[发明专利]在WLAN通信/无线通信中由第一无线站执行的波束成形的方法

说明书

在WLAN通信/无线通信中由第一无线站执行的波束成形的方法。在WIFI通信中减少波束成形反馈报告大小的机制。在波束成形接收器STA处，根据信道估计生成的波束成形反馈矩阵经受两个压缩处理：首先通过Givens旋转压缩为角度，然后使用信源编码(source coding)进一步进行压缩。在报告中将双重压缩反馈信息发送至波束成形发射器。因此，波束成形发射器通过首先通过源解码来解压缩报告的信息，然后基于Givens旋转进一步解压缩，以重建反馈矩阵。在一些其它实施方式中，波束成形接收器STA使用波束本将波束成形反馈矩阵映射至预定的波束成形矢量。在波束成形反馈报告中发送可以压缩的、矢量的关联索引。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2018年10月9日提交的题为“METHODS OF REDUCING BEAMFORMINGFEEDBACKS IN WLAN”的美国临时专利申请No.62/743,008的优先权和权益，其全部内容出于所有目的通过引用并入本文。

技术领域

本公开的实施方式总体上涉及无线网络通信领域，并且更具体地，涉及无线局域网(WLAN)通信系统中的波束成形(beamforming)机制。

背景技术

波束成形技术被广泛用于不同类型的无线通信系统中。在WLAN通信系统中，以WIFI为例，波束成形(也被称为波束控制(beam steering))被定义为在发射器(波束成形发射器(beamformer)站(STA))处使用的空间滤波机制，以改善预期接收器(波束成形接收器(beamformee)STA)处的信号功率或信噪比(SNR)。这主要涉及应用控制矩阵(steeringmatrix)来调整波束成形发射器天线的信号幅度和相位，以将信号传输聚焦至波束成形接收器方向，同时，避免接收或产生干扰。

当在信道探测中使用显式反馈时，波束成形接收器根据从波束成形发射器发送的训练符号对信道进行直接估计。波束成形接收器可以基于对这些训练符号的观察来生成信道状态信息(CSI)或控制反馈。波束成形接收器量化反馈并将该反馈发送到波束成形发射器。波束成形发射器可以使用该反馈作为确定波束成形控制矩阵的基础。

在符合IEEE 802.11系列标准和规范的无线通信系统中，通过使用波束成形反馈矩阵V和SNR(特征值)来表示估计的信道。为了减少波束成形反馈信息的大小(这通常会消耗大量的传输时间和带宽作为开销)，在将反馈矩阵与SNR一起反馈至波束成形发射器之前，使用Givens旋转将反馈矩阵压缩为角度。

图1是示出根据常规方法用于报告不同的多输入多输出(MIMO)和带宽中压缩波束成形反馈矩阵的各种比特数的表。例如，在两个STA之间，每个STA有16个天线(Nr和Nc表示矩阵的行数和列数)，作为压缩的结果，为每个子载波或子载波组生成的角度数量是240，并且反馈的范围从300,128比特到1,200,128比特变动，这具体取决于几个因素，包括信道带宽(80MHz或320MHz)、组长度(Ng)以及是否使用协作波束成形(CB)。该数据表明，用于报告压缩波束成形反馈的信息量仍然相当大，尤其是对于大型天线阵列和大带宽来说。进一步减小压缩波束成形反馈的大小的一种方法是使用更大的组长度，例如，Ng＝16或32。然而，这不可避免地降低了反馈报告的准确度并劣化了波束成形性能，尤其是在多用户(MU)MIMO场景中。

发明内容

因此，期望在不降低报告准确度的情况下进一步减少用于波束成形反馈报告的信息量，从而减少波束成形数据传输的开销，并提高网络效率和吞吐量。本公开的实施方式致力于在WIFI传输通信中生成和使用具有减少的量的波束成形反馈信息的信道探测的系统和方法。