[发明专利]基于奇异值分解的多用户MIMO系统上行链路传输方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及多用户MIMO系统中上行链路数据的传输，具体地说是一种基于奇异值分解的格规约辅助的多用户MIMO系统上行链路传输方法。

背景技术

为了满足未来无线通信的高传输速率，高可靠性和高系统业务容量的要求，无线传输系统的终端和基站都将需装配多个天线，从而构成多输入多输出的MIMO系统，MIMO系统提供了复用、分集等增益，极大的提高了系统的传输速率与可靠性。当前，单用户MIMO系统已经获得了大量的研究成果，其能够在不增加带宽的情况下，成倍地提升用户传输的信息速率，提高了频谱利用率。然而，对于多用户MIMO系统，因为同时存在多用户干扰以及每个用户自身天线内部的干扰，使传输方案的设计复杂了很多。

在用户的发射端，利用预处理技术可以有效的消除自身天线的干扰，在基站的接收端，使用后处理技术能够有效消除多用户干扰，所以在多用户MIMO上行链路传输系统中，预处理和后处理成为两个有效消除干扰的关键技术，大大降低了系统传输设计的复杂度。

图1展示了一种典型的具有预处理和后处理功能的多用户MIMO系统的上行链路传输架构。由图1可知，该系统由一个基站和多个用户构成。其中，基站和每个用户都装配有多根天线，构成了多用户MIMO系统。在传输过程中，每个用户的数据首先通过一个预处理模块，然后通过配置的多根天线将数据发送给基站，基站端将收到所有用户发送的信号，由于这些信号是叠加在一起的，因而基站端就要采取合适的后处理方法分离出每个用户发送的信号，从而正确地获得每个用户发送的信息。

近年来，一种基于奇异值分解的上行链路多数据流传输成为研究的热点。文献“SVD-Assisted Multiuser Transmitter and Multiuser Detector Design for MIMO Systems”给出了一种基于奇异值分解的多用户MIMO系统的传输方法，它能够有效利用预处理和后处理技术，用户根据信道信息对信道矩阵进行奇异值分解，然后对发射信号进行预处理，以完全消除自身天线的干扰。基站则对接收到的用户信号进行迫零后处理，从而完全消除多用户干扰。同时这种方法还可以支持根据子信道特征值的大小采用不同的调制方式，对于特征值较大的子信道采用高阶调制，特征值较小的子信道采用低阶调制。但是，在基站的接收端，由于受到迫零后处理矩阵的影响，会导致噪声功率增强，降低了系统的传输性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有传输方法的不足，提供了一种多用户MIMO系统基于奇异值分解的格规约辅助的上行链路传输方法，以有效消除传统迫零后处理矩阵引起的噪声功率增强的影响，提高系统的传输性能。

实现本发明的技术思路是：在多用户MIMO系统的上行链路传输中，使用基于奇异值分解的格规约辅助的迫零后处理技术，对传统迫零后处理矩阵产生的噪声功率进行消除，其具体实现步骤包括如下：

(1)将第j个用户发送给基站的信息符号表示为一个列向量：

xj=[xj1,xj2,...,xjnj]T,]]>

式中，x_ji为第j个用户发送给基站的第i个数据流，1≤i≤n_j，n_j为用户发送的数据流个数，n_j≤N_j，N_j为第j个用户配置的天线数，1≤j≤K，K为系统的用户数，[·]^T表示矩阵转置；

(2)构建第j个用户发送给基站的信息符号列向量x_j的数据流发射功率归一化的功率调整矩阵β_j：