[发明专利]一种多天线中继系统中的信息估计与反馈方法

说明书

技术领域

本发明属于多用户多天线中继系统中的预编码传输方法领域，具体来说，涉及一种多天线中继系统中的信息估计与反馈方法。

背景技术

中继技术被认为可以有效解决传统无线蜂窝通信系统的边缘小区性能的技术。同时，应用多输入多输出(多输入多输出在文中简称：MIMO)技术可以提高无线通信系统的容量。结合中继技术与MIMO技术，可以充分利用这两项技术的优势，同时提高蜂窝小区的边缘速率，增加蜂窝网络的覆盖范围。

然而，MIMO技术能够最大限度地提高系统容量需要得到完美信道信息。而在实际的无线通信系统，特别是在频分双工（FDD）系统中，无论是接收端还是发送端都很难得到完美信道信息。接收端用信道估计方法得到信道的估计值，然后用通过反馈信道将估计的信道信息反馈给发送端。在实际系统中，发送端发送正交导频信号，接收端根据接收到的导频信号，运用最小均方误差（MMSE）或线性最小均方误差（LMMSE）等方法来估计出信道信息。另外，实际系统中为了减少反馈量，接收端通常采用有限反馈方法将信道信息估计值反馈给发送端，即接收端将估计的信道信息进行量化，然后将量化后的信息通过有限的比特反馈给发送端，最后发送端根据反馈信息恢复出估计信道信息的量化值。

在实际无线通信系统中，通常采用信道估计和有限反馈技术得到信道信息，从而带来信道估计误差与量化误差，并会对无线中继系统性能产生影响，降低中继系统的容量。因此，我们需要评估同时存在信道估计误差与量化误差时，对系统造成的速率损失，并据此设计有限反馈策略，以获得可控的速率损失。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种多天线中继系统中基于信道估计和有限反馈的传输方法，以扩大蜂窝小区的覆盖范围，并获得可控的速率损失。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种多天线中继系统中的信息估计与反馈方法，该方法包括以下步骤：

步骤1）基站有M根天线，中继有N根天线，用户为单天线，共有K个用户，基站至中继的完美信道信息矩阵为H，中继至用户k的完美信道向量为g_k，其中，M≥N=K，1≤k≤K；M、N、K和k均为正整数；

步骤2）中继通过基站发送的N×β₁M个正交导频信号，估计基站至中继的信道，得到基站至中继的估计信道矩阵第k个用户通过中继发送的β₂N个正交导频信号，估计中继至第k个用户的信道，得到中继至第k个用户的估计信道向量其中，β₁表示H所对应的每根天线进行信道估计时所采用的导频符号数目，β₂表示g_k所对应的每根天线进行信道估计时所采用的导频符号数目,继和用户根据信道估计时所采用的导频数目、基站与中继的功率、速率损失阈值，以及基站与中继天线数目，依据式（1）和式（2）测算出中继进行信道量化所需的比特数B₁与用户进行信道量化所需的比特数B₂：