波束成形向量的計算裝置、方法以及發(fā)射的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種波束成形向量的計算裝置、方法以及發(fā)射機，該波束成形向量的計算裝置包括：信息收集及識別單元，收集同一時頻資源下調度的多個用戶設備的有效信息速率的信息，并根據所述有效信息速率的信息識別主用戶設備；向量計算單元，為所述主用戶設備計算波束成形向量，并在所述主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。通過本發(fā)明實施例，在計算波束成形向量時，考慮了不同用戶編碼率的不均衡，并且擴展零空間的維度，從而提高系統的吞吐量。
【專利說明】波束成形向量的計算裝置、方法以及發(fā)射機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及空分復用技術，尤其涉及一種多用戶的多輸入輸出(MU-MMO)系統下的波束成形(Beamforming)向量的計算裝置、方法以及發(fā)射機。
【背景技術】
[0002]在移動通信中，多用戶的多輸入輸出(MU-MMO，Multiple User Multiple InputMultiple Output)技術利用空間域的正交性減少用戶間的干擾,提高了系統的容量。其使用在異構網絡中能進一步提高系統容量。
[0003]另一方面，可以采用自適應陣列天線實現空間分割，在不同的用戶方向上形成不同的波束。通過空間的分割來區(qū)別不同的用戶，可以叫做空分多址(SDMA，SpatialDivis1n Multiple Access)技術。SDMA 技術可以適用于長期演進(LTE, Long TermEvolut1n)系統和全球微波互聯接入(WiMax, Worldwide Interoperability forMicrowave Access)系統。
[0004]在LTE系統中，一個基站可以同時與多個共享同一頻域帶寬的用戶進行通信，因此，多個用戶之間的干擾就成為影響系統吞吐量的重要因素?，F有技術中，通常在發(fā)射機側采用塊對角(BD，Block-Diagonal)法或信號泄露噪聲比法(SLNR，Signal-Leakage-Noise-Ratiο)等方法來消除多用戶之間的干擾。
[0005]但是，發(fā)明人發(fā)現現有技術的缺陷在于:現有技術并沒有考慮到不同用戶有效信息速率(例如碼率，coderate)的不均衡，因此，碼率低的用戶和碼率高的用戶占用相同的通信資源，影響了系統對于有效數據的吞吐量；并且，對于傳統的BD法來說，發(fā)送給任何用戶的信號都需要在所有其他用戶信道的零空間發(fā)送，因而降低了系統的效率。
[0006]應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本發(fā)明的【背景技術】部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。
【發(fā)明內容】
[0007]本發(fā)明實施例提供一種MU-MMO系統下的波束成形向量的計算裝置、方法以及發(fā)射機，目的在于:在計算波束成形向量時，考慮不同用戶設備之間碼率的不均衡，并且擴展零空間的維度，從而提高系統的吞吐量。
[0008]根據本發(fā)明實施例的一個方面，提供一種波束成形向量的計算裝置，該計算裝置包括:
[0009]信息收集及識別單元，收集同一時頻資源下調度的多個用戶設備的有效信息速率的信息，并根據所述有效信息速率的信息識別主用戶設備；
[0010]向量計算單元，為所述主用戶設備計算波束成形向量，并在所述主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。
[0011]根據本發(fā)明實施例的又一方面，提供一種波束成形向量的計算方法，所述計算方法包括:
[0012]收集同一時頻資源下調度的多個用戶設備的有效信息速率的信息，并根據所述有效信息速率的信息識別主用戶設備；
[0013]為所述主用戶設備計算波束成形向量，并在所述主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。
[0014]根據本發(fā)明實施例的另一方面，提供一種發(fā)射機，包括本發(fā)明實施例所提供的波束成形向量的計算裝置，并且，所述發(fā)射機還包括:
[0015]調度單元，調度多個用戶設備，并向所述計算裝置發(fā)送所述多個用戶設備的有效信息速率的信息；
[0016]上行信道估計單元，進行上行信道的估計，并為所述計算裝置提供信道估計信息，使得所述計算裝置的向量計算單元計算波束成形向量；
[0017]符號生成單兀，生成符號信息；
[0018]波束成形單元，根據所述計算裝置計算出的波束成形向量以及所述符號生成單元生成的符號進行波束成形處理；
[0019]發(fā)送單元，發(fā)送進行了波束成形處理后的信號。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于:在計算波束成形向量時根據有效信息速率來區(qū)分主用戶設備，可以考慮到不同用戶設備之間有效信息速率的不均衡性，保護有效信息速率較高的用戶設備，從而提高系統的吞吐量。并且，通過在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量，可以擴展零空間的維度。
[0021]參照后文的說明和附圖，詳細公開了本發(fā)明的特定實施方式，指明了本發(fā)明的原理可以被采用的方式。應該理解，本發(fā)明的實施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權利要求的精神和條款的范圍內，本發(fā)明的實施方式包括許多改變、修改和等同。
[0022]針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合，或替代其它實施方式中的特征。
[0023]應該強調，術語“包括/包含”在本文使用時指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實施例的波束成形向量的計算裝置的一個構成示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實施例的波束成形向量計算裝置的另一個構成示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實施例的向量計算單元的一個構成示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明實施例的系統吞吐量的一仿真模擬曲線示意圖；
[0028]圖5是本發(fā)明實施例的發(fā)射機的一個構成示意圖；
[0029]圖6是本發(fā)明實施例的波束成形向量計算方法的一個流程示意圖；
[0030]圖7是本發(fā)明實施例的波束成形向量計算方法的另一個流程示意圖；
[0031]圖8是本發(fā)明實施例的波束成形向量計算方法的另一個流程示意圖。
【具體實施方式】
[0032]參照附圖，通過下面的說明書，本發(fā)明的前述以及其它特征將變得明顯。在說明書和附圖中，具體公開了本發(fā)明的特定實施方式，其表明了其中可以采用本發(fā)明的原則的部分實施方式，應了解的是，本發(fā)明不限于所描述的實施方式，相反，本發(fā)明包括落入所附權利要求的范圍內的全部修改、變型以及等同物。
[0033]以下以TD-LTE (Time Divis1n Long Term Evolut1n)系統為例，對本發(fā)明進行詳細說明。但值得注意的是，本發(fā)明并不限于TD-LTE系統，還可以適用于其他的無線通信系統，只要通信系統中同時共享同一頻域帶寬的多個用戶設備具有不同的有效信息速率(例如碼率)，即可適用本發(fā)明。
[0034]本發(fā)明的實施例基于如下的包含K個用戶設備的MU-MMO發(fā)送模型:
■χ? ? 「1^1「dj 「n.r
[0035]; = !'[[Pi …Ρκ]: +:.xKJ LhkJUkJ LnK-
[0036]其中，Xj代表第j個接收器接收到的信號矢量，j為正整數且KjSK ;Η」、Pj,dj.nj分別代表MIMO信道、波束成形向量、原始信號矢量、第j個接收器的附加噪聲。
[0037]實施例1
[0038]本發(fā)明實施例提供一種波束成形向量的計算裝置，圖1是本發(fā)明實施例的波束成形向量的計算裝置的一構成示意圖。如圖1所示，該波束成形向量的計算裝置100包括:信息收集及識別單元101、向量計算單元102。
[0039]其中，信息收集及識別單元101用于收集同一時間和同一頻率下調度的多個用戶設備的有效信息速率的信息，并根據該有效信息速率的信息識別主用戶設備；向量計算單元102用于為主用戶設備計算波束成形向量，并在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。
[0040]在本實施例中，有效信息速率的信息例如可以是碼率信息和/或調制信息；在TD-LTE系統中，有效信息速率具體例如可以是調制編碼方案(MCS，Modulat1n CodingSelect1n)。但本發(fā)明不限于此，例如，有效信息速率的信息還可以是信道質量指示(CQI，Channel Quality Indicator)等等?？梢愿鶕嶋H情況確定具體的有效信息速率。
[0041]在一個具體的實施方式中，信息收集及識別單元101可以對所收集到的多個用戶設備的MCS進行排序，將擁有最大MCS的用戶設備識別為主用戶設備。然而，本發(fā)明不限于此，在其它的實施方式中，例如可以將擁有第2大值MCS的用戶設備識別為主用戶設備，或者將擁有特定MCS的用戶設備識別為主用戶設備。
[0042]在本實施例中，在信息收集及識別單元101識別出主用戶設備之后，向量計算單元102可以對該主用戶設備計算波束成形向量。至于具體如何計算波束成形向量，可以參考現有技術。
[0043]在本實施例中，向量計算單元102還可以獲取主用戶設備對應的信道的零空間(null space)。例如,可以在多個向量中搜索該主用戶設備對應的零空間；還可以采用信道分解的方法來獲取主用戶設備對應的信道的零空間，例如奇異值分解(SVD，SingularValue Decomposit1n)或者 QR 分解等。
[0044]并且，向量計算單元102可以在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。由此，可以大大降低其他用戶設備對該主用戶設備的干擾，保護具有較大有效信息速率的主用戶設備，因此可以提高整個系統的吞吐量。
[0045]另外，在本實施例中，對于主用戶設備，信號的發(fā)送不受零空間的限制；對于非主用戶設備，僅需要在主用戶設備的信道的零空間進行信號發(fā)送即可，而主用戶設備的信道的零空間的維度要大于所有其它用戶設備對應的信道的零空間的維度，所以，相對于傳統的BD法，本實施例提供的波束成形向量的計算裝置能夠使用戶設備的零空間的維度得到擴展。
[0046]由上述實施例可知，在計算波束成形向量時根據有效信息速率來區(qū)分主用戶設備，可以考慮到不同用戶設備之間有效信息速率的不均衡性，保護有效信息速率較高的用戶設備，從而提高系統的吞吐量。并且，通過在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量，可以擴展零空間的維度。
[0047]實施例2
[0048]本發(fā)明實施例提供一種波束成形向量的計算裝置，在實施例1的基礎上對本發(fā)明進行進一步的說明。其中與實施例1相同的內容不再贅述。
[0049]圖2是本發(fā)明實施例的波束成形向量的計算裝置的另一個構成示意圖。如圖2所示，該波束成形向量的計算裝置200包括:信息收集及識別單元101以及向量計算單元102，如實施例1所述。
[0050]如圖2所示，該波束成形向量的計算裝置200還可以包括度量值計算單元103和度量值判斷單元104。其中，度量值計算單元103基于多個用戶設備的有效信息速率的信息計算度量值；度量值判斷單元104用于判斷該度量值是否大于預設的門限值。
[0051]并且，在度量值判斷單元104判斷出該度量值大于預設的門限值時，向量計算單元102為主用戶設備計算波束成形向量，并在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。
[0052]以下以有效信息速率為MCS為例，對本發(fā)明進行詳細說明。但本發(fā)明不限于此，還可以采用其他的表征有效信息速率的信息。
[0053]在本實施例中，可以將主用戶設備的MCS表示為MCSmax，度量值計算單元103可以對主用戶設備之外的其他用戶設備的MCS求取平均值，得到MCSavg,計算MCSmax與MCSavg之差，作為度量值 metric,即，metriC=MCSmax-MCSavg0
[0054]并且，度量值判斷單元104可以將度量值與預設的門限值進行比較。該預設的門限值可以是基于經驗值而獲得的，可以根據實際情況確定。
[0055]當度量值小于門限值時，主用戶設備與其他用戶設備的MCS差距較小，因此，不同用戶設備有效信息速率(例如碼率)的不均衡程度并不明顯。對于每一個用戶設備，可以采用現有技術中的方法計算波束成形向量。在具體實施時，還可以具有第三計算單元(圖中未示出)，用于在度量值小于門限值時，采用現有技術中的波束成形向量計算方法計算每個用戶設備的波束成形向量。具體如何計算可以參考現有技術，此處不再贅述。
[0056]當度量值大于或等于門限值時，主用戶設備的有效信息速率與其他用戶設備相比大于一定范圍，這表明不同用戶設備有效信息速率(例如碼率)的不均衡程度明顯，主用戶設備的數據傳輸能力較大而需要保護。向量計算單元102可以為主用戶設備計算波束成形向量，并在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。由此，通過向量計算單元102來為主用戶設備和其他用戶設備分別計算波束成形向量，可以減少其他用戶設備對主用戶設備的干擾。
[0057]以上對于本發(fā)明的波束成形向量的計算裝置的構成等進行了示意性說明。以下僅以SVD分解以及MCS為例，對如何計算零空間以及如何計算波束成形向量進行示意性說明。
[0058]圖3是本發(fā)明實施例的波束成形向量的計算裝置中的向量計算單元的一個構成示意圖，示出了向量計算單元102的一個實施方式。
[0059]如圖3所示，向量計算單元102可以包括:分解單元1021、第一計算單元1022和第二計算單元1023。其中，分解單元1021用于對主用戶設備的MMO信道進行分解，獲得零空間；第一計算單元1022用于為主用戶設備計算波束成形向量；第二計算單元1023用于根據零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。
[0060]在具體實施時，分解單元1021可以采用多種方法獲得主用戶設備MMO信道的零空間，例如SVD分解或QR分解。以SVD分解方法為例，主用戶設備的MMO信道Hmax可以按下式被分解:
[0061 ] Htix = UmaxEmax [V^x V1WxJh
[0062]其中，Hmax為該主用戶設備的信道信息矩陣，Ufflax為左奇異矩陣，Σ_為奇異值矩陣，V1Sx:為該主用戶設備的零空間向量，V1^x.為該主用戶設備的非零空間向量。但本發(fā)明不限于SLNR準則，例如還可以是麗SE準則。
[0063]在具體實施時，第一計算單元1022例如可以采用如下的公式計算主用戶設備的波束成形向量Pmax:
[0064]如果HhH為滿秩(full rank),貝U采用如下公式計算Pmax
Γ ?, itr(5iiaxH max ^ max ^max) ^
[0065]max <-「T1-n-；——}，
Pmax I tr[pHaxHHHPmax] J
[0066]其中，Pmax是矩陣對(HhH,H11JaxHmax)生成的廣義特征向量；
H1-
[0067]并且H= * ，Tr表示矩陣對角元素的和，k為多個用戶設備的個數，H表示用
IhkJ
戶設備的信道信息矩陣，Hfflax表示該主用戶設備的信道。
[0068]在具體實施時，第二計算單元1023例如可以采用如下的公式計算其他用戶設備的波束成形向量Pj:
[0069]Pj = V1SxMj
[0070]其中，如果:FiHFi為滿秩，采用如下公式來計算Mj，
「00711max
[0071]匪味付臚_心’
[0072]其中，Mj是矩陣對(HHH,Hf Hj)生成的廣義特征向量；
H1'
[0073]并且，f!= ； ,k為多個用戶設備的個數，H表示用戶設備的信
HkJ Hj = HjV-
道信息矩陣，V1^x為主用戶設備的零空間向量。
[0074]由此，向量計算單元102可以分別計算出主用戶設備的波束成形向量，以及其他用戶設備的波束成形向量。但值得注意的是，以上公式以及實施方式只是對本發(fā)明的示意性說明，但本發(fā)明并不限于以上的公式或實施方式，還可以根據實際情況采用其他的公式或者準則。
[0075]圖4是本發(fā)明實施例的系統吞吐量的一比較示意圖，示出了采用本發(fā)明實施例的方法、SLNR方法、BD方法以及麗SE-ES方法后的系統吞吐量的比較結果(系統的吞吐量的仿真模擬曲線)。仿真模擬的條件如下表I所示:
[0076]表I
用戶設備數讀4
獨立的數據流數[1，I, I, I]
信逬編碼方式Turbo
[0077]--
MCS[5 0 0 0]
發(fā)送天線數8
^每個用戶設備的"
接收天線數 ___
[0078]在圖4中，橫軸表示信噪比SNR(dB)，縱軸表示系統吞吐量(bit/s/Hz)。從圖4可以看出，與現有技術(例如SLNR、BD、MMSE-ES方法等)相比，本發(fā)明實施例提供的波束成形向量計算裝置能夠有效地提高數據吞吐量。
[0079]由上述實施例可知，在計算波束成形向量時根據有效信息速率來區(qū)分主用戶設備，可以考慮到不同用戶設備之間有效信息速率的不均衡性，保護有效信息速率較高的用戶設備，從而提高系統的吞吐量。并且，通過在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量，可以擴展零空間的維度。
[0080]實施例3
[0081]本發(fā)明實施例提供一種發(fā)射機，包括如實施例1或2所述的波束成形向量的計算裝置；其中與實施例1或2相同的內容不再贅述。
[0082]圖5是包含本發(fā)明實施例的發(fā)射機的一個構成示意圖。如圖5所示，本實施例的發(fā)射機500包括:波束成形向量的計算裝置501，調度單元502，上行信道估計單元503，符號生成單元504，波束成形單元505和發(fā)送單元506。
[0083]其中，波束成形向量的計算裝置501可以是實施例1中的計算裝置100、也可以是實施例2中的計算裝置200 ;附圖5中僅以計算裝置200為例進行說明。調度單元502用來調度多個用戶設備，并向波束成形向量的計算裝置501發(fā)送各個用戶設備的有效信息速率的信息。上行信道估計單元503進行上行信道的估計，并為波束成形向量的計算裝置501提供信道估計信息，使得波束成形向量的計算裝置501的向量計算單元102計算波束成形向量。符號生成單元504用來生成符號信息；波束成形單元505根據波束成形向量的計算裝置501計算出的波束成形向量，以及符號生成單元504生成的符號進行波束成形處理；發(fā)送單元506用于發(fā)送進行了波束成形處理后的信號。
[0084]值得注意的是，圖5中僅示出了發(fā)射機500的部分組成，其他沒有示出的組成部分可以參考現有技術，此處不再贅述。
[0085]在本實施例中，發(fā)射機500由于使用了計算裝置501，可以根據有效信息速率來識別主用戶設備，能夠對具有較高有效信息速率的主用戶設備的通信進行保護。并且，發(fā)射機500能夠為主用戶設備計算波束成形向量并進行波束成形處理，以及在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量并進行波束成形處理，可以減少用戶設備之間的干擾，并能夠擴展零空間的維度。
[0086]實施例4
[0087]本發(fā)明實施例提供一種波束成形向量的計算方法，對應實施例1所述的波束成形向量的計算裝置；其中與實施例1相同的內容不再贅述。
[0088]圖6是本發(fā)明實施例的波束成形向量的計算方法的一個流程示意圖。如圖6所示，該波束成形向量的計算方法包括:
[0089]步驟601，收集同一時頻資源下調度的多個用戶設備的有效信息速率的信息，并根據有效信息速率的信息識別主用戶設備；
[0090]步驟602，為主用戶設備計算波束成形向量，并在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。
[0091]在本實施例中，步驟601和步驟602的具體實現方式，可以參考實施例1中對信息收集及識別單元101和向量計算單元102的實現方式的描述。
[0092]在本實施例中，在計算波束成形向量時根據有效信息速率來區(qū)分主用戶設備，可以考慮到不同用戶設備之間有效信息速率的不均衡性，保護有效信息速率較高的用戶設備，從而提高系統的吞吐量。并且，通過在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量，可以擴展零空間的維度。
[0093]實施例5
[0094]本發(fā)明實施例提供一種波束成形向量的計算方法，對應實施例2所述的波束成形向量的計算裝置；其中與實施例2相同的內容不再贅述。
[0095]圖7是本發(fā)明實施例的波束成形向量的計算方法的另一個流程示意圖。如圖7所示，該波束成形向量的計算方法的包括:
[0096]步驟701，收集同一時頻資源下調度的多個用戶設備的有效信息速率的信息，并根據有效信息速率的信息識別主用戶設備；
[0097]步驟702，基于多個用戶設備的有效信息速率的信息計算度量值；
[0098]步驟703，判斷該度量值是否大于等于預設的門限值；
[0099]步驟704，當度量值大于或等于預設的門限值時，為主用戶設備計算波束成形向量，并在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。
[0100]在本實施例中，可以為主用戶設備計算波束成形向量。并且，可以獲得主用戶設備對應的信道的零空間，至于如何獲取零空間可以參考實施例2。然后，在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。
[0101]圖8是本發(fā)明實施例的波束成形向量的計算方法的另一個流程示意圖。如圖8所示，該波束成形向量的計算方法的包括:
[0102]步驟801，收集同一時頻資源下調度的多個用戶設備的有效信息速率的信息。
[0103]步驟802，根據有效信息速率的信息識別主用戶設備。
[0104]步驟803，基于多個用戶設備的有效信息速率的信息計算度量值。
[0105]步驟804，判斷該度量值是否大于等于預設的門限值；如果是大于或等于門限值，則執(zhí)行步驟805，如果小于門限值則執(zhí)行步驟808。
[0106]步驟805，對主用戶設備的MMO信道進行分解，獲得對應的零空間。
[0107]步驟806，為主用戶設備計算波束成形向量。
[0108]步驟807，根據主用戶設備的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。
[0109]步驟808，對所有用戶設備計算波束成形向量。即當度量值小于預設的門限值時，對于每一個用戶設備都采用現有技術中的方法計算波束成形向量。
[0110]在本實施例中，通過度量值計算步驟和度量值判斷步驟，能夠在判斷度量值為大于或等于預定門限值時，判斷為主用戶設備與其他用戶設備的有效信息速率差距較大，不同用戶碼率的不均衡程度明顯；因此，在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。而在度量值小于門限值時，判斷為主用戶設備與其他用戶設備的有效信息速率差距較小，不同用戶編碼率的不均衡程度并不明顯；因此，選擇現有技術的方法計算各用戶設備的波束成形向量。
[0111]由本實施例可知，在計算波束成形向量時根據有效信息速率來區(qū)分主用戶設備，可以考慮到不同用戶設備之間有效信息速率的不均衡性，保護有效信息速率較高的用戶設備，從而提高系統的吞吐量。并且，通過在主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量，可以擴展零空間的維度。
[0112]本發(fā)明以上的裝置和方法可以由硬件實現，也可以由硬件結合軟件實現。本發(fā)明涉及這樣的計算機可讀程序，當該程序被邏輯部件所執(zhí)行時，能夠使該邏輯部件實現上文所述的裝置或構成部件，或使該邏輯部件實現上文所述的各種方法或步驟。本發(fā)明還涉及用于存儲以上程序的存儲介質，如硬盤、磁盤、光盤、DVD、flash存儲器等。
[0113]以上結合具體的實施方式對本發(fā)明進行了描述，但本領域技術人員應該清楚，這些描述都是示例性的，并不是對本發(fā)明保護范圍的限制。本領域技術人員可以根據本發(fā)明的精神和原理對本發(fā)明做出各種變型和修改，這些變型和修改也在本發(fā)明的范圍內。
[0114]關于包括以上實施例的實施方式，還公開下述的附記:
[0115](附記I)一種波束成形向量的計算裝置，包括:
[0116]信息收集及識別單元，收集同一時頻資源下調度的多個用戶設備的有效信息速率的信息，并根據所述有效信息速率的信息識別主用戶設備；
[0117]向量計算單元，為所述主用戶設備計算波束成形向量，并在所述主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。
[0118](附記2)根據附記I所述的波束成形向量的計算裝置，其中，所述有效信息速率的信息包括:碼率信息和/或調制信息。
[0119](附記3)根據附記I所述的波束成形向量的計算裝置，其中，所述計算裝置還包括:
[0120]度量值計算單元，其基于所述多個用戶設備的有效信息速率的信息計算度量值；
[0121]度量值判斷單元，判斷所述度量值是否大于或等于預設的門限值；
[0122]并且，在所述度量值大于或等于預設的門限值時，所述向量計算單元為所述主用戶設備計算波束成形向量，并在所述主用戶設備對應的信道的零空間為所述其他用戶設備計算波束成形向量。
[0123](附記4)根據附記3所述的波束成形向量的計算裝置，其中，所述度量值計算單元計算LTE系統下所述主用戶設備的調制編碼方案，以及所述其他用戶設備的平均調制編碼方案，并將所述主用戶設備的調制編碼方案和所述平均調制編碼方案的差值作為所述度量值。
[0124](附記5)根據附記I所述的波束成形向量的計算裝置，其中，所述信息收集及識別單元將具有最大有效信息速率的用戶設備識別為所述主用戶設備。
[0125](附記6)根據附記I所述的波束成形向量的計算裝置，其中，所述向量計算單元包括:
[0126]分解單元，其對所述主用戶設備的MMO信道進行分解，獲得所述零空間。
[0127]第一計算單元，其為所述主用戶設備計算波束成形向量；
[0128]第二計算單元，其根據所述零空間為所述其他用戶設備計算波束成形向量。
[0129](附記7)根據附記6所述的波束成形向量的計算裝置，其中，所述分解單元采用如下公式進行分解，
[0130]Hmax = UmaxEmax [ν?χ ν:)χ]Η
[0131]其中，Hmax為所述主用戶設備的信道信息矩陣，Umax為左奇異矩陣，Σ_為奇異值矩陣，V1Lt為所述主用戶設備的零空間向量，Vii為所述主用戶設備的非零空間向量。
[0132](附記8)根據附記6所述的波束成形向量計算裝置，其中，所述第一計算單元采用如下公式計算所述主用戶設備的波束成形向量:
[0133]如果HhH為滿秩，采用如下公式來計算所述主用戶設備的波束成形向量Pmax,
[0134]maxp itr(p^HS^H--xPmax)|
Hmax ( tr[pHaxHHHPmax] J
[0135]Pfflax是矩陣對(HhH, HJJaxHmax)生成的廣義特征向量；
H1-
[0136]其中，H= I ，Tr表示矩陣對角元素的和，k為所述多個用戶設備的個數，H表
-Hk-
示用戶設備的信道信息矩陣，Hfflax表示所述主用戶設備的信道。
[0137](附記9)根據附記6所述的波束成形向量計算裝置，其中，所述第二計算單元采用如下公式計算所述其他用戶設備的波束成形向量，
[0138]Pj = V1SxMj
[0139]其中，如果:ΗΗ?1為滿秩，采用如下公式來計算該Mj,
[0140]
[0141]Mj是矩陣對(Τ?Η?,生成的廣義特征向量；
~ R1
[0142]其中，f!=: ,k為所述多個用戶設備的個數，H表示用戶設備
Hk Hj - HjVncSx,
的信道信息矩陣，ν?為所述主用戶設備的零空間向量，Tr表示矩陣對角元素的和。
[0143](附記10)—種發(fā)射機，包括如附記1-9任一項所述的波束成形向量的計算裝置，并且，所述發(fā)射機還包括:
[0144]調度單元，調度多個用戶設備，并向所述計算裝置發(fā)送所述多個用戶設備的有效信息速率的信息；
[0145]上行信道估計單元，進行上行信道的估計，并為所述計算裝置提供信道估計信息，使得所述計算裝置的向量計算單元計算波束成形向量；
[0146]符號生成單兀，生成符號信息；
[0147]波束成形單元，根據所述計算裝置計算出的波束成形向量以及所述符號生成單元生成的符號進行波束成形處理；
[0148]發(fā)送單元，發(fā)送進行了波束成形處理后的信號。
[0149](附記11)一種波束成形向量的計算方法，所述計算方法包括:
[0150]收集同一時頻資源下調度的多個用戶設備的有效信息速率的信息，并根據所述有效信息速率的信息識別主用戶設備；
[0151]為所述主用戶設備計算波束成形向量，并在所述主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。
[0152](附記12)根據附記11所述的計算方法，其中，所述有效信息速率的信息包括--碼率信息和/或調制信息。
[0153](附記13)根據附記11所述的計算方法，其中，所述計算方法還包括:
[0154]基于所述多個用戶設備的有效信息速率的信息計算度量值；
[0155]判斷所述度量值是否大于或等于預設的門限值；
[0156]并且，在所述度量值大于或等于預設的門限值時，為所述主用戶設備計算波束成形向量，并在所述主用戶設備對應的信道的零空間為所述其他用戶設備計算波束成形向量。
[0157](附記14)根據附記13所述的計算方法，其中，基于所述多個用戶設備的有效信息速率的信息計算度量值，包括:
[0158]計算LTE系統下所述主用戶設備的調制編碼方案，以及所述其他用戶設備的平均調制編碼方案，并將所述主用戶設備的調制編碼方案和所述平均調制編碼方案的差值作為所述度量值。
[0159](附記15)根據附記11所述的計算方法，其中，收集同一時頻資源下調度的多個用戶設備的有效信息速率的信息，并根據所述有效信息速率的信息識別主用戶設備，包括:
[0160]將具有最大有效信息速率的用戶設備識別為所述主用戶設備。
[0161](附記16)根據附記11所述的計算方法，其中，為所述主用戶設備計算波束成形向量，并在所述主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量，包括:
[0162]對所述主用戶設備的MMO信道進行分解，獲得所述零空間；
[0163]為所述主用戶設備計算波束成形向量；
[0164]根據所述零空間為所述其他用戶設備計算波束成形向量。
[0165](附記17)根據附記16所述的計算方法，其中，對所述主用戶設備的MMO信道進行分解，獲得所述零空間，包括:
[0166]采用如下公式進行分解:
[0167]Hmax = UmaxEmax [V^x v4°ax]
[0168]其中，Hmax為所述主用戶設備的信道信息矩陣，Umax為左奇異矩陣，Σ_為奇異值矩陣，V1^x為所述主用戶設備的零空間向量，兒^為所述主用戶設備的非零空間向量。
[0169](附記18)根據附記16所述的計算方法，其中，為所述主用戶設備計算波束成形向量，包括:
[0170]采用如下公式計算所述主用戶設備的波束成形向量:
[0171]如果HhH為滿秩，采用如下公式來計算所述主用戶設備的波束成形向量Pmax,
Γη?7"1 mo-(tKpInaxHmaxHniaxPmax))
[0172]maxp腹 I tr[PHaxHHHPmax]]，
[0173]Pfflax是矩陣對(HhH, H；JaxHmax) ?.:成的廣義特征向量；
H1-
[0174]其中，H=: ，Tr表示矩陣對角元素的和，k為所述多個用戶設備的個數，H表
LhkJ
示用戶設備的信道信息矩陣，Hfflax表示所述主用戶設備的信道。
[0175](附記19)根據附記16所述的計算方法，其中，根據所述零空間為所述其他用戶設備計算波束成形向量，包括:
[0176]采用如下公式計算所述其他用戶設備的波束成形向量:
[0177]Pj = V^xMj
[0178]其中，如果FjHfl為滿秩，采用如下公式來計算該Mj,
Γ ?ftr(MfHffljMj))
[0179]—“Μ’
[0180]Mj是矩陣對(HhH, HfFij)生成的廣義特征向量；
H1
[0181]其中，I! = ; ，k為所述多個用戶設備的個數，H表示用戶設備
HkJ Hj = HjC,
的信道信息矩陣，ViSL為所述主用戶設備的零空間向量，Tr表示矩陣對角元素的和。
[0182](附記20)—種計算機可讀程序，其中當在發(fā)射機中執(zhí)行所述程序時，所述程序使得計算機在所述發(fā)射機中執(zhí)行如附記11至附記19中任一項所述的波束成形向量的計算方法。
[0183](附記21)—種存儲有計算機可讀程序的存儲介質，其中所述計算機可讀程序使得計算機在發(fā)射機中執(zhí)行如附記11至19中任一項所述的波束成形向量的計算方法。
【權利要求】
1.一種波束成形向量的計算裝置，包括: 信息收集及識別單元，收集同一時頻資源下調度的多個用戶設備的有效信息速率的信息，并根據所述有效信息速率的信息識別主用戶設備； 向量計算單元，為所述主用戶設備計算波束成形向量，并在所述主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。
2.如權利要求1所述的波束成形向量的計算裝置，其中，所述有效信息速率的信息包括:碼率信息和/或調制信息。
3.如權利要求1或2所述的波束成形向量的計算裝置，其中，所述計算裝置還包括: 度量值計算單元，其基于所述多個用戶設備的有效信息速率的信息計算度量值； 度量值判斷單元，判斷所述度量值是否大于或等于預設的門限值； 并且，在所述度量值大于或等于預設的門限值時，所述向量計算單元為所述主用戶設備計算波束成形向量，并在所述主用戶設備對應的信道的零空間為所述其他用戶設備計算波束成形向量。
4.如權利要求3所述的波束成形向量的計算裝置，其中，所述度量值計算單元計算LTE系統下所述主用戶設備的調制編碼方案，以及所述其他用戶設備的平均調制編碼方案，并將所述主用戶設備的調制編碼方案和所述平均調制編碼方案的差值作為所述度量值。
5.如權利要求1或2所述的波束成形向量的計算裝置，其中，所述信息收集及識別單元將具有最大有效信息速率的用戶設備識別為所述主用戶設備。
6.如權利要求1所述的波束成形向量的計算裝置，其中，所述向量計算單元包括: 分解單元，其對所述主用戶設備的MMO信道進行分解，獲得所述零空間； 第一計算單元，其為所述主用戶設備計算波束成形向量； 第二計算單元，其根據所述零空間為所述其他用戶設備計算波束成形向量。
7.一種波束成形向量的計算方法，所述計算方法包括: 收集同一時頻資源下調度的多個用戶設備的有效信息速率的信息，并根據所述有效信息速率的信息識別主用戶設備； 為所述主用戶設備計算波束成形向量，并在所述主用戶設備對應的信道的零空間為其他用戶設備計算波束成形向量。
8.如權利要求7所述的計算方法，其中，所述有效信息速率的信息包括:碼率信息和/或調制信息。
9.如權利要求7或8所述的計算方法，其中，所述計算方法還包括: 基于所述多個用戶設備的有效信息速率的信息計算度量值； 判斷所述度量值是否大于或等于預設的門限值； 并且，在所述度量值大于或等于預設的門限值時，為所述主用戶設備計算波束成形向量，并在所述主用戶設備對應的信道的零空間為所述其他用戶設備計算波束成形向量。
10.一種發(fā)射機,所述發(fā)射機包括: 如權利要求1至6任一項所述的波束成形向量的計算裝置； 調度單元，調度多個用戶設備，并向所述計算裝置發(fā)送所述多個用戶設備的有效信息速率的信息； 上行信道估計單元，進行上行信道的估計，并為所述計算裝置提供信道估計信息，使得所述計算裝置的向量計算單元計算波束成形向量； 符號生成單兀，生成符號信息； 波束成形單元，根據所述計算裝置計算出的波束成形向量以及所述符號生成單元生成的符號進行波束成形處理； 發(fā)送單元，發(fā)送進行了波束成形處理后的信號。
【文檔編號】H04B7/06GK104184507SQ201310201167
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月27日 優(yōu)先權日:2013年5月27日
【發(fā)明者】梁毅, 王昕 , 孫剛 申請人:富士通株式會社