A precoding method including direct link in multi-user bidirectional MIMO relay system belongs to the field of wireless relay communication technology. According to the two-way relay communication system in half-duplex mode, a precoding design scheme based on complete channel including direct link between source and multi-user is proposed. The relay precoding matrix is optimized by QR decomposition; the optimization of user precoding matrix is based on MSMSE, and the optimization objective equation is established, and the optimization problem is transformed into a QCQP problem. Optimized processing; the optimization of the receiver filter matrix at the client side solves the optimization expression directly by the partial derivative method at the source side and the user side respectively. Finally, the user precoding matrix and the receiver filter matrix are iterated to convergence to obtain the optimal precoding matrix. Considering the contribution of direct link to the system, this method can effectively improve the performance of the system.
【技术实现步骤摘要】
多用户双向MIMO中继系统下包含直传链路的预编码方法
本专利技术属于无线中继通信
,具体涉及一种多用户双向MIMO中继系统下包含直传链路的预编码方法。
技术介绍
由于多输入多输出(MIMO)系统潜在的高速率、大容量而受到广泛关注,成为未来移动通信的系统的关键技术。在欧盟启动“5GNOW”课题计划以来,世界各国都加大了5G通信技术的研究力度。我国也将5G通信技术的研究工作加入到了“863”计划当中,其中的关键技术就是MIMO技术。MIMO技术是一种不需要增加无线频率带宽,但是又能提供类似于增加带宽一样带来同样增益效果的通信技术方法,而中继通信技术能提高频谱利用效率。MIMO技术与中继通信技术的结合是近代无线通信发展的趋势,它能充分发挥MIMO技术提供的空间复用增益与中继通信提供的分集增益。在未来移动网络中,基站和用户均采用多天线的收发信号,在双方均已知信道状态信息时,预编码不仅可以消除多天线、多用户间的干扰,同时可以减少移动台处理的复杂度,因此,学术界专注于研究多用户MIMO中继系统的预编码问题。目前已发表的关于点对多点的MIMO中继通信的文献大多都忽略了信源到所有用户的直接链路,然而在实际系统中,不管是上行链路还是下行链路,直接链路往往是存在的,其贡献也是不可忽略不计的。文献SunQ,LiL.WeightedSumRateMaximizationforDownlinkMultiuserRelayNetworkwithDirectLink[J].WirelessPersonalCommunications,2014,75(1):369-384.研究了单 ...
【技术保护点】
1.多用户双向MIMO中继系统下包含直传链路的预编码方法,其特征在于,包括:步骤一:分别计算第一时隙内发射端和接收端在直传链路下接收的信号以及中继接收到的信号;步骤二:分别计算第二时隙内信源和第k个接收端用户通过中继转发接收到的信号;步骤三:分别计算信源和第k个用户在两个时隙内接收的总信号;步骤四:分别计算信源和第k个用户处的信号波形均方误差表达式,并以系统和均方误差最小化为目标,构建直传链路下MIMO中继系统的收发预编码方法的优化问题表示式;步骤五:对中继转发矩阵F采用QR分解的方法进行优化;步骤六:固定给定中继转发矩阵F和第k个用户预编码B2,k直接通过对MSE1和MSE2,k分别求偏导方法求解信源接收滤波矩阵W1和第k个用户接收滤波矩阵W2,k;步骤七:固定中继转发矩阵F、信源接收滤波矩阵W1和第k个用户接收滤波矩阵W2,k,通过平方约束二次规划问题优化第k个用户预编码B2,k;步骤八:联合第k个用户预编码B2,k、信源接收滤波矩阵W1和第k个用户接收滤波矩阵W2,k,设最大迭代次数为Imax,迭代终止门限为ε,迭代次数为n,则第k个用户预编码矩阵B2,k进行迭代至收敛,得到优化 ...
【技术特征摘要】
1.多用户双向MIMO中继系统下包含直传链路的预编码方法,其特征在于,包括:步骤一:分别计算第一时隙内发射端和接收端在直传链路下接收的信号以及中继接收到的信号;步骤二:分别计算第二时隙内信源和第k个接收端用户通过中继转发接收到的信号;步骤三:分别计算信源和第k个用户在两个时隙内接收的总信号;步骤四:分别计算信源和第k个用户处的信号波形均方误差表达式,并以系统和均方误差最小化为目标,构建直传链路下MIMO中继系统的收发预编码方法的优化问题表示式;步骤五:对中继转发矩阵F采用QR分解的方法进行优化;步骤六:固定给定中继转发矩阵F和第k个用户预编码B2,k直接通过对MSE1和MSE2,k分别求偏导方法求解信源接收滤波矩阵W1和第k个用户接收滤波矩阵W2,k;步骤七:固定中继转发矩阵F、信源接收滤波矩阵W1和第k个用户接收滤波矩阵W2,k,通过平方约束二次规划问题优化第k个用户预编码B2,k;步骤八:联合第k个用户预编码B2,k、信源接收滤波矩阵W1和第k个用户接收滤波矩阵W2,k,设最大迭代次数为Imax,迭代终止门限为ε,迭代次数为n,则第k个用户预编码矩阵B2,k进行迭代至收敛,得到优化后的预编码矩阵;判断条件或者n>Imax是否满足,满足则结束迭代;否则,跳转到步骤6,继续迭代直到满足收敛条件。2.根据权利要求1所述的多用户双向MIMO中继系统下包含直传链路的预编码方法,其特征在于:所述步骤所述步骤一中发射端在直传链路下接收的信号向量为接收端在直传链路下接收的信号向量为中继接收到的信号为其中为第k个用户到信源节点之间的MIMO信道矩阵,为第k个用户的预编码矩阵,为第k个用户的信号向量,为信源节点到第k个用户之间的MIMO信道矩阵,为第k个用户到中继节点之间的MIMO信道...
【专利技术属性】
技术研发人员:禹永植,侯培迟,郭立民,彭立群,
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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