[發明專利]一種多小區MIMO系統雙層預編碼方法

有效

• 申請號: 201510361666.4
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105049100B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（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: 成都樂易聯創專利代理有限公司 51269
• 代理人: 高煒麗

本發明提出一種多小區MIMO系統雙層預編碼方法。該方法首先依據用戶受到的干擾類型和干擾程度不同，將用戶分為中心用戶和邊緣用戶，然后采用干擾對齊技術與最大化信漏噪比相結合的技術對用戶干擾采取雙層預編碼處理，其中第一層預編碼采用干擾對齊技術，以消除邊緣用戶受到的小區間干擾，而第二層預編碼采用最大化信漏噪比技術，以抑制用戶受到的小區內干擾。該方法基于空間自由度，對于天線的數目沒有限制。

技術領域

本發明涉及多入多出(Multiple InputMultiple Output,MIMO)通信系統，特別涉及多小區MIMO系統雙層預編碼設計。

背景技術

多小區MIMO系統中，用戶受到的干擾類型和干擾程度不盡相同，用戶可能同時受到小區內和小區間的干擾。靠近小區中心的用戶受到的小區間干擾較小，可以忽略不計，而位于小區邊緣的用戶受到的小區間干擾較大，因而在基站端進行預處理的時候，要區別中心用戶和邊緣用戶并分別對其進行干擾抑制，目前在這方面已有大量的方案。

其中，一種方案是通過估計用戶的接收功率值，來預測小區內是否存在邊緣用戶；如果存在，則采用多小區協同技術對邊緣用戶進行干擾抑制；如果不存在，則采用單小區干擾抑制技術。這種方法無需所有相鄰小區用戶的信道狀態信息(CSI)，其大大降低了基站間CSI的交換量。一種方案是基于小區內信漏噪比(SLNR)最大化準則來消除小區內干擾，并根據博弈論原理獲取一定的預編碼向量來抑制小區間的干擾。一種方案是在基站發射端利用小區用戶的反饋信息設計兩種預編碼器：一種預編碼器是以塊對角化(BD)技術為基礎設計迫零(ZF)預編碼器，另一種預編碼器是基于最小均方差(MMSE)信道反轉技術的MMSE預編碼器，用以抑制小區內干擾；在用戶接收端則利用BD技術尋找接收波束成型向量，以消除小區間的干擾。但是以上這些方案對接收端、發射端的天線數目有著嚴格的限制，空間自由度不高。

基于此，本發明針對現有雙層預編碼方法空間自由度受限這一問題，提出一種將干擾對齊技術與最大化信漏噪比技術相結合的多小區MIMO系統雙層預編碼方法，其中采用干擾對齊抑制技術進行第一層預編碼以抑制小區間干擾，利用最大化信漏噪比技術進行第二層預編碼以抑制小區內干擾。

發明內容

發明目的：提出一種多小區MIMO系統雙層預編碼方法，針對系統干擾處理空間自由度受限問題，采用干擾對齊技術和最大化信漏噪比技術，以抑制干擾。

為實現本發明的目的，其特征包括：

雙層預編碼方法，第一層采用干擾對齊技術，以抑制小區間干擾，第二層采用最大化信漏噪比，以抑制小區內干擾。

本發明的技術方案：

系統模型如附圖1所示，假設共有C個小區，每個小區內共有B用戶，基站端的發射天線數為M，用戶端接收天數為N。首先獲得信道矩陣，具體地，基站j對用戶(k,i)發送源數據信息后，用戶(k,i)估計每個基站的每根天線到自身的CSI，然后用戶(k,i)將CSI反饋給基站，基站依據CSI獲得其中，用戶(k,i)是第k個小區中得第i個用戶，表示基站j到用戶(k,i)的信道矩陣，M和N分別是發射天線數、接收天線數，i∈{1,2,...,B}，k∈{1,2,...,C}，j∈{1,2,...,C}。假設信道經歷時間和頻率平穩衰落，每個元素相互獨立且滿足(0,1)的復高斯分布。

優化信道矩陣：計算原每列的F范數，選出F范數最大的D(M＞D≥N)列構成新的矩陣

方法具體的過程是：

①根據預估得到的信道矩陣，計算出基站j∈{1,2,...,C}中每根發射天線到用戶(k,i)所有接收天線的信道衰落系數的F范數：

其中表示信道矩陣第d列，||·||_F表示矩陣的F范數。