[发明专利]一种改善数据流间公平性的多播酉预编码方法

摘要

本发明公开了一种改善数据流间公平性的多播酉预编码方法，特征是借助于串行干扰抵消接收技术将双流多播传输等效为两路并行的单数据流多播传输，由此获得两路数据流信噪比之间的定量关系，然后基于最大化最小数据流信噪比准则并采取支持多搜索路径的迭代更新机制设计酉阵预编码矩阵改善两路数据流之间的信噪比公平性，提升多播链路传输质量。与现有多流多播预编码技术相比，本发明方法可在多播组内用户数较大的场景中以较低的计算开销获得酉阵预编码矩阵以支持双流数据传输，且能有效保证数据流之间的信噪比均衡，适用于诸如802.11n、TD-HSPA+、TD-LTE及TD-LTE-Advanced等新一代宽带无线和移动通信系统。

主权项

1.一种改善数据流间公平性的多播酉预编码方法，设基站发送天线数M_T＝2，两路数据流的发送总功率为P₀，多播组内用户数K≥2，各用户接收天线数M_R≥2，所有用户信道状态信息在发送端已知，其中用户k信道矩阵k＝1，…，K，酉阵预编码矩阵其特征在于具体操作步骤为：第一步、初始化用户信息步骤：根据所有用户信道状态信息，依次计算用户k信道矩阵H_k的弗罗贝尼乌斯范数用户k信道矩阵H_k的最大奇异值σ_k，1和最小奇异值σ_k，2，用户k信道矩阵H_k的自相关矩阵Hk*Hk=akckck*bk,]]>其中(·)^*表示共轭转置操作，a_k为其对角线上第一项元素，b_k为其对角线上第二项元素，c_k为其反对角线元素，k＝1，…，K；第二步、构造辅助矩阵步骤：依据辅助向量关系式定义辅助矩阵G的第k行辅助向量g_k，其中Re{·}，Im{·}分别表示取实部操作与取虚部操作，构造辅助矩阵其中(·)^T表示转置操作；第三步、初始化搜索参数和迭代参数步骤：定义搜索路径l并初始化为l＝1，定义最大搜索路径数L_max，定义迭代步长μ，迭代次数n以及最大迭代次数N_max；第四步、单路径搜索步骤，依次包含如下子步骤：(1).初始化参考向量步骤：对于第l条搜索路径，随机生成元素满足零均值，单位方差的三维高斯随机列向量v，依据参考向量初始关系式初始化参考向量x，其中实系数α可为任意值，令迭代次数n＝1；(2).计算最差用户信噪比步骤：对于第n次迭代，依次对所有用户k＝1，…，K，根据用户k的第一路数据流信噪比关系式计算用户k的第一路数据流信噪比ρ_k，1，根据用户k的第二路数据流信噪比关系式计算用户k的第二路数据流信噪比ρ_k，2，并依据最差用户信噪比关系式在所有用户中选择具有最小信噪比ρ_min以及对应的最差信噪比用户索引k_min和最差信噪比用户数据流编号i_min；(3).更新参考向量步骤：依据参考向量更新关系式更新参考向量x，并根据参考向量归一化关系式对参考向量x进行归一化处理，其中||·||表示向量范数操作；(4).判决迭代进程步骤：依据迭代次数更新关系式n＝n+1更新迭代次数n，判断迭代次数判决关系式n≤N_max是否成立，若该式成立，则重复子步骤2至子步骤4，若该式不成立，则停止迭代进程；(5).单路径信息输出步骤：输出参考向量x为第l条搜索路径最佳参考向量x_l，输出最小信噪比ρ_min为第l条搜索路径最小信噪比ρ_min，l；第五步、判决搜索进程步骤：依据搜索路径更新关系式l＝l+1更新搜索路径l，判断搜索路径判决关系式l≤L_max是否成立，若该式成立，则重复单路径搜索步骤B4至判决搜索进程步骤B5，若该式不成立，则停止搜索进程；第六步、最佳路径信息输出步骤：根据最佳路径选择关系式选择出具有最大最小信噪比的最佳搜索路径l_opt，及其对应的参考向量x_opt；第七步、最佳酉阵预编码矩阵输出步骤：根据酉阵预编码矩阵构造关系式F=cosacos(x1)2-sinacos(x1)2·e-jacosx2sin(acos(x1))sinacos(x1)2ejacos(x2sin(acos(x1)))cosacos(x1)2]]>输出酉阵预编码矩阵F，其中x₁，x₂分别为最佳参考向量x_opt的第一项元素和第二项元素。