專利名稱：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多天線通信系統(tǒng)中多點(diǎn)協(xié)同多點(diǎn)傳輸(CoMP， CoordinateMulti-Point)技術(shù)，尤其是一種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)方法和裝置。
背景技術(shù)：
作為第四代通信系統(tǒng)GG)的標(biāo)準(zhǔn)，IMT-Advancedanternational MobileTelecomadvanced，高級國際移動(dòng)通信)對系統(tǒng)的性能提出了更高的要求，尤其是對上下行的頻譜效率有更高的要求。協(xié)作多點(diǎn)傳輸是一種提高傳輸覆蓋范圍、小區(qū)邊緣服務(wù)質(zhì)量和吞吐量，以及系統(tǒng)吞吐量的技術(shù)，成為提高系統(tǒng)頻譜利用率的重要技術(shù)，因此得到了廣泛的關(guān)注。所謂協(xié)作多點(diǎn)傳輸，即多個(gè)基站協(xié)作傳輸，服務(wù)于一個(gè)或多個(gè)用戶終端(User Equipment，UE)。3GPP定義的CoMP包括2種場景，一種是多點(diǎn)協(xié)作調(diào)度、協(xié)作波束賦形(CS/CB Coordinated scheduling and coordinated beamforming)，艮口通過相鄰節(jié)點(diǎn)之間交互調(diào)度信息，達(dá)到各個(gè)小區(qū)傳輸信號之間干擾得到協(xié)調(diào)；另一種是多點(diǎn)聯(lián)合處理，即多個(gè)協(xié)作節(jié)點(diǎn)之間通過共享數(shù)據(jù)及CSI (channel stateinformation，信道狀態(tài)信息)信息、調(diào)度信息等， 聯(lián)合為目標(biāo)用戶提供服務(wù)。聯(lián)合波束形成的協(xié)作多點(diǎn)傳輸屬于第一種CoMP場景?，F(xiàn)有技術(shù)中計(jì)算預(yù)編碼矩陣的時(shí)候用到了特征向量分解和矩陣的求逆，這些運(yùn)算尤其是特征向量的分解在實(shí)現(xiàn)過程中是非常耗時(shí)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)方法和裝置，以簡化預(yù)編碼矩陣計(jì)算方法。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)方法，網(wǎng)絡(luò)側(cè)執(zhí)行以下步驟根據(jù)終端的服務(wù)小區(qū)的信號信道計(jì)算值空間；根據(jù)所述終端的協(xié)作小區(qū)的干擾信道計(jì)算零空間；將所述值空間的向量投影到所述零空間的向量所在的平面得到該終端的預(yù)編碼矩陣；根據(jù)所述預(yù)編碼矩陣在所述終端服務(wù)小區(qū)下發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，根據(jù)終端的服務(wù)小區(qū)的信號信道計(jì)算值空間包括根據(jù)I λ -Α| = O求解所述信號信道的特征值入，其中八為琯*113或耳*1^,4 為所述終端在所述服務(wù)小區(qū)的信號信道矩陣，Hf為所述Hs的共軛轉(zhuǎn)置；根據(jù)Ay= Xy求得各特征值λ所對應(yīng)的特征向量y，所述特征向量y即值空間向量，用于組成值空間。進(jìn)一步地，所述A為Hh*H和H*Hh中階數(shù)小的方陣。進(jìn)一步地，計(jì)算零空間指求解齊次線性方程組H1X = 0，得到零空間向量X，所述零空間向量χ用于組成零空間，其中H1為終端的干擾信道矩陣，X為零空間矩陣；若所述終端有多個(gè)協(xié)作小區(qū)，則根據(jù)各協(xié)作小區(qū)的干擾信道分別計(jì)算零空間向量，所得零空間向量共同組成所述零空間。進(jìn)一步地，所述齊次線性方程組的系數(shù)矩陣為nTX*nRX，其中nTx為網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)射天線的個(gè)數(shù)，nRx為終端接收天線數(shù)。為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)裝置，該裝置包括值空間計(jì)算模塊，用于根據(jù)終端的服務(wù)小區(qū)的信號信道計(jì)算值空間；零空間計(jì)算模塊，根據(jù)所述終端的協(xié)作小區(qū)的干擾信道計(jì)算零空間；預(yù)編碼矩陣計(jì)算模塊，用于將所述值空間的向量投影到所述零空間的向量所在的平面得到該終端的預(yù)編碼矩陣；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)模塊，用于根據(jù)所述預(yù)編碼矩陣在所述終端服務(wù)小區(qū)下發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，所述值空間模塊包括特征值計(jì)算子模塊，用于根據(jù)I λ I-A I = 0求解所述信號信道的特征值λ，其中A 為11『*1^或113 *H ,HS為所述終端在所述服務(wù)小區(qū)的信號信道矩陣，Hf為所述Hs的共軛
轉(zhuǎn)置；向量計(jì)算子模塊，用于根據(jù)Ay = λ y求得各特征值λ所對應(yīng)的特征向量y，所述特征向量y即值空間向量，用于組成值空間。進(jìn)一步地，所述A為11『*Hs^PHs 中階數(shù)小的方陣。進(jìn)一步地，計(jì)算零空間指求解齊次線性方程組H1X = 0，得到零空間向量X，所述零空間向量X用于組成零空間，其中H1為終端的干擾信道矩陣，X為零空間矩陣；若所述終端有多個(gè)協(xié)作小區(qū)，則根據(jù)各協(xié)作小區(qū)的干擾信道分別計(jì)算零空間向量，所得零空間向量共同組成零空間。進(jìn)一步地，所述齊次線性方程組的系數(shù)矩陣為nTX*nRX，其中nTx為網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)射天線的個(gè)數(shù)，nRx為終端接收天線數(shù)。本發(fā)明方法和裝置，通過計(jì)算信號信道值空間、干擾信道零空間及空間向量的投影，即得到了預(yù)編碼矩陣，簡化了預(yù)編碼矩陣的計(jì)算方法，提高了系統(tǒng)性能。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)方法的示意圖；圖2是兩小區(qū)CoMP傳輸?shù)氖疽鈭D；圖3是預(yù)編碼矩陣計(jì)算的原理示意圖；圖4是本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例1對應(yīng)的示意圖；圖5是本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例2對應(yīng)的示意圖；圖6是本發(fā)明應(yīng)用實(shí)例3對應(yīng)的示意圖；圖7是本發(fā)明業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)裝置對應(yīng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本文是針對第一種場景多點(diǎn)協(xié)作調(diào)度給出的一種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)方法，尤其是計(jì)算預(yù)編碼矩陣的過程進(jìn)行了改進(jìn)。目前所討論的預(yù)編碼計(jì)算方法涉及到特征向量的分解，這些算法在計(jì)算精度或計(jì)算時(shí)間上不能滿足實(shí)現(xiàn)的要求，本發(fā)明通過改變預(yù)編碼矩陣的算法，通過解高次方程、解線性方程組實(shí)現(xiàn)預(yù)編碼矩陣的計(jì)算，簡化了預(yù)編碼矩陣的計(jì)算方法，對于在低速移動(dòng)的邊緣用戶尤其適用。下文中將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。如圖1所示，本發(fā)明業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)方法，網(wǎng)絡(luò)側(cè)執(zhí)行以下步驟步驟101 根據(jù)終端的服務(wù)小區(qū)的信號信道計(jì)算值空間；值空間可以有一個(gè)或多個(gè)值空間向量，值空間向量的個(gè)數(shù)由信道矩陣的秩決定。信道的秩是空間信道可分離的層數(shù)，其值小于或等于nTx和nRx中較小的值，其中 nTx是發(fā)射天線數(shù)，nRx是接收天線數(shù)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)向終端下發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的層數(shù)必須小于或等于空間信道的秩，具體的層數(shù)由網(wǎng)絡(luò)側(cè)根據(jù)實(shí)際情況確定。值空間是信號能量最強(qiáng)的方向，若基站根據(jù)值空間進(jìn)行預(yù)編碼可以保證信道到達(dá)目標(biāo)終端的能量最強(qiáng)，但此時(shí)沒有考慮對鄰區(qū)終端的干擾。步驟101進(jìn)一步包括a)根據(jù)I λ I-A | = 0求解所述信號信道的特征值λ，其中A為琯*H， Hs為所述終端在所述服務(wù)小區(qū)的信號信道矩陣，Hf為所述Hs的共軛轉(zhuǎn)置；H『*Hs^PHs 的非零特征值的是一樣的，優(yōu)選地，選擇H『中階數(shù)小的方陣作為A求解特征值λ。b)根據(jù)Ay = λ y求得各特征值λ所對應(yīng)的特征向量y，所述特征向量y即值空間向量，用于組成值空間。步驟102 根據(jù)所述終端的協(xié)作小區(qū)的干擾信道計(jì)算零空間；如果能計(jì)算準(zhǔn)確零空間則可以保證鄰區(qū)對某UE的干擾為零，實(shí)際過程中由于量化等問題可能不能保證干擾完全抑制。具體地，計(jì)算零空間指求解齊次線性方程組H1X = O, 得到零空間向量X，所述零空間向量X用于組成零空間，其中H1為終端的干擾信道矩陣(具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，指參與協(xié)同的小區(qū)對終端的干擾信道矩陣)，X為零空間矩陣。所述齊次線性方程組的系數(shù)矩陣取決于網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)射天線數(shù)和終端的接收天線數(shù)， 表示為nTX*nRX，其中nTx為網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)射天線的個(gè)數(shù)，nRx為終端接收天線數(shù)。若所述終端有多個(gè)協(xié)作小區(qū)，則根據(jù)各協(xié)作小區(qū)的干擾信道分別計(jì)算零空間向量，所得零空間向量共同組成零空間。步驟103 將所述值空間的向量投影到所述零空間的向量所在的平面得到該終端的預(yù)編碼矩陣；由于預(yù)編碼矩陣是在零空間所張的平面上(如圖3所示)，因此理想情況下信號的漏為“0”，即干擾被抑制為零。這種情況下，干擾被抑制到最小，同時(shí)保證信號功率最強(qiáng)。步驟104 根據(jù)所述預(yù)編碼矩陣在所述終端服務(wù)小區(qū)下發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。信道矩陣的特征向量的求解最終都?xì)w結(jié)為解線性方程組，不需要迭代運(yùn)算，運(yùn)算速度快，之前的迭代算法運(yùn)算進(jìn)行特征向量的分解和矩陣求逆需要毫秒級的時(shí)間，改為此方法后可以大大減少處理資源的開銷。另外由于預(yù)編碼是干擾信道的零空間所在平面上的向量，因此干擾可以抑制的很好，可以有效的提高邊緣用戶的吞吐量。
此方法適合多個(gè)小區(qū)的多點(diǎn)協(xié)作傳輸，而且可以支持最高8發(fā)4收的天線配置，這種方法對低秩的邊緣用戶來說尤其適合。以下將結(jié)合附圖和應(yīng)用實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行描述。應(yīng)用實(shí)例1圖2是兩個(gè)小區(qū)做CoMP協(xié)作的示意圖，對終端UEl來說，其服務(wù)小區(qū)為celll，協(xié)作小區(qū)為cell2, celll和UEl之間的空間信道記為H11, H11為信號信道，cell2和UEl之間的信道記為H12(H12為cell2到UEl干擾信道)；對終端UE2來說，其服務(wù)小區(qū)為ce 112，協(xié)作小區(qū)為ce 111，ce 111和UE2之間的空間信道為H21 (H21是celll對UE2的干擾信道)，cell2和UE2之間的空間信道為H220如果有多個(gè)協(xié)作小區(qū)，則其信號信道和干擾信道的表示方法類似，且假設(shè)信道矩陣的秩恒為2，以下應(yīng)用實(shí)例同。以下以服務(wù)小區(qū)celll對應(yīng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)裝置(比如基站1)向終端UEl下發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為例，對本發(fā)明方案進(jìn)行說明本應(yīng)用實(shí)例的發(fā)射天線為4天線，接收天線為2天線，兩個(gè)小區(qū)(小區(qū)1和小區(qū)2， 其中小區(qū)1是UE的服務(wù)小區(qū))參與CoMP協(xié)作，如圖4所示，基站1用兩個(gè)傳輸層給UE發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，具體步驟如下401 基站1依據(jù)前述方法根據(jù)Hll計(jì)算值空間，記為[yly2]，其中yl、y2為值空間向量；402 基站1依據(jù)前述方法根據(jù)H21求解系數(shù)矩陣為牡2的齊次線性方程組得到計(jì)算零空間，記為[xlx2]，其中xl、x2為零空間向量；403 基站1將值向量投影到零向量所在的平面上得到預(yù)編碼矩陣，記為[wlw2]， 也記為Wl ；其中
_6]〒〈；瑜，
_7]〒“會仏，售404 基站1以Wl為預(yù)編碼矩陣在小區(qū)1為UE下發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。應(yīng)用實(shí)例2本應(yīng)用實(shí)例的發(fā)射天線為8天線，接收天線為2天線，兩個(gè)小區(qū)(小區(qū)1和小區(qū)2， 其中小區(qū)1是UE的服務(wù)小區(qū))參與CoMP協(xié)作，如圖5所示，基站1用兩個(gè)傳輸層給UE發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，具體步驟如下501 基站1根據(jù)Hll計(jì)算值空間向量[yly2]，此時(shí)特征值的求解仍是一元二次方程的求解；502 基站1根據(jù)H21求解系數(shù)矩陣為淋2的齊次線性方程組得到計(jì)算零空間向量 [xlx2]；503 按照式2所述的方法計(jì)算小區(qū)1的最終預(yù)編碼矩陣，記為Wl ；504 基站1以Wl為預(yù)編碼矩陣在小區(qū)1為UE下發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。應(yīng)用實(shí)例3本應(yīng)用實(shí)例的發(fā)射天線為4天線，接收天線為2天線，三個(gè)小區(qū)(小區(qū)1、2、3，其中小區(qū)1為UE的服務(wù)小區(qū))參與CoMP協(xié)作，如圖6所示，基站1用兩個(gè)傳輸層給UE發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，具體步驟如下601 基站1根據(jù)Hll計(jì)算值空間向量[yly2]，此時(shí)特征值的求解仍是一元二次方程的求解；602 基站1根據(jù)H21求解系數(shù)矩陣為淋2的齊次線性方程組得到計(jì)算零空間向量 [xlx2]；603 基站1根據(jù)H31求解系數(shù)矩陣為淋2的齊次線性方程組得到計(jì)算零空間向量 [x3x4]；604 將H21和H31的零空間合在一起當(dāng)做一個(gè)零空間，按照下式計(jì)算小區(qū)1的最終預(yù)編碼矩陣
權(quán)利要求
1.一種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)方法，其特征在于，網(wǎng)絡(luò)側(cè)執(zhí)行以下步驟 根據(jù)終端的服務(wù)小區(qū)的信號信道計(jì)算值空間；根據(jù)所述終端的協(xié)作小區(qū)的干擾信道計(jì)算零空間；將所述值空間的向量投影到所述零空間的向量所在的平面得到該終端的預(yù)編碼矩陣；根據(jù)所述預(yù)編碼矩陣在所述終端服務(wù)小區(qū)下發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)終端的服務(wù)小區(qū)的信號信道計(jì)算值空間包括根據(jù)I人I-A| = 0求解所述信號信道的特征值λ，其中八為閱*H，Hs為所述終端在所述服務(wù)小區(qū)的信號信道矩陣，Hf為所述Hs的共軛轉(zhuǎn)置；根據(jù)Ay= Xy求得各特征值λ所對應(yīng)的特征向量y，所述特征向量y即值空間向量， 用于組成值空間。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述A為Hh*H和H*Hh中階數(shù)小的方陣。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于計(jì)算零空間指求解齊次線性方程組H1X= 0，得到零空間向量X，所述零空間向量χ用于組成零空間，其中H1為終端的干擾信道矩陣，X 為零空間矩陣；若所述終端有多個(gè)協(xié)作小區(qū)，則根據(jù)各協(xié)作小區(qū)的干擾信道分別計(jì)算零空間向量，所得零空間向量共同組成所述零空間。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述齊次線性方程組的系數(shù)矩陣為 nTX*nRX，其中nTx為網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)射天線數(shù)，nRx為終端接收天線數(shù)。
6.一種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)裝置，其特征在于，該裝置包括值空間計(jì)算模塊，用于根據(jù)終端的服務(wù)小區(qū)的信號信道計(jì)算值空間； 零空間計(jì)算模塊，根據(jù)所述終端的協(xié)作小區(qū)的干擾信道計(jì)算零空間； 預(yù)編碼矩陣計(jì)算模塊，用于將所述值空間的向量投影到所述零空間的向量所在的平面得到該終端的預(yù)編碼矩陣；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)模塊，用于根據(jù)所述預(yù)編碼矩陣在所述終端服務(wù)小區(qū)下發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述值空間模塊包括特征值計(jì)算子模塊，用于根據(jù)I λ I-Al = 0求解所述信號信道的特征值λ，其中A為 Η『*1^或113 *H ,HS為所述終端在所述服務(wù)小區(qū)的信號信道矩陣，Hf為所述Hs的共軛轉(zhuǎn)置；向量計(jì)算子模塊，用于根據(jù)Ay = λ y求得各特征值λ所對應(yīng)的特征向量y，所述特征向量y即值空間向量，用于組成值空間。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述A為琯*Hs^PHs『中階數(shù)小的方陣。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于計(jì)算零空間指求解齊次線性方程組H1X= 0，得到零空間向量X，所述零空間向量χ用于組成零空間，其中H1為終端的干擾信道矩陣，X 為零空間矩陣；若所述終端有多個(gè)協(xié)作小區(qū)，則根據(jù)各協(xié)作小區(qū)的干擾信道分別計(jì)算零空間向量，所得零空間向量共同組成零空間。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述齊次線性方程組的系數(shù)矩陣為nTX*nRX，其中nTx為網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)射天線數(shù)，nRx為終端接收天線數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)方法和裝置，該方法中網(wǎng)絡(luò)側(cè)執(zhí)行以下步驟根據(jù)終端的服務(wù)小區(qū)的信號信道計(jì)算值空間；根據(jù)所述終端的協(xié)作小區(qū)的干擾信道計(jì)算零空間；將所述值空間的向量投影到所述零空間的向量所在的平面得到該終端的預(yù)編碼矩陣；根據(jù)所述預(yù)編碼矩陣在所述終端服務(wù)小區(qū)下發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。本發(fā)明業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下發(fā)方法和裝置可以簡化預(yù)編碼矩陣計(jì)算方法。
文檔編號H04B7/06GK102457319SQ20101052385
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者劉文豪, 王衍文 申請人:中興通訊股份有限公司