[发明专利]基于中继协同预编码的多用户双向通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种基于中继协同预编码的多用户双向通信方法。

背景技术

由于移动通信的迅速发展，无线通信系统面临着不断增长的无线链路传输速率以及稀缺的频谱资源等挑战。由此提出一种可以具有较高频谱利用率的双向中继技术，在双向中继通信中，参与通信的双方首先同时向中继发送信息，中继再把处理后的信息广播给两个用户，用户可以消除自干扰并获取对方的信息。双向中继技术只需要2个时隙便可完成信息交换，而传统的单向中继技术需要4个时隙才能实现双向的信息交换，双向中继技术通过节约时隙的办法来提高频谱利用效率。

现有技术中关于多对用户的双向中继系统的研究多集中于用户单天线中继多天线的情况；而适用于多用户通信场景下由多对多天线用户与多天线中继构成的双向中继系统的技术方案很少涉及，目前现有的技术包括基于迫零(ZF)算法和最小均方误差(MMSE)算法的中继预编码设计方案。

基于迫零算法和最小均方误差算法的中继预编码设计方法具有以下缺陷：

(1)中继的处理算法既消除了用户对间干扰也消除了用户对内干扰，降低了有用信号的信噪比。

(2)用户节点的收发处理和中继节点的收发处理独立设计，没能利用双向中继信道的特点，因而误码率性能受到影响。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种基于中继协同预编码的多用户双向通信方法，其中：

根据本发明实施例的基于中继协同预编码的多用户双向通信方法，包括：在第一时隙，中继节点接收来自多个用户对的用户节点的混叠信号，其中，每个用户对中的用户节点发送的信号经过用户发送预编码矩阵的处理；中继节点分别使用中继接收滤波矩阵、中继旋转矩阵、中继发送预编码矩阵对混叠信号进行处理得到中继节点发送信号，以消除用户对间干扰；在第二时隙，中继节点将中继节点发送信号广播发送至用户节点，并由用户节点使用用户接收滤波矩阵对其接收到的信号进行处理。

根据本发明的技术方案，通过中继的处理只消除用户对间干扰但保留用户对内干扰，避免用户处接收信噪比的损失，提高系统分集增益，并且，用户和中继的协同预编码设计采用迭代优化方式，降低设计复杂度并有效地提高用户有用信号的信噪比。

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是本发明实施例的流程图；

图2是多天线K对用户双向中继网络的示意图；

图3是本发明实施例的优选处理方案的流程图；

图4本发明实施例的迭代算法的流程图；

图5本发明实施例的仿真结果的示意图。

具体实施方式

本发明的主要思想在于，中继节点的处理只消除用户对间干扰但保留用户对内干扰，避免了用户处接收信噪比损失，提高系统分集增益；用户节点和中继节点的协同预编码设计采用迭代优化方式，降低设计复杂度并有效地提高用户有用信号的信噪比。

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(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)系统、基于中继协同预编码的多用户双向通信方法。参考图1，图1是本发明实施例的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤S102，在第一时隙，中继节点接收来自多个用户对的用户节点的混叠信号，其中，每个用户对中的用户节点发送的信号经过用户发送预编码矩阵的处理；

步骤S104，中继节点分别使用中继接收滤波矩阵、中继旋转矩阵、中继发送预编码矩阵对混叠信号进行处理得到中继节点发送信号，以消除用户对间干扰；

步骤S106，在第二时隙，中继节点将中继节点发送信号广播发送至用户节点，并由用户节点使用用户接收滤波矩阵对其接收到的信号进行处理。

根据上述实施例，通过中继处理矩阵(中继接收滤波矩阵、中继旋转矩阵、中继发送预编码矩阵)的处理，消除了用户对间干扰但不消除用户对内干扰，显著改善了有用信号的信噪比。