[发明专利]用于多小区MIMO的信道状态反馈

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统，更具体地涉及其中具有小区间传输的协作性的多小区多输入多输出（multiple-input multiple-output，MIMO）系统，例如符合3GPP长期演进（LTE）、3GPP LTE-A、IEEE802.16和802.11标准组的系统。

背景技术

无线通信系统是众所周知的，其中基站（BS）与该基站（BS）范围内的用户设备（UE）（也被称为用户或移动站）进行通信。

由一个或多个基站覆盖的地理区域一般被称为小区，且通常在适当的位置设置许多BS，从而形成与邻近和/或重叠的小区或多或少无缝地覆盖广阔地理区域的网络。（在本说明书中，术语“系统”和“网络”同义地使用）。每个BS将其可用带宽即频率和时间资源划分为针对用户设备的各个资源分配。一直需要提升此类系统的性能并改善资源利用效率，从而容纳更多的用户、更多的数据密集型服务和/或更高的数据传输速率。

OFDM（正交频分复用）是在无线通信系统中发送数据的已知技术。基于OFDM的通信方案划分数据符号，从而在大量子载波中进行传输，此为术语频分复用。通过调整其相、振幅或相及振幅，数据被调制到子载波上。名称“正交频分复用”的“正交”部分指的是如下事实：子载波在频域中的间隔被特别地选择，以使得与其他子载波在数学意义上正交。换句话说，它们被沿频率轴布置，以使得允许相邻子载波的边带重叠，但仍然可以被无子载波间干扰地接收到。在数学意义上，每个子载波的正弦波形被称为线性信道的特征函数，其中每个正弦曲线的峰值与每隔一个的正弦曲线的空值（null）一致。这可以通过将子载波间隔设为符号周期的倒数的倍数来实现。

当单独的子载波或子载波组被分配给不同的用户设备时，其结果即是被称为OFDMA（正交频分多址接入）的多路接入系统（multi-access system）。本领域中使用的术语OFDM通常意在包括OFDMA。因此，为了当前说明的目的，认为这两个术语可互换。通过为小区中的每个用户设备分配不同的频率/时间资源，OFDMA基本上可以避免在给定小区内的用户设备之间的干扰。

在例如LTE的无线通信系统中，用于下行链路上的传输的数据被组织在OFDMA帧中，每个OFDMA帧都被划分为多个子帧。各种帧类型是有可能的且例如在FDD和TDD之间不同。

同时，在上行链路上，由于ODMA的相对不利的PAPR（peak-to-average-power ratio，峰均功率比）特性，称为SC-FDMA（Single Carrier Frequency Division Multiple Access，单载波频分多址接入）的替代方案被用在LTE中，其允许上行链路范围和UE放大器成本之间的良好平衡。在SC-FDMA信号中，每个用于传输的子载波均包含所有被传送的符号的信息，而OFDMA信号的各个子载波仅携带关于特定符号的信息。

由于其频谱效率增益、空间分集增益和天线增益，被称为MIMO（MIMO代表多输入多输出）技术已用在包括LTE的若干商用无线系统中。这种类型的方案在发射机和/或接收机处（通常在二者处）采用多个天线以提高发射机和接收机之间可用的数据容量。通常情况下，这被用于实现一个或多个BS和该BS服务的UE之间的增强的数据容量。

举例来说，2×2MIMO配置包含发射机处的两个天线和接收机处的两个天线。同样地，4×4MIMO配置包含发射机处的四个天线和接收机处的四个天线。发射机和接收机不必采用相同数量的天线。通常情况下，由于功率、成本和尺寸限制方面的差异，无线通信系统中的BS与UE（例如移动手机）相比配备更多的天线。

术语“信道”用来描述发射机和接收机之间的无线链路的频率（或等同地是时间延迟）响应。所谓的MIMO信道（或“信道”）包含所有的子载波（参见以上关于子载波的讨论），并覆盖传输的整个带宽。MIMO信道包含许多单独的无线链路。这些可以分别称为单输入单输出（single-input single-output，SISO）信道（也被称为子信道）的单独的无线链路的数量为N_r×N_T，其中N_T是发射机处的天线数量，N_r是接收机处的天线数量。例如，3x2MIMO配置包含6个链路，因此其具有6个SISO信道。