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CN1957546B - 多载波发射机和接收机、多载波通信信道上传送信号的方法和装置及无线通信系统 - Google Patents

多载波发射机和接收机、多载波通信信道上传送信号的方法和装置及无线通信系统 Download PDF

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CN1957546B CN200580016805.4A CN200580016805A CN1957546B CN 1957546 B CN1957546 B CN 1957546B CN 200580016805 A CN200580016805 A CN 200580016805A CN 1957546 B CN1957546 B CN 1957546B
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Abstract

一种多载波接收机，产生由多载波发射站使用的用于多载波通信信道中的每个子载波的量化的发射波束形成器矩阵(V)。多载波接收机将经过校正的接收机波束形成器矩阵(UH)应用于由从发射站接收到的信号所产生的接收子载波信号。

Description

多载波发射机和接收机、多载波通信信道上传送信号的方法和装置及无线通信系统
技术领域
本发明的实施例涉及无线通信，在一些实施例中涉及多载波通信。 
背景技术
无线通信系统通常使用反馈使得发射站能够使其发射适应于变化的信道状态。使用多个子载波的多载波通信系统，诸如采用正交频分复用(OFDM)信号的系统的一个问题在于，对于每个子载波而言信道状态有可能不同。用来适应变化的信道状态的反馈量有可能较大，消耗带宽并且使用附加能量。当在同样的子载波上使用多个天线传送附加数据流，如在多输入多输出(MIMO)系统的情形中时，这一问题尤为引起关注。因而，总体来说需要能够用更少的反馈来适应变化的信道状态的系统和方法。 
附图说明
所附权利要求涉及本发明的多个实施例中的一部分。不过，当结合附图考虑时，详细描述给出了对本发明实施例更加完全的理解，在整个附图中相同的附图标记表示相同项： 
图1为根据本发明一些实施例的多载波发射机的框图； 
图2为根据本发明一些实施例的多载波接收机的框图； 
图3A和3B表示根据本发明一些实施例的量化方案； 
图4A和4B表示根据本发明一些实施例的，量化的波束形成系数的振幅和相位子域； 
图5表示根据本发明的一些实施例的，在产生对应于各个子载波组的量化的波束形成系数时使用的信道测量结果； 
图6A和6B表示根据本发明一些实施例的量化的发射波束形成系数； 
图7为根据本发明一些实施例的多载波信号发射过程的流程图； 
图8为根据本发明一些实施例的多载波信号接收过程的流程图； 
图9的功能框图表示根据本发明一些实施例的4×2多输入多输出(MIMO)正交频分复用(OFDM)发射机的操作；以及 
图10的功能框图表示根据本发明一些实施例的多输入多输出(MIMO)正交频分复用(OFDM)接收机的操作。 
具体实施方式
下面的描述和附图充分说明了本发明的具体实施例，以便使本领域技术人员能够实现本发明。其他实施例可结合结构、逻辑、电气、工艺及其他改变。示例仅代表可能的变型。除非明确要求，否则各个部件和功能块是任选的，并且操作顺序可以改变。一些实施例的各个部分和特征可以包含在其他实施例中或者被其他实施例的部分和特征所取代。此处，本发明的实施例单独或者统称为“发明”，仅为了方便，如果实际上披露了不止一个发明，则无意于主动将本申请的范围限制为任何单个的发明或者创造性的思想。 
图1为根据本发明一些实施例的多载波发射机的框图。多载波发射机100可以为无线通信设备的一部分，并且可以发射包括多个子载波的多载波通信信号，诸如正交频分复用(OFDM)通信信号，不过本发明的范围不限于这方面。 
根据一些实施例，在对单个路径中的多载波通信信号的符号调制子载波进行傅立叶逆变换(IFFT)之前，多载波发射机100可以将量化的发射波束形成系数应用于所述子载波。量化的发射波束形成系数可包括每个子载波的预定比特数，用于指示对相关的符号调制子载波的振幅进行加权和对相位进行偏移的量。在一些实施例中，多载波发射机100可包括多个发射子载波波束形成器108，以 将量化的发射波束形成系数应用于符号调制子载波107。 
在一些实施例中，在对符号调制子载波进行IFFT之前，发射子载波波束形成器108可以将频域中的量化的发射波束形成系数应用于频域符号调制子载波107。在一些实施例中，由接收站产生的量化的发射波束形成矩阵(V)包括所述发射波束形成系数。在一些实施例中，所述发射波束形成系数可以为复数值。 
使用量化的发射波束形成系数能够明显减少由接收站提供的反馈量。在一些实施例中，可由发射机100执行闭环自适应波束形成。自适应波束形成通过考虑通信信道中的多径差异而产生针对不同空间信道的信号。自适应波束形成的另一个目的是考虑信道状态(即，适应衰落信道的变化的信道状态)并且考虑发射站与接收站之间的信道状态。 
在一些实施例中，多载波发射机100可以为基于奇异值分解(SVD)执行自适应波束形成的闭环多输入多输出(MIMO)系统的一部分。在这些实施例中，可以将MIMO系统视作多个去耦的(独立或正交的)单输入单输出(SISO)系统(称作正交空间信道)。正交空间信道的数量通常不超过发射天线的最小数量和接收天线的最小数量。根据本发明的一些实施例，空间信道可以是基本正交的。通过应用适当的发射和接收波束形成系数，可实现基本正交性。 
在一些实施例中，可通过电路104的比特解复用器将编码比特流103分离成与空间信道的数量一致的多个流(数据流)。这些流可以被称作空间比特流，并且当每个空间信道采用相同的调制和/或编码方案时，这些流可包括相同的比特数。当每个空间信道使用不同的调制和/或编码方案时，空间比特流可包含不同的比特数，不过本发明的范围不限于这一方面。 
在一些实施例中，可使用每个空间信道在与其它空间信道同样的子载波上传送分离的和/或独立的数据流，这使得能够传送额外的数据而不会增加频率带宽。空间信道的使用利用了信道的多径特性。 
根据本发明的闭环MIMO实施例，当空间信道基本正交时，每 个空间信道可以与一个波束形成模式而非一个天线相关。每个空间信道中的信号可以同时从各个可用天线发射出去。换言之，每个天线可发射具有不同权重的信号，其中这些权重对于各个天线而言是特有的。下面更详细地描述这些实施例的示例。 
在一些实施例中，多载波发射机100可包括编码器102，用于将纠错编码应用于比特流101并产生编码比特流103，其中该编码器102可以为前向纠错(FEC)编码器。在一些实施例中，多载波发射机100还可以包括比特解复用器和交织器电路104，用于对编码比特流103中的各个比特进行交换(permute)，并将这些比特解复用成多个空间/频率信道。在一些实施例中，可通过电路104的比特解复用器将经过交换的比特分离成与每个空间信道相关的一个或多个空间流。电路104的交织器根据交织模式来交换每个空间流。随后，电路104的解复用器将每个经过交换的空间流分成多个组，以便在多载波通信信道的多个数据子载波上进行调制。所述对比特进行分组可取决于子载波的调制级别，并且可通过处理电路116来提供这种分组功能，不过本发明的范围不限于这一方面。 
在一些实施例中，多载波发射机100还可以包括用于每个空间流和/或空间信道的符号映射电路106，以便从空间信道复用的比特流105中生成符号调制子载波107。发射子载波波束形成器108可以与多载波通信信道的每个子载波相关，并且可以将量化的发射波束形成系数118应用于每个子载波信号以产生用于每个发射天线114的频域符号调制子载波109。 
在一些实施例中，多载波发射机100还可以包括用于每个发射天线114的快速傅立叶逆变换电路(IFFT)110，用于在由发射子载波波束形成器108应用量化的发射波束形成系数118之后，对符号调制子载波109执行IFFT，以便产生用于每个发射天线114的时域采样111。在一些实施例中，可将循环扩展(cyclic extension)加到时域采样111中，这样有助于减弱符号间干扰的影响，不过本发明的范围不限于这一方面。 
在一些实施例中，多载波发射机100还可以包括可以与一个发 射天线114相关的数模转换(DAC)电路和射频(RF)电路112。电路112可由IFFT电路110产生的时域采样111中产生用于发射的RF信号。 
在一些实施例中，多载波发射机100还可以包括处理电路116，用于向发射机100的多个元件提供发射参数。例如，处理电路116可为电路104的交织器提供交织参数120，为每个符号映射电路106提供子载波调制级别122，为IFFT电路110提供IFFT尺寸信息124，为编码器102提供编码类型和/或编码率信息126，不过本发明的范围不限于这一方面。在一些实施例中，电路116可基于从另一通信站接收到的信道反馈信息115指定发射参数，以便进行快速链路调节。 
在一些实施例中，发射天线114可用于在多载波通信信道的多个空间信道上发射多个空间流。在这些实施例中，空间流和/或空间信道的数量可少于或等于发射天线的数量。在一些实施例中，可使用四个天线114在相应的空间信道上发射多达四个空间流，不过本发明的范围不限于这一方面。 
在一些实施例中，用于每个子载波的量化的发射波束形成系数可表示为用于每个子载波的量化的发射波束形成矩阵(V)。在一些实施例中，每个量化的发射波束形成矩阵(V)可以为行数等于发射天线数量、列数等于空间流(或空间信道)数量的酉矩阵。如此处所使用的，术语“行”和“列”的使用是可互换的。 
在一些实施例中，每个量化的发射波束形成矩阵(V)的元素可包括振幅子域和相位子域，且每个子域具有预定比特数。在一些实施例中，振幅子域体现为对相关的符号调制子载波的振幅进行加权的量的平方。下面参照图4A和4B对此进行更详细的讨论。一些实施例可使用发射波束形成系数的平方振幅的均匀量化值。对于典型的随机瑞利室内信道来说，这种均匀量化值近似是最佳的，因为发射波束形成系数的平方振幅具有接近均匀的分布。 
在一些实施例中，多载波发射机100可以为发射站的一部分，并且可以从接收站接收包括每个子载波的量化的发射波束形成矩 阵(V)的信道反馈信息115。在这些实施例中，处理电路116可将来自量化的发射波束形成矩阵(V)的量化的发射波束形成系数118提供给相应的多个发射子载波波束形成器108之一。在这些实施例中，接收站可测量从发射机100接收的信号，以估计多载波通信信道的每个子载波的信道传输矩阵(H)，并由信道传输矩阵(H)产生每个子载波的量化的波束形成矩阵(V)。在这些实施例中，接收站可在响应分组中将每个子载波的量化的波束形成矩阵(V)发射给发射站，不过本发明的范围不限于这一方面。在这些实施例中的一些实施例中，接收站可测量从发射站接收的分组的前导码(preamble)，以估计用于多载波通信信道的每个子载波的信道传输矩阵(H)。在一些实施例中，接收站可测量从发射站接收的分组的物理层会聚协议(PLCP)报头，以估计用于每个子载波的信道传输矩阵(H)，不过本发明的范围不限于这一方面。在这些实施例中的一些实施例中，接收站可以对信道传输矩阵(H)进行奇异值分解(SVD)，以产生用于每个子载波的量化的波束形成矩阵
Figure A20058001680500171
下面更详细地描述这些实施例。 
在一些实施例中，在发射站与接收站之间进行分组交换的初始部分期间(即，在粗量化模式下)，包括量化的波束形成矩阵(V)的预定比特数较少，而在分组交换的后续部分期间(即，在细量化模式下)该预定比特数较多。由此，发射站能够快速地适应信道状态，随后随着时间的进展精细地调整其发射，从而能够进行更快速链路调节。 
在一些实施例中，量化的波束形成矩阵(V)的元素可体现为与以前接收的波束形成系数的差值。在一些实施例中，可以将量化的波束形成器系数应用于各个子载波组。下面更详细地描述这些实施例。 
在一些实施例中，多载波发射机100(图1)和/或多载波接收机200(图2)可以在宽带多载波通信信道上通信。宽带信道可包括一个或多个多载波子信道。子信道可以是频分复用的(即，在频率上与其他子信道分离)，并且可以处于预定频谱范围之内。子信 道可包括多个正交的子载波。在一些实施例中，子信道的各个正交子载波可以为紧密间隔的OFDM子载波。为了在紧密间隔的子载波之间实现正交，在一些实施例中，特定子信道的子载波在该子信道的其他子载波的大致中心频率处具有零值。 
在一些实施例中，多载波发射机100(图1)和/或多载波接收机200(图2)可以在包括标准吞吐量信道或高吞吐量通信信道的多载波通信上与一个或多个其他通信站进行通信。在这些实施例中，标准吞吐量信道可包括一个子信道，高吞吐量信道可包括一个或多个子信道和/或一个或多个与每个子信道有关的空间信道的组合。空间信道可以是与一个特定子信道有关的非正交信道(即，在频率上没有分离开的)，其中可通过波束形成和/或分集在该特定子信道内实现正交性。 
根据一些实施例，映射器106(图1)可根据各个子载波调制分配(assignment)对子载波进行符号调制。这可称之为自适应比特载入(ABL)。因而，一个比特或多个比特可由子载波上调制的符号来表示。单个子信道的调制分配可以基于该子载波的信道特性或信道状态，不过本发明的范围不限于这一方面。在一些实施例中，子载波调制分配可以从每个符号零比特到高达每个符号10或更多比特。对于调制级别，子载波调制分配可包括每个符号传送1比特的二相移相键控(BPSK)，每个符号传送2比特的四相移相键控(QPSK)，每个符号传送3比特的8PSK，每个符号传送4比特的16正交振幅调制(16-QAM)，每个符号传送5比特的32-QAM，每个符号传送6比特的64-QAM，每个符号传送7比特的128-QAM，和每个符号传送8比特的256-QAM。还可以使用每个子载波具有更高数据通信速率的调制等级。 
在一些实施例中，多载波通信信道的频谱可包括5GHz频谱或者2.4GHz频谱中的子信道。在这些实施例中，5GHz频谱可包括从大约4.9到5.9GHz范围内的频率，2.4GHz频谱可包括从大约2.3到2.5GHz范围内的频率，不过本发明的范围不限于这方面，其他频谱也同样适用。 
在一些实施例中，多载波发射机100(图1)和/或多载波接收机200(图2)可以为无线通信装置的一部分。无线通信装置可以为，例如，个人数字助理(PDA)，具有无线通信能力的膝上型或便携式计算机，网络写字板(web tablet)，无线电话，无线耳机，寻呼机，即时消息装置，数码相机，接入点或者其他能够无线地接收和/或发射信息的装置。在一些实施例中，无线通信装置可根据特定的通信标准发射和/或接收RF通信，所述特定的通信标准如电气和电子工程师协会(IEEE)标准，包括用于无线局域网(WLAN)的IEEE 802.11(a)，802.11(b)，802.11(g/h)和/或802.11(n)标准，和/或用于无线城域网(WMAN)的802.16标准，不过无线通信装置还适于根据包括数字视频地面广播(DVB-T)广播标准和高性能无线电局域网(HiperLAN)标准的其他技术，来发射和/或接收通信。 
天线114(图1)和天线202(图2)可包括定向天线或全向天线，包括例如偶极天线，单极天线，环形天线，微带天线或者适于接收和/或发射RF信号的其他类型的天线。 
尽管本发明的一些实施例是在802.11x的实现(例如，802.11a，802.11g，802.11HT等)环境下讨论的，但是本发明的范围不限于这方面。本发明的一些实施例可实现为使用多载波无线通信信道(例如正交频分复用(OFDM)，离散多音调制(DMT)等)的任何无线系统的一部分，诸如可以不加限制地使用在无线个域网(WPAN)，无线局域网(WLAN)，无线城域网(WMAN)，无线广域网(WWAN)，蜂窝网络，第三代(3G)网，第四代(4G)网，通用移动电话系统(UMTS)以及类似通信系统中。 
尽管所述的多载波发射机100(图1)和多载波接收机200(图2)具有多个分离的功能元件，但也可以将一个或多个功能元件组合，并且可通过软件配置的元件和/或其他硬件元件的组合来实现，其中所述软件配置的元件如包括数字信号处理器(DSP)在内的处理元件。例如，一些元件可包括一个或多个微处理器，DSP，专用集成电路(ASIC)，和至少实现此处所述功能的各种硬件和逻辑电路的组合。 
图2为根据本发明一些实施例的多载波接收机的框图。多载波接收机200可以为无线通信装置的一部分，并且可接收包括多个子载波的多载波通信信号，诸如OFDM通信信号，不过本发明不限于这一方面。 
在一些实施例中，多载波接收机200可以为接收站的一部分，并且可以在多载波通信信道上与发射站进行通信。发射站可包括如多载波发射机100(图1)的多载波发射机。 
在其他实施例中，多载波接收机200可以为还包括如多载波发射机100这样的多载波发射机的多载波通信站的一部分。在这些实施例中，多载波通信站可以与作为网络(诸如局域网)一部分的其他多载波通信站进行通信，不过本发明的范围不限于这一方面。 
根据本发明的一些实施例，多载波接收机200产生发射站在多载波通信信道上将分组发射给接收机200时所用的用于每个子载波的量化的发射波束形成器矩阵(V)。在这些实施例中，多载波接收机200估计用于每个子载波的信道传输矩阵(H)，并由信道传输矩阵(H)产生用于每个子载波的量化的发射波束形成器矩阵(V)。多载波接收机200也可以产生用于每个子载波的接收机波束形成矩阵
Figure A20058001680500201
以将星座信号从接收的来自发射站的信号的每个空间信道中分离出来，其中发射站使用量化的发射波束形成矩阵(V)发射所述信号。 
在一些实施例中，多载波接收机200包括：信道估计器220，用来估计用于每个子载波的信道传输矩阵(H)；以及波束形成器矩阵计算电路222，用于由相关的信道传输矩阵(H)产生用于每个子载波的量化的发射波束形成器矩阵(V)。 
在一些实施例中，多载波接收机200包括多个接收机波束形成器208，其根据用于每个子载波的接收机波束形成器矩阵将输入子载波信号207组合，以将星座信号从每个空间信道分离出来。正如此处所使用的，
Figure A20058001680500203
表示下面所述的
Figure A20058001680500204
的共轭转置矩阵。计算电路222可由信道传输矩阵(H)和量化的发射波束形成器矩阵(V)计算接收机波束形成器矩阵
Figure A20058001680500205
在一些实施例中，接收机波束 形成器208可根据用于相关子载波的接收机波束形成器矩阵
Figure A20058001680500211
 的接收机波束形成器系数218，在频域中组合输入子载波信号207。在一些实施例中，可通过针对从发射站接收到的数据分组的信号进行FFT，而产生输入子载波信号207，其中发射站在发射之前将量化的发射波束形成矩阵(V)应用于各个子载波。 
在一些实施例中，由电路222产生的用于每个子载波的量化的发射波束形成矩阵(V)包括具有预定比特数的量化的发射波束形成系数，该预定比特数表示发射子载波波束形成器108(图1)在频域内对相关的子载波的振幅进行加权、对其相位进行偏移的量。 
在一些实施例中，信道估计器220可基于发射站发送的当前分组的前导码(例如，PLCP报头)的信道测量值，估计多载波通信信道的每个子载波的信道传输矩阵(H)，不过本发明的范围不限于这一方面。 
在一些实施例中，针对每个子载波，计算电路222可以对信道传输矩阵(H)进行奇异值分解(SVD)，以产生初始接收机波束形成矩阵(UH)和初始(即，非量化的)发射波束形成矩阵(V)。在这些实施例中，计算电路222可以针对每个子载波的初始发射波束形成矩阵(V)执行量化，以产生用于每个子载波的量化的发射波束形成矩阵(V)。所述量化可以是基于用于振幅和相位分量的预定比特数进行的，并且可根据该预定比特数为矩阵(V)的量化的波束形成器系数选择预定值。在这些实施例中，计算电路222可基于信道传输矩阵(H)的估计值和量化的发射波束形成矩阵(V)产生等效信道传输矩阵
Figure A20058001680500212
在这些实施例中，计算电路222还可以基于等效信道传输矩阵
Figure A20058001680500213
产生“校正的”接收机波束形成器矩阵
Figure A20058001680500214
在这些实施例中，等效信道传输矩阵
Figure A20058001680500215
可以等于HV(即，信道传输矩阵(H)乘以量化的发射波束形成矩阵(V))。 
在一些实施例中，使用量化(即，有限的)波束形成系数可减小子载波和/或空间信道之间的正交性，并且有可能在它们之间产生串扰。串扰可造成在每个空间信道的输出端处的信干比(SINR)下降。使用“校正的”接收机波束形成器矩阵能够接收来自使 用量化的发射波束形成矩阵(V)的发射站的信号，并有助于减弱串扰的影响。 
在一些实施例中，信道传输矩阵(H)基本上等于初始接收机波束形成矩阵(U)乘以伪对角矩阵(D)乘以初始(即，未量化的)发射波束形成矩阵(V)的共轭转置矩阵。伪对角矩阵(D)可包括实、非负奇异值。在一些实施例中，计算电路222可基于等效信道传输矩阵
Figure A20058001680500221
通过根据下式执行迫零运算，产生校正的接收机波束形成器矩阵
Figure A20058001680500222
U ~ H ( k ) = ( H ~ ( k ) H H ~ ( k ) ) - 1 H ~ ( k ) H
其中，k表示特定的子载波，
Figure A20058001680500224
为用于子载波k的校正的接收机波束形成器矩阵
Figure A20058001680500225
的共轭转置矩阵。通常，接收机子载波波束形成器208将接收机波束形成器矩阵
Figure A20058001680500226
的共轭转置矩阵(即，
Figure A20058001680500227
)的系数应用于子载波信号207，不过本发明的范围不限于这一方面。在一些实施例中，接收机子载波波束形成器208中的每一个都可以与多载波通信信道的一个子载波相关。 
在一些实施例中，多载波接收机200还可以包括多个接收天线202，用于接收多载波通信信道上相应的多个空间信道上的多个空间流。在一些实施例中，空间流的数量可以少于或等于接收天线202的数量，不过本发明的范围不限于这一方面。 
在一些实施例中，用于每个子载波的接收机波束形成矩阵(UH)可包括列数等于在接收空间流中使用的接收天线的数量、行数等于空间流数量(或空间信道数量)的酉矩阵。 
在一些实施例中，多载波接收机200还可以包括模数转换(ADC)和RF处理电路204，用于从接收自每个天线202的信号中产生时域采样205。在一些实施例中，多载波接收机200还可以包括FFT电路206。FFT电路206可从时域采样205中去除任何循环扩展，并可以对时域采样205进行FFT，以产生用于每个子载波的频域信号207。接收机波束形成器电路208可根据用于相关子载波的接收机波束形成器矩阵
Figure A20058001680500228
的系数218，将接收自每个天线的特定子载波的频域信号207进行组合。由此，可将星座符号从每 个空间信道中分离出来，从而产生分离的符号调制子载波信号209。 
在一些实施例中，多载波接收机200还可以包括解映射器210。解映射器210将分离的符号调制子载波信号209解映射，以产生来自每个空间信道并且用于每个子载波的比特块211。在一些实施例中，解映射器210可使用对数似然比(LLR)产生所述比特，不过本发明的范围不限于这一方面。在一些实施例中，多载波接收机200还可以包括解交织器和复用器电路212，用于对输入比特进行交换和复用，以基于解交织参数221产生编码比特流213。在一些实施例中，多载波接收机200还可以包括解码器214，用于基于编码率226和/或FEC类型信息对编码比特流213进行解码，从而产生解码比特流201。 
处理电路216可以为多载波接收机200的多个元件产生和/或指定接收机参数。例如，处理电路216可以将FFT尺寸信息224提供给FFT电路206，可以将接收机波束形成器矩阵的元素提供给接收机子载波波束形成器208，并且可以将子载波调制级别219提供给解映射器210，不过本发明的范围不限于这方面。 
在一些实施例中，在量化之前可通过接收机的IFFT电路，将处于频域中的初始发射波束形成矩阵(V)转换到时域。该时域发射波束形成矩阵的元素可以表示为振幅和相位格式的复数阵列。在这些实施例中，电路222可以对传输给发射站的时域发射波束形成矩阵的元素进行量化。 
图3A和3B表示根据本发明一些实施例的量化方法。图3A表示对用于子载波的发射波束形成矩阵(V)进行量化，其中，振幅子域的预定比特数为零比特(即，na＝0)，包括相位子域的预定比特数为2比特(即，n
Figure 10003_0
＝2)。沿图的径向方向表示振幅比特，沿图的圆周方向表示相位比特。在本例中，量化的发射波束形成矩阵(V)可以提供高达4个可能的相位调节，而不需改变其振幅。图3B表示对用于子载波的发射波束形成矩阵(V)进行量化，其中振幅子域的预定比特数为1比特(即，na＝1)，包括相位子域的预定比特数为3比特(即，n＝3)。在本例中，量化的发射波束形成矩阵(V) 可提供高达8个可能的相位调节和两个振幅设置。 
图4A和4B表示根据本发明一些实施例的，量化的波束形成系数的振幅和相位子域。图4A表示振幅子域402的预定比特数为3比特(即，na＝3)的示例，从而能够在列403中列出高达8个可能的振幅设置。在一些实施例中，可由电路222(图2)为针对一个特定子载波的量化的发射波束形成器矩阵(V)的子域选择一个振幅设置。 
在一些实施例中，使用发射波束形成系数的平方振幅的均匀量化值。图4A的列401中表示出某些示例的量化级。对于发射波束形成矩阵(V)，可以将子载波调制符号乘以量化平方振幅的平方根，其数值在列403中示出。在响应分组中，可以发射列401的数值，并在发射机处可使用查找表由列403得到矩阵V的相关波束形成系数。 
图4B表示相位子域404的预定比特数为4比特(即，n
Figure 10003_2
＝4)的一个示例，从而使得列405中可以列出多达16个可能的相位设置。在一些实施例中，可由电路222(图2)为用于一个特定子载波的量化的发射波束形成器矩阵(V)的子域选择一个振幅设置。 
例如，参照图4A和4B，当用于一个特定子载波的量化的发射波束形成矩阵(V)包括子域001，0001时，相关的发射子载波波束形成器108(图1)可以以
Figure A20058001680500241
对相关子载波信号107(图1)的振幅进行加权(例如，乘以该值)，并且将其相位偏移-7π/8。 
在一些实施例中，在发射站与接收站之间的分组交换的初始部分期间(即，在粗量化模式下)，包括振幅子域402和/相位子域404的预定比特数可以较少。在一些实施例中，在分组交换的后续部分期间(即，在细量化模式下)，包括振幅子域402和/或相位子域404的预定比特数可以较大。在一些实施例中，接收站可以将所使用的比特数传送给发射站。 
在一些实施例中，在分组交换的初始部分期间，发射站和接收站可以工作在粗量化模式，其中包括振幅子域的预定比特数可以在0比特到2比特的范围内变化，包括相位子域的预定比特数可以在 1比特到3比特的范围内变化，不过本发明的范围不限于这一方面。在一些实施例中，在分组交换的后续部分期间，发射站和接收站可以工作在细量化模式，其中包括振幅子域的预定比特数可在2比特到4比特的范围内变化，包括相位子域的预定比特数可在3比特到5比特的范围内变化，不过本发明的范围不限于这一方面。 
图5表示根据本发明的一些实施例的，在产生各个子载波组的量化的波束形成器系数中使用的信道测量结果。在这些实施例中，多个发射子载波波束形成器108(图1)可以将量化的波束形成器系数应用到各个子载波组。在一些实施例中，信道估计器220(图2)可确定信道响应502，以用于产生多载波通信信道的每个子载波504的信道传输矩阵(H)。电路222(图2)可基于针对各个子载波组的信道加权向量506，计算用于各个子载波组的量化的发射波束形成器矩阵(V)。由此，可减少量化的发射波束形成器矩阵(V)的数量。在图5中，将48个子载波504分成6组。每组具有8个相邻的子载波。在本例中，可以为每组8个相邻子载波提供一个发射波束形成器矩阵(V)。 
图6A和6B表示根据本发明一些实施例的量化的发射波束形成系数。在这些实施例中，接收站和发射站可以工作在差分信令模式，其中量化的波束形成矩阵(V)的元素表示与以前接收的波束形成系数的差值。在这些实施例中，用于多载波通信信道的一个特定子载波的量化的发射波束形成器矩阵(V)可包括预定比特数，该预定比特数表示根据前一次波束形成设置需要调节振幅和相位的量。在图6A所示的示例中，用于一个特定子载波的量化的发射波束形成器矩阵(V)可包括4比特(列602中所示)，用于向发射站指示列604中与所述比特相关的动作。在本例中，每个子载波仅使用4比特来调节振幅和相位。在一些实施例中，所述比特还可以指示将一个特定子载波关闭(例如，等于1000的比特)，不过本发明的范围不限于这一方面。 
在一些实施例中，接收站可以将指示符发送给发射站，以指示工作在差分信令模式。例如，信道反馈信息115(图1)可包括用 于指示量化的波束形成矩阵(V)的元素是代表与以前产生的波束形成器元素的差值、还是代表绝对波束形成器系数的指示符。 
图6B表示在差分信令模式下对量化的波束形成系数的调节。与多个点有关的各个比特对应于列602的所述比特(图6A)。在图中，以前的量化的波束形成系数处于点606处。在接收到“0100”时不会造成对以前的量化的波束形成系数的改变，而接收到其他量化的波束形成系数时可能导致改变相位和/或振幅，如图所示。 
图7为根据本发明一些实施例的多载波信道发射过程的流程图。多载波信号发射过程700可由多载波发射机、诸如多载波发射机100(图1)来执行，不过也可以使用其他多载波发射机来执行过程700。 
操作702包括从接收站接收用于多载波通信信道中的一个或多个子载波的量化的发射波束形成器矩阵(V)。量化的发射波束形成器矩阵(V)可包括用于每个子载波的预定比特数，以表示对相关子载波的振幅进行加权的量和对其相位进行偏移的量。 
操作704包括将量化的发射波束形成器矩阵(V)中的每一个应用于子载波信号。在一些实施例中，操作704包括在频域中将量化的发射波束形成器矩阵(V)应用于符号调制子载波。在一些实施例中，操作704可由发射子载波波束形成器108来执行(图1)。在一些实施例中，针对每个子载波和每个空间信道执行操作704，以形成用于每个天线的频域信号。下面更详细地描述发射机900(图9)的波束形成器910(图9)所执行的操作的示例。 
操作706包括对子载波信号进行IFFT，以产生用于多个发射天线中每一个的时域采样。在一些实施例中，可以由IFFT电路110执行操作706(图1)。 
操作708包括根据操作706产生的时域采样产生用于发射的RF信号。在一些实施例中，可由电路112(图1)执行操作708。在一些实施例中，可为每个发射天线产生RF信号。 
图8为根据本发明一些实施例的多载波信号接收过程的流程图。多载波信号接收过程800可以由多载波接收机、如多载波接收 机200(图2)来执行。 
操作802包括估计多载波通信信道的每个子载波的信道传输矩阵(H)。在一些实施例中，可基于从发射站接收到的当前分组或分组报头进行操作802。在一些实施例中，可由信道估计器220(图2)执行操作802。 
操作804包括由用于相关子载波的信道传输矩阵(H)，产生用于每个子载波的量化的发射波束形成器矩阵(V)。每一个量化的发射波束形成器矩阵(V)的预定比特数取决于操作模式。例如，当工作在粗量化模式下时，与工作在细量化模式相比可使用更少的比特。此外，当工作在差分信令模式下时，量化的发射波束形成器矩阵(V)可表示差值。在一些实施例中，可针对各个子载波组产生量化的发射波束形成器矩阵(V)。 
操作806包括将量化的发射波束形成器矩阵(V)发射给发射站。操作806还可以包括发射包括操作模式指示的其他信道反馈信息。 
操作808包括从发射站接收分组。接收到的分组可以是使用操作804中接收站产生的量化的发射波束形成器矩阵(V)发射的。操作810包括将接收机波束形成器矩阵
Figure A20058001680500271
应用于接收到的信号。在一些实施例中，操作810包括根据用于每个子载波的接收机波束形成器矩阵
Figure A20058001680500272
将输入子载波信号207(图2)组合，以将星座信号从每个空间信道分离出来。在一些实施例中，在操作804中，可以由信道传输矩阵(H)和量化的发射波束形成器矩阵(V)计算接收机波束形成器矩阵
Figure A20058001680500273
在一些实施例中，操作804包括，对于每个子载波，对信道传输矩阵(H)进行奇异值分解(SVD)，以产生初始发射波束形成矩阵(V)，对用于每个子载波的初始发射波束形成矩阵(V)进行量化，从而产生用于每个子载波的量化的发射波束形成矩阵(V)。在一些实施例中，操作804还包括根据量化的发射波束形成矩阵(V)产生等效信道传输矩阵
Figure A20058001680500274
并根据等效信道传输矩阵
Figure A20058001680500275
产生“校正的”接收机波束形成器矩阵
Figure A20058001680500276
尽管将过程700(图7)和800(图8)的各个操作示出和描述为分离的操作，不过一个或多个分离的操作可以被同时执行，并且不需要按照所示的顺序执行操作。 
图9所示的功能框图表示根据本发明一些实施例的，4×2多输入多输出(MIMO)正交频分复用(OFDM)发射机的操作。图10所示的功能框图表示根据本发明一些实施例的多输入多输出(MIMO)正交频分复用(OFDM)接收机的操作。在这些实施例中，发射机900(称作站#1)和接收机1000(称作站#2)可包括4×2MIMO OFDM系统，其中，发射机900可使用四个发射天线914A-914D发射两个数据流，接收机1000可使用两个接收天线1002A和1002B接收两个数据流。两个数据流的每一个可以在通过由发射波束形成器908A-908D应用发射波束形成矩阵(V)而产生的一个相应空间信道上发射。 
发射机900表示发射机100(图1)的一个特定实施例，其中卷积编码器902对应于编码器102(图1)，比特流分流器904A、交织器904B和交织器904C对应于比特解复用器和交织器电路104(图1)，符号映射电路906A和906B对应于符号映射电路106(图1)，发射波束形成器908A-908H对应于波束形成器108(图1)，IFFT电路910A-910D对应于IFFT电路110(图1)，DAC和RF电路912A-912D对应于DAC和RF电路112(图1)，发射天线914A-914D对应于发射天线114，指令发生器916可以对应于发射参数指定器116(图1)。 
在这些实施例中，比特流分流器904A可以将从编码器902接收到的编码比特流分成两个比特流。每个比特流可以对应于在相应空间信道上发射的两个空间流中之一。根据指令发生器916所提供的参数，交织器904B对第一比特流执行交织操作，交织器904C对第二比特流执行交织操作。符号映射电路906A对第一比特流的比特进行映射，以产生第一符号流，符号映射电路906B对第二比特流的比特进行映射，以产生第二符号流。发射波束形成器908A，908C，908E和908G可分别从符号映射电路906B接收第一符号流。 发射波束形成器908B，908D，908F和908H可分别从符号映射电路906C接收第二符号流。 
发射波束形成器908A和908B可以与包括IFFT电路910A，DAC和RF电路912A以及发射天线914A的第一RF链或单个信道流水线(SCP 1)相关。发射波束形成器908C和908D可以与包括IFFT电路910B，DAC和RF电路912B以及发射天线914B的第二RF链(SCP 2)相关。发射波束形成器908E和908F可以与包括IFFT电路910C，DAC和RF电路912以及发射天线914C的第三RF链(SCP 3)相关。发射波束形成器908G和908H可以与包括IFFT电路910D，DAC和RF电路912D以及发射天线914D的第四RF链(SCP 4)相关。 
对于第一RF链，发射波束形成器908A将与每个子载波频率有关的量化的波束形成矩阵(V)应用于第一符号流，发射波束形成器908B将量化的波束形成矩阵(V)应用于第二符号流。在本例中，每个量化的波束形成矩阵(V)大小为发射天线的数量(例如4个)乘以空间信道的数量(例如2个)。IFFT电路910A从两个发射波束形成器908A和发射波束形成器908B接收经过加权的信号(例如，用于每个子载波的频域信号)，并执行IFFT以产生用于DAC和RF电路912A的时域采样。因而，天线914A发射具有来自两个空间数据流中每一个的分量的信号。对于其他三个RF链执行同样的操作，使四个天线可以产生用于对两个空间流进行通信的两个空间信道。 
在这些4×2MIMO实施例中，可使用四个发射天线发射多达两个空间数据流，不过本发明的范围不限于这一方面。尽管图9表示为使用四个发射天线914发射两个空间流，不过并非必须如此；也可使用少到两个发射天线。 
参照图10，接收机1000表示接收机200(图2)的特定实施例，其中接收天线1002A和1002B对应于接收天线202(图2)，RF处理电路1004A和1004B对应于ADC和RF处理电路204(图2)，FFT电路1006A和1006B对应于FFT电路206(图2)和信道估计 器220(图2)，接收波束形成器1008A到1008D对应于接收波束形成器208(图2)，解映射器1010A和1010B对应于解映射器210(图2)，解交织器1012A和1012B对应于电路212(图2)。简单起见，表示接收机200(图2)的方框图没有表示出与信道均衡器1022A和1022B以及组合器1020A和1020B相应的元件。 
在接收机1000处，可同时使用至少两个接收天线1002A和1002B接收发射机900发射出的两个空间流。接收天线1002A和1002B分别接收具有发射天线914A到914D中每个发射出的分量的多载波信号。接收机1000包括包含接收天线1002A，RF电路1004A，FFT电路1006A以及接收波束形成器1008A和1008B的第一RF链。接收机1000还包括包含接收天线1002B，RF电路1004B，FFT电路1006B以及接收波束形成器1008D和1008D的第二RF链。符号组合器1020A，均衡器1022A，解映射器1010A和解交织器1012A可以与第一空间信道或第一空间数据流相关，而符号组合器1020B，均衡器1022B，解映射器1010B和解交织器1012B可以与空间信道或第一空间数据流相关。 
在第一RF链的情况下，FFT电路1006A为每个子载波产生频域符号调制子载波，并提供给接收波束形成器1008A和1008B，接收波束形成器1008A和1008B将接收波束形成矩阵
Figure A20058001680500301
应用于来自每个子载波的符号。接收波束形成器1008A产生与第一空间信道有关的符号，而接收波束形成器1008B产生与第二空间信道有关的符号。对于第二RF链路执行类似操作。 
符号组合器1020A将自接收波束形成器1008A接收的第一空间信道的符号与自接收波束形成器1008C接收的第一空间信道的符号组合。符号组合器1020B将自接收波束形成器1008B接收的第二空间信道的符号与自接收波束形成器1008D接收的第二空间信道的符号组合。第一空间信道的组合符号通过均衡器1022A均衡，通过解映射器1010A解映射，并通过解交织器1012A解交织。第二空间信道的组合符号通过均衡器1022B均衡，通过解映射器1010B解映射，并通过解交织器1012B解交织。解码器1014对两个空间 信道/空间流的比特进行解码。 
除非明确指出，否则诸如处理、计算、判断、显示等术语指的是一个或多个处理或计算系统或类似装置的动作和/或处理，其中该处理或计算系统或类似装置能够对表示为处理系统寄存器和存储器内的物理(例如电子)量的数据进行操作和转换，以转换成类似地表示为处理系统寄存器或存储器、或者其他信息存储、传输或显示装置中的物理量的其他数据。此外，正如此处使用的，处理装置包括与计算机可读的存储器(可以为易失或非易失存储器或者它们的组合)相耦合的一个或多个处理元件。 
可以在硬件、固件和软件其中之一或者组合中实现本发明的实施例。还可以将本发明的实施例实现为存储在机器可读介质上的指令，所述介质可由至少一个处理器读出和执行，以实现此处所述的操作。机器可读介质可包括以机器(例如计算机)可读形式存储或传送信息的任何装置。例如，机器可读介质可包括只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，磁盘存储介质，光存储介质，闪存装置，电、光、声或其他形式的传播信号(例如载波，红外信号，数字信号等)以及其他装置。 
为了满足37C.F.R 1.72(b)节的规定而提供摘要，上述规定要求摘要能够使读者获悉本技术公开内容的本质和要点。应当理解的是，不应当将其用于限制或解释权利要求的范围或含义。 
在上面的详细描述中，为了简化公开内容，将多个特征暂时组合在一个实施例中。这种公开方法不应被解释为反映了这样一种目的，即所述要求保护的主题的实施例需要比每个权利要求中所明确记载的特征数目更多的特征。实际上，正如随后的权利要求反映出的，本发明表现为比单个公开的实施例的所有特征更少的特征。从而，随后的权利要求包含在详细描述中，每个权利要求本身作为一个独立的优选实施例。 

Claims (35)

1.一种多载波发射机，其作为发射站的一部分，并且所述多载波发射机包括：
多个发射子载波波束形成器，用于在针对信号路径中的多个符号调制子载波的傅立叶逆变换(IFFT)被执行之前，将量化的发射波束形成系数应用于所述符号调制子载波，
其中，所述量化的发射波束形成系数包括用于所述子载波的预定比特数，该预定比特数用于指示对相关的一个或多个子载波的振幅进行加权和对其相位进行偏移的量，
其中，所述预定比特数在所述发射站与接收站之间的分组交换的初始部分期间包括第一预定比特数，而在所述分组交换的后续部分期间包括第二预定比特数，以及
其中，所述第二预定比特数大于所述第一预定比特数。
2.如权利要求1所述的发射机，其中，所述量化的发射波束形成系数表示在所述分组交换的所述后续部分期间与以前应用的量化的发射波束形成系数的差值。
3.如权利要求2所述的发射机，还包括多个发射天线，用于在多载波通信信道上的相应的多个空间信道上发射多个空间流，
其中，所述空间流的数量少于或等于所述发射天线的数量，并且
其中，用于每个子载波的所述量化的发射波束形成系数对应于用于每个子载波的量化的发射波束形成矩阵(V)，所述矩阵为行数等于所述发射天线数量、列数等于所述空间流数量的酉矩阵，
其中，所述量化的发射波束形成矩阵(V)的元素包括振幅子域和相位子域。
4.如权利要求2所述的发射机，其中，所述发射机从所述接收站接收包括用于每个子载波的量化的发射波束形成矩阵(V)的信道反馈信息，并且
其中，所述接收站测量从所述发射站接收到的信号，以估计用于多载波通信信道中的每个子载波的信道传输矩阵(H)，并产生用于每个子载波的量化的发射波束形成矩阵(V)以在响应分组中传输给所述发射站。
5.如权利要求4所述的发射机，其中，所述接收站测量从所述发射站接收到的分组的前导码，以估计用于所述多载波通信信道的每个子载波的信道传输矩阵(H)。
6.如权利要求4所述的发射机，其中，所述接收站对所述信道传输矩阵(H)进行奇异值分解(SVD)，以产生用于每个子载波的所述量化的发射波束形成矩阵(V)。
7.如权利要求3所述的发射机，其中，包括所述振幅子域和所述相位子域的所述第一预定比特数在所述发射站与所述接收站之间的所述分组交换的所述初始部分期间在粗量化模式下使用，而所述第二预定比特数在所述分组交换的所述后续部分期间在细量化模式下使用。
8.如权利要求7所述的发射机，其中，在所述分组交换的初始部分期间，所述发射站和所述接收站工作在所述粗量化模式下，其中，所述第一预定比特数包括用于所述振幅子域的0到2比特和用于所述相位子域的1到3比特，并且
其中，在所述分组交换的后续部分期间，所述发射站和接收站工作在所述细量化模式下，其中，所述第二预定比特数包括用于所述振幅子域的2到4比特和用于所述相位子域的3到5比特。
9.如权利要求4所述的发射机，其中，所述信道反馈信息包括指示符，该指示符用于指示所述量化的发射波束形成矩阵(V)的元素是表示与以前产生的元素的差值，还是表示绝对的波束形成系数。
10.如权利要求1所述的发射机，其中，所述多个发射子载波波束形成器将所述量化的发射波束形成系数应用于各个子载波组。
11.如权利要求1所述的发射机，还包括：
处理电路，用于将来自从接收站接收到的量化的发射波束形成矩阵(V)中的所述量化的发射波束形成系数作为信道反馈信息的一部分来提供；
符号映射电路，用于根据空间信道复用的比特流为所述发射子载波波束形成器产生所述符号调制子载波；以及
用于每个发射天线的快速傅立叶逆变换电路(IFFT)，用于在所述发射子载波波束形成器应用所述量化的发射波束形成系数之后，对所述符号调制子载波进行快速傅立叶变换(FFT)。
12.如权利要求1所述的发射机，其中，所述发射站是第一通信站，并且其中，所述量化的发射波束形成系数用于将数据分组发射给第二通信站，
其中，所述第二通信站包括：信道估计器，用于根据所述第一通信站发送的当前分组来估计用于每个子载波的信道传输矩阵(H)；以及波束形成器矩阵计算电路，用于产生所述第一通信站使用的量化的发射波束形成矩阵(V)。
13.如权利要求12所述的发射机，其中，所述第二通信站根据用于每个子载波的接收机波束形成矩阵将从接收到的数据分组中产生的输入子载波信号进行组合，以从每个空间信道中分离出星座信号，
其中，所述波束形成矩阵计算电路根据所述信道传输矩阵(H)和所述量化的发射波束形成矩阵(V)计算所述接收机波束形成矩阵
Figure FDA0000510565110000041
14.如权利要求1所述的发射机，其中，所述发射站是多载波通信站，所述多载波通信站还包括多载波接收机，所述多载波接收机包括：
信道估计器，用于根据另一多载波通信站发送的当前分组，估计用于每个子载波的信道传输矩阵(H)；
波束形成器矩阵计算电路，用于产生由所述另一通信站使用的用于每个子载波的量化的发射波束形成矩阵(V)；以及
多个接收机波束形成器，用于根据用于每个子载波的接收机波束形成矩阵
Figure FDA0000510565110000042
在频域中将从所述另一通信站接收到的数据分组中产生的子载波信号进行组合，从而从每个空间信道中分离出星座信号，
其中，波束形成器矩阵计算电路还根据所述信道传输矩阵(H)和所述量化的发射波束形成矩阵(V)来计算所述接收机波束形成矩阵
Figure FDA0000510565110000043
15.一种多载波接收机，包括：
信道估计器，用于估计用于多载波通信信道中的一个或多个子载波的信道传输矩阵(H)；
波束形成器矩阵计算电路，用于根据相关的所述信道传输矩阵(H)之一来产生用于所述子载波中每一个的量化的发射波束形成矩阵(V)；以及
多个接收机波束形成器，用于根据用于每个子载波的接收机波束形成矩阵
Figure FDA0000510565110000044
对输入子载波信号进行组合，从而从每个空间信道中分离出星座信号，
其中，所述计算电路根据用于相关的所述子载波之一的所述信道传输矩阵(H)和所述量化的发射波束形成矩阵(V)来计算所述接收机波束形成矩阵
Figure FDA0000510565110000045
中分别针对所述相关的子载波之一的每个接收机波束形成矩阵，
其中，用于每个子载波的所述量化的发射波束形成矩阵(V)包括具有预定比特数的量化的发射波束形成系数，该预定比特数指示发射子载波波束形成器对相关子载波的振幅进行加权和对其相位进行偏移的量，
其中，所述预定比特数在发射站与接收站之间的分组交换的初始部分期间包括第一预定比特数，而在所述分组交换的后续部分期间包括第二预定比特数，以及
其中，所述第二预定比特数大于所述第一预定比特数。
16.如权利要求15所述的接收机，其中，所述信道估计器基于从当前分组的前导码得到的信道测量结果，估计用于所述多载波通信信道的每个子载波的所述信道传输矩阵(H)。
17.如权利要求15所述的接收机，其中，对于每个子载波，所述计算电路对信道传输矩阵(H)进行奇异值分解(SVD)，以产生初始发射波束形成矩阵(V)，
其中，所述计算电路对用于每个子载波的所述初始发射波束形成矩阵(V)执行量化，以产生用于每个子载波的所述量化的发射波束形成矩阵(V)，并且
其中，所述计算电路基于所述量化的发射波束形成矩阵(V)产生等效信道传输矩阵
Figure FDA0000510565110000051
以及
其中，所述计算电路基于用于相关子载波的所述等效信道传输矩阵
Figure FDA0000510565110000052
产生接收机波束形成矩阵
18.如权利要求15所述的接收机，其中，所述多个接收机波束形成器中的每一个与所述多载波通信信道中的一个子载波相关。
19.如权利要求18所述的接收机，还包括多个接收天线，用于在多载波通信信道上的相应的多个空间信道上接收多个空间流，
其中，所述空间流的数量少于或等于所述接收天线的数量，并且
其中，用于每个子载波的所述接收机波束形成矩阵
Figure FDA0000510565110000061
包括列数等于用于接收所述空间流的接收天线的数量、行数等于所述空间流的数量的酉矩阵，以及
其中，所述量化的发射波束形成矩阵(V)的元素包括振幅子域和相位子域。
20.如权利要求19所述的接收机，其中，包括所述振幅子域和所述相位子域的所述第一预定比特数在所述发射站与所述接收站之间的所述分组交换的所述初始部分期间在粗量化模式下使用，而所述第二预定比特数在所述分组交换的后续部分期间在细量化模式下使用。
21.如权利要求20所述的接收机，其中，在所述分组交换的初始部分期间，所述发射站和所述接收站工作在所述粗量化模式下，其中，所述第一预定比特数包括用于所述振幅子域的0到2比特和用于所述相位子域的1到3比特，并且
其中，在所述分组交换的后续部分期间，所述发射站和所述接收站工作在所述细量化模式下，其中，所述第二预定比特数包括用于所述振幅子域的2到4比特和用于所述相位子域的3到5比特。
22.如权利要求19所述的接收机，其中，所述量化的发射波束形成矩阵(V)的元素表示与以前产生的波束形成系数的差值，并且
其中，所述接收机将信道反馈信息发送给发射站，所述信道反馈信息包括指示符，该指示符用于指示所述量化的发射波束形成矩阵(V)的元素是表示与以前产生的元素的差值，还是表示绝对的波束形成系数。
23.如权利要求15所述的接收机，其中，所述多个接收机波束形成器将来自于所述接收机波束形成矩阵
Figure FDA0000510565110000071
中的系数应用于各个相邻子载波组。
24.一种在多载波通信信道上传送信号的方法，包括：
将量化的发射波束形成系数应用于多个符号调制子载波；和
在应用所述量化的发射波束形成系数之后，对所述符号调制子载波进行快速傅立叶逆变换，
其中，所述量化的发射波束形成系数包括用于多载波通信信道中的每个子载波的预定比特数，该预定比特数指示对相关子载波的振幅进行加权和对其相位进行偏移的量，
其中，所述预定比特数在所述多载波通信信道上的分组交换的初始部分期间包括第一预定比特数，而在所述分组交换的后续部分期间包括第二预定比特数，以及
其中，所述第二预定比特数大于所述第一预定比特数。
25.如权利要求24所述的方法，还包括从接收站接收用于每个子载波的量化的发射波束形成矩阵(V)，其中，所述接收站测量从发射站接收到的信号，以估计用于每个子载波的信道传输矩阵(H)，并产生用于每个子载波的所述量化的波束形成矩阵(V)以传输给所述发射站，其中，所述接收站对所述信道传输矩阵(H)进行奇异值分解(SVD)，以产生用于每个子载波的所述量化的波束形成矩阵(V)。
26.如权利要求24所述的方法，
其中，所述量化的发射波束形成系数表示在所述分组交换的所述后续部分期间与以前应用的量化的发射波束形成系数的差值，以及
其中，用于所述量化的发射波束形成系数的所述第一预定比特数在发射站与接收站之间的所述分组交换的所述初始部分期间在粗量化模式下使用，并且其中，所述第二预定比特数在所述分组交换的后续部分期间在细量化模式下使用。
27.一种在多载波通信信道上传送多载波通信信号的方法，包括：
估计用于所述多载波通信信道的每个子载波的信道传输矩阵(H)；
根据相关的所述信道传输矩阵(H)之一来产生用于每个子载波的量化的发射波束形成矩阵(V)；并且
根据用于每个子载波的接收机波束形成矩阵将输入子载波信号进行组合，从而从每个空间信道中分离出星座信号，
其中，用于子载波的所述接收机波束形成矩阵是根据用于所述相关子载波的所述信道传输矩阵(H)和所述量化的发射波束形成矩阵(V)而计算出的，
其中，发射站使用所述量化的发射波束形成矩阵(V)发射所述输入子载波信号，
其中，用于每个子载波的所述量化的发射波束形成矩阵(V)包括具有预定比特数的量化的发射波束形成系数，该预定比特数指示发射子载波波束形成器对相关子载波的振幅进行加权和对其相位进行偏移的量，
其中，所述预定比特数在发射站与接收站之间的分组交换的初始部分期间包括第一预定比特数，而在所述分组交换的后续部分期间包括第二预定比特数，以及
其中，所述第二预定比特数大于所述第一预定比特数。
28.如权利要求27所述的方法，还包括：
对于每个子载波，对所述信道传输矩阵(H)进行奇异值分解(SVD)，以产生初始发射波束形成矩阵(V)，
对用于每个子载波的所述初始发射波束形成矩阵执行量化，以产生用于每个子载波的量化的发射波束形成矩阵(V)。
29.如权利要求28所述的方法，还包括：
基于所述量化的发射波束形成矩阵(V)产生等效信道传输矩阵
Figure FDA0000510565110000091
并且
基于所述等效信道传输矩阵
Figure FDA0000510565110000092
产生校正的接收机波束形成矩阵
30.一种无线通信系统，包括：
一个或多个基本全向的天线，用于通过多载波通信信道接收信号；
信道估计器，用于估计用于所述多载波通信信道中的一个或多个子载波的信道传输矩阵(H)；
波束形成器矩阵计算电路，用于根据相关的所述信道传输矩阵(H)之一来产生用于所述子载波中每一个的量化的发射波束形成矩阵(V)；以及
多个接收机波束形成器，用于根据用于每个子载波的接收机波束形成矩阵
Figure FDA0000510565110000094
将输入子载波信号组合，从而从每个空间信道中分离出星座信号，
其中，所述计算电路根据用于相关的所述子载波之一的所述信道传输矩阵(H)和所述量化的发射波束形成矩阵(V)来计算所述接收机波束形成矩阵
Figure FDA0000510565110000095
中分别针对所述相关的子载波之一的每个接收机波束形成矩阵，
其中，用于每个子载波的所述量化的发射波束形成矩阵(V)包括具有预定比特数的量化的发射波束形成系数，该预定比特数指示发射子载波波束形成器对相关子载波的振幅进行加权和对其相位进行偏移的量，
其中，所述预定比特数在发射站与接收站之间的分组交换的初始部分期间包括第一预定比特数，而在所述分组交换的后续部分期间包括第二预定比特数，以及
其中，所述第二预定比特数大于所述第一预定比特数。
31.如权利要求30所述的系统，其中，用于每个子载波的所述量化的发射波束形成矩阵(V)包括具有预定比特数的量化的发射波束形成系数，该预定比特数指示发射子载波波束形成器对相关子载波的振幅进行加权和对其相位进行偏移的量，以及
其中，所述信道估计器基于由当前分组的前导码得到的信道测量结果，估计用于所述多载波通信信道中的每个子载波的所述信道传输矩阵(H)。
32.如权利要求31所述的系统，其中，对于每个子载波，所述计算电路对所述信道传输矩阵(H)进行奇异值分解(SVD)，产生初始发射波束形成矩阵(V)，
其中，所述计算电路对于用于每个子载波的所述初始发射波束形成矩阵(V)执行量化，以产生用于每个子载波的所述量化的发射波束形成矩阵(V)，并且
其中，所述计算电路基于所述量化的发射波束形成矩阵(V)产生等效信道传输矩阵(H～)，以及
其中，所述计算电路基于用于相关子载波的所述等效信道传输矩阵
Figure FDA0000510565110000101
产生接收机波束形成矩阵
33.一种在多载波通信信道上传送多载波通信信号的装置，包括：
用于估计用于多载波通信信道中的每个子载波的信道传输矩阵(H)的模块；
用于根据相关的所述信道传输矩阵(H)之一，产生用于每个子载波的量化的发射波束形成矩阵(V)的模块；以及
用于根据用于每个子载波的接收机波束形成矩阵
Figure FDA0000510565110000103
将输入子载波信号组合，从而从每个空间信道中分离出星座信号的模块，
其中，用于子载波的所述接收机波束形成矩阵
Figure FDA0000510565110000104
是根据用于所述相关子载波的所述信道传输矩阵(H)和所述量化的发射波束形成矩阵(V)而计算出的，
其中，发射站使用所述量化的发射波束形成矩阵(V)发射所述输入子载波信号，
其中，用于每个子载波的所述量化的发射波束形成矩阵(V)包括具有预定比特数的量化的发射波束形成系数，该预定比特数指示发射子载波波束形成器对相关子载波的振幅进行加权和对其相位进行偏移的量，
其中，所述预定比特数在发射站与接收站之间的分组交换的初始部分期间包括第一预定比特数，而在所述分组交换的后续部分期间包括第二预定比特数，以及
其中，所述第二预定比特数大于所述第一预定比特数。
34.如权利要求33所述的装置，还包括：
用于对于每个子载波，对所述信道传输矩阵(H)进行奇异值分解(SVD)，以产生初始发射波束形成矩阵(V)的模块，
用于对用于每个子载波的所述初始发射波束形成矩阵(V)进行量化，以产生用于每个子载波的所述量化的发射波束形成矩阵(V)的模块。
35.如权利要求34所述的装置，还包括：
用于基于所述量化的发射波束形成矩阵(V)产生等效信道传输矩阵
Figure FDA0000510565110000111
的模块；以及
用于基于所述等效信道传输矩阵
Figure FDA0000510565110000112
产生校正的接收机波束形成矩阵
Figure FDA0000510565110000113
的模块。
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