[发明专利]一种高速率下行数据预编码和传输方法

说明书

本发明公开了一种高速率下行数据预编码和传输方法。在下行链路中，首先基站需要存储上一个传输时隙反馈回来的信道状态信息，然后在当前传输时隙时，基站在发送完下行训练导频后，在等待阶段并不什么也不做，而是将存储下来的上一个传输时隙获得的信道状态信息直接用于待发送数据的预编码和传输，而在传输阶段仍继续发送下行数据，这样实际的传输阶段便是上行反馈等待阶段加上原来的传输阶段，从而增加了每个时隙传输阶段所占比例，进而提高下行传输速率和更加有效地利用频谱资源。

技术领域

本发明涉及一种信息通信技术，尤其是一种频分双工大规模多进多出(MassiveMultiple-Input Multiple-Output)系统的下行数据预编码和传输方法。

背景技术

在过去的二十年里，随着移动通信系统的快速发展，各类移动终端设备对数据流量的需求呈指数型增长。尽管多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术为增强移动通信网络性能做出了突出贡献，但它仍不足以应付如今移动终端的巨量增长。最近几年，一种在基站端部署天线远多于移动终端天线数的多用户多输入多输出技术，已经被视为下一代移动通信网络的关键技术之一。在基站端使用大量天线具有许多好处，理论上来说，大规模多输入多输出系统可以通过简单的线性预编码和解码技术(如最大比率传输/结合和迫零技术)来显著提升通信网络的频谱效率和能量效率。除此之外，大规模多输入多输出技术还能消除无线信道的小尺度衰落、简化信号处理过程以及提供有效的功率控制等。

为了充分获得上述大规模多输入多输出技术的增益效果，通信系统无论是采用时分双工(time-division-duplex，TDD)模式还是频分双工(frequency-division-duplex，FDD)模式，基站都需要获得准确的信道状态信息(channel state information，CSI)。对于时分双工模式来说，由于其上下行链路都采用同一个频段而具有信道互易性，因此在时分双工系统中只需要装配了单根天线的用户终端向基站发送上行信道状态信息，而基站并不需要发送导频，这样用于获取信道状态信息的信号开销只和用户终端数量呈线性关系而与基站天线数目无关。然而，对于频分双工模式而言，由于其上下行链路采用了不同频段的通信频率而不具有信道互易性，这使得频分双工系统中基站和用户终端都需要发送导频来获取准确的信道状态信息。当基站天线数大幅度增加至成百上千根时，显然频分双工模式下基站用于获取信道状态信息的信号开销将变得非常大，这对于实际的移动通信系统来说是难以承受的，因此频分双工模式下采用大规模多输入多输出技术显得不切实际。尽管基站天线数大幅度增加并不会对时分双工模式造成较大的不利影响，选择时分双工模式来部署大规模多输入多输出技术较之频分双工有着天然的优势，但是现今许多地区的蜂窝网络仍是工作在频分双工模式下，而且对于时分双工系统而言也存在着导频污染、校准误差、硬件减损等系统缺陷，这些限制条件意味着大规模多输入多输出技术直接部署在时分双工模式下可能要付出更大的代价。因此无论是在学术界还是产业界，研究如何减少因增加基站天线数目给频分双工系统带来的不利影响是很有必要且具有实际意义的。