[发明专利]MIMO波束形成方法和为无线网络构建差分码本的方法

说明书

优先权声明

本申请根据35 U. S. C. §119(e)，要求对于2008年9月2日提交的美国临时专利申请61/093699的优先权，该专利申请通过引用以其整体结合于本文中。

技术领域

本发明的公开实施例一般涉及无线通信，并且更具体地说，涉及无线通信网络中的波束形成。

背景技术

在包括订户站和基站的无线网络中的闭环多输入多输出(MIMO)波束形成中，订户站（有时在本文中也称为移动装置）量化理想的波束形成矩阵，并将对应于理想波束形成矩阵的量化索引（quantization index）发送回基站。基站根据反馈索引来重新构建波束形成矩阵，并且进行波束形成。波束形成提高链路性能和系统吞吐量，这是公知的。

本发明的实施例可在无线局域网(WLAN)或包括WiMAX（微波接入全球互操作性）网络或诸如此类的无线城域网(WMAN)中应用。WiMAX技术基于IEEE 802.16标准系列，包括IEEE 802.16e和其它标准。

附图说明

结合图形中的附图阅读下面的详细描述，将更好地理解公开的实施例，其中： 

图1是根据本发明的一实施例的量化器输入分布和码字分布的示意图；

图2是根据本发明的一实施例的带有极冠（polar cap）的量化空间的示意图；

图3是根据本发明的一实施例的酉矩阵到单位向量的分解的图示；

图4-7是示出根据本发明的各种实施例的MIMO波束形成方法的流程图；

图8是根据本发明的一实施例通过码字集中来生成极冠码本的图示；

图9是根据本发明的一实施例的向量或子空间之间减少的弦距离的图示；

图10是示出根据本发明的一实施例为无线网络构建差分码本的方法的流程图；以及

图11-13示出根据本发明的实施例的链路级仿真结果。

为了图示的简明和清晰，图形示出构建的一般方式，并且公知特征和技术的描述和细节可忽略以避免不必要地混淆本发明的所述实施例的讨论。另外，图中的要素不一定按比例画出。例如，图中一些要素的尺寸可能相对于其它要素被夸大，以帮助改进对本发明实施例的理解。不同图形中的相同引用数字表示相同的要素，而类似引用数字可能但不一定表示类似的要素。

说明书和权利要求中存在的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”及诸如此类用于区分类似要素，并且不一定用于描述特定连续或时间顺序。要理解，如此使用的术语在适当情况下可交换，使得本文中所述的本发明的实施例例如能够以本文中所示或其它方式所述之外的顺序进行操作。类似地，如果方法在本文中描述为包括一系列步骤，则如本文中所示的此类步骤的顺序不一定是此类步骤可执行的唯一顺序，并且某些所述步骤可能可以忽略和/或本文中未描述的某些其它步骤可能可添加到方法。此外，术语“包括”、“包含”、“具有”及其任何变型旨在包容非详尽的包含，因此，包括要素列表的过程、方法、物品或设备不一定限于那些要素，而是可包括未明确列出的或此类过程、方法、物品或设备所固有的其它要素。

说明书中和权利要求中的术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”及诸如此类用于描述目的，并且不一定用于描述永久性相对位置。要理解，如此使用的术语在适当情况下可交换，因此，本文中所述的本发明的实施例例如能够以本文中所示或其它方式所述之外的定向进行操作。术语“耦合”在本文中使用时定义为在电或非电方式中直接或间接连接。本文中描述为相互“相邻”的对象可以是相互物理接触、相互位置靠近或者相互在相同一般地区或区域中，具体视对使用本短语的上下文适当的情况而定。本文中出现的短语“在一个实施例中”不一定全部指相同实施例。

具体实施方式

在本发明的一个实施例中，在无线网络的基站执行MIMO波束形成方法。基站包括传送天线。在一个实施例中，方法包括在基站接收有关理想波束形成矩阵与平均波束形成方向之间差异的信息，在基站使用该信息来构建重新构建的波束形成矩阵，以及使用重新构建的波束形成矩阵在传送天线上执行波束形成操作。在其它实施例中，在无线网络的订户站执行MIMO波束形成方法。在一个此类实施例中，方法包括在订户站计算平均波束形成方向，在订户站计算对应于差分码本中差分矩阵的量化索引，其中，差分矩阵旋转平均波束形成方向，并且跨无线网络的无线信道来传送量化索引。在任一实施例中或在其它实施例中，通过识别码本中心并变换存储在无线网络的组件的存储器中的预定义码本，可构建差分码本。