用于估计在LTE系统里的信道时间相关性和MIMO模式选择的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于信道时间相关性估计和MIMO模式选择的方法和装置。本发明专利技术的一个实施例，在LTE系统下利用SRS符号进行时间相关性估计，并基于所述时间相关性估计进行MIMO模式选择。

【技术实现步骤摘要】
用于估计在LTE系统里的信道时间相关性和MI MO模式选择的装置和方法
本专利技术涉及通信，特别涉及使用多天线如MIMO (多输入多输出)系统的无线通信网络。背景技木在MMO通信系统里，多天线使用在例如基站(BS)的发射器和接收器上。通过利用多天线收发器的空间维度(spatial dimension),能够实现通过多天线的信号并行传输，从而提高频谱效率，并获得高速数据传输率，而无需増加传输带宽。通常，MMO通信系统可以被广义地分成两种类型开环系统和闭环系统。对于开 环系统，从用户设备到基站没有信道信息反馈。相反，对于闭环系统，用户设备会提供信道信息反馈给基站，然后基站根据反馈信息来选取传输模式。因此有需要提供这种反馈，但也需要为此作出权衡。例如，有反馈的ー个优点是使得系统能够快速适应变化的信道条件，从而有效地提高系统性能，如増加物理层吞吐量(Physical Layer Throughput)。然而,在信道系数量大、反馈控制信道带宽小、以及反馈控制信道由同一系统里的不同用户共享的情况下，很难有效地将信道信息反馈给基站。这就意味着当完整的信道信息被持续提供到基站时，繁重的负荷将被施加到系统上，从而耗费本来可以分配给其它功能的系统资源。已经作出许多尝试来最小化反馈的信道信息以便减轻重负荷，因此闭环系统可以再分成两种类型有限反馈系统和完整反馈系统(rich feedback system)。有限反馈系统仅发送部分或有限的信道信息。但是，完整反馈系统则发送完整的信道信息如完整的信道状态信息(CSI)。另外ー种尝试去处理提供反馈的权衡是不持续提供反馈，而是在合适的情况下，系统在两种运作模式即开环模式和闭环模式之间进行转换。美国专利申请(公开号US2009/0003475A1)披露了在不同闭环、开环和混合技术之间的适应性。适应性是基于选择以下任何一个基准量的反馈信道信息(类似于完整反馈系统)、减少数量的反馈信道信息(类似于有限反馈系统)、或没有反馈信道信息(类似于开环系统)。然而，现有技术有诸多限制和缺点，其中有些将在以下进行描述，并且，通过将现有系统和本专利技术的许多方面进行比较，这些现有技术的限制和缺点，对于本领域普通技术人员将会很清晰。 专利技术概述根据本专利技术一个实施例，在LTE系统里，仅仅传输有限的反馈信息。特别地，用于下行链路适配的上行链路反馈信息包括预编码矩阵指示(PMI)和秩指示(RI )。本专利技术的ー个方面是解决以下问题在何种条件下，ー个LTE下行链路发射器应该自行适配到闭环模式，在何种情况下它又不应该自行适配到闭环模式。从而研究特征化信道时间相关性，其估计是基于上行链路传输资源，例如特别是探测參考信号(SRS)，以及信道时间相关性的阈值和准则的确定，以便LTE下行链路发射器能够在开环和闭环模式之间进行切換。本专利技术根据上行链路的多普勒估计(Doppler estimation)或信道时间相关性计算来控制下行链路模式转换。在强散射的信道条件下，多普勒估计和信道时间相关性是数值相关的。为了有效地进行下行链路模式切換，多普勒/信道时间相关性的估计需要达到一定的精度。信道时间相关性(或多普勒频率)估计的粒度或精度很重要，因为我们需要确保估计值能够有效地使算法在一定量级范围内运作。例如，一个基于对多普勒频率估计和ー些阈值进行比较的MMO模式切換算法，，要求多普勒频率估计必需准确到多普勒频率阈值的程度。对LTE系统，在室内环境里，ー个用于MMO模式选择的常用多普勒频率阈值是5Hz左右。如果使用间隔Ims的參考符号来估计多普勒频率或信道时间相关性，5Hz多普勒对 应ー个0. 9998的信道时间相关性系数(假设是Clarke/Jakes信道模式，由Jtl (2p X 5 X 10_3)=0. 9998计算获得，其中Jtl(X)是第一类的0阶Bessel函数)。其值很接近1，对应为0多普勒频率。因此，在这样ー个低的多普勒频率上，信道时间相关性的差异很小，为了获得更精确的多普勒频率估计，需要ー个信道时间相关性的高粒度的估计器。但是，实际上这种时间相关性估计工作很难成功，因为其中各种失真和噪声能够轻易地影响估计結果。所以，对这种估计工作，Ims间隔的參考应该是不合适的。综合而言，根据高粒度估计要求，本专利技术主要解决两点，使得时间相关性估计和MIMO模式选择可以适用在实际系统里。首先，提供ー种方法用来确定在闭环和开环模式之间切换的阈值。在本专利技术的一个实施例里，描述了ー种基于PMI变化概率的阈值确定方法。第二，描述了用于估计多普勒频率到某个粒度某个精度的资源。对于低多普勒频率，需要ー个高粒度的多普勒估计器，因为进行模式切換的阈值是几Hz左右。在本专利技术的一个实施例里，提出了一种基于探测參考信号(SRS)的多普勒计算方法，用于长期演进技术(LTE)系统。本专利技术提供一种实用的解决方案，其能够高粒度地估计低多普勒频率，并使用这些信息在闭环模式和开环模式之间进行MIMO模式选择。本专利技术的ー个方面是高粒度地估计多普勒频率。从而，使得MIMO通信系统能够被实施在使用LTE的室内环境里。通常而言，解调參考信号(DMRS)被用于多普勒估计。但是，由于其ー些结构属性，DMRS的间隔少于1ms，因此不足以高粒度地估计低多普勒。在一个实施例里，本专利技术建议使用探测參考信号(SRS)进行多普勒估计。通常而言，SRS被用于估计上行链路信道质量指标(CQI)。但是，在本专利技术里，利用SRS良好的结构属性，其被用来高粒度地估计低多普勒频率。其良好的结构属性包括诸如周期性的时间域配置如5ms或IOms,以及恒定的频率域配置。本专利技术涉及ー种装置，用于在ー个MIMO通信系统里进行开环模式和闭环模式之间切換。本装置包括一个或多个处理器，其被设置用来选择多个反馈延迟Cl1到dm，其中m是反馈延迟数目，用来获取ー个PMI变化概率；对每个多普勒频率も到fn，确定多个PMI变化概率P1到Pm，其中n是用来获取PMI变化概率的多普勒频率数目；基于ー个期望的PMI变化概率，确定ー个多普勒频率作为ー个多普勒频率阈值；并基于多普勒阈值，控制开环模式和闭环模式之间的切換。此外，每个多普勒频率も到fn可以被选择在5Hz左右。其中n是整数，可以等于或大于100。从ー个PMI參数和另ー个反馈延迟之后的PMI參数，能够确定每个PMI变化概率P1到P-。处理器还可以被设置以从用户设备接收ー个或多个探测參考信号，并使用探测參考信号来进行信道估计，从而获得ー个基于SRS的信道估计。，处理器也可以被设置从两个连续的基于SRS的信道估计确定ー个时间相关性数值，也可以通过将多普勒频率的阈值映射到ー个信道时间相关性阈值。映射是依照ー个U型多普勒频谱建立，假设是处于强散射的信道环境。通过将估计的信道时间相关性数值和从多普勒频率阈值导出的信道时间相关性阈值进行比较，能够控制开环模式和闭环模式之间的切換。本专利技术也涉及ー种在MIMO通信系统里开环模式和闭环模式之间切换的方法。本 方法包括选择多个反馈延迟Cl1到dm，其中m是反馈延迟数目，用来获取ー个PMI变化概率；对每个多普勒频率も到fn，计算多个PMI变化概率P1到Pm，其中n是用来获取PMI变化概率的多普勒频率数目；基于ー个期望的PMI变化概率，确定ー本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估计信道时间相关性或信道变化速率以确定MIMO通信系统里通信模式的方法，包括：通过一个或多个处理器，对多个快照（snapshot）中的每个快照，计算一对信道响应快照的信道响应系数之间的相关性；其中每个快照是一组信道响应系数；以及处理在每对快照之间的时间差的信息。

【技术特征摘要】
2011.08.16 US 13/210,3951.一种估计信道时间相关性或信道变化速率以确定MIMO通信系统里通信模式的方法，包括 通过一个或多个处理器，对多个快照(snapshot)中的每个快照，计算一对信道响应快照的信道响应系数之间的相关性；其中每个快照是一组信道响应系数；以及处理在每对快照之间的时间差的信息。2.如权利要求I所述的方法，还包括； 将估计的信道时间相关性和信道时间相关性阈值进行比较，或将估计的信道变化速率和信道变化速率阈值进行比较，从而当所述估计的信道时间相关性高于所述信道时间相关性阈值时，或当所述估计的信道变化速率低于所述信道变化速率阈值时，确定通信模式为闭环MIMO传输模式。3.如权利要求2所述的方法，还包括； 在LTE系统里使用一个或多个SRS符号，估计信道响应快照。4.如权利要求3所述的方法，还包括 设置LTE系统里来自一个或多个用户设备的SRS符号以便于估计所述信道时间相关性。5.如权利要求2所述的方法，其中 所述信道时间相关性阈值或所述信道变化速率阈值是由以下确定 选择多个反馈延迟Cl1到dm，其中m是反馈延迟的数目，用来获得一个多普勒频率数值所对应的一个预编码矩阵指示(PMI)变化概率集合； 确定多个多普勒频率到fn所对应的多个PMI变化概率集合，其中η是用来获得PMI变化概率集合的多普勒频率的数目； 基于所述PMI变化概率集合,确定一个多普勒频率和一个信道时间相关性阈值；以及 基于假设的强散射环境，将所述多普勒频率映射到一个信道时间相关性，使得 P (Tsrs) - Jo (2 π fd^sEs) 其中J0是第一类的O阶Bessel函数。6.如权利要求5所述的方法，还包括 在计算每个快照的一对信道响应快照之间的相关性时，将一个较早信道响应快照的信道响应系数更换为该信道响应系数的实数和虚数部分的符号；以及 存储一个当前快照的信道响应系数的实数和虚数部分的符号，而不是信道响应系数本身，用来计算一个将来快照的信道时间相关性，从而降低实现的复杂性。7.如权利要求I所述的方法，还包括 当计算每个快照的一对信道响应快照之间的相关性时，将一对信道响应快照内一个或两个快照的信道响应系数更换为该信道响应系数的实数和虚数部分的符号。8.如权利要求I所述的方法，还包括 基于假设的强散射环境，通过将一个信道时间相关性映射到一个多普勒频率以估计一个多普勒频率，即 P (Tsrs) - Jo (2 π fd^sEs) 其中J0是第一类的O阶Bessel函数。9.如权利要求7所述的方法，还包括基于假设的强散射环境，通过将一个信道时间相关性映射到一个多普勒频率以估计一个多普勒频率，即 P (Tsrs) - Jo (2 π fd^sEs) 其中J0是第一类的O阶Bessel函数。10.如权利要求3所述的方法，还包括 当计算每个快照的一对信道响应快照之间的相关性时，将在该信道响应快照对里一个或两个快照的信道响应系数更换为该信道响应系数的实数和虚数部分的符号； 其中当计算每个快照的一对信道响应快照之间的相关性时，一个较早的信道响应快照的信道响应系数被更换为该信道响应系数的实数和虚数部分的符号；以及 存储一个当前快照的信道响应系数的实数和虚数部分的符号，而不是信道响应系数本身，以便计算一个将来快照的信道时间相关性，从而降低实现的复杂性。11.一种用来估计信道时间相关性或信道变化速率以确定MMO...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵学渊，陈永洲，王琤，叶晖，
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：