[发明专利]一种用于协作多点传输系统的基站端信干噪比估计方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信领域，主要面向协作多点传输系统，具体涉及一种用于协作多点传输系统的基站端信干噪比估计方法。

背景技术

协作多点（CoMP,Coordinated Multi-Point）传输技术是无线通信中提升蜂窝网络频谱效率的一项关键技术。当协作基站之间能够共享数据和下行信道信息时，协作基站可以联合对用户进行下行传输以提高下行传输的数据率性能。但对于采用频分双工的系统基站只能通过用户端反馈获得下行信道信息。

有限反馈技术是一种目前系统中常用的反馈技术，针对单小区系统设计的有限反馈技术已经发展得较为成熟。在单小区系统中，用户需要反馈量化的信道方向信息给基站端，用于调度服务用户和计算用户的预编码向量，同时用户还需要反馈信道质量信息，即估计的信干噪比，给基站端用于调度和下行调制编码方式选择。协作多点传输系统的信道具有独特的非对称特性，这一看似细微的差别导致了单小区系统与协作多点传输系统下有限反馈方案设计的不同，许多在单小区系统中已经广泛应用的方案不能直接扩展应用于协作多点传输系统。

在信道方向信息反馈方面，出于灵活性和系统兼容性的考虑，协作多点传输系统中仍采用基于单小区码本的反馈方案。虽然该反馈方案仅是一种次优的反馈方案，但其性能可以通过以下措施得到提升，如设计更好的码字选择方法、信道重构方法或在单小区码本中更合理地分配比特。目前已有较多的文献研究关于协作多点传输系统中信道方向的反馈方案，但针对信道质量信息反馈方案的设计仍比较少。

在单小区系统中，信道质量信息，即下行传输的信干噪比是在用户端估计并反馈给基站端的。为使用户能够更准确地估计信干噪比，通常需要假设满复用调度和用户间等功率分配。然而在协作多点传输系统中协作基站间功率不能共享，因此用户间的功率分配必须满足单基站功率约束，此时分配给不同用户的功率不一定相等且用户无法得知基站端的功率分配结果。这说明对于协作多点传输系统来说下行信干噪比估计应当在基站端完成，而不是像在单小区系统中那样由用户完成，而这方面的研究几乎是一片空白。

一般在协作多点传输系统研究中，将网络中所有小区划分为若干协作簇，任一小区仅与同簇小区进行协作，形成了基于簇结构的多小区协作系统。当每个用户反馈信道模值、协作簇外干扰和噪声能量以及信道量化精度时，文献1（K.Huang,J.G.Andrews,and R.W.Heath,“Performance of orthogonal beamforming for SDMA with limited feedback,”IEEE Trans.on Veh.Tech.,vol.58,no.1,pp.152–164,Jan.2009.）中给出一种单小区系统中用户估计信干噪比的PU2RC（Per user unitary rate control，每用户正交码率控制）方案。基于该方案可以通过简单扩展应用于协作多点传输系统，但由于没有利用协作多点传输的信道特征，该方案对信干噪比的估计过于保守。

发明内容

本发明为了解决协作多点传输系统中的基站如何为服务的用户选择调制编码方式的问题，提出了一种用于协作多点传输系统的基站端信干噪比估计方法。本发明方法充分利用协作多点传输系统的信道特征，与现有方案相比有明显的性能提升。

本发明一种用于协作多点传输系统的基站端信干噪比估计方法，包括以下步骤：

步骤1：基站端接收来自用户的反馈信息，用户的反馈包括三个方面：码字反馈，联合信道量化精度反馈，联合信道模值与噪声和协作簇外干扰的能量和反馈；

步骤2：基站端根据每个用户反馈的单小区码字和相位模糊，以及各个单小区大尺度衰落因子重构出每个用户的联合信道，并根据重构的联合信道选择服务用户，在服务用户间分配发射功率并计算预编码向量；

步骤3：对于每个服务用户，基站端通过解凸优化问题估计该用户受到的其它用户的干扰能量，并带入信干噪比表达式得到估计的信干噪比；

对于第u个服务用户，凸优化问题描述如下：