专利名称：协作多点联合传输中协方差矩阵的动态更新方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信系统的优化设计方法，具体涉及一种协作多点联合传输中自适应码本的信道协方差矩阵的动态更新方法。
背景技术：
典型的自适应码本技术，是以隐式反馈的PMI信息为基础，充分利用天线间的相关性，如使用信道协方差矩阵作为辅助信息，实现原有固定码本如LTE Release 8或802. 16m码本对信道环境的自适应旋转，并对其进行长时反馈，以较小的额外反馈开销获得系统性能和反馈开销的一个较好折中。典型的自适应码本技术的反馈间隔一般较大，如20ms或者根据信道变化的情况进行自主选取，其最大的特点也在于采用较大的反馈间隔反馈信道协方差矩阵来减小额外的反馈开销。但是，无论信道变化快慢如何，为了保证该方法的优势，反馈间隔的时间依旧较大，适用于信道相关且缓慢变化的场景。若信道快速变化，较大的反馈间隔会造成系统性能的迅速下降，但是反馈间隔过小，该方法的优势将不再存在，故并不适用于信道快速变化的场景。
发明内容
本发明的目的是以典型的自适应码本方法为基础进行重新优化设计，提出一种信道协方差矩阵动态更新的方法，实现协方差矩阵在每个或几个PMI反馈周期的更新，之后采用典型自适应码本类似的码本处理方式，使得该方法能够保持原有的优势，同时适用于各种信道场景，扩展其应用范围。具体如下协作多点联合传输中信道协方差矩阵的动态更新方法，包括如下步骤I)计算信道矩阵最大奇异值所对应的奇异向量即预编码矢量；2)基于矢量量化计算量化后码本向量，在码书中搜索和预编码矢量最相近的码字进行矢量量化，得到最佳码本\p及其索引号p ;3)判断传输中基站和用户间是否进行首次反馈，如果是，则转到步骤4)，如果不是，则转到步骤5)；4)接收计算当前的协方差矩阵，标量量化后直接向发射机反馈；5)根据i时刻的标准自适应码本，更新协方差矩阵的动态；6)结合步骤2)中量化后的预编码矢量得到标准自适应码本。本发明的有益效果是本发明提出的码本自适应改进算法，以较小的额外反馈换取较好的系统性能，且可以将应用扩展至高速场景。
图I是本发明的方法流程图。图2是两小区单用户下行数据共享链路中不同方法下，SCME Urban以lm/s速度移动性能曲线对比图。采用Local Precoding方法,发射机装备4发射天线,接收机2接收天线，码本的矢量量化基于LTE Rel. 84天线空间复用码本，完全CSI反馈，长时协防差矩阵反馈的码本自适应方法、即时协方差矩阵反馈的码本自适应方法和本发明提出的方法在SCMEUrban LOS场景，以lm/s速度移动的性能对比曲线。图3是两小区单用户下行数据共享链路中不同方法下，SCME Urban以20m/s速度移动性能曲线对比图。采用Local Precoding方法,发射机装备4发射天线,接收机2接收天线，码本的矢量量化基于LTE Rel. 84天线空间复用码本，完全CSI反馈，长时协防差矩阵反馈的码本自适应方法、即时协方差矩阵反馈的码本自适应方法和本发明提出的方法在SCME Urban LOS场景，以20m/s速度移动的性能对比曲线。图4是是两小区单用户下行数据共享链路中不同方法下，SCME Urban NLOS场景以lm/s速度移动性能曲线对比图。采用Local Precoding方法,发射机装备4发射天线，接收机2接收天线，码本的矢量量化基于LTE Rel. 84天线空间复用码本，完全CSI反馈，长时协防差矩阵反馈的码本自适应方法、即时协方差矩阵反馈的码本自适应方法和本发明提出的方法在SCME Urban NLOS场景，以20m/s速度移动的性能对比曲线。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做详细描述。以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述。动态更新的自适应码本方法具体实现过程包括下述步骤以协作多点联合传输I3DSCH为例，考虑一个由B个基站和K个用户构成的蜂窝无线通信系统，令B= {1，2，. . .，B}表示所有协作集内所有基站的集合，K= {1，2,. . . , K}表示所有用户的集合。基站和用户均装备多天线，设基站b装备的天线数为Ntb，用户k装备的天线数位Nrit，若非特别说明，一般假设不同基站和不同用户装备的天线数相同。假设信道为窄带平坦衰落，用户的数据在基站端经过预编码后发送，则用户k的接收信号可表示为
权利要求
1.协作多点联合传输中信道协方差矩阵的动态更新方法，其特征在于，包括如下步骤 1)计算信道矩阵最大奇异值所对应的奇异向量即预编码矢量； 2)基于矢量量化计算量化后码本向量，在码书中搜索和预编码矢量最相近的码字进行矢量量化，得到最佳码本Vb,p及其索引号p ; 3)判断传输中基站和用户间是否进行首次反馈，如果是，则转到步骤4)，如果不是，则转到步骤5)； 4)接收计算当前的协方差矩阵，标量量化后直接向发射机反馈； 5)根据i时刻的标准自适应码本，更新协方差矩阵的动态； 6)结合步骤2)中量化后的预编码矢量得到自适应码本。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述步骤5)具体为 接收机根据i+1时刻的协方差矩阵原始值Rkb, i+1和i时刻的协方差矩阵估计值(特别地，当i = O时，=R_)，计算两次间隔之间的协方差矩阵差值ARkb,i+1。然后，对A Rkb, i+1进行特征值分解，得到最大的特征值及其对应的特征向量，即
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述步骤6)具体为第一次用户向反馈的 是标量量化后的协方差矩阵，第一次自适应码本的计算直接使用该矩阵来计算，基站的预编码矢和自适应码本Vi相等，SP
全文摘要
本发明以典型的自适应码本方法为基础进行重新优化设计，提出一种信道协方差矩阵动态更新的方法，利用协方差矩阵和码本之间的一个等效关系，在接收端基于均方误差最小准则，利用相应的码本和一个参数来模拟当前时刻协方差矩阵和上一时刻协方差矩阵的差值，同时向发射端反馈该码本的索引和相应的参数。在发射端，按照索引号查找对应的码本，并利用反馈的参数和上一时刻的协方差矩阵(或估计值)来重构当前时刻的协方差矩阵，实现协方差矩阵的动态更新的过程。
文档编号H04L1/00GK102684837SQ201210152008
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者吕刚明, 张国梅, 张志杰, 李国兵, 罗新民 申请人:西安交通大学