[发明专利]一种抗ISI、MUI、多径干扰的预编码装置及方法

说明书

本发明公开了一种抗ISI、MUI、多径干扰的预编码装置及方法，包括信号预编码模块对反馈模块输出的发送信号在发送端进行预处理；等效信道模块用于预处理过的信号传输，包含了多径信道的时延信息和多径信息；信号接收处理模块，用于对经过等效信道模块的接收信号进行信号处理；信道接收处理模块，用于对信号接收处理的信号进行信号处理，至此消除了ISI、MUI和多径干扰；接收端取模模块对接收矩阵模块的输出数据取模；数字解调模块用于解调取模模块的输出信号；判决模块对数字解调模块输出的信号与预设门限进行比较，得到经过MIMO多径信道传输的无ISI、MUI和多径干扰接收信号。以实现在复杂的移动通信环境中，信号经过MIMO多径系统阐述的ISI、MUI、多径干扰消除，同时降低系统在体积较小的接收端设备复杂度。

技术领域

本发明属于通信技术处理领域，涉及一种抗MIMO系统中多用户间干扰的在发送端进行数据处理的预编码装置及方法，可用于抵抗多用户MIMO多径系统中的多径干扰和多用户间的干扰。

背景技术

近三十多年来，人们对高传输速率以及高可靠性的追求促成了无线移动通信技术的飞速发展。无线移动通信系统的每一次革新都伴随着无线移动通信技术的重大创新。作为多天线(MIMO)技术的演进，大规模多天线(Massive MIMO)技术在近几年成为了研究热点，其核心思想是通过显著增加发射和接收天线的数目，在同一时间、频率资源内建立数十个并行的独立数据流子信道，从而数倍地提升系统的容量与频谱利用效率。大规模MIMO系统中存在着更为严重的ISI和MUI。由于系统中天线数目庞大，且用户终端处理能力有限，因而在基站处采用预编码技术俨然成为了解决上述问题的主要手段。

预编码技术主要有迫零预编码技术(ZF)、基于最小均方误差(MMSE)预编码技术，基于奇异值分解(SVD)的预编码技术等线性预编码技术和基于矢量扰动(VP)的预编码技术以及THP预编码技术等非线性预编码技术。预编码技术是在基站侧利用信道状态信息CSI对用户原始信息进行预处理，以降低接收端的多用户干扰MUI，从而获取更高的系统性能增益。现有的预编码算法证明了预编码技术是非常有效的降低系统复杂度，抗ISI和MUI的方法。

应用在MIMO系统中的预编码技术存在一个显著的问题。随着无线移动通信的快速发展，用户对高移动环境下的信号性能要求更高。高移动环境下的信道是时变衰落信道，存在严重的多径时延干扰。由于传输信号的信道环境进行了改变，预编码技术利用信道信息在接收端进行预处理的前提不在存在。当在MIMO多径信道下传输信号时，使用传统的rake接收机等技术相比预编码技术不仅降低了系统性能，还大大增加了系统处理信号的复杂度，成本增加。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的问题，提出了一种抗ISI、MUI、多径干扰的预编码装置及方法。用来同时解决MIMO系统中的ISI、MUI和多径信道中的多径干扰，并提高系统性能，降低信号处理复杂度。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种抗ISI、MUI、多径干扰的预编码装置，包括整个数字通信系统中的数字信号调制模块、发送端取模模块、反馈模块、信号预编码模块、等效信道模块、信号接收处理模块、信道接收处理模块、接收端取模模块、数字信号解调模块、判决模块，其中：

数字信号调制模块，用于使原始发送数字信号变换成适合在信道中传输的传输信号，并且使信号具有更好的抗干扰性能，更强的抗信道损耗，以及更好的安全性；

发送端取模模块，用于对数字调制模块的输出数据取模，限制反馈操作带来的功率增加，保证传输数据经反馈模块后所得信号的功率不变；

反馈模块，用于对发送端取模模块的输出信号进行反馈操作，反馈给发送端取模模块，直到所有经过数字调制模块的发送数据进行了取模和反馈操作，消除目标数据流来自前面发送的数据流之间的干扰；

信号预编码模块，用于对反馈模块输出的发送信号在发送端进行预处理，降低多天线系统中接收端的设备复杂度；