[发明专利]一种适用于全双工蜂窝网络的协作发射波束成型方法和通信系统

权利要求书

1.一种适用于全双工蜂窝网络的协作发射波束成型方法，其步骤包括：

基站获取与各通信用户之间的下行链路的信道状态信息，以及基站发射天线到其他小区基站接收天线之间的干扰链路的信道状态信息；

基站通过反馈信道获得各通信用户的噪声级别；

基站通过基站间通信链路得到其他小区基站的噪声级别；

基站计算预定的SLNR效用函数取得最大值时的发射波束成型矩阵；其中，所述SLNR效用函数为其中，K_d为蜂窝网络中下行用户数量，K_b为蜂窝网络中基站个数，j_k为用户k的服务基站的索引，为从基站j_k到用户k的信道状态信息，为从基站j_k到用户i的信道状态信息，为从基站j_k到基站j的干扰信道状态信息；γ_k为用户k的噪声级别，γ_i为用户i的噪声级别，λ_j为基站j的噪声级别，M_k为用户k的接收天线数量，W_k为针对用户k的发射波束成型矩阵，(·)^H表示矩阵的共轭转置，Tr(·)函数用于计算矩阵的迹；

基站利用所述发射波束成型矩阵对要发射的数据流进行发射波束成型。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用得到SLNR效用函数取得最大值时的发射波束成型矩阵。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用得到SLNR效用函数取得最大值时的发射波束成型矩阵；其中，代表计算矩阵Q_k的特征值分解后，最大的S_k个特征值所对应的特征向量所构成的矩阵，S_k为发送给用户k的数据流的数目，I为单位矩阵。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站通过反馈信道获得各通信用户的噪声级别包括：热噪声、其他上行用户发射信号所造成的干扰、来自非协作小区基站的干扰。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，如果通信用户为全双工用户，则所述基站通过反馈信道获得各通信用户的噪声级别还包括全双工用户的残余自干扰。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站通过基站间通信链路得到其他小区基站的噪声级别包括热噪声和残余自干扰。

7.一种适用于全双工蜂窝网络的通信系统，其特征在于，包括若干基站，每一所述基站获取与各通信用户之间的下行链路的信道状态信息、基站发射天线到其他小区基站接收天线之间的干扰链路的信道状态信息、基站通过反馈信道获得各通信用户的噪声级别、基站通过基站间通信链路得到其他小区基站的噪声级别；所述基站计算预定的SLNR效用函数取得最大值时的发射波束成型矩阵，然后利用所述发射波束成型矩阵对要发射的数据流进行发射波束成型；其中，所述SLNR效用函数为其中，K_d为蜂窝网络中下行用户数量，K_b为蜂窝网络中基站个数，j_k为用户k的服务基站的索引，为从基站j_k到用户k的信道状态信息，为从基站j_k到用户i的信道状态信息，为从基站j_k到基站j的干扰信道状态信息；γ_k为用户k的噪声级别，γ_i为用户i的噪声级别，λ_j为基站j的噪声级别，M_k为用户k的接收天线数量，W_k为针对用户k的发射波束成型矩阵，(·)^H表示矩阵的共轭转置，Tr(·)函数用于计算矩阵的迹。

8.如权利要求7所述的通信系统，其特征在于，利用得到SLNR效用函数取得最大值时的发射波束成型矩阵；其中，代表计算矩阵Q_k的特征值分解后，最大的S_k个特征值所对应的特征向量所构成的矩阵，S_k为发送给用户k的数据流的数目，I为单位矩阵。