[发明专利]MIMO预编码器中交替信道量化的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统的信号处理，更具体地说，本发明涉及一种用于具有有限比率信道状态信息反馈的2×2MIMO预编码器的交替信道δ量化的方法和系统。

背景技术

移动通信改变了人们通信的方式，移动电话已经由原来的奢侈品而成为人们日常生活中的必需品。当今移动电话的使用由社会状态支配而不是被地理位置或技术阻碍。虽然语音连接满足了通信的基本需要，其中移动语音连接继续甚至进一步渗透到生活中的每一天中，移动英特网将是移动通信革命的下一步。所述移动因特网自然地成为日常信息的一个公共来源，且对这一数据服务的简单和通用移动接入将是必然的方式。

第三代(3G)蜂窝网络是用来实现所述移动因特网的这些需求而特地设计的。由于这些服务的使用和普及的增长，相对于目前对于蜂窝网运营商而言，如低成本的网络容量优化和服务质量(QoS)等因素将会变得更加重要。这些因素可以通过细致的网络规划和操作，改善发射方法，和改进接收机技术等方法实现。为此，载波需要能使得其增加下行吞吐率的技术，这样，提供高的QoS性能和速度以抗衡那些由电缆调制解调器和/或DSL服务提供商提供的服务。

为了满足这些需求，在发射机和接收机都放置多天线的通信系统因其可在无线衰落环境中很大地提高系统的容量而近来引起了广泛的注意。这些多天线结构，也就是熟知的智能天线技术，可以在信号接收时用来减少多径和/或信号干扰。可以预见智能天线技术随着基站设施的铺开以及蜂窝系统中移动手机用户对所述这些系统的处理容量要求的增加将会得到更广泛的使用。这些要求部分是因从基于语音服务到下一代无线多媒体服务的转变所引起的，所述多媒体服务将提供语音、视频和数据通信服务。

多个发射和/或接收天线的使用设计成引入分集增益以及提高自由度以抵抗信号接收处理中产生的干扰。分集增益通过增加接收信噪比和稳定发射链路改善系统的性能。另一方面来看，更多的自由度允许多个同时的发射，从而提供了对抗信号干扰的鲁棒性(robustness)，和/或允许了更高的频率复用以达到更高的容量。例如，在具有多个天线接收机的通信系统中，M个接收天线集可以用来完全消除(M-1)个干扰效应。因此，N个信号可以在相同的带宽内使用N个发射天线同时发射，所述N个发射信号接着通过配置在接收机的N个天线集分成N个独自的信号。使用多个发射和接收天线的系统可以指的是多输入多输出(MIMO)系统。在特定的MIMO系统中，多天线系统的一个吸引人的方面指的是通过利用这些发射结构可以很大程度的增加了系统的容量。对于固定的总发射功率和带宽，MIMO结构可以提供的容量随着增加的信噪比(SNR)动态变化。例如，在多径衰弱信道的情况下，对于SNR每增加3dB，MIMO结构可以增加系统的容量到接近M比特/周期(cycle)。

由于体积的增加，复杂度的提高，以及功耗的增加引起的费用增加，从而限制多天线系统被在无线通信中广泛的使用。这成了无线系统设计和应用需要注意的问题。结果，关于多天线系统的一些研究可能关注于可以支持单用户点到点的链路，其它研究可能关注于多用户场景。使用多天线的通信系统可以很大成程度改善系统的容量。

使用MIMO技术是为了获得非常大的性能增益，然而这需要提供信道信息给发射机以允许MIMO预处理。基于MIMO发射机的MIMO预处理和其它MIMO技术受益于或需要关于信道的知识，称为信道状态信息(CSI)。此外，因为许多无线系统是以频分双工(FDD)模式操作，所以上行和下行连接使用不同的频率。在这些情况下，通过测量接收机的信道并反馈所述信息，这样才能进行发送机的信道测量。然而，由于MIMO系统中发送和接收天线数量的增加，反馈信道状态信息包含很大数据量的传输。因此需要限制反馈，使其尽可能不会影响性能。在这些情况下，还需要在系统自适应速度和反馈比率之间取得折衷。

通过与本申请后续部分结合附图介绍的本发明的多个方面进行比较，现有和传统方法中存在的限制和弊端，对本领域的普通技术人员来说将变得非常明显。

发明内容

本发明涉及一种用于具有有限比率信道状态信息反馈的2×2MIMO预编码器的交替信道δ量化的方法和系统，在结合至少一个附图而充分地显示和/或描述，并在权利要求书中更加完全的阐述。

根据本发明的一个方面，一种用于处理通信信号的方法包括：

使用代价函数，将2×2MIMO预编码系统中信道状态信息上的变化第一量化到第一码书上，所述第一码书包括一个或多个酉矩阵；