專利名稱：預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送、接收方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及移動(dòng)通信多天線技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
物理層的多天線技術(shù)已經(jīng)成為下一代無(wú)線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，多天線技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如利用多天線的復(fù)用增益來(lái)擴(kuò)大系統(tǒng)的吞吐量，利用多天線的分集增益來(lái)提高系統(tǒng)性能，利用天線的方向性增益來(lái)區(qū)分接收終端而消除接收終端間的干擾等等。
在現(xiàn)代蜂窩移動(dòng)通信的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的下行廣播信道中，由于各接收終端在地理位置上的差異，不能協(xié)同接收，當(dāng)各接收終端間的接收信號(hào)存在相互干擾時(shí)，也不能采用多用戶檢測(cè)的方法來(lái)避免干擾。因此解決無(wú)線多用戶MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多入多出)廣播信道多用戶干擾問(wèn)題的有效方法通常是采用預(yù)編碼技術(shù)。理論分析證明采用DPC(Dirty Paper Coding)等預(yù)編碼方法可以達(dá)到MIMO高斯廣播信道的容量，因此對(duì)無(wú)線多用戶MIMO廣播信道的預(yù)編碼技術(shù)研究，是解決把MIMO技術(shù)應(yīng)用于新一代蜂窩系統(tǒng)或無(wú)線局域網(wǎng)的關(guān)鍵問(wèn)題。
然而，由于對(duì)將要發(fā)送對(duì)信號(hào)進(jìn)行了預(yù)編碼處理，基站側(cè)對(duì)各天線上的發(fā)射功率可能發(fā)生較大的變化，尤其是當(dāng)信道相關(guān)性較大時(shí)。為了對(duì)發(fā)射功率范圍進(jìn)行控制，基站側(cè)在發(fā)射端預(yù)編碼后需要對(duì)功率進(jìn)行歸一化處理，接收端需要知道功率歸一化參數(shù)，才能正確解調(diào)數(shù)據(jù)。因此，對(duì)預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的有效發(fā)送和接收是將MIMO技術(shù)應(yīng)用于新一代蜂窩系統(tǒng)或無(wú)線局域網(wǎng)所要面臨的問(wèn)題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送、接收方法及設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)將預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)傳輸?shù)浇邮斩耍鉀Q多用戶MIMO預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的傳遞問(wèn)題。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例公開了一種預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，包括以下步驟 基站接收終端發(fā)送的上行信號(hào)，根據(jù)所述上行信號(hào)獲得所述基站多天線和所述終端之間的信道信息； 所述基站采用預(yù)編碼算法計(jì)算下行時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，利用所述預(yù)編碼矩陣計(jì)算所述時(shí)頻資源的發(fā)射功率歸一化參數(shù)； 所述基站將所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在下行信號(hào)中發(fā)送給所述終端。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，根據(jù)所述上行信號(hào)獲得所述基站多天線和所述終端之間的信道信息包括 所述基站根據(jù)所述終端發(fā)送的上行導(dǎo)頻，估計(jì)所述基站多天線和所述終端之間上行的信道信息； 通過(guò)插值算法，所述基站獲得上行的所有時(shí)頻資源上的信道信息； 根據(jù)時(shí)分雙工系統(tǒng)的信道特性，所述基站根據(jù)上行的所有時(shí)頻資源上的信道信息得到下行的所有時(shí)頻資源上的信道信息。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基站根據(jù)所述上行信號(hào)獲得所述基站多天線和所述終端之間的信道信息之后，所述基站從多用戶中選出N個(gè)用戶進(jìn)行多用戶MIMO發(fā)送，其中N為大于1，小于等于基站天線數(shù)的整數(shù)，包括以下步驟 所述基站選擇信道質(zhì)量最好的用戶作為主用戶； 所述基站從剩余的用戶中，選擇一個(gè)用戶與所述主用戶形成一組，使信道容量最大化； 依次遞增用戶，使得增加進(jìn)來(lái)的用戶與所述主用戶形成一組，并使信道容量最大化，直到用戶數(shù)達(dá)到N為止。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述預(yù)編碼算法包括迫零算法、最小均方誤差算法、塊對(duì)角化(Block Diagonalization)算法、THP(Tomlinson-Harashima)算法、格約簡(jiǎn)輔助(LR)算法或格約簡(jiǎn)輔助矢量預(yù)編碼(LRVP)算法。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述下行信號(hào)包括下行導(dǎo)頻信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述下行信號(hào)為OFDM調(diào)制信號(hào)，所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在所述導(dǎo)頻上。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)所述導(dǎo)頻資源進(jìn)行預(yù)編碼處理。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述下行信號(hào)包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)，且所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制方式為等幅相位調(diào)制。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述下行信號(hào)為OFDM調(diào)制信號(hào)，所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)頻域上。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)頻域資源進(jìn)行預(yù)編碼處理。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)所述預(yù)編碼算法為線性預(yù)編碼算法時(shí)，所述基站將所述時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在下行信號(hào)中發(fā)送給所述終端；當(dāng)所述預(yù)編碼算法為非線性預(yù)編碼算法時(shí)，所述基站將所述時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)的均值承載在下行信號(hào)中發(fā)送給所述終端。
本發(fā)明還提供了一種預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的接收方法，包括以下步驟終端接收基站發(fā)送的下行信號(hào)，所述下行信號(hào)承載有發(fā)射功率歸一化參數(shù)信息；所述終端確定系統(tǒng)承載發(fā)射功率歸一化參數(shù)的方式，通過(guò)所述下行信號(hào)獲得所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述下行信號(hào)包括下行導(dǎo)頻信號(hào)，當(dāng)所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載于所述下行導(dǎo)頻信號(hào)上，所述終端對(duì)導(dǎo)頻位置的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)信號(hào)即為功率歸一化參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述下行信號(hào)包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)，且所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制方式為等幅相位調(diào)制，所述終端對(duì)業(yè)務(wù)時(shí)頻位置的信號(hào)解調(diào)，取模后除以調(diào)制星座的幅值即為功率歸一化參數(shù)。
本發(fā)明還提供了一種基站側(cè)設(shè)備，包括 接收模塊，所述接收模塊用于接收終端發(fā)送的上行信號(hào)；預(yù)編碼模塊，所述預(yù)編碼模塊用于根據(jù)所述接收模塊接收的上行信號(hào)，確定所述基站側(cè)設(shè)備發(fā)送的下行信號(hào)的發(fā)射功率歸一化參數(shù)；發(fā)送模塊，所述發(fā)送模塊用于將所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在下行信號(hào)中發(fā)送給所述終端。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述預(yù)編碼模塊包括信道估計(jì)模塊，所述信道估計(jì)模塊用于根據(jù)所述上行信號(hào)，得到估計(jì)所述基站側(cè)設(shè)備多天線和所述終端之間下行的信道信息；計(jì)算模塊，所述計(jì)算模塊采用預(yù)編碼算法計(jì)算下行時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，利用所述預(yù)編碼矩陣計(jì)算所述時(shí)頻資源的發(fā)射功率歸一化參數(shù)；映射模塊，所述映射模塊將所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在所述下行信號(hào)時(shí)頻資源上，通過(guò)下行信號(hào)發(fā)送給所述終端。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述映射模塊承載的所述下行信號(hào)包括下行導(dǎo)頻信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述映射模塊承載的所述下行信號(hào)包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)。
利用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)將預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)傳輸?shù)浇邮斩?，解決了多用戶MIMO預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的傳遞問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)承載在每個(gè)天線導(dǎo)頻位置不同的資源時(shí)頻域上，在各個(gè)天線間不存在干擾，系統(tǒng)易于解調(diào)獲取發(fā)射功率歸一化參數(shù)?；蛘邔㈩A(yù)編碼功率歸一化參數(shù)承載在各個(gè)天線導(dǎo)頻位置相同的資源時(shí)頻域上，通過(guò)預(yù)編碼區(qū)分，降低系統(tǒng)資源的消耗?；蛘邔l(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上，不需要占用的系統(tǒng)額外的資源，而且當(dāng)用戶增加的情況下，系統(tǒng)資源的利用也不會(huì)受影響。利用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，簡(jiǎn)單、高效，有利于進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能。



圖1為本發(fā)明的發(fā)送預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的實(shí)施例流程示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例四天線下行導(dǎo)頻在時(shí)頻域上的映射圖樣； 圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例下行導(dǎo)頻在時(shí)頻域上的映射圖樣； 圖4為本發(fā)明發(fā)送預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)基站側(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述 本發(fā)明提供一種預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送、接收方法及設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)將預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)傳輸?shù)浇邮斩?。本發(fā)明的技術(shù)方案，解決多用戶MIMO預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的傳遞問(wèn)題，使接收端能正確檢測(cè)信號(hào)，使用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、高效。
本發(fā)明提供一種預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，包括以下步驟基站接收終端發(fā)送的上行信號(hào)，根據(jù)上行信號(hào)獲得基站多天線和終端之間的信道信息；基站采用預(yù)編碼算法計(jì)算下行時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，利用預(yù)編碼矩陣計(jì)算時(shí)頻資源的發(fā)射功率歸一化參數(shù)；基站將發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在下行信號(hào)中發(fā)送給終端。
如圖1所示，為本發(fā)明的實(shí)施例流程圖，下面結(jié)合實(shí)施例的流程圖對(duì)本發(fā)明展開詳細(xì)闡述。
S101基站接收上行信號(hào)。在S101中，基站通過(guò)接收終端發(fā)送的上行信號(hào)，了解下行信道的相關(guān)信息。
無(wú)論是蜂窩移動(dòng)通信還是無(wú)線局域網(wǎng)，均為雙向通信，上下行信道可以為頻分雙工或時(shí)分雙工通信。在本實(shí)施例中，以蜂窩移動(dòng)通信為例，采用MIMO多天線技術(shù)基站向終端發(fā)送下行信號(hào)，同時(shí)接收終端發(fā)送的上行信號(hào)。基站可以通過(guò)多種方式獲取下行信道的相關(guān)信息，例如，在終端發(fā)送的信息中，其中包含有終端對(duì)基站下行信號(hào)的測(cè)量信息。
此外，作為本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于TDD時(shí)分雙工的通信系統(tǒng)TD-SCDMA，可以通過(guò)以下步驟獲取下行信道的相關(guān)信息 基站根據(jù)終端發(fā)送的上行導(dǎo)頻，估計(jì)基站多天線和終端之間上行的信道信息；通過(guò)插值算法，基站可以獲得上行的所有時(shí)頻資源上的信道信息；對(duì)于時(shí)分雙工系統(tǒng)，在足夠短的時(shí)間內(nèi)，例如10ms或更短的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)時(shí)分雙工系統(tǒng)的信道特性，可以認(rèn)為上下行的信道特性維持不變，基站可以根據(jù)上行的所有時(shí)頻資源上的信道信息得到下行的所有時(shí)頻資源上的信道信息。
作為本發(fā)明的實(shí)施例，基站可以根據(jù)多用戶的信道性能，對(duì)多用戶進(jìn)行信道匹配?；靖鶕?jù)上行信號(hào)獲得基站多天線和終端之間的信道信息之后，基站從多用戶中選出N個(gè)用戶進(jìn)行多用戶MIMO發(fā)送，其中N為大于1，小于等于基站天線數(shù)的整數(shù)。
下面以簡(jiǎn)化Greedy準(zhǔn)則為例說(shuō)明選擇用戶的過(guò)程。
首先，基站選擇信道質(zhì)量最好的用戶作為主用戶，通過(guò)以下公式選出用戶k*

更新所選擇的用戶個(gè)數(shù)Ns＝1，更新用戶集合S＝{k*}，計(jì)算該用戶的傳信率 然后，基站從剩余的用戶中，選擇一個(gè)用戶與主用戶形成一組，使信道容量最大化。例如選擇用戶m*，使得容量

其中Sp＝S∪{m}，矩陣V表示預(yù)編碼矩陣 V＝HH(HHH)-1，其中

其中算子|A|表示集合A的大小 如果R(S∪{m*})＞R(S)，那么S＝S∪{m*}，Ns＝|S|，否則，S、Ns保持不變。
依次遞增用戶，使得增加進(jìn)來(lái)的用戶與主用戶形成一組，并使信道容量最大化，直到用戶數(shù)達(dá)到N為止。
S102基站確定發(fā)射功率歸一化參數(shù)。在S102中，基站采用預(yù)編碼算法計(jì)算下行時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，并利用預(yù)編碼矩陣確定時(shí)頻資源的發(fā)射功率歸一化參數(shù)。
作為本發(fā)明的實(shí)施例，所述預(yù)編碼算法可以為線性預(yù)均衡預(yù)編碼算法，也可以為非線性預(yù)均衡預(yù)編碼算法。為了更好地闡述本發(fā)明的發(fā)明主旨，下面結(jié)合各種預(yù)編碼算法對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
考慮MIMO傳輸信道的數(shù)學(xué)模型為 y＝Hx+n(1) 其中，x為發(fā)射端多天線上的發(fā)射信號(hào)向量，y為接收端多天線上的接收信號(hào)向量，H為傳輸信道矩陣，n為高斯白噪聲向量。
對(duì)于基于迫零的發(fā)射端預(yù)編碼的ZF線性預(yù)均衡算法，發(fā)射端的預(yù)編碼信號(hào)為 其中，

H+表示H的偽逆。
在接收端的接收數(shù)據(jù)矢量y為 其中，為保證發(fā)射信號(hào)功率恒定的功率歸一化參數(shù)。其中，K為發(fā)送信號(hào)個(gè)數(shù)，在接收端乘以功率歸一化參數(shù)的倒數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。
發(fā)送信號(hào)通過(guò)和預(yù)均衡矩陣相乘實(shí)現(xiàn)在發(fā)端的線性預(yù)編碼，構(gòu)成的預(yù)編碼矢量通過(guò)信道后，接收端不需要經(jīng)過(guò)檢測(cè)，就可以直接通過(guò)解調(diào)得到發(fā)射信號(hào)?；赯F的預(yù)均衡算法在信道條件較好，信道矩陣H的相關(guān)性較小時(shí)能有效消除了各個(gè)天線之間的干擾。
對(duì)于基于最小均方誤差MMSE預(yù)均衡算法，在構(gòu)建預(yù)均衡矩陣

時(shí)采用MMSE準(zhǔn)則，即在接收端使得接收信號(hào)的誤差均方值最小 同樣，在發(fā)射端預(yù)編碼后的發(fā)射信號(hào)矢量的發(fā)射功率恒定，功率值為常數(shù) 式中K表示發(fā)射信號(hào)個(gè)數(shù)，σa2表示發(fā)射信號(hào)功率。
根據(jù)MMSE算法準(zhǔn)則得到最優(yōu)化的預(yù)編碼矩陣為 其中，功率歸一化參數(shù)則預(yù)編碼矩陣為 對(duì)于以上提出的兩種基本的線性預(yù)編碼算法，優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單，且消除了天線間的干擾，適用于多用戶系統(tǒng)。
對(duì)于非線性預(yù)編碼算法THP碼算法，首先對(duì)信道矩陣H進(jìn)行QL分解，如下 H＝FTS(9)，其中，矩陣F是一個(gè)正交矩陣，S是一個(gè)下三角矩陣。
為了使發(fā)射信號(hào)歸一化，對(duì)矩陣B有 從而使得歸一化后的矩陣B的對(duì)角線上的元素為1。
通過(guò)干擾抵消的思想，THP預(yù)編碼的發(fā)射符號(hào)為 x1＝a1 x2＝modsA(a2-b21x1) ... 其中，K為MIMO系統(tǒng)天線數(shù)，a＝[a1，…，aK]T為信源信號(hào)矢量，x＝[x1，…，xK]T為預(yù)編碼信號(hào)矢量。假設(shè)符號(hào)aK為M-QAM調(diào)制符號(hào)，調(diào)制符號(hào)間的實(shí)邊界間隔為[-A/2，A/2)，定義

取模運(yùn)算modsA(x)目的是為了調(diào)整發(fā)射功率，

其中，為了保持恒定的發(fā)射功率，功率歸一化參數(shù)β可取為 通過(guò)預(yù)編碼后的發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)信道，收端的接收信號(hào)為 模運(yùn)算后 經(jīng)過(guò)THP預(yù)編碼后，信號(hào)不再是星座圖上的點(diǎn)，而是均勻的分布在取點(diǎn)區(qū)域內(nèi)。
對(duì)于格約簡(jiǎn)輔助(LR)算法，假設(shè)對(duì)于不同用戶的發(fā)射數(shù)據(jù)為ai，為一個(gè)整數(shù)格或半整數(shù)格上的格點(diǎn)，發(fā)射數(shù)據(jù)向量a為這些子星座空間的笛卡兒積。那么，全部的接收星座點(diǎn)也應(yīng)該包含于Z2M空間。在發(fā)射端，當(dāng)采用信道求逆的方法時(shí)，發(fā)射信號(hào)就是以平行于H+的列為邊的超立方體內(nèi)的點(diǎn)。如果數(shù)據(jù)是Z2M內(nèi)的整數(shù)點(diǎn)，發(fā)射信號(hào)就是由H+生成的格空間內(nèi)的點(diǎn)。如果H+的某一列的范數(shù)很大，那么相應(yīng)的發(fā)射信號(hào)就需要很大的發(fā)射功率，通過(guò)用其它的具有較小范數(shù)的點(diǎn)來(lái)代替這些點(diǎn)，可以降低發(fā)射功率。格約簡(jiǎn)輔助預(yù)編碼算法的核心思想是在不改變格結(jié)構(gòu)的情況下，對(duì)于發(fā)射信號(hào)采用適當(dāng)?shù)闹螀^(qū)域來(lái)最小化平均的發(fā)射功率。
同樣的，考慮一個(gè)N個(gè)發(fā)射天線，K個(gè)單天線用戶的MIMO系統(tǒng)，采用格約簡(jiǎn)輔助算法對(duì)于其信道矩陣的偽逆H+進(jìn)行準(zhǔn)正交化，假設(shè)Hred＝H+U為H+的準(zhǔn)正交矩陣，UK×K為么模矩陣，a為原始信號(hào)，那么 x＝Hreda′＝H+Ua′ a′＝modsA(U-1a)(15)，其中，Hred的計(jì)算方法可采用Lenstra-Lenstra-Lovasz約簡(jiǎn)方法。x為發(fā)射天線上的實(shí)際發(fā)射信號(hào)，如果采用M-QAM調(diào)制，則
在接收端采用modsA運(yùn)算檢測(cè)出原始發(fā)射信號(hào)，接收信號(hào)為 y＝Hx+n＝HH+UmodsA(U-1u)+n ＝UmodsA(U-1u)+n ＝modsA(UU-1u)+n＝modsA(u)+n(16)，由于么模矩陣不改變格結(jié)構(gòu)，因此格約簡(jiǎn)輔助預(yù)編碼算法可以通過(guò)模運(yùn)算恢復(fù)出發(fā)射信號(hào)。同時(shí)，該算法通過(guò)對(duì)信道矩陣的偽逆H+的準(zhǔn)正交化及模運(yùn)算大大地降低了發(fā)射信號(hào)的發(fā)射功率，而且也降低了對(duì)噪聲的加強(qiáng)作用。
其中，功率歸一化參數(shù)β為 根據(jù)不同的預(yù)編碼算法可以分別按式(4)、(8)、(12)、(17)計(jì)算相應(yīng)時(shí)頻資源處的功率歸一化參數(shù)β。
顯然，上述對(duì)各種預(yù)編碼的介紹，僅用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
S103基站將發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在下行信號(hào)中發(fā)送給終端。
在MIMO通信系統(tǒng)中，由于在發(fā)送端對(duì)所要發(fā)送的信息進(jìn)行了預(yù)編碼處理，對(duì)發(fā)射功率進(jìn)行了歸一化處理，對(duì)于BPSK、QPSK、8PSK這樣的相位調(diào)制方式來(lái)說(shuō)，幅度的縮放不會(huì)影響相位攜帶的信息，接收端無(wú)需知道功率歸一化參數(shù)就可正確硬判決，即對(duì)無(wú)編碼系統(tǒng)來(lái)說(shuō)可以不向接收端傳遞功率歸一化參數(shù)，但對(duì)有編碼系統(tǒng)來(lái)說(shuō)會(huì)影響軟比特的值，進(jìn)而影響譯碼結(jié)果。因此，必須將發(fā)射功率歸一化參數(shù)發(fā)送給接收端，接收端才能更好地解調(diào)數(shù)據(jù)。
下面結(jié)合時(shí)分雙工模式的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)TD-LTE進(jìn)行描述，不失一般性地，以基站4天線，4用戶每用戶單天線的配置情況為例。
如圖2所示，為TD-LTE現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的一種下行導(dǎo)頻在時(shí)頻上的映射圖樣。作為本發(fā)明的實(shí)施例，發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在下行導(dǎo)頻信號(hào)中發(fā)送給終端，在本實(shí)施例中，下行信號(hào)通過(guò)OFDM調(diào)制發(fā)送給終端。結(jié)合具體情況會(huì)執(zhí)行以下三步 第一步將相應(yīng)導(dǎo)頻處的β參數(shù)分別按導(dǎo)頻圖案映射到各個(gè)天線的相應(yīng)導(dǎo)頻位置的導(dǎo)頻上。對(duì)于基站4天線，4用戶每用戶單天線的配置情況，基站4天線應(yīng)分別采用圖2中所示的導(dǎo)頻圖案，其中R0、R1、R2、R3表示導(dǎo)頻位置，打叉的時(shí)頻域資源表示在該時(shí)頻域不發(fā)送數(shù)據(jù)。由于各天線的導(dǎo)頻位置不同，這種導(dǎo)頻圖案在各個(gè)天線間沒(méi)有干擾。
第二步分別乘以各個(gè)獨(dú)立信道的逆。設(shè)在導(dǎo)頻位置的導(dǎo)頻信號(hào)和已調(diào)信號(hào)分別為a＝{a1，a2，a3，a3}和x＝{x1，x2，x3，x4}。則有




其中，hij表示從基站天線i到第j個(gè)用戶天線的信道，上標(biāo)-1表示求逆，如h11-1表示從基站天線1到用戶1導(dǎo)頻位置的信道的逆。
第三步對(duì)預(yù)編碼處理后的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻信號(hào)經(jīng)過(guò)IFFT處理后映射到基站多天線發(fā)射出去。
在上述實(shí)施例中，由于各導(dǎo)頻位置不同，在各個(gè)天線間不存在干擾，承載發(fā)射功率歸一化參數(shù)需要占用一定的系統(tǒng)資源，顯然，當(dāng)用戶較多的情況下，資源消耗也增多。
此外，可以將發(fā)射功率歸一化參數(shù)映射在導(dǎo)頻上，并對(duì)映射后所述導(dǎo)頻資源進(jìn)行預(yù)編碼處理后再發(fā)送給終端。例如，當(dāng)發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在如圖3所示的導(dǎo)頻圖樣上時(shí)，結(jié)合具體情況會(huì)執(zhí)行以下三步 第一步將相應(yīng)導(dǎo)頻處的β參數(shù)分別按圖3所示的導(dǎo)頻圖案映射到各個(gè)天線的相應(yīng)導(dǎo)頻位置的導(dǎo)頻上，其中R0表示導(dǎo)頻位置。由于各天線的導(dǎo)頻位置重疊，多用戶間存在干擾，將通過(guò)采用預(yù)編碼方法來(lái)消除干擾。
第二步進(jìn)行預(yù)編碼干擾抑制處理。設(shè)在導(dǎo)頻位置的導(dǎo)頻信號(hào)和預(yù)編碼后信號(hào)分別為a＝{a1 a2 a3 a3}T和x＝{x1 x2 x3 x4}T。則有

其中，當(dāng)對(duì)于ZF算法準(zhǔn)則

或當(dāng)對(duì)于MMSE算法準(zhǔn)則

對(duì)于其他算法如此類推。H為基站和各個(gè)用戶間的MIMO信道矩陣，矩陣元素hij表示從基站天線i到第j個(gè)用戶天線的信道。
第三步對(duì)預(yù)編碼處理后的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻信號(hào)經(jīng)過(guò)IFFT處理后映射到基站多天線發(fā)射出去。
在上述實(shí)施例中，由于各導(dǎo)頻位置不同，在各個(gè)天線間不存在干擾，承載發(fā)射功率歸一化參數(shù)需要占用的系統(tǒng)資源較少，而且當(dāng)用戶增加的情況下，系統(tǒng)資源的消耗不會(huì)增多。
此外，還可以將發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)上，此時(shí)所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制方式為等幅相位調(diào)制。優(yōu)選地，可以對(duì)承載發(fā)射功率歸一化參數(shù)的所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)頻域資源進(jìn)行預(yù)編碼處理后再發(fā)送給終端。例如，當(dāng)發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在如圖3所示的導(dǎo)頻圖樣上時(shí)，結(jié)合具體情況會(huì)執(zhí)行以下三步 第一步導(dǎo)頻仍采用如圖3所示的導(dǎo)頻圖案映射，但此時(shí)導(dǎo)頻位置傳輸?shù)牟辉偈墙邮斩擞脩粢阎膶?dǎo)頻信號(hào)，而是以BPSK、QPSK、8PSK這樣的等幅相位調(diào)制的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)，通過(guò)這些業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)捎帶相應(yīng)時(shí)頻資源處的β參數(shù)。由于各天線的導(dǎo)頻位置重疊，多用戶間存在干擾，需要采用預(yù)編碼方法消除干擾。
第二步進(jìn)行預(yù)編碼干擾抑制處理，設(shè)在導(dǎo)頻位置的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)和預(yù)編碼后信號(hào)分別為a＝{a1 a2 a3 a3}T和x＝{x1 x2 x3 x4}T。則有

其中，當(dāng)對(duì)于ZF算法準(zhǔn)則

或當(dāng)對(duì)于MMSE算法準(zhǔn)則

對(duì)于其他算法如此類推。H為基站和各個(gè)用戶間的MIMO信道矩陣，矩陣元素hij表示從基站天線i到第j個(gè)用戶天線的信道。
第三步對(duì)預(yù)編碼處理后的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻信號(hào)經(jīng)過(guò)IFFT處理后映射到基站多天線發(fā)射出去。
在上述實(shí)施例中，由于承載發(fā)射功率歸一化參數(shù)的所在資源傳輸?shù)氖菢I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，不需要占用的系統(tǒng)額外的資源，而且當(dāng)用戶增加的情況下，系統(tǒng)資源的利用也不會(huì)受影響。
在上述實(shí)施例中，采用的預(yù)編碼算法可以是線性算法，也可以是非線性算法。優(yōu)選地，當(dāng)所述預(yù)編碼算法為線性預(yù)編碼算法時(shí)，所述基站將所述時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在下行信號(hào)中發(fā)送給所述終端；當(dāng)所述預(yù)編碼算法為非線性預(yù)編碼算法時(shí)，所述基站將所述時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)的均值承載在下行信號(hào)中發(fā)送給所述終端。例如，在上述實(shí)施例中，均在導(dǎo)頻位置進(jìn)行發(fā)射功率歸一化參數(shù)攜帶，不同的是，所述導(dǎo)頻位置可以承載的是導(dǎo)頻，也可以承載的是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。因此，對(duì)于線性預(yù)編碼算法，攜帶的發(fā)射功率歸一化參數(shù)為所述導(dǎo)頻位置的β值，對(duì)于非線性預(yù)編碼算法，攜帶的發(fā)射功率歸一化參數(shù)為所述導(dǎo)頻位置周圍的β值的均值。
本發(fā)明還提供了一種預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的接收方法，包括以下步驟終端接收基站發(fā)送的下行信號(hào)，下行信號(hào)承載有發(fā)射功率歸一化參數(shù)信息；終端確定系統(tǒng)承載發(fā)射功率歸一化參數(shù)的方式，通過(guò)下行信號(hào)獲得所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)。終端通過(guò)接收系統(tǒng)消息等方式，可以獲取系統(tǒng)承載發(fā)射功率歸一化參數(shù)的方式，從而從下行信號(hào)中獲得發(fā)射功率歸一化參數(shù)。
顯然，預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的接收方法由發(fā)送方法所決定。作為本發(fā)明的實(shí)施例，下行信號(hào)包括下行導(dǎo)頻信號(hào)，當(dāng)發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載于下行導(dǎo)頻信號(hào)上，終端對(duì)導(dǎo)頻位置的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)信號(hào)即為功率歸一化參數(shù)。
作為本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，下行信號(hào)包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)，其中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制方式為等幅相位調(diào)制，終端對(duì)業(yè)務(wù)時(shí)頻位置的信號(hào)解調(diào)，取模后除以調(diào)制星座的幅值即為功率歸一化參數(shù)。
如圖4所示，本發(fā)明還提供了一種基站側(cè)設(shè)備400，包括接收模塊410，接收模塊410用于接收終端發(fā)送的上行信號(hào)；預(yù)編碼模塊420，預(yù)編碼模塊420用于根據(jù)接收模塊410接收的上行信號(hào)，確定基站側(cè)設(shè)備400發(fā)送的下行信號(hào)的發(fā)射功率歸一化參數(shù)；發(fā)送模塊430，發(fā)送模塊430用于將所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在下行信號(hào)中發(fā)送給終端。
作為上述設(shè)備的實(shí)施例，預(yù)編碼模塊420包括 信道估計(jì)模塊421，信道估計(jì)模塊421用于根據(jù)所述上行信號(hào)，得到估計(jì)基站側(cè)設(shè)備400多天線和終端之間下行的信道信息； 計(jì)算模塊422，計(jì)算模塊422采用預(yù)編碼算法計(jì)算下行時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，利用預(yù)編碼矩陣計(jì)算時(shí)頻資源的發(fā)射功率歸一化參數(shù)； 映射模塊423，映射模塊423將發(fā)射功率歸一化參數(shù)映射于所述下行信號(hào)時(shí)頻資源上，通過(guò)下行信號(hào)發(fā)送給終端。
優(yōu)選地，映射模塊423映射的下行信號(hào)包括下行導(dǎo)頻信號(hào)。
優(yōu)選地，映射模塊423映射的下行信號(hào)包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，其特征在于，包括以下步驟
基站接收終端發(fā)送的上行信號(hào)，根據(jù)所述上行信號(hào)獲得所述基站多天線和所述終端之間的信道信息；
所述基站根據(jù)所述信道信息，采用預(yù)編碼算法計(jì)算下行時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，利用所述預(yù)編碼矩陣計(jì)算所述時(shí)頻資源的發(fā)射功率歸一化參數(shù)；
所述基站將所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在下行信號(hào)中發(fā)送給所述終端。
2、如權(quán)利要求1所述的預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，其特征在于，根據(jù)所述上行信號(hào)獲得所述基站多天線和所述終端之間的信道信息包括
所述基站根據(jù)所述終端發(fā)送的上行導(dǎo)頻，估計(jì)所述基站多天線和所述終端之間上行的信道信息；
通過(guò)插值算法，所述基站獲得上行的所有時(shí)頻資源上的信道信息；
根據(jù)時(shí)分雙工系統(tǒng)的信道特性，所述基站根據(jù)上行的所有時(shí)頻資源上的信道信息得到下行的所有時(shí)頻資源上的信道信息。
3、如權(quán)利要求1所述的預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，其特征在于，基站根據(jù)所述上行信號(hào)獲得所述基站多天線和所述終端之間的信道信息之后，所述基站從多用戶中選出N個(gè)用戶進(jìn)行多用戶MIMO發(fā)送，其中N為大于1，小于等于基站天線數(shù)的整數(shù)，包括以下步驟
所述基站選擇信道質(zhì)量最好的用戶作為主用戶；
所述基站從剩余的用戶中，選擇一個(gè)用戶與所述主用戶形成一組，使信道容量最大化；
依次遞增用戶，使得增加進(jìn)來(lái)的用戶與所述主用戶形成一組，并使信道容量最大化，直到用戶數(shù)達(dá)到N為止。
4、如權(quán)利要求1所述的預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，其特征在于，所述預(yù)編碼算法包括迫零算法、最小均方誤差算法、塊對(duì)角化(Block Diagonalization)算法、THP(Tomlinson-Harashima)算法、格約簡(jiǎn)輔助(LR)算法或格約簡(jiǎn)輔助矢量預(yù)編碼(LRVP)算法。
5、如權(quán)利要求1所述的預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，其特征在于，所述下行信號(hào)包括下行導(dǎo)頻信號(hào)。
6、如權(quán)利要求5所述的預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，其特征在于，所述下行信號(hào)為OFDM調(diào)制信號(hào)，所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在所述導(dǎo)頻上。
7、如權(quán)利要求6所述的預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，其特征在于，對(duì)所述導(dǎo)頻資源進(jìn)行預(yù)編碼處理。
8、如權(quán)利要求1所述的預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，其特征在于，所述下行信號(hào)包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)，且所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制方式為等幅相位調(diào)制。
9、如權(quán)利要求8所述的預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，其特征在于，所述下行信號(hào)為OFDM調(diào)制信號(hào)，所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)頻域上。
10、如權(quán)利要求9所述的預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，其特征在于，對(duì)所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)頻域資源進(jìn)行預(yù)編碼處理。
11、如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，其特征在于，
當(dāng)所述預(yù)編碼算法為線性預(yù)編碼算法時(shí)，所述基站將所述時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在下行信號(hào)中發(fā)送給所述終端；
當(dāng)所述預(yù)編碼算法為非線性預(yù)編碼算法時(shí)，所述基站將所述時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)的均值承載在下行信號(hào)中發(fā)送給所述終端。
12、一種預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的接收方法，其特征在于，包括以下步驟
終端接收基站發(fā)送的下行信號(hào)，所述下行信號(hào)承載有發(fā)射功率歸一化參數(shù)信息；
所述終端確定系統(tǒng)承載發(fā)射功率歸一化參數(shù)的方式，通過(guò)所述下行信號(hào)獲得所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)。
13、如權(quán)利要求12所述的預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的接收方法，其特征在于，所述下行信號(hào)包括下行導(dǎo)頻信號(hào)，當(dāng)所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載于所述下行導(dǎo)頻信號(hào)上，所述終端對(duì)導(dǎo)頻位置的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)信號(hào)即為功率歸一化參數(shù)。
14、如權(quán)利要求12所述的預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的接收方法，其特征在于，所述下行信號(hào)包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)，且所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的調(diào)制方式為等幅相位調(diào)制，所述終端對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)頻位置的信號(hào)解調(diào)，取模后除以調(diào)制星座的幅值即為功率歸一化參數(shù)。
15、一種基站側(cè)設(shè)備，其特征在于，包括
接收模塊，所述接收模塊用于接收終端發(fā)送的上行信號(hào)；
預(yù)編碼模塊，所述預(yù)編碼模塊用于根據(jù)所述接收模塊接收的上行信號(hào)，確定所述基站側(cè)設(shè)備發(fā)送的下行信號(hào)的發(fā)射功率歸一化參數(shù)；
發(fā)送模塊，所述發(fā)送模塊用于將所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在下行信號(hào)中發(fā)送給所述終端。
16、如權(quán)利要求15所述的基站側(cè)設(shè)備，其特征在于，所述預(yù)編碼模塊包括
信道估計(jì)模塊，所述信道估計(jì)模塊用于根據(jù)所述上行信號(hào)，得到估計(jì)所述基站側(cè)設(shè)備多天線和所述終端之間下行的信道信息；
計(jì)算模塊，所述計(jì)算模塊采用預(yù)編碼算法計(jì)算下行時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，利用所述預(yù)編碼矩陣計(jì)算所述時(shí)頻資源的發(fā)射功率歸一化參數(shù)；
映射模塊，所述映射模塊將所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在所述下行信號(hào)時(shí)頻資源上，通過(guò)下行信號(hào)發(fā)送給所述終端。
17、如權(quán)利要求16所述的基站側(cè)設(shè)備，其特征在于，所述映射模塊承載的所述下行信號(hào)包括下行導(dǎo)頻信號(hào)。
18、如權(quán)利要求16所述的基站側(cè)設(shè)備，其特征在于，所述映射模塊承載的所述下行信號(hào)包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的發(fā)送方法，包括以下步驟基站接收終端發(fā)送的上行信號(hào)，根據(jù)所述上行信號(hào)獲得所述基站多天線和所述終端之間的信道信息；所述基站采用預(yù)編碼算法計(jì)算下行時(shí)頻資源對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，利用所述預(yù)編碼矩陣計(jì)算所述時(shí)頻資源的發(fā)射功率歸一化參數(shù)；所述基站將所述發(fā)射功率歸一化參數(shù)承載在下行信號(hào)中發(fā)送給所述終端。本發(fā)明還公開了一種預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的接收方法及設(shè)備。利用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)將預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)傳輸?shù)浇邮斩?，解決了多用戶MIMO預(yù)編碼功率歸一化參數(shù)的傳遞問(wèn)題，而且簡(jiǎn)單、高效，有利于進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能。
文檔編號(hào)H04L1/06GK101686073SQ200810222568
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月22日
發(fā)明者曹晏波, 李洪強(qiáng), 鑫 王, 喬元新, 王映民, 孫建勛, 董育新, 王淑明, 琳 周 申請(qǐng)人:大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司