[发明专利]一种用于在多输入多输出环境中通信的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在网络内通信的方法。

背景技术

多输入多输出(MIMO)是用于下一代无线系统以提高通信链路的容量 和健壮性的技术。MIMO技术基于通信链路中多个发射天线和多个接收天线 的存在。MIMO技术的应用被预见到用于蜂窝通信、宽带无线接入以及无线 局域网(WLAN)。若干个两个或更多发射天线在此也被称为发射天线阵列。

MIMO通信的好处通过从传播信道提供空间分集的天线阵列与能够适 合于变化的多元信道的算法的结合来获得。

在未来移动系统中以及在通用移动通信系统的长期演进中(UMTS LTE)，多天线技术的使用将变得日益重要，以满足频谱效率的需求。通过 在空间域针对单个用户或共享相同时间-频率资源块的多个用户复用多 个码字，能够在下行链路传送中实现频谱效率的显著增益。这些使用多天 线发送的复用增益的单用户或多用户MIMO方案有时被称作空分复用(SDM) 和空分多址(SDMA)技术。SDMA方案使同一无线小区内的多个用户能够被 容纳在同一频率或时隙中。这种技术的实现可以通过使用天线阵列来完 成，该天线阵列能够借助于幅度和相位加权以及内部反馈控制来改变其时 间、频率和空间响应。

波束形成是一种通过在所期望的通信目标(终端设备)的方向上相长 地增加信号相位、并使非期望的或干扰的通信目标的模式减小到零、被用 来创建天线阵列的辐射模式的方法。

在这样的背景下，波束形成矢量扮演着重要角色。为了阐明波束形成 矢量的含义，在使用发送波束形成和接收组合的示例性单用户通信系统 中，假定使用M个发射和N个接收天线来进行信号传送，该通信系统的输 入输出关系由下式给出：

y＝z^HHwx+z^Hn

其中H是连接发送器和接收器的N×M信道矩阵，z是接收组合矢量， z^H是其厄密共轭转置，w是发送波束形成矢量，x是来自所选择星座的所 传送的符号，n是加在接收器上的独立噪声。

目的是设计信号x以便其能够向用户有效地传递信息。

在针对SDM和SDMA技术的波束形成矢量的设计中，挑战之一是基站 需要了解所有用户的信道和每个用户的接收天线。这将要求从用户向基站 通过信号传送大量的反馈。

已经提出了一种解决方案，其通过引入少量可能的波束形成矩阵码本 来减少这种信令信息。每个用户随后通过评估不同波束形成组合的信噪比 (SINR)，应用贪婪程序从码本中选择一个或多个优选的波束形成矢量。 这样，每个用户必须将优选的一个或多个矢量的一个或若干个索引分别加 上一个或多个指示对应SINR的信道质量指示器(CQI)值通过信号传送。

基于码本的解决方案的一个问题是波束形成矢量未根据信道条件作 联合优化。基站利用来自用户的反馈信息仅仅向报告最佳CQI值的用户组 调度传送。

可替换地，如果基站能够实施波束形成器的自组网(ad-hoc)设计， 这可实现小区吞吐量的显著增益。这例如在一些量化操作后用户报告所有 信道系数的情况下是可能的。然而，这需要通过信号传送与每用户发射天 线的数量M与接收天线的数量N间的乘积MN一样多的复值。

同样，基于信道量化和迫零波束形成来解决该问题的方案在申请人卷 号为PH006732EP4的专利申请“Transform-DomainFeedbackSignalling forMIMOCommunication”中进行了描述。

另一种方法是PU2RC(每用户单速率控制)

图1描述了在应用了本发明的典型多用户下行链路MIMO方案中、在 (B节点的)发送器和(UE的)接收器处执行的基本操作的框图。这里所 描述的方法用于减少从B节点向所选择用于传送的每个UE通过信号传送 预编码矩阵U所需要的比特数。

图1是在发送器和接收器处执行的下行链路多用户MIMO操作的框图。 AMC框针对待传送的每个空间流执行调制和编码的适配。来自每个UE的反 馈包括选择自矢量码本的PMI(预编码矩阵指示器)索引和CQI(信道质量 指示器)实值，它是用于相关接收空间流的SINR估计。

来自B节点的反馈传递与形成预编码矩阵U的矢量有关的量化信息。 该来自B节点的反馈是本发明的主题。