專利名稱：下行信道信息反饋和接收的方法及設(shè)備的制作方法
下行倌道信息反饋和接收的方法及設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)城
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及下行信道信息的反饋及接收技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著第三代移動(dòng)通信(The Third Generation,簡稱"3G")技術(shù)的發(fā)展 和應(yīng)用，在發(fā)射端及時(shí)并精確地了解下行信道信息已經(jīng)越來越為重要，這是 由于目前的頻語資源已顯示出日益緊張的狀況導(dǎo)致的。
具體地說，在頻語資源越來越緊張的趨勢(shì)下，為了提高頻謙利用率和能 量利用率，需要在發(fā)射端進(jìn)行信號(hào)預(yù)編碼，對(duì)用戶進(jìn)行諸如栽波、比特以及 能量等資源的合理分配。
對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)單用戶系統(tǒng)，采用發(fā)射端預(yù)編碼可以提高系統(tǒng)的誤比特率 (Bit Error Rate,簡稱"BER")性能，簡化接收端信號(hào)處理的復(fù)雜度；對(duì) 于下行多用戶空分多址(Space Division Multiple Access,簡稱"SDMA，，) 系統(tǒng)，采用發(fā)射端信號(hào)預(yù)編碼可有效地將多用戶之間的干擾在發(fā)射端全部或 部分地消除，從而可以減輕接收端信號(hào)處理的負(fù)擔(dān)，并極大地提高系統(tǒng)的下 行鏈路容量；而對(duì)于正交頻分多址接入(Orthogonal Frequency Multiple Access,簡稱"OFDMA")系統(tǒng)，合理的載波、比特及能量分配能夠帶來系 統(tǒng)總體速率的提高，降低發(fā)射功率。
有鑒于此，為了使諸如時(shí)隙、頻帶等有限的系統(tǒng)資源能夠換取盡可能大 的系統(tǒng)性能上的提高，必須在發(fā)射端精確地知道下行信道信息的條件。值得 指出的是，由于在3G系統(tǒng)中大部分的相關(guān)提案均采用頻分雙工(Frequency Division Duplex,簡稱"FDD")模式，因此，在FDD模式中，上行和下行
信道不具備互易性。
在這種情況下，必須建立 一種有效的下行信道信息(DL-CSI)反饋機(jī)制， 以達(dá)到及時(shí)可靠地將下行信道信息反饋到發(fā)射端的目的。
下面介紹幾種傳統(tǒng)的信道信息反饋機(jī)制，以及它們存在的缺點(diǎn)。
第一種是碼本信道信息反饋機(jī)制，它通過構(gòu)建碼本(Code Book)，在 接收端檢測(cè)信道信息后對(duì)信道信息進(jìn)行矢量量化值查找碼本獲取碼本號(hào)，向 發(fā)送端反饋碼本號(hào)。這種方式雖然減小了反饋量，但缺點(diǎn)在于極大地降低了 反饋精度，同時(shí)也加大了接收端的處理負(fù)擔(dān)。
第二種是信道質(zhì)量指示(Channel Quality Indicator,簡稱"CQI")信道 信息反饋機(jī)制，它在接收端檢測(cè)信道信息，通過信道信息選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)制編 碼方案(Modulation and Coding Scheme,簡稱"MCS")，向發(fā)送端反饋CQI 值。此后發(fā)送端根據(jù)CQI值調(diào)整MCS。這種方式雖然也減小了反饋量，但 同樣存在缺點(diǎn)，即，反饋精度不高，只能較粗略地說明信道質(zhì)量的好壞，不 能反映信道信息細(xì)節(jié)。
第三種是矢量量化加編碼方法，直接信道信息反饋(DCFB)，即對(duì)信道信 息進(jìn)行矢量量化加編碼后，或直接發(fā)送到發(fā)送端。這種方式的缺點(diǎn)在于它和 所有目前的信道信息反饋方法一樣，單獨(dú)占用某個(gè)時(shí)隙或頻帶，導(dǎo)致占用寶 貴的上行鏈路系統(tǒng)資源。
總而言之，目前所有信道信息反饋方法共同存在的缺點(diǎn)是要單獨(dú)占用某 個(gè)時(shí)隙或頻帶，導(dǎo)致消耗寶貴的上行鏈路系統(tǒng)資源，因此反饋代價(jià)較大。第 一、二種方法雖然通過減少反饋量減少了系統(tǒng)資源的消耗，但精度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明各實(shí)施方式要解決的主要技術(shù)問題是提供一種下行信道信息反
饋和接收的方法及設(shè)備。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種下行信道信息反饋方法，包含
以下步驟
無線終端對(duì)下行信道信息進(jìn)行擴(kuò)頻；
將擴(kuò)頻后的下行信道信息與本用戶終端的用戶信息序列疊加后向網(wǎng)絡(luò) 側(cè)發(fā)送，或?qū)U(kuò)頻后的下行信道信息使用其它無線終端發(fā)送用戶信息序列的 無線資源向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送。
本發(fā)明還提供了一種下行信道信息接收方法，包含以下步驟
網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，根據(jù)解擴(kuò)后的信號(hào)對(duì)各無線終端的下 行信道信息進(jìn)行估計(jì)；
從接收到的信號(hào)中減去所述估計(jì)得到的下行信道信息后進(jìn)行用戶信息 檢測(cè)，得到用戶信息序列。
本發(fā)明還提供了一種無線終端，包含
對(duì)下行信道信息進(jìn)行擴(kuò)頻的單元；
將擴(kuò)頻后的下行信道信息與用戶信息序列疊加的單元；
將所述疊加后的信號(hào)向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的單元。
本發(fā)明還提供了一種網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備，包含
對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)的解擴(kuò)單元；
對(duì)各無線終端的下行信道信息進(jìn)行估計(jì)的估計(jì)單元；
從接收到的信號(hào)中減去所述估計(jì)得到的下行信道信息的干擾抵消單元；
進(jìn)行用戶信息檢測(cè)的檢測(cè)單元；
所述估計(jì)單元對(duì)所述解擴(kuò)單元輸出的信號(hào)進(jìn)行估計(jì)，所述檢測(cè)單元對(duì)所 述千擾抵消單元輸出的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。 通過比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別在于，無 線終端將上行的用戶信息序列與經(jīng)擴(kuò)頻的下行信道信息疊加后進(jìn)行發(fā)射，由 于下行信道信息的反饋不單獨(dú)占用無線資源，故系統(tǒng)的頻鐠利用率比目前所 有的信道信息反饋方法都要高。
也可以將經(jīng)擴(kuò)頻的下行信道信息使用其它無線終端發(fā)送用戶信息序列 的無線資源向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送，因?yàn)檎加孟嗤目湛谫Y源，所以多個(gè)無線終端發(fā) 送的下行信道信息會(huì)和某個(gè)無線終端的用戶信息序列在空中疊加起來。這個(gè) 方案與一個(gè)無線終端中將自身的用戶信息序列和下行信道信息疊加屬于同一 個(gè)發(fā)明構(gòu)思，區(qū)別只是在于疊加的位置不同，用戶信息序列和下行信道信息 的歸屬不同。由于下行信道信息與用戶信息序列合用相同的無線資源，所以 頻譜利用率較高。因?yàn)轭l譜利用率較高，所以允許傳遞的下行信道信息量也 可以較大，從而提高了反饋的精度。
因?yàn)槭褂谜淮a對(duì)下行信道信息擴(kuò)頻，所以在網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以更為準(zhǔn)確地估 計(jì)出下行信道信息。
通過對(duì)用戶信息序列和下行信道信息相對(duì)發(fā)射功率的分配，能夠調(diào)節(jié)下 行信道信息的估計(jì)精度。下行信道信息在總發(fā)射功率中所占的比例只要在保 證接收端誤碼率要求的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加一些即可。
無線終端和基站使用多根天線進(jìn)行發(fā)射和接收，可以利用空間分集提高 接收的增益。
因?yàn)镸IMO系統(tǒng)下行信道信息的信息量較大，所以本發(fā)明應(yīng)用于MIMO 系統(tǒng)時(shí)頻語利用率的提高效果更為顯著。
網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)接收到的信號(hào)解擴(kuò)后對(duì)下行信道信息進(jìn)行估計(jì)，再從接收到的 信號(hào)中減去估計(jì)得到的下行信道信息后檢測(cè)出用戶信息序列。因?yàn)橄滦行诺?信息使用了擴(kuò)頻，特別是正交擴(kuò)頻，所以有額外的擴(kuò)頻編碼增益，可以比較
準(zhǔn)確地估計(jì)出下行信道信息。先減去已估計(jì)出的下行信道信息再進(jìn)行用戶信 息序列檢測(cè)，可以提高用戶信息序列檢測(cè)的準(zhǔn)確率。
從接收到的信號(hào)中減去檢測(cè)得到的用戶信息序列，對(duì)得到的信號(hào)重新進(jìn)
行解擴(kuò)，根據(jù)解擴(kuò)后的信號(hào)對(duì)各無線終端的下行信道信息進(jìn)行重新估計(jì)；再 從接收到的信號(hào)中減去重新估計(jì)得到的下行信道信息，對(duì)得到的信號(hào)重新進(jìn) 行用戶信息檢測(cè)，得到各個(gè)用戶信息序列；……；如此反復(fù)迭代，直至收斂， 可以進(jìn) 一 步提高下行信道信息和用戶信息序列的準(zhǔn)確率。
附困說明


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式中多用戶無線通信系統(tǒng)的上行及下行信道示意
圖2是本發(fā)明實(shí)施方式中多用戶無線通信系統(tǒng)上行鏈路發(fā)射/接收裝置 的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明實(shí)施方式中第u個(gè)用戶的上傳數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明實(shí)施方式中多用戶無線通信系統(tǒng)上行鏈路信號(hào)處理功能框
圖5是本發(fā)明實(shí)施方式中多用戶無線通信系統(tǒng)上行鏈路基站側(cè)信號(hào)處理 流程圖。
異 實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā) 明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
本發(fā)明的實(shí)施方式中，發(fā)射裝置包括
一串并變換器，用于對(duì)上行的用戶信息序列進(jìn)行串并變換，以獲得預(yù)定
長度的塊信號(hào)；
多個(gè)擴(kuò)頻單元，每個(gè)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)下行信道信息；
一累加單元，用于將上行用戶信息序列與擴(kuò)頻后的下行信道信息進(jìn)行累 加*，及
一并串變換器，用于對(duì)疊加后的信號(hào)進(jìn)行并串變換以便發(fā)射。 在發(fā)射裝置端，其中一個(gè)預(yù)定長度的上行用戶信息序列塊可表示如下
<formula>formula see original document page 10</formula>其中，^(/)為一個(gè)用戶信息序列塊，i為串并變換后得到的塊的序號(hào)，T 為塊的長度，4")表示第n個(gè)信息字符。
其中上傳的下行信道信息可以表示如下
假定其中一個(gè)用戶需上傳的下行信道信息可以表示為A = W &…/y ，其 中，^是與該用戶相關(guān)的K個(gè)標(biāo)量下行信道信息。及所述下行信道信息根據(jù)
以下等式進(jìn)行擴(kuò)頻處理
其中，戶表示rx^維擴(kuò)頻矩陣，其每個(gè)列向量A表示長度為T的Walsh 擴(kuò)頻碼，且滿足/^/^=7^(_/-"， A表示經(jīng)過擴(kuò)頻處理后的下行信道信息，Of 表示轉(zhuǎn)置。
某個(gè)用戶實(shí)際發(fā)射的信號(hào)可以表示如下
其中％力')表示實(shí)際發(fā)射的信號(hào)，P表示下行信道信息占總發(fā)射信號(hào)能量 的百分比，A表示總的發(fā)射能量。為不同用戶所分配的擴(kuò)頻矩陣滿足正交性。
本發(fā)明實(shí)施方式中，發(fā)射方法是先將上行用戶信息序列進(jìn)行串并變換， 以獲得預(yù)定長度的塊信號(hào)，同時(shí)對(duì)下行信道信息進(jìn)行擴(kuò)頻處理，不同信道信 息所對(duì)應(yīng)的擴(kuò)頻向量滿足正交性，再將上行用戶信息串行信號(hào)和下行信道信 息擴(kuò)頻后的信號(hào)按一定能量分配進(jìn)行疊加。最后對(duì)經(jīng)過疊加后的輸出進(jìn)行并 串變換由發(fā)射天線發(fā)射。
本發(fā)明實(shí)施方式的接收裝置包括
多個(gè)下行信道信息估計(jì)器，用于對(duì)多個(gè)用戶的下行信道信息進(jìn)行估計(jì)； 一信號(hào)檢測(cè)器，用于對(duì)多個(gè)用戶的上行信息序列進(jìn)行檢測(cè)。 其中，每個(gè)下行信道信息估計(jì)器進(jìn)一步包括
多個(gè)解擴(kuò)器，每個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)用戶，用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，提取與各 個(gè)用戶對(duì)應(yīng)的下行信道信息；及
多個(gè)最小均方誤差下行信道信息估計(jì)器，用于估計(jì)與各個(gè)用戶所對(duì)應(yīng)的 下行信道信息向量。
信號(hào)檢測(cè)器進(jìn)一步包括
一下行信道信息干擾抵消器，用于消除各用戶所上傳的下行信道信息對(duì) 各用戶信息序列檢測(cè)性能的影響；
一接收機(jī)，用于檢測(cè)各個(gè)用戶所上傳的信息序列。
本發(fā)明的實(shí)施方式中，接收方法是將接收到的多路信號(hào)與分配給各個(gè)用 戶的擴(kuò)頻矩陣相乘，得到與各個(gè)用戶的解擴(kuò)信號(hào)，利用解擴(kuò)信號(hào)對(duì)各個(gè)用戶 的下行信道信息進(jìn)行估計(jì)，可采用最小均方誤差估計(jì)；得到下行信道信息后 將其對(duì)接收信號(hào)的貢獻(xiàn)從接收信號(hào)中減去，以消除對(duì)上行信息序列的干擾， 得到的信號(hào)進(jìn)行用戶信息檢測(cè)，得到各個(gè)用戶信息序列的估計(jì)；再利用估計(jì) 的各用戶信息序列對(duì)接收信號(hào)的貢獻(xiàn)從接收信號(hào)中減去，以消除對(duì)下行信道 信息的干擾，再進(jìn)行一次下行信道信息估計(jì)。如此反復(fù)迭代，最后得到下行
信道信息和上^f亍用戶信息序列估計(jì)值。迭代次數(shù)為2 3次。其中，最小均方 誤差估計(jì)是一種現(xiàn)有技術(shù)，具體細(xì)節(jié)可以參照相關(guān)公開文獻(xiàn)。
上行用戶信號(hào)的檢測(cè)方法包括以下步驟
檢測(cè)均方誤差最小的一輸出信號(hào)；
將此輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的貢獻(xiàn)從輸入信號(hào)中減去，以消除干擾；
對(duì)剩余的均方誤差最小的另一輸出信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，將此另一輸出信號(hào)對(duì) 接收信號(hào)的貢獻(xiàn)從接收信號(hào)中減去，以消除干擾，直到檢測(cè)出所有用戶的上 行信息序列。
本發(fā)明可適用于無線終端有多個(gè)天線的場合。根據(jù)系統(tǒng)對(duì)分集度和速率 的要求，此時(shí)上行鏈路可以采用空分復(fù)用或空時(shí)分組編碼的形式進(jìn)行發(fā)射。 假設(shè)無線終端天線的數(shù)目為N。對(duì)于采用空分復(fù)用的發(fā)射方式，其效果可以 等價(jià)為UxN個(gè)單天線無線終端的情形，其中U為無線終端；對(duì)于采用空時(shí) 編碼的發(fā)射方式，其效果與U個(gè)單天線無線終端的情形相似，只是多了一個(gè) 發(fā)射分集。
本發(fā)明可適用于信道為頻率選擇性的寬帶無線通信。此時(shí)可以在正交頻 分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,簡稱"OFDM")系統(tǒng) 的各個(gè)栽波上進(jìn)行用戶信息序列和下行信道信息的疊加發(fā)射；并且可以利用 下行信道在各載波上頻率響應(yīng)的相關(guān)性來進(jìn)一步提高下行信道信息的估計(jì)精 度。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式給出了空分多址(SDMA)的多用戶復(fù)用方式， 此時(shí)各個(gè)用戶的數(shù)據(jù)占用相同的時(shí)間與頻帶，不同用戶數(shù)據(jù)的估計(jì)與檢測(cè)依 賴于各用戶空間信道的差異并通過基站的接收天線陣加以區(qū)分。當(dāng)然，本發(fā) 明還可以方便地應(yīng)用于OFDMA多址方式，此時(shí)各個(gè)用戶唯一地占用某些頻 點(diǎn)，而在這些頻點(diǎn)上就可以上傳與該用戶相關(guān)的信息序列及信道信息，其效 果等價(jià)于一個(gè)單用戶系統(tǒng)。
下面給出了 一種用于多用戶無線通信系統(tǒng)的下行信道信息反饋的例子， 它將上行的用戶信息序列與下行的信道信息疊加后進(jìn)行發(fā)射，由于下行信道 信息的反饋不單獨(dú)占用系統(tǒng)的資源，故系統(tǒng)的頻譜率比目前所有的信道信息 反饋方法都要高。
圖1給出了一個(gè)多用戶無線通信系統(tǒng)上、下行信道示意圖?；?0采 用M個(gè)單元的天線陣20進(jìn)行信號(hào)的發(fā)射與接收；而U個(gè)移動(dòng)用戶 10(U 100.U則采用單天線30.1 30.U發(fā)射與接收。用戶u至基站的上行信道 用矢量&表示，而基站至用戶u的下行信道用矢量&表示。圖l所示的系統(tǒng) 雖然只考慮了移動(dòng)端采用單天線發(fā)射與接收的場合，但本發(fā)明可以方便的推 廣到移動(dòng)端有多天線的場合。此時(shí)，根據(jù)對(duì)速率與分集度的要求，上行的數(shù) 據(jù)可以采用空分復(fù)用(SDM)或空時(shí)編碼(STC)的方式進(jìn)行上傳。而下行信 道信息仍然可以采用與單天線相同的方式進(jìn)行疊加。
圖2給出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的多用戶無線通信系統(tǒng)上行鏈路發(fā) 射/接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。用戶u將自己的上行信息序列與下行信道信息疊 加后進(jìn)行發(fā)射。設(shè)用戶u的串行信息序列為&("),滿足獨(dú)立同分布(i.i.d.)特 性，且具有單位能量。對(duì)其進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，以形成長度為T的上行用戶信息 序列
<formula>formula see original document page 13</formula>其中，叉(O為用戶u的一個(gè)信息序列塊，i為串并變換后得到的塊的序 號(hào)，T為塊的長度。
假定用戶u需上傳的下行信道信息可以表示為<formula>formula see original document page 13</formula>
其中，^是與該用戶相關(guān)的K個(gè)標(biāo)量下行信道信息。 當(dāng)移動(dòng)用戶采用單天線發(fā)射與接收時(shí)，K-M， M為基站的天線數(shù)；而當(dāng)?shù)娜≈蹬c空時(shí)編碼方式有關(guān)當(dāng)采用空分復(fù) 用時(shí)，a=l;當(dāng)采用空時(shí)編碼時(shí)，a=N，其中N為移動(dòng)端天線的數(shù)目。
對(duì)用戶u的下行信道信息&進(jìn)行擴(kuò)頻處理，得到長度為T的擴(kuò)頻信號(hào) & = &《 (2)
其中，A-[A,/^…;v]表示rxii:維擴(kuò)頻矩陣，其每個(gè)列向量&表示長
度為T的Walsh擴(kuò)頻碼，且滿足/^A-r^Z-",》表示經(jīng)過擴(kuò)頻處理后的下
行信道信息，(.f表示轉(zhuǎn)置。在此擴(kuò)頻增益T的選擇一般為2的偶數(shù)次冪。 Walsh碼可以借助于Hadamard變換來實(shí)現(xiàn)，即
<formula>formula see original document page 14</formula>利用公式(3)生成的Walsh碼構(gòu)成T維空間上的一組完備正交基。對(duì)每個(gè) 用戶所分配的rx尺維擴(kuò)頻矩陣均取自公式(3)的某K歹'J,且不同用戶所分配 的Walsh碼不重復(fù)。
用戶u的實(shí)際發(fā)射信號(hào)可以表示如下
W) = V(l-/^&(/) + 、^A"尸J (4)
其中疋(o表示實(shí)際發(fā)射的信號(hào)，p表示下行信道信息占總發(fā)射信號(hào)能量 的百分比，五表示總的發(fā)射能量?？梢则?yàn)證每個(gè)碼元周期的發(fā)射能量為五， 即
五[《(!')"④〗=(卜[s (o《(/)]+手￡ ] = (i—/>)r￡+pr五=r五(5)
其中，(.)"表示共軛轉(zhuǎn)置。
圖3給出了第u上用戶上傳數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)。參考圖3可知，用戶u在T 個(gè)碼元周期內(nèi)除了上傳自己的T個(gè)信息碼元外，還額外上傳了 K個(gè)下行信道
信息。
假設(shè)每個(gè)用戶均上傳K個(gè)下行信道信息(當(dāng)然也可以不同)，且以相同的 能量同步發(fā)射，則基站天線陣在T個(gè)碼元周期內(nèi)接收到的數(shù)據(jù)塊為
<formula>formula see original document page 15</formula> (6)
其中&、 ^力')分別為與第u個(gè)用戶相對(duì)應(yīng)的Mxl維上行信道矢量及上傳
數(shù)據(jù)；r(/)為Mxr維加性高斯白噪聲，其元素服從U.d.且均值為零、方差為《。
參考圖4以詳細(xì)說明基站端對(duì)各用戶信息序列及下行信道信息的恢復(fù)。 對(duì)于用戶u，首先該用戶的擴(kuò)頻矩陣進(jìn)行解擴(kuò)50.u，以得到估計(jì)該用戶下行 信道信息的中間量《(0，即
<formula>formula see original document page 15</formula>
然后利用所得的中間量f力')進(jìn)行最小均方誤差估計(jì)60.u，以得到該用戶 下行信道信息的初始估計(jì)值，
當(dāng)?shù)玫剿蠻個(gè)用戶下行信道信息的初始估計(jì)值后，在干擾抵消器70 中將它們的貢獻(xiàn)從接收信號(hào)中加以消除，
<formula>formula see original document page 15</formula>(9)
由公式(9)的結(jié)果，利用多用戶信息序列檢測(cè)器80對(duì)各用戶的信息序列 進(jìn)行檢測(cè)，以得到各用戶信息序列的初始估計(jì)值式(Z)， " = 1，...，"。信息序列的 檢測(cè)通常釆用BLAST算法。關(guān)于BLAST算法可以參考文獻(xiàn)G. J. Foschini,
"Layered Space-Time Architecture for Wireless Communication in a Fading Environment When Using Multiple Antennas" ， Bell Labs Technical Journal, Vol. 1， No. 2， pp 41-59， Autumn 1996;和文獻(xiàn)G. D. Golden, G. J. Foschini， R. A. Valenzuela， P. W. Wolniansky, "Detection Algorithm and Initial Laboratory Results using the V-BLAST Space-Time Communication Architecture", Electronics Letters, Vol. 35， No. 1， pp. 14-15, Jan. 7， 1999。
為了提高估計(jì)的精度，可以以迭代方式進(jìn)行用戶信息序列檢測(cè)與下行信 道信息估計(jì)。圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的多用戶無線通信系統(tǒng)上行鏈 路基站側(cè)信號(hào)處理流程圖。步驟S501-S504分別與圖4中功能框50~80相對(duì) 應(yīng)。步驟S505以步驟S504得到的用戶信息序列的估計(jì)值作為真實(shí)值，將各 用戶信息序列的貢獻(xiàn)從接收信號(hào)中加以消除，即
"=1 ,"、
由于用戶信息序列的檢測(cè)錯(cuò)誤率較低，故可以認(rèn)為= 因此公 式(IO)可以進(jìn)一步寫成
然后，以步驟S505的輸出(參見公式(ll))作為步驟S501的輸入，以進(jìn)行 迭代估計(jì)。此時(shí)，對(duì)多用戶下行信道估計(jì)的估計(jì)可以看成是一個(gè)多用戶擴(kuò)頻 通信系統(tǒng)的檢測(cè)問題，唯一不同的是現(xiàn)在上傳的下行信道信息是模擬量而非 數(shù)字量。
迭代的下行信道信息估計(jì)與上行用戶信息序列檢測(cè)與相應(yīng)初始值估計(jì) 方法類似，唯一不同之處在于對(duì)各用戶下行信道信息的最小均方誤差估計(jì)的 表達(dá)式。從公式(6)與公式(11)可以看出，由于干擾抵消的作用，迭代后步驟
S501的輸入可以認(rèn)為沒有用戶信息序列的干擾，故下行信道信息的迭代的最 小均方誤差估計(jì)為
& = rV^[7V^ + ^H力0， " = I"."" (12)
其中迭代后步驟S501的輸出為= = 。
大量仿真的結(jié)果表明，進(jìn)行一次迭代基本上就可以收斂。故在實(shí)際使用 中可以僅進(jìn)行一次迭代，以降低運(yùn)算量同時(shí)提高處理速度。
現(xiàn)有的信道信息反饋方法，如矢量量化加編碼方法、直接信道信息反饋
(DCFB)等均單獨(dú)占用上行系統(tǒng)資源，反饋的代價(jià)相當(dāng)大。本發(fā)明之實(shí)施例將 下行信道信息與用戶信息序列疊加后進(jìn)行發(fā)射，不單獨(dú)占用系統(tǒng)的資源，系 統(tǒng)的頻鐠利用率相當(dāng)高。由于通過能量的分配能夠調(diào)節(jié)下行信道信息的估計(jì) 精度，故系統(tǒng)的靈活性比現(xiàn)有的方法要好。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和 描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各 種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種下行信道信息反饋方法，其特征在于，包含以下步驟無線終端對(duì)下行信道信息進(jìn)行擴(kuò)頻；將擴(kuò)頻后的下行信道信息與本用戶終端的用戶信息序列疊加后向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送，或?qū)U(kuò)頻后的下行信道信息使用其它無線終端發(fā)送用戶信息序列的無線資源向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行信道信息反饋方法，其特征在于，使用 正交碼對(duì)所述下行信道信息進(jìn)行擴(kuò)頻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行信道信息反饋方法，其特征在于，還包 含以下步驟在進(jìn)行所述疊加之前，將串行的所述用戶信息轉(zhuǎn)換成并行信號(hào)，該并行 信號(hào)的寬度與所述擴(kuò)頻時(shí)使用的擴(kuò)頻碼長度相同；在完成所述疊加之后，將疊加產(chǎn)生的并行信號(hào)轉(zhuǎn)為串行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行信道信息反饋方法，其特征在于，根據(jù) 網(wǎng)絡(luò)側(cè)接收時(shí)對(duì)下行信道信息誤碼率的要求確定功率比例下限；在進(jìn)行所述疊加時(shí)，所述擴(kuò)頻后的下行信道信息的功率在疊加后總功率 中的比例要大于所述功率比例下限。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的下行信道信息反饋方法，其特 征在于，所述無線終端使用至少一根發(fā)射天線，該無線終端使用一根以上的 天線時(shí)，采用空分復(fù)用或空時(shí)分組編碼的形式進(jìn)行發(fā)射。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的下行信道信息反饋方法，其特 征在于，所述無線終端使用正交頻分復(fù)用技術(shù)，在正交頻分復(fù)用的各個(gè)子栽 波上進(jìn)行用戶信息序列和下行信道信息的疊加發(fā)射。
7. —種下行信道信息接收方法，其特征在于，包含以下步驟網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，根據(jù)解擴(kuò)后的信號(hào)對(duì)各無線終端的下 行信道信息進(jìn)行估計(jì)；從接收到的信號(hào)中減去所述估計(jì)得到的下行信道信息后進(jìn)行用戶信息 檢測(cè)，得到用戶信息序列。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的下行信道信息接收方法，其特征在于，通過 將接收到的信號(hào)與分配給各個(gè)用戶的正交擴(kuò)頻矩陣相乘進(jìn)行所述解擴(kuò)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的下行信道信息接收方法，其特征在于，從所 述接收到的信號(hào)中減去檢測(cè)得到的用戶信息序列，對(duì)得到的信號(hào)重新進(jìn)行解 擴(kuò)，根據(jù)解擴(kuò)后的信號(hào)對(duì)各無線終端的下行信道信息進(jìn)行重新估計(jì)；從接收到的信號(hào)中減去所述重新估計(jì)得到的下行信道信息，對(duì)得到的信 號(hào)重新進(jìn)行用戶信息檢測(cè)，得到各個(gè)用戶信息序列；對(duì)以上兩個(gè)步驟進(jìn)行至少一次迭代。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的下行信道信息接收方法，其特 征在于，使用最小均方誤差方式根據(jù)解擴(kuò)后的信號(hào)對(duì)所述各無線終端的下行 信道信息進(jìn)行估計(jì)；使用最小均方誤差方式進(jìn)行所迷用戶信息檢測(cè)。
11. 一種無線終端，其特征在于，包含 對(duì)下行信道信息進(jìn)行擴(kuò)頻的單元；將擴(kuò)頻后的下行信道信息與用戶信息序列疊加的單元； 將所述疊加后的信號(hào)向網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)送的單元。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的無線終端，其特征在于，還包含 在進(jìn)行所述疊加之前，將串行的所述用戶信息轉(zhuǎn)換成并行信號(hào)的單元，其中該并行信號(hào)的寬度與所述擴(kuò)頻時(shí)使用的擴(kuò)頻碼長度相同；在完成所述疊加之后，將疊加產(chǎn)生的并行信號(hào)轉(zhuǎn)為串行的單元。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的無線終端，其特征在于，所述無線終 端包含至少一根發(fā)射天線，該無線終端使用一根以上的天線時(shí)，采用空分復(fù) 用或空時(shí)分組編碼的形式進(jìn)行發(fā)射。
14. 一種網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備，其特征在于，包含 對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)的解擴(kuò)單元； 對(duì)各無線終端的下行信道信息進(jìn)行估計(jì)的估計(jì)單元； 從接收到的信號(hào)中減去所述估計(jì)得到的下行信道信息的干擾抵消單元； 進(jìn)行用戶信息檢測(cè)的檢測(cè)單元；所述估計(jì)單元對(duì)所述解擴(kuò)單元輸出的信號(hào)進(jìn)行估計(jì)，所述檢測(cè)單元對(duì)所 述干擾抵消單元輸出的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè) 備是基站，該基站使用至少一根天線接收來自無線終端的信號(hào)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備，其特征在于，所述解擴(kuò)單元 通過將接收到的信號(hào)與分配給各個(gè)用戶的正交擴(kuò)頻矩陣相乘實(shí)現(xiàn)解擴(kuò)；所述估計(jì)單元使用最小均方誤差方式對(duì)各無線終端的下行信道信息進(jìn) 行估計(jì)；所述檢測(cè)單元使用最小均方誤差方式進(jìn)行用戶信息檢測(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，公開了一種下行信道信息反饋和接收的方法及設(shè)備，使得下行信道信息反饋的頻譜利用率得到提高。本發(fā)明中，無線終端將上行的用戶信息序列與經(jīng)擴(kuò)頻的下行信道信息疊加后進(jìn)行發(fā)射。網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)接收到的信號(hào)解擴(kuò)后對(duì)下行信道信息進(jìn)行估計(jì)，再從接收到的信號(hào)中減去估計(jì)得到的下行信道信息后檢測(cè)出用戶信息序列?？梢允褂谜淮a對(duì)下行信道信息擴(kuò)頻。無線終端和基站使用多根天線進(jìn)行發(fā)射和接收。
文檔編號(hào)H04B1/707GK101170316SQ20061013728
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月24日
發(fā)明者楊綠溪, 毅 羅, 許道峰, 黃永明 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司