[发明专利]MIMO信道环回

说明书

背景技术

本发明一般涉及提供无线系统中的信道反馈，并且更具体地说，涉及提供正交频分复用(OFDM)多输入多输出(MIMO)无线系统中的信道反馈。

无线通信系统越来越多地寻求改进信号质量和/或增大数据率的方式。一个解决方案在传送器使用多个天线来实现多输入单输出(MlSO)操作。视传送天线的相对位置而定，多个传送天线可以不同方式使用。如果传送天线紧密间隔，例如，间隔大约一个波长或更少，则它们能够在阵列中用于形成定向波束。另一方面，如果传送天线更宽地间隔，例如，在不同站点上，则它们能够用于提供非相干或相干宏分集。在非相干宏分集中，传送器不进行确保信号同相到达远程接收器的尝试。相反，信号在接收器非相干相加以便以有利方式更改衰落的统计。在相干宏分集中，多个固定站协作将信号传送到同时使用频谱的相同区的多个移动台，协作使得预期用于给定移动台的信号在该移动台从多个站点相干相加，并且还可布置成在其它移动台抵消。宽间隔的传送器使用相干宏分集来促使其信号在特定移动台相干相加时，传送器及其相应天线参与“云形成”而不是“波束形成”，因为信号在其内相长相加的空间的区在大小上是波长的一部分。

对本申请人的通过引用结合于本文中的美国专利6996380描述了一个示范相干宏分集系统。'380专利公开在时间域中或在频率域中能够如何制定发明性相干宏分集系统。任一制定均促使每个移动台在跨它接收其预期信号的频率区的每个标定频率接收干扰抵消的和分集增强的信号。

为实现通过多个传送天线所能够实现的信号质量和/或数据率改进，传送器要求从每个传送天线到每个接收天线的传播信道特性的一些知识。传播信道特性可通过以频率变量                                               表示的频率响应函数或通过由延迟算子“z”的幂中多项式表示的脉冲响应来描述。

数字编码反馈表示从移动台提供下行链路信道反馈到基站的一种方法。在数字编码反馈中，由移动台估计并表示为二进制值的集合的信道状态信息以数字方式编码并与其它上行链路数据复用、编码和交织，以及作为上行链路消息被传送到网络。通过将反馈编码，信道状态信息最终跨多个副载波而分布。网络接收所述消息，并将它解交织和解码。数字编码反馈有关的问题是在信道更改迅速的情况中，信道状态信息由于太迟到达而没有任何用处。

在当前技术中提供更及时的反馈要求高速采集和传送大量信道反馈。当前研究正在尝试制订各种策略以压缩此大量的数据，以便以适当的数据率实现及时的信道反馈。然而，压缩算法可太粗地量化信道数据，或者在当前技术状态可要求过量的处理。

对本申请人的美国专利6996375和对本申请人等人的美国专利7197282描述了用于提供有关下行链路信道特性的更及时信息的备选方法，这两个专利均通过引用结合于本文中。由固定基站协作传送的网络传送包括要由每个移动台使用的已知导频符号序列。对于当前在开发中的称为LTE的蜂窝系统，导频序列对于每个网络传送天线是独特的。根据'282专利，移动台将复合信号完全如接收般环回到网络。环回的信号随后在网络中与网络从每个天线传送的的对网络已知的信号相关，由此确定从每个网络传送天线到提供环回信号的每个移动台的传播信道特性。随后，从接收信号减去已知信号的正确量，以便它不干扰数据解码。

对本申请人的通过引用结合于本文中的美国专利7224942还示出在网络天线传送的导频序列的数量等于提供环回的移动台的数量、并且该数量小于网络传送天线的数量时，可获得不完整的信道信息。'942专利通过促使基站也协作传送伪导频信号来校正此缺陷，如果信道知识正确，则伪导频信号构建为在移动台抵消。任何残余的未抵消分量识别下行链路信道估计中的任何错误，并因此使得能够校正下行链路信道估计。

在更近的发展中，移动台也可拥有多个接收天线，这形成多输入多输出(MIMO)系统。在传送器和接收器均使用多个天线通过无线信道进行通信时，可能将信道分解成称为本征模的多个解耦合信道，这些信道随后可各自携带单独的数据流，从而增大总数据率。MIMO传送要求从l个传送天线的每个天线到m个接收天线的每个天线的全部传播信道矩阵的知识。在时间域制定（formulation）中，每个矩阵元素是带有复系数的延迟算子z中的多项式。在频率域制定中，对每个子频率信道存在矩阵，但矩阵的元素是多个单一复数。从一个矩阵表示转换到另一个矩阵表示是相对直接的。