專利名稱：在多天線系統(tǒng)中發(fā)送信道狀態(tài)信息的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信，并且更具體地，涉及在多天線系統(tǒng)中發(fā)送和 產(chǎn)生信道狀態(tài)信息的方法。
背景技術(shù)：
為了在無線通信領(lǐng)域中最大化系統(tǒng)性能和傳輸容量，多輸入多輸出
(MIMO)系統(tǒng)已經(jīng)引起注意。MIMO系統(tǒng)可以通過采用多個發(fā)送天線 和多個接收天線來增大傳輸效率。當發(fā)送器和接收器中的天線數(shù)目同時 增加時，理論上的信道傳輸容量與天線的數(shù)目成比例地增加。可以顯著 地增加頻譜效率。
在移動通信領(lǐng)域中，作為能夠克服由于數(shù)據(jù)通信的增加而已經(jīng)達到 極限的數(shù)據(jù)率的限制的下一代技術(shù)，MIMO系統(tǒng)已經(jīng)引起注意。因為下 一代移動通信要求比現(xiàn)有移動通信更高的數(shù)據(jù)率，所以需要高效的多天 線技術(shù)。MIMO技術(shù)是一種可以廣泛使用的下一代移動通信技術(shù)。
MIMO系統(tǒng)收集通過多個天線接收到的由碎片組成的數(shù)據(jù)項，以完 成數(shù)據(jù)傳輸?？梢栽谔囟ǚ秶鷥?nèi)增大數(shù)據(jù)率，或者在特定數(shù)據(jù)率增大系 統(tǒng)覆蓋。
己經(jīng)從各種觀點(例如與系統(tǒng)容量相關(guān)聯(lián)的信息論、對無線信道進 行測量和建模、以及用于增強傳輸可靠性和數(shù)據(jù)率的空時(space-time) 信號處理)積極地研究了各種MIMO技術(shù)。
MIMO技術(shù)粗略地分類成空間分集(spatial diversity)和空間復(fù)用 (spatial multiplexing)?？臻g分集允許多個天線發(fā)送相同的數(shù)據(jù)?？臻g分 集可以通過經(jīng)多路徑傳輸相同數(shù)據(jù)來增強傳輸可靠性?？臻g分集分成空 時分組碼(STBC)和空時網(wǎng)格碼(STTC)。 STBC具有復(fù)雜度較低的優(yōu) 勢。STTC具有改進誤碼率(BER)的性能和產(chǎn)生碼的自由度較高的優(yōu)勢。 通過使用空間分集，可以獲得對應(yīng)于發(fā)送天線的數(shù)目和接收天線的數(shù)目 的乘積的增益。
空間復(fù)用允許多個天線發(fā)送互不相同的數(shù)據(jù)。接收器通過使用合適 的信號處理技術(shù)去除干擾，然后再現(xiàn)數(shù)據(jù)。常規(guī)的干擾去除技術(shù)是最大
似然法、迫零(ZF)法、最小均方差(MMSE)法、對角線-貝爾實驗室 分層空時(D-BLAST)法、垂直-BLAST (V-BLAST)法等。當信道信息 已知時，可以使用奇異值分解(SVD)。
空間分集增益可能隨著分集數(shù)量級增加而飽和?？臻g復(fù)用可能降低 無線信道的傳輸可靠性?？梢越M合空間分集和空間復(fù)用來獲得兩種技術(shù) 的優(yōu)點。
衰落信道被公知為降低無線通信系統(tǒng)的性能的主要原因。處于衰落 環(huán)境中的信道可能根據(jù)時間、頻率以及空間而變化。為了克服衰落，分 集技術(shù)使用了這樣的事實，即所有獨立信道具有較低信道增益的概率非 常低。
多用戶分集是多種分集技術(shù)中的一種。當小區(qū)中存在多個用戶時， 所述多個用戶的信道增益在概率上彼此獨立。所有用戶都具有較低的信 道增益的概率非常低。多用戶分集可以被分類為時間多用戶分集、頻率 多用戶分集以及空間多用戶分集。
在時間多用戶分集中，當信道隨著時間流逝而變化時，將該信道分 配給具有最高信道增益的用戶。根據(jù)信息論，當傳輸功率足夠時，可以 通過將所有信道分配給具有最高信道增益的用戶來最大化信道的總?cè)?量。在頻率多用戶分集中，將子載波分配給頻率復(fù)用系統(tǒng)中的具有最高 信道增益的用戶。空間多用戶分集使用根據(jù)空間而變化的用戶的信道增 益?？臻g多用戶分集的一個實施例是隨機波束形成(RBF)。 RBF也被稱 為機會波束形成。RBF通過允許發(fā)送器用加權(quán)值來執(zhí)行波束形成處理從 而引起信道的變化。
閉環(huán)結(jié)構(gòu)提供從用戶設(shè)備到基站的反饋信道，以增強多天線系統(tǒng)的 性能?？梢栽诳臻g分集或空間復(fù)用中使用閉環(huán)結(jié)構(gòu)。通過反饋信道從用 戶設(shè)備傳輸?shù)交镜男畔樾诺佬畔?。當用戶設(shè)備將信道信息傳輸?shù)交?br> 站時，基站可以通過控制各種系統(tǒng)參數(shù)(例如功率電平和傳輸格式)來使 性能最大化。自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)技術(shù)通過允許基站基于信道信息
來控制調(diào)制和編碼方案(MCS)，從而增強了鏈路性能。通過在信道良好 時增大數(shù)據(jù)率并且在信道衰落時減小數(shù)據(jù)率，AMC技術(shù)支持高效的傳輸。
隨著信道信息變得更接近于實際信道，更有利于增強系統(tǒng)性能、增 加傳輸效率并去除干擾。
存在對更接近實際信道地表示信道信息并且更高效地傳輸所述信道 信息的技術(shù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
這里提供了高精度地表示信道并增加傳輸效率的技術(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供有一種用于在無線通信系統(tǒng)中發(fā)送信 道狀態(tài)信息的方法。所述方法包括以下步驟接收導(dǎo)頻信號；使用所述 導(dǎo)頻信號獲得估計信道；獲得表示所述估計信道的多個基(basis)，其中， 基包括多個向量；以及發(fā)送代表性向量(representative vector)作為信道 狀態(tài)信息，其中，從所述多個基中選擇所述代表性向量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供有一種用于在多天線系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù) 的方法。所述方法包括以下步驟對多個天線預(yù)備多個權(quán)重矩陣；接收 多個代表性向量的信息，所述信息是針對各個權(quán)重矩陣而選擇的，并且 表示信道信息；使用所述多個權(quán)重矩陣對信號進行波束形成；以及通過 所述多個天線發(fā)送所述信號。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供有一種用于在多天線系統(tǒng)中發(fā)送信 道狀態(tài)信息的方法。所述方法包括以下步驟預(yù)備包括多個向量的基； 從所述基中選擇至少兩個代表性向量，使得所述兩個代表性向量表示信 道；以及發(fā)送所述兩個代表性向量作為信道狀態(tài)信息。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供有一種用于在多天線系統(tǒng)中產(chǎn)生信 道狀態(tài)信息的方法。所述方法包括以下步驟預(yù)備包括多個基的基集合， 一個基包括多個向量，所述基產(chǎn)生多天線的向量空間；從所述基集合中 選擇代表性向量來表示信道；以及使用所述代表性向量來產(chǎn)生信道狀態(tài).{曰息。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供有一種用于在多天線系統(tǒng)中發(fā)送數(shù) 據(jù)的方法。所述方法包括以下步驟接收信道狀態(tài)信息，所述信道狀態(tài) 信息包括從權(quán)重矩陣集合中選擇的代表性向量；使用所述信道狀態(tài)信息 對用戶進行規(guī)劃；使用包括所述代表性向量的權(quán)重矩陣來按順序針對所 述用戶產(chǎn)生信號；以及發(fā)送所述用戶的信號。


圖l是示出多天線系統(tǒng)的圖。
圖2是示出從NT個發(fā)送天線到第i個接收天線的信道的圖。 圖3是示出單用戶多天線系統(tǒng)的圖。 圖4是示出多用戶多天線系統(tǒng)的圖。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的具有多個發(fā)送天線的發(fā)送器的框圖。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的接收器的框圖。 圖7是示出用于發(fā)送信道狀態(tài)信息的方法的圖。 圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的CSI發(fā)送方法的流程圖。 圖9是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的數(shù)據(jù)發(fā)送方法的流程圖。 圖10是示出根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施方式的信道狀態(tài)信息反饋 方法中的操作流程的圖。
圖11是示出基和估計信道的圖。
圖12是示出用于根據(jù)本發(fā)明的另一方面的CSI發(fā)送方法的圖。 圖13是示出圖12的實施方式的操作的流程圖。 圖14是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的數(shù)據(jù)發(fā)送方法的流程圖。 圖15是示出根據(jù)本發(fā)明又一實施方式的CSI發(fā)送方法的圖。 圖16是示出圖15的實施方式的操作的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點將在下面的描述中加以闡述，部分地將從.
這些描述而變得清楚，或者可以通過對本發(fā)明的實踐而了解。應(yīng)該理解， 本發(fā)明的前面的總體描述和后面的詳細描述都是示例性和解釋性的，旨 在提供對所要求保護的發(fā)明的進一步解釋。 圖l是示出多天線系統(tǒng)的圖。
參照圖1，發(fā)送器100包括NT個發(fā)送天線，而接收器101包括NR
個接收天線。下行鏈路發(fā)送表示從基站到用戶設(shè)備的發(fā)送，上行鏈路發(fā)
送表示從用戶設(shè)備到基站的發(fā)送。在下行鏈路中，發(fā)送器100可以是基 站的一部分，而接收器101可以是用戶設(shè)備的一部分。在上行鏈路中，發(fā) 送器100可以是用戶設(shè)備的一部分，而接收器101可以是基站的一部分。 發(fā)送器100發(fā)送通過對信息位進行處理而產(chǎn)生的流。通過NT個發(fā)送
天線發(fā)送的流的最大數(shù)目是NT。 NT個流可以被寫為
式l<formula>formula see original document page 8</formula>
其中Si是通過第i個發(fā)送天線發(fā)送的流。
可以用不同的發(fā)送功率發(fā)送流Sp S2，......，和Sot。當假設(shè)發(fā)送功
率是P,， P2，......，和Pnt吋，發(fā)送功率經(jīng)調(diào)整的流可以如式2地用向量
表不
式2
<formula>formula see original document page 8</formula>
使用其對角元素為發(fā)送功率的對角矩陣P，功率經(jīng)調(diào)整的流^可以 表示為式3:
式3
<formula>formula see original document page 8</formula>考慮將權(quán)重矩陣W應(yīng)用于功率經(jīng)調(diào)整的流向量 個發(fā)送信號Xp X2，......，和Xnt。發(fā)送信號Xp X2，
用向量X表示為
式4<formula>formula see original document page 9</formula>
其中權(quán)重Wij (B"A^,KAA^)為針對第i個發(fā)送天線的第j個流 的權(quán)值。權(quán)重Wij可以排列為權(quán)重矩陣W。權(quán)重矩陣W也可以被稱為預(yù) 編碼矩陣。
可以通過使用空間分集或者通過使用空間復(fù)用來對發(fā)送信號x進行發(fā)送。當使用空間分集時，通過多個天線發(fā)送相同的信號，并且功率經(jīng) 調(diào)整的流s的元素全部相同。當使用空間復(fù)用時，功率經(jīng)調(diào)整的流s的 元素可以相互不同?？梢越M合空間分集和空間復(fù)用。三個發(fā)送天線可以 通過使用空間分集來發(fā)送流，而其他發(fā)送天線可以通過使用空間復(fù)用來 發(fā)送流。
考慮接收器101接收到的信號。NR個接收天線接收到的信號 y2，……，和yNR被寫為式5: 式5
<formula>formula see original document page 9</formula>假設(shè)通過使用發(fā)送天線和接收天線的索引來表示信道。從第j個發(fā) 送天線到第i個接收天線的信道被表示為hij。該信道也可以被稱為MIMO 信道。多個天線的信道集合可以被表示成向量和矩陣的形式。 圖2是示出從NT個發(fā)送天線到第i個接收天線的信道的圖。
參照圖2，從發(fā)送器100到第i個接收天線的信道可以用向量的形式
表示為
式6<formula>complex formula see original document page 10</formula>其中上標T表示轉(zhuǎn)置。
從NT個發(fā)送天線到NR個接收天線的信道可以用式7表示為矩陣形
式
式7
<formula>complex formula see original document page 10</formula>
在實際的無線系統(tǒng)中，附加的白高斯噪聲(AWGN)添加到信道矩 陣H。第i個信道的AWGN可以表示為rii，所有信道的AWGN可以用式 8表示為向量形式
式8
<formula>complex formula see original document page 10</formula>
接收信號y可以用式9表示 式9 <formula>formula see original document page 11</formula>
接收器101可以是具有多個天線的用戶設(shè)備，或者是多個具有至少 一個天線的用戶設(shè)備。例如，用戶設(shè)備可以通過NR個天線接收下行鏈路 信號。或者NR個用戶設(shè)備可以通過一個天線同時接收下行鏈路信號。在 任意組合中，接收天線的總數(shù)可以保持為N^這種技術(shù)一般被稱為MIMO BC (廣播信道)或者SDMA (空分多址)。
相反地，具有NT個天線的用戶設(shè)備可以發(fā)送上行鏈路信號?；蛘呔?有一個天線的NT個用戶設(shè)備可以同時發(fā)送上,鏈路信號。在任意組合中，
發(fā)送天線的總數(shù)可以保持為NT。這種技術(shù)一般被稱為MIMO MAC (多 址信道)。
因為上行鏈路發(fā)送和下行鏈路發(fā)送展現(xiàn)對偶性(duality),所以在一 側(cè)使用的技術(shù)可以用于另一側(cè)。盡管在下面的描述中主要示出MIMO BC，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地應(yīng)用到MIMO MAC中。
圖3是示出單用戶多天線系統(tǒng)的圖。
參照圖3，作為發(fā)送器的基站(BS) 310具有多個天線，并且作為接 收器的用戶設(shè)備(UE) 320 (即用戶)具有多個天線。通過使用MIMO 技術(shù)可以獲得最大的信道容量。
假設(shè)BS 310和UE 320精確地知道信道信息。使用SVD (奇異值分 解)，信道矩陣H可以表示為
式10 <formula>formula see original document page 11</formula>
其中U和V是單位矩陣(unitary matrix), 2:是對角矩陣，上標H表 示厄密共軛(Hermitian)矩陣。為了在信道容量的角度獲得最大增益， 將V選擇為權(quán)重矩陣W。將接收信號y乘以ljH，如式ll中所示出。式ll
<formula>formula see original document page 12</formula>
可以用注水(water filling)技術(shù)來確定式11中的發(fā)送功率矩陣P， 以獲得最大信道容量。
圖4是示出多用戶多天線系統(tǒng)的圖。
參照圖4， BS410具有NT個天線，并且各個UE 420-1 、 420-2，......，
和420-Na具有一個天線。類似于圖3中示出的單用戶環(huán)境，可以通過使 用發(fā)送波束形成處理來最大化信道容量。
然而，應(yīng)該考慮UE之間的干擾。當使用發(fā)送波束形成處理時，應(yīng) 該選擇加權(quán)向量以最小化UE之間的干擾。多用戶環(huán)境需要比單用戶環(huán)境 更復(fù)雜的系統(tǒng)。
在多用戶多天線系統(tǒng)中，在信道容量的角度，臟紙編碼(DPC)被 公知為最優(yōu)方案。其復(fù)雜度相當大，因此實施DPC并不容易。迫零波束 形成(ZFBF)、隨機波束形成(RBF)等被公知為接下來的最優(yōu)方案。在 這些方案中，隨著UE數(shù)目的增加，可以獲得最優(yōu)性能。
在ZFBF中，接收器使用逆信道矩陣H"來分解接收信號。接收信號 y可以用式12來表示。
式12
<formula>formula see original document page 12</formula>
<formula>formula see original document page 12</formula>
信道矩陣H應(yīng)該為非奇異的，從而逆信道矩陣H"始終存在。因為 單位矩陣為非奇異矩陣，所以我們可以將信道矩陣H建立為單位矩陣。
為了成為單位矩陣，信道矩陣H的不同行(或列)向量應(yīng)該相互正 交。如果兩個向量之間的內(nèi)積為零，則這兩個向量正交。
令列向量hi為H的第I列，如式13中所示出。
式13
<formula>formula see original document page 12</formula>
當信道矩陣H為單位矩陣時，H的兩個不同列向量hi和hj之間的內(nèi)
積為零。該關(guān)系可以寫為 式14<formula>formula see original document page 13</formula>
所以，如果信道矩陣H的列向量滿足式14，則我們可以將信道矩陣 H稱為單位矩陣。單位矩陣具有如式15所示的另一個性質(zhì) 式15<formula>formula see original document page 13</formula>
ZFBF具有這樣的優(yōu)勢，即它不需要接收器進行特定操作來檢測接收 信號，并且矩陣計算不復(fù)雜。然而，因為信道矩陣H應(yīng)該為單位矩陣， 所以應(yīng)該選擇接收天線(即UE)以使得所有MIMO信道正交。應(yīng)該選 擇第i個接收天線以使得第i個接收天線的信道hi與其他接收天線的信道 正交。要選擇信道，就應(yīng)該知道所有的信道信息。
接收器通?；趶陌l(fā)送器發(fā)送的導(dǎo)頻信號(基準信號)來測量估計 信道。發(fā)送器應(yīng)該通過從接收器接收信道信息而知道估計信道。當發(fā)送 器知道所有的信道時，發(fā)送器可以自適應(yīng)地執(zhí)行發(fā)送。ZFBF是一個實施 例。因為信道隨著時間流逝而變化，所以應(yīng)該盡可能頻繁地將信道信息 從接收器發(fā)送到發(fā)送器，以提高準確性。但是這可能耗竭無線電資源并
限制數(shù)據(jù)率。并且，因為可能存在量化誤差，所以要準確地發(fā)送信道信 息并不容易。
RBF是沒有任何信道信息的波束形成處理。RBF執(zhí)行如下。(1)發(fā) 送器通過使用隨機創(chuàng)建的加權(quán)向量來經(jīng)由多個天線發(fā)送導(dǎo)頻信號。(2) 接收了導(dǎo)頻信號的接收器估計信噪比(SNR),并且將SNR轉(zhuǎn)換成適當 的數(shù)據(jù)率或信號干擾噪聲比(SINR)。 (3)接收器將SINR反饋回發(fā)送器。 接收器不需要知道發(fā)送器是否具有多個天線。(4)發(fā)送器將信道分配給 具有最高SINR的接收器。(5)在經(jīng)過預(yù)定時間后，發(fā)送器通過使用隨機 創(chuàng)建的加權(quán)向量發(fā)送導(dǎo)頻信號，并再次重復(fù)步驟(2)。
隨著小區(qū)中的接收器(UE)數(shù)目的增加，隨機創(chuàng)建的加權(quán)向量非常
接近實際信道的概率增加。因此，隨著接收器數(shù)目的增加，RBF可以實
現(xiàn)更接近ZFBF的性能。
令加權(quán)向量W^ W2，......，和WOT為發(fā)送器隨機創(chuàng)建的單位權(quán)重矩
陣W的列向量。發(fā)送功率矩陣P和發(fā)送流向量s的積被表示為Ps。不失 一般性地，我們可以選擇發(fā)送功率矩陣P為單位矩陣(identity matrix) I。 發(fā)送信號x可以用式16表示。 式16
第i個接收天線接收到的接收信號"可以用式17表示。 式17
<formula>formula see original document page 14</formula>
在RBF中，針對權(quán)重向量Wm的第i個接收天線的SINR可以用式 18來定義。 式18
<formula>formula see original document page 14</formula>
可以找出其中式18的SINR^最大的權(quán)重向量wm。我們稱它為最大 權(quán)重向量
假設(shè)NT維復(fù)向量空間C 由權(quán)重向量W^ W2，......，和Wot生成。
.
向量空間C 是權(quán)重矩陣W的列空間。當?shù)趇個接收天線的信道hi屬于W
的空空間(null space)時，hi和任意一個權(quán)重向量的內(nèi)積為零，如式19 中所示出。 式19
<formula>formula see original document page 15</formula>因為權(quán)重矩陣w被假設(shè)為單位矩陣，所以c^的空空間為零空間
(zerospace)。但是信道hi不屬于零空間。該積不能為零，如式20中所 示出。
式20
<formula>formula see original document page 15</formula>
因此，式18的SINR的最小值始終大于零。
為了最大化式18的SINR，信道hi應(yīng)該屬于向量空間c 的子空間 L(w,)、 L(w2)，......，和L(wnt)中的一個。地理上，子空間L(w,)、
L(W2)，......，和L(WNT)表示NT維復(fù)向量空間C^^中的線，使用權(quán)重向量
Wl、 W2，......，和WNT作為向量空間C^的基。向量空間C 的基為C 的
線性無關(guān)子集，所述線性無關(guān)子集生成(或產(chǎn)生)c 。當權(quán)重矩陣W 為基時，所述基包括權(quán)重矩陣W的列(行)向量。
當信道hi屬于子空間L(Wm)時，它給出
式21<formula>formula see original document page 15</formula>
因此，如果我們找到了屬于子空間L(Wm)的加權(quán)向量Wm，則我們最 大化了 SINR (Wm=Wmax)。最大權(quán)重向量Wmax是這樣的向量當將所述
向量投影到向量空間C 的基上時，所述向量具有最大系數(shù)。式18的SINR 表示對應(yīng)信道與權(quán)重向量Wi、 w2，......，和w^中的一個的正交緊密程度。
在波束形成中，不是發(fā)送所有用戶的流，而是可以發(fā)送與最大數(shù)目 的發(fā)送天線(或接收天線)相對應(yīng)的用戶的流。 一個用戶選擇準則是被.
選擇的用戶之間的信道相互正交。
在ZFBF中，用戶選擇處理可以如下。(1)所有用戶將信道信息發(fā) 送到發(fā)送器。(2)發(fā)送器使用信道信息選擇其信道相互正交的用戶。(3) 建立用于所選擇用戶的信道矩陣，并且選擇該信道矩陣的逆矩陣作為權(quán) 重矩陣。(4)使用權(quán)重矩陣來對所選擇的用戶的信號進行波束形成，并 且發(fā)送該信號。
在RBF中，(1)發(fā)送器選擇單位權(quán)重矩陣，并且使用所選擇的單位 權(quán)重矩陣發(fā)送到用戶。(2)每個用戶基于接收到的信號從權(quán)重矩陣中選 擇具有最大值的列向量。根據(jù)選擇的列向量計算SINR。將所選擇的列向 量的索引和SINR發(fā)送到發(fā)送器。(3)發(fā)送器基于索引和SNIR，選擇信 道最接近權(quán)重矩陣的列向量的用戶。因為權(quán)重矩陣為單位矩陣，所以選 擇的用戶的信道相互正交。(4)使用權(quán)重矩陣對所選擇用戶的信號進行 波束形成，并將其發(fā)送。
在ZFBF中，每個用戶不執(zhí)行任何處理地發(fā)送它的信道信息。相反 地，在RBF中，每個用戶使用權(quán)重矩陣的列向量計算正交度，然后發(fā)送 最大SINR和對應(yīng)于該最大SNIR的列向量的索引。
如上面所示出的，隨著一信道變得更接近由基組成的子空間之一時， 該信道在RBF中具有更大的SINR。根據(jù)用戶的信道與權(quán)重矩陣的列空 間相關(guān)的緊密程度來確定要發(fā)送的用戶。權(quán)重矩陣的列空間的維(即， 構(gòu)成基的向量的數(shù)目)等于天踐的數(shù)目Nt。用戶具有最大SINR的概率 等于用戶的信道與子空間之一匹配的概率。因為用戶的信道是時變并且 不可預(yù)測的，所以該概率非常低。因此，許多用戶被要求增加該概率。
數(shù)學上，可以用包括nt個向量的基來表示nt維向量空間中的向量。
標準基被表示為單位矩陣的列向量的集合。使用標準基，信道h可以用 式22表^。 式22
<formula>formula see original document page 17</formula>使用標準基，我們需要總共NT個系數(shù)hi、 h2，......，和hOT來表示
信道h?？梢酝ㄟ^組合&、 h2，......，和hNT與標準基來再現(xiàn)信道h。
如果信道11=|>1,112,,..,111^]7具有特定值，則可以通過改變基來減少發(fā)
送信道向量h所需要的系數(shù)數(shù)目。例如，考慮信道向量h-[-3,3,-3,3]T。在 標準基下，應(yīng)該需要四個系數(shù)-3， 3， -3和3來表示信道，如式23中所 示出。
式23
<formula>formula see original document page 17</formula>考慮我們選擇[1,1,U]T， [l，-U，-l]T， [l,l，-l，-l]T以及[1，-1，-1，1]7作為
基，僅需要一個系數(shù)-3來表示信道，如式24中所示出。 式24
<formula>formula see original document page 17</formula>系數(shù)-3足以表示信道向量h。通過改變基可以大大地減少發(fā)送信息
可以使用單位矩陣的列向量作為基。在RBF中，權(quán)重矩陣的列向量
為基。選擇列向量中的具有最大系數(shù)的列向量。在將RBF應(yīng)用到實際無 線通信環(huán)境中存在幾個問題。
第一個問題是RBF在信道容量的角度效率不高。僅當連續(xù)發(fā)送隨機 單位矩陣時，才可以反饋信道信息。隨機單位矩陣的連續(xù)發(fā)送導(dǎo)致信道 容量的浪費。出于數(shù)據(jù)解調(diào)、同步等的多種原因，發(fā)送信號一般包括導(dǎo) 頻信號。因為接收器可以使用導(dǎo)頻信號測量估計信道，所以僅用于獲得 信道信息的隨機單位矩陣的發(fā)送導(dǎo)致信道容量的浪費。
第二個問題是當小區(qū)中的用戶數(shù)目足夠大時，RBF可以有效地操 作。隨機產(chǎn)生的權(quán)重矩陣可能不適合于表示每個用戶的實際信道。當使 用隨機產(chǎn)生的權(quán)重矩陣的所有列向量來表示信道時，信道可能是準確的。 但是在RBF中僅使用一個列向量。如果一個列向量不能有效地表示用戶 的實際信道，則從用戶發(fā)送的信道信息可能與用戶的實際信道不匹配。 為了選擇展示高SINR的用戶，在概率上必須有許多用戶。
第三個問題是信道容量被發(fā)送不需要的信道信息所浪費。所有用戶 都應(yīng)該發(fā)送SINR和索引。如果信道與基不匹配，則信道展示低SINR。 具有低SINR的用戶幾乎不會被選擇，但是該用戶仍然發(fā)送低SINR。信 道容量被發(fā)送無用的信道信息所浪費。
第四個問題是在RBF中不能有效地減輕用戶的干擾。與基不匹配的 用戶的信道給出低SINR。盡管用戶的信道與基不匹配，但是用戶可能必 須接收或發(fā)送信號。其實施例包括響應(yīng)于混合自動重復(fù)請求(HARQ)方 案而要求重新發(fā)送的情況以及用戶的緩沖區(qū)滿所以必須要求上行鏈路發(fā) 送的情況。因為具有低SINR的用戶不能使用信道，所以RBF不能有效 地減輕與用戶的干擾。這在信道容量的角度是一種損失。
RBF的上述問題可以總結(jié)如下。第一個問題是由于基改變。第二至 第四個問題是由于基和用戶實際信道之間的不匹配。
現(xiàn)在考慮多用戶MMO系統(tǒng)，其中發(fā)送器的發(fā)送天線的數(shù)目為NT (其中Nt是大于2的自然數(shù))，接收器的數(shù)目為k(其中k是大于l的自
然數(shù))，并且每個接收器通過一個接收天線接收信號。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的具有多個發(fā)送天線的發(fā)送器的框圖。
參照圖5，發(fā)送器500包括數(shù)據(jù)處理器510、功率分配器520、預(yù)編 碼器530、 RF (射頻)單元540以及控制器550。
數(shù)據(jù)處理器510根據(jù)預(yù)定的調(diào)制和編碼方案(MCS)處理并調(diào)制信 息位，以創(chuàng)建發(fā)送流。當使用AMC方案時，數(shù)據(jù)處理器510可以根據(jù)從 控制器550發(fā)送的AMC控制信號來選擇預(yù)定的MCS集合中的一個。用 s表示發(fā)送流。數(shù)據(jù)處理器550可以包括信道編碼器(未示出)和映射器 (未示出)。信道編碼器根據(jù)預(yù)定的編碼方案對信息位進行編碼，以形成 編碼數(shù)據(jù)。映射器將編碼數(shù)據(jù)映射在信號星座圖(signal constellation)上。 映射器的調(diào)制方案不受具體限制，可以為m-PSK (m—相移鍵控)或者 m-QAM(m—正交調(diào)幅)。例如，m-PSK方法可以是BPSK(二進制一PSK)、 QPSK (四進制一PSK)或者8-PSK。 m-QAM可以是16-QAM、 64-QAM 或者256-QAM。
功率分配器520向發(fā)送流分配適當?shù)墓β?。用^表示功率經(jīng)調(diào)整的 發(fā)送流。
預(yù)編碼器530通過將經(jīng)調(diào)整的發(fā)送流^應(yīng)用于權(quán)重矩陣W來產(chǎn)生發(fā) 送信號向量x。通過RF單元540對發(fā)送信號x進行發(fā)送。
控制器550接收信道狀態(tài)信息(CSI)并且控制預(yù)編碼器530、數(shù)據(jù) 處理器510以及功率分配器520。 CSI可以是示出信道信息的任意形式。 CSI可以是表示下行鏈路信道或上行鏈路信道的狀態(tài)的反饋信息。控制器 550向預(yù)編碼器530提供權(quán)重矩陣W的信息?？刂破?50向數(shù)據(jù)處理器 510和功率分配器520提供控制信號。所述控制信號可以是發(fā)送為CSI 的功率偏移值或者MCS索引。
圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的接收器的框圖。
參照圖6，接收器600包括數(shù)據(jù)處理器610、信道估計器620、均衡 器630、 RF單元640以及控制器650。
RF單元640通過接收天線來接收信號，并輸出接收信號。接收信號
被表示為y。信道估計器620對信道進行估計。信道估計器620可以使用 包括在接收信號中的導(dǎo)頻信號來估計信道。估計信道被表示為^。均衡 器630使用估計信道來對接收信號進行均衡。數(shù)據(jù)處理器610對應(yīng)于發(fā) 送器500的數(shù)據(jù)處理器510。數(shù)據(jù)處理器610對輸入信號進行解映射和解 碼，以再現(xiàn)信息位。
控制器650從信道估計器620接收估計信道，并產(chǎn)生CSI作為反饋 信息。控制器650將反饋信息發(fā)送到發(fā)送器500。
圖7是示出用于發(fā)送信道狀態(tài)信息的方法的圖。
參照圖7，基站(BS)發(fā)送導(dǎo)頻信號并從多個用戶設(shè)備(UE)接收 CSI。 BS在改變權(quán)重矩陣的同時將權(quán)重矩陣應(yīng)用于發(fā)送流以產(chǎn)生發(fā)送信 號。在經(jīng)過預(yù)定時間后，BS再次發(fā)送導(dǎo)頻信號。
BS使用根據(jù)發(fā)送流而改變的權(quán)重矩陣W、 W'以及W"。權(quán)重矩陣W、 W'以及W"為NtxNt的単位矩降，其中NT為BS處的發(fā)送天線的數(shù)目。 單位矩陣的列向量相互正交。權(quán)重矩陣的列向量相互線性無關(guān)。權(quán)重矩 陣的列向量可以認為是NT維空間的基?？梢酝ㄟ^根據(jù)預(yù)定規(guī)則轉(zhuǎn)換權(quán)重 矩陣W來獲得W'和W"。例如，可以通過對權(quán)重矩陣W進行線性變換來 獲得W'和W"。
BS可以對權(quán)重矩陣進行偽隨機變換。UE和BS都知道權(quán)重矩陣和 權(quán)重矩陣的變換模式。
盡管己經(jīng)描述了三個權(quán)重矩陣，但是本發(fā)明的概念并不限于此。可 以執(zhí)行兩個或更多個權(quán)重矩陣變換，并且可以使用三個或更多個權(quán)重矩 陣。
圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的CSI發(fā)送方法的流程圖。 參照圖8， BS發(fā)送導(dǎo)頻信號(S210)。導(dǎo)頻信號是BS和UE預(yù)先都 知道的信號。
UE通過接收天線接收導(dǎo)頻信號(S220)。可以用yi表示接收到的導(dǎo) 頻信號，其中下標i表示第i個UE。用hjj表示從第j個發(fā)送天線到第i 個UE的信道。從NT個發(fā)送天線到第i個UE的信道用式25表示為向量 的形式。 式25
<formula>formula see original document page 21</formula>
第i個UE接收到的接收信號yi可以表示為 式26
<formula>formula see original document page 21</formula>
其中ni表示第i個UE接收到的附加白高斯噪聲(AWGN)， r表示 導(dǎo)頻信號。
UE使用導(dǎo)頻信號來估計信道并獲得估計信道(S230)。因為UE知 道導(dǎo)頻信號r，所以可以容易地獲得信道，所述信道被稱為第i個用戶設(shè) 備的估計信道《'，如式27中所示出。
式27
UE獲得代表估計信道的基(S240)。所述基可以是權(quán)重矩陣W、 W' 以及W"中的一個。權(quán)重矩陣W、 W'以及W"與參照圖7所描述的相同。 估計信道^是具有Nt個分量的向量，并且屬于NT維空間。權(quán)重矩陣W、 W'以及W"是單位矩陣并且用作基。估計信道^可以被表示為權(quán)重矩陣 W、 W'以及W"中的任意一個的列向量的線性組合。
將詳細描述用于獲得估計信道的基的處理。為了清晰，假設(shè)發(fā)送天 線的數(shù)目NT為4。
權(quán)重矩陣W可以被表示為
式28<formula>formula see original document page 21</formula>權(quán)重矩陣w'可以被表示為
式29<formula>formula see original document page 22</formula>
其中矩陣T是執(zhí)行線性變換的矩陣,
權(quán)重矩陣w〃可以被表示為
式30<formula>formula see original document page 22</formula>
使用標準基，估計信道、可以用式3l表示: 式31
<formula>formula see original document page 22</formula>，1
標準基表示包括單位矩陣的列向量的組的基。
可以通過使用權(quán)重矩陣W的列向量作為基來改變式31表示的估計 信道A的基，從而獲得 式32
<formula>formula see original document page 22</formula>
獲得估計信道的基表示將估計信道的標準基改變?yōu)榘?quán)重矩陣的 列向量的基。
l正選擇代表性向量(S250)。代表性向量為具有最大系數(shù)的列向量。 例如，針對權(quán)重矩陣W的列向量的系數(shù)分別為式32中的值a、 b、 c以及
d。
a、 b、 C以及d的各值分別表示列向量W!、 W2、 W3以及W4的方向上
的系數(shù)。a、 b、 c以及d的各值表示通過將估計信道《'投影到各個列向 量Wi、 W2、 W3以及W4上而獲得的值。具有最大系數(shù)(具有a、 b、 c以 及d的最大值)的列向量最近似地表示估計信道《*，并成為代表性向量。
UE獲得代表性向量的索引。
還可以針對每個權(quán)重矩陣W'和W"獲得代表性向量。使用式29的權(quán)
重矩陣W'的列向量的估計信道^可以被寫為 式33
<formula>formula see original document page 23</formula>
UE獲得"'、b'、 c'以及d'的值和具有最大系數(shù)的列向量的索弓l。 使用式30的權(quán)重矩陣W'的列向量的估計信道^可以被寫為: 式34
<formula>formula see original document page 23</formula>UE獲得a"、 b"、 c"以及d"的值和具有最大系數(shù)的列向量的索引。 UE發(fā)送代表性向量(S260)。當存在三個權(quán)重矩陣時，可以針對每 個權(quán)重矩陣獲得三個代表性向量。例如，將索引1、 2、 3以及4按順序給與W的列向量w" w2、 W3以及W4。將索引5、 6、 7以及8給與W'的
列向量w;,m4,w;以及w;。將索引9、 io、 11以及12給與w"的列向量
,<以及<。在使用式32至34獲得的值中，假設(shè)a、 b、 c以及d中 的a具有最大系數(shù)，a'、 b'、 c'以及d'的b'具有最大系數(shù)，""、b"、 c"以及d"的 d"具有最大系數(shù)。W的向量Wl是W的代表性向量，W'的向量w'2是W'的 代表性向量，W"的向量w:是W"的代表性向量。然后，UE可以反饋索引 1和對應(yīng)列向量的值a、索引6和對應(yīng)列向量的值b'、以及索引12和對應(yīng) 列向量的值d"。在下面的描述中，出于方便表示的目的，將CSIfi表示 為fF((l，a)，(6,b')，(12,d")〉。
以這種方式，UE可以基于生成權(quán)重矩陣的向量空間的基來發(fā)送CSI。 因為UE —次通過使用一系列權(quán)重矩陣來發(fā)送CSI，所以不需要每當BS 改變權(quán)重矩陣時都發(fā)送CSI。可以減小反饋開銷。
圖9是示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的數(shù)據(jù)發(fā)送方法的流程圖。
參照圖9， BS發(fā)送導(dǎo)頻信號(S310)。 BS從UE接收多個代表性向 量的信息(S320)。 l正將CSI發(fā)送到BS。例如，假設(shè)在BS中按順序使 用的權(quán)重矩陣為W、 W'以及W" 。 CSI包括式32至34中的索引和代表性 向量的系數(shù)。BS基于CSI來規(guī)劃發(fā)送流應(yīng)該發(fā)送到哪個UE。用于對UE 進行規(guī)劃的準則可以變化。例如，可以將UE選擇為使得UE彼此最嚴密 正交?？梢愿鶕?jù)基來規(guī)劃UE。例如，假設(shè)發(fā)送天線的數(shù)目NT為4，小區(qū) 中UE的數(shù)目為6。權(quán)重矩陣W可以用作UE1、 2、 3和4的權(quán)重矩陣。 權(quán)重矩陣W'可以用作UE1、 3、 4和5的權(quán)重矩陣。權(quán)重矩陣W"可以用 作UE2、 4、 5和6的權(quán)重矩陣。
根據(jù)多個代表性向量順序地對信號進行波束形成和發(fā)送(S330)。例 如，假設(shè)從第i個UE接收到的CSIfi為fF((l,a),(6,b')，(12,d"》并且通過 (6,b')選擇第i個UE。這表示當將權(quán)重矩陣W用作基時可以用第二個 列向量w;最佳地代表第i個UE的信道狀態(tài)。BS通過將權(quán)重矩陣W'應(yīng)用 到第i個UE的發(fā)送流來對發(fā)送信號x進行發(fā)送。發(fā)送信號x可以寫為式35
<formula>formula see original document page 25</formula>
其中S,、 S3以及S4為其他UE的發(fā)送流。
假設(shè)從第j個用戶設(shè)備接收到的CSI g為ff((3,c)，(5,a')(ll，c"》并通 過(3,c)選擇第j個UE。還假設(shè)第j個UE的發(fā)送流為q。然后，BS對 發(fā)送信號x進行發(fā)送，發(fā)送信號x可以示為
式36 <formula>formula see original document page 25</formula>
其中Sp S2以及S4為其他UE的發(fā)送流。
以這種方式，因為BS不需要每當權(quán)重矩陣改變時都發(fā)送權(quán)重矩陣，所以可以減小反饋開銷。
圖10是示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施方式的CSI發(fā)送方法的流程圖。 參照圖10， UE預(yù)備代表信道的基(S410)。假設(shè)發(fā)送天線的數(shù)目 NT為4。然后，第i個UE的估計信道^可以用式37表示
式37
<formula>formula see original document page 25</formula>
UE選擇代表估計信道、的基。例如，UE可以選擇權(quán)重矩陣W的 列向量作為基。估計信道可以用式38表示。
式38<formula>complex formula see original document page 26</formula>
UE從基中選擇至少兩個代表性向量(S420)。選擇代表性向量的準 則可以是系數(shù)的順序。例如，假設(shè)式38中的系數(shù)按b、 d、 c和a的順序
減小。向量W2和W4為代表性向量。列向量W2為W的第一代表性向量，
列向量W3為W的第二代表性向量。與僅有一個代表性向量比較，通過 選擇兩個或更多個代表性向量，可以更準確地表示估計信道。
通過使用組成權(quán)重矩陣的所有列向量，可以沒有任何損失地完全發(fā) 送估計信道。然而，這種方法失去了高效CSI發(fā)送的意義。UE使用所有 列向量的事實表示UE使用所有發(fā)送天線。因此，多用戶分集沒有增益。 需要在組成基的列向量中使用合適數(shù)目的列向量來發(fā)送CSI。
UE發(fā)送代表性向量作為CSI (S430)。 CSI可以是代表性向量的索
引和系數(shù)。例如，當式38中的W的列向量Wl、 W2、 W3以及W4的索引
按順序為1、 2、 3以及4并且W2和W4被選擇為兩個代表性向量時，可 以發(fā)送CSIfi-((2，b)，(4，d"。
可以在最小化干擾的同時將流發(fā)送必須要進行發(fā)送的UE。例如， UE在HARQ中需要重新發(fā)送，或者UE由于其緩沖區(qū)滿而要求發(fā)送。因 為可以準確地表示信道信息，所以即使小區(qū)中UE的數(shù)目較小也可以有效 地執(zhí)行通信。
圖11是示出基和估計信道的圖。
參照圖11，假設(shè)構(gòu)成基的向量x、 y和z產(chǎn)生三維空間?？梢杂檬?39表示估計信道。 式39<formula>complex formula see original document page 26</formula>為了清晰，假設(shè)系數(shù)的順序為a、 -和r的順序，并且向量x、 y禾口 z 的索引按順序為1、 2和3。然后，不同于使用向量x的索引1和向量x 的方向上的系數(shù)a來表示估計信道的情況，而是可以使用向量x的索引l、 向量x的方向上的系數(shù)a、向量y的索引2以及向量y的方向上的系數(shù)/ 準確地表示估計信道。
CSI可以包括MCS索引和功率偏移值。MCS索引指出從預(yù)定的MCS 集合中選擇的一個MCS。 SINR通常表示通過選擇具有最大系數(shù)的向量 并將該向量的系數(shù)的平方除以如下的值而獲得的比率所述值是通過將 其他向量的系數(shù)平方和加到噪聲功率而獲攝的?？梢栽诎l(fā)送器處在高斯 調(diào)制中優(yōu)化連續(xù)SINR。然而，調(diào)制一般是離散進行的，并且在幾個MCS 的集合中選擇一個調(diào)制方案。實際發(fā)送器的更有意義的信息可以是最大 MCS索引和針對該最大MCS索引的功率偏移值。功率偏移值表示應(yīng)該 向發(fā)送器中的基準發(fā)送功率加上或從其減去的偏移值。CSI可以不包括功 率偏移值。
當使用兩個或更多個列向量發(fā)送CSI時，各種組合都是可以的。例 如，考慮從給出的基中選擇三個向量。首先，UE可以將三個向量的索引 和SINR值作為CSI發(fā)送。要發(fā)送的實際值的數(shù)目為6，總共3個列向量 的索引和3個SINR的值。第二， UE可以將MCS索引、功率偏移值和 三個向量的索引作為CSI發(fā)送。要發(fā)送的實際值的數(shù)目為5，總共3個向 量的索引、1個MCS索引和1個功率偏移值?？梢钥闯觯c第一方案相 比較，要發(fā)送的值的數(shù)目減小了。并且，因為MCS索引的范圍一般比 SINR的范圍窄，所以可以使用更少數(shù)目的位?？梢詼p小要發(fā)送的實際數(shù) 據(jù)量。當發(fā)送MCS索引和功率偏移值而不是SINR時，發(fā)送CSI的間隔 可以增加，從而減小反饋開銷。
圖12是示出根據(jù)本發(fā)明另一方面的CSI發(fā)送方法的圖。
參照圖12， BS預(yù)備基的集合而不是一個基?；菣?quán)重。BS將單位 矩陣用作權(quán)重矩陣。
例如，基的集合中的基的數(shù)目可以是3，并且基的集合可以表示為 B^W^W W打?？梢噪S機選擇基W1， W2， W3?；?即權(quán)重矩陣)的選 擇范圍可以擴展。要使用的基的順序可以是W2， W、Q W1的順序,或者是 W3， W^nW^的順序。BS和UE預(yù)先知道基的集合和基的改變順序。另選的是，可以從BS向UE通知權(quán)重矩陣的順序。
圖13是示出圖12的實施方式的操作的流程圖。
參照圖13，預(yù)備表示UE的信道的基的集合(S510)。 I正可以知道 基的集合?；募峡梢允荁S中使用的權(quán)重矩陣的集合。
UE從基的集合中選擇代表性向量(S520)。當假設(shè)發(fā)送器的發(fā)送天 線的數(shù)目NT為4時，第i個UE的估計信道可以用式40表示。
式40
<formula>formula see original document page 28</formula>
從基的集合中找出與估計信道最佳匹配的代表性向量。為了找出代 表性向量，不是使用一個基，而是使用多個基?？梢蕴岣吖烙嬓诺琅c基 匹配良好的概率。
使用權(quán)重矩陣wM乍為基對估計信道^的變換可以寫為
式41
<formula>formula see original document page 28</formula>
其中w;、 w'2、 w;以及wi表示權(quán)重矩陣Wi的列向量。UE獲得a、 b、 c
和d的值、以及具有最大系數(shù)的列向量的索引。a、 b、 c和d的值表示通
過將估計信道^投影到構(gòu)成基的權(quán)重矩陣\￥1的列向量^、 w;、 w;以及w;
上而獲得的值。a、 b、 c以及d中的最大系數(shù)最近似地表示估計信道&。
使用權(quán)重矩陣W^乍為基對估計信道^的變換可以寫為 式42<formula>formula see original document page 29</formula>
其中<、w〗、w〗以及w〗表示權(quán)重矩陣W2的列向量。UE獲得
a'、 b'、 c'以及d'的值、以及具有最大系數(shù)的列向量的索引。
使用權(quán)重矩陣WM乍為基對估計信道《的變換可以寫為 式43
<formula>formula see original document page 29</formula>
其中Wl3、 w32、 w;以及w〗表示權(quán)重矩陣W3的列向量。UE獲得
a"、 b"、 c"以及(T的值、以及具有最大系數(shù)的列向量的索引。
UE發(fā)送代表性向量的索引和代表性向量的基的索引(S530)。 UE從
基的集合中選擇具有最大系數(shù)的代表性向量。l正將代表性向量的索引和代 表性向量的基的索引發(fā)送到BS。例如，如果第四個列向量w〗具有最大系數(shù)，
則對于權(quán)重矩陣W1，列向量的基的索引為4。 UE將列向量的索引4和該
列向量的基的索引1作為CSI發(fā)送。CSI可以包括代表性向量的系數(shù)。
UE的信道與基不匹配的概率與基的數(shù)目成反比地減小。UE不需要
每當在BS中使用的基改變時都發(fā)送CSI?？梢苑乐剐诺廊萘康睦速M。 圖14是示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施方式的數(shù)據(jù)發(fā)送方法的流程圖。 參照圖14， BS接收基于基的集合的信息(S610)?；诨募系?br> 信息可以是基集合中的最佳地表示UE的信道的基的索引、和該基的代表
性向量的索引。該信息還可以包括代表性向量的系數(shù)。BS基于CSI來規(guī)劃應(yīng)該將發(fā)送流發(fā)送到的UE (S620)。規(guī)劃方案可 以根據(jù)系統(tǒng)而變化。例如，BS可以選擇彼此最嚴密正交的UE。
使用基的集合按順序?qū)Πl(fā)送流進行波束形成，并將其發(fā)送到選擇的 UE (S630)。使用權(quán)重矩陣進行波束形成的發(fā)送流形成復(fù)用流。通過多 個發(fā)送天線發(fā)送所述復(fù)用流。在經(jīng)過預(yù)定的時間后，BS改變基，并且然 后根據(jù)該基來選擇應(yīng)該將發(fā)送流發(fā)送到的UE。
UE的信道與基不匹配的概率與基的數(shù)目成反比地減小。BS不需要每 當權(quán)重矩陣改變時都將權(quán)重矩陣發(fā)送到UE。可以防止信道容量的浪費。
圖15是示出根據(jù)本發(fā)明又一個實施方式的CSI發(fā)送方法的圖。圖 16是示出圖15的實施方式的操作的流程圖。
參照圖15和16， UE接收導(dǎo)頻信號(S710)。 UE通過使用導(dǎo)頻信號 獲得估計信道(S720)。假設(shè)發(fā)送器的發(fā)送天線的數(shù)目NT為4。第i個終 端的估計信道可以用式44表示。
式44
<formula>formula see original document page 30</formula>
基可以是BS的權(quán)重矩陣。當發(fā)送天線的數(shù)目NT為4時，權(quán)重矩陣 W可以用式45表示
式45
<formula>formula see original document page 30</formula>
其中Wi表示列向量。權(quán)重矩陣W是單位矩陣。
UE獲得基的相移和代表性向量，以表示估計信道(S730)。權(quán)重矩
陣W的列向量可以相移為
式46
其中0表示相移值。
盡管單位矩陣發(fā)生相移，但是保留單位矩陣的性質(zhì)，如可以從式47
中看到的。 式47
<formula>formula see original document page 31</formula>相移的權(quán)重矩陣,也可以用作基。相移值e可以為預(yù)定值。另選的 是，可以從BS將相移值^發(fā)送到UE?？梢詫?gòu)成基的所有列向量應(yīng)用 相同的相移值?；蛘呖梢詫Ω鱾€列向量應(yīng)用不同的相移值。
當對基應(yīng)用相移時，基的數(shù)目實際上增加與相移的基的數(shù)目一樣多。 UE不僅從預(yù)定的基集合中選擇基，而且從相移的基中選擇基。隨著可選 擇的基的數(shù)目的增加，UE的信道與基匹配的概率增加。
UE將基的代表性向量的索引和基的相移作為CSI發(fā)送(S740)。 UE 可以將代表性向量的索引和相變的索引作為CSI反饋到BS。
可以通過相移獲得各種列向量?？梢詼p小實際信道和列向量之間不 匹配的概率。
這里，我們使用列向量來生成作為基的權(quán)重矩陣。但是本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以使用行向量生成權(quán)重矩陣。列向量是生成基的向量的示例。
不將基直接發(fā)送到UE。對基進行預(yù)定義?？梢苑乐褂捎诨陌l(fā)送而 導(dǎo)致信道容量的浪費。此外，可以減小實際信道和基之間的不匹配?？?以防止整個信道容量的浪費，并且可以增加傳輸效率。
因為本發(fā)明可以在不偏離其精神或?qū)嵸|(zhì)特點的情況下實施為幾種形 式施，所以應(yīng)該理解，除非另外指定，否則上述實施方式不受前面描述 的任何細節(jié)的限制，而是應(yīng)該廣泛地理解為如所附權(quán)利要求書中限定的 精神和范圍內(nèi)。因此，所附權(quán)利要求書旨在覆蓋所有落入權(quán)利要求書的 邊界和界限或者這些邊界和界限的等同物內(nèi)的改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于在無線通信系統(tǒng)中發(fā)送信道狀態(tài)信息的方法，所述方法包括以下步驟接收導(dǎo)頻信號；使用所述導(dǎo)頻信號獲得估計信道；獲得代表所述估計信道的多個基，其中，基包括多個向量；以及發(fā)送代表性向量作為信道狀態(tài)信息，其中，從所述多個基中選擇所述代表性向量。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，代表性向量的系數(shù)在所述多個 向量的系數(shù)中是最大的。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述代表性向量的系數(shù)是通過 將所述估計信道投影到所述代表性向量上而獲得的值。
4. 一種用于在多天線系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括以下步驟 -對多個天線預(yù)備多個權(quán)重矩陣；接收多個代表性向量的信息，所述信息是針對各個權(quán)重矩陣而選擇 的，并且表示信道信息；使用所述多個權(quán)重矩陣對信號進行波束形成；以及 通過所述多個天線發(fā)送所述信號。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述多個代表性向量的信息是 所述多個代表性向量的索引。
6. —種用于在多天線系統(tǒng)中發(fā)送信道狀態(tài)信息的方法，所述方法包 括以下步驟預(yù)備包括多個向量的基；從所述基中選擇至少兩個代表性向量，使得所述兩個代表性向量代 表信道；以及發(fā)送所述兩個代表性向量作為信道狀態(tài)信息。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，按照系數(shù)的順序選擇所述兩個代表性向量，系數(shù)是在所述多個向量中的每一個的方向上的值。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述信道狀態(tài)信息包括所述兩 個代表性向量的索引以及所述兩個代表性向量的系數(shù)。
9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述信道狀態(tài)信息包括調(diào)制和 編碼方案索引。
10. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述信道狀態(tài)信息包括功率偏移。
11. 一種用于在多天線系統(tǒng)中產(chǎn)生信道狀態(tài)信息的方法，所述方法包 括以下步驟預(yù)備包括多個基的基集合，基包括多個向量，所述基產(chǎn)生多天線的 向量空間；從所述基集合中選擇代表性向量來代表信道；以及 使用所述代表性向量來產(chǎn)生信道狀態(tài)信息。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，所述方法還包括在選擇代表性向量之 前對所述基集合進行相移的步驟。
13. —種用于在多天線系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括以下 步驟接收信道狀態(tài)信息，所述信道狀態(tài)信息包括從權(quán)重矩陣的集合中選 擇的代表性向量；使用所述信道狀態(tài)信息對用戶進行規(guī)劃；使用包括所述代表性向量的權(quán)重矩陣來按順序產(chǎn)生所述用戶的信 號；以及發(fā)送所述用戶的信號。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述代表性向量代表所述用 戶的信道。
全文摘要
提供一種用于在無線通信系統(tǒng)中發(fā)送信道狀態(tài)信息的方法。所述方法包括以下步驟接收導(dǎo)頻信號；使用所述導(dǎo)頻信號獲得估計信道；獲得代表所述估計信道的多個基，其中，基包括多個向量；以及發(fā)送代表性向量作為信道狀態(tài)信息，其中從所述多個基中選擇所述代表性向量。
文檔編號H04B7/04GK101341669SQ200780000832
公開日2009年1月7日 申請日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月6日
發(fā)明者盧東昱 申請人:Lg電子株式會社