專利名稱：在協(xié)同多輸入多輸出通信系統(tǒng)中發(fā)送預(yù)編碼信號(hào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及協(xié)同多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)，特別涉及用于在協(xié)同MIMO通信 系統(tǒng)中發(fā)送預(yù)編碼信號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
隨著信息通信服務(wù)的普及、各種多媒體服務(wù)的出現(xiàn)，以及高質(zhì)量服務(wù)的提供，對(duì)無 線通信服務(wù)的需求迅速提高。為了主動(dòng)地應(yīng)付這樣的需求，應(yīng)該提高通信系統(tǒng)的容量，并且 應(yīng)該改進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。為了在無線通信環(huán)境下提高通信容量，可以考慮用于重新搜索可用頻帶的方法和 用于提高有限資源的效率的方法。關(guān)于后者的方法，多輸入多輸出(MIMO)方案近來已經(jīng)引 起注意，并且已經(jīng)大力開發(fā)。MIMO方案通過對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)配備多個(gè)天線以另外地確保 用于利用資源的空間區(qū)域來獲得分集增益，或者通過經(jīng)由多個(gè)天線并行發(fā)送數(shù)據(jù)來提高傳
輸容量。通常地，考慮MIMO方案來提高通信系統(tǒng)的可靠性，或者改善傳輸效率，并且MIMO 方案可以被劃分為波束形成、空間分集和空間多路復(fù)用方案。波束形成方案和空間分集方案使用多個(gè)發(fā)射天線來提高可靠性，其經(jīng)由多個(gè)發(fā)射 天線發(fā)送單個(gè)數(shù)據(jù)流。用于提高傳輸效率的空間多路復(fù)用方案經(jīng)由多個(gè)發(fā)射天線同時(shí)地發(fā) 送多個(gè)數(shù)據(jù)流。在空間多路復(fù)用方案中，同時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)流的數(shù)目被稱作空間多路復(fù)用速率?？?間多路復(fù)用速率將按照發(fā)射和接收天線的數(shù)目以及信道狀態(tài)適當(dāng)?shù)剡x擇。通常地，可以最 大限度地獲得的空間多路復(fù)用速率被限制在發(fā)射天線的數(shù)目和接收天線的數(shù)目的較小的 值。如果信道的相關(guān)性提高，則使用低的空間多路復(fù)用速率。當(dāng)采用空間多路復(fù)用方案時(shí)，可以通過應(yīng)用虛擬天線信令方案來獲得各種增益。 例如，由于通過應(yīng)用虛擬天線信令方案，多個(gè)數(shù)據(jù)流的信道環(huán)境變?yōu)橄嗤?，所述能夠提?加強(qiáng)的信道質(zhì)量信息(CQI)，并且可以提高具有差的信道狀態(tài)的數(shù)據(jù)流的可靠性。此外，應(yīng)用了虛擬天線信令方案的物理天線的發(fā)射功率可以近似均勻地保持。更 詳細(xì)地，物理發(fā)射天線的集合形成每個(gè)對(duì)應(yīng)于虛擬天線的多個(gè)波束。產(chǎn)生不同的波束以不 僅從所有物理天線發(fā)射相同的功率，而且預(yù)留信道特征。虛擬天線的總數(shù)確定可用的空間分集或者空間多路復(fù)用速率。另外，虛擬天線的 總數(shù)確定測(cè)量空間信道所需的開銷。在下文中，物理發(fā)射天線的數(shù)目由Mr表示，可用的虛 擬的發(fā)射天線的數(shù)目由Me表示，并且同時(shí)發(fā)送的層的數(shù)目由M表示。該層表示獨(dú)立地編碼 和調(diào)制用于傳輸?shù)膫鬏敺?hào)。同時(shí)，預(yù)編碼方案指的是提高通信系統(tǒng)的可靠性和改善傳輸效率的空間處理方 案?？梢允褂妙A(yù)編碼方案而不考慮在多天線系統(tǒng)中的空間多路復(fù)用速率，并且提高信道的 信噪比(SNR)。通常，發(fā)送側(cè)在當(dāng)前的信道環(huán)境下將最合適的矩陣或者矢量乘以用于傳輸?shù)?數(shù)據(jù)。從接收側(cè)反饋相乘后的矩陣或者矢量。如果發(fā)送側(cè)能夠確定下行鏈路的信道信息，則能夠有選擇地使用合適的矩陣或者矢量。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種用于在協(xié)同MIMO通信系統(tǒng)中發(fā)送預(yù)編碼信號(hào)的方法。技術(shù)解決方案本發(fā)明的目的可以通過提供一種用于在協(xié)同MIMO通信系統(tǒng)中接收預(yù)編碼信號(hào)的 方法來實(shí)現(xiàn)。該方法包括由移動(dòng)站經(jīng)由從包括服務(wù)基站的一個(gè)或多個(gè)基站接收到的信號(hào) 來估算用于一個(gè)或多個(gè)基站的信道，將基于估算的信道確定的一個(gè)或多個(gè)基站的預(yù)編碼矩 陣索引發(fā)送給服務(wù)基站，以及接收由一個(gè)或多個(gè)基站基于預(yù)編碼矩陣索引預(yù)編碼的信號(hào)。預(yù)編碼矩陣索引可以作為信道信息與信道質(zhì)量信息和秩信息的至少一個(gè)一起發(fā) 送。預(yù)編碼信號(hào)可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)虛擬天線發(fā)送，并且虛擬天線可以通過乘以用于 波束形成的天線權(quán)重產(chǎn)生的波束來構(gòu)造?？梢允褂猛ǔ０ㄔ谝粋€(gè)或多個(gè)基站中的碼本為包括一個(gè)或多個(gè)虛擬天線的虛 擬天線組確定預(yù)編碼矩陣索引。服務(wù)基站可以將應(yīng)用于相應(yīng)基站的虛擬天線的天線權(quán)重或者行索引經(jīng)由骨干網(wǎng) 發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)基站，其中所述天線權(quán)重和行索引是按照預(yù)編碼矩陣索引、或者在使用 虛擬天線組的協(xié)同MIMO中的預(yù)編碼矩陣索引相對(duì)于預(yù)編碼矩陣確定的。移動(dòng)站可以位于多小區(qū)環(huán)境中的小區(qū)的邊緣。在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，在此處提供的是一種用于在協(xié)同MIMO通信系統(tǒng)中發(fā) 送預(yù)編碼信號(hào)的方法，包括從移動(dòng)站接收用于服務(wù)基站和一個(gè)或多個(gè)相鄰基站的預(yù)編碼 矩陣索引，經(jīng)由骨干網(wǎng)將接收到的預(yù)編碼矩陣索引發(fā)送給相應(yīng)基站，基于預(yù)編碼矩陣索引 對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼，以及將預(yù)編碼的信號(hào)發(fā)送給移動(dòng)站。預(yù)編碼矩陣索引可以作為信道信息與信道質(zhì)量信息和秩信息的至少一個(gè)一起發(fā) 送。預(yù)編碼矩陣索引可以是使用通常包括在服務(wù)基站和一個(gè)或多個(gè)相鄰基站中的碼 本確定的。該方法可以進(jìn)一步包括經(jīng)由從移動(dòng)站接收到的信號(hào)估算信道，基于估算的信道確 定用于波束形成的天線權(quán)重，以及將天線權(quán)重乘以預(yù)編碼信號(hào)。移動(dòng)站可以位于多小區(qū)環(huán)境中的小區(qū)的邊緣。有益效果按照本發(fā)明，可以在協(xié)同MIMO通信系統(tǒng)中有效地接收預(yù)編碼信號(hào)。當(dāng)在多小區(qū)環(huán)境中多個(gè)基站將數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給一個(gè)移動(dòng)站時(shí)，基站可以通過共享 從移動(dòng)站發(fā)送的預(yù)編碼矩陣信息通過閉環(huán)方案執(zhí)行預(yù)編碼。因此，該基站能夠通過在發(fā)送 給移動(dòng)站的信號(hào)之間保持單一的屬性來提高移動(dòng)站的接收性能。另外，由于每個(gè)基站使用多個(gè)天線執(zhí)行波束形成，因此每個(gè)基站可以使用一個(gè)天 線發(fā)送數(shù)據(jù)，從而放大發(fā)送給移動(dòng)站的信號(hào)的強(qiáng)度。此外，可以降低可能在發(fā)送給移動(dòng)站的 多個(gè)基站的信號(hào)之間產(chǎn)生的干擾。


被包括以提供對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步理解的伴隨的附圖，圖示本發(fā)明的實(shí)施例，并且與 說明書一起用于解釋本發(fā)明原理。在附圖中圖1是解釋在多小區(qū)環(huán)境中應(yīng)用MIMO方案的通信系統(tǒng)中的信號(hào)傳輸和接收方法 的示意圖；圖2a和2b是解釋按照本發(fā)明示例性實(shí)施例在應(yīng)用協(xié)同MIMO方案的通信系統(tǒng)中 的信號(hào)傳輸和接收方法的示意圖；圖3是解釋按照本發(fā)明示例性實(shí)施例在應(yīng)用協(xié)同MIMO方案的通信系統(tǒng)中的信號(hào) 傳輸和接收方法的流程圖；圖4a和4b是解釋按照本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例在應(yīng)用協(xié)同MIMO方案的通信 系統(tǒng)中的信號(hào)傳輸和接收方法的示意圖；圖5a和5b是解釋按照本發(fā)明再一示例性實(shí)施例在應(yīng)用協(xié)同MIMO方案的通信系 統(tǒng)中的信號(hào)傳輸和接收方法的示意圖；和圖6是解釋按照本發(fā)明另一示例性實(shí)施例在應(yīng)用協(xié)同MIMO方案的通信系統(tǒng)中的 信號(hào)傳輸和接收方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其例子在伴隨的附圖中圖示。以下將參 考伴隨的附圖給出詳細(xì)說明，其意欲解釋本發(fā)明的示例性實(shí)施例，而不是示出能夠按照本 發(fā)明實(shí)現(xiàn)的唯一的實(shí)施例。以下的詳細(xì)說明包括特定的細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。 但是，對(duì)于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，無需這樣的特定細(xì)節(jié)仍可以實(shí)踐本發(fā)明。 例如，以下的描述將以特定的術(shù)語為中心給出，但是，本發(fā)明不受限于此，并且任何其它的 術(shù)語可用于表示相同的含義。在有些情況下，集中在結(jié)構(gòu)和/或設(shè)備的重要特點(diǎn)，將已知的結(jié)構(gòu)和/或設(shè)備省 略，或者在方框圖和/或以流程圖形式示出，以不混淆本發(fā)明的概念。貫穿本說明書將使用 相同的附圖標(biāo)記來表示相同的或者類似的部分。在下文中描述的示例性實(shí)施例是本發(fā)明的要素和特點(diǎn)的組合。除非另作說明，該 要素或者特點(diǎn)可以認(rèn)為是選擇性的?？梢詫?shí)踐每個(gè)要素或者特點(diǎn)而無需與其它的要素或者 特點(diǎn)結(jié)合。此外，本發(fā)明的實(shí)施例可以通過合成要素和/或特點(diǎn)的部分構(gòu)成?？梢灾匦掳?排在本發(fā)明的實(shí)施例中描述的操作次序。任何一個(gè)實(shí)施例的某些構(gòu)造可以包括在另一個(gè)實(shí) 施例中，并且可以用另一個(gè)實(shí)施例的相應(yīng)構(gòu)造替換。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，描述在基站和移動(dòng)站之間的數(shù)據(jù)傳輸和接收關(guān)系。 在這里，術(shù)語“基站”指的是直接與移動(dòng)站進(jìn)行通信的網(wǎng)絡(luò)的終端節(jié)點(diǎn)。在某些情況下，描 述為由基站執(zhí)行的特定操作可以通過該基站的上層節(jié)點(diǎn)執(zhí)行。即，很明顯，在由包括基站 的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)中，用于與移動(dòng)站進(jìn)行通信而執(zhí)行的各種操作可以由基站，或 者除基站以外的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行。術(shù)語“基站”(BS)可以用術(shù)語“固定站”、“節(jié)點(diǎn)B”、“e節(jié)點(diǎn) B” (eNB)、“接入點(diǎn)”替換。術(shù)語“移動(dòng)站” (MS)可以用術(shù)語“用戶設(shè)備”、“移動(dòng)訂戶站” (MSS)等替換。在通信的移動(dòng)站的情況下，特別地，在多小區(qū)環(huán)境中的每個(gè)小區(qū)的邊緣，從服務(wù)BS 發(fā)送到移動(dòng)站的信號(hào)的強(qiáng)度很弱，并且由于信號(hào)被從其它相鄰BS發(fā)送到移動(dòng)站，所述產(chǎn)生 干擾的概率很高。因此，如將在下文描述的，考慮到通信環(huán)境，在小區(qū)的邊緣的移動(dòng)站可以 經(jīng)由協(xié)同MIMO改善用戶的接收性能。圖1是解釋在多小區(qū)環(huán)境中在應(yīng)用MIMO方案的通信系統(tǒng)中的信號(hào)傳輸和接收方 法的示意圖。與以單個(gè)小區(qū)為單位來實(shí)現(xiàn)分集的常規(guī)的MIMO應(yīng)用、單用戶MIMO和多用戶MIMO 不同，按照在圖1中示出的MIMO方案，在多小區(qū)環(huán)境中，使用多個(gè)基站(BS)應(yīng)用ΜΙΜΟ。參考圖1，移動(dòng)站(MS) (MS1) 13從BS^S1和BS3) 10和12接收信號(hào)，MS(MS2) 14從 BS (BSJP BS2) 10和11接收信號(hào)，并且MS(MS3) 15從BS(BSjPBS3) 11和12接收信號(hào)。在 調(diào)度器16中考慮多個(gè)BS構(gòu)造從多個(gè)BS發(fā)送給MS的數(shù)據(jù)，然后經(jīng)由骨干網(wǎng)17發(fā)送給每個(gè) BS。從各自的BS接收到的信號(hào)可以相同或者不同。當(dāng)從各自的BS接收到相同的數(shù)據(jù) 時(shí)，可以獲得分集增益。當(dāng)從各自的BS接收到不同的數(shù)據(jù)時(shí)，可以提高數(shù)據(jù)傳輸速率，即數(shù)
據(jù)處理量。類似于在相同的小區(qū)中經(jīng)由BS的多個(gè)天線通過單用戶MIMO或者多用戶MIMO提 高M(jìn)S的接收性能，MS可以通過從位于多個(gè)相鄰小區(qū)的BS接收用于相同信道的信號(hào)來實(shí)現(xiàn) 分集、單用戶MIMO或者多用戶ΜΙΜΟ。特別地，當(dāng)采用這個(gè)相反的情形時(shí)，在易于受相鄰小區(qū) 干擾的小區(qū)的邊緣處的MS可以通過從相鄰BS接收用于相同信道的信號(hào)來實(shí)現(xiàn)分集、單用 戶MIMO或者多用戶ΜΙΜΟ。由于多個(gè)單獨(dú)的流被發(fā)送給多個(gè)MS或者特定的MS，當(dāng)應(yīng)用協(xié)同MIMO方案以實(shí)現(xiàn) 單用戶MIMO或者多用戶MIMO時(shí)，多個(gè)BS可以從MS接收信道狀態(tài)信息(CSI)，并且使用CSI 來估算信道。每個(gè)BS基于信道估算結(jié)果獨(dú)立地產(chǎn)生天線權(quán)重，執(zhí)行預(yù)編碼，并且發(fā)送預(yù)編 碼信號(hào)。但是，由于各自的BS使用按照從MS接收到的信道估算相關(guān)的信息估算的信道值 獨(dú)立地產(chǎn)生預(yù)編碼矢量值，因此在對(duì)應(yīng)于預(yù)編碼天線矢量的BS之間的信號(hào)可能不具有單 一的屬性。因此，如果沒有保持從多個(gè)BS產(chǎn)生的預(yù)編碼矢量之間的單一的屬性，則很難最 大化參數(shù)值，諸如最小的弦距離。因此，接收性能的特征在將多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給一個(gè)MS的 通信系統(tǒng)中可能被降級(jí)。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，如將在下文描述的，提供了一種信號(hào)傳輸方法，其可 以在應(yīng)用協(xié)同MIMO方案的通信系統(tǒng)中使用信號(hào)傳輸和接收方法時(shí)經(jīng)由閉環(huán)操作使用碼本 在多個(gè)BS中保持單一的屬性。圖2a和2b是解釋按照本發(fā)明示例性實(shí)施例在應(yīng)用協(xié)同MIMO方案的通信系統(tǒng)中 的信號(hào)傳輸和接收方法的示意圖。圖2a圖示當(dāng)每個(gè)BS的秩是1時(shí)，用于經(jīng)由多個(gè)BS將一個(gè)數(shù)據(jù)流同時(shí)發(fā)送給特定 MS的方法。在圖2a中，M個(gè)BS，其包括MS 20的服務(wù)BS (BS1) 21-1和(M-I)個(gè)相鄰BSjf 數(shù)據(jù)發(fā)送給MS 20。在這種情況下，服務(wù)BS 21-1至相鄰BS(BSm) 21-M將數(shù)據(jù)流d發(fā)送給MS 20，數(shù)據(jù)流d基于由調(diào)度器25接收到的并且經(jīng)由骨干網(wǎng)24發(fā)送的信息來構(gòu)造。
現(xiàn)在將通過在多個(gè)BS之中的BS 21-1的例子詳細(xì)描述發(fā)送數(shù)據(jù)的每個(gè)BS的構(gòu) 造。BS 21-1經(jīng)由骨干網(wǎng)24接收數(shù)據(jù)流d，然后在傳輸給MS 20之前對(duì)數(shù)據(jù)流d進(jìn)行預(yù)編 碼。預(yù)編碼矩陣產(chǎn)生器22-1產(chǎn)生用于執(zhí)行預(yù)編碼的權(quán)重或者預(yù)編碼矩陣。預(yù)編碼矩陣產(chǎn)生器22-1可以使用碼本產(chǎn)生權(quán)重或者預(yù)編碼矩陣。例如，MS 20發(fā) 送預(yù)編碼矩陣索引(PMI)作為反饋信息，并且預(yù)編碼矩陣產(chǎn)生器22-1可以使用作為反饋信 息從MS 20接收到的PMI產(chǎn)生預(yù)編碼矩陣。預(yù)編碼器23-1通過將產(chǎn)生的權(quán)重或者預(yù)編碼矩陣乘以數(shù)據(jù)流d執(zhí)行預(yù)編碼。預(yù) 編碼器23-1然后將預(yù)編碼信號(hào)發(fā)送給MS 20。按照這個(gè)實(shí)施例，當(dāng)BS，特別地，服務(wù)BS 21-1從MS 20接收作為反饋信息的PMI 時(shí)，服務(wù)BS 21-1可以接收用于包括BS 21-M的相鄰BS的PMI以及用于其的PMI，使得每個(gè) BS能夠使用PMI產(chǎn)生預(yù)編碼矩陣。服務(wù)BS 21-1經(jīng)由骨干網(wǎng)24將用于BS的PMI發(fā)送給相應(yīng)的BS。骨干網(wǎng)24可以 是限定去發(fā)送/接收和在多個(gè)相鄰BS之間共享信息的通信網(wǎng)絡(luò)。此時(shí)，調(diào)度器25可以協(xié) 調(diào)PMI的傳輸。調(diào)度器25可以經(jīng)由骨干網(wǎng)24接收經(jīng)由由每個(gè)BS從MS接收到的信號(hào)而獲得的信 道信息，并且可以使用信道信息構(gòu)造發(fā)送給相應(yīng)MS的數(shù)據(jù)。信道信息可以包括信道質(zhì)量信 息(CQI)和秩信息以及以上描述的PMI。經(jīng)由信道信息，調(diào)度器25選擇適用于相應(yīng)MS的信 道狀態(tài)的最佳編碼和調(diào)制方案，并且可以經(jīng)由骨干網(wǎng)24將使用編碼和調(diào)制方案構(gòu)造的數(shù) 據(jù)發(fā)送給每個(gè)BS，并且進(jìn)一步發(fā)送給MS。作為另一個(gè)方法，MS可以無需經(jīng)過服務(wù)BS和骨干網(wǎng)24，經(jīng)由從每個(gè)相鄰BS分配 的上行鏈路信道直接將用于每個(gè)BS的PMI發(fā)送給每個(gè)BS。圖2b圖示當(dāng)每個(gè)BS的秩大于1時(shí)，用于經(jīng)由多個(gè)BS將相同的數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送給特 定MS的方法。圖2b的構(gòu)造執(zhí)行與以上描述的圖2a的操作相同的操作。但是，在圖2a中， 每個(gè)BS發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)流，而在圖2b中，每個(gè)BS發(fā)送一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)流。在圖2b中，調(diào)度器25可以接收用于每個(gè)BS的秩信息，并且按照每個(gè)BS的秩構(gòu)造 用于每個(gè)BS的數(shù)據(jù)流。例如，當(dāng)BS BS1的秩是Kl時(shí)，Kl個(gè)數(shù)據(jù)流被構(gòu)造，并然后發(fā)送給BS BS10當(dāng)BS BSm的秩是KM時(shí)，KM個(gè)數(shù)據(jù)流被構(gòu)造，并然后發(fā)送給BS BSM。在圖2a和2b中，可以經(jīng)由為每個(gè)BS提供的多個(gè)天線實(shí)現(xiàn)分集或者ΜΙΜΟ。另夕卜， 如在圖2b中圖示的，通過將多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給多個(gè)BS可以獲得較高的傳輸速率。以下的公式1表示由預(yù)編碼器23-1基于從MS發(fā)送的PMI，通過將預(yù)編碼矩陣乘以 數(shù)據(jù)流產(chǎn)生的傳輸信號(hào)的例子。[公式1]Sm (t) =Pmd(t)這里m表示分配給多個(gè)BS的BS索引，Sm (t)表示由BS BSm發(fā)送的傳輸信號(hào)，Pm表 示由BS BSffl的預(yù)編碼矩陣產(chǎn)生器22-m產(chǎn)生的預(yù)編碼矩陣，和d(t)表示從調(diào)度器25接收 到的傳輸數(shù)據(jù)流。在公式1中，如果傳輸數(shù)據(jù)流的數(shù)目是k(這里k= 1，...，K)，可以將Pm構(gòu)造為 多個(gè)列，諸如Pm=叱1，？ 12，...，？1111;]，并且？ 1表示應(yīng)用于經(jīng)由83 BSm的天線發(fā)送的傳輸數(shù) 據(jù)流的預(yù)編碼矩陣。在用于總數(shù)為k的傳輸數(shù)據(jù)流的碼本內(nèi)由k個(gè)列矢量組成的預(yù)編碼矩陣可以表示如下。[公式2]P1 = [Pn，P12，· · ·，P1K]，P2 = [P21,P22,... ,P2K],...Pm — [Pmi，PJE，· · ·，P腿]圖3是解釋按照本發(fā)明示例性實(shí)施例在應(yīng)用協(xié)同MIMO方案的通信系統(tǒng)中的信號(hào) 傳輸和接收方法的流程圖。在步驟S30中，MS從服務(wù)BS和一個(gè)或多個(gè)相鄰BS接收信號(hào)，并且估算用于BS的 信道。按照這個(gè)實(shí)施例，位于小區(qū)邊緣的MS可以估算用于相鄰BS的信道以及用于服務(wù)BS 的信道。在步驟S31中，MS使用對(duì)每個(gè)BS估算的信道信息確定在碼本中用于每個(gè)BS的 PMI0在這種情況下，多個(gè)PMI可以通過確定用于各自的BS的PMI來確定。在步驟S32中， MS將用于每個(gè)BS的PMI發(fā)送給服務(wù)BS。在這種情況下，可以將作為每個(gè)BS的信道信息的 CQI和秩信息以及用于每個(gè)BS的PMI發(fā)送給服務(wù)BS。如果服務(wù)BS接收用于相鄰BS的信道信息以及來自MS的信道信息，則服務(wù)BS經(jīng) 由骨干網(wǎng)將信道信息發(fā)送給調(diào)度器，并且在步驟S33，調(diào)度器將信道信息發(fā)送給相應(yīng)BS。做 為選擇，服務(wù)BS可以經(jīng)由骨干網(wǎng)將用于相鄰BS的信道信息發(fā)送給相鄰BS。在步驟S34-1和S34-2，已經(jīng)接收到按照信道信息構(gòu)造的數(shù)據(jù)流，特別是PMI和秩 信息，的每個(gè)BS通過將預(yù)編碼矩陣乘以數(shù)據(jù)流來執(zhí)行預(yù)編碼。在步驟S35-1和35-2，每個(gè) BS將預(yù)編碼數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給MS。圖4a和4b是解釋按照本發(fā)明另一個(gè)示例性實(shí)施例在應(yīng)用協(xié)同MIMO方案的通信 系統(tǒng)中的信號(hào)傳輸和接收方法的示意圖。圖4a和4b圖示在應(yīng)用協(xié)同MIMO方案的通信系統(tǒng)中，在信號(hào)傳輸和接收方法中， 當(dāng)每個(gè)BS包括多個(gè)天線時(shí)，經(jīng)由波束形成方案通過利用虛擬天線構(gòu)造每個(gè)BS來發(fā)送信號(hào) 的方法。 在下文中，將簡(jiǎn)要解釋參考圖2a描述的配置和操作，并且將集中于在如在圖2a中 的多個(gè)BS之中的BS (BS1) 41-1來詳細(xì)描述波束形成(BF)權(quán)重產(chǎn)生器44_1至44-M，和波束 形成單元45-1至45-M (其與按照本發(fā)明的實(shí)施例的波束形成方案有關(guān))。圖4a圖示當(dāng)每個(gè)BS的秩是1時(shí)，用于經(jīng)由多個(gè)BS將相同的數(shù)據(jù)流發(fā)送給特定MS 的方法。如在以上所述的實(shí)施例中描述的，服務(wù)BS(BS1)M-I從MS接收用于服務(wù)BS 41-1 和其它相鄰BS的虛擬天線的PMI、CQI和秩信息，并且經(jīng)由骨干網(wǎng)46共享或者發(fā)送接收到 的PMI、CQI和秩信息。每個(gè)BS可以按照接收到的預(yù)編碼信息執(zhí)行預(yù)編碼。按照這個(gè)實(shí)施例，發(fā)送給每個(gè)BS的預(yù)編碼矩陣信息可以是相對(duì)于從相同的碼本 中選擇的一個(gè)預(yù)編碼矩陣P分配給每個(gè)BS的權(quán)重，或者可以是預(yù)編碼矩陣的行索引。艮口， 服務(wù)BS BS1和相鄰BS相對(duì)于相應(yīng)MS使用相同的碼本，并且MS將每個(gè)BS視為一個(gè)天線以 確定一個(gè)預(yù)編碼矩陣P。MS將預(yù)編碼矩陣發(fā)送給服務(wù)BS BS10服務(wù)BS BS1可以將用于每
8個(gè)BS的預(yù)編碼矩陣P的權(quán)重ρ或者預(yù)編碼矩陣的行索引經(jīng)由骨干網(wǎng)46發(fā)送給每個(gè)BS。做為選擇，MS可以經(jīng)由從每個(gè)相鄰BS分配的上行鏈路信道將用于相應(yīng)BS的預(yù)編 碼矩陣的權(quán)重值，或者預(yù)編碼矩陣的行索引直接發(fā)送給每個(gè)BS而無需經(jīng)過服務(wù)BS和骨干 網(wǎng)46。服務(wù)BS 41-1的波束形成權(quán)重產(chǎn)生器44-1估算用于相應(yīng)MS的信道，并且基于該 估算的信道產(chǎn)生用于執(zhí)行波束形成的權(quán)重。波束形成權(quán)重產(chǎn)生器44-1可以使用從MS接收 到的信道估算相關(guān)的信息。波束形成單元45-1將從波束形成權(quán)重產(chǎn)生器44-1產(chǎn)生的權(quán)重 值乘以預(yù)編碼信號(hào)。圖4b圖示當(dāng)每個(gè)BS的秩是2或2以上時(shí)，用于作為執(zhí)行協(xié)同MIMO的例子使用多 個(gè)BS將多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給相應(yīng)MS的方法。圖4b的構(gòu)造執(zhí)行與以上描述的圖4a的操作相 同的操作。但是，在圖4a中每個(gè)基站發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)流，并且在圖4b中發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)流，從 而經(jīng)由為每個(gè)BS提供的多個(gè)天線實(shí)現(xiàn)分集或者ΜΙΜΟ。以下的公式3表示當(dāng)信號(hào)通過基于由MS發(fā)送的PMI將波束形成方案應(yīng)用于乘以 預(yù)編碼矩陣的數(shù)據(jù)流來發(fā)送時(shí)，傳輸信號(hào)的例子。[公式3]SiW = A( 0AoM)PiD這里θ ΑοΜ表示在BS的天線陣中的出射角(AoD)，并且A ( θ A。Di)表示相對(duì)于在BS BSffl中實(shí)現(xiàn)的虛擬天線VAi執(zhí)行波束形成的權(quán)重。此外，Pi表示在確定去執(zhí)行協(xié)同MIMO的預(yù)編碼矩陣中應(yīng)用于利用虛擬天線VAi構(gòu) 造的每個(gè)BS的權(quán)重，特別地，Pi表示確定的預(yù)編碼矩陣的行分量。腳注i表示在確定去執(zhí) 行協(xié)同MIMO的預(yù)編碼矩陣中與應(yīng)用于由虛擬天線構(gòu)造的每個(gè)BS的權(quán)重相關(guān)的行索引，并 且表示通過每虛擬天線分配一行使用與虛擬天線相同的索引的例子。D表示當(dāng)秩是k時(shí)發(fā) 送的多個(gè)數(shù)據(jù)流屯，屯，...，+。在圖2a和2b中使用用于各自的BS的預(yù)編碼矩陣索引，而在圖4a和4b中對(duì)于所 有相鄰BS使用相同碼本的相同預(yù)編碼矩陣索引。S卩，在圖4a和4b中，每個(gè)BS由一個(gè)虛擬 天線構(gòu)造，并且確定應(yīng)用于多個(gè)虛擬天線的一個(gè)預(yù)編碼矩陣索引。每個(gè)BS可以將相應(yīng)于其 確定的預(yù)編碼矩陣的行矢量分量乘以權(quán)重，并且將相乘的結(jié)果發(fā)送給MS。在用于BS通過使用波束形成方案實(shí)現(xiàn)虛擬天線來發(fā)送信號(hào)的方法中，每個(gè)BS可 以使用多個(gè)虛擬天線。圖5a和5b是解釋按照本發(fā)明再一示例性實(shí)施例在應(yīng)用協(xié)同MIMO方案的通信系 統(tǒng)中的信號(hào)傳輸和接收方法的示意圖。圖5a和5b圖示在用于應(yīng)用協(xié)同MIMO方案的通信系統(tǒng)中，通過經(jīng)由波束形成方案 構(gòu)造虛擬天線來發(fā)送和接收信號(hào)的方法中，利用多個(gè)天線構(gòu)造每個(gè)BS的情形。為每個(gè)BS提供的天線陣可以利用構(gòu)成一個(gè)組的多個(gè)虛擬天線，或者劃分為具有 4λ間隔的天線組的多個(gè)虛擬天線構(gòu)成。由于圖5a和5b每個(gè)的構(gòu)造與以上描述的構(gòu)造相同，所以省略其描述。但是，在圖 5a和5b中使用多個(gè)虛擬天線，預(yù)編碼矩陣的大小或者配置和從預(yù)編碼矩陣產(chǎn)生器52-1至 52-M以及波束形成權(quán)重產(chǎn)生器54-1至54-M產(chǎn)生的權(quán)重值可以不同。如果一個(gè)BS，例如，BS BSm使用多個(gè)虛擬天線VAm VAm2, ... , VAmi,則由BS發(fā)送的傳輸信號(hào)可以由以下的公式4表示。[公式4]Sm (t) = A ( θ AoDmJ) Pffl lD+A ( θ A。Dm 2) Pffl 2D+, · · ·，+A ( θ AoDmJ) Pffl iD這里A( θ AoDmJ)，A( θ A。Dm 2)，· · ·，A( θ A。Dm」)表示應(yīng)用于 VAm VAffl 2, · · ·，VAm i 的 虛擬天線執(zhí)行波束形成的權(quán)重，和Pnu和pm—2至Pnu表示在基站BSm中應(yīng)用于經(jīng)由VAm VAffl2, VAfflj的每個(gè)虛擬天線發(fā)送的信號(hào)的預(yù)編碼矩陣的行分量。如在圖5b中圖示的，如果秩是k(這里k是2或2以上)，D表示多個(gè)數(shù)據(jù)流Cl1, d2，. . .，dk。甚至在這種情況下，如果在基站BSm中經(jīng)由虛擬天線VAm VAm 2，... , VAfflj發(fā)送 的傳輸數(shù)據(jù)流的數(shù)目是k，pffli可以由k列，諸如，Pffli = [pfflil, Pffli2, ... , pm—iK]構(gòu)造。圖6是解釋按照本發(fā)明另一示例性實(shí)施例在應(yīng)用協(xié)同MIMO方案的通信系統(tǒng)中的 信號(hào)傳輸和接收方法的流程圖。在步驟S60中，MS從服務(wù)BS和一個(gè)或多個(gè)相鄰BS接收波束形成的信號(hào)，并且估 算用于BS的信道。如果MS位于小區(qū)的邊緣，則MS可以通過波束形成獲得較高的性能。按 照這個(gè)實(shí)施例，MS，特別地，位于小區(qū)邊緣的MS可以估算用于相鄰BS的信道以及用于服務(wù) BS的信道。在步驟S61中，MS使用為BS估算的信道信息確定用于由每個(gè)BS的虛擬天線組成 的虛擬天線組的PMI。在步驟S62，MS將應(yīng)用于執(zhí)行協(xié)同MIMO的BS的虛擬天線組的PMI 發(fā)送給服務(wù)BS。此時(shí)，CQI和秩信息以及用于虛擬天線組的PMI可以作為用于協(xié)同MIMO的 信道信息發(fā)送。用于執(zhí)行協(xié)同MIMO的多個(gè)相鄰BS對(duì)于相應(yīng)MS可以使用相同的碼本。每 個(gè)BS可以被認(rèn)為是一個(gè)天線、天線組或者虛擬天線。每個(gè)BS可以通過由一個(gè)PMI確定的 預(yù)編碼矩陣的每個(gè)矢量分量執(zhí)行預(yù)編碼。在步驟S63，已經(jīng)接收到信道信息和用于相鄰BS的信道信息的服務(wù)BS經(jīng)由骨干 網(wǎng)將該信道信息發(fā)送給調(diào)度器。該調(diào)度器將該信道信息發(fā)送給相應(yīng)BS。做為選擇，服務(wù)BS 可以經(jīng)由骨干網(wǎng)將用于相鄰BS的信道信息發(fā)送給相鄰BS。在這個(gè)實(shí)施例中，在步驟S64-1和S64-2，每個(gè)BS使用從MS接收到的信號(hào)或者信 道估算相關(guān)的信息來估算用于相應(yīng)MS的信道。在步驟S65-1和S65-2，每個(gè)BS按照信道估 算結(jié)果確定用于波束形成的天線權(quán)重。考慮到MS的位置和與其它BS的關(guān)系，可以將天線 權(quán)重確定為具有最大信號(hào)強(qiáng)度和與相鄰BS最小干擾的值。在步驟S66-1和S66-2，按照PMI接收相應(yīng)虛擬天線的天線權(quán)重的每個(gè)BS通過將 分配給相應(yīng)虛擬天線的天線權(quán)重乘以數(shù)據(jù)來執(zhí)行預(yù)編碼。在S67-1和S67-2，每個(gè)BS應(yīng)用 用于波束形成的天線權(quán)重。即，將預(yù)編碼信號(hào)乘以用于波束形成的天線權(quán)重。在步驟S68-1 和S68-2，將預(yù)編碼數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給MS。如上所述，當(dāng)在多小區(qū)環(huán)境中多個(gè)BS將數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給一個(gè)MS時(shí)，BS通過閉環(huán)方 案共享從MS發(fā)送的預(yù)編碼矩陣信息，并且因此，在發(fā)送給MS的信號(hào)之間保持單一的屬性， 從而改善MS的接收性能。由于每個(gè)BS通過使用多個(gè)天線執(zhí)行波束形成來發(fā)送數(shù)據(jù)，所以可以增強(qiáng)發(fā)送給 MS的信號(hào)強(qiáng)度，并且能夠降低在多個(gè)BS的信號(hào)之間可能產(chǎn)生的干擾。本發(fā)明可以通過在所附的權(quán)利要求書中不具有明確的引用關(guān)系的權(quán)利要求的組 合實(shí)現(xiàn)，或者在申請(qǐng)之后通過修改可以包括新的權(quán)利要求。
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本發(fā)明示例性實(shí)施例可以通過各種手段，例如，硬件、固件、軟件或者其組合實(shí)現(xiàn)。 在硬件結(jié)構(gòu)中，用于在按照本發(fā)明示例性實(shí)施例的協(xié)同MIMO通信系統(tǒng)中接收預(yù)編碼信號(hào) 的方法可以通過一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、數(shù)字信號(hào)處理 設(shè)備(DSPD)、可編程序邏輯設(shè)備(PLD)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制 器、微處理器等實(shí)現(xiàn)。在固件或者軟件結(jié)構(gòu)中，用于在按照本發(fā)明示例性實(shí)施例的協(xié)同MIMO通信系統(tǒng) 中接收預(yù)編碼信號(hào)的方法可以以執(zhí)行以上描述的功能或者操作的模塊、步驟、功能等的形 式實(shí)現(xiàn)。軟件代碼可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中，并且由處理器執(zhí)行。存儲(chǔ)單元位于處理器的內(nèi) 部或者外部，并且可以經(jīng)由各種已知的裝置向處理器發(fā)送數(shù)據(jù)和從處理器接收數(shù)據(jù)。對(duì)于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的精神或者范圍的 情況下，可以在本發(fā)明中進(jìn)行各種修改和變化。因此，本發(fā)明意欲覆蓋本發(fā)明的改進(jìn)和變 化，只要他們落入所附的權(quán)利要求和其等效范圍之內(nèi)。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可以適用于在協(xié)同MIMO通信系統(tǒng)中使用的設(shè)備。
權(quán)利要求
一種用于在協(xié)同多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中接收預(yù)編碼信號(hào)的方法，該方法包括由移動(dòng)站經(jīng)由從包括服務(wù)基站的一個(gè)或多個(gè)基站接收到的信號(hào)來估算用于一個(gè)或多個(gè)基站的信道；將基于估算的信道確定的所述一個(gè)或多個(gè)基站的預(yù)編碼矩陣索引發(fā)送給所述服務(wù)基站；以及接收由所述一個(gè)或多個(gè)基站基于所述預(yù)編碼矩陣索引預(yù)編碼的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，將所述預(yù)編碼矩陣索引作為信道信息與信道質(zhì)量信 息和秩信息的至少一個(gè)一起發(fā)送。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)虛擬天線發(fā)送所述預(yù)編碼信號(hào)，并且 所述虛擬天線利用通過乘以用于波束形成的天線權(quán)重產(chǎn)生的波束來構(gòu)造。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，使用通常包括在所述一個(gè)或多個(gè)基站中的碼本，為包 括一個(gè)或多個(gè)虛擬天線的虛擬天線組確定所述預(yù)編碼矩陣索引。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，所述服務(wù)基站將應(yīng)用于相應(yīng)基站的虛擬天線的天線 權(quán)重或者行索引經(jīng)由骨干網(wǎng)發(fā)送給所述一個(gè)或多個(gè)基站，其中所述天線權(quán)重和所述行索引 是按照所述預(yù)編碼矩陣索引、或者按照在使用所述虛擬天線組的協(xié)同MIMO中的預(yù)編碼矩 陣索引從所述預(yù)編碼矩陣確定的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，所述移動(dòng)站位于多小區(qū)環(huán)境中的小區(qū)的邊緣。
7.一種用于在協(xié)同多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中發(fā)送預(yù)編碼信號(hào)的方法，該方法 包括從移動(dòng)站接收用于服務(wù)基站和一個(gè)或多個(gè)相鄰基站的預(yù)編碼矩陣索引；經(jīng)由骨干網(wǎng)將接收到的預(yù)編碼矩陣索引發(fā)送給相應(yīng)基站；基于所述預(yù)編碼矩陣索引對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼；以及將預(yù)編碼信號(hào)發(fā)送給所述移動(dòng)站。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，將所述預(yù)編碼矩陣索引作為信道信息與信道質(zhì)量信 息和秩信息的至少一個(gè)一起發(fā)送。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，使用通常包括在所述服務(wù)基站和所述一個(gè)或多個(gè)相 鄰基站中的碼本確定所述預(yù)編碼矩陣索引。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，進(jìn)一步包括使用從所述移動(dòng)站接收到的信號(hào)來估算信道；基于估算的信道確定用于波束形成的天線權(quán)重；以及將所述天線權(quán)重乘以所述預(yù)編碼信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中，所述移動(dòng)站位于多小區(qū)環(huán)境中的小區(qū)的邊緣。
全文摘要
描述了一種用于在協(xié)同多輸入多輸出(MIMO)通信系統(tǒng)中發(fā)送預(yù)編碼信號(hào)的方法。用于在MIMO通信系統(tǒng)中接收預(yù)編碼信號(hào)的方法包括由移動(dòng)站經(jīng)由從包括服務(wù)基站的一個(gè)或多個(gè)基站中接收到的信號(hào)來估算用于所述一個(gè)或多個(gè)基站的信道，將基于估算的信道確定的一個(gè)或多個(gè)基站的預(yù)編碼矩陣索引發(fā)送給所述服務(wù)基站，以及接收由所述一個(gè)或多個(gè)基站基于所述預(yù)編碼矩陣索引預(yù)編碼的信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B7/02GK101911522SQ200880123617
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月31日
發(fā)明者任彬哲, 鄭進(jìn)赫, 金在完, 金首南 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社