用于在認知無線電系統(tǒng)中波束成形的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本公開的實施例提供了一種認知無線電系統(tǒng)和一種用于在認知無線電系統(tǒng)中波束成形的方法和裝置。認知無線電系統(tǒng)可包括基站、中繼站、主用戶和多個次級用戶，其中基站和中繼站服務該多個次級用戶；以及用于在認知無線電系統(tǒng)中波束成形的裝置。該裝置可包括：獲得器，其被配置為獲得關(guān)于與基站、中繼站、次級用戶和主用戶相關(guān)聯(lián)的信道的信道信息；以及確定器，其被配置為基于信道信息而確定用于從基站至多個次級用戶的傳輸?shù)腂S預編碼矩陣和用于從中繼站至多個次級用戶的傳輸?shù)腞S預編碼矩陣。本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和系統(tǒng)可實現(xiàn)CR傳輸波束成形，同時改善認知無線電系統(tǒng)的性能。
【專利說明】用于在認知無線電系統(tǒng)中波束成形的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例一般地涉及通信技術(shù)。更具體地，本發(fā)明的實施例涉及認知無線電系統(tǒng)和用于在認知無線電系統(tǒng)中波束成形的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]認知無線電(CR)是一種新興技術(shù)。認知無線電是一種雙向無線電，其基于在外部和內(nèi)部無線環(huán)境中的主動監(jiān)測而以如下方式自動改變它的傳輸或接收，在該方式中，整個CR系統(tǒng)有效通信，同時避免干擾在主無線(PR)系統(tǒng)中的授權(quán)用戶(也稱為主用戶)。
[0003]機會頻譜共享(OSS)是基本CR策略之一，其中假如從CR到PR的干擾足夠低，那么次級用戶(SU)和PR系統(tǒng)(包括主用戶)同時接入相同頻段。
[0004]近來，已經(jīng)針對多天線CR系統(tǒng)研制了認知波束成形(CB)，其中CR發(fā)射器(CR-Tx)通過CR-到-PR鏈路的零空間來發(fā)送信號，從而避免對PR的干擾。在現(xiàn)有的解決方案中，通?；贑R-到-PR的信道信息設(shè)計CB。由于在實踐中信道信息不可能是理想的，為了降低對PR的功率泄漏，應當仔細地控制CR傳輸功率。在這種情況下，CR鏈路可能頻繁地遭遇容量中斷，從而在CR基站(BS)和SU之間部署中繼站(RS)變得必要。
[0005]CB技術(shù)主要目的在于減輕CR系統(tǒng)中的CR-到-PR干擾和/或PR-到-CR干擾，但是對于CR系統(tǒng)中的傳輸，這通常是不夠的。在實踐中，對于CR系統(tǒng)，也需要研制針對從基站和中繼站到次級用戶的CR傳輸?shù)牟ㄊ尚畏桨福糜讷@得更好的性能。
[0006]在現(xiàn)有技術(shù)中，用于CR系統(tǒng)的CR傳輸波束成形(在下文中為簡潔起見也稱為波束成形)通常只考慮一個次級用戶。對于實際CR系統(tǒng)，通常有干擾主用戶的幾個次級用戶。但是，通過將現(xiàn)有的解決方案直接用于包括多個次級用戶的CR系統(tǒng)，CR系統(tǒng)的性能可能沒有變得更好，而是可能更差。
[0007]鑒于上述問題，在改善CR系統(tǒng)性能時，有必要考慮CR系統(tǒng)中的多個次級用戶來設(shè)計用于波束成形的方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提出用于在包括多個次級用戶的CR系統(tǒng)中使用的波束成形方案，該方案實現(xiàn)CR系統(tǒng)的更好性能。特別地，本發(fā)明提供用于在CR系統(tǒng)中波束成形的方法和裝置，其中已經(jīng)考慮到多個次級用戶，并且CR系統(tǒng)的性能得以改善。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明的實施例提供用于在認知無線電(CR)系統(tǒng)中波束成形的方法，該認知無線電(CR)系統(tǒng)包括:基站(BS)、中繼站(RS)、主用戶和多個次級用戶，其中基站和中繼站服務該多個次級用戶，該方法可包括:獲得關(guān)于與基站、中繼站、次級用戶和主用戶相關(guān)聯(lián)的信道的信道信息；以及基于信道信息確定用于從基站至多個次級用戶的傳輸?shù)腂S預編碼矩陣和用于從中繼站至多個次級用戶的傳輸?shù)腞S預編碼矩陣。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明的實施例提供用于在認知無線電(CR)系統(tǒng)中波束成形的裝置，該認知無線電(CR)系統(tǒng)包括:基站(BS)、中繼站(RS)、主用戶和多個次級用戶，其中基站和中繼站服務該多個次級用戶，該裝置可包括:獲得器，其被配置為獲得關(guān)于與基站、中繼站、次級用戶和主用戶相關(guān)聯(lián)的信道的信道信息；以及確定器，其被配置為基于信道信息而確定用于從基站至多個次級用戶的傳輸?shù)腂S預編碼矩陣和用于從中繼站至多個次級用戶的傳輸?shù)腞S預編碼矩陣。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明的實施例提供一種認知無線電(CR)系統(tǒng)，該CR系統(tǒng)可包括:基站(BS)、中繼站(RS)、主用戶和多個次級用戶，其中基站和中繼站服務多個次級用戶；以及根據(jù)本發(fā)明的裝置。
[0012]伴隨本發(fā)明可預期到如下益處。通過考慮上行鏈路信號質(zhì)量，本發(fā)明已有效地改善切換的效率和抗干擾性能。另外，本發(fā)明基于3GPPLTE / LTE-高級標準，并且對切換過程的現(xiàn)有流程作出小的改變，因此本發(fā)明有良好兼容性的優(yōu)點。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實施例，公開了用于包括多個次級用戶的CR系統(tǒng)的波束成形方案，其使得CR系統(tǒng)能夠既減輕干擾又實現(xiàn)更好性能，諸如，使次級用戶的加權(quán)總和速率(WSR)最大化，和/或使在基站處和中繼站處的發(fā)射功率的總和最小化。因此，可顯著并且有效地改善CR系統(tǒng)的性能和效率。
[0014]當結(jié)合附圖閱讀特定實施例時，根據(jù)下文對特定實施例的描述，本發(fā)明的實施例的其他特征和優(yōu)點也將是顯而易見的；其中附圖以示例的方式說明了本發(fā)明的實施例的原理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]從示例的意義上呈現(xiàn)了本發(fā)明的實施例，它們的優(yōu)點在下面將參考附圖更詳細的說明，在附圖中:
[0016]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的認知無線電(CR)系統(tǒng)的高級示意圖；
[0017]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例在CR系統(tǒng)中波束成形的方法的流程圖；
[0018]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的進一步的示例性實施例在CR系統(tǒng)中波束成形的方法的流程圖；
[0019]圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的進一步的示例性實施例在CR系統(tǒng)中波束成形的方法的流程圖；
[0020]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例在CR系統(tǒng)中波束成形的裝置的方框圖；
[0021]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的進一步的示例性實施例在CR系統(tǒng)中波束成形的裝置的方框圖；以及
[0022]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的進一步的示例性實施例在CR系統(tǒng)中波束成形的裝置的方框圖。
【具體實施方式】
[0023]參考說明書附圖，對本發(fā)明的各種實施例進行詳細描述。圖中的流程圖和方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的裝置、方法，以及可通過計算機程序產(chǎn)品執(zhí)行的架構(gòu)、功能和操作。在這方面，在流程圖或方框圖中的每個方框可以代表一個模塊、一個程序、或代碼的一部分，該代碼含有用于執(zhí)行指定邏輯功能的一個或多個可執(zhí)行指令。應注意的是，在一些替代方案中，方框中指示的功能可以按不同于如圖中所示次序的次序發(fā)生。例如，取決于相關(guān)功能，連續(xù)示出的兩個方框?qū)嶋H上可以基本上并行執(zhí)行，或以相反的順序執(zhí)行。還應注意的是，可通過用于執(zhí)行特定功能/操作的基于硬件的專用系統(tǒng)，或通過專用硬件和計算機指令的組合，來實現(xiàn)方框圖和/或流程圖中的每個方框及其組合。
[0024]在本公開中，用戶，諸如主用戶或次級用戶，可能指的是用戶設(shè)備(UE)、終端、移動終端(MT)、用戶站(SS)、便攜式用戶站(PSS)、移動站(MS)、或接入終端(AT)，并且可能包含UE、終端、MT、SS、PSS、MS或AT的一部分功能或全部功能。
[0025]在本公開中，基站(BS)可能指的是接入點(AP)、無線接入站(RAS)、節(jié)點B (NodeB)、演進的NodeB (eNodeB)、基站收發(fā)臺(BTS)，或移動多跳中繼(MMR)-BS，并且可能包含BS、AP、RAS, NodeB, eNodeB、BTS或MMR-BS的一部分功能或全部功能。
[0026]總體來說，本發(fā)明的實施例提供一種照明(lighting)系統(tǒng)，并提供一種用于在CR系統(tǒng)中波束成形的方法和裝置?，F(xiàn)在將參考附圖來描述本發(fā)明的一些示例性實施例。
[0027]首先，參考圖1，其中根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例示出了一種認知無線電(CR)系統(tǒng)100的聞級不意圖。
[0028]根據(jù)如圖1所示的實施例，該CR系統(tǒng)100可包括:基站(BS) 110、中繼站(RS) 120、
主用戶(I3U) 130和多個次級用戶(SU1HCKSU2150、......、SUK160)。其中BSllO和RS120共
同服務多個次級用戶 SU1HCK SU2150、……、SUK160。注意，次級用戶的數(shù)目可能為兩個或兩個以上，并且，如圖1所示的內(nèi)容是處于說明而非限制的目的。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該CR系統(tǒng)100可為中繼輔助的多用戶多天線認知無線電系統(tǒng)。
[0029]根據(jù)如圖1所示的實施例，該CR系統(tǒng)110還可包括根據(jù)本發(fā)明的裝置170。該裝置170可被配置用于CR系統(tǒng)100中的波束成形，并可包括:獲得器(未示出)，其被配置為獲得給予與基站、中繼站、次級用戶和主用戶相關(guān)聯(lián)的信道的信道信息；以及確定器(未示出)，其被配置為基于信道信息而確定用于從基站至多個次級用戶的傳輸?shù)腂S預編碼矩陣和用于從中繼站至多個次級用戶的傳輸?shù)腞S預編碼矩陣。
[0030]應注意的是，可以在CR系統(tǒng)中的幾個地方實現(xiàn)裝置170。例如，可以在BSllO中實現(xiàn)裝置170。再例如，可以在RS120中實現(xiàn)裝置170。又例如，還可以在CR系統(tǒng)中單獨的設(shè)備(諸如控制器、服務器和其他合適設(shè)備之類)中實現(xiàn)裝置170。
[0031]還應注意的是，裝置170可以被配置為實現(xiàn)參考根據(jù)本發(fā)明的方法所述的功能。因此，關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的方法所討論的那些特征適用于在裝置170中的相應組件。還應注意的是，裝置170可以實現(xiàn)在硬件、軟件、固件和/或其任何組合里。例如，可以通過使用電路、處理器或以硬件實現(xiàn)的任何其他適當?shù)难b置來實現(xiàn)裝置170。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解前述示例只是為了圖示并非為了限制。
[0032]在本公開的一些實施例中，裝置170可包括至少一個處理器和至少一個存儲器。適合與本公開實施例一起使用的該至少一個處理器，以示例的方式，可包括，已知的或者將來研制的通用處理器和專用處理器。該至少一個存儲器可包括，例如，半導體存儲設(shè)備，例如，RAM、ROM、EPROM、EEPROM和閃存設(shè)備。該至少一個存儲器可用于存儲計算機可執(zhí)行指令的程序。所述程序可能以任何高級和/或低級可編譯或可解釋的編程語言中編寫。根據(jù)實施例，計算機可執(zhí)行指令可被配置為使得裝置170至少按照根據(jù)本發(fā)明的方法執(zhí)行。將關(guān)于圖5-7來描述裝置的更多詳細信息。
[0033]圖1也示出了關(guān)于與基站、中繼站、次級用戶和主用戶相關(guān)聯(lián)的信道的信道信息。特別地，“Gb”指示關(guān)于從基站到主用戶的信道的信道信息，“G/’指示關(guān)于從中繼站到主用
戶的信道的信道信息，并且“g'h,gL，指示關(guān)于從主用戶到次級用戶的信道集合的信道信息，其中K指示次級用戶的數(shù)量。另外，“ G卜指示關(guān)于從主用戶至基站的信道的信道信息，基于Gb、通過采用本領(lǐng)域現(xiàn)有方法，可以獲得Gf ;并且，“G卜指示關(guān)于從
主用戶到中繼站的信道的信道信息，基于4、通過采用本領(lǐng)域現(xiàn)有方法也可獲得在本
發(fā)明的公開中，CR-到-PR信道信息或第二信道信息可包括前述信道信息。
[0034]進一步，圖1也顯示關(guān)于從基站到中繼站的信道的信道信息(表示為“H/’)和關(guān)于從中繼站到次級用戶的信道集合的信道信息(表示為“H2,1; H2,2，H2,κ”)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，第一信道信息可包括信道信息H1和H2,1; H2j2,..., H2,κ。
[0035]現(xiàn)在，參考圖2，其中示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的在CR系統(tǒng)中波束成形的方法200的流程圖。該CR系統(tǒng)可為如圖1所示的CR系統(tǒng)100，其包括:BS、RS、主用戶和多個次級用戶，并且，BS和RS服務多個次級用戶。
[0036]在步驟S201，獲得關(guān)于與基站、中繼站、次級用戶和主用戶相關(guān)聯(lián)的信道的信道數(shù)據(jù)。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的實施例，信道信息可包括:關(guān)于從基站到中繼站的信道、以及關(guān)于從中繼站到次級用戶的信道集合的第一信道信息。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，信道信息可進一步包括:關(guān)于從基站到主用戶的信道、關(guān)于從中繼站到主用戶的信道、以及關(guān)于從主用戶到次級用戶的信道集合的第二信道信肩、O
[0039]本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易地理解:可以通過使用本領(lǐng)域幾種已知方式獲得信道信
肩、O
[0040]在步驟S202，基于信道信息確定BS預編碼矩陣和RS預編碼矩陣，其中BS預編碼矩陣用于從基站至多個次級用戶的傳輸，并且RS預編碼矩陣用于從中繼站至多個次級用戶的傳輸。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在步驟S201中獲得的信道信息可包括第一信道信息。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以通過基于信道信息、根據(jù)預定要求計算BS預編碼矩陣和RS預編碼矩陣來實現(xiàn)步驟S202。在本發(fā)明的實施例中，可以根據(jù)環(huán)境條件、運營商的優(yōu)選或經(jīng)驗、或其他一些影響因素來預先定義預定要求。在本發(fā)明的實施例中，能夠以各種方法定義預定要求。例如，預定要求可被定義為最大化次級用戶的加權(quán)總和速率(WSR)。再例如，預定要求可被定義為最小化在基站處和中繼站處的發(fā)射功率的總和。注意，描繪這些示例只是為了圖示的目的，并非為了限制。根據(jù)本發(fā)明，預定要求可包含關(guān)于性能改善的任何其他要求，例如，最小速率最大化，服務質(zhì)量(QoS)保證，信號與干擾加噪聲比(SINR)最大化，中斷概率最小化等。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的實施例，預定要求是最大化次級用戶的WSR。根據(jù)這樣的預定要求，可以基于信道信息以幾種方式計算BS預編碼矩陣和RS預編碼矩陣。例如，可以基于信道信息計算每個次級用戶的速率；基于所計算的每個次級用戶的速率可以確定次級用戶的最大WSR，然后，可以獲得與次級用戶的最大WSR相對應的BS預編碼矩陣和RS預編碼矩陣。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的實施例，可基于每個次級用戶的速率以幾種方式確定次級用戶的最大WSR。例如，通過對每個次級用戶的速率迭代操作，可獲得單調(diào)增大的多個候選WSR ;并且，作為對多個候選WSR收斂的響應，可將在最后迭代中獲得的候選WSR確定為最大WSR。再例如，通過對每個次級用戶的速率迭代操作預定次數(shù)，可獲得目標WSR ;并且，可將目標WSR確定為最大WSR。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的實施例，預定要求是最小化在基站處和中繼站處的發(fā)射功率的總和。根據(jù)這樣的預定要求，可基于信道信息用幾種方式計算BS預編碼矩陣和RS預編碼矩陣。例如，可以基于信道信息計算BS功率和RS功率，其中BS功率表示在基站處的發(fā)射功率，RS功率表示在中繼站處的發(fā)射功率；基于BS功率和RS功率可確定在基站處和中繼站處的發(fā)射功率的最小總和；然后，可獲得與在基站處和中繼站處的發(fā)射功率的最小總和相對應的BS預編碼矩陣和RS預編碼矩陣
[0046]根據(jù)本發(fā)明的實施例，可基于BS功率和RS功率以幾種方式確定在基站處和中繼站處的發(fā)射功率的最小總和。例如，通過對BS功率和RS功率迭代操作，可獲得在基站處和中繼站處單調(diào)減小的的發(fā)射功率的多個候選總和；并且，作為對發(fā)射功率的多個候選總和收斂的響應，可將在最后迭代中獲得的候選總和確定為在基站處和中繼站處的發(fā)射功率的最小總和。再例如,通過對BS功率和RS功率迭代操作預定次數(shù)，可獲得發(fā)射功率的目標總和；并且，可將發(fā)射功率的目標總和確定為在基站處和中繼站處的發(fā)射功率的最小總和。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的實施例，信道信息可以進一步包括除第一信道信息之外的第二信道信息。第二信道信息可包括:關(guān)于從基站到主用戶的信道的信息、關(guān)于從中繼站到主用戶的信道的信息、和關(guān)于從主用戶到次級用戶的信道集合的信息。在一些實施例中，基于第二信道信息，可獲得認知波束成形的結(jié)果；然后，可以基于信道信息和認知波束成形的結(jié)果計算每個次級用戶的速率。在一些實施例中，基于第二信道信息，可獲得認知波束成形的結(jié)果；然后，可以基于信道信息和認知波束成形的結(jié)果計算BS功率和RS功率。
[0048]可基于第二信道信息執(zhí)行認知波束成形(CB)，以減輕CR-到-PR干擾和/或PR-到-CR干擾。根據(jù)本發(fā)明的實施例，無論有CB結(jié)果還是沒有CB結(jié)果，都可確定BS預編碼矩陣和RS預編碼矩陣。在考慮CB結(jié)果的情況下，在CR和PR之間的干擾可以減小，并且CR系統(tǒng)性能能夠變得更好。注意，對根據(jù)本發(fā)明的方案來說，CB不是必需的。
[0049]現(xiàn)在，參考圖3，其中示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的在CR系統(tǒng)中波束成形的方法300的流程圖。該CR系統(tǒng)可為如圖1所示的CR系統(tǒng)100，其包括:BS、RS、主用戶和多個次級用戶，并且，BS和RS服務該多個次級用戶。
[0050]在圖3示出的方法300是:在BS處和RS處獲得預編碼矩陣，同時最大化次級用戶的加權(quán)總和速率(WSR)。特別地，方法300主要包括兩部分，一部分是執(zhí)行CB，另一部分是執(zhí)行CR傳輸波束成形。這兩部分分別實現(xiàn)CR-到-PR / PR-到-CR干擾的減輕和WSR的最大化。在此實施例中，預定要求是最大化次級用戶的WSR，并根據(jù)此預定要求而計算BS預編碼矩陣和RS預編碼矩陣。
[0051]在步驟S301，獲得關(guān)于與基站、中繼站、次級用戶和主用戶相關(guān)聯(lián)的信道的信道信肩、O
[0052]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例，關(guān)于與基站、中繼站、次級用戶和主用戶相關(guān)聯(lián)的信道的信道信息可包括關(guān)于從基站到中繼站的信道、以及關(guān)于從中繼站到次級用戶的信道集合的第一信道信息。在一些實施例中，關(guān)于與基站、中繼站、次級用戶和主用戶相關(guān)聯(lián)的信道的信道信息可以進一步包括關(guān)于從基站到主用戶的信道、關(guān)于從中繼站到主用戶的信道、以及關(guān)于從主用戶到次級用戶的信道集合的第二信道信息。
[0053]可以通過本領(lǐng)域已知的幾種方式獲得信道信息。例如，BS、RS和SU可偵聽信道，諸如在BS和RS之間的信道、在RS和SU之間的信道，以獲得關(guān)于這些信道的第一信道信息，這些信道分別表示為H1和
【權(quán)利要求】
1.一種在認知無線電(CR)系統(tǒng)中用于波束成形的方法，所述認知無線電(CR)系統(tǒng)包括基站(BS)、中繼站(RS)、主用戶和多個次級用戶，其中所述基站和所述中繼站為所述多個次級用戶服務，所述方法包括: 獲得關(guān)于與所述基站、所述中繼站、所述次級用戶和所述主用戶相關(guān)聯(lián)的信道的信道/[目息;以及 基于所述信道信息而確定用于從所述基站至所述多個次級用戶的傳輸?shù)腂S預編碼矩陣和用于從所述中繼站至所述多個次級用戶的傳輸?shù)腞S預編碼矩陣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述信道信息包括: 關(guān)于從所述基站到所述中繼站的信道以及關(guān)于從所述中繼站到所述次級用戶的信道集合的第一信道信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基于所述信道信息而確定用于從所述基站至所述多個次級用戶的傳輸?shù)腂S預編碼矩陣和用于從所述中繼站至所述多個次級用戶的傳輸?shù)腞S預編碼矩陣包括: 基于所述信道信息、根據(jù)預定要求而計算所述BS預編碼矩陣和所述RS預編碼矩陣， 其中所述預定要求是以下各項中的至少一項: 最大化所述次級用戶的加權(quán)總和速率(WSR);以及 最小化在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的總和。
4.根據(jù)權(quán)利要求 3所述的方法，其中所述預定要求是最大化所述次級用戶的所述WSR，并且其中所述基于所述信道信息、根據(jù)預定要求而計算所述BS預編碼矩陣和所述RS預編碼矩陣包括: 基于所述信道信息而計算所述次級用戶中的每個次級用戶的速率； 基于所述次級用戶中的每個次級用戶的所述速率而確定所述次級用戶的最大WSR ；以及 計算與所述次級用戶的所述最大WSR相對應的所述BS預編碼矩陣和所述RS預編碼矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述信道信息還包括: 關(guān)于從所述基站到所述主用戶的信道、關(guān)于從所述中繼站到所述主用戶的信道以及關(guān)于從所述主用戶到所述次級用戶的信道集合的第二信道信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述基于所述信道信息而計算所述次級用戶中的每個次級用戶的速率包括: 基于所述第二信道信息而獲得認知波束成形的結(jié)果；以及 基于所述信道信息和所述認知波束成形的結(jié)果而計算所述次級用戶中的每個次級用戶的速率。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一項所述的方法，其中所述基于所述次級用戶中的每個次級用戶的所述速率而確定所述次級用戶的最大WSR包括: 迭代地對所述次級用戶中的每個次級用戶的所述速率操作，以獲得多個候選WSR ;以及 響應于所述多個候選WSR收斂，而將在最后的迭代中獲得的所述候選WSR確定為所述最大WSR。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一項所述的方法，其中所述基于所述次級用戶中的每個次級用戶的所述速率而確定所述次級用戶的最大WSR包括: 迭代地對所述次級用戶中的每個次級用戶的所述速率操作預定次數(shù)，以獲得目標WSR ；以及 將所述目標WSR確定為所述最大WSR。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述預定要求是最小化在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的所述總和，并且其中所述基于所述信道信息、根據(jù)預定要求而計算所述BS預編碼矩陣和所述RS預編碼矩陣包括: 基于所述信道信息而計算表示在所述基站處的所述發(fā)射功率的BS功率以及表示在所述中繼站處的所述發(fā)射功率的RS功率； 基于所述BS功率和所述RS功率而確定在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的最小總和；以及 計算與在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的所述最小總和相對應的所述BS預編碼矩陣和所述RS預編碼矩陣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述信道信息還包括: 關(guān)于從所述基站到所述主用戶的信道、關(guān)于從所述中繼站到所述主用戶的信道以及關(guān)于從所述主用戶到所述次級用戶的信道集合的第二信道信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求10·所述的方法，其中所述基于所述信道信息而計算表示在所述基站處的所述發(fā)射功率的BS功率以及表示在所述中繼站處的所述發(fā)射功率RS功率包括: 基于所述第二信道信息而獲得認知波束成形的結(jié)果；以及 基于所述信道信息和所述認知波束成形的結(jié)果而計算所述BS功率和所述RS功率。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項所述的方法，其中所述基于所述BS功率和所述RS功率而確定在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的最小總和，包括: 迭代地對所述BS功率和所述RS功率操作，以獲得在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的多個候選總和；以及 響應于發(fā)射功率的所述多個候選總和收斂，而將在最后的迭代中獲得的所述候選總和確定為在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的所述最小總和。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項所述的方法，其中所述基于所述BS功率和所述RS功率而確定在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的最小總和包括: 迭代地對所述BS功率和所述RS功率操作預定次數(shù)，以獲得發(fā)射功率的目標總和；以及 將發(fā)射功率的所述目標總和確定為在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的所述最小總和。
14.一種在認知無線電(CR)系統(tǒng)中用于波束成形的裝置，所述認知無線電(CR)系統(tǒng)包括基站(BS)、中繼站(RS)、主用戶和多個次級用戶，其中所述基站和所述中繼站為所述多個次級用戶服務，所述裝置包括: 獲得器，被配置為獲得關(guān)于與所述基站、所述中繼站、所述次級用戶和所述主用戶相關(guān)聯(lián)的信道的信道信息；以及 確定器，被配置為基于所述信道信息而確定用于從所述基站至所述多個次級用戶的傳輸?shù)腂S預編碼矩陣和用于從所述中繼站至所述多個次級用戶的傳輸?shù)腞S預編碼矩陣。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，所述信道信息包括: 關(guān)于從所述基站到所述中繼站的信道以及關(guān)于從所述中繼站到所述次級用戶的信道集合的第一信道信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述確定器包括: 第一計算單元，被配置為基于所述信道信息、根據(jù)預定要求而計算所述BS預編碼矩陣和所述RS預編碼矩陣； 其中所述預定要求是以下各項中的至少一項: 最大化所述次級用戶的加權(quán)總和速率(WSR);以及 最小化在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的總和。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述預定要求是最大化所述次級用戶的所述WSR，并且其中所述第一計算單元包括: 第二計算單元，被配置為基于所述信道信息而計算所述次級用戶中的每個次級用戶的速率； 第一確定單元，被配置為基于所述次級用戶中的每個次級用戶的所述速率而確定所述次級用戶的最大WSR;以及 第三計算單元，被配置為計算與所述次級用戶的所述最大WSR相對應的所述BS預編碼矩陣和所述RS預編碼矩陣。
18.根據(jù)權(quán)利要求 17所述的裝置，其中所述信道信息還包括: 關(guān)于從所述基站到所述主用戶的信道、關(guān)于從所述中繼站到所述主用戶的信道以及關(guān)于從所述主用戶到所述次級用戶的信道集合的第二信道信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述第二計算單元包括: 第一獲得單元，被配置為基于所述第二信道信息而獲得認知波束成形的結(jié)果；以及第四計算單元，被配置為基于所述信道信息和所述認知波束成形的結(jié)果而計算所述次級用戶中的每個次級用戶的速率。
20.根據(jù)權(quán)利要求17-19中任一項所述的裝置，其中所述第一確定單元包括: 第一操作單元，被配置為迭代地對所述次級用戶中的每個次級用戶的所述速率操作，以獲得多個候選WSR;以及 第二確定單元，被配置為響應于所述多個候選WSR收斂，而將在最后的迭代中獲得的所述候選WSR確定為所述最大WSR。
21.根據(jù)權(quán)利要求17-19中任一項所述的裝置，其中所述第一確定單元包括: 第二操作單元，被配置為迭代地對所述次級用戶中的每個次級用戶的所述速率操作預定次數(shù)，以獲得目標WSR;以及 第三確定單元，被配置為將所述目標WSR確定為所述最大WSR。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述預定要求是最小化在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的所述總和，并且其中所述第一計算單元包括: 第五計算單元，被配置為基于所述信道信息而計算BS功率和RS功率，所述BS功率表示在所述基站處的所述發(fā)射功率，所述RS功率表示在所述中繼站處的所述發(fā)射功率；第四確定單元，被配置為基于所述BS功率和所述RS功率而確定在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的最小總和；以及第六計算單元，被配置為計算與在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的所述最小總和相對應的所述BS預編碼矩陣和所述RS預編碼矩陣。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述信道信息還包括: 關(guān)于從所述基站到所述主用戶的信道、關(guān)于從所述中繼站到所述主用戶的信道以及關(guān)于從所述主用戶到所述次級用戶的信道集合的第二信道信息。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中所述第五計算單元包括: 第二獲得單元，被配置為基于所述第二信道信息而獲得認知波束成形的結(jié)果；以及 第七計算單元，被配置為基于所述信道信息和所述認知波束成形的結(jié)果而計算所述BS功率和所述RS功率。
25.根據(jù)權(quán)利要求22-24中任一項所述的裝置，其中所述第四確定單元包括: 第三操作單元，被配置為迭代地對所述BS功率和所述RS功率操作，以獲得在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的多個候選總和；以及 第五確定單元，被配置為響應于發(fā)射功率的所述多個候選總和收斂，而將在最后的迭代中獲得的所述候選總和確定為在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的所述最小總和。`
26.根據(jù)權(quán)利要求22-24中任一項所述的裝置，其中所述第四確定單元包括: 第四操作單元，被配置為迭代地對所述BS功率和所述RS功率操作預定次數(shù)，以獲得發(fā)射功率的目標總和；以及 第六確定單元，被配置為將發(fā)射功率的所述目標總和確定為在所述基站處和所述中繼站處的發(fā)射功率的所述最小總和。
27.—種認知無線電(CR)系統(tǒng),包括: 基站(BS)、中繼站(RS)、主用戶和多個次級用戶，其中所述基站和所述中繼站為所述多個次級用戶服務；以及 根據(jù)權(quán)利要求14-26中任一項所述的裝置。
【文檔編號】H04W72/00GK103828453SQ201180073526
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月31日
【發(fā)明者】李朝峰, 雷鳴, 高飛飛, 欒天祥 申請人:日電（中國）有限公司