处理设备、发送设备及其方法
阅读：973发布：2021-09-18
专利汇可以提供处理设备、发送设备及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于无线通信系统的处理设备(100)，处理设备(100)被配置为：获得与一组接收设备(600a，600b，…，600z)关联的一组发射天线元件(302a，302b，…，302z)的第一下行链路预 编码器 (VDL1)；获得分配给该组接收设备(600a，600b，…，600z)的总发射功率的第一下行链路发射功率分配(pDL1)；如果在获得第一下行链路发射功率分配(pDL1)之后，分配给该组接收设备(600a，600b，…，600z)的总发射功率仍剩余一部分：基于分配给该组接收设备(600a，600b，…，600z)的总发射功率的剩余部分的功率分配，计算该发射天线元件组(302a，302b，…，302z)的至少一个第二下行链路预编码器(VDL2)；基于第二下行链路预编码器(VDL2)，计算分配给该组接收设备(600a，600b，…，600z)的总发射功率的剩余部分的至少一个第二下行链路发射功率分配(pDL2)；计算包括第一下行链路预编码器(VDL1)和第一下行链路发射功率分配(pDL1)的第一乘积以及第二下行链路预编码器(VDL2)和第二下行链路发射功率分配(pDL2)的第二乘积的结果下行链路预编码器和功率分配。此外，本 发明 还涉及一种发送设备、相应的方法及 计算机程序 。，下面是处理设备、发送设备及其方法专利的具体信息内容。
1.一种用于无线通信系统(500)的处理设备(100)，所述处理设备(100)配置为获得与一组接收设备(600a，600b，…，600z)关联的一组发射天线元件(302a，302b，…，
302z)的第一下行链路预编码器(VDL1)；
获得分配给所述一组接收设备(600a，600b，…，600z)的总发射功率的第一下行链路发射功率分配(pDL1)；
如果在获得所述第一下行链路发射功率分配(pDL1)之后，分配给所述一组接收设备(600a，600b，…，600z)的总发射功率仍剩余一部分：
基于分配给所述一组接收设备(600a，600b，…，600z)的总发射功率的剩余部分的功率分配，计算所述一组发射天线元件(302a，302b，…，302z)的至少一个第二下行链路预编码器(VDL2)；
基于所述第二下行链路预编码器(VDL2)，计算为分配给所述一组接收设备(600a，
600b，…，600z)总发射功率的剩余部分的至少一个第二下行链路发射功率分配(pDL2)；
计算结果下行链路预编码器和功率分配，所述结果下行链路预编码器和功率分配包括第一下行链路预编码器(VDL1)和第一下行链路发射功率分配(pDL1)的第一乘积以及第二下行链路预编码器(VDL2)和第二下行链路发射功率分配(pDL2)的第二乘积。
2.根据权利要求1所述的处理设备(100)，配置为
计算包括所述第一乘积和所述第二乘积的线性组合的结果下行链路预编码器和功率分配。
3.根据权利要求2所述的处理设备(100)，配置为
计算包括受第二功率约束(C2)约束的所述第一乘积和所述第二乘积的线性组合的结果下行链路预编码器和功率分配，所述第二功率约束与所述一组发射天线元件(302a，
302b，…，302z)中的每个发射天线元件的最大发射功率相关。
4.根据权利要求3所述的处理设备(100)，配置为
重新计算所述第二下行链路发射功率分配(pDL2)以满足所述第二功率约束(C2)。
5.根据前述任一权利要求所述的处理设备(100)，配置为
仅计算所述一组发射天线元件(302a，302b，…，302z)中的非饱和天线元件的第二下行预编码器(VDL2)。
6.根据前述任一权利要求所述的处理设备(100)，配置为
获得与一组接收设备(600a，600b，…，600z)关联的一组发射天线元件(302a，302b，…，
302z)的所述第一下行链路预编码器(VDL1)，以及
获得分配给所述一组接收设备(600a，600b，…，600z)的总发射功率的所述第一下行链路发射功率分配(pDL1)
通过配置为：
获得与所述一组接收设备(600a，600b，…，600z)关联的一组发射天线元件(302a，
302b，…，302z)的初始功率分配(pInit)；
a)基于初始功率分配(pInit)或来自先前迭代的组合功率分配(pComb)计算预编码器(Vj)或相应的上行链路检测器(Uj)，
b)基于所述预编码器(Vj)或所述相应的上行链路检测器(Uj)计算分配给所述一组接收设备(600a，600b，…，600z)的总发射功率的第一部分的第一功率分配(p1)，c)基于所述预编码器(Vj)或所述相应的上行链路检测器(Uj)计算分配给所述一组接收设备(600a，600b，…，600z)的总发射功率的剩余第二部分的第二功率分配(p2)，d)基于所述第一功率分配(p1)和所述第二功率分配(p2)计算组合功率分配(pComb)，重复a)到d)直到在最终迭代中所述组合功率分配(pComb)满足收敛阈值(CTh)；
基于所述预编码器(Vj)或所述相应的上行链路检测器(Uj)中的至少一个，以及所述最终迭代中的所述组合功率分配(pComb)，获得所述一组发射天线单元(302a，302b，…，302z)的所述第一下行链路预编码器(VDL1)；
基于所述最终迭代中的所述组合功率分配(PComb)，获得所述一组接收设备(600a，
600b，…，600z)的第一下行链路发射功率分配(pDL1)。
7.根据权利要求6所述的处理设备(100)，其中，所述初始功率分配(PInit)是所述一组发射天线元件(302a，302b，…，302z)的等功率分配。
8.根据权利要求6或7所述的处理设备(100)，配置为
针对干扰感知方案使用接收数据符号的最小均方误差的准则计算所述预编码器(Vj)或所述对应的上行链路检测器(Uj)。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的处理设备(100)，配置为
使用所述一组接收设备(600a，600b，…，600z)的最小频谱效率最大化的准则计算所述第一功率分配(p1)。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的处理设备(100)，配置为
使用所述一组接收设备(600a，600b，…，600z)的和速率最大化的准则计算所述第二上行链路功率分配(p2)。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的处理设备(100)，配置为
计算包括第一功率分配(p1)和第二功率分配(p2)之和的组合功率分配(pComb)。
12.根据权利要求11所述的处理设备(100)，配置为，
在第一功率约束(C1)的约束下，基于所述第一功率分配(p1)和所述第二功率分配(p2)之和计算所述组合功率分配(PComb)，所述第一功率约束(C1)与所述一组发射天线元件(302a，302b，…，302z)中的每个发射天线元件的最大发射功率相关。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的处理设备(100)，配置为
获得所述初始功率分配(pInit)作为初始上行链路功率分配，
在a)中计算所述相应的上行链路检测器(Uj)。
14.根据权利要求13所述的处理设备(100)，其中，所述第一功率分配(p1)是第一上行链路功率分配，所述第二功率分配(p2)是第二上行链路功率分配，使得所述组合功率分配(pComb)是组合上行链路功率分配。
15.根据权利要求14所述的处理设备(100)，配置为
基于所述最终迭代中的组合上行链路功率分配，计算上行链路信号对噪声加干扰比(SNIRUL)；
基于所述组合上行链路功率分配和上行链路信号对噪声加干扰比(SNIRUL)计算所述下行链路发射功率分配(pDL)。
16.根据权利要求15所述的处理设备(100)，其中，所述第一功率分配(p1)是第一下行链路功率分配，所述第二功率分配(p2)是第二下行链路功率分配，使得所述组合功率分配(pComb)是组合下行链路功率分配。
17.根据权利要求16所述的处理设备(100)，配置为
基于d)中的所述组合下行链路功率分配计算上行链路功率分配；
基于所述上行链路功率分配在a)中计算所述相应的上行链路检测器(Uj)。
18.一种用于无线通信系统(500)的发送设备(300)，所述发送设备(300)配置为根据上述任一权利要求获得结果下行链路预编码器和功率分配；
使用所述结果下行链路预编码器和功率分配，执行向所述一组接收设备(600a，
600b，…，600z)的下行链路传输。
19.一种用于无线通信系统(500)的方法(200)，所述方法(200)包括：
获得(202)与一组接收设备(600a，600b，…，600z)关联的一组发射天线元件(302a，
302b，…，302z)的第一下行链路预编码器(vDL1)；
获得(204)分配给所述一组接收设备(600a，600b，…，600z)的总发射功率的第一下行链路发射功率分配(pDL1)；
如果在获得第一下行链路发射功率分配(pDL1)之后，分配给所述一组接收设备(600a，
600b，…，600z)的总发射功率仍剩余一部分：
基于分配给所述一组接收设备(600a，600b，…，600z)的总发射功率的剩余部分的功率分配，计算(206)所述一组发射天线元件(302a，302b，…，302z)的至少一个第二下行链路预编码器(VDL2)；
基于所述第二下行链路预编码器(VDL2)，计算(208)分配给所述一组接收设备(600a，
600b，…，600z)的总发射功率的剩余部分的至少一个第二下行链路发射功率分配(pDL2)；
计算(210)结果下行链路预编码器和功率分配，所述结果下行链路预编码器和功率分配包括第一下行链路预编码器(VDL1)和第一下行链路发射功率分配(pDL1)的第一乘积，以及第二下行链路预编码器(VDL2)和第二下行链路发射功率分配(pDL2)的第二乘积。
20.一种计算机程序产品，包括具有用于执行根据权利要求19所述的方法的程序代码的计算机程序。
处理设备、发送设备及其方法
技术领域
背景技术
[0002] 对于多小区无线通信系统，诸如，3GPP长期演进(LTE)和LTE高级，小区间干扰对下行链路(DL)的系统性能有显著损害。因此在多小区无线通信系统中引入多小区干扰感知(MCA)预编码。MCA预编码控制小区内干扰和到其他小区的泄漏信号，即小区间干扰。由此，下行链路系统性能显著地提升。然而，根据相应的成本函数(即接收数据符号均方误差最小化)确定MCA预编码矩阵变得非常困难。
[0003] 多小区无线通信系统的另一个的挑战是在小区内实现平衡的用户体验。
[0004] 已经发现了两个问题：
[0005] (i)小区边缘的用户数据速率较差。
[0006] (ii)用户体验不平衡，大约一半的用户体验到最低数据速率而非常小比例的用户体验最高数据速率。
[0007] 一个挑战是提升目标小区内具有最低数据速率的用户的频谱效率(bps/Hz)，同时不牺牲太多整体小区频谱效率(SE)。发射天线的用户功率分配是应对这个挑战的一个途径。
[0008] 因此，需要优化下行链路预编码器和相应的下行链路功率分配以提升用户小区边缘性能，同时在无线通信系统中不牺牲太多总体小区频谱效率。
发明内容
[0009] 本发明实施例的目的是提供解决一种方案，该方案可以减轻或解决传统方案的缺点和问题。
[0010] 本发明实施例的另一个目的是提供一种与传统方案相比提供更高频谱效率的方案。
[0012] 根据本发明的第一方面，通过用于无线通信系统的处理设备实现上述提及和其他的目的，所述处理设备被配置为：
[0013] 获得与一组接收设备关联的一组发射天线元件的第一下行链路预编码器；
[0014] 获得分配给该组接收设备的总发射功率的第一下行链路发射功率分配；
[0015] 如果在获得第一下行链路发射功率分配之后，分配给该组接收设备的总发射功率仍剩余一部分：
[0016] 基于分配给该组接收设备的总发射功率的剩余部分的功率分配，计算该组发射天线元件的至少一个第二下行链路预编码器；
[0017] 基于第二下行链路预编码器，计算分配给该组接收设备的总发射功率的剩余部分的至少一个第二下行链路发射功率分配；
[0018] 计算结果下行链路预编码器和功率分配，该结果下行链路预编码器和功率分配包括第一下行链路预编码器和第一下行链路发射功率分配的第一乘积以及第二下行链路预编码器和第二下行链路发射功率分配的第二乘积。
[0020] 在没有剩余足够的功率分配给第二下行链路预编码器的情况下，计算仅包括第一下行链路预编码器和第一下行链路发射功率分配的第一乘积的结果下行链路预编码器和功率分配。因此，在这方面，处理设备进一步被配置为，如果在获得第一下行链路发射功率分配之后，分配给该组接收设备的总发射功率没有剩余部分：
[0021] 计算结果下行链路预编码器和功率分配，该结果下行链路预编码器和功率分配仅包括第一下行链路预编码器和第一下行链路发射功率分配的第一乘积。
[0022] 在根据第一方面的处理设备的实现形式中，处理设备被配置为基于分配给该组接收设备的总发射功率的剩余部分的等功率分配来计算该组发射天线元件的第二下行链路预编码器。然而，当计算该组发射天线元件的第二下行链路预编码器时，也可以使用对总发射功率的剩余部分的其他功率分配(诸如两步，见下文)。
[0023] 根据本发明的实施例，如果总功率剩余一部分，则可以计算多于一个第二下行链路预编码器和第二下行链路发射功率分配。因此，可以继续计算另外的第二下行链路预编码器和第二下行链路发射功率分配，直到没有剩下总发射功率的剩余功率。这还意味着可以基于第一乘积和一个或多个随后的第二乘积计算结果下行链路预编码器和功率分配，其中每个随后的第二乘积是随后的第二下行链路预编码器和随后的第二下行链路发射功率分配的乘积。
[0024] 计算多于一个第二下行链路预编码器和第二下行链路发射功率分配的优点是：
[0025] 得到的功率的方差减小，包括，在满足每天线功率约束的同时，使用了更多的可用总发射功率，并因此增加了小区的下行链路速率。
[0026] 总发射功率的一部分可以看作在0和1之间的标量变量，其中0值代表总发射功率的零功率，1值代表所有的总发射功率。总发射功率可以被理解为在发送设备(例如基站)处的总可用功率，在这种情况下，其是在每个发射天线端口处的每个功率放大器的最大输入功率的函数。
[0027] 接收设备可以包括被配置为接收由一个或多个例如至少具有发射功能的发射天线元件发射的通信信号的任何移动通信设备。一组接收设备可以包括多种类型的接收设备。与一组接收设备关联的发射天线元件可以意味着发射天线元件被配置为向该组接收设备发射一个或多个通信信号。例如，从发射天线元件到该组接收设备的传输可以与使用预编码器和/或波束成形的空间多路复用传输有关。
[0028] 在一个示例中，该组发射天线元件可以布置为天线元件的天线阵列，其中每个天线元件可以连接到接收链或处理分支，因此可以称为天线分支。天线元件可以物理地布置为元件的矩形阵列或根据任何其他物理布置。在蜂窝系统中，这种天线阵列可以被配置或专用于在小区的一部分或整个小区中进行传输。天线阵列可以是基站或射频拉远头或任何其他部署的无线电网络节点的一部分或与之相关联。此外，该组发射天线元件可以支持多输入多输出(MIMO)或任何其他多天线传输技术。
[0029] 还应该理解，在该上下文中的“获得”一词还可以表示“计算”，使得基于最终迭代中的组合功率分配来计算下行链路发射功率分配。在计算下行链路发射功率分配时，还可以考虑其他变量和参数。
[0030] 根据第一方面的处理装置提供了许多相对于传统处理装置的优点。
[0031] 本发明的实施例在不损害小区频谱效率(SE)增益的情况下提高了小区边缘用户频谱效率，并且是应用每天线功率约束的促成因素。此外，相应功率分配与预编码器的叠加(根据第一方面的最后显示的步骤)的想法可以应用于功率分配问题，诸如每天线功率约束(PAPC)问题。
[0032] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，处理设备被配置为
[0033] 计算包括第一乘积和第二乘积的线性组合的结果下行链路预编码器和功率分配。
[0034] 该实现形式的一个优点是，它允许通过使用两个下行链路预编码器及其各自的下行链路功率分配以利用可用的剩余发射功率。
[0035] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，处理设备被配置为
[0036] 计算包括受第二功率约束(C2)约束的第一乘积和第二乘积的线性组合的结果下行链路预编码器和功率分配，该第二功率约束与该组发射天线单元中的每个发射天线单元的最大发射功率有关。
[0037] 第二约束可以是PAPC，并且可以应用于上述两个乘积的组合。
[0038] 该实现形式的一个优点是，第一乘积和第二乘积的线性组合允许由此产生的预编码器下行链路数据的传输满足每天线功率约束，同时实现接近无约束情况的性能。
[0039] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，处理设备被配置为
[0040] 重新计算第二下行链路发射功率分配，以满足第二功率约束。
[0041] 该实现形式的一个优点是，可以优化第二下行链路功率分配，例如，提高具有低接收信号对干扰加噪声比(SINR)的接收设备的性能。
[0042] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，处理设备被配置为
[0043] 仅计算该组发射天线元件中的非饱和天线元件的第二下行链路预编码器。
[0044] 这意味着在计算第二下行链路预编码器时，去除或根本不考虑包含功率饱和天线元件的各行天线元件。
[0045] 该实现形式的一个优点是，由于去除了饱和元件，剩余的发射功率可以用于导致提升的频谱效率性能的第二下行链路预编码器。
[0046] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，处理设备被配置为
[0047] 获得与一组接收设备关联的一组发射天线元件的第一下行链路预编码器，以及[0048] 获得分配给该组接收设备的总发射功率的第一下行链路发射功率分配
[0049] 通过配置为：
[0050] 获得与该组接收设备关联的该组发射天线元件的初始功率分配；
[0051] a)基于初始功率分配或来自先前迭代的组合功率分配计算预编码器或相应的上行链路检测器，
[0052] b)基于预编码器或相应的上行链路检测器计算分配给该组接收设备的总发射功率的第一部分的第一功率分配，
[0053] c)基于预编码器或相应的上行链路检测器，计算分配给该组接收设备的总发射功率的剩余第二部分的第二功率分配，
[0054] d)基于第一功率分配和第二功率分配计算组合功率分配，
[0055] 重复a)到d)直到在最终迭代中组合功率分配满足收敛阈值；
[0056] 基于预编码器或相应的上行链路检测器中的至少一个，以及最终迭代中的组合功率分配，获得该组发射天线元件的下行链路预编码器；
[0057] 基于最终迭代中的组合功率分配，获得该组接收设备的下行链路发射功率分配。
[0058] 这种实现形式可以被视为内部迭代循环，作为用于获得第一下行链路预编码器和相应的第一下行链路发射功率分配的特定方法。在本申请中，该实现形式可以被称为“两步”功率分配，其中对于第一预编码器，其各自的功率分配由各自的第一步骤b)和第二步骤c)中的两个功率分配构成，每个功率分配可以使用不同的准则确定。
[0059] 总发射功率的第一和第二部分之间的功率分配可以看作是分别用于计算第一和第二功率分配的不同功率分配算法之间的权衡。该实现形式中的部分不一定与第一方面中的部分相同。由此，第一和第二部分的值可以取决于网络部署或任何其他基础结构参数。因此，该实现形式中的第一和第二部分可以被认为是可以取决于应用和使用的设计参数。还应注意，在最终迭代中组合功率分配收敛于收敛阈值。组合功率分配是向量，这意味着相应的收敛阈值是与组合功率分配大小相同的向量。此外，可以基于预编码器或相应的上行链路检测器，或预编码器和组合功率分配，或相应的上行链路检测器和组合功率分配获得该组发射天线元件的下行链路预编码器。
[0060] 此外，该组接收设备的下行链路发射功率分配可以通过例如使用查找表获得，该查找表将最终迭代中的组合功率分配映射到下行链路发射功率分配。
[0061] 根据这种实现形式的处理设备具有许多优点。一个这样的优点是处理设备提供优化的下行链路发射功率分配和下行链路预编码器，它们为具有较低接收SINR的接收设备提供提升的性能，与此同时不牺牲具有较高接收SINR的接收设备的性能。
[0062] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，初始功率分配是该组发射天线元件的等功率分配。
[0063] 该实现形式提供了简单的，即较低复杂度的初始功率分配。
[0064] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，处理设备被配置为
[0065] 针对干扰感知方案使用接收数据符号的最小均方误差准则计算预编码器或相应的上行链路检测器。
[0066] 干扰感知方案可以根据网络布置考虑小区间、小区内或小区间及小区内的干扰。在一种情况下，干扰感知方案可以是前面提到的MCA方案。
[0067] 该实现形式使得无线通信系统能够获得显著提升的性能，因为通过MCA预编码可以显着降低接收设备处的干扰。此外，组合的PAPC和MCA算法满足PAPC并且具有接近无PAPC的功率分配方案的MCA的性能(即，所谓的无约束情况)。然而，由于需要支持非常高的幅度变化，无PAPC的无约束MCA对诸如功率放大器的硬件提出了较高的要求。此外，PAPC与MCA相结合的小区边缘用户性能相对于作为基准参考预编码器的正则化迫零(RZF)预编码器具有显著增益。
[0068] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，处理设备被配置为
[0069] 使用该组接收设备的最小频谱效率最大化的准则计算第一功率分配。
[0070] 该实现形式使得接收设备处的接收SINR能够通过总发射功率的第一部分满足最小SINR要求。这里，该实现形式可以被称为最大-最小(max-min)，因为它使用最小频谱效率的最大化作为优化准则，其在应用时给出最大最小功率分配。
[0071] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，处理设备被配置为
[0072] 使用该组接收设备在无线通信系统中的和速率最大化的准则计算第二功率分配。
[0073] 该实现形式使得能够使用总下行链路发射功率的一部分来提高总体小区频谱效率。这里，出于与上述最大-最小方法类似的原因，该实现形式可以被称为最大-和。
[0074] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，收敛阈值中的元素的值在0.005-0.100之间的区间中。
[0075] 收敛阈值可以是多个值构成的向量，其中向量的每个元素或分量与先前迭代中的组合功率分配向量和当前迭代中的组合功率分配向量之间的功率元素差值相关。该实现形式意味着收敛阈值中的每个向量元素的值在所述区间中。每个差值与各自相应的阈值相关。对于收敛，每个差值等于或小于各自的阈值，从而满足收敛阈值。
[0076] 该实现形式提供了在收敛阈值中为每个功率元素指定收敛质量要求的灵活性，并且仍然提供了良好的性能。在指定收敛质量要求方面具有灵活性意味着某些天线元件的功率分配比其他天线元件具有更严格的收敛要求。然而，如果这种对于收敛质量的放宽不会牺牲因此产生的频谱效率性能，其近似于所有天线元件在功率分配中具有同样严格的收敛质量要求时的频谱效率性能，则通过减少迭代次数来减少复杂性是可能的，因为最终得到的频谱效率性能没有显著地改变。
[0077] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，收敛阈值中的元素具有相同的阈值。
[0078] 该实现形式提供统一且低复杂度的阈值分配。
[0079] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，处理设备被配置为
[0080] 计算包括第一功率分配和第二功率分配之和的组合功率分配。
[0081] 该实现形式使得能够满足接收设备的最小接收SINR要求并且提高总体小区频谱效率。
[0082] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，处理设备被配置为
[0083] 在第一功率约束的约束下，基于第一功率分配和第二功率分配之和计算组合功率分配，该第一功率约束与该组发射天线元件中每个发射天线元件的最大发射功率相关。
[0084] 在一种情况下，第一预编码器与第一功率分配和第二功率分配的向量和的平方根相乘的乘积的平方范数，被约束在第一功率约束上。
[0085] 该实现形式的优点是，第一下行链路预编码器和其相应的第一下行链路功率分配提供每天线功率约束的下行链路传输方案，其相对于无约束情况其具有良好性能。
[0086] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，处理设备被配置为：
[0087] 获得初始功率分配作为初始上行链路功率分配，
[0088] 在a)中计算相应的上行链路检测器。
[0089] 该实现形式允许在虚拟上行链路域中求解优化的下行链路预编码器和下行链路功率分配，这在许多情况下可能比在下行链路域中求解这些更简单。
[0090] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，第一功率分配是第一上行链路功率分配，第二功率分配是第二上行链路功率分配，使得组合功率分配是组合上行链路功率分配。
[0091] 该实现形式能够组合使用两种虚拟上行链路功率分配算法，每个算法使用其各自的优化准则获得。两个虚拟上行链路功率分配之和给出组合虚拟上行链路功率分配。
[0092] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，处理设备被配置为
[0093] 基于最终迭代中的组合上行链路功率分配，计算上行链路信号对噪声加干扰比；
[0094] 基于组合上行链路功率分配和上行链路信号对噪声加干扰比计算下行链路发射功率分配。
[0095] 变换函数可用于基于组合上行链路功率分配和上行链路信号对噪声加干扰比计算下行链路发射功率分配。
[0096] 该实现形式使得能够将虚拟上行链路系统变换为等效的下行链路系统。此外，通过使用计算出的上行链路信号对噪声加干扰比，可以计算出改进后的下行链路发射功率分配。
[0097] 在根据第一方面的处理设备的一实现形式中，处理设备被配置为
[0098] 基于d)中的组合下行链路功率分配计算上行链路功率分配；
[0099] 基于上行链路功率分配在a)中计算相应的上行链路检测器。
[0100] 变换函数可用于基于d)中的组合下行链路功率分配计算上行链路功率分配。
[0101] 该实现形式能够将下行链路系统变换为其对应的虚拟上行链路系统，其中所获得的虚拟上行链路功率分配在获得虚拟上行链路检测器中被使用。
[0102] 根据本发明的第二方面，利用用于无线通信系统的发送设备实现上述和其他目的，该发送设备被配置为
[0103] 根据前述任一方面或实现形式，获得结果下行预编码器和功率分配；
[0104] 使用结果下行链路预编码器和功率分配执行向一组接收设备的下行链路传输。
[0105] 下行链路数据传输可以通过将要传输的数据与下行链路预编码器和下行链路发射功率分配相乘来执行。
[0106] 根据本发明的第三方面，利用一种用于无线通信系统的方法实现上述和其他目的，该方法包括：
[0107] 获得与一组接收设备关联的一组发射天线单元的第一下行链路预编码器；
[0108] 获得分配给该组接收设备的总发射功率的第一下行链路发射功率分配；
[0109] 如果在获得第一下行链路发射功率分配之后，分配给该组接收设备的总发射功率还剩余一部分：
[0110] 基于分配给该组接收设备的总发射功率的剩余部分的功率分配，计算该组发射天线元件的至少一个第二下行链路预编码器；
[0111] 基于第二下行链路预编码器，计算分配给该组接收设备的总发射功率的剩余部分的至少一个第二下行链路发射功率分配；
[0112] 计算结果下行链路预编码器和功率分配，该结果下行链路预编码器和功率分配包括第一下行链路预编码器和第一下行链路发射功率分配的第一乘积，以及第二下行链路预编码器和第二下行链路发射功率分配的第二乘积。
[0113] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，该方法包括：
[0114] 计算包括第一乘积和第二乘积的线性组合的结果下行链路预编码器和功率分配。
[0115] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，该方法包括
[0116] 计算包括受第二功率约束约束的第一乘积和第二乘积的线性组合的结果下行链路预编码器和功率分配，该第二功率约束与该组发射天线单元中的每个发射天线单元的最大发射功率有关。
[0117] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，该方法包括
[0118] 重新计算第二下行链路发射功率分配，以满足第二功率约束。
[0119] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，该方法包括
[0120] 仅计算该组发射天线元件中的非饱和天线元件的第二下行链路预编码器。
[0121] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，该方法包括
[0122] 获得与一组接收设备关联的一组发射天线元件的第一下行链路预编码器，以及[0123] 获得分配给该组接收设备的总发射功率的第一下行链路发射功率分配，通过以下步骤：
[0124] 获得与该组接收设备关联的该组发射天线元件的初始功率分配；
[0125] a)基于初始功率分配或来自先前迭代的组合功率分配，计算预编码器或相应的上行链路检测器，
[0126] b)基于预编码器或相应的上行链路检测器，计算分配给该组接收设备的总发射功率的第一部分的第一功率分配，
[0127] c)基于预编码器或相应的上行链路检测器，计算分配给该组接收设备的总发射功率的剩余第二部分的第二功率分配，
[0128] d)基于第一功率分配和第二功率分配计算组合功率分配，
[0129] 重复a)到d)直到在最终迭代中组合功率分配满足收敛阈值；
[0130] 基于预编码器或相应的上行链路检测器中的至少一个，以及最终迭代中的组合功率分配，获得该组发射天线元件的第一下行链路预编码器；
[0131] 基于最终迭代中的组合功率分配，获得该组接收设备的第一下行链路发射功率分配。
[0132] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，初始功率分配是该组接收设备的等功率分配。
[0133] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，该方法包括
[0134] 针对干扰感知方案使用接收数据符号的最小均方误差准则计算预编码器或相应的上行链路检测器。
[0135] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，该方法包括
[0136] 使用该组接收设备的最小频谱效率最大化的准则计算第一功率分配。
[0137] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，该方法包括
[0138] 使用该组接收设备在无线通信系统中的和速率最大化的准则计算第二上行链路功率分配。
[0139] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，收敛阈值中元素的值在0.005-0.100之间的区间中。
[0140] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，收敛阈值中的元素具有相同的阈值。
[0141] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，该方法包括
[0142] 计算包括第一功率分配和第二功率分配之和的组合功率分配。
[0143] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，该方法包括
[0144] 在第一功率约束的约束下，基于第一功率分配和第二功率分配之和计算组合功率分配，该第一功率约束与该组发射天线元件中的每个发射天线元件的最大发射功率相关。
[0145] 在根据第三方面方法的一实现形式中，该方法包括
[0146] 获得初始功率分配作为初始上行链路功率分配，
[0147] 在a)中计算相应的上行链路检测器。
[0148] 在根据第三方面方法的一实现形式中，第一功率分配是第一上行链路功率分配，第二功率分配是第二上行链路功率分配，使得组合功率分配是组合上行链路功率分配。
[0149] 在根据第三方面方法的一实现形式中，该方法包括
[0150] 基于最终迭代中的组合上行链路功率分配，计算上行链路信号对噪声加干扰比；
[0151] 基于组合上行链路功率分配和上行链路信号对噪声加干扰比计算下行链路发射功率分配。
[0152] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，第一功率分配是第一下行链路功率分配，第二功率分配是第二下行链路功率分配，使得组合功率分配是组合下行功率分配。
[0153] 在根据第三方面的方法的一实现形式中，该方法包括
[0154] 基于d)中的组合下行链路功率分配计算上行链路功率分配；
[0155] 基于上行链路功率分配在a)中计算相应的上行链路检测器。
[0156] 根据第三方面的方法的优点与根据第一方面的相应处理设备的优点相同。
[0157] 本发明的实施例还涉及一种计算机程序，以代码方式为特征，其具有用于诸如处理器的处理装置执行根据本发明的任何方法的指令。因此，当在处理装置上运行计算机程序时，执行任何所述方法。此外，本发明还涉及一种计算机程序产品，其可包括计算机可读介质和所述计算机程序，其中所述计算机程序包括在计算机可读介质中，该计算机可读介质可由以下组中的一个或多个构成：ROM(只读存储器)、PROM(可编程ROM)、EPROM(可擦除PROM)、闪存、EEPROM(电EPROM)和硬盘驱动器。
[0159] 附图旨在阐明和解释本发明的不同实施例，其中：
[0160] 图1显示根据本发明一个实施例的处理设备。
[0161] 图2显示根据本发明一个实施例的相应的方法。
[0162] 图3显示根据本发明一个实施例的示例性实施方式，其中处理设备是发送设备的一部分。
[0163] 图4显示根据本发明一个实施例的无线通信系统，其中处理设备是无线电网络节点，例如，基站，的一部分。
[0164] 图5示出本发明的一个实施例，其中下行链路-上行链路二元性与内部迭代循环结合使用。
[0165] 图6示出本发明的一个实施例的系统架构。
具体实施方式
[0166] 图1显示根据本发明一个实施例的处理设备100。处理设备100可以是独立设备或可以是另一设备的一部分。例如，处理设备100可以是无线电网络节点(例如，基站)的集成部分，或中央网络节点(例如，无线电网络控制器)的集成部分。在一个实施例中，处理设备100包括配置用于处理数据的处理器102。在一个实施例中，处理器102还可以包括其他部分，例如收发器、存储器等。在一个这样的实施例中，处理器102可以通过本领域中已知的适当的通信装置108耦合到收发器104和存储器106。
[0167] 存储器106可以被配置为用于数据的中间和/或最终存储。通过使用收发器104，处理设备100被配置为通过适当的有线和/或无线通信接口110与其他网络设备通信。在一个实施例中，处理器102可以是用于执行根据本发明任何方法和/或算法的专用处理器。在一些实施例中，处理设备100的处理器102可以替代地与其他功能共享。
[0168] 图1中的处理设备100被配置为获得与一组接收设备600a，600b，...，600z(图4中示出)相关联的一组发射天线元件302a，302b，...，302z(图3中示出)的第一下行链路预编码器VDL1。处理设备100还被配置为获得分配给该组接收设备600a，600b，...，600z的总发射功率的第一下行链路发射功率分配pDL1。处理设备100还被配置为：如果在获得第一下行链路发射功率分配pDL1之后，分配给该组接收设备600a，600b，...，600z的总发射功率仍剩余一部分：
[0169] 基于分配给该组接收设备600a，600b，...，600z的总发射功率的剩余部分的功率分配，计算该组发射天线元件302a，302b，...，302z的至少一个第二下行链路预编码器VDL2；
[0170] 基于第二下行链路预编码器VDL2，计算分配给该组接收设备600a，600b，...，600z的总发射功率的剩余部分的至少一个第二下行链路发射功率分配pDL2；
[0171] 计算结果下行链路预编码器和功率分配，该结果下行链路预编码器和功率分配包括第一下行链路预编码器VDL1和第一下行链路发射功率分配pDL1的第一乘积以及第二下行链路预编码器VDL2和第二下行链路发射功率分配pDL2的第二乘积。
[0172] 如前所述，该组发射天线元件的第二下行链路预编码器VDL2是基于分配给该组接收设备600a，600b，...，600z的总发射功率的剩余部分的等功率分配计算的一个实施例。然而，当计算该组发射天线元件的第二下行链路预编码器VDL2时，也可以替代地使用用于总发射功率的剩余部分的其他功率分配。
[0173] 结果下行链路预编码器和功率分配可以分别是大小为K×N和1×K的矩阵，其中K是接收设备的天线总数，N是发送设备的天线总数。
[0174] 图2显示根据本发明一个实施例的相应的方法。该方法可以在如图1中所示的处理设备100中执行。
[0175] 图2中的方法200包括获得202与一组接收设备600a，600b，...，600z关联的一组发射天线元件302a，302b，...，302z的第一下行链路预编码器VDL1。方法200还包括获得204分配给该组接收设备600a，600b，...，600z的总发射功率的第一下行链路发射功率分配pDL1。方法200还包括，如果在获得第一下行链路发射功率分配pDL1之后分配给该组接收设备
600a，600b，...，600z的总发射功率仍剩余一部分，则基于分配给该组接收设备600a，
600b，...，600z的总发射功率的剩余部分的功率分配，计算206该组发射天线元件302a，
302b，...，302z的至少一个第二下行链路预编码器VDL2。方法200还包括基于第二下行链路预编码器VDL2，计算208分配给该组接收设备600a，600b，...，600z的总发射功率的剩余部分的至少一个第二下行链路发射功率分配pDL2。方法200还包括计算210结果下行链路预编码器和功率分配，结果下行链路预编码器和功率分配包括第一下行链路预编码器VDL1和第一下行链路发射功率分配pDL1的第一乘积以及第二下行链路预编码器VDL2和第二下行链路发射功率分配pDL2的第二乘积。
600a，600b，...，600z的总发射功率仍剩余一部分，则基于分配给该组接收设备600a，
600b，...，600z的总发射功率的剩余部分的功率分配，计算206该组发射天线元件302a，
302b，...，302z的至少一个第二下行链路预编码器VDL2。方法200还包括基于第二下行链路预编码器VDL2，计算208分配给该组接收设备600a，600b，...，600z的总发射功率的剩余部分的至少一个第二下行链路发射功率分配pDL2。方法200还包括计算210结果下行链路预编码器和功率分配，结果下行链路预编码器和功率分配包括第一下行链路预编码器VDL1和第一下行链路发射功率分配pDL1的第一乘积以及第二下行链路预编码器VDL2和第二下行链路发射功率分配pDL2的第二乘积。
[0176] 图3显示用于无线通信系统500的发送设备300的实施例。在该实施例中，发送设备300包括处理设备100，以及耦合到发送设备300的收发器304的天线302。如图所示，处理设备100、收发器304和天线302通过现有技术中已知的通信装置306彼此耦合。在图3所示的实施例中，天线302是天线阵列，其包括根据应用以合适的行和列布置的一组发射天线元件
302a，302b，...，302z。这种应用可以是下行链路中的MIMO传输。
302a，302b，...，302z。这种应用可以是下行链路中的MIMO传输。
[0177] 图3中的发送设备300被配置为根据本发明的实施例获得结果下行链路预编码器和功率分配。发送设备300进一步被配置为使用该结果下行链路预编码器和功率分配执行向一组接收设备600a，600b，...，600z的下行链路发射。在一个示例中，结果下行链路预编码器VDL和结果下行链路发射功率分配PDL与为该组接收设备600a，600b，...，600z寻址的数据相乘。
[0178] 图4显示无线通信系统500，其包括发送设备300和一组接收设备600a，600b，...，600z。在图4中示出了发送设备300如何被配置为利用从处理设备100获得的下行链路预编码器VDL和下行链路发射功率分配PDL执行向该组接收设备600a，600b，...，600z的下行链路数据传输。无线通信系统500可以是蜂窝系统，诸如LTE和LTE高级，但不限于此。在这样的蜂窝系统中，发送设备300可以是基站，接收设备可以是用户设备(UE)。在本发明中，这些表述可互换使用。
[0179] 在一个实施例中，处理设备100被配置为计算包括第一乘积和第二乘积的线性组合的结果下行链路预编码器和功率分配。
[0180] 在一个实施例中，处理设备100被配置为计算包括受第二功率约束C2约束的第一乘积和第二乘积的线性组合的结果下行链路预编码器和功率分配，该第二功率约束C2与该组发射天线元件302a，302b，...，302z中的每个发射天线元件的最大发射功率有关。在以下公开中详细解释第二功率约束C2。
[0182] 在以下公开中，呈现了本发明的更详细的细节。在这方面，使用LTE术语和系统架构。然而，如技术人员所了解的，本发明的实施例不限于此。
[0183] 在一个实施例中，本方法采用可以被看作用于获得第一下行链路预编码器VDL1和第一下行链路发射功率分配PDL1的内部迭代循环。虽然在下面呈现的内部循环方法中满足第一功率约束C1，但是在从总可用发射功率中减去受第一功率约束C1约束的、用于第一功率分配和第二功率分配的功率之后仍有剩余功率可用(见下文)。因此，通过使用满足第一功率约束C1和第二功率约束C2的本方法，进一步提升了性能。在本发明的实施例中，第一和第二功率约束C1和C2可以分别灵活地组合。下面给出第一和第二功率约束C1和C2的定义以及如何应用。这些可分别地应用于所有实施例。
[0184] 根据该实施例，用于利用剩余可用功率的方法是：
[0185] ·求解第二下行链路预编码器VDL2，并通过计算第二下行链路发射功率分配PDL2将剩余功率应用于该第二下行链路预编码器VDL2的第二组预编码波束。
[0186] ·如前面所述，例如，通过采用第一下行链路预编码器VDL1、第一下行链路发射功率分配PDL1、第二下行链路预编码器VDL2和第二下行链路发射功率分配PDL2的线性叠加，计算结果下行链路预编码器和功率分配。
[0187] 内部迭代循环使用处理设备100，其被配置为：
[0188] 获得与该组接收设备600a，600b，...，600z关联的该组发射天线元件302a，302b，...，302z的初始功率分配pInit；
[0189] a)基于初始功率分配pInit或来自先前迭代的组合功率分配pComb计算预编码器Vj或相应的上行链路检测器Uj，
[0190] b)基于预编码器Vj或相应的上行链路检测器Uj，计算分配给该组接收设备600a，600b，...，600z的总发射功率的第一部分的第一功率分配p1，
[0191] c)基于预编码器Vj或相应的上行链路检测器Uj，计算分配给该组接收设备600a，600b，...，600z的总发射功率的剩余第二部分的第二功率分配p2，
[0192] d)基于第一功率分配p1和第二功率分配p2计算组合功率分配pComb。
[0193] 处理设备100被配置为按从a)然后b)然后c)然后d)的顺序重复即迭代步骤a)至d)，直到在最终迭代中组合功率分配pComb小于或等于收敛阈值CTh。处理设备100可以在每次迭代中比较组合功率分配与收敛阈值。处理设备100还被配置为
[0194] 基于预编码器Vj或相应的上行链路检测器Uj中的至少一个以及最终迭代中的组合功率分配pComb获得该组发射天线元件302a，302b，...，302z的下行链路预编码器VDL1；
[0195] 基于最终迭代中的组合功率分配pComb获得该组接收设备600a，600b，...，600z的第一下行链路发射功率分配PDL1。
[0196] 在一个示例中，由处理设备100获得的初始功率分配pInit可以是该组接收设备600a，600b，...，600z的等功率分配。等功率分配意味着将相同量的发射功率分配给该组接收设备600a，600b，...，600z中的每个接收设备。并且，其他初始功率分配也是可能的，诸如向已知其信道链路在开始时具有较低的SINR的下行链路用户数据流分配更多功率。这可以通过加快例如所谓的最大-最小(max-min)算法的收敛来减少迭代次数，该算法在下面的公开中更详细地解释。已知基站可以发送每个接收设备的一个或多个用户数据流，例如，这取决于信道条件和给定接收设备的天线数量。用户数据流通常指由基站服务的接收设备(诸如UE或用户设备)的所有下行链路数据流。
[0197] 在上面的步骤d)中，处理设备100计算组合功率分配pComb。在一个实施例中，组合功率分配pComb的计算包括对第一功率分配p1和第二功率分配p2求和，以便计算组合功率分配pComb，即pComb＝p1+p2。
[0198] 根据一个实施例，收敛阈值CTh是由各元素构成的向量。收敛阈值CTh中的元素的值在0.005-0.100之间的区间中。在另一实施例中，收敛阈值CTh中的所有元素可具有相同的阈值。然而，本发明不限于此。在其他实施例中，收敛阈值CTh中的元素可以替代地具有不同的阈值。
[0199] 在具有L个小区的多小区场景中，将下行链路最小和均方误差最小均方误差(MMSE)问题变换到虚拟上行链路域，要解决的等效优化问题是虚拟上行链路中的和MMSE，由如下公式给出：
[0200]
[0201] 受到以下约束，
[0202]
[0203] 其中 是从第j个基站到第l个小区中各UE的下行链路信道矩阵，是第j个基站处的预编码器， 是规定虚拟上行链路发射功率
分配的对角矩阵， 是由各UE发送的数据， 是加性接收机噪声干扰，
是到系统中所有UE的下行链路信道的厄米特转置(Hermitian transpose)的估计。对角矩阵 规定下行链路功率分配，而基站处的和功率约束由PTX_BS给出。符号tr(·)代表取矩阵参数的迹。
分配的对角矩阵， 是由各UE发送的数据， 是加性接收机噪声干扰，
是到系统中所有UE的下行链路信道的厄米特转置(Hermitian transpose)的估计。对角矩阵 规定下行链路功率分配，而基站处的和功率约束由PTX_BS给出。符号tr(·)代表取矩阵参数的迹。
[0204] 公式(1)和(2)中的预编码器和功率分配的联合优化是一个非常难以解决的问题。因此，根据本发明的一个实施例，应用对于公式(1)和(2)中的联合优化的替代优化方法，以获得下行链路预编码器Vj和下行链路功率分配PDL。因此，要解决的问题是联合地确定最优下行链路预编码器Vj和最优下行链路功率分配PDL，其可以最小化多用户干扰(即小区内干扰)与泄漏至其它小区的信号(即小区间干扰)之和。
[0205] 因此，在本发明的实施例中，下行链路-上行链路二元性用于联合地获得下行链路预编码器VDL和相应的下行链路发射功率分配PDL。而且，在各种实施例中使用分别用于计算第一功率分配P1和第二功率分配P2的不同干扰感知方案和功率分配准则。
[0206] 在一个实施例中，干扰感知方案是MCA，这意味着通过使用各UE处的接收数据符号的最小均方误差的准则计算预编码器Vj或相应的上行链路检测器Uj。
[0207] 使用功率分配准则确定按每用户数据流分配的下行链路功率分配。根据一个实施例，使用两种不同的功率分配算法。最大化最小用户数据速率(简称：最大-最小算法)的第一功率分配算法和最大化用户数据速率和(简称：最大-和算法)的第二功率分配算法。这两种不同的功率分配优化算法具有相反的目标。最大-最小算法使系统中的最小用户数据速率最大化，导致所有UE具有相似的数据速率和信道条件。最大-和算法最大化系统中的用户数据速率和。最大化最小用户数据速率将牺牲用户数据速率和，因为更多功率被分配给具有较差信道条件的UE以增加其数据速率。或者，最大化用户数据速率和将牺牲最小用户数据速率，因为更多功率被分配给具有良好信道条件的UE。
[0208] 因此，在一个实施例中，根据该组接收设备600a，600b，...，600z的最小频谱效率最大化的准则计算第一功率分配P1。在该实施例中，第二功率分配P2是根据在无线通信系统500中该组接收设备600a，600b，...，600z的和速率最大化的准则计算的。
[0209] 公式(1)和(2)中虚拟上行链路域中的联合预编码器和功率分配优化问题等效地重写为
[0210]
[0211] 受到以下约束，
[0212]
[0213] 公式(3)中的联合优化是一个要解决的具有挑战性的问题，因为最优检测器和最优功率分配是相互依赖的。如上所述，在一个实施例中，MCA与最小频谱效率最大化以及和速率最大化的功率分配准则一起考虑。这些考虑因素和本发明的相应方案可以概括为：
[0214] ·确定最优MCA检测器，即针对给定的虚拟上行链路功率分配，求解公式(3)中的和MSE问题。因此，使用接收数据符号的最小均方误差准则计算预编码器Vj或相应的上行链路检测器Uj。
[0215] ·确定虚拟上行链路功率分配，即，给定MCA检测器，根据所选择的功率分配准则求解虚拟上行链路功率分配。因此，使用该组接收设备600a，600b，...，600z的最小频谱效率最大化的准则计算第一功率分配P1。此外，使用该组接收设备600a，600b，...，600z的和速率最大化的准则计算第二功率分配P2。
[0216] 在上述第二点中，下行链路功率分配的目标是实现平衡的用户体验，其中所有用户频谱效率高于期望的最小频谱效率，同时同步实现较高的小区频谱效率。由于目标是提升小区中的最小用户速率并且同时提升小区频谱效率，因此必须考虑上面讨论的两个相反的功率分配优化目标之间的权衡。通过在两个相反目标之间划分总可用下行链路发射功率或每个功率分配使用不同准则来考虑这种权衡。因此，我们选择实现期望的最小用户速率所需的总发射功率的第一部分，然后使用剩余部分，即总发射功率的第二部分用于和速率最大化。
[0217] 在进一步的实施例中，发明人还意识到在计算第二下行链路预编码器VDL2时应考虑天线元件饱和或非饱和的事实。根据该实施例，处理设备100被配置为仅计算该组发射天线元件302a，302b，...，302z中非饱和天线元件的第二下行链路预编码器VDL2。
[0218] 通常，该实施例意味着确定哪些天线元件具有饱和功率，并且如果一行中的一个天线元件具有饱和功率，则在计算第二下行链路预编码器VDL2时排除该行。例如，这可以通过在矩阵第二下行链路预编码器VDL2中使用零行来完成，其中第二下行链路预编码器VDL2中的零行集合对应于排除考虑的天线元件行。
[0219] 在该实施例中，首先获得目标小区中各个UE的第一下行链路预编码器VDL1和第一下行链路发射功率分配pDL1。接下来，通过去除或排除饱和天线元件的使用，确定用于目标小区中各UE的第二下行链路预编码器VDL2和第二下行链路发射功率分配PDL2的平面天线阵列结构。作为示例，假设基站的8×8双极化平面天线阵列，以在解决第一下行链路预编码器VDL1和第一下行链路发射功率分配pDL1之后确定平面天线阵列。对于具有饱和发射功率的天线元件，在计算第二下行链路预编码器VDL2和第二下行链路发射功率分配pDL2时，去除或排除包含饱和天线元件的整行天线元件。在一个示例中，为避免方位角中的栅瓣，去除整行天线元件而不是仅移除饱和天线元件。如果在求解第一下行链路预编码器VDL1和第一下行链路发射功率分配pDL1之后所有天线元件都饱和，则不使用第二下行链路预编码器VDL2或第二下行链路发射功率分配pDL2。因此，在这种情况下仅使用一个下行链路预编码器。
[0220] 接下来，利用剩余的可用总发射功率以形成第二下行链路预编码器VDL2，在第二功率约束C2的约束下，将相同的下行功率分配给相同的各个UE，即
[0221]
[0222] 其中， 是第j个基站处的第二下行链路预编码器VDL2，由下标B表示基站，并且对角矩阵 规定在第j个基站处相应的第二下行链路发射功率分
配pDL2，下标B表示基站，并且m是在基站处从1到最大天线单元数的范围内的天线索引。标量pant_max规定基站的天线阵列的天线分支或天线元件的最大输出功率。
配pDL2，下标B表示基站，并且m是在基站处从1到最大天线单元数的范围内的天线索引。标量pant_max规定基站的天线阵列的天线分支或天线元件的最大输出功率。
[0223] 第二功率约束C2根据步骤I至V在处理设备或方法中应用。这发生在第一下行链路预编码器VDL1及其相应的第一下行链路功率分配pDL1的收敛之后：
[0224] I.设置下行链路增量向量为：pincre＝Δpow_increvones，其中vones＝(1，1，...，1)，向量Vones的长度等于K。作为一个示例，功率增量因子可以设置为Δpow_incre＝0.05。并且，其他的值可以用于Δpow_incre。
[0225] II.初始化小区j中的基站的第二下行链路预编码器VDL2的第二下行链路功率分配pDL2为pB，(i)＝pincre，i＝0。
[0226] Ⅲ.设置PjB＝diag(pB，(i))。
[0227] IV.使用第二功率约束C2确定val2max，
[0228] 其中val2max是所有天线分支中天线分支上的最大发射功率。
[0229] V.根据如下步骤，确定第二下行链路预编码器VDL2的相应第二下行链路发射功率pDL2是否可以递增：如果val2max＜pant_max，则根据以下方式递增功率向量：
[0230] pB，(i+1)＝pB，(i)+pincre，
[0231] 并且从步骤III重复，
[0232] 否则
[0233] 设置第二下行链路预编码器VDL2的最终第二下行链路发射功率pDL2为PjB＝diag(pB，(i))。
[0234] 最后，使用两个下行链路预编码器，即第一VDL1和第二VDL2下行链路预编码器的线性叠加，及其各自的相应下行链路功率分配，即pDL1和pDL2，从相同的基站站点向小区中的各UE发射下行链路数据。为第二下行链路预编码器VDL2选择相等的下行链路功率分配是示例选择，并且其被选择是为了最小化计算复杂度。显然，第二下行链路预编码器VDL2的下行链路功率分配的其他选择是可能的。
[0235] 图5示出了一个实施例的流程图，其中叠加的预编码器和各自的下行链路功率分配与如前所述的内部迭代环路一起使用。此外，图5还在多小区场景中使用下行链路-上行链路二元性。因此，在本发明的实施例中，使用下行链路-上行链路二元性。由此，在根据本方案的处理中，可以使用下行链路或相应的上行链路，因为在本发明的范围内提供了在下行链路域/系统与相应的上行链路域/系统(也称为虚拟上行链路)之间的变换函数。这种变换函数在本文的具体描述中进行描述和解释。通常，下行链路(DL)和虚拟上行链路(vUL)之间的变换分别通过使用第一变换函数f1和第二变换函数f2进行。
[0236] 在虚拟上行链路域中，要求解的最小均方误差成本函数的最小化是，
[0237]
[0238] 受到第一功率约束C1的约束，即
[0239]
[0240] 对于第一下行预编码器， 采用对第一下行预编码器VDL1和第一下行发射功率分配Pj＝PDL1的交替优化，其中第一下行预编码器VDL1在虚拟上行域中被优化，两步功率分配在下行链路域中被优化。在第一下行链路预编码器VDL1的两步功率分配的第二步骤c中，可以使用相等的下行链路功率分配来代替使用最大和速率准则来确定优化的功率分配，以降低复杂度。在第(n+1)次迭代中， 其中 是从得到
的下行链路域中的两个功率分配向量之和获得的小区j中的用户数据流的下行链路发射功率分配向量。
的下行链路域中的两个功率分配向量之和获得的小区j中的用户数据流的下行链路发射功率分配向量。
[0241] 第一功率约束C1是每天线功率约束(PAPC)。这指定了天线分支的最大输出功率。根据以下步骤I至III，将其应用于得到的两个下行链路功率分配向量之和：
[0242] I.确定： 即，对于给定下行链路预编码器 和下行链路功率分配Pj，所有天线分支中的最大输出发射功率。
[0243] II.确定： 即，组合功率分配的缩放因子，使得由因子缩放而得到的组合功率分配满足第一功率约束C1，即更新后的Pj＝limitFactor*Pj满足[0244] III.为第(n+1)次迭代确定所得到的新的受PAPC约束的功率向量：
[0245]
[0246] 其中，第(n+1)次迭代中的组合功率分配向量的每个分量q由因子limitFactor缩放。在给定的第(n+1)次迭代中，当满足功率分配条件中的收敛阈值时，该方法停止。否则，第(n+1)次迭代中的下行链路发射功率分配被变换为其相应的虚拟上行链路功率分配，用于该方法中的下一次迭代。
[0247] 使用第一功率约束C1的内部循环涉及图5中的步骤1至6，而步骤7至10涉及第二功率约束C2。括号中表明域是下行链路还是虚拟上行链路。
[0248] 步骤1(vUL)：通过获得虚拟上行链路的初始功率分配pInit初始化第一次迭代，该初始功率分配例如可以是初始等功率分配。
[0249] 步骤2(vUL)：对于给定的虚拟上行链路功率分配求解虚拟上行链路MCA检测器。MCA检测器的厄米特转置给出下行链路MCA预编码器。
[0250] 步骤3(DL)：使用给定小区的总可用发射功率的第一部分，该部分被分配用于该组接收设备600a，600b，...，600z的最小频谱效率的最大化。给定来自步骤2的上行链路检测器Uj，使用该组接收设备600a，600b，...，600z的最小频谱效率最大化的准则，根据以下公式计算第一功率分配p1：
[0251]
[0252]
[0253] 其中， 并且 是小区l＝1中各UE的功率分配向量，UE天线的总数为K。SINRκ是具有索引为κ的天线的UE与其对应服务基站之间的链路的信号对噪声加干扰比。功率向量分量由 给出，上标(n+1)用于表示迭代次数，下标κ′用于表示具有索引为κ′的天线的UE与其服务基站之间链路。
[0254] 步骤4(vUL)：对给定小区的总可用发射功率的第二剩余部分使用等功率分配，或者在步骤4中执行以下步骤：使用给定小区的总可用发射功率的剩余第二部分，该部分用于该组接收设备600a，600b，...，600z的和速率最大化的准则。给定来自步骤2的上行链路检测器Uj，使用该组接收设备600a，600b，...，600z的和速率最大化的准则，根据以下公式计算第二功率分配p2：
[0255]
[0256]
[0257] 其中， 并且 是小区l＝1中各UE的功率分配向量，UE天线的总数为K。SINRκ是索引为κ的UE天线与其对应的服务基站之间的链路的信号对噪声加干扰比(SNIR)。向量gκ是索引为κ的UE天线与服务基站之间的虚拟上行链路信道。向量uκ是在服务基站处从索引为κ的UE天线发射的接收信号的虚拟上行链路检测器。因此，F是由用于具有天线索引κ的UE的检测器uκ从具有天线索引κ′的另一UE接收到的虚拟上行链路信号的泄露与由期望的检测器uκ从具有天线索引κ的期望的UE接收到的虚拟上行链路信号之比。
[0258] 步骤5(vUL)：基于在步骤3中计算的第一功率分配p1和在步骤4中计算的第二功率分配p2计算组合功率分配pComb。在一个示例中，将给定小区的第一功率分配p1与第二功率分配p2相加，以获得组合功率分配pComb为
[0259]
[0260] 如果在步骤5中满足前述的第一功率约束C1，即图5中的“是”，算法继续到步骤7。然而，如果在步骤5中不满足第一功率约束C1，即图5中的“否”，执行与上面指定的在功率约束C1方程之后与第一功率约束C1相关的步骤I至III。此后转到虚拟上行链路系统中的步骤
6。
6。
[0261] 步骤6(vUL)：使用来自在步骤5中计算的下行链路系统的参数作为第一变换函数f1的输入，计算虚拟上行链路功率分配。从而，获得上行链路系统中的功率分配。在步骤6中计算的功率分配用作步骤2中的输入，用于计算新的虚拟上行链路MCA检测器。
[0262] 迭代/重复步骤2到6，直到在步骤5中满足第一功率约束C1。此后，在下行链路系统中如下所示执行步骤7到10。
[0263] 步骤7(DL)：识别并去除包括饱和天线元件的天线元件行。
[0264] 步骤8(DL)：对于第二下行链路预编码器VDL2，使用具有等功率分配(EPA)的虚拟上行链路MCA检测器的厄米特转置获得的MCA预编码器，并通过MCA预编码器使用相等的下行链路功率分配。
[0265] 步骤9(DL)：将第二功率约束C2应用于得到的第一乘积和第二乘积的和，其中第一乘积是第一下行预编码器VDL1和相应的第一下行功率分配pDL1的乘积，第二乘积是在上面的步骤8中第二下行链路预编码器VDL2和相应的第二功率分配pDL2的乘积。使用与上述第二功率约束C2相关的步骤I至V应用第二功率约束C2。
[0266] 步骤10(DL)：计算结果下行链路预编码器和功率分配，该结果下行链路预编码器和功率分配包括第一下行链路预编码器VDL1和第一下行链路发射功率分配pDL1的乘积，以及第二下行链路预编码器VDL2和第二下行链路发射功率分配pDL2的第二乘积。
[0267] 如前所述，结果下行链路预编码器和功率分配可以由发送设备300用于发射下行链路数据。
[0268] 为了更全面地理解这里使用的下行链路-上行链路二元性，将讨论下行链路域/系统参数/变量与虚拟上行链路或变换域参数/变量之间的关系。表1中给出了下行链路系统变量/参数和与下行链路系统等效的虚拟上行链路系统中的变量/参数之间的映射。从下行链路系统到虚拟上行链路系统的变换方向或相反方向如表1所示。此外，还示出了变换函数或变换操作。
[0269]
[0270] 表1
[0271] 给定相应下行链路输入参数 第一变换函数f1提供了上行链路功率分配Qj，j＝1，...，L，作为变换的系统中的输出。第一变换函数f1由下式给出：
[0272]
[0273] 其中，Q＝diag((Q1，...，QL))，
[0274]
[0275]
[0276] j，l∈{1，...，L}，k，q∈{1，...，K}. (13)
[0277] 向量vjk是小区j中的UE天线k的预编码器。计算的下行链路SINR， 用在公式(11)中以实现SINR性能的等效性，其中，对于两个域(下行链路和上行链路)，期望矩阵IKL是大小为KL的单位矩阵。
[0278] 类似地，给定相应的上行链路输入参数 第二变换函数f2提供下行链路功率分配Pj，j＝1，...，L，作为下链路系统中的输出。具体地，第二变换函数f2由下式给出
[0279]
[0280] 其中， 是具有块对角线项Pj，j＝1，...，L的矩阵，是由 的对角线元素组成的向量。
[0281] 公式(14)的获得是通过重新排列公式(15)中的项
[0282]
[0283] 以求解下行链路功率分配， 并使用 的计算值代替 标量pjk是分配给小区j中具有索引为k的天线的UE的来自小区j中基
站的发射功率，标量 是索引为k的UE天线处的接收机噪声功率。
站的发射功率，标量 是索引为k的UE天线处的接收机噪声功率。
[0284] 类似地，上述第一变换函数f1的表达式的获得是通过针对上行链路功率分配Q，求解公式(16)
[0285]
[0286] 并使用 的计算值代替 标量qjk是从小区j中具有索引为k的天线的UE向小区j中的基站的虚拟上行链路发射功率。
[0287] 应注意的是下行链路系统中的和功率约束，即总发射功率，在虚拟上行链路系统中被保留。此外，当下行链路-上行链路二元性应用于单个小区时，给定小区的和功率约束被保留，具体地关系是：
[0288] 当下行链路-上行链路二元性应用于无线通信系统或相应网络时，为网络保留和功率约束，即 其中PTX_Net是网络的总发射功率。对于MCA问题，和功率约束应用于包括多个小区的网络。通过根据优化准则应用功率分配算法，代替使用固定功率分配，还在多小区环境中引入每小区和功率约束。
[0289] 图6显示了根据本发明实施例的无线通信系统500的系统架构。无线通信系统500在图6中包括多小区场景中的多个基站形式的发送设备300a，300b，300c，即每个小区(未示出)由单个基站服务。每个基站包括处理单元100(未示出)，其执行诸如图5中所示的处理步骤。基站节点300彼此通信以交换相关的调度和处理信息。此外，中央协调节点510包括在无线通信系统500中，并且被配置为使用通过箭头示出的合适的通信接口与基站通信。中央协调节点510可以是基站的一部分或者是独立的网络控制节点，诸如无线电网络控制器(RNC)。在图6中示出了基站之间经由协调节点510的信息交换。在图6中还显示了根据本发明的实施例，诸如基站300a的基站如何被配置为通过使用虚拟上行链路处理322和下行链路处理324获得其小区下行链路预编码器和下行链路功率分配。
[0290] 图6的系统架构显示了优选地与其他小区的基站交换关于在给定基站的小区中哪些UE是活动的调度信息。这实现了更有效的MAC预编码。用户调度信息涉及关于哪些UE在无线通信系统500中是活动的或参与通信会话的信息。此外，如先前所解释的，发射功率分配向量从下行链路到虚拟上行链路或从虚拟上行链路到下行链路的变换需要使用虚拟上行链路处理302和下行链路处理304交换有效信道信息(即信道信息加下行链路预编码)和下行链路发射功率分配。
[0291] 这里的接收设备600z可以是，例如用户终端(UT)、用户设备(UE)、移动站(MS)、无线终端或移动终端中的任何一个，其能够在无线通信系统中进行无线通信，有时也称为蜂窝无线电系统。UE还可能被称为具有无线功能的移动电话、蜂窝电话、平板电脑或笔记本电脑。本上下文中的UE可以是，例如便携式、口袋可存储式、手持式、计算机包括的或车载的移动设备，其能够经由无线电接入网络与另一实体传递语音或数据，该另一实体例如另一个接收器或服务器。UE可以是一个站点(STA)，其是包含符合IEEE 802.11的媒体访问控制(MAC)和无线介质(WM)物理层(PHY)接口的任何设备。
[0292] 这里的发送设备300可以是无线电网络节点或接入节点或接入点或基站(BS)，例如无线电基站(RBS)，其在一些网络中可以被称为发射机、“eNB”，“eNodeB”，“NodeB”或“B node”，这取决于所使用的技术和术语。基于发射功率并因此基于小区大小，无线电网络节点可以是不同的类别的，诸如，例如宏eNodeB，家庭eNodeB或微型基站。无线电网络节点可以是一个站点(STA)，其是包含符合IEEE 802.11的媒体访问控制(MAC)和无线介质(WM)物理层(PHY)接口的任何设备。
[0293] 此外，根据本发明实施例的方法可以在具有代码手段的计算机程序中实现，其在由处理装置运行时使处理装置执行该方法的步骤。该计算机程序包括在计算机程序产品的计算机可读介质中。计算机可读介质基本上可以包括任何存储器，诸如ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、闪存、EEPROM(电可擦除PROM)或硬盘驱动器。
[0294] 此外，本领域技术人员应领会，处理设备100可包括例如功能、装置、单元、元件等形式的用于执行本方案的必要通信能力。其他此类装置、单元、元件和功能的示例是：处理器、存储器、缓冲器、控制逻辑、编码器、译码器、速率匹配器、解速率匹配器、映射单元、乘法器、决策单元、选择单元、开关、交织器、去交织器、调制器、解调器、输入、输出、天线、放大器、接收器单元、发射器单元、DSP、MSD、TCM编码器、TCM解码器、电源单元、电源馈线、通信接口、通信协议等，它们一起适当地排列用于执行本方案。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种电力物联网中基于D2D通信的MEC定价卸载方法 | 2020-05-08 | 206 |
| 一种低功耗高运算性能求解计算流体动力学的框架方法 | 2020-05-08 | 107 |
| 一种输电断面热稳定功率极限区间识别方法及系统 | 2020-05-08 | 776 |
| 存储器控制器及其操作方法 | 2020-05-08 | 895 |
| 神经网络量化方法、装置及电子设备 | 2020-05-08 | 875 |
| PCIe初始化流程的仿真方法、装置及相关设备 | 2020-05-11 | 484 |
| 一种存储设备量产方法、装置、存储介质及电子设备 | 2020-05-11 | 157 |
| 适于无线网络的资源分配方法、装置和系统 | 2020-05-08 | 359 |
| 一种基于深度学习的商品二维码生成方法及系统 | 2020-05-08 | 328 |
| 一种用于联邦学习的图形化模型全生命周期建模方法 | 2020-05-11 | 751 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈