宽带模拟信道信息反馈方法技术

本发明专利技术涉及一种宽带模拟信道信息反馈的方法和装置，所述的方法和装置通过上行信道将下行信道信息从移动用户处反馈至基站，同时只占用很少或根本不需要无线移动网络中无线接入技术的资源；本发明专利技术还提出并描述了在基站处消除信道反馈信号的方法和装置，以减小信道反馈信号对上行数据信号的干扰。宽带模拟信道信息反馈可以灵活地适应上行信道中的反馈带宽，并可以实现频率多元化以抗衡反馈信道中的深度衰落，宽带模拟信道信息反馈还可以用于上行信道信息反馈。本发明专利技术所提出和描述的方法和装置的应用包括无线移动网络中的多点传播，更一般地，本发明专利技术的应用范围包括通讯网络中相互通讯的两通讯设备之间的信道反馈。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电讯系统以及无线通讯系统领域，特别涉及无线移动网络
，具体是指一种。
技术介绍
无线移动网络的容量为干扰所限。例如，一个移动用户在靠近它的服务基站时可以接收到高质量的信号，但如果该移动用户离开基站向小区边缘移动，信号质量则随着该移动用户与其服务基站之间距离的增长而迅速下降。在小区边缘，服务基站的信号质量因相邻小区基站信号的干扰而变差。在一个小区内，小区边缘的面积远大于小区中心的面积，因此移动用户经历差的信道的概率要大于经历好的信道的概率。相应地，峰值容量仅能在小区中心达到，而小区的平均容量只是峰值容量的一小部分。 无线移动网络中的一个由相邻小区构成的集合可以被认为是一个多点传播系统。根据闻斯传播信道理论，多点传播系统的容量与相应的多输入多输出(MIMO)系统的容量趋于一致。因此，多点传播具有将无线移动网络的容量提升数倍的潜力。多点传播方案最近被第三代无线移动网络长期演进技术的先进版本(long-term evolution of 3rd generationof wireless cellular network, advanced,LTE-A)所米用，并被称为协作多点传输(CoMP,Coordinated Multi-Point transmission)。图I描述了一个不范性的多点传播系统。兀素102、104、和106对应于基站I、基站2、以及基站3。元素152、154、和156对应于移动用户I、移动用户2、以及移动用户3。基站I、基站2、以及基站3经主干回路100连接以实现基站间的闻速/[目息交换。在图I中，基站I、基站2、以及基站3构成了一个协作多点发送集即多点传播中的基站集。移动用户I、移动用户2、以及移动用户3构成了一个多点传播系统的接收集即多点传播中的移动用户集。基站I、基站2、以及基站3，和移动用户I、移动用户2、以及移动用户3—起构成了一个多点传播集。在图I中，基站I、基站2、以及基站3发送的是针对移动用户I、移动用户2、以及移动用户3的信号的组合。对于每个基站来说，每个移动用户的组合权重可以是不一样的。借助精准缜密的算法，每个移动用户所收到的信号中的干扰均被抵消或被最小化，而该移动用户本身的信号则得到增强。例如，当来自基站I、基站2、以及基站3的信号抵达移动用户I时，针对移动用户2和移动用户3的信号被抵消或被最小化，而针对移动用户I的信号则被最大化或被增强，从而移动用户I的信号质量得到了显著的提高。同理，移动用户2和移动用户3的信号质量在相应的移动用户处也得到了显著的提高。在各个基站处的信号组合被称为“预编码”。对应于每个移动用户和每个基站的组合权重则构成“预编码矩阵”中的元素。多点传播的主要困难在于，合作基站需要下行信道(即从基站至移动用户的信道)的完整信息来实现预编码。在频分双工网络中，下行信道信息需要由移动用户经过上行信道反馈至基站。一般说来，完全的信道反馈需要传送大量的数据，而无线信道的迅速变化又需要高的反馈频率。这样的要求导致了极大的反馈开销，甚至会使得上行信道用于传送有用数据的容量所剩无几。在时分双工网络中，理论上讲基站可以通过信道互易原理从上行信道信息导出下行信道信息，因此时分双工网络似乎不需要信道反馈。然而，理想的信道互易只存在于基站天线和移动用户天线之间的无线信道中。一般说来，基站中的发送器和接收器不同于移动用户中的发送器和接收器。因此，下行信道和上行信道之间会存在增益上和相位上的差别，从而破坏了信道的互易性。克服发送接收链之间的差异从而恢复信道的互易性不是一件容易的事情。如果没有有效的手段为基站提供下行信道信息，多点传播的巨大潜力则无法在无线移动网络中得以充分发挥。因此，实践中对实现下行信道信息反馈的行之有效的方法、系统、以及装置有着非常强烈的需要。同时，这些方法、系统、以及装置不应减弱频分双工网络中的上行信道容量，也不应存在因时分双工网络中的信道非互易性而带来的困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术中的缺点，提供一种有效且可行、有效减少反馈开销、改进信道反馈的精度和可靠性的。·下面的描述给出了关于本专利技术的若干方面的概要，以提供对这些方面的基本理解。本概要的目的是简要地介绍关于本专利技术若干方面的有关概念。这些介绍可以认为是后续详细描述的引子。在此公开的专利技术主旨是关于通讯系统中的有效的信道反馈。常见的信道反馈是数字化的，即信道信息利用同一无线接入技术的信道资源以数据的形式进行反馈。无线接入技术的例子包括正交频分复用(0FDM)、时分复用(TDMA)、以及码分复用(CDMA)。如果无线接入技术采用的是正交频分复用，用于传输信道反馈数据的资源便为正交频分复用中的若干子载波。如果无线接入技术采用的是时分复用，用于传输信道反馈数据的资源则为时域上的若干时隙(time slot)或时隙中的一部分。在码分复用中，信道反馈所用的资源为若干码道。现有信道反馈方案的主要缺陷在于，完整及可靠的信道反馈占用了过多的信道资源。这在包括多点传播在内的多输入输出天线(MIMO)应用中更加明显，因为反馈载荷随着天线数目成正比的增长。本专利技术的若干方面涉及移动用户向基站所输送的信道反馈信号，该信道反馈信号为一反馈导频序列与下行信道冲激响应的卷积。通过该信号、反馈导频序列、以及上行信道估计，基站可以导出下行信道冲激响应。本专利技术还有一些方面涉及多个下行信道。每一下行信道可以独立地选定一随机反馈导频序列。或者，每一下行信道的反馈导频序列可以从一组正交序列中选取。取决于移动网络中所采用的无线接入技术，本专利技术的另一些方面给出了相关的方法，这些方法使得信道反馈信号可以成为无线接入技术的一部分，也可以使信道反馈信号独立于无线接入技术。在后一种情形，信道反馈信号叠加于无线接入技术的信号。在任何一种情形，信道反馈只需要极少的无线接入技术资源，或根本不需要无线接入技术资源。因此，绝大部分或全部的无线接入技术资源可以被用来传输有用的用户数据。本专利技术的其它一些方面提供了在基站处消除信道反馈信号的方法，从而减少了信道反馈信号给上行信道信号带来的干扰。本专利技术还有若干方面涉及在频域对信道反馈信号进行缩放和平移的方法。这些方法使得信道反馈适用于上行信道和下行信道具有不同带宽的情形，以及利用上行信道的部分带宽实现信道反馈的情形。本专利技术的另外一些方面提供了在信道反馈中实现频率多元化(frequencydiversity)的方法。信道反馈信号通过上行信道到达基站。如果上行信道的某些频率存在深度衰落，在这些频率上则很难恢复下行信道信息。频率多元化显著降低了因上行信道中的深度衰落而产生下行信道信息流失的概率。综上所述，本专利技术的若干优点在于提供了有效且可行的信道反馈方法，减少了反馈开销，并改进了信道反馈的精度和可靠性。更多的优点和新颖独到的特征可以通过对下面的详细描述和附图的研究而一目了然。附图说明图I描述了一个包含一多点传播系统集的无线移动网络。 图2描述了一个示范性的信道反馈的基本方案。在该方案中，信道经无线移动网络中的移动用户反馈至基站。图3描述了一个使信道反馈信号成为码分复用信号的一部分的示范系统。图4描述了一个生成信道反馈信号的示范系统，该信道反馈信号独立于码分复用的上行数据信号。图5描述了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在通讯网络中的信道信息反馈方法，该通讯网络具有至少一个信道获取设备和至少一个信道反馈设备，其特征在于，该方法包括：（a）从所述的信道获取设备经一正向信道发送一正向信道信号，（b）在所述的信道反馈设备端，从所述的正向信道信号生成一第一正向信道估计，（c）在所述的信道反馈设备端，生成一反馈信息序列，该反馈信息序列为所述的第一正向信道估计的函数，（d）在所述的信道反馈设备端，通过所述的反馈信息序列与一反馈导频序列的卷积，生成一信道反馈信号，（e）在所述的信道反馈设备端，将所述的信道反馈信号与一反向信道数据信号合并，生成一合成反向信道信号，（f）通过一反向信道发送所述的合成反向信道信号至所述的信道获取设备，（g）在所述的信道获取设备端，将接收到的所述的合成反向信道信号与所述的反馈导频序列进行相关运算，生成一导频相关输出，（h）在所述的信道获取设备端，从接收到的所述的合成反向信道信号生成一反向信道估计，以及（i）在所述的信道获取设备端，从所述的导频相关输出和所述的反向信道估计生成一第二正向信道估计，据此，所述的信道获取设备通过生成所述的第二正向信道估计而获取所述的正向信道。

【技术特征摘要】
2011.09.30 US 13/249,2381.一种在通讯网络中的信道信息反馈方法，该通讯网络具有至少一个信道获取设备和至少一个信道反馈设备，其特征在于，该方法包括 (a)从所述的信道获取设备经一正向信道发送一正向信道信号， (b)在所述的信道反馈设备端，从所述的正向信道信号生成一第一正向信道估计， (C)在所述的信道反馈设备端，生成一反馈信息序列，该反馈信息序列为所述的第一正向信道估计的函数， Cd)在所述的信道反馈设备端，通过所述的反馈信息序列与一反馈导频序列的卷积，生成一信道反馈信号， (e)在所述的信道反馈设备端，将所述的信道反馈信号与一反向信道数据信号合并，生成一合成反向信道信号， (f)通过一反向信道发送所述的合成反向信道信号至所述的信道获取设备， (g)在所述的信道获取设备端，将接收到的所述的合成反向信道信号与所述的反馈导频序列进行相关运算，生成一导频相关输出， (h)在所述的信道获取设备端，从接收到的所述的合成反向信道信号生成一反向信道估计，以及 (i)在所述的信道获取设备端，从所述的导频相关输出和所述的反向信道估计生成一第二正向信道估计， 据此，所述的信道获取设备通过生成所述的第二正向信道估计而获取所述的正向信道。2.根据权利要求I所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特征在于，在所述的信道获取设备和所述的信道反馈设备之间，存在多条正向信道和/或多条反向信道，所述的信道信息反馈中的信息来自多条正向信道。3.根据权利要求I所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特征在于，所述的反馈导频序列为伪随机噪声序列。4.根据权利要求I所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特征在于，所述的反馈导频序列来自一组正交序列。5.根据权利要求I所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特征在于，所述的反馈信息序列为所述的第一正向信道估计，所述的第一正向信道估计为正向信道冲激响应序列的估计。6.根据权利要求I所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特征在于，所述的通讯网络为采用任一种无线接入技术的无线通讯网络。7.根据权利要求6所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特征在于，所述的无线接入技术为码分复用，所述的反馈导频序列为码分复用中的扰码/扩频码序列。8.根据权利要求6所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特征在于，所述的信道反馈信号被设计成独立于所述的无线接入技术，据此，所述的信道反馈信号不需要占用所述的无线接入技术的资源。9.根据权利要求6所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特征在于，所述的信道反馈信号被设计成同步于所述的无线接入技术的时序结构。10.根据权利要求9所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特征在于，所述的信道反馈信号与所述的无线接入技术采用相同的块传输和保护间隔的时序。11.根据权利要求6所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特征在于，所述的信道反馈信号被设计成异步于所述的无线接入技术的时序结构。12.根据权利要求6所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特征在于，所述的信道获取设备为基站，所述的信道反馈设备为移动用户，所述的正向信道为下行信道，以及所述的反向信道为上行信道。13.根据权利要求6所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特征在于，所述的信道获取设备为移动用户，所述的信道反馈设备为基站，所述的正向信道为上行信道，以及所述的反向信道为下行信道。14.根据权利要求I所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特征在于，迫零法ZF被用来从所述的导频相关输出和反向信道估计中生成所述的第二正向信道估计。15.根据权利要求I所述的通讯网络中的信道信息反馈方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓安，
申请(专利权)人：王晓安，
类型：发明
国别省市：