专利名称：协作通信的方法及基站的制作方法
技术领域：
本发明实施 例涉及通信领域，尤其涉及一种协作通信中预编码的方法及基站。
背景技术：
在协作多输入多输出(Cooperation Multiple—input Multiple—output, Co-ΜΙΜΟ) 系统中，基站(Basic Station，BS)获取移动终端(Mobile Station，MS)信道状态信息 (channel state information, CSI)，根据该CSI信息采用空分多址技术与MS进行通信。现在分布式的协作MIMO，即协作基站之间不进行即时信道状态信息以及统计 信道状态信息的交互，每个基站的预编码矩阵只根据即时的本地信道状态信息来计算。 此方案不受backhaul时延和容量的限制。由于不需要将信道状态信息集中处理，具有更 强的可扩展性。而且分布式方案与现有蜂窝网的构架更接近，协议修改相对简单。但 是目前的研究中的分布式协作MIMO系统应用场景大多为单用户多天线或者多用户单天 线。对于多用户多天线的情况，每个基站的天线数要大于其服务的终端的天线总数，显 然其应用受到较大的限制。
发明内容
本发明的实施例提供一种分布式的协作通信的方法，能够基于本地信道状态信 息进行预编码；并同时服务多个多天线移动终端。本发明实施例提供的协作通信的方法为获得一方向矩阵，该方向矩阵与一目标移动终端对应，所述方向矩阵的行数根 据协作区域内总的移动终端天线数与所述目标移动终端的天线数确定，所述方向矩阵的 列数根据向所述目标移动终端发送的码流数目确定；根据本地信道状态信息和所述方向矩阵计算预编码矩阵；根据所述预编码矩阵进行预编码，并进行协作通信。同时，本发明实施例还提供一种协作基站，该基站包括方向矩阵确定单元，用于获得一方向矩阵，该方向矩阵与一目标移动终端对 应，所述方向矩阵的行数根据协作区域内总的移动终端天线数与所述目标移动终端的天 线数确定，所述方向矩阵的列数根据向所述目标移动终端发送的码流数目确定；计算单元，用于根据本地信道状态信息和所述方向矩阵计算预编码矩阵；预编码单元，用于根据所述预编码矩阵进行预编码；通信单元，用于根据所述预编码结果进行协作通信。本发明实施例的方法及基站利用约定方向矩阵的方法消除用户间干扰，在多用 户多天线的情况下，通过使用方向矩阵可以避免需要每个协作基站对目标终端以外的其 他终端的干扰为零才可以实现总的干扰为零，提高了基站在天线数量上的自由度，即每 个基站需要更少的天线就可以实现较优的效果。
图1为本发明实施例方法流程图。图2为本发明实施例第一场景示意图。图3为本发明实施例第二应用场景示意图。图4为本发明实施例第三应用场景示意图。图5为本发明实施例第 四应用场景示意图。图6为本发明实施例基站结构框图。图7为方向矩阵确定单元601的第一实施例的示意图。图8为方向矩阵确定单元601的第二实施例的示意图。
具体实施例方式本发明实施例提供一种分布式协作通信的方法，该方法通过约定方向矩阵的方 法来消除用户间干扰，可适用于多天线的移动终端。参阅图1，本发明实施例的方法流程图。S101,获得一方向矩阵，该方向矩阵与一目标移动终端对应，所述方向矩阵的 行数根据协作区域内总的移动终端天线数与所述目标移动终端的天线数确定，所述方向 矩阵的列数根据向所述目标移动终端发送的的码流数目确定。S102,根据本地信道状态信息和方向矩阵计算预编码矩阵。S103,根据预编码矩阵进行预编码，并进行协作通信。本发明实施例的方法利用约定方向矩阵的方法消除用户间干扰，在多用户多天 线的情况下，通过使用方向矩阵可以避免需要每个协作基站对目标终端以外的其他终端 的干扰为零才可以实现总的干扰为零，提高了基站在天线数量上的自由度，即每个基站 需要更少的天线就可以实现较优的效果。参阅图2，结合应用场景对本发明实施例进行描述。在本例中以N个基站协作 为M个移动终端提供服务为例对方案进行介绍。每个基站拥有向所有移动终端待发送的 数据信息和拥有本地信道状态信息(local CSI)，其中Si为向第i个移动终端发送的数据信 息。每个基站根据本地信道状态信息为每个移动终端计算预编码矩阵。本地信道状态信 息特指本基站与协作集中所有移动终端之间的信道状态信息，全局信道状态信息特指所 有协作基站与协作集中所有移动终端之间的信道状态信息。S201,基站获得一个方向矩阵，该方向矩阵与一移动终端对应。方向矩阵的行数等于总的移动终端天线数目减去对其进行预编码的移动终端的 天线数目，方向矩阵的列数等于对其进行预编码的移动终端的码流数目。应用中针对基 站所协作服务的每个移动终端会产生一套方向矩阵，每套方向矩阵包含的方向矩阵的数 目与协作基站数目相同。每个基站将被分配获得每套方向矩阵中的一个。针对每个移动 终端的一套方向矩阵之和的范数代表发送给该移动终端的信号在其它移动终端处造成的 干扰程度，若令某一套方向矩阵之和为零矩阵则代表所对应的移动终端的信号对其它移 动终端的干扰完全消除。在实际的通信系统中，可以限制对应于每个移动终端的所有基 站的方向矩阵的和矩阵的范数不大于一个系统可以忍受的小阈值，例如可以令和矩阵的 范数(对应于干扰强度)不大于噪声强度。确定好该方向矩阵的行数和列数后，具体各元素的取值可以随机，较佳的可以是一个符合行列要求的单位阵或者酉矩阵。但是针对 一个目标移动终端的一套方向矩阵之和的范数要符合要求以消除或降低干扰。 协作基站总数为N，第i个基站的天线数目IV移动终端数目为M，第j个移动 终端的天线数目和接收数据的码流数分别为ιη和η。为以第k个移动终端的接收信号为
例，会生成一套方向矩阵，分别记作C1, i = l，2，…，N，C1的行数为Σ叫，列数为
i羊k
rk。每个基站将会获得这一套方向矩阵中的一个。I^Ci代表该移动终端的信号对其它
i=l
移动终端造成的干扰的程度，当fc=0的时候第k个移动终端的接收信号在其他的移动
i=l
终端处造成的干扰完全消除。应用中获得方向矩阵的方法可以有多种方式。方式一为每个移动终端有一个 主基站，其它的基站都是它的辅助基站(SlaveBS)。主基站可以为所有的协作基站通过计 算生成一套方向矩阵，然后将各个方向矩阵分别发送给相应的协作基站。此方法中，对 主基站而言，则方向矩阵为自身计算生成，对于辅助基站则是接收主基站发送的方向矩 阵。方式二为假设协作MIMO网络中有一个调度方，比如调度控制器，协作集中的所 有基站都受该调度控制器控制。可以由调度控制器为每个移动终端的发送信号生成一套 符合上述要求的方向矩阵。然后将各个方向矩阵分别发送给对应的基站。在此方法中基 站接收调度方发送的方向矩阵。方式三为一种分布式协商方案假设协作集中有N个基 站并定义好了基站顺序，每个协作基站按照相同的方法为本基站服务范围内所有的移动 终端分别生成一套方向矩阵，并选择与自己基站序号相对应的方向矩阵。此方法中，方 向矩阵为自身计算生成。方式四为假设协作集中有N个基站并定义好了基站顺序。第 1个基站先选择对应于每一个移动终端的方向矩阵，然后将自己选定的方向矩阵发送给第 2-N个协作基站；第2个基站在第1个基站方向矩阵的基础上选择本基站对应于每个移动 终端的方向矩阵并将其发送到第3-N个协作基站；以此类推，所有的基站都获得针对每 个移动终端的方向矩阵，并且可以满足上述对方向矩阵的要求。上述发送方向矩阵可以直接以矩阵的形式发送，也可以采用码本索引的方式发 送。当采用码本索引发送时，需要预先在所有的协作基站中建立方向矩阵的码本。辅助 基站接收到码本索引，然后通过在方向矩阵码本中查找码本索引得到所需的方向矩阵。S202，根据本地信道状态信息和方向矩阵计算预编码矩阵每个基站通过反馈或信道估计获得即时的本地信道状态信息。基站根据本地信 道状态信息和分配到的方向矩阵为对应的每个移动终端的数据计算预编码矩阵。要为j个基站计算第i个移动终端所发送数据的预编码矩阵，令Cy为获得的方向
矩阵，HTj为第j个基站与除第i个移动终端之外的所有协作集内移动终端之间的信道状态
矩阵，Wij是需要计算得到的预编码矩阵。则需要满足H7jWii=CirS203，根据预编码矩阵进行预编码，并进行协作通信。将各终端信号与其预编码矩阵相乘后进行叠加，完成预编码，并下行发送进行 协作通信。预编码矩阵，结合移动终端的数据进行下行广播发送。令SjPWij为第j个基站对第i个移动终端的发送信号以及预编码矩阵，则第j个基站总的发射信号为
权利要求
1.一种协作通信的方法，其特征在于，包括获得一方向矩阵，该方向矩阵与一目标移动终端对应，所述方向矩阵的行数根据协 作区域内总的移动终端天线数与所述目标移动终端的天线数确定，所述方向矩阵的列数 根据向所述目标移动终端发送的码流数目确定；根据本地信道状态信息和所述方向矩阵计算预编码矩阵； 根据所述预编码矩阵进行预编码，并进行协作通信。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得一个方向矩阵包括 本基站通过计算获得，或接收另一基站发送的所述方向矩阵；或 接收协作通信网络调度方发送的所述方向矩阵。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方向矩阵的行数等于总的移动终端天 线数目减去对其进行预编码的移动终端的天线数目，方向矩阵的列数等于对其进行预编 码的移动终端的码流数目。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得一个方向矩阵包括 预设本基站在多个协作基站中的分配顺序；对应所述本基站服务范围内的移动终端计算一套方向矩阵； 选择与所述分配顺序相对应的方向矩阵。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括所有目标移动终端的所有方向矩阵的和矩阵的范数不大于一阈值，所述阈值为零或 者根据系统要求设置。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括获取本地信道状态信息和协作集中所有移动终端的数据信息，所述本地信道状态信 息包括本基站与其所服务的所有移动终端之间的信道状态信息。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据本地信道状态信息和所述方向矩阵计 算预编码矩阵包括根据本地信道状态信息获得本基站与除目标移动终端之外的其他移动终端信道矩 阵，根据所述信道矩阵与所述预编码矩阵的乘积等于所述方向矩阵计算获得所述预编码矩。
8.—种协作基站，其特征在于，所述基站包括方向矩阵确定单元，用于获得一方向矩阵，该方向矩阵与一目标移动终端对应，所 述方向矩阵的行数根据协作区域内总的移动终端天线数与所述目标移动终端的天线数确 定，所述方向矩阵的列数根据向所述目标移动终端发送的码流数目确定； 计算单元，用于根据本地信道状态信息和所述方向矩阵计算预编码矩阵； 预编码单元，用于根据所述预编码矩阵进行预编码； 通信单元，用于根据所述预编码结果进行协作通信。
9.如权利要求8所述的基站，其特征在于，方向矩阵确定单元包括 方向矩阵生成模块，用于通过计算生成所述方向矩阵；或方向矩阵接收模块，用于接收另一基站或者协作通信网络调度方发送的所述方向矩阵。
10.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述方向矩阵确定单元获得的方向矩阵 具体为所述方向矩阵的行数等于协作区域内总的移动终端天线数目减去对其进行预编码的 移动终端的天线数目，方向矩阵的列数等于对其进行预编码的移动终端的码流数目。
11.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述方向矩阵确定单元包括方向矩阵计算模块，用于预设本基站在多个协作基站中的分配顺序，对应本基站服 务范围内的移动终端计算一套方向矩阵；选择与所述分配顺序相对应的方向矩阵。
12.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述基站还包括信息获取模块，用于获取本地信道状态信息和协作集中所有移动终端的数据信息， 所述本地信道状态信息包括本基站与其所服务的所有移动终端之间的信道状态信息。
13.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述计算单元根据本地信道状态信息和 所述方向矩阵计算预编码矩阵包括根据本地信道状态信息获得本基站与除目标移动终端之外的其他移动终端之间信道 矩阵，根据所述信道矩阵 与所述预编码矩阵的乘积等于所述方向矩阵计算获得所述预编 码矩。
全文摘要
本发明实施例涉及通信领域，尤其涉及一种协作通信中预编码的方法及装置。该方法包括获得一方向矩阵，该方向矩阵与一目标移动终端对应，所述方向矩阵的行数根据协作区域内总的移动终端天线数与所述目标移动终端的天线数确定，所述方向矩阵的列数根据向所述目标移动终端发送的码流数目确定；根据本地信道状态信息和所述方向矩阵计算预编码矩阵；根据所述预编码矩阵进行预编码，并进行协作通信。本发明实施例的方法利用约定方向矩阵的方法消除用户间干扰，该方法可以适用于多天线用户。同时本发明实施例还提供适用于上述方法的协作基站。
文档编号H04B7/06GK102025457SQ20091019016
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月9日 优先权日2009年9月9日
发明者李云波, 龙毅 申请人:华为技术有限公司