專利名稱：：一種基于碼本的多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)的cqi反饋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及多輸入多輸出通信系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于碼本的多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)的信道質(zhì)量指示CQI反^t方法。
背景技術(shù)：
：TermEvolution,簡稱3GPPLTE系統(tǒng)中，基于碼本的預(yù)編碼技術(shù)得到了應(yīng)用。在頻分雙工FrequencyDivisionDuplex,簡稱FDD系統(tǒng)中，碼本的使用大大降低了預(yù)編碼系統(tǒng)的反饋信息量，在付出極小的反向鏈路信令開銷代價(jià)時(shí)極大地提升系統(tǒng)的頻譜效率。而基于碼本的多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)，由于其多用戶分集帶來的增益，相比于基于碼本的單用戶預(yù)編碼系統(tǒng)，在用戶數(shù)比較多時(shí)系統(tǒng)性能上有一定的優(yōu)勢。目前，在3GPPLTE系統(tǒng)中，基于碼本的單用戶預(yù)編碼系統(tǒng)方案已經(jīng)基本確定，基于碼本的多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)方案則成為現(xiàn)階段討論熱點(diǎn)，其中信道質(zhì)量指示ChannelQualityIndicator,簡稱CQI反饋方案就是一個(gè)非常重要的方面?；诖a本的單用戶預(yù)編碼系統(tǒng)需要反饋選中的碼本矩陣索引和兩個(gè)CQI,根據(jù)3GPPLTE的會(huì)議結(jié)論，3GPPLTE還未確定多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)具體的CQI反饋方法，基于碼本的多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)可以反饋與單用戶預(yù)編碼系統(tǒng)相同的比特?cái)?shù)，但反饋開銷的大小將作為選擇CQI反饋方法的重要依據(jù)。目前很多多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)反饋方案只反饋選中的碼本矩陣索引和一個(gè)CQI，相比于單用戶預(yù)編碼系統(tǒng)就有了若干富余的比特，雖然減少了反饋開銷，但是難于為多用戶系統(tǒng)調(diào)度提供更準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息以進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能。因此，可以考慮充分、合理地利用這些富余的比特反饋另一個(gè)CQI。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種基于碼本的多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)的CQI反饋方法，能夠在基于碼本的多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)中進(jìn)行更加精確有效的CQI反饋，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能。本發(fā)明的上述技術(shù)問題這樣解決，提供一種基于碼本的多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)的CQI反饋方法，包括以下步驟1.1)小區(qū)內(nèi)所有用戶分別進(jìn)行信道估計(jì)并獲取當(dāng)前信道轉(zhuǎn)移矩陣，通過信道轉(zhuǎn)移矩陣和預(yù)編碼碼本矩陣計(jì)算當(dāng)前用戶的每個(gè)碼本列矢量對應(yīng)的發(fā)射數(shù)據(jù)流的后處理信干噪比SignalInterferenceNoiseRatio,簡稱SINR，然后根據(jù)容量或吞吐量最大化準(zhǔn)則在預(yù)編碼碼本矩陣中選擇出使得當(dāng)前用戶容量或吞吐量最大的碼本列矢量；1.2)各用戶通過選定的碼本列矢量計(jì)算出考慮有其他用戶干擾的信道質(zhì)量指示CQIi以及不考慮其他用戶干擾的信道質(zhì)量指示CQl2與CQI,的差值A(chǔ),并將CQIi、差值A(chǔ)和選定的碼本列矢量所對應(yīng)的預(yù)編碼矩陣索引反4赍回基站；1.3)基站收到各用戶反饋的CQIp差值A(chǔ)和預(yù)編碼矩陣索引后，進(jìn)行用戶調(diào)度。按照本發(fā)明提供的CQI反饋方法，所述信道轉(zhuǎn)移矩陣為NRxNt矩陣，所述預(yù)編碼碼本矩陣為NTXL矩陣，其中NT為基站發(fā)射天線數(shù)，NR為基站接收天線數(shù)，L為小區(qū)內(nèi)所有用戶中允許同一時(shí)間進(jìn)行預(yù)編碼操作，發(fā)送編碼塊數(shù)據(jù)流的用戶數(shù)。按照本發(fā)明提供的CQI反饋方法，所述步驟l.l)中計(jì)算當(dāng)前用戶的每個(gè)碼本列矢量對應(yīng)的發(fā)射數(shù)據(jù)流的后處理信干噪比時(shí)需假定預(yù)編碼碼本矩陣中該碼本列矢量為當(dāng)前用戶的預(yù)編碼矢量，矩陣中的其他碼本列矢量為其他用戶對當(dāng)前用戶的干擾。按照本發(fā)明提供的CQI反饋方法，所述步驟l.l)中當(dāng)發(fā)射端同一時(shí)間只能發(fā)送2個(gè)編碼塊數(shù)據(jù)流時(shí)，即L=2時(shí)，所述差值A(chǔ)的計(jì)算可以在計(jì)算CQL的過程中同步得出，具體為""，其中，變量s，力，^構(gòu)成的矩陣6*d:[2/+(7fff〃為信道轉(zhuǎn)移矩陣，尸為預(yù)編碼碼本矩陣，《為按照本發(fā)明提供的CQI反饋方法，所述矩陣=為噪聲功率，/為單位矩陣。>*《一個(gè)共軛對稱矩陣，其主對角線之外的元素表示另一個(gè)用戶對當(dāng)前用戶的干擾。按照本發(fā)明提供的CQI反饋方法，所述步驟1.2)中在各用戶將CQIp差值△和選定的碼本列矢量所對應(yīng)的預(yù)編碼矩陣索引反饋回基站之前，還包括將CQL、差值A(chǔ)進(jìn)行量化。按照本發(fā)明提供的CQI反饋方法，所述將CQI"差值A(chǔ)進(jìn)行量化時(shí)，對CQI!采用相同的量化間隔，對差值A(chǔ)根據(jù)后處理信干噪比或接收信噪比大小的不同采用不同的量化間隔。按照本發(fā)明提供的CQI反饋方法，所述步驟1.3)中所述用戶調(diào)度具體包括基站首先根據(jù)CQL進(jìn)行多用戶的配對調(diào)度，從所有可調(diào)度的用戶對中選出容量或吞吐量最大的L個(gè)用戶作為系統(tǒng)當(dāng)前調(diào)度用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，當(dāng)沒有滿足容量或吞吐量最大條件的可調(diào)度的用戶對時(shí)，基站將各用戶反饋的CQL和差值A(chǔ)相加得到各用戶不考慮其他用戶干擾的信道質(zhì)量指示CQI2,根據(jù)CQh依次從小區(qū)所有用戶中根據(jù)容量或吞吐量最大化準(zhǔn)則選出一個(gè)用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。按照本發(fā)明提供的CQI反饋方法，所述系統(tǒng)當(dāng)前調(diào)度用戶的碼本列矢量所構(gòu)成的碼本矩陣必須為預(yù)編碼碼本矩陣集合中的矩陣。按照本發(fā)明提供的CQI反饋方法，該反饋方法應(yīng)用于3GPPLTE系統(tǒng)中。本發(fā)明提供的一種基于碼本的多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)的CQI反饋方法，通過小區(qū)內(nèi)各用戶反饋考慮有其他用戶干擾的信道質(zhì)量指示CQL和不考慮其他用戶干擾的信道質(zhì)量指示CQl2與CQ^的差值A(chǔ)兩個(gè)信道質(zhì)量指示值，并對差值A(chǔ)采用同樣的反饋比特?cái)?shù)和不同的量化間隔進(jìn)行量化，保證了在使用相同的反饋比特?cái)?shù)的前提下，發(fā)射端基站可以獲取更加精確有效的CQI;同時(shí)，反饋CQL與CQ^的差值A(chǔ)有利于減少反饋比特?cái)?shù)，降低反饋開銷。進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能；具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。在基于碼本的多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)中，定義NT為發(fā)射天線數(shù)，NR為接收天線數(shù)，小區(qū)內(nèi)有K個(gè)用戶，但同一時(shí)間只對L個(gè)用戶進(jìn)行預(yù)編碼操作，發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)射編碼塊數(shù)據(jù)流數(shù)量為L,每個(gè)用戶對應(yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)流，發(fā)射端基站和接收端用戶存儲(chǔ)同樣的碼本矩陣集合。系統(tǒng)模型為y=HPx+ii其中H是NRxNT信道轉(zhuǎn)移矩陣，P為NTxL預(yù)編碼碼本矩陣，預(yù)編碼碼本矩陣的集合為c,化，P"…'P"，Pec8，x是Lxl發(fā)射數(shù)據(jù)矢量，n是NRxl加性高斯噪聲，y是NRXl接收信號(hào)矢量。根據(jù)3GPPLTE中對單用戶閉環(huán)空間復(fù)用MIMO系統(tǒng)的規(guī)定，發(fā)端只能同時(shí)發(fā)送2個(gè)編碼塊數(shù)據(jù)流。為了保證多用戶MIMO系統(tǒng)和單用戶MIMO系統(tǒng)硬件設(shè)備的一致性，L取值為2。接收端使用線性最小均方誤差均衡器，如下所示G=(HPf[(HP)(HP)"+<721]-1其中G為均衡后的整體信道，《是噪聲功率，I是單位矩陣。用戶對應(yīng)每個(gè)發(fā)射數(shù)據(jù)流的后處理信干噪比SINR為P_1__1=_J__一i在考慮其他用戶干擾的情況下6_廠1=一i1—d-^《>*《々、一Zfl其中a,b，d是變量。T為一個(gè)共軛對稱矩陣，主對角線之外的元素表征了另一個(gè)用戶對當(dāng)前用戶的干4^。在不考慮其他用戶干擾的情況下，可以得到2個(gè)用戶的后處理信干噪比SINR為而考慮其他用戶干擾的后處理信干噪比SINR可以表示為:''^根據(jù)上面的公式，可以明顯看出考慮其他用戶干擾的后處理信干噪比SINR與不考慮其他用戶干擾的后處理信千噪比SINR之間的聯(lián)系，之間的差值A(chǔ)為CT"a。將考慮其他用戶干擾的后處理信干噪比^作為CQI,進(jìn)行反饋，同時(shí)將考慮其他用戶干擾的后處理信干噪比^與不考慮其他用戶干擾的后處理信干噪比^之間的差值進(jìn)行反饋?；窘邮盏礁饔脩舴答丆QL的和預(yù)編碼矩陣索引后，首先根據(jù)CQL進(jìn)行多用戶的配對調(diào)度，如果沒有可以配對的多用戶，則將各用戶反饋的CQL和差值A(chǔ)相加得到各用戶不考慮其他用戶干擾的信道狀態(tài)信息CQI2,從中選捧一個(gè)單用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。下后處理信干噪比的差值，差值在不同接收信噪比時(shí)的量值大小不同，所以差值可以在不同接收信噪比時(shí)采用不同的量化間隔。也就是說，用同樣的反饋比特?cái)?shù)對差值進(jìn)行量化，根據(jù)^或接收信噪比大小的不同，對差值的量化間隔大小也應(yīng)該有所不同。這樣可以保證使用相同的反饋比特?cái)?shù)的前提下，發(fā)端可以獲得盡量精確有效的CQI。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種基于碼本的多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)的CQI反饋方法，其特征在于，包括以下步驟1.1)小區(qū)內(nèi)所有用戶分別進(jìn)行信道估計(jì)并獲取當(dāng)前信道轉(zhuǎn)移矩陣，通過信道轉(zhuǎn)移矩陣和預(yù)編碼碼本矩陣計(jì)算當(dāng)前用戶的每個(gè)碼本列矢量對應(yīng)的發(fā)射數(shù)據(jù)流的后處理信干噪比，然后根據(jù)容量或吞吐量最大化準(zhǔn)則在預(yù)編碼碼本矩陣中選擇出使得當(dāng)前用戶容量或吞吐量最大的碼本列矢量；1.2)各用戶通過選定的碼本列矢量計(jì)算出考慮有其他用戶干擾的信道質(zhì)量指示CQI1以及不考慮其他用戶干擾的信道質(zhì)量指示CQI2與CQI1的差值Δ，并將CQI1、差值Δ和選定的碼本列矢量所對應(yīng)的預(yù)編碼矩陣索引反饋回基站；1.3)基站收到各用戶反饋的CQI1、差值Δ和預(yù)編碼矩陣索引后，進(jìn)行用戶調(diào)度。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述CQI反饋方法，其特征在于，所述信道轉(zhuǎn)移矩陣為NRXNT矩陣，所述預(yù)編碼碼本矩陣為NT^L矩陣，其中NT為基站發(fā)射天線數(shù)，NR為基站接收天線數(shù)，L為小區(qū)內(nèi)所有用戶中允許同一時(shí)間進(jìn)行預(yù)編碼操作，發(fā)送編碼塊數(shù)據(jù)流的用戶數(shù)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述CQI反饋方法，其特征在于，所述步驟l.l)中計(jì)算當(dāng)前用戶的每個(gè)碼本列矢量對應(yīng)的發(fā)射數(shù)據(jù)流的后處理信干噪比時(shí)需假定預(yù)編碼碼本矩陣中該碼本列矢量為當(dāng)前用戶的預(yù)編碼矢量，矩陣中其他碼本列矢量為其他用戶對當(dāng)前用戶的干擾。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述CQI反饋方法，其特征在于，所述步驟l.l)中當(dāng)發(fā)射端同一時(shí)間只能發(fā)送2個(gè)編碼塊數(shù)據(jù)流時(shí)，即L=2時(shí)，所述差值A(chǔ)的計(jì)算可以在計(jì)算CQI!的過程中同步得出，具體為A,=47或~=4,其中，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>變量a，6，"構(gòu)成的矩陣<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>預(yù)編碼碼本矩陣，《為噪聲功率，/為單位矩陣'5、根據(jù)權(quán)利要求4所述CQI反饋方法，其特征在于，所述矩陣<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>為一個(gè)共軛對稱矩陣，其主對角線之外的元素表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>另一個(gè)用戶對當(dāng)前用戶的干擾。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述CQI反饋方法，其特征在于，所述步驟1.2)中在各用戶將CQL、差值A(chǔ)和選定的碼本列矢量所對應(yīng)的預(yù)編碼矩陣索引反饋回基站之前，還包括將CQL、差值A(chǔ)進(jìn)行量化。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述CQI反饋方法，其特征在于，所述將CQI,、差值A(chǔ)進(jìn)行量化時(shí)，對CQI!采用相同的量化間隔，對差值A(chǔ)根據(jù)后處理信干噪比或接收信噪比大小的不同采用不同的量化間隔。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述CQI反饋方法，其特征在于，所述步驟1.3)中所述用戶調(diào)度具體包括基站首先根據(jù)CQIi進(jìn)行多用戶的配對調(diào)度，從所有可調(diào)度的用戶對中選出容量或吞吐量最大的L個(gè)用戶作為系統(tǒng)當(dāng)前調(diào)度用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，當(dāng)沒有滿足容量或吞吐量最大條件的可調(diào)度的用戶對時(shí)，基站將各用戶反饋的CQI!和差值A(chǔ)相加得到各用戶不考慮其他用戶干擾的信道質(zhì)量指示CQI2,根據(jù)CQl2依次從小區(qū)所有用戶中根據(jù)容量或吞吐量最大化準(zhǔn)則選出一個(gè)用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述CQI反饋方法，其特征在于，所述系統(tǒng)當(dāng)前調(diào)度用戶的碼本列矢量所構(gòu)成的碼本矩陣必須為預(yù)編碼碼本矩陣集合中的矩陣。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述CQI反饋方法，其特征在于，該反饋方法應(yīng)用于3GPPLTE系統(tǒng)中。全文摘要本發(fā)明涉及一種基于碼本的多用戶預(yù)編碼系統(tǒng)的CQI反饋方法，包括在預(yù)編碼碼本矩陣中選擇使當(dāng)前用戶容量或吞吐量最大的碼本列矢量，與此列矢量構(gòu)成碼本中預(yù)編碼矩陣的另外的列矢量作為其他干擾用戶所采用的預(yù)編碼矢量，通過選定的碼本列矢量計(jì)算小區(qū)內(nèi)每個(gè)用戶考慮有其他用戶干擾的信道質(zhì)量指示CQI₁以及不考慮其他用戶干擾的信道質(zhì)量指示CQI₂與CQI₁的差值Δ，基站根據(jù)各用戶反饋的CQI₁、差值Δ和預(yù)編碼矩陣索引進(jìn)行用戶調(diào)度。該方法使得發(fā)射端基站可以獲取更加精確有效的CQI，進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能。文檔編號(hào)H04B7/04GK101183890SQ20071019908公開日2008年5月21日申請日期2007年12月12日優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日發(fā)明者輝于,王文博,宇董,慧趙申請人:中興通訊股份有限公司