减少mimo通信系统中的反馈数据的方法和装置的制作方法

专利名称：减少mimo通信系统中的反馈数据的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于减少通信系统中的反馈数据的方法和装置。具体 来说，本发明涉及用于减少多输入多输出(MIMO)系统中的数据反馈、 特别是信道响应的方法和装置。
背景技术：
现有无线移动通信系统提供若千类型的服务，并且主要依靠信道 编码来克服信道的任何劣势。但是，由于例如对于其中用户可与时间 和地点无关地与任何人进行通信的高质量多々某体服务的不断增加的需 求，现有服务正发展成面向数据的服务。因此，存在对于以更低的差 错率传送更大量数据的下一代无线传输技术的高需求。具体来说，在 所需数据量很大的链路中以高速率传送数据是极为重要的。
对于下一代无线通信，已经提出各种天线系统。例如，多输入多 输出(MIMO)系统通过所有传输天线来提高频谱效率，而无需过度使用 频率带宽。 一般来说，按照发射器的传输结构和方案将MMO分为空 时编码(STC)分集、波束形成(BF)和空间复用(SM),它们均提供高数据 速率和可靠性。
MIMO系统采用多个天线或阵列天线来在发射器和接收器中传送 /接收数据。具有不同衰落特征的多个天线设置在不同的空间位置，因 此，相邻天线的4^收信号可近似为完全不相关，只要MIMO系统中用 于传送/接收信号的相邻天线之间的间距足够大。MIMO系统充分利用 多径的空间特性来实现空间分集传输和接收。
图1示出由M个Tx天线103和N个Rx天线104构成的示范简 化MIMO系统100。如前面所述，图1的MIMO系统中的Tx天线与
Rx天线之间的天线间距一般足够大，以便保证信号的空间不相关。如 图l所示，在发射器中，首先，MIMO架构单元101将数据流的信道 变换成并行子数据流的M个信道；然后，多址变换单元102执行复用 处理；最后，对应的M个Tx天线103将信号同时传送到无线信道中。 MIMO架构单元101可采用任一种MIMO处理方法，例如STTC(空时 格码)、空时块码、空时特播(Turbo)码、BLAST码等。同时，多址 变换单元102可实现TDD、 FDD或CDMA。
在接收器站点，N个Rx天线104接收广播信号，它们通过多址逆 变换单元105执行多址去复用处理来变换，并被提供给MIMO检测单 元106。
通常，在频率非选择性信道中进行操作的具有恥个接收和iiT个发 射天线的MIMO天线系统通过以下矩阵表示来描述
<formula>formula see original document page 8</formula>
其中，y是nRxl接收信号向量，G是nRxriT MIMO信道响应，z是个 体方差为A的接收器处的独立且相同分布的元素"加性高斯白噪声 (AWGN)"，以及x是具有某个功率限制的nTxl发射信号向量。
当信道响应是发射器已知的而使得可相应地设计发射信号时，便 取得这样一种系统的最佳性能。例如，在G.G Raleigh和J.M.Clo伍的"无 线通信的空时编码 (Sp""o-te呼ora/ CW/"g For 附re/m Cowwwm'c加'ow ) "(IEEE trans. On Comm. Vol. 46， no.3， 1998年3月, 第357-366页)以及K.C.Zangi和L.G Krasny的"实现MISO信道的发射 器禾口冲妄t)欠器只十的能力(Ca/ Gc/(y ac/ /eWwg 7>a" sw/"er awd Wece/ver Pa,ra /or M/51(9 C7ja朋e/s ) "(IEEE Transaction on Wireless Communications Vol. 2No.6， 2003年11月，第1204-1216页)中公开了 这种情况。
在许多情况下，信道响应只是通过由发射器在正向链路上发送的 参考信号而为接收器所知的，因此需要在反向链路上明确地向发射器 反馈。这样一种反馈有时可能是极大的开销，特别是对于具有大量天
线的配置。还可能需要大量计算能力。
按照惯例，从接收器反馈整个信道矩阵G。例如，对于两个发射
天线和一个接收器天线的情况，第三代合作伙伴项目计划(3GPP)中的 闭环模式反馈对于频率选择性信道进行优化的一个相位因子，以便调 整发射器天线之一。

发明内容
因此，本发明的 一个目的是在MIMO天线系统中提供减少反馈开 销的方法和装置。这样，本发明所解决的一个问题是将简单解决方案 扩展到复杂MIMO。
另外，本发明将3GPP的闭环模式概念及相似概念扩展和推广到
任何数量的发射和接收天线，并且还扩展和推广到具有大得多的频率 选择性的信道。
这些目的使用减少通信系统中的传输的数据量的方法来实现。通 信系统包括用于在空间上独立地并行传送和接收信号的多个发射器天 线nT和多个接收器天线riR。信道响应通过包含iiRxnT个复变量的矩阵 来表示。本发明包括在数据传输中，釆用信道响应矩阵的分解表达 式中的元素的代表子集来替换信道响应矩阵。
一种减少通信系统、更详细来说是通信中的反馈数据的方法，该 方法包括以下步骤将信道响应矩阵的表达式分解为酉变换、nRxnT 对角矩阵和酉矩阵的共轭转置之积；选择酉矩阵，使得其对角元素是 实数；采用信道响应矩阵的分解表达式中的元素的代表子集来替换信 道响应矩阵。代表子集包括笫 一矩阵的对角线以及第二矩阵的除对角 线以夕卜的下三角形(lower triangle of a second matrix excluding the diagonal)。优选地，第 一矩阵是nRxn丁对角矩阵的nRxnR重要(non-trivial) 截取，而第二矩阵是对应nTxnT酉矩阵的riTxnR重要截取。第二矩阵表 示为<formula>formula see original document page 10</formula>
根据本发明的一个实施例，通过选择解，并旋转矩阵中各列的相 位以使得对角元素变为实数，来对第二矩阵求解。因此，通过以下步
骤来从其下三角形中恢复第二矩阵
求解<\￥1，1>=1 ， 得到w,i(solving <wi,wi〉=l for wi,i),
求解<\￥1,\￥2>=0和〈W2,W2〉二0，得到W,2和W2，2(SOlving 〈W"W2〉-0
and <W2,W2>=0 ， for w,2 and W2,2)， 以及 继续恢复过程，直到恢复所有的列。
优选地，通过求解下式来确定〈w!,w^-l，而得到Wi,! (〈w,wt:^1 for wi,i is determined by solving):
<formula>formula see original document page 10</formula>
优选地，通过求解下式来确定〈Wi,W2〉二0和<w2,w2>=0
<formula>formula see original document page 10</formula>
该方法意p木着，继续恢复过程，直到通过求解下式来恢复所有的
列
其中，/是范围从1到I1R的整数。
最优选地，本发明的一个优点在于，规定信道响应矩阵所需的实
系数的数量是2nRnr n、。
根据本发明的一个方面，系统包括频率选择性信道，并将频率范
围分为多个连续段，并且段的数量经过选择以使得作为频率的函数的 信道响应矩阵基本上是恒定的，然后在各段中使用各段的平均和替换 来近似计算信道响应矩阵。因此，系统包括频率选择性信道，并且通 过有限数量的频率非选择性信道来近似计算频域中的连续信道响应。 优选地，接收器端确定并向发射端反馈代表子集。 根据本发明的另一个方面，提供一种用于减少多输入多输出
(MIMO)通信系统中的反馈数据的方法。系统包括用于在空间上独立地
并行传送和接收信号的至少两个发射器天线IlT和至少两个接收器天线
nR。信道响应通过包含nRxnT个复变量的矩阵来表示。该方法包括以 下步骤将信道响应矩阵的表达式分解为酉变换、riRxnT对角矩阵和酉 矩阵的共轭转置之积，其中，酉矩阵经过选择，以使得其对角元素是 实数；采用信道响应矩阵的分解表达式中的元素的代表子集来替换信 道响应矩阵，代表子集包括作为nRxnT对角矩阵的nRxriR重要截取的第 一矩阵的对角线以及作为对应riTxnT酉矩阵的nTxnR重要截取的第二矩 阵的除对角线以外的下三角形。
根据本发明的另 一个方面，提供一种用于单输入单输出(SISO)通 信系统的方法，该系统包括用于传送和接收信号的一个发射器天线和 一个接收器天线，其中信道响应由矩阵来表示。该方法包括以下步骤 将信道响应矩阵的表达式分解为酉变换、对角矩阵和酉矩阵的厄米转 置之积，其中，酉矩阵经过选择，以使得其对角元素是实数；采用信 道响应矩阵的分解表达式中的元素的代表子集来替换信道响应矩阵， 代表子集包括作为对角矩阵的重要截取的第一矩阵的对角线以及作为 对应酉矩阵的重要截取的第二矩阵的除对角线以外的下三角形。
本发明还涉及通信网络中的装置。通信网络包括多个发射器天线 nT和多个接收器天线nR。每个天线设置成用于基本上并行且空间上独 立地传送和接收信号，其中信道响应作为包含iiRxnT个复变量的矩阵 来实现。该装置还包括数据处理单元，用于将信道响应矩阵的表达 式分解为酉变换、对角矩阵和酉矩阵的共轭转置之积，其中，酉矩阵
经过选择，以使得其对角元素是实数；以及用于釆用信道响应矩阵的 分解表达式中的元素的代表子集来替换并传送信道响应矩阵的部件， 其中代表子集包括第一矩阵的对角线以及第二矩阵的除对角线以外的 下三角形。该装置还包括用于生成作为nRxnT对角矩阵的nRxiiR重要截 取的第一矩阵的部件。优选地，该装置还包括用于生成作为对应iiTxnT 酉矩阵的ivrxnR重要截取的第二矩阵的部件。
本发明还涉及包括多个发射器天线riT和多个接收器天线他的多 输入多输出(MIMO)系统中的MIMO架构单元，每个天线设置成用于 基本上并行且空间上独立地传送和接收信号，其中信道响应作为包含 iiRxnT个复变量的矩阵来实现。该架构单元还包括数据处理单元，用 于将信道响应矩阵的表达式分解为酉变换、对角矩阵和酉矩阵的共轭 转置之积，其中，酉矩阵经过选择，以使得其对角元素是实数；以及 用于采用信道响应矩阵的分解表达式中的元素的代表子集来替换并传 送信道响应矩阵的部件，其中代表子集包括第一矩阵的对角线以及第 二矩阵的除对角线以外的下三角形。
本发明还涉及包括一个发射器天线和一个接收器天线的单输入单 输出(SISO)系统中的SISO接收器单元，每个天线设置用于独立地传送 和接收信号，其中信道响应作为包含复变量的矩阵来实现。该架构单 元还包括数据处理单元，用于将信道响应矩阵的表达式分解为酉变 换、对角矩阵和酉矩阵的共轭转置之积，其中，酉矩阵经过选择，以 使得其对角元素是实数；以及用于采用信道响应矩阵的分解表达式中 的元素的代表子集来替换并传送信道响应矩阵的部件，其中代表子集 包括第一矩阵的对角线以及第二矩阵的除对角线以外的下三角形。
本发明可作为用于减少通信系统中的反馈数据的计算机程序产品 来实现，通信系统包括用于在空间上独立地并行传送和接收信号的多 个发射器天线iiT和多个接收器天线nR，其中信道响应通过包含riRxnT 个复变量的矩阵来表示。因此，计算机程序产品包括用于接收、分 解和存储信道响应矩阵的表达式的指令集，分解包括用于产生酉变换、
nRxnT对角矩阵和酉矩阵的厄米转置之积的功能；用于以使其对角元素
为实数的方式来选择酉矩阵的指令集；用于产生分解表达式中的元素
的代表子集的指令集，代表子集包括riRxnT对角矩阵的riRxnR重要截取
的对角线以及nTxnT酉矩阵的iiTxnR重要截取的除对角线以外的下三角
形；以及用于采用分解表达式中的元素的代表子集来^^换信道响应矩 阵的指令集。


图1是现有技术的MIMO系统的示意图，
图2是根据本发明的示意系统的框图，
图3示意性地示出用于分割最佳发射/接收架构的框图，图4是实现本发明的通信网络的示意图，
图5是示出由于扩展到频率选择性信道的近似计算而引起的损失 的图，
图6是示出根据本发明的程序产品计算机的组成的框图。
具体实施例方式
图2以示意方式示出具有发射器210和接收器220的简化MMO 系统200。发射器站点包括riT个发射器天线203,而接收器站点包括 iiR个接收器天线204。发射器将信号ST传送给接收器，接收器进行处
理并向发射器反馈包含信道响应矩阵的数据信号SR。信号SR是^f吏发射
器能够执行最佳传输的反馈开销。本发明提供一种新的方法来减少反 馈开销。
图3示出MIMO系统300的分割最佳发射AI妄收架构。优选地， MIMO系统的最佳发射和接收架构由 一 系列线性变换组成，如图所示， 它们在频率选择性信道中将MIMO信道分解为min(nR,iiT)个并行且独 立的空间信道，在此情况下，n^riT。接收器处的酉变换V通过奇异值 解压缩(SVD)而与MIMO信道响应G相关，如下式给出<formula>formula see original document page 14</formula>
其中，W是从右侧相乘的对应iiTxnT 酉矩阵，八是 nR><nT对角矩阵，
其对角元素(A"""W(假定满秩)是GGH的本征值的平方根，W和人分 别是它们的iiTxnR和iiRxnT重要截取。因此，将信道响应矩阵G的表
达式分解为V、 A和W的共轭或厄米转置之积，并且W经过选择， 以使得其对角元素为实数。各传输数据流中的第一级滤波器315的增
益VC可按照预期优化标准来缩放并行信道增益，并且一般是入和 的函数。例如，在使信道的容量为最大的情况下，它可以是注水 (Water-Filling)项。
图3还示出，发射器必须具有关于W、 A和o^的信息，以便生 成预期发射信号。但是，与任意信道矩阵G不同，W是具有可利用 的某种结构的酉矩阵的一部分。如果以列向量形式改写W:
<formula>formula see original document page 14</formula>并且注意，由于W是酉矩阵，所以它的列向量是正交的:
<formula>formula see original document page 14</formula>不失为一般性，假定Wi的所有元素中除了 wy之外均为已知。由 于W的列由相位旋转唯一确定，因此，可选择wu作为非负实数，以 使得其对于〈WhW^4的解是唯一的
<formula>formula see original document page 14</formula>不失为 一般性，还假定除了 W1)2和W2,2之外，W2为已知，并选择W2,2
为非负实数。因此，可通过求解下式来唯一地确定这两个未知数<formula>formula see original document page 15</formula>
通过继续进行这个过程，可以表明，通过求解下式可唯一地确定
中的/个未知数《V^A w〃》
假若W/,;是非负实数。因此，完全规定W所需的实数的数量是 2|>r-/)-2/w-(8)
连同A中的iiR个实本征值，这将规定G所需(即，例如在从接收 器到发射器的反馈信号中)的实系数的数量从2nRnT减少到加Rivn、。
因此，根据一个优选实施例，本发明包括发送人的对角线和缩略 或简化的W作为来自接收器的反馈数据，而不^送具有nRxnT个复 变量的G。
使用式2来分解G提供了 ^的多个解。因此，选择具有实对角元 素的解。这可以通过选择任何解并旋转矩阵中各列的相位以使得对角 元素变为实数来获得。然后，仅反馈下三角形元素，即，除主对角线
以外的、仅存在于矩阵的下三角形中的元素(若j勺，贝,jir0)，它们 足以恢复W。
通过以下步骤来恢复^:
_从式(5)求解勿hWi〉-l, 得到wi,i(solving <wi，wi>=l for w、] fromEq.(5))。此解存在并且是唯一的，因为w!,i是唯一的未知数；
-使用式(6)来求解〈v^，W2〉-0和<w2,w2>=0 ， 得到w1;2和 w2,2(solving <wi,w2〉=0 and <w2,w2>=0， using Eq.(6) for w,2 and w2,2 )。
此解存在并且是唯一的，因为WU和W2,2是唯一的未知数；
-继续该过程，直至通过求解式(7)而得到未知数《w"、…、w^来恢
复所有的列，其中/=1至他。
这样，对于其中iiR^T的MIMO空间复用的常见情况，反馈开销 的减少可以多达大约50%。
频率选择性信道是其信道响应矩阵g为频率f的函数、或g(f)的 信道。根据本发明的另一个方面，对于频率选择性信道，式(l)将表示 为
y(f)-G(f)x(f) + z(f)， (9)
并且前面所述的同样的方法可适用于整个频率。不是G(f)中的f的
2nRiiT个实函数，反馈这时由f的2nRnT 11、个实函数组成。例如，
MIMO信道频率响应G(f)中的各元素是具有例如L个抽头的数字滤波 器(如有限脉沖响应(FIR)滤波器)的傅立叶变换。
通过如前面所述假定筒明表示中的各项为频率而不是标量的函 数，使用具有限制反馈的发射分集(TDFC)来将各函数转换成有限数量 的抽头，本发明适用于频率选择性信道情况。
可能出现的 一个问题是要量化用于准确表示本征值A(f)及其对应 本征向量W(f)所需的抽头数量。对于大量发射天线，A(O中的分量几 乎是均一的，因此需要少得多的L个抽头来表示FIR系数的总数，可
以将具有限制反馈的发射分集(TDCF)技术应用于A(f)和W①中的元 素，参见例如L.Krasny和J.Guey的"具有限制反馈的发射分集(rramw" D/ver57'(y w她CowWra/we i Fee必acA) "(14th 1ST Mobile & "Wireless Communications Summit, Dresden, 2005年6月)。反馈开销减少仍然是 可能的，只要因失配引起的信噪比(SNR)损失小于反馈具有相等压缩量 的原始信道响应。
备选地，可以通过有限数量的频率非选择性信道来近似计算频域 中的连续信道响应，然后将同样的原理应用于每个子带。从样本的观 点来看，具有L抽头的脉冲响应可在频域中通过L个等距取样点来表
示。因此，将信道的频率响应分为L个子带应当是合理的近似计算，
并且反^t开销的减少的比例与平坦衰落信道相同。
因此，对于频率选择性信道，将频率范围分为L个连续段。段的 数量经过选择，以使得G(f)基本上是恒定的。然后，使用其平均值在 各段中近似计算G(f),并且将上述频率非选择性技术应用于各段。
图4示出用于评估因这个量化过程而引起的性能损失的一个实施 例。系统400包括发射器基站401、四个发射天线403a-403d以及与用 户装置405连接的两个接收天线404a和404b。根据本发明，发射器 基站和用户装置配备了用于处理数据的处理单元(未示出)。附图标记 4011至4013涉及通信网络的一侧中用于处理矩阵的示范处理装置。
假定该系统在例如放大四倍到20 MHz带宽的3GPP典型城区(TU) 信道中进行操作，其中L=40个抽头。因此，将信道的频率响应分为 40个子带或"区块"，各具有500KHz的带宽。图5示出对于大量实现 求平均的MIMO信道的相互信息。给出理想闭环、开环和单输入单输 出(SISO)的性能结果作为参考。在理想闭环和开环结果之间，存在具 有不同近似程度的三条曲线。虚曲线对应于其中使用各区块中的信道 的频率响应的平均值(对于频率)作为其平坦衰落近似值的情况。相对 于理想情况的损失很小。即使当求平均范围增加到分别用星号和圓圈 标记的两个和四个区块时，也仍然存在优于开环方法的显著增益。
虽然以示范方式对于具有nRSnT的系统描述了本发明，但是本领 域的技术人员会理解，本发明的教导同样可适用于具有npiiT的系统。
本发明的方法可作为硬件和/或软件来实现。如图6所示，用于在 接收器架构中实现本发明的指令集600可包括
-指令601，用于接收、分解和存储信道响应矩阵G的表达式，
國包括用于产生酉变换V、 iiRxnT对角矩阵八和酉矩阵W的厄米 转置之积的功能602的分解，
-指令602，用于以使其对角元素为实数的方式来选择酉矩阵，
-指令603,用于产生分解表达式中的元素的代表子集，它包括
所述nRxiiT对角矩阵八的 nRxnR重要截取的^1"角线以及nTxnT酉矩阵W 的nTxnR重要截取的除对角线以外的下三角形，
_指令604，用于采用分解表达式中的元素的代表子集来替换信 道响应矩阵G。
本发明不限于所述及所示的实施例；特别是发射器、接收器和天 线的数量可改变。
权利要求
1. 一种减少通信系统中的反馈数据的方法，所述通信系统包括用于在空间上独立地并行传送和接收信号的多个发射器天线nT和多个接收器天线nR，其中信道响应通过包含nR×nT个复变量的矩阵(G)来表示，所述方法包括以下步骤-将所述信道响应矩阵(G)的表达式分解为酉变换(V)、nR×nT对角矩阵(Λ)和酉矩阵(W)的共轭转置之积，-选择所述酉矩阵(W)，使得其对角元素为实数，-采用所述信道响应矩阵(G)的所述分解表达式中的元素的代表子集来替换所述信道响应矩阵(G)，所述代表子集包括第一矩阵()的对角线以及第二矩阵()的除对角线以外的下三角形。
2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述第一矩阵(八)是所述IIrXIIt 对角矩阵(八)的 iiRxnR重要截取o
3. 如权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二矩阵(W)是所 述对应nTxnT酉矩阵(W)的nTxriR重要截取。
4. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第二矩阵 表示为<formula>formula see original document page 2</formula>
5. 如权利要求4所述的方法，其中，通过选择解，并旋转所述矩 阵中各列的相位，以使得对角元素变为实数，来对所述第二矩阵(W)求解。
6. 如权利要求5所述的方法，其中，通过以下步骤来从其下三角形中恢复所述第二矩阵(W):-求解〈w,w—1，得到wu，- 求解〈W!，W2>=0和〈W2,W2〉0 ，得到W！,2和W2,2 ， 以及 -继续恢复过程，直到恢复所有的列。
7.如权利要求6所述的方法，其中，通过求解下式来确定<formula>formula see original document page 3</formula>
8. 如权利要求6所述的方法，其中，通过求解下式来确定
9.如权利要求6所述的方法，其中，通过求解下式来继续恢复过 程直到恢复所有的列其中，/是范围从l到nR的整数。
10. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，规定所述信 道响应矩阵(G)所需的实系数的数量是2nRnT" n、。
11. 如权利要求1所述的方法，其中，所述系统包括频率选择性 信道，并将频率范围分为多个(L个)连续段，并且段的数量经过选择，以使得作为频率(f)的函数的信道响应矩阵(G(O)基本上是恒定的，然后 在各段中使用各段的平均和替换来近似计算所述信道响应矩阵。
12. 如权利要求1所述的方法，其中，所述系统包括频率选择性 信道，并且通过有限数量的频率非选择性信道来近似计算频域中的连 续信道响应。
13. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，其中，接收器端确 定并向发射端反馈所述代表子集。
14. 一种减少多输入多输出(MIMO)通信系统中的反馈数据的方 法，所述系统包括用于在空间上独立地并行传送和接收信号的至少两 个发射器天线iiT和至少两个接收器天线nR,其中信道响应通过包含 nRxnT个复变量的矩阵(G)来表示，所述方法包括以下步骤-将所述信道响应矩阵(G)的表达式分解为酉变换(V)、 nRxriT对角 矩阵(八)和酉矩阵(W)的共轭转置之积，其中所述酉矩阵(W)经过选择， 以使得其对角元素为实数，-釆用所述信道响应矩阵(G)的所述分解表达式中的元素的代表 子集来替换所述信道响应矩阵(G)，所述代表子集包括作为所述nRxnT对角矩阵(八)的nRxnR重要截取的第一矩阵(八)的对角线以及作为所述对应nTxnT 酉矩阵(W)的nTxnR重要截取的第二矩阵(的除对角线以 外的下三角形。
15. —种减少单输入单输出(SISO)通信系统中的反馈数据的方法， 所述系统包括用于传送和接收信号的一个发射器天线和一个接收器天 线，其中信道响应由矩阵(G)来表示，所述方法包括以下步骤-将所述信道响应矩阵(G)的表达式分解为酉变换(V)、对角矩阵 (八)和酉矩阵(W)的厄米转置之积，其中所述酉矩阵(W)经过选择，以 使得其对角元素为实数，-釆用所述信道响应矩阵(G)的所述分解表达式中的元素的代表 子集来替换所述信道响应矩阵(G),所述代表子集包括作为所述对角矩阵(八)的重要截取的第一矩阵(八)的对角线以及作为所述对应酉矩阵(W)的重要截取的第二矩阵(W)的除对角线以外的下三角形。
16. —种在通信网络(400)中的装置(4011),所述通信网络包括多个 发射器天线(403a-403d)riT和多个接收器天线(404a-404b)riR，所述天线 中的每个天线设置成用于基本上并行且空间上独立地传送和接收信 号，其中信道响应作为包含iiRxnT个复变量的矩阵(G)来实现，其特征在于， 所述装置还包括数据处理单元(4012)，用于将所述信道响应矩 阵(G)的表达式分解为酉变换(V)、对角矩阵(八)和酉矩阵(W)的共轭转 置之积，其中，所述酉矩阵(W)经过选择，以使得其对角元素是实数； 以及用于釆用所述信道响应矩阵(G)的所述分解表达式中的元素的代 表子集来替换并传送所述信道响应矩阵(G)的部件，其中所述代表子集包括第一矩阵(八)的对角线以及第二矩阵(w)的除对角线以外的下三角形。
17. 如权利要求16所述的装置，还包括用于生成作为所述iiRxnT对角矩阵(八)的nRXiiR重要截取的所述第一矩阵(八)的部件。
18. 如权利要求16或17所述的装置，还包括用于生成作为所述 对应riTxnT酉矩阵(W)的riTxnR 重要截取的所述第二矩阵(W)的部件。
19. 一种在包括多个发射器天线riT和多个接收器天线nR的多输入 多输出(MIMO)系统中的MIMO架构单元，所述天线中的每个天线设 置成用于基本上并行且空间上独立地传送和接收信号，其中信道响应 作为包含riRxnT个复变量的矩阵(G)来实现，其特征在于，所述架构单元还包括数据处理单元，用于将所述信道响应矩阵 (G)的表达式分解为酉变换(V)、对角矩阵(八)和酉矩阵(W)的共轭转置 之积，其中，所述酉矩阵(W)经过选择，以使得其对角元素为实数；以 及用于采用所述信道响应矩阵(G)的所述分解表达式中的元素的代表 子集来替换并传送所述信道响应矩阵(G)的部件，其中所述代表子集包括第一矩阵(八)的对角线以及第二矩阵(w)的除对角线以外的下三角形。
20. —种在包括一个发射器天线和一个接收器天线的单输入单输 出(SISO)系统中的SISO接收器单元，所述天线中的每个天线设置成用 于独立地传送和接收信号，其中信道响应作为包含复变量的矩阵(G) 来实现， 其特征在于，所述架构单元还包括数据处理单元，用于将所述信道响应矩阵(G)的表达式分解为酉变换(V)、对角矩阵(八)和酉矩阵(W)的共轭转置 之积，其中，所述酉矩阵(W)经过选择，以使得其对角元素为实数；以 及用于采用所述信道响应矩阵(G)的所述分解表达式中的元素的代表 子集来替换并传送所述信道响应矩阵(G)的部件，其中所述代表子集包括第一矩阵(八)的对角线以及第二矩阵(W)的除对角线以外的下三角形。
21. —种减少通信系统中的反馈数据的计算机程序产品，所述通 信系统包括用于空间上独立地并行传送和接收信号的多个发射器天线 iiT和多个接收器天线nR，其中信道响应通过包含iiRxnT个复变量的矩 阵(G)来表示，所迷计算机程序产品包括國指令集(601),用于接收、分解和存储所述信道响应矩阵(G)的表 达式，-包括用于产生酉变换(V)、 iiRxnT对角矩阵(八)和酉矩阵(W)的厄 米转置之积的功能(602)的所述分解，-指令集(602)，用于以使其对角元素为实数的方式来选择所述酉 矩阵，_指令集(603)，用于产生所述分解表达式中的元素的代表子集， 它包括所述IIrXIIt 对角矩阵(八)的nRxnR重要截取的对角线以及所述 nTxnT酉矩阵(W)的nTxnR重要截取的除对角线以外的下三角形，以及_指令集(604)，用于釆用所述分解表达式中的元素的所述代表子 集来替换信道响应矩阵(G)。
全文摘要
本发明涉及用于减少通信系统中的反馈数据的方法和装置，所述通信系统包括用于在空间上独立地并行传送和接收信号的多个发射器天线n_T和多个接收器天线n_R，其中信道响应通过包含n_R×n_T个复变量的矩阵(G)来表示。该方法包括以下步骤将所述信道响应矩阵(G)的表达式分解为酉变换(V)、n_R×n_T对角矩阵(Λ)和酉矩阵(W)的共轭转置之积；选择所述酉矩阵(W)，使得其对角元素为实数；采用所述信道响应矩阵(G)的所述分解表达式中的元素的代表子集来替换所述信道响应矩阵(G)，所述代表子集包括第一矩阵(∧)的对角线以及第二矩阵(W)的除对角线以外的下三角形。
文档编号H04L25/02GK101395875SQ200680053706
公开日2009年3月25日 申请日期2006年3月7日 优先权日2006年3月7日
发明者L·克拉斯尼, 桂建卿 申请人:艾利森电话股份有限公司