專利名稱：用于盲檢測預編碼矩陣索引的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用由預編碼矩陣加權的多個天線在移動站處接收數(shù)據(jù)或控制 信號的方法。在與數(shù)據(jù)和控制信號一起接收到公共基準信號時，移動站可以使用已知的可 能調(diào)制星座圖和諸如PMI的用戶特定信息的已知候選來確定諸如PMI的用戶特定信息。在 實施例中，本發(fā)明針對一種方法，該方法在移動站處接收不是由PMI加權的公共基準信號 以及由預編碼矩陣加權的控制信號和用戶特定數(shù)據(jù)，以及針對發(fā)射數(shù)據(jù)和控制信號的至少 一個秩中的每一個以及用于發(fā)射數(shù)據(jù)和控制信號的已知的可能調(diào)制星座圖的每一個來最 小化目標函數(shù)，以確定用于發(fā)射用戶特定數(shù)據(jù)或控制信號的預編碼矩陣索引。
轉(zhuǎn)到圖l，示出了根據(jù)本發(fā)明的原理使用的通信系統(tǒng)100。在實施例中，系統(tǒng)100 是包括多個基站102的無線通信系統(tǒng)。除了基站102之外，系統(tǒng)100包括根據(jù)包括E-UTRA 的各種無線通信協(xié)議進行操作其他的網(wǎng)絡組件和服務器(未示出)。如公知的，基站將信號 發(fā)射到移動站104并且從移動站104接收信號，該移動站104在系統(tǒng)100內(nèi)進行操作。在 下行鏈路106上發(fā)射從基站發(fā)射到移動站的信號。在上行鏈路108上發(fā)射從移動站發(fā)射到基站的信號。在每個下行鏈路和上行鏈路內(nèi)存在多個信道，包括共享公共信道110和控制 信道112。 系統(tǒng)100可以被配置為多輸入、多輸出(MIM0)系統(tǒng)，其中，基站102和移動站104 被配置有多個天線。在使用MIMO進行操作的系統(tǒng)的實施例中，基站102可以被配置有l(wèi)個、 2個或4個天線114，并且移動站可以被配置有1個或者2個天線116。在下行鏈路操作期 間，天線114作為發(fā)射天線來操作，并且天線116作為接收天線來操作。在上行鏈路操作期 間，天線114作為接收天線來操作，并且天線116作為發(fā)射天線來操作。此外，在基站處的 每個天線114發(fā)射的流的數(shù)目被稱為MMO傳輸?shù)闹取?另外，每個天線114使用基站102和移動站104 二者所公知的特定碼書或預編碼 矩陣(PM)來在下行鏈路上發(fā)射信號。根據(jù)設置用于E-UTRA的標準的第三代合作伙伴計劃 (3GPP)，移動站為要由基站通過天線114發(fā)射的信號指定碼書索引和秩，并且使得該移動 站可以在每個天線116處適當?shù)貙?shù)據(jù)和控制信號進行解碼?；谥付ǖ拇a書索引和秩， 指定的預編碼矩陣用于發(fā)射用于給定的天線的信號。在圖2中示出了按照由3GPP為兩個基 站天線設置的碼書200，并且在圖3中示出了按照由3GPP為四個基站天線設置的碼書300。 在圖2中，碼書200包括針對天線206、208中的每一個發(fā)送的碼書索引202和值204。例
丫
如，碼書索引0與使第一天線206和第二天線208發(fā)射一個流的PM
0
以及針對兩個流的
第一天線206和第二天線208的PM.
7T
1 0 0 1
相對應。對于碼書索引l，PM被設置成
使第
-天線206和第二天線208使用一個流，并且PM被設置成
1
萬
1 0 0 1
使第一天線206和第二
天線208用于兩個流。 轉(zhuǎn)到圖3，碼書300包括碼書索引302，其具有用于天線306、308、310、312中的每 一個的PM 304。如上所述，為從基站102將信號傳輸?shù)揭苿诱?04選擇碼書索引和秩。碼 書索引302包括針對每個秩的必要地PM 304以及用于在4個天上進行傳輸?shù)奶炀€配置。 量wnW表示由天線的集合{s}給出的列所定義的矩陣，并且其中n是秩。例如，碼書索引 0指示PM基于u。二 [l-l-l-l]T，并且W。w用于一個天線且秩為l，使得預編碼矩陣為[l]，
W"VI用于兩個天線并且秩為2，使得預編碼矩陣針對第一流是[1/VI]，并且針對第二流是 [-1/^]。因此，在u。矩陣中的第一值被用作PM，并且當秩為2時，u。的第一和第四值被用作 PM。 如述，移動站104在將數(shù)據(jù)和控制信號發(fā)射到移動站時為基站102選擇秩和碼書 索引。盡管如此，基站102可能沒有正確地接收具有移動站的選擇的信號，或者基站可能確 定了不同的秩和碼書索引適合于在下行鏈路上發(fā)送信號。因此，移動站需要能夠解釋下行 鏈路信號，并且確定正在用于從基站將信號發(fā)射到移動站的用戶特定信息，諸如PMI。在實 施例中，移動站可以使用公共基準信號作為用于信道估計的基準以及共享數(shù)據(jù)和控制信令 信道來盲確定和檢測PMI，而不依靠任何專用控制資源。通過盲確定PMI，基站和移動站無 需使用專用基準信號或在下行鏈路控制信道中用信號發(fā)送PMI或者移動站規(guī)定的PMI。因 為必須支持多個模式，所以這些其他的方法增加了下行鏈路開銷，增加了系統(tǒng)復雜度，禁止 控制信道使用預編碼、減少靈活性并且增加錯誤。
5
圖4圖示了用于從公共基準信號中盲檢測用戶特定信息的實施例的流程圖400。 為了開始，在基于MMO的系統(tǒng)中在基站102和移動站104之間建立402連接。該連接可以 由基站或者移動站來發(fā)起。作為建立連接的一部分，選擇404用于發(fā)射下行鏈路和上行鏈 路信號的用戶特定信息。在實施例中，移動站為下行鏈路和上行鏈路傳輸選擇用戶特定信 息。在可選實施例中，基站為至少下行鏈路傳輸選擇用戶特定信息。還可以為下行鏈路傳 輸選擇或指定406其他的參數(shù)。在選擇所有參數(shù)之后，基站102使用下行鏈路上的各種信 道來將信號發(fā)射408到移動站104。這些信道包括下行鏈路共享信道和下行鏈路控制信道。 在控制信道上發(fā)射控制信號，其用于基站和特定移動站之間的專用控制數(shù)據(jù)。此外，從下行 鏈路發(fā)射天線的每一個發(fā)送獨立的公共基準信號。 然后，移動站接收410將用于信道估計和解碼共享數(shù)據(jù)信道和控制信道的公共基 準信號。移動站使用關于下行鏈路傳輸?shù)墓畔泶_定412用戶特定信息。在實施例中， 移動站使用414用于發(fā)射接收到的數(shù)據(jù)和控制信號的已知的可能調(diào)制星座圖，例如QPSK， 16QAM等等。例如，移動站使用全部16個可能的星座圖，其作為確定用戶特定信息的一部分 被公知用于發(fā)射16QAM信號。另外，移動站使用416用于發(fā)射接收到的信號的用戶特定信 息的已知的可能配置中的每一個。例如，移動站使用可以用于針對給定秩發(fā)射信號的全部 可能的預編碼矩陣。基于已知的可能調(diào)制星座圖和用戶特定信息的已知候選，移動站通過 將星座圖和用戶特定信息的可能組合與接收到的數(shù)據(jù)和控制信號進行比較來盲確定用戶 特定信息。 如述，用戶特定信息可以包括用于通過下行鏈路共享信道發(fā)射用戶特定數(shù)據(jù)和控 制信號的預編碼矩陣的索引。如理解的，預編碼矩陣和PMI可以進行互求。圖5的流程圖 500中示出了用于確定用于由移動站104接收到的數(shù)據(jù)和控制信號的PMI或預編碼矩陣的 本發(fā)明的實施方式。與過程400類似，移動站使用基站102的預編碼矩陣來接收502公共 基準信號以及數(shù)據(jù)和控制信號。移動站將目標函數(shù)應用于504接收到的數(shù)據(jù)或控制信號中 的至少一個。移動站針對可能的調(diào)制星座圖中的每一個來最小化506目標函數(shù)。例如，移 動站針對發(fā)射16QAM信號的16星座圖中每一個來最小化目標函數(shù)，以確定哪個星座圖被用 來發(fā)射接收到的數(shù)據(jù)或控制信號。 另外，移動站針對PMI的已知候選中的每一個或用于發(fā)射數(shù)據(jù)和控制信號的預編 碼矩陣來最小化目標函數(shù)。例如，移動站最小化目標函數(shù)以確定用于發(fā)射數(shù)據(jù)和控制信號 的調(diào)制星座圖，并且然后針對可以用于調(diào)制用于發(fā)射數(shù)據(jù)和控制信號的確定的星座圖的每 個PMI候選來最小化目標函數(shù)。另外，目標函數(shù)可以針對用于通過共享信道發(fā)射信號和通 過控制信道發(fā)射信令的可用秩的每一個來最小化510目標函數(shù)。例如，移動站最小化目標 函數(shù)以從已知的秩中確定秩，同時基于用于發(fā)射公共基準信號的已知調(diào)制星座圖來最小化 用于調(diào)制星座圖的信號，以及針對對所發(fā)射的下行鏈路信號進行編碼的可能的預編碼矩陣 的每一個來最小化目標函數(shù)。 此外，移動站最小化512目標函數(shù)，以確定用于通過用于發(fā)射數(shù)據(jù)或控制信號的 子載波信號集來發(fā)射下行鏈路信號的PMI。這些子載波信號用于基站102處的至少一個天 線，并且可以是窄帶子載波或者寬帶子載波。無論如何，目標函數(shù)在用于基站102處的天線 的子載波的每一個上進行最小化。在實施例中，移動站在用于從基站發(fā)射信號的多個天線 的每一個和用于在移動站處接收信號的多個天線的每一個上進行最小化514。
在實施例中，移動站104在窄帶或?qū)拵盘柕牡趇個子載波上在下行鏈路信道上 接收數(shù)據(jù)和控制信號。接收到的信號可以被表示為 《=Z+ ",. 其中，Hij是用于來自基站102處的第j個發(fā)射天線的第i個子載波的頻域中的相 應的信道響應，Si是在第i個子載波上發(fā)射的調(diào)制符號，&是噪聲和干擾，并且預編碼矢量 Wy = [wyl， . . . ， wyN]被用于與N個發(fā)射天線進行傳輸。 在發(fā)射的符號Si的調(diào)制是已知的情況下，諸如QPSK或16QAM，存在給出的星座圖 集合c(c^ c2， ...， cJ，其中，M是用于發(fā)射天線的每一個的星座圖配置的數(shù)目。在移動站 處存在一個天線的情況下，用于接收到的數(shù)據(jù)或控制信號的PMI可以通過根據(jù)下式來最小 化接收到的信號來導出
, 2、j) = arg min
mm
1 <m</W 其中，;P是用于接收到的數(shù)據(jù)或控制信號的確定的PMI，/^是使用公共基準信號的 信道估計，L是用于PMI檢測的子載波的總數(shù)目，并且K是可能的預編碼矢量的總數(shù)目。
在基站102和移動站104處的MIMO配置包括多個天線的情況下，可以擴展最小化 接收到的公共基準信號的目標函數(shù)。因此，用于接收到的信號的PMI的確定擴展為
:arg min y
mm 其中，》表示確定的PMI，X表示接收到的信號，w表示用于PMI的已知候選，^表示 在給定頻域中從公共基準信號中估計的信道響應，c表示已知的調(diào)制星座圖，K表示在PMI 中的預編碼矢量的數(shù)目，L表示子載波的數(shù)目，M表示已知的調(diào)制星座圖的總數(shù)，并且mr表 示針對每個秩的可用的調(diào)制星座圖，N表示用于數(shù)據(jù)和控制信號的至少一個的發(fā)射天線的 數(shù)目，R表示用于數(shù)據(jù)和控制信號的秩，并且G表示接收天線的數(shù)目。 因此，在移動站處的全部G個接收天線上最小化目標函數(shù)。在全部G個接收天線 上，針對用于發(fā)射接收到的信號的每個秩并且在載波的每一個上最小化目標函數(shù)。在進行 每個最小化時，考查接收到的基準信號，以確定對于給定頻域的信道響應以及用于發(fā)射數(shù) 據(jù)和控制信號的已知調(diào)制星座圖。對于每個天線，從接收到的信號中減去G個這些候選信 號。然后，針對每個預編碼矩陣來最小化目標函數(shù)。在窄帶或?qū)拵盘栔械娜孔虞d波的 總和上進行該操作，以確定用于發(fā)射信號的預編碼矩陣。通過在已知的調(diào)制星座圖和矢量 的不同的組合上最小化目標函數(shù)，確定使用的實際預編碼矩陣。 在實施例中，可以基于利用的調(diào)制星座圖的復本的知識來改善PMI檢測性能。因 此，可以對在如上所示的確定的最右側(cè)出現(xiàn)的可用的調(diào)制星座圖和秩上的最小化作出硬判 決?？梢酝ㄟ^合并在最小化操作之前的編碼的比特和符號并且然后在確定PMI時做出硬判 決來提高該最小化的可靠性。替代地，可以在已知調(diào)制星座圖上使用軟判決通過最小化接 收到的數(shù)據(jù)和控制信號的給定的目標函數(shù)來確定用戶特定信息或PMI，其中，所述軟判決包 括合并在最小化接收到的信號之前的符號。
7
根據(jù)圖4和圖5中描述的方法，可以通過最小化在基站和移動站二者處的多個天 線上的接收到的數(shù)據(jù)或控制信號的目標函數(shù)來傳導用于從基站發(fā)射數(shù)據(jù)或控制信號的用 戶特定信息，諸如PMI。在用于通過共享信道發(fā)射數(shù)據(jù)和通過控制信道發(fā)射信令的可能的 PMI矢量的總數(shù)目上最小化用戶特定信息和PMI。這可以通過在移動站處的全部天線上進 行最小化來實現(xiàn)。 圖6圖示了目標函數(shù)的可選實施例的流程圖600。移動站接收602公共基準信號 以及由預編碼矩陣加權的用戶特定數(shù)據(jù)和控制信號，預編碼矩陣由基站102使用來發(fā)射數(shù) 據(jù)和控制信號。移動站對接收到的數(shù)據(jù)和控制信號最小化604目標函數(shù)。針對用于發(fā)射通 過共享信道和控制信道從基站發(fā)送到移動站的用戶特定數(shù)據(jù)和控制信號的每個秩來執(zhí)行 606最小化。另外，針對用于通過共享和控制信道發(fā)射數(shù)據(jù)和控制信號的已知的可能調(diào)制信 號的每一個來執(zhí)行608最小化。基于針對接收到的信號來最小化的目標函數(shù)，移動站確定 610由基站102使用的PMI或預編碼矩陣，以在下行鏈路上發(fā)射接收到的信號。在實施例 中，還在用于發(fā)射數(shù)據(jù)信號的窄帶或?qū)拵ё虞d波信號集上最小化612目標函數(shù)，以確定PMI 或預編碼矩陣。在另一個實施例中，還針對用于通過共享信道和控制信道發(fā)射信號和數(shù)據(jù) 的可能的PMI或預編碼矩陣的總數(shù)目來最小化614目標函數(shù)。還可以在移動站處的所有接 收天線上最小化616目標函數(shù)。
在實施例中，目標函數(shù)通過下式來確定PMI y = argmin 其中，:P表示確定的PMI，X表示接收到的信號，w表示用于PMI的已知候選，^表示 在給定頻域中從公用基準信號中估計的信道響應，c表示已知的調(diào)制星座圖，K表示在PMI 中的預編碼矢量的數(shù)目，L表示子載波的數(shù)目，M表示已知的調(diào)制星座圖的總數(shù)目，并且mr 表示針對每個秩的可用的調(diào)制星座圖，N表示用于公用基準信號的發(fā)射天線的數(shù)目，R表示 用于數(shù)據(jù)和控制信號的秩，并且G表示接收天線的數(shù)目。 如理解的，子載波信號用于MMO系統(tǒng)中的至少一個天線的信號傳輸。此外，對于 PMI的最小化可以在很多發(fā)射和接收天線上進行，所述很多發(fā)射和接收天線是MMO系統(tǒng)的 一部分并且用于從基站發(fā)射信號和在移動站處接收信號。 鑒于前述內(nèi)容，應該理解可以使用預編碼碼書和調(diào)制星座圖的知識來實現(xiàn)用于發(fā)
射下行鏈路信號的PMI的盲檢測。因此，可以選擇PMI的多于一個的候選來解調(diào)和解碼數(shù)
據(jù)或控制信道。發(fā)射分集還可以被當做一個PMI，使得預編碼和發(fā)射分集可以被盲分離。因
此，因為不使用專用基準信號，并且不需要PMI信令，所以不需要開銷。 在前述說明書中，已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定實施例。然而，本領域普通技術人員認
識到，在不脫離如下權利要求中所闡述的本發(fā)明的范圍的情況下，可以進行各種修改和改
變。因此，說明書和附圖
應該被認為是說明性的而不是限制性的，并且希望所有這樣的修改
被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。益處、優(yōu)點、對問題的解決方案以及可以使任何利益、優(yōu)點或解
決方案發(fā)生或者變得更加顯著的任何元素不應該被看成是任何或所有權利要求的決定性
的、必需的或者基本特征或元素。僅通過包括在本申請未決期間所做出的任何修改的附加
權利要求以及所公開的那些權利要求的任何等價物來限定本發(fā)明。
8
權利要求
一種方法，包括在移動站處接收公共基準信號和用戶特定信息，以及使用已知可能的調(diào)制星座圖和用戶特定信息的已知的候選來確定所述用戶特定信息。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述用戶特定信息包括與數(shù)據(jù)/控制信息相對 應的預編碼矩陣索引(PMI)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，確定所述用戶特定信息包括針對所有已知可能 的調(diào)制星座圖和預編碼矩陣索引(PMI)的已知候選來最小化目標函數(shù)，以確定與數(shù)據(jù)/控 制信息相對應的PMI。
4. 根據(jù)權利要求l所述的方法，其中，確定所述用戶特定信息包括確定預編碼矩陣索引(PMI)，并且針對可能的PMI矢量的總數(shù)目進行最小化，所述PMI矢量用于通過共享信道發(fā)射數(shù)據(jù)并且通過控制信道發(fā)射信令。
5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述移動站包括至少一個接收天線，并且確定所述用戶特定信息包括確定預編碼矩陣索引(PMI)以及針對所述至少一個接收天線的每個接收天線來進行最小化。
6. —種方法，包括在移動站處接收公共基準信號以及由預編碼矩陣加權的用戶特定數(shù)據(jù)和控制信號，以及針對用于發(fā)射所接收到的用戶特定數(shù)據(jù)和控制信號的至少一個秩的每一個以及用于 發(fā)射所接收到的數(shù)據(jù)和控制信號的已知可能的調(diào)制星座圖的每一個來最小化所述目標函數(shù)，以確定所述預編碼矩陣索引(PMI)。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，在用于從至少一個天線發(fā)射數(shù)據(jù)信號的子載波 信號集上最小化所述目標函數(shù)，其中，所述子載波信號集用于確定所述PMI 。
8. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述目標函數(shù)確定所述PMI，并且由下式給出<formula>formula see original document page 2</formula>其中，少表示確定的PMI ， X表示所接收到的信號，w表示用于所述PMI的已知候選，^表 示在給定頻域中從公共基準信號中估計的信道響應，c表示所述已知的調(diào)制星座圖，K表示 在所述PMI中的預編碼矢量的數(shù)目，L表示子載波的數(shù)目，M表示所述已知的調(diào)制星座圖的 總數(shù)目，并且mr表示針對每個秩的可用的調(diào)制星座圖，N表示用于所述公共基準信號的發(fā)射 天線的數(shù)目，R表示用于數(shù)據(jù)和控制信號中的至少一個的秩，以及G表示接收天線的數(shù)目。
9. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，最小化所述目標函數(shù)包括在用于數(shù)據(jù)和控制信 號中的至少一個的發(fā)射與接收天線的數(shù)目上進行最小化。
10. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，最小化所述目標函數(shù)包括針對用于通過共享 信道發(fā)射數(shù)據(jù)和通過控制信道發(fā)射信令的可能的PMI矢量的總數(shù)目來進行最小化。
全文摘要
提供了一種盲檢測用于發(fā)射數(shù)據(jù)或控制信號的預編碼矩陣索引的方法。該方法包括在移動站(102)處接收公共基準信號以及由預編碼矩陣加權的用戶特定數(shù)據(jù)和控制信號。目標函數(shù)被應用于接收到的基準信號和用戶特定數(shù)據(jù)以及控制信號，其針對用于發(fā)射接收到的用戶特定數(shù)據(jù)和控制信號的至少一個秩中的以及用于發(fā)射接收到的數(shù)據(jù)/控制信號的已知可能的調(diào)制星座圖中的每一個來最小化目標函數(shù)，以確定預編碼矩陣索引(PMI)。
文檔編號H04B1/04GK101785192SQ200880102800
公開日2010年7月21日 申請日期2008年8月4日 優(yōu)先權日2007年8月10日
發(fā)明者勞佩帕特·拉塔蘇克, 肖維民, 阿米塔巴·高希 申請人:摩托羅拉公司