CN101878598B - 用于确定中继网络中发送权重的设备、方法和计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

设备、方法和计算机程序产品实现信道感知方法以便控制操作在无线通信***中的中继网络，其中加权矩阵用在支持MIMO的源电子设备处和中继处，其中使用至少一个信道链路的信道分量的知识来选择或导出至少一个加权矩阵，其中信道链路可以是从中继到目的地设备的目的地天线，或从支持MIMO的源设备的源天线到中继，或从支持MIMO的源设备的源天线到目的地设备的目的地天线，在一个方法中，根据监视的信道条件，从加权矩阵的预定的码本选择应用在源和中继节点处的加权矩阵。可替换地，通过使用有效的信道相关矩阵，可能结合噪声相关矩阵的使用，使用特征值分解和功率分配(例如，灌水)来确定加权矩阵。

Description

用于确定中继网络中发送权重的设备、方法和计算机程序产品

技术领域

本发明一般地涉及移动通信***的领域，并且更具体地，涉及其中中继节点的协作使用扮演关键角色的网格网络。

背景技术

在未来的无线通信***中(例如，4G、IEEE 802.16j、IEEE 802.11网格网络、认知无线电等)，中继节点将扮演增强的角色。现有技术已经做出努力以便使用多个中继节点来获得显著的性能增益。然而，本领域技术人员寻找进一步的改进。具体地，本领域技术人员寻找使用可用的信息来实现性能中的进一步改进的方法、设备和计算机程序产品。

发明内容

根据本发明的下面实施方式，上述的和其他的问题将克服，并且其他的优势将被实现。

本发明的第一实施方式是一种电子设备，包括：无线电通信设备，其配置成在具有多个中继节点的无线通信***中执行信号发送操作，其中多个中继节点配置成使用中继特定加权系数向目的地电子设备发送涉及由电子设备发送的信号的信号；多个发送天线；发送器，其配置成使用多个发送天线来发送信号；以及信号控制设备，其配置成根据无线通信***中的信道条件，在信号发送操作期间修改信号配置。

在第一实施方式的变形中，信号控制设备可以配置成根据信道条件来修改发送信号的调制、编码和其他方面。在第一实施方式的其他变形中，信号控制设备进一步包括波束赋形设备，其配置成根据无线通信***中的信道条件来在信号发送操作期间修改多个发送天线的发送波束模式。

第一实施方式的另外变形配置成结合各种中继节点操作，中继节点包括但不限于放大和转发中继节点；估计和转发中继节点；以及解码和转发中继节点。由中继节点发送的信号可以通过放大、重新编码、重新调制等而变化。第一实施方式的变形可以使用各种方法来修改发送波束模式，各种方法包括但不限于从预定的码本选择波束赋形矩阵。

本发明的第二实施方式是一种配置成操作为中继节点的电子设备，该电子设备包括：无线电通信设备，其配置成在具有源电子设备的无线通信***中执行双向通信操作，其中双向通信操作至少包括接收来自源电子设备的信号以及向目的地电子设备发送涉及从源电子设备接收的信号的信号，其中源电子设备配置成在信号发送操作期间修改无线电发送模式；天线，其配置成接收由源电子设备发送的信号；天线，其配置成发送涉及从源电子设备接收的信号的信号；以及加权设备，其配置成根据信道条件选择将要应用到由电子设备发送的所涉及信号的加权系数以及将选择的加权系数应用到将要由电子设备发送的所涉及的信号。

第二实施方式的电子设备的变形可以配置成结合各种类型的源电子设备进行操作，源电子设备包括但不限于具有多个天线的支持MIMO的源电子设备，其波束模式利用从预定的码本选择的波束赋形矩阵来控制，或具有带有可控方向或无线电发送模式的单个定向天线的源电子设备。

本发明的第三实施方式是一种方法，包括：监视无线通信***中的信道条件，该无线通信***包括源电子设备和多个中继节点，源电子设备配置成向目的地电子设备发送信号，每个中继节点配置成接收由源电子设备发送的信号并且向目的地电子设备发送涉及从源电子设备接收到的信号的信号；并且根据监视的信道条件来修改源电子设备和中继节点的至少一个的信号发送模式。

在各种示例性和非限制性的变形中，根据监视的信道条件来修改源电子设备和中继节点的至少一个的信号发送模式可以包括根据监视的信道条件，在支持MIMO的源电子设备处从预定的码本选择波束赋形矩阵；根据监视的信道条件改变具有带有可控方向或无线电发送模式的发送天线的源电子设备的方向或辐射发送模式；或根据监视的信道条件从包含在预定的码本中的波束赋形矩阵选择加权系数。

本发明的第四实施方式是一种方法，包括：在中继节点处接收来自操作在无线通信***中的源电子设备的信号，其中源电子设备配置成在信号发送操作期间选择性地修改信号发送模式；当中继节点发送涉及从源电子设备接收到的信号的信号时，在中继节点处选择将要由中继节点应用到所涉及的信号的加权系数，其中结合将要应用到由源电子设备发送的信号的信号发送模式修改来选择加权系数，并且其中根据信道条件选择由中继节点应用的加权系数和由源电子设备应用的信号发送模式修改的至少一个；以及在中继节点处将加权系数应用到将要由中继节点发送的信号。

本发明的第五实施方式是一种方法，包括：经由至少一个中继节点接收来自操作在无线通信***中的支持MIMO的源电子设备的信号，其中由支持MIMO的源电子设备对信号应用波束赋形矩阵；以及在源支持MIMO的电子设备处使用有效的源中继目的地信道的信道量度或条件来选择波束赋形矩阵。

本发明的第六实施方式是一种计算机程序产品，包括存储计算机程序的计算机可读存储器介质，所述计算机程序配置成当被执行时，操作无线通信***中的源电子设备，其中当计算机程序被执行时，源电子设备配置成监视无线通信***中的信道条件，其中操作在无线通信***中的中继节点配置成接收由源电子设备发送的信号以及发送涉及从源电子设备接收的信号的信号；结合包括将要应用到由无线通信***中的多个中继发送的所涉及信号的中继特定信号加权系数的波束赋形矩阵，选择将要应用到由源电子设备发送的信号的信号发送模式修改，其中根据监视的信道条件来选择由源电子设备应用的信号发送模式修改以及包括中继特定加权系数的波束赋形矩阵的至少一个；以及在通信操作期间，将选择的信号发送模式修改应用到由源电子设备发送的信号。

本发明的第七实施方式是一种计算机程序产品，包括存储计算机程序的计算机可读存储介质，计算机程序配置成当执行时，操作无线通信***中的中继节点，其中当计算机程序被执行时，中继节点配置成接收来自操作在无线通信***中的源电子设备的信号，其中源电子设备配置成在信号发送操作期间选择性地应用信号发送模式修改；选择将要由中继节点应用到将要由中继节点发送的信号的加权系数，其中将要发送的信号涉及从所述源电子设备接收的信号并且其中结合应用到由源电子设备发送的信号的信号发送模式修改来选择加权系数，并且进一步其中根据信道条件选择加权系数和信号发送模式修改的至少一个；以及将加权系数应用到将要由中继节点发送的信号。

附图说明

当结合附图阅读时，这些教导的上述和其他方面将在下面的具体实施方式中变得更为明显，其中：

图1是绘出其中可以实施本发明的***的框图；

图2是更为详细地绘出图1的中继节点的框图；

图3是绘出在各种假设下根据本发明操作的***的性能的示图；

图4是绘出在不同优化假设下根据本发明操作的***的性能的示图；

图5是绘出根据本发明操作的方法的流程图；以及

图6是绘出根据本发明操作的另一方法的流程图。

具体实施方式

在详细描述本发明的示例性实施方式前，首先对图示出适用于实施本发明的示例性实施方式的各种电子设备的简化框图的图1和图2做出描述。在图1中，无线网络100适于在支持MIMO的源节点110和目的地节点120之间进行通信。如所绘出的，由源节点110的多个天线117所发送的信号由中继节点130所接收，并且涉及由中继节点从源节点接收的信号的信号由中继节点向目的地节点120发送。源节点110包括数据处理器(DP)112、存储程序(PROG)116的存储器(MEM)114、用于与目的地节点120和中继节点130的双向无线通信的合适射频(RF)收发器118，以及存储应用到由天线117所发送的信号的波束赋形加权系数119的码本115。目的地节点120也包括DP 122、存储PROG 126的MEM 124、合适的RF收发器128以及信道状态信息(“CSI”)设备125。

中继节点(为了方便，表示为中继节点130)包括至少一个接收天线137、至少一个接收器138A、例如数字信号处理器(DSP)的数据和/或信号处理器132、其中存储用于操作处理器132的程序代码(136)的存储器134、至少一个发送器138B、至少一个发送天线139以及信道状态信息单元131。中继节点进一步包括当中继节点发送涉及从源节点120接收的信号的信号时，将要由中继节点130应用到的波束赋形加权系数的码本135。

假设PROG 116、126和/或136的至少一个包括程序指令，当该程序指令由相关的DP执行时，该程序指令使得电子设备根据本发明的示例性实施方式操作，如下将进行更为详细地描述。

即，本发明的示例性实施方式可以至少部分地通过可由源节点110的DP 112、由目的地节点120的DP 122、由中继节点130的DP132执行的计算机软件来实现，或通过硬件、或通过软件和硬件的组合来实现。

通常，源节点110的各种实施方式可以包括但不限于蜂窝电话、具有无线通信能力的个人数字助理(PDA)、例如具有无线通信能力的数字照相机的图像捕获装置、具有无线通信能力的便携式计算机、例如具有无线通信能力的数字照相机的图像捕获装置、具有无线通信能力的游戏装置、具有无线通信能力的音乐存储和回放设备、允许无线因特网接入和浏览的因特网设备、以及将这样的功能结合到一起的便携式单元或终端。

MEM 114、124和144可以是适合于本地技术环境的任何类型，并且可以使用任何适当的数据存储技术来实施，作为非限制性的例子，例如基于半导体的存储器装置、磁存储器装置和***、光存储器装置和***、固定存储器和可移动存储器。DP 112、122和132可以是适合于本地技术环境的任何类型，并且可以包括一个或多个通用计算机，专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)和基于多核处理器体系结构的处理器。

在图1中所示出的是从目的地节点120到中继节点130和源节点110(由B₁、B₂(161，162)和C₁、C₂(151，152)表示)以及从中继节点130到源节点(由A₁，A₂(141，142)表示)的信道状态信息的反馈。信道状态信息的反馈分别由目的地节点120和中继节点130的信道状态单元125和131来执行。任意上述的反馈链路可以单独使用或彼此结合使用。例如，可以仅有从目的地节点到源节点的反馈链路。反馈可以涉及实际的信道状态、信道量度或相关的参数，例如涉及所使用的发送波束赋形矢量或矩阵的信息。反馈信息也可以取决于除信道条件以外的其他参数或量度。例如，其可以取决于在源节点处可用的发送资源(例如，调制和编码选项或可用的发送功率)，或取决于在目的地处可用的接收资源(例如用于信号接收的可用信号处理资源)。尽管显示反馈通常使用在FDD***中，TDD***(其中信道互惠保持)中的反馈可以替代地或附加地包括导频信号(或已知的信号)，但该导频信号可以在源节点处使用以便直接估计上述的信道相关信息。例如，如果目的地在TDD反向链路时隙上发送导频信号，则可以在源设备处估计信道矩阵或有效的信道矩阵。

现在将描述本发明的各种非限制性和示例性实施方式。其中本发明的方法、设备和计算机程序产品可以被实施的MIMO中继网络具有N_t个发送天线117的源节点110、R个单个天线中继节点130以及具有N_d个接收天线127的目的地节点120(为了方便，在图1中示出单个天线)。

源节点110利用总的发送功率P、使用波束赋形矩阵Λ₁、通过N_t×R MIMO信道F来发送信号x，其中R指代中继节点130的数目。每个中继节点130将信号与中继特定复数加权系数w_r，141相乘。这些在下面的对角矩阵中收集

Λ₂＝diag(w₁，…，w_R)                        (1)

从中继节点130到目的地120的N_d×R MIMO信道由H给出。在两跳放大和转发网络中，中继130同时发送并且目的地接收涉及以下的有效的源中继目的地信号模型的信号

y＝HΛ₂FΛ₁x+HΛ₂n_r+n_d                       (2)

其中复数高斯向量n_r的元素指代在每个中继节点处具有方差的噪声，并且n_d的元素指代在每个目的地天线处具有方差

的复数高斯噪声。针对信号模型(2)的具有i.i.d.高斯源的容量(就每信道使用比特(bpcu)而言)是

其中噪声相关矩阵是

模型(3)中的因1/2是由于两跳中继。

上面使用矩阵Λ₂中的加权系数141来控制每个中继节点的发送功率和发送相位。存在若干种方式来确定发送功率(包括来自网络中的另一个节点的反馈)以便确保放大和转发节点以某个最大功率进行发送或放大和转发节点除非必要不会放大噪声。这里，作为一个例子，幅度被设置为满足

$\left|w_r\right|=\sqrt{\frac{P_2/R}{{\mathrm{\Σ}}_{n=1}{\left|{\tilde{f}}_{r,n}\right|}^2+{\mathrm{\σ}}_r^2}}---\left(5\right)$

其中

指代噪声向量n_r的每个元素的方差，P₂是所有R个中继节点130的期望总发送功率，以及

是矩阵

的元素(r，n)。

下面将讨论本发明的设备、计算机程序产品和方法中的Λ₁和Λ₂的优化。存在若干种方式来确定矩阵Λ₁和Λ₂。针对两个矩阵联合地优化共同对象的某个数字优化算法可以为此目的而被使用。然而，通常无线标准(像3GPP版本7和8以及IEEE 802.16e)包括一组波束赋形码本，其涉及从一组预定的矩阵集合选择矩阵，因此这将是讨论的第一个方法。

作为例子，考虑码本选择方法。在一个解决方案中，针对给定的Λ₂(有条件地)确定Λ₁(或反之亦然)，或可以联合地选择它们。在一个非限制性的情形中，假设第二个矩阵是对角的，具有加权系数Λ₂[c]＝diag(w₁[c]，…，w_R[c])，其中c＝1，…，C并且C是码本元素的数目。对于Λ₁矩阵也是类似地，除了其通常是“全”矩阵。如果其是对角的，则正交元素的相对功率是不同的(对于至少两个元素)。当从码本选择两个矩阵时，c₁和c₂分别表示第一和第二码本的索引。

形式上，接收到的信号是

y[c₁，c₂]＝HΛ₂[c₂]FΛ₁[c₁]x+HΛ₂[c₂]n_r+n_d，c₁＝1，…，C，c₂＝1，…，C. (6)

自然地，码本可以具有不同数目的条目，但上面假设二者具有C个元素以简化符号。本质上如上计算容量(或某个其他的性能量度)，并且其取决于选择的码本条目(无论何时Λ₁或Λ₂矩阵被改变，其通常是不同的)。对于码本条目c₁，c₂的容量表示为α[c₁，c₂]。码本选择可以经由下式来求解

$[{\hat{c}}_1,{\hat{c}}_2]=\arg \underset{c_1,c_2}{\max }\mathrm{\α}[c_1,c_2].---\left(7\right)$

自然地，优化可以仅针对一个索引来进行，而保持其他固定(例如，如果该链路不能被控制)。

上面情形假设基于源110和目的地120之间的有效信道的知识来优化各个矩阵(图1中的C₂，152)。可选地，如果仅已知一部分信道(例如，F或H)，那么可以仅使用F来优化源加权矩阵，或可以仅使用H来优化中继到目的地链路。然而，在该情形下，仅使用部分知识并且因此导致次优的性能。另一方面，如果中继130是解码和转发或某些其他类型的中继，则单独地优化矩阵可能(更为)最佳。

可替换地，可以使用信号模型等式(2)，针对给定的Λ₂(通过任意的方法从如下给出的码本选择)来确定(优化)加权矩阵Λ₁。在该情形下，形式模型类似于MIMO的，重要的例外是有效的MIMO信道受中继影响并且包括两个或多个组成信道，每个组成信道操作在两个不同的正交信道中(例如，时隙)。在该情形下，可以通过使用有效的信道相关矩阵

(可能与噪声相关矩阵的使用结合)，使用特征值分解和功率分配(灌水或类似的)方法来确定波束赋形矩阵。替代于特征值或奇异值分解(应用于有效的信道而非信道相关矩阵)，可以使用任意其他的技术来确定针对源的波束赋形矩阵。这些包括但不限于如上所讨论的这里基于有效信道的码本选择，迭代精选方法，其中不同的波束被单独地确定并且可能取决于彼此，等等。当前的无线标准，例如IEEE 802.11n、IEEE 802.16e以及3GPP***包括针对源来确定发送波束赋形矩阵和资源分配的附加例子。然而，当使用这些或任意其他的方法时，重要的是明确地考虑中继节点。例如，如果不同的时隙使用在不同的跳中，则受中继影响的有效信道可以仅在第二跳后被测量或构建。在第一跳期间，目的地可以能够也接收来自源的信号，如果到源的直接链路存在，但对于中继辅助信道，该信道不能用于优化源波束赋形矩阵。因此，中继的操作模式(例如，它们何时发送信号或它们在哪个信道中发送信号)对于估计或测量有效信道的单元通常需要已知。

下面要讨论的是对1-R-1网络包括Λ₂的性能例子。作为特定的情形，考虑中继***，其中一个源终端110通过一组五个中继节点130与一个目的地终端120进行通信，所有五个中继节点130具有单个的发送天线。这里，在源(Λ₁)处的码本等于身份矩阵，并且在中继(Λ₂)处的码本(在该情形下，权重)使用反馈链路B₁、B₂(161，162)来适配。在目的地处，使用从源发送的导频序列来分别估计每个源-中继-目的地路径的有效信道相位。这可以通过根据身份矩阵的列，在中继处选择权重来完成(即，接连地激活中继)。然而，可以使用分别计算每个路径的信道相位的任意其他方法。在中继和目的地处假设单个抽头瑞利衰落后向和前向信道和加性、零均值、高斯白噪声。发送帧包括训练序列和BPSK-调制符号的未编码数据序列。

图3示出使用总的10比特反馈(标记为“量化的”)的误码率对信噪比(SNR)。具体地，使用2比特来量化每个估计的信道相位(针对每个中继节点发送2比特)。这里SNR定义为

其中P_T表示在中继处的总平均发送功率，而N₀表示目的地处的接收功率。在中继处接收到的信号的SNR固定在20dB处。作为比较，示出下面的参考方案(标记为“全反馈”)：这里，全信道相位信息反馈回中继。另外也示出极端的情形，其中中继节点具有最佳可用的CSI以便计算权重(标记为“最佳CSI”)，以及其中没有CSI可用的情形(标记为“没有CSI”)。在后者中，接收信号非相干地合并并且因此没有可能实现波束赋形增益或发送分集。

可以看出量化方案的性能紧密地接近于全反馈方法的性能。注意到通过增加导频开销，可以进一步减小达到最佳CSI情形的剩余性能间隔。

下面讨论针对4-R-2网络的优化方法。图4示出了在三种情形中的目的地处的容量。在第一种情形中，仅来自码本的矩阵Λ₂被优化，同时保持Λ₁＝I固定(图号“链路2”)。在第二种情形中，经由针对Λ₂的C个码本条目的每个的本征波束方法来优化Λ₁并且最佳的C个容量被绘出(图号“链路12”)。可以看出，由于有效信道匹配于总体的源中继目的地信道，本征波束情形给出更好的结果。另外，当中继矩阵Λ₁和Λ₂都设置为合适维度的身份矩阵(即，没有加权矩阵的控制)，附图示出了针对基准情形(图号“基准”)的性能。显然，本发明显著改进了性能(容量)。可替换地，对于某个给定期望的容量，本方法可以用于减小所需的发送功率或发送带宽。

下面所讨论的是实现。存在不同的方式来估计矩阵H和F，或涉及这些和加权矩阵的积的有效信道。为了确定有效的信道，可以从源仅发送导频并且估计有效信道，或等式(2)中的接收信号模型，或涉及的有效相关矩阵。此外或替代地，导频信号可以仅从中继发送或从中继和源二者发送，取决于什么信号模型或其参数用于优化发送波束赋形信息。另外，当估计信道矩阵时，也可以使用合适的加权矩阵，并且这些矩阵通常不同于用于发送信息承载信号的那些矩阵。

本发明允许使用已经嵌入在许多无线***中的操作(例如码本选择或闭环MIMO)，在无线网线中以有效的方式来使用中继节点。在不同的网络模型中使用这里的这些方法，替代地(有条件地)或经由联合优化。

也可以在波束赋形术语方面理解优势。优化第一链路确保从源天线发送的信号在分配给源的中继天线处更好的接收(根据使用情形，在别处更少的干扰，或在中继天线处更高的接收器功率)。当使用有效信道来优化第一加权矩阵时，中继输出信道被隐式地考虑，并且因此这不同于在源节点处的简单波束赋形。

图5和图6是总结前述方法的流程图。图5可以实现于操作在无线通信网络中的支持MIMO源电子设备处。方法开始于510处。接着，在520处，源电子设备监视无线通信***中的信道条件，该无线通信***包括支持MIMO的源电子设备和多个中继节点，该支持MIMO的源电子设备配置成向目的地电子设备发送信号，并且多个中继节点的每个配置成接收由支持MIMO的源电子设备所发送的信号并且向目的地电子设备发送涉及从源电子设备接收的信号的信号。接着，在530处，结合包括将要应用到由无线通信***中的多个中继所发送的所涉及信号的中继特定信号加权系数的波束赋形矩阵，支持MIMO的源电子设备选择将应用到由支持MIMO的源电子设备所发送的信号的波束赋形矩阵，其中根据监视的信道条件选择至少一个波束赋形矩阵。下面，在540处，在通信操作期间，源电子设备将选择的波束赋形矩阵应用到由支持MIMO的源电子设备所发送的信号。方法在550处停止。

图6是绘出可以在中继节点处实施的方法的流程图。方法开始于610处。接着，在620处，在中继节点处，中继节点接收来自于操作在无线通信***中的支持MIMO的源电子设备的信号，其中由支持MIMO的源电子设备对信号应用波束赋形矩阵。接着，在630处，当涉及从支持MIMO的源电子设备接收的信号的信号由中继节点发送时，中继节点选择将由中继节点应用到所涉及的信号的加权系数，其中结合应用到由支持MIMO的源电子设备所发送的信号的波束赋形矩阵来选择加权系数，并且其中根据信道条件来选择加权系数和波束赋形矩阵的至少一个。下面，在640处，中继节点将加权系数应用到将要由中继节点发送的所涉及的信号。方法停止在650处。

如这里所使用的，“信号控制设备”、“波束赋形设备”、“加权设备”以及“功率控制设备”表示源电子设备和中继节点的程序和数据处理器，其配置成当执行合适的程序指令时，执行信号控制操作、波束赋形操作、信号加权操作和功率控制操作。在可替换的实施方式中，信号控制设备、波束赋形设备、加权设备和功率控制设备可以包括专用电路，其中硬件单元、或本领域技术人员所已知的硬件固件和软件元件的组合。本发明包括任意和所有的替换实现方式。

一般而言，可以以硬件或者专用电路、软件、逻辑或者其任何组合来实施各种示例性实施方式。例如，可以以硬件实施一些方面，而可以用由控制器、微处理器或者其他计算设备执行的固件或者软件来实施其他方面，不过本发明不限于此。尽管本发明示例性实施方式的各种方面可以图示和描述为框图或者使用某种其他的图形表示，但是很好理解这里所描述的这些块、装置、***、技术或者方法可以以作为非限制例子的硬件、软件、固件、专用电路或者逻辑、通用硬件或者控制器或者其他计算设备或者其一些组合来实施。

这样，应该理解本发明的示例性实施方式的至少一些方面可以实施于各种部件如集成电路芯片和模块中。集成电路的设计基本上是高度自动化过程。复杂和强大的软件工具可用于将逻辑级的设计转换成准备好将要在半导体衬底上蚀刻的半导体电路设计。这样的程序使用建立好的设计规则以及预存的设计模块库在半导体衬底上自动地对导体进行布线和对部件进行定位。一旦已经完成用于半导体电路的设计，可以将标准化电子格式(例如Opus、GSDII或类似的)的所得设计发送到半导体制造设施以供制造为一个或多个集成电路设备。

当结合附图阅读时，鉴于以上描述，对本发明的上述示例性实施方式的各种修改和适配对于本领域技术人员而言可以变得明显。然而，任何和所有的修改仍将落入本发明的非限制性和示例性实施方式的范围内。

例如，尽管上面在E-URTAN(UTRAN-LTE)***的环境中描述了示例性实施方式，应该理解本发明的示例性实施方式不限于仅结合这一种特定类型的无线通信***使用，并且它们可以有利地应用在其他的无线通信***中。

另外，本发明的各种非限制性和示例性实施方式的一些特征可以在没有对应运用其他特征的情况下仍然有利地加以运用。这样，以上描述应当仅视为对本发明的原理、教导和示例性实施方式进行说明而不是对之进行限制。

源和中继也可以包括其他相关的控制功能，例如速率控制、MIMO/MISO调制和编码控制、针对源或中继节点的传输格式的确定等等，或任意其他影响波束赋形选择的技术或反之亦然。

因此，可以看出上文的描述通过示例性和非限制性的例子提供了当前发明人所能想到的用于确定中继网络中的发送权重的最佳方法和设备的全面和教导性描述。本领域技术人员将理解这里所描述的各种实施方式可以单独地使用；结合这里所描述的一个或多个其他实施方式使用；或结合不同于这里所描述的编码器使用。进一步，本领域技术人员将理解可以通过除所述的实施方式以外的实施方式来实施本发明；这里给出的所述实施方式是用于说明性的目的而非限制性的目的；并且本发明仅由下面的权利要求书来限定。

Claims (26)

1.一种电子设备，包括：

无线电通信设备，其配置成在具有多个中继节点的无线通信***中执行信号发送操作，其中所述无线电通信设备发送所述信号以便由所述多个中继节点使用包括中继特定加权系数的波束赋形矩阵向目的地电子设备发送所述信号；

多个发送天线；

发送器，其配置成使用所述多个发送天线来发送信号；以及

信号控制设备，其配置成根据无线电通信设备和多个中继节点的每个中继节点之间以及多个中继节点的每个中继节点和所述目的地电子设备之间的信道条件和/或所述波束赋形矩阵，在信号发送操作期间修改第二波束赋形矩阵。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中联合地确定所述波束赋形矩阵和所述第二波束赋形矩阵。

3.根据权利要求2所述的电子设备，进一步包括波束赋形设备，其配置成联合地确定所述波束赋形矩阵和所述第二波束赋形矩阵。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其中从预定的码本选择所述第二波束赋形矩阵。

5.根据权利要求4所述的电子设备，进一步包括波束赋形设备，其配置成从预定的码本选择所述第二波束赋形矩阵以便满足预定的准则。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其中所述预定的准则包括信道容量。

7.根据权利要求1所述的电子设备，进一步包括波束赋形设备，其配置成通过使用特征值分解来确定所述第二波束赋形矩阵、考虑所述波束赋形矩阵来选择所述第二波束赋形矩阵。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其中使用特征值分解来确定所述第二波束赋形矩阵进一步包括考虑所述波束赋形矩阵的优化。

9.根据权利要求7所述的电子设备，进一步包括功率分配设备，其配置成使用信道相关矩阵来确定功率分配；并且

其中使用所述功率分配来进一步确定所述第二波束赋形矩阵。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述功率分配设备进一步配置成使用信道相关矩阵结合噪声相关矩阵来确定所述功率分配。

11.一种配置成操作为中继节点的电子设备，所述电子设备包括：

无线电通信设备，其配置成在具有源电子设备的无线通信***中执行双向通信操作，其中双向通信操作至少包括接收来自所述源电子设备的信号以及向目的地电子设备发送涉及从源电子设备接收的信号的信号；

配置成接收由配置成在信号发送操作期间修改无线电发送模式的所述源电子设备发送的信号的天线；

配置成发送涉及从所述源电子设备接收的信号的信号的天线；以及

加权设备，其配置成根据信道条件从加权矩阵选择将要应用到由所述电子设备发送的信号的加权系数以及将选择的加权系数应用到由电子设备发送的信号，其中所述加权矩阵的至少第二加权系数由至少一个另外的电子设备使用，所述另外的电子设备配置成与操作为所述源电子设备和所述目的地电子设备之间的中继节点的所述电子设备同时操作，并且所述加权系数和所述至少第二加权系数被联合地确定。

12.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述电子设备进一步包括放大和转发中继节点。

13.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述电子设备进一步包括解码和转发中继节点。

14.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述信道条件进一步包括所述电子设备与所述源电子设备和所述目的地电子设备中的至少一个之间的信道条件，并且其中所述信道条件进一步包括所述至少一个另外的电子设备与所述源电子设备和所述目的地电子设备中的至少一个之间的信道条件。

15.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述加权矩阵包括在预定的码本中。

16.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述加权设备进一步配置成从所述预定的码本选择所述加权系数以便满足预定的准则。

17.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述预定的准则包括信道容量。

18.根据权利要求11所述的电子设备，其中所述加权设备进一步配置成在考虑选择由所述源电子设备使用的波束赋形矩阵后，确定所述加权系数。

19.根据权利要求18所述的电子设备，其中所述加权设备进一步配置成使用特征值分解、考虑选择由所述源电子设备使用的波束赋形矩阵来确定所述加权系数。

20.根据权利要求11所述的电子设备，进一步包括功率分配设备，其配置成使用信道相关矩阵来确定功率分配；并且

其中所述加权设备进一步配置成使用所述功率分配来确定所述加权系数。

21.一种用于通信的方法，包括：

监视无线通信***中的信道条件，该无线通信***包括源电子设备和多个中继节点，所述源电子设备配置成向目的地电子设备发送信号，每个中继节点配置成接收由所述源电子设备发送的信号并且使用包括中继特定加权系数的波束赋形矩阵向所述目的地电子设备发送涉及从所述源电子设备接收到的信号的信号；以及

根据在设备和多个中继节点的每个中继节点之间监视的信道条件和在多个中继节点的每个中继节点与所述目的地电子设备之间监视的信道条件和/或根据所述源电子设备和所述中继节点中的至少一个的第二发送波束赋形矩阵来修改所述源电子设备和所述中继节点的另一个的发送波束赋形矩阵。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述发送波束赋形矩阵由所述源电子设备用于发送信号并且所述第二发送波束赋形矩阵是波束赋形矩阵。

23.根据权利要求21所述的方法，其中所述发送波束赋形矩阵是波束赋形矩阵并且所述第二波束赋形矩阵由所述源电子设备用于发送信号。

24.一种用于通信的方法，包括：

在中继节点处接收来自操作在无线通信***中的源电子设备的信号，其中所述源电子设备配置成在信号发送操作期间选择性地修改信号发送模式；

当所述中继节点发送涉及从源电子设备接收的信号的信号时，在所述中继节点处从波束赋形矩阵选择将要由所述中继节点应用到所涉及的信号的加权系数，其中结合应用到由所述源电子设备发送的信号的波束赋形矩阵来选择所述加权系数，并且其中根据信道条件选择由所述中继节点应用的加权系数和由所述源电子设备应用的信号发送模式修改的至少一个；以及

在所述中继节点处将所述加权系数应用到将要由所述中继节点发送的所涉及的信号。

25.一种用于通信的源电子设备，包括：

用于监视无线通信***中的信道条件的装置，其中操作在无线通信***中的中继节点配置成接收由所述源电子设备发送的信号以及发送涉及从所述源电子设备接收的信号的信号；

用于结合包括将要应用到由无线通信***中的多个中继发送的所涉及的信号的包括中继特定信号加权系数的波束赋形矩阵，选择将要应用到由所述源电子设备发送的信号的第二波束赋形矩阵的装置，其中根据监视的信道条件来选择所述波束赋形矩阵以及所述第二波束赋形矩阵的至少一个；并且

用于在通信操作期间，将选择的所述第二波束赋形矩阵应用到由所述源电子设备发送的信号的装置。

26.一种用于通信的中继节点，包括：

用于接收来自操作在无线通信***中的源电子设备的信号的装置，其中所述源电子设备配置成在信号发送操作期间选择性地应用信号发送模式修改；

用于从波束赋形矩阵选择将要由所述中继节点应用到将要由中继节点发送的信号的加权系数的装置，其中将要发送的信号涉及从所述源电子设备接收的信号并且其中结合应用到由所述源电子设备发送的信号的信号发送模式修改来选择所述加权系数，并且进一步其中根据信道条件选择加权系数和信号发送模式修改的至少一个；以及

用于将加权系数应用到将要由所述中继节点发送的信号的装置。

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