[發明專利]一種基于雙碼本的多用戶自適應反饋方法

有效

• 申請號: 201110443683.4
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102571301A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 金石;戴詠玉;高西奇
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L1/16
• 分類號: H04L1/16;H04L1/06;H04L1/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及3GPP?LTE-Advanced(第三代合作伙伴計劃的長期演進后續)標準化進程領域，特別是涉及一種多用戶多天線發送和多天線接收(MIMO)系統基于雙碼本的自適應反饋方案。

背景技術

多天線發送和多天線接收(MIMO)傳輸技術是提高頻譜利用率和功率利用率的基本途徑，近年來一直是移動通信領域研究開發的主流技術之一。而多用戶MIMO(MU-MIMO)是一種空分多址(SDMA)的復用方式，利用多用戶分集能夠獲得更大的容量，是大幅提高長期演進(LTE)系統下行頻譜效率的一個重要手段。由于LTE版本8(Release8)主要是針對單用戶MIMO(SU-MIMO)，其MU-MIMO存在很多問題，為進一步提高數據傳輸速率，LTE-Advanced定義新的傳輸模式，能夠支持最多達8層的SU-MIMO以及SU-MIMO與MU-MIMO的動態切換，并進一步提出了適用于MU-MIMO的碼本結構。

由于反饋量的局限性，碼本和反饋策略的設計變得尤其重要。為了獲得更有效的反饋機制，實現反饋開銷和系統性能的更好折中，LTE-Advanced提出了雙碼本結構。首先從兩個不同的碼本中選擇適當的預編碼器W1和W2，再由兩者決定最終的預編碼器W。雙碼本結構的核心思想是充分挖掘MIMO信道的空間相關性在時間和頻率上的慢變化特性，可用此空間相關結構來壓縮信道，將其等效為一個低維信道；預編碼矩陣W1根據信道長時統計信息獲得，短時變化則由矩陣W2表示，將兩者結合W1W2或W2W1，即得到最終每個子帶對應的預編碼矩陣W。

本發明針對此雙碼本結構，提出了一種基于分開選擇雙碼本的多用戶MIMO自適應反饋方案。其中，長時預編碼矩陣利用長時信道狀態統計信息，對信道相關矩陣進行解相關，基站根據各個用戶反饋的最優及最差長時預編碼矩陣指示，將所有用戶進行分組配對；短時預編碼利用短時信道狀態信息，選定短時預編碼矩陣并計算信道質量指示CQI，完成自適應反饋，基站根據短時反饋量調度用戶，完成預編碼過程。因此，基于分開選擇雙碼本的多用戶MIMO自適應反饋方案在充分利用雙碼本結構的優點的同時，能夠有效地降低反饋開銷，并保證系統的吞吐量，提高傳輸的可靠性。

發明內容

技術問題：本發明提供一種基于雙碼本的多用戶自適應反饋方法，能夠應用于多用戶MIMO系統中，在確保系統吞吐量的前提下，有效降低反饋開銷，提高傳輸的可靠性。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明提出一種基于雙碼本的多用戶自適應反饋方法，基站同時調度兩個用戶，先根據用戶反饋的最優及最差長時預編碼矩陣指示進行用戶分組并配對，再進行用戶調度，最后由用戶反饋的短時預編碼矩陣指示確定最終的預編碼矩陣，包括如下步驟：

步驟一、用戶利用信道估計的結果獲得信道統計信息，根據雙碼本結構，計算出最優及最差的長時預編碼指示PMI1，并通過反饋信道傳送至基站；

步驟二、用戶根據信道估計值以及當前選定的長時預編碼矩陣，計算得到復合信道，并根據此信道計算出短時預編碼指示PMI2和信道質量指示CQI參數，并通過反饋信道傳送至基站；

步驟三、基站根據各個用戶反饋的最優及最差的長時預編碼指示PMI1進行用戶分組，進而根據用戶所在組號配對；

步驟四、基站首選信道質量指示CQI最大的用戶，再從其配對成功的組中選擇干擾最小的用戶，同時調度兩者；

步驟五、基站利用從反饋信道獲得的長時預編碼指示PMI1與短時預編碼指示PMI2確定預編碼矩陣。

優選的，步驟一中，所述最優及最差的長時預編碼指示PMI1通過如下步驟獲得：

步驟11、用戶k根據信道估計的結果計算信道統計相關陣R_TX，k，其中，N_T、N_R分別表示發射天線數與接收天線數，m＝1，K?M表示采樣時刻，M為長時采樣周期，k＝1，K?K表示對應的用戶；

步驟12、根據雙碼本的結構特點，計算相關陣的近似塊矩陣：