The present invention provides a method and apparatus for improving the performance of a nonlinear multiuser MIMO system based on MMSE criterion. The method comprises the following steps: estimating the statistical characteristics of the nonlinear signals, decomposing the nonlinear signals into uncorrelated linear gain signals and distortion signals, and eliminating the linear gain among multiusers by precoding generation. The non-linear distortion signal is regarded as additive white Gaussian noise, and a new detection matrix based on MMSE criterion is used to recover the original signal at the receiver. The invention can improve the system performance and weaken the influence of nonlinear distortion on useful signals. The device of the invention has simple structure and hardly increases the extra cost of the system.
【技术实现步骤摘要】
基于MMSE准则提高非线性多用户MIMO系统性能的方法及装置
本专利技术涉及通信
,特别是涉及一种基于MMSE准则提高非线性多用户MIMO系统性能的方法及装置。
技术介绍
为了消除射频前端功率放大器等带来的非线性失真,数字预失真作为一种广泛使用的射频功率放大器线性化技术存在复杂度较高的问题。功率放大器模型分为物理模型和行为模型,其中行为模型分为无记忆行为模型和有记忆行为模型。记忆多项式模型被广泛应用于有记忆性功率放大器的建模。为了估计出多项式中的参数,设计出准确的数字预失真多项式,复杂的矩阵求逆使得计算的复杂度成倍提高。中兴通讯股份有限公司申请号为CN200710111529.0的专利技术提出了一种预失真模型装置和信号的预失真处理装置、系统及方法。此专利技术实现的预失真模型可以只输出一个预失真参数,并且可以用复数乘法器级联,并可以同时对信号放大设备的瞬时失真和记忆失真进行校准。不用提取信号放大设备的非线性模型,直接提取预失真模型,从而降低数字预失真处理的复杂度,并可降低误差。京信通信系统(中国)有限公司申请号为CN201310665379.3的专利技术公开了一种预失真参数确定方法、设备及数字预失真处理系统。该方法包括:根据当前输入至功率放大器PA的第一前向信号和所述第一前向信号对应的反馈信号,确定当前的预失真系数矩阵;根据确定的所述当前的预失真系数矩阵和最近N次的预失真系数矩阵,确定平滑处理后的预失真系数矩阵;根据所述平滑处理后的预失真系数矩阵,确定预失真参数。由于对当前的预失真系数矩阵做了平滑处理,并根据平滑处理后的预失真系数矩阵确定预失真参数,可 ...
【技术保护点】
1.一种基于MMSE准则提高非线性多用户MIMO系统性能的方法,其特征在于,所述方法至少包括以下步骤:步骤1)、估计发送端非线性信号的统计特征,基于所述非线性信号的统计特征将非线性信号分解为线性增益信号和失真信号,且线性增益信号和失真信号不相关;步骤2)、对分解后的非线性信号进行预编码,以消除多用户间线性增益信号的干扰;步骤3)、将多用户间失真信号干扰化为噪声处理;步骤4)、根据接收端的非线性信号求取MMSE检测矩阵,以恢复多用户的原始发射信号。
【技术特征摘要】
1.一种基于MMSE准则提高非线性多用户MIMO系统性能的方法,其特征在于,所述方法至少包括以下步骤:步骤1)、估计发送端非线性信号的统计特征,基于所述非线性信号的统计特征将非线性信号分解为线性增益信号和失真信号,且线性增益信号和失真信号不相关;步骤2)、对分解后的非线性信号进行预编码,以消除多用户间线性增益信号的干扰;步骤3)、将多用户间失真信号干扰化为噪声处理;步骤4)、根据接收端的非线性信号求取MMSE检测矩阵,以恢复多用户的原始发射信号。2.根据权利要求1所述的基于MMSE准则提高非线性多用户MIMO系统性能的方法,其特征在于,还包括利用快速逆傅里叶变换将预编码之后的信号进行频域向时域的转换,利用快速傅里叶变换将接收端的非线性信号进行时域向频域的转换。3.根据权利要求1所述的基于MMSE准则提高非线性多用户MIMO系统性能的方法,其特征在于,还包括调制多用户的原始发射信号。4.根据权利要求3所述的基于MMSE准则提高非线性多用户MIMO系统性能的方法,其特征在于,调制多用户的原始发射信号采用正交振幅调制或正交相移键控调制。5.根据权利要求1所述的基于MMSE准则提高非线性多用户MIMO系统性能的方法,其特征在于,步骤1)包括:步骤11)、计算非线性信号的线性增益系数和失真信号的功率,满足如下关系:其中,y(n)=f(x(n)),y为时域失真信号,x为时域发送信号,α为线性增益系数,为失真信号的功率,y*表示时域失真信号的共轭,E(xy*)表示时域发送信号与时域失真信号共轭乘积的期望值,E(|x|2)表示时域信号绝对值平方的期望值;步骤12)、将非线性信号分解为线性增益信号和失真信号,满足如下关系:y(n)=αx(n)+d(n),其中,x(n)为线性增益信号,d(n)为失真信号,且x(n)和d(n)不相关。6.根据权利要求5所述的基于MMSE准则提高非线性多用户MIMO系统性能的方法,其特征在于,在所述步骤3)中,还包括计算多用户间的失真信号干扰的步骤:步骤31)、获得各根发射天线上发射信号的频域表达式,满足:Y(k)=αX(k)+D(k),其中,D(k)是多重随机变量分布的叠加;步骤32)、基于各根发射天线上发射信号的频域表达式获得发射信号矩阵:Y(k)=αX(k)+D(k);(1)步骤33)、计算第m个用户第k个子载波上的接收信号,满足:并将(1)式带入(2)式,得:Rm(k)=αHm(k)Qm(k)Sm(k)+Hm(k)D(k)+Nm(k),(3)其中,Rm(k)为第m个用户第k个子载波上的接收信号,Sm(k)为第m个用户第k个子载波上的发射信号,Hm(k)为信道矩阵,Qm(k)为预编码矩阵,Nm(k)为加性高斯白噪声;Hm(k)D(k)为多用户间的失真信号干扰项。7.根据权利要求6所述的基于MMSE准则提...
【专利技术属性】
技术研发人员:钱骅,方舟,康凯,朱正航,
申请(专利权)人:中国科学院上海高等研究院,
类型:发明
国别省市:上海,31
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