專利名稱：同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于有限反饋的多點協(xié)作調(diào)度協(xié)作波束成形、局域LTE-A系統(tǒng)中有限反饋下的多點協(xié)作傳輸?shù)耐瑯?gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)是ー個干擾受限的系統(tǒng)。雖然多入多出(MMO :MultipleInput Multiple Output)技術(shù)在單小區(qū)中可以有效提高系統(tǒng)容量,然而在頻率復(fù)用的蜂窩環(huán)境中由于存在嚴(yán)重的小區(qū)間干擾(ICI Inter-cell Interference)導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降， 尤其是小區(qū)邊緣的用戶由于遭受嚴(yán)重的ICI無法得到良好的服務(wù)。另ー方面，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，用戶業(yè)務(wù)日益多祥化，并且不斷提出了新的更高的性能要求。面對各小區(qū)單獨處理不能有效解決小區(qū)邊界干擾導(dǎo)致頻譜效率低和不能滿足業(yè)務(wù)需求的現(xiàn)狀，第三代合作伙伴項目(3GPP :the 3rd Generation Partnership Pro ject)等組織提出了 多小區(qū)協(xié)作 CoMP技術(shù)。其原理是通過不同小區(qū)間的協(xié)同傳輸避免、抑制或消除來自鄰小區(qū)的同頻干擾(CCI Co-channel Interference),從而有效提高整個系統(tǒng)以及邊緣用戶的頻譜效率。根據(jù)各協(xié)作節(jié)點的信息共享程度，CoMP可以分為兩種傳輸模式，即聯(lián)合處理(JP Joint Processing)和協(xié)作調(diào)度/協(xié)作波束成形(CS/CB Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming)。在JP模式下，用戶由多個發(fā)射節(jié)點(BS Base Station)共同服務(wù)，通過提高用戶接收信號質(zhì)量來保證性能優(yōu)勢。然而這種方式需要各發(fā)射節(jié)點之間共享用戶數(shù)據(jù)(Data)、所有信道狀態(tài)信息(CSI ChanneI State information),通過動態(tài)交互確定調(diào)度決策和發(fā)射權(quán)重，帶來了很大的系統(tǒng)開銷以及backhaul的承重負(fù)擔(dān)，實現(xiàn)復(fù)雜度較大。在CS/CB模式下，用戶只由主發(fā)射節(jié)點(Serving-cell)服務(wù)，如圖I所示，各發(fā)射節(jié)點通過協(xié)作選擇相互間干擾較小的一組用戶，通過充分利用空間的分離性，各節(jié)點協(xié)調(diào)發(fā)送信號波束的方向，從而有效地避免或降低小區(qū)間干擾，提高系統(tǒng)性能。這種方式下各節(jié)點只需要共享部分CSI和調(diào)度信息，降低了系統(tǒng)開銷和backhaul的負(fù)擔(dān)，比JP易于實現(xiàn)。無論是在JP還是CS/CB模式下，發(fā)射端獲得的CSI會極大地影響系統(tǒng)性能，。當(dāng)發(fā)端有完美信道信息時，多節(jié)點通過協(xié)作可以選擇信道質(zhì)量好且相互間干擾小的ー組用戶，并通過迫零(ZF Zeroforcing)或塊對角(BD Block Diagonalization)等易于實現(xiàn)的線性預(yù)編碼技術(shù)消除或降低用戶間和小區(qū)間干擾，從而提高系統(tǒng)性能。然而在實際的FDD (Frequency Division Duplex)系統(tǒng)中，上行反饋鏈路是容量受限的,姆個用戶只反饋有限的信息，BS只能獲得部分信道信息，S卩有限反饋系統(tǒng)，其模型如圖2所示，這將導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的g在至少解決上述技術(shù)缺陷之一。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種提高同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)反饋效率、降低系統(tǒng)開銷的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例提出了同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中有限反饋下的多點協(xié)作傳輸方法，所述同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括多個相同配置的發(fā)射結(jié)點，其中每個發(fā)射節(jié)點的信號覆蓋ー個小區(qū)，每個所述小區(qū)包括多個用戶，所述方法包括以下步驟分別為每個小區(qū)建立基準(zhǔn)矢量以得到基準(zhǔn)矢量集合；根據(jù)所述基準(zhǔn)矢量集合和預(yù)設(shè)閾值，應(yīng)用ー套候選用戶選擇標(biāo)準(zhǔn)確定候選用戶集合，其中，所述預(yù)設(shè)閾值包括第一閾值Qtl和第二閾值Y O，所述ー套候選用戶選擇標(biāo)準(zhǔn)為
權(quán)利要求
1.ー種同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法，其特征在于，所述同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括多個相同配置的發(fā)射結(jié)點，其中每個發(fā)射節(jié)點的信號覆蓋ー個小區(qū)，每個所述小區(qū)包括多個用戶，所述方法包括以下步驟 分別為每個小區(qū)建立基準(zhǔn)矢量以得到基準(zhǔn)矢量集合； 根據(jù)所述基準(zhǔn)矢量集合和預(yù)設(shè)閾值，應(yīng)用一套候選用戶選擇標(biāo)準(zhǔn)確定候選用戶集合，其中，所述預(yù)設(shè)閾值包括第一閾值Qtl和第二閾值Y O，所述ー套候選用戶選擇標(biāo)準(zhǔn)為 0 |h(z(hが))1〉—。，—，...斗 Jg。, LI <7。，(財,) 其中，所述第一閾值Qtl為限定用戶的信道方向的門限值，所述第二閾值Ycl為對用戶干擾信道強(qiáng)度的門限值，所述Q為候選用戶選擇標(biāo)準(zhǔn)，所述|Z(h/4,V/))為第I個小區(qū)中第Ik個用戶的信道h/ 4與第I個小區(qū)基準(zhǔn)矢量V1的夾角，所述Igt77VmI為第m個小區(qū)到第I個小區(qū)中第Ik個用戶的干擾信道在第m個小區(qū)基準(zhǔn)矢量Vm上的投影，所述I和m為小區(qū)的ID號； 所述候選用戶集合中的每個用戶向發(fā)射節(jié)點發(fā)送具有預(yù)設(shè)大小的反饋信息； 向發(fā)送出所述反饋信息的用戶應(yīng)用一套調(diào)度策略，以從所述發(fā)送出所述反饋信息的用戶中選擇當(dāng)前時刻的調(diào)度用戶； 所述調(diào)度用戶向所述發(fā)射節(jié)點反饋所述信道信息；以及 所述發(fā)射節(jié)點根據(jù)所述反饋的信道信息對所述調(diào)度用戶的信道進(jìn)行重構(gòu)，并基于所述重構(gòu)的信道做預(yù)編碼，以根據(jù)所述預(yù)編碼結(jié)果向所述調(diào)度用戶發(fā)送信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)矢量集合中每個基準(zhǔn)矢量為V1, (I = 1，......L)，其中，所述V1為第I個小區(qū)的基準(zhǔn)矢量，所述L為小區(qū)的個數(shù)，且多個基準(zhǔn)矢量的模均為I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法，其特征在于，所述候選用戶集合中的每個用戶向所述發(fā)射節(jié)點發(fā)送的反饋信息的反饋量均為1-bit。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法，其特征在于，所述候選集合為r = {rj，(1 = 1，...，l)，所述匕為第I個小區(qū)中的候選用戶集合，所述候選用戶集合中的候選用戶個數(shù)為P = card(k, k G Q )，其中，所述card為候選用戶集合中元素的個數(shù)，所述k為滿足條件Q的用戶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法，其特征在于，所述一套調(diào)度策略為 A :當(dāng)P = 0時，在每個所述小區(qū)中的所有用戶中隨機(jī)選擇調(diào)度用戶；以及 B :當(dāng)P > 0時，在候選集合r中以最小歷史平均速率用戶優(yōu)先的原則選擇調(diào)度用戶。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法，其特征在于，所述調(diào)度策略B的調(diào)度公式為V = argmax^^，(I = 1，. . .，L)，其中，旯0) 為第I個小區(qū)中第k個用戶在固定時間窗內(nèi)的歷史平均呑吐量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法，其特征在于，還包括對所述巧(O進(jìn)行更新，其中更新公式為
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法，其特征在于，所述調(diào)度用戶向所述發(fā)射節(jié)點反饋所述信道信息，其中，所述信道信息為量化信道矢量 ι，其中，
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法，其特征在于，進(jìn)ー步包括 根據(jù)所述信道方向的均勻分布特性、所述第一閾值Qtl和所述調(diào)度用戶向所述發(fā)射節(jié)點反饋比特數(shù)Ii1,計算所述整個單位超球的大碼本B的大小N,其中，所述大碼本B = {b1；b2. . .，bN}，所述h為碼本B中的碼字； 所述發(fā)射節(jié)點和調(diào)度用戶根據(jù)相應(yīng)的小區(qū)的基準(zhǔn)矢量和大碼本B得到依據(jù)所述球冠的小碼本C ； 根據(jù)所述小碼本C查找最優(yōu)碼字對所述調(diào)度用戶的信道方向進(jìn)行量化。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法，其特征在干，所述發(fā)射節(jié)點根據(jù)所述反饋的信道信息對所述調(diào)度用戶的信道進(jìn)行重構(gòu)，進(jìn)一歩包括 所述發(fā)射節(jié)點根據(jù)所述調(diào)度用戶反饋的所述小碼本C的索引在所述小碼本C中查找對應(yīng)的碼字，以根據(jù)所述碼字重構(gòu)所述調(diào)度用戶的信道。
全文摘要
本發(fā)明提出一種同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中基于有限反饋的多點協(xié)作傳輸方法，包括以下步驟分別為每個小區(qū)建立基準(zhǔn)矢量以得到基準(zhǔn)矢量集合；根據(jù)基準(zhǔn)矢量集合和預(yù)設(shè)閾值，應(yīng)用一套候選用戶選擇標(biāo)準(zhǔn)確定候選用戶集合；所述候選用戶集合中的每個用戶向發(fā)射節(jié)點發(fā)送具有預(yù)設(shè)大小的反饋信息；向發(fā)送出反饋信息的用戶應(yīng)用一套調(diào)度策略，以從所述發(fā)送出反饋信息的用戶中選擇當(dāng)前時刻的調(diào)度用戶；調(diào)度用戶向所述發(fā)射節(jié)點反饋所述信道信息；以及所述發(fā)射節(jié)點根據(jù)反饋的信道信息對調(diào)度用戶的信道進(jìn)行重構(gòu)，并基于所述重構(gòu)的信道做預(yù)編碼，以根據(jù)所述預(yù)編碼結(jié)果向所述調(diào)度用戶發(fā)送信息。根據(jù)本發(fā)明的實施例有效地提高同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)反饋效率、降低系統(tǒng)開銷。
文檔編號H04B7/04GK102647216SQ20121010776
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者張煜, 彭碧君, 陳巍, 雷鳴 申請人:日電(中國)有限公司, 清華大學(xué)