[发明专利]大规模天线系统中的信道检测方法和装置

说明书

本发明涉及大数量天线系统中的信道检测方法和装置。在一个实施例中，提供了一种用于MIMO系统中具有N个发射天线的基站中的方法，包括：确定N_BF个以及另外M个相互正交的导频图案；在N_BF个子空间上作波束成型，在每个波束上发送导频信号，N_BF个子空间的波束上的导频信号在N_BF个导频图案上分别发送；以使得每一个子空间中的各子方向使用相互正交的导频图案的方式，经由所述N个发射天线中的每一个在所述M个导频图案中的至少一部分上发送导频信号；其中N_BF的值为N的10%至15%之间，M的值为N的15%至50%之间。利用大规模天线系统的信道的稀疏性，降低了导频开销，并能保持至少同等的系统性能。

技术领域

本发明大体上涉及移动通信技术，更具体地，涉及多用户多输入多输出(MultipleUser Multiple Input Multiple Output，MU MIMO)传输技术。

背景技术

随着基站天线数量的增加，导频(pilot)开销成为越来越严重的问题，尤其是对于频分双工(FDD)系统下行链路的物理信道估计而言，其通常要求不同的天线采用正交的导频图案。因此，导频开销随着天线数量的增加而线性地增加，这严重削弱了更多的天线所带来的容量增益。大规模天线系统中可能在基站中使用100个以上的天线，而为所有天线分配相互正交的导频图案非常困难。因此，精确的下行物理信道估计以及随之进行的许多下行链路闭环MIMO操作，诸如预编码(precoding)和波束成形(beamforming)等，成为严峻的挑战，尤其是对于频分双工而言。

发明内容

本发明的一个主要目的在于提供新的用于MIMO系统的导频信号发送方案和信道检测方案，并能够克服现有技术中的上述缺陷。近来的多天线测量和调查显示，大规模天线系统的无线信道在很多情况下都具有稀疏性，其信道容量只由一些自由度(远少于天线数量)来主导。这样的稀疏性允许显著地降低导频开销并同时保持精确的信道估计。使用压缩感知(comprehensive sensing)技术，导频开销仅随着信道的主导自由度而线性地增长，而非随着天线数量增长。

在一个实施例中，提供了一种用于多输入多输出系统中具有N个发射天线的基站中的方法，包括：确定N_BF个相互正交的导频图案以及另外M个相互正交的导频图案；在N_BF个子空间上作波束成型，在每个波束上发送导频信号，N_BF个子空间的波束上的导频信号在N_BF个导频图案上分别发送；以使得每一个子空间中的各子方向使用相互正交的导频图案的方式，经由所述N个发射天线中的每一个在所述M个导频图案中的至少一部分上发送导频信号；其中N_BF的值为N的10％至15％之间，M的值为N的15％至50％之间。在一些实施例中，基站确定的所述N_BF个和M个相互正交的导频图案为频域随机分布的。

对应于上述实施例，还提供了一种用于多输入多输出系统中用户设备中的方法，包括：接收来自基站的N个发射天线的N_BF个波束上的导频信号；利用稀疏信号恢复算法从所述接收自所述N_BF个波束的导频信号确定虚拟信道矩阵的有效元素的到达时间的位置；从所述接收自所述N_BF个波束的导频信号中分离出具有特定到达时间的成分，并从分离出的各成分中确定所述虚拟信道矩阵的有效元素所属的活跃子空间；接收来自基站的N个发射天线的M个导频图案上的导频信号；从所述M个导频图案的接收导频信号中分离出属于特定活跃子空间的成分，并从分离出的各成分中恢复出相应活跃子空间的信道响应矩阵。

在另一个实施例中，提供一种用于多输入多输出系统中具有N个发射天线的基站中的方法，包括：确定M个相互正交的导频图案；经由所述N个发射天线中的每一个在所述M个导频图案中的至少一部分上发送导频信号；其中M的值为N的15％至50％之间。在一些实施例中，基站确定的所述M个相互正交的导频图案为频域随机分布的。