[发明专利]基于接收端空间调制的多用户下行传输方法

说明书

本发明公开了一种基于接收端空间调制的多用户下行传输方法，主要解决多用户下行通信系统中，基站需要同时给小区多个用户传输信息的问题。其技术方案是：由基站先采用共轭转置矩阵的方式求解预编码矩阵实现；再对发送信息采用基于接收端的空间调制并对得到的信息进行矢量扰动，再与预编码矩阵相乘后得到已调信息；然后，由基站将调制信息广播发送给K个用户；最后由K个用户对接收到基站发送的调制信息通过最大似然解调信息，完成下行传输。本发明具有实现计算复杂度低，接收端设计简单，可获得更大的误码性能增益的优点，特别适合基站配置的发送天线数较大时的多用户多输入多输出系统。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及一种多用户下行链路传输方法，可以应用于实现基站与小区中多个用户在同一时刻的信息传输。

背景技术

在多用户多输入多输出MIMO系统中，用户资源作为一种重要的无线资源已经越来越多地被人们关注，尤其是考虑到下一代无线通信系统中，小区用户数量大幅度增加的情况。因此多输入多输出通信系统中多用户下行链路传输方法也成为了一项重要的研究内容。

Xueru Li等人在文章“A novel precoding scheme for downlink multi-userspatial modulation system”(IEEE International Symposium on PIMRC,London,2013)中公开了一种基于发送端的空间调制技术的多用户传输方法。该方法通过预编码矩阵消除用户间的干扰，采用基于发送端的空间调制技术来传输信息。该方法的不足之处在于用户端的信号检测是一个单用户的多天线信号检测问题，因此接收端的复杂度仍然较高。

Christos Masouros等人在文章“A constellation scaling approach tovector perturbation for adaptive modulation in MU-MIMO”(IEEE WirelessCommunications Letters,Volume:4,NO.3,June 2015)中公开了一种基于块对角化以及矢量扰动的解决基站同时给多个用户发送不同信息的传输方法，使得基站在同一个时刻广播发送信息后，不同的用户能够从该信息中提取自己需要的有用信息。文中利用传统的调制技术，通过块对角化技术，消除用户间信息的干扰，通过矢量扰动技术，更大程度的降低发送信号的功率。该方法的不足之处在于当收发双方配置的天线数目较大时，其计算复杂度较高，误码性能较差，且接收机复杂度高，导致传输性能变差。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于接收端空间调制的多用户下行传输方法，以减小在收发双方配置的天线数目较大时的计算复杂度和接收机复杂度，提高误码性能，保证传输性能。

为实现上述目的，本发明技术方案包括如下：

(1)基站利用信道矩阵P，完成块对角化，得到预编码矩阵F：

(1a)当基站配置的发送天线数远大于K个用户配置的总接收天线数时，求解信道矩阵P的广义逆矩阵M：

其中，X表示基站配置的发送天线数，上标H表示矩阵的共轭转置；

(1b)由广义逆矩阵M的第(i-1)N_i+1列到第iN_i列构成第i个用户的预编码矩阵F_i，且i＝1,2,...,K，将这些预编码矩阵组合，得到发送端的预编码矩阵F：其中N_i表示第i个用户配置的接收天线数，上标T表示矩阵的转置；

(2)基站利用预编码矩阵F，通过矢量扰动，采用接收端空间调制技术完成对发送信息的调制，得到已调信息：