专利名称：一种生成预编码矩阵的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统中的协作多点(CoMP，Coordinated Multi-Point)传输技术，尤其涉及一种生成预编码矩阵的方法及装置。
背景技术：
高级国际移动通信(IMT-Advanced)是第四代通信系统0G)的标准， IMT-Advanced对系统的性能提出了更高的要求，尤其是系统频谱利用率有更高的要求。 IMT-Advanced通过使用CoMP技术就能够突破单点传输对频谱效率的限制，通过小区间基站的协作，抑制小区间用户设备(UE，User Equipment)的干扰，从而提高UE的信号与干扰加噪声比(SINR, Signal Interference Noise Rate)，进而提升系统频谱利用率。其中，抑制小区间UE的干扰是通过使用预编码技术实现的。预编码技术为基站通过使用预编码矩阵对信号进行预处理以提高系统性能的技术。生成预编码矩阵的方法为任意小区为CoMP传输状态时，UE根据信道状态信息参考信号 O^SI-RS,Channel State Indication-Reference Signal)测量信道的状态之后，将信号量化后得到的索引值上报给基站，基站根据接收到的索引值转换成信号矢量矩阵，再将信号矢量矩阵进行归一化所得矩阵即为预编码矩阵；另外，当本小区的UE对邻区产生的干扰过大时，基站在计算预编码矩阵的时候，利用本小区UE对邻区的干扰对信号矢量矩阵进行调整，再将调整后的信号矢量矩阵进行归一化得到最终预编码矩阵。可见，通过使用预编码技术就可以使处于CoMP传输状态小区的UE对邻区的干扰得到抑制的同时让本小区目标UE 的接收能量尽量大。但是，上述生成预编码矩阵的方法，没有考虑本小区目标UE的干扰噪声和，这样就有可能在抑制对邻区干扰的同时，使本小区目标UE由于受到较大的干扰噪声和的影响， 进而影响到本小区目标UE的解调能力。可见，目前已有的生成预编码矩阵的方法仅考虑了抑制对邻区干扰，不能在小区处于CoMP传输状态时，满足抑制对邻区干扰、减小目标UE所受的干扰噪声和及保证本小区的目标UE的接收信号的质量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生成预编码矩阵的方法及装置，使处于 CoMP传输状态的小区，抑制对邻区干扰、减小目标UE的干扰噪声和及保证本小区的目标UE 的接收信号的质量。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供了一种生成预编码矩阵的方法，该方法包括利用信号量化索引值和干扰量化索引值判断是否需要调整预编码矩阵，如果需要，则利用干扰噪声和的量化值计算预编码矩阵。上述方案中，所述利用干扰噪声和的量化值计算预编码矩阵之前，该方法还包括
4利用目标用户设备UE上报的干扰噪声和的量化值调整信号矢量矩阵。上述方案中，所述调整信号矢量矩阵为利用干扰噪声和的量化值以及零干扰矩阵计算出调整后的零干扰矩阵，再利用调整后的零干扰矩阵调整信号矢量矩阵。上述方案中，所述利用信号量化索引值和干扰量化索引判断是否需要调整预编码矩阵之前，该方法还包括基站在开启协作多点CoMP小区的时候通知CoMP小区中的UE开始测量信号质量； CoMP小区中的UE测量得出信号量化索引值、干扰量化索引值和干扰噪声和的量化值后，UE 将测量出的结果编写成测量信息上报给基站。上述方案中，所述UE将测量出的结果编写成测量信息上报给基站包括UE首先量化干扰噪声和并存储，并将获得的干扰噪声和的量化值与上次存储的干扰噪声和的量化值进行比较，如果二者量化差超过上报门限，则将信号量化索引值、干扰量化索引值和干扰噪声和的量化值编写成测量信息上报给基站。本发明还提供了一种生成预编码矩阵的装置，其特征在于，该装置包括基站控制模块、基站计算模块和基站比较模块；其中，基站比较模块，用于利用信号量化索引值和干扰量化索引值判断是否需要调整预编码矩阵，将判断结果发送给基站控制模块；基站控制模块，用于接收基站比较模块发来的判断结果，如果判断结果为需要调整，则向基站计算模块发送利用干扰噪声和计算预编码矩阵的指令；基站计算模块，用于接收基站控制模块发来的指令，计算预编码矩阵。上述方案中，所述基站计算模块，具体用于利用干扰噪声和的量化值以及零干扰矩阵计算出调整后的零干扰矩阵，再利用调整后的零干扰矩阵调整信号矢量矩阵。上述方案中，所述装置进一步包括UE测量模块和UE收发模块；其中，UE测量模块，用于测量信号质量，然后将测量得出信号量化索引值、干扰量化索引值和干扰噪声和的量化值编写成测量信息发送给UE收发模块；UE收发模块，用于接收UE测量模块发来的测量信息。上述方案中，所述基站控制模块，还用于在开启CoMP小区的时候向CoMP小区中的 UE收发模块发送开始测量信号质量的通知；相应的，所述UE收发模块，还用于接收基站控制模块发来的开始测量信号质量的通知，然后通知UE测量模块开始测量信号质量；所述UE测量模块，还用于接收UE收发模块发来的开始测量信号质量的通知。上述方案中，所述UE测量模块，具体用于先量化干扰噪声和并存储，并将获得的干扰噪声和的量化值与上次存储的干扰噪声和的量化值进行比较，如果二者差值超过上报门限，则将信号量化索引值、干扰量化索引值和干扰噪声和的量化值编写成测量信息。上述方案中，所述基站控制模块、基站计算模块和基站比较模块位于基站；所述 UE测量模块和UE收发模块位于UE。本发明所提供的生成预编码矩阵的方法及装置，具有以下的优点和特点在小区进入CoMP传输状态时，基站根据目标UE的干扰噪声和的状态对预编码矩阵进行计算，使最终生成的预编码矩阵能够抑制对邻区干扰、减小目标UE的干扰噪声和及保证本小区的目标UE的接收信号的质量。
图1为本发明生成预编码矩阵的方法流程示意图；图2为本发明生成预编码矩阵的装置结构示意图。
具体实施例方式本发明的基本思想是基站利用信号量化索引值和干扰量化索引值判断是否需要调整预编码矩阵，如果需要，则基站利用干扰噪声和的量化值计算预编码矩阵。下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。本发明提出的生成预编码矩阵的方法如图1所示，包括以下步骤步骤101 基站实时接收目标UE上报的测量信息以及来自各邻区的干扰量化索引值；这里，所述目标UE指处于CoMP小区中的任意一个UE ；所述邻区的干扰量化索引值指目标UE所在小区的相邻小区中跟目标UE同载频的所有UE测量得出的干扰量化索引值；所述测量信息，包括信号量化索引值、干扰量化索引和干扰噪声和量化值；其中，所述信号量化索引，为UE根据CSI-RS测量信道的状态之后量化得到索引， 具体实现方式为已有技术，这里不做赘述；所述干扰量化索引，为目标UE测量出的各邻区对目标UE产生的干扰进行的量化得到索引值，目标UE有多个邻区，则存在多个干扰量化索引值，利用邻区的编号区分各个干扰量化索引值，目标UE上报给基站的干扰量化索引包括目标UE所在小区的标识号、邻区的标识号及干扰量化索引值等；所述干扰噪声和，为 目标UE根据小区参考信号(CRS，Cell Reference Signal)测量出来的所有来自环境的干扰以及噪声的和，具体实现方式为已有技术，这里不做赘述，干扰噪声和的量化值为UE量化得到的结果；所述邻区，可以与目标UE所在小区处于同一基站，也可以是不同物理位置的基站；当邻区与目标UE所在小区由相同基站管理时，干扰量化索引值就会在基站内部进行传输，比如邻区的测量信息记录中的干扰量化索引值存储至目标UE所在小区的信息记录中， 当邻区与目标UE所在小区不是同一个基站时，需要通过基站间交互获取的信息中提取干扰量化索引值。步骤102 基站利用信号量化索引值和干扰量化索引值判断是否需要调整预编码矩阵，如果需要则执行步骤103，否则执行步骤104 ；步骤102具体为基站先提取来自各邻区的干扰量化索引值，利用干扰量化索引值确定干扰矢量矩阵，将所有得到的干扰矢量矩阵叠加得到干扰矩阵，然后调用正交计算程序计算出与干扰矩阵正交的零干扰矩阵，再提取目标UE发送的测量信息中的信号量化索引值确定信号矢量矩阵，计算信号矢量矩阵及零干扰矩阵之间的相似度，最后基站判断计算得出的相似度是否超过调整门限，如果超过则需要调整预编码矩阵，执行步骤103，否则执行步骤104 ；所述利用干扰量化索引值确定干扰矢量的方法为通过在基站内存入3GPP协议中相应的索引值转换表格实现，具体实现方法为已有技术，基站根据目标UE反馈的干扰量化索引值，通过查表得到干扰矢量Um，再利用公式1=/-2~</< 计算即可得到干扰
矢量矩阵；所述干扰矢量矩阵叠加得到干扰矩阵，为xXn矩阵，χ是反馈干扰信道索引所表征特征向量共轭转置的叠加层数，与实际中干扰量化索引值的数量以及传输层数相关，η为接收天线数量；所述提取信号量化索引值确定信号矢量矩阵的方法为通过在基站内存入3GPP 协议中相应的索引值转换表格实现信号量化索引值转换为信号矢量，具体实现方法为已有技术，基站根据目标UE反馈的信号量化索引值，根据转换表格即可确定信号矢量un，再经过
Wtemp = />,^ 计算即可得到信号矢量矩阵，其中，Wtemp为nXm的信号矢量矩阵，η为接收天线数量，m为传输层数，I为nXn 的单位矩阵，其主对角线元素为1，其余元素为0 ；所述正交计算程序，可以通过使用奇异值分解(SVD，Singular Value Decomposition)实现，具体为对干扰矩阵的共轭转置进行SVD后得到U、D和V三个矩阵， U矩阵和V矩阵中分别是干扰矩阵的共轭转置的奇异向量矩阵，D矩阵是干扰矩阵的共轭转置的奇异值矩阵，从D矩阵的对角线元素中提取低于提取门限的值，再从V矩阵中与D矩阵相应列确定向量组成新的矩阵即零干扰矩阵；所述零干扰矩阵的列数要小于发射天线数， 行数等于发射天线数；提取门限为根据实际情况、通过大量的仿真获得的结果来设置；所述信号矢量矩阵及零干扰矩阵之间的相似度可以通过计算两个矩阵的内积实现，计算公式为:abs = sum (Wtemp_i- < fftemp_i, zeroSpace」> *zeroSpace_i),其中，abs为相似度，zeroSpace为零干扰矩阵，为nXy的矩阵，η为发射天线数， y小于发射天线数；所述调整门限为根据实际情况、通过大量的仿真获得的结果来设置，如果计算得出的信号矢量矩阵及零干扰矩阵之间的相似度超过调整门限，则预编码矩阵需要进行调整，否则不需要调整。步骤103 基站利用目标UE上报的干扰噪声和的量化值调整信号矢量矩阵；这里，所述调整信号矢量矩阵指基站调用旋转计算程序，利用干扰噪声和的量化值以及零干扰矩阵计算出调整后的零干扰矩阵，基站再调用投影计算程序，利用调整后的零干扰矩阵对信号矢量矩阵做调整；其中，所述旋转计算程序可以有多种实现方法，比如可以通过下述公式计算得出 构造nXn的矩阵R，
权利要求
1.一种生成预编码矩阵的方法，其特征在于，该方法包括利用信号量化索引值和干扰量化索引值判断是否需要调整预编码矩阵，如果需要，则利用干扰噪声和的量化值计算预编码矩阵。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用干扰噪声和的量化值计算预编码矩阵之前，该方法还包括利用目标用户设备UE上报的干扰噪声和的量化值调整信号矢量矩阵。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调整信号矢量矩阵为利用干扰噪声和的量化值以及零干扰矩阵计算出调整后的零干扰矩阵，再利用调整后的零干扰矩阵调整信号矢量矩阵。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述利用信号量化索引值和干扰量化索引判断是否需要调整预编码矩阵之前，该方法还包括基站在开启协作多点CoMP小区的时候通知CoMP小区中的UE开始测量信号质量；CoMP 小区中的UE测量得出信号量化索引值、干扰量化索引值和干扰噪声和的量化值后，UE将测量出的结果编写成测量信息上报给基站。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述UE将测量出的结果编写成测量信息上报给基站包括UE首先量化干扰噪声和并存储，并将获得的干扰噪声和的量化值与上次存储的干扰噪声和的量化值进行比较，如果二者量化差超过上报门限，则将信号量化索引值、干扰量化索引值和干扰噪声和的量化值编写成测量信息上报给基站。
6.一种生成预编码矩阵的装置，其特征在于，该装置包括基站控制模块、基站计算模块和基站比较模块；其中，基站比较模块，用于利用信号量化索引值和干扰量化索引值判断是否需要调整预编码矩阵，将判断结果发送给基站控制模块；基站控制模块，用于接收基站比较模块发来的判断结果，如果判断结果为需要调整，则向基站计算模块发送利用干扰噪声和计算预编码矩阵的指令；基站计算模块，用于接收基站控制模块发来的指令，计算预编码矩阵。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述基站计算模块，具体用于利用干扰噪声和的量化值以及零干扰矩阵计算出调整后的零干扰矩阵，再利用调整后的零干扰矩阵调整信号矢量矩阵。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括UE测量模块和 UE收发模块；其中，UE测量模块，用于测量信号质量，然后将测量得出信号量化索引值、干扰量化索引值和干扰噪声和的量化值编写成测量信息发送给UE收发模块；UE收发模块，用于接收UE测量模块发来的测量信息。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述基站控制模块，还用于在开启CoMP小区的时候向CoMP小区中的UE收发模块发送开始测量信号质量的通知；相应的，所述UE收发模块，还用于接收基站控制模块发来的开始测量信号质量的通知，然后通知UE测量模块开始测量信号质量；所述UE测量模块，还用于接收UE收发模块发来的开始测量信号质量的通知。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述UE测量模块，具体用于先量化干扰噪声和并存储，并将获得的干扰噪声和的量化值与上次存储的干扰噪声和的量化值进行比较，如果二者差值超过上报门限，则将信号量化索引值、干扰量化索引值和干扰噪声和的量化值编写成测量信息。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述基站控制模块、基站计算模块和基站比较模块位于基站； 所述UE测量模块和UE收发模块位于UE。
全文摘要
本发明公开了一种生成预编码矩阵的方法，包括基站利用信号量化索引值和干扰量化索引值判断是否需要调整预编码矩阵，如果需要，则基站利用干扰噪声和的量化值计算预编码矩阵。本发明还同时公开了一种生成预编码矩阵的装置，采用本发明能使处于协作多点(CoMP，Coordinated Multi-Point)传输状态的小区，抑制对邻区干扰、减小目标用户设备(UE，Uesr Equipment)的干扰噪声和及保证本小区的目标UE的接收信号的质量。
文档编号H04L1/06GK102291210SQ20111022554
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者刘文豪 申请人:中兴通讯股份有限公司