[發明專利]用于多用戶無線通信系統中信道信息獲取、信號檢測和傳輸的方法

有效

• 申請號: 201580056932.0
• 申請日: 2015-10-20
• 公開（公告）號: CN107005320B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 梁平;朱登魁;B·李
• 申請（專利權）人: 梁平
• 主分類號: H04H20/42
• 分類號: H04H20/42
• 代理公司: 北京市正見永申律師事務所 11497
• 代理人: 黃小臨

本發明提出用于MU?MIMO無線通信系統中的信號檢測和傳輸的方法，多個UE發送上行鏈路SRS以捕獲上行鏈路信道系數，并且估計頻率偏移和時間偏移，BS通過接收到的SRS估計多個UE的信道系數，BS通過所估計的信道系數估計多個UE的頻率偏移和時間偏移，BS通過所估計的頻率偏移和時間偏移修改所估計的信道系數，BS通過所修改的信道系數計算用于上行鏈路MU?MIMO信號檢測的檢測矩陣，以及BS計算用于下行鏈路MU?MIMO信號傳輸的預編碼矩陣。

本申請要求2014年10月20日提交的美國臨時專利申請No.62/065,775的權益。

技術領域

本發明的領域是無線通信，更具體地說，涉及用于多用戶(MU)無線通信系統中的信道信息獲取、信號檢測和傳輸的方法，具體地說，涉及大規模MU多入多出(MU-MIMO)系統中的信道信息獲取、信號檢測和傳輸的策略。

背景技術

大規模MIMO系統可能將傳統MIMO系統放大達量級的量值(例如基站(BS)處的幾百個天線)，以在相同時間-頻率資源中同時服務于幾十個用戶設備(UE)。通過主動空間復用和大陣列增益的能力，大規模MIMO系統可以實現大的容量增加[1]-[3]。此外，可以通過廉價的低功率組件對此進行構建。其也具有減少空中接口的延時，簡化媒體接入層，并且增加對非有意的人為干擾和有意的擁塞的魯棒性的潛能。通常，利用上行鏈路與下行鏈路之間的信道互易性，在時分雙工(TDD)模式下考慮大規模MIMO系統。通過2013年12月20日提交的我們的臨時專利申請61/919,032“Method for Acquiring Channel State InformationIn FDD MIMO Wireless Networks”中所描述的方法，在頻分雙工(FDD)大規模MIMO中使用互易性的信道估計是可能的。此外，正交頻分復用(OFDM)仍是用于對于作為第4代(4G)LTE通信系統的整個帶寬復用UE的流行技術，并且良好地適合于MIMO系統。大規模MIMO通過OFDM將比通過相對簡單實現方式的傳統系統增加譜效率多于十倍。

當在傳統TDD通信系統(例如3GPP LTE/LTE-A)中采用MU-MIMO時，UE所發送的偵聽基準信號(SRS)主要由BS用于測量自身與UE之間的無線信道系數。于是，所估計的信道系數用于計算用于下行鏈路數據傳輸的預編碼矩陣。對于上行鏈路信號檢測，BS必需基于首先專用于數據解調的接收到的導頻信號(例如解調基準信號(DMRS))估計自身與UE之間的信道系數。然后，其計算每個無線電資源單元上的檢測矩陣，以從疊加來自多個UE的信號的接收到的信號分離屬于每個UE的信號。然而，該處理在大規模MIMO系統中是不可行的。原因在于，由于接收天線和所復用的UE的數量分別增加到數百個以及多于十個，因此尤其是當系統帶寬很大(例如20MHz)時，檢測矩陣的計算需要巨大硬件資源。因此，其增加成本并且產生不可接受的處理延遲，這不滿足無線電接入網(RAN)的典型要求。因此，在關于大規模MIMO系統的該專利中提供全新上行鏈路信號檢測處理，以確保在減少處理延遲以滿足RAN的要求的同時上行鏈路傳輸的性能不比傳統系統更差。圖1示出上行鏈路中的典型MU-MIMO通信系統，其中，BS1通過相同頻率資源同時與三個UE 2(UE1、UE2、UE3)進行通信。采用一個特定資源單元作為示例，在通過三個不同的無線信道3、h₁、h₃、h₃之后，三個UE所發送的信號s₁、s₂、s₃分別疊加在BS的接收天線處。組合接收機噪聲n和相鄰小區干擾I，BS接收到的信號可以建模為y＝h₁s₁+h₂s₂+h₃s₃+n+I。圖2提供傳統MU-MIMO通信系統中的信號檢測的處理。其開始于4，當BS通過數據區域中所插入的導頻估計用于數據傳輸的特定無線電資源上的MU-MIMO群組中的每個UE的信道矢量時(5)。然后，BS計算特定無線電資源的檢測矩陣(6)。此后，BS將檢測矩陣應用于分離屬于MU-MIMO群組中的每個UE的數據(7)，并且處理結束(8)。