在多用户大规模MIMO系统中进行信道估计的方法和设备技术方案

本发明专利技术提供了一种在多用户大规模多输入多输出系统中进行信道估计的方法。基于每个用户设备的空间相关矩阵，为每个用户设备选择候选导频。通过确定不同用户设备之间的空间相关矩阵的相似性，可以得出它们之间共享的导频，并且基站可以发送导频的并集以进行信道估计。本发明专利技术能够提供高信道估计精度并且能够减少训练信号资源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及大规模多输入多输出(MIMO)通信系统。特别地，本发明涉及在多用户(MU)大规模MIMO系统中进行信道估计的方法和设备。
技术介绍
由于各种优点，例如，大的波束成形增益和空间复用增益以及高空间分辨率，大规模MIMO通信在下一代蜂窝系统的将来部署中已经引起了极大的兴趣。在大规模MIMO系统中，发射器具有大量发射天线，例如，多于100个。大规模MIMO系统可以提供低维数的有效信道、空间维数减少的信道估计(CE)以及最佳的训练信号。对于具有许多用户设备(UE)的频分双工(FDD)大规模MIMO系统的下行链路的信道估计来说，当使用LTE标准给出的小区专用参考信号(CRS)时，训练信号的数量与天线的数量大致相同。当使用每个UE的专用导频执行信道估计时，训练信号的数量与UE的数量大致相同。上述两种方法都将消耗大量的资源来训练信号。US8837621涉及一种将离散导频插入到正交频分复用(OFDM)系统的发射信号中以在离散导频的基础上估计信道性能的方法、多天线OFDM系统和OFDM接收器。该专利技术使用传统的MIMO信道估计(CE)方法，包括：仅在天线的子集上发射导频参考信号以减少开销，以及进行空间内插以获得其他天线的信道估计。然而，当空间相关性不足够高时，估计误差大。US20150016379涉及一种MIMO传输方法，包括：基于与预定的特定组相关矩阵和之间的信道空间相关性以及预定阈值，对用户进行分组；以及使用特定组相关矩阵的本征向量作为导频来为分组用户执行信道估计。然而，每个组的导频可能不能覆盖每个分组用户的所有空间方向，从而降低了信道估计的精度。US20130163544公开了一种用于波束成形和信息反馈的方法。该专利技术使用预定的波束成形向量，例如，DFT列。为每个UE选择具有最高增益的单个波束成形向量作为数据传输的预编码器。由于不需要进行信道估计，所以节省了许多计算。然而，如果不能获得瞬时信道状态信息，就不能完全实现波束成形增益和空间复用增益。本领域需要一种高精度并且对训练信号资源的需求减少的用于估计大规模MIMO信道的方法。该方法在下行链路信道估计期间存在很多UE的情况下特别有用。
技术实现思路
因此，本专利技术提供了一种在多用户(MU)大规模多输入多输出(MIMO)系统中进行信道估计的方法。本专利技术还提供了利用这种信道估计方法的基站(BS)。根据本专利技术的实施例，一种用于在多用户(MU)MIMO系统中进行信道估计的方法，包括：由基站(BS)获得或者生成多个候选导频，其中，每个候选导频被分配有索引以便识别；获得每个UE的空间相关矩阵；从单个UE的空间相关矩阵获得所述单个UE的主导空间相关矩阵；基于所述单个UE的主导空间相关矩阵，计算所述单个UE的对应于单个候选导频的平均接收信号强度；为所述单个UE选择用于信道估计的候选导频的子集，其中，如果对应于所述单个候选导频的所述平均接收信号强度高于阈值，则将所述单个候选导频确定为位于所述子集中；将用于信道估计的所述候选导频的子集进行组合以形成用于UE的导频的并集；将属于所述导频的并集的候选导频的索引广播至UE；将导频的并集从所述BS发送到UE；以及基于接收的导频的并集和广播的候选导频的索引，在UE执行信道估计。根据本专利技术的实施例，一种用于与多用户(MU)大规模多输入多输出(MIMO)系统的多个用户设备(UE)通信的基站(BS)，该BS包括射频(RF)发生器和被配置为执行信道估计进程的一个或多个处理器，其中所述信道估计进程包括：获得或者生成多个候选导频，其中，每个候选导频被分配有索引以便识别；通过单个UE的空间相关矩阵确定所述单个UE的主导空间相关矩阵；基于所述单个UE的主导空间相关矩阵，计算所述单个UE的对应于单个候选导频的平均接收信号强度；为所述单个UE选择用于信道估计的候选导频的子集，其中，如果对应于所述单个候选导频的所述平均接收信号强度高于阈值，则将所述单个候选导频确定为位于所述子集中；将用于信道估计的所述候选导频的子集进行组合以形成用于UE的导频的并集；将RF发生器配置成将属于所述导频的并集的候选导频的索引广播至UE；将所述RF发生器配置成将导频的并集发送到UE，从而可以基于接收的导频的并集和广播的候选导频的索引在UE实现信道估计。根据本专利技术的实施例，一种用于全维度(FD)多输入多输出(MIMO)系统的信道估计方法，所述系统具有基站(BS)和多个用户设备(UE)，该BS具有天线阵列，所述天线阵列具有代表仰角的多个行和代表方位的多个列，所述方法包括：由所述BS获得或者生成候选导频的第一集合和第二集合，其中，每个候选导频被分配有索引以便识别；获得每个UE的垂直信道相关矩阵；从单个UE的垂直信道相关矩阵获得所述单个UE的第一主导空间相关矩阵；基于所述单个UE的第一主导空间相关矩阵，计算所述单个UE的对应于第一候选导频集合中的单个候选导频的第一平均接收信号强度；从所述第一候选导频集合中为所述单个UE选择用于信道估计的候选导频的第一子集，其中，如果对应于前述的单个候选导频的所述第一平均接收信号强度高于阈值，则将所述第一候选导频集合中的所述单个候选导频确定为位于第一子集中；将用于信道估计的所述候选导频的第一子集进行组合以形成用于UE的导频的第一并集；将属于所述导频的第一并集的候选导频的索引广播至UE；获得每个UE的水平信道相关矩阵；从单个UE的水平信道相关矩阵获得所述单个UE的第二主导空间相关矩阵；基于所述单个UE的第二主导空间相关矩阵，计算所述单个UE的对应于第二候选导频集合中的单个候选导频的第二平均接收信号强度；从所述第二候选导频集合中为所述单个UE选择用于信道估计的候选导频的第二子集，其中，如果对应于前述的单个候选导频的所述第二平均接收信号强度高于阈值，则将所述第二候选导频集合中的所述单个候选导频确定为位于第二子集中；将用于信道估计的候选导频的第二子集进行组合以形成用于UE的导频的第二并集；将属于所述导频的第二并集的候选导频的索引广播至UE；由所述BS基于导频的所述第一并集和第二并集获得所述天线阵列的导频；将所述天线阵列的导频从所述BS发送到UE；以及基于接收的导频和广播的属于所述第一并集和第二并集中的每一个的候选导频的索引，在UE执行信道估计。本专利技术的方法能够提供高信道估计精度并且能够降低对训练信号资源的需求。附图说明下面参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多用户(MU)大规模多输入多输出(MIMO)系统的信道估计方法，所述系统具有基站(BS)和多个用户设备(UE)，所述方法包括：由基站获得或者生成多个候选导频，其中，每个候选导频被分配有索引以便识别；获得每个用户设备的空间相关矩阵；从单个用户设备的空间相关矩阵获得所述单个用户设备的主导空间相关矩阵；基于所述单个用户设备的主导空间相关矩阵，计算所述单个用户设备的对应于单个候选导频的平均接收信号强度；为所述单个用户设备选择用于信道估计的候选导频的子集，其中，如果对应于所述单个候选导频的平均接收信号强度高于阈值，则将所述单个候选导频确定为位于所述子集中；将用于信道估计的所述候选导频的子集进行组合以形成用于用户设备的导频的并集；将属于导频的并集的候选导频的索引广播至用户设备；将导频的并集从所述基站发送到用户设备；以及基于接收的导频的并集和广播的候选导频的索引，在用户设备执行信道估计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.24 US 14/864,8471.一种用于多用户(MU)大规模多输入多输出(MIMO)系统的信
道估计方法，所述系统具有基站(BS)和多个用户设备(UE)，所述方法
包括：
由基站获得或者生成多个候选导频，其中，每个候选导频被分配有索
引以便识别；
获得每个用户设备的空间相关矩阵；
从单个用户设备的空间相关矩阵获得所述单个用户设备的主导空间
相关矩阵；
基于所述单个用户设备的主导空间相关矩阵，计算所述单个用户设备
的对应于单个候选导频的平均接收信号强度；
为所述单个用户设备选择用于信道估计的候选导频的子集，其中，如
果对应于所述单个候选导频的平均接收信号强度高于阈值，则将所述单个
候选导频确定为位于所述子集中；
将用于信道估计的所述候选导频的子集进行组合以形成用于用户设
备的导频的并集；
将属于导频的并集的候选导频的索引广播至用户设备；
将导频的并集从所述基站发送到用户设备；以及
基于接收的导频的并集和广播的候选导频的索引，在用户设备执行信
道估计。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述候选导频由DFT矩阵的
列形成。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过利用参考信号执行的信
道探测，确定所述空间相关矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过以下步骤确定所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉贤，关文伟，曾江州，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81