[发明专利]一种基于期望与干扰信号关系的多用户MIMO自适应接收方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，尤其涉及一种基于期望与干扰信号关系的多用户MIMO自适应接收方法。

背景技术

随着移动通信的快速发展，传统的时频信号设计已经很难满足人们对无线链路传输速率越来越高的要求，人们开始尝试从多个维度发掘通信的机会，空域资源便是其中的一个重要方面。多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技术是近年来无线通信领域的一项突破性技术，该技术能够使空域资源得到充分利用。

随着研究的进展，点对点的单用户MIMO系统的研究已经接近饱和，随着MIMO系统中用户数的增多，单用户MIMO技术已不满足日益增长的用户数需求，多用户MIMO(Multiple-User MIMO，MU-MIMO)系统以其较高的可靠性、有效性和相对简单的网络结构受到越来越多的关注。在多用户MIMO系统中，当多个用户在相同频段中通信时，用户信号之间会相互干扰，这就是多用户共道干扰问题。多用户共道干扰能恶化通信质量，严重地限制了系统容量。因此，如何在多用户MIMO通信系统中消除多用户共道干扰，提升通信质量成为亟待解决的问题。

多用户MIMO通信系统中常用干扰管理方法包括预编码、干扰对齐等。文献Jafar S A.Degrees of freedom on the MIMO X channel-optimality of zero forcing and the MMK scheme [Online].Available:http://www.ece.uci.edu/syed/resume.html(MIMO X信道自由度分析—迫零和MMK方案最优性)的研究表明，在多用户MIMO信道中，信号空间可以划分为期望信号子空间和干扰子空间，使用干扰对齐技术可以将期望信号对齐到无干扰信号的子空间，消除干扰的影响。

由于实际中存在一些限制因素，并非所有的发送方式都能使接收端观测到的期望与干扰信号满足正交关系。当上述正交关系不满足时，共享频谱资源传输信息的多用户之间存在共道干扰，如何抑制或消除共道干扰成为值得研究的问题。

文献牛兰奇,张太镒,孙建成.利用匹配滤波改进MIMO预编码方案.电子科技大学学报.2010,39(5):684-687针对多用户MIMO系统下行链路的共信道干扰问题，提出了一种可以实现发射机和接收机联合设计的传输方案，但在该方案中假定接收机为匹配滤波器，没有考虑信号和干扰的关系。文献朱世磊,祝锴,崔维嘉,仵国锋.一种基于两级预编码的认知MIMO系统干扰抑制算法.电路与系统学报.2013,18(2):514-519在认知无线电系统中解决了认知用户对主用户造成的干扰和认知用户间的共道干扰问题，但在处理认知用户间共道干扰问题时，接收端采用匹配滤波方式，没有对信号和干扰之间的关系进行研究。

现有的多输入多输出技术没有考虑信号和干扰的关系，只采用固定的接收方式造成信号的折损过大，信号传输速率较小。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于期望与干扰信号关系的多用户MIMO自适应接收方法，旨在解决现有的多输入多输出技术没有考虑信号和干扰的关系，只采用固定的接收方式造成信号的折损过大，信号传输速率较小的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于期望与干扰信号关系的多用户MIMO自适应接收方法，该基于期望与干扰信号关系的多用户MIMO自适应接收方法包括以下步骤：

第一步，第一用户获取信道信息H₁，第二用户获取信道信息H₂，基站获取全部信道信息，其中H₁、H₂分别表示第一用户与基站之间、第二用户与基站之间的信道矩阵；

第二步，第一用户和第二用户采用波束成形的发射方式，分别根据H₁、H₂计算预编码向量p₁、p₂，由于两个用户均按照自己的主特征模式进行传输，所以p₁、p₂选取为信道矩阵H₁、H₂的主右奇异向量，与信道矩阵的最大奇异值对应；

第三步，第一用户和第二用户的数据分别经过p₁和p₂的预处理向基站发送，基站接收到混合信号y，并将其分为两路；