[发明专利]一种基于MIMO-OFDM时域反馈的下行传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，具体涉及一种MIMO-OFDM(多输入多输出正交频分复用)系统时域反馈的下行传输方法。

背景技术

在多用户系统中，为了获取多用户分集增益，基站需要拥有各自用户的信道状态信息(CSI)。对于频分双工(FDD)系统而言，就需要用户将其CSI反馈至基站。在多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中，每个用户需要反馈在每个子载波上的频域CSI，反馈开销极大。已有的解决方法是划分子带，在每个子带中使用相同的传输参数，每个用户只反馈每个子带中的某个子载波的CSI，这样在一定程度上可以减小反馈开销、降低系统复杂程度。为了控制划分子带造成的性能损失，通常要求子带带宽小于信道的相干带宽，因此未来通信系统带宽和子载波数量很大时，划分子带的作用有限。

频域量化技术要求基站和用户预定义码本，量化时从码本选出最合适的码字。当反馈比特较多时，码本的尺寸很大，会占用很多存储空间，量化时对码本进行穷尽搜索还会造成极大的计算开销。

最优的非均匀标量量化准则由Lloyd-Max条件给出，最佳量化器是通过迭代方法实现。为了降低复杂度，可以考虑平均意义上的最佳均匀量化器，即量化方案只与各径的平均功率有关，例如本文采用的高斯随机变量的最佳均匀量化器。

为了减小反馈开销，降低系统复杂度，我们可以考虑时域反馈及量化技术。由于时域参数个数与带宽和子载波个数无关，因此当带宽和子载波个数很大时，使用时域参数反馈可以有效减小系统反馈开销；同时采用标量量化需要的存储以及计算开销都远低于频域矢量量化。因此研究基于MIMO-OFDM系统时域反馈的下行传输方案是很具有实际意义的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于MIMO-OFDM时域反馈的下行传输方法，该方法可以有效减小系统反馈开销。

本发明提供的一种基于MIMO-OFDM时域反馈的下行传输方法，MIMO-OFDM系统包括一个基站和多个用户，设基站的天线数量为M，每个用户的天线数量为N，其特征在于，该方法包括下述步骤：

第1步基站发射信道估计信号：

第2步用户利用信道估计信号计算复抽头系数；

第3步对复抽头系数的实部和虚部分别进行量化并利用贪婪比特分配方法进行反馈比特分配：

设每个用户总的反馈比特为B，将B个比特分配给2L个高斯抽头系数，贪婪比特分配方法的步骤为：

(3.1)初始化所有高斯抽头系数的量化比特数为0，均方误差为各系数的方差：b_k＝0，k＝1，...，2L，b_k为第k个抽头系数分配到的比特数，D_k为第k个抽头系数的均方误差，表示D_k的初始值；

(3.2)假设只给第k个系数再分配一个量化比特，用b′_k表示此时第k个抽头系数分配到的比特数，则b′_k＝b_k+1，利用式I和II求出对应b′_k的最优量化区间长度Δ′_k和均方误差D′_k；