[發明專利]單小區多播MIMO移動通信系統的下行單業務預編碼方法有效

申請號：	201210219054.8	申請日：	2012-06-28
公開（公告）號：	CN102752078A	公開（公告）日：	2012-10-24
發明（設計）人：	陳明;杜博;王楠	申請（專利權）人：	東南大學
主分類號：	H04L1/00	分類號：	H04L1/00;H04L1/06
代理公司：	南京天翼專利代理有限責任公司 32112	代理人：	王鵬翔;朱戈勝
地址：	211103 ***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	小區 mimo 移動通信系統下行業務預編方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種預編碼方法，特別是涉及下行單業務預編碼方法。?

背景技術

多媒體等數據業務在未來移動通信系統中所占的比重逐漸增加，當多個用戶同時接收相同數據時（如觀看體育賽事），基站如果將相同數據使用單播信道向各個用戶分別發送，不僅會造成資源的極大浪費，而且還會使得不同用戶間的信號產生干擾，因此多播技術應運而生。多播是一種點到多點的傳輸技術，通過使用多播技術可以將所有接收相同數據的用戶的信號合并在一個多播信道上進行傳輸，從而大大節省了頻率資源以及基站發射功率資源。為了更好地利用頻譜資源，MIMO技術已經得到廣泛研究。在單播系統中，基站用MIMO傳輸下行多用戶信號的預編碼技術已經得到廣泛研究，但是用MIMO傳輸下行多播業務的預編碼技術還沒有被廣泛研究。目前，提出的多播MIMO預編碼方案主要有以下幾種：?

方案一是M.J.Lopez在如下文獻中提出的：Multiplexing，scheduling，and?multicasting?strategies?for?antenna?arrays?in?wireless?networks,麻省理工學院博士學位論文，2002.該方案的特點是以最大化平均SNR為優化目標，這相當于將接收用戶作為一個等效的分布式天線陣列，使得其和基站之間形成一個等效的信道矩陣，此時基站最優預編碼矢量為最大比發送，但公平性無法得到保證。?

方案二是N.D.Sidiropoulos等人在如下文獻中所提出：N.D.Sidiropoulos,T.N.?Davidson,and?L.Zhi-Quan.Transmit?beamforming?for?physical-layer?multicasting，IEEE?Transactions?onSignal?Processing，vol.54,pp.2239-2251,2006.為了照顧公平性，該方案提出最大化最差用戶SNR這一目標，但經證明，該問題是NP-hard問題，文獻中通過對問題進行松弛，得到原問題的一個次優解，但復雜度過高。?

方案三是K.Il?Han等人在如下文獻中所提出：K.Il?Han,D.J.?Love,and?P.Seung?Young，Optimal?and?Successive?Approaches?to?Signal?Design?for?Multiple?Antenna?Physical?Layer?Multicasting，IEEE?Transactions?on?Communications,Vol.59，?pp.2316-2327，2011.該方案利用了最大化最小SNR問題最優解處在信道矢量張成的空間內的特點，在信道矢量構成的空間內進行連續迭代投影進行求解，以得到最大化最小SNR問題的一個次優解。?

對現有的這三個方案進行分析可以發現，現有的方法有的復雜性高，而有的公平性差。?

發明內容

本發明的目的是提供一種單小區多播MIMO移動通信系統下行單業務預編碼方法，該預編碼方法復雜度低并且可以保證公平性。?

為實現以上目的，本發明采用的技術方案如下：單小區多播MIMO移動通信系統下行單業務預編碼方法的具體步驟包括：?

1）首先由基站獲得所有希望接收多播業務用戶反饋的信道矢量；?

2）由基站建立以SNR一致性為優化目標的優化模型；?

3）建立優化模型后，找到用戶信道矢量張開空間的一組標準正交基，對步驟2）中優化問題進行轉化，然后再將約束性的問題轉化為無約束優化問題；?

4）利用梯度下降法求解步驟3）中的無約束優化問題；?

5）步驟4）求得最優解后，再轉化為需要優化的預編碼矢量的解。?

有益效果：與現有技術方案相比，本發明提出的單小區多播MIMO移動通信系統下行單業務預編碼方法以SNR一致性為優化目標進行下行預編碼優化，并通過一系列轉化，將問題轉化為無約束優化問題，使用梯度下降法進行迭代求解，可以簡單有效的進行求解，降低了算法復雜度，也有效地提升系統公平性。?

附圖說明

圖1為本發明所提預編碼方法流程圖。?