一种基于MIMO-OFDM时域反馈的下行传输方法

摘要

本发明公开了一种基于MIMO-OFDM时域反馈的下行传输方法。该方法将用户测量的时域抽头延迟线模型参数反馈给基站(可以只反馈功率高的径的参数)，基站利用这些参数就可以得到所有子载波上的频域信道矩阵，进而构造相应的波束矢量进行下行传输。由于时域参数个数与带宽和子载波个数无关，因此当带宽和子载波个数很大时，本发明可以有效减小系统反馈开销。同时本发明提出一种反馈比特分配方法，相比频域矢量量化，本发明使用标量量化可以有效降低实现复杂度。

主权项

1.一种基于MIMO-OFDM时域反馈的下行传输方法，MIMO-OFDM系统包括一个基站和多个用户，设基站的天线数量为M，每个用户的天线数量为N，其特征在于，该方法包括下述步骤：第1步基站发射信道估计信号；第2步用户利用信道估计信号计算复抽头系数；第3步对复抽头系数的实部和虚部分别进行量化并利用贪婪比特分配方法进行反馈比特分配；设每个用户总的反馈比特为B，将B个比特分配给2L个高斯抽头系数，贪婪比特分配方法的步骤为：（3.1）初始化所有高斯抽头系数的量化比特数为0，均方误差为各系数的方差：b_k＝0,k＝1,...,2L，b_k为第k个抽头系数分配到的比特数，D_k为第k个抽头系数的均方误差，表示D_k的初始值；（3.2）假设只给第k个系数再分配一个量化比特，用表示此时第k个抽头系数分配到的比特数，则利用式Ⅰ和Ⅱ求出对应的最优量化区间长度和均方误差均匀量化时，把整个实轴分割为Q个区间，Q=2^b，b为量化比特数；除了第一个和最后一个区间外，其他区间都是等长的，用△表示；对△求导，得到均方误差失真D关于△的导数$\partial D=-\frac{1}{\sqrt{2\pi }}+2\Delta [\frac{{(Q-1)}^2}{2}-0.25]-\frac{4}{\sqrt{2\pi }}\underset{i=1}{\overset{Q/2-1}{\Sigma }}\exp (-\frac{i^2{\Delta }^2}{2})-8\Delta \underset{i=1}{\overset{Q/2-1}{\Sigma }}{\mathrm{iF}}_x\left(\mathrm{i\Delta }\right)$式Ⅰ$D_k=1-\frac{{2\Delta }_k^{\prime }}{\sqrt{2\pi }}+(\frac{{(Q-1)}^2}{2}-0.25){\left({\Delta }_k^{\prime }\right)}^2-4\underset{i=1}{\overset{Q/2-1}{\Sigma }}[{\Delta }_k^{\prime }{f}_x\left({\mathrm{i\Delta }}_k^{\prime }\right)+i{\left({\Delta }_k^{\prime }\right)}^2{F}_x\left({\mathrm{i\Delta }}_k^{\prime }\right)]$式Ⅱ其中f_x(iΔ)和F_x(iΔ)分别是第iΔ个区间的标准正态分布的概率密度函数值和累计分布函数值；（3.3）对其他k-1个系数重复（3.2）中的操作，找出均方误差变化最明显的系数I：那么这个系数是本次比特分配过程中对均方误差综合改善最明显的系数，因此将1比特分配给该系数并将总比特数减1：b_I＝b_I+1,B＝B-1。（3.4）重复步骤（3.2）和（3.3），直到所有的比特分配完毕；第4步，用户根据第3步中的比特分配，用每个系数分配到的比特发送反馈信息；第5步基站计算频域信道矩阵矢量；第6步基站构造用户的波束矢量：第7步基站选择相应的迫零波束向相应用户发射数据。