[发明专利]多用户MIMO系统下行链路发射端信息数据的预处理方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及多用户MIMO系统中下行链路的预处理，具体地说是一种下行链路发射端信息数据的预处理方法。

背景技术

为了满足日益增长的高速率数据传输的需要，新型的无线通信系统中，无线传输的终端和基站都将装配多个天线，从而构成了多输入多输出的MIMO系统，MIMO系统的应用极大的提高了系统的容量，提供了分集，复用等增益。目前的研究已经开发出了多种适用于单用户MIMO系统SU-MIMO的传输技术，例如，空时码技术，BLAST技术，以及特征模式传输技术等。

但是，对于有多个用户条件下的多用户MIMO系统MU-MIMO，因为同时存在多用户干扰和用户自身内部多天线的干扰，使传输方案的设计复杂了很多。对于多用户MIMO系统的下行链路DL而言，每个用户都希望正确地检测出发送给自己的数据。传统的方法是每个用户既要抵消多用户干扰，还要消除自身内部多天线的干扰，这就这会导致复杂的接收机设计。

另一方面，发射端预处理技术可以将部分计算量从用户的接收机转移到基站的发射机上，从而简化用户端接收机的设计。一个具有发射端预处理功能的多用户MIMO系统如图1所示。该系统由一个基站和多个用户构成。其中，基站和每个用户都装配有多根天线，构成了MIMO系统。在基站端，发给所有用户的数据通过发射天线一起发出，在每个用户的接收端，首先进行获取信道信息，然后利用获得的信道信息对发给自己的数据进行检测。为了在发射端进行预处理，信道信息必须反馈回给基站，在图1中用虚线的方框表示。得到反馈的信道信息后，基站对发给每个用户的信息进行预处理，如图1的虚线方框所示。本发明要解决的就是如何进行发射端预处理的问题。另外，在本发明中，假设反馈的信道信息是完全准确的。

现有的发射端预处理技术可以简单地分为非线性和线性两类。非线性预处理技术，例如，Dirty Paper，Tomlinson-Harishima等预处理技术可以取得最优的性能。但是实现这种非线性预处理的方法不仅计算量十分繁重，而且发射机的设计非常复杂。

线性预处理技术相对于非线性预处理技术，其运算量可大幅降低，常用的有最小均方误差MMSE预处理，迫零预处理ZF等。但是这些线性预处理方法的一个主要缺点是对每个用户只能对传送给其的每个数据进行独立的检测，而不能对发送给其的所有数据进行联合检测。

另外一种常用的线性预处理技术是块对角化技术BD。该技术在发射端完全抑制多用户干扰，将一个MU-MIMO系统分解为多个并行的SU-MIMO系统，使得适用于SU-MIMO的各种技术能够直接应用，例如空时码，BLAST和特征模式传输等。同时该方法也支持每个用户对发送给自己数据进行联合检测。但是该方法的缺点在于，分解后所得到的对应于每个用户的等效SU-MIMO信道和所有用户的信道信息有关。因此对每个用户来讲，需要另外设计信道估计的过程，或者需要有全局的信道信息，才能估计相应的等效SU-MIMO信道。

发明的内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种多用户MIMO系统下行链路发射端信息数据的预处理方法，以简化对全局信道信息的要求，同时支持每个用户对发送给自己的数据进行联合检测，提高检测性能。

实现本发明目的的技术方案是：使用多用户MIMO系统中的下行链路发射端预处理技术，将多用户MIMO系统分解为多个并行的单用户MIMO系统，从而使得已有的针对单用户MIMO系统的算法能够得到直接的应用。具体过程如下：

(1)将每个用户接收到的信号向量y_k＝H_kx+n_k，写成一个列向量：

y=[y1Ty2T···yKT]T,]]>