[发明专利]MIMO干扰信道中无反馈的干扰消除方法

摘要

本发明公开了MIMO干扰信道中无反馈的干扰消除方法，适用于三个发送端和三个接收端的干扰信道，且每个发送端配置4根天线每个接收端配置2根天线。为每个发送端设计了具有Alamouti结构的空时码字，然后将码字进行线性组合并且引入了零矩阵。零矩阵的引入消除了第3个接收端的多用户干扰；然后，通过对接收信号进行线性操作，减少了前两个接收端的相互干扰的码字的数量；最后，利用Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性，消除了多用户干扰。

主权项

MIMO干扰信道中无反馈的干扰消除方法，适用于三个发送端和三个接收端的干扰信道，且每个发送端配置4根天线每个接收端配置2根天线，其特征在于，包括如下步骤：A，发送端1对其调制信号c1、c2、c3、c4、s1、s2、s3和s4进行空时编码，得到2×2的码字A1和B1，发送端2对其调制信号c5、c6、c7、c8、s5、s6、s7和s8进行空时编码，得到2×2的码字A2和B2，发送端3对其调制信号c9、c10、c11、c12、s9、s10、s11和s12进行空时编码，得到2×2的码字A3和B3，然后三个发送端分别将码字组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字并且发送出去，具体过程如下：A1，发送端1对其调制信号c1、c2、c3、c4、s1、s2、s3和s4进行空时编码，得到2×2的码字A1和B1，其中，a1＝c1+ejθc2，a2＝c3+ejθc4，b1＝s1+ejθs2，b2＝s3+ejθs4，θ的取值使得a1、a2、b1和b2非零，(·)*表示共轭；A2，发送端2对其调制信号c5、c6、c7、c8、s5、s6、s7和s8进行空时编码，得到2×2的码字A2和B2，其中，a3＝c5+ejθc6，a4＝c7+ejθc8，b3＝s5+ejθs6，b4＝s7+ejθs8，θ的取值使得a3、a4、b3和b4非零，(·)*表示共轭；A3，发送端3对其调制信号c9、c10、c11、c12、s9、s10、s11和s12进行空时编码，得到2×2的码字A3和B3，其中，a5＝c9+ejθc10，a6＝c11+ejθc12，b5＝s9+ejθs10，b6＝s11+ejθs12，θ的取值使得a5、a6、b5和b6非零，(·)*表示共轭；A4，发送端1将码字A1和B1进行组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字S，其中，02×2表示2×2的零矩阵；A5，发送端2将码字A2和B2进行组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字U，其中，02×2表示2×2的零矩阵；A6，发送端3将码字A3和B3进行组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字V，其中，02×2表示2×2的零矩阵；A7，在相同的时间内，发送端1发送S，发送端2发送U，发送端3发送V；B，接收端1根据发送端1到接收端1的信道矩阵H11和发送端2到接收端1的信道矩阵H12计算对应的等效信道矩阵G1和对应的等效信道矩阵G2，具体过程如下：B1，接收端1根据信道矩阵计算得到Z11、Z21、Z31和Z41，Z11＝2(H1,11+H2,11)、Z21＝2(H1,12+H2,12)、Z31＝2(H1,11‑H2,11)和Z41＝2(H1,12‑H2,12)，H1,11是H11的前两列组成的矩阵，H1,12是H12的前两列组成的矩阵，H2,11是H11的后两列组成的矩阵，H2,12是H12的后两列组成的矩阵；B2，令且接收端1根据Z11和Z21得到G11、G21、G31和G41，(·)*表示共轭；B3，令且接收端1根据Z31和Z41得到G51、G61、G71和G81，(·)*表示共轭；B4，接收端1根据G11、G21、G31、G41、G51、G61、G71和G81计算得到对应的等效信道矩阵G1和对应的等效信道矩阵G2，(·)H表示共轭转置，||·||表示范数；C，接收端2根据发送端1到接收端2的信道矩阵H21和发送端2到接收端2的信道矩阵H22计算对应的等效信道矩阵G3和对应的等效信道矩阵G4，具体过程如下：C1，接收端2根据信道矩阵计算得到Z12、Z22、Z32和Z42，Z12＝2(H1,21+H2,21)、Z22＝2(H1,22+H2,22)、Z32＝2(H1,21‑H2,21)和Z42＝2(H1,22‑H2,22)，H1,21是H21的前两列组成的矩阵，H1,22是H22的前两列组成的矩阵，H2,21是H21的后两列组成的矩阵，H2,22是H22的后两列组成的矩阵；C2，令且接收端2根据Z12和Z22得到G12、G22、G32和G42，(·)*表示共轭；C3，令且接收端2根据Z32和Z42得到G52、G62、G72和G82，(·)*表示共轭；C4，接收端2根据G12、G22、G32、G42、G52、G62、G72和G82计算得到对应的等效信道矩阵G3和对应的等效信道矩阵G4，(·)H表示共轭转置，||·||表示范数；D，接收端3根据发送端3到接收端3的信道矩阵H33计算对应的等效信道矩阵G5和对应的等效信道矩阵G6，具体过程如下：D1，接收端3令Z13＝H1,33且Z23＝H2,33，其中，H1,33是H33的前两列组成的矩阵，H2,33是H33的后两列组成的矩阵；D2，令且接收端3根据Z13和Z23得到G13、G23、G33和G43，(·)*表示共轭；D3，接收端3根据G13、G23、G33和G43计算得到对应的等效信道矩阵G5和对应的等效信道矩阵G6，(·)H表示共轭转置，||·||表示范数；E，接收端1处理其接收信号Y1，得到接收信号的等效表达形式y1和y2，具体过程如下：E1，接收端1用Y11表示Y1的前两列组成的矩阵，用Y21表示Y1的第三列和第四列组成的矩阵，令Y1′＝Y11+Y21且Y2′＝Y11‑Y21；E2，接收端1根据Y1′和Y2′得到向量y11、y21、y12和y22，表示Y1′的第i1行第m1列的元素，表示Y2′的第i2行第m2列的元素，i1＝1,2，m1＝1,2，i2＝1,2，m2＝1,2，(·)*表示共轭；E3，接收端1用G21和G41处理y11和y21，得到(·)H表示共轭转置，||·||表示范数；E4，接收端1用G61和G81处理y12和y22，得到(·)H表示共轭转置，||·||表示范数；F，接收端2处理其接收信号Y2，得到接收信号的等效表达形式y3和y4，具体过程如下：F1，接收端2用Y12表示Y2的前两列组成的矩阵，用Y22表示Y2的第三列和第四列组成的矩阵，令Y3′＝Y12+Y22且Y4′＝Y12‑Y22；F2，接收端2根据Y3′和Y4′得到向量y13、y23、y14和y24，表示Y3′的第i3行第m3列的元素，表示Y4′的第i4行第m4列的元素，i3＝1,2，m3＝1,2，i4＝1,2，m4＝1,2，(·)*表示共轭；F3，接收端2用G12和G32处理y13和y23，得到(·)H表示共轭转置，||·||表示范数；F4，接收端2用G52和G72处理y14和y24，得到(·)H表示共轭转置，||·||表示范数；G，接收端3处理其接收信号Y3，得到接收信号的等效表达形式y5和y6，具体过程如下：G1，接收端3用Y33表示Y3的最后两列组成的矩阵，接收端3根据Y33得到向量y15和y25，表示Y33的第i5行第m5列的元素，i5＝1,2，m5＝1,2，(·)*表示共轭；G2，接收端3用G23和G43处理y15和y25，得到(·)H表示共轭转置，||·||表示范数；G3，接收端3用G13和G33处理y15和y25，得到(·)H表示共轭转置，||·||表示范数；H，3个接收端分别译码，具体过程如下：H1，接收端1以作为等效发送信号，以G1作为等效信道矩阵，以y1作为等效接收信号，译码c1、c2、c3和c4；H2，接收端1以作为等效发送信号，以G2作为等效信道矩阵，以y2作为等效接收信号，译码s1、s2、s3和s4；H3，接收端2以作为等效发送信号，以G3作为等效信道矩阵，以y3作为等效接收信号，译码c5、c6、c7和c8；H4，接收端2以作为等效发送信号，以G4作为等效信道矩阵，以y4作为等效接收信号，译码s5、s6、s7和s8；H5，接收端3以作为等效发送信号，以G5作为等效信道矩阵，以y5作为等效接收信号，译码c9、c10、c11和c12；H6，接收端3以作为等效发送信号，以G6作为等效信道矩阵，以y6作为等效接收信号，译码s9、s10、s11和s12。