The invention provides a method for MU MIMO wireless communication system, including the MU MIMO wireless communication system: BS, which is placed into a plurality of antenna array linear or planar array; a plurality of UE, for two levels of signal processing in BS, in order to reduce the system complexity (i.e. RF pre encoding / combination and baseband pre encoding / detection); two order statistics of BS channel matrix of each UE, calculate RF precoding matrix, through the ratio of pilot number of transmit and receive antennas at the BS pilot far less which can obtain two order statistics of the channel matrix through the uplink or downlink reference signal the reference signal with the uplink feedback.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混合波束成形多天线无线系统本申请要求2015年4月15日提交的美国临时专利申请No.62/148,089的权益。
本专利的领域是多天线无线通信系统。本专利技术总体上涉及多入多出(MIMO)无线通信网络或系统,更具体地说,用于基于部分地测量的信道状态信息(CSI)计算模拟波束成形矩阵和基带预编码/检测矩阵的新颖方法以及用于实现该方法的装置和系统。
技术介绍
在[1]中首先介绍了大规模多入多出(MIMO)或大型MIMO系统,其中,每个基站(BS)装配有几十至几百个天线,以在相同时间-频率资源中通过多用户MIMO(MU-MIMO)同时服务于几十个用户。因此,它们可以实现比线性波束成形方法(例如迫零(ZF),其可以实现非常接近信道容量的性能)的传统MU-MIMO系统显著更高的空间复用增益,并且已经引起来自学术界和工业界的极大兴趣([1]-[3])。此外,大规模MIMO视为用于第5代(5G)无线通信系统的最有前途的技术之一,并且已经包括于最新第3代伙伴项目(3GPP)长期演进(LTE)标准发行版13中([4]),其中,其称为全维(FD)MIMO。无论优点如何,对于将大规模MIMO应用于实际系统,仍存在非常艰难的挑战。为了利用大型天线阵列的增益,采用下行链路作为示例,所有天线的信号首先在基带处受处理(例如,信道估计、预编码等),然后在通过数模(D/A)转换器、混频器和功率放大器(即射频(RF)链)之后上转换到载波频率。RF链的输出然后与天线元件耦合。因此,其在下行链路中对于每预编码单元的ZF预编码引入巨大的基带计算复杂度(例如O(NtK2)),其中,Nt和K分别是BS ...
【技术保护点】
一种MU‑MIMO TDD无线通信系统,其包括具有多个天线的BS,其中,RF链的数量小于天线的数量;BS通过每个UE发送上行链路导频获取CSI;BS计算第一级统一模拟波束成形矩阵,以用于RF处理;以及BS计算第二级矩阵,以用于基带处理。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.15 US 62/148,0891.一种MU-MIMOTDD无线通信系统,其包括具有多个天线的BS,其中,RF链的数量小于天线的数量;BS通过每个UE发送上行链路导频获取CSI;BS计算第一级统一模拟波束成形矩阵,以用于RF处理;以及BS计算第二级矩阵,以用于基带处理。2.如权利要求1所述的系统,还包括:使用第一级矩阵,以耦合BS的RF链和物理天线。3.如权利要求1所述的系统,还包括:使用第二级矩阵,以耦合调制模块的输出和BS的RF链。4.如权利要求1所述的系统,还包括:BS所服务的UE在上行链路信道中发送导频信号或基准信号信息,以用于BSCSI获取,以计算第一级矩阵,并且BS沿着天线维度对接收到的信号进行采样,从而传递到RF链的信号的数量不大于RF链的数量NRF。5.如权利要求4所述的系统,还包括:当BS处的天线放置为线性阵列时,通过从接收天线的部分选择信号实现采样。6.如权利要求4所述的系统,还包括:当BS处的天线放置为平面阵列时,分别通过从水平维度中的接收天线的一个行和垂直维度中的接收天线的一个列选择信号实现采样。7.如权利要求4所述的系统,还包括:当BS处的天线放置为平面阵列时,分别通过从水平维度中的接收天线的一个行的部分和垂直维度中的接收天线的一个列的部分选择信号实现采样。8.如权利要求4所述的系统,还包括:当BS处的天线放置为平面阵列时,通过分别从水平维度中的接收天线的一个行的和垂直维度中的接收天线的一个列的部分选择信号或分别从水平维度中的接收天线的一个行的部分和垂直维度中的接收天线的一个列选择信号实现采样。9.如权利要求1所述的系统,还包括:通过耦合矩阵表示所选择的接收天线与RF链之间的耦合,耦合矩阵的元素是二进制,其中,一个值表示RF链和天线的特定配对是连接的,而另一值表示断连。10.如权利要求4所述的系统,还包括:所选择的导频信号传递到基带,以在BS处估计每个UE与所选择的接收天线之间的信道系数。11.如权利要求9所述的系统,还包括:当BS处的天线放置为线性阵列时,BS通过用于每个UE的所估计的信道系数构造用于表示沿着水平维度的信道信息的nh个相互正交矢量。12.如权利要求9所述的系统,还包括:当BS处的天线放置为平面阵列时,通过用于每个UE的所估计的信道系数,BS分别构造用于表示沿着水平维度的信道信息的用于第kUE的nh个相互正交矢量和关联增益以及用于表示沿着垂直维度的信道信息的nv个相互正交矢量和关联增益13.如权利要求12所述的系统,还包括:用于第kUE的沿着水平和垂直维度的矢量由表示,其中,Nh是水平维度中的天线的数量,并且其中,Nv是垂直维度中的天线的数量。14.如权利要求13所述的系统,还包括:取决于天线阵列的索引化,UE的信道由和表示为或其中,矩阵和是以及其中,diag(a)生成对角矩阵,a是其对角元素。15.如权利要求1所述的系统,还包括:BS通过Rk,k∈Φ计算用于随后时隙的第一级矩阵,其中,Φ是包含随后时隙中所调度的UE的集合。16.如权利要求15所述的系统,还包括:BS计算定义为R=∑k∈ΦβkRk的矩阵R的本征矢量,其中,βk是取决于对第kUE所分配的时间-频率资源的比例的加权因子,并且通过对应于前NRF个最大本征值的前NRF个本征矢量构造Nt×NRF矩阵VRF。17.如权利要求1所述的系统,还包括:BS计算第一级矩阵作为WRF=exp[jarg(VRF)]。18.如权利要求1所述的系统,还包括:在不同频率资源中所调度并且复用的两个或更多个MU-MIMO群组在RF处理中使用相同第一级统一模拟波束成形矩阵。19.如权利要求1所述的系统,还包括:第一级统一模拟波束成形矩阵应用于视线(LoS)和非视线(NLoS)信道条件二者。20.如权利要求1所述的系统,还包括:BS通过使得UE在上行链路中发送导频信号或基准信号估计从基带看见的每个UE的信道系数,并且BS将第一级矩阵WRF应用于耦合物理接收天线和RF链。21.如权利要求1所述的系统,还包括:BS在每个时间-频率资源单元上通过从用于每个MU-MIMO群组的基带看见的所估计的信道系数计算第二级矩阵。22.如权利要求1所述的系统,还包括:BS将第一级矩阵和第二级矩阵同时应用于在下行链路中发送信号或在上行链路中接收信号。23.如权利要求1所述的系统,还包括:周期性地或当BS请求时发送用于计算第一级矩阵的导频信号,其由BS确定并且通过下行链路控制消息通知给UE。24.一种用于MU-MIMOTDD无线通信的系统,其包括具有多个天线的BS,其中,RF链的数量小于天线的数量,BS通过BS发送下行链路测量导频或基准信号并且UE反馈量化后的所测量的CSI获取CSI,BS通过量化后的所测量的CSI计算用于RF处理的第一级矩阵,并且BS计算用于基带处理的第二级矩阵。25.如权利要求24所述的系统,还包...
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