專利名稱：利用波束形成的通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及利用波束形成的通信系統(tǒng)，其中信道狀態(tài)信息從接收器設(shè)備被反饋到通信系統(tǒng)的發(fā)送器設(shè)備。另ー些實(shí)施例涉及用于基于信道狀態(tài)信息反饋利用波束形成的通信系統(tǒng)的設(shè)備，以及用于操作利用發(fā)送器側(cè)的信道狀態(tài)信息的通信系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
多進(jìn)多出(MMO)和多進(jìn)單出(MISO)通信系統(tǒng)利用波束形成來提高帶寬。WO 2004/038952A2描述了用于無線時(shí)分復(fù)用(TDD)MMO通信系統(tǒng)的信道估計(jì)和空間處理。利用互恵信道特性簡化了在發(fā)送器和接收器兩方的信道狀態(tài)估計(jì)和空間處理。US 2007/0177681A1涉及在下行發(fā)送器中利用特征波束形成的無線MMO正交頻分復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)。上行反饋設(shè)備將短期和長期特征波束形成向量提供給下行發(fā)送器。在下行發(fā)送器中，本征模發(fā)生器基于所述短期和長期特征波束形成向量為在每個(gè)子載波處從信號(hào)再生器輸出的多個(gè)再生信號(hào)中的每個(gè)再生信號(hào)生成特征波束形成向量。短期和長期特征波束形成向量的使用減少了反饋信息的量。EP 2019496A1涉及將特征波束形成與自適應(yīng)正交頻分復(fù)用方法組合使用的電カ線通信系統(tǒng)，其中信道狀態(tài)信息從接收器単元被反饋到發(fā)送器単元。EP 2061160A1描述了對訓(xùn)練符號(hào)和有效載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼而不在通信設(shè)備之間交換信道狀態(tài)信息的另ー電カ線通信系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的在于提供用于提高電カ線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)吞吐量并且改善有線通信系統(tǒng)中的干擾和共存屬性的方法和設(shè)備。這個(gè)目的通過根據(jù)權(quán)利要求I所述的通信系統(tǒng)、如權(quán)利要求8和10中所述的被適配用于所述通信系統(tǒng)的通信設(shè)備以及如權(quán)利要求11中所述的用于操作通信系統(tǒng)的方法來實(shí)現(xiàn)。另ー些實(shí)施例分別在從屬權(quán)利要求中被定義。通過以下結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述，本發(fā)明的細(xì)節(jié)將變得更加清楚，其中不同實(shí)施例的特征可以被組合，除非它們彼此排斥。


圖IA是圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有線MMO通信系統(tǒng)的示意性框圖，其中接收器単元被集成在第一通信設(shè)備中并且發(fā)送器単元被集成在第二通信設(shè)備中。圖IB是圖示了根據(jù)實(shí)施例的圖IA的發(fā)送器単元的示意性框圖。圖IC是圖示了根據(jù)參考了頻域中的波束形成的另ー實(shí)施例的發(fā)送器単元的細(xì)節(jié)的示意性框圖。圖ID是圖示了根據(jù)參考了時(shí)域中的波束形成的另ー實(shí)施例的發(fā)送器単元的細(xì)節(jié)的示意性框圖。圖IE是圖示了根據(jù)實(shí)施例的圖IA的接收器單元的示意性框圖。圖IF是圖示了根據(jù)參考了頻域中的波束形成解碼的另一實(shí)施例的接收器單元的細(xì)節(jié)的示意性框圖。
圖IG是圖示了根據(jù)參考了時(shí)域中的波束形成解碼的另一實(shí)施例的接收器單元的細(xì)節(jié)的示意性框圖。圖2是用于圖示根據(jù)實(shí)施例的通信設(shè)備的特征的指出發(fā)送分組的細(xì)節(jié)的簡化時(shí)間圖。圖3是根據(jù)另ー實(shí)施例的MIMO通信系統(tǒng)的示意性框圖。圖4A是圖示了在第一狀態(tài)下根據(jù)另一實(shí)施例的利用室內(nèi)電カ布線的MMO通信系統(tǒng)的示意性框圖，在所述第一狀態(tài)下被暫時(shí)連接的通信設(shè)備被連接到室內(nèi)布線的插ロ。圖4B是圖示了在第二狀態(tài)下圖4A的MMO通信系統(tǒng)的示意性框圖，在所述第二狀態(tài)下被暫時(shí)連接的通信設(shè)備用消費(fèi)者應(yīng)用設(shè)備來替換。
圖5是圖不了根據(jù)另一實(shí)施例的包括兩個(gè)獨(dú)立的MIMO子系統(tǒng)和MIMO子系統(tǒng)之間的干擾信道的MIMO通信系統(tǒng)的示意性框圖。圖6是圖示了根據(jù)另ー實(shí)施例的操作MMO通信系統(tǒng)的方法的示意性定時(shí)圖。圖7是圖示了用于說明根據(jù)另ー實(shí)施例的確定波束形成矩陣的方法的碼字簿和查找表的示意性框圖。圖8是圖示了根據(jù)另ー些實(shí)施例的用于操作通信系統(tǒng)的方法的簡化流程圖。
具體實(shí)施例方式圖IA示出了通信系統(tǒng)199。通信系統(tǒng)199可以是無線或有線通信系統(tǒng)，例如xDSL(通用數(shù)字用戶線路)或DVB-C2(數(shù)字視頻廣播線纜)。根據(jù)實(shí)施例，通信系統(tǒng)199基于0FDM(正交頻分復(fù)用)調(diào)制機(jī)制。根據(jù)另ー實(shí)施例，通信系統(tǒng)199是利用配電線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)。例如，通信系統(tǒng)199是分別利用被疊加到電カ線的50或60Hz交流電上的經(jīng)調(diào)制的載波的電カ線通信(PLC)、干線通信、電カ線電信(PLT)、寬帶電カ線(BPL)或電カ帶或電力線聯(lián)網(wǎng)(PLN)。通信系統(tǒng)199是具有第一通信設(shè)備100和第二通信設(shè)備200的MMO系統(tǒng)，所述第一通信設(shè)備100包括利用ー個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)送端ロ 101-102的發(fā)生器単元110，所述第二通信設(shè)備200包括利用至少ー個(gè)(例如兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè))接收端ロ 201-203的接收器單元220。傳輸信道300連接發(fā)送器單元110和接收器單元220。第一通信設(shè)備100可以是只具有發(fā)送端ロ 101-102的專用發(fā)送設(shè)備。根據(jù)其它實(shí)施例，第一通信設(shè)備100是除了包括發(fā)送器単元110以外還包括接收器單元120的雙向設(shè)備，接收器單元120可以是與第二通信設(shè)備200中的接收器單元220同一類型的接收器單元，其中端ロ 101-102可以是雙向端ロ并且第一通信設(shè)備100可以包括另ー接收端ロ 103。第二通信設(shè)備200可以是專用接收設(shè)備。根據(jù)其它實(shí)施例，第二通信設(shè)備200是除了包括接收器單元220以外還包括發(fā)送器単元210的雙向設(shè)備，發(fā)送器単元210可以是與第一通信設(shè)備100中的發(fā)送器単元110同一類型的發(fā)送器単元，其中端ロ 201-202可以是雙向端ロ。通信設(shè)備100，200可以是單機(jī)設(shè)備或者可以被集成在用戶所應(yīng)用的電子設(shè)備中，例如存儲(chǔ)單元、電視機(jī)、音頻接收器或視頻記錄器。傳輸信道300可以是多線路連接。根據(jù)實(shí)施例，傳輸信道是被用于AC(交流電)電功率的發(fā)送并且作為建筑物內(nèi)的永久布線被安裝或被埋在地里的包含兩個(gè)或更多個(gè)電導(dǎo)體的電カ線纜。m個(gè)發(fā)送信號(hào)tx定義發(fā)送向量tm，并且η個(gè)接收信號(hào)ry定義接收向量rn。例如，發(fā)送器単元110可以利用火線(L，P)、零線(N)和保護(hù)地(PE)提供兩個(gè)差分發(fā)送信號(hào)tx，其中差分發(fā)送信號(hào)tx被調(diào)制在疊加電源電壓的AC頻率的載波上。根據(jù)實(shí)施例，接收器単元220接收火線和零線之間、零線和保護(hù)地之間以及火線和保護(hù)地之間的三個(gè)差分接收信號(hào)。根據(jù)另ー實(shí)施例，接收器單元220可以接收所述三個(gè)差分接收信號(hào)以及由來自布線的漏電流所產(chǎn)生的共模信號(hào)作為第四接收信號(hào)。在實(shí)際的傳輸信道300中，發(fā)送信號(hào)tx例如通過線路之間的電容耦合彼此相互干擾。在將接收向量rn描述為發(fā)送向量tm的函數(shù)的信道矩陣Hn,m中，每一行的條目描述接收信號(hào)ry中的ー個(gè)對所有發(fā)送信號(hào)tx的依賴關(guān)系，其中當(dāng)發(fā)生串?dāng)_時(shí)通常Hn,m的條目都不為零。(I) rn = Hnjmtm 為了提高信噪比(SNR)，波束形成的原理通過利用預(yù)編碼矩陣Pm, m對發(fā)送向量進(jìn)行預(yù)編碼來提供對接收信號(hào)的去耦合，以使得根據(jù)結(jié)果等價(jià)信道矩陣Hn,mPm,m和在接收器側(cè)的解碼機(jī)制，對角矩陣可以被得到，其中每個(gè)接收信號(hào)僅依賴于ー個(gè)發(fā)送信號(hào)。例如，第二通信設(shè)備200可以包括信道估計(jì)器單元，用于通過將接收到的訓(xùn)練符號(hào)序列與標(biāo)稱訓(xùn)練符號(hào)序列進(jìn)行比較來確定描述傳輸信道300的信道狀態(tài)信息(CSI)的信道矩陣Hn,m。然后，對Hn,m的奇異值分解可以被用來得到預(yù)編碼矩陣Pm, m。如等式(2)中所示，奇異值分解(SVD)將信道矩陣Hn, m分解成第一酉矩陣Un, n、第ニ酉矩陣Vm,m的Hermitian轉(zhuǎn)置Vm,mH和對角矩陣Dn,m，其中Dn,m的對角條目為信道矩陣Hn,m的奇異值。⑵Hn,m = Un,nDn,mVm,mH第二通信設(shè)備200將包含描述信道矩陣Hn,m或第二酉矩陣Vm,m的信息的反饋信息發(fā)送給第一通信設(shè)備100。該反饋信息可以經(jīng)由傳輸信道300或經(jīng)由替代發(fā)送路徑被發(fā)送。第一通信設(shè)備100可以包括被配置為基于反饋信息生成預(yù)編碼矩陣的控制單元。例如，控制単元利用第二酉矩陣Vm,m作為預(yù)編碼矩陣。然后，等式(3)描述了接收單元220所接收的接收向量rn:(3) rn = Hnj mVmj mtm在等式(3)中，信道矩陣Hn,m可以用等式⑵中的其SVD描述來替換(4) rn = UnHnXA1酉矩陣與其Hermi t i an轉(zhuǎn)置的乘積是單位矩陣。利用第一酉矩陣Un, n的Hermi tian轉(zhuǎn)置Un,nH對接收向量進(jìn)行解碼得到解碼后的接收向量yn。(5) yn = Un, nHUn, nDn, fflVffl, m\, mtm(6) yn = Dnj mtm就解碼后的接收向量yn而言，傳輸信道300被分解為ー組并行的獨(dú)立路徑。通常，所述的預(yù)編碼/解碼機(jī)制利用波束形成來對干擾信號(hào)進(jìn)行分解以提高有效載荷數(shù)據(jù)的信噪比。本發(fā)明的實(shí)施例利用波束形成來得到更多的效果，例如除了所述的波束形成為有效載荷數(shù)據(jù)的SNR的影響以外或者作為替換，可以提高發(fā)送帶寬，以及/或者用于預(yù)定位置處的信號(hào)消除。本發(fā)明的實(shí)施例不僅將波束形成預(yù)編碼/解碼機(jī)制應(yīng)用于有效載荷數(shù)據(jù)的發(fā)送，而且還用于同步數(shù)據(jù)和訓(xùn)練符號(hào)的發(fā)送。圖2示出了用于將數(shù)據(jù)從圖I中的第一通信設(shè)備100發(fā)送到第二通信設(shè)備200的發(fā)送分組(脈沖)600。發(fā)送分組600包含同步序列(前導(dǎo)序列)620和在同步序列620之后的數(shù)據(jù)部分610。同步序列指示任意數(shù)據(jù)的發(fā)送并且也可以被用于接收器単元的時(shí)間同步。數(shù)據(jù)部分610可以包括有效載荷數(shù)據(jù)或訓(xùn)練數(shù)據(jù)或者這兩者都包括。訓(xùn)練數(shù)據(jù)可以包括多個(gè)訓(xùn)練符號(hào)640，其中每個(gè)訓(xùn)練符號(hào)640可以被前置保護(hù)間隔630，該保護(hù)間隔630被提供以使得發(fā)送相對于多路徑發(fā)送是魯棒的。保護(hù)間隔630例如可以包含訓(xùn)練符號(hào)640的片段的拷貝。例如，在電カ線通信的情境中，同步序列620是固定大小的零自相關(guān)序列(CAZAC)，該序列包含用于對參與通信設(shè)備進(jìn)行同步的數(shù)據(jù)，所述通信設(shè)備可以是類似的設(shè)備或者可從不同制造商那得到的不同設(shè)備。通常，同步序列620與電源AC電壓線路周期對齊，其中同步序列620中所包含的時(shí)隙具有相對于AC線路周期的零交叉點(diǎn)的指定定時(shí)。同步序列620可以包含針對每個(gè)參與通信設(shè)備的同步信號(hào)622，該信號(hào)包括用于為參與通信設(shè)備分配時(shí)域單元624的信息。同步信號(hào)622可以在接收器側(cè)的通信設(shè)備處利用相關(guān)分析來檢測，并且通常不經(jīng)過接收通信設(shè)備中的特定解調(diào)和糾錯(cuò)路徑。同步信號(hào)622 可以包含用于系統(tǒng)組織的若干子時(shí)隙611-618。通過對同步序列620和訓(xùn)練符號(hào)640應(yīng)用波束形成，同步序列620和訓(xùn)練符號(hào)640的發(fā)送變得更加魯棒。根據(jù)實(shí)施例，在接收器側(cè)的通信設(shè)備可以確定反饋信息，該反饋信息描述接收器単元實(shí)際需要多少同步信息和/或訓(xùn)練符號(hào)來實(shí)現(xiàn)對所接收的發(fā)送信號(hào)的正確解調(diào)。被反饋到發(fā)送通信設(shè)備，同步反饋信息便于實(shí)現(xiàn)對訓(xùn)練符號(hào)的數(shù)目和/或同步序列進(jìn)行調(diào)整以滿足實(shí)際需要，從而通信資源可以被大大減少。根據(jù)另ー實(shí)施例，包括同步序列的波束形成被用于實(shí)現(xiàn)在通信系統(tǒng)的被選擇位置處的信號(hào)消除，例如在室內(nèi)電カ布線的被選擇插座(電源插槽)處的信號(hào)消除。圖IB示出了具有如在圖IA中更詳細(xì)圖示的發(fā)送器単元110的通信設(shè)備100。第一控制單元190可以將包括有效載荷數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流dl輸出到發(fā)送器単元110。該數(shù)據(jù)流可以包含也可以不包含訓(xùn)練符號(hào)。發(fā)送器単元110包括串并多路復(fù)用器112，該復(fù)用器可以將數(shù)據(jù)流dl分成或倍增為M個(gè)并行數(shù)據(jù)流并且可以為M個(gè)數(shù)據(jù)流中的每個(gè)數(shù)據(jù)流添加同步數(shù)據(jù)，例如同步序列。數(shù)據(jù)流的數(shù)目M等于或小于發(fā)送端ロ的數(shù)目m與接收端ロ的數(shù)目η的最小值，M ^min[n, m]。例如，在有兩個(gè)發(fā)送端口和三個(gè)接收端ロ的系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)流的數(shù)目M等于I或2。利用一個(gè)接收端ロ的MISO系統(tǒng)只使用一個(gè)數(shù)據(jù)流。串并多路復(fù)用器112輸出M個(gè)數(shù)據(jù)流d2，這些數(shù)據(jù)流可以分別包括同步序列以及訓(xùn)練符號(hào)或有效載荷數(shù)據(jù)或者兩者。串并多路復(fù)用器112可以針對同步序列和/或訓(xùn)練符號(hào)的數(shù)目進(jìn)行編程。例如，通信設(shè)備100可以包括第二控制單元170，該控制單元接收來自參與到同一通信系統(tǒng)中的其它通信設(shè)備的反饋信息，并且可以根據(jù)所接收到的反饋信息對串并多路復(fù)用器112進(jìn)行編程或配置，以使得只有實(shí)際需要的數(shù)量的訓(xùn)練符號(hào)被插入到發(fā)送數(shù)據(jù)流中以及/或者使得同步序列只有所需要的長度。第二控制單元170可以經(jīng)由如圖IA中所示的接收器單元120或者替代傳輸路徑接收用于確定當(dāng)前同步數(shù)據(jù)的信息。數(shù)據(jù)流d2中的每個(gè)數(shù)據(jù)流被分別發(fā)送到M個(gè)調(diào)制器114中的一個(gè)調(diào)制器。調(diào)制器114可以是正交幅度調(diào)制器(QAM)并且每個(gè)調(diào)制器114生成經(jīng)調(diào)制的數(shù)據(jù)發(fā)送信號(hào)tx。根據(jù)其它實(shí)施例，訓(xùn)練符號(hào)或同步序列或者這兩者可以在對數(shù)據(jù)信號(hào)d2的調(diào)制之后以適當(dāng)?shù)男问奖徊迦?。預(yù)編碼単元116根據(jù)上述波束形成機(jī)制對調(diào)制后的數(shù)據(jù)信號(hào)tx進(jìn)行預(yù)編碼(波束形成)以生成經(jīng)預(yù)編碼的發(fā)送信號(hào)。預(yù)編碼単元116可以用從預(yù)編碼矩陣得到的系數(shù)來表征。預(yù)編碼単元116可以是可編程的，以實(shí)現(xiàn)不同的預(yù)編碼矩陣。例如，在認(rèn)知階段，預(yù)編碼矩陣可以是單位矩陣以使得預(yù)編碼単元116對于調(diào)制后的數(shù)據(jù)信號(hào)tx而言是透明的。在操作階段，預(yù)編碼矩陣Pm可以近似地等于第二酉矩陣Vm,m。根據(jù)另ー實(shí)施例，預(yù)編碼矩陣Pm, m被定義為消除在預(yù)定義的位置處的預(yù)編碼后的發(fā)送信號(hào)。因?yàn)橥ㄐ畔到y(tǒng)包括在不同頻率處的多個(gè)傳輸信道，所以對特定發(fā)送信號(hào)的消除可以等同于帶陷濾波器。第一通信設(shè)備100中的預(yù)編碼器控制單元180可以例如經(jīng)由如圖I中所示的接收器單元120接收用于確定預(yù)編碼矩陣的信息，并且可以被用于配置預(yù)編碼単元116。根據(jù)實(shí)施例，預(yù)編碼器控制單元180從存儲(chǔ)在碼字簿単元185中的多個(gè)預(yù)定義矩陣中為每個(gè)信道選擇ー個(gè)預(yù)定義矩陣。圖IC針對其中通信設(shè)備100的發(fā)送器単元110提供頻域中的波束形成的實(shí)施例。數(shù)據(jù)源(例如第一控制單元190)輸出包含有效載荷數(shù)據(jù)但不包含訓(xùn)練符號(hào)和同步序列的主數(shù)據(jù)流。FEC(前向糾錯(cuò))単元191根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)接收器側(cè)的糾錯(cuò)的錯(cuò)誤檢測機(jī)制插入碼字冗余，并輸出第一數(shù)據(jù)流dl。多路復(fù)用器単元112可以將第一數(shù)據(jù)流dl分成至少兩個(gè)互補(bǔ)數(shù)據(jù)流d2或者將數(shù)據(jù)流倍増(至少雙倍)為兩個(gè)或更多個(gè)相同的數(shù)據(jù)流d2。調(diào)制器単元114例如利用多個(gè)子載波和QAM(正交幅度調(diào)制)分別對每個(gè)數(shù)據(jù)流d2進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制器単元114可以利用描述頻率相關(guān)的信道特性的星座數(shù)據(jù)ConDat來相應(yīng)地適應(yīng)QAM機(jī)制。星座控制單元182可以根據(jù)反饋信息得到星座數(shù)據(jù)ConDat，所述反饋信息可以例如經(jīng)由如針對圖IA和圖IB所描述的接收器單元被接收。根據(jù)實(shí)施例，多路復(fù)用器112在其輸出數(shù)據(jù)流d2中的每個(gè)數(shù)據(jù)流中插入訓(xùn)練符號(hào)TSl, TS2或同步序列CAZAC1，CAZAC2或者這兩者。根據(jù)另ー實(shí)施例，調(diào)制器單元114以適當(dāng)?shù)男问皆谄漭敵鰯?shù)據(jù)流中的每個(gè)數(shù)據(jù)流中插入訓(xùn)練符號(hào)或同步序列或者這兩者。訓(xùn)練符號(hào)TS1，TS2的數(shù)目和同步序列CAZAC1，CAZAC2可以在第二控制單元170的控制下針對每個(gè)輸出數(shù)據(jù)流d2而變化，所述第二控制單元170可以包括被分配用于訓(xùn)練符號(hào)的第一子単元170a和被分配用于同步序列的第二子単元170b。第二控制單元170可以經(jīng)由如圖IA中所示的接收器120或者經(jīng)由替代發(fā)送路徑接收用于為每個(gè)輸出數(shù)據(jù)流d2確定當(dāng)前所需要的同步序列和/或訓(xùn)練符號(hào)的數(shù)目的信息。根據(jù)其它實(shí)施例，第二控制單元170只包括子單元170a, 170b中的ー個(gè)。預(yù)編碼単元116利用由預(yù)編碼器控制單元180接收到的預(yù)編碼矩陣V對調(diào)制后的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼，所述預(yù)編碼器控制単元180也可以基于例如經(jīng)由接收器單元接收到的其它反饋信息來提供預(yù)編碼矩陣V。調(diào)制后的數(shù)據(jù)信號(hào)包含訓(xùn)練符號(hào)或同步序列或者這兩者，以使得波束形成包括對訓(xùn)練符號(hào)、同步序列或者這兩者的波束形成。發(fā)送器単元110的另ー調(diào)制器単元152可以利用0FDM(正交頻分復(fù)用)將經(jīng)預(yù)編碼(波束形成)的調(diào)制后的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到頻率載波上。混頻器和反向傅立葉變換單元154合并正交信號(hào)并且進(jìn)行反向傅立葉變換以得到描述時(shí)域中的發(fā)送信號(hào)的數(shù)字輸出信號(hào)。轉(zhuǎn)換器和耦合單元156 將數(shù)字輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬發(fā)送信號(hào)并將每個(gè)模擬發(fā)送信號(hào)耦合到相應(yīng)的發(fā)送端ロ 101，102。
圖ID針對其中通信設(shè)備100的發(fā)送器単元110提供時(shí)域中的波束形成的實(shí)施例。根據(jù)該實(shí)施例，發(fā)送器単元110提供兩個(gè)發(fā)送信號(hào)。根據(jù)其它實(shí)施例，發(fā)送器単元110可以提供更多個(gè)發(fā)送信號(hào)，例如三個(gè)、四個(gè)或更多。預(yù)編碼単元116可以被提供在混頻器和反向傅立葉變換單元154與轉(zhuǎn)換器和耦合單元156之間。預(yù)編碼器控制單元180提供時(shí)域預(yù)編碼矩陣V_v，該矩陣可以通過卷積根據(jù)時(shí)域預(yù)編碼矩陣而得到。訓(xùn)練符號(hào)TSl，TS2或同步序列CAZACl，CAZAC2可以在多路復(fù)用器112處被插入，如以上參考圖IC所描述的。根據(jù)所示出的實(shí)施例，第二調(diào)制單元152在第一子單元170a的控制下、在分別執(zhí)行每個(gè)支路中的調(diào)制之前將訓(xùn)練符號(hào)TS1，TS2插入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)流中。根據(jù)其它實(shí)施例，支路的數(shù)目可以不為2，并且訓(xùn)練符號(hào)的數(shù)目可以等于支路的數(shù)目。根據(jù)另ー實(shí)施例，混頻器和反向傅立葉變換單元154在正交信號(hào)被生成之前、在第二控制單元170的第二子單元170b的控制下將同步序列CAZACl，CAZAC2插入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)流中。同樣，同步序列的數(shù)目可以與支路的數(shù)目相對應(yīng)。 圖IE示出了具有如在圖IA中更詳細(xì)圖示的接收器單元220的通信設(shè)備200。通信設(shè)備200在ー個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)輸入端ロ 201-203處接收接收信號(hào)。例如，通信設(shè)備200具有三個(gè)輸入端ロ，被分別配置為接收火線與零線之間、火線與保護(hù)地之間以及零線與保護(hù)地之間的差分信號(hào)。根據(jù)另ー實(shí)施例，通信設(shè)備200還包括第四輸入端ロ，被配置為接收由于漏電流所引起的共模信號(hào)。信道估計(jì)單元250將被選擇的接收信號(hào)與等同的標(biāo)稱信號(hào)進(jìn)行比較，并例如通過從多個(gè)預(yù)定義的信道矩陣中選擇最好地表征實(shí)際傳輸信道的那個(gè)信道矩陣來確定信道矩陣んが通常，預(yù)定義的一組訓(xùn)練符號(hào)在發(fā)送器和接收器兩側(cè)都是已知的，并且訓(xùn)練符號(hào)被選擇用于信道估計(jì)。信道估計(jì)單元250還被配置為提供描述信道矩陣的信道狀態(tài)信息以用于在接收器和發(fā)送器兩側(cè)的進(jìn)ー步處理。例如，確定或直接描述第二酉矩陣Vm, m所需要的信息可被提供給第二通信設(shè)備200的發(fā)送器単元210。確定或直接描述第一酉矩陣Un, n所需要的信息可被提供給第二通信設(shè)備200的解碼器控制単元280。解碼器控制単元280接收用于確定解碼矩陣的信息并相應(yīng)地配置解碼器單元216，所述解碼矩陣?yán)缡堑谝挥暇仃嘦n,n的Hermitian轉(zhuǎn)置Un,nH。解碼器單元216可以根據(jù)上述波束形成機(jī)制對接收信號(hào)rx進(jìn)行解碼以生成解碼后的接收信號(hào)yx。解碼器單元216用從解碼矩陣得到的系數(shù)來表征。解碼器單元216是可以編程的，以實(shí)現(xiàn)不同的解碼矩陣。例如，在認(rèn)知階段，解碼矩陣可以被選擇來實(shí)現(xiàn)用于檢測被發(fā)送的MIMO路徑的均衡器或檢測功能，例如迫零接收器。在操作階段，解碼矩陣可以近似地等于第一酉矩陣Um, m的Hermitian轉(zhuǎn)置Un, nH。根據(jù)另ー實(shí)施例，解碼矩陣被使得與預(yù)編碼矩陣適配，所述預(yù)編碼矩陣消除在預(yù)定義位置處的發(fā)送信號(hào)。解碼器單元216所輸出的數(shù)據(jù)流中的每個(gè)數(shù)據(jù)流分別通過N個(gè)解調(diào)器214中的一個(gè)解調(diào)器來解調(diào)。解調(diào)器214可以是正交幅度解調(diào)器(QAD)。姆個(gè)解調(diào)器214生成解調(diào)后的數(shù)據(jù)信號(hào)d4，這些數(shù)據(jù)信號(hào)被輸出到井串解復(fù)用器212。解復(fù)用器212可以將N個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)d4合并成ー個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)數(shù)據(jù)流d5，該數(shù)據(jù)流d5被發(fā)送到控制單元290。此外，解復(fù)用器212可以包括或者可以被連接到質(zhì)量單元270，該質(zhì)量単元270檢查例如同步序列的同歩數(shù)據(jù)以及訓(xùn)練符號(hào)的質(zhì)量。根據(jù)質(zhì)量，質(zhì)量単元270確定反饋信息，該反饋信息例如描述確保當(dāng)前傳輸信道上的無干擾數(shù)據(jù)發(fā)送的同步序列的最小長度和/或最少的訓(xùn)練符號(hào)數(shù)目。至少當(dāng)所確定的同步序列的最小長度偏離所接收到的同步序列的長度時(shí)或者當(dāng)所確定的最少的訓(xùn)練符號(hào)數(shù)目偏離所接收到的訓(xùn)練符號(hào)的數(shù)目吋，質(zhì)量單元270將更新的反饋信息輸出到例如發(fā)送器単元210。根據(jù)其它實(shí)施例，反饋信息和信道狀態(tài)信息被傳送到控制單元290并且控制單元290將反饋信息和/或信道狀態(tài)信息插入到從控制單元290輸出到發(fā)送器単元210的數(shù)據(jù)流中。根據(jù)實(shí)施例，質(zhì)量單元270將存儲(chǔ)在碼字簿単元275中的多個(gè)預(yù)定義矩陣中的一個(gè)矩陣的索引作為信道狀態(tài)信息進(jìn)行發(fā)送。對于經(jīng)由傳輸信道被分配用于同一第一通信設(shè)備100的每個(gè)第二通信設(shè)備200，不同的反饋信息可以被提供并且第一通信設(shè)備100可以針對每個(gè)第二通信設(shè)備200分別調(diào)整同歩數(shù)據(jù)的長度和/或訓(xùn)練符號(hào)的數(shù)目，以節(jié)省傳輸資源。根據(jù)另ー實(shí)施例，波束形成被用于去除在第三插ロ處的發(fā)送信號(hào)，該發(fā)送信號(hào)是 從被連接到電カ線布線的第一插ロ的第一通信設(shè)備被發(fā)送到被連接到電カ線布線的第二插ロ的第二通信設(shè)備的信號(hào)。在發(fā)送器側(cè)調(diào)整等價(jià)信道可以抑制與其它通信系統(tǒng)(例如其它PLT系統(tǒng)或無線電廣播服務(wù))的干擾。圖IF指出了其中通信設(shè)備200的接收器單元220提供頻域中的解碼的實(shí)施例的細(xì)節(jié)。所示出的實(shí)施例針對驅(qū)動(dòng)兩個(gè)發(fā)送信號(hào)的發(fā)送通信設(shè)備(未示出)和經(jīng)由輸入端ロ201-204接收兩個(gè)或更多個(gè)(例如四個(gè))接收信號(hào)的接收通信設(shè)備200。耦合和轉(zhuǎn)換器單元256對模擬接收信號(hào)進(jìn)行采樣，并且可以輸出兩個(gè)或更多個(gè)(例如四個(gè))數(shù)字接收信號(hào)，其中耦合和轉(zhuǎn)換器單元256可以響應(yīng)于AGC(自動(dòng)增益控制)單元264所提供的信息來調(diào)節(jié)接收信號(hào)的信號(hào)水平。傅立葉變換單元254將數(shù)字接收信號(hào)變換到頻域，其中針對每個(gè)數(shù)字接收信號(hào)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流可以被生成。此外，幅度和相位信息可以從接收信號(hào)中被獲得以控制同步單元266，該同步単元266可以提供被AGC単元264用于調(diào)節(jié)信號(hào)水平的信息。第一解調(diào)器單元252可以利用OFDM來在時(shí)域中將每個(gè)數(shù)據(jù)流分解成兩個(gè)正交調(diào)制的組分。根據(jù)實(shí)施例，由同步單元266提供的同步信息可被用于解調(diào)。分路器單元251可被提供來將第一解調(diào)器單元252所輸出的兩個(gè)或更多個(gè)(例如四個(gè))數(shù)據(jù)流路由到均衡器単元253和信道估計(jì)單元250。根據(jù)另ー實(shí)施例，分路器單元251將全部或一些數(shù)據(jù)流路由到時(shí)鐘偏移估計(jì)單元250，該時(shí)鐘偏移估計(jì)單元250提供控制信號(hào)給電壓控制的振蕩器，控制在耦合和轉(zhuǎn)換器単元256中對模擬接收信號(hào)的采樣。信道估計(jì)單元250被用于確定各種信道特性。例如，該單元可被配置為確定描述接收信號(hào)之間的相互影響的信道矩陣H的條目。此外，信道估計(jì)單元250可被配置為確定描述傳輸信道的每個(gè)路徑的頻率特性的色調(diào)圖(tonemap)。信道估計(jì)單元250所獲得的信息可被解碼器控制単元280用于確定解碼器單元216的解碼器矩陣V—1。根據(jù)另ー實(shí)施例，信道估計(jì)單元250所獲得的信息可被調(diào)制器控制單元282用于確定用于第二解調(diào)器單元214的系數(shù)。另外，信道估計(jì)單元250所獲得的信息可被偽逆變換單元250b用于確定均衡器單元253的系數(shù)。此外，信道估計(jì)單元250所獲得的信息可被反饋到發(fā)送當(dāng)前所接收的接收信號(hào)的發(fā)送通信設(shè)備。均衡器単元253可被用于從表示兩個(gè)或多個(gè)(例如四個(gè))接收信號(hào)的數(shù)據(jù)流中恢復(fù)表示原始發(fā)送信號(hào)的兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流。解碼器單元216利用解碼矩陣V—1對數(shù)據(jù)流進(jìn)行解碼。第二調(diào)制器単元214可以執(zhí)行QAM解調(diào)(該解調(diào)可以使用色調(diào)圖信息也可以不使用該信息)，并執(zhí)行反向傅立葉變換以得到兩個(gè)或更多個(gè)接收信號(hào)。解復(fù)用器212將這兩個(gè)或更多個(gè)接收信號(hào)重新合并成結(jié)果接收信號(hào)。前向糾錯(cuò)單元291利用被包括的碼字冗余來檢測和糾正數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。解碼在頻域中被執(zhí)行。圖IG的實(shí)施例與圖IF中所示的實(shí)施例的不同在于解碼在時(shí)域中被執(zhí)行。例如，解碼器單元216可以被布置在耦合和轉(zhuǎn)換器單元256與傅立葉變換單元254之間，接收所述兩個(gè)或更多個(gè)(例如四個(gè))數(shù)字接收信號(hào)并將解碼后的數(shù)字接收信號(hào)輸出到傅立葉變換單元254。圖3示出了具有多個(gè)通信設(shè)備301-305的通信系統(tǒng)399。通信設(shè)備301-305可以是包括接收單元320和發(fā)送單元310的雙向設(shè)備、包括接收單元320的專用接收設(shè)備或者包括發(fā)送單元310的專用發(fā)送設(shè)備，只要通信設(shè)備301-305中的至少ー個(gè)設(shè)備包含發(fā)送單元310。通信設(shè)備301-305被連接到電カ線布線330，例如室內(nèi)電カ布線。電カ線布線330還具有另ー被監(jiān)視的接ロ 309，例如插ロ(電源插座)，在該接ロ處應(yīng)當(dāng)可檢測到盡可能少的發(fā)送信號(hào)功率，例如因?yàn)楸槐O(jiān)視的插ロ 309被提供用于連接功能可能被通信設(shè)備301-305的發(fā)送信號(hào)干擾的電子設(shè)備。 在五個(gè)雙向通信設(shè)備301-305之間，電カ線布線330提供20個(gè)不同的傳輸信道。每個(gè)通信設(shè)備301-305可以保存四個(gè)預(yù)編碼矩陣，并且可以利用根據(jù)從相應(yīng)的通信設(shè)備301-305和/或從被監(jiān)視的插ロ 309接收到的信道狀態(tài)信息而得到的相應(yīng)預(yù)編碼矩陣，對要被發(fā)送到其它通信設(shè)備301-305中的ー個(gè)通信設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼，所述數(shù)據(jù)例如有效載荷數(shù)據(jù)或同步數(shù)據(jù)或者兩者。根據(jù)實(shí)施例，每個(gè)通信設(shè)備301-305中的預(yù)編碼矩陣被確定，使得發(fā)送信號(hào)在被監(jiān)視的插ロ 309處盡可能地低，或者使得在所針對的接收器單元320處的接收信號(hào)與在被監(jiān)視的插ロ 309處的接收信號(hào)之間的比值盡可能高。根據(jù)其它實(shí)施例，發(fā)送信號(hào)可以在多于ー個(gè)插ロ處被衰減。圖4A示出了在第一狀態(tài)下的通信系統(tǒng)499。通信系統(tǒng)499包括第一和第二通信設(shè)備401，402和用于從第一通信設(shè)備401到第二通信設(shè)備402的數(shù)據(jù)發(fā)送的第一傳輸信道430a。通信設(shè)備401，402可以被提供在電カ布線系統(tǒng)(例如室內(nèi)電カ布線430)的第一和第二插ロ 431,432處。第二傳輸信道430b定義同一電カ布線系統(tǒng)430的第一插ロ 431與第三插ロ 433之間的數(shù)據(jù)發(fā)送。在第一狀態(tài)下，第三通信設(shè)備403被連接到第三插ロ 433。第三通信設(shè)備403確定描述第二傳輸信道430b的信道狀態(tài)信息并將該信道狀態(tài)信息發(fā)送到第一通信設(shè)備401。至少在特定頻率范圍內(nèi)，信道狀態(tài)信息可以包含或不包含消除標(biāo)識(shí)符，該標(biāo)識(shí)符將相應(yīng)的插ロ標(biāo)識(shí)為信號(hào)應(yīng)當(dāng)被消除的插ロ。例如，如果第三插ロ 433被提供用于連接對發(fā)送信號(hào)帶寬內(nèi)的電磁輻射敏感的電子設(shè)備，例如無線電廣播調(diào)頻器，則消除標(biāo)識(shí)符被設(shè)置。消除標(biāo)識(shí)符還可以包含標(biāo)識(shí)所希望消除的頻率范圍的信息。如果信道狀態(tài)信息不包含消除標(biāo)識(shí)符，則第一通信設(shè)備401將第三通信設(shè)備標(biāo)記為永久設(shè)備，并且可以根據(jù)波束形成機(jī)制為第二和第三插ロ 432，433選擇預(yù)編碼矩陣，所述波束形成機(jī)制確保從第一通信設(shè)備401被發(fā)送到第三通信設(shè)備403和從第一通信設(shè)備401被發(fā)送到第二通信設(shè)備402的信號(hào)的高SNR。如果信道狀態(tài)信息包含消除標(biāo)識(shí)符，則第一通信設(shè)備401將第三插ロ 433標(biāo)記為被監(jiān)視的插ロ，并且可以根據(jù)波束形成機(jī)制為第二插ロ 432選擇預(yù)編碼矩陣，所述波束形成機(jī)制一方面確保在第三插ロ 433處有較低的介質(zhì)信號(hào)水平或者在被選擇的頻帶內(nèi)有較低的介質(zhì)信號(hào)水平，以及另一方面確保從第一通信設(shè)備401被發(fā)送到第二通信設(shè)備402的信號(hào)的高SNR。如上所述，例如如果第三插ロ 433被提供用于連接對發(fā)送信號(hào)帶寬內(nèi)的電磁輻射敏感的電子設(shè)備，消除標(biāo)識(shí)符在第三通信設(shè)備403中可以被設(shè)置。消息標(biāo)識(shí)符可以通過用戶交互被設(shè)置，例如通過開關(guān)或經(jīng)由電輸入端ロ。根據(jù)另ー實(shí)施例，當(dāng)特定通信設(shè)備已被斷開連接時(shí)，例如當(dāng)?shù)谌ㄐ旁O(shè)備403已從第三插ロ 433被斷開連接時(shí)，第一通信設(shè)備401在內(nèi)部設(shè)置消除標(biāo)識(shí)符。圖4B示出了在第三通信設(shè)備403已被斷開與電力布線系統(tǒng)430的連接之后并且 無線電接收器450已被連接到第三插ロ 433之后第二狀態(tài)下的圖4A的通信系統(tǒng)400。如果第一通信設(shè)備401對被發(fā)送到第二通信設(shè)備402的信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼以使得在第三插ロ處所選頻帶被抑制，則無線電接收器在不受通信系統(tǒng)400所引起的干擾的情況下接收廣播信號(hào)。圖5不出了包括第一通信子系統(tǒng)500a和第二通信子系統(tǒng)500b的通信系統(tǒng)599,所述第一通信子系統(tǒng)500a具有第一和第二通信設(shè)備501, 502和用于從第一通信設(shè)備501到第二通信設(shè)備502的數(shù)據(jù)發(fā)送的第一傳輸信道530a，所述第二通信子系統(tǒng)500b具有第三和第四通信設(shè)備503，504和用于從第三通信設(shè)備503到第四通信設(shè)備504的數(shù)據(jù)發(fā)送的第ニ傳輸信道530b。第一和第二通信子系統(tǒng)500a，500b可以例如被提供在建筑物的不同樓層FL1，F(xiàn)L2處室內(nèi)電カ布線的插ロ處。當(dāng)?shù)谝煌ㄐ旁O(shè)備501向第二通信設(shè)備502發(fā)送信號(hào)吋，與第二通信子系統(tǒng)500b的串?dāng)_可能會(huì)發(fā)生，導(dǎo)致第三傳輸信道530c例如與第四通信設(shè)備504處的第二傳輸信道530b互相干擾。根據(jù)實(shí)施例，在認(rèn)知階段，第四通信設(shè)備504可以將描述第三傳輸信道530c的信道狀態(tài)信息傳送給第一通信設(shè)備501。然后，第一通信設(shè)備501可以對用于向第二通信設(shè)備502的數(shù)據(jù)發(fā)送的預(yù)編碼矩陣進(jìn)行調(diào)整，以使得從第三傳輸信道530c得到的在第四通信設(shè)備504處的接收信號(hào)水平盡可能地低，或者針對從第一通信設(shè)備501發(fā)送的信號(hào)，在第二通信設(shè)備502處的接收信號(hào)水平與在第三通信設(shè)備503處的接收信號(hào)水平之間的比值盡可能大。圖6示出了操作利用預(yù)編碼矩陣來進(jìn)行波束形成的通信系統(tǒng)的方法。在初始化階段，通信設(shè)備601，602，603將通信參數(shù)設(shè)置為預(yù)定義的值。例如，指示例如同步序列的長度的同步長度和/或訓(xùn)練符號(hào)的數(shù)目被設(shè)置為預(yù)定值，并被用在通信設(shè)備的發(fā)送單元中的預(yù)編碼器矩陣被設(shè)置為透明的。在接下來的認(rèn)知階段中，第一通信設(shè)備601可以發(fā)送未經(jīng)編碼的訓(xùn)練符號(hào)TS到其它通信設(shè)備，例如發(fā)送到被提供用于接收來自第一通信設(shè)備601的發(fā)送信號(hào)的第二通信設(shè)備602以及發(fā)送到應(yīng)當(dāng)接收盡可能少的信號(hào)功率的第三通信設(shè)備603。第二和第三通信設(shè)備602，603確定描述從第一通信設(shè)備601到第二通信設(shè)備602和從第一通信設(shè)備601到第三通信設(shè)備603的傳輸信道的信道狀態(tài)信息CSIl，CSI2。此外，至少第二通信設(shè)備602確定解碼矩陣Qn, n，該解碼矩陣?yán)缡歉鶕?jù)從信道狀態(tài)信息CSIl得到的信道矩陣的SVD而得到的第一酉矩陣的Hermitian轉(zhuǎn)置?；谒邮盏降男诺罓顟B(tài)信息CSI1，第一通信設(shè)備601中的預(yù)編碼器控制單元確定最佳預(yù)編碼矩陣Pm，用于對要從第一通信設(shè)備601被發(fā)送到第二通信設(shè)備602的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。根據(jù)實(shí)施例，預(yù)編碼矩陣Pm, m被選擇為獲得在第二通信設(shè)備602處的解碼后接收信號(hào)的最優(yōu)SNR。例如，預(yù)編碼矩陣Pm, m可以是從信道矩陣的SVD得到的第二酉矩陣Vm, m。根據(jù)其它實(shí)施例，預(yù)編碼矩陣Pm, m被選擇為確保在第三通信設(shè)備603處的最低信號(hào)能量或者在第三通信設(shè)備603處的不超過預(yù)定水平的信號(hào)能量。根據(jù)另ー些實(shí)施例，預(yù)編碼矩陣Pm,m可以被選擇以使得在第一通信設(shè)備601和第三通信設(shè)備603處的信號(hào)水平之間的比值盡可能地高。根據(jù)另ー實(shí)施例，預(yù)編碼矩陣Pm, m可以被選擇以使得預(yù)編碼矩陣Pm, m與針對第二通信設(shè)備的最佳預(yù)編碼矩陣之間的距離和預(yù)編碼矩陣Pm與針對第三通信設(shè)備的最佳預(yù)編碼矩陣之間的距離的總和盡可能地小。該機(jī)制可以以等效的方式被應(yīng)用于三個(gè)以上的通信設(shè)備。隨著預(yù)編碼和解碼矩陣Pm,m，Qn,n的確定，認(rèn)知階段可以被完成，并且通信設(shè)備601， 602前進(jìn)到操作模式，在該模式下，當(dāng)在第一通信設(shè)備601中有效載荷數(shù)據(jù)Pdata要被發(fā)送到第二通信設(shè)備601時(shí)，第一通信設(shè)備601利用預(yù)編碼矩陣Pm對發(fā)送分組進(jìn)行預(yù)編碼并將預(yù)編碼后的發(fā)送分組發(fā)送到第二通信設(shè)備602，所述發(fā)送分組可以包含具有同步長度SlO的同步序列Sync以及有效載荷Pdata或預(yù)定義數(shù)目的訓(xùn)練符號(hào)或者兩者。第二通信設(shè)備602利用解碼矩陣Qn, n對接收到的發(fā)送分組進(jìn)行解碼。第二通信設(shè)備602可以檢查多少同步數(shù)據(jù)，例如多少訓(xùn)練符號(hào)TS被實(shí)際需要以確保對從第一通信設(shè)備601發(fā)送的信號(hào)的無干擾接收，并且可以向第一通信設(shè)備601發(fā)送更新后的反饋信息sll，該反饋信息sll描述例如最低要求的訓(xùn)練符號(hào)TS的數(shù)目或者最低要求的同步序列長度。第一通信設(shè)備601可根據(jù)所接收到的反饋信息SlO調(diào)整下一個(gè)發(fā)送分組中訓(xùn)練符號(hào)TS的數(shù)目或者同步序列的長度，以提高對有效載荷數(shù)據(jù)的發(fā)送容量。作為替換或者附加選項(xiàng)，第二通信設(shè)備602可以檢查發(fā)送屬性是否發(fā)生了很大變化。當(dāng)?shù)诙ㄐ旁O(shè)備602檢測到非常大的信道變化時(shí)，第二通信設(shè)備602可以更新其信道狀態(tài)信息CSI，并將信道變化CC和/或更新的信道狀態(tài)信息CSII發(fā)信號(hào)給第一通信設(shè)備601。第二通信設(shè)備602確定更新的解碼矩陣Qn, n為例如根據(jù)從更新后的信道狀態(tài)信息CSIl得到的新的信道矩陣的SVD而得到的第一酉矩陣的Hermitian轉(zhuǎn)置。根據(jù)實(shí)施例，預(yù)編碼器控制單元基于更新后的信道狀態(tài)信息CSIl和之前所用的預(yù)編碼矩陣Pm確定新的最佳預(yù)編碼矩陣Pm,m，如下面所詳細(xì)描述的
第一信道矩陣H1描述信道變化之前的傳輸信道，并且第一通信設(shè)備601利用通過根據(jù)等式(7)的H1的SVD所得到的第二酉矩陣V1作為預(yù)編碼矩陣。(7) H1 = U1D1V111當(dāng)?shù)诙ㄐ旁O(shè)備602檢測到顯著的信道變化時(shí)，第二通信設(shè)備602將接收信號(hào)中包含的所接收到的經(jīng)預(yù)編碼和解碼后的訓(xùn)練符號(hào)與標(biāo)稱訓(xùn)練符號(hào)進(jìn)行比較，所述標(biāo)稱訓(xùn)練符號(hào)可以被存儲(chǔ)在第二通信設(shè)備602中或者可以用其它方式得到。按照這種方式，新的等效信道矩陣H可以被得到。根據(jù)另ー實(shí)施例，第二通信設(shè)備602可以通過評(píng)估所接收的經(jīng)預(yù)編碼和解碼后的訓(xùn)練符號(hào)來檢測顯著的信道變化。在檢測到信道變化之后，第二通信設(shè)備602執(zhí)行進(jìn)一歩的SVD。由于在此時(shí)間點(diǎn)處，發(fā)送信號(hào)被利用V1進(jìn)行了預(yù)編碼并且經(jīng)由新的傳輸信道H2被發(fā)送，所以新的等效信道H = H2Vp將SVD應(yīng)用于新的等效信道H得到等式⑶
(8) H2V1 = UDVhVh是新的等效信道的最佳預(yù)編碼矩陣V的Hermitian轉(zhuǎn)置。在等式(8)中，新的信道矩陣H2可以用其SVD的結(jié)果H2 = U2D2V/來替換(9) U2D2V2hV1 = UDVh通過比較等式(9)的兩邊，可以得到等式(10)和(11)(10) V2hV1 = Vh(11) V2 = V1V 根據(jù)等式(11)，針對新的信道矩陣H2的更新后的預(yù)編碼矩陣V2可以根據(jù)之前所用的預(yù)編碼矩陣V1和新的等效信道H2V1的SVD來得到，并且不需要知道新的信道矩陣H2。不需要發(fā)送未經(jīng)編碼的訓(xùn)練符號(hào)來確定新的預(yù)編碼矩陣V2。同樣的考慮應(yīng)用于解碼矩陣和對角矩陣。不需要發(fā)送未經(jīng)編碼的訓(xùn)練符號(hào)來確定新的解碼矩陣和新的對角矩陣。第二通信設(shè)備602將預(yù)編碼更新信息(例如信道狀態(tài)信息)發(fā)送給第一通信設(shè)備601。預(yù)編碼更新信息指定預(yù)編碼矩陣。根據(jù)實(shí)施例，第二通信設(shè)備602發(fā)送指定新的預(yù)編碼矩陣的條目的值或者可以用來導(dǎo)出新的預(yù)編碼矩陣的條目的值。根據(jù)另ー實(shí)施例，第一和第二通信設(shè)備601，602包含相同的碼字簿和查找表，其中每個(gè)碼字簿包含ー組預(yù)定義的預(yù)編碼矩陣，并且第二通信設(shè)備602發(fā)送指定碼字簿條目中作為最合適預(yù)編碼矩陣的ー個(gè)條目的索引。如果信道再次改變，該機(jī)制可以被重新進(jìn)行或者信道可以基于未經(jīng)編碼的訓(xùn)練符號(hào)被重新估計(jì)。圖7示出了包含z個(gè)條目C1-Cz的碼字簿720。每個(gè)條目C1-Cz是具有預(yù)編碼器矩陣的維度的預(yù)定義的矩陣721。預(yù)定義的矩陣721彼此不同。同樣的碼字簿720可以被提供在參與到同一通信系統(tǒng)的每個(gè)通信設(shè)備中。每個(gè)碼字簿720可以被存儲(chǔ)在碼字簿單元中。圖7還示出了包含Z2個(gè)條目Cia-Cz, z的查找表740。查找表740的每個(gè)條目Ci, j標(biāo)識(shí)預(yù)編碼矩陣。例如，查找表740的每個(gè)條目Cm是標(biāo)識(shí)碼字簿720的條目中的ー個(gè)條目的索引。每個(gè)條目Cy與碼字簿720中所包含的兩個(gè)預(yù)定義矩陣721的矩陣乘積相對應(yīng)。例如，查找表740中的條目cm,n是指向碼字簿條目Ck的指針，標(biāo)識(shí)與通過將由碼字簿條目cm標(biāo)識(shí)的預(yù)定義矩陣721與由碼字簿條目Cn標(biāo)識(shí)的預(yù)定義矩陣721相乘所得到乘積矩陣最匹配的那個(gè)預(yù)定義矩陣721。換言之，查找表740是通過將從i = I到z和j = I到z的用Ci和ち標(biāo)識(shí)的預(yù)定義矩陣721相乘而生成的。結(jié)果與每個(gè)預(yù)定義矩陣721進(jìn)行比較，并且標(biāo)識(shí)與所計(jì)算出的矩陣乘積最匹配的那個(gè)預(yù)定義矩陣721的條目編號(hào)Cm被存儲(chǔ)為查找表?xiàng)l目Cm。在操作期間，索引I1標(biāo)識(shí)被用于對第一通信設(shè)備中的發(fā)送信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼的第一預(yù)定義矩陣。索引I1已在接收由第一通信設(shè)備發(fā)送的信號(hào)的第二通信設(shè)備中被確定，并且已被發(fā)送給第一通信設(shè)備，以使得參與雙方的通信設(shè)備都知道第一索引ら。在信道變化被檢測到之后，第二通信設(shè)備可以在碼字簿720中進(jìn)行搜索以識(shí)別與通過對新的等效信道矩陣H2V1的SVD而得到的第二酉矩陣最匹配的那個(gè)預(yù)定義矩陣的索引
Io在索引I被識(shí)別以后，第二通信設(shè)備對作為與乘積矩陣V1V最匹配的那個(gè)預(yù)定義矩陣的索引I2的碼字簿條目Cl,n-行尋址。第二通信設(shè)備可以向第一通信設(shè)備發(fā)送索引I2或者可以由其明確得到索引I2的任意其它值。第二通信設(shè)備中的解碼矩陣可以用同樣的方式被處理。
只要第二通信設(shè)備未檢測到信道變化，預(yù)編碼矩陣就可以被保持不變。根據(jù)另ー實(shí)施例，在認(rèn)知階段，碼字簿捜索識(shí)別出與所計(jì)算出的理想預(yù)編碼矩陣(例如通過對信道矩陣H1的SVD而得到的第二酉矩陣)最匹配的預(yù)定義的預(yù)編碼矩陣，并且針對H1確定定義所計(jì)算出的理想預(yù)編碼矩陣與最匹配的預(yù)定義矩陣之間的距離的第一距離值。在認(rèn)知階段之后，第二通信設(shè)備可以連續(xù)地執(zhí)行碼字簿搜索以識(shí)別出與所計(jì)算出的理想預(yù)編碼矩陣(例如通過對信道矩陣H1V1的SVD而得到的第二酉矩陣)最匹配的那個(gè)預(yù)定義矩陣的索引I，并且針對H1V1確定定義所計(jì)算出的理想預(yù)編碼矩陣與最匹配的預(yù)定義矩陣之間的距離的第二距離值。如果第二距離值小于第一距離值，則等效信道可能被估計(jì)得好于實(shí)際信道氏。因此，預(yù)編碼/解碼可以傳送更好的結(jié)果。因此，第二通信設(shè)備可以向第一通信設(shè)備發(fā)送命令以使用由V1V所定義的那個(gè)矩陣，而不是與V1最匹配的那個(gè)矩陣。圖8示出了操作通信系統(tǒng)的方法，所述通信系統(tǒng)至少包括經(jīng)由傳輸信道連接的第一和第二通信設(shè)備。包含經(jīng)波束形成的有效載荷數(shù)據(jù)和經(jīng)波束形成的同歩數(shù)據(jù)的發(fā)送信號(hào)經(jīng)由傳輸信道從第一通信設(shè)備被發(fā)送到第二通信設(shè)備(802)。在第二通信設(shè)備中，描述實(shí)現(xiàn)無干擾接收的最低要求的同步數(shù)據(jù)的反饋信息基于經(jīng)波束形成的有效載荷數(shù)據(jù)和經(jīng)波束形成的同步數(shù)據(jù)被生成(804)。反饋信息被發(fā)送到第一通信設(shè)備(806)，第一通信設(shè)備基于反饋信息調(diào)整同步數(shù)據(jù)(808)。根據(jù)實(shí)施例，通信系統(tǒng)包括第一通信設(shè)備和第二通信設(shè)備，所述第一通信設(shè)備包括被配置為經(jīng)由傳輸信道發(fā)送至少兩個(gè)并行發(fā)送信號(hào)的發(fā)送器単元和被配置為根據(jù)信道狀態(tài)信息對發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波束形成的預(yù)編碼単元，其中每個(gè)發(fā)送信號(hào)包含同步數(shù)據(jù)，所述第二通信設(shè)備包括被配置為經(jīng)由傳輸信道接收并解碼發(fā)送信號(hào)中的至少ー個(gè)發(fā)送信號(hào)。發(fā)送器和接收器單元可以是上述任意ー個(gè)。根據(jù)另ー實(shí)施例，操作包括至少第一和第二通信設(shè)備的通信系統(tǒng)的方法包括經(jīng)由傳輸信道將包含經(jīng)波束形成的同歩數(shù)據(jù)的發(fā)送信號(hào)從第一通信設(shè)備發(fā)送到第二通信設(shè)備。該方法可以利用上述發(fā)送器和接收器單元中的任意單元來執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.ー種通信設(shè)備(100)包括 發(fā)送單元(110)，該發(fā)送単元被配置為經(jīng)由傳輸信道(300)發(fā)送至少兩個(gè)并行發(fā)送信號(hào)，其中每個(gè)發(fā)送信號(hào)分別包含同步數(shù)據(jù)；以及 預(yù)編碼単元(116)，該預(yù)編碼單元被配置為根據(jù)第一信道狀態(tài)信息對所述發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波束形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的通信設(shè)備，其中 所述發(fā)送信號(hào)還包含有效載荷數(shù)據(jù)或訓(xùn)練符號(hào)或者兩者都包括。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2中的任ー權(quán)利要求所述的通信設(shè)備，還包括 控制單元(170)，該控制単元被配置為根據(jù)反饋信息(sll)修改所述同步數(shù)據(jù)；以及 輸入單元，該輸入?yún)g元被配置為接收所述第一信道狀態(tài)信息和所述反饋信息并且將所述第一信道狀態(tài)信息輸出到所述預(yù)編碼單元(116)以及將所述反饋信息輸出到所述控制單元(170)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3中的任ー權(quán)利要求所述的通信設(shè)備，其中 所述預(yù)編碼單元(116)被配置為在時(shí)域內(nèi)對所述發(fā)送信號(hào)進(jìn)行波束形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I到4中的任ー權(quán)利要求所述的通信設(shè)備，其中 電カ線通信系統(tǒng)提供所述傳輸信道(300)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I到5中的任ー權(quán)利要求所述的通信設(shè)備，還包括 預(yù)編碼器控制單元(180)，被配置為響應(yīng)于所述第一信道狀態(tài)信息控制所述預(yù)編碼單元(116);以及 碼字簿単元(185)，被配置為至少存儲(chǔ)包含多個(gè)不同的預(yù)定義矩陣(721)的碼字簿(720)，其中 所述預(yù)編碼器控制単元(180)還被配置為根據(jù)所述第一信道狀態(tài)信息從所述碼字簿(720)中選擇所述預(yù)定義矩陣(721)中的ー個(gè)預(yù)定義矩陣作為預(yù)編碼矩陣。
7.根據(jù)權(quán)利要求I到5中的任ー權(quán)利要求所述的通信設(shè)備，還包括 預(yù)編碼器控制單元(180)，被配置為響應(yīng)于所述第一信道狀態(tài)信息控制所述預(yù)編碼單元(116)，其中 所述預(yù)編碼器控制単元(180)還被配置為基于所述第一信道狀態(tài)信息以及描述通往另ー通信設(shè)備的第二傳輸信道的第二信道狀態(tài)信息，確定被用于經(jīng)由所述第一傳輸信道的發(fā)送的預(yù)編碼矩陣，以使得 在所述另一通信設(shè)備處的信號(hào)功率被最小化。
8.ー種通信設(shè)備(200)包括 接收單元(220)，被配置為接收經(jīng)由傳輸信道(300)的至少ー個(gè)接收信號(hào)，其中所述至少ー個(gè)接收信號(hào)在發(fā)送之前己基于描述所述傳輸信道(300)的信道狀態(tài)信息被進(jìn)行了波束形成，并且其中每個(gè)接收信號(hào)都包含經(jīng)過波束形成的同步數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的通信設(shè)備，其中 所述至少一個(gè)接收信號(hào)還包含有效載荷數(shù)據(jù)或訓(xùn)練符號(hào)或者兩者都包括。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9中的任ー權(quán)利要求所述的通信設(shè)備，其中 電カ線通信系統(tǒng)提供所述傳輸信道(300)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8到10中的任ー權(quán)利要求所述的通信設(shè)備，還包括質(zhì)量單元(270)，被配置為基于所述至少一個(gè)接收信號(hào)生成反饋信息(sll)，該反饋信息描述不受干擾的接收所述有效載荷數(shù)據(jù)和同步數(shù)據(jù)所需要的最少同步數(shù)據(jù)和/或最少數(shù)目的訓(xùn)練符號(hào)；以及 輸出單元，被配置為輸出所述反饋信息(sll)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的通信設(shè)備，其中 所述質(zhì)量単元(270)還被配置為檢測所述傳輸信道(300)的發(fā)送屬性的變化并生成更新的信道狀態(tài)信息；并且 所述輸出單元還被配置為輸出所述更新的信道狀態(tài)信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的通信設(shè)備，其中 所述質(zhì)量単元(270)還被配置為基于經(jīng)過波束形成的接收信號(hào)和之前的信道狀態(tài)信息生成所述更新的信道狀態(tài)信息，并且 所述輸出單元還被配置為輸出所述更新的信道狀態(tài)信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的通信設(shè)備，還包括 碼字簿単元(275，被配置為存儲(chǔ)包含多個(gè)不同的預(yù)定義矩陣(721)的碼字簿和ニ維查找表(740)，其中所述查找表的條目標(biāo)識(shí)所述預(yù)定義矩陣(721)中與通過將所述預(yù)定義矩陣(721)中的兩個(gè)預(yù)定義矩陣相乘而得到的乘積矩陣最匹配的一個(gè)預(yù)定義矩陣，其中 所述質(zhì)量単元(270)還被配置為基于通過對由未經(jīng)波束形成的接收信號(hào)得到的表示所述信道狀態(tài)信息的信道矩陣的奇異值分解而得到的矩陣以及通過對由發(fā)送經(jīng)波束形成的信號(hào)所得到的等效傳輸信道的奇異值分解而得到的另一矩陣來生成所述更新的信道狀態(tài)ィ目息。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的通信設(shè)備，其中 所述質(zhì)量単元(270還被配置為將當(dāng)前最佳波束形成矩陣與當(dāng)前所使用的波束形成矩陣之間的第一距離值與所述當(dāng)前最佳波束形成矩陣與所述預(yù)定義矩陣中與所述當(dāng)前最佳波束形成矩陣最匹配的那個(gè)預(yù)定義矩陣之間的第二距離值進(jìn)行比較， 所述質(zhì)量単元(270還被配置為生成表示所述比較的結(jié)果的選擇信息，并且 所述輸出單元還被配置為輸出所述選擇信息。
全文摘要
在MIMO通信系統(tǒng)(199)中，第一通信設(shè)備(100)對包括同步數(shù)據(jù)和有效載荷數(shù)據(jù)或訓(xùn)練符號(hào)的完整發(fā)送分組應(yīng)用波束形成。第二通信設(shè)備(200)評(píng)估經(jīng)波束形成后的同步數(shù)據(jù)，并且確定和發(fā)送指示最低要求的同步數(shù)據(jù)和/或最少數(shù)目的訓(xùn)練符號(hào)的反饋信息。第一通信設(shè)備(100)基于反饋信息(sI1)對同步數(shù)據(jù)和/或訓(xùn)練符號(hào)的數(shù)目進(jìn)行調(diào)整。對整個(gè)發(fā)送分組進(jìn)行波束形成還便于實(shí)現(xiàn)在預(yù)定義位置處的信號(hào)抑制。當(dāng)信道屬性改變時(shí)，第二通信設(shè)備(200)可以提供進(jìn)一步的信道狀態(tài)信息以適配第一通信設(shè)備(100)中的波束形成，而無需發(fā)送未經(jīng)波束形成的訓(xùn)練符號(hào)。該通信系統(tǒng)可以是電力線通信系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04J11/00GK102687436SQ201080059416
公開日2012年9月19日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者丹尼爾·施奈德, 安德里亞斯·斯楚瓦格爾, 羅薩爾·斯塔德梅爾 申請人:索尼公司