[发明专利]一种基于量化和统计信道信息的多小区协作预编码方法

说明书

本发明公开一种基于量化和统计信道信息的多小区协作预编码方法，包括：基站获取小区内用户的统计CSI,用户根据接收到的导频信道估计出各自的信道状态信息，基站获得粗糙的瞬时信道状态信息,基站间通过信息共享链路共享瞬时信道状态信息,基站获得小区内所有用户的统计CSI和量化的瞬时CSI后，通过线性组合得到新的预编码矩阵W基站利用预编码矩阵W向用户发送数据。本发明有益的效果：相比于基于单一统计信道信息的预编码算法，由于加入了采用低阶量化的瞬时信道状态信息，能够在一定程度上将基于统计信道信息获得的预编码矢量的方向进行校准，从而能够获得更好的性能；该方法能有效地提高系统总速率性能，提高系统吞吐量。

技术领域

本发明属于移动通信领域，涉及一种基于量化和统计信道信息的多小区协作预编码方法。

背景技术

随着无线通信技术和移动互联网的飞速发展，人们不断地对移动通信速率提出更高的要求。然而，无线通信系统中可用频谱和发射功率等系统资源都是有限的，无法满足日益增长的速率要求。研究表明，未来移动通信系统必须具有极高的频谱资源利用率，为此引入了多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术，多入多出(MIMO)技术能够通过开辟空间域资源，可以有效利用空间复用和分集增益，在不增加系统带宽和天线发射功率的情况下,成倍地提高无线信道容量及频谱利用率，但同时也造成了严重的共信道干扰。由于下行多入多出系统终端受制于电池容量和芯片处理速度，所以有必要引入多入多出预编码技术以提前消除共信道干扰，同时降低终端复杂度。

在当前应用的3G、4G以及未来的5G无线通信系统中，由于对传输速率要求的提高以及用户数的急剧增加，为了适应复杂多变的无线信道环境往往要求通信系统的信号传输方案能够具有自适应特性和鲁棒性。而以闭环MIMO架构为基础的预编码算法可以使无线通信系统根据信道状况调整信号发射策略，从而显著提高系统容量，使得频谱利用率得到进一步提高。传统的预编码算法研究是基于用户反馈完美CSI的，但是在实际的商用无线通信系统中，由于上行反馈信道的速率较低，这个前提假设并不一定能够成立。在时分双工(TDD)系统中，基站可以利用上下行信道的互易性获得下行CSI用来进行预编码设计；而在频分双工(FDD)系统中，用户必须通过上行信道将下行CSI反馈至基站。由于上行信道的速率较低，用户无法将其下行CSI完美反馈，因此用户怎样利用有限的上行信道资源将CSI进行量化反馈成为亟待解决的问题。

为了进一步提高蜂窝系统的频谱效率，3GPP LTE将倾向于同频部署，由此导致小区边缘用户遭受较大的同频干扰。为了降低小区间同频干扰的影响，相邻基站间可以进行基于协作的预编码技术，实现干扰避免。然而，为了实现协作，基站间需要共享信道状态信息和/或数据信息，随着协作基站数目的增加以及数据率的增大，对基站间共享链路的带宽提出了巨大的要求，导致建设成本的加剧。因此需要考虑尽量降低信息共享对基站间共享链路的需求，在保证一定性能要求的前提下，减少共享的信息量。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于量化和统计信道信息的多小区协作预编码方法。

在描述本发明的具体步骤前，先对部分缩写及符号进行定义。E{·}表示求期望操作，tr{·}表示矩阵的迹，上标H表示求共轭转置操作。

该方法的具体步骤如下：

步骤1：基站获取本小区内终端的所有统计信道信息，包括各个协作基站到该终端的下行链路的统计信道信息。因为统计信道信息往往由终端的位置、方位角等决定，可由上行信道估计获得；或者为了更加精确，也可由终端每隔一段时间反馈一次获得。

步骤2：基站向所有用户发送下行导频序列，用户根据接收到的导频估计出各自的信道状态信息，进行较少比特的矢量量化，然后反馈回基站，基站由此获得较为粗糙的瞬时信道状态信息。

步骤3：基站间通过信息共享链路共享瞬时信道状态信息，并根据需要共享统计信道信息。