[发明专利]一种基于双码本的多用户自适应反馈方法

说明书

技术领域

本发明涉及3GPP LTE-Advanced(第三代合作伙伴计划的长期演进后续)标准化进程领域，特别是涉及一种多用户多天线发送和多天线接收(MIMO)系统基于双码本的自适应反馈方案。

背景技术

多天线发送和多天线接收(MIMO)传输技术是提高频谱利用率和功率利用率的基本途径，近年来一直是移动通信领域研究开发的主流技术之一。而多用户MIMO(MU-MIMO)是一种空分多址(SDMA)的复用方式，利用多用户分集能够获得更大的容量，是大幅提高长期演进(LTE)系统下行频谱效率的一个重要手段。由于LTE版本8(Release8)主要是针对单用户MIMO(SU-MIMO)，其MU-MIMO存在很多问题，为进一步提高数据传输速率，LTE-Advanced定义新的传输模式，能够支持最多达8层的SU-MIMO以及SU-MIMO与MU-MIMO的动态切换，并进一步提出了适用于MU-MIMO的码本结构。

由于反馈量的局限性，码本和反馈策略的设计变得尤其重要。为了获得更有效的反馈机制，实现反馈开销和系统性能的更好折中，LTE-Advanced提出了双码本结构。首先从两个不同的码本中选择适当的预编码器W1和W2，再由两者决定最终的预编码器W。双码本结构的核心思想是充分挖掘MIMO信道的空间相关性在时间和频率上的慢变化特性，可用此空间相关结构来压缩信道，将其等效为一个低维信道；预编码矩阵W1根据信道长时统计信息获得，短时变化则由矩阵W2表示，将两者结合W1W2或W2W1，即得到最终每个子带对应的预编码矩阵W。

本发明针对此双码本结构，提出了一种基于分开选择双码本的多用户MIMO自适应反馈方案。其中，长时预编码矩阵利用长时信道状态统计信息，对信道相关矩阵进行解相关，基站根据各个用户反馈的最优及最差长时预编码矩阵指示，将所有用户进行分组配对；短时预编码利用短时信道状态信息，选定短时预编码矩阵并计算信道质量指示CQI，完成自适应反馈，基站根据短时反馈量调度用户，完成预编码过程。因此，基于分开选择双码本的多用户MIMO自适应反馈方案在充分利用双码本结构的优点的同时，能够有效地降低反馈开销，并保证系统的吞吐量，提高传输的可靠性。

发明内容

技术问题：本发明提供一种基于双码本的多用户自适应反馈方法，能够应用于多用户MIMO系统中，在确保系统吞吐量的前提下，有效降低反馈开销，提高传输的可靠性。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提出一种基于双码本的多用户自适应反馈方法，基站同时调度两个用户，先根据用户反馈的最优及最差长时预编码矩阵指示进行用户分组并配对，再进行用户调度，最后由用户反馈的短时预编码矩阵指示确定最终的预编码矩阵，包括如下步骤：

步骤一、用户利用信道估计的结果获得信道统计信息，根据双码本结构，计算出最优及最差的长时预编码指示PMI1，并通过反馈信道传送至基站；

步骤二、用户根据信道估计值以及当前选定的长时预编码矩阵，计算得到复合信道，并根据此信道计算出短时预编码指示PMI2和信道质量指示CQI参数，并通过反馈信道传送至基站；

步骤三、基站根据各个用户反馈的最优及最差的长时预编码指示PMI1进行用户分组，进而根据用户所在组号配对；

步骤四、基站首选信道质量指示CQI最大的用户，再从其配对成功的组中选择干扰最小的用户，同时调度两者；

步骤五、基站利用从反馈信道获得的长时预编码指示PMI1与短时预编码指示PMI2确定预编码矩阵。

优选的，步骤一中，所述最优及最差的长时预编码指示PMI1通过如下步骤获得：

步骤11、用户k根据信道估计的结果计算信道统计相关阵R_TX，k，其中，N_T、N_R分别表示发射天线数与接收天线数，m＝1，K M表示采样时刻，M为长时采样周期，k＝1，K K表示对应的用户；

步骤12、根据双码本的结构特点，计算相关阵的近似块矩阵：