RU2395163C2 - Calibration of antenna matrix for multi-input-multi-output systems of wireless communication - Google Patents
Calibration of antenna matrix for multi-input-multi-output systems of wireless communication Download PDFInfo
- Publication number
- RU2395163C2 RU2395163C2 RU2008121956/09A RU2008121956A RU2395163C2 RU 2395163 C2 RU2395163 C2 RU 2395163C2 RU 2008121956/09 A RU2008121956/09 A RU 2008121956/09A RU 2008121956 A RU2008121956 A RU 2008121956A RU 2395163 C2 RU2395163 C2 RU 2395163C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calibration
- channel estimates
- antennas
- determining
- access point
- Prior art date
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 62
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 54
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 6
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 44
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 12
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000012407 engineering method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012067 mathematical method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
- H01Q3/267—Phased-array testing or checking devices
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B17/00—Monitoring; Testing
- H04B17/10—Monitoring; Testing of transmitters
- H04B17/11—Monitoring; Testing of transmitters for calibration
- H04B17/12—Monitoring; Testing of transmitters for calibration of transmit antennas, e.g. of the amplitude or phase
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
- H04L25/03343—Arrangements at the transmitter end
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/36—Modulator circuits; Transmitter circuits
- H04L27/366—Arrangements for compensating undesirable properties of the transmission path between the modulator and the demodulator
- H04L27/367—Arrangements for compensating undesirable properties of the transmission path between the modulator and the demodulator using predistortion
- H04L27/368—Arrangements for compensating undesirable properties of the transmission path between the modulator and the demodulator using predistortion adaptive predistortion
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/0202—Channel estimation
- H04L25/0204—Channel estimation of multiple channels
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
- H04L5/02—Channels characterised by the type of signal
- H04L5/023—Multiplexing of multicarrier modulation signals, e.g. multi-user orthogonal frequency division multiple access [OFDMA]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Transmission System (AREA)
Abstract
Description
Заявление на приоритетPriority Statement
Эта заявка заявляет приоритет по 35 Конвенции США §119(е) по Предварительной заявке на патент № 60/733,021, названной «Калибровка антенной матрицы для многовходовых многовыходных систем беспроводной связи», поданной 2 ноября 2005, и также заявляет приоритет по 35 Конвенции США §120 по заявке № 11/398,077, названной «Калибровка антенной матрицы для систем беспроводной связи», поданной 4 апреля 2006, обе принадлежащие патентообладателю этой заявки и, таким образом, специально включена сюда в качестве ссылки.This application claims priority to 35 US Convention §119 (e) of Provisional Patent Application No. 60 / 733,021, entitled “Calibration of an Antenna Array for Multiple Output Multiple Output Wireless Systems,” filed November 2, 2005, and also claims priority to 35 US Convention § 120 according to the application No. 11 / 398,077, entitled "Calibration of the antenna matrix for wireless communication systems", filed April 4, 2006, both owned by the patent holder of this application and, thus, is specifically incorporated here by reference.
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Последующее описание относится в общем к беспроводным передачам и, среди прочего, к калибровке антенной матрицы для многовходовых многовыходных систем беспроводной связи.The following description relates generally to wireless transmissions and, inter alia, to calibration of an antenna array for multi-input multi-output wireless communication systems.
Уровень техникиState of the art
Системы беспроводной связи стали широко распространенными средствами, посредством которых большинство людей во всем мире стали общаться. Устройства беспроводной связи стали меньше и более мощными для удовлетворения нужд потребителей и для улучшения подвижности и удобства. Увеличение мощности обработки в мобильных устройствах, таких как сотовые телефоны, привело к увеличению требований к системам передачи по беспроводным сетям. Такие системы обычно нелегко обновлять, как сотовые устройства, которые связываются посредством них. По мере того как расширяют возможности мобильных устройств, может быть трудным поддерживать старые системы беспроводной связи таким образом, чтобы облегчить полную эксплуатацию новых и улучшенных возможностей беспроводных устройств.Wireless communication systems have become widespread means by which most people around the world began to communicate. Wireless devices have become smaller and more powerful to meet consumer needs and to improve mobility and convenience. The increase in processing power in mobile devices, such as cell phones, has increased the demands on wireless transmission systems. Such systems are usually not easy to upgrade, like cellular devices that communicate through them. As mobile device capabilities expand, it can be difficult to maintain older wireless systems in such a way as to facilitate the full operation of new and improved wireless device capabilities.
Более конкретно, при частотном разделении обычно разделяют спектр на различные каналы посредством разделения его на одинаковые части полосы частот, например, разделением частотной полосы, выделенной для связи беспроводных сотовых телефонов, может быть разделение на каналы, каждый из которых может нести голосовой диалог или при цифровой услуге нести цифровые данные. Каждый канал может назначаться только одному пользователю за один раз. Одним общеиспользуемым вариантом является метод ортогонального разделения частот, который эффективно разделяет всю полосу пропускания системы на множество ортогональных поддиапазонов. Эти поддиапазоны также называются как тоны, несущие, поднесущие, секции и/или частотные каналы. Каждый поддиапазон ассоциативно связывается с поднесущей, которая может модулироваться данными. При методах временного разделения полоса разделяется по времени на последовательные временные полоски или временные интервалы. Каждый пользователь канала обеспечивается временной полоской для передачи и приема информации по алгоритму кругового обслуживания. Например, в любое определенное время t пользователь обеспечивается доступом к каналу для передачи коротких пакетов. Затем доступ переключается к другим пользователям, которые обеспечиваются короткими интервалами времени для передачи и приема информации. Цикл «поочередности» продолжается и, в конечном счете, каждый пользователь обеспечивается множеством интервалов передачи и приема.More specifically, in frequency division, the spectrum is usually divided into different channels by dividing it into equal parts of the frequency band, for example, dividing the frequency band allocated for communication of cordless cell phones can be dividing into channels, each of which can carry a voice dialogue or digital service to carry digital data. Each channel can be assigned to only one user at a time. One commonly used option is the orthogonal frequency division technique, which effectively partitions the entire system bandwidth into multiple orthogonal subbands. These subbands are also referred to as tones, carriers, subcarriers, sections and / or frequency channels. Each subband is associated with a subcarrier that can be modulated with data. With time division methods, a strip is divided in time into successive time strips or time intervals. Each channel user is provided with a time strip for transmitting and receiving information according to the round-robin algorithm. For example, at any specific time t, the user is provided with access to the channel for transmitting short packets. Then, access is switched to other users, which are provided with short time intervals for transmitting and receiving information. The cycle of "rotation" continues and, ultimately, each user is provided with many transmission and reception intervals.
Методы кодового разделения обычно передают данные по числу частот, доступных в любое время в диапазоне. В общем, данные оцифровываются и распределяются по доступной полосе частот, где множество пользователей может быть совмещено на канале и соответствующим пользователям могут назначаться коды уникальных последовательностей. Пользователи могут передавать в одной и той же широкополосной части спектра, где каждый пользовательский сигнал распределяется по всей полосе частот посредством соответствующего уникального кода расширения спектра. Этот метод обеспечивает совместное использование, где один или более пользователей могут одновременно передавать и принимать. Такое совместное использование может достигаться посредством цифровой модуляции спектрального диапазона, где пользовательский поток бит кодируется и распределяется по широкополосному каналу псевдослучайным образом. Приемник распознает связанный уникальный код последовательности и устраняет рандоминизацию для сбора бит для конкретного пользователя когерентным способом.Code division techniques typically transmit data by the number of frequencies available at any time in a range. In general, data is digitized and distributed over an accessible frequency band, where many users can be combined on a channel and unique sequences codes can be assigned to corresponding users. Users can transmit in the same broadband portion of the spectrum, where each user signal is distributed across the entire frequency band through a corresponding unique spreading code. This method provides sharing where one or more users can simultaneously transmit and receive. Such sharing can be achieved through digital modulation of the spectral range, where the user bitstream is encoded and distributed over the broadband channel in a pseudo-random manner. The receiver recognizes the associated unique sequence code and eliminates randomization to collect bits for a particular user in a coherent manner.
Известным типом системы связи является многовходовая многовыходная (MIMO) система связи, где передатчик и приемник имеют множество приемных и передающих антенн для связи. Мобильный терминал с множеством приемных и передающих антенн в зоне покрытия базовой станции с множеством приемных и передающих антенн могут быть заняты приемом одного, более чем одного или всех потоков данных от базовой станции. Аналогично, мобильный терминал может передавать данные на базовую станцию или другой мобильный терминал. Такая связь между базовой станцией и мобильным терминалом или между мобильными терминалами может ухудшаться соответственно при канальных изменениях и/или изменениях мощности помех. Например, указанные выше изменения могут влиять на планирование базовой станции, управление мощностью и/или предсказание скорости для одного или более мобильных терминалов.A known type of communication system is a multi-input multi-output (MIMO) communication system, where the transmitter and receiver have multiple receiving and transmitting antennas for communication. A mobile terminal with multiple receiving and transmitting antennas in the coverage area of a base station with multiple receiving and transmitting antennas may be busy receiving one, more than one, or all data streams from the base station. Similarly, a mobile terminal may transmit data to a base station or other mobile terminal. Such communication between the base station and the mobile terminal or between the mobile terminals may deteriorate, respectively, with channel changes and / or changes in interference power. For example, the above changes may affect base station scheduling, power control, and / or speed prediction for one or more mobile terminals.
Когда антенная матрица и/или базовые станции используются в связке с методом передачи по дуплексным во временной области (TDD) каналам, могут достигаться очень большие усиления. Ключевое условие в достижении этих усилений заключается в том, что в соответствии с природой TDD передачи и приема прямой канал (FL) и обратный канал (RL) соблюдают аналогичные физические передающие каналы, соответствующие общей частоте несущей. Однако на практике все передающие и принимающие цепи, которые могут включать в себя аналоговые входные блоки и цифровые эталонные передатчики и приемники, а также физические кабели и антенную архитектуру, вносят вклад в полную канальную характеристику, наблюдаемую приемником. Другими словами, приемник будет видеть полный или эквивалентный канал между входом цифроаналогового преобразователя (DAC) передатчика и выходом аналогового цифрового преобразователя (ADC) приемника, который может содержать аналоговую цепь передатчика, физический канал распространения, структуру физической антенной матрицы (включая кабели) и аналоговую приемную цепь.When the antenna array and / or base stations are used in conjunction with a time domain duplex (TDD) transmission method, very large gains can be achieved. A key condition for achieving these amplifications is that, in accordance with the nature of TDD transmission and reception, the forward channel (FL) and reverse channel (RL) comply with similar physical transmission channels corresponding to the total carrier frequency. However, in practice, all transmit and receive circuits, which may include analog input blocks and digital reference transmitters and receivers, as well as physical cables and antenna architecture, contribute to the overall channel response observed by the receiver. In other words, the receiver will see the full or equivalent channel between the input of the digital-to-analog converter (DAC) of the transmitter and the output of the analog to digital converter (ADC) of the receiver, which may contain an analog transmitter circuit, a physical propagation channel, a physical antenna array structure (including cables), and an analog receive chain.
В связи с вышеизложенным существует необходимость в уровне техники в системе и/или методологии калибровки антенной матрицы в устройствах беспроводной связи.In connection with the foregoing, there is a need for a prior art in a system and / or methodology for calibrating an antenna array in wireless communication devices.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Последующее представляет упрощенное краткое изложение одного или более вариантов осуществления для обеспечения основного понимания таких вариантов осуществления. Это краткое изложение не является широким общим представлением всех рассматриваемых вариантов осуществления и предполагается для устанавливающего разъяснения или допускающих элементов всех вариантов осуществления, не ограниченных объемом любого или всех вариантов осуществления. Единственная его цель - представить некоторые концепции одного или более вариантов осуществления в упрощенной форме в качестве прелюдии к более подробному описанию, которое представляется позже.The following is a simplified summary of one or more embodiments to provide a basic understanding of such embodiments. This summary is not a broad overview of all considered embodiments, and is intended to provide clarifying or admitting elements of all embodiments not limited to the scope of any or all embodiments. Its sole purpose is to present some concepts of one or more embodiments in a simplified form as a prelude to the more detailed description that is presented later.
В соответствии с аспектом способ калибровки антенной матрицы в беспроводной сети содержит определение канальных оценок для по меньшей мере двух антенн по меньшей мере двух терминалов доступа и определение отношения калибровки на основе каждой из канальных оценок для по меньшей мере двух антенн.In accordance with an aspect, a method for calibrating an antenna array in a wireless network comprises determining channel estimates for at least two antennas of at least two access terminals and determining a calibration relationship based on each of the channel estimates for at least two antennas.
Для выполнения вышеупомянутых и связанных целей один или более вариантов осуществления содержит признаки, которые ниже полностью описаны и конкретно указанные в формуле. Последующее описание и приложенные чертежи устанавливают подробно определенные иллюстративные аспекты одного или более вариантов осуществлений. Эти аспекты являются показательными, однако только несколько различных способов, в которых принципы различных вариантов осуществления могут использоваться, и описанные варианты осуществления предполагаются для включения всех таких аспектов и их эквивалентов.To the accomplishment of the foregoing and related ends, one or more embodiments comprises features that are fully described below and specifically indicated in the claims. The following description and the annexed drawings set forth in detail certain illustrative aspects of one or more embodiments. These aspects are indicative, however, only a few different ways in which the principles of various embodiments can be used and the described embodiments are intended to include all such aspects and their equivalents.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг. 1 показывает аспекты системы беспроводной связи с множественным доступом.FIG. 1 shows aspects of a multiple access wireless communication system.
Фиг. 2 - антенную структуру, содержащую приемную цепь и передающую цепь, в соответствии с различными аспектами, описанными здесь.FIG. 2 is an antenna structure comprising a receive chain and a transmit chain, in accordance with various aspects described herein.
Фиг. 3 - аспекты временной диаграммы для операций калибровки.FIG. 3 illustrates aspects of a timing diagram for calibration operations.
Фиг. 4 - аспекты логики, которая облегчает калибровку антенной матрицы для компенсации рассогласования усиления.FIG. 4 are aspects of a logic that facilitates calibration of an antenna array to compensate for gain mismatch.
Фиг. 5 - аспекты системы, которые облегчают калибровку антенной матрицы для компенсации рассогласования усиления.FIG. 5 are aspects of a system that facilitate calibration of an antenna array to compensate for gain mismatch.
Фиг. 6 - аспекты методологии для калибровки антенной матрицы.FIG. 6 illustrates aspects of a methodology for calibrating an antenna array.
Фиг. 7 - аспекты методологии для калибровки антенной матрицы.FIG. 7 illustrates aspects of a methodology for calibrating an antenna array.
Фиг. 8 - аспекты приемника и передатчика в системе беспроводной связи.FIG. 8 illustrates aspects of a receiver and a transmitter in a wireless communication system.
Фиг. 9 - аспекты точки доступа.FIG. 9 are aspects of an access point.
Подробное описаниеDetailed description
Различные варианты осуществления теперь описываются со ссылкой на чертежи, на которых аналогичные ссылочные цифровые позиции используются для обозначения аналогичных элементов. В последующем описании для целей объяснения различные конкретные подробности изложены для обеспечения полного понимания одного или более вариантов осуществления. Может быть очевидным, однако, что такой вариант(ы) осуществления может применяться без этих конкретных подробностей. В других примерах хорошо известные структуры и устройства показываются в форме блок-схемы для облегчения описания одного или более вариантов осуществления.Various embodiments are now described with reference to the drawings, in which like reference numerals are used to refer to like elements. In the following description, for purposes of explanation, various specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more embodiments. It may be obvious, however, that such embodiment (s) may be applied without these specific details. In other examples, well-known structures and devices are shown in block diagram form in order to facilitate describing one or more embodiments.
Используемые в этой заявке термины «компонент», «система» и аналогичные предполагаются для обозначения компьютерно-реализуемого объекта или аппаратуры, комбинации аппаратуры и программного обеспечения, программного обеспечения или программного обеспечения в исполнении. Например, компонент может быть, но не ограничиваясь этим, процессом, выполняемом на процессоре, процессором, объектом, выполняемой программой, потоком выполнения, программой и/или компьютером. Один или более компонентов могут принадлежать процессу и/или потоку исполнения, и компонент может быть расположен на одном компьютере и/или распределен между двумя или более компьютерами. Также эти компоненты могут выполняться с различных машиночитаемых носителей, имеющих различные структуры данных, сохраненные на них. Компоненты могут связываться посредством локальных и/или удаленных процессов, таких как в соответствии с сигналами, имеющими один или более пакетов данных (например, данные из одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или по сети, такой как Интернет с другими системами, посредством сигнала).Used in this application, the terms "component", "system" and the like are intended to mean a computer-implemented object or equipment, a combination of hardware and software, software or software in execution. For example, a component may be, but is not limited to, a process running on a processor, a processor, an object, a program being executed, a thread of execution, a program, and / or a computer. One or more components may belong to a process and / or thread of execution, and the component may be located on one computer and / or distributed between two or more computers. Also, these components can be executed from various computer-readable media having various data structures stored on them. Components can communicate through local and / or remote processes, such as in accordance with signals having one or more data packets (for example, data from one component interacting with another component in a local system, distributed system, and / or over a network, such as Internet with other systems via signal).
Кроме того, различные варианты осуществления описываются здесь в связке со станцией абонента. Станцией абонента может также называться система, блок абонента, мобильная станция, мобайл, удаленная станция, точка доступа, базовая станция, удаленный терминал, терминал доступа, пользовательский терминал, пользовательский агент, пользовательское оборудование и т.д. Пользовательская станция может быть сотовым телефоном, беспроводным телефоном, телефоном Протокола Инициации Сеанса (SIP), станцией местной радиосвязи (WLL), персональным цифровым секретарем (PDA), карманным устройством, имеющим возможность беспроводной связи, или другим обрабатывающим устройством, соединенным с беспроводным модемом.In addition, various embodiments are described herein in conjunction with a subscriber station. A subscriber station may also be called a system, subscriber unit, mobile station, mobile, remote station, access point, base station, remote terminal, access terminal, user terminal, user agent, user equipment, etc. The user station may be a cell phone, a cordless telephone, a Session Initiation Protocol (SIP) telephone, a local radio communication station (WLL), a personal digital assistant (PDA), a handheld device with wireless capability, or another processing device connected to a wireless modem.
Кроме того, различные аспекты или признаки, описанные здесь, могут реализовываться в качестве способа, устройства или изделия производителя, использующего стандартное программирование и/или инженерные методы. Термин «изделие производителя», которое используется здесь, предполагается для охвата компьютерной программы, доступной с любого машиночитаемого устройства, несущей или носителя. Например, машиночитаемый носитель может включать в себя, но не ограничивая, магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, гибкий диск, магнитные ленты…), оптические диски (например, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD)…), смарт-карты, флэш-память (например, карты, стек, ключевой накопитель…) и встроенные схемы, такие как постоянные запоминающие устройства, программируемые постоянные запоминающие устройства и электрически стираемые программируемые постоянные запоминающие устройства.In addition, various aspects or features described herein may be implemented as a method, device, or product of a manufacturer using standard programming and / or engineering methods. The term “manufacturer's product”, as used herein, is intended to encompass a computer program accessible from any computer-readable device, carrier, or medium. For example, computer-readable media may include, but are not limited to, magnetic storage devices (e.g., hard disk, floppy disk, magnetic tapes ...), optical disks (e.g., compact disc (CD), digital versatile disk (DVD) ...) , smart cards, flash memory (eg cards, stack, key drive ...) and integrated circuits such as read-only memory devices, programmable read-only memory devices and electrically erasable programmable read-only memory devices.
На фиг. 1 показывается система беспроводной связи с множественным доступом в соответствии с одним вариантом осуществления. Система 1 беспроводной связи с множественным доступом включает в себя множество сот, например соты 2, 104 и 106. На фиг. 1 каждая сота 2, 4 и 6 может включать в себя точку доступа, которая включает в себя множество секторов. Множество секторов формируются группами антенн, каждая отвечающая за связь с терминалами доступа в части соты. В соте 2 группы 12, 14 и 16 антенн каждая соответствует различному сектору. В соте 4 группы 18, 20 и 22 антенн каждая соответствует различному сектору. В соте 6 группы 24, 26 и 28 каждая соответствует различному сектору.In FIG. 1 shows a multiple access wireless communication system in accordance with one embodiment. A multiple access wireless communication system 1 includes a plurality of cells, for example,
Каждая сота включает в себя несколько терминалов доступа, которые связываются с одним или более секторами каждой точки доступа. Например, терминалы 20 и 22 доступа связываются с базой точки доступа 42, терминалы 24 и 26 связываются с точкой доступа 44 и терминалы 28 и 40 связываются с точкой доступа 46.Each cell includes several access terminals that communicate with one or more sectors of each access point. For example, access terminals 20 and 22 communicate with the base of access point 42,
Контроллер 50 подключен к каждой соте 2, 4 и 6. Контроллер 50 может содержать одно или более соединений с множеством сетей, например с Интернет, или другими сетями на основе пакетной передачи, или голосовыми сетями с коммутируемой схемой, которые обеспечивают информацию на и из терминалов доступа в связи с сотами системы 1 беспроводной связи с множественным доступом. Контроллер 50 включает в себя или подключен к планировщику, который планирует передачу с и на терминалы доступа. В других вариантах осуществления планировщик может располагаться в каждой индивидуальной соте, каждом секторе соты или их комбинации.A controller 50 is connected to each cell 2, 4, and 6. The controller 50 may comprise one or more connections to multiple networks, such as the Internet, or other packet-based networks, or voice-activated circuits that provide information to and from terminals access in connection with cells of a multiple access wireless communication system 1. The controller 50 includes or is connected to a scheduler that schedules transmission from and to access terminals. In other embodiments, a scheduler may be located in each individual cell, each sector of a cell, or a combination thereof.
Для облегчения калибровки передач на терминалы доступа целесообразно для калибровки калибровочного цикла усиления точки доступа иметь дело с рассогласованиями, соответствующими передающей и принимающей цепям точки доступа. Однако в результате шума в канале любые калибровочные оценки на основе сигналов, принятых в терминалах доступа, прямом канале и переданные с терминалов доступа, обратного канала, могут содержать шум и другие канальные изменения, которые могут ставить под сомнение предоставляемые оценки. Для преодоления эффектов канального шума множество калибровок прямого канала и обратного канала используются для множества терминалов доступа. В определенных аспектах множество передач на и с каждой антенны каждого терминала доступа принимается во внимание для выполнения калибровки данного сектора. В определенных аспектах множество антенн может использоваться для калибровки передачи для единственного терминала доступа. В других аспектах одна или менее чем все антенны для группы терминалов доступа могут использоваться для связи со всеми антеннами для группы терминалов доступа.To facilitate the calibration of transmissions to access terminals, it is advisable to calibrate the calibration cycle of amplification of the access point to deal with mismatches corresponding to the transmitting and receiving chains of the access point. However, as a result of noise in the channel, any calibration estimates based on the signals received at the access terminals, the forward channel and transmitted from the access terminals, the reverse channel, may contain noise and other channel changes that may cast doubt on the estimates provided. To overcome the effects of channel noise, multiple calibrations of the forward channel and reverse channel are used for multiple access terminals. In certain aspects, multiple transmissions to and from each antenna of each access terminal are taken into account in order to calibrate a given sector. In certain aspects, multiple antennas may be used to calibrate transmission for a single access terminal. In other aspects, one or less than all antennas for a group of access terminals may be used to communicate with all antennas for a group of access terminals.
В определенных аспектах может калиброваться передающая цепь или принимающая цепь точки доступа. Это может быть сделано, например, использованием калибровочного отношения для калибровки принимающей цепи точки доступа к ее передающей цепи или калибровки ее передающей цепи к ее принимающей цепи.In certain aspects, a transmit chain or a receive chain of an access point may be calibrated. This can be done, for example, by using a calibration ratio to calibrate the receiver chain of the access point to its transmitter chain or to calibrate its transmitter chain to its receiver chain.
В случае системы MIMO каждая антенна каждого терминала доступа может интерпретироваться как отдельный терминал доступа для целей определения калибровочного отношения. Затем, когда калибровочные отношения объединяются, каждое отдельное калибровочное отношение или информация калибровки для каждой антенны каждого терминала доступа может использоваться в качестве отдельного компонента.In the case of a MIMO system, each antenna of each access terminal can be interpreted as a separate access terminal for the purpose of determining the calibration ratio. Then, when the calibration relationships are combined, each individual calibration relationship or calibration information for each antenna of each access terminal can be used as a separate component.
Как использовано здесь, точкой доступа может быть фиксированная станция, используемая для связи с терминалами, и может также называться и включать в себя некоторые или все функции базовой станции, Узел B или некоторую другую терминологию. Терминал доступа может также называться и включать в себя некоторые или все функции пользовательского оборудования (UE), устройства беспроводной связи, терминала, мобильной станции или некоторую другую терминологию.As used here, the access point may be a fixed station used to communicate with the terminals, and may also be called and include some or all of the functions of the base station, Node B, or some other terminology. An access terminal may also be called and include some or all of the functions of a user equipment (UE), wireless communication device, terminal, mobile station, or some other terminology.
Следует отметить, что хотя фиг. 1 показывает физические сектора, т.е. имеющие различные группы антенн для различных секторов, другие подходы могут использоваться. Например, использование множества фиксированных «лучей», каждый из которых охватывает различные области соты в частотной области, может использоваться вместо или в комбинации с физическими секторами. Такой подход показан и описан в находящейся одновременно на рассмотрении заявке на патент № 11/260,895, названной «Адаптивное разбиение на сектора в сотовой системе», которая включена сюда посредством ссылки.It should be noted that although FIG. 1 shows physical sectors, i.e. having different antenna groups for different sectors, other approaches may be used. For example, the use of a plurality of fixed “beams”, each of which covers different areas of a cell in the frequency domain, can be used instead of or in combination with physical sectors. This approach is shown and described in pending patent application No. 11 / 260,895, entitled “Adaptive sectorization in a cellular system”, which is incorporated herein by reference.
На фиг. 2 структура 100 антенны содержит принимающую цепь 102 и передающую цепь 104 в соответствии с различными аспектами, описанными здесь. Принимающая цепь 102 содержит компонент 106 преобразователя с понижением, который преобразует с понижением сигнал в основную полосу частот при приеме. Компонент 106 преобразователя с понижением оперативно связан с блоком функции 108 автоматической регулировки усиления (AGC), которая определяет интенсивность принятого сигнала и автоматически регулирует усиление, применяемое к принятому сигналу для поддержания принимающей цепи 102 в связанном с ней диапазоне линейных операций и для обеспечения постоянной интенсивности сигнала для вывода через передающую цепь 104. Будет понятно, что AGC 108 может быть опционально для некоторых вариантов осуществления, описанных здесь (например, автоматическая регулировка усиления не требуется в каждом варианте осуществления). AGC 108 оперативно связано с аналого-цифровым (A/D) преобразователем 110, который преобразует принятый сигнал в цифровой формат до того, как сигнал сглаживается цифровым низкочастотным фильтром (LPF) 112, который может ослаблять небольшие колебания в принятом сигнале. В результате принимающая цепь 102 может содержать процессор 114 приемника, который обрабатывает принятый сигнал и может передавать сигнал на один или более компонентов передающей цепи 104.In FIG. 2, the
Передающая цепь 104 может содержать процессор 116 передатчика, который принимает сигнал от принимающей цепи 102 (например, передатчик принимает сигнал, который был изначально принят принимающей цепью 102 и подвергнут различным процессам, связанным с их компонентами …). Процессор 116 передатчика оперативно соединен с импульсным формирователем 118, который может облегчать манипуляцию сигналом, подлежащим передаче, таким образом, что сигнал может формироваться в ограниченной полосе частот, когда он ослабляется и/или устраняется межсимвольная помеха. Единожды сформированный сигнал может подвергаться цифроаналоговому (D/A) преобразованию посредством преобразователя 120 D/A до того, как он подвергается сглаживанию в оперативно связанном низкочастотном фильтре (LPF) 122 в передающей цепи 104. Компонент 124 импульсного усилителя (PA) может усиливать импульс/сигнал до преобразования с повышением немодулированной передачи посредством преобразователя 126 с повышением.The
Антенная матрица 100 может существовать для каждой антенны в точке доступа и терминале доступа. Также могут быть заметны различия, наблюдаемые между передаточными характеристиками передающей цепи 102 и принимающей цепи 102 и/или выборками этих целей, взаимосвязь эквивалентного канала и/или изменений в передатчике/приемнике может не учитываться. Когда калибруют матрицу антенн 100, понимание величины изменений влияния на фазу и/или амплитуду сигналов, передаваемых через передающую и принимающую цепи, и их влияние на точность предполагаемой взаимосвязи может использоваться для облегчения процесса калибровки. Кроме того, в случае антенной матрицы обычно каждая антенна 100 имеет разные передающую цепь 104 и принимающую цепь 102, чем каждая другая антенна. Поэтому каждая другая передающая цепь 104 может иметь разные результаты в фазе и/или амплитуде, как и любая другая передающая цепь 104 соответственно. Аналогичное может быть истиной для принимающих цепей 102 каждой антенны 100.
Рассогласования в результатах могут соответствовать физической структуре антенны 100, различиям компонентов или ряду других факторов. Такие рассогласования могут включать в себя, например, влияния взаимного подключения, влияния вышек, знания дефектов местоположений элементов, амплитудные или фазовые рассогласования, соответствующие антенному кабелю, и т.д. Дополнительно рассогласования могут соответствовать аппаратным элементам в передающей цепи 104 и/или принимающей цепи 102 каждой антенны 100. Например, такие рассогласования могут быть связаны с аналоговыми фильтрами, I и Q дисбалансом, фазовым рассогласованием и/или рассогласованием усиления малошумящего усилителя или импульсного усилителя в цепях, различными нелинейными влияниями и т.д.The discrepancies in the results may correspond to the physical structure of the
Для точки доступа для калибровки каждой передающей цепи к ее соответствующей принимающей цепи (т.е. принимающая цепь, соответствующая одной и той же антенне) независимо будет требоваться комплексный и потенциально громоздкий процесс. Кроме того, любая конкретная обратная связь для передачи по прямому каналу или пилот-сигналы, используемые для передачи по обратному каналу, для любого определенного терминала доступа являются объектом шума для этого пользователя. Поэтому для любого определенного калибровочного отношения, оцененного на основе прямого и обратного каналов, имеется некоторая ошибка, представленная канальным изменением и шумом. Поэтому в некоторых аспектах одно или более калибровочных отношений, оцененных для ряда различных антенн различных терминалов доступа, объединяются для получения единственного калибровочного отношения, используемого точкой доступа для передачи на один или все терминалы доступа. В определенных аспектах комбинация может составлять среднее из всех калибровочных отношений для каждой антенны каждого терминала доступа, связывающегося с точкой доступа, или некоторый заранее заданный поднабор. В другом аспекте комбинация может быть сделана в виде оптимизации соединения, где канальные измерения из и для каждой антенны каждого терминала доступа объединяются для оценки единственного калибровочного отношения, которое является комбинацией рассогласований усилений для каждой антенны каждого терминала доступа, без вычисления отдельного калибровочного отношения для каждой антенны каждого терминала доступа.For an access point to calibrate each transmitter chain to its corresponding receiver chain (i.e., the receiver chain corresponding to the same antenna), an integrated and potentially cumbersome process will be required independently. In addition, any particular feedback for forward channel transmission or pilot signals used for reverse channel transmission for any particular access terminal is subject to noise for this user. Therefore, for any specific calibration ratio estimated based on the forward and reverse channels, there is some error represented by channel variation and noise. Therefore, in some aspects, one or more calibration ratios evaluated for a number of different antennas of different access terminals are combined to provide a single calibration ratio used by the access point to transmit to one or all access terminals. In certain aspects, the combination may comprise an average of all calibration ratios for each antenna of each access terminal communicating with the access point, or some predetermined subset. In another aspect, the combination can be made in the form of a connection optimization, where channel measurements from and for each antenna of each access terminal are combined to estimate a single calibration ratio, which is a combination of gain mismatches for each antenna of each access terminal, without calculating a separate calibration ratio for each antenna each access terminal.
Для любой определенной антенны каждого терминала доступа точка доступа использует свои канальные оценки обратного канала для этой антенны, а также канальные оценки прямого канала, которые выполняются в терминале доступа и возвращаются в точку доступа для оценки или вычисления калибровочного отношения на основе этой антенны этого терминала доступа.For any specific antenna of each access terminal, the access point uses its channel estimates of the reverse channel for this antenna, as well as channel estimates of the forward channel, which are performed at the access terminal and returned to the access point to estimate or calculate the calibration ratio based on this antenna of this access terminal.
Канальная оценка, , прямого канала может оцениваться в терминале доступа для передач от i-й передающей антенны точки доступа к антенне терминала доступа. Однако любая канальная оценка будет иметь компоненты, относящиеся к шуму канала, наряду с любым усилением или искажением, вызванным передающей цепью точек доступа и передающей цепью терминалов доступа. Канальная оценка прямого канала может затем записываться как:Channel estimation , the forward channel can be estimated at the access terminal for transmissions from the ith transmitting antenna of the access point to the antenna of the access terminal. However, any channel estimate will have channel noise related components, along with any gain or distortion caused by the transmit chain of the access points and the transmit chain of the access terminals. The forward channel estimate may then be written as:
В формуле 1 канальная оценка является функцией рассогласования βAT усиления принимающей цепи терминала доступа для конкретной антенны, рассогласования передающей цепи точки доступа, hi, которая является физическим каналом между двумя измеряемыми антеннами, и шума ni канала, который является частью канальной оценки.In formula 1, the channel estimate is a mismatch function β AT of the gain of the receiving circuit of the access terminal for a specific antenna, the mismatch the transmitting chain of the access point, h i , which is the physical channel between the two measured antennas, and the channel noise n i , which is part of the channel estimate.
В случае передач по обратному каналу канальная оценка в i-й приемной антенне точки доступа, соответствующей передаче из антенны терминала доступа, по существу равна инверсии формулы 1. Это можно видеть в формуле 2 ниже:In the case of transmissions on the reverse channel, the channel estimate in the ith receiving antenna of the access point corresponding to the transmission from the terminal antenna access is essentially equal to the inverse of formula 1. This can be seen in formula 2 below:
В формуле 2 эта канальная оценка является функцией рассогласования αAT усиления передающей цепи терминала доступа для этой антенны, рассогласования усиления принимающей цепи точки доступа, hi, которая является физическим каналом между двумя измеряемыми антеннами, и шума канала, который является частью канальной оценки.In formula 2, this channel estimate is a function of the mismatch α AT gain of the transmit chain of the access terminal for this antenna, the mismatch gain of the receiving circuit of the access point, h i , which is the physical channel between the two measured antennas, and noise a channel that is part of a channel estimate.
Для калибровки антенной матрицы ошибки рассогласования между принимающими цепями 102 и передающими цепями 104 антенны 100 показываются здесь ниже в формуле 3. Следует отметить, что другие методики и математические отношения могут использоваться для достижения матричной калибровки в связке с, вместо, методик и математических отношений, описанных здесь.To calibrate the antenna matrix, mismatches between the receiving
В формуле 3, ci - полное отношение рассогласования между передачами обратного канала и передачей прямого канала, γ - отношение рассогласования усилений между передающей и принимающей цепями терминала доступа для конкретной антенны, и ηi - отношение рассогласования принимающей и передающей цепей для i-й антенны в точке доступа. Следует отметить, что γ является по существу постоянной для каждой пары антенн в точке доступа. Также в некотором отношении формула 3 является идеализированной, так как оценка шума не включена сюда.In formula 3, c i is the total mismatch ratio between the reverse channel transmissions and the forward channel transmission, γ is the gain mismatch ratio between the transmitting and receiving circuits of the access terminal for a specific antenna, and η i is the mismatch ratio of the receiving and transmitting circuits for the ith antenna at the access point. It should be noted that γ is essentially constant for each pair of antennas at the access point. Also, in some respects, Formula 3 is idealized since the noise estimate is not included here.
Калибровочные отношения ci, i=1, …, M, где M - номер антенны в антенной матрице точки доступа, могут быть сгруппированы в один вектор , для каждой антенны в терминале доступа, который может быть назван - «вектор калибровки».The calibration relations c i , i = 1, ..., M, where M is the antenna number in the antenna matrix of the access point, can be grouped into one vector , for each antenna in the access terminal, which may be called a “calibration vector”.
В формуле 4 объекты вектора соответствуют оценками для каждой антенны точки доступа по отношению к единственной антенне терминала доступа. Следует отметить, что элементы вектора могут быть комплексными числами, включающими в себя амплитудное и фазовое рассогласование для каждой передающей и принимающей цепей антенной матрицы точки доступа, а также общее рассогласование, соответствующее рассогласованию передачи и приему передающей и принимающей цепей точки доступа для конкретной антенны. Следует отметить, что, хотя формула 4 описывает вектор, который имеет объекты для антенн одного терминала доступа, он может включать в себя объекты для множества терминалов доступа или множества антенн терминалов доступа.In the formula 4, vector objects correspond to the estimates for each antenna of the access point with respect to a single antenna of the access terminal. It should be noted that the elements of the vector can be complex numbers, including the amplitude and phase mismatch for each transmit and receive chains of the antenna matrix of the access point, as well as the total mismatch corresponding to the mismatch of the transmission and reception of the transmit and receive chains of the access point for a specific antenna. It should be noted that although Formula 4 describes a vector that has objects for the antennas of one access terminal, it may include objects for multiple access terminals or multiple antennas of access terminals.
Вектор η шума включает в себя результаты ошибок (MSE) канальных измерений и также результаты декорреляции канальных измерений, поскольку измерения усилений выполняются в различные моменты времени, таким образом, допуская канальное изменение в динамике по времени, а также температуру и другие изменения для осуществления измерения.The noise vector η includes the error results (MSE) of the channel measurements and also the decorrelation results of the channel measurements, since the gain measurements are performed at different points in time, thus allowing a channel change in the dynamics over time, as well as temperature and other changes for the measurement.
Оцененный вектор калибровки, соответствующий терминалу u доступа, может определяться, как показано ниже в формуле 5.Rated vector the calibration corresponding to the access terminal u may be determined as shown below in formula 5.
где γu - рассогласование усилений, соответствующее передающей и принимающей цепям антенны терминала доступа, и η - вектор рассогласования, соответствующий передающей и принимающей цепям антенной матрицы точки доступа. Вектор определяется для всех антенн антенной матрицы точки доступа по отношению к каждой антенне каждого терминала доступа.where γ u is the gain mismatch corresponding to the transmitting and receiving chains of the access terminal antenna, and η is the mismatch vector corresponding to the transmitting and receiving chains of the access point antenna matrix. Vector is determined for all antennas of the antenna matrix of the access point with respect to each antenna of each access terminal.
В указанном выше следует отметить, что имеется несколько способов объединения различных оценок векторов калибровки (соответствующих измерениям от различных антенн различных терминалов доступа) для формирования общего или объединенного вектора калибровки. Одним способом выполнения этой комбинации является усреднение всех оценок вектора калибровки для получения единственной оценки.In the above, it should be noted that there are several methods for combining various estimates of calibration vectors (corresponding to measurements from different antennas of different access terminals) to form a common or combined calibration vector. One way to perform this combination is to average all the estimates of the calibration vector to obtain a single estimate.
В этом подходе каждая оценка вектора калибровки включает в себя мультипликативный множитель, γu, который отличается для различных терминалов доступа. В случае, где один или более терминалов доступа имеют очень большое рассогласование γu усиления, простое усреднение может привести к результатам s смещения средней к антеннам, имеющим наибольшее рассогласование γu усиления.In this approach, each calibration vector estimate includes a multiplier, γ u , which is different for different access terminals. In the case where one or more access terminals have a very large gain mismatch γ u , simple averaging can lead to results s of the average offset to the antennas having the largest gain mismatch γ u .
В другом аспекте каждая оценка вектора калибровки, соответствующая конкретному терминалу доступа, нормируется в соответствующем элементе вектора. Это может обеспечивать минимизацию в тех случаях, где один или более терминалов доступа имеют большое рассогласование γu усиления. Этот процесс показывается ниже в формуле 6.In another aspect, each calibration vector estimate corresponding to a particular access terminal is normalized to a corresponding vector element. This can provide minimization in cases where one or more access terminals have a large gain mismatch γ u . This process is shown below in formula 6.
Следует отметить, что в определенных аспектах элемент нормализации может быть любым элементом вектора калибровки, поскольку он является тем же самым элементом для каждой оценки вектора калибровки, например первый элемент. Сумма нормированных элементов затем разделяется на итоговое количество элементов U вектора .It should be noted that in certain aspects, the normalization element can be any element of the calibration vector, since it is the same element for each estimate of the calibration vector, for example, the first element. The sum of the normalized elements is then divided by the total number of elements U of the vector .
Другой подход, который может использоваться для объединения различных оценок векторов калибровки, может быть с учетом объединения оцененных векторов в матрице. Например, в определенных аспектах может каждая оценка вектора калибровки являться циклически сдвинутой и масштабированной версией одного и того же вектора η и циклическое смещение и масштабирование соответствует различным рассогласованиям γu для различных терминалов доступа. Одним способом избавления от этого масштабирования и циклического сдвига является первое нормирование каждого вектора калибровки к единичной норме. Затем матрица Q, чьи колонки являются нормированными оценками калибровки, могут формироваться из векторов калибровки. Единственная оценка для вектора калибровки получается посредством выполнения декомпозиции матрицы, например единственная декомпозиция значения на матрице Q. Собственный вектор, соответствующий максимальному единственному значению, может использоваться в качестве полной оценки вектора калибровки, например, как показано в формуле (7) ниже.Another approach that can be used to combine the various estimates of the calibration vectors may be based on the combination of the estimated vectors in the matrix. For example, in certain aspects, each calibration vector estimate may be a cyclically shifted and scaled version of the same vector η, and the cyclic bias and scaling corresponds to different mismatches γ u for different access terminals. One way to get rid of this scaling and cyclic shift is to first normalize each calibration vector to a unit norm. Then the Q matrix, whose columns are normalized calibration estimates, can be formed from calibration vectors. The only estimate for the calibration vector is obtained by decomposing the matrix, for example, the only decomposition of the value on the matrix Q. The eigenvector corresponding to the maximum single value can be used as a complete estimate of the calibration vector, for example, as shown in formula (7) below.
Как пояснено в указанных выше трех подходах, калибровочное отношение обычно оценивается двумя этапами. Сначала значения, соответствующие элементам векторов калибровки, вычисляются для антенной матрицы или тех антенн, которые участвуют. Вектора калибровки затем объединяются в соответствии с одним или более различными математическими методами.As explained in the above three approaches, the calibration ratio is usually evaluated in two steps. First, the values corresponding to the elements of the calibration vectors are calculated for the antenna array or those antennas that are involved. Calibration vectors are then combined in accordance with one or more different mathematical methods.
Альтернативно для вычисления множества векторов калибровки используется процедура оптимизации соединения, использующая множество точек доступа и измерения при доступе, как указано ниже. В некоторых случаях антенны терминала доступа и точка доступа могут формировать их канальные оценки для различных частотных тонов и в различные временные интервалы. Кроме того, может быть временная ошибка τk,u между точкой доступа и u-м терминалом доступа во время k. В этом случае векторная канальная оценка g
i,k,u прямого канала, измеренная в антенне терминала доступа, может относиться к векторной канальной оценке h
i,k,u обратного канала, измеренной в точке доступа. Один подход, использующий вектор η калибровки и рассогласование γu антенны терминала доступа, показан в формуле 8 ниже.Alternatively, to optimize a plurality of calibration vectors, a connection optimization procedure using a plurality of access points and access measurements is used, as described below. In some cases, the antennas of the access terminal and the access point can form their channel estimates for different frequency tones and at different time intervals. In addition, there may be a temporary error τ k, u between the access point and the u-th access terminal at time k. In this case, the vector channel estimate g i, k, u of the forward channel measured at the antenna of the access terminal may relate to the vector channel estimate h i, k, u of the reverse channel measured at the access point. One approach using the calibration vector η and the mismatch γ u of the antenna of the access terminal is shown in
В формуле 8 Z
i,k,u - диагональная матрица, чьи диагональные элементы являются элементами векторной канальной оценки h
i,k,u обратного канала и . Индексы i, k, u являются тоном, временем и пользовательскими индексами соответственно. В указанной выше формуле неизвестным является вектор η калибровки и рассогласование γi,k,u конкретного терминала доступа. Особенность формулы 8 заключается в том, что рассогласование терминала доступа включает в себя результат временного рассогласования между точкой доступа и антенной терминала доступа в дополнение к рассогласованию усиления, соответствующему передающей и принимающей цепям терминала доступа для этой антенны. Другим способом получения решения для η и γj,k,u является использование подхода квадратичной ошибки с минимальным значением (MMSE), как показано в формуле 9.In
Решения для η и γi,k,u могут быть получены из формулы 10 ниже.Solutions for η and γ i, k, u can be obtained from formula 10 below.
η□ минимальный собственный вектор η □ minimum eigenvector
где для вектора x оператор ортогональной проекции может определяться какwhere for the vector x the operator orthogonal projection can be defined as
Для компенсации рассогласования калибровочные отношения могут использоваться для изменения усиления, в отношении обоих или любой, фазы и амплитуды передающей цепи точки доступа для согласования ее с принимающей цепью, или эквивалентно, для изменения усиления принимающей цепи точки доступа для согласования ее с передающей цепью.To compensate for the mismatch, the calibration relationships can be used to change the gain, with respect to both or any, of the phase and amplitude of the transmitting chain of the access point to match it with the receiving chain, or equivalently, to change the gain of the receiving chain of the access point to match it with the transmitting chain.
Более конкретно, точка доступа может использовать формирование диаграммы направленности с объединением (MRC) максимальных отношений, формирование диаграммы направленности с объединением (EGC) равных усилений или любые другие методы предварительной пространственной обработки для передачи на любой терминал доступа. А именно, если канальный вектор обратного канала равен h, точка доступа использует следующие веса предварительной обработки для передачи:More specifically, an access point may use beamforming with a maximum ratio combining (MRC), equalization beamforming (EGC), or any other spatial preprocessing techniques for transmission to any access terminal. Namely, if the channel vector of the return channel is h , the access point uses the following preprocessing weights for transmission:
С оценкой η вектора калибровки, точка доступа может использовать последующие веса предварительной обработки для компенсации рассогласований ее передающей и принимающей цепей:With an estimate of η of the calibration vector, the access point can use the following preprocessing weights to compensate for the mismatches of its transmitting and receiving chains:
Хотя фиг. 2 показывает и описывает один вариант осуществления приемной цепи 102 и передающей цепи 104, могут использоваться другие схемы и структуры. Например, различное число компонент может использоваться в принимающей цепи 102 и передающей цепи 104. Дополнительно, различные устройства и структуры могут также использоваться.Although FIG. 2 shows and describes one embodiment of a receive
Следует отметить, что объединенные или соединенные векторы калибровки могут формироваться посредством обработки каждой антенны или группы антенн определенного терминала доступа как отдельного терминала доступа. В этом случае процесс калибровки может упрощаться и каждый терминал доступа не требует независимой калибровки.It should be noted that the combined or connected calibration vectors can be generated by processing each antenna or group of antennas of a particular access terminal as a separate access terminal. In this case, the calibration process can be simplified and each access terminal does not require independent calibration.
Фиг. 3 показывает временной цикл для калибровки из единственного терминала доступа, где используется система TDD, имеющая единственный кадр прямого канала или интервал, смежный с единственным кадром обратного канала или интервалом. Как можно видеть, один или более пилот-сигналов, переданных от каждой антенны по обратному каналу, измеряется(ются) в точке доступа. Временной период измерения является функцией времени декодирования на точке доступа. Во время этого периода декодирования один или более пилот-сигналов передаются по прямому каналу в терминал доступа. Терминал доступа затем измеряет пилот-сигналы для оценки прямого канала для каждой приемной антенны. Так же как с оценками обратного канала, существуют некоторые отставания декодирования. Декодированные оценки прямого канала необходимо передать обратно на точку доступа для формирования калибровочного отношения. Поэтому можно видеть, что есть некоторое минимальное количество времени, и поэтому максимальная скорость терминала доступа, для которого калибровка может поддерживаться без замедления, является значительным или по существу мешающим фактором.FIG. 3 shows a time cycle for calibration from a single access terminal using a TDD system having a single forward channel frame or interval adjacent to a single reverse channel frame or interval. As you can see, one or more pilot signals transmitted from each antenna on the reverse channel is measured (s) at the access point. The measurement time period is a function of the decoding time at the access point. During this decoding period, one or more pilot signals are transmitted on the forward channel to the access terminal. The access terminal then measures the pilot signals to estimate the forward channel for each receiving antenna. As with reverse channel estimates, there are some decoding delays. The decoded forward channel estimates must be sent back to the access point to form a calibration relationship. Therefore, it can be seen that there is a certain minimum amount of time, and therefore the maximum speed of the access terminal, for which calibration can be maintained without slowing down, is a significant or essentially interfering factor.
Как можно видеть из фиг. 3, если используется множество канальных оценок из множества терминалов доступа, шум и связанное замедление могут уменьшаться или по меньшей мере отбираться во временном интервале и принимающих цепях. Кроме того, если используется множество антенн для каждого терминала доступа и обработанные независимо отклонение и шум могут быть лучше оценены, так как шум и отклонение могут быть более однообразными для этих антенн единственного терминала доступа, то таким образом уменьшаются любые аномалии для данной антенны.As can be seen from FIG. 3, if multiple channel estimates from multiple access terminals are used, noise and associated deceleration can be reduced, or at least sampled, in the time slot and receiving chains. In addition, if multiple antennas are used for each access terminal, and independently processed deviation and noise can be better estimated, since noise and deviation can be more uniform for these antennas of a single access terminal, then any anomalies for this antenna are reduced.
Фиг. 4 показывает аспекты логики, которая облегчает калибровку антенной матрицы для компенсации рассогласования усиления. Система 300 содержит компонент 302 калибровки, который включает в себя компонент 304 оценки рассогласования, который анализирует выходные сигналы принимающих цепей и/или сравнивает выходные сигналы принимающей цепи, и средство 306 вычисления суммы отношений, которое вычисляет отношения, которые используются для формирования вектора η, и суммирует их для использования в одном из способов, описанных выше, для объединения различных измерений от различных антенн различных терминалов доступа.FIG. 4 shows aspects of a logic that facilitates calibration of an antenna array to compensate for gain mismatch. The
Фиг. 5 показывает аспекты системы, которая облегчает калибровку антенной матрицы для компенсации рассогласования усиления. Система 400 содержит процессор 402, который оперативно соединен с антенной матрицей 404. Процессор 402 может определять рассогласования усилений для отдельных комбинаций антенн в терминале доступа и точке доступа, используя компонент 406 калибровки. Процессор 402, кроме того, содержит калибровочный компонент 406, который определяет калибровочные отношения и затем формирует и использует вектор η.FIG. 5 shows aspects of a system that facilitates calibrating an antenna array to compensate for gain mismatch.
Система 400 может дополнительно содержать память 408, которая оперативно соединена с процессором 402 и которая хранит информацию, относящуюся к калибровке матрицы, генерации и использованию отношения, и генерирует данные генерации калибровки и т.д., и любую другую соответствующую информацию, относящуюся к калибровке антенной матрицы 404. Сдует учитывать, что процессор 402 может быть процессором, предназначенным для анализа и/или формирования информации, принимаемой процессором 402, процессором, который управляет одним или более компонентами системы 400, и/или процессором, который анализирует и формирует информацию, принятую процессором 402, и управляет одним или более компонентами системы 400.The
Память 408 может дополнительно сохранять протоколы, связанные с формированием копий сигналов и моделей/представлений, оценок рассогласования и т.д., так что система 400 может использовать сохраненные протоколы и/или алгоритмы для достижения калибровки антенны и/или компенсации рассогласования, как описано здесь. Будет очевидно, что компоненты хранения данных (например, памяти), описанные здесь, могут быть энергозависимой памятью или энергонезависимой памятью или могут включать в себя энергозависимую и энергонезависимую память. В качестве иллюстрации, но не ограничивая, энергонезависимая память может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое ROM (PROM), электрически программируемое ROM (EPROM), электрически стираемое ROM (EEPROM) или флэш-память. Энергозависимая память может включать в себя оперативную память (RAM), которая действует в качестве внешней кэш-памяти. В качестве иллюстрации и не ограничивая, RAM имеется во многих формах, таких как синхронная RAM (SRAM), динамическая RAM (DRAM), синхронная DRAM (SDRAM), SDRAM с двойной скоростью данных (DDR SDRAM), расширенная SDRAM (ESDRAM), DRAM с синхронизирующим каналом (SLDRAM) и RAM фирмы Rambus (DRRAM). Память 408 объектных систем и способов предполагается для содержания, без ограничения, этих и любых других подходящих типов памяти.
В определенных аспектах память 408 может сохранять вектора калибровки для каждого состояния, т.е. уровень усиления, AGC. В таких аспектах для каждой передачи процессор 402 может иметь доступ к вектору калибровки для состояния AGC без выполнения калибровки. Решение относительно выполнения дополнительной калибровки или доступа к предыдущему вектору калибровки для данной передачи может быть с учетом временного периода или числа передач, если был получен вектор калибровки для состояния AGC. Оно может быть системным параметром или может изменяться с учетом канальных условий, например загрузки канала.In certain aspects,
На фиг. 6 показывается методика, относящаяся к формированию дополнительных назначений системных ресурсов. Например, методики могут относиться к калибровке антенной матрицы в среде TDMA, среде OFDM, среде OFDMA, среде CDMA или любой другой подходящей беспроводной среде. Хотя для целей упрощения объяснения методика показывается и описывается как последовательность операций, но понятно и оценено, что методики не ограничиваются порядком операций, так как некоторые операции могут в соответствии с одним или более вариантами осуществления появляться в различных порядках и/или одновременно с другими операциями, которые показаны и описаны здесь. Например, специалисту в уровне технике будет понятно и оценено, что методика может альтернативно представляться в качестве последовательностей взаимосвязанных состояний или случаев, таких как в диаграмме состояния. Кроме того, не все показанные операции могут требоваться для реализации методики в соответствии с одним или более вариантами осуществления.In FIG. Figure 6 shows the methodology related to the formation of additional system resource assignments. For example, techniques may relate to calibrating an antenna array in a TDMA environment, an OFDM environment, an OFDMA environment, a CDMA environment, or any other suitable wireless environment. Although for the purpose of simplifying the explanation, the technique is shown and described as a sequence of operations, it is clear and appreciated that the techniques are not limited to the order of operations, since some operations may appear in different orders and / or simultaneously with other operations in accordance with one or more embodiments, which are shown and described here. For example, one skilled in the art will understand and appreciate that a technique can alternatively be represented as sequences of interrelated states or cases, such as in a state diagram. In addition, not all operations shown may be required to implement a methodology in accordance with one or more embodiments.
Фиг. 6 показывает методику калибровки матрицы антенн для передачи. Канальные оценки для прямого канала принимаются от терминалов доступа для каждой приемной антенны терминала доступа, блок 500. Как обсуждено выше, эти канальные оценки могут формироваться исходя из пилот-сигналов прямого канала, переданных точкой доступа. Дополнительно, канальные оценки для информации обратного канала, например канальные пилот-сигналы обратного канала, формируются точкой доступа для каждой передающей антенны терминала доступа, блок 502.FIG. 6 shows a technique for calibrating an array of antennas for transmission. Channel estimates for the forward channel are received from the access terminals for each receive antenna of the access terminal, block 500. As discussed above, these channel estimates can be generated from forward channel pilots transmitted by the access point. Additionally, channel estimates for reverse channel information, such as channel reverse channel pilot, are generated by an access point for each transmit antenna of the access terminal, block 502.
После сбора канальных оценок прямого канала и обратного канала могут определяться, блок 504, калибровочные отношения для каждой антенны терминала доступа и антенны точки доступа. В определенных аспектах самая последняя канальная оценка прямого канала и обратного канала по отношению к каждой другой во времени используется для формирования калибровочного отношения. В этом случае множество оценок для данного терминала доступа может выполняться с учетом последовательных пар канальных оценок из оценок прямого канала и обратного канала.After collecting channel estimates of the forward channel and the return channel, block 504 can determine the calibration ratios for each antenna of the access terminal and the antenna of the access point. In certain aspects, the most recent channel estimate of the forward channel and the return channel with respect to each other over time is used to formulate a calibration relation. In this case, a plurality of estimates for a given access terminal may be performed taking into account successive pairs of channel estimates from the estimates of the forward channel and the reverse channel.
Как обсуждено в отношении фиг. 3, может быть некоторое временное отставание между различными вычислениями и передачами. Кроме того, функция блоков 500 и 502 может происходить по существу одновременно или в разное время для одних и тех же или разных терминалов доступа, хотя они, вероятно, являются одними и теми же для разных антенн единственного терминала доступа. Поэтому калибровочное отношение может определяться для данной антенны данного терминала доступа с учетом канальных оценок передач по прямому каналу и по обратному каналу, которые могут или не могут быть последовательными во времени.As discussed with respect to FIG. 3, there may be some time lag between different calculations and transfers. In addition, the function of
Калибровочные отношения затем объединяются для формирования калибровочной оценки для множества терминалов доступа, блок 506. Это объединенное калибровочное отношение может включать в себя калибровочные отношения для некоторых или всех антенн различных терминалов доступов в данном секторе или соте и иметь разное или одинаковое число калибровочных отношений для каждой антенны терминала доступа, для которой получено одно или более калибровочных отношений.The calibration relationships are then combined to form a calibration estimate for multiple access terminals, block 506. This combined calibration relationship may include calibration relationships for some or all antennas of different access terminals in a given sector or cell and have a different or the same number of calibration relationships for each antenna an access terminal for which one or more calibration relationships have been received.
Объединенное калибровочное отношение может получаться посредством простого усреднения калибровочных отношений или использования других подходов, обсужденных в отношении фиг. 2, например подходы, обсужденные в отношении формул 5 или 7.The combined calibration ratio can be obtained by simply averaging the calibration ratios or using other approaches discussed with respect to FIG. 2, for example, the approaches discussed in relation to formulas 5 or 7.
Каждая передача из каждой передающей цепи точки доступа затем взвешивается весами с учетом объединенного калибровочного отношения для этой передающей цепи. Также объединенный или соединенный набор калибровочных весов может использоваться для одной или более передающих цепей точки доступа. Альтернативно, возможна передача этого объединенного калибровочного отношения или калибровочной команды с учетом объединенного калибровочного отношения на одну или более антенн терминала доступа. Терминалы доступа будут затем применять веса с учетом объединенного калибровочного отношения для декодирования передач, принятых в антенне терминала доступа.Each transmission from each transmitter chain of the access point is then weighed by the balance taking into account the combined calibration ratio for that transmitter chain. An integrated or connected set of calibration weights can also be used for one or more transmitter circuits of the access point. Alternatively, it is possible to transmit this combined calibration ratio or calibration command, taking into account the combined calibration ratio, to one or more antennas of the access terminal. The access terminals will then apply weights based on the integrated calibration ratio to decode the transmissions received at the antenna of the access terminal.
Также в некоторых аспектах калибровочные веса используются для конкретного состояния AGC, а не для других состояний AGC. По существу, блок 508 будет затем только применяться к состоянию AGC во время блока 500.Also in some aspects, calibration weights are used for a particular AGC state, and not for other AGC states. Essentially, block 508 will then only apply to the AGC state during
Фиг. 7 показывает другую методику калибровки матрицы антенны для передачи. Канальные оценки для прямого канала принимаются от терминалов доступа для каждой принимающей антенны терминала доступа, блок 600. Как обсуждено выше, эти канальные оценки могут формироваться исходя из пилот-сигналов прямого канала, переданных точкой доступа. Дополнительно, канальные оценки для информации обратного канала, например канальные пилот-сигналы обратного канала, формируются точкой доступа для каждой передающей антенны терминала доступа, блок 602.FIG. 7 shows another technique for calibrating an antenna array for transmission. Channel estimates for the forward channel are received from the access terminals for each receiving antenna of the access terminal, block 600. As discussed above, these channel estimates can be generated from forward channel pilots transmitted by the access point. Additionally, channel estimates for reverse channel information, such as channel reverse channel pilot, are generated by an access point for each transmit antenna of the access terminal, block 602.
После этого собираются канальные оценки прямого канала и обратного канала, калибровочное отношение, которое использует множество канальных оценок для множества антенн множества терминалов доступа, блок 604. В определенных аспектах используется самая последняя канальная оценка прямого канала и обратного канала по отношению к каждой другой по времени. В таких случаях множество оценок для данного терминала доступа может выполняться с учетом пар последовательных канальных оценок из канальных оценок прямого канала и обратного канала.After that, the channel estimates of the forward channel and the return channel are collected, a calibration ratio that uses the multiple channel estimates for the multiple antennas of the multiple access terminals, block 604. In certain aspects, the most recent channel estimate of the forward channel and the return channel with respect to each other in time is used. In such cases, a plurality of estimates for a given access terminal may be performed taking into account pairs of consecutive channel estimates from channel estimates of the forward channel and the reverse channel.
Как обсуждено в отношении фиг. 3, может быть некоторое временное запаздывание между различными вычислениями и передачами. Кроме того, функция блоков 600 и 602 может возникать по существу одновременно или в разное время для одного и того же или разных терминалов доступа, хотя они, вероятно, являются одинаковыми для различных антенн одного терминала доступа. Поэтому канальные оценки могут определяться для данной антенны данного терминала доступа с учетом канальных оценок передач по прямому каналу и обратному каналу, которые могут или не могут быть последовательными во времени.As discussed with respect to FIG. 3, there may be some time lag between different calculations and transfers. In addition, the function of
Соединенное калибровочное отношение может получаться посредством использования процесса оптимизации соединения, как обсуждено в отношении фиг. 2, например формула 8.The connected calibration ratio can be obtained by using the compound optimization process, as discussed in relation to FIG. 2, for example,
Каждая передача из каждой передающей цепи точки доступа затем взвешивается с учетом соединенного калибровочного отношения для этой передающей цепи. Также объединенный или соединенный набор калибровочных весов может использоваться для одной или более передающих цепей точки доступа. Альтернативно, возможно передать это соединенное калибровочное отношение или команду калибровки с учетом соединенного калибровочного отношения на одну или более антенн одного или более терминалов доступа. Терминалы доступа будут затем применять веса с учетом соединенного калибровочного отношения для декодирования передач, принятых в антенне терминала доступа.Each transmission from each transmitter chain of the access point is then weighted taking into account the connected calibration ratio for that transmitter chain. An integrated or connected set of calibration weights can also be used for one or more transmitter circuits of the access point. Alternatively, it is possible to transmit this connected calibration ratio or calibration command, taking into account the connected calibration ratio, to one or more antennas of one or more access terminals. The access terminals will then apply weights based on the connected calibration relation to decode the transmissions received at the antenna of the access terminal.
Также в некоторых аспектах калибровочные веса используются для конкретного состояния AGC, а не для других состояний AGC. По существу, блок 608 будет затем только применяться для состояния AGC в течение блока 600.Also in some aspects, calibration weights are used for a particular AGC state, and not for other AGC states. Essentially, block 608 will then only be applied to the AGC state during block 600.
Фиг. 8 показывает примерную систему 1300 беспроводной связи. Система 1300 беспроводной связи показывает одну базовую станцию и один терминал для краткости. Однако понятно, что система может включать в себя более чем одну базовую станцию и/или более чем один терминал, где дополнительные базовые станции и/или терминалы могут по существу быть одинаковыми или отличаться от примерной базовой станции и терминала, описанных ниже. Кроме того, понятно, что базовая станция и/или терминал могут использовать системы (фиг. 1-5) и/или способы (фиг. 6-7), описанные здесь, для облегчения беспроводной связи между ними.FIG. 8 shows an example
На фиг. 8 показывается передатчик и приемник в системе беспроводной связи с множественным доступом. В системе 1310 передатчика данные трафика для ряда потоков данных предоставляются из источника 1312 данных на процессор 1344 данных передачи (TX). В варианте осуществления каждый поток данных передается через соответствующую передающую антенну. Процессор 1344 данных TX форматирует, кодирует и перемежает данные трафика с учетом конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, для обеспечения кодированных данных. В некоторых вариантах осуществления процессор 1344 данных TX применяет взвешивания формирований диаграмм направленностей к символам потоков данных с учетом пользователя, которому символы передаются, и антенны, с которой символы передаются. В некоторых вариантах осуществления веса формирования диаграммы направленности могут формироваться с учетом информации о канальном отклике, которая указывает условия путей передачи между точкой доступа и терминалом доступа. Информация канального отклика может формироваться с использованием информации CQI или канальных оценок, предоставленных пользователем. Кроме того, в таких случаях запланированных передач процессор 1344 данных TX может выбирать формат пакетов с учетом ранговой информации, которая передается от пользователя.In FIG. 8 shows a transmitter and a receiver in a multiple access wireless communication system. At
Кодированные данные для каждого потока данных могут мультиплексироваться с данными пилот-сигналов, используя методы OFDM. Данные пилот-сигналов обычно являются известными образцами данных, которые обрабатываются известным способом и могут использоваться в принимающей системе для оценки канального отклика. Мультиплексированные пилот-сигналы и кодированные данные для каждого потока данных затем модулируются (т.е. посимвольно преобразуются) на основе конкретной схемы модуляции (например, BPSK, QSPK, M-PSK или M-QAM), выбранной для этого потока данных для обеспечения символов модуляции. Скорость данных, кодирование и модуляция для каждого потока данных может определяться командами, исполняемыми процессором 1330. В некоторых вариантах осуществления ряд параллельных пространственных потоков может изменяться в соответствии с ранговой информацией, которая передается от пользователя.The encoded data for each data stream may be multiplexed with pilot data using OFDM techniques. The pilot data is usually known data samples that are processed in a known manner and can be used in the receiving system to estimate the channel response. The multiplexed pilots and encoded data for each data stream are then modulated (i.e., symbol-mapped) based on the particular modulation scheme (e.g., BPSK, QSPK, M-PSK or M-QAM) selected for that data stream to provide symbols modulation. The data rate, coding, and modulation for each data stream may be determined by instructions executed by
Символы модуляции для всех потоков данных затем предоставляются процессору 1346 TX MIMO, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (например, для OFDM). Процессор 1346 TX MIMO затем предоставляет потоки символов NT для NT передатчиков (TMTR) 1322а-1322t. В определенных вариантах осуществления процессор 1320 TX MIMO применяет веса формирования диаграммы направленности к символам потоков данных с учетом пользователя, которому символы передаются, и антенны, с которой символы передаются из информации пользовательского канального отклика.Modulation symbols for all data streams are then provided to a
Каждый передатчик 1322 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов для обеспечения одного или более аналоговых сигналов и дополнительно обрабатывает (например, усиливает, фильтрует и преобразовывает с повышением) аналоговые сигналы для обеспечения модулированных сигналов, подходящих для передачи по каналу MIMO. NT модулированные сигналы из передатчиков 1322а-1322t затем передаются с NT антенн 1324а-1324t соответственно.Each transmitter 1322 receives and processes a respective symbol stream to provide one or more analog signals and further processes (e.g., amplifies, filters, and upconverts) the analog signals to provide modulated signals suitable for transmission over the MIMO channel. N T modulated signals from transmitters 1322a through 1322t are then transmitted from N T antennas 1324a through 1324t, respectively.
В системе 1320 приемника переданные модулированные сигналы принимаются NR антеннами 1352а-1352r и принятый сигнал с каждой антенны 1352 передается на соответствующий приемник (RCVR) 1354а-1354r. Каждый приемник 1354 обрабатывает (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением) соответствующий принятый сигнал, оцифровывает обработанный сигнал для обеспечения выборок и дополнительно обрабатывает выборки для обеспечения потока, соответствующего «принятым» символам.In the
Процессор 1360 данных RX затем принимает и обрабатывает NR потоков принятых символов от NR приемников 1354а-1354r на основе метода обработки конкретным приемником для обеспечения ранжированного числа «определенных» потоков символов. Обработка процессором 1360 данных RX описывается дополнительно подробно ниже. Каждый определенный поток символов включает в себя символы, которые являются оценками символов модуляции, переданных для соответствующего потока данных. Процессор 1360 данных RX затем демодулирует, деперемежает и декодирует каждый определенный поток символов для восстановления данных трафика для потока данных, который предоставляется приемнику 1364 данных для сохранения и/или дополнительной обработки. Обработка процессором 1360 данных RX является дополнительно к той, которая выполняется процессором 1346 TX MIMO и процессором 1344 данных TX в системе 1310 передатчика.An
Оценка канального отклика, сформированного процессором 1360 RX, может использоваться для выполнения пространственной, пространственной/временной обработки в приемнике, выравнивания уровней мощностей, изменения отношений или схем модуляции или других действий. Процессор 1360 RX может, кроме того, оценивать отношения (SNR) сигнал-шум-помеха определенного потока символов и возможные другие канальные характеристики и предоставлять эти величины процессору 1370. Процессор 1360 данных RX или процессор 1370 может дополнительно получать оценки «эффективного» SNR для системы. Процессор 1370 затем обеспечивает информацию (CSI) оцененного канала, которая может содержать различные типы информации, относящиеся к каналу связи и/или потоку принятых данных. Например, CSI может содержать только текущее SNR. В некоторых вариантах осуществления канальная информация может содержать отношение уровня сигнала к шуму и помехам (SINR). CSI затем обрабатывается процессором 1378 данных TX, который также принимает данные трафика для ряда потоков данных от источника данных 1376, модулированных модулятором 1380, обрабатывается передатчиком 1354а-1354r и передается обратно на систему 1310 передатчика.The channel response estimate generated by the 1360 RX processor can be used to perform spatial, spatial / temporal processing at the receiver, equalize power levels, change relationships or modulation schemes, or other actions. The
В системе 1310 передатчика модулированные сигналы от системы 1350 приемника принимаются антеннами 1324, обрабатываются приемником 1322, демодулируются демодулятором 1390 и обрабатываются процессором 1392 данных RX для восстановления CSI, сообщенной системой приемника, и для обеспечения данных в приемнике 1394 данных для запоминания и/или дополнительной обработки. Сообщенная CSI затем предоставляется процессору 1330 и используется для (1) определения скорости данных и схем кодирования и модуляции, используемых для потоков данных, и (2) формирования различных управляющих сигналов для процессора 1344 данных TX и процессора 1346 TX MIMO.At
Процессор 1390 может также выполнять формирование калибровочных отношений и объединенного калибровочного отношения или соединенного калибровочного отношения, как обсуждено в отношении фиг. 2, 6 и 7 соответственно. Кроме того, каждая антенна 1352а-1352r может считаться в качестве отдельного терминала для целей объединенной или соединенной калибровочной оценки.The
На фиг. 9 точка доступа может содержать основной блок (MU) 1450 и радио блок (RU) 1475. MU 1450 включает в себя компоненты цифровой немодулированной передачи точки доступа. Например, MU 1450 может включать в себя компонент 1405 немодулированной передачи и блок 1410 цифровой обработки промежуточной частоты (IF). Блок 1410 цифровой обработки IF обрабатывает данные радиоканала в промежуточной частоте посредством выполнения таких функций, как фильтрация, канализация, модуляция и так далее. RU 1475 включает в себя аналоговые радио части точки доступа. Как использовано здесь, радио блок является аналоговыми радио частями точки доступа или другого типа станции передатчика с прямым или непрямым соединением с мобильным коммутационным центром или соответствующим устройством. Радио блок обычно обслуживает конкретный сектор в системе связи. Например, RU 1475 может включать в себя один или более приемников 1430, связанных с одной или более антенн 1435а-t, для приема радиопередач от блоков мобильных абонентов. В аспекте один или более усилителей 1482а-t мощности соединены с одной или более антенн 1435а-t. Аналого-цифровой (A/D) преобразователь 1425 соединен с приемником 1430. A/D преобразователь 1425 преобразовывает аналоговые радиопередачи, принятые приемником 1430, в цифровой входной сигнал для передачи на компонент 1405 немодулированной передачи через блок 1410 цифровой обработки IF. RU 1475 может также включать в себя один или более передатчиков 120, соединенных с одной и той же или разными антеннами 1435 для передачи радиопередач на терминалы доступа. Цифроаналоговый (D/A) преобразователь 1415 соединен с передатчиком 1420. D/A преобразователь 1415 преобразует цифровые передачи, принятые от компоненты 1405 немодулированной передачи через блок 1410 цифровой обработки IF, в аналоговый выходной сигнал для передачи на мобильные блоки абонентов. В некоторых аспектах мультиплексор 1484 для мультиплексирования многоканальных сигналов и мультиплексирования разных сигналов включает голосовой сигнал и сигнал данных. Центральный процессор 1480 соединен с основным блоком 1450 и радио блоком для управления различными обработками, которые включают в себя обработку голосового сигнала или сигнала данных.In FIG. 9, the access point may comprise a main unit (MU) 1450 and a radio unit (RU) 1475. The MU 1450 includes digital unmodulated transmission components of the access point. For example, the MU 1450 may include an unmodulated transmission component 1405 and a digital intermediate frequency (IF)
Для системы множественного доступа (например, система множественного доступа с частотным разделением (FDMA), система множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), система множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), система множественного доступа с временным разделением (TDMA) и т.д.) множество терминалов могут передавать одновременно по обратному каналу. Для такой системы пилотные поднесущие могут распределяться среди различных терминалов. Методы канальных оценок могут использоваться в случае, где пилотные поднесущие для каждого терминала охватывают всю рабочую полосу частот (возможно исключить концы полосы частот). Такая структура пилотных поднесущих будет желательной для получения частотного разнесения для каждого терминала. Методы, описанные здесь, могут реализовываться различными средствами. Например, эти методы могут реализовываться аппаратно, программно или их комбинацией. Для аппаратной реализации обрабатывающие блоки, используемые для канальной оценки, могут реализовываться в одной или более специализированных интегральных схем (ASIC), процессорах цифровых сигналов (DSP), устройствах обработки цифровых сигналов (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, других электронных блоках, предназначенных для выполнения функций, описанных здесь, или их комбинациях. В программной реализации могут быть модули (например, процедуры, функции и т.д.), которые выполняют функции, описанные здесь. Программные коды могут сохраняться в блоке памяти и выполняться процессорами 1390 и 1350.For a multiple access system (e.g., a frequency division multiple access system (FDMA), an orthogonal frequency division multiple access system (OFDMA), a code division multiple access system (CDMA), a time division multiple access system (TDMA), etc. e.) many terminals can transmit simultaneously on the reverse channel. For such a system, pilot subcarriers may be distributed among various terminals. Channel estimation methods can be used in the case where the pilot subcarriers for each terminal cover the entire working frequency band (it is possible to exclude the ends of the frequency band). Such a pilot subcarrier structure would be desirable to obtain frequency diversity for each terminal. The methods described here can be implemented by various means. For example, these methods may be implemented in hardware, software, or a combination thereof. For a hardware implementation, the processing units used for channel estimation can be implemented in one or more specialized integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), user programmable gate arrays (FPGA), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, other electronic units designed to perform the functions described here, or combinations thereof. In a software implementation, there may be modules (e.g., procedures, functions, etc.) that perform the functions described herein. Software codes may be stored in a memory unit and executed by
То, что было описано выше, включает в себя примеры одного или более вариантов осуществления. Конечно, невозможно описать каждую возможную комбинацию компонент или методов для целей описанных вышеупомянутых вариантов осуществления, но каждый из специалистов в уровне техники может признать, что возможны многие другие комбинации и изменения различных вариантов осуществления. Соответственно, описанные варианты осуществления предназначены для включения всех таких изменений, модификаций и вариаций, которые попадают в сущность и объем приложенной формулы. Кроме того, объем этого термина «включает в себя» используется в подробном описании или в формуле, такой термин предполагается для включения способом, аналогичным термину «содержащий», как и «содержащий» интерпретируется, когда используется как обычное слово в формуле.What has been described above includes examples of one or more embodiments. Of course, it is not possible to describe every possible combination of components or methods for the purposes of the above-mentioned embodiments, but each of those skilled in the art may recognize that many other combinations and variations of various embodiments are possible. Accordingly, the described embodiments are intended to include all such changes, modifications and variations that fall within the spirit and scope of the appended claims. In addition, the scope of this term “includes” is used in the detailed description or in the formula, such a term is intended to be included in a manner similar to the term “comprising”, as “comprising” is interpreted when used as a regular word in the formula.
Claims (28)
где Zi,k,u - диагональная матрица, чьи диагональные элементы являются элементами вторых канальных оценок hi,k,u, γi,u=γu· и индексы i, k, u представляют индексы тона, времени и пользователя соответственно.8. The method according to claim 1, in which the step of determining the calibration ratio comprises the step of solving the equation
where Z i, k, u is the diagonal matrix, whose diagonal elements are elements of the second channel estimates h i, k, u , γ i, u = γ u and indices i, k, u represent tone, time, and user indices, respectively.
где Zi,k,u - диагональная матрица, чьи диагональные элементы являются элементами вторых канальных оценок hi,k,u, γi,u=γu· и индексы i, k, u представляют индексы тона, времени и пользователя соответственно.17. The wireless communications apparatus of claim 11, wherein the processor is configured to determine a calibration ratio by solving the equation
where Z i, k, u is the diagonal matrix, whose diagonal elements are elements of the second channel estimates h i, k, u , γ i, u = γ u and indices i, k, u represent tone, time, and user indices, respectively.
где Zi,k,u - диагональная матрица, чьи диагональные элементы являются элементами вторых канальных оценок hi,k,u, γi,u=γu· и индексы i, k, u представляют индексы тона, времени и пользователя, соответственно.26. The device according to claim 20, in which the means for determining the calibration ratio contains means for solving the equation
where Z i, k, u is the diagonal matrix, whose diagonal elements are elements of the second channel estimates h i, k, u , γ i, u = γ u and indices i, k, u represent indices of tone, time, and user, respectively.
приема первых канальных оценок, соответствующих передачам из точки доступа на каждую из, по меньшей мере, двух антенн, по меньшей мере, двух терминалов доступа, при этом, по меньшей мере, две антенны включают в себя различные антенны одного из, по меньшей мере, двух терминалов доступа; определения вторых канальных оценок, соответствующих передачам с каждой из упомянутых, по меньшей мере, двух антенн упомянутых, по меньшей мере, двух терминалов доступа на точку доступа; и определения калибровочного отношения на основе первых канальных оценок и вторых канальных оценок. 28. A computer-readable medium having instructions stored on it for use by a processor, the instructions comprising instructions for
receiving first channel estimates corresponding to transmissions from an access point to each of at least two antennas of at least two access terminals, wherein at least two antennas include different antennas of one of at least two access terminals; determining second channel estimates corresponding to transmissions from each of said at least two antennas of said at least two access terminals to an access point; and determining a calibration ratio based on the first channel estimates and second channel estimates.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US73302105P | 2005-11-02 | 2005-11-02 | |
| US60/733,021 | 2005-11-02 | ||
| US11/398,077 | 2006-04-04 | ||
| US11/398,077 US8498669B2 (en) | 2005-06-16 | 2006-04-04 | Antenna array calibration for wireless communication systems |
| US11/405,944 | 2006-04-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008121956A RU2008121956A (en) | 2009-12-10 |
| RU2395163C2 true RU2395163C2 (en) | 2010-07-20 |
Family
ID=41489044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008121956/09A RU2395163C2 (en) | 2005-11-02 | 2006-11-02 | Calibration of antenna matrix for multi-input-multi-output systems of wireless communication |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JP4903805B2 (en) |
| RU (1) | RU2395163C2 (en) |
| TW (1) | TWI357234B (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786185C1 (en) * | 2019-06-21 | 2022-12-19 | Геничиро ОТА | Transmission/reception method and transmission/reception system |
| US11683074B2 (en) | 2019-06-21 | 2023-06-20 | Genichiro Ohta | Transmission/reception method and transmission/reception system |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090093222A1 (en) * | 2007-10-03 | 2009-04-09 | Qualcomm Incorporated | Calibration and beamforming in a wireless communication system |
| US8428521B2 (en) * | 2009-08-04 | 2013-04-23 | Qualcomm Incorporated | Control for uplink in MIMO communication system |
| CN102082745B (en) * | 2010-04-19 | 2013-10-16 | 电信科学技术研究院 | Method and equipment for reporting antenna calibration information and determining antenna calibration factor |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999057820A1 (en) * | 1998-05-01 | 1999-11-11 | Arraycomm, Inc. | Method and apparatus for determining spatial signatures for calibrating a communication station having an antenna array |
| RU2159007C2 (en) * | 1989-08-14 | 2000-11-10 | ИнтерДигитал Технолоджи Корпорейшн | Method for processing of communication signals at user station of wireless telecommunication network |
| WO2004039022A2 (en) * | 2002-10-25 | 2004-05-06 | Qualcomm, Incorporated | Correction for differences between downlink and uplink channel responses |
| US20040131110A1 (en) * | 2001-02-08 | 2004-07-08 | Michel Alard | Method for extracting a variable reference pattern |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4557429B2 (en) * | 1998-11-24 | 2010-10-06 | インテル・コーポレーション | Method and apparatus for calibrating a wireless communication station having an array antenna |
| US8320301B2 (en) * | 2002-10-25 | 2012-11-27 | Qualcomm Incorporated | MIMO WLAN system |
| US7151809B2 (en) * | 2002-10-25 | 2006-12-19 | Qualcomm, Incorporated | Channel estimation and spatial processing for TDD MIMO systems |
| US7206354B2 (en) * | 2004-02-19 | 2007-04-17 | Qualcomm Incorporated | Calibration of downlink and uplink channel responses in a wireless MIMO communication system |
-
2006
- 2006-11-02 RU RU2008121956/09A patent/RU2395163C2/en not_active IP Right Cessation
- 2006-11-02 TW TW095140593A patent/TWI357234B/en not_active IP Right Cessation
- 2006-11-02 JP JP2008539159A patent/JP4903805B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-11-07 JP JP2011243768A patent/JP5384599B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2159007C2 (en) * | 1989-08-14 | 2000-11-10 | ИнтерДигитал Технолоджи Корпорейшн | Method for processing of communication signals at user station of wireless telecommunication network |
| WO1999057820A1 (en) * | 1998-05-01 | 1999-11-11 | Arraycomm, Inc. | Method and apparatus for determining spatial signatures for calibrating a communication station having an antenna array |
| US20040131110A1 (en) * | 2001-02-08 | 2004-07-08 | Michel Alard | Method for extracting a variable reference pattern |
| WO2004039022A2 (en) * | 2002-10-25 | 2004-05-06 | Qualcomm, Incorporated | Correction for differences between downlink and uplink channel responses |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2786185C1 (en) * | 2019-06-21 | 2022-12-19 | Геничиро ОТА | Transmission/reception method and transmission/reception system |
| US11683074B2 (en) | 2019-06-21 | 2023-06-20 | Genichiro Ohta | Transmission/reception method and transmission/reception system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200733604A (en) | 2007-09-01 |
| TWI357234B (en) | 2012-01-21 |
| JP2009527132A (en) | 2009-07-23 |
| JP2012109964A (en) | 2012-06-07 |
| JP5384599B2 (en) | 2014-01-08 |
| JP4903805B2 (en) | 2012-03-28 |
| RU2008121956A (en) | 2009-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2502189C2 (en) | Method for calibration and beam formation in radio communication system | |
| JP5613829B2 (en) | Base station calibration | |
| US9118111B2 (en) | Antenna array calibration for wireless communication systems | |
| CN101351972B (en) | Antenna array calibration method for wireless communication network and wireless communication system | |
| KR20070120614A (en) | Antenna Array Calibration for Wireless Communication Systems | |
| CN112583501B (en) | Channel measurement method and communication device | |
| JP5384599B2 (en) | Antenna array calibration for multi-input multi-output wireless communication systems | |
| US8498669B2 (en) | Antenna array calibration for wireless communication systems | |
| JP5570724B2 (en) | Antenna array calibration for wireless communication systems | |
| CA2606163C (en) | Antenna array calibration for wireless communication systems | |
| RU2386223C2 (en) | Calibration of antenna array for systems of wireless communication | |
| Shamasundar et al. | AI-Aided Opportunistic Quantization for Channel Aging Mitigation and Fronthaul Overhead Reduction in O-RAN Systems | |
| KR101019394B1 (en) | Antenna Array Calibration for Multiple Input Multiple Output Wireless Communication Systems | |
| RU2390942C2 (en) | Wireless communication antenna array calibration | |
| Surabhi et al. | Opportunistic quantization for fronthaul overhead reduction in beyond 5G distributed base stations | |
| CN101313489A (en) | Antenna Array Calibration for Wireless Communication Systems | |
| Gregorio et al. | Massive mimo systems | |
| Demir et al. | Impact of Phase Noise and Power Amplifier Non-Linearities on Downlink Cell-Free Massive MIMO-OFDM Systems | |
| Li et al. | Performance of cell-free massive MIMO with group SIC detectors and low-resolution ADCs over spatially correlated channels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201103 |