专利名称：一种应用于下行链路的mimo无线通信系统的反馈方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统中的多用户通信技术，尤其涉及一种应用于下行链路 的MIMO无线通信系统的反馈方法。
背景技术：
无线MIMO (Multiple-Input Multiple Output,多输入多输出)通信系统，可以大大提高系统的频谱利用率。在下行链路MIMO传输中，当基站已知多个 用户的信道状态信息时，通过预编码，在发送端消除多个用户的干扰，可以进行 MU-MIMO(Multi-UserMIMO,多用户ΜΙΜΟ)的空分传输，即基站与多个用户在相同的 时间和频率资源上发送信号。但是，由于基站需要已知多个用户的下行信道状态信息， 这使得用户的反馈量非常大。因此，在实际系统中，通常采用隐式反馈，即根据用户的 下行信道状态信息，考虑基站所能采用的若干波束方向，计算出基站应该采用的波束方 向(从预编码码书的角度讲，就是从预先设计的预编码码本中选择一个最好的码字)， 用户将该波束方向的序号(或预编码码字)反馈给基站。在基站侧，为了进行多用户的 空分，首先需要进行多用户配对，即确定哪些用户可以在相同的时频资源上进行空分。 但是，由于基站仅知道某个用户所处的波束方向，但是不知道如果有其他用户与之空分 时，其他用户对它的干扰情况。这样，如果配对不好，反而会增加用户之间的干扰，从 而降低系统的容量。因此，在基站侧进行多用户的分组、配对，并且设计有效用户的反 馈是非常必要的。发明内容
发明目的为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种应用于下行链路 的MIMO无线通信系统的反馈方法，在降低用户的反馈量的同时便于基站根据各个用户 的方向进行多用户MIMO的配对。
技术方案为实现上述目的，本发明采用的技术方案为
一种应用于下行链路的MIMO无线通信系统的反馈方法，所述反馈方法，基于 隐式反馈，对基站发送的波束方向的分组给出了分组原则，同时根据该分组原则对用户 端的工作步骤和基站端的工作步骤做了相关规定。
基站发送的波束方向的分组原则如下(1)各个分组内的波束方向相互正交； (2)各个分组之间没有交集；( 波束方向的分组为静态不可变的，且用户端和基站端悉 知该分组原则和分组结果。
用户端工作步骤如下
(al)用户根据下行链路的信道状态信息计算出针对该用户基站下行发送应采用 的波束方向，并根据分组原则确定该波束方向所在的分组；
(a2)基于步骤(al)确定的波束方向和分组，用户端根据下行链路的信道状态 信息，计算基站在该分组内的其他波束方向上发送其他用户的信号时对该用户的干扰的大小，并根据预先设定的阈值，判断其他波束方向对应的其他用户能否与该用户进行空 分；
(a3)该用户将其使用的波束方向反馈给基站，同时将步骤(a2)中的判断结果作 为附加信息反馈给基站。
基站端工作步骤如下
(bl)基站根据用户的反馈获知该用户下行使用的波束方向；
(b2)基站根据步骤(bl)所述的用户反馈的附加信息获知能够与该用户进行空分 的用户所处于的波束方向；
(b3)基站根据步骤(bl)和步骤(b2)获知的信息，以及其他用户反馈的信息，确 定使用的波束方向在相同分组的用户进行多用户的配对。
在步骤(a2)中，对其他波束方向对应的其他用户能否与该用户进行空分，采用 二进制方式标识能否与该用户进行空分的其他用户对应的波束方向；比如将能够与该用 户进行空分的用户对应的波束方向采用“1”标识，将不能够与该用户进行空分的用户对 应的波束方向采用“0”标识。
有益效果本发明提供的一种应用于下行链路的MIMO无线通信系统的反馈方 法，对于MU-MIMO仅需要增加少量的反馈开销，即可完成MU-MIMO的配对，且反馈 的比特量少，能够可以降低配对用户之间的干扰，能够提供整体系统的频率利用率；可 以应用于蜂窝移动通信系统的下行MU-MIMO传输。
图1为本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为一种应用于下行链路的MIMO无线通信系统的反馈方法的流程 图，其包括三个部分。
图1的中间部分为基站发送的波束方向的分组原则各个分组内的波束方向相 互正交；各个分组之间没有交集；波束方向的分组为静态不可变的，且用户端和基站端 悉知该分组原则和分组结果。图1左边的用户端和图1右边的基站端的工作步骤都基于 该分组原则。
用户端工作步骤如下
(al)用户根据下行链路的信道状态信息计算出针对该用户基站下行发送应采用 的波束方向，并根据分组原则确定该波束方向所在的分组；
(a2)基于步骤(al)确定的波束方向和分组，用户端根据下行链路的信道状态 信息，计算基站在该分组内的其他波束方向上发送其他用户的信号时对该用户的干扰的 大小，并根据预先设定的阈值，判断其他波束方向对应的其他用户能否与该用户进行空 分；采用二进制方式标识判断结果，其中，能够与该用户进行空分的用户对应的波束方 向采用“1”标识，不能够与该用户进行空分的用户对应的波束方向采用“O”标识。
(a3)该用户将其使用的波束方向反馈给基站，同时将步骤(a2)中的判断结果即 采用二进制方式标识的波束方向的结果，作为附加信息反馈给基站。4
基站端工作步骤如下
(bl)基站根据用户的反馈获知该用户下行使用的波束方向；
(b2)基站根据步骤(bl)所述的用户反馈的附加信息获知能够与该用户进行空分 的用户所处于的波束方向；
(b3)基站根据步骤(bl)和步骤(b2)获知的信息，以及其他用户反馈的信息，确 定使用的波束方向在相同分组的用户进行多用户的配对。
下面以 3GPP (Third Generation Project Partner) LTE (Long Term Evolution)中 8 根发送天线的码书为例，对本发明方法进行详细说明。不失一般性，以下的描述中用户1为 当前用户。
首先考虑8根发送天线，用户1发送的数据流的个数为1，即秩(rank)为1的情 形。根据文献[3GPP Rl-105011, Way Forward on 8Tx Codebook for ReLlODL ΜΙΜΟ]记载，在LTE的8天线的码本中，用户反馈的码字包括两个部分Wl和W2，基站用它们的 乘积作为实际发送的预编码矩阵。它们的取值如下
权利要求
1.一种应用于下行链路的ΜΙΜΟ无线通信系统的反馈方法，其特征在于所述反馈 方法中，先对基站发送的波束方向进行分组，使得各个分组内部的波束方向相互正交， 且各个分组之间没有交集，再将分组信息发送给用户端和基站端，其中用户端工作步骤如下(al)用户根据下行链路的信道状态信息计算出针对该用户基站下行发送应采用的波 束方向，并确定该波束方向所在的分组；(a2)基于步骤(al)确定的波束方向和分组，用户端根据下行链路的信道状态信息， 计算基站在该分组内的其他波束方向上发送其他用户的信号时对该用户的干扰的大小， 并根据预先设定的阈值，判断其他波束方向对应的其他用户能否与该用户进行空分；(a3)该用户将其使用的波束方向反馈给基站，同时将步骤(a2)中的判断结果作为附 加信息反馈给基站；基站端工作步骤如下(bl)基站根据用户的反馈获知该用户下行使用的波束方向；(b2)基站根据步骤(bl)所述的用户反馈的附加信息获知能够与该用户进行空分的用 户所处于的波束方向；(b3)基站根据步骤(bl)和步骤(b2)获知的信息，以及其他用户反馈的信息，确定使 用的波束方向在相同分组的用户进行多用户的配对。
2.根据权利要求1所述的应用于下行链路的MIMO无线通信系统的反馈方法，其特 征在于所述步骤(a2)中，对其他波束方向对应的其他用户能否与该用户进行空分，采 用二进制方式标识能否与该用户进行空分的其他用户对应的波束方向。
全文摘要
本发明公开了一种应用于下行链路的MIMO无线通信系统的反馈方法，所述反馈方法，基于隐式反馈，对基站发送的波束方向的分组给出了分组原则，且用户端和基站端悉知该分组原则，并且用户端和基站端根据该分组原则进行相关的工作流程。本发明提供的一种应用于下行链路的MIMO无线通信系统的反馈方法，对于MU-MIMO仅需要增加少量的反馈开销，即可完成MU-MIMO的配对，且反馈的比特量少，能够可以降低配对用户之间的干扰，能够提供整体系统的频率利用率；可以应用于蜂窝移动通信系统的下行MU-MIMO传输。
文档编号H04L1/16GK102025463SQ201010596290
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者尤肖虎, 王东明, 高西奇 申请人:东南大学