[发明专利]用于MIMO一体化系统共享发射阵列的预编码方法及系统

权利要求书

1.一种用于MIMO一体化系统共享发射阵列的预编码方法，其特征在于，包括：

将待传输到每个用户终端的信息比特序列映射为通信符号序列，并对所述通信符号序列进行功率归一化处理，得到通信符号向量；

通过随机相位编码，生成雷达伪随机发射序列，并根据所述雷达伪随机发射序列，获取对应的雷达发射序列向量；

对所述通信符号向量和所述雷达发射序列向量进行线性预编码处理，得到共享发射阵列的基带发射信号序列；

在所述对所述通信符号向量和所述雷达发射序列向量进行线性预编码处理，得到共享发射阵列的基带发射信号序列之前，所述方法还包括：

根据发射总功率、通信接收机噪声功率和发射阵列到每个用户终端的信道矩阵，构建预编码矩阵，以根据所述预编码矩阵对所述通信符号向量和所述雷达发射序列向量进行线性预编码处理；

所述根据发射总功率、通信接收机噪声功率和发射阵列到每个用户终端的信道矩阵，构建预编码矩阵，包括：

根据发射总功率和发射阵列到每个用户终端的信道矩阵，获取每个用户终端接收信号的协方差矩阵R：

R＝(P_t/M)HH^H；

其中，P_t表示发射总功率，H表示发射阵列到每个用户终端的信道矩阵；

根据协方差矩阵R、发射阵列到每个用户终端的信道矩阵H和通信接收机噪声功率σ²，将优化问题转换为凸优化问题：

max t

s.t. p_i≥t(R_i，i+σ²)，i＝0，1，...，K-1，

其中，t表示优化向量，p_i表示向量p中第i个元素，优化变量表示所有K维半正定矩阵构成的集合，diag(p)表示根据向量p构建得到的对角矩阵，R_i，i表示矩阵R的第i行第i列的元素，所述优化问题为预编码矩阵的优化问题；

对发射阵列到每个用户终端的信道矩阵H的共轭转置H^H进行QR分解，得到：

H^H＝Q_h[L_h O_K×(M-K)]^H；

其中，Q_h表示M维酉矩阵，L_h表示K维上三角阵；

对优化向量R_f进行特征分解，得到第一矩阵Λ_f和第二矩阵P_f：

对K×M的随机矩阵中各列进行施密特正交化处理，得到第三矩阵U，并通过所述第一矩阵Λ_f、所述第二矩阵P_f和所述第三矩阵U，获取第四矩阵F：

对所述第四矩阵F的共轭转置F^H进行QR分解，得到：

F^H＝Q_f[L_f O_K×M]^H；

其中，Q_f表示(M+K)维酉矩阵，L_f表示K维上三角阵；

根据共轭转置H^H和共轭转置F^H，构建预编码矩阵W：

其中，[Q_f]_1:M表示由Q_f的前M列构成的矩阵。

2.根据权利要求1所述的用于MIMO一体化系统共享发射阵列的预编码方法，其特征在于，所述将待传输到每个用户终端的信息比特序列映射为通信符号序列，并对所述通信符号序列进行功率归一化处理，得到通信符号向量，包括：

将待传输到第k个用户终端的信息比特序列映射为通信符号序列c_k[n]；

根据功率归一化公式，获取功率归一化处理后的通信符号序列所述功率归一化公式为：

其中，p_k表示传输到第k个用户终端的符号对应的平均功率；k＝0，…，K-1，K表示用户终端个数；n＝0，…，N-1，n表示离散时间，N表示待传输到每个用户终端的通信符号个数；

根据归一化处理后的通信符号序列，构建通信符号向量：