專利名稱：多輸入多輸出mimo系統(tǒng)的下行傳輸方法和基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體地，涉及一種多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)的下行傳輸方
法和基站。
背景技術(shù)：
LTE無(wú)線通信系統(tǒng)是以O(shè)FDM技術(shù)為基礎(chǔ)的新一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其無(wú)線側(cè)采用多輸入多輸出ΜΙΜΟ、高階調(diào)制以及相應(yīng)的頻選調(diào)度、功率控制等技術(shù)相配合，以達(dá)到更高的系統(tǒng)吞吐量和頻譜效率。在LTE系統(tǒng)中，MIMO被認(rèn)為達(dá)到用戶平均吞吐量和頻譜效率要求的最佳技術(shù)。為了達(dá)到該目標(biāo)，LTE系統(tǒng)中規(guī)定了在不同的無(wú)線信道環(huán)境中，通過(guò)MIMO技術(shù)可自適應(yīng)的選擇采用包括線性空域預(yù)編碼、波束賦形、或發(fā)射分集等方案。線性空域預(yù)編碼方法是指當(dāng)發(fā)射端存在多根發(fā)射天線時(shí)，可以通過(guò)一個(gè)線性的預(yù)編碼操作將多個(gè)數(shù)據(jù)流映射到多根天線上。，UE根據(jù)對(duì)下行空間信道特性的估計(jì)生成預(yù)編碼向量，并利用上行控制信道反饋給eNodeB側(cè)。其原理主要在于通過(guò)預(yù)編碼矩陣使得發(fā)射信號(hào)處于信道矩陣的相應(yīng)正交基上，其主要工作機(jī)理是在多個(gè)相互獨(dú)立的空間信道上傳遞不同的數(shù)據(jù)流，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆逯邓俾省２ㄊx形技術(shù)主要原理是利用空間信道的強(qiáng)相關(guān)性，利用波的干涉原理產(chǎn)生強(qiáng)方向性的輻射方向圖，使得輻射方向圖的主瓣自適應(yīng)地指向用戶來(lái)波方向，從而提高信噪比， 提高系統(tǒng)容量或者覆蓋范圍。發(fā)射分集的主要原理是利用空間信道的弱相關(guān)性，結(jié)合時(shí)間 /頻率上的選擇性，基于分集增益以提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?，從而改善接收信?hào)的信噪比。LTE系統(tǒng)中配置了多種終端下行傳輸模式(UE DL (DownLink) transmission mode)，可通過(guò)選擇不同的傳輸模式來(lái)增加自身覆蓋和容量，每種傳輸模式分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的無(wú)線傳輸方式。在低信噪比區(qū)域，應(yīng)用傳輸分集技術(shù)和波束賦形技術(shù)可以有效提高接收信號(hào)的信噪比，從而提高傳輸速率或者覆蓋范圍；而在高信噪比區(qū)域，再提高信噪比也無(wú)法明顯改善傳輸速率，采用空間復(fù)用技術(shù)可以在不增加帶寬的情況下提高數(shù)據(jù)的傳輸速率。由于存在上述的多種終端下行傳輸模式，每種傳輸模式所對(duì)應(yīng)的傳輸技術(shù)具有針對(duì)性，而目前的LTE系統(tǒng)中，當(dāng)無(wú)線環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，不能實(shí)時(shí)調(diào)整下行傳輸模式，存在資源利用率較低的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)的下行傳輸方法和基站，其能夠解決當(dāng)無(wú)線環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，不能實(shí)時(shí)調(diào)整下行傳輸模式，存在資源利用率較低的問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)的下行傳輸方法，包括獲取用戶設(shè)備UE的信道質(zhì)量指示信息CQI生成信道狀況指示值；獲取所述UE的信道秩信息RI生成信道相關(guān)性指示值；獲取所述UE的上行鏈路信道沖激響應(yīng)CHR估計(jì)數(shù)據(jù)生成信道變化狀態(tài)指示值；根據(jù)所述信道狀況指示值、信道相關(guān)性指示值和信道變化狀態(tài)指示值選擇一種下行傳輸模式；使用所述選擇的下行傳輸模式向所述用戶終端傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供一種多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)的基站，包括獲取單元，用于獲取用戶設(shè)備UE的信道質(zhì)量指示信息CQI、信道秩信息RI和信道沖激響應(yīng) CHR估計(jì)數(shù)據(jù)；第一選擇單元，包括第一模塊，用于獲取UE的信道質(zhì)量指示信息CQI生成信道狀況指示值；第二模塊，用于獲取UE的信道秩信息RI生成信道相關(guān)性指示值；第三模塊，用于獲取UE的信道沖激響應(yīng)CHR估計(jì)數(shù)據(jù)生成信道變化狀態(tài)指示值；第四模塊，用于根據(jù)所述信道狀況指示值、信道相關(guān)性指示值、和信道變化狀態(tài)指示值選擇一種下行傳輸模式；發(fā)送單元，用于使用所述選擇的下行傳輸模式向所述用戶終端傳輸數(shù)據(jù)。因?yàn)椴捎脧漠?dāng)前信道中提取信息作為后續(xù)選擇下行模式的依據(jù)，所以克服了當(dāng)無(wú)線環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，不能實(shí)時(shí)調(diào)整下行傳輸模式，存在資源利用率較低的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了如下技術(shù)效果1、采用用戶設(shè)備UE的信道質(zhì)量指示信息CQI、信道秩信息RI和信道沖激響應(yīng)CHR 估計(jì)數(shù)據(jù)生成相應(yīng)的指示值，按照指示值選擇一種下行傳輸模式，提高了系統(tǒng)的帶寬和資源利用率。2、采用信道秩信息RI、信道沖激響應(yīng)CHR和系統(tǒng)的TDD特性選擇下行傳輸模式，提高了系統(tǒng)的帶寬和資源利用率。3、采用信道秩信息RI、信道沖激響應(yīng)CHR和系統(tǒng)的FDD特性、以及MU-MIMO準(zhǔn)則選擇下行傳輸模式，提高了系統(tǒng)的帶寬和資源利用率。


附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1示出了 LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的無(wú)線側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了實(shí)施例一的流程圖；圖3示出了實(shí)施例二的流程圖；圖4示出了實(shí)施例三的流程圖；圖5示出了實(shí)施例四的基站框圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明的可用于多輸入多輸出MOMO系統(tǒng)，如LTE系統(tǒng)或與其相類似的系統(tǒng)。LTE系統(tǒng)具有多種結(jié)構(gòu)，參見(jiàn)圖1所示出的一種LTE的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的無(wú)線側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖，基站eNodeB將來(lái)自核心網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)AGW的數(shù)據(jù)傳輸至用戶設(shè)備UE。eNodeB可實(shí)現(xiàn)各種下行傳輸模式所對(duì)應(yīng)的傳輸技術(shù)。按照3GPP協(xié)議，共有序號(hào)為 1至7的7個(gè)下行傳輸模式(DL(DownLink) transmission mode)，每個(gè)下行傳輸模式有對(duì)應(yīng)的無(wú)線多天線傳輸技術(shù)。本發(fā)明通過(guò)當(dāng)前無(wú)線環(huán)境的參數(shù)，實(shí)時(shí)選擇下行傳輸模式向用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。下面詳細(xì)闡述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。首先闡述本發(fā)明的實(shí)施例一。參見(jiàn)圖2所示出的實(shí)施例一的流程圖。包括以下步驟SlO 獲取用戶設(shè)備UE的信道質(zhì)量指示信息CQI、信道秩信息RI和信道沖激響應(yīng)
6估計(jì)數(shù)據(jù)。S12 根據(jù)所述獲取的信息選擇一種下行傳輸模式。S14 使用所述選擇的下行傳輸模式向所述用戶終端傳輸數(shù)據(jù)。通過(guò)獲取的各個(gè)信息，由基站或核心網(wǎng)側(cè)的設(shè)備選擇下行傳輸模式，并按照選擇出的下行傳輸模式向UE傳輸數(shù)據(jù)。由于可按照無(wú)線信道中的信息選擇下行傳輸模式，因此選擇出的下行傳輸模式最適合當(dāng)前的無(wú)線環(huán)境，可提高無(wú)線信道的資源利用率，增加數(shù)據(jù)的傳輸量。通過(guò)獲取的無(wú)線信道中的信息，可生成多種指示值，用于指示當(dāng)前的信道環(huán)境。下面通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施例二來(lái)說(shuō)明按照指示值來(lái)選擇下行傳輸模式的過(guò)程。參見(jiàn)圖3所示出的實(shí)施例二的流程圖，包括以下步驟S20 通過(guò)獲得的信道質(zhì)量指示信息CQI生成信道狀況指示值flag 1。信道狀況指示值flag 1作為后續(xù)選擇下行傳輸模式的依據(jù)。生成指示值的過(guò)程可參見(jiàn)公式(1)及公式O)CQIk =^jmin其中，頑為第K個(gè)UE的均值⑩。CQI來(lái)自用戶設(shè)備UE，并由UE上報(bào)到eNodeB，或由eNodeB觸發(fā)UE上報(bào)。eNodeB 獲取UE上報(bào)的M次、共M組的信道質(zhì)量指示參數(shù)CQI。每組CQI中，有兩個(gè)CQI數(shù)據(jù)分別為CQI1和CQI2，選擇出每組最小的CQI，共M個(gè)，運(yùn)算出均值⑩，使用均值⑩與預(yù)定閾值
CQI_Thr比較，通過(guò)下面的公式獲得第K個(gè)UE的信道狀況指示值flag 1 (k)。
Aag-(Ic)J1 暨 判斷均值⑩是否大于預(yù)設(shè)閾值CQI_Thr ；如果大于，則生成值為1的第一信道狀況指示值；如果小于或等于，則生成值為0的第二信道狀況指示值。其中，所述M為大于零的整數(shù)，優(yōu)選在10以內(nèi)；所述預(yù)設(shè)閾值CQI_Thr可按照信道情況設(shè)置，如設(shè)置在8以內(nèi)。另外，當(dāng)CQI為單流時(shí)，即只收到一個(gè)CQI信息，此時(shí)，則將另一個(gè)CQI置為最大值，從而選擇出接收到的CQI信息，例如接收到CQI1為4，則將CQI2置為最大值16，從而選擇出所接收到CQIpS22 通過(guò)獲得的信道秩信息RI生成信道相關(guān)性指示值。信道相關(guān)性指示值flagKI作為后續(xù)選擇下行傳輸模式的依據(jù)。獲得各個(gè)UE的信道相關(guān)性指示值flagKI的步驟如果用戶處于下行傳輸模式3或模式4中，統(tǒng)計(jì)Tl時(shí)間內(nèi)的各個(gè)用戶上報(bào)的RI情況，每個(gè)時(shí)間窗開(kāi)始時(shí)，初始時(shí)，Nuhiei = 0，依照協(xié)議規(guī)定，RI的取值為1至4之間，當(dāng)基站側(cè)接收到用戶k的反饋的RI = 1時(shí)，記錄RI = 1的次數(shù)，有Numklil = 1 = NumkEI = 1+l ；同樣，記錄RI = 2、3或4的次數(shù)。通過(guò)公式 (3)運(yùn)算RI的概率
{CQI,{m),CQI2(m))\
權(quán)利要求
1.一種多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)的下行傳輸方法，其特征在于，包括 獲取用戶設(shè)備UE的信道質(zhì)量指示信息CQI生成信道狀況指示值； 獲取所述UE的信道秩信息RI生成信道相關(guān)性指示值；獲取所述UE的上行鏈路信道沖激響應(yīng)CHR估計(jì)數(shù)據(jù)生成信道變化狀態(tài)指示值； 根據(jù)所述信道狀況指示值、信道相關(guān)性指示值和信道變化狀態(tài)指示值選擇一種下行傳輸模式；使用所述選擇的下行傳輸模式向所述用戶終端傳輸數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行傳輸方法，其特征在于，所述生成道相關(guān)性指示值的過(guò)程包括在預(yù)設(shè)的時(shí)間內(nèi)，統(tǒng)計(jì)所述無(wú)線信道中來(lái)自用戶設(shè)備UE的信道秩RI ；通過(guò)所述UE的信道秩RI獲得RI為1的概率PkRI = 1、及RI大于、且等于2的概率PKRI≥2;當(dāng)獲得的概率ΡKRI= 1 大于預(yù)設(shè)閾值RI_Thr時(shí)，生成第一信道狀況指示值；當(dāng)獲得的概率PkKI≥2大 大于所述預(yù)設(shè)閾值RI_Thr時(shí)，生成第二信道狀況指示值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的下行傳輸方法，其特征在于，所述生成信道變化狀態(tài)指示值的過(guò)程包括通過(guò)運(yùn)算第K個(gè)UE的tl、t2兩個(gè)時(shí)隙的瞬時(shí)相關(guān)值與記錄的上行鏈路相鄰時(shí)隙信道估計(jì)數(shù)據(jù)的相關(guān)值R進(jìn)行平滑濾波，獲得更新后的相關(guān)值R；所述相關(guān)值R及通過(guò)公式及R=(1-α)瓦(幻獲得，其中，a為平滑濾波因子，且0 < α < 1，艮為記錄的第K個(gè)用戶設(shè)備UE的上行鏈路相鄰時(shí)隙信道估計(jì)數(shù)據(jù)的相關(guān)值； 判斷所述更新后的相關(guān)值及是否大于預(yù)設(shè)閾值CIR_Thr ； 如果小于或等于，則生成第一信道變化狀態(tài)指示值； 如果大于，則生成第二信道變化狀態(tài)指示值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的下行傳輸方法，其特征在于，所述tl、t2兩個(gè)時(shí)隙的瞬時(shí)相關(guān)值通過(guò)時(shí)隙tl、t2內(nèi)的上行鏈路信道沖激響應(yīng)估計(jì)數(shù)據(jù)Htl與Ht2執(zhí)行相關(guān)運(yùn)算得出；其中，所述tl、t2的時(shí)間間隔小于預(yù)設(shè)的時(shí)間窗Tup，所述Htl和Ht2為預(yù)設(shè)的時(shí)間T內(nèi)、 第K個(gè)用戶設(shè)備UE在tl、t2時(shí)隙內(nèi)的上行鏈路信道沖激響應(yīng)估計(jì)數(shù)據(jù)矩陣Ht(k)Kau ；
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的下行傳輸方法，其特征在于，所述生成信道狀況指示值的過(guò)程包括獲得來(lái)自用戶設(shè)備UE的M次、共M組的信道質(zhì)量指示參數(shù)CQI ；所述M為大于零的整數(shù)；獲得每組中的最小CQI ； 獲得M次相應(yīng)的M個(gè)最小CQI的均值⑩； 判斷所述均值⑩是否大于預(yù)設(shè)閾值CQI_Thr ； 如果大于，則生成第一信道狀況指示值； 如果小于或等于，則生成第二信道狀況指示值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的下行傳輸方法，其特征在于，所述選擇一種下行傳輸模式的過(guò)程包括以下步驟之一當(dāng)所述信道狀況指示值等于第一信道狀況指示值、所述信道相關(guān)性指示值不等于第一信道相關(guān)性指示值、和所述信道變化狀態(tài)指示值等于第一信道變化狀態(tài)指示值時(shí)，選擇下行傳輸模式3 ； 當(dāng)所述信道狀況指示值等于第一信道狀況指示值、所述信道相關(guān)性指示值不等于第一信道相關(guān)性指示值、和所述信道變化狀態(tài)指示值等于第二信道變化狀態(tài)指示值時(shí)，選擇下行傳輸模式4。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的下行傳輸方法，其特征在于，所述選擇一種下行傳輸模式的過(guò)程之前還包括確定所述系統(tǒng)為L(zhǎng)TE-TDD系統(tǒng)；所述選擇一種下行傳輸模式的過(guò)程包括當(dāng)所述信道相關(guān)性指示值等于第一信道相關(guān)性指示值、和所述信道變化狀態(tài)指示值等于第二信道變化狀態(tài)指示值時(shí)，選擇下行傳輸模式7。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的下行傳輸方法，其特征在于，所述選擇一種下行傳輸模式的過(guò)程之前還包括確定所述系統(tǒng)為L(zhǎng)TE-FDD系統(tǒng)、且所述系統(tǒng)中存在兩個(gè)用戶設(shè)備UE滿足下行多用戶MU-MIMO匹配準(zhǔn)則；所述選擇一種下行傳輸模式的過(guò)程包括當(dāng)所述信道相關(guān)性指示值等于第一信道相關(guān)性指示值、和所述信道變化狀態(tài)指示值等于第二信道變化狀態(tài)指示值時(shí)，選擇下行傳輸模式5。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的下行傳輸方法，其特征在于，所述選擇一種下行傳輸模式的過(guò)程之前還包括確定所述系統(tǒng)為L(zhǎng)TE-FDD系統(tǒng)、且所述系統(tǒng)中不存在兩個(gè)用戶設(shè)備UE滿足下行多用戶MU-MIMO匹配準(zhǔn)則；所述選擇一種下行傳輸模式的過(guò)程包括當(dāng)所述信道相關(guān)性指示值等于第一信道相關(guān)性指示值、和所述信道變化狀態(tài)指示值等于第二信道變化狀態(tài)指示值時(shí)，選擇下行傳輸模式6。
10.一種多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)的基站，其特征在于，包括獲取單元，用于獲取用戶設(shè)備UE的信道質(zhì)量指示信息CQI、信道秩信息RI和信道沖激響應(yīng)CHR估計(jì)數(shù)據(jù)；第一選擇單元，包括第一模塊，用于獲取UE的信道質(zhì)量指示信息CQI生成信道狀況指示值；第二模塊，用于獲取UE的信道秩信息RI生成信道相關(guān)性指示值；第三模塊，用于獲取UE的信道沖激響應(yīng)CHR估計(jì)數(shù)據(jù)生成信道變化狀態(tài)指示值；第四模塊，用于根據(jù)所述信道狀況指示值、信道相關(guān)性指示值、和信道變化狀態(tài)指示值選擇一種下行傳輸模式；發(fā)送單元，用于使用所述選擇的下行傳輸模式向所述用戶終端傳輸數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基站，其特征在于，還包括第二選擇單元，用于識(shí)別出所述基站屬于LTE-TDD系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)所述第一選擇單元中的信道相關(guān)性指示值、和信道變化狀態(tài)指示值選擇一種下行傳輸模式。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的基站，其特征在于，還包括第三選擇單元，用于識(shí)別出所述基站屬于LTE-FDD系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)所述第一選擇單元中的信道相關(guān)性指示值、信道變化狀態(tài)指示值、和所述系統(tǒng)中是否存在兩個(gè)滿足多用戶 MU-MIMU準(zhǔn)則的用戶設(shè)備UE選擇一種下行傳輸模式。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)的下行傳輸方法和基站，本發(fā)明方法包括獲取用戶設(shè)備UE的信道質(zhì)量指示信息CQI生成信道狀況指示值；獲取所述UE的信道秩信息RI生成信道相關(guān)性指示值；獲取所述UE的上行鏈路信道沖激響應(yīng)CIR估計(jì)數(shù)據(jù)生成信道變化狀態(tài)指示值；根據(jù)所述信道狀況指示值、信道相關(guān)性指示值和信道變化狀態(tài)指示值選擇一種下行傳輸模式；使用所述選擇的下行傳輸模式向所述用戶終端傳輸數(shù)據(jù)。本發(fā)明由于從當(dāng)前信道中提取信息作為后續(xù)選擇下行模式的依據(jù)，能夠較大提高系統(tǒng)的資源利用率，實(shí)現(xiàn)較好的無(wú)線傳輸效果。
文檔編號(hào)H04B7/02GK102244564SQ20101016950
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者曾召華, 李斌 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司