[發(fā)明專利]一種信道矩陣信息的估計(jì)和反饋的方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110298016.1
• 申請(qǐng)日: 2011-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN103023548A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖華華;寧迪浩;朱登魁;魯照華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號(hào): H04B7/06
• 分類號(hào): H04B7/06;H04L25/02
• 代理公司: 北京元本知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11308
• 代理人: 秦力軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域中一種MIMO(Multiple-Input?Multiple-Output，多輸入多輸出)系統(tǒng)中信道矩陣的估計(jì)，特別涉及一種信道矩陣信息的估計(jì)和反饋的方法和裝置。

背景技術(shù)

MIMO是新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。MIMO系統(tǒng)在發(fā)送端和接收端均采用多根天線單元，運(yùn)用先進(jìn)的天線傳輸和信號(hào)處理技術(shù)，利用無線信道的多徑傳播，因勢(shì)利導(dǎo)，開發(fā)空間資源，建立空間并行傳輸通道，在不增加帶寬和發(fā)射功率的情況下，成倍地提高無線通信的質(zhì)量與數(shù)據(jù)傳輸速率。

在MIMO系統(tǒng)中，每根發(fā)送天線到每根接收天線間都有一個(gè)信道，把它們寫成矩陣形式，就叫信道矩陣。比如，對(duì)于一個(gè)N_Tx根發(fā)送天線，N_Rx根接收天線的MIMO系統(tǒng)，其信道矩陣是一個(gè)N_Rx×N_Tx的復(fù)數(shù)矩陣H。其中，H中的元素h_i，j表示第j根發(fā)送天線到第i根接收送天線間的信道系數(shù)，i＝1…N_Rx，j＝1…N_Tx。這里的發(fā)送天線可以位于不同的發(fā)送端，接收天線可以位于不同的接收端。根據(jù)構(gòu)成MIMO的發(fā)送端和接收端數(shù)目不同，MIMO系統(tǒng)有不同的分類，分別為：SU-MIMO(Single-User?MIMO，單用戶MIMO)，它由一個(gè)發(fā)送端和一個(gè)接收端構(gòu)成；Mu-MIMO(Mulitple-User?MIMO，多用戶MIMO)，它由一個(gè)發(fā)送端和多個(gè)接收端構(gòu)成；COMP(Cooperative?Multi-Point?Transmission，多點(diǎn)協(xié)作傳輸)，它由多個(gè)發(fā)送端和一個(gè)或多個(gè)接收端構(gòu)成。

信道矩陣H進(jìn)行SVD分解，即H＝UΛV^H，其中，U是N_Rx×N_Rx的酉矩陣，叫H的左奇異矢量矩陣，V是N_Tx×N_Tx的酉矩陣，叫H的右奇異矢量矩陣，Λ為N_Rx×N_Tx的對(duì)角矩陣，其對(duì)角線上的元素為H的奇異值，上標(biāo)H表示矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。在通訊過程中，如果發(fā)送端知道信道矩陣的右奇異矢量矩陣或者它的量化值，就可以利用它對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，將信號(hào)波束指向最有利于用戶接收的“方向”，從而減小數(shù)據(jù)流間的干擾，提高用戶的接收信噪比。目前應(yīng)用比較多的技術(shù)是基于碼本的反饋方法。該方法將信道空間右奇異矢量矩陣進(jìn)行量化，形成一個(gè)碼本集合。用戶根據(jù)信道矩陣信息，選擇一個(gè)跟當(dāng)前信道矩陣最匹配的碼本對(duì)應(yīng)的索引，即PMI(Precoding?Matrix?Index，預(yù)編碼矩陣索引)，并將該P(yáng)MI反饋給發(fā)送端。發(fā)送端根據(jù)這個(gè)反饋的PMI，在碼本集合中找到對(duì)應(yīng)的碼本對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。最后將預(yù)處理后的信號(hào)發(fā)送給接收端。這種預(yù)處理對(duì)于SU-MIMO有比較大的增益。但對(duì)于MU-MIMO或者COMP來說，僅根據(jù)每個(gè)接收端反饋的PMI對(duì)應(yīng)的碼本對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，增益并不明顯。但如果接收端能夠反饋信道矩陣的左奇異矢量矩陣或者其量化值，并適當(dāng)利用這個(gè)左奇異矢量矩陣，其性能將進(jìn)一步提升。比如，可以根據(jù)信道的左奇異矢量矩陣、右奇異矢量矩陣、奇異值重構(gòu)信道矩陣本身，眾所周知，發(fā)送端知道信道矩陣，將能大大提升MU-MIMO或者COMP的性能。

然而，現(xiàn)有技術(shù)都是對(duì)信道矩陣的右奇異矢量矩陣進(jìn)行估計(jì)和反饋，缺少對(duì)左奇異矢量矩陣進(jìn)行量化和反饋的相關(guān)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種信道矩陣信息的估計(jì)和反饋的方法和裝置，用于解決對(duì)信道矩陣中左奇異矢量矩陣的量化和反饋的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種信道矩陣信息的估計(jì)和反饋的方法，包括以下步驟：

接收端對(duì)估計(jì)的信道矩陣進(jìn)行濾波處理得到等效信道矩陣；

接收端根據(jù)等效信道矩陣從接收端碼本矩陣集合中選擇與等效信道矩陣的左奇異矢量矩陣相匹配的碼本矩陣；

接收端根據(jù)碼本矩陣得到與其相應(yīng)的碼本矩陣索引，再把碼本矩陣索引發(fā)送至發(fā)送端。

優(yōu)選的，接收端根據(jù)等效信道矩陣從接收端碼本矩陣集合中選擇與等效信道矩陣的左奇異矢量矩陣相匹配的碼本矩陣，包括：

接收端計(jì)算碼本矩陣集合中的每一個(gè)碼本矩陣的共軛轉(zhuǎn)置左乘以等效信道矩陣的范數(shù)，得到范數(shù)集合；

接收端在接收端碼本矩陣集合中查找到形成范數(shù)集合中的最大范數(shù)的碼本矩陣。

優(yōu)選的，接收端根據(jù)等效信道矩陣從接收端碼本矩陣集合中選擇與等效信道矩陣的左奇異矢量矩陣相匹配的碼本矩陣，包括：