專(zhuān)利名稱：動(dòng)態(tài)空頻分用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，特別是涉及一種動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在未來(lái)的第四代無(wú)線通信系統(tǒng)中，對(duì)于某些用戶的高速率業(yè)務(wù)，需要提供更高的傳輸速率，對(duì)于需要不同低傳輸速率的各種移動(dòng)終端，也將需要共享無(wú)線頻譜資源。然而，有限的無(wú)線頻譜資源與日益增長(zhǎng)的無(wú)線通信鏈路需求之間的矛盾正在逐漸加劇。
以下參考文獻(xiàn)1至6對(duì)未來(lái)的第四代無(wú)線通信系統(tǒng)的要求和可能適用的信號(hào)復(fù)用方式進(jìn)行了分析。其中，多載波的信號(hào)方式被推薦為可能比單載波的信號(hào)方式更為適用的第四代無(wú)線通信系統(tǒng)的信號(hào)方式。同時(shí)，利用多天線而構(gòu)成的多輸入多輸出的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案也是推薦的第四代無(wú)線通信系統(tǒng)的特點(diǎn)之一。
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在傳統(tǒng)的OFDMA上行鏈路系統(tǒng)中，由于采用固定的頻帶進(jìn)行通信，并且沒(méi)有考慮到不同信道和噪聲干擾統(tǒng)計(jì)特性的情況，從而不能充分利用頻譜資源。該OFDMA系統(tǒng)所提供的信道容量離由信息論所推理出的信道容量相去甚遠(yuǎn)。
在借助于多天線技術(shù)的情況下，不同的用戶可以通過(guò)使用不同的子載波，及同子載波中的不同空間信道，或者兩者的組合來(lái)共享無(wú)線信道。然而，增加一個(gè)用戶的資源將減少其他用戶的資源。其中典型的情況是這樣的，對(duì)于使用共頻率信道中不同空間信道的用戶們來(lái)說(shuō)，當(dāng)一個(gè)用戶的功率增大時(shí)，將增加對(duì)其他用戶的干擾。
以下參考文獻(xiàn)7-19對(duì)多種多天線技術(shù)和多種信號(hào)復(fù)用方式，相應(yīng)的系統(tǒng)容量及增加系統(tǒng)容量的方法進(jìn)行了分析討論。這些文獻(xiàn)中達(dá)成共識(shí)的原則總結(jié)就是，在傳輸功率、帶寬、以及空間信道的域內(nèi)，需要綜合地平衡不同用戶之間的資源分配，從而實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)容量。
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在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出了一種動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于通過(guò)提供一種動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的在于通過(guò)提供一種動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信方法。
本發(fā)明的動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)，包括基站和多個(gè)用戶終端。該基站針對(duì)不同的空間映射方式，利用優(yōu)化方程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，從而獲得用于控制用戶終端的控制信息；用戶終端在接收到上述控制信息后，利用該控制信息對(duì)發(fā)射機(jī)的發(fā)射方式進(jìn)行控制。
本發(fā)明的動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信方法，包括以下步驟，步驟一，針對(duì)不同的空間映射方式，基站利用優(yōu)化方程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，從而獲得用于控制用戶終端的控制信息；步驟二，在接收到上述控制信息后，用戶終端利用該控制信息對(duì)發(fā)射機(jī)的發(fā)射方式進(jìn)行控制。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)在傳輸功率、帶寬、以及空間信道的域內(nèi)綜合地平衡不同用戶之間的資源分配，可以實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)容量，并且得到的頻譜資源的利用率的提高，從而有效地解決了有限的無(wú)線頻譜資源與日益增長(zhǎng)的無(wú)線通信鏈路需求之間的矛盾。


圖1為本發(fā)明動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)中第K個(gè)用戶終端發(fā)射機(jī)的示意圖。
圖2為本發(fā)明動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)中基站接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3及圖4給出了無(wú)線通信上行鏈路幾種不同的控制方式的系統(tǒng)總通信容量的仿真結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
在上述參考文獻(xiàn)7-19中所提出的通過(guò)在傳輸功率、帶寬、以及空間信道的域內(nèi)綜合地平衡不同用戶之間的資源分配，實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)容量，這是本專(zhuān)利發(fā)明的核心思考及理論基準(zhǔn)和出發(fā)點(diǎn)。本專(zhuān)利發(fā)明將這一理論原則體現(xiàn)在具有多天線收發(fā)的多用戶的、采用多子載波的信號(hào)的上行鏈路的傳輸參數(shù)的計(jì)算和傳輸控制中。
本發(fā)明推薦的方案是在具有最少的約束條件(無(wú)論顯現(xiàn)或隱含的約束條件)下同時(shí)全面地對(duì)所有用戶的所有發(fā)射機(jī)和基站接收機(jī)的參數(shù)進(jìn)行全面的、實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的優(yōu)化計(jì)算和控制。這與通常的技術(shù)中在一定的約束條件分別對(duì)不同的部分參數(shù)或全部參數(shù)分步驟進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算和控制是有區(qū)別的。因?yàn)椴糠謪?shù)的優(yōu)化計(jì)算，或者分步驟進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算和控制本身意味著隱含的約束，從而不能達(dá)到全面的最優(yōu)化。通常典型的方案包括例如1)具備發(fā)射天線分集方法的自適應(yīng)正交頻分復(fù)用，但是采用了各用戶按順序均勻分配頻率資源和給予不同的用戶均勻功率的方法；2)采用各用戶按順序均勻分配頻率資源，但給予不同的用戶動(dòng)態(tài)分配功率的方式。
而本發(fā)明推薦方案可以逼近全面的、動(dòng)態(tài)的、最少約束條件下的參數(shù)最優(yōu)化，同時(shí)又考慮到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度等方面。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于采用多天線的游牧移動(dòng)鏈路(慢速移動(dòng)鏈路)，接近實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)功率分配、帶寬分配以及空間子信道的分配將有利于多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路無(wú)線通信資源實(shí)時(shí)地、綜合地、平衡地利用，從而實(shí)現(xiàn)頻譜效率的提升。特別是在寬帶多址訪問(wèn)環(huán)境下，優(yōu)化對(duì)如下參數(shù)的控制，如對(duì)空間和頻率子信道的分配，以及對(duì)應(yīng)的功率分配，來(lái)適合不同用戶所動(dòng)態(tài)使用的不同各子信道的信道質(zhì)量和對(duì)應(yīng)的干擾及噪聲的統(tǒng)計(jì)特性參數(shù)情況，從而可以大大提高系統(tǒng)容量。本發(fā)明的動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)控制方法就是基于上述發(fā)現(xiàn)所提出的一種實(shí)現(xiàn)方案。
同時(shí)，高的系統(tǒng)靈活性和系統(tǒng)資源的良好的精細(xì)分配程度是高性能通信系統(tǒng)的必備重要因素，本發(fā)明正是實(shí)現(xiàn)這些要素的一種方案。此外，通信系統(tǒng)在這方面的性能對(duì)于支持和提供對(duì)于每個(gè)用戶的動(dòng)態(tài)速率需求不同優(yōu)先級(jí)設(shè)置是至關(guān)重要的。對(duì)于裝備了不同天線設(shè)備的不同終端情況來(lái)說(shuō)，本方面的解決方案的尋求是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。為此，本發(fā)明提供了一種控制方法，其支持優(yōu)良的系統(tǒng)靈活性和精細(xì)的無(wú)線通信系統(tǒng)資源分配最小分配單位，并且適用于使用不同多天線設(shè)置多用戶無(wú)線通信的信號(hào)傳輸。
除以上幾個(gè)方面特點(diǎn)之外，自適應(yīng)的天線選擇技術(shù)是一種平衡系統(tǒng)復(fù)雜度和系統(tǒng)性能的有效方法，具體地說(shuō)，其通過(guò)降低處理復(fù)雜度來(lái)使得同時(shí)在發(fā)射機(jī)或接收機(jī)使用大數(shù)目天線的可行性大大地提升。本發(fā)明的方案進(jìn)一步容納這項(xiàng)技術(shù)，給出了具體的自適應(yīng)的發(fā)射機(jī)或接收機(jī)天線選擇技術(shù)參數(shù)計(jì)算方法。
以下將結(jié)合附圖具體說(shuō)明本發(fā)明的動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明涉及動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)以及方法。如圖1所示，為本發(fā)明動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)中第K個(gè)用戶終端(發(fā)射機(jī))的結(jié)構(gòu)示意圖。該發(fā)射機(jī)包括前向糾錯(cuò)單元，控制單元A、B、C，多個(gè)逆離散傅立葉變換單元，多個(gè)射頻鏈路單元以及分別連接在每個(gè)射頻鏈路單元上的發(fā)射天線。
具體地，來(lái)自第K個(gè)用戶的用戶數(shù)據(jù)通過(guò)前向糾錯(cuò)單元糾錯(cuò)后，進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，將前向糾錯(cuò)后的用戶數(shù)據(jù)分成預(yù)定的多路數(shù)據(jù)符號(hào)。
同時(shí)，控制單元A接收基站傳來(lái)的控制信息，該控制信息為基站利用本案提出的優(yōu)化方程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算得出的用于控制用戶終端的發(fā)射控制信息。
信號(hào)空間映射是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)。在系統(tǒng)中采用的方式通常有兩種A)直接映射方式的空間映射方式；B)特征向量波束成形方式的空間映射方式。
在本發(fā)明中，針對(duì)這兩種不同的方式，基站利用對(duì)于本案提出的不同的優(yōu)化方程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，從而得出用于控制用戶終端的發(fā)射控制信息。
A)對(duì)于采用直接映射方式的空間映射方式，優(yōu)化方程如公式(1)所示{T[k,i],R[i],Ck,p[k,i]}=argmax{T[k,i],R[i],Ck,p[k,i]}Σj=1Nγjζj---(1)]]>其中，T[k，i]表示第K個(gè)用戶終端在第i子載波上使用的發(fā)射天線的集合；R[i]表示基站在第i子載波上使用的接收天線的集合；Ck表示第K個(gè)用戶終端所采用的子載波集合；p[k，i]表示第K個(gè)用戶終端在第i子載波上的發(fā)射功率。
可以看出，對(duì)于采用直接映射方式的空間映射方式，基站需要計(jì)算的控制信息中包括T[k，i]、R[i]、Ck、p[k，i]以及自適應(yīng)調(diào)制方式參數(shù)l(該參數(shù)l將在后面描述)。
在上述公式中，γk是第K個(gè)用戶的優(yōu)先權(quán)系數(shù)。
1)當(dāng)信道是滿列秩的時(shí)候ζk≅Σi∈Cklog(det(I|R[i]|+(p[k,i]|T[k,i]|K~z(i)H~[k,i]H~[k,i]H)(I|R[i]|+Σj∈Ui,j≠kp[j,i]|T[j,i]|K~z(i)H~[j,i]H~[j,i]H)-1))---(2a)]]>公式(2)中，I｜R[i]｜表示單位矩陣(方陣)，大小為|R[i]｜； 是根據(jù)信道矩陣獲得的對(duì)應(yīng)天線選擇的子矩陣，Kz[i]是在第i子載波上噪音的協(xié)方差矩陣， 是 的共軛轉(zhuǎn)置矩陣。
2)當(dāng)信道不是滿列秩的時(shí)候ζk≅Σi∈Ck(logdet(K~z[i]+Σj∈Ui(p[k,i]|T[k,i]|K~z(i)H~[k,i]H~[k,i]H))det(K~z[i]+Σj∈Ui,j≠k(p[j,i]|T[j,i]|H~[j,i]H~[j,i]H)))---(2b)]]>采用的約束條件為Σi∈Ckp[k,i]≤Pk]]>|Ck|≤F]]>|Ri|≥Σk∈Ui|T[k,i]|---(3)]]>其中，Pk表示第K個(gè)用戶的各子載波的總功率；F為子載波數(shù)的約束條件值。
B)對(duì)于采用特征向量波束成形方式作空間映射方式，優(yōu)化方程如下公式所示{R[i],Ck,p[k,i]}=argmax{R[i],Ck,p[k,i]}Σj=1Nγjζj---(4)]]>對(duì)于采用特征向量波束成形方式作空間映射方式時(shí)，基站需要計(jì)算的控制信息中僅包括R[i]、Ck、p[k，i]以及自適應(yīng)調(diào)制方式參數(shù)l。
其中，R[i]表示基站在第i子載波上使用的接收天線的集合；Ck表示第K個(gè)用戶終端所采用的子載波集合；p[k，i]表示第K個(gè)用戶終端在第i子載波上的發(fā)射功率。
可以看出，對(duì)于采用特征向量波束成形方式作空間映射方式時(shí)，基站需要計(jì)算的控制信息中僅包括R[i]、Ck、p[k，i]以及自適應(yīng)調(diào)制方式參數(shù)l。
在上述公式中，γk是第K個(gè)用戶的優(yōu)先權(quán)系數(shù)。
1)當(dāng)信道是滿列秩的時(shí)候ζk≅Σi∈Cklog(det(I|R[i]|+(H[k,i]Kx[k,i]H[k,i]H)(Kz[i]+Σj∈Ui,j≠kH[j,i]Kx[j,i]H[j,i]H)-1))---(5a)]]>公式(2)中，I｜R[i]|表示單位矩陣(方陣)，大小為｜R[i]｜；H[k，i]是第k個(gè)用戶終端在第i子載波上信道矩陣，Kz[i]是在第i子載波上噪音的協(xié)方差矩陣，Kx[j，i]的第j個(gè)用戶終端在第i子載波上信號(hào)的協(xié)方差矩陣，H[j，i]H是H[j，i]的共軛轉(zhuǎn)置矩陣。
2)當(dāng)信道不是滿列秩的時(shí)候ζk≅Σi∈Ck(logdet(Kz[i]+Σj∈UiH[j,i]Kx[j,i]H[j,i]H)det(Kz[i]+Σj∈Ui,j≠kH[j,i]Kx[j,i]H[j,i]H))---(5b)]]>采用的約束條件為Σi∈CkTr(Kx[k,i])≤Pk]]>|Ck|<F]]>|Ri|≥Σk∈Ui|T[k,i]|]]>(6)其中，Tr表示矩陣跡運(yùn)算；Pk表示第K個(gè)用戶的各子載波的總功率的約束值；F為載波數(shù)的約束條件值。
在系統(tǒng)采用特征向量波束成形方式作為空間映射方式時(shí)，在控制單元A中，Kx[k，i]采用如下計(jì)算公式(7)得到
Kx[k,i]=v[i]kv[i]kH---(7)]]>其中，v[i]k是第K個(gè)用戶上的第i個(gè)子載波上的波束成形向量，v[i]kH為波束成形向量v[i]k的共軛轉(zhuǎn)置。
用戶終端的控制單元A可以利用信道信息，通過(guò)信道狀態(tài)矩陣奇異值分解計(jì)算得到波束成形向量v[i]k，波束成形向量v[i]k表示在子載波i上用戶k的波束成形向量，其通過(guò)計(jì)算公式(8)而得到H[i]k=U[i]kΛ[i]kV[i]kH---(8)]]>其中，H[i]k是對(duì)應(yīng)于用戶k第i個(gè)子載波上信道矩陣、U[i]k表示信道矩陣分解左邊酉矩陣、Λ[i]k表示奇異值對(duì)角矩陣、V[i]kH表示表示信道矩陣分解右邊酉矩陣。
上述為基站采用計(jì)算控制信息的優(yōu)化方程，同時(shí)，基站利用收到的信號(hào)統(tǒng)計(jì)來(lái)計(jì)算信號(hào)噪音功率比(SINRob是輸出比特信號(hào)對(duì)噪音及干擾比值)，通過(guò)系統(tǒng)的誤碼率要求，分別按照如下公式選擇信號(hào)的調(diào)制方式a)對(duì)于4QAMP4QAMb=Q(SINRob2)---(9)]]>其中，Q(x)=12π∫x∞e-y2/2dy.]]>b)對(duì)于16QAMP16QAMb=12(Q(SINRob10)+Q(3SINRob10))---(10)]]>c)對(duì)于64QAMP64QAMb=23(Q(1.8SINRob))---(11)]]>選擇上面三者中具有最大的傳輸速率、并且能滿足系統(tǒng)誤碼率要求的調(diào)制方式作為每個(gè)子載波的信號(hào)調(diào)制，生成對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)調(diào)制方式參數(shù)l，發(fā)送給用戶終端的控制單元A。
以下將具體說(shuō)明用戶終端利用上述控制信息進(jìn)行控制的具體過(guò)程。
在本發(fā)明中，控制信息的反饋可以由任何一種通常技術(shù)的控制信令的傳輸方式實(shí)現(xiàn)。通?？刂菩畔⑹沁@樣進(jìn)行反饋的控制信息經(jīng)過(guò)編碼和安排在特定的控制幀中，在控制幀通過(guò)信道編碼和調(diào)制等處理后，上變頻到下行控制鏈路采用的發(fā)射頻率通過(guò)天線發(fā)送給用戶終端。
與此相對(duì)應(yīng)，用戶終端在接收到來(lái)自基站的控制信息之后，對(duì)接收到的控制信息的射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻變換到基帶，然后對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、解碼等處理，從而得到控制信息，并將控制信息發(fā)送給控制單元A。
用戶終端的控制單元A一方面將參數(shù)Ck和自適應(yīng)調(diào)制方式參數(shù)l作為控制信息發(fā)給控制單元B；另一方面將參數(shù)p[k，i]作為控制信息發(fā)給控制單元C。
值得注意的是，在系統(tǒng)采用直接映射方式作為空間映射方式時(shí)，將參數(shù)T[k，i]作為控制信息發(fā)給控制單元C。
在系統(tǒng)采用波束成形的方式作為空間映射方式時(shí)，控制單元A將同時(shí)利用信道信息計(jì)算波束成形特征向量v[i]k，并將v[i]k作為控制信息分別發(fā)給控制單元C。而在系統(tǒng)采用直接映射方式作為空間映射方式時(shí)，控制單元A將不作波束成形特征向量v[i]k的計(jì)算。
接下來(lái)，控制單元B將接收到的自適應(yīng)調(diào)制方式參數(shù)l作為控制信息對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制方式為上述從QPSk、16-QAM和64-QAM中選定的一種調(diào)制方式。本發(fā)明中采用的調(diào)制方式是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，在此不再詳述。
同時(shí)，控制單元B按照參數(shù)Ck將前向糾錯(cuò)單元輸出的多路數(shù)據(jù)符號(hào)分配到不同的子載波上。
控制單元C包括分別與控制單元B輸出的多個(gè)信號(hào)流(每個(gè)信號(hào)流位于一個(gè)子載波上)中的每個(gè)信號(hào)流對(duì)應(yīng)的功率分配單元，以及空間映射單元，該空間映射單元為特征向量波束成形的空間映射單元、或者為直接空間映射單元。
其中，各個(gè)功率分配單元分別按照參數(shù)p[k，i]對(duì)對(duì)應(yīng)的子載波上的信號(hào)流進(jìn)行信號(hào)功率調(diào)節(jié)處理，并將功率調(diào)節(jié)處理后的信號(hào)流輸入到空間映射單元中。功率分配比例關(guān)系遵照參數(shù)p[k，i]。
空間映射單元接收來(lái)自各個(gè)功率調(diào)節(jié)單元的信號(hào)流，并按照不同的空間映射方式進(jìn)行空間映射處理，將不同子載波上的信號(hào)流分別映射到對(duì)應(yīng)的天線上。
具體地說(shuō)，空間映射單元分別根據(jù)直接映射方式、或者特征向量波束成形的映射方式對(duì)不同子載波上的信號(hào)流進(jìn)行映射處理。
i)如果采用直接映射方式的空間映射方式，控制單元C接收T[k，i]，利用T[k，i]對(duì)不同的子載波上的信號(hào)流分別以直接映射方式映射到天線上。此時(shí)，信號(hào)流的數(shù)目和選擇使用的發(fā)射天線數(shù)目相同，信號(hào)流的數(shù)目將根據(jù)參數(shù)T[k，i]確定。
ii)在采用特征向量波束成形方式作為空間映射方式時(shí)，控制單元C將利用v[i]k參數(shù)對(duì)不同的子載波上的信號(hào)流分別進(jìn)行特征向量空間波束成形的信號(hào)處理。此時(shí)，信號(hào)流的空間映射處理將根據(jù)參數(shù)v[i]k確定。
然后，對(duì)應(yīng)于每根天線的逆離散傅立葉變換單元對(duì)將從與其對(duì)應(yīng)的天線發(fā)射的、從控制單元C輸入的信號(hào)流進(jìn)行正交多子載波調(diào)制信號(hào)的合成，并在合成后的信號(hào)中插入循環(huán)前綴。
然后，多個(gè)射頻鏈路中的每個(gè)射頻鏈路分別接收對(duì)應(yīng)的、插入了循環(huán)前綴的基帶信號(hào)，將接收到的基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻轉(zhuǎn)換，形成對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)，從與其連接的發(fā)射天線發(fā)送。
圖2為本發(fā)明動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)基站接收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
首先，基站的射頻鏈路(RF)對(duì)天線傳來(lái)的接收信號(hào)進(jìn)行下變頻獲得對(duì)應(yīng)的基帶信號(hào)。
然后，去除循環(huán)前綴與快速傅立葉變換(FFT)單元對(duì)各路信號(hào)(分別對(duì)應(yīng)于一個(gè)子載波)進(jìn)行去除循環(huán)前綴和快速傅立葉變換。
在如圖2所示基站處理單元A中，根據(jù)R[i](基站在第i子載波上使用的接收天線的集合)對(duì)去除循環(huán)前綴和快速傅立葉變換后的各路信號(hào)進(jìn)行映射處理，并將映射結(jié)果分別輸入到處理單元B中對(duì)應(yīng)的波束成形接收單元。在如圖2所示處理單元C中，分別對(duì)各波束成形接收單元的輸出的各個(gè)子載波進(jìn)行空間復(fù)用的多用戶信號(hào)檢測(cè)。
接下來(lái)，在并串轉(zhuǎn)換單元中分別對(duì)不同子載波的多用戶檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換。然后，在FEC解碼單元中分別對(duì)不同用戶的信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)解碼從而完成對(duì)不同用戶的信號(hào)接收。其中，每個(gè)用戶的、不同空頻子信道的調(diào)制方式參數(shù)l和對(duì)于不同子載波的接收天線選擇子集合R[i]是基站接收機(jī)信號(hào)處理采用的控制變量。
圖3和圖4給出了無(wú)線通信上行鏈路在不同控制方式下的系統(tǒng)總通信容量的仿真結(jié)果。其給出了利用蒙特卡羅(Monte Carlo)方法計(jì)算出的在本文中描述的蜂窩無(wú)線通信上行鏈路控制方式下的仿真的系統(tǒng)總通信容量，以及和其它控制方式下的系統(tǒng)總通信容量的對(duì)比情況。
其中，仿真計(jì)算對(duì)比了包括本發(fā)明在內(nèi)的四種通信系統(tǒng)機(jī)制。圖中，圖標(biāo)DSFDMA表示本發(fā)明所推薦通信方式，其是采用本方案推薦波束成形計(jì)算方法的動(dòng)態(tài)空頻分多用戶復(fù)用通信。圖標(biāo)DSFDMA with optimal BF表示本發(fā)明在采用最佳波束成形計(jì)算方式時(shí)的情況，也就是采用最佳波束成形計(jì)算方法的動(dòng)態(tài)空頻分多用戶復(fù)用。
圖標(biāo)Adaptive OFDMA with BF(具備波束成形方法的自適應(yīng)正交頻分復(fù)用)表示多子載波復(fù)用采用波束成形的情況，和本發(fā)明的方案的區(qū)別是該方案中采用了各用戶按順序均勻分配頻率資源但給予不同的用戶動(dòng)態(tài)分配功率的方式，而本發(fā)明采用的是動(dòng)態(tài)分配頻率，空間信道資源和功率的方式，并同時(shí)兼顧了不同子載波的自適應(yīng)天線選擇方法。
圖標(biāo)Conventional OFDMA with Tx Diversity(具備發(fā)射天線分集方法的自適應(yīng)正交頻分復(fù)用)表示采用各用戶按順序均勻分配頻率資源和給予不同的用戶均勻功率的方式。
在圖3中，仿真的系統(tǒng)總通信容量是在如下條件下計(jì)算得出的總用戶數(shù)為10、總子載波數(shù)為10、用戶優(yōu)先級(jí)設(shè)置為(1，1，1，1，1，1，1，1，1，1)(即，相同用戶優(yōu)先級(jí))、各用戶發(fā)射天線數(shù)為3、基站接收天線數(shù)為4。
在圖4中仿真的系統(tǒng)總通信容量是在如下條件下計(jì)算得出的總用戶數(shù)為12，總子載波數(shù)為8，用戶優(yōu)先級(jí)設(shè)置為(1，1，1，1，1，1，1，1，1，1)、各用戶發(fā)射天線數(shù)為3、基站接收天線數(shù)為4。
從圖3和圖4可以看出，本發(fā)明動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路推薦的、具有簡(jiǎn)化的波束成形計(jì)算方法通信方式極為接近采用最佳波束成形計(jì)算方式時(shí)的情況。簡(jiǎn)化的波束成形計(jì)算方法有利于系統(tǒng)的可行性和對(duì)信道和噪音及干擾變化的快速反應(yīng)，同時(shí)系統(tǒng)的總通信容量值并無(wú)實(shí)質(zhì)的下降。本發(fā)明的這個(gè)特點(diǎn)在用戶數(shù)和子載波數(shù)可以類(lèi)比時(shí)或用戶數(shù)大于子載波數(shù)時(shí)更加顯現(xiàn)。在發(fā)射機(jī)天線數(shù)目和接收機(jī)天線數(shù)目相同以及同樣的設(shè)置的情況下，本發(fā)明的控制方式帶來(lái)的系統(tǒng)總通信容量明顯高出以下兩種方式所帶來(lái)的系統(tǒng)總統(tǒng)信容量1)各用戶按順序均勻分配頻率資源但給予不同的用戶動(dòng)態(tài)分配功率資源的方式；和2)各用戶按順序均勻分配頻率資源和給予不同的用戶均勻功率的方式。
本發(fā)明綜合地考慮和利用了上行鏈路多用戶服務(wù)的時(shí)空信道以及不同用戶信號(hào)及干擾噪聲的特點(diǎn)。信號(hào)發(fā)射控制方式自適應(yīng)地對(duì)不同的空間信道的情況而動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而，充分利用了多用戶多子載波和多天線帶來(lái)的信道的自由度。本發(fā)明方案統(tǒng)計(jì)上提高了系統(tǒng)的總通信容量，使得蜂窩無(wú)線通信上行鏈路能夠同時(shí)支持更多的用戶。
同時(shí)，本發(fā)明提供了不同的用戶優(yōu)先級(jí)的設(shè)置功能，從而提高了系統(tǒng)的靈活性，為物理層上面的控制層提供了靈活的優(yōu)先級(jí)控制機(jī)制。
進(jìn)一步，本發(fā)明提出的無(wú)線通信上行鏈路信號(hào)發(fā)射方式的自適應(yīng)能力非常適合與在無(wú)牌照管理的頻譜中工作的或需靈活頻段設(shè)置的系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)空頻分用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)，包括基站和多個(gè)用戶終端，其特征在于，基站針對(duì)不同的空間映射方式，利用優(yōu)化方程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，從而獲得用于控制用戶終端的控制信息；所述用戶終端在接收到上述控制信息后，利用該控制信息對(duì)發(fā)射機(jī)的發(fā)射方式進(jìn)行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)上述空間映射方式為直接映射方式的空間映射方式時(shí)，利用以下優(yōu)化方程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，{T[k.i],R[i],Ck,p[k,i]}=argmax{T[k,i],R[i],Ck,p[k,i]}Σj=1Nγjζj]]>T[k，i]表示第K個(gè)用戶終端在第i子載波上使用的發(fā)射天線的集合；R[i]表示基站在第i子載波上使用的接收天線的集合；Ck表示第K個(gè)用戶終端所采用的子載波集合；p[k，i]表示第K個(gè)用戶終端在第i子載波上的發(fā)射功率，γk是第K個(gè)用戶的優(yōu)先權(quán)系數(shù)，當(dāng)信道是滿列秩的時(shí)候ζk≅Σi∈Cklog(det(I|R[i]|+(P[k,i]|T[k,i]|K~z(i)H~[k,i]H~[k.i]H)(I|R[i]|+Σj∈Ui,j≠kP[j,i]|T[j,i]|K~z(i)H~[j,i]H~[j,i]H)-1))]]>I|R[i]|表示單位矩陣，大小為|R[i]|； 是根據(jù)信道矩陣獲得的對(duì)應(yīng)天線選擇的子矩陣，Kz[i]是在第i子載波上噪音的協(xié)方差矩陣， 是 的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，當(dāng)信道不是滿列秩的時(shí)候ζ`k≅Σi∈Ck(logdet(K~z[i]+Σj∈Ui(p[k,i]|T[k,i]|K~z(i)H~[k,i]H~[k,i]H))det(K~z[i]+Σj∈Ui,j≠k(p[j,i]|T[j,i]]H~[j,i]H~[j,i]H)))]]>采用的約束條件為Σi∈Ckp[k,i]≤Pk]]>|Ck|≤F|Ri|≥Σk∈Ui|T[k,i]|]]>其中，Pk表示第K個(gè)用戶的各子載波的總功率；F為子載波數(shù)的約束條件值。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，該控制信息包括每個(gè)用戶終端在每個(gè)子載波上使用的發(fā)射天線的集合、基站在每個(gè)子載波上使用的接收天線的集合、每個(gè)用戶終端所采用的子載波的集合、每個(gè)用戶終端在每個(gè)子載波上的發(fā)射功率、以及每個(gè)用戶終端每個(gè)子載波上采用的調(diào)制方式。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)上述空間映射方式為特征向量波束成形方式的空間映射方式時(shí)，優(yōu)化方程如下公式所示{R[i],Ck,p[k,i]}=argmax{R[i],Ck,p[k,i]}Σj=1Nγjζj]]>其中，R[i]表示基站在第i子載波上使用的接收天線的集合；Ck表示第K個(gè)用戶終端所采用的子載波集合；p[k，i]表示第K個(gè)用戶終端在第i子載波上的發(fā)射功率；γk是第K個(gè)用戶的優(yōu)先權(quán)系數(shù)，當(dāng)信道是滿列秩的時(shí)候ζk≅Σi∈Cklog(det(I|R[i]|+(H[k,i]Kx[k,i]H[k.i]H)(Kz[i]+Σj∈Ui,j≠kH[j,i]Kx[j,i]H[j,i]H)-1))]]>I|R[i]|表示單位矩陣(方陣)，大小為|R[i]|；H[k，i]是第k個(gè)用戶終端在第i子載波上信道矩陣，Kz[i]是在第i子載波上噪音的協(xié)方差矩陣，Kx[j，i]的第j個(gè)用戶終端在第i子載波上信號(hào)的協(xié)方差矩陣，H[j，i]H是H[j，i]的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，當(dāng)信道不是滿列秩的時(shí)候ζ`k≅Σi∈Ck(logdet(Kz[i]+Σj∈UiH[j,i]Kx[j,i]H[j,i]H)det(Kz[i]+Σj∈Ui,j≠kH[j,i]Kx[j,i]H[j,i]H))]]>采用的約束條件為Σi∈CkTr(Kx[k,i])≤Pk]]>|Ck|＜F|Ri|≥Σk∈Ui|T[k,i]|]]>Tr表示矩陣跡運(yùn)算；Pk表示第K個(gè)用戶的各子載波的總功率的約束值；F為載波數(shù)的約束條件值。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)上述空間映射方式為特征向量波束成形方式的空間映射方式時(shí)，該控制信息包括基站在每個(gè)子載波上使用的接收天線的集合、每個(gè)用戶終端所采用的子載波的集合、每個(gè)用戶終端在每個(gè)子載波上的發(fā)射功率、以及每個(gè)用戶終端每個(gè)子載波上采用的調(diào)制方式。
6.如權(quán)利要求3所述的動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路，其特征在于，上述用戶終端的發(fā)射機(jī)包括前向糾錯(cuò)單元、第一控制單元、第二控制單元、第三控制單元、多個(gè)逆離散傅立葉變換單元、多個(gè)射頻鏈路單元以及分別連接在每個(gè)射頻鏈路單元上的發(fā)射天線，其中，第一控制單元用于接收基站傳來(lái)的控制信息，將該用戶終端所采用的子載波的集合、以及該用戶終端所采用的自適應(yīng)調(diào)制方式作為控制信息發(fā)給第二控制單元，將該用戶終端在每個(gè)子載波上的發(fā)射功率、以及該用戶終端在每個(gè)子載波上使用的發(fā)射天線的集合作為控制信息發(fā)給第三控制單元；前向糾錯(cuò)單元用于將該用戶終端的用戶數(shù)據(jù)通過(guò)前向糾錯(cuò)后，并進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，將前向糾錯(cuò)后的用戶數(shù)據(jù)分成預(yù)定的多路數(shù)據(jù)符號(hào)；第二控制單元用于根據(jù)接收自第一控制單元的控制信息，即自適應(yīng)調(diào)制方式，對(duì)前向糾錯(cuò)單元輸入的多路數(shù)據(jù)符號(hào)分別進(jìn)行調(diào)制，并且按照接收自第一控制單元的控制信息，即該用戶終端所采用的子載波的集合，將前向糾錯(cuò)單元輸出的多路數(shù)據(jù)符號(hào)分配到不同的子載波上；第三控制單元包括功率分配單元和空間映射單元，功率分配單元用于根據(jù)來(lái)自第一控制單元的控制信息，即該用戶終端在每個(gè)子載波上的發(fā)射功率，對(duì)對(duì)應(yīng)的子載波上的信號(hào)流進(jìn)行信號(hào)功率調(diào)節(jié)，空間映射單元根據(jù)來(lái)自第一控制單元的控制信息，即該用戶終端在每個(gè)子載波上使用的發(fā)射天線的集合，分別將不同的子載波上的、經(jīng)過(guò)功率調(diào)節(jié)的信號(hào)流映射到對(duì)應(yīng)的發(fā)射天線上；多個(gè)逆離散傅立葉變換單元中的每個(gè)逆離散傅立葉變換單元將從與其對(duì)應(yīng)的天線發(fā)射的、從第三控制單元輸入的信號(hào)流進(jìn)行正交多子載波調(diào)制信號(hào)的合成，并在合成后的信號(hào)中插入循環(huán)前綴；多個(gè)射頻鏈路中的每個(gè)射頻鏈路分別接收對(duì)應(yīng)的、插入了循環(huán)前綴的基帶信號(hào)，將接收到的基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻轉(zhuǎn)換，形成對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)，從與其連接的發(fā)射天線發(fā)送。
7.如權(quán)利要求5所述的動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路，其特征在于，上述用戶終端的發(fā)射機(jī)包括前向糾錯(cuò)單元、第一控制單元、第二控制單元、第三控制單元、多個(gè)逆離散傅立葉變換單元、多個(gè)射頻鏈路單元以及分別連接在每個(gè)射頻鏈路單元上的發(fā)射天線，其中，第一控制單元用于接收基站傳來(lái)的控制信息，將該用戶終端所采用的子載波的集合、以及該用戶終端所采用的自適應(yīng)調(diào)制方式作為控制信息發(fā)給第二控制單元，并根據(jù)信道信息計(jì)算波束成形特征向量，將該波束成形特征向量、以及該用戶終端在每個(gè)子載波上的發(fā)射功率作為控制信息發(fā)給第三控制單元；前向糾錯(cuò)單元用于將該用戶終端的用戶數(shù)據(jù)通過(guò)前向糾錯(cuò)后，并進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，將前向糾錯(cuò)后的用戶數(shù)據(jù)分成預(yù)定的多路數(shù)據(jù)符號(hào)；第二控制單元用于根據(jù)接收自第一控制單元的控制信息，即自適應(yīng)調(diào)制方式，對(duì)前向糾錯(cuò)單元輸入的多路數(shù)據(jù)符號(hào)分別進(jìn)行調(diào)制，并且按照接收自第一控制單元的控制信息，即該用戶終端所采用的子載波的集合，將前向糾錯(cuò)單元輸出的多路數(shù)據(jù)符號(hào)分配到不同的子載波上；第三控制單元包括功率分配單元和空間映射單元，功率分配單元用于根據(jù)來(lái)自第一控制單元的控制信息，即該用戶終端在每個(gè)子載波上的發(fā)射功率，對(duì)對(duì)應(yīng)的子載波上的信號(hào)流進(jìn)行信號(hào)功率調(diào)節(jié)，空間映射單元根據(jù)來(lái)自第一控制單元的控制信息，即波束成形特征向量，分別將不同的子載波上的、經(jīng)過(guò)功率調(diào)節(jié)的信號(hào)流進(jìn)行特征向量空間波束成形的信號(hào)處理；多個(gè)逆離散傅立葉變換單元中的每個(gè)逆離散傅立葉變換單元將從與其對(duì)應(yīng)的天線發(fā)射的、從第三控制單元輸入的信號(hào)流進(jìn)行正交多子載波調(diào)制信號(hào)的合成，并在合成后的信號(hào)中插入循環(huán)前綴；多個(gè)射頻鏈路中的每個(gè)射頻鏈路分別接收對(duì)應(yīng)的、插入了循環(huán)前綴的基帶信號(hào)，將接收到的基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻轉(zhuǎn)換，形成對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)，從與其連接的發(fā)射天線發(fā)送。
8.一種動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信方法，包括以下步驟，步驟一，針對(duì)不同的空間映射方式，基站利用優(yōu)化方程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，從而獲得用于控制用戶終端的控制信息；步驟二，在接收到上述控制信息后，用戶終端利用該控制信息對(duì)發(fā)射機(jī)的發(fā)射方式進(jìn)行控制。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，當(dāng)上述空間映射方式為直接映射方式的空間映射方式時(shí)，利用以下優(yōu)化方程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，{T[k.i],R[i],Ck,p[k,i]}=argmax{T[k,i],R[i],Ck,p[k,i]}Σj=1Nγjζj]]>T[k，i]表示第K個(gè)用戶終端在第i子載波上使用的發(fā)射天線的集合；R[i]表示基站在第i子載波上使用的接收天線的集合；Ck表示第K個(gè)用戶終端所采用的子載波集合；p[k，i]表示第K個(gè)用戶終端在第i子載波上的發(fā)射功率；γk是第K個(gè)用戶的優(yōu)先權(quán)系數(shù)，當(dāng)信道是滿列秩的時(shí)候ζk≅Σi∈Cklog(det(I|R[i]|+(P[k,i]|T[k,i]|K~z(i)H~[k,i]H~[k.i]H)(I|R[i]|+Σj∈Ui,j≠kP[j,i]|T[j,i]|K~z(i)H~[j,i]H~[j,i]H)-1))]]>I|R[i]|表示單位矩陣，大小為|R[i]|； 是根據(jù)信道矩陣獲得的對(duì)應(yīng)天線選擇的子矩陣，Kz[i]是在第i子載波上噪音的協(xié)方差矩陣， 是 的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，當(dāng)信道不是滿列秩的時(shí)候ζ`k≅Σi∈Ck(logdet(K~z[i]+Σj∈Ui(p[k,i]|T[k,i]|K~z(i)H~[k,i]H~[k,i]H))det(K~z[i]+Σj∈Ui,j≠k(p[j,i]|T[j,i]]H~[j,i]H~[j,i]H)))]]>采用的約束條件為Σi∈Ckp[k,i]≤Pk]]>|Ck|≤F]]>|Ri|≥Σk∈Ui|T[k,i]|]]>其中，Pk表示第K個(gè)用戶的各子載波的總功率；F為子載波數(shù)的約束條件值。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該控制信息包括每個(gè)用戶終端在每個(gè)子載波上使用的發(fā)射天線的集合、基站在每個(gè)子載波上使用的接收天線的集合、每個(gè)用戶終端所采用的子載波的集合、每個(gè)用戶終端在每個(gè)子載波上的發(fā)射功率、以及每個(gè)用戶終端每個(gè)子載波上采用的調(diào)制方式。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，當(dāng)上述空間映射方式為特征向量波束成形方式的空間映射方式時(shí)，優(yōu)化方程如下公式所示{R[i],Ck,p[k,i]}=argmax{R[i],Ck,p[k,i]}Σj=1Nγjζj]]>其中，R[i]表示基站在第i子載波上使用的接收天線的集合；Ck表示第K個(gè)用戶終端所采用的子載波集合；p[k，i]表示第K個(gè)用戶終端在第i子載波上的發(fā)射功率；γk是第K個(gè)用戶的優(yōu)先權(quán)系數(shù)，當(dāng)信道是滿列秩的時(shí)候ζk≅Σi∈Cklog(det(I|R[i]|+(H[k,i]Kx[k,i]H[k.i]H)(Kz[i]+Σj∈Ui,j≠kH[j,i]Kx[j,i]H[j,i]H)-1))]]>I|R[i]|表示單位矩陣(方陣)，大小為|R[i]|；H[k，i]是第k個(gè)用戶終端在第i子載波上信道矩陣，Kz[i]是在第i子載波上噪音的協(xié)方差矩陣，Kx[j，i]的第j個(gè)用戶終端在第i子載波上信號(hào)的協(xié)方差矩陣，H[j，i]H是H[j，i]的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，當(dāng)信道不是滿列秩的時(shí)候ζ`k≅Σi∈Ck(logdet(Kz[i]+Σj∈UiH[j,i]Kx[j,i]H[j,i]H)det(Kz[i]+Σj∈Ui,j≠kH[j,i]Kx[j,i]H[j,i]H))]]>采用的約束條件為Σi∈CkTr(Kx[k,i])≤Pk]]>|Ck|＜F|Ri|≥Σk∈Ui|T[k,i]|]]>Tr表示矩陣跡運(yùn)算；Pk表示第K個(gè)用戶的各子載波的總功率的約束值；F為載波數(shù)的約束條件值。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，當(dāng)上述空間映射方式為特征向量波束成形方式的空間映射方式時(shí)，該控制信息包括基站在每個(gè)子載波上使用的接收天線的集合、每個(gè)用戶終端所采用的子載波的集合、每個(gè)用戶終端在每個(gè)子載波上的發(fā)射功率、以及每個(gè)用戶終端在每個(gè)子載波上采用的調(diào)制方式。
13.如權(quán)利要10所述的動(dòng)態(tài)空頻分用戶終端到基站的上行鏈路通信方法，其中，上述步驟二包括以下步驟步驟i，將用戶數(shù)據(jù)通過(guò)前向糾錯(cuò)后，進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，并將前向糾錯(cuò)后的用戶數(shù)據(jù)分成預(yù)定的多路數(shù)據(jù)符號(hào)；步驟ii，根據(jù)控制信息，即自適應(yīng)調(diào)制方式，對(duì)前向糾錯(cuò)單元輸入的多路數(shù)據(jù)符號(hào)分別進(jìn)行調(diào)制，并且按照控制信息，即該用戶終端所采用的子載波的集合，將前向糾錯(cuò)單元輸出的多路數(shù)據(jù)符號(hào)分配到不同的子載波上；步驟iii，根據(jù)控制信息，即該用戶終端在每個(gè)子載波上的發(fā)射功率，對(duì)對(duì)應(yīng)的子載波上的信號(hào)流進(jìn)行信號(hào)功率調(diào)節(jié)，并根據(jù)控制信息，即該用戶終端在每個(gè)子載波上使用的發(fā)射天線的集合，分別將不同的子載波上的、經(jīng)過(guò)功率調(diào)節(jié)的信號(hào)流映射到對(duì)應(yīng)的發(fā)射天線上；步驟iv，分別將映射到不同發(fā)射天線上的信號(hào)流進(jìn)行正交多子載波調(diào)制信號(hào)的合成，并在合成后的信號(hào)中插入循環(huán)前綴；步驟v，對(duì)插入循環(huán)前綴的各個(gè)信號(hào)流分別進(jìn)行上變頻轉(zhuǎn)換，形成對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)，從相應(yīng)的發(fā)射天線發(fā)送。
14.如權(quán)利要求12所述的動(dòng)態(tài)空頻分用戶終端到基站的上行鏈路系統(tǒng)，其中，步驟二包括以下步驟步驟i，將用戶數(shù)據(jù)通過(guò)前向糾錯(cuò)后，進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，并將前向糾錯(cuò)后的用戶數(shù)據(jù)分成預(yù)定的多路數(shù)據(jù)符號(hào)；步驟ii，根據(jù)控制信息，即自適應(yīng)調(diào)制方式，對(duì)上述多路數(shù)據(jù)符號(hào)分別進(jìn)行調(diào)制，并且按照控制信息，即該用戶終端所采用的子載波的集合，將多路數(shù)據(jù)符號(hào)分配到不同的子載波上；步驟iii，根據(jù)控制信息，即該用戶終端在每個(gè)子載波上的發(fā)射功率，對(duì)對(duì)應(yīng)的子載波上的信號(hào)流進(jìn)行信號(hào)功率調(diào)節(jié)，并根據(jù)控制信息，即波束成形特征向量，分別將不同的子載波上的、經(jīng)過(guò)功率調(diào)節(jié)的信號(hào)流進(jìn)行特征向量空間波束成形的信號(hào)處理；步驟iv，將上述經(jīng)過(guò)波束成形處理的各個(gè)信號(hào)流分別進(jìn)行正交多子載波調(diào)制信號(hào)的合成，并在合成后的信號(hào)中插入循環(huán)前綴；步驟v，將插入循環(huán)前綴的信號(hào)進(jìn)行上變頻轉(zhuǎn)換，形成對(duì)應(yīng)的射頻信號(hào)，從相應(yīng)的發(fā)射天線發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明提供一種動(dòng)態(tài)空頻分多個(gè)用戶終端到基站的上行鏈路通信系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括基站和多個(gè)用戶終端，其中，基站針對(duì)不同的空間映射方式，利用優(yōu)化方程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，從而獲得用于控制用戶終端的控制信息；用戶終端在接收到上述控制信息后，利用該控制信息對(duì)發(fā)射機(jī)的發(fā)射方式進(jìn)行控制。該方法包括以下步驟針對(duì)不同的空間映射方式，基站利用優(yōu)化方程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，從而獲得用于控制用戶終端的控制信息；在接收到上述控制信息后，用戶終端利用該控制信息對(duì)發(fā)射機(jī)的發(fā)射方式進(jìn)行控制。本發(fā)明通過(guò)在傳輸功率、帶寬、以及空間信道的域內(nèi)綜合地平衡不同用戶之間的資源分配，可以實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)容量，并且得到的頻譜資源的利用率的提高。
文檔編號(hào)H04L27/26GK1992552SQ200510135998
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者張戰(zhàn), 加山英俊 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩