[发明专利]MIMO‑OFDM系统下行信息数据的处理方法有效
| 申请号： | 201410193497.3 | 申请日： | 2014-05-08 |
| 公开（公告）号： | CN103929396B | 公开（公告）日： | 2017-04-19 |
| 发明（设计）人： | 陈睿;蔡雪莲;李长乐;董全;张阳;李建东 | 申请（专利权）人： | 西安电子科技大学 |
| 主分类号： | H04L27/26 | 分类号： | H04L27/26 |
| 代理公司： | 陕西电子工业专利中心61205 | 代理人： | 王品华,朱红星 |
| 地址： | 710071*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | mimo ofdm 系统 下行 信息 数据 处理 方法 | ||
1.一种MIMO-OFDM系统下行信息数据的处理方法，包括如下步骤：
(1)对子载波进行分组：发送端将N个子载波分为M组，每个组中包含Q个频率互不相同的子载波，用集合I＝{1,2,…,N}表示第1至第N个子载波集合，用集合Im＝{nm,1,nm,2,…,nm,Q}表示第m组中第nm,1至第nm,Q个子载波的集合，用集合Im′＝{nm′,1,nm′,2,…,nm′,Q}表示第m′组中第nm′,1至第nm′,Q个子载波的集合，则分组的结果用公式表示为N＝MQ，I1∪I2∪…∪IM＝I，
式中，表示空集，M的取值范围为1到N；
(2)构造每组子载波对应的发送和接收信号矢量及信道矩阵：
(2a)将第m组子载波上的发送信号矢量表示为：
Xm＝[X(nm,1)T,X(nm,2)T,…,X(nm,i)T,…,X(nm,Q)T]T，
其中，X(nm,i)＝[x1(nm,i),x2(nm,i),…,xB(nm,i)]T表示第m组的第i个子载波所对应的B个发射天线上的信号矢量，i＝1,…,Q，上标“T”表示矩阵转置；
(2b)将第m组子载波上的加性高斯白噪声矢量表示为：
Zm＝[Z(nm,1)T,Z(nm,2)T,…,Z(nm,i)T,…,Z(nm,Q)T]T，
其中，Z(nm,i)＝[z1(nm,i),z2(nm,i),…,zR(nm,i)]T表示第m组的第i个子载波所对应的R个接收天线上的加性高斯白噪声矢量，i＝1,…,Q；
(2c)将第m组子载波对应的信道矩阵表示为：
Hm＝diag(H(nm,1),H(nm,2),…,H(nm,i),…,H(nm,Q))，
其中，H(nm,i)为第m组的第i个子载波上的MIMO信道矩阵，i＝1,…,Q，diag(·)表示生成对角矩阵；
(2d)将第m组子载波上的接收信号矢量表示为：
Ym＝[Y(nm,1)T,Y(nm,2)T,…,Y(nm,i)T,…,Y(nm,Q)T]T，
其中，Y(nm,i)＝[y1(nm,i),y2(nm,i),…,yR(nm,i)]T表示第m组的第i个子载波所对应的R个接收天线上的信号矢量，i＝1,…,Q；
(2e)根据每个载波上的接收信号等于发射信号与信道乘积加噪声的模型，及(2a)、(2b)、(2c)、(2d)的对应关系，得到如下关系式：
Ym＝HmXm+Zm；
(3)对每组子载波对应的调制信号进行归一化和扰动：
(3a)对每组子载波对应的调制信号进行归一化：
设Am＝[A(nm,1)T,A(nm,2)T,…,A(nm,i)T,…,A(nm,Q)T]T为第m组子载波上的正交振幅调制QAM信号矢量，其中A(nm,i)＝[a1(nm,i),a2(nm,i),…,ak(nm,i),…,aB(nm,i)]T表示第m组的第i个子载波所对应的B个发射天线上的QAM信号矢量，其中ak(nm,i)表示第m组的第i个子载波所对应的第k个发射天线上的QAM调制符号；
设正交振幅调制QAM星座图中包含μ2个调制星座点，则ak(nm,i)的实部和虚部的取值都包含在集合{±1,±3,…,±(μ-1)}中，为了使ak(nm,i)的实部和虚部的绝对值小于等于0.5，发送端对Am信号矢量用2μ进行归一化，得到归一化后的调制信号矢量Sm为：
Sm＝Am/2μ；
(3b)构造归一化后调制信号矢量Sm的扰动矢量：
搜索QR维复整数域内所有QR×1维矢量l′m的取值，选取使函数达到最小值时所对应的l′m作为Sm的扰动矢量lm，用公式表示为：
式中，argmin表示求使函数达到最小值时自变量的取值，表示QR维复整数域，表示信道矩阵Hm的Moore-Penrose逆矩阵，||·||2表示2-范数；
(3c)用扰动矢量lm对归一化调制信号矢量Sm扰动，得到扰动后信号矢量Tm为：Tm＝Sm+lm；
(4)用扰动后信号矢量Tm左乘以抑制多个发送数据流之间的干扰，得到第m组子载波上的发送信号矢量Xm为：
(5)发送端对M组发送信号矢量Xm，m＝1,2,…,M，进行功率控制后，通过发射天线同时发送出去；
(6)接收端对M组接收信号矢量Ym，m＝1,2,…,M，进行增益补偿，并对补偿后的接收信号矢量进行求模运算，以去除扰动矢量lm，得到Sm的估计值
式中，表示向下取整，j表示虚数单位，Re(·)表示实部，Im(·)表示虚部；
(7)接收端对归一化调制信号矢量的估计值用2μ进行反归一化，得到正交振幅调制QAM信号矢量Am的估计值
(8)接收端对正交振幅调制QAM信号矢量Am的估计值m＝1,2,…,M，进行解调，恢复出发送端发送的下行信息数据。
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