具有有限反馈的MIMO系统中的闭环传输波束成形方法和系统

摘要

本发明涉及具有有限反馈的MIMO系统中的闭环传输波束成形方法和系统。本发明记载了通过从波束成形矩阵因式分解出不重要的信息(特别是相位信息)来减小闭环MIMO系统中的反馈带宽的方法。

说明书

本申请是申请日为2005年9月2日、申请号为200580030474.X、发明 名称为“具有有限反馈的MIMO系统中的闭环传输波束成形方法和系 统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及无线网络，更具体来说，本发明涉及利用多个空间信道 的无线网络。

背景技术

闭环多输入多输出(MIMO)系统典型地从接收机向发射机传输信 道状态信息。接着，发射机利用该信息来进行波束成形。传输该信道状 态信息消耗在其他情况下可用于数据业务量的带宽。

发明内容

按照本发明的第一方面，提供了一种由闭环多输入多输出MIMO无 线网络中的无线站执行的方法，所述方法包括：接收通过N个天线发射 的信号；根据所述信号确定波束成形矩阵；从所述波束成形矩阵的列中 因式分解出相位信息；利用N²-N个角度表示没有所述相位信息的波束成 形矩阵；以及从所述无线站发送所述角度。

按照本发明的第二方面，提供了一种其上存储有指令的计算机可读 介质，所述指令在被执行时导致闭环多输入多输出MIMO无线网络中的 无线站执行：根据接收自N个发射天线的信号确定波束成形矩阵；从所 述波束成形矩阵的列中因式分解出相位信息；利用N²-N个角度表示没有 所述相位信息的波束成形矩阵；以及从所述无线站发送所述角度。

按照本发明的第三方面，提供了一种电子系统，包括：N个天线； 耦合到N个天线的处理器；以及具有利用指令编码的机器可读介质的产 品，所述指令在被访问时导致处理器根据接收到的信号来估计信道状态 信息、根据信道状态信息确定NxN波束成形矩阵、从NxN波束成形矩阵 的每一列中因式分解出相位角、利用N²-N个角度表示没有所述相位角的 波束成形矩阵。

附图说明

图1示出了两个无线站的图示；

图2和3示出了根据本发明的各实施例的流程图；以及

图4示出了根据本发明的各实施例的电子系统。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考附图以说明性的方式示出可以实践本发 明的具体实施例。对于本领域技术人员来说，这些实施例被描述得足够 详细以用于实践本发明。应当理解的是，本发明的各实施例尽管有所不 同，但不一定是互相排斥的。举例来说，在不背离本发明的精神和范围 的情况下，在这里结合一个实施例描述的特定特征、结果或特性可以被 实施在其他实施例中。此外，应当理解，在不背离本发明的精神和范围 的情况下，在每个所公开的实施例中的各个元件的安排可以被修改。因 此，下面的详细描述不是限制性的，并且本发明的范围仅由经过适当解 释的所附权利要求书及其等效表述的完全范围所限定。在附图中，相同 的附图标记指代相同或相似的功能。

图1示出了两个无线站的图示，即站102和站104。在一些实施例 中，站102和104是无线局域网(WLAN)的一部分。例如，站102 和104当中的一个或多个可以是WLAN中的接入点。此外，站102和 104当中的一个或多个例如可以是移动站，比如膝上型计算机、个人数 字助理(PDA)等等。此外，在一些实施例中，站102和104是无线广 域网(WWAN)的一部分。

在某些实施例中，站102和104可以部分地或者完全地遵循无线网 络标准来操作。例如，站102和104可以部分地遵循诸如ANSI/IEEE Std. 802.11(1999版本)之类的标准来操作，但是这并不是对本发明的限制。 在本文中使用的术语“802.11”指的是任何过去的、当前的或者未来的 IEEE 802.11标准，其中包括但不限于1999版本。此外，站102和104 例如可以部分地遵循任何其他标准来操作，比如任何未来的IEEE个人 区域网标准或者广域网标准。

站102和104各包括多个天线。站102和104当中的每一个包括“N” 个天线，其中N可以是任何数量。在某些实施例中，站102和104具 有不等数量的天线。本说明书的剩余部分讨论站102和104具有相等数 量的天线的情况，但是本发明的各实施例不限于此。站102和104通过 其进行通信的“信道”可以包括许多可能的信号路径。例如，当站102 和104处于具有许多“反射体”(例如墙壁、门或者其他障碍)的环境 中时，许多信号可以从不同的路径到达。这种状况被称作“多径”。在 某些实施例中，站102和104采用多个天线来利用所述多径并且增加通 信带宽。例如，在某些实施例中，站102和104可以使用多输入多输出 (MIMO)技术进行通信。一般来说，MIMO系统通过利用由于多径而 成为可能的多个空间信道来提供更高的容量。

在某些实施例中，站102和104可以在每个空间信道中利用正交频 分复用(OFDM)来进行通信。多径可能引入具有频率选择性的衰落， 这可能会导致像符号间干扰(ISI)之类的损害。OFDM在对抗具有频 率选择性的衰落方面是有效的，这部分地是由于OFDM把每个空间信 道分解成小的子信道，从而每个子信道展现出更为平坦的频率特性。可 以实施适合于每个子信道的缩放，以便校正由该子信道造成的任何衰 减。此外，可以根据子信道的衰落特性来动态地控制每个子信道的数据 载送容量。

MIMO系统可以以“开环”或“闭环”方式操作。在开环MIMO 系统中，一个站在不直接从另一个站接收信道状态信息的情况下估计信 道的状态。一般来说，开环系统采用指数解码复杂度来估计信道。在闭 环系统中，利用通信带宽在各站之间传输当前信道状态信息，从而降低 了必须的解码复杂度，并且减少了总的吞吐量。用于该目的的通信带宽 在这里被称作“反馈带宽”。当在闭环MIMO系统中减小了反馈带宽 时，更多的带宽可用于数据通信。

当前的信道状态信息可以用一个NxN波束成形酉矩阵V来表示， 该矩阵V是使用单值分解(SVD)算法确定的，并且所述发射机可以 使用该波束成形矩阵V来处理输出信号，以便发送到多个空间信道中。 在一种简单直接的实施方式中，接收机把该酉矩阵V的每一个元素发 送回发射机。这种方案对于任何NxN的复数酉矩阵涉及发送关于2N²个实数的信息，其中N是MIMO系统中的空间信道的数量。

在本发明的某些实施例中，所述波束成形矩阵V由N²-N个实数表 示而不是由2N²个实数表示。通过发送用来表示该波束成形矩阵的N²-N 个实数而不是2N²个实数，可以减小反馈带宽。在对用于表示所述波束 成形矩阵的参数进行量化之前，可以从该波束成形矩阵中因式分解出不 重要的信息并且丢弃之。例如，可以从该波束成形矩阵的每一列中因式 分解出不重要的相位信息，随后可以利用N²-N个参数来表示没有所述 不重要的相位信息的该矩阵。

在下面提供SVD运算的数学背景，并且随后提供对应于2x2和3x3 的MIMO系统的例子。在2x2闭环MIMO例子中，在[0，π/2]和(π，- π]中的两个角度被用作反馈参数。与上面的该简单直接的例子相比， 由下面的2x2例子所代表的本发明的各实施例把反馈量从每个副载波8 个实数减少到2个实数。在3x3闭环MIMO例子中，一个符号比特加 上[0，π/2]之间的4个角度以及[-π，π]之间的两个角度被用作反馈参 数。与上面的该简单直接的例子相比，由下面的3x3例子所代表的本发 明的各实施例把反馈量从每个副载波18个实数减少到6个实数。

可以使用SVD如下找到传输波束成形矩阵：

H＝UDV′ (1)

x＝Vd    (2)

其中d是对应于N个数据流的代码比特的N维矢量；x是在天线 上发送的信号矢量；H是信道矩阵；H的单值分解是H＝UDV’；U和V 是酉矩阵；D是具有H的特征值的对角阵；V是NxN的，并且N是空 间信道的数量。为了在发射机处获得V，该发射机可以向接收机发送训 练符号；该接收机可以计算矩阵V’；并且该接收机可以把表示V的各 参数反馈回发射机。如下面将更为详细地描述的那样，可以通过在对参 数进行量化之前从V’中因式分解出不重要的相位信息并且丢弃之来减 少用于表示V的反馈参数的数量。

2x2波束成形矩阵

任何复数2x2矩阵可以被写成如下形式：

$V=\left(\begin{array}{cc}{b}_{11}{e}^{i{\phi }_{11}}& b_{12}{e}^{i{\phi }_{12}}\\ b_{12}{e}^{i{\phi }_{21}}& b_{22}{e}^{i{\phi }_{22}}\end{array}\right)---\left(3\right)$

如果V是酉矩阵，即VV’＝I，则有：

$V=\left(\begin{array}{cc}{b}_{11}{e}^{i{\phi }_{11}}& b_{12}{e}^{i{\phi }_{12}}\\ -b_{12}{e}^{i{\phi }_{21}}& b_{11}{e}^{i({\phi }_{12}+{\phi }_{21}-{\phi }_{11})}\end{array}\right)---\left(4\right)$

其中在不损失一般性的情况下，可以进一步限制b₁₁∈[0，1]、 b₁₂∈[0，1]、φ_V∈[-π，π)。在V中有4个自由度。在对每一行和列的公共相 位进行因式分解之后，酉矩阵V可以被写成：

$V=\left(\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& e^{i({\phi }_{21}-{\phi }_{11})}\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}{b}_{11}& b_{12}\\ -b_{12}& b_{11}\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}{e}^{i{\phi }_{11}}& 0\\ 0& e^{i{\phi }_{12}}\end{array}\right)=P_L\tilde{V}{P}_R---\left(5\right)$

其中P_L和P_R是纯相位矩阵，并且是对角阵。P_R是通过从V的每 一列因式分解相位值而产生的，P_L是通过从V的每一行因式分解相位 值而产生的。是幅度矩阵，其具有由表示V的各矩阵元素的幅度的标 量所构成的矩阵元素。由于因此可以被写成：

$\tilde{V}=\left(\begin{array}{cc}\cos \theta & \sin \theta \\ -\sin \theta & \cos \theta \end{array}\right)---\left(6\right)$

其中$\theta \in [0,\frac{\pi }{2}].$

在本发明的各实施例中，只有两个角度θ和φ₁₁-φ₂₁被反馈回发射机。 第一角度θ明确地表示并且第二角度φ₁₁-φ₂₁明确地表示P_L。在本发 明的其他实施例中，可以把θ的三角函数选择为反馈参数。例如，cosθ 可以作为参数被反馈以用来表示在其他实施例中，可以选择另一个 能够明确描述的参数。

P_R中的相位信息可以被丢弃。等式(1)可以被改写成：

$H=\mathrm{UD}{V}^{\prime }$

$=\mathrm{UD}{\left(P_L\tilde{V}{P}_R\right)}^{\prime }$

其中我们使用了D和是对角阵因此是可交换的这一事实。应当 注意到，也是H的单值分解。对于SVD算法，从U到的改 变仅仅改变了在接收机侧的相乘矩阵。当H是mxn矩阵(其中m≠n) 时，仍然可以写出并且利用的波束成形的效果等同于在I/Q 平面内的旋转，这可以通过训练处理来解决。因此，到发射机的反馈对于SVD算法来说是足够的。由于完全由θ和φ₁₁-φ₂₁确定，因此只需

要反馈两个角度，它们在和(-π，π]之间。

如上所述，酉矩阵V可以被因式分解成三个矩阵的乘积：

$V=\left(\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& e^{i({\phi }_{21}-{\phi }_{11})}\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}{b}_{11}& b_{12}\\ -b_{12}& b_{11}\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}{e}^{i{\phi }_{11}}& 0\\ 0& e^{i{\phi }_{12}}\end{array}\right)$

$=\left(\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& e^{i({\phi }_{21}-{\phi }_{11})}\end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}\cos \theta & \sin \theta \\ -\sin \theta & \cos \theta \end{array}\right)\left(\begin{array}{cc}{e}^{i{\phi }_{11}}& 0\\ 0& e^{i{\phi }_{12}}\end{array}\right)---\left(8\right)$

其中θ和φ₂₁-φ₁₁在和(-π，π]之间。参数θ和φ₂₁-φ₁₁可以在接收 机处如下获得：

θ＝arccos(abs(v₁₁))，θ∈[0，π/2](9)

${\phi }_{\mathrm{ij}}=\left(\begin{array}{cc}\arctan \left(\frac{\mathrm{Im}\left(v_{\mathrm{ij}}\right)}{\mathrm{Re}\left(v_{\mathrm{ij}}\right)}\right)+\pi /2,& \mathrm{Im}\left(v_{\mathrm{ij}}\right)\ge 0\\ \arctan \left(\frac{\mathrm{Im}\left(v_{\mathrm{ij}}\right)}{\mathrm{Re}\left(v_{\mathrm{ij}}\right)}\right)+3\pi /2,& \mathrm{Im}\left(v_{\mathrm{ij}}\right)<0\end{array}\right)---\left(10\right)$

接收机可以量化θ和φ₂₁-φ₁₁，并且将它们作为表示的参数反馈回 发射机。发射机可以通过使用θ确定幅度以及使用φ₂₁-φ₁₁对底行施加相 位旋转来重建

$\bar{V}=\left(\begin{array}{cc}\cos \theta & \sin \theta \\ -\sin \theta e^{i({\phi }_{21}-{\phi }_{11})}& \cos \theta e^{i({\phi }_{21}-{\phi }_{11})}\end{array}\right)---\left(11\right)$

发射机接着可以使用以用于波束成形：

$x=\bar{V}d---\left(12\right)$

3x3波束成形矩阵

任何复数的单位3维矢量可以被写成：

$v=\left(\begin{array}{c}{v}_1\\ v_2\\ v_3\end{array}\right)=e^{i{\theta }_1}\left(\begin{array}{c}\cos \left({\phi }_1\right)\\ \sin \left({\phi }_1\right)\cos \left({\phi }_2\right)e^{i{\theta }_2}\\ \sin \left({\phi }_1\right)\sin \left({\phi }_2\right)e^{i{\theta }_3}\end{array}\right)---\left(13\right)$

其中‖v‖²＝‖v₁‖²+‖v₂‖²+‖v₃‖²＝1；并且θ₁，θ₂，θ₃∈[-π，π)。

此外，任何3x3酉矩阵可以写成：

$V=\left(\begin{array}{ccc}{v}_1& v_2& v_3\end{array}\right)=$

$\left(\begin{array}{ccc}{e}^{j{\theta }_{11}}\cos \left({\phi }_{11}\right)& e^{i{\theta }_{12}}\cos \left({\phi }_{12}\right)& e^{i{\theta }_{13}}\cos \left({\phi }_{13}\right)\\ e^{i{\theta }_{11}}{e}^{i{\theta }_{21}}\sin \left({\phi }_{11}\right)\cos \left({\phi }_{21}\right)& e^{i{\theta }_{12}}{e}^{i{\theta }_{22}}\sin \left({\phi }_{12}\right)\cos \left({\phi }_{22}\right)& e^{i{\theta }_{13}}{e}^{i{\theta }_{23}}\sin \left({\phi }_{13}\right)\cos \left({\phi }_{23}\right)\\ e^{i{\theta }_{11}}{e}^{i{\theta }_{31}}\sin \left({\phi }_{11}\right)\sin \left({\phi }_{21}\right)& e^{i{\theta }_{12}}{e}^{i{\theta }_{32}}\sin \left({\phi }_{12}\right)\sin \left({\phi }_{22}\right)& e^{i{\theta }_{13}}{e}^{i{\theta }_{33}}\sin \left({\phi }_{13}\right)\sin \left({\phi }_{23}\right)\end{array}\right)---\left(14\right)$

其中对于j，k＝1，2，3有和在第一行和第一列上的相位 可以被因式分解为下面三个矩阵的乘积：

其中P_L和P_R是纯相位矩阵并且是对角的。P_R是通过从V的每一 列因式分解相位值而产生的，P_L是通过从V的每一列因式分解相位值 而产生的，其中并且cos(φ_jk)，cos(φ_jk)，sin(φ_jk)≥0。是幅度矩阵，并 且包括原始地存在于V的各矩阵元素中的所有幅度信息。这里使用的 术语“幅度矩阵”指的是在从原始波束成形矩阵中因式分解出P_L和P_R之后所剩下的矩阵。如上面的例子所示，幅度矩阵中的一个或多个矩阵 元素可以包括相位信息。应当注意到，$\tilde{V}=\left(\begin{array}{ccc}{\tilde{v}}_1& {\tilde{v}}_2& {\tilde{v}}_3\end{array}\right)$仍然是酉矩阵，这 是因为相位因式分解不改变酉属性。

在本发明的各实施例中，选择两个参数来表示P_L，选择4个参数 来表示并且P_R被丢弃。在某些实施例中，角度θ₂₁、θ₃₁被选择为表 示P_L的参数。矩阵可以由4个参数和1个符号比特确定，在中存 在作为所有角度的子集的所述4个参数的许多组合。不同的组合导致在 发射机处重建的不同复杂度。应当注意的是，与基于4个参数来构造 相比，提取的所有角度的复杂度相对较低。取代直接把角度发送回 去，某些实施例可以把所选择的4个角度的函数发送回去。例如，可以 选择诸如sin()、cos()和tan()之类的普通的三角函数。本发明的某些实 施例设想了用来表示的4个参数的所有可能的集合。一组4个参数φ₁₁、 φ₁₂、φ₂₁、φ₂₂和的符号提供一个解，现在对其进行阐述。可以如下执 行对角度φ₁₁、φ₁₂、φ₂₁、φ₂₂的提取：

φ₁₁＝arccos(|v₁₁|)        (16)

φ₁₂＝arccos(|v₁₂|)        (17)

φ₁₂＝arctan(|v₃₁|/|v₂₁|)  (18)

φ₂₂＝arctan(|v₃₂|/|v₂₂|)  (19)

应当注意的是，φ₁₁、φ₁₂、φ₂₁、φ₂₂全部在[0，π/2]而不是[0，π]之内， 并且的符号只占用1比特。在各实施例中，所述反馈包括[0，π]的一 个角度和[0，π/2]中的三个角度。

在使用以上参数来表示P_L和的实施例中，接收机量化θ₂₁、θ₃₁、 φ₁₁、φ₁₂、φ₂₁、φ₂₂，并且把它们与一起反馈回发射机，其中可 以发现

该接收机可以接收各参数，重建并且执行波束成形。如下示出 重建的概括：计算以重建即的第二列；利用的酉属 性计算即的第三列。我们把改写成：

由于与正交，因此有或者：

其中

c₁＝cos(φ₁₁)cos(φ₁₂)

c₂＝sin(φ₁₁)cos(φ₂₁)sin(φ₁₂)cos(φ₂₂)(22)

c₃＝sin(φ₁₁)sin(φ₂₁)sin(φ₁₂)sin(φ₂₂)

由于φ₁₁、φ₁₂、φ₂₁、φ₂₂全部在[0，π/2]内，因此c_j都大于或者等于0。 可以使用余弦法则显式求解等式(21)。的解是：

由于也是酉矩阵，因此第一行的范数是1。考虑是正数， 我们求解

${\tilde{v}}_{13}=\sqrt{1-{\cos }^2\left({\phi }_{11}\right)-{\cos }^2\left({\phi }_{12}\right)}---\left(24\right)$

由于是酉矩阵，因此的第二行与第二行正交。可以被求解为：

类似地，是：

应当记住：

$P_L=\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& e^{i{\theta }_{21}}& 0\\ 0& 0& e^{i{\theta }_{31}}\end{array}\right)---\left(27\right)$

可以如下执行波束成形：

$x=P_L\tilde{V}d---\left(28\right)$

图2示出了根据本发明的各实施例的流程图。在某些实施例中，方 法200可以被使用于利用了MIMO技术的无线系统。在某些实施例中， 方法200或其各部分通过无线通信设备来执行，在附图中示出了该无线 通信设备的实施例。在其他实施例中，方法200由处理器或者电子系统 来执行。方法200不限于执行该方法的特定类型的设备或软件单元。方 法200中的各动作可以按照所呈现的顺序来执行，也可以按照不同的顺 序来执行。此外，在某些实施例中，从方法200中省略在图2中列出的 某些动作。

所示出的方法200从块210开始，在块210中，从所接收的信号估 计信道状态信息。所述信道状态信息可以包括上述信道状态矩阵H。在 220中，从该信道状态信息确定波束成形矩阵。在某些实施例中，这对 应于执行前面参照等式(1)和(7)描述的单值分解(SVD)。该波束 成形矩阵V也在上面进行了描述。

在230中，从所述波束成形矩阵的每一列因式分解出相位角度。例 如，如上面在等式(5)、(8)和(15)中所示出的那样，可以从该波 束成形矩阵中因式分解出相位矩阵P_R并且丢弃之。在240中，从该波 束成形矩阵中因式分解出附加的相位信息，以便产生相位矩阵和幅度矩 阵。在本发明的上述各实施例中，所述附加相位信息由相位矩阵P_L表 示，并且该幅度矩阵由表示。该幅度矩阵包括来自原始波束成形矩阵 V的幅度信息，并且可以包括也可以不包括相位信息。因此，中的各 矩阵元素可以是标量或者是复数。

在250中，使用N²-N个参数来表示所述相位矩阵和幅度矩阵，其 中N是空间信道的数量。例如，在上述的2x2实施例中，N＝2，并且所 述相位矩阵和幅度矩阵由两个参数表示。一个参数θ被用于表示该幅度 矩阵，另一个参数φ₁₁-φ₂₁被用于表示该相位矩阵。此外，例如在上述的 3x3实施例中，N＝3，并且所述相位矩阵和幅度矩阵由6个参数和一个 符号比特来表示。该相位矩阵由两个参数表示，该幅度矩阵由4个参数 和一个符号比特表示。用来表示该幅度矩阵的参数的选择有很多。

在260中，所述参数被量化。它们可以被单独量化或者被联合量化。 在适用于所选参数范围的范围内量化所述参数。例如，在上述的 2x2实施例中，θ和φ₁₁-φ₂₁被分别量化在和(-π，π]之间。在270 中，

传输量化后的参数。可以使用任何类型的协议或者任何类型的通信 链接来传输所述量化后的参数，其中包括无线链接，例如参照图1描述 的各站之间的无线链接。

图3示出根据本发明的各实施例的流程图。在某些实施例中，方法 300可以被使用于利用了MIMO技术的无线系统。在某些实施例中，方 法300或其各部分通过无线通信设备来执行，在附图中示出了该无线通 信设备的实施例。在其他实施例中，方法300由处理器或者电子系统来 执行。方法300不限于执行该方法的特定类型的设备或软件单元。方法 300中的各动作可以按照所呈现的顺序来执行，也可以按照不同的顺序 来执行。此外，在某些实施例中，从方法300中省略在图3中列出的某 些动作。

方法300从块310开始，在块310中，接收至少一个角度参数。这 可以对应于发射机接收表示幅度矩阵的一个或多个角度参数。例如，该 至少一个角度参数可以包括上面参照等式(6)描述的θ，或者可以包 括上面参照等式(15)-(19)描述的φ₁₁、φ₁₂、φ₂₁、φ₂₂。

在320中，从该至少一个角度参数确定波束成形矩阵中的各矩阵元 素的幅度。例如，如等式(11)所示，在2x2波束成形矩阵中的各矩阵 元素的幅度可以从角度参数θ确定，并且如等式(20)和(24)-(26) 所示，3x3波束成形矩阵中的各矩阵元素的幅度可以从角度参数φ₁₁、φ₁₂、 φ₂₁、φ₂₂确定。

在330中，接收至少一个相位参数。这对应于发射机接收表示相位 矩阵的一个或多个相位参数。例如，该至少一个相位参数可以包括上面 参照等式(5)和(8)所示的φ₂₁-φ₁₁，或者可以包括上面参照等式(15) -(19)所示的φ₁₁、φ₁₂、φ₂₁、φ₂₂。在340中，可以把该至少一个相位参 数应用于该波束成形矩阵中的至少一行。例如，所述相位矩阵和幅度矩 阵可以如等式(11)或等式(28)所示地相乘。此外，该波束成形矩阵 可以用于等式(28)所示的波束成形。

图4示出了根据本发明的各实施例的系统图示。电子系统400包括 天线410、物理层(PHY)430、介质访问控制(MAC)层440、以太 网接口450、处理器460和存储器470。在某些实施例中，电子系统400 可以是能够按照参照前面的附图所描述的那样对矩阵进行因式分解并 且量化参数的站。在其他实施例中，该电子系统可以是接收量化后的参 数并且在MIMO系统中执行波束成形的站。例如，电子系统400可以 在无线网络中被用作站102或站104(图1)。此外，电子系统400例 如可以是能够执行如上面的等式(1)-(28)当中的任意一个所示的计 算的站。

在某些实施例中，电子系统400可以表示包括接入点或移动站以及 其他电路的系统。例如，在某些实施例中，电子系统400可以是计算机， 比如个人计算机、工作站等等，其包括接入点或移动站以作为外围或者 集成单元。此外，电子系统400可以包括在网络中耦合在一起的一系列 接入点。

在操作中，系统400使用天线410发送及接收信号，并且所述信号 由图4所示的各元件处理。天线410可以是天线阵列或者支持MIMO 处理的任意类型的天线结构。系统400可以部分地或者完全地遵循诸如 802.11标准之类的无线网络标准来操作。

物理层(PHY)430耦合到天线410，以便与无线网络相互作用。 PHY 430可以包括用来支持对于射频(RF)信号的发送和接收的电路。 例如，在某些实施例中，PHY 430包括用来接收信号并且执行诸如低噪 声放大(LNA)、滤波、频率转换等等之类的“前端”处理的RF接收 机。此外，在某些实施例中，PHY 430包括用来支持MIMO信号处理 的变换机构和波束成形电路。此外，在某些实施例中，PHY 430例如包 括用来支持上变频的电路和RF发射机。

介质访问控制(MAC)层440可以是任何适当的介质访问控制层 实现方式。例如，MAC 440可以用软件或硬件或者二者的组合来实现。 在某些实施例中，MAC 440的一部分可以用硬件实现，另一部分可以 用由处理器460执行的软件来实现。此外，MAC 440可以包括与处理 器460分开的处理器。

在操作中，处理器460从存储器470读取指令和数据，并且响应于 所述指令来执行动作。例如，处理器460可以从存储器470访问指令并 且执行本发明的方法实施例，比如方法200(图2)或方法300(图3) 或者参照其他附图描述的方法。处理器460代表任意类型的处理器，其 中包括(但不限于)微处理器、数字信号处理器、微控制器等等。

存储器470代表包括机器可读介质的产品。例如，存储器470代表 随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随 机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、闪存或者任何其他类 型的包括可以由处理器460读取的介质的产品。存储器470可以存储用 于执行本发明的各方法实施例的指令。存储器470还可以存储波束成形 矩阵或者波束成形矢量。

尽管在图4中单独示出了系统400的各元件，但是也存在把处理器 460、存储器470、以太网接口450和MAC 440的电路组合在单一集成 电路中的实施例。例如，存储器470可以是处理器460的内部存储器， 或者可以是处理器460内部的微程序控制存储装置。在某些实施例中， 系统400的各元件可以被单独封装并且被安装在公共电路板上。在其他 实施例中，各元件是封装在一起(例如封装在多芯片模块中)的单独的 集成电路管芯，并且在另外的实施例中，各元件在相同的集成电路管芯 上。

以太网接口450可以提供电子系统400与其他系统之间的通信。例 如，在某些实施例中，电子系统400可以是利用以太网接口450与有线 网络通信或者与其他接入点通信的接入点。本发明的某些实施例不包括 以太网接口450。例如，在某些实施例中，电子系统400可以是使用总 线或者其他类型的端口与计算机或网络通信的网络接口卡(NIC)。

虽然已经结合特定实施例描述了本发明，但是应当理解，在不背离 本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以想到各种修改和变 化。这种修改和变化应被认为落在本发明和所附权利要求书的范围内。