[发明专利]无线大量MIMO系统中大尺度衰落系数估计方法及行动台

说明书

本发明提出具有大规模MIM0基站利用信道硬化效应以及可用大空间样本，在没有SSFC的帮助而估计LSFC的有效算法。LSFC估计具有低计算复杂度以及需要相对小训练冗余的特性。在UL方向，MS向服务BS传送彼此正交的UL导频，以估计LSFC。在DL方向，BS传送或者导频信号或者数据信号，给已经建立时间和频率同步的MS。当BS天线的数量趋向无限大时，本发明所提出的UL以及DL LSFC估计量为无偏(unbiased)以及渐进(asymptotically)最优(optimal)。

相关申请的交叉引用

本申请依据35U.S.C.§119要求2013年11月14日递交的，申请号为 61/904,076标题为“无线大规模MIMO系统中LSFC估计(Large-Scale Fading Coefficient Estimationin Wireless Massive MIMO Systems)”，US临时申请的优先权，上述申请的标的在此合并作为参考。

技术领域

本发明揭露的实施例一般有关于无线网络系统，更具体地，有关于用于无线大规模(massive)多用户多入多出(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output， MU-MIMO)系统的大尺度衰落系数(Large-Scale Fading Coefficient，LSFC)估计(estimation)。

背景技术

蜂窝式移动通信网络中，每一服务基站(Base Station，BS)配置有一个M 天线阵列(M-antenna array)，如果M远大于1(M>>1)以及M>>K，其中K 为在其服务区域内被激活用户天线的数量，则称作大尺度(large-scale)MIMO 系统，或者大规模(massive)MIMO系统，所述领域所熟知，这里大规模MIMO 表示具有大规模天线阵列的MIMO，所以具有大规模MIMO基站表示具有大规模天线阵列的基站。相比当前蜂窝系统提供的传输率，具有增强可靠性以及大幅提高的功效的大规模MIMO系统具有获得更高传输率的可能。其利用了所谓的信道硬化(channel-hardening)效应的优势，其中暗示出(implies)信道硬化透过不同用户趋向相互正交以及频率独立而看到信道矢量(channel vector)。所以，线性接收器在UL中几乎为最优(optimal)，以及简化多用户预编码 (pre-coder)足以保证满足DL效能。

为了达到这样的效能，需要信道状态信息(Channel State Information，CSI) 用于各种链路自适应应用，例如预编码(precoder)、调制以及编码方案 (Modulation AndCoding Scheme，MCS)的选择。一般CSI包含大尺度衰落系数(Large-Scale FadingCoefficient，LSFC)以及小尺度衰落系数(Small-Scale Fading Coefficient，SSFC)。LSFC综合了路径损耗(pathloss)和遮蔽(shadowing) 效应(effect)，平均接收信号强度(Received-Signal-Strength,RSS)成正比以及用于功率控制、位置估计、切换(handover)协议以及其他应用。SSFC，另一方面体现了接收信号的快速幅度波动(fluctuation)。而所有现存MIMO信道估计集中在SSFC的估计，或者忽略LSFC，或者假设完美知道LSFC。期望分别知道SSFC以及LSFC。这是因为LSFC不可能只用于前述应用，但是也用于SSFC 的精确估计(accurate estimation)。

LSFC为长期(statistics)统计，长期统计的估计通常比SSFC估计更为耗时。传统的MIMO CSI估计通常假设完美的LSFC信息以及只处理SSFC。对于共址(co-located)MIMO系统，假设对应LSFC在所有空间子信道之间相同是合理的，以及SSFC估计有时候可以没有LSFC信息而被获得。这样的假设在多个用户MIMO系统中不再有效，其中用户-BS距离在大距离内分布以及SSFC 不能未知LSFC的情况下而被获得。