專利名稱：基于統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息反饋下的組合碼本選擇處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合碼本選擇處理方法，尤其是涉及一種基于統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息反饋下的組合碼本選擇處理方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，移動(dòng)通信技術(shù)飛速發(fā)展，3G標(biāo)準(zhǔn)剛剛商用化，4G標(biāo)準(zhǔn)的制定工作又在緊張地開展中。ITU-R于2008年發(fā)出通函，向各國(guó)和各標(biāo)準(zhǔn)化組織征集MT-Advanced技術(shù)提案。IMT-Advanced技術(shù)需要在支持靈活廣泛的服務(wù)和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，達(dá)到世界范圍內(nèi)的高度通用性；支持基于包傳輸?shù)母哔|(zhì)量移動(dòng)業(yè)務(wù)；實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)率和更大的系統(tǒng)容量，目標(biāo)峰值速率為低速移動(dòng)、熱點(diǎn)覆蓋場(chǎng)景下l(ibit/S以上，高速移動(dòng)、廣域覆蓋場(chǎng)景下 100Mbit/s。為了達(dá)到系統(tǒng)要求的高數(shù)據(jù)率和高容量，系統(tǒng)應(yīng)該采用ΜΙΜΟ技術(shù)。在采用MIMO 技術(shù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，可以通過(guò)空時(shí)編碼或分集傳輸，提高傳輸?shù)目煽啃?；也可以通過(guò)空分復(fù)用傳輸，提高頻譜效率；亦可以通過(guò)包含傳統(tǒng)波束成形在內(nèi)的預(yù)編碼傳輸，提高功率效率，并降低共信道干擾。在3GPP LTE和IEEE 802. 16e等最新標(biāo)準(zhǔn)中，空時(shí)編碼、空時(shí)發(fā)送分集、空分復(fù)用、以及預(yù)編碼傳輸?shù)萂IMO技術(shù)已經(jīng)得到應(yīng)用。然而即使采用一體化的單用戶或多用戶自適應(yīng)MIMO傳輸技術(shù)，傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)存在的小區(qū)邊緣問題仍然制約著系統(tǒng)頻譜效率的提高，需要采用新的傳輸技術(shù)和新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)改進(jìn)這一問題。在MIMO傳輸中，發(fā)送端的預(yù)處理技術(shù)可以有效提高系統(tǒng)的增益，滿足下一代網(wǎng)絡(luò)的要求。預(yù)處理技術(shù)的基礎(chǔ)需要發(fā)送端接受到反饋的信息，在固定或者低速移動(dòng)環(huán)境下，發(fā)送端可以利用信道的瞬時(shí)狀態(tài)信息，理論上，此時(shí)可達(dá)到MIMO信道容量的最大，而且其最優(yōu)傳輸方案為空域注水傳輸，也稱為特征模式傳輸，即在信道矩陣的特征矢量所確定的方向上并行傳輸，并依據(jù)其特征值的大小進(jìn)行功率分配。在頻分雙工(FDD)系統(tǒng)中，由于上下行鏈路采用不同的載波頻率，上下行鏈路的瞬時(shí)信道不存在互易性，傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)中碼本尺寸較小，矢量量化的計(jì)算復(fù)雜度也較為適中，但在新型采用協(xié)作MIMO技術(shù)的系統(tǒng)中，基站端收發(fā)天線的個(gè)數(shù)顯著增加，低反饋和低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性的有限反饋?zhàn)赃m應(yīng)傳輸方法值得進(jìn)一步研究。在中高速移動(dòng)環(huán)境下，發(fā)送端難以獲得較為準(zhǔn)確的瞬時(shí)信道狀態(tài)信息，這時(shí)可以利用統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息，即在發(fā)送相關(guān)矩陣特征向量所確定的方向上并行傳輸，并根據(jù)特征空間中信道矩陣各元素的方差進(jìn)行功率分配。在協(xié)作MIMO通信系統(tǒng)中，由于協(xié)作節(jié)點(diǎn)處在不同的位置，增強(qiáng)MIMO信道的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性降低，由此顯著提供空間分集增益和空間復(fù)用增益，這與利用瞬時(shí)信道狀態(tài)信息的自適應(yīng)傳輸方法一致。信道的統(tǒng)計(jì)狀態(tài)信息反映場(chǎng)景的變化，與瞬時(shí)信道狀態(tài)信息相比，其發(fā)生變化的時(shí)間尺度要大的多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種反饋量低、精度高的基于統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息反饋下的組合碼本選擇處理方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種基于統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息反饋下的組合碼本選擇處理方法，其特征在于，包括以下步驟1)發(fā)送端與接收端均使用一組子碼本表示信道狀態(tài)信息的變化情況；2)接收端根據(jù)信道狀態(tài)的選擇不同的子碼本，并在子碼本中選擇最佳的波束成型
向量；3)通過(guò)一個(gè)低速的反饋信道將最佳的波束成型向量在子碼本索引中的PMI (預(yù)編碼矩陣序列)傳輸給發(fā)送端。所述的子碼本創(chuàng)建過(guò)程如下11)在目標(biāo)小區(qū)預(yù)先通過(guò)信道測(cè)量的方法將其分為不同的特征區(qū)域，每一塊特征區(qū)域?qū)?yīng)一組特征向量作為一級(jí)碼本，同時(shí)在該特征區(qū)域內(nèi)分布若干個(gè)旋轉(zhuǎn)之前的碼本作為二級(jí)碼本；12)當(dāng)發(fā)送端估計(jì)出當(dāng)前信道的方向時(shí)，首先判斷落在小區(qū)的哪一個(gè)特征區(qū)域內(nèi)， 接收端選擇相應(yīng)的一級(jí)碼本，隨后計(jì)算此時(shí)方向與哪一組二級(jí)碼本的距離最近，則采用該碼本作為二級(jí)碼本。所述的子碼本包括一級(jí)碼本、二級(jí)碼本。所述的步驟i)中的在子碼本中選擇最佳的波束成型向量判斷標(biāo)準(zhǔn)如下選擇的波束成型向量使得接收端的性噪比Y最大，其中
權(quán)利要求
1.一種基于統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息反饋下的組合碼本選擇處理方法，其特征在于，包括以下步驟1)發(fā)送端與接收端均使用一組子碼本表示信道狀態(tài)信息的變化情況；2)接收端根據(jù)信道狀態(tài)的選擇不同的子碼本，并在子碼本中選擇最佳的波束成型向量；3)通過(guò)一個(gè)低速的反饋信道將最佳的波束成型向量在子碼本索引中的PMI傳輸給發(fā)送端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息反饋下的組合碼本選擇處理方法，其特征在于，所述的子碼本創(chuàng)建過(guò)程如下11)在目標(biāo)小區(qū)預(yù)先通過(guò)信道測(cè)量的方法將其分為不同的特征區(qū)域，每一塊特征區(qū)域?qū)?yīng)一組特征向量作為一級(jí)碼本，同時(shí)在該特征區(qū)域內(nèi)分布若干個(gè)旋轉(zhuǎn)之前的碼本作為二級(jí)碼本；12)當(dāng)發(fā)送端估計(jì)出當(dāng)前信道的方向時(shí)，首先判斷落在小區(qū)的哪一個(gè)特征區(qū)域內(nèi)，接收端選擇相應(yīng)的一級(jí)碼本，隨后計(jì)算此時(shí)方向與哪一組二級(jí)碼本的距離最近，則采用該碼本作為二級(jí)碼本。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息反饋下的組合碼本選擇處理方法，其特征在于，所述的子碼本包括一級(jí)碼本、二級(jí)碼本。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息反饋下的組合碼本選擇處理方法，其特征在于，所述的步驟幻中的在子碼本中選擇最佳的波束成型向量判斷標(biāo)準(zhǔn)如下選擇的波束成型向量使得接收端的性噪比Y最大，其中 E1^HgH>0式中，H為信道矩陣，ζ為接收合并向量，w為發(fā)送波束成型向量，χ為發(fā)送符號(hào)，Es = E I χ 12為符號(hào)能量，N0為噪聲的方差，如果發(fā)送端具有完全的信道狀態(tài)信息，則最優(yōu)的波束成型向量為信道矩陣H的最大奇異值對(duì)應(yīng)的右奇異向量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于統(tǒng)計(jì)信道狀態(tài)信息反饋下的組合碼本選擇處理方法，包括以下步驟1)發(fā)送端與接收端均使用一組子碼本表示信道狀態(tài)信息的變化情況；2)接收端根據(jù)信道狀態(tài)的選擇不同的子碼本，并在子碼本中選擇最佳的波束成型向量；3)通過(guò)一個(gè)低速的反饋信道將最佳的波束成型向量在子碼本索引中的PMI傳輸給發(fā)送端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有反饋量低、精度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L1/06GK102255701SQ201010177380
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者劉富強(qiáng), 劉洋, 朱音, 王平, 祖立軍, 秦達(dá), 阮玉文, 韓屹, 韓靜 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)