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一種時(shí)分雙工方式頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方法

文檔序號:7661547閱讀:141來源:國知局
專利名稱:一種時(shí)分雙工方式頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方法,尤其 涉及一種時(shí)分雙工方式的基于正交頻分復(fù)用技術(shù)的單載波或多載波通信系 統(tǒng)的多天線通信方法。
背景技術(shù)
人們對無線通信技術(shù)日益增長的需求是無線通信技術(shù)發(fā)展的巨大推動(dòng) 力。目前應(yīng)用最廣泛的無線通信系統(tǒng)是蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng),其復(fù)雜多變的信 道條件和人們對移動(dòng)通信系統(tǒng)苛刻的要求對蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)提出了極大 的挑戰(zhàn)。當(dāng)前解決這個(gè)挑戰(zhàn)的有效方法就是多載波傳輸技術(shù)和多天線技術(shù)的結(jié)合。目前的B3G ( Beyond 3rd Generation,超3G)系統(tǒng)如IEEE (電氣和電 子工程師協(xié)會)802.16e、 3GPP LTE ( 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution,第三代合作伙伴計(jì)劃長期演進(jìn))和3GPP2 UMB( Ultra Mobile Broadband,超寬帶)的核心都是多載波傳輸技術(shù)和多天線技術(shù)的結(jié)合???以預(yù)言,多載波傳輸技術(shù)和多天線技術(shù)的結(jié)合必然在未來的無線通信系統(tǒng)中 占據(jù)主流地位。多載波傳輸才支術(shù)主要包括OFDM (Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,正交頻分復(fù)用)及其單載波和多載波變種如IFDMA( InterleavedFrequency Division Multiple Access,交織頻分多址)等。OFDM技術(shù)在頻域?qū)⒄麄€(gè)寬帶載波分成多個(gè)窄帶子載波,可以將寬帶載波上的頻率選擇性衰落轉(zhuǎn)變?yōu)檎瓗ё虞d波上的平坦衰落,再加上結(jié)合在時(shí)域?qū)γ總€(gè)OFDM符號增 加循環(huán)前綴可以有效消除多徑信道造成的符號間和子載波間的干擾,并且OFDM調(diào)制和解調(diào)可以使用快速傅立葉變換技術(shù)來實(shí)現(xiàn),比較適合寬帶通 信。目前OFDM技術(shù)已經(jīng)在DVB ( Digital Video Broadcasting,數(shù)字視頻廣 播)、IEEE 802.1 la/n、 IEEE證.16d/e、 3GPP LTE和3GPP2 UMB等國際標(biāo)準(zhǔn)中得到廣泛應(yīng)用。多天線技術(shù)通過在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)使用多根發(fā)射/接收天線來提高無 線通信系統(tǒng)的性能。多天線技術(shù)可以有效提高無線系統(tǒng)在衰落信道中的鏈路 可靠性和信道容量,已經(jīng)在正EE 802.1 ln、 IEEE 802.16e、 WCDMA ( Wide Code Division Multiple Access,寬帶碼分多址)、CDMA2000 ( Code Division Multiple Access 2000,碼分多址2000) 、 3GPP LTE和3GPP2 UMB等國際 標(biāo)準(zhǔn)中得到廣泛應(yīng)用。多天線技術(shù)為了應(yīng)用于不同的場景包括多種傳輸技 術(shù),常見的有1 、基于DoA( Direction of Arrival,波達(dá)方向)的波束賦形(Beamforming ), 即智能天線,又稱為AAS (Adaptive Antenna System,自適應(yīng)天線系統(tǒng)), 通常用于角度擴(kuò)展比較小的場合。智能天線系統(tǒng)通過控制天線陣發(fā)送/接收 波束的方向使得波束主瓣對準(zhǔn)目標(biāo)用戶和/或使零陷對準(zhǔn)干擾用戶從而抑制 干擾提高接收端信號干擾噪聲比。當(dāng)多個(gè)用戶的DoA差別足夠大的時(shí)候, 可以使用相同的時(shí)頻資源以不同方向的波束發(fā)送不同的數(shù)據(jù)到多個(gè)用戶,即 為SDMA ( Space Division Multiple Access,空分多址)。在角度擴(kuò)展比較大 的時(shí)候,基于DoA的波束賦形將被本征波束賦形(Eigen-beamforming)所 取代,本征波束賦形其實(shí)就是一種預(yù)編碼發(fā)射分集技術(shù);2、 MIMO (Multiple-Input Multiple-Out,多入多出)技術(shù),通常說的 MIMO技術(shù)包括空間分集(Spatial Diversity,包括發(fā)射分集TxD和接收分集 RxD,主要是指發(fā)射分集)和空間復(fù)用(Spatial Multiplexing)。發(fā)射分集(Transmit Diversity, TxD )將單個(gè)數(shù)據(jù)流經(jīng)過空時(shí)(或空頻,空碼等)編 碼以后在多根天線上發(fā)射來提高鏈路可靠性,其原理是利用不同天線上發(fā)射 的數(shù)據(jù)經(jīng)歷的衰落不相關(guān)從而降低了接收端信號處于深衰落的概率,從而提 高了鏈路可靠性。當(dāng)無線信道的空間相關(guān)性比較小時(shí),可以-使用相同的時(shí)頻 資源發(fā)射多個(gè)不同的數(shù)據(jù)流到單個(gè)用戶或多個(gè)用戶,即為空間復(fù)用。按照多 個(gè)數(shù)據(jù)流是發(fā)送給單個(gè)用戶還是多個(gè)用戶,空間復(fù)用可以分成SU-MIMO(Single User-MIMO,單用戶多入多出)和MU-MIMO( Multiple User-MIMO, 多用戶多入多出)。
傳統(tǒng)上在設(shè)計(jì)多天線系統(tǒng)時(shí),系統(tǒng)可能選擇多天線技術(shù)Beamforming、 SDMA、 TxD/RxD、 SU-MIMO、 MU-MIMO中的一種或幾種,每種技術(shù)是 分開設(shè)計(jì)的,各種多天線技術(shù)所使用的預(yù)編碼矢量等多天線參數(shù)不能根據(jù)信 道的質(zhì)量信息進(jìn)行統(tǒng)一的選擇及處理,這樣大大增加了系統(tǒng)復(fù)雜度和降低了 系統(tǒng)靈活性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是,克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種可對各 種多天線技術(shù)所使用的預(yù)編碼矢量等多天線參數(shù)根據(jù)下行信道的質(zhì)量進(jìn)行 統(tǒng)一的選擇及處理的時(shí)分雙工方式頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方法。為了解決上述問題,本發(fā)明提供一種時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多 天線通信方法,其特征在于,在單位幀的下行區(qū)域中設(shè)置廣義波束區(qū)域,廣 義波束區(qū)域在頻域上劃分為M+N個(gè)廣義波束子區(qū)域,每一個(gè)廣義波束子區(qū) 域中設(shè)置有由一個(gè)或多個(gè)子載波組成的導(dǎo)頻信道;基站在第i個(gè)廣義波束子 區(qū)域的導(dǎo)頻信道中發(fā)送經(jīng)預(yù)編碼矢量Ui預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號;其中,預(yù)編碼矢量Ui中的M個(gè)為不同的用于大角度擴(kuò)展信道條件下的 基于本征波束賦形的MIMO預(yù)編碼矢量,N個(gè)為不同的用于小角度擴(kuò)展信 道條件下的基于波束方向的預(yù)編碼矢量,預(yù)編碼矢量索引i=l, 2, ..., M+N;所述頻分復(fù)用系統(tǒng)為基于頻分復(fù)用技術(shù)的單載波或多載波通信系統(tǒng)。此外,所述單位幀為3GPP LTE Type2幀;所述廣義波束區(qū)域位于 DwPTS;除P-SCH所占用的子載波以外,各廣義波束子區(qū)域分別占用剩余 可用子載波中的一個(gè)或多個(gè)。此外,所述廣義波束子區(qū)域設(shè)置有由一個(gè)或多個(gè)子載波組成的以下參考 信道中的一個(gè)或多個(gè)下行頻率負(fù)載指示信道、下行波束負(fù)載指示信道、上 行頻率負(fù)載指示信道、上行波束負(fù)載指示信道;所述基站在第i個(gè)廣義波束 子區(qū)域的上述參考信道分別發(fā)送經(jīng)所述預(yù)編碼矢量Ui預(yù)編碼的以下參考指 示信息下行頻率負(fù)載指示信息、下行波束負(fù)載指示信息、上行頻率負(fù)載指
示信息、上行波束負(fù)載指示信息;所述下行頻率負(fù)載指示信息用于描述在該廣義波束子區(qū)域所在子載波上的下行業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)或負(fù)載信息;所述下行波束負(fù)載指示信息用于描述下行業(yè)務(wù)使用該廣義波束子區(qū)域 對應(yīng)的預(yù)編碼矢量的統(tǒng)計(jì)或負(fù)載信息;所述上行頻率負(fù)載指示信息用于描述在該廣義波束子區(qū)域所在子載波 上的上行業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)或負(fù)載信息;所述上行波束負(fù)載指示信息用于描述上行業(yè)務(wù)使用該廣義波束子區(qū)域 對應(yīng)的預(yù)編碼矢量的統(tǒng)計(jì)或負(fù)載信息。此外,當(dāng)終端接收到所述基站發(fā)送的M+N個(gè)經(jīng)預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號后, 進(jìn)4亍如下處理A) 根據(jù)各經(jīng)預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號計(jì)算對應(yīng)廣義波束子區(qū)域的廣義波束參 數(shù)值;廣義波束參數(shù)值包含SINR值;B) 根據(jù)各廣義波束子區(qū)域的SINR值中的最大值所對應(yīng)的預(yù)編碼矢量 類型在方向矢量天線模式集合、MIMO矢量天線模式集合中選取一個(gè);所述方向矢量天線模式集合包含以下天線模式Beamforming和SDMA;所迷MIMO矢量天線模式集合包含以下天線模式TxD/ RxD, SU誦MIMO和MU畫MIMO。此外,所述步驟B)之后還包含如下步驟C) 根據(jù)所述終端選定的天線模式集合確定反饋信息若選定的天線模式集合為方向矢量天線模式集合,則反饋信息包含各 廣義波束子區(qū)域的SINR值中的最大值對應(yīng)的預(yù)編碼矢量索引以及對應(yīng)的 S諷值;D) 將上述反饋信息發(fā)送到所述基站。
此外,所述步驟B)之后還包含如下步驟C,)根據(jù)所述終端選定的天線模式集合確定反饋信息若選定MIMO矢量天線模式集合,則反饋信息中包含前R個(gè)最大SINR值對應(yīng)的波束索引及相應(yīng)的SINR值;和前m-l個(gè)最小接收功率值對應(yīng)的波束索引及相應(yīng)的接收功率值;D,)將上述反饋信息發(fā)送到所述基站;m為MU-MIMO天線模式下單個(gè)無線資源塊的復(fù)用用戶數(shù);所述廣義波束參數(shù)值包含接收功率值;所述步驟B)之前還包含如下步驟根據(jù)各經(jīng)預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號計(jì)算廣 域波束區(qū)域的信道秩R。此外,所述步驟D)之后還包含如下步驟E)如果存在X個(gè)終端反饋的各不相同的預(yù)編碼矢量,那么在該X個(gè)終 端對應(yīng)的上行和/或下行業(yè)務(wù)信道使用SDMA模式;否則使用Beamforaiing 模式;X為SDMA模式下單個(gè)無線資源塊的復(fù)用用戶數(shù)。此外,所述步驟D,)之后還包含如下步驟E,)按照如下方法選擇下行業(yè)務(wù)信道的天線模式如果所述反饋信息中包含的信道秩R= 1,且所述基站按照MU-MIMO 配對準(zhǔn)則可以對多個(gè)終端進(jìn)行成功配對,則對上述多個(gè)終端4吏用相同的 MU-MIMO模式;如果所述反饋信息中包含的信道秩R = 1,且基站按照MU-MIMO配對 準(zhǔn)則無法對多個(gè)終端成功配對,那么使用TxD模式;如果所述反饋信息中包含的信道秩R > 1,則使用SU-MIMO模式。
此外,所述步驟D,)之后還包含如下步驟F,)按照如下方法選擇上行業(yè)務(wù)信道的天線模式如果基站按照MU-MIMO配對準(zhǔn)則可以對多個(gè)終端成功配對,則該多 個(gè)終端使用MU-MIMO才莫式;否則使用RxD才莫式。此外,所述MU-MIMO配對準(zhǔn)則為從各終端發(fā)送的所述反饋信息中包含的m+R - 1個(gè)預(yù)編碼矢量索引中, 選取與最大SINR值對應(yīng)的預(yù)編碼矢量索引和前m - 1個(gè)最小接收功率值對 應(yīng)的預(yù)編碼矢量索引組成預(yù)編碼矢量索引集合Ai;如果存在m個(gè)終端對應(yīng) 的預(yù)編碼矢量索引集合Aj,滿足如下條件,即實(shí)現(xiàn)所述按照MU-MIMO配 對準(zhǔn)則成功配對(1) 各A」沖包含相同的預(yù)編碼矢量索引;且(2) 各Aj中與最大SINR值對應(yīng)的預(yù)編碼矢量索引各不相同; i=l, ..., n; j = l, m; n為終端的個(gè)數(shù),n > m。此外,所述步驟E)之后還包含如下步驟所述基站在所述終端對應(yīng)的 下行業(yè)務(wù)信道,使用該終端反饋的預(yù)編碼矢量進(jìn)行預(yù)編碼。此外,所述步驟E,)之后還包含如下步驟若在下行業(yè)務(wù)信道使用TxD天線模式,所述基站將使用所述終端反饋 的所述m+R- 1個(gè)預(yù)編碼矢量中的SINR最大值對應(yīng)的預(yù)編碼矢量對凄丈據(jù)進(jìn) 行預(yù)編碼;若在下行業(yè)務(wù)信道使用MU-MIMO天線模式,所述基站在所述終端反 饋的m + R- 1個(gè)預(yù)編碼矢量中選擇1個(gè)與SINR最大值對應(yīng)的預(yù)編碼矢量, 和m-l個(gè)與前m- 1個(gè)最小接收功率相對應(yīng)的預(yù)編碼矢量組成預(yù)編碼矢量矩 陣,使用該預(yù)編碼矢量矩陣對數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼;
若在下行業(yè)務(wù)信道使用SU-MIMO天線模式,基站使用前R個(gè)最大SINR 值對應(yīng)的R個(gè)預(yù)編碼矢量組成的預(yù)編碼矢量矩陣對數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼。此外,所述基站選定上行業(yè)務(wù)信道的天線模式后使用所述終端發(fā)送的反 饋信息中包含的預(yù)編碼矢量索引對應(yīng)的預(yù)編碼矢量解調(diào)對應(yīng)上行業(yè)務(wù)信道 的數(shù)據(jù)。此外,在所述步驟B)之前還包含如下步驟所述終端接收到所述基站 發(fā)送的所述M+N個(gè)經(jīng)預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號和參考指示信息后,根據(jù)所述導(dǎo)頻 信號計(jì)算對應(yīng)的信道傳遞函數(shù),并根據(jù)信道傳遞函數(shù)解碼出對應(yīng)參考信道中包含的參考指示信息。此外,若所述廣義波束子區(qū)域包含下行波束負(fù)載指示信道和/或上行波 束負(fù)載指示信道,則在終端確定反饋信息時(shí),避免選擇下行波束負(fù)載指示信 息和/或上行波束負(fù)載指示信息指示為負(fù)載重的預(yù)編碼矢量索引。此外,若所述廣義波束子區(qū)域包含下行頻率負(fù)載指示信道和/或上行頻 率負(fù)載指示信道,則當(dāng)鄰小區(qū)基站發(fā)送的下行頻率負(fù)載指示信息和/或上行 頻率負(fù)載指示信息指示為負(fù)載重時(shí),向當(dāng)前小區(qū)的所述基站反饋相關(guān)信息。此外,所述廣義波束區(qū)域在頻域上按照子載波相鄰方式或子載波分布式 劃分所述M+N個(gè)廣義波束子區(qū)域。此外,若所述導(dǎo)頻信道、下行頻率負(fù)載指示信道、下行波束負(fù)載指示信 道、上行頻率負(fù)載指示信道、上行波束負(fù)載指示信道包含多個(gè)子載波,各信 道的不同子載波發(fā)送相同的信號。此外,所述頻分復(fù)用系統(tǒng)為OFDM或IFDMA。由上可知,采用本發(fā)明的時(shí)分雙工方式頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方 法,基站不需要進(jìn)行DoA估計(jì),可直接使用下行廣義波束測量值進(jìn)行下行 波束賦形/ MIMO預(yù)編碼矢量選擇;且基站可以對當(dāng)前使用的預(yù)編碼矢量進(jìn) 行調(diào)整;并且由于在廣義波束上承載了相應(yīng)的指示頻率和廣義波束上的負(fù)載13 信息,因此能比較好地降低上下行干擾。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例包含廣義波束區(qū)域的無線幀結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2是3GPP LTE Type2幀結(jié)構(gòu)示意圖;圖;;,、、、'" &圖4是本發(fā)明實(shí)施例廣義波束子區(qū)域信道分布示意圖;圖5是本發(fā)明實(shí)施例使用廣義波束區(qū)域的時(shí)分雙工方式頻分復(fù)用系統(tǒng) 的多天線通信方法流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的主要思路是,在多載波傳輸TDD (Time Division Duplex,時(shí) 分雙工)方式下,采用如圖l所示的無線幀結(jié)構(gòu),傳輸經(jīng)過預(yù)編碼矢量預(yù)編 碼的導(dǎo)頻信號和參考指示信息(下文中將經(jīng)過預(yù)編碼矢量預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號 和參考指示信息稱為廣義波束)。接收端可以對廣義波束進(jìn)行測量,正確獲知各預(yù)編碼矢量對物理信道的實(shí)際影響。上述廣義波束在無線幀中的廣義波束區(qū)域中發(fā)送。如圖l所示, 一個(gè)單 位幀包括下行區(qū)域和上行區(qū)域。廣義波束區(qū)域位于下行區(qū)域中的某一 固定位 置。圖1中GP1為下行到上行保護(hù)間隔,GP2是上行到下行保護(hù)間隔。廣義波束區(qū)域中可以按照頻率(子載波)劃分為若干個(gè)廣義波束子區(qū)域, 每個(gè)廣義波束子區(qū)域中發(fā)射一個(gè)或者多個(gè)廣義波束。劃分廣義波束子區(qū)域可 以按照子載波相鄰(Localized)方式劃分,也可以按照子載波分布式 (Distributed)方式劃分。一個(gè)廣義波束子區(qū)域中可以只承載該波束的導(dǎo)頻信道,導(dǎo)頻信道中傳輸 經(jīng)過預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號。除導(dǎo)頻信道外,廣義波束子區(qū)域中還可以承載如下四個(gè)參考指示信道中
的任意一個(gè)或者多個(gè)信道下行頻率負(fù)載指示信道;下行波束負(fù)載指示信道; 上行頻率負(fù)載指示信道;上行波束負(fù)載指示信道。在上述四個(gè)信道中分別傳 輸經(jīng)過預(yù)編碼的以下參考指示信息下行頻率負(fù)載指示信息;下行波束負(fù)載 指示信息;上行頻率負(fù)載指示信息;上行波束負(fù)載指示信息。其中,下行頻率負(fù)載指示信息描述在該廣義波束子區(qū)域所在頻率(子載 波)上的下行業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)或負(fù)載信息;例如,在該子載波上的下行業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)量, 或簡單地用l標(biāo)識負(fù)載重,0標(biāo)識負(fù)載輕;下行波束負(fù)載指示信息描述在該廣義波束上的下行業(yè)務(wù)使用頻繁情況, 即下行業(yè)務(wù)使用該廣義波束子區(qū)域?qū)?yīng)的預(yù)編碼矢量(與特定方向相對應(yīng)) 的統(tǒng)計(jì)或負(fù)載信息;例如,使用對應(yīng)預(yù)編碼矢量的下行業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)量,或簡單 地用l標(biāo)識負(fù)載重,0標(biāo)識負(fù)載輕;上行頻率負(fù)載指示信息描述在該廣義波束子區(qū)域所在頻率(子載波)上 的上行業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)或負(fù)載信息;例如,在該子載波上的上行業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)量,或簡 單地用1標(biāo)識負(fù)載重,0標(biāo)識負(fù)載輕;上行波束負(fù)載指示信息描述在該廣義波束上的上行業(yè)務(wù)使用頻繁情況, 即上行業(yè)務(wù)使用該廣義波束子區(qū)域?qū)?yīng)的預(yù)編碼矢量(與特定方向相對應(yīng)) 的統(tǒng)計(jì)或負(fù)載信息;例如,使用對應(yīng)預(yù)編碼矢量的上行業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)量,或簡單 地用1標(biāo)識負(fù)載重,0標(biāo)識負(fù)載輕。如果存在兩個(gè)或者兩個(gè)以上的上述四個(gè)信道,則它們可以采用頻分或者 碼分的形式。量預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號;還可以包含經(jīng)過該預(yù)編碼矢量預(yù)編碼的下行頻率負(fù)載 指示信息、下行波束負(fù)載指示信息、上行頻率負(fù)載指示信息、上行波束負(fù)載 指示信息中的一種或多種。預(yù)編碼矢量包括兩類基于波束方向的預(yù)編碼矢量,基于本征波束賦形 的MIMO預(yù)編碼矢量。其中,基于波束方向的預(yù)編碼矢量能形成具有明顯物理方向的波束,用 于小角度擴(kuò)展信道條件下的預(yù)編碼;基于本征波束賦形的MIMO預(yù)編碼矢
量不能形成具有明顯物理方向的波束,用于大角度擴(kuò)展信道條件下的預(yù)編碼。下行天線工作沖莫式可以包括Beamforming、 SDMA、 TxD、 SU-MIMO 和MU-MIMO五種;上行天線工作模式可以包括Beamforming、 SDMA、 RxD (Receive Diversity,接收分集)和MU-MIMO四種。其中,還可以根據(jù)所使用的預(yù)編碼矢量的不同將Beamforming、 SDMA、 TxD/ RxD、 SU-MIMO和MU-MIMO分為兩個(gè)天線模式集合方向矢量天 線模式集合,MIMO矢量天線模式集合。方向矢量天線模式集合包含Beamforming和SDMA;該集合中的天線 模式使用的是基于波束方向的預(yù)編碼矢量。MIMO矢量天線模式集合包含TxD/RxD, SU-MIMO和MU-MIMO;該集合中的天線模式使用的是基于本征波束賦形的MIMO預(yù)編碼矢量。下面將結(jié)合附圖,并以3GPP LTE Type2 (第三代合作伙伴計(jì)劃長期演 進(jìn)類型2)幀結(jié)構(gòu)為例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。圖2是3GPP LTE Type2幀結(jié)構(gòu)示意圖。3GPP LTE Type2為TDD雙工 方式,其10ms的無線幀(Radio Frame)分成兩個(gè)5ms的半幀(Half-frame ), 每個(gè)半幀分成7個(gè)0.675ms長度的時(shí)隙(Slot,圖中稱為Subframe )和三個(gè) 特殊時(shí)間段,7個(gè)0.675ms長度的時(shí)隙用于傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和控制信令,三個(gè) 特殊時(shí)間段分別為下行同步時(shí)隙(DwPTS)、主保護(hù)間隔(GP)和上行同 步時(shí)隙(UpPTS),其中GP作為下行到上行切換點(diǎn)。第一個(gè)時(shí)隙是固定的 下行時(shí)隙#0,后面的6個(gè)時(shí)隙#1 #6分成連續(xù)的上行時(shí)隙和連續(xù)的下行時(shí)隙,換點(diǎn)上必須從相鄰時(shí)隙上分配一個(gè)上行到下行保護(hù)間隔。3GPP LTE Type2幀結(jié)構(gòu)中,P-SCH ( Primary-Synchronization Channel, 主同步信道)放在DwPTS上,并且只占用中間的1.25MHz的帶寬。圖。如圖3所示,本實(shí)施例中,廣義波束區(qū)域位于DwPTS,占用了除P-SCH 以外的剩余帶寬。
本實(shí)施例使用的基于波束方向的預(yù)編碼矢量的碼本為 U9};基于本征波束賦形的MIMO預(yù)編碼矢量的碼本為<formula>formula see original document page 17</formula>
基于波束方向的預(yù)編碼矢量的碼本包括10個(gè)碼字(即包括10個(gè)預(yù)編碼 矢量),每個(gè)碼字為8xl大小的列向量,表示如下(其中y為虛數(shù)單位)
<formula>formula see original document page 17</formula>該碼本為傳統(tǒng)波束賦形碼本,對應(yīng)天線間距為義/2 (/l為發(fā)射電磁波波 長)的8單元等距離直線陣。每個(gè)碼字可以用公式表示為" 卜m = 0,1,…7代表每個(gè)碼字內(nèi)部的天線索引;yt = 0, 1,...9代表不同的波束中心方 向。 一個(gè)波束中心方向?qū)?yīng)一個(gè)碼字,本碼本按照覆蓋120。扇區(qū)設(shè)計(jì)。天線 間距為/l/2的8單元等距離直線陣,波束的半功率寬度約為13。,用10個(gè)波 束可以完全覆蓋12(T扇區(qū)?;诒菊鞑ㄊx形的MIMO預(yù)編碼矢量的碼本包括8個(gè)碼字(即包括8 個(gè)預(yù)編碼矢量),每個(gè)碼字為8xl大小的列向量,表示如下1 l 1 l l 1 lf:/1 :/1 :/1 -/T 1-1-11 1-1:/-171 :/' -1 /T 111-1-1-1 -I]7":/ 1 -y. -1 7 -1 1 -1 -l -l -l1 lf:/-1 -1 J'1 :/T在以下描述中,將上述碼字包含在碼字集合U^Uo,..., U9, U10, Uu, ..., 1117}中,使用碼字Ui的下標(biāo)i引用各碼字(即各預(yù)編碼矢量),i =0, 1,…,17。本實(shí)施例中,系統(tǒng)帶寬為lOMHz,可用載波數(shù)為600(不包含直流載波) 個(gè),采用子載波相鄰方式劃分子載波。在DwPTS中,除去P-SCH占用的中 間72個(gè)子載波,剩下528個(gè)子載波可以承載22個(gè)廣義波束子區(qū)域,而每個(gè) 廣義波束子區(qū)域占用連續(xù)24個(gè)子載波。
本實(shí)施例中使用22個(gè)廣義波束子區(qū)域中的18個(gè)(第l個(gè)到第18個(gè)), 圖3中N、 M分別等于10和8。每個(gè)廣義波束子區(qū)域上發(fā)送一個(gè)廣義波束, 其中,前10個(gè)廣義波束子區(qū)域發(fā)射的廣義波束采用基于波束方向的預(yù)編碼 矢量預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號和參考指示信息,其中的每個(gè)廣義波束對應(yīng)了一個(gè)基 于波束方向的預(yù)編碼矢量Ui, i=0, 1, ..., 9;后8個(gè)廣義波束子區(qū)域發(fā) 射的廣義波束采用基于本征波束賦形的MIMO預(yù)編碼矢量預(yù)編碼的導(dǎo)頻信 號和參考指示信息,其中的每個(gè)廣義波束對應(yīng)了 一個(gè)基于本征波束賦形的MIMO預(yù)編碼矢量Uj, j=10, 11, 17。為了便于描述,我們使用上述 預(yù)編碼矢量的索引作為對應(yīng)的廣義波束子區(qū)域的索引,即廣義波束的索引。在每個(gè)廣義波束子區(qū)域內(nèi),24個(gè)子載波用于發(fā)射導(dǎo)頻信號和以下參考 指示信息下行頻率負(fù)載指示信息;下行波束負(fù)載指示信息;上行頻率負(fù)載 指示信息;上行波束負(fù)載指示信息。其中下行頻率負(fù)載指示信息、下行波束 負(fù)載指示信息、上行頻率負(fù)載指示信息和上行波束負(fù)載指示信息中的每一個(gè) 都占用5個(gè)子載波,導(dǎo)頻占用4個(gè)子載波。也就是說,每個(gè)參考指示信道占 用5個(gè)子載波,導(dǎo)頻信道占用4個(gè)子載波,其具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。導(dǎo)頻信 號和上述4個(gè)參考指示信息在發(fā)送前都要使用相應(yīng)廣義波束子區(qū)域?qū)?yīng)的 預(yù)編碼矢量進(jìn)行預(yù)編碼。圖5是本發(fā)明實(shí)施例使用廣義波束區(qū)域的多天線系統(tǒng)天線模式和預(yù)編 碼矢量選擇方法流程圖。如圖5所示,該方法包含如下步驟110:基站根據(jù)各預(yù)編碼矢量生成各廣義波束,并在廣義波束區(qū)域的各 廣義波束子區(qū)域發(fā)送廣義波束;每一個(gè)廣義波束包含經(jīng)過對應(yīng)的預(yù)編碼矢量預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號、下行 頻率負(fù)載指示信息、下行波束負(fù)載指示信息、上行頻率負(fù)載指示信息和上行 波束負(fù)載指示信息。每一個(gè)廣義波束子區(qū)域?qū)?yīng)不同的預(yù)編碼矢量。例如第l個(gè)廣義波束 子區(qū)域?qū)?yīng)下標(biāo)為1的預(yù)編碼矢量Ui,......,第IO個(gè)廣義波束子區(qū)域?qū)?yīng)
下標(biāo)為10的預(yù)編碼矢量U,。,......。基站在生成廣義波束時(shí),需要先將導(dǎo)頻信號和下行頻率負(fù)載指示信息、 下行波束負(fù)載指示信息、上行頻率負(fù)載指示信息和上行波束負(fù)載指示信息進(jìn)行BPSK (Binary Phase Shift Keying, 二進(jìn)制相移鍵控)調(diào)制;調(diào)制后再使 用該廣義波束子區(qū)域?qū)?yīng)的預(yù)編碼矢量進(jìn)行預(yù)編碼,預(yù)編碼后在對應(yīng)的廣義 波束子區(qū)域包含的子載波發(fā)送。例如,下行頻率負(fù)載指示信息使用1個(gè)比特標(biāo)識;l表示重負(fù)載,0表 示輕負(fù)載;調(diào)制后將5個(gè)相同的比特值經(jīng)過對應(yīng)的預(yù)編碼矢量預(yù)編碼(即與 預(yù)編碼矢量相乘)后分別映射在下行頻率負(fù)載指示信道所占用的5個(gè)子載波 上發(fā)送;對于下行波束負(fù)載指示信息;上行頻率負(fù)載指示信息;上行波束負(fù) 載指示信息進(jìn)行同樣的4喿作。導(dǎo)頻信道從0索引開始將1、 0、 1、 0四個(gè)1 比特?cái)?shù)經(jīng)過BPSK調(diào)制并預(yù)編碼后映射到相應(yīng)的4個(gè)子載波上發(fā)送。在多個(gè)子載波上傳送相同的信號可以提高信號傳輸?shù)目煽啃浴J?,根?jù)各廣義波束中的經(jīng)過預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號計(jì)算對應(yīng)的信道傳遞函數(shù), 根據(jù)信道傳遞函數(shù)解碼出各廣義波束中包含的參考指示信息;計(jì)算各廣義波 束子區(qū)域的廣義波束參數(shù)和廣域波束區(qū)域的信道秩R。廣義波束參凄史包含SINR ( Signal to Interference plus Noise Ratio,信號 干擾噪聲比)值,接收功率值。上述SINR值和接收功率值都可以通過對導(dǎo)頻信道進(jìn)行測量獲得。由于各廣義波束使用了不同的預(yù)編碼矢量進(jìn)行預(yù)編碼,因此終端對使用 不同的預(yù)編碼矢量編碼過的導(dǎo)頻信號進(jìn)行測量獲得的各廣義波束子區(qū)域的 導(dǎo)頻信道的SINR值和接收功率值可準(zhǔn)確反應(yīng)不同的預(yù)編碼矢量對物理信道 (各廣義波束子區(qū)域)的真實(shí)影響。130:終端根據(jù)各廣義波束子區(qū)域的導(dǎo)頻信道的SINR值確定天線模式 集合,即在方向矢量天線模式集合與MIMO矢量天線模式集合中選取一個(gè)。例如,最大的SINR值對應(yīng)的廣義波束子區(qū)域的預(yù)編碼矢量為基于波束 方向的預(yù)編碼矢量,則選定方向矢量天線模式集合,即選取Beamforming和
SDMA中的一個(gè)作為參考天線模式;否則選定MIMO矢量天線模式集合, 即選取TxD/ RxD, SU-MIMO和MU-MIMO中的一個(gè)作為參考天線模式。當(dāng)然,天線模式的確定還需要參照終端的類型,并與基站進(jìn)行協(xié)商后由 基站最終確定,但終端根據(jù)上述SINR進(jìn)行的選取是非常重要的參考依據(jù)。140:終端根據(jù)選定的天線模式集合及參考指示信息確定反饋信息,并 將反饋信息發(fā)送至基站。終端可以使用上行區(qū)域中的反饋區(qū)域?qū)⒎答佇畔l(fā)送至基站。若選定方向矢量天線模式集合,即選定了基于波束方向的預(yù)編碼矢量, 則終端的反饋信息為下行廣義波束中SINR值最大的波束的波束索引(即 廣義波束子區(qū)域和預(yù)編碼矢量的索引)以及對應(yīng)的SINR值。若選定MIMO矢量天線模式集合,則終端的反饋信息為廣義波束區(qū) 域的信道秩,和以下兩類信息1) 前R個(gè)最大SINR值對應(yīng)的波束索引及相應(yīng)的SINR值;2) 前m-l個(gè)最小接收功率值對應(yīng)的波束索引及相應(yīng)的接收功率值。其中,R為廣義波束區(qū)域的信道秩,m為MU-MIMO天線模式下單個(gè)無 線資源塊的復(fù)用用戶數(shù),m通常取2。載指示信息,上行頻率負(fù)載指示信息,上行波束負(fù)載指示信息,以降低干擾。 具體i也i兌,包4舌以下兩方面一、 選擇廣義波束索引時(shí),避免選擇上行/下行波束負(fù)載指示信息指示 為負(fù)載重的廣義波束,以避免干擾。例如,在選擇SINR最大的廣義波束的時(shí)候,如果SINR最大的廣義波 束的上行/下行波束負(fù)載比較重,終端可以選擇SINR次大的廣義波束以降低 系統(tǒng)干擾。二、 根據(jù)當(dāng)前小區(qū)和鄰小區(qū)基站發(fā)送的上行/下行頻率負(fù)載指示信息, 避免使用在相鄰的小區(qū)負(fù)載都較重的頻率。 例如,若終端發(fā)現(xiàn)當(dāng)前小區(qū)和鄰小區(qū)某個(gè)下行波束子區(qū)域所攜帶上行/ 下行頻率負(fù)載都比較重,說明該下行波束子區(qū)域所對應(yīng)的頻帶存在比較強(qiáng)的 同頻干擾,終端應(yīng)該向基站反饋該信息,避免基站將這段頻帶分配給該終端 以免受到比較強(qiáng)的干擾。150:基站根據(jù)終端發(fā)送的反饋信息進(jìn)一步確定多天線系統(tǒng)的天線模式; 多天線系統(tǒng)的天線模式的確定分為以下兩種情況一、 若反饋信息中包含的波束索引對應(yīng)的預(yù)編碼矢量類型為基于波束方 向的預(yù)編碼矢量,即終端選取方向矢量天線模式集合,則對于上行和下行業(yè) 務(wù)信道如果X個(gè)選取方向矢量天線模式集合的終端反饋的預(yù)編碼矢量之 間的DoA差別足夠大,即X個(gè)終端選擇了各不相同的預(yù)編碼矢量,那么這 X個(gè)終端之間可以使用SDMA模式;否則使用Beamforming模式。X為SDMA 模式下單個(gè)無線資源塊的復(fù)用用戶數(shù)。二、 若反饋信息中包含的波束索引對應(yīng)的預(yù)編碼矢量類型為基于本征波 束賦形的MIMO預(yù)編碼矢量,即終端選取MIMO矢量天線才莫式集合,貝'J:1 )對于下行業(yè)務(wù)信道如果反饋信息中包含的信道秩R = 1,且基站按照MU-MIMO配對準(zhǔn)則 可以對多個(gè)終端進(jìn)行成功配對,則這些終端將^f吏用相同的MU-MIMO才莫式;如果反饋信息中包含的信道秩R = 1 ,且基站按照MU-MIMO配對準(zhǔn)則 無法對多個(gè)終端成功配對,那么使用TxD模式;如果反饋信息中包含的信道秩R > 1,則使用SU-MIMO模式。2 )對于上行業(yè)務(wù)信道如果基站按照MU-MIMO配對準(zhǔn)則可以對多個(gè)終端成功配對,則使用 MU-MIMO模式;否則使用RxD模式。上述MU-MIMO配對準(zhǔn)則是對于各終端發(fā)送的反饋信息中包含的m+R - 1個(gè)預(yù)編碼矢量索引,選取 索引和前m - 1個(gè)最小接收功率值對 應(yīng)的預(yù)編碼矢量索引組成預(yù)編碼矢量索引集合Ai, i=l, ..., N, N為終端 的個(gè)數(shù),N > m;如果存在m個(gè)終端對應(yīng)的預(yù)編碼矢量索引集合Aj,j-l,..., m,滿足如下條件,則完成MU-MIMO配對(1)各Aj中包含相同的預(yù)編碼矢量索引;且(2 )各Aj中與最大SINR值對應(yīng)的預(yù)編碼矢量索引都不相同。如果滿足以上條件,即表明基站按照MU-MIMO配對準(zhǔn)則可以對m個(gè) 終端進(jìn)行成功配對,這m個(gè)終端可以配對成MU-MIMO天線才莫式占用相同 的無線資源塊。除了根據(jù)終端反饋的預(yù)編碼矢量選擇天線模式外,基站還可以直接使用 終端反饋的預(yù)編碼矢量a) 在對下行業(yè)務(wù)信道使用SDMA或Beamforming天線模式時(shí),在目 標(biāo)終端對應(yīng)的下行業(yè)務(wù)信道,基站使用該目標(biāo)終端反饋的預(yù)編碼矢量進(jìn)行預(yù) 編碼;b) 在對下行業(yè)務(wù)信道使用TxD天線模式時(shí),基站將使用終端反饋的上 述m+R- 1個(gè)預(yù)編碼矢量索引中的SINR最大值對應(yīng)的預(yù)編碼矢量對數(shù)據(jù)進(jìn) 行預(yù)編碼;c) 在對下行業(yè)務(wù)信道使用MU-MIMO天線模式時(shí),基站將使用其中的 m個(gè)預(yù)編碼矢量組成預(yù)編碼矢量矩陣對m個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼。對于使用 MU-MIMO模式的終端來說,這m個(gè)預(yù)編碼矢量中有1個(gè)與最大SINR值相 對應(yīng),另m-l個(gè)與前m-l個(gè)最小4秦收功率相對應(yīng)。d) 在對下行業(yè)務(wù)信道使用SU-MIMO天線模式時(shí),基站將使用前R個(gè) 最大SINR值對應(yīng)的R個(gè)預(yù)編碼矢量組成的預(yù)編碼矢量矩陣對多個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn) 行預(yù)編碼,預(yù)編碼后在多個(gè)發(fā)射天線上發(fā)射,所有數(shù)據(jù)流都是發(fā)到同一個(gè)終端。e) 在對上行業(yè)務(wù)信道使用SDMA、 Beamforming、 MU-MIMO和RxD 業(yè)務(wù)信道進(jìn)行檢測,即解調(diào)出上行業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù);在Beamforming和RxD模式下,基站給每個(gè)終端分配唯一的上行無線 資源塊(占用無線信道一定時(shí)間寬度和頻率寬度的二維子塊),每個(gè)上行無 線資源塊上面只承載一個(gè)終端的單個(gè)數(shù)據(jù)流;在SDMA和MU-MIMO才莫式 下,基站將相同的上行無線資源塊分配給多個(gè)終端,在這個(gè)上行無線資源塊 將承載多個(gè)數(shù)據(jù)流,通常每個(gè)終端對應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)流,基站接收機(jī)負(fù)責(zé)分離多 個(gè)數(shù)據(jù)流。由上可知,本發(fā)明的時(shí)分雙工方式頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方法具有 以下優(yōu)點(diǎn)1、 基站不需要進(jìn)行DoA估計(jì),避免了當(dāng)用戶數(shù)比較多時(shí),DoA估計(jì) 比較困難或者不準(zhǔn)確;2、 直接使用下行廣義波束測量值進(jìn)行下行波束賦形/ MIMO預(yù)編碼矢 量選擇,避免了使用上下行信道的互易性;3、 基站使用的預(yù)編碼矢量可以調(diào)整,并不需要通知終端,終端只需選 擇預(yù)編碼矢量索引;4、 由于在廣義波束上承載了相應(yīng)的指示頻率和廣義波束上的負(fù)載信息, 因此能比較好地降低上下行干擾。
權(quán)利要求
1、一種時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方法,其特征在于,在單位幀的下行區(qū)域中設(shè)置廣義波束區(qū)域,廣義波束區(qū)域在頻域上劃分為M+N個(gè)廣義波束子區(qū)域,每一個(gè)廣義波束子區(qū)域中設(shè)置有由一個(gè)或多個(gè)子載波組成的導(dǎo)頻信道;基站在第i個(gè)廣義波束子區(qū)域的導(dǎo)頻信道中發(fā)送經(jīng)預(yù)編碼矢量Ui預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號;其中,預(yù)編碼矢量Ui中的M個(gè)為不同的用于大角度擴(kuò)展信道條件下的基于本征波束賦形的MIMO預(yù)編碼矢量,N個(gè)為不同的用于小角度擴(kuò)展信道條件下的基于波束方向的預(yù)編碼矢量,預(yù)編碼矢量索引i=1,2,...,M+N;所述頻分復(fù)用系統(tǒng)為基于頻分復(fù)用技術(shù)的單載波或多載波通信系統(tǒng)。
2、 如權(quán)利要求1所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方 法,其特征在于,所述單位幀為3GPP LTE Type2幀;所述廣義波束區(qū)域位 于DwPTS;除P-SCH所占用的子載波以外,各廣義波束子區(qū)域分別占用剩 余可用子載波中的一個(gè)或多個(gè)。
3、 如權(quán)利要求1所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方 法,其特征在于,所述廣義波束子區(qū)域設(shè)置有由一個(gè)或多個(gè)子載波組成的以 下參考信道中的一個(gè)或多個(gè)下行頻率負(fù)載指示信道、下行波束負(fù)載指示信 道、上行頻率負(fù)載指示信道、上行波束負(fù)載指示信道;所述基站在第i個(gè)廣 義波束子區(qū)域的上述參考信道分別發(fā)送經(jīng)所述預(yù)編碼矢量Ui預(yù)編碼的以下 參考指示信息下行頻率負(fù)載指示信息、下行波束負(fù)載指示信息、上行頻率 負(fù)載指示信息、上行波束負(fù)載指示信息;所述下行頻率負(fù)載指示信息用于描述在該廣義波束子區(qū)域所在子載波 上的下行業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)或負(fù)載信息;所述下行波束負(fù)載指示信息用于描述下行業(yè)務(wù)使用該廣義波束子區(qū)域 對應(yīng)的預(yù)編碼矢量的統(tǒng)計(jì)或負(fù)載信息;所述上行頻率負(fù)載指示信息用于描述在該廣義波束子區(qū)域所在子載波 上的上行業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)或負(fù)載信息; 所述上行波束負(fù)載指示信息用于描述上行業(yè)務(wù)使用該廣義波束子區(qū)域 對應(yīng)的預(yù)編碼矢量的統(tǒng)計(jì)或負(fù)載信息。
4、 如權(quán)利要求3所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方 法,其特征在于,當(dāng)終端接收到所述基站發(fā)送的M+N個(gè)經(jīng)預(yù)編碼的導(dǎo)頻信 號后,進(jìn)行如下處理A) 根據(jù)各經(jīng)預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號計(jì)算對應(yīng)廣義波束子區(qū)域的廣義波束參 數(shù)值;廣義波束參數(shù)值包含SINR值;B) 根據(jù)各廣義波束子區(qū)域的SINR值中的最大值所對應(yīng)的預(yù)編碼矢量 類型在方向矢量天線模式集合、MIMO矢量天線模式集合中選取一個(gè);所述方向矢量天線模式集合包含以下天線模式Beamforming和SDMA;所述MIMO矢量天線模式集合包含以下天線模式TxD/ RxD, SU-MIMO和MU-MIMO。
5、 如權(quán)利要求4所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方 法,其特征在于,所述步驟B)之后還包含如下步驟C) 根據(jù)所述終端選定的天線模式集合確定反饋信息若選定的天線模式集合為方向矢量天線模式集合,則反饋信息包含各 廣義波束子區(qū)域的SINR值中的最大值對應(yīng)的預(yù)編碼矢量索引以及對應(yīng)的 SINR值;D) 將上述反饋信息發(fā)送到所述基站。
6、 如權(quán)利要求4所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方 法,其特征在于,所述步驟B)之后還包含如下步驟C,)根據(jù)所述終端選定的天線模式集合確定反饋信息若選定MIMO矢量天線模式集合,則反饋信息中包含前R個(gè)最大SINR值對應(yīng)的波束索引及相應(yīng)的SINR值;和前m-l個(gè)最小接收功率值對應(yīng)的波束索引及相應(yīng)的接收功率值;D,)將上述反饋信息發(fā)送到所述基站;m為MU-MIMO天線模式下單個(gè)無線資源塊的復(fù)用用戶數(shù); 所述廣義波束參數(shù)值包含接收功率值;所述步驟B)之前還包含如下步驟根據(jù)各經(jīng)預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號計(jì)算廣 域波束區(qū)域的信道秩R。
7、 如權(quán)利要求5所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方 法,其特征在于,所述步驟D)之后還包含如下步驟E)如果存在X個(gè)終端反饋的各不相同的預(yù)編碼矢量,那么在該X個(gè)終 端對應(yīng)的上行和/或下行業(yè)務(wù)信道使用SDMA模式;否則使用Beamforming 模式;X為SDMA模式下單個(gè)無線資源塊的復(fù)用用戶數(shù)。
8、 如權(quán)利要求6所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方 法,其特征在于,所述步驟D,)之后還包含如下步驟E,)按照如下方法選擇下行業(yè)務(wù)信道的天線模式如果所述反饋信息中包含的信道秩R= 1,且所述基站按照MU-MIMO 配對準(zhǔn)則可以對多個(gè)終端進(jìn)行成功配對,則對上述多個(gè)終端使用相同的 MU-MIMO模式;如果所述反饋信息中包含的信道秩R = 1,且基站按照MU-MIMO配對 準(zhǔn)則無法對多個(gè)終端成功配對,那么使用TxD模式;如果所述反饋信息中包含的信道秩R> 1,則使用SU-MIMO模式。
9、 如權(quán)利要求6所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方 法,其特征在于,所述步驟D,)之后還包含如下步驟F,)按照如下方法選擇上行業(yè)務(wù)信道的天線模式如果基站按照MU-MIMO配對準(zhǔn)則可以對多個(gè)終端成功配對,則該多 個(gè)終端使用MU-MIMO模式;否則使用RxD才莫式。
10、 如權(quán)利要求8、 9所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通 信方法,其特征在于,所述MU-MIMO配對準(zhǔn)則為 從各終端發(fā)送的所述反饋信息中包含的m+R- 1個(gè)預(yù)編碼矢量索引中, 選取與最大SINR值對應(yīng)的預(yù)編碼矢量索引和前m - 1個(gè)最小接收功率值對 應(yīng)的預(yù)編碼矢量索引組成預(yù)編碼矢量索引集合Aj;如果存在m個(gè)終端對應(yīng) 的預(yù)編碼矢量索引集合Aj,滿足如下條件,即實(shí)現(xiàn)所述按照MU-MIMO配 對準(zhǔn)則成功配對(1)各Aj中包含相同的預(yù)編碼矢量索引;且(2 )各Aj中與最大SINR值對應(yīng)的預(yù)編碼矢量索引各不相同;i=l, …,n; j = l,…,m; n為終端的個(gè)數(shù),n > m。
11、 如權(quán)利要求7所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信 方法,其特征在于,所述步驟E)之后還包含如下步驟所述基站在所述終 端對應(yīng)的下行業(yè)務(wù)信道,使用該終端反饋的預(yù)編碼矢量進(jìn)行預(yù)編碼。
12、 如權(quán)利要求8所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信 方法,其特征在于,所述步驟E,)之后還包含如下步驟若在下行業(yè)務(wù)信道使用TxD天線模式,所述基站將使用所述終端反饋 的所述m+R- 1個(gè)預(yù)編碼矢量中的SINR最大值對應(yīng)的預(yù)編碼矢量對數(shù)據(jù)進(jìn) 行預(yù)編碼;若在下行業(yè)務(wù)信道使用MU-MIMO天線模式,所述基站在所述終端反 々責(zé)的m + R- 1個(gè)預(yù)編碼矢量中選擇1個(gè)與SINR最大值對應(yīng)的預(yù)編碼矢量, 和m-l個(gè)與前m- 1個(gè)最小接收功率相對應(yīng)的預(yù)編碼矢量組成預(yù)編碼矢量矩 陣,使用該預(yù)編碼矢量矩陣對數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼;若在下行業(yè)務(wù)信道使用SU-MIMO天線模式,基站使用前R個(gè)最大SINR 值對應(yīng)的R個(gè)預(yù)編碼矢量組成的預(yù)編碼矢量矩陣對數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼。
13、 如權(quán)利要求7、 9所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通 信方法,其特征在于,所述基站選定上行業(yè)務(wù)信道的天線模式后使用所述終 端發(fā)送的反饋信息中包含的預(yù)編碼矢量索引對應(yīng)的預(yù)編碼矢量解調(diào)對應(yīng)上 行業(yè)務(wù)信道的數(shù)據(jù)。
14、 如權(quán)利要求5、 6所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通 信方法,其特征在于,在所述步驟B)之前還包含如下步驟所述終端接收 到所述基站發(fā)送的所述M+N個(gè)經(jīng)預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號和參考指示信息后,根 據(jù)所述導(dǎo)頻信號計(jì)算對應(yīng)的信道傳遞函數(shù),并根據(jù)信道傳遞函數(shù)解碼出對應(yīng) 參考信道中包含的參考指示信息。
15、 如權(quán)利要求14所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信 方法,其特征在于,若所述廣義波束子區(qū)域包含下行波束負(fù)載指示信道和/ 或上行波束負(fù)載指示信道,則在終端確定反饋信息時(shí),避免選擇下行波束負(fù) 載指示信息和/或上行波束負(fù)載指示信息指示為負(fù)載重的預(yù)編碼矢量索引。
16、 如權(quán)利要求14所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信 方法,其特征在于,若所述廣義波束子區(qū)域包含下行頻率負(fù)載指示信道和/ 或上行頻率負(fù)載指示信道,則當(dāng)鄰小區(qū)基站發(fā)送的下行頻率負(fù)載指示信息和 /或上行頻率負(fù)載指示信息指示為負(fù)載重時(shí),向當(dāng)前小區(qū)的所述基站反饋相 關(guān)信息。
17、 如權(quán)利要求1所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信 方法,其特征在于,所述廣義波束區(qū)域在頻域上按照子載波相鄰方式或子載 波分布式劃分所述M+N個(gè)廣義波束子區(qū)域。
18、 如權(quán)利要求3所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信 方法,其特征在于,若所述導(dǎo)頻信道、下行頻率負(fù)載指示信道、下行波束負(fù) 載指示信道、上行頻率負(fù)載指示信道、上行波束負(fù)載指示信道包含多個(gè)子載 波,各信道的不同子載波發(fā)送相同的信號。
19、 如權(quán)利要求1所述的時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信 方法,其特征在于,所述頻分復(fù)用系統(tǒng)為OFDM或IFDMA。
全文摘要
一種時(shí)分雙工方式的頻分復(fù)用系統(tǒng)的多天線通信方法,其特征在于,在單位幀的下行區(qū)域中設(shè)置廣義波束區(qū)域,廣義波束區(qū)域在頻域上劃分為M+N個(gè)廣義波束子區(qū)域,每一個(gè)廣義波束子區(qū)域中設(shè)置有由一個(gè)或多個(gè)子載波組成的導(dǎo)頻信道;基站在第i個(gè)廣義波束子區(qū)域的導(dǎo)頻信道中發(fā)送經(jīng)預(yù)編碼矢量U<sub>i</sub>預(yù)編碼的導(dǎo)頻信號;其中,預(yù)編碼矢量U<sub>i</sub>中的M個(gè)為不同的用于大角度擴(kuò)展信道條件下的基于本征波束賦形的MIMO預(yù)編碼矢量,N個(gè)為不同的用于小角度擴(kuò)展信道條件下的基于波束方向的預(yù)編碼矢量,預(yù)編碼矢量索引i=1,2,...,M+N;所述頻分復(fù)用系統(tǒng)為基于頻分復(fù)用技術(shù)的單載波或多載波通信系統(tǒng)。
文檔編號H04L27/00GK101394213SQ200710152230
公開日2009年3月25日 申請日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月19日
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