專(zhuān)利名稱(chēng)：下行數(shù)據(jù)流的預(yù)處理方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及MIMO ( Multi Input Multi Output,多輸入多輸出)無(wú) 線通信系統(tǒng)，更具體地，涉及一種下行數(shù)據(jù)流的預(yù)處理方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通過(guò)在基站和移動(dòng)臺(tái)配置多根天線，可以極大地改善無(wú)線通信鏈路 的容量和可靠性。在不增加額外功率的情況下，空分復(fù)用在同一頻帶上 產(chǎn)生多個(gè)空間數(shù)據(jù)管道，從而增加了頻i瞽效率。當(dāng)基站將占用相同時(shí)、 頻資源的多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給同一用戶(hù)時(shí)，稱(chēng)為SU-MIMO (Single User MIMO，單用戶(hù)MIMO)，或者稱(chēng)為SDM ( Space Division Multiplexing, 空分復(fù)用)。當(dāng)基站將占用相同時(shí)、頻資源的多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同用戶(hù) 時(shí)，稱(chēng)為MU-MIMO (Multiple User MIMO ，多用戶(hù)MIMO)，或者稱(chēng) 為SDMA ( Space Division Multiple Access,空分多址)。最大化MIMO 廣播信道容量的動(dòng)態(tài)SDMA的最優(yōu)解是基于DPC( Dirty Paper Coding, 臟紙編碼)技術(shù)的。DPC能夠獲得容量界，但其在編、解碼端都需要復(fù) 雜的非線性處理，需要很高的計(jì)算復(fù)雜度，給目前的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。
一種次優(yōu)的SDMA解決方案(通常,皮稱(chēng)之為"波束成形")通過(guò)為 每個(gè)激活用戶(hù)分配不同的波束方向?qū)崿F(xiàn)同時(shí)支持多個(gè)用戶(hù)的數(shù)據(jù)發(fā)射。 基于SDMA的波束成形只需要在編碼器進(jìn)行線性處理，因此具有比DPC 更低的復(fù)雜度。下行廣播信道中的DPC和波束成形的設(shè)計(jì)經(jīng)?？梢酝ㄟ^(guò) 考慮對(duì)偶的上行多址信道(MAC)解得。然而，實(shí)際中很難找到最優(yōu)的 波束成形向量和最優(yōu)的功率分配。
因此，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且性能接近波束成形方案的迫零預(yù)處理方式(例如， 塊對(duì)角化(BD)和#波束成形(ZFBF))受到了4艮大的關(guān)注。然而， BD和ZFBF需要完全的CSI ( Channel State Information,信道狀態(tài)信
6息)。由于完全的CSI需要較高的負(fù)荷代價(jià)，因此允許一定吞吐量損失的 部分CSI反饋的SDM/SDMA方式更具有實(shí)用價(jià)值。目前，主要有兩種 方式實(shí)現(xiàn)部分CSI下的MU-MIMO，其主要差別在于如何進(jìn)行空間數(shù)據(jù) 流的分離。 一種方式A^于CVQ (Channel Vector Quantity,信道向量 量化)的方法得到有限信道碼本，每個(gè)用戶(hù)基于此碼本將對(duì)其信道進(jìn)行 量化，根據(jù)一定的準(zhǔn)則反饋相應(yīng)的碼本編號(hào)和估計(jì)的SINR;然后基站根 據(jù)移動(dòng)臺(tái)反饋的信道編碼信息進(jìn)行預(yù)處理(例如，ZFBF)，以及根據(jù)反 饋的SINR進(jìn)行調(diào)度。另一種方式是將SU-MIMO的預(yù)編碼方式擴(kuò)展到 MU-MIMO中(例如，PU2RC)，用戶(hù)反饋首選的預(yù)編碼矩陣和預(yù)編碼 向量編號(hào)以及對(duì)應(yīng)的SINR?；緦⑦x擇同一預(yù)編碼矩陣的用戶(hù)分為一 組，然后根據(jù)用戶(hù)SINR對(duì)用戶(hù)進(jìn)行調(diào)度。
在寸氐信噪比區(qū)域中，由于用戶(hù)之間的干擾較小，所以MU-MIMO系 統(tǒng)的總吞吐量高于SU-MIMO系統(tǒng)的總吞吐量。但是，在高信噪比區(qū)域 中，由于多用戶(hù)之間的干擾較大，可能導(dǎo)致MU-MIMO系統(tǒng)的總吞吐量 并不會(huì)隨著發(fā)射信噪比的增加而增加，MU-MIMO系統(tǒng)的總吞吐量甚至 可能會(huì)低于SU-MIMO系統(tǒng)的總吞吐量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種下行數(shù)據(jù)流的預(yù)處理方法 及系統(tǒng)，能夠解決在高信噪比區(qū)域中MU-MIMO系統(tǒng)的總吞吐量不(50C 射信噪比增加而增加的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種下行數(shù)據(jù)流的預(yù)處理方法， 包括基站接收移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的由與基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的每個(gè)預(yù) 編碼矩陣中的每個(gè)預(yù)編碼向量上的信干噪比所確定的反饋信息，其中， 反饋信息包括移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)、移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩 陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)、移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)以及移動(dòng) 臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案；基站根據(jù)接收到的反饋信息確定每個(gè)預(yù)編碼矩 陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，并根據(jù)每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)選擇目 標(biāo)移動(dòng)臺(tái)；基站才艮據(jù)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案確定目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的
7調(diào)制編碼方案，并才艮據(jù)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)、目標(biāo)移動(dòng) 臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)和目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼 矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)采用目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案對(duì)向目標(biāo)移動(dòng)臺(tái) 發(fā)送的下行數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理。
根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例，基站根據(jù)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編
碼方案確定目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案具體為基站將目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定 的調(diào)制編碼方案作為目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案；或基站對(duì)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)
選定的調(diào)制編碼方案進(jìn)行調(diào)整，將調(diào)整后的調(diào)制編碼方案作為目標(biāo)移動(dòng) 臺(tái)的調(diào)制編碼方案。
根據(jù)本發(fā)明方法的另一實(shí)施例，反饋信息是通過(guò)如下步驟確定的
移動(dòng)臺(tái)k利用
M,, arg max /Mlog，
1, arg max附log，
1 + max h,,,
1 + max ;rt,,
>1
確定移動(dòng)臺(tái)k期望基站
=i
發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)^ ;移動(dòng)臺(tái)k利用(4，厶)=arg max ^,,t計(jì)算移動(dòng)臺(tái)k確
定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)"和移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量 的編號(hào)厶；移動(dòng)臺(tái)k才艮據(jù)移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)4、移動(dòng)臺(tái)k 確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)厶和移動(dòng)臺(tái)k期望基站發(fā)射的 數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)^確定信干噪比h，,爿，并選擇與信干噪比^,^對(duì)應(yīng)的調(diào)制編 碼方案作為移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案；其中，^,，^是期望基站發(fā)射m 個(gè)數(shù)據(jù)流時(shí)第i個(gè)預(yù)編碼矩陣中的第j個(gè)預(yù)編碼向量上的信干噪比，Af,是 基站的發(fā)射天線數(shù)，m是期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，i是預(yù)編碼矩陣的 個(gè)數(shù)，j是預(yù)編碼矩陣中預(yù)編碼向量的個(gè)數(shù)，B附sM,， l"^iV， "^M,。
根據(jù)本發(fā)明方法的又一 實(shí)施例，基站根據(jù)接收到的反饋信息確定每 個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)的步驟包括基站根據(jù)反饋信息將預(yù)編 碼矩陣的編號(hào)和預(yù)編碼向量的編號(hào)相同的移動(dòng)臺(tái)分為同一大組；基站才艮 據(jù)移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)利用最大最小準(zhǔn)則確定每個(gè)預(yù)編碼 矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明方法的再一實(shí)施例，基站根據(jù)每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)選擇目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的步驟包括基站根據(jù)反饋信息中的移動(dòng)臺(tái)期 望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)對(duì)同一大組中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行細(xì)分，將反饋的移 動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)相同的移動(dòng)臺(tái)分為同一小組；根據(jù)用戶(hù) 服務(wù)質(zhì)量、信道狀態(tài)信息、移動(dòng)臺(tái)獲得的平均速率和/或隊(duì)列時(shí)延從同一 小組中確定優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)；如果基站確定的優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái) 釆用的預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)等于1，則將優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)作 為目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)，否則在優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)采用的預(yù)編碼矩陣中選擇優(yōu) 先級(jí)次高的移動(dòng)臺(tái)，將優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)和優(yōu)先級(jí)次高的移動(dòng)臺(tái)作為 目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)。
根據(jù)本發(fā)明方法的再一實(shí)施例，每個(gè)預(yù)編碼矩陣是酉矩陣、隨機(jī)擾 動(dòng)的酉矩陣或相位旋轉(zhuǎn)的酉矩陣。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了 一種下行數(shù)據(jù)流的預(yù)處理系統(tǒng)， 包括反饋信息接收模塊，用于接收移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的由與基站發(fā)射的數(shù)據(jù) 流個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的每個(gè)預(yù)編碼矩陣中的每個(gè)預(yù)編碼向量上的信干噪比所確定 的反饋信息，其中，反饋信息包括移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)、移 動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)、移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的 數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)以及移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案；目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定模塊，用 于根據(jù)接收到的反饋信息確定每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，并根 據(jù)每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)選擇目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)；數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊， 用于才艮據(jù)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案確定目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方 案，并才艮據(jù)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)、目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù) 編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)和目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣支持的 數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)采用目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案對(duì)向目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的下行 數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理。
根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，該系統(tǒng)還包括反饋信息計(jì)算模塊， 反饋信息計(jì)算模塊包括期望數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)計(jì)算單元，用于利用
9M,， arg max mlog〗
>1
乂 K,5W
確定移動(dòng)臺(tái)k期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流
乂 乂
個(gè)數(shù) ；編號(hào)計(jì)算單元，用于利用(4，厶卜argmax^,^計(jì)算移動(dòng)臺(tái)k確定
1， arg max mlog2
的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)z;和移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的
編號(hào)厶；調(diào)制編碼方案選擇單元，用于才艮據(jù)移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣
的編號(hào)4、移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)厶和移動(dòng)臺(tái)
k期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)w確定信干噪比h,,,^ ，并選擇與信干噪比
h,w對(duì)應(yīng)的調(diào)制編碼方案作為移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案；其中， #
是期望基站發(fā)射m個(gè)數(shù)據(jù)流時(shí)第i個(gè)預(yù)編碼矩陣中的第j個(gè)預(yù)編碼向量 上的信干噪比，M,是基站的發(fā)射天線數(shù)，m是期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)
數(shù)，i是預(yù)編碼矩陣的個(gè)數(shù)，j是預(yù)編碼矩陣中預(yù)編碼向量的個(gè)數(shù)，
i《附sm,， i《"#， ism,。
根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的另一實(shí)施例，目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定模塊包括粗分組 單元，用于根據(jù)反饋信息將預(yù)編碼矩陣的編號(hào)和預(yù)編碼向量的編號(hào)相同
的移動(dòng)臺(tái)分為同一大組；數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)確定單元，用于根據(jù)移動(dòng)臺(tái)期望基
站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)利用最大最小準(zhǔn)則確定每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)
流個(gè)數(shù)；細(xì)分組單元，用于根據(jù)反饋信息中的移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù) 據(jù)流個(gè)數(shù)對(duì)同 一大組中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行細(xì)分，將反饋的移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā) 射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)相同的移動(dòng)臺(tái)分為同一小組；優(yōu)先級(jí)確定單元，用于根 據(jù)用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量、信道狀態(tài)信息、移動(dòng)臺(tái)獲得的平均速率和/或隊(duì)列時(shí)延 從同一小組中確定優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)；目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選擇單元，用于如 果基站確定的優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)采用的預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù) 等于l，則將優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)作為目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)，否則在優(yōu)先級(jí)最高的 移動(dòng)臺(tái)采用的預(yù)編碼矩陣中選擇優(yōu)先級(jí)次高的移動(dòng)臺(tái)，將優(yōu)先級(jí)最高的 移動(dòng)臺(tái)和優(yōu)先級(jí)次高的移動(dòng)臺(tái)作為目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)。
根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的又一實(shí)施例，每個(gè)預(yù)編碼矩陣是酉矩陣、隨機(jī)擾 動(dòng)的酉矩陣或相位旋轉(zhuǎn)的酉矩陣。
10本發(fā)明提供的下行數(shù)據(jù)流的預(yù)處理方法及系統(tǒng)，根據(jù)移動(dòng)臺(tái)向基站 反饋的期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，在高信噪比區(qū)域中可以在基站的
MU-MIMO系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)SU-MIMO的發(fā)射模式，顯著地降低了多用戶(hù)之 間的干擾，從而有效地提高了高信噪比區(qū)域中系統(tǒng)的總吞吐量。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的 一部分。在附圖中
圖l是本發(fā)明方法的第一實(shí)施例的流程示意圖。
圖2是本發(fā)明方法的第二實(shí)施例的流程示意圖。
圖3是支持MU-MIMO通信的無(wú)線通信系統(tǒng)的示意圖。
圖4是本發(fā)明方法的第三實(shí)施例的流程示意圖。
圖5是本發(fā)明系統(tǒng)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明系統(tǒng)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本發(fā)明系統(tǒng)的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述，其中說(shuō)明本發(fā)明的示例 性實(shí)施例。本發(fā)明的示例性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu) 成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。
如圖1所示，是本發(fā)明方法的第一實(shí)施例的流程示意圖。該實(shí)施例 可以包括以下步驟
S101 ，基站接收移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的由與基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的每 個(gè)預(yù)編碼矩陣中的每個(gè)預(yù)編碼向量上的信干噪比所確定的反饋信息，其 中，反饋信息包括移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)、移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編 碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)、移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)以及 移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案，其中，基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)可以在1到 基站的發(fā)射天線數(shù)的范圍內(nèi)，調(diào)制編碼方案是調(diào)制方式與編碼方案的組 合。具體地，>^饋信息可以通過(guò)如下步驟確定的
>1
移動(dòng)臺(tái)k利用
M,, arg max miog，
1, arg max wlog，
1 + max ^,,
1"W 乂
、 確定移動(dòng)臺(tái)k期望
1 + max h,,
=1
基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)^;
移動(dòng)臺(tái)k利用(4，厶;Hargmax、,爿計(jì)算移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣的
編號(hào)"和移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)厶；
移動(dòng)臺(tái)k才艮據(jù)移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)^、移動(dòng)臺(tái)k確定 的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)人和移動(dòng)臺(tái)k期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù) 流個(gè)數(shù) 確定信干噪比&^ ，并選擇與信干噪比&,,^對(duì)應(yīng)的調(diào)制編碼方
案作為移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案；
其中，a,，是期望基站發(fā)射m個(gè)數(shù)據(jù)流時(shí)第i個(gè)預(yù)編碼矩陣中的第
j個(gè)預(yù)編碼向量上的信干噪比，M,是基站的發(fā)射天線數(shù)，m是期望基站
發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，i是預(yù)編碼矩陣的個(gè)數(shù)，j是預(yù)編碼矩陣中預(yù)編碼向
量的個(gè)數(shù)，1S附SM, ， 1S"iV， 1《"M(。
S102 ，基站根據(jù)接收到的反饋信息確定每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)
流個(gè)數(shù)，并根據(jù)每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)選擇目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)。 具體地，基站可以通過(guò)如下步驟確定每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流
個(gè)數(shù)基站根據(jù)反饋信息將預(yù)編碼矩陣的編號(hào)和預(yù)編碼向量的編號(hào)相同 的移動(dòng)臺(tái)分為同一大組；基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)利 用最大最小準(zhǔn)則確定每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)。其中，最大最 小準(zhǔn)則是通過(guò)如下實(shí)現(xiàn)體現(xiàn)的首先利用最大準(zhǔn)則從同一大組的所有移 動(dòng)臺(tái)中選出最大的期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)作為該同 一 大組中所有移 動(dòng)臺(tái)采用的預(yù)編碼矩陣和預(yù)編碼向量上能支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)；然后再利 用最小準(zhǔn)則從同一預(yù)編碼矩陣的所有預(yù)編碼向量上選出最小的期望基站 發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)作為該預(yù)編碼矩陣能支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)。
另外，基站根據(jù)每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)選擇目標(biāo)移動(dòng)臺(tái) 的步驟可以包括基站根據(jù)反饋信息中的移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)對(duì)同一大組中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行細(xì)分，將反饋的移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的
數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)相同的移動(dòng)臺(tái)分為同一小組；根據(jù)用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量、信道狀態(tài) 信息、移動(dòng)臺(tái)獲得的平均速率和/或隊(duì)列時(shí)延從同一小組中確定優(yōu)先級(jí)最 高的移動(dòng)臺(tái)；如果基站確定的優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)釆用的預(yù)編碼矩陣支 持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)等于l，則將優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)作為目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)，否則 在優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)采用的預(yù)編碼矩陣中選擇與優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái) 所使用的預(yù)編碼向量不同的移動(dòng)臺(tái)作為優(yōu)先級(jí)次高的移動(dòng)臺(tái)，將優(yōu)先級(jí) 最高的移動(dòng)臺(tái)和優(yōu)先級(jí)次高的移動(dòng)臺(tái)作為目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)。
S103，基站根據(jù)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案確定目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的 調(diào)制編碼方案，并才艮據(jù)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)、目標(biāo)移動(dòng) 臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)和目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼 矩陣能支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)釆用目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案對(duì)向目標(biāo)移動(dòng) 臺(tái)發(fā)送的下行數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理。
其中，基站根據(jù)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案確定目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的 調(diào)制編碼方案具體為基站將目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案作為目標(biāo) 移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案；或基站對(duì)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案進(jìn)行 調(diào)整，將調(diào)整后的調(diào)制編碼方案作為目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案。
該實(shí)施例中的每個(gè)預(yù)編碼矩陣是酉矩陣、隨機(jī)擾動(dòng)的百矩陣或相位 旋轉(zhuǎn)的酉矩陣。
另外，在該實(shí)施例中，為了便于移動(dòng)臺(tái)確定反饋信息以及基站對(duì)下 行數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理，將所有預(yù)編碼矩陣和預(yù)編碼矩陣中的所有預(yù)編碼 向量均存儲(chǔ)到基站和各個(gè)移動(dòng)臺(tái)中。
上述實(shí)施例利用了移動(dòng)臺(tái)向基站反饋的信息，當(dāng)系統(tǒng)處于高信噪比 區(qū)域中時(shí)，根據(jù)反饋信息中移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)使基站可 以在MU-MIMO系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)SU-MIMO發(fā)射模式(即，^=1的情況)，
降低了多用戶(hù)之間的干擾，從而有效地提高了高信噪比區(qū)域中系統(tǒng)的總 吞吐量。
如圖2所示，是本發(fā)明方法的第二實(shí)施例的流程示意圖。在該實(shí)施 例中包括以下步驟
13S201，基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)，在每一調(diào)度時(shí)隙中移動(dòng)臺(tái)根據(jù) 接收到的導(dǎo)頻信號(hào)估計(jì)CSI;
S202,移動(dòng)臺(tái)根據(jù)本地存儲(chǔ)的預(yù)編碼矩陣、預(yù)編碼向量和估計(jì)得到 的CSI計(jì)算與基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的所有預(yù)編碼矩陣中的所有預(yù) 編碼向量上的SINR，其中，基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)可以是從1至基站的 發(fā)射天線數(shù)；
S203，移動(dòng)臺(tái)根據(jù)計(jì)算出的每個(gè)SINR確定反饋信息，并通過(guò)上行 控制信道向基站發(fā)送這些反饋信息，其中，反饋信息包括移動(dòng)臺(tái)期望 基站的發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)、預(yù)編碼矩陣的編號(hào)、預(yù)編碼向量的編號(hào)以及 移動(dòng)臺(tái)選定的MCS方案的編號(hào)；
5204, 基站根據(jù)來(lái)自移動(dòng)臺(tái)的反饋信息確定每一預(yù)編碼矩陣上最終 發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)；
5205, 基站根據(jù)每一預(yù)編碼矩陣上最終發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)采用 一定 的調(diào)度準(zhǔn)則選擇出目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)；
S206，基站從其存儲(chǔ)的預(yù)編碼矩陣和預(yù)編碼向量中選出與反饋信息 中的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)和預(yù)編碼向量的編號(hào)對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼向量，并利用 該預(yù)編碼向量、選定的調(diào)制編碼方案和確定的最終發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)對(duì) 目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和發(fā)射。
上述系統(tǒng)資源的分配和調(diào)度均是以時(shí)隙為單位。
為了使目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)能夠正確地解調(diào)基站預(yù)處理后的數(shù)據(jù)，基站通過(guò) 下行控制信令向目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)發(fā)送為目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的調(diào)制編碼方案；目 標(biāo)移動(dòng)臺(tái)在接收到來(lái)自基站的數(shù)據(jù)信號(hào)后，根據(jù)導(dǎo)頻信號(hào)和基站發(fā)送的 控制信息進(jìn)行解調(diào)。
在該實(shí)施例中，當(dāng)系統(tǒng)處于高信噪比區(qū)域中時(shí)，基站可以根據(jù)反饋
信息中移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)在MU-MIMO系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn) SU-MIMO發(fā)射模式(即，^=1的情況)，降低了多用戶(hù)之間的干擾，
從而有效地提高了系統(tǒng)的總吞吐量。
以下通過(guò)一個(gè)更具體的實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明下行數(shù)據(jù)流的預(yù)處理方法。如圖3所示，是支持MU-MIMO通信的無(wú)線通信系統(tǒng)的示意圖。該 無(wú)線通信系統(tǒng)10中包括基站11和多個(gè)移動(dòng)臺(tái)12。其中，移動(dòng)臺(tái)12 的個(gè)數(shù)為《=3，但并不局限于3?；局С?GPP長(zhǎng)期演進(jìn)的規(guī)范，該 規(guī)范中規(guī)定的MU-MIMO操作的無(wú)線通信基站包括四根天線13: M' =4 ， 但是該基站11還可以包括多于四根天線的情況。移動(dòng)臺(tái)12具有兩根天 線14:仏=2，但是移動(dòng)臺(tái)并不局限于兩根天線(例如，移動(dòng)臺(tái)可以包括 l根天線或者多于兩根天線)的情況。
在從基站發(fā)射最多M ( M《M')個(gè)獨(dú)立編碼的數(shù)據(jù)流的MU-MIMO
無(wú)線通信系統(tǒng)中，在任意調(diào)度時(shí)刻傳輸?shù)臄?shù)據(jù)符號(hào)可以表示為 x = [V~r，其中，[r表示轉(zhuǎn)置操作。在MU-MIMO模式下工作的無(wú)線 通信系統(tǒng)(例如，無(wú)線通信系統(tǒng)10)中，發(fā)射機(jī)利用預(yù)編碼矩陣E對(duì)發(fā) 射的數(shù)據(jù)符號(hào)向量^進(jìn)4亍預(yù)處理后發(fā)射，預(yù)編碼矩陣E由M' x^的酉矩陣 五中的M個(gè)列向量構(gòu)成。目標(biāo)用戶(hù)A:的接收信號(hào)可以表
示為
其中，"為加性噪聲，好^c"'"'表示移動(dòng)A臺(tái)與基站之間的信道沖擊
響應(yīng)矩陣，x為基站發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)向量。
移動(dòng)臺(tái)可以采用MMSE ( Minimum Mean Square Error,最小均方 誤差)準(zhǔn)則作為接收機(jī)的檢測(cè)方法，所以在接收端中根據(jù)MMSE準(zhǔn)則估 計(jì)出的發(fā)射的數(shù)據(jù)符號(hào)向量可以表示為
(2)
其中，
今V
(3)
其中，—是噪聲方差，尸是基站為所有用戶(hù)的所有數(shù)據(jù)流分配的總 功率，^是用戶(hù)A采用的預(yù)編碼向量(當(dāng)用戶(hù)*有l(wèi)個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)射)/預(yù)編 碼矩陣(當(dāng)用戶(hù)A有多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)射)，^A稱(chēng)為用戶(hù)&的等效信道。
如圖4所示，是本發(fā)明方法的第三實(shí)施例的流程示意圖。在該實(shí)施 例中可以包括以下步驟
155301, 基站向移動(dòng)臺(tái)k發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)。
5302, 移動(dòng)臺(tái)k根據(jù)接收到的導(dǎo)頻信號(hào)估計(jì)CSI，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)k只接
收i個(gè)數(shù)據(jù)流時(shí)獲得;^，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)k接收多個(gè)數(shù)據(jù)流時(shí)獲得/^。
S303 ，在本實(shí)施例中可以假設(shè)基站向每個(gè)移動(dòng)臺(tái)傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)流，
移動(dòng)臺(tái)k根據(jù)公式(4)計(jì)算當(dāng)基站發(fā)射m個(gè)數(shù)據(jù)流時(shí)在所有預(yù)編碼矩 陣的所有預(yù)編碼向量上的SINR (即，h ..):
附cr w —1 /n, ||2 |, i P M,-lV1 "1 I * "1
但是本發(fā)明并不局限于移動(dòng)臺(tái)只支持一個(gè)數(shù)據(jù)流的情況，例如，移 動(dòng)臺(tái)可以支持""^Kl個(gè)數(shù)據(jù)流。此時(shí)，每個(gè)移動(dòng)臺(tái)可以采用公式
(5 )計(jì)算SINR:
II lp附CT m — 1 vAY, I7'
II *"112尸 ^ 一1 ；1 "，7 '
2
(5)
其中，將為e=^W""￡(，的預(yù)編碼矩陣集合分別存儲(chǔ)到基站和每個(gè) 移動(dòng)臺(tái)中，預(yù)編碼矩陣一^e'"…，^']， Z = 1"'"W，預(yù)編碼向量、W， 滿(mǎn)足lkll-1， X…，M， W為預(yù)編碼矩陣的個(gè)數(shù)，附=1"."^表示基站同 時(shí)發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)， 為公式(3 )中計(jì)算出的用戶(hù)MMSE檢測(cè)矩陣 的某一行。
進(jìn)一步地，預(yù)編碼矩陣可以是基于離散傅立葉變換(DFT)的碼本， 也可以是基于Householder變換的碼本；每一預(yù)編碼矩陣中包含的預(yù)編 碼向量個(gè)數(shù)等于基站的發(fā)射天線數(shù)；還可以基于上述兩種碼本采用隨機(jī) 擾動(dòng)或相位旋轉(zhuǎn)的方法得到多個(gè)預(yù)編碼矩陣。
S304,移動(dòng)臺(tái)k根據(jù)公式(6)確定期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)^， 在該實(shí)施例中僅給出了期望基站發(fā)射1個(gè)或M,個(gè)數(shù)據(jù)流的情況<formula>formula see original document page 17</formula>
其中，.是S303中計(jì)算出的基站發(fā)射m個(gè)數(shù)據(jù)流時(shí)移動(dòng)臺(tái)k
采用第i個(gè)預(yù)編碼矩陣中的第j個(gè)預(yù)編碼向量上的SINR， M,是基站的發(fā)射天線數(shù)。
移動(dòng)臺(tái)k利用基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)m乘以移動(dòng)臺(tái)k在每個(gè)預(yù)編碼向量上的SINR可以近似獲得數(shù)據(jù)速率。從公式(6)可以看出，移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)是滿(mǎn)足數(shù)據(jù)速率最大的要求的，這樣在高信噪比區(qū)域中可以在基站的MU-MIMO系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)SU-MIMO發(fā)射模式，從而有效地提高系統(tǒng)的總吞吐量。
從公式(6)可以看出，移動(dòng)臺(tái)k可以利用l個(gè)比特向基站反饋期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，例如，用比特0表示移動(dòng)臺(tái)k期望基站發(fā)射一個(gè)數(shù)據(jù)流，比特1表示移動(dòng)臺(tái)k期望基站發(fā)射多個(gè)數(shù)據(jù)流(在此實(shí)施例中即為M,個(gè)數(shù)據(jù)流)。
但是，本發(fā)明并不局限于基站只發(fā)射1個(gè)或M,個(gè)數(shù)據(jù)流的情況，移動(dòng)臺(tái)可以期望基站發(fā)射1至M,中任一個(gè)數(shù)的數(shù)據(jù)流。只是在這種情況下，移動(dòng)臺(tái)需要使用多于1個(gè)的比特來(lái)反饋期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)。
進(jìn)一步地，移動(dòng)臺(tái)k根據(jù)公式(7)確定預(yù)編碼矩陣的編號(hào)';及預(yù)編碼向量的編號(hào)A:
其中，4表示當(dāng)移動(dòng)臺(tái)k期望基站發(fā)射w個(gè)數(shù)據(jù)流時(shí)所采用的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)，厶表示預(yù)編碼向量在預(yù)編碼矩陣4中的編號(hào)，是基
/c山y(tǒng) 5附&
站發(fā)射^個(gè)數(shù)據(jù)流時(shí)移動(dòng)臺(tái)k采用第i個(gè)預(yù)編碼矩陣中的第j個(gè)預(yù)編碼向量上的SINR。
因此，移動(dòng)臺(tái)k可以利用i。g"^^')個(gè)比特向基站反饋預(yù)編碼矩陣的編號(hào)和該預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)。
17進(jìn)一步地，移動(dòng)臺(tái)k根據(jù)選定的^確定^'"馬，并根據(jù),與MCS方案之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系選擇與對(duì)應(yīng)的MCS作為移動(dòng)臺(tái)k的MCS方案。如果系統(tǒng)存在2級(jí)MCS方案，則需要利用^2(0個(gè)比特來(lái)傳遞MCS編號(hào)。
通過(guò)上述公式(6)可以看出，在高信噪比區(qū)域中，本發(fā)明可以在基站的MU-MIMO系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)SU-MIMO發(fā)射模式(即，附,l的情況)，
顯著地降低了多用戶(hù)之間的干擾，有效地提高了系統(tǒng)的總吞吐量。
將公式(6)和(7)分別計(jì)算出的移動(dòng)臺(tái)k期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)^ 、與當(dāng)基站發(fā)射^個(gè)數(shù)據(jù)流時(shí)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)、預(yù)編碼向量的編碼以及移動(dòng)k選定的MCS方案共同構(gòu)成移動(dòng)臺(tái)的反饋信會(huì)
S305，基站收集所有移動(dòng)臺(tái)的反饋信息，采用下面的方式確定在每
一預(yù)編碼矩陣上支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)。
基站根據(jù)S" = ^1 ^ = " = ""對(duì)所有移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行分組，將選擇同
一預(yù)編碼矩陣和預(yù)編碼向量7的移動(dòng)臺(tái)分為同 一 大組。
進(jìn)一步地，根據(jù)^^式(8)利用最大準(zhǔn)則確定在預(yù)編碼矩陣"預(yù)編碼向量卩上能夠支持的最大數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)w^:
= max wt
乂 味' (8)公式(8)示出如果有一個(gè)移動(dòng)臺(tái)選擇了預(yù)編碼向量、并且期望基站發(fā)射M個(gè)數(shù)據(jù)流，那么在這個(gè)預(yù)編碼向量、上將選擇支持^個(gè)數(shù)據(jù)流
的發(fā)射模式，否則，吋)=1。
進(jìn)一步地，基站根據(jù)公式(9)利用最小準(zhǔn)則將預(yù)編碼矩陣i中所有
預(yù)編碼向量上能夠支持的最小數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)確定為預(yù)編碼矩陣i最終能夠支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)^w:
<formula>formula see original document page 18</formula>
通過(guò)上述公式(8)和(9)，本實(shí)施例根據(jù)所有移動(dòng)臺(tái)的反饋信息，特別利用了反饋信息中期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)^，選定了基站最終發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，即確定了是采用MU-MIMO發(fā)射模式還是SU-MIMO發(fā)射模式。S306 ，基站根據(jù)s。'=M,}對(duì)分在同 一 大組S" = {^ = " "'，1《""中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行再分組，在同 一大組中選擇期望基站發(fā)射數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)為M'的移動(dòng)臺(tái)；
進(jìn)一步地，基站根據(jù)一定的調(diào)度準(zhǔn)則選擇一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)f，該調(diào)度準(zhǔn)則可以是用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)、用戶(hù)的當(dāng)前信道狀態(tài)、用戶(hù)已經(jīng)獲得的平均速率和/或隊(duì)列時(shí)延等。
進(jìn)一步地，基站確定優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)^所采用的預(yù)編矩陣^，然后根據(jù)在S305中確定的在預(yù)編碼矩陣^上支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)》')作如下判斷
如果^') = 1,則當(dāng)前幀基站只發(fā)射一個(gè)數(shù)據(jù)流，即，只向優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)^發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)流；
如果》^M'，則表示當(dāng)前幀基站要發(fā)射M,個(gè)數(shù)振流。基站在？S'^中
選擇預(yù)編碼向量k'，力')之外的其他移動(dòng)臺(tái)，如果有多個(gè)移動(dòng)臺(tái)選擇了(U) (v'"r),那么可以按一定的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行選擇，例如，選擇MCS編號(hào)最大的移動(dòng)臺(tái)(即，速率最高的移動(dòng)臺(tái))，或者根據(jù)比例公平原則進(jìn)行選擇，即，選擇當(dāng)前MCS與獲得的平均速率比值最大的移動(dòng)臺(tái)。S307,基站可以才艮據(jù)如下兩種方法確定目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案基站將反饋信息中目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案作為目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案；或
基站才艮據(jù)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的BER或目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的CSI對(duì)^Jt信息中目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案進(jìn)行調(diào)整，例如，如果當(dāng)前的信道狀態(tài)不好，則使用比移動(dòng)臺(tái)選定的MCS速率低的MCS，否則，使用比移動(dòng)臺(tái)選定的MCS速率高的MCS，并將調(diào)整后的調(diào)制編碼方案作為目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案。
S308，基站向目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)發(fā)送基站為每個(gè)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選擇的MCS方案。
S309,基站根據(jù)選定的預(yù)編碼向量對(duì)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的下行數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理，然后向目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)和預(yù)處理后的數(shù)據(jù)信號(hào)。S310，目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)接收基站發(fā)送的MCS方案。
19S311,目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)接收基站發(fā)送的下行數(shù)據(jù)信號(hào)，從目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)本地中存儲(chǔ)的預(yù)編碼矩陣中取出與反饋信息中的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)和預(yù)編碼向量的編號(hào)對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼向量，再基于從基站接收到的MCS方案和估計(jì)出的信道沖擊響應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的解調(diào)。
在該實(shí)施例中，移動(dòng)臺(tái)基于公式(6)確定期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，這樣當(dāng)系統(tǒng)在高信噪比區(qū)域中時(shí)，可以在基站的MU-MIMO系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)SU-MIMO發(fā)射模式，降低了多用戶(hù)之間的干擾，有效地提高了系統(tǒng)的總吞吐量。
在本發(fā)明的另 一實(shí)施例中，基站還可以根據(jù)實(shí)際情況改變移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼向量。
如圖5所示，是本發(fā)明系統(tǒng)的笫一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)20包括反饋信息接收模塊21，用于接收移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的由與基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的每個(gè)預(yù)編碼矩陣中的每個(gè)預(yù)編碼向量上的信干噪比所確定的反饋信息，其中，反饋信息包括移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)、移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)、移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)以及移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案；目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定模塊22，用于根據(jù)接收到的反饋信息確定每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，并根據(jù)每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)選擇目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)；數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊23，用于根據(jù)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案確定目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案，并根據(jù)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)、目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)和目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)采用目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案對(duì)向目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的下行數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理。
如圖6所示，是本發(fā)明系統(tǒng)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。與圖5中的實(shí)施例相比，該系統(tǒng)30還包括反饋信息計(jì)算模塊31，反饋信息計(jì)算模塊31包括期望數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)計(jì)算單元311，用于利用M,， arg max wlog2
1 +
1S乂SA^ ，"，、 乂
、
>1
1， arg max wlog，
^ 、
1 + max ^,, fl
、 乂
確定移動(dòng)臺(tái)k期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流
=1
個(gè)數(shù)mj編號(hào)計(jì)算單元312，用于利用(4，厶)-argmaxh,具計(jì)算移動(dòng)臺(tái)k
確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào),V和移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)人；調(diào)制編碼方案選擇單元313，用于才艮據(jù)移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)!、、移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)厶和移動(dòng)臺(tái)k期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)^確定信干噪比^,^,并選擇與信干噪比&，4對(duì)應(yīng)的調(diào)制編碼方案作為移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案；其中，^,，，是期望基站發(fā)射m個(gè)數(shù)據(jù)流時(shí)第i個(gè)預(yù)編碼矩陣中的第j個(gè)預(yù)編碼向量上的信干噪比，M,是基站的發(fā)射天線數(shù)，m是期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)
流個(gè)數(shù)，i是預(yù)編碼矩陣的個(gè)數(shù)，j是預(yù)編碼矩陣中預(yù)編碼向量的個(gè)數(shù)，
1 S M, ， 1《W , 1《^ M,。
如圖7所示，是本發(fā)明系統(tǒng)的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。與圖5中的實(shí)施例相比，該系統(tǒng)40中的目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定模塊41包括粗分組單元411，用于根據(jù)反饋信息將預(yù)編碼矩陣的編號(hào)和預(yù)編碼向量的編號(hào)相同的移動(dòng)臺(tái)分為同一大組；數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)確定單元412，用于根據(jù)移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)利用最大最小準(zhǔn)則確定每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)；細(xì)分組單元413,用于根據(jù)反饋信息中的移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)對(duì)同一大組中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行細(xì)分，將反饋的移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)相同的移動(dòng)臺(tái)分為同一小組；優(yōu)先級(jí)確定單元414，用于根據(jù)用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量、信道狀態(tài)信息、移動(dòng)臺(tái)獲得的平均速率和/或隊(duì)列時(shí)延從同一小組中確定優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)；目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選擇單元415，用于如果基站確定的優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)采用的預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)等于l，則將優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)作為目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)，否則在優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)采用的預(yù)編碼矩陣中選擇優(yōu)先級(jí)次高的移動(dòng)臺(tái)，將優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)和優(yōu)先級(jí)次高的移動(dòng)臺(tái)作為目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)。
在上述系統(tǒng)的實(shí)施例中，每個(gè)預(yù)編碼矩陣是酉矩陣、隨機(jī)擾動(dòng)的酉矩陣或相位旋轉(zhuǎn)的酉矩陣。
上述預(yù)處理系統(tǒng)中的目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定模塊在高信噪比區(qū)域中可以在
基站的MU-MIMO系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)SU-MIMO發(fā)射模式，降低了多用戶(hù)之間 的干擾，從而有效地提高了系統(tǒng)的總吞吐量。
本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見(jiàn)而給出的，而并不是無(wú)遺漏的 或者將本發(fā)明限于所公開(kāi)的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技
術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說(shuō)明本發(fā)明的 原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而詔: 計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種下行數(shù)據(jù)流的預(yù)處理方法，其特征在于，所述方法包括基站接收移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的由與所述基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的每個(gè)預(yù)編碼矩陣中的每個(gè)預(yù)編碼向量上的信干噪比所確定的反饋信息，其中，所述反饋信息包括所述移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)、所述移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)、所述移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)以及所述移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案；所述基站根據(jù)接收到的反饋信息確定所述每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，并根據(jù)所述每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)選擇目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)；所述基站根據(jù)所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案確定所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案，并根據(jù)所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)、所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)和所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)采用所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案對(duì)向所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的下行數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站根據(jù)所述目 標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案確定所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案具體 為所述基站將所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案作為所述目標(biāo)移動(dòng) 臺(tái)的調(diào)制編碼方案；或所述基站對(duì)所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案進(jìn)行調(diào)整，將調(diào)整 后的調(diào)制編碼方案作為所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述反饋信息是通過(guò) 如下步驟確定的移動(dòng)臺(tái)k利用<formula>formula see original document page 2</formula>確定所述移動(dòng)臺(tái)k期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)^;所述移動(dòng)臺(tái)k利用&,厶)-arg^^h,^計(jì)算所述移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編 碼矩陣的編號(hào)^和所述移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)入；所述移動(dòng)臺(tái)k根據(jù)所述移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)"、所述移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)A和所述移動(dòng)臺(tái)k期 望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù) 確定信干噪比n^ ，并選擇與所述信干噪比 h,w對(duì)應(yīng)的調(diào)制編碼方案作為所述移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案；其中，^,是期望基站發(fā)射m個(gè)數(shù)據(jù)流時(shí)第i個(gè)預(yù)編碼矩陣中的第 j個(gè)預(yù)編碼向量上的信干噪比，M,是所述基站的發(fā)射天線數(shù)，m是期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，i是預(yù)編碼矩陣的個(gè)數(shù)，j是預(yù)編碼矩陣中預(yù)編 碼向量的個(gè)數(shù)，lSw^M, ， 1S"iV， "y^M,。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述基站根據(jù)接收到 的反饋信息確定所述每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)的步驟包括所述基站根據(jù)所述反饋信息將預(yù)編碼矩陣的編號(hào)和預(yù)編碼向量的編 號(hào)相同的移動(dòng)臺(tái)分為同一大組；所述基站根據(jù)所迷移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)利用最大最小 準(zhǔn)則確定所述每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述基站根據(jù)所述每 個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)選擇目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的步驟包括所述基站根據(jù)所述反饋信息中的所述移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流 個(gè)數(shù)對(duì)所述同一大組中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行細(xì)分，將反饋的所述移動(dòng)臺(tái)期望基 站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)相同的移動(dòng)臺(tái)分為同 一小組；根據(jù)用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量、所述信道狀態(tài)信息、移動(dòng)臺(tái)獲得的平均速率和/ 或隊(duì)列時(shí)延從所述同 一 小組中確定優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)；如果所述基站確定的所述優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)采用的預(yù)編碼矩陣支 持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)等于1，則將所述優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)作為所述目標(biāo)移動(dòng) 臺(tái)，否則在所述優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)采用的預(yù)編碼矩陣中選擇優(yōu)先級(jí)次 高的移動(dòng)臺(tái)，將所述優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)和所述優(yōu)先級(jí)次高的移動(dòng)臺(tái)作為所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述每個(gè) 預(yù)編碼矩陣是酉矩陣、隨機(jī)擾動(dòng)的酉矩陣或相位旋轉(zhuǎn)的酉矩陣。
7. —種下行數(shù)據(jù)流的預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 反饋信息接收模塊，用于接收移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的由與基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的每個(gè)預(yù)編碼矩陣中的每個(gè)預(yù)編碼向量上的信干噪比所確定的 反饋信息，其中，所述反饋信息包括所述移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣的編 號(hào)、所述移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)、所述移動(dòng)臺(tái) 期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)以及所述移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案；目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定才莫塊，用于根據(jù)接收到的反饋信息確定所述每個(gè)預(yù) 編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，并根據(jù)所述每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流 個(gè)數(shù)選擇目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)；數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案確 定所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案，并才艮據(jù)所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編 碼矩陣的編號(hào)、所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編 號(hào)和所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)采用所述目標(biāo) 移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案對(duì)向所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的下行數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處 理。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括反饋 信息計(jì)算模塊，所述反饋信息計(jì)算模塊包括期望數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)計(jì)算單元，用于利用<formula>formula see original document page 4</formula>確定移動(dòng)臺(tái)k期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流 編號(hào)計(jì)算單元，用于利用(4，厶)-argmaxh,^計(jì)算所述移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào),;和所述移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)厶；調(diào)制編碼方案選擇單元，用于才艮據(jù)所述移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)"、所述移動(dòng)臺(tái)k確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)厶和所 述移動(dòng)臺(tái)k期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù) 確定信干噪比、,^,并選擇與 所述信干噪比^，,，^對(duì)應(yīng)的調(diào)制編碼方案作為所述移動(dòng)臺(tái)選定的調(diào)制編碼方案；其中，R,，^是期望基站發(fā)射in個(gè)數(shù)據(jù)流時(shí)第i個(gè)預(yù)編碼矩陣中的第j個(gè)預(yù)編碼向量上的信千噪比，M,是所述基站的發(fā)射天線數(shù)，m是期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，i是預(yù)編碼矩陣的個(gè)數(shù)，j是預(yù)編碼矩陣中預(yù)編 碼向量的個(gè)數(shù)，l
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定 模塊包括粗分組單元，用于根據(jù)所述反饋信息將預(yù)編碼矩陣的編號(hào)和預(yù)編碼 向量的編號(hào)相同的移動(dòng)臺(tái)分為同一大組；數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)確定單元，用于根據(jù)所述移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流 個(gè)數(shù)利用最大最小準(zhǔn)則確定所述每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)；細(xì)分組單元，用于根據(jù)所述反饋信息中的所述移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射 的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)對(duì)所述同一大組中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行細(xì)分，將反饋的所述移動(dòng) 臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)相同的移動(dòng)臺(tái)分為同 一小組；優(yōu)先級(jí)確定單元，用于根據(jù)用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量、所述信道狀態(tài)信息、移 動(dòng)臺(tái)獲得的平均速率和/或隊(duì)列時(shí)延從所述同 一 小組中確定優(yōu)先級(jí)最高的 移動(dòng)臺(tái)；目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)選擇單元，用于如果所述基站確定的所述優(yōu)先級(jí)最高的 移動(dòng)臺(tái)采用的預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)等于l，則將所述優(yōu)先級(jí)最高 的移動(dòng)臺(tái)作為所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)，否則在所述優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)采用的 預(yù)編碼矩陣中選擇優(yōu)先級(jí)次高的移動(dòng)臺(tái)，將所述優(yōu)先級(jí)最高的移動(dòng)臺(tái)和 所述優(yōu)先級(jí)次高的移動(dòng)臺(tái)作為所述目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述 每個(gè)預(yù)編碼矩陣是酉矩陣、隨機(jī)擾動(dòng)的酉矩陣或相位旋轉(zhuǎn)的酉矩陣。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種下行數(shù)據(jù)流的預(yù)處理方法及系統(tǒng)。其中，方法包括基站接收移動(dòng)臺(tái)的反饋信息，該反饋信息包括移動(dòng)臺(tái)期望基站發(fā)射的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)；基站根據(jù)反饋信息確定每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)，并根據(jù)每個(gè)預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)選擇目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)；基站確定目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案，并根據(jù)目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣的編號(hào)、目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣中的預(yù)編碼向量的編號(hào)和目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)確定的預(yù)編碼矩陣支持的數(shù)據(jù)流個(gè)數(shù)采用目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)的調(diào)制編碼方案對(duì)向目標(biāo)移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的下行數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)處理。當(dāng)處于高信噪比區(qū)域中時(shí)，上述方法及系統(tǒng)可以在基站的MU-MIMO系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)SU-MIMO發(fā)射模式，有效地提高系統(tǒng)的總吞吐量。
文檔編號(hào)H04B7/02GK101656559SQ20091009256
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者凌麗莎, 鍇 孫, 平 張, 坦 王, 瑩 王, 聰 石 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)