一種基於碼本的多用戶預編碼系統的cqi反饋方法
2023-05-24 05:15:56 1
專利名稱：：一種基於碼本的多用戶預編碼系統的cqi反饋方法
技術領域：
：本發明涉及多輸入多輸出通信系統領域，具體涉及一種基於碼本的多用戶預編碼系統的信道質量指示CQI反^t方法。
背景技術：
：TermEvolution,簡稱3GPPLTE系統中，基於碼本的預編碼技術得到了應用。在頻分雙工FrequencyDivisionDuplex,簡稱FDD系統中，碼本的使用大大降低了預編碼系統的反饋信息量，在付出極小的反向鏈路信令開銷代價時極大地提升系統的頻譜效率。而基於碼本的多用戶預編碼系統，由於其多用戶分集帶來的增益，相比於基於碼本的單用戶預編碼系統，在用戶數比較多時系統性能上有一定的優勢。目前，在3GPPLTE系統中，基於碼本的單用戶預編碼系統方案已經基本確定，基於碼本的多用戶預編碼系統方案則成為現階段討論熱點，其中信道質量指示ChannelQualityIndicator,簡稱CQI反饋方案就是一個非常重要的方面。基於碼本的單用戶預編碼系統需要反饋選中的碼本矩陣索引和兩個CQI,根據3GPPLTE的會議結論，3GPPLTE還未確定多用戶預編碼系統具體的CQI反饋方法，基於碼本的多用戶預編碼系統可以反饋與單用戶預編碼系統相同的比特數，但反饋開銷的大小將作為選擇CQI反饋方法的重要依據。目前很多多用戶預編碼系統反饋方案只反饋選中的碼本矩陣索引和一個CQI，相比於單用戶預編碼系統就有了若干富餘的比特，雖然減少了反饋開銷，但是難於為多用戶系統調度提供更準確的信道狀態信息以進一步提高系統性能。因此，可以考慮充分、合理地利用這些富餘的比特反饋另一個CQI。
發明內容本發明需要解決的技術問題是提供一種基於碼本的多用戶預編碼系統的CQI反饋方法，能夠在基於碼本的多用戶預編碼系統中進行更加精確有效的CQI反饋，進一步提高系統的性能。本發明的上述技術問題這樣解決，提供一種基於碼本的多用戶預編碼系統的CQI反饋方法，包括以下步驟1.1)小區內所有用戶分別進行信道估計並獲取當前信道轉移矩陣，通過信道轉移矩陣和預編碼碼本矩陣計算當前用戶的每個碼本列矢量對應的發射數據流的後處理信幹噪比SignalInterferenceNoiseRatio,簡稱SINR，然後根據容量或吞吐量最大化準則在預編碼碼本矩陣中選擇出使得當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算出考慮有其他用戶幹擾的信道質量指示CQIi以及不考慮其他用戶幹擾的信道質量指示CQl2與CQI,的差值A,並將CQIi、差值A和選定的碼本列矢量所對應的預編碼矩陣索引反4齎回基站；1.3)基站收到各用戶反饋的CQIp差值A和預編碼矩陣索引後，進行用戶調度。按照本發明提供的CQI反饋方法，所述信道轉移矩陣為NRxNt矩陣，所述預編碼碼本矩陣為NTXL矩陣，其中NT為基站發射天線數，NR為基站接收天線數，L為小區內所有用戶中允許同一時間進行預編碼操作，發送編碼塊數據流的用戶數。按照本發明提供的CQI反饋方法，所述步驟l.l)中計算當前用戶的每個碼本列矢量對應的發射數據流的後處理信幹噪比時需假定預編碼碼本矩陣中該碼本列矢量為當前用戶的預編碼矢量，矩陣中的其他碼本列矢量為其他用戶對當前用戶的幹擾。按照本發明提供的CQI反饋方法，所述步驟l.l)中當發射端同一時間只能發送2個編碼塊數據流時，即L=2時，所述差值A的計算可以在計算CQL的過程中同步得出，具體為""，其中，變量s，力，^構成的矩陣6*d:[2/+(7fff〃為信道轉移矩陣，屍為預編碼碼本矩陣，《為按照本發明提供的CQI反饋方法，所述矩陣=為噪聲功率，/為單位矩陣。>*《一個共軛對稱矩陣，其主對角線之外的元素表示另一個用戶對當前用戶的幹擾。按照本發明提供的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的預編碼矩陣索引反饋回基站之前，還包括將CQL、差值A進行量化。按照本發明提供的CQI反饋方法，所述將CQI"差值A進行量化時，對CQI!採用相同的量化間隔，對差值A根據後處理信幹噪比或接收信噪比大小的不同採用不同的量化間隔。按照本發明提供的CQI反饋方法，所述步驟1.3)中所述用戶調度具體包括基站首先根據CQL進行多用戶的配對調度，從所有可調度的用戶對中選出容量或吞吐量最大的L個用戶作為系統當前調度用戶進行數據發送，當沒有滿足容量或吞吐量最大條件的可調度的用戶對時，基站將各用戶反饋的CQL和差值A相加得到各用戶不考慮其他用戶幹擾的信道質量指示CQI2,根據CQh依次從小區所有用戶中根據容量或吞吐量最大化準則選出一個用戶進行數據發送。按照本發明提供的CQI反饋方法，所述系統當前調度用戶的碼本列矢量所構成的碼本矩陣必須為預編碼碼本矩陣集合中的矩陣。按照本發明提供的CQI反饋方法，該反饋方法應用於3GPPLTE系統中。本發明提供的一種基於碼本的多用戶預編碼系統的CQI反饋方法，通過小區內各用戶反饋考慮有其他用戶幹擾的信道質量指示CQL和不考慮其他用戶幹擾的信道質量指示CQl2與CQ^的差值A兩個信道質量指示值，並對差值A採用同樣的反饋比特數和不同的量化間隔進行量化，保證了在使用相同的反饋比特數的前提下，發射端基站可以獲取更加精確有效的CQI;同時，反饋CQL與CQ^的差值A有利於減少反饋比特數，降低反饋開銷。進一步提高系統性能；具體實施例方式下面結合具體實施例進一步對本發明進行詳細說明。在基於碼本的多用戶預編碼系統中，定義NT為發射天線數，NR為接收天線數，小區內有K個用戶，但同一時間只對L個用戶進行預編碼操作，發送數據，發射編碼塊數據流數量為L,每個用戶對應一個數據流，發射端基站和接收端用戶存儲同樣的碼本矩陣集合。系統模型為y=HPx+ii其中H是NRxNT信道轉移矩陣，P為NTxL預編碼碼本矩陣，預編碼碼本矩陣的集合為c,化，P"…'P"，Pec8，x是Lxl發射數據矢量，n是NRxl加性高斯噪聲，y是NRXl接收信號矢量。根據3GPPLTE中對單用戶閉環空間復用MIMO系統的規定，發端只能同時發送2個編碼塊數據流。為了保證多用戶MIMO系統和單用戶MIMO系統硬體設備的一致性，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)"+*《々、一Zfl其中a,b，d是變量。T為一個共軛對稱矩陣，主對角線之外的元素表徵了另一個用戶對當前用戶的幹4^。在不考慮其他用戶幹擾的情況下，可以得到2個用戶的後處理信幹噪比SINR為而考慮其他用戶幹擾的後處理信幹噪比SINR可以表示為:''^根據上面的公式，可以明顯看出考慮其他用戶幹擾的後處理信幹噪比SINR與不考慮其他用戶幹擾的後處理信千噪比SINR之間的聯繫，之間的差值A為CT"a。將考慮其他用戶幹擾的後處理信幹噪比^作為CQI,進行反饋，同時將考慮其他用戶幹擾的後處理信幹噪比^與不考慮其他用戶幹擾的後處理信幹噪比^之間的差值進行反饋。基站接收到各用戶反饋CQL的和預編碼矩陣索引後，首先根據CQL進行多用戶的配對調度，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相加得到各用戶不考慮其他用戶幹擾的信道狀態信息CQI2,從中選捧一個單用戶進行數據發送。下後處理信幹噪比的差值，差值在不同接收信噪比時的量值大小不同，所以差值可以在不同接收信噪比時採用不同的量化間隔。也就是說，用同樣的反饋比特數對差值進行量化，根據^或接收信噪比大小的不同，對差值的量化間隔大小也應該有所不同。這樣可以保證使用相同的反饋比特數的前提下，發端可以獲得儘量精確有效的CQI。tableseeoriginaldocumentpage8權利要求1、一種基於碼本的多用戶預編碼系統的CQI反饋方法，其特徵在於，包括以下步驟1.1)小區內所有用戶分別進行信道估計並獲取當前信道轉移矩陣，通過信道轉移矩陣和預編碼碼本矩陣計算當前用戶的每個碼本列矢量對應的發射數據流的後處理信幹噪比，然後根據容量或吞吐量最大化準則在預編碼碼本矩陣中選擇出使得當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算出考慮有其他用戶幹擾的信道質量指示CQI1以及不考慮其他用戶幹擾的信道質量指示CQI2與CQI1的差值Δ，並將CQI1、差值Δ和選定的碼本列矢量所對應的預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和預編碼矩陣索引後，進行用戶調度。2、根據權利要求1所述CQI反饋方法，其特徵在於，所述信道轉移矩陣為NRXNT矩陣，所述預編碼碼本矩陣為NT^L矩陣，其中NT為基站發射天線數，NR為基站接收天線數，L為小區內所有用戶中允許同一時間進行預編碼操作，發送編碼塊數據流的用戶數。3、根據權利要求1所述CQI反饋方法，其特徵在於，所述步驟l.l)中計算當前用戶的每個碼本列矢量對應的發射數據流的後處理信幹噪比時需假定預編碼碼本矩陣中該碼本列矢量為當前用戶的預編碼矢量，矩陣中其他碼本列矢量為其他用戶對當前用戶的幹擾。4、根據權利要求1所述CQI反饋方法，其特徵在於，所述步驟l.l)中當發射端同一時間只能發送2個編碼塊數據流時，即L=2時，所述差值A的計算可以在計算CQI!的過程中同步得出，具體為A,=47或~=4,其中，formulaseeoriginaldocumentpage2變量a，6，"構成的矩陣formulaseeoriginaldocumentpage2預編碼碼本矩陣，《為噪聲功率，/為單位矩陣'5、根據權利要求4所述CQI反饋方法，其特徵在於，所述矩陣formulaseeoriginaldocumentpage3為一個共軛對稱矩陣，其主對角線之外的元素表示formulaseeoriginaldocumentpage3另一個用戶對當前用戶的幹擾。6、根據權利要求1所述CQI反饋方法，其特徵在於，所述步驟1.2)中在各用戶將CQL、差值A和選定的碼本列矢量所對應的預編碼矩陣索引反饋回基站之前，還包括將CQL、差值A進行量化。7、根據權利要求6所述CQI反饋方法，其特徵在於，所述將CQI,、差值A進行量化時，對CQI!採用相同的量化間隔，對差值A根據後處理信幹噪比或接收信噪比大小的不同採用不同的量化間隔。8、根據權利要求1所述CQI反饋方法，其特徵在於，所述步驟1.3)中所述用戶調度具體包括基站首先根據CQIi進行多用戶的配對調度，從所有可調度的用戶對中選出容量或吞吐量最大的L個用戶作為系統當前調度用戶進行數據發送，當沒有滿足容量或吞吐量最大條件的可調度的用戶對時，基站將各用戶反饋的CQI!和差值A相加得到各用戶不考慮其他用戶幹擾的信道質量指示CQI2,根據CQl2依次從小區所有用戶中根據容量或吞吐量最大化準則選出一個用戶進行數據發送。9、根據權利要求8所述CQI反饋方法，其特徵在於，所述系統當前調度用戶的碼本列矢量所構成的碼本矩陣必須為預編碼碼本矩陣集合中的矩陣。10、根據權利要求1所述CQI反饋方法，其特徵在於，該反饋方法應用於3GPPLTE系統中。全文摘要本發明涉及一種基於碼本的多用戶預編碼系統的CQI反饋方法，包括在預編碼碼本矩陣中選擇使當前用戶容量或吞吐量最大的碼本列矢量，與此列矢量構成碼本中預編碼矩陣的另外的列矢量作為其他幹擾用戶所採用的預編碼矢量，通過選定的碼本列矢量計算小區內每個用戶考慮有其他用戶幹擾的信道質量指示CQI1以及不考慮其他用戶幹擾的信道質量指示CQI2與CQI1的差值Δ，基站根據各用戶反饋的CQI1、差值Δ和預編碼矩陣索引進行用戶調度。該方法使得發射端基站可以獲取更加精確有效的CQI，進一步提高系統性能。文檔編號H04B7/04GK101183890SQ20071019908公開日2008年5月21日申請日期2007年12月12日優先權日2007年12月12日發明者輝於,王文博,宇董,慧趙申請人:中興通訊股份有限公司