信号传输方法和装置的制造方法_2

文档序号:9379791阅读:来源:国知局
所述用户设备加权容量和对所述接收权向量的共轭转置 的梯度值。
[0062] 本发明的实施例提供一种信号传输方法,首先用户设备接收基站发送的信号,而 后利用接收权向量对接收到的信号进行矢量相乘,能够使得系统中的用户设备加权容量和 达到最大化,提高系统的鲁棒性。
[0063] 为了使本技术领域普通技术人员能够更清楚的了解本发明的实施例的详细内容, 下面提供更为详细的实施例。
[0064] 本发明提供一种信号传输方法,如图3所示,该方法包括:
[0065] S301、基站获取初始化发射权向量,并对该初始化发射权向量进行迭代处理。
[0066] 示例性的,当在有K个基站,L个所述用户设备,每个所述基站有N根发射天线, 每个所述用户设备有M根接收天线,且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下,信号 传输模型可表示为:
[0067]
[0068]上式中,卜为第L个UE的接收信号,Hlik e Cmxn为第K个基站到第L个用户 设备的信道系数,plu e R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数,为第 K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量,S1 e R为第L个用户设备的 归一化发射信息,丐e Cii、,为第L个用户设备的接收背景噪声。
[0069] 用户设备利用接收权向量对接收信号进行均衡处理后的信号可表示为:
[0070]
[0071] 其中,七e Q,,为第L个用户设备的接收权向量。
[0072] 用户设备对接收到的来自不同基站的信号进行非相干合并,则第i个用户设备的 信干噪比可表示为:
[0074] 用户设备对接收到的来自不同基站的信号进行非相干合并时,所有用户设备的加 权容量和可以表不为:
[0078] 其中用户设备加权容量和最大化的约束条件为:
其中,为基站K的最大总发 射功率,假设hlik是Hlik的最大奇异值即谱范数,则有!%= ;
[0080] 现做如下定义:
[0086] 用户设备对接收到的来自不同基站的信号进行非相干合并时,上述所有用户设备 加权容量和可以进一步表示为:
[0088] 用户设备对接收到的来自不同基站的信号进行非相干合并时,上述所有用户设备 的加权容量和对发射权向量的共轭梯度可表不为:
[0090] 基站初始化发射权向量,这里记为^?^,表示基站c向用户设备d发送信号时所 用的发射权向量,并利用上述共轭梯度按照下式对该发射权向量进行迭代优化: ,其中μ代表迭代步长,i>〇且为正整数;
[0092] 在上式每一次迭代结束后计算与?^的差值,当该差值小于某个预置的门限? 时,则迭代结束,迭代结束时所得到的值即为最终确定的基站c向用户设备d发送信号 时,用以编码所用的发射权向量,只要预设门限值?设置得足够小,则当上述迭代过程结束 后,可以由上式获取一个发射权向量该发射权向量可使得用户设备的加权容量和达到 最大化。或
[0093] 可通过拉格朗日优化方法直接求得,按照下式获取所述用户设备的非相干加权容 量和:
[0096] 病)表示所述非相干加权容量和,Hlik e Cmxn为第K个基站到第L个用户 设备的信道系数,Pki i e R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数,?.χ?为第 K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量,#/€ 为第L个用户设备 的接收权向量,S1 e R为第L个用户设备的归一化发射信息,H,_ €_ 为第L个用户设备的 接收背景噪声;
[0097] 对所述非相干加权容量和按照下式进行拉格朗日变换:
[0099] 其中
表示所述非相干加权容量和的拉格朗日变换,拉格朗日乘 子 Aki 彡 〇,拉格朗日乘子 T1 >〇,k e [0,1,…,K-l],i e [0,1,···,1-1];
[0100]
中对拉格朗日乘子λ kil和发射权向量求偏导数,得到方程
[0105] 获取(ξ des_ ξ int)的最大特征值所对应的特征向量,由上述方程组可知得到的该 特征向量即为所要求的发射权向量。
[0106] S302、用户设备初始化收权向量并对收权向量进行迭代处理。
[0107] 示例性的,在上述场景下,用户设备对接收到的来自不同基站的信号进行非相干 合并时,上述所有用户设备的加权容量和对接收权向量的共轭梯度可表示为:
[0109] 用户设备初始化接收权向量,这里记为#丨丨,,表示用户设备d的初始化接收权向 量,并利用上述共轭梯度按照下式对该接收权向量进行迭代优化:
,其中μ代表迭代步长,i>〇且为正整数;
[0111] 在上式每一次迭代结束后计算的差值,当该差值小于某个预置的门限0 时,则迭代结束,迭代结束时所得到翁丨的值即为最终确定的用户设备d接收信号时,用以 进行干扰协调的接收权向量,只要预设门限值?设置得足够小,则当上述迭代过程结束后, 可以由上式获取一个接收权向量?该接收权向量可使得用户设备的加权容量和达到最 大化。或
[0112] 还可以通过拉格朗日优化方法直接求得接收权向量,按照下式获取所述用户设备 的非相干加权容量和:
[0115] RivUWW)表示所述非相干加权容量和,Hlik e Cmxn为第K个基站到第L个用户 设备的信道系数,Piu e R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数,为第 K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量,A. e C、..M为第L个用户设备 的接收权向量,S1 e R为第L个用户设备的归一化发射信息,A e 为第L个用户设备的 接收背景噪声; rmifil 时跖找非相不tniV矣醫fn按昭下^奸始故自日F[亦拖.
[0118] 其中^乂^^表示所述非相干加权容量和的拉格朗日变换,拉格朗日乘子 Akil 彡 〇,拉格朗日乘子 [0,1,…,K_l],i e [0,l,...,L_l];
[0119] 在J(P為J1J中对拉格朗日乘子Xk l和接收权向量#/求偏导数,得到方程组:
[0124] 获取(ξ des_ ξ int)的最大特征值所对应的特征向量,由上述方程组可知得到的该 特征向量即为所要求的接收权向量。
[0125] S303、基站利用经过优化的发射权向量对发射信息进行编码,形成发射信号,并发 送该发射信号。
[0126] 具体的,可通过以下方法实现:
[0127] 如步骤S301中的信号传输模型,基站利用上述获取的发射权向量来对归一化 的发射信息s进行编码,形成发射信号HVs,即当基站c向用户d发射信号时,形成的发射信 号为经过信道传输后的信号为。
[0128] S304、用户设备接收基站发射的信号,并用经过优化的接收权向量对接收到的信 号进行矢量相乘。
[0129] 具体的,可通过以下方法实现:
[0130] 根据步骤S301中所述的信号传输模型,用户设备接收到的信号r = HVs+n,当用 户设备d接收到基站c发送的信号时,该接收到的信号表示为:+% f而后用户设 备d利用经过优化的接收权向量的共轭转置矩阵? i;对接收到的信号进行矢量相乘,得 到的信号的信道容量如步骤301中的Ruc(热.%#:)所示,由于此丨丨中的和 是在信道容量最大化的过程中求得的,因此经过La.编码后的信号再经过力/解码即 可实现信道容量的最大化。
[0131] 本发明的实施例提供一种信号传输方法,首先基站通过预编码矩阵对发射信息进 行编码形成发射信号,并发送经过编码后的发射信号,而后用户设备接收基站发送的信号, 利用接收权向量对接收到的信号进行矢量相乘,能够使得系统中的用户设备加权容量和达 到最大化,提高系统的鲁棒性。
[0132] 本发明的实施例提供一种信号传输装置01,如图4所示,该装置01包括:
[0133] 编码单元011,用于用发射权向量对发射信息进行编码,生成发射信号;
[0134] 所述发射权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的,所述用户设备加 权容量和最大化条件包括所述发射权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值,或对所述 用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值;
[0135] 其中,所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述发射权向量的共轭转置 的梯度值;
[0136] 发送单元012,用于从所述编码单元011获取所述发射信号,发送所述发射信号。
[0137] 进一步的,如图5所示,该装置01还包括:
[0138] 初始化单元013,用于获取初始化发射权向量;
[0139] 优化单元014,用于从所述初始化单元获取所述初始化发射权向量,根据用户设备 加权容量和对所述初始化发射权向量的梯度值对所述初始化发射权向量进行迭代处理或 对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值。
[0140] 再进一步的,该优化单元014具体用于:
[0141] 当在有K个基站,L个所述用户设备,每个所述基站有N根发射天线,每个所述用 户设备有M根接收天线,且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下,按照下式获取所 述用户设备的非相干加权容量和:
[0143] 其中,R'_' (/A 表不用户设备的非相干加权容量和,Hlik e Cmxn为第K个基站 到第L个用户设备的信道系数,Piu e R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数, Qx1为第1(个基站到第1^个用户设备经过归一化处理后的发射权向量,%6 6^为第 L个用户设备的接收权向量,S1 e R为第L个用户设备的归一化发射信息,,为第L 个用户设备的接收背景噪声;
[0144] 按照下式获取所述非相干加权容量和对所述发射权向量的共轭梯度:
[0149] 通过所述共轭梯度按照下式对所述初始化发射权向量进行迭代处理:
[0151] 其中,^为基站c向用户
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