[发明专利]无线通信系统中的多用户多输入多输出反馈和发送

说明书

本申请是申请日为2008年05月29日、申请号为200880018336.3、发明名称为“无线通信系统中的多用户多输入多输出反馈和发送”的发明专利申请的分案申请

技术领域

本发明涉及在无线通信系统中用于多用户(MU)多输入多输出(MIMO)的反馈和发送方案的方法。本发明的方法提供用于以多用户MIMO配置操作基站的过程。本发明还提供根据本发明的反馈和发送方案工作的基站。

背景技术

多天线通信系统通常被称为多输入多输出(MIMO)系统，在无线通信系统中广泛地与正交频分复用(OFDM)技术组合使用以提高系统性能。

MIMO系统使用多个发送天线和多个接收天线以提高无线通信信道的容量和可靠性。因此，发送器能够在相同的频带中同时发送独立的数据流。MIMO技术通过在由于多天线而产生的空间域中采用附加的自由度来提高无线通信系统的谱效率。MIMO系统保证容量随着K线性增加，其中K是发送天线的数量(M)和接收天线的数量(N)的最小值，即，K=min(M,N)。在4×4MIMO系统的简化示例中，从四个发送天线单独发送四个不同的数据流。在四个接收天线处接收发送的信号。对接收到的信号执行一些形式的空间信号处理以便恢复四个数据流。空间信号处理的示例是V-BLAST，其使用连续干扰消除原理来恢复发送的数据流。MIMO方案的其它变形包括在发送天线之间执行某种时空编码的方案(例如，D-BLAST)以及诸如空分多址(SDMA)的波束形成方案。

单用户MIMO PARC方案的缺点之一是各个流的每一个都需要多信道质量指示符(CQI)估计。这导致过多的信令开销，从而导致系统效率低下。在多用户MIMO方法的情况下，每个用户可以利用仅仅一个CQI反馈来实现PARC方案。在这种情况下，每个用户报告通过使用例如最小均方差(MMSE)算法确定的最佳CQI以及MIMO流标识。但是，多用户MIMO要求大量用户存在于该系统中，以使得当它体验最佳的信道质量时可以选择每个用户用于发送。但是，当系统中用户的数目较小时，很少会发现用户处于它们的最高信道状态，因而降低了多用户MIMO方案的性能。换句话说，在多用户MIMO方案的固定配置中，多用户MIMO系统的性能将随着用户的减少而降低。因此，必须提供一种与小区中的用户数无关地提高MIMO系统的性能的MIMO方案。

发明内容

在本发明中，提供一种以多用户多输入多输出(MU-MIMO)配置操作基站的方法。

本发明的目的之一是提供一种在MIMO系统中的反馈和发送方法，即使当少量用户存在时也提高MIMO系统的性能。

根据本发明的一方面，提供一种在无线通信系统中用于反馈和发送的方法。该方法包括步骤：在基站处选择子集码本和完整码本中的一个，其中所选的码本具有至少一个代表码字的空间码字矢量；将所选的码本从该基站广播给至少一个用户设备；在该用户设备处计算该空间码字矢量的信道质量指示符；将反馈信号从该用户设备发送到该基站，其中该反馈信号包括该空间码字矢量的信道质量指示符的信息和该用户设备的优选预编码器；在该基站处将第一空间码字矢量分配给该用户设备；以及将用户设备的优选预编码器和数据发送到该用户设备。

该方法还可以包括步骤：在该用户设备处选择计算的信道质量指示符当中的最大信道质量指示符。包括在该反馈信号中的信道质量指示符的信息包括该最大信道质量指示符。该分配的第一空间码字矢量对应于该用户设备的最大信道质量指示符。该方法还可以包括步骤：经由该用户设备向该基站报告优选的空间码字矢量。该优选的空间码字矢量对应于最大信道质量指示符。

所述选择子集码本和完整码本中的一个的步骤可以包括步骤：估计业务负载；如果估计出为高业务负载，则选择子集码本；以及如果估计出为低业务负载，则选择完整码本。

所述选择子集码本和完整码本中的一个的步骤可以被半静态地操作。

如果选择子集码本，则该方法还可以包括步骤：产生多个子集码本；以及经由基站从该多个子集码本中选择一个子集码本。

该基站可以具有至少一个第一天线。所选择的码本的尺寸等于或小于第一天线的数目。

该反馈信号可以包括信道质量指示符间隙(gap)的索引、预编码矢量索引、等级(rank)和层索引、层索引、第一减小层索引、累加的信道质量指示符间隙的索引、第二减小层索引或它们的组合。