[发明专利]用于MIMO系统中天线选择的信道探测和估计策略

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年2月1日提交的、标题为“CHANNEL SOUNDING AND ESTIMATION STRATEGIES FOR ANTENNA SELECTION IN MIMO SYSTEMS”的美国临时申请第61/025,519号的优先权，由此其全部内容在此通过引用被并入。

技术领域

本发明一般地涉及无线通信系统，并且更具体地涉及在采用多个天线的无线系统中的信道探测(sounding)和估计技术。

背景技术

无线通信继续经历在消费者需求和服务上的大的增长。诸如蜂窝网络的广域覆盖系统是平常的，但日益增加的是局域系统如“WiFi”、IEEE802.11a以及IEEE 802.11b系统。实际上，在802.11IEEE标准中详细描述了多种无线技术，802.11IEEE标准包括例如，IEEE标准802.11a(1999)及其更新和修正、IEEE标准802.11g(2003)、以及目前正处于被采用过程中的IEEE标准802.11n(草案3.0)，其中全部标准在此通过引用充分地被全体并入。特别是后面的标准已经或正在有希望以54Mbps或更有效的带宽被商业化的过程中，使其成为传统有线以太网和更加普通的“802.11b”或“WiFi”11Mbps移动无线传输标准的强大竞争者。

一般而言，许多无线通信系统使用数据传输的多载波调制方案。与IEEE 802.11a和802.11g或“802.11a/g”以及802.11n标准兼容的通信系统例如可使用正交频分复用(OFDM)，OFDM是采用大量相对密集间隔的正交子载波或子信道的数字多载波调制方案。使用诸如正交幅度调制、相移键控等调制方案以相对低的符号率调制每个子载波。可将OFDM系统的每个频率子带看作独立的传输信道，在该传输信道内发送数据，从而增加通信系统的总吞吐量或传输率。即使以低符号率调制在特定子载波上的数据，大量子信道仍提供了类似于利用相同带宽的单载波调制方案的总数据率。

一般地，在与前述的802.11a/802.11g/802.11n标准以及其他标准如802.16a IEEE标准兼容的无线通信系统中使用的发射机执行多载波OFDM符号编码(其可包括纠错编码和交织)，使用逆快速傅立叶变换(IFFT)技术将已编码的符号转换到时域，以及对信号执行数模转换和常规射频(RF)上变频。然后这些发射机在适当的功率放大后将经调制和上变频的信号发送到一个或多个接收机，导致具有大峰均比(PAR)的相对高速的时域信号。

同样地，在与前述的802.11a/802.11g/802.11n及802.16a IEEE标准兼容的无线通信系统中使用的接收机一般地包括执行RF下变频和接收到的信号的滤波(其可在一个或多个阶段中执行)的RF接收单元，以及处理承载所关注的数据的OFDM编码符号的基带处理器单元。一般地，存在于频域内的每个OFDM符号的数字形式在所接收的时域分析信号的基带下变频、常规模数转换和快速傅立叶变换之后被恢复。

在无线通信系统中，由发射机产生的RF调制信号可通过许多不同的传播路径到达特定的接收机，其特征一般由于多路径和衰减的现象随着时间的过去而改变。此外，传播信道的特征基于传播的频率而不同或改变。为了补偿传播效应的时间变化的频率选择特性，以及一般地为了提高在无线通信系统内的有效编码和调制，无线通信系统的每个接收机可周期性地为每个频率信道例如与上述的每个OFDM子带相关联的信道发展或收集信道状态信息(CSI)。一般而言，CSI是定义或描述关于每个OFDM信道的一个或多个特征(例如，每个信道的增益、相位及SNR)的信息。当确定一个或多个信道的CSI的时候，接收机可将该CSI发送回发射机，其可使用每个信道的CSI以预先处理使用该信道传输的信号，以便补偿每个信道的变化的传播效应。

为了进一步增加可在通信系统中传播的信号的数量和/或为了补偿与不同的传播路径相关联的有害影响，可使用多个发射和接收天线。这样的系统通常被称为多输入多输出(MIMO)无线传输系统，并且特别被规定在目前正采用的802.11n IEEE标准内。一般而言，MIMO技术的使用可以在频谱效率和连接可靠性上产生相当大的增加；并且这些益处一般随着在MIMO系统内的发射和接收天线的数量而增加。