[发明专利]一种双向中继MIMO系统的矩阵信道并行化方法

摘要

本发明公开了一种双向中继MIMO系统的矩阵信道并行化方法，鉴于传统并行化算法设计出的中继与用户接收矩阵会严重放大噪声影响系统性能的问题，使用了联合酉三角分解方法，设计出具有酉矩阵性质的中继与用户接收矩阵，并在用户发射端进行脏纸编码，配合接收端进行连续干扰消除完成矩阵信道并行化。采用本发明的双向中继MIMO系统，不会放大中继处噪声，可有效抑制中继处噪声对系统速率的影响，提升系统性能。

主权项

1.一种双向中继MIMO系统的矩阵信道并行化方法，其特征在于包括以下步骤：（1）、接入时隙时，用户1到中继间的信道矩阵H₁为m₁×l维矩阵，其中m₁为用户1天线数，l为中继天线数；接入时隙用户2到中继间的信道矩阵H₂为m₂×l维矩阵，其中m₂为用户2天线数，系统天线配置为m₁,m₂≥l，对信道矩阵H₁和H₂采用联合酉三角分解得到：Hi=TΓiQiH,i=1,2]]>其中Q_i与T是酉矩阵，为Q_i的共轭转置矩阵，Γ_i是上三角矩阵；构建用户i的预编码矩阵其中为对角矩阵，是用户i处的功率分配矩阵；在两个用户发射端分别对待发送信号s_i进行预编码和污纸编码，得到发送信号中继处接收到的信号为：yrDPC=ΔΓ1ΛU1s1+ΔΓ2ΛU2s2+Tnr]]>其中，是含有矩阵Γ_i对角元的对角矩阵；s_i表示从用户i发送到用户的信号；n_r代表中继处的高斯噪声；（2）广播时隙时，对中继到用户1间的信道共轭矩阵和中继到用户2间的信道共轭矩阵采用联合酉三角分解得到：G_i＝K_iX_iE^H其中E与K_i是酉矩阵，E^H是E的共轭转置矩阵，X_i是上三角矩阵；构建中继预编码矩阵F＝EΛ_FT^H，其中Λ_F为对角矩阵，是中继处的功率分配矩阵，T^H为T的共轭转置矩阵；中继将接入时隙接收到的信号进行预编码得到转发信号yr=KiXiΛF(ΔΓ1ΛU1s1+ΔΓ2ΛU2s2+Tnr),]]>中继将转发信号放大并在广播时隙进行广播；用户i接收广播信号，接收信号为：yi=KiXiΛF(ΔΓi‾ΛUi‾si‾+ΔΓiΛUisi+Tnr)+ni]]>其中，n_i为用户i处的高斯噪声；进行自干扰消除，得到：yi′=KiXiΛF(ΔΓi‾ΛUi‾si‾+Tnr)+ni]]>将接收信号乘以酉矩阵为K_i的共轭转置矩阵，然后使用连续干扰消除可得：yiSIC=ΔXiΛF(ΔΓi‾ΛUi‾si‾+Tnr)+KiHni]]>其中，是含有矩阵X_i对角元的对角矩阵。