預編碼模式選擇方法及其系統的製作方法

2023-08-02 13:53:41

預編碼模式選擇方法及其系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種預編碼模式選擇方法及其系統。其中在預編碼模式選擇方法中，將每個小區內多個SINR最差的用戶終端放置在第一集合中，將小區內的全部用戶終端放置在第二集合中，計算第一集合中的每個用戶終端與第二集合中的各用戶終端之間的匹配路徑增益，根據第一集合中各用戶終端與第二集合中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進行匹配處理，以獲得第一集合與第二集合的匹配結果，根據匹配結果選擇各用戶終端採用的預編碼模式。由於在小區內聯合使用BD預編碼和SLNR預編碼，從而可以在消除系統下行幹擾的同時，不會對小區自由度以及系統的整體吞吐量造成影響。
【專利說明】預編碼模式選擇方法及其系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信領域，特別是涉及一種預編碼模式選擇方法及其系統。
【背景技術】
[0002]系統下行幹擾分為小區內幹擾(Inter-User Interference,簡稱:IUI)和小區間幹擾(Inter-Cell Interference,簡稱:ICI)。IUI指同一小區內部用戶受到本小區採用相同頻率傳輸用戶的信號幹擾，ICI指用戶受到鄰小區中採用相同頻帶傳輸用戶的信號幹擾。LTE-A (Long Term Evolution-Advanced)系統採用的多址接入方式是正交頻分多址接入，使用不同載波的小區中心的用戶不會受到本小區用戶的幹擾，同時鄰小區的幹擾源距離較遠，因此接收效果較好。但是對於小區邊緣的用戶，受到的相鄰小區幹擾則相對很嚴重。
[0003]目前通常採用幹擾協調技術解決這一問題。幹擾協調的核心思想是通過小區間的協調對一個小區的可用頻率和空間資源進行限制和分配，以減少相鄰小區之間的幹擾，提高相鄰小區在這些資源上的信噪比以及小區邊緣的數據速率和覆蓋。但是對於多用戶MMO(Multiple Input Multiple Output)系統中小區邊緣用戶來說,距離基站較遠,其信幹噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio,簡稱:SINR)相對就較小，同時鄰小區基站的每根天線對它們都是幹擾源，因此在接收端要獨立解出本用戶的信號並估計和抑制其他用戶的幹擾信號特別困難。而且受終端複雜度、電池的限制，難以實現複雜的幹擾抑制技術，從而導致小區邊緣用戶服務質量較差，吞吐量較低。
[0004]目前多用戶MIMO系統採用預編碼技術，即在發送端對信號進行空域隔離，避免發送信號之間串擾，同時簡化接收端的處理。本領域技術人員已經知道的是，髒紙編碼(DirtyPaper Coding,簡稱:DPC)可以逼近多用戶MMO系統容量上限。為了克服DPC複雜度較高的缺陷，之後又出現了多種線性預編碼方案。這些方案要求發射端獲知所有用戶的信道狀態信息(Channel State Information,簡稱:CSI),其中最典型的就是塊對角化(BlockDiagonalization,簡稱:BD)預編碼。
[0005]其中BD預編碼在小區間協作的條件下，如果能夠共享所有用戶的數據信息，則將所有用戶視作聯合基站共同服務的用戶進行聯合編碼，從而可以同時消除IUI和ICI。但BD預編碼所能消除幹擾的用戶數受收發天線數目的限制，即受到可用自由度的限制。同時需要共享用戶數據，反饋和交互信令開銷很大。例如第一小區內的某個用戶終端(UserEquipment,簡稱:UE)處於第一小區和第二小區的邊緣,若該UE參與相鄰第二小區的預編碼中，可有效消除該UE的ICI。但此時第二小區為了消除ICI，必須要犧牲第二小區的一個自由度，即由於第一小區內的該UE加入到第二小區的編碼中，第二小區可以服務的用戶數相應就會減少一個。
[0006]為了克服這一缺陷，又出現了最小化信幹洩漏比(Signal to Leakage plus NoiseRatio，簡稱:SLNR)算法，其計算預編碼矩陣是以最小化洩露幹擾為目標，基站只需要獲知所有用戶的CSI而不需要共享用戶數據。SLNR預編碼雖然能夠克服BD預編碼的上述部分缺陷，但是SLNR預編碼不能保證邊緣用戶受到較小的ICI影響，因此對多用戶MMO系統的整體吞吐量有影響。

【發明內容】

[0007]本發明要解決的技術問題是提供一種預編碼模式選擇方法及其系統，通過聯合使用BD預編碼和SLNR預編碼，從而可以在消除系統下行幹擾的同時，不會對小區自由度以及系統的整體吞吐量造成影響。
[0008]根據本發明的一個方面，提供一種預編碼模式選擇方法，包括:
[0009]在每個小區內，將Ντ/Νκ個SINR最差的用戶終端分別放置在第一集合中以及第二集合的第一組中，將小區內除NT/NK fSINR最差的用戶終端之外的其它用戶終端放置在第二集合的第二組中，其中Nt為小區內基站的天線數目，Nk為用戶終端的天線數目；
[0010]分別計算第一集合中的每個用戶終端與第二集合的第一組中與其相同的用戶終端之間的匹配路徑增益，同時將第一集合中的每個用戶終端與第二集合的第一組中與其不同的用戶終端之間的匹配路徑增益設為O ;
[0011]分別計算第一集合中的每個用戶終端與第二集合的第二組中每個用戶終端之間的匹配路徑增益；
[0012]根據第一集合中各用戶終端與第二集合的第一組和第二組中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進行匹配處理，以獲得第一集合與第二集合的匹配結果，其中第一集合中的每個用戶終端最多與第二集合中的一個用戶終端相匹配，第二集合中的每個用戶終端也最多與第一集合中的一個用戶終端相匹配；
[0013]根據匹配結果選擇各用戶終端採用的預編碼模式，其中對於第一集合中沒有獲得匹配的用戶終端A，將用戶終端A設定為採用BD預編碼；對於第一集合中獲得匹配的用戶終端B，將用戶終端B設定為採用SLNR預編碼；對於第二集合的第二組中獲得匹配的用戶終端C，將用戶終端C設 定為採用BD預編碼；對於第二集合的第二組中沒有獲得匹配的用戶終端D，將用戶終端D設定為採用SLNR預編碼。
[0014]其中，利用下列公式計算第一集合中第i個用戶終端和第二集合中第j個用戶終端之間的匹配路徑增益gainiJ:
【權利要求】
1.一種預編碼模式選擇方法，其特徵在於，包括: 在每個小區內，將Ντ/Νκ個SINR最差的用戶終端分別放置在第一集合中以及第二集合的第一組中，將小區內除NT/NK fSINR最差的用戶終端之外的其它用戶終端放置在第二集合的第二組中，其中Nt為小區內基站的天線數目，Nk為用戶終端的天線數目； 分別計算第一集合中的每個用戶終端與第二集合的第一組中與其相同的用戶終端之間的匹配路徑增益，同時將第一集合中的每個用戶終端與第二集合的第一組中與其不同的用戶終端之間的匹配路徑增益設為O ; 分別計算第一集合中的每個用戶終端與第二集合的第二組中每個用戶終端之間的匹配路徑增益； 根據第一集合中各用戶終端與第二集合的第一組和第二組中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進行匹配處理，以獲得第一集合與第二集合的匹配結果，其中第一集合中的每個用戶終端最多與第二集合中的一個用戶終端相匹配，第二集合中的每個用戶終端也最多與第一集合中的一個用戶終端相匹配； 根據匹配結果選擇各用戶終端採用的預編碼模式，其中對於第一集合中沒有獲得匹配的用戶終端A，將用戶終端A設定為採用BD預編碼；對於第一集合中獲得匹配的用戶終端B，將用戶終端B設定為採用SLNR預編碼；對於第二集合的第二組中獲得匹配的用戶終端C，將用戶終端C設定為採用BD預編碼；對於第二集合的第二組中沒有獲得匹配的用戶終端D，將用戶終端D設定為採用SLNR預編碼； 其中，利用下列公式(I)計算第一集合中第i個用戶終端和第二集合中第j個用戶終端之間的匹配路徑增益gainiJ:
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於， 在根據匹配結果選擇各用戶終端採用的預編碼模式的步驟之後，還包括: 從各小區中選擇L個SINR最差的用戶終端放置在第三集合中，將各小區中除包括在第三集合中的用戶終端之外的採用BD預編碼的用戶終端放置在第四集合中；分別計算第三集合中各用戶終端與第四集合中每個用戶終端的匹配路徑增益； 根據第三集合中各用戶終端與第四集合中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進行匹配處理，以獲得第三集合與第四集合的匹配結果，其中第三集合的每個用戶終端最多與第四集合中的一個用戶終端相匹配； 將第四集合中獲得匹配的用戶終端E採用的預編碼模式改為SLNR預編碼，同時第三集合中與用戶終端E匹配的用戶終端F參與用戶終端E所屬小區的BD預編碼； 其中，利用下列公式(2)計算第三集合中第m個用戶終端和第四集合中第η個用戶終端之間的匹配路徑增益gainmn:
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於， 根據第一集合中各用戶終端與第二集合的第一組和第二組中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進行匹配處理以獲得第一集合與第二集合的匹配結果的步驟包括: 利用公式(3)計算匹配結果
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於， 根據第三集合中各用戶終端與第四集合中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進行匹配處理以獲得第三集合與第四集合的匹配結果的步驟包括: 利用公式(4)計算匹配結果
5.一種預編碼模式選擇系統，其特徵在於，包括設置在各小區中的預編碼模式選擇單元，所述預編碼模式選擇單元包括第一組合單元、第一計算單元、第一匹配單元和第一選擇單元，其中: 第一組合單元，用於將小區內的Ντ/Νκ個SINR最差的用戶終端分別放置在第一集合中以及第二集合的第一組中，將小區內除乂/乂個SINR最差的用戶終端之外的其它用戶終端放置在第二集合的第二組中，其中Nt為小區內基站的天線數目，Nk為用戶終端的天線數目；第一計算單元，用於分別計算第一集合中的每個用戶終端與第二集合的第一組中與其相同的用戶終端之間的匹配路徑增益，同時將第一集合中的每個用戶終端與第二集合的第一組中與其不同的用戶終端之間的匹配路徑增益設為O ;分別計算第一集合中的每個用戶終端與第二集合的第二組中每個用戶終端之間的匹配路徑增益； 第一匹配單元，用於根據第一集合中各用戶終端與第二集合的第一組和第二組中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進行匹配處理，以獲得第一集合與第二集合的匹配結果，其中第一集合中的每個用戶終端最多與第二集合中的一個用戶終端相匹配，第二集合中的每個用戶終端也最多與第一集合中的一個用戶終端相匹配； 第一選擇單元，用於根據第一匹配單元獲得的匹配結果選擇各用戶終端採用的預編碼模式，其中對於第一集合中沒有獲得匹配的用戶終端Α，將用戶終端A設定為採用BD預編碼；對於第一集合中獲得匹配的用戶終端B，將用戶終端B設定為採用SLNR預編碼；對於第二集合的第二組中獲得匹配的用戶終端C，將用戶終端C設定為採用BD預編碼；對於第二集合的第二組中沒有獲得匹配的用戶終端D，將用戶終端D設定為採用SLNR預編碼； 其中，第一計算單元利用下列公式(I)計算第一集合中第i個用戶終端和第二集合中第j個用戶終端之間的匹配路徑增益gainu.:
6.根據權利要求5所述的系統，其特徵在於，還包括預編碼模式更新單元，用於對各小區中的預編碼模式選擇單元選擇的預編碼模式進行更新，其中預編碼模式更新單元包括第二組合單元、第二計算單元、第二匹配單元、更新單元，其中: 第二組合單元，用於接收各小區中的預編碼模式選擇單元中的第一選擇單元發送的各用戶終端的預編碼模式，從各小區中選擇L個SINR最差的用戶終端放置在第三集合中，將各小區中除包括在第三集合中的用戶終端之外的採用BD預編碼的用戶終端放置在第四集合中； 第二計算單元，用於分別計算第三集合中各用戶終端與第四集合中每個用戶終端的匹配路徑增益； 第二匹配單元，用於根據第三集合中各用戶終端與第四集合中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進行匹配處理，以獲得第三集合與第四集合的匹配結果，其中第三集合的每個用戶終端最多與第四集合中的一個用戶終端相匹配； 更新單元，用於將第四集合中獲得匹配的用戶終端E採用的預編碼模式改為SLNR預編碼，同時設定第三集合中與用戶終端E匹配的用戶終端F參與用戶終端E所屬小區的BD預編碼； 其中各小區中的預編碼模式選擇單元包括的第一選擇單元還用於將各用戶終端的預編碼模式發送給預編碼模式更新單元中的第二組合單元； 其中，第二計算單元利用下列公式(2)計算第三集合中第m個用戶終端和第四集合中第η個用戶終端之間的匹配路徑增益gainmn:
7.根據權利要求5或6所述的系統，其特徵在於， 第一匹配單元具體利用公式(3)計算匹配結果
8.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於， 第二匹配單元具體利用公式(4)計算匹配結果
【文檔編號】H04B7/06GK103427889SQ201210159768
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年5月22日 優先權日:2012年5月22日
【發明者】張英海, 魯思行, 王朝煒, 王衛東, 崔高峰 申請人:北京郵電大學