專利名稱：優(yōu)化通信系統(tǒng)的預(yù)編碼器的方法、基站和終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域中的多天線信號傳輸及波束形成技術(shù)。
背景技術(shù)：
在利用多天線信號傳輸(MIMO)及波束形成(Beamforming)的通信系統(tǒng)中，小區(qū)基 站使用的基于信道瞬時信息的預(yù)編碼器已經(jīng)在無線通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)中廣泛應(yīng)用，基于信道 統(tǒng)計特性的預(yù)編碼器也開始被討論?；诮y(tǒng)計特性的預(yù)編碼器具有兩個優(yōu)點，第一是對終 端到基站反饋的時延和基站之間后臺信息交換的時延具有較好的魯棒性，第二是終端到基 站的反饋所需的無線資源開銷較低。最常用的基于統(tǒng)計特性的預(yù)編碼器的優(yōu)化準(zhǔn)則是最大化平均吞吐量。當(dāng)傳輸?shù)闹?是一(僅傳輸一個數(shù)據(jù)流)時，最大化平均吞吐量等同于最大化平均信號接收功率，其數(shù)學(xué) 表達(dá)式為
權(quán)利要求
1.一種用于優(yōu)化通信系統(tǒng)中的預(yù)編碼器的方法，所述通信系統(tǒng)包括終端和實現(xiàn)所述預(yù) 編碼器的基站，所述方法包括步驟從所述基站向所述終端發(fā)送參考信號；通過所述參考信號獲得不同時頻資源上的信道傳輸矩陣；根據(jù)所述信道傳輸矩陣計算信道的發(fā)送端協(xié)方差矩陣和針對不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢 量的接收端協(xié)方差矩陣；向所述基站反饋所述基站端協(xié)方差矩陣和針對不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量的接收端協(xié) 方差矩陣；以及基于所述基站端協(xié)方差矩陣和接收端協(xié)方差矩陣來優(yōu)化所述預(yù)編碼器，以形成預(yù)編碼矢量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，向所述基站反饋所述基站端協(xié)方差矩陣和針對不同的預(yù) 設(shè)的預(yù)編碼矢量的接收端協(xié)方差矩陣包括向所述基站反饋所述基站端協(xié)方差矩陣和針對 不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量的接收端協(xié)方差矩陣的全部或者部分特征值與特征向量。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，所述終端針對不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量計算相應(yīng)的接收 端協(xié)方差矩陣，并且每個所述接收端協(xié)方差矩陣具有與所述終端的接收天線的數(shù)目相同數(shù) 目的特征值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量為發(fā)送端協(xié)方差矩陣的特征向量。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，所述預(yù)編碼器的優(yōu)化準(zhǔn)則為在所述終端的信道相關(guān)性 小于預(yù)定閾值的前提下，最大化通信系統(tǒng)的平均吞吐量。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，所述終端的信道相關(guān)性被表示為針對某一給定的預(yù)編碼 矢量的接收端協(xié)方差矩陣的特征值的算數(shù)運算值。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，所述預(yù)編碼器的優(yōu)化準(zhǔn)則為dmaxargmax條件‘ < a，ii'mm其中，^為某一給定的預(yù)編碼矢量，(.)H代表共軛轉(zhuǎn)置，RT為信道的基站端協(xié)方差矩陣， dfflax與dmin分別為針對某一給定的預(yù)編碼矢量的接收端協(xié)方差矩陣的最大特征值和最小特 征值，α為基站預(yù)設(shè)的所述預(yù)定閾值。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，所述通信系統(tǒng)包括多個小區(qū)，位于本小區(qū)的所述基站向 本小區(qū)的終端發(fā)送所述參考信號，并接收從本小區(qū)的終端反饋的基站端協(xié)方差矩陣和針對 不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量的接收端協(xié)方差矩陣，同時接收從相鄰小區(qū)的終端反饋的關(guān)于所 述基站的基站端協(xié)方差矩陣和所述相鄰小區(qū)的針對不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量的接收端協(xié) 方差矩陣。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，所述相鄰小區(qū)的終端首先向位于所述相鄰小區(qū)的另一基 站反饋所述基站端協(xié)方差矩陣和所述相鄰小區(qū)的針對不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量的接收端 協(xié)方差矩陣，本小區(qū)的所述基站從所述相鄰小區(qū)的所述另一基站接收從相鄰小區(qū)的終端反 饋的所述基站端協(xié)方差矩陣和所述相鄰小區(qū)的針對不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量的接收端協(xié) 方差矩陣。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，所述預(yù)編碼器的優(yōu)化準(zhǔn)則為，在本小區(qū)的終端的信道相關(guān)性小于第一閾值、并且所述相鄰小區(qū)的終端的信道相關(guān)性大于第二閾值的前提下，最大 化所述通信系統(tǒng)的平均吞吐量。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，所述預(yù)編碼器的優(yōu)化準(zhǔn)則為WwRoW,max 一 i^/-,max、ηargmax J““^條件~ < ； 一> β - w RiW+ σdsmm dLmm其中，i為某一給定的預(yù)編碼矢量，(.)H代表共軛轉(zhuǎn)置，Rs為本小區(qū)終端的基站端協(xié)方 差矩陣，&為鄰小區(qū)終端的基站端協(xié)方差矩陣，σ為噪聲分量，分別為針對某 一給定的預(yù)編碼矢量的本小區(qū)終端的接收端協(xié)方差矩陣的最大特征值和最小特征值，dL,fflax 和C^min分別為針對某一給定的預(yù)編碼矢量的鄰小區(qū)終端的接收端協(xié)方差矩陣的最大特征 值和最小特征值，α，β分別是基站預(yù)設(shè)的所述第一閾值和第二閾值。
12.如權(quán)利要求1-11的任一項所述的方法，所述通信系統(tǒng)的傳輸秩是一。
13.如權(quán)利要求1-11的任一項所述的方法，當(dāng)所述通信系統(tǒng)的傳輸秩大于一時，所述 終端針對每個信號或者數(shù)據(jù)流，分別設(shè)計相應(yīng)的最優(yōu)的預(yù)編碼矢量。
14.一種用于通信系統(tǒng)的基站，所述基站包括發(fā)送單元，向終端發(fā)送參考信號；接收單元，從所述終端接收基于所述參考信號獲得的、信道的基站端協(xié)方差矩陣和對 應(yīng)于不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量的接收端協(xié)方差矩陣；以及預(yù)編碼器，基于所述基站端協(xié)方差矩陣和對應(yīng)于不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量的接收端協(xié) 方差矩陣，形成預(yù)編碼矢量。
15.一種用于通信系統(tǒng)的終端，所述終端包括接收單元，從基站接收參考信號；計算單元，通過所述參考信號獲得不同時頻資源上的信道傳輸矩陣，根據(jù)所述信道傳 輸矩陣計算信道的發(fā)送端協(xié)方差矩陣和針對不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量的接收端協(xié)方差矩 陣；以及發(fā)送單元，向所述基站反饋所述基站端協(xié)方差矩陣和所述針對不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢 量的接收端協(xié)方差矩陣。
全文摘要
提供了一種用于優(yōu)化通信系統(tǒng)中的預(yù)編碼器的方法，所述通信系統(tǒng)包括終端和實現(xiàn)所述預(yù)編碼器的基站，所述方法包括從所述基站向所述終端發(fā)送參考信號；通過所述參考信號獲得不同時頻資源上的信道傳輸矩陣；根據(jù)所述信道傳輸矩陣計算信道的發(fā)送端協(xié)方差矩陣和針對不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量的接收端協(xié)方差矩陣；向所述基站反饋所述基站端協(xié)方差矩陣和針對不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量的接收端協(xié)方差矩陣；以及基于所述基站端協(xié)方差矩陣和針對不同的預(yù)設(shè)的預(yù)編碼矢量的接收端協(xié)方差矩陣來優(yōu)化所述預(yù)編碼器，以形成預(yù)編碼矢量。根據(jù)本發(fā)明的預(yù)編碼器既考慮了通信系統(tǒng)的平均吞吐量，還考慮了接收終端的實際信道相關(guān)性，提高了整個通信系統(tǒng)的性能。
文檔編號H04L1/06GK102035625SQ200910177318
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者今村大地, 徐 明, 星野正幸, 童輝 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社