[发明专利]一种多天线蜂窝网络的联合预编码与功率控制方法

说明书

技术领域

本发明属于无线移动通信的多天线传输领域，具体涉及一种多天线蜂窝网络的联合预编码与功率控制方法，适用于多输入单输出蜂窝网络。

背景技术

随着移动通信用户数量的急剧增加和无线宽带业务(如多媒体业务)的迅速兴起，人们期望移动通信系统能提供更高的数据传输率(100Mbps以上)和更高的频谱效率(10bps/Hz以上)。

多输入单输出(MISO)系统是一种在发射端配置多天线，接收端配置单天线的智能天线技术，是提高频谱效率的一种有效手段。而在实际MISO系统的应用中，来自同小区和邻小区的干扰会极大地影响系统性能，因此需要对干扰进行抑制，同时，由于边缘小区用户常常得不到调度而处于“饥饿”状态，因此需要考虑边缘小区用户的协作传输。

现有文献中的无线资源管理算法主要集中在多天线环境下的蜂窝网络中某个特定的单小区传输子问题(见Zero-Forcing Methods for Downlink SpatialMultiplexing in Multiuser MIMO Channels)、单小区调度子问题(见T.Yoo andA.Goldsmith，“On the optimality of multi-antenna broadcast scheduling usingzero-forcing beamforming，”IEEE J.Sel.Areas Commun.，vol.24，pp.528-542，Mar.2006.)、单小区功率分配子问题(见Sum Capacity of Multiuser MIMOBroadcastChannels with Block Diagonalization)、多小区边缘小区用户容量最大化子问题(见H.Zhang and H.Dai，“Cochannel interference mitigation and cooperativeprocessing in downlink multicell multiuser MIMO networks，”EURASIP J.WirelessCommunications and Networking，vol.2004，no.2，pp.222-235，Dec.2004.)等的局部优化，然而综合考虑多小区协作调度、协作传输以最大化系统整体传输容量的算法还鲜有研究。

每个移动终端(用户)通过导频序列对信道进行估计，并将各自估计形成的信道矢量反馈至基站，基站对信道矢量进行处理后，作为调度信息，对移动终端进行调度和传输。信道矢量是一个一维向量，包括多个元素，其中每个元素是发射端对应的发射天线发送的信号通过无线传输信道到达接收端所历经的信号传输损耗增益值。

发明内容

本发明提供一种多天线蜂窝网络的联合预编码与功率控制方法，解决现有调度方法边缘小区用户得不到良好调度，传输效率低的问题，同时解决性能、公平性及复杂度的关系，在保证较高性能、提高多输入单输出系统的信道容量的前提下，兼顾公平性并降低系统的复杂度。

本发明中，一个基站的服务范围称为小区，每N个相邻小区的交点和中心点(基站)对应的扇区组成一个正N边形，构成一个协作簇，协作簇中，每N个相邻小区的相交部分为协作传输域；协作簇中，协作传输域以外的部分为非协作传输域；外层非协作基站以协作簇的几何中心为原点在2维平面内服从泊松分布。协作簇中的N个基站根据用户在协作簇的地理位置决定其为协作用户或者非协作用户，对协作传输域内的协作用户进行协作传输，对非协作传输域的非协作用户则采取传统单小区传输模式进行非协作传输。现实中，N一般为3或6。

本发明的一种多天线蜂窝网络的联合预编码与功率控制方法，用于协作簇内N个基站协作传输，N为正整数，包括：

一.初始化步骤：协作簇内的各基站确定有接入请求的用户，则根据该用户在协作簇的地理位置，将其分入协作用户集或自身非协作用户集；同时分别设定协作用户集用户上限值和自身非协作用户集用户上限值；

二.协作用户调度步骤：对各基站，包括下述子步骤：

2.1协作用户集初始化：将N个基站的协作用户集分为已选协用户集和待选协用户集，令已选协用户集初始值为空；