[发明专利]LTE-A系统中CoMP下的协调波束成形方法

权利要求书

1.一种LTE-A系统中CoMP下行小区协调波束成形方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)确定参与CoMP的M个基站BS_m，m＝1，…，M和协作小区中的M个同频用户，共享码本C＝(c₁，c₂，…，c_N)，每个基站有N_t个发送天线，每个用户有N_r个接受天线，目标用户i由基站BS_i服务；

(2)基站BS_i通过上，下行信道的互易性，得到BS_i到目标用户 的信道状态矩阵 和BS_i到其他同频用户 的信道状态矩阵 j＝1，…，M，j≠i，然后计算 

(3)对相关矩阵进行SVD分解 并求出其最大特征值 对应的特征向量 

(4)计算 l＝1…N，c_l∈C得到d₁，…，d_N，找到d＝min{d₁，d₂，…，d_N}所对应的码字记为 其中，‖·‖_F代表取Frobenius范数，H代表取共轭；

(5)计算 l＝1…N，c_l∈C得SLNR_i，1，…，SLNR_i，N找到 所对应的码字记为 代表 接收到的高斯白噪声的均值。

(6)如果 则 就作为用户 的波束成形向量F_i，否则执行步骤(7)；

(7)求 找到d＝min{d₁，d₂，…，d_N}所对应的c_l记为 就作为用户 的波束成形向量F_i； 

(8)对于 j＝1…M，j≠i重复(2)～(7)得到 的波束成形向量F_j，以及其对应码字的索引，这些索引号通过基站间的信息交互实现共享；

(9)发送信号 乘F_i后一起发送，同时从控制信道发送其对应码字的索引和协作小区中其他同频用户的索引号；

(10)接收到信号y_k(k＝1，…M)后，根据控制信息中的索引号，从而得到目标用户 的相应F_i以及其他同频用户的波束成形向量，采用MMSE检测算法恢复出信号。

2.根据权利要求1所述的LTE-A系统中CoMP下行小区协调波束成形方法，其特征在于，其中步骤(1)所述的码本C＝(c₁，c₂，…，c_N)，是通过Household变换产生的酉矩阵码本，码本构造包括如下步骤：

(1)构造层映射层数v＝1时满足格拉斯曼子空间集合问题的预编码矩阵；

(2)对于层映射层数v＝N，N为发端天线数，构造单位列向量u，使得Household矩阵H_Household＝I-2uu^H的第一列等于层数v＝1时的预编码矩阵，取该H_Household作为预编码矩阵；

(3)对于层映射层数1＜v＜N的情况，选取H_Household的前v列作为预编码矩阵。

3.根据权利要求1所述的LTE-A系统中CoMP下行小区协调波束成形方法，其特征在于，其中步骤(2)所述的上，下行信道的互易性是通过在TDD的MIMO系统中，用户在上行信道发送信号时，同时发送sounding导频信号，不同用户选择不同的码作为sounding导频发送；在基站侧，通过对sounding导频信号检测，估计出用户的上行信道H^up，利用TDD系统中上下行信道的互易性，即可得出下行信道H^up≈H^down。 

4.根据权利要求1所述的LTE-A系统中CoMP下行小区协调波束成形方法，其特征在于，其中步骤(3)中所述的对相关矩阵进行SVD分解是指对 进行奇异值分解，如下式：

设秩 为r，即 其中V⁽¹⁾为r个非零特征值所对应的特征向量，而V⁽⁰⁾为剩余的N_t-r个零值所对应的特征向量，U和D是分别为一个酉矩阵和对角矩阵。