[发明专利]使用任意预编码基准信号的MU‑MIMO的通用化基准信令方案

说明书

本发明申请是申请日为2008年2月20日的、申请号为200880008640.X（国际申请号为PCT/US2008/054355）以及发明名称为“使用任意预编码基准信号的MU-MIMO的通用化基准信令方案”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及信息处理的领域。在一个方面，本发明涉及一种用于在无线MIMO通信系统中传递基准信号信息的系统和方法。

背景技术

无线通信系统在指定电磁频谱中发射和接收信号，但是电磁频谱的容量是有限的。随着对无线通信系统的要求持续扩展，存在提高频谱使用效率的越来越多的挑战。为了在降低系统对噪声和干扰的敏感度和限制发射功率的同时提高系统的通信容量，已提出许多无线通信技术，诸如多输入多输出（MIMO），该技术是一种传输方法，其中具有多个发射天线的发射机将信号无线地发射到多个接收机，每个接收机具有多个接收天线。例如，空分多址（SDMA）系统可被实现为闭环系统以提高频谱使用效率。SDMA近来涌现为一种用于下一代通信系统的流行技术。在诸如IEEE802.16和第三代伙伴项目（3GPP）长期演进（LTE）平台的数种当前涌现的标准中已采用基于SDMA的方法。

图1示出了使用SDMA的无线MIMO通信系统100。在MIMO系统中，发射机和接收机均配备有多个天线。无线通信系统100包括一个或多个发射机101（例如，基站）和一个或多个接收机站102.1～102.m（例如，订户站），其中“m”是表示给定地理区域中的接收机站的数量的整数。当基站和订户站均配备有接收机和发射机时，基站和订户站可以是发射机和接收机。基站通常与多个订户站通信。订户站与基站直接通信并且经由基站与其他订户站间接通信。基站的数量部分取决于待由无线通信系统100服务的地理区域。订户系统实际上可以是任何类型的无线单向或双向通信设备，诸如蜂窝电话、无线装备计算机系统和无线个人数字助理。在基站和订户站之间传递的信号可以包括语音、数据、电子邮件、视频和其他数据、语音和视频信号。

在SDMA-MIMO无线通信系统中，每个基站101和订户站102.i包括用于发射和接收信号的天线阵列。在SDMA中，不同的订户站共享相同的时间-频率信道并且它们之间的分离出现在空间维度中。在传输期间，天线阵列通过将一组发射波束成形权重应用到被施加到天线阵列中的每个天线的信号，来形成波束或多个波束。基站将一组不同的发射波束成形权重应用到与每个订户站的每个通信，目的在于使无线电通信设备信号之间的干扰最小。在诸如时分双工（TDD）的某些传输方案中，基站和订户站之间的波束成形允许在下行链路和上行链路期间将相同的频率信道和不同的时间信道分配给订户站。在诸如频分双工（FDD）的其他传输方案中，基站和订户站之间的波束成形允许在下行链路和上行链路期间将相同的时间信道和不同的频率信道分配给订户站。

如图1中更具体地示出的，MIMO系统基站101使用波束成形通过多个天线发射单个数据流（例如，s₁），并且接收机组合来自多个接收天线的接收信号以重新构造发射数据。这是通过“波束成形”权重实现的，由此通过将权重向量w_i施加到信号s_i并且在天线阵列上发射结果x_i，在信号处理单元103.i中处理用于传输的信号s_i。加权向量w_i用于引导信号，目的在于提高信号质量或者性能度量，如接收信号的信号-干扰和噪声比（SINR）。在接收机处，使用组合向量v_i处理天线阵列检测的接收信号。具体地，基站101具有N个天线的阵列105，其中N是大于或等于m的整数。基站准备传输信号，对于每个信号s_i，该传输信号由向量x_i表示，其中i∈{1,2,...,m}。（注意：粗体小写字母变量表示向量并且粗体大写字母变量表示矩阵）。根据式[1]确定传输信号向量x_i：

x_i=w_i·s_i[1]