[发明专利]频分双工多输入输出无线网络中信道状态信息的获取方法

说明书

本发明提供了用于BS在FDD无线网络中获取DL CSI的方法和电路，包括：在第一和第二FDD装置中切换正常的发射和接收频率；使用UL导频信号以基于空中信道的互易性估计所述DL CSI。

本案是申请日为2014年12月20日、申请号为201480069052.2、发明名称为“频分双工多输入输出无线网络中信道状态信息的获取方法”的发明专利申请的分案申请。

本申请要求美国临时专利申请No.61/919,032的权益，美国临时专利申请No.61/919,613提交于2013年12月20日。

技术领域

本申请涉及获取无线网络中的信道状态信息(Channel State Information，CSI)的方法以及实施该方法的装置和系统，更具体地，涉及使用多天线获取频分双工(Frequency-Division Dupl exing，FDD)无线网络中用于波束成形或联合传输的CSI的方法和有关装置和系统。

背景技术

大规模多输入多输出多用户波束成形(Massive Multiple-Input Multiple-Output Multi-User beamforming，MM-MUBF)通过空间复用提供了将频谱效率和吞吐量显著增加许多倍的可能性，使得提供线性容量增长而无需增加频谱宽度。但是，当射频(radiofrequency,RF)链路和天线的数目变得很大时(要理解的是，天线与RF链路(发射(Tx)或接收(Rx))相关联，因此下文当使用天线的数目时，应理解意味着天线和相关联的RF链路的数目)，用以获取信道状态信息的信道估计过程中存在大量的运营费用。对于拥有很大数目天线(例如，N个天线)的基站(BS)同时波束成形(BF) 到多个接收端(例如依赖于BS以提供无线回程的K个用户终端(user equipment,UE)和/或小区(small cell,SC))，BS发射端必须知道N×K个信道的CSI，其中N≥K。为了精确，其为N个BS天线与K个UE和/或SC 上的天线总数之间的CSI。为了简化讨论而不失一般性，我们假设接收天线的总数是K。

由于这个原因，现有的大规模MIMO系统关注聚焦于时分双工 (time-divisionduplex,TDD)模式[1]，这是因为发射端可以使用信道互易性得到接收端的CSI，其允许BS从接收端(即UE和/或SC)发送的上行链路 (UL)导频中估计出其下行链路(DL)信道。用于估计DL CSI的运营费用随着接收端的数目K而线性地增大，并且与远远大于K的天线数目N独立。在现有的使用FDD模式的大型MIMO中，BS上的所有N个发射端都需要将在时域或频域上分离的导频发送给K个接收端，其需要将下行CSI反馈到基站。发送DL导频的运营费用随着BS的天线数目N(其可能是非常大的数目)线性增长，并且下行CSI到BS的反馈随着接收天线的数目K线性增长。一项现有工作[2]表明，对于典型的相干阻挡长度，FDD系统中的多用户多输入多输出(MU-MIMO)无法提供大量数目的BS天线，否则训练和反馈运营费用消耗整个系统吞吐量。相同作者的另一现有工作[3]争辩到，联合空间划分和复用(Joint SpatialDivision and Multiplexing，JSDM)可以在一定程度上减小在FDD中使用大规模MIMO的困难，所述联合空间划分和复用通过用户位置几何学尽可能小的组间干扰将用户群体划分为具有类似发射相关矩阵和索引的组。然而，这些条件不一定得到满足，并且运行费用在这些条件满足时相比于TDD模式仍然更高。

FDD网络中的CSI反馈的挑战不局限于大规模MU-MIMO。FDD长期演进系统(Long Term Evoluti on,L TE)网络中的协作多点发送/接收 (Coordinated Multi-pointTransmission/reception,CoMP)需要CoMP测量集合中信道的CSI估计和反馈，使得由于缺乏信道互易性而导致相对于TDD 网络更多的运营费用，尤其是对于联合发送和协作波束成形。

本发明提供了解决上述技术挑战的用于FDD无线通信中的大规模 MIMO的实施例。

附图说明