[发明专利]具有码字约束的码字选择以及相应的信道质量估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有码字约束的码字选择以及相应的信道质量估计方法，属于频分双工无线通信系统中的协作通信技术领域。

背景技术

为了提高无线通信系统的吞吐量，第3代合作伙伴计划（3rd Generation PartnershipProject,3GPP）提出了协作式多点联合传输（Coordinated Multiple Point TransmissionWith Joint Processing,CoMP-JP）技术。通过在基站间共享数据与信道信息并进行联合处理，CoMP-JP技术可以有效地降低小区间干扰、提高吞吐量，因此，它是提高小区吞吐量，尤其是边缘用户吞吐量的关键技术。在频分双工系统中，由于上下行信道不互易，只能通过用户反馈信道的方式使基站端获得信道信息。所以有限反馈技术是频分双工CoMP-JP系统中的重要技术。

有限反馈技术主要有两种。一种是用户利用码本量化信道的方向和模值信息，并将量化信息反馈给基站端，基站端利用反馈信息重构量化的信道，然后将重构的量化信道作为真实信道进行多用户调度、预编码等基站端的处理，这种有限反馈技术在3GPP中被称为显反馈。由于在显反馈中基站端获知信道，所以它能够支持很多传统的基站端信号处理方法，例如贪婪用户调度方法和迫零预编码算法，所以目前对显反馈的研究比较多。另一种有限反馈技术是用户根据下行信道利用码本计算并反馈波束成形和信道质量信息（Channel QualityIndicator,CQI），基站端不再重构信道，而是直接利用用户反馈信息做多用户调度、波束成形等处理，这种有限反馈技术在3GPP中被称为隐反馈。在隐反馈中，通常会假设调度用户之间的波束成形相互正交，来辅助用户估计信道质量信息，一个典型的实现方案是不协作通信系统中的每用户酉速率控制（Per-User Unitary Rate Control,PU²RC）方案。较显反馈，隐反馈不需要在基站端重构信道因而不需要很大的反馈开销用于来反馈高质量的信道信息，因而更有利于降低CoMP-JP系统的反馈量；并且，当蜂窝小区内的用户数比较多时，基于正交波束成形的隐反馈性能要比基于迫零预编码的显反馈性能好。所以对基于正交波束成形的CoMP-JP隐反馈系统的研究是很有意义的。

文献“Di Su,Lei Hou,and Chenyang Yang,“Limited feedback orthogonalbeamforming in coordinated multi-point systems,”in Proc.IEEE Personal,Indoorand Mobile Radio Commun.(PIMRC),2012.”提出一种基于正交波束成形的CoMP-JP隐反馈方案，虽然它的性能比常用的有限反馈方案好，但是也存在很多问题，例如信道质量信息CQI估计不准确，CQI的准确性既影响多用户调度又影响自适应调制编码，所以该问题会严重制约隐反馈方案的性能。存在该问题的主要原因有两个：一是它采用的码字选择方法仍是传统的码字选择方法，传统码字选择方法的特点是最小化信道或者波束成形的量化误差，并没有考虑对CQI估计的影响；二是在CoMP-JP系统中，正交波束成形的假设不能够为信道质量信息估计提供足够的先验信息，因此导致较大的CQI估计误差。所以需要提出一种新的码字选择方法，其兼顾量化误差和信道质量估计，同时可以结合正交波束成形的假设为CQI估计提供足够的先验信息来降低CQI估计误差，进而提高隐反馈的系统性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种具有码字约束的码字选择以及相应的信道质量估计方法，本发明为基于正交波束成形的CoMP-JP系统设计一种新型的码字选择方法，通过在码字选择过程中引入码字约束，来为信道质量指示（Channel Quality Indicator，CQI）的估计提供先验信息，达到了提高CQI估计准确性的技术效果；并且本发明根据提出的码字选择方法，给出了一种基于该码字选择方法的CQI估计方法。将本发明提出的码字选择方法和CQI估计方法应用于基于正交波束成形的CoMP-JP系统中，可以显著提高该系统的吞吐量。

一种具有码字约束的码字选择方法，协作式多点联合传输系统设有Nb个基站，服务范围内共有M个用户，第m个用户的具有码字约束的码字选择方法为：

步骤1：调整码本结构；

步骤2：获取每个协作基站到用户m的单小区信道的信道模值；

步骤3：按照单小区信道的信道模值||α_m,kh_m，k||降序排列单小区信道的索引号；