專(zhuān)利名稱：一種多天線多用戶分布式系統(tǒng)波速成形策略的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)蜂窩通信系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種多天線多用戶分布式協(xié)同波束成形策略。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)MMO傳輸中，多個(gè)協(xié)同基站相互共享數(shù)據(jù)信息構(gòu)成一個(gè)超級(jí)基站，此時(shí)干擾信道就轉(zhuǎn)變?yōu)镸MO廣播信道，可完全消除蜂窩間干擾，這一技術(shù)成為“聯(lián)合處理(JP)”。在協(xié)作基站間運(yùn)用臟紙編碼(DPC)進(jìn)行JP，可獲取多蜂窩MMO下行鏈路的最大理論容量；除了 DPC以外，迫零波束成形和基于時(shí)頻調(diào)度的博弈論優(yōu)化技術(shù)，也可用于多蜂窩傳輸系統(tǒng)中消除ICI ;線性塊對(duì)角化方法通過(guò)利用線性迫零技術(shù)構(gòu)造基站至用戶的塊對(duì)角有效信道來(lái)消除ICI。然而以上JP策略，需要可靠的高速骨干網(wǎng)連接用于共享數(shù)據(jù)信息以及信道狀態(tài)信息(CSI)，計(jì)算復(fù)雜度比較高，在實(shí)際系統(tǒng)中難以實(shí)現(xiàn)。另外，MMO技術(shù)在提高頻譜效率的同時(shí)也帶來(lái)了嚴(yán)重的小區(qū)間干擾，由于蜂窩小區(qū)中用戶受無(wú)線信道中陰影衰落、多徑衰落、干擾等因素影響程度的差異，小區(qū)中用戶通信質(zhì)量會(huì)有所不同，一般而言，蜂窩小區(qū)中遠(yuǎn)離基站的用戶通信質(zhì)量不及基站附近的用戶，特別是處于小區(qū)邊緣附近用戶的信號(hào)還會(huì)受到來(lái)自其相鄰小區(qū)信號(hào)的干擾，其干擾嚴(yán)重影響了用戶通信質(zhì)量，甚至惡化通信環(huán)境，所以針對(duì)邊緣用戶，如何降低小區(qū)間干擾，提高其速率成為研究的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)蜂窩小區(qū)中的邊緣用戶通信質(zhì)量不及基站附近的用戶，且還會(huì)受到來(lái)自其相鄰小區(qū)信號(hào)的干擾的缺點(diǎn)，提出一種提高邊緣小區(qū)用戶的通信質(zhì)量，降低相鄰小區(qū)信號(hào)干擾的多天線多用戶分布式協(xié)同波束成形策略。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種多天線多用戶分布式協(xié)同波束成形策略，用于多用戶多輸入多輸出通信系統(tǒng)的相鄰兩蜂窩小區(qū)中，該相鄰兩個(gè)蜂窩均設(shè)有一個(gè)多天線基站和多個(gè)邊緣用戶，設(shè)定該兩基站分別為基站A和基站B，處于該基站A和基站B覆蓋范圍邊緣的用戶為邊緣用戶，其特征在于:每個(gè)基站均配置Nt根天線、每個(gè)用戶均配置隊(duì)根天線，邊緣用戶、基站A和基站B均使用相同的隨機(jī)碼本，碼本的碼字為波束成形向量，具體包括如下步驟:I)基站A發(fā)送任意一個(gè)波速成形向量，并發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)；邊緣用戶接收信號(hào)并反饋其自身信息，基站A根據(jù)邊緣用戶反饋的信息選出最優(yōu)用戶進(jìn)行服務(wù)；2)最優(yōu)用戶從其隨機(jī)碼本中選擇最佳碼字確定基站A的波束成形向量信息并反饋給基站A ;而后，最優(yōu)用戶估計(jì)其與基站B間的信道狀態(tài)并確定使兩蜂窩間干擾最小的基站B的波速成形向量信息并將其反饋給基站A ；3)基站A將最優(yōu)用戶發(fā)送的基站B的波速成形向量信息發(fā)送給基站B ；4)基站B發(fā)送波束成形向量，并發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)；邊緣用戶接收信號(hào)并反饋其自身信息，基站B估計(jì)邊緣用戶反饋的信息選出最優(yōu)用戶_r進(jìn)行服務(wù)。進(jìn)一步的，在步驟I)中，邊緣用戶接收信號(hào)并估計(jì)其信道矩陣Hi和信噪比，采用MRC合并最大化其接收信噪比，將自身的信噪比反饋給基站A。進(jìn)一步的，在步驟I)中，基站A選取邊緣用戶反饋的信噪比最大的用戶作為最優(yōu)用戶進(jìn)行服務(wù)。進(jìn)一步的，邊緣用戶、基站A和基站B均使用相同的隨機(jī)碼本，該隨機(jī)碼本為隨機(jī)矢量量化碼本，由N個(gè)模為I的Nt維單位向量組成，N即為碼字個(gè)數(shù)，碼本里的碼字為波束成形向量 ，n G [1，N]。進(jìn)一步的，在步驟2)中，該最優(yōu)用戶根據(jù)最小距離原則從其隨機(jī)碼本中選擇一個(gè)碼字即波速成形向量，使得該波速成形向量與信道矩陣向量Hi乘積的模值最大，該碼字即為最佳碼字。進(jìn)一步的，邊緣用戶、基站A和基站B均對(duì)隨機(jī)碼本的碼字進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，取碼本中每列向量標(biāo)號(hào)為該列向量的編號(hào)也即該碼字的編號(hào)，在步驟2)邊緣用戶將所述最佳碼字對(duì)應(yīng)的編號(hào)發(fā)送給基站A。進(jìn)一步的，在步驟2)中最優(yōu)用戶iM古計(jì)其與基站B的信道矩陣Gi,并根據(jù)該信道矩陣Gi和基站A內(nèi)最優(yōu)用戶的MRC合并向量<來(lái)確定使干擾最小的基站B的波束成形
向量具體計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種多天線多用戶分布式協(xié)同波束成形策略，用于多用戶多輸入多輸出通信系統(tǒng)的相鄰兩蜂窩小區(qū)中，該相鄰兩個(gè)蜂窩均設(shè)有一個(gè)多天線基站和多個(gè)邊緣用戶，設(shè)定該兩基站分別為基站A和基站B，處于該基站A和基站B覆蓋范圍邊緣的用戶為邊緣用戶，其特征在于:每個(gè)基站均配置Nt根天線、每個(gè)用戶均配置隊(duì)根天線，邊緣用戶、基站A和基站B均使用相同的隨機(jī)碼本，碼本的碼字為波束成形向量，具體包括如下步驟: 1)基站A發(fā)送任意一個(gè)波速成形向量，并發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)；邊緣用戶接收信號(hào)并反饋其自身信息，基站A根據(jù)邊緣用戶反饋的信息選出最優(yōu)用戶進(jìn)行服務(wù)； 2)最優(yōu)用戶從其隨機(jī)碼本中選擇最佳碼字確定基站I的波束成形向量信息并反饋給基站A ;而后，最優(yōu)用戶估計(jì)其與基站B間的信道狀態(tài)并確定使兩蜂窩間干擾最小的基站B的波速成形向量信息并將其反饋給基站A ； 3)基站A將最優(yōu)用戶發(fā)送的基站B的波速成形向量信息發(fā)送給基站B； 4)基站B發(fā)送波束成形向量，并發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)；邊緣用戶接收信號(hào)并反饋其自身信息，基站B估計(jì)邊緣用戶反饋的信息選出最優(yōu)用戶進(jìn)行服務(wù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多天線多用戶分布式協(xié)同波束成形策略，其特征在于:在步驟I)中，邊緣用戶接收信號(hào)并估計(jì)其信道矩陣Hi和信噪比，采用MRC合并最大化其接收信噪比，將自身的信噪比反饋給基站A。
3.如權(quán)利要求2所述的一種多天線多用戶分布式協(xié)同波束成形策略，其特征在于:在步驟I)中，基站A選取邊緣用戶反饋的信噪比最大的用戶作為最優(yōu)用戶進(jìn)行服務(wù)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種多天線多用戶分布式協(xié)同波束成形策略，其特征在于:邊緣用戶、基站A和基站B均使用相同的隨機(jī)碼本，該隨機(jī)碼本為隨機(jī)矢量量化碼本，由N個(gè)模為I的Nt維單位向量組成，N即為碼字個(gè)數(shù)，碼本里的碼字為波束成形向量t Ii e I I，/V]。
5.如權(quán)利要求4所述的一種多天線多用戶分布式協(xié)同波束成形策略，其特征在于:在步驟2)中，該最優(yōu)用戶根據(jù)最小距離原則從其隨機(jī)碼本中選擇一個(gè)碼字即波速成形向量，使得該波速成形向量與信道矩陣向量故乘積的模值最大，該碼字即為最佳碼字。
6.如權(quán)利要求5所述的一種多天線多用戶分布式協(xié)同波速成形策略，其特征在于:邊緣用戶、基站A和基站B均對(duì)隨機(jī)碼本的碼字進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，取碼本中每列向量標(biāo)號(hào)為該列向量的編號(hào)也即該碼字的編號(hào)，在步驟2)邊緣用戶將所述最佳碼字對(duì)應(yīng)的編號(hào)發(fā)送給基站A0
7.如權(quán)利要求6所述的一種多天線多用戶分布式協(xié)同波速成形策略，其特征在于:在步驟2)中最優(yōu)用戶估計(jì)其與基站B的信道矩陣Gi,并根據(jù)該信道矩陣Gi和基站A內(nèi)最優(yōu)用戶的MRC合并向量<來(lái)確定使干擾最小的基站B的波束成形向量f2，_，具體計(jì)算公式為
8.如權(quán)利要求7所述的一種多天線多用戶分布式協(xié)同波束成形策略，其特征在于:在步驟3)中基站A將基站B的波束成形向量f2，_對(duì)應(yīng)的碼字的編號(hào)發(fā)送給基站B。
9.如權(quán)利要求8所述的一種多天線多用戶分布式協(xié)同波束成形策略，其特征在于:在步驟4)中基站B發(fā)送波束成形向量和導(dǎo)頻信號(hào)，邊緣用戶接收信號(hào)并估計(jì)其信道矩陣Hj和信噪比，采用MRC合并最大化其接收信噪比，將自身的信噪比反饋給基站B，基站B選取邊緣用戶反饋的信噪比最大的用戶作為最優(yōu)用戶進(jìn)行服務(wù)。
全文摘要
一種多天線多用戶分布式協(xié)同波束成形策略，首先基站A從服務(wù)區(qū)內(nèi)邊緣用戶反饋的接收信噪比中選擇最大的一個(gè)進(jìn)行服務(wù)，即選出最優(yōu)用戶i*；然后用戶i*根據(jù)最小距離準(zhǔn)則從隨機(jī)碼本中選擇一個(gè)最佳碼本f1,opt，并將其標(biāo)號(hào)反饋給基站A，隨后用戶i*估計(jì)其與基站B間的信道狀態(tài)信息，并確定使蜂窩間干擾最小化的基站B的波束成形向量f2,opt并將其反饋給基站A；基站A將最優(yōu)用戶i*發(fā)送的基站B的波速成形向量信息發(fā)送給基站B；最后基站B從服務(wù)區(qū)內(nèi)用戶反饋的信干噪比中選擇一個(gè)最好的用戶j*進(jìn)行服務(wù)。能有效使干擾最小化，同時(shí)可減輕基站間控制信息交互的負(fù)擔(dān)，以較低的復(fù)雜度獲取明顯的性能增益。
文檔編號(hào)H04B7/04GK103188002SQ20131002550
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者趙睿, 李菊芳, 郭榮新, 林志丕 申請(qǐng)人:廈門(mén)藍(lán)帝電子科技有限公司