[发明专利]一种连续优化匹配泄漏加权的信漏噪比预编码方法

说明书

一种连续优化匹配泄漏加权的信漏噪比预编码方法，其实现步骤是：得到每个用户的信道矩阵，利用信漏噪比预编码方法得到每个用户的初始预编码向量，再利用奇异值分解得到的每个用户的有效信道矩阵，连续优化每个用户的干扰泄漏矩阵，得到每个用户的有效干扰泄漏矩阵，对每个用户的有效干扰泄漏矩阵进行匹配加权，得到每个用户优化后的预编码向量，最后将每个用户的信道矩阵与预编码向量相乘得到的矩阵共轭转置，作为每个用户的接收译码矩阵。本发明用于多用户系统中消除用户间干扰，增强较差信道增益用户的性能，提升用户接收信号的质量与系统的稳定性。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线通信预编码技术领域中的一种连续优化匹配泄漏加权的信漏噪比预编码方法。本发明可用于多用户多输入多输出通信系统中消除用户间干扰，提升用户接收信号的质量与系统的稳定性。

背景技术

多用户多输入多输出MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output)系统中利用空分多址在相同时间、频率资源上传送多个用户的信息，对产生的多用户干扰通常采用发送端预编码技术来消除。预编码技术可以分为非线性预编码和线性预编码技术。非线性预编码虽然可以达到理想的信道容量，但复杂度过高难以在实际中应用。线性预编码如块对角化BD(Block diagonalization)预编码实现了次优的系统性能，具有较低的复杂度，但并没有考虑噪声的干扰，且对收发天线数量有着严格约束。与块对角化BD预编码方案相比，信漏噪比预编码方法在发射天线数量方面放宽了对系统配置的约束，而且在设计预编码时，考虑了噪声的影响，性能优于块对角化BD预编码方法。

Sun C等人在其发表的论文“Linear Transmitter Precoding Design withMatching Weighted SLNR for Multiuser MIMO Downlink Systems”(IeiceTransactions on Communications,2012,E95.B(12):3915-3917)中提出了一种匹配泄漏加权信漏噪比预编码方法来消除用户间干扰。该方法虽然利用不同用户的信道增益与预编码向量对用户泄漏信道进行加权，对较差信道增益匹配较大的加权因子，考虑了用户之间的公平性，但是，该方法仍然存在的不足之处是，对用户泄漏信道进行加权时，包括了对未传输数据的用户泄漏信道进行加权，系统冗余较大，未能有效利用传输信道的子空间，导致每个用户的信漏噪比相对减小，误码性能较差。

北京邮电大学在其申请的专利文献“一种多用户MIMO系统的子信道选择和发送预编码方法”(申请号：CN201110078253.7，申请公开号：CN102158270A)中公开了一种多用户多输入多输出MU-MIMO系统中基于子信道选择的信漏噪比预编码方法。该方法对各用户信道做奇异值分解，得到系统各用户的子信道选择矩阵，并与信道矩阵相乘，获得系统各用户的等效信道信息，根据最大化各用户信漏噪比准则，获取系统各用户的预编码矩阵。该方法虽然利用奇异值分解选取的子信道选择矩阵是具有最大信干噪比的子信道，但是不同用户子信道增益差异较大，不能保障较差信道增益用户的系统性能，误码性能较差。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种连续优化匹配泄漏加权的信漏噪比预编码方法，消除多用户通信系统中用户间干扰，改善较差信道增益用户的性能，提升用户接收信号的质量与系统的稳定性。

实现本发明目的的具体思路是，使用每个用户的有效信道矩阵来优化每个用户的干扰泄漏矩阵，从而充分利用每个用户的有效信道子空间，然后对每个用户的有效干扰泄漏矩阵进行匹配加权，进而改善较差信道增益用户的性能，消除了多用户间干扰，同时也降低了多用户多输入多输出系统中的误码率。

本发明的具体步骤包括如下：

(1)提取每个用户的信道矩阵：

基站利用信道的互易性，从上行链路的导频训练序列中提取每个用户的信道矩阵；