一種基于部分干擾對齊的協(xié)調波束賦形方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信中協(xié)作多點傳輸領域，具體涉及一種基于部分干擾對齊的協(xié) 調波束賦形裝置及裝置。
【背景技術】
[0002] 協(xié)調波束賦形：一種協(xié)作多點傳輸模式，在該模式下相鄰小區(qū)間不需要數(shù)據(jù)共享， 僅通過基站間的接口互相共享干擾信道信息，每個節(jié)點僅為覆蓋區(qū)域內的終端提供服務， 通過干擾協(xié)調的方式降低小區(qū)間干擾的影響。協(xié)調波束賦形是協(xié)作多點傳輸技術的一個重 要分支，在Bac化aul(回程鏈路）開銷和系統(tǒng)性能之間提供了一種折中方案，與聯(lián)合處理相 比，協(xié)調波束賦形僅需在基站共享信道狀態(tài)信息，即可通過收發(fā)波束優(yōu)化、功率控制、用戶 調度等方法協(xié)調和抑制小區(qū)間的干擾，容易在現(xiàn)有的網絡架構下實現(xiàn)。研究表明，當系統(tǒng)中 的終端數(shù)足夠多時，通過該種干擾協(xié)調方式可W顯著的改善系統(tǒng)性能。
[0003] 現(xiàn)有協(xié)調波束賦形方案主要包括基于對偶理論協(xié)調波束賦形方案和基于博弈理 論的協(xié)調波束賦形方案。前者主要利用上下行對偶理論，將發(fā)送波束賦形問題轉化為接收 波束賦形問題進行求解，W降低實現(xiàn)難度和計算復雜度；后者則從小區(qū)之間博弈的角度來 考慮，通過不同的游戲規(guī)則，取得系統(tǒng)性能增益。具體又分為非合作的利己方案和基于合作 的利他方案W及利己利他折中方案。
[0004] 除W上兩大類協(xié)調波束賦形方案W外，另一種新穎的方案是基于干擾對齊 (Inte計erenceAlignment,IA)的協(xié)調波束賦形方案。干擾對齊的基本原理是通過在基站 端設計發(fā)送預編碼矩陣，使信號在經過無線信道傳輸?shù)竭_終端W后，所有的干擾信號能夠 疊加到一個維度盡量小的接收信號子空間里，并且使期望信號在一個與之線性無關的子空 間里，然后在終端用干擾抑制矩陣來使干擾迫零，提高系統(tǒng)容量。
[0005] 干擾對齊技術是近年來的一個研究熱點，它能夠充分利用系統(tǒng)的自由度，在干擾 較大情況下終端協(xié)調彼此間的干擾。干擾對齊通過預編碼技術使干擾在接收端重疊在一 起，從而徹底消除干擾對期望信號的影響。與忽略干擾、解碼/消除干擾W及正交接入(避 免干擾）等現(xiàn)有處理干擾的方法不同，IA通過縮減干擾所占的信號維度，使期望信號維度， 即自由度（DegreeOf化eedom，D0F)最大化，然后在終端采用迫零（Zero化rcing，ZF)檢 測等方法來消除干擾、提取期望信號。
[000引 目前，IA技術中獲得預編碼矩陣(矢量）的途徑主要有兩種；直接法和迭代法。 直接法可W得到預編碼矩陣的閉式解，相對簡單，但是需要知道理想的全局信道狀態(tài)信息 (化annelStateIn化rmation,CSI);迭代法利用上、下行信道的互易性，通過收發(fā)兩端交替 迭代，最優(yōu)化目標函數(shù)來獲得預編碼矩陣，實現(xiàn)復雜度較高。最具代表性的是Gomada，Jafar 等人提出的分布式IA迭代算法W及最大信干噪比（Max-SINR)算法，其中分布式IA的目標 是最小化干擾泄露到期望子空間的能量，而Max-SINR則是最大化接收SINR。目前的許多研 究是針對該兩類方法進行優(yōu)化和改進的。例如，在直接法中，基于弦距離準則或最優(yōu)特征子 信道對經典IA方案進行預編碼矢量選擇；在基于迭代的分布式IA方案中，目標函數(shù)由最小 化干擾泄漏到期望子空間的功率逐漸轉化為最小化干擾泄漏到期望空間的功率w及期望 信號泄漏到干擾空間的功率的加權求和。
[0007] 傳統(tǒng)的干擾對齊方法是將所有的干擾對齊到一個維度盡量小的子空間內，但是隨 著終端數(shù)量的增加，干擾對齊的約束條件會急劇增加從而導致對齊難W實現(xiàn)。現(xiàn)有的部分 干擾對齊方法多數(shù)給出固定的對齊方式，鮮見有考慮從多種對齊方式中進行針對性選擇的 方法。此外，當終端使用有限的比特數(shù)目向基站端反饋CSI信息時，由于信道或預編碼的量 化，系統(tǒng)將不可避免地產生顯著的性能損失。該一問題對于干擾對齊尤為突出，在有限反饋 情況下，干擾無法實現(xiàn)完全對齊。
[0008] 此外，針對干擾信號路數(shù)大于兩路(經典干擾對齊只針對兩路干擾的情況）的部分 干擾對齊方案也是目前IA技術研究的熱點。選擇哪些干擾進行對齊成為部分干擾對齊研 究的重要內容，目前的相關研究還比較少。

【發(fā)明內容】

[0009] 本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種基于部分干擾對齊的協(xié)調波束賦形方法 及裝置，在保證壓縮了干擾子空間的同時改善期望信號的接收強度，從而達到有效提高系 統(tǒng)和速率的目的。
[0010] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于部分干擾對齊的協(xié)調波束賦形方 法，包括：
[0011] 在多點協(xié)作傳輸協(xié)作簇內基站覆蓋的終端的可選部分干擾對齊方式中，根據(jù)弦距 離準則選擇最優(yōu)的部分干擾對齊方式；
[0012] 所述基站采用所述最優(yōu)的部分干擾對齊方式向所述終端發(fā)送信號。
[0013] 進一步地，所述在多點協(xié)作傳輸協(xié)作簇內基站覆蓋的終端的可選部分干擾對齊方 式中，根據(jù)弦距離準則選擇最優(yōu)的部分干擾對齊方式，包括：
[0014] 分別計算各個終端在不同的部分干擾對齊方式下對應的預編碼矩陣，每種部分干 擾對齊方式形成一個預編碼矩陣組；
[0015] 根據(jù)弦距離準則從所有的預編碼矩陣組中選取最優(yōu)的部分干擾對齊方式對應的 預編碼矩陣組；
[0016] 所述基站采用所述最優(yōu)的部分干擾對齊方式向所述終端發(fā)送信號，包括：
[0017] 所述基站采用所述最優(yōu)的部分干擾對齊方式對應的預編碼矩陣組向所述終端發(fā) 送信號。
[0018] 進一步地，所述根據(jù)弦距離準則從所有的預編碼矩陣組中選取最優(yōu)部分干擾對齊 方式對應的預編碼矩陣組，包括：
[0019] 從所有的預編碼矩陣組中選取使得期望信號子空間與干擾信號子空間弦距離最 大的預編碼矩陣組作為最優(yōu)部分干擾對齊方式對應的一組預編碼矩陣組。
[0020] 進一步地，所述部分干擾對齊方式指將所述終端的多個基站干擾中的兩個基站干 擾對齊到一個空間。
[0021] 進一步地，所述在多點協(xié)作傳輸協(xié)作簇內基站覆蓋的終端的可選部分干擾對齊方 式中，根據(jù)弦距離準則選擇最優(yōu)的部分干擾對齊方式，包括：
[0022] 將多點協(xié)作傳輸協(xié)作簇內基站覆蓋的一部分終端的部分干擾對齊方式固定，聯(lián)合 所述基站覆蓋的其余終端的不固定的部分干擾對齊方式，計算每種部分干擾對齊方式下每 個終端的預編碼矩陣，每種部分干擾對齊方式形成一個預編碼矩陣組；根據(jù)弦距離準則從 所有的預編碼矩陣組中選取最優(yōu)的部分干擾對齊方式對應的預編碼矩陣組；
[0023] 所述基站采用所述最優(yōu)的部分干擾對齊方式向所述終端發(fā)送信號，包括：
[0024] 所述基站采用所述最優(yōu)的部分干擾對齊方式對應的預編碼矩陣組向所述終端發(fā) 送信號。
[00巧]進一步地，在所述根據(jù)弦距離準則選取最優(yōu)的部分干擾對齊方式之后，還包括：
[0026] 根據(jù)所述最優(yōu)的部分干擾對齊方式，對所述終端進行比特分配，根據(jù)為相應終端 分配的比特確定該終端所屬基站使用的預編碼矩陣的碼本集合，根據(jù)所述碼本集合對所述 最優(yōu)的部分干擾對齊方式對應的預編碼矩陣組進行量化，采用量化后的預編碼矩陣組向所 述終端發(fā)送信號。
[0027] 進一步地，所述根據(jù)所述最優(yōu)的部分干擾對齊方式，對所述終端進行比特分配，包 括：
[0028] 在所述最優(yōu)的部分干擾對齊方式中，如果存在某些終端都是將相同的兩個基站干 擾對齊到一個空間，則為所述相同的兩個基站覆蓋的終端分配的比特數(shù)目大于為其他基站 覆蓋的終端分配的比特數(shù)目，否則為所述終端分配相等的比特數(shù)目。
[0029] 進一步地，所述多點協(xié)作傳輸協(xié)作簇內有K個基站，每個基站服務一個終端，所述 基站與終端均包括M個天線，所述K個基站分別獨立地發(fā)送dk個數(shù)據(jù)流給所述終端，其中， k=l，2, . . .K，所W天線數(shù)目至少為M=化-2)dk+dk。
[0030] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明還提供了一種基于部分干擾對齊的協(xié)調波束賦形 裝置，包括：
[0031] 選擇模塊，用于在多點協(xié)作傳輸