[发明专利]用于无线网络中下行链路多用户MIMO传送的方法和设备

说明书

技术领域

本发明一般涉及无线通信，并且更具体地说，涉及用于执行无线网络中下行链路多用户多输入多输出(MIMO)传送的技术。

背景技术

许多现代宽带无线接入系统（例如，WiMAX）使用空间时间信号处理，该处理利用在通信链路的传送(TX)和接收(RX)端的多个天线。预期将来的系统（例如，WiMAX）通过应用像多用户(MU)多输入/多输出(MIMO)传送的多种先进技术来进一步改进性能。存在对于可在多用户MIMO网络的下行链路中使用的波束形成技术的需要。

附图说明

图1是示出可结合本发明的特征的无线网络布置的框图；

图2是示出根据本发明的一实施例的用于生成和使用波束形成矩阵W以便用于将数据信号传送到多个中继站的方法的流程图；以及 

图3是示出根据本发明的一实施例的示例基站的框图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，对通过说明方式示出其中可实践本发明的特定实施例的附图进行了参照。这些实施例被描述得足够详细，以使得本领域的技术人员能够实践本发明。在图中，类似的标号在几个视图各处指示相同或类似的功能性。

本发明涉及用于执行使用多用户多输入/多输出(MIMO)的无线网络中从基站到多个中继站（或其它无线装置）的下行链路中的波束形成的技术和结构。本发明的技术和结构在中继站各自具有多个天线、但仅单个数据流正在被传送到每个中继站时最有益。此情形被假设在例如实际的WiMAX实现中极为常见。对于提议的技术最有利的情况之一是其中配有四个天线（这对于基站是典型的）的基站正在发送两个空间流到两个中继站（每个中继一个空间流）的固定情形，其中，每个中继配有两个天线（这对于中继站是典型的）。在此类系统中，可能支持四个空间流，其中两个空间流正在被传送到每个中继站。然而，此模式一般将不是有效的，因为从基站到中继站的信道通常将具有强的直视线(LOS)路径，并且因此系统将具有一个强的第一空间信道和一个弱的第二空间信道。因此，用于开发的技术的系统配置（即，其中MU-MIMO系统使用比它们能够支持的更少的空间流）是实际的，并且是重要的使用情况，尤其对于带有中继的将来宽带无线接入系统（例如，WiMAX II）。本发明的技术和结构能够通过为数据从基站到中继站的传送采用复用，并且使用同时传送将数据从中继站发送到多个用户，从而实现系统吞吐量中的实质增加。

图1是示出可结合本发明的特征的无线网络布置10的框图。如所示的，网络布置10可包括：基站12和两个或更多中继站14、16。在网络操作期间，基站12与中继站14、16之间将发生双向无线通信。从基站12到中继站14、16的通信已知为下行链路通信，并且从中继站14、16到基站12的通信已知为上行链路通信。如在图1的实施例中所示的，基站12和中继站14、16各自具有多个天线。也就是说，基站12具有至少4个天线18，并且中继站14、16各自具有两个天线20、22。由于中继站14、16各自具有两个天线，因此，基站12将能够将两个空间流传送到中继14、16的每个。然而，如上所述，从基站到中继站的信道通常将具有强LOS路径，这通常导致一个强的第一空间信道和一个弱的第二空间信道。因此，在本发明的至少一个实现中，用于传送到中继站14、16的每个站的空间流的数量将少于可能空间流的总数。

参照图1，基站12包括传送波束形成器24以便为要传送到中继站14、16的信号提供波束形成。多个符号s=[S₁, ..., S_K]被输送到波束形成器24的输入，并且在符号从天线18被传送前，波束形成器24使用波束形成矩阵W来处理这些符号。波束形成器处理将促使信号在适当定向的空间流中被传送到相应中继站14、16。一旦由中继站14、16接收，信号便可使用接收器信号处理26、28进行处理，以在中继站14、16的每个内估计对应数据符号                                               。基站12和中继站14、16可各自包括用于执行通信有关功能的一个或多个数字处理装置。这些数字处理装置可包括例如通用微处理器、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)、复杂指令集计算机(CISC)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、微控制器和/或其它装置，包括上述装置的组合。