專利名稱：用于發(fā)送用于減少反饋開銷的信號(hào)的方法和用于為此發(fā)送反饋信息的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多天線無線通信系統(tǒng)，更具體地，涉及用于高效地構(gòu)造碼本子集以減 少用于預(yù)編碼的反饋開銷的方法，以及使用該方法來發(fā)送和接收信號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
隨著信息通信服務(wù)的普及、各種多媒體服務(wù)的出現(xiàn)、以及高質(zhì)量服務(wù)的提供，對(duì)快 速無線通信服務(wù)的需要已經(jīng)迅速增加。為了積極地應(yīng)付此類需要，首先，應(yīng)增加通信系統(tǒng)的 容量。為了增加無線通信環(huán)境中的通信容量，可以考慮用于找到新的可用頻帶的方法和用 于提高有限資源的效率的方法。關(guān)于后一種方法，多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)最近已吸引很 多注意并已被積極開發(fā)。MIMO技術(shù)通過為接收側(cè)和發(fā)送側(cè)裝配多個(gè)天線以另外保證用于利 用資源的空間來獲得分集增益，并通過并行地通過各天線來發(fā)送數(shù)據(jù)而增加傳輸容量。簡(jiǎn)而言之，MIMO指的是能夠使用多個(gè)發(fā)送天線和多個(gè)接收天線來改善發(fā)送/接收 數(shù)據(jù)效率的方法，而不是采用一個(gè)發(fā)送天線和一個(gè)接收天線的傳統(tǒng)方法。也就是說，MIMO是 在無線通信系統(tǒng)中的發(fā)送側(cè)和接收側(cè)利用多個(gè)天線來增加容量或改善性能的技術(shù)。在下文 中，將MIMO稱為“多天線”。多天線技術(shù)是用于收集通過多個(gè)天線發(fā)送的數(shù)據(jù)段、而不是依賴于單個(gè)天線路徑 來恢復(fù)數(shù)據(jù)、以便接收一個(gè)總消息的技術(shù)。該多天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)了特定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速 率的改善或?qū)τ谔囟〝?shù)據(jù)傳輸速率的系統(tǒng)范圍的增加。因?yàn)橄乱淮苿?dòng)通信需要比傳統(tǒng)移動(dòng)通信高得多的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以預(yù)知，高 效的多天線技術(shù)是必不可少的。在這種情形下，MIMO通信技術(shù)是可以廣泛地應(yīng)用于移動(dòng)通 信終端和中繼器的下一代移動(dòng)通信技術(shù)，并且正在作為一種克服由于數(shù)據(jù)通信的擴(kuò)展而越 來越受限制的移動(dòng)通信容量方面的限制的技術(shù)而引起注意。同時(shí)，在目前正在研究的用于改善傳輸效率的各種技術(shù)之中，在發(fā)送機(jī)和接收機(jī) 中使用多個(gè)天線的MIMO技術(shù)作為一種在不增加額外頻率分配或功率消耗的情況下顯著地 改善通信容量和發(fā)送/接收性能的方法是最值得注意的。

圖1是圖示一般性MIMO通信系統(tǒng)的配置的視圖。如果發(fā)送和接收天線的數(shù)目分別同時(shí)增加至Nt和Νκ，則與僅發(fā)送機(jī)或僅接收機(jī)使 用多個(gè)天線的情況不同，理論信道傳輸容量正比于天線的數(shù)目而增加。因此，可以增大傳輸 速率且可以顯著地改善頻譜效率。由于信道傳輸容量的增加而引起的傳輸速率可能在理論 上增加通過將以下速率增加Ri乘以使用一個(gè)天線時(shí)的最大傳輸速率Ro相乘而獲得的值。[等式1]Ri = min(NT, Ne)例如，使用4個(gè)發(fā)送天線和4個(gè)接收天線的MIMO通信系統(tǒng)理論上可以獲得單天線 系統(tǒng)的4倍的傳輸速率。由于在20世紀(jì)九十年代中期首先證明了多天線系統(tǒng)的理論容量的增加，所以已積極開發(fā)了用于基本上改善數(shù)據(jù)傳輸速率的各種技術(shù)。這些技術(shù)中的一些已被應(yīng)用于多種 無線通信標(biāo)準(zhǔn)，諸如第三代移動(dòng)通信和下一代無線局域網(wǎng)。已在許多方面積極地進(jìn)行了到目前為止與多天線技術(shù)有關(guān)的研究，包括對(duì)與各種 信道環(huán)境和多址接入環(huán)境中的多天線通信的計(jì)算相關(guān)的信息理論的研究、對(duì)多天線系統(tǒng)的 無線信道測(cè)量和模型引入的研究、以及對(duì)用于改善傳輸可靠性和傳輸速率的空時(shí)信號(hào)處理 技術(shù)的研究。多天線技術(shù)包括用于使用穿過各種信道路徑的符號(hào)來增加傳輸可靠性的空間分 集方案和用于通過使用多個(gè)發(fā)送天線同時(shí)發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)來改善傳輸速率的空間復(fù)用 方案。最近，已經(jīng)執(zhí)行了對(duì)將上述方案組合以利用各方案的方法的研究?，F(xiàn)在將詳細(xì)地給出上述方案的描述。首先，空間分集方案包括空時(shí)塊編碼方法、和使用分集增益和編碼增益的格柵編 碼方法。格柵編碼一般在改善誤碼率和生成代碼的自由度方面是優(yōu)異的，但空時(shí)塊編碼方 法在計(jì)算方面簡(jiǎn)單。空間分集增益可以獲得至對(duì)應(yīng)于發(fā)送天線的數(shù)目Nt和接收天線的數(shù) 目Ne的相乘(NtXNe)的程度。其次，空間復(fù)用方案通過各發(fā)送天線來發(fā)送不同的數(shù)據(jù)流。這時(shí)，在接收機(jī)中，可 能在同時(shí)從發(fā)送機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)之間產(chǎn)生相互干擾。然后，接收機(jī)使用適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理方法 來消除該干擾并接收數(shù)據(jù)。用于消除干擾的接收機(jī)包括最大似然接收機(jī)、迫零(ZF)接收 機(jī)、最小均方誤差(MMSE)接收機(jī)、對(duì)角線貝爾實(shí)驗(yàn)室分層空時(shí)(D-BLAST)接收機(jī)、和垂直貝 爾實(shí)驗(yàn)室分層空時(shí)(V-BLAST)接收機(jī)。尤其是，如果發(fā)送機(jī)可以識(shí)別信道信息，則可以使用 奇異值分解(SVD)方法來消除干擾。第三，可以使用空間分集方案和空間復(fù)用方案的組合。如果僅獲得空間分集增益， 則由于分集階數(shù)的增加而引起的性能改善增益逐漸飽和。如果只獲得空間復(fù)用增益，則降 低無線信道的傳輸可靠性。因此，已進(jìn)行了對(duì)解決這些缺點(diǎn)并同時(shí)獲得那兩種增益的方法 的研究。結(jié)果，已使用了雙空時(shí)發(fā)送分集(ISTTD)和空時(shí)比特交織編碼調(diào)制(STBICM)。在上述多天線系統(tǒng)中，發(fā)送側(cè)對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼并隨后發(fā)送經(jīng)預(yù)編碼的數(shù) 據(jù)，并且接收側(cè)使用在發(fā)送側(cè)中使用的預(yù)編碼矩陣(或預(yù)編碼矢量)來接收數(shù)據(jù)。同時(shí)，用于執(zhí)行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣使用以碼本的形式指定的預(yù)編碼矩陣中的一 個(gè)，所述碼本由發(fā)送側(cè)和接收側(cè)兩者規(guī)定。根據(jù)發(fā)送側(cè)所使用的預(yù)編碼矩陣是否需要來自 接收側(cè)的反饋信息，可以將發(fā)送側(cè)的傳輸模式分成開環(huán)傳輸模式和閉環(huán)傳輸模式。在開環(huán)傳輸模式下，發(fā)送側(cè)在不使用來自接收側(cè)的反饋信息的情況下使用預(yù)編碼 矩陣來發(fā)送信號(hào)。然而，在閉環(huán)傳輸模式下，接收側(cè)通過反饋信道信息等根據(jù)接收信號(hào)來指 示先前指定的碼本之中的特定預(yù)編碼矩陣，并且發(fā)送側(cè)使用該反饋信息來發(fā)送信號(hào)。開環(huán)傳輸模式和閉環(huán)傳輸模式可能具有不同的要求。然而，開環(huán)傳輸模式和閉環(huán) 傳輸模式不具有根據(jù)傳輸模式的單獨(dú)代碼子集。因此，為了指示在包括碼本的整個(gè)預(yù)編碼 矩陣之中所使用的預(yù)編碼矩陣，閉環(huán)傳輸模式下的接收側(cè)的反饋信息將會(huì)使用大量的信 息，因此可能產(chǎn)生開銷。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
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為了解決問題而設(shè)計(jì)的本發(fā)明的目的在于提供一種用于通過相對(duì)于開環(huán)傳輸模 式和閉環(huán)傳輸模式指定單獨(dú)的碼本子集來減少上述反饋開銷的方法。將會(huì)根據(jù)傳輸模式的特性來確定用于各傳輸模式的碼本子集。因此，為了解決問 題而設(shè)計(jì)的本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于從現(xiàn)有碼本規(guī)范中高效地選擇用于每個(gè) 傳輸模式的碼本子集的方法。技術(shù)解決方案本發(fā)明的目的可以通過提供一種用于發(fā)送信號(hào)的方法來實(shí)現(xiàn)，該方法包括從在 發(fā)送側(cè)與接收側(cè)之間確定的碼本中，選擇規(guī)定的預(yù)編碼矩陣；以及使用所選的預(yù)編碼矩陣 來相對(duì)于發(fā)送信號(hào)執(zhí)行預(yù)編碼，其中，取決于發(fā)送側(cè)使用開環(huán)傳輸模式還是閉環(huán)傳輸模式， 而從碼本的不同子集中選擇所述預(yù)編碼矩陣。如果發(fā)送側(cè)使用兩個(gè)發(fā)送天線來發(fā)送信號(hào)，則碼本可以使用以下表格
碼本索引秩數(shù)1權(quán)利要求
一種用于發(fā)送信號(hào)的方法，該方法包括從在發(fā)送側(cè)與接收側(cè)之間預(yù)定的碼本中，選擇規(guī)定的預(yù)編碼矩陣；以及使用所選的預(yù)編碼矩陣來相對(duì)于發(fā)送信號(hào)執(zhí)行預(yù)編碼，其中，取決于發(fā)送側(cè)使用開環(huán)傳輸模式或者是閉環(huán)傳輸模式，而從所述碼本的不同子集中選擇所述預(yù)編碼矩陣。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)發(fā)送側(cè)使用兩個(gè)發(fā)送天線來發(fā)送信號(hào)時(shí)，所述碼 本使用下表
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，當(dāng)發(fā)送側(cè)使用閉環(huán)傳輸模式時(shí)，所述發(fā)送側(cè)不采用 碼本中的對(duì)應(yīng)于用于秩數(shù)2的情況的碼本索引0的預(yù)編碼矩陣。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，當(dāng)發(fā)送側(cè)使用開環(huán)傳輸模式時(shí)，所述執(zhí)行預(yù)編碼使 用固定的一個(gè)預(yù)編碼矩陣。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述固定的一個(gè)預(yù)編碼矩陣是；^^ 1。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當(dāng)發(fā)送側(cè)使用兩個(gè)發(fā)送天線來發(fā)送信號(hào)并使用閉 環(huán)傳輸模式時(shí)，用于所述預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣選自下表所示的子集
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括當(dāng)所述發(fā)送側(cè)使用閉環(huán)傳輸模式時(shí)，從所述接收側(cè)接收用于所述選擇預(yù)編碼矩陣的反 饋信息，其中，所述反饋信息對(duì)于秩數(shù)2的情況具有兩比特的長(zhǎng)度，而對(duì)于秩數(shù)1的情況具有一 比特的長(zhǎng)度。
8.一種用于發(fā)送反饋信息的方法，該方法包括從在所述發(fā)送側(cè)與所述接收側(cè)之間預(yù)定的碼本中，根據(jù)接收信號(hào)，生成關(guān)于將被發(fā)送 側(cè)使用的規(guī)定的預(yù)編碼矩陣的反饋信息·，以及將所生成的關(guān)于所述預(yù)編碼矩陣的反饋信息發(fā)送到所述發(fā)送側(cè)，其中，所述碼本被設(shè)置為對(duì)使用閉環(huán)傳輸模式時(shí)和使用開環(huán)傳輸模式時(shí)的情況采用不 同的子集，以及其中，關(guān)于所述預(yù)編碼矩陣的所述反饋信息被設(shè)置為指示所述碼本中的用于閉環(huán)傳輸 模式的子集內(nèi)的特定預(yù)編碼矩陣。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，當(dāng)發(fā)送側(cè)使用兩個(gè)發(fā)送天線來發(fā)送信號(hào)時(shí)，所述碼 本使用下表
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，用于所述閉環(huán)傳輸模式的所述子集排除了碼本中 的對(duì)應(yīng)于用于秩數(shù)2的情況的索引0的預(yù)編碼矩陣。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，關(guān)于所述預(yù)編碼矩陣的所述反饋信息對(duì)于秩數(shù)2的情況具有兩比特的長(zhǎng)度，而對(duì)于秩 數(shù)1的情況具有一比特的長(zhǎng)度。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于發(fā)送信號(hào)以減少反饋開銷的方法和一種用于為此發(fā)送反饋信息的方法。在通過預(yù)編碼來發(fā)送信號(hào)時(shí)，在開環(huán)傳輸模式和閉環(huán)傳輸模式中使用不同的碼本子集，從而減少反饋開銷。在這種情況下，假設(shè)根據(jù)每種傳輸模式，對(duì)用于各傳輸模式的碼本子集進(jìn)行最優(yōu)化。
文檔編號(hào)H04B7/06GK101981827SQ200980110524
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月23日
發(fā)明者任彬哲, 李文日, 李旭峰, 鄭載薰, 高賢秀 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社