[发明专利]基于下行MU-MISO的非线性预编码方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及下行多用户多输入单输出（Multi-User Multiple-Input Single-Output，简称MU-MISO）的预编码技术领域，尤其涉及一种基于下行MU-MISO的非线性预编码方法、装置及系统。

背景技术

对于一个下行MU-MISO系统，基站配置N_T根发送天线，第k个用户端配置N_Rk＝1根接收天线，系统中共有K个用户，系统总的接收天线数为用{N_R1,N_R2,...,N_RK}×N_T描述系统的天线配置。考虑平坦衰落信道，则用户k的下行信道矢量可以表示为所有用户构成的系统级联信道可以表示为

H=H1TH2T···HKTT∈CK×NT,]]>其中上标T代表对矩阵进行转置。当系统天线配置满足N_T≥K时，在基站发送端采用基于最小均方误差准则的汤姆林森哈拉希码预编码（Minimum Mean Square Error Tomlinson-Harashima Precoding，简称MMSE-THP）算法可以完全消除多用户干扰（Multiple User Interference，简称MUI）。在此基础上，若能进一步对各用户的信道矢量进行合理的排序，则可以更好地利用信道增益，优化系统的整体性能。

然而，传统的MMSE-THP算法大多基于信道矩阵的QR分解来设计发送端的排序矩阵、反馈矩阵和预编码矩阵。该算法主要存在两大问题：其一，最优排序矩阵的寻找过程较为繁琐，计算量大；其二，发送端的预编码矩阵被强制设定为酉矩阵，系统的整体误码率性能不佳。

发明内容

本发明实施例所要解决的一个技术问题在于，提供一种基于非酉预编码的性能优化的下行MU-MISO的非线性预编码方法。

本发明实施例所要解决的另一个技术问题在于，提供一种基于非酉预编码的性能优化的下行MU-MISO的非线性预编码装置。

本发明实施例所要解决的又一个技术问题在于，提供一种基于非酉预编码的性能优化的下行MU-MISO的非线性预编码系统。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种基于下行MU-MISO的非线性预编码方法，所述方法包括：初始化步骤：首先由基站确定参与下行MU-MISO通信的K个用户及其对应的信道矩阵集合H；MMSE矩阵计算步骤：根据所述信道矩阵集合计算用于发送预处理的MMSE矩阵；排序矩阵罗列步骤：根据用户数K即H的行数生成排序集合Γ；三角对角化分解步骤：利用Γ中的每一个排序矩阵P对所述MMSE矩阵计算步骤求得的MMSE矩阵Φ进行行列变换，得到新生成的MMSE矩阵对新生成的MMSE矩阵执行三角对角化分解，存储分解生成的下三角矩阵L、对角矩阵D以备用，并取D的对角线元素构成矢量d；最优排序矩阵寻找步骤：根据三角对角化分解步骤的结果，采用预定准则找出集合Γ中的最优排序矩阵索引，并将该索引对应的排序矩阵输出；以及MMSE-THP预处理矩阵计算步骤：找出最优排序索引对应的下三角矩阵以及对角矩阵并依次计算发送端的反馈矩阵B、预编码矩阵F以及用于保证发送总功率能够归一化的功率归一化因子β。