專利名稱：閉環(huán)mimo校準的系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
無線通信已在社會上流行，從而產(chǎn)生了對更快和更可靠的無線通信技術(shù)的需要。盡管未限于本方面，但一種這樣的技術(shù)-802.11n被設計成將WLAN速度增大為對數(shù)據(jù)和實際吞吐率而言至少為100Mbps。與當前批準的標準-802.11a、802.11b和802.11g-不同，802.11n針對MAC(介質(zhì)存取控制)接口上的吞吐量，而非物理層中的信令比特率。這表示吞吐率將更可能匹配最高可能的數(shù)據(jù)率。該標準可在5GHz范圍內(nèi)與802.11a一起工作，盡管本發(fā)明并不限于這些頻率范圍。
一種用于802.11n的技術(shù)包括對閉環(huán)多端輸入輸出(MIMO)的校準和隱式反饋，這取決于建立信道互易的無線電校準。然而該技術(shù)可使用需要發(fā)送和接收不同芯片上鏈路的自校準，這會增加成本。
因而，強烈需要具有克服上述缺點的經(jīng)改進無線通信技術(shù)的裝置和方法。
附圖簡述本發(fā)明的主題在本說明書的結(jié)尾部分特別指出，并清楚地在權(quán)利要求中聲明。然而，本發(fā)明的組織和操作方法、以及其對象、特征和優(yōu)點可通過參考以下參閱附圖的詳細描述得到最佳地理解，在附圖中

圖1示出了用于本發(fā)明一實施例的一個設備的校準協(xié)議，且框的高度示出了發(fā)送功率電平；以及圖2示出了用于本發(fā)明一實施例的一對設備的校準協(xié)議，且框的高度示出了發(fā)送功率電平。
可以理解，為了簡單和清晰地說明，附圖中示出的元件不必按比例繪制。例如，為了清晰起見，部分元件的尺寸相對于其它元件放大。此外，在適當考慮之下標號可在附圖中重復，以表示相應或相似的元件。
具體實施例方式
在以下詳細描述中，闡述了許多具體細節(jié)以提供對本發(fā)明的全面理解。然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解無需這些具體細節(jié)也可實踐本發(fā)明。在其它實例中，不詳細描述公知方法、過程、組件和電路，以防混淆本發(fā)明。
以下詳細描述的某些部分根據(jù)對計算機存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)位或二進制數(shù)字信號的操作的算法和符號表示來呈現(xiàn)。這些算法描述和表示可以是數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域內(nèi)那些技術(shù)人員用來向該領(lǐng)域其它技術(shù)人員傳達其工作實質(zhì)的技術(shù)。
算法在本文中通常被視為是導致預期結(jié)果的動作或運算的一個自洽序列。這些包括物理量的物理處理。通常，盡管并非必需，這些量取能夠存儲、傳送、組合、比較和以其它方式處理的電或磁信號的形式。已證明有時(主要出于通用原因)將這些信號引用為位、值、元、符號、字符、項、數(shù)字等是方便的。然而，應當理解，所有這些和相似的項要與適當?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)，并且僅僅是應用于這些量的方便標號。
除非另外有具體的闡述，如從以下討論中顯而易見的，可以理解在本說明書討論中使用諸如“處理”、“計算”、“運算”、“判定”等是指計算機或計算系統(tǒng)、或類似的電子計算設備的動作和/或進程，即將計算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲器內(nèi)的表示為物理(諸如電)量的數(shù)據(jù)處理和/或變換成計算系統(tǒng)的存儲器、寄存器或其它這樣的信息存儲、傳送或顯示設備內(nèi)的類似地表示為物理量的其它數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的各個實施例可包括用于在其中執(zhí)行運算的裝置。裝置可為了預期目的具體構(gòu)建或者它可包括通用計算設備，該通用計算設備由存儲在該設備內(nèi)的程序來選擇性地激活或重新配置。該程序可被存儲在存儲介質(zhì)上，諸如但不限于包括軟盤、光盤、光盤只讀存儲器(CD-ROM)、磁性光盤的任何類型的盤片、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、電可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦除和可編程只讀存儲器(EEPROM)、磁卡或光卡、或適于存儲電指令并能耦合到計算設備的系統(tǒng)總線的任何其它類型的介質(zhì)。
本文中呈現(xiàn)的進程和顯示并不固有地相關(guān)于任何特定計算設備或其它裝置。各種通用系統(tǒng)可根據(jù)本文中示教與程序一起使用，或者可證明構(gòu)建執(zhí)行預期方法的更為專用的裝置是方便的。用于各種各樣這些系統(tǒng)的預期結(jié)構(gòu)將根據(jù)以下的描述來顯現(xiàn)。此外，本發(fā)明的各個實施例不參照任何特定編程語言進行描述，可以理解，可使用各種編程語言來實現(xiàn)本文中所述的本發(fā)明示教。此外，應當理解本文中所述的運算、能力和特征可用硬件(分立或集成電路)和軟件的任何組合來實現(xiàn)。
可使用術(shù)語“耦合”和“連接”及其派生詞。應當理解，這些術(shù)語并非旨在彼此作為同義詞。相反，在特定實施例中，“連接”可用來表示兩個或多個元件彼此直接物理或電接觸?！榜詈稀笨捎糜诒硎緝蓚€或多個元件彼此直接或間接(其間有其它中間元件)地物理或電接觸，和/或兩個或多個元件彼此合作或交互(例如形成一種有效關(guān)系)。
應當理解，本發(fā)明的各個實施例可用于各種各樣的應用。盡管本發(fā)明在該方面不受限制，本文中所公開的設備可用于許多與自校準相對的互校準，因為自校準需要發(fā)送和接收不同芯片上的鏈路，這會增加成本。MIMO接收器的RF放大器通常因為距離和信道衰減而在一增益范圍內(nèi)工作。放大器響應隨根據(jù)自動增益控制(AGC)設置確定的放大增益而變化。可校準對用來接收訓練符號的AGC設置的響應，以便于使用互易來獲得用于成束傳送的反向信道狀態(tài)信息。對AGC設置的響應的校準可能需要來自發(fā)送器的協(xié)作。發(fā)送器發(fā)送具有適當發(fā)送功率電平的校準符號，從而指定AGC的經(jīng)放大接收信號不會被熱噪聲削波或覆沒。AGC設置的校準范圍通常受校準伙伴的發(fā)送功率限制。另一方面，放大器增益的工作范圍對于兩個無線局域網(wǎng)(WLAN)設備之間的靜態(tài)鏈接而言通常在20dB內(nèi)。因此，校正放大器的整個范圍-60dB以上是不必要或不可行的。
現(xiàn)在參看圖1，通常示為100的是對本發(fā)明一實施例的一個設備的校準協(xié)議，且框的高度表示發(fā)送功率電平。在圖1中，站(STA)150的接收鏈路通過接入點(AP)105的幫助校準。盡管不限于該方面，但本發(fā)明一實施例可規(guī)定僅在想要通信的兩個設備之間進行校準。例如，因為STA 150可能不想與其它站直接鏈接，所以站(STA)150可能僅想要用AP(105)校準。此外，先前校準的有效性可通過查看兩個接收到的成束空間流之間的串音來檢查，并且鏈接的期望運行AGC設置可通過從另一設備請求CTS 110或ACK(未示出)來獲得。盡管并不限于本方面，但在本發(fā)明的一個實施例中僅需校準AGC設置的期望設置左右的范圍(10-20dB)。
需要校準的AGC范圍對不同的設備而言可不同，并且對不同設備而言校準中使用的AGC增益分辨率也可對每一設備不同。在本發(fā)明的一個實施例中，當一個設備向另一個設備發(fā)出發(fā)送功率列表時，該另一設備可根據(jù)該列表改變其發(fā)送功率，從而改變的接收信號大小符合校準后的一系列AGC設置。如果校準AGC電平對應于期望增益下的放大增益，則校準伙伴可增大發(fā)送功率(可能超出規(guī)范范圍)，或者發(fā)送該電平的比預期的更多的前導碼。盡管并不限于本方面，但假定在本發(fā)明一實施例中像輸出功率的發(fā)送特征不通過單元內(nèi)的所有設備對標稱數(shù)據(jù)交換改變，這消除了考慮校準功率放大器(PA)設置的需要。
繼續(xù)圖1，STA 150檢測到其校準是陳舊的并且需要校準。STA 150僅僅校準它用來與AP 105通信的有用AGC設置。該站向AP 105發(fā)送RTS分組155或空數(shù)據(jù)分組，且AP 105發(fā)送回“清除發(fā)送”(CTS)110。CTS 110的短前導碼160有助于該站找到對其與AP的鏈接的期望AGC設置。
然后，STA 150基于先前獲得的期望AGC和鏈接的信號變化來確定它想要校準的AGC的范圍。STA 150還確定AP 105的發(fā)送功率的列表，這便于該站增(或減)放大器增益。
然后，該站開始校準165。它發(fā)送功率列表170和N個信道檢測前導碼160，其中N是站上發(fā)送天線的數(shù)量。AP 105然后經(jīng)由校準響應器115發(fā)回它先前確定的信道矩陣120。此外，它發(fā)送L組信道檢測前導碼125、135和145，且每一組有不同的發(fā)送功率電平，其中L是功率列表中的條目數(shù)量。每個組由M個前導碼組成；其中M是AP 105上發(fā)送天線的數(shù)量。STA 150在AP的發(fā)送功率變化時切換至不同的AGC電平。此外，短前導碼(SP)130和140可被插入到不同的功率電平之間，從而在切換AGC之后該站可恢復同步。在接收到L組的信道檢測之后，該站可使用前述方法校準其鏈路。
現(xiàn)在參看圖2，通常示為200且不限于該實施例的是AP 205和STA 245想要校準其鏈路的一個示例。與上述進程相似的是具有RTS 207、CTS 210、N個前導碼250、校準器引發(fā)器255和功率列表260；然而，在圖2的實施例中，AP 205在接收到RTS 250分組后確定期望的AGC電平、掃描AGC范圍和掃描分辨率。AP添加功率列表225，來用信道檢測前導碼在校準響應器215、反饋信道矩陣220和N個前導碼230之間對該站進行其校準。
最后，STA向AP 205發(fā)送信道檢測前導碼，這校準AP的不同AGC電平。為便于AP 205和STA 245鏈路校準，在圖2中示出了STA基準期響應器265、反饋信道矩陣270、短前導碼270、N個前導碼275、以及隨后的附加短前導碼280。
盡管在本文中已說明和描述了本發(fā)明的某些特征，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可進行許多更改、替換、改變和等效。因此，可以理解所附權(quán)利要求旨在涵蓋落于本發(fā)明真實精神內(nèi)的所有這些更改和改變。
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)中閉環(huán)MIMO校準的方法，包括檢測到站的校準是陳舊的且需要校準；確定所述站需要校準的自動增益控制范圍并確定與所述站通信的接入點(AP)的發(fā)射功率列表；通過發(fā)送所述功率列表和N個信道檢測前導碼由所述站開始校準，其中N是所述站上發(fā)射天線的數(shù)量；以及由所述AP發(fā)回信道矩陣和L組信道檢測前導碼，每一組信道檢測前導碼都有不同的發(fā)射功率電平，其中L是功率列表中條目的數(shù)量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述L組信道檢測前導碼的每一組都包括M個前導碼，其中M是所述AP上發(fā)射天線的數(shù)量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括當AP的發(fā)射功率變化時由所述站切換到不同AGC電平。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在不同功率電平之間插入短前導碼，從而所述站可在切換AGC之后恢復同步。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在接收到所述L組信道檢測后校準其鏈路。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括僅由所述站校準有用的AGC設置，所述站采用有用的AGC設置以與所述AP通信。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括由所述站向所述AP發(fā)送RTS分組或空數(shù)據(jù)分組，且其中所述AP發(fā)回一CTS。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述CTS的所述短前導碼幫助所述站找到用于其與所述AP的鏈接的期望AGC設置。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述列表便于所述站增大或減小放大器增益。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過在接收到所述RTS分組之后所述AP確定期望的AGC電平、掃描AGC范圍、以及掃描分辨率、所述AP用所述站的信道檢測前導碼來添加功率列表用于其校準、所述站向所述AP發(fā)送信道檢測前導碼，所述AP和所述站校準其鏈路，其中所述信道檢測前導碼校準AP的不同AGC電平。
11.一種能進行閉環(huán)MIMO校準的無線通信系統(tǒng)，包括無線站，能夠檢測到站的校準是陳舊的且需要校準，以及確定所述站需要校準的自動增益控制范圍并確定與所述站通信的接入點(AP)的發(fā)射功率列表；所述站通過發(fā)送所述功率列表和N個信道檢測前導碼開始校準，其中N是所述站上發(fā)射天線的數(shù)量；以及所述AP發(fā)回信道矩陣和L組信道檢測前導碼，且每一組信道檢測前導碼都有不同的發(fā)射功率電平，其中L是功率列表中條目的數(shù)量。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述L組信道檢測前導碼的每一組都包括M個前導碼，其中M是所述AP上發(fā)射天線的數(shù)量。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述站能夠在所述AP的發(fā)射功率變化時切換到不同AGC電平。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述站能夠在不同功率電平之間插入短前導碼，從而所述站可在切換AGC之后恢復同步。
15.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述站能夠在接收到所述L組信道檢測后校準其鏈路。
16.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述站僅校準有用的AGC設置，所述站采用有用的AGC設置以與所述AP通信。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述站向所述AP發(fā)送RTS分組或空數(shù)據(jù)分組，且其中所述AP發(fā)回一CTS。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述CTS的所述短前導碼幫助所述站找到用于其與所述AP的鏈接的期望AGC設置。
19.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述列表便于所述站增大或減小放大器增益。
20.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，通過在接收到所述RTS分組之后所述AP確定期望的AGC電平、掃描AGC范圍、以及掃描分辨率來校準其鏈路，所述AP用所述站的信道檢測前導碼來添加功率列表用于其校準，所述站向所述AP發(fā)送信道檢測前導碼，所述AP和所述站校準其鏈路，其中所述信道檢測前導碼校準所述AP的不同AGC電平。
21.一種物品包括其上已存儲有指令的存儲介質(zhì)，這些指令在通過計算平臺執(zhí)行時導致檢測到站的校準是陳舊的且需要校準；確定所述站需要校準的自動增益控制范圍并確定與所述站通信的接入點(AP)的發(fā)射功率列表；通過發(fā)送所述功率列表和N個信道檢測前導碼由所述站開始校準，其中N是所述站上發(fā)射天線的數(shù)量；以及由所述AP發(fā)回信道矩陣和L組信道檢測前導碼，且每一組都有不同的發(fā)射功率電平，其中L是功率列表中條目的數(shù)量。
22.如權(quán)利要求21所述的物品，其特征在于，所述L組信道檢測前導碼的每一個都包括M個前導碼，其中M是所述AP上發(fā)射天線的數(shù)量。
23.如權(quán)利要求21所述的物品，其特征在于，所述物品還控制當AP的發(fā)射功率變化時由所述站切換到不同AGC電平。
24.如權(quán)利要求21所述的物品，其特征在于，所述物品還控制在不同功率電平之間插入短前導碼，從而所述站可在切換AGC之后恢復同步。
全文摘要
本發(fā)明的一個實施例提供了一種無線通信系統(tǒng)中的閉環(huán)MIMO校準方法，包括檢測到站的校準是陳舊的且需要校準，確定該站需要校準的自動增益控制范圍并確定與該站通信的接入點(AP)的發(fā)送功率列表，通過發(fā)送功率列表和N個信道檢測前導碼由該站開始校準，其中N是該站上發(fā)送天線的數(shù)量；并由AP發(fā)回信道矩陣和L組信道檢測前導碼，且每一組都有不同的發(fā)送功率電平，其中L是功率列表中條目的數(shù)量。
文檔編號H04B7/04GK101036327SQ200580033623
公開日2007年9月12日 申請日期2005年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月29日
發(fā)明者Q·李, X·林 申請人:英特爾公司