[发明专利]联合功率分配、预编码与解码方法及其基站

说明书

本发明提供一种联合功率分配、预编码与解码方法及其基站，适用于多输入多输出‑非正交多重接入(MIMO‑NOMA)系统。本发明的方法包括下列步骤：(1)将各个群组所对应的预编码器分解为第一预编码器乘上第二预编码器；(2)取得各个群组中所有用户装置的解码信号的均方误差(mean‑squared error，MSE)函数；(3)在最小化一群组中的所有MSE函数的最大值的情况下计算各个群组的功率分配因子；以及(4)根据所计算出的功率分配因子，在总传输功率限制的情况下通过最小化所有群组中所有用户装置的解码信号的MSE函数总和来取得各个群组的第二预编码器与解码器。

技术领域

本发明涉及一种适用于下行链路多输入多输出-非正交多重接入(multipleinput multiple output non-orthogonal multiple access，MIMO-NOMA)系统中的联合功率分配、预编码与解码方法及使用所述方法的基站。

背景技术

随着科技的发展，由于NOMA系统在容量方面的显著改善，其已成为下一代通信系统发展的前景技术。

在NOMA系统当中，用户多工可以在传输端的功率域中进行，而后在接收端使用连续性干扰消除(successive interference cancellation，SIC)技术将多用户信号分离开来。因此，基站将会为具有较差信道条件的用户信号配置较多的传输功率，而为具有较佳信道条件的用户信号配置较少的传输功率，来促进对于两个用户的成功解码。

另一方面，由于MIMO技术可通过利用空间多工(spatial multiplexing)和分集增益(diversity gains)的优点来显著地提高系统性能，因此目前已有将MIMO与NOMA相结合的技术(即MIMO-NOMA系统)，以更进一步的提高系统性能。

虽然已知MIMO-NOMA系统可增进系统性能，但目前的技术是直接将MIMO-NOMA系统的传输信道分解为多个并行的单输入单输出(SISO)NOMA传输信道，并未将MIMO技术的空间多工和分集增益纳入考虑。

因此，如何在MIMO-NOMA系统中确实利用空间多工和分集增益的优点来提供较佳的系统性能，实为本领域技术人员所关心的议题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种联合功率分配、预编码与解码方法，此方法是在多输入多输出-非正交多重接入(MIMO-NOMA)系统当中考虑系统的均方误差(mean-squarederror，MSE)性能来提出对于功率分配、预编码器与解码器的设计。

本发明提供一种联合功率分配、预编码与解码方法，适用于一MIMO-NOMA系统中传送讯息给2K个用户装置的基站，其中该2K个用户装置被区分成K个群组且每一群组包含两个用户装置，而该两个用户装置中的一个为强用户，另一个为弱用户。此方法包括下列步骤：(1)将各个群组所对应的预编码器分解为第一预编码器乘上第二预编码器，其中第一预编码器以区块对角化预编码技术产生；(2)取得各个群组中关联于强用户通过第一解码器解码第一信号的第一MSE函数和通过第二解码器解码第二信号的第二MSE函数，以及关联于弱用户通过第三解码器解码第二信号的第三MSE函数；(3)在给定第二预编码器的情况下，针对各个群组在最小化第一MSE函数、第二MSE函数及第三MSE函数中的最大值的条件下计算对应于各个群组的功率分配因子α_k，其中以及(4)根据这些功率分配因子，在总传输功率限制的情况下通过最小化K个群组的所有第一MSE函数与所有第三MSE函数的总和来取得各个群组所对应的第二预编码器、第一解码器及第三解码器。

在本发明的一实施例中，上述步骤(4)之后还包括根据新取得的第二预编码器重复步骤(3)和(4)，直到K个群组的所有第一MSE函数与所有第三MSE函数的总和收敛，以求得功率分配因子、第二预编码器、第一解码器、第二解码器及第三解码器的最佳解。