[发明专利]协作多点多用户MIMO系统的预编码方法及矩阵生成装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线移动通信技术领域，特别涉及一种协作多点用户MIMO系统的预编码方法及矩阵生成方法。 

背景技术

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术是无线移动通信领域技术的重大突破。MIMO技术是指数据的发送和接收都采用了多根天线。研究表明，利用MIMO技术可以提高无线通信系统的容量。随着多天线技术研究的深入，MIMO技术已从点对点的单用户MIMO技术扩展到了点对多点的多用户MIMO系统(Multiple User MIMO，MU-MIMO)。MU-MIMO技术中，多天线分集增益可以有效降低系统误码率，多天线复用增益使多用户系统容量区域扩大。MU-MIMO通常采用发送端预编码技术，利用空分多址(Spatial Division Multiple Access，SDMA)技术在相同时间、频率资源上传送多个用户的信息。 

为了满足LTE-A系统在频点带宽峰值速率平均吞吐率等方面的需求，3GPP在LTE-A系统中提出了协作多点(CoMP)技术。其中CoMP技术又可分为Coordinated beamforming(CB)和Joint processing(JP)技术。JP技术通过协同小区的联合预编码，能有效地提升系统的性能。然而，对于CoMP MU-MIMO，由于各小区基站同时向多个用户端发送数据，多个用户共享同一时频资源，系统中必然存在用户间干扰，包括小区间干扰和小区内干扰。因此用户间干扰和噪声一样，大大地影响了系统的性能。 

破零信道逆(Zero forcing channel inversion，ZF-CI)技术被提出 消除多用户间干扰，但是其却未考虑噪声的影响，而且其只适用于接收端各用户为1根天线。最小均方误差信道逆(Minimum mean-squared error channel inversion，MMSE-CI)考虑了噪声和多用户间干扰对系统性能的影响，但和ZF-CI一样，只适合于接收端各用户有一根接收天线。信道块对角化(Block Diagonolization，BD)预编码技术，被提出完全消除用户间的干扰，而且接收端各用户可以有多于1根的天线。但是BD技术必须满足于发送端的天线数大于等于所有用户的接收天线数之和，因而BD技术并不适合于接收端各用户有任意根接收天线的情况。而且，BD技术只是消除了用户间的干扰，并未考虑噪声对系统性能的影响，因而在信噪比降低时，其性能比较差。 

发明内容

(一)要解决的技术问题 

本发明的目的在于如何使CoMP MU-MIMO系统的各用户有任意根接收天线，并减小用户间干扰和噪声对系统的影响，改善系统性能，尤其是在噪声较大时使改善更加明显。 

(二)技术方案 

为了解决上述技术问题，本发明提供一种协作多点多用户MIMO系统的预编码方法，包括以下步骤： 

S1：中央控制站从各小区基站n(n＝1，…，T)获得基站发射功率P_n(n＝1，…，T)、基站n与用户i间的信道信息H_n，i以及信噪比SNR_n，i(i＝1，…，K)，其中T为合作小区的个数，K为系统中的用户数；进而得到各用户的信道信息H_i以及噪声功率 

S2：中央控制站依据各用户的信道信息H_i获得各用户的补信道 并对 实施信道扩展获得矩阵 其中I为 的单位矩阵，M_k表示用户k的接收天线数； 

S3：中央控制站对矩阵 实施LQ分解，获得酉矩阵Q_i； 

S4：中央控制站将Q_i的子矩阵 共轭转置与H_i相乘，获得各用户 的等效信道 

S5：中央控制站对等效信道 实施SVD分解，获得各用户的预编码矩阵W_i(i＝1，…，K)； 

S6：中央控制站根据各用户的预编码矩阵W_i(i＝1，…，K)得到各基站的预编码矩阵 (n＝1，…，T)并发送给相应小区基站，进而实施预编码。 

优选地，所述步骤S1进一步包括步骤： 

S11：小区基站通过反馈或信道互惠性获得信道信息H_n，i，SNR_n，i(i＝1，…，K)；