專利名稱：無線通信系統(tǒng)中的校準(zhǔn)和波束成形的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開整體涉及通信，并且更具體而言涉及無線通信系統(tǒng)中的傳輸技術(shù)。
背景技術(shù)：
如今已廣泛地布置了無線通信系統(tǒng)以提供各種通信內(nèi)容，如語音、視頻、分組數(shù)據(jù)、消息、廣播等等。這些無線系統(tǒng)可以是能夠通過共享可用的系統(tǒng)資源來支持多個(gè)用戶的多址系統(tǒng)。這種多址系統(tǒng)的例子包括:碼分多址(CDMA)系統(tǒng)、時(shí)分多址(TDMA)系統(tǒng)、頻分多址(FDMA)系統(tǒng)、正交FDMA (OFDMA)系統(tǒng)和單載波FDMA (SC-FDMA)系統(tǒng)。無線通信系統(tǒng)可以包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)B，其可以支持多個(gè)用戶設(shè)備(UE)的通信。節(jié)點(diǎn)B可以經(jīng)由下行鏈路和上行鏈路與UE進(jìn)行通信。下行鏈路(或前向鏈路)是指從節(jié)點(diǎn)B到UE的通信鏈路，上行鏈路(或反向鏈路)是指從UE到節(jié)點(diǎn)B的通信鏈路。節(jié)點(diǎn)B可以利用多個(gè)天線來向UE處的一個(gè)或多個(gè)天線發(fā)送數(shù)據(jù)。希望發(fā)送數(shù)據(jù)的方式能夠?qū)崿F(xiàn)良好的性倉泛。

發(fā)明內(nèi)容
本文描述了用于在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行校準(zhǔn)和波束成形的技術(shù)。在一個(gè)方案中，節(jié)點(diǎn)B可以在每個(gè)校準(zhǔn)時(shí)間間隔中與一組UE周期性地執(zhí)行校準(zhǔn)，以獲得該節(jié)點(diǎn)B的校準(zhǔn)向量。該節(jié)點(diǎn)B可以應(yīng)用該校準(zhǔn)向量來解決節(jié)點(diǎn)B處的發(fā)射和接收鏈的響應(yīng)的不匹配。在一種設(shè)計(jì)中，在每個(gè)校準(zhǔn)時(shí)間間隔中，節(jié)點(diǎn)B可以選擇一組UE來執(zhí)行校準(zhǔn)，例如，選擇具有良好的信道質(zhì)量的UE。節(jié)點(diǎn)B可以向所選UE發(fā)送消息以進(jìn)入校準(zhǔn)模式。節(jié)點(diǎn)B可以從每個(gè)所選UE接收下行鏈路信道估計(jì)，并且還可以從UE處的至少一個(gè)天線接收至少一個(gè)探測參考信號。節(jié)點(diǎn)B可以基于從每個(gè)所選UE接收到的探測參考信號，得出針對該UE的上行鏈路信道估計(jì)。節(jié)點(diǎn)B可以基于針對每個(gè)所選UE的下行鏈路和上行鏈路信道估計(jì)得出該UE的至少一個(gè)初始校準(zhǔn)向量。節(jié)點(diǎn)B然后可以基于所選的所有UE的初始校準(zhǔn)向量得出其自身的校準(zhǔn)向量。節(jié)點(diǎn)B可以應(yīng)用該校準(zhǔn)向量，直到其在下一個(gè)校準(zhǔn)時(shí)間間隔被更新為止。在另一個(gè)方案中，節(jié)點(diǎn)B可以通過考慮UE處的多個(gè)天線的增益不均衡來為UE執(zhí)行波束成形。增益不均衡可能是由于UE處的接收和/或發(fā)射鏈的可變增益。在一種情況中，節(jié)點(diǎn)B可以通過考慮由于UE處的多個(gè)天線的接收鏈的不同的自動(dòng)增益控制(AGC)增益而導(dǎo)致的增益不均衡來確定預(yù)編碼矩陣。在另一種情況中，節(jié)點(diǎn)B可以通過考慮由于以下原因所導(dǎo)致的增益不均衡來確定預(yù)編碼矩陣:(i)UE處的多個(gè)天線的發(fā)射鏈的不同的功率放大器(PA)增益和/或(ii)多個(gè)天線的不同的天線增益。在一個(gè)設(shè)計(jì)中，節(jié)點(diǎn)B可以從UE接收至少一個(gè)增益比，每個(gè)增益比是由UE處的相關(guān)天線的增益和參考天線的增益來確定的。每個(gè)增益可以包括AGC增益、PA增益、天線增益等。節(jié)點(diǎn)B可以基于UE的信道矩陣和利用所述至少一個(gè)增益比所形成的增益矩陣來確定復(fù)合信道矩陣。在另一個(gè)設(shè)計(jì)中，節(jié)點(diǎn)B可以從UE處的多個(gè)天線接收探測參考信號。每個(gè)探測參考信號可以由UE從一個(gè)天線以基于該天線的增益比所確定的功率電平來發(fā)射。節(jié)點(diǎn)B可以基于該探測參考信號獲得復(fù)合信道矩陣。對于兩個(gè)設(shè)計(jì)，節(jié)點(diǎn)B可以基于該復(fù)合信道矩陣確定預(yù)編碼矩陣，該復(fù)合信道矩陣可能已經(jīng)包含有UE處的增益不均衡。節(jié)點(diǎn)B然后可以利用該預(yù)編碼矩陣為該UE執(zhí)行波束成形。在下文中更詳細(xì)地描述了本公開的各種方案和特征。


圖1示出了無線通信系統(tǒng)。圖2示出了節(jié)點(diǎn)B和UE處的發(fā)射和接收鏈。圖3示出了用于校準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)B和多個(gè)UE。圖4示出了具有和不具有校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接收。圖5示出了多個(gè)天線具有增益不均衡的UE。圖6示出了用于由節(jié)點(diǎn)B執(zhí)行校準(zhǔn)的過程。圖7示出了用于在校準(zhǔn)時(shí) 間間隔中執(zhí)行校準(zhǔn)的過程。圖8示出了用于執(zhí)行校準(zhǔn)的裝置。圖9示出了用于由節(jié)點(diǎn)B執(zhí)行波束成形的過程。圖10示出了用于執(zhí)行波束成形的裝置。圖11示出了用于由UE接收波束成形數(shù)據(jù)的過程。圖12示出了用于接收波束成形數(shù)據(jù)的裝置。圖13示出了節(jié)點(diǎn)B和UE的方框圖。
具體實(shí)施例方式本文所述的技術(shù)可用于各種無線通信系統(tǒng)，如CDMA、TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA和其它系統(tǒng)。術(shù)語“系統(tǒng)”和“網(wǎng)絡(luò)”一般可以互換使用。CDMA系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)諸如通用地面無線電接入(UTRA)、cdma2000等的無線技術(shù)。UTRA包括寬帶CDMA (WCDMA)和CDMA的其它變形。cdma2000涵蓋IS-2000、IS-95和IS-856標(biāo)準(zhǔn)。TDMA系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)諸如全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)的無線技術(shù)。OFDMA系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)諸如演進(jìn)的UTRA(E-UTRA)、超移動(dòng)寬帶(UMB)、IEEE802.1l(WiFi)、IEEE802.16 (WiMAX)、IEEE802.20、Flash-OFDM 等的無線技術(shù)。UTRA和E-UTRA是通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)的一部分。3GPP長期演進(jìn)(LTE)是UMTS的即將發(fā)布的使用E-UTRA的版本，其在下行鏈路上采用OFDMA而在上行鏈路上采用SC-FDMA。在名為“第三代合作伙伴計(jì)劃”(3GPP)的組織的文獻(xiàn)中描述了 UTRA、E-UTRA, UMTS, LTE和GSM。在名為“第三代合作伙伴計(jì)劃2”(3GPP2)的組織的文獻(xiàn)中描述了 cdma2000和UWB。為了清楚起見，以下針對LTE來描述該技術(shù)的特定方案，并且在以下大部分描述中使用LTE技術(shù)。圖1示出了無線通信系統(tǒng)100，其可以是LTE系統(tǒng)。系統(tǒng)100可以包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)BllO和其它網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。節(jié)點(diǎn)B可以是與UE進(jìn)行通信的固定站，還可以被稱為演進(jìn)的節(jié)點(diǎn)B(eNB)、基站、接入點(diǎn)等。每個(gè)節(jié)點(diǎn)BllO為特定地理區(qū)域提供通信覆蓋。為了提高系統(tǒng)容量，可以將節(jié)點(diǎn)B的總覆蓋區(qū)域分割成多個(gè)(例如，3個(gè))更小的區(qū)域。每個(gè)更小的區(qū)域可以由各自的節(jié)點(diǎn)B子系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)。在3GPP中，術(shù)語“小區(qū)”可以是指節(jié)點(diǎn)B的最小覆蓋區(qū)域和/或?qū)υ摳采w區(qū)域進(jìn)行服務(wù)的節(jié)點(diǎn)B子系統(tǒng)。UE120可以散布在該系統(tǒng)中，并且每個(gè)UE可以是固定的或移動(dòng)的。UE還可以被稱為移動(dòng)站、終端、接入終端、用戶單元、站等等。UE可以是蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、無線調(diào)制解調(diào)器、無線通信設(shè)備、手持設(shè)備、膝上電腦、無繩電話等。該系統(tǒng)可以支持用于下行鏈路和/或上行鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄊ尚?。為了清楚起見，以下大部分描述針對下行鏈路上的波束成形。波束成形可用于從?jié)點(diǎn)B處的多個(gè)發(fā)射天線到UE處的單個(gè)接收天線進(jìn)行的多輸入單輸出(MISO)傳輸?？梢詫⑨槍ISO傳輸?shù)牟ㄊ尚伪硎緸?x=v s方程(1)其中，s是數(shù)據(jù)符號的向量，V是用于波束成形的預(yù)編碼向量，并且X是輸出符號向量。預(yù)編碼向量V還可以稱為波束成形向量、方向向量(steering vector)等?？梢曰趶墓?jié)點(diǎn)B處的多個(gè)發(fā)射天線到UE處的單個(gè)接收天線的MISO信道的信道響應(yīng)向量h，得出預(yù)編碼向量V。在一個(gè)設(shè)計(jì)中，可以使用信道響應(yīng)矩陣的一個(gè)列的信道響應(yīng)向量h基于偽本征波束成形，得出預(yù)編碼向量V。波束成形可以提供更高的信號噪聲干擾比(SINR)，這可以支持更高的數(shù)據(jù)速率。波束成形還可用于從節(jié)點(diǎn)B處的多個(gè)發(fā)射天線到UE處的多個(gè)接收天線的多輸入多輸出(MIMO)傳輸。波束成形可以在由節(jié)點(diǎn)B處的多個(gè)發(fā)射天線和UE處的多個(gè)接收天線所形成的MIMO信道的多個(gè)本征模上發(fā)送數(shù)據(jù)?？梢杂闷娈愔捣纸鈱IMO信道矩陣H對角化，如下:H=U D V方程(2)其中，U是H的左本征向量的酉矩陣，V是H的右本征向量的酉矩陣，并且D是H的奇異值的對角矩陣。MMO傳輸?shù)牟ㄊ尚斡址Q為本征波束成形，可以表示為:x=V s方程(3)如方程(3)中所示，右本征矩陣V可以用作波束成形的預(yù)編碼矩陣。預(yù)編碼矩陣還可以稱為波束成形矩陣、方向矩陣等。經(jīng)過波束成形的傳輸與未經(jīng)過波束成形的傳輸相比能夠提供更顯著的增益，尤其是當(dāng)傳輸?shù)膶?或級)的數(shù)量小于節(jié)點(diǎn)B處發(fā)射天線的數(shù)量時(shí)。在節(jié)點(diǎn)B處的發(fā)射天線的數(shù)量大于UE處的接收天線的數(shù)量的不對稱天線情形中通常出現(xiàn)這種情況。系統(tǒng)可以支持各種下行鏈路和上行鏈路的參考信號，以助于波束成形和其它功能。參考信號是基于已知的數(shù)據(jù)生成的信號，還可以稱為導(dǎo)頻、前導(dǎo)碼、訓(xùn)練參考信號、探測參考信號等。接收機(jī)可以將參考信號用于各種目的，如信道估計(jì)、相干解調(diào)、信道質(zhì)量測量、信號強(qiáng)度測量等。表I列出了可以在下行鏈路和上行鏈路上傳輸?shù)囊恍﹨⒖夹盘枺⑶姨峁┝嗣總€(gè)參考信號的簡短描述。小區(qū)專用的參考信號還可以被稱為公共導(dǎo)頻、寬帶導(dǎo)頻等。UE專用的參考信號還可以被稱為專用參考信號。表I
權(quán)利要求
1.一種用于無線通信的方法，包括: 通過考慮用戶設(shè)備(UE)處的多個(gè)天線的增益不均衡來確定節(jié)點(diǎn)B處的預(yù)編碼矩陣；并且 用所述預(yù)編碼矩陣為所述UE執(zhí)行波束成形。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定所述預(yù)編碼矩陣包括:通過考慮由于所述UE處所述多個(gè)天線的多個(gè)接收鏈的不同自動(dòng)增益控制(AGC)增益而導(dǎo)致的增益不均衡，確定所述預(yù)編碼矩陣。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括: 從所述UE接收至少一個(gè)增益比，每個(gè)增益比是由所述UE處的相關(guān)天線的AGC增益和參考天線的AGC增益來確定的，并且其中，確定所述預(yù)編碼矩陣包括基于所述至少一個(gè)增益比來確定所述預(yù)編碼矩陣。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括: 基于所述UE的信道矩陣和由所述至少一個(gè)增益比形成的增益矩陣來確定復(fù)合信道矩陣，并且其中，確定所述預(yù)編碼矩陣包括基于所述復(fù)合信道矩陣來確定所述預(yù)編碼矩陣。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括: 從所述UE處的所述多個(gè)天線接收探測參考信號，每個(gè)探測參考信號是由所述UE從一個(gè)天線以基于所述天線的增益比所確定的功率電平來發(fā)射的，所述增益比是由所述UE處的所述天線的AGC增益和參考天線的AGC增益來確定的。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定所述預(yù)編碼矩陣包括:通過考慮由于所述UE處所述多個(gè)天線的多個(gè)發(fā)射鏈的不同功率放大器(PA)增益或者由于所述多個(gè)天線的不同天線增益而導(dǎo)致的增益不均衡，來確定所述預(yù)編碼矩陣。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括: 從所述UE接收至少一個(gè)增益比，每個(gè)增益比是由所述UE處的相關(guān)天線的PA增益和參考天線的PA增益來確定的，并且其中，確定所述預(yù)編碼矩陣包括基于所述至少一個(gè)增益比來確定所述預(yù)編碼矩陣。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括: 從所述UE處的所述多個(gè)天線接收探測參考信號，每個(gè)探測參考信號是由所述UE從一個(gè)天線以基于所述天線的增益比所確定的功率電平來發(fā)射的，所述增益比是由所述UE處的所述天線的PA增益和參考天線的PA增益來確定的。
9.一種用于無線通信的裝置，包括: 至少一個(gè)處理器，其被配置為:通過考慮用戶設(shè)備(UE)處的多個(gè)天線的增益不均衡來確定節(jié)點(diǎn)B處的預(yù)編碼矩陣，并且用所述預(yù)編碼矩陣為所述UE執(zhí)行波束成形。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為: 從所述UE接收至少一個(gè)增益比，每個(gè)增益比是由所述UE處的相關(guān)天線的增益和參考天線的增益來確定的，每個(gè)增益是所述UE處的天線的接收鏈的自動(dòng)增益控制(AGC)增益或者發(fā)射鏈的功率放大器(PA)增益，并且 基于所述至少一個(gè)增益比來確定所述預(yù)編碼矩陣。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為: 從所述UE處的所述多個(gè)天線接收探測參考信號，每個(gè)探測參考信號是由所述UE從一個(gè)天線以基于所述天線的增益比所確定的功率電平來發(fā)射的，所述增益比是由所述UE處的所述天線的增益和參考天線的增益來確定的，每個(gè)增益是所述UE處的天線的接收鏈的自動(dòng)增益控制(AGC)增益或者發(fā)射鏈的功率放大器(PA)增益。
12.一種用于無線通信的方法，包括: 確定用戶設(shè)備(UE)的多個(gè)天線的增益不均衡； 向節(jié)點(diǎn)B發(fā)送用于指示所述多個(gè)天線的所述增益不均衡的信號或信息；并且 從所述節(jié)點(diǎn)B接收波束成形信號，所述波束成形信號是基于預(yù)編碼矩陣來生成的，所述預(yù)編碼矩陣是通過考慮所述UE處的所述多個(gè)天線的所述增益不均衡而得出的。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，確定所述UE處的所述多個(gè)天線的所述增益不均衡包括:確定所述UE處的所述多個(gè)天線的至少一個(gè)增益比，每個(gè)增益比是由所述UE處的相關(guān)天線的自動(dòng)增益控制(AGC)增益和參考天線的AGC增益來確定的。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，確定所述UE處的所述多個(gè)天線的所述增益不均衡包括:確定所述UE處的所述多個(gè)天線的至少一個(gè)增益比，每個(gè)增益比是由所述UE處的相關(guān)天線的功率放大器(PA)增益和參考天線的PA增益來確定的。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，發(fā)送用于指示所述多個(gè)天線的所述增益不均衡的信號或信息包括:向所述節(jié)點(diǎn)B發(fā)送用于指示所述多個(gè)天線的所述增益不均衡的至少一個(gè)增益比。
16.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，發(fā)送用于指示所述多個(gè)天線的所述增益不均衡的信號或信息包括:從所述UE處的所述多個(gè)天線發(fā)送探測參考信號，每個(gè)探測參考信號是從一個(gè)天線以基于該天線的 增益比所確定的功率電平來發(fā)送的。
17.一種用于無線通信的裝置，包括: 至少一個(gè)處理器，其被配置為:確定用戶設(shè)備(UE)的多個(gè)天線的增益不均衡，向節(jié)點(diǎn)B發(fā)送用于指示所述多個(gè)天線的所述增益不均衡的信號或信息，并且從所述節(jié)點(diǎn)B接收波束成形信號，所述波束成形信號是基于預(yù)編碼矩陣來生成的，所述預(yù)編碼矩陣是通過考慮所述UE處的所述多個(gè)天線的所述增益不均衡而得出的。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為:確定所述UE處的所述多個(gè)天線的至少一個(gè)增益比，并且基于所述UE處的相關(guān)天線的增益和參考天線的增益來確定每個(gè)增益比，每個(gè)增益是所述UE處的天線的接收鏈的自動(dòng)增益控制(AGC)增益或者發(fā)射鏈的功率放大器(PA)增益。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為:向所述節(jié)點(diǎn)B發(fā)送用于指示所述多個(gè)天線的所述增益不均衡的至少一個(gè)增益比。
20.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)處理器被配置為:從所述UE處的所述多個(gè)天線發(fā)送探測參考信號，并且從一個(gè)天線以基于該天線的增益比所確定的功率電平來發(fā)送每個(gè)探測參考信號。
21.一種用于通信的裝置，包括: 用于通過考慮用戶設(shè)備(UE)處的多個(gè)天線的增益不均衡來確定節(jié)點(diǎn)B處的預(yù)編碼矩陣的模塊；以及 用于用所述預(yù)編碼矩陣為所述UE執(zhí)行波束成形的模塊。
22.—種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括:計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括: 用于通過考慮用戶設(shè)備(UE)處的多個(gè)天線的增益不均衡來確定節(jié)點(diǎn)B處的預(yù)編碼矩陣的代碼；以及 用于用所述預(yù)編碼矩陣為所述UE執(zhí)行波束成形的代碼。
23.一種用于無線通信的裝置，包括: 用于確定用戶設(shè)備(UE)的多個(gè)天線的增益不均衡的模塊； 用于向節(jié)點(diǎn)B發(fā)送用于指示所述多個(gè)天線的所述增益不均衡的信號或信息的模塊；以及 用于從所述節(jié)點(diǎn)B接收波束成形信號的模塊，所述波束成形信號是基于預(yù)編碼矩陣來生成的，所述預(yù)編碼矩陣是通過考慮所述UE處的所述多個(gè)天線的所述增益不均衡而得出的。
24.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括: 計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括: 用于確定用戶設(shè)備(UE)的多個(gè)天線的增益不均衡的代碼； 用于向節(jié)點(diǎn)B發(fā)送用于指示所述多個(gè)天線的所述增益不均衡的信號或信息的代碼；以 及 用于從所述節(jié)點(diǎn)B接收波束成形信號的代碼，所述波束成形信號是基于預(yù)編碼矩陣來生成的，所述預(yù)編碼矩陣是通過考慮所述UE處的所述多個(gè)天線的所述增益不均衡而得出的。
全文摘要
描述了用于在無線通信系統(tǒng)中執(zhí)行校準(zhǔn)和波束成形的技術(shù)。在一個(gè)方案中，節(jié)點(diǎn)B可以在每個(gè)校準(zhǔn)時(shí)間間隔中與一組UE周期性地執(zhí)行校準(zhǔn)，以獲得該節(jié)點(diǎn)B的校準(zhǔn)向量。節(jié)點(diǎn)B可以應(yīng)用該校準(zhǔn)向量來解決節(jié)點(diǎn)B處的發(fā)射和接收鏈的響應(yīng)中的不匹配。在另一個(gè)方案中，節(jié)點(diǎn)B可以通過考慮UE處的多個(gè)天線的增益不均衡來對UE執(zhí)行波束成形。節(jié)點(diǎn)B可以通過考慮由于以下因素所導(dǎo)致的增益不均衡來確定用于波束成形的預(yù)編碼矩陣(i)UE處的接收鏈的不同的自動(dòng)增益控制(AGC)增益，(ii)UE處的發(fā)射鏈的不同的功率放大器(PA)增益和/或(iii)UE處的多個(gè)天線的不同的天線增益。
文檔編號H04B17/00GK103220031SQ20131001950
公開日2013年7月24日 申請日期2008年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月3日
發(fā)明者S·薩卡爾 申請人:高通股份有限公司