[发明专利]基于中继协作的广播信道中的联合信源中继的预编码方法

摘要

本发明公开了一种基于中继协作的广播信道中联合预编码方法，包括信源的预编码、中继处理以及信宿的接收方法。首先，信源初始化信源预编码矩阵和中继处理矩阵，然后信源根据前面两个初始矩阵建立各个信宿的接收矩阵；然后，假定中继矩阵和信宿群的接收矩阵不变,优化信源预编码矩阵；接着，假定已优化的信源预编码矩阵和各个信宿接收矩阵不变，优化中继处理矩阵；同理，假定已优化的信源和中继矩阵不变，优化各个信宿的接收矩阵；迭代上述过程直至收敛。最后信源把中继处理矩阵传输给中继并把信源的预编码矩阵和中继处理矩阵广播给信宿群。本方法创新地利用了信源到信宿群的直接链路以及信源-中继-信宿群之间的中继链路以提高系统的总容量。

主权项

1.一种基于中继协作的广播信道中的联合信源中继的预编码方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：信源BS根据已获得的信源自身到信宿群MU₁,MU₂,…,MU_K之间的信道信息、信源与中继节点之间信道信息H_rb、中继节点与信宿群之间的信道信息H_1r,H_2r，…,H_Kr、信源的发射功率P_s、中继节点的发射功率P_r、信源的天线个数M_s、中继节点的天线个数M_r、信宿个数K、各个信宿的天线个数N_k个数、以及归一化后的噪声的估计方差1，初始化信源端的初始线性预编码矩阵中继节点初始处理矩阵F＝ρI，并根据初始线性预编码矩阵P和中继节点初始处理矩阵F推算出的各个信宿接收矩阵A₁,A₂,…,A_K，其中：I为单位矩阵；P_i为第i个用户的预编码矩阵；ρ为功率控制因子，满足中继节点的功率控制方程其中，Tr(A)表示求矩阵A的迹；Ak=PkHHkH(HkPPHHkH+GkGkH)-1,]]>其中，Hk=HkbHkrFHrb,]]>代式GkGkH=diag(I,I+HkrFFHHkrH),]]>diag(a,b)表示对角元素为a,b的对角矩阵；信源自身到信宿群MU₁,MU₂,…,MU_K之间的信道信息包括信源与信宿群之间的直接信道信息H_1b,H_2b,…,H_Kb；步骤2：假设固定中继节点初始处理矩阵F、以及各个信宿接收矩阵A₁,A₂，…,A_K，优化信源BS的初始线性预编码矩阵P；步骤3：假设固定信源BS的初始线性预编码矩阵P、以及各个信宿接收矩阵A₁,A₂,…,A_K，优化中继节点初始处理矩阵F；步骤4：假设固定信源BS的初始线性预编码矩阵P、以及中继节点初始处理矩阵F，优化各个信宿接收矩阵A₁,A₂,…,A_K；步骤5：迭代所述步骤2至步骤4直至收敛为止，得到最优的中继节点初始处理矩阵F、最优的信源初始线性预编码矩阵P，然后，信源BS把获得的最优的中继节点初始处理矩阵F传输给中继节点，并把获得的最优的信源初始线性预编码矩阵P以及最优的中继节点初始处理矩阵F一起广播给各个信宿，至此，编码过程结束，开始进行数据信息传输。