WO2015149477A1

WO2015149477A1 - 一种实现透明多用户多输入多输出传输的方法及装置

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Publication number: WO2015149477A1
Application number: PCT/CN2014/085575
Authority: WO
Inventors: 袁文翀; 任大孟; 吴凤娟; 李�杰
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2016-10-02
Also published as: EP3128680B1; US9948369B2; EP3128680A1; CN104980197B; CN104980197A; US20170272134A1; EP3128680A4

Abstract

本发明公开了一种实现透明多用户多输入多输出（MU-MIMO）传输的方法及装置，所述方法包括：根据用户终端（UE）的信道估计矩阵对至少两个UE进行配对，配置每个配对UE的解调导频信号（DMRS）的功率，配置每个配对UE的数据（DATA）的功率；根据每个配对UE的信道估计矩阵联合生成波束赋形权值W，并根据所述DMRS的功率、所述DATA的功率、所述波束赋形权值W进行波束赋形生成待发送信号。

Description

一种实现透明多用户多输入多输出传输的方法及装置技术领域

本发明涉及多用户多输入多输出（ MU-MIMO， Multi-User Multiple-Input Multiple-Output )技术领域，尤其涉及一种实现透明 MU-MIMO传输的方法及装置。背景技术

本申请发明人在实现本申请实施例技术方案的过程中，至少发现相关技术中存在如下技术问题：

多输入多输出（ MIMO， Multiple-Input Multiple-Output )技术是在上个世纪末由美国贝尔实验室提出的用于多天线通信系统的技术，具体的，在发射端和接收端均釆用多天线（或阵列天线）和多通道来有效的抑制信道衰落。同时，相对以往的单天线通信系统，釆用 MIMO的多天线通信系统即能够成倍的提高系统容量，也能够提高信道的可靠性，降低误码率。

MIMO技术分为单用户多输入输出（ SU-MIMO， Single-User MIMO ) 和 MU-MIMO, 如图 1所示， SU-MIMO是指同一时频资源上仅有一个用户终端（ UE， User Equipment )，而 MU-MIMO是指多个 UE占用同一时频资源。 MIMO 系统中可传输的数据流数最大不超过信道估计矩阵的秩，所以 MU-MIMO系统中 UE个数（即可配对 UE个数 )取决于基站侧天线数，所有 UE天线总数应小于等于基站侧的天线数。它们都是利用预编码技术消除各信道间的共信道干扰 ( CCI, Common-channel Interference ), 从而节省频谱资源，大大提高系统的吞吐量。

MIMO技术是主要运用于长期演进（LTE， Long Term Evolution ) 系统物理层的技术。现在的 LTE系统，主要釆用基站侧 8天线端口，物理下行共享信道 (PDSCH， Physical Downlink Shared Channel)的业务信道支持两个码字，映射到最大支持 8数据流传输场景。下行物理信道的一般结构如图 2 所示，由物理层的上层 MAC层下发的码字（最多为两个）分别通过加扰和调制过程后生成复数调制符号，接着通过将每个码字生成的复数调制符号通过可映射的天线端口进行层映射，产生多层数据流；接着多层数据流中的各层数据流再通过预编码和的资源映射；最后在每个天线端口上生成正交频分复用技术 ( OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing )信号，并映射到相应的天线端口。这里，由于码字的数量限制，在 LTE 系统做 MU-MIMO时，可配对的 UE数为 2。

LTE 系统在较早的 R8版本就开始提及在 PDSCH业务信道上将多层数据流进行空分复用技术，这时可以支持 MU-MIMO形式，其下行控制信息 ( DCI, Downlink Control Information )釆为 DCI format 1D。

LTE在其 R9版本中定义传输模式 7 (单流波束赋形 )和传输模式 8 (多流波束赋形），这两种基于波束赋形的在时分双工（TDD， Time Division Duplexing)模式下的传输模式利用解调导频信号（ DM S， DeModulation Reference Signal )对信道进行估计，再通过均衡进行数据解调。其 DCI分别为 DCI format 2A和 DCI format ID或 2B。这时， MU-MIMO在系统中变得较为灵活，多 UE可以通过不同的 DMRS序列来识别自己所对应的信道，从而准确的做信道估计。

在随后的 R10版本中， LTE系统定义了新的传输模式 9，提出了更多的 DMRS端口（多达 8个 DMRS端口），从而使单个 UE最多可以识别出 8层数据流。其 DCI为 DCI format 2C。

如上所述，在 3GPP协议限定情况下，传输模式 8最多只能支持两个 UE配对且每个配对 UE为单层数据流的 MU-MIMO场景，而传输模式 9也只能支持单 UE最多 8层数据流的场景，而随着数据流数的增多，需要支持的 DMRS 端口数就相应的增多，则相应的数据资源粒子（ RE， Resource Element )数就会减少。

因此，在目前的 LTE系统中，理论上每个小区在相同的时频资源只支持对两个 UE同时进行数据发送，也就是只支持两个配对 UE，无法在不改变任何接收流程的前提下进行至少两个 UE的配对。发明内容

为解决现有存在的上述问题，本发明实施例期望提供一种实现透明 MU-MIMO传输的方法及装置，能够在不改变任何接收流程的前提下进行至少两个 UE的配对。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种实现透明 MU-MIMO传输的方法，所述方法包括：根据用户终端 UE的信道估计矩阵对至少两个 UE进行配对，配置每个配对 UE的解调导频信号 DMRS的功率，配置每个配对 UE的数据 DATA 的功率；根据每个配对 UE的信道估计矩阵联合生成波束赋形权值，并根据所述 DMRS的功率、所述 DATA的功率、所述波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号。

上述方案中，所述配置每个配对 UE的 DMRS的功率包括：根据小区导频 CRS所占的每个资源粒子 RE的功率确定 DMRS所占的每个 RE的总功率，进一步根据导频重配因子确定每个配对 UE分配的 DMRS的功率。

上述方案中，所述配置每个配对 UE的 DATA的功率包括：根据小区导频 CRS所占的每个资源粒子 RE的功率确定 DATA所占的每个 RE的总功率，进一步根据数据重配因子确定每个配对 UE分配的 DATA的功率。

上述方案中，所述根据每个配对 UE的信道估计矩阵联合生成波束赋形权值还包括：根据所述波束赋形权值得到修正波束赋形权值；相应的，根据所述 DMRS的功率、所述 DATA的功率、所述修正波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号。

上述方案中，根据所述波束赋形权值得到修正波束赋形权值包括：将所述波束赋形权值进行归一化得到所述修正波束赋形权值。

上述方案中，根据所述波束赋形权值得到修正波束赋形权值包括：将所述波束赋形权值以线性因子进行线性缩放得到所述修正波束赋形权值。

本发明实施例还提供一种实现透明多用户多输入多输出传输的装置，所述装置包括：信道估计模块、波束赋形模块；其中，所述信道估计模块，配置为根据用户终端 UE的信道估计矩阵对至少两个 UE进行配对，配置每个配对 UE的解调导频信号 DM S的功率，配置每个配对 UE的数据 DATA 的功率；所述波束赋形模块，配置为根据每个配对 UE的信道估计矩阵联合生成波束赋形权值，并根据所述 DMRS的功率、所述 DATA的功率、所述波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号。

上述方案中，所述信道估计模块，包括：配对子模块、功率配置子模块；其中，所述配对子模块，配置为根据 UE 的信道估计矩阵对至少两个 UE进行配对；所述功率配置子模块，配置为根据小区导频 CRS所占的每个资源粒子 RE的功率确定 DMRS所占的每个 RE的总功率，进一步根据导频重配因子确定每个配对 UE分配的 DMRS的功率。

上述方案中，所述功率配置子模块，配置为才艮据所述小区导频 CRS所占的每个资源粒子 RE的功率确定 DATA所占的每个 RE的总功率，进一步根据数据重配因子确定每个配对 UE分配的 DATA的功率。

上述方案中，所述波束赋形模块，还配置为根据所述波束赋形权值计算修正波束赋形权值，根据所述 DMRS的功率、所述 DATA的功率、所述修正波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号。

上述方案中，所述波束赋形模块，还配置为将所述波束赋形权值进行归一化得到所述修正波束赋形权值。上述方案中，所述波束赋形模块，还配置为将所述波束赋形权值以线性因子进行线性缩放得到所述修正波束赋形权值。

所述信道估计模块、所述波束赋形模块、所述配对子模块、所述功率配置子模块在执行处理时，可以釆用中央处理器（CPU， Central Processing Unit )、数字信号处理器（DSP， Digital Singnal Processor )或可编程逻辑阵歹' J ( FPGA, Field - Programmable Gate Array ) 实现。

由此可见，本发明实施例提供的实现透明 MU-MIMO传输的方法及装置，根据 UE的信道估计矩阵对至少两个 UE进行配对，配置每个配对 UE 的 DM S的功率，配置每个配对 UE的数据 DATA的功率；根据每个配对 UE的信道估计矩阵联合生成波束赋形权值，并根据所述 DM S的功率、所述 DATA的功率、所述波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号，从而在不改变协议，不改变信令流程，不改变 UE接收解调流程的前提下，通过优化基站侧的系统架构及预编码方法以透明的方式向配对的多 UE 进行多码字对应的多层流数据同时发送，使得系统吞吐量明显增减，提高系统的频谱资源利用率。附图说明

图 1为 LTE系统中的用户做 SU-MIMO与 MU-MIMO的 MIMO的示意图；

图 2为系统下行物理信道的一般结构；

图 3为本发明实施例一提供的实现透明 MU-MIMO传输的方法的流程示意图；

图 4为本发明实施例二提供的实现透明 MU-MIMO传输的方法的流程示意图；

图 5为本发明实施例三提供的实现透明 MU-MIMO传输的方法的流程示意图；图 6为本发明实施例四提供的实现透明 MU-MIMO传输的装置的结构示意图；

图 7为一具体应用实例的实现透明 MU-MIMO传输的方法的示意图。具体实施方式

在本发明实施例中，根据 UE的信道估计矩阵对至少两个 UE进行配对；配置每个配对 UE的 DM S的功率，配置每个配对 UE的 DATA的功率，根据每个配对 UE 的信道估计矩阵联合生成波束赋形权值，并根据所述 DM S的功率、所述 DATA的功率、所述波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号。

在对本发明实施例进行说明之前，首先对透明 MU-MIMO的定义进行阐述，具体如下：

对于参与 MU-MMO 协作传输的任意一个 UE 而言， SU-MIMO 和 MU-MMO传输并不存在差异，以下将该任意一个 UE称为第 i个 UE。第 i 个 UE在进行 PDSCH接收时，只知道自身 DMRS端口信息，比如自身占用端口数和具体占用哪些端口等第 i个 UE并不知道其配对 UE的 DMRS端口信息。比如， UE1、 2、 3调度在同一个资源块（RB)上，这 3个 UE构成一个协作传输组，其中 UE2和 UE3就是 UE1的配对 UE在透明 MU-MIMO 传输中， UE1无法获得 UE2和 UE3的 DMRS端口信息；相应地，非透明 MU-MIMO是指，参与 MU-MIMO协作传输的一组 UE中的任意一个都能够获知其配对 UE的 DMRS端口信息。

本发明实施例的传输方法基于透明 MU-MIMO,从而在对 UE进行配对时，对于配对 UE的个数不做限制，从而使得系统对能够根据需要设置挑选配对 UE的个数。

下面通过附图及具体实施例对本发明再#丈进一步的详细说明。

实施例一本发明实施例一的实现透明 MU-MIMO传输的方法如图 3所示，具体流程如下：

步骤 301，根据 UE的信道估计矩阵对至少两个 UE进行配对；具体的，在基站侧天线数为 K的 TDD-LTE系统中，基站侧根据所有 UE的信道估计矩阵进行联合评估，根据调度策略或配对算法挑选出能够进行配对的 M个 UE，将 M个 UE进行配对；其中， M的取值大于等于 2。

在配对之前，利用信道互异性，获取各个 UE的信道估计矩阵，这里的 UE为小区覆盖范围下的所有 UE。

这里，用于挑选配对 UE的调度策略或配对算法可根据不同的设计方案进行设置，本发明实施例对调度策略与配对算法的使用不做任何限制。

步骤 302，配置每个配对 UE的 DM S的功率，配置每个配对 UE的 DATA的功率；

具体的，在确定至少两个配对 UE后，针对每个配对 UE，基站侧为每个配对 UE分配 2个码字，并根据系统的传输模式将生成的复数调制信号进行层映射，映射至多层数据流；其中，这里的传输模式可以为传输模式 7、传输模式 8、传输模式 9; 传输模式不同，对应的下行控制信息（DCI， Downlink Control Information )格式不同， DCI包括：上、下行调度信息，以及上行调度控制信息；其中，传输模式 7 为单流波束赋形模式，对应的天线端口为端口 5， DCI为 DCI format 2A; 传输模式 8为双流波束赋形模式，对应的天线端口为端口 7和端口 8， DCI为 DCI format 2B; 传输模式 9 为 LTE-A中新增加的一种模式，可以支持最大到 8层数据流的传输，对应的天线端口为端口 7-端口 14， DCI为 DCI format 2C; 这里，将每个配对 UE用于传输数据的数据流的层数相同，定义为 N。

在层映射过程中，在确定每个配对 UE的每个码字对应的 N层数据流的同时，还需要确定每层数据流的 DMRS功率与数据功率；其中在传输模式 7或传输模式 8时，每个配对 UE分配两个码字，每个码字映射为一层数据流；在传输模式 9情况下，每个配对 UE分配两个码字，每个码字根据信道质量映射为多层数据流，最多四层。

根据 3GPP协议的定义，小区导频（CRS， Cell Reference Signal )所占的每个 RE的功率为 P_CRS， DM S所占的每个 RE的总功率为 P_DMRS， DATA 所占每个 RE总功率为 P_DATA; a、分别为 DMRS的功率配置因子、 DATA的功率配置因子，一般情况下， α』= 。

当每个 RE具有者多层 DM S或多层数据时，重新配置每个配对 UE 的每层 DMRS功率和 DATA功率，将每个 RE具有多层 DMRS或多层 DATA 情况下的每个配对 UE分配的 DMRS功率定义为 Ρ ， DATA功率定义为

Pdata , 其中，

Pp。rt =

'

配因子、数据重配因子，这里，

在根据传输模式确定每个配对 UE的 DMRS的相关信息后，为每个配对 UE分配导频扰码标识 n_SCID，其中，在现有的协议中，只支持两配对 UE 的 MU-MIMO，并且可分配的 n_SCID的数量为 2，在本发明实施例中，当配对 UE数量 M > 2时， M/2的配对 UE分配相同的 n_SCID; 其中，根据 3GPP 协议的定义，可根据 n_SCID计算出每个 DMRS对应的导频扰码序列，从而确定 n_SCID对应的 DMRS;这里， M/2的配对 UE分配相同的 n_SCID是基于 n_SCID 的取值只可以取 0或者 1，并且在平均分配的情况下，可方便系统的处理，但在本发明实施例中，对 n_SCID的具体的分配方案不做限制，可根据 n_SCID 的取指也可将将不同的 n_SCID分配给不一样数量的配对 UE;比如，对于 n_SCID 的取指为 0、 1、 2、 3而言，将不同的 n_SCID分配给同样数量的配对 UE则为：给 M/4的用户配置 0， M/4用户配置 1， M/4用户配置 2， M/4用户配置 3。同时，本发明实施例中具体的根据 n_SCID计算导频扰码序列，以及进一步计算 DM S的过程为现有技术，在此不再赘述。

在实际应用中，各配对 UE之间通过 n_SCID生成不同的导频扰码序列，以对不同的 DM S进行区分，从而区分出不同的配对 UE。

在实际应用中，基站侧通过配对准则将多 UE配对，然后同时给多 UE 配置对应的多个码字，每个码字根据信道情况映射到多层流数据。相比现有协议中限定的两个码字，本发明实施例的方法可以使得基站侧所发码字数大大增多，并进一步使得系统吞吐量明显增加。

步骤 303，根据每个配对 UE的信道估计矩阵联合生成波束赋形权值，并根据所述 DMRS的功率、所述 DATA的功率、所述波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号；

具体的，将配对 UEj的信道估计矩阵 Hj联合构建整个系统的信道估计矩阵 H，并进一步对整个系统信道估计矩阵进行 MU-MIMO预编码算法权值 W的计算，其中， ¾为第 i个配对 UE的信道估计矩阵，这里，可釆用迫零（ZF， zero-forcing ) 算法，以 H的逆矩阵或伪逆矩阵作为赋形权值 W, 也可釆用最小均方误差（MMSE， Minimum Mean Square Error ) 算法，或其它一些已有的别的算法如 SVD、 Max-SLNR等预编码算法进行预编码算法权值 W的计算，本发明实施例对计算预编码权值 W所釆用的具体方法不做限制；这里，预编码算法权值 W即为波束赋形权值。

在得到波束赋形权值 W后，可根据 W对配对 UE的 DM S、数据进行预编码操作，将天线域的信号转换为波束域的信号进行处理，实现波束赋形。

在本发明实施例中，波束赋形权值可釆用预编码算法权值 W，也可釆用修正的预编码算法权值 W，也就是修正波束赋形权值 W 。

在基站侧为多天线情况下，此时的 W应用于多天线情况下，在生成波束赋形权值 W之后，对 W进行功率修正得到修正预编码权值 W，以消除各配对 UE间干扰；其中，对 W进行修正的方法包括以下两种方法：

方法 1 : 归一化，将所述波束赋形权值进行归一化得到所述修正波束赋形权值；

将预编码矩阵每个元素通过公式进行功率的统一归一化；具体公式为：

1，/:1

其中，为矩阵 W第 k行第 1列对应的参数； K为基站侧天线数； L=MN，为所有配对 UE接收数据的总天线数， M为配对 UE的数量， N为配对用户的数据流的层数。

方法 2: 线性缩放，将所述波束赋形权值以线性因子进行线性缩放得到修正波束赋形权值；

将预编码矩阵每个元素的功率根据所有配对 UE接收数据的总天线数进行线性缩放，具体为： -- ^W 预编码具体过程为：

对于 M ( M>1 )个 UE的 MIMO系统，设基站侧发射天线数为 ^N(，目标 UEj的天线数为且 ^{Ν Ν}] 为目标 UEj的数据信息，矩阵 ^为目标 UEj的波束赋形权值。

在接收端， UEj的接收信号可以表示成： k:l,k≠ j

其中，定义为 UE」的高斯白噪声， υ^ ' ^Ν'为基站侧到目标 UEj 的信道空间响应矩阵。 y为接收侧。

通过上述过程实现天线域的信号向波束域的转换后，将每层数据流上的发送至多 UE的导频和数据在相同的时频资源上累加，以生成待发送数据同时发出。

在实际应用中， UE端在接收时，只需根据下行控制信息 DCI format 2A、 2B和 2C信息解析其对应的 1层、 2层… 8层数据流。每一层数据流对应一个 DM S作为信道估计的导频。如本发明实施例一所述的方法，配对 UE 在现在已有的协议版本里可通过 DCI信息按照 SU-MIMO的模式正常识别其传输模式及已被配置的 DM S，或者在将来新的协议版本里 UE识别更新版本的传输模式以及被指示的不同的 DM S。

向对于现有技术的预编码算法而言，本发明实施例优化预编码算法，将多层数据流功率重新分配，不但很好的保护了多数据流可能造成的功率溢出问题、保护了预编码矩阵本身内在的各种属性（如正交性等），也将提高了频谱资源的利用率。

此外，在 Massive MIMO场景下，由于 Massive MIMO的大天线阵列可以灵活调用多组配对 UE，因此，本发明实施例的方法具有明显增益。此外， ePDCCH等非数据信道或者导频的预编码矩阵生成。

实施例二

本发明实施例二以 LTE系统基站侧阵列天线数为 64，基站侧所覆盖小区内的移动终端都是两天线接收，并且支持 3GPP LTE协议的 R9及以上版本为例，对本发明实施例一的实现透明 MU-MIMO传输的方法进行阐述。

如图 4所示，该方法包括以下几个步骤：步骤 401，利用信道互异性获取各个 UE的信道估计矩阵；这里，在 TDD-LTE系统中，基站侧利用信道互异性，获取各个 UE的信道估计矩阵；其中，所获取的信道估计矩阵包括基站侧对所有 UE上发的 SR 以进行信道估计，然后获取每个 UE的信道估计矩阵 Η」，其中 j表示第 j个 UE。

步骤 402，根据 UE信道估计矩阵进行 8UE配对，并配置每个配对 UE 的 DM S的功率，配置每个配对 UE的 DATA的功率；

这里，基站侧根据所有 UE的信道估计矩阵对所有 UE的信道质量进行评估，根据多 UE配对准则挑选出适合配对的 8个 UE (该 8个 UE同时支持传输模式 8 )，将它们进行配对，并对配对好的每个 UE配置好相应的 2 组码字，具体为：配对 UE为码字 1、码字 2，配对 UE为码字 3、码字 4，以此类推，配对 UE8为码字 15、 16;

每个配对 UE皆釆用导频 DM S的端口 Port7和 Port8进行空分时，即传输模式 8情况下，每个 UE生成两个码字，每个码字映射为一层数据流。其中，导频重配因子和数据重配因子的取指如表 1所示。

表 1

步骤 403，配置导频扰码标识；

这里，下行控制信息格式为 DCI format 2B, 各配对 UE的 DMRS位置相同，为端口 7和端口 8中，各配对 UE间通过 n_SCID生成不同的导频扰码序列对各自的 DMRS进行区分，分配情况如下：

a. M/2个 UE分配 n_SCID=0，该 M/2个 UE为：配对 UE1、配对 UE3、配对 UE5、配对 UE7;

b. M/2个 UE分配 n_SCID=l，该 M/2个 UE为：配对 UE2、配对 UE4、配对 UE6、配对 UE8。

步骤 404，根据各配对 UE信道估计矩阵联合生成波束赋形权值；具体的，将配对 UE 的信道估计矩阵联合构建整个系统信道估计矩阵 H。对整个系统信道估计矩阵进行 MU-MIMO预编码算法权值 W的计算，其中，可用迫零算法，通过计算信道估计矩阵的逆或伪逆作为赋形权值。

W = H^ = H^H(HH^{H 1}

步骤 405，将各个配对 UE的 DM S、数据进行波束赋形和资源映射，生成待发送数据并发送；

具体的，在得到波束赋形权值 W后，可根据 W对配对 UE的 DM S、数据进行预编码操作，将天线域的信号转换为波束域的信号进行处理，实现波束赋形，并将每层数据流上的发送至多 UE的导频和数据在相同的时频资源上累加，以生成待发送数据同时发出。

实施例三

本发明实施例三以 LTE系统基站侧阵列天线数为 256，基站侧所覆盖小区内的移动终端都是两天线接收，并且支持 3GPP LTE协议的 R10及以上版本为例，对本发明实施例一的实现透明 MU-MIMO传输的方法进行阐述。

如图 5所示，该方法包括以下几个步骤：

步骤 501，利用信道互异性获取各个 UE的信道估计矩阵；

这里，在 TDD-LTE系统中，基站侧利用信道互异性，获取各个 UE的信道估计矩阵；其中，所获取的信道估计矩阵包括基站侧对所有 UE上发的 SR 以进行信道估计，然后获取每个 UE的信道估计矩阵 Η」，其中 j表示第 UE;

步骤 502，根据 UE信道估计矩阵进行 8UE配对，并配置每个配对 UE 的 DM S的功率，配置每个配对 UE的 DATA的功率；这里，基站侧根据所有 UE的信道估计矩阵对所有 UE的信道质量进行评估，根据多 UE配对准则挑选出适合配对的 8个 UE (该 8个 UE同时支持传输模式 9 )，将它们进行配对，并对配对好的每个 UE配置好相应的 2 组码字；每个配对 UE釆用 DM S的端口 Port7、 Port8和 Port9 ~ Portl4进行空分时进行空分时，即传输模式 9情况下，每个 UE生成两个码字，每个码字根据信道质量映射为多层数据流，其中，映射的数据流的层数最多为四层。

此时， DCI格式为 DCI format 2C, 各个配对 UE的 DM S在 Port7、 Port8、 Portl l和 Portl3的位置相同，在 Port9、 Portl0、 Portl2和 Portl4的位置相同。同时，导频重配因子和数据重配因子的取指如表 2所示。

表 2

步骤 503，根据各配对 UE信道估计矩阵联合生成波束赋形权值;

具体的，将配对 UE 的信道估计矩阵联合构建整个系统信道估计矩阵 Η。对整个系统信道估计矩阵进行 MU-MIMO预编码算法权值 W的计算；这里，预编码算法权值 W即为波束赋形权值 W,使用 ZF算法或 MMSE算法计算波束赋形权值 W。

迫零算法：

通过 zHt z H^HH )-¹计算信道估计矩阵的逆或伪逆作为波束赋形权值。

MMSE算法：

通过 = 0¾^ ¹计算波束赋形权值，其中⁵为噪信比。

在使用 ZF算法时，若信道本身的噪声很大，则在加入波束赋形权值后有可能会放大噪声而消弱一些有用信号，影响系统性能。因此，通过 MMSE 算法保留一些残余的噪声，减小对有用信号的消弱，使得接收信号与发射信号之间均方误差最小，从而有效克服了信道本身噪声比较大的问题。

步骤 504，通过功率归一化得到预编码矩阵；

其中，为矩阵 W第 k行第 1列对应的参数； K为基站侧天线数； L=MN，为所有配对 UE接收数据的总天线数。

步骤 505，将各个配对 UE的 DM S、数据进行波束赋形和资源映射，生成待发送数据并发送；

具体的，在得到波束赋形权值 W'后，可根据 W对配对 UE的 DM S、数据进行预编码操作，将天线域的信号转换为波束域的信号进行处理，实现波束赋形，并将每层数据流上的发送至多 UE的导频和数据在相同的时频资源上累加，以生成待发送数据同时发出。

实施例四

本发明实施例四提供一种实现透明 MU-MIMO传输的装置 600，如图 6 所示，装置 600包括：信道估计模块 601、波束赋形模块 602; 其中，

信道估计模块 601，配置为根据 UE的信道估计矩阵对至少两个 UE进行配对，配置每个配对 UE的 DM S的功率，配置每个配对 UE的数据 DATA 的功率；波束赋形模块 602，配置为根据每个配对 UE的信道估计矩阵联合生成波束赋形权值，并根据所述 DM S的功率、所述 DATA的功率、所述波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号。

信道估计模块 601，包括：配对子模块 611、功率配置子模块 612; 其中，

配对子模块 611，配置为根据 UE的信道估计矩阵对至少两个 UE进行配对；

功率配置子模块 612，配置为根据小区导频 CRS所占的每个 RE的功率确定 DMRS所占的每个 RE的总功率，进一步根据导频重配因子;确定每个配对 UE分配的 DMRS功率。

功率配置子模块 612，还配置为根据所述小区导频 CRS所占的每个资源粒子 RE的功率确定 DATA所占的每个 RE的总功率，进一步根据数据重配因子确定每个配对 UE分配的 DATA功率。

波束赋形模块 602，还配置为根据所述波束赋形权值计算修正波束赋形权值，根据所述 DMRS的功率、所述 DATA的功率、所述修正波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号；

具体的，波束赋形模块 602根据所述波束赋形权值计算修正波束赋形权值的方法包括以下两种：

1 )、归一化：将所述波束赋形权值进行归一化得到所述修正波束赋形权值；根据 w ' = 对波束赋形权值进行归一化得到修正波束赋

1，/:1

形权值；其中， W为波束赋形权值， W'为修正波束赋形权值；其中， W^kJ为矩阵 W第 k行第 1列对应的参数； K为基站侧天线数； L=MN，为所有配对 UE接收数据的总天线数， M为配对 UE的数量， N为配对用户的数据流的层数；

2 )、线性缩放：将所述波束赋形权值以线性因子进行线性缩放得

到爹正波束赋形权值；

根据 W ' = = 对波束赋形权值进行线性缩放得到修正波束赋形权值。

VMV

在实际应用中，如图 7所示，在信号发送侧，基站 NodeB将 K个 UE 进行配对，每个配对 UE 配置的 DM S 分别为 DM S^ DM S₂

DM SK, 每个配对 UE将其对应的信道估计矩阵计算波束赋形权值并进行波束赋形，将生成的待发送信号通过 NodeB的多天线发送出去，同时发送给 K个 UE; 在信号接收侧， UE UE₂ UE_K将接收到的信号根据不同的 DM S进行解调，从而区分出不同的配对 UE，并由配对 UE自身识别出对应的接收信号；其中，信道估计矩阵的获取包括：基站侧对所有配对 UE 同过下行信道估计上发的 SRSj进行信道估计，之后经过上行信道估计获取每个 UE的信道估计矩阵 Hj，其中 j表示第 j个 UE，从而在不改变协议，不改变信令流程，不改变 UE接收解调流程的前提下，通过优化基站侧的系统架构及预编码方法以透明的方式向配对的多 UE 进行多码字对应的多层流数据同时发送，使得系统吞吐量明显增减，提高系统的频谱资源利用率。

在实际应用中，本发明提供的装置可作为一个单独的系统，还可以是在现有的网元设备如基站中增加完成不同功能的逻辑单元。

当在基站中增加逻辑单元时，信道估计模块 601、配对子模块 511、功率配置子模块 612 以及波束赋形模块 602 可由位于基站中的中央处理器 ( CPU, Central Processing Unit )、数字信号处理器（DSP， Digital Signal Processor ),或可编程门阵列（ FPGA， Field Programmable Gate Array )实现。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围工业实用性

本发明实施例提供的实现透明 MU-MIMO传输的方法及装置，根据 UE 的信道估计矩阵对至少两个 UE进行配对，配置每个配对 UE的 DM S的功率，配置每个配对 UE的数据 DATA的功率；根据每个配对 UE的信道估计矩阵联合生成波束赋形权值，并根据所述 DM S的功率、所述 DATA的功率、所述波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号，从而在不改变协议，不改变信令流程，不改变 UE接收解调流程的前提下，通过优化基站侧的系统架构及预编码方法以透明的方式向配对的多 UE 进行多码字对应的多层流数据同时发送，使得系统吞吐量明显增减，提高系统的频谱资源利用率。

Claims

权利要求书

1、一种实现透明多用户多输入多输出传输的方法，所述方法包括：根据用户终端 UE的信道估计矩阵对至少两个 UE进行配对，配置每个配对 UE的解调导频信号 DM S的功率，配置每个配对 UE的数据 DATA 的功率；

根据每个配对 UE的信道估计矩阵联合生成波束赋形权值，并根据所述 DM S的功率、所述 DATA的功率、所述波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号。

2、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述配置每个配对 UE的 DMRS 的功率包括：

根据小区导频 CRS所占的每个资源粒子 RE的功率确定 DMRS所占的每个 RE的总功率，

进一步根据导频重配因子确定每个配对 UE分配的 DMRS的功率。

3、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述配置每个配对 UE的 DATA 的功率包括：

根据小区导频 CRS所占的每个资源粒子 RE的功率确定 DATA所占的每个 RE的总功率，

进一步根据数据重配因子确定每个配对 UE分配的 DATA的功率。

4、根据权利要求 1所述的方法，其中，所述根据每个配对 UE的信道估计矩阵联合生成波束赋形权值还包括：

根据所述波束赋形权值得到修正波束赋形权值；

相应的，根据所述 DMRS的功率、所述 DATA的功率、所述修正波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号。

5、根据权利要求 4所述的方法，其中，根据所述波束赋形权值得到修正波束赋形权值包括：将所述波束赋形权值进行归一化得到所述修正波束赋形权值。

6、根据权利要求 4所述的方法，其中，根据所述波束赋形权值得到修正波束赋形权值包括：将所述波束赋形权值以线性因子进行线性缩放得到所述修正波束赋形权值。

7、一种实现透明多用户多输入多输出传输的装置，所述装置包括：信道估计模块、波束赋形模块；其中，

所述信道估计模块，配置为才艮据用户终端 UE的信道估计矩阵对至少两个 UE进行配对，配置每个配对 UE的解调导频信号 DM S的功率，配置每个配对 UE的数据 DATA的功率；

所述波束赋形模块，配置为根据每个配对 UE的信道估计矩阵联合生成波束赋形权值，并根据所述 DM S的功率、所述 DATA的功率、所述波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号。

8、根据权利要求 7所述的装置，其中，所述信道估计模块，包括：配对子模块、功率配置子模块；其中，

所述配对子模块，配置为根据 UE的信道估计矩阵对至少两个 UE进行配对；

所述功率配置子模块，配置为根据小区导频 CRS所占的每个资源粒子 RE的功率确定 DMRS所占的每个 RE的总功率，进一步根据导频重配因子确定每个配对 UE分配的 DMRS的功率。

9、根据权利要求 7所述的装置，其中，所述功率配置子模块，配置为根据所述小区导频 CRS所占的每个资源粒子 RE的功率确定 DATA所占的每个 RE的总功率，进一步根据数据重配因子确定每个配对 UE分配的 DATA 的功率。

10、根据权利要求 7 所述的装置，其中，所述波束赋形模块，还配置为根据所述波束赋形权值计算修正波束赋形权值，根据所述 DMRS的功率、所述 DATA的功率、所述修正波束赋形权值进行波束赋形生成待发送信号。

11、根据权利要求 10所述的装置，其中，所述波束赋形模块，还配置为将所述波束赋形权值进行归一化得到所述修正波束赋形权值。

12、根据权利要求 10所述的装置，其中，所述波束赋形模块，还配置为将所述波束赋形权值以线性因子进行线性缩放得到所述修正波束赋形权值。