用于波束形成的壓縮反饋和副載波分組的系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利摘要】提供了用于提供波束形成的壓縮反饋信道狀態(tài)信息的方法和裝置。由傳輸源所傳送的波束在接收設(shè)備被接收。該接收設(shè)備基于所接收的波束計(jì)算傳輸信道的信道狀態(tài)矩陣H。使用該信道狀態(tài)矩陣H，接收設(shè)備執(zhí)行產(chǎn)生轉(zhuǎn)向矩陣V的奇異值分解過(guò)程。該奇異值分解過(guò)程生成能夠從其計(jì)算轉(zhuǎn)向矩陣V的角度集合(θV，)。該接收設(shè)備將角度集合(θV，)傳送至傳送設(shè)備。從該角度集合(θV，)，傳送設(shè)備能夠計(jì)算轉(zhuǎn)向矩陣V。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于波束形成的壓縮反饋和副載波分組的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本公開(kāi)內(nèi)容要求2011年6月7日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/494，357號(hào)、2011年6月15日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/497，318號(hào)以及2011年7月14日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/507,907號(hào)的權(quán)益，它們因此通過(guò)引用整體結(jié)合于此。
【背景技術(shù)】
[0003]這里所提供的【背景技術(shù)】的描述是出于總體上呈現(xiàn)本公開(kāi)內(nèi)容的背景的目的。在該【背景技術(shù)】部分中所描述的工作的范圍內(nèi)，本發(fā)明人的工作以及該描述中不可以其它方式在提交時(shí)構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的方面既不明確也不隱含地被認(rèn)為是相對(duì)于本公開(kāi)內(nèi)容的現(xiàn)有技術(shù)。
[0004]本公開(kāi)內(nèi)容針對(duì)用于在去往接收設(shè)備的通信信道上引導(dǎo)波束(例如，波束形成)的方法和裝置，以及更特別地針對(duì)于計(jì)算傳輸源能夠從其計(jì)算通信信道的轉(zhuǎn)向矩陣(steering matrix)的壓縮反饋信息。
[0005]波束形成是在用于有向信號(hào)傳輸或接收的系統(tǒng)中所使用的信號(hào)處理技術(shù)。通過(guò)使用自適應(yīng)或固定的接收/傳送波形模式可以實(shí)現(xiàn)空間選擇性。波束形成利用相長(zhǎng)/相消波形干擾來(lái)改變波束的方向。如本文所定義的，波束是攜帶至接收機(jī)的數(shù)據(jù)并且由一個(gè)或多個(gè)天線所傳送的兩個(gè)或更多的波的相長(zhǎng)/相消干擾模式所形成的電磁波。
[0006]傳統(tǒng)上，接收設(shè)備從傳輸源接收波束并且計(jì)算預(yù)期信道的信道狀態(tài)矩陣。接收機(jī)將該信道狀態(tài)矩陣傳送回傳輸源以便修改所傳送波束的形狀。在其它先前的實(shí)施方式中，接收機(jī)傳送包括轉(zhuǎn)向矩陣或能夠從其計(jì)算出轉(zhuǎn)向矩陣的壓縮轉(zhuǎn)向矩陣的反饋。壓縮轉(zhuǎn)向矩陣減少了接收機(jī)所必須發(fā)送的數(shù)據(jù)量。然而，以先前的方法計(jì)算壓縮轉(zhuǎn)向矩陣涉及轉(zhuǎn)向矩陣計(jì)算以外的附加處理計(jì)算。雖然用于執(zhí)行波束形成的這些機(jī)制是有效的，但是這些系統(tǒng)在至傳輸源的反饋中的數(shù)據(jù)量或者生成被發(fā)送至傳輸源的反饋所需的處理量方面是無(wú)效的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]依據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的原則，提供了用于基于轉(zhuǎn)向矩陣在朝向接收設(shè)備的通信信道上引導(dǎo)波束(例如，波束形成)的方法和裝置，并且更特別地，被提供以在接收源處計(jì)算傳送源能夠從其計(jì)算通信信道的轉(zhuǎn)向矩陣的壓縮反饋。
[0008]由傳輸源所傳送的波束在接收設(shè)備處被接收。該接收設(shè)備基于所接收的波束計(jì)算傳輸信道的信道狀態(tài)矩陣H。使用該信道狀態(tài)矩陣H，接收設(shè)備執(zhí)行產(chǎn)生轉(zhuǎn)向矩陣V的奇異值分解過(guò)程。該奇異值分解過(guò)程生成能夠從其計(jì)算轉(zhuǎn)向矩陣V的角度集合(θν，φ)。該接收設(shè)備將該角度集合(θ ν，φ )傳送至傳送設(shè)備。該傳送設(shè)備從該角度集合(θ ν，φ )計(jì)算轉(zhuǎn)向矩陣V。
[0009]在一些實(shí)施方式中，該奇異值分解過(guò)程包含執(zhí)行信道狀態(tài)矩陣的QR分解以確定Q矩陣和R矩陣。隨后使用閉合形式的Jabobi方法對(duì)R矩陣執(zhí)行奇異值分解以確定轉(zhuǎn)向矩陣的Hermitian轉(zhuǎn)置(Vh)。在該實(shí)施方式中，能夠根據(jù)以下等式而從角度集合(θ ν，φ )計(jì)算出導(dǎo)引矩陣V:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種用于提供反饋信道狀態(tài)信息的方法，所述方法包括: 在接收設(shè)備接收由傳送設(shè)備所傳送的波束； 在所述接收設(shè)備基于所接收的波束計(jì)算傳輸信道的信道狀態(tài)矩陣H ； 使用所述信道狀態(tài)矩陣H在所述接收設(shè)備執(zhí)行產(chǎn)生轉(zhuǎn)向矩陣V的奇異值分解過(guò)程，其中所述奇異值分解過(guò)程生成角度集合(θν，φ);以及 由所述接收設(shè)備將所述角度集合(θν，φ.)傳送至所述傳送設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)向矩陣V是由所述傳送設(shè)備基于傳送至所述傳送設(shè)備的所述角度集合(θν，φ.)可計(jì)算的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述奇異值分解過(guò)程包括: 執(zhí)行所述信道狀態(tài)矩陣H的QR分解以確定Q矩陣和R矩陣；以及 使用閉合形式的Jacobi方法執(zhí)行所述R矩陣的奇異值分解以確定所述轉(zhuǎn)向矩陣的Hermitian 轉(zhuǎn)置(Vh)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述奇異值分解過(guò)程生成第三角度Θ?，并且其中所述方法進(jìn)一步包括: 基于: i)所述角度Θ V ； ?)所述角度θυ;以及 iii)所述R矩陣的旋轉(zhuǎn) 導(dǎo)出所述信道狀態(tài)矩陣H的奇異值；以及 基于所導(dǎo)出的奇異值之一計(jì)算所述信道的信噪比。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中依據(jù)

— FeJ^cosSf ei<psin0j..l

L —sin θν cos Θ￥ j 而從所述角度集合(θν，φ:)計(jì)算所述轉(zhuǎn)向矩陣V。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述奇異值分解過(guò)程包括: 確定所述信道狀態(tài)矩陣的Hermitian轉(zhuǎn)置(Hh)； 通過(guò)將所述信道狀態(tài)矩陣的所述Hermitian轉(zhuǎn)置(Hh)與所述信道狀態(tài)矩陣H相乘來(lái)計(jì)算乘積HhH;以及 使用閉合形式的Jacobi方法執(zhí)行所述乘積HhH的奇異值分解。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括: 基于所述角度θ ν和所述乘積HhH的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)出所述信道狀態(tài)矩陣H的奇異值；以及 基于所導(dǎo)出的奇異值之一計(jì)算所述信道的信噪比。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中依據(jù)

cossin Bv -Ve^9cos9v.而從所述角度集合(θ ν，φ)計(jì)算所述轉(zhuǎn)向矩陣V。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 由所述接收設(shè)備從所述傳送設(shè)備接收有向波束，其中所述波束基于由所述傳送設(shè)備從所接收的角度(θν，φ)計(jì)算的所述轉(zhuǎn)向矩陣V被指引。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述波束包括第一副載波和第二副載波，所述第一副載波的轉(zhuǎn)向矩陣V基于所述角度集合(θ ν，φ )，而所述第二副載波的轉(zhuǎn)向矩陣V2則基于第二角度集合(Θν，φ2:)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述角度Φ2通過(guò)以如下計(jì)算的相位增量對(duì)所述角度φ進(jìn)行移位而被確定:
相位增量=2* Ti *TCS*FSC
其中: Tcs是循環(huán)移位時(shí)間；并且 Fsc是所述第一副載波和所述第二副載波之間的頻率間隔。
11.一種用于提供反饋信道狀態(tài)信息的接收設(shè)備，所述接收設(shè)備包括: 接收機(jī)，被配置為接收由傳送設(shè)備所傳送的波束； 控制電路，被配置為: 基于所接收的波束計(jì)算傳輸信道的信道狀態(tài)矩陣H ； 使用所述信道狀態(tài)矩陣H執(zhí)行產(chǎn)生轉(zhuǎn)向矩陣V的奇異值分解過(guò)程，其中所述奇異值分解過(guò)程生成角度集合(θν，φ);以及 發(fā)射機(jī)，被配置為將所述角度集合(θ ν，φ)傳送至所述傳送設(shè)備，其中所述轉(zhuǎn)向矩陣V是由所述傳送設(shè)備基于傳送至所述傳送設(shè)備的接收到的所述角度集合(θν，φ)可計(jì)算的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1i所述的接收設(shè)備，其中所述控制電路進(jìn)一步被配置為: 執(zhí)行所述信道狀態(tài)矩陣H的QR分解以確定Q矩陣和R矩陣；以及 使用閉合形式的Jacobi方法執(zhí)行所述R矩陣的奇異值分解以確定所述轉(zhuǎn)向矩陣的Hermitian 轉(zhuǎn)置(Vh)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的接收設(shè)備，其中所述奇異值分解過(guò)程生成第三角度θ?，并且其中所述控制電路進(jìn)一步被配置為: 基于: i)所述角度θ ν ； ?)所述角度θυ;以及 iii)所述R矩陣的旋轉(zhuǎn) 導(dǎo)出所述信道狀態(tài)矩陣H的奇異值；以及 基于所導(dǎo)出的奇異值之一計(jì)算所述信道的信噪比。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的接收設(shè)備，其中所述控制電路被配置為依據(jù)
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接收設(shè)備，其中所述控制電路進(jìn)一步被配置為: 確定所述信道狀態(tài)矩陣的Hermitian轉(zhuǎn)置(Hh)； 通過(guò)將所述信道狀態(tài)矩陣的所述Hermitian轉(zhuǎn)置(Hh)與所述信道狀態(tài)矩陣H相乘來(lái)計(jì)算乘積HhH;以及 使用閉合形式的Jacobi方法執(zhí)行所述乘積HhH的奇異值分解。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的接收設(shè)備，其中所述控制電路進(jìn)一步被配置為:基于所述角度θ v和所述乘積HhH的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)出所述信道狀態(tài)矩陣H的奇異值；以及 基于所導(dǎo)出的奇異值之一計(jì)算所述信道的信噪比。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的接收設(shè)備，其中所述控制電路被配置為依據(jù)


18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接收設(shè)備，其中所述接收機(jī)進(jìn)一步被配置為: 從所述傳送設(shè)備接收有向波束，其中所述波束基于由所述傳送設(shè)備從所接收的角度(θν，φ)計(jì)算的所述轉(zhuǎn)向矩陣V被指引。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的接收設(shè)備，其中所述波束包括第一副載波和第二副載波，所述第一副載波的轉(zhuǎn)向矩陣V基于所述角度集合(θ ν，φ )，而所述第二副載波的轉(zhuǎn)向矩陣V2則基于第二角度集合(θ V，φ2 )。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的接收設(shè)備，其中所述角度(Ρ2通過(guò)以如下計(jì)算的相位增量對(duì)所述角度φ進(jìn)行移位而被確定:
相位增量=2* Ti *TCS*FSC
其中: Tcs是循環(huán)移位時(shí)間；并且 Fsc是所述第一副載波和所 述第二副載波之間的頻率間隔。
【文檔編號(hào)】H04B7/06GK103493395SQ201280019836
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月7日
【發(fā)明者】張鴻遠(yuǎn), S·I·莫利內(nèi)羅 申請(qǐng)人:馬維爾國(guó)際貿(mào)易有限公司