具有可变时隙结构的ＭＩＭＯ通信系统技术方案

一种多输入多输出（ＭＩＭＯ）通信系统被配置为利用可变时隙结构。该系统包括多个终端以及配置为与终端通信的至少一个基站。该基站被操作来为各个终端确定移动性，基于确定的移动性将终端安排到组中，并且利用至少第一和第二不同的时隙结构，以便与组中的至少各个第一和第二组终端通信。例如，该系统可以是多用户ＭＩＭＯ系统，其中多个终端包括独立的单天线终端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及通信系统，并且更具体地涉及多输入多输出(MIMO)通信系统。
技术介绍
MIMO通信系统具有多种不同类型，包括如点到点系统和多用户系统。在典型的点到点MIMO通信系统中，一个终端中的多天线阵列向另一个终端中的多天线阵列进行传送，从而获得相对于具有相似功率和频谱带宽的单天线链路的吞吐增益。在典型的多用户MIMO通信系统中，基站中的多天线阵列选择地并且同步地向独立单天线终端发送多数据流，再次获得相对于一组单天线链路的吞吐增益。这种类型的多用户系统有时被称为“广播”MIMO系统。与广播MIMO相反的系统有时被称为“多接入”MIMO，并且它需要独立单天线终端同步地向基站中的多天线阵列发送多数据流。相对于点到点MIMO，多用户MIMO具有许多优点。例如，多用户MIMO系统中的终端可以是简单和便宜的。另外，在视线传播条件下点到点MIMO可能无法传递需要的高吞吐量，而在相同的条件下，只要终端之间的角距超过传输阵列的瑞利分辨率，多用户MIMO便继续提供高吞吐量。更进一步，多用户MIMO无缝地处理视线和充分散射传播间的转换。多用户MIMO原理的缺点是，基站必须知道前向信道的传播特性。基站获取此信息的过程一般被称为训练。例如，见Hochwald等的美国专利申请公开号2005/0265290，题名为“Feedback Method ForChannel State Information of a Wireless Link”，与本专利技术是共同受让人并且在此合并作为参考。公认这种前向信道信息的获得是由时分双工(TDD)操作推动的。在TDD上下文中，互反原理意味着，反向信道矩阵等于前向信道矩阵的转置矩阵，这样基站能够通过处理由终端在反向链路发送的导频信号来容易地获得需要的前向信道信息。不幸地，多用户MIMO通信的传统方法可能不能对具有高的终端移动性的情况进行最佳配置。例如，在与高移动性相关的传播条件下，传统方法可能不能在信道改变前提供充足的时间来传送反向导频，然后传送前向数据流。此外，在低信号干扰加噪声比(SINR)条件下，可能需要过多的导频符号来获得足够好质量的信道评估，从而允许数据流的选择性传输。因此，基于这些传统方法的系统可能不能获得多用户MIMO通信的全部吞吐优势。因此存在改进多用户MIMO通信方法的需要，特别是在高的终端移动性面前提供改善的系统吞吐量方面。
技术实现思路
以说明性的实施方式，本专利技术通过可变时隙结构的使用，在MIMO系统中提供了改进的吞吐量。根据本专利技术的一个方面，MIMO系统被配置使用可变时隙结构。该系统包括多个终端以及至少一个配置为与终端通信的基站。基站操作来确定各个终端的移动性，基于确定的移动性将终端安排到组中，并且利用至少第一和第二不同时隙结构，以便与组中的至少-->第一和第二组各自的终端进行通信。可以确立优先级来服务这些组，然后由基站依照所确立的优先级来服务这些组。例如，可以基于信道测量或基于卫星测量来确定各个终端的移动性。终端移动性可以被指定为各自的速率指示符，或采用指示了终端移动性的其他类型的信息来指定。如果组中的给定组包括的终端多于能在单时隙中被服务的终端数目，则可以基于给定组中终端的相对角度位置来将给定组分成两个或更多更小的组。说明性的实施方式中的系统是多用户MIMO系统，其中多个终端包括独立单天线终端。更特别地，在说明性的实施方式的多用户MIMO系统中，基站通过包括M个天线的天线阵列与多个终端通信并且多个终端包括K个单天线终端，其中M≥K。在其他实施方式中，这些终端中的一个或多个终端可以包括多个天线。为了与各个组中的终端通信，可以确定最佳的时隙结构。给定的这种时隙结构可以由时隙长度、前向链路上该时隙中将被服务的终端数目、和反向链路导频数目来指定。优选地，给定时隙结构的时隙长度小于或等于一个时间间隔，在该时间间隔上那个组中的终端在通信频率上移动波长的某一指定分数。这种时间间隔在此也被称为相干间隔，并且可以具有被指定为系统中特定数目的通信符号的持续时间。举例来说，相干间隔可以被指定为具有T个符号的持续时间，具有包括由相应的组的终端传送至基站的τrp个反向导频符号的第一部分，包括具有单个符号的持续时间的训练计算间隔的第二部分，以及包括由基站发送到相应组中的各个终端的(T-1-τrp)个前向符号的第三部分。可以通过基于给定的特定数目基站天线的吞吐量测量的最大值，同步地确定在时隙内服务的终端数目和对于该时隙的反向链路导频数目，来定义用于与组中给定组的终端进行通信的最佳时隙结构。例如，吞吐量测量可以包括系统的总容量的下限。有利地，相比于采用固定时隙结构的系统，说明性的实施方式的可变时隙结构提供了多用户MIMO通信系统中吞吐量的显著提高。例如，甚至在短的相干间隔中并且具有低SINR，包括十六个或更多个天线的基站可以同时学习信道并且以高聚合吞吐量来将多个数据流同时传送到多个单天线终端。在其他实施方式中可采用更多或更少数目的天线。通过附图和下面的详细描述，本专利技术的这些或其他特点和优点将变得更清楚。附图说明图1是本专利技术说明性的实施方式中多用户MIMO通信系统的简图，更特别地显示了反向链路上从终端到基站的传输。图2是图1的多用户MIMO通信系统的另一个视图，更特别地显示了前向链路上从基站到终端的传输。图3显示了图1和图2的多用户MIMO通信系统中采用的可变时隙结构的一个类型的实例。图4是图1和图2的多用户MIMO通信系统的基站中采用图3的可变时隙结构执行媒体访问控制(MAC)过程的流程图。图5是图1和图2的多用户MIMO通信系统的基站的更详细的方块图。图6，7和8是典型的多用户MIMO系统中总容量下限作为服务的终端数目的函数-->的图表。图9，10和11是典型的多用户MIMO系统中网络吞吐量作为前向信号与干扰和噪声比(SINR)函数的图表。图12，13和14是典型的多用户MIMO系统中服务的终端的最佳数目作为前向SINR函数的图表。图15，16和17是典型的多用户MIMO系统中反向导频符号的最佳数目作为前向SINR函数的图表。具体实施方式下面将结合典型的多用户MIMO系统和相关的可变时隙结构来说明本专利技术。然而，可以理解，本专利技术不限于使用任何特别类型的MIMO系统或可变时隙结构。公开的技术适合用于品种繁多的其他MIMO系统和可变时隙结构，和用于很多可选的应用中。例如，本专利技术的观点可以在蜂窝通信系统以及如Wi-Fi或WiMax的无线网络中实现。因此，宽泛地解释在此使用的术语“基站”，使得其包括如蜂窝系统基站或无线网络的接入点。图1显示包括基站102的多用户MIMO系统100，基站102与多个终端通信，更特别地，多个终端被标记为104-1，104-2，...104-K，每个终端被装备了标记为1，2，3，...K的单天线。例如，终端可以是移动电话、便携式计算机、无线电子邮件设备、个人数字助理(PDA)或其它用户通信设备的任一组合。如图所示，基站102包括包含M个天线的天线阵列110。在此说明性的实施方式中，假设终端104在反向链路上向基站102传送正交导频序列。更进一步，采用TDD操作，这样通过TDD互反性，基站中的信道评估器112产生前向信道传播特性的估计在此也称为前向信道矩阵。在其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在基站与多个终端进行通信的多输入多输出通信系统中传递信息的方法，该方法包括步骤：确定各个终端的移动性；基于所确定的移动性，将所述终端安排到组中；以及利用至少第一和第二不同的时隙结构，以便与组中的至少相应第一和第二组的终端进行通信。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-10-26 11/553,1911.一种在基站与多个终端进行通信的多输入多输出通信系统中传递信息的方法，该方法包括步骤：确定各个终端的移动性；基于所确定的移动性，将所述终端安排到组中；以及利用至少第一和第二不同的时隙结构，以便与组中的至少相应第一和第二组的终端进行通信。2.根据权利要求1的方法，其中基站通过包括M个天线的天线阵列与多个终端进行通信，并且所述多个终端包括K个单天线终端，其中M≥K。3.根据权利要求1的方法，其中时隙结构中的给定时隙结构是由时隙长度、前向链路上在该时隙中将被服务的终端的数目、和反向链路导频的数目来指定的。4.根据权利要求3的方法，其中给定时隙结构的时隙长度小于或等于一个时间间隔，在该时间间隔上该组的终端在通信频率上移动波长的某一指定分数。5.根据权利要求1的方法，其中时隙结构中的给定时隙结构包括相干间隔，该相干间隔具有被指定为系统中特定数目的通信符号的持续时间。6.根据权利要求5的方法，其中所述相干间隔包括：包含多个反向导频的第一部分、包含训练计算间隔的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯刘易斯马则塔，
申请(专利权)人：朗讯科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]