专利名称：在mimo系统中向用户发射数据的方法和基站的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及移动通信领域。更具体地，涉及一种在多输入多输出(MIMO)系统中向 用户发射数据的方法和基站，能够降低信道时变性对移动用户的性能的影响。
背景技术：
多输入多输出(MIMO)传输导致了较高的数据速率。对MIMO系统，预编码可利用发 射机处的信道状态信息(CSIT)获得全分集增益以及额外的阵列增益，且实现简单。通常， 具有Nt个发射天线和Nr个接收天线的MIMO系统可以提供多达min (Nt, Nr)个独立数据流。 受移动台(UE)的尺寸和成本制约，双流预编码是多流传输中的最有可能采用的模式。通常，通过在频分双工(FDD)系统中利用反馈或者在时分双工(TDD)系统中利用 信道互易性来获得CSIT。然而，实际上，由于信道的时变性，特别是在快速衰落环境中，CSIT 并不理想。CSIT的不精确将导致流间干扰，并且该干扰随着UE的速度增加而增大。因此， 双流预编码可能会比单流预编码差。因此，在本领域中需要一种在时变信道中进行自适应 发射预编码的方法。目前，多数方法关注于仅根据信噪比(SNR)的秩自适应传输。这类方法通常假定 CSIT是理想的，并且忽略了信道时变性的影响。因此，最终结果与预期的相差很大。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷提出了本发明，本发明的目的是提出一种在MIMO系统 中向用户发射数据的方法和基站，能够降低信道时变性对移动用户的性能的影响。为了实现上述目的，根据本发明，提出了一种MIMO系统中的基站，包括数据预编 码单元，用于根据来自预编码控制器的预编码矩阵，针对用户的数据进行预编码；导频预编 码单元，用于根据来自预编码控制器的预编码矩阵，针对导频进行预编码；控制器，用于根 据最大多普勒频移和信道状态信息CSI来产生相应的预编码矩阵，并传送到所述数据预编 码单元和所述导频预编码单元；以及多个发射天线，每一个用于发射针对该用户的数据和 导频。优选地，所述控制器利用最大多普勒频移来计算归一化时间相关系数，并且将所 计算出的归一化时间相关系数与预先存储的阈值进行比较，如果所计算出的归一化时间相 关系数大于等于预先存储的阈值，则产生双流预编码矩阵，如果所计算出的归一化时间相 关系数小于预先存储的阈值，则产生单流预编码矩阵。优选地，所述基站还包括子载波映射单元，用于将预编码后的数据和导频映射到 不同的频率子载波；以及逆快速傅立叶变换(IFFT)单元，用于对从子载波映射单元输出的 映射后的数据和导频进行逆快速傅立叶变换，并传送到所述多个发射天线。优选地，所述MIMO系统在时变信道上进行操作。优选地，所述MIMO系统采用正交频分复用OFDM来将带宽划分为多个子载波。优选地，所述最大多普勒频移是通过对移动台的运动速度的估计来得到的。
根据本发明，还提出了一种在MIMO系统中向用户发射数据的方法，包括根据最 大多普勒频移和信道状态信息CSI来产生相应的预编码矩阵；根据所述预编码矩阵，针对 用户的数据和导频进行预编码；以及发射针对该用户的数据和导频。
通过参考以下结合附图对所采用的优选实施例的详细描述，本发明的上述目的、 优点和特征将变得显而易见，其中图1是根据本发明的MIMO系统中的基站的框图；图2是将用户的数据和导频映射到不同的子载波的示意图；图3是根据本发明的MIMO系统中的移动台的框图；以及图4是根据本发明的在MIMO系统中向用户发射数据的方法的流程图。
具体实施例方式对于经典的克拉克(Clark)衰落谱，归一化的时间相关系数可以表达为ρ (fd, τ) = J0 (2 Jifd τ) (1)其中，fd是最大多普勒频移，且与UE速度成比例增加；τ是发射机获得CSIT和通 过实际信道发射信号之间的时延Jtl(X)是第一类零阶贝塞耳函数。时延τ通常是由系统 配置决定的常数，因此，P (fd，τ)可以简化为ρ (fd)。ρ (fd)越小，CSIT越不精确，导致了 更大的流间干扰。另外，P (fd)是关于fd的单调递减函数，取值范围为0彡P (fd)彡1。发射机可以通过速度估计来得到fd。因此，将阈值设置为Pt(fd)，其中， O^ Pt(fd) ^ 1。如果P (fd)彡P t(fd)，则发射机将采用双流预编码；否则，发射机将采 用单流预编码。通过将预先计算出的Pt(fd)存储在发射机处，可以简单地实现自适应预编 码。考虑具有Nt个发射天线和N,个接收天线的MIMO下行链路。使用正交频分复用 (OFDM)将宽带信道转换为一系列窄带信道，每一个窄带信道对应一个OFDM子载波。因此， 可以对每一个子载波进行上述MIMO操作。在子载波k处，设时隙t-τ基站获得的凡XNt维信道矩阵(为简化，假定其无误) 以及时隙t的实际下行凡XNt维信道矩阵分别为H(t_ τ )和H(t)。H(t_ τ )和H(t)之间 的关系可以建模为H(t- τ ) = rH(t) + AH (2)其中，Γ表示H(t_ τ )和H(t)之间的互相关矩阵，Δ H表示非相关分量矩阵，其所 有元素均为均值为零、方差为1-P2(fd)的复高斯随机变量。从公式(1)和(2)可以知道， 速度越快，则P (fd)越小，从而导致H(t-T)和H(t)之间的差异越大。H(t-x)和H(t)的奇异值分解(SVD)可以分别表示为Η( -τ)= υα-τ) Σ α-τ)νΗα-τ)和H(t) =U(t) Σ (t) Vh (t)，其中 U (t_ τ )和 V (t_ τ )是H (t_ τ ) 的左奇异矩阵和右奇异矩阵；U (t)和V(t)是H(t)的左奇异矩阵和右奇异矩阵；Σ (t-τ) 和Σ (t)都是长方矩阵，它们的对角元素分别是H(t_ τ)和H(t)的非零奇异值，非对角线 元素均为零。双流预编码情形设原始数据矢量为s(04h(0，。可以将预编码信号矢量表示为x(t) = V(1'2) (t- τ )s(t)，其中，V(1’a (t- τ )表示由V (t_ τ )的第一和第二列构成的矩 阵。因此，接收到的信号矢量为yd(t) = H(t)x(t)+n(t)(3)= U(t) Σ (t) Vh (t) V(1'2) (t- τ ) s (t) +η (t)其中η (t)是加性白高斯噪声(AWGN)。如果该信道没有时变，则有H (t_ τ) = H(t)。因此，等式(3)可以简化为yd (t) = U(t) Σ (t)s(t)+n(t)(4)。= [ σ 1(t)u1 (t) , σ2 (t) U2 (t) ] s (t) +η (t)其中，0l(t)和。2(t)是H(t)的第一和第二大奇异值，U1 (t)和U2 (t)是相应的 左奇异矢量。由于σ^Οι^α)和o2(t)u2(t)是正交的，因此接收机估计等效信道矩阵
并且用
11左乘力(0 得到
权利要求
1.一种多输入多输出MIMO系统中的基站，包括数据预编码单元，用于根据来自预编码控制器的预编码矩阵，针对用户的数据进行预 编码；导频预编码单元，用于根据来自预编码控制器的预编码矩阵，针对导频进行预编码；控制器，用于根据最大多普勒频移和信道状态信息CSI来产生相应的预编码矩阵，并 传送到所述数据预编码单元和所述导频预编码单元；以及多个发射天线，每一个用于发射针对该用户的数据和导频。
2.根据权利要求1所述的基站，其中所述控制器利用最大多普勒频移来计算归一化时 间相关系数，并且将所计算出的归一化时间相关系数与预先存储的阈值进行比较，如果所 计算出的归一化时间相关系数大于等于预先存储的阈值，则产生双流预编码矩阵，如果所 计算出的归一化时间相关系数小于预先存储的阈值，则产生单流预编码矩阵。
3.根据权利要求1所述的基站，还包括子载波映射单元，用于将预编码后的数据和导频映射到不同的频率子载波；以及逆快速傅立叶变换IFFT单元，用于对从子载波映射单元输出的映射后的数据和导频 进行逆快速傅立叶变换，并传送到所述多个发射天线。
4.根据权利要求1所述的基站，其中所述MIMO系统在时变信道上进行操作。
5.根据权利要求1所述的基站，其中所述MIMO系统采用正交频分复用OFDM来将带宽 划分为多个子载波。
6.根据权利要求1所述的基站，其中所述最大多普勒频移是通过对移动台的运动速度 的估计来得到的。
7.一种在多输入多输出MIMO系统中向用户发射数据的方法，包括根据最大多普勒频移和信道状态信息CSI来产生相应的预编码矩阵；根据所述预编码矩阵，针对用户的数据和导频进行预编码；以及发射针对该用户的数据和导频。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述根据最大多普勒频移和信道状态信息CSI来 产生相应的预编码矩阵的步骤包括利用最大多普勒频移来计算归一化时间相关系数，并且将所计算出的归一化时间相关 系数与预先存储的阈值进行比较，如果所计算出的归一化时间相关系数大于等于预先存储 的阈值，则产生双流预编码矩阵，如果所计算出的归一化时间相关系数小于预先存储的阈 值，则产生单流预编码矩阵。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述MIMO系统在时变信道上进行操作。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述MIMO系统采用正交频分复用OFDM来将带宽 划分为多个子载波。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述最大多普勒频移是通过对移动台的运动速 度的估计来得到的。
全文摘要
根据本发明，提出了一种在多输入多输出(MIMO)系统中向用户发射数据的方法，包括根据最大多普勒频移和信道状态信息CSI来产生相应的预编码矩阵；根据所述预编码矩阵，针对用户的数据和导频进行预编码；以及发射针对该用户的数据和导频。
文档编号H04L25/02GK102104449SQ20091020092
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月21日 优先权日2009年12月21日
发明者丁齐, 周宝龙, 张雷, 李春亭, 林凌峰 申请人:上海贝尔股份有限公司