[发明专利]无线MIMO通信系统中使用的利用空间扩展矩阵的天线选择和训练

说明书

相关申请

这是一个常规提交的申请，本申请是基于以下申请的并要求以下申请 的优先权：2007年4月20日提交的题为“Antenna Selection Computation and Training Considering MIMO Spatial Mapping”、序列号为60/913,070的 美国临时专利申请，这里将该申请的全部公开通过引用结合于此。

技术领域

本发明一般涉及无线通信系统，并且更具体地涉及用于在多输入多输 出无线通信系统中同时传输信息或数据的多个流的系统和方法。

背景技术

在过去的数年中已经使得数目不断增长的相对便宜的低功率无线数据 通信服务、网络和设备变得可用，这允许接近有线速度传输以及可靠性。 各种无线技术在802.11IEEE标准中进行了详细描述，802.11IEEE标准例 如包括IEEE标准802.11a(1999)及其更新和修改、IEEE标准802.11g (2003)，以及目前正在采用过程中的IEEE标准802.11n，所有这些标准 通过引用全体结合于此。这些标准在允许54Mbps或更高效的吞吐量的情 况下已经或正在被商业化，这使得它们成为传统有线以太网以及更普遍的 “802.11b”或“WiFi”11Mbps移动无线传输标准的强有力对手。

一般而言，遵循IEEE 802.11a和802.11g或“802.11a/g”以及802.11n 标准的传输系统利用映射到64正交幅度调制(QAM)多载波星座的正交 频分调制(OFDM)编码符号来实现它们的高数据传输速率。一般意义 上，OFDM的使用将整个系统带宽划分为多个子频带或信道，其中，每个 子频带与其上调制了数据的各个子载波相关联。因此，可以将OFDM系统 的每个子频带视为发送数据的独立传输信道，由此增加了通信系统的整体 吞吐量或传输速率。

在遵循前述802.11a/802.11g/802.11n标准以及诸如802.16a IEEE标准 之类的其它标准的无线通信系统中使用的发送机，通常对信号执行多载波 OFDM符号编码(其可以包括纠错编码和交织)，利用逆快速傅里叶变换 (IFFT)技术将经编码的符号转换到时域，并且执行数模转换以及传统的 射频(RF)上变频(upconversion)。这些发送机随后将适当功率放大之 后的经调制和上变频的信号发送到一个或多个接收机，这产生了具有大峰 均值比(PAR)的相对高速的时域信号。

同样，在遵循前述802.11a/802.11g/802.11n以及802.16a IEEE标准的 无线通信系统中使用的接收机通常包括：对接收到的信号执行RF下变频 和滤波(可以在一个或多个阶段中执行)的RF接收单元，以及对承载了 感兴趣数据的OFDM经编码符号进行处理的基带处理器单元。在对接收到 的时域信号进行基带下变频、传统的模数转换以及快速傅里叶变换后，恢 复了出现在频域中的每个OFDM符号的数字形式。此后，基带处理器执行 解调和频域均衡(FEQ)以恢复发送来的符号，并且随后利用诸如Viterbi 解码器之类的适当FEC解码器对这些符号进行处理，以估计出或确定发送 来的符号的最可能身份。随后对经恢复和识别的符号流解码，这可以包括 利用多种已知纠错技术中的任一种进行去交织和纠错，以产生与发送机发 送的原始信号相对应的一组经恢复信号。

在无线通信系统中，由发送机生成的RF调制信号可能经由多个不同 传播路径到达特定接收机，路径的特性通常因多径和衰落现象而随着时间 改变。此外，传播信道的特性根据传播频率而不同或变化。为了补偿传播 效应的时间变化、频率选择性质，并且一般为了增强无线通信系统中的有 效编码和调制，无线通信系统中的每个接收机可以定期开发(develop)或 收集诸如与上述各个ODFM子频带相关联的信道之类的每个频率信道的信 道状态信息(CSI)。一般而言，CSI是描述每个OFDM信道的一个或多 个特性(例如，每个信道的增益、相位和SNR)的信息。当确定了一个或 多个信道的CSI之后，接收机可以将该CSI发送回发送机，发送机可以使 用每个信道的CSI来预处理利用该信道发送的信号，以便补偿各个信道的 变化传播效应。