用于无线通信系统中的发射方法
【专利摘要】本发明涉及一种方法，所述方法包括以下步骤：估计至少两个发射天线端口之间的信号功率不平衡；计算经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息（R-CSI），所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得；将所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息（R-CSI）的指示发送到所述至少一个发射节点；以及使用所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息（R-CSI）将用户信息从所述至少两个发射天线端口发射到至少一个接收天线端口。此外，本发明还涉及一种在接收节点中的方法、一种在发射节点中的方法、一种计算机程序、一种计算机程序产品、一种接收节点装置、一种发射节点装置，以及包括这些装置的一种无线通信系统。
【专利说明】用于无线通信系统中的发射方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于无线通信系统中的发射方法。此外，本发明还涉及一种在接收节点中的方法、一种在发射节点中的方法、一种计算机程序、一种计算机程序产品、一种接收节点装置、一种发射节点装置，以及包括这些装置的一种无线通信系统。
【背景技术】
[0002]图1展示与在使用若干发射天线端口的3GPP长期演进(LTE)版本8/9/10通信系统中使用线性预编码进行下行链路(DL)发射相关的框图。图1中的天线端口是进入对应的分开的天线系统的基带输入。天线系统由连接到一个或多个天线元件的RF链组成，这些天线元件共同产生希望的电磁辐射方向图。如果存在一个以上发射天线端口和一个以上接收天线端口，那么通常将发射分类为多输入多输出(MIMO)发射。每一发射天线端口与每一接收天线端口之间的对应无线电传播路径联合地界定一个传播信道，并且如果存在一个以上发射天线端口和一个以上接收天线端口，那么所述传播信道称为MMO传播信道。
[0003]如图1中所示部署了若干发射天线端口的无线通信系统还包括其它重要的发射元件，例如发射线性预编码器等等。发射线性预编码的目的是对瞬时MIMO信道实现进行匹配，即，对每一发射天线端口与每一接收天线端口之间的瞬时传播衰减系数进行匹配。在对应的接收线性预编码之后，在所有接收天线端口处从所有发射天线端口接收的所有信号以最佳方式相干地组合，以便使接收信息吞吐量最大化。各种线性预编码方案的实例可参见IEEE802.16-2005 和 LTE 版本 8/9/10 标准。
[0004]此外，取决于在发射器处可用的MMO信道信息的可用性，可以将通信系统分类为采用闭环或开环预编码。
[0005]为了对下行链路执行闭环预编码，用户设备(UE)中的接收器必须估计对应的下行链路信道，并且将估计的信道信息报告给eNB。为了减少直接报告经量化的估计信道的开销，定义了由大致表示真实信道的若干预编码矩阵组成的一组码簿。UE使用估计信道的知识来从该组预定义码簿中选择适当的预编码器，其中每一码簿对应于一个不同的发射秩，即，将在不同天线端口上发射的串或向量的数目。最适当的预编码器的选择是通过针对所有码簿中的每一个预定义的预编码矩阵计算估计信道质量信息(CQI)来完成。产生最佳CQI的预编码器的索引通常表示为预编码矩阵指示符(PMI)，连同PMI所属的码簿的秩一起发射到eNB。秩、PMI和CQI通常联合地表示为信道状态信息(CSI )。
[0006]来自不同的活动UE的CSI在eNB中用来选择在首个下一可用发射时间间隔中将服务(调度)的最适当的UE。除此之外，CSI还在eNB处用作参考，用来确定到所选择的将服务的UE的最佳发射和预编码参数。
[0007]举例来说，LTE版本8标准使用四个码簿，对于4个发射天线端口总共含有64个矩阵，以及在I到4之间的不同的秩。因此，UE可以反馈适当的预编码器以使用仅6个信息位而不是大量的信道量化位来表示估计的DL信道。码簿是针对某些信道天线系统配置而设计和优化，且因此是针对某些传播环境而设计和优化。举例来说，LTE版本8的码簿是采用协同定位的发射天线端口来设计的。协同定位的发射天线端口产生从不同天线端口朝向UE的接收天线端口的功率平衡传播路径。
[0008]另一个线性预编码方案称为开环预编码，S卩，与信道无关的预编码。闭环与开环方案之间的主要差异在于，在开环方案中，使用的预编码矩阵是预定义的，且不存在预编码矩阵选择。由于eNB和UE都知道预定义的预编码矩阵，因此UE仅将CQI和选定的秩反馈给eNB。
[0009]而且，通信系统可支持下行链路中的各种参考信号(RS)以促进信道估计、相干解调和CSI反馈的计算。参考信号是使用在接收器处预先知道的调制(信息)符号产生的信号。对于LTE版本8/9/10下行链路，存在不同类型的参考信号:
[0010]-CSI参考信号(CS1-RS)，专门用于测量目的，包含下行链路信道估计和计算希望的UE的CSI反馈。CS1-RS是UE特定的；
[0011]-解调(DM)参考信号(DM-RS)，发送到指定经调度的UE且用于解调来自eNB的下行链路发射。DM-RS是UE特定的；
[0012]-共用参考信号(C-RS)，用于测量和数据解调。C-RS是小区特定的。
[0013]共用参考信号主要用于版本8/9系统。对于版本10系统，已经介绍了用于解调和测量的分开的参考信号，即，DM-RS和CS1-RS。如上文提到，DM-RS和CS1-RS参考信号是用户特定的，即，它们对应于与一个特定用户相关的发射，例如与一个UE相关的发射，且因此可分类为用户信息。数据发射也可视为用户信息，因为它特定针对一个特定用户。
[0014]实际上，天线端口可能因为例如满足不同类型的部署等不同原因而在一个位点中彼此分开定位，从而产生所谓的地理上分离或分布式天线。用于室内使用的分布式天线系统是通常是通过在不同位置部署许多天线来确保一个区域上的小区覆盖范围的情形的经典实例。地理上分离的天线的部署的一个实例是将它们以交错方式定位，如图2所示。
[0015]地理上分离的天线端口的另一实例可参见协调多点发射(CoMP)发射系统。这些系统的一个实例是将基站射频部分实施为大量地理上分离的无线电资源单元(RRU)，这些无线电资源单元连接到一个共用且可能地理上分离的基带处理单元。
[0016]实现空间多路复用的LTE MIMO系统和相关码簿基本上是基于协同定位的发射天线端口配置或基于在传播路径之间不存在平均功率失配的假设来设计的。对于接收天线端口在接收功率方面得到良好平衡的这种情形，可以预期与对应预编码器的使用且因此与令人满意的吞吐量相关的相当大的MMO增益。
[0017]然而，在地理上分离的发射天线端口部署的情况下，靠近一个发射天线端口且远离其它发射天线端口的接收天线端口经历来自不同发射天线端口的接收信号功率的很大差异。
[0018]已经显示，在MMO信道上发射的信号的接收功率不平衡导致了秩减少，S卩，在接收器处观察到的MIMO信道的正交传播路径的数目减少。因此，在所述情况下秩I (或大体上低秩)将更有可能报告和发射，即使靠近一个天线的接收信号功率相当高，与协同定位的天线方案相比，这也将减少吞吐量。
[0019]在下文中展示这种不平衡如何影响系统。与接收天线端口处的功率不平衡相关的吞吐量损失的百分比已得到模拟且在图3中示出。在关于两个发射天线端口和两个接收天线端口的这些模拟中，在发射器侧在第二发射天线端口上应用IOdB的功率衰减。在此图中绘出与这种不平衡相关的吞吐量损失。即使对于非常高的信噪比(SNR)值，由于这种失配，也存在高达48%的相当大的吞吐量损失。
[0020]存在与信道容量严格相关且因此与吞吐量严格相关的称为条件数(CN)的理论值，它定义为HHh的特征值之间的不平衡，其中H表示传播信道矩阵且(.)H表示所述矩阵的转置共轭。在其它项中:
【权利要求】
1.一种用于无线通信系统中的发射方法，所述无线通信系统包括至少一个具有至少两个发射天线端口的发射节点以及至少一个具有至少一个接收天线端口的接收节点；其中用户信息在所述至少两个发射天线端口与所述至少一个接收天线端口之间的发射是在无线电传播信道上执行；所述方法包括以下步骤: 估计所述至少两个发射天线端口之间的信号功率不平衡； 计算经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息(R-CSI )，所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得； 将所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息(R-CSI)的指示发送到所述至少一个发射节点；以及 使用所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息(R-CSI)将用户信息从所述至少两个发射天线端口发射到所述至少一个接收天线端口。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计步骤涉及: 测量从所述至少两个发射天线端口接收的参考信号；以及 基于所述测得的参考信号来估计所述信号功率不平衡。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述估计步骤是通过将信息从所述至少一个发射节点用信号发送到所述至少一个接收节点来触发。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述信令信息是动态地或半静态地用信号发送。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述估计步骤是在没有信令信息的情况下执行。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述估计信号功率不平衡是与在所述至少一个接收天线端口处测得的与所述至少两个发射天线端口中的每一者相关联的接收信号功率。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述估计信号功率不平衡是与预定参考发射天线端口相关联的接收信号功率和与在所述至少一个接收天线端口处测得的与其余发射天线端口相关联的接收信号功率的比率。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算步骤涉及: 计算经重构发射秩、经重构预编码矩阵指示符(R-PMI)以及经重构信道质量指示符(R-CQI)。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算步骤涉及: 计算经重构发射秩以及经重构信道质量指示符(R-CQI)。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计、计算和发送步骤是由所述至少一个接收节点执行。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述发射步骤涉及: 使用所述估计信号功率不平衡来调整所述至少两个发射天线端口中的每一者的发射功率。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述调整发射功率步骤涉及:增加或减小发射功率以便完全地或部分地补偿所述估计信号功率不平衡。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述发射步骤涉及: 基于所述计算的经重构信道状态信息(R-CSI)来确定预编码矩阵，以及 使用所述预编码矩阵进行所述用户信息的发射。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述经重构无线电传播信道H'eff经界定为:
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述经重构无线电传播信道H'rff经界定为:
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述用户信息是包括参考信号和/或用户数据的用户设备(UE)特定的信息。
17.根据权利要求1所述的方法，其中所述发送所述估计功率不平衡的所述指示的步骤是使用动态或半静态信令来执行的。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线通信系统是长期演进(LTE)系统或高级长期演进(LTE-A)系统，且所述发射节点是基站(eNB)且所述接收节点是用户设备(UE)。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线通信系统采用协调多点发射(CoMP)技术。
20.一种适用于无线通信系统中的通信的接收节点中的方法，所述接收节点具有至少一个接收天线端口，适用于从具有用于用户信息的发射的至少两个发射天线端口的发射节点接收用户信息，其中用户信息在所述至少两个发射天线端口与所述至少一个接收天线端口之间的发射是在无线电传播信道上执行；所述方法包括以下步骤: 估计所述至少两个发射天线端口之间的信号功率不平衡；计算经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息(R-CSI )，所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得；以及 将所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息(R-CSI)的指示发送到所述至少一个发射节点。
21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括以下步骤: 在所述至少一个接收天线端口处从所述发射节点接收用户信息，所述用户信息是从所述至少两个发射天线端口发射且基于所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息(R-CSI)而产生。
22.一种适用于无线通信系统中的通信的发射节点中的方法，所述发射节点具有至少两个发射天线端口，适用于将用户信息发射到具有用于接收用户信息的至少一个接收天线端口的接收节点，其中用户信息在所述至少两个发射天线端口与所述至少一个接收天线端口之间的发射是在无线电传播信道上执行；所述方法包括以下步骤: 从所述接收节点接收所述至少两个发射天线端口之间的所述估计信号功率不平衡的指示以及经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息(R-CSI )，所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得，以及 使用所述估计信号功率和所述经重构信道状态信息(R-CSI)将用户信息从所述至少两个发射天线端口发射到所述至少一个接收天线端口。
23.一种计算机程序，其特征在于代码构件，所述计算机程序在计算机中运行时致使所述计算机执行根据权利 要求1到22中任一权利要求所述的方法。
24.一种计算机程序产品，包括计算机可读媒体和根据权利要求23所述的计算机程序，其中所述计算机程序包含在所述计算机可读媒体中。
25.一种适用于无线通信系统中的通信的接收节点装置，所述接收节点装置具有至少一个接收天线端口，适用于从具有用于用户信息的发射的至少两个发射天线端口的发射节点装置接收用户信息，其中用户信息在所述至少两个发射天线端口与所述至少一个接收天线端口之间的发射是在无线电传播信道上执行；所述装置进一步适于: 估计所述至少两个发射天线端口之间的信号功率不平衡； 计算经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息(R-CSI )，所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得；以及 将所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息(R-CSI)的指示发送到所述至少一个发射节点。
26.根据权利要求25所述的装置，进一步适于: 在所述至少一个接收天线端口处从所述发射节点接收用户信息，所述用户信息是从所述至少两个发射天线端口发射且基于所述估计信号功率不平衡和所述经重构信道状态信息(R-CSI)而产生。
27.一种适用于无线通信系统中的通信的发射节点装置，所述发射节点装置具有至少两个发射天线端口，适用于将用户信息发射到具有用于接收用户信息的至少一个接收天线端口的接收节点装置，其中用户信息在所述至少两个发射天线端口与所述至少一个接收天线端口之间的发射是在无线电传播信道上执行；所述装置进一步适于: 从所述接收节点接收所述至少两个发射天线端口之间的所述估计信号功率不平衡的指示以及经重构无线电传播信道的经重构信道状态信息(R-CSI )，所述经重构无线电传播信道是作为通过所述估计信号功率不平衡的函数补偿的估计无线电传播信道而获得，以及使用所述估计信号功率和所述经重构信道状态信息(R-CSI)将用户信息从所述至少两个发射天线端口发射到所述至少一个接收天线端口。
28.一种无线通信系统，包括至少一个根据权利要求25所述的接收节点装置和/或至少一个根据权利要求27 所述的发射节点装置。
【文档编号】H04B7/02GK103918193SQ201180072277
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2011年7月13日 优先权日:2011年7月13日
【发明者】阿娜伊德·罗伯特萨法维, 布兰尼斯拉夫·波波维奇 申请人:华为技术有限公司