[发明专利]采用协作中继进行联合MIMO传输和压缩来降低干扰的系统和方法

说明书

提供了跨协作用户终端通过设备到设备通信在MIMO系统下行无线通信中实现干扰降低和信号增强的系统和方法实施例。在一实施例中，网络控制器初始化传输协方差，其中所述传输协方差用于将从基站到目的终端和中继终端的MIMO传输的传输信号进行波束成形，并初始化量化噪声协方差，其中所述量化噪声协方差用于将从所述中继终端到所述目的终端的中继信号进行压缩，其中根据已知信道状态信息以及传输和中继信道的噪声与干扰统计对所述传输协方差和所述量化噪声协方差进行初始化。然后根据所述中继终端和所述目的终端之间的中继链路上的容量约束以及所述基站的传输信号功率约束使用迭代算法对所述传输协方差和所述量化噪声协方差进行联合优化。

技术领域

本发明涉及组网和无线通信，尤其在特定实施例中，涉及一种采用协作中继进行联合多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，简称MIMO)传输和压缩来降低干扰的系统和方法。

背景技术

在MIMO系统中，通过多根收发天线增加无线链路的容量以利用在各个方向的多径传播。基站或用户终端可以通过多径传播同时在相同的无线信道上发送和/或接收一个以上数据信号。所述用户终端是能够与网络进行无线传输的任何用户或移动设备，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑或传感器设备。当前和演进中的无线通信网络，包括MIMO系统，面临的挑战之一是向远端或小区边缘用户提供高速率下行传输。位于小区边缘的用户终端不仅必须对来自自己基站的较弱直接信号负责，也必须对来自邻基站的强干扰负责。然而，例如，当终端之间的距离足够接近时，现代的用户终端能够建立高容量带外设备到设备链路(如使用WiFi、蓝牙或其他无线链路技术)。所述用户终端的物理接近也表示多个终端上的干扰是高度相关的。这使利用设备到设备通信来实现干扰降低和信号增强变得可能。需要一种能够利用设备到设备通信来降低MIMO传输干扰以及增强接收信号的方案。

发明内容

根据一实施例，一种用于通过设备到设备通信接收多输入多输出(MultipleInput Multiple Output，简称MIMO)传输和中继信道的方法包括：在目的终端从基站接收用于MIMO传输的传输信号，其中根据传输协方差对所述传输信号进行波束成形，所述传输协方差是对所述传输协方差以及用于压缩和中继从中继终端到所述目的终端的所述传输信号的量化噪声协方差进行联合优化得到的，其中根据已知信道状态信息以及传输和中继信道的噪声与干扰统计对所述传输协方差和所述量化噪声协方差进行联合优化。所述方法还包括：在所述目的终端通过所述设备到设备通信从所述中继终端接收压缩用于MIMO传输的所述传输信号得到的中继信号，其中所述中继信号是根据所述量化噪声协方差量化压缩的。所述目的终端根据所述接收到的传输信号和中继信号的相关噪声去除所述接收到的传输信号和中继信号上的任何干扰。

在一种可能的实现方式中，对传输协方差和量化噪声协方差进行联合优化包括：根据已知信道状态信息以及传输信道和中继信道的噪声与干扰统计采用高斯噪声对传输信号的传输协方差进行初始化；

选择拉格朗日函数的拉格朗日乘数值；

通过固定传输协方差来计算量化噪声协方差；

通过固定计算出的量化噪声协方差来计算传输协方差；

重复计算步骤直至量化噪声协方差和传输协方差的值聚合；

根据所述量化噪声协方差和所述传输协方差的聚合值通过平分来更新所述拉格朗日乘数值；

重复所述选择、计算和更新步骤直至所述中继链路上的速率满足容量约束。

可选地，压缩的中继信号是以根据中继终端和目的终端之间的中继链路上的容量约束所确定的速率接收的。

可选地，在一种可能的方式中，根据Wyner-Ziv编码算法通过计算传输信号和中继终端接收到的中继信号之间的噪声相关性对中继信号进行压缩。