[发明专利]一种下行多用户多天线数据传输方法、装置及系统

说明书

本发明提出一种下行多用户多天线数据传输方法，包括：K个用户的数据按照预先设置的用户顺序排列得到L层数据，依次对每层数据先进行反馈干扰消除再进行功率约束，然后将所有完成功率约束的L层数据组成一个多用户信号列向量，与一个维度为L×L的酉矩阵F相乘，最后对相乘得到的信号进行资源映射和调制并发射给用户。本发明还提出了相应的装置和系统。本发明通过发射端的预干扰消除，在消除用户间干扰的同时，还能够简化接收机结构。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种下行多用户多天线数据传输方法、装置及系统。

背景技术

在R13之前的LTE版本中，多用户传输均通过正交传输的方式来降低用户间的干扰。但是从信息论的角度分析，正交传输是有损信道容量的，因此是一种次优的传输方式。若能从发射机和接收机联合进行考虑，即使发射机采用非正交传输方式，在接收机侧通过一些额外的处理也可以获得优于正交传输的性能，甚至可以达到理论上的多用户容量界，进而大大提升系统性能。

其中一种非正交传输方式是采用叠加编码传输(Superposition CodingTransmission)。其基本思想是，系统根据不同的目标传输速率，将信道状态量化为不同的信道质量的等级，每一个信道量化等级对应一个确定的目标传输速率。将两组信号分别按照不同的目标速率独立地进行信道编码和调制映射，然后将两者的输出星座按照一定的功率分配比例进行叠加传输。对应的接收机采用基于最小均方误差准则(Minimum MeanSquare Error，MMSE)的干扰抵消(Interference Cancellation，IC)接收机就可以获得逼近多用户信道容量的性能。3GPP目前完成的多用户叠加传输(Multi-user SuperpositionTransmission，MUST)课题采用的就是该种非正交传输方式，分别选取一个距离基站较近的用户(称为近用户)和一个位于小区边缘的用户(称为远用户)进行多用户的叠加传输。远用户接收到信号之后将近用户的信号当成噪声处理，因此会有一定的信噪比损失，尤其是当近用户分配的功率比较大时。当近用户接收到信号之后，先对远用户的信号进行解码用来进行干扰消除，之后再进行近用户信号的解码。可见，该方案虽然具有简单的发射机结构，但是近用户却需要采用复杂的干扰消除接收机。而且当近用户解码远用户的信号出现误码时，会出现较为严重的误码传播问题。

另一种非正交传输方式是采用脏纸编码(Dirty Paper Coding，DPC)的思想。对于下行链路来说，eNB知道每个用户的传输数据，因此对于某一个用户来说，可以在发送其信号之前，将其他用户的信号当成已知干扰采用合适的预编码进行预消除，从而达到无干扰传输的目的，其好处在于在消除用户间干扰的同时还能够简化接收机结构。

本发明将提出一种采用DPC思想的下行多用户多天线数据传输方法。

发明内容

本发明提出一种下行多用户多天线数据传输方法，基站侧共有N根天线，共有K个用户，每个用户的天线数为M_i，每个用户的传输层数为L_i，i＝1,2，…，K，L_i≤M_i,该方法包括：

所述K个用户的数据按照预先设置的用户顺序排列得到L层数据，依次对每层数据先进行反馈干扰消除再进行功率约束，然后将所有完成功率约束的L层数据组成一个多用户信号列向量，与一个维度为L×L的酉矩阵F相乘，最后对相乘得到的信号进行资源映射和调制并发射给用户；

其中，所述反馈干扰消除是指：当前层数据减去已完成功率约束的所有层数据组成的行向量与反馈矩阵(B-I)中对应当前层数据的行向量的所有非零元素组成的列向量的乘积，B是一个维度为L×L的对角线为1的下三角矩阵，I是一个维度为L×L的单位矩阵，B和F根据矩阵计算得出，H_p是每个用户的预编码矩阵的转置按照所述用户顺序作为对角子矩阵所构造的预处理矩阵，H是信道信息矩阵。