CN102130749B - 下行信号的发送系统、方法以及相关装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下行信号的发送系统、方法以及相关装置，用以解决现有技术在不具备互易性的通信系统中，无法实现下行信号的协同传输的问题。该系统包括：移动终端，用于确定各协作基站对应的下行信道矩阵，选择最优码本矩阵，根据选择出的最优码本矩阵和服务基站的下行信道矩阵，对各协作基站对应的下行信道矩阵进行压缩；联合处理装置，用于根据压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵和选择出的最优码本矩阵的标识、其他移动终端发来的最优码本矩阵的标识，确定该移动终端对应的等效下行信道矩阵，并基于等效下行信道矩阵，确定该移动终端对应的预加权值；协作基站，用于根据预加权值，将预加权处理后的下行信号发送该移动终端。

Description

下行信号的发送系统、方法以及相关装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种下行信号的发送系统、一种下行信号的发送方法、一种对下行信道矩阵进行压缩的方法、一种移动终端设备和一种下行信号的发送装置。

背景技术

根据目前对3GPP LTE(Long Term Evolution)的研究，在LTE演进(LTE-Advanced)系统中将采用正交频分多址(OFDMA，Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access)接入方式。通过这种接入方式，在同一小区覆盖范围内，分别承载不同用户的信号的子载波是相互正交的，因此可以避免同一小区内不同用户信号之间的多址干扰。然而，OFDMA接入方式并不能抑制属于不同小区覆盖范围的用户的信号之间的干扰，因此在LTE-Advanced系统中，影响系统性能的干扰主要来自于相邻小区，即在在LTE-Advanced系统中，小区间的干扰是个不容忽视的问题。

此外，为了获得更高的频谱利用率，LTE-Advanced系统在网络部署时往往采用同频组网方式、或频率复用因子接近1的组网方式，在这种组网情况下，位于小区覆盖边缘的用户受到的相邻小区用户信号的干扰，将严重影响小区覆盖边缘的用户的通信质量和吞吐量。例如，请参照附图1所示，其中粗实线为有用信号，细虚线为干扰信号，基站1为用户1的服务基站、基站2为用户2的服务基站、基站3为用户3的服务基站。对于下行链路(基站向用户发送信号所使用的链路)而言，用户1除了接收到基站1发送的有用信号外，还会接收到基站2和基站3的干扰信号；类似地，用户2除了接收到基站2发送的用于信号外，还接收到基站1和基站3的干扰信号；用户3除了接收到基站3的有用信号外，还接收到基站1和基站2的干扰信号。

为了解决上述小区覆盖边缘用户受到的小区间干扰较为严重的问题，现有研究提出了协作多点传输(CoMP，Coordinated Multi-Point)技术，每个协作小组中包括至少两个协作基站，协作小组对处于该协作小组中的协作基站各小区覆盖范围内的用户，统一进行传输资源分配、以及对要发送给用户的下行信号进行联合处理，各协作基站根据传输资源分配结果，将联合处理后的信号发送给用户。CoMP技术在发送时将干扰信号进行预抑制，从而有效地降低小区间的干扰，提高用户接收到的下行信号的信干比，继而提高小区边缘用户的通信质量和吞吐量。请参照附图2，基站1、基站2和基站3组成第一协作小组，基站4、基站5和基站6组成第二协作小组，各协作小组中负责传输资源分配和对下行信号进行联合处理的联合处理装置可以设置在协作小组中的其中一个基站上，也可以设置在与协作小组中每个基站、核心网相连的独立网络实体上。

对于CoMP技术而言，如何进行传输资源分配、以及对要发送给用户的下行信号进行联合处理成为一个关键问题。在具备上下行信道互易性的系统中，各个协作基站可以根据自身与用户间上行信道的传输特性(该特性可通过协作基站接收到的用户发送的上行信号确定出)，来确定该用户对应的下行信道的传输特性，继而联合处理装置根据各个协作基站确定出的对于该用户的下行信道的传输特性，采用迫零(ZF，Zero Forcing)算法、块对角化(BD，BlockDiagonalization)算法等联合预编码算法，计算对下行信号进行联合预编码处理时的所需的联合处理预编码加权值(简称预加权值)。上下行信道互易性是指可以通过上行信道的传输特性，推测或计算出对应的下行信道的传输特性。例如，在时分双工(TDD，Time Division Duplex)系统中，上行信号和下行信号都是承载在相同频率的载波上，只是分别使用的时隙不同，因此上行信道和下行信道具有相同的传输特性，基站可以将上行信道的传输特性作为下行信道的传输特性，因此TDD系统具备上下行信道互易性。

但是，对于不具备上下行信道互易性的通信系统，例如在频分双工(FDD，Frequency Division Duplex)系统中，上行信道和下行信道分别使用不同频率的载波，因此下行信道的传输特性与上行信道的传输特性可能存在很大差异。只有服务基站才能获得用户反馈的能够反映服务基站与用户之间下行信道的传输特性的参数，例如最优码本指示符PMI、信道质量指示符等信息，除了服务基站之外的其他协作基站无法获得用户反馈的参数，也无法确定除服务基站之外的其他协作基站与用户之间下行信道的传输特性。因此即使组成了协作小组，联合处理装置也无法计算对下行信号进行联合处理时所需的预加权值，因此现有技术没有提供一种适用于不具备上下行信道互易性的通信系统中多个协作基站协作发送下行信号的方案。

发明内容

本发明实施例提供一种下行信号的发送系统，用以解决现有技术在不具备互易性的通信系统中，无法实现下行信号的协同传输的问题。

对应地，本发明实施例还提供了一种下行信号的发送方法和一种移动终端设备、一种下行信号的发送装置、以及一种对下行信道矩阵进行压缩的方法。

本发明实施例提供的技术方案如下：

一种下行信号的发送系统，包括移动终端、协作基站和联合处理装置，其中：

移动终端，用于根据接收到的各协作基站发送的下行公共导频信号，确定各协作基站对应的下行信道矩阵，并根据确定出的服务基站的下行信道矩阵，选择最优码本矩阵，以及根据选择出的最优码本矩阵和服务基站的下行信道矩阵，对所述各协作基站对应的下行信道矩阵进行压缩；

联合处理装置，用于根据移动终端压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵和选择出的最优码本矩阵的标识，以及与该移动终端同处于一个协作小组覆盖范围下的其他移动终端发来的最优码本矩阵的标识，确定该移动终端对应的等效下行信道矩阵，并基于确定出的等效下行信道矩阵，确定该移动终端对应的预加权值，以及将确定出的该移动终端对应的预加权值发送给各协作基站；

协作基站，用于根据联合处理装置发来的预加权值，对待发送的下行信号进行预加权处理，并将预加权处理后的下行信号发送该移动终端。

一种下行信号的发送方法，包括：

根据移动终端压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵和选择出的最优码本矩阵的标识，以及与该移动终端同处于一个协作小组覆盖范围下的其他移动终端发来的最优码本矩阵的标识，确定该移动终端对应的等效下行信道矩阵，所述最优码本矩阵的标识是移动终端根据接收到的各协作基站发送的下行公共导频信号，确定出各协作基站对应的下行信道矩阵后，根据确定出的服务基站的下行信道矩阵选择出的最优码本矩阵的标识，所述压缩处理后的各协作基站对应的下行信道矩阵是移动终端根据确定出的服务基站的下行信道矩阵、以及根据确定出的服务基站的下行信道矩阵选择出的最优码本矩阵，对所述各协作基站对应的下行信道矩阵进行压缩后获得的；并

基于确定出的等效下行信道矩阵，确定所述移动终端对应的预加权值；以及

将确定出的该移动终端对应的预加权值发送给各协作基站，所述各协作基站根据联合处理装置发送的预加权值，对待发送的下行信号进行预加权处理，将预加权处理后的下行信号发送该移动终端。

一种对下行信道矩阵进行压缩的方法，包括：

移动终端根据接收到的各协作基站发送的下行公共导频信号，确定各协作基站对应的下行信道矩阵；并

根据其中确定出的服务基站的下行信道矩阵，选择最优码本矩阵；以及

根据选择出的最优码本矩阵、和服务基站的下行信道矩阵，对所述各协作基站对应的下行信道矩阵进行压缩处理。

一种移动终端设备，包括：

确定单元，用于根据接收到的各协作基站发送的下行公共导频信号，确定各协作基站对应的下行信道矩阵；

选择单元，用于根据确定单元确定出的服务基站的下行信道矩阵，选择最优码本矩阵；

压缩单元，用于根据选择单元选择出的最优码本矩阵和确定单元确定出的服务基站的下行信道矩阵，对所述各协作基站对应的下行信道矩阵进行压缩；

发送单元，用于发送压缩单元压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵、以及选择单元选择出的最优码本的标识。

一种下行信号的发送装置，包括：

第一确定单元，用于根据移动终端压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵和选择出的最优码本矩阵的标识，以及与该移动终端同处于一个协作小组覆盖范围下的其他移动终端发来的最优码本矩阵的标识，确定该移动终端对应的等效下行信道矩阵；

第二确定单元，用于基于第一确定单元确定出的等效下行信道矩阵，确定该移动终端对应的预加权值；

第一发送单元，用于将第二确定单元确定出的所述移动终端对应的预加权值发送给各协作基站。

本发明实施例提出的方案中移动终端确定各协作基站的传输特性的参数，并将确定出的各协作基站的传输特性的参数压缩处理后发送给联合处理装置，联合处理装置根据用户反馈的信息得到每个用户的对应的各等效下行信道的传输特性的参数，继而据此基于联合预编码算法，确定预加权值，协作基站依据联合处理装置确定出的预加权值对要发送给移动终端的下行数据进行预加权处理后，将获得的下行信号在分配给该用户的信道上发送给该用户使用的移动终端，提出了可行的在不具备互易性的通信系统中实现基于CoMP技术的下行信号的发送方案。

附图说明

图1为现有技术邻区干扰的示意图；

图2为协作多点传输技术的示意图；

图3为非CoMP技术中发送下行信号的过程示意图；

图4为本发明实施例的主要实现原理流程图；

图5为本发明实施例中发送下行信号的系统的示意图；

图6a为本发明实施例各协作基站向用户发送的下行公共导频信号的第一个示意图；

图6b为本发明实施例各协作基站向用户发送的下行公共导频信号的第二个示意图；

图7为本发明实施例提供移动终端设备的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的下行信号的发送装置的结构示意图。

具体实施方式

在现有的未使用CoMP技术的通信系统中，服务基站根据用户反馈的能够反映服务基站与用户之间下行信道的传输特性的参数，为用户分配时频资源、对待发送给用户的下行数据进行编码调制，以及将编码调制获得的下行信号承载在分配的时频资源上发送给用户的具体过程如附图3所示。

步骤301，用户使用的移动终端接收服务基站发送的下行公共导频信号；

步骤302，所述移动终端将接收到的下行公共导频信号序列与预先知晓的服务基站的下行公共导频信号对应的序列进行比较后，估计出下行信道的冲激响应矩阵(通常可以简称为下行信道矩阵)H；

步骤303，所述移动终端根据步骤302确定出的H矩阵、以及预定的码本选择原则(例如吞吐量最大化原则)，从预先与服务基站约定的码本矩阵集合中选择出最优码本矩阵T；

步骤304，所述移动终端计算接收到的信号的信噪比SINR，所述接收到的信号是指假设服务基站采用步骤303中选择出的该码本对下行数据编码后，通过每个等效下行信道将编码获得的下行信号发送给该移动终端后，该移动终端接收到的信号，所述移动终端根据计算出的SINR查找该下行等效信道对应的调制编码方式(MCS，Modulation and Coding Scheme)；

在不同的通信系统中，通常定义了不同的调制编码方式，选择MCS的基本原理为：预定每种调制编码方式对应不同的信噪比范围，移动终端根据估算出的信噪比SINR，选择出估算出的信噪比对应的调制编码方式，较高的信噪比对应的较高等级的MCS，较高等级的MCS对应的传输速率更高。

步骤305，所述移动终端将步骤303选择出的最优码本矩阵T的标识PMI，以及步骤304确定出的各个等效下行信道对应的MCS标识发送给服务基站；

步骤306，服务基站基于预定的资源分配原则，根据所有用户反馈的PMI，确定时频资源的分配结果；

预定的资源分配原则有很多，例如吞吐量最大化原则、轮询算法、正比公平算法、最大C/I算法等等。其中有的资源分配原则在分配时频资源时需要使用各移动终端反馈的用于确定各时频资源对应的MCS的信道质量指示符。

步骤307，服务基站依据每个用户反馈的PMI和CQI，采用该PMI对应的码本矩阵、根据信道质量指示符(CQI，Channel Quality Indication)确定出的MCS对该用户的待发送下行数据进行编码、调制获得下行信号后，通过步骤306分配给该用户的时频资源，将所述下行信号发送给该用户使用的移动终端。

在现有技术中移动终端只能向服务基站反馈服务基站的PMI，对于服务基站而言，只能为自身为其提供服务的用户分配时频资源，对要发送给自身为其提供服务的用户使用的移动终端的下行数据进行编码、调制等预处理，并通过分配的时频资源将编码调制后的下行信号发送给自身为其提供服务的用户使用的移动终端，以附图1中的实例为例，基站1只能对要发送给用户1的下行数据进行预处理，并将处理后的下行信号发送给用户1；基站1由于无法确定与用户2、用户3之间的下行信道的传输特性的参数，因而无法确定为用户2分配的信道，以及如何对要发送给用户2的下行信号进行编码调制等预处理，因此现有技术在非互易性系统中，网络侧无法实现基于CoMP技术向移动终端发送下行数据。

本发明实施例提出由移动终端确定各协作基站的下行信道矩阵和最优码本矩阵的标识，联合处理装置根据用户反馈的信息得到每个用户的对应的等效下行信道矩阵(即能够反映该用户与各个协作基站之间下行信道传输特性的参数)，继而据此基于联合预编码算法，确定预加权值，协作基站依据联合处理装置确定出的预加权值对调制编码后的要发送给移动终端的下行信号进行预加权处理后，将预加权处理获得的下行信号在分配给该用户的时频资源上发送给该用户使用的移动终端，提出了可行的实现基于CoMP技术的下行信号发送方案。

下面结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。

如图4所示，本发明实施例的主要实现原理流程如下：

步骤10，移动终端根据接收到的各协作基站发送的下行公共导频信号，确定每个协作基站对应的能够反映该协作基站与该移动终端之间的下行信道传输特性的下行信道矩阵；

步骤20，所述移动终端根据步骤10确定出的服务基站与该移动终端间的下行信道矩阵，选择最优码本矩阵；

步骤30，所述移动终端根据步骤20选择出的最优码本矩阵，以及服务基站的下行信道矩阵，对步骤10确定出的各协作基站对应的下行信道矩阵进行压缩；

步骤40，所述移动终端将步骤30压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵、步骤20选择出的最优码本的标识发送给联合处理装置；

步骤50，联合处理装置根据所述移动终端压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵和最优码本矩阵的标识，以及与该移动终端同处于一个协作小组覆盖范围下的其他移动终端发来的最优码本矩阵的标识，确定所述移动终端对应的等效下行信道矩阵；

步骤60，所述联合处理装置基于联合预编码算法、步骤50确定出的等效下行信道矩阵，确定所述移动终端对应的预加权值；

步骤70，所述联合处理装置将分配给该移动终端的时频资源的标识、确定出的该移动终端对应的预加权值、对应的调制编码方式MCS标识发送给各协作基站和所述移动终端；

步骤80，各协作基站根据接收到的预加权值，对已通过接收到的MCS标识对应的MCS调整编码后的待发送给该移动终端的下行数据进行预加权处理后，将预加权处理后的下行数据承载在分配该该移动终端的时频资源的标识对应的资源块上发送给该移动终端；

步骤90，所述移动终端根据联合处理装置发来的预加权值，在联合处理装置发来的时频资源的标识对应的时频资源上接收下行信号。

下面将依据本发明上述发明原理，详细介绍一个实施例来对本发明方法的主要实现原理进行详细的阐述和说明。

请参照附图5，还是以附图1中的实例为例，第一协作小组中包含的基站1、基站2、基站3共同参与向用户1发送下行信号。基站1、基站2、基站3分别在各下行信道上发送各自对应的下行公共导频信号。

步骤501，用户1使用的移动终端接收到各协作基站发送的下行公共导频信号，具体地，移动终端在每个信道上接收到的下行公共导频信号为能够在该信道上接收到的各协作基站所发送的下行公共导频信号叠加后的信号；

各协作基站向用户发送的下行公共导频信号分别承载在不同信道的子载波上，如附图6a所示，其中每个方块表示一个子载波，对于同一个子载波来说，基站1～基站3的下行公共导频信号为承载在该子载波上的码分复用的信号。

由于码分并不能完全消除各协作基站下行公共导频信号间的相互干扰，为了便于用户使用的移动终端区分各基站的下行公共导频信号，提高检测分辨效果，对相邻基站的下行公共导频信号进行频域位移shift处理，请参照附图6b，将基站1、基站2和基站3的下行公共导频信号通过不同的子载波来承载，以消除各小区下行公共导频信号之间的干扰。

步骤502，用户1使用的移动终端根据步骤501接收到的下行公共导频信号，确定3个协作基站中每个协作基站对应的下行信道矩阵H_j(j＝1，2，3)，H_j为3个协作基站中第j个协作基站的a行、b列的下行信道矩阵，其中a为该移动终端的接收天线的数量、b为第j个协作基站的发送天线的数量，假定在本实施例中用户1使用的移动终端有2个接收天线，协作基站有4个发送天线，那么H_j为2行4列的矩阵，具体地：用户使用的移动终端根据接入网络时获取到的各基站的标识，确定各协作基站下行公共导频信号的频域和码分位置，从而从叠加后的信号中检测出各协作基站的下行公共导频信号，再根据检测出的下行公共导频信号估计出对应的下行信道冲激响应矩阵。

步骤503，所述移动终端根据步骤502确定出的各协作基站对应的下行信道矩阵H_j中服务基站的下行信道矩阵H_serv(在本实施例中H_serv＝H₁)和预定码本选择规则，从通信系统支持的、且与网络侧约定的码本矩阵集合中，选择出最优码本矩阵T_serv；

以预定码本选择规则为最大吞吐量规则为例，所述移动终端轮询码本矩阵集合中的所有码本矩阵，选择出使得该移动终端在接收下行数据时的吞吐量最大的码本矩阵作为最优码本矩阵。

步骤504，所述移动终端根据步骤503选择出的最优码本矩阵T_serv，对步骤502确定出的各协作基站对应的下行信道矩阵进行第一次列数的压缩，具体地，压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵H_j为：

H_j＝H_j×T_serv，其中T_serv为按照预定码本选择规则，从该移动终端与网络侧约定的码本矩阵集合中选择出的4行的码本矩阵，H_j为压缩后的2行1列的矩阵。

步骤505，所述移动终端对服务基站的下行信道矩阵H_serv进行奇异值分解H_serv＝USV^H，其中，左酉阵U和右酉阵V为H_serv的奇异向量，S为H_serv的奇异值，根据奇异值分解获得的左酉阵U，对步骤504第一次压缩后的各协作基站对应的信道冲激响应矩阵进行第二次压缩，具体地：

所述左酉阵U中的第一列的共轭转置向量R_serv为：R_serv＝(U⁽¹⁾)^H，使用R_serv来压缩各协作基站的下行信道矩阵的行数，压缩后的各协作基站的下行信道矩阵

为

第二次压缩后的为1行1列的矩阵，即为一个数值。

步骤506，所述移动终端将步骤505第二次压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵

以及步骤503中选择出的最优码本矩阵T_serv的标识PMI_serv发送给联合处理装置，例如可以通过与联合处理装置存在连接的该移动终端的服务基站发送给联合处理装置；

步骤507，联合处理装置根据接收到的所述移动终端发来的两次压缩的各协作基站对应的下行信道矩阵

和最优码本矩阵的标识PMI_serv，以及与用户1同处于一个协作小组覆盖范围下的其他用户发来的最优码本矩阵的标识，确定用户1的预加权值，具体地：

首先根据用户1反馈的PMI_serv，从约定的码本矩阵集合中查找到PMI_serv对应的码本矩阵T_serv；

然后，根据查找到的T_serv和用户反馈的

确定用户1的等效下行信道矩阵H_eff；

最后，基于ZF算法、BD算法、或脏纸编码(DPC，Dirty Paper Coding)等联合预编码算法，根据上述确定出的等效下存信道矩阵H_eff，确定用户1的预加权值。

下面给出了上述步骤507的一个具体实例：

为了简明起见，假定当前系统中有两个用户、分别为用户A和用户B，用户A的服务基站为基站1，用户B的服务基站为基站2，用户A和用户B的协作基站为基站1、基站2，附图7为该系统的示意图。用H_A1表示基站1与用户A之间的下行信道冲激响应矩阵，类似地有基站2与用户A之间的下行信道冲激响应矩阵H_A2、基站1与用户B之间的下行信道冲激响应矩阵H_B1、以及基站2与用户B之间的下行信道冲激响应矩阵H_B2。

用户A根据从接收到的叠加信号中检测出的基站1、基站2的下行公共导频信号确定出H_A1、H_A2、根据H_A1选择出最优码本矩阵T₁(对应的码本矩阵标识为PMI₁)、并得到R₁，用户A向联合处理装置反馈 以及PMI₁；同理，用户B向联合处理装置反馈

和PMI₂；

联合处理装置接收到用户反馈的

PMI₁、

和PMI₂后，根据PMI₁查找到对应的码本矩阵T₁、根据PMI₂查找到对应的码本矩阵T₂；

用户A的等效下行信道冲激响应矩阵H_Aeff

H_Aeff＝R₁[H_A1T₁，H_A2T₂]，其中

表示伪逆，即

$H_{\mathrm{Aeff}}=R_1[H_{A1}{T}_1,H_{A2}{T}_2]=\left[{{\stackrel{=}{H}}_{A1}\stackrel{=}{,H}}_{A2}{T}_1^{\mathrm{\τ}}{T}_2\right]$

最后，联合处理装置基于联合预编码算法，根据上述确定出的用户A等效下行信道冲激响应矩阵H_Aeff，确定用户A的预加权值。

上述确定用户A的预加权值的方法还可以变通为：

联合处理装置获得用户A反馈的

PMI₁、用户B反馈的PMI₂后，将PMI₂通知给用户A，将PMI₁通知给用户B，用户A可以根据PMI₂查找到T₂后，确定出R₁H_A2T₂，并将确定出的R₁H_A2T₂反馈给联合处理装置，联合处理装置根据用户A反馈的R₁H_A2T₂和先前反馈的来确定H_Aeff，继而确定用户A的预加权值。

步骤508，联合处理装置将步骤507确定出的用户1的预加权值、分配给用户1的时频资源的标识、以及根据用户1使用的移动终端反馈的CQI为用户1确定的MCS标识发送给基站2和基站3；

其中CQI与MCS之间存在对应关系(例如CQI为一个4bit的数值，用以标识16个MCS)，联合处理装置可以根据接收到的CQI确定对应的MCS，然后根据预定规则，对确定出的MCS进行适当调整，将调整后的MCS作为确定出的用户1使用的移动终端的MCS。

步骤509，联合处理装置将步骤507确定出的用户1的预加权值、分配给用户1的时频资源的标识、以及确定的用户1的MCS标识发送给用户1使用的移动终端；

步骤510，基站1、基站2和基站3根据联合处理装置发来的MCS标识对应的MCS，对待发送给用户1的下行数据进行编码调制，并根据根据联合处理装置发来的预加权值对编码调制后的下行信号进行预加权处理，以及在联合处理装置发来的时频资源的标识对应的资源块上，将预加权处理后获得的下行信号发送给用户1使用的移动终端；

步骤511，用户1使用的移动终端在步骤508中联合处理装置发送的时频资源的标识对应的资源块上接收基站1、基站2和基站3发送的信号，并根据步骤508中联合处理装置发送的预加权值从接收到的信号中获取发送给自身的有效的下行信号，然后根据步骤508中联合处理装置发送的MCS标识对获取的下行信号进行解码解调，获得对应的下行数据。

由于在协作小组中包含的协作基站的数量M较大时，步骤502中用户1使用的移动终端获取到的协作基站对应的下行信道矩阵H_j(j＝1，...，M)的数据量也相应较大，如果所述移动终端直接将各协作基站的下行信道矩阵H_j发送给联合处理装置将占用大量移动终端与联合处理装置之间的传输带宽，本实施例通过上述步骤504、步骤505的压缩过程，大大降低了移动终端发送给联合处理装置的数据量，从而节约了移动终端与联合处理装置之间的传输带宽。

较佳地，用户1使用的移动终端在步骤506中除了将两次压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵

选择出的最优码本矩阵T_serv的标识PMI_serv发送给联合处理装置之外，还可以将每个信道对应的MCS标识发送给联合处理装置，以便联合处理装置采用基于需要各个移动终端发送的MCS标识的资源分配原则(例如吞吐量最大化原则)，对时频资源进行分配，具体过程如下：

用户1使用的移动终端根据确定出的H_serv、PMI_serv，计算接收到的信号的信噪比SINR_serv，所述接收到的信号是指假设服务基站采用PMI_serv对应的码本对下行数据编码后，通过每个等效下行信道将编码获得的下行信号发送给该移动终端后，该移动终端接收到的信号，用户1使用的移动终端根据各个信道对应的信噪比SINR_serv，查找对应的MCS，并将基于各个信道对应的MCS的标识确定出的CQI随同T_serv、PMI_serv发送给联合处理装置。

对应的，联合处理装置根据接收到的各个用户使用的移动终端发送的CQI确定出各个信道对应的MCS的标识后，通过以下方式确定分配给各个用户的信道：针对每个时频资源，联合处理装置按照各个移动终端该信道对应的MCS标识对应的MCS调制编码等级由高到低的顺序，选择出该时频资源对应的预定数量的用户作为确定出的通过该时频资源发送下行信号的用户，由此确定各移动终端与各时频资源之间的配对关系，即为移动终端分配信道资源。例如用户数量为N，可分配的时频资源的数目为K，对于其中第k(1≤k≤K)个时频资源，首先根据各用户使用的移动终端反馈的该时频资源的MCS标识，按照MCS标识对应的MCS等级由高到低的顺序，选择出d个用户，后续分别使用第k个资源块的相互正交的子载波来传输d个用户中每个用户的下行信号。通过上述方式将第k个时频资源分配给d个用户中每个用户。

对应的，联合处理装置采用上述信道分配方案时，在步骤508中，发送给协作基站和移动终端的MCS标识为根据用户反馈的CQI确定出的分配给用户的时频资源对应的MCS标识。

通过上述信道分配方案，能够使通信系统实现较高的吞吐量，当然，也可以采用其他信道分配方案，例如轮询算法，即将第一个信道分配给最先请求信道资源的预定数量的用户，将第二个信道分配给其后请求信道资源的预定数量的用户等。

较佳地，上述步骤501～步骤505可以形成一个独立的移动终端对各协作基站对应的下行信道矩阵H_j进行压缩的方法，该方法同样适用于除移动终端之外的其他设备。

较佳地，上述步骤507～步骤511可以形成一个独立的网络侧发送下行信号的方法。

较佳地，在上述步骤509中，联合处理装置可以通过以下两种方式将确定出的预加权值通知用户1使用的移动终端：

方式一：联合处理装置通过用户1使用的移动终端的服务基站，向该移动终端发送携带有确定出的预加权值的通知信令来通知移动终端；

方式二：联合处理装置通过用户1使用的移动终端的服务基站与该移动终端之间的专用导频信道向移动终端发送使用确定出的预加权值处理后的信号，该移动终端可以通过对专用导频信道中的信号进行估计，来获取联合处理装置通知的预加权值。该方式可以避免方式一在移动终端数量较多时，大量通知信令占用网络传输资源的问题。

本实施例是以联合处理装置为例介绍下行信号的发送方法的，该方法也可以由能够实现类似功能的其他网元设备来执行。

本实施例是以基站为例介绍各协作基站共同向用户发送下行信号的过程，实际中可能为同一基站的不同小区、不同基站的不同小区共同向用户发送下行信号，基本原理与上述过程类似，在这里不在详述。

在本发明实施例中，由移动终端确定各协作基站的下行信道矩阵和最优码本矩阵的标识，联合处理装置根据用户反馈的信息得到每个用户的对应的能够反映该用户与各个协作基站之间下行信道传输特性的等效下行信道矩阵，继而据此基于联合预编码算法，确定预加权值，从而解决了在不具备互易性的通信系统中联合处理装置无法确定预加权值的问题，此后协作基站依据联合处理装置确定出的预加权值对调制编码后的要发送给移动终端的下行信号进行预加权处理后，将预加权处理后的下行信号在分配给该用户的时频资源上发送给该用户使用的移动终端，提供了可行的实现多点传输下行信号的方案。

相应地，本发明实施例还提供了一种移动终端设备，如图7所示，该移动终端设备包括确定单元701、选择单元702、压缩单元703和发送单元704，其中：

确定单元701，用于根据接收到的各协作基站发送的下行公共导频信号，确定各协作基站对应的下行信道矩阵；

选择单元702，用于根据确定单元701确定出的服务基站的下行信道矩阵，选择最优码本矩阵；

压缩单元703，用于根据选择单元702选择出的最优码本矩阵和确定单元确定出的服务基站的下行信道矩阵，对所述各协作基站对应的下行信道矩阵进行压缩；

发送单元704，用于发送压缩单元703压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵、以及选择单元选择出的最优码本的标识。

较佳地，附图7中的移动终端设备还包括接收单元705和获取单元706，其中：

接收单元705，用于接收联合处理装置发来的预加权值；

获取单元706，用于根据接收单元705接收到的预加权值，从接收到信号中获取协作基站发送给该移动终端的下行信号。

相应地，本发明实施例还提供了一种下行信号的发送装置，该装置可以为联合处理装置，如图8所示，该装置包括第一确定单元801、第二确定单元802和第一发送单元803，具体如下：

第一确定单元801，用于根据移动终端压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵和选择出的最优码本矩阵的标识，以及与该移动终端同处于一个协作小组覆盖范围下的其他移动终端发来的最优码本矩阵的标识，确定该移动终端对应的等效下行信道矩阵；

第二确定单元802，用于基于第一确定单元801确定出的等效下行信道矩阵，确定该移动终端对应的预加权值；

第一发送单元803，用于将第二确定单元802确定出的所述移动终端对应的预加权值发送给各协作基站。

较佳地，图8中的装置还包括第二发送单元804，用于将第二确定单元确定出的所述移动终端对应的预加权值发送给所述移动终端。

相应地，本发明实施例还提供了一种基站设备，该设备包括接收单元和发送单元，其中：

接收单元，用于接收下行信号的发送装置发来的移动终端对应的预加权值；

发送单元，用于根据接收单元接收到的预加权值，对待发送的下行信号进行预加权处理，将预加权处理后的下行信号发送给所述移动终端。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种下行信号的发送系统，其特征在于，包括移动终端、协作基站和联合处理装置，其中：

移动终端，用于根据接收到的各协作基站发送的下行公共导频信号，确定各协作基站对应的下行信道矩阵，并根据确定出的服务基站的下行信道矩阵，选择最优码本矩阵，以及根据选择出的最优码本矩阵和服务基站的下行信道矩阵，对所述各协作基站对应的下行信道矩阵进行压缩；

联合处理装置，用于根据移动终端压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵和选择出的最优码本矩阵的标识，以及与该移动终端同处于一个协作小组覆盖范围下的其他移动终端发来的最优码本矩阵的标识，确定该移动终端对应的等效下行信道矩阵，并基于确定出的等效下行信道矩阵，确定该移动终端对应的预加权值，以及将确定出的该移动终端对应的预加权值发送给各协作基站；

协作基站，用于根据联合处理装置发来的预加权值，对待发送的下行信号进行预加权处理，并将预加权处理后的下行信号发送该移动终端。

2.一种下行信号的发送方法，其特征在于，包括：

联合处理装置根据移动终端压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵和选择出的最优码本矩阵的标识，以及与该移动终端同处于一个协作小组覆盖范围下的其他移动终端发来的最优码本矩阵的标识，确定该移动终端对应的等效下行信道矩阵，所述最优码本矩阵的标识是移动终端根据接收到的各协作基站发送的下行公共导频信号，确定出各协作基站对应的下行信道矩阵后，根据确定出的服务基站的下行信道矩阵选择出的最优码本矩阵的标识，所述压缩处理后的各协作基站对应的下行信道矩阵是移动终端根据确定出的服务基站的下行信道矩阵、以及根据确定出的服务基站的下行信道矩阵选择出的最优码本矩阵，对所述各协作基站对应的下行信道矩阵进行压缩后获得的；并

基于确定出的等效下行信道矩阵，确定所述移动终端对应的预加权值；以及

将确定出的该移动终端对应的预加权值发送给各协作基站，所述各协作基站根据发送的预加权值，对待发送的下行信号进行预加权处理，将预加权处理后的下行信号发送该移动终端。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述移动终端将压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵、选择出的最优码本的标识发送给该移动终端的服务基站；以及

联合处理装置通过与所述服务基站之间的连接，获取所述压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵、选择出的最优码本矩阵的标识。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据移动终端发来的压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵和最优码本矩阵的标识，以及与该移动终端同处于一个协作小组覆盖范围下的其他移动终端发来的最优码本矩阵的标识，基于下述公式，确定该移动终端对应的等效下行信道矩阵：

其中H_Aeff为该移动终端对应的等效下行信道矩阵；A为该移动终端的标识，M为协作小组中包含的协作基站的数量，T₁为以第1个协作基站为服务基站的该移动终端发来的码本标识，T_j,1＜j≤M，为与该移动终端同处于一个协作小组覆盖范围下、且以协作小组中包含的第j个基站为服务基站的其他移动终端发来的码本标识对应的码本矩阵，

为伪逆，

为该移动终端反馈的压缩后的第j个基站的下行信道矩阵。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据移动终端压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵和选择出最优码本矩阵的标识，以及与该移动终端同处于一个协作小组覆盖范围下的其他移动终端发来的最优码本矩阵的标识，确定该移动终端对应的等效下行信道矩阵，具体为：

将T_j,1＜j≤M，发送给所述移动终端，其中T_j为与该移动终端同处于一个协作小组覆盖范围下、且以协作小组中包含的第j个基站为服务基站的其他移动终端发来的码本标识对应的码本矩阵，M为协作小组中包含的协作基站的数量；

接收所述移动终端发来的以及根据发送的所述T_j确定出的

其中A为该移动终端的标识，

为该移动终端压缩后的第j个基站的下行信道矩阵；并

在接收到所述移动终端发来的

后，确定该移动终端对应的等效下行下行信道矩阵H_Aeff为：

6.如权利要求2至5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，确定出所述移动终端对应的预加权值之后，还包括：

联合处理装置将确定出的所述移动终端对应的预加权值通知给所述移动终端，所述移动终端根据接收到的预加权值，从接收到信号中获取协作基站发送给该移动终端的下行信号。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，将确定出的预加权值通知给所述移动终端，具体为：

通过所述移动终端的服务基站向该移动终端发送携带有确定出的预加权值的通知信令。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，将确定出的预加权值通知给所述移动终端，具体为：

联合处理装置通过所述移动终端的服务基站与该移动终端之间的专用导频信道向移动终端发送使用确定出的预加权值处理后的信号；

所述移动终端通过估计所述专用导频信道中的信号，获取所述预加权值。

9.一种对下行信道矩阵进行压缩的方法，其特征在于，包括：

移动终端根据接收到的各协作基站发送的下行公共导频信号，确定各协作基站对应的下行信道矩阵；并

根据其中确定出的服务基站的下行信道矩阵，选择最优码本矩阵；以及

根据选择出的最优码本，对各协作基站对应的下行信道矩阵在列数上进行第一次压缩；

所述移动终端对所述服务基站的矩阵进行奇异值分解，根据奇异值分解获得的左酉阵，对第一次压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵在行数上进行第二次压缩。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，根据选择出的最优码本，对各协作基站对应的下行信道矩阵在列数上进行第一次压缩，具体为：

其中为压缩后的a行的矩阵，H_j为a行、b列的M个协作基站中第j个协作基站对应的与该移动终端的下行信道矩阵，a为该移动终端的接收天线的数量、b为第j个协作基站的发送天线的数量，T_serv为按照预定的码本选择规则，从该移动终端与网络侧约定的码本矩阵集合中选择出的b行的码本矩阵。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，根据奇异值分解获得的左酉阵，对第一次压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵进行第二次压缩，具体包括：

移动终端对服务基站的下行信道矩阵进行奇异值奇异值分解H_serv＝USV^H，其中U为左酉阵、S为H_serv的奇异值、V为右酉阵，并

根据所述左酉阵中的第一列的共轭转置向量，对第一次压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵在行数上进行第二次压缩，其中

为第二次压缩后的各协作基站对应的信道冲激响应矩阵，R_serv为所述左酉阵U中第1列的共轭转置，即R_serv＝(U⁽¹⁾)^H，

为所述第一次压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵。

12.一种移动终端设备，其特征在于，包括：

确定单元，用于根据接收到的各协作基站发送的下行公共导频信号，确定各协作基站对应的下行信道矩阵；

选择单元，用于根据确定单元确定出的服务基站的下行信道矩阵，选择最优码本矩阵；

压缩单元，用于根据选择单元选择出的最优码本矩阵和确定单元确定出的服务基站的下行信道矩阵，对所述各协作基站对应的下行信道矩阵进行压缩；

发送单元，用于发送压缩单元压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵、以及选择单元选择出的最优码本的标识；

接收单元，用于接收联合处理装置发来的预加权值；

获取单元，用于根据接收单元接收到的预加权值，从接收到信号中获取协作基站发送给该移动终端的下行信号。

13.一种下行信号的发送装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，用于根据移动终端压缩后的各协作基站对应的下行信道矩阵和选择出的最优码本矩阵的标识，以及与该移动终端同处于一个协作小组覆盖范围下的其他移动终端发来的最优码本矩阵的标识，确定该移动终端对应的等效下行信道矩阵；

第二确定单元，用于基于第一确定单元确定出的等效下行信道矩阵，确定该移动终端对应的预加权值；

第一发送单元，用于将第二确定单元确定出的所述移动终端对应的预加权值发送给各协作基站；

第二发送单元，用于将第二确定单元确定出的所述移动终端对应的预加权值发送给所述移动终端。

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