一種多用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量的確定方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種多用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量的確定方法及裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 如果在發(fā)射端和接收端同時(shí)使用多天線，那么就構(gòu)成一個(gè)多入多出（Multiple InputMultipleOutput，MHTO)系統(tǒng)。已有的研究表明，ΜΠΚ)系統(tǒng)具有更高的信道容量。 在發(fā)射端將數(shù)據(jù)流分成多個(gè)子數(shù)據(jù)流從不同的天線發(fā)射出去，這樣可以提高傳輸速率，同 時(shí)并不需要增加傳輸?shù)墓β屎蛶?。這種技術(shù)稱為空間復(fù)用（spatialmultiplexing)技 術(shù)，帶來(lái)的傳輸速率的提高稱為空間復(fù)用增益。
[0003] 每一個(gè)參與空間復(fù)用的用戶，均需要一個(gè)特定的下行權(quán)值向量，所有參與空間復(fù) 用的用戶的下行權(quán)值向量之間，需要滿足一定的關(guān)系，以獲得空間復(fù)用增益。現(xiàn)有的用戶下 行權(quán)值向量的確定方法，均以空間狀態(tài)信息與理論值間無(wú)誤差為前提，而實(shí)際上，測(cè)量得到 的空間狀態(tài)信息不可能與理論值之間不存在誤差，所以，使用現(xiàn)有方法確定的用戶下行權(quán) 值向量不符合系統(tǒng)的實(shí)際狀態(tài)，從而導(dǎo)致空間復(fù)用無(wú)增益或負(fù)增益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N多用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量的確定方法及裝置，目的在于解決 因?yàn)橛脩粝滦袡?quán)值向量不符合系統(tǒng)的實(shí)際狀態(tài)，而導(dǎo)致的空間復(fù)用無(wú)增益或負(fù)增益的問(wèn) 題。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘韵录夹g(shù)方案：
[0006] 本申請(qǐng)的第一方面提供了一種多用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量的確定方法，包括：
[0007] 基站獲取每個(gè)用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息的精度ai，其中1 = 〇,......L-l，L為 用戶設(shè)備的總數(shù)量；
[0008] 所述基站確定權(quán)值投影期望矩陣β:如果所述期望矩陣β中的對(duì) A/V 角線元素如果所述期望矩陣β中的對(duì)角線元素如果 1/V 所述期望矩陣β中的第i列中的非對(duì)角線元素為〇,如果，所 述期望矩陣β中的第i列中的非對(duì)角線元素為1，其中i= 〇,......L-1，KN為發(fā)射 天線的總數(shù)，α/為精度信息的模值平方；
[0009]所述基站依據(jù)所述權(quán)值投影期望矩陣βu，確定所述多用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備 的下行權(quán)值向量。
[0010] 結(jié)合第一方面，在本申請(qǐng)的第一方面的第一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述依據(jù)所述權(quán)值投 影期望矩陣βu，確定所述多用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量包括： toon] 依據(jù)預(yù)設(shè)的協(xié)方差陣，確定所述多用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量，所 述協(xié)方差矩陣由信道狀態(tài)信息的精度、所述權(quán)值投影期望矩陣以及用戶設(shè)備的權(quán) 重化構(gòu)成。
[0012] 結(jié)合第一方面的第一種實(shí)現(xiàn)方式，在本申請(qǐng)的第一方面的第二種實(shí)現(xiàn)方式中，依 據(jù)預(yù)設(shè)的協(xié)方差陣，確定所述多用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量包括：
[0013] 計(jì)算協(xié)方差卩
I的最大特征向量，所述最大特征向量中的元素 分別為所述多用戶設(shè)備中的每一個(gè)用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量，其中，當(dāng)1辛i時(shí)，
[0017]
為用戶設(shè)備的信道方向的估值。
[0018] 結(jié)合第一方面，在本申請(qǐng)的第一方面的第三種實(shí)現(xiàn)方式中，所述獲取信道狀態(tài)信 息的精度ai包括：
[0019] 獲取用戶設(shè)備1在時(shí)刻s頻點(diǎn)f的信道方向估值/;,.(.SW");
[0020] 通過(guò)對(duì)在時(shí)頻進(jìn)行二維濾波得到<M。
[0021] 結(jié)合第一方面的第三種實(shí)現(xiàn)方式，在本申請(qǐng)的第一方面的第四種實(shí)現(xiàn)方式中，對(duì) 在時(shí)頻進(jìn)行二維濾波得到α 1包括：
[0022] 通過(guò)alpha濾波：
得到 ai，其中，f#f2，為所有s時(shí)刻可得測(cè)量的子載波索引，T為測(cè)量或反饋周期，c為待配濾 波系數(shù)，取值范圍為〇到1之間的實(shí)數(shù)。
[0023] 本申請(qǐng)的第二方面提供了一種多用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量的確定裝置，包括：
[0024] 獲取模塊，用于獲取每個(gè)用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息的精度Ql，其中1 = 〇,......L_1，L為用戶設(shè)備的總數(shù)量；
[0025] 第一確定模塊，用于確定權(quán)值投影期望矩陣β:如果2 ，所述期望矩陣β 中的對(duì)角線元素為1，如果所述期望矩陣β中的對(duì)角線元素為〇,如 果所述期望矩陣β中的第i列中的非對(duì)角線元素βΗ為0,如果》,2<^7,所 述期望矩陣β中的第i列中的非對(duì)角線元素為1，其中i= 〇,......L-1，KN為發(fā)射 天線的總數(shù)，α /為精度信息的模值平方；
[0026]第二確定模塊，用于依據(jù)所述權(quán)值投影期望矩陣βu，確定所述多用戶設(shè)備中每 個(gè)用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量。
[0027] 結(jié)合第二方面，在本申請(qǐng)的第二方面的第一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述第二確定模塊用 于依據(jù)所述權(quán)值投影期望矩陣βU，確定所述多用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量 包括：
[0028] 所述第二確定模塊具體用于，依據(jù)預(yù)設(shè)的協(xié)方差陣，確定所述多用戶設(shè)備中每個(gè) 用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量，所述協(xié)方差矩陣由信道狀態(tài)信息的精度ai、所述權(quán)值投影期望 矩陣以及用戶設(shè)備的權(quán)重Wi構(gòu)成。
[0029] 結(jié)合第二方面的第一種實(shí)現(xiàn)方式，在本申請(qǐng)的第二方面的第二種實(shí)現(xiàn)方式中，所 述第二確定模塊用于依據(jù)預(yù)設(shè)的協(xié)方差陣，確定所述多用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的下行權(quán) 值向量包括：
[0030] 所述第二確定模塊具體用于，計(jì)算協(xié)方差Ρ?勺最大特征向 量，所述最大特征向量中的元素分別為所述多用戶設(shè)備中的每一個(gè)用戶設(shè)備的下行權(quán)值向 量，其中，當(dāng)1辛i時(shí)，
......' ............' ......Ρ?=υ/ι
[0031]
[0032]
[0033]
[0034]
s為用戶設(shè)備的信道方向的估值。
[0035] 結(jié)合第二方面，在本申請(qǐng)的第二方面的第三種實(shí)現(xiàn)方式中，所述獲取模塊用于獲 取每個(gè)用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息的精度ai包括：
[0036] 所述獲取模塊具體用于，獲取用戶設(shè)備1在時(shí)刻s頻點(diǎn)f的信道方向估值 1^,/);并通過(guò)對(duì)以々/)在時(shí)頻進(jìn)行二維濾波得到α1<3
[0037] 結(jié)合第二方面的第三種實(shí)現(xiàn)方式，在本申請(qǐng)的第二方面的第四種實(shí)現(xiàn)方式中，所 述獲取模塊用于對(duì)在時(shí)頻進(jìn)行二維濾波得到ai包括：
[0038] 戶斤述獲取模塊具體用于，通過(guò)alpha濾波：聰《喂七/(.?，/:)>4'伶，./;廣 到ai，其中，匕辛f2，為所有s時(shí)刻可得測(cè)量的子載波索引，T為測(cè)量或反饋周期，c為待配 濾波系數(shù)，取值范圍為〇到1之間的實(shí)數(shù)。
[0039] 本申請(qǐng)所述的多用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量的確定方法及裝置，基站獲取每個(gè)用戶 設(shè)備的信道狀態(tài)信息的精度ai，并依據(jù)α^和^的關(guān)系，確定權(quán)值投影期望矩陣βii中 八;v ' 各個(gè)元素的值，再依據(jù)權(quán)值投影期望矩陣βΜ，確定所述多用戶設(shè)備中每個(gè)用戶設(shè)備的下 行權(quán)值向量?？梢姡緦?shí)施例中所述的方法及裝置，將每個(gè)用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息的精度 作為確定下行權(quán)值向量的依據(jù)之一，所以，相比與現(xiàn)有技術(shù)中將每個(gè)用戶設(shè)備的信道狀態(tài) 信息的精度均假設(shè)為理想值相比，確定出的下行權(quán)值向量的更貼近通信系統(tǒng)的實(shí)際情況， 因此，能夠獲得更高的空間復(fù)用增益。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0041]圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例公開的一種多用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量的確定方法的流程 圖；
[0042]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例公開的一種多用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量的確定裝置的結(jié)構(gòu) 示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 本申請(qǐng)實(shí)施例公開的一種多用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量的確定方法及裝置，可以應(yīng) 用在ΜΙΜΟ通信系統(tǒng)中，ΜΙΜΟ通信系統(tǒng)的模型及參數(shù)關(guān)系如下：
[0044] 定義下行ΜΙΜΟ系統(tǒng)的等效傳輸矩陣為如下形式：
[0045]
[0046] 則系統(tǒng)傳輸模型為：
[0047] r=GS+z
[0048] 其中，r為接收信號(hào)，G為等效傳輸信道，S為信源向量，z為加性復(fù)噪聲，由于是下 行場(chǎng)景，不考慮聯(lián)合接收。
[0049] 假設(shè)發(fā)射端只能得到用戶設(shè)備信道方向的估值其與信道真值與估值滿足如下 關(guān)系：
[0050]
[0051] 其中不可知。
[0052]用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量為最終待定變量，但假設(shè)其與滿足如下關(guān)系
[0053]
[0054]
[0055]
[0056] 下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0057] 本申請(qǐng)實(shí)施例公開的一種用戶設(shè)備的下行權(quán)值向量的確定方法，如圖1所示，包 括以下步驟：
[0058] S101 :基站獲取每個(gè)用戶設(shè)備的信道狀態(tài)信息的精度ai，其中1 = 〇,......L_l， L為用戶設(shè)備的總數(shù)量；
[0059] 具體地，對(duì)于用戶設(shè)備1，基站可以通過(guò)濾波的形式獲取其信道狀態(tài)信息 的精度〇1，g卩：獲取用戶設(shè)備1在時(shí)刻s頻點(diǎn)f的信道方向估值并通過(guò)對(duì) 在時(shí)頻進(jìn)行二維濾波得到，進(jìn)一步地，二維濾波可以為但不限于alpha濾波：
得到ai，其中，4辛匕，為所有s時(shí) 刻可得測(cè)量的子載波索引，T為測(cè)量或反饋周期，c為待配濾波系數(shù)，取值范圍為0到1之間 的實(shí)數(shù)。
[0060] S102 :基站確定權(quán)值投影期望矩陣β;
[0061] 具體地過(guò)程為：如果《,·2 >4，所述期望矩陣β中的對(duì)角線元素β^為1，如果 所述期望矩陣β中的對(duì)角線元素Pii為〇,如果，所述期望矩陣β中ΚΜ1KN 的第i列中的非對(duì)角線元素為〇,如果所述期望矩陣β中的第i列中的對(duì) 角線元素為1，其中i= 〇,......L_1，KN為發(fā)射天線的總數(shù)，α，為精度信息的模值 平方；
[0062] 上述具體過(guò)程為理論依據(jù)如下：
[0063] 申請(qǐng)人在研究的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：下行信干噪比期望可以用下式表達(dá)
[0064]
[0065] 且定義ΚΝ為總發(fā)射天線數(shù)，P=ΚΝ-1為已知量。
[0066] 其中，用戶i的信號(hào)功率由PaJβ/+ (1-a/) (1-β,)決定，干擾功率由 ρα/β^+α-Οα-β^)決定。如前所述α/表征信道方向信息的精度，可以認(rèn)為已 知。假定發(fā)射功率方案{ρ/}已定，我們的目標(biāo)是在以上條件下，求取可達(dá)的最佳{βι/}， 貝ij函數(shù)ρα^β^+α-Οα-?^2)相對(duì)的單調(diào)性至關(guān)重要。
[0067] 定義函數(shù)：
[0071] 則按如下過(guò)程對(duì)選擇βu期望：[0072] 對(duì)于信號(hào)能量（1 =i):