[发明专利]一种多天线系统发送/接收信息的方法、系统及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字通信领域，特别地，本发明涉及一种多天线系统发送/接收信息的方法、系统及装置。

背景技术

目前，物理层的多天线技术已经成为下一代无线通信系统的关键技术之一。多天线技术具有很多优点，比如可以利用多天线的复用增益来提高系统的吞吐量，也可以利用多天线的分集增益来提高系统性能，或者利用天线的方向性增益来区分接收终端而消除接收终端间的干扰等等。

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)系统使用多个发射、接收天线，利用信号的空、时、频域联合处理获得速率、分集与阵列增益。MIMO系统中，如果发射机能够以某种方式获知信道信息，就可以根据信道特性对发送信号进行优化，以提高接收质量并降低对接收机复杂度的要求。在实际系统中一般采用量化信道信息的反馈方式，以降低反馈开销与反馈时延。信道信息的量化可以针对信道矩阵及其统计量，也可以是接收机推荐使用的预处理参数。信道信息经过量化之后，被映射到有限个元素构成的集合中，这一集合被称为码本。

在基于码本的闭环MIMO系统中，码本是影响系统性能的关键。在Rel-8 LTE(Long Term Evolution，长期演进)的传输模式4、5、6中，都采用了PMI(Precoding Matrix Indicator，预编码矩阵索引)反馈机制，即UE(User Equipment，用户设备)根据公共导频测量信道，并向基站eNB上报其推荐使用的码字标号信息。例如，公共导频端口为4时，采用基于Householder变换的码本，对于闭环空间复用模式即传输模式4的每种Rank，都存在着16个可选的预编码矩阵。Rel-8 LTE 4天线码本的主要特性包括：1)Rank1码本在考虑非相关信道和相关信道折中的条件下通过搜索获得；2)其他Rank的码本保持与Rank1码本的嵌套关系；3)码本元素均采用8PSK元素，以降低计算复杂度；4)具备恒模和酉特性；5)可以利用Householder变换的特性降低码字选择的复杂度。

在采用MIMO技术的无线通信系统中，例如Rel-10LTE-A系统中，可能会沿用PMI反馈的机制，但是由于发射天线数的增加，例如可能为8根，Rank与发射天线端口数目的配置组合数远多于Rel-8LTE下的情况。一方面，针对很多Rank与发射天线端口数目配置组合的码本尚未定义。另一方面，相比Rel-8LTE系统，针对空间相关信道设计码本的必要性变得更加突出，其原因在于，天线数目不断增加，而基站尺寸是有限的，不可避免地需要缩小天线间距或/和采用极化天线。基于以上考虑，针对空间相关信道的线性码本及其设计方法是未来无线通信系统研究和标准化中必不可缺的技术点。此外，鉴于Rel-8LTE 4天线码本的良好性能和优越特性，在码本设计过程中研究者都尽可能地考虑保留Rel-8LTE码本的特性。

现有的Householder变换的方法不能直接应用于8天线码本的设计。目前，能继承Rel-8LTE码本的特性(或部分特性)的码本主要包括以下几种：

码本1：在Rel-8LTE码本的基础上进行变换，得到8天线Rank1线阵码本。该码本1的缺陷是，虽然码本1继承了Rel-8LTE 4天线码本的部分特性：恒模特性和采用8PSK元素，但不满足嵌套关系。由于码本1是基于Rel-8LTE

4天线码本的扩展，而Rel-8LTE 4天线码本是综合考虑空间相关和空间非相关信道优化下得到的，其部分码字不适合空间相关信道，导致码本1在小间距线阵下存在性能损失。

码本2：利用复Hadamard变换构造出4⁷个以8PSK(Phase Shift Keying，相移键控)元素为元素的8×8复矩阵，然后通过非相关信道和相关信道折中优化的方法搜索得到Rank1码本。该码本2的缺陷是，虽然码本2继承了Rel-8LTE码本的大部分特性：恒模、酉、嵌套特性，但其只采用8PSK元素。由于码本2在4⁷个以8PSK元素为元素的8×8复矩阵构成的空间内搜索码本，而且搜索准则是考虑空间相关和空间非相关信道下性能的折中，从而使码本2在空间相关信道下的性能下降。