[发明专利]一种协同多天线系统中的自适应比特分配方法及装置

摘要

本发明提供了一种协同多天线系统中的自适应比特分配方法及装置，所述方法包括根据信道估计提取数据信号和干扰信号的接收功率以及各个信道的时延信息；根据信号接收功率和各个信道的时延信息分别计算在总反馈比特数固定的前提下为数据信道和各个干扰信道分配的最优反馈比特数，并将信道信息非理想状态造成的速率损失进行最小化处理；根据最优反馈比特数确定码本的大小，并利用理想信道信息根据最小弦距离准则从码本中选取相应的码字量化后的信道状态信息并发送；接收并根据所述量化的干扰信道信息生成迫零预编码矩阵。本发明通过基站利用获取的非理想信道信息进行迫零预编码操作，抑制本小区内的多用户干扰和对邻小区的小区间干扰。

主权项

一种协同多天线系统中的自适应比特分配方法，其特征在于，包括以下步骤：根据信道估计提取本小区数据信道信息、邻小区干扰信道信息、数据信号和干扰信号的接收功率以及各个信道的时延信息；其中，本小区周围有M个邻小区，本小区的基站安排K个用户同时进行数据传输，第k个用户在时间点n的接收信号表示为：yk[n]=Hk[n]Tk[n]xk[n]+Hk[n]Σj=1,j≠kKTj[n]xj[n]+Σm=1MGk,m[n]Tm[n]xm[n]+zk[n]]]>式中，nT、nR分别为每个基站、每个用户配置的天线数量；和分别为时间点n时本小区和第m个干扰小区到用户k的信道矩阵；为发射数据矢量，满足最大发射功率限制：Pk为本小区第k个用户接收到的来自服务基站的信号功率；为块对角预编码酉矩阵；zk[n]表示服从分布为CN(0,σ2)的复高斯噪声矢量；根据所述信号接收功率和各个信道的时延信息分别计算在总反馈比特数固定的前提下为数据信道和各个干扰信道分配的最优反馈比特数，并将信道信息非理想状态造成的速率损失进行最小化处理，以获得理想信道信息；根据所述最优反馈比特数确定码本的大小，并利用所述理想信道信息根据最小弦距离准则从所述码本中选取相应的码字量化后的信道状态信息，并将所述信道状态信息通过有时延的反馈链路反馈给服务基站；其中，Hk[n]和Gk,m[n]分别由基于随机矢量量化的码本Wk和Wk,m来量化；码本Wk和Wk,m的大小分别为和即码本中每个元素为随机生成的半酉矩阵；假设每个总反馈带宽为Btot比特，其中Bk和Bk,m比特分别量化Hk[n]和Gk,m[n]；从码本选择出对应的码字作为量化后的信道矩阵和选择方法根据最小弦距离准则：H^k[n]=argminWk∈Wkd2(Hk[n],Wk)G^k,m[n]=argminWk,m∈Wk,md2(Gk,m[n],Wk,m);]]>通过有时延的X2接口接收所述量化的信道状态信息，并根据量化的干扰信道信息生成迫零预编码矩阵；由于反馈和X2接口的信息交互造成的信道时延也会导致系统性能的损失，考虑时变块衰落信道模型，即在一个符号间隔里信道固定并且相邻符号间的信道响应是相关的，信道相关性表示为：Hk[n]＝ηkHk[n‑Dk]+Ek[n]Gk,m[n]＝ηk,mGk,m[n‑Dk,m]+Ek,m[n]；其中，Ek[n]和Ek,m[n]是信道误差矩阵，并与Hk[n‑Dk]和Gk,m[n‑Dk,m]相对独立，Dk和Dk,m分别为信道时延的采样点个数，Ek[n]和Ek,m[n]中的元素服从分布和且分别满足相关系数ηk和ηk,m由克拉卡自相关模型确定：ηk＝J0(2πfdDkTs)ηk,m＝J0(2πfdDk,mTs)；其中，J0(·)为0阶第一类贝塞尔函数，fd为多普勒频移，Ts为符号间隔；当发射端可获取理想的无时延的信道状态信息时，采用基于迫零的协同块对角预编码方法来完全消除小区间干扰和用户间干扰，其预编码矩阵满足如下限制：Hj[n]Tk[n]=0,forj=1,2...Kandj≠kGk,m[n]Tk[n]=0,for1≤m≤M;]]>其中，第一个等式表示小区内干扰的迫零限制，第二个等式表示小区间干扰的迫零限制。