[發(fā)明專利]一種多小區(qū)MIMO系統(tǒng)雙層預編碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510361666.4
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105049100B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 廖勇;唐英;周昕;李瑜鋒
• 申請（專利權）人: 馬天俊
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04B7/06;H04B7/0413
• 代理公司: 成都樂易聯(lián)創(chuàng)專利代理有限公司 51269
• 代理人: 高煒麗

1.一種多小區(qū)MIMO系統(tǒng)雙層預編碼方法，其特征在于，包括：

S1，獲取信道矩陣，然后優(yōu)化信道矩陣；

S1-1，信道矩陣的獲取，共有C個小區(qū)，每個小區(qū)內共有B用戶，基站對用戶發(fā)送源數(shù)據信息后，用戶預估每個基站的每根天線到自身的CSI，然后將預估到的CSI反饋給基站，基站依據CSI獲得是基站j到用戶(k,i)的信道矩陣，(k,i)表示第k個小區(qū)中的第i個用戶；

S1-2，信道矩陣的優(yōu)化，計算原每列的F范數(shù)，選出F范數(shù)最大的D列用以進行數(shù)據通信，以構成新的矩陣表示基站j到用戶(k,i)的信道矩陣；

S2，根據用戶到基站的距離或用戶受到的干擾程度來劃分中心用戶和邊緣用戶；設置一個臨界的功率門闕值P_th，用戶受到的干擾信號功率大于P_th時，表明該用戶為邊緣用戶；反之，則為中心用戶；

S3，第一層編碼——干擾對齊技術，以抑制邊緣用戶受到的小區(qū)間干擾；

信道矩陣和預編碼矩陣均是滿秩的，V_(k,i)表示第一層預編碼矩陣；小區(qū)數(shù)C＝5，且每個小區(qū)內的每個基站只服務一個用戶；此時，簡寫信道矩陣為T_ji，T_ji表示基站j到用戶i的信道狀態(tài)信息；

基于干擾對齊技術的基本思想，必須滿足的對齊條件為：

移動用戶MS₁處，span(T₁₂V₂)＝span(T₁₃V₃)＝span(T₁₄V₄)＝span(T₁₅V₅)，

移動用戶MS₂處，span(T₂₁V₁)＝span(T₂₃V₃)＝span(T₂₄V₄)＝span(T₂₅V₅)，

移動用戶MS₃處，span(Τ₃₁V₁)＝span(T₃₂V₂)＝span(T₃₄V₄)＝span(T₃₅V₅)，

移動用戶MS₄處，span(T₄₁V₁)＝span(T₄₂V₂)＝span(T₄₃V₃)＝span(T₄₅V₅)，

移動用戶MS₅處，span(T₅₁V₁)＝span(T₅₂V₂)＝span(T₅₃V₃)＝span(T₅₄V₄)，其中，span(X)表示矩陣X的列向量所張成的空間，V₁、V₂、V₃、V₄、V₅分別表示基站1、2、3、4、5為對應用戶設置的預編碼矩陣；簡化上述式子，得到：

T₁₂V₂＝T₁₃V₃＝T₁₄V₄＝T₁₅V₅，

引入矩陣G₁，使得等式span(V₁)＝span(G₁V₁)成立，聯(lián)立由V₁表示的V₂、V₃、V₄、V₅的等式，得到：

假設g₁,g₂,g₃,g₄,...,g_D是矩陣G₁的特征向量，則V₁表示為任意D/2個特征向量，有：

V₁＝[g₁,g₂,g₃,g₄,...,g_D/2]，

同理得到V₂、V₃、V₄、V₅；

在接收端設計干擾抑制矩陣W(_k,i)，將非期望信號限定在期望信號子空間的零空間內，從而完全消除小區(qū)間干擾，

S4，第二層編碼——最大化信漏噪比技術，抑制用戶受到的小區(qū)內干擾；

用戶(k,i)的泄漏給小區(qū)內其它用戶的能量為：

故用戶(k,i)的SLNR為：

其中，表示用戶(k,i)設計的第二層預編碼矩陣，表示用戶受到的噪聲，N_(k,i)表示滿足(0,1)的加性高斯白噪聲；表示基站k到用戶(k,i)的信道矩陣；

最大化信漏噪比，也即求解如下等式：

其中P_(k,i)表示用戶(k,i)的發(fā)射功率，

根據廣義瑞利熵問題，最優(yōu)解為如下矩陣束的最大特征值對應的廣義特征向量：

因此用戶(k,i)第二層預編碼向量為：

則經過雙層預編碼后，所得發(fā)射端預編碼矩陣為：