專利名稱：一種波束賦形傳輸?shù)姆椒把b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種波束賦形傳輸?shù)姆椒把b置。
背景技術(shù)：
移動和寬帶成為現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展方向，3GPP(3rd GenerationPartnership Pro ject，第三代合作伙伴計(jì)劃)致力于LTE (Long TermEvolution,長期演進(jìn))系統(tǒng)作為 3G系統(tǒng)的演進(jìn)，目標(biāo)是發(fā)展3GPP無線接入技術(shù)向著高數(shù)據(jù)速率、低延遲和優(yōu)化分組數(shù)據(jù) 應(yīng)用方向演進(jìn)。物理層的多天線技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，多天線 技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如利用多天線的復(fù)用增益來擴(kuò)大系統(tǒng)的吞吐量，利用多天線的分集 增益來提高系統(tǒng)性能，利用天線的方向性增益來區(qū)分用戶而消除用戶間的干擾等等。3GPP 中的LTE系統(tǒng)就支持發(fā)射分集、空間復(fù)用技術(shù)以及波束賦型等多種MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多入多出)技術(shù)。MIMO技術(shù)在發(fā)射端和接收端都采用多根天線進(jìn)行發(fā)送接收，從而有效提高系統(tǒng)的 傳輸性能和容量。通過在信道中并行傳輸多個數(shù)據(jù)流進(jìn)行空間復(fù)用，或者利用多個天線進(jìn) 行分集發(fā)送，可以大大提高系統(tǒng)的平均頻譜效率，其中一個重要的實(shí)現(xiàn)手段就是波束賦形。波束賦形技術(shù)作為TD-LTE (Time Division Long Term Evolution，時分長期演 進(jìn))的關(guān)鍵技術(shù)，于2007年05月正式被3GPP接受，在標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)中具有重要的研究意義。多 流波束賦形作為版本Release 8中單流波束賦形的增強(qiáng)型技術(shù)，對比單流賦形在各方面有 了很大提高，已經(jīng)成為LTE-Advanced中的重要技術(shù)。多流波束賦形技術(shù)將智能天線賦形技 術(shù)和MIMO的空間復(fù)用技術(shù)結(jié)合了起來，利用了 TDD信道的對稱性，同時傳輸多個數(shù)據(jù)流來 實(shí)現(xiàn)空分復(fù)用，能夠保持在傳統(tǒng)單流下實(shí)現(xiàn)廣覆蓋，提高小區(qū)容量和減少干擾。對比單流波 束賦形，其系統(tǒng)容量和發(fā)送流數(shù)呈線性關(guān)系，有效的提高了峰值速率。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，基站需要根據(jù)UE反饋的CQI進(jìn)行頻域調(diào)度，同時分配合適的 MCS(Modulation Coding Scheme，調(diào)制編碼方式)，由于基于公共導(dǎo)頻估計(jì)的CQI只能作調(diào) 度用，實(shí)際的MCS選擇還需要根據(jù)UE反饋的CQI進(jìn)行一定的修正。現(xiàn)有技術(shù)中，TDD(Time Division Duplex，時分雙工)系統(tǒng)中可以使用上行sounding信號進(jìn)行修改，上行sounding 信號是終端發(fā)給基站的上行探測導(dǎo)頻信號。在目前的系統(tǒng)中，終端可能只有一個發(fā)送天線，因此在基站也只能得到部分的信 道信息，如何利用部分的信道信息實(shí)現(xiàn)下行的雙流賦形，是LTE-A中需要解決的問題。為了 解決這個問題，現(xiàn)有技術(shù)中提出了采用分組賦形的雙流賦形方法，即把發(fā)送天線分成兩組， 對于雙極化天線，可以按照極化方向，每組內(nèi)單獨(dú)對一個數(shù)據(jù)流進(jìn)行賦形。對于組內(nèi)賦形， 由于只發(fā)送一個數(shù)據(jù)流，可以沿用R8mode7的方案；組間可以采用Codebook進(jìn)行預(yù)編碼，從 而獲得分集增益。終端反饋兩個碼字的CQI，在基站采用和R8類似的方式對兩個流的CQI 分別進(jìn)行修正?，F(xiàn)有采用分組賦形或者預(yù)編碼+分組賦形的技術(shù)有以下幾個方面的缺點(diǎn)
由于天線組內(nèi)獨(dú)立賦形，兩個流的賦形向量沒有正交性，會造成兩個組發(fā)送的數(shù) 據(jù)流間存在很大的干擾；雙流Codebook碼本很小，能夠獲得的增益很少，反而會增大流 間的干擾；需要反饋兩個碼字的CQI，占用較多的信令開銷；需要PMI (Precoding Matrix Indicator，預(yù)編碼矩陣指示)反饋，占用額外的信令開銷。綜上所述，采用分組賦形的方式會降低系統(tǒng)性能，達(dá)不到雙流賦形的系統(tǒng)容量。因 此，有必要提出一種波束賦形傳輸?shù)膫鬏敺桨?，使得基站可以在只獲得部分信道信息的情 況下進(jìn)行下行雙流賦形傳輸，保證傳輸速率，有效提高系統(tǒng)容量和峰值速率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，特別是通過基站可以在只獲得部 分信道信息的情況下進(jìn)行下行雙流賦形傳輸，保證傳輸速率，有效提高系統(tǒng)容量和峰值速率。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例一方面提出了一種波束賦形傳輸?shù)姆椒?，?括以下步驟基站BS接收用戶設(shè)備UE發(fā)送的上行參考信號進(jìn)行上行信道估計(jì)，獲得上行信道 信息，以及接收UE發(fā)送的信道質(zhì)量指示CQI信息；所述BS根據(jù)所述上行信道信息獲得下行 信道的統(tǒng)計(jì)信息，根據(jù)所述CQI信息和所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流等效CQI，并根據(jù) 所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流賦形權(quán)值；所述BS利用所述雙流賦形權(quán)值對用戶數(shù)據(jù) 和專用導(dǎo)頻進(jìn)行加權(quán)，插入經(jīng)過廣播波束權(quán)值賦形的公共導(dǎo)頻后經(jīng)過OFDM調(diào)制后發(fā)送給 所述UE。本發(fā)明的實(shí)施例另一方面還提出了一種基站，包括接收模塊、雙流處理模塊以及 發(fā)送模塊，所述接收模塊用于接收用戶設(shè)備UE發(fā)送的上行參考信號進(jìn)行上行信道估計(jì)，獲 得上行信道信息，所述上行參考信號包括上行解調(diào)參考信號和上行sounding參考信號，以 及接收UE發(fā)送的信道質(zhì)量指示CQI信息；所述雙流處理模塊用于利用所述上行信道信息獲 得下行信道的統(tǒng)計(jì)信息，所述統(tǒng)計(jì)信息包括相關(guān)矩陣或者方差矩陣，所述雙流處理模塊根 據(jù)所述CQI信息和所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流等效CQI，以及并根據(jù)所述下行信道 的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流賦形權(quán)值；所述發(fā)送模塊用于利用所述雙流賦形權(quán)值對用戶數(shù)據(jù)和專 用導(dǎo)頻進(jìn)行加權(quán)，插入經(jīng)過廣播波束權(quán)值賦形的公共導(dǎo)頻后經(jīng)過OFDM調(diào)制后發(fā)送給所述 UE。本發(fā)明的實(shí)施例提出的技術(shù)方案，使得基站可以在只獲得部分信道信息的情況下 進(jìn)行下行雙流賦形傳輸，保證傳輸速率，有效提高系統(tǒng)容量和峰值速率。本發(fā)明的實(shí)施例提 出的技術(shù)方案，充分利用信道的上下行對稱性進(jìn)行下行傳輸，在波束賦形時保證兩個賦形 權(quán)值之間相互正交，使得兩個流之間的干擾很小，從而能夠獲得更大的賦形增益，得到更高 的系統(tǒng)吞吐量。此外，本發(fā)明的實(shí)施例提出的技術(shù)方案，只需要反饋一個CQI，信令開銷少， 不需要PMI反饋，有效減少信令開銷。本發(fā)明的實(shí)施例提出的上述方案，對現(xiàn)有系統(tǒng)的改動 很小，不會影響系統(tǒng)的兼容性，而且實(shí)現(xiàn)簡單、高效。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1為本發(fā)明實(shí)施例波束賦形傳輸?shù)姆椒鞒虉D；圖2為本發(fā)明實(shí)施例雙流波束賦形傳輸信號處理流程示意圖；圖3為預(yù)編碼分組賦形與特征值分解的性能對比圖；圖4為BS的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種波束賦形傳輸?shù)姆椒ǎ?以下步驟基站BS接收用戶設(shè)備UE發(fā)送的上行參考信號進(jìn)行上行信道估計(jì)，獲得上行信道 信息，以及接收UE發(fā)送的信道質(zhì)量指示CQI信息；所述BS根據(jù)所述上行信道信息獲得下行 信道的統(tǒng)計(jì)信息，根據(jù)所述CQI信息和所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流等效CQI，并根據(jù) 所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流賦形權(quán)值；所述BS利用所述雙流賦形權(quán)值對用戶數(shù)據(jù) 和專用導(dǎo)頻進(jìn)行加權(quán)，插入經(jīng)過廣播波束權(quán)值賦形的公共導(dǎo)頻后經(jīng)過OFDM調(diào)制后發(fā)送給 所述UE。如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例的波束賦形傳輸?shù)姆椒鞒虉D，包括以下步驟SlOl =BS接收UE發(fā)送的上行參考信號和CQI信息。在步驟SlOl中，基站BS接收用戶設(shè)備UE發(fā)送的上行參考信號進(jìn)行上行信道估 計(jì)，獲得上行信道信息，以及接收UE發(fā)送的信道質(zhì)量指示CQI信息。其中，上行參考信號包 括上行解調(diào)參考信號和上行sounding參考信號。BS端對公共導(dǎo)頻進(jìn)行廣播波束賦形，即公共導(dǎo)頻經(jīng)過廣播波束權(quán)值賦形，UE端根 據(jù)公共導(dǎo)頻估計(jì)出的信道計(jì)算信噪比，獲得單個CQI并反饋回基站。S102 =BS根據(jù)CQI信息和下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算等效CQI信息以及雙流賦形權(quán)值。在步驟S102中，BS根據(jù)所述上行信道信息獲得下行信道的統(tǒng)計(jì)信息，根據(jù)所述 CQI信息和所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流等效CQI，并根據(jù)所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息 計(jì)算雙流賦形權(quán)值。其中，下行信道的統(tǒng)計(jì)信息包括下行信道的方差矩陣或者下行信道的 相關(guān)矩陣。具體而言，BS根據(jù)CQI信息和下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流等效CQI包括BS對UE反饋的CQI信息修正后得到第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信息；BS根據(jù)所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算兩個賦形數(shù)據(jù)流的賦形增益差，根據(jù)第一個 賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信息和所述賦形增益差計(jì)算第二個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信息。通常，BS對反饋的CQI信息修正后得到第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信息包括以
6下方式BS估計(jì)UE的DOA (Direction of Arrival，到達(dá)方向)的角度，并依據(jù)所述角度的 廣播波束賦形增益大小和所述UE數(shù)據(jù)波束最大增益的差值得到賦形增益的補(bǔ)償值，對所 述UE發(fā)送的所述CQI信息進(jìn)行補(bǔ)償后得到第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信息。在獲得第一個賦形數(shù)據(jù)流的CQI信息后，BS計(jì)算第二個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信 息包括以下步驟BS對所述上行信道信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)獲得下行信道的統(tǒng)計(jì)信息，對所述下行信道的統(tǒng) 計(jì)信息進(jìn)行特征值分解得到最大的兩個特征值λρ λ 2，計(jì)算兩個流的賦形增益差，例如，
用dB表示增益差為IGxlg f 將第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI減去兩個流的增益差別
權(quán)利要求
一種波束賦形傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，包括以下步驟基站BS接收用戶設(shè)備UE發(fā)送的上行參考信號進(jìn)行上行信道估計(jì)，獲得上行信道信息，以及接收UE發(fā)送的信道質(zhì)量指示CQI信息；所述BS根據(jù)所述上行信道信息獲得下行信道的統(tǒng)計(jì)信息，根據(jù)所述CQI信息和所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流等效CQI，并根據(jù)所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流賦形權(quán)值；所述BS利用所述雙流賦形權(quán)值對用戶數(shù)據(jù)和專用導(dǎo)頻進(jìn)行加權(quán)，插入經(jīng)過廣播波束權(quán)值賦形的公共導(dǎo)頻后經(jīng)過OFDM調(diào)制后發(fā)送給所述UE。
2.如權(quán)利要求1所述的波束賦形傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息 包括下行信道的方差矩陣或者下行信道的相關(guān)矩陣。
3.如權(quán)利要求1所述的波束賦形傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，所述上行參考信號包括?行解調(diào)參考信號和上行sounding參考信號。
4.如權(quán)利要求1所述的波束賦形傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，根?jù)所述CQI信息和所述下 行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流等效CQI包括所述BS對所述CQI信息修正后得到第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信息；所述BS根據(jù)所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算兩個賦形數(shù)據(jù)流的賦形增益差，根據(jù)所述 第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信息和所述賦形增益差計(jì)算第二個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信 肩、ο
5.如權(quán)利要求4所述的波束賦形傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，所述BS對所述CQI信息修 正后得到第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信息包括所述BS估計(jì)UE的到達(dá)方向DOA的角度，并依據(jù)所述角度的廣播波束賦形增益大小和 所述UE數(shù)據(jù)波束最大增益的差值得到賦形增益的補(bǔ)償值，對所述UE發(fā)送的所述CQI信息 進(jìn)行補(bǔ)償后得到第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信息。
6.如權(quán)利要求5所述的波束賦形傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，?jì)算第二個賦形數(shù)據(jù)流的 等效CQI信息包括所述BS根據(jù)所述上行信道信息獲得下行信道的統(tǒng)計(jì)信息，對所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信 息進(jìn)行特征值分解得到最大的兩個特征值λ 1、λ 2，計(jì)算兩個流的賦形增益差；第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI減去兩個流的增益差，得到第二個賦形數(shù)據(jù)流的等效 CQI f曰息ο
7.如權(quán)利要求6所述的波束賦形傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，所述BS根據(jù)所述等效CQI 信息為用戶數(shù)據(jù)選擇調(diào)制編碼方式MCS。
8.如權(quán)利要求1所述的波束賦形傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，根?jù)所述下行信道的統(tǒng)計(jì) 信息計(jì)算雙流賦形權(quán)值包括所述BS對信道的統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行特征值分解，得到最大的兩個特征值λ ρ λ2，以最大的 兩個特征值λ” λ 2對應(yīng)的特征向量分別作為兩個流的賦形權(quán)值。
9.如權(quán)利要求1至8任意之一所述的波束賦形傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，所述BS對所 述上行信道信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)或根據(jù)所述上行信道信息瞬時值得到所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息， 所述統(tǒng)計(jì)為2個或2個以上的sounding周期上或整個sounding帶寬內(nèi)的統(tǒng)計(jì)。
10.一種基站，其特征在于，包括接收模塊、雙流處理模塊以及發(fā)送模塊，所述接收模塊用于接收用戶設(shè)備UE發(fā)送的上行參考信號進(jìn)行上行信道估計(jì)，獲得上 行信道信息，所述上行參考信號包括上行解調(diào)參考信號和上行sounding參考信號，以及接 收UE發(fā)送的信道質(zhì)量指示CQI信息；所述雙流處理模塊用于利用所述上行信道信息獲得下行信道的統(tǒng)計(jì)信息，所述統(tǒng)計(jì)信 息包括相關(guān)矩陣或者方差矩陣，所述雙流處理模塊根據(jù)所述CQI信息和所述下行信道的統(tǒng) 計(jì)信息計(jì)算雙流等效CQI，以及并根據(jù)所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流賦形權(quán)值；所述發(fā)送模塊用于利用所述雙流賦形權(quán)值對用戶數(shù)據(jù)和專用導(dǎo)頻進(jìn)行加權(quán)，插入經(jīng)過 廣播波束權(quán)值賦形的公共導(dǎo)頻后經(jīng)過OFDM調(diào)制后發(fā)送給所述UE。
11.如權(quán)利要求10所述的基站，其特征在于，所述雙流處理模塊根據(jù)所述CQI信息和所 述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流等效CQI包括所述雙流處理模塊對所述CQI信息修正后得到第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信息；所述雙流處理模塊根據(jù)所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算兩個賦形數(shù)據(jù)流的賦形增益差， 根據(jù)所述第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信息和所述賦形增益差計(jì)算第二個賦形數(shù)據(jù)流的 等效CQI信息。
12.如權(quán)利要求11所述的基站，其特征在于，所述雙流處理模塊對所述CQI信息修正后 得到第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信息包括所述雙流處理模塊估計(jì)UE的到達(dá)方向DOA的角度，并依據(jù)所述角度的廣播波束賦形增 益大小和所述UE數(shù)據(jù)波束最大增益的差值得到賦形增益的補(bǔ)償值，對所述UE發(fā)送的所述 CQI信息進(jìn)行補(bǔ)償后得到第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI信息。
13.如權(quán)利要求12所述的波束賦形傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?，所述雙流處理模塊計(jì)算 第二個賦形數(shù)據(jù)流的CQI信息包括所述雙流處理模塊所述上行信道信息獲得下行信道的統(tǒng)計(jì)信息，對所述下行信道的統(tǒng) 計(jì)信息進(jìn)行特征值分解得到最大的兩個特征值λρ λ 2，計(jì)算兩個流的賦形增益差；第一個賦形數(shù)據(jù)流的等效CQI減去兩個流的增益差，得到第二個賦形數(shù)據(jù)流的等效 CQI f曰息ο
14.如權(quán)利要求10所述的波束賦形傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，所述雙流處理模塊根據(jù) 所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流賦形權(quán)值包括所述雙流處理模塊對信道的統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行特征值分解，得到最大的兩個特征值λ ρ λ 2，以最大的兩個特征值λρ λ 2對應(yīng)的特征向量分別作為兩個流的賦形權(quán)值。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種波束賦形傳輸?shù)姆椒?，包括以下步驟基站BS接收用戶設(shè)備UE發(fā)送的上行參考信號進(jìn)行上行信道估計(jì)，獲得上行信道信息，以及接收UE發(fā)送的信道質(zhì)量指示CQI信息；所述BS根據(jù)所述上行信道信息獲得下行信道的統(tǒng)計(jì)信息，根據(jù)所述CQI信息和所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流等效CQI，并根據(jù)所述下行信道的統(tǒng)計(jì)信息計(jì)算雙流賦形權(quán)值；所述BS利用所述雙流賦形權(quán)值對用戶數(shù)據(jù)和專用導(dǎo)頻進(jìn)行加權(quán)，插入經(jīng)過廣播波束權(quán)值賦形的公共導(dǎo)頻后經(jīng)過OFDM調(diào)制后發(fā)送給所述UE。本發(fā)明的實(shí)施例提出的技術(shù)方案，使得基站可以在只獲得部分信道信息的情況下進(jìn)行下行雙流賦形傳輸，保證傳輸速率，有效提高系統(tǒng)容量和峰值速率。
文檔編號H04B7/06GK101938302SQ200910086760
公開日2011年1月5日 申請日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者陳文洪 申請人:大唐移動通信設(shè)備有限公司