[发明专利]MIMO系统及其下行链路优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种MIMO系统及其下行链路优化方法。

背景技术

在多用户多输入多输出(Multi-input Multi-output，MIMO)系统中，基站在同一时间同一频率与多个用户通信，在面临信道衰落的同时，多用户MIMO系统还需要解决用户之间的共信道干扰(Co-Channel Interference，CCI)问题。共信道干扰给目标信号检测带来更大的难度，会导致系统性能急剧下降。对于下行链路而言，在移动台采用多用户检测(Multi-UserDetection，MUD)算法去除CCI，会增加移动台的成本和复杂度，不符合当前移动台小型化和简单化的发展趋势。因此，多用户MIMO系统往往将对CCI的处理往往转移到发送端进行。根据执行信号处理的位置不同，可以对抗CCI的方法分为发送预编码和收发联合设计两类。多用户MIMO系统下行链路的发送与接收联合优化设计，是在某一特定准则下(最小化比特错误概率、最小化信号均方误差准则等)对系统的发送预编码矩阵以及接收解码矩阵同时进行优化。其中的预编码矩阵并不一定使用户之间的共信道干扰(CCI)完全消除，但由于对预编码和解码进行联合优化，使预编码和解码矩阵高度配对，可以获得比单纯的预编码优化更好的误码性能。

针对多用户MIMO系统下行链路的发送与接收联合优化设计，PMSE算法通过上下行链路的互易特性对预编码以及解码矩阵进行求解，过程较为复杂，TMMSE算法以各用户信号均方误差和最小为目标，获得了很好的误码性能，但是在迭代初值的设置上，算法没有充分利用各个用户的信道状态信息，使得收敛速度较慢，求解Lagrange乘子需要解非线性方程，进行数值搜索，存在多值问题，计算复杂度较高，求解不够精确。

因此，针对现有多用户MIMO系统下行链路联合优化设计方法计算复杂度较高及误码性能不够理想的问题，有必要提出改进的技术手段，来解决此问题。

发明内容

有鉴于现有技术存在现有的多用户MIMO系统下行链路的发送与接收联合优化设计方法复杂的问题而做出本发明，为此本发明的主要目的在于提供一种MIMO系统及其下行链路优化方法，其中：

根据本发明实施例的用于MIMO系统下行链路优化方法包括：

基站以对多个用户发送信号的最小均方误差和为优化目标，使用迭代算法分别计算每个用户的发送预编码矩阵以及接收检测矩阵；使用发送预编码矩阵以及接收检测矩阵对系统下行链路进行优化。

根据本发明实施例的MIMO系统包括：

基站，其包括：计算模块，用于以对多个用户发送信号的最小均方误差和为优化目标，使用迭代算法分别计算每个用户的发送预编码矩阵以及接收检测矩阵；预编码模块，用于使用发送预编码矩阵对发送信号进行发送预编码；移动台，其包括：检测模块，使用接收检测矩阵对接收信号进行接收检测。

与现有技术相比，根据本发明的技术方案，算法收敛速度快，计算复杂度低，误码性能更好。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的用于MIMO系统下行链路优化方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的发送预编码矩阵和接收检测矩阵的计算流程图；

图3为采用本发明技术方案与传统的收发联合设计方法以及几种典型的预编码设计方法的误码率比较图；

图4为采用本发明技术方案与传统的收发联合设计方法的收敛速度比较图；

图5是根据本发明实施例的MIMO系统的结构框图。

具体实施方式

本发明公开的多用户MIMO下行链路发送与接收联合优化方法以最小化各用户发送信号的均方误差的之和为目标，对多用户MIMO系统中各个用户的预编码和解码矩阵进行迭代求解。最终实现多天线信号的正确检测。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。

根据本发明的实施例，提供了一种用于MIMO系统下行链路优化方法。

图1是根据本发明实施例的用于MIMO系统下行链路优化方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤S102，以多个用户发送信号的最小均方误差和为优化目标，使用迭代算法分别计算每个用户的发送预编码矩阵以及接收检测矩阵；

步骤S104，使用所述发送预编码矩阵以及所述接收检测矩阵对系统下行链路进行优化。