專利名稱：網(wǎng)絡(luò)mimo系統(tǒng)及其信令處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線通信系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)MIMO系統(tǒng)，更具體地講，涉及一種無線通信系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)MIMO系統(tǒng)及其碼本設(shè)計方法和控制信令處理方法。

背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)MIMO是在3GPP先進LTE(LET-Adanced)中激烈討論的新的蜂窩結(jié)構(gòu)。這種技術(shù)需要從UE(用戶裝置)反饋的精確的信道狀態(tài)信息。基于碼本的信道狀態(tài)信息反饋對于FDD(頻分復(fù)用)系統(tǒng)是非常有效的。存在關(guān)于SU(單用戶)MIMO和MU(多用戶)MIMO的碼本設(shè)計。然而，共站(co-site)被假設(shè)用于在公開文獻中的SU MIMO和MU MIMO碼本設(shè)計。對于網(wǎng)絡(luò)MIMO，基站空間分離(例如100米)，這引起了對碼本設(shè)計的新的技術(shù)需求。現(xiàn)有的SUMIMO和MU MIMO碼本設(shè)計方法不能直接用于網(wǎng)絡(luò)MIMO碼本設(shè)計，這是因為共站假設(shè)被破壞。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種用于網(wǎng)絡(luò)MIMO的碼本及其信令設(shè)計方法。文獻中的SU MIMO和MU MIMO碼本設(shè)計的例子可被再次用作新設(shè)計方法中的部分。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種網(wǎng)絡(luò)MIMO系統(tǒng)，包括超蜂窩，包括多個基站；接收器，作為用戶的用戶裝置，該接收器包括量化單元，預(yù)編碼選擇器和信道質(zhì)量指示符計算器，量化單元基于預(yù)定碼本將信道狀態(tài)信息量化為該碼本中的元素t，預(yù)編碼選擇器計算該碼本中的元素t的索引作為預(yù)編碼矩陣索引，CQI計算器計算信道質(zhì)量指示符，用戶裝置將計算的預(yù)編碼矩陣索引和信道質(zhì)量指示符發(fā)送給所述多個基站，其中，該碼本中的元素t由下式表示t＝Q·diag{wi}·uj，其中，wi是基站之間的碼本中的元素，用p×r矩陣來表示，p是用戶裝置k找到的強鏈路的基站的數(shù)量， Li→k表示從基站i到用戶裝置k的大規(guī)模衰減。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于網(wǎng)絡(luò)MIMO系統(tǒng)的控制信令處理方法，包括用戶裝置k通過從用戶裝置k到最強鏈路的基站的上行控制信道報告信道質(zhì)量指示符和預(yù)編碼矩陣索引；用戶裝置k向除了最強鏈路的基站之外的2～p范圍內(nèi)的基站反饋預(yù)編碼矩陣索引；通過高層信令同步用戶裝置k和站1～p之間的L1→k，…，L1→k，…，Lp→k。



通過下面結(jié)合附圖進行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的將會變得更加清楚，其中 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的網(wǎng)絡(luò)MIMO系統(tǒng)的示意圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的的用戶裝置的反饋部分的框圖。

具體實施例方式 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的網(wǎng)絡(luò)MIMO系統(tǒng)的示意圖。
如圖1所示，基站1-基站7通過有線(例如光纖)或無線方式形成超蜂窩1，基站8-基站15通過有線或無線方式形成超蜂窩2。如圖1所示，各個超蜂窩包括多個基站，并聯(lián)合進行多個基站的資源調(diào)度、波束成形以及上下行信令控制等。各個UE(例如，圖1中的UE1-UE14)向各個基站反饋用戶信道信息以及資源申請等信令。
各超蜂窩內(nèi)的站i(即，基站i)的碼本由具有2B(i)大小的Mi×r(每列向量是單位常模)的矩陣構(gòu)成，其中，Mi表示站i的天線的數(shù)量(例如，基站1的天線的數(shù)量是2，而基站9的天線的數(shù)量是1)，r表示秩(rank)(在3GPP LET中，對于MU-MIMO模式，r設(shè)置為1，對于SU-MIMO模式，r的范圍是從1到min(Mi，Nk)，其中，Nk表示UE k的天線的數(shù)量，UE k可以是UE1-UE14中的任意一個)。下面的等式(1)表示站i的碼本 UE k測量來自不同站的信道，并找到p個強鏈路(站)。UE k通過導(dǎo)頻信號強度按照從強到弱對站進行排序，例如，1，...i，...，p。Li→k表示從站i到UE k的大規(guī)模衰減(路徑損耗和屏蔽效應(yīng))，可由UE來測量該大規(guī)模衰減。網(wǎng)絡(luò)MIMO碼本設(shè)計過程所列如下 下面的等式(2)表示各個站的碼本的集合 其中，CC中的任何元素可表示為 下面的等式(4)表示多個站之間的碼本D 其中，碼本D中的元素是p×r矩陣，每列向量是單位常模。優(yōu)選的是，碼本D遵照以下標準來設(shè)計1)恒模2)最大化秩r的Chordal距離。
優(yōu)選的是對根據(jù)以上標準設(shè)計的碼本D進行對角化和加權(quán)，即通過以下等式(5)的運算來得到碼本E 其中， 最后得到最終的網(wǎng)絡(luò)MIMO碼本F，其中，下面的等式(6)表示碼本F的一個元素t t＝Q·diag{wi}·uj (6) 下面描述網(wǎng)絡(luò)MIMO碼本的控制信令處理方法。
首先，UE k通過從UE k到站1(站1是UE k的最強鏈路)的上行控制信道報告CQI(信道質(zhì)量指示符)和PMI(碼本C(1)中的預(yù)編碼矩陣索引)。
然后，UE k向2～p范圍內(nèi)的站i(i＞1)反饋PMI，具體地講，UE k通過從UE k到站i的上行控制信道報告從UE k到站i的PMI(即，碼本C(i)中的預(yù)編碼矩陣索引)。此時，由碼本D中的PMI替換為CQI預(yù)留的比特來發(fā)送PMI。PMI位被等分，并經(jīng)過p-1個上行鏈路控制信道(UE k→站2，...UE k→站i，UE k→站p)被發(fā)送。
最后，通過高層信令(RRC)UE k和站1～p之間L1→k，…，L1→k，…，Lp→k被同步。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的利用碼本F的用戶裝置的反饋部分的框圖。
該用戶裝置的反饋部分包括量化單元21、預(yù)編碼選擇器22和CQI計算器23。量化單元21基于碼本F將信道狀態(tài)信息量化為元素t，預(yù)編碼選擇器22計算碼本F中的元素t的索引(即PMI)，CQI計算器計算CQI。用戶裝置的反饋部分將PMI和CQI經(jīng)由上行鏈路控制信道發(fā)送給基站。由于PMI和CQI的具體傳輸過程在上面的網(wǎng)絡(luò)MIMO碼本的控制信令處理方法已經(jīng)進行了詳細描述，因此在此不再贅述。
當基站接收到PMI時，基站利用PMI進行處理，例如波束成形。
根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的碼本可被實現(xiàn)為用于3GPP，3GPP2，IEEE 802.16m等的網(wǎng)絡(luò)MIMO碼本。
例如，假設(shè)超蜂窩由4個站(1，2，3，4)構(gòu)成，并且每個站2根天線。L1→k＝1，L2→k＝1/2，L3→k＝1/3，L4→k＝1/4。參數(shù)r被設(shè)置為1(MU MIMO模式或僅1根天線的UE)。
(這里使用3GPP LTE 2Tx碼本)。
碼本其中 碼本D被選作3GPP LTE秩1碼本(該碼本是恒模且秩1的Chordal距離＝0.75)。
這種最終網(wǎng)絡(luò)碼本由4×4×4×4×16＝4096向量(8×1的列向量)組成。假設(shè)從站1到UE k的PMI是1，站2到UE k的PMI是3，站3到UEk的PMI是2，站4到UEk的PMI是1，并且碼本D的PMI是12，則可由下式表示信道量化t。
下面描述網(wǎng)絡(luò)MIMO碼本的控制信令處理方法的例子。
假設(shè)超蜂窩由兩個站(即，站1和站2)組成，并且每個站有2根天線。讓L1→k＝1，L2→k＝1/2。參數(shù)r被設(shè)置為1(在MU MIMO模式下或者用戶裝置僅1根天線)。
(這里使用3GPP LTE 2Tx碼本)。
用于支持3GPP LTE 2Tx天線MU-MIMO的上行控制信令
下面描述支持具有2個站的先進3GPP LTE2Tx天線網(wǎng)絡(luò)MIMO的上行鏈路控制信令設(shè)計的例子 a)從UE到站1(最強鏈路)的上行鏈路控制信令
b)從UE到站2的上行鏈路控制信令
‘x’表示未使用。
通過利用本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)MIMO碼本，提高了網(wǎng)絡(luò)MIMO超蜂窩的吞吐性能；并且該網(wǎng)絡(luò)MIMO碼本將現(xiàn)有SU和MU MMO碼本設(shè)計作為分量，使得能夠與舊有系統(tǒng)兼容，并且根據(jù)本發(fā)明的控制信令處理方法能夠與舊有系統(tǒng)的后向兼容。
盡管已經(jīng)參照示例性實施例具體顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進行形式和細節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1、一種網(wǎng)絡(luò)MIMO系統(tǒng)，包括
超蜂窩，包括多個基站；
接收器，作為用戶的用戶裝置，該接收器包括量化單元，預(yù)編碼選擇器和信道質(zhì)量指示符計算器，量化單元基于預(yù)定碼本將信道狀態(tài)信息量化為該碼本中的元素t，預(yù)編碼選擇器計算該碼本中的元素t的索引作為預(yù)編碼矩陣索引，CQI計算器計算信道質(zhì)量指示符，用戶裝置將計算的預(yù)編碼矩陣索引和信道質(zhì)量指示符發(fā)送給所述多個基站，
其中，該碼本中的元素t由下式表示
t＝Q·diag{wi}·uj
其中，wi是基站之間的碼本中的元素，用p×r矩陣來表示，p是用戶裝置k找到的強鏈路的基站的數(shù)量，
x∈[1，2B(1)]，y∈[1，2B(i)]，z∈[1，2B(p)]，
Li→k表示從基站i到用戶裝置k的大規(guī)模衰減。
2、如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)MIMO系統(tǒng)，其中，由用p×r矩陣表示的元素構(gòu)成的碼本是基于以下標準設(shè)計恒模和最大化秩r的Chordal距離。
3、一種用于權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)MIMO系統(tǒng)的控制信令處理方法，包括
用戶裝置k通過從用戶裝置k到最強鏈路的基站的上行控制信道報告信道質(zhì)量指示符和預(yù)編碼矩陣索引；
用戶裝置k向除了最強鏈路的基站之外的2到p范圍內(nèi)的基站反饋預(yù)編碼矩陣索引；
通過高層信令同步用戶裝置k和基站1到基站p之間的L1→k，…，L1→k，…，Lp→k。
4、如權(quán)利要求3所述的控制信令處理方法，其中，用戶裝置k通過從用戶裝置k到2到p范圍內(nèi)的基站中的一個基站i的上行控制信道報告從用戶裝置k到基站i的預(yù)編碼矩陣索引，并且由用p×r矩陣表示的元素構(gòu)成的碼本的預(yù)編碼矩陣索引替換為發(fā)送信道質(zhì)量指示符所預(yù)留的比特來發(fā)送預(yù)編碼矩陣索引，PMI位被等分，并經(jīng)過p-1個上行鏈路控制信道被發(fā)送。
全文摘要
提供了一種網(wǎng)絡(luò)MIMO系統(tǒng)及其信令處理方法。該網(wǎng)絡(luò)MIMO系統(tǒng)，包括超蜂窩，包括多個基站；接收器，作為用戶的用戶裝置，該接收器包括量化單元，預(yù)編碼選擇器和信道質(zhì)量指示符計算器，量化單元基于預(yù)定碼本將信道狀態(tài)信息量化為該碼本中的元素t，預(yù)編碼選擇器計算該碼本中的元素t的索引作為預(yù)編碼矩陣索引，CQI計算器計算信道質(zhì)量指示符，用戶裝置將計算的預(yù)編碼矩陣索引和信道質(zhì)量指示符發(fā)送給所述多個基站，其中，該碼本中的元素t由下式表示t＝Q·diag{wi}·uj，其中，wi是基站之間的碼本中的元素，用p×r矩陣來表示，p是用戶裝置k找到的強鏈路的基站的數(shù)量，u和Q見上式，Li→k表示從基站i到用戶裝置k的大規(guī)模衰減。
文檔編號H04B7/08GK101686079SQ20081016803
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者周永行, 華 李, 金成珍 申請人:三星電子株式會社, 北京三星通信技術(shù)研究有限公司