[发明专利]一种联合均衡联合预编码设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及中继MIMO系统中基于最小均方误差的预编码设计方法。

背景技术

随着移动通信系统以及Internet的迅猛发展，未来移动通信系统的设计目标不仅要求通信速率的提高，还要求实现更大的系统容量和更好的通信质量，而且要能在全球范围内更好地实现无缝漫游及为用户提供包括语音、数据和图像等的多媒体业务。如何实现这个目标已成为世界通信和信息科学学术界研究的热点。为了在有限的频谱资源上提高传输速率，MIMO技术已成为一种重要的物理层传输技术。发射端在获得信道状态信息的情况下，MIMO系统利用信道状态信息对发送信号进行预处理，能够提高系统的性能。预编码技术即为在发送端进行预处理的技术，MIMO系统的预编码技术主要是为了抵抗信道衰落造成的干扰，提高频带利用率，减少多用户的干扰以及适应信道传输等。

未来移动通信系统除了要求更高的传输速率外，还要求大范围网络覆盖等，近年来无线通信研究中出现了中继协作通信技术，将中继系统和MIMO系统相结合，可以充分发挥两者的优势，因此成为了一个重要的研究方向。中继系统分为再生中继和非再生中继，非再生中继实现起来较简单，得到更广泛的研究。

对于MIMO中继系统中的预编码设计问题，在已有的研究中，主要是基于三节点的中继模型，即一个源节点、一个中继节点和一个目的节点的情况，进行预编码设计，有的仅在中继节点进行预编码设计，有的将中继节点和目的节点联合考虑进行预编码的设计。对于多个源目的节点共享中继的情况下，预编码如何设计的问题还有待深入研究。本发明针对两个源节点与两个目的节点进行通信，共享一个中继节点的典型情况进行研究，联合中继节点和目的节点进行预编码设计，并在目的节点进行联合均衡，即各目的节点使用相同的均衡矩阵进行信号恢复，均衡后各目的节点只须按自己的节点号选取相应的数据即为需接收的恢复信号。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对以上问题，提出了一种联合均衡联合预编码设计方法。

技术方案：一种联合均衡联合预编码设计方法，包括如下步骤：

根据信号传输过程，定义目标函数：最小均方误差和相应的预编码矩阵、均衡矩阵；

利用迭代算法计算预编码矩阵和均衡矩阵；

中继节点采用所述预编码矩阵进行预处理，各目的节点利用相同的所述均衡矩阵恢复原始发送信号，并提取本节点需要接收的信号。

其中，所述利用迭代算法计算预编码矩阵和均衡矩阵的步骤是：

A、初始化预编码矩阵；根据中继节点的天线数目把预编码矩阵初始化为一个相应维数的单位矩阵；

B、根据拉格朗日乘子法求导得到的均衡矩阵解析式计算目的节点的均衡矩阵；均衡矩阵