[发明专利]多天线两跳中继系统中利用有限反馈信息的传输方法

摘要

本发明公开了一种多天线两跳中继系统中利用有限反馈信息的传输方法，按如下步骤进行：首先系统依据基站和中继站的发射功率及天线数，以及限定的性能损失阈值和用户天线数等信息，确定两条反馈链路上的反馈比特数大小，并采用随机调度方法选择符合天线数要求的有限个多天线用户等待接收数据；然后中继站和每个用户通过信道估计分别获得基站到中继站以及中继站到本用户的信道信息；接着中继站和用户分别对获得的信道信息进行量化，并将该信息通过系统已定的有限个比特反馈到前级；最后，基站和中继站分别依据通过反馈获得的信道信息进行预编码传输。本发明能够有效提高蜂窝小区的覆盖范围，并获得逼近理想信道信息情况的系统可达传输速率。

主权项

一种多天线两跳中继系统中利用有限反馈信息的传输方法，其特征在于：该传输方法按以下步骤进行：1.基站拥有M根发射天线，中继站和每个用户分别拥有N_t和N_r根天线的两跳中继系统，系统依据基站和中继站的发射功率及天线数，以及限定的性能损失阈值b和用户天线数这些信息确定中继站到基站以及用户到中继站的两级反馈比特数的大小B₁和B₂；所述反馈比特数B₁和B₂由下述公式确定，保证系统可达传输速率相较于理想情况的性能损失处于一个预定可控的范围内：$B_1=\mathrm{Ceil}\left\{(M-1)({\log }_2{P}_2-{\log }_2(M+\frac{N_t}{P_1})+l{\mathrm{og}}_2\frac{2T}{N_t(b^{\frac{1}{N_r}}-1)})\right\}$$B_2=\mathrm{Ceil}\{T{\log }_2{P}_2+T{\log }_2\frac{2A}{N_t(b^{\frac{1}{N_r}}-1)}\}$其中，P₁和P₂分别表示基站及中继站的发射功率，b限定性能损失阈值，Ceil{X}表示不小于X的最小整数，T和A分别由下式给出：T＝N_t(N_t‑N_r)$A=\frac{N_t}{N_r}\frac{\mathrm{\Γ}\left(\frac{1}{T}\right)}{T}{\left(\frac{1}{T!}\underset{i=1}{\overset{N_r}{\mathrm{\Π}}}\frac{(N_t-i)!}{(N_r-i)!}\right)}^{-\frac{1}{T}}$其中，表示伽马函数；2.系统根据中继站的天线数N_t，在本小区内采用随机调度方法选择K个多天线用户等待数据传输，以满足N_t＝KN_r，其中N_r表示每个用户的天线数；3.每次传输开始时，中继站首先进行信道估计，获得基站到中继站的信道信息G；同时每个用户通过信道估计，获得中继站到本用户的下行信道信息H_k；4.中继站对所获信道信息G进行奇异值分解，即G＝U[Σ0][V V₀]^H，其中，U表示酉矩阵，Σ0表示对角元素为G的奇异值的对角阵，V表示另一酉矩阵的前N_t列，V₀表示该酉矩阵的后M‑N_t列，M表示基站的发射天线数；中继站根据码字数为的已有码本，对矩阵V的列向量进行量化，量化结果记为接着中继站将量化后的信息通过B₁个比特反馈给基站，基站依据该信息对发送符号进行预编码传输；5.用户k根据码字数为的已有码本，对所获的下行信道信息H_k进行矩阵量化，量化结果记为接着该用户将量化后的信息通过B₂个比特反馈给中继站，中继站依据所有用户反馈的下行信道信息，对转发符号采用块对角化技术进行预编码传输。