[发明专利]一种预编码的实现方法、装置及MIMO系统

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种预编码的实现方法、装置及MIMO系统。

背景技术

在长期演进系统(LTE：Long Term Evolution)中，反映下行物理信道状态的信道状态信息(Channel State Information，CSI)有三种形式：信道质量指示(Channels quality indication，CQI)、预编码矩阵指示(Pre-coding Matrix Indicator，PMI)、秩指示(Rank Indicator，RI)。

CQI为衡量下行信道质量好坏的一个指标。在36-213协议中CQI用0～15的整数值来表示，分别代表了不同的CQI等级，不同CQI对应着各自的调制方式和编码码率(MCS)，共分16种情况，可以采用4比特信息来表示。

PMI是指仅在闭环空间复用这种发射模式下，用户设备(UE：User Equipment)根据测得的信道质量告诉基站eNB应使用什么样的预编码矩阵来给发给该UE信息的物理下行共享信道PDSCH进行预编码。PMI的反馈粒度可以是整个带宽反馈一个PMI，也可以根据子带宽来反馈PMI。

RI用于描述空间独立信道的个数，对应信道响应矩阵的秩。在开环空间复用和闭环空间复用模式下，需要UE反馈RI信息，其他模式下不需要反馈RI信息。信道矩阵的秩和层数对应。

矩阵的秩可能有两种确定方法，一种是基于单用户(SU)的最大容量准则确定的信道的秩，主要用于单用户多输入多输出(MIMO：Multiple Input Multiple Output)；另一种是根据特征值的相对值来确定RI的大小。事实上，还有其它方法来确定秩，具体方法取决于具体使用场景。

作为LTE的演进标准的高级长期演进系统(LTE-A：Long Term Evolution Advanced)需要支持更大的系统带宽(最高可达100MHz)，并且需要提高平均频谱效率和小区边缘用户的频谱效率，为此，LTE-A系统引入了很多新技术：(1)下行的高阶MIMO，LTE系统下行最多支持4天线传输，而高阶MIMO的引入使得LTE-A系统下行最多支持8天线的传输，则信道状态矩阵的维数增加；(2)协作多点传输(CoMP：Coordinated multiple point transmission)，该技术就是利用多个小区发射天线的协作传输，那么UE可能需要反馈多个小区的信道状态信息。

在发送端(eNB)使用多根天线，我们可以采取空间复用的方式来提高传输速率，即在发送端相同的时频资源上的不同天线位置发射不同的数据，在接收端(UE)也使用多根天线，我们可以在单用户的情况下将所有天线的资源都分配给同一用户，这传输形式叫做SU-MIMO(单用户MIMO)，另外我们亦可在多用户的情况下将不同天线空间的资源分配给不同用户，这传输形式叫做MU-MIMO(多用户MIMO)。

MU-MIMO的预编码的方法分为两大类，一类是线性预编码的方法，另一类是非线性预编码的方法。

所谓线性编码，不同用户的数据通过预编码权值加权之后相加，即不同用户数据通过线性组合实现了空间复用。而非线性编码是没有所述的线性关系。线性预编码方法具有很多具体的方法，例如用户酉速率控制(PU2RC)、迫零(ZF)波束赋形、最小均方误差(MMSE)、块对角化(BD)、最优化信漏比(SLNR)等众所周知的预编码方法。

设u_k∈C^N×1为第k个用户发送的数据，则使用线性预编码的方法就是对用户数据乘以一个预编码矩阵得到W_ku_k，从而使得发送的数据位所有用户数据经过相应预编码之后的叠加：因此对于第k个用户来说，其接收到得数据就为