專利名稱：一種接收機輔助的波束成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動通信單小區(qū)多天線廣播信道容量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及多天線廣播信道中基站根據(jù)用戶的反饋信息進行調(diào)度和預(yù)處理的波束成型方法。
背景技術(shù)：
多用戶分集是目前移動通信單小區(qū)多天線廣播信道容量技術(shù)領(lǐng)域廣泛研究的、提高無線系統(tǒng)頻譜效率的有效方法。
《國際電子與電氣工程師協(xié)會信息學(xué)報》(“On the achievable throughput of amultiantenna Gaussian broadcast channel”，IEEE Transactions on Information Theory，Vol.49No.7，July 2003)介紹了一種在基站端有多天線、用戶端有單天線的廣播信道中利用臟紙編碼技術(shù)達到下行廣播信道和容量的方法，但由于臟紙編碼是非線性的，而且需要知道別的用戶的干擾信息，使該方法復(fù)雜度太高，且基站端需要完全的信道狀態(tài)信息，這在實際中是難以實現(xiàn)的。此文還介紹了迫零波束成型方法，由于其須在基站端對用戶信道進行反轉(zhuǎn)，使得該方法需要基站端具有完全的信道狀態(tài)信息，且其最優(yōu)的用戶調(diào)度由于需要在所有可能的用戶組合中搜索最優(yōu)的用戶組合，計算復(fù)雜度會隨著用戶數(shù)的增加而呈指數(shù)增長。
《國際電子與電氣工程師協(xié)會信息學(xué)報》(“On the capacity of MIMO broadcast channelwith partial side information”，IEEE Transactions on Information Theory，)介紹了一種實現(xiàn)多用戶分集的只需要部分信道信息的隨機波束成型方法，但由于用戶反饋的信息太少，接收機的信道狀態(tài)信息沒有得到充分的利用，該方法的吞吐率損失太大。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明提出一種接收機輔助的波束成型方法，可以充分利用用戶端接收機的信道狀態(tài)信息，減少吞吐率的損失，而且在基站端只需要部分的信道狀態(tài)信息，其最優(yōu)的用戶調(diào)度計算復(fù)雜度隨用戶數(shù)的增加為線性增長。
本發(fā)明接收機輔助的波束成型方法，在基站將發(fā)送信號矢量與波束矩陣相乘，所述波束矩陣為酉陣；每個用戶通過反饋鏈路將其得到的所有可能的信號干擾噪聲比中最大的信號干擾噪聲比和對應(yīng)的波束矢量的序號反饋給基站；基站根據(jù)反饋信息將每個波束矢量分配給在那個波束矢量上取得最大信號干擾噪聲比的用戶；用戶接收機根據(jù)基站在訓(xùn)練階段發(fā)射的導(dǎo)頻信號和本接收機在訓(xùn)練階段的接收信號進行反向求解獲得信道狀態(tài)信息；其特征在于在基站和用戶端分別存儲一個由計算機仿真生成或由理論分析給出的、包含多個波束矩陣的波束碼本；用戶接收機的信道狀態(tài)信息除了用于數(shù)據(jù)解調(diào)，還用于在波束碼本中選擇使本用戶獲得最大速率的波束矩陣和波束矢量；用戶端將波束碼本中獲得最大速率的波束矩陣序號通過反饋鏈路傳送給基站；基站根據(jù)用戶的反饋信息先計算每個波束矩陣可以達到的吞吐率，然后從中選擇吞吐率最大的波束矩陣作為與發(fā)送信號矢量相乘的波束矩陣；基站通過對有效用戶集合中的用戶的數(shù)據(jù)進行幅度擴大的方式將總功率平均分配到用到的波束上。
以下通過分析本發(fā)明方法所依據(jù)的原理，并與現(xiàn)有技術(shù)相比較來說明本發(fā)明的優(yōu)點。
本發(fā)明適用的單小區(qū)系統(tǒng)中包括一個基站和K個用戶(編號為U_1，…，U_K)，基站裝配有M個發(fā)射天線，每個用戶裝配有一個接收天線，且K＞M，此系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系可以描述為Y＝HSX+N(F1)其中，Y為K×1的用戶接收信號矢量，H為K×M的信道矩陣，S為M×M的預(yù)處理矩陣，X為M×1的用戶數(shù)據(jù)，N為K×1的用戶接收的加性高斯白噪聲矢量。
為了以較小的反饋量獲得較高的吞吐率，與現(xiàn)有的隨機波束成型技術(shù)每次隨機地在基站端生成預(yù)處理矩陣S或迫零波束成型在基站端對用戶信道進行反轉(zhuǎn)的預(yù)處理矩陣S不同，本發(fā)明中的預(yù)處理矩陣S是從存儲在基站和用戶端的含有L個獨立的M×M波束矩陣的波束碼本中以最大化吞吐率為目標選擇出來的，其中每個波束矩陣Sl，l＝1，…，L都是酉陣，并且滿足E{|sl，m|2}＝1，l＝1，…，L；m＝1，…，M，其中slm是波束矩陣Sl的第m列。這樣在基站端不進行信道反轉(zhuǎn)操作，避免了由于信道反轉(zhuǎn)操作帶來的在基戰(zhàn)端需要完全信道知識反饋的缺點；同時通過用戶在波束碼本中選擇波束矩陣并將選擇的結(jié)果反饋回基站的方式，基站比隨機波束成型方法獲得更多的信道知識，從而提高了吞吐率。
用戶為了在波束碼本中選擇出最優(yōu)的波束矩陣，需要獲得信道狀態(tài)信息，這是通過在用戶端利用基站端發(fā)送的導(dǎo)頻信號和本接收機在訓(xùn)練階段的接收信號進行反向求解得到的。基站的操作分為兩個階段訓(xùn)練階段和傳送階段。在訓(xùn)練階段，基站在每個天線上只發(fā)送導(dǎo)頻信號，不發(fā)送數(shù)據(jù)；在傳送階段，基站在每個天線上只發(fā)送預(yù)處理模塊的輸出數(shù)據(jù)，不發(fā)送導(dǎo)頻。導(dǎo)頻和預(yù)處理模塊的輸出數(shù)據(jù)通過復(fù)用器進行時分復(fù)用。
在基站的訓(xùn)練階段，基站在每個天線上發(fā)送相互正交的導(dǎo)頻，每個用戶通過信道估計模塊估計出從基站的M個發(fā)射天線到本用戶的接收天線的信道增益矢量hi＝[hi1…h(huán)iM]T，其中i是用戶的序號。然后用戶將估計出來的信道增益矢量hi＝[hi1…h(huán)iM]T輸入到信號噪聲干擾比SINR計算模塊。在SINR計算模塊用戶根據(jù)hi＝[Hi1…h(huán)iM]T結(jié)合波束碼本中的波束矩陣用下式計算其所有可能達到的L×M個SINR
SINRi,l,m=|hisl,m|21/SNR+Σj≠i|hisl,j|2,m=1,···,M;l=,···,L---(F2)]]>其中SNR是每個用戶的接收信號噪聲比；假設(shè)基站的總的發(fā)送功率為ρ，而且每個波束上的功率一樣，那么這時候總的信號噪聲比TSNR＝ρ/σ2而每個用戶的SNR＝ρ/(Mσ2)，其中σ2為用戶的接收信號中加性高斯白噪聲的方差。
在計算出所有可能的SINR之后，用戶i可以求出一個波束矩陣序號li*以及波束矩陣中的某個波束矢量的序號mi*使得它們對應(yīng)的SINRi，l*，m**是最大的，即li*=arg1≤l≤L{max1≤l≤L{max{SINRi,l,m1≤m≤M}}}]]>mi*=arg1≤m≤M{max1≤l≤L{max{SINRi,l,m1≤m≤M}}}---(F3)]]>然后每個用戶將SINRi，l*，m**，mi*和本發(fā)明特有的波束矩陣序號li*組成反饋信息，通過反饋鏈路傳送給基站，這樣每個用戶的反饋量為一個實數(shù)和兩個整數(shù)，從而避免了現(xiàn)有的臟紙編碼和迫零波束成型方法中需要在基站端具有全部信道狀態(tài)信息的方法所帶來的巨大的反饋開銷。為了表示的方便，定義γi,l,m=SINRi,l*,m**,l=l*,m=m*0,else,i=1,···,K---(F4)]]>在本發(fā)明中，由于引入了波束碼本，從而使得基站通過反饋鏈路得到的反饋信息是一個三維的矩陣ℵK×L×M={γi,l,m}.]]>本發(fā)明中的基站端在得到反饋信息ℵK×L×M={γi,l,m}]]>之后的操作遵循以下的步驟第一步，對波束碼本中的每個波束矩陣和每個波束矢量，求出具有最大γi，l，m的那個用戶，即求出il,m*=arg1≤i≤K{max1≤i≤K{γi,l,m}},l=1,···,L;m=1,···,M;]]>第二步，對波束碼本中的每個波束矩陣，用下列公式計算其可達的吞吐率Rl=Σm=1M(log(1+max1≤i≤K{γi,l,m}),l=1,···,L---(F5)]]>第三步，求出具有最大可達吞吐率的波束矩陣Sl*，也就是說求出
l*=arg1≤l≤Lmax1≤l≤L{Ri}---(F6)]]>第四步，最終選擇出來的用戶集合可以表示為A={k(m)|k(m)=il*,m*,m=1,···,M},]]>選擇出來的用戶的M×1數(shù)據(jù)矢量X＝[xk(1)，…，xk(M)]T。假設(shè)A中包含的M個用戶中，滿足條件γk(m),l*,m≠0]]>的用戶數(shù)為M′，顯然M′≤M，那么對每一個m＝1，…，M，進行如下操作如果γk(m),l*,m=0,]]>則數(shù)據(jù)矢量X的第m路數(shù)據(jù)乘以0，否則乘以 操作后得到調(diào)度器的數(shù)據(jù)輸出M×1數(shù)據(jù)矢量X′。
第五步，將調(diào)度器的輸出數(shù)據(jù)X′輸入預(yù)處理模塊；將l*輸入到波束碼本模塊，通過索引波束碼本中存儲的波束矩陣得到所需的波束矩陣Sl*。在預(yù)處理模塊中將X′左乘波束矩陣Sl*得到預(yù)處理器模塊的輸出數(shù)據(jù)。然后通過發(fā)射天線發(fā)射出去。
定義有效用戶集合A′={k|k=ii*,m*,andγk,l*,m≠0,m=1,···,M}.]]>在本發(fā)明中，基站通過在調(diào)度器中對有效用戶集合中的用戶數(shù)據(jù)進行幅度擴大，對每個m′∈B波束矢量上分配功率ρ/M′。這樣，對每個有效用戶k∈A′，其實際的SINR可以表示為SINRk,l*,m′′=|hksm′|21/SNR′+Σi≠m′,j∈B|hksj|2,k∈A′---(F7)]]>用戶k∈A′的接收信號(9)為yk=hksl*,m′xk+Σj≠m′,j∈Bhisi*,jxj+nk,k∈A′---(F8)]]>用戶將信道增益矢量hk＝[hk1…h(huán)kM]T和sl*，m′輸入到數(shù)據(jù)解調(diào)模塊對接收信號進行相干解調(diào)，即可以獲得發(fā)送的數(shù)據(jù)信息。
利用本發(fā)明可以達到的吞吐率為Rsum=Σk∈A,m′∈Blog(1+SINRk,l*,m′′)---(F9)]]>與現(xiàn)有的隨機波束成型技術(shù)每次都隨機的生成一個隨機波束矩陣，然后每個用戶反饋最大的SINR和對應(yīng)的波束矢量的序號相比，由于本發(fā)明在基站端、用戶端引入波束碼本，在用戶接收機處通過在波束碼本中選擇跟本用戶信道最匹配的波束矩陣，也就是可以獲得最大的SINR的波束矩陣，然后將此SINR、對應(yīng)的波束矩陣的序號和波束矢量的序號反饋給基站。
與現(xiàn)有的臟紙編碼和迫零波束成型技術(shù)需要反饋完全的信道狀態(tài)信息即M個復(fù)數(shù)不同，由于不需要在基站端進行信道反轉(zhuǎn)，本發(fā)明只需反饋一個實數(shù)和兩個整數(shù)，有效地節(jié)省了反饋量。與現(xiàn)有的隨機波束成型相比，本發(fā)明由于在用戶和基站進行了波束矩陣選擇的操作，基站在接收機提供的波束矩陣反饋信息的輔助下，可以獲得更多的用戶信道狀態(tài)信息，從而更有效地利用接收機具有的信道狀態(tài)信息，在只增加一個整數(shù)的反饋量的代價下顯著地提高了吞吐率。
與臟紙編碼需要在所有的用戶排列中搜索最優(yōu)的用戶排列不同以及迫零波束成型需要在所有的用戶組合中搜索最優(yōu)的用戶組合不同，由于本發(fā)明中的調(diào)度算法是在每個波束矩陣中對每個波束矢量在所有用戶中進行最大值的搜索，不涉及排列和組合運算，而且波束碼本中波束矩陣的個數(shù)和波束矢量的個數(shù)是固定的，所以其計算復(fù)雜度是隨著用戶數(shù)K的增長而線性增長的。
本發(fā)明提出的接收機輔助的波束成型方法通過引入波束碼本對每次信道實現(xiàn)所用的預(yù)處理模塊的波束矩陣進行選擇而獲得了增益，更有效地利用了接收機的信道狀態(tài)信息，并利用這種狀態(tài)信息進行更合理的調(diào)度從而以增加很小反饋開銷的代價提高了吞吐率。


圖1是本發(fā)明接收機輔助的波束成型方法系統(tǒng)示意圖。
圖2是接收機輔助的波束成型方法與隨機波束成型方法的吞吐率比較示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合

本方法的實施例。
實施例1本實施例以基站端具有M＝3個發(fā)射天線、波束碼本內(nèi)有L＝8個波束矩陣的多天線廣播信道為例，說明接收機輔助的波束成型方法的實施。
本發(fā)明的實現(xiàn)框圖如圖1所示在基站端，K個獨立的用戶數(shù)據(jù)1輸入到調(diào)度模塊2，調(diào)度模塊根據(jù)用戶通過反饋鏈路15反饋回基站端的反饋信息14進行調(diào)度(其中反饋信息14包括每個用戶的最大SINR、對應(yīng)的波束碼本的序號和波束矢量的序號)，求出最大化吞吐率的波束矩陣的序號送到存儲波束碼本3的存儲器索引出需要的波束矩陣，同時從K路用戶數(shù)據(jù)中選擇有效的用戶數(shù)據(jù)并進行幅度擴大得到預(yù)處理模塊4的輸入數(shù)據(jù)。從波束碼本3輸出的波束矩陣也輸入導(dǎo)預(yù)處理模塊4，在預(yù)處理模塊4將該模塊的輸入數(shù)據(jù)左乘從波束碼本3得到的波束矩陣，獲得最終要發(fā)送的數(shù)據(jù)然后通過發(fā)送天線8發(fā)射出去。
在用戶接收端，用戶從接收天線9上獲得接收數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)輸入到信道估計模塊10和數(shù)據(jù)解調(diào)模塊11分別進行信道估計和數(shù)據(jù)解調(diào)。在信道估計模塊，利用基站端發(fā)送的導(dǎo)頻信號和本接收機在訓(xùn)練階段的接收信號進行反向求解可以得到信道狀態(tài)信息，并輸出到SINR計算模塊12。SINR計算模塊12的另外一個輸入為波束碼本3的所有波束矩陣，用戶端的波束碼本跟基站端的是相同的。在SINR計算模塊12，用戶根據(jù)從信道估計模塊10輸入的信道狀態(tài)信息和波束碼本3輸入的波束矩陣求出反饋信息14。數(shù)據(jù)解調(diào)模塊11根據(jù)接收信號，利用波束碼本3中的波束矢量和信道估計模塊10的信道狀態(tài)信息進行相干解調(diào)最終恢復(fù)基站端的用戶數(shù)據(jù)13。波束碼本3中預(yù)先存儲著8個由計算機仿真產(chǎn)生的波束矩陣，如下所示S1=-0.6354+0.1489i0.6109-0.3518i0.1551-0.2304i-0.5178+0.0370i-0.3681+0.4141i-0.4566-0.4637i-0.5217-0.1801i-0.3615-0.2556i-0.0768+0.7025i;]]>S2=-0.4581+0.7896i0.0871+0.0675i-0.1352-0.3690i-0.3689+0.1672i0.0442-0.2056i-0.2082+0.8651i0.0060+0.0497i-0.5302+0.8139i-0.1495+0.1775i;]]>S3=-0.1386-0.3426i0.3754+0.1864i-0.8135-0.1612i-0.0215+0.4983i0.7844-0.1230i0.1859-0.2937i-0.4606+0.6345i-0.4400-0.0136i-0.3404-0.2749i;]]>S4=-0.3996+0.6219i0.5637-0.0228i0.2849-0.2326i-0.1784+0.4119i-0.4282-0.3232i0.2255+0.6781i0.2698+0.4234i0.1367+0.6126i-0.4800+0.3517i;]]>S5=-0.0081-0.12671i0.2317+0.9412i-0.1810-0.1080i0.0524+0.58831i0.1007-0.0789i-0.2427-0.7589i-0.7952-0.0523i-0.1997-0.0655i-0.5626+0.0648i;]]>S6=-0.4201-0.2545i0.2526+0.5874i-0.3823-0.4513i0.1120-0.6523i-0.2445-0.1475i-0.5596+0.4089i-0.4024-0.398i0.2110-0.6820i0.2143-0.3519i;]]>S7=-0.1363+0.2811i-0.3004+0.2544i0.6667+0.5505i0.2678+0.0007i-0.4843+0.7329i-0.3905-0.0639i-0.3126+0.8561i0.2476+0.1100i-0.3032-0.0631i;]]>
S8=-0.0001+0.31220.6704-0.5923i0.2478+0.2021i-0.8298+0.04444i-0.1951-0.3457i-0.3877+0.0400i0.4436-0.1234i0.0303-0.2030i-0.7544+0.4205i]]>S1，…，S8都是酉陣，并且滿足E{|sl，m|2}＝1，l＝1，…，8；m＝1，2，3，其中sl，m是波束矩陣Sl的第m列。
基站的操作分為兩個階段訓(xùn)練階段和傳送階段。在訓(xùn)練階段，基站在每個天線上只發(fā)送導(dǎo)頻信號，不發(fā)送數(shù)據(jù)；在傳送階段，基站在每個天線上只發(fā)送預(yù)處理模塊的輸出數(shù)據(jù)，不發(fā)送導(dǎo)頻。導(dǎo)頻和預(yù)處理模塊的輸出數(shù)據(jù)通過復(fù)用器進行時分復(fù)用。
基站的操作分為兩個階段訓(xùn)練階段和傳送階段。在訓(xùn)練階段，基站在每個天線上只發(fā)送導(dǎo)頻5，不發(fā)送預(yù)處理模塊3的輸出數(shù)據(jù)6，其中導(dǎo)頻是用來在用戶的接收機估計信道狀態(tài)信息的；在傳送階段，基站在每個天線上只發(fā)送預(yù)處理模塊的輸出數(shù)據(jù)，不發(fā)送導(dǎo)頻。導(dǎo)頻和預(yù)處理模塊的輸出數(shù)據(jù)通過復(fù)用器進行時分復(fù)用。
在基站的訓(xùn)練階段，基站在每個天線上發(fā)送相互正交的導(dǎo)頻，每個用戶通過信道估計模塊估計出從基站的M個發(fā)射天線到本用戶的接收天線的信道增益矢量hi＝[hi1hi2hi3]T，其中i是用戶的序號。然后用戶將估計出來的信道增益矢量hi＝[hi1hi2hi3]T輸入到信號噪聲干擾比SINR計算模塊13。在SINR計算模塊13，用戶根據(jù)hi＝[hi1hi2hi3]T結(jié)合波束碼本3中的波束矩陣S1，…，S8用公式F2計算所有可能達到的SINR，其中用戶端的波束碼本3跟基站端的波束碼本是相同的。
在計算出所有可能的SINR之后，用戶i根據(jù)公式F3求出一個波束矩陣序號li*以及波束矩陣中的某個波束矢量的序號mi*使得它們對應(yīng)的SINRi，l*，m**是最大的，然后每個用戶將SINRi，l*，m**，ni*和本發(fā)明特有的波束矩陣序號li*組成反饋信息14，最后將14通過反饋鏈路15傳送給基站?；就ㄟ^反饋鏈路15得到每個用戶的反饋信息，組成一個三維的矩陣ℵK×8×3={γi,l,m},]]>其中γi，l，m如公式F4定義。然后基站進行如下的操作第一步對波束碼本中的每個波束矩陣和每個波束矢量，求出具有最大γi，l，m的那個用戶，也就是說求出il,m*=arg1≤i≤K{max1≤i≤K{γi,l,m}},l=1,···,8;m=1,2,3;]]>第二步對波束碼本中的每個波束矩陣，用公式F5計算其可達的吞吐率Rl，l＝1，…，8；第三步根據(jù)公式F6求出具有最大可達吞吐率的波束矩陣Sl*；
第四步，最終選擇出來的用戶集合可以表示為A={k(m)|k(m)=il*,m*,m=1,···,3},]]>選擇出來的用戶的3×1數(shù)據(jù)矢量X＝[xk(1)，xk(2)，xk(3)]T。滿足條件γk(m),l*,m≠0]]>的用戶數(shù)為M′，顯然M′≤3，那么對每一個m＝1，…，3，進行如下操作如果γk(m),l*,m=0,]]>則數(shù)據(jù)矢量X的第m路數(shù)據(jù)乘以0，否則乘以 操作后得到調(diào)度器的數(shù)據(jù)輸出3×1數(shù)據(jù)矢量X′。
第五步，將調(diào)度器的輸出數(shù)據(jù)X′輸入預(yù)處理模塊；將l*輸入到波束碼本模塊，通過索引波束碼本中存儲的波束矩陣得到所需的波束矩陣Sl*。在預(yù)處理模塊中將X′左乘波束矩陣Sl*得到預(yù)處理器模塊的輸出數(shù)據(jù)。然后通過發(fā)射天線發(fā)射出去。
有效用戶集合為A′={k|k=il*,m*,andγk,l*,m≠0,m=1,···,3},]]>用戶k∈A′的接收信號9可以用公式F8表示。用戶將信道增益矢量hi＝[hi1hi2hi3]T和sl*，m′輸入到數(shù)據(jù)解調(diào)模塊11對接收信號進行相干解調(diào)，即可以獲得發(fā)送的數(shù)據(jù)信息13。
圖2給出了本實施例在信道H為瑞麗不相關(guān)信道下，假設(shè)用戶為獨立同分布的系統(tǒng)中，接收機輔助的波束成型和隨機波束成型的吞吐率比較圖。圖中橫坐標為用戶數(shù)，用戶數(shù)取從4到128以4為步長遞增，縱坐標為用奈特每秒每赫茲表示的系統(tǒng)吞吐率。曲線A給出了在總的信噪比TSNR為0dB時隨機波束成型的吞吐率；曲線B給出了在總的信噪比TSNR為0dB時接收機輔助的波束成型的吞吐率；曲線C給出了在總的信噪比TSNR為5dB時隨機波束成型的吞吐率；曲線D給出了在總的信噪比TSNR為5dB時接收機輔助的波束成型的吞吐率；曲線E給出了在總的信噪比TSNR為10dB時隨機波束成型的吞吐率；曲線F給出了在總的信噪比TSNR為10dB時接收機輔助的波束成型的吞吐率。由圖2可見，在用戶數(shù)從4到128的情況下，在總的信噪比TSNR為0，5，10dB的情況下，接收機輔助的波束成型方法所達到的吞吐率比隨機波束成型所達到的吞吐率要高。而且信噪比越高的時候，這種提高越大。在用戶數(shù)為60，總的信噪比為10dB的時候，接收機輔助的波束成型方法所達到的吞吐率比隨機波束成型所達到的吞吐率要高將近20％。
本發(fā)明提出的接收機輔助波束成型方法在基站端不需要完全的信道狀態(tài)信息，每個用戶只需要反饋一個實數(shù)和兩個整數(shù)，較隨機波束成型，只增加了3比特的反饋信息(用來指示波束碼本中所選波束矩陣的序號)有效地改善系統(tǒng)吞吐率；調(diào)度算法的計算復(fù)雜度隨用戶的增長線性增長；在比隨機波束成型方法只增加了3比特反饋量的代價下，獲得了更高的系統(tǒng)吞吐率。本發(fā)明提出的接收機輔助的波束成型方法通過引入波束碼本對每次信道實現(xiàn)所用的預(yù)處理模塊的波束矩陣進行選擇而獲得了增益，更有效地利用了接收機的信道狀態(tài)信息，并利用這種狀態(tài)信息進行更合理的調(diào)度從而提高了吞吐率。
權(quán)利要求
1.一種接收機輔助的波束成型方法，在基站將發(fā)送信號矢量與波束矩陣相乘，所述波束矩陣為酉陣；每個用戶通過反饋鏈路將其得到的所有可能的信號干擾噪聲比中最大的信號干擾噪聲比和對應(yīng)的波束矢量的序號反饋給基站；基站根據(jù)反饋信息將每個波束矢量分配給在那個波束矢量上取得最大信號干擾噪聲比的用戶；用戶接收機根據(jù)基站在訓(xùn)練階段發(fā)射的導(dǎo)頻信號和本接收機在訓(xùn)練階段的接收信號進行反向求解獲得信道狀態(tài)信息；其特征在于在基站和用戶端分別存儲一個由計算機仿真生成或由理論分析給出的、包含多個波束矩陣的波束碼本；用戶接收機的信道狀態(tài)信息除了用于數(shù)據(jù)解調(diào)，還用于在波束碼本中選擇使本用戶獲得最大速率的波束矩陣和波束矢量；用戶端將波束碼本中獲得最大速率的波束矩陣序號通過反饋鏈路傳送給基站；基站根據(jù)用戶的反饋信息先計算每個波束矩陣可以達到的吞吐率，然后從中選擇吞吐率最大的波束矩陣作為與發(fā)送信號矢量相乘的波束矩陣；基站通過對有效用戶集合中的用戶的數(shù)據(jù)進行幅度擴大的方式將總功率平均分配到用到的波束上。
全文摘要
本發(fā)明接收機輔助的波束成型的方法，特征是在基站和用戶端分別存儲一個由計算機仿真生成或由理論分析給出的、包含多個波束矩陣的波束碼本；用戶接收機的信道狀態(tài)信息除了用于數(shù)據(jù)解調(diào)，還用于在波束碼本中選擇使本用戶獲得最大速率的波束矩陣和波束矢量；用戶端將波束碼本中獲得最大速率的波束矩陣序號通過反饋鏈路傳送給基站；基站根據(jù)用戶的反饋信息先計算每個波束矩陣可以達到的吞吐率，然后從中選擇吞吐率最大的波束矩陣作為與發(fā)送信號矢量相乘的波束矩陣；基站通過對有效用戶集合中的用戶的數(shù)據(jù)進行幅度擴大的方式將總功率平均分配到用到的波束上。與現(xiàn)有算法相比，本發(fā)明以較小的反饋量和調(diào)度算法復(fù)雜度獲得了較高的吞吐率。
文檔編號H04B7/26GK1838559SQ20051003858
公開日2006年9月27日 申請日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者黃森華, 邱玲 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)