地發(fā)送導頻信號 然后，由第一電信設(shè)備20k發(fā)送的信號被表示為ηr(p)=Gr(p),]]>因為干擾加噪聲分量在虛擬信道中被白化，沒有必要在第一電信設(shè)備20k的天線之間反饋干擾加噪聲的相關(guān)系數(shù)。因而，所建議的方法不需要反饋任何信息或者僅需要反饋與功率系數(shù)相關(guān)的功率信息。
自然地，在不脫離本發(fā)明的范圍的條件下可以對上述的本發(fā)明的實施例作許多修改。如示例，第二電信設(shè)備10可以使用N′個天線，其中N′＜N，來代替N個天線用于傳輸表示至少一組數(shù)據(jù)的信號，和/或至少一個第一電信設(shè)備20可以使用M′個天線，其中M′＜M，來代替M個天線用于傳輸加權(quán)的導頻信號。
權(quán)利要求
1.用于通過無線網(wǎng)絡(luò)將與第一電信設(shè)備接收的干擾分量相關(guān)的信息報告給第二電信設(shè)備的方法，其中第一電信設(shè)備包括M個天線，第二電信設(shè)備包括N個天線，特征在于該方法包括由第一電信設(shè)備執(zhí)行的步驟-測量由第一電信設(shè)備接收的干擾分量，-從所測量的干擾分量中確定至多M個權(quán)重矢量，-利用至多M個所確定的權(quán)重矢量加權(quán)至多M個導頻信號，-將至多M個加權(quán)后的導頻信號傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特征在于該方法進一步包括步驟從所測量的干擾分量中確定至少兩個矩陣，其中第一矩陣表示干擾分量的空間方向和第二矩陣表示噪聲分量的功率，以及所述至多M個權(quán)重矢量是從該第一和第二矩陣中確定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，特征在于該第一和第二矩陣是通過執(zhí)行從所測量的干擾分量獲得的干擾相關(guān)矩陣RIN的特征值分解來確定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，特征在于M個權(quán)重矢量g1到gM是根據(jù)下列公式被確定的G＝[g1，…，gM]＝F*Φ-1/2，其中x*表示x的共軛，F(xiàn)是第一矩陣，Φ是第二矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，特征在于該方法進一步包括步驟-確定一個功率系數(shù)，-由所述功率系數(shù)加權(quán)至多M個導頻信號，-將表示與所確定的功率系數(shù)相關(guān)的功率信息的信號傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備。
6.用于控制表示一組數(shù)據(jù)的信號由第二電信設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備的方法，第二電信設(shè)備具有N個天線，第一電信設(shè)備具有M個天線，特征在于該方法包括由第二電信設(shè)備執(zhí)行的步驟-從第一電信設(shè)備接收至多M個導頻信號，-從至多M個接收的導頻信號中確定表示由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的信息，-根據(jù)所確定的表示由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的信息，控制表示該組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，特征在于所確定的表示由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的信息是一個權(quán)重矢量，和對于表示一組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的傳輸進行控制是通過用所述權(quán)重矢量加權(quán)傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備的表示一組數(shù)據(jù)的信號而完成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，特征在于權(quán)重矢量由下述步驟確定-從至多M個接收的導頻信號中計算矩陣J，-執(zhí)行從所計算的矩陣得到的兩個矩陣的乘積的特征值分解以便得到特征矢量和特征值，-選擇與從所計算的矩陣得到的兩個矩陣的乘積的最大特征值相應的特征矢量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，特征在于從所計算的矩陣得到的兩個矩陣的乘積等于J*JT，其中J*表示J的共軛和JT表示J的轉(zhuǎn)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，特征在于至少兩組數(shù)據(jù)被同時傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備，并且為同時傳輸?shù)拿拷M數(shù)據(jù)選擇一個特征矢量，所選擇的特征矢量對應于從計算的矩陣得到的兩個矩陣的乘積的至少兩個最大的特征值。
11.根據(jù)權(quán)利要求6-10任意之一所述的方法，特征在于該方法進一步包括步驟從第一電信設(shè)備接收表示功率信息的信號，和表示由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的信息是從M個接收的導頻信號和功率信息確定的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，特征在于，對表示一組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的傳輸進行控制是確定用于傳輸至少一組數(shù)據(jù)到第一電信設(shè)備的發(fā)送功率。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，特征在于，對表示一組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的傳輸進行控制是確定用于傳輸至少一些表示一組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的調(diào)制和編碼方案。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13任意之一所述的方法，特征在于多個第一電信設(shè)備發(fā)送導頻信號和表示功率信息的信號，以及對于表示一組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的傳輸進行控制是確定表示至少一組數(shù)據(jù)的信號必須發(fā)送到多個第一電信設(shè)備之中的哪個或哪些第一電信設(shè)備。
15.用于通過無線網(wǎng)絡(luò)將與第一電信設(shè)備接收的干擾分量相關(guān)的信息報告給第二電信設(shè)備的設(shè)備，其中第一電信設(shè)備包括M個天線，第二電信設(shè)備包括N個天線，其特征在于用于報告與干擾分量相關(guān)的信息的設(shè)備被包括在第一電信設(shè)備中，并包括-用于測量由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的裝置，-用于從所測量的干擾分量中確定至多M個權(quán)重矢量的裝置，-用于利用至多M個所確定的權(quán)重矢量來加權(quán)至多M個導頻信號的裝置，-用于將至多M個加權(quán)的導頻信號傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備的裝置。
16.用于控制表示一組數(shù)據(jù)的信號由第二電信設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降谝浑娦旁O(shè)備的設(shè)備，其中第二電信設(shè)備具有N個天線，第一電信設(shè)備具有M個天線，其特征在于用于控制信號傳輸?shù)脑O(shè)備被包括在第二電信設(shè)備中，并且包括-用于從第一電信設(shè)備接收至多M個導頻信號的裝置，-用于從至多M個所接收的導頻信號中確定表示由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的信息的裝置，-用于根據(jù)所確定的表示由第一電信設(shè)備接收的干擾分量的信息，控制表示該組數(shù)據(jù)的信號到第一電信設(shè)備的傳輸?shù)难b置。
17.可以直接加載到可編程設(shè)備上的計算機程序，包括當所述計算機程序在可編程的設(shè)備上執(zhí)行時，用于實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1-5的方法步驟的指令或者部分代碼。
18.可以直接加載到可編程設(shè)備上的計算機程序，包括當所述計算機程序在可編程的設(shè)備上執(zhí)行時，用于實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求6-14的方法步驟的指令或者部分代碼。
19.由第一電信設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備的信號，用于將與第一電信設(shè)備接收的干擾分量相關(guān)的信息報告給第二電信設(shè)備，其中第一電信設(shè)備包括M個天線，第二電信設(shè)備包括N個天線，其特征在于該信號包括至多M個導頻信號，它們由從測量的由第一電信設(shè)備接收的干擾分量中確定的至多M個權(quán)重矢量加權(quán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過無線網(wǎng)絡(luò)將與第一電信設(shè)備接收的干擾分量相關(guān)的信息報告給第二電信設(shè)備的方法，其中第一電信設(shè)備包括M個天線，第二電信設(shè)備包括N個天線。該方法包括由第一電信設(shè)備執(zhí)行的步驟測量由第一電信設(shè)備接收的干擾分量，從測量的干擾分量中確定至多M個權(quán)重矢量，利用至多M個權(quán)重矢量加權(quán)至多M個導頻信號，并且將至多M個加權(quán)的導頻信號傳輸?shù)降诙娦旁O(shè)備。本發(fā)明也涉及相應的設(shè)備。
文檔編號H04W52/04GK101030825SQ20061006444
公開日2007年9月5日 申請日期2006年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者Y·哈拉 申請人:三菱電機株式會社