[发明专利]一种下行虚拟多天线系统的数据传输方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域的数据传输技术，尤其涉及一种虚拟多天线系统的数据传输方法、装置及系统。

背景技术

在无线通信技术中，基站侧，例如演进的节点B(eNB，eNode B)使用多根天线发送数据时，可以采取空间复用的方式来提高数据传输速率，即在发送端使用相同的时频资源在不同的天线位置发射不同的数据，接收端，例如用户设备(UE，User Equipment)也使用多根天线接收数据。在单用户的情况下将所有天线的资源都分配给同一用户，此用户在一个传输间隔内独自占有分配给基站侧分配的物理资源，这种传输方式称为单用户多入多出(SU-MIMO，Single User Multiple-Input Multiple-Out-put)；在多用户的情况下将不同天线的空间资源分配给不同用户，一个用户和至少一个其它用户在一个传输间隔内共享基站侧分配的物理资源，共享方式可以是空分多址方式或者空分复用方式，这种传输方式称为多用户多入多出(MU-MIMO，Multiple User Multiple-Input Multiple-Out-put)，其中基站侧分配的物理资源是指时频资源。

在长期演进系统(LTE，Long Term Evolution)中，反映下行物理信道状态的信息(CSI，Channel State Information)有三种形式：信道质量指示(CQI，Channels quality indication)、预编码矩阵指示(PMI，Pre-coding Matrix Indicator)、秩指示(RI，Rank Indicator)。

CQI为衡量下行信道质量好坏的一个指标。在现有技术中CQI用0～15的整数值来表示，分别代表了不同的CQI等级，不同CQI对应着各自的调制方式和编码码率(MCS)，共分16种情况，可以采用4比特信息来表示。

PMI是指仅在闭环空间复用这种发射模式下，根据测得的信道质量告诉eNB应使用什么样的预编码矩阵来给发给该UE的物理下行共享信道(PDSCH，Physical Downlink Shared Channel)信道进行预编码。PMI的反馈粒度可以是整个带宽反馈一个PMI，也可以根据子带(subband)来反馈PMI。

RI用于描述空间独立信道的个数，对应信道响应矩阵的秩。在开环空间复用和闭环空间复用模式下，需要UE反馈RI信息，其他模式下不需要反馈RI信息。信道矩阵的秩和层数对应，因此UE向基站反馈RI信息即是反馈下行传输的层数。

传输层是LTE和LTE-A中多天线“层”的概念，表示空间复用中有效独立信道的个数。传输层的总数就是空间信道的秩(Rank)。在SU-MIMO模式下，所有天线的资源都分配给同一用户，传输MIMO数据所用的层数就等于eNB在传输MIMO数据所用的秩；在MU-MIMO模式下，对应一个用户传输所用的层数少于eNB传输MIMO数据的总层数，如果要进行SU-MIMO模式与MU-MIMO的切换，eNB需要在不同传输模式下通知UE不同的控制数据。

在实际的通信系统中，基站侧可以采用多根发射和接收天线，而在用户侧，由于终端的体积、成本等因素的限制，终端上配置的天线数一般不会很多，MIMO技术的优势无法得以充分地发挥。

目前提出的一种上行虚拟MIMO的方法，是将多个用户联合起来在同一时频资源中形成虚拟的MIMO信道，联合向具有多天线的基站发送数据。当用户之间的距离足够大时，不同用户到达基站的信道可以认为是不相关的，因此克服了体积和成本的因素。

虚拟MIMO分为协作虚拟MIMO和非协作虚拟MIMO两类。协作虚拟MIMO的主要思想是用户之间的数据可以相互分享，并通过共享各自的天线构成虚拟的多天线系统，现有的上行协作虚拟MIMO技术主要实现了MIMO的分集功能；非协作虚拟MIMO指的是用户间的数据不能相互分享，而是各自向基站发送独立的数据流，基站根据用户的信道情况，选择几个用户进行配对，配对用户在相同的时频上向基站发送数据，基站通过多天线来区分不同的用户，这有点类似于下行的MU-MIMO，非协作的虚拟MIMO主要实现了MIMO的复用功能。

现阶段虚拟MIMO技术通常被建议应用于移动终端向基站发送数据的上行链路，且多采用非协作的方式。