專利名稱：無線電通信裝置和無線電通信方法
無線電通信裝置和無線電通信方法技術(shù)領(lǐng)域這里公開的實(shí)施方式涉及用于在多用戶MIMO下行鏈路中對(duì)每個(gè)發(fā) 送天線或每組發(fā)送天線施加某些發(fā)送功率電平約束的條件下進(jìn)行無線電 通信的裝置和方法。
背景技術(shù)：
近年來，為了改進(jìn)頻率或頻譜效率并且增加通信容量，已集中研究 了MIMO (多輸入多輸出)傳輸方案。在該MIMO傳輸方案中，多用戶 (MU) -MIMO系統(tǒng)正在吸引注意，該MU-MIMO系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為對(duì)于多 個(gè)用戶應(yīng)用MIMO傳輸方案以進(jìn)一步改進(jìn)頻譜效率。此外，正在研究為 MU-MIMO協(xié)調(diào)基站傳輸而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，并且據(jù)報(bào)導(dǎo)它可以實(shí)現(xiàn)吞吐量 的顯著改進(jìn)。在該MU-MIMO協(xié)調(diào)基站傳輸系統(tǒng)中，因?yàn)閷?duì)于不同的基站天線或 不同的基站使用不同的功率放大器，所以必須考慮功率放大器各自的特 性。特別是如果基于反饋信息，例如從用戶提供的信道信息，來預(yù)編碼 從用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)流，則每次更新反饋信息，例如信道信息時(shí)，由于在 基站上施加的對(duì)發(fā)送功率的約束，必須調(diào)整依賴于發(fā)送天線的預(yù)編碼權(quán) 重為從用戶發(fā)送的不同流分配的發(fā)送功率電平。第一篇文章，G. J. Foschini， K. Karakayali and R. A. Valenzuela， "Coordinating multiple antenna cellular networks to achieve enormous spectral efficiency，，， 正E Proceedings Communications, vol.153, No. 4， pp. 548-555， August 2006，公開了考慮到各單獨(dú)功率放大器各自的特性 在MU-MIMO協(xié)調(diào)基站傳輸系統(tǒng)中使用塊對(duì)角化迫零，來提出和求解可 以實(shí)現(xiàn)向各單獨(dú)用戶一致分配信道容量的發(fā)送功率優(yōu)化問題，所述塊對(duì) 角化迫零為被設(shè)計(jì)用于在單獨(dú)用戶之間無干擾地進(jìn)行傳輸?shù)念A(yù)編碼方案。在該文章中，還表明相比于在基站之間沒有協(xié)調(diào)的系統(tǒng)，該方法可 以顯著改進(jìn)信道容量。第二篇文章，S.Liu， N.Hu， Z.He， K. Niu and W， Wu， "Multi-level zero-forcing method for multiuser downlink system with per-antenna power constraint", VTC 2007-Spring， pp. 2248-2252， April 2007，公開了用于 為上述MU-MIMO協(xié)調(diào)基站傳輸系統(tǒng)中的預(yù)編碼而優(yōu)化發(fā)送權(quán)重和發(fā)送 功率以使得整個(gè)系統(tǒng)的信道容量可以最大化的優(yōu)化問題。在該文章中， 還表明該方法可以改進(jìn)信道容量。第三篇文章，Yu and T. Lan, "Transmitter optimization for the multi-antenna downlink with per-antenna power constraints", IEEE Trans.， Signal Processing, pp. 2646-2660， June 2007，公開了在上面的MU-MIMO 協(xié)調(diào)基站傳輸系統(tǒng)中使用上行鏈路和下行鏈路的對(duì)偶性的優(yōu)化問題和求 解方法。如上所述的功率分配優(yōu)化問題對(duì)應(yīng)于受約束的非線性優(yōu)化問題，并 且求解它們可能需要更高的計(jì)算復(fù)雜度。例如，在使用根據(jù)最速下降法 的內(nèi)點(diǎn)法求解功率分配優(yōu)化問題的情況下，可以通過相對(duì)簡(jiǎn)單的算法來 以解析方式獲得解，但是收斂可能需要更高的計(jì)算復(fù)雜度。然而，第一和第二篇文章對(duì)于降低在求解如在文章中提出的優(yōu)化問 題時(shí)的計(jì)算復(fù)雜度沒有研究。而且，第三篇文章僅涉及線性預(yù)編碼，而沒有提及非線性預(yù)編碼。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供這樣的無線電通信裝置和方法，其 可以在對(duì)于不同的發(fā)送天線和不同的發(fā)送天線組而約束各自的發(fā)送功率 電平的情況下，計(jì)算分配給各單獨(dú)用戶的最優(yōu)發(fā)送功率，同時(shí)降低與該 計(jì)算相關(guān)聯(lián)的計(jì)算復(fù)雜度。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種用于以合適發(fā)送功率電平經(jīng)由多個(gè)發(fā)送 天線組向多個(gè)用戶發(fā)送無線電信號(hào)的無線電通信裝置，每個(gè)發(fā)送天線組 包括一個(gè)或更多個(gè)發(fā)送天線，所述發(fā)送天線組具有各自的發(fā)送功率約束，6所述無線電通信裝置包括預(yù)編碼單元，其被配置為對(duì)于為各單獨(dú)用戶 調(diào)制的信號(hào)執(zhí)行預(yù)編碼并且生成發(fā)送權(quán)重；最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元，其 被配置為從預(yù)編碼單元接收發(fā)送權(quán)重，并且使用發(fā)送權(quán)重的分量和發(fā)送 天線組各自的發(fā)送功率極限值，來計(jì)算發(fā)送功率優(yōu)化問題的初始值以用 于計(jì)算用戶的合適發(fā)送功率電平；和發(fā)送單元，其被配置為以所計(jì)算出 的發(fā)送功率電平來發(fā)送無線電信號(hào)。本發(fā)明的另一方面涉及一種用于以合適發(fā)送功率電平經(jīng)由多個(gè)發(fā)送 天線組向多個(gè)用戶發(fā)送無線電信號(hào)的無線電通信方法，每個(gè)發(fā)送天線組 包括一個(gè)或更多個(gè)發(fā)送天線，所述發(fā)送天線組具有各自的發(fā)送功率約束， 所述無線電通信方法包括以下步驟對(duì)于為各單獨(dú)用戶調(diào)制的信號(hào)執(zhí)行 預(yù)編碼并且生成發(fā)送權(quán)重；從預(yù)編碼單元接收發(fā)送權(quán)重，并且使用發(fā)送 權(quán)重的分量和發(fā)送天線組各自的發(fā)送功率極限值，來計(jì)算發(fā)送功率優(yōu)化 問題的初始值以用于計(jì)算用戶的合適發(fā)送功率電平；以及以所計(jì)算出的 發(fā)送功率電平來發(fā)送無線電信號(hào)。根據(jù)這些方面，在對(duì)不同的發(fā)送天線和不同的發(fā)送天線組約束了各 自的發(fā)送功率電平的情況下，可為單獨(dú)用戶分配最優(yōu)發(fā)送功率電平，同 時(shí)降低與該計(jì)算相關(guān)聯(lián)的計(jì)算復(fù)雜度。本發(fā)明(實(shí)施方式)的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的描述中部分地闡 述，并且根據(jù)該描述將部分地變得明顯，或者可以通過實(shí)踐本發(fā)明而獲 知。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過所附權(quán)利要求中具體指出的要素和組合 來實(shí)現(xiàn)和獲得。應(yīng)當(dāng)理解，前述一般描述和以下詳細(xì)描述都僅是示例性和說明性的， 而不對(duì)所要求保護(hù)的發(fā)明構(gòu)成限制。


圖1示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的無線電通信裝置的示例結(jié)構(gòu)； 圖2示出了在根據(jù)第一實(shí)施方式的無線電通信裝置中的最優(yōu)發(fā)送功 率計(jì)算單元的示例結(jié)構(gòu)；圖3示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的無線電通信裝置的最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元中的初始功率設(shè)置單元的示例性結(jié)構(gòu)；圖4示意性地示出了在根據(jù)第一實(shí)施方式的無線電通信裝置中通過 用發(fā)送權(quán)重對(duì)發(fā)送功率極限值進(jìn)行歸一化而確定的示例性初始功率分配 值；圖5示出了在根據(jù)第一實(shí)施方式的無線電通信裝置的最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元中的優(yōu)化單元的示例性結(jié)構(gòu)；圖6示出了在根據(jù)第一實(shí)施方式的無線電通信裝置的最優(yōu)發(fā)送功率 計(jì)算單元的優(yōu)化單元中的迭代單元；圖7是根據(jù)第一實(shí)施方式的無線電通信裝置中的最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算 單元的操作的流程圖；圖8是根據(jù)第一實(shí)施方式的無線電通信裝置的最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單 元中的初始功率設(shè)置單元的操作的流程圖；圖9是根據(jù)第一實(shí)施方式的無線電通信裝置的最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單 元中的優(yōu)化單元的操作的流程圖；圖IO示意性地示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的無線電通信裝置中的多個(gè) 發(fā)送天線的示例性分組；圖11示意性地示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的無線電通信裝置的示例性 結(jié)構(gòu)；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明按照公平標(biāo)準(zhǔn)的收斂性能和與收斂相關(guān)聯(lián)的 計(jì)算復(fù)雜度；以及圖13示出了根據(jù)本發(fā)明按照總和速率(sum-rate)標(biāo)準(zhǔn)的收斂性能 和與收斂相關(guān)聯(lián)的計(jì)算復(fù)雜度。
具體實(shí)施方式
參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。本原理的一個(gè)方面涉及一種用于以合適的發(fā)送功率電平經(jīng)由多個(gè)發(fā) 送天線組向多個(gè)用戶發(fā)送無線電信號(hào)的無線電通信裝置，每個(gè)發(fā)送天線 組包括一個(gè)或更多個(gè)發(fā)送天線，所述發(fā)送天線組具有各自的發(fā)送功率約 束，所述無線電通信裝置包括預(yù)編碼單元，其被配置為對(duì)于為各單獨(dú)8用戶調(diào)制的信號(hào)執(zhí)行預(yù)編碼并且生成發(fā)送權(quán)重；最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元， 其被配置為從預(yù)編碼單元接收發(fā)送權(quán)重，并且使用發(fā)送權(quán)重的分量和發(fā) 送天線組各自的發(fā)送功率極限值，來計(jì)算發(fā)送功率優(yōu)化問題的初始值以用于計(jì)算用戶的合適發(fā)送功率電平；和發(fā)送單元，其被配置為以所計(jì)算出的發(fā)送功率電平來通過空氣發(fā)送無線電信號(hào)。根據(jù)該方面，最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元基于發(fā)送權(quán)重分量Wk，qj來設(shè)置發(fā)送功率優(yōu)化問題的初始功率分配值，與不設(shè)置這種初始功率分配值的 情況相比，這可以從最優(yōu)值附近起求解優(yōu)化問題。結(jié)果，可在針對(duì)單獨(dú) 發(fā)送天線或單獨(dú)發(fā)送天線組的發(fā)送功率極限值內(nèi)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)發(fā)送功率分 配，同時(shí)減少優(yōu)化問題中的直到收斂的迭代次數(shù)以及計(jì)算復(fù)雜度。在一個(gè)實(shí)施方式中，可根據(jù)使用發(fā)送權(quán)重分量Wk,qj的函數(shù)對(duì)發(fā)送天 線組各自的發(fā)送功率極限值Pn^,q進(jìn)行歸一化而得到初始值。根據(jù)該實(shí)施 方式，可在對(duì)發(fā)送天線的發(fā)送功率極限值Pmax，q的考慮下基于發(fā)送權(quán)重分 量Wk,qj設(shè)置發(fā)送功率優(yōu)化問題的初始功率分配值，這導(dǎo)致減少優(yōu)化問題 中的直到收斂的迭代以及計(jì)算復(fù)雜度。在一個(gè)實(shí)施方式中，可根據(jù)使用發(fā)送權(quán)重分量Wk,q，j的平方和對(duì)發(fā)送 天線組各自的發(fā)送功率極限值Pmax,q進(jìn)行歸一化而得到初始值。在另一實(shí) 施方式中，初始值可以是發(fā)送天線組的最小值，并且可根據(jù)使用發(fā)送權(quán) 重分量Wk，q，j的平方和對(duì)發(fā)送天線組各自的發(fā)送功率極限值Pmax,q進(jìn)行歸 一化而得到所述值。結(jié)果，可在對(duì)單獨(dú)發(fā)送天線的發(fā)送功率極限值Pm^q 的考慮下基于發(fā)送權(quán)重分量Wk，q,j將發(fā)送功率優(yōu)化問題的初始功率分配值 設(shè)置為在各單獨(dú)用戶流上一致，這導(dǎo)致減少優(yōu)化問題中的直到收斂的迭 代以及計(jì)算復(fù)雜度。在一個(gè)實(shí)施方式中，最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元可配置為使用與最速下 降法組合的內(nèi)點(diǎn)法來在約束下進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)該實(shí)施方式，可通過相對(duì) 簡(jiǎn)單的算法以解析方式獲得最優(yōu)解。在一個(gè)實(shí)施方式中，最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元可配置為如果滿足如下 條件中的任何一個(gè)則終止最速下降法中的步驟迭代，所述條件可包括根 據(jù)內(nèi)點(diǎn)法導(dǎo)出的目標(biāo)函數(shù)的值相對(duì)于發(fā)送功率電平變化的變化處于預(yù)定閾值內(nèi)的條件，發(fā)送功率優(yōu)化問題的原始目標(biāo)函數(shù)的值相對(duì)于步驟迭代 遞增的變化處于預(yù)定閾值內(nèi)的條件，和步驟迭代次數(shù)超過預(yù)定閾值的條 件。根據(jù)該實(shí)施方式，可確定最速下降方法中的收斂點(diǎn)，并且可獲得最 優(yōu)解。
在一個(gè)實(shí)施方式中，最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元可配置為如果滿足如下 條件中的任何一個(gè)則終止內(nèi)點(diǎn)法中的步驟迭代，所述條件可包括內(nèi)點(diǎn)法 的障礙參數(shù)小于預(yù)定閾值的條件，和發(fā)送功率優(yōu)化問題的原始目標(biāo)函數(shù) 的值相對(duì)于步驟迭代遞增的變化處于預(yù)定閾值內(nèi)的條件。根據(jù)該實(shí)施方 式，可確定內(nèi)點(diǎn)法中的收斂點(diǎn)，并且可獲得最優(yōu)解。
在一個(gè)實(shí)施方式中，最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元可配置為在約束下執(zhí)行 優(yōu)化以使得各個(gè)用戶信道容量一致。根據(jù)該實(shí)施方式，可獲得最優(yōu)解以 使得在功率分配之后各單獨(dú)用戶各自的信道容量一致。
在一個(gè)實(shí)施方式中，最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元可配置為在約束下執(zhí)行 優(yōu)化以便最大化整個(gè)系統(tǒng)的信道容量。根據(jù)該實(shí)施方式，可獲得最優(yōu)解 以使在功率分配之后各單獨(dú)用戶的信道容量的總和最大化。
本發(fā)明的原理是在單獨(dú)發(fā)送天線或發(fā)送天線組的發(fā)送功率電平受到 約束的情況下確定單獨(dú)用戶的發(fā)送流的發(fā)送功率電平，并且基于所確定 的發(fā)送功率電平來控制發(fā)送信號(hào)。
參考附圖描述本發(fā)明的某些實(shí)施方式。
圖1示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的無線電通信裝置10的示例結(jié)構(gòu)。如 圖1中所示，無線電通信裝置IO包括對(duì)應(yīng)于用戶數(shù)(N)的多個(gè)調(diào)制單 元11、預(yù)編碼單元12、最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元13和發(fā)送功率控制單元
14。每個(gè)調(diào)制單元11包括串并行轉(zhuǎn)換單元111和信號(hào)調(diào)制單元112。 圖2示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元13的示例結(jié)
構(gòu)。最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元13包括初始功率設(shè)置單元21和優(yōu)化單元22。 圖3示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的初始功率設(shè)置單元21的示例結(jié)構(gòu)。
初始功率設(shè)置單元21包括發(fā)送權(quán)重平方和計(jì)算單元31、發(fā)送功率極限值
歸一化單元32和最小值檢測(cè)單元33。
10接下來，下面描述上述無線電通信裝置的示例操作和根據(jù)第一實(shí)施 方式的示例無線電通信方法。在下面，使用基于信道信息的塊對(duì)角化迫
零(BD-ZF)來在使用Mt個(gè)發(fā)送天線、N個(gè)用戶和Mr個(gè)用戶天線的 MU-MIMO傳輸中進(jìn)行預(yù)編碼。
在其它實(shí)施方式中，可以使用任何其它基于信道信息的MU-MIMO 預(yù)編碼器，例如ZF、 MMSE或DPC，來進(jìn)行預(yù)編碼。或者，可以使用從 碼本中選擇發(fā)送權(quán)重向量的另一類預(yù)編碼。
在圖1中的調(diào)制單元11中，串并行轉(zhuǎn)換單元111向各單獨(dú)發(fā)送流分 配要發(fā)送到關(guān)聯(lián)用戶的信息信號(hào)序列。信號(hào)調(diào)制單元112調(diào)制這些發(fā)送
流并且生成發(fā)送信號(hào)Sk,j (1《k《N并且Kj《Mr)。符號(hào)Sk,j表示用于為
第k個(gè)用戶發(fā)送第j個(gè)發(fā)送流的發(fā)送信號(hào)。用于第k個(gè)用戶的Mj佳發(fā)送
信號(hào)向量Sk被定義為
= [5*，1,".，&，_/，..'5fe，仏]7 ( 1 )，
其中，上標(biāo)T表示轉(zhuǎn)置。
這里，令用于第k個(gè)用戶的M,.XMt個(gè)MIMO信道的信道矩陣為Hk， 生成用于第k個(gè)用戶的大小為MtXM,.的BD-ZF發(fā)送權(quán)重矩陣WBD_ZF,k，
以滿足以下公式
H晶H廠,m-O (k*m) (2)。
根據(jù)BD-ZF的應(yīng)用生成的用于第k個(gè)用戶的大小為M,XMr的等同
信道矩陣Hk'如下定義，并且經(jīng)受奇異值分解(SVD),
Hk' = HiW即-= UiAtV^
A* 一
0
(3)，
其中，上標(biāo)H表示厄密特轉(zhuǎn)置，并且^J表示歷'w私'的特征值。
使用從上面的公式獲得的Vk以及WBD.ZF,k，令用于第k個(gè)用戶的大 小為MtXMr的發(fā)送權(quán)重矩陣為Wk。換言之，
= W即一 2廠，aVa =
VW, AY,,
(4)<預(yù)編碼單元12導(dǎo)出矩陣Wk，并且向最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元13提供
矩陣Wk的分量Wk,qj (l《q《Mt)和益M乍為發(fā)送權(quán)重相關(guān)信息。而且， 預(yù)編碼單元12向發(fā)送功率控制單元14提供矩陣Wk和向量Sk。
發(fā)送功率控制單元14接著使用所提供的Wk和Sk，以及如下所述在 最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元13中導(dǎo)出的分配給用于第k個(gè)用戶的第j個(gè)發(fā)送 流的發(fā)送功率Pkj，來如下生成預(yù)編碼之后的Mt維發(fā)送信號(hào)向量Xk，并
且向用戶提供向量Xk，
' (5),
而且，令用于第k個(gè)用戶的M,.維接收信號(hào)向量為yk并且令MJ隹噪
聲向量為nk，接收信號(hào)將表示為如下，
yk=Hkxk+nk (6)。
這里，令公式(3)中用于第k個(gè)用戶的大小為MrXMr的接收權(quán)重
矩陣為tA、接收權(quán)重矩陣t^和接收信號(hào)向量yk的乘法表示為如下，
:UZHtWB,,V/P,S, + U,.V
V尸"o -(7)。
0 "s/Xt,Mr0V戶"
因此，這表示可以沒有干擾地接收已空間復(fù)用和發(fā)送給用戶的信號(hào)。
而且，令噪聲功率為。2，用于第k個(gè)用戶的第j個(gè)發(fā)送流的接收SNRk,j 表示為如下，
(8)'
使用該接收SNRkj，用于第k個(gè)用戶的MIMO信道容量Ck表示為如
下，
/=1
(9)<
乂=1
二)
12接下來，下面描述最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元13的示例操作。最優(yōu)發(fā)送 功率計(jì)算單元13從預(yù)編碼單元12接收發(fā)送權(quán)重矩陣Wk的分量Wk，qj和
特征值;U.v作為發(fā)送權(quán)重相關(guān)信息，并且使用它們來導(dǎo)出Pk,j，以滿足第q
個(gè)發(fā)送天線的發(fā)送功率極限值Pn^,q。具體地說，這可以對(duì)應(yīng)于求解如下
的優(yōu)化問題，
<formula>formula see original document page 13</formula>
用于優(yōu)化問題的公式(10)意味著最大化所有用戶中的最小用戶容
量。通過求解該優(yōu)化問題，可以使得對(duì)于所有用戶來說，各自的信道容
量幾乎一致，這在這里稱為公平標(biāo)準(zhǔn)。
可以基于內(nèi)點(diǎn)法求解該優(yōu)化問題。根據(jù)該內(nèi)點(diǎn)法，將用于調(diào)整障礙
函數(shù)g(P。的值的障礙參數(shù)r(i)添加到公式(10)，并且對(duì)用于沒有約束(11)
和(12)來最大化函數(shù)的新優(yōu)化問題進(jìn)行求解。這里，參數(shù)i表示內(nèi)點(diǎn)法
中的步驟迭代的次數(shù)，下面將詳細(xì)描述。具體地說，它以較大的障礙參
數(shù)開始，并且對(duì)于每個(gè)障礙參數(shù)計(jì)算最優(yōu)功率Pk 使用所計(jì)算的值作為
初始值來迭代該過程，同時(shí)減小障礙參數(shù)。 一旦障礙參數(shù)r(i)達(dá)到足夠小
的值，則可求解出原始受約束優(yōu)化問題。使用障礙函數(shù)和障礙參數(shù)的新
優(yōu)化問題可以表示為如下，
<formula>formula see original document page 13</formula>
公式(13)的右手側(cè)的第一項(xiàng)是與關(guān)于用戶信道容量的受約束優(yōu)化 問題相關(guān)聯(lián)的原始目標(biāo)函數(shù)的一個(gè)示例。參數(shù)F為通過將障礙函數(shù)和用 于調(diào)整障礙函數(shù)的值的障礙參數(shù)加到原始目標(biāo)函數(shù)而導(dǎo)出的目標(biāo)函數(shù)的 一個(gè)示例，并且用作為用于新優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)。
在某些實(shí)施方式中，障礙函數(shù)g(Pk,j)可以是包括發(fā)送權(quán)重、發(fā)送功率 極限值和/或發(fā)送功率值的函數(shù)。例如，可以使用如下給出的障礙函數(shù)，
<formula>formula see original document page 13</formula>
在另一示例中，可以使用如下給出的障礙函數(shù)g(Pk,j)，g(。=z 1。g尸賦'-i;》wj2《,卜si:i。g(尸j (15)。
^=1 、 k=1 乂-1 乂"1 >1
接下來，參考圖3描述圖2中示出的初始功率設(shè)置單元21的示例操
作。從最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元13輸入的分量Wk,qj提供到發(fā)送權(quán)重平方和
計(jì)算單元31。發(fā)送權(quán)重平方和計(jì)算單元31根據(jù)下面的公式計(jì)算每個(gè)發(fā)送 天線的w^j的平方和
ZIXJ2 (16)
jU1戶l
并且將平方和提供到發(fā)送功率極限值歸一化單元32。
發(fā)送功率極限值歸一化單元32存儲(chǔ)各單獨(dú)發(fā)送天線的發(fā)送功率極限
值Pn^,q，并且根據(jù)下面的公式針對(duì)接收到的相應(yīng)發(fā)送天線的Wk,q,j的平方 和對(duì)Pr^，q進(jìn)行歸一化
——— (17)。
尸i
發(fā)送功率極限值歸一化單元32將歸一化的發(fā)送功率極限值提供到最 小值檢測(cè)單元33。
最小值檢測(cè)單元33導(dǎo)出輸入的歸一化發(fā)送功率極限值的最小值，并 且根據(jù)下面的公式設(shè)置針對(duì)各單獨(dú)用戶流的與發(fā)送功率優(yōu)化問題相關(guān)聯(lián) 的初始功率分配值Pinitial
,",=min
"1 _/=1
(18)(
將設(shè)置的初始功率分配值Pinitial提供到優(yōu)化單元22。 圖4示意性地示出了初始功率分配值Pinitial的示例設(shè)置。在圖4中， 縱軸和橫軸分別表示發(fā)送功率電平和單獨(dú)發(fā)送天線。圖4中的圖示意味 著使得用于具有如公式(17)中表示的歸一化發(fā)送功率極限值的最小值
的發(fā)送天線的發(fā)送功率電平與該發(fā)送天線的發(fā)送功率極限值Pn^,q相等。
在該實(shí)施方式中，將相對(duì)于單獨(dú)發(fā)送天線的wM,j的平方和而歸一化
的Pn^,q值的最小值一致地設(shè)置為單獨(dú)用戶流的初始功率分配值Pin自。在
其它實(shí)施方式中，可基于根據(jù)公式(17)歸一化的值，針對(duì)單獨(dú)用戶流一致地設(shè)置初始功率分配值Pinitial。另選的是，可基于根據(jù)包括發(fā)送權(quán)重 分量Wk,q,j的任何其它合適函數(shù)h(Wk,q，j)歸一化的值來設(shè)置初始功率分配值
Pinitial0
圖5示出了如下所述的根據(jù)與最速下降法相組合的內(nèi)點(diǎn)法進(jìn)行優(yōu)化 的優(yōu)化單元22的示例性結(jié)構(gòu)。如圖5中所示，優(yōu)化單元22包括初始功 率計(jì)算單元51、障礙參數(shù)乘法單元52、信道容量計(jì)算單元53、最速下降 處理單元54和迭代單元55。
接下來，圖6示出了迭代單元55的示例性結(jié)構(gòu)。迭代單元55包括 后預(yù)編碼功率計(jì)算單元61、約束確定單元62、最速下降法步長(zhǎng)更新單元 63、最速下降操作收斂確定單元64、內(nèi)點(diǎn)法收斂確定單元65和障礙參數(shù) 更新單元66。
下面描述根據(jù)與最速下降法相組合的內(nèi)點(diǎn)法的優(yōu)化的示例性詳細(xì)操 作。在操作中，將在初始功率設(shè)置單元21中設(shè)置的初始發(fā)送功率值Pin咖 連同分量Wk,q,j和、j一起提供到優(yōu)化單元22。優(yōu)化單元22中的初始功率 計(jì)算單元51根據(jù)公式(16)使用Pinitial、 Wk，qj禾B 、,j在優(yōu)化單元22中計(jì) 算各單獨(dú)發(fā)送天線的初始發(fā)送功率值Pq，并且將所計(jì)算出的值提供到障 礙參數(shù)乘法單元52。障礙參數(shù)乘法單元52將障礙參數(shù)r(i)與障礙函數(shù)相 乘。這里的障礙參數(shù)r(i)可表示為如下，
r(i+l)=r(i)xa (19)， 其中i表示內(nèi)點(diǎn)法中步驟迭代的次數(shù)，并且a (<1)表示障礙參數(shù)比例因 子。
然后，信道容量計(jì)算單元53根據(jù)公式(9)使用所提供的Pk,j、 Wk,q,j
和人kj來計(jì)算各單獨(dú)用戶的信道容量并且將所計(jì)算出的信道容量提供到最 速下降處理單元54。最速下降處理單元54根據(jù)最速下降法使用障礙函數(shù) 來對(duì)與優(yōu)化問題相關(guān)聯(lián)的公式(13)執(zhí)行優(yōu)化。這里的最速下降法是通 過使用公式(13)中的梯度信息進(jìn)行優(yōu)化的一種方法。具體來說，在最 速下降法中進(jìn)行如下定義的迭代操作，
《> + l)-《 x>J~F (20)，
其中參數(shù)u表示第u次迭代，并且參數(shù)P表示步長(zhǎng)。
15將在最速下降處理單元54中進(jìn)行了優(yōu)化的發(fā)送功率值Pkj提供到迭
代單元55。當(dāng)?shù)鷨卧?5接收到發(fā)送功率值Pw時(shí)，迭代單元55中的后 預(yù)編碼功率計(jì)算單元61基于輸入的Pk,j和計(jì)算各單獨(dú)發(fā)送天線的發(fā) 送功率值Pq，并且將所計(jì)算出的發(fā)送功率值Pq提供到約束確定單元62。 約束確定單元62確定是否滿足如下給出的約束，
{尸《 S尸max,《 (21) 《" ° 如果約束確定單元62確定了不滿足如公式(21)中所指定的約束中 的任何一個(gè)，則最速下降法步長(zhǎng)更新單元63減小步長(zhǎng)(3并且將它提供到 信道容量計(jì)算單元53。然后，約束確定單元62使用應(yīng)用公式(20)之前 的Pk，j，以使操作迭代進(jìn)行直到滿足約束為止。另一方面，如果約束確定 單元62確定滿足約束，則約束確定單元62將發(fā)送功率值Pk)j提供到最速 下降法收斂確定單元64，最速下降法收斂確定單元64繼而確定是否滿足 如下給出的收斂條件，<formula>formula see original document page 16</formula>
其中
=》0￡2(1 +麓4》 (23)<
參數(shù)u表示最速下降法中的迭代次數(shù)，并且參數(shù)Imax定義為迭代的最 大次數(shù)。而且，參數(shù)s,和&是足夠小的值。換言之，滿足下面條件子句中
指定的條件中的任何一個(gè)則終止最速下降法中的步驟迭代如果與發(fā)送 功率變化相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)變化處于預(yù)定的足夠小的值之內(nèi)，如果與迭 代增加相對(duì)應(yīng)的原始目標(biāo)函數(shù)變化處于預(yù)定的足夠小的值之內(nèi)，以及如 果迭代次數(shù)超過預(yù)定閾值。
注意，最速下降法的上述收斂條件是示例性的，并且可使用其它收 斂條件。如果最速下降法收斂確定單元64確定了公式(22)中的約束都不滿
足，則最速下降法收斂確定單元64將當(dāng)前發(fā)送功率值Pk,j提供到信道容 量計(jì)算單元53以進(jìn)行附加的迭代。對(duì)上面的操作進(jìn)行迭代，直到最速下 降法收斂確定單元64確定了公式(22)中的條件中的任何一個(gè)得到滿足 為止。另一方面，如果最速下降法收斂確定單元64確定了所述條件中的 任何一個(gè)得到滿足，則最速下降法收斂確定單元64將發(fā)送功率值Pkj提 供到內(nèi)點(diǎn)法收斂確定單元65，內(nèi)點(diǎn)法收斂確定單元65繼而確定如下給出 的內(nèi)點(diǎn)法中的步驟迭代收斂約束是否滿足，
- (24)， |minCfc (0 —minCt (/-1)|"4
、 A A
其中，參數(shù)i表示內(nèi)點(diǎn)法中的第i次步驟迭代。而且，參數(shù)^和^是足夠 小的值。換言之，滿足下面條件子句中指定的條件中的任何一個(gè)則終止
內(nèi)點(diǎn)法中的步驟迭代如果障礙參數(shù)小于預(yù)定義的足夠小的值，以及如 果與迭代增加相對(duì)應(yīng)的原始目標(biāo)函數(shù)的變化處于預(yù)定義的足夠小的值之 內(nèi)。
注意，內(nèi)點(diǎn)法的上述收斂條件是示例性的并且可使用其它收斂條件。
如果內(nèi)點(diǎn)法收斂確定單元65確定了這些收斂條件都不滿足，則將當(dāng) 前發(fā)送功率值Pkij確定為障礙參數(shù)r(i)下的最優(yōu)解。障礙參數(shù)更新單元66 根據(jù)公式(19)減小障礙參數(shù)并且將更新的障礙參數(shù)r(i)和Pk，j提供到障 礙參數(shù)乘法單元52以進(jìn)行內(nèi)點(diǎn)法中的附加步驟迭代。另一方面，如果內(nèi) 點(diǎn)法收斂確定單元65確定了這些收斂條件中的任何一個(gè)得到滿足，則內(nèi) 點(diǎn)法收斂確定單元65將當(dāng)前發(fā)送功率電平Pk，j作為優(yōu)化單元22的最優(yōu)解 提供到發(fā)送功率控制單元14。
參考圖7中的流程圖描述最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元13的示例操作。在 最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元13中，在步驟71，確定障礙參數(shù)r(i),最速下降 法中的最大迭代次數(shù)In^、以及參數(shù)《到&。在步驟72，根據(jù)公式(18)，
使用輸入的發(fā)送權(quán)重分量Wk,q,j來設(shè)置針對(duì)發(fā)送功率優(yōu)化問題的初始功率 分配值PhiW。在步驟73，使用初始功率分配值P,a,、特征值、，j和Wk，q，j
來求解發(fā)送功率優(yōu)化問題。在步驟74，最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元13輸出最
17優(yōu)解。
接下來，參考圖8中的流程圖描述步驟72中的示例詳細(xì)操作。在步
驟81，根據(jù)公式(16)使用輸入的Wk，q,j來計(jì)算單獨(dú)發(fā)送天線的Wk，qj的平 方和。在步驟82，根據(jù)公式(17)，相對(duì)于所計(jì)算出的平方和對(duì)Pmax,q進(jìn) 行歸一化。在步驟83，導(dǎo)出最小的歸一化Pn^,q并將其設(shè)置為針對(duì)發(fā)送功
率優(yōu)化問題的初始功率分配值pinitial，將該初始功率分配值Phitia,傳送到步
驟73。
注意，將最小的歸一化Pmax,q設(shè)置為初始功率分配值Pin自是示例性 的。在其它實(shí)施方式中，可基于根據(jù)公式(17)歸一化的值將初始功率 分配值P她ia,一致地設(shè)置到單獨(dú)用戶流。另選的是，可基于根據(jù)包括發(fā)送 權(quán)重分量Wk,q，j的任何合適函數(shù)h(Wk,q,j)歸一化的值來設(shè)置初始功率分配值
P initial0
接下來，參考圖9中的流程圖描述步驟73中的示例詳細(xì)操作。在步
驟91，使用輸入的Pin,計(jì)算單獨(dú)發(fā)送天線的發(fā)送功率值Pq。在步驟92，
將發(fā)送功率值Pq乘以障礙參數(shù)r(i)以生成與新優(yōu)化問題相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)函 數(shù)F。在步驟93，計(jì)算單獨(dú)用戶的信道容量。在步驟94，基于信道容量 導(dǎo)出目標(biāo)函數(shù)F的梯度，即目標(biāo)函數(shù)F的導(dǎo)數(shù)，并且根據(jù)公式(20)計(jì) 算新的Pkj。在步驟95,根據(jù)公式(16)針對(duì)單獨(dú)發(fā)送天線計(jì)算發(fā)送功率 值Pq，并且然后確定公式(21)中的約束是否滿足。如果確定不滿足約 束中的任何一個(gè)，則在步驟96，使得步長(zhǎng)卩遞減并且將其傳送到步驟93。 在步驟93，在更新的步長(zhǎng)卩下執(zhí)行相同的操作，并且迭代進(jìn)行上面的操 作，直到在步驟95約束得到滿足。另一方面，如果在步驟95確定公式 (21)中的所有約束都得到滿足，則在步驟97，確定如在公式(22)中 指定的最速下降法收斂條件是否滿足。如果確定如在公式(22)中指定 的條件都不滿足，則將當(dāng)前發(fā)送功率值Pk，j傳送到步驟93。在步驟93， 在該發(fā)送功率值Pkj下執(zhí)行相同操作，并且迭代進(jìn)行上面的操作，直到在 步驟97中如公式(22)中指定的條件中的任何一個(gè)得到滿足。另一方面， 如果確定了所述條件中的任何一個(gè)得到滿足，則在步驟98，確定如在公 式(24)中指定的內(nèi)點(diǎn)法步驟迭代收斂條件是否得到滿足。如果確定如
18在公式(24)中指定的收斂條件都不滿足，則將當(dāng)前發(fā)送功率值Pk，j確定 為在障礙參數(shù)r(i)下的最優(yōu)解。在步驟99，根據(jù)公式(19)遞減障礙參數(shù) (i)并且將其連同Pkj—起傳送到步驟92。在步驟92，再次執(zhí)行內(nèi)點(diǎn)法中 的相同步驟迭代。另一方面，如果確定了如在公式(24)中指定的收斂 條件中的任何一個(gè)得到滿足，則將當(dāng)前發(fā)送功率值Pk,j確定為步驟73中 的最優(yōu)解并且將其傳送到步驟74。
已結(jié)合上面的實(shí)施方式描述了通過使用最速下降法根據(jù)內(nèi)點(diǎn)法的優(yōu) 化方案，但是可使用任何其它適合的優(yōu)化方案。即使在其它優(yōu)化方案中， 也可使用圖2和7中示出的結(jié)構(gòu)和流程圖來基于預(yù)編碼發(fā)送權(quán)重分量 Wk,q,j而設(shè)置發(fā)送功率優(yōu)化問題的初始功率分配值，并且通過使用初始功 率分配值實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。
在上面的優(yōu)化方案中，求解優(yōu)化問題以使得信道容量Ck對(duì)于各單獨(dú) 用戶一致。在其它實(shí)施方式中，可以求解優(yōu)化問題以使得整個(gè)系統(tǒng)的信 道容量C最大化。在該情況下，優(yōu)化問題再形成為下面的形式，
W 仏
max imizeC = log2 (1 +纖*'') ( 25 )
s丄Xyiw, ,|2《《尸 (26)
尸J0V^ (27)。
針對(duì)最大化整個(gè)系統(tǒng)的信道容量C的優(yōu)化問題在這里稱為總和速率 標(biāo)準(zhǔn)。該優(yōu)化問題的求解類似于公平標(biāo)準(zhǔn)。
在上述的實(shí)施方式中，對(duì)于單獨(dú)發(fā)送天線例示性地提供了功率極限
值Pmax,q。在其它實(shí)施方式中，可把發(fā)送天線分為多個(gè)組，并且可為該多
個(gè)組提供功率極限值。圖io示出了無線電通信裝置中的發(fā)送天線的示例
分組。在該圖中，標(biāo)號(hào)L (1《1《L)表示組號(hào)，并且標(biāo)號(hào)Si表示屬于組 1的一組發(fā)送天線號(hào)。該實(shí)施方式的根據(jù)公平標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化問題表示為，
max imize min G = min J>g2(l + H) (28)
W 仏
仏
戶i
化.、.， (29)
C0VAJ (30)，
19其中，用于組1的功率極限值記號(hào)為Pmax,i?？梢灶愃朴谏鲜銮蠼鈦砬蠼?該優(yōu)化問題。而且，還可以類似地求解根據(jù)總和速率標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化問題。
在上述實(shí)施方式中，對(duì)于預(yù)編碼例示性地應(yīng)用了BD-ZF方案，但是 可以通過使用其它預(yù)編碼方案來將給出的實(shí)施方式應(yīng)用于發(fā)送功率優(yōu)化 問題。
在第一實(shí)施方式中，假定多個(gè)發(fā)送天線安裝在無線電通信裝置上。 在第二實(shí)施方式中，多個(gè)發(fā)送天線可以與無線電通信裝置分離并且以有 線和/或無線方式連接到該無線電通信裝置。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的無線電通信裝置。無線電通
信裝置10以有線和/或無線方式耦接到發(fā)送天線單元1A，各天線單元1A
都具有多個(gè)發(fā)送天線。
在操作中，無線電通信裝置io可以按與第一實(shí)施方式類似的方式操
作，除了無線電通信裝置10與發(fā)送天線單元1A分離之外。
下面描述如上所述的第一實(shí)施方式的示例性應(yīng)用示例。為了驗(yàn)證本 原理的有效性，對(duì)于第一實(shí)施方式示出了某些計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，其中對(duì)
預(yù)編碼應(yīng)用BD-ZF并且為單獨(dú)發(fā)送天線設(shè)置一致的功率極限值Pmax。而 且，將如公式(14)中指定的障礙函數(shù)用于該模擬。此外，假設(shè)發(fā)送天 線的數(shù)量Mt等于6，用戶的數(shù)量N等于2，用戶天線的數(shù)量M,等于3， 并且針對(duì)每個(gè)用戶，對(duì)三個(gè)流進(jìn)行空間復(fù)用并且發(fā)送。而且，假設(shè)功率
極限值Pmax對(duì)于每個(gè)發(fā)送天線等于1/6，并且總的可使用發(fā)送功率等于1。
此外，使用MIMO信道矩陣的10000個(gè)模式進(jìn)行優(yōu)化，并且然后進(jìn)行平 均。對(duì)于信道環(huán)境，假設(shè)單獨(dú)用戶的MIMO信道是獨(dú)立同分布(i丄d.) 的瑞利衰落。其它參數(shù)設(shè)置如下
r(0)-10-5， 《=0.05， 1隨=2000' a=l(T6, "-l(T11，并且￡3=10-3 。注意，將參數(shù)"設(shè) 置為0以觀察本模擬中的收斂。
圖12示出了根據(jù)公平標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)置足夠小的初始功率分配值 (Pinitial=10'1Q)的情況下的優(yōu)化以及第一實(shí)施方式的優(yōu)化收斂和乘法器性能的示例性結(jié)果。在足夠小的初始功率分配值的情況下，參數(shù)r(0)設(shè)置為 .0或10'5。在該圖示中，"常規(guī)"示出了在足夠小的初始分配值下的優(yōu)化
性能，并且"己初始化"示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的優(yōu)化性能。而且， "收斂"表示左手側(cè)縱軸中的內(nèi)點(diǎn)法中步驟i的具有最小信道容量的用戶 的信道容量。另一方面，"乘法器"表示右手側(cè)縱軸中的乘法的累計(jì)數(shù)。 橫軸表示內(nèi)點(diǎn)法中的步驟迭代的次數(shù)i。
在圖12中，在r (0) =10'5的"常規(guī)"和根據(jù)第一實(shí)施方式的"已 初始化"之間的比較中，"常規(guī)"在收斂之前需要更少次數(shù)的步驟迭代和 乘法器，但是具有更低的收斂值。另一方面，在r(0)-1.0的"常規(guī)"和 根據(jù)第一實(shí)施方式的"已初始化"之間的比較中，如果收斂值設(shè)置為1.60， 則"常規(guī)"禾B "已初始化"在各自的收斂點(diǎn)(對(duì)于"常規(guī)"，i=6;對(duì) 于"已初始化"，i=3)分別具有乘法器數(shù)量1.40><106和0.91xl06，導(dǎo)致 減少了大約35%。
圖13示出了根據(jù)總和速率標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)置足夠小的初始功率分配值
(pinitiaI=io-1())的情況下的優(yōu)化以及第一實(shí)施方式的優(yōu)化收斂和乘法器性 能的示例性結(jié)果。在足夠小的初始功率分配值的情況下，參數(shù)r(0)設(shè)置為 l.O或l(T5。在該圖示中，"常規(guī)"示出了在足夠小的初始分配值下的優(yōu) 化性能，并且"已初始化"示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的優(yōu)化性能。而且，
"收斂"表示左手側(cè)縱軸中的內(nèi)點(diǎn)法中步驟i處的整個(gè)系統(tǒng)信道容量。另 一方面，"乘法器"表示右手側(cè)縱軸中的乘法的累計(jì)數(shù)。橫軸表示內(nèi)點(diǎn) 法中的步驟迭代的次數(shù)i。
在圖13中，在"0)=10'5的"常規(guī)"和根據(jù)第一實(shí)施方式的"己初 始化"之間的比較中，"常規(guī)"在收斂之前需要更少次數(shù)的步驟迭代和乘 法器，但是具有更低的收斂值。另一方面，在r(0)-1.0的"常規(guī)"和根據(jù) 第一實(shí)施方式的"已初始化"之間的比較中，如果收斂值設(shè)置為3.39， 則"常規(guī)"和"已初始化"在各自的收斂點(diǎn)(對(duì)于"常規(guī)"，i=6;對(duì)于"已 初始化"，i=3)分別具有乘法器數(shù)量1.09xl()S和0.91xl06，導(dǎo)致減少了大 約17%。
為了方便，已參考不同的實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是實(shí)施方式的分離對(duì)于本發(fā)明來說不是必需的，并且兩個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式可按需一起 使用。已使用了某些特定數(shù)字以便于理解本發(fā)明，但是除非另外注明， 否則這些數(shù)字僅僅是示例性的，并且可使用任何其它合適值。
已參考了本發(fā)明的特定實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是實(shí)施方式僅僅 是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以構(gòu)想變化、修改、變更和替換。為了 方便說明，已參考功能框圖描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的裝置，但是這 些裝置可以按硬件、軟件或其組合來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明不限于上面的實(shí)施方 式，并且可由本領(lǐng)域技術(shù)人員做出變化、修改、變更和替換，而不會(huì)偏 離本發(fā)明的精神。
該申請(qǐng)基于2008年5月12日提交的在先日本專利申請(qǐng)2008-125342 號(hào)并且要求其優(yōu)先權(quán)，其整個(gè)內(nèi)容通過引用合并在此。
權(quán)利要求
1、一種用于以合適發(fā)送功率電平經(jīng)由多個(gè)發(fā)送天線組向多個(gè)用戶發(fā)送無線電信號(hào)的無線電通信裝置，每個(gè)所述發(fā)送天線組包括一個(gè)或更多個(gè)發(fā)送天線，所述發(fā)送天線組具有各自的發(fā)送功率約束，所述無線電通信裝置包括預(yù)編碼單元，其被配置為對(duì)于為各單獨(dú)用戶調(diào)制的信號(hào)執(zhí)行預(yù)編碼并且生成發(fā)送權(quán)重；最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元，其被配置為從所述預(yù)編碼單元接收發(fā)送權(quán)重，并且使用發(fā)送權(quán)重的分量和所述發(fā)送天線組各自的發(fā)送功率極限值，來計(jì)算發(fā)送功率優(yōu)化問題的初始值以用于計(jì)算用戶的合適發(fā)送功率電平；以及發(fā)送單元，其被配置為以所計(jì)算出的發(fā)送功率電平來發(fā)送無線電信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無線電通信裝置，其中，根據(jù)用所述發(fā)送 權(quán)重的函數(shù)對(duì)所述發(fā)送天線組各自的發(fā)送功率極限值進(jìn)行歸一化來得到 所述初始值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線電通信裝置，其中，根據(jù)用所述發(fā)送 權(quán)重的分量的平方和對(duì)所述發(fā)送天線組各自的發(fā)送功率極限值進(jìn)行歸一 化來得到所述初始值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線電通信裝置，其中，所述初始值包括 發(fā)送天線組的最小值，所述值是根據(jù)用所述發(fā)送權(quán)重的分量的平方和對(duì) 所述發(fā)送天線組各自的發(fā)送功率極限值進(jìn)行歸一化而得到的。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無線電通信裝置，其中，所述最優(yōu)發(fā)送功 率計(jì)算單元被配置為使用與最速下降法相組合的內(nèi)點(diǎn)法來在所述約束下執(zhí)行優(yōu)化。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線電通信裝置，其中 所述最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元被配置為如果下面條件中的任何一個(gè)得到滿足則終止最速下降法中的步驟迭代，所述條件包括根據(jù)內(nèi)點(diǎn)法導(dǎo)出的目標(biāo)函數(shù)的值相對(duì)于發(fā)送功率電 平變化的變化處于預(yù)定閾值內(nèi)的條件，發(fā)送功率優(yōu)化問題的原始目標(biāo)函 數(shù)的值相對(duì)于步驟迭代遞增的變化處于預(yù)定閾值內(nèi)的條件，和步驟迭代 次數(shù)超過預(yù)定閾值的條件。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線電通信裝置，其中，所述最優(yōu)發(fā)送功 率計(jì)算單元被配置為如果下面條件中的任何一個(gè)得到滿足則終止內(nèi)點(diǎn)法中的步驟迭代，所述條件包括內(nèi)點(diǎn)法的障礙參數(shù)小于預(yù)定閾值的條件，和發(fā)送功 率優(yōu)化問題的原始目標(biāo)函數(shù)的值相對(duì)于步驟迭代遞增的變化處于預(yù)定閾 值內(nèi)的條件。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無線電通信裝置，其中，所述最優(yōu)發(fā)送功 率計(jì)算單元被配置為在所述約束下執(zhí)行優(yōu)化，以使得各個(gè)用戶的信道容
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的無線電通信裝置，其中，所述最優(yōu)發(fā)送功 率計(jì)算單元被配置為在所述約束下執(zhí)行優(yōu)化，以最大化整個(gè)系統(tǒng)的信道 容量。
10、 一種用于以合適發(fā)送功率電平經(jīng)由多個(gè)發(fā)送天線組向多個(gè)用戶 發(fā)送無線電信號(hào)的無線電通信方法，每個(gè)所述發(fā)送天線組包括一個(gè)或更 多個(gè)發(fā)送天線，所述發(fā)送天線組具有各自的發(fā)送功率約束，所述無線電 通信方法包括以下步驟預(yù)編碼及生成步驟，對(duì)于為各單獨(dú)用戶調(diào)制的信號(hào)執(zhí)行預(yù)編碼并且 生成發(fā)送權(quán)重；計(jì)算步驟，從預(yù)編碼單元接收發(fā)送權(quán)重，并且使用所述發(fā)送權(quán)重的 分量和所述發(fā)送天線組各自的發(fā)送功率極限值，來計(jì)算發(fā)送功率優(yōu)化問 題的初始值以用于計(jì)算用戶的合適發(fā)送功率電平；以及發(fā)送步驟，以所計(jì)算出的發(fā)送功率電平來發(fā)送無線電信號(hào)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線電通信方法，其中，根據(jù)用所述發(fā) 送權(quán)重的函數(shù)對(duì)所述發(fā)送天線組各自的發(fā)送功率極限值進(jìn)行歸一化來得 到所述初始值。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的無線電通信方法，其中，根據(jù)用所述發(fā) 送權(quán)重的分量的平方和對(duì)所述發(fā)送天線組各自的發(fā)送功率極限值進(jìn)行歸 一化來得到所述初始值。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線電通信方法，其中，所述初始值包括發(fā)送天線組的最小值，所述值是根據(jù)用所述發(fā)送權(quán)重的分量的平方和 對(duì)所述發(fā)送天線組各自的發(fā)送功率極限值進(jìn)行歸一化而得到的。
14、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線電通信方法，其中，所述計(jì)算步驟 包括使用與最速下降法相組合的內(nèi)點(diǎn)法來在所述約束下執(zhí)行優(yōu)化。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的無線電通信方法，其中所述計(jì)算步驟包括以下處理如果下面條件中的任何一個(gè)得到滿足則終止最速下降法中的步驟迭代，所述條件包括根據(jù)內(nèi)點(diǎn)法導(dǎo)出的目標(biāo)函數(shù)的值相對(duì)于發(fā)送功率電 平變化的變化處于預(yù)定閾值內(nèi)的條件，發(fā)送功率優(yōu)化問題的原始目標(biāo)函 數(shù)的值相對(duì)于步驟迭代遞增的變化處于預(yù)定閾值內(nèi)的條件，和步驟迭代 次數(shù)超過預(yù)定閾值的條件。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的無線電通信方法，其中，所述計(jì)算步驟包括以下處理如果下面條件中的任何一個(gè)得到滿足則終止內(nèi)點(diǎn)法中的步驟迭代，所述條件包括內(nèi)點(diǎn)法的障礙參數(shù)小于預(yù)定闞值的條件，和發(fā)送功 率優(yōu)化問題的原始目標(biāo)函數(shù)的值相對(duì)于步驟迭代遞增的變化處于預(yù)定閾 值內(nèi)的條件。
17、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線電通信方法，其中，所述計(jì)算步驟包括在所述約束下執(zhí)行優(yōu)化以使得各個(gè)用戶的信道容量一致。
18、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的無線電通信方法，其中，所述計(jì)算步驟包括在所述約束下執(zhí)行優(yōu)化以最大化整個(gè)系統(tǒng)的信道容量。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線電通信裝置和無線電通信方法。所公開的無線電通信裝置以合適的發(fā)送功率電平經(jīng)由多個(gè)發(fā)送天線組向多個(gè)用戶發(fā)送無線電信號(hào)，每個(gè)發(fā)送天線組包括一個(gè)或更多個(gè)發(fā)送天線，發(fā)送天線組具有各自的發(fā)送功率約束。所述無線電通信裝置包括預(yù)編碼單元，其配置為對(duì)于為單獨(dú)用戶調(diào)制的信號(hào)執(zhí)行預(yù)編碼并且生成發(fā)送權(quán)重；最優(yōu)發(fā)送功率計(jì)算單元，其配置為從所述預(yù)編碼單元接收發(fā)送權(quán)重，并且使用發(fā)送權(quán)重的分量和發(fā)送天線組的各自發(fā)送功率極限值，來計(jì)算發(fā)送功率優(yōu)化問題的初始值以用于計(jì)算用戶的合適發(fā)送功率電平；以及發(fā)送單元，其配置為以所計(jì)算出的發(fā)送功率電平來發(fā)送無線電信號(hào)。
文檔編號(hào)H04B7/04GK101583184SQ20091014082
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月12日
發(fā)明者大渡裕介, 大矢智之, 萩原淳一郎, 阿那須·本杰博 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩