專利名稱：多小區(qū)mimo無線通信網(wǎng)絡(luò)中消除小區(qū)間干擾的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及基于多小區(qū)協(xié)作的單基站多天線處理的無線通信網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
IEEE820.16m和3GPP LTE+等標(biāo)準(zhǔn)的演進旨在獲得更高的平均扇區(qū)吞吐量以及小區(qū)邊緣的用戶吞吐量。這些目標(biāo)在系統(tǒng)性能高度受到小區(qū)間干擾限制的低頻重用系統(tǒng)中特別受到挑戰(zhàn)。許多用于解決小區(qū)間干擾問題的技術(shù)已經(jīng)在IEEE820.16m和3GPP LTE+標(biāo)準(zhǔn)中得以廣泛的討論。在這些技術(shù)中，干擾消除技術(shù)(interference nulling)由于其具有簡單，對當(dāng)前系統(tǒng)影響微小，低開銷，以及能夠在不犧牲平均扇區(qū)吞吐量的情況下增加小區(qū)邊緣吞吐量等優(yōu)勢而成為目前最有前景的選擇之一。
干擾消除技術(shù)的基本原理是利用基站的額外空間自由度來消除其對鄰近小區(qū)的干擾。以下將參照圖1簡要介紹干擾消除技術(shù)的原理。圖1示出的基于多小區(qū)協(xié)作的單基站多天線處理的無線通信網(wǎng)絡(luò)中包括2個基站和2個移動終端，分別為基站11’，基站12’，移動終端21’和移動終端22’。
對于基站11’，移動終端21’為其的被服務(wù)移動終端，移動終端22’為其的受干擾移動終端，對于基站12’，移動終端22’為其的被服務(wù)移動終端，移動終端21’為其的受干擾移動終端；對于移動終端21’，基站11’為其的服務(wù)基站，基站12’為其的干擾基站；對于移動終端22’，基站12’為其的服務(wù)基站，基站11’為其的干擾基站。
盡管圖中只示出了兩個小區(qū)，分別為基站11’所屬的小區(qū)和基站12’所屬的小區(qū)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，在具體應(yīng)用中，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)可包括多個小區(qū)。假定每個基站分別包括4根發(fā)射天線，每個移動終端分別包括2根接收天線。以下以基站11’為例進行說明，移動終端21’歸屬于基站11’，基站11’在為移動終端21’提供服務(wù)的同時，消除其對移動終端22’的干擾。
許多不同的準(zhǔn)則可用于干擾消除技術(shù)中，此處我們僅以基于迫零準(zhǔn)則的干擾消除技術(shù)為例進行說明。我們將基站11’與移動終端21’之間的信道矩陣定義為H1，1，基站11’與移動終端22’之間的信道矩陣定義為H2，1，基站12’與移動終端22’之間的信道矩陣定義為H2，2，以及基站12’與移動終端21’之間的信道矩陣定義為H1，2?；谄攘銣?zhǔn)則，基站11’所使用的預(yù)編碼矩陣W1和基站12’所使用的預(yù)編碼矩陣W2應(yīng)滿足以下條件 H2，1W1＝0以及H1，2W2＝0 一旦滿足上述條件，來自基站11’的信號將不會對移動終端22’造成干擾，來自基站12’的信號將不會對移動終端21’造成干擾。
以W1為例，為了滿足上述條件，預(yù)編碼矩陣W1可通過以下步驟生成 首先，服務(wù)基站11’對H2，1進行奇異值分解(singular valuedecomposition，SVD)，如下 其中，
是H2，1的零空間的基。
然后，服務(wù)基站11’對H1，1
進行奇異值分解，如下 其中，V1是H1，1
的信號空間的基。
最后，服務(wù)基站11通過下式計算預(yù)編碼矩陣W1 其中，V1(，1s1)為由V1的第1列至第S1列組成的矩陣，S1表示服務(wù)基站11’發(fā)送給被服務(wù)移動終端21’數(shù)據(jù)流的個數(shù)。
預(yù)編碼矩陣W2也可以通過上述相同的原理生成，為了簡明起見，在此不作贅述。
從以上描述可知，盡管基站11’所屬小區(qū)的鄰近小區(qū)能夠獲得干擾減少的增益，但基站11’為了消除其對移動終端22’的干擾，通過將基站11’的可用空間投影到H2，1的零空間，從而使得用于為移動終端21’發(fā)送信號的可用信號空間從一個4×4空間(由H1，1的右奇異向量張成的空間)減少到2×2空間(由H1，1
的右奇異向量張成的空間)?？捎眯盘柨臻g的減少導(dǎo)致移動終端21’的分集增益減少，從而導(dǎo)致性能的損失。
具體的，由于移動終端22’有兩根接收天線，這將導(dǎo)致基站11’花費2個空間自由度來消除對其的干擾，從而只剩下2個空間自由度用于與移動終端21’之間的信號傳輸。基站11’用于信號傳輸?shù)目臻g自由度的減少將導(dǎo)致移動終端21’的性能變壞。在某些情形下，信號空間度的減少而造成的吞吐量損失會大于鄰近小區(qū)干擾減少而產(chǎn)生的吞吐量增益，從而使得系統(tǒng)總吞吐量的損失。
簡言之，基站11’消除其對移動終端22’的干擾是以移動終端21’的性能變差為代價的。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點，本發(fā)明提出了一種在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中用于消除小區(qū)間干擾的方法和裝置。具體的，服務(wù)基站首先發(fā)送下行參考信號至被服務(wù)移動終端和受干擾移動終端，被服務(wù)移動終端接收到來自服務(wù)基站的下行參考信號后，根據(jù)所接收的來自所述服務(wù)基站的下行參考信號，估算所述服務(wù)基站至本移動終端的下行物理信道傳輸矩陣，然后，根據(jù)所估算的所述服務(wù)基站至本移動終端的下行物理信道傳輸矩陣，選擇所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)；隨后，基于所估算的所述服務(wù)基站至本移動終端的下行物理信道傳輸矩陣以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)，生成濾波矩陣；接著，利用所述濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣對探測信號進行預(yù)編碼處理后，將經(jīng)濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的探測信號發(fā)送至所述服務(wù)基站和干擾基站。服務(wù)基站接收到來自所述被服務(wù)移動終端的經(jīng)濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的探測信號和來自所述受干擾移動終端的經(jīng)濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的探測信號后；根據(jù)所接收的來自所述被服務(wù)移動終端的經(jīng)濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的探測信號，估算本基站至所述被服務(wù)移動終端的下行等效信道傳輸矩陣，以及根據(jù)所接收的來自所述受干擾移動終端的經(jīng)濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的探測信號，估算本基站至所述受干擾移動終端的下行等效信道傳輸矩陣；然后，根據(jù)所估算的本基站至所述被服務(wù)移動終端的下行等效信道傳輸矩陣和所估算的本基站至所述受干擾移動終端的下行等效信道傳輸矩陣，并基于預(yù)定準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣；接著，利用所生成的預(yù)編碼矩陣對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼處理后發(fā)送至所述被服務(wù)移動終端。被服務(wù)移動終端接收來自所述服務(wù)基站的經(jīng)預(yù)編碼矩陣預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)的基站中用于消除小區(qū)間干擾的方法，其中，包括以下步驟a.發(fā)送下行參考信號至被服務(wù)移動終端和至少一個受干擾移動終端；b.接收來自所述被服務(wù)移動終端的經(jīng)第一濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的第一探測信號；并且接收來自所述至少一個受干擾移動終端的分別經(jīng)各自的濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的至少一個其他的探測信號；c.根據(jù)所述第一探測信號，估算本基站至所述被服務(wù)移動終端的第一下行等效信道傳輸矩陣；以及根據(jù)所述至少一個其他的探測信號，分別估算本基站至所述至少一個受干擾移動終端的至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣；d.根據(jù)所述第一下行等效信道傳輸矩陣和所述至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣，并基于預(yù)定準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣；e.發(fā)送利用所生成的預(yù)編碼矩陣進行預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號至所述被服務(wù)移動終端。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)的移動終端中用于輔助服務(wù)基站消除小區(qū)間干擾的方法，其中，包括以下步驟I.接收來自服務(wù)基站的第一下行參考信號；II.根據(jù)所述第一下行參考信號，估算所述服務(wù)基站至本移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣；III.根據(jù)所述第一下行物理信道傳輸矩陣，選擇所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)；IV.基于所述第一下行物理信道傳輸矩陣以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)，生成濾波矩陣；V.將經(jīng)所述濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的探測信號發(fā)送至所述服務(wù)基站和至少一個干擾基站；VI.接收來自所述服務(wù)基站的經(jīng)預(yù)編碼矩陣預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)的基站中用于消除小區(qū)間干擾的干擾消除裝置，其中，包括第一發(fā)送裝置，用于發(fā)送下行參考信號至被服務(wù)移動終端和至少一個受干擾移動終端；第一接收裝置，用于接收來自所述被服務(wù)移動終端的經(jīng)第一濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的第一探測信號；并且接收來自所述至少一個受干擾移動終端的分別經(jīng)各自的濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的至少一個其他的探測信號；第一估算裝置，用于根據(jù)所述第一探測信號，估算本基站至所述被服務(wù)移動終端的第一下行等效信道傳輸矩陣；以及根據(jù)所述至少一個其他的探測信號，分別估算本基站至所述至少一個受干擾移動終端的至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣；第一生成裝置，用于根據(jù)所述第一下行等效信道傳輸矩陣和所述至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣，并基于預(yù)定準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣；第二發(fā)送裝置，用于發(fā)送利用所生成的預(yù)編碼矩陣進行預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號至所述被服務(wù)移動終端。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)的移動終端中用于輔助服務(wù)基站消除小區(qū)間干擾的輔助干擾消除裝置，其中，包括第二接收裝置，用于接收來自服務(wù)基站的第一下行參考信號；第二估算裝置，用于根據(jù)所述第一下行參考信號，估算所述服務(wù)基站至本移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣；第一選擇裝置，用于根據(jù)所述第一下行物理信道傳輸矩陣，選擇所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)；第二生成裝置，用于基于所述第一下行物理信道傳輸矩陣以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)，生成濾波矩陣；第三發(fā)送裝置，用于將經(jīng)所述濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的探測信號發(fā)送至所述服務(wù)基站和至少一個干擾基站；第三接收裝置，用于接收來自所述服務(wù)基站的經(jīng)預(yù)編碼矩陣預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
在本發(fā)明中，如果選擇服務(wù)基站發(fā)送至被服務(wù)移動終端的數(shù)據(jù)流的個數(shù)小于被服務(wù)移動終端的接收天線的個數(shù)，那么可以通過在被服務(wù)移動終端處使用一個合適的濾波矩陣而將服務(wù)基站與被服務(wù)移動終端之間的傳輸信道轉(zhuǎn)化為包括較少虛擬接收天線個數(shù)(等于服務(wù)基站發(fā)送給被服務(wù)移動終端的數(shù)據(jù)流的個數(shù))的等效信道。通過選擇合適的濾波矩陣，等效信道與物理信道相比不會帶來任何性能損失。由于等效信道與物理信道相比具有相同的發(fā)射天線個數(shù)和較少的接收天線個數(shù)，因此，它的零空間比物理信道的零空間具有更大的維數(shù)?；诖耍瑢Φ刃诺肋M行干擾消除比對物理信道進行干擾消除將帶來更大的信號空間，從而使得被服務(wù)移動終端的性能損失減少。而且所增加的計算量是非常微小的。
同時，本發(fā)明的技術(shù)方案能夠減少探測信號的開銷，并且不需要任何額外的信令開銷。
通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更加明顯 圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中使用干擾消除技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D； 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中用于消除小區(qū)間干擾的方法流程圖； 圖3示出了采用本發(fā)明的小區(qū)間干擾消除技術(shù)與采用現(xiàn)有技術(shù)的小區(qū)間干擾消除技術(shù)的仿真效果圖； 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)的基站中用于消除小區(qū)間干擾的干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)框圖；以及 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)的移動終端中用于輔助基站消除小區(qū)間干擾的輔助干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
附圖中，相同或者相似的附圖標(biāo)識代表相同或者相似的部件。
具體實施例方式 為了下文描述的簡明起見，在此先對以下術(shù)語進行定義 工作在干擾消除模式下的基站如果一個基站在需要為歸屬于它的移動終端提供服務(wù)的同時還需要消除對歸屬于臨近小區(qū)的另一個移動終端的干擾，那么該基站被稱作工作在干擾消除模式下。
工作在干擾消除模式下的移動終端如果一個移動終端需要臨近小區(qū)的基站消除對其的干擾，那么該移動終端被稱作工作在干擾消除模式下。
服務(wù)基站如果一個移動終端從一個基站處接收數(shù)據(jù)，那么該基站被稱作該移動終端的服務(wù)基站。
被服務(wù)移動終端如果一個移動終端從一個基站處接收數(shù)據(jù)，那么該移動終端被稱作該基站的被服務(wù)移動終端。
干擾基站如果一個基站要消除對一個移動終端的干擾，那么該基站被稱作該移動終端的干擾基站。
受干擾移動終端如果一個基站要消除對一個移動終端的干擾，那么該移動終端被稱作該基站的受干擾移動終端。
以下參照附圖來對本發(fā)明進行詳細(xì)描述 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中用于消除小區(qū)間干擾的方法流程圖。
圖2將以兩個小區(qū)為例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細(xì)描述。盡管圖2中僅以兩個小區(qū)的MIMO無線通信網(wǎng)絡(luò)為例，但下文中我們將會給出適用于任多個小區(qū)的通式，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)該些通式同樣可以不經(jīng)創(chuàng)造性勞動地將本發(fā)明應(yīng)用于兩個以上小區(qū)的MIMO無線通信網(wǎng)絡(luò)。
進一步的，圖2所涉及的通信網(wǎng)絡(luò)是基于多小區(qū)協(xié)作的單基站多天線處理的MIMO無線通信網(wǎng)絡(luò)。
具體的，圖2涉及的基于兩個小區(qū)的MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中包括基站11和歸屬于該基站11的移動終端21，以及基站12和歸屬于該基站12的移動終端22。
對于基站11，移動終端21為其的被服務(wù)移動終端，移動終端22為其的受干擾移動終端，對于基站12，移動終端22為其的被服務(wù)移動終端，移動終端21為其的受干擾移動終端；對于移動終端21，基站11為其的服務(wù)基站，基站12為其的干擾基站；對于移動終端22，基站12為其的服務(wù)基站，基站11為其的干擾基站。
下文中，我們以基站11和基站12各包括4根發(fā)射天線，移動終端21和移動終端22各包括2根接收天線為例進行說明。需要說明的是，在具體應(yīng)用中，基站11和基站12可以包括任多根發(fā)射天線，移動終端21和移動終端22可以包括任多根接收天線，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解的，在此不作贅述。
下文中將分別以基站11基于迫零準(zhǔn)則消除其對移動終端22的干擾，基站12基于迫零準(zhǔn)則消除其對移動終端21的干擾為例進行說明，以及以基站11基于最小均方誤差準(zhǔn)則消除其對移動終端22的干擾，基站12基于最小均方誤差準(zhǔn)則消除其對移動終端21的干擾為例進行說明。
1)基于迫零準(zhǔn)則 首先，在步驟S1中，基站11發(fā)送第一下行參考信號至移動終端21和移動終端22。其中，移動終端21為基站11的被服務(wù)移動終端，移動終端22為基站11的受干擾移動終端。
該第一下行參考信號可以是公共導(dǎo)頻信號也可以是訓(xùn)練序列。
其次，在步驟S2中，移動終端21接收來自基站11的第一下行參考信號；在步驟S2’中，移動終端22接收來自基站11的第一下行參考信號。
其中，基站11是移動終端21的服務(wù)基站，同時是移動終端22的干擾基站。
需要說明的是，步驟S2和步驟S2’之間并沒有必然的先后順序。
隨后，在步驟S3中，移動終端21根據(jù)該第一下行參考信號，估算基站11至本移動終端21的第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1。
接著，在步驟S4中，移動終端21根據(jù)第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，選擇基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S1。
具體的，移動終端21根據(jù)該第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，分別計算信道容量C1，C2。
其中，C1為基站11發(fā)送1個數(shù)據(jù)流至移動終端21的信道容量，C2為基站11發(fā)送2個數(shù)據(jù)流至本移動終端21的信道容量。
信道容量C1可以通過下列公式計算 其中，μ1表示H1，1的最大特征值，P表示總發(fā)送功率，σ2表示移動終端21所受到的干擾加噪聲功率。
信道容量C2可以通過下列公式計算 C2＝log2(1+μ1P/(2σ2))+log2(1+μ2P/(2σ2)) 其中，μ1和μ2表示H1，1的最大特征值和第二大特征值。
當(dāng)移動終端21計算出信道容量C1，C2后，其從信道容量C1，C2中選擇一個信道容量最大值。
如果C1≥C2，那么，移動終端21確定基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為1。
如果C1＜C2，那么，移動終端21將(C2-C1)/C2的比值與一預(yù)定門限值CThred進行比較；如果(C2-C1)/C2≥CThred，則確定基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為2；如果(C2-C1)/C2＜CThred，則確定基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為1。
優(yōu)選地，CThred的取值為0≤CThred＜1。
需要說明的是，由于在本實施例中，我們假定移動終端21有2根接收天線，基站11有4根發(fā)送天線，而且不同天線之間的空間相關(guān)性為0，因此，基站11和移動終端21之間的第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1的秩為2，基站11可以發(fā)送1個數(shù)據(jù)流或者發(fā)送2個數(shù)據(jù)流給移動終端21，從而，移動終端21只需分別計算信道容量C1，C2。在具體應(yīng)用中，如果移動終端21和基站11之間的第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1的秩為M，那么，基站11可以分別發(fā)送1，2，…或M個數(shù)據(jù)流給移動終端21，從而，移動終端21需要分別計算信道容量C1，C2，…，CM。
具體的，當(dāng)移動終端21根據(jù)第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，分別計算M個信道容量C1，C2，…，CM后，移動終端21從所述M個信道容量C1，C2，…，CM中選擇一個信道容量最大值CK。
然后，移動終端21判斷信道容量最大值CK所對應(yīng)的K是否等于1；如果所述K＝1，移動終端21確定基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為1；如果所述K≠1，初始化x＝1，并執(zhí)行以下步驟 首先，移動終端21判斷(CK-CK-x)/CK是否小于預(yù)定門限值CThred；如果(CK-CK-x)/CK≥CThred，則確定基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為K-(x-1)；如果(CK-CK-x)/CK＜CThred，則執(zhí)行x＝x+1；并判斷K-x是否大于0；如果K-x＞0，則重復(fù)步驟上述判斷(CK-CK-x)/CK是否小于預(yù)定門限值CThred的步驟；如果K-x≤0，確定基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為1。
繼而，在步驟S5中，移動終端21基于第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)，生成第一濾波矩陣R1。
具體的，第一濾波矩陣可通過如下公式生成 R1＝U1(，1S1)H/||U1(，1S1)H|| 其中，U1(，1S1)H表示由U1的第1列至第S1列組成的矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，S1表示移動終端21所選擇的基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
其中，U1通過對所述第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1進行奇異值分解
來獲取。
然后，進入步驟S6中，移動終端21利用所生成的第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H對待發(fā)送的第一探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號分別發(fā)送至基站11和基站12。
其中，基站11是移動終端21的服務(wù)基站，基站12是移動終端21的干擾基站。
進一步的，移動終端21在指定的上行子帶的指定的子載波上以及在指定的OFDM符號上發(fā)送經(jīng)R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號至基站11和基站12。
需要說明的是，在本實施例中，我們主要從基站11角度對本發(fā)明進行說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，在基站11與移動終端21和移動終端22進行交互的同時，基站12與移動終端21和移動終端22也在進行交互。
具體的，首先，基站12發(fā)送第二下行參考信號至移動終端22和移動終端21。其中，移動終端22為基站12的被服務(wù)移動終端，移動終端21為基站12的受干擾移動終端。
然后，移動終端22根據(jù)來自基站12的第二下行參考信號，估算基站12至本移動終端22的第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2。
接著，移動終端22根據(jù)第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2，選擇基站12發(fā)送給本移動終端22的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S2。
隨后，移動終端22基于第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S2，生成第二濾波矩陣R2。
繼而，移動終端22利用所生成的第二濾波矩陣R2的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R2H對待發(fā)送的第二探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)R2H預(yù)編碼處理后的第二探測信號分別發(fā)送至基站11和基站12。
其中，基站11是移動終端22的干擾基站，基站12是移動終端22的服務(wù)基站。
移動終端21發(fā)送的第一探測信號和移動終端22發(fā)送的第二探測信號應(yīng)該相互正交，具體的，移動終端21和移動終端22可以FDM/TDM/CDM的方式發(fā)送第一探測信號和第二探測信號至服務(wù)基站。
然后，在步驟S7中，基站11接收來自移動終端21的經(jīng)第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號，并且接收來自移動終端22的經(jīng)第二濾波矩陣R2的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R2H預(yù)編碼處理后的第二探測信號。
同樣的，基站12同樣也接收來自移動終端21的經(jīng)第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號，并且接收來自移動終端22的經(jīng)第二濾波矩陣R2的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R2H預(yù)編碼處理后的第二探測信號。
接著，進入步驟S8中，基站11根據(jù)所接收到的第一探測信號，估算本基站11至移動終端21的第一下行等效信道傳輸矩陣
以及根據(jù)所接收到的第二探測信號，估算本基站11至移動終端22的第二下行等效信道傳輸矩陣
同樣的，基站12根據(jù)所接收到的第二探測信號，估算本基站12至移動終端22的第三下行等效信道傳輸矩陣
以及根據(jù)所接收到的第一探測信號，估算本基站12至移動終端21的第四下行等效信道傳輸矩陣
需要說明的是，在TDD系統(tǒng)中，通常認(rèn)為上下行信道之間存在互易性，因此，上行信道傳輸矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣可以等同于下行信道傳輸矩陣。
進一步的，基站11估算的第一下行等效信道傳輸矩陣
第二下行等效信道傳輸矩陣
同樣的，基站12估算的第三下行等效信道傳輸矩陣
第四下行等效信道傳輸矩陣
基站11估算出第一下行等效信道傳輸矩陣
和第二下行等效信道傳輸矩陣
后，進入步驟S9中，根據(jù)該第一下行等效信道傳輸矩陣
和第二下行等效信道傳輸矩陣
并基于迫零準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣W1。
同樣的，基站12估算出第三下行等效信道傳輸矩陣
和第四下行等效信道傳輸矩陣
后，根據(jù)該第三下行等效信道傳輸矩陣
和第四下行等效信道傳輸矩陣
并基于迫零準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣W2。
具體的，基于迫零準(zhǔn)則，W1和W2應(yīng)該滿足以下條件 和 以下我們僅以如何生成預(yù)編碼矩陣W1為例進行分析。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)以下對生成預(yù)編碼矩陣W1的分析，可以很容易地獲知如何生成預(yù)編碼矩陣W2。
具體的，基站11首先對
進行奇異值分解，如下 其中，
是
的零空間的基。
然后，基站11對
進行奇異值分解，如下 其中，
是
的信號空間的基。
最后，預(yù)編碼矩陣W1通過下式計算 其中，
表示由V1的第1列至第S1列組成的矩陣，S1為移動終端21所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
基站11生成了預(yù)編碼矩陣W1后，進入步驟S10中，基站11利用該預(yù)編碼矩陣W1對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號發(fā)送至移動終端21。
同樣的，基站12生成了預(yù)編碼矩陣W2后，利用該預(yù)編碼矩陣W2對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號發(fā)送至移動終端22。
最后，在步驟S 11中，移動終端21接收來自基站11的經(jīng)預(yù)編碼矩陣W1預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
同樣的，移動終端22接收來自基站12的經(jīng)預(yù)編碼矩陣W2預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
具體的，假設(shè)基站11發(fā)送的待發(fā)送信號為X1，基站12發(fā)送的待發(fā)送信號為X2，那么，移動終端21接收到的信號為Y1＝H1，1W1X1P+H1，2W2X2P+n1。
然后，移動終端21用第一濾波矩陣R1乘以接收到的信號Y1，得到信號
最后，移動終端21對信號R1Y1進行最大似然檢測或硬判決，以還原基站11發(fā)送的信號X1。
當(dāng)然，移動終端21還可以通過其他方式還原基站11發(fā)送的信號，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解的，在此不作贅述。
同樣的，移動終端22接收到的信號為Y2＝H2，2W2X2P+H2，1W1X1P+n2。
然后，移動終端22用第二濾波矩陣R2乘以接收的信號Y2，得到信號
最后，移動終端22對信號R2Y2進行最大似然檢測或硬判決，以還原基站12發(fā)送的信號X2。
以上是針對兩個小區(qū)的MIMO通信系統(tǒng)中小區(qū)間干擾消除的方法，以下將給出適用于多個小區(qū)的MIMO通信系統(tǒng)的小區(qū)干擾消除的方法。
首先，基站發(fā)送第一下行參考信號至被服務(wù)移動終端和至少一個受干擾移動終端。該第一下行參考信號可以是公共導(dǎo)頻信號也可以是訓(xùn)練序列。其中，該基站是被服務(wù)移動終端的服務(wù)基站，同時是受干擾移動終端的干擾基站。
其次，被服務(wù)移動終端接收來自該基站的第一下行參考信號；并且，至少一個受干擾移動終端也分別接收來自該基站的第一下行參考信號。
隨后，被服務(wù)移動終端根據(jù)該第一下行參考信號，估算該基站至本被服務(wù)移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j。其他至少一個受干擾移動終端分別根據(jù)該第一下行參考信號，估算該基站至其的各個下行物理信道傳輸矩陣為Hi，j 需要說明的是，此處，為了便于描述，我們假設(shè)該基站至被服務(wù)移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣為Hj，j，該基站至其他至少一個被干擾移動終端的各個下行物理信道傳輸矩陣為Hi，j，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)。
接著，被服務(wù)移動終端根據(jù)第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j，選擇該基站發(fā)送給本被服務(wù)移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)Sj。
流數(shù)Sj的選擇方式在上述兩個小區(qū)MIMO通信網(wǎng)絡(luò)中已作出了詳細(xì)描述，此處，為了簡明起見，不作贅述。
繼而，被服務(wù)移動終端基于第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)Sj，生成第一濾波矩陣Rj。
被服務(wù)移動終端可通過如下公式生成濾波矩陣 Rj＝Uj(，1Sj)H/||Uj(，1Sj)H|| 其中，Uj(，1Sj)H表示由Uj的第1列至第Sj列組成的矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，Sj表示本被服務(wù)移動終端所選擇的該基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
其中，Uj通過對第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j進行奇異值分解
來獲取。
同樣的，至少一個受干擾移動終端也生成其各自的濾波矩陣Ri，其中，i≠j。
然后，被服務(wù)移動終端利用所生成的濾波矩陣Rj的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RjH對待發(fā)送的第一探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)RjH預(yù)編碼處理后的第一探測信號分別發(fā)送至該基站和至少一個干擾基站。
同樣的，至少一個受干擾移動終端利用其各自所生成的濾波矩陣Ri的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RiH分別對待發(fā)送的探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，各自將經(jīng)RiH預(yù)編碼處理后的探測信號分別發(fā)送至其服務(wù)基站和其他至少一個干擾基站。
隨后，該基站接收來自被服務(wù)移動終端的經(jīng)第一濾波矩陣Rj的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RjH預(yù)編碼處理后的第一探測信號，并且接收來自至少一個受干擾移動終端的經(jīng)其各自的濾波矩陣Ri的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RiH預(yù)編碼處理后的各個探測信號。其中，i≠j。
接著，該基站根據(jù)所接收到的來自被服務(wù)移動終端的經(jīng)第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號，估算本基站至被服務(wù)移動終端的第一下行等效信道傳輸矩陣
以及根據(jù)所接收到的來自至少一個受干擾移動終端的經(jīng)各自的濾波矩陣Ri的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RiH預(yù)編碼處理后的各個探測信號，估算本基站至所述至少一個受干擾移動終端的至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
需要說明的是，在TDD系統(tǒng)中，通常認(rèn)為上下行信道之間存在互易性，因此，上行信道傳輸矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣可以等同于下行信道傳輸矩陣。
進一步的，該基站估算的第一下行等效信道傳輸矩陣
至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
其中，Ri為所述至少一個受干擾移動終端中的每個受干擾移動終端所生成的濾波矩陣，Hi，j為本基站至所述至少一個受干擾移動終端的各個下行物理信道傳輸矩陣，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)。
該基站估算出第一下行等效信道傳輸矩陣
和至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
后，根據(jù)該第一下行等效信道傳輸矩陣
和至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
并基于迫零準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣Wj。
具體的，基于迫零準(zhǔn)則，Wj應(yīng)該滿足以下條件 其中，i≠j。具體的，定義
該基站首先對Γ進行奇異值分解，如下 其中，
是Γ的零空間的基。
然后，服務(wù)基站11對
進行奇異值分解，如下 其中，
是
的信號空間的基。
最后，預(yù)編碼矩陣Wj通過下式計算 其中，
表示由V1的第1列至第Sj列組成的矩陣，Sj為被服務(wù)移動終端所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
該基站生成了預(yù)編碼矩陣Wj后，利用該預(yù)編碼矩陣Wj對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號發(fā)送至被服務(wù)移動終端。
最后，被服務(wù)移動終端接收來自該基站的經(jīng)預(yù)編碼矩陣Wj預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
被服務(wù)移動終端還原接收到的來自該基站的經(jīng)預(yù)編碼矩陣Wj預(yù)編碼處理后的信號的方式在上述兩個小區(qū)MIMO通信網(wǎng)絡(luò)中已作出了詳細(xì)描述，此處，為了簡明起見，不作贅述。
2)基于最小均方誤差準(zhǔn)則 首先，基站11發(fā)送第一下行參考信號至移動終端21和移動終端22。其中，移動終端21為基站11的被服務(wù)移動終端，移動終端22為基站11的受干擾移動終端。
該第一下行參考信號可以是公共導(dǎo)頻信號也可以是訓(xùn)練序列。
同樣的，基站12發(fā)送第二下行參考信號至移動終端22和移動終端21。其中，移動終端22為基站12的被服務(wù)移動終端，移動終端21為基站12的受干擾移動終端。
基站11發(fā)送的第一下行參考信號和基站12發(fā)送的第二下行參考信號應(yīng)該相互正交。進一步的，基站11和基站12可通過FDM/TDM/CDM的方式發(fā)送第一下行參考信號和第二下行參考信號。
其次，移動終端21接收來自基站11的第一下行參考信號以及來自基站12的第二下行參考信號；移動終端22接收來自基站11的第一下行參考信號和來自基站12的第二下行參考信號。
其中，基站11是移動終端21的服務(wù)基站，同時是移動終端22的干擾基站；基站12是移動終端22的服務(wù)基站，同時是移動終端21的干擾基站。
隨后，移動終端21根據(jù)該第一下行參考信號，估算基站11至本移動終端21的第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，并且根據(jù)該第二下行參考信號，估算基站12至本移動終端21的第四下行物理信道傳輸矩陣H1，2。
同樣的，移動終端22根據(jù)該第二下行參考信號，估算基站12至本移動終端22的第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2，并且根據(jù)該第一下行參考信號，估算基站11至本移動終端22的第二下行物理信道傳輸矩陣H2，1。
接著，移動終端21根據(jù)第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，選擇基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S1。
具體的，移動終端21根據(jù)該第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，分別計算信道容量C1，C2。
其中，C1為基站11發(fā)送1個數(shù)據(jù)流至移動終端21的信道容量，C2為基站11發(fā)送2個數(shù)據(jù)流至本移動終端21的信道容量。
信道容量C1可以通過下列公式計算 其中，μ1表示H1，1的最大特征值，P表示總發(fā)送功率，σ2表示移動終端21所受到的干擾加噪聲功率。
信道容量C2可以通過下列公式計算 C2＝log2(1+μ1P/(2σ2))+log2(1+μ2P/(2σ2)) 其中，μ1和μ2表示H1，1的最大特征值和第二大特征值。
當(dāng)移動終端21計算出信道容量C1，C2后，其從信道容量C1，C2中選擇一個信道容量最大值。
如果C1≥C2，那么，移動終端21確定基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為1。
如果C1＜C2，那么，移動終端21將(C2-C1)/C2的比值與一預(yù)定門限值CThred進行比較；如果(C2-C1)/C2≥CThred，則確定基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為2；如果(C2-C1)/C2＜CThred，則確定基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為1。
優(yōu)選地，CThred的取值為0≤CThred＜1。
需要說明的是，由于在本實施例中，我們假定移動終端21有2根接收天線，基站11有4根發(fā)送天線，而且不同天線之間的空間相關(guān)性為0，因此，基站11和移動終端21之間的第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1的秩為2，基站11可以發(fā)送1個數(shù)據(jù)流或者發(fā)送2個數(shù)據(jù)流給移動終端21，從而，移動終端21只需分別計算信道容量C1，C2。在具體應(yīng)用中，如果移動終端21和基站11之間的第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1的秩為M，那么，基站11可以分別發(fā)送1，2，…或M個數(shù)據(jù)流給移動終端21，從而，移動終端21需要分別計算信道容量C1，C2，…，CM。
具體的，當(dāng)移動終端21根據(jù)第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，分別計算M個信道容量C1，C2，…，CM后，移動終端21從所述M個信道容量C1，C2，…，CM中選擇一個信道容量最大值CK。
然后，移動終端21判斷信道容量最大值CK所對應(yīng)的K是否等于1；如果所述K＝1，移動終端21確定基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為1；如果所述K≠1，初始化x＝1，并執(zhí)行以下步驟 首先，移動終端21判斷(CK-CK-x)/CK是否小于預(yù)定門限值CThred；如果(CK-CK-x)/CK≥CThred，則確定基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為K-(x-1)；如果(CK-CK-x)/CK＜CThred，則執(zhí)行x＝x+1；并判斷K-x是否大于0；如果K-x＞0，則重復(fù)步驟上述判斷(CK-CK-x)/CK是否小于預(yù)定門限值CThred的步驟；如果K-x≤0，確定基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為1。
繼而，移動終端21基于第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，第四下行物理信道傳輸矩陣H1，2以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S1，生成第一濾波矩陣R1。
具體的，第一濾波矩陣R1可通過如下公式生成 其中，H1，1為所述第一下行物理信道傳輸矩陣，H1，2為基站12至本移動終端21的第四下行物理信道傳輸矩陣，σ2為本移動終端21所受到的干擾噪聲功率，P為總發(fā)送功率，NT為發(fā)送天線個數(shù)，I為單位陣。
其中，W1通過如下公式獲取 W1＝V1(，1S1)/||V1(，1S1)|| 其中，V1(，1S1)表示由V1的第1列至第S1列組成的矩陣，S1表示本移動終端21所選擇的基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
其中，V1通過對第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1進行奇異值分解
來獲取。
然后，移動終端21利用所生成的第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H對待發(fā)送的第一探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號分別發(fā)送至基站11和基站12。
其中，基站11是移動終端21的服務(wù)基站，基站12是移動終端21的干擾基站。
進一步的，移動終端21在指定的上行子帶的指定的子載波上以及在指定的OFDM符號上發(fā)送經(jīng)R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號至基站11和基站12。
需要說明的是，在本實施例中，我們主要從基站11角度對本發(fā)明進行說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，在基站11與移動終端21和移動終端22進行交互的同時，基站12與移動終端21和移動終端22也在進行交互。
移動終端22估算出第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2以及第二下行物理信道傳輸矩陣H2，1后，移動終端22根據(jù)第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2，選擇基站12發(fā)送給本移動終端22的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S2。
流數(shù)S2的選擇可采用與上述流數(shù)S1選擇方式相同的原理，為簡明起見，在此不作贅述。
隨后，移動終端22基于第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2，第二下行物理信道傳輸矩陣H2，1以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S2，生成第二濾波矩陣R2。
具體的，第二濾波矩陣R2可通過如下公式生成 其中，H2，2為所述第三下行物理信道傳輸矩陣，H2，1為基站11至本移動終端22的第二下行物理信道傳輸矩陣，σ2為本移動終端22所受到的干擾噪聲功率，P為總發(fā)送功率，NT為發(fā)送天線個數(shù)，I為單位陣。
其中，W2通過如下公式獲取 W2＝V2(，1S2)/||V2(，1S2)|| 其中，V2(，1S2)表示由V2的第1列至第S2列組成的矩陣，S2表示本移動終端22所選擇的基站12發(fā)送給本移動終端22的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
其中，V2通過對第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2進行奇異值分解
來獲取。
繼而，移動終端22利用所生成的第二濾波矩陣R2的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R2H對待發(fā)送的第二探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)R2H預(yù)編碼處理后的第二探測信號分別發(fā)送至基站11和基站12。
其中，基站11是移動終端22的干擾基站，基站12是移動終端22的服務(wù)基站。
需要指出的是，移動終端21發(fā)送的第一探測信號和移動終端22發(fā)送的第二探測信號應(yīng)該相互正交，具體的，移動終端21和移動終端22可以FDM/TDM/CDM的方式發(fā)送第一探測信號和第二探測信號至服務(wù)基站。
然后，基站11接收來自移動終端21的經(jīng)第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號，并且接收來自移動終端22的經(jīng)第二濾波矩陣R2的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R2H預(yù)編碼處理后的第二探測信號。
同樣的，基站12也接收來自移動終端21的經(jīng)第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號，并且接收來自移動終端22的經(jīng)第二濾波矩陣R2的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R2H預(yù)編碼處理后的第二探測信號。
接著，基站11根據(jù)所接收到的第一探測信號，估算本基站11至移動終端21的第一下行等效信道傳輸矩陣
以及根據(jù)所接收到的第二探測信號，估算本基站11至移動終端22的第二下行等效信道傳輸矩陣
同樣的，基站12根據(jù)所接收到的第二探測信號，估算本基站12至移動終端22的第三下行等效信道傳輸矩陣
以及根據(jù)所接收到的第一探測信號，估算本基站12至移動終端21的第四下行等效信道傳輸矩陣
需要說明的是，在TDD系統(tǒng)中，通常認(rèn)為上下行信道之間存在互易性，因此，上行信道傳輸矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣可以等同于下行信道傳輸矩陣。
進一步的，基站11估算的第一下行等效信道傳輸矩陣
第二下行等效信道傳輸矩陣
同樣的，基站12估算的第三下行等效信道傳輸矩陣
第四下行等效信道傳輸矩陣
基站11估算出第一下行等效信道傳輸矩陣
和第二下行等效信道傳輸矩陣
后，根據(jù)該第一下行等效信道傳輸矩陣
和第二下行等效信道傳輸矩陣
并基于最小均方誤差準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣W1。
同樣的，基站12估算出第三下行等效信道傳輸矩陣
和第四下行等效信道傳輸矩陣
后，根據(jù)該第三下行等效信道傳輸矩陣
和第四下行等效信道傳輸矩陣
并基于最小均方誤差準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣W2。
具體的，基于最小均方誤差準(zhǔn)則，W1，W2，R1，R2應(yīng)該滿足以下條件 由于上述方程涉及一個聯(lián)合優(yōu)化的問題，它的解答通常很難獲取并且需要各個基站和移動終端之間的信道狀態(tài)信息。因此，可以采用以下次優(yōu)的準(zhǔn)則來獲取預(yù)編碼矩陣 于是，滿足上述條件的預(yù)編碼矩陣W1和W2分別為 以及 基站11生成了預(yù)編碼矩陣W1后，基站11利用該預(yù)編碼矩陣W1對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號發(fā)送至移動終端21。
同樣的，基站12生成了預(yù)編碼矩陣W2后，利用該預(yù)編碼矩陣W2對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號發(fā)送至移動終端22。
最后，移動終端21接收來自基站11的經(jīng)預(yù)編碼矩陣W1預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
同樣的，移動終端22接收來自基站12的經(jīng)預(yù)編碼矩陣W2預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
具體的，假設(shè)基站11發(fā)送的待發(fā)送信號為X1，基站12發(fā)送的待發(fā)送信號為X2，那么，移動終端21接收到的信號為Y1＝H1，1W1X1P+H1，2W2X2P+n1。
然后，移動終端21用第一濾波矩陣R1乘以接收到的信號Y1，得到信號
最后，移動終端21對信號R1Y1進行最大似然檢測或硬判決，以還原基站11發(fā)送的信號X1。
當(dāng)然，移動終端21還可以通過其他方式還原基站11發(fā)送的信號，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解的，在此不作贅述。
同樣的，移動終端22接收到的信號為Y2＝H2，2W2X2P+H2，1W1X1P+n2。
然后，移動終端22用第二濾波矩陣R2乘以接收的信號Y2，得到信號
最后，移動終端22對信號R2Y2進行最大似然檢測或硬判決，以還原基站12發(fā)送的信號X2。
以上是針對兩個小區(qū)的MIMO通信系統(tǒng)中小區(qū)間干擾消除的方法，以下將給出適用于多個小區(qū)的MIMO通信系統(tǒng)的小區(qū)干擾消除的方法。
首先，基站發(fā)送第一下行參考信號至被服務(wù)移動終端和至少一個受干擾移動終端。該第一下行參考信號可以是公共導(dǎo)頻信號也可以是訓(xùn)練序列。其中，該基站是被服務(wù)移動終端的服務(wù)基站，同時是受干擾移動終端的干擾基站。
其次，被服務(wù)移動終端接收來自該基站的第一下行參考信號以及接收來自至少一個干擾基站的至少一個其他的下行參考信號。
隨后，被服務(wù)移動終端根據(jù)該第一下行參考信號，估算該基站至本被服務(wù)移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j，以及根據(jù)來自至少一個干擾基站的至少一個其他的下行參考信號，估算所述至少一個干擾基站至本被服務(wù)移動終端的至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣Hj，j，其中，i≠j。
需要說明的是，此處，為了便于描述，我們假設(shè)該基站至被服務(wù)移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣為Hj，j，至少一個干擾基站至本被服務(wù)移動終端的至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣Hj，i，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)。
接著，被服務(wù)移動終端根據(jù)第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j，選擇該基站發(fā)送給本被服務(wù)移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)Sj。
流數(shù)Sj的選擇方式在上述兩個小區(qū)MIMO通信網(wǎng)絡(luò)中已作出了詳細(xì)描述，此處，為了簡明起見，不作贅述。
繼而，被服務(wù)移動終端基于第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j，至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣Hj，i以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)Sj，生成第一濾波矩陣Rj。
被服務(wù)移動終端可通過如下公式生成濾波矩陣Rj 其中，Hj，j為所述第一下行物理信道傳輸矩陣，Hj，i為所述至少一個干擾基站至本被服務(wù)移動終端的至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣，σ2為本被服務(wù)移動終端所受到的干擾噪聲功率，P為每基站的總發(fā)送功率，NT為每基站的發(fā)射天線個數(shù)，I為單位陣，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)。
其中，Wj通過如下公式獲取 Wj＝Vj(，1Sj)/||Vj(，1Sj)|| 其中，Vj(，1Sj)表示由Vj的第1列至第Sj列組成的矩陣，Sj表示本被服務(wù)移動終端所選擇的該基站發(fā)送給本被服務(wù)移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
其中，Vj通過對第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j進行奇異值分解
來獲取。
同樣的，至少一個受干擾移動終端也生成其各自的濾波矩陣Ri，其中，i≠j。
然后，被服務(wù)移動終端利用所生成的濾波矩陣Rj的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RjH對待發(fā)送的第一探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)RjH預(yù)編碼處理后的第一探測信號分別發(fā)送至該基站和至少一個干擾基站。
同樣的，至少一個受干擾移動終端利用其各自所生成的濾波矩陣Ri的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RiH分別對待發(fā)送的探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，各自將經(jīng)RiH預(yù)編碼處理后的探測信號分別發(fā)送至其服務(wù)基站和其他至少一個干擾基站。
隨后，該基站接收來自被服務(wù)移動終端的經(jīng)第一濾波矩陣Rj的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RjH預(yù)編碼處理后的第一探測信號，并且接收來自至少一個受干擾移動終端的經(jīng)其各自的濾波矩陣Ri的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RiH預(yù)編碼處理后的各個探測信號。其中，i≠j。
接著，該基站根據(jù)所接收到的來自被服務(wù)移動終端的經(jīng)第一濾波矩陣Rj的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RjH預(yù)編碼處理后的第一探測信號，估算本基站至被服務(wù)移動終端的第一下行等效信道傳輸矩陣
以及根據(jù)所接收到的來自至少一個受干擾移動終端的經(jīng)各自的濾波矩陣Ri的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RiH預(yù)編碼處理后的各個探測信號，估算本基站至所述至少一個受干擾移動終端的至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
需要說明的是，在TDD系統(tǒng)中，通常認(rèn)為上下行信道間存在互易性，因此，上行信道傳輸矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣可以等同于下行信道傳輸矩陣。
進一步的，該基站估算的第一下行等效信道傳輸矩陣
至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
其中，Ri為所述至少一個受干擾移動終端中的每個受干擾移動終端所生成的濾波矩陣，Hi，j為本基站至所述至少一個受干擾移動終端的各個下行物理信道傳輸矩陣，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)。
該基站估算出第一下行等效信道傳輸矩陣
和至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
后，根據(jù)該第一下行等效信道傳輸矩陣
和至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
并基于最小均方誤差準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣Wj。
具體的，基于最小均方誤差準(zhǔn)則，{Wj}和{Rj}應(yīng)該滿足以下條件 由于上述方程涉及一個聯(lián)合優(yōu)化的問題，它的解答通常很難獲取并且需要各個基站和移動終端之間的信道狀態(tài)信息。因此，可以采用以下次優(yōu)的準(zhǔn)則來獲取預(yù)編碼矩陣 于是，滿足上述條件的預(yù)編碼矩陣為 該基站生成了預(yù)編碼矩陣Wj后，利用該預(yù)編碼矩陣Wj對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號發(fā)送至被服務(wù)移動終端。
最后，被服務(wù)移動終端接收來自該基站的經(jīng)預(yù)編碼矩陣Wj預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
被服務(wù)移動終端還原接收到的來自該基站的經(jīng)預(yù)編碼矩陣Wj預(yù)編碼處理后的信號的方式在上述兩個小區(qū)MIMO通信網(wǎng)絡(luò)中已作出了詳細(xì)描述，此處，為了簡明起見，不作贅述。
圖3示出了采用本發(fā)明的小區(qū)間干擾消除技術(shù)與采用現(xiàn)有技術(shù)的小區(qū)間干擾消除技術(shù)的仿真效果圖。
具體的，圖3的仿真圖所基于的MIMO通信網(wǎng)絡(luò)包括兩個基站，每個基站服務(wù)一個移動終端，同時需要消除對另一個基站服務(wù)的移動終端的干擾。每個基站服務(wù)的移動終端均勻出現(xiàn)在該基站的覆蓋范圍內(nèi)，每個基站和其服務(wù)的移動終端之間的平均路損取決于它們之間的相對位置。其中，每個基站和移動終端均工作在干擾消除工作模式下。每個基站包括4根發(fā)射天線，每個移動終端包括2根接收天線。
在圖3的仿真效果圖中，方案I為采用現(xiàn)有技術(shù)中的基于迫零準(zhǔn)則的干擾消除技術(shù)，方案II為采用本發(fā)明中的基于迫零準(zhǔn)則的干擾消除技術(shù)，以及方案III為采用本發(fā)明中的基于最小均方誤差準(zhǔn)則的干擾消除技術(shù)。
其中，CThred設(shè)為0.1。
從圖3的仿真圖中可以看出，采用本發(fā)明的干擾消除技術(shù)的方案II和方案III的性能比采用現(xiàn)有技術(shù)的干擾消除技術(shù)的方案I的性能好。同時，針對本發(fā)明的干擾消除技術(shù)，方案III的性能比方案II的性能好。
具體的，以圖3中累積密度函數(shù)取0.1為例進行說明，當(dāng)累積密度函數(shù)為0.1時，從方案I，方案II以及方案III的三根仿真曲線中可以看出，方案III中90％的用戶達(dá)到的吞吐量大于方案II中90％的用戶達(dá)到的吞吐量，方案II中90％的用戶達(dá)到的吞吐量大于方案I中90％的用戶達(dá)到的吞吐量。
以上是從方法的角度對本發(fā)明的技術(shù)方案進行的詳細(xì)描述，以下將從裝置的角度對本發(fā)明進行描述。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)的基站中用于消除小區(qū)間干擾的干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式
的在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)的移動終端中用于輔助基站消除小區(qū)間干擾的輔助干擾消除裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
以下將結(jié)合圖4和圖5對本發(fā)明的技術(shù)方案進行描述，下文的描述也將分別基于迫零準(zhǔn)則和最小均方誤差準(zhǔn)則。
1)基于迫零準(zhǔn)則 首先，基站11中的干擾消除裝置10中的第一發(fā)送裝置101發(fā)送第一下行參考信號至移動終端21和移動終端22。其中，移動終端21為基站11的被服務(wù)移動終端，移動終端22為基站11的受干擾移動終端。
該第一下行參考信號可以是公共導(dǎo)頻信號也可以是訓(xùn)練序列。
其次，移動終端21中的輔助干擾消除裝置20中的第二接收裝置201接收來自基站11的第一下行參考信號；移動終端22中的輔助干擾裝置20中的第二接收裝置201也接收來自基站11的第一下行參考信號。
其中，基站11是移動終端21的服務(wù)基站，同時是移動終端22的干擾基站。
需要說明的是，移動終端21和移動終端22接收下行信號并沒有必然的先后順序。
隨后，移動終端21中的輔助干擾消除裝置20中的第二估算裝置202根據(jù)該第一下行參考信號，估算基站11至本移動終端21的第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1。
接著，移動終端21中的輔助干擾消除裝置20中的第一選擇裝置203根據(jù)第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，選擇基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S1。
具體的，移動終端21中的第一選擇裝置203根據(jù)該第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，分別計算信道容量C1，C2。
其中，C1為基站11發(fā)送1個數(shù)據(jù)流至移動終端21的信道容量，C2為基站11發(fā)送2個數(shù)據(jù)流至本移動終端21的信道容量。
C1和C2的計算方式請參見方法部分的描述，為簡明起見，在此不作贅述。
需要說明的是，由于在本實施例中，我們假定移動終端21有2根接收天線，基站11有4根發(fā)送天線，而且不同天線之間的空間相關(guān)性為0，因此，基站11和移動終端21之間的第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1的秩為2，基站11可以發(fā)送1個數(shù)據(jù)流或者發(fā)送2個數(shù)據(jù)流給移動終端21，從而，移動終端21只需分別計算信道容量C1，C2。在具體應(yīng)用中，如果移動終端21和基站11之間的第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1的秩為M，那么，基站11可以分別發(fā)送1，2，…或M個數(shù)據(jù)流給移動終端21，從而，移動終端21需要分別計算信道容量C1，C2，…，CM。
對于信道容量C1，C2，…，CM的計算方式也請參見方法部分的描述，為簡明起見，在此不作贅述。
繼而，移動終端21中的輔助干擾消除裝置20中的第二生成裝置204基于第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)，生成第一濾波矩陣R1。
具體的，第一濾波矩陣可通過如下公式生成 R1＝U1(，1S1)H/||U1(，1S1)H|| 其中，U1(，1S1)H表示由U1的第1列至第S1列組成的矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，S1表示移動終端21所選擇的基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
其中，U1通過對所述第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1進行奇異值分解
來獲取。
然后，移動終端21中的輔助干擾消除裝置20中的第三發(fā)送裝置205利用所生成的第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H對待發(fā)送的第一探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號分別發(fā)送至基站11和基站12。
其中，基站11是移動終端21的服務(wù)基站，基站12是移動終端21的干擾基站。
進一步的，移動終端21在指定的上行子帶的指定的子載波上以及在指定的OFDM符號上發(fā)送經(jīng)R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號至基站11和基站12。
需要說明的是，在本實施例中，我們主要從基站11角度對本發(fā)明進行說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，在基站11與移動終端21和移動終端22進行交互的同時，基站12與移動終端21和移動終端22也在進行交互。
具體的，首先，基站12中的干擾消除裝置10中的第一發(fā)送裝置101發(fā)送第二下行參考信號至移動終端22和移動終端21。其中，移動終端22為基站12的被服務(wù)移動終端，移動終端21為基站12的受干擾移動終端。
然后，移動終端22中的輔助干擾消除裝置20中的第二接收裝置201接收該第二下行參考信號，之后，第二估算裝置201根據(jù)來自基站12的第二下行參考信號，估算基站12至本移動終端22的第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2。
接著，移動終端22中的輔助干擾消除裝置20中的第一選擇裝置203根據(jù)第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2，選擇基站12發(fā)送給本移動終端22的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S2。
隨后，移動終端22中的輔助干擾消除裝置20中的第二生成裝置204基于第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S2，生成第二濾波矩陣R2。
繼而，移動終端22中的輔助干擾消除裝置20中的第三發(fā)送裝置205利用所生成的第二濾波矩陣R2的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R2H對待發(fā)送的第二探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)R2H預(yù)編碼處理后的第二探測信號分別發(fā)送至基站11和基站12。
其中，基站11是移動終端22的干擾基站，基站12是移動終端22的服務(wù)基站。
移動終端21發(fā)送的第一探測信號和移動終端22發(fā)送的第二探測信號應(yīng)該相互正交，具體的，移動終端21和移動終端22可以FDM/TDM/CDM的方式發(fā)送第一探測信號和第二探測信號至服務(wù)基站。
然后，基站11中的干擾消除裝置10中的第一接收裝置102接收來自移動終端21的經(jīng)第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號，并且接收來自移動終端22的經(jīng)第二濾波矩陣R2的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R2H預(yù)編碼處理后的第二探測信號。
同樣的，基站12中的干擾消除裝置10中的第一接收裝置102同樣也接收來自移動終端21的經(jīng)第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號，并且接收來自移動終端22的經(jīng)第二濾波矩陣R2的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R2H預(yù)編碼處理后的第二探測信號。
接著，基站11中的干擾消除裝置10中的第一估算裝置103根據(jù)所接收到的第一探測信號，估算本基站11至移動終端21的第一下行等效信道傳輸矩陣
以及根據(jù)所接收到的第二探測信號，估算本基站11至移動終端22的第二下行等效信道傳輸矩陣
同樣的，基站12中的干擾消除裝置10中的第一估算裝置103根據(jù)所接收到的第二探測信號，估算本基站12至移動終端22的第三下行等效信道傳輸矩陣
以及根據(jù)所接收到的第一探測信號，估算本基站12至移動終端21的第四下行等效信道傳輸矩陣
需要說明的是，在TDD系統(tǒng)中，通常認(rèn)為上下行信道之間存在互易性，因此，上行信道傳輸矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣可以等同于下行信道傳輸矩陣。
進一步的，基站11估算的第一下行等效信道傳輸矩陣
第二下行等效信道傳輸矩陣
同樣的，基站12估算的第三下行等效信道傳輸矩陣
第四下行等效信道傳輸矩陣
基站11估算出第一下行等效信道傳輸矩陣
和第二下行等效信道傳輸矩陣
后，基站11中的干擾消除裝置10中的第一生成裝置104根據(jù)該第一下行等效信道傳輸矩陣
和第二下行等效信道傳輸矩陣
并基于迫零準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣W1。
同樣的，基站12估算出第三下行等效信道傳輸矩陣
和第四下行等效信道傳輸矩陣
后，基站12中的干擾消除裝置10中的第一生成裝置104根據(jù)該第三下行等效信道傳輸矩陣
和第四下行等效信道傳輸矩陣
并基于迫零準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣W2。
具體的，基于迫零準(zhǔn)則，W1和W2應(yīng)該滿足以下條件 和 以下我們僅以如何生成預(yù)編碼矩陣W1為例進行分析。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)以下對生成預(yù)編碼矩陣W1的分析，可以很容易地獲知如何生成預(yù)編碼矩陣W2。
具體的，基站11中的第一生成裝置104中的奇異值分解裝置(為簡明起見，圖4中未示出)首先對
進行奇異值分解，如下 其中，
是
的零空間的基。
然后，奇異值分解裝置對
進行奇異值分解，如下 其中，
是
的信號空間的基。
最后，預(yù)編碼矩陣W1通過下式計算 其中，
表示由V1的第1列至第S1列組成的矩陣，S1為移動終端21所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
基站11中的干擾消除裝置10中的第一生成裝置104生成了預(yù)編碼矩陣W1后，基站11中的干擾消除裝置10中的第二發(fā)送裝置10利用該預(yù)編碼矩陣W1對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號發(fā)送至移動終端21。
同樣的，基站12中的干擾消除裝置10中的第一生成裝置104生成了預(yù)編碼矩陣W2后，基站11中的干擾消除裝置10中的第二發(fā)送裝置10利用該預(yù)編碼矩陣W2對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號發(fā)送至移動終端22。
最后，移動終端21中的輔助干擾消除裝置20中的第三接收裝置206接收來自基站11的經(jīng)預(yù)編碼矩陣W1預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
同樣的，移動終端22中的輔助干擾消除裝置20中的第三接收裝置206接收來自基站12的經(jīng)預(yù)編碼矩陣W2預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
移動終端21和移動終端22還原經(jīng)預(yù)編碼處理后的信號的方式可參見方法部分相應(yīng)的描述，為簡明起見，在此不作贅述。
以上是針對兩個小區(qū)的MIMO通信系統(tǒng)中小區(qū)間干擾消除的方法，以下將給出適用于多個小區(qū)的MIMO通信系統(tǒng)的小區(qū)干擾消除的方法。
首先，基站中的干擾消除裝置10中的第一發(fā)送裝置101發(fā)送第一下行參考信號至被服務(wù)移動終端和至少一個受干擾移動終端。該第一下行參考信號可以是公共導(dǎo)頻信號也可以是訓(xùn)練序列。其中，該基站是被服務(wù)移動終端的服務(wù)基站，同時是受干擾移動終端的干擾基站。
其次，被服務(wù)移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第二接收裝置201接收來自該基站的第一下行參考信號；并且，至少一個受干擾移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第二接收裝置201也分別接收來自該基站的第一下行參考信號。
隨后，被服務(wù)移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第二估算裝置202根據(jù)該第一下行參考信號，估算該基站至本被服務(wù)移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j。其他至少一個受干擾移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第二估算裝置202分別根據(jù)該第一下行參考信號，估算該基站至其的各個下行物理信道傳輸矩陣為Hi，j 需要說明的是，此處，為了便于描述，我們假設(shè)該基站至被服務(wù)移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣為Hj，j，該基站至其他至少一個被干擾移動終端的各個下行物理信道傳輸矩陣為Hi，j，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)。
接著，被服務(wù)移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第一選擇裝置203根據(jù)第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j，選擇該基站發(fā)送給本被服務(wù)移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)Sj。
流數(shù)Sj的選擇方式在上述兩個小區(qū)MIMO通信網(wǎng)絡(luò)中已作出了詳細(xì)描述，此處，為了簡明起見，不作贅述。
繼而，被服務(wù)移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第二生成裝置204基于第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)Sj，生成第一濾波矩陣Rj。
被服務(wù)移動終端可通過如下公式生成濾波矩陣Rj Rj＝Uj(，1Sj)H/||Uj(，1Sj)H|| 其中，Uj(，1Sj)H表示由Uj的第1列至第Sj列組成的矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，Sj表示本被服務(wù)移動終端所選擇的該基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
其中，Uj通過對第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j進行奇異值分解
來獲取。
同樣的，至少一個受干擾移動終端也生成其各自的濾波矩陣Ri，其中，i≠j。
然后，被服務(wù)移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第三發(fā)送裝置205利用所生成的濾波矩陣Rj的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RjH對待發(fā)送的第一探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)RjH預(yù)編碼處理后的第一探測信號分別發(fā)送至該基站和至少一個干擾基站。
同樣的，至少一個受干擾移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第三發(fā)送裝置205利用其各自所生成的濾波矩陣Ri的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RiH分別對待發(fā)送的探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，各自將經(jīng)RiH預(yù)編碼處理后的探測信號分別發(fā)送至其服務(wù)基站和其他至少一個干擾基站。
隨后，該基站中的干擾消除裝置10中的第一接收裝置102接收來自被服務(wù)移動終端的經(jīng)第一濾波矩陣Rj的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RjH預(yù)編碼處理后的第一探測信號，并且接收來自至少一個受干擾移動終端的經(jīng)其各自的濾波矩陣Ri的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RiH預(yù)編碼處理后的各個探測信號。其中，i≠j。
接著，該基站中的干擾消除裝置10中的第一估算裝置103根據(jù)所接收到的來自被服務(wù)移動終端的經(jīng)第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號，估算本基站至被服務(wù)移動終端的第一下行等效信道傳輸矩陣
以及根據(jù)所接收到的來自至少一個受干擾移動終端的經(jīng)各自的濾波矩陣Ri的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RiH預(yù)編碼處理后的各個探測信號，估算本基站至所述至少一個受干擾移動終端的至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
需要說明的是，在TDD系統(tǒng)中，通常認(rèn)為上下行信道之間存在互易性，因此，上行信道傳輸矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣可以等同于下行信道傳輸矩陣。
進一步的，該基站估算的第一下行等效信道傳輸矩陣
至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
其中，Ri為所述至少一個受干擾移動終端中的每個受干擾移動終端所生成的濾波矩陣，Hi，j為本基站至所述至少一個受干擾移動終端的各個下行物理信道傳輸矩陣，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)。
該基站估算出第一下行等效信道傳輸矩陣
和至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
后，該基站中的干擾消除裝置10中的第一生成裝置104根據(jù)該第一下行等效信道傳輸矩陣
和至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
并基于迫零準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣Wj。
具體的，基于迫零準(zhǔn)則，Wj應(yīng)該滿足以下條件 其中，i≠j。具體的，定義
該基站首先對Γ進行奇異值分解，如下 其中，
是Γ的零空間的基。
然后，服務(wù)基站11對
進行奇異值分解，如下 其中，
是
的信號空間的基。
最后，預(yù)編碼矩陣Wj通過下式計算 其中，
表示由V1的第1列至第Sj列組成的矩陣，Sj為被服務(wù)移動終端所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
該基站生成了預(yù)編碼矩陣Wj后，該基站中的干擾消除裝置10中的第二發(fā)送裝置105利用該預(yù)編碼矩陣Wj對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號發(fā)送至被服務(wù)移動終端。
最后，被服務(wù)移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第三接收裝置206接收來自該基站的經(jīng)預(yù)編碼矩陣Wj預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
被服務(wù)移動終端還原接收到的來自該基站的經(jīng)預(yù)編碼矩陣Wj預(yù)編碼處理后的信號的方式在方法部分的兩個小區(qū)MIMO通信網(wǎng)絡(luò)中已作出了詳細(xì)描述，此處，為了簡明起見，不作贅述。
2)基于最小均方誤差準(zhǔn)則 首先，基站11中的干擾消除裝置10中的第一發(fā)送裝置101發(fā)送第一下行參考信號至移動終端21和移動終端22。其中，移動終端21為基站11的被服務(wù)移動終端，移動終端22為基站11的受干擾移動終端。
該第一下行參考信號可以是公共導(dǎo)頻信號也可以是訓(xùn)練序列。
同樣的，基站12中的干擾消除裝置10中的第一發(fā)送裝置101發(fā)送第二下行參考信號至移動終端22和移動終端21。其中，移動終端22為基站12的被服務(wù)移動終端，移動終端21為基站12的受干擾移動終端。
基站11發(fā)送的第一下行參考信號和基站12發(fā)送的第二下行參考信號應(yīng)該相互正交。進一步的，基站11和基站12可通過FDM/TDM/CDM的方式發(fā)送第一下行參考信號和第二下行參考信號。
其次，移動終端21中的輔助干擾消除裝置20中的第二接收裝置201接收來自基站11的第一下行參考信號以及來自基站12的第二下行參考信號；移動終端22中的輔助干擾消除裝置20中的第二接收裝置201接收來自基站11的第一下行參考信號和來自基站12的第二下行參考信號。
其中，基站11是移動終端21的服務(wù)基站，同時是移動終端22的干擾基站；基站12是移動終端22的服務(wù)基站，同時是移動終端21的干擾基站。
隨后，移動終端21中的輔助干擾消除裝置20中的第二估算裝置202根據(jù)該第一下行參考信號，估算基站11至本移動終端21的第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，并且根據(jù)該第二下行參考信號，估算基站12至本移動終端21的第四下行物理信道傳輸矩陣H1，2。
同樣的，移動終端22中的輔助干擾消除裝置20中的第二估算裝置202根據(jù)該第二下行參考信號，估算基站12至本移動終端22的第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2，并且根據(jù)該第一下行參考信號，估算基站11至本移動終端22的第二下行物理信道傳輸矩陣H2，1。
接著，移動終端21中的輔助干擾消除裝置20中的第一選擇裝置203根據(jù)第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，選擇基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S1。
具體的，移動終端21中的第一選擇裝置203根據(jù)該第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，分別計算信道容量C1，C2。
其中，C1為基站11發(fā)送1個數(shù)據(jù)流至移動終端21的信道容量，C2為基站11發(fā)送2個數(shù)據(jù)流至本移動終端21的信道容量。
C1和C2的計算方式請參見方法部分的描述，為簡明起見，在此不作贅述。
需要說明的是，由于在本實施例中，我們假定移動終端21有2根接收天線，基站11有4根發(fā)送天線，而且不同天線之間的空間相關(guān)性為0，因此，基站11和移動終端21之間的第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1的秩為2，基站11可以發(fā)送1個數(shù)據(jù)流或者發(fā)送2個數(shù)據(jù)流給移動終端21，從而，移動終端21只需分別計算信道容量C1，C2。在具體應(yīng)用中，如果移動終端21和基站11之間的第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1的秩為M，那么，基站11可以分別發(fā)送1，2，…或M個數(shù)據(jù)流給移動終端21，從而，移動終端21需要分別計算信道容量C1，C2，…，CM。
對于信道容量C1，C2，…，CM的計算方式也請參見方法部分的描述，為簡明起見，在此不作贅述。
繼而，移動終端21中的輔助干擾消除裝置20中的第二生成裝置204基于第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1，第四下行物理信道傳輸矩陣H1，2以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S1，生成第一濾波矩陣R1。
具體的，第一濾波矩陣R1可通過如下公式生成 其中，H1，1為所述第一下行物理信道傳輸矩陣，H1，2為基站12至本移動終端21的第四下行物理信道傳輸矩陣，σ2為本移動終端21所受到的干擾噪聲功率，P為每基站的總發(fā)射功率，NT為每基站的發(fā)射天線個數(shù)，I為單位陣。
其中，W1通過如下公式獲取 W1＝V1(，1S1)/||V1(，1S1)|| 其中，V1(，1S1)表示由V1的第1列至第S1列組成的矩陣，S1表示本移動終端21所選擇的基站11發(fā)送給本移動終端21的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
其中，V1通過對第一下行物理信道傳輸矩陣H1，1進行奇異值分解
來獲取。
然后，移動終端21中的輔助干擾消除裝置20中的第三發(fā)送裝置205利用所生成的第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H對待發(fā)送的第一探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號分別發(fā)送至基站11和基站12。
其中，基站11是移動終端21的服務(wù)基站，基站12是移動終端21的干擾基站。
進一步的，移動終端21在指定的上行子帶的指定的子載波上以及在指定的OFDM符號上發(fā)送經(jīng)R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號至基站11和基站12。
需要說明的是，在本實施例中，我們主要從基站11角度對本發(fā)明進行說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，在基站11與移動終端21和移動終端22進行交互的同時，基站12與移動終端21和移動終端22也在進行交互。
移動終端22估算出第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2以及第二下行物理信道傳輸矩陣H2，1后，移動終端22中的輔助干擾消除裝置20中的第一選擇裝置203根據(jù)第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2，選擇基站12發(fā)送給本移動終端22的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S2。
流數(shù)S2的選擇可采用與上述流數(shù)S1選擇方式相同的原理，為簡明起見，在此不作贅述。
隨后，移動終端22中的輔助干擾消除裝置20中的第二生成裝置204基于第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2，第二下行物理信道傳輸矩陣H2，1以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)S2，生成第二濾波矩陣R2。
具體的，第二濾波矩陣R2可通過如下公式生成 其中，H2，2為所述第三下行物理信道傳輸矩陣，H2，1為基站11至本移動終端22的第二下行物理信道傳輸矩陣，σ2為本移動終端22所受到的干擾噪聲功率，P為每基站的總發(fā)射功率，NT為每基站的發(fā)射天線個數(shù)，I為單位陣。
其中，W2通過如下公式獲取 W2＝V2(，1S2)/||V2(，1S2)|| 其中，V2(，1S2)表示由V2的第1列至第S2列組成的矩陣，S2表示本移動終端22所選擇的基站12發(fā)送給本移動終端22的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
其中，V2通過對第三下行物理信道傳輸矩陣H2，2進行奇異值分解
來獲取。
繼而，移動終端22中的輔助干擾消除裝置20中的第三發(fā)送裝置205利用所生成的第二濾波矩陣R2的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R2H對待發(fā)送的第二探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)R2H預(yù)編碼處理后的第二探測信號分別發(fā)送至基站11和基站12。
其中，基站11是移動終端22的干擾基站，基站12是移動終端22的服務(wù)基站。
需要指出的是，移動終端21發(fā)送的第一探測信號和移動終端22發(fā)送的第二探測信號應(yīng)該相互正交，具體的，移動終端21和移動終端22可以FDM/TDM/CDM的方式發(fā)送第一探測信號和第二探測信號至服務(wù)基站。
然后，基站11中的干擾消除裝置10中的第一接收裝置102接收來自移動終端21的經(jīng)第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號，并且接收來自移動終端22的經(jīng)第二濾波矩陣R2的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R2H預(yù)編碼處理后的第二探測信號。
同樣的，基站12中的干擾消除裝置10中的第一接收裝置102也接收來自移動終端21的經(jīng)第一濾波矩陣R1的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R1H預(yù)編碼處理后的第一探測信號，并且接收來自移動終端22的經(jīng)第二濾波矩陣R2的共軛轉(zhuǎn)置矩陣R2H預(yù)編碼處理后的第二探測信號。
接著，基站11中的干擾消除裝置10中的第一估算裝置103根據(jù)所接收到的第一探測信號，估算本基站11至移動終端21的第一下行等效信道傳輸矩陣
以及根據(jù)所接收到的第二探測信號，估算本基站11至移動終端22的第二下行等效信道傳輸矩陣
同樣的，基站12中的干擾消除裝置10中的第一估算裝置103根據(jù)所接收到的第二探測信號，估算本基站12至移動終端22的第三下行等效信道傳輸矩陣
以及根據(jù)所接收到的第一探測信號，估算本基站12至移動終端21的第四下行等效信道傳輸矩陣
需要說明的是，在TDD系統(tǒng)中，通常認(rèn)為上下行信道之間存在互易性，因此，上行信道傳輸矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣可以等同于下行信道傳輸矩陣。
進一步的，基站11估算的第一下行等效信道傳輸矩陣
第二下行等效信道傳輸矩陣
同樣的，基站12估算的第三下行等效信道傳輸矩陣
第四下行等效信道傳輸矩陣
基站11估算出第一下行等效信道傳輸矩陣
和第二下行等效信道傳輸矩陣
后，基站11中的干擾消除裝置10中的第一生成裝置104根據(jù)該第一下行等效信道傳輸矩陣
和第二下行等效信道傳輸矩陣
并基于最小均方誤差準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣W1。
同樣的，基站12估算出第三下行等效信道傳輸矩陣
和第四下行等效信道傳輸矩陣
后，基站12中的干擾消除裝置10中的第一生成裝置104根據(jù)該第三下行等效信道傳輸矩陣
和第四下行等效信道傳輸矩陣
并基于最小均方誤差準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣W2。
具體的，基于最小均方誤差準(zhǔn)則，W1，W2，R1，R2應(yīng)該滿足以下條件 由于上述方程涉及一個聯(lián)合優(yōu)化的問題，它的解答通常很難獲取并且需要各個基站和移動終端之間的信道狀態(tài)信息。因此，可以采用以下次優(yōu)的準(zhǔn)則來獲取預(yù)編碼矩陣 于是，滿足上述條件的預(yù)編碼矩陣W1和W2分別為 以及 基站11中的干擾消除裝置10中的第一生成裝置104生成了預(yù)編碼矩陣W1后，基站11中的干擾消除裝置10中的第二發(fā)送裝置10利用該預(yù)編碼矩陣W1對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號發(fā)送至移動終端21。
同樣的，基站12中的干擾消除裝置10中的第一生成裝置104生成了預(yù)編碼矩陣W2后，基站11中的干擾消除裝置10中的第二發(fā)送裝置10利用該預(yù)編碼矩陣W2對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號發(fā)送至移動終端22。
最后，移動終端21中的輔助干擾消除裝置20中的第三接收裝置206接收來自基站11的經(jīng)預(yù)編碼矩陣W1預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
同樣的，移動終端22中的輔助干擾消除裝置20中的第三接收裝置206接收來自基站12的經(jīng)預(yù)編碼矩陣W2預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
移動終端21和移動終端22還原經(jīng)預(yù)編碼處理后的信號的方式可參見方法部分相應(yīng)的描述，為簡明起見，在此不作贅述。
以上是針對兩個小區(qū)的MIMO通信系統(tǒng)中小區(qū)間干擾消除的方法，以下將給出適用于多個小區(qū)的MIMO通信系統(tǒng)的小區(qū)干擾消除的方法。
首先，基站中的干擾消除裝置10中的第一發(fā)送裝置101發(fā)送第一下行參考信號至被服務(wù)移動終端和至少一個受干擾移動終端。該第一下行參考信號可以是公共導(dǎo)頻信號也可以是訓(xùn)練序列。其中，該基站是被服務(wù)移動終端的服務(wù)基站，同時是受干擾移動終端的干擾基站。
其次，被服務(wù)移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第二接收裝置201接收來自該基站的第一下行參考信號以及接收來自至少一個干擾基站的至少一個其他的下行參考信號。
隨后，被服務(wù)移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第二估算裝置202根據(jù)該第一下行參考信號，估算該基站至本被服務(wù)移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j，以及根據(jù)來自至少一個干擾基站的至少一個其他的下行參考信號，估算所述至少一個干擾基站至本被服務(wù)移動終端的至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣Hj，i，其中，i≠j。
需要說明的是，此處，為了便于描述，我們假設(shè)該基站至被服務(wù)移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣為Hj，j，至少一個干擾基站至本被服務(wù)移動終端的至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣Hj，i，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)。
接著，被服務(wù)移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第一選擇裝置203根據(jù)第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j，選擇該基站發(fā)送給本被服務(wù)移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)Sj。
流數(shù)Sj的選擇方式在上述兩個小區(qū)MIMO通信網(wǎng)絡(luò)中已作出了詳細(xì)描述，此處，為了簡明起見，不作贅述。
繼而，被服務(wù)移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第二生成裝置204基于第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j，至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣Hj，i以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)Sj，生成第一濾波矩陣Rj。
被服務(wù)移動終端可通過如下公式生成濾波矩陣Rj 其中，Hj，j為所述第一下行物理信道傳輸矩陣，Hj，i為所述至少一個干擾基站至本被服務(wù)移動終端的至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣，σ2為本被服務(wù)移動終端所受到的干擾噪聲功率，P為每基站的總發(fā)射功率，NT為每基站的發(fā)射天線個數(shù)，I為單位陣，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)。
其中，Wj通過如下公式獲取 Wj＝Vj(，1Sj)/||Vj(，1Sj)|| 其中，Vj(，1Sj)表示由Vj的第1列至第Sj列組成的矩陣，Sj表示本被服務(wù)移動終端所選擇的該基站發(fā)送給本被服務(wù)移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)。
其中，Vj通過對第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j進行奇異值分解
來獲取。
同樣的，至少一個受干擾移動終端也生成其各自的濾波矩陣Ri，其中，i≠j。
然后，被服務(wù)移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第三發(fā)送裝置205利用所生成的濾波矩陣Rj的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RjH對待發(fā)送的第一探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)RjH預(yù)編碼處理后的第一探測信號分別發(fā)送至該基站和至少一個干擾基站。
同樣的，至少一個受干擾移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第三發(fā)送裝置205利用其各自所生成的濾波矩陣Ri的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RiH分別對待發(fā)送的探測信號進行預(yù)編碼處理，然后，各自將經(jīng)RiH預(yù)編碼處理后的探測信號分別發(fā)送至其服務(wù)基站和其他至少一個干擾基站。
隨后，該基站中的干擾消除裝置10中的第一接收裝置102接收來自被服務(wù)移動終端的經(jīng)第一濾波矩陣Rj的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RjH預(yù)編碼處理后的第一探測信號，并且接收來自至少一個受干擾移動終端的經(jīng)其各自的濾波矩陣Ri的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RiH預(yù)編碼處理后的各個探測信號。其中，i≠j。
接著，該基站中的干擾消除裝置10中的第一估算裝置103根據(jù)所接收到的來自被服務(wù)移動終端的經(jīng)第一濾波矩陣Rj的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RjH預(yù)編碼處理后的第一探測信號，估算本基站至被服務(wù)移動終端的第一下行等效信道傳輸矩陣
以及根據(jù)所接收到的來自至少一個受干擾移動終端的經(jīng)各自的濾波矩陣Ri的共軛轉(zhuǎn)置矩陣RiH預(yù)編碼處理后的各個探測信號，估算本基站至所述至少一個受干擾移動終端的至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
需要說明的是，在TDD系統(tǒng)中，通常認(rèn)為上下行信道間存在互易性，因此，上行信道傳輸矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣可以等同于下行信道傳輸矩陣。
進一步的，該基站估算的第一下行等效信道傳輸矩陣
至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
其中，Ri為所述至少一個受干擾移動終端中的每個受干擾移動終端所生成的濾波矩陣，Hi，j為本基站至所述至少一個受干擾移動終端的各個下行物理信道傳輸矩陣，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)。
該基站估算出第一下行等效信道傳輸矩陣
和至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
后，該基站中的干擾消除裝置10中的第一生成裝置104根據(jù)該第一下行等效信道傳輸矩陣
和至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
并基于最小均方誤差準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣Wj。
具體的，基于最小均方誤差準(zhǔn)則，{Wj}和{Rj}應(yīng)該滿足以下條件 由于上述方程涉及一個聯(lián)合優(yōu)化的問題，它的解答通常很難獲取并且需要各個基站和移動終端之間的信道狀態(tài)信息。因此，可以采用以下次優(yōu)的準(zhǔn)則來獲取預(yù)編碼矩陣 于是，滿足上述條件的預(yù)編碼矩陣為 該基站生成了預(yù)編碼矩陣Wj后，該基站中的干擾消除裝置10中的第二發(fā)送裝置105利用該預(yù)編碼矩陣Wj對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼處理，然后，將經(jīng)預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號發(fā)送至被服務(wù)移動終端。
最后，被服務(wù)移動終端中的輔助干擾消除裝置20中的第三接收裝置206接收來自該基站的經(jīng)預(yù)編碼矩陣Wj預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
被服務(wù)移動終端還原接收到的來自該基站的經(jīng)預(yù)編碼矩陣Wj預(yù)編碼處理后的信號的方式在方法部分的兩個小區(qū)MIMO通信網(wǎng)絡(luò)中已作出了詳細(xì)描述，此處，為了簡明起見，不作贅述。
以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述，需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種定型和修改。
權(quán)利要求
1.一種在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)的基站中用于消除小區(qū)間干擾的方法，其中，包括以下步驟
a.發(fā)送下行參考信號至被服務(wù)移動終端和至少一個受干擾移動終端；
b.接收來自所述被服務(wù)移動終端的經(jīng)第一濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的第一探測信號；并且接收來自所述至少一個受干擾移動終端的分別經(jīng)各自的濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的至少一個其他的探測信號；
c.根據(jù)所述第一探測信號，估算本基站至所述被服務(wù)移動終端的第一下行等效信道傳輸矩陣；以及根據(jù)所述至少一個其他的探測信號，分別估算本基站至所述至少一個受干擾移動終端的至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣；
d.根據(jù)所述第一下行等效信道傳輸矩陣和所述至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣，并基于預(yù)定準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣；
e.發(fā)送利用所生成的預(yù)編碼矩陣進行預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號至所述被服務(wù)移動終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一下行等效信道傳輸矩陣
通過如下公式獲得
其中，Rj為所述服務(wù)移動終端所生成的第一濾波矩陣，Hj，j為本基站至所述被服務(wù)移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣；
所述至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
通過如下公式獲得
其中，Ri為所述至少一個受干擾移動終端中的每個受干擾移動終端所生成的濾波矩陣，Hi，j為本基站至所述至少一個受干擾移動終端的各個下行物理信道傳輸矩陣，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定準(zhǔn)則包括迫零準(zhǔn)則或最小均方誤差準(zhǔn)則。
4.一種在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)的移動終端中用于輔助服務(wù)基站消除小區(qū)間干擾的方法，其中，包括以下步驟
I.接收來自服務(wù)基站的第一下行參考信號；
II.根據(jù)所述第一下行參考信號，估算所述服務(wù)基站至本移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣；
III.根據(jù)所述第一下行物理信道傳輸矩陣，選擇所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)；
IV.基于所述第一下行物理信道傳輸矩陣以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)，生成濾波矩陣；
V.將經(jīng)所述濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的探測信號發(fā)送至所述服務(wù)基站和至少一個干擾基站；
VI.接收來自所述服務(wù)基站的經(jīng)預(yù)編碼矩陣預(yù)編碼處理后的信號并將其還原。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述服務(wù)基站采用基于迫零準(zhǔn)則的干擾消除技術(shù)，所述步驟IV通過如下公式生成濾波矩陣
Rj＝Uj(，1Sj)H/||Uj(，1Sj)H||
其中，Uj(，1Sj)H表示由Uj的第1列至第Sj列組成的矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，Sj表示本移動終端所選擇的所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)，
其中，Uj通過對所述第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j進行奇異值分解
來獲取。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述I還包括接收來自至少一個干擾基站的至少一個其他的下行參考信號；
其中，所述步驟II還包括根據(jù)所述至少一個其他的下行參考信號，分別估算所述至少一個干擾基站至本移動終端的至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣；
所述步驟IV還包括基于所述第一下行物理信道傳輸矩陣，所述至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)，生成濾波矩陣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述服務(wù)基站采用基于最小均方誤差準(zhǔn)則的干擾消除技術(shù)，所述步驟IV通過如下公式生成濾波矩陣
其中，Hj，j為所述第一下行物理信道傳輸矩陣，Hj，i為所述至少一個干擾基站至本移動終端的至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣，σ2為本移動終端所受到的干擾噪聲功率，P為每基站的總發(fā)射功率，NT為每基站的發(fā)射天線個數(shù)，I為單位陣，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)；
其中，Wj通過如下公式獲取
Wj＝Vj(，1Sj)/||Vj(，1Sj)||
其中，Vj(，1Sj)表示由Vj的第1列至第Sj列組成的矩陣，Sj表示本移動終端所選擇的所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)，
其中，Vj通過對所述第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j進行奇異值分解
來獲取。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟III還包括以下步驟
III1.根據(jù)所述第一下行物理信道傳輸矩陣，分別計算M個信道容量C1，C2，...，CM，其中，C1，C2，...，CM分別對應(yīng)于所述服務(wù)基站分別發(fā)送1，2，...，M個數(shù)據(jù)流至本移動終端的信道容量，其基站分別發(fā)送1，2，...，M個數(shù)據(jù)流至本移動終端的信道容量，其中，M等于本移動終端的所述第一下行物理信道傳輸矩陣的秩；
III2.從所述M個信道容量C1，C2，...，CM中選擇一個信道容量最大值CK；
III3.判斷所述信道容量最大值CK所對應(yīng)的K是否等于1；
III4.如果所述K＝1，則確定所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為1；
如果所述K≠1，初始化x＝1，并執(zhí)行以下步驟
A.判斷(CK-CK-x)/CK是否小于所述預(yù)定門限值CThred；
B.如果(CK-CK-x)/CK≥CThred，則確定所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為K-(x-1)；
如果(CK-CK-x)/CK＜CThred，則執(zhí)行x＝x+1；并判斷K-x是否大于0；如果K-x＞0，則重復(fù)步驟A；如果K-x≤0，確定所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為1。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述CThred的取值為0≤CThred＜1。
10.一種在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)的基站中用于消除小區(qū)間干擾的干擾消除裝置，其中，包括
第一發(fā)送裝置，用于發(fā)送下行參考信號至被服務(wù)移動終端和至少一個受干擾移動終端；
第一接收裝置，用于接收來自所述被服務(wù)移動終端的經(jīng)第一濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的第一探測信號；并且接收來自所述至少一個受干擾移動終端的分別經(jīng)各自的濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的至少一個其他的探測信號；
第一估算裝置，用于根據(jù)所述第一探測信號，估算本基站至所述被服務(wù)移動終端的第一下行等效信道傳輸矩陣；以及根據(jù)所述至少一個其他的探測信號，分別估算本基站至所述至少一個受干擾移動終端的至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣；
第一生成裝置，用于根據(jù)所述第一下行等效信道傳輸矩陣和所述至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣，并基于預(yù)定準(zhǔn)則，生成用于對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼的預(yù)編碼矩陣；
第二發(fā)送裝置，用于發(fā)送利用所生成的預(yù)編碼矩陣進行預(yù)編碼處理后的待發(fā)送信號至所述被服務(wù)移動終端。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的干擾消除裝置，其特征在于，所述第一下行等效信道傳輸矩陣
通過如下公式實現(xiàn)
其中，Rj為所述服務(wù)移動終端所生成的第一濾波矩陣，Hj，j為本基站至所述被服務(wù)移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣；
所述至少一個其他的下行等效信道傳輸矩陣
通過如下公式實現(xiàn)
其中，Ri為所述至少一個受干擾移動終端中的每個受干擾移動終端所生成的濾波矩陣，Hi，j為本基站至所述至少一個受干擾移動終端的各個下行物理信道傳輸矩陣，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的干擾消除裝置，其特征在于，所述預(yù)定準(zhǔn)則包括迫零準(zhǔn)則或最小均方誤差準(zhǔn)則。
13.一種在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)的移動終端中用于輔助服務(wù)基站消除小區(qū)間干擾的輔助干擾消除裝置，其中，包括
第二接收裝置，用于接收來自服務(wù)基站的第一下行參考信號；
第二估算裝置，用于根據(jù)所述第一下行參考信號，估算所述服務(wù)基站至本移動終端的第一下行物理信道傳輸矩陣；
第一選擇裝置，用于根據(jù)所述第一下行物理信道傳輸矩陣，選擇所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)；
第二生成裝置，用于基于所述第一下行物理信道傳輸矩陣以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)，生成濾波矩陣；
第三發(fā)送裝置，用于將經(jīng)所述濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣預(yù)編碼處理后的探測信號發(fā)送至所述服務(wù)基站和至少一個干擾基站；
碼處理后的信號并將其還原。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的輔助干擾消除裝置，其特征在于，所述服務(wù)基站采用基于迫零準(zhǔn)則的干擾消除技術(shù)，所述第二生成裝置通過如下公式生成濾波矩陣
Rj＝Uj(，1Sj)H/||Uj(，1Sj)H||
其中，Uj(，1Sj)H表示由Uj的第1列至第Sj列組成的矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，Sj表示本移動終端所選擇的所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)，
其中，Uj通過對所述第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j進行奇異值分解
來獲取。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的輔助干擾消除裝置，其特征在于，所述第二接收裝置還用于接收來自至少一個干擾基站的至少一個其他的下行參考信號；
其中，所述第二估算裝置還用于根據(jù)所述至少一個其他的下行參考信號，分別估算所述至少一個干擾基站至本移動終端的至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣；
所述第二生成裝置還用于基于所述第一下行物理信道傳輸矩陣，所述至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣以及所選擇的數(shù)據(jù)流的流數(shù)，生成濾波矩陣。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的輔助干擾消除裝置，其特征在于，所述服務(wù)基站采用基于最小均方誤差準(zhǔn)則的干擾消除技術(shù)，所述第二生成裝置通過如下公式生成濾波矩陣
其中，Hj，j為所述第一下行物理信道傳輸矩陣，Hj，i為所述至少一個干擾基站至本移動終端的至少一個其他的下行物理信道傳輸矩陣，σ2為本移動終端所受到的干擾噪聲功率，P為每基站的總發(fā)射功率，NT為每基站的發(fā)射天線個數(shù)，I為單位陣，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為本移動終端所受到的干擾噪聲功率，P為每基站的總發(fā)射功率，NT為每基站的發(fā)射天線個數(shù)，I為單位陣，其中，1≤i≤N，i≠j，且i為正整數(shù)，N為所述多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中小區(qū)的個數(shù)；
其中，Wj通過如下公式獲取
Wj＝Vj(，1Sj)/||Vj(，1Sj)||
其中，Vj(，1Sj)表示由Vj的第1列至第Sj列組成的矩陣，Sj表示本移動終端所選擇的所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)，
其中，Vj通過對所述第一下行物理信道傳輸矩陣Hj，j進行奇異值分解
來獲取。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項所述的輔助干擾消除裝置，其特征在于，所述第一選擇裝置還包括
計算裝置，用于根據(jù)所述第一下行物理信道傳輸矩陣，分別計算M個信道容量C1，C2，...，CM，其中，C1，C2，...，CM分別對應(yīng)于所述服務(wù)基站分別發(fā)送1，2，...，M個數(shù)據(jù)流至本移動終端的信道容量，其中，M等于本移動終端的所述第一下行物理信道傳輸矩陣的秩；
第二選擇裝置，用于從所述M個信道容量C1，C2，...，CM中選擇一個信道容量最大值CK；
第一判斷裝置，用于判斷所述信道容量最大值CK所對應(yīng)的K是否等于1；
第一確定裝置，用于如果所述K＝1，確定所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為1；
如果所述K≠1，還包括
初始化裝置，用于初始化x＝1；
第二判斷裝置，用于判斷(CK-CK-x)/CK是否小于所述預(yù)定門限值CThred；
第二確定裝置，用于如果(CK-CK-x)/CK≥CThred，確定所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為K-(x-1)；
第三判斷裝置，用于如果(CK-CK-x)/CK＜CThred，執(zhí)行x＝x+1；并判斷K-x是否大于0；如果K-x＞0，第二判斷裝置，第二確定裝置和第三判斷裝置重復(fù)執(zhí)行；如果K-x≤0，第三確定裝置用于確定所述服務(wù)基站發(fā)送給本移動終端的數(shù)據(jù)流的流數(shù)為1。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輔助干擾消除裝置，其特征在于，所述CThred的取值為0≤CThred＜1。
全文摘要
本發(fā)明提出了在基于多小區(qū)MIMO的無線通信網(wǎng)絡(luò)中消除小區(qū)間干擾的方法和裝置。移動終端根據(jù)下行物理信道傳輸矩陣，選擇服務(wù)基站發(fā)送給其的數(shù)據(jù)流流數(shù)；并基于該矩陣和流數(shù)，生成濾波矩陣；之后利用該濾波矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣對探測信號進行預(yù)編碼處理后，將其發(fā)送至服務(wù)基站和干擾基站。服務(wù)基站接收來自該移動終端的探測信號和來自受干擾移動終端的探測信號后；估算本基站至被服務(wù)移動終端的下行等效信道傳輸矩陣，和本基站至受干擾移動終端的下行等效信道傳輸矩陣，并基于預(yù)定準(zhǔn)則，生成預(yù)編碼矩陣；接著，用該矩陣對待發(fā)送信號進行預(yù)編碼后發(fā)送至被服務(wù)移動終端。本發(fā)明能夠改進干擾消除的性能，減少探測信號的開銷，且無需額外的信令開銷。
文檔編號H04B7/26GK101771507SQ200910044888
公開日2010年7月7日 申請日期2009年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者吳克穎, 宋揚, 楊紅衛(wèi) 申請人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司