[发明专利]多载波码分多址系统中分层空时非线性预编码方法

权利要求书

1.一种多载波码分多址系统中分层空时非线性预编码方法,其特征在于：该方法首先建立预编码系统，然后对该系统中反馈信道信息采用几何均值分解为酉矩阵与上三角矩阵的乘积，获得具有相同等效噪声增益的预编码矩阵，再在发射端多载波码分多址MC-CDMA子载波信道间进行非线性模代数预编码THP，再对各经过非线性模代数预编码THP后的子载波信号与由信道几何均值分解得到的酉矩阵相乘，然后从相应的天线发送出去；在接收端采用迫零ZF准则或最小均方误差MMSE准则进行处理。

2.根据权利要求1所述的非线性预编码方法，其特征在于：所述预编码系统，设用户总数为U，发射天线数为N，接收天线数为M（）,在发射端，每个用户数据经垂直分层空时码VBLAST映射、编码等相关处理后，形成N层并行数据，再对每层数据进行扩频形成数据，然后对各层数据进行串并变换、IFFT变换、加循环前缀、进行预编码、并变串调制到各发射天线上；在接收端，各接收信号串并变换、去循环前缀、FFT等相反操作，频率选择性多径衰落信道就转化为Nc个平坦衰落的子信道，则所有M根接收天线第u个用户在第k子载波上解扩后的信号可表示为：

，其中，等式右边第一部分为期望用户信息，第二部分为其它用户对其产生的干扰项，第三部分为高斯白噪声；，和分别为第k个子载波上的发送符号矢量、接收符号矢量与高斯白噪声，是复数域上NN预编码矩阵，是复数域上MN功率调整接收矩阵，是复数域上MN矩阵，其元素（n=1…N,m=1…M）表示第k个子载波上从发射天线n到接收天线m间的信道频响系数，为第u个用户第k个子载波上的扩频码片。

3.根据权利要求2所述的非线性预编码方法，其特征在于：所述几何均值分解过程为：维的矩阵H的几何均值分解GMD可以分解为，Q、P均为酉矩阵，R为维的实正线上三角矩阵，K=rank(X)，其主对角线元素均矩阵R的对角线上的元素是等值的同时等于X的所有K个正奇异值的几何均值，满足，。

4.根据权利要求1所述的非线性预编码方法，其特征在于：所述模代数预编码THP方法首先是发送端对输入数据进行星座映射，然后经过反馈求模运算，再经信道加入噪声，接收端进行相应处理再模操作判决。

5.根据权利要求4所述的非线性预编码方法，其特征在于：所述求模操作数学表达式为其中，为发送信号，k=1,2,...,N；为模数，Re(·)表示取实部，Im(·)表示取虚部，表示向下取整，求模的目的是主要对发送信号x的功率进行约束，即求模运算后，满足，信号不再是原来的星座点，而是均匀分布在边长为的正方形取点区域内，且跟原星座具有相同分布空间。

6.根据权利要求4或5所述的非线性预编码方法，其特征在于：所述非线性模代数GMD-THP-ZF预编码方法检测过程为：

(1)信道分解：首先，假设发送天线数等于接收天线数，H为矩阵，信道矩阵H经过GMD分解则：，其中，Q、P为酉矩阵，R上三角矩阵，前馈矩阵，加权矩阵，反馈矩阵B=GR；

(2)预编码反馈和求模运算：，                 

 其中，x=c-(B-I)x+d，c+d=Bx，，v=c+d；

(3)接收端接收信号及处理：

，                                                 ，                                             ，                                      ，                                ，                                   ，                              ，                                              ；                     

(4)再进行模运算并判决：

，                               ，

其中，信道，噪声n，，其中，Q为酉矩阵，R上三角矩阵，前馈矩阵，加权矩阵，反馈矩阵B=GR。