专利名称：无线通信终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用空间复用的无线通信系统、无线通信装置以及无线通信方法，特别是涉及在发送接收机之间共享信道信息来进行闭环型空间复用传输的无线通信系统、无线通信装置以及无线通信方法。
更详细地说，本发明涉及一种当发送机发送信息包时基于从接收机反馈的信息而进行波束形成的无线通信系统、无线通信装置以及无线通信方法，特别是涉及在天线数量或者支持的流数量不一致的波束形成器(Beamformer)和波束接收器(Beamformee)之间反馈用于进行波束形成的信息从而进行波束形成的无线通信系统、无线通信装置以及无线通信方法。
背景技术：
作为从以往的有线通信方式的布线中解放出来的系统，无线网络引人关注。作为与无线网络相关的标准化规格，可例举出IEEE(The Institute of Electrical andElectronics Engineers:电气与电子工程师协会)802.11> IEEE802.15。
例如在IEEE802.1la/g中，作为无线LAN的标准规格、采用了作为多载波方式之一的 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing:正交频分复用)调制方式。在OFDM调制方式中，根据OFDM调制方式，将发送数据分配到被设定了相互正交的频率的多个载波上传输，因此各载波的频带成为窄带，频率利用效率变得非常高，抵抗频率选择性衰减干扰的能力强。
另外，虽然在IEEE802.1 la/g规格中支持最大达到54Mbps的通信速度的调制方式，但是还需要能够实现更高比特率的下一代无线LAN规格。
作为实现无线通信高速化的技术之一，MIMO(Mult1-1nput Mult1-Output:多输入多输出)通信受到了关注。它是如下的通信方式:即在发送机侧和接收机侧双方具备多个天线元件，实现空间复用后的流。在发送侧对多个发送数据实施空间/时间编码来进行复用，分配到N根发送天线上而发送到信道。与此相对，在接收侧对经由信道由M根接收天线接收到的接收信号进行空间/时间解码，能够在流间无串扰地得到接收数据(例如参照专利文献I)。理想情况是形成与发送接收天线之中较少一方的数量(MIN[N，M])相应的空间流。
根据MMO通信方式，能够不增大频带而根据天线数量来实现传输容量的扩大，并实现通信速度的提高。另外，由于利用空间复用，因此频率利用效率高。MIMO是利用了信道特性的通信方式，与单纯的发送接收自适应阵列不同。例如，在作为IEEE802.lla/g扩展规格的IEEE802.1111中，采用了在初级调制中使用0 01的0 01_11頂0方式。目前IEEE802.1ln在任务组n (TGn)中进行着标准化作业，在该组中逐步总结的规格方案是基于由2005年10月设立的业界团体EWC (Enhanced Wireless Consortium:增强无线联盟)所制作的建议规格。
在MMO通信中，为了从被空间复用的接收信号y中将各流信号X进行空间分离，需要通过某种方法获取信道矩阵H，并且进一步根据规定的算法，从使用信道矩阵H进行空间复用的接收信号空间分离为原始的多个流。
信道矩阵H通常是如下的矩阵:通过在发送侧以及接收侧发送和接收已知的训练(卜> 一二 ”(training))序列，从而根据实际接收到的信号和已知序列之间的差来进行信道的估计，将与发送接收天线组合的个数相同的通路的传输路径排列成矩阵形式。当发送侧天线数量是N、接收侧天线数量是M时，信道矩阵成为MXN(行X列)矩阵。因而，能够从发送机发送N个训练序列，在接收机中使用接收到的训练序列来获取信道矩阵H。
另外，将接收信号进行空间分离的方法大致分为:开环型，即接收机基于信道矩阵H而独立地进行空间分离；闭环型，即通过在发送机侧也基于信道矩阵乘以发送天线权重而形成面向接收机的合适的波束，由此作出理想的空间正交信道。
作为开环型MIMO传输方式，可举出Zero Force (零规范化)(例如参照非专利文献I)、MMSE (Minimum Mean Square Error:最小均方误差)(例如参照非专利文献2)等。开环型MIMO传输方式是从信道矩阵H求出用于将接收信号进行空间分离的接收权重矩阵W的比较简单的算法，省略一切在发送接收机之间共享信道信息的反馈手续，使发送机和接收机相互独立地进行空间复用传输。
另外，作为闭环型MMO传输的理想方式之一，已知有利用了信道矩阵H的奇异值分解(SVD:Singular Value Decomposition)的 SVD-MIM0 方式(例如，参照非专利文献 3)。在SVD-MMO传输中，对将对应于各天线对的信道信息作为元素的数值矩阵即信道信息矩阵H进行奇异值分解而求出UDVh。然后，在发送机侧，在发送用天线权重矩阵中使用V来向接收机发送进行了波束形成的信息包，在接收机侧作为接收用天线权重矩阵而典型地给出(UD)'此处D是使对角元素具有与各空间流的质量相当的各奇异值平方根的对角矩阵(下标i意味着第i个空间流)。在对角矩阵D的对角元素中按值的大小顺序排列奇异值λ i，并根据由奇异值大小表示的通信质量对各流实施功率比分配、调制方式的分配，从而能够实现被空间正交复用的逻辑上独立的多条传输路径，并在接收机侧完全没有串扰地取出原始的多个信号序列，理论上达到最高的性能。
在闭环型MIMO通信系统中，虽然在发送机发送信息包时进行合适的波束形成，但是为此需要从接收信息包的接收机侧反馈与信道矩阵相关的信息。
例如，在EWC HT (High Throughput:高通量)MAC (Media Access Control:介质访问控制)Specification Version V1.24中，作为在接收发送机之间反馈与信道矩阵相关的信息的过程，规定了“隐式反馈(Implicit feedback) ”和“显式反馈(Explicit feedback) ”这两种过程。
在隐式反馈中，发送机使用从接收机发送过来的训练序列来估计从接收机到发送机的反向的信道矩阵，并在发送接收机之间的双向的信道特性为可逆(reciprocal)的前提下，计算从发送机到接收机的正向的信道矩阵来进行波束形成。
另外，在显式反馈中，接收机使用从发送机发送过来的训练序列来估计从发送机到接收机的正向的信道矩阵，将包含了该信道矩阵作为数据的信息包发回发送机，发送机使用接收到的信道矩阵进行波束形成。或者，在接收机中，从估计的信道矩阵进一步计算用于使发送机进行波束形成的发送权重矩阵，将包含了该发送权重矩阵作为数据的信息包发回发送机。在显式反馈中，由于根据正向的估计信道矩阵来算出权重矩阵，因此也可以不将信道的可逆性作为前提。
从信息包传输的观点来看，发送机是发送者(initiator)，接收机被定位为接收者(receiver)，但是从波束形成的观点来看，发送信息包的发送机(发送者)是波束形成器，接收进行波束形成的信息包的接收机(接收者)是波束接收器。另外，将从波束形成器到波束接收器的通信设为“正向”，将从波束接收器到波束形成器的通信设为“反向”。例如，在接入点(AP)作为波束形成器向客户终端(STA)发送数据帧的情况下，根据显式反馈，接入点基于从客户端发送过来的信道信息进行波束形成。
图14示出了在波束接收器侧估计由从波束形成器发送的训练信号所激励的信道矩阵的情形。其中，在该图中，将具有3根天线的STA-A设为波束形成器，将具有2根天线的STA-B设为波束接收器，基于CSI格式进行反馈。另外，在下面的说明、公式中，下标AB表示从STA-A到STA-B的正向传输。另外，数字下标相当于该终端的天线序号。
当设从STA-A的各天线发送的训练序列为(tAB1，tAB2，tAB3)、设经过信道Hab由STA-A的各天线接收的信号为(rBA1，rBA2)时，由下面的公式表示。
式权利要求
1.一种无线通信终端，其使用被空间复用的流来进行数据发送，该无线通信终端具备: 通知单元，其使用记载了用于进行波束形成的能力描述字段的管理帧，将自身的最大天线数量通知给发送目的地终端； 反馈信息接收单元，其接收在前述发送目的地终端中考虑所通知的前述最大天线数量而生成的波束形成用信息的反馈； 发送权重矩阵设定单元，其基于所反馈的前述波束形成用信息，设定波束形成用的发送权重矩阵；以及 波束形成单元，其当向前述发送目的地终端发送数据时，使用前述发送权重矩阵来形成波束。
2.一种无线通信终端，其使用被空间复用的流来进行数据接收，该无线通信终端具备: 通知接收单元，其使用记载了用于进行波束形成的能力描述字段的管理帧，接收通信对象的最大天线数量的通知；波束形成用信息制作单元，其考虑接收到的前述最大天线数量来制作波束形成用信息； 反馈单元，其反馈制作出的前述波束形成用信息；以及 接收单元，其接收波束，该波束是使用基于所反馈的前述波束形成用信息而设定的发送权重矩阵来形成的。
3.根据权利要求2所述的无线通信终端，其特征在于， 前述波束形成用信息制作单元制作波束形成用信息使得矩阵的列数为接收到的前述最大天线数量以下。
4.根据权利要求2所述的无线通信终端，其特征在于， 前述反馈单元以压缩形式反馈前述波束形成用信息。
全文摘要
提供一种无线通信终端。在波束形成器的天线数量少于波束接收器的情况下，进行显式反馈。第1终端发送包含训练序列的探测信息包，该训练序列用于激励与最大维度Nmax对应的信道。第2终端保证在自身的能力范围内接收探测信息包，能够减小电路规模、功耗。另外，第1终端进行将Nmax个空间流分配给全部N根发送天线分支的变换，从而补偿与发送分集相应的特性的降低。
文档编号H04J99/00GK103138812SQ20131004634
公开日2013年6月5日 申请日期2007年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者山浦智也 申请人:索尼株式会社