[发明专利]用于多输入多输出系统的无线通信方法、系统及接收器

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信系统及其相关无线通信方法，特别涉及一种可用以降低多输入多输出(multiple-input multiple-out，MIMO)或多输入单输出(multiple-input single-out，MISO)系统中从传送器传输至接收器时使用一有限码簿的预编码操作的量化影响的无线通信方法。

背景技术

在无线通信的应用上，多输入多输出(MIMO)的技术包含同时在传送器端以及接收器端使用多根天线，以改善通信效能。多输入多输出技术可通过较高的频谱效能与链接可靠度或多样性，在不增加额外的频宽或传输功率的情形下，有效地增加数据产出量(throughput)以及链接的范围。多输入多输出技术中常用的一种功能为预编码(precoding)，所谓预编码为一种用于多输入多输出通信的信号处理技术，其主要利用传送器端的下行通道品质的相关信息来执行。通过预编码操作，传送器端可使用合适的预编码矩阵(precoding matrices)来转换信号并且依据链接品质的变化来适应性地进行功率的配置。预编码操作已经证明可大大地提升多输入多输出通信的频谱效能。

预编码操作为一种可提升多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统的效能的有效技术。实际应用时，可预先决定好预编码矩阵并且反馈(feedback)时仅传送所选取的预编码矩阵的预编码矩阵标号即可。

取决于所采用的链接效能测量准则，最佳化预编码矩阵的计算可采用不同的目标函数(objective function)。举例来说，最小平方误差(minimumsquare error，MSE)以及链接能力(link capacity)测量法则即为两种常用的效能测量方法。

对多输入多输出通信系统的预编码操作而言，下行通道品质的信息必须由接收器端反馈至传送器端。一般来说，传送器端的预编码操作可能需要关于通道状态信息(channel state information，CSI)的知识。为了达到最佳化的效能，完整的下行通道品质信息或由接收器所计算出的最佳化预编码矩阵必须反馈至传送器端。然而，此类的信号处理将会随着使用的天线数的增加(即多输入多输出模式)而导致可观的负担(overhead)，并且大部分的情形下是令人讨厌的。因此，现有的多输入多输出系统中采用以码簿(codebook)为主的预编码方式以降低反馈负担。在以码簿为主的预编码方式中，在传输数据之前，传送器端以及接收器端将同时知道数个选定的预编码矩阵。之后，接收器可先依据测量的链接品质以及目标函数找出可产生最佳效能的最佳化预编码矩阵，再通过反馈通道传送此最佳化预编码矩阵的预编码矩阵标号至传送器端即可。举例来说，当预编码矩阵的个数为2n时，则反馈信号的长度可为n位。以码簿为主的预编码方式可大大地降低反馈负担。

理论上，为了降低接收器设计的复杂度以及降低反馈负担，码簿的尺寸大小应该要尽可能地小。然而，在这类例子中，由于具有小尺寸的码簿的最佳化预编码矩阵的量化误差会增加，因此，采用小尺寸的码簿将使得链接效能降低。此外，通过增加码簿的尺寸可增加多输入多输出系统上的预编码增益。然而，随着码簿的尺寸增加，字码(codeword)选择的复杂度以及存储器的位数要求也将同时大量的增加。因此，当设计预编码器的码簿时，必须在两者之间取得平衡。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可用以降低多输入多输出或多输入单输出系统中从传送器传输至接收器时使用一有限码簿的预编码操作的量化影响的无线通信方法，以解决上述的问题。

本发明实施例提供一种用于多输入多输出系统的无线通信方法，包括下列步骤。首先，在一接收器端得到下行通道状态信息。接着，在接收器端，依据得到的下行通道状态信息选择一有限码簿中多个预编码矩阵中的一组预编码矩阵或多个预编码矩阵标号中的一组预编码矩阵标号。之后，将选取的该组预编码矩阵标号以及一或多个标量系数(scalar coefficients)由接收器传送至一传送器。在传送器端，依据该组预编码矩阵标号以及一或多个标量系数产生一提炼的预编码矩阵。最后，利用提炼的预编码矩阵，对传送器以及接收器之间欲传送的数据信号进行预编码，从而降低预编码操作的量化影响。