[發明專利]用于獲取進行波束成形所需的信道狀態信息的方法和設備

有效

• 申請號: 201010506479.8
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN102447502A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 張煜;吳曄;雷鳴
• 申請（專利權）人: 日電(中國)有限公司
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳立明;黃倩

技術領域

本發明一般涉及無線通信領域，特別涉及用于獲取進行波束成形所需的信道狀態信息的方法與設備以及進行波束成形的方法與設備。

背景技術

在多輸入單輸出(MISO)系統中，波束成形是一種在衰落信道中提供分集增益和陣列增益的有效技術。波束成形一般在發射機側進行，并且通常需要使用發射機與接收機之間信道的信道狀態信息。

目前，在頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)系統中，由于發射機與接收機二者的協議開銷和基帶處理所需的時間消耗，造成了發射機側的信道狀態信息總是處于滯后狀態。因此，需要在FDD和TDD系統中為發射機提供準確的信道狀態信息。

T.Inoue?and?R.W.Heath，Jr.的論文“Grassmannian?predictivecoding?for?delayed?limited?feedback?MIMO?systems，”(參見Proc.47thAllerton?Conf.Commun.，Contr.，Comput.Sep.30-Oct.2，2009，pp.783-788)描述了發射機和接收機分別使用當前和過去的信道狀態信息以及反饋優化步長來各自預測信道狀態信息。然而，這一方法存在以下問題：

1.不適用于在終端移動速度稍高的情況。

2.只能預測一個反饋周期后的信道狀態信息，即一步預測。

3.該方法依賴于優化步長的選擇，并且接收機要將確定的優化步長反饋至發射機來保證雙方優化步長的同步，并且要求在發射機和接收機兩方都進行信道狀態的預測，由此需要較高的實現復雜度。

4.發射機和接收機分別需要有自己的初始狀態，它們各自的初始狀態將對算法的收斂性產生一定影響，造成系統的不穩定。

由此可見，需要一種比現有技術的方法應用范圍更廣泛、準確度更高、穩定性更好且實現復雜度更低的方法來獲取進行波束成形所需的信道狀態信息以及進行波束成形。

發明內容

針對以上現有技術中存在的問題，本發明提供了一種用于獲取進行波束成形所需的信道狀態信息的方法和設備以及一種用于進行波束成形的方法和設備。

根據本發明的第一方面，提供了一種用于獲取進行波束成形所需的信道狀態信息的方法，包括：根據接收信號估計當前信道狀態信息；根據當前信道狀態信息和歷史信道狀態信息，預測希望發射機在下一次波束成形中使用的未來信道狀態信息；讀取發射機進行本次波束成形所使用的先前信道狀態信息；根據未來信道狀態信息和先前信道狀態信息，確定反饋信息；以及向發射機發送反饋信息。

根據本發明的第二方面，提供了一種用于進行波束成形的方法，包括：接收來自接收機的反饋信息；讀取進行前一次波束成形所使用的先前信道狀態信息；基于反饋信息和先前信道狀態信息，重構信道狀態信息；以及根據重構的信道狀態信息進行波束成形。

根據本發明的第三方面，提供了一種用于獲取進行波束成形所需的信道狀態信息的接收機，包括：估計設備，用于根據接收信號估計當前信道狀態信息；預測設備，用于根據當前信道狀態信息和歷史信道狀態信息，預測希望發射機在下一次波束成形中使用的未來信道狀態信息；讀取設備，用于讀取發射機進行本次波束成形所使用的先前信道狀態信息；反饋信息確定設備，用于根據未來信道狀態信息和先前信道狀態信息，確定反饋信息；以及發送設備，用于向發射機發送反饋信息。

根據本發明的第四方面，提供了一種用于進行波束成形的發射機，包括：接收設備，用于接收來自接收機的反饋信息；讀取設備，用于讀取發射機進行前一次波束成形所使用的先前信道狀態信息；重構設備，用于基于反饋信息和先前信道狀態信息，重構信道狀態信息；以及波束成形設備，用于根據重構的信道狀態信息進行波束成形。

本發明的方法具有以下優點：

1可以適用于終端具有較高移動速度的情況，同時具有較低的開銷。

2.不需要在發射機側進行信道狀態預測，而僅需在接收機一側預測即可，因此相當于對發射機的設計的與接收機的設計去耦合，降低了實現復雜度。

3.根據預測的具體實現方式，可以將預測步長設定為反饋周期的多倍或者幾分之一，不必受到一個反饋周期的限制。

4.引入了重新初始化過程，從而在預測的信道狀態信息與實際信道相差較大時，可以保障反饋的偏離不再擴大，使得系統具有更高的可靠性。

5.本發明的方法與具體的信道時間相關性無關，應用范圍更廣。