專利名稱：一種多天線多用戶分布式系統波速成形策略的制作方法
技術領域：
本發明涉及移動蜂窩通信系統領域，特別是一種多天線多用戶分布式協同波束成形策略。
背景技術：
在傳統的網絡MMO傳輸中，多個協同基站相互共享數據信息構成一個超級基站，此時干擾信道就轉變為MMO廣播信道，可完全消除蜂窩間干擾，這一技術成為“聯合處理(JP)”。在協作基站間運用臟紙編碼(DPC)進行JP，可獲取多蜂窩MMO下行鏈路的最大理論容量；除了 DPC以外，迫零波束成形和基于時頻調度的博弈論優化技術，也可用于多蜂窩傳輸系統中消除ICI ;線性塊對角化方法通過利用線性迫零技術構造基站至用戶的塊對角有效信道來消除ICI。然而以上JP策略，需要可靠的高速骨干網連接用于共享數據信息以及信道狀態信息(CSI)，計算復雜度比較高，在實際系統中難以實現。另外，MMO技術在提高頻譜效率的同時也帶來了嚴重的小區間干擾，由于蜂窩小區中用戶受無線信道中陰影衰落、多徑衰落、干擾等因素影響程度的差異，小區中用戶通信質量會有所不同，一般而言，蜂窩小區中遠離基站的用戶通信質量不及基站附近的用戶，特別是處于小區邊緣附近用戶的信號還會受到來自其相鄰小區信號的干擾，其干擾嚴重影響了用戶通信質量，甚至惡化通信環境，所以針對邊緣用戶，如何降低小區間干擾，提高其速率成為研究的熱點。

發明內容
本發明的主要目的在于克服現有技術蜂窩小區中的邊緣用戶通信質量不及基站附近的用戶，且還會受到來自其相鄰小區信號的干擾的缺點，提出一種提高邊緣小區用戶的通信質量，降低相鄰小區信號干擾的多天線多用戶分布式協同波束成形策略。本發明采用如下技術方案:一種多天線多用戶分布式協同波束成形策略，用于多用戶多輸入多輸出通信系統的相鄰兩蜂窩小區中，該相鄰兩個蜂窩均設有一個多天線基站和多個邊緣用戶，設定該兩基站分別為基站A和基站B，處于該基站A和基站B覆蓋范圍邊緣的用戶為邊緣用戶，其特征在于:每個基站均配置Nt根天線、每個用戶均配置隊根天線，邊緣用戶、基站A和基站B均使用相同的隨機碼本，碼本的碼字為波束成形向量，具體包括如下步驟:I)基站A發送任意一個波速成形向量，并發送導頻信號；邊緣用戶接收信號并反饋其自身信息，基站A根據邊緣用戶反饋的信息選出最優用戶進行服務；2)最優用戶從其隨機碼本中選擇最佳碼字確定基站A的波束成形向量信息并反饋給基站A ;而后，最優用戶估計其與基站B間的信道狀態并確定使兩蜂窩間干擾最小的基站B的波速成形向量信息并將其反饋給基站A ；3)基站A將最優用戶發送的基站B的波速成形向量信息發送給基站B ；4)基站B發送波束成形向量，并發送導頻信號；邊緣用戶接收信號并反饋其自身信息，基站B估計邊緣用戶反饋的信息選出最優用戶_r進行服務。進一步的，在步驟I)中，邊緣用戶接收信號并估計其信道矩陣Hi和信噪比，采用MRC合并最大化其接收信噪比，將自身的信噪比反饋給基站A。進一步的，在步驟I)中，基站A選取邊緣用戶反饋的信噪比最大的用戶作為最優用戶進行服務。進一步的，邊緣用戶、基站A和基站B均使用相同的隨機碼本，該隨機碼本為隨機矢量量化碼本，由N個模為I的Nt維單位向量組成，N即為碼字個數，碼本里的碼字為波束成形向量 ，n G [1，N]。進一步的，在步驟2)中，該最優用戶根據最小距離原則從其隨機碼本中選擇一個碼字即波速成形向量，使得該波速成形向量與信道矩陣向量Hi乘積的模值最大，該碼字即為最佳碼字。進一步的，邊緣用戶、基站A和基站B均對隨機碼本的碼字進行統一編號，取碼本中每列向量標號為該列向量的編號也即該碼字的編號，在步驟2)邊緣用戶將所述最佳碼字對應的編號發送給基站A。進一步的，在步驟2)中最優用戶iM古計其與基站B的信道矩陣Gi,并根據該信道矩陣Gi和基站A內最優用戶的MRC合并向量<來確定使干擾最小的基站B的波束成形
向量具體計算公式為
權利要求
1.一種多天線多用戶分布式協同波束成形策略，用于多用戶多輸入多輸出通信系統的相鄰兩蜂窩小區中，該相鄰兩個蜂窩均設有一個多天線基站和多個邊緣用戶，設定該兩基站分別為基站A和基站B，處于該基站A和基站B覆蓋范圍邊緣的用戶為邊緣用戶，其特征在于:每個基站均配置Nt根天線、每個用戶均配置隊根天線，邊緣用戶、基站A和基站B均使用相同的隨機碼本，碼本的碼字為波束成形向量，具體包括如下步驟: 1)基站A發送任意一個波速成形向量，并發送導頻信號；邊緣用戶接收信號并反饋其自身信息，基站A根據邊緣用戶反饋的信息選出最優用戶進行服務； 2)最優用戶從其隨機碼本中選擇最佳碼字確定基站I的波束成形向量信息并反饋給基站A ;而后，最優用戶估計其與基站B間的信道狀態并確定使兩蜂窩間干擾最小的基站B的波速成形向量信息并將其反饋給基站A ； 3)基站A將最優用戶發送的基站B的波速成形向量信息發送給基站B； 4)基站B發送波束成形向量，并發送導頻信號；邊緣用戶接收信號并反饋其自身信息，基站B估計邊緣用戶反饋的信息選出最優用戶進行服務。
2.如權利要求1所述的一種多天線多用戶分布式協同波束成形策略，其特征在于:在步驟I)中，邊緣用戶接收信號并估計其信道矩陣Hi和信噪比，采用MRC合并最大化其接收信噪比，將自身的信噪比反饋給基站A。
3.如權利要求2所述的一種多天線多用戶分布式協同波束成形策略，其特征在于:在步驟I)中，基站A選取邊緣用戶反饋的信噪比最大的用戶作為最優用戶進行服務。
4.如權利要求3所述的一種多天線多用戶分布式協同波束成形策略，其特征在于:邊緣用戶、基站A和基站B均使用相同的隨機碼本，該隨機碼本為隨機矢量量化碼本，由N個模為I的Nt維單位向量組成，N即為碼字個數，碼本里的碼字為波束成形向量t Ii e I I，/V]。
5.如權利要求4所述的一種多天線多用戶分布式協同波束成形策略，其特征在于:在步驟2)中，該最優用戶根據最小距離原則從其隨機碼本中選擇一個碼字即波速成形向量，使得該波速成形向量與信道矩陣向量故乘積的模值最大，該碼字即為最佳碼字。
6.如權利要求5所述的一種多天線多用戶分布式協同波速成形策略，其特征在于:邊緣用戶、基站A和基站B均對隨機碼本的碼字進行統一編號，取碼本中每列向量標號為該列向量的編號也即該碼字的編號，在步驟2)邊緣用戶將所述最佳碼字對應的編號發送給基站A0
7.如權利要求6所述的一種多天線多用戶分布式協同波速成形策略，其特征在于:在步驟2)中最優用戶估計其與基站B的信道矩陣Gi,并根據該信道矩陣Gi和基站A內最優用戶的MRC合并向量<來確定使干擾最小的基站B的波束成形向量f2，_，具體計算公式為
8.如權利要求7所述的一種多天線多用戶分布式協同波束成形策略，其特征在于:在步驟3)中基站A將基站B的波束成形向量f2，_對應的碼字的編號發送給基站B。
9.如權利要求8所述的一種多天線多用戶分布式協同波束成形策略，其特征在于:在步驟4)中基站B發送波束成形向量和導頻信號，邊緣用戶接收信號并估計其信道矩陣Hj和信噪比，采用MRC合并最大化其接收信噪比，將自身的信噪比反饋給基站B，基站B選取邊緣用戶反饋的信噪比最大的用戶作為最優用戶進行服務。
全文摘要
一種多天線多用戶分布式協同波束成形策略，首先基站A從服務區內邊緣用戶反饋的接收信噪比中選擇最大的一個進行服務，即選出最優用戶i*；然后用戶i*根據最小距離準則從隨機碼本中選擇一個最佳碼本f1,opt，并將其標號反饋給基站A，隨后用戶i*估計其與基站B間的信道狀態信息，并確定使蜂窩間干擾最小化的基站B的波束成形向量f2,opt并將其反饋給基站A；基站A將最優用戶i*發送的基站B的波速成形向量信息發送給基站B；最后基站B從服務區內用戶反饋的信干噪比中選擇一個最好的用戶j*進行服務。能有效使干擾最小化，同時可減輕基站間控制信息交互的負擔，以較低的復雜度獲取明顯的性能增益。
文檔編號H04B7/04GK103188002SQ20131002550
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月21日 優先權日2013年1月21日
發明者趙睿, 李菊芳, 郭榮新, 林志丕 申請人:廈門藍帝電子科技有限公司