[发明专利]一种正交频分复用系统中多用户MIMO接收方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种正交频分复用系统中多用户MIMO接收方法和装置。

背景技术

正交频分复用OFDM技术是一种在实现中极具吸引力的多载波技术。OFDM技术将高速的数据流调制为频谱交叠的多个并行低速数据流发送。由于OFDM符号周期显著增加，因此为了提高OFDM技术抗多径时延的能力，通过在OFDM符号的前端增加CP，则可以消除由多径时延引起的符号间干扰，简化接收端均衡器的负担。在向B3G／4G演进的过程中，OFDM是关键的技术之一，可以结合分集，时空编码，和信道间干扰抑制以及智能天线技术，最大限度的提高系统性能。而MIMO和OFDM两种技术的结合就可实现更高的带宽效率和更好的系统性能。

因为在OFDM系统中，小区内的各个信号之间是正交的，所以OFDM技术比CDMA技术更好地解决了小区内干扰的问题。但是作为代价，OFDM系统带来的小区之间干扰（Inter-Cell Interference，ICI）问题可能比CDMA系统更加严重。

当在使用频率复用的多小区环境中利用空时链接时，链接将遭受到同信道干扰。无线网络中同信道干扰抑制的意义就在于它使频率复用更好的实现，从而改善网络频谱效率。同信道干扰抑制已经被研究了许多年，在无线链接中以非常有限的形式应用。

在多用户MIMO系统中，多个用户同时占用相同的时频资源进行通信。多用户MIMO技术利用多天线提供的空间自由度分离用户，各个用户可以占用相同的时频资源，信号依赖发送端的信号处理算法抑制多用户之间的干扰，通过时频资源复用方式有效的提高小区平均吞吐量。在小区负载较重时，通过简单的多用户调度算法就可以获得显著的多用户分集增益，是获得高系统容量的有效手段。

在MU-MIMO的OFDM系统中，共信道干扰包括配对用户的共信道干扰和非配对用户的共信道干扰。对于存在共信道干扰的系统一般采用干扰抑制合并接收机（IRC，Interference Rejection Combining）。IRC接收机在接收端通过一组天线权重对多根天线的接收数据进行合并，权重的计算可以根据不同的性能准则得到。常用的性能准则有：MMSE、最大化输出SINR、似然函数以及最小化噪声方差。通常采用IRC进行接收合并时，需要得到待检测信号以及干扰信号的信道估计值，然后根据不同的性能准则来优化天线权重。

在MU-MIMO的OFDM系统中，采用IRC进行接收合并时，需要得到待检测信号以及干扰信号的信道估计值，然后根据不同的性能准则来优化天线权重。在同频干扰存在的情况下，较好的估计出待检测信号的响应是很困难的事情，并且要估计出所有的干扰用户的信道响应也是很困难的事情。存在估计误差的待检测信号以及干扰信号的信道估计会恶化IRC接收机的性能。

综上所述，在现有的技术中，由于同频干扰的存在导致信道估计不准确或者无法估计，而引起IRC合并接收的性能恶化。

发明内容

本发明提供了一种正交频分复用系统中多用户MIMO接收方法，该方法解决了现有技术中，由于同频干扰的存在导致信道估计不准确或者无法估计，而引起的IRC合并接收的性能恶化问题。

本发明公开了一种正交频分复用系统中多用户MIMO接收方法，该方法包括：

将接收天线接收的数据依次经过模/数转变、去除循环前缀CP操作、快速傅里叶变换，得到接收数据；

提取接收数据的导频信号，根据提取的导频信号和期望用户发射的导频信号计算权值矩阵，根据权值矩阵和接收数据计算每路期望接收数据流的天线合并后的接收数据；

将每路期望接收数据流的天线合并后的接收数据进行信道估计操作、频域均衡操作、解调解码操作，得到每个期望用户的发送数据。

在上述方法中，所述根据提取的导频信号和期望用户发射的导频信号计算权值矩阵包括：

根据提取的导频信号和该导频信号的共轭计算空间相关矩阵，根据提取的导频信号和期望用户发射的导频信号计算期望接收数据流的导向矩阵；

根据空间相关矩阵的逆矩阵和期望接收数据流的导向矩阵计算出权值矩阵。

在上述方法中，所述提取接收数据的导频信号前还包括：

根据相干带宽和相干时间将接收数据划分为基本资源块集；

所述提取接收数据的导频信号包括：

提取基本资源块集中每个基本资源块的导频信号；

所述根据提取的导频信号和该导频信号的共轭计算空间相关矩阵包括：

对于每个基本资源块，根据所述基本资源块的导频信号和导频信号的共轭计算所述基本资源块的空间相关矩阵；