[发明专利]通信处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别是一种通信处理方法及装置。

背景技术

移动通信技术正处于前所未有的快速发展时期。随着全球范围内移动用户的迅猛增长和便携计算设备的普及，数据业务以及宽带互联网业务所占的比重越来越大，未来移动通信系统需要实现更高的数据速率和更大的系统容量。但随着各种无线通信技术的广泛应用，无线频道变得非常拥挤，可利用的频谱资源日趋饱和。为了解决频谱资源短缺和业务量激增之间的矛盾，未来移动通信系统需要采用先进的通信技术，实现极高的频谱效率。

作为最近二十年无线通信领域最重要的研究成果，MIMO自适应技术是提高无线通信系统的频谱效率的有效方法。MIMO技术通过在发送机和接收机配置多根天线，获得了额外的空间自由度，可以大幅提高信道容量；而自适应传输技术能够充分挖掘MIMO提供的无线资源，有效提高信息传输的有效性和可靠性，同时简化发送/接收处理复杂度。目前，MIMO自适应技术已经成为当前宽带无线通信系统主流的物理层技术。

实施MIMO自适应传输的前提条件是系统发送端需要获得当前无线信道的状态信息。但是，在频分双工中，发送端不能获得必要的信道状态信息，因此无法完成发送模式的自适应调整。为此，需要建立一条由接收端到发送端的低速反馈信道，将信道信息反馈至发送端。信道信息反馈技术中的关键问题是优化反馈方案，以较低的反馈开销获得较高的反馈精度，从而有效的提高前向链路的传输质量。

作为MIMO自适应传输的支撑技术，信道信息反馈技术受到了学术界和工业界的共同关注。目前已经很多有意义的研究成果报道出来，其中具有影响力的是基于预编码码本的反馈方法，说明如下。

如图1所示，考虑用户终端向基站反馈信道信息的情况。在系统工作前，事先设计一个预编码码本，其中包含K个码字W₁，W₂，...，W_K，每个码字都是一个备选的预编码矩阵。

基站和用户终端都保存这个码本。实际工作过程中，用户终端根据前向链路的导频估计当前信道矩阵H。根据信道估计结果，用户终端按照某种准则从码本中找出与当前信道最匹配的一个码字，作为预编码矩阵。

选出码字后，用户终端将此码字的码字序号通过反馈信道反馈至基站。基站根据反馈的码字序号就可以从码本中找出这个码字，并将它作为预编码矩阵进行后续处理。

基于预编码码本的反馈方法是当前流行的信道信息反馈方法，已被当前主流的标准如3GPP LTE/LTE-A，802.16e等采用。基于预编码码本的反馈方法具有结构简单、鲁棒性强、复杂度低、反馈量小等优点。但是，它的反馈精度比较低、码本设计复杂度高、并且反馈信息不利于后续处理，因此仅适合点对点的单用户MIMO传输模式。随着多用户MIMO和CoMP等新技术的不断出现，这种局限性也越来越明显。发展更有效的信道信息反馈技术已经成为当前无线通信领域的亟需解决的关键问题。

为了改善基于预编码码本的反馈方法的缺点，研究者进行了深入的研究。针对多个方面的问题，分别得到了相应的解决方法。首先，为了方便发送端进行发送处理，直接反馈信道矩阵，而不是处理过的预编码矩阵。其次，为了降低反馈链路复杂度，特别是反馈码本的设计复杂度，将信道矩阵的矢量量化问题拆分成对信道矩阵各元素的标量量化问题。最后，为了提高反馈精度，同时控制反馈开销，引入差分反馈的方法，充分利用无线信道的慢变特性来提高反馈精度。将这些解决方法融合在一起，形成了信道信息的逐元素差分反馈方法，其基本原理如图2所示。

如图2所示，接收端对信道信息进行反馈时，不是直接对信道值进行量化，而是先将当前时刻的信道h(t)与前一时刻的反馈值相减，得到的差值称为残差信号。差分反馈中实际反馈的就是残差信号Δ(t)。由于信道慢变，残差的动态范围很小，所以反馈误差也小。发送端(反馈链路接收端)收到反馈的残差信号后，用它来修正前一时刻的反馈值最终得到当前时刻的信道信息。

逐元素差分反馈方法利用无线信道的慢变特性，在准静态至中低速移动的场景下可以获得极高的反馈精度。同时，由于对信道矩阵逐元素的进行处理，避免了矢量量化中高维的码本设计问题。但是，残差量化时采用的码本必须与残差的统计特性匹配，否则非但不能获得性能增益，反而可能造成更大的反馈误差。在实际的移动通信系统中，用户的移动速度不断发生变化，信道参数变化的快慢程度也随之改变，于是残差信号的统计特性也是时变的。采用一个固定的码本将不能适应所有的情况，造成性能较大的性能损失。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种通信处理方法及装置，提高移动通信系统的性能。