CN107113036A - 用于mimo通信的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种MIMO系统(100)以及用于生成在MIMO系统(100)与UE(115)进行通信时生成所述MIMO系统(100)中所使用的预编码器的方法。该方法包括：从UE(115)接收与传输数据的信道有关的信道信息；将所述信道信息分解为表示传输分量和信号强度分量的分量；以及根据所述传输分量和所述信号强度分量来生成所述预编码器。

Description

用于MIMO通信的方法和系统
技术领域
本发明涉及高级无线通信网络中的控制信令。特别地，本发明涉及MIMO(多输入多输出)系统中的预编码器的生成。
<缩写>
这里使用了以下缩写：
CSI 包括PMI、RI、CQI的信道状态信息
DL 下行链路
FDD 频分双工
MMSE 最小均方误差
PMI 预编码器矩阵指示
TDD 时分双工
UE 用户设备
UL 上行链路
|a|表示绝对值
||a||2＝|a(1)|2+...+|a(N)|2
Ea表示a的期望值
背景技术
无线通信系统是众所周知的，其中，基站(亦称为eNodeB(演进型节点B(eNB)))与处于eNB的范围内的移动装置(亦称为用户设备(UE))进行通信。针对不同的UE，各eNB将其可用带宽(即频率和时间资源)划分为不同的资源分配。需要不断增加这种系统的容量并且提高资源利用的效率，以便适应更多的用户(更多的UE)、更多的数据密集型服务和/或更高的数据传输速率。
可以采用与eNB和UE之间的下行链路信道的状态有关的反馈，以便优化通过该下行链路信道的数据传输。特别地，UE可以从所接收到的导频信号确定下行链路信道状态信息(CSI)，然后将该CSI传递至eNB。eNodeB可以使用该数据来确定针对到UE的后续数据传输的预编码。
现有技术的MIMO系统的问题在于：这些系统的性能处于特定的情形。
因此需要改进MIMO预编码性能。
应当清楚地理解，即使这里引用了现有技术出版物，这种引用也不会构成对于该出版物在澳大利亚或任何其它国家形成本领域公知常识的一部分的承认。
发明内容
本发明涉及生成预编码器，其中，该预编码器可以至少部分地克服上述缺点至少之一或者为消费者提供有用的或商业的选择。
鉴于上述情况，本发明以一种形式广泛地存在于用于生成在多输入多输出系统即MIMO系统与用户设备即UE进行通信时所述MIMO系统中所使用的预编码器的方法中，所述方法包括：
从所述UE接收与传输数据的信道有关的信道信息；
将所述信道信息分解为表示传输分量和信号强度分量的分量；以及
根据所述传输分量和所述信号强度分量来生成所述预编码器。
可以使用奇异值分解即SVD来对所述信道信息进行分解。
所述传输分量可以包括所述奇异值分解的酉矩阵，并且所述信号强度分量包括所述奇异值分解的对角矩阵。
可以根据以下等式来计算所述奇异值分解：
其中，U和V包括所述奇异值分解的左酉矩阵和右酉矩阵，Λ包括所述奇异值分解的奇异值，H是所述信道信息，σ2是所述UE的噪声方差，以及上标H是厄米特转置。
可以根据所述信道信息来估计所述UE的噪声方差。特别地，可以根据以下等式来估计所述噪声方差σ2：
其中，L是用于所述UE的码字的数量，P是发送功率，以及SINRl是所述UE的信号与干扰加噪声比。
所述方法还可以包括：根据所述信号强度分量来确定功率分配矩阵，其中，所述预编码器进一步根据所述功率分配矩阵来生成。特别地，可以根据所述信号强度分量和拉格朗日乘数来确定所述功率分配矩阵。
可以根据以下等式来确定所述功率分配矩阵D：
Dn,m＝0,m≠n
其中，Λ包括奇异值分解的奇异值，υ是拉格朗日乘数，以及符号()+意味着如果()＜0，则分配()＝0。
可以根据以下等式来生成预编码器F：
F＝WD
其中，NTX是所述MIMO系统的发送天线的数量，以及RI是所述MIMO系统的秩。
可以通过以下步骤来确定所述拉格朗日乘数υ：
a)设置υ＝(υmax+υmin)/2；
b)计算以下量
c)如果则设置υmin＝υ，否则设置υmax＝υ；
d)重复步骤a)-c)，直到为止，
其中，ε是收敛阈值，υmax和υmin最初被设置为所述拉格朗日乘数的最大值和最小值，RI是所述MIMO系统的秩，P是发送功率，以及符号()+意味着如果()＜0，则分配()＝0。
所述MIMO系统可以是时分双工系统即TDD系统，并且可以从互易信道来估计信道矩阵。
所述MIMO系统可以是频分双工系统即FDD系统，并且可以从所述信道信息的预编码器矩阵指示即PMI来得到代表信道。
本发明以另一种形式广泛地存在于MIMO系统中，该MIMO系统包括：
多个天线，用于向UE提供数据；
处理器，其连接至所述天线；以及
存储器，其连接至所述处理器，所述存储器包括所述处理器能够执行的指令代码，用于进行以下操作：
从所述UE接收与传输数据的信道有关的信道信息；
将所述信道信息分解为表示传输分量和信号强度分量的分量；
根据所述传输分量和所述信号强度分量来生成预编码器；以及
在所述多个天线上向所述UE提供数据，其中，使用所述预编码器来对所述数据进行编码。
所述MIMO系统可以是FDD系统。可选地，所述MIMO系统可以是TDD系统。
可以根据以下等式使用奇异值分解即SVD来对所述信道信息进行分解：
其中，U和V包括所述奇异值分解的左酉矩阵和右酉矩阵，Λ包括所述奇异值分解的奇异值，H是所述信道信息，σ2是所述UE的噪声方差，以及上标H是厄米特转置。
可以根据以下等式来估计所述噪声方差σ2：
其中，L是用于所述UE的码字的数量，P是发送功率，以及SINRl是所述UE的信号与干扰加噪声比。
所述预编码器可以进一步根据功率分配矩阵来生成，以及根据以下等式来确定所述功率分配矩阵D：
Dn,m＝0,m≠n
其中，Λ包括所述奇异值分解的奇异值，υ是拉格朗日乘数，以及符号()+意味着如果()＜0，则分配()＝0。
可以通过以下步骤来确定所述拉格朗日乘数υ：
a)设置υ＝(υmax+υmin)/2；
b)计算以下量
c)如果则设置υmin＝υ，否则设置υmax＝υ；
d)重复步骤a)-c)，直到为止，
其中，ε是收敛阈值，υmax和υmin最初被设置为所述拉格朗日乘数的最大值和最小值，RI是所述MIMO系统的秩，P是发送功率，以及符号()+意味着如果()＜0，则分配()＝0。
可以根据以下等式来生成所述预编码器F：
F＝WD
其中，NTX是所述多个天线的数量，以及RI是所述MIMO系统的秩。
在本发明的范围内，这里描述的任何特征可以与这里描述的其它特征中的任何一个或多个特征组合成任何组合。
在本说明书中，对任何现有技术的引用不是且不应该被视为对于现有技术形成公知常识的一部分的认可或任何形式的建议。
附图说明
本发明的各个实施例将会参考以下附图来进行描述。
图1示出根据本发明的实施例的MIMO系统。
图2示出图1中的MIMO系统的下行链路数据传输和CSI反馈的方法。
图3示出根据本发明的实施例的生成在与UE进行通信时MIMO系统中所使用的预编码器的方法。
图4示出根据本发明的实施例的计算拉格朗日乘数的方法。
本发明的优选特征、实施例和变型可以从以下具体实施方式看出，该具体实施方式向本领域技术人员提供了足够的信息来实施本发明。具体实施方式不应被认为是以任何方式限制前述发明内容的范围。
具体实施方式
图1示出根据本发明的实施例的MIMO系统100。MIMO系统100包括：包含多个天线110的eNodeB 105以及包含多个天线120的UE 115。eNodeB 105在与多个天线120相同的时间频率上向UE 115发送数据。
在MIMO通信系统100中使用多个发送天线110和接收天线120使得eNodeB 105能够独立地(可能以不同的速率)对多个空间信道上的数据进行编码和发送。各天线对110、120创建不同的可以发送数据的无线电天线链。
UE 115计算eNodeB 105和该UE 115之间的噪声功率估计、信号功率估计以及信道估计。所计算出的估计用于通过预编码来使传输层之间的干扰最小化。预编码用于支持多天线无线通信中的多层传输。在数学上，单用户(SU)-MIMO系统被描述如下：
y＝HVx+n
(等式1)
在等式1中：
y是所接收到的大小为NRX×1的信号，
x是大小为RI×1的数据信号，
大小为NRX×NTX的H是TDD中的估计信道矩阵或者由FDD中的PMI得到出的代表信道，
F是预编码器矩阵NTX×rF(大多数情况下rF＝RI)，以及
n是大小为NRX×1的加性高斯白噪声。
图2示出图1中的MIMO系统100的下行链路数据传输和CSI反馈的方法200。在步骤205处，eNodeB 105在其天线110上向UE 115发送下行链路(DL)数据，并且UE在多个接收天线120上接收DL数据。为了使层间干扰最小化，在步骤210处，UE 115向eNodeB 105提供包括预编码器矩阵指示(PMI)的信道状态信息(CSI)。
如以下所进一步详细讨论的，从UE 115向eNodeB 105的CSI反馈使得eNodeB 105能够修改后续的DL信号以考虑变化的情况并使数据吞吐量最大化。特别地，可以将信道信息分解为表示生成预编码器所依据的传输分量和信号强度分量的分量。
图3示出根据本发明的实施例的生成在与UE进行通信时MIMO系统中所使用的预编码器的方法300。方法300可以用于：在TDD传输中生成优化了最小均方误差的预编码，并且与FDD传输中直接使用所报告的PMI的方法相比改进了性能。
在块305处，根据以下等式2来确定以下分解的奇异值。
在上述等式2中，U和V包括奇异值分解的左酉矩阵和右酉矩阵，Λ包括奇异值分解的奇异值，H是用户的信道矩阵，σ2是UE的噪声方差，以及上标H是厄米特转置。
在块310处，例如如以下参考图4所进一步详细讨论的，确定拉格朗日乘数υ。
在块315处，根据以下等式3来确定功率分配矩阵D。
Dn,m＝0,m≠n
(等式3)
在块320处，根据以下等式4来生成预编码器矩阵F。
F＝WD
在以上等式中，NTX是MIMO系统的发送天线的数量，以及RI是MIMO系统的秩。
图4示出根据本发明的实施例的计算拉格朗日乘数的方法。
在块405处，设置拉格朗日乘数的最小值υmin和最大值υmax。
在块410处，将拉格朗日乘数υ设置为υ＝(υmax+υmin)/2。
在块415处，根据等式5来计算以下的量。
其中，符号()+意味着如果()＜0，则分配()＝0。
如果则在420中将拉格朗日乘数的最小值设置为υmin＝υ，否则在425中将拉格朗日乘数的最大值设置为υmax＝υ。
重复块410-415，直到为止，此时在块430中输出拉格朗日乘数υ，其中，ε是收敛阈值。
根据某些实施例，按如下方式从所报告的CQI(信道质量指示)来估计噪声方差σ2：
a)基于CQI表中的SINR阈值来求出SINlR。
按以下等式，使用SINRl、码字的数量L、以及发送功率P来计算σ2：
在以上等式中，L是用于UE的码字的数量，P是发送功率，以及SINRl是UE的信号与干扰加噪声比。
虽然以上仅描述两个天线，但熟练的收信方将容易理解，在eNodeB和/或UE上可以使用任何数量的合适的天线。
根据某些实施例，MIMO系统是TDD系统，并且从互易信道来估计信道矩阵。可选地，MIMO系统是FDD系统，并且从信道信息的预编码器矩阵指示(PMI)来得到代表信道。
在本说明书和权利要求书(如果有的话)中，单词“包括”及其衍生词包括所陈述的整数中的每一个，但不排除包括一个或多个其它整数。
在本说明书中引用“一个实施例”或“实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特点包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指代同一实施例。此外，这些特定特征、结构或特点能够以任何合适的方式组合为一个或多个组合。
按照法规，已经以更加或较不特定于结构或方法特征的语言对本发明进行了描述。应当理解，本发明不限于所示或所述的特定特征，因为这里描述的手段包括使本发明有效的优选形式。因此，在本领域技术人员以适当方式解释的所附权利要求书(如果有的话)的合适范围内，以任何形式或修改来要求本发明的权益。
本申请基于并要求提交于2014年12月15日的澳大利亚临时专利申请2014905071的权益，该申请的公开内容通过引用而全文并入于此。
附图标记列表
100 MIMO系统
105 eNB
110,120 天线
115 UE

Claims (21)

1.一种用于生成在多输入多输出系统即MIMO系统与用户设备即UE进行通信时所述MIMO系统中所使用的预编码器的方法，所述方法包括：
从所述UE接收与传输数据的信道有关的信道信息；
将所述信道信息分解为表示传输分量和信号强度分量的分量；以及
根据所述传输分量和所述信号强度分量来生成所述预编码器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用奇异值分解即SVD来对所述信道信息进行分解。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述传输分量包括所述奇异值分解的酉矩阵，并且所述信号强度分量包括所述奇异值分解的对角矩阵。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，根据以下等式来计算所述奇异值分解：
<mrow> <msup> <mi>U&amp;Lambda;V</mi> <mi>H</mi> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msup> <mi>&amp;sigma;</mi> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> <msup> <mi>H</mi> <mi>H</mi> </msup> <mi>H</mi> </mrow>
其中，U和V包括所述奇异值分解的左酉矩阵和右酉矩阵，Λ包括所述奇异值分解的奇异值，H是所述信道信息，σ2是所述UE的噪声方差，以及上标H是厄米特转置。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，根据所述信道信息来估计所述UE的噪声方差。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，根据以下等式来估计所述噪声方差σ2：
<mrow> <msup> <mi>&amp;sigma;</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mi>P</mi> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>l</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>L</mi> </munderover> <msub> <mi>SINR</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>/</mo> <mi>L</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>
其中，L是用于所述UE的码字的数量，P是发送功率，以及SINRl是所述UE的信号与干扰加噪声比。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括：
根据所述信号强度分量来确定功率分配矩阵，
其中，所述预编码器进一步根据所述功率分配矩阵来生成。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，根据所述信号强度分量和拉格朗日乘数来确定所述功率分配矩阵。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，根据以下等式来确定所述功率分配矩阵D：
<mrow> <msub> <mi>D</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msqrt> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msqrt> <mrow> <msub> <mi>&amp;upsi;&amp;Lambda;</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mi>n</mi> </mrow> </msub> </mrow> </msqrt> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msub> <mi>&amp;Lambda;</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mi>n</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msup> </msqrt> </mrow>
Dn,m＝0,m≠n
其中，Λ包括奇异值分解的奇异值，υ是拉格朗日乘数，以及符号()+意味着如果()＜0，则分配()＝0。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，根据以下等式来生成预编码器F：
F＝WD
其中，NTX是所述MIMO系统的发送天线的数量，以及RI是所述MIMO系统的秩。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，通过以下步骤来确定所述拉格朗日乘数υ：
a)设置υ＝(υmax+υmin)/2；
b)计算以下量
c)如果则设置υmin＝υ，否则设置υmax＝υ；
d)重复步骤a)-c)，直到为止，
其中，ε是收敛阈值，υmax和υmin最初被设置为所述拉格朗日乘数的最大值和最小值，RI是所述MIMO系统的秩，P是发送功率，以及符号()+意味着如果()＜0，则分配()＝0。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MIMO系统是时分双工系统即TDD系统，并且从互易信道来估计信道矩阵。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MIMO系统是频分双工系统即FDD系统，并且从所述信道信息的预编码器矩阵指示即PMI来得到代表信道。
14.一种MIMO系统，包括：
多个天线，用于向UE提供数据；
处理器，其连接至所述天线；以及
存储器，其连接至所述处理器，所述存储器包括所述处理器能够执行的指令代码，用于进行以下操作：
从所述UE接收与传输数据的信道有关的信道信息；
将所述信道信息分解为表示传输分量和信号强度分量的分量；
根据所述传输分量和所述信号强度分量来生成预编码器；以及
在所述多个天线上向所述UE提供数据，其中，使用所述预编码器来对所述数据进行编码。
15.根据权利要求14所述的MIMO系统，其中，所述MIMO系统是FDD系统。
16.根据权利要求14所述的MIMO系统，其中，所述MIMO系统是TDD系统。
17.根据权利要求14所述的MIMO系统，其中，根据以下等式使用奇异值分解即SVD来对所述信道信息进行分解：
<mrow> <msup> <mi>U&amp;Lambda;V</mi> <mi>H</mi> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msup> <mi>&amp;sigma;</mi> <mn>2</mn> </msup> </mfrac> <msup> <mi>H</mi> <mi>H</mi> </msup> <mi>H</mi> </mrow>
其中，U和V包括所述奇异值分解的左酉矩阵和右酉矩阵，Λ包括所述奇异值分解的奇异值，H是所述信道信息，σ2是所述UE的噪声方差，以及上标H是厄米特转置。
18.根据权利要求17所述的MIMO系统，其中，根据以下等式来估计所述噪声方差σ2：
<mrow> <msup> <mi>&amp;sigma;</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>=</mo> <mfrac> <mi>P</mi> <mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>l</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>L</mi> </munderover> <msub> <mi>SINR</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>/</mo> <mi>L</mi> </mrow> </mfrac> </mrow>
其中，L是用于所述UE的码字的数量，P是发送功率，以及SINRl是所述UE的信号与干扰加噪声比。
19.根据权利要求17所述的MIMO系统，其中，所述预编码器进一步根据功率分配矩阵来生成，以及根据以下等式来确定所述功率分配矩阵D：
<mrow> <msub> <mi>D</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mi>n</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msqrt> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msqrt> <mrow> <msub> <mi>&amp;upsi;&amp;Lambda;</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mi>n</mi> </mrow> </msub> </mrow> </msqrt> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msub> <mi>&amp;Lambda;</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>,</mo> <mi>n</mi> </mrow> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> </msup> </msqrt> </mrow>
Dn,m＝0,m≠n
其中，Λ包括所述奇异值分解的奇异值，υ是拉格朗日乘数，以及符号()+意味着如果()＜0，则分配()＝0。
20.根据权利要求19所述的MIMO系统，其中，通过以下步骤来确定所述拉格朗日乘数υ：
a)设置υ＝(υmax+υmin)/2；
b)计算以下量
c)如果则设置υmin＝υ，否则设置υmax＝υ；
d)重复步骤a)-c)，直到为止，
其中，ε是收敛阈值，υmax和υmin最初被设置为所述拉格朗日乘数的最大值和最小值，RI是所述MIMO系统的秩，P是发送功率，以及符号()+意味着如果()＜0，则分配()＝0。
21.根据权利要求17所述的MIMO系统，其中，根据以下等式来生成所述预编码器F：
F＝WD
其中，NTX是所述多个天线的数量，以及RI是所述MIMO系统的秩。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107483090A (zh) * 2017-09-07 2017-12-15 深圳清华大学研究院 基于ldlt分解的大规模mimo系统预编码实现方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10020839B2 (en) 2016-11-14 2018-07-10 Rampart Communications, LLC Reliable orthogonal spreading codes in wireless communications
TWI618374B (zh) * 2017-04-21 2018-03-11 國立臺灣大學 束波成型索引空間調變的方法
US10873361B2 (en) 2019-05-17 2020-12-22 Rampart Communications, Inc. Communication system and methods using multiple-in-multiple-out (MIMO) antennas within unitary braid divisional multiplexing (UBDM)
US11025470B2 (en) 2019-07-01 2021-06-01 Rampart Communications, Inc. Communication system and method using orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) with non-linear transformation
US10917148B2 (en) 2019-07-01 2021-02-09 Rampart Communications, Inc. Systems, methods and apparatus for secure and efficient wireless communication of signals using a generalized approach within unitary braid division multiplexing
US11050604B2 (en) 2019-07-01 2021-06-29 Rampart Communications, Inc. Systems, methods and apparatuses for modulation-agnostic unitary braid division multiplexing signal transformation
US10833749B1 (en) 2019-07-01 2020-11-10 Rampart Communications, Inc. Communication system and method using layered construction of arbitrary unitary matrices
US11641269B2 (en) 2020-06-30 2023-05-02 Rampart Communications, Inc. Modulation-agnostic transformations using unitary braid divisional multiplexing (UBDM)
US10951442B2 (en) * 2019-07-31 2021-03-16 Rampart Communications, Inc. Communication system and method using unitary braid divisional multiplexing (UBDM) with physical layer security
US10735062B1 (en) 2019-09-04 2020-08-04 Rampart Communications, Inc. Communication system and method for achieving high data rates using modified nearly-equiangular tight frame (NETF) matrices
US10965352B1 (en) 2019-09-24 2021-03-30 Rampart Communications, Inc. Communication system and methods using very large multiple-in multiple-out (MIMO) antenna systems with extremely large class of fast unitary transformations
US11159220B2 (en) 2020-02-11 2021-10-26 Rampart Communications, Inc. Single input single output (SISO) physical layer key exchange
KR102388683B1 (ko) * 2020-11-04 2022-04-20 한국과학기술원 비선형 전력 증폭기의 왜곡을 보상하는 다중 사용자 하향링크 시스템의 송신 및 전력 할당 방법 및 장치
CN114785390A (zh) * 2022-03-13 2022-07-22 复旦大学 Mimo信道双对角化下的低复杂度检测解码算法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080219369A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-11 The Hong Kong University Of Science And Technology Robust rate, power and precoder adaptation for slow fading mimo channels with noisy limited feedback
US20090143017A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-04 Designart Networks Ltd Method and device for wireless communication using mimo techniques
CN102204115A (zh) * 2008-11-02 2011-09-28 Lg电子株式会社 用于在多输入输出系统中进行空间复用的预编码方法
CN102347820A (zh) * 2011-09-28 2012-02-08 东南大学 一种多小区协作无线通信系统联合编解码方法
CN104039004A (zh) * 2014-06-09 2014-09-10 东南大学 大规模多输入多输出系统中异构用户导频功率优化分配方法
US20140254532A1 (en) * 2011-10-16 2014-09-11 Lg Electronics Inc. Method for transmitting a downlink signal in a base station cooperative wireless communication system and an apparatus for same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60325921D1 (de) * 2002-08-22 2009-03-12 Imec Inter Uni Micro Electr Verfahren zur MIMO-Übertragung für mehrere Benutzer und entsprechende Vorrichtungen
DE10254384B4 (de) * 2002-11-17 2005-11-17 Siemens Ag Bidirektionales Signalverarbeitungsverfahren für ein MIMO-System mit einer rangadaptiven Anpassung der Datenübertragungsrate
US20040171359A1 (en) * 2003-02-28 2004-09-02 Olav Tirkkonen Power allocation in a communication system
CN104380637B (zh) 2012-05-28 2018-03-13 日本电气株式会社 生成在优化dl mu‑mimo通信系统中的e节点b与ue之间的传输能力中使用的预编码器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080219369A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-11 The Hong Kong University Of Science And Technology Robust rate, power and precoder adaptation for slow fading mimo channels with noisy limited feedback
US20090143017A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-04 Designart Networks Ltd Method and device for wireless communication using mimo techniques
CN102204115A (zh) * 2008-11-02 2011-09-28 Lg电子株式会社 用于在多输入输出系统中进行空间复用的预编码方法
CN102347820A (zh) * 2011-09-28 2012-02-08 东南大学 一种多小区协作无线通信系统联合编解码方法
US20140254532A1 (en) * 2011-10-16 2014-09-11 Lg Electronics Inc. Method for transmitting a downlink signal in a base station cooperative wireless communication system and an apparatus for same
CN104039004A (zh) * 2014-06-09 2014-09-10 东南大学 大规模多输入多输出系统中异构用户导频功率优化分配方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107483090A (zh) * 2017-09-07 2017-12-15 深圳清华大学研究院 基于ldlt分解的大规模mimo系统预编码实现方法
CN107483090B (zh) * 2017-09-07 2020-05-01 深圳清华大学研究院 基于ldlt分解的大规模mimo系统预编码实现方法

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