專利名稱：用于多用戶多輸入多輸出下行傳輸的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信技術，尤其涉及多用戶多輸入多輸出系統(tǒng)中的下行數據傳輸的方法。
背景技術：
在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中采用碼字標簽反饋的方式來反饋信道信息，下行多用戶MIMO傳輸經常采用迫零預編碼操作，信道反饋中的量化誤差產生了附加的多用戶干擾，而這一多用戶干擾無法由預編碼抑制或消除。這一多用戶干擾嚴重地影響了系統(tǒng)性能，尤其是在高信噪比的情況下。

發(fā)明內容
在MIMO系統(tǒng)中，將用戶k的估計信道矩陣表示為Hk。使用奇異值分解 Yik=UkHkVkH，信道可以被分解為幾個平行的特征模式。用戶選擇具有最大奇異值的特征模式作為其傳輸特征模式。在下行多用戶MIMO傳輸中，為了抑制多用戶干擾，基站需要用戶的傳輸特征模式的右奇異值向量Vk的信息，在本申請中稱之為空間簽名。為了反饋空間
簽名，使用碼本C= {Cl，...，cN}。用戶k的空間簽名vk量化為Qc(vJ = i^n{||Vit-C|2}。于
是，用戶可以反饋量化碼字的索引(標簽)。接收到碼字索引之后，基站認為用戶k的空間簽名為W(Vk)。反饋的量化誤差為Ak = Vk-Qc(Vk)0基站采用迫零預編碼來抑制下行多用戶干擾。在基站使用Nt根發(fā)射天線的情形下，所選擇的用戶(小于等于Nt個)的空間簽名矩陣用于生成預編碼矩陣?？臻g簽名矩陣表示為V= Iv1, v2，…，vNJ，預編碼矩陣是Vh的偽逆矩陣。即W = V(VhV)A這樣，當沒有量化誤差時，多用戶干擾可以被完全抑制。用戶Ic1可以得到其數據如下=^,(^, Σ wΣ w +nO
k2eGk2eG=V^Wx+ ^=CTiX4i +nk[然而，當信道反饋存在量化誤差時，殘留有多用戶干擾，因為預編碼矩陣W并非Vh =Iv1, v2，…， 廣的偽逆矩陣，而是量化的空間簽名矩陣{%(V1)，％(V2)，-,Qc(vNt)}的共軛轉置的偽逆矩陣。于是，=uJh^1 Σ W +ηΑ|) =、(Ι^ΣΑ|ν( Σ W +^l)
k2 eGk2 eG=\"Wx + nki
toon] _ σ"' X/c' + W"2 Xkl +
kI 杜I, 其中G表示被選擇來進行多用戶ΜΙΜΟ傳輸的一組用戶設備。上述中最后一行中第二項即為殘留的多用戶干擾，這一量化誤差引起的多用戶干擾正比于系統(tǒng)信噪比，嚴重地影響系統(tǒng)性能。通過采用更大的碼本，可以實現更精確的信道反饋，從而降低上述量化誤差所造成的多用戶反饋。然而，該解決方案需要更大的上行帶寬以反饋信道信息，尤其是在天線數量多的情形下。此外，因為信道量化粒度更為細致，系統(tǒng)對反饋誤差更為敏感，信道信息或者預編碼矩陣標簽需要以更高的頻度反饋。因此，這種方案大大地增加了信道反饋開銷的負擔。為了解決上述問題，本發(fā)明中提出了在多用戶MIMO下行傳輸時采用碼字分組的方案。根據該方案，碼本中的碼字被分為多個分組，同一分組內的碼字相互之間基本正交， 在調度和傳輸過程中，分組是固定的，并使得用戶得知同一分組的碼字信息。調度時，只有同一分組內碼字所對應的用戶調度到同一資源塊。于是，每一個接收用戶知道其干擾用戶所使用的碼字。根據這一知識，接收用戶能夠消除信道信息反饋中的信道向量量化誤差所產生的多用戶干擾。在本發(fā)明的一個實施例中，提出了一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中，由基站進行下行傳輸的方法，包括Sll.接收來自用戶設備的信道反饋信息；S12.根據接收到的信道反饋信息以及預定碼字分組方案，將屬于相同分組的碼字所對應的用戶設備的下行數據調制到一起，采用多用戶多輸入多輸出模式發(fā)送；其中，所述預定碼字分組方案中任一分組中的碼字數量不多于所述基站的發(fā)射天線數量，任一分組中各碼字之間相互基本正交。在本發(fā)明的另一個實施例中，提出了一種在在多輸入多輸出系統(tǒng)中，由用戶設備進行下行數據解調的方法，包括S21.根據接收到的下行信號生成接收信號；S22.在多用戶多輸入多輸出模式下，根據預定碼字分組方案，對所述接收信號進行多用戶干擾消除以得到解調信號；其中，所述預定碼字分組方案中任一分組中的碼字數量不多于基站的發(fā)射天線數量，任一分組中各碼字之間相互基本正交。通過采用本發(fā)明中所提出的方法，可以降低甚至消除信道反饋量化誤差所帶來的多用戶干擾，且無需增加反饋開銷為代價。因此基站進行多用戶調度時可以做出更加適合于多用戶MIMO情形的選擇，從而進一步提高系統(tǒng)性能。


通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更加明顯圖1示出了根據本發(fā)明的一個實施例的多用戶多輸入多輸出系統(tǒng)的拓撲圖；圖2示出了根據本發(fā)明的一個實施例的在多輸入多輸出系統(tǒng)中下行數據傳輸的系統(tǒng)方法流程圖；在圖中，貫穿不同的示圖，相同或類似的附圖標記表示對應的特征。
具體實施例方式圖1示出了根據本發(fā)明的一個實施例的多用戶多輸入多輸出系統(tǒng)的拓撲圖。如圖所示，該實施例中的多用戶多輸入多輸出系統(tǒng)包括用戶設備21、22、23、24以及他們的服務基站10。本領域技術人員應能理解，對應于不同的協議標準，基站具有不同的特定稱謂；例如在LTE系統(tǒng)或LTE-A系統(tǒng)中，基站又稱為節(jié)點B (Node B)或進化節(jié)點B (eNB)。在多用戶MIMO系統(tǒng)中，包括單獨調度的用戶設備以及聯合調度的用戶設備，亦即單用戶(Single User)場景和多用戶(Multiple Users)場景。例如在基站四根發(fā)射天線、用戶設備兩根接收天線的多用戶情形下，最多可以有兩個用戶設備被調度到相同的時頻資源；又如在基站四根發(fā)射天線、用戶設備一根接收天線的多用戶情形下，最多可以有四個用戶設備被調度到相同的時頻資源。在多用戶情形下，這些被調度到相同時頻資源的用戶設備的信號會產生相互干擾，互為干擾源。圖2示出了根據本發(fā)明的一個實施例的在多輸入多輸出系統(tǒng)中下行數據傳輸的系統(tǒng)方法流程圖。以下結合圖1和圖2，對多輸入多輸出系統(tǒng)中由基站進行下行傳輸的方法以及由用戶設備進行下行數據解調的方法加以說明。本領域技術人員應能理解，雖然圖2 中示出了基站10和用戶設備21之間的下行數據傳輸，但所示出的方法可以應用于任一基站及其所服務的任一用戶設備之間。首先，需要在基站10的小區(qū)內確定碼字分組方案，用于CSKCharmelState Indicator)反饋的任一碼本中的碼字被分為多個分組，任一分組中的碼字數量不多于基站 10的發(fā)射天線數量，任一分組中各碼字之間相互基本正交。而多用戶調度規(guī)則包括，只有同一分組內碼字所對應的用戶能夠調度到同一資源塊。對于同一個碼本，可以有多種不同的碼字分組方案滿足上述條件，即該碼本中的碼字被分為多個分組，任一分組中的碼字數量不多于基站10的發(fā)射天線數量，任一分組中各碼字之間相互基本正交。各種碼字分組方案可以固化于基站和用戶設備之中。如果系統(tǒng)中所有的基站采用相同的碼字分組方案，則基站和用戶設備均根據這一相同的碼字分組方案執(zhí)行相應的操作。如所理解的，用戶設備21將向其服務基站10進行信道信息反饋，例如CSI反饋。在步驟Sll中，基站10將接收來自用戶設備21的信道反饋信息。具體地，信道反饋信息可以是CSI反饋的碼字索引(或稱碼字標簽)。在步驟S12中，基站10將根據接收到的信道反饋信息以及預定碼字分組方案，將屬于相同分組的碼字所對應的用戶設備的下行數據調制到一起，采用多用戶多輸入多輸出模式發(fā)送。如所理解的，該步驟中包括根據多個用戶所反饋的碼字組成空間簽名矩陣，并據此生成預編碼矩陣對這多個用戶的數據進行預編碼處理，然后經基站的多天線發(fā)送。例如，當用戶設備21、22所反饋的碼字索引所對應的碼字屬于同一個碼字分組， 則基站10將用戶設備21、22的下行數據調制到一起，根據用戶設備21、22所反饋的碼字索引所對應的碼字生成預編碼矩陣來對用戶設備21、22的數據進行預編碼處理，然后經基站的多天線發(fā)送。又例如，當用戶設備21、23、對所反饋的碼字索引所對應的碼字屬于同一個碼字分組，則基站10將用戶設備21、23、M的下行數據調制到一起，根據用戶設備21、23、M 所反饋的碼字索引所對應的碼字生成預編碼矩陣來對用戶設備21、23、M的數據進行預編碼處理，然后經基站的多天線發(fā)送。在步驟S21中，用戶設備21將根據接收到的下行信號生成接收信號。如所理解的， 生成接收信號的過程可以包括與發(fā)送端的信道編碼相對應的信道解碼等處理。在步驟S22中，在多用戶多輸入多輸出模式下，用戶設備21將根據預定碼字分組方案，對所述接收信號進行多用戶干擾消除以得到解調信號。具體地，如果用戶設備21的下行數據采用多用戶MIMO模式發(fā)送，用戶設備21將使用其估計信道矩陣的左奇異矩陣來對接收數據進行解碼。例如，用戶Ic1接收到的信號表示為A ,采用其估計信道矩陣的左奇異矩陣來解碼， 用戶1^可以得到
權利要求
1.一種在多輸入多輸出系統(tǒng)中，由基站進行下行傳輸的方法，包括511.接收來自用戶設備的信道反饋信息；512.根據接收到的信道反饋信息以及預定碼字分組方案，將屬于相同分組的碼字所對應的用戶設備的下行數據調制到一起，采用多用戶多輸入多輸出模式發(fā)送；其中，所述預定碼字分組方案中任一分組中的碼字數量不多于所述基站的發(fā)射天線數量，任一分組中各碼字之間相互基本正交。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預定碼字分組方案中任一分組中的碼字數量等于所述基站的發(fā)射天線數量。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟S12包括對所述采用多用戶多輸入多輸出方式發(fā)送的數據進行迫零預編碼處理。
4.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步驟S12之前還包括廣播所述預定碼字分組方案的內容或標識。
5.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，還包括步驟-如果各碼字分組的使用負荷不均勻度超過預定標準，則更新預定碼字分組方案；所述步驟S12包括根據接收到的信道反饋信息以及更新的預定碼字分組方案，將屬于相同分組的碼字所對應的用戶設備的下行數據調制到一起，采用多用戶多輸入多輸出模式發(fā)送。
6.一種在在多輸入多輸出系統(tǒng)中，由用戶設備進行下行數據解調的方法，包括521.根據接收到的下行信號生成接收信號；522.在多用戶多輸入多輸出模式下，根據預定碼字分組方案，對所述接收信號進行多用戶干擾消除以得到解調信號；其中，所述預定碼字分組方案中任一分組中的碼字數量不多于基站的發(fā)射天線數量， 任一分組中各碼字之間相互基本正交。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述預定碼字分組方案中任一分組中的碼字數量等于基站的發(fā)射天線數量。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述步驟S22包括根據所述預定碼字分組方案，對所述解調信號進行去相關運算。
9.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述步驟S22包括根據所述預定碼字分組方案，對所述解調信號進行最小均方誤差運算。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于多用戶多輸入多輸出下行傳輸的方法及裝置。在本發(fā)明中，提出了在多用戶MIMO下行傳輸時采用碼字分組的方案。根據該方案，碼本中的碼字被分為多個分組，同一分組內的碼字相互之間基本正交，在調度和傳輸過程中，分組是固定的，并使得用戶得知同一分組的碼字信息。調度時，只有同一分組內碼字所對應的用戶調度到同一資源塊。于是，每一個接收用戶知道其干擾用戶所使用的碼字。根據這一知識，接收用戶能夠消除信道信息反饋中的信道向量量化誤差所產生的多用戶干擾。
文檔編號H04L1/06GK102594519SQ20111000445
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月11日 優(yōu)先權日2011年1月11日
發(fā)明者尤明禮, 朱旭東, 楊育波 申請人:上海貝爾股份有限公司