[发明专利]一种多用户MIMO系统的子信道选择和发送预编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种多用户MIMO系统的子信道选择和发送预编码方法。

背景技术

多入多出(MIMO)技术是无线移动通信领域技术的重大突破。MIMO技术是指数据的发送和接收都采用了多根天线。研究表明，利用MIMO技术可以提高无线通信系统的容量。随着多天线技术研究的深入，MIMO技术已从点对点的单用户MIMO技术扩展到了点对多点的多用户MIMO系统(MU-MIMO：Multiple User MIMO)。MU-MIMO技术中，多天线分集增益可以有效降低系统误码率，多天线复用增益使多用户系统容量容量区域扩大。MU-MIMO通常采用发送端预编码技术，利用空分多址(SDMA：Spatial Division Multiple Access)技术在相同时间、频率资源上传送多个用户的信息。

MU-MIMO系统中，基站同时向多个用户终端发送各自的数据，多个用户共享同一时频资源，系统中必然存在用户间的共道干扰(CCI：Co-Channel Interference)，因此MU-MIMO预编码系统不仅要获取较大的预编码增益，还需有效降低用户间的干扰。信道块对角化(Block Diagonolization：BD)预编码技术，便是用来解决用户间干扰问题，在基站端采用BD预编码技术，可以完全消除用户间的干扰，但是此技术受限于系统的天线配置，即必须满足于发送端的天线数大于等于所有用户的接收天线数之和，而且，BD技术只是消除了用户间的干扰，并不能保证用户的预编码增益，进而不一定提高系统的容量。针对信道块对角化(BD)技术受限于其需满足发送端的天线数不小于终端用户的接收天线数之和这一系统天线配置问题，有人提出了协同BD技术，此技术的实质是：基于子信道选择的BD预编码技术。

具体地，协同BD技术的算法流程如下：

对各用户的信道H_j实施SVD分解获得子信道选择矩阵U_j；将系统各用户的子信道选择矩阵U_j的共轭转置与信道信息H_j相乘，获得各用户的等效信道基于各用户的等效信道实施BD预编码技术，获得各用户的预编码矩阵w_j。

从以上流程中可以看到，协同BD算法在获取子信道选择矩阵时，以各用户为个体，是对各用户自己的信道信息H_j实施SVD操作获得子信道选择矩阵，并未考虑到用户间的干扰，因而其为各用户选择的子信道为具有最大信噪比(SNR)的子信道，因而，依据所选出的子信道，实施预编码技术所获得的预编码矩阵并不能获得很好的系统性能；进一步地，协同BD技术在获得等效信道后，采用的是BD预编码技术，众所周知，BD技术能完全消除用户间的干扰，但其并未考虑噪声的影响，因而其系统性能较差。

发明内容

本发明提供了一种多用户MIMO系统的子信道选择和发送预编码方法，能够提高系统性能。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种多用户MIMO系统的子信道选择和发送预编码方法，包括：

根据获取的所述系统各用户的信道信息H_j，确定在考虑系统中用户间干扰和噪声情况下所述各用户的合成信道H_j，co，j＝1，…，K，K为所述系统的用户数；

对各用户的合成信道H_j，co进行奇异值分解，得到各用户的子信道选择矩阵U_j；

将系统各用户的子信道选择矩阵U_j的共轭转置与信道信息H_j相乘，获得各用户的等效信道

依据各用户的等效信道获取系统各用户的预编码矩阵w_j，并利用各用户的预编码矩阵构造系统的预编码矩阵为w＝[w₁，…，w_K]；

利用系统的预编码矩阵进行预编码处理。

较佳地，所述确定在考虑系统中用户间干扰和噪声情况下所述各用户的合成信道H_j，co包括：

根据最小均方误差准则，获取系统各用户信道信息H_j的补信道的零空间矩阵

将系统各用户H_j的补信道的零空间矩阵与信道信息H_j相乘，获得各用户j的合成信道H_j，co。

较佳地，所述获取系统各用户H_j的补信道的零空间矩阵包括：