[发明专利]在MIMO电信系统中使用预编码矩阵的方法和设备

说明书

本申请涉及“在MIMO电信系统中使用预编码矩阵的方法和设备”。本发明提供用于通过MIMO无线电链路传送和接收的方法和设备。具体而言，将预编码矩阵应用到所传送信号并且受到约束以便限制应用该预编码矩阵造成的对附加峰值与平均功率比(PAPR)的限制。例如，预编码矩阵的每行可具有至少一个零元素和至少一个非零元素，并且每列可具有至少一个非零元素。

本分案申请的母案申请日为2009年6月8日、申请号为200980125933.0、发明名称为“在MIMO电信系统中使用预编码矩阵的方法和设备”。

技术领域

本发明涉及电信系统，并且具体地说，涉及用于通过多输入多输出(MIMO)无线电链路传送和接收的方法和设备。

背景技术

多天线技术能显著地增大无线通信系统的数据率和可靠性。尤其在传送器和接收器均配有多根天线时，性能得到改进。这产生了多输入多输出(MIMO)通信信道，并且此类系统和/或有关技术通称为MIMO。

多个无线标准支持MIMO天线部署和MIMO有关技术。图1示出MIMO传输系统2的一个示例。系统2包括预编码器4和N_T根天线6，其中，N_T是大于1的整数。

在使用中，信息携带符号向量s_k的序列被输入到预编码器4以便在由天线6通过资源元素k传输前预编码。资源元素k对应于MIMO信道的单一使用，并且例如可对应于时间间隔、频率的特定范围、扩频码或一个或多个这些量的任何组合。在s_k中r个符号的每个符号属于特定层，r(即层的数量)称为传输秩。层的另一个常用术语是符号流。

符号向量s_k在预编码器4中乘以N_T×r预编码矩阵W_k，由此生成预编码的符号向量x_k。预编码的符号向量x_k被提供到天线6并在那里被传送，其中每根天线传送预编码的符号向量x_k的一个元素。

预编码的符号向量x_k因此能写作：

预编码矩阵W_k经常被选择为匹配传送信号通过的N_R×N_T MIMO信道H_k的特征(其中，N_R是接收天线的数量)。因此，可选择预编码矩阵以便将传送能集中到在将尽可能多的传送的能量输送到接收装置的意义上强大的子空间。另外，可选择预编码矩阵W_k以便使信道正交，这意味着在接收装置处适当的线性均衡后减少了层间干扰。

在预编码后，信息携带预编码的符号向量被转换为时间连续的信号并且放大以产生从天线6传送的信号。为避免信号的失真，放大器需要定大小(dimension)以便它们能覆盖要放大的信号的动态范围。峰值与平均功率比(PAPR)是信号的相对动态范围的一个度量，并且通常最好是将它保持得很小(即，接近1)以便将放大器的需要降到最低并因此降低成本。PAPR是信号的动态范围的多个可能度量之一。下面对信号的PAPR的降低的引用表示根据任何度量的信号的动态范围的缩小。

选择预编码矩阵的一种方法是使用预定义预编码矩阵的所谓“码本”，从其中能够选择适当的矩阵。这大大简化了选择进程。例如，3GPP规范的第8版的当前版本(也称为长期演进或LTE)指定在采用两根传送天线时的以下码本：

前四个矩阵用于一的传输秩。后两个矩阵用于二的传输秩。然而，用于3GPP规范的将来版本的码本未定义。

发明内容

现有预编码器解决方案有关的一个问题是对于为二和更高的传输秩，预编码往往增大PAPR。将(1)用于二的传输秩的示例，并且从LTE码本(2)中选择第一秩二预编码矩阵提供了传送的预编码的符号向量：