[发明专利]基于多天线无线蜂窝网络系统的用户调度与预编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及基于多天线无线蜂窝网络系统的用户调度与预编码方法。

背景技术

随着多天线无线通信技术的发展，网络多天线协作技术被认为是第四代移动通信的核心技术。网络多天线协作技术通过多个蜂窝网络相同的簇中不同的基站发射天线间的合作，以达到在干扰受限的多用户无线通信系统中消除或者减少多用户间干扰，提高系统性能的目的。这种基站间的合作主要通过基站对用户联合进行预编码来实现。虽然脏纸编码从信息论的观点来说可以达到多天线下行链路的容量，但是考虑到脏纸编码实现的复杂性，在研究多天线无线蜂窝网络系统时，Block Diagonalization是常常被采用的预编码方法。Lai-U Choi和Ross D.MurchA在《Transmit PreprocessingTechnique for Multiuser MIMO Systems Using a Decomposition Approach》一文中指出，在多用户多天线下行链路中中，发送端采用Block Diagonalization预编码可以达到系统复杂度与系统容量很好的折中.然而，应用Block Diagonalization预编码的前提条件是发送天线的总数必须严格大于等于接收天线的总数。那么对于用户数较多的多天线无线蜂窝通信网络系统来说，发送端的天线数目就成了整个系统性能的限制。此外，Block Diagonalization预编码只是从消除用户间干扰的角度出发，而并没有考虑到系统存在的噪声，所以Block Diagonalization预编码方法在低信噪比的情况下性能不好。基于此，清华大学Yongle Wu在《Multiuser MIMO Downlink PrecoderDesign Based on the Maximal SJNR Criterion》提出了一种基于最大化Signal tojamming plus noise的预编码方法，这种方法可以同时减少噪声与干扰，又对发送端的用户数目没有限制，而且在传统的MIMO系统中可以达到比Block Diagonalization预编码方法更好的系统性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决在采用基于码书的多天线无线蜂窝网络系统中，用户反馈的信息量较大，系统的有效吞吐量不容乐观的问题，提出了一种在多天线无线蜂窝网络系统中，利用“矩阵反馈”与“标量反馈”相结合的反馈方法进行用户调度与用户信道信息反馈，并对调度后的用户进行Signal to jamming plus noise预编码的方法。

本发明具体包括如下步骤：

步骤(1)无线蜂窝网络中的基站与用户根据矩阵反馈码书Φ_k产生每个用户对应的标量反馈码书γ_k，基站端根据信道估计技术得到各个用户的大尺度衰落矩阵G_k，其中，k＝1，2，3，…，K，K为系统中待服务的总的用户数目；

矩阵反馈码书Φ_k的产生方法为：

a.由Grassmann packing方法产生原始的预编码码书Φ_ori；

b.用酉矩阵变换的方法，根据预编码码书Φ_ori得到属于用户自己的矩阵反馈码书Φ_k，每个用户的矩阵反馈码书Φ_k不一样，记为

标量反馈码书γ_k的产生方法为：

c.设l_i＝||G_kΨ_i||²，其中Ψ_i是大小为的矩阵反馈码书Φ_k中的矩阵，且G_k为第k个用户的大尺度衰落矩阵；

d.将步骤c中得到的l_i按升序排序；

e.将所有的l_i按步骤d的排序结果合并成个集合，个集合中每个集合里的元素个数相等，对每一个集合中元素的值取平均，将这个平均值作为标准代表这个集合，这个平均值记为r_j，

所有用户经过步骤c～e，得到其标量反馈码书γ_k，记为：

步骤(2)用基于标量反馈码书γ_k的方法反馈每个用户的CQI_k在标量反馈码书γ_k中的索引号Index₁^*，具体方法是：