[发明专利]用于MIMO通信的变换域反馈信令

说明书

发明领域

本发明涉及：

-用于通信网络的控制方法，该通信网络具有带发射天线阵列的发射机和具 有与该发射机通信的至少一个接收机；

-用于通信网络的接收机模块，该通信网络带有具有发射天线阵列的发射 机；

-用于通信网络中的接收机的控制信令方法，该通信网络带有具有发射天线 阵列用于到至少一个接收机的传输的发射机；

-计算机程序产品，包括可执行程序代码，该计算机程序产品被配置为导致 接收机执行用于通信网络中的接收机的控制信令方法，该通信网络具有带发射天 线阵列用于至少到一个接收机的传输的发射机；

-用于通信网络的接收机，该通信网络带有具有发射天线阵列的发射机；

-用于发射机的发射机控制模块，该发射机具有发射天线阵列用于到至少一 个接收机的传输；

-具有发射天线阵列用于到至少一个接收机的传输的发射机；

-用于发射机的发射机控制方法，该发射机具有发射天线阵列用于到至少一 个接收机的传输；

-计算机程序产品，包括可执行程序代码，该计算机程序产品被配置为导致 具有发射天线阵列用于到至少一个接收机的传输的发射机执行发射机控制方法；

-通信网络，包括具有发射天线阵列用于到至少一个接收机的传输的发射 机；和

-用于通信网络的控制信号，该通信网络具有带发射天线阵列的发射机和具 有至少一个与发射机通信的接收机。

发明背景

多输入多输出(Multiple-input Multiple-output，MIMO)是用于下一代无 线系统以增强通信链路的容量和稳健性的技术。MIMO技术基于通信链路中多发 射天线和多接收天线的出现。MIMO技术的应用被预见用于蜂窝通信、宽带无线 接入和无线局域网(WLAN)。两个或更多发射天线中的多个在此也被称为发射天 线阵列。

通过天线阵列的组合获得MIMO通信的优点，所述天线阵列根据传播信道和 能适用于改变多元信道的算法提供空间分集(spatial diversity)。

在未来的移动系统和通用移动电信系统的长期演进(UMTS LTE)中，为了满 足频谱效率的要求多天线技术的使用将变得越来越重要。通过在空间域向单独的 用户或多个共享相同时间-频率资源块的用户多路复用(multiplex)多个码字， 可在下行链路传输中的频谱效率方面获得显著的增益。这些使用多天线传输的复 用增益的单独用户或多个用户MIMO方案有时被称为空分复用(spatial division multiplexing，SDM)和空分多址(spatial division multiple access，SDMA) 技术。SDMA方案使在相同无线电小区中的多个用户能在相同的频率或时隙上得 以容纳(accommodate)。该技术的实现可以通过使用天线阵列来完成，天线阵列 能够借助幅度和相位加权以及内部反馈控制来修改它的时间、频率和空间响应。

波束成形(beamforming)是一种用于通过相长地(constructively)增加 期望通信目标(终端设备)方向上的信号的相位并使不期望的或干扰的通信目标 的图案不存在来创建天线阵列辐射图的方法。

在本文中，波束成形向量起着重要的作用。为了解释波束成形向量的意义， 在使用发射波束成形和接收结合(receive combining)的示例性的单用户通信 系统中，假设使用M个发射天线和N个接收天线完成信令，该通信系统的输入输 出关系为：

y＝z^HHwx+z^Hn

其中H是连接发射机和接收机的N×M信道矩阵，z是接收结合向量，z^H是 它的厄密共轭转置矩阵，w是发射波束成形向量，x是从选择的星座 (constellation)发射的符号，且n是在接收机处增加的独立噪声。

在为SDM和SDMA技术设计波束成形向量中的挑战之一是基站需要知道所有 用户的信道和每一个用户的接收天线。这将需要从用户向基站发信号通知 (signal)大量的的反馈。