[發明專利]一種高速率下行數據預編碼和傳輸方法

在審

• 申請號: 202010050169.3
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111245487A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 王少尉;陶志毫;王天宇;沈林之;劉思琦
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04B7/06
• 代理公司: 江蘇法德東恒律師事務所 32305
• 代理人: 李媛媛

本發明公開了一種高速率下行數據預編碼和傳輸方法。在下行鏈路中，首先基站需要存儲上一個傳輸時隙反饋回來的信道狀態信息，然后在當前傳輸時隙時，基站在發送完下行訓練導頻后，在等待階段并不什么也不做，而是將存儲下來的上一個傳輸時隙獲得的信道狀態信息直接用于待發送數據的預編碼和傳輸，而在傳輸階段仍繼續發送下行數據，這樣實際的傳輸階段便是上行反饋等待階段加上原來的傳輸階段，從而增加了每個時隙傳輸階段所占比例，進而提高下行傳輸速率和更加有效地利用頻譜資源。

技術領域

本發明涉及一種信息通信技術，尤其是一種頻分雙工大規模多進多出(MassiveMultiple-Input Multiple-Output)系統的下行數據預編碼和傳輸方法。

背景技術

在過去的二十年里，隨著移動通信系統的快速發展，各類移動終端設備對數據流量的需求呈指數型增長。盡管多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技術為增強移動通信網絡性能做出了突出貢獻，但它仍不足以應付如今移動終端的巨量增長。最近幾年，一種在基站端部署天線遠多于移動終端天線數的多用戶多輸入多輸出技術，已經被視為下一代移動通信網絡的關鍵技術之一。在基站端使用大量天線具有許多好處，理論上來說，大規模多輸入多輸出系統可以通過簡單的線性預編碼和解碼技術(如最大比率傳輸/結合和迫零技術)來顯著提升通信網絡的頻譜效率和能量效率。除此之外，大規模多輸入多輸出技術還能消除無線信道的小尺度衰落、簡化信號處理過程以及提供有效的功率控制等。

為了充分獲得上述大規模多輸入多輸出技術的增益效果，通信系統無論是采用時分雙工(time-division-duplex，TDD)模式還是頻分雙工(frequency-division-duplex，FDD)模式，基站都需要獲得準確的信道狀態信息(channel state information，CSI)。對于時分雙工模式來說，由于其上下行鏈路都采用同一個頻段而具有信道互易性，因此在時分雙工系統中只需要裝配了單根天線的用戶終端向基站發送上行信道狀態信息，而基站并不需要發送導頻，這樣用于獲取信道狀態信息的信號開銷只和用戶終端數量呈線性關系而與基站天線數目無關。然而，對于頻分雙工模式而言，由于其上下行鏈路采用了不同頻段的通信頻率而不具有信道互易性，這使得頻分雙工系統中基站和用戶終端都需要發送導頻來獲取準確的信道狀態信息。當基站天線數大幅度增加至成百上千根時，顯然頻分雙工模式下基站用于獲取信道狀態信息的信號開銷將變得非常大，這對于實際的移動通信系統來說是難以承受的，因此頻分雙工模式下采用大規模多輸入多輸出技術顯得不切實際。盡管基站天線數大幅度增加并不會對時分雙工模式造成較大的不利影響，選擇時分雙工模式來部署大規模多輸入多輸出技術較之頻分雙工有著天然的優勢，但是現今許多地區的蜂窩網絡仍是工作在頻分雙工模式下，而且對于時分雙工系統而言也存在著導頻污染、校準誤差、硬件減損等系統缺陷，這些限制條件意味著大規模多輸入多輸出技術直接部署在時分雙工模式下可能要付出更大的代價。因此無論是在學術界還是產業界，研究如何減少因增加基站天線數目給頻分雙工系統帶來的不利影響是很有必要且具有實際意義的。