无线通信环境中的天线虚拟化 相关申请的交叉引用
本申请要求享受 2009 年 2 月 2 日提交的、 题目为 “A METHOD AND APPARATUS FOR MAPPING VIRTUAL ANTENNA’ S IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM” 的美国临时专利申 请序列 No.61/149,325 的权益。以引用方式将上述申请的全部内容并入到本文。
技术领域
概括地说， 下文的描述涉及无线通信， 具体地说， 下文的描述涉及在无线通信系统 中实现天线虚拟化。 背景技术
已广泛地部署无线通信系统以便提供各种类型的通信 ； 例如， 通过这类无线通信 系统可以提供语音和 / 或数据。典型的无线通信系统或网络可以向多个用户提供对一个或 多个共享资源 ( 例如， 带宽、 发射功率等 ) 的接入。例如， 一种系统可以使用诸如频分复用 (FDM)、 时分复用 (TDM)、 码分复用 (CDM)、 正交频分复用 (OFDM) 等等之类的多种多址接入技 术。 通常来说， 无线多址通信系统可以同时地支持多个用户设备 (UE) 的通信。每一个 UE 都能够经由前向链路和反向链路上的传输与一个或多个基站进行通信。 前向链路 ( 或下 行链路 ) 是指从基站到 UE 的通信链路， 而反向链路 ( 或上行链路 ) 是指从 UE 到基站的通 信链路。可以通过单输入单输出、 多输入单输出或者多输入多输出 (MIMO) 系统来建立这种 通信链路。
MIMO 系统通常使用多个 (NT 个 ) 发射天线和多个 (NR 个 ) 接收天线来进行数据传 输。由 NT 个发射天线和 NR 个接收天线形成的 MIMO 信道可以被分解成 NS 个独立信道， 其也 可以被称为空间信道， 其中 NS ≤ {NT， NR}。NS 个独立信道中的每一个信道对应一个维度。此 外， 如果使用由多个发射天线和接收天线所创建的另外的维度， 则 MIMO 系统能够提供改善 的性能 ( 例如， 增加的频谱效率、 更高的吞吐量和 / 或更高的可靠性 )。
MIMO 系统可以支持各种双工技术来在共同的物理介质上划分前向链路通信和反 向链路通信。例如， 频分双工 (FDD) 系统可以针对前向链路通信和反向链路通信使用不同 的频域。此外， 在时分双工 (TDD) 系统中， 前向链路通信和反向链路通信可以使用共同的频 域， 以使得互易原理允许从反向链路信道估计前向链路信道。
无线通信系统时常使用提供覆盖区域的一个或多个基站。 典型的基站可以发送多 个数据流， 以用于广播、 多播和 / 或单播服务， 其中数据流可以是对 UE 具有独立的接收兴趣 的数据的流。可以使用这种基站的覆盖区域内的 UE 来接收由复合流携带的一个、 多于一个 的或所有的数据流。同样， 一个 UE 可以向基站或另一个 UE 发送数据。
无线通信装置 ( 例如， UE、 基站等 ) 可以装备有多个物理发射天线。时常地， 提供 各个信号以使用所述多个物理发射天线。 因此， 例如， 可以提供四个信号以使用四个物理发 射天线 ( 例如， 每一个物理发射天线发送这四个信号中的各自的一个等 )。但是， 上述情况
可能导致显著的开销。 此外， 使用所述多个物理发射天线的一个子集， 可能导致这些物理发 射天线、 与这些物理发射天线相关联的功率放大器 (PA) 等等的非高效使用。根据另一个示 例， 进行接收的无线通信装置 ( 例如， UE、 基站等 ) 可能不能接收和 / 或处理由所述多个物 理发射天线发送的多个信号。根据该示例， 无线通信装置装备的物理发射天线的数量可以 超过由进行接收的无线通信装置所支持的物理发射天线的数量。 发明内容
为了对一个或多个实施例有一个基本的理解， 下面给出了这些实施例的简单概 括。该概括部分不是对所有预期实施例的详尽概述， 且其既不旨在要确定所有实施例的关 键或重要元素也不是描绘任何或所有实施例的保护范围。 其唯一目的是用简单的形式呈现 一个或多个实施例的一些概念， 以此作为后面的详细说明的前奏。
根据一个或多个实施例以及其相应公开内容， 本申请结合便于在无线通信环境中 实现天线虚拟化的性能来描述各个方面。 可以将一组物理发射天线分成多个分组的物理发 射天线。此外， 可以针对所述多个分组的物理发射天线中特定分组的物理发射天线形成预 编码向量。此外， 该特定分组的物理发射天线可以形成特定的虚拟天线。再举例而言， 针对 所述多个分组的物理发射天线中不同分组的物理发射天线可以形成不同的预编码向量， 并 且该不同分组的物理发射天线可以形成不同的虚拟天线。 可以将所述预编码向量应用于用 以在所述特定的虚拟天线上进行发送的信号， 并且可以将不同的预编码向量应用于用以在 所述不同的虚拟天线上进行发送的不同信号。 根据有关的方面， 本申请描述了一种便于在无线通信环境中实现天线虚拟化的方 法。该方法可以包括 ： 将一组物理发射天线分成多个分组的物理发射天线。此外， 该方法 可以包括 ： 针对所述多个分组的物理发射天线中的特定分组的物理发射天线形成预编码向 量， 所述特定分组的物理发射天线形成特定的虚拟天线。此外， 该方法可以包括 ： 将所述预 编码向量应用于用以在所述特定的虚拟天线上进行发送的信号。
另一个方面涉及一种无线通信装置。 所述无线通信装置可以包括 ： 存储器， 用于保 存与以下操作有关的指令 ： 将一组物理发射天线分成多个分组的物理发射天线 ； 针对所述 多个分组的物理发射天线中特定分组的物理发射天线生成预编码向量， 其中所述特定分组 的物理发射天线形成特定的虚拟天线 ； 以及将所述预编码向量应用于用以在所述特定的虚 拟天线上进行发送的信号。此外， 所述无线通信装置可以包括 ： 耦合到所述存储器的处理 器， 其被配置为执行保存在所述存储器中的指令。
又一个方面涉及一种能在无线通信环境中实现天线虚拟化的无线通信装置。 所述 无线通信装置可以包括 ： 用于将一组物理发射天线分成多个分组的物理发射天线的模块， 其中所述分组中的每一个对应于相应的虚拟天线。 此外， 所述无线通信装置可以包括 ； 用于 针对所述多个分组的物理发射天线， 生成相应的预编码向量的模块。 此外， 所述无线通信装 置包括 ： 用于使用所述相应的预编码向量， 对进行发送的信号实现预编码的模块。
又一个方面涉及可以包括计算机可读介质的计算机程序产品。 所述计算机可读介 质可以包括 ： 用于将一组物理发射天线分成多个分组的物理发射天线的代码， 其中所述分 组中的每一个对应相应的虚拟天线。 此外， 所述计算机可读介质可以包括 ： 用于针对所述多 个分组的物理发射天线， 生成相应的预编码向量的代码。 此外， 所述计算机可读介质可以包
括： 用于使用所述相应的预编码向量， 对用以发送的信号实现预编码的代码。
根据另一个方面， 无线通信系统可以包括 ： 处理器， 其中所述处理器可以被配置为 将一组物理发射天线分成多个分组的物理发射天线。此外， 所述处理器还可以被配置为针 对所述多个分组的物理发射天线中特定分组的物理发射天线形成预编码向量， 所述特定分 组的物理发射天线形成特定的虚拟天线。 此外， 所述处理器还被配置为 ： 将所述预编码向量 应用于用以在所述特定的虚拟天线上进行发送的信号。
为了实现前述和有关的目的， 一个或多个实施例包括下文所充分描述和权利要求 书中具体指出的特征。下文的描述和附图详细描述了一个或多个实施例的某些示例性方 面。但是， 这些方面仅仅说明了可以采用这些各个实施例的基本原理的各种方法中的一些 方法， 并且这些所描述的实施例旨在包括所有这些方面及其等同物。 附图说明
图 1 描绘了根据本申请所描述的各个方面的一种无线通信系统。
图 2 描绘了一种在无线通信环境中使用天线虚拟化的示例系统。
图 3 描绘了用于形成与无线通信环境中的虚拟天线相对应的预编码向量的示例 系统。 图 4 描绘了在无线通信环境中的 UE 处执行天线虚拟化的示例系统。
图 5 描绘了在无线通信环境中的基站处执行天线虚拟化的示例系统。
图 6 描绘了使用虚拟天线端口来在无线通信环境中发送信号的示例系统。
图 7 描绘了便于在无线通信环境中实现天线虚拟化的示例方法。
图 8 描绘了通过在无线通信环境中利用天线虚拟化来便于允许兼容传统的设计 的示例方法。
图 9 描绘了一种在无线通信系统中使用天线虚拟化的示例 UE。
图 10 描绘了一种在无线通信环境中建立和使用虚拟天线的示例系统。
图 11 描绘了可以结合本申请中所描述的各个系统和方法来使用的示例无线网络 环境。
图 12 描绘了一种能在无线通信环境中实现天线虚拟化的示例系统。
具体实施方式
现在参考附图来描述各个实施例， 其中贯穿全文相同附图标记用于表示相同的元 素。在下文描述中， 为了说明起见， 为了对一个或多个实施例有一个透彻理解， 对众多特定 细节进行了描述。 但是， 显而易见的是， 可以在不使用这些特定细节的情况下实施这些实施 例。在其它实例中， 为了便于描述一个或多个实施例， 公知的结构和设备以框图形式示出。
如本申请中所使用的， 术语 “组件” 、 “模块” 、 “系统” 等旨在指代与计算机相关的实 体， 其可以是硬件、 固件、 硬件和软件的结合、 软件或运行中的软件。 例如， 组件可以是， 但不 限于是 ： 在处理器上运行的处理、 处理器、 对象、 可执行文件、 执行的线程、 程序和 / 或计算 机。作为示例， 在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以 存在于处理和 / 或执行的线程中， 并且组件可以位于一个计算机上和 / 或分布在两个或更 多计算机之间。此外， 这些组件能够从在其上存储有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组的信号 ( 例如， 来自一个组 件的数据， 该组件与本地系统、 分布式系统中的另一个组件进行交互和 / 或以信号的方式 横跨诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互 )， 以本地和 / 或远程处理的方式进行通 信。
本申请中描述的技术可以用于各种无线通信系统， 例如码分多址 (CDMA)、 时分多 址 (TDMA)、 频分多址 (FDMA)、 正交频分多址 (OFDMA)、 单载波频分多址 (SC-FDMA) 和其它系 统。术语 “系统” 和 “网络” 经常互换地使用。CDMA 系统可以实现诸如通用陆地无线接入 (UTRA)、 CDMA 2000 等等之类的无线技术。UTRA 包括宽带 CDMA(W-CDMA) 和 CDMA 的其它变 型。CDMA 2000 覆盖 IS-2000、 IS-95 和 IS-856 标准。TDMA 系统可以实现诸如全球移动通 信系统 (GSM) 之类的无线技术。OFDMA 系统可以实现诸如演进型 UTRA(E-UTRA)、 超移动宽 带 (UMB)、 IEEE 802.11(Wi-Fi)、 IEEE 802.16(WiMAX)、 IEEE 802.20、 闪速 OFDM 等等之类的 无线技术。UTRA 和 E-UTRA 是通用移动电信系统 (UMTS) 的一部分。3GPP 长期演进 (LTE) 是使用 E-UTRA 的 UMTS 的即将发布版， 其中 E-UTRA 在下行链路上使用 OFDMA， 在上行链路上 使用 SC-FDMA。在来自名称为 “第三代合作伙伴计划” (3GPP) 的组织的文档中描述了 UTRA、 E-UTRA、 UMTS、 LTE 和 GSM。另外， 在来自名称为 “第三代合作伙伴计划 2” (3GPP2) 的组织的 文档中描述了 CDMA2000 和 UMB。 此外， 这些无线通信系统可以另外包括对等的 ( 例如， 移动 台对移动台的 ) 自组织网络系统， 其通常使用不成对的免授权的频谱、 802.xx 无线 LAN、 蓝 牙和任何其它短程或远程的无线通信技术。
单载波频分多址 (SC-FDMA) 使用单载波调制和频域均衡。SC-FDMA 具有与 OFDMA 系统相似的性能和基本相同的整体复杂度。 SC-FDMA 信号由于其固有的单载波结构， 因而其 具有较低的峰均功率比 (PAPR)。例如， SC-FDMA 可以在上行链路通信中使用， 在上行链路通 信中， 较低的 PAPR 使 UE 在发射功率效率方面极大地受益。因此， 在 3GPP 长期演进 (LTE) 或者演进型 UTRA 中， 可以将 SC-FDMA 实现成上行链路多址方案。
此外， 本申请中结合用户设备 (UE) 来描述各个实施例。UE 还可以被称为系统、 用 户单元、 用户站、 移动站、 移动台、 远程站、 远程终端、 移动设备、 用户终端、 终端、 无线通信设 备、 用户代理、 用户设备或接入终端。 UE 可以是蜂窝电话、 无绳电话、 会话发起协议 (SIP) 电 话、 无线本地环路 (WLL) 站、 个人数字助理 (PDA)、 具有无线连接能力的手持设备、 计算设备 或者连接到无线调制解调器的其它处理设备。此外， 本申请中还结合基站来描述各个实施 例。 基站可以用于与 UE 进行通信， 基站还可以被称为接入点、 节点 B、 演进型节点 B(eNodeB、 eNB) 或某种其它术语。
此外， 术语 “或” 意在指包括性的 “或” 而不是排外的 “或” 。也就是说， 除非另外说 明或者从上下文中明确得知， 否则短语 “X 使用 A 或 B” 意在指任何正常的或排列。也就是 说， 短语 “X 使用 A 或 B” 被下列实例中的任何一个所满足 ： X 使用 A ； X 使用 B ； 或者 X 使用 A 和 B。此外， 本申请和所附权利要求书中使用的冠词 “一 (a)” 和 “一 (an)” 通常应当解释 为意思是 “一个或多个” ， 除非另外说明或者从上下文中明确得知其针对于单数形式。
本申请中描述的各个方面或特征可以实现成方法、 装置或使用标准编程和 / 或工 程技术的制品。如本申请中所使用的术语 “制品” 意在涵盖可从任何计算机可读器件、 载体 或介质访问的计算机程序。 例如， 计算机可读介质可以包括， 但不限于 ： 磁存储器件 ( 例如， 硬盘、 软盘、 磁带等等 )， 光盘 ( 例如， 压缩盘 (CD)、 数字多功能光盘 (DVD) 等等 )， 智能卡和闪存器件 ( 例如， EPROM、 卡、 棒、 键式驱动器等等 )。此外， 本申请中所描述的各种存储介质 可以表示用于存储信息的一个或多个设备和 / 或其它机器可读介质。术语 “机器可读介质” 可以包括， 但不限于 ： 无线信道以及能够存储、 包含和 / 或携带指令和 / 或数据的各种其它 介质。
现参见图 1， 该图根据本申请中给出的各个实施例描绘了系统 100。 系统 100 包括 ： 基站 102， 其可以包括多个天线组。例如， 一个天线组可以包括天线 104 和天线 106， 另一个 组可以包括天线 108 和天线 110， 另外一个组可以包括天线 112 和天线 114。对于每一个天 线组描绘了两个天线 ； 但是， 每一个组可以使用更多或更少的天线。 基站 102 可以另外包括 发射机链和接收机链， 这些发射机链和接收机链中的每一个可以包括与信号发送和接收相 关联的多个组件 ( 例如， 处理器、 调制器、 复用器、 解调器、 解复用器、 天线等等 )， 如本领域 的普通技术人员所理解的。
基站 102 可以与诸如用户设备 (UE)116 和 UE 122 之类的一个或多个 UE 进行通信 ； 但是， 应当明白的是， 基站 102 可以与类似于 UE 116 和 UE122 的几乎任意数量的 UE 进行通 信。 例如， UE 116 和 UE 122 可以是蜂窝电话、 智能电话、 膝上型计算机、 手持型通信设备、 手 持型计算设备、 卫星无线设备、 全球定位系统、 PDA 和 / 或用于在系统 100 上进行通信的任何 其它适当设备。如所描绘的， UE 116 与天线 112 和天线 114 进行通信， 其中天线 112 和天线 114 在前向链路 118 上向 UE 116 发送信息， 在反向链路 120 上从 UE 116 接收信息。此外， UE 122 与天线 104 和天线 106 进行通信， 其中天线 104 和天线 106 在前向链路 124 上向 UE 122 发送信息， 在反向链路 126 上从 UE 122 接收信息。例如， 在频分双工 (FDD) 系统中， 前 向链路 118 可以使用与反向链路 120 所使用的频带不同的频带， 前向链路 124 可以使用与 反向链路 126 所使用的频带不同的频带。此外， 在时分双工 (TDD) 系统中， 前向链路 118 和 反向链路 120 可以使用共同的频带， 前向链路 124 和反向链路 126 可以使用共同的频带。
每一天线组和 / 或这些天线组被指定在其中进行通信的区域可以被称为基站 102 的一个扇区。例如， 可以将天线组设计成与在基站 102 所覆盖的区域的扇区中的 UE 进行通 信。在前向链路 118 和前向链路 124 上的通信中， 基站 102 的发射天线可以使用波束成形 来改善针对 UE 116 和 UE 122 的前向链路 118 和前向链路 124 的信噪比。此外， 与基站通 过单个天线向其所有 UE 发送信号相比， 当基站 102 使用波束成形来向随机散布于所关联的 覆盖区域中的 UE 116 和 UE 122 发送信号时， 相邻小区中的 UE 可以遭受较少的干扰。
根据一个示例， UE( 例如， UE 116、 UE 122 等 ) 可以包括多个物理发射天线。通常， 常规的 UE 包括一个物理发射天线 ； 因此， 这种普通 UE 典型地通过这一个物理发射天线来发 送信号。相比而言， UE 116 和 / 或 UE 122 可以包括多个物理发射天线 ( 例如， 两个、 四个、 大于 1 的任意整数等等 )。例如， UE 116 和 / 或 UE 122 可以是改进的长期演进 (LTE-A)UE， 其包括多个物理发射天线。
UE 116 和 / 或 UE 122 可以通过实现预编码来创建虚拟天线。通过应用预编码来 建立虚拟天线可以使得在通过上述虚拟天线进行发送时， 能有效地使用与这些多个物理发 射天线相关联的功率放大器 (PA)。举例而言， UE( 例如， UE 116、 UE 122 等 ) 可以包括两个 物理发射天线， 这两个天线中的每一个可以与各自的 PA 相关联。如果未建立虚拟天线并且 UE 有一个信号要通过这两个物理发射天线中的一个来发送， 则使用这两个 PA 中的一个， 而 另一个 PA 保持未被使用 ； 因此， 没有有效地使用该 UE 的资源。替代性地， UE 可以将这两个物理发射天线虚拟化为单个虚拟天线。进一步地， UE 可以通过该单个虚拟天线来发送一个 信号， 这使得使用与这两个物理发射天线相关联的两个 PA 通过这两个物理发射天线来发 送该信号。因此， 与未能利用虚拟天线的传统技术相比， 其可以更高效地使用该 UE 的资源。 此外， 从装置外的观点来看 ( 例如， 从基站 102 等等的角度来看， 其中， 该基站从该 UE 接收 信号 )， 形成所述虚拟天线的这两个物理发射天线可以呈现为单个天线。但是， 应当理解的 是， 所请求保护的主题并不受到上述示例的限制。
再举一个例子， 基站 102 可以包括多个物理发射天线。基站 102 的物理发射天线 的数量可以比向 UE 116 和 / 或 UE 122( 例如， 传统 UE、 LTE-AUE 等等 ) 通知的天线的数量 大。因此， 基站 102 可以实现天线虚拟化， 以便从对与多个物理发射天线相关联的 PA 的功 率的充分利用中获益， 并允许对传统兼容的设计。
如本申请中所阐明的， 无线通信装置 ( 例如， 基站 102、 UE 116、 UE 122 等 ) 可以 从多个物理发射天线来建立虚拟天线。此外， 天线虚拟化对进行接收的无线通信装置 ( 例 如， UE 116、 UE 122、 基站 102 等 ) 来说可以是透明的 ； 这样， 进行接收的无线通信装置可以 不知道正由该无线通信装置实现的天线虚拟化、 由该无线通信装置执行的预编码等等。例 如， 由基站 102 进行的虚拟天线的形成对于 UE 116 和 / 或 UE 122 来说可以是透明的。同 样地， 例如， 由 UE( 例如， UE 116、 UE 122 等 ) 进行的虚拟天线的建立对于基站 102 来说可 以是透明的。 再举一个例子， 天线虚拟化可以是非透明的。 这样， 形成虚拟天线的无线通信装置 可以向进行接收的无线通信装置指示使用了天线虚拟化， 详细说明所使用的预编码等等。 另外地或替代地， 进行接收的无线通信装置可以 ( 例如， 通过信令等 ) 控制虚拟化细节， 并 因此知道由形成虚拟天线的无线通信装置所实现的虚拟化细节。
现在转到图 2， 所描绘的是在无线通信环境中使用天线虚拟化的系统 200。系统 200 包括通过信道 ( 例如， 上行链路、 下行链路等 ) 向进行接收的无线通信装置 ( 没有示出 ) 发送信息、 信号、 数据、 指令、 命令、 比特、 符号等等的无线通信装置 202。 例如， 无线通信装置 202 可以是基站 ( 例如， 图 1 的基站 102 等 )、 UE( 例如， 图 1 的 UE 116、 图 1 的 UE 122 等 ) 等等。此外， 进行接收无线通信装置可以是例如 UE( 例如， 图 1 的 UE 116、 图 1 的 UE 122 等 )、 基站 ( 例如， 图 1 的基站 102 等 ) 等等。
无线通信装置 202 可以进一步包括天线虚拟化组件 204 和多个物理发射天线。无 线通信装置 202 可以包括 T 个物理发射天线 ( 例如， 物理发射天线 1206、 ...、 以及物理发射 天线 T 208)， 其中 T 可以是大于 1 的几乎任意整数。下文将包括物理发射天线 1206、 ...、 以及物理发射天线 T 208 的这 T 个物理发射天线称为物理发射天线 206-208。 此外， 天线虚 拟化组件 204 可以支持多个虚拟天线。例如， 由天线虚拟化组件 204 所提供的虚拟天线的 数量可以小于或者等于物理发射天线 206-208 的数量 ( 例如， 虚拟天线的数量是小于或等 于 T 的整数、 ...)。
天线虚拟化组件 204 可以实现预编码， 以有效地利用物理发射天线 206-208， 以及 分别与物理发射天线 206-208 相关联的 PA。例如， 天线虚拟化组件 204 可以针对其支持的 虚拟天线使用相应的预编码向量。因此， 如果形成了两个虚拟天线， 则天线虚拟化组件 204 可以使用两个预编码向量， 其中上述虚拟天线中的每一个与上述预编码向量中相应的一个 预编码向量相关联 ； 但是， 应当理解的是， 所主张的主题并不受此限制。可以使用预编码向
量来从多个物理发射天线 206-208( 例如， 该组物理发射天线 206-208、 来自该组物理发射 天线 206-208 的一个子集等 ) 形成虚拟天线。
举例而言， 无线通信装置 202 可以包括两个物理发射天线 ( 例如， 物理发射天线 1206 和物理发射天线 T 208 等 )。此外， 天线虚拟化组件 204 可以支持从这两个物理发射 天线形成的一个虚拟天线， 因此， 可以使用一个预编码向量。例如， 针对该虚拟天线的预编 码向量可以是诸如 [αβ] 的 2 乘 1 维向量。根据该示例， 天线虚拟化组件 204 可以接收要 在该虚拟天线上发送的信号 X。天线虚拟化组件 204 可以将该预编码向量应用于信号 X。 因此， 天线虚拟化组件 204 可以将信号 X 乘以 α， 以产生要在第一物理发射天线 ( 例如， 物 理发射天线 1206 等 ) 上发送的第一输出信号。此外， 天线虚拟化组件 204 可以将信号 X 乘 以 β， 以产生要在第二物理发射天线 ( 例如， 物理发射天线 T 208 等 ) 上发送的第二输出信 号。在接收机侧， 在信道组合之后， 进行接收的无线通信装置 ( 没有示出 ) 可以有效地观测 到一个发射天线 ( 例如， 如果进行接收的无线通信装置具有一个接收天线等 )。但是， 可以 预期的是， 所主张的主题并不受到上述示例的限制。
参见图 3， 所描绘的是在无线通信环境中形成与虚拟天线相对应的预编码向量的 系统 300。系统 300 包括可以通过信道 ( 例如， 上行链路、 下行链路等 ) 发送信号的无线通 信装置 202。无线通信装置 202 可以包括天线虚拟化组件 204 和多个物理发射天线 ( 例如， 物理发射天线 1206、 ...、 以及物理发射天线 T 208)。 无线通信装置 202 可以进一步包括 ： 预编码向量生成组件 302， 其可以形成针对虚 拟天线的预编码向量。例如， 预编码向量生成组件 302 可以选择要从这 T 个物理发射天线 206-208 形成的虚拟天线的数量。 此外， 预编码向量生成组件 302 可以针对要形成的每一个 虚拟天线生成相应的预编码向量。
根据无线通信装置 202 是 UE 的示例， 可以由 UE 自身通过预编码向量生成组件 302 来生成包括要形成的虚拟天线的数量和针对每一个虚拟天线的预编码向量的虚拟化细 节。另外地或替代地， 这种虚拟化细节可以由基站以信号的形式进行半静态地发送， 并由 UE( 例如， 无线通信装置 202 等 ) 进行接收。因此， 预编码向量生成组件 302( 和 / 或天线虚 拟化组件 204 等 ) 可以收集所接收的、 指定要形成的虚拟天线的数量和 / 或针对每一个虚 拟天线的预编码向量的信息。
根据另一个示例， 无线通信装置 202 可以是基站。相应地， 基站可以使用预编码向 量生成组件 302 来产生包括要形成的虚拟天线的数量和针对每一个虚拟天线的预编码向 量的虚拟化细节。
虽然没有示出， 但由预编码向量生成组件 302 产生、 收集等的预编码向量可以被 保存在无线通信装置 202 的存储器中。此外， 当执行如本申请中所描述的预编码时， 可以 由天线虚拟化组件 204 取出预编码向量。存储器可以存储要发送的数据、 所接收的数据、 以及与执行本申请中所阐明的各种动作和功能有关的任何其它适当信息。应当理解的是， 本申请中所描述的数据存储 ( 例如， 存储器等 )， 可以是易失性存储器或非易失性存储器， 或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器二者。通过示例而不是限制的方式， 非易失 性存储器可以包括只读存储器 (ROM)、 可编程 ROM(PROM)、 电可编程 ROM(EPROM)、 电可擦写 PROM(EEPROM) 或者闪存。 易失性存储器可以包括充当外部高速缓冲存储器的随机存取存储 器 (RAM)。通过示例而不是限制的方式， RAM 能以多种形式可用， 例如同步 RAM(SRAM)、 动态
RAM(DRAM)、 同步 DRAM(SDRAM)、 双倍数据速率 SDRAM(DDR SDRAM)、 增强型 SDRAM(ESDRAM)、 同步链接 DRAM(SLDRAM) 和直接型雷伯斯 (Rambus)RAM(DRRAM)。本发明的系统和方法的存 储器旨在包括， 但不限于 ： 这些和任何其它适当类型的存储器。
现转到图 4， 所描绘的是在无线通信环境中的 UE 处执行天线虚拟化的系统 400。 系统 400 包括 UE 402( 例如， 图 2 的无线通信装置 202 等 ) 和基站 404( 例如， 进行接收的 无线通信装置等 )。UE 402 可以发送和 / 或接收信息、 信号、 数据、 指令、 命令、 比特、 符号等 等。UE 402 可以经由前向链路和 / 或反向链路与基站 404 进行通信。基站 404 可以发送和 / 或接收信息、 信号、 数据、 指令、 命令、 比特、 符号等等。此外， 虽然没有示出， 但可以预期的 是， 在系统 400 中可以包括类似于 UE 402 的任意数量的 UE， 和 / 或在系统 400 中可以包括 类似于基站 404 的任意数量的基站。
UE 402 包括多个物理发射天线 ( 例如， 物理发射天线 1206、 ...、 以及物理发射天 线 T 208)。 此外， UE 402 可以包括预编码向量生成组件 302 和天线虚拟化组件 204。 根据一 个示例， 可以由预编码向量生成组件 302 通过产生预编码向量来生成虚拟天线。例如， 预编 码向量生成组件 302 可以建立 L 个预编码向量 ( 例如， 预编码向量 1、 ...、 以及预编码向量 L)， 其中 L 可以是小于或者等于 T 的几乎任意整数 ( 例如， 其中 T 是物理发射天线 206-208 的数量、 ...)。虽然没有示出， 但可以预期的是， 可以由预编码向量生成组件 302 创建一个 预编码向量。由预编码向量生成组件 302 提供的预编码向量可以使得在通过虚拟天线发射 信号的同时， 能有效地使用 PA。
根据一个示例， 可以由 UE 402 自身通过使用预编码向量生成组件 302 来生成包括 要形成的虚拟天线的数量和针对每一个虚拟天线的预编码向量的虚拟化细节。 另外地或替 代地， 可以由基站 404 以信号的形式半静态地向 UE 402 发送这些虚拟化细节。因此， 预编 码向量生成组件 302( 和 / 或天线虚拟化组件 204 等 ) 可以收集所接收的、 指定要形成的虚 拟天线的数量和 / 或针对每一个虚拟天线的预编码向量的信息。
再举一个例子， 关于进行预编码以形成虚拟天线的细节对于基站 404 来说可以是 透明的。因此， UE 402 可以通过执行预编码来使用虚拟天线， 而无需向基站 404 指示正在 实现这种虚拟化。但是， 还可以预期的是， 由 UE 402 执行的天线虚拟化对基站 404 来说可 以是不透明的， 因此， 基站 404 可以知道由 UE 402 执行的天线虚拟化。
UE 402 可以通过上行链路， 向基站 404 发送信息、 信号、 数据、 指令、 命令、 比特、 符号等等。上行链路波形可以是离散傅里叶变换 (DFT) 预编码 OFDM 波形 ( 例如， 单载波 FDM(SC-FDM) 波形等 )。与多载波波形相比， 单载波波形可以具有较低的峰均功率比， 这可 以使得 PA 的效率较高。因此， 当形成虚拟天线时， 预编码向量生成组件 302 可以尝试尽可 能减少在物理发射天线 206-208 处生成多载波波形的机会。 因此， 预编码向量生成组件 302 可以采用如本申请中所描述的各种规则来产生基于天线选择的预编码向量。
预编码向量生成组件 302 可以如下文所述地从物理发射天线 206-208 形成分组， 其中一个分组对应于一个特定的虚拟天线。假定预编码向量生成组件 302 要从 T 个物理发 射天线 206-208 形成 L 个虚拟天线。因此， 预编码向量生成组件 302 可以将这 T 个物理发 射天线 206-208 分成 L 个分组。分组 i 确定了 T 个物理发射天线 206-208 中用于形成虚拟 天线 i 的物理发射天线 ( 例如， 这 T 个物理发射天线 206-208 的一个子集等 )， 其中 i 是索 引， i ＝ 0、 1、 ...、 L-1。此外， 预编码向量生成组件 302 可以针对这些分组形成预编码向量。预编码向 量生成组件 302 可以根据特定的分组生成预编码向量， 其中预编码向量是单位模值 (unit norm)T 乘 1 维向量， 其中的非零项与参与形成特定的虚拟天线的特定分组中的物理发射天 线相对应。
根据一个示例， 假定要从四个物理发射天线 206-208( 例如， T ＝ 4、 ...) 形成两个 虚拟天线 ( 例如， L ＝ 2、 ...)。这两个虚拟天线可以包括虚拟天线 1 和虚拟天线 2， 这四个 物理发射天线可以包括物理发射天线 1、 物理发射天线 2、 物理发射天线 3 和物理发射天线 4。根据该示例， 可以由预编码向量生成组件 302 形成的示例分组可以是 {{3、 4}{1、 2}}， 其 中与虚拟天线 1 相对应的第一分组包括物理发射天线 3 和物理发射天线 4， 与虚拟天线 2 相 对应的第二分组包括物理发射天线 1 和物理发射天线 2。 此外， 预编码向量生成组件 302 可 jD1 jD2 以形成针对虚拟天线 1 的诸如 [0 0 e e ]/sqrt(2) 之类的第一预编码向量 ( 例如， 预编 jD3 jD4 码向量 1 等 )， 以及针对虚拟天线 2 的诸如 [e e 0 0]/sqrt(2) 之类的第二预编码向量 ( 例如， 预编码向量 2 等 )， 其中， 对于不同的频率音调 ( 例如， 资源等 )， 相位值可以是不同 的， 和 / 或相位值可以随时间改变。但是， 应当理解的是， 所主张的主题并不受到上述示例 的限制。
再举一个例子， 可以从四个物理发射天线 206-208( 例如， T ＝ 4、 ...) 形成两个虚 拟天线 ( 例如， L ＝ 2、 ...)。再次， 这两个虚拟天线可以包括虚拟天线 1 和虚拟天线 2， 并 且这四个物理发射天线可以包括物理发射天线 1、 物理发射天线 2、 物理发射天线 3 和物理 发射天线 4。例如， 预编码向量生成组件 302 可以生成两个预编码向量， 每一个具有 T 乘 1 维的大小 ( 例如， 4 乘 1 维、 ...)。由预编码向量生成组件 302 形成的针对虚拟天线 1 的预 编码向量 1 可以是 [αβγδ] 以及由预编码向量生成组件 302 形成的针对虚拟天线 2 的 预编码向量 2 可以是 [a b c d]。此外， 可以通过使用预编码向量 1， [αβγδ]， 的虚拟天 线 1 来发送第一信号 X， 而可以通过使用预编码向量 2， [a b c d]， 的虚拟天线 1 来同时发 送第二信号 Y。这样， 天线虚拟化组件 204 可以使用预编码向量 1 和预编码向量 2 来对第一 信号 X 和第二信号 Y 实现预编码。因此， 可以在物理发射天线 1 上发送 X 乘以 α 加上 Y 乘 以 a， 在物理发射天线 2 上发送 X 乘以 β 加上 Y 乘以 b， 在物理发射天线 3 上发送 X 乘以 γ 加上 Y 乘以 c， 以及在物理发射天线 4 上发送 X 乘以 δ 加上 Y 乘以 d。为了保持 UE 402 在 上行链路上向基站 404 发送的经 DFT 预编码的 OFDM 波形的单载波性质， α 或者 a 是零， β 或者 b 是零， γ 或者 c 是零， 以及 δ 或者 d 是零。因此， 每一个物理发射天线 206-208 可 以被用于一个虚拟天线 ( 例如， 前述示例中的虚拟天线 1 或者虚拟天线 2 等 )， 以使得可以 避免在一个物理发射天线上发送多个信号 ； 从而， 每一个物理发射天线 206-208 可以发送 单载波波形， 而不管是否在不同的虚拟天线上同时发送不同的信号。但是， 应当理解的是， 所主张的主题并不受到上述示例的限制。
预编码向量生成组件 302 可以使得形成的虚拟天线占用物理发射天线 206-208 的 一个子集。 对于所有的物理发射天线， 可以在与针对该虚拟天线形成的预编码向量中、 物理 发射天线的子集相对应的相应位置处包括非零值。此外， 对于该子集中不包括的物理发射 天线， 可以在针对该虚拟天线所形成的预编码向量中的相应位置处包括零值。
此外， 在已经形成虚拟天线之后， 从数据、 参考信号和控制的观点来看， 可以将虚 拟天线认为是物理发射天线。 例如， 如果 UE 402 具有四个物理发射天线 206-208， 则预编码向量生成组件 302 可以将这四个物理发射天线 206-208 虚拟化成两个虚拟天线。在实现虚 拟化之后， 可以将 UE 402 视为具有两个发射天线 ( 例如， 两个虚拟天线、 ...)， 即使其实际 具有四个物理发射天线 206-208。此外， 基站 404 可以将 UE 402 视作为具有两个发射天线 ( 例如， 两个虚拟天线、 ...)， 并且可以从 UE 402 的这两个发射天线接收不同的参考信号、 控制、 数据等等。
参见图 5， 所描绘的是在无线通信环境中的基站处执行天线虚拟化的系统 500。系 统 500 包括基站 502( 例如， 图 2 的无线通信装置 202、 图 4 的基站 404 等 ) 和 UE 504( 例如， 进行接收的无线通信装置、 图 4 的 UE 402 等 )。基站 502 可以发送和 / 或接收信息、 信号、 数据、 指令、 命令、 比特、 符号等等。基站 502 可以经由前向链路和 / 或反向链路与 UE 504 进行通信。UE 504 可以发送和 / 或接收信息、 信号、 数据、 指令、 命令、 比特、 符号等等。此 外， 虽然没有示出， 但可以预期的是， 可以在系统 500 中包括类似于基站 502 的任意数量的 基站， 和 / 或可以在系统 500 中包括类似于 UE 504 的任意数量的 UE。
基站 502 包括多个物理发射天线 ( 例如， 物理发射天线 1206、 ...、 以及物理发射天 线 T 208)。此外， 基站 502 可以包括预编码向量生成组件 302 和天线虚拟化组件 204。根 据一个示例， 可以由预编码向量生成组件 302 通过生成预编码向量来创建虚拟天线。例如， 可以由预编码向量生成组件 302 建立 L 个预编码向量 ( 例如， 预编码向量 1、 ...、 以及预编 码向量 L)， 其中 L 可以是小于或者等于 T 的几乎任意整数 ( 例如， 其中 T 是物理发射天线 206-208 的数量、 ...)。 虽然没有示出， 但可以预期的是， 可以由预编码向量生成组件 302 创 建一个预编码向量。由预编码向量生成组件 302 提供的预编码向量可以使得在通过虚拟天 线发射信号的同时有效地使用 PA， 使得基站 502 能从对 PA 的功率的充分利用中获益。
此外， 基站 502 还可以包括向 UE 504 指示天线数量的通知 (advertisement) 组件 506。例如， 所指示的天线的数量可以是由预编码向量生成组件 302 所形成的和 / 或由天线 虚拟化组件 204 所使用的虚拟天线的数量。基站 502 中包括的物理发射天线 206-208 的数 量可以比由通知组件 506 向 UE 504( 例如， 传统 UE、 LTE-A UE 等 ) 所通知的天线的数量大。 例如， 在 LTE 版本 8 中， 下行链路物理发射天线的最大数量可以是四， 而在 LTE-A 中， 下行链 路物理发射天线的最大数量可以是八。因此， 如果 UE504 是操作在基站 502 包括八个物理 发射天线 206-208( 例如， T ＝ 8、 ...) 的 LTE-A 网络中的传统 UE( 例如， LTE 版本 8UE 等 )， 则通知组件 506 可以以信号的形式向 UE 504 发送基站 502 包括四个发射天线 ( 或者少于 四个发射天线 )。因此， 天线虚拟化可以通过提供对传统兼容的设计来支持传统的 UE。但 是， 应当理解的是， 所主张的主题并不受到上述示例的限制。
此外， 传统 UE 和非传统 UE( 例如， LTE-A UE 等 ) 可以共存于以及操作于共同的网 络中。可以针对传统的 UE 使用天线虚拟化 ( 例如， 针对传统的 UE， 从基站 502 的八个物理 发射天线 206-208 形成四个或者更少的虚拟天线等等 )。 根据一个示例， 可以针对非传统的 UE 使用天线虚拟化 ( 例如， 针对非传统 UE， 从基站 502 的八个物理发射天线 206-208 形成 四个或者更少的虚拟天线等等 )。 再举一个例子， 当天线虚拟化被用于传统的 UE 时， 针对非 传统的 UE 不需要使用天线虚拟化。这样， 通知组件 506 可以向非传统的 UE( 例如， UE 504 等 ) 指示基站 502 的物理发射天线 206-208 的数量或者由预编码向量生成组件 302 所形成 并且由天线虚拟化组件 204 所实现的虚拟天线的数量。根据上文的通知组件 506 以信号的 形式向传统的 UE 发送基站 502 包括四个 ( 或者更少的 ) 发射天线 ( 例如， 四个或者更少的虚拟天线等等 ) 而不是八个物理发射天线 206-208 的示例， 通知组件 506 可以进一步以信 号的形式向非传统的 UE 发送基站 502 包括四个 ( 或者更少的 ) 发射天线 ( 例如， 四个或者 更少的虚拟天线等等 ) 或者八个发射天线 ( 例如， 八个物理发射天线 206-208 等 )。
此外， 对于下行链路的场景， 虚拟化对 UE 504 来说可以是透明的。因此， UE 504 可以缺少由基站 502 所使用的虚拟化细节的知识， 例如， 实现了虚拟化、 所使用的预编码向 量、 如何生成预编码向量等等。
用于下行链路的波形可以是 OFDM 波形。因此， 在系统 500 中， 不需要使用结合上 行链路天线虚拟化所采用的约束条件 ( 如结合图 4 所描述的 )。 例如， 可以在特定的物理发 射天线 ( 例如， 来自物理发射天线 206-208 等 ) 上同时发送多个信号， 因此， 该波形不需要 是单载波波形。但是， 应当理解的是， 所主张的主题并不受此限制。
预编码向量生成组件 302 可以如下文所述地对物理发射天线 206-208 进行虚拟 化。例如， 从物理发射天线 206-208 到虚拟天线的映射可以是任何单位模值预编码向量。 可以将预编码向量设计成使得虚拟信道的维度未被减少到超出所期望的虚拟天线的数量。 例如， 预编码向量生成组件 302 可以将物理发射天线 206-208 分成一些分组， 其中每一个分 组对应于一个虚拟天线。预编码向量生成组件 302 可以针对每一个分组生成一个预编码向 量。 例如， 针对特定分组的预编码向量可以是单位模值向量， 其中非零项与参与该虚拟天线 的特定分组中的物理发射天线相对应。再举一个例子， 预编码向量生成组件 302 可以使用 固定的预编码向量 ( 例如， DFT 矩阵的不同的列作为针对虚拟天线的预编码向量等等 )。 此外， 在已经形成虚拟天线之后， 从数据、 参考信号和控制的观点来看， 可以将虚 拟天线认为是物理发射天线。例如， 如果基站 502 具有四个物理发射天线 206-208， 则预编 码向量生成组件 302 可以将这四个物理发射天线 206-208 虚拟化成两个虚拟天线。在实现 虚拟化之后， 可以将基站 502 视为具有两个发射天线 ( 例如， 两个虚拟天线、 ...)， 即使其实 际上具有四个物理发射天线 206-208。此外， UE 504 可以将基站 502 视作为具有两个发射 天线 ( 例如， 两个虚拟天线、 ...)， 并且可以从基站 502 的这两个发射天线接收不同的参考 信号、 控制、 数据等等。
现参见图 6， 所描绘的是使用虚拟天线端口来在无线通信环境中发送信号的系统 600。 系统 600 包括无线通信装置 202( 例如， 图 4 的 UE 402、 图 5 的基站 502 等等 )。 无线通 信装置 202 可以进一步包括天线虚拟化组件 204 和多个物理发射天线 ( 例如， 物理发射天 线 1206、 ...、 以及物理发射天线 T 208)。 此外， 可以从上述多个物理发射天线 206-208 形成 L 个虚拟天线 ( 例如， 利用图 3 的预编码向量生成组件 302 等等 )。这样， 无线通信装置 202 可以包括可被用于发送相应的信号的 L 个虚拟天线端口 ( 例如， 虚拟天线端口 1602、 ...、 以及虚拟天线端口 L 604)。
根据一个示例， 无线通信装置 202 可以包括四个物理发射天线 206-208( 例如， T＝ 4、 ...)。 此外， 可以从这四个物理发射天线 206-208 形成两个虚拟天线 ( 例如， L ＝ 2、 ...)。 因此， 无线通信装置 202 可以包括两个虚拟天线端口 602-604。此外， 要通过第一虚拟天线 发送的第一信号可以被提供给第一虚拟天线端口 ( 例如， 虚拟天线端口 1602 等 )， 以及要通 过第二虚拟天线发送的第二信号可以被提供给第二虚拟天线端口 ( 例如， 虚拟天线端口 L 604 等 )。 天线虚拟化组件 204 可以向由第一虚拟天线端口获得的第一信号应用第一预编码 向量 ( 例如， 预编码向量 1 等 )， 以及向由第二虚拟天线端口获得的第二信号应用第二预编
码向量 ( 例如， 预编码向量 L 等 )。因此， 根据上述示例， 可以在四个物理发射天线 206-208 上发送两个信号 ( 例如， 由于无线通信装置 202 需要生成较少的参考信号来进行发送， 因此 这使得开销减少、 ...)。
此外， 本申请中所描述的预编码向量不需要是随频率不变的。虚拟化可以是取决 于频率 (frequency dependent) 的映射， 以针对频率平坦场景提供另外的频率分集。与每 一个分组中的循环延迟分集 (CDD) 或者基于频率的相位偏移相类似的方案是取决于频率 的映射的示例。此外， 如果无线通信装置 202 是基站 ( 例如， 图 5 的基站 502 等 )， 则为了向 传统 UE( 没有示出 )( 例如， 图 5 的 UE 502 等 ) 提供合理的虚拟天线的信道估计， 该取决于 频率的映射可以是平滑的且不随频率快速地变化。因此， 为了使虚拟天线呈现为类似于物 理发射天线， 预编码向量可以随音调平滑地变化， 而不是随音调任意地变化。
参见图 7- 图 8， 这些图描绘了与在无线通信环境中使用天线虚拟化有关的方法。 虽然， 为了使说明简单， 将这些方法示出并描述为一系列的动作， 但是应该理解和明白的 是， 这些方法并不受动作顺序的限制， 因为， 根据一个或多个实施例， 一些动作可以以不同 的顺序发生和 / 或与本申请中示出和描述的其它动作同时发生。例如， 本领域普通技术人 员应当理解和明白的是， 一种方法可以替代地表示成一系列相互关联的状态或事件， 如在 状态图中。此外， 要实现根据一个或多个实施例的方法， 并非示出的所有动作都是必需的。
参照图 7， 该图描绘了便于在无线通信环境中实现天线虚拟化的方法 700。在 702 处， 可以将一组物理发射天线分成多个分组的物理发射天线。 例如， 该组物理发射天线可以 包括 T 个物理发射天线， 其中 T 可以是几乎任意整数。此外， 可以将该组 T 个物理发射天线 分成 L 个分组， 其中 L 可以是小于或者等于 T 的几乎任意整数。
在 704 处， 可以针对所述多个分组的物理发射天线中的特定分组的物理发射天线 形成预编码向量。所述特定分组的物理发射天线可以形成特定的虚拟天线。此外， 如果将 该组 T 个物理发射天线分成 L 个分组， 则可以形成 L 个预编码向量。此外， 这 L 个预编码向 量可以对应于 L 个虚拟天线。根据一个示例， 针对所述多个分组的物理发射天线中的不同 分组的物理发射天线， 可以形成不同的预编码向量， 其中所述不同分组的物理发射天线可 以形成不同的虚拟天线。在 706 处， 可以将所述预编码向量应用于用以在所述特定的虚拟 天线上进行发送的信号。此外， 可以将与不同的虚拟天线相对应的不同的预编码向量应用 于用以在不同的虚拟天线上进行发送的不同信号。
根据一个示例， 所述一组物理发射天线可以与用户设备 (UE) 相关联， 并且上述信 号可以用于通过上行链路向基站发送。例如， 可以选择 ( 例如， 由 UE 等来选择 ) 要形成的 虚拟天线的数量， 其中虚拟天线的数量可以是该组物理发射天线被分成的分组的数量。此 外， 可以选择 ( 例如， 由 UE 等来选择 ) 针对所述特定分组的预编码向量 ( 和 / 或针对不同的 分组的不同预编码向量 )。再举另一个例子， 可以从基站接收指示， 该指示指定了下面中的 至少一个 ： 要形成的虚拟天线的数量 ( 例如， 虚拟天线的数量可以是该组物理发射天线被 分成的分组的数量、 ...) 或者针对特定分组的预编码向量 ( 和 / 或针对不同分组的不同预 编码向量 )。此外， 与天线虚拟化有关的信息对于基站来说可以是透明的。此外， 在上行链 路上发送的波形可以是单载波波形 ( 例如， 离散傅里叶变换 (DFT) 预编码的正交频分复用 (OFDM) 波形等等 )。再举一个例子， 预编码向量可以是大小为 T 乘 1 维的单位模值向量， 其 中非零项与形成该特定虚拟天线的特定分组中的物理发射天线相对应， 其中 T 是该组中物理发射天线的数量。此外， T 乘 1 维单位模值向量中的剩余项 ( 例如， 与该特定分组中没有 包括的物理发射天线相对应、 与和不同的虚拟天线相关联的物理发射天线相对应、 ...) 可 以是零。此外， 预编码向量中的非零项可以是常量。此外， 预编码向量中的非零项可以是取 决于频率和 / 或取决于时间的。
再举一个例子， 该组物理发射天线可以与基站相关联， 并且该信号可以是用于在 下行链路上向用户设备 (UE) 发送。 例如， 与天线虚拟化有关的信息对于 UE 来说可以是透明 的。根据一个示例， 预编码向量可以是单位模值向量。根据另一个示例， 预编码向量可以是 单位模值向量， 其非零项与参与该特定虚拟天线的特定分组中的物理发射天线相对应。又 一个示例涉及 ： 该预编码向量是离散傅里叶变换 (DFT) 矩阵的特定列， 其中 DFT 矩阵的不同 列被用于不同的虚拟天线， 使用。此外， 预编码向量中的非零项可以是常量。进一步地， 预 编码向量中的非零项可以是取决于频率和 / 或取决于时间的。
转到图 8， 所描绘的是便于通过在无线通信环境中使用天线虚拟化来允许对传统 兼容的设计的方法 800。在 802 处， 可以从一组物理发射天线来建立一组虚拟天线。例如， 该组虚拟天线可以由基站来建立。此外， 与可以由传统基站使用的物理发射天线的最大数 量相比， 与基站相关联的该组物理发射天线可以包括更大数量的物理发射天线。 举例而言， 与基站相关联的该组物理发射天线可以包括八个物理发射天线， 而可以由传统基站使用的 物理发射天线的最大数量可以是四个物理发射天线 ； 但是， 应当理解的是， 本发明并不受此 限制。在 804 处， 可以向传统用户设备 (UE) 通知该组虚拟天线中的虚拟天线的数量。在 806 处， 可以向非传统 UE( 例如， 改进的长期演进 (LTE-A)UE 等等 ) 通知该组物理发射天线 中的物理发射天线的数量。因此， 可以针对传统 UE 使用虚拟化 ( 例如， 当通知该组虚拟天 线中的虚拟天线的数量时、 ...)， 而针对非传统 UE， 不需要使用虚拟化。但是， 可以进一步 预期的是， 可以向非传统 UE 通知该组虚拟天线中的虚拟天线的数量， 和 / 或可以针对非传 统 UE 使用虚拟化。
应当理解的是， 根据本申请描述的一个或多个方面， 可以作出与在无线通信环境 中实现天线虚拟化有关的推论。如本申请所使用的， 术语 “推断” 或 “推论” 通常是指从如 经由事件和 / 或数据捕获的一组观测结果推理或推断系统、 环境和 / 或用户的状态的过程。 例如， 可以使用推论来识别特定的上下文或动作， 或者推论可以生成状态的概率分布。 推论 可以是概率性的， 也就是说， 基于对数据和事件的考虑来计算目标状态的概率分布。 推论还 可以指用于从一组事件和 / 或数据组成较高层事件的技术。无论一组观测的事件在时间紧 邻上是否相关以及这些事件和存储的事件数据是否来自一个或几个事件和数据源， 这样的 推论都导致从一组观测的事件和 / 或存储的事件数据中构造新的事件或动作。
图 9 描绘了在无线通信系统中使用天线虚拟化的 UE 900。 UE 900 包括接收机 902， 该接收机 902 从例如接收天线 ( 没有示出 ) 接收信号， 对所接收的信号执行典型的操作 ( 例 如， 滤波、 放大、 下变频等等 )， 并数字化所调节的信号以获得采样。接收机 902 可以是例如 MMSE 接收机， 并且其可以包括解调器 904， 该解调器 904 可以对所接收的符号进行解调， 并 将它们提供给处理器 906 以用于信道估计。处理器 906 可以是专用于分析由接收机 902 接 收的信息和 / 或生成由发射机 916 发送的信息的处理器， 用于控制 UE 900 的一个或多个组 件的处理器， 和 / 或分析由接收机 902 接收的信息、 生成由发射机 916 发送的信息、 且控制 UE 900 的一个或多个组件的处理器。UE 900 可以另外包括 ： 存储器 908， 其操作性地耦合至处理器 906， 并且可以存储 要发送的数据、 所接收的数据以及与执行本申请所述的各种动作和功能有关的任何其它的 适当信息。 存储器 908， 例如， 可以存储与将多个物理发射天线分成多个分组、 形成针对所述 多个分组的各预编码向量等相关联的协议和 / 或算法。此外， 存储器 908 还可以维护预编 码向量。
应当理解的是， 本申请描述的数据存储器 ( 例如， 存储器 908) 可以是易失性存储 器或非易失性存储器， 或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器二者。通过示例而不 是限制的方式， 非易失性存储器可以包括只读存储器 (ROM)、 可编程 ROM(PROM)、 电可编程 ROM(EPROM)、 电可擦写 PROM(EEPROM) 或者闪存。易失性存储器可以包括作为外部高速缓冲 存储器的随机存取存储器 (RAM)。通过示例而不是限制的方式， RAM 能以多种形式可用， 例 如静态 RAM(SRAM)、 动态 RAM(DRAM)、 同步 DRAM(SDRAM)、 双倍数据速率 SDRAM(DDR SDRAM)、 增强型 SDRAM(ESDRAM)、 同步链接 DRAM(SLDRAM) 和直接型雷伯斯 (Rambus)RAM(DRRAM)。本 发明的系统和方法的存储器 908 旨在包括， 但不限于 ： 这些和任何其它适当类型的存储器。
处理器 906 可以操作性地耦合至天线虚拟化组件 910 和 / 或预编码向量生成组件 912。天线虚拟化组件 910 可以基本类似于图 2 的天线虚拟化组件 204， 和 / 或预编码向量 生成组件 912 可以基本类似于图 3 的预编码向量生成组件 302。预编码向量生成组件 912 可以生成与从 UE 900 的多个物理发射天线 ( 没有示出 ) 形成的虚拟天线相关联的预编码 向量。此外， 天线虚拟化组件 910 可以实现预编码 ( 例如， 使用由预编码向量生成组件 912 生成的预编码向量等等 ) 以在虚拟天线上发送用于发送的信号。此外， UE 900 还包括调制 器 914 和向基站发送数据、 信号等的发射机 916。虽然图中将天线虚拟化组件 910、 预编码 向量生成组件 912 和 / 或调制器 914 描述成独立于处理器 906， 但应当理解的是， 上述组件 可以是处理器 906 或多个处理器 ( 没有示出 ) 的一部分。
图 10 描绘了在无线通信环境中建立和使用虚拟天线的系统 1000。 系统 1000 包括 具有接收机 1010 和发射机 1024 的基站 1002( 例如， 接入点等等 )， 其中， 接收机 1010 通过 多个接收天线 1006 从一个或多个 UE 1004 接收信号， 发射机 1024 通过多个发射天线 1008 向一个或多个 UE 1004 进行发送。接收机 1010 可以从接收天线 1006 接收信息， 并且其与 对所接收的信息进行解调的解调器 1012 操作性关联。解调后的符号由类似于上文针对图 9 描述的处理器的处理器 1014 进行分析， 该处理器 1014 耦合至存储器 1016， 存储器 1016 保存要发送给 UE 1004 或者从 UE 1004 接收的数据和 / 或与执行本申请所述的各种动作和 功能有关的任何其它的适当信息。处理器 1014 进一步耦合至天线虚拟化组件 1018 和 / 或 预编码向量生成组件 1020。天线虚拟化组件 1018 可以基本类似于图 2 的天线虚拟化组件 204， 和 / 或预编码向量生成组件 1020 可以基本类似于图 3 的预编码向量生成组件 302。预 编码向量生成组件 1020 可以生成与从基站 1002 的多个物理发射天线 1008 形成的虚拟天 线相关联的预编码向量。此外， 天线虚拟化组件 1018 可以实现预编码 ( 例如， 使用由预编 码向量生成组件 1020 生成的预编码向量等等 ) 以在虚拟天线上发送用于发送的信号。虽 然没有示出， 但可以预期的是， 基站 1002 可以进一步包括基本类似于图 5 的通知组件 506 的通知组件。基站 1002 可以进一步包括调制器 1022。根据上面的描述， 调制器 1022 可以 对由发射机 1024 通过天线 1008 向 UE 1004 发送的帧进行复用。虽然图中将天线虚拟化组 件 1018、 预编码向量生成组件 1020 和 / 或调制器 1022 描述成独立于处理器 1014， 但应当理解的是， 上述组件可以是处理器 1014 或多个处理器 ( 没有示出 ) 的一部分。
图 11 示出了一种示例性无线通信系统 1100。为了简单起见， 无线通信系统 1100 描述了一个基站 1110 和一个 UE 1150。但是， 应当理解的是， 系统 1100 可以包括多于一个 基站和 / 或多于一个 UE， 其中另外的基站和 / 或 UE 可以基本上类似于或者不同于下面描述 的示例性基站 1110 和 UE 1150。此外， 应当理解的是， 基站 1110 和 / 或 UE 1150 可以使用 本申请所描述的系统 ( 例如， 图 1- 图 6、 图 9- 图 10 和图 12) 和 / 或方法 ( 图 7- 图 8)， 以 便于实现它们之间的无线通信。
在基站 1110 处， 可以从数据源 1112 向发射 (TX) 数据处理器 1114 提供用于多个数 据流的业务数据。根据一个示例， 每一个数据流可以在各自的天线上发送。TX 数据处理器 1114 基于为数据流所选择的特定编码方案， 对该业务数据流进行格式化、 编码和交织， 以便 提供经编码的数据。
可以使用正交频分复用 (OFDM) 技术将每一个数据流的经编码的数据与导频数据 进行复用。另外地或替代地， 导频符号可以是频分复用 (FDM) 的、 时分复用 (TDM) 的或码 分复用 (CDM) 的。一般情况下， 导频数据是以已知方式处理的已知数据图案， UE 1150 可以 使用导频数据来估计信道响应。可以基于为每一个数据流所选择的特定调制方案 ( 例如， 二进制相移键控 (BPSK)、 正交相移键控 (QPSK)、 M 相相移键控 (M-PSK)、 M 阶正交幅度调制 (M-QAM) 等等 )， 对每一个数据流的经复用的导频和经编码的数据进行调制 ( 例如， 符号映 射 )， 以提供调制符号。通过由处理器 1130 执行或提供的指令可以确定每一个数据流的数 据速率、 编码和调制。
可以向 TX MIMO 处理器 1120 提供这些数据流的调制符号， TX MIMO 处理器 1120 可以进一步处理这些调制符号 ( 例如， 用于 OFDM)。随后， TX MIMO 处理器 1120 向 NT 个发 射机 (TMTR)1122a 至 1122t 提供 NT 个调制符号流。在各个实施例中， TX MIMO 处理器 1120 对数据流的符号和将从其处发送该符号的天线应用波束成形权重。
每一个发射机 1122 接收和处理各自的符号流， 以提供一个或多个模拟信号， 并进 一步调节 ( 例如， 放大、 滤波和上变频 ) 这些模拟信号以提供适合于在 MIMO 信道上发送的 调制信号。此外， 分别从 NT 个天线 1124a 至 1124t 发送来自发射机 1122a 至 1122t 的 NT 个 调制信号。
在 UE 1150， 由 NR 个天线 1152a 至 1152r 接收所发送的调制信号， 并将从每一个天 线 1152 接收的信号提供给各自的接收机 (RCVR)1154a 至 1154r。每一个接收机 1154 调节 ( 例如， 滤波、 放大和下变频 ) 各自的信号， 对调节后的信号进行数字化以提供采样， 并进一 步处理这些采样以提供相应的 “接收的” 符号流。
RX 数据处理器 1160 可以从 NR 个接收机 1154 接收 NR 个接收的符号流， 并基于特 定的接收机处理技术对其进行处理， 以提供 NT 个 “检测的” 符号流。RX 数据处理器 1160 可 以解调、 解交织和解码每一个检测的符号流， 以恢复出该数据流的业务数据。RX 数据处理 器 1160 所执行的处理与在基站 1110 处由 TX MIMO 处理器 1120 和 TX 数据处理器 1114 所 执行的处理是相反的。
如上所述， 处理器 1170 可以定期地确定要使用哪种可用的技术。此外， 处理器 1170 可以形成反向链路消息， 该消息包括矩阵索引部分和秩值部分。
反向链路消息可以包括关于通信链路和 / 或所接收的数据流的各种类型信息。反向链路消息可以由 TX 数据处理器 1138 进行处理， 由调制器 1180 进行调制， 由发射机 1154a 至 1154r 进行调节， 并被发送回基站 1110， 其中 TX 数据处理器 1138 还从数据源 1136 接收 多个数据流的业务数据。
在基站 1110 处， 来自 UE 1150 的调制信号由天线 1124 进行接收， 由接收机 1122 进 行调节， 由解调器 1140 进行解调， 并由 RX 数据处理器 1142 进行处理， 以提取出由 UE 1150 发送的反向链路消息。此外， 处理器 1130 可以处理所提取出的消息， 以确定使用哪个预编 码矩阵来确定波束成形权重。
处理器 1130 和处理器 1170 可以分别指导 ( 例如， 控制、 协调、 管理等等 ) 在基站 1110 和 UE 1150 处的操作。各处理器 1130 和 1170 可以与存储程序代码和数据的存储器 1132 和 1172 相关联。处理器 1130 和处理器 1170 还可以分别进行计算， 以导出针对上行链 路和下行链路的频率和脉冲响应估计。
在一个方面， 将逻辑信道分成控制信道和业务信道。 逻辑控制信道可以包括 ： 广播 控制信道 (BCCH)， 其是用于广播系统控制信息的 DL 信道。此外， 逻辑控制信道可以包括 ： 寻呼控制信道 (PCCH)， 该其是传送寻呼信息的 DL 信道。此外， 逻辑控制信道可以包括 ： 多 播控制信道 (MCCH)， 其是用于针对一个或几个 MTCH 发送多媒体广播和多播服务 (MBMS) 调 度和控制信息的点对多点 DL 信道。通常来说， 在建立无线资源控制 (RRC) 连接之后， 该信 道仅由接收 MBMS( 注 ： 旧的 MCCH+MSCH) 的 UE 使用。另外地， 逻辑控制信道可以包括 ： 专用 控制信道 (DCCH)， 其是发送专用控制信息的点对点双向信道， 该信道可以由具有 RRC 连接 的 UE 使用。在一个方面， 逻辑业务信道可以包括 ： 专用业务信道 (DTCH)， 其是专用于一个 UE 进行用户信息传送的点对点双向信道。此外， 逻辑业务信道可以包括用于发送业务数据 的点对多点 DL 信道的多播业务信道 (MTCH)。
在一个方面， 将传输信道分成 DL 和 UL。DL 传输信道包括广播信道 (BCH)、 下行链 路共享数据信道 (DL-SDCH) 和寻呼信道 (PCH)。通过在整个小区上广播并被映射到可以用 于其它控制 / 业务信道的物理层 (PHY) 资源， PCH 可以支持 UE 省电 ( 例如， 可以由网络向 UE 指示不连续接收 (DRX) 周期等 )。UL 传输信道可以包括随机接入信道 (RACH)、 请求信道 (REQCH)、 上行链路共享数据信道 (UL-SDCH) 和多个 PHY 信道。
PHY 信道可以包括一组 DL 信道和 UL 信道。例如， DL PHY 信道可以包括 ： 公共导 频信道 (CPICH) ； 同步信道 (SCH) ； 公共控制信道 (CCCH) ； 共享 DL 控制信道 (SDCCH) ； 多 播控制信道 (MCCH) ； 共享 UL 分配信道 (SUACH) ； 确认信道 (ACKCH) ； DL 物理共享数据信道 (DL-PSDCH) ； UL 功率控制信道 (UPCCH) ； 寻呼指示符信道 (PICH) ； 和 / 或负载指示符信道 (LICH)。再举例而言， UL PHY 信道可以包括 ： 物理随机接入信道 (PRACH) ； 信道质量指示符 信道 (CQICH) ； 确认信道 (ACKCH) ； 天线子集指示符信道 (ASICH) ； 共享请求信道 (SREQCH) ； UL 物理共享数据信道 (UL-PSDCH) ； 和 / 或宽带导频信道 (BPICH)。
应当理解的是， 本申请所描述的实施例可以用硬件、 软件、 固件、 中间件、 微代码或 者其任意组合来实现。对于硬件实现， 这些处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路 (ASIC)、 数字信号处理器 (DSP)、 数字信号处理器件 (DSPD)、 可编程逻辑器件 (PLD)、 现场可 编程门阵列 (FPGA)、 处理器、 控制器、 微控制器、 微处理器、 用于执行本申请所述功能的其它 电子单元或者其组合中。
当使用软件、 固件、 中间件或微代码、 程序代码或代码段来实现这些实施例时， 它们可以存储在诸如存储组件之类的机器可读介质中。代码段可以代表过程， 函数， 子程序， 程序， 例行程序， 子例行程序， 模块， 软件包， 类， 或者指令、 数据结构或程序语句的任意组 合。可以通过传递和 / 或接收信息、 数据、 自变量、 参数或存储器内容来将代码段耦合到另 一代码段或硬件电路。 可以使用任何适当的方式， 包括存储器共享、 消息传递、 令牌传递、 网 络传输等来对信息、 自变量、 参数和数据等进行传递、 转发或发送。
对于软件实现， 本申请描述的技术可利用执行本申请所述功能的模块 ( 例如， 过 程、 函数等 ) 来实现。软件代码可以存储在存储器单元中， 并由处理器执行。存储器单元可 以实现在处理器内， 也可以实现在处理器外， 在后一种情况下， 其可以经由如本领域已知的 各种手段通信地耦合到处理器。
参照图 12， 所描绘的是能在无线通信环境中实现天线虚拟化的系统 1200。例如， 系统 1200 可以位于 UE 中。再举一个例子， 系统 1200 可以至少部分地位于基站中。应当明 白的是， 系统 1200 被表示为包括一些功能模块， 这些功能模块代表由处理器、 软件或者其 组合 ( 例如， 固件 ) 所实现的功能。 系统 1200 包括可以协同操作的电气组件的逻辑组 1202。 例如， 逻辑组 1202 可以包括 ： 用于将一组物理发射天线分成多个分组的物理发射天线的电 气组件 1204。此外， 这些分组中的每一个对应于相应的虚拟天线。此外， 逻辑组 1202 可以 包括 ： 用于针对所述多个分组的物理发射天线， 生成相应的预编码向量的电气组件 1206。 此外， 逻辑组 1202 可以包括 ： 用于使用所述相应的预编码向量， 对进行发送的信号实现预 编码的电气组件 1208。另外， 系统 1200 可以包括 ： 存储器 1210， 其保存用于执行与电气组 件 1204、 1206 和 1208 相关联的功能的指令。虽然图中将电气组件 1204、 1206 和 1208 示出 为位于存储器 1210 之外， 但应当理解的是， 电气组件 1204、 1206 和 1208 中的一个或多个可 以位于存储器 1210 之内。
上文的描述包括一个或多个实施例的示例。当然， 为了描述前述的实施例而描述 部件或方法的所有可能的结合是不可能的， 但是本领域普通技术人员应该认识到， 各个实 施例可以做进一步的结合和变换。因此， 本申请描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求 书的精神和保护范围之内的所有这种改变、 修改和变形。 此外， 就说明书或权利要求书中使 用的 “包含” 一词而言， 该词的涵盖方式类似于 “包括” 一词， 就如同 “包括” 一词在权利要求 中用作衔接词所解释的那样。