用于確定中繼網絡中發送權重的設備、方法和計算機程序產品的制作方法

專利名稱：用于確定中繼網絡中發送權重的設備、方法和計算機程序產品的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及移動通信系統的領域，并且更具體地，涉及其中中繼節點的協 作使用扮演關鍵角色的網格網絡。
背景技術：
在未來的無線通信系統中(例如，4G、IEEE 802. 16j\IEEE 802. 11網格網絡、認知 無線電等)，中繼節點將扮演增強的角色。現有技術已經做出努力以便使用多個中繼節點來 獲得顯著的性能增益。然而，本領域技術人員尋找進一步的改進。具體地，本領域技術人員 尋找使用可用的信息來實現性能中的進一步改進的方法、設備和計算機程序產品。

發明內容
根據本發明的下面實施方式，上述的和其他的問題將克服，并且其他的優勢將被 實現。本發明的第一實施方式是一種電子設備，包括無線電通信設備，其配置成在具有 多個中繼節點的無線通信系統中執行信號發送操作，其中多個中繼節點配置成使用中繼特 定加權系數向目的地電子設備發送涉及由電子設備發送的信號的信號；多個發送天線；發 送器，其配置成使用多個發送天線來發送信號；以及信號控制設備，其配置成根據無線通信 系統中的信道條件，在信號發送操作期間修改信號配置。在第一實施方式的變形中，信號控制設備可以配置成根據信道條件來修改發送信 號的調制、編碼和其他方面。在第一實施方式的其他變形中，信號控制設備進一步包括波束 賦形設備，其配置成根據無線通信系統中的信道條件來在信號發送操作期間修改多個發送 天線的發送波束模式。第一實施方式的另外變形配置成結合各種中繼節點操作，中繼節點包括但不限于 放大和轉發中繼節點；估計和轉發中繼節點；以及解碼和轉發中繼節點。由中繼節點發送 的信號可以通過放大、重新編碼、重新調制等而變化。第一實施方式的變形可以使用各種方 法來修改發送波束模式，各種方法包括但不限于從預定的碼本選擇波束賦形矩陣。本發明的第二實施方式是一種配置成操作為中繼節點的電子設備，該電子設備包 括無線電通信設備，其配置成在具有源電子設備的無線通信系統中執行雙向通信操作，其 中雙向通信操作至少包括接收來自源電子設備的信號以及向目的地電子設備發送涉及從 源電子設備接收的信號的信號，其中源電子設備配置成在信號發送操作期間修改無線電發 送模式；天線，其配置成接收由源電子設備發送的信號；天線，其配置成發送涉及從源電子 設備接收的信號的信號；以及加權設備，其配置成根據信道條件選擇將要應用到由電子設 備發送的所涉及信號的加權系數以及將選擇的加權系數應用到將要由電子設備發送的所 涉及的信號。第二實施方式的電子設備的變形可以配置成結合各種類型的源電子設備進行操作，源電子設備包括但不限于具有多個天線的支持MIM0的源電子設備，其波束模式利用從 預定的碼本選擇的波束賦形矩陣來控制，或具有帶有可控方向或無線電發送模式的單個定 向天線的源電子設備。本發明的第三實施方式是一種方法，包括監視無線通信系統中的信道條件，該無 線通信系統包括源電子設備和多個中繼節點，源電子設備配置成向目的地電子設備發送信 號，每個中繼節點配置成接收由源電子設備發送的信號并且向目的地電子設備發送涉及從 源電子設備接收到的信號的信號；并且根據監視的信道條件來修改源電子設備和中繼節點 的至少一個的信號發送模式。在各種示例性和非限制性的變形中，根據監視的信道條件來修改源電子設備和中 繼節點的至少一個的信號發送模式可以包括根據監視的信道條件，在支持MIM0的源電子 設備處從預定的碼本選擇波束賦形矩陣；根據監視的信道條件改變具有帶有可控方向或無 線電發送模式的發送天線的源電子設備的方向或輻射發送模式；或根據監視的信道條件從 包含在預定的碼本中的波束賦形矩陣選擇加權系數。本發明的第四實施方式是一種方法，包括在中繼節點處接收來自操作在無線通 信系統中的源電子設備的信號，其中源電子設備配置成在信號發送操作期間選擇性地修改 信號發送模式；當中繼節點發送涉及從源電子設備接收到的信號的信號時，在中繼節點處 選擇將要由中繼節點應用到所涉及的信號的加權系數，其中結合將要應用到由源電子設備 發送的信號的信號發送模式修改來選擇加權系數，并且其中根據信道條件選擇由中繼節點 應用的加權系數和由源電子設備應用的信號發送模式修改的至少一個；以及在中繼節點處 將加權系數應用到將要由中繼節點發送的信號。本發明的第五實施方式是一種方法，包括經由至少一個中繼節點接收來自操作 在無線通信系統中的支持MIM0的源電子設備的信號，其中由支持MIM0的源電子設備對信 號應用波束賦形矩陣；以及在源支持MIM0的電子設備處使用有效的源中繼目的地信道的 信道量度或條件來選擇波束賦形矩陣。本發明的第六實施方式是一種計算機程序產品，包括存儲計算機程序的計算機可 讀存儲器介質，所述計算機程序配置成當被執行時，操作無線通信系統中的源電子設備，其 中當計算機程序被執行時，源電子設備配置成監視無線通信系統中的信道條件，其中操作 在無線通信系統中的中繼節點配置成接收由源電子設備發送的信號以及發送涉及從源電 子設備接收的信號的信號；結合包括將要應用到由無線通信系統中的多個中繼發送的所涉 及信號的中繼特定信號加權系數的波束賦形矩陣，選擇將要應用到由源電子設備發送的信 號的信號發送模式修改，其中根據監視的信道條件來選擇由源電子設備應用的信號發送模 式修改以及包括中繼特定加權系數的波束賦形矩陣的至少一個；以及在通信操作期間，將 選擇的信號發送模式修改應用到由源電子設備發送的信號。本發明的第七實施方式是一種計算機程序產品，包括存儲計算機程序的計算機可 讀存儲介質，計算機程序配置成當執行時，操作無線通信系統中的中繼節點，其中當計算機 程序被執行時，中繼節點配置成接收來自操作在無線通信系統中的源電子設備的信號，其 中源電子設備配置成在信號發送操作期間選擇性地應用信號發送模式修改；選擇將要由中 繼節點應用到將要由中繼節點發送的信號的加權系數，其中將要發送的信號涉及從所述源 電子設備接收的信號并且其中結合應用到由源電子設備發送的信號的信號發送模式修改來選擇加權系數，并且進一步其中根據信道條件選擇加權系數和信號發送模式修改的至少 一個；以及將加權系數應用到將要由中繼節點發送的信號。


當結合附圖閱讀時，這些教導的上述和其他方面將在下面的具體實施方式
中變得 更為明顯，其中圖1是繪出其中可以實施本發明的系統的框圖；圖2是更為詳細地繪出圖1的中繼節點的框圖；圖3是繪出在各種假設下根據本發明操作的系統的性能的示圖；圖4是繪出在不同優化假設下根據本發明操作的系統的性能的示圖；圖5是繪出根據本發明操作的方法的流程圖；以及圖6是繪出根據本發明操作的另一方法的流程圖。
具體實施例方式在詳細描述本發明的示例性實施方式前，首先對圖示出適用于實施本發明的示例 性實施方式的各種電子設備的簡化框圖的圖1和圖2做出描述。在圖1中，無線網絡100適 于在支持MIM0的源節點110和目的地節點120之間進行通信。如所繪出的，由源節點110 的多個天線117所發送的信號由中繼節點130所接收，并且涉及由中繼節點從源節點接收 的信號的信號由中繼節點向目的地節點120發送。源節點110包括數據處理器(DP)112、存 儲程序(PR0G) 116的存儲器(MEM) 114、用于與目的地節點120和中繼節點130的雙向無線 通信的合適射頻(RF)收發器118，以及存儲應用到由天線117所發送的信號的波束賦形加 權系數119的碼本115。目的地節點120也包括DP 122、存儲PROG 126的MEM 124、合適的 RF收發器128以及信道狀態信息(“CSI”)設備125。中繼節點(為了方便，表示為中繼節點130)包括至少一個接收天線137、至少一個 接收器138A、例如數字信號處理器(DSP)的數據和/或信號處理器132、其中存儲用于操作 處理器132的程序代碼(136)的存儲器134、至少一個發送器138B、至少一個發送天線139 以及信道狀態信息單元131。中繼節點進一步包括當中繼節點發送涉及從源節點120接收 的信號的信號時，將要由中繼節點130應用到的波束賦形加權系數的碼本135。假設PR0G 116、126和/或136的至少一個包括程序指令，當該程序指令由相關的 DP執行時，該程序指令使得電子設備根據本發明的示例性實施方式操作，如下將進行更為 詳細地描述。S卩，本發明的示例性實施方式可以至少部分地通過可由源節點110的DP 112、由 目的地節點120的DP 122、由中繼節點130的DP132執行的計算機軟件來實現，或通過硬 件、或通過軟件和硬件的組合來實現。通常，源節點110的各種實施方式可以包括但不限于蜂窩電話、具有無線通信能 力的個人數字助理(PDA)、例如具有無線通信能力的數字照相機的圖像捕獲裝置、具有無線 通信能力的便攜式計算機、例如具有無線通信能力的數字照相機的圖像捕獲裝置、具有無 線通信能力的游戲裝置、具有無線通信能力的音樂存儲和回放設備、允許無線因特網接入 和瀏覽的因特網設備、以及將這樣的功能結合到一起的便攜式單元或終端。
MEM 114、124和144可以是適合于本地技術環境的任何類型，并且可以使用任何 適當的數據存儲技術來實施，作為非限制性的例子，例如基于半導體的存儲器裝置、磁存儲 器裝置和系統、光存儲器裝置和系統、固定存儲器和可移動存儲器。DP 112、122和132可以 是適合于本地技術環境的任何類型，并且可以包括一個或多個通用計算機，專用計算機、微 處理器、數字信號處理器(DSP)和基于多核處理器體系結構的處理器。在圖1中所示出的是從目的地節點120到中繼節點130和源節點110(由&、 B2 (161，162)和(^、(2(151，152)表示)以及從中繼節點130到源節點(由A!，A2 (141，142) 表示)的信道狀態信息的反饋。信道狀態信息的反饋分別由目的地節點120和中繼節點130 的信道狀態單元125和131來執行。任意上述的反饋鏈路可以單獨使用或彼此結合使用。 例如，可以僅有從目的地節點到源節點的反饋鏈路。反饋可以涉及實際的信道狀態、信道量 度或相關的參數，例如涉及所使用的發送波束賦形矢量或矩陣的信息。反饋信息也可以取 決于除信道條件以外的其他參數或量度。例如，其可以取決于在源節點處可用的發送資源 (例如，調制和編碼選項或可用的發送功率)，或取決于在目的地處可用的接收資源(例如 用于信號接收的可用信號處理資源)。盡管顯示反饋通常使用在FDD系統中，TDD系統(其 中信道互惠保持)中的反饋可以替代地或附加地包括導頻信號(或已知的信號)，但該導頻 信號可以在源節點處使用以便直接估計上述的信道相關信息。例如，如果目的地在TDD反 向鏈路時隙上發送導頻信號，則可以在源設備處估計信道矩陣或有效的信道矩陣。現在將描述本發明的各種非限制性和示例性實施方式。其中本發明的方法、設備 和計算機程序產品可以被實施的MIM0中繼網絡具有Nt個發送天線117的源節點110、R個 單個天線中繼節點130以及具有Nd個接收天線127的目的地節點120 (為了方便，在圖1中 示出單個天線)。源節點110利用總的發送功率P、使用波束賦形矩陣Ai、通過NtXR MIM0信道F 來發送信號x，其中R指代中繼節點130的數目。每個中繼節點130將信號與中繼特定復數 加權系數^，141相乘。這些在下面的對角矩陣中收集A2 = diag(w1, wE)(1)從中繼節點130到目的地120的NdXR MIM0信道由H給出。在兩跳放大和轉發網 絡中，中繼130同時發送并且目的地接收涉及以下的有效的源中繼目的地信號模型的信號y = HA2FAlX+HA2nr+nd(2)其中復數高斯向量~的元素指代在每個中繼節點處具有方差<的噪聲，并且nd 的元素指代在每個目的地天線處具有方差CT〗的復數高斯噪聲。針對信號模型(2)的具有 i. i. d.高斯源的容量(就每信道使用比特(bpcu)而言)是 其中噪聲相關矩陣是 模型(3)中的因1/2是由于兩跳中繼。上面使用矩陣A2中的加權系數141來控制每個中繼節點的發送功率和發送相位。存在若干種方式來確定發送功率(包括來自網絡中的另一個節點的反饋)以便確保放 大和轉發節點以某個最大功率進行發送或放大和轉發節點除非必要不會放大噪聲。這里， 作為一個例子，幅度被設置為滿足 其中<指代噪聲向量~的每個元素的方差，P2是所有R個中繼節點130的期望總 發送功率，以及又 是矩陣f = 的元素(r，n)。下面將討論本發明的設備、計算機程序產品和方法中的人工和A2的優化。存在若 干種方式來確定矩陣八工和A2。針對兩個矩陣聯合地優化共同對象的某個數字優化算法 可以為此目的而被使用。然而，通常無線標準(像3GPP版本7和8以及IEEE 802. 16e)包 括一組波束賦形碼本，其涉及從一組預定的矩陣集合選擇矩陣，因此這將是討論的第一個 方法。作為例子，考慮碼本選擇方法。在一個解決方案中，針對給定的A2 (有條件地)確 定八工(或反之亦然)，或可以聯合地選擇它們。在一個非限制性的情形中，假設第二個矩陣 是對角的，具有加權系數A2[c] = diag(Wl[c]，…，wK[c])，其中c = 1，…，C并且C是碼 本元素的數目。對于A工矩陣也是類似地，除了其通常是“全”矩陣。如果其是對角的，則正 交元素的相對功率是不同的(對于至少兩個元素)。當從碼本選擇兩個矩陣時，Cl和c2分 別表示第一和第二碼本的索引。形式上，接收到的信號是 自然地，碼本可以具有不同數目的條目，但上面假設二者具有C個元素以簡化符 號。本質上如上計算容量(或某個其他的性能量度)，并且其取決于選擇的碼本條目(無論 何時人工或人2矩陣被改變，其通常是不同的)。對于碼本條目Cl，c2的容量表示為a [Cl， c2]。碼本選擇可以經由下式來求解 自然地，優化可以僅針對一個索引來進行，而保持其他固定(例如，如果該鏈路不 能被控制)。上面情形假設基于源110和目的地120之間的有效信道的知識來優化各個矩陣 (圖1中的C2，152)。可選地，如果僅已知一部分信道(例如，F或H)，那么可以僅使用F來 優化源加權矩陣，或可以僅使用H來優化中繼到目的地鏈路。然而，在該情形下，僅使用部 分知識并且因此導致次優的性能。另一方面，如果中繼130是解碼和轉發或某些其他類型 的中繼，則單獨地優化矩陣可能(更為)最佳。可替換地，可以使用信號模型等式(2)，針對給定的A2(通過任意的方法從如下給 出的碼本選擇)來確定(優化)加權矩陣Alt)在該情形下，形式模型類似于MIM0的，重 要的例外是有效的MIM0信道受中繼影響并且包括兩個或多個組成信道，每個組成信道操 作在兩個不同的正交信道中(例如，時隙)。在該情形下，可以通過使用有效的信道相關矩 陣-HAfAA/FtA/Ht (可能與噪聲相關矩陣的使用結合)，使用特征值分解和功率分 配(灌水或類似的)方法來確定波束賦形矩陣。替代于特征值或奇異值分解(應用于有效的信道而非信道相關矩陣)，可以使用任意其他的技術來確定針對源的波束賦形矩陣。這 些包括但不限于如上所討論的這里基于有效信道的碼本選擇，迭代精選方法，其中不同的 波束被單獨地確定并且可能取決于彼此，等等。當前的無線標準，例如IEEE 802. lln、IEEE 802. 16e以及3GPP系統包括針對源來確定發送波束賦形矩陣和資源分配的附加例子。然 而，當使用這些或任意其他的方法時，重要的是明確地考慮中繼節點。例如，如果不同的時 隙使用在不同的跳中，則受中繼影響的有效信道可以僅在第二跳后被測量或構建。在第一 跳期間，目的地可以能夠也接收來自源的信號，如果到源的直接鏈路存在，但對于中繼輔助 信道，該信道不能用于優化源波束賦形矩陣。因此，中繼的操作模式(例如，它們何時發送 信號或它們在哪個信道中發送信號)對于估計或測量有效信道的單元通常需要已知。下面要討論的是對1-R-1網絡包括A2的性能例子。作為特定的情形，考慮中繼 系統，其中一個源終端110通過一組五個中繼節點130與一個目的地終端120進行通信，所 有五個中繼節點130具有單個的發送天線。這里，在源(A)處的碼本等于身份矩陣，并且 在中繼(A2)處的碼本(在該情形下，權重)使用反饋鏈路&、B2 (161，162)來適配。在目 的地處，使用從源發送的導頻序列來分別估計每個源-中繼-目的地路徑的有效信道相位。 這可以通過根據身份矩陣的列，在中繼處選擇權重來完成(即，接連地激活中繼)。然而，可 以使用分別計算每個路徑的信道相位的任意其他方法。在中繼和目的地處假設單個抽頭瑞 利衰落后向和前向信道和加性、零均值、高斯白噪聲。發送幀包括訓練序列和BPSK-調制符 號的未編碼數據序列。圖3示出使用總的10比特反饋(標記為“量化的”)的誤碼率對信噪比(SNR)。具 體地，使用2比特來量化每個估計的信道相位(針對每個中繼節點發送2比特)。這里SNR
PT
定義為< 其中&表示在中繼處的總平均發送功率，而No表示目的地處的接收功率。在中
繼處接收到的信號的SNR固定在20dB處。作為比較，示出下面的參考方案(標記為“全反 饋”)這里，全信道相位信息反饋回中繼。另外也示出極端的情形，其中中繼節點具有最佳 可用的CSI以便計算權重(標記為“最佳CSI”)，以及其中沒有CSI可用的情形(標記為 “沒有CSI”)。在后者中，接收信號非相干地合并并且因此沒有可能實現波束賦形增益或發 送分集。可以看出量化方案的性能緊密地接近于全反饋方法的性能。注意到通過增加導頻 開銷，可以進一步減小達到最佳CSI情形的剩余性能間隔。下面討論針對4-R-2網絡的優化方法。圖4示出了在三種情形中的目的地處的容 量。在第一種情形中，僅來自碼本的矩陣A2被優化，同時保持Al = I固定(圖號“鏈路 2”)。在第二種情形中，經由針對個碼本條目的每個的本征波束方法來優化人工并 且最佳的C個容量被繪出(圖號“鏈路12”)。可以看出，由于有效信道匹配于總體的源中 繼目的地信道，本征波束情形給出更好的結果。另外，當中繼矩陣人工和A2都設置為合適 維度的身份矩陣(即，沒有加權矩陣的控制)，附圖示出了針對基準情形(圖號“基準”)的 性能。顯然，本發明顯著改進了性能(容量)。可替換地，對于某個給定期望的容量，本方法 可以用于減小所需的發送功率或發送帶寬。下面所討論的是實現。存在不同的方式來估計矩陣H和F，或涉及這些和加權矩 陣的積的有效信道。為了確定有效的信道，可以從源僅發送導頻并且估計有效信道，或等式(2)中的接收信號模型，或涉及的有效相關矩陣。此外或替代地，導頻信號可以僅從中繼發 送或從中繼和源二者發送，取決于什么信號模型或其參數用于優化發送波束賦形信息。另 外，當估計信道矩陣時，也可以使用合適的加權矩陣，并且這些矩陣通常不同于用于發送信 息承載信號的那些矩陣。本發明允許使用已經嵌入在許多無線系統中的操作(例如碼本選擇或閉環 MIM0)，在無線網線中以有效的方式來使用中繼節點。在不同的網絡模型中使用這里的這些 方法，替代地(有條件地)或經由聯合優化。也可以在波束賦形術語方面理解優勢。優化第一鏈路確保從源天線發送的信號在 分配給源的中繼天線處更好的接收(根據使用情形，在別處更少的干擾，或在中繼天線處 更高的接收器功率)。當使用有效信道來優化第一加權矩陣時，中繼輸出信道被隱式地考 慮，并且因此這不同于在源節點處的簡單波束賦形。圖5和圖6是總結前述方法的流程圖。圖5可以實現于操作在無線通信網絡中的 支持MIM0源電子設備處。方法開始于510處。接著，在520處，源電子設備監視無線通信 系統中的信道條件，該無線通信系統包括支持MIM0的源電子設備和多個中繼節點，該支持 MIM0的源電子設備配置成向目的地電子設備發送信號，并且多個中繼節點的每個配置成接 收由支持MIM0的源電子設備所發送的信號并且向目的地電子設備發送涉及從源電子設備 接收的信號的信號。接著，在530處，結合包括將要應用到由無線通信系統中的多個中繼所 發送的所涉及信號的中繼特定信號加權系數的波束賦形矩陣，支持MIM0的源電子設備選 擇將應用到由支持MIM0的源電子設備所發送的信號的波束賦形矩陣，其中根據監視的信 道條件選擇至少一個波束賦形矩陣。下面，在540處，在通信操作期間，源電子設備將選擇 的波束賦形矩陣應用到由支持MIM0的源電子設備所發送的信號。方法在550處停止。圖6是繪出可以在中繼節點處實施的方法的流程圖。方法開始于610處。接著， 在620處，在中繼節點處，中繼節點接收來自于操作在無線通信系統中的支持MIM0的源電 子設備的信號，其中由支持MIM0的源電子設備對信號應用波束賦形矩陣。接著，在630處， 當涉及從支持MIM0的源電子設備接收的信號的信號由中繼節點發送時，中繼節點選擇將 由中繼節點應用到所涉及的信號的加權系數，其中結合應用到由支持MIM0的源電子設備 所發送的信號的波束賦形矩陣來選擇加權系數，并且其中根據信道條件來選擇加權系數和 波束賦形矩陣的至少一個。下面，在640處，中繼節點將加權系數應用到將要由中繼節點發 送的所涉及的信號。方法停止在650處。如這里所使用的，“信號控制設備”、“波束賦形設備”、“加權設備”以及“功率控制 設備”表示源電子設備和中繼節點的程序和數據處理器，其配置成當執行合適的程序指令 時，執行信號控制操作、波束賦形操作、信號加權操作和功率控制操作。在可替換的實施方 式中，信號控制設備、波束賦形設備、加權設備和功率控制設備可以包括專用電路，其中硬 件單元、或本領域技術人員所已知的硬件固件和軟件元件的組合。本發明包括任意和所有 的替換實現方式。一般而言，可以以硬件或者專用電路、軟件、邏輯或者其任何組合來實施各種示例 性實施方式。例如，可以以硬件實施一些方面，而可以用由控制器、微處理器或者其他計算 設備執行的固件或者軟件來實施其他方面，不過本發明不限于此。盡管本發明示例性實施 方式的各種方面可以圖示和描述為框圖或者使用某種其他的圖形表示，但是很好理解這里所描述的這些塊、裝置、系統、技術或者方法可以以作為非限制例子的硬件、軟件、固件、專 用電路或者邏輯、通用硬件或者控制器或者其他計算設備或者其一些組合來實施。
這樣，應該理解本發明的示例性實施方式的至少一些方面可以實施于各種部件如 集成電路芯片和模塊中。集成電路的設計基本上是高度自動化過程。復雜和強大的軟件工 具可用于將邏輯級的設計轉換成準備好將要在半導體襯底上蝕刻的半導體電路設計。這 樣的程序使用建立好的設計規則以及預存的設計模塊庫在半導體襯底上自動地對導體進 行布線和對部件進行定位。一旦已經完成用于半導體電路的設計，可以將標準化電子格式 (例如Opus、GSDII或類似的)的所得設計發送到半導體制造設施以供制造為一個或多個 集成電路設備。當結合附圖閱讀時，鑒于以上描述，對本發明的上述示例性實施方式的各種修改 和適配對于本領域技術人員而言可以變得明顯。然而，任何和所有的修改仍將落入本發明 的非限制性和示例性實施方式的范圍內。例如，盡管上面在E-URTAN(UTRAN-LTE)系統的環境中描述了示例性實施方式，應 該理解本發明的示例性實施方式不限于僅結合這一種特定類型的無線通信系統使用，并且 它們可以有利地應用在其他的無線通信系統中。另外，本發明的各種非限制性和示例性實施方式的一些特征可以在沒有對應運用 其他特征的情況下仍然有利地加以運用。這樣，以上描述應當僅視為對本發明的原理、教導 和示例性實施方式進行說明而不是對之進行限制。源和中繼也可以包括其他相關的控制功能，例如速率控制、MIM0/MIS0調制和編碼 控制、針對源或中繼節點的傳輸格式的確定等等，或任意其他影響波束賦形選擇的技術或 反之亦然。因此，可以看出上文的描述通過示例性和非限制性的例子提供了當前發明人所能 想到的用于確定中繼網絡中的發送權重的最佳方法和設備的全面和教導性描述。本領域技 術人員將理解這里所描述的各種實施方式可以單獨地使用；結合這里所描述的一個或多個 其他實施方式使用；或結合不同于這里所描述的編碼器使用。進一步，本領域技術人員將理 解可以通過除所述的實施方式以外的實施方式來實施本發明；這里給出的所述實施方式是 用于說明性的目的而非限制性的目的；并且本發明僅由下面的權利要求書來限定。
權利要求
一種電子設備，包括無線電通信設備，其配置成在具有多個中繼節點的無線通信系統中執行信號發送操作，其中所述多個中繼節點配置成使用中繼特定加權系數向目的地電子設備發送涉及由所述電子設備發送的信號的信號；多個發送天線；發送器，其配置成使用所述多個發送天線來發送信號；以及信號控制設備，其配置成根據無線通信系統中的信道條件，在信號發送操作期間修改信號配置。
2.根據權利要求1所述的電子設備，其中所述信道條件進一步包括所述電子設備和所 述中繼節點之間的信道條件。
3.根據權利要求1所述的電子設備，其中所述信道條件進一步包括所述中繼節點和所 述目的地設備之間的信道條件。
4.根據權利要求1所述的電子設備，其中所述信道條件進一步包括所述電子設備和所 述目的地電子設備之間的信道條件。
5.根據權利要求1所述的電子設備，其中所述信號控制設備進一步配置成根據信道條 件改變發送的信號的調制。
6.根據權利要求1所述的電子設備，其中所述信號控制設備進一步配置成根據所述信 道條件改變發送的信號的編碼格式。
7.根據權利要求1所述的電子設備，其中所述電子設備是MIMO設備并且所述信號控制 設備進一步配置成根據所述信道條件改變MIMO配置。
8.根據權利要求1所述的電子設備，其中所述信號控制設備進一步包括波束賦形設 備，其配置成根據無線通信系統中的信道條件修改所述多個發送天線的發送波束模式。
9.根據權利要求8所述的電子設備，其中所述波束賦形設備進一步配置成通過選擇和 應用波束賦形矩陣來修改所述發送天線的發送模式，并且其中由中繼節點所應用的加權系 數包括波束賦形矩陣，并且進一步其中聯合地確定選擇由所述電子設備使用的波束賦形矩 陣以及選擇由所述中繼節點使用的波束賦形矩陣。
10.根據權利要求9所述的電子設備，其中所述電子設備的所述波束賦形設備進一步 配置成聯合地確定選擇由所述電子設備使用的所述波束賦形矩陣以及選擇由所述中繼節 點使用的所述波束賦形矩陣。
11.根據權利要求8所述的電子設備，其中所述波束賦形設備進一步配置成通過選擇 和應用波束賦形矩陣來修改所述發送天線的發送模式，其中從預定的碼本選擇所述波束賦 形矩陣。
12.根據權利要求11所述的電子設備，其中所述波束賦形設備進一步配置成從預定的 碼本選擇所述波束賦形矩陣以便滿足預定的準則。
13.根據權利要求12所述的電子設備，其中所述預定的準則包括信道容量。
14.根據權利要求8所述的電子設備，其中所述波束賦形設備進一步配置成通過使用 特征值分解來確定由所述電子設備使用的波束賦形矩陣，選擇由所述電子設備所使用的波 束賦形矩陣，以便考慮選擇由所述中繼節點使用的波束賦形矩陣來修改所述多個發送天線 的發送波束模式。
15.根據權利要求14所述的電子設備，其中使用特征值分解來確定所述波束賦形矩陣 進一步包括考慮選擇由所述中繼節點使用的波束賦形矩陣的優化。
16.根據權利要求14所述的電子設備，進一步包括功率分配設備，其配置成使用信道 相關矩陣來確定功率分配。
17.根據權利要求16所述的電子設備，其中所述功率分配設備進一步配置成使用信道 相關矩陣結合噪聲相關矩陣來確定所述功率分配。
18.根據權利要求1所述的電子設備，其中所述電子設備進一步配置成接收描述信道 條件的量化的信道狀態信息。
19.根據權利要求18所述的電子設備，其中所述信道狀態信息是從所述中繼節點接收的。
20.根據權利要求18所述的電子設備，其中所述信道狀態信息是從所述目的地電子設 備接收的。
21.根據權利要求1所述的電子設備，其中所述電子設備進一步配置成發送導頻信號 以便在確定信道條件中使用。
22.一種配置成操作為中繼節點的電子設備，所述電子設備包括無線電通信設備，其配置成在具有源電子設備的無線通信系統中執行雙向通信操作， 其中雙向通信操作至少包括接收來自所述源電子設備的信號以及向目的地電子設備發送 涉及從源電子設備接收的信號的信號，其中所述源電子設備配置成在信號發送操作期間修 改無線電發送模式；天線，其配置成接收由所述源電子設備發送的信號；天線，其配置成發送涉及從所述源電子設備接收的信號的信號；以及加權設備，其配置成根據信道條件選擇將要應用到由所述電子設備發送的信號的加權 系數以及將選擇的加權系數應用到由電子設備發送的信號。
23.根據權利要求22所述的電子設備，其中所述電子設備進一步包括放大和轉發中繼 節點。
24.根據權利要求22所述的電子設備，其中所述電子設備進一步包括解碼和轉發中繼 節點。
25.根據權利要求22所述的電子設備，其中所述信道條件進一步包括所述中繼節點和 目的地設備之間的信道條件。
26.根據權利要求22所述的電子設備，其中所述加權設備進一步配置成從包括在預定 的碼本中的加權矩陣選擇所述加權系數。
27.根據權利要求26所述的電子設備，其中所述波束賦形設備進一步配置成從所述預 定的碼本選擇所述加權系數以便滿足預定的準則。
28.根據權利要求27所述的電子設備，其中所述預定的準則包括信道容量。
29.根據權利要求22所述的電子設備，其中所述源電子設備配置成使用波束賦形矩 陣修改無線電信號發送模式并且其中所述加權設備進一步配置成通過使用特征值分解來 確定由所述電子設備使用的加權系數，在考慮選擇由所述源電子設備使用的波束賦形矩陣 后，選擇由電子設備使用的加權系數。
30.根據權利要求29所述的電子設備，其中使用特征值分解來確定所述加權系數進一步包括考慮選擇由所述源電子設備使用的波束賦形矩陣的優化。
31.根據權利要求29所述的電子設備，進一步包括功率分配設備，其配置成使用信道 相關矩陣來確定功率分配。
32.根據權利要求31所述的電子設備，其中所述功率分配設備進一步配置成使用信道 相關矩陣結合噪聲相關矩陣來確定所述功率分配。
33.根據權利要求22所述的電子設備，其中所述電子設備進一步配置成接收描述信道 條件的量化的信道狀態信息。
34.根據權利要求22所述的電子設備，其中所述電子設備進一步配置成發送導頻信號 以便在確定信道條件中使用。
35.一種方法，包括監視無線通信系統中的信道條件，該無線通信系統包括源電子設備和多個中繼節點， 所述源電子設備配置成向目的地電子設備發送信號，每個中繼節點配置成接收由所述源電 子設備發送的信號并且向所述目的地電子設備發送涉及從所述源電子設備接收到的信號 的信號；以及根據監視的信道條件來修改所述源電子設備和所述中繼節點的至少一個的信號發送 模式。
36.根據權利要求35所述的方法，其中修改信號發送進一步包括使用中繼特定加權系 數來修改所述中繼節點的信號發送模式，其中根據監視的信道條件來選擇中繼特定加權系數。
37.根據權利要求35所述的方法，其中監視的信道條件包括所述源電子設備和所述中 繼節點之間的信道條件。
38.根據權利要求35所述的方法，其中監視的信道條件包括所述中繼節點和所述目的 地電子設備之間的信道條件。
39.根據權利要求35所述的方法，其中監視的信道條件包括所述源電子設備和所述目 的地電子設備之間的信道條件。
40.根據權利要求35所述的方法，其中監視信道條件進一步包括接收包含量化的信道 條件信息的信號。
41.一種方法，包括在中繼節點處接收來自操作在無線通信系統中的源電子設備的信號，其中所述源電子 設備配置成在信號發送操作期間選擇性地修改信號發送模式；當所述中繼節點發送涉及從源電子設備接收的信號的信號時，在所述中繼節點處選擇 將要由所述中繼節點應用到所涉及的信號的加權系數，其中結合應用到由所述源電子設備 發送的信號的信號發送模式修改來選擇所述加權系數，并且其中根據信道條件選擇由所述 中繼節點應用的加權系數和由所述源電子設備應用的信號發送模式修改的至少一個；以及在所述中繼節點處將所述加權系數應用到將要由所述中繼節點發送的所涉及的信號。
42.一種計算機程序產品，包括存儲計算機程序的計算機可讀存儲介質，所述計算機程 序配置成當被執行時，操作無線通信系統中的源電子設備，其中當計算機程序被執行時，所 述源電子設備配置成監視所述無線通信系統中的信道條件，其中操作在無線通信系統中的 中繼節點配置成接收由所述源電子設備發送的信號以及發送涉及從所述源電子設備接收的信號的信號；結合包括將要應用到由無線通信系統中的多個中繼發送的所涉及的信號的 中繼特定信號加權系數的波束賦形矩陣，選擇將要應用到由所述源電子設備發送的信號的 信號發送模式修改，其中根據監視的信道條件來選擇由所述源電子設備應用的信號發送模 式修改以及包括中繼特定加權系數的波束賦形矩陣的至少一個；并且在通信操作期間，將 選擇的信號發送模式修改應用到由所述源電子設備發送的信號。
43. 一種計算機程序產品，包括存儲計算機程序的計算機可讀存儲介質，所述計算機程 序配置成當被執行時，操作無線通信系統中的中繼節點，其中當計算機程序被執行時，所述 中繼節點配置成接收來自操作在無線通信系統中的源電子設備的信號，其中所述源電子設 備配置成在信號發送操作期間選擇性地應用信號發送模式修改；選擇將要由所述中繼節點 應用到將要由中繼節點發送的信號的加權系數，其中將要發送的信號涉及從所述源電子設 備接收的信號并且其中結合應用到由所述源電子設備發送的信號的信號發送模式修改來 選擇所述加權系數，并且進一步其中根據信道條件選擇加權系數和信號發送模式修改的至 少一個；以及將加權系數應用到將要由所述中繼節點發送的信號。
全文摘要
設備、方法和計算機程序產品實現信道感知方法以便控制操作在無線通信系統中的中繼網絡，其中加權矩陣用在支持MIMO的源電子設備處和中繼處，其中使用至少一個信道鏈路的信道分量的知識來選擇或導出至少一個加權矩陣，其中信道鏈路可以是從中繼到目的地設備的目的地天線，或從支持MIMO的源設備的源天線到中繼，或從支持MIMO的源設備的源天線到目的地設備的目的地天線，在一個方法中，根據監視的信道條件，從加權矩陣的預定的碼本選擇應用在源和中繼節點處的加權矩陣。可替換地，通過使用有效的信道相關矩陣，可能結合噪聲相關矩陣的使用，使用特征值分解和功率分配(例如，灌水)來確定加權矩陣。
文檔編號H04B7/06GK101878598SQ200880117961
公開日2010年11月3日 申請日期2008年11月24日 優先權日2007年11月30日
發明者A·奧蒂南, P·費特爾 申請人:諾基亞公司