[发明专利]通过在MIMO系统中使用代码本来执行反馈的反馈方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于多输入多输出(MIMO)的模式适应方法，尤其地，涉及一种用于减少上行链路反馈信息量的方法。

背景技术

在所有基于多天线的MIMO系统中，根据用户信道条件而被自适应地操作的闭环MIMO(CL-MIMO)系统能够在极大地改善整个系统的性能或吞吐量(throughput)。

闭环MIMO系统可分为用于报告预编码矩阵索引(PMI)的基于代码本的预编码系统和用于报告信道的基于模拟反馈的预编码系统。这两种系统有以下优缺点。

基于代码本的预编码系统要求少量的反馈信息，具有少量的信道质量指示符或信息(CQI)失配，并根据码字限制而减少闪烁效应(flashlight effect)。此时，基于对预编码器和干扰器这两者的完整理解，以训练序列(midamble)或共用导频(pilot)来对CQI进行测量。

基于代码本的预编码系统具有如下缺点。更详细而言，基于代码本的预编码系统具有大量的量化误差和低的成束增益。为了实现上述基于代码本的预编码系统，需要适当的代码本设计。

基于模拟反馈的预编码系统减少了量化误差的数量，并获得高成束增益。另一方面，基于模拟反馈的预编码系统要求过量的反馈信息或反馈误差，具有大量的CQI失配，并产生闪烁效应。特别地，如果对多用户MIMO系统使用基于模拟反馈的预编码，则只能以专用导频来测量CQI。此外，只要基于模拟反馈的预编码系统不能识别干扰的预编码器，则移动站就不能测量CQI。为了实现基于模拟反馈的预编码系统，需要探测(sounding)信道。

因此，基于代码本的预编码系统具有上述优点，因此它广泛应用于3GPP LTE系统、WiMAX系统、以及2GPP2超移动宽带(UMB)系统中。

根据用于分配空间资源的方法，MIMO系统分为单用户MIMO(SU-MIMO)系统和多用户MIMO(MU-MIMO)系统。

图1和图2示出了以两个或更多个空间复用率传输数据时的传输结构的方框图。

图1示出使用垂直编码(或单个码字(SCW))的情况。图2示出使用水平编码(或多码字(MCW))的另一种情况。

SU-MIMO系统将所有的空间资源仅仅分配给一个移动站(MS)。当在闭环MIMO方案下操作SU-MIMO系统时，每个移动站(MS)选择首选的的秩(rank)(即空间复用率)，并报告该首选的秩、预编码矩阵索引(PMI)和信道质量信息(CQI)，其适用于所选择秩。基站(BS)利用这种反馈信息仅仅给一个移动站(MS)分配资源(即时间和频率)。在这种情况下，空间资源全部被移动站(MS)利用。这里，SCW或MCW可用作传输结构。

MU-MIMO系统用于将空间资源分配给几个移动站。当在CL-MIMO方案下操作MU-MIMO系统时，每个移动站(MS)根据MU-MIMO条件来传输CQI和PMI。在这种情况下，MU-MIMO条件是预编码矩阵组、MU-MIMO类型(PU2RC、ZF-BF、…)等等。基站(BS)利用接收的信息选择满足特定条件的移动站(MS)，并将选择的移动站(MS)分配给资源(即时间和频率)。这里，将传输结构设定为MCW。

通常，如果用户数量较少的话，SU-MIMO系统的吞吐量优于MU-MIMO系统的吞吐量。如果用户数量较大的话，MU-MIMO系统的吞吐量优于SU-MIMO系统的吞吐量。当若干用户在MU-MIMO系统中相互配对时，如果发现用户的正交配对，则MU-MIMO系统的吞吐量变得更好。用户数量越多，产生正交配对的可能性越大。

图3是示出SU-MIMO系统与MU-MIMO系统之间的吞吐量比较的曲线图。

在图3中，如果单元中大约有5个或5个以上的人，则MU-MIMO系统的吞吐量优于SU-MIMO系统的吞吐量。这个特定点称为SU-MU切换点。根据信道状态、用户状态等情况，这个切换点可出现在不同的位置。

更详细而言，最佳系统的吞吐量必须遵循SU-MIMO吞吐量和MU-MIMO吞吐量的包络(envelopes)。对此操作，移动站(MS)必须不仅进行适合于SU-MIMO系统的反馈操作，还必须进行适合于MU-MIMO系统的另一反馈操作。结果，不可避免地增加了反馈开销量。

通常，代码本结构是预先确定的。特别地，对于MU-MIMO模式，如果用户数量不很多，则代码本尺寸必须小到使配对增益上升。因此，一般将用于MU-MIMO模式的代码本尺寸设计为小于SU-MIMO模式的代码本尺寸，从而减少成束增益。

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