设置通信系统的协作参数的方法、其计算机程序、其信息存储装置和包括多个节点装置的通信系统与流程

技术特征：

1.一种用于设置通信系统的协作参数的方法，所述通信系统包括由链路直接或间接互连的多个节点装置(110、111、112)，所述节点装置适于根据所述协作参数分别配置，所述协作参数对所述通信系统的环境具有影响，所述环境由能够测量的随机变量表示，与关于所述环境的所述通信系统的性能有关的品质因数需要被优化以确定所述协作参数，所述方法的特征在于，所述方法包括协作阶段(S410)，所述协作阶段(S410)包括以下步骤：

-收集(S411)测量数据，所述测量数据表示在所述通信系统内的不同位置处执行的对所述随机变量的测量；

-基于所获得的测量确定(S413)所述协作参数，使得所述协作参数导致与关于所述环境的所述通信系统的性能有关的经优化的品质因数；并且

-在所述通信系统内提供(S414)所述协作参数或表示所述协作参数的信息；

以及，所述通信系统的节点装置之间的至少一个链路暗含量化运算，所述量化运算用于收集所述测量数据和/或用于提供所述协作参数或表示所述协作参数的所述信息，各个量化运算依赖于实施与应用所述量化运算的所述链路关联的码本，所述方法预先包括预处理阶段(S400)，所述预处理阶段(S400)包括以下步骤：

-获得(S401)与所述随机变量的概率分布有关的统计数据；以及

-基于所述品质因数和所述随机变量的所述概率分布来确定每个码本，使得将所述品质因数根据所获得的统计统计性地优化。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法的特征在于，当多个链路暗含这种量化运算时，所述预处理阶段包括基于所述品质因数共同确定与所述链路关联的所述码本，使得所述品质因数根据所获得的统计统计性地优化。

3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法的特征在于：

-至少一个参数优化单元(303)收集所述测量数据并且因此确定所述协作参数或表示所述协作参数的所述信息；

-多个测量数据提供单元(301)分别位于所述不同位置处，用于获得所述测量数据并向所述参数优化单元(303)提供所述测量数据；

-多个参数应用单元(304)分别应用所述协作参数；以及

-至少一个量化优化单元(302)确定要在所述协作阶段期间应用的所述码本并且向各个参数优化单元提供所确定的码本，并且还向需要执行量化运算以发送相应测量数据的各个测量数据提供单元和旨在以量化形式接收相应协作参数或表示所述协作参数的所述信息的各个参数应用单元提供所确定的码本。

4.根据权利要求3所述的方法，所述方法的特征在于，所述通信系统在各个节点装置中包括一个参数优化单元(303)，其中，所述随机变量的估计由所述参数优化单元(303)针对由索引i标识的相应参数应用单元(304)获得如下：

$\tilde{h}\left(i\right)=\underset{j}{\Σ}\left(W_{j,i}{\mathrm{CB}}_{j,i}\right({\hat{h}}^{\left(j\right)}\left)\right)$

其中，CB_j,i表示根据相应码本C_j,i执行的所述量化运算，所述量化运算CB_j,i这里对由索引j标识的所述测量数据提供单元(301)分别获得的并且以量化形式向各个参数优化单元(303)发送的所述测量数据执行，其中，W_j,i是半正定加权矩阵，使得：

$\underset{j}{\Σ}{W}_{j,i}=I$

其中，I是单位矩阵，

其中，关于所述环境的所述通信系统的所述性能从各个参数优化单元(303)的角度由品质因数表示，所述品质因数表示所述随机变量的估计与所述随机变量的有效值之间的均方误差并且(303)鉴于由所述参数优化单元(303)收集的所述测量数据需要由所述参数优化单元来最小化，

并且其中，各个量化优化单元(302)针对所述量化优化单元(302)负责配置的各个参数优化单元(303)确定使得以下算式统计性地最小化的所述码本C_j,i和所述加权矩阵W_j,i：

其中，h表示所述随机变量，并且表示所述随机变量h的所述统计上和所述测量数据上的所述数学期望。

5.根据权利要求4所述的方法，所述方法的特征在于，各个量化优化单元(302)针对所述量化优化单元(302)负责配置的各个参数优化单元(303)确定使得以下算式统计性地最小化的所述码本C_j,i和所述加权矩阵W_j,i：

其中，表示由所述测量数据提供单元(301)以量化形式发送的所述测量数据的误差协方差矩阵，并且表达为如下：

$Q_{z_{j,i}}=2Q_j+C_h-\underset{k=1}{\overset{2^{R_{j,i}}}{\Σ}}{\mathrm{\α}}_{j,i,k}{x}_k^{(j,i)}{x}_k^{(j,i)H}$

其中，R_j,i表示从由所述索引j的值标识的所述测量数据提供单元(301)向由所述索引i的所述值标识的所述参数优化单元(303)发送所述测量数据的数据速率，C_h是表示所述随机变量h的概率分布的协方差矩阵，并且Q_j表示与由所述索引j的所述值标识的所述测量数据提供单元(301)获得的所述测量数据有关的所述统计的估计误差协方差矩阵，并且其中，表示来自所述码本C_j,i的码字x^(j,i)中的第k个码字，并且其中，α_j，i，k是表示所述测量数据属于与由所述码字定义的形心关联的沃罗诺伊区域的概率的参数，

并且其中，各个量化优化单元(302)通过依赖于半定编程根据以下方程组确定基于对应的协方差矩阵定义的中间矩阵B_j,i，来确定所述码本C_j,i和所述加权矩阵W_j,i：

其中，是与所述码本C_j,i有关的量化误差协方差矩阵，N表示所述码本C_j,i的基数|C_j，i|，β表示标量，并且n表示所述随机变量h的所述基数。

6.根据权利要求4和5中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，所述通信系统在各个节点装置中包括一个量化优化单元(302)，所述量化优化单元(302)负责配置所述节点装置的所述参数优化单元(303)。

7.根据权利要求4和5中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，所述通信系统在与各个节点装置互连的服务器(100)中或在所述节点装置中的主节点装置中包括一个量化优化单元(302)，所述量化优化单元(302)负责配置所述参数优化单元(303)。

8.根据权利要求3所述的方法，所述方法的特征在于，所述通信系统在与各个节点装置互连的服务器(100)中或在所述节点装置中的主节点装置中包括一个参数优化单元(303)和一个量化优化单元(302)，其中，所述随机变量的估计由所述索引值“0”标识的所述参数优化单元(303)对于各个参数应用单元(304)获得如下：

${\tilde{h}}^{\left(0\right)}=\underset{j}{\Σ}\left(W_{j,0}{\mathrm{CB}}_{j,0}\right({\hat{h}}^{\left(j\right)}\left)\right)$

其中，CB_j,0表示根据相应码本C_j,0执行的所述量化运算，所述量化运算CB_j,0这里对由索引j标识的所述测量数据提供单元(301)分别获得的并且以量化形式向由索引j标识的参数优化单元(303)发送的所述测量数据执行，其中，W_j,0是半正定加权矩阵，使得：

$\underset{j}{\Σ}{W}_{j,0}=I$

其中，I是单位矩阵，

其中，关于所述环境的所述通信系统的所述性能由品质因数表示，所述品质因数表示所述随机变量的估计与所述随机变量的有效值之间的均方误差并且(303)鉴于由所述参数优化单元(303)收集的测量数据需要由所述参数优化单元来最小化，

并且其中，所述量化优化单元(302)确定使以下算式统计性地最小化的所述码本C_j,0和所述加权矩阵W_j,0：

其中，h表示所述随机变量，并且表示所述随机变量h的所述统计上和所述测量数据上的所述数学期望。

9.根据权利要求8所述的方法，所述方法的特征在于，所述量化优化单元(302)确定使以下算式统计性地最小化的所述码本C_j,0和所述加权矩阵W_j,0：

其中，表示由所述测量数据提供单元(301)以量化形式发送的所述测量数据的误差协方差矩阵，并且表达为如下：

$Q_{z_{j,0}}=2Q_j+C_h-\underset{k=1}{\overset{2^{R_{j,0}}}{\Σ}}{\mathrm{\α}}_{j,0,k}{x}_k^{(j,0)}{x}_k^{(j,0)H}$

其中，R_j,i表示用于从由所述索引j的值标识的所述测量数据提供单元(301)向所述参数优化单元(303)发送所述测量数据的数据速率，C_h表示表示所述随机变量h的概率分布的协方差矩阵，并且Q_j表示与由所述索引j的所述值标识的所述测量数据提供单元(301)获得的所述测量数据有关的所述统计的估计误差协方差矩阵，并且其中，表示来自所述码本C_j,0的码字x^(j,0)中的第k个码字，并且其中，α_j，0，k是表示所述测量数据属于与由所述码字定义的形心关联的沃罗诺伊区域的概率的参数，

并且其中，所述量化优化单元(302)通过依赖于半定编程根据以下方程组确定基于对应协方差矩阵定义的中间矩阵B_j,0，来确定所述码本C_j,0和所述加权矩阵W_j,0：

其中，是与所述码本C_j,0有关的量化误差协方差矩阵，N’表示所述码本C_j,0的所述基数，β’表示标量，并且n表示所述随机变量h的所述基数。

10.根据权利要求3所述的方法，所述方法的特征在于，所述通信系统在与各个节点装置互连的服务器(100)中或在所述节点装置中的主节点装置中包括一个参数优化单元(303)和一个量化优化单元(302)，其中，所述随机变量的估计由所述索引值“0”标识的所述参数优化单元代表由索引i标识的各个参数应用单元获得，如下：

${\tilde{h}}^{\left(i\right)}=\underset{j}{\Σ}\left(W_{j,0}^{\left(i\right)}{z}_{j,0}\right)=\underset{j}{\Σ}\left(W_{j,0}^{\left(i\right)}{\mathrm{CB}}_{j,0}\right({\tilde{h}}^{\left(j\right)}\left)\right)$

其中，CB_j,0表示根据相应码本C_j,0执行的所述量化运算，所述量化运算CB_j,0这里对由索引j标识的所述测量数据提供单元(301)分别获得的并且以量化形式向所述参数优化单元(303)发送的所述测量数据执行，并且其中，是对于由所述索引i标识的所述参数应用单元(304)由所述量化优化单元(302)确定的半正定加权矩阵，使得：

$\underset{j}{\Σ}{W}_{j,0}^{\left(i\right)}=I$

其中，I是单位矩阵，

其中，关于所述环境的所述通信系统的所述性能对于由所述索引i标识的各个参数应用单元(304)从所述参数优化单元(303)的角度由品质因数表示，品质因数表示所述随机变量的所述估计与所述随机变量的有效值之间的均方误差并且鉴于由所述参数优化单元(303)收集的所述测量数据需要由所述参数优化单元(303)来最小化，

并且其中，所述量化优化单元(302)确定使以下算式统计性地最小化的所述码本C_j,0、所述加权矩阵和所述码本C_i,0：

其中，h表示所述随机变量并且表示所述随机变量h的所述统计上和所述测量数据上的所述数学期望。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，所述方法的特征在于，所述随机变量是充当移动终端的接入点的所述节点装置之间的虚拟多输入多输出信道的系数，所述虚拟多输入多输出信道由所述移动终端建立。

12.根据权利要求3所述的方法，所述方法的特征在于，所述通信系统在与各个节点装置互连的服务器(100)中或在所述节点装置中的主节点装置中包括一个参数优化单元(303)和一个量化优化单元(302)，所述随机变量是充当移动终端的接入点的所述节点装置之间的虚拟多输入多输出信道的系数，所述虚拟多输入多输出信道由所述移动终端建立，所述协作参数是由节点装置应用的用于经由相应传输信道H′_j向由索引j标识的移动终端发送符号S_j的预编码矩阵，每移动终端定义一个测量数据提供单元(301)，各个移动终端配备有定义如下的最小均方误差接收滤波器T_j：

T_j^H＝δ_j^HP^HH′_j^H(H′_jP P^HH′_j^H+I)^-1

其中，δ_j是隔离定址到由所述索引j的所述值标识的所述移动终端的数据使得δ_jS＝S_j的选择矩阵，其中，S是分别定址到由所述索引j标识的所述移动终端并且在由所述节点装置进行预编码之后同时发送的所述符号S_j的串接，

其中，关于所述环境的所述通信系统的所述性能由品质因数表示，品质因数表示所述虚拟多输入多输出信道的和速率并且需要由所述参数优化单元(303)鉴于由所述参数优化单元(303)收集的测量数据来最大化：

其中，P是预编码矩阵的串接，

其中，所述量化优化单元(302)确定码本C_j,0和码本C_0,i，使得以下算式关于所述预编码矩阵的所述串接P最大化：

其中，P使得各个预编码矩阵分别属于所述码本C_0,i，并且其中，表示针对由H′_j表示的相应传输信道获得的测量数据的统计上的数学期望，并且其中，CM_j,0表示根据所述码本C_j,0的所述量化运算。

13.一种计算机程序，所述计算机程序的特征在于，该计算机程序包括程序代码指令，当所述程序代码指令由可编程装置运行时，该程序代码指令可以加载在所述可编程装置中，用于实施根据权利要求1所述的方法。

14.一种信息存储装置，所述信息存储装置的特征在于，所述信息存储装置存储计算机程序，该计算机程序包括程序代码指令，当所述程序代码指令由可编程装置运行时，该程序代码指令可以加载在所述可编程装置中，用于实施根据权利要求1所述的方法。

15.一种通信系统，该通信系统包括经由链路直接或间接互连的多个节点装置(110、111、112)，所述节点装置适于根据所述协作参数分别配置，所述协作参数对所述通信系统的环境具有影响，所述环境由可测量的随机变量表示，与关于所述环境的所述通信系统的性能有关的品质因数需要被优化以确定所述协作参数，所述通信系统的特征在于所述通信系统为了执行协作阶段(S410)实现：

-用于收集(S411)测量数据的单元，所述测量数据表示在所述通信系统内的不同位置处执行的对所述随机变量的测量；

-用于基于所获得的测量确定(S413)所述协作参数、使得所述协作参数导致与关于所述环境的所述通信系统的性能有关的经优化的品质因数的单元；以及

-在所述通信系统内提供(S414)所述协作参数或表示协作参数的信息的单元；

并且所述通信系统的节点装置之间的至少一个链路暗含用于收集所述测量数据的量化运算和/或用于提供所述协作参数或表示协作参数的所述信息的量化运算，各个量化运算依赖于实施与应用所述量化运算的所述链路关联的码本，所述通信系统针对预先执行预处理阶段(S400)实现：

-用于获得(S401)与所述随机变量的概率分布有关的统计数据的单元；以及

-用于基于所述品质因数和所述随机变量的所述概率分布确定每个码本，使得将所述品质因数根据所获得的统计统计性地优化的单元。