改善dl mu-mimo通信系统的传输能力的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及改善通信系统的传输能力的方法。特别地而非排他地，本发明涉及增 强基于MU-MIM0的通信系统的传输能力的方法。
【背景技术】
[0002] 由于MIM0技术能够在无需额外的带宽和增加的发射功率的情况下带来数据吞吐 量和链路范围的显著增加，MIM0技术已经在无线通信中引起关注。通过使得多个天线之间 传播相同的总发射功率W获得改善频谱效率（每砂每赫兹更多比特的带宽）的阵列增益或 者获得改善链路可靠性（衰落减小）的分集增益，来实现该种吞吐量的增加。由于该些属 性，MIM0 是诸如 IE邸 802. lln(Wi門）、服PA+、4G、3GPP LTE (Long Term Evolution,长期演 进）、LTE-A(高级LT巧和WiMAX等的现代无线通信标准的重要部分。
[0003] 多用户MIM0或MU-MIM0是获得认可的MIM0技术的增强形式。MU-MIM0使得多个 独立的无线终端能够访问系统，从而增强各个体终端的通信能力。MU-MIM0通过使用MIM0 所提供的空间自由度来调度多个用户能够同时访问相同信道，开拓了最大系统容量。
【发明内容】
[0004] 发明要解决的巧颖
[000引图1中示出了一般的MU-MIM0系统100。如图所示，发射机101 W相同的时间-频 率从多个发射天线向不同的接收机102和103传输数据。为了使接收机102和103之间的 干扰最小化，发射机经由预编码来创建发射束。在接收位置，接收机102和103使用后编码 (解码）来取得其数据。预编码非常依赖于信道状态。在数学上，可如下描述MU-MIM0系 统。
[000引
【主权项】
1. 一种用于在具有预定义码本的通信节点的覆盖区域内选择用户设备即UE来进行调 度/预编码的方法，所述方法包括以下步骤： 在所述通信节点处，接收来自所述通信节点的覆盖区域内的各个UE的反馈信息，其中 所述反馈信息包括至少一个预编码矩阵指示即PMI ; 在所述通信节点处，基于从各UE所报告的预编码矩阵指示生成预编码矩阵； 在所述通信节点处，利用所述预编码矩阵确定针对所述覆盖内的各UE的相关值； 识别具有最小相关值的UE对；以及 在所述最小相关值小于或等于阈值的情况下，选择所识别出的UE来进行调度/预编 码。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中， 所述预定义码本是二阶码本，并且 所述反馈信息包括第一预编码矩阵指示PMIJP第二预编码矩阵指示PMI 2。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，通过如下计算式来生成针对从各UE所报告的 PMIJP PMI2的预编码矩阵W⑴： 1(1)=1(1)'^^)2，其中1 = 1、...、少。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，通过如下计算式来给出所述相关值： Ccorr(i，j) = tr{[WH⑴W(j)]H[WH⑴W(j)]}， 其中 i = l、.'Φ-Ι，并且 j = i+l、*··、Φ。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，通过如下计算式来给出所述最小相关值： C撕r(?，_?) = min{qw(i，j.)}，其中（i，J) = argmin{frari.(/，/)}。
6. -种在具有预定义码本服务的通信节点中预编码数据传输的方法，其中用户设备位 于所述通信节点的覆盖区域内，所述方法包括以下步骤： 从所述覆盖区域内选择用户设备即UE作为候选来进行预编码，其中基于利用预编码 矩阵针对所述覆盖区域内的各UE所计算出的相关值来选择UE，所述预编码矩阵是根据各 UE报告至所述通信节点的预编码矩阵指示而生成的； 基于所报告的预编码矩阵指示和从代表性信道矩阵的固定码本所获得的信道矩阵，来 确定针对所选择的UE的相关值； 选择具有最高相关值的信道矩阵对；以及 利用所选择的信道矩阵对来生成预编码。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中， 所述预定义码本是二阶码本，并且 所述反馈信息包括第一预编码矩阵指示PMIJP第二预编码矩阵指示PMI 2。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，通过如下计算式来生成针对从各UE所报告的 PMIJP PMI2的预编码矩阵W⑴： 1(1)=1(1)'^^)2，其中1 = 1、...、少。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中，通过如下计算式来给出所述相关值： Ccorr(i，j) = tr{[WH⑴W(j)]H[WH⑴W(j)]}， 其中 i = l、.'Φ-Ι，并且 j = i+l、*··、Φ。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中，通过如下计算式来给出最小相关值： C·。·，J) = min{C"』·，·/)}，其中（太 J) = argminj^Ji, j·)}。
11. 根据权利要求6至10中任一项所述的方法，其中，所述代表性信道矩阵的固定码本 是根据长期PMI码本和短期秩PMI码本所生成的。
12. 根据权利要求11所述的方法，其中，通过如下计算式来计算针对所选择的UE的相 关值： C(i，n) =tr{[h(n)HW⑴]H[h(n)HW⑴]},其中 n=l、...、Nvec。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中，所述选择具有最高相关值的信道矩阵对的步 骤包括： 对所述相关值进行排序，即（私〃1)>(私《2)>..>印>\.)，以识 别与hh)，》^/」），··!^、）相对应的Nkx个最大值，从而形成信道矩阵 H〇) = [h("丨),h("2), _ · Ji("'.sv)|'。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述生成预编码的步骤包括以下步骤： a) 针对所有UE，通过设置G(i)(m = Q)= J(i)来初始化UE的后编码，其中J(i)是 RI ⑴ XNkx，并且 i = 1、…、Nue; b) 针对所有UE，使用G⑴(m)计算预编码V⑴（m+1); c) 针对所有UE，使用V⑴(m+1)计算后编码G⑴（m+1); d) 计算五= ^|G(/)(W+1)-G(/)(m￡，并且将E与收敛阈值ε进行比较； e) 在E彡ε的情况下，设置m = m+1，并且重复步骤b)~d)、直到 < ^为止；以及 I=L
f) 输出所述预编码V(i)(m+1)。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中，
来计算V(i)(m+1)，其中u是拉 格朗日乘子；以及
来计算G(i)(m+1)，其中Ntl为 噪声方差。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中，所述拉格朗日乘子u的计算包括以下步骤： a) 计算分解
fl) 的奇异值λ?; b) 基于所计算出的奇异值Ai来设置所述拉格朗日乘子υ的最小值υ _和最大值 Umax； C)将所述拉格朗日乘子设置为U = (Umax+Umin)/2; d)计算7
c) 计算|#-，其中P为总传输功率； d) 将与所述收敛阈值ε进行比较； e) 在^大于ε并且P小于P的情况下，设置Umax= υ ; f) 在|>-Ρ|大于ε并且户大于P的情况下，设置Umin= υ ; g) 重复步骤c)~f)、直到|#-^<ε为止，并且输出所述拉格朗日乘子υ。
17. 根据权利要求15或16所述的方法，其中，所述噪声方差N ^ (i)的计算包括以下步 骤： 针对所有UE，基于信道质量指示即CQI表中所包含的信号与干扰加噪声比阈值即SINR 阈值来计算信号与干扰加噪声比SINR(i，1); 针对所有UE，根彳
-算所述噪声方差NtlQ)，其中i = 1^··、 Nue。
18. 根据权利要求14所述的方法，其中， 根据6(1)=￥1!(1)!11!(1)[!1(1)￥(1)￥1!(1)!1 1!(1)+凡(1)1]-1来计算6(1)(111+1)。
19. 根据权利要求15或18所述的方法，其中，所述噪声方差固定为0,即Ntl⑴=0,其 中 i = 1、…、Nue。
【专利摘要】一种用于选择具有预定义码本的通信节点的覆盖区域内的进行调度/预编码所用的用户设备即UE的方法。所述方法包括以下步骤：在所述通信节点处，接收来自所述通信节点的覆盖区域内的各个UE的反馈信息，其中所述反馈信息包括至少一个预编码矩阵指示即PMI；基于从各UE所报告的预编码矩阵指示，在所述通信节点处生成预编码矩阵；利用所述预编码矩阵，在所述通信节点处确定针对所述覆盖内的各UE的相关值；识别具有最小相关值的UE对；以及在所述最小相关值小于或等于阈值的情况下，选择所识别出的UE来进行调度/预编码。
【IPC分类】H04W16-28, H04W72-12, H04W4-12
【公开号】CN104662942
【申请号】CN201380048699
【发明人】丸田靖, 阳·范, 阿龙·高隆
【申请人】日本电气株式会社
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年9月13日
【公告号】EP2898721A1, US20150236767, WO2014046273A1