专利名称：一种分级优化传输参数的协作基站传输方法
技术领域：
本发明属于移动通信技术领域，涉及一种分级优化传输参数的协作基站传输方法。
背景技术：
多基站协作传输在抑制同频干扰、提升小区边缘用户吞吐量方面具有很好的性能。目前是3GPP LTE Advanced系统重点考虑的关键技术之一。多基站协作传输技术主要有两大类(1)协同调度；(2)联合传输。其中，协同调度机制中，每个基站只传输本小区内的用户信息，协作基站间通过波束赋形等技术降低同频干扰。联合传输时，多个协作基站联合对小区边缘用户进行数据传输。在联合传输机制中，由于引入了更多的设计自由度，更容易设计得到更高吞吐量的实现方案，但是由于多个基站间需要共享信道状态信息和用户数 据，反馈开销也比较大。同时，根据信号设计方式的不同，联合传输又分为多个基站联合服务多个小区边缘用户和多个基站服务一个小区边缘用户两种方式。前一种方式中，多个用户同时受益于协作传输；后一种方式对提高单个小区边缘用户的性能更为有效。此外，LTE/LTE Advanced系统中的多天线传输的主要方式是基于码本预编码技术进行信号传输。在LTE单基站传输系统中，用户根据信道状态信息选择合适的复用流数和对应的预编码码本矩阵，然后，根据选定的预编码码本矩阵进一步确定每个多天线复用流使用的编码调制方式。用户确定出上述参数后，分别以信道秩(Rank indicator,RI)、预编码矩阵索引(Precoding matrix index, PMI)、信道质量指不(Channel qualityindicator,CQI)的方式将选定的参数反馈给基站端，供基站端进行后续传输时的参考参数配置。这样处理的优势是，可以以较低的反馈开销取得较高的系统吞吐量。LTE Advanced系统继续采用了码本预编码传输机制。在采用码本预编码机制的协作基站传输系统中，用户需要根据多个基站的信道状态信息判断传输参数(RI、PMI、CQI)，以优化用户吞吐量。如何在码本预编码系统中进行优化的传输参数选择是协作基站传输的重要问题之一。LTE系统中单个基站选择得到传输参数，由于没有考虑协作基站的信道状态，直接应用于协作传输系统时，并不能取得优化的吞吐量性能。另外，如果用户将多个协作基站看作一个大的虚拟单基站多天线系统，以优化吞吐量为设计目标时，要得到优化的传输参数，则需要在多个预编码码本和编码调制方式集合内进行遍历，运算量与协作基站数目成指数关系。在码本数目较大时，即使是2个基站进行协作传输，运算量也会较大，如4天线配置，码本数量为16，要得到优化的传输参数，运算次数约为单基站处理的16倍。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种分级优化传输参数的协作基站传输方法，该传输方法中的运算量与协作基站数成线性关系。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。—种分级优化传输参数的协作基站传输方法，包括以下步骤
步骤一，假设参与协作的基站数为B个，分别记为基站1，基站2，…，基站B ;B个基站与同一个用户间的信道矩阵分别记为H1, H2,…，Hb ；步骤二，计算获得所述B个基站传输复用流数的最小值mmin和最大值mmax ；步骤三，初始化所述B个基站传输的复用流数为所述最小值mmin ;分级优化得到每个基站的预编码矩阵；并记录此时协作传输系统的和速率；步骤四，分别计算各个基站在复用流数为m时协作传输的最大和速率疋，其中m =mmin,mmin+l,…，mmax ;获取B个基站的所有最大和速率<的最大值，将疋_对应的复用流数作为协作传输系统的最终复用流数A ；步骤五，将在最终复用流数A时分级优化得到的各基站预编码矩阵作为协作传输时的预编码矩阵，取与各基站的编码矩阵对应的每流编码调制方式为协作传输时的编码调 制方式；步骤六，将获得的最终复用流数6、各基站预编码矩阵、每流编码调制方式反馈给
基站O作为本发明的一种优选方案，步骤二中，所述复用流数的最小值Himin的获取过程为根据信道矩阵，分别计算B个基站在非协作传输状态下可支持的最大和速率分别为R1,R2,…，Rb ;并记录取得最大和速率时的复用流数分别为Hi1, m2，…，mB ;比较R1, R2,…，Rb的大小，取其中的最大值为最大值和速率R_，并将最大值和速率Rniax对应的复用流数作为协作传输时复用流数的最小值，记为mmin。作为本发明的另一种优选方案，步骤二中，所述复用流数的最大值mmax的获取过程为不考虑预编码矩阵时的等效信道矩阵记为H= [H1H2…Hb]，对H进行奇异值分解，得H =UDVh ;其中，上标(·)H表示矩阵的共轭转置，U和V分别为左奇异值矩阵和右奇异值矩阵，对角矩阵D的对角元素按降序排列，对角元素记为λ P λ2，…，λΒ;记对角元素中非零元
素的个数为d,;从最小奇异值λ D开始，计算对应子信道的信噪比^，其中，02为
G
接收信号的噪声方差；判断SNRd是否满足系统的目标需求，若满足，则停止并记录最小奇异值入D的下标D ;若SNRd不满足系统的目标需求，则计算λ η对应子信道的信噪比，依次类推，直至找到满足系统目标需求的子信道信噪比为止；假设第d个子信道的信噪比满足系统目标需求，则将协作传输时复用流数的最大值设为d，即mmax = d ;若全部子信道的信噪比均不满足系统目标需求，则记mmax = O ;gmmax = 0，则停止计算。作为本发明的再一种优选方案，步骤三的具体实现过程为首先初始化B个基站在复用流数为m时的预编码矩阵，分别记初始化后的预编码矩阵为W11, W]，…，W^;然后，依次优化B个基站的初始化预编码矩阵W11, W]，…，W〗;优化过程为首先采用前B-I个基站的初始化预编码矩阵，将第B个基站的预编码矩阵在预编码矩阵集合中遍历，选择符合以下准则的预编码矩阵
权利要求
1.一种分级优化传输参数的协作基站传输方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤一，假设参与协作的基站数为B个，分别记为基站1，基站2，…，基站B ;B个基站与同一个用户间的信道矩阵分别记为H1, H2,…，Hb ； 步骤二，计算获得所述B个基站传输复用流数的最小值mmin和最大值mmax ； 步骤三，初始化所述B个基站传输的复用流数为所述最小值mmin ;分级优化得到每个基站的预编码矩阵；并记录此时协作传输系统的和速率； 步骤四，分别计算各个基站在复用流数为m时协作传输的最大和速率疋，其中m = mfflin,mmin+l, -,mmax ;获取B个基站的所有最大和速率<的最大值，将对应的复用流数作为协作传输系统的最终复用流数A ； 步骤五，将在最终复用流数A时分级优化得到的各基站预编码矩阵作为协作传输时的预编码矩阵，取与各基站的编码矩阵对应的每流编码调制方式为协作传输时的编码调制方式； 步骤六，将获得的最终复用流数A、各基站预编码矩阵、每流编码调制方式反馈给基站。
2.根据权利要求I所述的分级优化传输参数的协作基站传输方法，其特征在于，步骤二中，所述复用流数的最小值mmin的获取过程为根据信道矩阵，分别计算B个基站在非协作传输状态下可支持的最大和速率分别为R1, R2,…，Rb ;并记录取得最大和速率时的复用流数分别为叫，m2，…，mB ;比较R1;R2，…，Rb的大小，取其中的最大值为最大值和速率Rmax,并将最大值和速率Rmax对应的复用流数作为协作传输时复用流数的最小值，记为mmin。
3.根据权利要求I所述的分级优化传输参数的协作基站传输方法，其特征在于步骤二中，所述复用流数的最大值Hlmax的获取过程为不考虑预编码矩阵时的等效信道矩阵记为H= [H1 Hf Hb]，对H进行奇异值分解，得H = UDVh;其中，上标(·)Η表示矩阵的共轭转置，U和V分别为左奇异值矩阵和右奇异值矩阵，对角矩阵D的对角元素按降序排列，对角元素记为K，\ 2，…，Xd ;记对角元素中非零元素的个数为d';从最小奇异值λ D开始，计算对应子信道的信噪比
4.根据权利要求I所述的分级优化传输参数的协作基站传输方法，其特征在于，步骤三的具体实现过程为 首先初始化B个基站在复用流数为m时的预编码矩阵，分别记初始化后的预编码矩阵为
5.根据权利要求4所述的分级优化传输参数的协作基站传输方法，其特征在于，步骤四的实现过程为若良_+1 >疋_，则更新复用流数m = mmin+l，否则停止计算，保留复用流数m = mfflin ；*^ιη+1 > 的情况下，继续计算复用流数为mmin+2时协作传输的最大和速率，并继续对复用流数m进行更新，直至复用流数为mmax ;最后，取最大和速率对应的复用流数为协作传输系统的最终复用流数A，取在最终复用流数A时分级优化得到的各基站预编码矩阵为协作传输时的预编码矩阵，取对应的每流编码调制方式为协作传输时的编码调制方式。
6.根据权利要求I所述的分级优化传输参数的协作基站传输方法，其特征在于步骤六中，用户在上行传输时，将传输参数反馈到本小区基站，参与协作的基站则通过基站间的X2接口获得与各自基站相关的传输参数；或者，用户分别向参与协作的基站反馈对应的传输参数；所述传输参数包括最终复用流数A、各基站预编码矩阵、每流编码调制方式。
全文摘要
本发明公开了一种分级优化传输参数的协作基站传输方法，包括计算基站传输复用流数的最小值和最大值；初始化基站传输的复用流数为所述最小值；分级优化得到每个基站的预编码矩阵；记录此时系统的和速率；分别计算各个基站在复用流数为m时协作传输的最大和速率；获取所有基站的最大和速率的最大值，将最大和速率的最大值对应的复用流数作为系统的最终复用流数；将在最终复用流数时分级优化得到的预编码矩阵作为协作传输时的预编码矩阵，取与各基站的编码矩阵对应的每流编码调制方式作为编码调制方式；将最终复用流数、预编码矩阵、每流编码调制方式反馈给基站。本发明中运算量与协作基站数成线性关系，具有较好的吞吐量性能。
文档编号H04W28/16GK102882632SQ20111019614
公开日2013年1月16日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年7月13日
发明者杨秀梅, 熊勇, 朱磊, 贾国庆, 雷舒培, 易正琨 申请人:上海无线通信研究中心