[发明专利]MU‑MIMO预编码实现方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及其中的多输入多输出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）技术，具体涉及多用户MIMO（multiuser MIMO，MU-MIMO）系统中的预编码算法。

背景技术

MIMO作为一种可以大幅提高无线通信频谱效率的技术，在频谱资源日益稀缺的背景下受到了越来越多的关注。随着多天线技术研究的深入，MIMO技术已从点对点的单用户系统扩展到了点对多点的多用户系统。MU-MIMO系统中，基站（Base Station，BS）同时向多个用户发送信号，由于多个用户共享同一时频资源，势必会造成用户间干扰（Multi-user Interference，MUI），大大降低系统的传输效率。为了满足下一代通信系统对高速率数据通信的要求，可以有效抑制MUI的预编码技术大量出现。

在下行MU-MIMO系统中，已知最优的预编码算法是脏纸编码（Dirty Paper Coding，DPC），但是由于运算复杂度太高，很难在实际系统中使用。因此一些次优的低复杂度预编码算法被提出来，其中，块对角化（Block Diagonalization，BD）预编码算法是目前MU-MIMO中广泛使用的一种，该算法的主要思想可以概括为以下两点：

每个用户利用奇异值分解（Singular Value Decomposition，SVD）找到其他用户联合信道矩阵的零空间基，用其构成自己的预编码矩阵，以此来消除MUI，得到等效的SU-MIMO信道；对等效的SU-MIMO信道进行奇异值分解，利用SVD预编码算法优化系统系能。

因此用户的预编码矩阵W可以分为两部分：W=W^aW^b，分别对应上述两点。传统BD算法虽然可以完全消除MUI，但是需要使用两次具有较高运算复杂度的奇异值分解（SVD）来求取每个用户的预编码矩阵，增加了算法本身的复杂度，限制了算法在实际系统中的使用，因此一种低复杂度的GZI（Generalized ZF Channel Inversion）预编码算法被提出来。

下面分别对BD和GZI两种预编码方法进行简要说明。

（一）、BD预编码方法

为了便于说明和分析，假定在MU-MIMO系统中，基站端的发送天线数为N_T，第k个用户的接收天线数为N_k，总的用户数为K，K个用户总的接收天线收数为基站端的发射天线数N_T大于或等于用户接收天线的总数N_R。