[发明专利]使用大量基站天线的蜂窝通信系统的预编码和调度

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年11月15日提交的美国临时专利申请号61/726,958的优先权，通过引用将其结合于本文中。

技术领域

本申请总体涉及使用大量基站天线的蜂窝通信系统的预编码和调度。

背景技术

在蜂窝通信系统中，在基站(BS)处的多个天线和由BS服务的一个或多个用户终端(UT)处的多个天线允许将两个或多个独立的数据流在相同的时间-频率间隔从BS传输至UT。实现该过程的具体转输技术被称为空间多路复用。通常，空间多路复用是使用存在于BS处的多个天线和在一个或多个UT处的多个天线之间的不同的“路径”或信道以便在相同的时间-频率间隔上空间多路复用独立的数据流的多路输入、多路输出(MIMO)转输技术。当一个UT由BS服务时，系统处于单用户模式中，而当多个UT由BS在相同的时间-频率间隔上服务时，系统是多用户模式。

可在相同的时间-频率间隔上传输的独立的数据流的数量可以被显示为由BS处的天线的数量与一个或多个UT处的天线的总数两者中的更少的一个限制。对可在相同的时间-频率间隔上传输的独立的数据流的数量的进一步限制根据快速减弱、不良的信道状态信息(CSI)(被用于进行空间多路复用的)、和不相关的干扰来得出。

在T.L.Marzetta,“Noncooperative Cellular Wireless with Unlimited Numbers of Base Station Antennas,”IEEE Transactions on Wireless Communications,vol.9,no.11,pp.3590-3600,Nov.2010[Marzetta]中，引入的概念称为“大规模MIMO”。一般地说，大规模MIMO指的是在BS处(并且可能在UT处)具有超量(excess)可用的天线的通信系统，这些天线可用于减少当BS进行空间多路复用时的快速减弱、不良的信道状态信息(CSI)、和不相关干扰。Marzetta指出当BS处的天线的数量接近无限时，快速减弱、不良CSI、和不相关干扰的效果消失，仅剩下由导频污染所引起的蜂窝间干扰。导频污染是相邻的蜂窝(cell)中的导频顺序的再使用的结果。Marzetta进一步指出当BS处的天线的数量接近无限时，被称为匹配滤波(MF)的预编码的最简单的形式中的一个，变为进行空间多路复用最佳的。

通常，符合大规模MIMO需要的超量的发射天线的精确数量没有严格限定，而是当多用户干扰、和噪声变为由导频污染主导时通过至少一个测量结果来实现。

发明内容

本发明的一个方面公开了一种用于在单用户多路输入多路输出(SU-MIMO)传输模式与多用户多路输入多路输出(MU-MIMO)传输模式之间切换的基站，所述基站包括：数据源，被配置为提供多个数据流；调度器，被配置为控制所述数据源以提供旨在传输至内部用户终端的第一组多个数据流和旨在传输至一个或多个边缘用户终端的第二组多个数据流作为输出；以及预编码器，被配置为根据所述MU-MIMO传输模式预编码所述第一组多个数据流并且根据所述SU-MIMO传输模式预编码所述第二组多个数据流。

根据本发明的一个实施方式，所述调度器进一步被配置为将多个用户终端中的每个用户终端基于从该多个用户终端接收的信道质量指示指标分类为所述内部用户终端或所述边缘用户终端部分。

根据本发明的一个实施方式，所述预编码器被配置为使用迫零预编码来预编码所述第一组多个数据流。

根据本发明的一个实施方式，所述预编码器被配置为使用最小均方误差预编码来预编码所述第一组多个数据流。

根据本发明的一个实施方式，所述预编码器被配置为使用匹配滤波器预编码来预编码所述第二组多个数据流。

根据本发明的一个实施方式，所述第一组多个数据流中的每个数据流包括符号。

根据本发明的一个实施方式，所述调度器被配置为控制所述数据源使得所述第一组多个数据流中的数据流的数量小于阈值。

根据本发明的一个实施方式，基于被配置为将所述第一组多个数据流传输至所述内部用户终端的传输天线的数量来确定所述阈值。

根据本发明的一个实施方式，所述调度器被配置为基于所述第一组多个数据流中的数据流的数量控制所述预编码器预编码所述第一组多个数据流所使用的预编码类型。