Калибровка антенной матрицы для многовходовых многовыходных систем беспроводной связи

Калибровка антенной матрицы для многовходовых многовыходных систем беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Заявление на приоритет

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.

Область техники, к которой относится изобретение

Последующее описание относится в общем к беспроводным передачам и, среди прочего, к калибровке антенной матрицы для многовходовых многовыходных систем беспроводной связи.

Уровень техники

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.

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.

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.

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.

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.

В связи с вышеизложенным существует необходимость в уровне техники в системе и/или методологии калибровки антенной матрицы в устройствах беспроводной связи.

Сущность изобретения

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.

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.

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.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 показывает аспекты системы беспроводной связи с множественным доступом.

Фиг. 2 - антенную структуру, содержащую приемную цепь и передающую цепь, в соответствии с различными аспектами, описанными здесь.

Фиг. 3 - аспекты временной диаграммы для операций калибровки.

Фиг. 4 - аспекты логики, которая облегчает калибровку антенной матрицы для компенсации рассогласования усиления.

Фиг. 5 - аспекты системы, которые облегчают калибровку антенной матрицы для компенсации рассогласования усиления.

Фиг. 6 - аспекты методологии для калибровки антенной матрицы.

Фиг. 7 - аспекты методологии для калибровки антенной матрицы.

Фиг. 8 - аспекты приемника и передатчика в системе беспроводной связи.

Фиг. 9 - аспекты точки доступа.

Подробное описание

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

В формуле 1 канальная оценка является функцией рассогласования β_AT усиления принимающей цепи терминала доступа для конкретной антенны, рассогласования передающей цепи точки доступа, h_i, которая является физическим каналом между двумя измеряемыми антеннами, и шума n_i канала, который является частью канальной оценки.

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:

В формуле 2 эта канальная оценка является функцией рассогласования α_AT усиления передающей цепи терминала доступа для этой антенны, рассогласования усиления принимающей цепи точки доступа, h_i, которая является физическим каналом между двумя измеряемыми антеннами, и шума канала, который является частью канальной оценки.

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.

В формуле 3, c_i - 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 η_i - 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.

Калибровочные отношения c_i, 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».

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.

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.

Оцененный вектор калибровки, соответствующий терминалу u доступа, может определяться, как показано ниже в формуле 5.

где γ_u - 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.

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.

В этом подходе каждая оценка вектора калибровки включает в себя мультипликативный множитель, γ_u, который отличается для различных терминалов доступа. В случае, где один или более терминалов доступа имеют очень большое рассогласование γ_u усиления, простое усреднение может привести к результатам s смещения средней к антеннам, имеющим наибольшее рассогласование γ_u усиления.

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 γ_u усиления. Этот процесс показывается ниже в формуле 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 .

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 γ_u 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.

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.

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 τ_k,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 γ_u антенны терминала доступа, показан в формуле 8 ниже.

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 γ_i,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 γ_j,k,u является использование подхода квадратичной ошибки с минимальным значением (MMSE), как показано в формуле 9.

Решения для η и γ_i,k,u могут быть получены из формулы 10 ниже.

η□ минимальный собственный вектор

где для вектора x оператор ортогональной проекции может определяться как

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.

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:

С оценкой η вектора калибровки, точка доступа может использовать последующие веса предварительной обработки для компенсации рассогласований ее передающей и принимающей цепей:

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.

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.

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.

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 от