專利名稱：用于在多輸入多輸出系統(tǒng)中發(fā)射信號的方法及其設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)，并且尤其涉及在MIMO系統(tǒng)中經(jīng)由波 束形成天線組發(fā)射信號的方法及其設備。
背景技術：
近年來，隨著信息通信技術的廣泛傳播，開發(fā)了各種多媒體服務和各種高質(zhì)量 服務并引入市場，因此全世界對無線通信服務的需求迅速增長。為了積極應對這種日益 增長的需求，就必須增加通信系統(tǒng)的容量，并且必須提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。已?jīng)考慮了在無線通信情況下增加通信容量的各種方法，例如在所有頻帶中搜 索新的可用頻帶的方法、提高給定資源效率的方法。在后一類方法的一個示例中，收發(fā) 器可以包括多個天線，以額外地保證利用資源的空間區(qū)域，從而獲得分集增益(diversity gain)。在后一類方法的另一個示例中，近年來很多公司和開發(fā)人員已經(jīng)開發(fā)了多輸入多 輸出天線(下面稱為ΜΙΜΟ)通信技術，用于通過經(jīng)由單個天線并行發(fā)射數(shù)據(jù)來提高傳輸 容量。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題因此，本發(fā)明涉及一種在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中發(fā)射信號的方法，這種 方法基本上消除了由于現(xiàn)有技術的限制和缺點帶來的一個或多個問題。本發(fā)明的目的是提供一種在MIMO系統(tǒng)中經(jīng)由波束形成天線組發(fā)射信號的方 法。技術方案為了實現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點，以及根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里具體實施以及 廣泛描述的，一種在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中發(fā)射信號的方法，包括步驟基于 預定序列經(jīng)由至少一個波束形成天線組發(fā)射訓練信號，所述波束形成天線組包括多個天 線。所述方法還包括步驟接收第一信息，所述第一信息指示多個波束形成天線組 中至少一個可用波束形成天線組；以及發(fā)射第二信息和天線權重信息，所述第二信息指 示基于所述第一信息而確定的波束形成天線組，所述天線權重信息與由所述第二信息指 示的天線組所發(fā)射的信號相關聯(lián)。所述天線權重信息可應用于被確定的波束形成天線組，從而形成具有方向性的信號。所述天線權重信息可應用于被確定的波束形成天線組，從而實現(xiàn)天線分集。所述天線權重信息可包括發(fā)射單元的天線權重信息和接收單元的天線權重信 肩、O用于發(fā)射信號的方法可以在預定時間期間周期性地執(zhí)行。
用于發(fā)射信號的方法可以重復預定次數(shù)。所述方法還包括步驟如果在經(jīng)由確定的波束形成天線組相互通信的發(fā)射單元 與接收單元之間的通信模式中出現(xiàn)通信故障，則經(jīng)由所述第一信息所指示的另一個波束 形成天線組恢復所述通信模式。所述方法還包括步驟執(zhí)行跟蹤操作，當發(fā)射單元經(jīng)由被確定的波束形成天線 組與接收單元通信時，所述跟蹤操作根據(jù)通信狀態(tài)適應性地調(diào)節(jié)天線權重值。對每個波束形成天線組執(zhí)行所述跟蹤操作。經(jīng)由所述波束形成天線組發(fā)射的所述信號是“毫米波”信號。為了實現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點，以及根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里具體實施以及 廣泛描述的，一種用于在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中發(fā)射信號的設備，包括天線， 被配置為發(fā)射數(shù)據(jù)，并被配置為接收數(shù)據(jù)。所述設備還可包括控制器，所述控制器被配置用來控制基于預定序列經(jīng)由至 少一個波束形成天線組發(fā)射訓練信號，所述波束形成天線組包括多個天線；所述控制器 被配置用來控制接收第一信息，所述第一信息指示多個波束形成天線組中至少一個可用 波束形成天線組；以及所述控制器被配置用來控制發(fā)射第二信息和天線權重信息，所述 第二信息指示基于所述第一信息確定的波束形成天線組，所述天線權重信息與由所述第 二信息指示的天線組發(fā)射的信號相關聯(lián)。所述天線權重信息可包括發(fā)射單元的天線權重信息和接收單元的天線權重信 肩、ο經(jīng)由所述波束形成天線組發(fā)射的信號是“毫米波”信號。有益效果根據(jù)本發(fā)明，在MIMO系統(tǒng)中發(fā)射信號的方法選擇波束形成天線組并經(jīng)由選定 的波束形成天線組來發(fā)射信號。這樣，本發(fā)明形成能將干擾程度最小化的波束，并利用 該波束發(fā)射數(shù)據(jù)，因此它能改善通信性能。本發(fā)明能經(jīng)由選定的波束形成天線組來發(fā)射具有方向性的信號。此外，本發(fā)明 能利用多個選定的波束形成天線組來執(zhí)行分集方案或MIMO方案。


附圖用于提供對本發(fā)明進一步的理解，圖示本發(fā)明的實施例，并與說明書一起 用于解釋本發(fā)明的原理。其中圖1是圖示在無線網(wǎng)絡環(huán)境下包括多個天線的發(fā)射/接收單元的方框圖；圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明在無線網(wǎng)絡環(huán)境下包括多個天線的發(fā)射/接收單元的方框 圖；圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明經(jīng)由波束形成天線組發(fā)射信號的方法的流程圖；圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明在通信故障情況下的通信恢復方法的流程圖；以及圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明在通信模式下的波束跟蹤過程的流程圖。
具體實施方式

實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式
為了實現(xiàn)這些目標和其他優(yōu)點，以及根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里具體實施以及 廣泛描述的，一種在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中發(fā)射信號的方法，包括步驟形成至 少一個波束形成天線組，所述波束形成天線組具有形成波束的多個天線；基于預定序列 經(jīng)由包含在所述波束形成天線組中的天線發(fā)射訓練信號。
所述方法還包括步驟接收第一信息，所述第一信息指示多個波束形成天線組 中至少一個可用波束形成天線組；以及發(fā)射第二信息和天線權重信息，所述第二信息 指示基于所述第一信息確定的波束形成天線組，所述天線權重信息與所述第二信息相關 聯(lián)。所述設備還包括控制器，所述控制器被配置用來控制形成若干個波束形成天 線組，每個波束形成天線組包括形成波束的多個天線；所述控制器被配置用來控制基于 預定序列經(jīng)由包含在每個波束形成天線組中的天線控制發(fā)射訓練信號，所述控制器被配 置用來控制接收第一信息，所述第一信息指示多個波束形成天線組中至少一個可用波束 形成天線組，以及所述控制器配置用來控制發(fā)射第二信息和天線權重信息，所述第二信 息指示基于所述第一信息確定的波束形成天線組，所述天線權重信息與所述第二信息相 關聯(lián)。下面詳細參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其示例在附圖中圖示。圖1是圖示在無線網(wǎng)絡環(huán)境下包括多個天線的發(fā)射/接收單元的方框圖。參照圖1，發(fā)射單元包括多個發(fā)射器10，接收單元包括多個接收器(未示出)和 接收(Rx)MIMO處理器15，用于檢測發(fā)射(Tx)信號。在有限信道帶寬環(huán)境下，MIMO技術可應用于發(fā)射單元和接收單元的每個。根 據(jù)這種MIMO方案，發(fā)射單元和接收單元的每個包括多個收發(fā)器(例如多個天線)，并利 用天線發(fā)射數(shù)據(jù)包(data packet)。ΜΙΜΟ方案在發(fā)射單元和接收單元的每個中包括多個 天線，并將多種MIMO技術應用于發(fā)射單元和接收單元，因此單個天線同時并行發(fā)射數(shù) 據(jù)。MIMO方案可發(fā)射不同的數(shù)據(jù)包，以提高數(shù)據(jù)傳輸效率，或者通過經(jīng)由不同天線發(fā) 射相同的數(shù)據(jù)包來獲得天線分集增益。理論上，由于是經(jīng)由N個發(fā)射器10和N個接收器(未示出)來同時發(fā)射數(shù)據(jù) 包，所以期望數(shù)據(jù)速率將增加N倍。但是，N個發(fā)射器10與N個接收器(未示出)之 間的信道可能有干擾。為了解決這種干擾，可向發(fā)射單元和接收單元的每個添加復雜解 碼、濾波和檢測算法，因此數(shù)據(jù)速率增長的下降與添加信息差不多。因此，如果形成獨立的信道，消除了單個信道之間的相互干擾而沒有信道重 疊，并且如果在可變衰落環(huán)境下能適應性地控制信道，則能最大化容量增加效應，并容 易構造接收單元，從而改進MIMO效果。本發(fā)明提供一種方法，用于把發(fā)射方向信號的天線陣列安裝到發(fā)射單元和接收 單元的每個，從而形成獨立信道，通過適當控制獨立信道將干擾最小化，同時通過適應 性地控制信道環(huán)境變化來穩(wěn)定MIMO效果。下面參照附圖詳細描述本發(fā)明的方法。圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明在無線網(wǎng)絡環(huán)境下包括多個天線的發(fā)射/接收單元的方框 圖。參照圖2，發(fā)射單元包括多個發(fā)射器20、第一加權單元21和多個天線，其中第 一加權單元21用于加權發(fā)射器20產(chǎn)生的信號序列。接收單元包括多個天線、第二加權單元24和接收(Rx)MIMO處理器25，其中第二加權單元24用于加權從天線接收的信號 序列，接收(Rx)MIMO處理器25用于檢測發(fā)射(Tx)信號。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)射單元和接收單元的每個中包含的天線可構成一個或多個組。 在這種情況下，每個組指示用于形成方向性信號(即波束)的天線陣列，并包括一個或多 個天線。下面將形成特定波束的天線陣列定義為波束形成天線組。如圖2所示，構成總共M個波束形成天線組。在這種情況下，每個波束形成天 線組可包括相同數(shù)量的天線，并且單個組可具有不同數(shù)量的天線。一列串接起來的天線 可構成圖2所示的天線組，或者，天線組也可由任意散布的天線構成。為了發(fā)射方向性 信號，優(yōu)選地預定數(shù)量的串接的天線序列構成單一組?？蓪⑦@種波束形成天線組固定，或者根據(jù)信道條件適應性地控制，因此可將它 重構為能夠?qū)⑷萘孔畲蠡慕M合。本發(fā)明從若干個波束形成天線組中選擇至少一個波束形成天線組，因此能經(jīng)由 選定的波束形成天線組來發(fā)射數(shù)據(jù)包。此外，本發(fā)明選擇多個波束形成天線組，因此它 能經(jīng)由包含在每個波束形成天線組中的天線來發(fā)射數(shù)據(jù)包。在這種情況下，如上所述，優(yōu)選經(jīng)由波束形成天線組傳送的每個信號可具有方 向性，并且可最小化單個波束形成天線組的Tx信號之間的干擾。上述情況也可對應于另 一種狀態(tài)，其中經(jīng)由構成每個波束形成天線組的天線陣列來發(fā)射信號，但是天線陣列具 有不同的相(phase)。為了經(jīng)由包含在一個或兩個波束形成天線組中的天線利用方向性信號來發(fā)射數(shù) 據(jù)包，優(yōu)選向發(fā)射單元和接收單元的每個分配適當?shù)臋嘀亍Q言之，本實施例可向發(fā)射/ 接收單元分配適當?shù)臋嘀?。通過適當?shù)臋嘀?，本實施例能形成適合于當前信道條件的最 佳波束，并能最小化經(jīng)由單個組發(fā)射的Tx信號波束之間的干擾。下面的方程式1表示考慮了應用于接收單元的權重的接收單元的接收(RX)信號 的示例。[方程式1]R = (WrHWt) +W在方程式1中，R是接收(Rx)信號矢量，X是發(fā)射(Tx)信號矢量，W是噪聲， Wt是將權重應用于發(fā)射單元的權重矢量，是將權重應用到接收單元的權重矢量。H 是隨機MIMO信道特征。如果Tx天線的數(shù)量是M，并且Rx天線的數(shù)量是N，則H可 由(MXN)矩陣來表示。在這種情況下，如果使用一些選定的波束形成天線組來發(fā)射信 號，則可將M或N限制到包含在相應組中的Tx/Rx天線的數(shù)量。在這種情況下，適當調(diào)節(jié)發(fā)射/接收單元處的權重矢量值，從而能夠最小化經(jīng) 由單個波束形成天線組傳送的信號之間的干擾。下面的表2在數(shù)字上表示通過調(diào)節(jié)后的 權重，沒有干擾的理想情況。[方程式2]
權利要求
1.一種在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中發(fā)射信號的方法，包括以下步驟基于預定序列經(jīng)由至少一個波束形成天線組發(fā)射訓練信號，所述波束形成天線組包 括多個天線；接收第一信息，所述第一信息指示所述波束形成天線組中的至少一個可用波束形成 天線組；以及發(fā)射第二信息和天線權重信息，所述第二信息指示基于所述第一信息確定的波束形 成天線組，所述天線權重信息與由所述第二信息指示的天線組發(fā)射的信號相關聯(lián)。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述天線權重信息被應用于所述確定的波束形成 天線組，從而形成具有方向性的信號。
3.如權利要求1所述的方法，其中，所述天線權重信息被應用于所述確定的波束形成 天線組，從而實現(xiàn)天線分集。
4.如權利要求1所述的方法，其中，所述天線權重信息包括發(fā)射單元的天線權重信息 和接收單元的天線權重信息。
5.如權利要求1所述的方法，其中，在預定時間期間周期性地執(zhí)行發(fā)射所述信號的方法。
6.如權利要求1所述的方法，其中，發(fā)射所述信號的方法被重復預定次數(shù)。
7.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟如果在經(jīng)由所述確定的波束形成天線組相互通信的發(fā)射單元與接收單元之間的通信 模式中出現(xiàn)通信故障，則經(jīng)由所述第一信息指示的另一個波束形成天線組恢復所述通信 模式。
8.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟執(zhí)行跟蹤操作，所述跟蹤操作在發(fā)射單元經(jīng)由所述確定的波束形成天線組與接收單 元通信時，根據(jù)通信狀態(tài)適應性地調(diào)節(jié)天線權重值。
9.如權利要求8所述的方法，其中，對每個波束形成天線組執(zhí)行所述跟蹤操作。
10.如權利要求1所述的方法，其中，經(jīng)由所述波束形成天線組發(fā)射的所述信號是 “毫米波”信號。
11.一種用于在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中發(fā)送信號的裝置，包括天線，被配置為發(fā)射數(shù)據(jù)，并且被配置為接收數(shù)據(jù)；以及控制器，所述控制器被配置用來控制基于預定序列經(jīng)由至少一個波束形成天線組來 發(fā)射訓練信號，所述波束形成天線組包括多個天線，所述控制器被配置用來控制接收第 一信息，所述第一信息指示所述波束形成天線組中的至少一個可用波束形成天線組，以 及所述控制器被配置用來控制發(fā)射第二信息和天線權重信息，所述第二信息指示基于所 述第一信息確定的波束形成天線組，所述天線權重信息與由所述第二信息指示的天線組 發(fā)射的信號相關聯(lián)。
12.如權利要求11所述的設備，其中，所述天線權重信息包括所述發(fā)射單元的天線權 重信息和所述接收單元的天線權重信息。
13.如權利要求11所述的設備，其中，經(jīng)由所述波束形成天線組發(fā)射的所述信號是 “毫米波”信號。
全文摘要
公開了一種在MBVD系統(tǒng)中發(fā)射信號的方法。一種在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中發(fā)射信號的方法，包括步驟基于預定序列經(jīng)由至少一個波束形成天線組發(fā)射訓練信號，所述波束形成天線組包括多個天線；接收第一信息，所述第一信息指示多個波束形成天線組中的至少一個可用波束形成天線組；以及發(fā)射第二信息和天線權重信息，所述第二信息指示基于所述第一信息確定的波束形成天線組，所述天線權重信息與由所述第二信息指示的所述天線組發(fā)射的信號相關聯(lián)。
文檔編號H04B7/04GK102017447SQ200980102997
公開日2011年4月13日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權日2008年1月23日
發(fā)明者全范鎮(zhèn) 申請人:Lg電子株式會社