[发明专利]一种信道矩阵反馈方法、获取方法、移动站和通信站

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)系统中信道矩阵反馈的方法、获取方法、移动站和通信站。

背景技术

MIMO系统在通信站和移动站均采用多根天线单元，运用先进的天线传输和信号处理技术，在不增加带宽和发射功率的情况下，成倍地提高无线通信的质量与数据传输速率。

根据构成MIMO的通信站和移动站数目不同，MIMO系统有不同的分类，分别为：SU-MIMO(Single-User MIMO，单用户MIMO)，它由一个通信站和一个移动站构成；MU-MIMO(Multiple-User MIMO，多用户MIMO)，它由一个通信站和多个移动站构成；SU-COMP(Single-User Cooperative Multi-Point Transmission，单用户多点协作传输)，它由多个通信站和一个移动站构成，MU-COMP(Multiple-User Cooperative Multi-Point Transmission，多用户多点协作传输)，它由多个通信站和多个移动站构成。在这些MIMO系统中，每根发送天线到每根接收天线间都有一个信道，把它们写成矩阵形式，就叫信道矩阵。比如，对于一个N_Tx根发送天线，N_Rx根接收天线的MIMO系统，其信道矩阵是一个N_Rx×N_Tx的复数矩阵H。其中，H中的元素h_i,j表示第j根发送天线到第i根接收送天线间的信道系数，i＝1…N_Rx,j＝1…N_Tx。这里的发送天线可以位于不同的通信站，接收天线可以位于不同的移动站。例如，一个MIMO系统有M个通信站和N个移动站，第m个通信站的发送天线数目为N_Tx,m根，第n个移动站有N_Rx,n根接收天线，m＝1,…,M，n＝1,…,N，第m个通信站每根天线到第n个移动站每根接收天线的信道矩阵表示为H_n,m，它是一个N_Rx,n×N_Tx,m的矩阵。那么，整个MIMO系统的信道矩阵H可以写成分块矩阵的形式，即

在通信过程中，如果通信站知道它到移动站的信道矩阵，将可提高通信系统的性能。对于SU-MIMO可以利用信道矩阵的右奇异矢量对发送的数据做预处理，将数据流朝最有利于移动站接收的“方向”发送，从而减小数据流间的干扰。对于MU-MIMO，可以利用信道矩阵的伪逆对发送的数据进行均衡处理，从而可以减小发送给每个移动站间的数据流间的干扰。对于COMP，可以利用信道信息，计算每个通信站的相位旋转矩阵，让发送给每个移动站的数据流能相干合并，从而可以增强了链路的稳定性。虽然通信站知道信道矩阵信息能提高系统的性能，但一般来说，通信站并没有信道矩阵的信息。通信站要获得信道矩阵信息，需要移动站反馈给通信站。

现有技术中，一般只反馈SU-MIMO的右奇异矢量矩阵或者它的量化值，该方法将SU-MIMO信道空间右奇异矢量矩阵进行量化，形成一个码本集合。移动站根据信道矩阵信息，选择一个跟当前信道矩阵最匹配的码本对应的索引，即PMI(Precoding Matrix Index，预编码矩阵索引)，并将该PMI反馈给通信站。通信站根据反馈的该PMI，在码本集合中找到对应的码本，并用该码本对信号进行预处理后发送给移动站。这种预处理对于SU-MIMO有比较大的增益。但对于MU-MIMO、SU-COMP、MU-COMP来说，仅根据每个移动站独立反馈的PMI对应的码本对发送信号进行预处理，增益并不明显，因为对于通信站m,m＝1,…,M来说，获得的都是部分信道信息，即H_n,m,n＝1,…,N的右奇异矢量，并不是完整的信道矩阵H。需要知道每个通信站到每个移动站的信道矩阵H，才能进一步提高系统的整个性能。也有通过模拟反馈直接反馈信道矩阵H的方法，但反馈量非常大，会占用很多无线资源。

发明内容

本发明提供一种信道矩阵反馈的方法、获取方法、移动站和通信站，用于解决目前信道矩阵反馈不完整或者反馈量大的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种信道矩阵反馈方法，应用于包括通信站和移动站的无线通信系统，包括：