CN102104568A - 在mimo系统中对数据进行均衡的方法和移动台 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提出了一种在多输入多输出MIMO系统中对数据进行均衡的方法，包括：从基站向移动台传送信号、以及压缩因子的通知；以及移动台根据从基站所接收到的压缩因子，对所接收到的信号中的数据进行信号扩缩。

Description

在MIMO系统中对数据进行均衡的方法和移动台

技术领域

本发明涉及移动通信系统，更具体地，本发明涉及一种在MIMO系统中对数据进行均衡的方法和移动台，能够改善由于不理想的信道状态信息(CSI)对系统接收性能的影响。

背景技术

“多用户-多输入多输出(MU-MIMO)”表示多个用户共享相同的时频资源来与相同的基站(BS)进行通信。与单用户-多输入多输出(SU-MIMO)传输相比，MU-MIMO传输可以增加系统的吞吐量，同时MU-MIMO传输的性能极大地取决于在发射机处的可用信道状态信息(CSI)的精度。在实际系统中，在发射机处的CSI总是不够理想(例如，由于时变信道)，这引起了来自多用户组内的其他用户的用户间干扰，并且使得系统性能严重恶化，特别是在用户高速移动的情况下。因此，在本领域内，需要一种技术在时变信道中改善MU-MIMO的性能的方法。

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系统中对数据进行均衡的方法和移动台，能够改善由于不理想的信道状态信息(CSI)对系统接收性能的影响。

为了实现上述目的，根据本发明，提出了一种多输入多输出MIMO系统中的移动台，包括：接收天线，用于接收来自基站的信号、以及压缩因子的通知；以及均衡装置，用于根据从基站所接收到的压缩因子，对所接收到的信号中的数据进行信号扩缩。

优选地，所述移动台还包括：快速傅立叶变换FFT装置，用于对所接收到的信号进行FFT运算；以及子载波解映射装置，用于对FFT运算后的信号进行子载波解映射操作，从而分离所接收到的信号中的数据和导频，并且将分离后的数据传送到所述均衡装置。

优选地，所述移动台还包括：信道估计装置，用于从子载波解映射装置接收分离后的导频，并利用所述导频对信道状态信息CSI进行估计，并且估计出的CSI传送到所述均衡装置。

优选地，压缩因子取决于信道状态信息CSI延迟、信道估计差错、以及归一化因子。

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。

另外，根据本发明，还提出了一种在多输入多输出MIMO系统中对数据进行均衡的方法，包括：从基站向移动台传送信号、以及压缩因子的通知；以及移动台根据从基站所接收到的压缩因子，对所接收到的信号中的数据进行信号扩缩。

附图说明

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是根据本发明的多输入多输出MIMO系统中的基站的方框图；

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是根据本发明的多输入多输出MIMO系统中的移动台的方框图；以及

图4是根据本发明的在多输入多输出MIMO系统中对数据进行均衡的方法的流程图。

具体实施方式

获取精确的信道状态信息(CSI)对于下行MU-MIMO方案非常重要。然而，在实际系统中，由于CSI延迟和信道估计差错的存在，CSI总是不够理想。这两个因素会引起信号点的幅度在星座图中被压缩。除了不理想的CSI，归一化因子也会引起信号点的幅度在星座图中被压缩。因此，根据本发明，提出了一种被称为“信号扩缩”的简单方法，能够借助于基站(BS)向移动台(UE)通知压缩因子来恢复被压缩的幅度，从而优化系统性能。

考虑具有迫零(ZF)预编码的MU-MIMO系统，其中配备了N_T个天线的基站(BS)向K个移动用户进行发射，每一个用户配备有n_k个天线。在不理想的CSI的情况下，用户k的接收信号y_k[t]如下：

其中， ${\mathrm{\ρ}}_k\left[t\right]=J_0(2\mathrm{\πD}{T}_s\·F_{d,k})\sqrt{{\mathrm{\γ}}_{p,k}/(1+{\mathrm{\γ}}_{p,k})}$ 用来反映CSI延迟和信道估计差错的影响，这里，DT_s是CSI延迟，F_d，k是用户k的多普勒频移，γ_p，k是用户k的导频的SNR；

是归一化因子，并且

是通过信道互易性或反馈而得到的估计信道矩阵，b_k[t]是发送到用户k的期望信号，最后一项n_eq，k是等效处理后噪声。

从以上表达式可以看出，接收到的信号y_k[t]的期望信号部分b_k被乘了一个因子

这意味着由于归一化因子和不理想的CSI而使得信号点的幅度在星座图中被压缩。因此，根据本发明，可以在用户侧恢复所压缩的信号点的幅度，也就是，接收到的信号y_k[t]应该按照以下方式均衡：

根据本发明的上述操作被称为“信号扩缩”。为了使UE实现信号扩缩，BS需要向UE通知

根据以上分析，本发明的MIMO系统如下所示：

MIMO系统采用N_T个发射天线，并且向每一个具有n_k个接收天线的K个用户进行发射。使用正交频分复用(OFDM)来将带宽划分为多个子载波。对于MIMO-OFDM系统，每一个频率子载波可以被看作窄带独立传输信道。因此，可以对每一个子载波执行MIMO操作。

下面根据附图来描述本发明的优选实施例。

在图1中，在预编码装置中对数据源和导频进行预编码。图1所示的子载波映射单元将数据和导频分别映射到不同的频率子载波，将用户的数据和导频映射到不同的子载波的情形如图2所示。图1所示的逆快速傅立叶变换(IFFT)装置执行IFFT运算，用于将频域信号转换为时域信号。

经过IFFT运算之后的时域信号由发射天线发射，并且由每一个用户的接收天线来接收。

图3是根据本发明的多输入多输出MIMO系统中的移动台的方框图。

如图3所示，所接收到的信号由快速傅立叶变换(FFT)装置和子载波解映射装置来进行处理，快速傅立叶变换(FFT)装置和子载波解映射装置分别执行上述IFFT和子载波映射的逆操作。在子载波解映射之后，可以对数据和导频进行区分。信道估计装置然后使用导频在接收机处对CSI进行估计，如图3所示。然后，将所估计的CSI提供给均衡装置，该均衡装置可以采用“信号扩缩均衡器”以对数据进行如上所述的信号扩缩处理。

图4是根据本发明的在多输入多输出MIMO系统中对数据进行均衡的方法的流程图。

如图4所示，根据本发明的对数据进行均衡的方法，在步骤401，从基站向移动台传送信号、以及压缩因子的通知。然后，在步骤403，移动台根据从基站所接收到的压缩因子，对所接收到的信号中的数据进行信号扩缩，由此可以改善由于不理想的信道状态信息(CSI)对系统接收性能的影响。

尽管以上已经结合本发明的优选实施例示出了本发明，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改、替换和改变。因此，本发明不应由上述实施例来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。

Claims (12)

1.一种多输入多输出MIMO系统中的移动台，包括：

接收天线，用于接收来自基站的信号、以及压缩因子的通知；以及

均衡装置，用于根据从基站所接收到的压缩因子，对所接收到的信号中的数据进行信号扩缩。

2.根据权利要求1所述的移动台，还包括：

快速傅立叶变换FFT装置，用于对所接收到的信号进行FFT运算；以及

子载波解映射装置，用于对FFT运算后的信号进行子载波解映射操作，从而分离所接收到的信号中的数据和导频，并且将分离后的数据传送到所述均衡装置。

3.根据权利要求1所述的移动台，还包括：

信道估计装置，用于从子载波解映射装置接收分离后的导频，并利用所述导频对信道状态信息CSI进行估计，并且估计出的CSI传送到所述均衡装置。

4.根据权利要求1所述的移动台，其中压缩因子取决于信道状态信息CSI延迟、信道估计差错、以及归一化因子。

5.根据权利要求1所述的移动台，其中所述MIMO系统在时变信道上进行操作。

6.根据权利要求1所述的移动台，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。

7.一种在多输入多输出MIMO系统中对数据进行均衡的方法，包括：

从基站向移动台传送信号、以及压缩因子的通知；以及

移动台根据从基站所接收到的压缩因子，对所接收到的信号中的数据进行信号扩缩。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

移动台对所接收到的信号进行FFT运算和子载波解映射操作，从而分离所接收到的信号中的数据和导频，并且对分离后的数据进行信号扩缩。

9.根据权利要求7所述的方法，还包括：

移动台接收分离后的导频，并利用所述导频对信道状态信息CSI进行估计，并且利用估计出的CSI对数据进行均衡。

10.根据权利要求7所述的方法，其中压缩因子取决于信道状态信息CSI延迟、信道估计差错、以及归一化因子。

11.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。

12.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。

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