[发明专利]一种基于协作决策和自适应功率分配的下行协作多点传输方法

摘要

本发明属于通信技术领域，具体为一种基于协作决策和自适应功率分配的下行协作多点传输方法。协作多点传输的主要目的是提升小区边缘用户的性能。为了减少用户对信道状态信息的反馈以及提升基站的功率分配效率，本发明提出了该方法。本方法中协作多点传输是由边缘用户发起的：若边缘用户通信质量较差，需要协作传输，则其给相邻基站反馈信道状态信息，各个基站根据这些信息进行协作决策；否则，边缘用户不反馈信息，相邻基站也不做协作决策。当相邻基站决定协作后，它仍然依据这些信道状态信息对不同用户进行自适应的功率分配，并进行预编码设计。仿真结果表明，本方法能够在维持整体系统信道容量不变的基础上，较大提升了边缘用户的性能。

主权项

1.一种基于协作决策和自适应功率分配的下行协作多点传输方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）边缘用户对其和服务基站之间的通信质量不满意时，边缘用户发起协作多点传输请求，并将其信道状态信息发送给各个相邻基站；（2）根据相邻基站合作决策规则，相邻基站决定是否参与协作多点传输；决定参与协作多点传输的相邻基站利用用户发送的信道状态信息进行自适应功率分配，再根据功率分配的结果，基于最大信漏噪比准则分别设计对中心用户和目标边缘用户的最优的预编码矩阵；（3）服务基站提供边缘用户的信息数据给参与协作的相邻基站，参与协作的相邻基站进行下行协作多点传输，边缘用户采用最大似然的方法检测接收不同协作基站发送来的相同信息；其中：步骤（2）中所述相邻基站合作决策定义如下的判决规则：如果，则第j个相邻基站愿意协作；其中，为第j个相邻基站的协作判决门限，SLNR_j0 为相邻基站对其中心用户的信漏噪比，SLNR_jj为相邻基站对请求协作多点传输的目标边缘用户的信漏噪比；步骤（2）中所述进行自适应功率分配后，得到参与协作的相邻基站分配给其中心用户的信号功率P_jj和分配给请求协作多点传输的目标边缘用户的信号功率P_j0，计算方法如下式所示：P_j0=P_jj其中，，同时P_jj和P_j0满足P_jj+P_j0=P_j，j=1，2，…，M，P_j为参与协作的相邻基站可供发射的最大总功率，M为参与协作的相邻基站个数；步骤（2）中，所述对中心用户和目标边缘用户的最优的预编码矩阵分别用、表示，其计算方法如下式所示：其中，和为标度因子，使得条件和成立；I_s表示s×s维的单位矩阵，[I_s;0]为一个对角矩阵，其前s个对角元素为1，其余对角元素都是0；和为根据广义特征值分解方法求得的可逆矩阵，其值由下式求出：其中，H_jj和H_j0分别为K×L维的基站到中心用户和边缘用户的信道矩阵，K为边缘用户和中心用户的接收天线数目，假设其数目相同， L为基站的发射天线数目；上标H表示厄尔米特共轭转置；矩阵和的列向量以及和的对角元素分别为矩阵对和的广义特征向量及对应的广义特征值；I_L表示L×L维的单位矩阵；为噪声功率。