[发明专利]多输入多输出系统中通信方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，简称“MIMO”)系统中与功率分配相关的技术。

背景技术

目前，MIMO技术在无线通信系统中的应用越来越受到重视，无论是从 增加系统容量的角度还是改善系统性能的角度，MIMO都有其不可替代的优 越性。MIMO主要分为两大类，一类是以最大化分集增益为目的的空间分集 技术，另一类则是以最大化数据速率为目的的空分复用技术。MIMO系统通 过分别在发送端和接收端放置多根天线以提高无线链路在频谱效率及链路的 可靠性。其中，基于空分复用技术的MIMO系统在多天线上发射独立数据 流，获得空间复用增益，提高数据传输速率。

近年来的研究表明，线性预编码是一种简单而有效的利用信道信息提高 空分复用MIMO系统性能的方法。目前对预编码的研究中大都基于发送端已 知完整的信道状态信息(Channel State Information，简称“CSI”)这一假设 条件。然而，在很多MIMO系统中，上、下行信道不具有互易性，此时发送 端只能通过反馈信道来获取CSI。由于频谱资源的限制，在信道的相干时间 内反馈信道仅可以提供有限的反馈比特数。因此，在实际的点对点MIMO系 统预编码设计时，为了减少反馈信息量，经常采用码本形式来设计预编码。 通过在收、发端维护一个相同的预编码码本，接收端按照估计的CSI从码本 选择一个最优的码字，通过反向控制链路反馈给发送端，研究结果表明系统 以较少的反馈信息量获得了较大的性能提升。

对有限反馈的空分复用MIMO系统而言，通常在各子信道间进行等功率 分配，然而由于无线通信系统通常需要满足一定的服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)要求，如目标误帧率(Frame Error Rate，简称“FER”) 或目标误比特率(Bit Error Rate，简称“BER”)。要获得理想的系统容量， 需要无限长的码字和连续的调制星座图尺寸与连续的功率分配值，调度器不 会将待发送数据放在不能满足QoS要求的严重衰落子信道上发送，另外，在 实际中也不可能使用连续的调制星座图尺寸。

基于自适应调制编码方式(Modulation and Coding Scheme，简称“MCS”) 的有限反馈空分复用MIMO系统模型如图1所示，假设发送端配置N_t根发射天 线，接收端配置N_r根接收天线，空分复用的独立子数据流个数为M，1≤M＜min (N_t，N_r)。假设信道是准静态平坦瑞利衰落，即信道在一帧内保持不变，在帧 间独立变化，信道矩阵元素间是独立同公布的，且服从均值为0，方差为1的复 高斯随机分布。假设系统具有理想信道估计、符号同步接收和定时，在接收端 得到的控制信息无延迟和差错反馈回发送端。在图1中发送端预编码由功率分 配矩阵和波束形成矩阵两个功能模块组成，且接收端输出信号可以表示为：

y=EsHWGx+n---(1)]]>