[发明专利]用于多基站协作系统的波束成型矩阵的优化方法

权利要求书

1.一种用于多基站协作系统的波束成型矩阵的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在多小区MIMO系统中设置初始参数；

步骤二：用户端进行信道估计得到信道状态信息1≤k≤N_i，其中h_k，i为M×1矩阵，表示基站i到k的信道矩阵；

步骤三：用户初始接入阶段时，判断当前基站之间是否存在相互协作，当不存在相互协作时检测用户k的信道质量γ_k＝||h_k，i||²/(∑_l≠i||h_k，l||²)，γ_th表示系统离线情况下统计出来的一个系统要求满足某种服务质量要求的信道质量的阈值；

当γ_k≥γ_th时当前基站之间不需要相互协作，所述优化方法结束；

否则当γ_k＜γ_th时，用户将根据信道状态信息选择协作对象基站，并将n个bit的反馈信息输送至当前基站后执行步骤四，其中：n的选择决定于系统要求协作的基站数；

步骤四：当前基站根据接收到的反馈信息决定协作对象基站和协作方式，其中：当前基站分别计算不同协作方式下的虚拟上行链路的信道质量，并基于该当前基站服务的小区内用户的信道质量最好的原则选择相应的协作方式，然后当前基站将协作方式传输至相应的协作对象基站；

步骤五：基于步骤四选择的协作方式，协作对象基站采用迫零预编码处理方法选择预编码矢量；

步骤六：当前基站根据步骤五得到的预编码矢量及步骤四得到的协作方式向协作对象基站传输数据。

2.根据权利要求1所述的用于多基站协作系统的波束成型矩阵的优化方法，其特征是，所述的多小区MIMO系统是指：K个用户随机分布在多小区系统中，并使用同一频段的信道进行通信，每个用户带有N_r接收天线数，每个基站带有N_t发射天线数，多小区系统中总共有N_b个基站，所述的信道为平坦衰落信道，在传输周期内信道不变，所述的初始参数包括：协作基站数和自适应协作策略，其中：协作基站数指的是在整个系统中，协作小区中包含的基站数。

3.根据权利要求1所述的用于多基站协作系统的波束成型矩阵的优化方法，其特征是，所述的信道估计是指：用户根据接收到来自基站的导频信号估计出基站与用户之间的信道，本发明假设用户端对信道的估计误差为0，即用户端获得完全的信道状态信息。

4.根据权利要求1所述的用于多基站协作系统的波束成型矩阵的优化方法，其特征是，所述的根据信道状态信息选择协作对象基站是指：当当前基站与用户之间的信道的大尺度衰落与干扰基站与用户之间信道的大尺度衰落之比时，即表示有用信道与干扰信道之间的相干性，用户将选择满足的基站加入协作小区，其中：相干系数是所有基站集U＝{1，…，N_b}的一个子集，表示将被选择为协作对象基站的基站集，并且满足要求s为子集中的元素，表示从子集中挑出的被选为协作对象基站。

5.根据权利要求1所述的用于多基站协作系统的波束成型矩阵的优化方法，其特征是，所述的步骤四具体是指：

4.1)当前基站将分别计算采用基站间协调波束成形技术与基站间联合传输技术时，当前基站所属用户虚拟上行的信道sir_cb、sir_jp；

4.2)当采用基站间协调波束成形且sir_jp-sir_cb≤θ时，选择采用基站间协调波束成形技术；否则选择采用基站间联合传输技术。

6.根据权利要求1所述的用于多基站协作系统的波束成型矩阵的优化方法，其特征是，所述的协作方式包括：基站间协调波束成形和基站间联合传输。

7.根据权利要求1所述的用于多基站协作系统的波束成型矩阵的优化方法，其特征是，所述的步骤五具体是指：

5.1)当协作方式是基站间协调波束成形，则当前基站为用户k选择波束成型矩阵W_k满足要求：H_iW_k＝0，i≠k，H_i表示用户i到当前基站的虚拟上行链路的信道矩阵，假设有矩阵W_k满足W_k落在的零空间；

5.2)当协作方式是基站间联合传输，则每个协作对象基站均为用户选择波束成形矢量，满足要求：W_k＝H′_k，其中表示协作小区内的基站j到用户k的信道矩阵。