[发明专利]基于泄漏的高效能多用户联合预编码方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于泄漏的高效能多用户联合预编码(EI‑SLNR)方法及装置，该方法包括：基站获取所有用户信道矩阵和先验信息；确定各用户的动态功率分配矩阵；并以此构造加权的等效信道，进而通过EI‑SLNR准则得到各个用户的预编码矩阵；对基站发送给各用户原始信号进行预编码，然后对信号相加后从基站端发射；用户利用MMSE接收机对接收信号进行接收，归一化并判决等处理，得到用户原始发送数据。本发明解决了MU‑MIMO系统中多用户公平性的问题，消除多用户干扰的同时，提高了用户之间的公平性。同时发明了一种动态功率分配的方法，进一步提高了性能。用于无线通信领域的抗干扰。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种多用户多输入多输出(简称MU-MIMO)系统下行链路中的预编码，具体涉及一种基于泄漏的高效能多用户联合预编码(EI-SLNR)方法与装置，用于无线通信领域的抗干扰。

背景技术

MU-MIMIO系统中，一个基站(BS)可以在相同的时间和频率资源上给多个终端用户发送信号，所以MU-MIMO系统可以提供很高的系统吞吐量。但由于BS同时给多个用户发送信号，会引起多用户之间的干扰(MUI)，需要在BS端对发送信号进行预编码来抑制MUI。

脏纸编码(DPC)虽然可以实现最优的性能，但是复杂度高，在实际中难以应用。ZF/BD预编码实现了次优的系统性能，由于具有较低的复杂度，因此被广泛使用。但ZF算法性能较差，BD算法要求基站发射天线数大于等于所有用户接收天线数之和，有着较高的约束条件。因此信号泄漏噪声比(SLNR)准则是MU-MIMO系统中被广泛采用的预编码方案。由于SLNR准则对天线数没有约束，因此应用的场景更加普遍。

SLNR准则首先要通过信道状态信息(CSI)来获取所有用户的信道矩阵；之后需要构造用户的干扰矩阵，利用SLNR准则来获得预编码矩阵；基站利用获得的预编码矩阵对将要发送的原始信号进行预编码，预编码后的信号通过天线发射出去；用户对信号进行接收并使用译码矩阵对信号进行译码，从而得到发送的信号。

现有技术中的SLNR准则使用等功率分配策略，限制了性能的提高。同时，基于SLNR准则的预编码也没有考虑到多用户公平性的问题，而多用户的公平性也是多用户预编码中的一个重要问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的基于SLNR准则预编码存在的多用户公平性和系统速率较低等问题，采用加权等效信道(WEC)和动态功率分配(DPA)等方法，提供一种基于泄漏的高效能多用户联合预编码(EI-SLNR)方法及装置，具有更好的系统速率和更高用户公平性。

本发明提供了一种基于泄漏的高效能多用户联合预编码方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：基站获取各个用户的下行信道矩阵H_k，其中用户k＝1,2,…,K，K为系统中的用户数，然后构造每个用户的干扰矩阵

步骤2：通过传统的信泄噪比(SLNR)准则获得先验的接收矩阵R_k；

步骤3：利用动态功率分配策略，将功率分配问题转化为几何规划(GP)并通过迭代运算的方法得到用户的功率分配矩阵；

步骤4：利用信道矩阵和先验的接收矩阵构造加权因子，然后初始化等效信道，并加权等效信道来提高多用户之间的公平性；

步骤5：通过本发明的一种基于泄漏的高效能联合预编码(EI-SLNR)方法来获得基站端的预编码，利用得到的预编码对各个用户的发送信号进行独立处理，然后对所有处理后的信号进行相加，最后通过基站天线发射出去；

步骤6：用户对从基站接收到的信号通过MMSE接收机进行相关处理，得到原始的发送数据；

步骤7：重复以上步骤，分别遍历所有的用户。