[发明专利]用于在无线通信系统中提供波束成形反馈的方法和系统

说明书

本申请要求于2006年6月27日提交的题为“METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING BEAMFORMING FEEDBACK IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS(用于在无线通信系统中提供波束成形反馈的方法和系统)”的临时美 国申请S/N.60/816,988的优先权，该申请已转让给本申请的受让人并通过引用纳 入于此。

背景

I.领域

本公开一般涉及通信，尤其涉及用于在无线通信系统中发送用于波束成形的 反馈信息的技术。

II.背景

在无线通信系统中，发射机可利用多个(T个)发射天线来向装备有多个(R 个)接收天线的接收机进行数据传输。这多个发射和接收天线形成可用于提高吞吐 量和/或提升可靠性的多输入多输出(MIMO)信道。例如，发射机可从这T个发 射天线同时发送最多达T个数据流以提高吞吐量。替换地，发射机可从所有T个 发射天线发送单个数据流以改善接收机的接收。

优越性能(例如，高吞吐量)可以通过用波束成形传送一个或更多个数据流 来达成。为执行波束成形，发射机可以获得对MIMO信道的信道估计、基于该信 道估计来推导转向矩阵、以及用这些转向矩阵来执行空间处理。发射机取决于该系 统使用的双工方案以及发射机和接收机的能力可以按若干方式来获得信道估计。支 持发射机和接收机两者以尽可能低的复杂性来进行波束成形是所希望的。

概述

描述了用以支持无线通信网络中的站进行波束成形的技术。在一方面，站可 以通过具有传送和接收探测帧、通过发送探测帧来响应训练请求、以及响应对显式 反馈的请求的能力来支持用隐式反馈或显式反馈进行波束成形。隐式反馈和显式反 馈是获得关于MIMO信道的信息的两种途径并且在以下进行描述。该站将能够与 具有相同能力的另一个站执行隐式或显式波束成形。

在一方面，站可以用显式反馈和空数据分组(NDP)探测来执行波束成形。 该站可以发送带有对显式反馈的请求的第一帧并且还可以发送具有至少一个训练 字段但没有数据字段的NDP。该站可以接收带有显式反馈的第二帧，其中该显式 反馈可以是基于NDP推导出来的。该站可以基于该显式反馈来推导转向信息(例 如，转向矩阵)并且随后可以基于该转向信息用波束成形发送经转向帧。

在又一方面，站可以用隐式反馈和NDP探测来执行波束成形。该站可以发送 带有训练请求的第一帧并且可以接收响应的NDP。该站可以基于该NDP来推导转 向信息并且随后可以基于该转向信息用波束成形发送经转向帧。

在又一方面，站可以用隐式反馈和NDP探测来执行双向波束成形。该站可以 发送带有训练请求的第一帧并且还可以在第一帧之前或之后发送第一NDP。该站 可以接收基于第一转向信息进行波束成形的第一经转向帧，第一转向信息可以是从 第一NDP推导出来的。该站还可以接收响应于该训练请求的第二NDP并且可以基 于第二NDP推导第二转向信息。该站随后可以基于第二转向信息用波束成形发送 第二经转向帧。

该站还可以用MPDU探测执行波束成形，MPDU探测使用具有训练字段和数 据字段两者的帧。这样的帧可以携带媒体接入控制(MAC)协议数据单元(MPDU)。 以下更加详细地描述本公开的各个方面和特征。

附图简要说明

图1示出无线通信网络。

图2A、2B和3C示出IEEE 802.11n中的3种PPDU格式。

图3示出IEEE802.11n中的MAC格式。

图4示出用NDP探测的单向显式波束成形。

图5示出用NDP探测的单向隐式波束成形。

图6示出用NDP探测的双向隐式波束成形。

图7示出用MPDU探测的单向显式波束成形。

图8示出用MPDU探测的单向隐式波束成形。

图9示出用MPDU探测的双向隐式波束成形。

图10示出用NDP探测的校准。

图11示出用MPDU探测的校准。

图12示出用NDP和MPDU探测两者的校准。

图13示出用于发送信道状态信息(CSI)反馈的管理帧。

图14和15示出基站进行的波束成形。

图16和17示出用NDP探测的显式波束成形。

图18和19示出用NDP探测的隐式波束成形。