[发明专利]利用有限前馈信道进行波束形成的设备和方法

权利要求书

1.一种用于多输入多输出(MIMO)无线通信系统中的基站的设备， 所述设备包括：

第一计算器，用于使用空间多接入用户终端的下行链路信道矩阵的信息 来重复计算用户终端的下行链路波束形成向量，以计算用户终端的最佳波束 形成向量；

量化器，用于量化所述下行链路波束形成向量，以发送所述下行链路波 束形成向量的信息；

控制信道发射器，通过控制信道将量化的下行链路波束形成向量前馈给 用户终端；

第二计算器，考虑由于量化引起的误差来计算用户终端的最终下行链路 波束形成向量；和

波束形成发射器，对根据最终下行链路波束形成向量而波束形成的用户 终端的TX信号进行求和，并通过多个TX天线发送已求和的TX信号。

2.如权利要求1所述的设备，其中第一计算器将通过对空间多接入用 户终端的下行链路信道矩阵执行奇异值分解获得的主要的左奇异向量设置 为用户终端的初始下行链路合并向量；和

重复计算下行链路波束形成向量和下行链路合并向量以计算用户终端 的最佳下行链路波束形成向量，所述下行链路波束形成向量和所述下行链路 合并向量通过对使用初始下行链路合并向量计算的等价信道矩阵执行奇异 值分解而获得。

3.如权利要求2所述的设备，其中当在每个重复过程中将要计算第k 用户终端的下行链路波束形成向量时，所述第一计算器按照用户终端索引的 升序方式依次相乘所有在空间多接入用户终端中除了第k用户终端外的每个 剩余用户终端的下行链路信道矩阵和合并向量的厄密共轭矩阵的乘积的转 置矩阵；计算所述转置矩阵乘积的转置矩阵，以计算第k用户终端的等价信 道矩阵；

更新右奇异向量作为第k用户终端的下行链路波束形成向量，该右奇异 向量通过对第k用户终端的等价信道矩阵执行奇异值分解而获得；并更新第 k用户终端的下行链路波束形成向量和下行链路信道矩阵的乘积作为第k用 户终端的下行链路合并向量；和

确定第k用户终端的下行链路波束形成向量是否已经被最优化；和

所述第二计算器使用所述量化的下行链路波束形成向量来计算用户终 端的最终下行链路合并向量；使用所述下行链路合并向量计算用户终端的等 价信道矩阵；和对用户终端的等价信道矩阵执行奇异值分解来计算用户终端 的最终下行链路波束形成向量。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述第一计算器将主要的左奇异向 量设置为用户终端的初始下行链路合并向量，该主要的左奇异向量通过对所 述空间多接入用户终端的所述信道矩阵执行奇异值分解获得；和

重复计算下行链路波束形成向量和下行链路合并向量以计算用户终端 的最佳下行链路波束形成向量，所述下行链路波束形成向量和所述下行链路 合并向量使用利用所述初始下行链路合并向量计算的有效信道矩阵来获得。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述第一计算器按照用户终端索引 的升序方式依次相乘所有每个空间多接入用户终端的下行链路信道矩阵和 下行链路合并向量的厄密共轭矩阵的乘积的转置矩阵；计算所述转置矩阵乘 积的转置矩阵以计算有效信道矩阵；

当将要计算第k用户终端的所述下行链路波束形成向量时，更新通过用 所述有效信道矩阵的伪逆矩阵的第k列的绝对值除所述有效信道矩阵的伪逆 矩阵的第k列来获得的向量、作为第k用户终端的下行链路波束形成向量， 并更新第k用户终端的下行链路波束形成向量和下行链路信道矩阵的乘积作 为第k用户终端的下行链路合并向量；和

确定第k用户终端的下行链路波束形成向量是否已经被最优化；和

所述第二计算器使用已量化的下行链路波束形成向量计算用户终端的 最终下行链路合并向量；使用所述下行链路合并向量计算有效信道矩阵；并 使用所述有效信道矩阵计算用户终端的最终下行链路波束形成向量。