[发明专利]具有分布式信道估计和预编码的MIMO传输系统

说明书

优先权信息

本美国非临时专利申请根据35U.S.C.§119要求2010年6月11日提交的美国临时专利申请no.61/353,922的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

背景技术

多输入多输出(MIMO)系统代表了无线通信的进步。MIMO系统在无线链路的发送端和接收端处采用一个或多个(例如，复数个)天线以提高数据传输速率，同时保持无线电带宽和功率恒定。

MIMO发射机使用多个服务天线通过将外出信号解复用成多个子信号并且从分离的天线发送这些子信号来发送外出信号。MIMO利用多个信号传播路径来增加吞吐量、减少误比特率并且降低传输功率。

图1图示了具有传统集中式架构的多用户多输入多输出(MIMO)无线系统。

参考图1，基站100包括多个服务天线120(即，天线120-1至120-M)、一个中央信道估计单元130、以及一个中央预编码单元140。例如，传统系统中的服务天线120的数目通常是4或8。在中央预编码单元140已经对要发送的数据进行了预编码之后(如以下进一步描述的)，基站100使用多个天线120通过将外出信号解复用成多个子信号并且将这些子信号从分离的服务天线发送到多个独立操作的终端110(即，终端110-1至终端110-K)来发送包括预编码数据的外出信号。多个终端110装备有一个或多个天线。为了清楚，假定所有的终端110都仅装备有单个天线。

传统技术中的信道估计的典型方法是线性回归估计器，并且在传统技术中的预编码的典型方法是经由伪逆(pseudo-inverse)的迫零(ZF)，以下将进一步对其进行解释。

中央信道估计单元130对在多个终端110和多个天线120之间的通信信道进行估计。例如，中央估计单元130可以从多个终端110接收导频序列，并且基于该接收到的导频序列来估计信道条件。例如，h_ij可以指在多个终端110中的第i个终端与多个服务天线120中的第j个天线之间的信道系数，其中，第i个指终端110中的任何一个，并且第j个指天线120中的任何一个。即，使由第i个终端发送到第j个天线的信号乘以信道系数h_ij。类似地，根据互逆性，使由第j个天线发送到第i个终端的信号乘以信道系数h_ij。用于第j个天线的信道估计向量可以通过下式来表示：

等式1：hj=h1j...kKj]]>

多个服务天线120和多个终端110之间的信道估计可以通过以下矩阵来表示：

等式2：H＝[h₁ h₂…h_M]

矩阵H是通过相应天线的信道向量形成的K乘M的信道矩阵。在导频传输阶段，终端110-1至终端110-K发送导频序列其中每个导频序列是列向量。有利的是，不同的导频序列基本上相互正交。例如，多个服务天线120的第j个天线接收下面的导频序列向量：

等式3：

参考图1，中央信道估计单元130收集所有向量y_j，其中j＝1，...，M，并且形成下述矩阵：

等式4：Y＝[y₁…y_M]

然后，中央信道估计单元130如下计算对信道矩阵H的估计：等式5：

上标“T”指转置和共轭，并且c是常数。在一些实施方式中，诸如最小均方估计，对K个信道估计中的每一个应用不同的常数。