专利名称：具有分布式信道估计和预编码的mimo传输系统的制作方法
具有分布式信道估计和预编码的MIMO传输系统优先权信肩、本美国非临时专利申请根据35U. S. C. § 119要求2010年6月11日提交的美国临时专利申请no. 61/353，922的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
背景技术：
多输入多输出(MMO)系统代表了无线通信的进步。MMO系统在无线链路的发送端和接收端处采用一个或多个(例如，复数个)天线以提高数据传输速率，同时保持无线电带宽和功率恒定。MMO发射机使用多个服务天线通过将外出信号解复用成多个子信号并且从分离的天线发送这些子信号来发送外出信号。MIMO利用多个信号传播路径来增加吞吐量、减少误比特率并且降低传输功率。图I图示了具有传统集中式架构的多用户多输入多输出(MIMO)无线系统。参考
图1，基站100包括多个服务天线120 ( S卩，天线120-1至120-M)、一个中央信道估计单元130、以及一个中央预编码单元140。例如，传统系统中的服务天线120的数目通常是4或8。在中央预编码单元140已经对要发送的数据进行了预编码之后(如以下进一步描述的)，基站100使用多个天线120通过将外出信号解复用成多个子信号并且将这些子信号从分离的服务天线发送到多个独立操作的终端110 (即，终端110-1至终端110-K)来发送包括预编码数据的外出信号。多个终端110装备有一个或多个天线。为了清楚，假定所有的终端110都仅装备有单个天线。传统技术中的信道估计的典型方法是线性回归估计器，并且在传统技术中的预编码的典型方法是经由伪逆(pseudo-inverse)的迫零(ZF),以下将进一步对其进行解释。中央信道估计单元130对在多个终端110和多个天线120之间的通信信道进行估计。例如，中央估计单元130可以从多个终端110接收导频序列，并且基于该接收到的导频序列来估计信道条件。例如，hu可以指在多个终端110中的第i个终端与多个服务天线120中的第j个天线之间的信道系数，其中，第i个指终端110中的任何一个，并且第j个指天线120中的任何一个。即，使由第i个终端发送到第j个天线的信号乘以信道系数hu。类似地，根据互逆性，使由第j个天线发送到第i个终端的信号乘以信道系数hu。用于第j个天线的信道估计向量可以通过下式来表示
hij等式I山」=I
.hKj _多个服务天线120和多个终端110之间的信道估计可以通过以下矩阵来表示等式2 :H = Lh1 V..hM]矩阵H是通过相应天线的信道向量形成的K乘M的信道矩阵。在导频传输阶段，终端110-1至终端IlO-K发送导频序列{仍，…，(py}，其中每个导频序列是列向量。有利的是，不同的导频序列基本上相互正交。例如，多个服务天线120的第j个天线接收下面的导频序列向量等式3:yj =hjj * + . . . + hjg * +加性噪声。参考图I,中央信道估计单元130收集所有向量y」，其中j = I, . . . , M,并且形成下述矩阵等式4 :Y = [yr..yM]然后，中央信道估计单元130如下计算对信道矩阵H的估计等式5 :
权利要求
1.一种用于数据传输的多输入和多输出(MIMO)系统(200),所述系统包括 多个服务天线(220)，每个服务天线被配置成同时服务多个终端(210)，每个服务天线被配置成独立地从所述多个终端接收导频序列； 多个信道估计单元(230)，每个信道估计单元与所述多个服务天线中不同的一个相关联，并且被配置成基于所接收到的导频序列来独立地生成天线特定的信道估计，所述天线特定的信道估计是在所述多个终端和所述多个服务天线中的相应一个之间的信道估计；以及 多个预编码单元(240)，每个预编码单元与所述多个信道估计单元中不同的一个相关联，并且被配置成接收要发送的数据符号集合和所生成的相应的天线特定的信道估计，每个预编码单元被配置成基于所述数据符号集合和所述天线特定的信道估计来独立地生成要经由相应服务天线发送到所述多个终端的编码信号。
2.根据权利要求I所述的系统，其中，每个预编码单元基于所述天线特定的信道估计的共轭转置来生成所述编码信号。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，每个预编码单元通过计算在所述天线特定的信道估计的共轭转置和所述数据符号集合之间的内积来生成所述编码信号。
4.根据权利要求I所述的系统，其中，所述多个服务天线的数目和所述多个终端的数目之间的比等于或大于阈值水平。
5.根据权利要求I所述的系统，进一步包括 数据控制器(260)，所述数据控制器(260)被配置成独立地向每个预编码单元发送所述数据符号集合。
6.根据权利要求I所述的系统，其中，第一预编码单元(240-1)从数据控制器(260)接收所述数据符号集合，并且向第二预编码单元(240-2)发送所述数据符号集合，并且在所述多个预编码单元中的最后一个预编码单元(240-M)之前一直重复所述接收和发送操作。
7.一种用于数据接收的多输入和多输出(MIMO)系统(200)，所述系统包括 多个服务天线(220)，每个服务天线被配置成同时服务多个终端(210)，每个服务天线被配置成独立地从所述多个终端接收导频序列； 多个信道估计单元(230)，每个信道估计单元与所述多个服务天线中不同的一个相关联，并且被配置成基于所接收到的导频序列来独立地生成天线特定的信道估计，所述天线特定的信道估计是在所述多个终端和所述多个服务天线中的相应一个之间的信道估计；以及 多个解码单元(240)，每个解码单元与所述多个信道估计单元中不同的一个相关联，并且被配置成从所述多个终端接收数据承载信号集合以及相应的天线特定的信道估计，每个解码单元被配置成基于所述数据承载信号集合和所述天线特定的信道估计来针对所述多个终端中的每一个生成解码信号。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，每个解码单元基于所述天线特定的信道估计的共轭转置来生成所述解码信号。
9.根据权利要求9所述的系统，其中，每个解码单元通过使所述数据承载信号集合与所述天线特定的信道估计的共轭转置相乘来生成所述解码信号。
10.根据权利要求7所述的系统，进一步包括求和单元(260)，所述求和单元被配置成从所述多个解码单元接收各个解码信号，并且对各个解码信号进行求和以产生作为结果的求和信号。·
全文摘要
提供了一种具有多个服务天线的MIMO系统以及用于数据发送和接收的方法。该系统包括多个服务天线，其中，每个服务天线被配置成同时服务多个终端，并且独立地从多个终端接收导频序列。该系统还包括多个信道估计单元，该多个信道估计单元被配置成基于接收到的导频序列来独立地生成天线特定的信道估计；以及多个预编码单元，该多个预编码单元被配置成基于数据符号集合和天线特定的信道估计来独立地生成要经由相应的服务天线发送到多个终端的编码信号。
文档编号H04L25/02GK102959916SQ201180028737
公开日2013年3月6日 申请日期2011年6月9日 优先权日2010年6月11日
发明者T·L·马尔泽塔, A·阿希科敏 申请人:阿尔卡特朗讯