带有多包接收的多用户空时块编码的系统中采用过时信道状态信息的用于多输入多输出信道的线性预编码技术方案

通过利用过时的信道状态信息来提供线性预编码器设计的联合组，以用于具有多包接收的单小区上行链路多用户空时块编码的多输入多输出（ＭＩＭＯ）系统。通过结合最小和平均代码字距离设计度量二者来导出成对误差概率，受制于每个用户的传输功率约束，并取决于过时的信道状态信息，来解决最优化问题。由于最优化问题的非凸性质，基于替代最小化和投影梯度的迭代技术能够用来解决通常的空时块编码的联合线性预编码结构，该联合线性预编码结构然后从基站发送至各种消费者预定设备，以供将来传输。对于正交空时块代码，简化的分布技术提供最优化问题的闭合形式的解决方案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本主题公开总体上涉及无线通信系统，更具体地说，涉及带有多包接收的多用户 空时(space-time)块编码的系统的预编码器设计。
技术介绍
无线通信网络越来越普遍并被广泛采用。然而，通常，无线通信允许在同一时间以 给定频率进行单个传输。由此，频分/时分双工用于允许多个用户在无线通信网络中传输 信息。然而，这导致关于给定信道带宽的降低的数据速率。多输入多输出(MIMO)技术是下一代无线通信的有希望候选。为了在MIMO信道上 实现高数据速率，在空间和时间维度二者上执行编码的空时代码能够用来在不牺牲信道带 宽的情况下最大化可能的分集(diversity)和编码优点。然而，在空时代码设计中不需要 信道状态信息(CSI)。在CSI能够被反馈/估计的传统频分/时分双工系统中，CSI能够实际上在最大 化系统性能的目的下用于最优化或准最优化预编码器及均衡器设计。然而，由于空时代码 中不要求CSI，经常仅仅受限CSI信息能够是可用的并且/或者该CSI能够是由于反馈延迟 而过时的。结果，CSI传统上不用于最优化空时编码的MIMO信道中的预编码器或均衡器设 计。无线网络通信的上述缺陷仅仅意图提供当今无线网络的一些问题的概略，而并不 意图穷尽。当查看随后的各种非限制性实施例的描述时，现有技术陈述中的其它问题可以 变得更加明显。
技术实现思路
下面提出本专利技术的简要介绍，以便提供本专利技术一些方面的基本理解。此简介不是 本专利技术的扩展概述。它既不意图识别本专利技术的关键或重要元素，也不描述本专利技术的范围。其 唯一目的是以简化形式提出本专利技术的一些概念，作为后文展现的更详细描述的前序。线性预编码器设计的联合组(joint set)通过利用过时的信道状态信息(CSI) 而被提供用于带有多包接收(MPR)的单个小区上行链路多用户空时块编码的多输入多输 出(MIMO)系统。通过导出关于最小和平均的代码字距离设计度量二者的成对误差概率 (PEP :pairwise error probability)，受制于关于每个用户的传输功率约束，并取决于过 时的信道状态信息，而衍生出最优化问题。由于最优化问题的非凸性质，基于交替最小化 和投影梯度算法的迭代技术能够用来解决通常的空时块代码(STBC)的线性预编码结构。 线性预编码结构然后从基站(BS)发送至各种消费者预定设备(CPE consumer premise equipments)。关于正交空时块代码(OSTBC)，提供简化的分布技术来解出闭合形式解。根据简化 分布技术的一个方面，代之在每个CPE导出线性预编码矩阵。由此，资源被节省并可用于其4它目的。为了实现前述及相关目标，本专利技术的特定示例性方面在此结合随后描述及所附附 图来描述。然而，这些方面仅示出可以采用本专利技术的原理的各种方式中的几个，而本专利技术意 图包括所有这样的方面及其等同物。当结合附图考虑时，根据本专利技术的随后的详细描述，本 专利技术的其它优点及新颖特征可以变得明显。附图说明图1是能够实现该方面的示例性无线通信网络的图。图2是根据一个方面的无线通信网络中的传输的图。图3是相对于迭代索引的平均代码字误差概率的曲线图。图4是用于各种预编码器设计的、平均代码字误差概率相对于信噪比(SNR)的曲 线图。图5是用于各种预编码器设计的、平均代码字误差概率相对于与基站通信的消费 者预定设备的数目的曲线图。图6是用于各种预编码器设计的、平均代码字误差概率相对于基站处的接收天线 数目的曲线图。图7是用于使用二进制相移键控的各种预编码器设计的、相对于SNR的平均代码 字误差概率的曲线图。图8是用于使用16QAM的各种预编码器设计的、相对于SNR的平均代码字误差概 率的曲线图。图9是用于各种预编码器设计的、平均代码字误差概率相对于相关系数的曲线 图。图10是根据本专利技术一方面的基站的框图。图11是根据一方面的消费者预定设备的框图。图12是根据另一方面的消费者预定设备的框图。图13是根据本专利技术一方面的基站的方法的流程图。图14是根据本专利技术一方面的消费者预定设备(CPE)的方法的流程图。图15是根据本专利技术另一方面的消费者预定设备的方法的流程图。图16是展示可实现本专利技术的示例性非限制性计算系统或操作环境的框图。具体实施例方式现在参照附图描述本专利技术，其中，类似的附图标号始终用来指示类似的元件。在随 后的描述中，出于说明的目的，描述多个具体细节以便提供对本专利技术的完全理解。然而，可 明显的是，可以在不具有这些具体细节的情况下实践本专利技术。在其它例子中，公知的结构和 设备以框图形式示出，以便于描述本专利技术。STBC和信道预编码的组合能够在实现编码和分集增益二者的同时，实现抵抗信道 衰落的无线通信系统鲁棒性。通过利用过时的CSI来提供关于上行链路多用户空时块编码 的系统的线性预编码器设计以及关于正交STBC的分布式预编码器设计的联合组。线性预编码器设计被确定为针对最小化成对误差概率(PEP)受到关于每个用户(例如，每个消费者预定设备(CPE))的传输功率约束的最优化问题的解决方案。由于该最 优化问题表现为在所有预编码器矩阵上是非凸的，因此提供迭代技术来解决关于通常STBC 的最优化问题。所公开的技术对于最小化和平均代码字距离设计度量二者起作用。鉴于平均距离设计准则的有吸引力的特性，简化的技术被提供来用于正交 STBC(OSTBC)的闭合形式的线性预编码结构。当过时的CSI的品质非常好时，闭合形式的线 性预编码器接近把所有传输功率分配至最强本征模(eigenmode)的单本征模波束形成器。 另一方面，具有差信道品质的预编码器倾向于以相等功率分配来对所有本征模执行波束形 成。根据一个方面，示例性无线网络环境100是单小区上行链路多用户空时块编码的 系统，其中具有与在带有多包接收(MPR)的MIM0-STBC系统中的基站(BS)同步通信的L数 目的消费者预定设备(CPE)。本领域技术人员将会理解，不论名称如何，CPE能够是移动设备。如图1所示，所有CPE 110由BS 105调度来在同一时隙t2中传输包。当用户由 基站调度来进行包传输时，能够在所有用户之间发生理想的码元级同步。然而，值得一提的 是，上述同步能够通过使用专用时序及接入间隔来在实践中实现。例如，WiMAX中用于上行 链路OFDMA的码元级同步通过在IEEE 802. 16e中的上行链路测距来实现。虽然未示出，但是BS通常连接至另一网络，诸如因特网、公共电话网络、或私有网 络，把从CPE接收的数据通信至此网络，并把来自网络的数据发送回CPE。在一个方面，预编码矩阵& e C Ti L1在BS处设计,在tj经由专用反馈链路发送至相应CPE，而CPE在t2开始包传输。在具有一些可预测延迟的时隙的末尾，例如t2+ τ 2， BS 105收集关于CPE的信道估计、数据检测、及预编码器设计的全部L个包。为了清楚，不 失一般性，所有包假定具有相同长度，并且每个时隙等于一个包持续时间。参照图2，BS 220具有Mk个接收天线208，第i个CPE 230具有MTi个发送天线206，其中 i = 1，......,L0 BS 220 使用联合最大似然(joint maximumlikelihood)解码器 210来对所接收数据进行解码。从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用过时的信道状态信息来确定用于多输入多输出（ＭＩＭＯ）信道的线性预编码器的方法，该方法包括：接收用以无线网络中ＭＩＭＯ信道的过时的信道状态信息的指示；接收关于至少一个消费者预定设备（ＣＰＥ）的传输功率约束的指示；受制于所指示的功率约束来解决最优化问题，该最优化问题至少部分取决于过时的信道状态信息；以及基于最优化问题的解决来确定线性预编码器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2008-1-11 11/972,980一种利用过时的信道状态信息来确定用于多输入多输出(MIMO)信道的线性预编码器的方法，该方法包括接收用以无线网络中MIMO信道的过时的信道状态信息的指示；接收关于至少一个消费者预定设备(CPE)的传输功率约束的指示；受制于所指示的功率约束来解决最优化问题，该最优化问题至少部分取决于过时的信道状态信息；以及基于最优化问题的解决来确定线性预编码器。2.按照权利要求1所述的方法，其中，受制于所指示的功率约束来解决最优化问题的 步骤包括利用修改的梯度算法。3.按照权利要求2所述的方法，其中，受制于所指示的功率约束来解决最优化问题的 步骤还包括执行投影来满足所指示的功率约束。4.按照权利要求1所述的方法，其中，接收关于至少一个消费者预定设备的传输功率 约束的指示的步骤包括接收关于多个CPE的传输功率约束的指示。5.按照权利要求1所述的方法，其中，所述确定线性预编码器的步骤包括向多个CPE 中的每个指示线性预编码器。6.按照权利要求1所述的方法，其中，受制于所指示的功率约束来解决最优化问题的 步骤包括在无线网络的基站处解决最优化问题。7.按照权利要求1所述的方法，其中，受制于所指示的功率约束来解决最优化问题的 步骤包括解决最优化问题以最小化成对误差概率。8.按照权利要求1所述的方法，其中，受制于所指示的功率约束来解决最优化问题的 步骤包括在无线网络中的多个CPE中的每个处解决最优化问题。9.按照权利要求10所述的系统，其中，确定线性预编码器的步骤包括指示用于正交 空时块代码(STBC)的线性预编码器。10.一种确定用于多输入多输出无线网络的线性预编码器的装置，该装置包括多个天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：区国琛，黄伟，刘坚能，
申请(专利权)人：香港科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：WS[]