[发明专利]一种在多输入多输出系统中发送上行探测信号的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信系统的信道估计技术领域，尤其涉及一种在多输入多输 出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)系统中发送上行探测(sounding) 信号的方法。

背景技术

在高速分组接入演进(High Speed Packet Access Plus，HSPA+)系统和 长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统等未来通信系统中，为了进一 步提高数据传输速率和信道容量，引入了MIMO技术，即，基站和终端同 时发射多个数据流或者接收多个数据流。采用了MIMO技术的通信系统称 为MIMO系统。

很多MIMO系统同时也是时分双工(TDD)系统。TDD系统的上下行 信道可以互用，即上下行信道具有相同的特性，可以用上行信道的特性来代 替下行信道的特性。

在很多情况下，MIMO系统中的Node B需要根据各个下行信道的状态 进行相应的操作，例如，进行基于奇异值分解(Singular Value Decomposition， SVD)的无码本预编码、天线模式切换、自适应调制解码(Adaptive Modulation and Coding，AMC)等操作。如果该MIMO系统同时也是TDD系统，则可 以利用TDD系统中上下行信道可以互用的特性，由Node B根据UE的各根 天线发送的信号进行相应的上行信道估计，将针对每根天线进行上行信道估 计得到的信道向量作为相应下行信道的信道向量，由各个下行信道的信道向 量组成完整信道矩阵H，然后再根据完整信道矩阵H进行相应的操作。其中， 针对每根天线进行上行信道估计得到的信道向量的各个元素是该每根天线 与Node B的所有天线之间的信道衰落系数。

例如，假设Node B的天线数目是N_nb，UE的天线数目是2，在基于 SVD的无码本预编码中，Node B端进行上行信道估计，获得完整的N_nb×2 的信道矩阵H，然后Node B对完整信道矩阵H进行SVD分解得到若干特 征向量，特征向量个数为完整信道矩阵H的秩。当Node B需要并行发送m 个下行数据流时(m不大于完整信道矩阵H的秩)，Node B从SVD分解出 的特征向量中选择对应m个最大特征值的特征向量，选出的每个特征向量 用于加权一个待发射的数据流。同理，天线模式切换和AMC等技术也往往 需要利用完整信道矩阵H结合检测算法等因素，来得到各天线模式下每个 数据流的信噪比，进而进行天线模式切换和/或AMC操作。

可见，获得完整信道矩阵H有着至关重要的意义。

目前，考虑到UE的硬件实现与成本损耗等问题，在TDD系统中，通 常限制了UE的多天线只能用于同时接收下行数据以获得接收分集，但不能 同时发送上行数据，UE的各个天线只有在被分配了上行物理信道时，才能 发送上行数据。这对于采用了MIMO技术的TDD系统来说，在每个TTI内 Node B通过上行信道估计只能获得UE的每根天线的信道向量，而无法获得 完整信道矩阵H。

针对目前无法在同一时刻获得完整信道矩阵H这一技术问题，现有技 术提出了两种解决办法，其一是在需要利用完整信道矩阵H的场合改用其 他不需要完整信道矩阵H的技术，其二是，由UE的各个天线分别向Node B 发送上行探测(sounding)信号，Node B根据各个天线发送的上行sounding 信号分别估计各个天线对应信道的信道向量，由各个信道向量组成完整信道 矩阵H。

对于前一种方法，在需要利用完整信道矩阵H的场合采用仅依赖于部 分信道矩阵的技术，会使通信性能有一定损失，例如，当Node B采用基于 SVD的无码本预编码发射多个数据流时，能够获得接近理论上最优的性能， 但如果改用波束成形(Beam forming)和/或天线分组等技术实现多流MIMO 发射，由于没有充分利用空间信道的全部信息，无法使用Node B的全部天 线阵列所提供的最优等效波束(beam)域来发射数据，因此会导致阵列增益 和功率增益等性能降低。其中，Beam forming技术只需要获得UE单天线对 应的信道矩阵即可实现多流MIMO发射。

对于后一种方法，目前现有技术中还未提出发送上行sounding信号的具 体方案，因此，实际上现有技术还无法为估计完整信道矩阵H而提供其所 需要的上行sounding信号。

发明内容