CN105099531B - 信号传输方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种信号传输方法和装置，能够使得系统中的用户设备加权容量和达到最大化，提高系统的鲁棒性。其方法为：首先基站通过预编码矩阵对发射信息进行编码形成发射信号，并发送经过编码后的发射信号，而后用户设备接收所述发射信号并将接收权向量与所述发射信号进行矢量相乘。本发明的实施例用于最大化系统加权容量和。

Description

信号传输方法和装置

技术领域

本发明的实施例涉及移动通信技术，尤其涉及一种信号传输方法和装置。

背景技术

在多用户设备且多基站的场景下，若多个用户设备被调度在相同的时频资源上，则各个用户就会受到较强的邻区干扰，系统的容量就会降低从而导致多用户场景下系统的鲁棒性较低。业界往往采用线性预编码技术对上述邻区干扰进行协调以提高系统容量，其中，预编码矩阵是通过ZF(Zero-Forcing，过零)算法得到的，基站将发射信号与上述预编码矩阵相乘后发送给用户设备。

在对上述邻区干扰进行协调的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：

ZF算法是通过对信道系数的估计值进行运算得到上述预编码矩阵的，当该信道系数的估计值与信道系数的真实值之间存在差异时，基站发射出的信号在通过与用户设备之间的信道传输后，由于存在上述信道系数估计值与真实值的误差，经过上述预编码矩阵编码后的信号与信道噪声经过矢量相乘后的模值不等于1，即信道噪声不能够被完全去掉，导致系统信干噪比较低，根据系统容量计算方法可知该系统的容量较低，从而该系统在多用户场景下不具有良好的鲁棒性。

发明内容

本发明的实施例提供一种信号传输方法和装置，能够使得系统中的用户设备加权容量和达到最大化，提高系统的鲁棒性。

第一方面，本发明的实施例提供一种信号传输方法，所述方法包括：

用发射权向量对发射信息进行编码，生成发射信号；

所述发射权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的，所述用 户设备加权容量和最大化条件包括所述发射权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述发射权向量的共轭转置的梯度值；

发送所述发射信号。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

获取初始化发射权向量；

根据用户设备加权容量和对所述初始化发射权向量的梯度值对所述初始化发射权向量进行迭代处理或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值。

第二方面，本发明的实施例提供一种信号传输方法，所述方法包括：

接收基站发送的发射信号；

用接收权向量与所述发射信号进行矢量相乘，所述接收权向量为解码向量，所述接收权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的；

所述用户设备加权容量和最大化条件包括所述接收权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述接收权向量的共轭转置的梯度值。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

获取初始化接收权向量；

根据用户设备加权容量和对所述初始化接收权向量的梯度值对所述初始化接收权向量进行迭代处理或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值。

第三方面，本发明的实施例提供一种信号传输装置，所述装置包括：

编码单元，用于用发射权向量对发射信息进行编码，生成发射信号；

所述发射权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的，所述用户设备加权容量和最大化条件包括所述发射权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用 户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述发射权向量的共轭转置的梯度值；

发送单元，用于从所述编码单元获取所述发射信号，发送所述发射信号。

结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

初始化单元，用于获取初始化发射权向量；

优化单元，用于从所述初始化单元获取所述初始化发射权向量，根据用户设备加权容量和对所述初始化发射权向量的梯度值对所述初始化发射权向量进行迭代处理或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值。

第四方面，本发明的实施例提供一种信号传输装置，所述装置包括：

接收单元，用于接收基站发送的发射信号；

解码单元，用于从所述接收单元获取所述发射信号，用接收权向量与所述发射信号进行矢量相乘，所述接收权向量为解码向量，所述接收权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的；

所述用户设备加权容量和最大化条件包括所述接收权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述接收权向量的共轭转置的梯度值。

结合第四方面，在第一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

初始化单元，用于获取初始化接收权向量；

优化单元，用于从所述初始化单元获取所述初始化接收权向量，根据用户设备加权容量和对所述初始化接收权向量的梯度值对所述初始化接收权向量进行迭代处理或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值。

本发明的实施例提供一种信号传输方法和装置，首先基站通过预编码矩阵对发射信息进行编码形成发射信号，并发送经过编码后的发射信号，而后用户设备接收所述发射信号并将接收权向量与所述发射信号相乘，能够使得系统中的用户设备加权容量和达到最大化，提高系统的鲁棒性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的信号传输方法的流程示意图一；

图2为本发明的实施例提供的信号传输方法的流程示意图二；

图3为本发明的实施例提供的信号传输方法的流程示意图三；

图4为本发明的实施例提供的信号传输装置的结构示意图一；

图5为本发明的实施例提供的信号传输装置的结构示意图二；

图6为本发明的实施例提供的另一种信号传输装置的结构示意图一；

图7为本发明的实施例提供的另一种信号传输装置的结构示意图二；

图8为本发明的实施例提供的基站的结构示意图；

图9为本发明的实施例提供的用户设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明的实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本发明的实施例提供一种信号传输方法，如图1所示，该方法包括：

S101、基站用发射权向量对发射信息进行编码，生成发射信号。

具体的，所述发射权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的， 所述用户设备加权容量和最大化条件包括所述发射权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后对所述发射权向量求偏导数以使得所述用户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述发射权向量的共轭转置的梯度值。

S102、基站发送所述发射信号。

本发明的实施例提供一种信号传输方法，首先基站通过预编码矩阵对发射信息进行编码形成发射信号，而后发送经过编码后的发射信号，以便所述用户设备接收所述发射信号并接收权向量与所述发射信号相乘，能够使得系统中的用户设备加权容量和达到最大化，提高系统的鲁棒性。

本发明的实施例提供一种信号传输方法，如图2所示，该方法包括：

S201、用户设备接收基站发送的发射信号。

S202、用户设备用接收权向量与所述发射信号进行矢量相乘，所述接收权向量为解码向量，所述接收权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的。

具体的，所述用户设备加权容量和最大化条件包括所述接收权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后对所述接收权向量求偏导数以使得所述用户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述接收权向量的共轭转置的梯度值。

本发明的实施例提供一种信号传输方法，首先用户设备接收基站发送的信号，而后利用接收权向量对接收到的信号进行矢量相乘，能够使得系统中的用户设备加权容量和达到最大化，提高系统的鲁棒性。

为了使本技术领域普通技术人员能够更清楚的了解本发明的实施例的详细内容，下面提供更为详细的实施例。

本发明提供一种信号传输方法，如图3所示，该方法包括：

S301、基站获取初始化发射权向量，并对该初始化发射权向量进行迭代处理。

示例性的，当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根 发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，信号传输模型可表示为：

上式中，为第L个UE的接收信号，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，_pk,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声。

用户设备利用接收权向量对接收信号进行均衡处理后的信号可表示为：

其中，为第L个用户设备的接收权向量。

用户设备对接收到的来自不同基站的信号进行非相干合并，则第i个用户设备的信干噪比可表示为：

用户设备对接收到的来自不同基站的信号进行非相干合并时，所有用户设备的加权容量和可以表示为：

使上式最大化，可进一步表示为：

其中用户设备加权容量和最大化的约束条件为：

其中，为基站K的最大总发射功率，假设h_i,k是H_i,k的最大奇异值即谱范数，则有

现做如下定义：

用户设备对接收到的来自不同基站的信号进行非相干合并时，上述所有用户设备加权容量和可以进一步表示为：

用户设备对接收到的来自不同基站的信号进行非相干合并时，上述所有用户设备的加权容量和对发射权向量的共轭梯度可表示为：

基站初始化发射权向量，这里记为v表示基站c向用户设备d发送信号时所用的发射权向量，并利用上述共轭梯度按照下式对该发射权向量进行迭代优化：

在上式每一次迭代结束后计算与的差值，当该差值小于某个预置的门限ò时，则迭代结束，迭代结束时所得到的值即为最终确定的基站c向用户设备d发送信号时，用以编码所用的发射权向量，只要预设门限值ò设置得足够小，则当上述迭代过程结束后，可以由上式获取一个发射权向量该发射权向量可使得用户设备的加权容量和达到最大化。或

可通过拉格朗日优化方法直接求得，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

表示所述非相干加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

对所述非相干加权容量和按照下式进行拉格朗日变换：

其中表示所述非相干加权容量和的拉格朗日变换，拉格朗日乘子λ_k,i≥0，拉格朗日乘子τ_i≥0，k∈[0,1,…,K-1]，i∈[0,1,…,L-1]；

在中对拉格朗日乘子λ_k,i和发射权向量求偏导数，得到方程组：

获取(ξ_des-ξ_int)的最大特征值所对应的特征向量，由上述方程组可知得到的该特征向量即为所要求的发射权向量。

S302、用户设备初始化收权向量并对收权向量进行迭代处理。

示例性的，在上述场景下，用户设备对接收到的来自不同基站的信号进行非相干合并时，上述所有用户设备的加权容量和对接收权向量的共轭梯度可表示为：

用户设备初始化接收权向量，这里记为，表示用户设备d的初始化接收权向量，并利用上述共轭梯度按照下式对该接收权向量进行迭代优化：

在上式每一次迭代结束后计算与的差值，当该差值小于某个预置的门限ò时，则迭代结束，迭代结束时所得到的值即为最终确定的用户设备d接收信号时，用以进行干扰协调的接收权向量，只要预设门限值ò设置得足够小，则当上述迭代过程结束后，可以由上式获取一个接收权向量该接收权向量可使得用户设备的加权容量和达到最大化。或

还可以通过拉格朗日优化方法直接求得接收权向量，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

表示所述非相干加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

对所述非相干加权容量和按照下式进行拉格朗日变换：

其中表示所述非相干加权容量和的拉格朗日变换，拉格朗日乘子λ_k,i≥0，拉格朗日乘子τ_i≥0，k∈[0,1,…,K-1]，i∈[0,1,…,L-1]；

在中对拉格朗日乘子λ_k,i和接收权向量求偏导数，得到方程组：

获取(ξ_des-ξ_int)的最大特征值所对应的特征向量，由上述方程组可知得到的该特征向量即为所要求的接收权向量。

S303、基站利用经过优化的发射权向量对发射信息进行编码，形成发射信号，并发送该发射信号。

具体的，可通过以下方法实现：

如步骤S301中的信号传输模型，基站利用上述获取的发射权向量来对归一化的发射信息s进行编码，形成发射信号HVs，即当基站c向用户d发射信号时，形成的发射信号为经过信道传输后的信号为

S304、用户设备接收基站发射的信号，并用经过优化的接收权向量对接收到的信号进行矢量相乘。

具体的，可通过以下方法实现：

根据步骤S301中所述的信号传输模型，用户设备接收到的信号r＝HVs+n，当用户设备d接收到基站c发送的信号时，该接收到的信号表示为：而后用户设备d利用经过优化的接收权向量的共轭转置矩阵对接收到的信号进行矢量相乘，得到的信号的信道容量如步骤301中 的所示，由于此时中的和是在信道容量最大化的过程中求得的，因此经过编码后的信号再经过解码即可实现信道容量的最大化。

本发明的实施例提供一种信号传输方法，首先基站通过预编码矩阵对发射信息进行编码形成发射信号，并发送经过编码后的发射信号，而后用户设备接收基站发送的信号，利用接收权向量对接收到的信号进行矢量相乘，能够使得系统中的用户设备加权容量和达到最大化，提高系统的鲁棒性。

本发明的实施例提供一种信号传输装置01，如图4所示，该装置01包括：

编码单元011，用于用发射权向量对发射信息进行编码，生成发射信号；

所述发射权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的，所述用户设备加权容量和最大化条件包括所述发射权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述发射权向量的共轭转置的梯度值；

发送单元012，用于从所述编码单元011获取所述发射信号，发送所述发射信号。

进一步的，如图5所示，该装置01还包括：

初始化单元013，用于获取初始化发射权向量；

优化单元014，用于从所述初始化单元获取所述初始化发射权向量，根据用户设备加权容量和对所述初始化发射权向量的梯度值对所述初始化发射权向量进行迭代处理或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值。

再进一步的，该优化单元014具体用于：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

其中，表示用户设备的非相干加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

按照下式获取所述非相干加权容量和对所述发射权向量的共轭梯度：

按照下式获取所述非相干加权容量和对所述初始化发射权向量的共轭梯度：

通过所述共轭梯度按照下式对所述初始化发射权向量进行迭代处理：

其中，为基站c向用户设备d发射信号时所用的发射权向量，其中为所述初始化发射权向量，μ为上式的迭代步长，i>0且为正整数，当与的差值小于预设门限值时，停止对所述初始化发射权向量的迭代处理。

更进一步的，该优化单元具体用于：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的相干加权容量和：

其中，表示所述非相干加权容量和，上式中为第L个用户设备的接收信号，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

对所述非相干加权容量和按照下式进行拉格朗日变换：

其中表示所述非相干加权容量和的拉格朗日变换，拉格朗日乘子λ_k,i≥0，拉格朗日乘子τ_i≥0，k∈[0,1,…,K-1]，i∈[0,1,…,L-1]；

在中对拉格朗日乘子λk,i和初始化发射权向量求偏导数，得到方程组：

获取(ξ_des-ξ_int)的最大特征值所对应的特征向量，当将所述特征向量作为所述发射权向量时，所述用户设备的加权容量和取极大值。

本发明的实施例提供一种信号传输装置，首先基站通过预编码矩阵对发射信息进行编码形成发射信号，并发送经过编码后的发射信号，以便用户设备接收基站发送的信号，从而利用接收权向量对接收到的信号进行矢量相乘，能够使得系统中的用户设备加权容量和达到最大化，提高系统的鲁棒性。

本发明的实施例提供一种信号传输装置02，如图6所示，该装置02包括：

接收单元021，用于接收基站发送的发射信号；

解码单元022，用于从所述接收单元021获取所述发射信号，用接收权向量与所述发射信号进行矢量相乘，所述接收权向量为解码向量，所述接收权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的；

所述用户设备加权容量和最大化条件包括所述接收权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述接收权向量的共轭转置的梯度值。

进一步的，如图7所示，该装置02还包括：

初始化单元023，用于获取初始化接收权向量；

优化单元024，用于从所述初始化单元023获取所述初始化接收权向量，根据用户设备加权容量和对所述初始化接收权向量的梯度值对所述初始化接收权向量进行迭代处理或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值。

再进一步的，该优化单元024具体用于：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

其中为所述加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数， 为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量， 为第L个用户设备的初始化接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

按照下式获取所述非相干加权容量和对所述初始化接收权向量的共轭梯度：

通过所述共轭梯度按照下式对所述初始化接收权向量进行迭代处理：

其中，为用户设备d的接收权向量，当与的差值小于预设门限值时，停止对所述初始化接收权向量的迭代处理。

更进一步的，该优化单元024具体用于：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

表示所述非相干加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归 一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

对所述非相干加权容量和按照下式进行拉格朗日变换：

其中表示所述非相干加权容量和的拉格朗日变换，拉格朗日乘子λ_k,i≥0，拉格朗日乘子τ_i≥0，k∈[0,1,…,K-1]，i∈[0,1,…,L-1]；

在中对拉格朗日乘子λ_k,i和初始化接收权向量求偏导数，得到方程组：

获取(ξ_des-ξ_int)的最大特征值所对应的特征向量，当将所述特征向量作为所述接收权向量时，所述用户设备的加权容量和取极大值。

本发明的实施例提供一种信号传输装置，首先当基站通过预编码矩阵对发射信息进行编码形成发射信号，并发送经过编码后的发射信号后，用户设备接收基站发送的信号，利用接收权向量对接收到的信号进行矢量相乘，能够使得系统中的用户设备加权容量和达到最大化，提高系统的鲁棒性。

本发明的实施例提供一种基站03，如图8所示，该基站03包括接口031、总线032、存储器033与处理器034，该接口031、存储器033与处理器034通过总线032相连接，该存储器033用于存储指令，该处理器034读取该指令用于：

用发射权向量对发射信息进行编码，生成发射信号；

所述发射权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的，所述用 户设备加权容量和最大化条件包括所述发射权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述发射权向量的共轭转置的梯度值；

通过接口031发送所述发射信号。

进一步的，该处理器034读取该指令还用于：

获取初始化发射权向量；

根据用户设备加权容量和对所述初始化发射权向量的梯度值对所述初始化发射权向量进行迭代处理或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值。

再进一步的，处理器034读取该指令具体用于：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

其中，表示用户设备的非相干加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的所述初始化发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

按照下式获取所述非相干加权容量和对所述初始化发射权向量的共轭梯度：

通过所述共轭梯度按照下式对所述初始化发射权向量进行迭代处理：

其中，为基站c向用户设备d发射信号时所用的发射权向量，其中为所述初始化发射权向量，μ为上式的迭代步长，i>0且为正整数，当与的差值小于预设门限值时，停止对所述初始化发射权向量的迭代处理。

更进一步的，处理器034读取该指令具体用于：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

表示所述非相干加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k，l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的所述初始化发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

对所述非相干加权容量和按照下式进行拉格朗日变换：

其中表示所述非相干加权容量和的拉格朗日变换，拉格朗日乘子λ_k,i≥0，拉格朗日乘子τ_i≥0，k∈[0,1,…，K-1]，i∈[0,1,…,L-1]；

在中对拉格朗日乘子λ_k,i和初始化发射权向量求偏导数，得到方程组：

获取(ξ_des-ξ_int)的最大特征值所对应的特征向量，当将所述特征向量作为所述发射权向量时，所述用户设备的加权容量和取极大值。

本发明的实施例提供一种基站，首先基站通过预编码矩阵对发射信息进行编码形成发射信号，并发送经过编码后的发射信号，以便用户设备接收基站发送的信号，从而利用接收权向量对接收到的信号进行矢量相乘，能够使得系统中的用户设备加权容量和达到最大化，提高系统的鲁棒性。

本发明的实施例提供一种用户设备04，如图9所示，该用户设备04包括接口041、总线042、存储器043与处理器044，该接口041、存储器043与处理器044通过总线042相连接，该存储器043用于存储指令，该处理器044读取该指令用于：

通过接口041接收基站发送的发射信号；

用接收权向量与所述发射信号进行矢量相乘，所述接收权向量为解码向量，所述接收权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的；

所述用户设备加权容量和最大化条件包括所述接收权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后 使得所述用户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述接收权向量的共轭转置的梯度值。

进一步的，该处理器034读取该指令还用于：

获取初始化接收权向量；

根据用户设备加权容量和对所述初始化接收权向量的梯度值对所述初始化接收权向量进行迭代处理或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值。

再进一步的，该处理器034读取该指令具体用于：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

其中，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，为第L个用户设备的初始化接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

按照下式获取所述非相干加权容量和对所述初始化接收权向量的共轭梯度：

通过所述共轭梯度按照下式对所述初始化接收权向量进行迭代处理：

其中，为用户设备d的接收权向量，当与的差值小于预设门限值时，停止对所述初始化接收权向量的迭代处理。

更进一步的，该处理器043读取该指令具体用于：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

表示所述非相干加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

对所述非相干加权容量和按照下式进行拉格朗日变换：

其中表示所述非相干加权容量和的拉格朗日变换，拉格朗日乘子λ_k,i≥0，拉格朗日乘子τ_i≥0，k∈[0,1,…,K-1]，i∈[0,1,…,L-1]；

在中对拉格朗日乘子λ_k,i和接收权向量求偏导数，得到方程组：

获取(ξ_des-ξ_int)的最大特征值所对应的特征向量，当将所述特征向量作为所述接收权向量时，所述用户设备的加权容量和取极大值。

本发明的实施例提供一种用户设备，首先当基站通过预编码矩阵对发射信息进行编码形成发射信号，并发送经过编码后的发射信号后，用户设备接收基站发送的信号，利用接收权向量对接收到的信号进行矢量相乘，能够使得系统中的用户设备加权容量和达到最大化，提高系统的鲁棒性。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述 的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种信号传输方法，其特征在于，包括：

用发射权向量对发射信息进行编码，生成发射信号；

所述发射权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的，所述用户设备加权容量和最大化条件包括所述发射权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述发射权向量的共轭转置的梯度值；

发送所述发射信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取初始化发射权向量；

根据用户设备加权容量和对所述初始化发射权向量的梯度值对所述初始化发射权向量进行迭代处理或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据用户设备加权容量和对所述初始化发射权向量的梯度值对所述初始化发射权向量进行迭代处理包括：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

其中，表示用户设备的非相干加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的所述初始化发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

按照下式获取所述非相干加权容量和对所述初始化发射权向量的共轭梯度：

其中，

通过所述共轭梯度按照下式对所述初始化发射权向量进行迭代处理：

其中，为基站c向用户设备d发射信号时所用的发射权向量，其中为所述初始化发射权向量，μ为上式的迭代步长，i＞0且为正整数，当与的差值小于预设门限值时，停止对所述初始化发射权向量的迭代处理。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值包括：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

其中的约束条件为：

表示所述非相干加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的所述初始化发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

对所述非相干加权容量和按照下式进行拉格朗日变换：

其中表示所述非相干加权容量和的拉格朗日变换，拉格朗日乘子λ_ki≥0，拉格朗日乘子τ_i≥0，k∈[0,1,…,K-1]，i∈[0,1,…,L-1]；

在中对拉格朗日乘子λ_ki和初始化发射权向量求偏导数，得到方程组：

其中，

其中，

获取(ξ_des-ξ_int)的最大特征值所对应的特征向量，当将所述特征向量作为所述发射权向量时，所述用户设备的加权容量和取极大值。

5.一种信号传输方法，其特征在于，包括：

接收基站发送的发射信号；

用接收权向量与所述发射信号进行矢量相乘，所述接收权向量为解码向量，所述接收权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的；

所述用户设备加权容量和最大化条件包括所述接收权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述接收权向量的共轭转置的梯度值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取初始化接收权向量；

根据用户设备加权容量和对所述初始化接收权向量的梯度值对所述初始化接收权向量进行迭代处理或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据用户设备加权容量和对所述初始化接收权向量的梯度值对所述初始化接收权向量进行迭代处理包括：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

其中，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，为第L个用户设备的初始化接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

按照下式获取所述非相干加权容量和对所述初始化接收权向量的共轭梯度：

其中，

通过所述共轭梯度按照下式对所述初始化接收权向量进行迭代处理：

其中，为用户设备d的接收权向量，当与的差值小于预设门限值时，停止对所述初始化接收权向量的迭代处理。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值包括：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

其中的约束条件为：

表示所述非相干加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

对所述非相干加权容量和按照下式进行拉格朗日变换：

其中表示所述非相干加权容量和的拉格朗日变换，拉格朗日乘子λ_k,i≥0，拉格朗日乘子τ_i≥0，k∈[0,1,…,K-1]，i∈[0,1,…,L-1]；

在中对拉格朗日乘子λ_k,i和接收权向量求偏导数，得到方程组：

其中，

其中，

获取(ξ_des-ξ_int)的最大特征值所对应的特征向量，当将所述特征向量作为所述接收权向量时，所述用户设备的加权容量和取极大值。

9.一种信号传输装置，其特征在于，所述装置包括：

编码单元，用于用发射权向量对发射信息进行编码，生成发射信号；

所述发射权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的，所述用户设备加权容量和最大化条件包括所述发射权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述发射权向量的共轭转置的梯度值；

发送单元，用于从所述编码单元获取所述发射信号，发送所述发射信号。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

初始化单元，用于获取初始化发射权向量；

优化单元，用于从所述初始化单元获取所述初始化发射权向量，根据用户设备加权容量和对所述初始化发射权向量的梯度值对所述初始化发射权向量进行迭代处理或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述优化单元具体用于：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

其中，表示用户设备的非相干加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_kl∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

按照下式获取所述非相干加权容量和对所述发射权向量的共轭梯度：

按照下式获取所述非相干加权容量和对所述初始化发射权向量的共轭梯度：

其中，

通过所述共轭梯度按照下式对所述初始化发射权向量进行迭代处理：

其中，为基站c向用户设备d发射信号时所用的发射权向量，其中为所述初始化发射权向量，μ为上式的迭代步长，i＞0且为正整数，当与的差值小于预设门限值时，停止对所述初始化发射权向量的迭代处理。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述优化单元具体用于：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

其中，表示所述非相干加权容量和，上式中为第L个用户设备的接收信号，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

对所述非相干加权容量和按照下式进行拉格朗日变换：

其中表示所述非相干加权容量和的拉格朗日变换，拉格朗日乘子λ_k,i≥0，拉格朗日乘子τ_i≥0，k∈[0,1,…,K-1]，i∈[0,1,…,L-1]；

在中对拉格朗日乘子λ_k,i和初始化发射权向量求偏导数，得到方程组：

其中，

其中，

获取(ξ_des-ξ_int)的最大特征值所对应的特征向量，当将所述特征向量作为所述发射权向量时，所述用户设备的加权容量和取极大值。

13.一种信号传输装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收基站发送的发射信号；

解码单元，用于从所述接收单元获取所述发射信号，用接收权向量与所述发射信号进行矢量相乘，所述接收权向量为解码向量，所述接收权向量是在用户设备加权容量和最大化条件下获取的；

所述用户设备加权容量和最大化条件包括所述接收权向量与第一梯度值的差值小于预设门限值，或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值；

其中，所述第一梯度值为所述用户设备加权容量和对所述接收权向量的共轭转置的梯度值。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

初始化单元，用于获取初始化接收权向量；

优化单元，用于从所述初始化单元获取所述初始化接收权向量，根据用户设备加权容量和对所述初始化接收权向量的梯度值对所述初始化接收权向量进行迭代处理或对所述用户设备加权容量和进行拉格朗日变换后使得所述用户设备加权容量和取极大值。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述优化单元具体用于：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

其中为所述加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，为第L个用户设备的初始化接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

按照下式获取所述非相干加权容量和对所述初始化接收权向量的共轭梯度：

其中，

通过所述共轭梯度按照下式对所述初始化接收权向量进行迭代处理：

其中，为用户设备d的接收权向量，当与的差值小于预设门限值时，停止对所述初始化接收权向量的迭代处理。

16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述优化单元具体用于：

当在有K个基站，L个所述用户设备，每个所述基站有N根发射天线，每个所述用户设备有M根接收天线，且每个所述用户设备只发送单流数据的场景下，按照下式获取所述用户设备的非相干加权容量和：

其中的约束条件为：

表示所述非相干加权容量和，H_l,k∈C_M×N为第K个基站到第L个用户设备的信道系数，p_k,l∈R为第K个基站到第L个用户设备的发射功率系数，为第K个基站到第L个用户设备经过归一化处理后的发射权向量，为第L个用户设备的接收权向量，s_l∈R为第L个用户设备的归一化发射信息，为第L个用户设备的接收背景噪声；

对所述非相干加权容量和按照下式进行拉格朗日变换：

其中表示所述非相干加权容量和的拉格朗日变换，拉格朗日乘子λ_k,i≥0，拉格朗日乘子τ_i≥0，k∈[0,1,…,K-1]，i∈[0,1,…,L-1]；

在中对拉格朗日乘子λ_k,i和初始化接收权向量求偏导数，得到方程组：

其中，

其中，

获取(ξ_des-ξ_int)的最大特征值所对应的特征向量，当将所述特征向量作为所述接收权向量时，所述用户设备的加权容量和取极大值。