预编码模式选择方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种预编码模式选择方法及其系统。其中在预编码模式选择方法中，将每个小区内多个SINR最差的用户终端放置在第一集合中，将小区内的全部用户终端放置在第二集合中，计算第一集合中的每个用户终端与第二集合中的各用户终端之间的匹配路径增益，根据第一集合中各用户终端与第二集合中各用户终端之间的匹配路径增益，利用二部图进行匹配处理，以获得第一集合与第二集合的匹配结果，根据匹配结果选择各用户终端采用的预编码模式。由于在小区内联合使用BD预编码和SLNR预编码，从而可以在消除系统下行干扰的同时，不会对小区自由度以及系统的整体吞吐量造成影响。
【专利说明】预编码模式选择方法及其系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，特别是涉及一种预编码模式选择方法及其系统。
【背景技术】
[0002]系统下行干扰分为小区内干扰(Inter-User Interference,简称:IUI)和小区间干扰(Inter-Cell Interference,简称:ICI)。IUI指同一小区内部用户受到本小区采用相同频率传输用户的信号干扰，ICI指用户受到邻小区中采用相同频带传输用户的信号干扰。LTE-A (Long Term Evolution-Advanced)系统采用的多址接入方式是正交频分多址接入，使用不同载波的小区中心的用户不会受到本小区用户的干扰，同时邻小区的干扰源距离较远，因此接收效果较好。但是对于小区边缘的用户，受到的相邻小区干扰则相对很严重。
[0003]目前通常采用干扰协调技术解决这一问题。干扰协调的核心思想是通过小区间的协调对一个小区的可用频率和空间资源进行限制和分配，以减少相邻小区之间的干扰，提高相邻小区在这些资源上的信噪比以及小区边缘的数据速率和覆盖。但是对于多用户MMO(Multiple Input Multiple Output)系统中小区边缘用户来说,距离基站较远,其信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio,简称:SINR)相对就较小，同时邻小区基站的每根天线对它们都是干扰源，因此在接收端要独立解出本用户的信号并估计和抑制其他用户的干扰信号特别困难。而且受终端复杂度、电池的限制，难以实现复杂的干扰抑制技术，从而导致小区边缘用户服务质量较差，吞吐量较低。
[0004]目前多用户MIMO系统采用预编码技术，即在发送端对信号进行空域隔离，避免发送信号之间串扰，同时简化接收端的处理。本领域技术人员已经知道的是，脏纸编码(DirtyPaper Coding,简称:DPC)可以逼近多用户MMO系统容量上限。为了克服DPC复杂度较高的缺陷，之后又出现了多种线性预编码方案。这些方案要求发射端获知所有用户的信道状态信息(Channel State Information,简称:CSI),其中最典型的就是块对角化(BlockDiagonalization,简称:BD)预编码。
[0005]其中BD预编码在小区间协作的条件下，如果能够共享所有用户的数据信息，则将所有用户视作联合基站共同服务的用户进行联合编码，从而可以同时消除IUI和ICI。但BD预编码所能消除干扰的用户数受收发天线数目的限制，即受到可用自由度的限制。同时需要共享用户数据，反馈和交互信令开销很大。例如第一小区内的某个用户终端(UserEquipment,简称:UE)处于第一小区和第二小区的边缘,若该UE参与相邻第二小区的预编码中，可有效消除该UE的ICI。但此时第二小区为了消除ICI，必须要牺牲第二小区的一个自由度，即由于第一小区内的该UE加入到第二小区的编码中，第二小区可以服务的用户数相应就会减少一个。
[0006]为了克服这一缺陷，又出现了最小化信干泄漏比(Signal to Leakage plus NoiseRatio，简称:SLNR)算法，其计算预编码矩阵是以最小化泄露干扰为目标，基站只需要获知所有用户的CSI而不需要共享用户数据。SLNR预编码虽然能够克服BD预编码的上述部分缺陷，但是SLNR预编码不能保证边缘用户受到较小的ICI影响，因此对多用户MMO系统的整体吞吐量有影响。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种预编码模式选择方法及其系统，通过联合使用BD预编码和SLNR预编码，从而可以在消除系统下行干扰的同时，不会对小区自由度以及系统的整体吞吐量造成影响。
[0008]根据本发明的一个方面，提供一种预编码模式选择方法，包括:
[0009]在每个小区内，将Ντ/Νκ个SINR最差的用户终端分别放置在第一集合中以及第二集合的第一组中，将小区内除NT/NK fSINR最差的用户终端之外的其它用户终端放置在第二集合的第二组中，其中Nt为小区内基站的天线数目，Nk为用户终端的天线数目；
[0010]分别计算第一集合中的每个用户终端与第二集合的第一组中与其相同的用户终端之间的匹配路径增益，同时将第一集合中的每个用户终端与第二集合的第一组中与其不同的用户终端之间的匹配路径增益设为O ;
[0011]分别计算第一集合中的每个用户终端与第二集合的第二组中每个用户终端之间的匹配路径增益；
[0012]根据第一集合中各用户终端与第二集合的第一组和第二组中各用户终端之间的匹配路径增益，利用二部图进行匹配处理，以获得第一集合与第二集合的匹配结果，其中第一集合中的每个用户终端最多与第二集合中的一个用户终端相匹配，第二集合中的每个用户终端也最多与第一集合中的一个用户终端相匹配；
[0013]根据匹配结果选择各用户终端采用的预编码模式，其中对于第一集合中没有获得匹配的用户终端A，将用户终端A设定为采用BD预编码；对于第一集合中获得匹配的用户终端B，将用户终端B设定为采用SLNR预编码；对于第二集合的第二组中获得匹配的用户终端C，将用户终端C设 定为采用BD预编码；对于第二集合的第二组中没有获得匹配的用户终端D，将用户终端D设定为采用SLNR预编码。
[0014]其中，利用下列公式计算第一集合中第i个用户终端和第二集合中第j个用户终端之间的匹配路径增益gainiJ:
【权利要求】
1.一种预编码模式选择方法，其特征在于，包括: 在每个小区内，将Ντ/Νκ个SINR最差的用户终端分别放置在第一集合中以及第二集合的第一组中，将小区内除NT/NK fSINR最差的用户终端之外的其它用户终端放置在第二集合的第二组中，其中Nt为小区内基站的天线数目，Nk为用户终端的天线数目； 分别计算第一集合中的每个用户终端与第二集合的第一组中与其相同的用户终端之间的匹配路径增益，同时将第一集合中的每个用户终端与第二集合的第一组中与其不同的用户终端之间的匹配路径增益设为O ; 分别计算第一集合中的每个用户终端与第二集合的第二组中每个用户终端之间的匹配路径增益； 根据第一集合中各用户终端与第二集合的第一组和第二组中各用户终端之间的匹配路径增益，利用二部图进行匹配处理，以获得第一集合与第二集合的匹配结果，其中第一集合中的每个用户终端最多与第二集合中的一个用户终端相匹配，第二集合中的每个用户终端也最多与第一集合中的一个用户终端相匹配； 根据匹配结果选择各用户终端采用的预编码模式，其中对于第一集合中没有获得匹配的用户终端A，将用户终端A设定为采用BD预编码；对于第一集合中获得匹配的用户终端B，将用户终端B设定为采用SLNR预编码；对于第二集合的第二组中获得匹配的用户终端C，将用户终端C设定为采用BD预编码；对于第二集合的第二组中没有获得匹配的用户终端D，将用户终端D设定为采用SLNR预编码； 其中，利用下列公式(I)计算第一集合中第i个用户终端和第二集合中第j个用户终端之间的匹配路径增益gainiJ:
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 在根据匹配结果选择各用户终端采用的预编码模式的步骤之后，还包括: 从各小区中选择L个SINR最差的用户终端放置在第三集合中，将各小区中除包括在第三集合中的用户终端之外的采用BD预编码的用户终端放置在第四集合中；分别计算第三集合中各用户终端与第四集合中每个用户终端的匹配路径增益； 根据第三集合中各用户终端与第四集合中各用户终端之间的匹配路径增益，利用二部图进行匹配处理，以获得第三集合与第四集合的匹配结果，其中第三集合的每个用户终端最多与第四集合中的一个用户终端相匹配； 将第四集合中获得匹配的用户终端E采用的预编码模式改为SLNR预编码，同时第三集合中与用户终端E匹配的用户终端F参与用户终端E所属小区的BD预编码； 其中，利用下列公式(2)计算第三集合中第m个用户终端和第四集合中第η个用户终端之间的匹配路径增益gainmn:
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， 根据第一集合中各用户终端与第二集合的第一组和第二组中各用户终端之间的匹配路径增益，利用二部图进行匹配处理以获得第一集合与第二集合的匹配结果的步骤包括: 利用公式(3)计算匹配结果
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于， 根据第三集合中各用户终端与第四集合中各用户终端之间的匹配路径增益，利用二部图进行匹配处理以获得第三集合与第四集合的匹配结果的步骤包括: 利用公式(4)计算匹配结果
5.一种预编码模式选择系统，其特征在于，包括设置在各小区中的预编码模式选择单元，所述预编码模式选择单元包括第一组合单元、第一计算单元、第一匹配单元和第一选择单元，其中: 第一组合单元，用于将小区内的Ντ/Νκ个SINR最差的用户终端分别放置在第一集合中以及第二集合的第一组中，将小区内除乂/乂个SINR最差的用户终端之外的其它用户终端放置在第二集合的第二组中，其中Nt为小区内基站的天线数目，Nk为用户终端的天线数目；第一计算单元，用于分别计算第一集合中的每个用户终端与第二集合的第一组中与其相同的用户终端之间的匹配路径增益，同时将第一集合中的每个用户终端与第二集合的第一组中与其不同的用户终端之间的匹配路径增益设为O ;分别计算第一集合中的每个用户终端与第二集合的第二组中每个用户终端之间的匹配路径增益； 第一匹配单元，用于根据第一集合中各用户终端与第二集合的第一组和第二组中各用户终端之间的匹配路径增益，利用二部图进行匹配处理，以获得第一集合与第二集合的匹配结果，其中第一集合中的每个用户终端最多与第二集合中的一个用户终端相匹配，第二集合中的每个用户终端也最多与第一集合中的一个用户终端相匹配； 第一选择单元，用于根据第一匹配单元获得的匹配结果选择各用户终端采用的预编码模式，其中对于第一集合中没有获得匹配的用户终端Α，将用户终端A设定为采用BD预编码；对于第一集合中获得匹配的用户终端B，将用户终端B设定为采用SLNR预编码；对于第二集合的第二组中获得匹配的用户终端C，将用户终端C设定为采用BD预编码；对于第二集合的第二组中没有获得匹配的用户终端D，将用户终端D设定为采用SLNR预编码； 其中，第一计算单元利用下列公式(I)计算第一集合中第i个用户终端和第二集合中第j个用户终端之间的匹配路径增益gainu.:
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括预编码模式更新单元，用于对各小区中的预编码模式选择单元选择的预编码模式进行更新，其中预编码模式更新单元包括第二组合单元、第二计算单元、第二匹配单元、更新单元，其中: 第二组合单元，用于接收各小区中的预编码模式选择单元中的第一选择单元发送的各用户终端的预编码模式，从各小区中选择L个SINR最差的用户终端放置在第三集合中，将各小区中除包括在第三集合中的用户终端之外的采用BD预编码的用户终端放置在第四集合中； 第二计算单元，用于分别计算第三集合中各用户终端与第四集合中每个用户终端的匹配路径增益； 第二匹配单元，用于根据第三集合中各用户终端与第四集合中各用户终端之间的匹配路径增益，利用二部图进行匹配处理，以获得第三集合与第四集合的匹配结果，其中第三集合的每个用户终端最多与第四集合中的一个用户终端相匹配； 更新单元，用于将第四集合中获得匹配的用户终端E采用的预编码模式改为SLNR预编码，同时设定第三集合中与用户终端E匹配的用户终端F参与用户终端E所属小区的BD预编码； 其中各小区中的预编码模式选择单元包括的第一选择单元还用于将各用户终端的预编码模式发送给预编码模式更新单元中的第二组合单元； 其中，第二计算单元利用下列公式(2)计算第三集合中第m个用户终端和第四集合中第η个用户终端之间的匹配路径增益gainmn:
7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于， 第一匹配单元具体利用公式(3)计算匹配结果
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于， 第二匹配单元具体利用公式(4)计算匹配结果
【文档编号】H04B7/06GK103427889SQ201210159768
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年5月22日 优先权日:2012年5月22日
【发明者】张英海, 鲁思行, 王朝炜, 王卫东, 崔高峰 申请人:北京邮电大学