[发明专利]一种多用户MIMO的发送方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体而言，本发明涉及一种多用户MIMO的发送方法及设备。

背景技术

移动和宽带成为现代通信技术的发展方向，如何消除同信道干扰、多址干扰与多径衰落的影响成为人们在提高无线移动通信系统性能时考虑的主要因素。近年来MIMO(Multiple Input Multiple Output，多入多出)多天线系统成为移动通信领域中的一个研究热点。

MIMO多天线系统指的是利用多根发射天线和多根接收天线进行无线传输的技术。它的实质是将空间通信链路划分为多个独立并行的子信道，进而为无线通信系统提供空间复用增益或者空间分集增益。空间复用增益可以提高系统的信道容量，空间分集增益可以提高信道的可靠性，降低误码率。MIMO无线通信系统引入了多个发射天线和多个接收天线，巧妙地利用了多个收发天线之间的空间信道的随机性，将曾经被视为干扰的多径信道转变为有利于提高传输性能的资源，从而在稀缺的频谱资源之外增加了额外的空间自由度，可以大幅度提高系统的频谱利用率或降低系统的传输差错率，适合高速无线通信或高可靠性无线通信。

THP(Tomlinson-Harashima precoding)算法最早提出是应用于消除码间串扰的一种时域均衡技术，后来，人们将它应用于MIMO系统中来对抗多天线间存在的临道干扰CCI(Co-Channel Interference)。THP在本质上是DPC(Dirty paper coding)原理的一种应用，因此，它通常被认为是一种能够应用于实际系统且可以近似达到MIMO下行信道容量、并可获得最大的空间复用增益的技术。此外，在无线通信系统中，数据通信业务成为通信业务中的发展最快的业务。通常对不同优先级别的用户会有不同的QoS(Quality of Service，服务质量)需求。然而，目前的MIMO-THP系统在设计的时候没有考虑到用户不同的QoS需求，对不同用户的需求不作区分。

因此有必要提出相应的技术方案，将功率分配算法合理的引入MIMO系统中，通过对矩阵的联合处理带来空间分集增益的同时，也能以用户的目标误码性能为准则，合理设计MIMO系统，为不同的用户合理分配系统的资源以满足不同用户的QoS需求。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是通过将功率分配算法合理的引入MIMO系统中，以用户的目标误码性能为准则，解决为不同的用户分配系统资源以满足不同用户的QoS需求的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例一方面提出了一种多用户MIMO的发送方法，包括以下步骤：

根据用户i的QoS，获取与用户i的QoS相对应的系数λ_i；

根据用户QoS相对应的系数λ_i以及信道矩阵的特性，对用户待发送的数据进行功率分配，得到功率分配后的数据向量a′，其中，H_i＝(h_i1，h_i2，...，h_iN)表示矩阵H的第i行，分别对应N根天线到用户i的信道增益，1≤i≤K，K为用户数目，N≥K；

将功率分配后的数据向量a′送入预编码处理模块，处理后经N根天线发送。

本发明的实施例另一方面还提出了一种多用户MIMO的发送设备，包括功率分配模块以及预编码处理模块，

所述功率分配模块用于根据用户的QoS计算功率分配因子并为多用户发送数据向量a＝(a₁，a₂，...，a_K)^T分配功率，a′＝Pa，其中，a_i为用户i的数据，λ_i为与用户i的QoS相对应的系数，多用户下行信道矩阵为H，H_i＝(h_i1，h_i2，...，h_iN)表示矩阵H的第i行，分别对应N根天线到用户i的信道增益，对信道矩阵H的共轭转置H^H进行QR分解，H^H＝Q′R′，R′＝[r′_ij]是对角线元素为实数的上三角矩阵，1≤i≤K，K为用户数目，i≤j≤K，N≥K；

所述预编码处理模块用于将功率分配后的数据向量a′进行预编码处理。