[发明专利]统一闭环SU/MU-MIMO信令和密码簿设计

说明书

技术领域

本发明总地涉及无线通信，更具体地涉及在包含单用户MIMO用户站和 多用户MIMO用户站的系统中实现闭环MIMO的技术。

发明背景

正在研发允许单用户MIMO用户站和多用户MIMO用户站两者工作在共 同网域内的无线通信系统。需要支持这类系统有效工作的技术。

附图简述

图1是示出根据本发明一个实施例的使用闭环MIMO的示例性SU-MIMO 无线通信配置的框图；

图2是示出根据本发明一个实施例的使用闭环MIMO的示例性 MU-MIMO无线通信配置的框图；

图3是示出根据本发明一个实施例的用于产生多分辨率密码簿的示例方 法的流程图；

图4和图5是示出根据本发明一个实施例的从用于MU-MIMO用户站的 细粒度密码簿产生用于SU-MIMO用户站的粗粒度密码簿的示例方法的部分流 程图；

图6是示出根据本发明另一实施例的用于产生多分辨率密码簿的示例方 法的流程图；

图7是示出根据本发明一个实施例的将粗粒度密码簿的M个码字和N-M 个随机产生的矢量用作初始码字来产生细粒度密码簿的示例方法的流程图；

图8是示出根据本发明一个实施例的用跟踪密码簿来更新信道相关信息 的示例方法的流程图；

图9是示出根据本发明一个实施例的可用来寻找具有近乎正交的波束成 形矢量的用户站的示例方法的流程图；

图10示出根据本发明一个实施例的在半径为r和高度为h的球顶(cap) 上包含单位矢量的跟踪密码簿的示图。

详细说明

在下面的详细说明中，参照以示例方式示出可实践本发明的具体实施例的 附图。足够详细地对这些实施例予以说明以使本领域内技术人员实现本发明。 要注意本发明的各个实施例即便不同也不一定是相互排斥的。例如，本文中结 合一个实施例描述的具体特征、结构或特性可在其它实施例中实现而不背离本 发明的精神和范围。另外，要理解可改变每个披露的实施例中的各元素的位置 或配置而不背离本发明的精神和范围。因此，下面的详细说明没有限定的意思， 并且本发明的范围仅由被适当解释的所附权利要求书以及包括权利要求书所 给予的等效物的全部范围来限定。在附图中，相同附图标记在若干附图中表示 相同或相似的功能。

多输入多输出(MIMO)是一种无线通信技术，其中发射设备和接收设备两 者均利用多个天线来支持这些设备之间的无线通信链路(即MIMO信道)。 MIMO可实现为开环或闭环技术。在开环MIMO中，发送设备在数据被送至 接收设备前未曾获悉MIMO信道的当前状态。另一方面，在闭环MIMO中， 发送设备获得关于MIMO信道的信息并在发送前使用该信息对数据进行预编 码以使数据适应于信道。可通过发送设备获得的该信息可包括一个或多个波束 成形矢量(例如奇异矢量等)，这使发送设备适当地控制通过MIMO信道传输的 信号。

在一种可行方法中，发送设备获得信道相关信息作为来自接收设备的反 馈。即，发送设备可首先将信道探测信号发送给接收设备，这允许接收设备估 计下行链路信道以产生信道矩阵。接收设备随后处理该信道矩阵以产生供发送 设备使用的波束成形信息(例如一个或多个波束成形矢量)。接收设备可使用例 如矩阵分解技术(例如奇异值分解(SVD)等)以产生波束成形信息。波束成形信 息随后可反馈回到发送设备以用于预编码后续发送信号。在诸如正交频分多路 复用(OFDM)系统的多载波系统中，可反馈多个波束成形矢量以支持系统的多 个副载波。

如所能理解的那样，在闭环MIMO配置中反馈的信息量可能非常大。这 种反馈信息表示底层系统中的开销，这对系统可达到的总数据吞吐量具有直接 影响。可用来限制闭环MIMO系统中的反馈量的一种技术是矢量量化。矢量 量化定义作为系统中反馈的有限数量的矢量(例如密码簿)。密码簿中的每个矢 量具有与之相关联的索引号以用于标识该矢量。当接收设备已产生要反馈给发 送设备的波束成形矢量时，它可首先确定密码簿中的哪个矢量(或码字)最近似 于实际波束成形矢量。所选矢量的索引随后被反馈给发送设备。发送设备获悉 与反馈索引相关联的密码簿矢量并使用该矢量进行发送预编码。索引尺寸上显 著小于原始波束成形矢量并因此显著减少要反馈的信息量。也可使用矩阵量 化。