[发明专利]用于在多小区多用户多天线系统中基于ICA的解码方法

权利要求书

1.用于在多小区多用户多天线系统中基于ICA的解码方法，设定系统模型为：

其中，该系统共有L个用户，基站侧天线数为M；再设定每个用户发送长为T的信息序列，其中每个元素均匀地取自某一QAM星座，且序列前端均包含长为τ的导频序列；L个用户的发送信号记为L×T的矩阵X＝[Φ S]，其中X的前τ列是导频序列矩阵Φ，它的第i行表示第i个用户所发送的导频序列，后(T-τ)列为用户的信息矩阵S，它的第i行表示第i个用户所发送的信息；基站的接收信号可表示成M×T的接收信号矩阵Y；H是一个维度为M×L的信道矩阵；ρ为信噪比，为对角矩阵，β_l表示第l个用户到基站的路径损耗和阴影衰落增益系数，N表示随机噪声矩阵，1≤l≤L，令G＝HB；

其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1.设计导频序列，具体是：

根据该系统的用户数L，得到一个整数τ，要求τ满足条件4^τ-2<L≤4^τ-1；构造一个L×τ的导频序列矩阵Φ，要求Φ的第一列的每个元素都是1，其它元素取自于4-QAM，且保证Φ的任意两个行向量都不相同；

步骤2.由Y估计出X，具体如下：

2-1.基站接收到信号矩阵为Y＝[y₁ y₂ … y_T]，y_i是第i个列向量，1≤i≤T；计算Y的样本均值为可得协方差矩阵E(yy^H|G)的样本估计：

其中，上标H表示矩阵的共轭转置；

2-2.对Σ进行特征值分解使得其中是一个M×M的对角矩阵，且对角线上的元素按降序排列，有是一个M×M的酉矩阵；

令把分解成其中是的前L列，是剩下的M-L列；由这些分解，有0表示零矩阵；利用PCA得到：

其中，I_L为L阶的单位矩阵，V^H为L×L的酉矩阵；

2-3.在(2)式中V^H和X未知，对(2)式运用复数的ICA算法，经迭代得到一个权重矩阵，记为L×L的酉矩阵W^H；令由此得到

令其中和分别是L×τ和L×(T-τ)的矩阵；将每一行的第1个元素的幅度量化为1，然后记第l行第1个元素为再将第l行的每一个元素都乘上每一行都执行此操作，操作完成后得到的矩阵记为然后对除第1列外其它元素，根据与4-QAM和所采用的星座QAM距离最短的原则，分别进行判决得到的矩阵记为取Φ的第1行，与的每一行做内积运算，内积最大那一行所在的行作为X第1行的解；再取Φ的第2行，与的每一行做内积运算，内积最大那一行所在的行作为X第2行的解，由此类推，最终得到X每一行的解。