[发明专利]多用户MIMO系统中消除多用户干扰的方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及多用户干扰的消除方法，可用于在多用户MIMO系统中对多用户干扰的消除。

背景技术

未来移动通信中日益增加的语音业务数据业务和宽带互联网业务在传输速率性能和系统业务容量等方面对通信系统提出了更高的要求。常规的单天线收发通信系统以无法解决新一代无线通信系统的大容量与高可靠性的需求问题。为了满足日益增长的高传输速率，高传输性能和高系统业务容量的要求，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。由于多输入多输出系统能够在不增加带宽的情况下，极大地提高通信系统的容量和频谱利用率，从而成为了研究的热点问题。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。一个典型的多用户MIMO系统上行链路如图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。每个用户通过装配的多根发射天线将数据发送出去。基站端收到了所有用户发送的信号，由于这些信号是叠加在一起的，相互之间存在干扰，因而基站端就要采取不同的方法消除多用户干扰，以检测出每个用户发送的信号。

对于多用户MIMO系统的上行链路而言，已知最优的方法是非线性的最大似然检测法ML。但是这种方法需要对所有用户的发送信号所构成可能组合进行比较，其运算量随着用户数目的增多，以及每个用户天线数目的增多而成指数级增长，具有极高的复杂度，以至于实现起来十分困难。

对于传统的线性检测方法，例如，最小均方误差检测方法MMSE，迫零检测方法ZF等，虽说具有复杂度低的优点，但是这些线性方法的一个主要缺点是接收机只能对每个用户其发送的每个数据进行独立的检测，而不能对其发送给接收机的所有数据进行联合检测，从而导致检测性能不高。

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系统中消除多用户干扰的方法，以实现既能减少运算复杂度，又可提高检测性能的效果。实现本发明目的的技术思路是：通过对每个用户在接收端构建一个新的矩阵，并从中提取出相应的线性处理矩阵，将多用户MIMO系统分解为多个并行的单用户MIMO系统，其具体过程如下：

(1)从基站端接收到的信号向量y中提取对应于第j个用户的多用户干扰：zj=Σi=1,i≠jKHixi]]>

式中，x_i为第i个用户发送的信息数据，H_i为第i个用户的信道矩阵，K为用户数，1≤j≤K；

(2)根据多用户干扰z_j，由所有对第j个用户产生多用户干扰的信道矩阵构建一个新的矩阵：H′_j＝[H₁，H₂，…H_j-1，H_j+1，…H_K]，该矩阵包括除了矩阵H_j外的所有信道矩阵；