使用任意预编码基准信号的MU-MIMO的通用化基准信令方案制造技术

本发明专利技术涉及一种使用任意预编码基准信号的MU-MIMO的通用化基准信令方案。提供了一种多用户MIMO下行链路波束成形系统（200），使得能够将发射波束成形向量高效地提供给用户装置设备（201.i）的子集，其中在基站（210）处计算空间分离或迫零发射波束成形器（wi）并且将其用于生成预编码基准信号（216）。预编码基准信号（216）被前馈到用户装置设备（201.i），该用户装置设备（201.i）向预编码基准信号应用一个或多个假设测试（207.i、208.i）以提取包括被设计用于用户装置的特定的发射波束成形向量（wUE）的预编码矩阵（W），并且该提取信息用于生成接收波束成形器（vi）。

【技术实现步骤摘要】
使用任意预编码基准信号的MU-MIMO的通用化基准信令方案本专利技术申请是申请日为2008年2月20日的、申请号为200880008640.X（国际申请号为PCT/US2008/054355）以及专利技术名称为“使用任意预编码基准信号的MU-MIMO的通用化基准信令方案”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术总体上涉及信息处理的领域。在一个方面，本专利技术涉及一种用于在无线MIMO通信系统中传递基准信号信息的系统和方法。
技术介绍
无线通信系统在指定电磁频谱中发射和接收信号，但是电磁频谱的容量是有限的。随着对无线通信系统的要求持续扩展，存在提高频谱使用效率的越来越多的挑战。为了在降低系统对噪声和干扰的敏感度和限制发射功率的同时提高系统的通信容量，已提出许多无线通信技术，诸如多输入多输出（MIMO），该技术是一种传输方法，其中具有多个发射天线的发射机将信号无线地发射到多个接收机，每个接收机具有多个接收天线。例如，空分多址（SDMA）系统可被实现为闭环系统以提高频谱使用效率。SDMA近来涌现为一种用于下一代通信系统的流行技术。在诸如IEEE802.16和第三代伙伴项目（3GPP）长期演进（LTE）平台的数种当前涌现的标准中已采用基于SDMA的方法。图1示出了使用SDMA的无线MIMO通信系统100。在MIMO系统中，发射机和接收机均配备有多个天线。无线通信系统100包括一个或多个发射机101（例如，基站）和一个或多个接收机站102.1～102.m（例如，订户站），其中“m”是表示给定地理区域中的接收机站的数量的整数。当基站和订户站均配备有接收机和发射机时，基站和订户站可以是发射机和接收机。基站通常与多个订户站通信。订户站与基站直接通信并且经由基站与其他订户站间接通信。基站的数量部分取决于待由无线通信系统100服务的地理区域。订户系统实际上可以是任何类型的无线单向或双向通信设备，诸如蜂窝电话、无线装备计算机系统和无线个人数字助理。在基站和订户站之间传递的信号可以包括语音、数据、电子邮件、视频和其他数据、语音和视频信号。在SDMA-MIMO无线通信系统中，每个基站101和订户站102.i包括用于发射和接收信号的天线阵列。在SDMA中，不同的订户站共享相同的时间-频率信道并且它们之间的分离出现在空间维度中。在传输期间，天线阵列通过将一组发射波束成形权重应用到被施加到天线阵列中的每个天线的信号，来形成波束或多个波束。基站将一组不同的发射波束成形权重应用到与每个订户站的每个通信，目的在于使无线电通信设备信号之间的干扰最小。在诸如时分双工（TDD）的某些传输方案中，基站和订户站之间的波束成形允许在下行链路和上行链路期间将相同的频率信道和不同的时间信道分配给订户站。在诸如频分双工（FDD）的其他传输方案中，基站和订户站之间的波束成形允许在下行链路和上行链路期间将相同的时间信道和不同的频率信道分配给订户站。如图1中更具体地示出的，MIMO系统基站101使用波束成形通过多个天线发射单个数据流（例如，s1），并且接收机组合来自多个接收天线的接收信号以重新构造发射数据。这是通过“波束成形”权重实现的，由此通过将权重向量wi施加到信号si并且在天线阵列上发射结果xi，在信号处理单元103.i中处理用于传输的信号si。加权向量wi用于引导信号，目的在于提高信号质量或者性能度量，如接收信号的信号-干扰和噪声比（SINR）。在接收机处，使用组合向量vi处理天线阵列检测的接收信号。具体地，基站101具有N个天线的阵列105，其中N是大于或等于m的整数。基站准备传输信号，对于每个信号si，该传输信号由向量xi表示，其中i∈{1,2,...,m}。（注意：粗体小写字母变量表示向量并且粗体大写字母变量表示矩阵）。根据式[1]确定传输信号向量xi：xi=wi·si[1]其中wi是第i个波束成形、N维传输权重向量（还被称为“发射波束成形器”），并且权重向量wi的每个系数wj表示第j个发射天线105上的权重和相移。此外，项“si”是待发射到第i个接收机的数据。权重向量wi的每个系数可以是复权重。除非另外指出，否则传输波束成形向量被称为“权重向量”，并且接收向量被称为“组合向量”，尽管在具有相反信道（reciprocalchannel）的系统（诸如TDD系统）中，接收机/订户站处的组合向量v可以用作组合向量（在自发射机/基站接收信号时）和加权向量（在发射到发射机/基站时）。经由信道矩阵Hi表示的信道发射传输信号向量xi。信道矩阵Hi表示发射机天线阵列105和第i个订户站102.i处的接收机天线阵列104.i之间的信道增益。因此，信道矩阵Hi可由N×ki复系数矩阵表示，其中N是基站天线阵列105处的天线数量并且ki是第i个订户站天线阵列104.i中的天线数量。对于每个订户站，ki的值可以是唯一的。如将认识到的，信道矩阵Hi可替换地可由ki×N复系数矩阵表示，在该情况中，相应地调节矩阵运算算法，由此例如，关于N×ki信道矩阵的右奇异向量计算变为关于ki×N信道矩阵的左奇异向量计算。信道矩阵Hi的系数至少部分地取决于诸如空气的介质的传输特性，信号通过该介质发射。多种方法可用于确定信道矩阵Hi系数，诸如向接收机发射已知导频信号，由此了解该导频信号的接收机可以使用公知的导频估计技术估计信道矩阵Hi的系数。可替选地，实际的信道矩阵Hi对于接收机是已知的并且也可以对于发射机是已知的。在订户站102.i处，在ki个接收天线上接收发射信号。例如，经由信道矩阵H1表示的信道发射传输信号向量x1，并且在接收机102.1处将该信号向量x1作为接收信号向量y1=H1Hx1+n1（其中n表示由其他订户站引起的噪声和任何共信道干扰）接收。更具体地，关于第i个订户站102.i的接收信号由根据式[2]的ki×1接收信号向量yi表示：其中“si”是待发射到第i个订户站102.i的数据，“sn”是发射到第n个订户站102.n的数据，*上标表示复共轭算子，“H1H”表示将基站101和第i个订户站102.i关联的信道矩阵的复共轭转置，wi是第i个发射权重向量，并且wn是第n个发射权重向量。上标“H”在此处用作厄密算子以表示复共轭转置算子。接收信号向量yi的第j个元素表示在订户站102.i的第j个天线上接收的信号，j∈{1,2,...,ki}。式[2]的右手侧的第一项是所需接收信号，而求和项减去所需的接收信号表示共信道干扰。最后，为了获得数据信号zi，该数据信号zi是发射数据si的估计，订户站102.i处的信号处理单元108.i根据式[3]使用组合向量vi组合在k个天线上接收的信号：尽管在接收机102.i独自了解通信信道时MIMO的益处是可实现的，但是在发射机101具有关于每个发射机天线元件和接收机102.i的每个接收天线元件之间的信道响应的某种级别的知识时，这些益处在“闭环”MIMO系统中进一步增强。预编码系统提供了闭环系统的示例性应用，该系统利用发射机处的信道侧信息（CSIT）。通过预编码系统，CSIT可以用于多种通信技术以在自发射天线阵列105发射信号之前操作该发射信号。例如，可以在基站101处使用预编码技术以提供多模式波束成形器功能，以最优地使一侧的输入信号与另一侧的信道匹配，由此可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置为用于多输入多输出空分多址无线通信网络的基站，所述基站包括：耦接到多个天线的收发器，所述收发器被配置为从多个远程无线设备接收信道信息；以及与接收器通信的处理装置，所述处理装置被配置为：基于信道信息生成多个发射波束成形向量；通过使用多个发射波束成形向量中每个发射波束成形向量对基准信号进行编码来生成预编码基准信号；以及经由收发器把预编码基准信号前馈到多个远程无线设备，用于在多个远程无线设备中的每个处生成接收波束成形向量；其中，所述预编码基准信号使得能够通过多个远程无线设备中的至少一个远程无线设备进行信道确定，所进行的信道确定无需基站发射与以下相关的信息：(i)发射波束成形向量；或(ii)被设计用于多个远程无线设备中的所述至少一个远程无线设备的预编码基准信号。

【技术特征摘要】
2007.03.16 US 11/687,5081.一种被配置为用于多输入多输出空分多址无线通信网络的基站，所述基站包括：耦接到多个天线的收发器，所述收发器被配置为从多个远程无线设备接收信道信息；以及与收发器通信的处理装置，所述处理装置被配置为：基于信道信息针对所述多个远程无线设备生成多个发射波束成形向量；通过对相对应的基准信号进行编码来生成预编码基准信号，其中每个预编码基准信号是通过使用发射波束成形向量中的对应一个发射波束成形向量对基准信号中的对应一个基准信号进行编码来生成的；以及经由收发器把预编码基准信号前馈到多个远程无线设备，用于在远程无线设备处分别生成接收波束成形向量；其中，所述预编码基准信号使得能够通过多个远程无线设备中的至少一个远程无线设备进行多个发射波束成形向量的确定，所进行的确定无需基站发射以下信息：(i)明确指定多个发射波束成形向量的信息；以及(ii)针对多个远程无线设备中的每个远程无线设备识别发射波束成形向量中的哪个对应于该远程无线设备的信息。2.如权利要求1所述的基站，其中所述生成预编码基准信号包括：通过使基准信号中的第一基准信号乘以发射波束成形向量中的第一发射波束成形向量对第一基准信号编码，该第一发射波束成形向量对应于多个远程无线设备中的第一远程无线设备；和通过使基准信号中的第二基准信号乘以发射波束成形向量中的第二发射波束成形向量对第二基准信号编码，该第二发射波束成形向量对应于多个远程无线设备中的第二远程无线设备。3.一种操作多输入多输出空分多址无线通信网络的基站的方法，该无线通信网络被配置为与多个远程无线设备通信，该方法包括：在基站处从多个远程无线设备接收信道信息；基于信道信息来针对多个远程无线设备生成多个发射波束成形向量；通过对相对应的基准信号进行编码来生成预编码基准信号，其中每个预编码基准信号是通过使用发射波束成形向量中的对应一个发射波束成形向量对基准信号中的对应一个基准信号进行编码来...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅耶斯·H·科泰克，杰艾克里斯南·C·蒙达拉斯，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：