多输入多输出无线通信系统中的自适应预编码技术方案

本发明专利技术公开了利用SU‑MIMO信道信息估计MU‑MIMO信道信息以选择适合MU‑MIMO信道质量的调制和信道编码的方法、根据对于多个UE的估计自适应选择MU‑MIMO预编码法和在MU‑MIMO预编码中补偿硬件减损的方法。

【技术实现步骤摘要】
多输入多输出无线通信系统中的自适应预编码本案是申请日为2014年12月20日、申请号为201480065687.5、专利技术名称为“多输入多输出无线通信系统中的自适应预编码”的专利技术专利申请的分案申请。本申请要求美国临时申请No.61/919,613的权益，美国临时专利申请No.61/919,613提交于2013年12月20日。
该专利技术总体上涉及无线通信，具体地，涉及用于基站(BaseStation,BS)根据系统信息、信道状态信息(channelstateinformation,CSI)及其估计的误差为大规模多输入多输出(multiple-input-multiple-output,MIMO)无线通信系统中的每一个用户终端(userequipment,UE)估计信道质量信息(channelqualityinformation,CQI)和使用自适应预编码的机制。
技术介绍
在大规模/超大规模MIMO系统中，BS装有数十甚至上百的发射天线。其由于在无需功率或带宽增大的情况下提供线性容量增长而已经收到了巨大的关注，并且是用于下一代无线通信系统(例如，超过4G、5G)的关键技术。这种优势是通过采用相比于传统系统配对用户的数目更多的多用户终端多输入多输出(MU-MIMO)技术而实现的。在该系统中，BS在每个调度槽选择用户，并且在同一时频资源块(resourceblock,RB)上将数据发送给这些用户。预编码向量用于将发射信号映射到数百个发射天线。在实际的系统中，当用户的信道质量较差时，与无线信道匹配的预编码矩阵可以用于取得阵列增益，以使得其增强接收信号的质量。共轭波束成形(conjugatebeamforming,CB)就是这类预编码方法中的一种。在CB预编码中，第k个用户的预编码向量是其信道信息的向量的共轭乘以一个常数，当信道质量较好时，用户终端干扰成为系统吞吐量的限制因素，因而需要去除这种干扰的预编码向量以提高系统吞吐量。迫零法(zero-forcing,ZF)是这类预编码法中的一种。在ZF预编码中，第k个用户的预编码向量是其中是第k个用户的多用户干扰信道，定义为而且，由于存在反馈带宽限制和测量误差等系统误差，CSI误差总是无法避免的。因此，BS为UE比较这两种预编码并自适应采用优选的预编码方法是一项挑战。
技术实现思路
本专利技术提供了一种解决MU-MIMO系统中的基本问题的方法，即：当这些UE中的仅仅单用户MIMO(singleUEMIMIO,SU-MIMO)CQI值可用时，如何为组中的所有UE估计MU-MIMOCQI。由于需要MU-MIMOCQI值选择适当的调制和信道编码模式，因而这是重要的。然而，尽管可以使用导频或测试信号的传输从测量中确定SU-MIMOCQI，但使用导频或测试信号的传输从测量中直接确定MU-MIMOCQI经常是不切实际的。在后一种情况下，时分双工(Time-DivisionDuplexing，TDD)信道中的信道互易没有帮助，并且对于频分双工(Frequency-DivisionDuplexing,FDD)和TDD信道，导频或测试信号必须由BS使用MU-MIMO预编码发送给组中所有的UE，MU-MIMOCQI值需要在每个UE加以确定并反馈给BS。在本专利技术的实施例中，可以利用组中UE的SU-MIMOCQI来估计MU-MIMOCQI，由此显著降低直接从测量中确定MU-MIMOCQI所需要的开销，并且使得MU-MIMO更加可行。一旦MU-MIMOCQI值是可用的，就可以选择适当的调制和信道编码，并且可以估计使用了所选MU-MIMO预编码的MU-MIMO的速率总和。本专利技术提供了一种使用上述MU-MIMOCQI估计法的自适应预编码法并且对MU-MIMO用户组中的用户应用自适应预编码。在此方法中，BS收集系统信息，比如下行链路中发射天线的数目、MU-MIMO用户组中的UE的数目、关于每个UE的信息(比如信道质量信息(CQI)和CSI的估计的误差(称为CSI误差))。通过这些信息，BS可以分别估计一个或多个预编码法(比如CB和ZF)的速率总和，并选择具有更大速率总和的预编码矩阵。硬件减损，尤其是UE中的硬件减损，是MU-MIMO系统的性能的限制因素。本专利技术还提供了用于特征化硬件减损并利用来自特征化的数据修正预编码以补偿硬件减损的方法。附图说明图1是根据SU-MIMOCQI估计MU-MIMOCQI的实施例的流程图。图2是BS中的自适应预编码的操作处理的图示。图3是BS获取硬件减损参数(HardwareImpairmentParameters，HIP)和UE的当前温度(CurrentTemperatures,CT)的图示。具体实施方式现在可以参照附图，在附图中，相同的附图标记在全文中指代相同的部分。现在描述本专利技术的示例性的实施例。这些示例性的实施例用于说明本专利技术的各方面，而不应该解释为限制本专利技术的范围。当参照框图或流程图描述这些示例性的实施例时，每个框可以代表方法步骤或者用于执行该方法步骤的装置元件。依据实现方案，可以用硬件、软件、固件或其组合配置对应的装置元件。在所考虑的的无线通信系统中，BS装有N个下行链路中的发射天线，同时不失一般性地，每个UE有一个接收天线。显然，可以普及到具有多于一个接收天线的UE。不失一般性地，我们假设，BS已经选择要包括在MU-MIMO组中的UE，这意味着确定可以在同一资源分配上调度的K个UE的索引。之后，BS开始通过SU-MIMOCQI估计MU-MIMOCQI的过程(附图1中的标记1)。首先，BS获得MU-MIMIOUE组中每一个UE的SU-MIMIOCQI(附图1中的标记2)。接下来，BS估计每一个UE的MU-MIMOCQI(附图1中的标记3)。在估计出每个UE的MU-MIMIOCOI的情况下，BS接着确定每个UE的调制和信道编码模式(附图1中的标记4)。此后，过程结束(附图1中的标记5)。这些实施例可以针对每一个资源块加以执行，所述资源块定义为频域中的若干个子载波或者时域中的若干个正交频分复用多路复用(OFDM)码元。一个实施例是估计MU-MIMOCQI值的方法(附图1中的标记3)，包含：BS获取多个UE的SU-MIMOCQI值(附图1中的标记2)，在互易信道的情况下，SU-MIMOCQI值可以通过UE对BS发射导频或测试信号获得，或者在非互易信道的情况下，通过BS对UE发射导频或测试信号并且UE反馈其CQI值至BS来获得。之后，BS使用SU-MIMIOCQI值来估计多个UE的MU-MIMOCQI值。以下列出了使用SU-MIMIOCQI值为多个UE提供MU-MIMIOCQI值的公式。MU-MIMOCQI的估计公式因所选择的预编码方法而异，其至少包括CB和/或ZF。例如，用于CB的公式如下：或者而用于ZF的公式如下：或者或者其中，1/γk是第k个UE的CQI的倒数，uk是第k个用户的归一化信道系数向量(如果uk不是单位向量，则用代替它)。第k个UE的互干扰信道是αk是第k个UE的CSI误差。BS获取αk的方法在下面加以描述。而且，一旦获得MU-MIMOCQI值的估计后，BS选择适合于MU-MIMO信道的质量的调制和信道编码(附图1中的标记4)。BS还可以选择使多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在预编码中补偿硬件减损和电路状态的方法，包括：保存UE的硬件减损参数HIP在数据库中；BS获得UE的唯一设备标识UDID信息；BS使用UDID从数据库获得UE的HIP；BS在预编码中使用HIP以补偿UE中的硬件减损和电路状态。

【技术特征摘要】
2013.12.20 US 61/919,6131.一种用于在预编码中补偿硬件减损和电路状态的方法，包括：保存UE的硬件减损参数HIP在数据库中；BS获得UE的唯一设备标识UDID信息；BS使用UDID从数据库获得UE的HIP；BS在预编码中使用HIP以补偿UE中的硬件减损和电路状态。2.如权利要求1所述的方法，还包括：BS获取多个UE的HIP并利用该信息在MU-MIMO预编码中以补偿所述多个UE的硬件减损和电路状态。3.如权利要求1所述的方法，还包括：在包括温度的不同操作状况下，存储并且BS...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱登魁，梁平，
申请(专利权)人：射频数字信号处理公司，
类型：发明
国别省市：美国,US