无线接收设备和用于无线通信的方法技术

本申请涉及无线接收设备和用于无线通信的方法。公开了改进反馈传输信道上的通信的方法，在所述信道中有可能存在比特错误。一个方法包括下列步骤：选择索引到信道状态的多重映射、对索引到信道状态的映射中的每一个映射估计反馈错误对于传输质量的影响、选择索引到信道状态的映射以减少反馈错误的影响；以及将信道状态信息反馈从所述接收机传送到所述发射机，所述接收机使用由选定的索引到信道状态的映射所确定的索引表示信道状态。

【技术实现步骤摘要】
无线接收设备和用于无线通信的方法本申请是申请号为200980119123.4号的专利申请的分案申请。
本申请涉及使用多天线的无线通信。
技术介绍
对于高容量无线系统中增强的频谱效率来说，在衰落信道中使用多天线是最有前途的解决方案之一。在这种系统中根本问题在于信道状态信息(CSI)在发射机和接收机中的可用性。通常认为在接收机中全部CSI是可用的，但是由于反馈延迟和噪声、信道估计错误和有限的反馈带宽在发射机中可能只有部分CSI是可用的，这使得要在接收机中量化CSI以最小化反馈率。
技术实现思路
公开了用于改善反馈传输信道上的通信的方法，在所述反馈传输信道中有可能发生比特错误。抵消这些错误的基本的解决方案是：为了最小化索引误差的影响对CSI向量量化器索引的适当的设计(例如对质心索引的比特表示)、使用错误检测技术来删除错误的索引以及使用其他方法恢复正确的索引(参见专利技术名称为“多天线系统中量化的信道状态信息预测”的申请号为11/852,206公开号为US2009/0067529的未决的美国专利申请和专利技术名称为“多天线系统中信道状态信息的多层量化”的申请号为11/852,240公开号为US2009/0067512的未决的美国专利申请)。USSN11/754,965、11/852,240和11/852,206的内容在法律允许的情况下以提述方式纳入本文。进一步提供了用于减少从接收机到发射机的信道状态信息反馈中的错误的影响的方法和设备。在实施例中，所述方法包括如下步骤：选择索引到信道状态的多重映射、对所述索引到信道状态的映射中的每一个映射估计反馈错误对传输质量的影响、选择索引到信道状态的映射以减少反馈错误的影响、以及将信道状态信息反馈从所述接收机发送到所述发射机，所述接收机使用由选定的索引到信道状态的映射所确定的码字表示信道状态。这些和其他的方法和设备陈述于权利要求中，并被以提述方式纳入于此。附图说明具体实施例将参考附图进行描述，作为示例，附图中相同的附图标记表示相同的元素，其中：图1是描述了将信道状态空间划分为Voronoi区的示意图。图2描述了用于实现所述提出的方法的系统的基本结构。图3a描述了好的索引到质心的映射。图3b描述了差的索引到质心的映射。图4描述了索引优化算法的实施例的通用操作。图5描述了图4的示例性索引设计算法的初始化阶段的操作。图6描述了图4的示例性索引设计算法的优化阶段的操作。图7描述了具有错误检测码的系统操作的实施例。图8描述了不具有错误检测码的系统操作的实施例。图9描述了索引算法的更通用的实施例。具体实施方式在典型的CSI向量量化器(VQ)中，执行信道向量空间的量化如图1所示：可用空间被与表示每个Voronoi区中所有向量实现的质心22对应的Voronoi区20填充。这种区(质心)的数量由可用比特的数量来定义，且每个质心被指派索引23，所述索引23的长度的二进制表示与可用反馈比特数量相等。所述索引也可以表示为符号的任意序列，只要每一个索引被唯一的符号序列所表示，且所述符号可以被所述反馈信道传输。当所述接收机将其信道状态信息传送到所述发射机时，物理上是在所述反馈信道上传送表示所述质心索引的比特(或符号)。当使用术语“二进制索引”时，可以用“表示所述索引的符号序列”来替代。在权利要求中当论及索引到信道状态的映射时，符号序列到索引的映射将起到相同的作用且所述权利要求应被解读为适用于上述两者。从每次只有一个激活的接收机的系统到同时有多个接收机被激活的系统中(这里激活的是指正在接收传输)，所有提出的解决方案都可被用于特征值和奇异值码本。必要时，反馈编码解决方案的设计可被用于正交特征值、特征值子集和标量奇异值的量化矩阵。下面的描述在形式上是通配的，因此可以容易地被用在任意类型的CSI量化方案上。图2描述了在第11/754,965号美国专利申请中提出的系统的基本结构。所述系统工作如下：1.传输时刻之前，每个接收机38为反馈信道34评估40其信道矩阵H，并使用该信息去执行所述矩阵的奇异值分解(SVD)42。2.特征值和奇异值组件被分别使用V46和D48两个码本各自进行量化44。3.对选中码字的索引编码52、54并通过反馈信道50反馈56、58到所述发射机36。4.所述发射机包括索引器和优化器66，所述索引器和优化器使用来自所述系统中所有的接收机的所有解码地60、62索引64去分别地选择68、70预先选定的线性调制矩阵B和功率分配矩阵S。该选择基于预先定义好的规则集合(最大公平性、吞吐量等)。5.使用调制矩阵74和功率分配矩阵76来调制输入信号72，通过反馈信道34传输至所述接收机，使用天线32，且所述接收机处理所述传输的调制信号。图2中描述的所述反馈信道50将不可避免的具有传输错误且在所述发射机处将对由所述接收机报告的信道向量索引错误的解码。即使反馈信息是由信道编码保护，在多用户情况下，干扰导致所述索引被检测出错是有可能的，这将降低系统的吞吐量。例如在图1中，在实际向量轨迹24的开始部分期间，由比特011表示的所述质心索引号码3将被报告至所述发射机。然而，如果出于某些原因，第二索引比特被错误恢复，所述发射机将改为接收到所述质心索引号码1(由bit001表示)，这将导致其选择不合适的调制矩阵B和S(参见之间的部分)。反馈索引23的基本传输可包括下列步骤：1.选择表示与实际信道向量最接近的质心22的所述索引23。2.(可选的)对质心索引的二进制表示增加错误检测校验位。3.(可选的)增加纠错校验位。4.发送所有的比特。5.(前提条件为3)对接收到的比特执行信道解码。6.(前提条件为2)对接收到的比特执行错误检测。7.将接收到的信道向量索引报告到图2中的所述优化器/索引器。8.(可选的)将哪些索引包含错误报告到图2中的所述优化器/索引器。这一步骤可以使用步骤6或者稍后描述的任意替代的方法的结果。基于以上8个步骤，所述索引器现在能够为下一传输时刻决定调制矩阵的选择。所述问题的三个示例性方法如下：1.如果使用了错误检测码或者任意替代的错误检测方法且基站优化器意识到错误的接收机索引，其可以丢弃所述错误的索引并且在优化阶段只使用正确的索引。2.如果使用了错误检测码或者任意替代的错误检测方法且基站优化器意识到错误的接收机索引，其可以尝试去恢复所述错误索引并在所述优化阶段使用所有接收到的索引(正确的和恢复的)3.如果根本未使用错误检测，所述优化器假定接收到的索引与实际传输的索引非常接近且按照假设所述索引都是正确的那样使用所述索引。方法1、2和3的基本区别在于是否在反馈回基站的信道信息索引中使用所述错误检测方法来检测问题。如果使用了这种方法，所述发射机可以识别哪些索引是错误的并可以采取适当的行动。如果没有执行错误检测且接收到的索引被“如现状”的使用，则必须如图3a所示妥善设计所述向量量化器索引。在量化器中所述索引到所述质心的映射是复杂的任务，当反馈链路中的错误不可以忽略时，这会非常影响所述系统的性能。图3a和3b描述了相同的向量量化器具有不同的索引23的映射以及所述质心索引的传输中一比特错误的结果的情况。在图3a中，以保证所述索引的最后位置的一比特错误使所述发射机接收到的所述质心与实际质心偏移不远的方式完成映射。换句话说本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线接收设备，包括：至少一个处理设备，能操作以产生表示多个索引的一个编码序列，所述多个索引中的每个能与多个信道状态中的至少一个联系，所述多个信道状态对应于多输入多输出预编码信息；以及发送器，被配置为发送所述一个编码序列至无线传输设备。

【技术特征摘要】
2008.04.21 US 12/107,0471.一种无线接收设备，包括：至少一个处理设备，能操作以产生表示多个索引的一个编码序列，所述多个索引中的每个能与多个信道状态中的至少一个联系，所述多个信道状态对应于多输入多输出预编码信息；以及发送器，被配置为发送所述一个编码序列至无线传输设备。2.根据权利要求1所述的无线接收设备，其中，所述多输入多输出预编码信息与码本相关联。3.根据权利要求2所述的无线接收设备，其中，所述码本具有减少反馈错误对所述多个索引的影响的汉明距离。4.根据权利要求1所述的无线接收设备，其中，所述一个编码序列中的符号的数量基于反馈信道上的可用比特的数量。5.根据权利要求1所述的无线接收设备，其中，所述一个编码序列选自与所述多个信道状态相关联的多个编码序列。6.根据权利要求1所述的无线接收设备，其中，所述至少一个处理设备进一步被配置为估计前馈信道的信道矩阵。7.根据权利要求1所述的无线接收设备，还包括多重接收天线，所述多重接收天线被配置为从所述无线传输设备在至少一个前馈信道上接收信号。8.根据权利要求1所述的无线接收设备，其中，所述至少一个处理设备进一步被配置为选择表示与所述多个信道状态相关联的信道向量的质心的索引。9.根据权利要求1所述的无线接收设备，其中，所述至少一个处理设备进一步被配置为增加信道...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴尔托什·米尔扎莱克，维托尔德·A·克日米恩，
申请(专利权)人：蔚蓝公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA