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　　本发明专利技术涉及发送滤波器计算器、通信设施和方法。一种用于计算至少发送滤波器的发送滤波器计算器，该发送滤波器用于从包括多个天线的发送通信设施经由MIMO信道到包括多个天线的多个接收通信设施中的接收通信设施的通信，其配置为迭代地确定用于多个数据流的发送滤波器。发送滤波器计算器配置为在给定的迭代中选择发送滤波器，使得在给定的迭代中选择的发送滤波器正交于在一个或多个之前的迭代中选择的一个或多个发送滤波器，并且使得使用在给定的迭代中选择的发送滤波器可获得的加权的或未加权的传输速率最大化。发送滤波器计算器配置为取决于矩阵积项而选择发送滤波器，该矩阵积项基于信道矩阵和失真协方差矩阵。

　　根据本专利技术的实施例涉及一种发送滤波器计算器、一种计算发送滤波器的方法、一种通信设施、一种操作通信设施的方法并且涉及计算机程序。根据本专利技术的实施例涉及一种用于多小区MIMO通信的自适应酉预编码(unitaryprecoding)。根据本专利技术的实施例可用于无线通信领域。根据本专利技术的进一步的实施例涉及传输

　　根据本专利技术的某些实施例涉及多点协作(CoMP)传输领域。根据本专利技术的某些实施例涉及正交波束形成(beamforming)领域。根据本专利技术的某些实施例涉及MIMO下行链路。

　　在下文中，将描述某些发生在当前通信网络(例如，比如移动通信网络)中的应用场景。特别地，将描述其中能够有利地应用根据本专利技术的实施例的目标配置。在众多通信环境中，存在多小区/多点协作(CoMP)系统中的多个用户。这样的系统中的一个挑战是多用户多小区/CoMP系统中的下行链路传输。在这种情况下，存在所谓的“干扰网络”。例如，由于多个基站(以及还可能地，多个移动站)的存在而有着很显著的干扰水平。另外，经常将增强的多输入多输出传输应用到这样的系统中，这增加了复杂度。进一步，经常存在未知的小区间干扰，这同样使得更难于选择适当的通信参数。图1中示出了其中能应用根据本专利技术的实施例的典型的通信环境的图形表示。鉴于这样的通信环境，目标是减少干扰中的不确定性以获得更稳健的下行链路策略。此外，需要注意，在众多现代通信环境中，小区边缘用户受到小区间干扰。图2中示出了小区边缘附近的移动通信设施的小区间干扰，其示出了这样的场景的图形表示。已经发现，对于MIMO传输，干扰的空间特征典型地为未知的。同样地，已经发现，这导致高层(例如，比如调度器和资源分配，例如部分复用)中的链路自适应和算法有损的问题。鉴于这一情况，目标是拥有稳健的MIMO下行链路策略和解决以上提到的问题。在下文中，将描述某些可选的方案。例如，能够正常的使用所谓的“基于码本的MIMO”的概念。这样的概念的示例以“PU2RC”而知晓。在这一概念中，酉码本使得干扰易于预测。然而，已经发现，所述概念没有利用多用户多输入多输出方法的全部能力。另一可选的方案是所谓的“增强的多用户MIMO”(还简略地称作“MU-MIMO”)。这一概念使用自适应预编码。此外，低复杂度的方案是可利用的，例如，比如称作“SESAM”(例如，参见参考文献[B3])的方案和称作“LISA”(例如，参见参考文献[B4])的方案。在这一增强的多用户MIMO中，典型地通过第二导频(其构成额外的开销)或者通过保守的速率自适应(其带来性能损失)来获得稳健性。对于细节，参考参考文献[B1]。然而，已经发现，基于码本的方法没有利用MU-MIMO的全部潜力。此外，已经发现，在可选的实现中，自适应MIMO的稳健性导致额外的开销。另外，已经认识到，难于找到最佳接收机，这对性能有巨大的影响。因此，能够准确的看出，可选的方案包括诸多问题和限制。在下文中，将简要地概述某些新近的进展。已经发现用于自适应酉预编码的若干概念。例如，参考参考文献[B6]到[B10]。该概念使用自适应预编码，并且已经发现，干扰是易于预测的。然而，线性预编码的最佳方案是不可利用的。另外，已经发现，难于最优化(例如，因为最优化问题是非凸的和组合的)。此外，已经发现，低复杂度方案仅对单天线接收机是可利用的。鉴于以上的讨论，本专利技术的目标是创建用于多小区多输入多输出通信环境中的通信的高效的概念。

　　根据本专利技术的一个实施例创建一种用于计算至少发送滤波器的发送滤波器计算器，该发送滤波器用于从包括多个天线的发送通信设施经由多输入多输出(MIMO)信道到包括多个天线的多个接收通信设施中的接收通信设施的通信。发送滤波器计算器配置为迭代地确定用于多个数据流的发送滤波器，其中发送滤波器计算器配置为在给定的迭代中选择发送滤波器，使得在该给定的迭代中选择的发送滤波器正交于一个或多个之前的迭代中选择的一个或多个发送滤波器，以及使得使用在给定的迭代中选择的发送滤波器可获得的加权的或未加权的传输速率最大化。另外，发送滤波器计算器配置为取决于矩阵积项而选择发送滤波器，该矩阵积项基于描述发送通信设施和当前考虑的一个接收通信设施两者之间的MIMO信道特性的信道矩阵并且还基于描述噪声、小区间干扰、以及小区内干扰的上限的失真协方差矩阵。本专利技术的关键思想是矩阵积项的使用，允许用于发送滤波器的计算的有效的低复杂度迭代算法，该矩阵积项基于描述发送通信设施和当前考虑的一个接收通信设施两者之间的MIMO信道特性的信道矩阵，并且基于描述发送滤波器计算器中的噪声、小区间干扰、以及小区内干扰的上限的失真协方差矩阵，该发送滤波器计算器确保给定的迭代中选择的发送滤波器正交于一个或多个之前的迭代中选择的一个或多个发送滤波器，其中所得到的发送滤波器(其由发送滤波器向量来描述)导致可用资源的良好使用。已经发现，这一概念允许酉预编码以适当的复杂度扩展到多个接收天线。此外，已经发现，使用以上描述的概念不需要额外的反馈。另外，已经发现，因为描述噪声、小区间干扰、以及小区内干扰上限的失真协方差矩阵非常适于这一目的，并且同时允许用于发送滤波器计算的算法的计算效率高的公式，所以最佳的、或者至少几乎最佳的速率自适应是可能的。此外，以上描述的概念还允许最佳的(或者几乎最佳的)接收滤波器的计算有效的供给。总之，如上所述，发送滤波器的迭代计算中的矩阵积项的使用允许有效的算法，该有效的算法仍然带来导致无线资源的良好使用的非常好的结果。在优选的实施例中，发送滤波器计算器配置为使用投影矩阵在给定的迭代中选择发送滤波器，并且配置为响应于发送滤波器的选择而更新投影矩阵，使得与更新的投影矩阵的非零特征值相关联的特征向量正交于在之前的迭代和当前的迭代中选择的发送滤波器(或者，更确切地说，正交于描述发送滤波器的发送滤波器向量)。在避免预先确定的正交的发送滤波器组的使用所暗含的效率限制的同时，已经发现，迭代算法中的投影矩阵的应用允许正交的发送滤波器(或者，更确切地说，发送滤波器向量)的特别有效的选择。换而言之，投影矩阵的使用允许在每个迭代中选择最好的发送滤波器向量(描述发送滤波器)(在选择的发送滤波器向量必须正交于之前选择的发送滤波器向量的限制之下)。在优选的实施例中，在用于多个数据流的发送滤波器的迭代的确定之前，发送滤波器计算器配置为将投影矩阵初始化为单位矩阵、或者其倍数。发送滤波器计算器配置为减去由来自投影矩阵(当前迭代中使用的)的选择的发送滤波器向量(描述选择的发送滤波器)的转置形式和选择的发送滤波器向量的外积来定义的矩阵，以获得更新的投影矩阵(将在下一迭代中使用的)。相应地，创建特别有效的机制以确保在随后的迭代中选择的发送滤波器向量的正交性。在优选的实施例中，发送滤波器计算器配置为取决于矩阵积项而确定与当前所考虑的一个接收通信设施相关联的加权的传输速率，该矩阵积项基于当前迭代的投影矩阵、与当前考虑的一个接收通信设施相关联的信道矩阵以及与当前考虑的一个接收通信设施相关联的失真协方差矩阵。这一实施例基于这样的矩阵积项允许传输速率的简单推导的发现，该矩阵积项基于当前迭代的投影矩阵、与当前考虑的一个接收通信设施相关联的信道矩阵以及与当

　　一种用于计算至少发送滤波器(vd)的发送滤波器计算器(1000)，该发送滤波器(vd)用于从包括多个天线的发送通信设施经由多输入多输出信道到包括多个天线的多个接收通信设施中的接收通信设施的通信，其中发送滤波器计算器被配置为迭代地确定用于多个数据流(sd)的发送滤波器(vd)，其中发送滤波器计算器配置为在给定的迭代(d)中选择发送滤波器(vd)，使得在给定的迭代中选择的发送滤波器(vd)正交于在一个或多个之前的迭代中选择的一个或多个发送滤波器(vd)，并且使得使用在给定的迭代(d)中选择的发送滤波器(vd)可获得的加权的或者未加权的传输速率(rd)最大化，以及其中发送滤波器计算器配置为取决于矩阵积项而选择发送滤波器(vd)，该矩阵积项基于描述发送通信设施和当前考虑的一个接收通信设施(sd)之间的MIMO信道特性的信道矩阵并且基于描述噪声、小区间干扰、以及小区内干扰的上限的失真协方差矩阵(Cη，sd)。FSA11.tif

　　2012.03.30 EP 12162634.51.一种用于至少计算发送滤波器的发送滤波器计算器(1000)，该发送滤波器用于从包括多个天线的发送通信装置经由多输入多输出信道到包括多个天线的多个接收通信装置中的接收通信装置的通信，其中发送滤波器计算器配置为迭代地确定用于多个数据流的发送滤波器，其中发送滤波器计算器配置为在给定的迭代中选择发送滤波器，使得在给定的迭代中选择的发送滤波器正交于在一个或多个之前的迭代中选择的一个或多个发送滤波器，并且使得使用在给定的迭代中选择的发送滤波器能轻松的获得的加权的或者未加权的传输速率最大化，以及其中发送滤波器计算器配置为取决于矩阵积项而选择发送滤波器，该矩阵积项基于描述发送通信装置和当前考虑的一个接收通信装置之间的MIMO信道特性的信道矩阵并且基于描述噪声、小区间干扰以及小区内干扰的上限的失线所述的发送滤波器计算器(1000)，其中发送滤波器计算器配置为使用投影矩阵来在给定的迭代中选择发送滤波器，以及配置为响应于发送滤波器的选择而更新投影矩阵，使得与更新的投影矩阵的非零特征值相关联的特征向量正交于在之前的迭代和在当前的迭代中选择的发送滤波器。3.依据权利要求2所述的发送滤波器计算器(1000)，其中发送滤波器计算器配置为在多个数据流的发送滤波器的迭代确定之前将投影矩阵初始化为单位矩阵或其倍数，以及其中发送滤波器计算器配置为从投影矩阵减去由选择的发送滤波器向量和选择的发送滤波器向量的转置形式的外积来定义的矩阵，以获得更新的投影矩阵。4.依据权利要求2或者权利要求3所述的发送滤波器计算器(1000)，其中发送滤波器计算器配置为取决于矩阵积项而确定与当前考虑的一个接收通信装置相关联的加权的传输速率，该矩阵积项基于当前迭代的投影矩阵、与当前考虑的一个接收通信装置相关联的信道矩阵以及与当前考虑的一个接收通信装置相关联的失线所述的发送滤波器计算器(1000)，其中发送滤波器计算器配置为：确定矩阵积项的最大特征值，该矩阵积项基于当前迭代的投影矩阵、与当前考虑的一个接收通信装置相关联的信道矩阵以及与当前考虑的一个接收通信装置相关联的失真协方差矩阵，从而确定当前考虑的一个接收通信装置能轻松的获得的加权的或未加权的传输速率，基于多个接收通信装置能轻松的获得的加权的或未加权的传输速率的确定来确定选择的接收通信装置，以及确定基于当前迭代的投影矩阵、与当前考虑的一个接收通信装置相关联的信道矩阵、以及与当前考虑的一个接收通信装置相关联的失真协方差矩阵的矩阵积项的特征向量，从而获得与去往在当前迭代中选择的接收通信装置的数据流相关联的发送滤波器。6.依据权利要求1所述的发送滤波器计算器(1000)，其中发送滤波器计算器配置为：考虑到在当前迭代中要选择的发送滤波器正交于在一个或多个之前的迭代中选择的所有发送滤波器的情况，在迭代中比较多个接收通信装置(sd)能轻松的获得的最大的加权的或未加权的传输速率(rd)，并且在迭代中选择数据流(d)的接收通信装置(sd)和对应的发送滤波器(vd)。7.依据权利要求6所述的发送滤波器计算器(1000)，其中发送滤波器计算器配置为基于矩阵积项的相应最大特征值而获得多个接收通信装置(sd)能轻松的获得的最大的加权的或者未加权的传输速率(rd)，该矩阵积项基于当前迭代的投影矩阵(∏(d))、与当前考虑的一个接收通信装置相关联的信道矩阵以及与当前考虑的一个接收通信装置(sd)相关联的失真协方差矩阵(Cη，sd)。8.依据权利要求1所述的发送滤波器计算器(1000)，其中发送滤波器计算器配置为使用基于描述对给定的一个接收通信装置(sd)有效的噪声的噪声信息(σ)、基于描述该给定的一个接收通信装置(sd)和发送通信装置之间的MIMO信道特性的信道矩阵并且基于描述该给定的一个接收通信装置(sd)和一个或多个干扰通信装置(t)之间的MIMO信道特性的一个或多个信道矩阵的失真协方差矩阵(Cη，sd)，作为与该给定的一个接收通信装置(sd)相关联的失真协方差矩阵(Cη，sd)。9.依据权利要求1所述的发送滤波器计算器(1000)，其中发送滤波器计算器配置为使用通过发送通信装置从当前考虑的一个接收通信装置(sd)接收的矩阵积项，作为用于选择发送滤波器(vd)的矩阵积项。10.依据权利要求1所述的发送滤波器计算器(1000)，其中根据来定义积矩阵M，其中是描述通信装置(sd)和发送通信装置之间的MIMO信道特性的信道矩阵，以及其中将失真协方差矩阵(Cη，sd)定义为：其中σ指代噪声信息；其中I指代单位矩阵；其中P指代发送功率；其中Ntx指代发送通信装置的天线数量；其中t是游动变量；其中I指代一个或多个干扰通信装置的集合；其中指代描述通信装置(sd)和所述一个或多个干扰通信装置之间的MIMO信道特性的信道矩阵，以及其中指代描述通信装置(sd)和发送通信装置之间的MIMO信道特性的信道矩阵。11.根据权利要求1所述的发送滤波器计算器(1000)，其中发送滤波器计算器配置为确定用于多个数据流(d)的接收滤波器(ud)，其中发送滤波器计算器配置为在给定的迭代中基于与在给定的迭代(d)中选择的接收通信装置(sd)相关联的失真协方差矩阵(Cη，sd)、基于与在该给定的迭代中选择的接收通信装置(sd)相关联的信道矩阵并且根据在该给定的迭代中选择的发送滤波器(vd)而选择接收滤波器(ud)。12.根据权利要求1所述的发送滤波器计算器(1000)，其中发送滤波器计算器配置为根据来选择接收滤波器ud，其中Cη，sd是失真协方差矩阵；其中指代描述通信装置和发送通信装置之间的MIMO信道特性的信道矩阵；以及...