[发明专利]利用非理想信道状态信息的波束形成

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术。具体而言，本发明涉及下行链路波束形成 的系统和方法。

背景技术

波束形成是利用天线阵列控制发射信号方向的过程。阵列中每个天线 发射的信号在所希望的方向上相加使得合成信号强度增强，而在不希望的 方向上互相抵消使得合成信号强度减弱。可以将波束形成技术应用于蜂窝 通信系统来提高能够连接到单个基站的用户的容量。通过在同一频带上同 时与不同位置上的多个无线终端(例如蜂窝电话)进行通信，基站能够利 用波束形成技术提高容量。

为了使基站能够进行波束形成，可能需要信道状态信息(CSI)。CSI 指的是信号通道的数学表示，也就是从发送方到接收方信号穿过通信媒质 的方式的数学表示。基站处能够获得用于波束形成的CSI有可能因为各种 问题而不是理想的，例如信道估计误差、量化误差和反馈延迟。与基站处 能够获得理想CSI时能够实现的比特差错率相比，非理想CSI会增大给定 信噪比下的比特差错率。因此，需要利用非理想CSI来进行波束形成，而 不怎么增大给定信噪比下的比特差错率。

发明内容

在这里公开的是一种电信网络组件。这种电信网络组件可以包括存储 器，用于储存指令；以及处理器，用于执行储存的指令。储存的指令可以 包括：确定将非理想信道状态信息考虑在内的导向矢量；输出要应用于要 发射的符号的导向矢量。

在这里公开的还有一种系统，包括：导向矢量计算单元，用于确定将 非理想信道状态信息考虑在内的导向矢量。这一系统还可以包括发射天线 阵列，用于按照计算出来的导向矢量发射信号。

在这里公开的还有一种波束形成方法，用于确定将非理想信道状态信 息考虑在内的导向矢量。这种方法还可以确定功率分配值，这一功率分配 值能够提高给多个无线终端之一的至少一个信号的信号强度。这种方法还 可以按照导向矢量和功率分配值发射至少一个符号。

通过以下详细说明，同时结合附图和权利要求，本发明的这些和其它 特征和优点将会更加清楚。

附图说明

为了更加全面地理解本发明及其优点，下面将参考以下简要描述，并 结合附图和详细说明，其中相似的附图标记表示相似的部件。

图1说明一种示例性的电信系统；

图2说明实现波束形成方法一个实施例的示例性过程；

图3说明一个示例性基站；

图4A～4B说明一个实施例中将非理想CSI考虑在内时提高了性能的示 例性计算机仿真结果；

图5A～5B说明另一个实施例中将非理想CSI考虑在内时提高了性能的 示例性计算机仿真结果；

图6A～6B说明另一个实施例中将非理想CSI考虑在内时提高了性能的 示例性计算机仿真结果；

图7A～7B说明一个实施例中分配功率时提高了性能的示例性计算机仿 真结果；以及

图8说明适合于实现本发明几个实施例的示例性通用计算机系统。

具体实施方式

一开始就应当明白，尽管下面给出了本发明一个实施例的说明性实现 方式，但是本发明还可以用任意数量的技术来实现，不管它们是现在已知 的还是已经存在的。无论如何，本公开不限于下面说明的说明性的实现方 式、附图和技术，包括这里说明和描述的示例性设计和实现方式，而是可 以在后面的权利要求及其等同方案的范围内进行改进。

这里公开的是用于下行链路波束形成的一种系统和方法，这种波束形 成技术在确定波束形成过程中使用的导向矢量(steering vector)时，将发 射机处的非理想信道状态信息(CSI)考虑在内。将导向矢量计算出来，以 便提高所需信号分量的平均功率与其它无线终端的干扰功率和之比，这个 比值称为信号-泄漏比。通过在计算导向矢量时将非理想CSI考虑在内，能 够降低给定信噪比对应的比特差错率。当无线终端数量维持固定时，通过 增加发射天线的数量来进一步提高增益性能。还公开一种功率分配方法， 通过提高当前与基站通信的所有无线终端的信号-干扰加噪声比，这种方法 能够提高系统的性能。这种功率分配方法同样能够降低给定信噪比情况下 特别是在高信噪比情况下的比特差错率。