能够降低复杂度的基于和均方误差最小原则的下行多用户MIMO系统预编码方法，涉及一种基于和均方误差最小原则的下行多用户MIMO系统预编码方法。是为了解决现有的MIMO系统预编码方法复杂度高的问题。本发明专利技术提出降低复杂度的基于和均方误差最小原则的下行多用户MIMO系统预编码矩阵和接收处理矩阵联合优化方法，分为基于和均方误差最小原则的平坦衰落信道下行多用户MIMO系统的次优预编码方法和基于和均方误差最小原则的频率选择性衰落信道下行多用户MIMO系统的次优预编码方法。本发明专利技术适用于平坦衰落信道或频率选择性衰落信道。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于和均方误差最小原则的下行多用户MIMO系统预编码方法。
技术介绍
MIMO(multiple-inputmultiple-output,多输入多输出）技术在不需要增加额 外的时频资源和总发送功率的情况下，可以利用多根发射天线和多根接收天线提供的空间 分集增益增加覆盖范围、改善通信质量；同时可以利用其提供的空间自由度增益提高频谱 效率，从而大幅度提高数据传输速率，因而MIMO在第四代以后的移动通信技术中占领了重 要的地位。 下行多用户MIMO系统预编码问题是一个非常活跃的研宄领域，目前国内外在该 方向上已经有很多的综述和论文发表。这些文献的作者主要讨论了在平坦衰落信道下的线 性预编码和非线性预编码方式。 然而在实际的复杂无线通信环境中，频率选择性衰落信道更符合无线通信信道模 型。针对频率选择性衰落信道的下行多用户MIMO预编码的研宄尚较少，并且随着移动终端 的发展，移动终端允许支持多根天线，在这样的情况下，许多现有算法并不能获得理想的性 能，并且在基站端天线数目有限时，能够同时提供服务的用户数目也受到限制。 现有的基于和均方误差最小原则的预编码算法需要利用上下行对称性，先求出上 行的预编码和接收矩阵，在对称地求出下行预编码和接收矩阵。经验证，该方式的复杂度较 尚。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的MMO系统预编码方法复杂度高的问题，从而提供一种 能够降低复杂度的基于和均方误差最小原则的下行多用户MIMO系统预编码方法。 能够降低复杂度的基于和均方误差最小原则的下行多用户MMO系统预编码方 法，它是基于和均方误差最小原则的平坦衰落信道下行多用户MMO系统的次优预编码方 法： 所述在平坦衰落信道下行多用户MMO系统中，基站端拥有Nt根天线并为K 个用户提供服务；Nt为正整数；第k个用户所配备的天线数为Nu，总的用户天线数【主权项】1. 能够降低复杂度的基于和均方误差最小原则的下行多用户MMO系统预编码方法， 其特征是：它是基于和均方误差最小原则的平坦衰落信道下行多用户MMO系统的次优预 编码方法： 所述在平坦衰落信道下行多用户MMO系统中，基站端拥有Nt根天线并为K个用户提 供服务，Nt为正整数；第k个用户所配备的天线数为N Kik，总的用户天线数k = 1、2、...、K ; 设第k个用户同时接收Sk个独立的数据流，总共有个数据流经预编码后从 基站的乂根发射天线发出，数据流满足维度要求：S NK，k和S彡Nt; 能够降低复杂度的基于和均方误差最小原则的下行多用户MMO系统预编码方法，它 包括以下步骤： 初始化：采用现有的BD预编码的接收处理矩阵Vbd作为接收处理矩阵V的迭代初值；其中：,为第k个用户的接收处理矩阵；C为代表复数域的符号； 步骤一、根据公式：求解预编码矩阵W°p; 式中：λ为适当常数使得预编码矩阵满足发射功率限制； H为平坦衰落的MMO空间信道模型；其中：Hk为对应于第k个用户的信道矩阵，H中的各个分量服从零均值单位方差的循环 对称复高斯分布； I代表单位阵； 步骤二、根据步骤一获得的预编码矩阵W°p，利用公式：求取每个用户的接收处理矩阵^0P ; 式中：Ntl为接收天线噪声方差； 步骤三、重复步骤一至二，直至达到预设的迭代次数，并根据迭代后的预编码矩阵W°p对用户进行预编码。2. 能够降低复杂度的基于和均方误差最小原则的下行多用户MMO系统预编码方法， 其特征是：它是基于和均方误差最小原则的频率选择性衰落信道下行多用户MMO系统的 次优预编码方法： 在频率选择性衰落信道下行多用户MIMO系统中，假设子载波数目为N。，每个用户占用 所有的子载波，并且在每个子载波上发送相同数目的数据流； 则该系统看做N。个并行的平坦衰落信道下行多用户MMO系统； 每对发射和接收天线间的信道建模为L径的频率选择性衰落信道，各条径服从零均值 的循环对称复高斯分布，且L径的方差之和为I ;L为正整数； 基于该系统模型，用户k在第η个子载波收到的信号yk (η)表示为： yk (n) = Hk (n) W (η) χ (η) +Zk (η) 并满足总功率限制：η = l."Nc; Hk (η)为对应于第k个用户在第η个子载波的信道矩阵； χ ?,<，..为发送信号矢量，其中数据向量&￡0包含了对应于第k个用 户的Sk个调制符号，并设这些数据符号是独立的且经过归一化的，即满足E (XXH) = Is; Pta为平均发射总功率； 使各子载波功率满足： tr (ff (n) Wh (η)) = Ptr 从而基于和均方误差最小原则的频率选择性衰落信道下行多用户ΜΙΜΟ次优预编码表 达式为：根据该编码表达式进行编码。【专利摘要】能够降低复杂度的基于和均方误差最小原则的下行多用户MIMO系统预编码方法，涉及一种基于和均方误差最小原则的下行多用户MIMO系统预编码方法。是为了解决现有的MIMO系统预编码方法复杂度高的问题。本专利技术提出降低复杂度的基于和均方误差最小原则的下行多用户MIMO系统预编码矩阵和接收处理矩阵联合优化方法，分为基于和均方误差最小原则的平坦衰落信道下行多用户MIMO系统的次优预编码方法和基于和均方误差最小原则的频率选择性衰落信道下行多用户MIMO系统的次优预编码方法。本专利技术适用于平坦衰落信道或频率选择性衰落信道。【IPC分类】H04B7-06, H04B7-04, H04L27-01【公开号】CN104852878【申请号】CN201510296042【专利技术人】孟维晓, 高书莹, 赵震 【申请人】哈尔滨工业大学【公开日】2015年8月19日【申请日】2015年6月2日本文档来自技高网...
【技术保护点】
能够降低复杂度的基于和均方误差最小原则的下行多用户MIMO系统预编码方法，其特征是：它是基于和均方误差最小原则的平坦衰落信道下行多用户MIMO系统的次优预编码方法：所述在平坦衰落信道下行多用户MIMO系统中，基站端拥有NT根天线并为K个用户提供服务，NT为正整数；第k个用户所配备的天线数为NR,k，总的用户天线数NR=Σk=1KNR,k;]]>k＝1、2、…、K；设第k个用户同时接收Sk个独立的数据流，总共有个数据流经预编码后从基站的NT根发射天线发出，数据流满足维度要求：Sk≤NR,k和S≤NT；能够降低复杂度的基于和均方误差最小原则的下行多用户MIMO系统预编码方法，它包括以下步骤：初始化：采用现有的BD预编码的接收处理矩阵VBD作为接收处理矩阵V的迭代初值；V=diag(V1,V2,...,VK)∈CS×NR]]>其中：为第k个用户的接收处理矩阵；C为代表复数域的符号；步骤一、根据公式：Wop=(HHVHVH+λINT)-1HHVH]]>求解预编码矩阵Wop；式中：λ为适当常数使得预编码矩阵满足发射功率限制；H为平坦衰落的MIMO空间信道模型；H=[H1T,H2T,...,HKT]T∈CNR×NT]]>其中：Hk为对应于第k个用户的信道矩阵，H中的各个分量服从零均值单位方差的循环对称复高斯分布；I代表单位阵；步骤二、根据步骤一获得的预编码矩阵Wop，利用公式：Vkop=WkHHkH(HkWWHHkH+N0I)-1]]>求取每个用户的接收处理矩阵式中：N0为接收天线噪声方差；步骤三、重复步骤一至二，直至达到预设的迭代次数，并根据迭代后的预编码矩阵Wop对用户进行预编码。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孟维晓，高书莹，赵震，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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