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CN101675600B - 用于在多用户多输入多输出系统中提供预编码信息的方法 - Google Patents

用于在多用户多输入多输出系统中提供预编码信息的方法 Download PDF

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CN101675600B CN2008800140601A CN200880014060A CN101675600B CN 101675600 B CN101675600 B CN 101675600B CN 2008800140601 A CN2008800140601 A CN 2008800140601A CN 200880014060 A CN200880014060 A CN 200880014060A CN 101675600 B CN101675600 B CN 101675600B
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Abstract

本发明涉及一种用于在具有主站和多个次级站的网络中进行通信的方法，该方法包括在主站处的步骤(a)：配置从基站到第一次级站的至少一个下行链路信道，步骤(a)包括：(a1)通过信号传送第一组至少一个参数，该第一组至少一个参数指示应用于从基站到第一次级站的第一传送的预编码；(a2)通过信号传送第二组至少一个参数，该第二组至少一个参数指示应用于从基站到至少一个第二次级站的第二传送的预编码，其中执行步骤(a2)，使得第二组参数比第一组参数包含更少的信息。

Description

用于在多用户多输入多输出系统中提供预编码信息的方法
技术领域
本发明涉及在网络内通信的方法。 
背景技术
多输入多输出(MIMO)是用于下一代无线系统以提高通信链路的容量和健壮性的技术。MIMO技术基于通信链路中多个发射天线和多个接收天线的存在。MIMO技术的应用被预见到用于蜂窝通信、宽带无线接入以及用于无线局域网(WLAN)。若干个两个或更多发射天线在此也被称为发射天线阵列。 
MIMO通信的好处通过从传播信道提供空间分集的天线阵列与能够适合于变化的多元信道的算法的结合来获得。 
在未来移动系统中以及在通用移动通信系统的长期演进中(UMTSLTE)，多天线技术的使用将变得日益重要，以满足频谱效率的需求。通过在空间域针对单个用户或共享相同时间-频率资源块的多个用户复用多个码字，能够在下行链路传送中实现频谱效率的显著增益。这些使用多天线发送的复用增益的单用户或多用户MIMO方案有时被称作空分复用(SDM)和空分多址(SDMA)技术。SDMA方案使同一无线小区内的多个用户能够被容纳在同一频率或时隙中。这种技术的实现可以通过使用天线阵列来完成，该天线阵列能够借助于幅度和相位加权以及内部反馈控制来改变其时间、频率和空间响应。 
波束形成是一种通过在所期望的通信目标(终端设备)的方向上相长地增加信号相位、并使非期望的或干扰的通信目标的模式减小到零、被用来创建天线阵列的辐射模式的方法。 
在这样的背景下，波束形成矢量扮演着重要角色。为了阐明波束形成矢量的含义，在使用发送波束形成和接收组合的示例性单用户通信系统中，假定使用M个发射和N个接收天线来进行信号传送，该通信系统的输入输出关系由下式给出： 
y＝zHHwx+zHn 
其中H是连接发送器和接收器的N×M信道矩阵，z是接收组合矢量， zH是其厄密共轭转置，w是发送波束形成矢量，x是来自所选择星座的所传送的符号，n是加在接收器上的独立噪声。 
在设计用于SDM和SDMA技术的波束形成矢量时的挑战之一是需要基站了解用于所有用户的信道以及每个用户的接收天线。这将要求从用户向基站通过信号传送大量的反馈。 
已经提出了一种解决方案，其通过引入少量可能的波束形成矩阵的码本来减少这种信令信息。每个用户随后通过评估不同波束形成组合的信噪比(SINR)，应用贪婪程序从码本中选择一个或多个优选的波束形成矢量。这样，每个用户必须将优选的一个或多个矢量的一个或若干个索引分别加上一个或多个指示对应SINR的信道质量指示器(CQI)值通过信号传送。 
基于码本的解决方案的一个问题是波束形成矢量未根据信道条件作联合优化。基站利用来自用户的反馈信息仅仅向报告最佳CQI值的用户组调度传送。 
可替换地，如果基站能够实施波束形成器的自组网(ad-hoc)设计，这可实现小区吞吐量的显著增益。这例如在一些量化操作后用户报告所有信道系数的情况下是可能的。然而，这需要通过信号传送与每用户发射天线的数量M与接收天线的数量N间的乘积MN一样多的复值。 
同样，基于信道量化和迫零波束形成来解决该问题的方案在申请人卷号为PH006732EP4的专利申请“Transform-Domain Feedback Signallingfor MIMO Communication”中进行了描述。 
另一方法是PU2RC(每用户单速率控制) 
图1描述了在应用了本发明的典型多用户下行链路MIMO方案中、在发送器(B节点)和(UE的)接收器处执行的基本操作的框图。这里所描述的方法用于减少从B节点向所选择用于传送的每个UE通过信号传送预编码矩阵U所需要的比特数。 
图1是在发送器和接收器处执行的下行链路多用户MIMO操作的框图。AMC框为待传送的每个空间流执行调制和编码的适配。来自每个UE的反馈包括选择自矢量码本的PMI(预编码矩阵指示器)索引和CQI(信道质量指示器)实值，CQI实值是用于相关接收空间流的SINR估计。 
来自B节点的反馈传递与形成预编码矩阵U的矢量有关的量化信息。该来自B节点的反馈是本发明的主题。 
为了构建最佳接收器，有必要知道由基站用于所有同时被调度的用户 的预编码矢量。这使得具有多个接收天线的接收器能够导出用于其自身数据的相位参考以及计算组合系数以抵抗来自其它用户信号的干扰。 
然而，这导致很大的下行链路信令开销。 
文献EP 1775855公开了预编码矢量(被称为TX过滤器，其与UE相关联)由B节点到UE的传送，并且UE利用所接收的TX过滤器和信道矩阵来计算接收器波束形成矢量Vi(被称为Rx过滤器)。 
发明内容
本发明的目的是提出一种向次级站通过信号传送用于其它相邻次级站的预编码的方法。 
本发明的另一目的是提出一种向所考虑的次级站通过信号传送对应于所有次级站的预编码系数而不产生太多开销的方法。 
为此，根据本发明的第一方面，提出一种用于在具有主站和多个次级站的网络中通信的方法，所述方法包括在主站处的步骤(a)：配置从基站到第一次级站的至少一个下行链路信道，步骤(a)包括： 
(a1)通过信号传送第一组至少一个参数，该第一组至少一个参数基本上表示应用于从基站到第一次级站的第一传送的预编码； 
(a2)通过信号传送第二组至少一个参数，该第二组至少一个参数基本上表示应用于从基站到至少一个第二次级站的第二传送的预编码，其中执行所述步骤(a2)，使得第二组参数比第一组参数包含更少的信息。 
结果，所考虑的次级站将获得与其自身预编码有关的准确性高的信息以及至少用于其它次级站的预编码的估计。该估计或准确性较低的信息允许所考虑的次级站基于该信息实现有效的干扰抵制。 
而且，所减少的信息允许不会增加由这种信令所导致的太多的开销。 
本发明还涉及执行这种方法的基站和次级站。 
本发明的这些方面以及其它方面将从以下所描述的实施例中看得更为清楚，并参考这些实施例进行阐述。 
附图说明
现在将利用示例、参考附图来详细描述本发明，其中： 
-图1是描述在应用本发明的典型多用户下行链路MIMO方案中、在 发送器(B节点)和(UE的)接收器处执行的基本操作的框图。 
具体实施方式
本发明涉及从主站向次级站进行通信的方法。这样的主站可以是基站或者B节点。这样的次级站可以是移动站或用户设备。 
根据本发明的信令方面，应认识到上述下行链路信令的最重要的目的(在改进性能或总吞吐量方面)是为接收器提供充足的信息以便导出用于其自身数据的预编码矢量。通过使用用于其它用户的预编码矢量的一些知识进行干扰抵制，可获得进一步改善的性能，但这不是所述下行链路信令必须完成的主要目的。 
因此，根据本发明的信令方面，所提供的属于用户自身数据的预编码矢量的信息量大于所提供的属于其它同时使用的预编码矢量的信息量。 
前一所述信息量例如根据具有更精细分辨率、更大频率的更新率、更精细的频域粒度可以更大。 
根据本发明，主站针对数据将为之发送的每个次级站计算预编码。一旦计算出预编码，通过在该预编码上应用变换，可例如将其进行估计(例如通过量化)或转化到变换域。然后，针对每个所考虑的次级站，主站通过信号传送将被所考虑的次级站应用的预编码以及与将用于剩余次级站的预编码有关的信息。该信息准确性较低或者包含较少的数据。这可以通过若干不同的方式来实现。例如，与用于通过信号传送所考虑的次级站的预编码的比数特相比，用于该信息的比特数可以减少。 
在另一示例中，涉及其它次级站的信息包括第二组参数中至少一个参数的更新率，该第二组参数中的所述至少一个参数的更新率低于第一组参数中对应的参数。在另一示例中，这可以通过使用于剩余次级站的参数组中的所述至少一个参数的矢量量化粒度比第一组参数中对应参数的矢量量化粒度更粗来实现。还有可能针对这两类信息进行量化，其中，涉及剩余次级站的参数组中至少一个参数的量化步长大小比涉及所考虑的次级站的参数组中的对应参数的步长大小更大。 
在本发明的实施例中，对应于所考虑的次级站和剩余次级站的、并将被传送给所考虑的站的参数组包括指示分别分配给所考虑的次级站和剩余次级站的频域的参数。在这种情况下，与所考虑的次级站有关的参数组所指示的至少一个频域的频域粒度可以比用于余下次级站的参数组中所指示的对应频域的频域粒度更精细。
在本发明的另一示例中，与所考虑的次级站有关的参数组中参数的传送比与剩余次级站有关的参数组中对应参数的传送应用了更多的差错防护。例如，可更频繁地进行差错防护或对于所考虑的站利用更多的比特。 
在本发明的又一示例中，与用于传送与余下次级站有关的参数组中的对应参数的发送功率或天线数量相比，使用更高的发送功率或更大数量的天线来传送与所考虑的站有关的参数组中的参数。 
这些示例可以独立地来看或者可以被有利地结合，以获得更加减少的开销。 
在上述方法的实施例中，第一传送和第二传送是同时的。 
根据本发明，每个次级站接收与其自身以及其它次级站有关的两组预编码参数。 
然后，主站例如借助于所计算的对应预编码参数，并行地(即同时地)发送数据给所有的次级站。从主站接收数据的每个次级站随后将借助于第一预编码参数对数据进行解码，并可选地能够借助于与剩余次级站有关的其它预编码参数来抵制干扰。这可以依赖于参数值来实现，例如在剩余次级站的预编码参数正指示优选的窄方向的情况下。 

Claims (14)

1.一种用于在具有基站和多个次级站的MIMO网络中进行通信的方法，所述方法包括在基站处的步骤(a)：确定从基站到第一次级站的至少一个下行链路信道的预编码矢量，步骤(a)包括：
(a1)通过信号向第一次级站传送第一组至少一个参数，该第一组至少一个参数表示应用于从所述基站到所述第一次级站的第一传送的预编码矢量；
(a2)通过信号向第一次级站传送第二组至少一个参数，该第二组至少一个参数表示应用于从基站到至少一个第二次级站的第二传送的预编码矢量，其中执行所述步骤(a2)，使得第二组参数比第一组参数包含更少的信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中，包含更少的信息包括：第二组参数中的至少一个参数的更新率低于第一组参数中对应参数的更新率。
3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，包含更少的信息包括：第二组参数中所述至少一个参数的矢量量化粒度比第一组参数中对应参数的矢量量化粒度更粗。
4.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，包含更少的信息包括：第二组参数中所述至少一个参数的量化步长大小比第一组参数中对应参数的步长大小更大。
5.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，第一组和第二组参数包括指示分别分配给所述第一次级站和所述至少一个第二次级站的频域的参数，其中，由第一组参数指示的至少一个频域的频域粒度比第二组参数中指示的对应频域的频域粒度更精细。
6.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，使用比表示第二组参数中对应参数的比特数更大的比特数来表示第一组参数中的至少一个参数。
7.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，对第一组参数中至少一个参数的传送比对第二组参数中对应参数的传送应用了更多的差错防护。
8.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，第一组参数中至少一个参数的传送比第二组参数中对应参数的传送使用了更高的发送功率。
9.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，至少一个第一组参数的传送比至少一个第二组参数的传送使用了更大数量的天线。
10.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述第一传送和第二传送是同时的。
11.如权利要求1或权利要求2所述的方法，还包括在次级站处的步骤(b)：接收所述第一和第二组参数，
在主站处的步骤(c)：分别借助于第一预编码矢量和第二预编码矢量将数据并行传送给所述第一次级站和第二次级站。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：在所述第一次级站处的以下步骤：
(d)接收来自主站的数据；
(e)借助于所述第一预编码矢量对数据进行解码；以及
(f)借助于所述第二预编码矢量来抵制干扰。
13.一种基站，包括用于在具有多个次级站的MIMO网络中进行通信的装置，所述基站包括用于确定从基站到第一次级站的至少一个下行链路信道的预编码矢量的配置装置，其中所述配置装置包括：
信令装置，用于通过信号向第一次级站传送第一组至少一个参数，该第一组至少一个参数表示应用于到所述第一次级站的第一传送的预编码矢量；
其中，所述信令装置被设置成用于通过信号向第一次级站传送第二组至少一个参数，该第二组至少一个参数表示应用于到至少一个第二次级站的第二传送的预编码矢量，其中设置所述信令装置使得第二组参数比第一组参数包含更少的信息。
14.一种次级站，包括用于在具有基站和至少一个另外的次级站的MIMO网络中进行通信的装置，所述次级站包括用于解码来自基站的第一信令消息和第二信令消息的装置，第一信令消息包括第一组至少一个参数，该第一组至少一个参数表示应用于从主站到所述次级站的第一传送的预编码矢量，第二信令消息包括第二组至少一个参数，该第二组至少一个参数表示应用于从基站到第二次级站的第二传送的预编码矢量，其中，所述第二组参数比第一组参数包含更少的信息。
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