專利名稱：家庭基站網(wǎng)絡(luò)中的信息處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信的家庭基站和MIMO (Multiple-Input Multiple-Output,多輸入多輸出)中繼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能有效抑制跨層干擾的家庭基站網(wǎng)絡(luò)中的信息處理方法。
背景技術(shù)：
隨著社會的不斷發(fā)展，人們對通 信質(zhì)量和速率的要求不斷提高。研究表明，50%的語音業(yè)務(wù)和70%的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都發(fā)生在室內(nèi)環(huán)境下。語音信號數(shù)據(jù)速率較低，對信號的質(zhì)量要求不高，數(shù)據(jù)信號則需要很高的信號質(zhì)量來提供高速業(yè)務(wù)。為了提高室內(nèi)的覆蓋范圍和通信質(zhì)量，家庭基站應(yīng)運而生。家庭基站的覆蓋范圍較小，能以較低的功率進行工作來達到信號質(zhì)量的要求，而且家庭基站能通過數(shù)字用戶線(DSL)、光纖寬帶等連接到運營商的核心網(wǎng)中，減少了運營商的 CAPEX (capital expense 資本性支出)和 OPEX (Operating Expense運營成本)。由于頻譜資源的稀有性，則家庭基站和宏基站采用相同的頻譜資源，從而提高頻譜資源的利用率。但是同時，家庭基站也帶來了新的挑戰(zhàn)干擾管理，如家庭基站和宏基站之間產(chǎn)生的跨層干擾。綜上，近年來，如何有效的進行家庭基站的干擾管理成為研究的熱點。波束成形技術(shù)對于干擾管理能夠產(chǎn)生很好的作用，同時由于中繼能夠擴大傳播范圍，克服陰影衰落，把中繼考慮到家庭基站網(wǎng)絡(luò)中，為受陰影衰落干擾的宏用戶提供服務(wù)。因此，本發(fā)明將波束成形技術(shù)引入到新的家庭基站網(wǎng)絡(luò)中，進行干擾管理，目前已有的家庭基站干擾管理方法中，還沒有此方面的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種家庭基站網(wǎng)絡(luò)中的信息處理方法，以解決家庭基站中存在的跨層干擾問題。本發(fā)明在完整信道狀態(tài)信息(CSI)情況下，提供一種聯(lián)合設(shè)計宏基站，家庭基站和中繼的波束成形的信息處理方法。在本發(fā)明的家庭基站網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)最小化系統(tǒng)的總功率，設(shè)計了宏基站，家庭基站和中繼的波束成形的聯(lián)合信息處理方案，該方案能有效的抑制跨層干擾。為達到上述目的，本發(fā)明提供一種家庭基站網(wǎng)絡(luò)中的信息處理方法，包括以下步驟第一步，宏基站向中繼和家庭基站用戶發(fā)射信號Sml，中繼根據(jù)接收到的信號Xml，進行信道估計，得到宏基站到中繼的估計信道巧,,家庭基站用戶k根據(jù)接收到的信號Xml,k，進行信道估計處理，得到宏基站到家庭基站用戶k mm€k(Kk ecix&');家庭基站向中繼和家庭基站用戶發(fā)射信號Sfl，中繼根據(jù)接收到的信號Xfl，進行信道估計，得至IJ家庭基站到中繼的估計信道e ΓΛ'Α)，家庭基站用戶k根據(jù)接收到的信號Xfl, k，進行信道估計處理，得到家庭基站到家庭基站用戶k的信eClxivO ；
其中Nm是宏基站的天線數(shù)，隊是中繼的天線數(shù)，Nf是家庭基站的天線數(shù)，Sml 是宏基站訓(xùn)練序列，Tt是訓(xùn)練序列的長度，Xml中繼接收到的信號，
￡ぴ$是家庭用戶k接收到的信號；SM家庭基站訓(xùn)練序列，Xmi 是中繼
接收到的信號,；.k erlx7i是家庭用戶k的接收信號；CMXN表示MXN的復(fù)矩陣空間；&表示hm；k的共輒轉(zhuǎn)直。第二步，中繼向宏用戶和家庭基站用戶發(fā)射信號S1112，宏用戶I根據(jù)接收到的信號XniU，進行信道估計，得到中繼到 宏用戶I的估計信道め家庭基站用戶k根據(jù)接收到的信號Xm2, k，進行信道估計處理，得到中繼到家庭基站用戶k的信道/^(< ^ C1xa');家庭基站向宏用戶和家庭基站用戶發(fā)射信號Sf2，宏用戶根據(jù)接收到的信號Xf2, i，進行信道估計，得到家庭基站到宏用戶的估計信道<(<，家庭基站用戶k根據(jù)接收到的信號xf2,k，進行信道估計處理，得到家庭基站到家庭基站用戶k的信道eCix~);其中Nm是宏基站的天線數(shù)，隊是中繼的天線數(shù)，Nf是家庭基站的天線數(shù)，Sm2GC' T是宏基站訓(xùn)練序列，Tt是訓(xùn)練序列的長度，Xm2パ是宏用戶I接收到的信號，
eび&是家庭用戶k接收到的信號；S/2 er'W是家庭基站訓(xùn)練序列，x/2, 是宏用戶I接收到的信號，'2i ^(^^是家庭用戶k的接收信號；CMXN表示MXN的復(fù)矩陣空間。第三歩，宏基站，家庭基站和中繼根據(jù)估計得到的信道，應(yīng)用迭代算法計算宏基站處理矩陣wm，家庭基站處理矩陣Wfl，Wf2和中繼處理矩陣Q。第四步，宏基站對發(fā)射的信號S=[Sml-SnJ進行處理，得到Xm，并將信號廣播出去，線性處理為み=!八廠『ノ;家庭基站對發(fā)射信號Sfl=[Sfl,rSfl,K]進行處理，得到
Xfl，并將信號廣播出去，線性處理為分^ =EwZu-iVu ニ wHs/I;第五歩，中繼對接收到的信號進行線性處理，得到ル，然后進行廣播，線性處理為yr=Qyr ;家庭基站對發(fā)射信號Sf2=[Sf2,^sf2J進行處理，得到Xf2，并將信號廣播出去，線
K
性處理為分2 =Yawf2MSf2,k = Wf2Sf2 ;第六步，宏基站用戶和家庭基站接收到發(fā)射信號，然后進行檢測處理。依照本發(fā)明較佳實施例所述的家庭基站網(wǎng)絡(luò)中的信息處理方法，第三步中的迭代算法進ー步包括以下步驟(I)步驟I:初始化中繼預(yù)編碼C/" = /通過解式(I)的SOCP問題，可以解出W{ff^W)V n=0,式(I)如下mn ZMwJ|2+Z||flw/u|f+Z||ww『
呵軌凡}^+ ゼ |/伽2+く ^
V }古 Ik=\fr=l
權(quán)利要求
1.一種家庭基站網(wǎng)絡(luò)中的信息處理方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步，宏基站向中繼和家庭基站用戶發(fā)射信號Sml，中繼根據(jù)接收到的信號Xml，進行信道估計，得到宏基站到中繼的估計信道祝 (凡，e )，家庭基站用戶k根據(jù)接收到的信號xml,k，進行信道估計處理，得到宏基站到家庭基站用戶k的信道e C1# );家庭基站向中繼和家庭基站用戶發(fā)射信號Sfl，中繼根據(jù)接收到的信號Xfl，進行信道估計，得到家庭基站到中繼的估計信道家庭基站用戶k根據(jù)接收到的信號xfl, k，進行信道估計處理，得到家庭基站到家庭基站用戶k的信道eC1xav)； 其中Nm是宏基站的天線數(shù)，隊是中繼的天線數(shù)，Nf是家庭基站的天線數(shù),Swl ^^^-是宏基站訓(xùn)練序列，Ττ是訓(xùn)練序列的長度，Xml 是中繼接收到的信號，Xmli 是家庭用戶k接收到的信號；S/t 6(^$是家庭基站訓(xùn)練序列，Xnd 是中繼接收到的信號，Ik 是家庭用戶k的接收信號；CMXN表示MXN的復(fù)矩陣空間；h —表示hm，k的共軛轉(zhuǎn)置； 第二步，中繼向宏用戶和家庭基站用戶發(fā)射信號Sm2，宏用戶I根據(jù)接收到的信號Xm2,進行信道估計，得到中繼到宏用戶I的估計信道),家庭基站用戶k根據(jù)接收到的信號Xm2,k，進行信道估計處理，得到中繼到家庭基站用戶k的信道eC1’;家庭基站向宏用戶和家庭基站用戶發(fā)射信號Sf2，宏用戶根據(jù)接收到的信號Xf2il，進行信道估計，得到家庭基站到宏用戶的估計信道^CixaO，家庭基站用戶k根據(jù)接收到的信號Xf2,k，進行信道估計處理，得到家庭基站到家庭基站用戶k的信道GCmO ； 其中Nm是宏基站的天線數(shù)，隊是中繼的天線數(shù)，Nf是家庭基站的天線數(shù)，S ,2 ￡(^^是宏基站訓(xùn)練序列，Ττ是訓(xùn)練序列的長度，是宏用戶I接收到的信號，XmxkeC^是家庭用戶k接收到的信號；S/2 e ^^是家庭基站訓(xùn)練序列，e 是宏用戶I接收到的信號巧^ efW是家庭用戶k的接收信號；CMXN表示MXN的復(fù)矩陣空間； 第三步，宏基站，家庭基站和中繼根據(jù)估計得到的信道，應(yīng)用迭代算法計算宏基站處理矩陣Wm，家庭基站處理矩陣Wfl，Wf2和中繼處理矩陣Q ； 第四步，宏基站對發(fā)射的信號s=[Sml-SmJ進行處理，得到Xm，并將信號廣播出去，線性處理為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的家庭基站網(wǎng)絡(luò)中的信息處理方法，其特征在于，第三步中所述的迭代算法進一步包括以下步驟(1)步驟I:初始化 中繼預(yù)編碼Gw = 4;.，通過解式(I)的SOCP問題，可以解出巧⑻，哎)和哼)，n=0,式(I)如下
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的家庭基站網(wǎng)絡(luò)中的信息處理方法，其特征在于，步驟(21)中所述的中繼迭代算法具體包括以下步驟 (21. I)初始化 隨機產(chǎn)生一系列彳，其范圍為[O, 2 π ]； 通過解決式(2)中的SOCP問題，求解出q(m)，其中m=l ； (21. 2)迭代 Θ人m +1) = aig{b^q(m)}, 1=1,…L ； 通過解決式(2)中的SOCP問題，解出q(m+l)； m=m+l,為下一次迭代做準備； (21. 3)停止 當滿足max, I arg{b!iIj(Di)-OlOn)) |> η, 1 = 1，…L時,繼續(xù)執(zhí)行(21. 2)，不滿足時停止； 其中，H是預(yù)先設(shè)定好的閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的家庭基站網(wǎng)絡(luò)中的信息處理方法，其特征在于，所述宏基站為多天線宏基站，所述家庭基站為多天線家庭基站，所述中繼為多天線中繼。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的家庭基站網(wǎng)絡(luò)中的信息處理方法，其特征在于，所述家庭基站用戶和宏用戶均為單天線用戶。
全文摘要
一種信息處理方法，宏基站和家庭基站分別向中繼和家庭用戶發(fā)射訓(xùn)練序列，中繼和家庭基站分別向宏用戶和家庭用戶發(fā)射訓(xùn)練序列，通過信道估計得到宏基站到中繼，家庭基站到中繼，宏基站到家庭用戶，家庭基站到家庭用戶，以及中繼到宏用戶，家庭基站到宏用戶，家庭基站到家庭用戶，中繼到家庭用戶之間的估計信道；宏基站，家庭基站和中繼根據(jù)估計信道，應(yīng)用迭代算法計算宏基站，家庭基站和中繼的發(fā)射波束成形矩陣；宏基站和家庭基站對發(fā)射信號進行線性處理并廣播，家庭基站用戶和中繼接收信息，中繼對接收到的信息進行線性處理并廣播，家庭基站對新發(fā)射的信號進行線性處理并廣播；宏用戶和家庭用戶分別接收到發(fā)射信號。本發(fā)明有效抑制了跨層干擾。
文檔編號H04B7/04GK102857281SQ20121027770
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者戎平, 張萌, 駱喆, 唐海龍, 羅漢文, 俞暉 申請人:上海交通大學(xué)