專利名稱：應(yīng)用于多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng)的基于信道統(tǒng)計(jì)信息的預(yù)編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng)的預(yù)編碼算法。
背景技術(shù)：
在長(zhǎng)期演進(jìn)計(jì)劃(LTE)中，多輸入輸出(MMO)技術(shù)利用了多根接收，發(fā)送天線，通過在發(fā)送端做預(yù)編碼為系統(tǒng)提供分集和復(fù)用增益。但在多小區(qū)環(huán)境中，由于存在小區(qū)之間的干擾和調(diào)度用戶之間的干擾，系統(tǒng)的容量增益會(huì)大大降低，尤其是處于小區(qū)邊緣的用戶，其性能損失嚴(yán)重。針對(duì)這個(gè)問題，3GPP提出了多小區(qū)聯(lián)合傳輸(CoMP)的方案，即通過多個(gè)基站協(xié)作向用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，來有效控制小區(qū)之間的干擾，提升系統(tǒng)的性能。CoMP系統(tǒng)的下行傳輸主要考慮兩種協(xié)作方式即聯(lián)合傳輸(JP)和協(xié)作調(diào)度/波束成型(CS/CB)。在聯(lián)合傳輸(JP)模式下，同一用戶的數(shù)據(jù)由參與協(xié)作的多個(gè)基站共享并聯(lián)合發(fā)送，其等效為單基站多用戶系統(tǒng)；在聯(lián)合波束成型(CB)模式中，每一個(gè)基站對(duì)應(yīng)服務(wù)于一個(gè)用戶，基站之間數(shù) 據(jù)不共享。以上兩種模式共同點(diǎn)在于，發(fā)送端需要根據(jù)接收端反饋的信道信息，采用恰當(dāng)?shù)念A(yù)編碼方案來降低用戶之間的干擾，提升系統(tǒng)性能。目前，針對(duì)于多用戶系統(tǒng)的線性預(yù)編碼方案主要有兩種，一種是基于最大化信漏噪比(SLNR)思想的預(yù)編碼方案，一種是塊對(duì)角化(BD)預(yù)編碼方案。最大化SLNR預(yù)編碼方案將噪聲和目標(biāo)用戶的泄漏功率考慮在內(nèi)，其目的在于使得目標(biāo)用戶的有用功率與其接收到的噪聲和干擾功率的比值達(dá)到最大。由于SLNR直接關(guān)系到誤塊率性能和系統(tǒng)的吞吐量，因此最大化SLNR的預(yù)編碼常常是獲得理想性能的有效方案。而BD預(yù)編碼方案的主要思想是降低目標(biāo)用戶對(duì)其他用戶造成的干擾，不考慮接收端實(shí)際的信干噪比，是一種“利他”方案。其效果受到信道特性，天線數(shù)和用戶數(shù)的影響。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提出的應(yīng)用于多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng)的基于信道統(tǒng)計(jì)信息的預(yù)編碼方法，主要為了解決現(xiàn)有預(yù)編碼方案在實(shí)際多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)，需要大量反饋信息的問題，給出了一種接近理想性能，易于實(shí)現(xiàn)，對(duì)反饋信息準(zhǔn)確度要求低，魯棒性強(qiáng)的預(yù)編碼方法，有效地降低了多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng)中信道信息反饋的復(fù)雜度。技術(shù)方案本發(fā)明的應(yīng)用于多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng)的基于信道統(tǒng)計(jì)信息的預(yù)編碼方法包括以下步驟I)參與協(xié)作的多小區(qū)基站獲得系統(tǒng)各個(gè)用戶的信道二階統(tǒng)計(jì)信息；2)基站之間相互協(xié)作，利用獲得的信道二階統(tǒng)計(jì)信息，根據(jù)下面的公式〔玄Ri + #。1] Rt或氏 Rkl + #。1] Kk k k = I，2，3，K K
Vi^kJV i^kJ計(jì)算出系統(tǒng)中用戶k的預(yù)編碼向量Wk ;其中N表示系統(tǒng)中參與協(xié)作的基站總數(shù)，K表示系統(tǒng)內(nèi)的用戶總數(shù)，Rk和Ri分別表示用戶k和用戶i的空間信道二階統(tǒng)計(jì)度量矩陣，Rk,k和Rkii分別表示基站k到用戶k的空間信道二階統(tǒng)計(jì)度量矩陣和基站k到用戶i的空間信道二階統(tǒng)計(jì)度量矩陣，Ntl表示接收端高斯白噪聲的功率表示單位矩陣；( r1表示對(duì)矩陣求逆；3)基站將用戶k需要發(fā)送的數(shù)據(jù)與該用戶的預(yù)編碼向量Wk對(duì)應(yīng)相乘，并發(fā)送預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)。其中，步驟I)所述參與協(xié)作的多小區(qū)基站獲得系統(tǒng)各個(gè)用戶的信道二階統(tǒng)計(jì)信息，其步驟如下11)用戶k向基站n發(fā)送探測(cè)信號(hào)SRS，在基站處獲得信道矩陣Hn, k，其大小為nrXnt, k = 1,2,3, K，n = 1,2,3. .. N，其中，K表示系統(tǒng)內(nèi)的用戶總數(shù)，N表示參與協(xié)作的基站總數(shù)，Hn,k表示基站n到用戶k的空間信道，表示接收天線數(shù)，nt表示發(fā)送天線數(shù)；12)若小區(qū)間采用聯(lián)合傳輸(JP)的協(xié)作方式，則參與協(xié)作的多個(gè)基站等效為一個(gè)多天線的大基站，此時(shí)多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng)等效為一個(gè)單基站多用戶系統(tǒng)，用戶k的等效空間信道表示為Hk= [Hlk H2kLHJ若多小區(qū)之間協(xié)作采用聯(lián)合波束成型(CB)的協(xié)作方式，則此步驟省略；13)設(shè)計(jì)時(shí)間長(zhǎng)度L，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)平均，計(jì)算出信道二階統(tǒng)計(jì)度量矩陣，若小區(qū)間采用JP的協(xié)作方式則
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng)的基于信道統(tǒng)計(jì)信息的預(yù)編碼方法，其特征在于該方法包括以下步驟 .1)參與協(xié)作的多小區(qū)基站獲得系統(tǒng)各個(gè)用戶的信道二階統(tǒng)計(jì)信息； .2)基站之間相互協(xié)作，利用獲得的信道二階統(tǒng)計(jì)信息，根據(jù)下面的公式
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng)的基于信道統(tǒng)計(jì)信息的預(yù)編碼方法，其特征在于，步驟I)所述參與協(xié)作的多小區(qū)基站獲得系統(tǒng)各個(gè)用戶的信道二階統(tǒng)計(jì)信息，其步驟如下 .11)用戶k向基站η發(fā)送探測(cè)信號(hào)SRS，在基站處獲得信道矩陣Hn,k，其大小為r^Xnt，k = 1,2,3, . . .K，η = 1,2,3. .. N，其中，K表示系統(tǒng)內(nèi)的用戶總數(shù)，N表示參與協(xié)作的基站總數(shù)，Hn,k表示基站η到用戶k的空間信道，nr表示接收天線數(shù)，nt表示發(fā)送天線數(shù)； .12)若小區(qū)間采用聯(lián)合傳輸(JP)的協(xié)作方式，則參與協(xié)作的多個(gè)基站等效為一個(gè)多天線的大基站，此時(shí)多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng)等效為一個(gè)單基站多用戶系統(tǒng)，用戶k的等效空間信道表示為
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用于多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng)的基于信道統(tǒng)計(jì)信息的預(yù)編碼方法，其特征在于，步驟2)所述基站之間相互協(xié)作，利用獲得的信道二階統(tǒng)計(jì)信息根據(jù)預(yù)編碼向量計(jì)算公式計(jì)算出系統(tǒng)各個(gè)用戶的預(yù)編碼向量，其步驟如下 . 21)若小區(qū)間采用JP的協(xié)作方式，則計(jì)算矩陣A = Rk和
全文摘要
應(yīng)用于多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng)的基于信道統(tǒng)計(jì)信息的預(yù)編碼方法，包括如下步驟(1)參與協(xié)作的多小區(qū)基站獲得系統(tǒng)各個(gè)用戶信道的二階統(tǒng)計(jì)信息；(2)基站之間相互協(xié)作，利用獲得的信道二階統(tǒng)計(jì)信息，根據(jù)本發(fā)明所提出的基于信道統(tǒng)計(jì)信息的預(yù)編碼方法計(jì)算出系統(tǒng)各個(gè)用戶的預(yù)編碼向量；(3)基站將各個(gè)用戶需要發(fā)送的數(shù)據(jù)與該用戶的預(yù)編碼向量對(duì)應(yīng)相乘，并發(fā)送預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的特點(diǎn)在于，使用信道的統(tǒng)計(jì)信息取代實(shí)時(shí)信息，并利用本發(fā)明所提出的基于信道統(tǒng)計(jì)信息的預(yù)編碼方法計(jì)算預(yù)編碼向量。在系統(tǒng)中，當(dāng)信道多普勒擴(kuò)展較小時(shí)，基于信道二階統(tǒng)計(jì)信息獲得的預(yù)編碼向量與基于實(shí)時(shí)信道信息獲得的預(yù)編碼向量相比，工作點(diǎn)處的性能損失很小。
文檔編號(hào)H04L1/00GK102710365SQ20121006607
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者孟向陽, 許威, 趙春明 申請(qǐng)人:東南大學(xué)