專利名稱：基于克羅內(nèi)克積的空間信道狀態(tài)信息反饋的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域?qū)儆跒橥ㄟ^多輸入多輸出技術(shù)增強的移動通信提供空間信道狀態(tài)信息(CSI)。背景多輸入多輸出(MIMO)是一類技術(shù)，其在發(fā)射器或者在接收器、或者同時在發(fā)射器和接收器使用多個天線以開拓(exploit)空間維度，以便改進數(shù)據(jù)吞吐量和傳送可靠性。 數(shù)據(jù)吞吐量能夠通過空間復(fù)用或者波束成形而增加?？臻g復(fù)用允許多個數(shù)據(jù)流通過在MIMO設(shè)置中的并行信道向相同的用戶同時發(fā)射，尤其對在天線之間(在發(fā)射器和接收器處)的空間相關(guān)性低的分集式天線。波束成形有助于增強信道的信號干擾噪聲比(SINR)，因此改進信道速率。這樣的SINR改進通過在多個發(fā)射天線上的合適的加權(quán)實現(xiàn)。加權(quán)計算能夠基于長期測量(例如開環(huán))或者經(jīng)由反饋 (例如閉環(huán))。在MIMO研究的環(huán)境中，閉環(huán)發(fā)射加權(quán)通常被稱為預(yù)編碼。

圖1說明用于單用戶(SU)的預(yù)編碼ΜΙΜ0，其中，M個數(shù)據(jù)流U1, ... , uM通過開拓 MXN空間信道矩陣H而被空間復(fù)用。由于發(fā)射天線的數(shù)量N大于接收天線的數(shù)量M,因此預(yù)編碼被應(yīng)用，該預(yù)編碼被表示為矩陣F。預(yù)編碼MIMO還能夠在多用戶MIMO(MU-MIMO)模式中運算，以進一步改進共享相同的時間和頻率資源的多用戶的總速率。圖2說明兩個用戶的MU-MIM0，其中波束成形(例如預(yù)編碼)用于空間分離兩個用戶(和改進SINR)，而對于每一個用戶，兩個數(shù)據(jù)流(亮陰影和暗陰影)是空間復(fù)用的。如在 3GPP TR 36. 814，vl. 1. 1 "Further Advancements for E-UERA, Physical Layer Aspects, ” 6月，2009年，中所述，MU-MIMO,尤其是下行MU-MIMO成為第三代伙伴計劃(3GPP)演進的長期演進(LTE-Advanced)研究中的熱門話題。MU-MIMO還可以增強LTE 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量。在3GPP物理層工作組(RANl)中創(chuàng)建了 DL MU-MIMO的工程項目。預(yù)編碼MIMO的關(guān)鍵的影響規(guī)范的方面是閉環(huán)預(yù)編碼要求的空間CSI反饋。如在圖1中所見的空間信道矩陣H包含完整的空間CSI?？商鎿Q的，NXN協(xié)方差矩陣R表示為R = HhH (1)，NXN協(xié)方差矩陣R能夠為發(fā)射器預(yù)編碼提供足夠的空間信息，其中上標(biāo)“H”表示復(fù)共軛?？偟膩碚f，H或者R的浮點版本由于通常在每一個頻帶中包含相當(dāng)數(shù)量的復(fù)系數(shù)， 成本太高而不能夠反饋。因而需要量化使反饋更加有效。經(jīng)常使用接收器和發(fā)射器都知曉的代碼本用于CSI量化以便只反饋代碼字索引。 代碼字能夠被挑選以最大化信道容量或者最小化在浮點CSI和量化的CSI之間的距離。由于好的代碼本必須有效地跨越整個相關(guān)的空間距離，代碼本設(shè)計本身是有很多研究的課題。在這個意義上，一般的代碼本很少有效，并且實際上，代碼本要被調(diào)整以適合不同的天線配置和部署方案?？偟膩碚f，天線配置越復(fù)雜，代碼本設(shè)計越困難。表1 是從在 3GPP TS 36.211 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) ；Physical Channels and Modulation” 中描述的 3GPP RANl LTE 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的摘錄。代碼本用于如在圖1中的具有兩個發(fā)射和兩個接收天線(M = 2，N = 2)的非常簡單的MIMO配置。這樣，復(fù)用的流(也被稱為層)的總數(shù)是2。
權(quán)利要求
1.一種為具有發(fā)射裝置和接收裝置的多輸入多輸出技術(shù)提供空間信道狀態(tài)信息的方法，所述方法包括在所述接收裝置測量空間信道狀態(tài)信息，產(chǎn)生CSI ；分解所述CSI，產(chǎn)生至少第一分量CSI和第二分量CSI ；使用多個代碼本中的一個或者多個來量化所述第一分量CSI和所述第二分量CSI，產(chǎn)生至少第一索引和第二索引；和向所述發(fā)射裝置反饋所述第一索引和所述第二索引。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中分解所述CSI包含使用克羅內(nèi)克積來分解所述CSI。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中分解所述CSI包含根據(jù)R=Rpf5l Rha來分解所述 CSI，其中Rula是所述第一分量CSI，并且Rm是所述第二分量CSI。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述CSI針對信道矩陣H和協(xié)方差矩陣R之一。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述信道矩陣H和所述協(xié)方差矩陣R的至少一個被量化。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括將所述協(xié)方差矩陣R分解成為4X 4的第一分量矩陣Rula禾Π 2 X 2的第二分量矩陣I^1。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中分解所述協(xié)方差矩陣R包含應(yīng)用克羅內(nèi)克積的混合積屬性。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中量化所述第一分量CSI和所述第二分量CSI包含分別使用所述多個代碼本的不同的代碼本來量化所述第一分量CSI和所述第二分量CSI。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述量化包括計算被度量為
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一索引和所述第二索引指向在所述多個代碼本之一中的矢量。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一索引和所述第二索引指向在所述多個代碼本之一中的矩陣。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一分量CSI和所述第二分量CSI的至少-通過兩個代碼字的克羅內(nèi)克積表示，第一代碼字是4 X 1矢量，并且第二代碼字是2 X 1矢量和2X2矩陣之一。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一分量CSI表示波束成形天線的特性，并且所述第二分量CSI表示交叉極化天線的特性。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述波束成形天線的特性通過包含四個元素的均勻線性陣列(ULA)表示，所述交叉極化天線的特性通過兩個天線元素表示。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括計算外積。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述計算通過IV,vt表征，其中，-是空間々道H的第i個量化的本征矢量，所述第i個量化的本征矢量對應(yīng)于代碼字的第i列，I λ」2 是第一分量矩陣Rula和第二分量矩陣I^1的其中之一的第i個本征值。
17.一種為多輸入多輸出技術(shù)提供空間信道狀態(tài)信息的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于在接收裝置測量空間信道狀態(tài)信息并產(chǎn)生CSI的設(shè)備；用于分解所述CSI并產(chǎn)生至少第一分量CSI和第二分量CSI的設(shè)備；用于使用多個代碼本中的一個或者多個來量化所述第一分量CSI和所述第二分量CSI 并產(chǎn)生至少第一索引和第二索引的設(shè)備；和向發(fā)射裝置反饋所述第一索引和所述第二索引。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述用于分解所述CSI的設(shè)備包含用于使用克羅內(nèi)克積分解所述CSI的設(shè)備。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述用于分解所述CSI的設(shè)備包含用于根據(jù) R=Rpd Rula分解所述CSI的設(shè)備，其中Rula是所述第一分量CSI，并且Rm是所述第二分量CSI。
20.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述CSI針對信道矩陣H和協(xié)方差矩陣R之一。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述信道矩陣H和所述協(xié)方差矩陣R的至少一個被量化。
22.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，還包括將所述協(xié)方差矩陣R分解成為4X 4的第一分量矩陣Rula禾Π 2X2的第二分量矩陣Rm的設(shè)備。
23.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述用于分解所述協(xié)方差矩陣R的設(shè)備包含應(yīng)用克羅內(nèi)克積的混合積屬性。
24.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中量化所述第一分量CSI和所述第二分量CSI包含分別使用所述多個代碼本的不同的代碼本來量化所述第一分量CSI和所述第二分量CSI。
25.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述用于量化的設(shè)備包括計算被度量為
26.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述第一索引和所述第二索引指向在所述多個代碼本之一中的矢量。
27.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述第一索引和所述第二索引指向在所述多個代碼本之一中的矩陣。
28.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，所述第一分量CSI和所述第二分量CSI的至少一個通過兩個代碼字的克羅內(nèi)克積表示，第一代碼字是4 X 1矢量，第二代碼字是2 X 1矢量和2 X 2 矩陣之一。
29.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述第一分量CSI表示波束成形天線的特性，并且所述第二分量CSI表示交叉極化天線的特性。
30.如權(quán)利要求四所述的系統(tǒng)，其中所述波束成形天線的特性通過包含四個元素的均勻線性陣列(ULA)表示，并且所述交叉極化天線的特性通過兩個天線元素表示。
31.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，還包括用于計算外積的設(shè)備。
32.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中所述用于計算的設(shè)備通過
全文摘要
空間信道狀態(tài)信息(CSI)反饋技術(shù)結(jié)合進入多輸入多輸出移動通信技術(shù)?？臻g信道狀態(tài)信息被在接收裝置測量并且然后被分解成分量。然后使用代碼本量化該分量并且作為多個索引反饋到發(fā)射裝置。
文檔編號H04W4/00GK102388628SQ201180001756
公開日2012年3月21日 申請日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者李書鵬, 袁弋非, 霍大衛(wèi) 申請人:中興通訊美國公司