[发明专利]波束成形方法和使用该方法的多天线系统

说明书

相关申请相互参考 

本申请要求于2011年2月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2011-0011050的优先权，其内容通过引证结合于此。 

技术领域

本发明涉及一种能够减少训练序列的发送频率的波束成形方法和使用该方法的多天线系统。 

背景技术

近来，正在寻求一种电信频率资源缺乏的解决方案。这些方案中的一个方案是毫米波段通信，由于其使用宽带来获得高传输速率的优点而引起极大的关注。另外，因为由于短波长而能够实现RF设备的小型化和轻质化，所以已经开发了国际标准化标准的无线局域网(WLAN)和无线个人区域网(WPAN)。 

在毫米波段通信中，广泛采取使用多天线的波束成形技术，具体地，在毫米波段通信中，由于毫米波段信道的高空间相关性而使用其中正交频分复用(OFDM)与多输入多输出(MIMO)方案结合的MIMO-OFDM系统。作为用在MIMO-OFDM系统中的波束成形技术，提供了一种基于码本的符号波束成形技术。在该情况下，用于智能天线的多个方案之一的波束成形是一种其中波束仅从天线指向至特定相应的终端的技术。为了提高 其效率，可使用多天线来实现智能天线。其中多个天线安装在发射器和接收器中的智能天线方案被称为多输入多输出(MIMO)。 

基于码本的符号波束成形技术是一种其中在不估计信道信息的前提下通过训练序列的传输选择能够优化成本函数的权重向量的发射和接收。也就是说，在发送数据之前，用于选择权重向量的发送和接收的训练序列传输步骤是很重要的。然而，执行训练序列传输步骤时，增加了训练序列的发送频率，从而消耗了过量的时间。 

发明内容

本发明一方面提供一种能够降低训练序列的发送频率的波束成形方法和使用该方法的多天线系统。 

根据本发明的示例性实施方式，提供一种通过发射器和接收器之间的训练序列传输来形成最佳波束方向图的多天线系统，其中发射器和接收器都包括多个天线，该多天线系统包括：发射器，根据用于形成最佳波束方向图的逐步增加的等级选择要激活的预定天线，并通过所选天线向接收器发送训练序列；以及接收器，根据等级选择要激活的预定天线，并基于从发射器发送的训练序列向发射器发送极大地降低成本函数的最佳发送权重向量的指数，其中，发射器通过使由在第q等级(q：等级指数)选择的天线形成的波束方向图包括由在第q+1等级选择的天线形成的波束方向图的方式选择天线。 

发射器可以通过使由在第q等级选择的天线形成的波束方向图的任何一个等于由在第q+1等级选择的天线形成的波束方向图中的两个波束方向图的和的方式选择天线。 

发射器和接收器的多个天线可以分别包括等间距线性天线阵列。 

发射器可以在每一等级选择2^q个天线，并在每一等级选择的天线之间的距离D取决于下式： 

D＝2^n-(q+1)λ         式 

其中，q表示等级指数，n表示等级总数以及λ表示载波波长。 

发射器可以在每一等级向两个方向发射训练序列，两个方向中的每一个都在各自的方向上向接收器发送相同训练序列两次。 

根据本发明的示例性实施方式，提供一种通过在发射器和接收器之间传输训练序列形成最佳波束方向图的波束成形方法，其中发射器和接收器均包括多个天线，该波束成形方法包括：(a)根据用于形成最佳波束方向图的逐步增加的等级选择发射器和接收器的要激活的预定天线；(b)通过所选择的天线从发射器向接收器发送训练序列；以及(c)基于在接收器中接收到的训练序列向发射器发送极大地减少成本函数的最佳发送权重向量的指数，其中，操作(a)包括通过使由在第q等级(q：等级指数)选择的天线形成的波束方向图包括由在第q+1等级选择天线形成的波束方向图的方式选择天线。 

操作(a)可以包括通过使由在第q等级选择的天线形成的波束方向图中的任何一个等于由在第q+1等级选择的天线形成的波束方向图中的两个波束方向图的和的方式选择天线。 

发射器和接收器的多个天线可以分别包括等间距线性天线阵列。 

操作(a)可包括在每一等级选择2^q个天线，并在每一等级选择的天线之间的距离D取决于下式： 

D＝2^n-(q+1)λ          式 

其中，q表示等级指数，n表示等级总数以及λ表示载波波长。