一种基于部分干扰对齐的协调波束赋形方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信中协作多点传输领域，具体涉及一种基于部分干扰对齐的协 调波束赋形装置及装置。
【背景技术】
[0002] 协调波束赋形：一种协作多点传输模式，在该模式下相邻小区间不需要数据共享， 仅通过基站间的接口互相共享干扰信道信息，每个节点仅为覆盖区域内的终端提供服务， 通过干扰协调的方式降低小区间干扰的影响。协调波束赋形是协作多点传输技术的一个重 要分支，在Bac化aul(回程链路）开销和系统性能之间提供了一种折中方案，与联合处理相 比，协调波束赋形仅需在基站共享信道状态信息，即可通过收发波束优化、功率控制、用户 调度等方法协调和抑制小区间的干扰，容易在现有的网络架构下实现。研究表明，当系统中 的终端数足够多时，通过该种干扰协调方式可W显著的改善系统性能。
[0003] 现有协调波束赋形方案主要包括基于对偶理论协调波束赋形方案和基于博弈理 论的协调波束赋形方案。前者主要利用上下行对偶理论，将发送波束赋形问题转化为接收 波束赋形问题进行求解，W降低实现难度和计算复杂度；后者则从小区之间博弈的角度来 考虑，通过不同的游戏规则，取得系统性能增益。具体又分为非合作的利己方案和基于合作 的利他方案W及利己利他折中方案。
[0004] 除W上两大类协调波束赋形方案W外，另一种新颖的方案是基于干扰对齐 (Inte计erenceAlignment,IA)的协调波束赋形方案。干扰对齐的基本原理是通过在基站 端设计发送预编码矩阵，使信号在经过无线信道传输到达终端W后，所有的干扰信号能够 叠加到一个维度尽量小的接收信号子空间里，并且使期望信号在一个与之线性无关的子空 间里，然后在终端用干扰抑制矩阵来使干扰迫零，提高系统容量。
[0005] 干扰对齐技术是近年来的一个研究热点，它能够充分利用系统的自由度，在干扰 较大情况下终端协调彼此间的干扰。干扰对齐通过预编码技术使干扰在接收端重叠在一 起，从而彻底消除干扰对期望信号的影响。与忽略干扰、解码/消除干扰W及正交接入(避 免干扰）等现有处理干扰的方法不同，IA通过缩减干扰所占的信号维度，使期望信号维度， 即自由度（DegreeOf化eedom，D0F)最大化，然后在终端采用迫零（Zero化rcing，ZF)检 测等方法来消除干扰、提取期望信号。
[000引 目前，IA技术中获得预编码矩阵(矢量）的途径主要有两种；直接法和迭代法。 直接法可W得到预编码矩阵的闭式解，相对简单，但是需要知道理想的全局信道状态信息 (化annelStateIn化rmation,CSI);迭代法利用上、下行信道的互易性，通过收发两端交替 迭代，最优化目标函数来获得预编码矩阵，实现复杂度较高。最具代表性的是Gomada，Jafar 等人提出的分布式IA迭代算法W及最大信干噪比（Max-SINR)算法，其中分布式IA的目标 是最小化干扰泄露到期望子空间的能量，而Max-SINR则是最大化接收SINR。目前的许多研 究是针对该两类方法进行优化和改进的。例如，在直接法中，基于弦距离准则或最优特征子 信道对经典IA方案进行预编码矢量选择；在基于迭代的分布式IA方案中，目标函数由最小 化干扰泄漏到期望子空间的功率逐渐转化为最小化干扰泄漏到期望空间的功率w及期望 信号泄漏到干扰空间的功率的加权求和。
[0007] 传统的干扰对齐方法是将所有的干扰对齐到一个维度尽量小的子空间内，但是随 着终端数量的增加，干扰对齐的约束条件会急剧增加从而导致对齐难W实现。现有的部分 干扰对齐方法多数给出固定的对齐方式，鲜见有考虑从多种对齐方式中进行针对性选择的 方法。此外，当终端使用有限的比特数目向基站端反馈CSI信息时，由于信道或预编码的量 化，系统将不可避免地产生显著的性能损失。该一问题对于干扰对齐尤为突出，在有限反馈 情况下，干扰无法实现完全对齐。
[0008] 此外，针对干扰信号路数大于两路(经典干扰对齐只针对两路干扰的情况）的部分 干扰对齐方案也是目前IA技术研究的热点。选择哪些干扰进行对齐成为部分干扰对齐研 究的重要内容，目前的相关研究还比较少。
【发明内容】
[0009] 本发明需要解决的技术问题是提供一种基于部分干扰对齐的协调波束赋形方法 及装置，在保证压缩了干扰子空间的同时改善期望信号的接收强度，从而达到有效提高系 统和速率的目的。
[0010] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于部分干扰对齐的协调波束赋形方 法，包括：
[0011] 在多点协作传输协作簇内基站覆盖的终端的可选部分干扰对齐方式中，根据弦距 离准则选择最优的部分干扰对齐方式；
[0012] 所述基站采用所述最优的部分干扰对齐方式向所述终端发送信号。
[0013] 进一步地，所述在多点协作传输协作簇内基站覆盖的终端的可选部分干扰对齐方 式中，根据弦距离准则选择最优的部分干扰对齐方式，包括：
[0014] 分别计算各个终端在不同的部分干扰对齐方式下对应的预编码矩阵，每种部分干 扰对齐方式形成一个预编码矩阵组；
[0015] 根据弦距离准则从所有的预编码矩阵组中选取最优的部分干扰对齐方式对应的 预编码矩阵组；
[0016] 所述基站采用所述最优的部分干扰对齐方式向所述终端发送信号，包括：
[0017] 所述基站采用所述最优的部分干扰对齐方式对应的预编码矩阵组向所述终端发 送信号。
[0018] 进一步地，所述根据弦距离准则从所有的预编码矩阵组中选取最优部分干扰对齐 方式对应的预编码矩阵组，包括：
[0019] 从所有的预编码矩阵组中选取使得期望信号子空间与干扰信号子空间弦距离最 大的预编码矩阵组作为最优部分干扰对齐方式对应的一组预编码矩阵组。
[0020] 进一步地，所述部分干扰对齐方式指将所述终端的多个基站干扰中的两个基站干 扰对齐到一个空间。
[0021] 进一步地，所述在多点协作传输协作簇内基站覆盖的终端的可选部分干扰对齐方 式中，根据弦距离准则选择最优的部分干扰对齐方式，包括：
[0022] 将多点协作传输协作簇内基站覆盖的一部分终端的部分干扰对齐方式固定，联合 所述基站覆盖的其余终端的不固定的部分干扰对齐方式，计算每种部分干扰对齐方式下每 个终端的预编码矩阵，每种部分干扰对齐方式形成一个预编码矩阵组；根据弦距离准则从 所有的预编码矩阵组中选取最优的部分干扰对齐方式对应的预编码矩阵组；
[0023] 所述基站采用所述最优的部分干扰对齐方式向所述终端发送信号，包括：
[0024] 所述基站采用所述最优的部分干扰对齐方式对应的预编码矩阵组向所述终端发 送信号。
[00巧]进一步地，在所述根据弦距离准则选取最优的部分干扰对齐方式之后，还包括：
[0026] 根据所述最优的部分干扰对齐方式，对所述终端进行比特分配，根据为相应终端 分配的比特确定该终端所属基站使用的预编码矩阵的码本集合，根据所述码本集合对所述 最优的部分干扰对齐方式对应的预编码矩阵组进行量化，采用量化后的预编码矩阵组向所 述终端发送信号。
[0027] 进一步地，所述根据所述最优的部分干扰对齐方式，对所述终端进行比特分配，包 括：
[0028] 在所述最优的部分干扰对齐方式中，如果存在某些终端都是将相同的两个基站干 扰对齐到一个空间，则为所述相同的两个基站覆盖的终端分配的比特数目大于为其他基站 覆盖的终端分配的比特数目，否则为所述终端分配相等的比特数目。
[0029] 进一步地，所述多点协作传输协作簇内有K个基站，每个基站服务一个终端，所述 基站与终端均包括M个天线，所述K个基站分别独立地发送dk个数据流给所述终端，其中， k=l，2, . . .K，所W天线数目至少为M=化-2)dk+dk。
[0030] 为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于部分干扰对齐的协调波束赋形 装置，包括：
[0031] 选择模块，用于在多点协作传输