一种适用于联合传输的自适应预编码矩阵索引反馈方法

摘要

本发明公开了一种适用于联合传输的自适应预编码矩阵索引反馈方法，特征是用户终端根据各个基站到该终端的信道质量指示的大小，确定服务基站和相邻协作基站；再生成一系列不同大小的预编码矩阵码本，保证其中码字均匀分布在单位球面上；对于服务基站的链路，用最大码本进行量化并用最大数目比特序列表示算出的预编码矩阵索引；对于相邻协作基站的链路，采用提出的公式算出表示索引的比特序列的长度，用对应的码本子集进行量化并用较短的比特序列表示所得索引；最后把比特序列反馈给对应基站。采用本发明方法可以在几乎不牺牲频谱效率的前提下大幅降低反馈开销。

主权项

1.一种适用于联合传输的自适应预编码矩阵索引反馈方法，包括：在基站端配有二到八根发送天线的采用联合传输技术的多点协作系统中，用户终端根据信道估计技术获得参与联合传输的每个基站到该终端链路的信道矩阵，在预先生成的预编码矩阵码本中为每个信道矩阵选出方向上最接近该信道矩阵的预编码矩阵，把其对应的十进制索引转换成二进制比特序列，通过上行链路把这些二进制比特序列反馈给对应的基站；设参与联合传输的协作基站数为N_B，每个基站的发送天线数为N_T，用户终端的接收天线数为N_R；该用户终端根据采用信道估计技术得到参与联合传输的所有基站到该用户终端下行链路的信道矩阵其中H_i表示第i个基站到该用户链路的N_R×N_T维的信道矩阵；之后用户终端根据信道质量指示公式算出每个协作基站到该用户终端下行链路的信道质量指示，其中，符号|| ||₂表示取二阶范数运算；其特征在于：每个用户终端根据所算出的不同基站到该用户终端的链路的信道质量指示的相对大小，选择其中最大值对应的基站为服务基站，把其它基站记为相邻协作基站；用户终端和参与联合传输的基站根据以下方法生成一系列不同大小的预编码矩阵码本：使得同一个码本内的预编码矩阵均匀分布在一个半径为1的球面上，该球的维度等于每个基站的发送天线数N_T，并使得每个预编码矩阵都对应一个特有的索引，以区别同一码本内的不同预编码矩阵；对于服务基站到用户终端的链路，在最大的预编码矩阵码本中选出在方向上与该链路信道矩阵最接近的预编码矩阵，根据对应关系找到该预编码矩阵的索引，并用最大数目的比特进行描述；对于相邻协作基站到用户终端的链路，根据该链路信道质量指示与服务基站该到用户终端链路的信道质量指示的相对大小，采用预编码矩阵索引比特减少公式$\Delta B_{\mathrm{neigh}\_\mathrm{base}}=\mathrm{ceil}\left\{\frac{N_T-1}{2}{\log }_2\frac{{\mathrm{CQI}}_{\mathrm{serve}\_\mathrm{base}}}{{\mathrm{CQI}}_{\mathrm{neigh}\_\mathrm{base}}}\right\}$算出量化该链路信道矩阵的预编码矩阵索引的比特数目，其中N_T是发射天线数，CQI_{serve_base}是服务基站到该用户终端的链路的信道质量指示，CQI_{neigh_base}是相邻协作基站到用户终端的链路的信道质量指示，符号ceil{}表示对括号里的值做向上取整运算；在该比特数目对应的预编码矩阵码本中选出在方向上与该链路信道矩阵最接近的预编码矩阵，根据对应关系找到其对应的预编码矩阵索引；具体操作步骤如下：步骤1：用户终端确定服务基站和相邻协作基站每个用户终端根据信道质量指示公式算出不同基站到该终端链路的信道质量指示CQI_i，i＝1，...，N_B，将最大值所对应的基站记为服务基站，对应的信道矩阵记为H_{serve_base}，对应的信道质量指示记为CQI_{serve_base}；其它基站记为相邻协作基站，对应的信道矩阵记为H_{neigh_base}，对应的信道质量指示记为CQI_{neigh_base}；步骤2：用户终端和参与联合传输的每个基站产生一系列不同大小的预编码矩阵码本用户终端和基站先产生最大预编码矩阵码本Ω_total＝{P₀，P₁，...，P_N-1}，其中N是最大预编码矩阵码本中预编码矩阵的个数且N是2的整数次幂，P_i是该码本中第i个预编码矩阵，这些预编码矩阵均匀分布在半径为1的球面上，该球的维度等于每个基站的发送天线数N_T，第i个预编码矩阵P_i对应的预编码矩阵索引PMI_i是十进制数，把它转换成二进制序列，每个序列所含的比特数目相等，把该比特数记为B_total并满足用户终端和基站再产生一系列预编码矩阵码本子集，它所含预编码矩阵的个数也是2的整数次幂，但要小于最大预编码矩阵码本中预编码矩阵的个数，将不同预编码矩阵码本子集的十进制的预编码矩阵索引也转换成不同长度的二进制序列，其所含比特数为b时所对应的预编码矩阵码本子集为Ω_b＝{Q₀，Q₁，...，Q_M-1}，其中M是该码本子集里预编码矩阵的个数，且满足2^b＝M，Q_j是该码本中第j个预编码矩阵，它们均匀分布在半径为1的球面上，该球的维度等于每个基站的发送天线数N_T；如果十进制预编码矩阵索引对应的二进制序列所含比特数b＝0，它所对应的预编码矩阵码本子集Ω₀为空集；步骤3：用户终端找出服务基站和相邻协作基站到用户终端的链路的预编码矩阵索引对于服务基站到用户终端的链路的信道矩阵H_{serve_base}，采用最大预编码矩阵码本Ω_total作为服务基站所采用的预编码矩阵码本Ω_{serve_base}，即Ω_{serve_base}＝Ω_total；在该预编码矩阵码本中找到服务基站到该终端链路的预编码矩阵，其索引PMI_{serve_base}满足以保证该索引对应的预编码矩阵在方向上与该链路信道矩阵H_{serve_base}最为接近，其中第n个预编码矩阵P_n满足P_n∈Ω_{serve_cell}，然后把所找出的十进制的服务基站到该终端链路的预编码矩阵索引PMI_{serve_base}转换成二进制比特序列，并使其所含的比特数B_{serve_base}满足B_{serve_base}＝B_total；对于相邻协作基站到该用户终端链路信道矩阵H_{neigh_base}，根据预编码矩阵索引比特减少公式$\Delta B_{\mathrm{neigh}\_\mathrm{base}}=\mathrm{ceil}\left\{\frac{N_T-1}{2}{\log }_2\frac{{\mathrm{CQI}}_{\mathrm{serve}\_\mathrm{base}}}{{\mathrm{CQI}}_{\mathrm{neigh}\_\mathrm{base}}}\right\}$算出描述预编码矩阵索引的二进制比特序列需要减少的比特数ΔB_{neigh_base}，其中N_T是发射天线数，CQI_{serve_base}是服务基站到该用户终端链路的信道质量指示，CQI_{neigh_base}是相邻协作基站到该用户终端链路的信道质量指示，符号ceil{}表示对括号里的值做向上取整运算；于是该用户终端用B_{neigh_base}＝B_total-ΔB_{neigh_base}个比特来表示相邻协作基站到该用户终端链路的预编码矩阵索引，在B_{neigh_base}比特所对应的预编码矩阵码本子集中找出相邻协作基站到该用户终端链路的预编码矩阵，其索引PMI_{neigh_base}满足以保证该索引对应的预编码矩阵在方向上与该链路信道矩阵H_{neigh_base}最为接近，其中第m个预编码矩阵Q_m满足Q_m∈Ω_{neigh_base}，然后把所找出的十进制的相邻协作基站到该用户终端链路的预编码矩阵索引PMI_{neigh_base}转换成二进制比特序列；步骤4：用户终端把所算出的预编码矩阵索引反馈给对应的基站用户终端把服务基站预编码矩阵索引PMI_{serve_base}对应的长度为B_{serve_base}的二进制比特序列通过上行链路反馈给服务基站，把相邻协作基站预编码矩阵索引PMI_{neigh_base}对应的长度为B_{neigh_base}的二进制比特序列通过上行链路反馈给相邻协作基站。